CN114129190B - 全眼微血流的成像方法、装置及电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种全眼微血流的成像方法及相关装置，通过二维面阵超声换能器向注射有超声造影剂的眼部周期性发射超声信号后；对采集的回波反射信号进行处理，得到三维矩阵序列；将三维矩阵序列划分为多个子三维矩阵序列；从每个子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号，得到对应的目标子三维矩阵序列；将各个目标子三维矩阵序列拼接，得到目标三维矩阵序列；对目标三维矩阵序列内的造影剂信号进行处理，得到三维造影剂图像序列；对于每一帧三维造影剂图像，通过三维点扩散函数图像识别出该帧三维造影剂图像中造影剂中的微泡的中心点坐标，得到高分辨率的全眼的三维微血流图像，满足全眼三维微血流的检测需求。

Description

全眼微血流的成像方法、装置及电子设备和存储介质

技术领域

本申请涉及成像技术领域，更具体地说，涉及一种全眼微血流的成像方法、装置及电子设备和存储介质。

背景技术

全眼微血流的可视化在临床眼科中具有重要意义。现有的眼部血流成像多采用光学成像方法(如，眼底照相机、光学相干断层扫描等)，该方法虽然分辨率较高，但其受屈光间质的影响，成像深度较小。

超声成像凭借着其穿透深度大的优势，现已广泛用于临床眼科成像。然而，目前的眼科超声成均采用单阵元机械扫描或一维线阵换能器，结合超声多普勒技术对眼部血流进行显像，虽然其不受屈光间质的影响，成像深度较大，但其仍无法获得高分辨率的图像，而且只能得到二维剖面图像，难以满足全眼三维微血流的检测需求。

发明内容

本申请的目的是提供一种全眼微血流的成像方法、装置及电子设备和存储介质，包括如下技术方案：

一种全眼微血流的成像方法，所述方法包括：

通过二维面阵超声换能器向注射有超声造影剂的眼部周期性发射超声信号，并采集所述超声信号的回波反射信号；

对采集的回波反射信号进行处理，得到三维矩阵序列，所述三维矩阵序列中的不同三维矩阵通过不同次采集的回波反射信号得到，每个三维矩阵中的每个元素为一个正交解调信号；

将所述三维矩阵序列划分为多个子三维矩阵序列，不同的子三维矩阵序列中属于同一个子三维矩阵的任意相邻两个子三维矩阵存在部分重叠；

对于每个子三维矩阵序列，基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同，从该子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号，得到该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列；

将各个目标子三维矩阵序列拼接，得到目标三维矩阵序列；

对所述目标三维矩阵序列内的造影剂信号进行处理，得到三维造影剂图像序列，不同帧三维造影剂图像对应不同次采集的回波反射信号；

对于每一帧三维造影剂图像，通过预先标定的所述二维面阵超声换能器的三维点扩散函数图像识别出该帧三维造影剂图像中造影剂中的微泡的中心点坐标。

上述方法，优选的，所述对于每个子三维矩阵序列，基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同，从该子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号，包括：

对于每个子三维矩阵序列，将该子三维矩阵序列重构为二维的初始Casorati矩阵，所述初始Casorati矩阵的大小为a×b，其中，a为三维矩阵序列中元素的个数，b为发射超声信号的次数；

对所述初始Casorati矩阵进行奇异值分解，以得到分解结果；

对所述分解结果进行处理，以将所述分解结果中的奇异值矩阵中不属于目标奇异值区间的奇异值置零；所述目标奇异值区间基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同而确定；

由处理后的分解结果得到目标Casorati矩阵；

将所述目标Casorati矩阵重构为新的子三维矩阵序列，作为该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列。

上述方法，优选的，所述将各个目标子三维矩阵序列拼接，包括：

将对应同一三维矩阵的不同子三维矩阵对应的目标子三维矩阵进行拼接；

其中，每个目标三维矩阵中，属于不同子三维矩阵的位置L处元素的取值为：包含所述位置L的各个目标子三维矩阵中所述位置L处的元素的值加权平均。

上述方法，优选的，在将元素加权平均时，每个元素的权重根据该元素所属的目标子三维矩阵序列对应的目标Casorati矩阵的奇异值确定。

上述方法，优选的，在将元素加权平均时，每个元素的权重为：

该元素所属的目标子三维矩阵序列对应的目标Casorati矩阵的奇异值的和值的倒数。

一种全眼微血流的成像装置，所述装置包括：

超声信号控制模块，用于通过二维面阵超声换能器向注射有超声造影剂的眼部周期性发射超声信号，并采集所述超声信号的回波反射信号；

信号处理模块，用于对采集的回波反射信号进行处理，得到三维矩阵序列，所述三维矩阵序列中的不同三维矩阵通过不同次采集的回波反射信号得到，每个所述三维矩阵中的每个元素为一个正交解调信号；

