CN111317509B - 血管纵截面图像的生成方法、装置、诊断设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种血管纵截面图像的生成方法，所述生成方法包括获取血管内超声探头采集的多帧横截面图像的超声图像数据；其中，每帧所述横截面图像的超声图像数据中包括采集坐标值；对所述多帧横截面图像执行逐帧筛选操作，得到多帧目标横截面图像；其中，第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值；接收纵截面图像生成指令，并根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像。本申请能够减少血管纵截面图像成像过程中的数据计算量，提高使用效率。本申请还公开了一种血管纵截面图像的生成装置、一种存储介质及一种血管内超声诊断设备，具有以上有益效果。

Description

血管纵截面图像的生成方法、装置、诊断设备及存储介质

技术领域

本申请涉及医学影像处理领域，特别涉及一种血管纵截面图像的生成方法、装置、一种血管内超声诊断设备及一种存储介质。

背景技术

血管内超声(IVUS，Intravenous Ultrasound)***是一种采用对血管结构进行超声波成像的医疗器械，血管内超声诊断设备采用头部装有超声换能器的导管，从人体的腕动脉切口，经过腕动脉到达心脏冠状动脉进行成像。成像过程中，超声换能器在旋转过程中发射并接收超声波，实现对血管横截面360度扫描，接收的超声波经过***成像处理可以得到血管横截面图像。在进行血管横截面实时成像的同时，沿导管方向匀速回撤超声换能器，可以实现对血管纵向扫描，经过处理可以获得血管的纵截面图像。

对血管内超声诊断设备的操作包括在实时成像过程中切换纵截面图像、在回放采集图像过程中切换纵截面图像。这两种操作需要从每帧横截面图像中挑选出两根扫描线用于组成新的纵截面图像。当横截面图像的数量较大的时候，例如3000帧，需要数百毫秒才能完成所有图像数据的遍历，导致纵截面图像切换过程卡顿感明显，影响使用效率。

因此，如何减少血管纵截面图像成像过程中的数据计算量，提高使用效率是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种血管纵截面图像的生成方法、装置、一种血管内超声诊断设备及一种存储介质，能够减少血管纵截面图像成像过程中的数据计算量，提高使用效率。

为解决上述技术问题，本申请提供一种血管纵截面图像的生成方法，该血管纵截面图像的生成方法包括：

获取血管内超声探头采集的多帧横截面图像的超声图像数据；其中，每帧所述横截面图像的超声图像数据中包括采集坐标值；

对所述多帧横截面图像执行逐帧筛选操作，得到多帧目标横截面图像；其中，第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值；

接收纵截面图像生成指令，并根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像。

可选的，所述对所述多帧横截面图像执行逐帧筛选操作，得到多帧目标横截面图像，包括：

逐帧比较所述横截面图像的所述采集坐标值与预设坐标值，当第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值时，将第M帧所述目标横截面图像确定为所述目标横截面图像，并存储所述目标横截面图像的图像数据标识；其中，所述图像数据标识用于唯一确定一帧所述目标横截面图像的超声图像数据；

相应的，所述根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像，包括：

根据所述纵截面图像生成指令，查询存储的图像数据标识，从所述图像数据标识对应的超声图像数据中提取用于生成所述血管纵截面图像的超声图像数据，并生成所述血管纵截面图像。

可选的，所述图像数据标识包括所述目标横截面图像的采集坐标值或帧编号。

可选的，所述对所述多帧横截面图像执行逐帧筛选操作，得到多帧目标横截面图像，包括：

逐帧比较所述横截面图像的所述采集坐标值与预设坐标值，当第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值时，将第M帧所述目标横截面图像确定为所述目标横截面图像，并在所述目标横截面图像的超声图像数据中添加预设标记；

相应的，所述根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像，包括：

根据所述纵截面图像生成指令，从添加有所述预设标记的超声图像数据中提取用于生成所述血管纵截面图像的超声图像数据，并生成所述血管纵截面图像。

可选的，所述对所述多帧横截面图像执行逐帧筛选操作，得到多帧目标横截面图像，包括：

逐帧比较所述横截面图像的所述采集坐标值与预设坐标值，当第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值时，将第M帧所述目标横截面图像确定为所述目标横截面图像，并将所述目标横截面图像的超声图像数据存储至目标文件中；

