CN113487531A - 弹性图像的分析方法及医疗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及图像处理技术领域,具体涉及弹性图像的分析方法及医疗设备,其中方法包括获取目标弹性图像;基于所述目标弹性图像绘制等高线;根据绘制出的所述等高线,对所述目标弹性图像进行分析。通过在目标弹性图像中绘制表示弹性物理量的等高线,由于弹性图像是反应组织的病变信息,对弹性图本身进行等高线的绘制,能够更加准确地反应病变信息;即,同一等高线上弹性物理量相同,那么就可以利用同一等高线的走势,就可以分析出目标弹性图像中的变化趋势;可以利用相邻的等高线看出病变、趋势以及软硬度情况。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域,具体涉及弹性图像的分析方法及医疗设备。
背景技术
按压式弹性成像又称为准静态弹性成像,它可以定性的区分出具有不同硬度的组织。该方法主要是通过手持超声换能器对目标组织施加压力,具有不同硬度的组织在相同的压力情况下会发生不同的形变。通过对提取的按压前和按压后的两帧数据进行分析,可以将这种不同形变的差异信息提取出来,并以不同的应变值来表征这种差异;接着对不同的应变值进行伪彩映射并成像出来,与组织B图像进行融合得到最终显示的弹性图像,即实现了弹性成像。
但是在许多情况下,仅仅显示弹性图像不能满足用户的需求。用户不仅仅要识别出感兴趣目标,还需要对感兴趣目标作进一步的细致分析,从中发现更多信息。比如在某些反应中,病灶周边浸润区的硬度就可能是用户重点关注的对象之一。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种弹性图像的分析方法及医疗设备,以解决弹性图像分析的问题。
根据第一方面,本发明实施例提供了一种弹性图像的分析方法,包括:
获取目标弹性图像;
基于所述目标弹性图像绘制等高线;
根据绘制出的所述等高线,对所述目标弹性图像进行分析。
本发明实施例提供的弹性图像的分析方法,通过在目标弹性图像中绘制表示弹性物理量的等高线,由于弹性图像是反应组织的病变信息,对弹性图本身进行等高线的绘制,能够更加准确地反应病变信息;即,同一等高线上弹性物理量相同,那么就可以利用同一等高线的走势,就可以分析出目标弹性图像中的变化趋势;可以利用相邻的等高线看出病变、趋势以及软硬度情况。
结合第一方面,在第一方面第一实施方式中,所述基于所述目标弹性图像绘制等高线,包括:
确定所述目标弹性图像中的感兴趣区域;
获取所述等高线的绘制参数;其中,所述绘制参数包括所述等高线的数量以及相邻所述等高线之间的弹性物理量的差值;
基于所述绘制参数,在所述感兴趣区域内绘制所述等高线。
本发明实施例提供的弹性图像的分析方法,先在目标弹性图像中确定感兴趣区域,再在感兴趣区域内进行等高线绘制,一方面能够减少数据处理量,另一方面能够保证所绘制出的等高线更好地满足用户需求。
结合第一方面第一实施方式,在第一方面第二实施方式中,所述基于所述绘制参数,在所述感兴趣区域内绘制所述等高线,包括:
获取所述感兴趣区域内的预设像素点;
利用所述预设像素点,确定第一预设等高线;
基于所述绘制参数以及所述第一预设等高线,在所述感兴趣区域内绘制所述等高线;
和/或,
获取所述感兴趣区域内的第二预设等高线;
基于所述绘制参数以及所述第二预设等高线,在所述感兴趣区域内绘制所述等高线。
结合第一方面,在第一方面第三实施方式中,所述根据绘制出的所述等高线,对所述目标弹性图像进行分析的步骤之前,还包括:
获取在绘制出的所述等高线中确定出的第一目标等高线;
确定对所述第一目标等高线进行外扩或内缩的参数;其中,所述外扩或内缩的参数包括次数以及步长;
基于所述外扩或内缩的参数,对所述第一目标等高线进行外扩或内缩。
本发明实施例提供的弹性图像的分析方法,通过对第一目标等高线进行外扩或内缩操作,能够绘制出丰富的等高线。
结合第一方面,在第一方面第四实施方式中,所述根据绘制出的所述等高线,对所述目标弹性图像进行分析,包括:
获取在绘制出的所述等高线中确定出的多个第二目标等高线;
利用所述多个第二目标等高线,确定所述多个第二目标等高线所形成的多个闭合区域;
基于所述多个闭合区域对应的弹性物理量,确定所述多个闭合区域的分析结果。
本发明实施例提供的弹性图像的分析方法,通过对多个闭合区域对应的弹性物理量进行对比和分析,可以定量分析出不同区域的组织硬度及其变化过渡信息。
结合第一方面第四实施方式,在第一方面第五实施方式中,所述利用所述多个第二目标等高线,确定所述多个第二目标等高线所形成的多个闭合区域,包括:
判断所述多个第二目标等高线中是否存在不闭合的等高线;
当所述多个第二目标等高线中存在不闭合的等高线时,获取在所述不闭合的等高线上确定的目标像素点,并连接所述目标像素点,以将所述不闭合的等高线调整为闭合的曲线。
结合第一方面,或第一方面第四实施方式,在第一方面第六实施方式中,所述根据绘制出的所述等高线,对所述目标弹性图像进行分析,包括:
获取在所述目标弹性图像中确定出的参考区域;
利用所述参考区域以及绘制出的所述等高线对所述目标弹性图像进行分析。
本发明实施例提供的弹性图像的分析方法,通过在目标弹性图像中确定出参考区域,利用绘制出的等高线就可以对比分析出等高线所形成的区域与参考区域之间的组织硬度及变化过渡信息。
结合第一方面,在第一方面第七实施方式中,所述根据绘制出的所述等高线,对所述目标弹性图像进行分析,还包括:
获取与所述目标弹性图像对应的目标灰度图像;
在所述目标灰度图像上绘制与所述目标弹性图像上的等高线对应的等高线;
基于所述目标弹性图像上的等高线以及所述目标灰度图像上的等高线,对所述目标弹性图像进行分析。
本发明实施例提供的弹性图像分析方法,在目标灰度图像中也相应的给出弹性数据的等高线信息,结合目标灰度图像并借助于等高线,可以进一步明了组织的病变范围以及组织不同硬度的分布和过渡变化信息。
结合第一方面第七实施方式,在第一方面第八实施方式中,所述基于所述目标弹性图像上的等高线以及所述目标灰度图像上的等高线,对所述目标弹性图像进行分析,包括:
将所述目标弹性图像与所述目标灰度图像进行叠合;
调整所述目标弹性图像的透明度,和/或,所述目标灰度图像的透明度,对所述目标弹性图像进行分析。
本发明实施例提供的弹性图像的分析方法,通过将目标弹性图像与目标灰度图像进行叠合显示,能够对比量化的结果,可以直观地对目标弹性图像进行分析。
结合第一方面,在第一方面第九实施方式中,所述获取目标弹性图像,包括:
获取多帧图像数据;
从所述多帧图像数据的首帧图像数据开始,依次与相邻的预设数量的图像数据形成多组帧对图像数据;其中,每组帧对图像数据包括所述预设数量的帧对图像数据;
对所述多组帧对图像数据进行筛选,得到目标帧对图像数据;
对所述目标帧对图像数据进行弹性计算得到弹性计算结果,并对所述弹性计算结果进行存储;
基于存储的弹性计算结果形成所述目标弹性图像。
本发明实施例提供的弹性图像的分析方法,通过对获取到的多帧图像数据进行帧对构造,为后续的帧对图像数据的筛选提供了丰富的选择性,在一定程度上降低了对操作手法的依赖;且在弹性计算计算之前对形成的多组帧对图像数据进行筛选,以避免冗余图像数据的计算,提高了弹性图像的出图效率,为后续对目标弹性图像进行分析的效率。
