CN113509209A - 一种眼科超声成像方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种眼科超声成像方法及装置，该方法包括：采用第一发射电压和第一成像参数对目标组织进行超声成像，得到第一超声图像；基于第一发射电压和第一发射频率得到第一机械指数；基于第一超声图像确定目标组织是否包含眼睛；当目标组织包含眼睛、且第一机械指数超过预设阈值时，将第一发射电压降低为第二发射电压，使第一机械指数降低为不超过预设阈值的第二机械指数，并将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数，基于第二成像参数进行超声成像所得到的图像质量高于基于第一成像参数进行超声成像所得到的图像质量；采用第二发射电压和第二成像参数对目标组织进行超声成像，得到第二超声图像。本方案能够保证眼部安全并提高超声成像的质量。

Description

一种眼科超声成像方法及装置
技术领域
本申请涉及超声成像技术领域，更具体地涉及一种眼科超声成像方法及超声成像装置。
背景技术
超声成像作为现代医学影像技术中使用最广的检查手段，由于其成本低廉、成像快速、可靠性高等优点而被广泛应用于人类疾病的诊断中。然而，尽管超声检查被认为是安全无辐射的，但还是存在一些机械效应和热效应，超声波是机械振动能量的传播，超声波传播过程中的机械效应可能会造成某些生物效应，对健康产生危害。
在眼科超声检查中，由于眼睛属于非常敏感的器官，如果超声传递到眼睛的能量足够大将导致组织和/或液体的空化，可能给眼睛带来损伤。尽管大多数超声操作者接受过超声安全使用的培训，但在实际检查中，由于操作错误或操作不规范，仍可能存在使用非眼科专用设置进行眼睛检查的情况，可能给眼睛带来损伤。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本申请的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
本申请实施例第一方面提供了一种眼科超声成像方法，所述方法包括：采用第一发射电压和第一成像参数对目标组织进行超声成像，以得到所述目标组织的第一超声图像，所述第一成像参数包括以下至少一项：第一线密度、第一焦点数量、第一焦点位置、第一空间复合角度数、第一噪声抑制参数、第一图像增强参数以及第一发射频率；基于所述第一发射电压和所述第一发射频率得到第一机械指数；基于所述第一超声图像确定所述目标组织是否包含眼睛；当确定所述目标组织包含眼睛、且所述第一机械指数超过预设阈值时，将所述第一发射电压降低为第二发射电压，使所述第一机械指数降低为小于或等于所述预设阈值的第二机械指数，同时将至少一项所述第一成像参数调节为第二成像参数，其中，所述预设阈值为满足眼部超声成像安全要求的阈值，基于所述第二成像参数进行超声成像所得到的图像质量高于基于所述第一成像参数进行超声成像所得到的图像质量；采用所述第二发射电压和所述第二成像参数对所述目标组织进行超声成像，以得到所述目标组织的第二超声图像。
本申请实施例第二方面提供了一种眼科超声成像方法，所述方法包括：采用第一发射电压和第一成像参数对目标组织进行超声成像，以得到所述目标组织的第一超声图像，所述第一成像参数至少包括第一发射频率；基于所述第一发射电压和所述第一发射频率得到第一机械指数；基于所述第一超声图像确定所述目标组织是否包含眼睛；当确定所述目标组织包含眼睛、且所述第一机械指数超过预设阈值时，将所述第一发射电压降低为第二发射电压，使所述第一机械指数降低为小于或等于所述预设阈值的第二机械指数，同时将至少一项所述第一成像参数调节为第二成像参数，其中，所述预设阈值为满足眼部超声成像安全要求的阈值，基于所述第二成像参数进行超声成像所得到的图像质量高于基于所述第一成像参数进行超声成像所得到的图像质量；采用所述第二发射电压和所述第二成像参数对所述目标组织进行超声成像，以得到所述目标组织的第二超声图像。
本申请实施例第三方面提供了一种超声成像装置，包括：超声探头；发射电路，用于激励所述超声探头向目标组织发射超声波；接收电路，用于控制所述超声探头接收所述超声波的回波，以获得所述超声波的回波信号；处理器，用于执行如上所述的眼科超声成像方法的步骤。
根据本申请实施例的眼科超声成像方法和超声成像装置能够在保证眼部安全的同时提高眼部超声成像的图像质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
在附图中：
图1示出根据本申请实施例的超声成像装置的示意性框图；
图2示出根据本申请一实施例的眼科超声成像方法的示意性流程图；
图3示出根据本申请另一实施例的眼科超声成像方法的示意性流程图。
具体实施方式
为了使得本申请的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。基于本申请中描述的本申请实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本申请的保护范围之内。