相应的，所述根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像，包括：

根据所述纵截面图像生成指令，从所述目标文件中提取用于生成所述血管纵截面图像的超声图像数据，并生成所述血管纵截面图像。

可选的，所述根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像，包括：

解析所述纵截面图像生成指令得到目标纵截面位置；

获取所述目标横截面图像的超声图像数据中与所述目标纵截面位置对应的目标线数据；

根据所述采集坐标值和所述预设坐标值的关系，对相邻所述目标线数据执行线性插值处理得到标准线数据；

将所有所述标准线数据顺序排列生成所述血管纵截面图像。

可选的，所述采集坐标值根据所述帧横截面图像的采集时间或所述血管内超声探头的回撤距离确定。

可选的，所述预设坐标值的取值范围为所述采集坐标值的取值范围的子集，且全部所述预设坐标值成等差数列。

可选的，所述预设坐标值的数量等于所述纵截面图像长轴方向的显示区域像素数目。

可选的，根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像包括：

解析所述纵截面图像生成指令得到所述纵截面图像长轴方向的轴向区间；

根据所述采集坐标值处于所述轴向区间内的多帧目标横截面图像的超声图像数据，生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像。

本申请还提供了一种血管纵截面图像的生成装置，该血管纵截面图像的生成装置包括：

数据获取模块，用于获取血管内超声探头采集的多帧横截面图像的超声图像数据；其中，每帧所述横截面图像的超声图像数据中包括采集坐标值；

数据筛选模块，用于对所述多帧横截面图像执行逐帧筛选操作，得到多帧目标横截面图像；其中，第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值；

纵截面图像生成模块，用于接收纵截面图像生成指令，并根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像。

本申请还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时实现上述血管纵截面图像的生成方法执行的步骤。

本申请还提供了一种血管内超声诊断设备，包括

血管内超声探头；

控制器，用于驱动所述血管内超声探头旋转和回撤；

显示装置，用于显示血管横截面图像、血管纵截面图像；

存储器，用于存储有计算机程序；

处理器，调用所述存储器中的计算机程序时实现上述血管纵截面图像的生成方法执行的步骤。

本申请提供了一种血管纵截面图像的生成方法，包括获取血管内超声探头采集的多帧横截面图像的超声图像数据；其中，每帧所述横截面图像的超声图像数据中包括采集坐标值；对所述多帧横截面图像执行逐帧筛选操作，得到多帧目标横截面图像；其中，第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值；接收纵截面图像生成指令，并根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像。

本申请在接收到血管的多帧横截面图像的超声图像数据之后，利用超声图像数据中的采集坐标值对横截面图像进行逐帧筛选，得到符合预设坐标值要求的目标横截面图像。在需要进行纵截面图像生成时，本申请可以直接使用预先筛选得到的目标横截面图像的超声图像数据生成血管纵截面图像，无需对所有的超声图像数据再次进行逐帧判断，能够减少血管纵截面图像成像过程中的数据计算量，提高使用效率。本申请同时还提供了一种血管纵截面图像的生成装置、一种血管内超声诊断设备和一种存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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为本申请实施例所提供的一种血管纵截面图像的生成方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的另一种血管纵截面图像的生成方法的流程图；

图3为本申请实施例所提供的图像实时采集过程中血管纵截面图像的生成方法的流程图；

图4为本申请实施例所提供的图像回放过程中血管纵截面图像的生成方法的流程图；

图5为本申请实施例所提供的一种血管内超声***信号处理架构示意图；

图6为本申请实施例所提供的一种血管纵截面图像的生成装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做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。

下面请参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种血管纵截面图像的生成方法的流程图。

具体步骤可以包括：

S101：获取血管内超声探头采集的多帧横截面图像的超声图像数据；

其中，本实施例可以应用于血管内超声诊断设备，也可以应用于与血管内超声诊断设备连接的图像处理设备。血管内超声诊断设备可以在患者的冠脉上采集横截面图像，即血管横截面超声图像。血管内超声诊断设备可以将横截面图像的超声图像数据存储至设备的数据文件中，以便在图像回放过程中利用数据文件复现实时采集血管内超声图像的过程。

血管内超声诊断设备可以包括实时图像显示功能和历史图像回放功能，实时图像显示指血管内超声诊断设备的超声换能器在血管内旋转发射超声波并根据反射的超声波生成血管横截面图像和/或血管纵截面图像的过程，历史图像回放指在血管内超声诊断设备采集超声图像数据之后利用已有的超声图像数据生成特定区域的血管横截面图像和/或血管纵截面图像的过程。本步骤中获取的多帧横截面图像的超声图像数据可以为血管内超声诊断设备实时采集的数据，也可以为血管内超声诊断设备内存储的历史时间段的数据。每帧所述横截面图像的超声图像数据中可以包括采集坐标值和每一次超声激励后得到的线数据n，上述采集坐标值可以用于描述该帧超声图像数据对应的血管位置或超声换能器的回撤距离。超声图像数据中还可以包括帧编号，帧编号用于描述超声图像数据生成顺序，本实施例可以将超声换能器旋转360度得到的超声图像数据作为一帧超声图像数据，根据超声图像数据的帧编号可以确定该超声图像数据为超声换能器旋转第几周时检测的数据。帧编号用于对每帧横截面图像的超声图像数据的采集次序进行标识；采集坐标值用于对每帧图像的采集位置进行标识，以便确定生成纵截面图像的参数；线数据n是扫描该帧时第n次超声激励、接收采集周期得到的数据。超声换能器进行360度旋转扫描后可以获得N条线数据，对这些数据进行处理，可以得到一帧横截面图像。360度扫描获得N条线数据将横截面进行扇形N等分。横截面图像的线数据n和线数据N-n(n<N/2)可以组成一根纵截面线，将所有纵截面线对应的目标线数据按所在目标横截面图像的采集坐标值的顺序排列形成的图像即血管纵截面图像。本实施例还可以存在确定目标纵截面位置的操作，可以根据目标纵截面位置确定用于生成的血管纵截面图像的目标线数据，进而生成相应的血管纵截面图像。

