CN116350270A - 一种超声成像方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种超声成像方法及装置，该方法包括：控制超声探头向目标组织发射超声波，接收超声波的回波信号，并基于超声波的回波信号实时生成目标组织的超声图像；处理器在控制超声探头向目标组织发射超声波的过程中，获得反映超声探头运动速度的速度指标；处理器根据速度指标调节超声探头的成像帧率，其中，速度指标反映超声探头的运动速度越快，成像帧率越高；处理器根据成像帧率调节超声探头的发射功率，其中，成像帧率越高，发射功率越低。本发明根据超声探头的速度指标调节成像帧率，并根据成像帧率调节超声探头的发射功率，从而在寻找切面的过程中使用较高的帧率，保证成像速度，在观察切面的过程中使用较高的发射功率，保证成像质量。

Description

一种超声成像方法及装置

技术领域

本发明涉及超声成像技术领域，更具体地涉及一种超声成像方法及超声成像系统。

背景技术

超声成像作为现代医学影像技术中使用最广的检查手段，由于其成本低廉、成像快速、可靠性高等优点被广泛应用于疾病的诊断中。然而，对于一些敏感组织(例如早孕胎儿、胎儿眼睛、成人眼睛等)的检查中，如果超声传递到敏感组织的能量足够大会导致组织和/或液体的空化，从而对组织造成损伤。因此，当使用超声进行特殊敏感组织的检查时，需要严格控制声功率。

现有的超声成像系统并不能很好地满足敏感组织的使用要求，在发射功率和图像质量上很难做到平衡。例如，如果采用低发射功率、对应低机械指数，符合敏感组织的检查要求，但是超声图像质量较差，不能达到诊断要求；而如果采用高发射功率、对应高机械指数，此时超声图像能达到诊断要求，但声功率不符合眼睛、早孕胎儿、胎儿眼睛等敏感组织的安全要求。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明实施例第一方面提供了一种超声成像方法，用于超声成像系统，所述超声成像系统包括超声探头、发射电路、接收电路和处理器，所述方法包括：

