CN111956309B - 一种图像获取方法、装置、设备和介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种图像获取方法、装置、设备和介质，该方法包括：获取穿刺针的插入角度和插入位置；根据插入角度和插入位置，确定发射波束的发射焦点对应的焦点深度，其中，发射焦点设置在穿刺针的针体上，发射波束与穿刺针呈预设角度；根据焦点深度确定发射波束的阵元发射参数；基于阵元发射参数进行超声扫描，获取发射波束对应的超声接收线的回波数据；基于所有回波数据得到穿刺偏转帧图像。本申请发射焦点设置在穿刺针的针体上，换能器发射与穿刺针呈预设角度的发射波束时，焦点深度随着发射波束的位置在动态变化，以使在偏转扫查时获取清晰度高的穿刺偏转帧图像，该穿刺偏转帧图像在表现穿刺针方面具有更优异的清晰度。

Description

一种图像获取方法、装置、设备和介质

技术领域

本申请涉及图像获取技术领域，特别涉及一种图像获取方法、图像获取装置、超声设备和计算机可读存储介质。

背景技术

穿刺引导成像是超声诊断系统装置在临床介入手术中的常用检查手段。它是在超声图像的引导下，医生把穿刺针插入患者身体病患部位内，插入的部分就是超声图像对患者的扫描部位。在超声图像中能够看到穿刺针的位置，这样有助于帮助医生准确地提取患者病患部位的活检样本，比如肝部的肝实体组织。提取人体病患部位组织的活检样本，对于医生进行病例分析诊断具有重大意义。但是这对提取部位的准确度要求很高，因为稍有不慎可能会给患者带来巨大的损伤。提取部位的准确度，主要取决于穿刺针显示的准确度。

为了提高穿刺针显示的准确度，超声诊断领域的专家、工程师纷纷研究各种解决方案，常规的解决方案是在B模式下发射一帧特别大的发射角度的扫查帧，对发射角度的要求是让发射声束与穿刺针体成垂直角度或者近似垂直角度。但是，使用大的发射角度扫查，固然可以利用发射声束与穿刺针体成垂直角度，增大穿刺针反射回波幅度的优势。但是发射焦点对应的焦点深度往往是固定，存在发射焦点偏离穿刺针的针体的情况，因此不同深度的针体处的发射波束的宽度差别巨大带来横向分辨率的巨大差别，造成图像的清晰度低。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种图像获取方法、图像获取装置、超声设备和计算机可读存储介质，能够在偏转扫查时获取针对穿刺针的清晰度高的穿刺偏转帧图像。其具体方案如下：

