CN110584710A - 一种血流成像方法及装置、存储介质 - Google Patents

一种血流成像方法及装置、存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种血流成像方法及装置、存储介质，包括：当获取到测量区域中多个测量节点的多个第一维速度分量时，根据多个第一维速度分量和多个测量节点的多个预设第二维速度分量，确定多个测量节点的流速场相关参数，第一维速度分量为水平分量或垂直分量，预设第二维速度分量为除第一维速度分量外的速度分量；根据流速场相关参数，确定测量区域对应的速度场相关参数，速度场相关参数包括与多个第一维速度分量对应的多个第一方向速度，和与多个预设第二维速度分量对应的多个第二方向速度；当多个第一方向速度和多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足预设阈值时，根据多个第一方向速度和多个第二方向速度，生成血流成像图像。

Description

一种血流成像方法及装置、存储介质
技术领域
本发明涉及医学图像处理技术领域，尤其涉及一种血流成像方法及装置、存储介质。
背景技术
近年来，超声成像技术广泛应用于医学领域，该技术利用高频超声波清晰的显示心脏和大血管的形态、结构以及血流状态，还可以进行血流动力学分析，超声成像技术已经成为心脏病诊断过程中的重要手段。
现有技术是利用多普勒原理采集血流沿着超声波的速度传播方向上的一维速度，再利用线性分解流函数获取涡量场和平均场计算其他维度的速度，根据这两个维度上的速度信息，得到超声血流图像。
在左心室舒张充盈的过程中，血流会在心室腔中形成涡旋，在涡旋场中血液的流动属于非线性运动，当利用线性分解流函数计算涡旋场中其他维度的血流速度时，会增加其他维度的血流速度的计算误差，得到准确度较低的血流图像。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种血流成像方法及装置、存储介质，能够减小其他维度血流速度的计算误差，得到准确度较高的血流图像。
本发明的技术方案是这样实现的：
本申请实施例提供一种血流成像方法，所述方法包括：
当获取到测量区域中多个测量节点的多个第一维速度分量时，根据所述多个第一维速度分量和所述多个测量节点的多个预设第二维速度分量，确定出所述多个测量节点的流速场相关参数，所述第一维速度分量为水平分量或垂直分量，所述预设第二维速度分量为除第一维速度分量外的速度分量；
根据所述流速场相关参数，确定出所述测量区域对应的速度场相关参数，所述速度场相关参数包括与所述多个第一维速度分量对应的多个第一方向速度，和与所述多个预设第二维速度分量对应的多个第二方向速度；
当所述多个第一方向速度和所述多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足预设阈值时，根据所述多个第一方向速度和所述多个第二方向速度，生成血流成像图像。
在上述方案中，所述根据所述流速场相关参数，确定出所述测量区域对应的速度场相关参数之后，所述方法还包括：
当所述多个第一方向速度和所述多个第一维速度分量之间的一组误差参数不满足所述预设阈值时，按照多个第一误差更新所述多个预设第二维速度分量，得到多个更新后的预设第二维速度分量，所述一组误差参数由所述多个第一误差确定得出；
根据所述多个更新后的预设第二维速度分量和所述多个第一维速度分量，得到多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度；
直至判断出所述多个更新后的第一方向速度与所述多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足所述预设阈值时，根据所述多个更新后的第一方向速度和所述多个更新后的第二方向速度，生成所述血流成像图像。
在上述方案中，所述按照多个第一误差更新所述多个预设第二维速度分量，得到多个更新后的预设第二维速度分量，包括：
根据所述多个第一误差，确定所述测量区域中的误差更新参数；
根据所述误差更新参数更新所述多个预设第二维速度分量，得到所述多个更新后的预设第二维速度分量。
在上述方案中，所述根据所述多个第一维速度分量和所述多个测量节点的多个预设第二维速度分量，确定出所述多个测量节点的流速场相关参数，包括：
根据所述多个第一维速度分量和所述多个预设第二维速度分量，确定多个测量节点的旋涡运动参数；
根据所述旋涡运动参数，确定出所述多个测量节点的所述流速场相关参数。
在上述方案中，所述根据所述流速场相关参数，确定出所述测量区域对应的速度场相关参数，包括：
根据所述流速场相关参数和预设流速场约束关系，确定所述第一方向速度和所述第二方向速度，所述预设流速场约束关系为所述流速场相关参数、所述第一方向速度和所述第二方向速度之间的约束关系；
将所述第一方向速度和所述第二方向速度作为所述速度场相关参数。
本申请实施例提供了一种血流成像装置，所述装置包括：
确定单元，用于当获取到测量区域中多个测量节点的多个第一维速度分量时，根据所述多个第一维速度分量和所述多个测量节点的多个预设第二维速度分量，确定出所述多个测量节点的流速场相关参数，所述第一维速度分量为水平分量或垂直分量，所述预设第二维速度分量为除第一维速度分量外的速度分量；根据所述流速场相关参数，确定出所述测量区域对应的速度场相关参数，所述速度场相关参数包括与所述多个第一维速度分量对应的多个第一方向速度，和与所述多个预设第二维速度分量对应的多个第二方向速度；
生成单元，用于当所述多个第一方向速度和所述多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足预设阈值时，根据所述多个第一方向速度和所述多个第二方向速度，生成血流成像图像。
在上述方案中，所述装置还包括更新单元；
