[發明專利]肌肉超聲彈性成像的優化方法及系統

有效

• 申請號: 202011374220.2
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112674791B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 周永進;陳增桐
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 朱陽波;王永文

本發明公開了一種肌肉超聲彈性成像的優化方法及系統，方法包括：獲取肌肉彈性超聲視頻中的彈性成像數據與肌肉超聲數據，并根據彈性成像數據與肌肉超聲數據，確定肌肉硬度特征和肌肉纖維長度特征；根據肌肉硬度特征和肌肉纖維長度特征，確定肌肉硬度特征與肌肉纖維長度特征的關系曲線，并生成擬合優度地形圖；根據擬合優度地形圖，通過對擬合優度地形圖進行二值化處理，得到彈性成像數據中的感興趣區域；根據感興趣區域與肌肉硬度特征對應的肌肉硬度圖，對肌肉硬度特征進行篩選與優化。本發明可以充分應用超聲彈性成像的肌肉的生理特性，自動對肌肉超聲彈性成像進行感興趣區域的選擇，從而消除肌肉超聲彈性成像中的噪聲干擾。

技術領域

本發明涉及肌肉圖像處理技術領域，尤其涉及肌肉超聲彈性成像的優化方法及系統。

背景技術

超聲彈性成像(ultrasound?elastography，USE)已被廣泛用于量化各種生物醫學工程領域中的組織硬度。例如，它在肌肉骨骼評估和研究中越來越受歡迎。但是，很少有醫生意識到，并不是所有的肌肉超聲彈性成像結果都是可靠的。超聲彈性成像的肌肉硬度輸出可能會受到探頭或肌肉的運動、檢測深度、組織不均勻性和其他因素的意外影響，導致噪聲的引入和硬度的空間分布不均勻性。這一問題要求醫生對肌肉硬度進行量化前，需要對超聲彈性成像選擇感興趣區域(ROI)，以排除噪聲干擾。而對超聲彈性成像進行ROI手動選擇是一項十分依賴經驗，主觀性強的工作，可能不必要地引入主觀差異并破壞可重復性，影響組織彈性的準確量化。

目前，大多數主流機器針對超聲彈性成像的空間分布不均勻性，采用計算硬度輸出的平均值或中間值來減輕這種空間差異，但是這種方法過于簡單以至于無法應用彈性成像的時空信息，導致肌肉硬度量化結果易受噪聲的干擾，從而偏離真實值。

因此，現有技術還有待改進和提高。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種肌肉超聲彈性成像的優化方法及系統，旨在解決現有技術在處理超聲彈性成像的空間分布不均勻性是，并未應用彈性成像的時空信息，導致肌肉硬度量化結果易受噪聲的干擾，從而偏離真實值的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

第一方面，本發明提供一種肌肉超聲彈性成像的優化方法，其中，所述方法包括：

獲取肌肉彈性超聲視頻中的肌肉超聲數據與彈性成像數據，并根據所述肌肉超聲數據與所述彈性成像數據，確定肌肉纖維長度特征與肌肉硬度特征；

根據所述肌肉硬度特征和肌肉纖維長度特征，確定所述肌肉硬度特征與所述肌肉纖維長度特征的關系曲線，并生成擬合優度地形圖；

根據所述擬合優度地形圖，通過對所述擬合優度地形圖進行二值化處理，得到所述彈性成像數據中的感興趣區域；

根據所述感興趣區域與所述肌肉硬度特征對應的肌肉硬度圖，對肌肉硬度特征進行篩選與優化。

在一種實現方式中，所述獲取肌肉彈性超聲視頻中的肌肉超聲數據與彈性成像數據，并根據所述肌肉超聲數據與所述彈性成像數據，確定肌肉纖維長度特征與肌肉硬度特征，包括：

獲取肌肉彈性超聲視頻，并從所述肌肉彈性超聲視頻中提取所述彈性成像數據與所述肌肉超聲數據，所述彈性成像數據為彩色編碼后的肌肉硬度特征，所述肌肉超聲數據為淺筋膜、肌纖維、和深筋膜的肌肉特征；

根據所述肌肉超聲數據，計算出所述肌肉纖維長度特征；

根據所述彈性成像數據，導出肌肉硬度圖，并獲取所述肌肉硬度圖中的肌肉硬度特征。

在一種實現方式中，所述根據所述肌肉超聲數據，計算出所述肌肉纖維長度特征，包括：

對肌肉超聲數據通過對Radon變換矩陣進行沿距離方向的求導，得到梯度矩陣；