CN115768356A

CN115768356A - 用于超声成像中减少数据传输的方法和系统

Info

Publication number: CN115768356A
Application number: CN202180047310.7A
Authority: CN
Inventors: R·弗卢特尔斯; D·贝拉; A·C·范伦斯
Original assignee: Koninklijke Philips NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2020-06-29
Filing date: 2021-06-18
Publication date: 2023-03-07
Also published as: US20230240664A1; EP3932321A1; WO2022002627A1; EP4171387A1; JP2023532064A

Abstract

本发明涉及一种用于使用超声系统进行超声(US)成像的方法，所述超声系统包括US探头(10)，其中，所述US探头(10)被配置为：声处理成像区域，接收回波信号，将接收到的回波信号数字化，并将经数字化的射频(RF)数据(14)传输到适用于对所述RF数据(14)进行波束成形的数据处理单元。所述方法包括：获取至少一个侦察图像(15)，所述侦察图像(15)包括解剖结构；在所述侦察图像(15)内选择至少一个感兴趣区域(ROI)(16)，其中，所述至少一个ROI(16)包括所述解剖结构的一部分；‑设置发送(TX)方案(46)和接收(RX)方案(48)用于所述成像区域(18)的US成像，其中，所述ROI(16)以与所述ROI(16)之外的所述成像区域(18)不同的TX和RX设置被声处理；以及根据所述TX方案和所述RX方案获取多个US图像(26)。所述US探头(10)被配置为：仅向所述数据处理单元传输与用于从所述至少一个ROI(16)反射的规定接收波束(24)中的至少一些的所述至少一个ROI(16)的深度范围相对应的接收到的RF数据(14)，并且被配置为：传输与针对从所述至少一个ROI(16)外部的所述成像区域(18)反射的接收波束(24)中的至少一些的所述成像区域(18)的全深度相对应的接收到的RF数据。

Description

用于超声成像中减少数据传输的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种用于超声(US)成像系统中减少数据传输的方法和相应的系统。

背景技术

在传统的超声成像中，2D图像是通过将发射脉冲发送到覆盖90°角的平面内的200个不同方向来执行大约200次脉冲回波测量而获得的。因此，针对每个超声发送事件获取单线(单线获取，SLA)。这样，可以以大约30Hz的帧速率获得成像深度为130mm的2D图像。在心脏超声成像中，这样的帧速率足以对心脏的整体运动进行可视化。然而，一些心脏相位非常短暂，并且已知与心肌和瓣膜的非常快速的运动和变形有关。对这些心脏相位的准确研究需要更高的帧速率。

因此，开发了超快超声成像技术，例如平行波束成形(即多线获取，MLA)。在这种方法中，为每个发射脉冲同时重建多条图像线。为了适应增加的平行接收波束数量，必须加宽发送波束(例如，通过减小发射孔径)。然而，由于较小的孔径发射的能量较少，因此平行接收波束的最大数量仍然有限(例如2、4或8)。作为替代方案，已经提出了平面波或发散波成像。虽然这种技术允许高度并行的接收波束成形，但由于发送波束非常宽，因此图像的空间分辨率会显著降低。为了补偿这种影响，不同的发送波束通常被混合，从而造成帧速率的整体增益。

通常，超快成像需要相对较高的传输次数(2D成像超过10次，3D成像超过100次)才能产生质量可接受的图像。通常，超快成像技术以大于1000Hz的帧速率运行。因此，对于2D成像，每秒声处理(insonification)的数量大于10⁴；对于3D成像，大于10⁵。为了达到足够的穿透深度并且为了在深度进行谐波成像，所使用的表面压力必须很高。例如，使用200mm²的换能器孔径产生1.5MPa的表面压力可能需要大约1.5W/mm²(假设高电压驱动器的功率效率为30％，脉冲发生器的开关占空比为0.2％)。因此，需要大量的声能来对视野进行声处理。当以高帧速率运行时，必须多次产生声功率。

这些要求导致超声(US)探头的功耗更高。具体是在小型化、手持式和/或可穿戴(无线)成像系统中，限制探头成本和功耗非常重要。典型的USB手持式探头将功率耗散限制在2-3W，以便能够通过USB3接口提供电源。在没有主动冷却的情况下，还需要2-3W的限制，以符合与(短期)皮肤加热相关的医疗法规。用于监测应用的无线贴片探头甚至可以将功耗限制在100mW，以保护电池寿命并防止长期皮肤加热。

此外，超快超声技术导致数据传输负担增加，而标准技术可能对其尚不支持。具体是对于由超过1000个换能器元件组成的矩阵换能器，潜在的射频(RF)数据量非常大。为了获得高空间分辨率，需要独立收集和处理许多换能器元件(信道)的原始数据。这将导致高耗散和潜在的复杂硬件，例如，多个Gbps串行数据链路。

因此，希望限制声处理的数量，以及所生成、处理和传输的RF数据量。这样做还可以降低探头成本，因为可以使用更简单的硬件组件。由于主要的功耗是由于声处理造成的，因此收集所有相关的回声信息以避免需要额外的声处理也很重要。

在现有技术中，已经提出了基于感兴趣区域的图像压缩(例如，Heng-Ming Tails,Men Long,Wei He,and Hao Yarg,“AN EFFICIENT REGION OF INTEREST CODING FORMEDICAL IMAGE COMPRESSION”,Proceedings of the Second Joint EMEISEIMESConference Houston,TX,USA*October2+26,2W2；以及“Review on Region of InterestCoding Techniques for Medical Image Compression”,International Journal ofComputer Applications(0975-8887)Volume 134-No.10,January 2016)。在这种方法中，图像的区域(感兴趣区域，ROI)以比非ROI区域(通常使用有损方法压缩)更高的质量(可能是无损的)编码。与非ROI区域相比，这通常是通过为ROI分配更多比特来实现的。

US 2016/0262720 A1涉及超声成像并提出分别扫描整个体积和子体积，其中使用不同的波束成形参数设置扫描子体积，从而允许子体积具有更高图像质量同时从整体体积提供上下文。然后可以对体积和子体积切片进行交织。

US 5 873 830 A公开了一种超声系统和方法，其中选择感兴趣区域。第一组成像参数应用于感兴趣区域内部以提高空间分辨率，而另一组不同的参数应用于感兴趣区域外部。然后对包括感兴趣区域和感兴趣区域外部的区域的合成图像进行组合。

然而，即使使用这种先进的方法，需要处理和传输的数据量可能仍然是适用性和相关成本最小化目标的限制因素。

发明目的

因此，本发明的发明目的在于：提供一种超声成像方法及相关系统，其降低US探头的功耗和需要传输的数据量，同时提供具有足够时间和空间分辨率以及足够大视野覆盖的高质量US图像。

