CN106388911B - 超声图像标识的显示方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声图像标识的显示方法，该方法包括：在超声发射设备进行穿刺增强时，获取常规空间复合图像帧和大偏转图像帧；根据所述大偏转图像帧的图像数据进行穿刺针针体识别，并获取所述针体到穿刺增强无效区域的距离，基于所述距离获取超声图像标识的透明度，其中，所述超声图像标识用于区分穿刺增强有效区域和穿刺增强无效区域；在所述针体附近，将所述常规空间复合图像帧和所述大偏转图像帧进行自然融合，将所述超声图像标识按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上。本发明还公开了一种超声图像标识的显示装置。本发明能够实现超声图像标识的自适应显示，从而使医生能够自然地察觉穿刺增强的有效范围。

Description

超声图像标识的显示方法及装置

技术领域

本发明涉及超声成像技术领域，尤其涉及超声图像标识的显示方法及装置。

背景技术

穿刺增强技术如今广泛应用于医学超声实践中，用于引导医生进行穿刺类手术，提高手术效率与安全性。

目前，许多超声设备都配备了专门的穿刺增强模式用于增强穿刺针的显示效果，以方便医生手术操作。一般来说，穿刺增强技术都是通过在常规的扫描发射序列中增加一帧探头大偏转角度下的发射，并使其偏转角度与穿刺针体基本垂直，以此实现针体回波的极大增强，然后再利用软件算法寻找图像中的针形区域并增强显示。在这一技术中，在图像显示时，往往需要特别绘制一条偏转线或者其他标识比如框、区域染色等，用于提醒医生穿刺增强的有效区域范围和注意控制手术时针和探头的相对位置。

然而，偏转线等标识往往都是以确定的亮度附着在图像上，其存在实际上会对医生观察病人的组织图像产生一定的干扰，比如过于亮眼，分散医生的注意，同时这根线也会使得组织图像的连续性有所中断，这些都会在一定程度上影响医生的诊断；此外，在某些情况下，比如手术入针的方位离无效区域非常远，此时偏转线等标识的显示其实是多余的。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种超声图像标识的显示方法及装置，旨在实现超声图像标识的自适应显示，从而使医生能够自然地察觉穿刺增强的有效范围。

为实现上述目的，本发明提供一种超声图像标识的显示方法，所述方法包括如下步骤：

在超声发射设备进行穿刺增强时，获取常规空间复合图像帧和大偏转图像帧；

根据所述大偏转图像帧的图像数据进行穿刺针针体识别，并获取所述针体到穿刺增强无效区域的距离，基于所述距离获取超声图像标识的透明度，其中，所述超声图像标识用于区分穿刺增强有效区域和穿刺增强无效区域；

在所述针体附近，将所述常规空间复合图像帧和所述大偏转图像帧进行自然融合，将所述超声图像标识按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上。

可选地，所述获取所述针体到穿刺增强无效区域的距离，基于所述距离获取超声图像标识的透明度的步骤包括：

获取所述针体离穿刺增强无效区域较近的一端到所述穿刺增强无效区域边界之间的最短距离；

根据所述最短距离计算得到超声图像标识的透明度。

可选地，所述根据所述最短距离计算得到超声图像标识的透明度的步骤包括：

将所述最短距离按照预设的映射规则映射为超声图像标识的透明度。

可选地，所述超声图像标识包括偏转线，所述将所述超声图像标识按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上的步骤包括：

将所述偏转线按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上。

可选地，所述根据所述大偏转图像帧的图像数据进行穿刺针针体识别的步骤包括：

将所述大偏转图像帧的图像数据进行二值化处理，以确定所述大偏转图像帧中可能为穿刺针的像素集合；

将所述像素集合进行霍夫变换处理，以确定霍夫变换对应的坐标系下穿刺针针体所在直线参数。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种超声图像标识的显示装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于在超声发射设备进行穿刺增强时，获取常规空间复合图像帧和大偏转图像帧；

第二获取模块，用于根据所述大偏转图像帧的图像数据进行穿刺针针体识别，并获取所述针体到穿刺增强无效区域的距离，基于所述距离获取超声图像标识的透明度，其中，所述超声图像标识用于区分穿刺增强有效区域和穿刺增强无效区域；

显示模块，用于在所述针体附近，将所述常规空间复合图像帧和所述大偏转图像帧进行自然融合，将所述超声图像标识按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上。

