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肿瘤超声成像特征提取方法和系统制作方法

  • 专利名称
    肿瘤超声成像特征提取方法和系统制作方法
  • 发明者
    秦文健, 温铁祥, 李凌, 辜嘉
  • 公开日
    2014年7月30日
  • 申请日期
    2014年5月13日
  • 优先权日
    2014年5月13日
  • 申请人
    中国科学院深圳先进技术研究院
  • 文档编号
    A61B8/08GK103948402SQ201410201896
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种肿瘤超声成像特征提取方法,其特征在于,包括以下步骤 从超声成像图像中选取感兴趣区域; 获取所述感兴趣区域的超声背散射信号; 提取所述感兴趣区域的超声背散射信号的统计分布形态参数和信号频谱参数2.根据权利要求1所述的肿瘤超声成像特征提取方法,其特征在于,所述提取所述感兴趣区域的超声背散射信号的统计分布形态参数的步骤包括 根据Nakagami统计模型,得到超声背散射信号包络的概率统计密度函数; 对所述概率统计密度函数求期望,再根据所述期望获取统计分布形态参数3.根据权利要求1所述的肿瘤超声成像特征提取方法,其特征在于,所述提取所述感兴趣区域的超声背散射信号的信号频谱参数的步骤包括 对所述感兴趣区域的每一条扫描线超声背散射信号进行快速傅里叶变换,得到每条扫描线超声背散射信号的频谱幅度函数和功率谱密度,对所述感兴趣区域的频谱进行归一化,提取所述频谱参数中截距、斜率、中频段拟合、近远场平均中心频率比、最小功率对应的频率和最大功率对应的频率中至少一种4.根据权利要求3所述的肿瘤超声成像特征提取方法,其特征在于,所述对感兴趣区域的频谱进行归一化的步骤包括 求取所述感兴趣区域的频谱平均值,将每个频谱点与所述频谱平均值相除5.根据权利要求1所述的肿瘤超声成像特征提取方法,其特征在于,所述从超声成像图像中选取感兴趣区域的步骤包括 从所述超声成像图像中选取包含肿瘤的扇形区域作为感兴趣区域6.一种肿瘤超声成像特征提取系统,其特征在于,包括 选取模块,用于从超声成像图像中选取感兴趣区域; 信号获取模块,用于获取所述感兴趣区域的超声背散射信号; 提取模块,用于提取所述感兴趣区域的超声背散射信号的统计分布形态参数和信号频谱参数7.根据权利要求6所述的肿瘤超声成像特征提取系统,其特征在于,所述提取模块包括统计分布形态参数提取子模块,所述统计分布形态参数提取子模块用于根据Nakagami统计模型,得到超声背散射信号包络的概率统计密度函数,以及对所述概率统计密度函数求期望,再根据所述期望获取统计分布形态参数8.根据权利要求6所述的肿瘤超声成像特征提取系统,其特征在于,所述提取模块包括频谱参数提取子模块,所述频谱参数提取子模块用于对所述感兴趣区域的每一条扫描线超声背散射信号进行快速傅里叶变换,得到每条扫描线超声背散射信号的频谱幅度函数和功率谱密度,对所述感兴趣区域的频谱进行归一化,提取所述频谱参数中截距、斜率、中频段拟合、近远场平均中心频率比、最小功率对应的频率和最大功率对应的频率中至少一种9.根据权利要求8所述的肿瘤超声成像特征提取系统,其特征在于,所述频谱参数提取子模块还用于求取所述感兴趣区域的频谱平均值,将每个频谱点与所述频谱平均值相除10.根据权利要求6所述的肿瘤超声成像特征提取系统,其特征在于,所述选取模块还用于从所述超声成像图像中选取包含肿瘤的扇形区域作为感兴趣区域
  • 技术领域
    [0001] 本发明涉及信号处理领域,特别是涉及一种肿瘤超声成像特征提取方法和系统
  • 专利摘要
    本发明涉及一种肿瘤超声成像特征提取方法和系统。所述方法包括以下步骤从超声成像图像中选取感兴趣区域;获取所述感兴趣区域的超声背散射信号;提取所述感兴趣区域的超声背散射信号的统计分布形态参数和信号频谱参数。上述肿瘤超声成像特征提取方法和系统,从超声成像图像的超声背散射信号中提取统计分布形态参数和信号频谱参数,根据所提取的参数能定量分析肿瘤情况,相比于传统的人工观察准确性高。
  • 发明内容
  • 专利说明
    肿瘤超声成像特征提取方法和系统
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
肿瘤超声成像特征提取方法和系统的制作方法[0002]肿瘤的种类有很多种,其中,乳腺癌是一种常见的恶性肿瘤。为了获取肿瘤的图像信息,通常采用超声成像方式。超声成像具有性价比高、无放射性、实时性、副作用小等优点。[0003]然而,传统的肿瘤超声成像图像中含有高噪声、复杂结构、模糊边界、个体特征差异等因素,由人工观察难以获取准确的肿瘤信息。
[0004]基于此,有必要针对传统的肿瘤超声图像由人工无法获取准确的肿瘤信息的问题,提供一种肿瘤超声成像特征提取方法,能准确的获取肿瘤的参数信息。[0005]此外,还有必要提供一种肿瘤超声成像特征提取系统,能准确的获取肿瘤的参数信息。[0006]一种肿瘤超声成像特征提取方法,包括以下步骤:[0007]从超声成像图像中选取感兴趣区域;[0008]获取所述感兴趣区域的超声背散射信号;
[0009]提取所述感兴趣区域的超声背散射信号的统计分布形态参数和信号频谱参数。
[0010]在其中一个实施例中,所述提取所述感兴趣区域的超声背散射信号的统计分布形态参数的步骤包括:
[0011]根据Nakagami统计模型,得到超声背散射信号包络的概率统计密度函数;
[0012]对所述概率统计密度函数求期望,再根据所述期望获取统计分布形态参数。
[0013]在其中一个实施例中,所述提取所述感兴趣区域的超声背散射信号的信号频谱参数的步骤包括:
[0014]对所述感兴趣区域的每一条扫描线超声背散射信号进行快速傅里叶变换,得到每条扫描线超声背散射信号的频谱幅度函数和功率谱密度,对所述感兴趣区域的频谱进行归一化,提取所述频谱参数中截距、斜率、中频段拟合、近远场平均中心频率比、最小功率对应的频率和最大功率对应的频率中至少一种。
[0015]在其中一个实施例中,所述对感兴趣区域的频谱进行归一化的步骤包括:
[0016]求取所述感兴趣区域的频谱平均值,将每个频谱点与所述频谱平均值相除。
[0017]在其中一个实施例中,所述从超声成像图像中选取感兴趣区域的步骤包括:
[0018]从所述超声成像图像中选取包含肿瘤的扇形区域作为感兴趣区域。
[0019]一种肿瘤超声成像特征提取系统,包括:
[0020]选取模块,用于从超声成像图像中选取感兴趣区域;
[0021]信号获取模块,用于获取所述感兴趣区域的超声背散射信号;[0022]提取模块,用于提取所述感兴趣区域的超声背散射信号的统计分布形态参数和信号频谱参数。
[0023]在其中一个实施例中,所述提取模块包括统计分布形态参数提取子模块,所述统计分布形态参数提取子模块用于根据Nakagami统计模型,得到超声背散射信号包络的概率统计密度函数,以及对所述概率统计密度函数求期望,再根据所述期望获取统计分布形态参数。
[0024]在其中一个实施例中,所述提取模块包括频谱参数提取子模块,所述频谱参数提取子模块用于对所述感兴趣区域的每一条扫描线超声背散射信号进行快速傅里叶变换,得到每条扫描线超声背散射信号的频谱幅度函数和功率谱密度,对所述感兴趣区域的频谱进行归一化,提取所述频谱参数中截距、斜率、中频段拟合、近远场平均中心频率比、最小功率对应的频率和最大功率对应的频率中至少一种。
[0025]在其中一个实施例中,所述频谱参数提取子模块还用于求取所述感兴趣区域的频谱平均值,将每个频谱点与所述频谱平均值相除。[0026]在其中一个实施例中,所述选取模块还用于从所述超声成像图像中选取包含肿瘤的扇形区域作为感兴趣区域。
[0027]上述肿瘤超声成像特征提取方法和系统,从超声成像图像的超声背散射信号中提取统计分布形态参数和信号频谱参数,根据所提取的参数能定量分析肿瘤情况,相比于传统的人工观察准确性高。
[0028]此外,对感兴趣区域的超声背散射信号进行滤波处理和包络检波,可提高超声背散射信号的质量,降低噪声干扰,为后续提供较为准确的数据。



