CN115530875A - 超声波成像方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波成像方法、装置、设备及可读存储介质，涉及超声成像技术领域。其中，方法包括：在介入物进入到目标组织前，向所述目标组织发射第一超声信号并接收第一回波信号，根据所述第一回波信号得到第一影像数据；在所述介入物进入到所述目标组织后，以相对于所述介入物的垂直角度向所述目标组织发射第二超声信号并接收第二回波信号，根据所述第二回波信号得到第二影像数据，其中，所述第二影像数据包括多帧回波图像；根据所述第二影像数据获取介入物图像；根据所述第一影像数据和所述介入物图像，生成超声波图像。以此解决了超声波诊断设备在诊断微血管介入物穿刺时，在临床微血管介入物的超声造影显示细节的能力有限的问题。
Description
技术领域
本发明涉及超声成像技术领域，尤其涉及一种超声波成像方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术
由于超声诊断技术是一种无损伤、非介入、经济实用、可重复性、适应性广的检查手段，因此其应用面广泛，现今超声检查仪器已成为主流医学影像设备，尤其是以超声图像技术为中心的超声***已成为普遍使用的医学检查手段。随着应用领域的不断拓展和技术水平的不断提升，超声诊断设备的需求量保持了良好的增长态势。从模拟信号到数字信号，从黑白超到彩超，从谐波造影到弹性成像，从人工识别到人工智能，新的功能和应用层面再不断拓宽，超声影像诊断设备不断创新、不断突破。
在超声波诊断设备中，大部分都是采用单个垂直角度和若干个偏转角度向介入物发射超声波束，以获取垂直和若干偏转帧反射信号；但由于超声波面临衍射极限限制，在临床微血管介入物的超声造影显示细节的能力有限。因此，需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术存在的问题。
发明内容
为了解决超声波诊断设备在诊断微血管介入物穿刺时，由于超声波面临衍射极限限制，在临床微血管介入物的超声造影显示细节的能力有限的问题。
第一方面的，本发明实施例提出了一种超声波成像方法，所述方法包括：
在介入物进入到目标组织前，向所述目标组织发射第一超声信号并接收第一回波信号，根据所述第一回波信号得到第一影像数据；
在所述介入物进入到所述目标组织后，以相对于所述介入物的垂直角度向所述目标组织发射第二超声信号并接收第二回波信号，根据所述第二回波信号得到第二影像数据，其中，所述第二影像数据包括多帧回波图像；
根据所述第二影像数据获取介入物图像；
根据所述第一影像数据和所述介入物图像，生成超声波图像。
优选地，步骤根据所述第一影像数据和所述介入物图像，包括：对所述第一影像数据和所述介入物图像进行加权融合。
优选地，步骤根据所述第二影像数据获取介入物图像，包括：
对所述第二影像数据进行奇异值分解滤波处理，以提取各帧所述回波图像中的介入物回波图像，得到第一介入物信号；
对所述第二影像数据进行时域差分滤波处理，以提取各帧所述回波图像中的介入物回波图像，得到第二介入物信号；
通过对第一介入物信号和所述第二介入物信号进行融合处理，得到介入物图像。
优选地，步骤对所述第二影像数据进行时域差分滤波处理，包括：对所述多帧回波图像中距离预设间隔帧的两回波图像进行差运算，过滤静态组织回波图像，得到所述介入物回波图像。
第二方面的，本发明实施例提出了一种超声波成像装置，所述装置包括：
第一影像数据模块，用于在介入物进入到目标组织前，向所述目标组织发射第一超声信号并接收第一回波信号，根据所述第一回波信号得到第一影像数据；
第二影像数据模块，用于在所述介入物进入到所述目标组织后，以相对于所述介入物的垂直角度向所述目标组织发射第二超声信号并接收第二回波信号，根据所述第二回波信号得到第二影像数据，其中，所述第二影像数据包括多帧回波图像；
介入物图像模块，用于根据所述第二影像数据获取介入物图像；
超声波生成模块，用于根据所述第一影像数据和所述介入物图像，生成超声波图像。
优选地，所述超声波生成模块包括：加权融合单元，用于对所述第一影像数据和所述介入物图像进行加权融合。
优选地，所述介入物图像模块包括：奇异值分解滤波单元，用于对所述第二影像数据进行奇异值分解滤波处理，以提取各帧所述回波图像中的介入物回波图像，得到第一介入物信号；
时域差分滤波单元，用于对所述第二影像数据进行时域差分滤波处理，以提取各帧所述回波图像中的介入物回波图像，得到第二介入物信号；