本申请提供了一种图像获取方法，包括：

获取穿刺针的插入角度和插入位置；

根据所述插入角度和所述插入位置，确定发射波束的发射焦点对应的焦点深度，其中，所述发射焦点设置在所述穿刺针的针体上，所述发射波束与所述穿刺针呈预设角度；

根据所述焦点深度确定所述发射波束的阵元发射参数；

基于所述阵元发射参数进行超声扫描，获取所述发射波束对应的超声接收线的回波数据；

基于所有所述回波数据得到穿刺偏转帧图像。

优选的，所述获取穿刺针的插入角度和插入位置之前，还包括：

获取B模式超声图像，所述B模式超声图像是所述发射波束不偏转时得到的；

对应的，所述基于所有所述发射焦点对应的所述回波数据得到穿刺偏转帧图像之后，还包括：

从所述穿刺偏转帧图像中获取穿刺针体图像；

将所述B模式超声图像与所述穿刺针体图像进行图像融合，得到超声融合图像。

优选的，所述获取所述穿刺针的插入角度和插入位置，包括：

获取超声图像；

对所述超声图像进行图像分割处理，获取针体图像；

根据所述针体图像，获取所述穿刺针的所述插入角度和所述插入位置。

优选的，所述获取超声图像，包括：

获取B模式超声图像，并将所述B模式超声图像确定为所述超声图像；所述B模式超声图像是所述发射波束不偏转时得到的；

或，基于所述预设角度和固定焦点深度进行偏转扫查，获取所述超声图像。

优选的，所述根据所述插入角度和所述插入位置，确定发射波束的发射焦点对应的焦点深度，包括：

根据所述插入角度、所述预设角度，确定所述发射波束对应的发射角度；

获取发射波束的起点位置；

根据所述发射角度、所述插入角度、所述起点位置、所述插入位置，确定所述焦点深度；

其中，确定所述发射波束与所述穿刺针之间的所述预设角度的过程包括：

根据所述插入角度得到换能器垂直于所述穿刺针的针体发射的所述发射波束的垂直发射角度；

根据所述换能器可支持的发射角度范围和所述垂直发射角度得到所述换能器的偏差角度；

根据所述偏差角度对所述垂直发射角度进行修正，得到所述换能器的所述发射波束与所述穿刺针之间的角度，将所述角度作为所述预设角度。

优选的，所述根据所述发射角度、所述插入角度、所述起点位置、所述插入位置，确定所述焦点深度，包括：

根据所述换能器的所述发射波束的所述起点位置、所述发射角度，和所述穿刺针的所述插入位置和所述插入角度利用预设公式计算焦点深度；

基于设置的焦点深度和实际焦点深度的映射关系，对计算得到的所述焦点深度进行校正，得到校正后的所述焦点深度，以使根据校正后的所述焦点深度确定所述阵元发射参数；

其中，预设公式为：

所述发射波束的起点位置为(x，y)，发射角度为θ，所述穿刺针的插入角度为φ，插入位置为(x₀，y₀)，焦点深度为F；

设置焦点深度和实际焦点深度的映射关系的过程包括：

根据设置的所述发射角度和焦点深度产生声场，测量得到实际的焦点深度；

根据设置的焦点深度和实际产生的焦点深度，确定所述映射关系；

根据所述映射关系调整计算得到的焦点深度，按照新的焦点深度进行超声扫查得到穿刺偏转帧图像。

优选的，所述阵元发射参数包括：

根据每条发射线的焦点深度得到每条发射线对应的发射延时和发射孔径；

对应的，所述基于所述阵元发射参数进行超声扫描，获取所述发射波束对应的超声接收线的回波数据，包括：

基于所述阵元发射参数进行超声扫描，获取所述发射波束对应的初始回波数据；

基于所述发射孔径对应的阵元数量确定增益权重值；

基于所述增益权重值对所述初始回波数据进行归一化处理，得到所述回波数据。

本申请提供了一种图像获取装置，包括：

穿刺针信息获取模块，用于获取穿刺针的插入角度和插入位置；

焦点信息确定模块，用于根据所述插入角度和所述插入位置，确定发射波束的发射焦点对应的焦点深度，其中，所述发射焦点设置在所述穿刺针的针体上，所述发射波束与所述穿刺针呈预设角度；

阵元发射参数确定模块，用于根据所述焦点深度确定所述发射波束的阵元发射参数；

回波数据获取模块，用于基于所述阵元发射参数进行超声扫描，获取所述发射波束对应的超声接收线的回波数据；

穿刺偏转帧图像获取模块，用于基于所有所述回波数据得到穿刺偏转帧图像。

本申请提供了一种超声设备，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如上所述图像获取方法的步骤。

本申请提供了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如上所述图像获取方法的步骤。

本申请提供一种图像获取方法，包括：获取穿刺针的插入角度和插入位置；根据插入角度和插入位置，确定发射波束的发射焦点对应的焦点深度，其中，发射焦点设置在穿刺针的针体上，发射波束与穿刺针呈预设角度；根据焦点深度确定发射波束的阵元发射参数；基于阵元发射参数进行超声扫描，获取发射波束对应的超声接收线的回波数据；基于所有回波数据得到穿刺偏转帧图像。

可见，本申请发射焦点设置在穿刺针的针体上，发射波束与穿刺针的交点为发射焦点，当换能器发射与穿刺针呈预设角度的发射波束时，焦点深度是随着发射波束的位置在动态变化，基于动态变化的焦点深度确定发射波束的阵元发射参数，并基于该阵元发射参数进行超声扫描以使得到所有发射焦点对应的穿刺偏转帧图像，以使在偏转扫查时获取清晰度高的穿刺偏转帧图像，该穿刺偏转帧图像在表现穿刺针方面具有更优异的清晰度，避免了相关技术中在焦点深度固定情况下得到的穿刺针体图像清晰度差的问题。

本申请同时还提供了一种图像获取装置、超声设备和计算机可读存储介质，均具有上述有益效果，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种图像获取方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种发射声场平面的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种发射波束与穿刺针的位置关系的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种声压等高图；

