CN111528901A - 四维的超声成像方法、超声成像方法及相关*** - Google Patents

四维的超声成像方法、超声成像方法及相关*** Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种四维的超声成像方法、超声成像方法及相关***。该超声成像方法包括通过探头向待测目标发射超声波后接收所述待测目标返回的超声回波，并将所述超声回波转换为超声回波信号；确定生成超声图像的目标区域内的部分或全部像素点所对应的扫描线上的第一扫描点组；控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上除所述第一扫描点组之外的第二扫描点组的扫描点；基于所述第二扫描点组的扫描点生成四维的超声影像。本申请实施例通过选择性生成或不生成扫描线上的扫描点，以达到节省波束合成的时间，有利于提高实时超声的成像效果，提高用户的体验。

Description

四维的超声成像方法、超声成像方法及相关***
技术领域
本申请涉及超声技术领域，尤其涉及一种四维的超声成像方法、超声成像方法及相关***。
背景技术
超声影像可以被广泛应用于产科、妇科、泌尿科等多个领域，为医护人员检查提供了参考信息。为获得受测组织的超声影像，探头向受测组织发射超声波，并经一定延时后接收到受测组织返回的超声回波。在对超声回波进行波束合成处理后得到若干超声回波数据，并可基于超声回波数据生成对应不同成像时刻的多帧超声影像，通过多帧超声影像的显示，医护人员可获得受测组织的实时影像。然而，超声影像的实时显示的效果与单位时间内所获得的超声影像的数量有关，若在单位时间内所获取的超声影像的数量较少，会使得实时影像产生不连续性，影响到实时成像的效果，亦可能影响到超声检测的准确性。
发明内容
本申请实施例提供了一种超声成像方法、超声成像***及计算机可读存储介质，节省波束合成的时间，提高实时超声的成像效果，提高用户的体验。
本申请实施例第一方面提供一种四维的超声成像方法，包括：
通过探头向待测目标发射超声波后接收所述待测目标返回的超声回波，并将所述超声回波转换为超声回波信号；
确定生成超声图像的目标区域内的部分或全部像素点所对应的扫描线上的第一扫描点组，其中，所述目标区域为所述超声图像中的部分区域，所述第一扫描点组包括一个或多个位于扫描线上的扫描点；
控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上除所述第一扫描点组之外的第二扫描点组的扫描点；
基于所述第二扫描点组的扫描点生成四维的超声影像。
本申请实施例第二方面提供一种超声成像方法，包括：
通过探头向待测目标发射超声波后接收所述待测目标返回的超声回波，并将所述超声回波转换为超声回波信号；
确定生成超声图像的目标区域内的部分或全部像素点所对应的扫描线上的第一扫描点组，其中，所述目标区域为所述超声图像中的部分区域，所述第一扫描点组包括一个或多个位于扫描线上的扫描点；
控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上除所述第一扫描点组之外的第二扫描点组的扫描点；
基于所述第二扫描点组的扫描点生成目标图像。
本申请实施例第三方面提供一种超声成像方法，包括：
通过探头向待测目标发射超声波后接收所述待测目标返回的超声回波，并将所述超声回波转换为超声回波信号；
确定生成超声图像的感兴趣区域内的部分或全部像素点所对应的扫描线上的第二扫描点组，其中，所述感兴趣区域为所述超声图像中的部分区域，所述第二扫描点组包括多个位于扫描线上的扫描点；
控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上所述第二扫描点组的扫描点；
基于所述第二扫描点组的扫描点生成目标图像。
本申请实施例第四方面提供一种超声成像方法，包括：
通过探头向待测目标发射超声波后接收所述待测目标返回的超声回波，并将所述超声回波转换为超声回波信号；
控制对一个或多个扫描线上的预设位置处的扫描点进行抽取操作，以确定第一扫描点组，其中，所述第一扫描点组包含一个或多个扫描点；
控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上除所述第一扫描点组之外的第二扫描点组的扫描点；
基于所述第二扫描点组的扫描点生成目标图像。
本申请实施例第五方面提供一种超声成像方法，包括：
通过探头向待测目标发射超声波后接收所述待测目标返回的超声回波，并将所述超声回波转换为超声回波信号；
控制对一个或多个扫描线上的预设位置处的扫描点进行抽取操作，以确定除第一扫描点组之外的第二扫描点组，其中，所述第一扫描点组包含一个或多个扫描点；
控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上所述第二扫描点组的扫描点；
基于所述第二扫描点组的扫描点生成目标图像。
本申请实施例第六方面提供一种超声成像***，包括：
探头，用于向待测目标发射超声波后接收所述待测目标返回的超声回波，并将所述超声回波转换为超声回波信号；
