一种基于非相关特征的超声热消融监测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于超声监控成像技术领域，公开了一种基于非相关特征的超声热消融监测方法及系统，其方法包括：S1、选取热消融监测的感兴趣区域，并对感兴趣区域进行超声扫查，以得到超声回波数据；S2、对超声回波数据进行波束合成，以得到超声射频数据；S3、基于超声射频数据，计算得到对数压缩后的超声图像数据；S4、基于超声图像数据，计算不同时刻超声回波数据的非相关特征；S5、基于不同时刻超声回波数据的非相关特征，得到超声非相关特征图像；S6、显示超声非相关特征图像。本发明专利技术可以实现对热消融过程中热损伤区域的实时、高对比度、准确和清晰的监测；不需要超声回波数据满足特定的分布模型，不需额外的模型训练和学习过程，实现简单。实现简单。实现简单。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非相关特征的超声热消融监测方法及系统


[0001]本专利技术属于超声监控成像
，具体涉及一种基于非相关特征的超声热消融监测方法及系统。

技术介绍

[0002]肿瘤热消融技术通过经皮穿刺的射频电极或微波探针，使得肿瘤组织温度升高，最终达到肿瘤凝固坏死和灭活的目的。为了在消除肿瘤的同时不对周围正常组织产生影响，需要对热消融过程进行实时的监测。
[0003]临床中利用热消融过程中产生大量气泡对超声的强反射，采用传统超声B模式对热消融过程进行监测，但是该方法图像对比度不高，而且在实际使用过程中，不同的图像增益设置会导致不同的成像效果，图像质量的好坏对预设参数的设置依赖性较大。
[0004]现有研究者提出使用超声Nakagami成像技术来对热消融过程进行监测。Nakagami模型是一种统计模型，利用由超声背向散射信号估计的Nakagami统计参量可以区分生物组织中不同散射子的浓度，由此可以实现对热消融过程的监测。但是该技术的使用前提是估计对象必须满足分布模型，在实际应用中超声信号处理技术的改变可能会影响超声数据的统计分布，从而可能不满足分布模型，统计分布应用于参量成像灵活性不够，而且超声Nakagami图像通常存在边缘不清晰的缺点。
[0005]公开号为CN109171998B的中国专利，公开了一种基于超声深度学习的热消融区域识别监测成像方法与系统，该方法通过结合实际热消融区域的光学图像和超声图像对深度学习模型进行训练，最终实现对热消融区域的分类和识别。但是深度学习模型往往需要大量数据进行训练保证可靠性，而数据的采集和获取通常是很困难的，况且该专利技术采用离体数据进行训练，显然不能直接用于临床当中。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种基于非相关特征的超声热消融监测方法及系统，可以实现对热消融过程中热损伤区域的实时、高对比度、准确和清晰的监测，且实现简单。
[0007]本专利技术采用以下技术方案：一种基于非相关特征的超声热消融监测方法，包括步骤：S1、选取热消融监测的感兴趣区域，并对感兴趣区域进行超声扫查，以得到超声回波数据；S2、对超声回波数据进行波束合成，以得到超声射频数据；S3、基于超声射频数据，计算得到对数压缩后的超声图像数据；S4、基于超声图像数据，计算不同时刻超声回波数据的自相关特征以及不同时刻超声回波数据之间的互相关特征，进而得到不同时刻超声回波数据的非相关特征；S5、基于不同时刻超声回波数据的非相关特征，得到超声非相关特征图像；
S6、显示超声非相关特征图像。
[0008]作为优选方案，步骤S1与步骤S2之间还包括步骤：对不同深度的超声回波数据进行不同的增益补偿。
[0009]作为优选方案，步骤S3中，包括步骤：S3.1、对超声射频数据进行解调，以得到超声正交信号；S3.2、求取超声正交信号的包络；S3.3、对包络进行对数压缩，以得到对数压缩后的超声图像数据。
[0010]作为优选方案，步骤S5与步骤S6之间还包括步骤：将超声非相关特征图像的扫查坐标系，转换为显示坐标系；对转换坐标系后的超声非相关特征图像进行平滑滤波，以得到最终的超声非相关特征图像。
[0011]作为优选方案，平滑滤波包括时间平滑滤波、空间平滑滤波。
[0012]作为优选方案，步骤S3.2中，包络的计算公式具体为：，其中，I表示超声正交信号的实部，Q表示超声正交信号的虚部，R表示求取的包络，env为求取包络的函数，j表示虚数单位。
[0013]作为优选方案，步骤S3.3中，计算公式具体为：，其中，Img为对数压缩后的超声图像数据，a为log函数的底数。