划分模块，用于将所述三维矩阵序列划分为多个子三维矩阵序列，不同的子三维矩阵序列中属于同一个子三维矩阵的任意相邻两个子三维矩阵存在部分重叠；

提取模块，用于对于每个子三维矩阵序列，基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同，从该子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号，得到该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列；

拼接模块，用于将各个目标子三维矩阵序列拼接，得到目标三维矩阵序列；

图像获取模块，用于对所述目标三维矩阵序列内的造影剂信号进行处理，得到三维造影剂图像序列，不同帧三维造影剂图像对应不同次采集的回波反射信号；

识别模块，用于对于每一帧三维造影剂图像，通过预先标定的所述二维面阵超声换能器的三维点扩散函数图像识别出该帧三维造影剂图像中造影剂中的微泡的中心点坐标。

上述装置，优选的，所述提取模块用于：

对于每个子三维矩阵序列，将该子三维矩阵序列重构为二维的初始Casorati矩阵，所述初始Casorati矩阵的大小为a×b，其中，a为三维矩阵序列中元素的个数，b为发射超声信号的次数；

对所述初始Casorati矩阵进行奇异值分解，以得到分解结果；

对所述分解结果进行处理，以将所述分解结果中的奇异值矩阵中不属于目标奇异值区间的奇异值置零；所述目标奇异值区间基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同而确定；

由处理后的分解结果得到目标Casorati矩阵；

将所述目标Casorati矩阵重构为新的子三维矩阵序列，作为该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列。

上述装置，优选的，所述拼接模块用于：

将对应同一三维矩阵的不同子三维矩阵对应的目标子三维矩阵进行拼接；

其中，每个目标三维矩阵中，属于不同子三维矩阵的位置L处元素的取值为：包含所述位置L的各个目标子三维矩阵中所述位置L处的元素的值加权平均。

上述装置，优选的，在将元素加权平均时，每个元素的权重根据该元素所属的目标子三维矩阵序列对应的目标Casorati矩阵的奇异值确定。

上述装置，优选的，在将元素加权平均时，每个元素的权重为：

该元素所属的目标子三维矩阵序列对应的目标Casorati矩阵的奇异值的和值的倒数。

一种电子设备，包括：

存储器，用于存储程序；

处理器，用于调用并执行所述存储器中的所述程序，通过执行所述程序实现如上任一项所述的全眼微血流的成像方法的各个步骤。

一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上任一项所述的全眼微血流的成像方法的各个步骤

通过以上方案可知，本申请提供的一种全眼微血流的成像方法、装置及电子设备和存储介质，通过二维面阵超声换能器向注射有超声造影剂的眼部周期性发射超声信号，并采集超声信号的回波反射信号；对采集的回波反射信号进行处理，得到三维矩阵序列，该三维矩阵序列中的不同三维矩阵通过不同次采集的回波反射信号得到，每个三维矩阵中的每个元素为一个正交解调信号；将三维矩阵序列划分为多个子三维矩阵序列，不同的子三维矩阵序列中属于同一个子三维矩阵的任意相邻两个子三维矩阵存在部分重叠；对于每个子三维矩阵序列，基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同，从该子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号，得到该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列；将各个目标子三维矩阵序列拼接，得到目标三维矩阵序列；对目标三维矩阵序列内的造影剂信号进行处理，得到三维造影剂图像序列，不同帧三维造影剂图像对应不同次采集的回波反射信号；对于每一帧三维造影剂图像，通过预先标定的所述二维面阵超声换能器的三维点扩散函数图像识别出该帧三维造影剂图像中造影剂中的微泡的中心点坐标，得到高分辨率的全眼的三维微血流图像，满足全眼三维微血流的检测需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的全眼微血流的成像方法的一种实现流程；

图2为本申请实施例提供的将三维矩阵序列划为为多个子三维矩阵序列的一种示例图；

图3为本申请实施例提供的对于每个子三维矩阵序列，基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同，从该子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号的一种实现流程图；

