CN108209966B

CN108209966B - 一种超声成像设备的参数调整方法及装置

Info

Publication number: CN108209966B
Application number: CN201711486421.XA
Authority: CN
Inventors: 刘德清; 冯乃章
Original assignee: Sonoscape Medical Corp
Current assignee: Sonoscape Medical Corp
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2021-02-12
Anticipated expiration: 2037-12-29
Also published as: WO2019128790A1; CN108209966A

Abstract

本发明公开了一种超声成像设备的参数调整方法，在超声成像设备的成像过程中，通过检测到的成像内容变化程度信息，可以自动生成参数调整指令，以根据该参数调整指令对超声成像设备的参数进行调整，从而实现了在不同场景下对于超声成像设备成像的时间性能和空间性能矛盾的舍取，通过对超声成像设备的时间性能参数和/或空间性能参数的自动调整，减少了医生的操作负担，进而增加了医生的检查效率和使用观感；本发明还公开了一种超声成像设备的参数调整装置、设备及计算机可读存储介质，同样能实现上述技术效果。

Description

一种超声成像设备的参数调整方法及装置

技术领域

本发明涉及超声成像技术领域，更具体地说，涉及一种超声成像设备的参数调整方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

目前，在使用超声设备检查使用者的过程中，往往是先是在大范围内先快速的移动探头搜索有无疑似病灶图像，一旦发现疑似病灶，会较缓慢的移动探头或者探头保持静止，然后手动或者使用机器的自动优化功能，调整参数优化图像，从而更清楚的观察和鉴别图像。在这个快速大范围搜索、然后小范围观察和鉴别的过程中，医生或者设备使用者对图像的成像速度和帧率的要求是不一样的。首先在大范围搜索过程中，医生更看重的是探头移动过程中图像的成像速度或者帧率等时间性能参数，而不是那么看重细节的图像质量等空间性能指标；而在发现疑似病灶之后需要停止探头移动，仔细的观察鉴别，这个时候医生就需要依赖的细节分辨率等空间性能指标，而不那么看重此时的成像帧率等时间性能指标。另外，对于观察人体体内的静止的器官和组织场景，和观察人体体内运动的组织和器官场景，二者对于时间性能和空间性能的侧重点是不相同的。而在常规超声成像系统中，由于成像原理的限制，很难同时满足较高的帧率和较高的图像质量，只能在参数预设时，要么只能侧重于帧率等时间性能，牺牲图像分辨率等空间性能；要么只能侧重于图像分辨率等空间性能，而牺牲图像帧率等时间新能。

而且目前的超声成像系统是无法自动实时区分和鉴别出医生和操作者对于这两种场景对于时间性能和空间性能侧重点需求的区分，需要医生和操作者手动调节参数来使超声成像系统分别满足这两种场景对应的需求，增加了医生的操作负担，进而降低了医生的检查效率和使用观感。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声成像设备的参数调整方法、装置、设备及计算机可读存储介质，以实现自动鉴别医生对于在不同场景下对于超声成像系统的时间性能和空间性能不同需求，从而自动调节超声成像设备的时间性能参数和/或空间性能参数，减少了医生的操作负担，进而增加了医生的检查效率和使用观感。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种超声成像设备的参数调整方法，包括：

在超声成像设备的成像过程中，检测成像内容的变化程度信息；

利用所述变化程度信息，生成参数调整指令；

根据所述参数调整指令对所述超声成像设备的时间性能参数和/或空间性能参数进行调整。

其中，所述在超声成像设备的成像过程中，检测成像内容的变化程度信息，包括：

在超声成像设备向被探测区域发射超声波束，并将所述被探测区域产生的回波进行波束合成生成回波信号的过程中，检测成像内容的变化程度信息。

在超声成像设备向被探测区域发射超声波束，将所述被探测区域产生的回波进行波束合成生成回波信号，并对所述回波信号进行处理生成所述被探测区域的图像信息过程中，检测成像内容的变化程度信息。

