CN114027872B - 一种超声成像方法、系统及计算机可读存储介质 - Google Patents

一种超声成像方法、系统及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种超声成像方法、系统及计算机可读存储介质，涉及超声诊断技术领域。所述方法包括：在初始成像图像上确定感兴趣区域，所述初始成像图像包括全局成像区域；根据所述感兴趣区域确定成像条件数据；判断所述成像条件数据符合何种优化成像模式，并触发相应优化成像模式下的成像操作，生成优化成像图像，所述优化成像模式至少包括第一优化成像模式和第二优化成像模式，其中，所述第一优化成像模式指覆盖所述全局成像区域的发射参数调整操作，所述第二优化成像模式指覆盖所述感兴趣区域的增强成像与覆盖所述全局成像区域的非增强成像的同步操作。

Description

一种超声成像方法、系统及计算机可读存储介质
技术领域
本说明书涉及超声诊断技术领域，特别涉及一种超声成像方法、系统及计算机可读存储介质。
背景技术
超声诊断(ultrasonic diagnosis)是将超声检测技术应用于人体，通过测量了解生理或组织结构的数据和形态，为发现疾病做出提示或指引的一种诊断方法。超声诊断是一种无创、无痛、方便、直观的有效检查手段，尤其是B超，应用广泛。
在实际诊断中，超声图像的成像效果(包括图像质量、帧频等成像性能参数)就显得尤为重要，尤其是图像质量，在很多情况下会直接影响医生的诊断结果和诊断效率，因此长久以来，超声成像质量的提高都是一个重要的研究方向。并且在许多超声应用中，医生会更加关注超声图像中的某一个特定区域(即ROI，Region of Interesting)，感兴趣区域)，例如，当对一个肿瘤进行成像时，医生对肿瘤本身这一区域的成像效果更感兴趣。因此，有必要提高感兴趣区域的图像质量。
发明内容
本说明书实施例之一提供一种超声成像方法，所述方法包括：在初始成像图像上确定感兴趣区域，所述初始成像图像包括全局成像区域；根据所述感兴趣区域确定成像条件数据；判断所述成像条件数据符合何种优化成像模式，并触发相应优化成像模式下的成像操作，生成优化成像图像，所述优化成像模式至少包括第一优化成像模式和第二优化成像模式，其中，所述第一优化成像模式指覆盖所述全局成像区域的发射参数调整操作，所述第二优化成像模式指覆盖所述感兴趣区域的增强成像与覆盖所述全局成像区域的非增强成像的同步操作。
本说明书实施例之一提供一种超声成像系统，所述系统包括：感兴趣区域确定模块，用于在初始成像图像上确定感兴趣区域，所述初始成像图像包括全局成像区域；成像条件数据确定模块，用于根据所述感兴趣区域确定成像条件数据；优化成像图像生成模块，用于判断所述成像条件数据符合何种优化成像模式，并触发相应优化成像模式下的成像操作，生成优化成像图像；所述优化成像模式至少包括第一优化成像模式和第二优化成像模式，其中，所述第一优化成像模式指覆盖所述全局成像区域的发射参数调整操作，所述第二优化成像模式指覆盖所述感兴趣区域的增强成像与覆盖所述全局成像区域的非增强成像的同步操作。
本说明书实施例之一提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行如本说明书任一实施例所述的方法。
本说明书实施例提供的超声成像方法、系统及计算机可读存储介质，至少具有以下有益效果：(1)综合考虑图像成像质量与帧频、发射时间等影响整体成像效率的彼此影响关系因素，针对不同成像状况的成像需求或诊断需求，根据选定ROI的相应成像条件数据进行分析判断，确定其符合何种优化成像模式，并触发适用的相应优化成像模式，从而高适应性地提供相应成像方案，既提高了成像效率，又能满足多种不同成像需求，从而在克服以往技术方案缺陷的同时，提供最佳成像方案；(2)支持适应性增强感兴趣区域(以下均简称ROI)与其之外其他区域可同时动态显示、动态调整的全局区域的成像模式，更便于用户在检测或诊断时查看及调整成像图像，较大程度提高了用户体验；(3)由于进行感兴趣区域选定或成像条件数据计算等超声成像过程涉及的计算，即可以通过预先设置方式计算并存储，还可以仅在用户需要时提供交互方式(如交互界面等)以供用户动态调整之后再计算，既保障了较小计算量，又能满足用户成像时的实时交互以及动态调整需求，进一步提高了用户体验。
附图说明
本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
图1是根据本说明书一些实施例所示的超声成像系统的应用场景示意图；
图2是根据本说明书一些实施例所示的超声成像方法的示例性流程图；
图3是根据本说明书一些实施例所示的超声成像方法的示例性流程图；
图4a至图4c是根据本说明书一些实施例所示的通过触屏和/或非触屏操作指令确定ROI的示例图；
图5是根据本说明书一些实施例所示的根据感兴趣区域确定成像条件数据的示例性流程图；
图6a至图6b是根据本说明书一些实施例所示的全局成像区域的发射所需焦点示例；
图7a至图7b是根据本说明书一些实施例所示的全局成像区域的发射所需焦点示例；
图8是根据本说明书一些实施例所示的判断成像条件数据符合何种优化成像模式并触发相应优化成像模式下成像操作的示例性流程图；
图9a至图9b是根据本说明书一些实施例所示的发射参数调整示例图；
图10a至图10c是根据本说明书一些实施例所示的发射参数调整示例图；
图11a至图11d是根据本说明书一些实施例所示的发射参数调整示例图；
图12是根据本说明书一些实施例所示的覆盖感兴趣区域的增强成像操作示例图；
图13是根据本说明书一些实施例所示的增强图像与全局图像的图像复合操作示例图；
图14a至图14c是根据本说明书一些实施例所示的增强图像与全局图像的图像复合操作所处操作节点示例图；
图15是根据本说明书一些实施例所示的优化成像设置界面示例图；
图16是根据本说明书一些实施例所示的超声成像系统组成示例图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
以往技术中，虽然存在通过增加发射次数、发射时间等，进行感兴趣区域的局部增强或独立成像的方案，但一方面，其仅把关注点放在图像局部区域的发射增强上，尤其是多采用聚焦发射的方式，一味的提高发射线密度或发射焦点个数，可能导致发射次数多、耗时长且帧频降低的问题；另一方面，无论是将感兴趣区域之外的其他图像区域冻结而仅对感兴趣区域增强成像，还是通过前端缩放的方式仅显示感兴趣区域部分的图像，都不利于超声检测或超声诊断时查看感兴趣区域与其他区域之间的关系，更难以实现超声诊断中期望能够进行包含感兴趣区域的全局区域图像动态调整、动态显示的高需求。
总体上，传统方案均未综合考虑图像成像质量与帧频、发射时间等最终会影响整体成像效率的相互间影响关系，以便针对不同成像状况或诊断需求，高适应性地提供相应成像方案，既能提高成像效率，又能满足多种不同成像需求，从而在克服以往技术方案缺陷的同时，提供最佳成像方案，从而满足多种超声成像和/或超声诊断场景的需求。
本说明书实施例可以根据不同成像条件或实时的成像需求进行相应分析判断，并根据分析判断结果进行与之相适应的优化成像操作，不仅可以提高图像质量且具有不损失帧频、计算量少等优势，可以提高整体成像效率，还可以支持适应性增强感兴趣区域(以下均简称ROI)与其之外其他区域的同时动态显示、支持全局区域的动态调整成像，因此在超声诊断领域具有广阔的应用前景。
图1所示为根据本说明书一些实施例所示的超声成像系统100的应用场景示意图。
