一种标记物的超声影像探测方法及系统

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种标记物的超声影像探测方法及系统。

背景技术

目前，标记物在临床有广泛的使用，比如血管支架，组织病灶标记夹等人体组织植入物。

在实际应用中，此类标记物的声学阻抗一般大于人体组织的声学阻抗，因此标记物相较于人体组织，具有更强的超声回波信号。然而在传统的超声影像中，如B超图像，由于其需要清晰显示人体内组织微结构，所以会对原始信号的动态范围进行对数压缩；故在传统的超声影像中，标记物在图像中的信号显示亮度与一些生物组织显示亮度一致，难以进行分辨。

因此，亟需一种标记物的超声影像探测技术，在显示组织微结构时，可以重点突出显示标记物的影像。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种标记物的超声影像探测方法及系统，在显示组织微结构时，可以重点突出显示标记物的影像。

第一方面，本申请提供了一种标记物的超声影像探测方法，所述方法包括：

获取植入有标记物的目标组织区域的原始超声回波信号；所述原始超声回波信号是通过探测器对植入有标记物的目标组织区域扫查获取的；

对所述原始超声回波信号进行双通道超声信号处理，以分别获取标记物增强显示图像以及组织微结构图像；

将所述标记物增强显示图像与所述组织微结构图像进行融合，以获取融合超声图像；所述融合超声图像包括组织微结构以及突出显示的标记物。

根据上述技术手段，本申请对原始超声回波信号进行双通道超声信号处理，从而得到标记物增强显示图像以及组织微结构图像，将标记物增强显示图像与组织微结构图像进行融合，在融合得到的融合超声图像中，标记物被突出显示出来，容易分辨。

结合第一方面，在一种实施方式中，基于第一图像处理通道，保留所述原始超声回波信号的动态范围，并显示标记物的回波信号强度，以获取标记物增强显示图像；

基于第二图像处理通道，对所述原始超声回波信号进行对数压缩，以获取组织微结构图像。

根据上述技术手段，第一图像处理通道采用全动态范围保留方法；而第二图像处理采用线性对数压缩方法，将两者融合，在显示组织微结构时，可以重点突出显示标记物的影像。

结合第一方面，在一种实施方式中，对所述标记物增强显示图像做局部二值化处理；

分别构建所述组织微结构图像以及局部二值化处理后的所述标记物增强显示图像的距离变换图，并根据所述距离变换图获取模板系数；

根据所述模板系数，对所述组织微结构图像以及局部二值化处理后的所述标记物增强显示图像进行融合。

结合第一方面，在一种实施方式中，对所述标记物增强显示图像做局部二值化处理；

分别建立所述组织微结构图像以及局部二值化处理后的所述标记物增强显示图像的高斯金字塔，并分别建立各个高斯金字塔对应层数的拉普拉斯金字塔；

获取融合位置权值，并根据所述融合位置权值对各个拉普拉斯金字塔的每一层进行融合；

对所述组织微结构图像所对应的高斯金字塔进行采样，并将采样得到的每一层图像与融合后的拉普拉斯金字塔存放的残差进行对应相加，以实现所述组织微结构图像与所述标记物增强显示图像的融合。