图4为本申请实施例提供的全眼微血流的成像方法与现有技术的眼部超声成像的成像结果的对比图；

图5为本申请实施例提供的全眼微血流的成像装置的一种结构示意图；

图6为本申请实施例提供的电子设备的一种结构示意图。

说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的部分，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，以便这里描述的本申请的实施例，能够以除了在这里图示的以外的顺序实施。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，为本申请实施例提供的全眼微血流的成像方法的一种实现流程图，可以包括：

步骤S101：通过二维面阵超声换能器向注射有超声造影剂的眼部周期性发射超声信号，并采集所述超声信号的回波反射信号。

在向眼部发射超声信号，需要向眼部注射造影剂，以便基于随血液流动的造影剂对眼部的血管进行识别。

可以采用多角度平面波复合成像算法发射超声信号并采集超声回波反射信号。具体实现方式可以参看已有的成熟方案，由于其不是本申请的重点，这里不再详述。

步骤S102：对采集的回波反射信号进行处理，得到三维矩阵序列，该三维矩阵序列中的不同三维矩阵通过不同次采集的回波反射信号得到，每个三维矩阵中的每个元素为一个正交解调信号。

对应每次发射的超声信号，都会采集一次眼部反射的回波反射信号，通过对该次采集的回波反射信号进行处理，得到一个三维矩阵，该三维矩阵中的不同元素所在位置对应眼部的三维空间的不同采样点，每个元素为一个正交解调信号。回波反射信号为超声射频信号，对于每个采样点，可以对在该采样点处采集的超声射频信号进行波束合成，得到波束合成信号，对波束合成信号进行正交解调，得到该采样点对应的正交解调信号(IQ信号)。

可以理解的是，眼部包含组织、随血液流动的造影剂及其它组成成分，因此，回波反射信号中会包括组织信号(即由眼部的组织对超声信号进行反射形成的回波反射信号)、造影剂信号(即由造影剂对超声信号进行反射形成的回波反射信号)和噪声信号(即由其它组成成分对超声信号进行反射形成的回波反射信号)，基于此，要对眼部的血流成像，需要提取出造影剂信号，而抑制组织信号和噪声信号。

步骤S103：将三维矩阵序列划分为多个子三维矩阵序列，不同的子三维矩阵序列中属于同一个子三维矩阵的任意相邻两个子三维矩阵存在部分重叠。

为了得到高分辨率的全眼的三维微血流图像，本申请实施例中，对于三维矩阵序列中的每一个三维矩阵，将该三维矩阵划分为多个子三维矩阵，任意相邻两个子三维矩阵存在部分重叠。不同的三维矩阵的划分方式相同，各个三维矩阵中位于同一位置的子三维矩阵构成子三维矩阵序列。

如图2所示，为本申请实施例提供的将三维矩阵序列划为为多个子三维矩阵序列的一种示例图，该示例中，Nx，Ny，Nz表示空间的三个维度，Nt表示时间维度。图2中仅显示了三维矩阵序列中的两个三维矩阵，且每个三维矩阵中仅显示了两个具有重叠的子三维矩阵(每个小长方体为一个子三维矩阵)，在实际应用中，每个三维矩阵均可以划为多个如图所示的小长方体，比如划分为M*N个小长方体，M表示划分得到的小长方体的行数，N表示划分得到的小长方体的列数，在每一行小长方体中，任意相邻两个小长方体存在部分重叠，在每一列小长方体中，任意相邻两个小长方体存在部分重叠，任意对角相邻的两个小长方体(如图2中的一个三维矩阵中的两个小长方体)也存在部分重叠。

步骤S104：对于每个子三维矩阵序列，基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同，从该子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号，得到该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列。

在时空相干性方面组织和血液运动有着不同的特征，组织位移有着较高时空相干性，大量的空间像素呈现相同的时间分布，而造影剂的位移具有较低的时空相干性，更为没有规则、无序，因此，根据组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同，可以从该子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号。当然，这里的造影剂信号仍然是IQ信号。