如图1所示，在应用场景中可以包括超声设备110、处理器120、存储设备130、终端140和网络150。
超声设备110可以用于对对象执行扫查，以进行诊断成像。超声设备110可以用于查看对象的身体内部组织的图像信息，以辅助医生进行疾病诊断。超声设备110可以通过探头将较高频率的声波(例如超声波)发送至对象以产生超声图像。在一些实施例中，对象可以包括生物对象和/或非生物对象。例如，对象可以包括人身体的特定部分，例如颈部、胸部、腹部等，或其组合。又例如，对象可以是超声设备110待扫描的病人。在一些实施例中，超声图像可包括亮度模式(B模式)图像、彩色模式(C模式)图像、运动模式(M模式)图像、多普勒模式(D模式)图像和弹性成像模式(E模式)图像中的至少一个。在一些实施例中，超声图像可以包括二维(2D)图像或三维(3D)图像。
超声设备110可以用于数据获取、处理和/或输出、定位等功能。功能设备110可以包含一个或多个子功能设备(例如单个传感设备或多个传感设备组成的传感系统设备)。在一些实施例中，超声设备110可以包括但不限于超声发射单元(例如，包括超声换能器等)、超声成像单元、射频感应单元、NFC通信单元、图像采集单元、图像显示单元、音频输出单元等或其任意组合。示例性地，超声成像单元可以用于接收信号的处理，包括滤波、解调、波束合成等等超声成像过程可能涉及的数据处理。示例性地，图像显示单元可以用于优化成像图像的显示。示例性地，超声设备110可以由其信息输入模块(图1中未示出)采集成像对象信息以及接收成像操作指令信息。示例性地，超声设备110也可以通过网络150接收来自终端140或处理器120发送的成像对象信息和/或成像操作指令信息，并可以将中间成像结果数据或优化成像图像发送至处理器、存储设备130或终端140。
处理器120可以处理从其他设备或系统组成部分中获得的数据和/或信息。处理器120可以基于这些数据、信息和/或处理结果执行程序指令，以执行一个或多个本申请中描述的功能，例如，滤波、解调、波束合成等等超声成像过程可能涉及的数据处理。在一些实施例中，处理器120可以接收来自超声设备110的中间成像结果数据或优化成像图像，例如，接收滤波处理后的中间成像结果数据，再例如接收由超声设备110完成的最终优化成像图像，并根据优化成像图像以及预设超声诊断分析程序进行相应超声诊断分析操作。
在一些实施例中，处理器120可以包含一个或多个子处理设备(例如，单核处理设备或多核多芯处理设备)。仅作为示例，处理器120可以包括中央处理器(CPU)、专用集成电路(ASIC)、专用指令处理器(ASIP)、图形处理器(GPU)、物理处理器(PPU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编辑逻辑电路(PLD)、控制器、微控制器单元、精简指令集电脑(RISC)、微处理器等或以上任意组合。
在一些实施例中，超声设备110、终端140以及其他可能的系统组成部分中可以包括处理器120，例如可以将处理器120或能实现处理器120功能的功能模块集成在超声设备110、终端140以及其他可能的系统组成部分中。
在一些实施例中，超声成像系统100的一个或者多个组件可以通过网络150传送数据至超声成像系统100的其他组件。例如，处理器120可以通过网络150获取终端140、超声设备110和存储设备130中的信息和/或数据，或者可以通过网络150将信息和/或数据发送到终端140、超声设备110和存储设备130。
存储设备130可以用于存储数据和/或指令，数据指对信息的数字化表示，可以包括各种类型，比如二进制数据、文本数据、图像数据、视频数据等。指令指可控制设备或器件执行特定功能的程序。例如，存储设备130可以存储初始成像图像数据、成像条件数据、优化成像数据、触屏操作指令和/或预设机器学习算法等等超声成像过程中涉及的各类可能数据和/或程序。
存储设备130可以包括一个或多个存储组件，每个存储组件可以是一个独立的设备，也可以是其他设备的一部分。在一些实施例中，存储设备130可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器等或其任意组合。示例性的，大容量储存器可以包括磁盘、光盘、固态磁盘等。在一些实施例中，所述存储设备130可在云平台上实现。仅作为示例，所述云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布云、内部云、多层云等或其任意组合。
终端140指用户所使用的一个或多个终端设备或软件。终端140可以包括处理单元、显示单元、输入/输出单元、感知单元、存储单元等。感知单元可以包括但不限于光传感器、距离传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器、声音探测器等或其任意组合。
在一些实施例中，终端140可以是移动设备140-1、平板计算机140-2、膝上型计算机140-3、台式计算机140-4等其他具有输入和/或输出功能的设备中的一种或其任意组合。在一些实施例中，使用终端140的可以是一个或多个用户，可以包括直接使用服务的用户，也可以包括其他相关用户。
上述示例仅用于说明所述终端140设备范围的广泛性而非对其范围的限制。
网络150可以连接系统的各组成部分和/或连接系统与外部资源部分。网络150使得各组成部分之间，以及与系统之外其他部分之间可以进行通讯，促进数据和/或信息的交换。在一些实施例中，网络150可以是有线网络或无线网络中的任意一种或多种。例如，网络150可以包括电缆网络、光纤网络、电信网络、互联网、局域网络(LAN)、广域网络(WAN)、无线局域网络(WLAN)、城域网(MAN)、公共交换电话网络(PSTN)、蓝牙网络、紫蜂网络(ZigBee)、近场通信(NFC)、设备内总线、设备内线路、线缆连接等或其任意组合。各部分之间的网络连接可以是采用上述一种方式，也可以是采取多种方式。在一些实施例中，网络可以是点对点的、共享的、中心式的等各种拓扑结构或者多种拓扑结构的组合。在一些实施例中，网络150可以包括一个或以上网络接入点。例如，网络150可以包括有线或无线网络接入点，例如基站和/或网络交换点，通过这些进出超声成像系统100的一个或多个组件可连接到网络150上以交换数据和/或信息。
需要注意的是，以上对于超声成像系统100的描述，仅为描述方便，并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接。在一些实施例中，图16中披露的感兴趣区域确定模块410、成像条件数据确定模块420和优化成像图像生成模块430可以在超声设备110和/或处理器120中实现。在一些实施例中，图16中披露的感兴趣区域确定模块410、成像条件数据确定模块420和优化成像图像生成模块430可以是一个系统中的不同模块，也可以是一个模块实现上述的两个或两个以上模块的功能。例如，各个模块可以共用一个存储模块，各个模块也可以分别具有各自的存储模块。诸如此类的变形，均在本说明书的保护范围之内。
图2是根据本说明书一些实施例所示的超声成像方法200的示例性流程图。图3是根据本说明书一些实施例所示的超声成像方法200的示例性流程图。如图2和图3所示，流程200可以包括以下步骤。在一些实施例中，流程200可以由超声设备110或处理器120执行。
步骤210，在初始成像图像上确定感兴趣区域，初始成像图像包括全局成像区域。在一些实施例中，步骤210可以由感兴趣区域确定模块410执行。