其中，检测成像内容的变化程度信息包括：

检测成像内容的连续N帧图像之间的图像运动距离；其中，N为大于1的正整数。

其中，利用所述变化程度信息，生成参数调整指令，包括：

判断所述图像运动距离与帧率增大阈值以及帧率减小阈值的关系；其中，所述帧率增大阈值大于所述帧率减小阈值；

若所述图像运动距离大于所述帧率增大阈值，则生成的参数调整指令为以下参数调整指令中的任意一者：增大时间性能参数的参数值的调整指令，增大时间性能参数的参数值并减小空间性能参数的参数值的调整指令；

若所述图像运动距离小于所述帧率减小阈值，则生成的参数调整指令为以下参数调整指令中的任意一者：增大空间性能参数的参数值的调整指令，增大空间性能参数的参数值并减小时间性能参数的参数值的调整指令。

一种超声成像设备的参数调整装置，包括：

变化程度检测模块，用于在超声成像设备的成像过程中，检测成像内容的变化程度信息；

指令生成模块，用于利用所述变化程度信息，生成参数调整指令；

参数调整模块，用于根据所述参数调整指令对所述超声成像设备的时间性能参数和/或空间性能参数进行调整。

其中，所述变化程度检测模块包括：

第一变化程度检测单元，用于在超声成像设备向被探测区域发射超声波束，并将所述被探测区域产生的回波进行波束合成生成回波信号的过程中，检测成像内容的变化程度信息。

其中，所述变化程度检测模块包括：

第二变化程度检测单元，用于在超声成像设备向被探测区域发射超声波束，将所述被探测区域产生的回波进行波束合成生成回波信号，并对所述回波信号进行处理生成所述被探测区域的图像信息过程中，检测成像内容的变化程度信息。

其中，所述变化程度检测模块，具体用于检测成像内容的连续N帧图像之间的图像运动距离作为所述变化程度信息；其中，N为大于1的正整数。

其中，所述指令生成模块包括：

判断单元，用于判断所述图像运动距离与帧率增大阈值以及帧率减小阈值的关系；其中，所述帧率增大阈值大于所述帧率减小阈值；

第一指令生成单元，用于在所述图像运动距离大于所述帧率增大阈值时，生成的参数调整指令为以下参数调整指令中的任意一者：增大时间性能参数的参数值的调整指令，增大时间性能参数的参数值并减小空间性能参数的参数值的调整指令；

第二指令生成单元，用于在所述图像运动距离小于所述帧率减小阈值时，生成的参数调整指令为以下参数调整指令中的任意一者：增大空间性能参数的参数值的调整指令，增大空间性能参数的参数值并减小时间性能参数的参数值的调整指令。

一种超声成像设备的参数调整设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述参数调整方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述参数调整方法的步骤。

通过以上方案可知，本发明实施例提供的一种超声成像设备的参数调整方法，包括：在超声成像设备的成像过程中，检测成像内容的变化程度信息；利用所述变化程度信息，生成参数调整指令；根据所述参数调整指令对所述超声成像设备的时间性能参数和/或空间性能参数进行调整。

可见，在本方案中，在超声成像设备的成像过程中，通过检测到的成像内容变化程度信息，可以自动生成参数调整指令，以根据该参数调整指令对超声成像设备的参数进行调整，从而实现了在不同场景下对于超声成像设备的时间性能和空间性能不同需求的自动鉴别，并通过对超声成像设备的时间性能参数和/或空间性能参数的自动调整，减少了医生的操作负担，进而增加了医生的检查效率和使用观感；本发明还公开了一种超声成像设备的参数调整装置、设备及计算机可读存储介质，同样能实现上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明实施例公开的一种超声成像设备的参数调整方法流程示意图；

图2为本发明实施例公开的一种超声成像设备的参数调整装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种超声成像设备的参数调整方法、装置、设备及计算机可读存储介质，以实现自动鉴别医生对于在不同场景下对于超声成像系统的时间性能和空间性能不同需求，从而自动调节超声成像设备的时间性能参数和/或空间性能参数，减少了医生的操作负担，进而增加了医生的检查效率和使用观感。

参见图1，本发明实施例提供的一种超声成像设备的参数调整方法，包括：

S101、在超声成像设备的成像过程中，检测成像内容的变化程度信息；

具体的，本方案中的成像内容的变化程度信息，可以是由于医生使用的探头是移动的，因此在探测静止/运动的器官和组织场景时，被探测区域会出现变化程度信息；或者，医生使用的探头是静止的，被探测的对象是运动的组织和器官场景时，同样会出现变化程度信息。该变化程度信息表示被探测区域内的组织或者器官在成像过程中位置变化程度的信息，该信息可以用来判定是否需要对超声成像设备的参数进行调整，从而能够实现不同场景下对于成像的时间分辨性能和空间分辨性能的统一。

