CN113662638A - 一种用于超声穿刺引导的超声成像方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于超声穿刺引导的超声成像方法及装置，具体步骤：预设扫描表和延时序列；按照扫描表和延时序列完成超声的发射和接收，生成最优偏转角度范围扫描表和对应的延时序列；按照扫描表和最优偏转角度范围对应的延时序列完成超声的发射和接收，生成最优偏转角度扫描表和对应的延时序列；按照扫描表和最优偏转角度对应延时序列完成超声的发射和接收，获取偏转原始图像数据和垂直原始图像数据，并对所获取的原始图像数据进行空间复合，经对数压缩后得到空间复合后的显示图像，实现穿刺针的增强显示。本发明在不改变传统超声穿刺引导装置方法的基础上，仅修正扫描表和延时序列并更改空间复合策略，来实现成像质量的提升和计算效率的提升。

Description

一种用于超声穿刺引导的超声成像方法及装置

技术领域

本发明涉及到超声成像与临床应用交叉技术领域，具体涉及一种用于超声穿 刺引导的超声成像方法及装置。

背景技术

超声引导穿刺在临床检查、治疗等领域应用广泛，而在超声引导穿刺中超声 成像质量对于穿刺引导具有非同寻常的重要意义。但是超声波会在人体内反射， 折射和衰减，所以探头发射的超声波只有一部分能够反射回超声探头并经过波束 合成形成B型超声图像。而超声穿刺引导所用的B型超声图像特别要求在图像 中穿刺针能够突出显示，但如果反射回来的声波太少，强度太弱，在超声图像对 比度降低，图像中的穿刺针和周围组织难以区分，从而则势必造成超声穿刺过程 中对穿刺针位置的判断失误，并进而对穿刺的准确性造成影响。

针对超声声波衰减造成的组织成像所需信号随传输距离逐渐衰减这一固有 问题，时间增益补偿(TGC)被引入到了超声成像数据处理当中，即在数据处理 时，根据声学衰减特性，对远端回波信号进行预设倍率的放大补偿。但在超声引 导穿刺这一特定应用中，穿刺针往往贯穿整个扫描深度且具有以反射为主的、不 同于周围组织的声学特性，另外，穿刺针的角度随穿刺部位、医生手法经验等多 重因素影响很难做到标准、可重复的穿刺针位置放置。故利用常规的TGC方法 很难获得穿刺针灰度均一，且灰度高于周围组织的理想成像状态。

传统的超声探头更多的是实现超声信号的垂直发射和垂直接收，但对于某些 与超声阵元排列方向倾斜的声波强反射物体，采用常规成像方法则有部分信号丢 失，即无法接收到部分组织反射信号的风险，尽管超声波的偏转发射是可行的， 但是，偏转发射获得的图像实际上的成像范围在探头方向偏转了一定角度，并不 符合用户通常的观察习惯，需要对垂直发射和偏转发射得到的图像进行合成，而 在穿刺流程中，穿刺针与人体表面所成的角度受多方面因素影响，难以量化为一 个有效的固定角度甚至是一个固定角度范围。也就是说，超声穿刺因缺乏对偏转 目标的角度信息，难以采用经典的空间复合方法来对偏转方向上的穿刺针增强显 示。

图1给出了一种用于穿刺引导的空间复合超声成像探头超声发射方式，即在 传统空间复合方法基础上，使用多个偏转角度完成空间复合。从理论上来讲，这 种方法是可行的。但是，该方法由于需要对扫描面进行多次超声发射接收、再运 用多帧复合算法合成超声图像，则将大大降低超声成像帧率，且超声成像帧率随 采用的感兴趣角度个数增加而降低。考虑到超声穿刺引导对成像帧率的要求，有 部分厂商仅选取2、3个可能的角度进行偏转发射，并优化算法计算流程，采用 专有计算硬件进行数据处理，能够勉强获得满足超声穿刺扫描应用需求的超声产 品。但是如果穿刺角度与机器内置的几个偏转发射角度相差较大，这样的方法获 取的超声穿刺图像仍有无法看清穿刺针的风险。

