超声弹性成像方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本申请涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种超声弹性成像方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.当前，超声成像技术是一种广泛应用于临床检测的检查技术，通过超声波探测生物组织的生理结构，实现对于生物组织的病变检测。但是，在生物组织的早期病变期，由于其结构并不会发生明显变化，因此，传统的b超等超声成像方法，对于生物组织的早期病变并不敏感。在超声成像技术的基础上，近年来兴起的弹性成像技术是一种新型成像技术，通过向生物组织施加剪切波，激发生物组织的振动，再通过超声波来跟踪被测组织在发生振动受力前后的形态变化，从而获得被测组织的力学特征，并根据生物组织的力学特征对生物组织的状态进行检测，确定是否存在早期病变特征。
3.现有技术中，弹性计算的结果通常以参数值的形式，结合超声影像构成弹性成像的结果，并将该弹性成像结果展示给设备的操作者，操作者需要通过观察超声影像，同时结合弹性测量的量化参数值，实现对被测组织的状态检测。
4.然而，由于在进行弹性测量的过程中，最佳测试位置需要在多次观察、调整后才能确定，因此，现有技术中的超声弹性成像方法存在检测效率低、检测准确性差的问题。


技术实现要素：

5.本申请提供一种超声弹性成像方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中存在的检测效率低、检测准确性差的问题。
6.根据本申请实施例的第一方面，本申请提供了一种超声弹性成像方法，所述方法包括：向待测组织施加振动激励并进行超声探测，得到超声回波信号；根据所述超声回波信号，进行波束合成，生成合成超声成像数据；利用所述合成超声成像数据，生成超声检测图像和弹性检测图像，其中，所述弹性检测图像用于表征组织弹检测性信息以及对应时刻的超声检测图像的信号质量；根据所述超声检测图像对应的测试区域和所述弹性检测图像对应的测试区域的位置关系，叠加显示所述超声检测图像和所述弹性检测图像。
7.在一种可能的实现方式中，向待测组织施加振动激励并进行超声探测，得到超声回波信号，包括：向待测组织施加剪切波，并采集用于追踪剪切波传播的超声回波信号；根据所述超声回波信号，进行波束合成，生成合成超声成像数据，包括：将用于追踪剪切波传播的超声回波信号进行波束合成，生成多帧扫描线，其中，所述多帧扫描线用于表征不同位置的超声探测结果。
8.在一种可能的实现方式中，所述利用所述合成超声成像数据，生成超声检测图像和弹性检测图像，包括：通过图形处理器对所述合成超声成像数据进行处理，并行生成所述超声检测图像和所述弹性检测图像，以及根据剪切波传播速度得到弹性模量e，其中，e＝3ρv2，ρ为组织密度，v为剪切波速度。
9.在一种可能的实现方式中，在所述超声检测图像生成之后显示之前，还包括对所述超声检测图像进行如下处理：进行中值滤波，去除电子噪声；进行高斯平滑、非局部均值滤波对结构信息进行平滑；进行双边滤波，对边缘信息进行增强；将信号的两个阈值作为显示阈值，较低阈值为信号1％至20％幅度处，较高阈值为信号60％至200％幅度处，根据所述显示阈值进行直方图均衡化处理。
10.在一种可能的实现方式中，所述弹性检测图像包括至少一个位置标记，所述位置标记用于表征所述振动激励生成的剪切波在所述待测组织内部的传播位置，根据所述超声检测图像对应的测试区域和所述弹性检测图像对应的测试区域的位置关系，叠加显示所述超声检测图像和所述弹性检测图像，包括：以所述超声检测图像的测试区域为基准，确定定位坐标系；根据所述位置标记与所述测试区域的位置关系，确定所述位置标记在所述定位坐标系中的位置坐标；根据所述位置坐标，将所述位置标记叠加显示在所述超声检测图像上。
11.在一种可能的实现方式中，所述弹性检测图像为伪彩图，各所述位置标记对应不同的伪彩颜色，所述伪彩颜色用于表征所述剪切波在所述待测组织内部传输时，到达不同位置时对应的时间。
12.在一种可能的实现方式中，各所述位置标记具有不同的平滑度，所述平滑度用于表征所述剪切波的传播稳定性。
13.在一种可能的实现方式中，在得到超声回波信号之后还包括：根据算式uap＝(i1
‑
i2)/(d1
‑
d2)计算超声衰减参数uap；其中，i1为第一感兴趣位置d1的超声信号强度，d1≤5cm；i2分为第二感兴趣位置d2的超声信号强度，d2≤30cm；d1<d2；根据算式α＝(20log(i1/i2)
‑
6)/2(d1
‑
d2)计算超声衰减系数α；其中，i1为第一感兴趣位置d1的超声信号强度，d1≤5cm；i2分为第二感兴趣位置d2的超声信号强度，d2≤30cm；d1<d2；根据算式k＝s/σ计算散射子分布系数k；其中，s是相干信号能量；σ是扩散信号能量；k的范围为[0，1]；对弹性模量e、超声衰减参数uap、超声衰减系数α，以及散射子分布系数k进行归一化之后，根据超声回波信号及对应组织病理分型，按照算式score＝a*e b*uap c*α d*k计算肝脏组织病变综合评分score；其中，a的取值范围为[0.5，1]，b的取值范围为[0.2，0.8]，c的取值范围为[0，0.5]，d的取值范围为[0.2，1]。
[0014]
根据本申请实施例的第二方面，本申请提供了一种超声弹性成像装置，包括：
[0015]
探测模块，用于向待测组织施加振动激励并进行超声探测，得到超声回波信号；
