3]公式（6)中P为图像色彩均匀分布区域的像素总数，Xri，X(；1， Xbi分别为RGB色调第 i个像素的灰度，uR,us，uB分别为RGB三色的灰度均值。
[0074] (3)利用归一化后的彩色图像质量定量评价指标，求解多元超声造影灌注参量成 像定量评价模型的系数Cl~c5，得到最终的超声造影灌注参量成像定量评价模型为：
[0075] Y= | -0· 92InEnc+0. 76ACc+l. 98 |AG-0. 5 | -0· 41SDc+0. 17 | (7)
[0076] 对于公式（7)进行统计学检验分析，其相关系数R2= 0. 91，相关程度非常高，接近 于1;显著性检验p= 8. 0X108,远远小于显著性水准0. 05。这说明建立的多元超声造影 灌注参量成像定量评价模型是具有显著的统计学意义的，是可靠的，适用于灌注参量伪彩 图像质量的评价，进而可以用于算法优化的评价。最后，利用该定量评价模型对灌注参量的 图像质量进行定量评价。
[0077] 针对现有超声造影灌注参量成像的不足，本发明主要提出在团式灌注下，以 3X3~5X5像素为最小单元提取TIC进行超声造影灌注参量成像，其核心在于去除灌注参 量成像中对结果影响不大但较为耗时的环节。经过前期实验验证分析得到，在灌注参量成 像过程中，TIC筛选占总耗时的14. 98±0. 00020%，其中，TIC筛选中的滤波占整个筛选流 程的31. 56±0. 00210%;TIC拟合占总耗时的66. 13±0. 00003%;TIC基线归零占总耗时的 1. 18±0. 00008%。因此，进行讨论的优化步骤为TIC筛选、TIC拟合和TIC基线归零。按 照"优先去除耗时最多，影响结果最小"的原则，本发明按照"运行时间、对结果影响程度、数 据流方向"的优先级，依次讨论最耗时且对结果影响最小的TIC拟合，再按照数据流的方向 讨论TIC基线归零；最后讨论TIC筛选及筛选中的滤波。
[0078] 参见图2,有TIC拟合和无TIC拟合的灌注参量图像Y值均为0. 2,说明无TIC拟 合的图像质量很好，去掉TIC拟合。
[0079] 参见图3,无TIC基线归零的图像质量较差，保留TIC基线归零。
[0080] 参见图4,有TIC筛选的灌注参量图像Y值为0.2,无TIC筛选的灌注参量图像Y 值为〇. 7,图像质量较差，保留TIC筛选。
[0081] 参见图5,无TIC筛选中滤波的灌注参量图像Y值为0. 1，图像质量很好，可以去掉 TIC筛选中滤波。
[0082] 本发明提出的超声造影灌注参量成像方法均在matlab平台上编程实现，其整体 流程如图1所示，具体实施步骤如下：
[0083] (1)输入超声造影灌注过程的视频序列图像；
[0084] (2)任意提取一帧图像作为背景图像显示；
[0085] (3)使用多边形R0I函数（Roipoly)选择需进行参量成像的区域轮廓；如不进行 该操作，则默认整幅图像为待参量成像区域；
[0086] (4)以3X3像素为最小R0I，提取此视频序列图像中待参量成像区域的灰度值作 为原始TIC;
[0087] (5)提取整个待参量成像区域的TIC，作为筛选的参考TIC;
[0088] (6)对原始TIC与参考TIC做相关性分析：
[0090] 其中，^(^与TIC2分别为参考TIC和3X3~5X5像素下待筛选原始TIC，TIC1与 TIC2的数据长度点数均为η;
[0091] (7)保留相关系数大于0· 3的原始TIC为有效TIC;
[0092] (8)以有效TIC前5点的均值为基准，进行基线归零；
[0093] (9)计算每条TIC的时间类（冲入时刻WIT，冲出时刻W0T，达峰时间TTP，平均渡 越时间MTT)，强度类（峰值PV，曲线下面积AUC)以及比值类（冲入率WIR，冲出率W0R，PI) 灌注参量值；
[0094] (10)对灌注参量矩阵进行伪彩编码；
[0095] (11)显示各灌注参量图像。
[0096] 相比其他已公开超声造影灌注参量成像方法，本发明所提出的方案使得成像效率 大幅度提高（成像效率提高71. 6±5. 2% )，表1为具体优化步骤的运算效率提高的百分 比：
[0097] 表1优化效率表
[0098]
[0100]选择大白兔（2. 3kG)肾脏作为目标灌注区域，国产B超设备的工作频率为2. 5MHz， 进行Sonovue造影剂团注实验，获得肾脏序列造影灌注图像，分别依次提取基于3X3像素 邻域平滑的TIC矩阵，进行TIC筛选、基线归零，灌注参量提取及编码成像。最后获得基于 3X3像素邻域平滑具有高信杂比的灌注参量图像，包括时间类、强度类、比值类灌注参量 (如图6所示）。与其他已公开的灌注参量成像方法相比，本发明通过算法步骤的优化，在 取得与已公开方法相当的灌注参量图像质量的同时，大幅度减少运算时间。
【主权项】