图5为本申请实施例提供的一种发射波束发射的示意图；

图6为本申请实施例所提供的一种图像获取装置的结构示意图。

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。

为了提供穿刺针显示的准确度，超声诊断领域的专家、工程师纷纷研究各种解决方案，常规的解决方案是在B模式下发射一帧特别大的发射角度的扫查帧，对发射角度的要求是让发射声束与穿刺针体成垂直角度或者近似垂直角度。但是，使用大的发射角度扫查，固然可以利用发射声束与穿刺针体成垂直角度，增大穿刺针反射回波幅度的优势。但是发射焦点对应的焦点深度往往是固定，存在发射焦点偏离穿刺针的针体的情况，因此不同深度的针体处的发射波束的宽度差别巨大带来横向分辨率的巨大差别，造成图像的清晰度低。

基于上述技术问题，本实施例提供一种图像获取方法，能够在偏转扫查时获取针对穿刺针的清晰度高的穿刺偏转帧图像，具体请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种图像获取方法的流程图，具体包括：

S101、获取穿刺针的插入角度和插入位置。

其中，在技术人员将穿刺针插入患者身体的待检测位置即患病部位后，超声设备获取到穿刺针的插入角度和穿刺针的插入位置。

本实施例不对获取穿刺针的插入角度和插入位置的方式进行限定，只要是能够实现本实施例的目的即可。该方式包括有预设、图像处理两种方法。

在一种可实现的实施方式中，获取穿刺针的插入角度和插入位置，包括：若是通过穿刺架将穿刺针插入待检测位置，则读取穿刺针的插入角度和插入位置。可见，本实施例中采用的是预设方法，在超声探头上装有穿刺架，穿刺架的插入角度和插入位置已经固定下来，将插入角度和插入位置作为输入参数，此时，直接读取相关信息即可获取穿刺针的插入角度和插入位置。

在另一种可实现的实施方式中，获取穿刺针的插入角度和插入位置，包括：获取超声图像；对超声图像进行图像分割处理，获取针体图像；根据针体图像，获取穿刺针的插入角度和插入位置。

本实施例是基于图像处理获取的穿刺针的插入角度和插入位置。此时技术人员不使用穿刺架而是徒手穿刺，进而得到超声图像，采用图像分割算法从超声图像中把针体的大致位置识别出来，该大致位置包括针体初入的起始位置即插入位置(x₀，y₀)及针体的插入角度φ。在超声环境中穿刺针的针体在组织中会形成一种强反射信号，因此有针体的位置在超声图像表现为强亮度部分。本实施例不对图像分割处理进行限定，只要是能够实现本实施例的目的即可，可选的，利用图像分割先对整幅超声图像依次进行滤波、膨胀、腐蚀处理，然后采用边沿识别处理方法，得到针体图像。其中，滤波、膨胀、腐蚀、边沿识别等处理，是图像处理领域常用算法技术，只要达到相应的功能即可，这里不对具体的图像分割进行赘述，请参考相关技术。在本实施中只需要识别得到针体图像中的穿刺针的插入角度和插入位置，从而降低了图像分割算法对图像质量的要求。

进一步的，针对获取超声图像进行进一步阐述，具体的，获取超声图像，可以包括：获取B模式超声图像，并将B模式超声图像确定为超声图像；B模式超声图像是发射波束不偏转时得到的；或，基于预设角度和固定焦点深度进行偏转扫查，获取超声图像。其中，B模式超声图像是常规B模式扫描得到的B模式超声图像。基于预设角度和固定焦点深度进行偏转扫差的方式中，预设角度可以自定义设置，优选地，预设角度使穿刺针与发射波束成直角，固定焦点深度也可以自定义设置，只要是能够得到超声图像即可。

S102、根据插入角度和插入位置，确定发射波束的发射焦点对应的焦点深度，其中，发射焦点设置在穿刺针的针体上，发射波束与穿刺针呈预设角度。

可以理解的是，不同焦点深度的发射波束的宽度差别会产生图像横向分辨率的差别，请参考图2，图2为本申请实施例提供的一种发射声场平面的示意图，换能器201产生发射线，以-6dB等高线包络线202为基准，不同深度的发射波束宽度见图中的虚线，可见差别很大，因此，不同焦点深度进行超声扫描得到的回波数据差别大，对应的穿刺偏转帧图像的清晰度不同。

其中，发射焦点是发射波束与穿刺针的交点。焦点深度是发射波束的起始位置与发射焦点的距离。请参考图3，图3为本申请实施例提供的一种发射波束与穿刺针的位置关系的示意图。本实施例中设置每条发射波束的发射焦点落在穿刺针的针体上，因此，每条发射波束的焦点深度将是不同的。在本实施例中，确定发射波束的发射角度θ，优选地，预设角度为90°。

