病灶追蹤方法、裝置和超聲系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及超聲診斷技術領域，具體涉及一種病灶追蹤方法、裝置和超聲系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 超聲診斷技術，先對體內病灶（Nidus)進行超聲成像，再對影像進行診斷分析。其 中一種重要的診斷分析就是針對Nidus計算其造影時間強度曲線以及量化參數(shù)。在進行上 述分析前，超聲系統(tǒng)用戶還需對超聲影像中的Nidus劃定一個尺寸適宜的取樣框，即感興 趣區(qū)域（RegionofInterest，ROI)。遺憾的現(xiàn)實情況是，用戶劃定的ROI位置無可改變， 而同時，Nidus于超聲圖像中的位置卻經(jīng)常改變。諸如人體本身的呼吸運動、用戶手持超聲 探頭的抖動等原因導致上述Nidus位置的改變。Nidus位置的改變勢必使其偏離R0I，從而 將導致針對Nidus計算的造影時間強度曲線以及量化參數(shù)發(fā)生差錯狀況。
[0003] 為解決上述技術難題，需使用圖像追蹤技術使得ROI能夠產(chǎn)生跟隨Nidus的位置 改變。目前，一種技術方案是：首先在超聲影像當前幀劃定ROI并計算其內的圖像特征（如 灰度值），該圖像特征指示Nidus圖像；然后在下一幀中利用特定位置掃描法或全掃描法 計算多個不同位置的目標ROI內的圖像特征，并與上一步驟所得的圖像特征作比較；最后 將最接近的圖像特征所對應的目標ROI作為下一幀的ROI。該技術方案能夠產(chǎn)生ROI追蹤 Nidus的積極效果。
[0004] 但是，研宄人員發(fā)現(xiàn)，上述技術方案具有一定的應用局限：該算法僅在應對分辨率 較高且噪聲較小的超聲圖像具有突出效果，一旦超聲圖像具有分辨率低或噪聲較大任一特 性時往往會出現(xiàn)追蹤失效的問題，以致無法達到預期的效果。這一缺陷是由本技術方案算 法自身所導致的。

【發(fā)明內容】

[0005] 有鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種病灶追蹤方法、裝置和超聲系統(tǒng)， 用于高效追蹤病灶位置。通過實施本發(fā)明技術方案，能夠提高ROI追蹤Nidus的適用性，使 得病灶追蹤技術適用于更廣泛的超聲影像環(huán)境。
[0006] 一種病灶追蹤方法，用于超聲影像中感興趣區(qū)域ROI追蹤病灶Nidus，包括：
[0007] 參考ROI獲取步驟：在第N幀圖像獲取用戶輸入的參考ROI;
[0008] 參考ROI處理步驟：獲取所述參考ROI內的圖像特征信息Htl以及所述參考ROI的 幾何中心坐標（xQ，yQ);
[0009] 運動估計步驟：在第N+1幀圖像根據(jù)所述圖像特征信息Htl和所述幾何中心坐標 (X〇,y〇)，利用粒子濾波法對所述參考ROI進行運動估計；以及
[0010] 目標ROI確定步驟：根據(jù)運動估計結果確定目標ROI的位置。
[0011] 一種病灶追蹤裝置，用于超聲影像中ROI追蹤Nidus，包括：
[0012] 參考ROI獲取單元，用于在第N幀圖像獲取用戶輸入的參考ROI;
[0013] 參考ROI處理單元，用于獲取所述參考ROI內的圖像特征信息Htl以及所述參考ROI 的幾何中心坐標（XCI，yQ);
[0014] 運動估計單元，用于在第N+1幀圖像根據(jù)所述圖像特征信息Htl和所述幾何中心坐 標（Xtl, %)，利用粒子濾波法對所述參考ROI進行運動估計；以及
[0015]目標ROI確定單元，用于根據(jù)所述運動估計單元的估計結果確定目標ROI的位置。
[0016] -種超聲診斷系統(tǒng)，用于針對Nidus計算造影時間強度曲線以及量化參數(shù)時，其 超聲影像中ROI自動追蹤Nidus，包括：
