多模成像系统、多模成像方法及存储介质技术方案

本发明专利技术提供一种多模成像系统、方法及存储介质。该系统包括：电流形成装置，用于对待测物体施加激励信号，以在待测物体的目标部位中形成动态电流；磁场生成装置，用于生成第一磁场，第一磁场用于与动态电流作用以在目标部位产生洛伦兹力；超声检测装置，用于向目标部位发射超声检测信号并接收对应的回波信号，基于回波信号中的第一回波信号段进行电导率图像重建，以获得目标部位的电导率分布图像，基于回波信号中的第二回波信号段进行弹性图像重建，以获得目标部位的弹性分布图像，并至少基于电导率分布图像和弹性分布图像进行图像融合，其中，第一回波信号段是在激励信号和第一磁场存在的时段内获得的信号段。可同时实现弹性与电导率多模态成像。

Multimode imaging system, multimode imaging method and storage medium

【技术实现步骤摘要】
多模成像系统、多模成像方法及存储介质
本专利技术涉及医学成像
，更具体地涉及一种多模成像系统、多模成像方法及存储介质。
技术介绍
目前，医学成像技术逐渐从单一模态向多模态成像发展，并逐渐从结构成像向功能成像发展。传统的医学成像技术基本上都是对人体组织的形态结构成像。人体组织的生理病理变化会导致某些功能特性的改变，可能还早于形态结构的改变。因此发展全新的成像方法和技术，发掘更多定量的功能信息，具有重要的临床意义。人体组织内存在大量的无机离子，分散在体液、血液和细胞内外液中，宏观上表现为组织的电阻抗、电导率、介电常数等电参数。大量研究发现，人体组织的生理和病理变化会导致组织的电学特性改变。人体组织电导率在正常组织和病变组织之间存在明显差异，例如乳腺组织、肝脏组织、前列腺组织等。测量组织的电学特性可以为早期的疾病诊断提供信息，具有重要的临床价值。组织弹性成像是近10多年来医学成像中最值得瞩目的重要新兴技术之一。该技术通过一定的方法对感兴趣的人体组织区域施加压力，激励其发生形变或产生振动，并用不同模态的成像系统检测受压组织的变形或振动等信息，从中提取组织的弹性模量并对此成像，其中以超声弹性成像的研究最为活跃。目前，尚没有采用同一设备同时实现弹性成像和电导率成像的技术出现。
技术实现思路
考虑到上述问题而提出了本专利技术。本专利技术提供了一种多模成像系统、多模成像方法及存储介质。根据本专利技术一方面，提供了一种多模成像系统，包括：电流形成装置，用于对待测物体施加激励信号，以在待测物体的目标部位中形成动态电流；磁场生成装置，用于生成第一磁场，所述第一磁场用于与所述动态电流作用以在所述目标部位产生洛伦兹力；超声检测装置，用于向所述目标部位发射超声检测信号并接收对应的回波信号，基于所述回波信号中的第一回波信号段进行电导率图像重建，以获得所述目标部位的电导率分布图像，基于所述回波信号中的第二回波信号段进行弹性图像重建，以获得所述目标部位的弹性分布图像，并至少基于所述电导率分布图像和所述弹性分布图像进行图像融合，以获得融合图像，其中，所述第一回波信号段是在所述激励信号和所述第一磁场存在的时段内获得的信号段。示例性地，所述超声检测装置还用于基于所述回波信号中的第三回波信号段进行超声图像重建，以获得所述目标部位的超声图像，其中，所述第三回波信号段是在所述激励信号和/或所述第一磁场不存在的时段内获得的信号段，所述超声检测装置通过以下方式至少基于所述电导率分布图像和所述弹性分布图像进行图像融合：将所述超声图像、所述电导率分布图像和所述弹性分布图像进行融合，以获得所述融合图像。示例性地，所述弹性图像重建所对应的剪切波由于所述目标部位在所述洛伦兹力的驱动下振动而形成，所述第二回波信号段是在所述激励信号和所述第一磁场存在的时段内获得的信号段。示例性地，所述超声检测装置还用于向所述目标部位发射激励超声信号，所述弹性图像重建所对应的剪切波由于所述目标部位在所述激励超声信号的激励下振动而形成。示例性地，所述电导率分布图像和所述弹性分布图像的大小一致，所述超声检测装置通过以下方式至少基于所述电导率分布图像和所述弹性分布图像进行图像融合：将所述电导率分布图像和所述弹性分布图像在同一位置处的像素进行像素值叠加，以获得所述融合图像。示例性地，所述激励信号的变化频率大于或等于10赫兹并且小于或等于1000赫兹。示例性地，所述激励信号包括与所述第一回波信号段对应的第一激励信号段，所述第一激励信号段具有一个或多个重复周期，所述第一回波信号段包括与所述一个或多个重复周期一一对应的一个或多个子回波信号段，所述超声检测装置通过以下方式进行电导率图像重建：基于所述一个或多个子回波信号段中的每个子回波信号段重建电导率分布，以获得一个或多个电导率分布结果；基于所述一个或多个电导率分布结果生成所述电导率分布图像。