CN115736984A - 血管应变和血管壁剪切应力双参数的超声成像方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种血管应变和血管壁剪切应力双参数的超声成像方法和超声成像系统，在同一个成像过程中控制交替发射聚焦波超声和平面波超声，并接收这两者的的回波信号；根据回波信号，生成超声图像；在所述超声图像上识别出血管壁位置；根据聚焦波超声的回波信号计算血管应变参数；根据平面波超声的回波信号计算血管壁剪切应力参数；在所述超声图像的血管壁位置上叠加显示第一血管壁示形图，并根据所述血管应变参数对所述第一血管壁示形图进行颜色编码；在所述超声图像的血管壁位置上叠加显示第二血管壁示形图，并根据所述血管壁剪切应力参数对所述第二血管壁示形图进行颜色编码。本发明提供了反应血管应变和血管壁剪切应力的超声定量测量功能。

Description

血管应变和血管壁剪切应力双参数的超声成像方法及系统

技术领域

本发明涉及超声诊断领域，具体涉及一种血管应变和血管壁剪切应力双参数的超声成像方法和超声成像系统。

背景技术

超声成像具有实时、低成本、非侵入性和非电离辐射等优点而被广泛地用于临床诊断。一般地，超声成像设备分为A型、M型、B型、D型和彩色多普勒血流成像型，下面具体说明。

A型超声成像设备(即A超)是一种幅度调制型，是国内早期最普及最基本的一类超声设备。

M型超声成像设备(即M超)是采用辉度调制，以亮度反映回声强弱，M型显示体内各层组织对于体表(超声探头)的距离随时间变化的曲线，是反映一维的空间结构，因M型超声多用来探测心脏，故常称为M型超声心动图，目前一般作为二维彩色多普勒超声心动图仪的一种显示模式设置于成像设备上。

B型超声成像设备(即B超)是利用A型和M型显示技术发展起来的，它将A型的幅度调制显示改为辉度调制显示，亮度随着回声信号大小而变化，反映人体组织二维切面断层图像。B超显示的实时切面图像，真实性强，直观性好，容易掌握。B型超声显像的扫查方式有：线型(直线)扫查、扇形扫查、梯形扫查、弧形扫查、径向扫查、圆周扫查和复合扫查等。

D型超声成像设备即超声多普勒成像设备的简称，这类设备是利用多普勒效应原理，对运动的脏器和血流进行探测。D超在心血管疾病诊断中必不可少，目前用于心血管诊断的超声成像设备均配有D型成像功能，例如分脉冲式多普勒成像或连续式多普勒成像。

彩色多普勒血流显像简称彩超，包括二维切面显像和彩色显像两部分。高质量的彩色显示要求有满意的黑白结构显像和清晰的彩色血流显像。在显示二维切面的基础上，打开“彩色血流显像”开关，彩色血流的信号将自动叠加于黑白的二维结构显示上，可根据需要选用速度显示、方差显示或功率显示。

不同类型的超声成像的原理、所计算的参数和用途会有不同。因此，在超声成像过程来得到当前诊断用的参数和图像是医护人员等一直所追求的；而这需要解决的是，将哪些参数关联起来使得他们可以共同起作用来供医护人员诊断，以及如何具体来实现。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种血管应变和血管壁剪切应力双参数的超声成像方法和超声成像系统，下面具体说明。