融合单元，用于通过对第一介入物信号和所述第二介入物信号进行融合处理，得到介入物图像。
优选地，所述时域差分滤波单元包括：
静态组织子单元，用于对所述多帧回波图像中距离预设间隔帧的两回波图像进行差运算，过滤静态组织回波图像，得到所述介入物回波图像。
第三方面的，本发明实施例提出了一种计算机设备，包括有通信相连的存储器和处理器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如上述实施例所提出的超声波成像方法。
第四方面的，本发明实施例提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如上述实施例所提出的超声波成像方法。
有益效果：介入物进入到目标组织前，向所述目标组织发射第一超声信号并接收第一回波信号，根据所述第一回波信号得到第一影像数据；在所述介入物进入到所述目标组织后，以相对于所述介入物的垂直角度向所述目标组织发射第二超声信号并接收第二回波信号，根据所述第二回波信号得到第二影像数据，其中，所述第二影像数据包括多帧回波图像；根据所述第二影像数据获取介入物图像；根据所述第一影像数据和所述介入物图像，生成超声波图像。以此解决了超声波诊断设备在诊断微血管介入物穿刺时，由于超声波面临衍射极限限制，在临床微血管介入物的超声造影显示细节的能力有限的问题。
附图说明
通过阅读下文优选实时方式的详细描述，各种其它的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实时方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为一种超声波成像方法的流程图；
图2为一种超声波成像装置的功能模块示意图；
图3为另一种超声波成像装置的功能模块示意图；
图4为一种介入物图像模块的功能模块示意图；
图5是本发明提供的计算机设备的结构示意图。
具体实时方式
为了更清楚地说明发明实时例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实时例或现有技术的描述对发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是发明的一些实时例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。在此需要说明的是，对于这些实时例方式的说明用于帮助理解发明，但并不构成对发明的限定。
由于超声诊断技术是一种无损伤、非介入、经济实用、可重复性、适应性广的检查手段，因此其应用面广泛，现今超声检查仪器已成为主流医学影像设备，尤其是以超声图像技术为中心的超声***已成为普遍使用的医学检查手段。在超声波诊断设备中，大部分都是采用单个垂直角度和若干个偏转角度向介入物发射超声波束，以获取垂直和若干偏转帧反射信号；但由于超声波面临衍射极限限制，在临床微血管介入物的超声造影显示细节的能力有限。因此，需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术存在的问题。
第一方面的，请参阅图1，为本发明实施例提出的一种超声波成像方法，应用于超声波成像装置；其中，超声波成像装置可以但不限于由具有一定计算资源的计算机设备执行，例如由个人计算机(Personal Computer，PC，指一种大小、价格和性能适用于个人使用的多用途计算机；台式机、笔记本电脑到小型笔记本电脑和平板电脑以及超级本等都属于个人计算机)、智能手机、个人数字助理(Personal digital assistant，PAD)、可穿戴设备或平台服务器等电子设备执行，以便在介入物进入到目标组织前，向所述目标组织发射第一超声信号并接收第一回波信号，根据所述第一回波信号得到第一影像数据；在所述介入物进入到所述目标组织后，以相对于所述介入物的垂直角度向所述目标组织发射第二超声信号并接收第二回波信号，根据所述第二回波信号得到第二影像数据，其中，所述第二影像数据包括多帧回波图像；根据所述第二影像数据获取介入物图像；根据所述第一影像数据和所述介入物图像，生成超声波图像。以此解决了超声波诊断设备在诊断微血管介入物穿刺时，由于超声波面临衍射极限限制，在临床微血管介入物的超声造影显示细节的能力有限的问题。
该超声波成像方法，可以但不限于包括步骤S11至步骤S13：
第一方面的，本发明实施例提出了一种超声波成像方法，方法包括：
步骤S11，在介入物进入到目标组织前，向目标组织发射第一超声信号并接收第一回波信号，根据第一回波信号得到第一影像数据。
