一种二维频谱多普勒超声心动图像的处理方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及一种二维频谱多普勒超声心动图像的处理方法和装置，所述方法包括：获取二维频谱多普勒超声心动图像；进行感兴趣区域图像提取处理生成第二图像；进行高斯模糊图像处理生成第三图像；进行二值化处理生成第四图像；进行频谱包络线识别标记出第一包络线；对第一包络线进行峰值点识别标记出多个第一峰值点；对各个第一峰值点进行左右基线点识别标记出对应的第一左基线点和第一右基线点；进行血流参数测算生成对应的血流参数组序列；计算血流参数组序列中各个同类参数的平均值。通过本发明专利技术可以解决因人工因素导致的测量准确度降低或测量质量不稳定等问题。确度降低或测量质量不稳定等问题。确度降低或测量质量不稳定等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种二维频谱多普勒超声心动图像的处理方法和装置


[0001]本专利技术涉及数据处理
，特别涉及一种二维频谱多普勒超声心动图像的处理方法和装置。

技术介绍

[0002]频谱多普勒超声心动图(Spectral Doppler Echocardiography)可用于测量与血流流速有关的参数诸如峰值流速、加速时间、减速时间、射血时间等，频谱多普勒超声心动图带有纵向的血流流速标尺和横向的时间刻度标尺，操作者在频谱多普勒超声心动图上进行关键点标记即可算得大致的峰值流速、加速时间、减速时间、射血时间参数取值。通过这种方式进行血流参数计算，一方面过分依赖人工关键点标记的经验水平，其准确度无法保证；另一方面，这种手动标记测量方式无法测量连续时间的血流量积分，也无法测量与血流方向压力变化有关的压力阶差以及压力阶差减半时间。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的，就是针对现有技术的缺陷，提供一种二维频谱多普勒超声心动图像的处理方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，对原始的二维频谱多普勒超声心动图像进行感兴趣区域剪裁、高斯模糊处理和二值化处理，对二值图进行频谱包络线提取，使用高斯核权重滑窗对包络线进行滑窗权值运算来完成对包络线上的峰值点识别，基于与峰值点的幅差和时间间隔控制条件算出对应的左右基线点，基于各个峰值点及其对应的左右基线点得到与各个峰值点相关的峰值流速、加速时间、减速时间、射血时间、速度时间积分、压力阶差及压力阶差减半时间，同时还能进一步转换得到各项测量参数的平均值。通过本专利技术，在基于频谱多普勒超声心动图进行血流参数测量时，不但可以解决因人工因素导致的测量准确度降低或测量质量不稳定等问题，还可以测量传统人工方式无法测量的其他数据，扩大了参数测量范围。
[0004]为实现上述目的，本专利技术实施例第一方面提供了一种二维频谱多普勒超声心动图像的处理方法，所述方法包括：
[0005]获取二维频谱多普勒超声心动图像生成第一图像；
[0006]对所述第一图像进行感兴趣区域图像提取处理生成对应的第二图像；
[0007]对所述第二图像进行高斯模糊图像处理生成对应的第三图像；
[0008]对所述第三图像进行二值化处理生成对应的第四图像；
[0009]对所述第四图像进行频谱包络线识别处理标记出对应的第一包络线；
[0010]对所述第一包络线进行峰值点识别处理标记出多个第一峰值点；
[0011]对各个所述第一峰值点进行左右基线点识别处理标记出对应的第一左基线点和第一右基线点；
[0012]根据完成峰值点和左右基线点标记的所述第一包络线，进行血流参数测算生成对应的血流参数组序列；所述血流参数组序列包括多个血流参数组；所述血流参数组包括峰
值流速参数、压力阶差参数、加速时间参数、减速时间参数、射血时间参数、压差减半时间参数和速度时间积分参数；所述血流参数组与所述第一峰值点一一对应；
[0013]计算所述血流参数组序列中各个同类参数的平均值，得到峰值流速平均值、压力阶差平均值、加速时间平均值、减速时间平均值、射血时间平均值、压差减半时间平均值和速度时间积分平均值，并由所有平均值组成测量数据集合作为所述二维频谱多普勒超声心动图像的测量数据结果进行返回。
[0014]优选的，所述对所述第一图像进行感兴趣区域图像提取处理生成对应的第二图像，具体包括：
[0015]对所述第一图像进行血流速度零线识别处理标记出对应的第一零线；