进一步的，根据插入角度和插入位置，确定发射波束的发射焦点对应的焦点深度，包括：根据插入角度、预设角度，确定发射波束对应的发射角度；获取发射波束的起点位置；根据发射角度、插入角度、起点位置、插入位置，确定焦点深度；其中，确定发射波束与穿刺针之间的预设角度的过程包括：根据插入角度得到换能器垂直于穿刺针的针体发射的发射波束的垂直发射角度；根据换能器可支持的发射角度范围和垂直发射角度得到换能器的偏差角度；根据偏差角度对垂直发射角度进行修正，得到换能器的发射波束与穿刺针之间的角度，将该角度作为预设角度。

其中，由于受限于换能器偏转能力，真实起作用的发射波束的角度未必是电子计算中的发射线发射角度，因此，本实施例中通过换能器可支持的发射角度范围和垂直发射角度得到换能器的偏差角度，利用偏差角度对垂直发射角度进行修正，得到发射波束与穿刺针之间的角度，将该角度作为预设角度。本实施例中对预设角度进行了修正，提高了确定焦点深度的准确性。

进一步的，根据发射角度、插入角度、起点位置、插入位置，确定焦点深度，包括：

根据换能器的发射波束的起点位置、发射角度，和穿刺针的插入位置和插入角度利用预设公式计算焦点深度；

基于设置的焦点深度和实际焦点深度的映射关系，对计算得到的焦点深度进行校正，得到校正后的焦点深度，以使根据校正后的焦点深度确定阵元发射参数；

其中，预设公式为：

发射波束的起点位置为(x，y)，发射角度为θ，穿刺针的插入角度为φ，插入位置为(x₀，y₀)，焦点深度为F；

设置焦点深度和实际焦点深度的映射关系的过程包括：

根据设置的发射角度和焦点深度产生声场，测量得到实际的焦点深度；

根据设置的焦点深度和实际产生的焦点深度，确定映射关系；

根据映射关系调整计算得到的焦点深度，按照新的焦点深度进行超声扫查得到穿刺偏转帧图像。

具体的，在考虑到每一种换能器在组织中进行扫查得到的实际物理焦点的特性的基础上，对理论电子聚焦计算出来的发射焦点，进行校正。该校正方法可以是基于实测数据查找表的方法，根据设置的发射角度和焦点深度产生声场，测量得到实际的焦点深度；根据设置的焦点深度和实际产生的焦点深度，确定映射关系。该映射关系具体的呈现方式可以是表格形式，横纵地址分别表示发射角度、设置的焦点深度，基于设置的焦点深度查找表的内容得到新的焦点深度，然后按照新的焦点深度进行超声扫查，得到穿刺偏转帧图像。请参考表1，表1为映射关系的表格。

表1映射关系的表格

可以理解的是，实际产生的焦点深度一般来讲总是比设置的焦点深度要小，主要是由两方面原因造成的，一是探头上换能器组到探头表面往往加了一层凸透镜形状的声阻抗过渡介质，即俗称的声透镜，该声透镜与也存在一个焦点，当换能器的所有阵元在无衰减的介质中同相发射时，会聚焦到一个固定深度位置上，这个位置就是探头的物理焦点即发射焦点；二是介质往往存在衰减特性，即在介质中的发射波束随着传播距离的增加而能量逐渐减小。一般来说，实际发射焦点总是处于物理焦点与设置发射焦点之间。

表1中的设置的焦点深度和实际产生的焦点深度的映射是基于声场测试得到的，具体的，根据设置的发射角度和焦点深度产生声场，测量得到实际的焦点深度。本实施例中可以使用专用的发射声场测试设备，例如，昂达公司的ONDA AIMSⅢ(Acoustic IntensityMeasurement System)，得到发射声场在超声扫描平面内的声压分布图，将声压幅值相同的点连成线，则得到声压等高线图；在等高线面积最狭窄且声压最高区域，则是实际的发射聚焦区；取发射聚焦区的几何中心，得到实际的发射焦点。请参考图4，图4为本申请实施例提供的一种声压等高图，图中等高线数字的单位为与声压最大处的相对值，1代表是声压最大处，0.5则代表声压为最大声压处的0.5倍，以此类推，其中，声压的绝对单位为mJ/cm^2，进而，根据映射关系调整计算得到的焦点深度，按照新的焦点深度进行超声扫查得到穿刺偏转帧图像。

