專利名稱：超聲波組織評價裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應用超聲波多普勒能量數(shù)據(jù)來定量評價組織的超聲波組織評價
裝置。
背景技術(shù)：
近年來，影像學的手段越來越廣泛地用于對內(nèi)臟功能的評價，如CT、 MRI、核素等。 超聲主要是對組織大體形態(tài)學進行檢查，很少用于對組織功能和病理變化進行評價。
能量多普勒的出現(xiàn)為定量研究組織內(nèi)血流提供了可能。根據(jù)能量多普勒的原理， 超聲能量圖顯示的是紅細胞的運動產(chǎn)生的多普勒頻移信號，其強度直接反映組織內(nèi)紅細胞 的數(shù)量，即組織內(nèi)血流量。但是以前有使用超聲能量多普勒半定量方法的研究，是通過肉眼 觀察腎臟超聲能量圖中血流分布情況，對腎臟血流的灌注進行分級評分，研究該評分與腎 小球濾過率(GFR)的關(guān)系，但此方法受觀察者的影響較大，可操作性不強，且不能真正定量 反映腎臟功能與腎臟內(nèi)血流的關(guān)系(參考非專利文獻1)。但關(guān)于組織內(nèi)血流分布的定量尚 未被公開。 非專利文獻l :Color Doppler energy-a new technique to study tissu印erfusion in renal transplants Peter FH，Raoul Schmid，Lutz Wunsch，et al. Pediatr N印hro1，1999， 13 :559-563.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述的觀點而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種如下所示的超聲 波組織評價裝置，該裝置能夠根據(jù)組織的超聲灰階圖像及同幀彩色能量多普勒圖像提供對 被檢查組織的診斷有一定幫助的指標。 本發(fā)明的超聲波組織評價裝置，其通過超聲能量多普勒對組織的血管分布進行評 價，其特征在于，具有操作設(shè)定部，其設(shè)定統(tǒng)一的圖像采集條件；圖像采集部，其調(diào)節(jié)彩色 增益，采集組織斷面的超聲灰階圖像及同幀彩色能量多普勒圖像，并輸出該斷面圖像數(shù)據(jù)； 和圖像處理部，其接收來自所述圖像采集部的所述斷面圖像數(shù)據(jù)，勾畫被檢查組織的感興 趣區(qū)，根據(jù)彩階標準圖將彩色多普勒信號強度分成若干級別，進行加權(quán)，得到組織的血管指 數(shù)。 本發(fā)明的超聲波組織評價裝置，還具有根據(jù)基于所采集超聲數(shù)據(jù)而測得的組織深 度對血管指數(shù)進行校正的血管指數(shù)校正部。 本發(fā)明的超聲波組織評價裝置，還具有根據(jù)由所述圖像處理部得到的所述血管指 數(shù)對組織病變情況進行判斷的病變判斷部。 就本發(fā)明的超聲波組織評價裝置而言，由所述圖像采集部采集的所述彩色能量多 普勒圖像是彩色多普勒信號最強的一幀圖像。 就本發(fā)明的超聲波組織評價裝置而言，對所述彩階標準圖的分級是3級。 就本發(fā)明的超聲波組織評價裝置而言，所述組織是甲狀腺、肝臟、肌肉組織、或腎
3臟等。 就本發(fā)明的超聲波組織評價裝置而言，采集的腎臟圖像是經(jīng)過腎門的腎臟長軸的 扇形最大縱斷面。 就本發(fā)明的超聲波組織評價裝置而言，由所述的圖像處理部得到的所述血管指數(shù) 與腎小球濾過率(GFR)呈正相關(guān)。 就本發(fā)明的超聲波組織評價裝置而言，由所述的圖像處理部得到的所述血管指數(shù) 與腎臟病理變化嚴重程度呈負相關(guān)。 通過本發(fā)明，能夠簡便迅速地得到組織的血管指數(shù)，而且，還可以消除組織深度對 血管指數(shù)的影響，以更好地對組織內(nèi)血管分布進行評價，并能根據(jù)組織血管分布評價組織 病變情況。


圖1是表示應用了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的超聲波組織評價裝置的結(jié)構(gòu)模式圖。
