超聲序列圖象的特征提取

1、超聲序列圖象的特征提取,Outline,文章來源,1.中國醫(yī)療器械雜志：基于灰階超聲序列圖象的乳腺腫瘤良惡性判別作者：哈章等，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2008年2.博士學(xué)位論文：基于灰階超聲序列圖像的乳腺腫瘤計(jì)算機(jī)輔助診斷作者：哈章，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2008年,圖像序列獲取,借鑒Moon和Chen提出的一種利用灰階超聲序列圖像計(jì)算彈性特征參量的方法。原始數(shù)據(jù)為60幅連續(xù)的超聲圖像，其獲取方式為在大約4秒鐘時(shí)間內(nèi)，使用超聲探頭對病

2、灶緩慢下壓0．4—0．6cm(取決于被測乳腺組織厚度)，配合超聲儀15幀／秒的幀率，獲得共60幅連續(xù)圖像。由于相鄰的兩幅圖像十分相似，它們之間能夠反映彈性的應(yīng)變量也極小，所以對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行每8幅圖像的抽樣，即抽出第1、9、17、25、33、41、49、57幅，共8幅圖像進(jìn)行后續(xù)的去噪分割處理和特征提取。,該文章的方法,實(shí)際操作中，醫(yī)師很難保證每次都用4秒左右的時(shí)間完成0.4-0.6cm的下壓過程，更難保證在整個(gè)下壓過程中保持勻速，這

3、必然造成等間隔抽取得到的圖像之間的加壓深度不相似，進(jìn)而降低所提取特征的分類能力。為此他提出了一種估算加壓深度的算法，并在此基礎(chǔ)上提出了一組彈性特征參數(shù)。測試文章1增加了縱橫比和凸殼度兩個(gè)形態(tài)特征，使用SVM測試文章2找到了12個(gè)形態(tài)特征、3個(gè)灰度特征和10個(gè)彈性特征，通過選擇和組合選擇了2個(gè)形態(tài)特征、1個(gè)灰度特征和4個(gè)彈性特征。,Outline,形態(tài)特征,緊致度（似圓度）：周長平方與面積之比縱橫比：腫瘤長寬之比矩形度

4、和凸殼度：腫瘤區(qū)域和外接矩形、和外接多邊形面積比橢圓歸一化周長：腫瘤周長和最佳擬合橢圓周長之比輪廓線分形維數(shù)：用以度量輪廓線的粗糙程度基于歸一化半徑長度的特征：歸一化半徑、面積比率、粗糙度等針狀化程度：檢測腫瘤是否存在針狀體,灰度紋理特征,腫瘤與周圍組織灰度比腫瘤與周圍若干像素范圍內(nèi)組織的平均灰度之比腫瘤邊緣內(nèi)外灰度差異腫瘤邊緣內(nèi)外若干像素區(qū)域內(nèi)的平均灰度之差腫瘤與后部聲場灰度差異腫瘤區(qū)域與后部聲場區(qū)域的平均灰

5、度之差,Outline,加壓深度評估,從灰階超聲序列圖像中提取乳腺腫瘤彈性特征的實(shí)質(zhì)是分析圖像之間的差異，Moon和Chen等人的研究表明，使用加壓過程中多幅圖像進(jìn)行分析的結(jié)果，優(yōu)于使用加壓前后兩幅圖像的分析結(jié)果。為了對加壓深度進(jìn)行評話，就需要找出一個(gè)評估的參考對象：當(dāng)醫(yī)師通過超聲探頭向著肋骨方向?qū)M織緩慢加壓，皮膚、皮下脂肪、乳腺腺體、胸大肌以及腫瘤都會因受壓而產(chǎn)生形變，但肋骨硬度相對較大，在手工施加的微小壓力下幾乎不會產(chǎn)生形變

6、。隨著超聲探頭的下壓，探頭表面與肋骨的距離逐漸變小，表現(xiàn)在聲像圖中，則是代表肋骨的弧形強(qiáng)回聲帶隨著加壓過程向上移動(dòng)。這樣，只要能夠估算出這個(gè)弧形強(qiáng)回聲帶的位移量，就等于估算出了探頭表面與肋骨之間的距離變化量，也即是估算出了大致的加壓深度。,點(diǎn)位移評估,估計(jì)加壓深度，只探討縱向位移。問題：時(shí)間開銷很大。,序列圖象加壓深度的評估,可以通過評估代表肋骨的弧形強(qiáng)回聲帶的位移來估算超聲探頭的加壓深度，因此考慮在這個(gè)強(qiáng)回聲帶附近選擇一個(gè)子區(qū)域進(jìn)行

7、位移評估。,彈性特征,面積差異：平均面積差異和面積差異斜率,彈性特征,縱橫比差異,彈性特征,腫瘤位移：平均位移量和位移斜率位移的計(jì)算是先求出兩幅圖像中腫瘤的質(zhì)心坐標(biāo)，再求取兩個(gè)質(zhì)心點(diǎn)的距離。在這步操作的同時(shí)，順便對腫瘤進(jìn)行平移，使得兩幅圖像中腫瘤的質(zhì)心重合，這也即是對腫瘤進(jìn)行平移配準(zhǔn)。平移配準(zhǔn)后的圖像將用于后面的特征提取。經(jīng)過位移計(jì)算，平均位移量ADV被定義為：相鄰兩幅圖像中腫瘤的位移量除以這兩幅圖之間的加壓深度差異，再對這N—

8、1個(gè)位移值求平均。位移量斜率DVS則被定義為：第2～N幅圖像中腫瘤相對予第l幅圖像中腫瘤的位移量，分割除以它們之聞豹加壓深度差異，再對得到的N—1個(gè)位移值求平均,彈性特征,形變總量：對加壓前后的兩幅腫瘤圖像進(jìn)行非剛性配準(zhǔn)，可以得到一個(gè)配準(zhǔn)形變場。形變場中的每個(gè)元素都是一個(gè)矢量，代表了該點(diǎn)的位移矢量，因此形變場能夠全面地描述腫瘤各處的形變狀況。由于形變場計(jì)算量較大，故只對首尾兩幅圖進(jìn)行計(jì)算。,彈性特征,縮小放大比：形變場的雅可