根据第二方面,本发明实施例还提供了一种弹性图像的分析装置,包括:
弹性图像获取模块,用于获取目标弹性图像;
绘制模块,用于基于所述目标弹性图像绘制等高线;
分析模块,用于根据绘制出的所述等高线,对所述目标弹性图像进行分析。
本发明实施例提供的弹性图像的分析装置,通过在目标弹性图像中绘制表示弹性物理量的等高线,由于弹性图像是反应组织的病变信息,对弹性图本身进行等高线的绘制,能够更加准确地反应病变信息;即,同一等高线上弹性物理量相同,那么就可以利用同一等高线的走势,就可以分析出目标弹性图像中的变化趋势;可以利用相邻的等高线看出病变、趋势以及软硬度情况。
根据第三方面,本发明实施例提供了一种医疗设备,包括:存储器和处理器,所述存储器和所述处理器之间互相通信连接,所述存储器中存储有计算机指令,所述处理器通过执行所述计算机指令,从而执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的弹性图像的分析方法。
根据第四方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的弹性图像的分析方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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。
图1示出了本发明实施例中一种可选的弹性成像的***结构图;
图2是根据本发明实施例的弹性图像分析方法的流程图;
图3是根据本发明实施例的弹性图像分析方法的流程图;
图4是根据本发明实施例的目标弹性图像中等高线的示意图;
图5是根据本发明实施例的目标弹性图像中等高线的示意图;
图6是根据本发明实施例的弹性图像分析方法的流程图;
图7是根据本发明实施例的目标弹性图像中等高线的示意图;
图8是根据本发明实施例的弹性图像分析方法的流程图;
图9是根据本发明实施例的弹性图像分析方法的显示结果示意图;
图10是根据本发明实施例的获取目标弹性图像的方法流程图;
图11是根据本发明实施例的获取目标弹性图像的方法流程图;
图12是根据本发明实施例的帧对构造的原理示意图;
图13是根据本发明实施例的弹性成像方法的流程图;
图14a是根据本发明实施例的沿深度方向的位移曲线的拟合示意图;
图14b是根据本发明实施例的沿水平方向的位移曲线的拟合示意图;
图15是根据本发明实施例的帧对筛选的流程图;
图16是根据本发明实施例的多个弹性结果复合的示意图;
图17是根据本发明实施例的弹性分析装置的结构框图;
图18是本发明实施例提供的医疗设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中所述的弹性图像的分析方法,是用于对获取到的目标弹性图像进行分析,具体是通过在目标弹性图像上绘制等高线,利用绘制出的等高线对目标弹性图像进行分析。
其中,目标弹性图像可以是实时获取到的,也可以是事先存储在医疗设备中的。在本实施例的下文中,以医疗设备实时获取到目标弹性图像为例进行描述。
医疗设备实时获取到的目标弹性图像可以是其他电子设备发送的,也可以是医疗设备通过与超声探头连接,通过对超声探头所采集到的超声回波数据进行处理后得到的。
请参见图1,图1示出了超声弹性成像***的结构框图,其中在图1所示的***中,从硬件角度医疗设备与超声探头连接,超声探头将采集到的超声回波数据发送给医疗设备,医疗设备对其进行处理后得到目标弹性图像,在利用本发明实施例中所述的弹性图像的分析方法对目标弹性图像进行分析。
如图1所示,从软件实现角度,可以将医疗设备所执行的软件程序划分为发射时序控制单元、接收存储单元、信号处理单元、B图处理单元、弹性物理量获取单元、二维图像显示单元以及弹性数据分析单元。其中,发射时序控制单元用于控制超声探头发射超声信号的时序;超声探头在发射时序控制单元作用下按照一定的时序及发射频率作用于被检测组织;接收存储单元实现对超声回波信号的接收和存储;信号预处理包括波束合成处理、信号放大、模数转换、信号检波、正交解调等,得到包含有相位信息的IQ信号,该信号被送往两个并行处理单元,包括B图处理单元和弹性物理量获取单元;二维图像处理单元实现对处理后的图像进行显示;最后,通过弹性信息分析单元实现对弹性图像更多信息的提取,为临床医生提供更多有用的病变信息。
需要说明的是,本发明实施例中所述的医疗设备所执行的软件程序可以仅包括图1中所述的弹性数据分析单元对应的软件程序,也可以包括在弹性分析单元的基础上在结合其他单元对应的软件程序,在此并不做任何限定,具体可以根据实际情况进行相应的设置。
根据本发明实施例,提供了一种弹性图像的分析方法实施例,需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
在本实施例中提供了一种弹性图像的分析方法,可用于上述的医疗设备,图2是根据本发明实施例的弹性图像的分析方法的流程图,如图2所示,该流程包括如下步骤:
S11,获取目标弹性图像。
如上文所示,医疗设备所获取到的目标弹性图像也可以是从其他电子设备中获取到的,也可以是获取到超声回波数据并对超声回波数据进行处理后得到目标弹性图像的。在此对目标弹性图像的获取方式并不做任何限制。
S12,基于目标弹性图像绘制等高线。
所述的弹性物理量取决于对待测组织进行探测的模式,当采用的是按压式探测时,目标弹性图像中每个像素点的像素值所代表的弹性物理量为应变值;当采用的是剪切波探测时,目标弹性图像中每个像素点的像素值所代表的弹性物理量为剪切波速度。当然,弹性物理量还可以是剪切模量,或是杨氏模量等等,在对弹性物理量并不做任何限制。但是需要说明的是,一旦确定对待测组织的探测模式,那么医疗设备所获得的目标弹性图像中每个像素点的像素值所代表的弹性物理量也就确定。即,目标弹性图像所对应的弹性物理量与超声探头对待测组织进行探测的模式相关。
医疗设备在确定出目标弹性图像中每个像素点的弹性物理量之后,就可以利用弹性物理量进行等高线的绘制。即,在弹性图像中勾勒出具有相同值的弹性物理量的曲线(等高线),该曲线可以是闭合曲线也可以是非闭合曲线。具体等高线的绘制可以在整个目标弹性图像中进行,也可以人为选定感兴趣区域,在选定的感兴趣区域内进行等高线的绘制等等。
具体将在下文中对上述S12进行详细描述。
S13,根据绘制出的等高线,对目标弹性图像进行分析。
医疗设备在目标弹性图像中绘制出等高线之后,就可以利用等高线进行分析;例如,若等高线不是直线,那么其两侧的弹性物理量的变化不同,基于两侧弹性物理量的变化不同,可以看出变化趋势;利用相邻的等高线,就可以进行相邻区域的弹性物理量的对比分析等等。具体分析方法将在下文中进行详细描述。
本实施例提供的弹性图像的分析方法,通过在目标弹性图像中绘制表示弹性物理量的等高线,由于弹性图像是反应组织的病变信息,对弹性图本身进行等高线的绘制,能够更加准确地反应病变信息;即,同一等高线上弹性物理量相同,那么就可以利用同一等高线的走势,就可以分析出目标弹性图像中的变化趋势;可以利用相邻的等高线看出病变、趋势以及软硬度情况。
在本实施例中提供了一种弹性图像的分析方法,可用于上述的医疗设备,图3是根据本发明实施例的弹性图像的分析方法的流程图,如图3所示,该流程包括如下步骤:
S21,获取目标弹性图像。
详细请参见图2所示实施例的S11,在此不再赘述。