[0016]
合成模块，用于根据所述超声回波信号，进行波束合成，生成合成超声成像数据；
[0017]
生成模块，用于利用所述合成超声成像数据，生成超声检测图像和弹性检测图像，其中，所述弹性检测图像用于表征组织弹检测性信息以及对应时刻的超声检测图像的信号质量；
[0018]
显示模块，用于根据所述超声检测图像对应的测试区域和所述弹性检测图像对应的测试区域的位置关系，叠加显示所述超声检测图像和所述弹性检测图像。
[0019]
在一种可能的实现方式中，所述探测模块，具体用于：向待测组织施加剪切波，并采集用于追踪剪切波传播的超声回波信号；所述合成模块，具体用于：将用于追踪剪切波传播的超声回波信号进行波束合成，生成多帧扫描线，其中，所述多帧扫描线用于表征不同位置的超声探测结果。
[0020]
在一种可能的实现方式中，所述生成模块，具有用于：通过图形处理器对所述合成超声成像数据进行处理，并行生成所述超声检测图像和所述弹性检测图像，以及根据剪切波传播速度得到弹性模量e，其中，e＝3ρv2，ρ为组织密度，v为剪切波速度。
[0021]
在一种可能的实现方式中，所述生成模块，在生成所述超声检测图像之后，还对所述超声检测图像进行如下处理：进行中值滤波，去除电子噪声；进行高斯平滑、非局部均值滤波对结构信息进行平滑；进行双边滤波，对边缘信息进行增强；将信号的两个阈值作为显示阈值，较低阈值为信号1％至20％幅度处，较高阈值为信号60％至200％幅度处，根据所述显示阈值进行直方图均衡化处理。
[0022]
在一种可能的实现方式中，所述弹性检测图像包括至少一个位置标记，所述位置标记用于表征所述振动激励生成的剪切波在所述待测组织内部的传播位置，所述显示模块，具体用于：以所述超声检测图像的测试区域为基准，确定定位坐标系；根据所述位置标记与所述测试区域的位置关系，确定所述位置标记在所述定位坐标系中的位置坐标；根据所述位置坐标，将所述位置标记叠加显示在所述超声检测图像上。
[0023]
在一种可能的实现方式中，所述弹性检测图像为伪彩图，各所述位置标记对应不同的伪彩颜色，所述伪彩颜色用于表征所述剪切波在所述待测组织内部传输时，到达不同位置时对应的时间。
[0024]
在一种可能的实现方式中，各所述位置标记具有不同的平滑度，所述平滑度用于表征所述剪切波的传播稳定性。
[0025]
在一种可能的实现方式中，所述生成模块在得到超声回波信号之后，还用于：根据算式uap＝(i1
‑
i2)/(d1
‑
d2)计算超声衰减参数uap；其中，i1为第一感兴趣位置d1的超声信号强度，d1≤5cm；i2分为第二感兴趣位置d2的超声信号强度，d2≤30cm；d1<d2；根据算式α＝(20log(i1/i2)
‑
6)/2(d1
‑
d2)计算超声衰减系数α；其中，i1为第一感兴趣位置d1的超声信号强度，d1≤5cm；i2分为第二感兴趣位置d2的超声信号强度，d2≤30cm；d1<d2；根据算式k＝s/σ计算散射子分布系数k；其中，s是相干信号能量；σ是扩散信号能量；k的范围为[0，1]；对弹性模量e、超声衰减参数uap、超声衰减系数α，以及散射子分布系数k进行归一化之后，根据超声回波信号及对应组织病理分型，按照算式score＝a*e b*uap c*α d*k计算肝脏组织病变综合评分score；其中，a的取值范围为[0.5，1]，b的取值范围为[0.2，0.8]，c的取值范围为[0，0.5]，d的取值范围为[0.2，1]。
[0026]
根据本申请实施例的第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括：存储器，处理器以及计算机程序；
[0027]
其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行如本申请实施例第一方面任一项所述的超声弹性成像方法。
[0028]
根据本申请实施例的第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如本申请实施例第一方面任一项所述的超声弹性成像方法。
[0029]
本申请提供的超声弹性成像方法、装置、电子设备及存储介质，通过向待测组织施加振动激励并进行超声探测，得到超声回波信号；根据所述超声回波信号，进行波束合成，生成合成超声成像数据；利用所述合成超声成像数据，生成超声检测图像和弹性检测图像，其中，所述弹性检测图像用于表征组织弹检测性信息以及对应时刻的超声检测图像的信号
质量；根据所述超声检测图像对应的测试区域和所述弹性检测图像对应的测试区域的位置关系，叠加显示所述超声检测图像和所述弹性检测图像，由于在生成超声检测图像后，通过将生成的弹性检测图像叠加显示在超声检测图像上，利用弹性检测图像对超声检测图像的信号质量进行表征，使操作者能够快速质控检测结果，提高检测效率，提高检测准确性。
附图说明
[0030]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0031]
图1为本申请实施例提供的超声弹性成像方法的一种应用场景图；
[0032]
图2为本申请一个实施例提供的超声弹性成像方法的流程图；
[0033]
图3为本申请实施例提供的一种生成超声检测图像和弹性检测图像的流程示意图；
[0034]
图4为本申请实施例提供的一种弹性检测图像和超声检测图像叠加显示的示意图；
[0035]
图5为本申请另一个实施例提供的弹性成像方法的流程图；
[0036]
图6为本申请实施例提供的一种根据位置标记的平滑度进行质控的过程示意图；
[0037]