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是，本申请能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本申请的范围完全地传递给本领域技术人员。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本申请，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本申请提出的技术方案。本申请的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本申请还可以具有其他实施方式。
下面，首先参考图1描述根据本申请一个实施例的超声成像装置，图1示出了根据本申请实施例的超声成像装置100的示意性结构框图。
如图1所示，超声成像装置100包括超声探头110、发射电路112、接收电路114、处理器116和显示器118。进一步地，超声成像装置还可以包括发射/接收选择开关120和波束合成模块122，发射电路112和接收电路114可以通过发射/接收选择开关120与超声探头110连接。
超声探头110包括多个换能器阵元，多个换能器阵元可以排列成一排构成线阵，或排布成二维矩阵构成面阵，多个换能器阵元也可以构成凸阵列。换能器阵元用于根据激励电信号发射超声波，或将接收的超声波转换为电信号，因此每个换能器阵元可用于实现电脉冲信号和超声波的相互转换，从而实现向被测对象的目标区域的组织发射超声波、也可用于接收经组织反射回的超声波回波。在进行超声检测时，可通过发射序列和接收序列控制哪些换能器阵元用于发射超声波，哪些换能器阵元用于接收超声波，或者控制换能器阵元分时隙用于发射超声波或接收超声波的回波。参与超声波发射的换能器阵元可以同时被电信号激励，从而同时发射超声波；或者，参与超声波束发射的换能器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。
在超声成像过程中，发射电路112将经过延迟聚焦的发射脉冲通过发射/接收选择开关120发送到超声探头110。超声探头110受发射脉冲的激励而向被测对象的目标区域的组织发射超声波束，经一定延时后接收从目标区域的组织反射回来的带有组织信息的超声回波，并将此超声回波重新转换为电信号。接收电路114接收超声探头110转换生成的电信号，获得超声回波信号，并将这些超声回波信号送入波束合成模块122，波束合成模块122对超声回波数据进行聚焦延时、加权和通道求和等处理，然后送入处理器116。处理器116对超声回波信号进行信号检测、信号增强、数据转换、对数压缩等处理形成超声图像。处理器116得到的超声图像可以在显示器118上显示，也可以存储于存储器124中。
可选地，处理器116可以实现为软件、硬件、固件或其任意组合，并且可以使用单个或多个专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、单个或多个通用集成电路、单个或多个微处理器、单个或多个可编程逻辑器件、或者前述电路和/或器件的任意组合、或者其他适合的电路或器件。并且，处理器116可以控制所述超声成像装置100中的其它组件以执行本说明书中的各个实施例中的方法的相应步骤。
显示器118与处理器116连接，显示器118可以为触摸显示屏、液晶显示屏等；或者，显示器118可以为独立于超声成像装置100之外的液晶显示器、电视机等独立显示器；或者，显示器118可以是智能手机、平板电脑等电子设备的显示屏，等等。其中，显示器118的数量可以为一个或多个。
显示器118可以显示处理器116得到的超声图像。此外，显示器118在显示超声图像的同时还可以提供给用户进行人机交互的图形界面，在图形界面上设置一个或多个被控对象，提供给用户利用人机交互装置输入操作指令来控制这些被控对象，从而执行相应的控制操作。例如，在图形界面上显示图标，利用人机交互装置可以对该图标进行操作，用来执行特定的功能，例如在超声图像上绘制出感兴趣区域框等。
可选地，超声成像装置100还可以包括显示器118之外的其他人机交互装置，其与处理器116连接，例如，处理器116可以通过外部输入/输出端口与人机交互装置连接，外部输入/输出端口可以是无线通信模块，也可以是有线通信模块，或者两者的组合。外部输入/输出端口也可基于USB、如CAN等总线协议、和/或有线网络协议等来实现。
其中，人机交互装置可以包括输入设备，用于检测用户的输入信息，该输入信息例如可以是对超声波发射/接收时序的控制指令，可以是在超声图像上绘制出点、线或框等的操作输入指令，或者还可以包括其他指令类型。输入设备可以包括键盘、鼠标、滚轮、轨迹球、移动式输入设备(例如带触摸显示屏的移动设备、手机等等)、多功能旋钮等等其中之一或者多个的结合。人机交互装置还可以包括诸如打印机之类的输出设备。
超声成像装置100还可以包括存储器124，用于存储处理器执行的指令、存储接收到的超声回波、存储超声图像，等等。存储器可以为闪存卡、固态存储器、硬盘等。其可以为易失性存储器和/或非易失性存储器，为可移除存储器和/或不可移除存储器等。
应理解，图1所示的超声成像装置100所包括的部件只是示意性的，其可以包括更多或更少的部件。本申请对此不限定。
下面参照图2描述本申请实施例提出的眼科超声成像方法，图2是本申请实施例的眼科超声成像方法200的一个示意性流程图。具体地，本申请实施例的眼科超声成像方法200包括如下步骤：
