一种超声多普勒血流图像处理方法及相关设备与流程

本发明涉及图像处理，尤其涉及的是一种超声多普勒血流图像处理方法、血流图像处理装置及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、超声成像因其无损、低成本、实时成像的特点被广泛应用于医学影像诊断过程，超声典型应用场景是通过高压激励超声探头产生超声波信号照射到被测组织内，并接收组织返回的信号，由于不同组织因反射率不同导致接收信号幅度存在差异，因此可以对接收到的回波信号进行一系列信号处理之后得到反应组织解剖结构的图像输出到显示器供医生进行诊断。

2、多普勒血流成像是超声成像的另外一种成像模式，利用多普勒原理对人体组织内部血流运动(包括运动方向和运动速度)进行二维成像，把血流运动的速度和方向通过伪彩色编码进行显示。通常红色表示血流顺着探头发射方向运动，蓝色表示血流逆向探头发射方向运动。伪彩色编码后的图像叠加到二维图像上，可以方便医生同时观察二维解剖结构信息以及血流运动信息。

3、多普勒血流成像原理如图1所示，通过对在同一个位置多次发射产生回波信号，分别经过正交解调、低通滤波、壁滤波、自相关运算之后可以同时得到速度、能量和方差三个血流分量，通过单个或者多个分量进行阈值处理将噪声信号和血流信号分离，然后进行图像后处理之后和黑白图像融合之后输出到显示器进行显示。

4、因为血流和噪声信号往往存在空间重叠部分，且现有技术为了保持图像刷新帧率，参与自相关运算的点数通常比较少，造成血流信号本身的信噪比偏低，自相关之后的速度、能量和方差经过阈值判断之后会出现彩色孤立噪声，或者血管内部黑洞，边缘锯齿状不平滑等问题，图像黑洞会影响血流成像灵敏度，而孤立噪声信号会造成操作者判断困难，影响疾病诊断。

5、所以在商用超声机器设计过程中会对得到的原始血流信号进行图像处理操作，减弱最终输出图像的闪烁噪声，补充血流内部黑洞，边缘保持平滑。

6、现有技术中常用的彩色图像处理方法主要是对血流信号进行空间平滑(包括沿扫描线方向一维平滑或者二维空间平滑)，平滑后的图像可以有效改善边界锯齿伪像。或者首先根据血流特征确定血流信号边界或者黑洞标记，仅针对边界或者黑洞标记点进行空间平滑处理，从而不会影响正常血流信号成像。

7、但现有的技术中，平滑的效果往往不佳，导致平滑后的图像出现模糊、降低分辨率等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种超声多普勒血流图像处理方法及相关设备，旨在解决现有技术对于血流图像平滑效果不佳的问题。

2、本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

3、本发明提供一种超声多普勒血流图像处理方法，包括：

4、获取超声多普勒血流图像，计算超声多普勒血流图像各像素点在不同方向的方差；

5、根据所述超声多普勒血流图像各像素点在不同方向的方差，获取所述超声多普勒血流图像中血管的各个边界像素点和所述边界像素点的边界方向；

6、根据各个所述边界像素点的边界方向对所述超声多普勒血流图像的所述各个边界像素点进行方向性平滑，对所述超声多普勒血流图像的其余像素点进行二维空间平滑。

7、进一步地，所述计算超声多普勒血流图像各像素点在不同方向的方差具体是：

8、计算各个像素点在各个方向上与相邻两像素点的差值之和作为各像素点在各个方向上的方差。

9、进一步地，根据所述超声多普勒血流图像各像素点在不同方向的方差，所述获取血管的各个边界像素点和所述边界像素点的边界方向具体包括：

10、获取所述超声多普勒血流图像各点在各方向上的方差中的最大方差；

11、将最大方差大于设定的方差阈值的点作为边界像素点，将边界像素点的最大方差所在方向作为边界方向。

12、进一步地，根据各个所述边界像素点的边界方向对所述超声多普勒血流图像的所述各个边界像素点进行方向性平滑具体是：

13、计算各个所述边界像素点和自身在边界方向上的相邻两点的加权平均值作为自身方向性平滑后的值；

14、所述对所述超声多普勒血流图像的其余像素点进行二维空间平滑具体是：

15、计算各个所述像素点以自身为中心的平滑窗宽范围内的像素点的加权平均值作为自身平滑后的值。

16、进一步地，还包括：

17、获取输入的第一参数设置；

18、根据所述第一参数设置调节所述方向数量和所述平滑窗宽。

19、进一步地，所述根据各个所述边界像素点的边界方向对所述超声多普勒血流图像的所述各个边界像素点进行方向性平滑执行第一循环次数，所述对所述超声多普勒血流图像的其余像素点进行二维空间平滑执行第二循环次数。

