离体组织超声影像特征提取模拟还原方法与流程

文档序号:15460866发布日期:2018-09-18 18:06阅读:338来源:国知局

本发明涉及一种对手术切除的离体组织进行超声探测的方法,具体地说,本发明涉及一种首先将离体组织模拟还原成与人体组织密切相连状态,然后再利用超声波进行超声影像特征提取的方法。本发明特别适用于术中诊断,以及为超声人工智能诊断的机器学习标注图像。



背景技术:

超声探测是软组织、内脏器官病变诊断的重要影像检查方法,其软组织分辨率高,无辐射,可反复进行,特别是对乳腺、甲状腺、肝脏等器官的肿瘤诊断具有显著的优越性。

在手术过程中,对术中切除的离体组织标本进行快速检测具有临床和基础研究两方面意义。在临床上,对离体组织标本进行快速检测诊断可以为术中病变快速定性、切缘判定提供极大的帮助,帮助医生确定是否完整切除了病变组织。如检测乳腺癌保乳手术标本可以帮助医生判定切除范围是否足够,避免切除不足导致的二次手术。如淋巴结切除手术,利用离体组织超声探测可以帮助医生迅速判断淋巴结是否存在癌转移,帮助医生决定是否需要进行快速冰冻病理检查。在基础医学研究方面,对离体组织进行超声检测可以使研究者获得清晰的病变内部结构图像,可以精确获取图像特征,与病理切片对照,给予临床注释,为人工智能诊断的机器学习提供学习样本,反过来可以提高常规超声诊断的水平。

然而,当病变组织被切除离体后,由于其失去与人体周围组织的毗邻关系,声学特征显著改变,内部细胞结构的判定与人体体表超声图像差别巨大。离体组织肿瘤细胞多数呈球形或不规则形等三维形状,超声直接探查标本仅能获得切线位图像,直接接触点两侧标本难以与超声探头形成良好的结合,图像质量难以保证。临床医生利用基于体表超声的诊断又难以指导术中诊断。



技术实现要素:

鉴于上述原因,本发明的目的是提供一种离体组织超声影像特征提取模拟还原方法,该方法首先将离体组织模拟还原成与人体组织密切相连状态,然后利用超声波进行超声影像特征提取。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种离体组织超声影像特征提取模拟还原方法,

A.选取一块能够将离体组织完全包覆住的动物肉,所述动物肉为距离屠宰时间在48小时内的动物肉,所述动物肉包括至少1cm厚度的瘦肉包被;

B.超声波检测所述动物肉的回声为中度回声;

C.在距离瘦肉包被的顶面0.5cm-2cm处横切成一切口,并掀起一片厚度均匀的肌肉瓣,将离体组织完全放置在该切口内,且使离体组织被肌肉瓣完全包覆住;

D.将10M-16M高频线阵超声探头涂抹耦合剂并用薄膜包裹,隔着动物肌肉瓣对包覆在其内的离体组织进行超声探测,提取超声影像特征。

优选地,所述动物肉为瘦猪肉。

优选地,所述动物肌肉瓣与超声探头的接触面无皮肤层。

优选地,所述动物肉使用时间在6小时以内。

优选地,所述动物肉为新鲜动物肉。

优选地,所述动物肉为冰冻动物肉,该冰冻动物肉用净薄膜或手套包裹严密后以热水解冻。

经临床实践证明,本发明简单实用,提取的超声影像特征图像质量高,与体内图像结构相似,极大地帮助医生进行术中诊断,填补了离体组织术中准确、清晰地提取超声影像特征的技术空白。

附图说明

图1是将离体组织浸在水中进行超声影像特征提取的影像图;

图2是将离体组织浸在耦合剂中进行超声影像特征提取的影像图;

图3是本发明离体组织超声影像特征提取模拟还原方法流程图;

图4是本发明对离体组织进行超声影像特征提取的影像图;

图5是未切除病灶前提取的人体组织超声影像特征的影像图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明,附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在临床上,对离体组织进行快速检测可以为术中病变部位快速定性、切缘判定提供极大的帮助,帮助医生确定是否完整地切除了病变组织。然而,当病变组织被切除离体后,由于其失去与人体周围组织的毗邻关系,声学特征显著改变,内部细胞结构的判定与人体体表超声图像差别巨大。离体组织肿瘤细胞多数呈球形或不规则形等三维形状,超声直接探查标本仅能获得切线位图像,直接接触点两侧标本难以与超声探头形成良好的结合,图像质量难以保证。临床医生利用基于体表超声的诊断结果又难以指导术中诊断。