在超声穿刺引导领域，便携式超声往往更受临床医师青睐：一方面是便携式 超声设备价格低廉，易于临床科室开展使用；另一方面是相较于大型设备，便携 式超声设备小巧易用，功能专一性强。但便携式超声的本身特性决定了其所携带 的计算硬件规模无法与大型设备相比。因此，在便携式超声设备中若要保证超声 穿刺引导的图像清晰还需要设计在理论上计算量更小的优化图像处理方案，同时 该方案也要解决现有技术中部分特殊情况下穿刺针不可见的问题。

发明内容

本发明针对现有技术或增加计算代价或降低成像帧率，且存在图像质量降低 风险的固有缺陷，提出一种用于超声穿刺引导的超声成像方法及装置，在保证成 像质量的同时，降低成像计算代价。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于超声穿刺引导的超声成像方法，具体步骤为：

步骤1：预设扫描表和延时序列，所述扫描表的左侧部分用于形成可视化图 像用于显示，右侧部分的扫描表用于实现多个固定位置的多角度扫描线发射；

步骤2：超声设备按照预设的扫描表和延时序列完成超声的发射和接收，获 取第一帧显示图像和最优的偏转发射角度范围，生成最优偏转角度范围扫描表和 对应的延时序列；

步骤3：超声设备按照预设的扫描表和最优偏转角度范围对应的延时序列控 制通道完成超声的发射和接收，获取第二帧显示图像和最优偏转角度，生成最优 偏转角度扫描表和对应的延时序列；

步骤4：超声设备按照扫描表的左侧部分和最优偏转角度对应延时序列控制 通道完成超声的发射和接收，获取偏转原始图像数据和垂直原始图像数据，并对 所获取的原始图像数据进行空间复合，并经对数压缩后得到空间复合后的显示图 像，实现穿刺针的增强显示。

进一步地，在步骤2中，具体步骤为：

步骤2.1：按照扫描表的左侧部分对扫描线实施正常垂直发射、不加延时进 行超声发射/接收，再按照扫描表的右侧部分的固定位置阵元扫描线根据预先设置 的扫描延时序列进行超声偏转发射/接收；

步骤2.2：对正常发射接收的扫描线进行超声图像数据处理、对数压缩，形 成第一帧显示图像；

步骤2.3：对偏转发射接收的扫描线进行超声图像数据处理，按照不同偏转 角度分组，进行最优偏转角度范围分析；若无法找到最优偏转角度范围，则返回 步骤2.1；否则生成最优偏转角度范围扫描表和对应的延时序列。

进一步地，在步骤2.3中，分析最优偏转角度范围的方法为：

步骤2.3.1：以多条不同位置但延时设置相同的扫描线为一组对扫描线原始数 据进行分组；

步骤2.3.2：对每个扫描组中每一条扫描线像素求灰度最大值；

步骤2.3.3：按照扫描序列对应的实际空间位置将每一扫描组中灰度最大值对 应坐标点映射到真实坐标系中，

映射公式为：

x＝x₀+nr·sinθ

y＝nr·cosθ

其中x,y表示真实世界的横纵坐标，x₀表示当前扫描线原点在真实世界中的 位置，n表示最大值点在当前扫描线序列的位置，r表示为扫描线的纵向分辨率， θ为扫描偏转角度；

步骤2.3.4：根据不同的分组，分别检验该组中多个位置坐标是否共线，统计 共线的数据分组；若所有分组中没有共线的位置坐标，则不存在最优角度范围， 重复步骤2.1，否则将进入下一步骤；

步骤2.3.5：统计共线的角度分组，并计算共线的倾斜角角度；

步骤2.3.6：去除像素灰度较低、倾斜角过大过小的扫描线组；

步骤2.3.7：将各组倾斜角映射到固定范围内；

步骤2.3.8：多组数据进行最优倾斜角度投票，得到最优偏转角度范围。

进一步地，在步骤3中，具体步骤为：

步骤3.1：按照扫描表左侧部分对扫描线实施正常垂直发射、不加延时进行 超声发射/接收，再按照扫描表的右侧部分的固定位置阵元扫描线在最优偏转角度 范围附近根据步骤2所获得的对应延时进行超声偏转扫描发射/接收；