处理器，连接于所述探头，所述处理器用于执行上述第一方面至第五方面任一方法中所描述的部分或全部步骤。
本申请实施例第七方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行如本申请实施例第一方面至第五方面任一方法中所描述的部分或全部步骤。
本申请实施例四维的超声成像方法、超声成像方法及相关***，通过选择性生成或不生成扫描线上的扫描点，以达到节省波束合成的时间，使得成像处理模块在单位时间生成更多的目标图像，进而亦有利于提高实时超声的成像效果，提高用户的体验。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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是本申请一实施例中超声成像***的硬件结构框图。
图2是本申请一实施例中扫描线分布的示意图。
图3是图2中的扫描线经超声图像生成后得到的超声图像的示意图。
图4是本申请实施例中超声成像方法的步骤流程图。
图5是本申请一实施例中波束合成的扫描线的对比示意图。
图6是本申请又一实施例中波束合成的扫描线的对比示意图。
图7是本申请又一实施例中超声成像方法的步骤流程图。
图8是本申请再一实施例中波束合成的扫描线的对比示意图。
图9是本申请又一实施例超声成像***的框图示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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作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。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
请参阅图1，所示为本申请一实施例中超声成像***的硬件结构框图。超声成像***10可包括探头100、连接探头100的发射电路102、连接探头100的接收电路104、波束合成模块106、信号处理模块108、成像处理模块110及显示器112，其中，接收电路104、波束合成模块106、信号处理模块108、成像处理模块110及显示器112可依次电性连接。本实施例中，超声成像***10可基于超声成像的特征来减少生成超声图像的时间，进而使得超声成像***10在单位时间内生成更多的超声图像，亦有利于提高超声的实时成像的效果。
例如，在接收到激励时序后，发射电路102可通过探头100向待测目标(包括但不限于乳腺、肝脏、肺部等组织)发射超声波。其中，探头100可包括线阵排列的换能器或矩阵排列的换能器，具有线阵排列的换能器的探头100可获取二维超声回波数据，如线阵探头，具有线阵排列的换能器的探头100也可以获得三维超声回波数据，并根据二维超声回波数据或三维超声回波数据生成四维超声图像；具有矩阵排列的换能器的探头100可获取三维超声回波数据，如面阵探头。
在经一定延时，探头100可接收从待测目标反射回来的带有检测对象的信息的超声回波。探头100可将此超声回波转换为电信号。接收电路104用于接收探头100转换生成的电信号，并将处理后(包括但不限于放大、增益补偿、检波、滤噪及A/D转换等处理)的电信号送入波束合成模块106。波束合成模块106可根据相关的波束参数(包括但不限于延迟时间)对电信号进行聚焦延时、加权和通道求和等处理，使得电信号尽量聚焦在预定的聚焦点处并叠加。然后，波束合成模块106将波束合成后的超声回波数据送入信号处理模块108进行相关的信号处理，以获得多条扫描线，其中，每一扫描线上具有一个或多个扫描点。本实施例中，每一扫描点可与波束合成模块106在聚焦延时所得到的聚焦点相对应，因此，波束合成模块106可通过控制相关的波束参数来生成或不生成扫描线上的扫描点，以达到节省波束合成的时间。经过信号处理模块108处理的对应扫描线的超声回波数据送入成像处理模块110，由成像处理模块110根据用户所需的成像模式的不同对超声回波数据进行不同的处理，以获得不同模式的超声回波数据，然后经对数压缩、动态范围调整、数字扫描变换等处理后，并进行超声图像生成形成不同模式的超声图像400(示于图3)，并用以在显示器112上显示，其中，不同模式的超声图像可包括M图像、B图像、C图像等。
请一并参阅图2，所示为本申请一实施例中扫描线分布的示意图。探头100可包括多个阵元，经信号处理模块108处理后得到的多个扫描线大致呈扇形分布，扇形分布的顶点可大致对应于探头100的中心阵元的位置。由于显示器112中的像素点Px,y(示于图3)是以直角坐标类型的坐标值(如第一类型坐标值)表示，而信号处理模块108所生成的多条扫描线上的扫描点Sn,m是以极坐标类型的坐标值(如第二类型坐标值)表示，例如，扫描点Sn,m可表示(r,θ)，其中，n表示为第n个扫描线，m为一扫描线上的第m个扫描点，r表示为扫描点与预设点(如探头100的中心阵元)的距离值，θ表示为扫描点所在的扫描线与中心线(如垂直于探头100且过中心阵元的直线)之间的夹角值。因此，在将各扫描线所组成的超声图像显示于显示器112内，成像处理模块110需要执行坐标变换。