[0017] 如上所描述的病灶追蹤裝置。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是，在運動估計步驟中根據(jù)基于參考ROI獲取的圖像特征信息 Htl和幾何中心坐標（X^yci),利用粒子濾波法對參考ROI進行運動估計。根據(jù)研宄人員測試 結果，粒子濾波法能夠應對超聲圖像分辨率低或噪聲較大的特性，表現(xiàn)出良好的適用性，使 得病灶追蹤技術適用于更廣泛的超聲影像環(huán)境。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明第一實施例的病灶追蹤方法流程圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明第二實施例的粒子濾波法流程圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明第二實施例粒子濾波法中粒子再擴散流程圖；
[0022] 圖4為本發(fā)明包含粒子再擴散步驟的粒子濾波法流程圖；
[0023] 圖5為本發(fā)明第三實施例的病灶追蹤裝置結構示意圖；
[0024] 圖6為本發(fā)明第四實施例的運動估計單元503結構示意圖；
[0025] 圖7為本發(fā)明第五實施例的超聲診斷系統(tǒng)結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面將結合本發(fā)明中的說明書附圖，對發(fā)明中的技術方案進行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的 實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都 屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0027] 本發(fā)明實施例提供一種病灶追蹤方法，用于高效追蹤病灶位置。通過實施本發(fā)明 技術方案，能夠提高ROI追蹤Nidus的適用性，使得病灶追蹤技術適用于更廣泛的超聲影像 環(huán)境。本發(fā)明實施例還提供與該方法相關的裝置和超聲系統(tǒng)，下面將分別對其進行詳細說 明。
[0028] 本發(fā)明第一實施例將對一種病灶追蹤方法進行詳細說明，本實施例所述的病灶追 蹤方法具體流程請參見圖1，包括步驟：
[0029] 101、在第N幀圖像獲取用戶輸入的參考ROI。
[0030] 讀取超聲影像。超聲影像是利用超聲診斷系統(tǒng)對Nidus進行超聲成像所獲取的影 像。在本實施例方法中，是對超聲影像的處理方法，因此不限定超聲影像的獲取方式。
[0031] 用戶利用超聲系統(tǒng)的顯示設備回放超聲影像，在某一幀圖像（假設為第N幀）中 發(fā)現(xiàn)Nidus后凍結影像，然后使用ROI繪制工具劃定參考R0I，即可向超聲系統(tǒng)輸入?yún)⒖?R0I。這里描述的僅是其中一種參考ROI輸入方式。
[0032] 參考ROI必需為閉合圖形，一般參考ROI在其范圍內包含Nidus圖像并在尺寸上 與Nidus圖像相適應。優(yōu)選地，參考ROI的繪制預先設定為矩形繪制。同時，參考ROI也可 以其它規(guī)則圖形或任意圖形的方式進行繪制，為便于圖像處理，當參考ROI為非矩形時，可 以將參考ROI規(guī)整為矩形，具體方式為獲取其外接矩形作為參考ROI。
[0033] 102、獲取參考ROI內的圖像特征信息Htl以及參考ROI的幾何中心坐標（X。，yQ)。
[0034] 其中，圖像特征信息的獲取方式為：獲取ROI內圖像的X軸投影積分匕和y軸投 影積分Py組成向量（Px，Py)作為圖像特征信息H。公式表示如下：
[0035]H= (Px,Py)；
【主權項】
1. 一種病灶追蹤方法，用于超聲影像中感興趣區(qū)域ROI追蹤病灶Nidus，其特征在于， 包括： 參考ROI獲取步驟：在第N幀圖像獲取用戶輸入的參考ROI; 參考ROI處理步驟：獲取所述參考ROI內的圖像特征信息Htl以及所述參考ROI的幾何 中心坐標（xQ，yQ); 運動估計步驟：在第N+1幀圖像根據(jù)所述圖像特征信息Htl和所述幾何中心坐標（xV y〇)，利用粒子濾波法對所述參考ROI進行運動估計；以及 目標ROI確定步驟：根據(jù)運動估計結果確定目標ROI的位置。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于， 圖像特征信息的獲取方式為：獲取ROI內圖像的X軸投影積分匕和y軸投影積分Py組 成向量（Px，Py)作為圖像特征信息。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述運動估計步驟具體包括： 在所述第N+1幀圖像基于（?，^隨機擴散若干個粒子； 以所述若干個粒子為幾何中心獲取其各自對應的浮動ROI; 獲取各個浮動ROI內的圖像特征信息Hi; 根據(jù)所述Htl和所述H^十算參考ROI和各個浮動ROI的相似度，其中，與參考ROI相似 度最高的浮動ROI為目標ROI。