发明内容

通过根据权利要求1的用于US成像的方法和根据权利要求15的US成像系统来实现或超越该发明目的。本文描述的关于要求保护的方法的任何特征、优点或替代实施例也适用于该系统，反之亦然。

根据本发明，提供了一种用于使用超声系统进行超声成像的方法，超声系统包括具有换能器阵列和模数转换器(ADC)阵列的US探头，其中，US探头被配置为：声处理成像区域，接收回波信号，通过ADC阵列将接收到的回波信号数字化，并经由带宽受限的信道将经数字化的射频(RF)数据传输到数据处理单元，其中，数据处理单元适用于对RF数据进行波束成形，方法包括以下步骤：

-获取成像区域的至少一个侦察图像，侦察图像包括感兴趣的解剖结构；

-在侦察图像内选择至少一个感兴趣区域(ROI)，其中，至少一个ROI包括解剖结构的一部分；

-设置发送(TX)方案和接收(RX)方案用于成像区域的US成像，其中，至少一个ROI以与至少一个ROI之外的成像区域不同的TX和RX设置被声处理；以及

-根据TX方案和RX方案获取多个US图像。

US探头被配置为：仅向数据处理单元传输与用于从ROI反射的规定接收波束中的至少一些的至少一个ROI的深度范围相对应的接收到的RF数据，并且被配置为：传输与针对从至少一个ROI外部的成像区域反射的接收波束中的至少一些的成像区域的全深度相对应的接收到的RF数据。

除了TX方案和RX方案可以任意顺序配置以外，以上步骤通常按照给出的顺序执行。

本发明的一个重要应用是超声心动图。将心脏视为一组快速移动的物体，心脏的瓣膜比心房/心室壁移动得更快。因此，在该应用和其他应用中，并非移动解剖结构的所有部分都需要快速或超快成像技术。因此，本发明提供了一种方法，其中，首先，获取感兴趣的解剖结构(例如整个心脏)的一个或多个超声图像，其被称为侦察图像。在该US图像上，选择感兴趣区域，其包括解剖结构的一部分，优选地是特别感兴趣的部分，或者比解剖结构的其余部分移动得更快的部分。ROI通常覆盖侦察图像的一部分成像区域，例如其5％至40％。优选地，ROI可以包括需要用不同的扫描设置(具体是不同的发送和/或接收设置(也被称为发送和接收参数))成像的解剖结构的一部分以便从ROI获得比其他成像区域具有更高时间分辨率和/或更好质量的图像。TX和RX方案包括例如一般成像/测量模式(例如平面波、发散波、多普成像)，TX和RX波束的数量、类型和宽度，帧速率/时间分辨率，发射功率，脉冲重复率，聚焦方案等设置。

可以手动或自动选择ROI。也可以存在多于一个ROI，例如2到5个ROI。基于成像区域内一个或几个ROI相对于US探头的位置，以及ROI所需的图像质量或时间分辨率，然后设置用于成像区域的US成像的发送和接收方案，优选地根据预定义的用户规范自动设置，其中，发送和接收方案导致使用不同的TX和RX来设置扫描ROI，具体而言使用与ROI外部的成像区域相比，更高的时间分辨率、对比度、功率、聚焦方案或通常不同类型的发送波束。例如，基于ROI的时间-空间位置，可以以更小的时间间隔调度照射ROI的发送波束，从而以更快的速率从ROI获取RF数据。对于解剖结构的其他部分，以较大的时间间隔调度规定的发送波束以匹配它们的较慢运动速度。

此外，接收方案包括：配置US探头以仅向数据处理单元传输与用于从ROI反射的规定接收波束中的至少一些的ROI的深度范围相对应的接收到的RF数据，即，针对用于重建ROI图像的接收波束。深度方向对应于与US探头的距离。相比之下，对于非ROI区域，至少一些(优选所有)接收波束被数字化并传输到数据处理单元(DPU)。换言之，可以调整接收方案以仅将样本保持在与规定发送波束的ROI相对应的深度范围内。因此，到DPU的数据传输速率显著降低。一旦被数字化，可以在时间上移动RF数据并根据需要对其进行交织以重建US图像的视频流。

因此，本发明描述了一种方法，其可以减少发送(TX)事件的数量，优选地导致更快的帧速率，并减少需要从探头传输到数据处理单元的RF数据量，从而也减少了需要执行的波束成形计算量。这是通过自适应TX-RX方案实现的，该方案通过以下方式实现改善数据压缩和功耗：1)经优化数量的传输或TX/RX设置，以及2)有限深度范围的重建，从而导致RF数据传输负载的减少。

为了实现这些优点，本发明是用数字US探头来实现的，即，具有接收到的回波信号(RF信号)的探头内数字化的US探头。经数字化的RF数据被传输到数据处理单元。在下一步骤中，经数字化的RF数据可以被处理并混合在一起形成连续的视频流，显示ROI区域具有比非ROI区域(即ROI外部的成像区域)更好的图像质量(例如具有更高的时间分辨率)。在一个实施例中，数据处理单元适用于将RF数据波束成形为多个US图像。在下一步骤中，将多个US图像混合在一起形成视频流。在优选实施例中，数据处理单元不是超声探头的一部分，而是位于主超声系统内并经由数字接口连接到探头。这样的数字接口可以包括具有有限带宽(即最大数据速率)的数据连接或信道，例如具有定义的最大Gbps数量的串行数据链路。换言之，US探头和数据处理单元(DPU)优选地容纳在通过数据电缆甚至通过无线数据连接而连接的单独壳体中。因此，本发明的方法可以通过简化的数字前端(例如，数字US探头)来实现。

可以使用任何成像方案(优选B模式)来获取侦察图像，并且可以具有较低的分辨率或较低的帧速率，以限制所涉及的数据速率。然而，成像区域(包括解剖结构)的侦察图像也可以是通过执行本发明的方法获得的多个US图像中的一个或几个，其中可以再次检测ROI的位置，并在必要时进行调整。

在一个实施例中，获取几个侦察图像，从而可以检测快速移动的区域或解剖结构的一部分(例如，由计算机视觉或人工智能(AI)算法自动检测)，并选择其为感兴趣区域(ROI)。这样的算法可以特别适用于特定的临床应用。或者，可以手动选择ROI，例如通过用户在屏幕上显示侦察图像并在感兴趣的部分上设置一个或多个界标。用户还可以通过在ROI上拖动图形对象(例如圆形或正方形)或使用光标绘制ROI的边界来勾勒出ROI。

接下来，给定ROI，为ROI和ROI之外的成像区域(非ROI区域)设置不同的发送和接收设置。

换言之，根据本发明方法的实施例的发送方案和接收方案包括两种类型的声处理：用于完全成像区域的类型A，以及用于ROI的类型B。

类型A：在第一系列声处理中，对目标解剖结构(例如心脏)进行声处理，例如使用相同的平面波发送。来自所有换能器(例如128个信道)的R数据可用于整个成像区域。可以以中等分辨率执行数字化和波束成形，以限制收集的数据量。通过比较和解释连续的声处理或侦察图像的数据，系统(具体而言US系统的控制器)能够检测快速移动的区域，例如心脏瓣膜。