可选地，所述第二获取模块包括：

获取单元，用于获取所述针体离穿刺增强无效区域较近的一端到所述穿刺增强无效区域边界之间的最短距离；

计算单元，用于根据所述最短距离计算得到超声图像标识的透明度。

可选地，所述计算单元还用于将所述最短距离按照预设的映射规则映射为超声图像标识的透明度。

可选地，所述超声图像标识包括偏转线，所述显示模块还用于将所述偏转线按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上。

可选地，所述第二获取模块还用于：

第一处理单元，用于将所述大偏转图像帧的图像数据进行二值化处理，以确定所述大偏转图像帧中可能为穿刺针的像素集合；

第二处理单元，用于将所述像素集合进行霍夫变换处理，以确定霍夫变换对应的坐标系下穿刺针针体所在直线参数。

本发明在超声发射设备进行穿刺增强时，获取常规空间复合图像帧和大偏转图像帧；根据所述大偏转图像帧的图像数据进行穿刺针针体识别，并获取所述针体到穿刺增强无效区域的距离，基于所述距离获取超声图像标识的透明度，其中，所述超声图像标识用于区分穿刺增强有效区域和穿刺增强无效区域；根据所述针体所在的位置，将所述常规空间复合图像帧和所述大偏转图像帧进行自然融合，将所述超声图像标识按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上。本发明通过软件算法进行穿刺针针体识别，根据穿刺针离穿刺增强无效区域的远近赋予超声图像标识一定的透明度，而在穿刺针的远近变化过程中，超声图像标识将会按照一定的距离变化关系渐近地自适应地调整其透明度，从而使医生既能够自然地察觉穿刺增强有效范围，又不会时时刻刻地被超声图像标识吸引一定的注意力，能够将更多注意力放到组织图像本身中去。

附图说明

图1为本发明超声图像标识的显示方法一实施例的流程示意图；

图2为现有技术中超声成像的基本处理流程示意图；

图3为获取所述针体到穿刺增强无效区域的距离，基于所述距离获取超声图像标识的透明度的细化步骤示意图；

图4为本发明带透明度的偏转线的获取流程示意图；

图5为本发明穿刺针到无效区域的边界距离的示意图；

图6为根据所述大偏转图像帧的图像数据进行穿刺针针体识别的细化步骤示意图；

图7为本发明实施例霍夫变换的原理示意图；

图8为本发明超声图像标识的显示装置一实施例的功能模块示意图；

图9为图8中第二获取模块的细化功能模块示意图；

图10为图8中第二获取模块的另一细化功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种超声图像标识的显示方法。

参照图1，图1为本发明超声图像标识的显示方法一实施例的流程示意图。所述方法包括如下步骤：

步骤S10，在超声发射设备进行穿刺增强时，获取常规空间复合图像帧和大偏转图像帧。

医生在进行穿刺手术时，若采用常规B超模式进行超声成像，由于穿刺针的光滑表面会引起针体的镜面反射，使得针体部分的超声回波过于微弱，会导致超声图像中穿刺针的显示可见度太低，不利于医生进行操作，因而如今许多超声设备都配备了专门的穿刺增强模式用于增强穿刺针的显示效果。

在穿刺增强技术中，一般是通过在常规的扫描发射序列中增加一帧探头大偏转角度下的发射，并使其偏转角度与穿刺针体基本垂直，以此实现针体回波的极大增强，然后再利用软件算法寻找图像中的针形区域并增强显示。为了提醒医生穿刺增强的有效区域范围和注意控制手术时针和探头的相对位置，超声发射设备通常会按照用户预先指定的偏转角度，在图像上绘制一条斜线，即偏转线，用来指示大偏转角度的偏转方向，以及穿刺增强技术的有效区域。需要说明的是，增强有效区域的指示也可以采用其他方法，比如将增强无效区域部分整体叠加上一定的色彩，以跟有效区域相区别，此时可以将该色彩区域作为超声图像标识。

在本实施例中，超声发射设备包括超声探头、处理器和显示器，所述超声探头用于发射和接收超声波，所述处理器用于处理超声波数据，所述显示器用于显示超声波扫描输出的图像。在采用超声发射设备进行穿刺增强时，获取超声发射设备采集到的常规空间复合图像帧和大偏转图像帧，其中，常规空间复合图像帧由超声波探头通过常规B超模式发射超声波进行超声成像而生成，大偏转图像帧由超声波探头通过大偏转角发射超声波进行超声成像而生成。