所述更新单元，还用于当所述多个第一方向速度和所述多个第一维速度分量之间的一组误差参数不满足所述预设阈值时，按照多个第一误差更新所述多个预设第二维速度分量，得到多个更新后的预设第二维速度分量，所述一组误差参数由所述多个第一误差确定得出；根据所述多个更新后的预设第二维速度分量和所述多个第一维速度分量，得到多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度；
所述生成单元，还用于直至判断出所述多个更新后的第一方向速度与所述多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足所述预设阈值时，根据所述多个更新后的第一方向速度和所述多个更新后的第二方向速度，生成所述血流成像图像。
在上述方案中，所述更新单元，具体用于根据所述多个第一误差，确定所述测量区域中的误差更新参数；根据所述误差更新参数更新所述多个预设第二维速度分量，得到所述多个更新后的预设第二维速度分量。
在上述方案中，所述确定单元，具体用于根据所述多个第一维速度分量和所述多个预设第二维速度分量，确定多个测量节点的旋涡运动参数；根据所述旋涡运动参数，确定出所述多个测量节点的所述流速场相关参数。
在上述方案中，所述确定单元，具体用于根据所述流速场相关参数和预设流速场约束关系，确定所述第一方向速度和所述第二方向速度，所述预设流速场约束关系为所述流速场相关参数、所述第一方向速度和所述第二方向速度之间的约束关系；将所述第一方向速度和所述第二方向速度作为所述速度场相关参数。
本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，应用于血流成像装置，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的方法。
本发明实施例提供了一种血流成像方法及装置、存储介质，血流成像方法包括：当获取到测量区域中多个测量节点的多个第一维速度分量时，根据多个第一维速度分量和多个测量节点的多个预设第二维速度分量，确定出多个测量节点的流速场相关参数，第一维速度分量为水平分量或垂直分量，预设第二维速度分量为除第一维速度分量外的速度分量；根据流速场相关参数，确定出测量区域对应的速度场相关参数，速度场相关参数包括与多个第一维速度分量对应的多个第一方向速度，和与多个预设第二维速度分量对应的多个第二方向速度；当多个第一方向速度和多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足预设阈值时，根据多个第一方向速度和多个第二方向速度，生成血流成像图像。采用上述方法实现方案，通过建立流速场相关参数、预设第二维速度分量和第一维速度分量之间的关系，并通过流速场相关参数计算得到与第一维速度分量对应的第一方向速度，和与预设第二维速度分量对应的第二方向速度，当第一维速度分量与第一方向速度之间的误差小于预设阈值时，得到的第二方向速度就是与实际第二维速度分量相差较小的速度分量，利用第一方向速度和第二方向速度生成血流成像图像，减小了第二维速度分量的计算误差，得到了准确度较高的血流图像。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种血流成像方法流程图一；
图2为本申请实施例提供的一种血流成像方法流程图二；
图3为本申请实施例提供的一种示例性的血流成像方法流程图三；
图4为本申请实施例提供的一种示例性的二维测量区域中的水平速度分量的数据图；
图5为本申请实施例提供的一种示例性的利用血流成像装置获取到的水平速度分量的数据图；
图6为本申请实施例提供的一种示例性的测量区域中的第二维速度分量的数据图；
图7为本申请实施例提供的一种示例性的利用血流成像装置获取到的第二维速度分量的数据图；
图8为本发明实施例提供的一种血流成像装置的组成结构示意图一。
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。
目前，超声成像技术广泛用于临床医学，常用于判断脏器位置、大小和形态，确定病灶的范围和物理性质，提供一些组织的解剖图，鉴别胎儿的异常等，在眼科、妇产科、心血管系统、消化系统和泌尿系统中，也常会用到超声成像技术来进行辅助治疗。
彩色多普勒超声(彩超)技术是在传统超声成像技术的基础上，利用超声波多普勒技术和超声波回波原理，采集器官中血液流动信息，将该血液流动信息经过彩色编码后实时的叠加至二维图像上，从而得到被检测器管的超声血流成像图像。
受多普勒测量技术的影响，临床上广泛使用的彩超技术只能获取到血流沿着超声波波速方向上的一维速度信息，当超声波速和血流方向之间的角度较大时，现有的彩超技术无法提供器官内完整的血流动力信息。在左心室舒张充盈的过程中，血流会在心室腔内形成涡旋，涡旋可以减小血液流动过程中能量的损失，减少心脏射血时所需要的能量，因此，涡旋是检测心脏内血液流动情况的重要参数。由于涡旋是描述血液在心脏内旋转流动时的流动信息，利用彩超技术无法获取到心室内涡旋的相关参数，使得临床使用时，无法得到准确的彩超图像。
在现有技术中，主要通过向量多普勒测速、散斑追踪和速度场重建等方法来获取心室内的第二维度速度信息，其中，向量多普勒测速是利用三角关系建立血流速度矢量，该方法的计算量大，无法达到快速响应的需求；散斑追踪是利用工二维互相关技术估计血流散斑的位移图像，由于临床上使用的超声设备帧频率(小于60HZ)较低，无法准确匹配散斑信息，使得测量精度较低；速度场重建技术主要有两种实现方式：
第一，通过线性分解流函数获取涡量场和平均场的方式计算未知维度的速度信息，该方法容易受到噪声影响，心室内血液流动是非线性的运动，采用线性分解流函数的方式得到的未知维度的速度信息为线性速度信息，不满足心室内血液的流动规则。
第二，通过边界条件和质量守恒条件来重建二维速度场，从而得到未知维度的速度信息，这种计算方式需要超声设备测量出心室内血液流动时的边界条件，计算复杂度较高。