具体的，在本实施例中，在超声成像设备的成像过程中检测成像内容的变化程度信息可以包括：

在超声成像设备向被探测区域发射超声波束，并将所述被探测区域产生的回波进行波束合成生成回波信号的过程中，检测成像内容的变化程度信息；

或者，在超声成像设备向被探测区域发射超声波束，将所述被探测区域产生的回波进行波束合成生成回波信号，并对所述回波信号进行处理生成所述被探测区域的图像信息过程中，检测成像内容的变化程度信息。

具体的，超声成像设备的成像过程为现有技术内容，本方案在检测成像内容的变化程度信息时，并不局限于在成像过程中的哪一个具体的步骤进行检测，具体来说超声成像设备的成像过程包括如下步骤：

1)在超声成像设备向被探测区域发射超声波束，并将所述被探测区域产生的回波进行波束合成生成回波信号；

具体的，在步骤1)中，超声成像设备首先发射超声波束，对于被探测的组织或者散射子产生的回波进行波束合成，得到波束合成之后的能够代表一部分区域的发射回波信号的RF信号；重复进行发射、接收以及波束合成，最后得到能够覆盖整个图像区域的RF信号矩阵RFMatrix1。

2)对回波信号进行处理，生成最终的图像信息。

进一步，在对回波信号进行处理时，在本方案中可以通过两个处理步骤，具体包括：对RF信号矩阵进行解调，得到IQ信号IQMatrix1和回波包络信号IQEnvMatrix1；对解调之后的IQ信号或者包络信号进行滤波变采样率等操作，以及进行动态范围变换得到对应于灰度图像的数据矩阵

GrayDataMatrix1。

通过重复上述两个步骤，可以得到另外一帧图像的RFMatrix2、

IQMatrix2、IQEnvMatrix2和GrayDataMatrix2。

需要说明的是，在本方案对成像内容进行检测时，并不具体限定在哪个步骤进行检测，例如：可以是在步骤1)的RFMatrix1和RFMatrix2上进行，也可以是在步骤2)的IQMatrix1、IQMatrix2和IQEnvMatrix1、IQMatix2上，当然也可以是在步骤2)中GrayDataMatrix1和GrayDataMatrix2上进行。在进行检测时，可以通过典型的如进行二维自相关运算，找出相关系数最大时，互相关搜索的距离，该距离代表了被探测区域的运动距离。

本方案无论是在哪一个步骤检测成像内容的变化程度信息，其检测变化程度信息时均具体包括：检测成像内容的连续N帧图像之间的图像运动距离；其中，N为大于1的正整数。

可以理解的是，本方案中的成像内容与在哪个步骤进行检测有着密切联系，如果在步骤1)中进行检测，这时的成像内容即为RF信号矩阵，如果在步骤2)中进行检测，这时的成像内容为IQ信号和回波包络信号，或者数据矩阵，因此，在检测成像内容的变化程度信息之前，首先需要确定具体在成像过程的哪个步骤进行检测，从而才可以确定通过什么成像内容来计算变化程度信息。并且，本方案通过连续执行步骤1)和步骤2)，可以得到每一帧图像的在每个步骤的具体成像内容，因此，确定需要检测的步骤后，便可以通过在该步骤的连续预定帧图像的成像内容来计算变化程度信息；具体来说，本方案中的成像内容的变化程度信息，具体可以为成像内容的连续N帧图像之间的图像运动距离，也可以为连续N帧图像之间的变化差异程度，只要能表示出成像内容的变化程度信息即可，在本实施例中，以图像运动距离为例进行描述；并且，在检测成像内容的变化程度信息时，可以通过连续的N帧图像来确定该变化程度信息，这里的N的具体取值可以根据实际情况进行设定，例如：为了减小计算工作量，可以设置N为2，也就是说，可以检测每两帧图像之间的变化程度信息；为了提高检测的准确度，这时的N的取值可以大于2。