可见，通过上述方式对计算得到的焦点深度进行校正，使焦点深度的确定准确性更高。

S103、根据焦点深度确定发射波束的阵元发射参数。

其中，阵元发射参数包括但是不限定于根据每条发射线的焦点深度得到每条发射线对应的发射延时和发射孔径。本实施例中发射延时和发射孔径的计算方法是超声诊断技术领域的通用技术，用户可以根据换能器的类型进行确定。其中，该换能器的类型包括但是不限定与线阵、凸阵、圆阵、扩展阵，只要是能够实现本实施例的目的即可。

以线阵为例，请参考图5，图5为本申请实施例提供的一种发射波束发射的示意图，其中，d为阵元间距，以发射线为中心定义阵元坐标，左则为负，右则为正。阵元序号表示该阵元离发射线中心有多少个阵元间距。2N为发射孔径内的阵元个数，其中，换能器中的阵元数量大于2N。根据已知焦点深度F、发射角度θ可以计算出发射孔径及发射延时。发射孔径也就是N的大小。首先设定系统设定参数d、F_#、c，其中，d为阵元间距、F_#为焦径比、c为声速，均是超声领域通用的参数，计算：

式中，round是对计算结果进行四舍五入取整。

对于发射孔径内任一个阵元的发射延时的计算方法都相同，以图中第n个阵元为例：

其中，θ左偏为负，右偏为正。所以，对于往左偏的场合，n阵元的X_n值要比-n阵元的X_n要大。X_n代表从发射焦点回到阵元n的接收回程，X_N是从发射焦点回到阵元N的接收回程，则发射延时t就是最大接收回程与各阵元接收回程的差，利用公式

计算得到发射延时t，其中，c为声速。对于换能器的类型，计算模式是相同的，X_n回程公式适应性变化，具体请参考相关技术，本实施例不再进行赘述。

S104、基于阵元发射参数进行超声扫描，获取发射波束对应的超声接收线的回波数据。

其中，超声扫描是指输出发射波形形成发射声场，并接收超声回波，得到被扫描部位的超声接收线的回波数据。

S105、基于所有回波数据得到穿刺偏转帧图像。

其中，每一个发射焦点对应有一发射波束，得到每一发射波束对应的超声接收线的回波数据后，基于所有的回波数据得到穿刺偏转帧图像。

基于上述技术方案，本实施例发射焦点设置在穿刺针的针体上，发射波束与穿刺针的交点为发射焦点，当换能器发射与穿刺针呈预设角度的发射波束时，焦点深度是随着发射波束的位置在动态变化，基于动态变化的焦点深度确定发射波束的阵元发射参数，并基于该阵元发射参数进行超声扫描以使得到所有发射焦点对应的穿刺偏转帧图像，以使在偏转扫查时获取清晰度高的穿刺偏转帧图像，该穿刺偏转帧图像在表现穿刺针方面具有更优异的清晰度，避免了相关技术中在焦点深度固定情况下得到的穿刺针体图像清晰度差的问题。

进一步的，获取穿刺针的插入角度和插入位置之前，还包括：获取B模式超声图像，B模式超声图像是发射波束不偏转时得到的；对应的，基于所有发射焦点对应的回波数据得到穿刺偏转帧图像之后，还包括：从穿刺偏转帧图像中获取穿刺针体图像；将B模式超声图像与穿刺针体图像进行图像融合，得到超声融合图像。

本实施例中利用常规B模式扫描，不需要特定考虑穿刺针存在情况下，仅根据被检查人体部位、换能器的频谱响应特性等情况来设置B模式扫描的工作参数，在发射波束不偏转的情况下得到B模式超声图像。为了得到更好的图像性能，本实施例中的超声扫描方式不限定于使用谐波处理、空间复合、频谱复合等方式。