步骤S105：将各个目标子三维矩阵序列拼接，得到目标三维矩阵序列。

步骤S106：对目标三维矩阵序列内的造影剂信号进行处理，得到三维造影剂图像序列，不同帧三维造影剂图像对应不同次采集的回波反射信号。

对目标三维矩阵序列内的造影剂信号(IQ信号)进行处理，就是对目标三维矩阵序列中的各个目标三维矩阵中的元素进行归一化的过程，使得各个元素的取值在[0，1]，比如，对于每个目标三维矩阵，对该目标三维矩阵中的每个元素取绝对值，然后将每个元素的绝对值除以该目标三维矩阵中的最大绝对值，得到每个元素的归一化结果。

步骤S107：对于每一帧三维造影剂图像，通过预先标定的二维面阵超声换能器的三维点扩散函数PSF(point spread function)图像识别出该帧三维造影剂图像中造影剂中的微泡的中心点坐标。

点扩撒函数描述了二维面阵超声换能器对点源的响应。三维PSF图像可以通过上述二维面阵超声换能器对一个无限小的一个目标(比如一个小钢珠)进行图像采集得到的三维图像。具体标定过程属于本领域比较成熟的技术，这里不再详述。

可以将三维PSF图像在该帧三维造影剂图像中按照预定步长移动，每移动到一个位置，计算三维PSF图像与该帧三维造影剂图像中该位置处的子三维图像的互相关系数。作为示例，可以通过如下公式计算三维PSF图像与该帧三维造影剂图像中该位置处的子三维图像的互相关系数c(u，v，w)：

其中，f(x，y，z)表示该帧三维造影剂图像中该位置处的子三维图像中的坐标(x，y，z)处的元素的取值，

表示该帧三维造影剂图像中该位置处的子三维图像中元素的均值；t(x-u，y-v，z-w)表示三维PSF图像与该帧三维造影剂图像中该位置处的子三维图像的对应位置的元素的差值；

表示三维PSF图像中元素的均值。

然后，在相邻的多个位置中选择与三维PSF图像的互相关系数的最大的位置作为候选位置；

若该候选位置的子三维图像与三维PSF图像的互相关系数大于阈值，将该候选位置确定为单个微泡的位置，否则确定该候选位置不是微泡的位置。

最后，将所有帧的三维造影剂图像中的微泡的中心点坐标汇总到一帧三维图像上，得到最终的全眼的三维微泡图像，也就是全眼的三维血流图像。

本申请实施例提供的全眼微血流成像方法，通过二维面阵超声换能器向注射有超声造影剂的眼部周期性发射超声信号，并采集超声信号的回波反射信号；对采集的回波反射信号进行处理，得到三维矩阵序列，该三维矩阵序列中的不同三维矩阵通过不同次采集的回波反射信号得到，每个三维矩阵中的每个元素为一个正交解调信号；将三维矩阵序列划分为多个子三维矩阵序列，不同的子三维矩阵序列中属于同一个子三维矩阵的任意相邻两个子三维矩阵存在部分重叠；对于每个子三维矩阵序列，基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同，从该子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号，得到该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列；将各个目标子三维矩阵序列拼接，得到目标三维矩阵序列；对目标三维矩阵序列内的造影剂信号进行处理，得到三维造影剂图像序列，不同帧三维造影剂图像对应不同次采集的回波反射信号；对于每一帧三维造影剂图像，通过预先标定的所述二维面阵超声换能器的三维点扩散函数图像识别出该帧三维造影剂图像中造影剂中的微泡的中心点坐标，得到高分辨率的全眼的三维微血流图像，满足全眼三维微血流的检测需求。

可选的，为了进一步提高全眼三维微血流图像的分辨率，对于每一帧三维造影剂图像，在通过PSF图像识别出该帧三维造影剂图像中造影剂中的微泡的中心点坐标之前，可以先对该帧三维造影剂图像进行插值，得到插值后的三维造影剂图像，然后通过PSF图像识别出该帧插值后的三维造影剂图像中造影剂中的微泡的中心点坐标，得到更高分辨率的全眼十三万微血流图像的分辨率。

在一可选的实施例上，上述对于每个子三维矩阵序列，基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同，从该子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号的一种实现流程图如图3所示，可以包括：

步骤S301：对于每个子三维矩阵序列，将该子三维矩阵序列重构为二维的Casorati矩阵(记为初始Casorati矩阵)，该初始Casorati矩阵的大小为a×b，其中，a为三维矩阵序列中元素的个数，b为发射超声信号的次数。具体转换过程不是本申请关注的重点，这里不再详述。