步骤220，根据感兴趣区域确定成像条件数据。在一些实施例中，步骤220可以由成像条件数据确定模块420执行。
步骤230，判断成像条件数据符合何种优化成像模式，并触发相应优化成像模式下的成像操作，生成优化成像图像，优化成像模式至少包括第一优化成像模式和第二优化成像模式，第一优化成像模式指覆盖全局成像区域的发射参数调整操作，第二优化成像模式指覆盖感兴趣区域的增强成像与覆盖全局成像区域的非增强成像的同步操作。在一些实施例中，步骤230可以由优化成像图像生成模块430执行。
在一些实施例中，步骤230可以包括以下子步骤：
子步骤231，判断成像条件数据符合何种优化成像模式，然后根据判断结果确定触发第一优化成像模式还是触发第二优化成像模式；
当确定触发第一优化模式，进入子步骤232a：进行覆盖全局成像区域的发射参数调整操作，生成相应优化成像图像；当确定触发第二优化模式，进入子步骤232b：进行覆盖感兴趣区域的增强成像与覆盖全局成像区域的非增强成像的同步操作，生成相应优化成像图像。
通过综合考虑图像成像质量与帧频、发射时间等影响整体成像效率的彼此影响关系因素，针对不同成像状况的成像需求或诊断需求，根据选定ROI的相应成像条件数据进行分析判断，确定其符合何种优化成像模式，并触发适用的相应优化成像模式，从而高适应性地提供相应成像方案，既提高了成像效率，又能满足多种不同成像需求，从而在克服以往技术方案缺陷的同时，提供最佳成像方案。
初始成像图像是指在进行优化成像之前的初步成像图像，其中初始成像图像可以包括全局成像区域，全局成像区域是指初始成像图像中涵盖较广的超声成像区域，以便超声检测或诊断可以查看较大范围的成像图像区域，包括可能的ROI及其外围区域。例如，针对某一病变组织或器官进行初始超声成像时，获得的初始成像图像不仅包含用于超声检测或诊断所有可能的ROI，还包含这些ROI之外的相关外围区域。
在一些实施例中，感兴趣区域确定模块410可以获取初始成像图像。
在一些实施例中，初始成像图像可以由超声设备110生成。在一些实施例中，超声成像设备110向待检测目标发射超声脉冲，接收待检测目标反射的超声回波信号，并对接收到的超声回波信号进行成像处理后输出初始成像图像。在一些实施例中，前述成像处理可以包括滤波处理、解调处理、波束合成处理、复合成像处理(例如线复合、频率复合、空间复合等等)、包络处理、对数成像处理以及图像后处理(例如灰度处理、斑噪抑制、边缘细化等)中的至少一种或几种。在一些实施例中，可以由感兴趣区域确定模块410的初始成像子模块(图16中未示出)生成初始成像图像。
在一些实施例中，初始成像图像可以从处理器120、存储设备130或终端140中获取，例如可以由存储设备130存储预生成的初始成像图像，再例如，可以从患者用户终端、超声检测或诊断用户终端(例如某一患者存储有历史超声检测结果的用户终端、某一超声检测人员的用户终端、某一诊断医生的用户终端)获取相应初始超声图像。
在一些实施例中，初始成像图像可以从超声成像系统100(图1示出或未示出)中任何可能的系统组成部分中获取，例如，云端服务器或后台系统。在一些实施例中，初始成像图像可以从超声成像系统100之外的其他系统获取，例如可以从与超声成像系统100具有业务或数据关联的某个或某些医院医疗系统中获取。需要说明的是，初始成像图像的获取方式以上仅作为示例，本说明书实施例不对其特别限制。
在一些实施例中，可以利用人工智能自动识别算法、自动跟踪算法、以及触屏和/或非触屏操作指令中的至少一种确定ROI。其中，通过人工智能自动识别算法或自动跟踪算法具有确定ROI速度快、效率高的优点；通过触屏和/或非触屏操作指令则能满足确定ROI时的动态调整以及用户对确定ROI的个性化需求，提高交互性。在一些实施例中，可以利用人工智能自动识别算法、自动跟踪算法、以及触屏和/或非触屏操作指令中的几种结合方式确定ROI，具体可以根据实际需求进行多种组合方式的相应设置，以便结合利用各自方式的优点，提高ROI效率的同时，满足多种不同场景的用户ROI选定需求。
在一些实施例中，ROI可以是全局成像区域中的任意区域。在一些实施例中，ROI可以由多个局部ROI组成。在一些实施例中，ROI可以是封闭形状(如一个矩形)或非封闭形状(如一条线段)。在一些实施例中，前述封闭形状可以是规则形状(如正方形)或不规则形状。
在一些实施例中，可以利用预设机器学习算法(例如深度学习算法)进行ROI的自动识别，从而确定ROI。在一些实施例中，可以利用预设目标检测模型对初始选定或绘制的ROI进行追踪记录，即便在探头变动了情况下，依旧可以实现对ROI的自动跟踪，从而提高ROI确定的效率。在一些实施例中，前述的预设目标检测模型可以是SSD(Single ShotMultiBox Detector)、Faster R-CNN(Faster Region-Convolutional Neural Network)、YOLO(You Only Look Once)或其他任何可行的目标检测模型。
在一些实施例中，可以利用预设特征检测方法加上预设特征匹配方法，进行图像特征(例如特征点、特征线、特征区域等)的检测与匹配而确定ROI。在一些实施例中，前述预设特征检测方法可以是SIFT(ScaleInvariant Feature Transform，尺度不变特征转换)算子、SURF(Speeded Up Robust Feature，加速稳健特征)算子、FAST(Features fromAccelerated Segment Test，加速分割测试获得特征)、LBP(Local Binary Pattern，局部二值模式)算子、HOG(Histogram of Oriented Gradient，梯度直方图)算子或其他任何可行的特征检测方法，预设特征匹配方法可以是RANSAC(RANdom SAmple Consensus，随机抽样一致)算法、ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF，快速特征点提取和描述)算法或其他任何可行的特征检测方法。
在一些实施例中，可以直接使用预设模板匹配方法在初始成像图像中找到与ROI匹配的区域，并通过跟踪ROI来确定ROI。在一些实施例中，前述预设模板匹配方法可以是基于轮廓的模板匹配算法、基于边缘梯度的模板匹配算法或其他任何可行的模板匹配算法。
在一些实施例中，可以通过触屏和/或非触屏操作指令确定ROI。在一些实施例中，触屏和/或非触屏操作指令可以包括触屏绘制操控指令、轨迹球操控指令、隔空手势绘制操控指令和/或其他任何可行的输入操作指令。
图4a至图4c是根据本说明书一些实施例所示的通过触屏和/或非触屏操作指令确定ROI的示例图，其中每幅图像最外侧边界线包围的区域(即初始成像图像展示的整个图像区域)均可以视为初始成像图像的全局成像区域。
示例性地，如图4a所示，当超声检测用户或医生用户的感兴趣区域是一片区域时，感兴趣区域确定模块410接收超声检测用户或医生用户输入的触屏操作指令(如手动绘制等)，并根据触屏操作指令在有效成像区域内(如图中实线所示)绘制一条首尾相接的线，即构成一个封闭形状，绘制的轨迹线(如图中虚线所示)即为ROI的边界。这里，ROI的封闭形状可以是任意规则形状或不规则形状。
