CN115105121A - 用于从连续超声发射事件的重叠多线采集估计运动的方法和系统 - Google Patents

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CN115105121A CN202210190805.1A CN202210190805A CN115105121A CN 115105121 A CN115105121 A CN 115105121A CN 202210190805 A CN202210190805 A CN 202210190805A CN 115105121 A CN115105121 A CN 115105121A
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托雷·比亚斯塔德
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Abstract

本发明题为“用于从连续超声发射事件的重叠多线采集估计运动的方法和系统”。提供了用于从连续发射事件的重叠多线采集估计运动的系统和方法。该方法包括在目标处在多个方向上接收从换能器元件发射的部分重叠发射波束序列中的每个发射波束的一组接收数据点。该组接收数据点包括与从序列中的其它发射波束生成的接收数据点位置重叠的多个接收数据点位置。该方法包括补偿每个接收数据点的不同到达时间。该方法包括通过比较响应于不同发射波束生成的共同定位的接收数据点的分量来确定目标的位移。该方法包括将共同定位的接收数据点相加到B模式图像的像素中，并且在显示系统处基于目标的确定位移呈现具有速度信息的B模式图像。

Description

用于从连续超声发射事件的重叠多线采集估计运动的方法和 系统
技术领域
某些实施方案涉及超声成像。更具体地，某些实施方案从连续超声发射事件的重叠多线采集提供运动估计。
背景技术
超声成像是用于对人体中的器官和软组织进行成像的医学成像技术。超声成像使用实时的、非侵入性高频声波来产生二维(2D)图像和/或三维(3D)图像。
还可以称为回顾性发射聚焦或真实共聚焦成像的回顾性发射波束形成(RTB)是一种通过使用成像区域中的大程度发射波束重叠来减轻远离发射焦点的双向聚焦减少的波束形成技术。RTB处理可以包括通过补偿不同发射事件在目标图像位置处的发射波前到达时间的不同延迟来对准共同定位的接收数据。随后对沿着特定输出方向的对准事件求和以生成回顾性聚焦信号，其中用一些加权方案对用不同成角度的波前获取的对准事件求和。
RTB的相关技术是合成发射波束形成(STB)，其中来自相邻发射事件对的接收线与一组权重组合而没有任何对准延迟。如果发射波束处于接收线位置，则可以执行将加权总和的相位内插到预期相位。
通过将此类系统与本申请的其余部分中参考附图阐述的本公开的一些方面进行比较，常规和传统方法的进一步限制和缺点对本领域的技术人员将变得显而易见。
发明内容
提供了一种用于从连续超声发射事件的重叠多线采集估计运动的系统和/或方法，该系统和/或方法基本上如结合至少一个附图所示和/或所述，如在权利要求书中更完整地阐述。
从以下描述和附图将更全面地理解本公开的这些和其他优点、方面和新颖特征、以及其例示的实施方案的细节。
附图说明
图1是根据各种实施方案的可操作为从连续超声发射事件的重叠多线采集提供运动估计的示例性超声系统的框图。
图2是根据各种实施方案的部分重叠发射波束的序列和在重叠接收数据点位置处接收数据点的对应集合的示例性布局。
图3是根据各种实施方案的说明用于从连续超声发射事件的重叠多线采集估计运动的示例性步骤的流程图。
具体实施方式
某些实施方案可以在用于从连续超声发射事件的重叠多线采集估计运动的方法和系统中找到。更具体地，在回顾性发射波束形成(RTB)中，可以记录超声扫描中的来自连续发射波束的多个重叠/共同定位的接收数据点并将其组合到合成回顾性聚焦的发射波束的输出网格中。在每个方向上，要求和的RTB延迟校正的接收数据点分量还可以通过针对连续发射波束方向计算对准的接收数据点的相关相位来提供组织的局部速度的估计值。RTB延迟对准补偿由于发射波前位置而导致的配准差异。
本公开的各方面提供了一种将共同定位的RTB延迟校正的多线采集接收数据点进行关联的估计技术，这些多线采集接收数据点来自等效发射-接收几何形状的不同发射波束。各种实施方案具有如下技术效果：使用来自多种连续部分重叠发射波束的RTB延迟补偿的共同定位的接收数据点，以便使用每个方向单次发射B模式采集的正常采集与RTB来计算整个B模式图像中的组织速度和或减缓流量速度。某些实施方案具有根据针对发射波前校的并存在远远较大的“分组大小”的接收数据点执行估计的技术效果，因为在离焦点一定距离处存在来自更多数量的发射事件的更多共同定位的MLA。本公开的各方面提供了产生组织或流量的速度估计值作为用现有技术回顾性发射波束形成来执行常规B模式成像的副产物的技术效果。速度信息可以用于组织速度成像(TVI)，作为输入来辅助后续散斑跟踪等。
当结合附图阅读时，将更好地理解前述发明内容以及某些实施方案的以下具体实施方式。就附图示出各种实施方案的功能块的图的范围而言，这些功能块不一定表示硬件电路之间的划分。因此，例如，一个或多个功能框(例如，处理器或存储器)可以在单件硬件(例如，通用信号处理器或随机存取存储器块、硬盘等)或多件硬件中来实现。类似地，程序可以是独立程序，可以作为子例程包含在操作系统中，可以是安装的软件包中的功能等。应当理解，各种实施方案不限于附图中所示的布置和工具。还应当理解，可以组合实施方案，或者可以利用其他实施方案，并且可以在不脱离各种实施方案的范围的情况下做出结构的、逻辑的和电气的改变。因此，以下详述不应视为限制性意义，并且本公开的范围由所附权利要求书及其等同物限定。
如本文所用，以单数形式列举并且以单词“一个”或“一种”开头的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明此类排除。此外，对“示例性实施方案”、“各种实施方案”、“某些实施方案”、“代表性的实施方案”等的引用不旨在被解释为排除存在也结合了叙述的特征的附加实施方案。此外，除非明确地相反说明，否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定性质的一个元件或多个元件的实施方案可以包括不具有该性质的附加元件。
