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一种对血流进行滤波的方法、装置及存储介质与流程

2022-07-16 13:00:11 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及超声医疗检测技术领域,提供了一种对血流进行滤波的方法、装置及存储介质。


背景技术:

2.目前,在超声系统中常用的模式是c模式,也就是彩色血流成像,即利用多普勒效应对径向血流进行成像,方便诊断患者相关部位的径向血流速度。因为人体组织中不光有血流,还有组织,超声波经过这些组织时会产生组织杂波信号,而且,组织杂波信号的强度通常比血流信号的强度高40~100db,因而血流信号容易受到组织杂波的影响。
3.现有的处理模式中,为了滤除上述组织杂波信号,通常会对血流信号中的各点逐点进行杂波的统一滤除,即将组织杂波信号作为一种匀速运动的信号来处理,但组织相对于血流而言,通常是非匀速运动的,因此,现有的处理方式中,组织杂波信号容易超过壁滤波器的抑制能力范围,即滤除过程中将组织杂波信号当成血流信号,导致血流检测不准。


技术实现要素:

4.本技术实施例提供一种对血流进行滤波的方法、装置及存储介质,用以提升对血流信号进行检测的准确度。
5.本技术提供的具体技术方案如下:
6.第一方面,本技术实施例提供了一种对血流进行滤波的方法,包括:
7.基于组织的运动速度对原始信号进行分段处理,得到多个原始分段信号,其中原始分段信号中的组织杂波信号对应的组织是匀速运动的;
8.滤除各个原始分段信号中的组织杂波信号后得到目标信号;
9.基于预设的滑动窗口对目标信号进行分段处理,得到多个目标分段信号;
10.将目标分段信号的参数与对应的参数阈值进行比较,并基于比较结果选择目标分段信号,将选择的目标分段信号组成目标血流信号。
11.在一些可能的实施例中,基于组织的运动速度对原始信号进行分段处理,得到多个原始分段信号,包括:
12.确定原始信号中的血流信号的血流速度和组织杂波信号的组织速度;
13.将原始信号中组织速度与血流速度的差值小于预设差值的信号段作为原始分段信号。
14.在一些可能的实施例中,滤除各个原始分段信号中的组织杂波信号后得到目标信号,包括:
15.将各个原始分段信号转换到频域得到多个频域分段信号;
16.将各个频域分段信号按照相位在频域对应的距离进行频谱搬移,并滤除组织杂波信号;将滤除后的各个频域分段信号转换到时域后,按照时域的连续性组成目标信号。
17.在一些可能的实施例中,基于预设的滑动窗口对目标信号进行分段处理,得到多
个目标分段信号,包括:
18.采用预设的滑动窗口对目标信号依次进行截取,得到多个起始点和结束点;
19.将属于同一个滑动窗口的起始点和结束点之间的目标信号划分成同一个目标分段信号。
20.在一些可能的实施例中,基于比较结果选择目标分段信号,包括:
21.从所有目标分段信号中,选择比较结果满足下列条件中的部分或全部的目标分段信号;
22.速度参数值小于速度阈值;
23.速度方差大于方差阈值;
24.能量参数值小于能量阈值。
25.在一些可能的实施例中,将选择的目标分段信号组成目标血流信号,包括:
26.从选择出来的目标分段信号中提取时域标签;
27.将目标分段信号按照时域标签的先后顺序组成目标血流信号。
28.在一些可能的实施例中,组织杂波信号由壁滤波器滤除。
29.第二方面,本技术实施例提供了一种对血流进行滤波的装置,包括:
30.分段单元,用于基于组织的运动速度对原始信号进行分段处理,得到多个原始分段信号,其中原始分段信号中的组织杂波信号对应的组织是匀速运动的;
31.滤除单元,用于滤除各个原始分段信号中的组织杂波信号后得到目标信号;
32.再分段单元,用于基于预设的滑动窗口对目标信号进行分段处理,得到多个目标分段信号;
33.比较单元,用于将目标分段信号的参数与对应的参数阈值进行比较,并基于比较结果选择目标分段信号,将选择的目标分段信号组成目标血流信号。
34.第三方面,本技术实施例提供了一种超声设备,包括:
35.探头,被配置为发射宽波束,并接收原始信号;
36.显示单元,被配置为显示目标血流信号对应的超声图像;
37.处理器,分别与探头以及显示单元相连接,被配置为执行:
38.基于组织的运动速度对原始信号进行分段处理,得到多个原始分段信号,其中原始分段信号中的组织杂波信号对应的组织是匀速运动的;
39.滤除各个原始分段信号中的组织杂波信号后得到目标信号;
40.基于预设的滑动窗口对目标信号进行分段处理,得到多个目标分段信号;
41.将目标分段信号的参数与对应的参数阈值进行比较,并基于比较结果选择目标分段信号,将选择的目标分段信号组成目标血流信号。
42.在一些可能的实施例中,所述处理器执行基于组织的运动速度对原始信号进行分段处理,得到多个原始分段信号时,被配置为:
43.确定原始信号中的血流信号的血流速度和组织杂波信号的组织速度;