S22,基于目标弹性图像绘制等高线。
医疗设备在确定的感兴趣区域中进行等高线的绘制。具体地,上述S22包括如下步骤:
S221,确定目标弹性图像中的感兴趣区域。
感兴趣区域的确定可以是人为的操作,也可以是医疗设备从目标弹性图像中依据相应的规则确定的。其中,所述的相应的规则可以是在预设范围内弹性物理量的变化值超出阈值等等。为下文描述方便,在此将感兴趣区域称之为ROI区域。
S222,获取等高线的绘制参数。
其中,所述绘制参数包括等高线的数量以及相邻等高线之间的弹性物理量的差值。
S223,基于绘制参数,在感兴趣区域内绘制等高线。
医疗设备在确定的ROI区域内绘制等高线的过程是通过图像处理算法实现的,基于绘制参数可以自动实现等高线的提取和标定。
在进行等高线的绘制时,有如下几种方式:
(1)在感兴趣区域内确定预设像素点
当预设像素点确定之后,该预设像素点对应的弹性物理量的具体大小也就确定,那么就可以利用该预设像素点进行等高线的绘制。
(2)在感兴趣区域内确定第二预设等高线
当第二预设等高线确定之后,就可以基于该第二预设等高线进行等高线的绘制。
(3)上述两种方式的结合
具体将在下文中针对上述方式(1)以及方式(2)进行详细描述,方式(3)就对应将方式(1)与方式(2)进行结合。
作为本实施例的一种可选实施方式,上述S223包括如下步骤:
(1.1)获取感兴趣区域内的预设像素点。
如图4所示,目标弹性图像I,其内确定的感兴趣区域ROI,在绘制等高线之前,为了使得绘制出的等高线更加趋近于用户想要的效果,可以在ROI区域内指定预设像素点,例如图4中的P_fix,预设像素点确定之后,相当于指定弹性物理量的具体数值了。
其中,预设像素点的标定可以是用户借助于鼠标在ROI区域中手动标定;也可以是用户输入选定的弹性物理量的具体数值,在弹性物理量的具体数值确定之后,就可以确定该选定的弹性物理量在ROI区域的位置。
(1.2)利用预设像素点,确定第一预设等高线。
如上文所示,预设像素点确定之后,就可以确定经过该预设像素点的第一预设等高线了。具体地,由于目标弹性图中每个像素点对应于弹性物理量的一个具体数值,那么就可以利用预设像素点对应的弹性物理量的具体数值,与ROI区域内每个像素点的弹性物理量的具体数值进行比较,就可以在ROI区域内确定第一预设等高线。
(1.3)基于绘制参数以及第一预设等高线,在感兴趣区域内绘制等高线。
医疗设备在ROI区域内绘制出第一预设等高线之后,就可以利用绘制参数在ROI区域内进行其余等高线的绘制。如图4所示,图4中采用ds表示相邻等高线之间的差值。
作为本实施例的另一种可选实施方式,上述S223包括如下步骤:
(2.1)获取感兴趣区域内的第二预设等高线。
与上文所述的预设像素点相同的原理,可以在感兴趣区域内确定第二预设等高线。
(2.2)基于绘制参数以及第二预设等高线,在感兴趣区域内绘制等高线。
医疗设备利用绘制出的第二预设等高线以及绘制参数,就可以在感兴趣区域内进行其余等高线的绘制。
其中,图4示出了在ROI内所绘制出的等高线,其可以是闭合的曲线,如图4中的L1、L3以及Ln所示;也可以是不闭合的曲线,如图4中的L2所示。
S23,根据绘制出的等高线,对目标弹性图像进行分析。
详细请参见图2所示实施例的S13,在此不再赘述。
本实施例提供的弹性图像的分析方法,先在目标弹性图像中确定感兴趣区域,再在感兴趣区域内进行等高线绘制,一方面能够减少数据处理量,另一方面能够保证所绘制出的等高线更好地满足用户需求。
作为本实施例的一种可选实施方式,在对目标弹性图像进行分析之前,还可以对绘制出的等高线进行处理,例如,删除、添加、外扩或是内缩等等。以外扩或内缩为例,在上述S23之前,还包括:
(1)获取在绘制出的等高线中确定出的第一目标等高线。
第一目标等高线可以是用户在所有等高线中选定的,也可以是医疗设备基于用户确定的弹性物理量的具体数值从所有等高线中选定的,等等。
如图5所示,若选定L4作为第一目标等高线,该第一目标等高线对应的弹性物理量为A1,以对其进行外扩或内缩操作。
(2)确定对第一目标等高线进行外扩或内缩的参数。
其中,所述外扩或内缩的参数包括次数以及步长。
例如,次数为N,步长为Δs。
(3)基于外扩或内缩的参数,对第一目标等高线进行外扩或内缩。
医疗设备利用外扩或内缩的参数,可以实现对L4进行一次内缩得到等高线L5,也可以实现对L4进行一次外扩得到等高线L3。
当然,在需要对等高线进行删除时,可以选定待删除的等高线进行删除的操作。通过删除操作可以实现对一些曲线(例如,L1)或是其它区域(例如,L6或L7)的删除,以减少不必要的视觉干扰。
等高线的添加可以通过手动在ROI区域内标定一点,例如p1,即可完成通过该点的等高线(例如,L2)的添加,以进一步满足感兴趣区域的选定需求。
在本实施例中提供了一种弹性图像的分析方法,可用于上述的医疗设备,图6是根据本发明实施例的弹性图像的分析方法的流程图,如图6所示,该流程包括如下步骤:
S31,获取目标弹性图像。
详细请参见图3所示实施例的S21,在此不再赘述。
S32,基于目标弹性图像绘制等高线。
详细请参见图3所示实施例的S22,在此不再赘述。
S33,根据绘制出的等高线,对目标弹性图像进行分析。
医疗设备利用相邻等高线形成的区域,计算所形成的区域内弹性物理量平均值,或所形成的区域的面积,对目标弹性图像进行分析。通过对不同区域的比值,或是区域平均弹性物理量随时间的变化等信息来更明了的反应有关组织的病变情况,为临床医生提供更有效的辅助诊断信息。具体地,上述S33包括如下步骤:
S331,获取在绘制出的等高线中确定出的多个第二目标等高线。
例如,请参见图7,图7中的L1、L2,…、LN分别表示不同的等高线,用S1、S2、S3、…、SN分别表示不同等高线之间形成的区域,同时也用来表征该区域内弹性物理量的平均值。其中,S1为等高线L1和L2之间形成的区域,该区域内的平均弹性物理量为S1。
多个第二目标等高线的确定可以是用户在所有等高线中确定出的,例如选定L1、L2以及L3作为第二目标等高线。
S332,利用多个第二目标等高线,确定多个第二目标等高线所形成的多个闭合区域。
以第二目标等高线为L1、L2以及L3为例,那么L1与L2之间形成闭合区域S1,L2与L3之间形成闭合区域S2。由于等高线可以是闭合曲线,也可以是不闭合曲线,那么若所确定的第二目标等高线为不闭合的曲线的话,那么就需要对其进行调整,使其调整为闭合曲线。
具体地,上述S332包括如下步骤:
(1)判断所述多个第二目标等高线中是否存在不闭合的等高线;
医疗设备可以依次对各个等高线上的像素点进行遍历,以确定其是否为闭合曲线。当多个第二目标等高线中存在不闭合的等高线时,执行(2);否则,直接执行S333。
(2)获取在不闭合的等高线上确定的目标像素点,并连接目标像素点,以将不闭合的等高线调整为闭合的曲线。
例如,请参见图5,图5中的等高线L10为不闭合的曲线,那么通过在L10上确定目标像素点p2以及p3,通过p2与p3之间的连线,就可以将等高线L10调整为闭合的曲线。
其中,目标像素点的确定可以是人为确定的,也可以是其他方式确定的,在此对目标像素点的确定方式并不做任何限定。
S333,基于多个闭合区域对应的弹性物理量,确定多个闭合区域的分析结果。