所述处理器控制所述超声探头向目标组织发射超声波，接收所述超声波的回波信号，并基于所述超声波的回波信号实时生成所述目标组织的超声图像；

所述处理器在控制所述超声探头向目标组织发射超声波的过程中，获得反映所述超声探头运动速度的速度指标；

所述处理器根据所述速度指标调节所述超声探头的成像帧率，其中，所述速度指标反映所述超声探头的运动速度越快，所述成像帧率越高；

所述处理器获取预先设定的成像帧率与发射功率的对应关系，根据所述成像帧率和所述对应关系调节所述超声探头的发射功率，其中，所述成像帧率越高，所述发射功率越低。

在一些实施例中，所述获得反映所述超声探头运动速度的速度指标，包括：

根据当前帧超声图像与其邻近帧超声图像之间的变化获得反映所述超声探头运动速度的速度指标。

在一些实施例中，所述根据当前帧超声图像与其邻近帧超声图像之间的变化获得反映所述超声探头运动速度的速度指标，包括：

确定所述当前帧超声图像与所述邻近帧超声图像中至少部分像素点的像素差；

对所述至少部分像素点的像素差进行累加，以得到累加像素差，根据所述累加像素差确定所述速度指标。

在一些实施例中，所述根据当前帧超声图像与其邻近帧超声图像之间的变化获得反映所述超声探头运动速度的速度指标，包括：

根据预设的相似度算法计算所述当前帧超声图像与所述邻近帧超声图像之间的相似度，根据所述相似度确定所述速度指标。

在一些实施例中，所述根据所述速度指标调节所述超声成像的成像帧率，包括：

根据成像帧率与速度指标之间的函数关系调节所述成像帧率，使所述成像帧率随所述速度指标而动态变化。

在一些实施例中，所述方法还包括：当所述速度指标高于第一速度指标时，将所述成像帧率保持为与所述第一速度指标对应的第一成像帧率。

在一些实施例中，所述根据所述速度指标调节所述超声成像的成像帧率，包括：

确定所述速度指标所在的阈值范围，并将所述成像帧率调节为与所述阈值范围对应的成像帧率。

在一些实施例中，所述确定所述速度指标所在的阈值范围，并将所述成像帧率调节为与所述阈值范围对应的成像帧率，包括：

在采用第一成像帧率对所述目标组织进行超声成像的过程中，若检测到所述速度指标低于第二速度指标，则将所述成像帧率从所述第一成像帧率调节为第二成像帧率，所述第二成像帧率低于所述第一成像帧率。

在一些实施例中，所述根据所述速度指标调节所述超声成像的成像帧率，包括：

通过调节所述超声探头相邻两次发射之间的时间间隔，和/或调节相邻两帧超声图像之间的时间间隔，调节所述超声成像的成像帧率。

在一些实施例中，所述成像帧率与发射功率的对应关系包括成像帧率调节幅度与发射功率调节幅度之间的对应关系；

所述根据所述成像帧率和所述对应关系调节所述超声探头的发射功率，包括：

根据调节前的成像帧率与调节后的成像帧率，确定成像帧率调节幅度；

根据所述成像帧率调节幅度与发射功率调节幅度之间的对应关系，确定发射功率调节幅度，其中，所述成像帧率调节幅度越大，所述发射功率调节幅度越大；

根据所述发射功率调节幅度对所述发射功率进行调节。

在一些实施例中，所述根据所述成像帧率调节所述超声探头的发射功率，包括：

当将成像帧率从第一成像帧率调节为第二成像帧率时，根据所述成像帧率与发射功率的对应关系，将所述发射功率从与所述第一成像帧率对应的第一发射功率调节为与所述第二成像帧率对应的第二发射功率。

本发明实施例另一方面提供一种超声成像系统，所述超声成像系统包括：

超声探头；

发射电路，用于激励所述超声探头向目标组织发射超声波；

接收电路，用于控制所述超声探头接收所述超声波的回波，以获得所述超声波的回波信号；

处理器，用于执行如上所述的超声成像方法的步骤；

显示器，用于显示所述处理器生成的超声图像。

根据本发明实施例的超声成像方法和超声成像系统根据超声探头的速度指标调节成像帧率，并根据成像帧率调节超声探头的发射功率，从而在寻找切面的过程中使用较高的帧率，保证成像速度；在观察切面的过程中使用较高的发射功率，保证成像质量，同时使用较低的成像帧率以避免温升超标，从而保证组织安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在附图中：

图1示出根据本发明实施例的超声成像系统的示意性框图；

图2示出根据本发明一实施例的超声成像方法的示意性流程图；

图3示出根据本发明一实施例的调节成像帧率的示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

下面，首先参考图1描述根据本发明一个实施例的超声成像系统，图1示出了根据本发明实施例的超声成像系统100的示意性结构框图。

如图1所示，超声成像系统100包括超声探头110、发射电路112、接收电路114、处理器116和显示器118。进一步地，超声成像系统还可以包括发射/接收选择开关120和波束合成模块122，发射电路112和接收电路114可以通过发射/接收选择开关120与超声探头110连接。

超声探头110包括多个换能器阵元，多个换能器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，多个换能器阵元也可以构成凸阵列。换能器阵元用于根据激励电信号发射超声波，或将接收的超声波转换为电信号，因此每个换能器阵元可用于实现电脉冲信号和超声波的相互转换，从而实现向被测对象的目标区域的组织发射超声波、也可用于接收经组织反射回的超声波回波。在进行超声检测时，可通过发射序列和接收序列控制哪些换能器阵元用于发射超声波，哪些换能器阵元用于接收超声波，或者控制换能器阵元分时隙用于发射超声波或接收超声波的回波。参与超声波发射的换能器阵元可以同时被电信号激励，从而同时发射超声波；或者，参与超声波束发射的换能器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。

