026]圖5為圖4去除較大誤差無效幀數(shù)據(jù)之后的時間強度曲線和第二次曲線擬合之后的時間強度曲線圖。
【具體實施方式】
[0027]如圖1所示，是本發(fā)明超聲造影成像分析系統(tǒng)的較佳實施方式的應用環(huán)境架構圖。該超聲造影成像分析系統(tǒng)100應用于超聲造影成像分析裝置10中，本實施方式中，該超聲造影成像分析裝置10包括處理器11、存儲器13、顯示器15、超聲造影成像探頭17、信號處理模塊18和數(shù)據(jù)傳輸接口 19。
[0028]該超聲造影成像分析系統(tǒng)100控制從超聲造影成像探頭17獲取實時超聲造影視頻數(shù)據(jù)，或控制從數(shù)據(jù)傳輸接口 19輸入外部存儲的造影過程的視頻數(shù)據(jù)；然后從上述超聲造影視頻數(shù)據(jù)中包括的超聲造影圖像中選取感興趣區(qū)域(ROI)，并計算每一幀圖像感興趣區(qū)域內(nèi)的信號強度，建立原始時間強度曲線(TIC);然后對原始時間強度曲線進行第一次曲線擬合，并計算第二次曲線擬合所需參數(shù)；最后使用第二次曲線擬合所需參數(shù)和可以選擇的擬合模式進行第二次曲線擬合并顯示第二次曲線擬合結果和計算的造影量化參數(shù)。
[0029]該處理器11用于執(zhí)行該超聲造影成像分析系統(tǒng)100和該超聲造影成像分析裝置10內(nèi)安裝的各類軟件，例如操作系統(tǒng)、超聲成像系統(tǒng)應用程序等。該存儲器13可以是內(nèi)存、硬盤，或者其他類型的存儲卡或存儲設備。該存儲器13用于存儲各類數(shù)據(jù)，例如，文件、圖像、視頻等信息。該顯示器15用于顯示各類可視化數(shù)據(jù)。該信號處理模塊18用于實現(xiàn)超聲造影成像分析系統(tǒng)100的算法或計算。
[0030]如圖2所示，是本發(fā)明超聲造影成像分析系統(tǒng)100的較佳實施方式的功能模塊圖。使用本發(fā)明公開的超聲造影成像分析系統(tǒng)100，可以最大程度上抑制病灶運動帶來的計算誤差，使得所計算出的擬合曲線直觀，進而獲得合理的量化參數(shù)。這些合理的量化參數(shù)可以真實的反映所選中的感興趣區(qū)域的實際造影灌注效果。特別地，本發(fā)明超聲造影成像分析系統(tǒng)100還可以針對不同的病灶選擇不同的擬合方式，進而計算出相應的造影成像量化分析數(shù)據(jù)，以保證有效地反映病灶特征。
[0031]在本實施方式中，該超聲造影成像分析系統(tǒng)100包括多個功能模塊，分別是:圖像輸入模塊111、感興趣區(qū)域設定模塊112、時間強度曲線計算模塊113、無效數(shù)據(jù)去除模塊114、最大值計算模塊115、第一次曲線擬合模塊116、第二次曲線擬合所需參數(shù)計算模塊117、預處理模塊118、第二次曲線擬合模塊119。
[0032]圖像輸入模塊111控制從超聲造影成像探頭17輸入超聲實時造影過程的視頻數(shù)據(jù)或從數(shù)據(jù)傳輸接口 19輸入外部存儲的造影過程的視頻數(shù)據(jù)。替代實施方式中，該視頻數(shù)據(jù)也可以是存儲或緩存在存儲器13內(nèi)的造影過程的視頻數(shù)據(jù)。
[0033]感興趣區(qū)域設定模塊112根據(jù)用戶選擇的感興趣區(qū)域選擇方式來選擇感興趣區(qū)域，具體地，用戶使用標志線在上述視頻數(shù)據(jù)的一幀造影圖像上標志一個封閉區(qū)域，該封閉區(qū)域即可定義為用戶的感興趣區(qū)域。較佳實施方式中，感興趣區(qū)域最好包含需要觀察的病灶特征或目標特征部分，上述感興趣區(qū)域選擇方式包括描跡法、矩形感興趣區(qū)域框和橢圓形感興趣區(qū)域框等方式。這些感興趣區(qū)域選擇方式可以由系統(tǒng)預先提供，也可以根據(jù)用戶需求后續(xù)增加。
