一种基于形状特征的超声图像膀胱容积测量方法及装置制造方法及图纸

技术编号:11386553 阅读:193 留言:0更新日期:2015-05-01 15:09
本发明专利技术公开了一种基于形状特征的超声图像膀胱容积测量方法及装置,该基于形状特征的超声图像膀胱容积测量方法包括:获取二维膀胱超声图像;根据所述二维膀胱超声图像识别膀胱的形状;根据膀胱的形状测量膀胱的容积。该基于形状特征的超声图像膀胱容积测量装置包括:二维膀胱超声图像获取单元:用于获取二维膀胱超声图像;膀胱形状识别单元:用于根据二维膀胱超声图像识别膀胱的形状;膀胱容积测量单元:用于根据膀胱的形状测量膀胱的容积。本发明专利技术提供的基于形状特征的超声图像膀胱容积测量方法及装置,结合膀胱在临床中不同状态下表现出的形态差异,将膀胱的形状作为先验知识,自动根据膀胱当前的形状计算其容积,提高了膀胱容积测量的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种膀胱容积测试方法及装置,尤其涉及一种基于形状特征的超声图像膀胱容积测量方法及装置
技术介绍
膀胱体积是急诊科,麻醉科,泌尿科,ICU等科室临床应用的重要参数,反映的是膀胱内的尿量。对于泌尿系统来说,膀胱残余尿液容积和充盈尿液容积的测量结果,常作为诊断病例的重要依据。膀胱是人体一个非常重要的器官,它具有以下几个临床表现:1)关于形状:空虚状态下呈倒置的“三棱锥”形状,充盈状态下呈“椭球”状;2)膀胱可近似看成左右对称;3)膀胱内除了尿液之外没有其他物质,所以膀胱容积即为膀胱内尿液量;如膀胱内无尿液,则膀胱壁为黏连状态。目前,临床上测量膀胱容积的方法主要是X光造影,其测量方法首先是静脉注射造影剂,利用造影剂与周围组织的密度差别产生对比,通过X光成像观察其在膀胱内的聚集,从而估计膀胱内的尿液量。但是这是一种对人体产生创伤的方法,不仅X线照射对人体有一定程度的伤害,而且造影剂使得使用者面临过敏不适的风险。随着技术的不断进步,超声无创检测在临床应用中得到发展,采用超声无创的方式可准确监测和测量膀胱的体积,目前,这种方法需要手动采集多方向膀胱B超图像,用户的操作手法和熟悉程度影响了图像质量,从而导致测量误差;其次,测量各个方向的膀胱B超图像中的膀胱径,不可避免地增加了用户的工作量,测量耗时长。这种膀胱测量方法未结合临床的实际情况,忽略了膀胱在不同状态下表现的形状差异,导致测量结果不精确。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于形状特征的超声图像膀胱容积测量方法及装置,其结合膀胱在临床中不同状态下表现出的形态差异,将膀胱的形状作为先验知识,自动根据膀胱当前的形状计算其容积,提高了膀胱容积测量的准确性。本专利技术实施例采用以下技术方案:第一方面,本技术方案提供一种基于形状特征的超声图像膀胱容积测量方法,包括:获取二维膀胱超声图像;根据所述二维膀胱超声图像识别膀胱的形状;根据膀胱的形状测量膀胱的容积。其进一步技术方案为,所述根据所述二维膀胱超声图像识别膀胱的形状,包括:分割所述二维膀胱超声图像,获取膀胱区域及所述膀胱区域的边界;分析所述膀胱区域及所述膀胱区域的边界,提取所述二维膀胱超声图像的图像特征,建立所述二维膀胱超声图像的图像特征矩阵;将所述图像特征矩阵输入基于形状特征的形状分类器,获得膀胱的形状。其进一步技术方案为,所述将所述图像特征矩阵输入基于形状特征的形状分类器,获得膀胱的形状之前,还包括:提取膀胱不同形状时的图像特征矩阵进行训练,得到基于形状特征的形状分类器。其进一步技术方案为,所述提取膀胱不同形状时的图像特征矩阵进行训练,得到基于形状特征的形状分类器,具体为,使用k-means算法对图像特征矩阵训练,得到基于形状特征的形状分类器。