具体的，本实施例中所提到的采集坐标值根据所述帧横截面图像的采集时间或所述血管内超声探头的回撤距离确定，预设坐标值的取值范围为采集坐标值的取值范围的子集。

作为一种可行的实施方式，本实施例中获取的超声图像数据为血管内超声诊断设备连续R帧采集的横截面图像的超声图像数据，R为大于1的整数。1帧横截面图像的超声图像数据指血管内超声诊断设备的超声换能器旋转360度的过程中对应的超声图像数据。

S102：对多帧横截面图像执行逐帧筛选操作，得到多帧目标横截面图像；

其中，在得到多帧横截面图像的超声图像数据之后，本实施例可以逐帧判断每一帧横截面图像的所述采集坐标值是否大于或等于对应的预设坐标值。可以通过多条线数据生成血管纵截面图像，即血管纵截面图像中存在多个用于写入线数据的基准，即预设坐标值。当需要从所有的横截面图像中选择用于生成血管横截面图像的第M条目标线数据的目标横截面图像时，可以将横截面图像的采集坐标值与第M条线数据的预设坐标值进行比对。因此本步骤中逐帧筛选的筛选条件为：横截面图像的采集坐标值大于或等于当前所需要确定的血管纵截面图像线数据的预设坐标值。本实施例可以将血管横截面图像的第M条线数据的预设坐标值作为第M预设坐标值，因此在通过对横截面图像进行逐帧筛选之后得到的目标横截面图像中，第M帧目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值。也就是说，每一帧目标横截面图像都可以有其对应的预设坐标值，在逐帧筛选确定第M帧目标横截面图像时，将横截面图像的采集坐标值与第M帧目标横截面图像的预设坐标值进行比较。

作为一种可行的实施方式，本实施例还可以先将所述轴向区间的长度除以预设坐标值数量得到标准坐标差值，然后根据所述标准坐标差值确定预设等差数列，并将所述预设等差数列中的第M项设置为第M预设坐标值；其中，所述预设等差数列的首项为所述轴向区间的起点坐标值或终点坐标值，所述预设等差数列的公差为所述标准坐标差值。上述预设坐标值的数量等于所述纵截面图像长轴方向的显示区域像素数目。即预设坐标值的数量用于筛选出恰好满足纵截面图像显示要求的线数据的数量(对应目标横截面图像的数量)，由此可以避免冗余数据的计算和显示，提高横截面图像筛选的效率。

本实施例根据预设坐标值对所有的横截面图像进行筛选，得到目标横截面图像，以使第M帧目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值。本实施例可以通过以下方式确定目标横截面图像：

在第一种方式中，可以逐帧比较横截面图像的采集坐标值与预设坐标值，当第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值时，将第M帧所述目标横截面图像确定为所述目标横截面图像，并为所述目标横截面图像的超声图像数据添加预设标记。当需要生成血管纵截面图像时，可以通过预设标记确定目标横截面图像的超声图像数据，无需重复执行逐帧判断的操作。具体的，所有的横截面图像的超声图像数据可以存储于横截面数据缓存中，本实施例可以基于在横截面数据缓存中为每一目标横截面图像的超声图像数据添加预设标记，以便在需要生成血管纵截面图像时从横截面数据缓存中提取对应的具有预设标记的超声图像数据。

在第二种方式中，可以逐帧比较所述横截面图像的采集坐标值与预设坐标值，当第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值时，将第M帧所述目标横截面图像确定为所述目标横截面图像，并将所述目标横截面图像的超声图像数据存储至目标文件中。当需要生成血管纵截面图像时，可以从目标文件中读取目标横截面图像的超声图像数据，无需重复执行逐帧判断的操作。

在第三种方式中，可以逐帧比较所述横截面图像的所述采集坐标值与预设坐标值，当第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值时，将第M帧所述目标横截面图像确定为所述目标横截面图像，并存储所述目标横截面图像的图像数据标识。当需要生成血管纵截面图像时，可以利用图像数据标识中确定目标横截面图像的超声图像数据，无需重复执行逐帧判断的操作。本实施例可以根据所述目标横截面图像的超声图像数据确定图像数据标识。图像数据标识可以包括采集坐标值或帧编号。当然，本实施例还可以构建以图像数据标识为索引值的索引表，基于索引表可以确定目标横截面图像的超声图像数据。