根据上述技术手段，本申请采用两种方式实现组织微结构图像与标记物增强显示图像的融合，融合得到的融合超声图像可具有较为自然的融合效果，更明显地显示标记物。

第二方面，本申请实施例提供了一种标记物的超声影像探测系统，所述系统包括：相互连接的探测器以及主机；所述主机中设有双通道超声信号处理模块；

所述探测器，用于对植入有标记物的目标组织区域进行扫查，以获取所述目标组织区域的原始超声回波信号；

所述双通道超声信号处理模块，用于对所述探测器接收到的原始超声回波信号同时进行双通道超声信号处理，以分别获取标记物增强显示图像以及组织微结构图像；

所述主机，用于将所述标记物增强显示图像与所述组织微结构图像进行融合，以获取融合超声图像；所述融合超声图像包括组织微结构以及突出显示的标记物。

结合第二方面，在一种实施方式中，所述双通道超声信号处理模块包括第一图像处理通道以及第二图像处理通道；

所述第一图像处理通道，用于保留所述原始超声回波信号的动态范围，并显示标记物的回波信号强度，以获取所述标记物增强显示图像；

所述第二图像处理通道，用于对所述原始超声回波信号进行对数压缩，以获取所述组织微结构图像。

结合第二方面，在一种实施方式中，所述主机还设有显示端，所述显示端，用于对所述组织微结构图像、所述标记物增强显示图像以及所述融合超声图像进行切换显示。

第三方面，本申请实施例提供了一种标记物的超声影像探测装置，所述装置包括：

原始超声回波信号获取模块，用于获取植入有标记物的目标组织区域的原始超声回波信号；所述原始超声回波信号是通过探测器对植入有标记物的目标组织区域扫查获取的；

双通道处理模块，用于对所述原始超声回波信号进行双通道超声信号处理，以分别获取标记物增强显示图像以及组织微结构图像；

图像融合模块，用于将所述标记物增强显示图像与所述组织微结构图像进行融合，以获取融合超声图像；所述融合超声图像包括组织微结构以及突出显示的标记物。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现上述的一种标记物的超声影像探测方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述的一种标记物的超声影像探测方法。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请对原始超声回波信号进行双通道超声信号处理，从而得到标记物增强显示图像以及组织微结构图像，将标记物增强显示图像与组织微结构图像进行融合，在融合得到的融合超声图像中，标记物被突出显示出来，容易进行分辨；双通道超声信号处理分别为第一图像处理通道与第二图像处理通道；其中，第一图像处理通道采用全动态范围保留方法；而第二图像处理通道采用线性对数压缩方法；将标记物增强显示图像与组织微结构图像两者融合，在显示组织微结构时，可以重点突出显示标记物的影像；此外，本申请还采用两种方式实现标记物增强显示图像与组织微结构图像的融合，融合得到的融合超声图像可具有较为自然的融合效果，更明显地显示标记物。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的一种标记物的超声影像探测系统的结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的双通道超声信号处理示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种标记物的超声影像探测方法的方法流程图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种标记物的超声影像探测方法的方法流程图。

图5是根据一示例性实施例示出的原始超声回波信号处理示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的图像融合示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的一种标记物的超声影像探测装置的结构方框图。

图8示出了本申请一示例性实施例示出的计算机设备的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应理解，在本申请的实施例中提到的“指示”可以是直接指示，也可以是间接指示，还可以是表示具有关联关系。举例说明，A指示B，可以表示A直接指示B，例如B可以通过A获取；也可以表示A间接指示B，例如A指示C，B可以通过C获取；还可以表示A和B之间具有关联关系。

在本申请实施例的描述中，术语“对应”可表示两者之间具有直接对应或间接对应的关系，也可以表示两者之间具有关联关系，也可以是指示与被指示、配置与被配置等关系。

本申请实施例中，“预定义”可以通过在设备(例如，包括终端设备和网络设备)中预先保存相应的代码、表格或其他可用于指示相关信息的方式来实现，本申请对于其具体的实现方式不做限定。

图1是根据一示例性实施例示出的一种标记物的超声影像探测系统的结构示意图。该系统包括：相互连接的探测器110以及主机120；该主机120中设有双通道超声信号处理模块；

