CN112932540A - 一种超声成像设备和脉搏波成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的超声成像设备和脉搏波成像方法，获取预定时间段的超声数据，根据超声数据生成包含有血管轴向剖切结构的超声图像；根据超声数据获得由在血管壁上沿血管的轴向传播的脉搏波所反映出的血管壁硬度表征量；以及沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达，从而生成并显示脉搏波传播状态图。通过沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达，从而生成并显示脉搏波传播状态图，以便于直观的呈现脉搏波的传播。

Description

一种超声成像设备和脉搏波成像方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种超声成像设备和脉搏波成像方法。

背景技术

血管脉搏波检测技术是临床血管检测的重要手段。脉搏波是血管壁上由心脏泵血产生的沿径向搏动、沿轴向传播的脉冲式机械波。脉搏波具体表现为当左心室开始泵血、以及泵血结束时分别产生的两次血管膨胀。两次膨胀分别对应收缩早期(Begin of systole,BS)和收缩晚期(End of systole,ES)的脉搏波，脉搏波会沿动脉从近心端向远心端传播。现有的血管脉搏波检测技术，在检测到脉搏波的传播速度(PWV)后，通过显示器显示出来。然而，医护人员只能得到反映脉搏波传播速度的一个数值以及超声B图，无法有效地表现脉搏波传播这一动态过程。因此，现有的表达方式不够直观，易使医护人员产生困惑。

发明内容

本发明主要提供一种超声成像设备和脉搏波成像方法，以便于直观的呈现脉搏波的传播。

根据第一方面，一种实施例中提供一种脉搏波成像方法,包括：

获取预定时间段的超声数据，所述超声数据是以目标对象的血管为检测对象所得到的超声回波信号经波束合成之后的数据；

根据所述超声数据生成包含有血管的超声图像；

根据所述超声数据获得由在血管壁上沿血管轴向传播的脉搏波所反映出的血管壁硬度表征量，所述血管壁硬度表征量是所述脉搏波在血管壁上沿血管轴向传播的传播速度；以及

在显示界面上以沿血管轴向的图形化的可视化方式，按传播时间的先后顺序动态显示所述传播速度。

根据第二方面，一种实施例中提供一种脉搏波成像方法,包括：

获取多帧超声数据，所述超声数据是以目标对象的血管为检测对象所得到的超声回波信号经波束合成之后的数据；

根据至少部分的多帧所述超声数据生成包含有血管轴向剖切结构的超声图像；

根据至少部分的多帧所述超声数据获得由在血管壁上沿血管的轴向传播的脉搏波所反映出的血管壁硬度表征量；以及

沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达，从而生成并显示脉搏波传播状态图。

根据第三方面，一种实施例中提供一种超声成像设备，包括：

超声探头，用于向被检测血管发射超声波，并接收超声波的回波，获得回波信号；

人机交互装置，用于获取用户的输入以及进行可视化输出；

处理器，用于从超声探头获取回波信号，并将其处理成超声数据；根据所述超声数据生成包含有轴向排布的血管的超声图像；根据所述超声数据获得由在血管壁上沿血管轴向传播的脉搏波所反映出的血管壁硬度表征量；沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达，从而生成脉搏波传播状态图，并通过所述人机交互装置显示所述脉搏波传播状态图。

根据第四方面，一种实施例中提供一种超声成像设备，包括：

存储器，用于存储程序；

处理器，用于执行所述存储器存储的程序，以实现如上所述的方法。

根据第五方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如上所述的方法。

依据上述实施例的超声成像设备和脉搏波成像方法，通过沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达，从而生成并显示脉搏波传播状态图，以便于直观的呈现脉搏波的传播。

附图说明

图1为脉搏波传播的示意图；

图2为一实施例提供的超声成像设备的结构框图；

图3为一实施例提供的脉搏波成像方法的流程图；

图4为一实施例提供的脉搏波成像方法的流程图；

图5a为一实施例提供的超声成像设备中，超声探头采用平面波模式扫描的示意图；

图5b为采用图5a中的方式扫描后，波束合成的重建图像示意图；

图6a为一实施例提供的超声成像设备中，超声探头采用传统聚焦波模式扫描的示意图；

图6b为采用图6a中的方式扫描后，采用传统波束合成的重建图像示意图；

图7a为一实施例提供的超声成像设备中，超声探头采用稀疏聚焦波模式扫描的示意图；

图7b为采用图7a中的方式扫描后，波束合成的重建图像示意图；

图8a为一实施例提供的超声成像设备中，超声探头采用宽聚焦波模式扫描的示意图；

图8b为采用图8a中的方式扫描后，波束合成的重建图像示意图；

图9为一实施例中血管的超声图像；

图10为图4中，步骤3’的具体流程图；

图11为一实施例提供的超声成像设备中，相邻两帧血管的超声图像的示意图；

图12为一实施例提供的超声成像设备中，各个检测点空间-第一时间的拟合曲线示意图；

图13为一实施例提供的超声成像设备中，血管管径随时间变化的曲线；

图14为一实施例提供的超声成像设备中，第一种可视化方式呈现的脉搏波传播状态图与超声图像相邻显示的示意图；

图15为一实施例提供的超声成像设备中，第二种可视化方式和第八种可视化方式呈现的脉搏波传播状态图与超声图像叠加显示的示意图；

图16为一实施例提供的超声成像设备中，第三种可视化方式呈现的脉搏波传播状态图与超声图像叠加显示的示意图；

图17为一实施例提供的超声成像设备中，第四种可视化方式呈现的脉搏波传播状态图与超声图像叠加显示的示意图；

图18为一实施例提供的超声成像设备中，第五种可视化方式呈现的脉搏波传播状态图与超声图像叠加显示的示意图；

图19为一实施例提供的超声成像设备中，第六种可视化方式呈现的脉搏波传播状态图与超声图像叠加显示的示意图；

图20为一实施例提供的超声成像设备中，第七种可视化方式呈现的脉搏波传播状态图与超声图像叠加显示的示意图；

图21为一实施例提供的超声成像设备中，采用波形图呈现传播速度的脉搏波传播状态图与超声图像相邻显示的示意图；

图22为一实施例提供的超声成像设备中，采用柱状图呈现传播速度的脉搏波传播状态图与超声图像相邻显示的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

血管脉搏波成像是临床血管硬化检测的重要手段。如图1所示，脉搏波是血管壁上由心脏泵血产生的沿径向搏动、沿轴向传播的脉冲式机械波。脉搏波具体表现为当左心室开始泵血、以及泵血结束时分别产生的两次血管膨胀。两次膨胀分别对应收缩早期(Beginof systole,BS)和收缩晚期(End of systole,ES)的脉搏波，脉搏波会沿动脉从近心端向远心端传播，且传播速度(PWV)与血管壁的硬度有关。

本发明通过生成一个脉搏波传播状态图，辅以血管的超声B图，不仅可以有效关联血管壁的结构与搏动情况，也可以通过脉搏波传播状态的动态显示直观地体现脉搏波的传播状况。以下以实施例进行详细说明。

如图2所示，本发明提供的超声成像设备，包括超声探头30、发射/接收电路40(即发射电路410和接收电路420)、波束合成模块50、IQ解调模块60、处理器20、人机交互装置70和存储器80。

超声探头30包括由阵列式排布的多个阵元组成的换能器(图中未示出)，多个阵元排列成一排构成线阵，或排布成二维矩阵构成面阵，多个阵元也可以构成凸阵列。阵元用于根据激励电信号发射超声波，或将接收的超声波变换为电信号。因此每个阵元可用于实现电脉冲信号和超声波的相互转换，从而实现向待成像对象(例如本实施例中动脉血管)发射超声波、也可用于接收经组织反射回的超声波的回波。在进行超声检测时，可通过发射电路410和接收电路420控制哪些阵元用于发射超声波，哪些阵元用于接收超声波，或者控制阵元分时隙用于发射超声波或接收超声波的回波。参与超声波发射的阵元可以同时被电信号激励，从而同时发射超声波；或者参与超声波发射的阵元也可以被具有一定时间间隔的若干电信号激励，从而持续发射具有一定时间间隔的超声波。

阵元例如采用压电晶体，按照发射电路410传输的发射序列将电信号转换成超声信号，根据用途，超声信号可以包括一个或多个扫描脉冲、一个或多个参考脉冲、一个或多个推动脉冲和/或一个或多个多普勒脉冲。根据波的形态，超声信号包括聚焦波、平面波和发散波。

用户通过移动超声探头30选择合适的位置和角度向待成像对象10发射超声波并接收由待成像对象10返回的超声波的回波，输出超声回波信号，超声回波信号是按以接收阵元为通道所形成的通道模拟电信号，其携带有幅度信息、频率信息和时间信息。