另外，如本文所用，术语“图像”广义地是指可视图像和表示可视图像的数据两者。然而，许多实施方案生成(或被配置为生成)至少一个可视图像。此外，如本文所用，短语“图像”用于指超声模式，诸如B模式(2D模式)、M模式、三维(3D)模式、CF模式、BSI模式、3DCF模式、PW多普勒、MGD以及/或者B模式和/或CF的子模式，诸如体积复合成像(VCI)、剪切波弹性成像(SWEI)、TVI、Angio、B-flow、BMI、BMI_Angio，并且在某些情况下还包括MM、CM、TVD、CW，其中“图像”和/或“平面”包括单个波束或多个波束。
此外，如本文所用，术语处理器或处理单元是指可执行各种实施方案需要的所需计算的任何类型的处理单元，诸如单核或多核：CPU、加速处理单元(APU)、图形板、DSP、FPGA、ASIC或它们的组合。
应当指出的是，本文所述的生成或形成图像的各种实施方案可包括用于形成图像的处理，该处理在一些实施方案中包括波束形成，而在其他实施方案中不包括波束形成。例如，可在不进行波束形成的情况下形成图像，诸如通过将解调数据的矩阵乘以系数矩阵，使得乘积是图像，并且其中该过程不形成任何“波束”。另外，可使用可能源自多于一个发射事件的信道组合(例如，合成孔径技术)来执行图像的形成。
在各种实施方案中，例如，在软件、固件、硬件或它们的组合中执行超声处理以形成图像，包括超声波束形成，诸如接收波束形成。具有根据各种实施方案形成的软件波束形成器架构的超声系统的一个具体实施在图1中示出。
图1是根据各种实施方案的可操作为从连续超声发射事件的重叠多线采集提供运动估计的示例性超声系统100的框图。参见图1，示出了超声系统100。超声系统100包括发射器102、超声探头104、发射波束形成器110、接收器118、接收波束形成器120、RF处理器124、RF/IQ缓冲器126、用户输入设备130、信号处理器132、图像缓冲器136、显示系统134和档案138。
发射器102可包括可操作以驱动超声探头104的合适逻辑、电路、接口和/或代码。超声探头104可包括压电元件的二维(2D)阵列，或者可以是机械一维(1D)阵列等等。超声探头104可包括通常构成相同元件的一组发射换能器元件106和一组接收换能器元件108。在某些实施方案中，超声探头104可用于获取覆盖解剖结构(诸如心脏、胎儿或任何合适的解剖结构)的至少大部分的超声图像数据。
发射波束形成器110可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，该逻辑、电路、接口和/或代码可操作以控制发射器102，该发射器可选地通过发射子孔径波束形成器114驱动该组发射换能器元件106以将超声发射信号发射到目标(例如，人、动物、地下空腔、物理结构等)中。在各种实施方案中，该组发射换能器元件106可操作以在目标处在多个方向上发射部分重叠发射波束序列。发射的超声信号可从目标(如血细胞或组织)反向散射，以产生回波。回波由接收换能器元件108接收。
超声探头104中的这组接收换能器元件108可操作以将接收的回波转换为模拟信号，通过可选地接收子孔径波束形成器116进行子孔径波束形成，和/或然后传送到接收器118。接收器118可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，该逻辑、电路、接口和/或代码可操作为接收来自接收子孔径波束形成器116的信号。可将模拟信号传送至多个A/D转换器122中的一个或多个A/D转换器。
多个A/D转换器122可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，该逻辑、电路、接口和/或代码可操作以将来自接收器118的模拟信号转换为对应的数字信号。多个A/D转换器122设置在接收器118与RF处理器124之间。尽管如此，本公开在这方面并不受限制。因此，在一些实施方案中，多个A/D转换器122可被集成在接收器118内。
RF处理器124可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，该逻辑、电路、接口和/或代码可操作以解调由多个A/D转换器122输出的数字信号。根据一个实施方案，RF处理器124可包括复解调器(未示出)，该复解调器可操作以解调数字信号，以形成代表对应回波信号的I/Q数据对。然后可将RF或I/Q信号数据传送到RF/IQ缓冲器126。RF/IQ缓冲器126可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，该逻辑、电路、接口和/或代码可操作为提供由RF处理器124生成的RF或I/Q信号数据的临时存储。
接收波束形成器120可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，该逻辑、电路、接口和/或代码可操作以将共同定位的接收数据点相加到B模式图像的像素中。在各种实施方案中，接收波束形成器120应用波束形成技术，其利用延迟校正的信号数据的高相干性来加强空间中的点。接收波束形成器120可被配置为以相位相干性的量度替换、混合或相乘为波束求和，以便权衡离轴散射信号和旁瓣能量。由接收波束形成器120提供的波束形成技术可被配置为重新获得信号数据的空间特异性。在各种实施方案中，可以将信号数据波束形成为多个接收方向或针对单个发射方向的多线采集(MLA)。接收波束形成器120可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，该逻辑、电路、接口和/或代码可用于在IQ数据求和之前通过选择相干因子来对延迟与求和波束形成进行加权，以便加强来自反射器的主波束方向上的能量，并且使来自离轴散射体的旁瓣能量衰减。还可以实现另选的处理，诸如最小方差波束形成，其可与来自线性波束形成的输出组合以添加空间特异性。
接收波束形成器120可以应用各种技术来执行波束形成。例如，接收波束形成器120可以应用将相干性测量为延迟对准的信号数据的相干和非相干总和之比的相干因子C，如下所述：