其中，有效成像区域是指包含ROI的实际成像区域，以便保障ROI内的成像效果。在一些实施例中，有效成像区域的面积与ROI面积相等。在一些实施例中，有效成像区域的面积大于ROI面积。在一些实施例中，有效成像区域的面积与ROI面积的比值范围为1.5至2.0，优选地为1.8，以避免ROI边缘的成像不完整，同时减少非ROI区域的成像，防止冗余计算，以降低计算量。在一些实施例中，有效成像区域可以是封闭形状(如一个椭圆)或非封闭形状(如一条弯曲线段)。在一些实施例中，前述封闭形状可以是规则形状(如菱形)或不规则形状。在一些实施例中，有效成像区域的封闭形状或非封闭形状可以与ROI的封闭形状或非封闭形状近似或一致。
示例性地，如图4b所示，当超声检测用户或医生用户感兴趣的区域是一个细长区域时，感兴趣区域确定模块410接收超声检测用户或医生用户输入的非触屏操作指令(如轨迹球或隔空手势绘制指令等)，并根据非触屏操作指令在有效成像区域内(如图中实线所示)绘制覆盖ROI的一条弯曲线段(当不方便绘制封闭形状时)。在一些实施例中，可以利用轨迹球进行ROI关键点标记或直接绘制ROI的相应形状。
示例性地，如图4c所示，当超声检测用户或医生用户对待选定的ROI实现随机或动态调整时，感兴趣区域确定模块410可以接收到超声检测用户或医生用户输入的触屏和/或非触屏操作指令(如手动触屏点击、轨迹球点击或非触屏默认选项指令选定等)，图像显示及操控界面会默认出现一个如图中实线框出的常规形状(如矩形、圆形或椭圆等规则形状)，其后根据接收的触屏划动指令或隔空划动指令沿着图示箭头调整至图中虚线框所示区域，以便通过相应操作指令根据用户(简洁起见，以下可能包含超声检测用户、患者用户、诊断用户或医生用户等任何可能的成像需求用户人群，简称用户)需求调整ROI区域大小。例如，当使用轨迹球选定ROI时，可以首先按下确定键，确定起始点，在图像显示及操控界面会出现一个以该起始点为中心的默认矩形区域，然后以这个矩形区域为基准滚动轨迹球，此时绘制的区域随轨迹球的滚动扩大或缩小，最后按下确定键确定终点，即ROI选定完成。
在一些实施例中，有效成像区域在图像显示及操控界面的确定方式与ROI类似，具体可参见前述ROI具体选定方式及其过程，在此不再赘述。
需要注意的是，前述ROI或有效成像区域的确定方式仅仅是示例性的，不应理解为对本申请的限定，在不脱离本申请发明构思的情况下，可以采用任何可行的方式来确定ROI或有效成像区域。
在步骤220中，可以根据感兴趣区域确定成像条件数据。
成像条件数据是指用于确定当前选定ROI适用于何种优化成像模式的成像条件参数。在一些实施例中，成像条件数据可以包括能够反映当前选定ROI特征(如ROI区域大小等)的相应参数数据。在一些实施例中，成像条件数据可以包括ROI面积值。在一些实施例中，成像条件数据可以包括ROI面积与全局成像区域面积的比值。
在一些实施例中，成像条件数据可以包括ROI的发射条件参数。在一些实施例中，成像条件数据可以包括ROI的发射条件参数以及有效成像区域的发射条件参数。发射条件参数是指满足何种优化成像模式的相应条件参数。在一些实施例中，发射条件参数可以是当前选定ROI发射所需的焦点个数、发射次数或发射间隔(即上次发射接收至下次发射开始的时间间隔)等等，例如可以根据历史记录数据确定不同ROI在常规聚焦发射模式下所需焦点个数、发射次数、发射时间等等。
在一些实施例中，成像条件数据可以包括ROI的发射条件数据与全局成像区域的发射条件数据之间的关系数据。在一些实施例中，ROI的发射条件数据与全局成像区域的发射条件数据之间的关系数据，可以包括ROI的发射条件数据与全局成像区域的发射条件数据之间的差值、比值或其他任何可能的两者关系数据，例如根据预设成像条件计算程序，计算得到的当前ROI常规发射所需焦点个数与全局成像区域常规发射所需焦点个数的比值，这里常规发射既可以是聚焦发射、发散波发射、宽波束发射或其他任何可能波形的发射模式，也可以是前述几种发射模式的混合发射模式。
在一些实施例中，成像条件数据可以包括ROI的有效成像区域的发射条件数据与全局成像区域的发射条件数据之间的关系数据。在一些实施例中，ROI的有效成像区域的发射条件数据与全局成像区域的发射条件数据之间的关系数据，可以包括ROI的有效成像区域的发射条件数据与全局成像区域的发射条件数据之间的差值、比值或其他任何可能的两者关系数据。
在一些实施例中，成像条件数据可以由预设成像条件计算程序根据历史选定ROI区域特征数据，预先计算并存储在成像条件数据确定模块420、存储设备130或超声设备110中。在一些实施例中，成像条件数据可以根据当前选定ROI区域，触发预设成像条件计算程序进行实时计算。
图5是根据本说明书一些实施例所示的根据感兴趣区域确定成像条件数据的示例性流程图。
如图5所示，上述步骤220可以实施为以下几个子步骤：
步骤2201、根据感兴趣区域计算感兴趣区域的有效成像区域；
步骤2202、根据有效成像区域计算覆盖有效成像区域的第一发射条件参数；
步骤2203、确定有效成像区域的第一发射条件参数与全局成像区域的第二发射条件参数之间的关系数据。
其中，第一发射条件参数、第二发射条件参数分别至少包括焦点个数或发射次数，由于焦点个数或发射次数是最能反映成像时发射条件的数据参数，当至少选取焦点个数或发射次数，作为有效成像区域的第一发射条件参数以及全局成像区域的第二发射条件参数，再获取两者的关系数据，能够精准高效地确定成像条件数据，保障数据获取的可靠性。在一些实施例中，第一发射条件参数、第二发射条件参数还可以分别包括发射间隔等。
再参照图4a，在一些实施例中，步骤2201可以按以下示例方式实施：ROI选定之后，根据有效成像区域面积与ROI面积的预设比值范围(如1.5至1.8)，计算得到有效成像区域面积，然后根据有效成像区域面积，通过触屏和/或非触屏操作指令确定有效成像区域，如图4a中所示的实线矩形等满足面积需求的规则形状。
再参照图4b，在一些实施例中，步骤2201可以按以下示例式实施：当选定ROI为非封闭形状，例如一条非封闭线段，通过触屏和/或非触屏操作指令，将该非封闭形状在预设面积倍数阈值范围(如1.8至2.0，或者大于2.0)进行加粗，从而确定有效成像区域，如图4b中所示的实线长条形状等满足面积需求的不规则形状。
因此，根据选定ROI确定的有效成像区域，只要其向外扩展的形状区域满足预设面积要求即可，具体形状是封闭形状还是非封闭形状，或者说规则形状或不规则形状，可以根据超声检测用户或医生用户的具体需求选择。
在一些实施例中，步骤2202可以按以下示例方式实施：
通过计算公式(1)计算得到覆盖有效成像区域发射所需焦点个数，以Sroi来表示，
Figure BDA0003278144190000091
其中，Worg为全局成像区域的宽度，Wroi为有效成像区域的宽度，Sorg为全局成像区域所需发射次数，ts为比例系数。
图6a是根据本说明书一些实施例所示的全局成像区域的发射所需焦点示例。图6b是根据本说明书一些实施例所示的有效成像区域的发射所需焦点示例。
这里以聚焦发射模式为例，图6b所示的实线框区域为ROI的有效成像区域，焦点均分布在有效成像区域内，并采用线扫的成像方式。有效成像区域的宽度Wroi可以根据前述有效成像区域计算方式计算得到。另外，全局成像区域的宽度Worg、全局成像区域所需发射次数Sorg可以与初始成像图像的宽度以及发射次数相等。
图7a是根据本说明书一些实施例所示的全局成像区域的发射所需焦点示例。图7b是根据本说明书一些实施例所示的有效成像区域的发射所需焦点示例。
与图6a、图6b所示的焦点分布于有效成像区域内的方式不同，图7a、图7b所示的焦点分布于有效成像区域之外，同时选择适当发射孔径，使得声波能量更多覆盖在有效成像区域内，这与焦点分布于有效成像区域内相比，所需发射次数更少。如图7a中焦点F1所示，此时需要的焦点个数较少。
首先，确定焦点位置可以按以下示例方式实施：