在步骤S210，采用第一发射电压和第一成像参数对目标组织进行超声成像，以得到所述目标组织的第一超声图像，所述第一成像参数包括以下至少一项：第一线密度、第一焦点数量、第一焦点位置、第一空间复合角度数、第一噪声抑制参数、第一图像增强参数以及第一发射频率；
在步骤S220，基于所述第一发射电压和所述第一发射频率得到第一机械指数；
在步骤S230，基于所述第一超声图像确定所述目标组织是否包含眼睛；
在步骤S240，当确定所述目标组织包含眼睛、且所述第一机械指数超过预设阈值时，将所述第一发射电压降低为第二发射电压，使所述第一机械指数降低为小于或等于所述预设阈值的第二机械指数，同时将至少一项所述第一成像参数调节为第二成像参数，其中，所述预设阈值为满足眼部超声成像安全要求的阈值，基于所述第二成像参数进行超声成像所得到的图像质量高于基于所述第一成像参数进行超声成像所得到的图像质量；
在步骤S250，采用所述第二发射电压和所述第二成像参数对所述目标组织进行超声成像，以得到所述目标组织的第二超声图像。
本申请实施例的眼科超声成像方法200在确定当前扫查的目标组织包含眼睛时降低发射电压，从而使机械指数降低至安全范围内，保证了眼部的安全性，避免出现安全隐患；由于降低发射电压将影响成像质量，因此，本申请实施例在降低发射电压的同时，还自适应地对成像参数进行了调节，从而避免了由于降低发射电压而导致图像质量变差的问题。
具体地，在步骤S210，采用第一发射电压和第一成像参数对目标组织进行超声成像，以得到目标组织的第一超声图像，第一成像参数包括以下至少一项：第一线密度、第一焦点数量、第一焦点位置、第一空间复合角度数、第一噪声抑制参数、第一图像增强参数以及第一发射频率。本申请实施例的第一成像参数是指除了第一发射电压以外的其他成像参数。第一成像参数可以是超声成像装置默认的成像参数。
示例性地，参见图1，在超声成像过程中，发射电路112将一组经过延迟聚焦的脉冲发送到超声探头110，以激励超声探头110向目标组织发射超声波。接收电路114控制超声探头110接收到目标组织反射回的超声回波后，将其转化为电信号，由波束合成模块122对多次发射和接收得到的超声回波信号进行相应的延时与加权求和处理，实现波束合成，再送入处理器116进行后续的信号处理，以得到目标组织的第一超声图像。
在步骤S220，基于第一发射电压和第一发射频率得到第一机械指数。机械指数(MI)的定义为：
Figure BDA0003206815580000071
其中，Pr表示考虑组织衰减的超声波的峰值稀疏压力，主要与发射电压(或发射功率，发射与发射电压的平方成正比)有关。发射电压越小，Pr越小，MI也就越小。fc为发射频率，fc越大，MI越小。由于发射电压对机械指数影响较大，并且其调节相对简单，因此，本申请实施例中，主要通过调节发射电压来降低机械指数。
在步骤S230，基于第一超声图像确定目标组织是否包含眼睛。示例性地，可以采用以下两种方式对第一超声图像进行图像识别，以确定目标组织是否包含眼睛：
第一种方式为直接对扫查得到的第一超声图像进行分类，以确定第一超声图像是否为眼睛切面图像，若确定第一超声图像为眼睛切面图像，则确定目标组织包含眼睛。
为了对第一超声图像进行分类，需要预先构建数据库。数据库中包含了多幅眼睛切面图像和非眼睛切面图像，每幅超声图像均有对应的类别标签(例如眼科或非眼科)。构建好数据库后，再设计机器学习算法，学习数据库中可以区别眼睛切面图像和非眼睛切面图像的图像特征，以实现对第一超声图像的分类。特征提取方法可以是提取传统的PCA、LDA、Harr特征、纹理特征等，也可以采用深度神经网络(例如AlexNet、VGG、MobileNet、ResNet等)来进行特征提取。完成特征提取后，将提取到的特征与数据库中的特征进行匹配，以将第一超声图像划分为眼睛切面图像或非眼睛切面图像，分类器包括但不限于：K最近邻(KNN)、支持向量机(SVM)、随机森林、神经网络、深度学习网络中的全连接层等。
第二种方式为在第一超声图像中对眼部关键特征结构的区域进行识别，若在第一超声图像中识别到了眼部关键特征结构的区域，则确定目标组织包含眼睛。其中，眼部关键特征结构包括但不限于眼睑、角膜、前房、虹膜、晶状体前囊、晶状体、晶状体后囊、玻璃体、球壁、视神经等结构。如果在第一超声图像中识别到了一个或多个上述眼部关键特征结构，则可以认为扫描到了眼睛。
为了识别眼部关键特征结构，同样需要预先构建数据库。数据库中通常包含了多幅眼部超声图像及对应的标定结果。其中，标定结果可以根据实际的任务需要进行设定，可以是包含眼部关键特征结构的感兴趣区域(ROI)框，也可是对眼部关键特征结构进行精确分割的掩膜(Mask)；如果实际任务需要定位多个类别的眼部关键特征结构，则还需要指定每个ROI框或Mask的类别。
构建好数据库后，再设计机器学习算法，学习数据库中可以区别眼部关键特征结构的区域和非眼部关键特征结构的区域的特征或规律，从而实现对第一超声图像中眼部关键特征结构所在区域的识别和定位。
其中，第一种可选的机器学习方法为基于滑动窗口的方法。具体地，首先对滑窗内的区域进行特征提取，所提取的特征可以是传统的PCA(主成分分析)、LDA(线性判别分析)、Harr特征、纹理等特征，也可以采用深度神经网络来进行特征提取。然后，利用训练好的分类器进行分类，确定当前窗口内是否包括眼部关键特征结构、并得到关键特征结构的类别。