可以理解的是穿刺偏转帧图像对穿刺针的还原表现质量比发射波束不偏转的B模式超声图像更高。进一步从穿刺偏转帧图像中获取穿刺针体图像，具体包括：对穿刺偏转帧图像进行穿刺针体分割识别处理，得到表现穿刺针部分更准确的穿刺针体图像，该穿刺针体图像包括但是不限定于起始位置、连续针体、针尖等部位信息。舍弃穿刺偏转帧图像中除穿刺针体图像以外的其他图像信息，具体舍弃的方式可以是让其他图像信息对应的数据设置为0，只保留穿刺针体图像有效数据即穿刺针体图像。进一步的，将B模式超声图像与穿刺针体图像进行图像融合，得到超声融合图像。图像融合对应的融合算法本实施例不再进行限定，只要是能够在B模式超声图像中存在穿刺针体的图像位置，将穿刺针凸显出来即可，其他部位则显示B模式超声图像的数据。

可见，本实施例提出一种支持动态发射聚焦的穿刺增强方法，在穿刺偏转帧扫描时，根据穿刺针在发射波束中的位置，进行动态的调整发射焦点深度，然后进行超声扫描得到回波数据，以便根据所有回波数据得到穿刺偏转帧图像，该穿刺偏转帧图像在表现穿刺针方面得到更优异的图像性能，然后将穿刺偏转帧图像中的穿刺针体图像和B模式超声图像融合得到超声融合图像，本实施例中得到的超声融合图像可以提高对穿刺针体的识别鲁棒性，进而提高医生对超声诊断系统在穿刺手术方面的便利性和安全性，大大提高了医生对超声诊断设备的使用体验。

进一步的，为了保证图像显示的精确性，本实施例中阵元发射参数包括：根据每条发射线的焦点深度得到每条发射线对应的发射延时和发射孔径；对应的，基于阵元发射参数进行超声扫描，获取发射波束对应的超声接收线的回波数据，包括：基于阵元发射参数进行超声扫描，获取发射波束对应的初始回波数据；基于发射孔径对应的阵元数量确定增益权重值；基于增益权重值对初始回波数据进行归一化处理，得到回波数据。

在一种可实现的实施方式中，基于发射孔径对应的阵元数量确定增益权重值；基于增益权重值对初始回波数据进行归一化处理，得到超声接收线的回波数据，包括：将阵元数量的倒数作为增益权重值，将增益权重值与初始回波数据的信号强度做乘积，得到回波数据。其中，由于不同位置的发射波束，其发射孔径不同，发射波束的能量也不同，因此，针对不同的发射波束，其对应的接收线束的回波数据的信号强度乘以一个匹配的增益权重(增益补偿)。具体的，若发射孔径内阵元个数为2N，则其对应的接收线束的归一化增益权重值为1/(2N)。也就是说将该发射波束下，得到的接收线的信号即初始回波数据，乘上1/(2N)后再做后续的处理。

在另一种可实现的实施方式中，基于发射孔径对应的阵元数量确定增益权重值；基于增益权重值对初始回波数据进行归一化处理，得到回波数据，包括：确定阵元数量的范围；根据范围与预设数量权重信息进行匹配，得到增益权重值，将增益权重值与初始回波数据的信号强度做乘积，得到回波数据。该预设数量权重信息中包括不同的阵元数量范围对应的增益权重值，且，阵元数量范围所在区间越大，则增益权重值越小。

可见，本实施例进行归一化处理，使图像更加均匀，进而保证图像显示的精确性。

下面对本申请实施例提供的一种图像获取装置进行介绍，下文描述的图像获取装置与上文描述的图像获取方法可相互对应参照，参考图6，图6为本申请实施例所提供的一种图像获取装置的结构示意图，包括：

