[發明專利]基于多模態成像的身體機能多參數量化方法和裝置

在審

• 申請號: 202110034796.2
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112869768A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 孫明健;劉旸;雷志剛;馬立勇;秦澤政;高源遠;劉涵
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00;A61B5/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張睿

本發明提供一種基于多模態成像的身體機能多參數量化方法和裝置，包括：從多模態成像中提取超聲成像，對所述超聲成像采用預設分割算法，獲取結構形態信息參數；從所述多模態成像中提取光聲成像，對所述光聲成像采用預設蒙特卡羅仿真迭代算法，獲取生理信息參數；從所述多模態成像中提取剪切波，對所述剪切波進行組織位移估計、方向性濾波器和波速估計，獲取彈性硬度信息參數。本發明提供的方法和裝置，實現了從多模態成像的超聲信號、光聲信號和彈性信號中提取各類身體機能參數數值，為病灶提供全面完整的診斷依據。

技術領域

本發明涉及多模態成像技術領域，尤其涉及一種基于多模態成像的身體機能多參數量化方法和裝置。

背景技術

目前的生物醫學單一成像模態獲取的信息存在一定的局限性，無法完整反映生物體的全面特性。如何更全面、更準確的獲取生物體內部的各項信息是影像學發展的重要問題。結合超聲、光聲、彈性成像技術的多模態成像方法及結構形態信息、生理功能信息、彈性硬度信息等參數信息的量化方法為解決這一重要問題的提供有效途徑。

超聲成像具有安全無輻射、實時快速、操作簡便以及經濟便攜等優點。光聲成像具有光學高對比度和超聲大穿透深度與高分辨率優勢，同時可以獲取組織吸收分布、發色團濃度、血紅蛋白、脂質成分、血氧代謝等分子和功能信息。彈性成像通過獲取組織彈性進行成像定量地描述組織的硬度/彈性信息。因此，結合超聲、光聲、彈性成像技術相互補充，結合納米探針及多光譜技術可量化分析腫瘤微環境組分變化，能夠提供更全面、可信度更高的信息，對臨床醫學診斷具有重要的意義。

然而在當前的成像技術中，由于單一模態成像導致只能提取單一種類的身體機能參數，不能對醫護人員對病灶做出綜合準確的診斷提供全面幫助。因此，急需一種能利用多模態成像提供的多種類型信號提取各種身體機能參數的方法，可以一次性為醫護人員對病灶的診斷治療提供全面完整的參考參數。

因此，如何避免現有的基于單一模態成像中提取的身體機能參數太過單一導致的無法提供全面完整的診斷依據，仍然是本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明提供一種基于多模態成像的身體機能多參數量化方法和裝置，用以解決現有的基于單一模態成像中提取的身體機能參數太過單一導致的無法提供全面完整的診斷依據的缺陷，通過從多模態成像中提取的超聲信號、光聲信號和彈性信號確定的結構性參數、生理性參數和硬度參數為病灶提供全面完整的診斷依據。

本發明提供一種基于多模態成像的身體機能多參數量化方法，該方法包括：

從多模態成像中提取超聲成像，對所述超聲成像采用預設分割算法，獲取結構形態信息參數；

從所述多模態成像中提取光聲成像，對所述光聲成像采用預設蒙特卡羅仿真迭代算法，獲取生理信息參數；

從所述多模態成像中提取剪切波，對所述剪切波進行組織位移估計、方向性濾波器和波速估計，獲取彈性硬度信息參數。

根據本發明提供的一種基于多模態成像的身體機能多參數量化方法，所述對所述超聲成像采用預設分割算法，獲取結構形態信息參數，具體包括：

采用基于邊緣的主動輪廓模型算法處理所述超聲成像，得到目標區域第一分割圖像；

采用基于多尺度Hessian濾波器算法處理所述超聲成像，得到所述目標區域第二分割圖像；

基于所述第一分割圖像和所述第二分割圖像復合出最終分割圖像；

基于所述最終分割圖像確定腫瘤位置和深度，以及所述腫瘤周邊血管形態參數。

根據本發明提供的一種基于多模態成像的身體機能多參數量化方法，所述腫瘤周邊血管形態參數包括血管的密度、血管長度分數和血管分形維數。