类型B：在第二系列声处理中，例如可以发送聚焦的发送波束，并且可以收集来自有限数量的RF信号信道的数据。数据可以以相对较高的分辨率被数字化和传输。数据获取和传输仅在有限的时间段期间发生，对应于有限的深度范围，以处理特定的感兴趣区域。例如，获取可以在声处理事件发生后50μs开始，并可以持续20μs(实时)。

传输声处理类型A的数据可能需要1000μs，传输声处理类型B的数据可能需要100μs。控制器知晓探头内数据存储容量(如果有的话)和探头与DPU之间的可用传输速率，并且可以相应地调整新的声处理请求的时序。可以以规则的时间交织方式生成平面波声处理(例如对于类型A)和目标声处理(类型B)。然而，交织也可以是不规则的/动态的，和/或可以由瞬时信号特性触发。瞬时信号特性可以具体地是在成像区域的特定区域内检测到的移动速度。人工智能可以用来识别这些瞬时信号特性，以支持智能成像或数据检测。

数据减少量如图4所示：在其中所示的立方体中，水平显示快时间轴或深度轴，垂直轴显示发送事件，第三轴是接收元件轴。在多角度平面波或发散波成像的情况下，完全的立方体示出了将针对成像区域的2D图像获取的完全RF数据阵列。较小的立方体对应于针对至少一些ROI扫描传输的RF数据。很明显，较小的立方体在深度方向和发送轴上减小了，因为由于ROI通常不会覆盖完全的方位角，因此与完全成像区域相比，发送方案通常需要更少的发送事件来对ROI进行成像。

在一些实施例中，表示要针对ROI传输的RF数据的立方体也可以在接收元件轴上缩小。换言之，当从照射ROI的发送波束接收RF数据时，只有接收元件的子集可以是活动的，和/或仅来自有限数量的信号信道的数据被收集和数字化。换言之，对于至少一些照亮ROI的TX/RX事件，只有来自一部分换能器元件的RF数据被传输到DPU。由此，可以进一步减轻数据传输负荷。

通过仅传输与特定深度范围(d，也被称为快速时间)相对应的RF数据，并且仅在以特定发送角度发送时，可以通过以下方式减少要传输的数据量：

因此，可以显著降低数据传输速率。例如，在具有128个换能器元件的US探头中，声音频率为8GHz，以12比特分辨率以每波4个样本进行采样，得到的数据速率将为8Mx128x4x12比特/秒＝49G比特/秒。通过减少针对那些与ROI相关的扫描而传输的数据量，通过探头和DPU之间接口的电缆的数据速率可以降低到例如小于20G比特/秒，更优选地，小于10G比特/秒。

在数字化并传输到DPU之后，经数字化的RF数据将被波束成形为多个US图像。由于来自ROI区域的数据包括的数据较少，因此波束成形计算的计算成本也较低。通过将与ROI之外的深度范围相对应的数据设置为0，可以对来自ROI的RF数据应用波束成形。由此，接收到成像区域的图像，其中非ROI区域为黑色。这种类型的图像可以直接与整个成像区域的经波束成形的US图像混合。或者，也可以仅对ROI区域进行波束成形，从而得到较小的图像。这导致较少的波束成形计算，但使视频混合步骤更加复杂，具体是在完全图像的正确位置混合方面。

该方法的结果是显示整个成像区域的多个、具体而言时间序列的US图像，但是ROI具有更好的质量、不同的成像或测量模式和/或更高的时间分辨率。非ROI区域的更高时间分辨率是通过上采样实现的，如下文更详细描述的，因此不包含更多信息。然而，在一些实施例中，已经以更高的时间分辨率对ROI区域进行了采样，因此，可以分析解剖结构的快速移动部分。因此，可以以较低的所需数据传输速率实现超快超声成像，从而降低功耗，但不会影响帧速率。

根据一个实施例，TX方案被配置为使得以较高的时间分辨率和/或以不同类型的发送波束和/或以与至少一个ROI之外的成像区域不同的脉冲重复率，对至少一个ROI进行声处理。在优选实施例中，传输参数被配置为使得ROI比非ROI区域更频繁地被声处理。根据本发明，可以在ROI中实现大约60-1000Hz，优选120-500Hz的帧速率，这对应于超快成像，但如果以如此高的帧速率对整个成像区域进行成像，无需否则可能会需要的更高的功耗和数据传输速率。此外，或作为其替代方案，根据ROI相对于US探头的位置，可以调整发射功率和/或发射聚焦方案。例如，聚焦TX可以有助于在ROI中进行谐波成像。脉冲重复率是每秒发出的超声波脉冲的数量。脉冲重复率受介质(例如，人体组织或解剖结构)中声音速度，以及脉冲在从探头到测量区域的返回行程中必须行进的距离的限制，以避免返回回波信号的叠加。因此，可以设想在声处理ROI时增加脉冲重复率，例如，如果ROI区域相对靠近US探头，只要换能器在收听来自ROI的回声时不接收来自不同声波的信号。

根据一个实施例，ROI可以在替代测量模式下被声处理，例如，在多普勒模式下，即TX和RX方案可以包括测量ROI中的多普勒频移。这可以通过选择多普勒门和测量多普勒频移的特定区域来完成，即针对其使用不同发射/接收方案的ROI。在双工模式下，通过将完全帧与多普勒测量进行交织，可以跟踪ROI内的运动，具体是血流，并相应地调整多普勒门的位置。因此，还可以使用本发明的数据减少方法以多普勒模式对解剖结构(具体而言心脏或其一部分)进行动态成像，从而允许评估例如瓣膜功能或其他血管。其他替代测量模式可以包括应变成像，例如测量诸如心肌的解剖结构的一部分的变形率，或超声弹性成像。

此外，根据发送方案配置接收方案，即发送方案被配置为从用发送波束照射的区域接收波束。

根据优选实施例，ROI获取与整个成像区域的完全获取进行交织。具体而言，TX方案包括在两个完全获取周期之间交织其中只有至少一个ROI被声处理的至少一个ROI获取周期；并且其中，根据RX方案，在ROI获取周期中，US探头被配置为：仅传输与针对从至少一个ROI反射的规定接收波束中的至少一些的至少一个ROI的深度范围相对应的接收到的RF数据，并且在完全获取周期中，US探头被配置为：传输与US探头的整个成像区域相对应的接收到的RF信号。例如，1-8个，优选2-4个ROI获取周期可以在两个完全获取周期之间进行交织。

