一种超声图像膀胱容积测量方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种膀胱容积测试方法及装置，尤其涉及一种超声图像膀胱容积测量 方法及装置。
【背景技术】
[0002] 膀胱体积是急诊科，麻醉科，泌尿科，ICU等科室临床应用的重要参数，反映的是膀 胱内的尿量。对于泌尿系统来说，膀胱残余尿液容积和充盈尿液容积的测量结果，常作为诊 断病例的重要依据。膀胱是人体一个非常重要的器官，它具有以下几个临床表现：1)关于 形状：空虚状态下呈倒置的"三棱锥"形状，充盈状态下呈"椭球"状；2)膀胱可近似看成左 右对称；3)膀胱内除了尿液之外没有其他物质，所以膀胱容积即为膀胱内尿液量；如膀胱 内无尿液，则膀胱壁为黏连状态。
[0003] 目前，临床上测量膀胱容积的方法主要是X光造影，其测量方法首先是静脉注射 造影剂，利用造影剂与周围组织的密度差别产生对比，通过X光成像观察其在膀胱内的聚 集，从而估计膀胱内的尿液量。但是这是一种对人体产生创伤的方法，不仅X线照射对人体 有一定程度的伤害，而且造影剂使得使用者面临过敏不适的风险。
[0004] 随着技术的不断进步，超声无创检测在临床应用中得到发展，采用超声无创的方 式可准确监测和测量膀胱的体积，目前，这种方法需要手动采集多方向膀胱B超图像，用户 的操作手法和熟悉程度影响了图像质量，从而导致测量误差；其次，测量各个方向的膀胱B 超图像中的膀胱径，不可避免地增加了用户的工作量，测量耗时长。这种膀胱测量方法未结 合临床的实际情况，忽略了膀胱在不同状态下表现的形状差异，导致测量结果不精确。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例提供一种超声图像膀胱容积测量方法及装置，其结合膀胱在临床中 不同状态下表现出的形态差异，将膀胱的形状作为先验知识，自动根据膀胱当前的形状计 算其容积，提高了膀胱容积测量的准确性。
[0006] 本发明实施例采用以下技术方案：
[0007] 第一方面，本技术方案提供一种基于形变模型的超声图像膀胱容积测量方法，包 括：获取η张膀胱超声图像；将η张所述膀胱超声图像按照获取顺序有序排列，根据膀胱的 空间信息构建膀胱三维体数据；使用膀胱当前形态对应的形变模型对所述膀胱三维体数据 进行三维图像分割，得到膀胱区域；计算所述膀胱区域的容积。
[0008] 其进一步技术方案为，在所述将η张所述膀胱超声图像按照获取顺序有序排列， 根据膀胱的空间信息构建膀胱三维体数据之后，所述使用膀胱当前形态对应的形变模型对 所述膀胱三维体数据进行三维图像分割，得到膀胱区域之前，还包括：
[0009] 提取所述膀胱三维体数据中穿过中心的最大纵切面及其对应的膀胱边缘，提取所 述膀胱超声图像的图像特征，建立所述膀胱超声图像的图像特征矩阵；
[0010] 将所述图像特征矩阵输入形变模型分类器，得到膀胱当前形态对应的形变模型。
[0011] 其进一步技术方案为，所述图像特征矩阵包括所述膀胱超声图像膀胱区域的面积 S、所述膀胱区域边界的周长L和圆形度C，其中，C' = ^所述面积S为膀胱区域所含像素 的个数；周长L为依次累加所述膀胱区域边界两两相邻像素的距离得到的长度。
[0012] 其进一步技术方案为，所述将所述图像特征矩阵输入形变模型分类器，得到膀胱 对应的形变模型之前，还包括：提取膀胱不同形状时的图像特征矩阵进行训练，得到基于形 状特征的形变模型分类器。
[0013] 其进一步技术方案为，所述提取膀胱不同形状时的图像特征矩阵进行训练，得到 基于形状特征的形变模型分类器，具体为：使用k-means算法对膀胱不同形状时的图像特 征矩阵进行训练得到基于形状特征的形状分类器。
[0014] 其进一步技术方案为，所述计算所述膀胱区域的容积，具体为：计算分割得到的所 述膀胱区域中包含的体素点数。