请一并参阅图3，所示为图2中的扫描线经超声图像生成后得到的超声图像的示意图。成像处理模块110可基于扫描线上的各扫描点生成对应的超声影像400，其中，超声影像400包括若干像素点，超声影像400的每一像素点的坐标值为直角坐标系的坐标值且与显示器112上的像素点相对应。例如，若超声影像400中的一像素点Px1,y1，成像处理模块110需要确定该像素点Px1,y1在直角坐标系中X轴上的坐标值Px1及Y轴上的坐标值Py1，并基于第一坐标转换关系确定对应的且位于极坐标系中的坐标点或目标点Sn1,m1，其中，目标点的距离值为r1及夹角值为θ1，第一坐标转换关系可基于CORDIC算法或者索引找表方法得到。若基于第一转换关系得到坐标点或目标点不在任何的扫描线上或者基于第一转换关系得到的坐标点或目标点所对应的扫描点是扫描线上的扫描点，成像处理模块110可从扫描线上选择具有对应距离值r1及夹角值θ1的扫描点Sn1,m1，将扫描点Sn1,m1所对应的灰度值或幅度值确定为超声影像400的像素点Px1,y1处的像素值，并在显示器112上显示。在一实施例中，若基于第一转换关系得到坐标点或目标点不在任何的扫描线上，或者基于第一转换关系得到的坐标点或目标点所对应的扫描点不是扫描线上的扫描点，成像处理模块110可从各扫描线上获取位于该目标点附近的扫描点，并基于该目标点附近的扫描点进行插值处理后得到的映射点Sn2,m2，其中，插值处理包括但不限于最近邻点法、圆插补法、双线性内插法或者三次样条插值法等。成像处理模块110则可将获得的映射点Sn2,m2所对应的灰度值或幅度值确定为超声影像400的像素点Px1,y1处的像素值，并显示在显示器112。在一实施例中，成像处理模块110亦可基于第二坐标转换关系将极坐标系下的坐标值转换为直角坐标系下的坐标值，进而可得到每一帧可显示于显示器112上的超声图像，其中，第二坐标转换关系与第一坐标转换关系可为互逆的过程。
超声图像400包括近场401(即扇型区域内虚线以上的区域)及远场403(即扇型区域内虚线以下的区域)，当然，按照另一种角度划分，超声图像400还可以包括超声图像的两侧图像区域，例如在图3扇型两侧边界线所在的图像区域。在超声检测中，由于待测目标相对于探头100而言具有一定的距离，且用户较多关注超声图像400中的感兴趣区域402中的图像，其中，感兴趣区域402可大致位于超声图像400中的远场的中间区域内。另外，如图2所示的扫描线的分布中，扫描线的近场内存在较多的扫描点并没有用于最后的超声图像400，而波束合成模块106在聚焦延时仍然会对扫描线的近场内的扫描点所对应的聚焦点处进行聚焦延时的合成，进而增加了较多的计算时间，影响了生成超声图像的效率。
再者，基于上述的坐标转换关系(如第一坐标转换关系)及扫描线的分布可知，在将超声图像400的近场401中的像素点的直角坐标转换极坐标时，基于第一坐标转换关系确定对应的位于极坐标系中的目标点有较多概率落在对应的扫描线上；而在将超声图像的远场403中的像素点的直角坐标转换极坐标时，基于第一坐标转换关系确定对应的位于极坐标系中的目标点有较多概率不会落在任一扫描线上，进而需要使用目标点附近的扫描点作插值处理得到，因此，本实施例中，成像处理模块110还用于统计生成超声图像400中由具有第二类型坐标值的扫描点转换成具有第一类型坐标值的像素点时每一扫描点所使用的次数或频数，并基于扫描点所使用的次数或频数来提高生成超声图像的效率。
本实施例中，为提高生成超声图像的效率，提供更好的实时显示效果，成像处理模块110可基于生成的超声影像的特征(包括但不限于受测目标位于远场的中间位置处，扫描线中近场的扫描点大多不会被转换为超声图像中的像素点显示，扫描线中近场的扫描点被使用的次数较少)确定要扫描线上第一类型的扫描点及第二类型的扫描点，波束合成模块106可对第二类型的扫描点所对应的聚焦点进行波束合成，而对第一类型的扫描点所对应的聚焦点不进行波束合成，进而如此，在保持受测目标的成像效果下，可通过减少对第一类型的扫描点所对应的聚焦点处的波束合成时间来达到提高生成超声图像的效率的目的，亦有利于提供更好的实时显示效果。
请一并参阅图4，所示为本申请实施例中超声成像方法的步骤流程图。该超声成像方法包括如下步骤：
步骤202，通过探头向待测目标发射超声波后接收所述待测目标返回的超声回波，并将所述超声回波转换为超声回波信号。
本实施例中，在接收到激励时序后，发射电路102可通过探头100向待测目标(包括但不限于乳腺、肝脏、肺部等类型的组织)发射超声波。在经一定延时，探头100可接收从待测目标反射回来的带有检测对象的信息的超声回波。探头100可将此超声回波转换为电信号。接收电路104用于接收探头100转换生成的电信号，并将处理后的电信号得到的超声回波信号送入波束合成模块106。
步骤204，确定生成超声图像的目标区域内的部分或全部像素点所对应的扫描线上的第一扫描点组，其中，所述目标区域为所述超声图像中的部分区域，所述第一扫描点组包括一个或多个位于扫描线上的扫描点。