Figure BDA0003519670340000061
其中x是延迟对准的信号数据，i是信道编号，并且N是波束形成器中的信道数量。相干因子C在波束形成器输出中作为因子乘以接收波束形成器120，其中可调调整因子可以决定在较大或较小程度上权衡与常规波束形成器输出的相干性。为了本公开的目的，术语“相干性”不限于因子C，而是包括基本上依赖于相干性的计算量的任何合适的方法，参见例如J.Camacho等人的“Adaptive Beamforming by Phase Coherence Processing”，《Ultrasound Imaging》，Mr.Masayuki Tanabe(编)，ISBN:978-953-307-239-5，InTech，2011年，该文献的全文以引用方式并入本文。在各种实施方案中，相干因子波束形成可与常规波束形成混合。提供相位相干性的使用，以区分并且衰减离轴散射体和来自实际在束反射器的旁瓣能量。
在各种实施方案中，所得的经处理的信息可以是共同定位的接收数据点，该接收数据点波束被相加到从接收波束形成器120输出并且被传送到信号处理器132的B模式图像的像素中。根据一些实施方案，接收器118、多个A/D转换器122、RF处理器124和波束形成器120可被集成到单个波束形成器中，该单个波束形成器可以是数字的。在某些实施方案中，接收波束形成器120可以是被配置为响应于每个单发射波束而产生多个接收线的多线超声波束形成器。多线接收波束形成器120可以施加不同的延迟并且组合信号数据以产生转向接收数据点。在某些实施方案中，上述波束形成技术可与减少旁瓣能量的其他重建类型方法组合，诸如合成发射波束形成或利用两个或更多个相邻发射波束之间的重叠的回顾性合成聚焦技术。例如，接收波束形成器120可被配置为应用回顾性发射波束形成(RTB)以提供动态发射聚焦，并且使用从探头几何形状计算的时间延迟来将发射线与对应的接收数据点对准以校正所采集的超声数据。
用户输入设备130可用于输入患者数据、扫描参数、设置、选择协议和/或模板、选择成像模式等。在示例性实施方案中，用户输入设备130可操作为配置、管理和/或控制超声系统100中的一个或多个部件和/或模块的操作。就这一点而言，用户输入设备130可用于配置、管理和/或控制发射器102、超声探头104、发射波束形成器110、接收器118、接收波束形成器120、RF处理器124、RF/IQ缓冲器126、用户输入设备130、信号处理器132、图像缓冲器136、显示系统134和/或档案138的操作。用户输入设备130可包括一个或多个按钮、一个或多个旋转编码器、触摸屏、运动跟踪、语音识别、鼠标设备、键盘、相机和/或能够接收用户指令的任何其它设备。在某些实施方案中，例如，用户输入设备130中的一者或多者可集成到其它部件诸如显示系统134中。例如，用户输入设备130可包括触摸屏显示器。
信号处理器132可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，该逻辑、电路、接口和/或代码可操作以处理超声扫描数据(即，求和的IQ信号)，以生成用于在显示系统134上呈现的超声图像。信号处理器132可操作以根据所采集的超声扫描数据上的多个可选择超声模态来执行一个或多个处理操作。在示例性实施方案中，信号处理器132可操作以执行组织速度图像处理、散斑跟踪等。随着接收到回波信号，可以在扫描会话期间实时处理采集的超声扫描数据。除此之外或另选地，超声扫描数据可在扫描会话期间暂时存储在RF/IQ缓冲器126中并且在在线操作或离线操作中以不太实时的方式处理。在各种实施方案中，处理的图像数据可呈现在显示系统134处和/或可存储在档案138处。档案138可以是本地档案、图片归档和通信系统(PACS)，或用于存储图像和相关信息的任何合适的设备。在代表性的实施方案中，信号处理器132可包括测量处理器140。
信号处理器132可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，该逻辑、电路、接口和/或代码可操作以处理超声扫描数据(即，求和的IQ信号)，以生成用于在显示系统134上呈现的超声图像。信号处理器132可操作以根据所采集的超声扫描数据上的多个可选择超声模态来执行一个或多个处理操作。在示例性实施方案中，信号处理器132可用于执行显示处理和/或控制处理等。在各种实施方案中，信号处理器132可操作以执行组织速度图像处理、散斑跟踪等。随着接收到回波信号，可以在扫描会话期间实时处理采集的超声扫描数据。除此之外或另选地，超声扫描数据可在扫描会话期间暂时存储在RF/IQ缓冲器126中并且在在线操作或离线操作中以不太实时的方式处理。在各种实施方案中，经处理的图像数据可呈现在显示系统134处和/或可存储在档案138处。档案138可以是本地档案、图片归档和通信系统(PACS)，或用于存储图像和相关信息的任何合适的设备。
信号处理器132可以是一个或多个中央处理单元、图形处理单元、微处理器、微控制器等等。例如，信号处理器132可以是集成部件，或者可分布在各个位置。在示例性实施方案中，信号处理器132可包括延迟补偿处理器140、位移确定处理器150和速度信息处理器160，这些处理器能够从用户输入设备130和/或档案138接收输入信息，生成可由显示系统134显示的输出，并且响应于来自用户输入设备130的输入信息来操纵输出等。例如，信号处理器132、延迟补偿处理器140、位移确定处理器150和速度信息处理器160能够执行在本文根据各种实施方案所讨论的方法和/或指令集中的任一者。
超声系统100可操作以按适用于所考虑的成像情况的帧速率连续采集超声扫描数据。典型的帧速率在20至120的范围内，但可更低或更高。所采集的超声扫描数据可以与帧速率相同、或更慢或更快的显示速率显示在显示系统134上。图像缓冲器136被包括以用于存储未被安排立即显示的所采集的超声扫描数据的处理的帧。优选地，图像缓冲器136具有足够的容量来存储至少几分钟的超声扫描数据的帧。超声扫描数据的帧以根据其采集顺序或时间易于从其取回的方式存储。图像缓冲器136可体现为任何已知的数据存储介质。