S103：接收纵截面图像生成指令，并根据多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像。

其中，纵截面图像生成指令可以为历史图像回放过程中生成的指令，根据纵截面图像生成指令可以确定目标纵截面位置，根据所有目标横截面图像中与目标纵截面位置对应的线数据可以得到纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像。在现有技术中，若接收纵截面图像生成指令则需要对横截面图像的超声图像数据逐帧进行间距判断，根据判断结果判断该帧横截面图像的超声图像数据是否可用，若可用则根据该帧横截面图像的超声图像数据生成纵截面图像中的一行像素数据，若不可用则对下一帧横截面图像的超声图像数据进行判断直至所有的横截面图像的超声图像数据判断完毕。即现有技术中每生成纵截面图像中的一行像素数据需要执行至少一次判断操作，因此现有技术生成血管纵截面图像的过程中存在明显的卡顿感，影响成像效果。而本实施例利用已经筛选好的目标横截面图像的超声图像数据生成血管纵截面图像，无需重复执行逐帧筛选操作，因此能够减少血管纵截面图像成像过程中的数据计算量，提高成像效率。

进一步的，在生成所述血管纵截面图像的过程中，可以先解析所述纵截面图像生成指令得到目标纵截面位置，获取所述目标横截面图像的超声图像数据中与所述目标纵截面位置对应的目标线数据，然后根据所有所述目标线数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像。在根据目标线数据生成血管纵截面图像的过程中，通常根据每个线数据采集坐标值与对应的预设坐标值的比例对所有所述线数据执行线性插值处理得到标准线数据，进而根据所述标准线数据对应的坐标值排列所述标准线数据生成所述血管纵截面图像。

若本实施例为所述目标横截面图像的超声图像数据添加预设标记，那么在本步骤中可以根据所述纵截面图像生成指令，从添加有所述预设标记的超声图像数据中提取用于生成所述血管纵截面图像的超声图像数据，并生成所述血管纵截面图像。

若本实施例将所述目标横截面图像的超声图像数据存储至目标文件中，那么在本步骤中可以根据所述纵截面图像生成指令，从所述目标文件夹中提取用于生成所述血管纵截面图像的超声图像数据，并生成所述血管纵截面图像。

若本实施例存储了目标横截面图像的图像数据标识，那么在本步骤中可以根据所述纵截面图像生成指令，查询存储的图像数据标识，从所述图像数据标识对应的超声图像数据中提取用于生成所述血管纵截面图像的超声图像数据，并生成所述血管纵截面图像。

本实施例在接收到血管的多帧横截面图像的超声图像数据之后，利用超声图像数据中的采集坐标值对横截面图像进行逐帧筛选，得到符合预设坐标值要求的目标横截面图像。在需要进行纵截面图像生成时，本实施例可以直接使用预先筛选得到的目标横截面图像的超声图像数据生成血管纵截面图像，无需对所有的超声图像数据再次进行逐帧判断，能够减少血管纵截面图像成像过程中的数据计算量，提高使用效率。

上述生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像的过程可以具体为：解析所述纵截面图像生成指令得到目标纵截面位置，目标纵截面位置可以包括所要生成的血管横截面图像的血管侧壁角度以及血管长度方向上所对应的区间。在一帧横截面图像的超声图像数据中可以包括多个线数据，每一线数据对应超声换能器的一个旋转角度。在得到目标纵截面位置的基础上，本实施例可以获取所述目标横截面图像的超声图像数据中与所述目标纵截面位置对应的目标横截面图像的目标线数据。由于目标横截面的采集坐标值可能会大于对应的预设坐标值，本实施例可以根据所述采集坐标值和所述预设坐标值的关系，对相邻所述目标线数据执行线性插值处理得到标准线数据。标准线数据的坐标值等于对应的预设坐标值，利用所有标准线数据顺序排列生成的血管纵截面图像具有较好的显示效果。

作为一种可行的实施方式，当所述超声图像数据包括帧编号时，可以将所述帧编号作为所述目标横截面图像的图像数据标识，并将所述目标横截面图像的超声图像数据中的帧编号添加至第一索引表，进而可以通过查询所述第一索引表中存储的帧编号，从所述超声图像数据中确定所述目标横截面图像的超声图像数据。帧编号为用于描述超声图像数据与横截面图像的对应关系的信息，例如当帧编号为Y的超声图像数据为第Y帧横截面图像的超声图像数据，不同的超声图像数据的帧编号均不相同，即可以根据帧编号确定唯一对应的超声图像数据。在得到第一索引表后，可以通过查询所述第一索引表中存储的帧编号从所有所述超声图像数据中确定所述目标横截面图像的超声图像数据，进而根据所述目标横截面图像的超声图像数据生成所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像。