在超声成像过程中，发射电路112将经过延迟聚焦的发射脉冲通过发射/接收选择开关120发送到超声探头110。超声探头110受发射脉冲的激励而向被测对象的目标区域的组织发射超声波束，经一定延时后接收从目标区域的组织反射回来的带有组织信息的超声回波，并将此超声回波重新转换为电信号。接收电路114接收超声探头110转换生成的电信号，获得超声回波信号，并将这些超声回波信号送入波束合成模块122，波束合成模块122对超声回波数据进行聚焦延时、加权和通道求和等处理，然后送入处理器116。处理器116对超声回波信号进行信号检测、信号增强、数据转换、对数压缩等处理形成超声图像。处理器116得到的超声图像可以在显示器118上显示，也可以存储于存储器124中。

可选地，处理器116可以实现为软件、硬件、固件或其任意组合，并且可以使用单个或多个专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、单个或多个通用集成电路、单个或多个微处理器、单个或多个可编程逻辑器件、或者前述电路和/或器件的任意组合、或者其他适合的电路或器件。并且，处理器116可以控制所述超声成像系统100中的其它组件以执行本说明书中的各个实施例中的方法的相应步骤。

显示器118与处理器116连接，显示器118可以为触摸显示屏、液晶显示屏等；或者，显示器118可以为独立于超声成像系统100之外的液晶显示器、电视机等独立显示器；或者，显示器118可以是智能手机、平板电脑等电子设备的显示屏，等等。其中，显示器118的数量可以为一个或多个。

显示器118可以显示处理器116得到的超声图像。此外，显示器118在显示超声图像的同时还可以提供给用户进行人机交互的图形界面，在图形界面上设置一个或多个被控对象，提供给用户利用人机交互装置输入操作指令来控制这些被控对象，从而执行相应的控制操作。例如，在图形界面上显示图标，利用人机交互装置可以对该图标进行操作，用来执行特定的功能，例如在超声图像上绘制出感兴趣区域框等。

可选地，超声成像系统100还可以包括显示器118之外的其他人机交互装置，其与处理器116连接，例如，处理器116可以通过外部输入/输出端口与人机交互装置连接，外部输入/输出端口可以是无线通信模块，也可以是有线通信模块，或者两者的组合。外部输入/输出端口也可基于USB、如CAN等总线协议、和/或有线网络协议等来实现。

其中，人机交互装置可以包括输入设备，用于检测用户的输入信息，该输入信息例如可以是对超声波发射/接收时序的控制指令，可以是在超声图像上绘制出点、线或框等的操作输入指令，或者还可以包括其他指令类型。输入设备可以包括键盘、鼠标、滚轮、轨迹球、移动式输入设备(例如带触摸显示屏的移动设备、手机等等)、多功能旋钮等等其中之一或者多个的结合。人机交互装置还可以包括诸如打印机之类的输出设备。

超声成像系统100还可以包括存储器124，用于存储处理器执行的指令、存储接收到的超声回波、存储超声图像，等等。存储器可以为闪存卡、固态存储器、硬盘等。其可以为易失性存储器和/或非易失性存储器，为可移除存储器和/或不可移除存储器等。

应理解，图1所示的超声成像系统100所包括的部件只是示意性的，其可以包括更多或更少的部件。本发明对此不限定。

下面参照图2描述本发明实施例提出的超声成像方法，图2是本发明实施例的超声成像方法200的一个示意性流程图。具体地，本发明实施例的超声成像方法200包括如下步骤：

在步骤S210，所述处理器控制所述超声探头向目标组织发射超声波，接收所述超声波的回波信号，并基于所述超声波的回波信号实时生成所述目标组织的超声图像；

在步骤S220，所述处理器在控制所述超声探头向目标组织发射超声波的过程中，获得反映所述超声探头运动速度的速度指标；

在步骤S230，所述处理器根据所述速度指标调节所述超声探头的成像帧率，其中，所述速度指标反映所述超声探头的运动速度越快，所述成像帧率越高；

在步骤S240，所述处理器获取预先设定的成像帧率与发射功率的对应关系，根据所述成像帧率和所述对应关系调节所述超声探头的发射功率，其中，所述成像帧率越高，所述发射功率越低。