参照图2，图2为现有技术中超声成像的基本处理流程示意图。

超声成像的基本处理流程依次包括：探头发射超声波、接收并解析回波数据、图像前处理、图像缓存、图像后处理与显示等五大处理阶段。其中，超声成像的基本工作原理是：

1.超声探头内的压电换能器将施加在它上面的电压脉冲激励转换成机械振动，从而对外发射出超声波，其中，若进行穿刺增强显示，则超声探头还会增加发射大偏转角超声波；

2.超声波在媒介中传播(比如人体)，会产生反射波和散射波，探头接收到回波后，将振动能量变换成电信号，并经过模数处理后生成相应的图像数据并对其进行解析；

3.解析出的图像数据经过空间复合等图像前处理操作之后进行缓存，其中，若进行穿刺增强显示，则解析出的图像数据还将包括大偏转图像；

4.数据缓存区把处理的中间数据结果缓存下来，以方便检查和参数调节。

5.缓存后的图像数据经过增益、动态范围变换等图像后处理操作后最终显示于显示屏幕上面，其中，若进行穿刺增强显示，则图像后处理操作还需将空间复合图像与大偏转图像进行穿刺针所在区域的融合处理以增强显示穿刺针图像。

本实施例所对应的超声成像的基本处理流程与原理与现有技术基本相同，其中，本实施例与现有穿刺增强技术最大的不同之处在于：现有穿刺增强技术中的超声图像标识始终以固定的亮度显示在超声图像上，而本实施例中超声图像标识会显示一定的透明度，并根据穿刺针离穿刺无效区域的距离自动地调整其透明度，以实现超声图像标识的自适应显示。

步骤S20，根据所述大偏转图像帧的图像数据进行穿刺针针体识别，并获取所述针体到穿刺增强无效区域的距离，基于所述距离获取超声图像标识的透明度，其中，所述超声图像标识用于区分穿刺增强有效区域和穿刺增强无效区域。

在本实施例中，超声发射设备在获取到大偏转图像帧之后，首先根据所述大偏转图像帧的图像数据进行穿刺针针体识别，具体地，可以将所述大偏转图像先后进行二值化处理和霍夫变换等软件算法，以确定针体所在位置；然后，超声发射设备获取所述针体到穿刺增强无效区域的距离，并基于所述距离获取超声图像标识的透明度，比如可以将所述针体的中点或端点到穿刺增强无效区域的最短距离作为针体到穿刺增强无效区域的距离；在基于所述距离获取超声图像标识的透明度时，可以通过查询预设表格的方式，也可以通过预设算法计算以得到超声图像标识的透明度，具体实施中可灵活设置。

需要说明的是，本实施例中超声图像标识用于区分穿刺增强有效区域和穿刺增强无效区域，其透明度可以根据所述距离的远近变化进行实时获取和调整。标识不应局限于本发明中的穿刺增强技术，还应包括所有需要指示超声图像特征的技术，比如在超声图像分割中的组织分割线，比如在疾病诊断中的病灶分界线，还可以是超声图像中的病情严重度分级显示等等，并不限于此处举出的例子。

步骤S30，根据所述针体所在的位置，将所述常规空间复合图像帧和所述大偏转图像帧进行自然融合，将所述超声图像标识按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上。

在识别出针体所在位置之后，取出常规空间复合后的图像帧，将其与大偏转角的图像帧在针体识别步骤中所得到的针体所在直线及附近区域内进行自然融合。具体地，可以在以针体为中心的一定半径范围内，给大偏转图像与常规空间复合图像的对应像素各赋予一定权重，并在此半径范围区域进行叠加，从而保证大偏转图像与常规空间复合图像在整张超声图像上的自然融合。之后，在超声发射设备的显示器上显示自然融合后超声图像，并同时在所述超声图像上显示带有透明度的超声图像标识。