对于上述技术中存在的问题，本申请提出了一种血流成像方法，该血流成像方法根据心室内血液流动时血液的运动特性，建立流速场相关参数、预设第二维速度分量和第一维速度分量之间的关系，利用并通过流速场相关参数计算得到与第一维速度分量对应的第一方向速度，和与预设第二维速度分量对应的第二方向速度。通过该血流成像方法计算第一方向速度和第二方向速度时，可简化流速场相关参数在边界上的边界条件，默认流速场相关参数在边界上的边界条件为零，降低了血流成像装置在计算第一方向速度和第二方向速度的复杂度。当血流成像装置判断出第一维速度分量与第一方向速度之间的误差小于预设阈值时，得到的第二方向速度就是与实际第二维速度分量相差较小的速度分量，血流成像装置利用第一方向速度和第二方向速度生成血流成像图像，减小了第二维速度分量的计算误差，得到了准确度较高的血流图像。
本申请所采用的技术参数如下：
本申请是利用一维超声速度重建二维流速场的方式来获取位置维度的速度信息的。当测量区域为Ω时，待测量二维速度可以为U＝[u,v]。其中，当u为心室内一个测量节点的水平速度分量时，v可以为该测量节点的垂直速度分量。由于心室内血液的流动属于二维不可压缩流动，流体的不可压缩流动满足测量区域中测量节点处的流体散度为零的条件。
流体在测量节点处的散度为零可以用公式(1)进行表示；
当血流在心室内流动时，心室内测量节点处的流函数Φ可以用公式(2)表示；
当血流在心室内流动时，心室内测量节点处的涡量ω可以用公式(3)表示：
利用公式(2)和公式(3)进行推导，可得到公式(4)
实施例一
本申请实施例提供了一种血流成像方法，图1为本申请实施例提供的一种血流成像方法流程图一，如图1所示，血流成像方法可以包括：
S101、当获取到测量区域中多个测量节点的多个第一维速度分量时，根据多个第一维速度分量和多个测量节点的多个预设第二维速度分量，确定出多个测量节点的流速场相关参数，第一维速度分量为水平分量或垂直分量，预设第二维速度分量为除第一维速度分量外的速度分量。
本申请实施例提供的一种血流成像方法适用于利用血流成像装置对第一维速度分量进行重建，得到二维速度分量的场景下。
在本申请实施例中，血流成像装置中设置有测速器，测速器可以测量出测量区域中多个测量节点的血流沿着超声波传播方向上的速度，当测速器测量到多个测量节点的血流沿着超声波传播方向上的速度时，血流成像装置就获取到了测量区域中多个测量节点的多个第一维速度分量。
在本申请实施例中，当血流成像装置获取到测量区域中多个测量节点的多个第一维速度时，血流成像装置就对该多个测量节点的第二维速度分量进行预设，得到多个预设第二维速度分量。
需要说明的是，多个预设第二维速度分量的值可以为随机值或者常数，具体的多个预设第二维速度分量的预设值可根据实际情况确定，本申请实施例对此不做限定。
在本申请实施例中，流速场相关参数包括多个测量节点的流速参数，第一维速度分量为水平分量或垂直分量，预设第二维速度分量为除第一维速度分量外的速度分量。
在本申请实施例中，当血流成像装置得到多个第一维速度分量和多个预设第二维速度分量时，血流成像装置根据多个第一维速度分量和多个预设第二维速度分量，确定多个测量节点的旋涡运动参数。
需要说明的是，旋涡运动参数可以为测量节点的流体流动时的旋转程度。
示例性地，旋涡运动参数可以为测量区域中各测量点的涡量场，可以用ωk表示，当第一维速度分量用v表示，预设第二维速度分量用表示时，可通过公式(5)计算得到旋涡运动参数，即得到涡场量ωk。
在本申请实施例中，当血流成像装置得到多个测量节点的旋涡运动参数时，血流成像装置就根据旋涡运动参数，确定出多个测量节点的流速场相关参数。
需要说明的是，流速场相关参数可以为多个测量节点的流速参数。
示例性地，流速场相关参数可以为测量区域中各测量点的流函数，可以用Φk表示，当旋涡运动参数为测量区域中各测量点的涡量场时，可以用ωk表示涡量场，则根据旋涡运动参数ωk，确定出多个测量节点的流速场相关参数Φk，具体可通过公式(6)进行确定。
S102、根据流速场相关参数，确定出测量区域对应的速度场相关参数，速度场相关参数包括与多个第一维速度分量对应的多个第一方向速度，和与多个预设第二维速度分量对应的多个第二方向速度。
在本申请实施例中，当血流成像装置根据多个第一维速度分量和多个预设第二维速度分量，得到多个测量节点的流速场相关参数时，血流成像装置就可以根据流速场相关参数，确定出测量区域对应的速度场相关参数了。
需要说明的是，流速场相关参数包括：与多个第一维速度分量对应的多个第一方向速度，和与多个预设第二维速度分量对应的多个第二方向速度。
在本申请实施例中，当血流成像装置得到流速场相关参数时，血流成像装置就根据流速场相关参数和预设流速场约束关系，确定出第一方向速度和第二方向速度，预设流速场约束关系为流速场相关参数、第一方向速度和第二方向速度之间的约束关系。
需要说明的是，预设流速场约束关系可以为测量区域的流场散度为零的条件。
示例性地，流速场相关参数可以用流函数Φk表示，多个第一方向速度可以用vk表示，多个第二方向速度可以用uk表示，则根据流速场相关参数，确定出测量区域对应的速度场相关参数可通过公式(7)进行确定。
在本申请实施例中，当血流成像装置得到第一方向速度和第二方向速度时，血流成像装置就将第一方向速度和第二方向速度作为速度场相关参数，即，血流成像装置就得到了速度场相关参数。
S103、当多个第一方向速度和多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足预设阈值时，根据多个第一方向速度和多个第二方向速度，生成血流成像图像。
在本申请实施例中，当血流成像装置根据流速场相关参数，确定出测量区域对应的速度场相关参数，即，得到多个测量节点的多个第一方向速度和多个第二方向速度时，血流成像装置就开始计算该多个第一方向速度和多个第一维速度分量之间的误差，得到一组误差参数，当该一组误差参数满足预设阈值时，血流成像装置就对该多个第一方向速度和多个第二方向速度进行编程，生成血流成像图像。
需要说明的是，当血流成像装置判断出多个第一方向速度和多个第一维速度分量之间的一组误差参数小于预设阈值时，即多个第一方向速度和多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足预设阈值，其中，预设阈值可根据实际情况而确定，本申请实施例对此不做限定。
