在體外判斷多幅三維結(jié)石影像間差異的方法及計算機程序產(chǎn)品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明有關(guān)于一種在體外判斷多幅三維結(jié)石影像間差異的方法，特別是指對多幅 三維結(jié)石影像執(zhí)行紋理特征值的運算，并經(jīng)由紋理特征值判定多幅三維結(jié)石影像間差異的 方法，以及安裝有在體外判斷多幅三維結(jié)石影像間差異的方法的計算機程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著生活質(zhì)量的提升，目前一般人飲食的習(xí)慣大多都偏向多油、高蛋白甚至是精 致飲食，但上述的飲食都易造成人體的負(fù)擔(dān)，進而衍生出許多病痛。最直接關(guān)系的就是排毒 的腎臟器官，腎臟屬于泌尿系統(tǒng)的一部分，負(fù)責(zé)過濾血液中的雜質(zhì)、維持體液和電解質(zhì)的平 衡，最后產(chǎn)生尿液經(jīng)由泌尿系統(tǒng)排出體外，而腎臟中最常見的病痛即為腎結(jié)石，腎結(jié)石是尿 液中的礦物質(zhì)結(jié)晶沈積在腎臟里，有時會移動到輸尿管。它們的體積小至沙粒般，也有些大 到像個高爾夫球。較小的腎結(jié)石常會隨尿液排出體外，但如果直徑增加到數(shù)毫米，可能會堵 住輸尿管，造成尿液受阻，引起劇烈腰痛，有時疼痛會延伸到下腹部或腹股溝。
[0003] 然而，腎結(jié)石可以用體外震波碎石術(shù)治療，對身體的傷害極小，而且一般都不用住 院。有些無法用震波解決的結(jié)石則需要用內(nèi)視鏡，如輸尿管鏡等，只有極少數(shù)的患者需要用 傳統(tǒng)開刀的方式取出結(jié)石，大多是因為結(jié)石體積太大，而開刀也有一項優(yōu)點，就是結(jié)石通常 能完整地取出。
[0004] 但傳統(tǒng)已知體外震波碎石術(shù)治療仍有以下的不足：
[0005] 1、傳統(tǒng)已知體外震波碎石治療過程中，無法立即得知人體內(nèi)結(jié)石震碎情況，大多 都是醫(yī)護人員由術(shù)前的X光片或超音波影像預(yù)先做結(jié)石體積及位置的判斷，再依照經(jīng)驗評 估結(jié)石影像的變化而決定震波碎石治療的停止時機；
[0006] 2、震波碎石過程中，由于腎臟會隨著患者呼吸而移動，造成結(jié)石跟著移動而影響 碎石效果。若結(jié)石震碎的程度不足，將無法順利地從尿道排出，并造成疼痛與腎水腫。
[0007] 為了解決上述震波碎石過程中，由于腎臟會隨著患者呼吸而移動，造成結(jié)石跟 著移動，進而造成無法有效追蹤到結(jié)石的缺失，本發(fā)明人在已核準(zhǔn)中國臺灣專利公告號 「1414267」的體外震波碎石機的3D超音波影像追蹤系統(tǒng)中特別提到，透過預(yù)先在計算機系 統(tǒng)中建構(gòu)一病患的3D超音波結(jié)石影像數(shù)據(jù)庫，是以2D超音波掃描儀逐步掃描病患的結(jié)石 超音波影像切面，并且將掃描所得到的所有2D超音波影像切面重組，構(gòu)成3D超音波影像數(shù) 據(jù)庫，此時3D超音波影像將作為3D追蹤系統(tǒng)的參考數(shù)據(jù)庫，之后將碎石治療時所掃描到的 實時擷取的2D超音波結(jié)石影像切面來與前述的3D超音波結(jié)石影像數(shù)據(jù)庫作比對及分析相 關(guān)性與最佳位置，使得病患的結(jié)石可以實時移動到體外震波碎石機的震波聚焦點內(nèi)而得以 最佳的正確位置進行碎石治療。但此件專利案僅在說明如何有效的追蹤患者體內(nèi)的結(jié)石位 置，并無法對建構(gòu)出的3D超音波結(jié)石影像進行后續(xù)的分析作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 雖然目前在腎結(jié)石臨床的治療中，已有三維的掃描設(shè)備能顯現(xiàn)患者體內(nèi)治療狀 況，但礙于目前技術(shù)影像技術(shù)的限制，導(dǎo)致醫(yī)師無法在體外判斷三維影像與結(jié)石的碎裂程 度的相關(guān)聯(lián)性。
[0009] 為了解決上述的缺失，本發(fā)明人研發(fā)出一種在體外判斷多幅三維結(jié)石影像間差 異的方法，是根據(jù)在對人體執(zhí)行碎石過程中，對結(jié)石部位所依序獲得的多幅的三維結(jié)石 影像，在人體外執(zhí)行以下步驟：A.由一處理單元對該多幅的三維結(jié)石影像，依取得時間的 先后順序分別逐一執(zhí)行一運算程序，該運算程序分別以一熵（Entropy)紋理表達式或一 逆差矩（IDM)紋理表達式計算每一三維結(jié)石影像的一紋理特征值,其中該熵（Entropy) 紋理表達式的定義為
