基于时频分析滤波的内窥式超声振铃伪影去除方

本发明属于介入式超声成像领域，涉及一种介入式单阵元超声成像领域的振铃噪声去除方法，具体涉及一种基于时频分析滤波的自适应单阵元内窥式超声振铃伪影去除方法。背景技术：1、目前，针对介入式单阵元超声成像往往受到各种伪影的干扰，以血管内超声(ivus)为例，超声振铃伪影是以ivus为代表的介入式单阵元超声成像中较为典型的伪影。2、振铃伪影是由于超声换能器受超声收发仪激励后发射的超声探测信号被超声换能器本身接收从而产生的伪影。出现振铃伪影现象会导致在超声图像的中心区域留下一系列密集的同心圆环状亮斑，这使得介入式单阵元超声探头在距离待成像组织较近的情况下由于振铃伪影的遮盖效果，无法有效获取组织结构信息，极大影响系统的整体成像能力。3、针对振铃伪影的特征，目前已有部分研究结论。振铃伪影由于超声收发仪在使用过程中产生的零漂以及外部设备的电磁干扰，会导致超声探测信号存在一定程度上的不同。超声探测信号在到达待成像组织产生超声回波信号的同时，原始的探测信号本身一部分会通过超声换能器进入到整个超声信号的采集中，该部分超声探测信号在耦合后就是超声振铃伪影信号。4、目前世界上针对振铃伪影的去除方法较为单一，并且无法良好区分伪影与正常回波信号。由于振铃伪影的特殊性且较为固定的出现区域，目前大部分方法都是通过对重建后的介入式超声图像进行固定区域的圆形裁剪从而去除振铃伪影并提升图像整体对比度，然而该方法是基于图像端处理，忽视了振铃伪影区域的大小，并且无法针对外部噪声和换能器参数的变化相应进行调整。再者，当待成像区域靠近换能器使有效回波信号淹没在振铃伪影之中时，常规的裁剪方法会一并去除靠近换能器的有效成像信息。另一种方法是对信号进行频域滤波后再进行图像重建，这样的方法只能在一定程度上抑制振铃伪影，并且对超声回波信号同样存在抑制作用。5、上述的常规处理办法会导致在介入式单阵元超声内窥成像例如ivus中较为狭窄并靠近导管的部分可能无法被正确重建，最终影响整体腔壁的结构信息获取。技术实现思路1、为了解决介入式单阵元超声内窥成像存在振铃伪影且严重影响成像效果同时现有方法去除效果均不理想的问题，本发明提供了一种基于时频分析滤波的内窥式超声振铃伪影去除方法。该方法能几乎完全去除振铃伪影，恢复有效回波信号，保持在近距离成像时的结构完整性。2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：3、一种基于时频分析滤波的内窥式超声振铃伪影去除方法，包括如下步骤：4、步骤1：获取内窥式单阵元超声成像原始数据，在带有超声回波信号的超声数据中对相邻帧信号进行时频谱分析，得到信号的时频谱；5、步骤2：根据光流法得出待处理信号时频谱相对于与参考信号时频谱突变情况；6、步骤3：确定阈值系数与频谱分布情况因素，通过这两个参数来确定时频滤波器的参数；7、步骤4：通过初步计算得到的时频滤波器对待处理信号进行时频滤波并进行时域恢复；8、步骤5：使用时频滤波滤除伪影后数据与原始数据进行指标计算，根据指标是否达标对阈值参数进行优化调整；9、步骤6：使用指标达标的时频滤波器参数对数据进行时频滤波、时域重建和超声内窥图像重建，得到无振铃伪影的超声内窥图像。10、一种基于时频分析滤波的自适应单阵元内窥式超声振铃伪影去除装置，包括存储器和处理器，其中存储器存储有计算机程序，处理器用于执行计算机程序实现上述基于时频分析滤波的自适应单阵元内窥式超声振铃伪影去除方法。11、相比于现有技术，本发明具有如下优点：12、本发明可以精确、有效地减少介入式单阵元超声内窥成像的“振铃”伪影效应，消除伪影覆盖情况，提升近端成像信噪比，大幅提高整体结构性成像质量。技术特征：1.一种基于时频分析滤波的自适应单阵元内窥式超声振铃伪影去除方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：2.根据权利要求1所述的基于时频分析滤波的自适应单阵元内窥式超声振铃伪影去除方法，其特征在于所述步骤1的具体步骤如下：3.根据权利要求1所述的基于时频分析滤波的自适应单阵元内窥式超声振铃伪影去除方法，其特征在于所述步骤2具体步骤如下：4.根据权利要求3所述的基于时频分析滤波的自适应单阵元内窥式超声振铃伪影去除方法，其特征在于所述dm×n的计算公式为：5.根据权利要求1所述的基于时频分析滤波的自适应单阵元内窥式超声振铃伪影去除方法，其特征在于所述步骤3的具体步骤如下：6.根据权利要求1所述的基于时频分析滤波的自适应单阵元内窥式超声振铃伪影去除方法，其特征在于所述步骤4的具体步骤如下：7.根据权利要求1所述的基于时频分析滤波的自适应单阵元内窥式超声振铃伪影去除方法，其特征在于所述步骤5的具体步骤如下：8.一种基于时频分析滤波的自适应单阵元内窥式超声振铃伪影去除装置，其特征在于所述装置包括存储器和处理器，其中：技术总结本发明公开了一种基于时频分析滤波的自适应单阵元内窥式超声振铃伪影去除方法，所述方法如下：获取内窥式单阵元超声成像原始数据，对相邻帧信号进行时频谱分析；根据光流法得出待处理信号时频谱相对于与参考信号时频谱突变情况；确定阈值系数与频谱分布情况因素，通过这两个参数来确定时频滤波器的参数；通过初步计算得到的时频滤波器对待处理信号进行时频滤波并进行时域恢复；使用时频滤波滤除伪影后数据与原始数据进行指标计算，根据指标是否达标对阈值参数进行优化调整；使用指标达标的时频滤波器参数对数据进行时频滤波、时域重建和超声内窥图像重建。该方法能几乎完全去除振铃伪影，恢复有效回波信号，保持在近距离成像时的结构完整性。技术研发人员：孙明健,俞开诚,吴东剑受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（威海）技术研发日：技术公布日：2024/8/16