[发明专利]一种自动识别肝癌的超声诊断装置和方法

说明书

技术领域：

本发明涉及医学图像处理领域，具体涉及一种自动识别肝癌的超声诊断装置和方法，特别是用于探测医学图像中病变的组织。

背景技术：

肝癌是高发的恶性肿瘤之一，在中国，肝癌的死亡率居第二位，仅次于肺癌。早期诊断和治疗是降低肝癌患者死亡率的重要措施，通过医学影像设备可以早期发现肝癌，其中超声检查具有操作简便，无辐射，实时性等优点，一直被人们视为筛查和诊断肝脏实体占位性病变的首选检查方法，在肝内病灶的鉴别与诊断中发挥了巨大的作用。实际情况中超声科医生每日要接收众多患者，工作量繁重，面对大量的超声图像诊断，即使是有经验的医生有时也会因疲劳等因素判断错误，造成误诊或者漏诊。因此，发展医疗影像设备的自动辅助诊断功能，对医学图像进行定性或定量分析，并给出参考意见或者提示，有着重要的现实意义。

从组织解剖学来看，肝癌组织多成巢状或者索状排列，与正常的组织具有不同的形态，得到的超声图像中则具备不同的图像纹理，如可通过肝血管瘤内部的超声图像纹理呈细网络样的特性，来区别良性肿瘤和恶性肿瘤。专利US patent NO.4,817,015和US patent NO.4,817,015中曾提出超声背向散射信号随着生物组织结构的尺寸和形状变化，反应在超声图像的灰度分布不同，并提出一种自相关方程的方法来识别不正常的组织。专利US patent NO.6,984,211 B2中曾提出一种计算超声图像中肿瘤周围声晕的圆周百分比率，来判别恶性肿瘤的方法，这种方法对于各种包膜不完整的癌结节，其圆周百分比率较难界定，而对于少数癌肿无包膜的情况则更加难以辨别。

发明内容：

本发明目的在于提供一种通过识别超声图像肝癌组织的图像特征，从而自动识别肝癌的超声诊断装置和方法。

本发明为了达到上述目的，采用以下技术方案：

一种自动识别肝癌的超声诊断装置，其特征在于：包括有依次连接的超声发射和接收单元、前处理单元、信号处理单元、图像合成单元、图像计算单元、图像显示单元。

一种基于超声诊断装置的自动识别肝癌的方法，其特征在于，先用超声波扫描被检测体的包括肝脏的至少一部分在内的区域，通过超声发射和接收单元，获取肝脏部位的回波信号；再通过前处理单元完成信号的前置放大、模数转换；再通过信号处理单元完成对信号的解调、DSC变换、降噪滤波等处理；再通过图像合成单元生成肝脏区域的超声图像；再通过图像计算单元基于获得的超声图像分析图像的纹理，识别图像中肝癌组织的部分；最后在图像显示单元中显示；

具体包括以下步骤：

把图像合成单元生成的肝脏区域的超声图像存储为位图格式，并输入至图像计算单元，在图像计算单元中完成抽取出纹理特征，进行定量计算；

选用计算图像纹理的灰度共生矩阵的方法进行定量计算：

1）使用灰度共生矩阵P_δ（i,j ）描述与灰度为i的像素点满足某个固定位 

置关系δ=（Dx,Dy）的像素点其灰度为j的概率 (i,j=0,1,2……L-1),L表示图像的灰度级，不同的δ决定了两个像素间的距离和方向；

2）设计某种规定的像素位置关系组合来构造图像基元；

3）在规定的图像基元内统计符合步骤1）中条件的像素对数，获得此图像基元的灰度共生矩阵；

4）对矩阵每个元素除以各元素之和，将矩阵进行归一化，并对矩阵进行阈值化和正规化的处理；

5）在待测的超声图像中逐次移动图像基元，获得整个待测超声图像的灰度共生矩阵；

6）基于每个图像基元的灰度共生矩阵各计算出一组参数作为图像基元的特征，假设选取能量E、熵ENT、对比度CON，相关COR作为特征值：