一种超声图像的弹性信号提取装置发明专利-9479威尼斯

专利名称：一种超声图像的弹性信号提取装置

专利类型：发明专利

专利申请号：cn202210323632.6

专利申请（专利权）人：什维新智医疗科技(上海)有限公司
权利人地址：上海市闵行区陈行公路2388号3号楼101-8室

专利发明（设计）人：朱一成

专利摘要：本发明涉及一种超声图像的弹性信号提取装置，图像获取模块：用于获取带有结节的超声图像；检测模块：用于通过阈值判断法和区域检索法来检测所述超声图像中的弹性信号区域ie；提取模块：用于通过rgb颜色通道亮度比较来提取所述弹性信号区域ie中的弹性信号，得到分析后的弹性超声图像。本发明能够有效提取弹性超声图像中的弹性信号。

主权利要求：
1.一种超声图像的弹性信号提取装置，其特征在于，包括：
图像获取模块：用于获取带有结节的超声图像；
检测模块：用于通过阈值判断法和区域检索法来检测所述超声图像中的弹性信号区域ie；所述检测模块包括：提取单元：用于通过阈值判断法来提取所述超声图像中的彩色区域ic；其中，阈值判断法的公式为： 其中，coloured(x,y)为超声在像素(x,y)处的识别结果，true表示识别结果为彩色，false表示识别结果为黑白，g(x,y)为像素(x,y)在超声图像绿色通道上的亮度值，r(x,y)为像素(x,y)在超声图像红色通道上的亮度值，b(x,y)为像素(x,y)在超声图像蓝色通道上的亮度值，thr为预设阈值；
识别单元：用于通过区域检索法从所述彩色区域ic识别出弹性信号区域ie提取模块：用于通过rgb颜色通道亮度比较来提取所述弹性信号区域ie中的弹性信号，得到弹性超声图像；其中，rgb颜色通道亮度比较的公式为：其中，checkinfo(x,y)为弹性超声图像在像
素(x,y)处的弹性信号提取结果，c∈{r,g,b}，de表示rgb彩色通道判断决策方程，c(x,y)表示超声在通道c中像素(x,y)处的亮度值，(c\c)(x,y)表示超声在除通道c外的另两个通道中像素(x,y)处的亮度值的集合，lc为弹性转换系数。
2.根据权利要求1所述的超声图像的弹性信号提取装置，其特征在于，所述识别单元以八邻域为搜索半径对所述彩色区域ic中的彩色像素进行搜索，得到若干独立的连通域，选取所有连通域中面积最大的连通域，并对所述面积最大的连通域的最小边界框进行拟合，得到弹性信号区域ie。
3.根据权利要求1所述的超声图像的弹性信号提取装置，其特征在于，还包括：结节区域提取模块：用于对所述弹性超声图像的结节边界进行截取，得到结节区域；
质地占比模块：用于统计所述结节区域中各弹性信号占比情况。
4.根据权利要求3所述的超声图像的弹性信号提取装置，其特征在于，所述质地占比模块通过 来统计所述结节区域中各弹性信号占比情况，其中，xe表示弹性信号区域ie内标示出的所有像素点的集合，xroi表示结节区域内所有像素点的集合，ωe∈{soft,medium,hard}，*
中的1为指示函数，当弹性信号提取方程checkinfo(x,y)属于 所*
指示的种类时则返回1，否则返回0； 中的1为指示函数，当像素(x,y)属于xroi所标示出的区域内时则返回1，否则返回0。 说明书 : 一种超声图像的弹性信号提取装置技术领域[0001] 本发明涉及医学图像处理技术领域，特别是涉及一种超声图像的弹性信号提取装置。背景技术[0002] 如今，随着对快速准确诊断需求的日益增长，以及临床人员的短缺，计算机分析方法已经越来越多的被应用于辅助常规临床诊断，并显示出良好的效果。以乳腺癌为例，作为全球女性第二大致命癌症，乳腺癌的死亡率高达15％。对于乳腺癌的及时诊断对于提高女性预期寿命至关重要。而超声成像作为一种无创、无辐射、低成本的肿瘤诊断技术，可以很好的辅助临床医师对癌症良恶征象进行判断。然而，由于超声图像质量较低，在超声图像中对肿瘤结节进行分析是一项具有挑战性的任务，且极易受到医师主观因素的影响，造成误诊。作为潜在24848威尼斯的解决方案之一，借由相应的计算机分析方法可以很好的对不同病理部位的结节进行定量、准确的分析，以辅助临床医生做出更为准确的判断并减少误诊。[0003] 作为诊断各类癌症的重要依据，对超声图像中质地征象的分析在临床诊察中有着至关重要的作用。质地坚硬的结节较容易对周边的正常组织产生侵害，显示出更强的恶性特征；反之，质地柔软的结节较不容易对周边的正常组织产生侵害，显示出更强的良性特征。但遗憾的是，由于自身成像原理的限制以及周遭增生组织与各类噪声的影响，常规超声手段对于结节质地的分析较为困难，极易导致误诊。弹性超声作为一种新颖的超声成像技术，通过对采集到的原始超声信号进行处理，能够将扫查部位的软硬程度以彩色的形式表现在超声图像上，弥补了传统常规超声对组织质地显示效果不佳的缺陷。