專利名稱：自適應超聲彩色血流成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超聲診斷成像領(lǐng)域，涉及超聲彩色血流成像方法，通過自動識別血流區(qū)域?qū)崿F(xiàn)自適應彩色血流成像。
背景技術(shù)：
超聲彩色血流成像(color flow imaging, CFI)是臨床上常用的一種超聲掃查方式，對心血管疾病有重要的診斷價值。傳統(tǒng)的超聲彩色血流成像模式通常在B型超聲成像模式的基礎(chǔ)上，由用戶通過取樣框選擇感興趣區(qū)域(ROI)，然后對該區(qū)域進行彩色血流成像處理，再與B超圖像融合后顯示。傳統(tǒng)的超聲彩色血流成像方法需要對每一幀圖像ROI的每一條掃描線及掃描線上的每一個采樣點進行采集和處理，這需要耗費大量的內(nèi)存及較長的處理時間。實際上，真正的血流區(qū)域通常僅占ROI的很小一部分，而且醫(yī)生在進行臨床操作時，往往先確定掃查位置，然后固定探頭獲取該位置的超聲圖像(含彩色血流圖像)，因 此ROI中的血流區(qū)域在該掃查時間內(nèi)基本沒有太大的變化。由此可見，傳統(tǒng)的超聲彩色血流成像在對ROI中非血流區(qū)域的處理上耗費了相當多的內(nèi)存和處理時間，而這是完全可以避免的。美國專利US6315728B1 “Ultrasound color flow adaptive scanningtechniques”公開了一種自適應的超聲彩色血流成像掃查方法，首先獲取掃查區(qū)域的一中貞彩色血流圖像，稱為“測量巾貞”(survey frame),用于確定ROI中的血流區(qū)域；然后通過確定的血流區(qū)域改變彩色血流成像模式下探頭的掃查范圍，使得探頭僅針對該確定的血流區(qū)域進行掃查，再對該血流區(qū)域進行彩色血流成像處理，得到連續(xù)的“目標幀”(target frame)。雖然該方法通過血流區(qū)域的識別縮小掃查范圍和處理范圍，提高了幀頻，減少了處理所需的內(nèi)存和時間，但其采用“測量幀”和“目標幀”交替的方式，會影響圖像的連續(xù)性，尤其，當用戶改變掃查位置或掃查角度后，系統(tǒng)需要新的“測量幀”以確定新的血流區(qū)域，這需要用戶做出額外的判斷和操作，而且該方法僅提供了從彩色血流圖像中識別血流區(qū)域的方式，沒有提供從B超圖像中識別血流區(qū)域的方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供自適應超聲彩色血流成像方法，該方法通過對B超圖像和/或彩色血流圖像的分析自動識別感興趣區(qū)域中的血流區(qū)域，從而控制后續(xù)的彩色血流成像僅局限于血流區(qū)域；同時，通過對相鄰兩幀B超圖像中感興趣區(qū)域的分析自動識別掃查位置的變化，從而為后續(xù)掃查成像提供新的血流區(qū)域，保證圖像的實時性和連續(xù)性。為達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案自適應超聲彩色血流成像方法，包括獲得掃查位置的B超圖像，對該掃查位置的感興趣區(qū)域進行彩色血流成像，獲得彩色血流圖像，在所述B超圖像和/或所述彩色血流圖象上自動識別所述感興趣區(qū)域中的血流區(qū)域，后續(xù)的彩色血流成像僅局限于所述血流區(qū)域，所述彩色血流圖像疊加在所述B超圖像上進行顯示，所述超聲彩色血流成像方法還包括對相鄰兩幀所述B超圖像的感興趣區(qū)域進行分析，自動判斷所述掃查位置是否變化，如果判斷所述掃查位置發(fā)生了變化，發(fā)出重新識別血流區(qū)域的信號，對新的掃查位置獲得新的B超圖像，對該新的掃查位置的感興趣區(qū)域獲得新的彩色血流圖象，在所述新的B超圖像和/或所述新的彩色血流圖象上自動識別感興趣區(qū)域中的新的血流區(qū)域，后續(xù)的彩色血流成像僅局限于該新的血流區(qū)域；如果判斷所述掃查位置沒有發(fā)生變化，后續(xù)的彩色血流成像僅局限于原先的血流區(qū)域。具體實施時，在B超圖像上自動識別感興趣區(qū)域中的血流區(qū)域的方法包括，設(shè)置灰度閾值、計數(shù)閾值，設(shè)定所述B超圖像的感興趣區(qū)域中的像素點的位置為(i，j)，標記該像素點為X(i,j),如果該像素點及其鄰域的像素點中灰度值小于所述灰度閾值的像素點數(shù)大于或等于所述計數(shù)閾值，則標記X(i, j) = 0,認為該像素點為血流像素點；如果該像素點及其鄰域的像素點中灰度值小于所述灰度閾值的像素點數(shù)小于所述計數(shù)閾值，則標記X(i，j) = 1，認為該像素點為組織像素點，在所述感興趣區(qū)域中，由標記0組成的區(qū)域?qū)谒鲅鲄^(qū)域。作為第一種具體實施方式