在本实施例中，在穿刺增强时，获取超声发射设备采集到的常规空间复合图像帧和大偏转图像帧；根据所述大偏转图像帧的图像数据进行穿刺针针体识别，并获取所述针体到穿刺增强无效区域的距离，基于所述距离获取超声图像标识的透明度，其中，所述超声图像标识用于区分穿刺增强有效区域和穿刺增强无效区域；根据所述针体所在的位置，将所述常规空间复合图像帧和所述大偏转图像帧进行自然融合，将所述超声图像标识按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上。本实施例通过软件算法进行穿刺针针体识别，根据穿刺针离穿刺增强无效区域的远近赋予超声图像标识一定的透明度，而在穿刺针的远近变化过程中，超声图像标识将会按照一定的距离变化关系渐近地自适应地调整其透明度，从而使医生既能够自然地察觉穿刺增强有效范围，又不会时时刻刻地被超声图像标识吸引一定的注意力，能够将更多注意力放到组织图像本身中去。

进一步地，参照图3，图3为获取所述针体到穿刺增强无效区域的距离，基于所述距离获取超声图像标识的透明度的细化步骤示意图。基于上述图1所示的实施例，所述步骤S20包括：

步骤S21，获取所述针体离穿刺增强无效区域较近的一端到所述穿刺增强无效区域边界之间的最短距离；

步骤S22，根据所述最短距离计算得到超声图像标识的透明度。

在本实施例中，超声发射设备实时获取针体离穿刺增强无效区域较近的一端到穿刺增强无效边界的最短距离，然后再根据所述最短距离计算得到超声图像标识的透明度。具体地，在识别出针体所在位置后，可以获取针体离穿刺增强无效区域较近的一端的位置坐标，计算该坐标到所述穿刺增强无效区域边界之间的最短距离，并根据所述最短距离的变化实时调整所述超声图像标识的透明度。

进一步地，所述步骤S22可以包括：

步骤S23，将所述最短距离按照预设的映射规则映射为超声图像标识的透明度。

本实施例中预设规则可以对应一预先设置好的映射曲线，该曲线表明了距离和透明度之间的相关关系，可以将将距离映射为一定的透明度。比如在针体离无效区域距离较大时设置较高的透明度，甚至在距离过大时可以隐藏超声图像标识；在针体离无效区域距离较小时设置较低的透明度，以突出显示超声图像标识。此外，映射曲线需要平滑渐变，使偏转提示的变化更加柔和而自然，标识的显现与消逝也不是突兀的，会有一个变化过程，使人感应自然地过度。

在本实施例中，通过获取所述针体离穿刺增强无效区域较近的一端到所述穿刺增强无效区域的边界的最短距离，并根据所述最短距离计算得到超声图像标识的透明度的方式，能够使超声发射设备及时根据针体的位置计算透明度并将超声图像标识按照所述透明度进行显示，从而可以及时提醒医生穿刺增强的无效区域，增强医生手术操作的准确性和可靠性。

进一步地，基于上述的实施例，所述超声图像标识包括偏转线，所述步骤S30中将所述超声图像标识按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上的步骤可以替换为：

步骤S40，将所述偏转线按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上。

在本实施例中，超声图像标识包括偏转线、方框、区域染色等，用于指示穿刺增强的图像中具有一定特征的区域(能找到针的大偏转有效区域)，以超声图像标识为偏转线进行举例说明。

参照图4，图4为本发明带透明度的偏转线的获取流程示意图。在穿刺增强的后处理图像缓存中至少包括了常规B图像的空间复合图像帧，以及大偏转图像帧。偏转线的获取流程可以概括如下：取出大偏转的图像数据，进入针体识别步骤，找出针体所在直线的参数坐标，并计算出找到的针的位置与增强无效区域的距离。之后，取出常规空间复合后的图像帧，将其与大偏转的图像帧，在上一步找到的直线及附近区域内进行自然融合；按照针与无效区域的距离计算出一定的透明度，在自然融合后的图像上绘制出带透明度的偏转线。

参照图5，图5为本发明穿刺针到无效区域的边界距离的示意图。在穿刺增强过程中，超声发射设备根据大偏转发射方向自动绘制出偏转线，且偏转线一侧为穿刺增强有效区域，另一侧为穿刺增强无效区域。在大偏转发射角度下，需要将超声波的发射方向与所识别的穿刺针的插入取向保持垂直或近似垂直，以增强回波，从而得到更清晰的超声图像。