步骤3.2：对正常发射接收的扫描线进行超声图像数据处理、对数压缩，形 成第二帧显示图像；

步骤3.3：对偏转发射接收的扫描线进行超声图像数据处理，按照不同偏转 角度分组，进行最优偏转角度计算，生成最优偏转角度扫描表和对应的延时序列。

进一步地，在步骤3.3中，最优偏转角度的计算方法为：

3.3.1：将扫描线原始数据按角度分组；

3.3.2：获取每一分组中每一条扫描线的最大灰度像素值；

3.3.3：按组求最大灰度像素值的均值，取最大灰度均值序列中的极大值对应 扫描角度，即为最优偏转角度。

进一步地，在步骤4中，具体步骤为：

步骤4.1：按照扫描表左侧部分和最优偏转角度对应的延时序列对扫描线实施 超声发射/接收，获取偏转原始图像数据；

步骤4.2：按照扫描表左侧部分，对扫描线实施正常垂直发射、不加延时进 行超声发射/接收，获取垂直原始图像数据；

步骤4.3：对步骤4.1和步骤4.2步骤获取的原始图像数据进行空间复合，实 现穿刺针的增强显示；

步骤4.4：循环步骤4.1到步骤4.3，直至扫描结束。

进一步地，在步骤4.4中，若出现穿刺针显示不清晰，则返回到步骤2重复 进行。

一种用于超声穿刺引导的超声成像装置，所述装置包括：

超声探头，用于穿刺时，获取垂直原始图像数据和偏转原始图像数据；

控制模块，用于控制超声探头发射/接收超声波，并控制超声探头各阵元通 道关闭/开启、从而控制是否相对延时的超声发射接收策略；

数据处理模块，用于对所获取的偏转原始图像数据进行分析、计算，得到最 优偏转角度；并对所述垂直原始图像数据和偏转原始图像数据进行空间复合；

显示模块，与数据处理模块通信连接，用于显示复合后的帧图像

与现有技术相比，本发明的有益效果有：

本发明的用于超声穿刺引导的超声成像方法及超声成像装置，在不改变传统 超声穿刺引导装置方法的基础上，仅仅修正扫描表和延时序列并更改空间复合策 略，即可实现成像质量的提升和计算效率的提升。

本发明的方法和装置针对便携式超声的应用具有良好的前景和价值，可以让 超声穿刺引导应用场景中的超声设备针显影功能的强化和设备小型化成为可能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用 的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此 不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是现有技术的一种用于穿刺引导的空间复合超声成像探头超声发射方式 示意图；

图2是本发明的用于超声穿刺引导的超声成像方法的总体流程图；

图3是本发明的改进的超声探头发射和接收扫描表示意图；

图4是本发明中的扫描线设置示意图；

图5是本发明中的超声穿刺引导最优扫描角度范围分析算法流程图；

图6是本发明中的超声穿刺引导最优扫描角度计算算法流程图。

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。通常在此处附图中 描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此， 以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本 申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领 域普通技术人员在没有作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。

一种用于超声穿刺引导的超声成像方法，需要说明，本发明中称经超声数据 处理后、对数压缩前的数据为原始图像数据，本发明中实现超声穿刺引导扫描在 扫描开始之后先按照扫描表控制扫描获得两帧图像以及部分穿刺角度附加信息， 然后再利用该两帧得到的穿刺针角度信息开展后续的穿刺成像，最后成像采用垂 直阵元方向的发射扫描线和垂直于穿刺针的最优角度发射扫描线进行空间复合 成像。图2给出本发明中用于超声穿刺引导的超声成像方法的总体流程图。下面 分别对这该总体流程进行介绍。

