一种生物组织剪切波弹性图像质量评估显示方法技术

本发明专利技术公开一种生物组织剪切波弹性图像质量评估显示方法，该方法通过计算剪切波位移信噪比分布情况，确定弹性图像缺损情况，再结合弹性图像均匀度，综合判断本次弹性测量图像的质量和有效性，最后以彩色条直观表示本次弹性测量效果质量，为医生提供直观的测量可靠性量化指标。本发明专利技术通过综合考虑剪切波位移估计信噪比，结合最终弹性图像均匀度，最终给出本次弹性测量有效性的判断并通过质量系数和彩色进度条方式显示，而质量的优中差分别对应绿黄红三种颜色，与人类生活习惯对应，使用者能够通过进度条结果快速判断此次弹性测量结果的有效性。

A quality evaluation display method for shear wave elastic image of biological tissue

The invention discloses a biological tissue shear wave image quality evaluation method, the method by calculating the shear wave displacement SNR distribution, determine the elastic image defect, combined with elastic image uniformity, image quality comprehensive judgment the elasticity measurement and effectiveness, finally to a visual representation of the color quality elastic measurements provide quantitative indicators for measuring the reliability of visual doctor. The present invention by considering the shear wave displacement estimation of SNR, finally elastic image uniformity, measure the effectiveness of the elastic gives the final judgment and shows through the quality coefficient and the progress of the color, and the poor quality of the corresponding green Huang Hong three colors respectively, corresponds to the human living habits, the user can effectively the results of rapid judgment by measuring the elastic bar.