根据第一方面，一种实施例提供一种血管应变和血管壁剪切应力双参数的超声成像方法，包括：

在一个心动周期内控制交替发射聚焦波超声和平面波超声；

接收所述聚焦波超声的回波信号和所述平面波超声的回波信号；

根据所述聚焦波超声的回波信号和/或所述平面波超声的回波信号，生成超声图像；

在所述超声图像上识别出血管壁位置；

根据所述聚焦波超声的回波信号，计算血管应变参数；

根据所述平面波超声的回波信号，计算血管壁剪切应力参数；

在所述超声图像的血管壁位置上叠加显示第一血管壁示形图，并根据所述血管应变参数对所述第一血管壁示形图进行颜色编码；

在所述超声图像的血管壁位置上叠加显示第二血管壁示形图，并根据所述血管壁剪切应力参数对所述第二血管壁示形图进行颜色编码。

根据第二方面，一种实施例提供一种血管应变和血管壁剪切应力双参数的超声成像方法，包括：

在同一个成像过程中控制交替发射聚焦波超声和平面波超声；

接收所述聚焦波超声的回波信号和所述平面波超声的回波信号；

根据所述聚焦波超声的回波信号和/或所述平面波超声的回波信号，生成超声图像；

在所述超声图像上识别出血管壁位置；

根据所述聚焦波超声的回波信号，计算血管应变参数；

根据所述平面波超声的回波信号，计算血管壁剪切应力参数；

在所述超声图像的血管壁位置上叠加显示第一血管壁示形图，并根据所述血管应变参数对所述第一血管壁示形图进行颜色编码；

在所述超声图像的血管壁位置上叠加显示第二血管壁示形图，并根据所述血管壁剪切应力参数对所述第二血管壁示形图进行颜色编码。

一实施例中，所述根据所述聚焦波超声的回波信号，计算血管应变参数，包括：

在所述超声图像上从所述血管壁位置选取一个或多个兴趣点；

对所述兴趣点进行运动跟踪以得到所述兴趣点在一个或多个心动周期内的位置变化信息；

根据所述位置变化信息计算血管应变参数。

一实施例中，所述根据所述平面波超声的回波信号，计算血管壁剪切应力参数，包括：

根据所述平面波超声的回波信号，计算血流速度矢量；

根据所述血流速度矢量和血液粘滞系数，计算血管壁剪切应力参数。

根据第三方面，一种实施例提供一种超声成像系统，包括：

超声探头，用于向感兴趣区域发射超声波和接收相应的超声波回波，以获取超声波的回波信号；

发射和接收控制电路，用于控制所述超声探头执行超声波的发射和超声波的回波信号的接收；

处理器和显示部；其中：

所述处理器通过发射和接收控制电路控制所述超声探头在同一个成像过程中交替发射第一类型超声波和第二类型超声波，并接收超声波的回波信号；

所述处理器根据所述第一类型超声波和/或第二类型超声波的回波信号，生成超声图像；

所述处理器根据所述第一类型超声波的回波信号，计算血管应变参数；

所述处理器根据所述第二类型超声波的回波信号，计算血管壁剪切应力参数；

所述处理器控制所述显示部显示所述超声图像，以及控制所述显示部同时显示所述血管应变参数和所述血管壁剪切应力参数。

一实施例中，所述处理器控制所述显示部同时显示所述血管应变参数和所述血管壁剪切应力参数，包括：

所述处理器根据所述第一类型超声波和/或第二类型超声波的回波信号，在所述超声图像上识别出血管壁位置；

所述处理器根据控制所述显示部在所述超声图像的血管壁位置上叠加显示第一血管壁示形图和第二血管壁示形图，并根据所述血管应变参数和所述血管壁剪切应力参数分别对所述第一血管壁示形图和第二血管壁示形图进行颜色编码。

一实施例中，所述处理器生成所述超声图像包括：所述处理器根据所述第一类型超声波的回波信号，生成超声B图像。

一实施例中，所述处理器根据所述第一类型超声波的回波信号，计算血管应变参数，包括：

所述处理器识别所述超声图像中上的血管壁位置；

所述处理器从所述血管壁位置选取一个或多个兴趣点；

所述处理器对所述兴趣点进行运动跟踪以得到所述兴趣点在一个或多个心动周期内的位置变化信息；

所述处理器根据所述位置变化信息计算血管应变参数。

一实施例中，所述处理器根据所述第二类型超声波的回波信号，计算血管壁剪切应力参数，包括：

所述处理器根据所述第二类型超声波的回波信号，计算血流速度矢量；

所述处理器根据所述血流速度矢量和血液粘滞系数，计算血管壁剪切应力参数。

一实施例中，所述第一类型超声波为聚焦波，所述第二类型超声波为非聚焦波。

根据第四方面，一种实施例提供一种超声成像系统，包括：

超声探头，用于向感兴趣区域发射超声波和接收相应的超声波回波，以获取超声波的回波信号；

发射和接收控制电路，用于控制所述超声探头执行超声波的发射和超声波的回波信号的接收；

处理器，用于通过所述发射和接收控制电路控制所述超声探头发射第一类型超声波和第二类型超声波，并接收超声波的回波信号；所述处理器根据所述第一类型超声波的回波信号计算血管应变参数，以及根据所述第二类型超声波的回波信号计算血管壁剪切应力参数；

显示部，用于显示所述血管应变参数和血管壁剪切应力参数。

一实施例中，所述处理器根据所述第一类型超声波和/或第二类型超声波的回波信号，生成超声图像和在所述超声图像上识别出血管壁位置；

所述显示部在所述超声图像的血管壁位置上叠加显示基于所述血管应变参数进行颜色编码的第一血管壁示形图，或者，所述显示部显示随位置变化的血管应变参数的曲线图；

所述显示部在所述超声图像的血管壁位置上叠加显示基于所述血管壁剪切应力参数进行颜色编码的第二血管壁示形图，或者，所述显示部显示随位置变化的血管壁剪切应力参数的曲线图。