图7为本申请一个实施例提供的超声弹性成像装置的结构示意图；
[0038]
图8为本申请一个实施例提供的电子设备的示意图。
[0039]
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
[0040]
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0041]
下面对本申请实施例的应用场景进行解释：
[0042]
图1为本申请实施例提供的超声弹性成像方法的一种应用场景图，如图1所示，本申请实施例提供的超声弹性成像方法应用于电子设备，具体地，例如一种可应用于临床的弹性成像设备11。弹性成像设备具有检测探头111，能够同时或依次向人体施加振动激励和超声波，该弹性成像设备11通过本申请实施例提供的弹性成像方法对人体进行超声弹性检测，获得人体内脏组织12结构的力学特征，进而判断人体内脏组织12是否处于健康状态，为早期病变的筛查提供重要数据支持。
[0043]
现有技术中，超声弹性检测的结果，通常是以量化参数值的形式展示给设备的操作者，操作者通过观察超声检测图像，并结合弹性成像的量化参数值，实现对生物组织的状态检测。然而，由于人体组织的非均匀性特征，在进行弹性测量的过程中，测试位置不佳，以及人体呼吸等原因，会对超声检测图像产生干扰，影响超声成像的质量，影响操作者对组织状态的判断。而同时，弹性检测结果可以表征剪切波的传播过程，受干扰状态的弹性检测结
果与不受干扰状态的弹性检测结果存在差异，因此，可以通过弹性检测结果对超声检测图像进行质控，以提高超声检测图像的信号质量，提高操作者对组织状态的判断准确性。因此，如何通过弹性检测结果实现对超声检测图像的质控，以提高超声检测图像的信号质量，是当前亟需解决的问题。
[0044]
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。
[0045]
图2为本申请一个实施例提供的超声弹性成像方法的流程图，如图2所示，本实施例提供的弹性成像方法应用于弹性成像设备，包括以下几个步骤：
[0046]
步骤s101，向待测组织施加振动激励并进行超声探测，得到超声回波信号。
[0047]
示例性地，操作者通过操作弹性成像设备的检测探头向待测组织施加振动激励，可以产生从待测组织表面向待测组织内部传递的剪切波，该剪切波会使待测组织内部产生微小位移和形变，与此同时，再对应的通过向待测组织施加超声探测，以获取待测组织产生的微小位移和形变的数据。具体地，例如通过检测探头向待测组织发射超声波并接收回波，得到超声回波信号，通过该超声回波信号可以实现对待测组织产生的微小位移和形变的观测。
[0048]
其中，向待测组织实施振动激励并进行超声探测的执行时序可以包括多种，例如先施加振动激励，再进行超声探测，或者先进行超声探测，再施加振动激励，再或者，施加振动激励和超声探测同时进行，此处不进行具体限定，可根据需要进行设置。
[0049]
进一步地，向待测组织施加振动激励并进行超声探测时，振动频率可以是相同的，也可以是不同的，在一种可能的实现方式中，向待测组织依次施加不同振动频率的振动激励并进行超声探测。具体地，例如，循环向待测组织施加振动激励，并在每次循环过程中，改变振动激励的振动频率，直至满足预设停止条件，同时对待测组织进行超声探测，其中超声探测的时机可以是在每次施加特定频率的振动激励之后，也可以是在所有振动激励施加完之后，此次不进行具体限定。通过向待测组织施加不同频率的振动激励，使待测组织内部产生不同频率的剪切波，并通过在每次振动激励后，对应向待测组织施加超声探测，以实现在不同激励频率下对待测组织所产生的响应检测。
[0050]
步骤s102，根据超声回波信号，进行波束合成，生成合成超声成像数据。
[0051]
示例性地，向待测组织发射超声波和接收超声波被待测组织阻挡后形成的超声回波信号后，对超声回波信号进行波束合成，波束合成的结果即为超声成像数据。其中，示例性地，弹性成像设备向待测组织施加的振动激励为剪切波，超声回波信号为弹性程序设备采集的用于追踪剪切波传输的超声回波信号，之后，对该用于追踪剪切波传播的超声回波信号进行波束合成，生成合成超声成像数据，该过程中涉及的对超声波信号进行波束合成的实现过程，为本领域现有技术，此处不再进行赘述。
[0052]
步骤s103，利用合成超声成像数据，生成超声检测图像和弹性检测图像，其中，弹性检测图像用于表征组织弹检测性信息以及对应时刻的超声检测图像的信号质量。
[0053]
图3为本申请实施例提供的一种生成超声检测图像和弹性检测图像的流程示意图，参考图3，示例性地，合成超声成像数据是携带有待测组织的形变信息的数据，该合成超声成像数据可以用于同时进行超声成像和弹性成像，即生成超声检测图像和弹性检测图
像。具体地，向待测组织施加超声探测的步骤包括向待测组织发射超声波和接收超声波被待测组织阻挡后形成的回波，在每次振动激励
‑