根据优选实施例，US探头包括探头内存储器，其中探头内存储器具体地与ADC阵列集成。该方法还包括以下步骤：选择与针对从至少一个ROI反射的规定接收波束中的至少一些的至少一个ROI的深度范围相对应的经数字化的RF数据传输到数据处理单元；当预定的最大数据速率被超过时，对探头内存储器中的所选择的经数字化的RF数据中的至少一些进行缓冲，以便延迟来自US探头的RF数据传输。在一些实施例中，由此实现了恒定的输出数据速率。ADC阵列优选对应于换能器阵列。数字超声探头可以轻松创建比可以从探头传输到系统(DPU)的数据更多的数据，例如，如果ADC的采样频率为12-40MHz，则所需的数据传输速率高达50Gbps，而由带宽受限的信道决定的数据链路速度可能只有3-6Gbps。因此，探头和DPU之间的数据连接可能是许多系统中的限制因素。因此，尽可能好地使用接口可用的最大数据速率很重要。因此，执行本发明的这个实施例涉及选择相关的RF数据，并且丢弃其他经数字化的RF数据，具体而言，与用于从ROI反射的波束的ROI区域之外的深度范围相对应的RF数据，例如，在ROI获取周期中。这允许在US探头已经在进行下一次获取的同时流式传输出相关的RF数据。在以更高的时间分辨率对ROI进行声处理的情况下，接口应该能够在一个完全的周期内传输所有经数字化(完全成像区域和ROI)的RF数据，包括一个或几个ROI获取周期和一个完全获取周期。但是，接口不一定必须能够以原生ADC数据速率传输RF数据。探头内存储器优选与ADC阵列集成或集成在ADC阵列中，因为这在许多情况下更节能。

因此，可以首先将所有接收到的RF数据数字化，然后选择与ROI的深度范围相对应的相关数据。替代地，可以控制ADC阵列，使得仅与用于照亮ROI的规定发送波束(或从ROI反射的规定接收波束)的ROI的深度范围相对应的接收信号被完全数字化。因此，ADC阵列可以仅在所需的深度范围内被打开。在该实施例中，可以使用或不使用探头内存储器，因为首先仅将必要的RF数据数字化，但是实现恒定的数据速率可能仍然是有利的。

根据一个实施例，经数字化的RF数据在被传送到数据处理单元之前被处理，具体而言，被压缩。例如，可以使用可以对密集RF阵列/紧张/缓冲器进行压缩的数据压缩方法，例如小波压缩和/或离散小波变换(DWT)。这种压缩方法的一个例子是MPEG数据压缩协议。

来自ROI区域和非ROI区域的经数字化的RF数据可以被不同地编码/处理。具体而言，从至少一个ROI反射的经数字化的RF数据可以以不同的比特深度(具体是更高的比特深度)和/或以不同的子采样模式(例如，不同的采样率来采样RF数据)和/或以与从至少一个ROI之外的成像区域反射的经数字化的RF数据不同的小波压缩来压缩。具体而言，来自ROI之外的RF数据可以比来自ROI的数据被压缩得更多，以便经由有限带宽信道来降低数据速率，同时保持来自一个或几个ROI的RF数据具有足够高的质量。还可以设想对来自ROI的RF数据使用与对来自ROI外部的RF数据不同的编码算法。

根据一个实施例，发送和接收方案使用宽发送波束成像模式，例如发散波、平面波或成角度的平面波成像模式，多个发送事件对成像区域进行声处理。例如，平面波成像可以通过在不同方向上发送10-50个发送波束来实现(例如1°-5°的发送波束)，将根据这些发送波束重建多个接收波束。这些发送事件中只有一部分会对至少一个ROI进行声处理。优选地，以较高的时间分辨率执行对至少一个ROI进行声处理的发送事件。例如，在角度平面波成像模式下，不同的发送波束在不同的方向上。根据ROI的大小，只需要发送波束的一个子集来对ROI进行成像。在该示例中，ROI获取周期将仅包括发送事件的子集，而完全获取周期将包括覆盖完全方位角(例如，90°)的所有方向的发送事件。根据一个实施例，具体而言在ROI获取周期中，对TX方案中的ROI进行声处理的发射功率和/或发送波束的聚焦方案适用于ROI，具体而言适用于ROI相对于US探头的位置。例如，可以聚焦发送波束以在ROI的深度范围内获得最佳聚焦。此外，发射功率可以根据ROI与US探头的距离进行调整，例如，距离越远，需要的功率就越大。

根据一个实施例，在侦察图像内选择两个或更多个感兴趣区域(ROI)，这两个或更多个ROI各自包括解剖结构的一部分，其中，在发送(TX)方案和接收(RX)方案中，相比，这两个或更多个ROI是使用与这两个或更多个ROI之外的US探头的成像区域不同的TX和RX设置被声处理的。根据一个实施例，至少两个不同的ROI以彼此不同的TX和RX设置被声处理。换言之，不同的TX和RX设置应用于从两个或更多个具有不同水平或感兴趣方面(例如，高水平—中等水平—低水平)的不同ROI中选择的每个ROI的声处理。例如，这允许区分解剖结构的几个不同部分，每个部分都具有不同的属性(例如，不同的运动速度，或者对于计划的医学分析具有不同的重要性)，因此需要不同的测量设置(例如，不同的时间分辨率)，以便对它们进行充分成像。

经数字化的RF数据优选地混合在一起成为一系列图像(视频流)，从而以比非ROI区域更高的时间分辨率来显示ROI区域。根据一个实施例，这还包括以下步骤：将从ROI外部的成像区域获取的RF数据时间上采样到从ROI获取的RF数据的时间分辨率。在一个或几个ROI获取周期与完全获取周期交织的情况下，可以首先对图像进行波束成形以重建ROI图像和完全US图像。然后将完全图像临时上采样到与ROI帧速率相同的帧速率。在下一步中，将经时间上采样的完全US图像与ROI图像混合在一起，以便以ROI图像的帧速率创建一系列完全US图像。在一个实施例中，可以使用简单的线性时间上采样/内插方法，其中两个完全US图像之间的缺失数据是通过从可用的完全US图像中复制数据，或者应用来自下一个邻居的线性内插来获得的。为了将图像混合在一起，可以应用简单的基于掩码的混合方法。优选地，混合以浮点方式完成，即具有软掩码边界。例如，可以在边界处应用线性或径向梯度以混合图像。其中，在成像区域内定义了与ROI区域相对应的掩模，并且在经上采样的完全US图像中将ROI图像复制到该掩码中。根据该实施例，混合是在图像域中，或者在笛卡尔图像平面中，或者在极平面中(例如，r-theta)执行的。如果完全图像和ROI图像在混合在一起时处于极坐标中，则混合优选地发生在波束成形之后和扫描转换之前。

