CN113288218A - 一种用于超声血流成像的回波处理方法、成像方法及装置 - Google Patents

一种用于超声血流成像的回波处理方法、成像方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于超声血流成像的回波处理方法、成像方法及装置，方法包括：获取初始超声回波信号，初始超声回波信号为包含血流的人体组织结构返回的超声回波信号；混合信号，其中，混合信号用于抵消初始超声回波信号中组织加速度和组织速度，组织加速度为人体组织结构运动的加速度，组织速度为人体组织结构运动的速度；将初始超声回波信号与混合信号进行混合运算，得到目标超声回波信号。本方案，能有效滤除杂波，获得血流速度准确，对乳腺和血管等器官或者组织中的血流成像效果更好。

Description

一种用于超声血流成像的回波处理方法、成像方法及装置
技术领域
本发明涉及超声设备技术领域，具体涉及一种用于超声血流成像的回波处理方法、成像方法及装置。
背景技术
超声诊断仪器是利用超声检测技术，通过测量来了解人体组织结构的数据和形态。随着不断发展的新技术和广泛深入的临床诊断应用，进一步对超声血流成像方法和准确的超声诊断提出了新要求。
在目前的临床应用中，对乳腺和血管等器官或者组织中血流的检测，广泛应用多普勒效应超声成像技术来实现检测。与检测反射波的振幅以不同灰度显示组织的2D图像不同，彩色血流图像依赖于反射波的频移来测量从血液中反射的散射体速度。与多普勒频移直接相关的血流速度以彩色显示，并叠加在2D灰度解剖图像上。在叠加图像中每个像素处分配的颜色对应于测得的速度。但是，通过多普勒效应检测血流，从血液散射的信号会被从静止或缓慢移动的组织(如心肌和血管壁)散射的杂波信号干扰，这种杂波信号通常比血液信号高40dB。由于血流信号通常会比缓慢运动的组织产生的杂波信号更大的多普勒频移，因此可以使用高通滤波器将血流信号与杂波信号分离。通常使用自相关方法来估算血流速度。为了获得准确的流速，需要将杂波信号降低到低于血流信号的水平。通常只有大约10个样本可用实时彩色血流成像。因此在样本非常有限的情况下，高效滤波至关重要。
现有技术中存在利用自相关根据超声数据估计平均杂波速度的相关技术手段，然而该方式由于仅仅考虑杂波速度，从而计算得到的平均杂波速度，未能考虑到各个时刻的杂波速度的差异性，导致该差异被平均到各个位置上，进而导致最终获得的血流速度不够准确。
发明内容
因此，本发明要解决现有技术中由于高通滤波器无法准确地将杂波滤除导致获得的血流速度不准确的技术问题，从而提供一种用于超声血流成像的回波处理方法、成像方法及装置。
根据第一方面，本发明实施例提供一种用于超声血流成像的回波处理方法，包括：获取初始超声回波信号，所述初始超声回波信号为包含血流的人体组织结构返回的超声回波信号；混合信号，其中，所述混合信号用于抵消所述初始超声回波信号中组织加速度和组织速度，所述组织加速度为所述人体组织结构运动的加速度，所述组织速度为人体组织结构运动的速度；将所述初始超声回波信号与所述混合信号进行混合运算，得到目标超声回波信号。
结合第一方面，在第一方面的第一实施方式中，所述生成用于抵消所述初始超声回波信号中组织加速度和组织速度的混合信号，包括：对所述初始超声回波信号进行自相关运算，估算出所述组织加速度；根据所述组织加速度估算出所述组织速度；利用所述组织加速度和所述组织速度生成所述混合信号。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面的第二实施方式中，所述利用所述初始超声回波信号进行自相关运算，估算出所述组织加速度，包括：利用所述初始超声回波信号进行自相关运算，得到第一自相关数据，所述第一自相关数据用于表示所述初始超声回波信号中包含的人体组织结构运动速度信息；利用所述第一自相关数据进行自相关运算，得到所述第一自相关数据对应的第二自相关数据，所述第二自相关数据用于表示所述初始超声回波信号中包含的人体组织结构运动加速度信息；利用所述第二自相关数据估算出所述组织加速度。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面的第三实施方式中，所述根据所述组织加速度估算出所述组织速度，包括：生成用于抵消所述组织加速度的中间混合信号；将所述初始超声回波信号与所述中间混合信号进行混合运算，得到中间超声回波信号；利用所述中间超声回波信号进行自相关运算，估算出所述组织速度。