请参见图7,医疗设备可以计算S1与S2的比值,该比值可以反映相邻区域S1与S2之间的软硬关系,同样的道理,也可以实现两个不相邻的闭合区域之间的对比关系;当然,也可以实现三个或是多个闭合区域之间的对比关系,例如计算S5、S4、S3这三者的比值,或是以其中一个为参考的归一化之比,该比值能够表征相邻的三个区域之间的硬度变化过程。
例如,也可以计算多个相邻闭合区域之间的平均弹性物理量之比,可以有效的反映出相邻组织之间的软硬度关系,即可以表征组织空间病变的过渡情况。另外,在等高线间隔相等的情况下,也可以通过计算不同闭合区域的面积之比,来反映组织的软硬变化快慢的情况。例如,若等高线L1、L2以及L3之间的间隔相等。如图7所示,S1的面积大于S2的面积,则说明S2区域的硬度变化比S1区域硬度变化大。
作为本实施例的一种可选实施方式,用户也可以在目标弹性区域内选定一参考区域,利用绘制出的等高线与该参考区域对目标弹性图像进行对比分析。
具体地,上述S33还包括:
(1)获取在目标弹性图像中确定出的参考区域。
例如,请参见图5,在图5中确定出的参考区域为L8,或L9。将参考区域L8或L9作为对比基准,例如,用户认定参考区域L8或L9为正常组织区域,那么后续就可以利用绘制出的等高线以及该参考区域对目标弹性图像进行分析。
(2)利用参考区域以及绘制出的等高线对目标弹性图像进行分析。
关于参考区域以及绘制出的等高线对目标弹性图像的分析可以参见图6所示实施例的S33中的分析,在此不再赘述。
本实施例提供的弹性图像的分析方法,通过在目标弹性图像中确定出参考区域,利用绘制出的等高线就可以对比分析出等高线所形成的区域与参考区域之间的组织硬度及变化过渡信息。
在本实施例中提供了一种弹性图像的分析方法,可用于上述的医疗设备,图8是根据本发明实施例的弹性图像的分析方法的流程图,如图8所示,该流程包括如下步骤:
S41,获取目标弹性图像。
详细请参见图6所示实施例的S31,在此不再赘述。
S42,基于目标弹性图像绘制等高线。
详细请参见图6所示实施例的S32,在此不再赘述。
S43,根据绘制出的等高线,对目标弹性图像进行分析。
医疗设备在对目标弹性图像进行分析时,可以结合目标弹性图像对应的目标灰度图像(即,超声B图)。具体地,上述S43包括如下步骤:
S431,获取与目标弹性图像对应的目标灰度图像。
请参见图1,信号预处理单元对超声回波数据进行处理后分别送入B图处理单元以及弹性物理量获取单元进行处理,以分别得到目标灰度图像以及目标弹性图像。
S432,在目标灰度图像上绘制与目标弹性图像上的等高线对应的等高线。
由于目标灰度图像与目标弹性图像上的像素点是一一对应的,医疗设备利用像素点的位置就可以在目标灰度图像上绘制出与目标弹性图像上的等高线对应的等高线。
如图9所示,医疗设备的显示界面划分为3个部分,分别为超声B图成像区、弹性图成像区以及显示屏。其中,超声B图成像区用于显示目标灰度图像,弹性图成像区用于显示目标弹性图像,显示屏上用于显示分析结果。
在弹性成像区内,可以以不同的显示形式,如以不同的颜色、不同的线性或粗细等形式,标定不同的等高线及相应的区域,便于视觉上区分它们之间的差异;另外,在弹性成像区显示的同时,在超声B图成像区也给出相应位置的等高线,使得用户更明确地在目标灰度图像中看到相应区域。
S433,基于目标弹性图像上的等高线以及目标灰度图像上的等高线,对目标弹性图像进行分析。
医疗设备可以结合目标灰度图像对目标弹性图像进行分析,具体地上述S433包括如下步骤:
(1)将目标弹性图像与目标灰度图像进行叠合显示。
医疗设备可以将目标弹性图像与目标灰度图像进行重合显示,例如,目标弹性图像显示在目标灰度图像的上方,或目标弹性图像显示在目标灰度图像的下方等等。
由于目标弹性图像与目标灰度图像的像素点是一一对应的,因此,可以利用像素点的位置关系将目标弹性图像与目标灰度图像进行叠合显示。
(2)调整目标弹性图像的透明度,和/或,目标灰度图像的透明度,对目标弹性图像进行分析。
医疗设备通过将目标弹性图像和/或目标灰度图像的透明度设置为可调整(例如,调整目标弹性图像的透明度,或目标灰度图像的透明度;或者,同时调整目标弹性图像以及目标灰度图像的透明度),那么医疗设备通过调整相应的透明度,就可以对目标弹性图像与目标灰度图像进行匹配显示,以更好地对目标弹性图像进行分析。
本实施例提供的弹性图像的分析方法,通过将目标弹性图像与目标灰度图像进行叠合显示,能够对比量化的结果,可以直观地对目标弹性图像进行分析。
本发明实施例中所述的弹性图像的分析方法,基于弹性图数据实现感兴趣区域的选择,本发明中区域的选择主要采用通过提取弹性数据等高线的方式实现自动或半自动区域的划分。等高线能够精准的实现弹性图数据中具有相同弹性物理量的标定,利用等高线实现的区域选择可以准确的把具有相近弹性物理量的病变区域圈定出来。通过两个或是多个区域平均弹性物理量的对比和分析,可以定量的分析不同区域的组织硬度及其变化过渡信息;在结果显示模块,在超声B图中也相应的给出弹性数据的等高线信息,结合超声B图,借助于等高线可以进一步明了组织的病变范围以及组织不同硬度的分布和过渡变化信息。
作为本实施例的一种可选实施方式,如图10所示,上述获取目标弹性图像包括如下步骤:
S51,获取多帧图像数据。
所述的多帧图像数据可以是医疗设备直接从超声换能器处获取到,并进行信号预处理后得到的多帧图像数据;也可以是医疗设备从其他电子设备处获取到的对采集超声图像数据进行信号预处理后得到的等等。在此对多帧图像数据的来源并不做任何限制。
其中,如图1所示,信号采集单元是以一定的采样频率对超声回波信号进行采集的,因此医疗设备所获取到的图像数据是连续的图像数据。医疗设备在获取到图像数据之后将其存储在预设空间内,当预设空间内存储有多帧图像数据之后,进行后续的帧对构造;在预设空间内的图像数据是按照时间顺序进行存储的。至于预设空间内所存储的多帧图像数据的数量可以根据实际情况进行相应的设置,在此并不做任何限定。
S52,从多帧图像数据的首帧图像数据开始,依次与相邻的预设数量的图像数据形成多组帧对图像数据。
其中,每组帧对图像数据包括预设数量的帧对图像数据。
医疗设备的预设空间内存储有多帧图像数据,且医疗设备在获取到新的图像数据之后将其存入该预设空间内以保证预设空间内存储的多帧图像数据都是实时采集到的图像数据。
例如,医疗设备可以从预设空间内提取出首帧图像数据以及与其相邻的预设数量的图像数据,再分别利用首帧图像数据与相邻的各个图像数据组成一组帧对图像数据。随着医疗设备不断获取到新的图像数据,就会对预设空间内的图像数据进行更新,那么医疗设备利用不断更新的预设空间就可以形成多组帧对图像数据。
所述的帧对图像数据由第一图像数据以及第二图像数据组成,其中,第一图像数据为多帧图像数据中的首帧图像数据,可以将第一图像数据看作是压缩前的图像数据,将第二图像数据看作是压缩后的图像数据。
其中,预设数量k与压缩周期相关,即可以将预设数量设置为压缩前数据与压缩后数据的最大间隔。k的大小与用户按压的频率以及医疗设备的帧率相关,当用户按压过快或者医疗设备帧率过高时,预设数量k也需要设定的越大,反之亦然。例如,在实际进行弹性成像之前,先对用户的按压频率的进行检测,利用检测到的按压频率以及医疗设备的帧率从预设的数据表中进行预设数量的查询,以获得与用户的按压频率以及医疗设备的帧率对应的预设数量。所述的数据表为事先建立的预设数量与用户按压频率以及医疗设备的帧率之间的对应关系。
具体将在下文中对该步骤进行详细描述。