根据备选实施例，混合步骤可以不在波束成形图像上完成，而是在RF域中完成。

根据一个实施例，上采样内插可能更复杂，因为它考虑了至少一个ROI和非ROI区域之间的运动。这将有助于补偿对象运动，例如解剖结构和/或其部分的运动，和/或多个获取周期之间的患者运动。这样的算法例如被称为飞利浦自然运动，它用于视频流式传输技术以使运动看起来更流畅。或者，可以使用AI方法，例如，基于神经网络的AI方法。例如，可以使用https://heartbeat.fritz.ai/research-guide-for-video-frame- interpolation-with-deep-learning-519ab2eb3dda中，或者SuperSloMo:High QualityEstimation of Multiple Intermediate Frames for Video Interpolation,HuaizuJiang,Dequing Sun,Varun Jampani,Ming-Hsuan Yang,Erik Learned-Miller,JanKautz,https:/arxiv.org/abs/1712.00080v2中解释的方法。

当执行ROI获取周期时，根据一个实施例，对ROI进行声处理的发送事件应该在与完全获取周期相同的时间偏移处开始。换言之，如果整个成像区域需要多个发送事件，并且在一个ROI获取周期中只有一部分发送事件对ROI进行声处理，则相似的(空间上等效的)发送事件，即在相同方向上的发送事件，在ROI获取周期中在与在完全获取周期中相同的时间偏移处被发起。这是有利的，因为它使混合相对简单，因为ROI和非ROI声学以规则的时间交织方式生成。此外，它可以防止运动抖动，否则运动抖动可能由于创建的视频序列的帧速率与实际测量的帧速率之间的差异而出现，具体是如果测量的帧之间的偏移不规则地变化。因此，恒定的时间偏移，即相应发送事件之间的均匀间隔，可以提供平滑的运动。

根据一个实施例，至少一个ROI和ROI外部的成像区域被重叠的发送波束声处理，其中与非ROI区域相比，更多的发送波束在至少一个ROI中重叠。换言之，使用大的重叠发送波束，例如，从而使得只需要3-8个发送事件就可以对整个成像区域进行声处理。这导致在其中所有发送波束重叠的区域比边缘区域具有更高的时间分辨率。通过调整发送模式以在ROI区域周围提供大部分重叠，可以获得ROI的改进的(时间)采样。

根据一个实施例，可以通过计算机视觉或AI算法自动检测和跟踪至少一个ROI。这可以在侦察US图像上完成，但具体是在使用该方法本身获取的多个US图像上完成，以便可以自动调整至少一个ROI的位置。

本发明还针对适用于执行根据本发明的方法的US成像系统。超声系统可适用于超快成像。然而，本发明不限于用于超快US系统，而是也可以应用于平均速度和/或低成本系统。本发明通常适用于提高成像区域内ROI的成像质量和/或帧速率。该系统包括具有换能器阵列和ADC阵列的US探头，并且US探头被配置为对成像区域进行声处理、接收回波信号、将接收到的回波信号进行数字化并将经数字化的RF数据传输到DPU，其中，DPU适用于对RF数据进行波束成形和可选地处理。本发明的US探头优选是高端探头，例如，具有用于数字化的合适集成电路的探头。本发明允许以高达2-3W的低功耗实现超快成像。换能器阵列可以是一维或二维(矩阵)阵列，例如具有32-128个换能器元件(信道)的线性阵列或相控阵。US探头配备了探头内数字化，即换能器元件连接到ADC阵列。可选地，探头内存储器可用于临时存储来自ADC的经数字化的RF数据。根据一个实施例，ADC阵列连接到编码器，并且编码器适用于通过数据接口(例如，串行数据链路和/或带宽受限信道)向连接到DPU的解码器流式传输RF数据，解码器可以是US探头的一部分，但优选是在US探头之外，并且可以是US系统主要控制硬件的一部分。这种控制硬件还可以包括图形用户界面(GUI)，其允许用户可能在需要时查看多个超声图像并选择ROI。

DPU适用于对经数字化的RF数据进行波束成形。在波束成形之前或之后，可以执行ROI获取和非ROI获取的混合。ADC、探头内存储器和编码器可以由一个或多个集成电路实现。此外，解码器和DPU可以由集成电路实现。

附图说明

现在将参照附图描述本发明的有用实施例。相似的元件或特征在图中用相同的附图标记指定。除非另有说明，否则明确允许对所示的不同实施例进行组合。

图1示意性地显示了具有标记的感兴趣区域的完全超声(US)图像，

图2示出了根据本发明的实施例的具有感兴趣区域的成角度平面波成像模式的示意图，

图3示出了根据本发明的实施例的另一具有感兴趣区域的成角度平面波成像模式的示意视图，

图4示出了根据本发明实施例的接收方案的图示，

图5示出了表示根据本发明的实施例的方法的流程图，

图6示出了根据本发明的实施例的系统的示意图，

图7和图8示出了根据本发明的实施例的方法的另一流程图，

图9示出了根据本发明的实施例的、基于以类似于图2所示的成像模式获取的数据，将ROI获取与完全获取进行交织的构思，

图10示出了基于图9中所示的数据将完全的US图像上采样到与ROI帧速率相同的帧速率的构思，

图11示出了根据本发明的实施例的、基于以图3所示的成像模式获取的数据，将ROI获取与完全获取进行交织的构思，

图12示出了根据本发明的实施例的超声系统的另一示意图。

附图标记：

8 换能器阵列

10 US探头

12 数据处理单元

14 RF数据

15 侦察US图像

16 ROI

16a ROI图像

18 图像区域

18a 完全US图像

18b 经内插的完全图像

22 发送波束

24 接收波束

26 US图像序列

27 心室

28 瓣膜

30 心脏

32 ADC阵列

34 接收元件

34a 接收元件轴

35a 发送事件轴

36 接口

38 波束成形

38a TX波束成形

38b RX波束成形

40 分析系统

42 编码器

44 解码器

46 TX方案

48 RX方案

50 探头内存储器

52 B模式

114 自适应TX/TX方案

116 选择ROI

118 获取RF完全帧

119 波束成形完全帧

120 获取ROI帧

121 波束成形ROI帧

122 视频/图像混合

148 选择TX和RX方案

154 时间轴

200 超声系统

202 超声硬件单元

204 CPU

206 GPU

208 数字存储介质

210 CD-ROM

212 互联网

214 用户接口

216 键盘

218 触摸板

226 屏幕

具体实施方式

图1示意性地示出了与US探头相对应的成像区域的全超声(US)图像18a。US图像18a示出了人类心脏30的4腔视图。在这个完全US图像18a中，标记了感兴趣区域(ROI)16。心脏的某些部分(如瓣膜)比其他部分(如心室27或心房壁)移动得更快。为了解决瓣膜28的快速移动，有必要应用足够快的成像技术，例如，超快US成像。另一方面，解剖结构的其他部分不需要这样的快速成像技术。因此，在选择ROI 16(在该示例中包括快速移动的瓣膜28)之后，ROI 16内部的区域可以比ROI 16外部的区域以更高的帧速率成像。对于器官30的其他部分，US探头10的相应传输以较大的间隔被调度以匹配它们的(较慢)运动的速度。因此，将存在慢时间获取和快时间获取。与固定的TX-RX方案相比，这种自适应TX-RX方案有助于减少射频(RF)数据传输负载，同时仍然允许以足够高的帧速率获取快速移动的瓣膜28的数据。