S102、利用所述变化程度信息，生成参数调整指令；

具体的，本方案中的变化程度信息为表示被探测区域运动程度的信息，如果该变化程度信息表示成像内容的变化程度较大，则说明探头的移动速度较大，和/或，被探测的组织或者器官的运动速度较大，这时生成的参数调整指令的目的为：通过对参数的调整，使在运动情况下生成的图像速率变高，从而适应运动场景；如果该变化程度信息表示成像内容的变化程度较小，则说明这时的探头移动较慢或者静止，并且，被探测的组织或者器官运动较慢或者是静止的，这时生成的参数调整指令的目的为：通过对参数的调整，使在静止情况下生成的图像分辨率较高，从而适应静止场景。

S103、根据所述参数调整指令对所述超声成像设备的时间性能参数和/或空间性能参数进行调整。

具体的，本方案中的时间性能参数为与成像速率相关的参数，例如：成像帧率、扫描帧率、超声波频率、解调频率等；本方案中的空间性能参数为与成像清晰度相关的参数，例如：每帧的扫查时间、帧相关系数、空间复合角度数、成像扫查线密度等。在变化程度较大时，需要侧重于帧率等时间性能参数，牺牲图像分辨率等空间性能参数；变化程度不大时，需要侧重于图像分辨率等空间性能参数，而牺牲图像帧率等时间性能参数。因此，在对参数进行调整时，需要根据具体的参数调整指令进行调整。

综上，可以看出，本方案能够自动鉴别医生对于在不同场景下对于超声成像系统的时间性能和空间性能不同需求，从而自动调节自身成像相关的图像参数，满足医生在不同场景下对于成像的时间性能和空间性能的不同需求。使得超声成像设备能够再观察快速运动图像内容时，能够自动提升图像帧率；而在观察缓慢变换甚至静止不动图像内容时能够自动增加图像分辨率、对比度和信噪比等二维图像性能指标。

基于上述实施例，利用所述变化程度信息生成参数调整指令，包括：

具体的，本方案通过连续执行步骤1)和步骤2)，可以得到每一帧图像的在每个步骤的具体成像内容，因此确定需要检测的步骤后，便可以通过该步骤在连续帧生成的成像内容来确定变化程度信息，从而生成参数调整指令；在本实施例中，以在步骤1)生成的两帧图像的成像内容为例对本方案进行描述。也就是说，在本实施例中的成像内容为RFMatrix1和RFMatrix2，则根据RFMatrix1和RFMatrix2的变化程度信息生成参数调整指令具体包括如下步骤：

取RFMatrix1和RFMatrix2(假设矩阵大小为N*M)上，同样位置(i,j)的大小为n,m的邻域Sneibor1_i,j和Sneibor2_i,j，其中i<N，j<M。而横向纵向相关搜索范围为SL和SH，则二维互相关搜索公式为：

其中，

分别取不同的i和j执行上述步骤，最后得到整个图像区域的互相关结果矩阵，互相关结果矩阵中包含各点的运动距离计算结果和互相关系数。需要说明的是，在执行上述步骤时，可以对原数据进行插值之后，再进行二维互相关操作，以提升互相关搜索的精度。

进一步，得到整个图像区域的互相关结果矩阵后，需要计算综合图像运动距离，计算方法有多种，在本方案中通过计算整个互相关结果矩阵的平均运动距离来进行确定，该图像运动距离Sdis计算公式如下所示：

i∈[0,N]

j∈[0,M]

最终，计算出图像运动距离之后，便可以通过该图像运动距离Sdis与预先设定的阈值进行比较，该阈值用来对运动场景和静止场景进行区分；在本方案中，设置的阈值包括帧率增大阈值SfrmInc以及帧率减小阈值SfrmDec这两个阈值，也就是说，当计算得到综合图像运动距离Sdis大于SfrmInc时，表明图像需要提高成像帧率，降低每帧图像的扫查时间，降低帧相关系数和空间复合角度数等；Sdis小于SfrmDec时，表明需要降低图像帧率，提高图像二维质量，比如提升成像的帧相关系数，增加空间复合角度数，增加成像扫查线密度等。