结合第一方面第二实施方式，在第一方面的第四实施方式中，通过以下公式估算出所述组织加速度：
Figure BDA0003131583690000031
其中，ωa表示所述组织加速度，Rk表示所述第二自相关数据，N表示所述初始超声回波信号中的采样点个数。
结合第一方面第四实施方式，在第一方面的第五实施方式中，通过以下公式计算得到所述中间混合信号：
Figure BDA0003131583690000032
其中，yk表示所述中间混合信号，j表示复数的虚部的符号，k取1,…,N。
结合第一方面第四实施方式，在第一方面的第六实施方式中，通过以下公式计算得到所述混合信号：
Figure BDA0003131583690000033
其中，
Figure BDA0003131583690000034
表示所述混合信号，ωc表示估算出的组织速度，j表示复数的虚部的符号，k取1,…,N。
根据第二方面，本发明实施例提供一种超声血流成像方法，包括：向扫描目标发射超声波束；接收经过所述扫描目标返回的初始超声回波信号；利用第一方面或第一方面任一实施方式所述的回波处理方法对所述初始超声回波信号进行处理，得到用于进行超声血流成像的超声回波信号；对所述超声回波信号进行滤波处理，得到滤波后的超声回波信号；利用滤波后的所述超声回波信号生成超声血流图像。
根据第三方面，本发明实施方式提供一种用于超声血流成像的回波处理装置，包括：获取模块，用于获取初始超声回波信号，所述初始超声回波信号为包含血流的人体组织结构返回的超声回波信号；生成模块，用于生成混合信号，其中，所述混合信号用于抵消所述初始超声回波信号中组织加速度和组织速度，所述组织加速度为所述人体组织结构运动的加速度，所述组织速度为人体组织结构运动的速度；混合模块，用于将所述初始超声回波信号与所述混合信号进行混合运算，得到目标超声回波信号。
根据第四方面，本发明实施方式提供一种超声血流成像装置包括：发送模块，用于向扫描目标发射超声波束；接收模块，用于接收经过所述扫描目标返回的初始超声回波信号；处理模块，用于利用第三方面所述的回波处理装置对所述初始超声回波信号进行处理，得到用于进行超声血流成像的超声回波信号；滤波模块，用于对所述超声回波信号进行滤波处理，得到滤波后的超声回波信号；成像模块，用于利用滤波后的所述超声回波信号生成超声血流图像。
根据第五方面，本发明实施方式提供一种超声设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或第一方面任一实施方式所述的回波处理方法，或者执行第二方面所述的超声血流成像方法。
根据第六方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行第一方面或第一方面任一实施方式所述的回波处理方法，或者执行第二方面所述的超声血流成像方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的用于超声血流成像的回波处理方法、成像方法及装置，通过获取初始超声回波信号，生成用于抵消所述初始超声回波信号中组织加速度和组织速度的混合信号，将所述初始超声回波信号与所述混合信号进行混合运算，得到目标超声回波信号。其中，通过生成用于抵消所述初始超声回波信号中组织加速度和组织速度的混合信号，可以使得较低的脉冲重复频率(PRF)对相对较慢的血流成像时，通过抵消组织加速度和速度超声的偏差，解决了仅考虑杂波频率难以将杂波减小到低于血流的水平的问题，进而得到准确的目标血流速度，进而获得准确的目标超声回波信号，使得对乳腺和血管等器官或者组织中的血流成像更加准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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1中回波处理方法的一个具体示例的流程图；
图2为本发明实施例1中回波处理方法的一个具体示例的流程图；