作为另一种可行的实施方式，本实施例可以将采集坐标值作为所述目标横截面图像的图像数据标识，并将所述目标横截面图像的超声图像数据中的采集坐标值添加至第二索引表，进而可以通过查询所述第二索引表中存储的采集坐标值，从所述超声图像数据中确定所述目标横截面图像的超声图像数据。可以理解的是，当电机卡住导致超声换能器回撤速度为0时，将会得到采集坐标值相同的多帧横截面图像的超声图像数据，在根据第二索引表确定从所有所述超声图像数据中确定所述目标横截面图像的超声图像数据之后，可以执行去重操作使得最终得到的各个目标横截面图像的超声图像数据中的采集坐标值不重复。

作为对于图1对应实施例的进一步介绍，S102中可以通过以下方式实现对所述多帧横截面图像执行逐帧筛选操作：

步骤1：将M初始化为1；

步骤2：根据第M帧横截面图像的超声图像数据确定第M帧横截面图像的采集坐标值；

步骤3；判断第M帧横截面图像的采集坐标值是否大于第M预设坐标值；若是，则进入步骤4；若否，则进入步骤5；

步骤4：将第M帧横截面图像设置为目标横截面图像；

步骤5：判断第M帧横截面图像是否为最后一帧横截面图像；若是，则结束流程；若否，则将M赋值为M+1并进入步骤2。

在执行上述筛选流程中，可以逐帧对横截面图像进行筛选，直至得到所有的目标横截面图像。由于若两帧横截面图像的采集坐标值差过小时无法在血管纵截面图像进行显示，因此当预设坐标值的数量等于所述纵截面图像长轴方向的显示区域像素数目时上述实施方式相当于基于纵截面图像长轴方向的显示区域最小像素距离数目滤除冗余的横截面图像。

作为对于图1对应实施例的进一步介绍，在生成所述血管纵截面图像的过程中，可以解析所述纵截面图像生成指令得到所述纵截面图像长轴方向的轴向区间，然后根据所述采集坐标值处于所述轴向区间内的多帧目标横截面图像的超声图像数据，生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像。通过上述方式能够获取血管长度方向上的任一区间的血管纵截面图像。可以理解的是，该轴向区间对应的目标横截面图像的帧数可以小于或等于纵截面图像显示区域在长轴方向上的最大像素数，所选中的目标线数据在其对应的位置显示即可，即可以存在血管纵截面图像未填满整个显示区域的情况。

请参见图2，图2为本申请实施例所提供的另一种血管纵截面图像的生成方法的流程图，本实施例是对图1对应的实施例中S103的进一步介绍，可以将本实施例与图1对应的实施例相结合得到进一步的实施方式，本实施例可以包括以下步骤：

S201：接收纵截面图像生成指令；

其中，所述纵截面生成指令可以包括用户输入的参数，例如用户需要观察冠状动脉血管内轴向区间为第3cm～5cm处目标纵截面位置60°的纵截面图时，用户可以将包括位置参数3cm～5cm和角度参数60°的纵截面图像生成指令输入设备，以便设备生成轴向区间3cm～5cm处目标纵截面位置60°的血管纵截面图像。

S202：解析纵截面图像生成指令得到目标纵截面的轴向区间和目标纵截面位置；

S203：从目标横截面图像的超声图像数据中确定与轴向区间和目标纵截面位置对应的目标线数据；

S204：根据所有目标线数据生成所述血管纵截面图像。

其中，本实施例可以先选取特定位置区间对应的目标横截面图像，以及该目标横截面图像中与特定目标纵截面位置对应的目标线数据，进而结合所有的目标线数据生成血管纵截面图像。

下面通过在实际应用中的实施例说明上述实施例描述的流程。

请参见图3，图3为本申请实施例所提供的图像实时采集过程中血管纵截面图像的生成方法的流程图，具体可以包括以下步骤：

S301：确定目标纵截面位置，初始化目标线数据的数目K和横截面帧数M；

其中，在本实施例中可以挑选多个目标线数据，进而利用挑选出的目标线数据生成血管纵截面图像，此处提到的目标线数据的数目K指挑选目标线数据过程中当前已挑选出的目标线数据的数目。具体的，在S301初始化目标线数据的数目K后，当前已经挑选出的目标线数据的数目K为0，随着本实施例后续步骤的执行，每挑选出1条目标线数据，就对目标线数据的数目K加1。血管纵截面图像包括多条目标线数据，横截面帧数M为横截面图像数据区中已读取的横截面图像帧数。初始化纵截面成像参数后K＝0，M＝0。在选定目标纵截面位置选定之后，可以将各帧横截面超声图像数据的中目标纵截面位置相同的线数据取出作为目标线数据，重建为血管纵截面图像。