在利用软件算法识别出穿刺针针体之后，计算针体离穿刺增强无效区域的距离，基于所述距离获取超声图像标识的透明度，具体地，可以计算所述针体离穿刺增强无效区域较近的一端到偏转线之间的最短距离，如图5所示，此时偏转线即为穿刺增强无效区域的边界，边界距离即为针体离穿刺增强无效区域较近的一端到偏转线之间的最短距离。在计算出针体离穿刺增强无效区域的距离进而基于所述距离获取超声图像标识的透明度之后，再将偏转线按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上，当边界距离发生变化时，显示的偏转线的透明度也会发生变化，从而实现了偏转线的自适应显示，无需人工进行指示，从而能够使医生将更多的注意力放到组织图像本身中去。

进一步地，参照图6，图6为根据所述大偏转图像帧的图像数据进行穿刺针针体识别的细化步骤示意图。基于上述的实施例，所述根据所述大偏转图像帧的图像数据进行穿刺针针体识别的步骤可以包括：

步骤S24，将所述大偏转图像帧的图像数据进行二值化处理，以确定所述大偏转图像帧中可能为穿刺针的像素集合；

步骤S25，将所述像素集合进行霍夫变换处理，以确定霍夫变换对应的坐标系下穿刺针针体所在直线参数。

在本实施例中，穿刺检测与针体识别的核心都是采用霍夫变换处理。其中，霍夫变换(Hough Transform)是图像处理中从图像中识别几何形状的基本方法之一，主要用来从图像中分离出具有某种相同特征的几何形状(如直线、圆等)，现有最基本的霍夫变换就是从黑白图像中检测直线(或线段)。

参照图7，图7为本发明实施例霍夫变换的原理示意图。考虑到现有穿刺针一般都是直线形式的，因此可通过将常规直线坐标下的参数一一对应地映射为极坐标下的参数。每一条直线坐标系下的直线都可以由原点至直线的距离rho与x轴至垂线的极角theta唯一确定，因此可以将常规直线参数(k,b)转化为新的参数组(rho,theta)。而如果图像中存在直线，将对于某个参数组的数量会出现一个统计的极大值。因此可以将检测直线的过程变换为统计具有极大值的参数组的过程。

本实施例中，为了获得准确的结果，以及提高算法效率，会在霍夫变换的前一步先对图像作二值化处理，找到图像中最可能为针的像素集合，而在霍夫变换之后，需要进一步对经过霍夫变换后所找到的穿刺针针体的所有可能位置作一系列筛选判断，具体可以通过根据穿刺针针体的相关参数，比如针体的长度、宽度及直线型等其他特征参数，或者常用图像处理上的一些先验知识，排除所有可能位置中一些错误的位置参数，并对没有明显问题的位置参数(也即不同发射角度下所述穿刺针针体所在直线参数)设定一个为真实位置的概率，并最后输出识别概率最高的穿刺针针体所在直线参数，其中，根据穿刺针针体所在直线参数可相应确定穿刺针的插入取向。

本发明还提供一种超声图像标识的显示装置。

参照图8，图8为本发明超声图像标识的显示装置一实施例的功能模块示意图。所述装置包括：

第一获取模块10，用于在超声发射设备进行穿刺增强时，获取常规空间复合图像帧和大偏转图像帧。

医生在进行穿刺手术时，若采用常规B超模式进行超声成像，由于穿刺针的光滑表面会引起针体的镜面反射，使得针体部分的超声回波过于微弱，会导致超声图像中穿刺针的显示可见度太低，不利于医生进行操作，因而如今许多超声设备都配备了专门的穿刺增强模式用于增强穿刺针的显示效果。

在穿刺增强技术中，一般是通过在常规的扫描发射序列中增加一帧探头大偏转角度下的发射，并使其偏转角度与穿刺针体基本垂直，以此实现针体回波的极大增强，然后再利用软件算法寻找图像中的针形区域并增强显示。为了提醒医生穿刺增强的有效区域范围和注意控制手术时针和探头的相对位置，超声发射设备通常会按照用户预先指定的偏转角度，在图像上绘制一条斜线，即偏转线，用来指示大偏转角度的偏转方向，以及穿刺增强技术的有效区域。需要说明的是，增强有效区域的指示也可以采用其他方法，比如将增强无效区域部分整体叠加上一定的色彩，以跟有效区域相区别，此时可以将该色彩区域作为超声图像标识。