本发明实施例的超声成像方法200根据超声探头的速度指标调节成像帧率，并根据成像帧率调节超声探头的发射功率，从而在寻找切面的过程中使用较高的帧率，保证成像速度；在观察切面的过程中使用较高的发射功率，保证成像质量，同时使用较低的成像帧率以避免温升超标，从而保证组织安全性；最终解决了眼睛、早孕胎儿等敏感组织的超声检查过程中难以兼顾安全要求和图像质量的问题。

超声声功率主要包含四个指标：机械指数(MI)、热指数(TI)、声强和温升。其中，机械指数是瞬时的，不会随扫描时间延长而累积，热指数(TI)、声强和温升是累积的，会随扫描时间延长而累积。这些参数之间也存在相互作用，例如，在相同时间下，相比于不提升机械指数，提升机械指数后会导致温升更大。只要上述四个指标中的任意一个指标达到限制标准，其它指标也不能再进行提升。

实践表明，在上述四个指标中，温升是最容易超标的，而温升超标时机械指数一般尚未达到限制标准，还有提升空间；但由于提升机械指数后会导致温升进一步超标，因而此时也不能直接提升机械指数。机械指数直接影响了超声图像的图像质量，因此本发明实施例旨在提高机械指数的同时避免温升超标。

在超声检查过程中，帧率越高，相邻两帧的时间间隔就越短，此时超声检查就会越流畅，但此时组织在相同时间内接受到的超声波也越多，导致温升提升也越快；反之帧率越低相邻两帧之间的时间间隔越长，组织在相同时间内接受到的超声波越少，温升越慢。由此可知，降低帧率能够使得一定时间内总体的发射次数减少，温升降低，使温升不容易达到限制标准，此时可提高超声探头的发射功率以提高机械指数，进而提升图像质量。但由于超声检查需要一定的时间分辨率，因此如果不考虑使用场景直接降低帧率，将会影响检查效果，使得超声图像更新不及时，影响用户体验。

事实上，在超声检查过程中，并非一直都需要高帧率。用户的检查过程大致可以分成两种：一种为寻找切面的过程，此时用户会快速移动超声探头，相邻帧超声图像变化很剧烈，此时需要较高的帧率使得超声图像能及时更新，方便用户定位切面；另一种为观察切面的过程，此时用户已定位好切面，仅在小范围内观察待检测的组织结构，相邻帧超声图像变化很小，此时较低帧率几乎不会影响用户观察切面，因此可适当降低帧率以降低温升。

因此，为了在提升机械指数的同时避免温升超标，本发明实施例采取的策略是在检测到超声探头运动速度较快时降低帧率，并在降低帧率时提高超声探头的发射功率。如果超声探头运动速度较快，表明用户正在寻找切面，此时采用较高的帧率以确保流畅地显示超声图像；如果超声探头运动速度较慢，表明用户已定位好切面，此时采用较低的帧率、并提高发射功率以提高图像质量，从而便于用户仔细观察切面。

具体地，在步骤S210，超声成像系统的处理器控制超声探头向目标组织发射超声波，接收超声波的回波信号，并基于超声波的回波信号实时生成目标组织的超声图像。参见图1，在超声成像过程中，发射电路在处理器的控制下将一组经过延迟聚焦的脉冲发送到超声探头，以激励超声探头向目标组织发射超声波；接收电路控制超声探头接收到目标组织反射回的超声回波后，将其转化为电信号，由波束合成模块对多次发射和接收得到的超声回波信号进行相应的延时与加权求和处理，实现波束合成，再送入处理器进行后续的信号处理，以得到目标组织的超声图像。目标组织的超声图像可实时显示在超声成像系统的显示器上。