[0029]图1为一个实施例中肿瘤超声成像特征提取方法的流程图;
[0030]图2为一个实施例中肿瘤超声成像特征提取系统的结构框图;
[0031]图3为一个实施例中提取模块的内部结构框图;
[0032]图4为另一个实施例中肿瘤超声成像特征提取系统的结构框图。

[0033]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0034]图1为一个实施例中肿瘤超声成像特征提取方法的流程图。该肿瘤超声成像特征提取方法,包括以下步骤:
[0035]步骤110,从超声成像图像中选取感兴趣区域。
[0036]具体的,超声成像图像可采用超声探头等设备对病灶区进行采集。本实施例中,从超声成像图像中选取包含肿瘤的扇形区域作为感兴趣区域。选取扇形区域,可与超声扫描保持一致,可尽量避免其他组织的重影,从而使得所有参数具有较好的一致性。
[0037]步骤120,获取该感兴趣区域的超声背散射信号。
[0038]在步骤120之后,还包括:对感兴趣区域的超声背散射信号进行滤波处理和包络检波。可提高超声背散射信号的质量,降低噪声干扰,为后续提供较为准确的数据。
[0039]步骤130,提取该感兴趣区域的超声背散射信号的统计分布形态参数和信号频谱参数。
[0040]本实施例中,提取该感兴趣区域的超声背散射信号的统计分布形态参数的步骤包括(a)和(b):
[0041](a)根据Nakagami统计模型,得到超声背散射信号包络的概率统计密度函数;
[0042]具体的,Nakagami参数图是背散射信号的一种统计信息,表示肿瘤内部的散射排列和浓度。
[0043]概率统计密度函数的计算公式如式(I):

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