[0014]作为优选方案，步骤S4中，超声回波数据的非相关特征计算公式具体为：，其中，y表示超声探头方向，z表示深度方向，τ为时间间隔，为t时刻超声回波数据的自相关特征，为t+τ时刻超声回波数据的自相关特征，为时间间隔为τ的两帧超声回波数据的互相关特征，表示t时刻超声回波数据的非相关特征。
[0015]作为优选方案，步骤S6中，还同时显示基于步骤S1中所述超声回波数据获取的超声B模式图像。
[0016]相应地，还提供了一种基于非相关特征的超声热消融监测系统，包括依次联接的超声扫查模块、波束合成模块、对数压缩模块、超声非相关模块、显示模块，其中超声非相关模块包括相联的非相关特征计算单元、非相关特征图像生成单元，且非相关特征计算单元与对数压缩模块联接，非相关特征图像生成单元与显示模块联接；超声扫查模块，用于对选取热消融监测的感兴趣区域，进行超声扫查，以得到超声回波数据；波束合成模块，用于对超声回波数据进行波束合成，以得到超声射频数据；对数压缩模块，用于基于超声射频数据，计算得到对数压缩后的超声图像数据；非相关特征计算单元，用于基于超声图像数据，计算不同时刻超声回波数据的自
相关特征以及不同时刻超声回波数据之间的互相关特征，进而得到不同时刻超声回波数据的非相关特征；非相关特征图像生成单元，用于基于不同时刻超声回波数据的非相关特征，得到超声非相关特征图像；显示模块，用于显示超声非相关特征图像。
[0017]本专利技术的有益效果是：可以实现对热消融过程中热损伤区域的实时、高对比度、准确和清晰的监测可以支持超声传统B模式与超声特征图像的同时显示，更好的帮助临床医生判断热损伤区域的情况超声参量图像的计算依赖于超声回波数据，所以具有超声传统B模式一样的无损无辐射的优点不需要超声回波数据满足特定的分布模型，不需额外的模型训练和学习过程，实现简单，可直接应用于临床中。
[0018]只对感兴趣区域进行扫查，可以减少后续的计算量，提高实时性。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术所述一种基于非相关特征的超声热消融监测方法的流程图；图2是本专利技术所述一种基于非相关特征的超声热消融监测系统的结构示意图。
具体实施方式
[0021]以下通过特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0022]实施例一：参照图1，本实施例提供了一种基于非相关特征的超声热消融监测方法，包括步骤：S1、选取热消融监测的感兴趣区域，并对感兴趣区域进行超声扫查，以得到超声回波数据；S2、对超声回波数据进行波束合成，以得到超声射频数据；S3、基于超声射频数据，计算得到对数压缩后的超声图像数据；S4、基于超声图像数据，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非相关特征的超声热消融监测方法，其特征在于，包括步骤：S1、选取热消融监测的感兴趣区域，并对感兴趣区域进行超声扫查，以得到超声回波数据；S2、对超声回波数据进行波束合成，以得到超声射频数据；S3、基于超声射频数据，计算得到对数压缩后的超声图像数据；S4、基于超声图像数据，计算不同时刻超声回波数据的自相关特征以及不同时刻超声回波数据之间的互相关特征，进而得到不同时刻超声回波数据的非相关特征；S5、基于不同时刻超声回波数据的非相关特征，得到超声非相关特征图像；S6、显示超声非相关特征图像。2.根据权利要求1所述的一种基于非相关特征的超声热消融监测方法，其特征在于，步骤S1与步骤S2之间还包括步骤：对不同深度的超声回波数据进行不同的增益补偿。3.根据权利要求2所述的一种基于非相关特征的超声热消融监测方法，其特征在于，步骤S3中，包括步骤：S3.1、对超声射频数据进行解调，以得到超声正交信号；S3.2、求取超声正交信号的包络；S3.3、对包络进行对数压缩，以得到对数压缩后的超声图像数据。4.根据权利要求3所述的一种基于非相关特征的超声热消融监测方法，其特征在于，步骤S5与步骤S6之间还包括步骤：将超声非相关特征图像的扫查坐标系，转换为显示坐标系；对转换坐标系后的超声非相关特征图像进行平滑滤波，以得到最终的超声非相关特征图像。5.根据权利要求4所述的一种基于非相关特征的超声热消融监测方法，其特征在于，平滑滤波包括时间平滑滤波、空间平滑滤波。6.根据权利要求3所述的一种基于非相关特征的超声热消融监测方法，其特征在于，步骤S3.2中，包络的计算公式具体为：，其中，I表示超声正交信号的实部，Q表示超声正交信号的虚部，R表示求取的包络，env为求取包络的函数，j表示虚数单...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖梦楠，鹿祥鹏，王晓东，苏哲，骆志坚，
申请(专利权)人：聚融医疗科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：