基于超声谐波包络Nakagami参数图像的微波消融区域自动分割方法

作     者：卓禹心 韩素雅 张榆锋 李支尧 董毅峰 ZHUO Yuxin;HAN Suya;ZHANG Yufeng;LI Zhiyao;DONG Yifeng

作者机构：云南省高校高原医学电子信息智能检测处理重点实验室(云南大学)昆明650091 郑州大学信息工程学院郑州450001 云南省肿瘤医院超声科昆明650031 

出 版 物：《计算机应用》 (journal of Computer Applications)

年 卷 期：2021年第41卷第10期

页      面：3089-3096页

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 13[艺术学] 08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 0804[工学-仪器科学与技术] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0836[工学-生物工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助面上项目(81771928) 

主　　题：微波消融 超声谐波 包络Nakagami参数成像 高斯逼近 阈值分割 

摘      要：针对现有超声谐波包络信号的Nakagami参数成像能够实现对消融过程的无创监测,然而并不能精确估计消融区域的问题,提出了一种基于超声谐波包络Nakagami参数图像的高斯逼近自适应阈值分割(GATS)方法用于微波消融区域的准确有效监测。首先,使用高通滤波器获得超声回波射频信号的谐波分量;然后,估计谐波信号包络的Nakagami形状参数,并使用复合窗口成像生成Nakagami参数图像;最后,对Nakagami参数图像进行高斯逼近以呈现消融区域,对逼近图像进行各向异性平滑预处理,并使用对平滑后图像进行自适应阈值分割来精确估计消融区域。微波消融实验结果表明,基于P-M(Perona-Malik)算法的各向异性平滑后的阈值分割消融区域与实际消融区域的长、短轴误差相较基于Catte算法得到的误差分别减小了2.95个百分点和1.15个百分点,与基于中值滤波改进(Median)算法得到的误差相比分别减小了6.52个百分点和2.33个百分点。可见对超声谐波包络Nakagami参数图像使用P-M算法的GATS能够更为精确地估计消融区域,为临床消融手术提供有效监测。