在本实施例中，超声发射设备包括超声探头、处理器和显示器，所述超声探头用于发射和接收超声波，所述处理器用于处理超声波数据，所述显示器用于显示超声波扫描输出的图像。在采用超声发射设备进行穿刺增强时，第一获取模块10获取超声发射设备采集到的常规空间复合图像帧和大偏转图像帧，其中，常规空间复合图像帧由超声波探头通过常规B超模式发射超声波进行超声成像而生成，大偏转图像帧由超声波探头通过大偏转角发射超声波进行超声成像而生成。

参照图2，图2为现有技术中超声成像的基本处理流程示意图。

超声成像的基本处理流程依次包括：探头发射超声波、接收并解析回波数据、图像前处理、图像缓存、图像后处理与显示等五大处理阶段。其中，超声成像的基本工作原理是：

1.超声探头内的压电换能器将施加在它上面的电压脉冲激励转换成机械振动，从而对外发射出超声波，其中，若进行穿刺增强显示，则超声探头还会增加发射大偏转角超声波；

2.超声波在媒介中传播(比如人体)，会产生反射波和散射波，探头接收到回波后，将振动能量变换成电信号，并经过模数处理后生成相应的图像数据并对其进行解析；

3.解析出的图像数据经过空间复合等图像前处理操作之后进行缓存，其中，若进行穿刺增强显示，则解析出的图像数据还将包括大偏转图像；

4.数据缓存区把处理的中间数据结果缓存下来，以方便检查和参数调节。

5.缓存后的图像数据经过增益、动态范围变换等图像后处理操作后最终显示于显示屏幕上面，其中，若进行穿刺增强显示，则图像后处理操作还需将空间复合图像与大偏转图像进行穿刺针所在区域的融合处理以增强显示穿刺针图像。

本实施例所对应的超声成像的基本处理流程与原理与现有技术基本相同，其中，本实施例与现有穿刺增强技术最大的不同之处在于：现有穿刺增强技术中的超声图像标识始终以固定的亮度显示在超声图像上，而本实施例中超声图像标识会显示一定的透明度，并根据穿刺针离穿刺无效区域的距离自动地调整其透明度，以实现超声图像标识的自适应显示。

第二获取模块20，用于根据所述大偏转图像帧的图像数据进行穿刺针针体识别，并获取所述针体到穿刺增强无效区域的距离，基于所述距离获取超声图像标识的透明度，其中，所述超声图像标识用于区分穿刺增强有效区域和穿刺增强无效区域。

在本实施例中，第一获取模块10在获取到大偏转图像帧之后，第二获取模块20首先根据所述大偏转图像帧的图像数据进行穿刺针针体识别，具体地，可以将所述大偏转图像先后进行二值化处理和霍夫变换等软件算法，以确定针体所在位置；然后，第二获取模块20获取所述针体到穿刺增强无效区域的距离，并基于所述距离获取超声图像标识的透明度，比如可以将所述针体的中点或端点到穿刺增强无效区域的最短距离作为针体到穿刺增强无效区域的距离；在基于所述距离获取超声图像标识的透明度时，可以通过查询预设表格的方式，也可以通过预设算法计算以得到超声图像标识的透明度，具体实施中可灵活设置。

需要说明的是，本实施例中超声图像标识用于区分穿刺增强有效区域和穿刺增强无效区域，其透明度可以根据所述距离的远近变化进行实时获取和调整。标识不应局限于本发明中的穿刺增强技术，还应包括所有需要指示超声图像特征的技术，比如在超声图像分割中的组织分割线，比如在疾病诊断中的病灶分界线，还可以是超声图像中的病情严重度分级显示等等，并不限于此处举出的例子。

显示模块30，用于根据所述针体所在的位置，将所述常规空间复合图像帧和所述大偏转图像帧进行自然融合，将所述超声图像标识按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上。

在识别出针体所在位置之后，取出常规空间复合后的图像帧，将其与大偏转角的图像帧在针体识别步骤中所得到的针体所在直线及附近区域内进行自然融合。具体地，可以在以针体为中心的一定半径范围内，给大偏转图像与常规空间复合图像的对应像素各赋予一定权重，并在此半径范围区域进行叠加，从而保证大偏转图像与常规空间复合图像在整张超声图像上的自然融合。之后，在超声发射设备的显示器上显示自然融合后超声图像，并同时在所述超声图像上显示带有透明度的超声图像标识。