图3为本发明实施例1中回波处理方法的一个具体示例的流程图；
图4为本发明实施例1中回波处理方法的一个具体示例的流程图；
图5为本发明实施例1中回波处理方法的分组数据xk(N＝8)的极坐标示意图；
图6为本发明实施例1中回波处理方法的中间混合信号的极坐标示意图；
图7为本发明实施例1中回波处理方法的间超声回波信号的极坐标示意图；
图8为本发明实施例1中回波处理方法的混合信号的极坐标示意图；
图9为本发明实施例1中回波处理方法的目标超声回波信号的极坐标示意图；
图10为本发明实施例1中回波处理方法的在不同阶段的调整后的回波信号的频谱图；
图11为本发明实施例2中超声血流成像方法的一个具体示例的流程图；
图12为本发明实施例2中回超声血流成像方法的超声成像系统的总体框图；
图13为本发明实施例2中回超声血流成像方法的自适应色流处理器的示意图；
图14为本发明实施例3中回波处理装置的一个具体示例的原理框图；
图15为本发明实施例4中超声血流成像装置的一个具体示例的原理框图；
图16为本发明实施例5中一种超声设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例
实施例1
本实施例提供一种用于超声血流成像的回波处理方法，如图1所示，包括如下步骤：
S2：获取初始超声回波信号，所述初始超声回波信号为包含血流的人体组织结构返回的超声回波信号。
初始超声回波信号可以是超声换能器向人体组织结构发送的超声波，经过换能器上基元接收到的超声回波信号，该超声回波信号可以是被延迟或者波束合成实现的聚焦波束，得到的I/Q数据，该数据可以先存储在缓冲区中，用于进行后续处理。本发明实施例中所述的回波处理方法就是在该超声回波信号做高通滤波器处理之前，对超声回波信号进行处理。
S4：生成混合信号，其中，所述混合信号用于抵消所述初始超声回波信号中组织加速度和组织速度，所述组织加速度为所述人体组织结构运动的加速度，所述组织速度为人体组织结构运动的速度。
本发明实施例中，组织加速度可以是指人体组织运动产生的加速度，组织速度可以是指人体组织运动产生的速度。在获取到初始超声回波信号之后，可以初始超声回波信号的自相关处理，然后估算出相应的组织加速度和组织速度，再生成用于抵消该组织加速度和组织速度的混合信号，该混合信号可以抵消超声回波信号中人体组织结构运动的加速度和速度。
本发明实施例中，初始超声回波信号中包含有杂波信号，该杂波信号主要是由人体组织结构运动产生的，通过生成混合信号，用于抵消人体组织结构运动产生的加速度和速度，从而可以混合得到仅包含静态杂波的超声回波信号。
S6：将所述初始超声回波信号与所述混合信号进行混合运算，得到目标超声回波信号。
在生成混合信号之后，将其与初始超声回波信号进行混合运算，从而抵消初始超声回波信号中人体组织结构运动所超声的分量，得到目标超声回波信号，也即是用于进行超声血流成像的血流回波信号，也即是仅包含静态杂波超声回波信号。在得到该目标超声回波信号之后，利用高通滤波器对其进行滤波处理。
根据本发明实施例，通过生成用于抵消人体组织结构运动的组织加速度和组织速度的混合信号，将其与初始超声回波信号进行混合运算，从而抵消初始超声回波信号中的组织加速度和组织速度的偏移分量，由于引入了组织加速度的影响因素，相对于仅考虑组织速度的分量而言，其准确性更高，进而能够在超声血流成像中确定出更准确的血流速度。
作为一种可选实施方式，参见图2所示，步骤S4中生成用于抵消所述初始超声回波信号中组织加速度和组织速度的混合信号，包括：
S42：对所述初始超声回波信号进行自相关运算，估算出所述组织加速度。
自相关是指信号在1个时刻的瞬时值与另1个时刻的瞬时值之间的依赖关系。通过对初始回波信号进行一次或者多次自相关运算可以确定出组织加速度对信号的影响，从而估算出组织加速度。
具体的，步骤S42中所述利用所述初始超声回波信号进行自相关运算，估算出所述组织加速度，可以包括：
S422：利用所述初始超声回波信号进行自相关运算，得到第一自相关数据，所述第一自相关数据用于表示所述初始超声回波信号中包含的人体组织结构运动速度信息；
S424：利用所述第一自相关数据进行自相关运算，得到所述第一自相关数据对应的第二自相关数据，所述第二自相关数据用于表示所述初始超声回波信号中包含的人体组织结构运动加速度信息；