示例性地，在所述第一激励信号段具有所述多个重复周期的情况下，所述第一激励信号段在所有重复周期内均按照相同的规律变化，所述超声检测装置通过以下方式基于所述多个电导率分布结果生成所述电导率分布图像：对所述多个电导率分布结果求平均，以获得平均电导率分布结果；基于所述平均电导率分布结果生成所述电导率分布图像。示例性地，所述超声检测装置通过以下方式基于所述一个或多个子回波信号段中的每个子回波信号段重建电导率分布：对于所述一个或多个子回波信号段中的每个子回波信号段，基于该子回波信号段估计位移分布数据；基于所述位移分布数据计算洛伦兹力散度；基于所述洛伦兹力散度以及洛伦兹力电导率重建算法重建电导率分布，以获得与该子回波信号段对应的电导率分布结果。示例性地，所述激励信号包括与所述第二回波信号段对应的第二激励信号段，所述第二激励信号段具有一个或多个重复周期，所述第二回波信号段包括与所述一个或多个重复周期一一对应的一个或多个子回波信号段，所述超声检测装置通过以下方式进行弹性图像重建：基于所述一个或多个子回波信号段中的每个子回波信号段估计剪切波速度，以获得一个或多个速度估计结果；基于所述一个或多个速度估计结果生成所述弹性分布图像。示例性地，在所述第二激励信号段具有所述多个重复周期的情况下，所述第二激励信号段在所有重复周期内均按照相同的规律变化，所述超声检测装置通过以下方式基于所述多个速度估计结果生成所述弹性分布图像：对所述多个速度估计结果求平均，以获得平均速度估计结果；基于所述平均速度估计结果生成所述弹性分布图像。示例性地，所述超声检测装置通过以下方式基于所述一个或多个子回波信号段中的每个子回波信号段估计剪切波速度：对于所述一个或多个子回波信号段中的每个子回波信号段，基于该子回波信号段估计对应的总位移分布数据，并对所述总位移分布数据进行多角度空间滤波，以获得在多个角度中的每个角度下的位移分布数据；对于所述目标部位中的每个感兴趣位置，针对所述多个角度中的每个角度，基于在该角度下的位移分布数据估计在该角度下该感兴趣位置的剪切波速度；基于在所述多个角度下该感兴趣位置的剪切波速度计算该感兴趣位置的总剪切波速度，以获得与该子回波信号段相对应的速度估计结果。示例性地，所述超声检测装置通过以下方式基于在所述多个角度下该感兴趣位置的剪切波速度计算该感兴趣位置的总剪切波速度：对在所述多个角度下该感兴趣位置的剪切波速度中的所有大于预设阈值的剪切波速度值求平均，以获得所述感兴趣位置的总剪切波速度。示例性地，所述超声检测装置通过以下方式对所述总位移分布数据进行多角度空间滤波：对所述总位移分布数据进行傅里叶变换，以获得经变换的总位移分布数据；对于所述多个角度中的每个角度，将所述经变换的总位移分布数据和与该角度相对应的掩膜相乘，以获得在该角度下的经变换的位移分布数据；对在该角度下的经变换的位移分布数据进行傅里叶反变换，以获得在该角度下的位移分布数据。示例性地，所述电流形成装置具体用于生成第二磁场，所述第二磁场是动态磁场，所述第二磁场用于作用在所述目标部位以在所述目标部位中形成感应涡流，其中，所述激励信号是所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多模成像系统，包括：/n电流形成装置，用于对待测物体施加激励信号，以在待测物体的目标部位中形成动态电流；/n磁场生成装置，用于生成第一磁场，所述第一磁场用于与所述动态电流作用以在所述目标部位产生洛伦兹力；/n超声检测装置，用于向所述目标部位发射超声检测信号并接收对应的回波信号，基于所述回波信号中的第一回波信号段进行电导率图像重建，以获得所述目标部位的电导率分布图像，基于所述回波信号中的第二回波信号段进行弹性图像重建，以获得所述目标部位的弹性分布图像，并至少基于所述电导率分布图像和所述弹性分布图像进行图像融合，以获得融合图像，其中，所述第一回波信号段是在所述激励信号和所述第一磁场存在的时段内获得的信号段。/n

【技术特征摘要】
1.一种多模成像系统，包括：
电流形成装置，用于对待测物体施加激励信号，以在待测物体的目标部位中形成动态电流；
磁场生成装置，用于生成第一磁场，所述第一磁场用于与所述动态电流作用以在所述目标部位产生洛伦兹力；
超声检测装置，用于向所述目标部位发射超声检测信号并接收对应的回波信号，基于所述回波信号中的第一回波信号段进行电导率图像重建，以获得所述目标部位的电导率分布图像，基于所述回波信号中的第二回波信号段进行弹性图像重建，以获得所述目标部位的弹性分布图像，并至少基于所述电导率分布图像和所述弹性分布图像进行图像融合，以获得融合图像，其中，所述第一回波信号段是在所述激励信号和所述第一磁场存在的时段内获得的信号段。


