基于超聲RF時(shí)間序列的肝纖維化程度Fisher識(shí)別方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于超聲醫(yī)學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種基于超聲RF時(shí)間序列的肝纖維化程度Fisher識(shí)別方法，該方法首先使用寬頻超聲線陣探頭掃描活體肝組織，記錄多幀超聲回波射頻RF信號(hào)；解調(diào)并顯示某一幀B型圖，選取感興趣區(qū)ROI，對(duì)ROI內(nèi)的每點(diǎn)取其所有幀RF信號(hào)構(gòu)成超聲RF時(shí)間序列；提取ROI內(nèi)RF時(shí)間序列的SMR分形維數(shù)均值和若干個(gè)譜特征參數(shù)，對(duì)大量正常和纖維化肝樣本提取上述7個(gè)特征，統(tǒng)計(jì)得到每個(gè)特征參數(shù)的Fisher判別率，以歸一化的Fisher判別率作為新輸入樣本相應(yīng)特征參數(shù)的權(quán)值，對(duì)新樣本各特征參數(shù)的絕對(duì)值進(jìn)行加權(quán)求和得到評(píng)分Score-fisher。本發(fā)明首次提出基于RF時(shí)間序列的肝纖維化程度定量識(shí)別方法，為臨床肝纖維化診斷及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供定量參考。
【專利說(shuō)明】基于超聲RF時(shí)間序列的肝纖維化程度Fisher識(shí)別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域，特別涉及一種基于超聲RF時(shí)間序列的肝纖維化程度Fisher識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在亞洲地區(qū)，肝纖維化是一種常見的肝臟疾病，它是慢性肝損傷向肝硬化進(jìn)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為各種慢性肝病發(fā)展為肝硬化的必經(jīng)階段。現(xiàn)認(rèn)為肝纖維化經(jīng)過(guò)治療尚有逆轉(zhuǎn)至正常的可能，而肝硬化則否。但肝組織纖維化程度缺乏定量、無(wú)創(chuàng)的診斷和監(jiān)測(cè)手段，在治療時(shí)也無(wú)法及時(shí)評(píng)價(jià)療效。在醫(yī)學(xué)臨床中，肝活檢是目前肝纖維化診斷的黃金標(biāo)準(zhǔn)，但肝活檢是有創(chuàng)性檢查，不宜重復(fù)進(jìn)行，而且容易引起其他并發(fā)癥。超聲組織定征以其無(wú)創(chuàng)、簡(jiǎn)易、可重復(fù)等優(yōu)點(diǎn)而在肝纖維化診斷上受到廣泛關(guān)注。
[0003]傳統(tǒng)的肝組織定征的數(shù)據(jù)來(lái)源主要有兩種:超聲B型圖和超聲回波射頻RF信號(hào)?；诔旴型圖像的肝組織定征主要提取圖像的紋理特征，然后用SVM、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等分類器的分類準(zhǔn)確率、敏感度、特異性等對(duì)分類效果進(jìn)行評(píng)估。超聲B型圖定征存在著以下幾點(diǎn)缺陷:(1)采用輝度調(diào)制顯示幅值信息，丟棄了豐富的相位信息，使得部分組織信息丟失；(2)檢查結(jié)果受到儀器型號(hào)、儀器設(shè)置等的影響，一致性較差?；诔暬夭ㄉ漕lRF信號(hào)主要對(duì)同一幀背散射回波RF信號(hào)使用超聲譜參數(shù)法進(jìn)行組織定征，其具體做法是采用寬頻超聲探頭掃描肝組織獲取超聲回波射頻RF信號(hào)，解調(diào)顯示某一幀，截取得到感興趣區(qū)ROI。對(duì)感興趣區(qū)內(nèi)的聲束逐 條進(jìn)行頻譜分析，提取譜特征參數(shù)，找出能有效區(qū)分正常和病變肝組織的特征參數(shù)。此方法需要深度衰減補(bǔ)償，而不同病變程度的組織衰減能力是有差異的，同時(shí)個(gè)體差異也會(huì)使得聲波傳播路徑不同，進(jìn)而嚴(yán)重影響其分類精度。
[0004]在上述超聲組織定征中，大多是提取可區(qū)分正常組織和不正常組織的特征，根據(jù)特征分布對(duì)樣本進(jìn)行分類，僅僅是定性分析，缺乏對(duì)肝纖維化程度的定量分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于超聲RF時(shí)間序列的肝纖維化程度Fisher識(shí)別方法，該方法利用常規(guī)B超檢查中獲取的RF時(shí)間序列，進(jìn)行特征提取，并利用Fisher判別方法對(duì)肝纖維化程度進(jìn)行定量分析，給肝纖維化程度的識(shí)別提供了可度量的輔助信息，不依賴于醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)，識(shí)別結(jié)果更客觀。
[0006]本發(fā)明的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):基于超聲RF時(shí)間序列的肝纖維化程度Fisher識(shí)別方法,包括以下步驟:
[0007](I)訓(xùn)練階段:選取大量正常肝和纖維化肝樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行如下操作，得到各特征參數(shù)的權(quán)重:
[0008](1-1)掃描活體肝組織，獲取多幀超聲回波射頻RF信號(hào)；
[0009](1-2)分別解調(diào)每一幀超聲回波射頻RF信號(hào)的B型圖；
[0010](1-3)在每個(gè)B型圖上選取感興趣區(qū)ROI ；[0011](1-4)對(duì)ROI內(nèi)的每一點(diǎn)取其所有幀RF信號(hào)構(gòu)成超聲RF時(shí)間序列；
[0012](1-5)提取超聲RF時(shí)間序列的SMR分形維數(shù)均值和若干個(gè)譜特征參數(shù)，即得到特征向量；
[0013](1-6)對(duì)大量正常肝和纖維化肝樣本提取上述特征向量，統(tǒng)計(jì)得到正常肝和纖維化肝特征向量中各特征參數(shù)的均值和方差；
[0014](1-7)計(jì)算每個(gè)特征參數(shù)的Fisher判別率，然后歸一化處理，得到各特征參數(shù)的權(quán)重；
[0015](2)識(shí)別階段:對(duì)于新輸入待識(shí)別的樣本，按照步驟(1-1)- (1-5)得到特征向量，以步驟(1-7)得到的各特征參數(shù)的權(quán)重，對(duì)新樣本每個(gè)特征參數(shù)的絕對(duì)值進(jìn)行加權(quán)求和得到Fisher評(píng)分，根據(jù)其評(píng)分的分值即實(shí)現(xiàn)肝纖維化程度的識(shí)別。
[0016]具體的，所述步驟(1-5)中，提取超聲RF時(shí)間序列的SMR分形維數(shù)均值的方法如下:
[0017](1-5-1-1)設(shè)感興趣區(qū)ROI大小為MXNJtROI內(nèi)的每一點(diǎn)取其所有幀RF信號(hào)，從而得到MXN個(gè)RF時(shí)間序列；
[0018](1-5-1-2)歸一化幅值為:
[0019]
【權(quán)利要求】
1.基于超聲RF時(shí)間序列的肝纖維化程度Fisher識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)訓(xùn)練階段:選取大量正常肝和纖維化肝樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行如下操作，得到各特征參數(shù)的權(quán)重: (1-1)掃描活體肝組織，獲取多幀超聲回波射頻RF信號(hào)； (1-2)分別解調(diào)每一幀超聲回波射頻RF信號(hào)的B型圖； (1-3)在每個(gè)B型圖上選取感興趣區(qū)ROI ； (1-4)對(duì)ROI內(nèi)的每一點(diǎn)取其所有幀RF信號(hào)構(gòu)成超聲RF時(shí)間序列； (1-5)提取超聲RF時(shí)間序列的SMR分形維數(shù)均值和若干個(gè)譜特征參數(shù)，即得到特征向量; (1-6)對(duì)大量正常肝和纖維化肝樣本提取上述特征向量，統(tǒng)計(jì)得到正常肝和纖維化肝特征向量中各特征參數(shù)的均值和方差； (1-7)計(jì)算每個(gè)特征參數(shù)的Fisher判別率，然后歸一化處理，得到各特征參數(shù)的權(quán)重； (2)識(shí)別階段:對(duì)于新輸入待識(shí)別的樣本，按照步驟(1-1)-(1-5)得到特征向量，以步驟(1-7)得到的各特征參數(shù)的權(quán)重，對(duì)新樣本每個(gè)特征參數(shù)的絕對(duì)值進(jìn)行加權(quán)求和得到Fisher評(píng)分，根據(jù)其評(píng)分的分值即實(shí)現(xiàn)肝纖維化程度的識(shí)別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲RF時(shí)間序列的肝纖維化程度Fisher識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟(1-5)中，提取超聲RF時(shí)間序列的SMR分形維數(shù)均值的方法如下: (1-5-1-1)設(shè)感興趣區(qū)ROI大小為MXN，對(duì)ROI內(nèi)的每一點(diǎn)取其所有幀RF信號(hào)，從而得到MXN個(gè)RF時(shí)間序列； (1-5-1-2)歸一化幅值為: fr=- T-

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲RF時(shí)間序列的肝纖維化程度Fisher識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟(1-5)中，提取如下6個(gè)譜特征參數(shù)，分別是四個(gè)頻段的譜能量之和S1, S2, S3, S4和譜斜率Slope、譜截距Intercept,計(jì)算步驟為: 首先對(duì)每個(gè)RF時(shí)間序列f (η)作FFT變換得頻譜，求取每幀ROI內(nèi)所有點(diǎn)的頻譜幅值和，然后除以ΜΧΝ，得到每幀的頻譜均值F_(k)，對(duì)F_(k)作歸一化處理得到歸一化頻譜，即:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲RF時(shí)間序列的肝纖維化程度Fisher識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟(1-7)中，計(jì)算每個(gè)特征參數(shù)的Fisher判別率的步驟是:

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于超聲RF時(shí)間序列的肝纖維化程度Fisher識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟(7)中對(duì)每個(gè)特征參數(shù)的Fisher判別率進(jìn)行歸一化處理的步驟是:.Wi
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲RF時(shí)間序列的肝纖維化程度Fisher識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟(2)中，得到Fisher評(píng)分的步驟是: 設(shè)第i個(gè)特征參數(shù)的權(quán)重為A，提取的新樣本中第i個(gè)特征參數(shù)為ε i，則Fisher評(píng)分 Score-fisher 為:
【文檔編號(hào)】A61B8/14GK103637821SQ201310617001
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】高永振, 林春漪, 周建華, 陳秋彬 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)