图2示出了根据本发明的成角度平面波成像模式的示意图，其中不同的发送事件，即编号为TX1、TX2、TX3、......、TX7的不同发送波束22，指向不同的方向，每个发送波束跨越例如，方位角的5°至15°。在该实施例中，发送波束22传播使得连续的发送波束22彼此相邻，并且与整个成像区域18相对应的预定区域的每个扇区被一个发送波束覆盖。在该示例中，只有发送波束TX4、TX5和TX6覆盖了ROI 16。因此，仅需要2个发送波束22中的3个来对ROI 16进行成像。

用于ROI的声处理的发送和接收参数可以与用于整个成像区域的不同。例如，发射功率和/或发射聚焦方案可以根据ROI 16的位置进行适配。聚焦的TX可以有助于在ROI 16中进行谐波成像。此外，覆盖ROI 16(TX4-TX6)的发送波束22可以用比成像区域18的其余发送波束22更高的频率被发射。

图3示出了根据本发明的实施例的另一成角度平面波TX方案的示意视图。在该实施例中，存在部分重叠的三个发送事件(TX1、TX2和TX3)。这导致所有发送波束22重叠的区域比仅由一个发送波束22(分别为TX1和TX3)覆盖的边缘处的时间分辨率高得多。通过调整发送模式以在ROI16区域周围提供大部分重叠，可以获得ROI 16的改进的采样。在该示例中，包括ROI 16的中央区域被成像的频率是边缘处的两个区域的三倍，即由所有三个发送波束22(TX1-TX3)成像。

图4示出了根据本发明实施例的接收方案的图示。可以调整接收方案以仅将样本保持在与规定发送波束22的ROI 16相对应的深度范围内。在该图示中，整个成像区域18由大立方体表示，其中水平轴是深度轴(也被称为快时间轴)，垂直轴Tx对应于发送事件并且第三轴Rx对应于接收元件。ROI 16由较大立方体中的较小立方体表示。为了减少在ROI获取周期期间被转发到分析系统40的RF数据14，仅转发与特定深度范围相对应的RF数据14，在这种情况下是从d_开始到d_结束的范围被转发。此外，RF数据14仅在发射到覆盖ROI 16的某些发射角度时才被转发。在图4中，发射角度的该范围在tx_开始和tx_结束之间。按照此方案，RF数据14的数量可以减少：

图5示出了表示根据本发明的实施例的方法的图。作为第一步，获取患者的解剖结构(例如心脏)的侦察US图像15。为了限制所涉及的数据速率，侦察US图像15可以具有较低的分辨率或者可以支持比稍后获取的用于实际数据分析的图像更低的帧速率。作为下一步骤，在侦察US图像15中选择116ROI。ROI 16尤其可以覆盖解剖结构的快速移动部分，例如心脏的瓣膜28。对ROI 16的选择可以例如由用户手动执行或者其可以由AI自动检测。

接下来，基于ROI 16相对于系统的US探头10的位置，发送方案和接收方案适用于US成像系统114。例如，发送方案可以包括：以比ROI 16外部的成像区域18更高的时间分辨率和/或不同类型的发送波束22对ROI进行声处理。另一方面，接收方案可以根据图4所示的实施例，即，以与传输方案相对应的预定时间间隔，仅处理与ROI 16的深度范围相对应的接收到的RF数据14。还可以设想在ROI 16中应用与ROI16以外的区域(例如8比特精度)不同的比特深度(例如12比特精度)，或者测量在ROI 16之内但不在ROI 16之外的多普勒频移。以下步骤是获取RF完全帧数据118和ROI帧数据120，其中根据发送方案，ROI 16可以例如以比ROI 16外部的成像区域18更高的时间分辨率被声处理。这可以通过在两个完全获取周期之间交织一个或几个ROI获取周期来实现，其中只有ROI 16被声处理，其中整个成像区域18被声处理。因此，对于每个获取的RF完全帧数据集118，还获取120至少一个仅包括ROI帧的其他数据集。根据接收方案，在ROI获取周期中，US探头10被配置为：仅传输与用于从ROI 16反射的规定接收波束24的ROI 16的深度范围相对应的接收到的RF信号，并且在完全获取周期中，US探头10被配置为：传输与整个成像区域18相对应的接收到的RF信号。

以下步骤是对完全帧数据119和ROI帧数据121进行波束成形。然后将ROI图像16a和完全的US图像18a在图像序列中混合在一起，以创建成像区域的时间序列，即视频。因此，创建了一系列US图像26。可选地，可以设想使用一个或几个混合图像作为进一步的侦察US图像15，以便调整ROI 16以适应US探头10和ROI 16之间的相对移动。因此，可以用循环方式来重复该方法的步骤，以创建多个图像，其中不断调整ROI 16的位置。

图6示出了根据本发明的实施例的系统的示意图。该系统被配置为获取解剖结构的侦察US图像15，并在侦察US图像15内自动或手动选择ROI 16，包括解剖结构的一部分。此外，系统被配置为基于获取的侦察US图像15和选择的ROI 16设置发送和接收方案。该系统包括接收元件34，其包括适于发射发送波束22并且如图6所示检测接收波束24的换能器阵列8。

此外，提供模数转换器(ADC)，或优选地提供ADC 32阵列，每个转换器元件一个。ADC适于将接收到的回波信号数字化并将它们作为RF数据14转发到编码器42。编码器42例如可以是专用集成电路(ASIC)，其包括探头内存储器50，探头内存储器50适用于根据本文描述的接收方案临时存储相关数据，例如与ROI的深度范围相对应的RF数据。编码器42被配置为经由接口36将选择的RF数据14转发到分析系统40。根据系统设置的接收方案，编码器42适用于仅转发与用于从ROI 16反射的规定接收波束24中的至少一些的ROI 16的深度范围相对应的接收到的RF数据14，具体是与ROI获取周期的发送波束22相对应的那些接收波束24。编码器42还被配置为仅传输与用于从ROI 16外部的FOV反射的接收波束24中的至少一些(具体是与完全获取周期的发送波束22相对应的那些接收波束24)的成像区域18的完全深度相对应的接收到的RF数据14。