需要说明的是，如果Sdis介于帧率增大阈值SfrmInc以及帧率减小阈值SfrmDec之间，这时可不对参数进行修改，也可以仅仅对时间性能参数或者空间性能参数进行修改；例如：确定帧率增大阈值SfrmInc以及帧率减小阈值SfrmDec之间的中间阈值，若Sdis介于帧率增大阈值SfrmInc与中间阈值之间，这时可以仅仅增加时间性能参数的参数值；若Sdis介于帧率减小阈值SfrmDec与中间阈值之间，这时可以仅仅增加空间性能参数的参数值；同样的，如果Sdis超过帧率增大阈值SfrmInc或者小于帧率减小阈值SfrmDec的程度在可允许的程度，这时也可以只增加时间性能参数的参数值或者只增加空间性能参数的参数值，也就是说，具体如果根据变化程度信息对参数进行调节，可以根据实际的情况来设定不同的参数调节规则，在本实施例中仅以上述论述为例，并不具体限定。

可以理解的是，在本实施例中，仅仅以检测步骤1)的变化程度信息为例进行描述，在步骤2)中的对回波信号进行处理的过程中，同样可以获取变化程度信息，从而调整参数，在此并不具体赘述。并且，在本实施例中所述的根据成像内容的变化程度信息对参数进行自适应调节的功能，可以通过医生或者设备操作者控制其功能的打开或者关闭。

下面对本发明实施例提供的参数调整装置进行介绍，下文描述的参数调整装置与上文描述的参数调整方法可以相互参照。

参见图2，本发明实施例提供的一种超声成像设备的参数调整装置，包括：

变化程度检测模块100，用于在超声成像设备的成像过程中，检测成像内容的变化程度信息；

指令生成模块200，用于利用所述变化程度信息，生成参数调整指令；

参数调整模块300，用于根据所述参数调整指令对所述超声成像设备的时间性能参数和/或空间性能参数进行调整。

其中，所述变化程度检测模块包括：

其中，所述指令生成模块包括：

本发明实施例提供的一种超声成像设备的参数调整设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述参数调整方法的步骤。

本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述参数调整方法的步骤。

其中，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。

综上可知，本发明实施例提供的一种超声成像设备的参数调整方法、装置、设备及计算机可读存储介质，在超声成像设备的成像过程中，通过检测到的成像内容变化程度信息，可以自动生成参数调整指令，以根据该参数调整指令对超声成像设备的参数进行调整，从而实现了在不同场景下对于超声成像设备的时间性能和空间性能不同需求的自动鉴别，并通过对超声成像设备的时间性能参数和/或空间性能参数的自动调整，减少了医生的操作负担，进而增加了医生的检查效率和使用观感。

本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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种超声成像设备的参数调整方法，其特征在于，包括：

利用所述变化程度信息，生成参数调整指令；

根据所述参数调整指令对所述超声成像设备的时间性能参数和/或空间性能参数进行调整；所述时间性能参数为与成像速率相关的参数，所述空间性能参数为与成像清晰度相关的参数；

其中，检测成像内容的变化程度信息包括：检测成像内容的连续N帧图像之间的图像运动距离；其中，N为大于1的正整数；

其中，所述利用所述变化程度信息，生成参数调整指令，包括：

2.根据权利要求1所述的参数调整方法，其特征在于，所述在超声成像设备的成像过程中，检测成像内容的变化程度信息，包括：

3.根据权利要求1所述的参数调整方法，其特征在于，所述在超声成像设备的成像过程中，检测成像内容的变化程度信息，包括：

4.一种超声成像设备的参数调整装置，其特征在于，包括：

参数调整模块，用于根据所述参数调整指令对所述超声成像设备的时间性能参数和/或空间性能参数进行调整；其中，所述时间性能参数为与成像速率相关的参数，所述空间性能参数为与成像清晰度相关的参数；

其中，所述变化程度检测模块，具体用于检测成像内容的连续N帧图像之间的图像运动距离作为所述变化程度信息；其中，N为大于1的正整数；

其中，所述指令生成模块包括：

5.根据权利要求4所述的参数调整装置，其特征在于，所述变化程度检测模块包括：

6.根据权利要求4所述的参数调整装置，其特征在于，所述变化程度检测模块包括：

7.一种超声成像设备的参数调整设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述参数调整方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述参数调整方法的步骤。