S53,对多组帧对图像数据进行筛选,得到目标帧对图像数据。
医疗设备在得到多组帧对图像数据之后,对多组帧对图像数据进行筛选,得到目标帧对图像数据。其中,目标帧对图像数据可以是当前多组帧对图像数据中的帧对图像数据,也可以是上一次对多组帧对图像数据进行筛选得到的目标帧对图像数据等等。
其中,每个帧对图像数据由两个图像数据组成,一个代表的是压缩前的图像数据,另一个代表的是压缩后的图像数据,由于用户的按压的频率以及按压力度是不稳定的,那么压缩前的图像数据与压缩后的图像数据之间的相对位移可以认为是在一定的阈值范围内的,因此,可以对多组帧对图像数据中的每个帧对图像数据内的两个图像数据进行距离的计算,得到相对位移;再判断计算得到的相对位移是否在阈值范围内,当计算得到的相对位移在阈值范围内时,确定该帧对图像数据为目标帧对图像数据。当然,也可以采用其他方式进行筛选,具体将在下文中进行详细描述。
S54,对目标帧对图像数据进行弹性计算得到弹性计算结果,并对弹性计算结果进行存储。
医疗设备在得到目标帧对图像数据之后,对其进行弹性计算,对应地得到多个弹性计算结果,并对弹性计算结果进行存储。此处的弹性计算方法可以根据实际情况进行相应的选择,在此并不做任何限制。
S55,基于存储的弹性计算结果形成目标弹性图像。
医疗设备在得到弹性计算结果之后,可以计算存储的弹性计算结果的平均值,以形成目标弹性图像;也可以对存储的弹性计算结果进行加权求和,形成所述的目标弹性图像;但是本发明的保护范围并不限于上述的两种方法,也可以为其他方法,在此并不做任何限制。
需要说明的是,医疗设备是循环执行上述S12-S15的,其中,每执行一次S14会在存储区间内增加一个弹性计算结果,利用存储的弹性计算结果形成弹性图像。例如,在第一次执行S14之后,存储区间内有一个弹性计算结果,那么医疗设备就利用该弹性计算结果形成弹性图像;在第二次执行S14之后,存储区间内有两个弹性计算结果,那么医疗设备就利用两个弹性计算结果形成弹性图像,依次类推。当所得到的弹性计算结果存满存储区间时,下一次得到的弹性计算结果就会替换掉最早得到的弹性计算结果,以对存储区间进行更新。其中,关于存储区间的大小可以根据实际情况进行设置(具体将在下文中进行详细描述),以增加图像输出的稳定性。
通过对获取到的多帧图像数据进行帧对构造,为后续的帧对图像数据的筛选提供了丰富的选择性,在一定程度上降低了对操作手法的依赖;且在弹性计算计算之前对形成的多组帧对图像数据进行筛选,以避免冗余图像数据的计算,提高了弹性图像的出图效率。
作为本实施例的另一种可选实施方式,如图11所示,上述获取目标弹性图像包括如下步骤:
S61,获取多帧图像数据。
详细请参见图10所示实施例的S51,在此不再赘述。
S62,从多帧图像数据的首帧图像数据开始,依次与相邻的预设数量的图像数据形成多组帧对图像数据。
其中,每组帧对图像数据包括预设数量的帧对图像数据。
医疗设备在获取到图像数据之后,将其顺序存储在预设空间内;且在获取到新的图像数据帧之后,对预设空间进行更新,以构建多组帧对图像数据。具体地,上述S62包括如下步骤:
S621,将多帧图像数据按照时间顺序存储在预设空间内。
例如,预设空间内可以存储M帧图像数据,医疗设备按照时间顺序将获取到的图像数据依次存储在预设空间内。其中,预设空间的长度可以根据实际情况进行具体的设置,在此并不做任何限制。
S622,从预设空间内的首帧图像数据开始,依次与相邻的预设数量的图像数据形成一组帧对图像数据。
预设空间内存储M帧图像数据,预设数量为k。请参见图12,图12示出了帧对构造的原理。假设多帧图像数据为M帧,F(i)为第i帧图像数据,k为预设数量,将F(i)设定为压缩前的图像数据,随后的连续k帧设定为压缩后的图像数据,即构造了一组帧对图像数据,该组帧对图像数据中具有k个帧对图像数据。
如图12所示,F(i)为预设空间内的首帧图像数据,F(i)与F(i+1)组成第1对帧对图像数据,……,F(i)与F(i+k-1)组成第(k-1)对帧对图像数据,F(i)与F(i+k)组成第k对帧对图像数据;将上述第1对帧对图像数据至第k对帧对图像数据称之为一组帧对图像数据。
S623,获取新的图像数据帧。
S624,将新的图像数据帧存入所述预设空间,并删除首帧图像数据更新预设空间,以形成多组帧对图像数据。
依次类推,每更新一帧图像数据时,将新获得的图像数据帧存入预设空间,并将预设空间内的首帧图像数据删除,得到更新后的预设空间。此时,医疗设备将S622中所述的首帧图像数据的下一帧图像数据设定为压缩前的数据,随后的k帧图像数据设为压缩后的图像数据,同样可以构造一组帧对图像数据。k的大小与用户按压的频率以及***的帧率相关,当用户按压过快或者***帧率过高时,连续帧数k也需要设定的越大,反之亦然。
由于压缩前的图像数据与压缩后的图像数据之间的最大间隔为k,可以认为预设空间内的前M-k帧图像数据为压缩前的图像数据,那么:
当第1帧图像数据作为压缩前的图像数据时,形成第1组帧对图像数据,该组帧对图像数据具有k对帧对图像数据;
当第2帧图像数据作为压缩前的图像数据时,形成第2组帧对图像数据,该组帧对图像数据具有k对帧对图像数据;
……
当第(M-k-1)帧图像数据作为压缩前的图像数据时,形成第(M-k)组帧对图像数据,该组帧对图像数据具有k对帧对图像数据。
因此,当数据存储空间的数据量达到M帧时,则一共可以构造出(M-k)*k组帧对,即有(M-k)帧作为按压前的数据。
需要说明的是,医疗设备可以在预设空间内存满M帧图像数据之后,才开始帧对构造处理;由于压缩前的图像数据与压缩后的图像数据之间的最大间隔为k,那么医疗设备也可以在预设空间内存储有K+1帧图像数据之后,就开始进行帧对构造处理。在下文的描述中,以预设空间内存满M帧图像数据之后才进行帧对构造处理为例进行详细描述。
具体地,以M=7,k=3为例,请参见表1。
表1帧对图像数据构造
第1帧 | 第2帧 | 第3帧 | 第4帧 | 第5帧 | 第6帧 | 第7帧 |
F(1) | F(2) | F(3) | F(4) | F(5) | F(6) | F(7) |
F(2) | F(3) | F(4) | F(5) | F(6) | F(7) | F(8) |
F(3) | F(4) | F(5) | F(6) | F(7) | F(8) | F(9) |
F(4) | F(5) | F(6) | F(7) | F(8) | F(9) | F(10) |
F(5) | F(6) | F(7) | F(8) | F(9) | F(10) | F(11) |
如表1所述,其中,表1中的第一行用于表示预设空间的按照时间顺序存储的图像数据的帧序号。第1行所表示的图像数据依次为F(1)-F(7),当医疗设备获取到F(8)之后,将F(1)删除并将F(8)存入预设空间的第7帧处,此时F(2)为预设空间内的首帧图像数据,依次类推。其中,如上文所述预设空间内的前M-k帧图像数据为压缩前的图像数据,那么就可以将F(1)-F(4)对应的图像数据分别看作压缩前的图像数据,进行帧对构造处理。
请结合表1,所构造出的帧对图像数据如表2所示:
表2帧对图像数据构造
组数 | 压缩前的图像数据 | 帧对图像数据 |
1 | F(1) | F(1)与F(2)、F(1)与F(3)、F(1)与F(4) |
2 | F(2) | F(2)与F(3)、F(2)与F(4)、F(2)与F(5) |