S302：从横截面图像数据区中顺序读取第M+1帧横截面图像的超声图像数据；

其中，通常图像实时采集得到的图像数据以一帧横截面图像数据为单位进行存储，存储的文件或数据集统称为“横截面图像数据区”。横截面图像数据区中存储有多帧横截面图像的超声图像数据，每一帧横截面图像的超声图像数据包括帧编号、采集坐标值、线数据1、线数据2、线数据3……线数据n。

其中，帧编号用于对每帧横截面图像的采集时间次序进行标识；采集坐标值用于对每帧图像的采集位置进行标识，用于确定生成纵截面图像的参数；线数据n是扫描该帧时第n次超声激励、接收采集周期得到的数据。超声换能器360度旋转扫描，可以获得N条线数据，对这些数据进行处理，可以得到一帧横截面图像。360度扫描获得N条线数据将横截面进行扇形N等分。横截面图像的线数据n和线数据N-n(n<N/2)可以组成一根纵截面线，将所有纵截面线按位置顺序排列形成的图像即纵截面图像。线数据n中的n即目标纵截面位置。

S303：从第M+1帧横截面图像的超声图像数据中读取采集坐标值P；

S304：判断采集坐标值P是否大于或等于目标线数据的数目K对应的预设坐标值S；若是，则进入S305；若否，则K＝K+1，M＝M+1并进入S302；

其中，当K＝0时，目标线数据的数目K对应的预设坐标值S也为零。作为一种可行的实施方式，预设坐标值S＝K*D，D为比例系数。

S305：将第M+1帧横截面图像的帧编号保存至帧索引表中；

S306：根据目标纵截面位置选出目标线数据L；

S307：对目标线数据L与上一帧目标线数据(L-1)执行插值计算，得到血管纵截面图像第K根扫描线；

S306和S307通常应用于图像回放过程中，即需要先选择目标纵截面位置再执行插值。当然，在图像实时采集的过程中，若用户选择了目标纵截面位置，本实施例也可以基于目标纵截面位置执行插值操作，根据插值结果重建血管纵截面图像并进行显示。若在图像实时采集的过程中用户未选择目标纵截面位置，则实时情况下只是筛选出目标横截面以备后续回放时所用。具体的，本实施例可以对目标线数据L与上一帧目标线数据(L-1)执行线性插值计算。

S308：判断第M帧横截面图像是否为最后一帧横截面图像；若是，则完成血管纵截面图像生成操作；若否，则设置K＝K+1，M＝M+1，L＝L+1，并进入S302。

请参见图4，图4为本申请实施例所提供的图像回放过程中血管纵截面图像的生成方法的流程图，本实施例建立在图3实施例构建帧索引表的基础上，本实施例具体可以包括以下步骤：

S401：确定目标纵截面位置，并将最小的帧编号设置为当前帧编号。

S402：从横截面图像数据区中依次当前帧编号对应的横截面图像的超声图像数据；

S403：根据目标纵截面位置从目标横截面的超声图像数据中选择目标线数据L；

S404：对目标线数据L与上一帧目标线数据(L-1)的线数据执行插值计算，得到血管纵截面图像第k根扫描线；

S405：判断帧索引表中的帧编号对应的横截面图像是否均读取完毕；若是，则完成血管纵截面图像生成操作；若否，则按照从小到大的顺序将当前帧编号的下一帧编号设置为新的当前帧编号并进入S402。

本实施例根据帧索引表中的帧编号从横截面图像数据区中读取超声图像数据，无需执行现有技术中从横截面图像数据区顺序取出一帧图像数据进行横截面图像有效判断操作。本实施例以查表的方法替代顺序比较法检索有效的横截面图像，减小了计算时间和检索时间，计算效率和数据读取效率大幅度提高，实现纵截面图像实时切换，优化了图像显示效果。

请参见图5，图5为本申请实施例所提供的一种血管内超声***信号处理架构示意图，该架构包括图像预处理模块、横截面图像处理模块和纵截面图像处理模块。

在图像预处理流程中，数据采集前端输入数据包经过扫描线数据处理，得到包含帧编号、采集坐标值和线数据信息的图像帧。图像帧分两路，一路经过电影回放文件写入控制写入电影回放文件和生成纵截面图像的索引表；另一路与电影回放文件、电影回放缓存一起供图像数据源选择进入后续信号处理流程。图像帧经过图像数据源选择以后，进行线/帧相关处理、横截面图像缓存处理，处理后的图像帧再次分成两路，分别进行横截面图像处理和纵截面图像处理。

