一種黃牛卵泡超聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法，尤其是一種黃牛卵泡超聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲監(jiān)測(cè)是利用超聲波的物理特性進(jìn)行診斷和治療的一門影像學(xué)科，稱為超聲醫(yī)學(xué)。其臨床應(yīng)用范圍廣泛，目前已稱為現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)中不可缺少的診斷方法。
[0003]目前在對(duì)黃牛的卵巢機(jī)能、優(yōu)勢(shì)卵泡的發(fā)育及卵巢周期的建立方面報(bào)道尚不多見，尤其是以先進(jìn)的現(xiàn)代超聲診斷技術(shù)作為研究手段者更為少見。并且不同品種、不同地域的黃牛生理狀態(tài)不盡相同，為了揭示黃牛在發(fā)情周期內(nèi)的卵巢活動(dòng)和內(nèi)分泌變化規(guī)律，從而為保護(hù)黃牛的健康與繁殖，減少生產(chǎn)單位的經(jīng)濟(jì)損失、提高其繁殖率以及為研究黃牛生殖生理、發(fā)情同期化、胚胎移植等動(dòng)物繁殖生物技術(shù)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，有必要采用超聲診斷進(jìn)一步研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種黃牛卵泡超聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法，其能讀取顯示黃牛卵泡超聲圖像，并進(jìn)一步對(duì)超聲圖像進(jìn)行處理及計(jì)算，從而監(jiān)測(cè)不同發(fā)展?fàn)顟B(tài)下黃牛卵泡發(fā)育情況，并可對(duì)疾病進(jìn)行診斷和跟蹤監(jiān)測(cè)治療，具有快捷、高效、準(zhǔn)確率高、直觀性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種黃牛卵泡超聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括以下單元:
讀取顯示超聲圖像單元，用于讀取指定目錄下的超聲圖像切片并顯示，并且在三維窗口中供用戶從任意角度以一定比例縮放顯示；
圖像裁剪單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行空間上的裁剪，用戶可以根據(jù)需要選取特定區(qū)域內(nèi)的圖像；
圖像去噪單元，用于設(shè)置特定參數(shù)，對(duì)加載的圖像集進(jìn)行去噪；
卵泡檢測(cè)單元，用于在去噪的前提下，對(duì)圖像中的卵泡進(jìn)行檢測(cè)并顯示；
表面提取單元，用于對(duì)卵泡表面進(jìn)行提取并顯示；
三維重建單元，用于對(duì)表面點(diǎn)集進(jìn)行三角擬合并顯示；
體積計(jì)算單元，用于計(jì)算卵泡體積；
體積檢測(cè)單元，用于對(duì)連續(xù)測(cè)量的數(shù)據(jù)集進(jìn)行比較和監(jiān)測(cè)；
點(diǎn)集渲染單元，用于對(duì)已存在的點(diǎn)集進(jìn)行顯示。
[0006]—種黃牛卵泡超聲監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟:(I)讀取顯示超聲圖像，(2)圖像裁剪，(3)圖像去噪，(4)卵泡檢測(cè)，(5)表面提取，(6)三維重建，(7)體積計(jì)算，(8)體積檢測(cè)，(9)點(diǎn)集渲染。
[0007]作為進(jìn)一步的優(yōu)選，在步驟(2)圖像裁剪中，選定圖像集中的單張圖片，系統(tǒng)提供界面讓用戶用鼠標(biāo)選取ROI區(qū)域;根據(jù)用戶選取的矩形的坐標(biāo)，計(jì)算新區(qū)域相對(duì)于原圖片的在X和Y方向的偏移量;根據(jù)偏移，計(jì)算圖像集中每張圖像新的原點(diǎn)位置;將得到的新圖像集存儲(chǔ)，裁剪完畢。
[0008]作為進(jìn)一步的優(yōu)選，在步驟(3)圖像去噪中，遍歷讀取圖像集的每一幀，將得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)三維矩陣中；對(duì)圖像進(jìn)行灰度化、歸一化;使用改進(jìn)的各向異性擴(kuò)散算法對(duì)圖像進(jìn)行去噪處理，必要時(shí)使用并行化算法提高計(jì)算速度;將去噪后的圖像存儲(chǔ)，供下一步處理。
[0009]作為進(jìn)一步的優(yōu)選，在步驟(4)卵泡檢測(cè)中，檢測(cè)部分使用閾值分割的思想，直接對(duì)三維矩陣進(jìn)行閾值處理，并將圖像二值化，將卵泡區(qū)域像素值取I，其他區(qū)域取0，具體步驟如下:取圖像集中的單張圖片，使用最大類間方差法原理獲取全局閾值;基于第一步的結(jié)果，對(duì)圖像集二值化;將得到的01矩陣存儲(chǔ)，供下一步處理。