S426：利用所述第二自相关数据估算出所述组织加速度。
本发明实施例中，第一次自相关运算可以确定出速度的相关性数据，也即是第一自相关数据，然后对该数据再进行第二次自相关运算，从而可以获得组织加速度的相关性数据，即第二自相关数据，然后利用该数据估算出组织加速度。
S44：根据所述组织加速度估算出所述组织速度。
由于组织速度受到组织加速度的影响，本发明实施例中，通过估算出的组织加速度估算出组织速度，从而得到人体组织结构运动的组织加速度和组织速度。
在本发明实施例中，参见图4所示，步骤S44中所述根据所述组织加速度估算出所述组织速度，包括：
S442：生成用于抵消所述组织加速度的中间混合信号；
S444：将所述初始超声回波信号与所述中间混合信号进行混合运算，得到中间超声回波信号；
S446：利用所述中间超声回波信号进行自相关运算，估算出所述组织速度。
本发明实施例中，通过先生成抵消组织加速度的中间混合信号，然后抵消初始超声回波信号中的组织加速度分量，使得处理后的中间超声回波信号中仅存在组织速度分量的干扰因素，这种情况下，通过中间超声回波信号进行自相关运算，确定出信号之间的相关关系，从而估算出组织速度，相对于直接自相关处理得到的组织速度更加准确，进而提高了组织加速度和组织速度的消除效果。
S46：利用所述组织加速度和所述组织速度生成所述混合信号。
在本发明实施例中，在用于超声血流成像的回波处理方法过程中，首先获取初始的超声回波信号，所述获取的初始的超声回波信号中其中包含血流的人体组织结构返回的超声回波信号，利用所述初始超声回波信号进行自相关运算，得到第一自相关数据，利用所述第一自相关数据进行自相关运算，得到所述第一自相关数据对应的第二自相关数据，利用所述第二自相关数据估算出所述组织加速度；接着根据所述组织加速度估算出所述组织速度，生成用于抵消所述组织加速度的中间混合信号，将所述初始超声回波信号与所述中间混合信号进行混合运算，得到中间超声回波信号，利用所述中间超声回波信号进行自相关运算，估算出所述组织速度；随后利用所述组织加速度和所述组织速度生成所述混合信号。
上述用于超声血流成像的回波处理方法，通过生成用于抵消所述初始超声回波信号中组织加速度和组织速度的混合信号，可以使得较低的脉冲重复频率(PRF)对相对较慢的血流成像时，通过抵消组织加速度和速度超声的偏差，解决了仅考虑杂波频率难以将杂波减小到低于血流的水平的问题，不仅可以计算得到的杂波速度，也可以考虑到各个时刻的杂波速度的差异性，进而得到准确的目标血流速度，进而获得准确的目标超声回波信号，使得对乳腺和血管等器官或者组织中的血流成像更加准确。
下面结合图13的具体示例，对本发明的实施方式进行详细介绍。本发明实施例中，系统将生成的短脉冲发送至超声换能器，通过超声换能器发送至人体组织结构，从人体组织结构返回的回波将被换能器中的每个基元接收。来自每个基元的接收信号被适当地延迟或波束合成以实现聚焦波束。将该聚焦波束合成I/Q数据，存储在缓冲区M中，在为每个I/Q数据点获取指定数量的样本后，将从缓冲区M中读取整个I/Q分组数据包并将其发送到血流处理。分组数据包也即是初始超声回波信号，可以表示为复变量xk，其中k＝1，..，N，N是所获取的样本的数量。
利用所述初始超声回波信号进行自相关运算，得到第一自相关数据，参见图5所示，显示了初始超声回波信号xk(N＝8)的极坐标示意图，其中杂波信号占绝对优势。数据点之间变化的角度间隔表示不仅存在组织运动速度，而且还存在组织加速度。初始超声回波信号xk经过第一个自相关器Z1，该第一自相关器Z1用于进行速度矢量自动校正得到第一自相关数据，具体地通过以下公式(1-1)估算出第一自相关数据：
rk＝xk *·xk+1 (1-1)
其中rk表示所述第一自相关数据，rk是xk的第一自相关数据，k＝1，…，N-1，星号(*)是复数的共轭数。
由于需要考虑组织运动加速度，因此自相关数据rk将继续经历第二自相关器Z2进行自相关操作。通过以下公式(1-2)估算出第二自相关数据：
Rk＝rk *·rk+1 (1-2)
其中，Rk表示所述第二自相关数据，Rk是rk的自相关数据，且k＝1，..，N-2，星号(*)是复数的共轭数。