需要说明的是，一组误差参数可以为根据多个测量节点中的每一个测量节点的第一方向速度和第一维速度分量之间的误差计算得到的误差参数，如：一组误差参数可以为获取每一个测量节点的第一方向速度和第一维速度分量之间的误差，并计算每一个测量节点的误差的平方和，从而得到的误差参数，具体的误差参数可根据实际情况确定，本申请实施例对此不做限定。
示例性地，测量区域有五个测量节点，从第一个测量节点到第五个测量节点的第一维速度分量分别为：0.3，0.2，0.3，0.4，0.2；从第一个测量节点到第五个测量节点的第一方向速度分别为：0.2，0.3，0.3，0.3，0.4；当一组误差参数为多个第一方向速度和多个第一维速度分量之间的误差的平方和时，则一组误差参数可以为多个测量节点中的每一个测量节点的第一方向速度和第一维速度分量之间的误差的平方和，计算结果为0.07，则一组误差参数的值为0.07。
实施例二
本申请实施例又提供了一种血流成像方法，为步骤102之后，当血流成像装置判断出多个第一方向速度和多个第一维速度分量之间的一组误差参数不满足预设阈值时，血流成像装置生成血流成像图像的过程，具体实施步骤如图2所示，包括：
S201、当多个第一方向速度和多个第一维速度分量之间的一组误差参数不满足预设阈值时，血流成像装置按照多个第一误差更新多个预设第二维速度分量，得到多个更新后的预设第二维速度分量，一组误差参数由多个第一误差确定得出。
在本申请实施例中，当血流成像装置根据流速场相关参数，确定出测量区域对应的速度场相关参数，即，得到多个测量节点的多个第一方向速度和多个第二方向速度时，血流成像装置就开始计算该多个第一方向速度和多个第一维速度分量之间的误差，得到一组误差参数，当该一组误差参数不满足预设阈值时，血流成像装置就根据一组误差参数更新多个预设第二维速度分量，得到多个更新后的预设第二维速度分量。
需要说明的是，当血流成像装置判断出多个第一方向速度和多个第一维速度分量之间的一组误差参数大于或者等于预设阈值时，即多个第一方向速度和多个第一维速度分量之间的一组误差参数不满足预设阈值，其中，预设阈值可根据实际情况而确定，本申请实施例对此不做限定。
需要说明的是，一组误差参数由多个第一误差确定得出的方式可以为计算一组误差参数中每一个误差参数的平方，再对误差参数的平方求和，具体的可根据实际情况确定，本申请实施例对此不做限定。
在本申请实施例中，当血流成像装置得到多个第一误差时，血流成像装置就可以根据多个第一误差，确定出测量区域中的误差更新参数。
需要说明的是，误差更新参数可以为利用多个第一误差，计算出来的测量区域中各个测量节点的更新参数。
示例性地，误差更新参数可以为利用优化算法计算误差关于预设第二维速度分量的偏导数而得到的雅克比矩阵，其中，优化算法包括：最速下降法、高斯牛顿法、莱文贝格-马夸特方法，具体的优化算法可根据实际情况确定，本申请实施例对此不做限定。
在本申请实施例中，当血流成像装置得到误差更新参数时，血流成像装置就根据该误差更新参数更新多个预设第二维速度分量，得到了多个更新后的预设第二维速度分量。
需要说明的是，多个更新后的预设第二维速度分量可以为利用误差更新参数和多个预设第二维速度分量计算出来的速度分量。
示例性地，可以获取误差参数与一个预设值的乘积，利用多个预设第二维速度分量与该乘积的和，来更新多个预设第二维速度分量，得到多个更新后的预设第二维速度分量，具体的更新多个预设第二维速度分量的方式，可根据实际情况确定，本申请实施例对此不做限定。
S202、血流成像装置根据多个更新后的预设第二维速度分量和多个第一维速度分量，得到多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度。
在本申请实施例中，当血流成像装置按照多个第一误差更新多个预设第二维速度分量，得到多个更新后的预设第二维速度分量时，血流成像装置就利用多个更新后的预设第二维速度分量和多个第一维速度分量，计算多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度。
需要说明的是，多个更新后的第一方向速度为与多个第一维速度分量对应的速度，多个更新后的第二方向速度为与多个更新后的预设第二维速度分量对应的速度。
S203、直至判断出多个更新后的第一方向速度与多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足预设阈值时，血流成像装置根据多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度，生成血流成像图像。
在本申请实施例中，当血流成像装置根据多个更新后的预设第二维速度分量和多个第一维速度分量，得到多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度时，血流成像装置就将该多个第一方向速度和第一维速度分量进行比较，当血流成像装置判断出多个更新后的第一方向速度和多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足预设阈值时，血流成像装置就对该多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度进行编程，生成血流成像图像。
图3本申请实施例提供的一种示例性地血流成像方法流程示意图三，如图3示：
S301、当血流成像装置获取到测量区域中多个测量节点的多个第一维速度分量时，血流成像装置根据多个第一维速度分量和多个测量节点的多个预设第二维速度分量，确定出多个测量节点的确定旋涡运动参数。
在本申请实施例中，当血流成像装置获取到测量区域中多个测量节点的多个第一维速度分量时，血流成像装置就根据多个第一维速度分量和多个测量节点的多个预设第二维速度分量，确定多个测量节点的漩涡运动参数。
S302、血流成像装置根据旋涡运动参数，确定出多个测量节点的流速场相关参数。