可以清楚的是，在对目标组织发送第一超声信号之前，需要对目标组织注射超声造影剂。发射第一超声信号和接收第一回波信号的过程都是由超声波探头完成，即通过超声探头向目标组织发射第一超声信号并延时接收第一回波信号。通过对第一回波信号进行处理，处理过程包括但不限于解调处理、和/或滤波处理、和/或增益控制处理、和/或Log压缩处理、和/或动态范围处理，进而得到第一影像数据。
步骤S12，在介入物进入到目标组织后，以相对于介入物的垂直角度向目标组织发射第二超声信号并接收第二回波信号，根据第二回波信号得到第二影像数据，其中，第二影像数据包括多帧回波图像。
在介入物进入到目标组织后，通过超声波探头以垂直角度向介入物发射多次第二超声信号，并延时获取对应的第二回波信号，并提取回波信号中的多帧回波图像。
步骤S13，根据第二影像数据获取介入物图像。
第二影像数据中包括多帧回波图像，对第二影像数据中的多帧回波图像进行处理，进而获取介入物图像。例如，通过介入物衰减差异性，由两帧回波图像进行差分处理生成差分特征图像，利用差分特征图像对介入物进行定位。
步骤S14，根据第一影像数据和介入物图像，生成超声波图像。
本实施例中，第一影像数据可以包括一帧或多帧回波图像，通过对第一影像数据中的一帧或多帧回波图像进行处理，进而获取组织结构的微血管影像，将微血管影像与介入物进行处理，即可以得到含有介入物和微血管影像对应的超声波影像，不会因为介入物的影响降低超声波图像的质量。以此解决了超声波诊断设备在诊断微血管介入物穿刺时，由于超声波面临衍射极限限制，在临床微血管介入物的超声造影显示细节的能力有限的问题。
优选地，步骤根据第一影像数据和介入物图像，包括：对第一影像数据和介入物图像进行加权融合。
通过将第一影像数据与介入物图像进行处理，对第一图像和介入物图像进行加权融合，获取最终的超声图像；其中，加权融合方式包括但不限于线性加权融合方式。
优选地，步骤根据第二影像数据获取介入物图像，包括：对第二影像数据进行奇异值分解滤波处理，以提取各帧回波图像中的介入物回波图像，得到第一介入物信号。
采用奇异值分解滤波处理方法对第二影像数据进行处理，即对多帧回波图像进行批处理，可以根据图像矩阵的奇异值提取各帧回波图像中的介入物信号，使得后续成像的图像的介入物结构更完整。
对第二影像数据进行时域差分滤波处理，以提取各帧回波图像中的介入物回波图像，得到第二介入物信号。
采用时域差分滤波处理方法对第二影像数据进行处理，利用相邻两帧回波图像的差异来提取各帧回波图像中的介入物信号，可以使得成像的图像中介入物具有较优的连续性。
通过对第一介入物信号和第二介入物信号进行融合处理，得到介入物图像。
通过将第一介入物信号和第二介入物信号进行融合处理，对第一介入物信号和第二介入物信号进行加权融合，获取最终的介入物图像。其中，加权融合方式包括但不限于线性加权融合方式。
优选地，步骤对第二影像数据进行时域差分滤波处理，包括：
根据两帧预设间距的回波图像中的其中一帧回波图像与另一帧作差，过滤静态组织回波图像，得到介入物回波图像。其中，作差包括幅度差、相位差或频率差中的至少一种。
第二方面的，请参阅图2～图4，为本发明实施例提出了一种超声波成像装置100，装置包括：
第一影像数据模块110，用于在介入物进入到目标组织前，向目标组织发射第一超声信号并接收第一回波信号，根据第一回波信号得到第一影像数据。
可以清楚的是，在对目标组织发送第一超声信号之前，需要对目标组织注射超声造影剂。发射第一超声信号和接收第一回波信号的过程都是由超声波探头完成，即通过超声探头向目标组织发射第一超声信号并延时接收第一回波信号。通过对第一回波信号进行处理，处理过程包括但不限于解调处理、和/或滤波处理、和/或增益控制处理、和/或Log压缩处理、和/或动态范围处理，进而得到第一影像数据。
第二影像数据模块120，用于在介入物进入到目标组织后，以相对于介入物的垂直角度向目标组织发射第二超声信号并接收第二回波信号，根据第二回波信号得到第二影像数据，其中，第二影像数据包括多帧回波图像。
在介入物进入到目标组织后，通过超声波探头以垂直角度向介入物发射多次第二超声信号，并延时获取对应的第二回波信号，并提取回波信号中的多帧回波图像。
介入物图像模块130，用于根据第二影像数据获取介入物图像；
第二影像数据中包括多帧回波图像，对第二影像数据中的多帧回波图像进行处理，进而获取介入物图像。例如，通过介入物衰减差异性，由两帧回波图像进行差分处理生成差分特征图像，利用差分特征图像对介入物进行定位。