第二种可选的机器学习方法为基于边界框(Bounding-Box)的深度学习方法。其中，首先通过堆叠卷积层和全连接层来构建网络，基于构建好的超声图像数据库通过网络进行特征的学习和参数的回归，将超声图像数据库中的训练样本送入提前构建好的网络中，优化网络的损失函数以进行训练，直到网络达到收敛，在训练过程中网络能够学习到如何从超声图像数据中识别到眼部关键特征结构所在的位置。
训练好网络后，对于输入到网络中的第一超声图像，可以通过该网络直接回归出对应的眼部关键特征结构的边界框，同时获取边界框内包含的眼部关键特征结构的类别。网络结构包括但不限于R-CNN、Fast R-CNN、Faster-RCNN、SSD、YOLO等。
第三种方法为基于深度学习的端到端的语义分割网络方法，该类方法与第二种基于深度学习的网络结构类似，不同之处在于将全连接层去除，加入上采样层或者反卷积层来使得输入与输出的尺寸相同，从而直接得到输入的第一超声图像的眼部关键特征结构所在的区域及其相应类别，常见的网络有FCN、U-Net、Mask R-CNN等。
第四种方法为只采用以上三种方法中的任意一种来对眼部关键特征结构进行定位，再根据定位结果额外设计分类器对眼部关键特征结构进行分类判断。示例性的分类判断方法为：首先对眼部关键特征结构的区域进行特征提取，特征提取方法可以是提取传统的PCA、LDA、Harr特征、纹理特征等，也可以采用深度神经网络来进行特征提取，然后将提取到的特征与数据库进行匹配，用KNN、SVM、随机森林、神经网络等判别器对眼部关键特征结构进行分类。
在步骤S240，当确定目标组织包含眼睛、且第一机械指数超过预设阈值时，将第一发射电压降低为第二发射电压，使第一机械指数降低为小于或等于预设阈值的第二机械指数，其中，预设阈值为满足眼部超声成像安全要求的阈值。本申请实施例在扫查到眼睛、且机械指数超过预设阈值时自动将第一机械指数降低为小于或等于满足眼部超声成像安全要求的第二机械指数，能够确保眼科超声成像的安全性，避免由于操作错误或操作不规范而对眼睛造成损伤。
同时，由于降低发射电压会影响图像质量，为了改善因机械指数降低而导致超声图像质量变差的问题，本申请实施例在降低发射电压的同时对超声成像参数进行自适应的调节，将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数。在其他条件相同时，基于第二成像参数进行超声成像所得到的图像质量高于基于第一成像参数进行超声成像所得到的图像质量。调节第一成像参数可以是对第一线密度、第一焦点数量、第一焦点位置、第一空间复合角度数、第一噪声抑制参数、第一图像增强参数以及第一发射频率中的一种或多种进行调节，以得到对应的第二成像参数，第二成像参数可以是预先针对眼科超声成像配置并存储的成像参数。
例如，第二成像参数可以包括第二线密度，第二线密度大于第一线密度。由于在超声成像过程中每个超声脉冲产生一条超声图像线，超声图像由多条超声图像线组成，单位面积内线密度越高，则超声图像越清晰。因此，将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数包括将第一线密度调节为第二线密度，以提高超声图像的清晰度。
对成像参数进行的优化还可以包括增加焦点数量，具体地，第二成像参数可以包括第二焦点数量，将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数包括将第一焦点数量调节为第二焦点数量，其中，第二焦点数量大于第一焦点数量。增加焦点数量可以提高超声图像的整体分辨率。
对成像参数进行的优化还可以包括调整焦点位置，具体地，第二成像参数包括第二焦点位置，将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数包括将第一焦点位置调节为第二焦点位置，其中，第一焦点位置位于眼睛周围，第二焦点位置位于眼睛。将焦点位置调节到眼睛能够提高眼睛区域的清晰度。
对成像参数进行的优化还可以包括增加空间复合角度的角度个数。具体地，第二成像参数包括第二空间复合角度，将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数包括将第一空间复合角度调节为第二空间复合角度，其中，第二空间复合角度的角度个数多于第一空间复合角度的角度个数。空间复合即将不同偏转角度下得到的超声图像变换到同一个坐标系下，从而抑制随机噪声、并提高不同方向的界面的成像效果。增加空间复合角度的角度个数能够进一步强化空间复合的效果。
第二成像参数还可以包括第二噪声抑制参数，将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数包括将第一噪声抑制参数调节为第二噪声抑制参数，其中，第一噪声抑制参数为通用噪声抑制参数，第二噪声抑制参数为针对眼睛结构的专用噪声抑制参数。采用针对眼睛结构的专用噪声抑制参数对超声图像进行降噪处理，能够对眼睛结构特有的斑点噪声产生更好的降噪效果。