在本申请实施例中，当血流成像装置得到多个测量节点的漩涡运动参数时，血流成像装置就可以根据旋涡运动参数，确定多个测量节点的流速场相关参数了。
S303、血流成像装置根据流速场相关参数和预设流速场约束关系，确定速度场相关参数，速度场相关参数包括与多个第一维速度分量对应的多个第一方向速度，和与多个预设第二维速度分量对应的多个第二方向速度。
在本申请实施例中，当血流成像装置得到流速场相关参数时，血流成像装置就可以根据流速场相关参数和预设流速场约束关系，确定出速度场相关参数。
需要说明的是，速度场相关参数包括与多个第一维速度分量对应的多个第一方向速度，和与多个预设第二维速度分量对应的多个第二方向速度，即，血流成像装置就可以根据流速场相关参数和预设流速场约束关系，确定出多个第一方向速度和多个第二方向速度。
S304、血流成像装置确定多个第一方向速度和多个第一维速度分量之间的一组误差参数。
在本申请实施例中，当血流成像装置得到多个第一方向速度时，血流成像装置就将该多个第一方向速度与多个第一维速度分量进行比较，计算出多个第一方向速度与多个第一维速度分量之间的一组误差参数。
S305、当一组误差参数满足预设阈值时，血流成像装置根据多个第一方向速度和多个第二方向速度，生成血流成像图像。
在本申请实施例中，当血流成像装置得到判断出一组误差参数满足预设阈值时，血流成像装置就对该多个第一方向速度和多个第二方向速度进行编程，生成血流成像图像。
S306、当一组误差参数不满足预设阈值时，血流成像装置按照多个第一误差更新多个预设第二维速度分量，得到多个更新后的预设第二维速度分量，多个第一误差为多个第一方向速度和多个第一维速度分量之间的误差。
在本申请实施例中，当血流成像装置得到判断出一组误差参数不满足预设阈值时，血流成像装置就按照多个第一误差更新多个预设第二维速度分量，从而得到多个更新后的预设第二维速度分量。
需要说明的是，多个第一误差为多个第一方向速度和多个第一维速度分量之间的误差。
S307、血流成像装置根据多个更新后的预设第二维速度分量和多个第一维速度分量，得到多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度。
在本申请实施例中，当血流成像装置得到多个更新后的预设第二维速度分量后，血流成像装置就根据多个更新后的预设第二维速度分量和多个第一维速度分量，计算多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度。
S308、直至判断出多个更新后的第一方向速度与多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足预设阈值时，血流成像装置根据多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度，生成血流成像图像。
在本申请实施例中，当血流成像装置判断出多个更新后的第一方向速度与多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足预设阈值时，血流成像装置就根据多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度，生成血流成像图像。
示例性地，二维测量区域U的大小可以为水平方向上有51个测量节点，每个测量节点之间的水平距离相同，垂直方向上有51个测量节点，每个测量节点之间的垂直距离相同，其中，每个测量节点间的水平距离和垂直距离可以相同，即，每个测量节点间的水平距离和垂直距离都可以为0.0491cm。当该二维测量区域中的每个测量节点的垂直速度方向上的速度分量为v时，则每个测量节点对应的标准水平速度方向上的速度分量为u，本申请实施例提供的一种示例性地二维测量区域中水平速度分量的数据图如图4所示，图4中不同测量节点处显示的颜色不同，表征不同测量节点处水平速度方向上的速度大小不同，根据图4右侧所示的颜色条与速度之间的对应关系，测量节点处的颜色越浅，表征此测量节点处水平速度方向上的速度分量值越小，测量节点处的颜色越深，表征此测量节点处水平速度方向上的速度分量值越大。图4的横坐标表征测量区域的长度，单位为cm(centimeter，厘米)，纵坐标表征测量区域的宽度，单位为cm(centimeter，厘米)，图4中右侧不同的显示颜色对应着不同的水平速度分量，表征不同测量节点处的水平速度分量不同，水平速度分量的单位为cm/s(centimeters per second，厘米每秒)。
在本申请实施例中，血流成像装置可以测量得到二维测量区域中多个测量节点的垂直速度方向上的速度分量v，预设多个测量节点的水平速度方向上的速度分量为0，血流成像装置可根据垂直速度方向上的速度分量v和预设的水平速度方向上的速度分量计算得到多个测量节点的旋涡运动参数(ωk)，采用中心差分格式和单侧差分格式计算旋涡运动的梯度。利用旋涡运动参数(ωk)，可确定出多个测量节点的流速场相关参数(Φk)。通过中心差分格式可得到二阶差分算子(D)，利用公式(8)可计算得到公式(6)的差分方程。
DΦk＝-ωk (8)
当通过最小残差迭代求解公式(8)时，可默认流速场相关参数(Φk)的边界条件为0。
当血流成像装置得到流速场相关参数(Φk)后，血流成像装置可利用流速场相关参数(Φk)，确定出测量区域对应的速度场相关参数(多个第一方向速度和多个第二方向速度)，采用中心差分格式和单侧差分格式计算速度场相关参数的梯度。
血流成像装置计算多个第一方向速度和多个测量节点的垂直速度方向上的速度分量v之间的一组误差参数(Rk)，当一组误差参数满足预设阈值时，血流成像装置根据多个第一方向速度和多个第二方向速度，生成血流成像图像；当一组误差参数不满足预设阈值时，血流成像装置根据多个第一误差(Ek)更新多个水平速度方向上的速度分量得到多个更新后的水平速度方向上的速度分量血流成像装置根据更新后的水平速度方向上的速度分量和多个垂直速度方向上的速度分量v，得到多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度，直至血流成像装置判断出多个更新后的第一方向速度与多个测量节点的垂直速度方向上的速度分量v之间的一组误差参数满足预设阈值时，血流成像装置根据多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度，生成血流成像图像。