当超声引导穿刺开始之后，超声设备开始工作。具体步骤为：

步骤1：预设扫描表和延时序列。

所述的扫描表如图3所示。扫描表在左侧部分是传统经典扫描表，扫描表横 向坐标轴编号代表了成像扫描线的编号，而纵向坐标轴编号代表可控制的发射/ 接收阵元标号，扫描表中的0、1表示该发射阵元在完成某一条特定扫描线成像 数据获取时是关闭还是开启，在该表中可以看出扫描线数目为M，可控发射/接 收阵元的为N，系统同时可以控制的阵元数目(一般称为通道数)设为5。根据 扫描表设置，并控制各个通道发射/接收不存在相对延时的超声发射接收策略，可 实现超声信号的垂直发射和垂直接收，根据超声数据处理和对数压缩形成可视化 图像用于显示；而右侧部分的扫描表功能是实现多个固定位置的多角度扫描线发 射，如图4：其中用到的固定位置为位于阵元排列方向第0.25N、0.5N和0.75N 的3个阵元(设阵元数目为N)，扫描表相应的序列应该设置为该固定位置附近 有效；而多个偏转角度则是不同扫描线成像所需的多个发射/接收通道实施差异性 延时形成，假定偏转角度数目为k。因此，整个扫描表的宽度为M+3k。

步骤2：超声设备按照预设的扫描表和延时序列完成超声的发射和接收，获 取第一帧显示图像和最优的偏转发射角度范围，生成最优偏转角度范围扫描表和 对应的延时序列。

具体的，步骤2.1：按照扫描表的左侧部分对扫描线实施正常垂直发射、不 加延时进行超声发射/接收，再按照扫描表的右侧部分的固定位置阵元扫描线根据 预先设置的扫描延时序列进行超声偏转发射/接收。

步骤2.2：对正常发射接收的扫描线进行超声图像数据处理、对数压缩，形 成超声图像。

步骤2.3：对偏转发射接收的扫描线进行超声图像数据处理，按照不同偏转 角度分组，进行最优偏转角度范围分析。若无法找到最优偏转角度范围，则返回 步骤2.1；否则生成最优偏转角度范围扫描表和对应的延时序列。

具体的，图5给出了超声穿刺引导最优偏转角度范围分析算法流程图，按照 扫描表中发射、接收之后获取并进行了基本数据处理后的扫描线数据，以多条不 同位置但延时设置相同的扫描线为一组，可分为k个扫描组。由于金属穿刺针对 于超声反射系数较大，在某些偏转角度下获取的超声扫描线会呈现某点的高灰度 值，因此，接下来可对k个扫描组中的每一条扫描线求取灰度最大值，并可按照 扫描序列对应的实际空间位置将这些最大值坐标点映射到真实世界坐标系当中， 映射公式为：

x＝x₀+nr·sinθ

y＝nr·cosθ

其中x,y表示真实世界的横纵坐标，x₀表示当前扫描线原点在真实世界中的 位置，n表示最大值点在当前扫描线序列的位置，r表示为扫描线的纵向分辨率， θ为扫描偏转角度。

当完成坐标映射之后，根据不同的分组，分别检验该组中多个位置坐标是否 共线。若所有这些分组中都没有共线的位置坐标，则重新按照该扫描表发射超声 成像；否则，统计这些共线的角度分组，并计算共线的倾斜角角度。

考虑到图像中噪声干扰，还需去除一些最大值低于阈值的角度组；而对于人 体中有些能够呈现高反射、且表面平整的组织，相比于穿刺针其走向更趋于平行 于探头表面，根据这一特征可以通过设置角度阈值将其去除。

至此，得到某些候选的角度分组，每一个角度分组对应一个计算出的共线倾 斜角。

根据计算出的共线倾斜角，统计其落入的角度区间，最终根据有效落入不同 区间的角度分组数目投票找到最优的偏转角度范围。

若由于阈值处理导致此时无法计算出合理的穿刺角度范围，则重新按照该扫 描表发射超声成像。

步骤3：超声设备按照扫描表和最优偏转角度范围对应的延时序列控制通道 完成超声的发射和接收，获取第二帧显示图像和最优偏转角度，生成最优偏转角 度扫描表和对应的延时序列。