超声波生成模块140，用于根据第一影像数据和介入物图像，生成超声波图像。
本实施例中，第一影像数据可以包括一帧或多帧回波图像，通过对第一影像数据中的一帧或多帧回波图像进行处理，进而获取组织结构的微血管影像，将微血管影像与介入物进行处理，即可以得到含有介入物和微血管影像对应的超声波影像，不会因为介入物的影响降低超声波图像的质量。以此解决了超声波诊断设备在诊断微血管介入物穿刺时，由于超声波面临衍射极限限制，在临床微血管介入物的超声造影显示细节的能力有限的问题。
优选地，超声波生成模块140包括：加权融合单元141，用于对第一影像数据和介入物图像进行加权融合。通过将第一影像数据与介入物图像进行处理，对第一图像和介入物图像进行加权融合，获取最终的超声图像；其中，加权融合方式包括但不限于线性加权融合方式。
优选地，介入物图像模块130包括：
奇异值分解滤波单元131，用于对第二影像数据进行奇异值分解滤波处理，以提取各帧回波图像中的介入物回波图像，得到第一介入物信号。采用奇异值分解滤波处理方法对第二影像数据进行处理，即对多帧回波图像进行批处理，可以根据图像矩阵的奇异值提取各帧回波图像中的介入物信号，使得后续成像的图像的介入物结构更完整。
时域差分滤波单元132，用于对第二影像数据进行时域差分滤波处理，以提取各帧回波图像中的介入物回波图像，得到第二介入物信号。采用时域差分滤波处理方法对第二影像数据进行处理，利用相邻两帧回波图像的差异来提取各帧回波图像中的介入物信号，可以使得成像的图像中介入物具有较优的连续性。
融合单元133，用于通过对第一介入物信号和第二介入物信号进行融合处理，得到介入物图像。通过将第一介入物信号和第二介入物信号进行融合处理，对第一介入物信号和第二介入物信号进行加权融合，获取最终的介入物图像。其中，加权融合方式包括但不限于线性加权融合方式。
优选地，时域差分滤波单元132包括：静态组织子单元1321，用于根据两帧预设间距的回波图像中的其中一帧回波图像与另一帧作差，过滤静态组织回波图像，得到介入物回波图像。其中，作差包括幅度差、相位差或频率差中的至少一种。
请参阅图5，本申请实时例第三方面提供了一种超声波成像设备，包括依次通信相连的存储器、处理器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如实时例第一方面所述的超声波成像方法。
具体举例的，所述存储器可以但不限于包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存(Flash Memory)、先进先出存储器(FIFO)和/或先进后出存储器(FILO)等等；所述处理器可以不限于采用型号为STM32F105系列的微处理器、ARM(Advanced RISCMachines)、X86等架构处理器或集成NPU(neural-network processing units)的处理器。
本实时例第三方面提供的装置的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见实时例第一方面，于此不再赘述。
本实时例第四方面提供了一种存储包含有实时例第一方面所述的超声波成像方法的指令的计算机可读存储介质，即所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面所述的超声波成像方法。其中，所述计算机可读存储介质是指存储数据的载体，可以但不限于包括软盘、光盘、硬盘、闪存、优盘和/或记忆棒(Memory Stick)等，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其它可编程装置。
本实时例第四方面提供的计算机可读存储介质的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见实时例第一方面，于此不再赘述。
本实时例第五方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如实时例第一方面所述的超声波成像方法，其中，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其它可编程装置。
以上所描述的多个实时例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实时例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实时。