超声探测的循环过程中，由于机械振动形成的剪切波对待测组织产生了激励，待测组织产生了微小形变，因此，超声回波信号中携带了待测组织的形变信息。对超声回波信号进行波束合成和成像计算，即可得到对应的超声检测图像。根据超声回波信号生成超声检测图像的具体实现方式，为本领域现有技术，此次不再赘述。进一步地，通过超声回波信号进行处理和成像计算，可以得到对应的弹性检测图像，具体地，例如，首先对超声回波信号进行滤波处理，之后对滤波后的超声回波信号计算组织位移或应变量，并且运动传播模式图。再根据运动传播模式图确定频散曲线，根据频散曲线确定相速度。通过对相速度进行函数拟合，得到待测组织的粘弹性信息。其中对不同传播速率对应的相速度进行拟合，以获得粘性参数的方法，为本领域人员知晓的现有技术，此处不再赘述。其中，示例性地，弹性检测图像是粘弹性信息的图像表征，弹性检测图像可以通过伪彩图的形式实现。由于生成超声检测图像和弹性检测图像是通过使用相同的源数据生成的，因此，生成超声检测图像和弹性检测图像所对应的检测区域是完全相同的位置，不存在任何时间误差。和分别通过原始的超声回波信号和通过对原始的超声回波信号计算得弹性成像数据进行计算，生成超声检测图像和弹性检测图像的方案相比，能够避免由于原始的超声回波信号和计算后的弹性成像数据不一致，所导致的时间误差问题，从而进一步避免干扰，提高评估弹性测量的可靠性。
[0054]
可选地，本实施例步骤中，还包括：根据剪切波传播速度得到弹性模量e，其中，e＝3ρv2，ρ为组织密度，v为剪切波速度。其中，剪切波传播速度通过相速度确定，组织密度通过预设的记录待测组织密度的配置信息获得。
[0055]
可选地，在本实施例步骤中，在得到超声回波信号之后还包括：
[0056]
根据算式uap＝(i1
‑
i2)/(d1
‑
d2)计算超声衰减参数uap；其中，i1为第一感兴趣位置d1的超声信号强度，d1≤5cm；i2分为第二感兴趣位置d2的超声信号强度，d2≤30cm；d1<d2；根据算式α＝(20log(i1/i2)
‑
6)/2(d1
‑
d2)计算超声衰减系数α；其中，i1为第一感兴趣位置d1的超声信号强度，d1≤5cm；i2分为第二感兴趣位置d2的超声信号强度，d2≤30cm；d1<d2；根据算式k＝s/σ计算散射子分布系数k；其中，s是相干信号能量；σ是扩散信号能量；k的范围为[0，1]；对弹性模量e、超声衰减参数uap、超声衰减系数α，以及散射子分布系数k进行归一化之后，根据超声回波信号及对应组织病理分型，按照算式score＝a*e b*uap c*α d*k计算肝脏组织病变综合评分score；其中，a的取值范围为[0.5，1]，b的取值范围为[0.2，0.8]，c的取值范围为[0，0.5]，d的取值范围为[0.2，1]。其中，“*”表示点乘运行。
[0057]
其中，弹性模量e评估肝脏弹性，评估肝纤维化程度；超声衰减参数uap评估肝脏组织脂肪变程度；超声衰减系数α评估肝脏组织炎症程度；散射子分布系数k评估肝脏组织气泡样变程度；uap/α/k综合评估评价肝脏脂肪肝程度；score综合评估肝脏组织病变程度；其中，对各参数归一化之后，根据超声信号及对应组织病理分型计算score。
[0058]
本实施例步骤中，根据所述超声回波信号，提取定量超声参数，提供多维评价信息。除了所示弹性检测图像外，定量超声参数同时输出显示，辅助用户通过优化后的超声检测图像更好的判断组织结构变化，通过弹性检测图像更好的判断组织弹性变化，通过定量超声参数更好的判断组织微观结构变化，综合评价组织状态，从而提高检测效率和检测准确性。
[0059]
其中，示例性地，弹性程序设备中设置有图形处理器(graphics processing unit，gpu)，利用合成超声成像数据，生成超声检测图像和弹性检测图像的过程，包括：通过gpu对合成超声成像数据进行处理，并行生成超声检测图像和弹性检测图像，提高图像处理速度，使检测图像能够实时显示，提高检测准确性。
[0060]
可选的，在所述超声检测图像生成之后显示之前，还包括对所述超声检测图像进行如下处理：
[0061]
进行中值滤波，去除电子噪声；进行高斯平滑、非局部均值滤波对结构信息进行平滑；进行双边滤波，对边缘信息进行增强；将信号的两个阈值作为显示阈值，较低阈值为信号1％至20％幅度处，较高阈值为信号60％至200％幅度处，根据所述显示阈值进行直方图均衡化处理。
[0062]
本实施例步骤中，通过在显示所述超声检测图像之前，先对超声检测图像进行图像优化，使处理后的超声检测图像更清晰，有助于用户通过观察超声检测图像对待测组织进行状态评估，提高检测效率和检测准确性。
[0063]
步骤s104，根据超声检测图像对应的测试区域和弹性检测图像对应的测试区域的位置关系，叠加显示超声检测图像和弹性检测图像。
[0064]
示例性地，超声检测图像是表征待测组织内部测试区域的组织形态的图像信息，其中包括了对待测组织内部的空间位置的描述信息，弹性检测图像是表征剪切波在测试区域传播过程的图像信息，图4为本申请实施例提供的一种弹性检测图像和超声检测图像叠加显示的示意图，如图4所示，弹性检测图像包括多个位置标记31，位置标记31用于表征振动激励生成的剪切波在待测组织内部的传播位置，振动激励生成的剪切波在待测组织内部传播的位置，与超声检测图像32所显示的待测组织的空间位置，具有真实的对应关系。各位置标记具有不同的平滑度，平滑度用于表征剪切波的传播稳定性，当位置标记31的平滑度较好时，表征剪切波的传播稳定性好，即此时剪切波的传播未受到被测人体的呼吸、测试位置不佳等因素的影响，因此，超声检测图像32的信号质量较好，可信度较高；反之，当位置标记31的平滑度较差，表征剪切波的传播稳定性差，即此时剪切波的传播受到被测人体的呼吸、测试位置不佳等因素的影响，因此，超声检测图像32的信号质量较差，可信度较低。
[0065]