同时，第二自相关器Z2利用所述第二自相关数据估算出所述组织加速度，通过以下公式(1-3)估算出所述组织加速度：
Figure BDA0003131583690000101
其中，ωa表示所述组织加速度，Rk表示所述第二自相关数据，N表示所述初始超声回波信号中的采样点个数，也即是样本数量。
在估算出组织加速度之后，可以生成用于抵消所述组织加速度的中间混合信号，具体通过以下公式(1-4)计算得到所述中间混合信号：
Figure BDA0003131583690000102
其中，yk表示所述中间混合信号，j表示复数的虚部的符号，即
Figure BDA0003131583690000103
(后面同理)，k取1,…,N；上方角度中的负号专门用于抵消数据包数据xk中的组织加速度。中间混合信号如图6所示。
将所述初始超声回波信号与所述中间混合信号经过第一混合运算器M1进行混合运算，得到中间超声回波信号，如图7所示。具体地，通过第一延时缓冲器D1获取初始超声回波信号xk，再将其与中间混合信号yk相乘，通过以下公式(1-5)计算得到所述中间超声回波信号：
zk＝xk·yk (1-5)
其中，zk表示所述中间超声回波信号。
利用所述中间超声回波信号经过第三自相关器Z3进行第三自相关运算，得到所述中间超声回波信号对应的第三自相关数据，用于进行组织速度估计，具体地，通过以下公式(1-6)计算得到所述第三自相关数据：
Figure BDA0003131583690000111
其中，
Figure BDA0003131583690000112
表示所述第三自相关数据，
Figure BDA0003131583690000113
是zk的自相关数据，且k＝1,…,N-1，星号(*)是复数的共轭数。
利用所述第三自相关数据估算出所述组织速度，通过以下公式(1-7)计算得到估算出的组织速度：
Figure BDA0003131583690000114
其中，ωc表示所述估算出的组织速度，
Figure BDA0003131583690000115
表示所述第三自相关数据，
参见图8所示，显示了一种混合信号的极坐标示意图，混合信号发生器MG利用所述组织加速度和所述组织速度进行混合，生成混合信号，通过以下公式(1-8)计算得到所述混合信号：
Figure BDA0003131583690000116
其中，
Figure BDA0003131583690000117
表示所述混合信号，ωc表示估算出的组织速度，j表示复数的虚部的符号，k取1,…,N。
参见图9所示，显示了目标超声回波信号的极坐标示意图，可以看出所有数据点都在零附近聚集。具体地，先通过第二延时缓冲器获取初始超声回波信号，再利用第二混合运算器M2将所述初始超声回波信号与所述混合信号进行混合运算，得到目标超声回波信号，通过以下公式(1-9)计算得到所述目标超声回波信号：
Figure BDA0003131583690000118
其中，
Figure BDA0003131583690000119
表示所述目标超声回波信号。将目标超声回波信号发送至高通滤波器WF进行滤波处理，之后，再进行第四自相关器Z4实现更准确的血流速度，功率和方差估计。
参见图10所示，显示了在不同阶段处理的数据的频谱。实线是xk的频谱，由于组织的速度和加速度，峰值频率不接近DC。虚线是调整后的中间超声回波信号zk的频谱，其在补偿组织加速度之后具有接近于DC的峰值频率。点划线是最终调整后的目标超声回波信号
Figure BDA00031315836900001110
的频谱，在组织速度和加速度得到补偿后，该频谱在DC处具有峰值频率。与原始回波数据xk相比，最终调整后的目标超声回波信号
Figure BDA0003131583690000121
具有接近DC的平均多普勒频率，并且可以通过高通壁滤波器进行更有效的滤波。因此，可以实现更准确的血流速度，功率和方差估计。
实施例2
本实施例提供一种超声血流成像方法，参见图11所示，包括如下步骤：
S1：向扫描目标发射超声波束；扫描目标即为上述实施例中的人体组织结构。
S3：接收经过所述扫描目标返回的初始超声回波信号；
S5：利用实施例1所述的回波处理方法对所述初始超声回波信号进行处理，得到用于进行超声血流成像的超声回波信号；