以有效成像区域的中心(即图7a中矩形区域的中心)建立一个椭圆，该椭圆长轴和短轴可以分别是矩形区域的宽和高的1.5-2倍。焦点位于有效成像区域的下方且在椭圆上均匀分布，且最两边的焦点之间的距离可以大于有效成像区域的宽。选择有效成像区域正上方的阵列作为发射孔径，此时换能器阵元的指向性最好，本示例中以发射孔径的尺寸要略大于有效成像区域的宽度为例，实际的发射孔径尺寸可以根据实际期望效果决定和设置。
每次发射可以覆盖部分有效成像区域，如图7b所示，假设白色阴影区AF是焦点F的有效发射区域，有效成像区域可以表示为Aroi，则两个区域的交集则是焦点F的发射可以进行成像的区域(后续称为焦点F的实际成像区域)，如7b中黑色线段围起来的区域AF1，其他焦点的实际成像区域按照同样的方式计算。当所有焦点的实际成像区域的并集为Aroi时，说明此时的发射可以覆盖有效成像区域。满足上述条件所需的焦点个数计算如下：计算中间的焦点在有效成像区域内能覆盖上的最小长度，即焦点的两条照射边界和有效成像区域的边界相交后得到的线段mn，具体地通过以下计算公式(2)进行计算mn：
Figure BDA0003278144190000101
其中，Ls为焦点F1到有效成像区域最近边界的距离，Lt为焦点F1到换能器的距离，发射孔径的尺寸为St。
进一步地，有效成像区域所需发射次数可以通过以下计算公式(3)来计算：
Figure BDA0003278144190000102
其中，Wroi为有效成像区域的宽度，ts与计算公式(1)中相同，同样也为比例系数。
在一些实施例中，上述步骤2203可以按如下示例方式实施：
由于超声系统中影响帧频的主要参数有检测深度和一帧图像成像需要的发射次数，可以通过以下计算公式(4)来计算系统最大帧频(最大帧频表示为forg)：
Figure BDA0003278144190000103
其中，d为检测深度，Sorg为一帧覆盖全局成像区域的初始成像图像所需发射次数，c为声速。
当通过计算公式(1)或计算公式(3)计算得到有效成像区域所需发射次数Sroi，若进行有效成像区域成像，可以通过以下计算公式(5)系统最小帧频(最小帧频表示为froi)：
Figure BDA0003278144190000104
进一步地，有效成像区域质量优化成像后的帧频与全局成像区域帧频的比值(比值用r来表示)，即有效成像区域的第一发射条件参数与全局成像区域的第二发射条件参数之间的关系数据，可以通过以下计算公式(6)计算得到：
Figure BDA0003278144190000111
图8是根据本说明书一些实施例所示的判断成像条件数据符合何种优化成像模式并触发相应优化成像模式下成像操作的示例性流程图。
如图8所示，上述230步骤可以包括以下几个子步骤：
子步骤2301，判断有效成像区域的第一发射条件参数与全局成像区域的第二发射条件参数之间的关系数据是否小于阈值；
子步骤2302a，响应于关系数据小于阈值，触发第一优化成像模式下的成像操作，包括：在满足帧频要求条件下调整发射参数，使得感兴趣区域的声波能量得到增强；
子步骤2302b，响应于关系数据不小于阈值，触发第二优化成像模式下的成像操作，包括：覆盖感兴趣区域的增强成像与覆盖全局成像区域的非增强成像的同步操作，以分别得到关于感兴趣区域的增强图像以及关于全局成像区域的全局图像；对增强图像与全局图像进行图像复合操作。
在一些实施例中，上述子步骤2302a可以按以下示例方式实施：响应于关系数据小于阈值，触发第一优化成像模式下的成像操作，包括：在满足帧频要求条件下调整发射参数，维持全局成像区域的原有声波能量的同时，使得感兴趣区域的声波能量得到增强。
在一些实施例中，上述子步骤2302a可以按以下示例方式实施：响应于关系数据小于阈值，触发第一优化成像模式下的成像操作，包括：在满足帧频要求条件下调整发射参数，使得包含感兴趣区域的全局成像区域的声波能量都得到增强。
由于根据有效成像区域与全局成像区域之间发射条件参数的关系数据与阈值的大小关系，可以确定当前选定ROI的有效成像区域，属于较大面积区域还是属于较小面积区域，根据其面积区域特点触发相应优化成像模式。
例如，当关系数据小于阈值，表明当前有效成像区域面积较大，若进行覆盖感兴趣区域的有效成像区域增强可能会增加发射次数或延长发射时间，从而影响帧频，因此可以通过第一优化成像模式覆盖全局成像区域的基础上，感兴趣区域内调整相应发射参数，在不损失全局成像区域内感兴趣区域之外其他区域所需声波能量的同时，尽可能地增加感兴趣区域的声波能量，或者全局成像区域的声波能量，既能在提高图像成像质量的同时不降低帧频，又能实现全局成像区域的全局成像和动态调整，从而提高成像效率。相反，当关系数据大于阈值，表明当前有效成像区域面积较小，覆盖感兴趣区域的增强成像并不会导致发射次数过多或发射时间过长，在覆盖感兴趣区域的增强成像操作时，可以同时进行覆盖全局成像区域的非增强成像操作，也可以将发射次数或发射时间控制在合理范围内，最终在提高图像成像质量的同时同样能够保障帧频，使得最终的成像效率得到较大提高。在一些实施例中，子步骤2301可以按以下示例方式实施：
判断通过上述计算公式(6)计算得到的r是否小于阈值t。
在一些实施例中，可以根据具体成像需求进行阈值t的大小设置。在一些实施例中，前述成像需求可以是作为确定阈值t关键参数的帧频要求，例如最低帧频要求等，因为在不同成像场景，帧频要求会有所不同，例如颈动脉的检查对帧频要求较低，最低帧频可以不低于20fps(frame per second)，而心脏检查对帧频要求较高，最低帧频可以不低于50fps。
示例性地，假设对全局成像区域进行成像时，检测深度为10cm，采用聚焦发射，每帧需要发射128次，则此时超声系统可以达到的最大帧频为60fps，在进行局部成像优化后，若要求成像帧频不小于40fps，则阈值
Figure BDA0003278144190000121
则理论上最大可以实现的有效成像区域的发射次数为63。
根据上述计算公式(6)：
Figure BDA0003278144190000122
计算得到Sroi＝63，说明有效成像区域的发射次数不能超过63。
在一些实施例中，可以通过调整比例系数ts，来实现成像质量与帧频之间的平衡，也就是说，ts为可变量，可以根据不同需求进行相应设置和实时调整。在一些实施例中，当用户更关注成像质量时，可以适当增大该比例系数ts。在一些实施例中，当用户对帧频要求较高，则可以适当减小该比例系数ts。
示例性地，初始ts设为1，此时发射次数刚好可以覆盖整个有效成像区域，若对成像质量要求更高，可适当提高ts至1.2至1.5，但是会损失帧频；若对帧频有较高要求，也可以适当调低该参数至0.8左右。例如，假设用线阵进行全局成像区域成像，全局成像区域的宽度为5cm，计算得到的有效成像区域的宽度为1.5cm，则通过计算公式(1)计算得到，覆盖有效成像区域至少需要的发射次数为：
Figure BDA0003278144190000123
假设在上述阈值t计算时的相同条件下，通过增加发射次数可以改善成像质量，在不影响帧频的情况下，ts可以提高到1.2至1.6。若继续提高ts，系统会提醒，当前状态会降低最低帧频，需要医生选择是否继续提高该比例系数。
在一些实施例中，执行上述子步骤2302a时，当响应于关系数据小于阈值，触发第一优化成像模式下的成像操作中，在满足帧频要求下调整发射参数，可以对一种发射参数单独调整或几种发射参数组合调整。