1. 一种超声造影灌注参量快速成像方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 提取原始TIC:对设定的待参量成像区域，以3X3~5X5像素为最小单元进行邻 域平滑，提取待参量成像区域的原始TIC矩阵； (2) 原始TIC矩阵的筛选、基线归零：基于互相关算法对原始TIC矩阵进行有效TIC的 筛选，然后进行TIC基线归零，获得有效TIC矩阵； (3) 灌注参量提取并伪彩编码成像：在有效TIC矩阵中提取灌注参量矩阵，并进行伪彩 色编码，得到灌注参量图像。2. 根据权利要求1所述一种超声造影灌注参量快速成像方法，其特征在于：所述提取 原始TIC具体包括以下步骤： (1) 以整幅造影图像为待参量成像区域；或在整幅造影图像中选择待参量成像区域边 界的关键特征点，并由多变形边界选择函数自动勾勒出待参量成像区域边界； (2) 以3X3~5X5像素为ROI尺寸进行邻域平滑，逐点提取待参量成像区域的原始 TIC矩阵。3. 根据权利要求1所述一种超声造影灌注参量快速成像方法，其特征在于：所述原始 TIC矩阵的筛选、基线归零具体包括以下步骤： (1) 提取整个待参量成像区域的TIC，并作为参考TIC; (2) 基于互相关原理，对所得原始TIC矩阵与上述参考TIC逐条做相关性分析，其相关 系数计算公式如下：其中，11(^与TIC2j分别为参考TIC和原始TIC矩阵中某一TIC的第j个数据点，TIC1 与TIC2的数据长度点数均为η; (3) 保留相关系数大于0. 3的原始TIC为筛选后的有效TIC; (4) 以有效TIC前5点的均值为基准，对筛选后的TIC矩阵做基线归零。4. 根据权利要求1所述一种超声造影灌注参量快速成像方法，其特征在于：所述灌注 参量提取并伪彩编码成像具体包括以下步骤： ⑴分别提取有效TIC矩阵中时间类、强度类以及比值类灌注参量，得到对应的灌注参 量矩阵； (2)对所得灌注参量矩阵分别进行伪彩色编码并进行灌注参量显示。5. 根据权利要求1所述一种超声造影灌注参量快速成像方法，其特征在于：所述成像 方法还包括以下步骤： 灌注参量图像的定量评价：利用图像信息熵、图像平均对比度、图像平均灰度、图像色 彩均匀分布区域噪声四个彩色图像评价指标，构建多元超声造影灌注参量图像定量评价模 型，利用该模型对所得灌注参量图像进行综合定量评价。6. 根据权利要求5所述一种超声造影灌注参量快速成像方法，其特征在于：所述灌注 参量图像的定量评价具体包括以下步骤： (1) 利用图像信息熵、图像平均对比度、图像平均灰度以及图像色彩均匀分布区域噪 声，构建多元超声造影灌注参量图像定量评价模型： Y = | Ci (l-InEnc) +c2 (l-ACc) +c31 AG-〇. 5 | +c4SDc+c5 (2) 其中，InEnc表示图像信息熵，AC。表示图像平均对比度、AG表示图像平均灰度，SD^示图像色彩均匀分布区域噪声； (2) 基于图像的视觉感知分析，联合多元线性回归分析方法，确定多元超声造影灌注参 量图像定量评价模型中的系数Ci、c2、c3、c4以及C5的值； (3)所述系数确定后，计算所得灌注参量图像的InEnc、ACc、AG以及SDC的数值，然后计 算所述多元超声造影灌注参量图像定量评价模型对应的Y值，从而对所得灌注参量图像进 行基于视觉感知的多元线性回归彩色图像质量分析，Y值越小，图像质量越佳。7.根据权利要求5或6所述一种超声造影灌注参量快速成像方法，其特征在于： 所述图像信息熵定义为：公式⑶*Ρκα)，Ρ(；α)，ρΒω分别为rgb色调第i灰度级上像素分布的概率； 所述图像平均对比度定义为：公式⑷中ACRx，ACRy，AC&，AkACBx，ACBy分别为RGB色调横向、纵向的平均对比度； 所述图像平均灰度定义为：公式（5)中氣1'1分别为图像的横向、纵向像素数，1^(1(1，7)，6代611(1，7)，81116(1，7)分 别为像素点（X，y)处RGB色调分量的值； 所述图像色彩均匀分布区域噪声定义为：公式（6)中P为图像色彩均匀分布区域的像素总数，Xri，X(；1，Xbi分别为图像色彩均匀分 布区域RGB色调的第i个像素的灰度，uR,us，叫分别为图像色彩均匀分布区域RGB三色的灰 度均值。8. 根据权利要求5或6所述一种超声造影灌注参量快速成像方法，其特征在于：所述 多元超声造影灌注参量图像定量评价模型为： Y =| -0· 92InEnc+0.76ACc+l.98 IAG-ο.5 I-0· 41SDc+0. 17 I(7)。
【专利摘要】本发明提供一种超声造影灌注参量快速成像方法：输入灌注过程的超声造影图像，并选择某一帧图像作为灌注参量背景显示图像；选择感兴趣区域并提取3×3～5×5像素邻域平滑后每点的TIC，依次进行有效TIC的筛选、基线归零；提取TIC矩阵的时间类、强度类以及比值类灌注参量矩阵，并进行伪彩色编码；利用伪彩参量图像信息熵、平均对比度、平均灰度、色彩均匀分布区域噪声来构建多元超声造影灌注参量成像定量评价模型，对获得的灌注参量图像进行评价。与其他已公开的灌注参量成像方法相比，本发明在取得与已公开方法相当的灌注参量图像质量的同时，大幅度减少运算时间，使成像效率提高71.6±5.2％。
【IPC分类】A61B8/00
【公开号】CN105249990
【申请号】CN201510567968
【发明人】万明习, 王弟亚, 肖梦楠, 杨萱, 钟徽
【申请人】西安交通大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月8日