然而，受目前技术所限，常规诊察方法对弹性超声图像中的质地信息只能进行主观或半主观的分析，限制了弹性超声技术更广泛的应用。发明内容[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种超声图像的弹性信号提取装置，能够有效提取弹性超声图像中的弹性信号。[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种超声图像的弹性信号提取装置，包括：[0006] 图像获取模块：用于获取带有结节的超声图像；[0007] 检测模块：用于通过阈值判断法和区域检索法来检测所述超声图像中的弹性信号区域ie；[0008] 提取模块：用于通过rgb颜色通道亮度比较来提取所述弹性信号区域ie中的弹性信号，得到弹性超声图像。[0009] 所述检测模块包括：[0010] 提取单元：用于通过阈值判断法来提取所述超声图像中的彩色区域ic；[0011] 识别单元：用于通过区域检索法从所述彩色区域ic识别出弹性信号区域ie。[0012] 所述阈值判断法的公式为： 其中，coloured(x,y)为超声在像素(x,y)处的识别结果，true表示识别结果为彩色，false表示识别结果为黑白，g(x,y)为像素(x,y)在超声图像绿色通道上的亮度值，r(x,y)为像素(x,y)在超声图像红色通道上的亮度值，b(x,y)为像素(x,y)在超声图像蓝色通道上的亮度值，thr为预设阈值。[0013] 所述识别单元以八邻域为搜索半径对所述彩色区域ic中的彩色像素进行搜索，得到若干独立的连通域，选取所有连通域中面积最大的连通域，并对所述面积最大的连通域的最小边界框进行拟合，得到弹性信号区域ie。[0014] 所述rgb颜色通道亮度比较的公式为：其中，checkinfo(x,y)为弹性超声图像在像素(x,y)处的弹性信号提取结果，c∈{r,g,b}，de表示rgb彩色通道判断决策方程，c(x,y)表示超声在通道c中像素(x,y)处的亮度值，(c\c)(x,y)表示超声在除通道c外的另两个通道中像素(x,y)处的亮度值的集合，lc为弹性转换系数。[0015] 还包括：[0016] 结节区域提取模块：用于对所述弹性超声图像的结节边界进行截取，得到结节区域；[0017] 质地占比模块：用于统计所述结节区域中各弹性信号占比情况。[0018] 所述质地占比模块通过来统计所述结节区域中各弹性信号占比情况，其中，xe表示弹性信号区域ie内标示出的所有像素点的集合，xroi表示结*节区域内所有像素点的集合，ωe∈{soft,medium,hard}， 中的1为指示函数，当弹性信号提取方程checkinfo(x,y)属于 所指示的种类时则返回1，否则返回0；*中的1为指示函数，当像素(x,y)属于xroi所标示出的区域内时则返回1，否则返回。[0019] 有益效果[0020] 由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明可以有效对弹性超声图像中的弹性信息进行提取并分类，进而准确测得图像内各类成分所占的比率；本发明能够大大提高超声医师的阅片效率并增加了诊断准确度，极大地辅助了超声医师的日常工作。附图说明[0021] 图1是本发明实施方式的流程图；[0022] 图2是本发明实施方式的弹性信号区域提取示意图；[0023] 图3是本发明实施方式的弹性信号示意图；[0024] 图4是本发明实施方式的感兴趣结节的质地分类结果示意图。具体实施方式[0025] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。[0026] 本发明的实施方式涉及一种超声图像的弹性信号提取装置，在详细介绍本实施方式之前，先对弹性超声图像进行解释：弹性超声图像与常规的超声图像的最大区别在于，弹性超声图像在黑白超声图像的基础上覆盖了彩色的信号，并使用由红至蓝的色彩提示相应扫查区域的软硬程度。其中，对于提示颜色的选择多是自定义的。以使用蓝色标示软性质地，红色标示硬性质地为例，所显示的彩色信号越发偏蓝，则提示越强的软性特征，反之，越发偏红，则提示越强的硬性特征。故此，超声医师仅需要参考图像标示颜色的变化既可以对扫查区域的质地进行判断，但是，这类判断多具有主观性，极其依赖超声医师的年资与经验，在颜色复杂多变的情况下很容易造成判断的误差。[0027] 请参阅图1，本实施方式包括：[0028] 图像获取模块：用于获取带有结节的超声图像；[0029] 检测模块：用于通过阈值判断法和区域检索法来检测所述超声图像中的弹性信号区域ie；[0030] 所述检测模块包括：[0031] 提取单元：用于通过阈值判断法来提取所述超声图像中的彩色区域ic；[0032] 识别单元：用于通过区域检索法从所述彩色区域ic识别出弹性信号区域ie；[0033] 提取模块：用于通过rgb颜色通道亮度比较来提取所述弹性信号区域ie中的弹性信号，得到弹性超声图像。