发射参数是指在超声成像时可以影响发射过程或成像效果的相应参数。在一些实施例中，发射参数可以至少包括发射模式、发射孔径参数、发射焦点参数、发射偏角、发射频率、发射波形、增益(即增益调节)中的至少一种。在一些实施例中，发射模式可以包括聚焦发射、发散波发射、宽波束发射、平面波发射、单阵元发射中的至少一种或两种及以上发射模式的混合发射，或者其他任何可行的发射模式。在一些实施例中，发射孔径参数可以是发射孔径位置或发射阵元组合方式、发射孔距、接收孔距或其他任何可行的发射孔径参数。在一些实施例中，发射焦点参数可以包括发射焦点个数、发射焦点位置、发射焦点深度或其他任何可行的发射焦点参数。在一些实施例中，发射波形可以是正弦波形、冲击波形、多种频率叠加的形状任意的波形或其他任何可行的发射波形。
示例性地，在某一对帧频要求较高的场景下(例如心脏检查)，不能大幅度牺牲帧频，意味着要进行有效成像区域成像时，可增加的发射次数有限，此时选择将焦点设于有效成像区域之外进行成像，若此时有效成像区域范围较宽，可以通过扩大发射孔径以及增加发射偏角来扩大有效发射区域；若有效成像区域在近场区域(离探头比较近的区域)，可以提高有效成像区域发射的发射频率，使得高频声波对近场产生满足预期的成像效果。
图9a和图9b是根据本说明书一些实施例所示的发射参数调整示例图。
如图9a所示，采用无偏角的聚焦发射方式，焦点在有效成像区域宽度W范围内水平分布，为了保证边缘的成像效果，可以适当扩大焦点分布范围，如宽度W的1.2到1.5倍范围，焦点纵向位置在有效成像区域深度的L倍数的位置，即
Figure BDA0003278144190000131
其中L取值为2至3，至于焦点个数的计算方法可以通过前述计算公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)中的一个或几个来计算。
如图9b所示，还可以将图9a所示位于有效成像区域(图9a中矩形区域所示)下方的焦点位置，调整至有效成像区域上方，使得焦点位置更靠近换能器的发射阵元，以调整声波在覆盖全局发射区域的各个区域能量分布。
再参照图7a、图7b，也可以通过流式控制程序实现多维度焦点调节，在多个维度空间(例如二维空间等)控制调整焦点位置，使得横向或纵向等维度上调整焦点位置，例如，由图7a、图7b所示的焦点位置分布调整至图9a或图9b所示的焦点位置分布，从而满足多种成像场景的焦点调整需求，最终提高成像效率。
通过对发射模式、发射孔径参数、发射焦点参数、发射偏角、发射频率、发射波形、增益中一个参数维度调整或多个参数维度混合调整，能够更好地实现覆盖全局成像区域的预期成像需求，在实现全局成像区域动态显示及调整的同时，还能提高整体的成像效率，满足用户多元化的成像需求。
在一些实施例中，调整发射参数还可以按以下示例方式实施：
对感兴趣区域之外的区域中的焦点分布进行分析，以确定满足预设焦点分布条件的待补偿区域；增加发射以对待补偿区域进行声波能量的补偿。
由于在传统超声成像中，很少会从全局角度关注整个全局成像区域的焦点分布情况及其成像效果，尤其对于感兴趣区域之外的区域缺乏关注，感兴趣区域之外的区域中的焦点分布就较为稀疏。因此，在一些实施例中，可以对感兴趣区域之外的区域中的焦点分布进行焦点稀疏分析，以便对确定满足预设焦点稀疏分布条件的待补偿区域，通过调整相应发射参数来增加发射，以对待补偿区域进行声波能量的补偿，使得在第一优化成像模式下生成的覆盖全局成像区域的优化成像图像，尽可能增强感兴趣区域声波能量的同时，又不损失其他区域声波能量的合理需求，实现图像质量、帧频等参数之间的相对均衡，提高成像效率，达到相应成像效果，从而满足预期成像需求。
在一些实施例中，可以在执行待补偿区域进行声波能量的补偿时，根据不同声波能量补偿需求进行相应发射参数调整，包括单独调整一种发射参数或组合调整多种发射参数，例如调整发射模式，或者同时调整发射模式与发射偏角等等。
图10a至图10c是根据本说明书一些实施例所示的发射参数调整示例图。
示例性地，在进行声波能量补偿的调整发射参数操作时，在覆盖全局成像区域的初始发射模式基础上，除了使用聚焦发射模式，也可以采用如10a所示的发散波发射模式、如图10b所示的宽波束发射模式、如图10c所示的平面波发射模式或其他任何可行的发射模式。
需要注意的是，覆盖全局成像区域的初始发射模式并不局限于聚焦发射一种发射模式。在一些实施例中，根据不同成像需求，初始发射模式可以是聚焦发射、发散波发射、宽波束发射、平面波发射、单阵元发射中的至少一种或两种及以上发射模式的混合发射，或者其他任何可行的发射模式。在一些实施例中，根据不同成像需求，进行声波能量补偿的发射模式可以是聚焦发射、发散波发射、宽波束发射、平面波发射、单阵元发射中的至少一种或两种及以上发射模式的混合发射，或者其他任何可行的发射模式。
由于各种发射模式具有各自发射优势，例如，聚焦发射具有聚焦声波能量强的特点，宽波束、发散波、平面波等具有发射覆盖面积广的特点，在进行声波补偿时，可以根据具体场景的成像需求，进行一种发射模式的补偿或多种发射模式的混合选取，从而提高成像效率，达到预期成像效果，以满足用户的个性化成像需求。
图11a至图11d是根据本说明书一些实施例所示的发射参数调整示例图。
如图11a和图11b所示，当选定ROI面积过大或跨越区域范围较广时，若采用覆盖感兴趣区域的增强成像与覆盖全局成像区域的非增强成像的同步操作的第二优化成像模式，需要增加的发射次数较多，会影响帧频，可以采用满足帧频要求条件下调整发射参数的第一优化成像模式。
图11a所示的为初始成像图像的焦点分布情况，其中焦点在同一水平线上均匀分布，假设医生选择图11b中位于全局成像区域上部的实线长条形区域为ROI区域，该区域几乎横跨整个水平范围，根据ROI区域特点，可以将原横跨范围内的焦点移到ROI区域内，ROI区域外的焦点也在移动前与移动后的位置之间均匀分布。
如图11c所示，对于ROI之外的下部焦点分布较稀疏区域，可以适当增加发射，通过附加宽波束发射模式，进行声波能量补偿操作。在调整焦点位置后的初始发射模式基础上，又在全局成像区域外增设多个焦点，使得通过附加发射模式的能量补偿可以集中于全局成像区域的下部区域，从而补偿了下部区域因焦点上移后导致的能量缺失，达到该种全局成像区域的预期优化成像效果。
如图11d所示，当选定ROI位于全局成像区域下部时，意味着发射时更多焦点集中在远场，可以通过附加发散波发射模式来补偿近场的能量，以便实现该种全局成像区域的预期优化成像效果。
在一些实施例中，执行上述子步骤2302b时，当响应于关系数据不小于阈值，触发第二优化成像模式下的成像操作，覆盖感兴趣区域的增强成像与覆盖全局成像区域的非增强成像的同步操作，可以具体按如下示例方式实施：通过交替发射方式对感兴趣区域进行增强成像，以及对全局成像区域进行非增强成像，以分别得到关于感兴趣区域的增强图像以及关于全局成像区域的全局图像。
在一些实施例中，交替发射方式可以是根据同一阵列发射阵元在预设间隔时间点，交替发射得到感兴趣区域的增强图像以及关于全局成像区域的全局图像。
在一些实施例中，ROI的增强成像操作可以采用常规成像方式，例如与初始成像图像的成像过程类似，具体可参见初始成像图像的相关描述，在此不再赘述。在一些实施例中，ROI的增强成像操作可以采用聚焦发射模式，实现ROI区域内的声波能量增强。在一些实施例中，ROI的增强成像操作可以采用上述子步骤2302a中第一优化成像模式下全局成像区域或感兴趣区域的调整发射参数的类似成像操作，具体可参见第一优化成像模式下全局成像区域或感兴趣区域的调整发射参数的成像操作相关描述，在此不再赘述。在一些实施例中，全局成像区域的非增强成像操作可以采用常规成像方式，例如与初始成像图像的成像过程类似，具体可参见初始成像图像的相关描述，在此不再赘述。在一些实施例中，全局成像区域的非增强成像操作可以采用上述子步骤2302a中第一优化成像模式下全局成像区域或感兴趣区域的调整发射参数的类似成像操作，具体可参见第一优化成像模式下全局成像区域或感兴趣区域的调整发射参数的成像操作相关描述，在此不再赘述。