第二成像参数还可以包括第二图像增强参数，将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数包括将第一图像增强参数调节为第二图像增强参数，其中，第一图像增强参数为通用图像增强参数，第二图像增强参数为针对眼睛结构的专用图像增强参数。采用眼睛结构的专用图像增强参数进行图像增强一方面能够提高超声图像的视觉效果，另一方面能提高眼睛和眼部关键特征结构的边缘检测和图像分割的效果。
在一些实施例中，对成像参数进行的优化还可以包括调节发射频率，即第二成像参数包括第二发射频率，将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数包括将第一发射频率调节为第二发射频率。由于发射频率会影响机械指数，调节发射频率时需要确保机械指数不超过预设阈值。
具体地，由于发射频率影响超声波的穿透力和图像分辨率，发射频率越高，穿透力越弱、图像分辨率越高，发射频率越低，穿透力越强、图像分辨率越低，因此，当眼睛位于超声发射源的近场时，可以提高发射频率，即第二发射频率大于第一发射频率；当眼睛位于超声发射源的远场时，可以降低发射频率，即第二发射频率小于第一发射频率。由于发射频率与机械指数负相关，因此，在降低发射频率时，需要确保机械指数不超过预设阈值，即保证根据第二发射电压和第二发射频率得到的第三机械指数小于预设阈值。
调节发射电压和成像参数后，在步骤S250，采用第二发射电压和第二成像参数对目标组织进行超声成像，以得到目标组织的第二超声图像。在步骤S240中，若确定当前扫查的目标组织不包含眼睛，或者当前扫查的目标组织包含眼睛、但第一机械指数不超过预设阈值，则可以继续采用第一发射电压和第一成像参数对目标组织进行超声成像。
在一个实施例中，优化后的成像参数适用于目标组织全局，采用第二发射电压和第二成像参数对目标组织进行超声成像，以得到目标组织的第二超声图像，包括：采用第二发射电压和第二成像参数对目标组织全局进行超声成像，以得到第二超声图像。例如，可以采用第二线密度、第二发射频率、第二焦点个数等第二成像参数对与第一超声图像相同的成像范围进行超声成像，从而得到第二超声图像。
在另一个实施例中，优化后的成像参数也可以只适用于眼睛所在的局部区域，以减少优化成像参数对成像帧率的影响。在该实施例中，可以识别第一超声图像中包含眼睛的感兴趣区域，采用第二发射电压和第一成像参数对目标组织全局进行超声成像，以得到第一全局超声图像，采用第二发射电压和第二成像参数对感兴趣区域对应的部位进行超声成像，以得到第一局部超声图像，最后融合第一全局超声图像和第一局部超声图像，以得到第二超声图像，融合方法包括但不限于用第一局部超声图像替换第一全局超声图像中的感兴趣区域。示例性地，感兴趣区域可以包括至少一个眼部关键特征结构。识别眼部关键特征结构的方法可以参照步骤S230中的相关描述。由于第二成像参数为优化后的成像参数，采用第二成像参数得到的第一局部超声图像的图像质量高于采用第一成像参数得到的第一全局超声图像的图像质量。
其中，采用第一成像参数得到第一全局超声图像的目的是为了快速获得目标组织整体的超声图像，此时第一超声图像质量可以相对较差，但采用较低的线密度、较少的空间复合角度等第一成像参数对目标组织全局进行超声成像能够得到较高的帧率。第二成像参数只适用于包含眼睛的感兴趣区域，其目的是为了获得眼睛的高质量超声图像。例如，超声成像过程中的线密度、焦点数量与扫描帧率是相互制约的，线密度越大或焦点数量越多，扫描帧率越低，因此，可以在对目标组织全局进行超声成像时采用较低的线密度或较少的焦点数量，而在对感兴趣区域进行超声成像时采用较高的线密度或较多数量的焦点，从而在扫描帧率满足要求的前提下提升感兴趣区域的图像质量。无论通过全局参数优化还是局部参数优化，均能够在一定程度上补偿因降低机械指数而导致的图像质量损失。
可选地，目标组织全局和感兴趣区域对应的部位可以适用不同的第二成像参数，例如，可以采用对扫描帧率影响较小的第二成像参数对目标组织全局进行超声成像，采用对扫描帧率影响较大的第二成像参数对感兴趣区域对应的部位进行超声成像，以同时提高帧率和图像质量。
在一些实施例中，如果识别到当前的扫描对象为眼睛，除了降低机械指数、自适应调节成像参数外，还可以生成提示信息，以提示用户当前扫查的目标组织包含眼睛。生成提示信息的方法包括但不限于如下方式：第一种方式为在超声成像装置的主屏幕或触摸屏上进行文字或图标提示，告知用户当前扫查的目标组织包含眼睛，注意扫查安全；第二种方式为声音提示，通过声音告知用户当前扫查的目标组织包含眼睛，注意扫查安全；第三种方式为警示灯提示，通过警告灯亮起或闪烁的方式告知当前扫查的目标组织包含眼睛，注意扫查安全。
综上所述，本申请实施例的眼科超声成像方法200能够在保证眼部安全的同时提高眼部超声成像的图像质量。
本申请实施例另一方面提供一种眼科超声成像方法，参见图3，该眼科超声成像方法300包括如下步骤：
在步骤S310，采用第一发射电压和第一成像参数对目标组织进行超声成像，以得到所述目标组织的第一超声图像，所述第一成像参数至少包括第一发射频率；
在步骤S320，基于所述第一发射电压和所述第一发射频率得到第一机械指数；
在步骤S330，基于所述第一超声图像确定所述目标组织是否包含眼睛；