44.将原始信号中组织速度与血流速度的差值小于预设差值的信号段作为原始分段信号。
45.在一些可能的实施例中,所述处理器执行滤除各个原始分段信号中的组织杂波信号后得到目标信号时,被配置为:
46.将各个原始分段信号转换到频域得到多个频域分段信号;
47.将各个频域分段信号按照相位在频域对应的距离进行频谱搬移,并滤除组织杂波信号;将滤除后的各个频域分段信号转换到时域后,按照时域的连续性组成目标信号。
48.在一些可能的实施例中,所述处理器执行基于预设的滑动窗口对目标信号进行分段处理,得到多个目标分段信号时,被配置为:
49.采用预设的滑动窗口对目标信号依次进行截取,得到多个起始点和结束点;
50.将属于同一个滑动窗口的起始点和结束点之间的目标信号划分成同一个目标分段信号。
51.在一些可能的实施例中,所述处理器执行基于比较结果选择目标分段信号时,被配置为:
52.从所有目标分段信号中,选择比较结果满足下列条件中的部分或全部的目标分段信号;
53.速度参数值小于速度阈值;
54.速度方差大于方差阈值;
55.能量参数值小于能量阈值。
56.在一些可能的实施例中,所述处理器执行将选择的目标分段信号组成目标血流信号时,被配置为:
57.从选择出来的目标分段信号中提取时域标签;
58.将目标分段信号按照时域标签的先后顺序组成目标血流信号。
59.在一些可能的实施例中,组织杂波信号由壁滤波器滤除。
60.第四方面,一种计算机可读存储介质,当所述存储介质中的指令由处理器执行时,使得所述处理器能够执行上述第一方面任一项所述的方法。
61.本技术有益效果如下:
62.综上所述,本技术实施例中,提供了一种对血流进行滤波的方法、装置及存储介质,该方法包括:基于组织的运动速度对原始信号进行分段处理,得到多个原始分段信号,其中,原始分段信号中的组织杂波信号对应的组织是匀速运动的,滤除各个原始分段信号中的组织杂波信号后得到目标信号,基于预设的滑动窗口对目标信号进行分段处理,得到多个目标分段信号,将目标分段信号的参数与对应的参数阈值进行比较,并基于比较结果选择目标分段信号,将选择的目标分段信号组成目标血流信号,通过上述分段处理能够有效滤除组织杂波信号以及噪声信号,从而保留有效的血流信号,进而提升了对血流信号的检测效率和准确率。
63.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
64.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解,构成本技术的一部分,本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术,并不构成对本技术的不当限定。在附图中:
65.图1为一种超声设备的结构示意图;
66.图2为根据本技术一个实施例的应用原理的示意图;
67.图3为本技术实施例中对血流进行滤波的流程示意图;
68.图4为一种原始信号的组成示意图;
69.图5为本技术实施例中运用超声设备采集原始信号的示意图;
70.图6为本技术实施例中确定原始分段信号的流程示意图;
71.图7为本技术实施例中另一种对血流进行滤波的流程示意图;
72.图8为本技术实施例中确定目标信号的流程示意图;
73.图9为本技术实施例中确定目标分段信号的流程示意图;
74.图10为本技术实施例中第三种对血流进行滤波的流程示意图;
75.图11为本技术实施例中确定目标血流信号的流程示意图;
76.图12为本技术实施例中第四种对血流进行滤波的流程示意图;
77.图13为本技术实施例中根据时域标签确定目标血流信号的流程示意图;
78.图14为本技术实施例中根据目标分段信号确定目标血流信号的流程示意图;
79.图15为本技术实施例中一种根据频率滤除组织杂波信号的示意图;
80.图16为本技术实施例中一种在频移基础上根据频率滤除组织杂波信号的示意图;
81.图17为本技术实施例中一种应用场景下滤除组织杂波信号得到血流信号的示意图;
82.图18为本技术实施例中一种应用场景下滤除噪声后得到目标血流信号的示意图;
83.图19为本技术实施例中的对血流进行滤波的装置的逻辑架构示意图;
84.图20为本技术实施例中超声设备的实体架构示意图。
具体实施方式
85.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术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技术技术方案的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术文件中记载的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术技术方案保护的范围。
86.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语