[°01°]作為進(jìn)一步的優(yōu)選，在步驟(5)表面提取中，定義三維下的一個(gè)3x3x3鄰域，S卩矩陣中每一個(gè)像素點(diǎn)周圍26個(gè)相鄰像素點(diǎn):遍歷每一個(gè)不為O的像素點(diǎn)，計(jì)算其鄰域的和S;如果S為O，說明該點(diǎn)為孤立噪點(diǎn)，那么將其置為O，若S為26，說明他是卵泡區(qū)域內(nèi)部的點(diǎn)，那么也將其置為O;得到新的矩陣，保存供下一步處理。
[0011]作為進(jìn)一步的優(yōu)選，在步驟(6)三維重建中，表面提取得到的點(diǎn)集為離散點(diǎn)，需要對(duì)其進(jìn)行擬合，才能重建為三維的效果，步驟如下:使用Delaunay四面體剖分算法，對(duì)輸入的點(diǎn)集進(jìn)行四面體剖分，得到一個(gè)點(diǎn)集序列，其相鄰的兩個(gè)點(diǎn)描述了四面體中的一條邊;遍歷上一步的每一條邊，如果邊長(zhǎng)符合距離過濾條件(這里取最大長(zhǎng)度不超過單位I)，則保留，否則刪除該邊的兩點(diǎn)；存儲(chǔ)最后的點(diǎn)集，使用OpenGL渲染四面體中的三角形點(diǎn)集，重建完畢。
[0012]作為進(jìn)一步的優(yōu)選，在步驟(7)體積計(jì)算中，由于可以對(duì)三維點(diǎn)集進(jìn)行四面體剖分，故使用該算法也能對(duì)卵泡體積進(jìn)行計(jì)算，步驟如下:取卵泡檢測(cè)后得到的結(jié)果點(diǎn)集，使用四面體剖分算法進(jìn)行剖分，該過程比較耗時(shí)，必要時(shí)使用并行算法進(jìn)行加速；
取單個(gè)四面體的邊長(zhǎng)為單位1，計(jì)算出單個(gè)四面體的體積V;統(tǒng)計(jì)步驟I中得到的四面體的個(gè)數(shù)為N;將V和N相乘，即可得到卵泡的體積。
[0013]作為進(jìn)一步的優(yōu)選，在步驟(8)體積檢測(cè)中，利用本算法，對(duì)同一個(gè)卵泡的不同時(shí)期的超聲圖片進(jìn)行處理，將得到的結(jié)果存儲(chǔ)，使用折線圖繪制計(jì)算的體積數(shù)據(jù)。
[0014]本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明提供了一個(gè)對(duì)黃牛卵泡超聲圖像處理及計(jì)算的平臺(tái)，程序可以對(duì)超聲圖像進(jìn)行去噪、檢測(cè)卵泡、提取卵泡表面、卵泡三維重建、卵泡體積計(jì)算及監(jiān)測(cè)功能。從而能夠監(jiān)測(cè)不同發(fā)展?fàn)顟B(tài)下黃牛卵泡發(fā)育情況，并可對(duì)疾病進(jìn)行診斷和跟蹤監(jiān)測(cè)治療，具有快捷、高效、準(zhǔn)確率高、直觀性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及有益效果，下面將結(jié)合具體實(shí)施例做進(jìn)一步的說明。
[0016]下面具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0017]監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備:將B超儀器、筆記本電腦、線陣直腸探頭連接好，將受試黃牛用六柱欄保定，工作人員在探頭上涂有耦合劑，小心緩慢的將探頭帶入直腸，首先用手帶探頭隔著直腸壁尋找到要檢查子宮、卵巢，然后將B超探頭貼近子宮和卵巢。并在檢查過程中需不斷變換探頭與卵巢的角度，以探查卵巢內(nèi)不同位置的卵泡和黃體。當(dāng)主機(jī)的屏幕上出現(xiàn)選擇典型圖像時(shí)，凍結(jié)圖像，傳輸圖像，并運(yùn)用B超的電子測(cè)尺測(cè)定所需的數(shù)據(jù)。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例黃牛卵泡超聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括以下單元:
讀取顯示超聲圖像單元，用于讀取指定目錄下的超聲圖像切片并顯示，并且在三維窗口中供用戶從任意角度以一定比例縮放顯示；
圖像裁剪單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行空間上的裁剪，用戶可以根據(jù)需要選取特定區(qū)域內(nèi)的圖像；
圖像去噪單元，用于設(shè)置特定參數(shù)，對(duì)加載的圖像集進(jìn)行去噪；
卵泡檢測(cè)單元，用于在去噪的前提下，對(duì)圖像中的卵泡進(jìn)行檢測(cè)并顯示；
表面提取單元，用于對(duì)卵泡表面進(jìn)行提取并顯示；
三維重建單元，用于對(duì)表面點(diǎn)集進(jìn)行三角擬合并顯示；
體積計(jì)算單元，用于計(jì)算卵泡體積；
體積檢測(cè)單元，用于對(duì)連續(xù)測(cè)量的數(shù)據(jù)集進(jìn)行比較和監(jiān)測(cè)；
點(diǎn)集渲染單元，用于對(duì)已存在的點(diǎn)集進(jìn)行顯示。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例黃牛卵泡超聲監(jiān)測(cè)方法，具體包括如下步驟:
(1)讀取顯示超聲圖像，
(2)圖像裁剪:系統(tǒng)輸入的截面圖像大小為800x600大小，實(shí)際處理時(shí)不需要那么大的尺寸，故需要圖像裁剪，具體步驟:
1.選定圖像集中的單張圖片，系統(tǒng)提供界面讓用戶用鼠標(biāo)選取ROI區(qū)域；