通过以上的实时方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实时方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台仓库代码的合并装置执行各个实时例或者实时例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上所述仅为发明的优选实时例而已，并不用于限制发明的保护范围。凡在发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超声波成像方法，其特征在于，所述方法包括：
在介入物进入到目标组织前，向所述目标组织发射第一超声信号并接收第一回波信号，根据所述第一回波信号得到第一影像数据；
在所述介入物进入到所述目标组织后，以相对于所述介入物的垂直角度向所述目标组织发射第二超声信号并接收第二回波信号，根据所述第二回波信号得到第二影像数据，其中，所述第二影像数据包括多帧回波图像；
根据所述第二影像数据获取介入物图像；
根据所述第一影像数据和所述介入物图像，生成超声波图像。
2.根据权利要求1所述的超声波成像方法，其特征在于，步骤根据所述第一影像数据和所述介入物图像，包括：对所述第一影像数据和所述介入物图像进行加权融合。
3.根据权利要求1所述的超声波成像方法，其特征在于，步骤根据所述第二影像数据获取介入物图像，包括：
对所述第二影像数据进行奇异值分解滤波处理，以提取各帧所述回波图像中的介入物回波图像，得到第一介入物信号；
对所述第二影像数据进行时域差分滤波处理，以提取各帧所述回波图像中的介入物回波图像，得到第二介入物信号；
通过对第一介入物信号和所述第二介入物信号进行融合处理，得到介入物图像。
4.根据权利要求3所述的超声波成像方法，其特征在于，步骤对所述第二影像数据进行时域差分滤波处理，包括：
对所述多帧回波图像中距离预设间隔帧的两回波图像进行差运算，过滤静态组织回波图像，得到所述介入物回波图像。
5.一种超声波成像装置，其特征在于，所述装置包括：
第一影像数据模块，用于在介入物进入到目标组织前，向所述目标组织发射第一超声信号并接收第一回波信号，根据所述第一回波信号得到第一影像数据；
第二影像数据模块，用于在所述介入物进入到所述目标组织后，以相对于所述介入物的垂直角度向所述目标组织发射第二超声信号并接收第二回波信号，根据所述第二回波信号得到第二影像数据，其中，所述第二影像数据包括多帧回波图像；
介入物图像模块，用于根据所述第二影像数据获取介入物图像；
超声波生成模块，用于根据所述第一影像数据和所述介入物图像，生成超声波图像。
6.根据权利要求5所述的超声波成像装置，其特征在于，所述超声波生成模块包括：
加权融合单元，用于对所述第一影像数据和所述介入物图像进行加权融合。
7.根据权利要求5所述的超声波成像装置，其特征在于，所述介入物图像模块包括：
奇异值分解滤波单元，用于对所述第二影像数据进行奇异值分解滤波处理，以提取各帧所述回波图像中的介入物回波图像，得到第一介入物信号；
时域差分滤波单元，用于对所述第二影像数据进行时域差分滤波处理，以提取各帧所述回波图像中的介入物回波图像，得到第二介入物信号；
融合单元，用于通过对第一介入物信号和所述第二介入物信号进行融合处理，得到介入物图像。
8.根据权利要求7所述的超声波成像装置，其特征在于，所述时域差分滤波单元包括：
静态组织子单元，用于对所述多帧回波图像中距离预设间隔帧的两回波图像进行差运算，过滤静态组织回波图像，得到所述介入物回波图像。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括有通信相连的存储器和处理器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如权利要求1～4任一项中所述的超声波成像方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如权利要求1～4任一项中所述的超声波成像方法。
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2022
- 2022-10-26 CN CN202211321380.XA patent/CN115530875A/zh active Pending
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