按照步骤2所生成的最优偏转角度范围扫描表和对应延时序列，进行下一帧 回波数据采集。类似第一帧数据采集，扫描表左侧数据用于形成帧图像用于显示， 右侧数据用于计算最优扫描角度。图6给出了超声穿刺引导最优扫描角度计算算 法流程图：扫描线数据首先按角度分组，然后获取每一组中每一条扫描线的最大 灰度像素值，并按组求最大灰度像素值的均值，最后找到均值最大组对应的超声 扫描线发射角度，这个角度就认为是最优偏转角度。

具体的：

步骤3.1：按照扫描表左侧部分对扫描线实施正常垂直发射、不加延时进行 超声发射/接收，再按照扫描表的右侧部分的固定位置阵元扫描线在最优偏转角度 范围附近根据步骤2所获得的对应延时进行超声偏转扫描发射/接收。

步骤3.2：对正常发射接收的扫描线进行超声图像数据处理、对数压缩，形 成超声图像。

步骤3.3：对偏转发射接收的扫描线进行超声图像数据处理，按照不同偏转 角度分组，进行最优偏转角度计算，生成最优偏转角度扫描表和对应的延时序列。

步骤4：超声设备按照扫描表左侧部分和最优偏转角度对应延时序列控制通 道完成超声的发射和接收，获取偏转原始图像数据和垂直原始图像数据，并对所 获取的原始图像数据进行空间复合，实现穿刺针的增强显示。

步骤4.1：按照扫描表左侧部分和最优偏转角度对应的延时序列对扫描线实施 超声发射/接收，获取偏转原始图像数据；

步骤4.2：按照扫描表左侧部分，对扫描线实施正常垂直发射、不加延时进 行超声发射/接收，获取垂直原始图像数据；

步骤4.3：对步骤4.1和步骤4.2步骤获取的原始图像数据进行空间复合，实 现穿刺针的增强显示；

步骤4.4：循环步骤4.1到步骤4.3，直至扫描结束。若在其中若有穿刺针显 示不清晰，则返回到步骤2进行。

为进一步详细说明本发明的具体内容和步骤，以下以假设第一帧、第二帧设 置的扫描角度个数k为10，阵元N数目为256，扫描线M数目为256为例具体 说明。本发明的步骤如下：

S1，预设扫描表和延时序列，针对不同的发射角度，以10度为分度计算各 个角度所需的偏转延时序列；根据图3的扫描表，设置(256+3*10)*256大小 的第一帧、第二帧扫描表以及256*256大小的后续帧扫描表。

S2.1，按照(256+3*10)*256扫描表，首先对左侧部分256个扫描线实施正 常垂直发射、不加延时进行超声发射/接收，再对右侧部分分列3个阵元位置的 30个扫描线以10度为分度，从0度到90度根据预先设置的扫描延时进行超声扫 描发射/接收。

S2.2，对正常发射接收的扫描线进行超声图像数据处理、对数压缩，形成超 声图像。

S2.3，对偏转发射接收的扫描线进行超声图像数据处理，按照不同偏转角度 三三分组，以30度为一个范围区间进行最优偏转角度范围分析。若无法找到最 优偏转角度范围，则返回S2.1；否则生成最优偏转角度范围扫描表和对应的延时 序列，继续进行下述步骤。

S3.1，按照(256+3*10)*256扫描表，首先对左侧部分256个扫描线实施正 常垂直发射、不加延时进行超声发射/接收，再对右侧部分分列3个阵元位置的 10组共计30个扫描线以3度为分度，在最优偏转角度范围附近根据S2.3生成最 优偏转角度范围对应的延时序列进行超声扫描发射/接收。