圖2是表示應用了本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式的超聲波組織評價裝置的結(jié)構(gòu)模 式圖。 圖3是表示應用了本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式的超聲波組織評價裝置的結(jié)構(gòu)模 式圖。 圖4是表示應用了本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式的超聲波組織評價裝置的結(jié)構(gòu)模 式圖。 圖5是表示利用本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的超聲波組織評價裝置對腎臟進行評價 時的已勾畫了感興趣區(qū)的灰階圖像。 圖6是表示利用本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的超聲波腎臟組織評價裝置對腎臟進行 評價時已勾畫了感興趣區(qū)的彩色能量多普勒圖像。 圖7(a)和(b)是表示組織深度的計算方法的圖，(a)是腎臟的組織深度的計算方 法的圖，(b)是甲狀腺的組織深度的計算方法的圖。 圖8是表示通過本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的超聲波腎臟組織評價裝置得到的腎臟 血管指數(shù)和腎小球濾過率的關(guān)系的散點圖。 圖9是表示通過本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的超聲波腎臟評價裝置得到的腎臟血管 指數(shù)和腎臟病理變化的關(guān)系的散點圖。
具體實施例方式
下面，根據(jù)

本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明并不限于此。
實施例1 如圖1所示，本發(fā)明的超聲波組織評價裝置具有操作設(shè)定部1、圖像采集部2、和 圖像處理部3。 操作設(shè)定部1對所有被檢查者的檢查條件和超聲儀器統(tǒng)一設(shè)定，以便得出的結(jié)果 具有可比性。被檢查者的檢查條件的設(shè)定包括被檢查者的檢查前準備、超聲檢查時的體位 和動作等。超聲儀器的設(shè)定包括深度、探頭灰階頻率、探頭彩色頻率、濾波、動態(tài)范圍等。
這是因為，能量多普勒對運動極端敏感，為了盡量減少其他因素的干擾，要盡可能地把檢查時所有可以控制的檢查條件統(tǒng)一，否則不同的設(shè)置會得到不同的結(jié)果。 圖像采集部2對彩色多普勒增益進行調(diào)節(jié)，采集組織斷面圖像信號，比如采集腎
臟的扇形斷面圖像信號，并將采集的斷面圖像信號發(fā)送給圖像處理部3。 圖像采集部2是先將彩色多普勒增益調(diào)得較大，然后逐漸降低彩色多普勒增益，
以周圍組織不出現(xiàn)隨機的噪聲為好。 因為能量多普勒容易產(chǎn)生背景噪聲，而背景噪聲會對組織內(nèi)的血管分布的評價造
成不良影響，對彩色多普勒增益進行調(diào)節(jié)可以去除背景噪聲。另外，以腎臟為例，相對于腹
腔內(nèi)臟器容易受大血管搏動的影響，腹壁肌肉受到的影響較小，因此以肌肉組織作為對比
既能去掉隨機噪聲造成假血流信號，又不至于矯枉過正、造成腎內(nèi)血流信號的損失。 另外，以腎臟為例，圖像采集部2采集經(jīng)過腎門的腎臟長軸的扇形最大縱斷面圖
像數(shù)據(jù)，之所以采集經(jīng)過腎門的腎臟長軸的扇形最大斷面圖像數(shù)據(jù)，是因為腎臟是一個立
體的蠶豆狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)不規(guī)則，為了使研究具有可比性和可操作性，所有的腎臟都采集經(jīng)腎