，對相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域進行分析，自動判斷掃查位置是否變化的方法包括，設(shè)定第n幀B超圖像的感興趣區(qū)域中一像素點的灰度值 SGn，第n-1幀B超圖像的感興趣區(qū)域中對應像素點的灰度值為Gn+ |Gn-Gn_」為相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域中相應像素點灰度值的絕對差值，E IGn-GlriI為所述相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域中所有相應像素點灰度值的絕對差值和，設(shè)定閾值，如果E |Gn-Gn_」大于或等于所述閾值，則認為所述掃查位置發(fā)生了變化；如果E IGn-GlriI小于所述閾值，則認為所述掃查位置沒有發(fā)生變化。作為第二種具體實施方式
，對相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域進行分析，自動判斷掃查位置是否變化的方法包括，設(shè)定第n幀B超圖像的感興趣區(qū)域中一像素點的灰度值SGn，第n-1幀B超圖像的感興趣區(qū)域中對應像素點的灰度值為Gn+ |Gn-Gn_」為相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域中相應像素點灰度值的絕對差值，E I Gn-Glri I/N為所述相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域中所有相應像素點灰度值的平均絕對差值和，N為所述感興趣區(qū)域中像素點的個數(shù)，設(shè)定閾值，如果E I Gn-Glri I /N大于或等于所述閾值，則認為所述掃查位置發(fā)生了變化；如果E I Gn-Glri I/N小于所述閾值，則認為所述掃查位置沒有發(fā)生變化。作為第三種具體實施方式
，對相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域進行分析，自動判斷掃查位置是否變化的方法包括，設(shè)定第n幀B超圖像的感興趣區(qū)域中一像素點的灰度值為6 ，第n-1幀B超圖像的感興趣區(qū)域中對應像素點的灰度值為Glri, |Gn-Gn_」為相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域中相應像素點灰度值的絕對差值，E IGn-Glri I/Gn或E |Gn-Gn_」/[(6^)/2]為所述相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域中所有相應像素點灰度值的歸一化絕對差值和，設(shè)定閾值，如果E I Gn-Glri I/Gn或E IGn-GlriIzT(GdGlri)/^]大于或等于所述閾值，則認為所述掃查位置發(fā)生了變化；如果E IGn-GlriUG1^E IGn-GlriIzT(GZGlri)/^]小于所述閾值，則認為所述掃查位置沒有發(fā)生變化。由于上述技術(shù)方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點本發(fā)明的自適應超聲彩色血流成像方法，不僅能通過對B超圖像和/或彩色血流圖像的分析自動識別感興趣區(qū)域中的血流區(qū)域，還能通過對相鄰兩幀B超圖像中感興趣區(qū)域的分析自動識別掃查位置的變化并確定新的血流區(qū)域，使超聲彩色血流成像的信號采集和處理僅針對血流區(qū)域，從而減少了彩色血流成像所需的內(nèi)存，并且加快了處理時間，還保證了圖像的實時性和連續(xù)性。