信号处理器132可以包括延迟补偿处理器140，该延迟补偿处理器包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，该合适的逻辑、电路、接口和/或代码可操作为补偿来自接收数据点集合的每个接收数据点的到达时间差异。例如，延迟补偿处理器140可操作为延迟接收数据点来补偿换能器元件106、108与目标之间的距离。由延迟补偿处理器140执行的延迟对准补偿由于发射波前位置引起的配准差异。延迟补偿的接收数据点可被提供给接收波束形成器120和/或存储在档案138或任何合适的数据存储介质中。
图2是根据各种实施方案的部分重叠发射波束210序列和在重叠接收数据点位置处接收数据点220的对应集合的示例性布局200。参考图2，布局200可以包括与时间相对应的竖直轴、与位置/转向角相对应的水平轴、特定发射波束210(由“T”指定)的接收数据点220(由“x”指定)。如所指示的，重叠发射波束210序列沿着单独的发射轴间隔开。接收数据点220可包括从不同发射事件210生成的共同定位的接收数据点对(例如，220-1、220-2、220-3、220-4、220-5和/或任何合适的共同定位的接收数据点对)。所识别的共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5是适合于计算相关相位作为位移估计值的接收数据点对的示例，因为所识别的对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5相对于完全相反的传输轴位于接收数据点位置处，使得残余几何错误抵消。共同定位的接收数据点对220-1的组合以脉冲重复时间(PRT)差值提供位移估计值。共同定位的接收数据点对220-2的组合以3*PRT差值提供位移估计值。共同定位的接收数据点对220-3的组合以5*PRT差值提供位移估计值。共同定位的接收数据点对220-4的组合以7*PRT差值提供位移估计值。共同定位的接收数据点对220-5的组合以9*PRT差值提供位移估计值。共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5的不同组合各自以不同速度比例提供估计值(例如，对于较快的移动速度，共同定位的接收数据点对220-1和220-2更准确，对于较慢的移动速度，共同定位的接收数据点对220-4和220-5更准确)。例如，示例性布局200可以表示在不同方向发射的谐波或基波发射波束210。例如，由于RTB处理，可利用高数量的重叠多线采集(MLA)接收数据点位置来生成布局200。延迟补偿处理器140可补偿每个接收数据点在每个接收像素位置处发射波前的不同延迟到达时间。因此，事件相对于发射波前对准，但具有不同的波前倾斜，如图2所示。
再次参考图1，参考图2，信号处理器132可包括位移确定处理器150，该位移确定处理器包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，该逻辑、电路、接口和/或代码可操作以通过比较共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5的分量来确定发射之间目标的位移，该共同定位的接收数据点对响应于部分重叠发射波束210序列中的不同发射波束210生成。例如，位移确定处理器150可计算延迟补偿后共同定位的接收数据点210之间的相关相位，并且利用估计值的中值滤波器执行空间滤波，以便增加信噪比(SNR)，因为目标组织是相邻像素以一定程度的一致性移动的刚性主体。作为示例，如果rx,tx是在接收位置x与波束tx处的数据，则从获得角度
Figure BDA0003519670340000101
然后从角度获得位移来估计组织的位移。
在各种实施方案中，位移确定处理器150可被配置为组合具有镜像几何条件的共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5以减少不由延迟补偿处理器140补偿的残余偏差。例如，位移确定处理器150可被配置为组合共同定位的接收数据点对220-1(即，一次发射的最内右侧MLA到下次发射的最内左侧MLA)以提供1*PRT时间之后的位移估计值。除此之外或另选地，位移确定处理器150可被配置为组合共同定位的接收数据点对220-2、220-3、220-4、220-5等，以提供3*PRT、5*PRT、7*PRT、9*PRT等时间之后的位移估计值。在各种实施方案中，这些估计值中的一个或两个估计值在焦点附近可能是可行的，而其它组合/估计值可进一步远离焦点使用。在示例性实施方案中，大量的对可以在大部分或整个图像中组合，用于发散、平面或高f值(即，成像深度与孔径大小的高比率)发射设置。
在某些实施方案中，位移确定处理器150可以被配置为通过单独地估计近侧的共同定位的接收数据点对220-1的位移与更远侧的共同定位的接收数据点对220-2、220-3、220-4、220-5之间的位移来以不同尺度单独地估计几个速度，更远侧的共同定位的接收数据点对独立地对应于缓慢组织运动、阀运动、非常快速的阀倾斜等。在代表性实施方案中，位移确定处理器150可被配置为将所有相关估计组合成一个总平均值，以通过具有如下所述的更大有效分组大小来降低SNR：
Figure BDA0003519670340000102
其中R指示来自tx1和tx2的数据之间的相关性，而除以数字(tx2-tx1)为假设txN指示序列号，使得如果tx2＝tx1+3，则除以tx2-tx1考虑了位移是PRT的3倍。相关事件之间的较长时间间隔例如3*PRT或5*PRT的可用性可提供对较慢移动事件的速度的更准确确定，并且组合使用多个测量结果减少SNR。
信号处理器132可包括速度信息处理器160，该速度信息处理器包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，该逻辑、电路、接口和/或代码可操作为基于由位移确定处理器150确定的位移来生成速度信息。例如，速度信息处理器160可呈现叠加到B模式图像上的速度信息，诸如颜色流量信息或任何合适的速度信息。