由于接口36在数据传输方面可能具有有限的容量，因此编码器42优选地适于使用探头内存储器50作为缓冲器，以便对经由接口36转发的数据流进行控制和均衡。例如，在ROI 16以比ROI 16之外的区域更高的频率成像的情况下，要被传输的数据量可能会根据时间而变化，并且与仅ROI16被成像时相比，无论何时对整个成像区域18成像，都可以更大。为了平衡这一点，可以通过保留数据来缓冲数据，即，当生成大量RF数据14时，将一些生成的RF数据14存储在探头内存储器50上，并转发存储的数据，当生成的RF数据14的总量较低时，连同当前生成的RF数据14的量较小。因此，将转发没有任何数据峰值的均匀数据流。优选地，所有相关数据可以在一个完全周期内传输，该完全周期包括至少一个ROI获取周期和其中数据流相对恒定的一个完全获取周期，其中数据速率尤其不超过预定阈值。有利地，编码器42还可以包括用于压缩RF数据14的单元，例如，小波压缩，以实现转发数据的进一步最小化。

该系统还包括分析系统40，该分析系统40包括解码器44，解码器44被配置为接收传输的RF数据14，可能对其进行解压缩，并将其提供给包括波束成形器的数据处理单元12。通过利用数据处理单元12，分析系统40适用于处理RF数据14并创建US图像26。

图7和8示出了根据本发明的实施例的方法的另一示意图。图7表示第一阶段，其中选择ROI 16并设置相应的TX和RX方案。其中，首先将TX波束成形模式38a发送到换能器阵列8。换能器阵列8发射发送波束22并检测相应的接收波束24，其经由RX波束成形38b被数字化和处理。相应的B模式图像52然后用于选择ROI 16。根据所选择的ROI 16，相应的TX和RX方案46、48然后被选择148并且被重定向到换能器阵列8。如图8所示，TX方案46然后经由换能器阵列8用于TX波束成形38a，并且由换能器阵列8接收到的输入信号根据设置的RX方案48经由RX波束成形38b被数字化和处理。根据该RX方案48，生成成像区域18的一个或几个ROI图像16a和完全US图像18a。然后在最后的步骤122中混合这些图像，以创建一系列US图像26。

图9示出了根据本发明的实施例的将ROI获取与完全获取进行交织的构思。该构思是以更高的频率拍摄ROI 16的图像，即每次拍摄更多数量的ROI图像16a，同时还保持整个成像区域18成像但频率较低，即通过每次拍摄更少的完全US图像18a。在该实施例中，针对每个完全的US图像18a有三个ROI图像16a。时间轴145表示图像拍摄的顺序。因此，在每个完全的US图像18a之后，在拍摄下一个完全的US图像18a之前，连续拍摄三个ROI图像16a。优选地，每个获取的图像中相应的TX和RX事件之间的时间偏移是恒定的。这使得更容易将图像混合在一起并实现相应结果视频的平滑运动。通常，通过对一个完全的US图像18a和n-1个ROI图像16a进行交织并基于先前引入的减少因子R_帧，数据速率的总减少可以由减少因子R_总描述：

因此，图9所示示例中数据速率的总减少量为R_总＝(3R_帧+1)/4。因此，根据特定ROI的大小，可以实现2到5之间的总数据减少因子R_tot。

图10基于图9所示的数据，其中完全的US图像18a被上采样到与ROI帧速率相同的帧速率。条形的阴影部分对应于测量的RF数据14，而条形的空白部分对应于上采样数据。完全的US图像18a的上采样可以通过简单的线性时间内插方法来实现。因此，在与获取的ROI图像16a的时间步骤相对应的时间步骤处生成基于先前和随后获取的完全US图像18a的内插完全图像18b。因此，与ROI图像16a一样，创建了相同数量的完全成像区域图像，包括内插的完全图像18b和最初测量的完全US图像18a。然后将经上采样的完全帧图像与ROI图像16a混合，以创建成像区域18的完全视频序列。所产生的视频在ROI 16中的质量将比在ROI 16之外的区域中的质量更高，即它在时间上更准确。可以设想，在图像的内插期间，ROI16和ROI 16之外的区域之间的运动被考虑在内。这可以通过利用神经网络来支持。此外，混合可以如上所述在图像域中执行，即通过对两个图像的强度进行添加或平均基于像素执行，或者也可以在实际图像被创建之前通过使用高斯强度分布(具体是加权高斯强度分布)在RF域中执行。图像域中的混合可以在极坐标中完成，极坐标是源自超声图像获取系统的几何形状的自然坐标，或者可以在扫描转换期间从极坐标计算的笛卡尔坐标中完成混合。

在图9和图10中表示的图像可以例如以类似于图2所示的发散波或倾斜平面成像模式获取。当根据图3所示的实施例获取图像时，其中不同的发送事件重叠，可以应用图11所示的交织方案。同样，条形的阴影区域表示实际测量的RF数据14，而条形的空白部分则来自图像的内插。在靠近时间轴154的中心区域，对应于ROI 16，由所有三个不同发送波束22(TX1、TX2和TX3)产生的图像数据重叠，而在图的上部(TX3)和下部(TX1)，对应于ROI 16之外的区域，只有一个发送波束(分别为TX1和TX3)对实际图像数据有所贡献。与图9和图10中所示的实施例类似，可以通过内插来填充剩余的空白空间，从而图像被上采样以在每个时间步骤处显示整个区域。同样，然后将经内插的完全图像18b混合在一起以创建视频序列，其中在时间上更准确地表示了ROI 16。

图12示出了根据本发明的一个实施例并且被配置为执行本发明方法的超声系统200的示意图。它可以具体被配置为如图5中示意性所示的那样工作。超声系统200包括通常的超声硬件单元202，其包括CPU 204、GPU206和数字存储介质208，例如硬盘或固态盘。计算机程序可以从CD-ROM210或通过互联网212加载到硬件单元中。硬件单元202连接到用户接口214，其包括键盘216和可选的触摸板218。触摸板218还可以充当用于显示成像参数的显示设备。硬件单元202连接到US探头10，其包括换能器阵列8和可选的探头内存储器50(未示出)。US探头10被配置为对成像区域进行声处理、接收回波信号、将接收到的回波信号数字化并将经数字化的RF数据传输到数据处理单元12，其中数据处理单元12可以是CPU 204和/或GPU 206的一部分。获取的US图像26显示在屏幕226上，屏幕226可以是任何商业上可用的显示单元，例如，屏幕、电视机、平面屏幕、投影仪等。

上文的讨论仅旨在说明本系统，不应被解释为将所附权利要求限制为任何特定实施例或实施例组。因此，虽然已经参考示例性实施例对本系统进行了特别详细的描述，但还应当理解，本领域普通技术人员可以在不脱离如所附权利要求中所阐述的本发明的更广泛和预期的精神和范围的情况下设计许多修改和替代实施例。因此，说明书和附图被认为是说明性的方式并且不旨在限制所附权利要求的范围。