在步骤S340，当确定所述目标组织包含眼睛、且所述第一机械指数超过预设阈值时，将所述第一发射电压降低为第二发射电压，使所述第一机械指数降低为小于或等于所述预设阈值的第二机械指数，同时将至少一项所述第一成像参数调节为第二成像参数，其中，所述预设阈值为满足眼部超声成像安全要求的阈值，基于所述第二成像参数进行超声成像所得到的图像质量高于基于所述第一成像参数进行超声成像所得到的图像质量；
在步骤S350，采用所述第二发射电压和所述第二成像参数对所述目标组织进行超声成像，以得到所述目标组织的第二超声图像。
本申请实施例的眼科超声成像方法300与上文的眼科超声成像方法200的不同之处主要在于，在眼科超声成像方法300中，不对第一成像参数的类型进行限制，第一成像参数可以是超声成像过程中任一环节所用的参数，例如发射方向、滤波器参数等。眼科超声成像方法300的其他具体细节可以参照眼科超声成像方法200中的相关描述，在此不做赘述。
本申请实施例还提供一种超声成像装置，用于实现上述的眼科超声成像方法200或眼科超声成像方法300。该超声成像装置包括超声探头、发射电路、接收电路、处理器和显示器。重新参照图1，该超声成像装置可以实现为如图1所示的超声成像装置100，超声成像装置100可以包括超声探头110、发射电路112、接收电路114、处理器116以及显示器118，可选地，超声成像装置100还可以包括发射/接收选择开关120和波束合成模块122，发射电路112和接收电路114可以通过发射/接收选择开关120与超声探头110连接，各个部件的相关描述可以参照上文的相关描述，在此不做赘述。
其中，发射电路112用于控制超声探头110向目标组织发射超声波；接收电路114用于控制超声探头110接收目标组织返回的超声波的回波，以获得超声回波信号；处理器116用于基于超声回波信号进行超声成像；处理器116还用于执行上文的眼科超声成像方法200或眼科超声成像方法300。
当用于执行眼科超声成像方法200时，处理器116用于：采用第一发射电压和第一成像参数对目标组织进行超声成像，以得到目标组织的第一超声图像，第一成像参数包括以下至少一项：第一线密度、第一焦点数量、第一焦点位置、第一空间复合角度数、第一噪声抑制参数、第一图像增强参数以及第一发射频率；基于第一发射电压和第一发射频率得到第一机械指数；基于第一超声图像确定目标组织是否包含眼睛；当确定目标组织包含眼睛、且第一机械指数超过预设阈值时，将第一发射电压降低为第二发射电压，使第一机械指数降低为小于或等于预设阈值的第二机械指数，同时将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数，其中，预设阈值为满足眼部超声成像安全要求的阈值，基于第二成像参数进行超声成像所得到的图像质量高于基于第一成像参数进行超声成像所得到的图像质量；采用第二发射电压和第二成像参数对目标组织进行超声成像，以得到目标组织的第二超声图像。
在一个实施例中，采用第二发射电压和第二成像参数对目标组织进行超声成像，以得到目标组织的第二超声图像，包括：采用第二发射电压和第二成像参数对目标组织全局进行超声成像，以得到第二超声图像。
在一个实施例中，方法还包括采用第二发射电压和第一成像参数对目标组织全局进行超声成像，以得到第一全局超声图像；采用第二发射电压和第二成像参数对目标组织进行超声成像，以得到目标组织的第二超声图像，包括：识别第一超声图像中包含眼睛的感兴趣区域；采用第二发射电压和第二成像参数对感兴趣区域对应的部位进行超声成像，以得到第一局部超声图像，第一局部超声图像的图像质量高于第一全局超声图像的图像质量；融合第一全局超声图像和第一局部超声图像，以得到第二超声图像。
在一个实施例中，方法还包括：若确定目标组织不包含眼睛，则继续采用第一发射电压和第一成像参数对目标组织进行超声成像。
在一个实施例中，第二成像参数包括第二线密度，将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数包括将第一线密度调节为第二线密度，其中，第二线密度大于第一线密度。
在一个实施例中，第二成像参数包括第二焦点数量，将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数包括将第一焦点数量调节为第二焦点数量，其中，第二焦点数量大于第一焦点数量。
在一个实施例中，第二成像参数包括第二焦点位置，将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数包括将第一焦点位置调节为第二焦点位置，其中，第一焦点位置位于眼睛周围，第二焦点位置位于眼睛。
在一个实施例中，第二成像参数包括第二空间复合角度，将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数包括将第一空间复合角度调节为第二空间复合角度，其中，第二空间复合角度的角度个数多于第一空间复合角度的角度个数。
在一个实施例中，第二成像参数包括第二噪声抑制参数，将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数包括将第一噪声抑制参数调节为第二噪声抑制参数，其中，第一噪声抑制参数为通用噪声抑制参数，第二噪声抑制参数为针对眼睛结构的专用噪声抑制参数。