3 | F(3) | F(3)与F(4)、F(3)与F(5)、F(3)与F(6) |
4 | F(4) | F(4)与F(5)、F(4)与F(6)、F(4)与F(7) |
因此,由表2可知,预设空间内的M帧图像数据一共可以形成M-K组帧对图像数据,每组帧对图像数据具有K对帧对图像数据,因此,M帧图像数据总共可以形成(M-k)*k对帧对图像数据。以上述的M=7,k=3为例,7帧图像数据总共可以形成12对帧对图像数据。
请再次结合表1,当医疗设备获取到F(11)之后,下一次多组帧对图像数据的构造就可以利用F(2)-F(5)作为压缩前的图像数据进行,由于以F(2)-F(4)作为压缩前的图像数据已经在当前帧对图像数据的构造中形成了帧对图像数据,那么下一次帧对图像数据的构造中仅需要处理以F(5)作为压缩前的图像数据,因此下一次帧对图像数据的构造仅需要处理k对帧对图像数据,同样可以形成(M-k)*k对帧对图像数据。
在本实施例中,医疗设备在有限的预设空间(M帧)内,设定多帧图像数据作为压缩前的图像数据,降低了首帧数据错误的风险,另外每次只需要计算k对数据的评判指标,却可以提供(M-k)*k对帧对用于筛选,不仅兼顾了帧对的有效性,而且保证了算法的实时性处理,从很大程度上提升了弹性成像的出图率。
S63,对多组帧对图像数据进行筛选,得到目标帧对图像数据。
详细请参见图10所示实施例的S53,在此不再赘述。
S64,对目标帧对图像数据进行弹性计算得到弹性计算结果,并对弹性计算结果进行存储。
详细请参见图10所示实施例的S54,在此不再赘述。
S65,基于存储的弹性计算结果形成目标弹性图像。
详细请参见图10所示实施例的S55,在此不再赘述。
通过将获取到的多帧图像数据顺序存储在预设空间内并进行帧对构造,再将新获得的图像数据帧顺序存储在预设空间内,替换掉预设空间内的首帧图像数据,以利用预设空间内的图像数据进行多组帧对图像数据的构造,为后续的筛选提供了丰富的帧对图像数据。
作为本实施例的另一种可选实施方式,如图13所示,上述获取目标弹性图像包括如下步骤:
S71,获取多帧图像数据。
详细请参见图11所示实施例的S61,在此不再赘述。
S72,从多帧图像数据的首帧图像数据开始,依次与相邻的预设数量的图像数据形成多组帧对图像数据。
其中,每组帧对图像数据包括预设数量的帧对图像数据。
详细请参见图11所示实施例的S62,在此不再赘述。
S73,对多组帧对图像数据进行筛选,得到目标帧对图像数据。
医疗设备在S72中形成多组帧对图像数据之后,对其进行筛选。
具体地,上述S73包括如下步骤:
S731,利用多组帧对图像数据中的每个帧对图像数据的第一图像数据以及第二图像数据,计算每个帧对图像数据对应的位移数据矩阵。
医疗设备对多组帧对图像数据进行筛选,每个帧对图像数据均具有k对帧对图像数据,每对帧对图像数据由第一图像数据以及第二图像数据组成,其中,所述的第一图像数据为上文所述压缩前的图像数据,所述的第二图像数据为上文所述压缩后的图像数据。医疗设备利用第一图像数据以及第二图像数据计算该帧对图像数据对应的M*N的位移数据矩阵。其中,M*N为采集到的图像数据的大小。
例如,第一图像数据表示为:Z1=I1+iQ1,第二图像数据表示为:Z2=I2+iQ2;
对第一图像数据以及第二图像数据进行共轭相乘的操作:
ZMxN=Z1*conj(Z2);
式中,conj为取共轭操作,ZMxN为M行N列的复数矩阵,包含与位移信息相关的相位信息。通过提取相位信息即可快速计算出位移信息,该过程可以表达为:
式中,Phase(ZMxN)是对复数矩阵ZMxN提取相位信息操作;c为声速1540m/s;f0为发射超声波中心频率;DispMxN为位移数据矩阵。
S732,根据每个帧对图像数据对应的位移数据矩阵,对多组帧对图像数据进行筛选,得到目标帧对图像数据。
如上文所示,每对帧对图像数据在S731中已经得到对应的位移数据矩阵DispMxN。因此,对于多组帧对图像数据而言,医疗设备就可以利用与k对帧对图像数据一一对应的k个位移数据矩阵,对帧对图像数据进行筛选。
具体地,上述S732可以包括如下步骤:
(1)从位移数据矩阵中提取沿深度方向的位移曲线的第一拟合参数,和/或,从位移数据矩阵中提取沿水平方向的位移曲线的第二拟合参数。
其中,所述第一拟合参数包括第一拟合斜率以及第一拟合度,所述第二拟合参数包括第二拟合度。
医疗设备可以仅利用深度方向的位移曲线的第一拟合参数对每组帧对图像数据进行筛选,也可以仅利用水平方向的位移曲线的第二拟合参数对每组帧对图像数据进行筛选,或者将深度方向的位移曲线与水平方向的位移曲线结合,对每组帧对图像数据进行筛选。
具体地,当医疗设备需要利用深度方向的位移曲线的第一拟合参数对每组帧对图像数据进行筛选时,医疗设备对每对帧对图像数据对应的位移数据矩阵的每行数据求和取平均,得到该帧对图像数据沿深度方向的位移曲线,如图14a所示;再对沿深度方向的位移曲线进行拟合,得到第一拟合斜率kaxial以及第一拟合度Raxial。其中,医疗设备可以对沿深度方向的位移曲线进行线性拟合,得到第一拟合斜率kaxial以及第一拟合度Raxial。
当医疗设备需要利用水平方向的位移曲线的第二拟合参数对帧对图像数据进行筛选时,医疗设备对每个帧对图像数据对应的位移数据矩阵的每列数据求和取平均,得到该帧对图像数据沿水平方向的位移曲线,如图14b所示;再对沿水平方向的位移曲线进行拟合,得到第二拟合度Rlateral。其中,医疗设备可以对沿水平方向的位移曲线进行二次拟合或多次拟合,得到第二拟合度Rlateral。
理想情况下,对组织施加按压力,会引起组织发生形变,即会产生一个相对位移变化量,该位移信息沿深度方向应该是单调递增的曲线,对该曲线进行线性拟合,拟合所得的斜率一定程度上反映了对组织施加压力的大小程度,压力越大,位移变化越大,所得斜率也相对变大,反之亦然。拟合度大小在一定程度上反映了所提取的振动位移信号沿深度方向的质量,拟合度越高,说明所提取的位移信号越好,反之亦然;另外该位移信息沿水平方向应该是缓慢变化的曲线,对该曲线进行二次曲线拟合,对应的拟合度在一定程度上反映了所提取的振动位移信号沿水平方向的质量,拟合度越高,说明数据的连续性越好,同时大概率表明位移信息计算结果越准确。
(2)基于第一拟合参数和/或第二拟合参数对多组帧对图像数据进行筛选,得到目标帧对图像数据。
医疗设备在得到多组帧对图像数据中每个帧对图像数据对应的第一拟合参数和/或第二拟合参数之后,利用各个帧对图像数据对应的第一拟合参数和/或第二拟合参数进行帧对图像数据的筛选,得到目标帧对图像数据。
具体地,如图15所示,包括如下步骤:
(2.1)在多组帧对图像数据中,判断是否存在满足预设条件的帧对图像数据。其中,所述预设条件为所述第一拟合斜率位于预设斜率范围之间,且所述第一拟合度大于或等于第一拟合阈值,且所述第二拟合度大于或等于第二拟合阈值。
当存在满足所述预设条件的帧对图像数据时,执行S2.2;否则,执行S2.3。
弹性成像依赖于用户的操作,按压力度既不能过大也不能过小,也就要求第一拟合斜率kaxial应该处于一个合理的区间范围之内。若***预设最大斜率为kmax,最小斜率为kmin,则kaxial应满足:kmin≤kaxial≤kmax。第一拟合度Raxial表征了提取的位移信号沿深度方向的质量,若***预设深度方向第一拟合阈值为Raxial_min,则Raxial应满足:Raxial≥Raxial_min。第二拟合度Rlateral表征了提取的位移信号沿水平方向的质量,若***预设水平方向第二拟合阈值为Rlateral_min,则Rlateral应满足:Rlateral≥Rlateral_min。