进一步的，示例性地，弹性成像设备包括显示单元，例如显示屏，当操作者对待测组织进行弹性检测时，需要不断的调整检测探头的位置，定位一个较佳的测试区域，以使待测组织的内部组织状态能够在超声影像中被更好的表现。通过本实施例，将超声检测图像和弹性检测图像叠加显示在显示屏上，此时，由于弹性检测图像起到了对超声检测图像的质控作用，因此，操作者在不断调整检测探头的位置，定位较佳的测试区域的过程中，可以利用该超声检测图像对弹性检测图像的质控作用，更好的确定检测探头当前所在的位置是否对应较佳的测试区域，从而提高定位测试区域的效率，提高超声检测图像的信号质量，以及提高检测结果准确性。
[0066]
通过向待测组织施加振动激励并进行超声探测，得到超声回波信号；根据超声回波信号，生成超声检测图像和弹性检测图像，其中，弹性检测图像用于表征组织弹性检测信息以及对应时刻的超声检测图像的信号质量；根据超声检测图像对应的测试区域和弹性检测图像对应的测试区域的位置关系，叠加显示超声检测图像和弹性检测图像，由于在生成超声检测图像后，同时利用生成的弹性检测图像，叠加显示在超声检测图像上，利用弹性检
测图像对超声检测图像的信号质量进行表征，使操作者能够快速质控检测结果，消除由于测试位置不佳、被测人体呼吸等原因造成的影响，提高超声检测图像的信号质量，提高检测结果准确性。
[0067]
图5为本申请另一个实施例提供的弹性成像方法的流程图，如图5所示，本实施例提供的弹性成像方法在图2所示实施例提供的弹性成像方法的基础上，对步骤s104进一步细化，并增加了获取配置信息的步骤，则本实施例提供的弹性成像方法包括以下几个步骤：
[0068]
步骤s201，向待测组织施加剪切波，并采集用于追踪剪切波传播的超声回波信号。
[0069]
步骤s202，将用于追踪剪切波传播的超声回波信号进行波束合成，生成合成超声成像数据，超声成像数据包括多帧扫描线，多帧扫描线用于表征不同位置的超声探测结果。
[0070]
步骤s203，根据合成超声成像数据中的多帧扫描线，生成超声检测图像和弹性检测图像，其中，弹性检测图像包括至少一个位置标记，位置标记用于表征振动激励生成的剪切波在待测组织内部的传播位置。
[0071]
示例性地，超声检测图像是通过对多帧扫描线进行波束合成和成像计算后生成的图像信息。弹性检测图像是表征待测组织的粘弹性信息的图像信息，确定待测组织的粘弹性信息的过程例如包括：对多帧扫描线进行滤波，根据滤波后的多帧扫描线对应的回波数据确定运动传播模式图，对运动传播模式图进行时频分析，确定频散曲线，根据频散曲线确定不同频率对应的相速度，对不同频率对应的相速度进行函数拟合，得到待测组织的粘弹性信息。由多帧扫描线的生成超声检测图像和弹性检测图像，具有相同的源数据，因此，生成超声检测图像和弹性检测图像所对应的检测区域是完全相同的位置，不存在任何时间误差。能够避免由于原始的超声回波信号和计算后的弹性成像数据不一致，所导致的时间误差问题，从而进一步避免干扰，提高评估弹性测量的可靠性。
[0072]
步骤s204，以超声检测图像的测试区域为基准，确定定位坐标系。
[0073]
进一步地，一组合成超声成像数据对应一组超声回波信息，每一超声回波信号所探测区域之和，即为测试区域。因此，以合成超声成像数据所对应的测试区域为基准，可以建立一个用于描述空间位置的坐标系，该坐标系中的位置坐标，用于表征坐标点的空间位置。进一步地，弹性检测图像中的位置标记，也是通过超声回波信号生成的，因此可以根据合成超声成像数据确定位置标记在该以测试区域为基准的坐标系下的位置坐标。
[0074]
步骤s205，根据位置标记与测试区域的位置关系，确定位置标记在定位坐标系中的位置坐标。
[0075]
在一种可能的实现方式中，测试区域的范围，可以根据用户需要进行调整和设置，例如，获取用户输入的配置信息，根据配置信息，确定测试区域的范围。通过配置信息对测试区域的范围进行调整，仅对感兴趣区域或预设范围进行显示，避免周围非感兴趣区域或其他干扰信息对结果的判断造成影响，可以进一步的提高算法的灵活性和适用范围。
[0076]
步骤s206，根据位置坐标，将位置标记叠加显示在超声检测图像上。
[0077]
具体地，根据位置坐标，将位置标记显示在位置坐标处，实现位置标记与超声检测图像的叠加显示。该位置标记代表剪切波随时间到达的空间位置。可选地，位置标记为伪彩图，不同的位置标记具有不同的颜色，而不同的颜色代表剪切波到达该位置时的时间，例如，位置标记a为红色，指示剪切波到达位置标记a处的时间是50毫秒，位置标记b为黄色，指示剪切波到达位置标记b处的时间是100毫秒；位置标记c为蓝色，指示剪切波到达位置标记
c处的时间是150毫秒。根据位置标记之间的颜色变化，位置标记具有对应的平滑度，其中，平滑度用于表征剪切波的传播稳定性。示例性地，各位置标记之间的颜色变化，可以是按照色温进行变化的，更便于操作者对于各位置标记之间的颜色变化的平滑度进行识别。下面以一个更具体的实施例，对如何根据位置标记的平滑度进行质控的过程进行说明。
[0078]
图6为本申请实施例提供的一种根据位置标记的平滑度进行质控的过程示意图，如图6所示，位置标记a、b、c、d、e分别叠加显示在超声检测图像32中，每一位置标记31表征剪切波到达超声检测图像中对应人体组织的位置。当操作者通过操作检测探头111进行弹性检测时，位置标记31以不同的颜色叠加显示在超声检测图像32上，即位置标记a、b、c、d、e分别具有不同的伪彩颜色，例如，位置标记a为红色，位置标记b为橘红色，位置标记c为黄色，位置标记d为浅蓝色，位置标记e为深蓝色。不同的颜色，对应剪切波到达该位置的不同时间。
[0079]