[0034] 本实施方式还包括：[0035] 结节区域提取模块：用于对所述弹性超声图像的结节边界进行截取，得到结节区域；[0036] 质地占比模块：用于统计所述结节区域中各弹性信号占比情况。[0037] 以下对本实施方式进行详细介绍：[0038] 由于弹性信号是由彩色像素构成的，因此本实施方式需要首先通过对彩色信号进行提取以准确定位需要分析的弹性信号区域ie，具体为：检测模块中的提取单元通过判断感兴趣结节图像中的像素是否为彩色像素，来将超声图像中的彩色像素与灰度像素分离，得到预提取的弹性信号信息，公式为：[0039][0040] 其中，coloured(x,y)为超声图像在像素(x,y)处的识别结果；true表示识别结果为彩色，false表示识别结果为黑白，g(x,y)为像素(x,y)在超声图像绿色通道上的亮度值，r(x,y)为像素(x,y)在超声图像红色通道上的亮度值，b(x,y)为像素(x,y)在超声图像蓝色通道上的亮度值，thr为预设阈值且thr＝25。本实施方式通过利用上述公式对超声图像中的对每一个像素进行检查，即可得到粗提取的彩色区域ic。之后，检测模块中的识别单元在彩色区域ic中以八邻域为搜索半径一一识别出若干独立的联通域，其中，面积最大的连通域将被认定为弹性信号的捕捉区域，再对包围该面积最大连通域的最小边界框进行拟合，区域内的范围即为细识别出的弹性信号区域ie。[0041] 请参阅图2，(a)为带有弹性信号的乳腺超声图像；(b)为粗提取出的彩色区域ic；(c)为细识别出的弹性信号区域ie。[0042] 在确定了需要分析的弹性信号区域ie后，本实施方式通过提取模块进一步对弹性信号区域ie进行分析，具体将rgb色彩模式的红r、绿g、蓝b三色通道的亮度情况进行对比，以判断检测区域主要隶属于哪一通道并对所属通道进行赋值。以c∈{r,g,b}表示检测所需的三个色彩通道的集合，则上述检测方法可由公式具体表达为：[0043][0044] 其中，checkinfo(x,y)为弹性超声图像在像素(x,y)处的弹性信号提取结果，且像素(x,y)位于弹性信号区域ie内，de表示通道判断决策方程，c(x,y)表示弹性信号区域ie在通道c中(x,y)像素处的亮度值，(c\c)(x,y)表示弹性信号区域ie除通道c外的另两个通道中(x,y)像素处的亮度值的集合，lc为弹性转换系数；当使用蓝色标示软性质地，红色标示硬性质地时，{lr＝250,lg＝150,lb＝50}；当使用红色标示软性质地，蓝色标示硬性质地时，{lr＝50,lg＝150,lb＝250}。[0045] 最终，本实施方式将得到提取出的弹性信息分类图像，该图像可以很好的标示出结节内的弹性信息。[0046] 进一步地，通过结节区域提取模块提取出结节区域，在质地占比模块中计量了各类弹性信号在结节区域中所占的比值，共分三类，分别为hard(硬)、soft(软)、medium(适中)。若以ωe∈{soft,medium,hard}表示所求类别，则计算公式具体可表示为：[0047][0048] 其中，xe表示弹性信号区域ie内标示出的所有像素点的集合，xroi表示结节区域内*所有像素点的集合， 中的1为指示函数，当弹性信号提取方程checkinfo*(x,y)的返回值属于 时则返回1，否则返回0； 中的1为指示函数，当像素(x,y)在xroi所标示出的区域内时则返回1，否则返回0，tωe为关于所求弹性类别的查找值，并依据弹性转换系数lc定义为{tsoft＝50,tmedium＝150,thard＝250}。使用该计量方法测得的硬性质地占比越高，则提示结节区域内越多的硬性成分，反之测得的软性质地占比越高，则提示结节区域内越多的软性成分。[0049] 请参阅图3，(a)为带有弹性信号的乳腺超声图像，白色框出来的区域即为弹性信号区域ie；(b)为识别出的弹性信号信息；图4为结节区域内弹性信息计量结果，其中，soft：0.0％，medium：6.0％(图中结节白色区域外周的灰色部分)，hard：94.0％(图中结节的白色区域)。[0050] 由此可见，本发明可以有效对弹性超声图像中的弹性信息进行提取并分类，进而准确测得图像内各类成分所占的比率，大大提升了超声医师的阅片效率并增加了诊断准确度，极大地辅助了超声医师的日常工作。[0051] 前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

专利地区：上海

专利申请日期：2022-03-30

专利公开日期：2024-07-09

专利公告号：cn114926389b