[0034]一實施方式中，該感興趣區(qū)域設定模塊112包括一病灶追蹤模塊1120，該病灶追蹤模塊1120用于保證病灶一直在選取的感興趣區(qū)域內(nèi)。具體地，該病灶追蹤模塊1120以一幀造影圖像的感興趣區(qū)域為中心，自動在下一幀造影圖像選擇一個邊長為感興趣區(qū)域直徑3倍的正方形的感興趣擴展區(qū)域，然后提取該一幀造影圖像的感興趣區(qū)域內(nèi)的目標特征(病灶特征)并與下一幀造影圖像的感興趣擴展區(qū)域內(nèi)的圖像進行匹配，將符合目標特征的圖像所在的區(qū)域定義為下一幀造影圖像的感興趣區(qū)域，以此類推即可自動設定每一幀造影圖像的感興趣區(qū)域。替代實施方式中，由于操作過程中探頭運動和病人呼吸造成的器官運動，實際上感興趣區(qū)域選中的病灶也在運動。病灶追蹤模塊1120就是為了保證在較小范圍運動的情況下，能夠?qū)崟r地跟蹤選中的感興趣區(qū)域的病灶，保證計算時間強度曲線更加準確。由于在劇烈運動或者圖像切面變化時，該算法也失去作用，因此病灶追蹤模塊1120的功能可以由用戶根據(jù)情況選擇是否開啟。較佳實施方式中，用戶完成選擇感興趣區(qū)域的步驟之后，系統(tǒng)默認開啟病灶追蹤功能。當病灶無法追蹤或病灶跟丟時，感興趣區(qū)域保持在最后能跟蹤到病灶的位置。
[0035]時間強度曲線計算模塊113用于計算感興趣區(qū)域內(nèi)的每一幀造影圖像的信號強度，即圖像灰度，并按照時間順序顯示出來，建立如圖4所示的原始時間強度曲線(TIC)。通常，原始時間強度曲線不是理想狀態(tài)的平滑的曲線，由呼吸和心跳運動帶來的其他器官運動、還有探頭運動帶來的誤差都會體現(xiàn)在這條曲線上。較佳實施方式中，該原始時間強度曲線對應的每一幀造影圖像數(shù)據(jù)，可以按時間順序存儲在存儲器13中，用于后續(xù)處理。
[0036]無效數(shù)據(jù)去除模塊114用于除去一些明顯的異常幀超聲造影圖像數(shù)據(jù)，例如探頭突然移開導致造影圖像變化差異非常大的數(shù)據(jù)。較佳實施方式中，這些明顯異常幀超聲造影圖像數(shù)據(jù)的時間強度值往往比所有圖像幀的時間強度值的平均值要小。請參閱圖5，圖5包括了圖4去除明顯異常幀造影圖像數(shù)據(jù)之后的時間強度曲線。
[0037]一實施方式中，超聲造影分析系統(tǒng)計算出感興趣區(qū)域內(nèi)原始時間強度曲線的平均值，將平均值乘以一定加權系數(shù)作為后續(xù)處理的閾值，然后將平均值與所有原始時間強度值分別求差，將得到的結果再與閾值做比較，小于閾值的數(shù)據(jù)對應的造影圖像幀視為異常圖像幀，異常幀數(shù)據(jù)將用平均值代替。具體地，可以設定感興趣區(qū)域的每幀造影圖像時間強度曲線的函數(shù)為y(i)，i表示當前幀數(shù)，將計算出的所有幀的時間強度值進行求和處理再求平均值:average = sum/N, N代表總巾貞數(shù)，sum表示所有y(i)的數(shù)據(jù)和。然后將每一中貞感興趣區(qū)域內(nèi)的時間強度值y(i)依次減去平均值，得到的結果與平均值乘以一定加權系數(shù)比較，如果(average-y (i)) >betaX average, JjllJ y (i) = average,其中 beta 是加權系數(shù)，beta*average為最小值閾值,其在系統(tǒng)中可調(diào)。該方法可以用較小的計算復雜度獲得很好的效果，以除去一些明顯的異常幀數(shù)據(jù)。
[0038]最大值計算模塊115用于尋找系統(tǒng)中造影圖像時間強度曲線的最大值點，并記錄最大值時刻。一實施方式中，最大值計算模塊115尋找原始時間強度曲線的最大值點，對計算出的時間強度曲線進行遍歷，同時尋找最大值點數(shù)值和時間。如果尋找出現(xiàn)多個最大值，則按照時間順序選擇第一個最大值點作為最大值。
[0039]第一次曲線擬合模塊116用于對原始時間強度曲線進行第一次曲線擬合。具體地，第一次曲線擬合模塊116根據(jù)最大值計算模塊115的計算結果對最大值之前和之后的數(shù)據(jù)分別進行兩次曲線擬合，這兩次曲線擬合是同時進行的。所述的第一次曲線擬合的主要作用是對原始時間強度曲線進行平滑處理，以消除波形波動可能帶來的參數(shù)計算誤差。較佳實施方式中，第一次曲線擬合的方式采用多項式擬合。所述多項式擬合首先根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)計算出多項式擬合的系數(shù)P，然后根據(jù)計算出的系數(shù)P建立函數(shù)關系，例如:
[0040]f (x) =P(l)XxN+P ⑵ Xxni+...+