发射电路410用于根据处理器20的控制产生发射序列，发射序列用于控制多个阵元中的部分或者全部向待成像对象发射超声波，发射序列参数包括发射用的阵元位置、阵元数量和超声波束发射参数(例如幅度、频率、发射次数、发射间隔、发射角度、波型、聚焦位置等)。某些情况下，发射电路410还用于对发射的波束进行相位延迟，使不同的发射阵元按照不同的时间发射超声波，以便各发射超声波束能够在预定的感兴趣区域聚焦。不同的工作模式，例如B图像模式、C图像模式和D图像模式(多普勒模式)，发射序列参数可能不同，回波信号经接收电路420接收并经后续的模块和相应算法处理后，可生成反映组织解剖结构的B图像、反映血流信息的C图像以及反映多普勒频谱图像的D图像。

接收电路420用于从超声探头30接收超声回波信号，并对超声回波信号进行处理。接收电路420可以包括一个或多个放大器、模数转换器(ADC)等。放大器用于在适当增益补偿之后放大所接收到的回波信号，放大器用于对模拟回波信号按预定的时间间隔进行采样，从而转换成数字化的回波信号，数字化后的回波信号依然保留有幅度信息、频率信息和相位信息。接收电路420输出的数据可输出给波束合成模块50进行处理，或输出给存储器80进行存储。

波束合成模块50和接收电路420信号相连，用于对回波信号进行相应的延时和加权求和等波束合成处理，由于被测组织中的超声波接收点到接收阵元的距离不同，因此，不同接收阵元输出的同一接收点的通道数据具有延时差异，需要进行延时处理，将相位对齐，并将同一接收点的不同通道数据进行加权求和，得到波束合成后的超声图像数据，波束合成模块50输出的超声图像数据也称为射频数据(RF数据)。波束合成模块50将射频数据输出至IQ解调模块60。在有的实施例中，波束合成模块50也可以将射频数据输出至存储器80进行缓存或保存，或将射频数据直接输出至处理器20进行图像处理。

波束合成模块50可以采用硬件、固件或软件的方式执行上述功能，例如，波束合成模块50可以包括能够根据特定逻辑指令处理输入数据的中央控制器电路(CPU)、一个或多个微处理芯片或其他任何电子部件，当波束合成模块50采用软件方式实现时，其可以执行存储在有形和非暂态计算机可读介质(例如，存储器)上的指令，以使用任何适当波束合成方法进行波束合成计算。波束合成模块50可以集成在处理器20中，也可以单独设置，本发明不做限定。

IQ解调模块60通过IQ解调去除信号载波，提取信号中包含的组织结构信息，并进行滤波去除噪声，此时获取的信号称为基带信号(IQ数据对)。IQ解调模块60将IQ数据对输出至处理器20进行图像处理。

在有的实施例中，IQ解调模块60还将IQ数据对输出至存储器80进行缓存或保存，以便处理器20从存储器80中读出数据进行后续的图像处理。

IQ解调模块60也可以采用硬件、固件或软件的方式执行上述功能，在有的实施例中，IQ解调模块60还可以和波束合成模块50集成在一个芯片中。

处理器20用于配置成能够根据特定逻辑指令处理输入数据的中央控制器电路(CPU)、一个或多个微处理器、图形控制器电路(GPU)或其他任何电子部件，其可以根据输入的指令或预定的指令对外围电子部件执行控制，或对存储器80执行数据读取和/或保存，也可以通过执行存储器80中的程序对输入数据进行处理，例如根据一个或多个工作模式对采集的超声数据执行一个或多个处理操作，处理操作包括但不限于调整或限定超声探头30发出的超声波的形式，生成各种图像帧以供后续人机交互装置70的显示器进行显示，或者调整或限定在显示器上显示的内容和形式，或者调整在显示器上显示的一个或多个图像显示设置(例如超声图像、界面组件、定位感兴趣区域)。

接收到回波信号时，所采集的超声数据可由处理器20在扫描期间实时地处理，也可以临时存储在存储器80上，并且在联机或离线操作中以准实时的方式进行处理。

本实施例中，处理器20控制发射电路410和接收电路420的工作，例如控制发射电路410和接收电路420交替工作或同时工作。处理器20还可根据用户的选择或程序的设定确定合适的工作模式，形成与当前工作模式对应的发射序列，并将发射序列发送给发射电路410，以便发射电路410采用合适的发射序列控制超声探头30发射超声波。

处理器20还用于对超声数据进行处理，以生成扫描范围内的信号强弱变化的灰度图像，该灰度图像反映组织内部的解剖结构，称为B图像。处理器20可以将B图像输出至人机交互装置70的显示器进行显示。

人机交互装置70用于进行人机交互，即接收用户的输入和输出可视化信息；其接收用户的输入可采用键盘、操作按钮、鼠标、轨迹球等，也可以采用与显示器集成在一起的触控屏；其输出可视化信息可以采用显示器。

基于图2所示的超声成像设备，其脉搏波成像的基本过程如图3中的步骤1、3和4所示：获取多帧超声数据，其中超声数据是以目标对象的血管为检测对象所得到的超声回波信号经波束合成之后的数据；根据超声数据获得由在血管壁上沿血管的轴向传播的脉搏波所反映出的血管壁硬度表征量；沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达，从而生成并显示脉搏波传播状态图。如此，医生便可通过脉搏波传播状态图直观的观察到脉搏波沿血管壁的传播。

获取多帧超声数据时，可以获取一定时间段的超声数据，该一定时间段可以大于或等于一个心动周期，可以是由系统默认设置的预定时间段，可以是能由用户自由调节设定的预定时间段。获取一定时间段的超声数据时，可以是连续获取一定时间段的超声数据，也可以是分段获取且累积的时长为一定时间段。例如，实时采集并获得脉搏波传播状态图的情况下，超声成像设备根据超声探头得到的回波信号实时获取超声数据，实时采集的时间即为该一定时间段。例如，实时采集并获得脉搏波传播状态图时，超声成像设备可在预定时间段内根据超声探头得到的回波信号实时获取超声数据。例如，实时采集并获得脉搏波传播状态图时，超声成像设备可以从实时采集得到的超声数据中，获取预定时间段的超声数据。

当然，本发明并不满足于此，下面提供一更为详细的实施例，如图4所示，超声成像设备的脉搏波成像方法包括以下步骤：

步骤1'、处理器20获取预定时间段的超声数据，其中，超声数据是以目标对象的血管为检测对象所得到的超声回波信号经波束合成之后的数据。具体的，处理器20通过发射/接收电路40对超声探头30进行控制，使得超声探头30在扫描时间内，激励超声探头向目标对象发射超声波，并接收超声波的回波，获得回波信号。例如，超声探头30在扫描控制下，以预设的扫描帧率向目标对象发射超声波，并接收超声波的回波，获得超声回波信号。理想的扫描帧率应达到1000Hz或超过1000Hz，低于此帧率时脉搏波成像所能检测的脉搏波传播速度上限会受到限制，同时有可能会影响准确性。扫描时间不小于一个心动周期(约为0.6～1s)，以便于处理器20得到至少一个心动周期的超声数据，少于一个心动周期则不能保证获取检测到脉搏波。通常的扫描时间持续多个心动周期，以便于后续超声医生观察；通常的目标对象为颈部或腹部，目标对象的血管为颈动脉或腹部主动脉。

之后处理器20对超声回波信号至少进行波束合成处理，得到预定时间段的目标对象的血管的超声数据。超声成像过程对超声回波信号进行的信号处理可包括模拟信号增益补偿、波束合成、IQ解调、数字信号增益补偿、幅度计算等信号处理环节。具体地，通过模拟电路对回波信号进行前端滤波放大(即增益补偿)，再由模数转换器(ADC)转换为数字信号，对模数转换之后的通道数据进一步进行波束合成处理形成扫描线数据。该阶段完成后得到的数据，即波束合成模块50输出的超声回波信号可以称为射频信号数据，即RF数据。在获取RF数据之后，通过IQ解调去除信号载波，提取信号中包含的组织结构信息，并进行滤波去除噪声，此时获取的信号为基带信号(IQ数据)。最后，对基带信号求取强度并将其灰度级别通过对数压缩和灰度转换，即可得到超声图像。

本发明的超声数据是对基于超声回波信号进行波束合成处理后的数据，即超声数据可以是上述信号处理环节中，波束合成环节之后任意一个环节产生的数据。例如，超声数据可以是经波束合成之后的数据，如波束合成模块50输出的超声回波信号，也可以是经IQ解调之后的数据，如IQ解调模块60输出的超声回波信号，也可以是基于波束合成后的数据或IQ解调后的数据进一步处理得到的超声图像数据等。