而該逆差矩（IDM)紋理表達式的定 義為
又該i，j為影像灰階像素值，該 C(i，j)為（i，j)在條件為像素間的間格距離d和角度Θ組合下所出現(xiàn)的次數(shù)；B.當(dāng)該熵 (Entropy)紋理表達式或該逆差矩（IDM)紋理表達式所計算的紋理特征值實質(zhì)上不再變化 時，由該處理單元輸出一提示訊號。
[0010] 本發(fā)明也是一種計算機程序產(chǎn)品，是將一應(yīng)用程序安裝于一計算機上，使該計算 機執(zhí)行上述在體外判斷多幅三維結(jié)石影像間差異的方法。
[0011] 其中每一三維結(jié)石影像為擷取多幅二維超音波影像建構(gòu)而成，并在每一三維結(jié)石 影像中選取一有效區(qū)域執(zhí)行前述運算程序。
[0012] 本發(fā)明是在體外判斷多幅三維結(jié)石影像間差異的方法以及執(zhí)行在體外判斷多幅 三維結(jié)石影像間差異的方法的計算機程序產(chǎn)品具有下列的功效：
[0013] 1、即使結(jié)石隨著人體的呼吸作用而移位，還是能透過本發(fā)明掃描多幅二維結(jié)石超 音波影像并轉(zhuǎn)換為三維結(jié)石影像，此能在手術(shù)過程中更準(zhǔn)確的定位到結(jié)石位置。
[0014] 2、利用熵（Entropy)紋理表達式或逆差矩（IDM)紋理表達式對具有不同碎裂程度 的多幅三維結(jié)石影像進行運算，再透過運算后的紋理特征值判斷是否達到預(yù)設(shè)的條件，此 得知三維結(jié)石影像間的差異變化，進而提供給醫(yī)護人員作為停止震波的時機的參考。同時 可以避免結(jié)石碎裂程度不足以由尿道排出，進而造成日后有復(fù)發(fā)的可能性，或是已完成碎 石成效而未實時停止震波擊發(fā)程序，造成非必要的副作用，更嚴(yán)重的甚至造成腎痿縮、尿毒 癥。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明在體外判斷多幅三維結(jié)石影像間差異的方法的步驟流程圖；
[0016] 圖2是本發(fā)明執(zhí)行在體外判斷多幅三維結(jié)石影像間差異的方法的醫(yī)療器材架構(gòu) 不意圖；
[0017] 圖3是本發(fā)明中3D結(jié)石切片影像示意圖；
[0018] 圖4是本發(fā)明利用該熵（Entropy)紋理表達式計算具有不同該結(jié)石碎裂程度的三 維結(jié)石影像的圖表；
[0019] 圖5是本發(fā)明利用該逆差矩（IDM)紋理表達式計算具有不同該結(jié)石碎裂程度的三 維結(jié)石影像的圖表。
[0020] 符號說明
[0021] 1 超音波掃描儀 11 超音波探頭
[0022] 12 第一運動機構(gòu) 13 第二運動機構(gòu)
[0023] 2 床臺 21 滑移平臺
[0024] 3 處理單元
[0025] 31 屏幕
[0026] 4 震波產(chǎn)生裝置
[0027] F2 結(jié)石聚焦點
【具體實施方式】
[0028] 本發(fā)明是為一種在體外判斷多幅三維結(jié)石影像間差異的方法，特別是指在體外透 過運算該三維結(jié)石影像取得一紋理特征值，再由紋理特征值判斷每一三維結(jié)石影像的差 異。雖然在本實施例中應(yīng)用的領(lǐng)域為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的結(jié)石治療，但本發(fā)明所述在體外判斷多 幅三維結(jié)石影像間差異的方法僅在由紋理特征值判斷每一三維結(jié)石影像的差異，并非直接 判定腎結(jié)石的治療狀況，所獲得的信息僅為中間結(jié)果，并無法直接獲得疾病的診斷結(jié)果，因 此本發(fā)明在體外判斷多幅三維結(jié)石影像間差異的方法不屬于法定不與發(fā)明專利的標(biāo)的。
[0029] 請接續(xù)參閱圖1所示，圖中說明本發(fā)明所述在體外判斷多幅三維結(jié)石影像間差異 的方法的步驟流程圖，特別說明該方法是根據(jù)在對人體執(zhí)行碎石過程中，對結(jié)石部位所依 序獲得的多幅的三維結(jié)石影像，在人體外執(zhí)行以下步驟：
[0030] A.由一處理單元對該多幅的三維結(jié)石影像，