在步骤S220，处理器在控制超声探头向目标组织发射超声波的过程中，获得反映超声探头运动速度的速度指标。在生成目标组织的超声图像的过程中，用户移动超声探头以对目标组织进行检查，超声探头移动的速度反映当前的检查阶段，即用户当前正在寻找目标切面或观察目标切面。因此，本发明实施例获得反映超声探头运动速度的速度指标，以确定超声探头的运动状态。

示例性地，由于超声探头运动速度越快或运动幅度越大，相邻帧超声图像之间变化越明显，因此，可以通过分析相邻帧超声图像之间的变化来分析超声探头的运动状态，具体地，可以根据当前帧超声图像与其邻近帧超声图像之间的变化获得反映超声探头运动速度的速度指标。当前帧超声图像即超声成像系统当前采集的超声图像，邻近帧超声图像可以是当前帧超声图像的前一帧超声图像，或者，邻近帧超声图像可以是当前帧超声图像之前的第N帧超声图像。获取到当前帧超声图像之后，确定表征当前帧超声图像与其邻近帧超声图像之间的变化的指标，以作为反映超声探头运动速度的速度指标。

其中，表征当前帧超声图像与邻近帧超声图像变化的指标可以是表征当前帧超声图像与邻近帧超声图像之间差异度的指标，该指标的值越大，表明当前帧超声图像与邻近帧超声图像之间的差异越大，进而表明超声探头的运动速度越快。具体地，可以确定当前帧超声图像与邻近帧超声图像中至少部分像素点的像素差；对至少部分像素点的像素差进行累加，以得到累加像素差，根据累加像素差确定速度指标。

示例性地，当前帧超声图像与邻近帧超声图像中每个像素点的像素差的绝对值之和D表示为：

其中，I，J分别为当前帧图像和邻近帧图像，i，j表示像素点的坐标。如果D越大，说明当前帧超声图像与邻近帧超声图像之间的变化越大，超声探头运动速度越快，反之D越小，说明当前帧超声图像与邻近帧超声图像之间的变化越小，超声探头运动速度越慢。可以直接将D作为超声探头的速度指标，也可以对D进行归一化等进一步的运算，以得到超声探头的速度指标。

另外一种分析超声探头运动状态的方法为根据预设的相似度算法计算当前帧超声图像与邻近帧超声图像之间的相似度，根据相似度确定速度指标。相似度越大，表明当前帧超声图像与邻近帧超声图像之间的变化越小，进而表明超声探头的运动速度越慢；反之相似度越小，表明当前帧超声图像与邻近帧超声图像之间的变化越大，进而表明超声探头的运动速度越快。预设的相似度算法可以是计算当前帧超声图像与邻近帧超声图像之间的相关系数、直方图相似性、结构相似性等。可以直接将相似度作为超声探头的速度指标，也可以对相似度进行进一步的运算，以得到超声探头的速度指标。

除了可以根据超声图像的变化大小确定超声探头的运动速度以外，在一些实施例中，也可以根据设置在超声探头内部或超声探头表面的速度传感器确定超声探头的运动速度，处理器与速度传感器通信连接，以实时获取速度传感器发送的超声探头的速度值。示例性地，速度传感器包括加速度计、陀螺仪等。

由于当超声探头运动速度较快时，说明当前处于寻找切面的过程中，需要较高的成像帧率；当超声探头运动速度较慢时，说明当前处于观察切面的过程中，可适当降低帧率，因此，在步骤S230，处理器根据速度指标调节超声探头的成像帧率，其中，速度指标反映超声探头的运动速度越快，成像帧率越高；速度指标反映超声探头的运动速度越慢，成像帧率越低。