S7：对所述超声回波信号进行滤波处理，得到滤波后的超声回波信号；
S9：利用滤波后的所述超声回波信号生成超声血流图像。
参见图12和图13所示，超声换能器10通过收发模块20进行两种模式的处理。具体地，上述超声血流成像方法，通过向扫描目标发射超声波束，包括系统控制器70使系统的发送部分生成短脉冲并将其发送到换能器；接收经过所述扫描目标返回的初始超声回波信号，包括从人体组织结构返回的回波将被换能器中的每个基元接收，来自每个基元的接收信号被适当地延迟或波束合成以实现聚焦波束；这些聚焦波束将在后面进行一些操作，包括带通滤波和I/Q数据生成。超声回波信号对应的I/Q数据被发送到B模式处理模块30，以生成2D灰度图像，或利用回波处理方法对所述初始超声回波信号进行处理，得到用于进行超声血流成像的超声回波信号，利用滤波后的所述超声回波信号生成超声血流图像，随后B模式处理模块30和彩色血流处理模块40的输出将经过扫描转换模块50叠加在一起。最后，将生成的图像发送到显示器60进行显示，通过利用实施例1所述的回波处理方法对所述初始超声回波信号进行处理，得到用于进行超声血流成像的超声回波信号，对所述超声回波信号进行滤波处理，得到滤波后的超声回波信号，利用滤波后的所述超声回波信号生成超声血流图像，基于超声信号的多普勒频移来提高色流测量的准确性和灵敏度，通过自动将接收到的回声信号偏移与其测量的加速度和速度相反的量，使得来自加速的组织的信号分量将有效地偏移到滤波器的DC。与不考虑组织加速度仅估计组织运动的平均速度相比，可以更有效地将杂波频率转换为DC。这样，壁滤波器的阻带的宽度不需要变宽以滤除组织加速度中成分。因此，任何速度高于壁式滤波器的截止阈值的血流信号都可以保持完整。壁式滤波器的输出主要是由于血液流动造成的，这样进行的测量不会因更大的加速血管壁成分而变形。通过补偿由于移动组织的加速度和速度引起的多普勒频移，自适应调整的回波信号将允许高通滤波器有效地去除杂波信号。
实施例3
本实施例提供一种用于超声血流成像的回波处理装置，如图14所示，包括：
获取模块142，用于获取初始超声回波信号，所述初始超声回波信号为包含血流的人体组织结构返回的超声回波信号；
生成模块144，用于生成混合信号，其中，所述混合信号用于抵消所述初始超声回波信号中组织加速度和组织速度，所述组织加速度为所述人体组织结构运动的加速度，所述组织速度为人体组织结构运动的速度；
混合模块146，用于将所述初始超声回波信号与所述混合信号进行混合运算，得到目标超声回波信号。
上述装置，所述获取模块包括I/Q接收解调，接收解调初始超声回波信号，并将其进行存储，其在I/Q中接收解调的回波信号并输出包含杂波速度的矢量；所述生成模块包括第一自相关运算器，执行第一自相关程序指令，得出第一自相关数据，其接收杂波速度矢量并输出估计的组织加速度；所述生成模块包括第二自相关运算器，执行第二自相关程序指令，得出第二自相关数据；利用所述第二自相关数据估算出所述组织加速度；所述混合模块包括第一混合运算器，其将原始回波信号与反相的加速度矢量相乘，并输出无加速度的矢量生成用于抵消所述组织加速度的中间混合信号，所述初始超声回波信号与所述中间混合信号进行混合运算，得到中间超声回波信号；所述生成模块包括第三自相关运算器，执行第三自相关程序指令，得出第三自相关数据，利用所述中间超声回波信号进行第三自相关运算，得到所述中间超声回波信号对应的第三自相关数据，利用所述第三自相关数据估算出所述组织速度；所述混合模块包括第二混合运算器，将原始回波信号与混合信号相混合，用所述组织加速度和所述组织速度进行混合，生成混合信号，将所述初始超声回波信号与所述混合信号进行混合运算，得到目标超声回波信号。
实施例4
本实施例提供一种超声血流成像装置，如图15所示，包括：
发送模块151，用于向扫描目标发射超声波束；
接收模块153，用于接收经过所述扫描目标返回的初始超声回波信号；
处理模块155，用于使用上述实施例所述的回波处理装置对所述初始超声回波信号进行处理，得到用于进行超声血流成像的超声回波信号；
滤波模块157，用于对所述超声回波信号进行滤波处理，得到滤波后的超声回波信号；
成像模块159，用于利用滤波后的所述超声回波信号生成超声血流图像。