在一个实施例中，第二成像参数包括第二图像增强参数，将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数包括将第一图像增强参数调节为第二图像增强参数，其中，第一图像增强参数为通用图像增强参数，第二图像增强参数为针对眼睛结构的专用图像增强参数。
在一个实施例中，第二成像参数包括第二发射频率，将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数包括将第一发射频率调节为第二发射频率，其中，当感兴趣区域对应的部位位于超声发射源的近场时，第二发射频率大于第一发射频率；当感兴趣区域对应的部位位于超声发射源的远场时，第二发射频率小于第一发射频率，并且，根据第二发射电压和第二发射频率得到的第三机械指数小于预设阈值。
在一个实施例中，基于第一超声图像确定目标组织是否包含眼睛，包括：对第一超声图像进行分类，以确定第一超声图像是否为眼睛切面图像；若确定第一超声图像为眼睛切面图像，则确定目标组织包含眼睛。
在一个实施例中，基于第一超声图像确定目标组织是否包含眼睛，包括：在第一超声图像中对眼部关键特征结构的区域进行识别；若在第一超声图像中识别到了眼部关键特征结构的区域，则确定目标组织包含眼睛。
在一个实施例中，当确定目标组织包含眼睛时，方法还包括：生成提示信息，以提示用户当前扫查的目标组织包含眼睛。
当用于执行眼科超声成像方法300时，处理器116用于：采用第一发射电压和第一成像参数对目标组织进行超声成像，以得到目标组织的第一超声图像，第一成像参数至少包括第一发射频率；基于第一发射电压和第一发射频率得到第一机械指数；基于第一超声图像确定目标组织是否包含眼睛；当确定目标组织包含眼睛、且第一机械指数超过预设阈值时，将第一发射电压降低为第二发射电压，使第一机械指数降低为小于或等于预设阈值的第二机械指数，同时将至少一项第一成像参数调节为第二成像参数，其中，预设阈值为满足眼部超声成像安全要求的阈值，基于第二成像参数进行超声成像所得到的图像质量高于基于第一成像参数进行超声成像所得到的图像质量；采用第二发射电压和第二成像参数对目标组织进行超声成像，以得到目标组织的第二超声图像。
以上仅描述了超声成像装置各部件的主要功能，更多细节参见对眼科超声成像方法200和眼科超声成像方法300进行的相关描述，在此不做赘述。本申请实施例的超声成像装置能够在保证眼部安全的同时提高眼部超声成像的图像质量。
尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。
本领域普通技术人员可以意识到，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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本申请的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。
本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的一些模块的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种眼科超声成像方法，其特征在于，所述方法包括：
采用第一发射电压和第一成像参数对目标组织进行超声成像，以得到所述目标组织的第一超声图像，所述第一成像参数包括以下至少一项：第一线密度、第一焦点数量、第一焦点位置、第一空间复合角度数、第一噪声抑制参数、第一图像增强参数以及第一发射频率；
基于所述第一发射电压和所述第一发射频率得到第一机械指数；
基于所述第一超声图像确定所述目标组织是否包含眼睛；
当确定所述目标组织包含眼睛、且所述第一机械指数超过预设阈值时，将所述第一发射电压降低为第二发射电压，使所述第一机械指数降低为小于或等于所述预设阈值的第二机械指数，同时将至少一项所述第一成像参数调节为第二成像参数，其中，所述预设阈值为满足眼部超声成像安全要求的阈值，基于所述第二成像参数进行超声成像所得到的图像质量高于基于所述第一成像参数进行超声成像所得到的图像质量；
采用所述第二发射电压和所述第二成像参数对所述目标组织进行超声成像，以得到所述目标组织的第二超声图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用所述第二发射电压和所述第二成像参数对所述目标组织进行超声成像，以得到所述目标组织的第二超声图像，包括：
采用所述第二发射电压和所述第二成像参数对所述目标组织全局进行超声成像，以得到所述第二超声图像。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括采用所述第二发射电压和所述第一成像参数对所述目标组织全局进行超声成像，以得到第一全局超声图像；
所述采用所述第二发射电压和所述第二成像参数对所述目标组织进行超声成像，以得到所述目标组织的第二超声图像，包括：
识别所述第一超声图像中包含眼睛的感兴趣区域；
采用所述第二发射电压和所述第二成像参数对所述感兴趣区域对应的部位进行超声成像，以得到第一局部超声图像，所述第一局部超声图像的图像质量高于所述第一全局超声图像的图像质量；