[0016]若所述第一图像中的频谱图像大峰值朝上，则提取所述第一图像中从图像顶部到所述第一零线的子图像作为第一子图像；若所述第一图像中的频谱图像大峰值朝下，则提取所述第一图像中从所述第一零线到图像底部的子图像，并对提取出的子图像进行图像翻转处理生成所述第一子图像；所述第一子图像的图像底部均为所述第一零线；
[0017]对所述第一子图像的每行像素点的像素值总和进行统计，生成对应的第一行像素总和；并将数值最小的所述第一行像素总和对应的图像行记为最小像素行；并将所述第一子图像中从所述最小像素行到图像底部的子图像作为感兴趣区域图像进行提取，生成所述第二图像。
[0018]优选的，所述对所述第四图像进行频谱包络线识别处理标记出对应的第一包络线，具体包括：
[0019]将所述第四图像向左旋转90
°
生成对应的第一转置二值图；
[0020]对所述第一转置二值图进行逐行检查，将当前行中像素值均为预设的前景点像素值的连续像素点进行聚类，生成对应的连续像素点序列；
[0021]对同一行的多个所述连续像素点序列进行最优序列筛选，将像素点数量最多作为与当前行对应的最优连续像素点序列；并将各个所述最优连续像素点序列中的左边界像素点标记为行边界点；
[0022]按所述第一转置二值图与所述第四图像的像素点坐标转置对应关系，将所述第四图像中与各个所述行边界点对应的像素点记为列边界点；
[0023]对所述列边界点进行依次连接得到第一连接线；并对所述第一连接线进行光滑处理得到所述第一包络线；并在所述第四图像上完成对所述第一包络线的标记处理。
[0024]优选的，所述对所述第一包络线进行峰值点识别处理标记出多个第一峰值点，具体包括：
[0025]以所述第一包络线的各个采样点到第四图像底部零线的垂直距离为采样点的采样值，对所述第一包络线的各个采样点的采样值进行统计，生成第一采样值序列为{x1,x2…
x
i
…
x
n
}，i为采样点索引，1≤i≤n，x
i
为各个采样点的采样值，n为所述第一包络线的采样点总数；
[0026]构建高斯核权重滑窗；设定所述高斯核权重滑窗的滑窗宽度w；设定所述高斯核权重滑窗内的采样值序列为{s1…
s
j
…
s
w
}，j为滑窗内采样点索引，1≤j≤w，s
j
为滑窗内各个采样点的采样值；根据标准高斯函数以滑窗内的最大采样值s
max
对应的最大
采样点索引j
max
为均值μ，以四分之一滑窗宽度w/4为方差σ，构建所述高斯核权重滑窗内各个采样点的高斯核系数运算函数为k
j
为所述高斯核权重滑窗内各个采样点的高斯核系数；根据所述高斯核系数运算函数，构建所述高斯核权重滑窗的滑窗权值运算函数为A为滑窗权值，k
’
j
为与滑窗内各个所述高斯核系数k
j
对应的归一化高斯核系数；
[0027]在所述第一采样值序列{x1,x2…
x
i
…
x
n
}中，从第一个采样值x1开始，以步长为1、以所述滑窗宽度w为滑窗采样点数量，将所述第一采样值序列{x1,x2…
x
i
…
x
n
}切分成第二数量的子滑窗序列C
h
；所述子滑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维频谱多普勒超声心动图像的处理方法，其特征在于，所述方法包括：获取二维频谱多普勒超声心动图像生成第一图像；对所述第一图像进行感兴趣区域图像提取处理生成对应的第二图像；对所述第二图像进行高斯模糊图像处理生成对应的第三图像；对所述第三图像进行二值化处理生成对应的第四图像；对所述第四图像进行频谱包络线识别处理标记出对应的第一包络线；对所述第一包络线进行峰值点识别处理标记出多个第一峰值点；对各个所述第一峰值点进行左右基线点识别处理标记出对应的第一左基线点和第一右基线点；根据完成峰值点和左右基线点标记的所述第一包络线，进行血流参数测算生成对应的血流参数组序列；所述血流参数组序列包括多个血流参数组；所述血流参数组包括峰值流速参数、压力阶差参数、加速时间参数、减速时间参数、射血时间参数、压差减半时间参数和速度时间积分参数；所述血流参数组与所述第一峰值点一一对应；计算所述血流参数组序列中各个同类参数的平均值，得到峰值流速平均值、压力阶差平均值、加速时间平均值、减速时间平均值、射血时间平均值、压差减半时间平均值和速度时间积分平均值，并由所有平均值组成测量数据集合作为所述二维频谱多普勒超声心动图像的测量数据结果进行返回。2.