一实施例中，所述处理器生成超声图像包括：所述处理器根据所述第一类型超声波的回波信号，生成超声B图像。

一实施例中，所述处理器根据所述第一类型超声波的回波信号计算血管应变参数，包括：

所述处理器识别所述超声图像中的血管壁位置；

所述处理器从所述血管壁位置选取一个或多个兴趣点；

所述处理器对所述兴趣点进行运动跟踪以得到所述兴趣点在一个或多个心动周期内的位置变化信息；

所述处理器根据所述位置变化信息计算血管应变参数。

一实施例中，所述处理器根据所述第二类型超声波的回波信号计算血管壁剪切应力参数，包括：

所述处理器根据所述第二类型超声波的回波信号，计算血流速度矢量；

所述处理器根据所述血流速度矢量和血液粘滞系数，计算血管壁剪切应力参数。

一实施例中，所述第一类型超声波为聚焦波，所述第二类型超声波为非聚焦波。

据上述实施例的血管应变和血管壁剪切应力双参数的超声成像方法和超声成像系统，计算并同时显示血管应变参数与血管壁剪切应力参数，提供了反应血管应变和血管壁剪切应力的超声定量测量功能。

附图说明

图1为一种实施例的超声成像系统的结构示意图；

图2为一种实施例的发射超声波的时序示意图；

图3为一种实施例的超声图像的示意图；

图4(a)为一种实施例的在超声图像上叠加显示经颜色编码的第一血管壁示形图和第二血管壁示形图的示意图；

图4(b)为一种实施例的在超声图像上叠加显示经颜色编码的第一血管壁示形图和第二血管壁示形图的示意图；

图5为一种实施例的显示血管应变参数和血管壁剪切应力参数的示意图；

图6为一种实施例的血管应变和血管壁剪切应力双参数的超声成像方法的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

在一个成像过程来得到当前诊断用的参数和图像是医护人员等一直所追求的。一个典型的例子是，在彩色多普勒血流显像技术之前，医护人员一般是至少要经过两次成像，一次通过B型成像来得到感兴趣区域内的结构信息(例如血管位置等)，一次利用红细胞与超声波之间的多普勒效应来计算多普勒血流信息，然后再将B超图像和多普勒血流信息图像进行对比或叠加显示；而彩色多普勒血流显像则在一次成像过程中完成了上述参数的计算和成像。

血管应变是衡量血管弹性相关的重要参数，血管壁剪切应力(Wall ShearStress，WSS)是血流动力学重要参数，由于两个参数获取的原理和过程是不同的，因此这两个参数通常不会在一次诊断过程中去获取。发明人认为血管应变与血管壁剪切应力都与血管病变相关，有必要将这两者共同提供给医护人员进行诊断，然后目前业界还没有这种可以同时反应血管应变或者说弹性，和血管壁剪切应力的超声定量测量功能。

本发明一些实施例中公开了一种超声成像系统，其具有能够在同一个成像过程中计算和同时显示血管应变和血管壁剪切应力的功能，下面具体说明。

请参照图1，本发明一些实施例中公开了一种超声成像系统，其包括超声探头10、发射和接收控制电路20、回波处理模块30、处理器40和显示部50，下面对各部件进行说明。

超声探头10可以是矩阵探头，也可以是带有机械装置的四维探头，本发明对此不作限制，只要采用的超声探头能够获得被检测对象的目标区域的超声回波信号或者说数据即可。一些实施例中，超声探头10获取一组四维图像数据(即动态三维超声图像)或者获取一卷三维超声图像数据，所获得的超声图像数据中需要有较清楚的血管等结构信息。一些具体实施例中，超声探头10包括多个阵元，用于实现电脉冲信号和超声波的相互转换，从而实现向被检测对象60(例如人体或动物体中的生物组织或器官等)发射超声波并接收组织反射回的超声回波，以获取超声波回波信号。超声探头10所包括的这多个阵元，可以排列成一排构成线阵，或排布成二维矩阵构成面阵，这多个阵元也可以构成凸阵列。阵元可根据激励电信号发射超声波，或将接收的超声波变换为电信号。因此每个阵元可用于向感兴趣区域的生物组织发射超声波，也可用于接收经组织返回的超声波回波。在进行超声检测时，可通过发射序列和接收序列控制哪些阵元用于发射超声波，哪些阵元用于接收超声波，或者控制阵元分时隙用于发射超声波或接收超声回波。参与超声波发射的所有阵元可以被电信号同时激励，从而同时发射超声波；或者参与超声波发射的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。

发射和接收控制电路20用于控制超声探头10执行超声波的发射和超声波回波信号的接收。一些具体实施例中，发射和接收控制电路20一方面用于控制超声探头10向被检测对象60发射超声波束，另一方面用于控制超声探头10接收超声波束经组织反射的超声回波。具体实施例中，发射和接收控制电路20用于产生发射序列和接收序列，并输出至超声探头10。发射序列用于控制超声探头10中多个阵元中的部分或者全部向生物组织60的感兴趣目标发射超声波，发射序列的参数包括发射用的阵元数和超声波发射参数(例如幅度、频率、发波次数、发射间隔、发射角度、波型和/或聚焦位置等)。接收序列用于控制多个阵元中的部分或者全部接收超声波经组织后的回波，接收序列的参数包括接收用的阵元数以及回波的接收参数(例如接收角度、深度等)。对超声回波的用途不同或根据超声回波生成的图像不同，发射序列中的超声波参数和接收序列中的回波参数也有所不同。