融合所述第一全局超声图像和所述第一局部超声图像，以得到所述第二超声图像。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
若确定所述目标组织不包含眼睛，则继续采用所述第一发射电压和所述第一成像参数对所述目标组织进行超声成像。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二成像参数包括第二线密度，所述将至少一项所述第一成像参数调节为第二成像参数包括将所述第一线密度调节为所述第二线密度，其中，所述第二线密度大于所述第一线密度。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二成像参数包括第二焦点数量，所述将至少一项所述第一成像参数调节为第二成像参数包括将所述第一焦点数量调节为所述第二焦点数量，其中，所述第二焦点数量大于所述第一焦点数量。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二成像参数包括第二焦点位置，所述将至少一项所述第一成像参数调节为第二成像参数包括将所述第一焦点位置调节为所述第二焦点位置，其中，所述第一焦点位置位于眼睛周围，所述第二焦点位置位于眼睛。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二成像参数包括第二空间复合角度，所述将至少一项所述第一成像参数调节为第二成像参数包括将所述第一空间复合角度调节为所述第二空间复合角度，其中，所述第二空间复合角度的角度个数多于所述第一空间复合角度的角度个数。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二成像参数包括第二噪声抑制参数，所述将至少一项所述第一成像参数调节为第二成像参数包括将所述第一噪声抑制参数调节为所述第二噪声抑制参数，其中，所述第一噪声抑制参数为通用噪声抑制参数，所述第二噪声抑制参数为针对眼睛结构的专用噪声抑制参数。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二成像参数包括第二图像增强参数，所述将至少一项所述第一成像参数调节为第二成像参数包括将所述第一图像增强参数调节为所述第二图像增强参数，其中，所述第一图像增强参数为通用图像增强参数，所述第二图像增强参数为针对眼睛结构的专用图像增强参数。
11.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二成像参数包括第二发射频率，所述将至少一项所述第一成像参数调节为第二成像参数包括将所述第一发射频率调节为所述第二发射频率，其中，
当所述感兴趣区域对应的部位位于超声发射源的近场时，所述第二发射频率大于所述第一发射频率；
当所述感兴趣区域对应的部位位于超声发射源的远场时，所述第二发射频率小于所述第一发射频率，并且，根据所述第二发射电压和所述第二发射频率得到的第三机械指数小于所述预设阈值。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一超声图像确定所述目标组织是否包含眼睛，包括：
对所述第一超声图像进行分类，以确定所述第一超声图像是否为眼睛切面图像；
若确定所述第一超声图像为眼睛切面图像，则确定所述目标组织包含眼睛。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一超声图像确定所述目标组织是否包含眼睛，包括：
在所述第一超声图像中对眼部关键特征结构的区域进行识别；
若在所述第一超声图像中识别到了眼部关键特征结构的区域，则确定所述目标组织包含眼睛。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当确定所述目标组织包含眼睛时，所述方法还包括：
生成提示信息，以提示用户当前扫查的目标组织包含眼睛。
15.一种眼科超声成像方法，其特征在于，所述方法包括：
采用第一发射电压和第一成像参数对目标组织进行超声成像，以得到所述目标组织的第一超声图像，所述第一成像参数至少包括第一发射频率；
基于所述第一发射电压和所述第一发射频率得到第一机械指数；
基于所述第一超声图像确定所述目标组织是否包含眼睛；
当确定所述目标组织包含眼睛、且所述第一机械指数超过预设阈值时，将所述第一发射电压降低为第二发射电压，使所述第一机械指数降低为小于或等于所述预设阈值的第二机械指数，同时将至少一项所述第一成像参数调节为第二成像参数，其中，所述预设阈值为满足眼部超声成像安全要求的阈值，基于所述第二成像参数进行超声成像所得到的图像质量高于基于所述第一成像参数进行超声成像所得到的图像质量；
采用所述第二发射电压和所述第二成像参数对所述目标组织进行超声成像，以得到所述目标组织的第二超声图像。
16.一种超声成像装置，其特征在于，包括：
超声探头；
发射电路，用于激励所述超声探头向目标组织发射超声波；
接收电路，用于控制所述超声探头接收所述超声波的回波，以获得所述超声波的回波信号；
处理器，用于执行权利要求1-15中任一项所述的眼科超声成像方法的步骤。
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