步骤S302：对初始Casorati矩阵进行奇异值分解，以得到分解结果。

将初始Casorati矩阵记为S，则可以利用如下关系式进行奇异值分解：

S＝UΔV^*

其中，U的列向量表示S的空间奇异向量，U为正交矩阵；V的列向量表示S的时间奇异向量，*表示对矩阵V取共轭转置，V为正交矩阵；Δ为S的奇异值矩阵，该矩阵的主对角线上的元素称为矩阵S的奇异值，其它元素的取值均为0。

步骤S303：对分解结果进行处理，以将分解结果中的奇异值矩阵中不属于目标奇异值区间的奇异值置零；目标奇异值区间基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同而确定。

本申请的发明人研究发现，组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同主要体现在奇异值的不同，组织信号具有较高时空相干性，主要表现为较大的奇异值点，相反，造影剂信号具有较低的时空相干性，主要表现为较小的奇异值，基于此，设置了用来区分组织信号、造影剂信号和噪声信号的奇异值临界点th1和th2，其中，th1<th2，上述目标奇异值区间即为[th1，th2]，通过将目标奇异值区间之外的奇异值置零来提取造影剂信号，抑制杂波信号(即组织信号和噪声信号)。

步骤S304：由处理后的分解结果得到新的Casorati矩阵(记为目标Casorati矩阵)。

在将目标奇异值区间之外的奇异值置零后，得到的目标Casorati矩阵，记为S‘，则，

其中，λ_i表示目标Casorati矩阵的奇异值矩阵中的第i行的奇异值；u_i表示U的第i列的向量，即U的第i个列向量；

表示V^*的第i列的向量，即V^*的第i个列向量。

步骤S305：将目标Casorati矩阵重构为新的子三维矩阵序列，作为该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列。

由三维矩阵序列重构得到Casorati矩阵，以及由Casorati矩阵重构得到三维矩阵序列的过程为互逆过程，具体实现过程不是本申请的重点，这里不再详述。

在一可选的实施例中，上述将各个目标子三维矩阵序列拼接的一种实现方式可以为：

将对应同一三维矩阵的不同子三维矩阵对应的目标子三维矩阵进行拼接，具体为：将对应同一三维矩阵的具有部分重叠的不同子三维矩阵对应的各个目标子三维矩阵进行拼接；

其中，每个目标三维矩阵中，属于不同子三维矩阵的位置L处元素的取值为：包含位置L的各个目标子三维矩阵中位置L处的元素的值的加权平均。用公式可以表示为：

其中，S′(x，y，z)表示拼接得到的目标三维矩阵中位置L(该位置的坐标为(x，y，z))处的元素的取值，S_m(x，y，z)表示第m个目标子三维矩阵中位置L处元素的取值；K为包含位置L的目标子三维矩阵的数量。

如前所述，在对三维矩阵进行划分时，由于存在重叠区域，因此，除了大部分元素单独属于一个子三维矩阵外，三维矩阵中有少部分元素同时属于两个子三维矩阵，而还有一部分元素会同时属于四个子三维矩阵。比如，同一行的相邻两个子三维矩阵的重叠部分的部分元素就属于同一行这两个子三维矩阵；同一列的相邻两个子三维矩阵的重叠部分的部分元素就属于同一列这两个子三维矩阵。比如，以“田”字格方式排列的四个子三维矩阵的重叠部分的元素就属于这四个子三维矩阵。

在进行拼接时，如果一位置(x，y，z)属于K个子三维矩阵，则在将包含该位置(x，y，z)的K个子三维矩阵对应的目标子三维矩阵进行拼接时，将K个目标子三维矩阵中该位置(x，y，z)处的元素值加权平均，得到目标三维矩阵中该位置(x，y，z)处元素的取值。

需要说明是，如果K个目标子三维矩阵中该位置(x，y，z)处的元素的值均为0，则可以直接将K个目标子三维矩阵中该位置(x，y，z)处的元素值确定为0即可，不必执行加权计算。