第一



第二

等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够使用除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
87.参阅图1所示,本技术实施例中,系统中包含了至少一个探头、显示单元和处理器,使用过程中,探头用于采集原始信号,需要进行说明的是,这里的原始信号包括血流信号和组织杂波信号,并且,探头将采集到的原始信号发送给处理器,由处理器进行滤除原始信号中的组织杂波信号等的处理,并将处理后得到的最终信号形成超声显示信号,以由显示单元进行显示。
88.图1示出了本技术一个实施例提供的超声设备100的结构示意图。下面以超声设备100为例对实施例进行具体说明。应该理解的是,图1所示超声设备100仅是一个范例,并且超声设备100可以具有比图1中所示的更多的或者更少的部件,可以组合两个或多个的部
件,或者可以具有不同的部件配置。图中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。
89.图1中示例性示出了根据示例性实施例中超声设备100的硬件配置框图。
90.如图1所示,超声设备100例如可以包括:处理器110、存储器120、显示单元130和探头140;其中,
91.探头140,被配置为发射宽波束,并接收各取样门反馈的回波信号;
92.显示单元130,被配置为显示超声图像;
93.存储器120被配置为存储用于超声图像所需的数据,可包括软件程序,应用界面数据等;
94.处理器110,分别与所述探头140以及所述显示单元130相连接,被配置为:
95.将预先选定的血流成像区域划分为多个子区域;
96.依序对每个所述子区域分别发射超声波得到每个所述子区域各自的接收线;
97.对每条接收线分别执行,按照所述接收线对应的子取样门位置,将所述接收线划分为多份,得到各子取样门分别对应的子接收线;
98.依据各子区域的接收线,以及各子取样门对应的子接收线,构建所述血流成像区域的四维模型,所述四维模型用于描述:时间、血流速度、成像深度以及接收线之间的关联关系。
99.在一些可能的实施例中,所述处理器执行将预先选定的血流成像区域划分为多个子区域时,被配置为:
100.基于单次发射超声波后得到的接收线条数和所述血流成像区域的总接收线条数,对所述血流成像区域进行划分操作,得到所述多个子区域;其中,所述多个子区域的个数与所述总接收线条数具有反比关系,且与单次发射超声波后得到的接收线条数具有反比关系。
101.在一些可能的实施例中,所述处理器还被配置为:
102.针对不同子区域采用分时检测扫描的方式,在一个扫描周期内依序向各子区域分别发送超声波、重复n个所述扫描周期,获得各子区域在不同扫描周期内的各自的接收线;其中,n为正整数;
103.针对同一子区域,采用插值处理方式,得到相邻两个扫描周期之间的接收线。
104.在一些可能的实施例中,每条接收线的多个子取样门中位置相邻的子取样门之间具有重叠区域。
105.在一些可能的实施例中,针对每条接收线,所述接收线的子取样门的数量与所述接收线的取样门内的总点数成正比、与单个子取样门内设置的点数成反比,且与子取样门之间的重叠区域的大小成反比。
106.在一些可能的实施例中,所述处理器还被配置为:
107.接收针对血流成像区域的四维模型的查看指示,其中,所述四维模型用于描述:时间、血流速度、成像深度以及接收线之间的关联关系;
108.响应所述查看指示,展示所述四维模型中与所述查看指示对象的成像信息。
109.在一些可能的实施例中,所述查看指示用于从所述四维模型中获取与所述查看指示对应的数据构建所述四维模型中的时间、血流速度、成像深度以及接收线表示四个维度
中的任一维度;
110.所述处理器响应所述查看指示,执行展示所述四维模型中与所述查看指示对象的成像信息时,被配置为:
111.从所述四维模型中,获取选定的维度对应的其他三个维度的信息,构建三维模型并展示。
112.在一些可能的实施例中,所述处理器还被配置为:
113.构建所述四维模型包括:
114.将所述血流成像区域划分为多个子区域;
115.依序对每个所述子区域分别发射超声波得到每个所述子区域各自的接收线;
116.对每条接收线分别执行,按照所述接收线对应的子取样门位置,将所述接收线划分为多份,得到各子取样门分别对应的子接收线;
117.依据各子区域的接收线,以及各子取样门对应的子接收线,构建所述血流成像区域的四维模型。
118.在一些可能的实施例中,所述处理器执行将预先选定的血流成像区域划分为多个子区域时,被配置为:
119.基于单次发射超声波后得到的接收线条数和所述血流成像区域的总接收线条数,对所述血流成像区域进行划分操作,得到所述多个子区域;其中,所述多个子区域的个数与所述总接收线条数具有反比关系,且与单次发射超声波后得到的接收线条数具有反比关系。
120.在一些可能的实施例中,处理器110被配置为接收针对血流成像区域的四维模型的查看指示,其中,所述四维模型用于描述:时间、血流速度、成像深度以及接收线之间的关联关系;
121.响应所述查看指示,展示所述四维模型中与所述查看指示对象的成像信息。
122.在一些可能的实施例中,所述查看指示用于从所述四维模型中获取与所述查看指示对应的数据构建所述四维模型中的时间、血流速度、成像深度以及接收线表示四个维度中的任一维度;
123.所述处理器110响应所述查看指示,执行展示所述四维模型中与所述查看指示对象的成像信息时,被配置为:
124.从所述四维模型中,获取选定的维度对应的其他三个维度的信息,构建三维模型并展示。
125.在一些可能的实施例中,所述装置还被配置为:
126.构建所述四维模型包括:
127.将所述血流成像区域划分为多个子区域;
128.依序对每个所述子区域分别发射超声波得到每个所述子区域各自的接收线;
129.对每条接收线分别执行,按照所述接收线对应的子取样门位置,将所述接收线划分为多份,得到各子取样门分别对应的子接收线;
130.依据各子区域的接收线,以及各子取样门对应的子接收线,构建所述血流成像区域的四维模型。
131.图2为根据本技术一个实施例的应用原理的示意图。其中,该部分可由图1所示超
声设备的部分模块或功能组件实现,下面将仅针对主要的部件进行说明,而其它部件,如存储器、控制器、控制电路等,此处将不进行赘述。
132.如图2所示,应用环境中可以包括经由输入输出单元提供的待用户操作的用户界面210、用于显示所述用户界面的显示单元220以及处理器230。
133.显示单元220可以包括显示面板221、背光组件222。其中,显示面板221被配置为对超声图像进行显示,背光组件222位于显示面板221背面,背光组件222可以包括多个背光分区(图中未示出),各背光分区可以发光,以点亮显示面板221。
134.处理器230可以被配置为控制背光组件222中各背光分区的背光源亮度,以及控制探头发射宽波束和接收回波信号。
135.其中处理器230可以包括聚焦处理单元231、波束合成单元232、频谱生成单元233。其中聚焦处理单元231可以被配置为逐一对每个取样门执行聚焦处理,聚焦处理包括:以取样门为宽波束的聚焦位置,根据取样门的发射系数向目标检测区域发射宽波束;并接收每个取样门反馈的回波信号。波束合成单元232被配置为当对目标检测区域的所有取样门完成一轮聚焦处理之后,分别对同一取样门反馈的回波信号进行波束合成,得到扫描信息。频谱生成单元233被配置为基于各取样门的扫描信息进行多普勒成像。
136.鉴于现有技术中,通过探头采集到的病患的信号中包括病患的被采集部位的血流信号,还会不可避免地携带有上述被采集部位的组织杂波信号。而经研究和实践表明,人体内的血流信号是匀速运动的,但组织是随着人体的活跃情况(例如,哭、笑、怒等等)而实时运动的,相应的组织杂波信号是非匀速运动的。为了消除组织杂波信号对血流信号的影响,目前,通常会对血流信号中的组织杂波信号进行统一滤除,即将组织杂波信号作为一种匀速运动的信号来处理,这样会导致不能彻底滤除组织杂波信号,进而影响血流信号的准确度。
137.下面结合附图对本技术优选的实施方式进行详细说明。
138.本技术实施例中,对血流进行滤波的方法的实现,主要在超声设备侧执行,下面进行具体介绍。
139.参阅图3所示,本技术实施例中,对血流进行滤波的具体流程如下:
140.步骤301:基于组织的运动速度对原始信号进行分段处理,得到多个原始分段信号,其中原始分段信号中的组织杂波信号对应的组织是匀速运动的。
141.首先需要进行说明的是,参阅图4所示,人体内的某个采集部位中血流信号和组织杂波信号产生于该采集部位的中央,即由上述采集部位的生物学组织包裹血流信号和组织杂波信号。并且,血流信号和组织杂波信号在时域上是对应的,但区别在于,血流信号在人体全身处的运动都是匀速的,不受所处采集部位的影响,组织杂波信号是非匀速运动的,即组织杂波信号是受到采集部位的活跃情况的影响的。具体实施过程中,血流信号和组织杂波信号统称为原始信号,即超声设备所采集到的即为原始信号。
142.下面具体介绍下原始信号是如何被采集到的,参阅图5所示,超声设备中包括探头、处理器和显示单元,其中的探头为采集设备,通常,实施过程中,预先在探头上涂抹化学制剂,再由该探头接触患者的被采集部位即某个组织上,从而采集到该组织对应的原始信号,这里的原始信号中同时包括有血流信号和组织杂波信号。考虑到上述采集过程会持续一段时间,并且,组织杂波信号的速度会随着被采集部位的活跃程度而有变动。