上述装置，所述发送模块151包括系统控制使系统的发送部分生成短脉冲并将其发送到发生器(换能器)，向扫描目标发射超声波束；所述接收模块153包括接收器(换能器)，从人体组织结构返回的回波将被接收器(换能器)中的每个基元接收，并发送到处理模块，处理模块155包括回波处理装置，用于血流成像的血流处理，处理模块155包括B模式结构，生成2D灰度图像，滤波模块157包括高通自适应壁滤器，用于对所述超声回波信号进行滤波处理，得到滤波后的超声回波信号，成像模块159包括利用滤波后的所述超声回波信号生成超声血流图像，成像模块159还包括B模式结构生成2D灰度图像和超声回波信号生成超声血流图像进行扫描转换并叠加融合，将生成的图像发送到显示器。
实施例5
本施例提供一种超声设备，如图16所示，包括：超声主机和超声探头，超声主机包括：
超声波发生电路，用于产生波形数据并与超声探头连接，进而向被探测组织发射超声波，超声波组织反射后超声探头接收到超声回波信号，并输出至处理器。
处理器用于接收超声探头返回的超声回波信号，对接收到的超声回波信号进行处理，并生成超声图像，将生成的超声图像输出至显示器。处理器162可以为中央处理器162(Central Processing Unit，CPU)。处理器162还可以为其他通用处理器162、数字处理器162(Digital Signal Processor，DSP)、图形处理器162(Graphics Processing Unit，GPU)、嵌入式神经网络处理器162(Neural-network Processing Unit，NPU)或者其他专用的深度学习协处理器162、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(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、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
显示器用于显示超声图像。
存储器161作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的回波处理方法对应的程序指令/模块，或者超声血流成像方法对应的程序指令/模块。处理器162通过运行存储在存储器161中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器162的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的超声血流成像的回波处理方法，或者超声血流成像方法。
存储器161可以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系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器162所创建的数据等。此外，存储器161可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器、闪存器、或其他非暂态固态存储器。在一些实施例中，存储器161可选相对于处理器162远程设置的存储器161，这些远程存储器161可以通过网络连接至处理器162。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的超声血流成像的回波处理方法，或者超声血流成像方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器161(FlashMemory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器161的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种用于超声血流成像的回波处理方法，其特征在于，包括：
获取初始超声回波信号，所述初始超声回波信号为包含血流的人体组织结构返回的超声回波信号；
生成混合信号，其中，所述混合信号用于抵消所述初始超声回波信号中组织加速度和组织速度，所述组织加速度为所述人体组织结构运动的加速度，所述组织速度为人体组织结构运动的速度；