当操作者移动操作检测探头111至第一位置时，此时检测环境不佳，剪切波在人体组织内传播过程中受到影响，使剪切波在人体中的传播速度不均匀，则会导致标记位置a至标记位置e的颜色变化不平滑。操作者通过观察位置标记31的颜色变化，判断此时检测环境不佳，因此移动检测探头111至第二位置，此时检测环境良好，即剪切波在人体组织内传播过程中未受到人体呼吸、不均匀组织阻挡等影响，则剪切波的传播速度应该是均匀的，即位置标记a至位置标记e的颜色变化是平滑变化的。操作者通过观察伪彩图像式的位置标记31的平滑度，可以确定在该测试区域内，是否受到了干扰，从而实现对超声检测图像的质控目的。
[0080]
本实施例中，通过以伪彩图的形式显示标记位置，并通过各位置标记的平滑度表现超声检测图像的信号质量。使叠加在超声检测图像中的弹性检测图像能够提高起到对超声检测图像的质控目的。相比于现有技术中通过文字标识显示弹性检测结果的技术方案，伪彩图的显示方式能够使操作者更加直观地、实时地观察到超声检测图像的信号质量，从而调整测试区域，避免对弹性检测的干扰，提高待测组织状态检测的准确性。
[0081]
本实施例中，步骤s201
‑
步骤s202的实现方式在本申请图2所示实施例中已进行介绍，在此不再一一赘述。
[0082]
图7为本申请一个实施例提供的超声弹性成像装置的结构示意图，应用于弹性成像设备，如图7所示，本实施例提供的超声弹性成像装置3包括：
[0083]
探测模块31，用于向待测组织施加振动激励并进行超声探测，得到超声回波信号；
[0084]
合成模块32，用于根据超声回波信号，进行波束合成，生成合成超声成像数据；
[0085]
生成模块33，用于利用合成超声成像数据，生成超声检测图像和弹性检测图像，其中，弹性检测图像用于表征组织弹检测性信息以及对应时刻的超声检测图像的信号质量；
[0086]
显示模块34，用于根据超声检测图像对应的测试区域和弹性检测图像对应的测试区域的位置关系，叠加显示超声检测图像和弹性检测图像。
[0087]
在一种可能的实现方式中，探测模块31，具体用于：向待测组织施加剪切波，并采集用于追踪剪切波传播的超声回波信号；合成模块32，具体用于：将用于追踪剪切波传播的超声回波信号进行波束合成，生成多帧扫描线，其中，多帧扫描线用于表征不同位置的超声探测结果。
[0088]
在一种可能的实现方式中，生成模块33，具有用于：通过图形处理器对合成超声成
像数据进行处理，并行生成超声检测图像和弹性检测图像，以及根据剪切波传播速度得到弹性模量e，其中，e＝3ρv2，ρ为组织密度，v为剪切波速度。
[0089]
在一种可能的实现方式中，所述生成模块33，在生成所述超声检测图像之后，还对所述超声检测图像进行如下处理：进行中值滤波，去除电子噪声；进行高斯平滑、非局部均值滤波对结构信息进行平滑；进行双边滤波，对边缘信息进行增强；将信号的两个阈值作为显示阈值，较低阈值为信号1％至20％幅度处，较高阈值为信号60％至200％幅度处，根据所述显示阈值进行直方图均衡化处理。
[0090]
在一种可能的实现方式中，弹性检测图像包括至少一个位置标记，位置标记用于表征振动激励生成的剪切波在待测组织内部的传播位置，显示模块34，具体用于：以超声检测图像的测试区域为基准，确定定位坐标系；根据位置标记与测试区域的位置关系，确定位置标记在定位坐标系中的位置坐标；根据位置坐标，将位置标记叠加显示在超声检测图像上。
[0091]
在一种可能的实现方式中，弹性检测图像为伪彩图，各位置标记对应不同的伪彩颜色，伪彩颜色用于表征剪切波在待测组织内部传输时，到达不同位置时对应的时间。
[0092]
在一种可能的实现方式中，各位置标记具有不同的平滑度，平滑度用于表征剪切波的传播稳定性。
[0093]
在一种可能的实现方式中，所述生成模块33在得到超声回波信号之后，还用于：根据算式uap＝(i1
‑
i2)/(d1
‑
d2)计算超声衰减参数uap；其中，i1为第一感兴趣位置d1的超声信号强度，d1≤5cm；i2分为第二感兴趣位置d2的超声信号强度，d2≤30cm；d1<d2；根据算式α＝(20log(i1/i2)
‑
6)/2(d1
‑
d2)计算超声衰减系数α；其中，i1为第一感兴趣位置d1的超声信号强度，d1≤5cm；i2分为第二感兴趣位置d2的超声信号强度，d2≤30cm；d1<d2；根据算式k＝s/σ计算散射子分布系数k；其中，s是相干信号能量；σ是扩散信号能量；k的范围为[0，1]；对弹性模量e、超声衰减参数uap、超声衰减系数α，以及散射子分布系数k进行归一化之后，根据超声回波信号及对应组织病理分型，按照算式score＝a*e b*uap c*α d*k计算肝脏组织病变综合评分score；其中，a的取值范围为[0.5，1]，b的取值范围为[0.2，0.8]，c的取值范围为[0，0.5]，d的取值范围为[0.2，1]。
[0094]
其中，探测模块31、合成模块32、生成模块33和显示模块34依次连接。本实施例提供的超声弹性成像装置3可以执行如图2
‑
图6任一所示的方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
[0095]
图8为本申请一个实施例提供的电子设备的示意图，如图8所示，本实施例提供的电子设备4包括：存储器41，处理器42以及计算机程序。
[0096]
其中，计算机程序存储在存储器41中，并被配置为由处理器42执行以实现本申请图2
‑
图5所对应的实施例中任一实施例提供的超声弹性成像方法。
[0097]
其中，存储器41和处理器42通过总线43连接。
[0098]
相关说明可以对应参见图2
‑
图6所对应的实施例中的步骤所对应的相关描述和效果进行理解，此处不做过多赘述。
[0099]
