专利名称：基于超声背散射射频分析的肿瘤化疗早期疗效评价方法
技术领域：
本发明属于超声医学技术领域，具体涉及基于超声背散射射频分析的肿瘤化疗早期疗效评价方法。
背景技术：
现在肿瘤的发病率非常高，化疗是治疗肿瘤的重要手段，在医学临床中，评价化疗效果的主要手段是一般病人经过三个化疗疗程后进行CT、超声或核磁共振MR等影像检查，通过测量肿瘤的长径和短径大小，与化疗前的影像进行比较，对比其长径和短径的变化，判断肿瘤大小的变化从而判定化疗的疗效。但CT、MR和超声等影像检查均是宏观的形态学检查，提供的是形态学信息，因此此种观察肿瘤体积变化的方法是比较宏观的评价方法。由于一个疗程的化疗可能不足以引起肿瘤体积的明显变化，因此这种宏观的检查一般是三个疗程后才进行。临床医学的记录表明，有些病人对某些化疗药不敏感，三个疗程的治疗给病人带来了很大的损伤，但治疗效果不大。病理研究表明，肿瘤在形态改变之前，其微结构已经发生了变化。如果能在化疗的早期，即化疗第三个疗程开始前，在形态学改变前可以检测到病理组织的微结构是否变化以及改变程度，即可发现病人对化疗药的敏感程度。如果不敏感，可及时更换化疗药，使病人免受无谓的伤害和错过良好的治疗时机。但现有的检查手段无法及时提供肿瘤早期化疗效果的有效评价。医学研 究表明，有效化疗后的肿瘤组织微结构会变得疏松些，而利用超声背散射射频RF信号通过频谱分析的算法可以定征组织微结构，研究表明，超声背散射信号的质心频率相对于发射信号的质心频率的偏移量会随着组织的疏密而变化，组织越密，偏移量越大；反之，偏移量越小。因此根据背散射信号的频谱偏移量计算得到的疗效评分可以在化疗早期就发现肿瘤微结构的变化，根据微结构的变化可以有效评价肿瘤的化疗效果，给化疗科医生制定化疗方案提供早期的、有效的定量参考信息，可以使对某化疗药不敏感的病人免于继续接受同种化疗药的化疗，而应考虑更换化疗药，从而不会错过有利的治疗时机。

发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于超声背散射射频分析的肿瘤化疗早期疗效评价方法，该方法可以在化疗早期检测肿瘤微结构的变化，根据微结构的变化可以有效评价肿瘤的化疗效果，给化疗科医生制定化疗方案提供早期的、有效的定量信息，为医生制定下次化疗疗程方案时提供有用的参考信息。本发明的目的通过以下的技术方案实现基于超声背散射射频分析的肿瘤化疗早期疗效评价方法，包括以下步骤(I)使用超声探头扫描待测的肿瘤区，分别获取化疗前和化疗后肿瘤区的回波射频RF信号；针对化疗前和化疗后肿瘤区的回波射频RF信号分别进行下面步骤(2)- (5)的操作；
(2)对回波射频RF信号进行解调和滤波，得到B型图；(3)在B型图上选择感兴趣区域R0I，截取对应的背散射射频RF信号，大小为N条声束，每条声束线长度为L个射频取样数据(L〈1024)；(4)对ROI内的每条声束施以等长的汉宁(hanning)窗或汉明(hanmming)窗处理，并作快速傅里叶变换(FFT);将N条声束的FFT结果作平均处理，得到ROI的功率幅度谱；(5)计算ROI的功率幅度谱的质心频率；(6)获取焦点处平板反射信号，作为表征发射信号的参考信号，作FFT变换，计算反射信号的功率幅度谱，然后计算其质心频率，然后再根据上述步骤计算得到的化疗前的功率幅度谱的质心频率、化疗后的功率幅度谱的质心频率，计算疗效评分，对早期疗效进行评价。·具体的，所述步骤(I)是使用宽频线阵超声探头扫描待测的肿瘤区，超声波的传播受到肿瘤微结构的作用，回波由同一线阵探头接收，经过射频放大和时间增益补偿，再经过A/D转换、延时合成，进而获取回波射频RF信号。具体的，所述步骤(2)，得到B型图的具体步骤是将回波射频RF信号作对数压缩得到r (Ts)，采用Hilbert变换得到
权利要求