本实施例中，成像处理模块110可基于生成的超声图像的特征逆向确定扫描线上的第一类型的扫描点及第二类型的扫描点。例如，可确定超声图像的目标区域中的部分或全部像素点所对应的扫描线上的第一扫描点组。由于受测目标位置超声图像的远场的中间区域位置，因此，可确定目标区域为超声图像400中的超声图像的近场区域及/或位于超声图像400的两侧图像区域(即扇型区域内扇型边界线所在的区域，区域大小可自定义，也可以***默认确定)，其中，该两侧图像区域是包括部分近场区域和部分远场区域，进而成像处理模块110可确定超声图像400中的超声图像的近场区域及/或位于超声图像400的两侧图像区域中的像素点经通过第一坐标转换关系后得到的位于扫描线上的扫描点所组成的第一扫描点组。
在一实施例中，成像处理模块110统计生成所述超声图像中由具有第二类型坐标值的扫描点转换成具有第一类型坐标值的像素点时每一扫描点所使用的次数，并基于每一扫描点所使用的次数确定该目标区域；或者，统计生成所述超声图像中具有第一类型坐标值的像素点转为具有第二类型坐标值的坐标点所对应的扫描点的使用的次数，并基于每一扫描点所使用的次数确定该目标区域。例如，成像处理模块110可确定扫描点中所使用的次数不大于预设阈值的选择扫描点，并确定经该选择扫描点生成的具有第一类型坐标值的像素点在该超声图像中的区域为该目标区域。由于扫描点中所使用的次数不大于预设阈值的选择扫描点较多的位置扫描线的近场，如此，成像处理模块110可根据扫描点中所使用的次数确定扫描线中近场的扫描点为第一扫描点组。
在一实施例中，目标区域亦可基于其他方式进行确定。成像处理模块110可基于待测目标的组织结构进行确定，例如，当待测目标为腹部时，成像处理模块110可对超声图像400进行图像识别，以获取超声图像400中腹部所在的区域，并可将超声图像400中腹部所在的区域之外的其他区域作为该目标区域。成像处理模块110亦可基于用户所确定的感兴趣区域来进行确定，例如，若用户在超声图像400中通过输入设备(包括但不限于鼠标、键盘、按键、触摸屏等)确定了感兴趣区域，成像处理模块110可确定感兴趣区域之外的其他区域为目标区域。
在一实施例中，成像处理模块110可确定目标区域内的部分像素点所对应的扫描线上的扫描点为第一扫描点组，如通过对超声图像400中目标区域内的像素点进行抽取操作，以确定目标区域内的部分像素点，其中，抽取操作可基于目标区域内像素点的坐标值随机进行选择，或者其他的方向选择该目标区域内的部分像素点。在一实施例中，成像处理模块110可确定目标区域内的全部像素点所对应的扫描线上的扫描点为第一扫描点组，进而可以最大限度的减少波束合成的时间。
本实施例中，成像处理模块110可基于坐标转换关系确定目标区域内的像素点的第一类型坐标值经坐标转换后得到的具有第二类型坐标值的坐标点，并可确定扫描线上与第二类型坐标值的坐标点相对应的扫描点为该第一扫描点组内的扫描点。
由于超声图像400中可能存在像素点时通过插值转换得到的，因此，成像处理模块110判断第二类型坐标值的坐标点所对应的扫描点是否为扫描线上的扫描点。
当第二类型坐标值的坐标点所对应的扫描点为扫描线上的扫描点时，成像处理模块110确定所述第一目标扫描点组包含扫描线上与该坐标点相对应的扫描点。例如，当超声图像400中的超声图像的近场区域及/或位于超声图像400的两侧图像区域中的像素点通过第一坐标转换关系后得到的坐标点位于扫描线上时，则第一扫描点组可包含经转换后位于扫描点上的扫描点。
当第二类型坐标值的坐标点所对应的扫描点不是扫描线上的扫描点时，成像处理模块110确定所述第一目标扫描点组包含所述扫描线上临近该第二类型坐标值的坐标点的一个或多个扫描点。例如，超声图像400中的超声图像的近场区域及/或位于超声图像400的两侧图像区域中的像素点通过第一坐标转换关系后得到的目标扫描点可能并没有位于任一扫描线上，此时，第一扫描点组可包含位于该目标扫描点的附近的扫描点。
本实施例中，当确定了扫描线上属于第一扫描点组的扫描点后，成像处理模块110亦可确定第二扫描点组所包含的扫描点，其中，第二扫描点组包含了扫描线上除属于第一扫描点组之外的其他扫描点。成像处理模块110还可设置第一扫描点组中各扫描点具有第一状态，设置第二扫描点组中各扫描点具有第二状态，以使得波束合成模块106根据各扫描点的状态信息来进行波束合成。
请一并参阅图5，所示为本申请一实施例中波束合成的扫描线的对比示意图。当成像处理模块110确定超声图像400的近场中部分像素点所对应的第一扫描点组时，扫描线的近场(如虚线900的上半部分)中存在部分扫描点被确定为第一扫描点组，而扫描线的远场(如虚线900的下半部分)中的扫描点被确定为第二扫描点组。如图5所示，左侧的扫描线500表示没有区分第一扫描点组与第二扫描点组的示意图。右侧的扫描线502表示需要进行波束合成的扫描点所组成的扫描线，亦即为第二扫描点组所对应的扫描线的示意图。如图5所示，扫描线在近场中存在部分扫描点确定为第一扫描点组且部分确定为第二扫描点组，在其他实施例中，扫描线在近场中的全部扫描点可确定为第一扫描点组。
请一并参阅图6，所示为本申请又一实施例中波束合成的扫描线的对比示意图。