143.基于上述情况,本技术实施例中,采用分段处理的方式对原始信号进行处理,分段的依据是组织的运动速度,即考虑到组织杂波信号对应的组织在某个小的时间段内是匀速运动的,相应的采集到的某段组织杂波信号也是匀速的,下面具体介绍下对原始信号进行分段处理的过程。
144.基于组织的运动速度对原始信号进行分段处理,得到多个原始分段信号,参阅图6所示,包括:
145.步骤3011:确定原始信号中的血流信号的血流速度和组织杂波信号的组织速度。
146.由于,血流信号和组织杂波信号在时域上是对应的,即同一时刻采集到的原始信号中既包括血流信号,又包括组织杂波信号,并且,原始信号中的血流信号的血流速度是恒定的,因此,在分段过程中,首先分别确定原始信号中的血流信号的血流速度和组织杂波信号的组织速度,以血流信号的血流速度为参考来衡量组织杂波信号的组织速度。
147.具体的,血流信号的血流速度可通过以下方式确定:获取血流信号流经路径的总和,将上述流经路径的总和称为血流长度,以及,获取血流信号对应的截至出现时刻与血流信号对应的起始出现时刻,并计算上述截至出现时刻与起始出现时刻之间的时间差,用上述血流信号的血流长度和持续时长做商,得到血流信号的血流速度。
148.相应的,组织杂波信号的组织速度可通过以下方式确定:预先将原始信号划分为多个同等长度的预设原始分段信号,这里的同等长度是指组织杂波信号在每一个预设原始分段信号中的路径长度,并获取每一个预设原始分段信号对应的时间长度即称为预设分段时长,基于同一个预设原始分段信号中的组织杂波信号的组织长度和预设分段时长来确定该预设原始分段信号中的组织杂波信号的组织速度。通过上述处理过程即可得到多个速度值不同的组织杂波信号的组织速度。
149.步骤3012:将原始信号中组织速度与血流速度的差值小于预设差值的信号段作为原始分段信号。
150.在得到一个血流信号的血流速度和多个速度值不同的组织杂波信号的组织速度之后,针对每一个组织杂波信号的组织速度执行以下操作:计算组织速度与血流速度之间的差值,并进一步比较该差值是否小于预设差值,将差值小于预设差值的原始信号中的预设原始分段信号作为原始分段信号,这里的预设差值是根据历史经验数据确定的。
151.需要补充说明的是,如果上述差值不小于预设差值,则会将预设原始分段信号进一步进行划分,这样得到的预设原始分段信号的路径长度更短,相应的,预设原始分段信号对应的预设分段时长更短,基于路径长度和预设分段时长确定的组织杂波信号的组织速度更精准,在此基础上,继续比较组织速度与血流速度的差值是否小于预设差值。
152.重复以上处理过程,直到采集到的原始信号中所有的组织速度与血流速度的差值都小于预设差值为止,以此得到多个原始分段信号,并且,每个原始分段信号中的组织杂波信号都是匀速运动的。
153.参阅图7所示,本技术实施例中,可在执行完步骤3011:确定原始信号中的血流信号的血流速度和组织杂波信号的组织速度和步骤3012:将原始信号中组织速度与血流速度的差值小于预设差值的信号段作为原始分段信号之后,继续执行以下步骤302。
154.步骤302:滤除各个原始分段信号中的组织杂波信号后得到目标信号。
155.在得到各个原始分段信号后,即可对每段原始分段信号中包括的组织速度均相同
的组织杂波信号进行滤除,进一步的,将滤除完组织杂波信号后的各个原始分段信号进行组合,得到目标信号。
156.下面具体介绍,滤除各个原始分段信号中的组织杂波信号后得到目标信号,参阅图8所示,包括:
157.步骤3021:将各个原始分段信号转换到频域得到多个频域分段信号。
158.由于,原始信号是在时域上连续的信号,相应的,对原始信号进行分段处理后得到的各个原始分段信号也是时域连续的信号,并且,各个原始分段信号在时域上的相位是一致的。
159.为了便于对各个原始分段信号进行处理,本技术实施例中,将各个原始分段信号转换到频域得到多个频域分段信号。需要补充说明的是,上述原始分段信号从时域转换到频域的具体方式不做具体限定,例如,可采用傅里叶变换、快速傅里叶变换等等。
160.步骤3022:将各个频域分段信号按照相位在频域对应的距离进行频谱搬移,并滤除组织杂波信号。
161.实施过程中,将各个原始分段信号从时域转换到频域后,可能会出现血流信号和组织杂波信号在频域交叠的情况,亦或是血流信号和组织杂波信号在频域相距较近的情况,显然,在上述提及的情况下,无法从原始分段信号中提取出组织杂波信号,更无法进行有效的滤除。