2.如权利要求1所述的系统，其中，所述超声检测装置还用于基于所述回波信号中的第三回波信号段进行超声图像重建，以获得所述目标部位的超声图像，其中，所述第三回波信号段是在所述激励信号和/或所述第一磁场不存在的时段内获得的信号段，
所述超声检测装置通过以下方式至少基于所述电导率分布图像和所述弹性分布图像进行图像融合：
将所述超声图像、所述电导率分布图像和所述弹性分布图像进行融合，以获得所述融合图像。


3.如权利要求1所述的系统，其中，所述弹性图像重建所对应的剪切波由于所述目标部位在所述洛伦兹力的驱动下振动而形成，所述第二回波信号段是在所述激励信号和所述第一磁场存在的时段内获得的信号段。


4.如权利要求1所述的系统，其中，所述超声检测装置还用于向所述目标部位发射激励超声信号，所述弹性图像重建所对应的剪切波由于所述目标部位在所述激励超声信号的激励下振动而形成。


5.如权利要求1所述的系统，其中，所述电导率分布图像和所述弹性分布图像的大小一致，所述超声检测装置通过以下方式至少基于所述电导率分布图像和所述弹性分布图像进行图像融合：
将所述电导率分布图像和所述弹性分布图像在同一位置处的像素进行像素值叠加，以获得所述融合图像。


6.如权利要求1所述的系统，其中，所述激励信号的变化频率大于或等于10赫兹并且小于或等于1000赫兹。


7.如权利要求1至6任一项所述的系统，其中，所述激励信号包括与所述第一回波信号段对应的第一激励信号段，所述第一激励信号段具有一个或多个重复周期，所述第一回波信号段包括与所述一个或多个重复周期一一对应的一个或多个子回波信号段，
所述超声检测装置通过以下方式进行电导率图像重建：
基于所述一个或多个子回波信号段中的每个子回波信号段重建电导率分布，以获得一个或多个电导率分布结果；
基于所述一个或多个电导率分布结果生成所述电导率分布图像。


8.如权利要求7所述的系统，其中，在所述第一激励信号段具有所述多个重复周期的情况下，所述第一激励信号段在所有重复周期内均按照相同的规律变化，所述超声检测装置通过以下方式基于所述多个电导率分布结果生成所述电导率分布图像：
对所述多个电导率分布结果求平均，以获得平均电导率分布结果；
基于所述平均电导率分布结果生成所述电导率分布图像。


9.如权利要求7所述的系统，其中，所述超声检测装置通过以下方式基于所述一个或多个子回波信号段中的每个子回波信号段重建电导率分布：
对于所述一个或多个子回波信号段中的每个子回波信号段，
基于该子回波信号段估计位移分布数据；
基于所述位移分布数据计算洛伦兹力散度；
基于所述洛伦兹力散度以及洛伦兹力电导率重建算法重建电导率分布，以获得与该子回波信号段对应的电导率分布结果。


10.如权利要求1至3任一项所述的系统，其中，所述激励信号包括与所述第二回波信号段对应的第二激励信号段，所述第二激励信号段具有一个或多个重复周期，所述第二回波信号段包括与所述一个或多个重复周期一一对应的一个或多个子回波信号段，
所述超声检测装置通过以下方式进行弹性图像重建：
基于所述一个或多个子回波信号段中的每个子回波信号段估计剪切波速度，以获得一个或多个速度估计结果；
基于所述一个或多个速度估计结果生成所述弹性分布图像。


11.如权利要求10所述的系统，其中，在所述第二激励信号段具有所述多个重复周期的情况下，所述第二激励信号段在所有重复周期内均按照相同的规律变化，所述超声检测装置通过以下方式基于所述多个速度估计结果生成所述弹性分布图像：
对所述多个速度估计结果求平均，以获得平均速度估计结果；
基于所述平均速度估计结果生成所述弹性分布图像。


12.如权利要求10所述的系统，其中，所述超声检测装置通过以下方式基于所述一个或多个子回波信号段中的每个子回波信号段估计剪切波速度：
对于所述一个或多个子回波信号段中的每个子回波信号段，
基于该子回波信号段估计对应的总位移分布数据，并对所述总位移分布数据进行多角度空间滤波，以获得在多个角度中的每个角度下的位移分布数据；
对于所述目标部位中的每个感兴趣位置，
针对所述多个角度中的每个角度，基于在该角度下的位移分布数据估计在该角度下该感兴趣...

【专利技术属性】
技术研发人员：林浩铭，陈昕，陈冕，胡雨阳，钱建庭，陈思平，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44