在一些实施例中，处理器可以根据成像帧率与速度指标之间的函数关系调节成像帧率，使成像帧率随速度指标而动态变化。该函数关系可以是线性函数、多项式、指数函数、对数函数等，在符合超声探头运动速度越慢、成像帧率越低的规律的基础上进行针对性设计。当采用超声图像间的相似度或差异度作为反映超声探头运动速度的速度指标时，上述函数关系可以是相似度或差异度与成像帧率之间的函数关系。

由于成像帧率不能无限制地上升，因此，当处理器确定速度指标高于第一速度指标时，将成像帧率保持为与第一速度指标对应的第一成像帧率，即随着超声探头运动速度的增加，成像帧率随之增加；当超声探头的速度指标达到第一速度指标时，处理器根据成像帧率与速度指标之间的函数关系将成像帧率增大到与第一速度指标对应的第一成像帧率；当超声探头的速度指标超过第一速度指标继续上升时，处理器不再提高成像帧率，而是将成像帧率保持第一成像帧率不变。第一成像帧率可以是超声成像系统允许的最大帧率或超声成像系统使用的常规帧率。

或者，也可以采用分段式调节的方式，即确定速度指标所在的阈值范围，并将成像帧率调节为与阈值范围对应的成像帧率。例如，速度指标的阈值范围包括大于或等于第二速度指标的第一阈值范围，以及小于第二速度指标的第二阈值范围，第一阈值范围对应于第一成像帧率，第二阈值范围对应于第二成像帧率。速度指标在第一阈值范围，表明超声探头运动速度较快，为寻找切面的过程；速度指标在第二阈值范围，表明超声探头运动速度较慢，为观察切面的过程。在采用第一成像帧率对目标组织进行超声成像的过程中，若检测到速度指标低于第二速度指标，则将成像帧率从所述第一成像帧率调节为第二成像帧率，其中第二成像帧率低于第一成像帧率。在采用第二成像帧率对目标组织进行超声成像的过程中，若检测到速度指标高于第二速度指标，还可以将成像帧率从第二成像帧率重新提高到第一成像帧率。需要说明的是，速度指标的阈值范围不限于两个，也可以预先设置更多个阈值范围，并为每个阈值范围设置对应的成像帧率，从而对成像帧率进行更精确的调节。

为了达到调节超声成像的成像帧率的目的，可以调节超声探头相邻两次发射之间的时间间隔，也可以调节相邻两帧超声图像之间的时间间隔。如图3所示，多个扫描线构成一帧超声图像，调节超声探头相邻两次发射之间的时间间隔即调节相邻两个扫描线之间的时间间隔，例如，需要降低帧率时，可以延长相邻两个扫描线之间的时间间隔，完成一次超声波的发射和接收后，等待一定时间再进行下一次发射和接收。或者，可以延长相邻两帧超声图像之间的时间间隔以降低帧率，即完成一帧超声图像的超声波发射和接收后，等待一定时间再进行下一帧超声图像的超声波发射和接收。

以延长相邻两帧超声图像之间的时间间隔为例，设原始成像帧率为fr，通过基于速度指标得到的目标帧率为fr1，若fr1>fr，则成像帧率无法进一步提高，仍然保持fr进行成像；若fr1<fr，则可以在相邻两帧(即f_i帧和f_i+1帧)之间等待△t＝1/fr1–1/fr，实现降低成像帧率的目的。

在降低成像帧率后，组织在相同时间内接收到的超声波减少，从而降低了温升，使得可以在不会造成温升超标的前提下提高机械指数，以提高超声图像的图像质量。因此，在步骤S240，处理器获取预先设定的成像帧率与发射功率的对应关系，根据成像帧率和上述对应关系调节超声探头的发射功率，其中，成像帧率越高，则发射功率越低，反之成像帧率越低，则发射功率越高。其中，发射功率与发射电压的平方成正比，因此也可以通过调节发射电压来调节发射功率。