在横截面图像处理流程中，图像帧经过显示坐标变换、图像处理和伪彩映射等处理以后，得到血管横截面图像并显示。

在纵截面图像处理流程中，图像帧经过横截面图像有效判断、横向抽取和纵向采样率变换等处理以后，保存到横截面图像缓存。当目标纵截面位置发生改变的时候，该缓存将为从新生成的纵截面图像提供数据源。图像帧经过横截面图像缓存、纵截面图像组帧、图像处理和灰度/伪彩映射等处理之后，得到血管纵截面图像并显示。

请参见图6，图6为本申请实施例所提供的一种血管纵截面图像的生成装置的结构示意图；

该装置可以包括：

数据获取模块100，用于获取血管内超声探头采集的多帧横截面图像的超声图像数据；其中，每帧所述横截面图像的超声图像数据中包括采集坐标值；

数据筛选模块200，用于对所述多帧横截面图像执行逐帧筛选操作，得到多帧目标横截面图像；其中，第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值；

纵截面图像生成模块300，用于接收纵截面图像生成指令，并根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像。

本实施例在接收到血管的多帧横截面图像的超声图像数据之后，利用超声图像数据中的采集坐标值对横截面图像进行逐帧筛选，得到符合预设坐标值要求的目标横截面图像。在需要进行纵截面图像生成时，本实施例可以直接使用预先筛选得到的目标横截面图像的超声图像数据生成血管纵截面图像，无需对所有的超声图像数据再次进行逐帧判断，能够减少血管纵截面图像成像过程中的数据计算量，提高使用效率。

进一步的，数据筛选模块200用于逐帧比较所述横截面图像的所述采集坐标值与预设坐标值，当第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值时，将第M帧所述目标横截面图像确定为所述目标横截面图像，并存储所述目标横截面图像的图像数据标识；其中，所述图像数据标识根据所述目标横截面图像的超声图像数据确定；

相应的，纵截面图像生成模块300用于根据所述纵截面图像生成指令，查询存储的图像数据标识，从所述图像数据标识对应的超声图像数据中提取用于生成所述血管纵截面图像的超声图像数据，并生成所述血管纵截面图像。

进一步的，所述图像数据标识包括所述目标横截面图像的超声图像数据的采集坐标值或帧编号。

进一步的，数据筛选模块200用于逐帧比较所述横截面图像的所述采集坐标值与预设坐标值，当第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值时，将第M帧所述目标横截面图像确定为所述目标横截面图像，并为所述目标横截面图像的超声图像数据添加预设标记；

相应的，纵截面图像生成模块300用于根据所述纵截面图像生成指令，从添加有所述预设标记的超声图像数据中提取用于生成所述血管纵截面图像的超声图像数据，并生成所述血管纵截面图像。

进一步的，数据筛选模块200用于逐帧比较所述横截面图像的所述采集坐标值与预设坐标值，当第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值时，将第M帧所述目标横截面图像确定为所述目标横截面图像，并将所述目标横截面图像的超声图像数据存储至目标文件中；

相应的，纵截面图像生成模块300用于根据所述纵截面图像生成指令，从所述目标文件夹中提取用于生成所述血管纵截面图像的超声图像数据，并生成所述血管纵截面图像。

进一步的，纵截面图像生成模块300包括：

指令解析单元，用于解析所述纵截面图像生成指令得到目标纵截面位置；

目标线数据获取单元，用于获取所述目标横截面图像的超声图像数据中与所述目标纵截面位置对应的目标线数据；

插值处理单元，用于根据所述采集坐标值和所述预设坐标值的关系，对相邻所述目标线数据执行线性插值处理得到标准线数据；

图像生成单元，用于将所有所述标准线数据顺序排列生成所述血管纵截面图像。

进一步的，所述采集坐标值根据所述帧横截面图像的采集时间或所述血管内超声探头的回撤距离确定。

进一步的，所述预设坐标值的取值范围为所述采集坐标值的取值范围的子集，且全部所述预设坐标值成等差数列。

进一步的，所述预设坐标值的数量等于所述纵截面图像长轴方向的显示区域像素数目。

进一步的，纵截面图像生成模块300用于解析所述纵截面图像生成指令得到所述纵截面图像长轴方向的轴向区间；还用于根据所述采集坐标值处于所述轴向区间内的多帧目标横截面图像的超声图像数据，生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本申请还提供了一种存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请还提供了一种血管内超声诊断设备，包括

血管内超声探头；

控制器，用于驱动所述血管内超声探头旋转和回撤；

显示装置，用于显示血管横截面图像、血管纵截面图像；

存储器，用于存储有计算机程序；

处理器，调用所述存储器中的计算机程序时实现上述实施例所提供的步骤。

当然所述血管内超声诊断设备还可以包括各种网络接口，电源等组件。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (13)

