本发明属于超声成像，具体为一种超声超分辨成像的重叠微泡定位方法及相关设备。
背景技术：
1、微血管成像在以微血管系统受损或重构为特征的疾病的临床管理中起着至关重要的作用，如病理性血管生成是癌症的一个标志。微血管系统的不平衡发展会导致血流的扭曲，因此早期发现微血管的病理改变对疾病的防治具有重要的临床价值。超声成像作为医学成像的关键方式，具有优良的时间分辨率、低成本、高便利性的特点。传统的超声成像依赖于组织的回声来重建几百微米的解剖图像、多普勒超声通过计算红细胞的频率偏移量来获得血流速度信息，然而，这种传统的技术很难描述微血管的缓慢变化，因为它只对大血管中的快速血流敏感。
2、使用的造影微泡由于尺寸小和非线性的震荡特性，能够提高对小血管成像的分辨率，但由于衍射极限的限制，目前的造影微泡成像方法仍不能分辨微血管。超声定位显微镜(ulm)通过光学超分辨技术相同的概念来打破传统的超声造影剂和超快成像的超声衍射极限。ulm利用微泡定位及其运动轨迹预测，在微米尺度上重建血管网络。阻碍ulm临床转化的一个挑战是在最短的采集时间内构建最完整的超分辨图像。微泡的定位追踪会受到噪声的干扰，这会导致可观测的微泡信号备选点的数量减少，特别是毛细血管中罕见的微泡信号一旦丢失，需要很长的时间才能重现观察到。
3、与传统的b型成像方法相比，对振幅或相位调制的非线性超声编码激励能够检测到更多数量的微泡信号，在此基础上，发展出与特定系统下利用典型点扩散函数(psf)进行精确定位的方法，但是仍不能克服噪声干扰的影响，因此，目前急需一种在噪声干扰和自适应变化条件下更具有鲁棒性的新检测方法。
4、目前常用的减少成像采集时间的最直接的方法是增加微泡的浓度，但是高浓度的微泡会导致获取的微泡信号的重叠，引起更多的错误定位点。在克服上述挑战的研究中，传统的重叠微泡信号定位方法不能将每个气泡图像解卷积成单个点，并伴随着高计算复杂度、相对研究较少、实际训练样本限制等缺点，因此传统的方法区分重叠微泡信号方面表现得较弱，并且在数据集中引入的噪声干扰会强烈地影响微泡的定位精度。
技术实现思路
1、本发明的提供了一种超声超分辨成像的重叠微泡定位方法及相关设备，解决了传统的重叠微泡信号定位方法不能将每个气泡图像解卷积成单个点，并伴随着高计算复杂度、相对研究较少、实际训练样本限制的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种超声超分辨成像的重叠微泡定位方法，包括：
4、获取超声b模式图像，根据超声b模式图像，获取重叠的微泡信号备选点；
5、根据多尺度hessian矩阵对重叠的微泡信号备选点进行分离，筛选出可能性最高的微泡信号备选点；
6、设定统计特征可信度阈值，利用多尺度核和定向核结构对分离后的微泡信号备选点进行建模和领域选择，获得满足统计特征可信度阈值的微泡信号备选点；
7、计算满足阈值条件的微泡信号备选点的多尺度响应局部最大值；
8、对多尺度响应局部最大值进行平均偏移聚类，并将聚类结果与多尺度响应局部最大值进行卷积，将卷积结果进行亚像素定位。
9、优选地，述超声b模式图像使用商业机输出的视频信号或使用verasonics可编程超声机输出的射频数据做波束合成得到。
10、优选地，根据多尺度hessian矩阵对重叠的微泡信号备选点进行分离，筛选出可能性最高的微泡信号备选点具体为，利用多尺度hessian矩阵计算获得两个特征值：局部能量和斑块特征，通过局部能量和斑块特征对重叠的微泡信号备选点进行分离，判断甄选出可能性最高的微泡信号备选点，筛除不可用的重叠微泡信号。
11、优选地，hessian矩阵的特征值和向量为：
12、
13、其中hi,k是hessian矩阵，λs,k是hessian矩阵hi,k第k个归一化向量对应的特征值，s是计算的尺度，图像中的任何像素在s的尺度上被表示为
14、优选地，局部能量特征值公式为：
15、
16、斑块特征值公式为：
17、
18、其中fle为局部能量特征值，flb为斑块特征值，为一阶结构度量、为二阶结构度量，αle、αlb用于控制上述结构滤波的灵敏度。