其进一步技术方案为,所述图像特征矩阵包括所述超声图像膀胱区域的面积S、所述膀胱区域边界的周长L和圆形度C,其中,所述面积S为膀胱区域所含像素的个数;所述周长L为依次累加所述膀胱区域边界两两相邻像素的距离得到的长度。其进一步技术方案为,所述二维膀胱超声图像包括第一超声图像与第二超声图像,所述第一超声图像为穿过膀胱中心的最大纵切面,所述第二超声图像为平行于所述第一超声图像且间距为预定距离的膀胱纵切面;所述根据膀胱的形状测量膀胱的容积,具体为:当将所述图像特征矩阵输入基于形状特征的形状分类器,获得膀胱的形状为三棱锥形时,膀胱容积的计算公式为:V(ml)=23*S1(cm2)*d(cm)1-S1(cm2)/S2(cm2);]]>当将所述图像特征矩阵输入基于形状特征的形状分类器,获得膀胱的形状为椭球形时,膀胱容积的计算公式为:V(ml)=π*a(cm)*b(cm)*(d2(cm)1-S1(cm2)/S2(cm2));]]>其中,S1为所述第一超声图像对应的膀胱区域的面积;S2为所述第二超声图像对应的膀胱区域的面积;d为所述第一超声图像与所述第二超声图像之间的距离;a为所述第一超声图像对应膀胱区域的长半轴的长度;b为所述第一超声图像对应膀胱区域与a垂直的短半轴的长度。第二方面,本技术方案提供一种基于形状特征的超声图像膀胱容积测量装置,包括:二维膀胱超声图像获取单元:用于获取二维膀胱超声图像;膀胱形状识别单元:用于根据所述二维膀胱超声图像识别膀胱的形状;膀胱容积测量单元:用于根据膀胱的形状测量膀胱的容积。其进一步技术方案为,所述二维膀胱超声图像获取单元包括第一二维膀胱超声图像获取单元及第二二维膀胱超声图像获取单元;所述第一二维膀胱超声图像获取单元用于获取穿过膀胱中心的最大纵切面的第一超声图像;所述第二二维膀胱超声图像获取单元用于获取平行于所述第一超声图像且间距为预定距离的膀胱纵切面的超声图像。其进一步技术方案为,所述膀胱形状识别单元包括二维膀胱超声图像分割单元、图像特征矩阵建立单元、形状分类器单元及膀胱形状获得单元;所述二维膀胱超声图像分割单元用于分割所述二维膀胱超声图像,获取膀胱区域及所述膀胱区域的边界;所述图像特征矩阵建立单元用于分析所述膀胱区域及所述膀胱区域的边界,提取所述二维膀胱超声图像的图像特征,建立所述二维膀胱超声图像的图像特征矩阵;所述图像特征矩阵包括所述超声图像膀胱区域的面积S、所述膀胱区域边界的周长L和圆形度C,其中,所述面积S为膀胱区域所含像素的个数;所述周长L为依次累加所述膀胱区域边界两两相邻像素的距离得到的长度;所述形状分类器单元是提取膀胱不同形状时的图像特征矩阵使用k-means算法进行训练,得到基于形状特征的形状分类器;所述膀胱形状获得单元用于将所述图像特征矩阵输入基于形状特征的形状分类器,获得膀胱的形状。其进一步技术方案为,所述二维膀胱超声图像包括第一超声图像与第二超声图像,所述第一超声图像为穿过膀胱中心的最大纵切面,所述第二超声图像为平行于所述第一超声图像且间距为预定距离的膀胱纵切面;当将所述图像特征矩阵输入基于形状特征的形状分类器,获得膀胱的形状为三棱锥形时,膀胱容积的计算公式为:V(ml)=23*S1(cm2)*d(cm)1-S1(cm2)/S2(cm2);]]>当将所述图像特征矩阵输入基于形状特征的形状分类器,获得膀胱的形状为椭球形时,膀胱容积的计算公式为:V(ml)=π*a(cm)*b(cm)*(d2(cm)1-S1(cm2)/S2(cm2));]]>其中,S1为所述第一超声图像对应的膀胱区域的面积;S2为所述第本文档来自技高网
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一种基于形状特征的超声图像膀胱容积测量方法及装置