实时扫描获取的超声数据送至存储器80中进行存储，处理器20可直接从存储器80中获取超声数据，用于后续的脉搏波传播状态处理。

进一步的，为了提高上述步骤中超声探头30的扫描帧率，可采用以下方式中的任意一种进行。

方式一：超声探头30以预设的扫描帧率向目标对象发射非聚焦超声波，一次发射的非聚焦超声波的扫描区域覆盖血管的指定检查区域(图示的目标区域a)。非聚焦超声波包括平面超声波或发散超声波。以平面超声波为例，超声探头30采用平面波模式进行扫描，如图5a所示，箭头表示超声回波，超声探头30发射覆盖整个目标区域a(即目标对象的血管区域)的平面波并接收回波数据。如图5b所示，由波束合成模块50进行波束合成，以此重建整个目标区域的图像b。方式一以降低图像质量为代价，一次发射接收即可完成一次全部区域的扫描，从而提高扫描帧率。

方式二：如图6a所示，超声探头30采用传统聚焦波模式向目标对象发射聚焦成像模式下预设发射次数的聚焦超声波，例如密集发射聚焦波(100～200束)覆盖整个指定检查区域(图示的目标区域b)并接收回波信号。之后以波束合成重建整个目标区域，见图6b。该传统聚焦波模式可进行高图像质量的成像，但因密集发射聚焦波扫描次数较多，因而扫描帧率较方式一低。

本发明进一步对这种传统聚焦波方式作出了改进以提高扫描帧率，本发明超声探头30以预设的扫描帧率向目标对象发射多次聚焦超声波，其中多次聚焦超声波的发射次数低于聚焦成像的预设发射次数，且多次聚焦超声波的扫描区域覆盖血管的指定检查区域。具体见以下方式三和方式四。

方式三：超声探头30采用稀疏聚焦波模式进行扫描，如图7a所示，箭头表示超声回波，超声探头30基于聚焦波扫描模式进行聚焦成像，通过降低发射密度，进而减少发射次数(例如10～20次)，从而提高扫描帧率。由于回波数据主要来源于聚焦波覆盖区域，因此波束合成只重建该区域内的图像信息。图7b中目标区域a内仅有两条聚焦波束，因此在波束合成后目标区域a内仅重建这两条聚焦波束覆盖的区域。

方式四：超声探头30采用宽聚焦波模式进行扫描，以预设的扫描帧率向目标对象发射至少一次宽聚焦超声波，该至少一次宽聚焦超声波的扫描区域覆盖血管的指定检查区域。如图8a所示，箭头表示超声回波，超声探头30基于聚焦波扫描模式进行聚焦成像，发射宽聚焦波覆盖整个目标区域a并接收回波信号，通过减小发射次数提高扫描帧率。波束合成重建整个目标区域a得到图像b。

步骤2'、处理器20根据超声数据生成包含有血管的超声图像。其中该血管在超声图像中的方位是轴向排布，也就是医生能看到“一”或“I”型排布的血管。例如，如图5a和图5b所示，处理器20将各个目标位置点的回波信号以多条合成线重建目标区域a的图像b，即得到一个超声图像帧。由于超声数据对应的时间超过一个心动周期，故处理器20根据超声数据生成的超声图像，可以是超声图像视频，也可以是超声图像视频中的一个超声图像帧。另外，超声图像可以是三维超声图像、也可是二维的，如超声B图像、超声C图像等。处理器20生成的超声图像是三维超声图像，则其可以是一条看得到血管长度的图像(非剖视图)，也可以包含血管壁轴向剖切结构(轴向剖视图)，两者都能反映血管的轴向。处理器20生成的超声图像是二维超声图像，则其包含血管壁轴向剖切结构，如图9所示，本实施例以二维超声B图像为例进行说明，但结合二维超声B图像描述的脉搏波传播状态图同样可以应用于三维超声B图像、二维或三维的超声C图像等。

步骤3'、处理器20根据超声数据获得由在血管壁上沿血管的轴向传播的脉搏波所反映出的血管壁硬度表征量。血管壁硬度表征量可以是脉搏波在血管壁上沿血管轴向传播的传播速度(PWV)，也可以是血管壁沿血管径向方向搏动的搏动参数(径向位移、径向移动速度等)。本实施例以所述传播速度为例进行说明。脉搏波的传播速度(PWV)指的是脉搏波在动脉系统的两个既定点间的传播速度，包括动脉前壁收缩期起始时(BS)以及收缩期结束时(ES)脉搏波传播速度。可以只计算和显示BS和ES中的一个，也可以都计算和显示。图13显示了两个心动周期中管径的变化，一个心动周期内有两个波峰，最高的波峰由动脉前壁收缩期起始时形成，低一点的波峰由收缩期结束时形成。

其中，如图10所示，步骤3'具体包括：

步骤31、处理器20根据预定时间段的超声数据检测超声图像中血管壁上沿血管轴向排布的各检测点在不同时间点的搏动参数。搏动参数为反映血管的血管壁在径向方向上搏动的参数。受心脏搏动的作用，血管壁主要沿血管径向搏动，故本发明的搏动参数是指径向上的。搏动参数包括：单侧血管壁的位移、单侧血管壁的径向运动速度、单侧血管壁的径向运动加速度、血管直径的变化、血管直径的变化速度或血管直径的变化加速度中的至少一个。若用户未通过人机交互装置圈选ROI(感兴趣区域)，则处理器20计算整个目标区域(声窗)内血管壁的搏动参数；若用户圈选了ROI，则处理器20只计算ROI内的搏动参数。

进一步的，处理器20根据预定时间段的超声数据检测超声图像中血管壁上沿血管轴向排布的各检测点在不同时间点的搏动参数包括：根据超声数据中的一帧图像数据检测该图像帧中的血管壁的位置；根据不同帧中血管壁的位置计算血管壁上沿血管轴向排布的各检测点在不同时间点的径向位移；根据血管壁上各检测点的径向位移得到各检测点在不同时间点的搏动参数。各个检测点可均匀地沿血管壁的轴向排布，相当于取样点，以节省运算量。在一些示例中，各个检测点之间的间距也可能不等，即检测点非均匀排布。具体的，基于所述超声数据，首先处理器20从波束合成数据环节中得到的一帧波束合成数据上提取血管壁的空间位置信息(例如坐标)，或者，从图像合成环节中得到的超声图像上提取出血管壁的空间位置信息。由于血管壁的声学特性与管腔内的血液和外围包裹的软组织存在显著差异，因此在图像上表现为前后两条紧贴管腔无回声区域的高亮长条型结构，如图9所示。通过在Y轴方向上(血管径向)设定适当的阈值对信号进行筛选，即可得到管壁的具体位置。处理器20以管壁上的每个检测点处为中心点(图11左图中的M点)，在第一帧波束合成数据或第一帧超声图像的Y轴方向上取一段固定大小的一维数据(图11左图中穿过M点的实线段)，作为当前位置上管壁的特征信息。在第二帧波束合成数据或第二帧超声图像上以同样位置为中心点(图11右图M点)，Y轴方向上的一维搜索区域内(图11右图中的实线段)寻找与特征信息最匹配的数据段(图11右图中的虚线段)，并将该数据段的中心点(图11右图中的N点)位置作为该帧当前水平位置上新的血管壁位置。两帧之间的各检测点位置变化即为血管壁在对应时间段内的径向变化。如此重复直至计算出整个预定时间段内每相邻两帧之间或若干帧之间血管壁的径向变化。对变化结果进行累加，得到预定时间段内血管壁上各检测点在不同时间点的位移。搏动参数是径向位移、径向速度、径向加速度、血管直径的变化量、血管直径的变化速度或血管直径的变化加速度。将前壁检测点径向位移减去对应的后壁检测点径向位移，得到该前壁检测点或该后壁检测点对应的血管直径的变化量(图13)。对径向位移和血管直径的变化量在时间维度上分别求一阶和二阶导数，即可获得径向速度、径向加速度和血管直径的变化速度及变化加速度等。综合血管壁上各检测点在不同时间点的搏动参数，即可得到不同时间点单侧血管壁的位移、单侧血管壁的径向运动速度、单侧血管壁的径向运动加速度、血管直径的变化量、血管直径的变化速度或血管直径的变化加速度。若用户未圈选ROI(感兴趣区域)，则处理器20计算整个目标区域内血管壁的搏动参数；若用户圈选了ROI，则处理器20只计算ROI内的搏动参数。计算血管壁的搏动参数时，在确定中心点后，也可以在第一帧波束合成数据或第一帧超声图像上取固定大小的二维数据，在第二帧波束合成数据或第二帧超声图像上以同样位置为中心点，通过模板匹配等方式计算该二维图像块在二维搜索区域内寻找特征信息最匹配的数据块，并将该数据块的中心点位置作为该帧当前水平位置上新的血管壁位置。