162.基于此,需要按照上述相位在频域对应的距离,将各个频域分段信号在频域进行对应距离的频谱搬移,需要说明的是,上述频谱搬移过程中只变换血流信号和组织杂波信号之间在频域的距离,这样,频谱搬移后的血流信号和组织杂波信号的界限分明,可运用滤波器将其中的组织杂波信号滤除。
163.需要进一步说明的是,本技术实施例中,上述组织杂波信号由壁滤波器滤除,具体的,将壁滤波器的滤除频率设定在血流信号和组织杂波信号对应的频率之间,即通过壁滤波器的滤除频率仅保留血流信号对应的频率。需要补充说明的是,由于,每个原始分段信号中的组织杂波信号是匀速运动的,其在频域对应的频率也是同一个频率值,因此,可以采用壁滤波器进行统一滤除。
164.常见的壁滤波器包括fir滤波器、iir滤波器和回归滤波器等,下面对fir滤波器、iir滤波器和回归滤波器等进行简单介绍如下:
165.fir(finite impulse response,fir)滤波器,也称为非递归型滤波器,是一种有限长单位冲激响应滤波器,可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性,同时其单位抽样响应是有限长的,因而,fir滤波器是一种稳定的系统,并在通信、图像处理、模式识别等领域都有广泛的应用。
166.iir(infinite impulse response,iir)滤波器,是一种数字滤波器,iir滤波器采用递归型结构(即结构上带有反馈环路)。iir滤波器的运算结构通常由延时、乘积和加和等基本运算组成,常见的iir滤波器包括直接型、正准型、级联型、并联型四种结构形式,并且,每一种结构形式中都具有反馈回路。
167.常见的回归滤波器包括卡尔曼滤波器、贝叶斯滤波器和哈密顿滤波器等,其占用内存较小、运行速度快、在滤波过程中能够在诸多不确定情况的组合信息中估计动态系统的状态,是一种强大的、通用性较强的滤波工具。
168.本技术实施例中,可以在上述fir滤波器、iir滤波器和回归滤波器等中选取一种,来对各个频域分段信号中的组织杂波信号进行滤除。
169.步骤3023:将滤除后的各个频域分段信号转换到时域后,按照时域的连续性组成目标信号。
170.实施过程中,为了得到在时域上完整的血流信号,在频域滤除掉各个频域分段信号中的组织杂波信号后,再将滤除后的各个频域分段信号从频域转换到时域,并且,确定各个转换到时域后的各个信号之间的时域连续性,按照上述时域连续性,将转换到时域中的与各个频域分段信号对应的信号进行组合,得到目标信号。
171.步骤303:基于预设的滑动窗口对目标信号进行分段处理,得到多个目标分段信号。
172.由于,超声设备采集到的原始信号中会不可避免的含有噪声信号,而噪声信号的存在也会影响血流信号的准确度,因此,在滤除组织杂波信号后,还需要对噪声信号进行滤除。
173.相应的,噪声信号在时域连续的目标信号中也是变化的,即噪声信号有大有小。这种情况下,若采用统一的方式对噪声信号进行滤除,会造成噪声信号滤除不彻底或者滤除过度的情况出现。基于此,本技术实施例中,对上述得到的目标信号再次进行分段处理,以对每个目标分段信号中的噪声信号进行逐一滤除。
174.下面介绍下,基于预设的滑动窗口对目标信号进行分段处理,得到多个目标分段信号,参阅图9所示,具体包括:
175.步骤3031:采用预设的滑动窗口对目标信号依次进行截取,得到多个起始点和结束点。
176.滑动窗口本质上是一种流量控制技术,即容许发送方在接收任何应答之前传送附加的包,接收方告诉发送方在某一时刻能送多少包,即称为窗口尺寸,本技术实施例中的滑动窗口的窗口尺寸通常是一个已知的固定值,从目标信号的起点开始用上述滑动窗口进行截取,获得第一个起始点和第一个结束点,以上述得到的第一个结束点为新的起点再用上述滑动窗口进行截取,得到第二个起始点和第二个结束点,以此类推,直到最后一次用滑动窗口对目标信号(包含目标信号的终点)进行截取,通过上述截取过程得到多个起始点和结束点。
177.步骤3032:将属于同一个滑动窗口的起始点和结束点之间的目标信号划分成同一个目标分段信号。
178.本技术实施例中,每一次的截取过程中,即通过同一个滑动窗口对目标信号进行划分得到对应的起始点和结束点后,将上述起始点和结束点之间的目标信号划分成一个目标信号。
179.需要进行说明的是,每一次截取过程都重复上述步骤,以此将目标信号划分为多个目标分段信号,这里的目标分段信号的个数与用滑动窗口进行截取的次数相等。
180.参阅图10所示,在执行完步骤301基于组织的运动速度对原始信号进行分段处理,得到多个原始分段信号和步骤302滤除各个原始分段信号中的组织杂波信号后得到目标信号后,即可直接执行步骤3031采用预设的滑动窗口对目标信号依次进行截取,得到多个起始点和结束点和步骤3032将属于同一个滑动窗口的起始点和结束点之间的目标信号划分