在一种可能的实现方式中，电子为弹性成像设备。
[0100]
本申请一个实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行以实现本申请图2
‑
图6所对应的实施例中任一实施例提供的超声弹性
成像方法。
[0101]
其中，计算机可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(ram)、cd
‑
rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。
[0102]
本申请一个实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请图2
‑
图6所对应的实施例中任一实施例提供的超声弹性成像方法。
[0103]
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0104]
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书指出。
[0105]
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书来限制。

技术特征：
1.一种超声弹性成像方法，其特征在于，所述方法包括：向待测组织施加振动激励并进行超声探测，得到超声回波信号；根据所述超声回波信号，进行波束合成，生成合成超声成像数据；利用所述合成超声成像数据，生成超声检测图像和弹性检测图像，其中，所述弹性检测图像用于表征组织弹检测性信息以及对应时刻的超声检测信号的信号质量；根据所述超声检测图像对应的测试区域和所述弹性检测图像对应的测试区域的位置关系，叠加显示所述超声检测图像和所述弹性检测图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向待测组织施加振动激励并进行超声探测，得到超声回波信号，包括：向待测组织施加剪切波，并采集用于追踪剪切波传播的超声回波信号；根据所述超声回波信号，进行波束合成，生成合成超声成像数据，包括：将用于追踪剪切波传播的超声回波信号进行波束合成，生成多帧扫描线，其中，所述多帧扫描线用于表征不同位置的超声探测结果。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述合成超声成像数据，生成超声检测图像和弹性检测图像，包括：通过图形处理器对所述合成超声成像数据进行处理，并行生成所述超声检测图像和所述弹性检测图像，以及根据剪切波传播速度得到弹性模量e，其中，e＝3ρv2，ρ为组织密度，v为剪切波速度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述超声检测图像生成之后显示之前，还包括对所述超声检测图像进行如下处理：进行中值滤波，去除电子噪声；进行高斯平滑、非局部均值滤波对结构信息进行平滑；进行双边滤波，对边缘信息进行增强；将信号的两个阈值作为显示阈值，较低阈值为信号1％至20％幅度处，较高阈值为信号60％至200％幅度处，根据所述显示阈值进行直方图均衡化处理。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弹性检测图像包括至少一个位置标记，所述位置标记用于表征所述振动激励生成的剪切波在所述待测组织内部的传播位置，根据所述超声检测图像对应的测试区域和所述弹性检测图像对应的测试区域的位置关系，叠加显示所述超声检测图像和所述弹性检测图像，包括：以所述超声检测图像的测试区域为基准，确定定位坐标系；根据所述位置标记与所述测试区域的位置关系，确定所述位置标记在所述定位坐标系中的位置坐标；根据所述位置坐标，将所述位置标记叠加显示在所述超声检测图像上。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述弹性检测图像为伪彩图，各所述位置标记对应不同的伪彩颜色，所述伪彩颜色用于表征所述剪切波在所述待测组织内部传输时，到达不同位置时对应的时间。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，各所述位置标记具有不同的平滑度，所述平滑度用于表征所述剪切波的传播稳定性。8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在得到超声回波信号之后还包括：
根据算式uap＝(i1
‑
i2)/(d1
‑
d2)计算超声衰减参数uap；根据算式α＝(20log(i1/i2)
‑
6)/2(d1
‑
d2)计算超声衰减系数α；其中，i1为第一感兴趣位置d1的超声信号强度，d1≤5cm；i2分为第二感兴趣位置d2的超声信号强度，d2≤30cm；d1<d2；根据算式k＝s/σ计算散射子分布系数k；其中，s是相干信号能量；σ是扩散信号能量；k的范围为[0，1]；对弹性模量e、超声衰减参数uap、超声衰减系数α，以及散射子分布系数k进行归一化之后，根据超声回波信号及对应组织病理分型，按照算式score＝a*e b*uap c*α d*k计算肝脏组织病变综合评分score；其中，a的取值范围为[0.5，1]，b的取值范围为[0.2，0.8]，c的取值范围为[0，0.5]，d的取值范围为[0.2，1]。9.