档案138可以是与超声系统100集成和/或可通信地耦接(例如，通过网络)到超声系统100的一个或多个计算机可读存储器，诸如图像归档和通信系统(PACS)、服务器、硬盘、软盘、CD、CD-ROM、DVD、紧凑存储器、闪存存储器、随机存取存储器、只读存储器、可电擦除和可编程只读存储器，和/或任何合适的存储器。档案138可包括例如由信号处理器132访问和/或与信号处理器132结合的数据库、库、信息集或其他存储器。例如，档案138能够暂时或永久地存储数据。档案138可能能够存储医学图像数据、由信号处理器132生成的数据和/或信号处理器132可读取的指令等。在各种实施方案中，例如，档案138存储医学图像数据、延迟补偿处理指令、位移确定处理指令、目标位移估计、速度信息处理指令、速度信息和波束形成指令。
显示系统134可为能够将视觉信息传送给用户的任何设备。例如，显示系统134可包括液晶显示器、发光二极管显示器、和/或任何合适的一种或多种显示器。显示系统134可用于显示来自信号处理器132和/或档案138的信息，诸如具有速度信息的B模式图像和/或任何合适的信息。在各种实施方案中，显示系统134可操作以呈现覆盖在B模式图像上的速度信息。
超声系统100的部件可在软件、硬件、固件等中实现。超声系统100的各种部件可以通信地连接。超声系统100的部件可单独实现和/或以各种形式集成。例如，显示系统134和用户输入设备130可集成为触摸屏显示器。
图3是根据各种实施方案的说明用于从连续超声发射事件的重叠多线采集估计运动的示例性步骤302-314的流程图300。参见图3，示出了包括示例性步骤302至314的流程图300。某些实施方案可省略一个或多个步骤，和/或以与所列顺序不同的顺序执行步骤，和/或组合下文讨论的某些步骤。例如，在某些实施方案中可能不执行一些步骤。又如，某些步骤可能以与下面所列时间顺序不同的时间顺序执行，包括同时执行。
在步骤302处，在目标处在多个方向上从第一多个换能器元件106发射部分重叠发射波束210序列。例如，具有一组发射换能器元件106的超声探头104被定位成采集感兴趣区域中的超声数据。超声探头从换能器元件106中的每个换能器元件在一定方向上发射发射波束序列。例如，每个换能器元件106可顺序地发射十(10)个或任何合适数量的发射波束。
在步骤304处，响应于发射波束210中的每个发射波束，在第二多个换能器元件108中的每个换能器元件处在接收数据点位置处接收多个回波信号。例如，具有接收换能器元件108组的超声探头104接收来自接收数据点位置处的目标的回波信号，该接收换能器元件通常与发射换能器元件106组构成相同的元件。在各种实施方案中，响应于发射波束210中的一个发射波束接收到的多个回波信号的一个或多个接收数据点位置与响应于部分重叠发射波束210序列中的一个或多个其它发射波束210接收到的多个回波信号的一个或多个接收数据点位置重叠。
在步骤306处，超声系统100从响应于来自发射波束210中的每个发射波束接收到的多个回波信号的接收数据点位置中的每个接收数据点位置生成接收数据点220集合。例如，超声系统100的RF处理器124可生成与表示对应回波信号的RF信号数据相对应的接收数据点220。作为另一个示例，RF处理器124可包括复解调器，该复解调器可用于解调数字信号以形成与表示对应的回波信号的I/Q数据相对应的接收数据点220。然后可将接收数据点220传送到RF/IQ缓冲器126。RF/IQ缓冲器126可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，该逻辑、电路、接口和/或代码可操作为提供由RF处理器124生成的接收数据点220的临时存储。
在步骤308处，超声系统100的信号处理器132补偿来自接收数据点220集合的每个接收数据点220的到达时间差异。例如，延迟补偿处理器140可被配置为延迟接收数据点220来补偿换能器元件106、108与目标之间的距离。由延迟补偿处理器140执行的延迟对准补偿由于发射波前位置引起的配准差异。
在步骤310处，超声系统100的信号处理器132通过比较共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5的分量来确定发射210之间目标的位移，该共同定位的接收数据点对响应于部分重叠发射波束210序列中的不同发射波束210生成。例如，超声系统的信号处理器132的位移确定处理器150可被配置为计算步骤308处的延迟补偿后共同定位的接收数据点210之间的相关相位，并且用估计值的中值滤波器执行空间滤波，以便增加信噪比(SNR)，因为目标组织是相邻像素以一定程度的一致性移动的刚性主体。作为另一个示例，位移确定处理器150可被配置为组合具有镜像几何条件的共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5以减少不由延迟补偿处理器140补偿的残余偏差。在某些实施方案中，位移确定处理器150可以被配置为通过单独地估计近侧的共同定位的接收数据点对220-1的位移与更远侧的共同定位的接收数据点对220-2、220-3、220-4、220-5之间的位移来以不同尺度单独地估计几个速度，更远侧的共同定位的接收数据点对独立地对应于缓慢组织运动、阀运动、非常快速的阀倾斜等。在代表性实施方案中，位移确定处理器150可被配置为将所有相关估计组合成一个总平均值，以通过更大有效分组大小来降低SNR。