成同一个目标分段信号,在执行完步骤3031和步骤3032后,继续执行以下步骤304。
181.步骤304:参阅图11和图12所示,步骤304具体包括以下步骤:
182.步骤3041:将目标分段信号的参数与对应的参数阈值进行比较。
183.由于,采集到的血流信号是实时运动的,其运动过程中的速度、能量等参数即能够从侧面体现出上述对应的目标分段信号的有效性。因此,实施过程中,针对每一个上述目标分段信号,提取出目标分段信号的参数,并将提取出来的参数与对应的参数阈值进行比较,这里对应的参数阈值即为该目标分段信号所能允许包含的最大量噪声下,其对应的速度、能量的最大值。
184.步骤3042:基于比较结果选择目标分段信号。
185.由于,目标信号被分成了若干个目标分段信号,在实施过程中,如果某个目标分段信号不符合对应的参数阈值,即意味着该目标分段信号中包含的噪声信号过多,在这种情况下,将该目标分段信号删除。即实施过程中,仅保留符合参数阈值的目标分段信号,并由所有符合参数阈值的目标分段信号组成新的目标信号,即目标血流信号,从而消除噪声对血流的影响。
186.在基于比较结果选择目标分段信号的过程中,从所有目标分段信号中,选择比较结果满足下列条件中的部分或全部的目标分段信号:
187.速度参数值小于速度阈值;
188.速度方差大于方差阈值;
189.能量参数值小于能量阈值。
190.实施过程中,目标分段信号的选择条件的数量可根据实际场景进行灵活设定。
191.优选地,当目标分段信号的速度参数值小于速度阈值、速度方差大于方差阈值并且能量参数值小于能量阈值这三个条件都满足时,才将目标分段信号选择出来,作为组成目标血流信号的一部分。
192.需要补充说明的是,这里的速度阈值、方差阈值和能量阈值可根据经验数据或者是目标信号的历史数据确定的。
193.步骤3043:将选择的目标分段信号组成目标血流信号。
194.本技术实施例中,考虑到在用预设的滑动窗口将目标信号划分成多个目标分段信号后,各个目标分段信号之间是离散的信号,尤其是将某个不符合参数阈值的目标分段信号剔除后,可参考下面的步骤将选择的目标分段信号组成目标血流信号。
195.具体的,将选择的目标分段信号组成目标血流信号,参阅图13所示,包括:
196.步骤30431:从选择出来的目标分段信号中提取时域标签。
197.考虑到血流在时域上的连续性,各个目标分段信号也会携带时域信息,因此,实施过程中,从上述选择出来的每一个目标分段信号中提取时域标签,这里的时域标签即表征对应的目标分段信号出现的时间信息。
198.步骤30432:将目标分段信号按照时域标签的先后顺序组成目标血流信号。
199.在得到各个目标分段信号的时域标签之后,按照各个时域标签表示的时间信息的先后顺序,把对应的各个目标分段信号进行排序,这样,排序后的各个目标分段信号即可组成目标血流信号。
200.参阅图14所示,即在执行完步骤3041将目标分段信号的参数与对应的参数阈值进
行比较和步骤3042基于比较结果选择目标分段信号之后,即执行步骤30431从选择出来的目标分段信号中提取时域标签和步骤30432将目标分段信号按照时域标签的先后顺序组成目标血流信号。
201.下面介绍一种常用的滤除组织杂波信号的方法-downmix方法,参阅图15和图16所示,在将某个包括血流信号和组织杂波信号的原始信号转换到频域后,由图15可知,血流信号(即图15中的血流)和组织杂波信号(即图15中的组织)之间的距离较近,直接运用壁滤波器很难将组织杂波信号滤除。在运用downmix方法对组织杂波信号做了downmix移频后,由图16可知,血流信号(即图16中的血流)和组织杂波信号(即图16中的组织)之间的距离较远,运用壁滤波器能够较容易的将组织杂波信号滤除。
202.下面介绍在downmix方法基础上对原始信号中的组织杂波信号以及噪声信号进行滤除的具体方式。
203.首先,针对原始信号中的组织杂波信号的滤除,参阅图17所示,滤波前信号序列iq(t)即代表原始信号,在基于组织的运动速度对上述滤波前信号序列iq(t)进行信号分段后,得到iq子序列1、iq子序列2......iq子序列n,这里的每一个子序列中对应的组织杂波信号的组织的运动速度是相同的,即对应的组织运动是匀速的,不同的子序列中对应的组织杂波信号的组织的运动速度是不同的。为了使用downmix方法进行移频,即确定每次移频的距离,需要确定各个子序列的相位,在确定相位值之后,运用downmix方法对各个子序列在频域进行信号频移,之后,运用壁滤波器等对频移后的信号进行滤波,即滤除其中的组织杂波信号,并相应的进行信号反频移,以基于各个时域内的信号得到滤波后信号序列iq