一种超声弹性成像装置，其特征在于，所述装置包括：探测模块，用于向待测组织施加振动激励并进行超声探测，得到超声回波信号；合成模块，用于根据所述超声回波信号，进行波束合成，生成合成超声成像数据；生成模块，用于利用所述合成超声成像数据，生成超声检测图像和弹性检测图像，其中，所述弹性检测图像用于表征组织弹检测性信息以及对应时刻的超声检测图像的信号质量；显示模块，用于根据所述超声检测图像对应的测试区域和所述弹性检测图像对应的测试区域的位置关系，叠加显示所述超声检测图像和所述弹性检测图像。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述探测模块，具体用于：向待测组织施加剪切波，并采集用于追踪剪切波传播的超声回波信号；所述合成模块，具体用于：将用于追踪剪切波传播的超声回波信号进行波束合成，生成多帧扫描线，其中，所述多帧扫描线用于表征不同位置的超声探测结果。11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述生成模块，具有用于：通过图形处理器对所述合成超声成像数据进行处理，并行生成所述超声检测图像和所述弹性检测图像，以及根据剪切波传播速度得到弹性模量e，其中，e＝3ρv2，ρ为组织密度，v为剪切波速度。12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述生成模块，在生成所述超声检测图像之后，还对所述超声检测图像进行如下处理：进行中值滤波，去除电子噪声；进行高斯平滑、非局部均值滤波对结构信息进行平滑；进行双边滤波，对边缘信息进行增强；将信号的两个阈值作为显示阈值，较低阈值为信号1％至20％幅度处，较高阈值为信号60％至200％幅度处，根据所述显示阈值进行直方图均衡化处理。13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述弹性检测图像包括至少一个位置标记，所述位置标记用于表征所述振动激励生成的剪切波在所述待测组织内部的传播位置，所述显示模块，具体用于：以所述超声检测图像的测试区域为基准，确定定位坐标系；根据所述位置标记与所述测试区域的位置关系，确定所述位置标记在所述定位坐标系中的位置坐标；根据所述位置坐标，将所述位置标记叠加显示在所述超声检测图像上。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述弹性检测图像为伪彩图，各所述位置标记对应不同的伪彩颜色，所述伪彩颜色用于表征所述剪切波在所述待测组织内部传输时，到达不同位置时对应的时间。15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，各所述位置标记具有不同的平滑度，所述平滑度用于表征所述剪切波的传播稳定性。16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述生成模块在得到超声回波信号之后，还用于：根据算式uap＝(i1
‑
i2)/(d1
‑
d2)计算超声衰减参数uap；根据算式α＝(20log(i1/i2)
‑
6)/2(d1
‑
d2)计算超声衰减系数α；其中，i1为第一感兴趣位置d1的超声信号强度，d1≤5cm；i2分为第二感兴趣位置d2的超声信号强度，d2≤30cm；d1<d2；根据算式k＝s/σ计算散射子分布系数k；其中，s是相干信号能量；σ是扩散信号能量；k的范围为[0，1]；对弹性模量e、超声衰减参数uap、超声衰减系数α，以及散射子分布系数k进行归一化之后，根据超声回波信号及对应组织病理分型，按照算式score＝a*e b*uap c*α d*k计算肝脏组织病变综合评分score；其中，a的取值范围为[0.5，1]，b的取值范围为[0.2，0.8]，c的取值范围为[0，0.5]，d的取值范围为[0.2，1]；所述显示模块，还用于显示得到的肝脏组织病变综合评分score。17.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器，处理器以及计算机程序；其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现如权利要求1至8中任一项所述的超声弹性成像方法。18.一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中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至8任一项所述的超声弹性成像方法。19.一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的超声弹性成像方法。
技术总结
本申请实施例提供一种超声弹性成像方法、装置、电子设备及存储介质，通过向待测组织施加振动激励并进行超声探测，得到超声回波信号；根据超声回波信号，进行波束合成，生成合成超声成像数据；利用合成超声成像数据，生成超声检测图像和弹性检测图像，其中，弹性检测图像用于表征组织弹检测性信息以及对应时刻的超声检测图像的信号质量；根据超声检测图像对应的测试区域和弹性检测图像对应的测试区域的位置关系，叠加显示超声检测图像和弹性检测图像，由于在生成超声检测图像后，通过将生成的弹性检测图像叠加显示在超声检测图像上，利用弹性检测图像对超声检测图像的信号质量进行表征，使操作者能够快速质控检测结果，提高检测效率和准确性。检测效率和准确性。检测效率和准确性。


技术研发人员：何琼 邵金华 孙锦
受保护的技术使用者：北京索瑞特医学技术有限公司
技术研发日：2021.04.06
技术公布日：2021/6/29