在本实施例中，在超声发射设备进行穿刺增强时，第一获取模块10获取常规空间复合图像帧和大偏转图像帧；第二获取模块20根据所述大偏转图像帧的图像数据进行穿刺针针体识别，并获取所述针体到穿刺增强无效区域的距离，基于所述距离获取超声图像标识的透明度，其中，所述超声图像标识用于区分穿刺增强有效区域和穿刺增强无效区域；显示模块30根据所述针体所在的位置，将所述常规空间复合图像帧和所述大偏转图像帧进行自然融合，将所述超声图像标识按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上。本实施例通过软件算法进行穿刺针针体识别，根据穿刺针离穿刺增强无效区域的远近赋予超声图像标识一定的透明度，而在穿刺针的远近变化过程中，超声图像标识将会按照一定的距离变化关系渐近地自适应地调整其透明度，从而使医生既能够自然地察觉穿刺增强有效范围，又不会时时刻刻地被超声图像标识吸引一定的注意力，能够将更多注意力放到组织图像本身中去。

进一步地，参照图9，图9为图8中第二获取模块的细化功能模块示意图。基于上述图8所示的实施例，所述第二获取模块20可以包括：

获取单元21，用于获取所述针体离穿刺增强无效区域较近的一端到所述穿刺增强无效区域边界之间的最短距离；

计算单元22，用于根据所述最短距离计算得到超声图像标识的透明度。

在本实施例中，获取单元21实时获取针体离穿刺增强无效区域较近的一端到穿刺增强无效边界的最短距离，然后计算单元22再根据所述最短距离计算得到超声图像标识的透明度。具体地，在识别出针体所在位置后，获取单元21可以获取针体离穿刺增强无效区域较近的一端的位置坐标，计算单元22计算该坐标到所述穿刺增强无效区域边界之间的最短距离，并根据所述最短距离的变化实时调整所述超声图像标识的透明度。

进一步地，所述计算单元22还用于将所述最短距离按照预设的映射规则映射为超声图像标识的透明度。

本实施例中预设规则可以对应一预先设置好的映射曲线，该曲线表明了距离和透明度之间的相关关系，可以将将距离映射为一定的透明度。比如在针体离无效区域距离较大时设置较高的透明度，甚至在距离过大时可以隐藏超声图像标识；在针体离无效区域距离较小时设置较低的透明度，以突出显示超声图像标识。此外，映射曲线需要平滑渐变，使偏转提示的变化更加柔和而自然，标识的显现与消逝也不是突兀的，会有一个变化过程，使人感应自然地过度。

本实施例中，通过获取单元21获取所述针体离穿刺增强无效区域较近的一端到所述穿刺增强无效区域的边界的最短距离，计算单元22根据所述最短距离计算得到超声图像标识的透明度的方式，能够使超声发射设备及时根据针体的位置计算透明度并将超声图像标识按照所述透明度进行显示，从而可以及时提醒医生穿刺增强的无效区域，增强医生手术操作的准确性和可靠性。

进一步地，继续参照图8，所述超声图像标识包括偏转线，所述显示模块30还用于将所述偏转线按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上。

在本实施例中，超声图像标识包括偏转线、方框、区域染色等，用于指示穿刺增强的图像中具有一定特征的区域(能找到针的大偏转有效区域)，以超声图像标识为偏转线进行举例说明。

参照图4，图4为本发明带透明度的偏转线的获取流程示意图。在穿刺增强的后处理图像缓存中至少包括了常规B图像的空间复合图像帧，以及大偏转图像帧。偏转线的获取流程可以概括如下：取出大偏转的图像数据，进入针体识别步骤，找出针体所在直线的参数坐标，并计算出找到的针的位置与增强无效区域的距离。之后，取出常规空间复合后的图像帧，将其与大偏转的图像帧，在上一步找到的直线及附近区域内进行自然融合；按照针与无效区域的距离计算出一定的透明度，在自然融合后的图像上绘制出带透明度的偏转线。

参照图5，图5为本发明穿刺针到无效区域的边界距离的示意图。在穿刺增强过程中，超声发射设备根据大偏转发射方向自动绘制出偏转线，且偏转线一侧为穿刺增强有效区域，另一侧为穿刺增强无效区域。在大偏转发射角度下，需要将超声波的发射方向与所识别的穿刺针的插入取向保持垂直或近似垂直，以增强回波，从而得到更清晰的超声图像。