图12是根据本说明书一些实施例所示的覆盖感兴趣区域的增强成像操作示例图。
在一些实施例中，覆盖感兴趣区域的增强成像操作300可以包括以下步骤：
步骤310、根据发射孔径和焦点F位置，计算焦点F的发射边界和有效发射区域；
步骤320、选取有效成像区域中的目标点坐标(x，y)；
步骤330、判断该目标点是否在焦点F的有效发射区域内；
步骤340、若在，则进行波束合成，若不在，则遍历下一个目标点，重复步骤320至步骤340的操作，直到所有的目标点遍历完毕；
步骤350、得到焦点F下在有效成像区域中的波束合成结果；
对所有焦点进行同样的操作，最后将所有焦点F下的波束合成结果进行复合，得到覆盖感兴趣区域的波束合成结果，从而获得感兴趣区域的增强图像。
在一些实施例中，得到关于感兴趣区域的增强图像以及关于全局成像区域的全局图像之后，可以将ROI的增强图像直接代替全局图像上的ROI区域，仅对两者边缘重叠部分做边缘过渡处理，如加权复合过渡处理，保障两者之间不存在明显的分界线，最终获得第二优化成像模式下的优化成像图像。
在一些实施例中，对增强图像与全局图像进行图像复合操作，可以具体按如下示例方式实施：对增强图像与全局图像进行加权复合、频域复合、边缘增强中的一种或多种操作。
图13是根据本说明书一些实施例所示的增强图像与全局图像的图像复合操作示例图。
如图13所示，在一些实施例中，图像复合操作可以包括对增强图像与全局图像进行加权复合操作。示例性地，权重参数可以设置以ROI区域为原点的高斯权重，最终复合得到第二优化成像模式下的优化成像图像，通过实践中多次加权复合操作验证，优化成像图像的图像细节的成像质量，与初始成像图像相比，获得了显著提升。
在一些实施例中，图像复合操作可以包括对增强图像与全局图像进行频域复合操作。示例性地，使用增强图像的高频信息和全局图像的低频信息结果做混合。对包含有效成像区域的全局图像和增强图像做二维傅里叶变换(或小波变换等其他变换)，获取两张图像的频域信息，对低频能量高的图像进行低通滤波，对高频信号强的图像进行高通滤波，再进行傅里叶反变换得到滤波后的图像，再将两张图像进行线性或非线性复合，这样复合后的图像同时保留了较强的低频信号和高频信号，包含更丰富的色彩和纹理信息，能够获得成像效果较优异的优化成像图像。
在一些实施中，图像复合操作可以包括对增强图像与全局图像进行边缘增强操作。示例性地，利用边缘提取算子(Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、Kirsch算子、Robinson算子等)或者其他边缘提取方法，从增强图像(或全局图像的有效成像区域)中提取纹理信息，然后将纹理信息复合到全局图像的有效成像区域(或增强图像上)，进而获取更多的细节信息，提高图像质量，同样能够保障优化成像图像的良好成像效果。
通过交替发射方式对感兴趣区域进行增强成像，以及对全局成像区域进行非增强成像，以分别得到关于感兴趣区域的增强图像以及关于全局成像区域的全局图像，然后再对增强图像与全局图像进行加权复合、频域复合、边缘增强中的一种或多种操作的图像复合操作，实现了覆盖感兴趣区域的增强成像与覆盖全局成像区域的非增强成像的同步操作，不仅提高了成像效率，还能够保障最终优化成像图像的全局区域动态显示及动态调整功能，便于超声检测或超声诊断时查看ROI与其他区域之间的关系，满足用户个性化和多元化的成像图像查看及调整需求。
图14a至图14c是根据本说明书一些实施例所示的增强图像与全局图像的图像复合操作所处操作节点示例图。
在一些实施例中，增强图像与全局图像的图像复合操作所处操作节点可以设置于如图14a的增强图像波束合成及复合之后、取包络操作之前。在一些实施例中，波束合成及复合中的复合操作可以包括复合成像处理，例如线复合、频率复合、空间复合等等。在一些实施例中，增强图像与全局图像的图像复合操作所处操作节点可以设置于图14b所示的取包络操作之后、对数压缩之前。在一些实施例中，增强图像与全局图像的图像复合操作所处操作节点可以设置于图14c所示的两图像各自成像之后、最终成像之前，由于在此操作节点增强图像与全局图像均已各自成像为细节较完整的图像，此时进行两者图像复合操作能够获取较佳的图像复合效果，最终提高成像效率，优化成效效果。
在一些实施例中，上述超声成像方法200可以包括：根据优化成像图像、帧频要求、和/或接收的指令，对成像条件数据和/或发射参数进行调整，以便用户优化成像图像实际效果、动态帧频要求或接受的其他操作指令，实现在优化成像图像上的进一步改良，满足用户更高成像需求，提高用户体验。
图15是根据本说明书一些实施例所示的优化成像设置界面示例图。
如图15所示，示例性地，当执行步骤210至步骤230完成之后，用户查看得到的优化成像图像之后，希望对更关注的局部图像区域(例如之前选定ROI内的局部区域或之前选定ROI外的局部区域)作进一步改良调整，此时可以通过成像条件数据设置菜单选项的下一级菜单中选择“发射条件参数设置”(图15中未示出)，进行成像条件数据的重新设置，或者重新选定ROI区域，重复执行前述步骤210至步骤230。
示例性地，当帧频要求在超声成像过程中发生实时变动时，用户也可以通过优化成像设置界面的成像条件数据设置菜单选项和/或发射参数设置菜单选项，进行实时调整，以便最终优化成像图像满足用户帧频需求。
示例性地，用户在检测或诊断过程中，超声探头发生移动或用户重新选定ROI区域时，会接收到探头检测信号发生变化或绘制ROI区域的相应操作指令，这些操作指令也可以触发优化成像设置界面弹出，以便于用户根据新的成像需求，对相应成像条件数据参数或发射参数进行调整设置。
示例性地，在成像过程中，用户可以根据当前优化成像模式需要，通过额外指令输入，通过优化成像设置界面上的优化成像模式切换菜单选项，进行优化成像模式切换功能操作，例如从第一优化成像模式切换至第二优化成像模式。
应当注意的是，上述有关流程200的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对流程200进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。
图16是根据本说明书一些实施例所示的超声成像系统组成示例图。
如图16所示，超声成像系统400可以包括感兴趣区域确定模块410、成像条件数据确定模块420和优化成像图像生成模块430。
在一些实施例中，感兴趣区域确定模块410，可以用于在初始成像图像上确定感兴趣区域，其中初始成像图像包括全局成像区域。至于感兴趣区域确定模块410执行在初始成像图像上确定感兴趣区域的具体过程及更多技术细节，可参见前述任一实施例所述超声成像方法200相关内容描述，在此不再赘述。
在一些实施例中，成像条件数据确定模块420，可以用于根据感兴趣区域确定成像条件数据。至于成像条件数据确定模块420执行根据感兴趣区域确定成像条件数据的具体过程及更多技术细节，可参见前述任一实施例所述超声成像方法200相关内容描述，在此不再赘述。