回波处理模块30用于对超声探头10接收到的超声回波信号进行处理，例如对超声回波信号进行滤波、放大、波束合成等处理，得到超声回波数据。在具体实施例中，回波处理模块30可以将超声回波数据输出给处理器40，也可以将超声回波数据先存储在一存储器中，在需要基于超声回波数据进行运算时，处理器40从存储器中读取超声回波数据。本领域技术人员应当理解，在有的实施例中，当不需要对超声回波信号进行滤波、放大、波束合成等处理时，回波处理模块30也可以省略。

处理器40用于根据超声回波信号生成超声图像，例如获取超声回波数据或者说信号，并采用相关算法得到所需要的参数或图像。

显示部50可以用于显示信息，例如显示由处理器40计算得到的参数和图像等。本领域技术人员应当理解，在有的实施例中，超声成像系统本身可以不集成显示部，而是连接一个计算机设备(例如电脑)，通过计算机设备的显示部(例如显示屏)来显示信息。

为了实现对反应血管应变和血管壁剪切应力的计算和显示，本发明一些实施例中，处理器40通过发射和接收控制电路20控制超声探头10发射第一类型超声波和第二类型超声波，并接收超声波的回波信号；处理器40根据第一类型超声波的回波信号计算血管应变参数，以及根据第二类型超声波的回波信号计算血管壁剪切应力参数；显示部50则用于显示血管应变参数和血管壁剪切应力参数。

下面先对第一类型超声波和第二类型超声波分别进行说明。

一些实施例中，第一类型超声波可以为聚焦波。

处理器40可以通过第一类型超声波来进行超声成像，例如得到超声B图像，再利用超声B图像识别血管壁位置，并计算血管应变。通常情况下，超声B图像上的血管壁的灰度值是高于其他组织的灰度值且远高于血流的灰度值，因此可以利用这种图像特征进行血管壁位置的识别。

这里，用来识别血管壁位置的B图像，可以是B模式的灰度图像数据，也可以是B图成像过程中任意中间环节的数据，比如RF信号、对数压缩前的数据，等等。

应用是指物体在力的作用下发生的形状改变，可以用长度的变化值占原长度的百分数来表示，例如可以通过以下公式来计算：

其中，S为应变，ΔL为长度的变化量，L为变化后的长度，L₀为初始长度。

应变率指物体在力的作用下发生的形状改变的速度，即单位时间内的应变，可以通过以下公式来计算：

其中，S_R为应变率，ΔS为应变的变化量，Δt为时间间隔，ΔV为速度的量。

可以通过基于B图像的斑点跟踪技术来计算血管应变参数，例如处理器40识别超声图像例如超声B图像中的血管壁位置，处理器40从血管壁位置选取一个或多个兴趣点，处理器40对兴趣点进行运动跟踪以得到兴趣点在一个或多个心动周期内的位置变化信息，处理器根据位置变化信息计算血管应变参数，例如血管应变和/或血管应变率。一些实施例中，血管应变参数可以是血管径向的应变参数，也可以是血管轴向的应变参数。

一个具体例子可以是，生成颈动脉长轴的B图像，然后得到颈动脉边界并选取兴趣点，利用跟踪算法可以得到一个或多个心动周期内这些兴趣点位置变化的信息；在此基础上，将第一帧图像上相邻两个兴趣点的距离作为基准，然后计算后续每一帧中相邻两点的距离，可得到血管应变和应变率。

一些实施例中，第二类型超声波可以为非聚焦波，例如平面波和/或发射波等。超声探头10在发射第二类型超声波时可以是多角度发射，例如多角度发射平面波。

处理器40可以通过第二类型超声波进行向量血流成像，得到血流的向量速度或者说血流速度矢量。上文提及可以通过超声B图像识别血管壁位置，一些实施例中，也可以通过第二类型超声波提供的血流信息来单独或者和B图像一起来进行血管壁位置的识别，因为血流能量图中的血流能量的边缘是与血管壁相接触的，利用这个信息特征也可以进行血管壁位置的识别。