该探测器110，用于对植入有标记物131的目标组织区域130进行扫查，以获取该目标组织区域130的原始超声回波信号；

该双通道超声信号处理模块，用于对该探测器110接收到的原始超声回波信号同时进行双通道超声信号处理，以分别获取标记物增强显示图像以及组织微结构图像；

该主机120，用于将该标记物增强显示图像与该组织微结构图像进行融合，以获取融合超声图像；该融合超声图像包括组织微结构以及突出显示的标记物131。

在一种可能的实施方式中，该双通道超声信号处理模块包括第一图像处理通道以及第二图像处理通道；

该第一图像处理通道，用于保留该原始超声回波信号的动态范围，并显示标记物的回波信号强度，以获取该标记物增强显示图像；

该第二图像处理通道，用于对该原始超声回波信号进行对数压缩，以获取该组织微结构图像。

在一种可能的实施方式中，该主机120还设有显示端，该显示端，用于对该组织微结构图像、该标记物增强显示图像以及该融合超声图像进行切换显示。

可选的，为了便捷使用，该主机120可以为手持便携式主机；该探测器110可以为手持式探测器，该探测器110的探头可以为阵列式超声探头。

进一步的，请参照图2示出的双通道超声信号处理示意图，该一种标记物的超声影像探测系统的使用流程如下所述：

1.使用该探测器110的探头对植入有标记物131的目标组织区域进行扫查；

2.将该探测器110的探头接收到的原始超声回波信号通过双通道超声信号处理模块同时进行双通道超声信号处理：

a)该双通道超声信号处理模块的第一图像处理通道保留原始超声回波信号的全部动态范围，仅显示标记物131的回波信号强度。

b)该双通道超声信号处理模块的第二图像处理通道则对原始超声回波信号进行对数压缩，以显示目标组织区域内的组织微结构。

3.将第一图像处理通道所得的标记物增强显示图像与第二图像处理通道得到的组织微结构图像进行融合。

4.在主机120的显示端，对融合得到的融合超声图像进行显示，在该融合超声图像中既可以显示人体组织微结构，同时也可以对标记物131进行突出显示，或者通过该主机120的显示选择功能，对组织微结构图像、所标记物增强显示图像以及融合超声图像进行切换显示。

综上所述，本申请对原始超声回波信号进行双通道超声信号处理，从而得到标记物增强显示图像以及组织微结构图像，将标记物增强显示图像与组织微结构图像进行融合，在融合得到的融合超声图像中，标记物被突出显示出来，容易进行分辨；双通道超声信号处理分别为第一图像处理通道与第二图像处理通道；其中，第一图像处理通道采用全动态范围保留方法；而第二图像处理通道采用线性对数压缩方法；将标记物增强显示图像与组织微结构图像两者融合，在显示组织微结构时，可以重点突出显示标记物的影像。

图3是根据一示例性实施例示出的一种标记物的超声影像探测方法的方法流程图。该方法应用于如图1中所示的一种标记物的超声影像探测系统中，该方法由计算机设备执行，该计算机设备可以是如图1中所示的主机120。如图3所示，该方法可以包括如下步骤：

步骤S301、获取植入有标记物的目标组织区域的原始超声回波信号；该原始超声回波信号是通过探测器对植入有标记物的目标组织区域扫查获取的。

在一种可能的实施方式中，在实际应用中，标记物可以是植入目标组织区域的植入物，为了对植入目标组织区域的植入物进行探测，本申请实施例通过探测器对植入有标记物的目标组织区域扫查，在扫查时，探测器的探头对目标组织区域发射超声波信号，并接收目标组织区域反射回来的原始超声回波信号，并将该原始超声回波信号发送至主机，以进行后续的信号处理。

步骤S302、对该原始超声回波信号进行双通道超声信号处理，以分别获取标记物增强显示图像以及组织微结构图像。

在一种可能的实施方式中，在主机获取原始超声回波信号后，通过主机内的双通道超声信号处理模块对原始超声回波信号进行双通道超声信号处理，该双通道超声信号处理模块的第一图像处理通道保留原始超声回波信号的全部动态范围，仅显示标记物的回波信号强度，从而获取标记物增强显示图像；该双通道超声信号处理模块的第二图像处理通道对目标组织区域内的微观结构进行显示，从而获取组织微结构图像。

步骤S303、将该标记物增强显示图像与该组织微结构图像进行融合，以获取融合超声图像；该融合超声图像包括组织微结构以及突出显示的标记物。

在一种可能的实施方式中，由于组织微结构图像是对目标组织区域内的微观结构进行显示，并不能突出显示标记物；而标记物增强显示图像中的标记物显示明确，此时将组织微结构图像与标记物增强显示图像进行融合，得到融合后的融合超声图像，该融合超声图像在显示组织微结构时，可以重点突出显示标记物的影像。

综上所述，本申请对原始超声回波信号进行双通道超声信号处理，从而得到标记物增强显示图像以及组织微结构图像，将标记物增强显示图像与组织微结构图像进行融合，在融合得到的融合超声图像中，标记物被突出显示出来，容易进行分辨；双通道超声信号处理分别为第一图像处理通道与第二图像处理通道；其中，第一图像处理通道采用全动态范围保留方法；而第二图像处理通道采用线性对数压缩方法；将标记物增强显示图像与组织微结构图像两者融合，在显示组织微结构时，可以重点突出显示标记物的影像。