在步骤312处，超声系统100将共同定位的接收数据点220中的每个接收数据点相加到B模式图像的像素中。例如，超声系统100的接收波束形成器120可操作以将共同定位的接收数据点220组合到B模式图像的像素中。在各种实施方案中，接收波束形成器120应用波束形成技术，其利用延迟校正的信号数据的高相干性来加强空间中的点。接收波束形成器120可被配置为以相位相干性的量度替换、混合或相乘为波束求和，以便权衡离轴散射信号和旁瓣能量。由接收波束形成器120提供的波束形成技术可被配置为重新获得信号数据的空间特异性。在各种实施方案中，可以将信号数据波束形成为多个接收方向或针对单个发射方向的多线采集(MLA)。接收波束形成器120可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，该逻辑、电路、接口和/或代码可用于在IQ数据求和之前通过选择相干因子来对延迟与求和波束形成进行加权，以便加强来自反射器的主波束方向上的能量，并且使来自离轴散射体的旁瓣能量衰减。还可以实现另选的处理，诸如最小方差波束形成，其可与来自线性波束形成的输出组合以添加空间特异性。在代表性实施方案中，所得的经处理的信息可以是共同定位的接收数据点，该接收数据点被波束相加到从接收波束形成器120输出并且传送到信号处理器132的B模式图像的像素中。在某些实施方案中，接收波束形成器120可以是被配置为响应于每个单发射波束而产生多个接收线的多线超声波束形成器。多线接收波束形成器120可施加不同的延迟并且组合信号数据以产生转向接收数据点。在示例性实施方案中，上述波束形成技术可与减少旁瓣能量的其他重建类型方法组合，诸如合成发射波束形成或利用两个或更多个相邻发射波束之间的重叠的回顾性合成聚焦技术。例如，接收波束形成器120可被配置为应用回顾性发射波束形成(RTB)以提供动态发射聚焦，并且使用从探头几何形状计算的时间延迟来将发射波束210与对应的接收数据点220对准以校正所采集的超声数据。
在步骤314处，超声系统100的信号处理器132可在显示系统134处基于目标的确定位移呈现具有速度信息的B模式图像。例如，信号处理器132的速度信息处理器160可基于在步骤310处由位移确定处理器150确定的目标的位移来生成速度信息。作为示例，速度信息处理器160可以呈现覆盖在B模式图像上的速度信息，诸如颜色流量信息或任何合适的速度信息。
本公开的各方面提供了一种用于从连续发射事件的重叠多线采集估计运动的方法300和系统100。根据各种实施方案，方法300可以包括在目标处在多个方向上从第一多个换能器元件106发射302部分重叠发射波束210序列。方法300可以包括在第二多个换能器元件108中的每个换能器元件处，响应于发射波束210中的每个发射波束在接收数据点位置处接收304多个回波信号。响应于发射波束中的一个发射波束接收到的多个回波信号的一个或多个接收数据点位置可与响应于部分重叠发射波束210序列中的一个或多个其它发射波束210接收到的多个回波信号的一个或多个接收数据点位置重叠。方法300可以包括从响应于发射波束210中的每个发射波束接收到的多个回波信号生成306来自接收数据点位置中的每个接收数据点位置的接收数据点220集合。方法300可包括由至少一个处理器132、140补偿308来自接收数据点220集合的每个接收数据点220的到达时间差异。方法300可包括由至少一个处理器132、150通过比较共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5的分量来确定310发射之间目标的位移，该共同定位的接收数据点对响应于部分重叠发射波束210序列中的不同发射波束210生成。方法300可包括由至少一个波束形成器120将共同定位的接收数据点220中的每个接收数据点相加312到B模式图像的像素中。方法300可包括由至少一个处理器132、160使314显示系统134基于目标的确定位移呈现具有速度信息的B模式图像。
在示例性实施方案中，部分重叠发射波束210序列中的每个发射波束都是聚焦发射波束。在代表性实施方案中，方法300可包括由至少一个处理器132、150选择310共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5，该接收数据点对相对于来自部分重叠发射波束210序列的不同发射波束210的对应位置表现出镜像几何条件。在某些实施方案中，方法300可包括由至少一个处理器132、150组合310共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5的分量，该接收数据点对从部分重叠发射波束310序列表现出镜像的几何条件。在各种实施方案中，通过计算共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5的分量之间的相关相位来确定310目标的位移。在示例性实施方案中，方法300可包括通过至少一个处理器132、150基于目标的确定位移来补偿310共同定位的接收数据点220中的每个接收数据点。在某些实施方案中，速度信息覆盖在B模式图像上。
各种实施方案提供了一种用于从连续发射事件的重叠多线采集估计运动的超声系统100。该超声系统100可包括多个换能器元件106、108，至少一个处理器132、140、150、160，至少一个接收波束形成器120，以及显示系统134。多个换能器元件106、108中的每个换能器元件可操作以在目标处在多个方向上发射部分重叠发射波束210序列，并且接收发射波束210序列中的每个发射波束的接收数据点220集合。接收数据点220集合可包括多个接收数据点位置，该多个接收数据点位置与来自部分重叠发射波束210序列中其它发射波束210的接收数据点位置重叠。至少一个处理器132、140可被配置为补偿来自接收数据点220集合中的每个接收数据点220的不同到达时间。至少一个处理器132、150可被配置为通过比较共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5内的分量来确定目标的位移，该共同定位的接收数据点对响应于部分重叠发射波束210序列中的不同发射波束210生成。至少一个接收波束形成器120可操作以将共同定位的接收数据点220中的每个接收数据点相加到B模式图像的像素中。显示系统134可被配置为基于目标的确定位移呈现具有速度信息的B模式图像。