1.基于超声背散射射频分析的肿瘤化疗早期疗效评价方法，其特征在于，包括以下步骤(O使用超声探头扫描待测的肿瘤区，分别获取化疗前和化疗后肿瘤区的回波射频RF信号；针对化疗前和化疗后肿瘤区的回波射频RF信号分别进行下面步骤(2)- (5)的操作； (2)对回波射频RF信号进行解调和滤波，得到B型图； (3)在B型图上选择感兴趣区域ROI，截取对应的背散射射频RF信号，大小为N条声束，每条声束线长度为L个射频取样数据； (4)对ROI内的每条声束施以等长的汉宁窗或汉明窗处理，并作快速傅里叶变换JfN条声束的FFT结果作平均处理，得到ROI的功率幅度谱； (5)计算ROI的功率幅度谱的质心频率； (6)获取焦点处平板反射信号，作为表征发射信号的参考信号，作FFT变换，计算反射信号的功率幅度谱，然后计算其质心频率，然后再根据上述步骤计算得到的化疗前的功率幅度谱的质心频率、化疗后的功率幅度谱的质心频率，计算疗效评分，对早期疗效进行评价。
2.根据权利要求1所述的基于超声背散射射频分析的肿瘤化疗早期疗效评价方法，其特征在于，所述步骤(I)中使用宽频线阵超声探头扫描待测的肿瘤区，回波由同一线阵探头接收，经过射频放大和时间增益补偿，再经过A/D转换、延时合成，进而获取回波射频RF信号。
3.根据权利要求1所述的基于超声背散射射频分析的肿瘤化疗早期疗效评价方法，其特征在于，所述步骤(2)，得到B型图的具体步骤是将回波射频RF信号作对数压缩得到r (Ts)，采用Hilbert变换得到
4.根据权利要求1所述的基于超声背散射射频分析的肿瘤化疗早期疗效评价方法，其特征在于，所述步骤(3)中，在B型图上选择感兴趣区域的原则是避免大的反射界面，确保获取的信号主要来源于背散射，根据RF时间序列的波动大小来判断大界面是否存在。
5.根据权利要求1所述的基于超声背散射射频分析的肿瘤化疗早期疗效评价方法，其特征在于，所述步骤(4)中，对感兴趣区域内的每条声束施以等长的汉宁窗或汉明窗处理，然后补零至长度1024，作FFT变换得F (f)，令Fr (f) =F (f) *F* (f) /L得到每条声束的功率幅度谱，最后N条声束的功率幅度谱平均，即得感兴趣区域的功率幅度谱R(f)。
6.根据权利要求1所述的基于超声背散射射频分析的肿瘤化疗早期疗效评价方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述感兴趣区域的功率幅度谱的质心频率计算方法如下
7.根据权利要求6所述的基于超声背散射射频分析的肿瘤化疗早期疗效评价方法，其特征在于，所述步骤(5)中在计算感兴趣区域的功率幅度谱的质心频率时，取η个感兴趣区域，分别求取这η个感兴趣区域的质心频率，然后将其平均值作为该肿瘤感兴趣区域的质心频率。
8.根据权利要求1所述的基于超声背散射射频分析的肿瘤化疗早期疗效评价方法，其特征在于，所述步骤(6)中，焦点处平板反射信号频谱的质心频率即发射信号的质心频率定义为
9.根据权利要求8所述的基于超声背散射射频分析的肿瘤化疗早期疗效评价方法， 其特征在于，设化疗前的功率幅度谱的质心频率为化疗后的功率幅度谱的质心频率为 f；2，焦点处平板反射信号频谱的质心频率为fo，评价公式定义为
全文摘要
本发明公开了一种基于超声背散射射频分析的肿瘤化疗早期疗效评价方法，包括以下步骤(1)宽频超声线阵探头扫描待测的肿瘤区，用同一探头分别获取化疗前后的回波射频RF信号；(2)解调并得到B型图；(3)在B型图上选择肿瘤的感兴趣区ROI，截取背散射射频RF信号；(4)计算ROI的功率幅度谱；(5)计算质心频率；(6)获取焦点处平板反射信号作为参考信号，计算其质心频率；(7)根据上述步骤得到的化疗前后和参考信号的质心频率，计算疗效评分，据此对肿瘤的早期疗效进行评价。本方法提出在化疗早期根据肿瘤微结构的变化对肿瘤的化疗效果进行评价的概念，为评价肿瘤化疗疗效提供了客观依据。
文档编号A61B8/08GK103040487SQ20121055642
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月19日 优先权日2012年12月19日
发明者林春漪, 周建华, 黄庆华, 姚若河 申请人:华南理工大学