图4是根据一示例性实施例示出的一种标记物的超声影像探测方法的方法流程图。该方法应用于如图1中所示的一种标记物的超声影像探测系统中，该方法由计算机设备执行，该计算机设备可以是如图1中所示的主机120。如图4所示，该方法可以包括如下步骤：

步骤S401、获取植入有标记物的目标组织区域的原始超声回波信号；该原始超声回波信号是通过探测器对植入有标记物的目标组织区域扫查获取的。

可选的，请参照图5示出的原始超声回波信号处理示意图，在获取原始超声回波信号后，还可以依次对该原始超声回波信号进行PF信号解调处理、BeamForming(波束成型)处理以及数字信号处理；处理后的原始超声回波信号进入第一图像处理通道与第二图像处理通道，分别生成正常黑白B模式图像(即组织微结构图像)及标记物增强显示图像，最后将两个图像进行融合与显示。

步骤S402、基于第一图像处理通道，保留该原始超声回波信号的动态范围，并显示标记物的回波信号强度，以获取标记物增强显示图像。

步骤S403、基于第二图像处理通道，对该原始超声回波信号进行对数压缩，以获取组织微结构图像。

在一种可能的实施方式中，对该原始超声回波信号同时进行两路超声信号处理通道，分别获取标记物增强显示图像以及组织微结构图像(即传统B超图像)。

进一步的，在传统B超图像中，由于需要清晰显示目标组织区域的组织微结构，所以会对原始超声回波信号的动态范围进行线性对数压缩，因此，标记物在超声图像中的信号显示亮度与一些组织显示亮度一致，故难以被分辨。但实际上，植入的标记物的原始超声回波信号的反射强度远远大于组织，所以可增加一路信号处理通道，对原始超声回波信号数据无需进行对数压缩处理。基于此，本实施例可通过探测器的阵列式超声探头对植入有标记物的目标组织区域进行扫查，将接收到的原始超声回波信号同时进行两路信号处理，请参照图6示出的图像融合示意图，第一图像处理通道保留原始超声回波信号的全部动态范围，以凸显植入物的回波信号强度；第二图像处理通道对原始信息进行线性对数压缩，以显示目标组织区域内的微观结构；最终将第一图像处理通道所得的标记物增强显示图像与第二图像处理通道得到的组织微结构图像进行融合，以实现在最终图像中既可以显示人体组织微结构，同时又可以清晰显示标记物。

步骤S404、将该标记物增强显示图像与该组织微结构图像进行融合，以获取融合超声图像；该融合超声图像包括组织微结构以及突出显示的标记物。

在一种可能的实施方式中，该步骤S404包括：

对该标记物增强显示图像做局部二值化处理；

分别构建该组织微结构图像以及局部二值化处理后的该标记物增强显示图像的距离变换图，并根据该距离变换图获取模板系数；

根据该模板系数，对该组织微结构图像以及局部二值化处理后的该标记物增强显示图像进行融合。

进一步的，通过步骤S402得到组织微结构图像f

第一种实现方式通过以下过程实现：

1.对该标记物增强显示图像做局部二值化处理：

其中，T表示阈值；通过局部二值化处理，可以更好的去除噪声的影响，保留标记物信息；

2.对组织微结构图像、局部二值化处理后的标记物增强显示图像分别做距离变换图：

计算各个图像中每一个非零点像素与其最近的零点像素(x

从而得到组织微结构图像的距离变换图和局部二值化处理后的标记物增强显示图像的距离变换图，即D

3.求模板系数：

4.图像融合：

I＝alpha(x,y)×f

通过上述融合方法得到的融合超声图像可具有较为自然的融合效果。

在一种可能的实施方式中，该步骤S404包括：

对该标记物增强显示图像做局部二值化处理；

分别建立该组织微结构图像以及局部二值化处理后的该标记物增强显示图像的高斯金字塔，并分别建立各个高斯金字塔对应层数的拉普拉斯金字塔；

获取融合位置权值，并根据该融合位置权值对各个拉普拉斯金字塔的每一层进行融合；

对该组织微结构图像所对应的高斯金字塔进行采样，并将采样得到的每一层图像与融合后的拉普拉斯金字塔存放的残差进行对应相加，以实现该组织微结构图像与该标记物增强显示图像的融合。

