[發明專利]一種超聲圖像定量評估系統

有效

• 申請號: 202110117792.0
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112807024B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 羅建文;王媛媛;何瓊;高孟澤
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08;A61B8/00;G06T7/11
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 謝斌

1.一種超聲圖像定量評估系統，其特征在于，包括：

圖像預處理模塊，用于對獲取的關節超聲圖像進行預處理，包括對獲取的關節超聲圖像進行插值、歸一化和衰減補償的預處理，具體為

1)對關節超聲圖像進行深度方向的插值，以使不同深度采集到的關節超聲圖像具有相同的像素大小；

2)用各幀最大強度值對每幀關節超聲圖像作歸一化，消除增益對超聲回聲強度的影響；同時，使用同一個超聲系統，在相同的成像配置下，采集均勻仿體的關節超聲圖像，用仿體信號對軟骨相應深度的信號作歸一化，用于校正深度對超聲回聲強度的影響；

3)使用衰減補償方法對關節超聲圖像中軟骨上層覆蓋的軟組織引起的聲衰減進行補償；

圖像分割模塊，用于對關節超聲圖像進行圖像分割；

定量分析指標提取模塊，用于對關節超聲圖像進行定量分析指標提取；

參數聯合分析模塊，用于對關節超聲圖像進行多參數聯合分析。

2.根據權利要求1所述的超聲圖像定量評估系統，其特征在于，對關節超聲圖像進行圖像分割包括：從所述超聲圖像中分割出軟骨前壁、軟骨后壁和軟骨內部所包含的感興趣區域。

3.根據權利要求2所述的超聲圖像定量評估系統，其特征在于，對所述關節超聲圖像進行定量分析指標提取包括：根據關節軟骨病變的B超表現，從預處理和圖像分割后得到的感興趣區域中提取出與超聲回聲強度、聲衰減、軟骨厚度和散射子統計學分布相關的定量分析指標。

4.根據權利要求3所述的超聲圖像定量評估系統，其特征在于，對關節超聲圖像進行多參數聯合分析包括：對定量分析指標提取模塊提取出的各定量分析指標，使用聯合分析或機器學習的方法進行綜合分析。

5.根據權利要求2所述的超聲圖像定量評估系統，其特征在于，使用手動或者基于區域、邊界、數學形態學、小波理論或者神經網絡的圖像分割算法，從關節超聲圖像中分割出軟骨前壁、軟骨后壁和軟骨內部所包含的感興趣區域。

6.根據權利要求3所述的超聲圖像定量評估系統，其特征在于，從預處理和圖像分割后得到的感興趣區域中提取出與超聲回聲強度、聲衰減、軟骨厚度和散射子統計學分布相關的定量分析指標包括：

1)超聲回聲強度計算的步驟；

2)軟骨表面粗糙度計算的步驟；

3)聲衰減速度計算的步驟；

4)軟骨厚度計算的步驟；

5)軟骨內部散射子統計學分布計算的步驟。

7.根據權利要求6所述的超聲圖像定量評估系統，其特征在于，在進行所述步驟1)時，具體包括以下步驟：

①計算軟骨前壁和軟骨后壁的超聲回聲強度平均值和標準差，用以反映軟骨前壁和軟骨后壁的平均回聲強度和均勻度，其中計算公式如下：

式中，R_aw和SVR_aw分別表示軟骨前壁的平均回聲強度和均勻度；R_pw和SVR_pw分別表示軟骨后壁的平均回聲強度和均勻度；和分別表示軟骨前壁和軟骨后壁第i位置處的超聲回聲強度；m表示軟骨沿著橫向的長度分量；

②計算軟骨內部的超聲回聲強度平均值和標準差，用以反映軟骨內部的超聲回聲強度和均勻度，其中計算公式如下：

式中，R_cartilage和SVR_cartilage分別表示軟骨內部的超聲回聲強度和均勻度；表示軟骨內部第i位置處的超聲回聲強度；

③計算軟骨前壁和軟骨后壁的超聲回波強度與軟骨內部的超聲回聲強度的比值，用以反映軟骨前壁和軟骨后壁與軟骨內部的回聲對比度，其計算公式如下：

式中，contrast_aw表示軟骨前壁與軟骨內部的回聲對比度；contrast_pw表示軟骨后壁與軟骨內部的回聲對比度。