处理器20还用于根据各检测点的搏动参数得到脉搏波在血管壁上沿轴向传播的传播速度。具体过程见步骤32和步骤33。

步骤32、处理器20检测各检测点的搏动参数达到第一预定阈值的第一时间。

具体的，如图12所示，图中的点为检测点，其横坐标为检测点在血管壁轴向方向的位置，纵坐标为检测点对应的第一时间，第一预定阈值可以根据用户需求进行设置，例如，对于收缩早期的脉搏波，搏动参数可选择为径向位移，第一预定阈值可以是最大径向位移(对应的是波峰)经验值中的最小值，也可以是最大径向位移经验值的50％或以上等。对于收缩晚期的脉搏波，检测各检测点的搏动参数处于第一预定阈值区间、且为极大值的第一时间，通过设置第一预定阈值区间的最大值可将收缩早期的波峰排除，通过设置第一预定阈值区间的最小值可将收缩晚期的极大值(心动周期中较低的波峰)涵盖在内，通过极大值的判断(常规数学方法)可得到反映收缩晚期的脉搏波的波峰到来时的第一时间。本实施例以收缩早期的脉搏波为例进行说明。

用户将感兴趣的搏动参数的经验值的最小值作为第一预定阈值，即可方便的观察到感兴趣的搏动参数。换而言之，各个检测点的搏动参数串联起来即可反映脉搏波的传播过程，通常用户感兴趣的是波峰的传播过程，本实施例以此进行说明。

步骤33、处理器20根据各检测点在血管轴向上的位置和各检测点对应的第一时间得到脉搏波在超声图像中的血管壁上的传播速度。具体的，根据各检测点在血管轴向上的位置和各检测点对应的第一时间得到脉搏波在超声图像中的部分段或整段血管壁上的平均传播速度；根据相邻两检测点在血管轴向上的位置和相邻两检测点对应第一时间的差值得到脉搏波在各检测点的传播速度。此处的相邻两检测点并不局限于空间位置关系上相邻的两个检测点，也可以指取一声窗对应的血管范围内边界上的两个检测点。例如，处理器20选取至少两个检测点，提取所述检测点的第一时间；根据所述检测点之间的轴向距离以及第一时间的差值即可得到脉搏波的传播速度。为了提高准确性，选取的检测点为多个，在处理能力范围内越多越好，得到各个检测点时间和空间的对应关系，如图12所示，对各个点进行线性拟合得到一斜线，该斜线的斜率即为脉搏波在当前心动周期中的平均传播速度。当然，还可以根据相邻两检测点在血管轴向上的位置和相邻两检测点对应第一时间的差值得到脉搏波在各检测点的传播速度，以便于用户得到血管壁不同位置上的硬度差异。

由于各检测点的位置和对应的第一时间均已知，故动脉前壁收缩期起始时(BS)以及收缩期结束时(ES)脉搏波传播速度、血管壁上任意检测点的传播速度、任意段的平均传播速度等均可通过上述方法计算得到。

在上述计算传播速度方法的基础上，在一可选实施例中对该计算传播速度方法进行了优化，具体的，处理器20检测一指定检测点的搏动参数达到预定特定值的时间点，以该时间点为起始点分别向前和/或向后延伸预设时间，得到有效时间段；获取各检测点在有效时间段内不同时间点的搏动参数；检测各检测点有效时间段内的搏动参数达到第一预定阈值的第一时间；根据各检测点在血管轴向上的位置和各检测点对应第一时间得到脉搏波在超声图像中的血管壁上的传播速度。指定检测点可以是处于波峰位置的检测点，以便于识别选出该指定检测点。预设时间可根据实际情况进行设置，只需使得到的有效时间段不短于脉搏波经过各个检测点所需的时间即可，有效时间段的设置是为了减少处理器20的运算量。这是因为超声探头的扫描范围较小(0.03～0.05m)，一个心动周期内(0.6～1s)脉搏波的传播时间(0.003～0.02s)，脉搏波经过各个检测点的时间很短(0.003～0.02s)，之后会有一个相对比较长的时间(0.597～0.98s)各个检测点的搏动参数变化很小，若将搏动参数变化很小的数据也计算进来则徒增运算量，故通过有效时间段的限定，能节省处理器20计算传播速度的运算量。

在一些示例中，超声成像设备除对目标对象的血管进行B成像(二维或三维组织灰度成像)以外，也可以对目标图像的血管进行M成像和多普勒成像，多普勒成像例如可包括组织多普勒成像(Tissue doppler imaging，TDI)和组织速度成像(Tissue velocityimaging，TVI)。各超声成像模式下可根据如下步骤获得脉搏波的传播速度。

超声成像设备进行M成像时可获得M数据形式的超声数据。该M数据包括沿血管轴向排布的多条扫描线上的灰度数据，各检测点分别是各扫描线上的血管壁处的一点。脉搏波传播经过某一检测点时，由于脉搏波的作用该检测点处的血管壁在深度方向(即血管径向)上会有一定的位移变化，对应地M数据可反映该径向位移的变化。处理器20可根据每条扫描线的M数据，获取该条扫描线上血管壁处的检测点随时间变化的灰度值，根据灰度值可以计算得出血管壁上的该检测点随时间变化的径向位移。

随后处理器20可以检测各检测点的径向位移达到第二预定阈值的第一时间。该第二预定阈值可以根据用户需求进行设置。例如，第二预定阈值可以是最大径向位移经验值中的最小值，也可以是最大径向位移经验值的50％或以上等。检测到各检测点的第一时间后，处理器20可根据各检测点在血管轴向上的位置和各检测点对应的第一时间得到脉搏波在血管壁上的传播速度。血管壁上各检测点的位置已知，各检测点之间的时间差确定后，即可得到脉搏波的传播速度。

超声成像设备进行B成像时，可基于B数据形式(组织灰度)的超声数据获得M数据形式的超声数据，随后处理器20可基于上述M成像模式下的方法计算脉搏波的传播速度。

超声成像设备进行TVI成像或TDI成像时可获得带有多普勒信息的超声数据。处理器20可对超声数据的多普勒信息进行分析，计算得到血管壁上沿血管轴向排布的各检测点在不同时间点的速度信息。例如，进行TVI成像时，可以对带有多普勒信息的超声数据进行速度方差能量求解，从而得到各检测点随时间变化的速度信息。例如，进行TDI成像时可获得血管壁上各检测点的频谱图像，该频谱图像记录了各检测点随时间变化的频率信息，基于该频率信息进行简单换算可得到各检测点在不同时间点的速度信息。

处理器20随后可以检测各检测点的速度信息达到第三预定阈值的第一时间。该第三预定阈值可以根据用户需求进行设置。例如，第三预定阈值可以是检测到的最大速度信息的50％或以上等。检测到各检测点的第一时间后，处理器20可根据各检测点在血管轴向上的位置和各检测点对应的第一时间得到脉搏波在血管壁上的传播速度。血管壁上各检测点的位置已知，各检测点之间的时间差确定后，即可得到脉搏波的传播速度。

步骤4'、处理器20沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达，从而生成并通过人机交互装置70显示脉搏波传播状态图。例如，沿血管轴向方向在与各检测点对应的位置，采用预设图像元素对各检测点对应的脉搏波传播速度进行可视化表达。脉搏波传播状态图可以是静态的也可以是动态的，以动态为例，处理器20在人机交互装置的显示界面上以沿血管轴向的图形化的可视化方式，按传播时间的先后顺序动态显示脉搏波传播速度，例如，沿血管轴向方向在与各检测点对应的位置，在各检测点对应的第一时间到来时，采用预设图像元素对各检测点对应的脉搏波传播速度进行可视化表达，从而实现了各检测点周期性地更新脉搏波传播速度。图像元素可以是颜色、图案、纹理和图案密度中的一种或多种的结合。脉搏波传播状态图展示的是传播速度，由于医生可能对整段血管壁上的传播速度感兴趣、也可能对其中的某一段血管壁上的传播速度感兴趣、或者对各检测点对应的位置的传播速度感兴趣，因此，脉搏波传播状态图对血管壁硬度表征量进行可视化表达有多种方式，下面将具体例举说明。

在例举多种可视化表达之前，先说明一下脉搏波传播状态图与超声图像在显示界面上一同显示的方式。为了将脉搏波传播状态图与实际的超声图像结合起来，具体有相邻显示和叠加显示两种。通过处理器20将脉搏波传播状态图A1显示在超声图像C的附近，如图14所示，此为相邻显示，此种方式在血管呈水平方向时，脉搏波传播状态图A1和超声图像C共用横坐标，即两个图上下对应设置，如图14所示；在血管呈竖直方向时，脉搏波传播状态图和超声图像共用纵坐标，即两个图左右对应设置。当然，也可以通过处理器20将脉搏波传播状态图A2和超声图像C中血管的轴向剖切结构按照预设的权重进行叠加显示，如图15所示，此为叠加显示，脉搏波传播状态图A2和超声图像C叠加以后共用坐标系。进一步的，处理器20还用于通过人机交互装置70检测用户对权重的修改；按照修改后的权重更新脉搏波传播状态图A2-A8和超声图像C中血管的轴向剖切结构的叠加显示。当其中一个图的权重为0时，就只显示另一个图，两个权重都不为0则既能体现血管壁结构又能直观反映传播速度，通过设置权重使得医生可以调整显示效果以突出血管壁的结构或传播速度。显示界面上显示的由超声数据生成的超声图像C可以是超声图像帧，也可以是超声视频，本实施例以超声图像是超声视频、叠加显示为例进行说明。