第二获取模块20在利用软件算法识别出穿刺针针体之后，计算针体离穿刺增强无效区域的距离，基于所述距离获取超声图像标识的透明度，具体地，可以计算所述针体离穿刺增强无效区域较近的一端到偏转线之间的最短距离，如图5所示，此时偏转线即为穿刺增强无效区域的边界，边界距离即为针体离穿刺增强无效区域较近的一端到偏转线之间的最短距离。在计算出针体离穿刺增强无效区域的距离进而基于所述距离获取超声图像标识的透明度之后，显示模块30再将偏转线按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上，当边界距离发生变化时，显示的偏转线的透明度也会发生变化，从而实现了偏转线的自适应显示，无需人工进行指示，从而能够使医生将更多的注意力放到组织图像本身中去。

进一步地，参照图10，图10为图8中第二获取模块的另一细化功能模块示意图。基于上述的实施例，所述第二获取模块20还包括：

第一处理单元24，用于将所述大偏转图像帧的图像数据进行二值化处理，以确定所述大偏转图像帧中可能为穿刺针的像素集合；

第二处理单元25，用于将所述像素集合进行霍夫变换处理，以确定霍夫变换对应的坐标系下穿刺针针体所在直线参数。

在本实施例中，穿刺检测与针体识别的核心都是采用霍夫变换处理。其中，霍夫变换(Hough Transform)是图像处理中从图像中识别几何形状的基本方法之一，主要用来从图像中分离出具有某种相同特征的几何形状(如直线、圆等)，现有最基本的霍夫变换就是从黑白图像中检测直线(或线段)。

参照图7，图7为本发明实施例霍夫变换的原理示意图。考虑到现有穿刺针一般都是直线形式的，因此可通过将常规直线坐标下的参数一一对应地映射为极坐标下的参数。每一条直线坐标系下的直线都可以由原点至直线的距离rho与x轴至垂线的极角theta唯一确定，因此可以将常规直线参数(k,b)转化为新的参数组(rho,theta)。而如果图像中存在直线，将对于某个参数组的数量会出现一个统计的极大值。因此可以将检测直线的过程变换为统计具有极大值的参数组的过程。

本实施例中，为了获得准确的结果，以及提高算法效率，第一处理单元24会在霍夫变换的前一步先对图像作二值化处理，找到图像中最可能为针的像素集合，而第二处理单元25在霍夫变换之后，需要进一步对经过霍夫变换后所找到的穿刺针针体的所有可能位置作一系列筛选判断，具体可以通过根据穿刺针针体的相关参数，比如针体的长度、宽度及直线型等其他特征参数，或者常用图像处理上的一些先验知识，排除所有可能位置中一些错误的位置参数，并对没有明显问题的位置参数(也即不同发射角度下所述穿刺针针体所在直线参数)设定一个为真实位置的概率，并最后输出识别概率最高的穿刺针针体所在直线参数，其中，根据穿刺针针体所在直线参数可相应确定穿刺针的插入取向。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种超声图像标识的显示装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取模块，用于在超声发射设备进行穿刺增强时，获取常规空间复合图像帧和大偏转图像帧；

第二获取模块，用于根据所述大偏转图像帧的图像数据进行穿刺针针体识别，并获取所述针体到穿刺增强无效区域的距离，基于所述距离获取超声图像标识的透明度，其中，所述超声图像标识用于区分穿刺增强有效区域和穿刺增强无效区域；

显示模块，用于根据所述针体所在的位置，将所述常规空间复合图像帧和所述大偏转图像帧进行自然融合，将所述超声图像标识按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块包括：

获取单元，用于获取所述针体离穿刺增强无效区域较近的一端到所述穿刺增强无效区域边界之间的最短距离；

计算单元，用于根据所述最短距离计算得到超声图像标识的透明度。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述计算单元还用于将所述最短距离按照预设的映射规则映射为超声图像标识的透明度。

4.如权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述超声图像标识包括偏转线，所述显示模块还用于将所述偏转线按照所述透明度显示在自然融合后的超声图像上。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块还包括：

第一处理单元，用于将所述大偏转图像帧的图像数据进行二值化处理，以确定所述大偏转图像帧中可能为穿刺针的像素集合；

第二处理单元，用于将所述像素集合进行霍夫变换处理，以确定霍夫变换对应的坐标系下穿刺针针体所在直线参数。