可以通过血流速度矢量来计算血管壁剪切应力参数，例如可以通过以下公式来计算：

其中，τ表示血管壁剪切应力，μ表示血液粘滞系数，wall表示血管壁剪切应力参数是在血管壁上的，

可以看作为速度梯度，其中v为平行于测量位置沿血管壁切线方向的速度分量，这可以根据血流速度矢量得到。

还可以称为血管壁剪切率(wall shearrate，WSR)。本发明中所提及的血管壁剪切应力参数可以是指上文的血管壁剪切应力，也可以是指血管壁剪切率。

因此一些实施例中，处理器40根据第二类型超声波的回波信号，计算血流速度矢量；处理器40根据血流速度矢量和血液粘滞系数，计算血管壁剪切应力参数。一些实施例中，血管壁剪切应力参数可以是一个心动周期内的平均值或最大值。

通过上面的说明可以看到，第一类型超声波用于计算血管应变参数，第二类型超声波用于计算血管壁剪切应力参数。请参照图2，一些实施例中处理器40通过发射和接收控制电路20控制超声探头10交替发射第一类型超声波和第二类型超声波，并接收超声波的回波信号，例如在同一个成像过程中交替发射第一类型超声波和第二类型超声波，再例如在一个心动周期内交替发射第一类型超声波和第二类型超声波。需要说明的是，图2是交替发射第一类型超声波和第二类型超声波的一个示意图，其中带箭头的线表示第一类型超声波，例如聚焦波，不带箭头的线表示第二类型的超声波，例如平面波。一个例子中，可以发射30次的第一类型超声波和发射8次的第二类型超声波，这样交替进行，即发射30次的第一类型超声波，再发射8次的第二类型超声波，再发射30次的第一类型超声波，再发射8次的第二类型超声波，如此交替进行。一个例子中，每次发射聚焦波，可以得到1至4条图像线，发射30次后就可以得到一个较完整的图像，包含30至120条图像线。一个例子中，以第二类型超声波为平面波为例，本发明对于平面波的发射，可以包含多角度偏转发射，或多角度偏转的回波信号接收，从而得到血流向量速度。

本文中的同一成像过程，是指用户两次操作成像模式(例如，启动或切换成像模式)之间的过程。超声成像系统可以具有多种成像模式，例如B成像模式、彩色血流成像模式、M成像模式或者D成像模式等，或者两种或多种成像模式的成像过程相互嵌入交叉从而使得该两种或多种成像模式大体上同时实现的双工或多工模式，等等。同一个成像过程，是指从用户操作(启动或切换到)一个或多个成像模式(每个成像模式可以是前述的单个(单工)成像模式，也可以是前述的双工或者多工模式。启动或切换操作之后，系统自动按照该一个或多个成像模式的预先确定的扫描接收序列进行扫描。在该同一个成像过程包含多个成像模式的实施例中，该预先确定的扫描接收序列包括该多个成像模式的扫描接收序列)，直到用户再次操作成像模式(停止当前成像模式或切换到另一个成像模式)之间的过程。

因此，根据本发明实施例的方案，无需用户操作，系统可以自动按照预先确定的扫描接收序列在同一个成像过程中既获得应变参数，也获得血管壁剪切应力参数，从而能够获得血管在大体上相同的时刻的或者在很短的时间间隔内的应变参数和血管壁剪切应力参数，例如，可以在同一个心动周期内，同时获得该同一个心动周期内的血管应变参数和血管壁剪切应力参数。由于获得的血管应变参数和血管壁剪切应力参数是同一个心动周期内的，因此能更准确地反应患者血管的状况。而常规的成像方法中，通常需要用户启动获得血管应变参数的成像模式，完成该成像模式的成像获得血管应变参数之后，再启动获得血管壁剪切应力的成像模式，完成该成像模式的成像获得血管壁剪切应力。该过程会耗时比较长，不可能在一个心动周期(对成年人而言，心动周期通常大约为1秒左右)内完成。因此，使用常规的成像方法，不可能获得同一个心动周期内的血管应变参数和血管壁剪切应力参数。

通过上面的说明还可以看到，第一类型超声波和/或第二类型超声波还能够用于生成超声图像和/或进行血管壁位置的识别。因此一些实施例中，处理器40可以根据第一类型超声波和/或第二类型超声波的回波信号，生成超声图像和在超声图像上识别出血管壁位置。一个具体实施例中，处理器40生成超声图像包括：处理器40可以根据第一类型超声波的回波信号，生成超声B图像。生成的超声图像例如超声B图像，可以供显示部50进行显示。

下在对如何显示血管应变参数、血管壁剪切应力参数和超声图像进行说明。

一些实施例中，显示部50在超声图像的血管壁位置上叠加显示基于血管应变参数进行颜色编码的第一血管壁示形图，或者，显示部50显示随位置变化的血管应变参数的曲线图。

一些实施例中，显示部50在超声图像的血管壁位置上叠加显示基于血管壁剪切应力参数进行颜色编码的第二血管壁示形图，或者，显示部50显示随位置变化的血管壁剪切应力参数的曲线图。