附圖I為本發(fā)明的示意圖；附圖2為本發(fā)明在B超圖像上自動識別感興趣區(qū)域中的血流區(qū)域的流程圖；附圖3為應用附圖2中流程圖的一個具體實施例；附圖4為識別到的感興趣區(qū)域中的血流區(qū)域的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖來進一步闡述本發(fā)明。圖I是根據(jù)超聲B圖像和/或彩色血流圖象(CF圖像)識別血流區(qū)域的自適應彩色血流成像方法的示意圖，B模式信號采集與處理通道獲取掃查位置(含R0I)的B圖像，CF模式信號采集與處理通道獲取ROI的CF圖像，CF圖像與B圖像經(jīng)過融合后進行顯示，這是傳統(tǒng)彩色超聲診斷系統(tǒng)常用的方法。本發(fā)明在此基礎(chǔ)上，利用先前獲取的B圖像和/或CF圖像自動識別ROI中的血流區(qū)域，并反饋控制CF模式信號采集與處理通道，使該掃查位置ROI的后續(xù)彩色血流成像僅局限于對血流區(qū)域的信號進行采集和處理，從而避免大量對非血流區(qū)域處理所耗費的內(nèi)存和時間，同時根據(jù)相鄰兩幀B圖像的ROI區(qū)域自動識別掃查位置是否發(fā)生變化，如判斷掃查位置發(fā)生了變化則發(fā)出重新識別ROI中血流區(qū)域的指令，同時系統(tǒng)對新掃查位置ROI的信號進行全采集和全處理，然后根據(jù)最新獲取的B圖像和/或CF圖像確定新的血流區(qū)域，使新掃查位置ROI的后續(xù)彩色血流成像僅局限于對新的血流區(qū)域的信號進行采集和處理；如判斷掃查位置沒有變化則CF模式信號采集與處理通道繼續(xù)按照先前的血流區(qū)域?qū)OI的信號進行采集和處理，由此即可實現(xiàn)對ROI中血流區(qū)域的自適應彩色血流成像。本發(fā)明中根據(jù)超聲B圖像ROI區(qū)域識別其中的血流區(qū)域采用如下技術(shù)方案根據(jù)超聲B模式成像的特點，組織通常具有較強的回聲而血液具有較低的回聲，反應在圖像上即血流區(qū)域較暗(血管壁除外)而周圍組織較亮，因此，能夠針對B圖像中ROI區(qū)域設(shè)置一個較小的灰度閾值(gray_threShold)，如圖2所示，對ROI中所有像素點的灰度值進行判定，如果某一像素點X(i，j)及其8鄰域(或其他大小的鄰域)的像素點中灰度值G小于灰度閾值gray_threshold的像素點數(shù)多于或等于預先設(shè)定的計數(shù)閾值(count_threshold),則認為該點是血流點，以0表示；反之如果某一像素點X(i, j)及其8鄰域(或其他大小的鄰域)的像素點中灰度值G小于灰度閾值gray_threshold的像素點數(shù)少于該預先設(shè)定的計數(shù)閾值，則認為該點是組織點(非血流點)，以I表示。用公式表達即為
權(quán)利要求
1.自適應超聲彩色血流成像方法，包括獲得掃查位置的B超圖像，對該掃查位置的感興趣區(qū)域進行彩色血流成像，獲得彩色血流圖像，其特征在于在所述B超圖像和/或所述彩色血流圖象上自動識別所述感興趣區(qū)域中的血流區(qū)域，后續(xù)的彩色血流成像僅局限于所述血流區(qū)域，所述彩色血流圖像疊加在所述B超圖像上進行顯示，所述超聲彩色血流成像方法還包括對相鄰兩幀所述B超圖像的感興趣區(qū)域進行分析，自動判斷所述掃查位置是否變化，如果判斷所述掃查位置發(fā)生了變化，發(fā)出重新識別血流區(qū)域的信號，對新的掃查位置獲得新的B超圖像，對該新的掃查位置的感興趣區(qū)域獲得新的彩色血流圖象，在所述新的B超圖像和/或所述新的彩色血流圖象上自動識別感興趣區(qū)域中的新的血流區(qū)域，后續(xù)的彩色血流成像僅局限于該新的血流區(qū)域；如果判斷所述掃查位置沒有發(fā)生變化，后續(xù)的彩色血流成像僅局限于原先的血流區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自適應超聲彩色血流成像方法，其特征在于在B超圖像上自動識別感興趣區(qū)域中的血流區(qū)域的方法包括，設(shè)置灰度閾值、計數(shù)閾值，設(shè)定所述B超圖像的感興趣區(qū)域中的像素點的位置為(i，j)，標記該像素點為X (i, j),如果該像素點及其鄰域的像素點中灰度值小于所述灰度閾值的像素點數(shù)大于或等于所述計數(shù)閾值，則標記X(i，j)=0,認為該像素點為血流像素點；如果該像素點及其鄰域的像素點中灰度值小于所述灰度閾值的像素點數(shù)小于所述計數(shù)閾值，則標記X (i, j) =1,認為該像素點為組織像素點，在所述感興趣區(qū)域中，由標記O組成的區(qū)域?qū)谒鲅鲄^(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自適應超聲彩色血流成像方法，其特征在于對相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域進行分析，自動判斷掃查位置是否變化的方法包括，設(shè)定第n幀B超圖像的感興趣區(qū)域中一像素點的灰度值為Gn，第n-1幀B超圖像的感興趣區(qū)域中對應像素點的灰度值為Gn+ IGn-GlriI為相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域中相應像素點灰度值的絕對差值，;S IGn-GnJ為所述相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域中所有相應像素點灰度值的絕對差值和，設(shè)定閾值，如果2 IGn-GnJ大于或等于所述閾值，則認為所述掃查位置發(fā)生了變化；如果:E IGn-GlriI小于所述閾值，則認為所述掃查位置沒有發(fā)生變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自適應超聲彩色血流成像方法，其特征在于對相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域進行分析，自動判斷掃查位置是否變化的方法包括，設(shè)定第n幀B超圖像的感興趣區(qū)域中一像素點的灰度值為Gn，第n-1幀B超圖像的感興趣區(qū)域中對應像素點的灰度值為Gn+ IGn-GlriI為相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域中相應像素點灰度值的絕對差值，Z I Gn-Glri I /N為所述相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域中所有相應像素點灰度值的平均絕對差值和，N為所述感興趣區(qū)域中像素點的個數(shù)，設(shè)定閾值，如果I； I Gn-Glri I /N大于或等于所述閾值，則認為所述掃查位置發(fā)生了變化；如果;S I Gn-Glri I/N小于所述閾值，則認為所述掃查位置沒有發(fā)生變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自適應超聲彩色血流成像方法，其特征在于對相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域進行分析，自動判斷掃查位置是否變化的方法包括，設(shè)定第n幀B超圖像的感興趣區(qū)域中一像素點的灰度值為Gn，第n-1幀B超圖像的感興趣區(qū)域中對應像素點的灰度值為Gn+ IGn-GnJ為相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域中相應像素點灰度值的絕對差值，I I Gn-Gn^11/Gn或！ IGn-Glri I/[(Gn +6^)/2]為所述相鄰兩幀B超圖像的感興趣區(qū)域中所有相應像素點灰度值的歸ー化絕對差值和，設(shè)定閾值，如果S Gn-Gn^11/Gn或Z I Gn-Glri I/[(Gn +6^)/2]大于或等于所述閾值，則認為所述掃查位置發(fā)生了變化；如果Z I Gn-Gn^11/Gn或IGn-Glri I/[(Gn +Glri)/^]小于所述閾值，則認為所述掃查位置沒有發(fā)生 變化。
全文摘要
本發(fā)明公開了自適應超聲彩色血流成像方法，該方法不僅能通過對B超圖像和/或彩色血流圖像的分析自動識別感興趣區(qū)域中的血流區(qū)域，還能通過對相鄰兩幀B超圖像中感興趣區(qū)域的分析自動識別掃查位置的變化并確定新的血流區(qū)域，使超聲彩色血流成像的信號采集和處理僅針對血流區(qū)域，從而減少了彩色血流成像所需的內(nèi)存，并且加快了處理時間，還保證了圖像的實時性和連續(xù)性。
文檔編號A61B8/06GK102772227SQ20121010016
公開日2012年11月14日 申請日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者凌濤 申請人:飛依諾科技(蘇州)有限公司