当然，不论相邻显示还是叠加显示，处理器20还通过人机交互装置的显示界面，同步显示用于表明血管壁硬度表征量的大小与颜色、纹理、图案或图案密度对应关系的量值条B。

在一示例中，采用如图14所示的方式对血管壁硬度表征量进行可视化表达，该示例中血管壁硬度表征量是脉搏波在超声图像中的整段血管壁上沿血管轴向传播的平均传播速度，例如，所有检测点的传播速度的平均值。处理器20沿血管轴向方向在与整段血管壁对应的位置，采用预设图像元素对该平均传播速度进行可视化表达，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图A1。以图像元素为图案的密度为例，图14所示的脉搏波传播状态图A1中，斜线(图案)覆盖整段血管壁，须沿血管轴向方向覆盖，在径向方向上则有一定长度即可，不一定如图14中那样径向方向上全幅覆盖。医生根据斜线的密度一眼就能获知平均传播速度的大概范围，对照量值条B即可获知较为精准的平均传播速度。为了方便医生，还在显示界面上显示平均传播速度的具体数值，以及当前时刻相对于超声数据整个时间的时刻。当然，采用不同的颜色表示不同的平均传播速度更为直观，如一具有颜色的区域覆盖整段血管壁，颜色越红速度越快，颜色越蓝速度越慢等，实际上相当于把图14的斜线区域替换成对应的颜色。当然，该平均传播速度可以是一个心动周期内脉搏波的平均传播速度，也可以是各个心动周期内脉搏波平均传播速度的平均值，不论何种，由于周期之间脉搏波的传播速度变化不大，故图14所示的脉搏波传播状态图A1即使随心动周期更新，变化并不大，基本上属于静态的。

在另一示例中，血管壁硬度表征量是脉搏波在超声图像的目标段血管壁上沿血管轴向传播的平均传播速度，超声图像的目标段血管壁包括脉搏波在超声图像中当前传播经过的一段血管壁。如图15所示，处理器20沿血管轴向方向在与目标段的血管壁对应的位置，采用预设图像元素对该平均传播速度进行可视化表达，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图A2。例如，处理器20获取脉搏波在超声图像中的血管壁上沿血管轴向传播到各检测点时，脉搏波已经过的血管壁段的平均传播速度；沿血管轴向方向在脉搏波已经过的血管壁段对应的位置，采用颜色、图案或图案的密度表示平均传播速度，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图A2，显示时根据脉搏波传播到检测点的时间更新所述脉搏波传播状态图A2(也就是动态显示)。由于脉搏波传播状态图A2呈现的是脉搏波在超声图像中当前传播经过的一段血管壁的平均传播速度，因此，随着时间的推移，脉搏波传播状态图A2呈现的平均传播速度是动态变化的。如图15所示，脉搏波在血管壁上传播0.03s时计算一次该时间段内的平均传播速度，并将该平均传播速度在从血管近心端(超声图像的起始端)至当前传播位置的范围内以预设图像元素显示出来，图像元素例如图案密度，如图15左图的斜线区域；脉搏波继续在血管上传播到0.033s时，再计算一次0.033s内的平均传播速度，同样将该传播速度在从血管近心端至当前传播位置的范围内以预设图像元素显示出来，如图15右图斜线区域。如此类推，斜线区域轴向覆盖的长度由当前传播范围决定，斜线区域的密度由当前传播范围的平均传播速度决定，且随着传播的进行斜线的密度发生变化、斜线区域沿血管轴向方向变长。同样的，也可采用不同的颜色表示不同的平均传播速度，如一具有颜色的区域覆盖整段血管壁，颜色越红速度越快，颜色越蓝速度越慢等，实际上相当于把图15的斜线区域替换成对应的颜色。

由于脉搏波传播状态图A2是动态变化的，脉搏波传播状态图A2和超声图像C的叠加结果相当于以电影的形式按照时间顺序动态播放，也就是实时的体现脉搏波的传播。脉搏波的传播体现在：脉搏波传播状态图A2或者说是脉搏波传播状态图A2的图像元素区域按照脉搏波传播的时间沿血管轴向由近心端向远心端推进，例如图15所示的，按照脉搏波传播的时间沿水平方向推进，图15左图为一时刻的脉搏波传播状态图A2和超声视频的叠加显示，过一段时间后叠加显示后的图就是右图，展现了脉搏波从图左侧传播到右侧的过程。脉搏波传播状态图A2在人机交互装置的显示界面上显示时是动态(图像元素跟随时间的变化而变化)的，也可以称之为脉搏波传播状态视频或脉搏波传播状态动图。

在另一示例中，血管壁硬度表征量是脉搏波在超声图像的目标段血管壁上沿血管轴向传播的平均传播速度，超声图像的目标段血管壁包括脉搏波在超声图像中当前传播经过的一段血管壁。如图16所示，处理器20沿血管轴向方向在与超声图像的整段血管壁对应的位置，采用预设图像元素对目标段血管壁的平均传播速度进行可视化表达，且在脉搏波传播状态图A3的整段血管壁上指示目标段血管壁对应的位置(如图中三角形箭头所示，如此医生可获知波峰位置)。换而言之，处理器20获取脉搏波在超声图像中的血管壁上沿血管轴向传播到各检测点时，脉搏波所经过的血管壁段的平均传播速度；沿血管轴向方向在与超声图像中的整段血管壁对应的位置，采用颜色、图案或图案的密度表示所述平均传播速度，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图，显示时根据脉搏波传播到检测点的时间更新脉搏波传播状态图。也就是说，与图15显示的平均传播速度相同，但呈现方式不同，图15只在血管的目标段进行图像元素的显示，而图16是在整段血管上进行图像元素的显示。例如脉搏波在血管壁上传播0.03s时计算一次该时间段内脉搏波在已传播经过的血管壁段的平均传播速度，并将该平均传播速度在整段血管壁对应的位置以预设图像元素显示出来，如图16的斜线区域；脉搏波继续在血管上传播到0.033s时，再计算一次0.033s内脉搏波在已传播经过的血管壁段的平均传播速度，并更新图像元素。

在另一示例中，血管壁硬度表征量是脉搏波在超声图像的血管壁上沿血管轴向传播到各检测点的传播速度。如图17所示，处理器20沿血管轴向方向在与所述超声图像中各检测点对应的位置，采用预设图像元素对各检测点的传播速度分别进行可视化表达，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图A4。例如，若脉搏波在声窗(视野)内血管上的总传播时间为0.04s，通过处理计算得到脉搏波在该段血管上传播时各检测点的传播速度，以预设图像元素例如颜色映射方式显示出来各个检测点的传播速度，如此哪个检测点位置的传播速度慢，哪个检测点位置的传播速度快一目了然。由于检测点类似于采样点，从计算量来考虑不可能血管壁轴向上的所有点都计算传播速度，故图像元素来表示检测点的传播速度，展示的是一小段区域，如图17中的小的矩形框区域，而不是狭义的点，以便更为直观的以图像元素呈现传播速度。由于检测点的传播速度在各个心动周期之间也差异不大，故脉搏波传播状态图A4中颜色显示范围和颜色基本不会随心动周期发生动态变化。与第一种类似，属于“静态”的脉搏波传播状态图A4。动态显示传播速度更为直观，本发明重点介绍动态显示的情况。当然，处理器20还用于确定各检测点的传播速度的标准差；以及在显示脉搏波传播状态图A4时同步显示标准差，以便医生更为直观的看到脉搏波传播快慢的均匀程度。