其中，Ek可通过公式(9)计算得到：
v-vk＝Ek (9)
本申请实施例是在笛卡尔坐标下进行计算的，血流成像装置设置的预设阈值为0.000001，即，当血流成像装置判断出多个更新后的第一方向速度与多个测量节点的垂直速度方向上的速度分量v之间的一组误差参数小于0.000001时，血流成像装置获取到的水平速度分量的数据图如图5所示。在图5所示的测量区域中，水平方向上有51个测量节点，每个测量节点之间的水平距离相同，垂直方向上有51个测量节点，每个测量节点之间的垂直距离相同，其中，每个测量节点间的水平距离和垂直距离可以相同，即，每个测量节点间的水平距离和垂直距离都可以为0.0491cm。图5中不同测量节点处显示的颜色不同，表征二维测量区域中不同测量节点处水平速度方向上的速度大小不同，根据图5右侧所示的颜色条与速度之间的对应关系可知，测量节点处的颜色越浅，表征此测量节点处水平速度方向上的速度分量值越小，测量节点处的颜色越深，表征此测量节点处水平速度方向上的速度分量值越大。图5的横坐标表征测量区域的长度，单位为cm(centimeter，厘米)，纵坐标表征测量区域的宽度，单位为cm(centimeter，厘米)，图5中右侧不同的显示颜色对应着不同的水平速度分量，表征不同测量节点处的水平速度分量不同，水平速度分量的单位为cm/s(centimeters per second，厘米每秒)。
在本申请实施例中，本申请中图4所示的测量区域与图5所示的测量区域属于同一个测量区域，该测量区域中各测量节点的位置也完全相同，即，在此测量区域中图4和图5中测量出来的各测量节点在垂直方向上的速度分量v相同。通过对比图5和图4中各测量节点的颜色分布情况，可以了解到图5和图4中各测量节点的水平速度分量之间的误差情况，如，图5和图4中椭圆形区域中各测量节点的颜色相较于下方方形区域中各测量节点的颜色较浅，而图5中椭圆形测量区域中的各测量节点的颜色相较于图4椭圆形区域中各测量节点的颜色较深，则表示在该椭圆形区域中，利用血流成像装置计算出来的各测量节点上的水平速度分量相较于实际水平速度分量存在一定的误差。根据图4中各测量节点的水平方向速度可确定出的第一向量，根据图5中各测量节点的水平方向速度可确定出的第二向量，通过计算第一向量和第二向量之间的相关系数，可得到图5所示的水平速度分量与图4所示的水平分量的相关性达到了0.92。
示例性地，血流成像装置在极坐标系下，测量区域Ω中的每个测量节点沿着超声波传播方向上的第一维速度分量为vr，预设垂直于超声波传播方向上的预设第二维速度分量为vθ。本申请实施例提供的一种示例性地测量区域中的第二维速度分量的数据图如图6所示，在测量区域的周向方向上有51个测量节点，径向方向上有51个测量节点，测量节点在极坐标系下为均匀分布。图6中不同测量节点处显示的颜色不同，表征测量区域中不同测量节点处第二维速度分量的大小不同，根据图6右侧所示的颜色条与速度之间的对应关系可知，测量节点处的颜色越浅，表征此测量节点处第二维速度分量值越小，测量节点处的颜色越深，表征此测量节点处第二维速度分量值越大。图6的横坐标表征测量区域的长度，单位为cm(centimeter，厘米)，纵坐标表征测量区域的宽度，单位为cm(centimeter，厘米)，图6中右侧不同的显示颜色对应着不同的第二维速度分量，表征不同测量节点处的第二维速度分量不同，第二维速度分量的单位为cm/s(centimeters per second，厘米每秒)。
在本申请实施例中，血流成像装置可以测量得到测量区域Ω中多个第一维速度分量为vr，预设多个预设第二维速度分量为为0，血流成像装置可根据多个第一维速度分量为vr和多个预设第二维速度分量为通过公式(10)计算得到多个测量节点的旋涡运动参数(ωk)，采用中心差分格式和单侧差分格式计算旋涡运动的梯度。
当血流成像装置得到旋涡运动参数(ωk)时，可利用公式(11)及旋涡运动参数(ωk)，确定出多个测量节点的流速场相关参数(Φk)。通过中心差分格式可得到二阶差分算子(D)，利用公式(8)可计算得到公式(11)的差分方程。
当通过最小残差迭代求解公式(8)时，可默认流速场相关参数(Φk)的边界条件为0。
当血流成像装置得到流速场相关参数(Φk)后，血流成像装置可利用公式(12)以及流速场相关参数(Φk)，确定出测量区域对应的速度场相关参数(多个第一方向速度和多个第二方向速度)，采用中心差分格式和单侧差分格式计算速度场相关参数的梯度。
血流成像装置计算多个第一方向速度和多个第一维速度分量为vr之间的一组误差参数(Rk)，当一组误差参数满足预设阈值时，血流成像装置根据多个第一方向速度和多个第二方向速度，生成血流成像图像；当一组误差参数不满足预设阈值时，血流成像装置根据公式(9)计算多个第一误差(Ek)，根据多个第一误差(Ek)更新多个预设第二维速度分量得到多个更新后的多个预设第二维速度分量血流成像装置根据更新后的多个预设第二维速度分量和多个第一维速度分量vr，得到多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度，直至血流成像装置判断出多个更新后的第一方向速度与多个第一维速度分量vr之间的一组误差参数满足预设阈值时，血流成像装置根据多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度，生成血流成像图像。