Claims

1.一种用于使用超声系统进行超声(US)成像的方法，所述超声系统包括具有换能器阵列(8)和模数转换器(ADC)阵列(32)的US探头(10)，其中，所述US探头(10)被配置为：声处理成像区域(18)，接收回波信号，通过所述ADC阵列(32)将接收到的回波信号数字化，并经由带宽受限的信道将经数字化的射频(RF)数据(14)传输到数据处理单元(12)，其中，所述数据处理单元(12)适用于对所述RF数据(14)进行波束成形，所述方法包括以下步骤：

-获取所述成像区域(18)的至少一个侦察图像(15)，所述侦察图像(15)包括感兴趣的解剖结构；

-在所述侦察图像(15)内选择至少一个感兴趣区域(ROI)(16)，其中，所述至少一个ROI(16)包括所述解剖结构的一部分；

-设置发送(TX)方案(46)和接收(RX)方案(48)用于所述成像区域(18)的US成像，其中，所述至少一个ROI(16)是以与所述至少一个ROI(16)之外的所述成像区域(18)不同的TX和RX设置被声处理的；

-根据所述TX方案(46)和所述RX方案(48)获取多个US图像(26)；

其中，所述US探头(10)被配置为：仅向所述数据处理单元(12)传输与针对从所述至少一个ROI(16)反射的规定接收波束(24)中的至少一些的所述至少一个ROI(16)的深度范围相对应的接收到的RF数据(14)，并且被配置为：传输与针对从所述至少一个ROI(16)外部的所述成像区域(18)反射的接收波束(24)中的至少一些的所述成像区域(18)的全深度相对应的接收到的RF数据(14)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，TX和RX方案(46、48)包括以较高的时间分辨率和/或以不同类型的发送波束(22)和/或以与所述至少一个ROI(16)之外的所述成像区域(18)不同的脉冲重复率，对所述至少一个ROI(16)进行声处理。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述TX方案(46)中，对所述至少一个ROI(16)进行声处理的发送波束(22)的发射功率和/或聚焦方案适用于所述至少一个ROI(16)，具体是所述至少一个ROI(16)相对于所述US探头(10)的位置。

4.根据前述权利要求中任意一项权利要求所述的方法，

-其中，所述TX方案(46)和所述RX方案(48)包括：在两个完全获取周期之间交织在其中只有所述至少一个ROI(16)被声处理的至少一个ROI获取周期，在所述完全获取周期中，所述US探头(10)的所述整个成像区域(18)被声处理；并且

-其中，根据所述RX方案(48)，在ROI获取周期中，所述US探头(10)被配置为：仅传输与针对从所述至少一个ROI(16)反射的规定接收波束(24)中的至少一些的所述至少一个ROI(16)的深度范围相对应的所述接收到的RF数据(14)，并且在完全获取周期中，所述US探头(10)被配置为：传输与所述US探头(10)的所述整个成像区域(18)的深度范围相对应的所述接收到的RF数据(14)。

5.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其中，所述US探头(10)包括探头内存储器(50)，其中，所述探头内存储器(50)具体与所述ADC阵列(32)集成，所述方法还包括以下步骤：

-选择与针对从所述至少一个ROI(16)反射的规定接收波束(24)中的至少一些的所述至少一个ROI(16)的深度范围相对应的所述经数字化的RF数据(14)以传输到所述数据处理单元(12)；

-当预定的最大数据速率被超过时，对所述探头内存储器(50)中的所选择的经数字化的RF数据(14)中的至少一些进行缓冲，以便延迟来自所述US探头(10)的所述RF数据(14)传输。

6.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其中，所述经数字化的RF数据(14)在被传输到所述数据处理单元(12)之前被压缩，具体是经由离散小波变换被压缩。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，从所述至少一个ROI(16)反射的所述经数字化的RF数据(14)是以不同的比特深度，具体是更高的比特深度，和/或以不同的子采样模式，和/或以与从所述至少一个ROI(16)之外的所述成像区域(18)反射的所述经数字化的RF数据(14)不同的小波压缩来压缩的。

8.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其中，所述TX和RX方案(48)使用具有多个发送事件的宽发送波束成像模式来对所述成像区域(18)进行声处理，其中，所述多个发送事件中仅有一部分对所述至少一个ROI(16)进行声处理，并且其中，对所述至少一个ROI(16)进行声处理的发送事件是以较高的时间分辨率执行的。

9.根据前述权利要求4至8中任一项权利要求所述的方法，其中，所述TX方案(46)使用多个发送事件来对所述成像区域(18)进行声处理，其中，所述多个发送事件的一部分对所述至少一个ROI(16)进行声处理，其中，空间上等效的发送事件在至少一个ROI获取周期和完全获取周期中的相同时间偏移处被发起。

10.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的方法，

-其中，在所述侦察图像(15)内选择两个或更多个感兴趣区域(ROI)(16)，所述两个或更多个ROI(16)各自包括所述解剖结构的一部分，

-其中，在所述TX方案(46)和所述RX方案中，所述两个或更多个ROI(16)是以与所述两个或更多个ROI(16)之外的所述成像区域(18)不同的TX和RX设置被声处理的，并且

-其中，至少两个不同的ROI(16)是以相对于彼此不同的TX和RX设置被声处理的。

11.根据前述权利要求3至10中任一项权利要求所述的方法，还包括以下步骤：

-重建来自所述ROI获取周期的ROI图像(16a)和来自所述完全获取周期的完全US图像(18a)；

-时间上对所述完全US图像(18a)进行上采样，以便针对所述整个成像区域(18)实现与针对所述ROI图像(16a)相同的完全US图像(18a)帧速率；

-将经上采样的完全US图像(18a)与所述ROI图像(16a)混合在一起。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，使用内插进行上采样，并且所述内插考虑了所述至少一个ROI(16)和所述剩余成像区域(18)之间的运动，具体是通过使用经训练的神经网络。

13.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其中，在所述TX方案(46)中，所述至少一个ROI(16)和所述至少一个ROI(16)之外的所述成像区域(18)是通过重叠发送波束(22)被声处理的，其中，在所述至少一个ROI(16)中比在所述至少一个ROI(16)之外的所述成像区域(18)中重叠了更多的发送波束(22)。

14.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其中，所述至少一个ROI(16)是通过在所述至少一个侦察图像(15)和/或所述多个超声图像(26)上进行计算机视觉和/或人工智能算法而自动检测和跟踪的。

15.一种超声成像系统(200)，其适用于执行根据前述权利要求中任一项权利要求所述的方法，所述系统包括US探头(10)，所述US探头(10)具有换能器阵列(8)和ADC阵列(32)，其中，所述US探头(10)被配置为：对成像区域(18)进行声处理、接收回波信号、将接收到的回波信号数字化并经由接口(36)传输所述经数字化的RF数据(14)，所述接口(36)包括去往数据处理单元(12)的带宽受限信道，其中，所述数据处理单元(12)适用于对所述RF数据(14)进行处理和波束成形。