超声穿刺针显影方法、装置、超声设备及存储介质与流程

本发明涉及超声成像控制，尤其涉及一种超声穿刺针显影方法、装置、超声设备及存储介质。

背景技术：

1、穿刺针如今广泛应用于医学实践中，用于麻醉、置管或者是采样. 由于是穿刺针需要插入人体， 为了提高手术效率和精准度， 当代医生往往会采用超声设备进行可视化引导，提高手术的安全性。但采用超声设备进行可视化引导穿刺时， 往往会遇到一个物理难题. 即穿刺针的光滑表面，会引起针体的镜面反射，使得穿刺针针体部分的超声回波过于微弱，最终结果导致穿刺针在超声图像中的显示可见度太低，不利于医生准确判断并进行操作。因此，如今许多超声设备都配备专门的穿刺增强功能模式用于增强穿刺针的显示效果。

2、现有技术中实现穿刺增强功能模式的技术主要有如下几种方式：一是定制特殊的穿刺针，使其表面的镜面反射不再完美，从而增大接受到的回波，但针对不同病例，需要专门定制，适用性较差且成本较高。二是采用外加设备来引导穿刺操作，如磁光导航，采用这种方式，即相当于不再利用超声方式感知穿刺针的位置，而是通过别的模式来感知穿刺针的位置， 只是在超声成像显示时在图像中对其定位，但这种方式会增大超声系统的复杂度，进而增大成本。三是绝大部分的处理方式，即通过额外增加一帧的超声探头大偏转角度下发射的图像，以保证这一帧中超声波发射方向与穿刺针垂直， 从而使得这一帧图像中的穿刺针会觉得明显， 然后通过图像算法模式识别找到穿刺针的位置， 再将这一帧与常规发射的图像进行融合， 以增强穿刺针的显示，但这种方式需要额外进行大偏转角度的超声波发射，从而降低正常的图像帧率。第四种方式是通过连续的多帧图像， 分析图像差异或者说组织运动， 从而确定出穿刺针扰动最为明显的区域， 从而间接定出穿刺针的位置，这种方式通过分析连续的多帧图像的差异，如果穿刺针不动，则无法确定穿刺针的位置，适用性较差。并且，采用大偏转角度的方式和连续帧图像的差异分析这两种方法都需要对穿刺针的位置进行准确定位， 但又无法完全的去掉各种干扰， 表现为最终增强的超声图像中含有大量的伪像(比如将类似针的筋膜也增强). 这些伪像会对图像质量造成影响，无法准确识别穿刺针，影响超声图像的图像质量。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种超声穿刺针显影方法、装置、超声设备及存储介质，以解决现有超声穿刺针显影中无法准确识别穿刺针，影响超声图像的图像质量的问题。