在本申请实施例中，血流成像装置中的预设阈值为0.000001，即，当血流成像装置判断出多个更新后的第一方向速度与多个第一维速度分量为vr之间的一组误差参数小于0.000001时，血流成像装置获取到的第二维速度分量的数据图如图7所示。在图7所示的测量区域中，周向方向上有51个测量节点，径向方向上有51个测量节点，测量节点在极坐标系下为均匀分布。图7中不同测量节点处显示的颜色不同，表征二维测量区域中不同测量节点处第二维速度分量的大小不同，根据图7右侧所示的颜色条与速度之间的对应关系可知，测量节点处的颜色越浅，表征此测量节点处第二维速度分量值越小，测量节点处的颜色越深，表征此测量节点处水平速度方向上的速度分量值越大。图7的横坐标表征测量区域的长度，单位为cm(centimeter，厘米)，纵坐标表征测量区域的宽度，单位为cm(centimeter，厘米)，图7中右侧不同的显示颜色对应着不同的第二维速度分量，表征不同测量节点处的第二维速度分量不同，第二维速度分量的单位为cm/s(centimeters per second，厘米每秒)。
在本申请实施例中，本申请中图6所示的测量区域与图7所示的测量区域属于同一个测量区域，该测量区域中各测量节点的位置也完全相同，即，在此测量区域中图6和图7中测量出来的各测量节点的第一维速度分量为vr相同。通过对比图7和图6中各测量节点的颜色分布情况，可以了解到图7和图6中各测量节点的第二维速度分量之间的误差情况，如，图7和图6中圆形区域中各测量节点的颜色相较于圆形区域右上方方形区域的颜色较浅，而图7中圆形测量区域中的各测量节点的颜色相较于图6圆形区域中各测量节点的颜色较浅，则表示在该圆形测量区域中，利用血流成像装置计算出来的各测量节点上的第二维速度分量相较于实际第二维速度分量较小。根据图6中各测量节点的第二维速度分量可确定出的第三向量，根据图7中各测量节点的第二维速度分量可确定出的第四向量，通过计算第三向量和第四向量之间的相关系数，可得到图7所示的第二维速度分量与图6所示的第二维速度分量的相关性达到了0.97。
可以理解的是，本申请中通过建立流速场相关参数、预设第二维速度分量和第一维速度分量之间的关系，并通过流速场相关参数计算得到与第一维速度分量对应的第一方向速度，和与预设第二维速度分量对应的第二方向速度，当第一维速度分量与第一方向速度之间的误差小于预设阈值时，得到的第二方向速度就是与实际第二维速度分量相差较小的速度分量，利用第一方向速度和第二方向速度生成血流成像图像，减小了第二维速度分量的计算误差，得到了准确度较高的血流图像。
实施例三
本申请实施例提供了一种血流成像装置1，图8为本申请实施例提供的一种血流成像装置的组成结构示意图一，该血流成像装置1可以包括：
确定单元11，用于当获取到测量区域中多个测量节点的多个第一维速度分量时，根据所述多个第一维速度分量和所述多个测量节点的多个预设第二维速度分量，确定出所述多个测量节点的流速场相关参数，所述第一维速度分量为水平分量或垂直分量，所述预设第二维速度分量为除第一维速度分量外的速度分量；根据所述流速场相关参数，确定出所述测量区域对应的速度场相关参数，所述速度场相关参数包括与所述多个第一维速度分量对应的多个第一方向速度，和与所述多个预设第二维速度分量对应的多个第二方向速度；
生成单元12，用于当所述多个第一方向速度和所述多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足预设阈值时，根据所述多个第一方向速度和所述多个第二方向速度，生成血流成像图像。
在本申请的一些实施例中，所述装置还包括更新单元13；
所述更新单元13，还用于当所述多个第一方向速度和所述多个第一维速度分量之间的一组误差参数不满足所述预设阈值时，按照多个第一误差更新所述多个预设第二维速度分量，得到多个更新后的预设第二维速度分量，所述一组误差参数由所述多个第一误差确定得出；根据所述多个更新后的预设第二维速度分量和所述多个第一维速度分量，得到多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度；
所述生成单元12，还用于直至判断出所述多个更新后的第一方向速度与所述多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足所述预设阈值时，根据所述多个更新后的第一方向速度和所述多个更新后的第二方向速度，生成所述血流成像图像。
在本申请的一些实施例中，所述更新单元13，具体用于根据所述多个第一误差，确定所述测量区域中的误差更新参数；根据所述误差更新参数更新所述多个预设第二维速度分量，得到所述多个更新后的预设第二维速度分量。
在本申请的一些实施例中，所述确定单元11，具体用于根据所述多个第一维速度分量和所述多个预设第二维速度分量，确定多个测量节点的旋涡运动参数；根据所述旋涡运动参数，确定出所述多个测量节点的所述流速场相关参数。
在本申请的一些实施例中，所述确定单元11，具体用于根据所述流速场相关参数和预设流速场约束关系，确定所述第一方向速度和所述第二方向速度，所述预设流速场约束关系为所述流速场相关参数、所述第一方向速度和所述第二方向速度之间的约束关系；将所述第一方向速度和所述第二方向速度作为所述速度场相关参数。
本申请实施例提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例一所述的血流成像方法。
可以理解的是，本申请中通过建立流速场相关参数、预设第二维速度分量和第一维速度分量之间的关系，并通过流速场相关参数计算得到与第一维速度分量对应的第一方向速度，和与预设第二维速度分量对应的第二方向速度，当第一维速度分量与第一方向速度之间的误差小于预设阈值时，得到的第二方向速度就是与实际第二维速度分量相差较小的速度分量，利用第一方向速度和第二方向速度生成血流成像图像，减小了第二维速度分量的计算误差，得到了准确度较高的血流图像。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种血流成像方法，其特征在于，所述方法包括：