穿刺针信息获取模块301，用于获取穿刺针的插入角度和插入位置；

焦点信息确定模块302，用于根据插入角度和插入位置，确定发射波束的发射焦点对应的焦点深度，其中，发射焦点设置在穿刺针的针体上，发射波束与穿刺针呈预设角度；

阵元发射参数确定模块303，用于根据焦点深度确定发射波束的阵元发射参数；

回波数据获取模块304，用于基于阵元发射参数进行超声扫描，获取发射波束对应的超声接收线的回波数据；

穿刺偏转帧图像获取模块305，用于基于所有回波数据得到穿刺偏转帧图像。

优选的，还包括：

B模式超声图像获取模块，用于获取B模式超声图像，B模式超声图像是发射波束不偏转时得到的；

穿刺针体图像获取模块，用于从穿刺偏转帧图像中获取穿刺针体图像；

融合模块，用于将B模式超声图像与穿刺针体图像进行图像融合，得到超声融合图像。

优选的，穿刺针信息获取模块301，包括：

超声图像获取单元，用于获取超声图像；

针体图像获取单元，用于对对超声图像进行图像分割处理，获取针体图像；

穿刺针信息获取单元，用于根据针体图像，获取穿刺针的插入角度和插入位置。

优选的，针超声图像获取单元，包括：

第一子单元，用于获取B模式超声图像，并将B模式超声图像确定为超声图像；B模式超声图像是发射波束不偏转时得到的；

第二子单元，用于基于预设角度和固定焦点深度进行偏转扫查，获取超声图像。

优选的，焦点信息确定模块302，包括：

发射角度确定单元，用于根据插入角度、预设角度，确定发射波束对应的发射角度；

起点位置获取单元，用于获取发射波束的起点位置；

焦点深度确定单元，用于根据发射角度、插入角度、起点位置、插入位置，确定焦点深度；

预设角度确定单元，用于根据插入角度得到换能器垂直于穿刺针的针体发射的发射波束的垂直发射角度；根据换能器可支持的发射角度范围和垂直发射角度得到换能器的偏差角度；根据偏差角度对垂直发射角度进行修正，得到换能器的发射波束与穿刺针之间的角度，将角度作为预设角度。

优选的，焦点深度确定单元，包括：

焦点深度计算子单元，用于根据换能器的发射波束的起点位置、发射角度，和穿刺针的插入位置和插入角度利用预设公式计算焦点深度；

起点位置获取子单元，用于获取发射波束的起点位置；

校正子单元，用于基于设置的焦点深度和实际焦点深度的映射关系，对计算得到的焦点深度进行校正，得到校正后的焦点深度，以使根据校正后的焦点深度确定阵元发射参数；

其中，预设公式为：

发射波束的起点位置为(x，y)，发射角度为θ，穿刺针的插入角度为φ，插入位置为(x₀，y₀)，焦点深度为F；

映射关系设置子单元，用于根据设置的发射角度和焦点深度产生声场，测量得到实际的焦点深度；根据设置的焦点深度和实际产生的焦点深度，确定映射关系；根据映射关系调整计算得到的焦点深度，按照新的焦点深度进行超声扫查得到穿刺偏转帧图像。

优选的，阵元发射参数包括：根据每条发射线的焦点深度得到每条发射线对应的发射延时和发射孔径；对应的，回波数据获取模块304，包括：

初始回波数据获取单元，用于基于阵元发射参数进行超声扫描，获取发射波束对应的初始回波数据；

增益权重值确定单元，用于基于发射孔径对应的阵元数量确定增益权重值；

回波数据获取单元，用于基于增益权重值对初始回波数据进行归一化处理，得到回波数据。

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。

下面对本申请实施例提供的一种超声设备进行介绍，下文描述的超声设备与上文描述的图像获取方法可相互对应参照。

本实施例提供一种超声设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序时实现如上述图像获取方法的步骤。

由于超声设备部分的实施例与图像获取方法部分的实施例相互对应，因此超声设备部分的实施例请参见图像获取方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

下面对本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质进行介绍，下文描述的计算机可读存储介质与上文描述的方法可相互对应参照。

本实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述图像获取方法的步骤。

由于计算机可读存储介质部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此计算机可读存储介质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。

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。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的一种图像获取方法、图像获取装置、超声设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。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。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。

Claims (9)

1.一种图像获取方法，其特征在于，包括：

获取穿刺针的插入角度和插入位置；

根据所述插入角度和所述插入位置，确定发射波束的发射焦点对应的焦点深度，其中，所述发射焦点设置在所述穿刺针的针体上，所述发射波束与所述穿刺针呈预设角度；

根据所述焦点深度确定所述发射波束的阵元发射参数；

基于所述阵元发射参数进行超声扫描，获取所述发射波束对应的超声接收线的回波数据；

基于所有所述回波数据得到穿刺偏转帧图像；

其中，所述根据所述插入角度和所述插入位置，确定发射波束的发射焦点对应的焦点深度，包括：

根据所述插入角度、所述预设角度，确定所述发射波束对应的发射角度；

获取发射波束的起点位置；

根据换能器的所述发射波束的所述起点位置、所述发射角度，和所述穿刺针的所述插入位置和所述插入角度利用预设公式计算焦点深度；

其中，预设公式为：

所述发射波束的起点位置为(x，y)，发射角度为θ，所述穿刺针的插入角度为φ，插入位置为(x₀，y₀)，焦点深度为F；所述基于所述阵元发射参数进行超声扫描，获取所述发射波束对应的超声接收线的回波数据，包括：