1.一种血管纵截面图像的生成方法，其特征在于，包括：

获取血管内超声探头采集的多帧横截面图像的超声图像数据；其中，每帧所述横截面图像的超声图像数据中包括采集坐标值；

对所述多帧横截面图像执行逐帧筛选操作，得到多帧目标横截面图像；其中，第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值；预设坐标值为血管纵截面图像中用于写入线数据的基准，每一帧目标横截面图像均有对应的预设坐标值；

接收纵截面图像生成指令，并根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像。

2.根据权利要求1所述生成方法，其特征在于，所述对所述多帧横截面图像执行逐帧筛选操作，得到多帧目标横截面图像，包括：

逐帧比较所述横截面图像的所述采集坐标值与预设坐标值，当第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值时，将第M帧所述目标横截面图像确定为所述目标横截面图像，并存储所述目标横截面图像的图像数据标识；其中，所述图像数据标识用于唯一确定一帧所述目标横截面图像的超声图像数据；

相应的，所述根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像，包括：

根据所述纵截面图像生成指令，查询存储的图像数据标识，从所述图像数据标识对应的超声图像数据中提取用于生成所述血管纵截面图像的超声图像数据，并生成所述血管纵截面图像。

3.根据权利要求2所述生成方法，其特征在于，所述图像数据标识包括所述目标横截面图像的采集坐标值或帧编号。

4.根据权利要求1所述生成方法，其特征在于，所述对所述多帧横截面图像执行逐帧筛选操作，得到多帧目标横截面图像，包括：

逐帧比较所述横截面图像的所述采集坐标值与预设坐标值，当第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值时，将第M帧所述目标横截面图像确定为所述目标横截面图像，并在所述目标横截面图像的超声图像数据中添加预设标记；

相应的，所述根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像，包括：

根据所述纵截面图像生成指令，从添加有所述预设标记的超声图像数据中提取用于生成所述血管纵截面图像的超声图像数据，并生成所述血管纵截面图像。

5.根据权利要求1所述生成方法，其特征在于，所述对所述多帧横截面图像执行逐帧筛选操作，得到多帧目标横截面图像，包括：

逐帧比较所述横截面图像的所述采集坐标值与预设坐标值，当第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值时，将第M帧所述目标横截面图像确定为所述目标横截面图像，并将所述目标横截面图像的超声图像数据存储至目标文件中；

相应的，所述根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像，包括：

根据所述纵截面图像生成指令，从所述目标文件中提取用于生成所述血管纵截面图像的超声图像数据，并生成所述血管纵截面图像。

6.根据权利要求1所述生成方法，其特征在于，所述根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像，包括：

解析所述纵截面图像生成指令得到目标纵截面位置；

获取所述目标横截面图像的超声图像数据中与所述目标纵截面位置对应的目标线数据；

根据所述采集坐标值和所述预设坐标值的关系，对相邻所述目标线数据执行线性插值处理得到标准线数据；

将所有所述标准线数据顺序排列生成所述血管纵截面图像。

7.根据权利要求1所述生成方法，其特征在于，所述采集坐标值根据所述多帧横截面图像的采集时间或所述血管内超声探头的回撤距离确定。

8.根据权利要求1所述生成方法，其特征在于，所述预设坐标值的取值范围为所述采集坐标值的取值范围的子集，且全部所述预设坐标值成等差数列。

9.根据权利要求8所述生成方法，其特征在于，所述预设坐标值的数量等于所述纵截面图像长轴方向的显示区域像素数目。

10.根据权利要求1至9任一项所述生成方法，其特征在于，根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像包括：

解析所述纵截面图像生成指令得到所述纵截面图像长轴方向的轴向区间；

根据所述采集坐标值处于所述轴向区间内的多帧目标横截面图像的超声图像数据，生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像。

11.一种血管纵截面图像的生成装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取血管内超声探头采集的多帧横截面图像的超声图像数据；其中，每帧所述横截面图像的超声图像数据中包括采集坐标值；

数据筛选模块，用于对所述多帧横截面图像执行逐帧筛选操作，得到多帧目标横截面图像；其中，第M帧所述目标横截面图像的所述采集坐标值大于或等于第M预设坐标值；预设坐标值为血管纵截面图像中用于写入线数据的基准，每一帧目标横截面图像均有对应的预设坐标值；

纵截面图像生成模块，用于接收纵截面图像生成指令，并根据所述多帧目标横截面图像的超声图像数据生成与所述纵截面图像生成指令对应的血管纵截面图像。

12.一种血管内超声诊断设备，其特征在于，包括：

血管内超声探头；

控制器，用于驱动所述血管内超声探头旋转和回撤；

显示装置，用于显示血管横截面图像、血管纵截面图像；

存储器，用于存储有计算机程序；

处理器，调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1至10任一项所述血管纵截面图像的生成方法的步骤。

13.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现如上权利要求1至10任一项所述血管纵截面图像的生成方法的步骤。

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