在一些实施例中，成像帧率与发射功率的对应关系可以是成像帧率调节幅度与发射功率调节幅度之间的对应关系，具体包括发射功率提升幅度与成像帧率下降幅度之间的对应关系，或发射功率下降幅度与成像帧率提升幅度之间的对应关系。根据调节前的成像帧率与调节后的成像帧率可以确定成像帧率调节幅度，根据成像帧率调节幅度与上述对应关系可以确定发射功率调节幅度，进而根据发射功率调节幅度对发射功率进行调节。其中，成像帧率调节幅度越大，发射功率调节幅度越大，成像帧率调节幅度越小，发射功率调节幅度越小。

示例性地，发射功率提升幅度△P和成像帧率下降幅度△fr之间的函数关系表示为：

△P＝f(△fr)

其中f可以是线性函数、多项式、指数函数、对数函数或分段函数等，可以在符合成像帧率下降幅度越大、发射功率提升幅度越大的规律的基础上进行针对性设计。除了可以设置成像帧率调节幅度与发射功率调节幅度之间的对应关系以外，也可以设置成像帧率与发射功率之间的对应关系，从而根据调节后的成像帧率与该对应关系确定目标发射功率。

或者，当采用分段式调节方式对成像帧率进行调节时，可以为每个预设的成像帧率设置对应的发射功率，并在调节成像帧率后，将发射功率调节为与调节后的成像帧率对应的发射功率。例如，当将成像帧率从第一成像帧率调节为第二成像帧率时，根据预先设定的成像帧率与发射功率的对应关系，将发射功率从与第一成像帧率对应的第一发射功率调节为与第二成像帧率对应的第二发射功率。由此，在超声探头运动速度较快时，采用高成像帧率和低发射帧率以确保成像速度；当超声探头运动速度较慢时，采用低成像帧率和高发射功率以确保成像质量、并避免温升超标。

综上所述，本发明实施例的超声成像方法200根据超声探头的速度指标调节成像帧率，并根据成像帧率调节超声探头的发射功率，从而在寻找切面的过程中使用较高的帧率，保证成像速度；在观察切面的过程中使用较高的发射功率，保证成像质量，同时使用较低的成像帧率以避免温升超标，从而保证组织安全性。

本发明实施例还提供一种超声成像系统，用于实现上述的超声成像方法200。该超声成像系统包括超声探头、发射电路、接收电路、处理器和显示器。重新参照图1，该超声成像系统可以实现为如图1所示的超声成像系统100，超声成像系统100可以包括超声探头110、发射电路112、接收电路114、处理器116以及显示器118，可选地，超声成像系统100还可以包括发射/接收选择开关120和波束合成模块122，发射电路112和接收电路114可以通过发射/接收选择开关120与超声探头110连接，各个部件的相关描述可以参照上文的相关描述，在此不做赘述。

其中，发射电路112用于控制超声探头110向目标组织发射超声波；接收电路114用于控制超声探头110接收目标组织返回的超声波的回波，以获得超声回波信号；处理器116用于基于超声回波信号进行超声成像；处理器116还用于执行上文的超声成像方法200的步骤，即在控制超声探头向目标组织发射超声波的过程中，获得反映超声探头运动速度的速度指标；根据速度指标调节超声探头的成像帧率，其中，速度指标反映超声探头的运动速度越快，成像帧率越高；根据成像帧率调节超声探头的发射功率，其中，成像帧率越高，发射功率越低。

以上仅描述了超声成像系统各部件的主要功能，更多细节参见对超声成像方法200进行的相关描述，在此不做赘述。本发明实施例的超声成像系统能够兼顾敏感组织对安全性和成像质量的需求。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的一些模块的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种超声成像方法，用于超声成像系统，所述超声成像系统包括超声探头、发射电路、接收电路和处理器，其特征在于，所述方法包括：