在代表性实施方案中，部分重叠发射波束210序列中的每个发射波束都是聚焦发射波束。在各种实施方案中，至少一个处理器132、150可被配置为选择共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5，该接收数据点对相对于来自部分重叠发射波束210序列的不同发射波束210的对应位置表现出镜像几何条件。在某些实施方案中，至少一个处理器132、150可被配置为组合共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5的分量，该接收数据点对相对于来自部分重叠发射波束210序列的不同发射波束210的对应位置表现出镜像几何条件。在示例性实施方案中，至少一个处理器132、150可被配置为计算共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5的分量之间的相关相位，以确定目标的位移。在代表性实施方案中，至少一个处理器132、150可被配置为基于目标的确定位移来补偿共同定位的接收数据点220中的每个接收数据点。在各种实施方案中，速度信息可以覆盖在B模式图像上。
某些实施方案提供一种非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质上存储有计算机程序，该计算机程序具有至少一个代码段。该至少一个代码段可由机器执行以使超声系统100执行步骤300。步骤300可包括在目标处在多个方向上接收304、306从多个换能器元件106中的每个换能器元件发射302的部分重叠发射波束210序列中的每个发射波束的一组接收数据点220。该组接收数据点220可包括多个接收数据点位置，该多个接收数据点位置与部分重叠发射波束210序列中其它发射波束210生成的接收数据点位置重叠。步骤300可包括补偿308来自该组接收数据点220的每个接收数据点220的不同到达时间。步骤300可包括通过比较共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5的分量来确定310目标的位移，该共同定位的接收数据点对响应于部分重叠发射波束210序列中的不同发射波束210生成。步骤300可包括将共同定位的接收数据点220中的每个接收数据点相加312到B模式图像的像素中。方法300可包括使314显示系统134基于目标的确定位移呈现具有速度信息的B模式图像。
在各种实施方案中，部分重叠发射波束210序列中的每个发射波束都是聚焦发射波束。在某些实施方案中，步骤300可包括选择310共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5，该接收数据点对相对于来自部分重叠发射波束210序列的不同发射波束210的对应位置表现出镜像几何条件。在示例性实施方案中，步骤300可包括组合310共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5的分量，该接收数据点对相对于来自部分重叠发射波束210序列的不同发射波束210的对应位置表现出镜像几何条件。在优选实施方案中，通过计算共同定位的接收数据点对220-1、220-2、220-3、220-4、220-5的分量之间的相关相位来确定310目标的位移。在各种实施方案中，步骤300可包括基于目标的确定位移补偿310共同定位的接收数据点220中的每个接收数据点。
如本文所用，术语“电路”是指物理电子部件(即，硬件)以及可配置硬件、由硬件执行和/或以其他方式与硬件相关联的任何软件和/或固件(“代码”)。例如，如本文所用，当执行一条或多条第一代码时，特定处理器和存储器可包括第一“电路”，并且在执行一条或多条第二代码时，特定处理器和存储器可包括第二“电路”。如本文所用，“和/或”表示列表中的由“和/或”连结的项中的任一个或多个项。例如，“x和/或y”表示三元素集{(x),(y),(x,y)}中的任何元素。作为另一个示例，“x、y和/或z”表示七元素集{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}中的任何元素。如本文所用，术语“示例性”表示用作非限制性示例、实例或例证。如本文所用，术语“例如(e.g.)”和“例如(for example)”引出一个或多个非限制性示例、实例或例证的列表。如本文所用，电路“可用于”每当该电路包括执行功能的必需硬件和代码(如果需要的话)时就执行该功能，不管是否通过某些用户可配置的设置禁用或不启用该功能的执行。
其他实施方案可提供计算机可读设备和/或非暂态计算机可读介质，和/或机器可读设备和/或非暂态机器可读介质，该计算机可读设备和/或非暂态计算机可读介质和/或该机器可读设备和/或非暂态机器可读介质上存储有机器代码和/或具有可由机器和/或计算机执行的至少一个代码段的计算机程序，从而使机器和/或计算机执行如本文所述的用于从连续发射事件的重叠多线采集估计运动的步骤。
因此，本公开可在硬件、软件或硬件和软件的组合中实现。本公开可能以集中方式在至少一个计算机系统中实现，或以分布式方式实现，其中不同的元件分布在若干互连的计算机系统上。适于执行本文所述的方法的任何种类的计算机系统或其他装置都是合适的。
各种实施方案也可嵌入计算机程序产品中，该计算机程序产品包括能够实现本文所述的方法的所有特征，并且当加载到计算机系统中时能够执行这些方法。本文中的计算机程序是指以任何语言、代码或符号表示的一组指令的任何表达，这些指令旨在使具有信息处理能力的系统直接执行特定功能或在以下两项或其中一项之后执行特定功能：a)转换为另一种语言、代码或符号；b)以不同的物质形式进行复制。
虽然已经参考某些实施方案来描述了本公开，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行各种改变并可以替换等同物。另外，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应于本公开的教导。因此，本公开不旨在限于所公开的特定实施方案，而是本公开将包括落入所附权利要求书的范围内的所有实施方案。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
在目标处在多个方向上从第一多个换能器元件发射部分重叠发射波束的序列；
在第二多个换能器元件中的每个换能器元件处，响应于所述发射波束中的每个发射波束在接收数据点位置处接收多个回波信号，其中响应于所述发射波束中的一个发射波束接收到的所述多个回波信号的一个或多个所述接收数据点位置与响应于所述部分重叠发射波束序列中的其它发射波束中的一个或多个发射波束接收到的所述多个回波信号的一个或多个所述接收数据点位置重叠；