[0015] 第二方面，本技术方案一种基于形变模型的超声图像膀胱容积测量装置，包括：膀 胱超声图像获取单元：用于获取η张膀胱超声图像；膀胱三维体数据构建单元：用于将η张 所述膀胱超声图像按照获取顺序有序排列，根据膀胱的空间信息构建膀胱三维体数据；膀 胱区域获得单元：用于使用膀胱当前形态对应的形变模型对所述膀胱三维体数据进行三维 图像分割，得到膀胱区域；膀胱容积计算单元：用于计算所述膀胱区域的容积。
[0016] 其进一步技术方案为，还包括：图像特征矩阵建立单元：用于提取所述膀胱三维 体数据中穿过中心的最大纵切面及其对应的膀胱边缘，提取所述膀胱超声图像的图像特 征，建立所述膀胱超声图像的图像特征矩阵；膀胱形变模型获得单元：用于将所述图像特 征矩阵输入形变模型分类器，得到膀胱当前形态对应的形变模型。
[0017] 其进一步技术方案为，所述图像特征矩阵包括所述膀胱超声图像膀胱区域的面积 L2 S、所述膀胱区域边界的周长L和圆形度C，其中，C = 所述面积s为膀胱区域所含像素 的个数；周长L为依次累加所述膀胱区域边界两两相邻像素的距离得到的长度。
[0018] 其进一步技术方案为，还包括：形变模型分类器训练单元：用于提取膀胱不同形 状时的图像特征矩阵进行训练，得到基于形状特征的形变模型分类器。
[0019] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果：
[0020] 本技术方案中，探头获取η张膀胱超声图像后，将η张所述膀胱超声图像按照获 取顺序有序排列，根据膀胱的空间信息构建膀胱三维体数据，使用膀胱当前形态对应的形 变模型对所述膀胱三维体数据进行三维图像分割，得到膀胱区域并计算所述膀胱区域的容 积，充分考虑到膀胱在不同状态下表现的形状差异，使得膀胱容积测量结果更加贴近膀胱 的临床表现，提高了膀胱容积测量的精确性，为膀胱疾病的诊断治疗提供更加准确参考数 据。
【附图说明】
[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所 需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施 例的内容和这些附图获得其他的附图。
[0022] 图1是本发明实施例提供的基于形变模型的超声图像膀胱容积测量方法第一个 实施例的方法流程图。
[0023] 图2是本发明实施例提供的基于形变模型的超声图像膀胱容积测量方法第二个 实施例的方法流程图。
[0024] 图3是本发明实施例提供的基于形变模型的超声图像膀胱容积测量装置第一个 实施例的结构方框图。
[0025] 图4是本发明实施例提供的基于形变模型的超声图像膀胱容积测量装置第二个 实施例的结构方框图。
【具体实施方式】
[0026] 为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面 将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅 是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在 没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027] 请参考图1，其是本发明实施例提供的基于形变模型的超声图像膀胱容积测量方 法第一个实施例的方法流程图。该基于形变模型的超声图像膀胱容积测量方法包括：
[0028] S101、获取η张膀胱超声图像。
[0029] 使用超声容积探头均匀有序地获取η张膀胱超声图像，膀胱超声图像获取方法具 体为：启动膀胱超声测试容积系统，使用超声容积探头以膀胱中垂直于体表的中心线为轴 心，以180° /n为步长，获取第一张超声图像后，绕轴心旋转180° /n后获取第二张图像， 以此类推，旋转180°后得到η张超声图像，η为大于或等于2的自然数，本实施例中，η的 取值范围为12?180。
[0030] S10