【技术实现步骤摘要】
一种生物组织剪切波弹性图像质量评估显示方法
本专利技术涉及剪切波弹性成像领域，特别涉及一种生物组织剪切波弹性图像质量评估显示方法。
技术介绍
剪切波是传播方向与介质质点的振动方向垂直的波，又称横波，S波。剪切波弹性成像技术可实现生物组织实时硬度定量检测，为临床判断组织病变情况提供依据。它的基本原理如下：声辐射力聚焦冲击能在组织内部产生剪切波，由于剪切波在不同硬度的组织传播速度有差异，通过检测剪切波在不同位置的传播速度可以间接反映该位置的软硬情况。根据剪切波波速大小进行伪彩色映射即为剪切波弹性成像。剪切波由声辐射力冲击产生，冲击时间非常短，与静压弹性成像相比大大降低了临床操作手法的难度；而冲击深度由超声聚焦深度决定，比静压弹性成像使用范围更加广。但剪切波在复杂的人体组织中传播时，衰减非常快；而且不同介质剪切波质量差异很大，所以弹性图像的质量与ROI(RegionOfInterest感兴趣区域，也称为AOIarea-of-interest)大小和选取位置密切相关。目前临床一般通过弹性图像的充盈程度或者质控图情况判断弹性测量的有效性，但充盈程度的判断和质控图的好坏最终还是依赖于医生赁经验主观判断，这种方式不能直观反映人体组织中传播剪切波时的弹性图像，这样在诊断过程中可能会带来较大的误差。
技术实现思路
为了能够更直观的表示弹性图像的质量情况，本专利技术提出一种生物组织剪切波弹性图像质量评估显示的方法。本专利技术为实现其目的所采用的技术方案是：一种生物组织剪切波弹性图像质量评估显示方法，包括以下步骤：步骤1、对待测量弹性区域中感兴趣区域发射聚焦冲击声束；步骤2、对待测量弹性区域中感兴趣区域发射采集检测声束；步骤3、对同一采集位置多次采集回来的信号进行位移估计运算；步骤4、对位移估计结果进行低通滤波；步骤5、将滤波后的位移估计结果与滤波前位移估计结果相减得到位移估计噪声结果；步骤6、计算滤波后的位移估计结果的平方和与位移估计噪声的平方和结果的比值，得到位移估计结果信噪比结果；步骤7、搜索并记录位移估计结果信噪比小于预设阈值的位置；确定为弹性缺损位置；步骤8、计算缺损位置面积和弹性测量区域总面积之比值；步骤9、对待测量弹性区域中感兴趣区域中进行剪切波波速估计；步骤10、计算待测量弹性区域内所有剪切波波速值的标准差值与均值之比值，得到待测量弹性区域均匀度；步骤11、根据缺损面积比值和待测量弹性均匀度确定质量系数；步骤12、根据质量系数量化显示到界面，显示方式为进度条模式。本专利技术通过弹性图像质量评估显示功能，为医生快速判断测量结果的有效性提供了直观的依据。进一步的，上述的生物组织剪切波弹性图像质量评估显示方法中：所述的步骤1中，聚焦冲击声束波形选择与传统B成像模式发射波形，聚焦位置选择待测量弹性区域中感兴趣区域外的一个位置。进一步的，上述的生物组织剪切波弹性图像质量评估显示方法中：所述的步骤2中，采集检测声束位置选择待测量弹性区域中感兴趣区域内两线或多线所在位置，线间隔1～3mm可选，每线重复采集次数50～200次可选，每线数据采集深度范围选择与待测量弹性区域中感兴趣区域上下边界深度范围一致。进一步的，上述的生物组织剪切波弹性图像质量评估显示方法中：所述的步骤3中，位移估计方法采用归一化互相关时延估计法；按照下式计算得到被测区域内各点在深度方向上的位移uτ式中：s为超声射频回波信号，R为互相关系数，τ为对应位移值的超声回波时间延迟，c为超声传播速度。进一步的，上述的生物组织剪切波弹性图像质量评估显示方法中：所述步骤6中，按照下列公式得到位移估计结果信噪比结果：式中：Vel_Filter为滤波后位移估计结果矩阵，Vel_Noise为位移估计噪声矩阵，VelSNR是位移估计结果信噪比结果。进一步的，上述的生物组织剪切波弹性图像质量评估显示方法中：所述的步骤8中，计算缺损位置面积和弹性测量区域总面积之比值就是缺损位置点数个数与待测量弹性区域中感兴趣区域总点数个数之比值；计算公式如下：式中：Num(Defect)为缺损位置点数个数，Num(ROI)为待测量弹性区域中感兴趣区域总点数个数，Qs是比值。下面结合具体实施例对本专利技术作较为详细的描述。附图说明图1是本专利技术实施例1流程图。图2剪切波位移估计结果。图3剪切波位移信噪比。图4各位置“形变-时间”曲线。图5拟合“时间-距离”直线。图6弹性质量评估显示。具体实施方式本专利技术实施例通过计算剪切波位移信噪比分布情况，确定弹性图像缺损情况，再结合弹性图像均匀度，综合判断本次弹性测量图像的质量和有效性，最后以彩色条直观表示本次弹性测量效果质量，为医生提供直观的测量可靠性量化指标。剪切波位移信噪比的计算可以反映本次测量中，剪切波在组织介质中传播情况。一般在较为均匀的介质中传播时，剪切波位移信噪比有较大值；但当剪切波经过组织介质复杂如血管，囊肿等组织时，剪切波位移信噪比比较差，此时波速估计结果有效性很低。而弹性图像均匀度能反映组织硬度的部分变化情况，一般组织硬度变化存在一定的过渡性。当弹性图像均匀度较差时，如很多局部小区域硬度变化或变化差异很大时，可能是由于剪切波在复杂介质边界传播时产生分裂等情况导致，此时弹性图像有效性低。综合考虑以上因素，结合这两个特征分析该次弹性测量有效性。具体包括以下步骤：步骤1：对待测量弹性感兴趣区域(ROI)区域发射聚焦冲击声束。发射波形根据探头中心频率确定，可选中心频率3～5MHz，聚焦位置可选ROI区域外的一个位置，例如：ROI左边界深度中点位置。冲击时长可选例如：100us。步骤2：待聚焦冲击声束发射完毕后，发射采集检测声束，此方式与传统B成像模式一致，采集声束位置可选ROI内两线或多线所在位置，线间隔可选1～3mm，每线重复采集次数可选50～200次。每线数据采集深度范围可选与ROI上下边界深度范围一致。确定待观察深度的位置，选取两个或多个横向检测位置，根据形变估计结果矩阵作出所选位置对应的“形变-时间”曲线，如图4所示。图中显示了ROI区中五个不同的横向检测位置的“形变-时间”曲线，虽然位置不同但波形基本相似，频率一致，只是波峰到来的时刻不同，另外，可以看出，声辐射力冲击是在50ms。具体聚焦冲击声束和采集检测声束发射模式参考文献：IEEETransactionsonUltrasonics,Ferroelectrics,andFrequencyControl,vol.60,no.4,April2013《AcousticRadiationForceElasticityImaginginDiagnosticUltrasound》。步骤3：对同一采集位置多次采集回来的信号进行位移估计运算。发射完采集声束后探头接收信号就是采集的过程，这是传统B成像原理，本领域技术人员通过上面的技术可以自动完成。位移估计方法可选例如：归一化互相关时延估计法。通过归一化互相关时延估计法计算得到被测区域内各点在深度方向上的位移uτ(其中s为超声射频回波信号，R为互相关系数，τ为对应位移值的超声回波时间延迟，c为超声传播速度)，结果如附图2：图中标记1指示处颜色浅的地方表示波峰。步骤4：对位移估计结果进行低通滤波，滤波器可选如：FIR类型滤波器，截止频率可选如：1000hz。步骤5：将滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物组织剪切波弹性图像质量评估显示方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、对待测量弹性区域中感兴趣区域发射聚焦冲击声束；步骤2、对待测量弹性区域中感兴趣区域发射采集检测声束；步骤3、对同一采集位置多次采集回来的信号进行位移估计运算；步骤4、对位移估计结果进行低通滤波；步骤5、将滤波后的位移估计结果与滤波前位移估计结果相减得到位移估计噪声结果；步骤6、计算滤波后的位移估计结果的平方和与位移估计噪声的平方和结果的比值，得到位移估计结果信噪比结果；步骤7、搜索并记录位移估计结果信噪比小于预设阈值的位置；确定为弹性缺损位置；步骤8、计算缺损位置面积和弹性测量区域总面积之比值；步骤9、对待测量弹性区域中感兴趣区域中进行剪切波波速估计；步骤10、计算待测量弹性区域内所有剪切波波速值的标准差值与均值之比值，得到待测量弹性区域均匀度；步骤11、根据缺损面积比值和待测量弹性均匀度确定质量系数；步骤12、根据质量系数量化显示到界面，显示方式为进度条模式。