4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于， 所述運動估計步驟包括預設次數(shù)的粒子再擴散，其中，每次擴散的粒子數(shù)量相同，再擴 散的原始位置由前一次擴散中權重粒子的位置所確定。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，粒子的權重值由其對應的浮動ROI與參考 ROI之間的相似度確定。
6. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于， 粒子擴散的方式為令x' =xX隨機距離X高斯隨機數(shù)，y' =yX隨機距離X高斯 隨機數(shù)。
7. -種病灶追蹤裝置，用于超聲影像中ROI追蹤Nidus，其特征在于，包括： 參考ROI獲取單元，用于在第N幀圖像獲取用戶輸入的參考ROI; 參考ROI處理單元，用于獲取所述參考ROI內的圖像特征信息Htl以及所述參考ROI的 幾何中心坐標（xQ，yQ); 運動估計單元，用于在第N+1幀圖像根據(jù)所述圖像特征信息Htl和所述幾何中心坐標 (X〇,y〇)，利用粒子濾波法對所述參考ROI進行運動估計；以及 目標ROI確定單元，用于根據(jù)所述運動估計單元的估計結果確定目標ROI的位置。
8. 根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述運動估計單元還包括： 擴散子單元，用于在所述第N+1幀圖像基于（X(l，ytl)隨機擴散若干個粒子； 第一獲取子單元，用于以所述若干個粒子為幾何中心獲取其各自對應的浮動ROI; 第二獲取子單元，用于獲取各個浮動ROI內的圖像特征信息Hi; 計算子單元，用于根據(jù)所述Htl和所述H^十算參考ROI和各個浮動ROI的相似度，其中， 與參考ROI相似度最高的浮動ROI為目標ROI。
9. 根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于， 所述擴散子單元按照預設次數(shù)進行粒子再擴散，其中，每次擴散的粒子數(shù)量相同，再擴 散的原始位置由前一次擴散中權重粒子的位置所確定。
10.-種超聲診斷系統(tǒng)，用于針對Nidus計算造影時間強度曲線以及量化參數(shù)時，其超 聲影像中ROI自動追蹤Nidus，其特征在于，包括： 如權利要求7、8或9任一項所描述的病灶追蹤裝置。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種病灶追蹤方法、裝置和超聲系統(tǒng)，用于高效追蹤病灶位置。本發(fā)明技術方案包括：參考ROI獲取步驟：在第N幀圖像獲取用戶輸入的參考ROI；參考ROI處理步驟：獲取所述參考ROI內的圖像特征信息H0以及所述參考ROI的幾何中心坐標(x0，y0)；運動估計步驟：在第N+I幀圖像根據(jù)所述圖像特征信息H0和所述幾何中心坐標(x0，y0)，利用粒子濾波法對所述參考ROI進行運動估計；以及目標ROI確定步驟：根據(jù)運動估計結果確定目標ROI的位置。通過實施本發(fā)明技術方案，能夠提高ROI追蹤Nidus的適用性，使得病灶追蹤技術適用于更廣泛的超聲影像環(huán)境。
【IPC分類】A61B8-00
【公開號】CN104758004
【申請?zhí)枴緾N201510188809
【發(fā)明人】蒙泉宗, 馮乃章, 朱建武
【申請人】深圳開立生物醫(yī)療科技股份有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月21日