从响应于所述发射波束中的每个发射波束接收到的所述多个回波信号生成来自所述接收数据点位置中的每个接收数据点位置的接收数据点集合；
由至少一个处理器补偿来自所述接收数据点集合的每个接收数据点的到达时间差异；
由所述至少一个处理器通过比较共同定位的接收数据点对的分量来确定发射之间所述目标的位移，所述共同定位的接收数据点对响应于所述部分重叠发射波束序列中的不同发射波束生成；
由至少一个波束形成器将所述共同定位的接收数据点中的每个接收数据点相加到B模式图像的像素中；以及
由所述至少一个处理器基于所述目标的所述确定位移使显示系统呈现具有速度信息的所述B模式图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述部分重叠发射波束序列中的每个发射波束都是聚焦发射波束。
3.根据权利要求1所述的方法，包括由所述至少一个处理器选择所述共同定位的接收数据点对，所述共同定位的接收数据点对相对于来自所述部分重叠发射波束序列的所述不同发射波束的对应位置表现出镜像几何条件。
4.根据权利要求1所述的方法，包括由所述至少一个处理器组合从所述部分重叠发射波束序列表现出镜像几何条件的所述共同定位的接收数据点对的所述分量。
5.根据权利要求1所述的方法，其中通过计算所述共同定位的接收数据点对的所述分量之间的相关相位来确定所述目标的所述位移。
6.根据权利要求1所述的方法，包括由所述至少一个处理器基于所述目标的所述确定位移来补偿所述共同定位的接收数据点中的每个接收数据点。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述速度信息覆盖在所述B模式图像上。
8.一种超声系统，所述超声系统包括：
多个换能器元件，其中所述多个换能器元件中的每个换能器元件可用于：
在目标处在多个方向上发射部分重叠发射波束的序列；
接收所述发射波束序列中的每个发射波束的接收数据点的集合，其中所述接收数据点集合包括与来自所述部分重叠发射波束序列中的其它发射波束的接收数据点位置重叠的多个接收数据点位置；
至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：
补偿来自所述接收数据点集合的每个接收数据点的不同到达时间；以及
通过比较共同定位的接收数据点对内的分量来确定所述目标的位移，所述共同定位的接收数据点对响应于所述部分重叠发射波束序列中的不同发射波束生成；
至少一个接收波束形成器，所述至少一个接收波束形成器可操作以将所述共同定位的接收数据点中的每个接收数据点相加到B模式图像的像素中；和
显示系统，所述显示系统被配置为基于所述目标的所述确定位移呈现具有速度信息的所述B模式图像。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述部分重叠发射波束序列中的每个发射波束都是聚焦发射波束。
10.根据权利要求8所述的系统，其中所述至少一个处理器被配置为选择所述共同定位的接收数据点对，所述共同定位的接收数据点对相对于来自所述部分重叠发射波束序列的所述不同发射波束的对应位置表现出镜像几何条件。
11.根据权利要求8所述的系统，其中所述至少一个处理器被配置为组合所述共同定位的接收数据点对的所述分量，所述共同定位的接收数据点对相对于来自所述部分重叠发射波束序列的所述不同发射波束的对应位置表现出镜像几何条件。
12.根据权利要求8所述的系统，其中所述至少一个处理器被配置为计算所述共同定位的接收数据点对的所述分量之间的相关相位以确定所述目标的所述位移。
13.根据权利要求8所述的系统，其中所述至少一个处理器被配置为基于所述目标的所述确定位移来补偿所述共同定位的接收数据点中的每个接收数据点。
14.根据权利要求8所述的系统，其中所述速度信息覆盖在所述B模式图像上。
15.一种非暂态计算机可读介质，在所述非暂态计算机可读介质上存储有计算机程序，所述计算机程序具有至少一个代码段，所述至少一个代码段能够由机器执行以使得超声系统执行包括以下各项的步骤：
在目标处在多个方向上接收从多个换能器元件中的每个换能器元件发射的部分重叠发射波束序列中的每个发射波束的一组接收数据点，其中所述组接收数据点包括与从所述部分重叠发射波束序列中的其它发射波束生成的接收数据点位置重叠的多个接收数据点位置；
补偿来自所述组接收数据点的每个接收数据点的不同到达时间；
通过比较共同定位的接收数据点对的分量来确定所述目标的位移，所述共同定位的接收数据点对响应于所述部分重叠发射波束序列中的不同发射波束生成；
将所述共同定位的接收数据点中的每个接收数据点相加到B模式图像的像素中；以及
基于所述目标的所述确定位移使显示系统呈现具有速度信息的所述B模式图像。
16.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中所述部分重叠发射波束序列中的每个发射波束都是聚焦发射波束。
17.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中所述步骤包括选择所述共同定位的接收数据点对，所述共同定位的接收数据点对相对于来自所述部分重叠发射波束序列的所述不同发射波束的对应位置表现出镜像几何条件。
18.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中所述步骤包括组合所述共同定位的接收数据点对的所述分量，所述共同定位的接收数据点对相对于来自所述部分重叠发射波束序列的所述不同发射波束的对应位置表现出镜像几何条件。
19.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中通过计算所述共同定位的接收数据点对的所述分量之间的相关相位来确定所述目标的所述位移。
20.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中所述步骤包括基于所述目标的所述确定位移来补偿所述共同定位的接收数据点中的每个接收数据点。
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