一种快速超声超分辨成像方法、存储介质和处理器与流程

本申请属于超声成像，尤其涉及一种快速超声超分辨成像方法、存储介质和处理器。

背景技术：

1、在实现超声定位显微成像(ultrasound localization microscopy,ulm)时，定位方法的使用将直接影响成像性能。在当前的ulm成像方法中，脉管系统中的微泡通常通过单发射器定位方法来解析，例如高斯拟合法和质心法。当使用这些定位方法时，有必要减少两个微泡之间的距离小于可解析极限的可能性，即每帧中的微泡必须足够稀疏，以便可以识别各个中心。因此，通常需要较低的微泡浓度，从而导致积累足够的微泡定位帧数需要较长的数据采集时间。这限制了ulm在快速生物医学成像领域的应用。

2、提高成像速度的一种方法是使用基于时间相关性的技术，例如超分辨率光学波动成像(sofi)。bar-zion等人通过利用声学信号的时间波动。实现了具有增强空间分辨率的快速血管超声成像。然而，在基于sofi的ulm方法中，空间分辨率通常仅限于较低阶累积量，与单发射器定位方法相比，导致空间分辨率的提高有限。考虑到与成像区域相比，微泡通常稀疏地分布在每帧中，最近，基于压缩感知的定位方法(称为cs-ulm)被提出并成功应用于ulm。在罗建文等人之前的工作中，通过将cs应用于us成像模型，证明了可以有效地识别高密度的重叠微泡。因此，它减少了积累足够微泡所需的成像帧数量，从而提高了数据采集速度。

3、然而，当使用cs-ulm时，存在一个根本问题，即成像性能取决于重建参数。不幸的是，到目前为止，对于如何找到“最佳”参数还没有明确的共识，这需要用户的专业知识并增加了处理的复杂性。此外，cs-ulm由于迭代过程复杂，计算量大，导致计算负担大，临床应用不灵活。现有技术存在问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种快速超声超分辨成像方法、存储介质和处理器，旨在解决由于现有技术中超分辨成像速度太慢的技术问题。

2、一方面，本申请提供了一种快速超声超分辨成像方法，所述方法包括下述步骤：

3、s1.图像序列中每张图像以二维数组形式通过双向长短期记忆网络，学习未来一定数量帧与过去一定数量帧中的微泡运动轨迹；

4、s2.所述双向长短期记忆网络输出学习后的特征张量到卷积神经网络中，提取特征信息；

5、s3.所述卷积神经网络根据所述特征信息，输出两个表达预测结构置信度的文件；

6、s4.将所述文件内置信度图中每个元素进行二值化处理，对置信度小于设定阈值的参数置零，对置信度大于设定阈值的参数置一；

7、s5.把二值图中每个像素按照置信度进行不确定性加权计算，加权数为α，置信度越大，加权数α越大；使所述二值图的像素通过加权计算呈斑点状；

8、s6.将呈斑点状的二值图的像素乘一个标准差为原像素值分之一的二维高斯函数，即完成轨迹的重建工作；

9、s7.输出的重构帧序列为动态超分辨视频。

10、优选的，所述步骤s1之前包括：

11、q1.往成像目标内注射适当浓度的具有散射特性微粒的超声造影剂；

12、q2.通过线阵超快速平面波复合成像算法采集超声信号；

13、q3.基于组织信号的相干性大于流动超声造影剂的微粒的相干性，通过奇异值分解提取出体现超声造影剂的微粒流动的图像序列。

14、优选的，所述超声造影剂为：体内能自产气体囊泡的减毒细菌、吞泡的巨噬细胞和载药的微泡的其中之一。

15、优选的，所述步骤q2的采集过程包括以下顺序步骤：

16、q21.将采集的超声射频信号进行波束合成并经过正交解调后得到正交解调信号；

17、q22.对采集的数据进行互相关，剔除变化较大的帧；

18、q23.取运动较为平缓的部分作为所述超声信号。

19、优选的，所述步骤q3后还包括以下步骤：

20、q4.将所述图像序列逐帧抽出，构建为帧序列形式的图像序列。

21、优选的，所述步骤s7后还包括以下步骤：

22、s8.通过粒子追踪测速中的最邻近匹配算法，对动态超分辨视频中微泡坐标进行帧与帧之间的配对，以此计算出相邻帧间微泡运动的距离，从而得到微泡运动速度，即为所述动态超分辨视频中的血流速度。

23、另一方面，本申请还提供了一种存储介质，所述存储介质存储有能够实现上述的快速超声超分辨成像方法的程序文件。

24、另一方面，本申请还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述的快速超声超分辨成像方法。

25、本申请提出一种快速超声超分辨成像方法，采用具有散射特性微粒代替传统的造影剂，将采集的数据输入深度学习网络中进行微粒的定位与追踪，快速生成动态超分辨视频，辅以传统超分辨血流图像，有效的提高了超分辨成像的成像速度。

技术特征：

1.一种快速超声超分辨成像方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s1之前包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述超声造影剂为：体内能自产气体囊泡的减毒细菌、吞泡的巨噬细胞和载药的微泡的其中之一。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤q2的采集过程包括以下顺序步骤：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤q3后还包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤s7后还包括以下步骤：

7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有能够实现权利要求1至6中任意一项所述的快速超声超分辨成像方法的程序文件。

8.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至6中任意一项所述的快速超声超分辨成像方法。

技术总结
本申请适用同步电机控制技术领域，提供了一种快速超声超分辨成像方法、存储介质和处理器，该方法采用具有散射特性微粒代替传统的造影剂，将采集的数据输入深度学习网络中进行微粒的定位与追踪，快速生成动态超分辨视频，辅以传统超分辨血流图像，有效的提高了超分辨成像的成像速度。

技术研发人员：马腾,周颖,钱嘉涛
受保护的技术使用者：深圳先进技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31