当获取到测量区域中多个测量节点的多个第一维速度分量时，根据所述多个第一维速度分量和所述多个测量节点的多个预设第二维速度分量，确定出所述多个测量节点的流速场相关参数，所述第一维速度分量为水平分量或垂直分量，所述预设第二维速度分量为除第一维速度分量外的速度分量；
根据所述流速场相关参数，确定出所述测量区域对应的速度场相关参数，所述速度场相关参数包括与所述多个第一维速度分量对应的多个第一方向速度，和与所述多个预设第二维速度分量对应的多个第二方向速度；
当所述多个第一方向速度和所述多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足预设阈值时，根据所述多个第一方向速度和所述多个第二方向速度，生成血流成像图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述流速场相关参数，确定出所述测量区域对应的速度场相关参数之后，所述方法还包括：
当所述多个第一方向速度和所述多个第一维速度分量之间的一组误差参数不满足所述预设阈值时，按照多个第一误差更新所述多个预设第二维速度分量，得到多个更新后的预设第二维速度分量，所述一组误差参数由所述多个第一误差确定得出；
根据所述多个更新后的预设第二维速度分量和所述多个第一维速度分量，得到多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度；
直至判断出所述多个更新后的第一方向速度与所述多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足所述预设阈值时，根据所述多个更新后的第一方向速度和所述多个更新后的第二方向速度，生成所述血流成像图像。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照多个第一误差更新所述多个预设第二维速度分量，得到多个更新后的预设第二维速度分量，包括：
根据所述多个第一误差，确定所述测量区域中的误差更新参数；
根据所述误差更新参数更新所述多个预设第二维速度分量，得到所述多个更新后的预设第二维速度分量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个第一维速度分量和所述多个测量节点的多个预设第二维速度分量，确定出所述多个测量节点的流速场相关参数，包括：
根据所述多个第一维速度分量和所述多个预设第二维速度分量，确定多个测量节点的旋涡运动参数；
根据所述旋涡运动参数，确定出所述多个测量节点的所述流速场相关参数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述流速场相关参数，确定出所述测量区域对应的速度场相关参数，包括：
根据所述流速场相关参数和预设流速场约束关系，确定所述第一方向速度和所述第二方向速度，所述预设流速场约束关系为所述流速场相关参数、所述第一方向速度和所述第二方向速度之间的约束关系；
将所述第一方向速度和所述第二方向速度作为所述速度场相关参数。
6.一种血流成像装置，其特征在于，所述装置包括：
确定单元，用于当获取到测量区域中多个测量节点的多个第一维速度分量时，根据所述多个第一维速度分量和所述多个测量节点的多个预设第二维速度分量，确定出所述多个测量节点的流速场相关参数，所述第一维速度分量为水平分量或垂直分量，所述预设第二维速度分量为除第一维速度分量外的速度分量；根据所述流速场相关参数，确定出所述测量区域对应的速度场相关参数，所述速度场相关参数包括与所述多个第一维速度分量对应的多个第一方向速度，和与所述多个预设第二维速度分量对应的多个第二方向速度；
生成单元，用于当所述多个第一方向速度和所述多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足预设阈值时，根据所述多个第一方向速度和所述多个第二方向速度，生成血流成像图像。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括更新单元；
所述更新单元，还用于当所述多个第一方向速度和所述多个第一维速度分量之间的一组误差参数不满足所述预设阈值时，按照多个第一误差更新所述多个预设第二维速度分量，得到多个更新后的预设第二维速度分量，所述一组误差参数由所述多个第一误差确定得出；根据所述多个更新后的预设第二维速度分量和所述多个第一维速度分量，得到多个更新后的第一方向速度和多个更新后的第二方向速度；
所述生成单元，还用于直至判断出所述多个更新后的第一方向速度与所述多个第一维速度分量之间的一组误差参数满足所述预设阈值时，根据所述多个更新后的第一方向速度和所述多个更新后的第二方向速度，生成所述血流成像图像。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述更新单元，具体用于根据所述多个第一误差，确定所述测量区域中的误差更新参数；根据所述误差更新参数更新所述多个预设第二维速度分量，得到所述多个更新后的预设第二维速度分量。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述确定单元，具体用于根据所述多个第一维速度分量和所述多个预设第二维速度分量，确定多个测量节点的旋涡运动参数；根据所述旋涡运动参数，确定出所述多个测量节点的所述流速场相关参数。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述确定单元，具体用于根据所述流速场相关参数和预设流速场约束关系，确定所述第一方向速度和所述第二方向速度，所述预设流速场约束关系为所述流速场场相关参数、所述第一方向速度和所述第二方向速度之间的约束关系；将所述第一方向速度和所述第二方向速度作为所述速度场相关参数。
11.一种存储介质，其上存储有计算机程序，应用于血流成像装置，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的方法。
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