S3.2，对正常发射接收的扫描线进行超声图像数据处理、对数压缩，形成超 声图像。

S3.3，对偏转发射接收的扫描线进行超声图像数据处理，按照不同偏转角度 三三分组，进行最优偏转角度计算，生成最优偏转角度扫描表和对应的延时序列。

S4.1，以256*256扫描表和最优偏转角度对应的延时序列，对扫描线实施超 声发射/接收，实现偏转原始图像数据获取。

S4.2，以256*256扫描表，对扫描线实施正常垂直发射、不加延时进行超声 发射/接收，实现垂直原始图像数据获取。

S4.3，对S4.1和S4.2步骤获取的原始图像数据进行空间复合，对数压缩， 得到空间复合后的显示图像，实现穿刺针的增强显示。

S4.4，循环S4.1到S4.3步骤，直至扫描结束。若在其中若有穿刺针显示不 清晰，则返回到S2步骤进行。

本发明还公开一种用于超声穿刺引导的超声成像装置，所述装置包括：

超声探头，用于穿刺时，获取垂直原始图像数据和偏转原始图像数据；

控制模块，用于控制超声探头发射/接收超声波，并控制超声探头各阵元通 道关闭/开启、从而控制是否相对延时的超声发射接收策略，以得到垂直原始图像 数据和多位置多角度扫描线偏转原始数据；

数据处理模块，用于对所获取的偏转原始图像数据进行分析、计算，得到最 优偏转角度；并对所述垂直原始图像数据和偏转原始图像数据进行空间复合；

显示模块，与数据处理模块通信连接，用于显示复合后的帧图像。

在穿刺时，本装置的超声探头根据控制模块输出的信号向人体组织发射/接 收超声波，超声探头的各阵元可关闭/开启，可设置相对延时，以得到垂直原始图 像数据和多位置多角度的偏转原始图像数据，所述数据处理模块对所获得的多位 置多角度的偏转原始图像数据进行最优偏转角度范围/最优偏转角度分析计算，生 成最优偏转角度范围/最优偏转角度扫描表和对应的延时序列，所述控制模块根据 数据处理模块的计算结果，实时更新对应的延时序列，以得到最优偏转角度的偏 转原始图像数据，然后所述数据处理模块根据垂直原始图像数据和最优偏转角度 的偏转原始图像数据进行空间复合、对数压缩，得到空间复合后的帧图像，实时 显示于所述显示模块，引导穿刺。

本发明的方法和装置在不改变传统超声穿刺引导装置方法的基础上，仅仅修 正扫描表和延时序列并更改空间复合策略，来实现成像质量的提升和计算效率的 提升。本发明的方法和装置针对便携式超声的应用具有良好的前景和价值，可以 让超声穿刺引导应用场景中的超声设备针显影功能的强化和设备小型化成为可 能。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况 下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相 应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于超声穿刺引导的超声成像方法，其特征在于：具体步骤为：

步骤1：预设扫描表和延时序列，所述扫描表的左侧部分用于形成可视化图像用于显示，右侧部分的扫描表用于实现多个固定位置的多角度扫描线发射；

步骤2：超声设备按照预设的扫描表和延时序列完成超声的发射和接收，获取第一帧显示图像和最优的偏转发射角度范围，生成最优偏转角度范围扫描表和对应的延时序列；

步骤3：超声设备按照预设的扫描表和最优偏转角度范围对应的延时序列控制通道完成超声的发射和接收，获取第二帧显示图像和最优偏转角度，生成最优偏转角度扫描表和对应的延时序列；

步骤4：超声设备按照扫描表的左侧部分和最优偏转角度对应延时序列控制通道完成超声的发射和接收，获取偏转原始图像数据和垂直原始图像数据，并对所获取的原始图像数据进行空间复合，并经对数压缩后得到空间复合后的显示图像，实现穿刺针的增强显示。

2.根据权利要求1所述的用于超声穿刺引导的超声成像方法，其特征在于：在步骤2中，具体步骤为：

步骤2.1：按照扫描表的左侧部分对扫描线实施正常垂直发射、不加延时进行超声发射/接收，再按照扫描表的右侧部分的固定位置阵元扫描线根据预先设置的扫描延时序列进行超声偏转发射/接收；

步骤2.2：对正常发射接收的扫描线进行超声图像数据处理、对数压缩，形成第一帧显示图像；

步骤2.3：对偏转发射接收的扫描线进行超声图像数据处理，按照不同偏转角度分组，进行最优偏转角度范围分析；若无法找到最优偏转角度范围，则返回步骤2.1；否则生成最优偏转角度范围扫描表和对应的延时序列。