19、优选地，所述亚像素定位是通过对每个尺度上的局部最大值进行聚类，并由加权梯度确定，最后使用匈牙利优化对微泡信号的运动轨迹进行跟踪优化，重建超分辨图像。
20、优选地，多尺度核为具有不同尺度和方向的广义高斯拉普拉斯核。
21、一种超声超分辨成像的重叠微泡定位系统，包括：
22、备选点获取模块：用于获取超声b模式图像，根据超声b模式图像，获取重叠的微泡信号备选点；
23、筛选模块：用于根据多尺度hessian矩阵对重叠的微泡信号备选点进行分离，筛选出可能性最高的微泡信号备选点；
24、分离模块：用于设定统计特征可信度阈值，利用多尺度核和定向核结构对分离后的微泡信号备选点进行建模和领域选择，获得满足统计特征可信度阈值的微泡信号备选点；
25、计算模块：用于计算满足阈值条件的微泡信号备选点的多尺度响应局部最大值；
26、定位模块：用于对多尺度响应局部最大值进行平均偏移聚类，并将聚类结果与多尺度响应局部最大值进行卷积，将卷积结果进行亚像素定位。
27、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种超声超分辨成像的重叠微泡定位方法的步骤。
28、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种超声超分辨成像的重叠微泡定位方法的步骤。
29、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种超声超分辨成像的重叠微泡定位方法，首先，利用多尺度hessian矩阵进行超声b模式信号的计算，并提取出特征值，同时在后续定位中考虑微泡信号的振幅和梯度卷积响应确定微泡信号的可信度，然后通过微泡信号进行三维重建，得到微泡信号的三维视图，并利用局部能量和斑块特征设计隔离滤波器进行重叠微泡信号的分离，最后基于多尺度统计特征的亚像素定位方法，通过对每个尺度上的响应图中的局部极大值进行加权平均，得到了超分辨成像的精确微泡定位，其中权值由梯度决定，本发明有效地从超声b模式图像数据中提取出微泡信号备选点，并对其进行筛选和定位，最后根据定位结果重建出超分辨图像、微泡流动方向图和轨迹图，提高了微泡定位的准确性和精度，从而为医疗诊断和治疗提供更准确、更清晰的数据和图像支持。
1.一种超声超分辨成像的重叠微泡定位方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种超声超分辨成像的重叠微泡定位方法，其特征在于，所述超声b模式图像使用商业机输出的视频信号或使用verasonics可编程超声机输出的射频数据做波束合成得到。
3.根据权利要求1所述的一种超声超分辨成像的重叠微泡定位方法，其特征在于，根据多尺度hessian矩阵对重叠的微泡信号备选点进行分离，筛选出可能性最高的微泡信号备选点具体为，利用多尺度hessian矩阵计算获得两个特征值：局部能量和斑块特征，通过局部能量和斑块特征对重叠的微泡信号备选点进行分离，判断甄选出可能性最高的微泡信号备选点，筛除不可用的重叠微泡信号。
4.根据权利要求3所述的一种超声超分辨成像的重叠微泡定位方法，其特征在于，hessian矩阵的特征值和向量为：
5.根据权利要求4所述的一种超声超分辨成像的重叠微泡定位方法，其特征在于，局部能量特征值公式为：
6.根据权利要求1所述的一种超声超分辨成像的重叠微泡定位方法，其特征在于，所述亚像素定位是通过对每个尺度上的局部最大值进行聚类，并由加权梯度确定，最后使用匈牙利优化对微泡信号的运动轨迹进行跟踪优化，重建超分辨图像。
7.根据权利要求1所述的一种超声超分辨成像的重叠微泡定位方法，其特征在于，多尺度核为具有不同尺度和方向的广义高斯拉普拉斯核。
8.一种超声超分辨成像的重叠微泡定位系统，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述一种超声超分辨成像的重叠微泡定位方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述一种超声超分辨成像的重叠微泡定位方法的步骤。