因此,上述的满足预设条件的帧对图像数据对应的拟合参数可以表示为:
(2.2)从满足预设条件的帧对图像数据中,筛选最接近目标阈值的所述第一拟合斜率对应的帧对图像数据,得到目标帧对图像数据。
当某组帧对图像数据中存在满足预设条件的至少一对帧对图像数据时,从中选择一对第一拟合斜率最接近目标阈值kbest的帧对图像数据,将其作为目标帧对图像数据。
(2.3)判断不满足预设条件的数量是否超出预设值。
如果多组帧对图像数据中均不存在满足预设条件的帧对图像数据时,则通过计数器count进行计数,计数器用于对形成弹性图像的整个过程中不满足预设条件的数量进行统计。其中,在医疗设备中会设置预设值,即为Q。
当不满足所述预设条件的数量没有超出预设值时,即,count≤Q时执行(2.4);否则,执行(2.5)。
(2.4)提取上一次的目标帧对图像数据,以作为当前的目标帧对图像数据。
若在当前的多组帧对图像数据中没有满足预设条件的帧对图像数据,则医疗设备会提取上一次的目标帧对图像数据,将其作为当前的目标帧对图像数据。
(2.5)输出空载的弹性结果,或不显示。
若在整个弹性成像的过程中,计数器count的值超出预设值时,表示该次弹性成像失败,可以输出空载的弹性结果,或者不显示。
S74,对目标帧对图像数据进行弹性计算得到弹性计算结果,并对弹性计算结果进行存储。
详细请参见图11所示实施例的S64,在此不再赘述。
S75,基于存储的弹性计算结果形成目标弹性图像。
医疗设备利用存储的弹性结果进行复合处理,得到最终输出显示的弹性图。具体地,若存储的弹性结果有多个,那么医疗设备对多个弹性计算结果进行加权求和,得到目标弹性图像。如图16所示,假设选取的多个弹性计算结果分别表示为:E(i-n+1)、E(i-n+2)、…、E(n),对应的系数为a(1),a(2)…a(n),那么,第i帧复合的结果out(i)为:
out(i)=a(1)*E(i-k+1)+a(2)*E(i-k+2)+...+a(k)*E(i)
其中,i表示当前帧的编号,out为弹性复合的结果,n可由***调节指定,用来确定复合的范围,加权系数a的分配可以是平均加权、以距离为变量的函数或者是以评判得分为依据的函数等。加权***的设置并不局限于上述设置。
在本实施例中,医疗设备是利用存储区间内已有的弹性计算结果形成弹性图像的,而不是等存储区间存满之后再形成弹性图像,能够保证弹性成像的实时性,增加了图像输出的稳定性。此外,在对存储区间的大小进行设置时,还需要考虑到弹性图像的更新速率,这是由于在存储区间存满之后是利用所有的弹性计算结果形成弹性图像的,若存储区间的大小过小,则会导致弹性图像的频繁更新,就会体现出闪烁的表象;若存储区间的大小过大,则由于弹性计算结果较多,利用较多的弹性计算结果形成弹性图像就会导致弹性成像具有较大的延时。
通过对多组帧对图像数据中的每个帧对图像数据分别计算位移数据矩阵,利用计算得出的位移数据矩阵对多组帧对图像数据进行筛选,即在弹性计算之前先利用位移数据矩阵筛选掉一部分帧对图像数据,以减少后续的弹性计算量,提高弹性图像的出图率;并且对计算后得到的弹性计算结果进行复合处理,避免了当按压存在较大差异时,而导致连续弹性图像的明显跳变,保证了目标弹性图像的稳定输出。
在本实施例中首先对获取到的多帧图像数据进行帧对构造,能够在有限的存储空间内,构造出多种帧对图像数据的组合,为后续的帧对图像数据的筛选提供了丰富的选择性,一定程度上降低了对操作手法的依赖。另外,该发明实施还提供了一个有效的筛选准则,能够以较少的计算量从多帧图像数据中筛选出合适的一对帧对图像数据,该过程提高了临床操作的实时性;对筛选出的帧对图像数据做高精度的弹性计算,提高了弹性成像的准确性,;最后,对多帧高精度弹性计算结果再做复合处理,进一步确保弹性图像输出的稳定性。本发明实施例中所述的弹性成像方法,不仅减少了对操作手法的依赖,而且保证了实时获取高质量的弹性结果,提高了目标弹性成像的出图率。
在本实施例中还提供了一种弹性图像的分析装置,该装置用于实现上述实施例及优选实施方式,已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的,术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
本实施例提供一种弹性图像的分析装置,如图17所示,包括:
弹性图像获取模块81,用于获取目标弹性图像;
绘制模块82,用于基于所述目标弹性图像绘制等高线;
分析模块83,用于根据绘制出的所述等高线,对所述目标弹性图像进行分析。
本实施例中的弹性图像的分析装置是以功能单元的形式来呈现,这里的单元是指ASIC电路,执行一个或多个软件或固定程序的处理器和存储器,和/或其他可以提供上述功能的器件。
上述各个模块的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同,在此不再赘述。
本发明实施例还提供一种医疗设备,具有上述图17所示的弹性图像的分析装置。
请参阅图18,图18是本发明可选实施例提供的一种医疗设备的结构示意图,如图18所示,该医疗设备可以包括:至少一个处理器91,例如CPU(Central Processing Unit,中央处理器),至少一个通信接口93,存储器94,至少一个通信总线92。其中,通信总线92用于实现这些组件之间的连接通信。其中,通信接口93可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard),可选通信接口93还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器94可以是高速RAM存储器(Random Access Memory,易挥发性随机存取存储器),也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。存储器94可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器91的存储装置。其中处理器91可以结合图17所描述的装置,存储器94中存储应用程序,且处理器91调用存储器94中存储的程序代码,以用于执行上述任一方法步骤。
其中,通信总线92可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect,简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture,简称EISA)总线等。通信总线92可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图18中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中,存储器94可以包括易失性存储器(英文:volatile memory),例如随机存取存储器(英文:random-access memory,缩写:RAM);存储器也可以包括非易失性存储器(英文:non-volatile memory),例如快闪存储器(英文:flash memory),硬盘(英文:hard diskdrive,缩写:HDD)或固态硬盘(英文:solid-state drive,缩写:SSD);存储器94还可以包括上述种类的存储器的组合。