【技术保护点】
一种基于形状特征的超声图像膀胱容积测量方法,其特征在于,包括:获取二维膀胱超声图像;根据所述二维膀胱超声图像识别膀胱的形状;根据膀胱的形状测量膀胱的容积。

【技术特征摘要】
1.一种基于形状特征的超声图像膀胱容积测量方法,其特征在于,包括:
获取二维膀胱超声图像;
根据所述二维膀胱超声图像识别膀胱的形状;
根据膀胱的形状测量膀胱的容积。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述二维膀胱超声
图像识别膀胱的形状,包括:
分割所述二维膀胱超声图像,获取膀胱区域及所述膀胱区域的边界;
分析所述膀胱区域及所述膀胱区域的边界,提取所述二维膀胱超声图像的
图像特征,建立所述二维膀胱超声图像的图像特征矩阵;
将所述图像特征矩阵输入基于形状特征的形状分类器,获得膀胱的形状。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述将所述图像特征矩阵输
入基于形状特征的形状分类器,获得膀胱的形状之前,还包括:
提取膀胱不同形状时的图像特征矩阵进行训练,得到基于形状特征的形状
分类器。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述提取膀胱不同形状时的
图像特征矩阵进行训练,得到基于形状特征的形状分类器,具体为,使用k-means
算法对图像特征矩阵训练,得到基于形状特征的形状分类器。
5.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述图像特征矩阵包括
所述超声图像膀胱区域的面积S、所述膀胱区域边界的周长L和圆形度C,其中,
所述面积S为膀胱区域所含像素的个数;所述周长L为依次累加所述
膀胱区域边界两两相邻像素的距离得到的长度。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述二维膀胱超声图像包括

\t第一超声图像与第二超声图像,所述第一超声图像为穿过膀胱中心的最大纵切
面,所述第二超声图像为平行于所述第一超声图像且间距为预定距离的膀胱纵
切面;
所述根据膀胱的形状测量膀胱的容积,具体为:
当将所述图像特征矩阵输入基于形状特征的形状分类器,获得膀胱的形状
为三棱锥形时,膀胱容积的计算公式为:
V(ml)=23*S1(cm2)*d(m)1-S1(cm2)/S2(cm2);]]>当将所述图像特征矩阵输入基于形状特征的形状分类器,获得膀胱的形状
为椭球形时,膀胱容积的计算公式为:
V(ml)=π*a(cm)*b(cm)*(d2(cm)1-S1(cm2)/S2(cm2));]]>其中,S1为所述第一超声图像对应的膀胱区域的面积;S2为所述第二超声
图像对应的膀胱区域的面积;d为所述第一超声图像与所述第二超声图像之间的
距离;a为所述第一超声图像对应膀胱区域的长半轴的长度;b为所述第一超声
图像对应膀胱区域与a垂直的短半轴的长度。
7.一种基于形状特征的超声图像膀胱容积测量装置,其特征在于,包括:
二维膀胱超声图像获取单元:用于获取二维膀胱超声图像;
膀胱形状识别单元...

【专利技术属性】
技术研发人员:王双卫卢英霞冯耿超倪东
申请(专利权)人:深圳市大深生物医学工程转化研究院
类型:发明
国别省市:广东;44

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