请参照图3，是显示部50显示包含血管组织的超声图像的一个示意图。

请参照图4(a)，是显示部50在图3所示的超声图像上叠加显示第一血管壁示形图01和第二血管壁示形图02的一个示意图，通过第一血管壁示形图01的颜色，可以了解相应血管位置处的血管应变参数的值，通过第二血管壁示形图02的颜色，可以了解相应血管壁位置处的血管壁剪切应力参数的值。为了使得用户更加方便地了解第一血管壁示形图01和第二血管壁示形图02的颜色所表征的值，可以在附近区域显示相应的颜色条，例如显示第一血管壁示形图01的颜色条和第二血管壁示形图02的颜色条，颜色条中不同的颜色表示不同的值，这样用户就可以通过参照第一血管壁示形图01的颜色条和第一血管壁示形图02的颜色，得到第一血管壁示形图上不同位置处的值，以及通过参照第二血管壁示形图02的颜色条和第二血管壁示形图02的颜色，得到第二血管壁示形图上不同位置处的值。为了使得第一血管壁示形图01和第二血管壁示形图02更加容易被区分，这两者可以采用不同的颜色系来编码，例如第一血管壁示形图01采用冷色系的颜色来编码，第二血管壁示形图02采用暖色系的颜色来编码。通过颜色编码的第一血管壁示形图和颜色编码的第二血管壁示形图叠加在超声图像上共同来显示，可以使得用户非常直观地了解血管组织的应变和血管壁剪切应力，同时又不会由于叠加显示过多参数而给用户带来视觉上的混乱。

请参照图4(b)，是显示部50在图3所示的超声图像上叠加显示第一血管壁示形图01和第二血管壁示形图02的一个示意图；与图4(a)不同的是，图4(b)中的第一血管壁示形图01和第二血管壁示形图02并不是显示在一个超声图像上，而是各自显示在一个超声图像上，这两个超声图像可以是在同一个显示屏不同区域上显示，也可以是分屏显示。

请参照图5，是显示部50在图3所示的超声图像上叠加显示第一血管壁示形图和随位置变化的血管壁剪切应力参数的曲线图的一个示意图；可以理解地，显示部50也可以在图3所示的超声图像上叠加显示随位置变化的血管应变参数的曲线图和第二血管壁示形图，显示部50也可以在图3所示的超声图像上叠加显示随位置变化的血管应变参数的曲线图和随位置变化的血管壁剪切应力参数的曲线图。

本领域技术人员可以理解地，图3至图5中的超声图像、血管组织、第一血管壁示形图及其颜色所表示的数值、第二血管壁示形图及其颜色所示的数值、以及曲线图，都是用于示意，并不用于限定本发明只能如此。

本发明一些实施例中还公开了一种血管应变和血管壁剪切应力双参数的超声成像方法(以下简称超声成像方法)。

请参照图6，一些实施例中的超声成像方法包括以下步骤：

步骤100：在同一个成像过程中或一个心动周期内控制交替发射第一类型超声波例如聚焦波超声和第二类型超声波例如平面波超声。

步骤110：接收上述聚焦波超声的回波信号和平面波超声的回波信号。

步骤120：根据聚焦波超声的回波信号和/或平面波超声的回波信号，生成超声图像。

一些实施例中，步骤120根据聚焦波超声的回波信号生成超声B图像。

步骤130：在上述超声图像上识别出血管壁位置。例如步骤130根据聚焦波超声的回波信号和/或平面波超声的回波信号来识别出血管壁位置。

步骤140：根据上述聚焦波超声的回波信号，计算血管应变参数。

一些实施例中，步骤140在超声图像上从所述血管壁位置选取一个或多个兴趣点，对所述兴趣点进行运动跟踪以得到所述兴趣点在一个或多个心动周期内的位置变化信息，根据上述位置变化信息计算血管应变参数。