3.根据权利要求2所述的用于超声穿刺引导的超声成像方法，其特征在于：在步骤2.3中，分析最优偏转角度范围的方法为：

步骤2.3.1：以多条不同位置但延时设置相同的扫描线为一组对扫描线原始数据进行分组；

步骤2.3.2：对每个扫描组中每一条扫描线像素求灰度最大值；

步骤2.3.3：按照扫描序列对应的实际空间位置将每一扫描组中灰度最大值对应坐标点映射到真实坐标系中，

映射公式为：

x＝x₀+nr·sinθ

y＝nr·cosθ

其中x,y表示真实世界的横纵坐标，x₀表示当前扫描线原点在真实世界中的位置，n表示最大值点在当前扫描线序列的位置，r表示为扫描线的纵向分辨率，θ为扫描偏转角度；

步骤2.3.4：根据不同的分组，分别检验该组中多个位置坐标是否共线，统计共线的数据分组；若所有分组中没有共线的位置坐标，则不存在最优角度范围，重复步骤2.1，否则将进入下一步骤；

步骤2.3.5：统计共线的角度分组，并计算共线的倾斜角角度；

步骤2.3.6：去除像素灰度较低、倾斜角过大过小的扫描线组；

步骤2.3.7：将各组倾斜角映射到固定范围内；

步骤2.3.8：多组数据进行最优倾斜角度投票，得到最优偏转角度范围。

4.根据权利要求1所述的用于超声穿刺引导的超声成像方法，其特征在于：在步骤3中，具体步骤为：

步骤3.1：按照扫描表左侧部分对扫描线实施正常垂直发射、不加延时进行超声发射/接收，再按照扫描表的右侧部分的固定位置阵元扫描线在最优偏转角度范围附近根据步骤2所获得的对应延时进行超声偏转扫描发射/接收；

步骤3.2：对正常发射接收的扫描线进行超声图像数据处理、对数压缩，形成第二帧显示图像；

步骤3.3：对偏转发射接收的扫描线进行超声图像数据处理，按照不同偏转角度分组，进行最优偏转角度计算，生成最优偏转角度扫描表和对应的延时序列。

5.根据权利要求4所述的用于超声穿刺引导的超声成像方法，其特征在于：在步骤3.3中，最优偏转角度的计算方法为：

3.3.1：将扫描线原始数据按角度分组；

3.3.2：获取每一分组中每一条扫描线的最大灰度像素值；

3.3.3：按组求最大灰度像素值的均值，取最大灰度均值序列中的极大值对应扫描角度，即为最优偏转角度。

6.根据权利要求1所述的用于超声穿刺引导的超声成像方法，其特征在于：在步骤4中，具体步骤为：

步骤4.1：按照扫描表左侧部分和最优偏转角度对应的延时序列对扫描线实施超声发射/接收，获取偏转原始图像数据；

步骤4.2：按照扫描表左侧部分，对扫描线实施正常垂直发射、不加延时进行超声发射/接收，获取垂直原始图像数据；

步骤4.3：对步骤4.1和步骤4.2步骤获取的原始图像数据进行空间复合，实现穿刺针的增强显示；

步骤4.4：循环步骤4.1到步骤4.3，直至扫描结束。

7.根据权利要求6所述的用于超声穿刺引导的超声成像方法，其特征在于：在步骤4.4中，若出现穿刺针显示不清晰，则返回到步骤2重复进行。

8.一种包含上述权利要求1-7任一所述的用于超声穿刺引导的超声成像方法的超声成像装置，其特征在于：所述装置包括：

超声探头，用于穿刺时，获取垂直原始图像数据和偏转原始图像数据；

控制模块，用于控制超声探头发射/接收超声波，并控制超声探头各阵元通道关闭/开启、及控制是否相对延时的超声发射接收策略；

数据处理模块，用于对所获取的偏转原始图像数据进行分析、计算，得到最优偏转角度；并对所述垂直原始图像数据和偏转原始图像数据进行空间复合；

显示模块，与数据处理模块通信连接，用于显示复合后的帧图像。

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