将所述初始超声回波信号与所述混合信号进行混合运算，得到目标超声回波信号。
2.根据权利要求1所述的回波处理方法，其特征在于，所述生成混合信号，包括：
对所述初始超声回波信号进行自相关运算，估算出所述组织加速度；
根据所述组织加速度估算出所述组织速度；
利用所述组织加速度和所述组织速度生成所述混合信号。
3.根据权利要求2所述的回波处理方法，其特征在于，所述对所述初始超声回波信号进行自相关运算，估算出所述组织加速度，包括：
利用所述初始超声回波信号进行自相关运算，得到第一自相关数据，所述第一自相关数据用于表示所述初始超声回波信号中包含的人体组织结构运动速度信息；
利用所述第一自相关数据进行自相关运算，得到所述第一自相关数据对应的第二自相关数据，所述第二自相关数据用于表示所述初始超声回波信号中包含的人体组织结构运动加速度信息；
利用所述第二自相关数据估算出所述组织加速度。
4.根据权利要求2所述的回波处理方法，其特征在于，所述根据所述组织加速度估算出所述组织速度，包括：
生成用于抵消所述组织加速度的中间混合信号；
将所述初始超声回波信号与所述中间混合信号进行混合运算，得到中间超声回波信号；
利用所述中间超声回波信号进行自相关运算，估算出所述组织速度。
5.根据权利要求3所述的回波处理方法，其特征在于，通过以下公式估算出所述组织加速度：
Figure FDA0003131583680000021
其中，ωa表示所述组织加速度，Rk表示所述第二自相关数据，N表示所述初始超声回波信号中的采样点个数。
6.根据权利要求4所述的回波处理方法，其特征在于，通过以下公式计算得到所述中间混合信号：
Figure FDA0003131583680000022
其中，yk表示所述中间混合信号，j表示复数的虚部的符号，k取1,…,N。
7.根据权利要求5所述的回波处理方法，其特征在于，通过以下公式计算得到所述混合信号：
Figure FDA0003131583680000023
其中，
Figure FDA0003131583680000024
表示所述混合信号，ωc表示估算出的组织速度，j表示复数的虚部的符号，k取1,…,N。
8.一种超声血流成像方法，其特征在于，包括：
向扫描目标发射超声波束；
接收经过所述扫描目标返回的初始超声回波信号；
利用权利要求1至7任一项所述的回波处理方法对所述初始超声回波信号进行处理，得到用于进行超声血流成像的超声回波信号；
对所述超声回波信号进行滤波处理，得到滤波后的超声回波信号；
利用滤波后的所述超声回波信号生成超声血流图像。
9.一种用于超声血流成像的回波处理装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取初始超声回波信号，所述初始超声回波信号为包含血流的人体组织结构返回的超声回波信号；
生成模块，用于生成混合信号，其中，所述混合信号用于抵消所述初始超声回波信号中组织加速度和组织速度，所述组织加速度为所述人体组织结构运动的加速度，所述组织速度为人体组织结构运动的速度；
混合模块，用于将所述初始超声回波信号与所述混合信号进行混合运算，得到目标超声回波信号。
10.一种超声血流成像装置，其特征在于，包括：
发送模块，用于向扫描目标发射超声波束；
接收模块，用于接收经过所述扫描目标返回的初始超声回波信号；
处理模块，用于利用所述权利要求9所述的回波处理装置对所述初始超声回波信号进行处理，得到用于进行超声血流成像的超声回波信号；
滤波模块，用于对所述超声回波信号进行滤波处理，得到滤波后的超声回波信号；
成像模块，用于利用滤波后的所述超声回波信号生成超声血流图像。
11.一种超声设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-7中任一项所述的回波处理方法，或者执行权利要求8所述的超声血流成像方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1-7中任一项所述的回波处理方法，或者执行权利要求8所述的超声血流成像方法。
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