門的腎臟長軸的最大扇形縱斷面圖像數(shù)據(jù)。 另外，由于采集的圖像只是一個時間點的斷面圖像，隨著心動周期的變化，腎內(nèi)血 流也會相應地發(fā)生節(jié)律性變化，利用超聲圖像回放部(未圖示)的回放功能，選取腎臟彩色 多普勒信號最強的一幀圖像，以統(tǒng)一采集的時間點，使結(jié)果具有可比性。 彩色能量多普勒圖像不能提供灰階信息，但是勾畫腎臟實質(zhì)感興趣區(qū)時需要能夠 準確分辨腎臟結(jié)構(gòu)。因此同一腎臟的每一幀采集兩張圖像，一張為灰階圖像，另一張為彩色 能量多普勒圖像。同一幀圖像的灰階圖像和彩色能量多普勒圖像在結(jié)構(gòu)上完全吻合，可以 借助灰階圖像來判斷結(jié)構(gòu)、并勾畫感興趣區(qū)(參照圖5和圖6)。 在對每個被檢查者采集圖像時都要復原所有已經(jīng)改變的條件，重新開始調(diào)節(jié)，使 每次檢查的初始設(shè)定條件相同。 圖像處理部3對腎臟實質(zhì)輪廓勾畫感興趣區(qū)，根據(jù)腎臟彩階標準圖將彩色多普勒 信號強度分成3個級別，統(tǒng)計腎臟超聲多普勒能量圖每級包含的像素個數(shù)，乘以對應的級 數(shù)如3級，再除以該側(cè)腎臟感興趣區(qū)(如腎臟實質(zhì))的面積像素值，得到腎臟血管指數(shù)(VI， vascular index)，將兩側(cè)腎臟的VI相加，得到總腎VI值。所述血管指數(shù)反映了單位面積 內(nèi)腎臟組織內(nèi)血管的分布情況。 由于決定腎臟血流的腎小球主要分布在腎臟實質(zhì)，對此區(qū)域勾畫感興趣區(qū)可以最 直觀地觀察到腎臟血流的變化。 另外，對腎臟彩階標準圖進行分級是腎臟血流定量研究的基礎(chǔ)，只有這樣，才能對 腎臟超聲多普勒能量圖進行加權(quán)分析，進而實現(xiàn)定量。理論上，分級越多，對腎內(nèi)血流的變 化就測定得越準確，但是，能量多普勒對運動極端敏感，被測組織很小的一個運動都可能嚴 重影響超聲多普勒能量圖的質(zhì)量，因此分級不能過多。
實施例2 如圖2所示，本發(fā)明的超聲波組織評價裝置具有操作設(shè)定部1、圖像采集部2、圖 像處理部3、和血管指數(shù)校正部4。 本發(fā)明的超聲波組織評價裝置的操作設(shè)定部1、圖像采集部2、圖像處理部3與實 施例1相同，在這里省略對其的描述，只對不同點進行說明。 血管指數(shù)校正部4根據(jù)基于所采集超聲數(shù)據(jù)而測得的組織深度d對血管指數(shù)進行
5校正，這是因為，超聲能量多普勒信號會隨著皮膚表面與被檢查組織之間距離的增加而發(fā) 生衰減。如圖7所示，所述組織深度d是指被檢查組織距離皮膚表面的最近距離dl和最遠 距離d2的平均值。
實施例3 如圖3所示，本發(fā)明的超聲波組織評價裝置具有操作設(shè)定部1、圖像采集部2、圖 像處理部3、和病變判斷部5。 本發(fā)明的超聲波組織評價裝置的操作設(shè)定部1、圖像采集部2、圖像處理部3與實 施例1相同，在這里省略對其的描述，只對不同點進行說明。 病變判斷部5對來自圖像處理部3的腎臟血管指數(shù)和在存儲器(未圖示)中存儲 的標準值進行比較，得出腎臟功能(如GFR)以及病理的改變情況。 GFR(腎小球濾過率)是指單位時間內(nèi)腎臟濾過的血漿流量，如圖8所示，GFR與 腎臟血管指數(shù)VI呈正相關(guān)，腎臟VI值可以在很大程度上反映腎小球濾過功能，所以可以 利用VI來判斷腎臟GFR變化情況。當血管指數(shù)VI小于標準值2. 85時，GFR小于90m1/ min/1. 73m2。 另外，腎臟發(fā)生病理改變會導致血管指數(shù)VI發(fā)生變化，多數(shù)腎臟疾病隨著疾 病的進展都會影響腎內(nèi)血流，尤其IgA腎病等原發(fā)性腎小球疾病，會直接影響腎小球毛 細血管的血流充盈，因此病理變化在腎臟血管分布上也會有所體現(xiàn)。腎小球破壞指數(shù) DGI (glomerular destructive index)是指腎臟病理鏡下腎小球新月體和硬化的數(shù)目與腎 小球總數(shù)的比率，反映了新月體和腎小球硬化的嚴重程度。所以可以說腎小球破壞指數(shù)能 反映腎臟的病理改變嚴重程度，如圖9所示，腎小球破壞指數(shù)與腎臟血管指數(shù)VI呈負相關(guān)， 血管指數(shù)VI越大，腎小球破壞指數(shù)越低，所以可以利用腎臟血管指數(shù)VI判斷腎臟病理變 化，對腎臟疾病進行監(jiān)測。由此可以在非侵襲性的情況下對被檢查者的腎臟病理變化進行 評價，減輕以前必須進行腎臟穿剌活檢對被檢查者造成的痛苦。 除此之外，還可以通過對腎臟小動脈、腎小球系膜等進行評分，將其與腎小球破壞 指數(shù)相結(jié)合，從而實現(xiàn)對病理變化的量化處理。根據(jù)測得的血管指數(shù)VI，可以對病理變化的