其中,处理器91可以是中央处理器(英文:central processing unit,缩写:CPU),网络处理器(英文:network processor,缩写:NP)或者CPU和NP的组合。
其中,处理器91还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文:application-specific integrated circuit,缩写:ASIC),可编程逻辑器件(英文:programmable logic device,缩写:PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文:complex programmable logic device,缩写:CPLD),现场可编程逻辑门阵列(英文:field-programmable gate array,缩写:FPGA),通用阵列逻辑(英文:generic arraylogic,缩写:GAL)或其任意组合。
可选地,存储器94还用于存储程序指令。处理器91可以调用程序指令,实现如本申请图2、3、6以及8实施例中所述的弹性图像的分析方法,或实现如本申请图10、11以及13实施例中所示的获取目标弹性图像方法。
本发明实施例还提供了一种非暂态计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的弹性图像的分析方法。其中,所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard DiskDrive,缩写:HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive,SSD)等;所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (12)
1.一种弹性图像的分析方法,其特征在于,包括:
获取目标弹性图像;
基于所述目标弹性图像绘制等高线;
根据绘制出的所述等高线,对所述目标弹性图像进行分析。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述目标弹性图像绘制等高线,包括:
确定所述目标弹性图像中的感兴趣区域;
获取所述等高线的绘制参数;其中,所述绘制参数包括所述等高线的数量以及相邻所述等高线之间的弹性物理量的差值;
基于所述绘制参数,在所述感兴趣区域内绘制所述等高线。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述绘制参数,在所述感兴趣区域内绘制所述等高线,包括:
获取所述感兴趣区域内的预设像素点;
利用所述预设像素点,确定第一预设等高线;
基于所述绘制参数以及所述第一预设等高线,在所述感兴趣区域内绘制所述等高线;
和/或,
获取所述感兴趣区域内的第二预设等高线;
基于所述绘制参数以及所述第二预设等高线,在所述感兴趣区域内绘制所述等高线。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据绘制出的所述等高线,对所述目标弹性图像进行分析的步骤之前,还包括:
获取在绘制出的所述等高线中确定出的第一目标等高线;
确定对所述第一目标等高线进行外扩或内缩的参数;其中,所述外扩或内缩的参数包括次数以及步长;
基于所述外扩或内缩的参数,对所述第一目标等高线进行外扩或内缩。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据绘制出的所述等高线,对所述目标弹性图像进行分析,包括:
获取在绘制出的所述等高线中确定出的多个第二目标等高线;
利用所述多个第二目标等高线,确定所述多个第二目标等高线所形成的多个闭合区域;
基于所述多个闭合区域对应的弹性物理量,确定所述多个闭合区域的分析结果。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述利用所述多个第二目标等高线,确定所述多个第二目标等高线所形成的多个闭合区域,包括:
判断所述多个第二目标等高线中是否存在不闭合的等高线;
当所述多个第二目标等高线中存在不闭合的等高线时,获取在所述不闭合的等高线上确定的目标像素点,并连接所述目标像素点,以将所述不闭合的等高线调整为闭合的曲线。
7.根据权利要求1或5所述的方法,其特征在于,所述根据绘制出的所述等高线,对所述目标弹性图像进行分析,包括:
获取在所述目标弹性图像中确定出的参考区域;
利用所述参考区域以及绘制出的所述等高线对所述目标弹性图像进行分析。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据绘制出的所述等高线,对所述目标弹性图像进行分析,还包括:
获取与所述目标弹性图像对应的目标灰度图像;
在所述目标灰度图像上绘制与所述目标弹性图像上的等高线对应的等高线;
基于所述目标弹性图像上的等高线以及所述目标灰度图像上的等高线,对所述目标弹性图像进行分析。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述基于所述目标弹性图像上的等高线以及所述目标灰度图像上的等高线,对所述目标弹性图像进行分析,包括:
将所述目标弹性图像与所述目标灰度图像进行叠合显示;
调整所述目标弹性图像的透明度,和/或,所述目标灰度图像的透明度,对所述目标弹性图像进行分析。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取目标弹性图像,包括:
获取多帧图像数据;
从所述多帧图像数据的首帧图像数据开始,依次与相邻的预设数量的图像数据形成多组帧对图像数据;其中,每组帧对图像数据包括所述预设数量的帧对图像数据;
对所述多组帧对图像数据进行筛选,得到目标帧对图像数据;
对所述目标帧对图像数据进行弹性计算得到弹性计算结果,并对所述弹性计算结果进行存储;
基于存储的弹性计算结果形成所述目标弹性图像。
11.一种医疗设备,其特征在于,包括:
存储器和处理器,所述存储器和所述处理器之间互相通信连接,所述存储器中存储有计算机指令,所述处理器通过执行所述计算机指令,从而执行权利要求1-10中任一项所述的弹性图像的分析方法。
12.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-10中任一项所述的弹性图像的分析方法。
Priority Applications (1)
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CN202010182798.1A CN113487531A (zh) | 2020-03-16 | 2020-03-16 | 弹性图像的分析方法及医疗设备 |
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