步骤150：根据上述平面波超声的回波信号，计算血管壁剪切应力参数。

一些实施例中，步骤150根据上述平面波超声的回波信号号计算血流速度矢量；，根据血流速度矢量和血液粘滞系数，计算血管壁剪切应力参数。

步骤160：在上述超声图像的血管壁位置上叠加显示第一血管壁示形图，并根据计算得到的血管应变参数对第一血管壁示形图进行颜色编码。

步骤170：在上述超声图像的血管壁位置上叠加显示第二血管壁示形图，并根据计算得到的血管壁剪切应力参数对第二血管壁示形图进行颜色编码。

上文图4就是步骤160显示第一血管壁示形图和步骤170显示第二血管壁示形图的一个例子。

本文参照了各种示范实施例进行说明。然而，本领域的技术人员将认识到，在不脱离本文范围的情况下，可以对示范性实施例做出改变和修正。例如，各种操作步骤以及用于执行操作步骤的组件，可以根据特定的应用或考虑与系统的操作相关联的任何数量的成本函数以不同的方式实现(例如一个或多个步骤可以被删除、修改或结合到其他步骤中)。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。另外，如本领域技术人员所理解的，本文的原理可以反映在计算机可读存储介质上的计算机程序产品中，该可读存储介质预装有计算机可读程序代码。任何有形的、非暂时性的计算机可读存储介质皆可被使用，包括磁存储设备(硬盘、软盘等)、光学存储设备(CD至ROM、DVD、Blu Ray盘等)、闪存和/或诸如此类。这些计算机程序指令可被加载到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备上以形成机器，使得这些在计算机上或其他可编程数据处理装置上执行的指令可以生成实现指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以指示计算机或其他可编程数据处理设备以特定的方式运行，这样存储在计算机可读存储器中的指令就可以形成一件制造品，包括实现指定功能的实现装置。计算机程序指令也可以加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，从而在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生一个计算机实现的进程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令可以提供用于实现指定功能的步骤。

虽然在各种实施例中已经示出了本文的原理，但是许多特别适用于特定环境和操作要求的结构、布置、比例、元件、材料和部件的修改可以在不脱离本披露的原则和范围内使用。以上修改和其他改变或修正将被包含在本文的范围之内。

前述具体说明已参照各种实施例进行了描述。然而，本领域技术人员将认识到，可以在不脱离本披露的范围的情况下进行各种修正和改变。因此，对于本披露的考虑将是说明性的而非限制性的意义上的，并且所有这些修改都将被包含在其范围内。同样，有关于各种实施例的优点、其他优点和问题的解决方案已如上所述。然而，益处、优点、问题的解决方案以及任何能产生这些的要素，或使其变得更明确的解决方案都不应被解释为关键的、必需的或必要的。本文中所用的术语“包括”和其任何其他变体，皆属于非排他性包含，这样包括要素列表的过程、方法、文章或设备不仅包括这些要素，还包括未明确列出的或不属于该过程、方法、系统、文章或设备的其他要素。此外，本文中所使用的术语“耦合”和其任何其他变体都是指物理连接、电连接、磁连接、光连接、通信连接、功能连接和/或任何其他连接。

具有本领域技术的人将认识到，在不脱离本发明的基本原理的情况下，可以对上述实施例的细节进行许多改变。因此，本发明的范围应仅由权利要求确定。

Claims (16)