量化結(jié)果進行預測。
實施例4 如圖4所示，本發(fā)明的超聲波組織評價裝置具有操作設(shè)定部1、圖像采集部2、圖 像處理部3、血管指數(shù)校正部4和病變判斷部5。 本發(fā)明的超聲波組織評價裝置的操作設(shè)定部1、圖像采集部2、圖像處理部3、血管
指數(shù)校正部4和病變判斷部5與上述實施例相同，在這里省略對其的描述，不過通過實施例
4的超聲波組織評價裝置可以更準確地說對組織功能和病變情況進行評價。 當然，本發(fā)明并不限于對腎臟的檢查，還可以用于肝臟、肌肉、甲狀腺等組織的類
似檢查。
權(quán)利要求
一種超聲波組織評價裝置，其通過超聲能量多普勒對組織的血管分布進行評價，其特征在于，具有操作設(shè)定部，其設(shè)定統(tǒng)一的圖像采集條件；圖像采集部，其調(diào)節(jié)彩色增益，采集組織斷面的超聲灰階圖像及同幀彩色能量多普勒圖像，并輸出該斷面圖像數(shù)據(jù)；和圖像處理部，其接收來自所述圖像采集部的所述斷面圖像數(shù)據(jù)，勾畫被檢查組織的感興趣區(qū)，根據(jù)彩階標準圖將彩色多普勒信號強度分成若干級別，進行加權(quán)，得到組織的血管指數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的超聲波組織評價裝置，其中，還具有根據(jù)基于所采集超聲數(shù)據(jù)而測得的組織深度對血管指數(shù)進行校正的血管指數(shù) 校正部。
3. 如權(quán)利要求1或者2所述的超聲波組織評價裝置，其中，還具有根據(jù)由所述圖像處理部得到的所述血管指數(shù)對組織病變情況進行判斷的病變 判斷部。
4. 如權(quán)利要求1 3中任意一項所述的超聲波組織評價裝置，其中， 由所述圖像采集部采集的所述彩色能量多普勒圖像是彩色多普勒信號最強的一幀圖像。
5. 如權(quán)利要求1 4中任意一項所述的超聲波組織評價裝置，其中， 對所述彩階標準圖的分級是3級。
6. 如權(quán)利要求1 5中任意一項所述的超聲波組織評價裝置，其中， 所述組織是甲狀腺、肝臟、肌肉組織、或腎臟。
7. 如權(quán)利要求1 6中任意一項所述的超聲波組織評價裝置，其中， 所采集的腎臟圖像是經(jīng)過腎門的腎臟長軸的扇形最大縱斷面。
8. 如權(quán)利要求1 7中任意一項所述的超聲波組織評價裝置，其中， 由所述的圖像處理部得到的所述血管指數(shù)與腎小球濾過率呈正相關(guān)。
9. 如權(quán)利要求1 8中任意一項所述的超聲波組織評價裝置，其中， 由所述的圖像處理部得到的所述血管指數(shù)與腎臟病理變化嚴重程度呈負相關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠根據(jù)組織的超聲灰階圖像及同幀彩色能量多普勒圖像提供對被檢查組織的診斷有一定幫助的指標的超聲波組織評價裝置。所述的超聲波組織評價裝置，其通過超聲能量多普勒對組織的血管分布進行評價，其特征在于，具有操作設(shè)定部，其設(shè)定統(tǒng)一的圖像采集條件；圖像采集部，其調(diào)節(jié)彩色增益，采集組織斷面的超聲灰階圖像及同幀彩色能量多普勒圖像，并輸出該斷面圖像數(shù)據(jù)；和圖像處理部，其接收來自所述圖像采集部的所述斷面圖像數(shù)據(jù)，勾畫被檢查組織的感興趣區(qū)，根據(jù)彩階標準圖將彩色多普勒信號強度分成若干級別，進行加權(quán)，得到組織的血管指數(shù)。
文檔編號A61B8/08GK101744641SQ20081018046
公開日2010年6月23日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者李乾 申請人:李乾