如果K个目标子三维矩阵中至少一个目标子三维矩阵中该位置(x，y，z)处的元素不为零，则将K个目标子三维矩阵中该位置(x，y，z)处的元素值加权平均。

在一可选的实施例中，在将元素加权平均时，每个元素的权重根据该元素所属的目标子三维矩阵序列对应的目标Casorati矩阵的奇异值确定。

作为示例，每个元素的权重可以为：该元素所属的目标子三维矩阵序列对应的目标Casorati矩阵的奇异值的和值的倒数。用公式可以表示为：

其中，w_j表示第j个目标子三维矩阵中的元素的权重。

作为示例，每个元素的权重可以为：该元素所属的目标子三维矩阵序列对应的目标Casorati矩阵的奇异值的均值的倒数。

如图4所示，为本申请实施例提供的全眼微血流的成像方法与现有技术的眼部超声成像的成像结果的对比图。图4中，左图为现有技术中的超声成像的效果图，右图为本申请提供的全眼微血流的成像方法的效果图，显然，本申请实施例提供的全眼微血流的成像方法所成眼部血流图像的分辨率明显高于现有技术。

与方法实施例相对应，本申请实施例还提供一种全眼微血流的成像装置，本申请实施例提供的全眼微血流的成像装置的一种结构示意图如图5所示，可以包括：

超声信号控制模块501，信号处理模块502，划分模块503，提取模块504，拼接模块505，图像获取模块506和识别模块507；其中，

超声信号控制模块501用于通过二维面阵超声换能器向注射有超声造影剂的眼部周期性发射超声信号，并采集所述超声信号的回波反射信号；

信号处理模块502用于对采集的回波反射信号进行处理，得到三维矩阵序列，所述三维矩阵序列中的不同三维矩阵通过不同次采集的回波反射信号得到，每个所述三维矩阵中的每个元素为一个正交解调信号；

划分模块503用于将所述三维矩阵序列划分为多个子三维矩阵序列，不同的子三维矩阵序列中属于同一个子三维矩阵的任意相邻两个子三维矩阵存在部分重叠；

提取模块504用于对于每个子三维矩阵序列，基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同，从该子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号，得到该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列；

拼接模块505用于将各个目标子三维矩阵序列拼接，得到目标三维矩阵序列；

图像获取模块506用于对所述目标三维矩阵序列内的造影剂信号进行处理，得到三维造影剂图像序列，不同帧三维造影剂图像对应不同次采集的回波反射信号；

识别模块507用于对于每一帧三维造影剂图像，通过预先标定的所述二维面阵超声换能器的点三维扩展函数图像识别出该帧三维造影剂图像中造影剂中的微泡的中心点坐标。

本申请实施例提供的全眼微血流的成像装置，通过二维面阵超声换能器向注射有超声造影剂的眼部周期性发射超声信号，并采集超声信号的回波反射信号；对采集的回波反射信号进行处理，得到三维矩阵序列，该三维矩阵序列中的不同三维矩阵通过不同次采集的回波反射信号得到，每个三维矩阵中的每个元素为一个正交解调信号；将三维矩阵序列划分为多个子三维矩阵序列，不同的子三维矩阵序列中属于同一个子三维矩阵的任意相邻两个子三维矩阵存在部分重叠；对于每个子三维矩阵序列，基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同，从该子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号，得到该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列；将各个目标子三维矩阵序列拼接，得到目标三维矩阵序列；对目标三维矩阵序列内的造影剂信号进行处理，得到三维造影剂图像序列，不同帧三维造影剂图像对应不同次采集的回波反射信号；对于每一帧三维造影剂图像，通过预先标定的所述二维面阵超声换能器的三维点扩散函数图像识别出该帧三维造影剂图像中造影剂中的微泡的中心点坐标，得到高分辨率的全眼的三维微血流图像，满足全眼三维微血流的检测需求。

在一可选的实施例中，所述提取模块504用于：

对于每个子三维矩阵序列，将该子三维矩阵序列重构为二维的初始Casorati矩阵，所述初始Casorati矩阵的大小为a×b，其中，a为三维矩阵序列中元素的个数，b为发射超声信号的次数；

对所述初始Casorati矩阵进行奇异值分解，以得到分解结果；

对所述分解结果进行处理，以将所述分解结果中的奇异值矩阵中不属于目标奇异值区间的奇异值置零；所述目标奇异值区间基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同而确定；

由处理后的分解结果得到目标Casorati矩阵；

将所述目标Casorati矩阵重构为新的子三维矩阵序列，作为该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列。