基于所述阵元发射参数进行超声扫描，获取所述发射波束对应的初始回波数据；

将所述阵元发射参数中发射孔径内阵元数量的倒数作为增益权重值，将所述增益权重值与所述初始回波数据的信号强度做乘积，得到回波数据。

2.根据权利要求1所述的图像获取方法，其特征在于，所述获取穿刺针的插入角度和插入位置之前，还包括：

获取B模式超声图像，所述B模式超声图像是所述发射波束不偏转时得到的；

对应的，所述基于所有所述发射焦点对应的所述回波数据得到穿刺偏转帧图像之后，还包括：

从所述穿刺偏转帧图像中获取穿刺针体图像；

将所述B模式超声图像与所述穿刺针体图像进行图像融合，得到超声融合图像。

3.根据权利要求1所述的图像获取方法，其特征在于，所述获取所述穿刺针的插入角度和插入位置，包括：

获取超声图像；

对所述超声图像进行图像分割处理，获取针体图像；

根据所述针体图像，获取所述穿刺针的所述插入角度和所述插入位置。

4.根据权利要求3所述的图像获取方法，其特征在于，所述获取超声图像，包括：

获取B模式超声图像，并将所述B模式超声图像确定为所述超声图像；所述B模式超声图像是所述发射波束不偏转时得到的；

或，基于所述预设角度和固定焦点深度进行偏转扫查，获取所述超声图像。

5.根据权利要求1所述的图像获取方法，其特征在于，确定所述发射波束与所述穿刺针之间的所述预设角度的过程包括：

根据所述插入角度得到换能器垂直于所述穿刺针的针体发射的所述发射波束的垂直发射角度；

根据所述换能器可支持的发射角度范围和所述垂直发射角度得到所述换能器的偏差角度；

根据所述偏差角度对所述垂直发射角度进行修正，得到所述换能器的所述发射波束与所述穿刺针之间的角度，将所述角度作为所述预设角度。

6.根据权利要求1所述的图像获取方法，其特征在于，还包括：

基于设置的焦点深度和实际焦点深度的映射关系，对计算得到的所述焦点深度进行校正，得到校正后的所述焦点深度，以使根据校正后的所述焦点深度确定所述阵元发射参数；

设置焦点深度和实际焦点深度的映射关系的过程包括：

根据设置的所述发射角度和焦点深度产生声场，测量得到实际的焦点深度；

根据设置的焦点深度和实际产生的焦点深度，确定所述映射关系；

根据所述映射关系调整计算得到的焦点深度，按照新的焦点深度进行超声扫查得到所述穿刺偏转帧图像。

7.一种图像获取装置，其特征在于，包括：

穿刺针信息获取模块，用于获取穿刺针的插入角度和插入位置；

焦点信息确定模块，用于根据所述插入角度和所述插入位置，确定发射波束的发射焦点对应的焦点深度，其中，所述发射焦点设置在所述穿刺针的针体上，所述发射波束与所述穿刺针呈预设角度；其中，所述根据所述插入角度和所述插入位置，确定发射波束的发射焦点对应的焦点深度，包括：根据所述插入角度、所述预设角度，确定所述发射波束对应的发射角度；获取发射波束的起点位置；根据换能器的所述发射波束的所述起点位置、所述发射角度，和所述穿刺针的所述插入位置和所述插入角度利用预设公式计算焦点深度；其中，预设公式为：

所述发射波束的起点位置为(x，y)，发射角度为θ，所述穿刺针的插入角度为φ，插入位置为(x₀，y₀)，焦点深度为F；

阵元发射参数确定模块，用于根据所述焦点深度确定所述发射波束的阵元发射参数；

回波数据获取模块，用于基于所述阵元发射参数进行超声扫描，获取所述发射波束对应的超声接收线的回波数据；其中，所述基于所述阵元发射参数进行超声扫描，获取所述发射波束对应的超声接收线的回波数据，包括：基于所述阵元发射参数进行超声扫描，获取所述发射波束对应的初始回波数据；将所述阵元发射参数中发射孔径内阵元数量的倒数作为增益权重值，将所述增益权重值与所述初始回波数据的信号强度做乘积，得到回波数据；

穿刺偏转帧图像获取模块，用于基于所有所述回波数据得到穿刺偏转帧图像。

8.一种超声设备，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6任一项所述图像获取方法的步骤。

9.一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6任一项所述图像获取方法的步骤。

Images