在一些实施例中，优化成像图像生成模块430可以用于判断成像条件数据符合何种优化成像模式，并触发相应优化成像模式下的成像操作，生成优化成像图像。其中，优化成像模式可以至少包括第一优化成像模式和第二优化成像模式，第一优化成像模式指覆盖全局成像区域的发射参数调整操作，第二优化成像模式指覆盖感兴趣区域的增强成像与覆盖全局成像区域的非增强成像的同步操作。至于优化成像图像生成模块430执行判断并最终生成优化成像图像的具体过程及更多技术细节，可参见前述任一实施例所述超声成像方法200相关内容描述，在此不再赘述。
另外，本申请一些实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行如前述任一实施例所述的超声成像方法200的相应流程。
本说明书实施例提供的超声成像方法、系统及计算机可读存储介质，至少具有以下有益效果：(1)综合考虑图像成像质量与帧频、发射时间等影响整体成像效率的彼此影响关系因素，针对不同成像状况的成像需求或诊断需求，根据选定ROI的相应成像条件数据进行分析判断，确定其符合何种优化成像模式，并触发适用的相应优化成像模式，从而高适应性地提供相应成像方案，既提高了成像效率，又能满足多种不同成像需求，从而在克服以往技术方案缺陷的同时，提供最佳成像方案；(2)支持适应性增强感兴趣区域(以下均简称ROI)与其之外其他区域可同时动态显示、动态调整的全局区域的成像模式，更便于用户在检测或诊断时查看及调整成像图像，较大程度提高了用户体验；(3)由于进行感兴趣区域选定或成像条件数据计算等超声成像过程涉及的计算，即可以通过预先设置方式计算并存储，还可以仅在用户需要时提供交互方式(如交互界面等)以供用户动态调整之后再计算，既保障了较小计算量，又能满足用户成像时的实时交互以及动态调整需求，进一步提高了用户体验。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (11)

1.一种超声成像方法，其特征在于，所述方法包括：
在初始成像图像上确定感兴趣区域，所述初始成像图像包括全局成像区域；
根据所述感兴趣区域确定成像条件数据，所述成像条件数据包括所述感兴趣区域的有效成像区域的发射条件数据与所述全局成像区域的发射条件数据之间的关系数据；
判断所述成像条件数据符合何种优化成像模式，并触发相应优化成像模式下的成像操作，生成优化成像图像，所述优化成像模式至少包括第一优化成像模式和第二优化成像模式，其中，所述第一优化成像模式指覆盖所述全局成像区域的发射参数调整操作，所述第二优化成像模式指覆盖所述感兴趣区域的增强成像与覆盖所述全局成像区域的非增强成像的同步操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在初始成像图像上确定感兴趣区域，包括：
通过人工智能自动识别算法、自动跟踪算法、以及触屏和/或非触屏操作指令中的至少一种确定所述感兴趣区域。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述感兴趣区域确定成像条件数据，包括：
根据所述感兴趣区域计算所述感兴趣区域的有效成像区域；
根据所述有效成像区域计算覆盖所述有效成像区域的第一发射条件参数；
确定所述有效成像区域的第一发射条件参数与所述全局成像区域的第二发射条件参数之间的关系数据；
其中，所述第一发射条件参数、第二发射条件参数分别包括焦点个数、发射次数或帧频中的一个。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述第一发射条件参数、第二发射条件参数分别包括帧频时，所述有效成像区域的第一发射条件参数与所述全局成像区域的第二发射条件参数之间的关系数据包括所述第一发射条件参数与所述第二发射条件参数的比值；
当所述第一发射条件参数、第二发射条件参数分别包括发射次数时，所述有效成像区域的第一发射条件参数与所述全局成像区域的第二发射条件参数之间的关系数据包括所述第二发射条件参数与所述第一发射条件参数和所述第二发射条件参数相加得到和的比值；以及
当所述第一发射条件参数、第二发射条件参数分别包括焦点个数时，所述有效成像区域的第一发射条件参数与所述全局成像区域的第二发射条件参数之间的关系数据包括所述有效成像区域常规发射所需的第一发射条件参数与所述全局成像区域常规发射所需的第二发射条件参数的比值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断所述成像条件数据符合何种优化成像模式，并触发相应优化成像模式下的成像操作，包括：
判断所述关系数据是否小于阈值；
响应于所述关系数据小于所述阈值，触发所述第一优化成像模式下的成像操作，包括：在满足帧频要求条件下调整所述发射参数，使得所述感兴趣区域的声波能量得到增强；
响应于所述关系数据不小于所述阈值，触发所述第二优化成像模式下的成像操作，包括：
覆盖所述感兴趣区域的增强成像与覆盖所述全局成像区域的非增强成像的同步操作，以分别得到关于所述感兴趣区域的增强图像以及关于所述全局成像区域的全局图像；
对所述增强图像与所述全局图像进行图像复合操作。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中：
所述发射参数包括发射模式、发射孔径参数、发射焦点参数、发射偏角、发射频率、发射波形、增益中的至少一种；
所述发射模式包括聚焦发射、发散波发射、宽波束发射、平面波发射、单阵元发射中的至少一种或两种及以上发射模式的混合发射。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，调整所述发射参数，包括：
对所述感兴趣区域之外的区域中的焦点分布进行分析，以确定满足预设焦点分布条件的待补偿区域；
增加发射以对所述待补偿区域进行声波能量的补偿。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述覆盖所述感兴趣区域的增强成像与覆盖所述全局成像区域的非增强成像的同步操作，包括：
通过交替发射方式对所述感兴趣区域进行增强成像，以及对所述全局成像区域进行非增强成像；
所述对所述增强图像与所述全局图像进行图像复合操作包括：对所述增强图像与所述全局图像进行加权复合、频域复合、边缘增强中的一种或多种操作。
9.根据权利要求5至8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
根据所述优化成像图像、所述帧频要求、和/或接收的指令，对所述成像条件数据和/或发射参数进行调整。
10.一种超声成像系统，其特征在于，所述系统包括：
感兴趣区域确定模块，用于在初始成像图像上确定感兴趣区域，所述初始成像图像包括全局成像区域；
成像条件数据确定模块，用于根据所述感兴趣区域确定成像条件数据，所述成像条件数据包括所述感兴趣区域的有效成像区域的发射条件数据与所述全局成像区域的发射条件数据之间的关系数据；
优化成像图像生成模块，用于判断所述成像条件数据符合何种优化成像模式，并触发相应优化成像模式下的成像操作，生成优化成像图像；所述优化成像模式至少包括第一优化成像模式和第二优化成像模式，其中，所述第一优化成像模式指覆盖所述全局成像区域的发射参数调整操作，所述第二优化成像模式指覆盖所述感兴趣区域的增强成像与覆盖所述全局成像区域的非增强成像的同步操作。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行如权利要求1～9中任一项所述的方法。
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