根据权利要求1所述的二维频谱多普勒超声心动图像的处理方法，其特征在于，所述对所述第一图像进行感兴趣区域图像提取处理生成对应的第二图像，具体包括：对所述第一图像进行血流速度零线识别处理标记出对应的第一零线；若所述第一图像中的频谱图像大峰值朝上，则提取所述第一图像中从图像顶部到所述第一零线的子图像作为第一子图像；若所述第一图像中的频谱图像大峰值朝下，则提取所述第一图像中从所述第一零线到图像底部的子图像，并对提取出的子图像进行图像翻转处理生成所述第一子图像；所述第一子图像的图像底部均为所述第一零线；对所述第一子图像的每行像素点的像素值总和进行统计，生成对应的第一行像素总和；并将数值最小的所述第一行像素总和对应的图像行记为最小像素行；并将所述第一子图像中从所述最小像素行到图像底部的子图像作为感兴趣区域图像进行提取，生成所述第二图像。3.根据权利要求1所述的二维频谱多普勒超声心动图像的处理方法，其特征在于，所述对所述第四图像进行频谱包络线识别处理标记出对应的第一包络线，具体包括：将所述第四图像向左旋转90
°
生成对应的第一转置二值图；对所述第一转置二值图进行逐行检查，将当前行中像素值均为预设的前景点像素值的连续像素点进行聚类，生成对应的连续像素点序列；对同一行的多个所述连续像素点序列进行最优序列筛选，将像素点数量最多作为与当前行对应的最优连续像素点序列；并将各个所述最优连续像素点序列中的左边界像素点标记为行边界点；按所述第一转置二值图与所述第四图像的像素点坐标转置对应关系，将所述第四图像中与各个所述行边界点对应的像素点记为列边界点；对所述列边界点进行依次连接得到第一连接线；并对所述第一连接线进行光滑处理得
到所述第一包络线；并在所述第四图像上完成对所述第一包络线的标记处理。4.根据权利要求1所述的二维频谱多普勒超声心动图像的处理方法，其特征在于，所述对所述第一包络线进行峰值点识别处理标记出多个第一峰值点，具体包括：以所述第一包络线的各个采样点到第四图像底部零线的垂直距离为采样点的采样值，对所述第一包络线的各个采样点的采样值进行统计，生成第一采样值序列为{x1,x2…
x
i
…
x
n
}，i为采样点索引，1≤i≤n，x
i
为各个采样点的采样值，n为所述第一包络线的采样点总数；构建高斯核权重滑窗；设定所述高斯核权重滑窗的滑窗宽度w；设定所述高斯核权重滑窗内的采样值序列为{s1…
s
j
…
s
w
}，j为滑窗内采样点索引，1≤j≤w，s
j
为滑窗内各个采样点的采样值；根据标准高斯函数以滑窗内的最大采样值s
max
对应的最大采样点索引j
max
为均值μ，以四分之一滑窗宽度w/4为方差σ，构建所述高斯核权重滑窗内各个采样点的高斯核系数运算函数为k
j
为所述高斯核权重滑窗内各个采样点的高斯核系数；根据所述高斯核系数运算函数，构建所述高斯核权重滑窗的滑窗权值运算函数为A为滑窗权值，k
’
j
为与滑窗内各个所述高斯核系数k
j
对应的归一化高斯核系数；在所述第一采样值序列{x1,x2…
x
i
…
x
n
}中，从第一个采样值x1开始，以步长为1、以所述滑窗宽度w为滑窗采样点数量，将所述第一采样值序列{x1,x2…
x
i
…
x
n
}切分成第二数量的子滑窗序列C
h
；所述子滑窗序列C
h
为{x
i＝h
,x
i＝h+1
…
x
i＝h+w
‑1},h为子滑窗索引，1≤h≤第二数量，第二数量＝n
‑
w+1；使用所述高斯核权重滑窗对各个所述子滑窗序列C
h
进行滑窗权值运算；运算过程中，将所述当前子滑窗序列C
h
的各个采样值转换为对应的滑窗内采样值s
j
，并将其中的最大值作为最大采样值s
max
，并将最大采样值s
max
在滑窗内的采样点索引作为对应的最大采样点索引j
max
；并将各个滑窗内采样值s
j
的采样点索引及最大采样点索引j
max
，代入所述高斯核系数运算函数进行运算得到多个高斯核系数k
j
；并对当前的所有高斯核系数k
j
进行归一化处理得到多个归一化高斯核系数k
’
j
；并将当前的所有归一化高斯核系数k
’
j
及其对应的滑窗内采样值s
j
代入所述滑窗权值运算函数进行运算得到对应的滑窗权值A
h
；将所述第一采样值序列{x1,x2…
x
i
…
x
n
}记为当前序列；并将所述当前序列上所述滑窗权值A
h
为最大值的所述子滑窗序列C
h
，标记为当前子滑窗序列；并将所述当前子滑窗序列上最大采样值对应的采样点索引，标记为峰值点索引P；并以所述峰值点索引P，将所述当前采样值序列分为左右部分记为左采样值序列和右采样值序列；并分别以所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马超，张碧莹，曹君，
申请(专利权)人：乐普北京医疗器械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：