20、进一步地，还包括：

21、获取输入的第二参数设置；

22、根据所述第二参数设置调节所述第一循环次数和所述第二循环次数。

23、进一步地，还包括：

24、获取当前的图像处理开关设置；

25、若图像处理开关设置为开，则输出各个像素点平滑后的图像；

26、若图像处理开关设置为关，则输出各个像素点原始的图像。

27、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种血流图像处理装置，所述血流图像处理装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的超声多普勒血流图像处理程序，所述超声多普勒血流图像处理程序被所述处理器执行时控制终端实现如上所述的超声多普勒血流图像处理方法的步骤。

28、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有超声多普勒血流图像处理程序，所述超声多普勒血流图像处理程序被处理器执行时实现如上所述的超声多普勒血流图像处理方法的步骤。

29、本发明采用上述技术方案具有以下效果：

30、本发明首先对血流图像进行邻域分析，计算不同方向方差，根据方差较大的方向得到边界和边界主方向，根据边界主方向标记对血流图像的血管边界进行方向性平滑处理，并对常规方向进行普通平滑处理，通过以上处理可以实现针对边界沿着边界方向平滑，有效改善边界锯齿伪像，同时针对非边界部分降低平滑权值，保留原始血流动力学特征，提升血流显示效果。

技术特征：

1.一种超声多普勒血流图像处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种超声多普勒血流图像处理方法，其特征在于，所述计算超声多普勒血流图像各像素点在不同方向的方差具体是：

3.根据权利要求1所述的一种超声多普勒血流图像处理方法，其特征在于，根据所述超声多普勒血流图像各像素点在不同方向的方差，所述获取血管的各个边界像素点和所述边界像素点的边界方向具体包括：

4.根据权利要求1所述的一种超声多普勒血流图像处理方法，其特征在于，根据各个所述边界像素点的边界方向对所述超声多普勒血流图像的所述各个边界像素点进行方向性平滑具体是：

5.根据权利要求4所述的一种超声多普勒血流图像处理方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1所述的一种超声多普勒血流图像处理方法，其特征在于，所述根据各个所述边界像素点的边界方向对所述超声多普勒血流图像的所述各个边界像素点进行方向性平滑执行第一循环次数，所述对所述超声多普勒血流图像的其余像素点进行二维空间平滑执行第二循环次数。

7.根据权利要求6所述的一种超声多普勒血流图像处理方法，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求1所述的一种超声多普勒血流图像处理方法，其特征在于，还包括：

9.一种血流图像处理装置，其特征在于，所述血流图像处理装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的超声多普勒血流图像处理程序，所述超声多普勒血流图像处理程序被所述处理器执行时控制终端实现如权利要求1-8任一项所述的超声多普勒血流图像处理方法的步骤。

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存储有超声多普勒血流图像处理程序，所述超声多普勒血流图像处理程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的超声多普勒血流图像处理方法的步骤。

技术总结
本发明公开一种超声多普勒血流图像处理方法及相关设备，所述方法包括：获取超声多普勒血流图像，计算超声多普勒血流图像各像素点在不同方向的方差；根据所述超声多普勒血流图像各像素点在不同方向的方差，获取所述超声多普勒血流图像中血管的各个边界像素点和所述边界像素点的边界方向；根据各个所述边界像素点的边界方向对所述超声多普勒血流图像的所述各个边界像素点进行方向性平滑，对所述超声多普勒血流图像的其余像素点进行二维空间平滑。本发明通过以上处理可以实现针对边界沿着边界方向平滑，有效改善边界锯齿伪像，同时针对非边界部分降低平滑权值，保留原始血流动力学特征，提升血流显示效果。

技术研发人员：李绘,孙瑞超,欧阳俊华
受保护的技术使用者：深圳蓝影医学科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8