在另一示例中，血管壁硬度表征量是脉搏波在超声图像的血管壁上沿血管轴向传播到各检测点的传播速度。如图18所示，处理器20沿血管轴向方向在与各检测点对应的位置，在所述脉搏波传播到各检测点(如第一时间)时，采用预设图像元素对各检测点对应的脉搏波传播速度进行可视化表达。例如，处理器20获取脉搏波在超声图像中的血管壁上各检测点的传播速度；沿血管轴向方向在脉搏波已经过的血管壁段各检测点对应的位置，采用颜色、图案或图案的密度表示各检测点对应的传播速度，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图A5，显示时根据脉搏波传播到检测点的时间更新所述脉搏波传播状态图A5(也就是动态显示)。由于脉搏波传播状态图A5呈现的是脉搏波在超声图像的血管壁上沿血管轴向传播到各检测点的传播速度，因此，随着传播的推进，脉搏波传播状态图A5或者说脉搏波传播状态图A5中图像元素的区域是动态变化的。如图18左图所示，脉搏波在血管壁上传播0.03s时计算一次当前脉搏波传播到的检测点的传播速度，并将该传播速度在检测点对应的位置上以预设图像元素显示出来，脉搏波已经经过了的检测点对应位置的图像元素保留。如图18左图的斜线区域；脉搏波继续在血管上传播到0.033s时又计算一次当前脉搏波传播到的检测点的传播速度，并将该传播速度在检测点对应的位置上以预设图像元素显示出来，脉搏波已经经过了的检测点对应位置的图像元素继续保留，如图18右图斜线区域。如此类推，整个斜线区域的长度由当前传播范围决定，检测点对应位置的斜线密度由检测点的传播速度决定，且随着传播的进行整个斜线区域沿血管轴向方向变长。同样的，也可采用不同的颜色表示不同的传播速度，实际上相当于把图18的斜线替换成对应的颜色。

由于脉搏波传播状态图A5是动态变化的，脉搏波传播状态图A5和超声图像C的叠加结果相当于以电影的形式按照时间顺序动态播放，也就是实时的体现脉搏波的传播。脉搏波的传播体现在：脉搏波传播状态图A5或者说是脉搏波传播状态图A5的图像元素区域按照脉搏波传播的时间沿血管轴向由近心端向远心端推进，例如图18所示的，按照脉搏波传播的时间沿水平方向推进。如此很直观的反应了脉搏波的传播过程，也能观察到各检测点传播速度的差异。

在另一示例中，血管壁硬度表征量是脉搏波在超声图像的血管壁上沿血管轴向传播到各检测点的传播速度。如图19所示，处理器20沿血管轴向方向在与超声图像的目标段血管壁的各检测点对应的位置，采用预设图像元素对各检测点的传播速度进行可视化表达。其中，目标段血管壁包括脉搏波在超声图像中当前传播经过的一段血管壁。例如，处理器20获取脉搏波在超声图像中的血管壁上各检测点的传播速度(脉搏波经过检测点的速度，为瞬时速度或者检测点对应一小段血管壁的平均速度)；沿血管轴向方向在脉搏波经过当前检测点对应的位置，采用颜色、图案或图案的密度表示当前检测点对应的传播速度，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图A6，显示时根据脉搏波传播到检测点的时间更新脉搏波传播状态图A6。此种方案相较于图18而言，实际上只是没有保留目标段血管壁之外的图像元素，其他均是相同的，故不做赘述。当然，目标段血管壁也可以是自脉搏波当前传播到的检测点延伸预设长度的、脉搏波已传播经过的一段血管壁，也就是说，图19的基础上，根据需要调整图像元素区域在血管轴向上的延伸长度。

在另一示例中，血管壁硬度表征量是脉搏波在超声图像的血管壁上沿血管轴向传播到各检测点的传播速度。如图20所示，处理器20沿血管轴向方向在与超声图像的整段血管壁对应的位置，采用预设图像元素对脉搏波当前传播到的检测点的传播速度进行可视化表达，且在脉搏波传播状态图A7的整段血管壁上指示所述脉搏波当前传播到的位置。例如，处理器20获取脉搏波在超声图像中的血管壁上各检测点的传播速度；沿血管轴向方向在与超声图像中的整段血管壁对应的位置，采用颜色、图案或图案的密度表示当前检测点对应的传播速度，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图A7，显示时根据脉搏波传播到检测点的时间更新所述脉搏波传播状态图A7。此种方案相较于图19的方案，都是呈现当前检测点对应的传播速度或当前检测点对应一小段血管的传播速度，不同之处在于本种方式中图像元素区域覆盖整段血管壁，并通过标识(图中三角形箭头)指示脉搏波当前传播的位置，其他均相同，故不做赘述。

在另一示例中，血管壁硬度表征量是脉搏波在超声图像的血管壁上沿血管轴向传播到各检测点的传播速度。处理器20沿血管轴向方向在与超声图像的目标段血管壁对应的位置，采用预设图像元素对脉搏波当前传播到的检测点的传播速度进行可视化表达，超声图像的目标段血管壁包括脉搏波在超声图像中当前传播经过的一段血管壁。例如，处理器20获取脉搏波在超声图像中的血管壁上各检测点的传播速度；沿血管轴向方向在脉搏波所经过的血管壁段各检测点对应的位置，采用颜色、图案或图案的密度表示当前检测点对应的传播速度，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图A，显示时根据脉搏波传播到检测点的时间更新脉搏波传播状态图A。此种方式的显示效果与图15所示的方式类似，差异在于，图15在目标段血管壁对应的位置用图像元素表示的是目标段血管壁上脉搏波的平均传播速度，而该示例中在目标段血管壁对应的位置用图像元素表示的是当前传播到的检测点的传播速度。当然，该目标段血管壁也可以是自脉搏波当前传播到的检测点延伸预设长度的、脉搏波已传播经过的一段血管壁，也就是说，图20的基础上，根据需要调整图像元素区域在血管轴向上的延伸长度。

在上述举例说明的可视化显示方式中，处理器20还根据超声数据获得超声图像中血管壁上沿血管轴向排布的各检测点达到波峰位置时的第二时间，在脉搏波传播状态图上用图标(如图15、16、18-20中的三角形箭头)标识出当前波峰所处的检测点，以提示医生当前脉搏波传播到了何处，非常直观。若第一预定阈值是用来判断波峰的阈值，则在各检测点达到波峰位置时的第一时间，在脉搏波传播状态图上用图标标识出当前波峰所处的检测点即可，而无需重复计算第二时间。

在上述举例说明的可视化显示方式中，处理器20还根据用户通过人机交互装置70输入的暂停指令，暂停脉搏波传播状态图A1-A7的更新；根据人机交互装置光标(鼠标光标、轨迹球光标或触控点等)的位置，在暂停的脉搏波传播状态图A1-A7上显示光标位置最近的检测点的传播速度。如此，不论采用何种可视化方式，医生都能通过手动选取的方式得到想要的检测点位置的传播速度。

在上述举例说明的可视化显示方式中，当脉搏波传播经过超声图像的整段血管壁时，处理器20还通过人机交互装置的显示界面，以图片的形式将各检测点对应的传播速度呈现出来，便于医生观察以及记录、打印结果。

在可选的实施例中，图14-20的方式可采用颜色作为图像元素来表示传播速度，除了这种以彩图的形式对传播速度进行动态显示，还可以以二维矢量图的形式来动态显示传播速度，例如可以采用波形图、柱状图或面积图等方式表示传播速度，并生成脉搏波传播状态图A8和A9，如图21和图22所示。

本发明的可视化优选动态显示，通过在显示界面上将脉搏波的传播速度以图形化的方式显示出来，并且跟随时间而变化，使得超声医生一目了然，非常方便直观。

同样的，在显示界面上，若用户未圈选ROI，则整段血管壁为整个目标区域内超声图像的血管壁段，叠加整个目标区域内的超声B图像视频和脉搏波传播状态图A1-A7；若用户圈选了ROI，则整段血管壁为ROI区域内超声图像的血管壁段，可以只叠加ROI区域内的超声B图像视频和脉搏波传播状态图A1-A7。当然，传播速度的具体数值也可以实时的在显示界面上显示，便于用户精确掌握。

可见，采用本发明的技术方案，若在实时成像模式下，用户只需平置探头于体表，使视角处于血管长轴上。保持探头位置不动，开始扫描，可圈选ROI，超声成像设备即可生成血管B图和脉搏波传播状态图A，将血管B图和脉搏波传播状态图A叠加显示，使得传播速度可以显示在对应的位置上，更好的关联血管结构与传播速度；若在非实时成像模式下，超声成像设备获取存储器内存储的数据，处理后生成血管B图和脉搏波传播状态图A，使得传播状态图显示的传播速度可以显示在对应的位置上。同时，脉搏波的传播状况以电影的方式动态显示并配合波峰的指示，可以直观、准确的表现脉搏波的传播过程。本发明实施例中，脉搏波传播状态图和血管B图可以同步动态显示，也可以仅动态显示脉搏波传播状态图而静态显示传播状态过程中其中一帧B图。

本文参照了各种示范实施例进行说明。然而，本领域的技术人员将认识到，在不脱离本文范围的情况下，可以对示范性实施例做出改变和修正。例如，各种操作步骤以及用于执行操作步骤的组件，可以根据特定的应用或考虑与系统的操作相关联的任何数量的成本函数以不同的方式实现(例如一个或多个步骤可以被删除、修改或结合到其他步骤中)。