当成像处理模块110对超声图像400的近场及两侧区域中部分像素点所对应的第一扫描点组时，扫描线的近场(如虚线900的上半部分)中可存在部分扫描点被确定为第一扫描点组，且远场(如虚线900的下半部分)两侧位置(在两侧边界线的预设范围内)的扫描线上的部分扫描点被确定为第一扫描点组，而扫描线的远场(如虚线900的下半部分)中其他扫描点被确定为第二扫描点组。如图6所示，左侧的扫描线500表示没有区分第一扫描点组与第二扫描点组的示意图。右侧的扫描线504表示需要进行波束合成的扫描点所组成的扫描线，亦即为第二扫描点组所对应的扫描线的示意图。如图6所示，扫描线在近场中存在部分扫描点确定为第一扫描点组且部分确定为第二扫描点组，远场(如虚线900的下半部分)两侧位置中存在部分扫描线上的扫描点被确定为第一扫描点组。
步骤206，控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上除所述第一扫描点组之外的第二扫描点组的扫描点。
波束合成单元106根据相关的波束参数合成不同的聚焦处的超声回波数据，以得到扫描线上全部的扫描点(如图5或图6左侧所示的扫描点)，导致波束合成的时间增加。因此，为减少波束合成的时间，波束合成单元106可基于扫描点的状态信息进行波束合成，如可只合成具有第二状态的扫描点所对应的聚焦点处的超声回波数据。
本实施例中，波束合成模块106在波束合成之前，可获取扫描线上的各扫描点的状态信息，当获取的扫描点的状态信息为第一状态时，波束合成模块106可停止执行对该扫描点所对应的聚焦点进行波束合成处理，进而达到减少波束合成的时间的目的，之后，波束合成模块106可获取该扫描点的下一扫描点的状态信息，以确定是否需要合成下一扫描点所对应的聚焦点的超声回波数据。当获取的扫描点的状态信息为第二状态时，波束合成模块106可执行对该扫描点所对应的聚焦点进行波束合成处理，如波束合成模块106获取对应该扫描点的波束参数，并基于该扫描点的波束参数对超声回波信号进行波束合成处理，以获得该扫描点所对应的聚焦点处的超声回波数据。
当波束合成模块106合成第二扫描点组中各扫描点所对应的聚焦点处的超声回波数据后，可经过信号处理模块108的处理得到各扫描线上具有第二状态的扫描点，如得到如图5或图6中右侧的扫描线的扫描点。
当然，在有些实施例中，步骤204中可以是确定生成超声图像的感兴趣区域内的部分或全部像素点所对应的扫描线上的第二扫描点组，其中，所述感兴趣区域为所述超声图像中的部分区域，所述第二扫描点组包括多个位于扫描线上的扫描点。步骤206可以是控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上所述第二扫描点组的扫描点。可见，可以先确定第二扫描点组，并控制对超声回波信号进行波束合成处理生成第二扫描点组的扫描点。当然，确定第二扫描点组可以是先确定第一扫描点组，然后确定除第一扫描点组之外的第二扫描点组，也可以直接确定第二扫描点组。例如，直接选取超声图像的两侧区域以外的其他像素点对应的部分或者全部扫描点作为第二扫描点组，或者直接选取超声图像的远场像素点对应的部分或者全部扫描点作为第二扫描点组，具体可参阅上述图4所示实施例涉及的相同或者相似内容，此处不再详细赘述。
步骤208，基于所述第二扫描点组的扫描点生成目标图像。
成像处理模块110可基于第二扫描点组的扫描点生成目标图像，其中，目标图像的近场及/或位于所述超声图像的两侧图像区域的图像与现有的超声图像存在不同。在一实施例中，目标图像可以是二维或三维的超声图像，成像处理模块110可基于是二维或三维的超声图像生成四维的超声影像，以实时显示待测目标的三维结构信息。
上述超声成像方法通过基于超声图像的特征来确定扫描线上需要进行波束合成生成的扫描点与不需要通过波束合成生成的扫描点，使得波束合成模块可通过控制相关的波束参数来选择性生成或不生成扫描线上的扫描点，以达到节省波束合成的时间，使得成像处理模块在单位时间生成更多的目标图像(如提高四维超声成像时的卷率)，进而亦有利于提高实时超声的成像效果，提高用户的体验。
请参阅图7，所示为本申请又一实施例中超声成像方法的步骤流程图。该超声成像方法包括如下步骤：
步骤702，通过探头向待测目标发射超声波后接收所述待测目标返回的超声回波，并将所述超声回波转换为超声回波信号。
本实施例中步骤702与前述实施例中的步骤202相似，具体可结合前述的步骤202，故在此不再赘述。
步骤704，控制对一个或多个扫描线上的预设位置处的扫描点进行抽取操作，以确定第一扫描点组，其中，所述第一扫描点组包含一个或多个扫描点。
请一并参阅图8，所示为本申请再一实施例中波束合成的扫描线的对比示意图。在减少生成超声图像的目标区域的像素点的扫描点时，可以提高超声图像的生成效率，而待测目标一般位于超声图像中的远场的中间区域位置处，本实施例中，成像处理模块110可直接对一个或多个扫描线上的预设位置处的扫描点进行抽取操作，以确定扫描线上的第一扫描点组，其中，预设位置可在扫描线上且位于近场内及/或位于探头的两侧扫描线上的扫描点。例如，扫描线上位于近场内的扫描点为扫描点距离预设点(如探头100的中心阵元)之间的距离在第一预设范围内的扫描点。由于每一扫描点Sn,m可表示(r,θ)，如此，成像处理模块110可确定距离值r在第一预设范围内的扫描点为第一扫描点组。如图8中右侧的扫描线分布的示意图中，位于虚线902的上部区域的扫描点的距离值r在第一预设范围内，进而，成像处理模块110可确定虚线902的上部区域的扫描点均为第一扫描点组。在一实施例中，成像处理模块110亦可确定近场内的部分扫描点为第一扫描点组。如图8中右侧的扫描线分布的示意图中位于虚线900与虚线902之间的扫描点中的部分扫描点为第一扫描点组。