2、一种超声穿刺针显影方法，包括：

3、获取全通道回波信号；

4、对所述全通道回波信号进行波束合成，获取所述全通道回波信号对应的原始超声图像；

5、对所述全通道回波信号进行方向性滤波，获取所述全通道回波信号对应的原始结构特征；

6、对所述全通道回波信号对应的原始结构特征进行镜面取向特征构造，获取所述全通道回波信号对应的目标结构特征；

7、对所述全通道回波信号对应的目标结构特征和所述原始超声图像进行融合，获取所述全通道回波信号对应的目标超声图像。

8、优选地，所述对所述全通道回波信号进行方向性滤波，获取所述全通道回波信号对应的原始结构特征，包括：

9、根据所述全通道回波信号中的每一场点对应的场点坐标和多个取向角，确定每一所述场点对应的信号最强位置；

10、对每一所述场点对应的信号最强位置进行取向变迹处理，确定每一所述场点对应的变迹权重值；

11、基于所述全通道回波信号和每一所述场点对应的变迹权重值，获取所述全通道回波信号对应的原始结构特征。

12、优选地，所述对所述全通道回波信号对应的原始结构特征进行镜面取向特征构造，获取所述全通道回波信号对应的目标结构特征，包括：

13、对所述全通道回波信号对应的原始结构特征进行统计分析，获取所述全通道回波信号对应的镜面取向概率；

14、基于所述全通道回波信号对应的原始结构特征和镜面取向概率，获取所述全通道回波信号对应的目标结构特征。

15、优选地，所述对所述全通道回波信号对应的原始结构特征进行统计分析，获取所述全通道回波信号对应的镜面取向概率，包括：

16、对所述全通道回波信号对应的原始结构特征进行高斯分布拟合，获取所述全通道回波信号对应的高斯分布参数；

17、基于所述全通道回波信号对应的高斯分布参数，获取所述全通道回波信号对应的镜面取向概率。

18、优选地，所述基于所述全通道回波信号对应的原始结构特征和镜面取向概率，获取所述全通道回波信号对应的目标结构特征，包括：

19、基于所述全通道回波信号对应的原始结构特征和镜面取向概率，获取所述全通道回波信号对应的场点角度特征；

20、对所述全通道回波信号对应的场点角度特征进行加权处理，获取所述全通道回波信号对应的目标结构特征。

21、优选地，所述对所述全通道回波信号对应的目标结构特征和所述原始超声图像进行融合，获取所述全通道回波信号对应的目标超声图像，包括：

22、对所述全通道回波信号对应的目标结构特征进行信号增强，获取所述全通道回波信号对应的增强结构特征；

23、对所述全通道回波信号对应的增强结构特征和原始超声图像进行融合，获取所述全通道回波信号对应的目标超声图像。

24、优选地，所述对所述全通道回波信号对应的增强结构特征和原始超声图像进行融合，获取所述全通道回波信号对应的目标超声图像，包括：

25、对所述全通道回波信号中的所有场点对应的增强结构特征进行比较，确定特征最大值；

26、基于每一所述场点对应的增强结构特征和特征最大值，确定每一场点对应的目标融合权重；

27、基于每一所述场点对应的目标融合权重，对所述全通道回波信号对应的原始超声图像进行加权处理，获取目标超声图像。

28、一种超声穿刺针显影装置，包括：

29、回波信号获取模块，用于获取全通道回波信号；

30、原始超声图像获取模块，用于对所述全通道回波信号进行波束合成，获取所述全通道回波信号对应的原始超声图像；

31、原始结构特征获取模块，用于对所述全通道回波信号进行方向性滤波，获取所述全通道回波信号对应的原始结构特征；

32、目标结构特征获取模块，用于对所述全通道回波信号对应的原始结构特征进行镜面取向特征构造，获取所述全通道回波信号对应的目标结构特征；

33、目标超声图像获取模块，用于对所述全通道回波信号对应的目标结构特征和所述原始超声图像进行融合，获取所述全通道回波信号对应的目标超声图像。

34、优选地，所述原始结构特征获取模块，包括：

35、信号最强位置确定单元，用于根据所述全通道回波信号中的每一场点对应的场点坐标和多个取向角，确定每一所述场点对应的信号最强位置；

36、变迹权重值确定单元，用于对每一所述场点对应的信号最强位置进行取向变迹处理，确定每一所述场点对应的变迹权重值；

37、原始结构特征获取单元，用于基于所述全通道回波信号和每一所述场点对应的变迹权重值，获取所述全通道回波信号对应的原始结构特征。

38、优选地，所述目标结构特征获取模块，包括：

39、镜面取向概率获取单元，用于对所述全通道回波信号对应的原始结构特征进行统计分析，获取所述全通道回波信号对应的镜面取向概率；

40、目标结构特征获取单元，用于基于所述全通道回波信号对应的原始结构特征和镜面取向概率，获取所述全通道回波信号对应的目标结构特征。

41、优选地，所述镜面取向概率获取单元，包括：

42、高斯分布参数获取子单元，用于对所述全通道回波信号对应的原始结构特征进行高斯分布拟合，获取所述全通道回波信号对应的高斯分布参数；

43、镜面取向概率获取子单元，用于基于所述全通道回波信号对应的高斯分布参数，获取所述全通道回波信号对应的镜面取向概率。

44、优选地，所述目标结构特征获取单元，包括：

45、场点角度特征获取子单元，用于基于所述全通道回波信号对应的原始结构特征和镜面取向概率，获取所述全通道回波信号对应的场点角度特征；

46、目标结构特征获取子单元，用于对所述全通道回波信号对应的场点角度特征进行加权处理，获取所述全通道回波信号对应的目标结构特征。

47、优选地，所述目标超声图像获取模块，包括：

48、增强结构特征获取单元，用于对所述全通道回波信号对应的目标结构特征进行信号增强，获取所述全通道回波信号对应的增强结构特征；

49、目标超声图像获取单元，用于对所述全通道回波信号对应的增强结构特征和原始超声图像进行融合，获取所述全通道回波信号对应的目标超声图像。

50、优选地，所述目标超声图像获取单元，包括：

51、特征最大值确定子单元，用于对所述全通道回波信号中的所有场点对应的增强结构特征进行比较，确定特征最大值；

52、目标融合权重确定子单元，用于基于每一所述场点对应的增强结构特征和特征最大值，确定每一场点对应的目标融合权重；

53、目标超声图像获取子单元，用于基于每一所述场点对应的目标融合权重，对所述全通道回波信号对应的原始超声图像进行加权处理，获取目标超声图像。

54、一种超声设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述超声穿刺针显影方法。

55、一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述超声穿刺针显影方法。

56、上述超声穿刺针显影方法、装置、超声设备及存储介质，先对全通道回波信号进行波束合成，获取其对应的原始超声图像；并对该全通道回波信号进行方向性滤波，以确定其对应的原始结构特征，使得该原始结构特征可反映每一场点的不同取向角的信号强度；再对所有原始结构特征进行镜面取向特征构造，获取与穿刺针的镜面取向相关的目标结构特征，使得该目标结构特征可强化穿刺针所在位置的特征，弱化非穿刺针所在位置的特征，并排除方向性滤波操作所引入的信号干扰，从而使得优化处理后的目标结构特征可更清晰地显示穿刺针所在位置；最后，将与穿刺针的取向相关的目标结构特征与原始超声图像进行融合，强化穿刺针所在位置的特征，弱化非穿刺针所在位置的特征，以使最终输出的目标超声图像可保障穿刺针显影效果。