1.一种血管应变和血管壁剪切应力双参数的超声成像方法，其特征在于，包括：

在一个心动周期内控制交替发射聚焦波超声和平面波超声；

接收所述聚焦波超声的回波信号和所述平面波超声的回波信号；

根据所述聚焦波超声的回波信号和/或所述平面波超声的回波信号，生成超声图像；

在所述超声图像上识别出血管壁位置；

根据所述聚焦波超声的回波信号，计算血管应变参数；

根据所述平面波超声的回波信号，计算血管壁剪切应力参数；

在所述超声图像的血管壁位置上叠加显示第一血管壁示形图，并根据所述血管应变参数对所述第一血管壁示形图进行颜色编码；

在所述超声图像的血管壁位置上叠加显示第二血管壁示形图，并根据所述血管壁剪切应力参数对所述第二血管壁示形图进行颜色编码。

2.一种血管应变和血管壁剪切应力双参数的超声成像方法，其特征在于，包括：

在同一个成像过程中控制交替发射聚焦波超声和平面波超声；

接收所述聚焦波超声的回波信号和所述平面波超声的回波信号；

根据所述聚焦波超声的回波信号和/或所述平面波超声的回波信号，生成超声图像；

在所述超声图像上识别出血管壁位置；

根据所述聚焦波超声的回波信号，计算血管应变参数；

根据所述平面波超声的回波信号，计算血管壁剪切应力参数；

在所述超声图像的血管壁位置上叠加显示第一血管壁示形图，并根据所述血管应变参数对所述第一血管壁示形图进行颜色编码；

在所述超声图像的血管壁位置上叠加显示第二血管壁示形图，并根据所述血管壁剪切应力参数对所述第二血管壁示形图进行颜色编码。

3.如权利要求2所述的超声成像方法，所述根据所述聚焦波超声的回波信号，计算血管应变参数，包括：

在所述超声图像上从所述血管壁位置选取一个或多个兴趣点；

对所述兴趣点进行运动跟踪以得到所述兴趣点在一个或多个心动周期内的位置变化信息；

根据所述位置变化信息计算血管应变参数。

4.如权利要求2所述的超声成像方法，其特征在于，所述根据所述平面波超声的回波信号，计算血管壁剪切应力参数，包括：

根据所述平面波超声的回波信号，计算血流速度矢量；

根据所述血流速度矢量和血液粘滞系数，计算血管壁剪切应力参数。

5.一种超声成像系统，其特征在于，包括：

超声探头，用于向感兴趣区域发射超声波和接收相应的超声波回波，以获取超声波的回波信号；

发射和接收控制电路，用于控制所述超声探头执行超声波的发射和超声波的回波信号的接收；

处理器和显示部；其中：

所述处理器通过发射和接收控制电路控制所述超声探头在同一个成像过程中交替发射第一类型超声波和第二类型超声波，并接收超声波的回波信号；

所述处理器根据所述第一类型超声波和/或第二类型超声波的回波信号，生成超声图像；

所述处理器根据所述第一类型超声波的回波信号，计算血管应变参数；

所述处理器根据所述第二类型超声波的回波信号，计算血管壁剪切应力参数；

所述处理器控制所述显示部显示所述超声图像，以及控制所述显示部同时显示所述血管应变参数和所述血管壁剪切应力参数。

6.如权利要求5所述的超声成像系统，其特征在于，所述处理器控制所述显示部同时显示所述血管应变参数和所述血管壁剪切应力参数，包括：

所述处理器根据所述第一类型超声波和/或第二类型超声波的回波信号，在所述超声图像上识别出血管壁位置；

所述处理器根据控制所述显示部在所述超声图像的血管壁位置上叠加显示第一血管壁示形图和第二血管壁示形图，并根据所述血管应变参数和所述血管壁剪切应力参数分别对所述第一血管壁示形图和第二血管壁示形图进行颜色编码。

7.如权利要求6所述的超声成像系统，其特征在于，所述处理器生成所述超声图像包括：所述处理器根据所述第一类型超声波的回波信号，生成超声B图像。

8.如权利要求5或7所述的超声成像系统，其特征在于，所述处理器根据所述第一类型超声波的回波信号，计算血管应变参数，包括：

所述处理器识别所述超声图像中上的血管壁位置；

所述处理器从所述血管壁位置选取一个或多个兴趣点；

所述处理器对所述兴趣点进行运动跟踪以得到所述兴趣点在一个或多个心动周期内的位置变化信息；

所述处理器根据所述位置变化信息计算血管应变参数。

9.如权利要求5所述的超声成像系统，其特征在于，所述处理器根据所述第二类型超声波的回波信号，计算血管壁剪切应力参数，包括：

所述处理器根据所述第二类型超声波的回波信号，计算血流速度矢量；

所述处理器根据所述血流速度矢量和血液粘滞系数，计算血管壁剪切应力参数。

10.如权利要求5至9中任一项所述的超声成像系统，其特征在于，所述第一类型超声波为聚焦波，所述第二类型超声波为非聚焦波。

11.一种超声成像系统，其特征在于，包括：

超声探头，用于向感兴趣区域发射超声波和接收相应的超声波回波，以获取超声波的回波信号；

发射和接收控制电路，用于控制所述超声探头执行超声波的发射和超声波的回波信号的接收；

处理器，用于通过所述发射和接收控制电路控制所述超声探头发射第一类型超声波和第二类型超声波，并接收超声波的回波信号；所述处理器根据所述第一类型超声波的回波信号计算血管应变参数，以及根据所述第二类型超声波的回波信号计算血管壁剪切应力参数；

显示部，用于显示所述血管应变参数和血管壁剪切应力参数。

12.如权利要求11所述的超声成像系统，其特征在于，所述处理器根据所述第一类型超声波和/或第二类型超声波的回波信号，生成超声图像和在所述超声图像上识别出血管壁位置；

所述显示部在所述超声图像的血管壁位置上叠加显示基于所述血管应变参数进行颜色编码的第一血管壁示形图，或者，所述显示部显示随位置变化的血管应变参数的曲线图；

所述显示部在所述超声图像的血管壁位置上叠加显示基于所述血管壁剪切应力参数进行颜色编码的第二血管壁示形图，或者，所述显示部显示随位置变化的血管壁剪切应力参数的曲线图。

13.如权利要求12所述的超声成像系统，其特征在于，所述处理器生成超声图像包括：所述处理器根据所述第一类型超声波的回波信号，生成超声B图像。

14.如权利要求11或13所述的超声成像系统，所述处理器根据所述第一类型超声波的回波信号计算血管应变参数，包括：

所述处理器识别所述超声图像中的血管壁位置；

所述处理器从所述血管壁位置选取一个或多个兴趣点；

所述处理器对所述兴趣点进行运动跟踪以得到所述兴趣点在一个或多个心动周期内的位置变化信息；

所述处理器根据所述位置变化信息计算血管应变参数。

15.如权利要求11所述的超声成像系统，所述处理器根据所述第二类型超声波的回波信号计算血管壁剪切应力参数，包括：

所述处理器根据所述第二类型超声波的回波信号，计算血流速度矢量；

所述处理器根据所述血流速度矢量和血液粘滞系数，计算血管壁剪切应力参数。

16.如权利要求11至15中任一项所述的超声成像系统，所述第一类型超声波为聚焦波，所述第二类型超声波为非聚焦波。

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