所述处理器控制所述超声探头向目标组织发射超声波，接收所述超声波的回波信号，并基于所述超声波的回波信号实时生成所述目标组织的超声图像；

所述处理器在控制所述超声探头向目标组织发射超声波的过程中，获得反映所述超声探头运动速度的速度指标；

所述处理器根据所述速度指标调节所述超声探头的成像帧率，其中，所述速度指标反映所述超声探头的运动速度越快，所述成像帧率越高；

所述处理器获取预先设定的成像帧率与发射功率的对应关系，根据所述成像帧率和所述对应关系调节所述超声探头的发射功率，其中，所述成像帧率越高，所述发射功率越低。

2.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述获得反映所述超声探头运动速度的速度指标，包括：

根据当前帧超声图像与其邻近帧超声图像之间的变化获得反映所述超声探头运动速度的速度指标。

3.根据权利要求2所述的超声成像方法，其特征在于，所述根据当前帧超声图像与其邻近帧超声图像之间的变化获得反映所述超声探头运动速度的速度指标，包括：

确定所述当前帧超声图像与所述邻近帧超声图像中至少部分像素点的像素差；

对所述至少部分像素点的像素差进行累加，以得到累加像素差，根据所述累加像素差确定所述速度指标。

4.根据权利要求2所述的超声成像方法，其特征在于，所述根据当前帧超声图像与其邻近帧超声图像之间的变化获得反映所述超声探头运动速度的速度指标，包括：

根据预设的相似度算法计算所述当前帧超声图像与所述邻近帧超声图像之间的相似度，根据所述相似度确定所述速度指标。

5.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述根据所述速度指标调节所述超声成像的成像帧率，包括：

根据成像帧率与速度指标之间的函数关系调节所述成像帧率，使所述成像帧率随所述速度指标而动态变化。

6.根据权利要求5所述的超声成像方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述处理器确定所述速度指标高于第一速度指标时，将所述成像帧率保持为与所述第一速度指标对应的第一成像帧率。

7.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述根据所述速度指标调节所述超声成像的成像帧率，包括：

确定所述速度指标所在的阈值范围，并将所述成像帧率调节为与所述阈值范围对应的成像帧率。

8.根据权利要求7所述的超声成像方法，其特征在于，所述确定所述速度指标所在的阈值范围，并将所述成像帧率调节为与所述阈值范围对应的成像帧率，包括：

在采用第一成像帧率对所述目标组织进行超声成像的过程中，若检测到所述速度指标低于第二速度指标，则将所述成像帧率从所述第一成像帧率调节为第二成像帧率，所述第二成像帧率低于所述第一成像帧率。

9.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述根据所述速度指标调节所述超声成像的成像帧率，包括：

通过调节所述超声探头相邻两次发射之间的时间间隔，和/或调节相邻两帧超声图像之间的时间间隔，调节所述超声成像的成像帧率。

10.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述成像帧率与发射功率的对应关系包括成像帧率调节幅度与发射功率调节幅度之间的对应关系；

所述根据所述成像帧率和所述对应关系调节所述超声探头的发射功率，包括：

根据调节前的成像帧率与调节后的成像帧率，确定成像帧率调节幅度；

根据所述成像帧率调节幅度与发射功率调节幅度之间的对应关系，确定发射功率调节幅度，其中，所述成像帧率调节幅度越大，所述发射功率调节幅度越大；

根据所述发射功率调节幅度对所述发射功率进行调节。

11.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述根据所述成像帧率调节所述超声探头的发射功率，包括：

当将成像帧率从第一成像帧率调节为第二成像帧率时，根据所述成像帧率与发射功率的对应关系，将所述发射功率从与所述第一成像帧率对应的第一发射功率调节为与所述第二成像帧率对应的第二发射功率。

12.一种超声成像系统，其特征在于，所述超声成像系统包括：

超声探头；

发射电路，用于激励所述超声探头向目标组织发射超声波；

接收电路，用于控制所述超声探头接收所述超声波的回波，以获得所述超声波的回波信号；

处理器，用于执行权利要求1-11中任一项所述的超声成像方法的步骤；

显示器，用于显示所述处理器生成的超声图像。

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