【技术特征摘要】
1.一种生物组织剪切波弹性图像质量评估显示方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、对待测量弹性区域中感兴趣区域发射聚焦冲击声束；步骤2、对待测量弹性区域中感兴趣区域发射采集检测声束；步骤3、对同一采集位置多次采集回来的信号进行位移估计运算；步骤4、对位移估计结果进行低通滤波；步骤5、将滤波后的位移估计结果与滤波前位移估计结果相减得到位移估计噪声结果；步骤6、计算滤波后的位移估计结果的平方和与位移估计噪声的平方和结果的比值，得到位移估计结果信噪比结果；步骤7、搜索并记录位移估计结果信噪比小于预设阈值的位置；确定为弹性缺损位置；步骤8、计算缺损位置面积和弹性测量区域总面积之比值；步骤9、对待测量弹性区域中感兴趣区域中进行剪切波波速估计；步骤10、计算待测量弹性区域内所有剪切波波速值的标准差值与均值之比值，得到待测量弹性区域均匀度；步骤11、根据缺损面积比值和待测量弹性均匀度确定质量系数；步骤12、根据质量系数量化显示到界面，显示方式为进度条模式。2.根据权利要求1所述的生物组织剪切波弹性图像质量评估显示方法，其特征在于：所述的步骤1中，聚焦冲击声束波形选择与传统B成像模式发射波形，聚焦位置选择待测量弹性区域中感兴趣区域外的一个位置。3.根据权利要求1所述的生物组织剪切波弹性图像质量评估显示方法，其特征在于：所述的步骤2中，采集检测声束位置选择待测量弹性区域中感兴趣区域内两线或多线所在位置，线间隔1～3mm可选，每线重复采集次数50～200次可选，每线数据采集深度范围选择与待测量弹性区域中感兴趣区域上下边界深度范围一致。4.根据权利要求1所述的生物组织剪切波弹性图像质量评估显示方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁嘉淳，董永刚，
申请(专利权)人：深圳中科乐普医疗技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44