另外，如本领域技术人员所理解的，本文的原理可以反映在计算机可读存储介质上的计算机程序产品中，该可读存储介质预装有计算机可读程序代码。任何有形的、非暂时性的计算机可读存储介质皆可被使用，包括磁存储设备(硬盘、软盘等)、光学存储设备(CD-ROM、DVD、Blu Ray盘等)、闪存和/或诸如此类。这些计算机程序指令可被加载到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备上以形成机器，使得这些在计算机上或其他可编程数据处理装置上执行的指令可以生成实现指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以指示计算机或其他可编程数据处理设备以特定的方式运行，这样存储在计算机可读存储器中的指令就可以形成一件制造品，包括实现指定功能的实现装置。计算机程序指令也可以加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，从而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一个计算机实现的进程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令可以提供用于实现指定功能的步骤。

虽然在各种实施例中已经示出了本文的原理，但是许多特别适用于特定环境和操作要求的结构、布置、比例、元件、材料和部件的修改可以在不脱离本披露的原则和范围内使用。以上修改和其他改变或修正将被包含在本文的范围之内。

前述具体说明已参照各种实施例进行了描述。然而，本领域技术人员将认识到，可以在不脱离本披露的范围的情况下进行各种修正和改变。因此，对于本披露的考虑将是说明性的而非限制性的意义上的，并且所有这些修改都将被包含在其范围内。同样，有关于各种实施例的优点、其他优点和问题的解决方案已如上所述。然而，益处、优点、问题的解决方案以及任何能产生这些的要素，或使其变得更明确的解决方案都不应被解释为关键的、必需的或必要的。本文中所用的术语“包括”和其任何其他变体，皆属于非排他性包含，这样包括要素列表的过程、方法、文章或设备不仅包括这些要素，还包括未明确列出的或不属于该过程、方法、系统、文章或设备的其他要素。此外，本文中所使用的术语“耦合”和其任何其他变体都是指物理连接、电连接、磁连接、光连接、通信连接、功能连接和/或任何其他连接。

具有本领域技术的人将认识到，在不脱离本发明的基本原理的情况下，可以对上述实施例的细节进行许多改变。因此，本发明的范围应根据以下权利要求确定。

Claims (47)

1.一种脉搏波成像方法,其特征在于包括：

获取预定时间段的超声数据，所述超声数据是以目标对象的血管为检测对象所得到的超声回波信号经波束合成之后的数据；

根据所述超声数据生成包含有血管的超声图像；

根据所述超声数据获得由在血管壁上沿血管轴向传播的脉搏波所反映出的血管壁硬度表征量，所述血管壁硬度表征量是所述脉搏波在血管壁上沿血管轴向传播的传播速度；以及

在显示界面上以沿血管轴向的图形化的可视化方式，按传播时间的先后顺序动态显示所述传播速度。

2.一种脉搏波成像方法,其特征在于包括：

获取多帧超声数据，所述超声数据是以目标对象的血管为检测对象所得到的超声回波信号经波束合成之后的数据；

根据至少部分的多帧所述超声数据生成包含有血管轴向剖切结构的超声图像；

根据至少部分的多帧所述超声数据获得由在血管壁上沿血管的轴向传播的脉搏波所反映出的血管壁硬度表征量；以及

沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达，从而生成并显示脉搏波传播状态图。

3.一种脉搏波成像方法，其特征在于，包括：

向目标对象的血管发射超声波进行超声成像；

接收所述目标对象的血管返回的超声回波，获得超声回波信号；

对所述超声回波信号进行信号处理，得到超声数据；

根据所述超声数据获得由在血管壁上沿血管的轴向传播的脉搏波所反映出的血管壁硬度表征量；以及

沿血管轴向方向对所述血管壁硬度表征量进行可视化表达，生成实时显示的脉搏波传播状态图。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述血管壁硬度表征量是所述脉搏波在血管壁上沿血管轴向传播的传播速度。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，获取超声数据包括：

以预设的扫描帧率向目标对象发射超声波，并接收超声波的回波，获得超声回波信号；

对所述超声回波信号至少进行波束合成处理，得到所述目标对象的血管的超声数据。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述向目标对象的血管发射超声波包括：以预设的扫描帧率向所述目标对象发射超声波。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述扫描帧率为至少1000Hz以上。

8.如权利要求5至7任一项所述的方法，其特征在于，所述以预设的扫描帧率向目标对象发射超声波，包括：

以预设的扫描帧率向所述目标对象发射非聚焦超声波，一次发射的非聚焦超声波的扫描区域覆盖血管的指定检查区域。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述非聚焦超声波包括平面超声波或发散超声波。

10.如权利要求5至7任一项所述的方法，其特征在于，所述以预设的扫描帧率向目标对象发射超声波，包括：

以预设的扫描帧率向所述目标对象发射多次聚焦超声波，所述多次聚焦超声波的发射次数低于聚焦成像的预设发射次数，且所述多次聚焦超声波的扫描区域覆盖血管的指定检查区域。

11.如权利要求5至7任一项所述的方法，其特征在于，所述以预设的扫描帧率向目标对象发射超声波，包括：

以预设的扫描帧率向所述目标对象发射至少一次宽聚焦超声波，所述至少一次宽聚焦超声波的扫描区域覆盖血管的指定检查区域。

12.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述根据超声数据获得由在血管壁上沿血管轴向传播的脉搏波所反映出的血管壁硬度表征量包括:

根据所述超声数据检测超声图像中血管壁上沿血管轴向排布的各检测点在不同时间点的搏动参数；

检测各检测点的搏动参数达到第一预定阈值的第一时间；

根据各检测点在血管轴向上的位置和各检测点对应的第一时间得到脉搏波在超声图像中的血管壁上的传播速度。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据所述超声数据检测超声图像中血管壁上沿血管轴向排布的各检测点在不同时间点的搏动参数包括:

检测一指定检测点的搏动参数达到预定特定值的时间点，以该时间点为起始点分别向前和/或向后延伸预设时间，得到有效时间段；

获取各检测点在有效时间段内不同时间点的搏动参数。

14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，根据超声数据检测超声图像中血管壁上沿血管轴向排布的各检测点在不同时间点的搏动参数包括：

根据超声数据中的一帧图像数据检测该图像帧中的血管壁的位置；

根据不同帧中血管壁的位置计算血管壁上沿血管轴向排布的各检测点在不同时间点的径向位移；

根据血管壁上各检测点的径向位移得到各检测点在不同时间点的搏动参数。

15.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述搏动参数是单侧血管壁的位移、单侧血管壁的径向运动速度、单侧血管壁的径向运动加速度、血管直径的变化、血管直径的变化速度或血管直径的变化加速度。

16.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述向目标对象的血管发射超声波进行的超声成像包括B成像或M成像，所述超声数据包括M数据；所述根据超声数据获得由在血管壁上沿血管轴向传播的脉搏波所反映出的血管壁硬度表征量包括：

根据所述M数据检测血管壁上沿血管轴向排布的各检测点在不同时间点的径向位移；

检测各检测点的径向位移达到第二预定阈值的第一时间；

根据各检测点在血管轴向上的位置和各检测点对应的第一时间得到脉搏波在超声图像中的血管壁上的传播速度。

17.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述向目标对象的血管发射超声波进行的超声成像包括多普勒成像；所述根据超声数据获得由在血管壁上沿血管轴向传播的脉搏波所反映出的血管壁硬度表征量包括：

分析所述超声数据的多普勒信息，得到血管壁上沿血管轴向排布的各检测点在不同时间点的速度信息；

检测各检测点的速度信息达到第三预定阈值的第一时间；

根据各检测点在血管轴向上的位置和各检测点对应的第一时间得到脉搏波在超声图像中的血管壁上的传播速度。

18.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述向目标对象的血管发射超声波进行超声成像包括：向所述目标对象的血管发射超声波进行B成像、M成像、TDI成像或TVI成像。

19.如权利要求12至18任一项所述的方法，其特征在于，根据各检测点在血管轴向上的位置和各检测点对应的第一时间得到脉搏波在超声图像中的血管壁上的传播速度包括：

根据各检测点在血管轴向上的位置和各检测点对应的第一时间得到脉搏波在超声图像中的整段血管壁上的平均传播速度；或

根据相邻两检测点在血管轴向上的位置和相邻两检测点对应第一时间的差值得到脉搏波在各检测点的传播速度。

20.如权利要求12至18任一项所述的方法，其特征在于，所述沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达包括:沿血管轴向方向在与各检测点对应的位置，采用预设图像元素对各检测点对应的脉搏波传播速度进行可视化表达。

21.如权利要求12至18任一项所述的方法，其特征在于，所述沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达包括:沿血管轴向方向在与各检测点对应的位置，在各检测点对应的第一时间到来时，采用预设图像元素对各检测点对应的脉搏波传播速度进行可视化表达。