在一可选的实施例中，所述拼接模块505用于：

将对应同一三维矩阵的不同子三维矩阵对应的目标子三维矩阵进行拼接；

其中，每个目标三维矩阵中，属于不同子三维矩阵的位置L处元素的取值为：包含所述位置L的各个目标子三维矩阵中所述位置L处的元素的值加权平均。

在一可选的实施例中，在将元素加权平均时，每个元素的权重根据该元素所属的目标子三维矩阵序列对应的目标Casorati矩阵的奇异值确定。

在一可选的实施例中，在将元素加权平均时，每个元素的权重为：

该元素所属的目标子三维矩阵序列对应的目标Casorati矩阵的奇异值的和值的倒数。

与方法实施例相对应，本申请还提供一种电子设备，该电子设备的一种结构示意图如图6所示，可以包括：至少一个处理器1，至少一个通信接口2，至少一个存储器3和至少一个通信总线4。

在本申请实施例中，处理器1、通信接口2、存储器3、通信总线4的数量为至少一个，且处理器1、通信接口2、存储器3通过通信总线4完成相互间的通信。

处理器1可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路等。

存储器3可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)等，例如至少一个磁盘存储器。

其中，存储器3存储有程序，处理器1可调用存储器3存储的程序，所述程序用于：

通过二维面阵超声换能器向注射有超声造影剂的眼部周期性发射超声信号，并采集所述超声信号的回波反射信号；

对采集的回波反射信号进行处理，得到三维矩阵序列，所述三维矩阵序列中的不同三维矩阵通过不同次采集的回波反射信号得到，每个三维矩阵中的每个元素为一个正交解调信号；

将所述三维矩阵序列划分为多个子三维矩阵序列，不同的子三维矩阵序列中属于同一个子三维矩阵的任意相邻两个子三维矩阵存在部分重叠；

对于每个子三维矩阵序列，基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同，从该子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号，得到该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列；

将各个目标子三维矩阵序列拼接，得到目标三维矩阵序列；

对所述目标三维矩阵序列内的造影剂信号进行处理，得到三维造影剂图像序列，不同帧三维造影剂图像对应不同次采集的回波反射信号；

对于每一帧三维造影剂图像，通过预先标定的所述二维面阵超声换能器的三维点扩散函数图像识别出该帧三维造影剂图像中造影剂中的微泡的中心点坐标。

可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

本申请实施例还提供一种存储介质，该存储介质可存储有适于处理器执行的程序，所述程序用于：

通过二维面阵超声换能器向注射有超声造影剂的眼部周期性发射超声信号，并采集所述超声信号的回波反射信号；

对采集的回波反射信号进行处理，得到三维矩阵序列，所述三维矩阵序列中的不同三维矩阵通过不同次采集的回波反射信号得到，每个三维矩阵中的每个元素为一个正交解调信号；

将所述三维矩阵序列划分为多个子三维矩阵序列，不同的子三维矩阵序列中属于同一个子三维矩阵的任意相邻两个子三维矩阵存在部分重叠；

对于每个子三维矩阵序列，基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同，从该子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号，得到该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列；

将各个目标子三维矩阵序列拼接，得到目标三维矩阵序列；

对所述目标三维矩阵序列内的造影剂信号进行处理，得到三维造影剂图像序列，不同帧三维造影剂图像对应不同次采集的回波反射信号；

对于每一帧三维造影剂图像，通过预先标定的所述二维面阵超声换能器的三维点扩散函数图像识别出该帧三维造影剂图像中造影剂中的微泡的中心点坐标。

可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。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，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

应当理解，本申请实施例中，从权、各个实施例、特征可以互相组合结合，都能实现解决前述技术问题。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种全眼微血流的成像方法，其特征在于，所述方法包括：

通过二维面阵超声换能器向注射有超声造影剂的眼部周期性发射超声信号，并采集所述超声信号的回波反射信号；

对采集的回波反射信号进行处理，得到三维矩阵序列，所述三维矩阵序列中的不同三维矩阵通过不同次采集的回波反射信号得到，每个三维矩阵中的每个元素为一个正交解调信号；

将所述三维矩阵序列划分为多个子三维矩阵序列，不同的子三维矩阵序列中属于同一个子三维矩阵的任意相邻两个子三维矩阵存在部分重叠；

对于每个子三维矩阵序列，基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同，从该子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号，得到该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列；