根据扫描线的分布特征，探头的两侧扫描线与预设位置线(如垂直于探头100且过中心阵元的直线)夹角大于离预设位置线近的扫描预设位置线的夹角，因此，探头的两侧扫描线的扫描点为扫描线与预设位置线之间的夹角大于第二预设范围的扫描线。此时，成像处理模块110可确定扫描点中夹角值θ大于第二预设范围的扫描线上的全部或部分的扫描点为第一扫描点组。
步骤706，控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上除所述第一扫描点组之外的第二扫描点组的扫描点。
本实施例中步骤706与前述实施例中的步骤206相似，具体可结合前述的步骤206，故在此不再赘述。
当然，在有些实施例中，步骤704可以是控制对一个或多个扫描线上的预设位置处的扫描点进行抽取操作，以确定第二扫描点组，其中，所述第二扫描点组包含多个扫描点。步骤706可以是控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上所述第二扫描点组的扫描点。可见，可以是先确定第二扫描点组，再控制超声回波信号进行波束合成处理生成第二扫描点组的扫描点。当然，确定第二扫描点组可以是先确定第一扫描点组，然后确定除第一扫描点组之外的第二扫描点组，也可以直接确定第二扫描点组。例如，直接选取探头的两侧扫描线上的部分或者全部扫描点作为第二扫描点组，或者直接选取远场扫描线上的部分或者全部扫描点作为第二扫描点组，具体可参阅上述图4或图7所示实施例涉及的相同或者相似内容，此处不再详细赘述。
步骤708，基于所述第二扫描点组的扫描点生成目标图像。
本实施例中步骤708与前述实施例中的步骤208相似，具体可结合前述的步骤208，故在此不再赘述。
上述超声成像方法通过对一个或多个扫描线上的预设位置处的扫描点进行抽取操作确定来确定扫描线上需要进行波束合成生成的扫描点与不需要通过波束合成生成的扫描点，使得波束合成模块可通过控制相关的波束参数来选择性生成或不生成扫描线上的扫描点，以达到节省波束合成的时间，使得成像处理模块在单位时间生成更多的目标图像，进而亦有利于提高实时超声的效果，提高用户的体验。
请参阅图9，所示为本申请又一实施例超声成像***的框图示意图。如图9所示，所述超声成像***80可应用上述的各实施例，下面对本申请所提供的超声成像***80进行描述，所述超声成像***80可以包括处理器800、存储器802、探头100、控制电路804及显示器112，以及存储在所述存储器802中并可向所述处理器800上运行的计算机程序(指令)，所述超声成像***80还可以包括其他的硬件部分，例如通信装置、按键、键盘等，在此不再赘述。所述处理器800可通过信号线808与探头100、控制电路804存储器802及显示器112进行数据交换。
所述处理器800可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述超声成像***80的控制中心，利用各种接口和线路连接整个超声成像***80的各个部分。本实施例中，所述处理器800可用于产生激励时序控制探头100发射超声波，可用于实现所述成像处理模块110的全部功能，亦可集成有波束合成模块106、信号处理模块108的功能，具体可参考前述实施例。
所述控制电路804可包括上述实施例中的发射电路102、接收电路104、波束合成模块106及/或信号处理模块108的功能，具体可参考前述实施例。
所述存储器802可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器800通过运行或执行存储在所述存储器802内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器802内的数据，实现上述超声成像方法的各种功能。所述存储器802可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序等。此外，存储器802可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
所述显示器112，可以显示用户界面(UI)、图形用户界面(GUI)、受测体头部的三维体数据所对应的画面、或正中矢状面，超声成像***804还可以用作输入装置和输出装置，显示器112可以包括液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管LCD(TFT-LCD)、有机发光二极管(OLED)触摸显示器、柔性触摸显示器、三维(3D)触摸显示器等中的至少一种。