故,有些学者将离体组织浸泡在洁净的蒸馏水中,然后,利用超声波对离体组织进行超声影像特征提取。由于离体组织与水之间巨大的声学特性反差而使病变的边缘呈现反常的模糊效果。如图1所示,提取的影像图像边缘呈现反常的强回声,而内部结构显示不清,且标本置于液体中难以固定位置,无法对术中诊断提供可靠的诊断依据。

有些研究者将离体组织浸泡在耦合剂中,然后,利用超声波对离体组织进行超声影像特征提取。如图2所示,提取的影像图像与周围缺乏回声衬托,显示为反常的强回声。耦合剂易于被组织污染,呈现杂乱回声,影响图像质量。另外,蒸馏水、耦合剂浸没法均要求操作者手持超声探头悬垂于介质中,要求极好的稳定性,与普通超声检查操作存在很大差异,对检查者造成不便。

为了能够尽可能地将离体组织模拟还原成与人体组织紧密相连状态,使离体组织与超声探头形成良好的结合,以便利用超声波能够提取到清晰、全面、准确的离体组织超声影像特征,如图3所示,本发明提供如下方法:

A.首先,选取一块能够将离体组织完全包覆住的动物肉1。

要求:该动物肉距离屠宰时间越短越好,最长不超过2天,至少包括1cm厚度的瘦肉包被。该动物肉为新鲜状态,非冰冻状态,无注水,没有变质。

B.超声波检测该动物肉的回声为中度回声。

因为人体皮下脂肪、肌肉回声为中度回声,该检测的目的是防止选取的动物肉为冰冻、注水或变质动物肉,影响提取的离体组织超声影像不准确。若检测该动物肉呈强回声则提示该肉可能为冰冻状态、注水或变质,废弃该动物肉,重新选取。

C.在距离瘦肉包被顶面0.5cm-2cm处横切成一切口2,掀起一厚度均匀的肌肉瓣3,将离体组织4完全放置在该切口内,且使离体组织4被肌肉瓣3完全包覆住。

所选取的动物肉最好不带皮,如果该动物肉带皮,将动物肉带皮的一面平放于操作台台面上,使其不带皮的一面置于顶面,包覆离体组织4的肌肉瓣3与超声探头5接触面没有皮肤层,其目的是使超声波能够更好地穿过动物肉探测到包覆在动物肉内的离体组织。

在距离瘦肉包被顶面0.5cm-2cm横切时,最好不要将动物肉切成两部分,保留一边相连,揭开包被,将离体组织放入切口内,调整所需的方位,盖上包被,轻轻按摩。

D.将10M-16M高频线阵超声探头5涂抹耦合剂并用干净的薄膜包裹,隔着动物肌肉瓣3对包覆在其内的离体组织4进行超声探测,提取超声影像特征。

本发明所选动物肉可以反复使用,但使用时间应在6小时内。

本发明所选动物肉为新鲜未冰冻瘦猪肉,当然,也可选用其他动物肉组织,但所选动物肉用于制备肌肉瓣一面最好不带皮肤层,没有肥肉组织,肉的纹理要细腻。如果选用已冰冻动物肉组织,可以用干净薄膜或手套包裹严密后以热水解冻,不可直接放入热水或微波炉解冻。

本发明利用新鲜的动物肉包覆离体组织,模拟还原成假想的人体组织,按照临床超声检查方法进行探查。由于包覆离体组织的动物肉为柔软的新鲜瘦猪肉,使离体组织与新鲜的猪肉能够完美的耦合;又由于新鲜猪肉纹理细腻,且没有注水,很好地模拟还原离体组织与人体组织紧密相连的状态,在探头超声探测离体组织时,离体组织与超声探头形成良好的结合,提取的离体组织超声影像特征清晰,图像质量高,如图4所示。

又由于本发明选取的动物肉与超声探头接触的一面不带皮肤层,而,超声人体本身病灶时,超声探头需要隔着皮肤层探测病灶,如图5中以星号标记的部分,两者相比,本发明提取的超声影像图像分辨率和清晰度优于直接提取的人体病灶组织超声影像图像,非常清晰。

本发明提供的离体组织超声影像特征提取方法经临床实践证明,简单实用,提取的超声影像特征图像质量高,与体内图像结构相似,极大地帮助医生进行术中诊断,也为人工智能机器学习提供可注释的学习图像,填补了离体组织术中准确、清晰地提取超声影像特征的技术空白。

最后应说明的是:以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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