将各个目标子三维矩阵序列拼接，得到目标三维矩阵序列；

对所述目标三维矩阵序列内的造影剂信号进行处理，得到三维造影剂图像序列，不同帧三维造影剂图像对应不同次采集的回波反射信号；

对于每一帧三维造影剂图像，通过预先标定的所述二维面阵超声换能器的三维点扩散函数图像识别出该帧三维造影剂图像中造影剂中的微泡的中心点坐标；

其中，所述对于每个子三维矩阵序列，基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同，从该子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号，包括：

对于每个子三维矩阵序列，将该子三维矩阵序列重构为二维的初始Casorati矩阵，所述初始Casorati矩阵的大小为a×b，其中，a为三维矩阵序列中元素的个数，b为发射超声信号的次数；

对所述初始Casorati矩阵进行奇异值分解，以得到分解结果；

对所述分解结果进行处理，以将所述分解结果中的奇异值矩阵中不属于目标奇异值区间的奇异值置零；所述目标奇异值区间基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同而确定；

由处理后的分解结果得到目标Casorati矩阵；

将所述目标Casorati矩阵重构为新的子三维矩阵序列，作为该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将各个目标子三维矩阵序列拼接，包括：

将对应同一三维矩阵的不同子三维矩阵对应的目标子三维矩阵进行拼接；

其中，每个目标三维矩阵中，属于不同子三维矩阵的位置L处元素的取值为：包含所述位置L的各个目标子三维矩阵中所述位置L处的元素的值加权平均。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在将元素加权平均时，每个元素的权重根据该元素所属的目标子三维矩阵序列对应的目标Casorati矩阵的奇异值确定。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在将元素加权平均时，每个元素的权重为：

该元素所属的目标子三维矩阵序列对应的目标Casorati矩阵的奇异值的和值的倒数。

5.一种全眼微血流的成像装置，其特征在于，所述装置包括：

超声信号控制模块，用于通过二维面阵超声换能器向注射有超声造影剂的眼部周期性发射超声信号，并采集所述超声信号的回波反射信号；

信号处理模块，用于对采集的回波反射信号进行处理，得到三维矩阵序列，所述三维矩阵序列中的不同三维矩阵通过不同次采集的回波反射信号得到，每个所述三维矩阵中的每个元素为一个正交解调信号；

划分模块，用于将所述三维矩阵序列划分为多个子三维矩阵序列，不同的子三维矩阵序列中属于同一个子三维矩阵的任意相邻两个子三维矩阵存在部分重叠；

提取模块，用于对于每个子三维矩阵序列，基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同，从该子三维矩阵序列的各个子三维矩阵中的正交解调信号中提取造影剂信号，得到该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列；

拼接模块，用于将各个目标子三维矩阵序列拼接，得到目标三维矩阵序列；

图像获取模块，用于对所述目标三维矩阵序列内的造影剂信号进行处理，得到三维造影剂图像序列，不同帧三维造影剂图像对应不同次采集的回波反射信号；

识别模块，用于对于每一帧三维造影剂图像，通过预先标定的所述二维面阵超声换能器的三维点扩散函数图像识别出该帧三维造影剂图像中造影剂中的微泡的中心点坐标；

其中，所述提取模块用于：

对于每个子三维矩阵序列，将该子三维矩阵序列重构为二维的初始Casorati矩阵，所述初始Casorati矩阵的大小为a×b，其中，a为三维矩阵序列中元素的个数，b为发射超声信号的次数；

对所述初始Casorati矩阵进行奇异值分解，以得到分解结果；

对所述分解结果进行处理，以将所述分解结果中的奇异值矩阵中不属于目标奇异值区间的奇异值置零；所述目标奇异值区间基于组织信号的时空相干性和造影剂信号的时空相干性不同而确定；

由处理后的分解结果得到目标Casorati矩阵；

将所述目标Casorati矩阵重构为新的子三维矩阵序列，作为该子三维矩阵序列对应的目标子三维矩阵序列。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述拼接模块用于：

将对应同一三维矩阵的不同子三维矩阵对应的目标子三维矩阵进行拼接；

其中，每个目标三维矩阵中，属于不同子三维矩阵的位置L处元素的取值为：包含所述位置L的各个目标子三维矩阵中所述位置L处的元素的值加权平均。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在将元素加权平均时，每个元素的权重根据该元素所属的目标子三维矩阵序列对应的目标Casorati矩阵的奇异值确定。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在将元素加权平均时，每个元素的权重为：

该元素所属的目标子三维矩阵序列对应的目标Casorati矩阵的奇异值的和值的倒数。

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