进一步的，第二种实现方式通过以下过程实现：

1.对该标记物增强显示图像做局部二值化处理：

其中，T表示阈值；通过局部二值化处理，可以更好的去除噪声的影响，保留标记物信息，同时确定融合的区域。

2.分别建立组织微结构图像以及局部二值化处理后的标记物增强显示图像的高斯金字塔，即先将图像f

其中，

3.确定融合位置权值R

4.对各个拉普拉斯金字塔(即

5.对高斯金字塔

其中，I

6.重复上述5步骤得到拉普拉斯重构后的图像I(即上述融合超声图像)。

使用上述方式，可以更明显的显示信号处理通道二得到的标记物增强显示图像。

综上所述，本申请对原始超声回波信号进行双通道超声信号处理，从而得到标记物增强显示图像以及组织微结构图像，将标记物增强显示图像与组织微结构图像进行融合，在融合得到的融合超声图像中，标记物被突出显示出来，容易进行分辨；双通道超声信号处理分别为第一图像处理通道与第二图像处理通道；其中，第一图像处理通道采用全动态范围保留方法；而第二图像处理通道采用线性对数压缩方法；将标记物增强显示图像与组织微结构图像两者融合，在显示组织微结构时，可以重点突出显示标记物的影像；此外，本申请还采用两种方式实现标记物增强显示图像与组织微结构图像的融合，融合得到的融合超声图像可具有较为自然的融合效果，更明显地显示标记物。

图7是根据一示例性实施例示出的一种标记物的超声影像探测装置，该装置包括：

原始超声回波信号获取模块701，用于获取植入有标记物的目标组织区域的原始超声回波信号；该原始超声回波信号是通过探测器对植入有标记物的目标组织区域扫查获取的；

双通道处理模块702，用于对该原始超声回波信号进行双通道超声信号处理，以分别获取标记物增强显示图像以及组织微结构图像；

图像融合模块703，用于将该标记物增强显示图像与该组织微结构图像进行融合，以获取融合超声图像；该融合超声图像包括组织微结构以及突出显示的标记物。

在一种可能的实施方式中，该双通道处理模块702，还用于：

基于第一图像处理通道，保留该原始超声回波信号的动态范围，并显示标记物的回波信号强度，以获取标记物增强显示图像；

基于第二图像处理通道，对该原始超声回波信号进行对数压缩，以获取组织微结构图像。

在一种可能的实施方式中，该图像融合模块703，还用于：

对该标记物增强显示图像做局部二值化处理；

分别构建该组织微结构图像以及局部二值化处理后的该标记物增强显示图像的距离变换图，并根据该距离变换图获取模板系数；

根据该模板系数，对该组织微结构图像以及局部二值化处理后的该标记物增强显示图像进行融合。

在一种可能的实施方式中，该图像融合模块703，还用于：

对该标记物增强显示图像做局部二值化处理；

分别建立该组织微结构图像以及局部二值化处理后的该标记物增强显示图像的高斯金字塔，并分别建立各个高斯金字塔对应层数的拉普拉斯金字塔；

获取融合位置权值，并根据该融合位置权值对各个拉普拉斯金字塔的每一层进行融合；

对该组织微结构图像所对应的高斯金字塔进行采样，并将采样得到的每一层图像与融合后的拉普拉斯金字塔存放的残差进行对应相加，以实现该组织微结构图像与该标记物增强显示图像的融合。

综上所述，本申请对原始超声回波信号进行双通道超声信号处理，从而得到标记物增强显示图像以及组织微结构图像，将标记物增强显示图像与组织微结构图像进行融合，在融合得到的融合超声图像中，标记物被突出显示出来，容易进行分辨；双通道超声信号处理分别为第一图像处理通道与第二图像处理通道；其中，第一图像处理通道采用全动态范围保留方法；而第二图像处理通道采用线性对数压缩方法；将标记物增强显示图像与组织微结构图像两者融合，在显示组织微结构时，可以重点突出显示标记物的影像；此外，本申请还采用两种方式实现标记物增强显示图像与组织微结构图像的融合，融合得到的融合超声图像可具有较为自然的融合效果，更明显地显示标记物。

请参阅图8，其是根据本申请一示例性实施例提供的一种计算机设备示意图，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的一种标记物的超声影像探测方法。

其中，处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本申请实施方式中的方法对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施方式中的方法。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

在一示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储有至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序由处理器加载并执行以实现上述方法中的全部或部分步骤。例如，该计算机可读存储介质可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。