所述处理器800通过读取存储器802中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于执行前面任一实施例中的超声成像方法。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (23)

1.一种四维的超声成像方法，其特征在于，所述超声成像方法包括：
通过探头向待测目标发射超声波后接收所述待测目标返回的超声回波，并将所述超声回波转换为超声回波信号；
确定生成超声图像的目标区域内的部分或全部像素点所对应的扫描线上的第一扫描点组，其中，所述目标区域为所述超声图像中的部分区域，所述第一扫描点组包括一个或多个位于扫描线上的扫描点；
控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上除所述第一扫描点组之外的第二扫描点组的扫描点；
基于所述第二扫描点组的扫描点生成四维的超声影像。
2.一种超声成像方法，其特征在于，所述超声成像方法包括：
通过探头向待测目标发射超声波后接收所述待测目标返回的超声回波，并将所述超声回波转换为超声回波信号；
确定生成超声图像的目标区域内的部分或全部像素点所对应的扫描线上的第一扫描点组，其中，所述目标区域为所述超声图像中的部分区域，所述第一扫描点组包括一个或多个位于扫描线上的扫描点；
控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上除所述第一扫描点组之外的第二扫描点组的扫描点；
基于所述第二扫描点组的扫描点生成目标图像。
3.如权利要求1或2所述的超声成像方法，其特征在于，所述目标区域位于所述超声图像的近场区域及/或位于所述超声图像的两侧图像区域。
4.如权利要求1或2所述的超声成像方法，其特征在于，所述目标区域内的像素点具有第一类型坐标值，所述确定生成超声图像的目标区域内的部分或全部像素点所对应的扫描线上的第一扫描点组，包括：
基于坐标转换关系，确定所述目标区域内的像素点的第一类型坐标值经坐标转换后得到的具有第二类型坐标值的坐标点；
确定所述扫描线上与所述第二类型坐标值的坐标点相对应的扫描点为所述第一扫描点组内的扫描点。
5.如权利要求4所述的超声成像方法，其特征在于，所述确定所述扫描线上与所述第二类型坐标值的坐标点相对应的扫描点为所述第一扫描点组内的扫描点，包括：
判断所述第二类型坐标值的坐标点所对应的扫描点是否为所述扫描线上的扫描点；
当所述第二类型坐标值的坐标点所对应的扫描点为所述扫描线上的扫描点时，确定所述第一扫描点组包含所述扫描线上与所述坐标点相对应的扫描点；
当所述第二类型坐标值的坐标点所对应的扫描点不是所述扫描线上的扫描点时，确定所述第一扫描点组包含所述扫描线上临近所述第二类型坐标值的坐标点的一个或多个扫描点。
6.如权利要求4所述的超声成像方法，其特征在于，所述第一扫描点组的扫描点位于所述扫描线的近场及/或位于所述探头的两侧位置处的扫描线内，所述第二扫描点组的扫描点位于所述扫描线的远场。
7.如权利要求1或2所述的超声成像方法，其特征在于，每一扫描点具有对应的波束参数，所述控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上除所述第一扫描点组之外的第二扫描点组的扫描点，包括：
基于所述第二扫描点组的扫描点的波束参数对所述超声回波信号进行波束合成处理，以生成所述第二扫描点组内的扫描点的超声回波数据。
8.如权利要求7所述的超声成像方法，其特征在于，所述超声成像方法还包括：
设置所述扫描线上包含所述第一扫描点组内的扫描点为第一状态，并设置所述扫描线上包含所述第二扫描点组内的扫描点为第二状态。
9.如权利要求8所述的超声成像方法，其特征在于，所述基于所述第二扫描点组的扫描点的波束参数对所述超声回波信号进行波束合成处理，以生成所述第二扫描点组内的扫描点的超声回波数据，包括：
确定所述扫描线上的目标扫描点的状态信息，其中，所述目标扫描点为所述扫描线上的任一扫描点；
若所述目标扫描点的状态信息为所述第一状态，停止执行对所述目标扫描点所对应的聚焦点进行波束合成处理，并获取所述目标扫描点的下一扫描点的状态信息；
若所述目标扫描点的状态信息为所述第二状态，获取所述目标扫描点的波束参数，并基于所述目标扫描点的波束参数对所述超声回波信号进行波束合成处理，以获得所述目标扫描点所对应的聚焦点处的超声回波数据。
10.如权利要求1或2所述的超声成像方法，其特征在于，所述确定生成超声图像的目标区域内的部分或全部像素点所对应的扫描线上的第一扫描点组之前，还包括：
确定所述超声图像中的目标区域。
11.如权利要求10所述的超声成像方法，其特征在于，所述确定所述超声图像中的目标区域，包括：
统计生成所述超声图像中由具有第二类型坐标值的扫描点转换成具有第一类型坐标值的像素点时每一扫描点所使用的次数；
基于每一扫描点所使用的次数确定所述目标区域。
12.如权利要求11所述的超声成像方法，其特征在于，所述基于每一扫描点所使用的次数确定所述目标区域，包括：
确定所述扫描点中所使用的次数不大于预设阈值的选择扫描点；
确定经所述选择扫描点生成的具有第一类型坐标值的像素点在所述超声图像中的区域为所述目标区域。