22.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述血管壁硬度表征量是所述脉搏波在所述超声图像的目标段血管壁上沿血管轴向传播的平均传播速度，所述超声图像的目标段血管壁包括所述脉搏波在所述超声图像中当前传播经过的一段血管壁。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达，包括：

沿所述血管轴向方向在与所述目标段的血管壁对应的位置，采用预设图像元素对所述平均传播速度进行可视化表达。

24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达，包括：

沿所述血管轴向方向在与所述超声图像的整段血管壁对应的位置，采用预设图像元素对所述平均传播速度进行可视化表达，且在所述脉搏波传播状态图的整段血管壁上指示所述目标段血管壁对应的位置。

25.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述血管壁硬度表征量是所述脉搏波在所述超声图像的血管壁上沿血管轴向传播到各检测点的传播速度。

26.如权利要求19或25所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述各检测点的传播速度的标准差；以及

同步显示所述脉搏波传播状态图和所述标准差。

27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达，包括：

沿所述血管轴向方向在与所述超声图像中各检测点对应的位置，采用预设图像元素对所述各检测点的传播速度分别进行可视化表达。

28.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达包括:沿血管轴向方向在与各检测点对应的位置，在所述脉搏波传播到各检测点时，采用预设图像元素对各检测点对应的脉搏波传播速度进行可视化表达。

29.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达，包括：

沿所述血管轴向方向在与所述超声图像的目标段血管壁的各检测点对应的位置，采用预设图像元素对所述各检测点的传播速度进行可视化表达，所述目标段血管壁包括所述脉搏波在所述超声图像中当前传播经过的一段血管壁，或者所述目标段血管壁包括自所述脉搏波当前传播到的检测点延伸预设长度的、脉搏波已传播经过的一段血管壁。

30.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达，包括：

沿所述血管轴向方向在与所述超声图像的目标段血管壁对应的位置，采用预设图像元素对所述脉搏波当前传播到的检测点的传播速度进行可视化表达，所述超声图像的目标段血管壁包括所述脉搏波在所述超声图像中当前传播经过的一段血管壁。

31.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达，包括：

沿所述血管轴向方向在与所述超声图像的整段血管壁对应的位置，采用预设图像元素对所述脉搏波当前传播到的检测点的传播速度进行可视化表达，且在所述脉搏波传播状态图的整段血管壁上指示所述脉搏波当前传播的位置。

32.如权利要求20至31任一项所述的方法，其特征在于，所述图像元素包括颜色、图案或图案的密度。

33.如权利要求20至32任一项所述的方法，其特征在于，所述沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达还包括:同步显示用于表明所述血管壁硬度表征量的大小与颜色、图案或图案的密度对应关系的量值条。

34.如权利要求1、2和4至33中任一项所述的方法，其特征在于，所述沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达还包括:将所述脉搏波传播状态图和所述超声图像按照预设的权重进行叠加显示；或者将所述脉搏波传播状态图显示在所述超声图像的附近。

35.如权利要求34所述的方法，其特征在于还包括，

检测用户对所述权重的修改；

按照修改后的权重更新脉搏波传播状态图和超声图像的叠加显示。

36.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述脉搏波传播状态图按照脉搏波传播的时间沿血管轴向由近心端向远心端推进。

37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述脉搏波传播状态图按照所述脉搏波传播的时间沿水平方向推进。

38.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达包括:

获取沿血管轴向的血管壁上各检测点的血管壁硬度表征量；

采用不同的颜色、图案或图案的密度表示不同的血管壁硬度，或者，采用波形图、柱状图或面积图的方式表示不同的血管壁硬度，并生成沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图。

39.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述血管壁硬度表征量是超声图像中血管壁上沿血管轴向排布的各检测点的平均值或与各检测点位置对应的值。

40.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达，从而生成并显示脉搏波传播状态图包括：

获取所述脉搏波在超声图像中的整段血管壁上沿血管轴向传播的平均传播速度；沿血管轴向方向在与超声图像中的整段血管壁对应的位置，采用颜色、图案或图案的密度表示所述平均传播速度，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图；或者，

获取所述脉搏波在超声图像中的血管壁上沿血管轴向传播到各检测点时，所述脉搏波所经过的血管壁段的平均传播速度；沿血管轴向方向在所述脉搏波所经过的血管壁段对应的位置，采用颜色、图案或图案的密度表示所述平均传播速度，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图，显示时根据脉搏波传播到检测点的时间更新所述脉搏波传播状态图；其中各检测点在超声图像中的血管壁上沿血管轴向排布；或者，

获取所述脉搏波在超声图像中的血管壁上沿血管轴向传播到各检测点时，所述脉搏波所经过的血管壁段的平均传播速度；沿血管轴向方向在与超声图像中的整段血管壁对应的位置，采用颜色、图案或图案的密度表示所述平均传播速度，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图，显示时根据脉搏波传播到检测点的时间更新所述脉搏波传播状态图；其中各检测点在超声图像中的血管壁上沿血管轴向排布；或者，

获取所述脉搏波在超声图像中的血管壁上各检测点的传播速度；沿血管轴向方向在与超声图像中各检测点对应的位置，采用颜色、图案或图案的密度表示各检测点对应的传播速度，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图；其中各检测点在超声图像中的血管壁上沿血管轴向排布；或者，

获取所述脉搏波在超声图像中的血管壁上各检测点的传播速度；沿血管轴向方向在所述脉搏波所经过的血管壁段各检测点对应的位置，采用颜色、图案或图案的密度表示各检测点对应的传播速度，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图，显示时根据脉搏波传播到检测点的时间更新所述脉搏波传播状态图；其中各检测点在超声图像中的血管壁上沿血管轴向排布；或者，

获取所述脉搏波在超声图像中的血管壁上各检测点的传播速度；沿血管轴向方向在所述脉搏波经过当前检测点对应的位置，采用颜色、图案或图案的密度表示当前检测点对应的传播速度，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图，显示时根据脉搏波传播到检测点的时间更新所述脉搏波传播状态图；其中各检测点在超声图像中的血管壁上沿血管轴向排布；或者，

获取所述脉搏波在超声图像中的血管壁上各检测点的传播速度；沿血管轴向方向在与超声图像中的整段血管壁对应的位置，采用颜色、图案或图案的密度表示当前检测点对应的传播速度，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图，显示时根据脉搏波传播到检测点的时间更新所述脉搏波传播状态图；其中各检测点在超声图像中的血管壁上沿血管轴向排布；或者，

获取所述脉搏波在超声图像中的血管壁上各检测点的传播速度；沿血管轴向方向在所述脉搏波所经过的血管壁段各检测点对应的位置，采用颜色、图案或图案的密度表示当前检测点对应的传播速度，生成并显示沿血管轴向方向分布的脉搏波传播状态图，显示时根据脉搏波传播到检测点的时间更新所述脉搏波传播状态图；其中各检测点在超声图像中的血管壁上沿血管轴向排布。

41.如权利要求40所述的方法，其特征在于，还包括：根据所述超声数据获得超声图像中血管壁上沿血管轴向排布的各检测点达到波峰位置时的第二时间，在所述脉搏波传播状态图上用图标标识出当前波峰所处的检测点。

42.如权利要求41所述的方法，其特征在于，

根据所述超声数据获得由在血管壁上沿血管轴向传播的脉搏波所反映出的血管壁硬度表征量包括：根据所述超声数据获得所述脉搏波在超声图像中血管壁上沿血管轴向排布的各检测点的传播速度；

所述沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达还包括：根据用户输入的暂停指令，暂停所述脉搏波传播状态图的更新；根据人机交互装置光标的位置，在暂停的所述脉搏波传播状态图上显示所述光标位置最近的检测点的传播速度。

43.如权利要求12至18任一项所述的方法，其特征在于，所述沿血管轴向方向对血管壁硬度表征量进行可视化表达还包括：

当所述脉搏波传播经过所述超声图像的整段血管壁后，以图片的形式将各检测点对应的传播速度呈现出来。

44.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定时间段大于或等于一个心动周期。

45.一种超声成像设备，其特征在于，包括：

超声探头，用于向被检测血管发射超声波，并接收超声波的回波，获得回波信号；

发射电路，用于激励所述超声探头向被检测血管发射超声波；

接收电路，用于控制所述超声探头接收自被检测血管返回的超声波的回波，获得回波信号；

人机交互装置，用于获取用户的输入以及进行可视化输出；

处理器，用于执行以实现如权利要求1-44中任一项所述的方法。

46.一种超声成像设备，其特征在于包括：

存储器，用于存储程序；

处理器，用于执行所述存储器存储的程序，以实现如权利要求1-44中任意一项所述的方法。

47.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-44中任一项所述的方法。

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