(t)。
204.其次,针对原始信号(或者是滤除组织杂波信号后的原始信号)中的噪声信号的滤除,参阅图18所示,将滤波前信号序列iq(t)即代表原始信号进行分段处理,这里的分段处理是通过预设的滑动窗口来实现的,分段后得到iq

子序列1、iq

子序列2......iq

子序列n,之后,对每一个子序列进行自相关计算得到速度参数v、速度方差t和能量参数p,即iq

子序列1下算得的为速度参数v1、速度方差t1和能量参数p1,iq

子序列2下算得的为速度参数v2、速度方差t2和能量参数p2,......iq

子序列n下算得的为速度参数vn、速度方差tn和能量参数pn,并对每一个子序列进行准确度的判断:比较对应的速度参数值是否小于速度阈值,速度方差是否大于方差阈值,能量参数值是否小于能量阈值,在此基础上,去除掉不满足上述准确度判断条件的子序列,对剩余子序列进行自相关计算后取平均,得到未受噪声信号干扰的速度参数v、速度方差t和能量参数p。以及,将仍旧保留的各个子序列按照时域标签的先后顺序组成目标血流信号。
205.基于同一发明构思,参阅图19所示,本技术实施例中提供一种对血流进行滤波的装置,包括:
206.分段单元1901,用于基于组织的运动速度对原始信号进行分段处理,得到多个原始分段信号,其中原始分段信号中的组织杂波信号对应的组织是匀速运动的;
207.滤除单元1902,用于滤除各个原始分段信号中的组织杂波信号后得到目标信号;
208.再分段单元1903,用于基于预设的滑动窗口对目标信号进行分段处理,得到多个目标分段信号;
209.比较单元1904,用于将目标分段信号的参数与对应的参数阈值进行比较,并基于
比较结果选择目标分段信号,将选择的目标分段信号组成目标血流信号。
210.基于同一发明构思,参阅图20所示,本技术实施例提供一种超声设备,包括:
211.探头2001,被配置为发射宽波束,并接收原始信号;
212.处理器2002,分别与探头以及显示单元相连接,被配置为执行:
213.基于组织的运动速度对原始信号进行分段处理,得到多个原始分段信号,其中原始分段信号中的组织杂波信号对应的组织是匀速运动的;
214.滤除各个原始分段信号中的组织杂波信号后得到目标信号;
215.基于预设的滑动窗口对目标信号进行分段处理,得到多个目标分段信号;
216.将目标分段信号的参数与对应的参数阈值进行比较,并基于比较结果选择目标分段信号,将选择的目标分段信号组成目标血流信号;
217.显示单元2003,被配置为显示目标血流信号对应的超声图像。
218.在一些可能的实施例中,处理器2002执行基于组织的运动速度对原始信号进行分段处理,得到多个原始分段信号,被配置为:
219.确定原始信号中的血流信号的血流速度和组织杂波信号的组织速度;
220.将原始信号中组织速度与血流速度的差值小于预设差值的信号段作为原始分段信号。
221.在一些可能的实施例中,处理器2002执行滤除各个原始分段信号中的组织杂波信号后得到目标信号,被配置为:
222.将各个原始分段信号转换到频域得到多个频域分段信号;
223.将各个频域分段信号按照相位在频域对应的距离进行频谱搬移,并滤除组织杂波信号;将滤除后的各个频域分段信号转换到时域后,按照时域的连续性组成目标信号。
224.在一些可能的实施例中,处理器2002执行基于预设的滑动窗口对目标信号进行分段处理,得到多个目标分段信号,被配置为:
225.采用预设的滑动窗口对目标信号依次进行截取,得到多个起始点和结束点;
226.将属于同一个滑动窗口的起始点和结束点之间的目标信号划分成同一个目标分段信号。
227.在一些可能的实施例中,处理器2002执行基于比较结果选择目标分段信号被配置为:
228.从所有目标分段信号中,选择比较结果满足下列条件中的部分或全部的目标分段信号;速度参数值小于速度阈值;
229.速度方差大于方差阈值;
230.能量参数值小于能量阈值。
231.在一些可能的实施例中,处理器2002执行将选择的目标分段信号组成目标血流信号,被配置为:
232.从选择出来的目标分段信号中提取时域标签;
233.将目标分段信号按照时域标签的先后顺序组成目标血流信号。
234.在一些可能的实施例中,组织杂波信号由壁滤波器滤除。
235.基于同一发明构思,本技术实施例提供一种计算机可读存储介质,当所述存储介质中的指令由处理器执行时,使得所述处理器能够执行上述第一方面任一项所述的方法。
236.综上所述,本技术实施例中,提供了一种对血流进行滤波的方法、装置及存储介质,该方法包括:基于组织的运动速度对原始信号进行分段处理,得到多个原始分段信号,其中,原始分段信号中的组织杂波信号对应的组织是匀速运动的,滤除各个原始分段信号中的组织杂波信号后得到目标信号,基于预设的滑动窗口对目标信号进行分段处理,得到多个目标分段信号,将目标分段信号的参数与对应的参数阈值进行比较,并基于比较结果选择目标分段信号,将选择的目标分段信号组成目标血流信号,通过上述分段处理能够有效滤除组织杂波信号以及噪声信号,从而保留有效的血流信号,进而提升了对血流信号的检测效率。
237.本领域内的技术人员应明白,本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品系统。因此,本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品系统的形式。
238.本技术是参照根据本技术的方法、设备(系统)、和计算机程序产品系统的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
239.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
240.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
241.显然,本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样,倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内,则本技术也意图包含这些改动和变型在内。
再多了解一些

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