[发明专利]一种动脉粥样硬化斑块超声定量评价与风险评估方法

说明书

本发明涉及一种动脉粥样硬化斑块超声定量评价与风险评估方法，属超声成像领域，包括以下步骤：对超声RF数据利用TGC进行重建，然后进行包络检波获得回波包络数据和B超图像；选择B超图像中整个斑块区域为ROI，计算回波包络数据的概率分布直方图，获得实际的累积概率分布，并建立双峰gamma模型；利用整个斑块的回波包络数据作为输入并对模型参数初始化，计算累积概率分布，利用非线性最小二乘拟合法，估计模型参数，直到估计的累积分布函数与实际累积概率分布的最大误差不超过规定值，得拟合双峰gamma模型的相应参数；利用模型，得估计的累积概率分布，与实际累积密度函数对比，计算特征值E，估计斑块类型并进行风险评估。

技术领域

本发明属于超声成像技术领域，涉及一种基于斑块超声成像回波的统计建模拟合斑块包络特性分布，定量评价斑块稳定性并进行风险评估的方法。

背景技术

动脉粥样硬化是一种全身性的系统疾病，是导致心血管疾病的一种比较常见的原因。动脉粥样硬化病变的主要原因是易损斑块破碎形成血栓。但并不是所有斑块最终都会破裂导致血栓，斑块又有稳定斑块和不稳定斑块之分。因此，提前对斑块风险进行评估并识别出不稳定的易损斑块，对于预防和治疗突发性心血管疾病有着非常重大的意义。定期对颈部动脉进行超声检查成为临床上动脉粥样硬化斑块普查的基本方法。斑块的超声回声特征与组织学检查表明，高回声斑块多由纤维化和钙化成分构成，是一种稳定的斑块，而低回声斑块多富含脂成分、出血和坏死物质，是易损斑块。现有临床血管斑块的诊断主要依靠超声医师和放射科医生通过B超图像中斑块的回声特性来主观判断斑块的风险程度。但是这种方法依赖于操作者对设备的熟练程度以及对斑块识别的经验，诊断结果容易受主观因素影响。因此，发展一种对斑块区域的超声回声特性进行定量分析的方法，可以对斑块的回声特性进行客观分析，减少斑块稳定性判断中的人为因素造成的误差。这将大大提升现有的斑块检测方法，提高易损斑块检测的可靠性，为易损斑块的检测提供一种自动化的超声定量评价方法。

斑块的定量分析一般都是对传统的灰度图像进行定量测量。研究发现，斑块超声图像的灰度中位数(GSM)与斑块类型成线性相关。但是超声灰度图像的复杂性高，而GSM仅考虑灰度中位数，方法太多片面。数学统计模型能够更深入地体现图像的特征，并有可能放大图像的特征，达到图像增强的效果，可能成为斑块分类的客观评价方法。超声背向散射信号一般用瑞利(Rayleigh)分布或非瑞利(non-Rayleigh)分布来建模。后来研究发现，其他统计分布模型，例如K分布也可以用于超声包络信号的统计建模。但是，这些模型在描述斑块回声信号时匹配程度不够高，因此需要建立新的统计模型来描述超声包络信号。研究发现gamma分布可以用于雷达目标的分类，超声背向散射信号与雷达信号相似，因此，gamma分布的概率密度函数(pdf)也可以用于医学超声信号。但是，由于这种单一类型的分布不适用于非均匀的组织。而动脉粥样硬化斑块中一般包含脂质、出血、纤维组织和钙化等不同的组织学成分。因此，单一gamma分布也不适合斑块的统计建模。因此，有必要发展一种多峰的gamma分布来实现对不同类型斑块的建模统计，来实现对不同的斑块进行分类并识别出易损斑块。

发明内容

针对上述实际问题和技术缺陷，实现斑块的客观分类和易损斑块自动识别，本发明提供一种动脉粥样硬化斑块超声定量评价与风险评估方法，该方法是基于双峰gamma统计分布的颈动脉粥样硬化斑块分类和易损斑块识别的超声定量检测方法，为动脉粥样硬化的早期检测提供客观定量的识别方法。

本发明采用的具体方案如下：

一种动脉粥样硬化斑块超声定量评价与风险评估方法，包括以下步骤：

步骤一、对获得的颈动脉超声RF数据首先利用时间深度增益补偿函数(TGC)进行重建，然后进行包络检波获得回波包络数据和B超图像；

步骤二、选择B超图像中的整个斑块区域作为感兴趣区域(ROI)，计算感兴趣区域的斑块回波包络数据的概率分布直方图，然后获得实际的累积概率分布，并建立双峰gamma统计模型；