13.如权利要求1或2所述的超声成像方法，其特征在于，所述目标区域为基于所述待测目标的组织识别而确定的，或者，所述目标区域为基于用户的所选择的感兴趣区域而确定的。
14.如权利要求2所述的超声成像方法，其特征在于，所述目标图像为二维超声图像或者三维超声图像，所述超声成像方法还包括：
基于二维的所述目标图像或者三维的所述目标图像生成四维的超声影像。
15.一种超声成像方法，其特征在于，所述超声成像方法包括：
通过探头向待测目标发射超声波后接收所述待测目标返回的超声回波，并将所述超声回波转换为超声回波信号；
确定生成超声图像的感兴趣区域内的部分或全部像素点所对应的扫描线上的第二扫描点组，其中，所述感兴趣区域为所述超声图像中的部分区域，所述第二扫描点组包括多个位于扫描线上的扫描点；
控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上所述第二扫描点组的扫描点；
基于所述第二扫描点组的扫描点生成目标图像。
16.一种超声成像方法，其特征在于，所述超声成像方法包括：
通过探头向待测目标发射超声波后接收所述待测目标返回的超声回波，并将所述超声回波转换为超声回波信号；
控制对一个或多个扫描线上的预设位置处的扫描点进行抽取操作，以确定第一扫描点组，其中，所述第一扫描点组包含一个或多个扫描点；
控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上除所述第一扫描点组之外的第二扫描点组的扫描点；
基于所述第二扫描点组的扫描点生成目标图像。
17.如权利要求16所述的超声成像方法，其特征在于，所述控制对一个或多个扫描线上的预设位置处的扫描点进行抽取操作，包括：
控制对所述扫描线上位于近场内及/或位于探头的两侧扫描线上的扫描点进行抽取操作；
确定所述第一扫描点组包含经所述抽取操作所确定的扫描点。
18.如权利要求17所述的超声成像方法，其特征在于，所述扫描线上位于近场内的扫描点为扫描点距离预设点之间的距离在第一预设范围内的扫描点，所述探头的两侧扫描线上的扫描点为扫描线与预设位置线之间的夹角大于第二预设范围的扫描线。
19.如权利要求16所述的超声成像方法，其特征在于，所述扫描线上包含所述第一扫描点组内的扫描点具有第一状态，所述扫描线上包含所述第二扫描点组内的扫描点具有第二状态，所述控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上除所述第一扫描点组之外的第二扫描点组的扫描点，包括：
确定所述扫描线上的目标扫描点的状态信息，其中，所述目标扫描点为所述扫描线上的任一扫描点；
若所述目标扫描点的状态信息为所述第一状态，停止执行对所述目标扫描点进行波束合成处理，并获取所述目标扫描点的下一扫描点的状态信息；
若所述目标扫描点的状态信息为所述第二状态，获取所述目标扫描点的波束参数，并基于所述目标扫描点的波束参数对所述超声回波信号进行波束合成处理，以获得所述目标扫描点的超声回波数据。
20.如权利要求16所述的超声成像方法，其特征在于，所述目标图像为二维超声图像或者三维超声图像，所述超声成像方法还包括：
基于二维的所述目标图像或者三维的所述目标图像生成四维的超声影像。
21.一种超声成像方法，其特征在于，所述超声成像方法包括：
通过探头向待测目标发射超声波后接收所述待测目标返回的超声回波，并将所述超声回波转换为超声回波信号；
控制对一个或多个扫描线上的预设位置处的扫描点进行抽取操作，以确定第二扫描点组，其中，所述第二扫描点组包含多个扫描点；
控制对所述超声回波信号进行波束合成处理，生成所述扫描线上所述第二扫描点组的扫描点；
基于所述第二扫描点组的扫描点生成目标图像。
22.一种超声成像***，其特征在于，所述超声成像***包括：
探头，用于向待测目标发射超声波后接收所述待测目标返回的超声回波，并将所述超声回波转换为超声回波信号；
处理器，连接于所述探头，所述处理器用于执行权利要求1至21中任意一项所述的超声成像方法。
23.一种计算机可读存储介质，存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1至21中任意一项所述的超声成像方法。
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Assignor: SHENZHEN MINDRAY BIO-MEDICAL ELECTRONICS Co.,Ltd.

Contract record no.: X2022440020009

Denomination of invention: Four-dimensional ultrasound imaging method, ultrasound imaging method and related system

Granted publication date: 20210209

License type: Common License

Record date: 20220804

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract