CN117084716A - 一种血流频谱成像方法和超声成像装置 - Google Patents

一种血流频谱成像方法和超声成像装置 Download PDF

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CN117084716A CN202210521685.9A CN202210521685A CN117084716A CN 117084716 A CN117084716 A CN 117084716A CN 202210521685 A CN202210521685 A CN 202210521685A CN 117084716 A CN117084716 A CN 117084716A
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杜宜纲
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Shenzhen Mindray Bio Medical Electronics Co Ltd
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Abstract

公开了一种血流频谱成像方法和超声成像装置，通过向组织图像的血管区域中设置的取样位置所对应的区域发射聚焦的第二超声波，对第二超声波的回波进行血流速度矢量成像的波束合成，获得在空间上正交的第二接收信号和第三接收信号，通过对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。与传统的血流速度计算相比，本申请基于横向振荡声场计算血流速度在横向和纵向上的速度分量，从而得到精确的血流速度矢量数据。该血流频谱成像方法不仅能够提高血流运动速度曲线谱的准确性，而且采用单一聚焦波对取样位置持续发射并接收超声波，能够实现高帧率血流运动速度曲线谱的计算，能够较好的捕捉血流的细小变化。

Description

一种血流频谱成像方法和超声成像装置
技术领域
本申请涉及本申请实施例涉及超声成像领域，尤其涉及一种血流频谱成像方法和超声成像装置。
背景技术
医用超声成像诊断设备利用超声波在人体中的传播，能够得到人体组织和器官结构的超声波特征信息。目前，医用超声成像诊断设备被广泛应用于诊断心血管疾病，其中，可以采用脉冲多普勒成像技术(PW，pulsed wave)计算绘制血流运动速度的曲线谱。然而，通过PW技术只能测量到血流速度在超声波传播方向上的速度分量，并非实际血流的速度，因此当采用PW技术绘制血流运动速度曲线谱的过程中，需要预测血流的方向对测量的速度进行校正，例如医生依靠血管的走势凭经验判断血流的方向。可见，通过现有技术绘制的血流运动速度的曲线谱存在检测难度大，准确性低的问题。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本申请实施例提供了一种血流频谱成像方法、超声成像装置和计算机存储介质，能够准确检测血流的实际速度，提高所绘制血流运动速度曲线谱的准确性。
第一方面，一种血流频谱成像方法，包括：
向目标对象的血管区域发射第一超声波，接收所述血管区域返回的所述第一超声波的回波，对所述第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号；
根据所述第一接收信号获得所述血管区域的组织图像；
显示所述组织图像并获取在所述组织图像的血管区域中设置的取样位置；
对所述取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，得到所述取样位置对应的多组血流速度矢量数据；
根据所述多组血流速度矢量数据生成血流运动速度曲线谱，并显示所述血流运动速度曲线谱，其中所述血流运动速度曲线谱用于表示所述取样位置对应的血流速度随时间的变化情况；
其中，每次对所述取样位置对应的区域进行的所述血流速度矢量计算包括：
向所述取样位置对应的区域发射第二超声波，所述第二超声波为聚焦波；
接收所述取样位置对应的区域返回的所述第二超声波的回波，对所述第二超声波的回波进行血流速度矢量成像的波束合成，获得在空间上正交的第二接收信号和第三接收信号，其中所述第二接收信号和第三接收信号均包含横向于所述第二超声波的发射方向的信号；
对所述第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到所述取样位置对应的所述血流速度矢量数据。
第二方面，本申请实施例提供一种血流频谱成像方法，包括：
向目标对象的血管区域发射第一超声波，接收所述血管区域返回的所述第一超声波的回波，对所述第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号；
根据所述第一接收信号获得所述血管区域的组织图像；
显示所述组织图像并获取在所述组织图像的血管区域中设置的取样位置；
对所述取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，得到所述取样位置对应的多组血流速度矢量数据；
根据所述多组血流速度矢量数据生成血流运动速度曲线谱，并显示所述血流运动速度曲线谱，其中所述血流运动速度曲线谱用于表示所述取样位置对应的血流速度随时间的变化情况；
其中，每次对所述取样位置对应的区域进行的所述血流速度矢量计算包括：
根据第二超声波发射信号激励超声探头向所述取样位置对应的区域发射第二超声波，根据第三超声波发射信号激励所述超声探头向所述取样位置对应的区域发射第三超声波，其中，所述第二超声波发射信号和所述第三超声波发射信号是通过对同一个超声波发射信号进行偶变迹和奇变迹处理得到的，所述第二超声波和所述第三超声波为聚焦波且所述第二超声波和所述第三超声波的发射方向相同；
接收所述取样位置对应的区域返回的所述第二超声波的回波和所述第三超声波的回波，得到第二接收信号和第三接收信号，其中所述第二接收信号和第三接收信号在空间上正交，所述第二接收信号和第三接收信号均包含横向于所述第二超声波或所述第三超声波的发射方向的信号；
对所述第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到所述取样位置对应的所述血流速度矢量数据。
第三方面，本申请实施例提供一种血流频谱成像方法，包括：
向目标对象的血管区域发射第一超声波，接收所述血管区域返回的所述第一超声波的回波，对所述第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号；
根据所述第一接收信号获得所述血管区域的组织图像；
显示所述组织图像并获取在所述组织图像的血管区域中设置的取样位置；
对所述取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，得到所述取样位置对应的多组血流速度矢量数据；
根据所述多组血流速度矢量数据生成血流运动速度曲线谱，并显示所述血流运动速度曲线谱，其中所述血流运动速度曲线谱用于表示所述取样位置对应的血流速度随时间的变化情况；
其中，每次对所述取样位置对应的区域进行的所述血流速度矢量计算包括：
根据第二超声波发射信号激励超声探头以第一发射方向向所述取样位置对应的区域发射第二超声波，其中，所述第二超声波发射信号是通过对第一发射方向的超声波发射信号进行偶变迹处理得到的；
接收所述取样位置对应的区域返回的所述第二超声波的回波，得到第二接收信号；
根据第三超声波发射信号激励所述超声探头以第二发射方向向所述取样位置对应的区域发射第三超声波，其中，所述第三超声波发射信号是通过对第二发射方向的超声波发射信号进行偶变迹处理得到的；
接收所述取样位置对应的区域返回的所述第三超声波的回波，得到第三接收信号；
其中所述第二超声波和所述第三超声波为聚焦波，所述第一发射方向和第二发射方向不同且相对于发射孔径的中线对称，所述发射孔径为发射所述第二超声波或所述第三超声波时对应的发射孔径；
其中所述第二接收信号和第三接收信号在空间上正交，所述第二接收信号包含横向于所述第二超声波的发射方向的信号，所述第三接收信号包含横向于所述第三超声波的发射方向的信号；
对所述第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到所述取样位置对应的所述血流速度矢量数据。
第四方面，本申请实施例提供一种血流频谱成像方法，包括：
向目标对象的血管区域发射第一超声波，接收所述血管区域返回的所述第一超声波的回波，对所述第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号；
根据所述第一接收信号获得所述血管区域的组织图像；
显示所述组织图像并获取在所述组织图像的血管区域中设置的取样位置；
对所述取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，得到所述取样位置对应的多组血流速度矢量数据；
根据所述多组血流速度矢量数据生成血流运动速度曲线谱，并显示所述血流运动速度曲线谱，其中所述血流运动速度曲线谱用于表示所述取样位置对应的血流速度随时间的变化情况；
其中，每次对所述取样位置对应的区域进行的所述血流速度矢量计算包括：
根据第二超声波发射信号激励超声探头以第一发射方向向所述取样位置对应的区域发射第二超声波，其中，所述第二超声波发射信号是通过对第一发射方向的超声波发射信号进行奇变迹处理得到的；
接收所述取样位置对应的区域返回的所述第二超声波的回波，得到第二接收信号；
根据第三超声波发射信号激励所述超声探头以第二发射方向向所述取样位置对应的区域发射第三超声波，其中，所述第三超声波发射信号是通过对第二发射方向的超声波发射信号进行奇变迹处理得到的；
接收所述取样位置对应的区域返回的所述第三超声波的回波，得到第三接收信号；
其中所述第二超声波和所述第三超声波为聚焦波，所述第一发射方向和第二发射方向不同且相对于发射孔径的中线对称，所述发射孔径为发射所述第二超声波或所述第三超声波时对应的发射孔径；
其中所述第二接收信号和第三接收信号在空间上正交，所述第二接收信号包含横向于所述第二超声波的发射方向的信号，所述第三接收信号包含横向于所述第三超声波的发射方向的信号；
对所述第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到所述取样位置对应的所述血流速度矢量数据。
第五方面，本申请实施例提供一种血流频谱成像方法，包括：
向目标对象的血管区域发射第一超声波，接收所述血管区域返回的所述第一超声波的回波，对所述第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号；
根据所述第一接收信号获得所述血管区域的组织图像；
显示所述组织图像并获取在所述组织图像的血管区域中设置的取样位置；
对所述取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，得到所述取样位置对应的多组血流速度矢量数据；
根据所述多组血流速度矢量数据生成血流运动速度曲线谱，并显示所述血流运动速度曲线谱，其中所述血流运动速度曲线谱用于表示所述取样位置对应的血流速度随时间的变化情况；
其中，每次对所述取样位置对应的区域进行的所述血流速度矢量计算包括：
根据第二超声波发射信号激励超声探头向所述取样位置对应的区域发射第二超声波，其中，所述第二超声波发射信号是通过对初始超声波发射信号进行偶变迹或奇变迹处理得到的，所述第二超声波为聚焦波；
接收取样位置对应的区域返回的第二超声波的回波；
以第一接收方向对所述第二超声波的回波进行高斯变迹或矩形变迹的波束合成，得到第二接收信号，以第二接收方向对所述第二超声波的回波进行高斯变迹或矩形变迹的波束合成，得到第三接收信号，其中所述第一接收方向和所述第二接收方向不同且相对于发射孔径的中线对称，所述发射孔径为发射所述第二超声波时对应的发射孔径；
其中所述第二接收信号和第三接收信号在空间上正交，所述第二接收信号和第三接收信号均包含横向于所述第二超声波的发射方向的信号；
对所述第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到所述取样位置对应的所述血流速度矢量数据。
第六方面，本申请实施例提供一种超声成像装置，包括：
超声探头；
发射/接收电路，所述发射/接收电路用于控制所述超声探头向目标对象的血管区域发射超声波并接收超声回波；
处理器，所述处理器用于处理所述超声波的回波，获得所述血管区域的组织图像和/或血流运动速度曲线谱；
显示器，所述显示器用于显示所述组织图像和/或血流运动速度曲线谱；
所述处理器还用于执行上述第一方面至第五方面中任意一个实施例的血流频谱成像方法。
第七方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述第一方面至第五方面中任意一个实施例的血流频谱成像方法。
第八方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，应用于超声成像装置，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面至第五方面中任意一个实施例的血流频谱成像方法。
第九方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行如上述第一方面至第五方面中任意一个实施例的血流频谱成像方法。
本申请一些实施例中，对组织图像中取样位置所对应的区域进行血流速度矢量计算，其中，通过向组织图像中取样位置所对应的区域发射第二超声波，第二超声波为聚焦波，通过对第二超声波的回波进行血流速度矢量成像的波束合成，获得在空间上正交的第二接收信号和第三接收信号，第二接收信号和第三接收信号均包含横向于第二超声波的发射方向的信号，通过对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。与传统的血流速度的计算(例如PW技术)只能计算得到血流速度在超声波传播方向上的速度分量相比，本申请实施例通过血流速度矢量成像的波束合成还能够获取横向于第二超声波的发射方向的信号，因此本申请实施例的血流速度矢量计算能够基于横向振荡声场计算血流速度在横向和纵向上的速度分量，摆脱了对角度校正的依赖，消除了因角度校正带来的测量误差，从而获取组织图像中取样位置所对应区域实际准确的血流速度矢量数据。继而能够通过对组织图像中取样位置所对应的区域进行多次血流速度矢量计算，以生成准确的血流运动速度曲线谱。本申请实施例中的血流频谱成像方法不仅能够提高血流运动速度曲线谱的准确性，而且采用单一聚焦波对取样位置对应的区域持续发射并接收超声波，能够实现高帧率血流运动速度曲线谱的计算，能够较好的捕捉血流的细小变化。
本申请一些实施例中，对组织图像中取样位置所对应的区域进行血流速度矢量计算，其中，通过对同一个初始超声波发射信号进行奇变迹和偶变迹处理后，得到第二超声波发射信号和第三超声波发射信号，根据第二超声波发射信号和第三超声波发射信号激励超声探头向取样位置对应的区域发送第二超声波和第三超声波，第二超声波和第三超声波均为聚焦波，通过接收第二超声波和第三超声波的回波得到空间上正交的第二接收信号和第三接收信号，第二接收信号和第三接收信号均包含横向于第二超声波或第三超声波的发射方向的信号，通过对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。与传统的血流速度的计算(例如PW技术)只能计算得到血流速度在超声波传播方向上的速度分量相比，本申请实施例还能够获取横向于第二超声波或第三超声波发射方向的信号，因此本申请实施例的血流速度矢量计算能够计算血流速度在横向和纵向上的速度分量，摆脱了对角度校正的依赖，消除了因角度校正带来的测量误差，从而获取组织图像中取样位置所对应区域实际准确的血流速度矢量数据。继而能够通过对组织图像中取样位置所对应的区域进行多次血流速度矢量计算，以生成准确的血流运动速度曲线谱。本申请实施例中的血流频谱成像方法不仅能够提高血流运动速度曲线谱的准确性，而且采用单一聚焦波对取样位置对应的区域持续发射并接收超声波，能够实现高帧率血流运动速度曲线谱的计算，能够较好的捕捉血流的细小变化。
本申请一些实施例中，对组织图像中取样位置所对应的区域进行血流速度矢量计算，其中，通过对第一发射方向和第二发射方向的超声波发射信号均进行偶变迹处理或均进行奇变迹处理后，得到第二超声波发射信号和第三超声波发射信号，根据第二超声波发射信号和第三超声波发射信号激励超声探头向取样位置对应的区域发送第二超声波和第三超声波，第二超声波和第三超声波均为聚焦波，通过接收第二超声波和第三超声波的回波得到空间上正交的第二接收信号和第三接收信号，第二接收信号和第三接收信号均包含横向于第二超声波或第三超声波的发射方向的信号，通过对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。与传统的血流速度的计算(例如PW技术)只能计算得到血流速度在超声波传播方向上的速度分量相比，本申请实施例还能够获取横向于第二超声波或第三超声波发射方向的信号，因此本申请实施例的血流速度矢量计算能够计算血流速度在横向和纵向上的速度分量，摆脱了对角度校正的依赖，消除了因角度校正带来的测量误差，从而获取组织图像中取样位置所对应区域实际准确的血流速度矢量数据。继而能够通过对组织图像中取样位置所对应的区域进行多次血流速度矢量计算，以生成准确的血流运动速度曲线谱。本申请实施例中的血流频谱成像方法不仅能够提高血流运动速度曲线谱的准确性，而且采用单一聚焦波对取样位置对应的区域持续发射并接收超声波，能够实现高帧率血流运动速度曲线谱的计算，能够较好的捕捉血流的细小变化。
本申请一些实施例中，对组织图像中取样位置所对应的区域进行血流速度矢量计算，其中，通过对初始超声波发射信号进行奇变迹或偶变迹处理后，得到第二超声波发射信号，根据第二超声波发射信号激励超声探头向取样位置对应的区域发射第二超声波，第二超声波为聚焦波，以第一接收方向和第二接收方向分别对取样位置对应区域返回的第二超声波的回波进行高斯变迹或矩形变迹的波束合成，得到第二接收信号和第三接收信号，其中第一接收方向和第二接收方向不同且相对于发射孔径的中线对称，第二接收信号和第三接收信号在空间上正交，第二接收信号和第三接收信号均包含横向于第二超声波的发射方向的信号，通过对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。与传统的血流速度的计算(例如PW技术)只能计算得到血流速度在超声波传播方向上的速度分量不同，本申请实施例还能够获取横向于第二超声波发射方向的信号，因此本申请实施例的血流速度矢量计算能够计算血流速度在横向和纵向上的速度分量，摆脱了对角度校正的依赖，消除了因角度校正带来的测量误差，从而获取组织图像中取样位置所对应区域实际准确的血流速度矢量数据。继而能够通过对组织图像中取样位置所对应的区域进行多次血流速度矢量计算，以生成准确的血流运动速度曲线谱。本申请实施例中的血流频谱成像方法不仅能够提高血流运动速度曲线谱的准确性，而且采用单一聚焦波对取样位置对应的区域持续发射并接收超声波，能够实现高帧率血流运动速度曲线谱的计算，能够较好的捕捉血流的细小变化。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1是本申请一个实施例提供的血流成像装置的结构框图示意图；
图2是本申请一个实施例提供的血流频谱成像方法的方法流程图；
图3是本申请一个实施例提供的取样位置的设置示意图；
图4是本申请一个实施例提供的血流运动速度曲线谱的示意图；
图5是图2中步骤204的具体方法流程图；
图6是步骤502的具体方法流程图；
图7是本申请一个实施例提供的对第二超声波的回波进行变迹处理的工作示意图；
图8是步骤502另一实施例的具体方法流程图；
图9是步骤502另一实施例的具体方法流程图；
图10是是从不同接收方向接收第二超声波的工作示意图；
图11是步骤304的具体方法流程图；
图12是步骤404的具体方法流程图；
图13是步骤704的具体方法流程图；
图14是步骤1004的具体方法流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例对本申请进行进一步的说明。所描述的实施例不应视为对本申请的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
医用超声成像诊断设备利用超声波在人体中的传播，能够得到人体组织和器官结构的超声波特征信息。目前，医用超声成像诊断设备被广泛应用于诊断心血管疾病，其中，可以采用脉冲多普勒成像技术(PW，pulsed wave)计算绘制血流运动速度的曲线谱，其原理是血液中红细胞等引起的超声回波多普勒效应，具体操作是探头以一定的时间间隔连续向目标体发射声波并接收回波，然后设定一个计算窗口，计算同一深度下该窗口内所有回波信号的频谱进而估算该位置的血流速度，然后移动计算窗口并重复上一步骤，最后绘制所有频谱随时间变化的频谱图。然而，通过PW技术只能测量到血流速度在超声波传播方向上的速度分量，并非实际血流的速度，可见，PW技术不能获取血流方向，反而需要预测血流方向并进行角度校正，而对于血流速度方向不平行于血管壁的情况，很难通过精确的角度校正得到实际的血流速度幅值及其频谱变化图。现有技术绘制的血流运动速度的曲线谱存在检测难度大，准确性低的问题。
基于此，本申请实施例提供了一种血流频谱成像方法和超声成像装置，通过发射超声波，在取样位置对应的区域产生横向振荡声场，通过在超声波的回波中获得在空间上正交的接收信号，进而得到取样位置准确的血流速度矢量数据，提高所绘制血流运动速度曲线谱的准确性。
图1为本申请实施例中的超声成像装置的结构框图示意图。该超声成像装置10可以包括超声探头100、发射电路101、发射/接收选择开关102、接收电路103、波束合成电路104、处理器105、显示器106和存储器107。
超声探头100包括由阵列式排布的多个阵元组成的换能器(图中未示出)，多个阵元排列成一排构成线阵，或排布成二维矩阵或其他形状构成面阵，多个阵元也可以构成凸阵列，此处对阵元的排布不做限定。阵元用于根据激励电信号发射超声波束，或将接收的超声波束变换为电信号。因此每个阵元可用于实现电脉冲信号和超声波束的相互转换，从而实现向人体组织的目标区域(例如本实施例中的血管区域)发射超声波、也可用于接收经组织反射回的超声波的回波。在进行超声检测时，可通过发射/接收选择开关102控制哪些阵元用于发射超声波束，哪些阵元用于接收超声波束，或者控制阵元分时隙用于发射超声波束或接收超声波束的回波。参与超声波发射的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。
发射电路101用于根据处理器105的控制产生发射序列，发射序列用于控制多个阵元中的部分或者全部向生物组织发射超声波，发射序列参数包括发射用的阵元位置、阵元数量和超声波束发射参数(例如幅度、频率、发射次数、发射间隔、发射角度、波型、聚焦位置等)。某些情况下，发射电路101还用于对发射的波束进行相位延迟，使不同的发射阵元按照不同的时间发射超声波，以便各发射超声波束能够在预定的感兴趣区域聚焦。在某些情况下，可以通过调节发射电路101的发射序列参数，实现超声发射信号的动态聚焦、延时叠加、变迹等不同需要的超声发射信号调制。不同的工作模式，例如B图像模式、C图像模式和D图像模式(多普勒模式)，发射序列参数可能不同，回波信号经接收电路320接收并经后续的模块和相应算法处理后，可生成反映组织解剖结构的B图像、反映组织解剖结构和血流信息的C图像以及反映多普勒频谱图像的D图像。
接收电路103用于从超声探头100接收超声回波的电信号，并对超声回波的电信号进行处理。接收电路103可以包括一个或多个放大器、模数转换器(ADC)等。放大器用于在适当增益补偿之后放大所接收到的超声回波的电信号，模数转换器用于对模拟回波信号按预定的时间间隔进行采样，从而转换成数字化的信号，数字化后的回波信号依然保留有幅度信息、频率信息和相位信息。接收电路103输出的数据可输出给波束合成电路104进行处理，或者，输出给存储器107进行存储。
波束合成电路104和接收电路103信号相连，用于对接收电路103输出的信号进行相应的延时和加权求和等波束合成处理，由于被测组织中的超声波接收点到接收阵元的距离不同，因此，不同接收阵元输出的同一接收点的通道数据具有延时差异，需要进行延时处理，将相位对齐，并将同一接收点的不同通道数据进行加权求和，得到波束合成后的超声图像数据。波束合成电路104输出的超声图像数据也称为射频数据(RF数据)。在某些情况下，波束合成电路104还可以通过动态聚焦、延时叠加、变迹等根据不同的需求合成不同的超声接收信号，得到波束合成后的超声数据(例如血流速度矢量数据)。波束合成电路104将射频数据输出至IQ解调电路。在有的实施例中，波束合成电路104也可以将射频数据输出至存储器107进行缓存或保存，或将射频数据直接输出至处理器105的图像处理模块进行图像处理。
波束合成电路104可以采用硬件、固件或软件的方式执行上述功能，例如，波束合成电路104可以包括能够根据特定逻辑指令处理输入数据的中央控制器电路(CPU)、一个或多个微处理芯片或其他任何电子部件，当波束合成电路104采用软件方式实现时，其可以执行存储在有形和非暂态计算机可读介质(例如，存储器107)上的指令，以使用任何适当波束合成方法进行波束合成计算。
处理器105用于配置成能够根据特定逻辑指令处理输入数据的中央控制器电路(CPU)、一个或多个微处理器、图形控制器电路(GPU)或其他任何电子部件，其可以根据输入的指令或预定的指令对外围电子部件执行控制，或对存储器107执行数据读取和/或保存，也可以通过执行存储器107中的程序对输入数据进行处理，例如根据一个或多个工作模式对采集的超声数据执行一个或多个处理操作，处理操作包括但不限于调整或限定超声探头100发出的超声波的形式，生成各种图像帧以供后续人机交互装置的显示器106进行显示，或者调整或限定在显示器106上显示的内容和形式，或者调整在显示器106上显示的一个或多个图像显示设置(例如超声图像、界面组件、定位感兴趣区域)。
处理器105的信号处理模块用于对波束合成电路104输出的数据或IQ解调电路输出的数据进行处理，得到超声检测数据。一实施例中，可以通过进行频谱分析处理，获得多普勒信号随时间变化的功率谱，其中这里的频谱分析可以采用短时傅里叶变换(short-time Fourier transform，STFT)或快速傅立叶变换(fast Fourier transform，FFT)等频谱算法实现。另一实施例中，可以通过滤波、外差解调、自相关处理等操作后输出测量点的速度矢量。
处理器105的图像处理模块用于对波束合成电路104输出的数据或IQ解调电路输出的数据进行处理，以生成扫描范围内的信号强弱变化的灰度图像，该灰度图像反映组织内部的解剖结构，称为B图像。图像处理模块可以将B图像输出至人机交互装置的显示器106进行显示。其中人机交互装置用于进行人机交互，即接收用户的输入和输出可视化信息；其接收用户的输入可采用键盘、操作按钮、鼠标、轨迹球等，也可以采用与显示器集成在一起的触控屏；其输出可视化信息采用显示器106。在某些情况下，处理器105的图像处理模块还可以对信号处理模块的输出的超声检测数据进一步进行处理，形成图像数据进行显示。例如，一实施例中，处理器105的图像处理模块对信号处理模块输出的功率谱数据进行显示处理，实现在显示器上显示频谱图像以及频谱包络和频谱测量信息。另一实施例中，处理器105的图像处理模块对信号处理模块输出的血流速度矢量数据进行图像处理，生成血流运动速度曲线谱并在显示器上显示。
存储器107可以是有形且非暂态的计算机可读介质，例如可为闪存卡、固态存储器、硬盘等，用于存储数据或者程序，例如，存储器107可以用于存储所采集的超声数据或处理器105所生成的暂不立即显示的图像帧，或者存储器107可以存储图形用户界面、一个或多个默认图像显示设置、用于处理器、波束合成电路或IQ解调电路的编程指令。
需要说明的是，图1的结构仅为示意，还可以包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件和/或软件实现。
本申请的一个实施例中，前述的超声成像装置10的显示器106可为触摸显示屏、液晶显示屏等，也可以是独立于超声成像设备10之外的液晶显示器、电视机等独立显示设备，也可为手机、平板电脑等电子设备上的显示屏等。
本申请的一个实施例中，前述的超声成像装置10的存储器107可为闪存卡、固态存储器、硬盘等。
本申请的一个实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有多条程序指令，该多条程序指令被处理器105调用执行后，可执行本申请各个实施例中的血流频谱成像方法中的部分步骤或全部步骤或其中步骤的任意组合。
一个实施例中，该计算机可读存储介质可为存储器107，其可以是闪存卡、固态存储器、硬盘等非易失性存储介质。
本申请的一个实施例中，前述的超声成像装置10的处理器105可以通过软件、硬件、固件或者其组合实现，可以使用电路、单个或多个专用集成电路(applicationspecific integrated circuits，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、或者前述电路或器件的组合、或者其他适合的电路或器件，从而使得该处理器105可以执行本申请的各个实施例中的血流频谱成像方法的相应步骤。
下面结合附图，对本申请实施例的血流频谱成像方法进行描述。
结合图1所示的超声成像装置10的结构框图示意图，参照图2，本申请的一个实施例提供的血流频谱成像方法，可以包括如下步骤201至步骤205：
步骤201，向目标对象的血管区域发射第一超声波，接收血管区域返回的第一超声波的回波，对第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号。
本步骤中，超声成像装置10一般可以支持多种模式的超声检查，例如B模式、彩色多普勒模式、超声弹性成像模式、能量多普勒模式和向量血流模式等。而在本步骤201中，可以使用超声成像装置10的B图像模式(反映组织解剖结构)、C图像模式(反映组织解剖结构和血流信息)、E图像模式(弹性超声波图像模式)或M图像模式(也称超声心动图)等能够显示组织结构图像的超声检查模式。例如，可以通过图1所示的超声探头100向血管区域发射第一超声波，其中，通过控制发射电路101的发射序列参数可以使超声探头100向血管发射的第一超声波符合B图像模式、C图像模式、E图像模式或M图像模式等能够进行组织结构图像检查的工作要求。血管在接收到第一超声波后返回第一超声波的回波，这样血管返回的第一超声波的回波被超声探头100接收，并送至接收电路103转化为电信号。通过波束合成电路104进行组织成像的波束合成，得到第一接收信号。
其中，一实施例中，组织成像的波束合成可以为对第一超声波的回波进行高斯变迹或矩形变迹的波束合成而得到第一接收信号。
步骤202，根据第一接收信号获得血管区域的组织图像。
本步骤中，可以通过处理器105的图像处理模块对波束合成电路104输出的第一接收信号进行处理，以生成扫描范围内的信号强弱变化的灰度图像，该灰度图像反映了血管区域的组织结构，即生成血管区域的组织图像。其中该组织图像可以为只反映组织内部的解剖结构的B图像，又或者为反映组织内部的解剖结构和血流信息的C图像。一实施例中，处理器105可以将血管区域的组织图像存储至存储器107等待后续的进一步处理，另一实施例中，也可以通过显示器106实时显示血管区域的组织图像。
步骤203，显示组织图像并获取在组织图像的血管区域中设置的取样位置。
本步骤中，可以通过显示器106显示经过处理器105的图像处理模块处理后的血管区域的组织图像，用户可以通过显示器106观察血管区域的组织图像。一实施例中，显示器106显示的血管区域的组织图像可以为B图像、C图像、弹性超声波图像等。
本步骤中，通过显示血管区域的组织图像，能够便于用户确定需要对血管区域进行血流速度矢量计算的取样位置。一实施例中，用户可以通过超声成像设备10的人机交互装置(图1未示出，人机交互装置包括但不限于按键、触摸屏、鼠标、键盘、轨迹球或智能终端设备等输入设备)在血管区域的组织图像上设置将要进行血流速度矢量计算的取样位置，进而处理器105可以根据用户的操作获取在组织图像的血管区域设置的取样位置。另一实施例中，也可以由处理器105根据血管区域的组织图像自动设置取样位置。
本步骤的一个实施例中，取样位置可以为一条取样线，用户可以在血管区域的组织图像的设置横跨血管区域的取样线，通过取样线可以获取取样线横跨血管区域的统计血流速度矢量，例如平均血流速度矢量、方差血流速度矢量等。本步骤的另一个实施例中，参见图3所示，取样位置可以为设置在组织图像310上的一个测量点320，例如，用户可以按下超声成像装置10的取样按钮，这时屏幕上会出现一条取样线330，取样线330带有一个取样框320(又称取样门或取样的开口)，其位置和宽度可以根据需要进行调节。用户可以通过人机交互装置调节取样框320在取样线330上的位置和宽度。进而使处理器105获取在组织图像的血管区域设置的取样位置(例如取样框320的位置，如坐标、在屏幕上的偏移位置等)。一实施例中，用户还可以对取样框的参数进行设置，例如设置取样框的尺寸、角度、形状、大小等，这时处理器105还可以获取到取样框的参数信息。
步骤204，对取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，得到取样位置对应的多组血流速度矢量数据。
本步骤中，通过超声探头100向取样位置对应的区域发送第二超声波，通过超声探头100接收取样位置对应的区域返回的第二超声波的回波进行波束合成和计算，得到一组血流速度矢量数据，这样完成一次血流速度矢量计算，具体的血流速度矢量计算的步骤在下文详细叙述。通过对取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，能够得到多组不同时间段的血流速度矢量数据，其中多组血流速度矢量数据可以通过数组、表格、集合等方式存储在成像装置10的缓存或存储器107中。
步骤205，根据多组血流速度矢量数据生成血流运动速度曲线谱，并显示血流运动速度曲线谱，其中血流运动速度曲线谱用于表示取样位置对应的血流速度随时间的变化情况。
本步骤中，处理器105的图像处理模块，通过对上述步骤204中的多组血流速度矢量数据进行图像处理，生成血流运动速度曲线谱并通过显示器106显示该血流运动速度曲线谱。一实施例中，血流速度矢量数据对应不同的测量时间信息，其中血流速度矢量数据包括血流速度大小和血流速度方向，处理器105的图像处理模块根据测量时间信息和血流速度矢量数据确定不同测量时间对应的血流速度大小和血流速度方向，并根据不同测量时间对应的血流速度大小和血流速度方向绘制血流运动速度曲线谱。一实施例中，参见图4所示的血流运动速度曲线谱，其表示取样位置对应的血流速度随时间的变化情况。血流运动速度曲线谱包括速度大小和/或方向随时间变化的速度曲线410，其横坐标为时间(采样或测量时间)，纵坐标为血流速度大小。
一实施例中，血流运动速度曲线谱的最高成像帧率大于100Hz。
一实施例中，速度曲线410上设置有至少一个目标观察点430，目标观察点430上标记有量化数据，量化数据包括速度数值、时间数值或角度数值中的至少一项，其中速度数值表征取样位置的血流速度大小，角度数值表征取样位置的血流速度方向。其中，目标观察点430可以由用户通过人机交互装置设置(例如通过光标、轨迹球或触摸屏设置)，用户可以通过观察速度曲线了解到取样位置的血流速度的变化趋势，以便根据该变化趋势判断取样位置的血流速度大小是否正常。另外，用户还可以在速度曲线410上选择感兴趣的目标观察点430了解该点的血流速度详细数据，包括速度数值、时间数值或角度数值中的至少一项。例如用户可以在速度曲线410的血流速度较峰值上设置目标观察点430，查看对应具体血流速度数值和血流方向，以便作出更进一步的诊断。为了便于用户设置目标观察点430，一实施例中，处理器105获取用户输入位置(例如可以通过光标、轨迹球或触摸屏输入)，确定用户输入位置在血流运动速度曲线谱上的第一横坐标，在速度曲线410上确定横坐标与第一横坐标相同的目标观察点430。一实施例中，参见图4所示，处理器105可以在血流运动速度曲线谱显示垂直于目标观察点的辅助线420，可以便于用户确定当前目标观察点430对应的时间横坐标位置。一实施例中，辅助线420可以实时跟随用户的输入位置(例如当前光标位置和触摸输入位置等)，辅助线420和速度曲线410的交点就是目标观察点430，能够辅助用户在速度曲线410上确定目标观察点430。
参见图4所示，一实施例中，用户可以移动目标观察点430的位置，处理器105当检测到目标观察点430移动，根据目标观察点430移动后的位置更新目标观察点430上标记的量化数据，使用户能够方便地观察到量化数据的变化趋势，操作简单。一实施例中，处理器处理器105跟随用户输入位置的变化，改变辅助线420的位置，相应地，辅助线420和速度曲线410的交点(即目标观察点430)也跟随变化。
参见图4所示，一实施例中，在目标观察点430上延伸有指向量化数据的箭头，以实现量化数据的标记。用户可以通过该量化数据的标记可以直观地、可视化地观察到量化数据的内容。一实施例中，箭头的方向表征目标观察点对应的血流速度方向，箭头的大小或长度表征目标观察点对应的血流速度大小。因此，用户可以通过观察箭头的方向和大小直观地了解到取样位置血流速度的大小和方向。一实施例中，量化数据的标记也跟随目标观察点的移动而变化，例如随着目标观察点在速度曲线上位置的移动，箭头的大小和方向也随之变化，用户可观察量化数据的标记的变化，直观地了解量化数据的变化情况，便于用户对速度曲线进行分析。
一实施例中，参见图5所示，上述步骤204中，每次对取样位置对应的区域进行的血流速度矢量计算具体包括以下步骤：
步骤501，向取样位置对应的区域发射第二超声波，第二超声波为聚焦波。
本步骤中，处理器105通过图1所示的发射电路101激励超声探头100向取样位置对应的区域发射第二超声波，该第二超声波为聚焦波。其中，可以通过控制发射电路101的发射序列参数，使超声探头100向取样位置对应的区域发射的第二超声波符合血流速度矢量计算的工作要求，例如通过使不同的发射阵元按照不同的时间发射超声波，以便各发射超声波束能够在取样位置对应的区域聚焦(即发射聚焦波)。
一实施例中，处理器105通过发射/接收选择开关102控制超声成像装置10处于超声波发射状态或超声波接收状态，其中，控制器105控制射/接收选择开关102以一定的发射时间间隔T向取样位置对应区域发射N次第二超声波，其中N为大于1的自然数。在每次结束发射后，发射/接收选择开关102控制超声探头100全通道接收第二超声波的回波数据，在接收时间T之后，控制控制射/接收选择开关102恢复发射状态，直至N次发射结束。
由于本步骤中采用聚焦波对取样位置对应的区域进行血流速度矢量计算，因此具有较高的采样帧率，因此依据本申请实施例血流速度矢量计算得到的血流速度矢量数据所绘制的血流运动速度曲线谱可以具有较高的成像帧率，一实施例中，血流运动速度曲线谱的最高成像帧率大于100Hz。
步骤502，接收取样位置对应的区域返回的第二超声波的回波，对第二超声波的回波进行血流速度矢量成像的波束合成，获得在空间上正交的第二接收信号和第三接收信号。
本步骤中，取样位置对应的区域在接收到第二超声波后返回第二超声波的回波，这样取样位置对应的区域返回的第二超声波的回波被超声探头100接收，并送至接收电路103转化为电信号，在通过波束合成电路104进行血流速度矢量成像的波束合成，获得在空间上正交的第二接收信号和第三接收信号，其中第二接收信号和第三接收信号均包含横向于第二超声波的发射方向的信号。一实施例中，在进行血流速度矢量成像的波束合成之前可以先对第二超声波的回波执行壁滤波(即高斯滤波)处理，以去除噪音的信号，当第二超声波的信号长度较大时，可以采用FIR滤波器。当需要获得N组血流速度矢量数据(因应血流运动速度曲线成像帧率和时间长度的要求)，可执行多次血流速度矢量成像的波束合成或者移动血流速度矢量成像的波束合成的计算窗口(可参见上述步骤501中发射N次第二超声波的描述)。
一实施例中，血流速度矢量成像的波束合成可以采用空间正交波束合成方法(Spatial Quadrature，SQ)、横向振荡波束合成方法(Transverse oscillation,TO)或其他横向波振荡波束合成方法。
一实施例中，第二接收信号和第三接收信号可以是实信号，也可以是实信号经处理后得到的IQ信号，为实信号时第二接收信号和第三接收信号均包含横向于第二超声波的发射方向的信号，为IQ信号时第二接收信号和第三接收信号均包含横向于第二超声波的发射方向的信号和纵向于第二超声波的发射方向的信号，即第二接收信号和第三接收信号包含了取样位置对应区域纵向和横向于第二超声波的发射方向的超声检测数据，为后续计算血流速度矢量提供数据基础。
本步骤中，空间上正交的第二接收信号和第三接收信号可以理解为第二接收信号和第三接收信号的相位在空间上正交(如相位差为90°)，即第二接收信号和第三接收信号所包含的横向于第二超声波的发射方向的信号的相位在空间上正交，第二接收信号和第三接收信号所包含的纵向于第二超声波的发射方向的信号的相位在空间上也正交。其中，横向于第二超声波的发射方向的信号可以理解为垂直于第二超声波的发射方向的信号，纵向于第二超声波的发射方向的信号可以理解为平行或同向于第二超声波的发射方向的信号。本申请实施例中关于空间上正交，以及横向和纵向的概念可以一并参考此说明进行理解。
步骤503，对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。
本步骤中，处理器105的信号处理模块对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。一实施例中，处理器105的信号处理模块对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应区域的横向血流速度分量和纵向血流速度分量，由于获得取样位置对应区域的横向血流速度分量和纵向血流速度分量，就可以计算出取样位置对应区域的血流速度大小和血流速度，继而得到血流速度矢量数据。当需要获得N组血流速度矢量数据(因应血流运动速度曲线成像帧率和时间长度的要求)，可执行多次自相关计算或者移动自相关计算的计算窗口。
本申请实施例提供的血流频谱成像方法，对组织图像中取样位置所对应的区域进行血流速度矢量计算，其中，通过向组织图像中取样位置所对应的区域发射第二超声波，第二超声波为聚焦波，通过对第二超声波的回波进行血流速度矢量成像的波束合成，获得在空间上正交的第二接收信号和第三接收信号，第二接收信号和第三接收信号均包含横向于第二超声波的发射方向的信号，通过对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。与传统的血流速度的计算(例如PW技术)只能计算得到血流速度在超声波传播方向上的速度分量相比，本申请实施例通过血流速度矢量成像的波束合成还能够获取横向于第二超声波的发射方向的信号，因此本申请实施例的血流速度矢量计算能够基于横向振荡声场计算血流速度在横向和纵向上的速度分量，摆脱了对角度校正的依赖，消除了因角度校正带来的测量误差，从而获取组织图像中取样位置所对应区域实际准确的血流速度矢量数据。继而能够通过对组织图像中取样位置所对应的区域进行多次血流速度矢量计算，以生成准确的血流运动速度曲线谱。本申请实施例中的血流频谱成像方法不仅能够提高血流运动速度曲线谱的准确性，而且采用单一聚焦波对取样位置对应的区域持续发射并接收超声波，能够实现高帧率血流运动速度曲线谱的计算，能够较好的捕捉血流的细小变化。
一实施例中，参见图6所示，上述步骤502的血流速度矢量成像的波束合成可以采用空间正交波束合成方法(Spatial Quadrature，SQ)，具体包括以下步骤：
步骤601，对第二超声波的回波进行偶变迹的波束合成，得到第二接收信号。
本步骤中，波束合成电路104对第二超声波的回波进行偶变迹的波束合成处理，得到第二接收信号。一实施例中，参见图7所示，可以使用波束合成电路104对第二超声波的回波进行一次空间波束合成，再乘以偶变迹函数，得到第二接收信号。
步骤602，对第二超声波的回波进行奇变迹的波束合成，得到第三接收信号。
本步骤中，波束合成电路104对第二超声波的回波进行奇变迹的波束合成处理，得到第三接收信号。一实施例中，参见图7所示，可以对上述步骤601中波束合成电路104进行空间波束合成后的信号乘以奇变迹函数，得到第三接收信号。
由于对第二超声波的回波分别进行偶变迹和奇变迹的波束合成处理，因此第二接收信号和第三接收信号在空间上正交，且均包含横向于第二超声波的发射方向的信号。
一实施例中，上述步骤601和步骤602中，可以设置一个计算窗口对第二超声波的回波进行奇变迹的波束合成处理，其中窗口长度为n，n小于等于第二超声波的发射窗口或接收窗口。
另一实施例中，参见图7所示，也可以通过设置奇数窗口和偶数窗口分别接收第二超声波的回波中的奇变迹信号和偶变迹信号，再分别进行空间波束合成，得到第二接收信号和第三接收信号。
上述的第二接收信号和第三接收信号均包含横向于第二超声波发射方向的信号，其中第二接收信号和第三接收信号作为第二超声波的回波的奇偶RF信号，可以表示为以下公式：
Reven(i)＝exp(j2πTifp)cos(j2πTifx)；
Rodd(i)＝exp(j2πTifp)sin(j2πTifx)；
上述公式中，Reven(i)表示第二接收信号，Rodd(i)表示第三接收信号，其中fx表示横向，fp表示纵向，i表示发射顺序，T表示发射间隔时间。这里需要注意，上述信号为同一深度下，不同发射次序组成的短时间序列信号。有上述公式可见，第二接收信号和第三接收信号均包括横向于第二超声波发射方向的横向频移fx。另外，第二接收信号和第三接收信号均也包括纵向于第二超声波发射方向的纵向频移fp。
一实施例中，参见图8所示，上述步骤502具体包括以下步骤：
步骤801，对第二接收信号和第三接收信号使用欧拉变换进行重组，然后通过外差调解得到纵向频移信号和横向频移信号。
本步骤中，处理器105的信号处理模块对第二接收信号和第三收信号使用欧拉变换进行重组，然后通过外差调解得到纵向频移信号和横向频移信号。一实施例中，对上述第二接收信号Reven(i)和第三接收信号Rodd(i)进行欧拉变换得到两个新的信号：
r1(i)＝Reven(i)+j·Rodd(i)＝exp(j2πiT(fp+fx))；
r2(i)＝Reven(i)-j·Rodd(i)＝exp(j2πiT(fp-fx))；
然后，通过对r1(i)和r2(i)进行外差调解得到：
raxial(i)＝r1(i)×r2(i)＝exp(j2πiT(2fp))；
其中，raxial(i)表示纵向频移信号，rlateral(i)表示横向频移信号。
步骤802，分别对纵向频移信号和横向频移信号进行自相关计算，得到纵向相位信息和横向相位信息。
本步骤中，处理器105对纵向频移信号和横向频移信号进行自相关计算，得到纵向相位信息和横向相位信息。一实施例中，处理器105对上述步骤801中的raxial(i)和rlateral(i)进行自相关计算，其具体计算过程为：
其中R1和R2表示自相关系数。对上述R1和R2的自相关函数进行变换可得到：
其中，表示纵向相位信息，/>表示横向相位信息。
步骤803，根据纵向相位信息和横向相位信息得到取样位置对应的横向血流速度分量和纵向血流速度分量，根据横向血流速度分量和纵向血流速度分量得到取样位置对应的血流速度矢量数据，血流速度矢量数据包括血流速度大小和血流速度方向。
本步骤中，由于纵向相位信息表示取样位置对应区域的纵向血流速度大小，横向相位信息表示取样位置对应区域的横向血流速度大小，因此可以计算出血流速度矢量，其中，处理器105的信号处理模块对纵向相位信息和横向相位信息进行数学计算得到横向血流速度分量和纵向血流速度分量，由于确定了横向血流速度分量和纵向血流速度分量，因此能够得到取样位置对应区域的血流大小和血流速度，进而得到一组血流速度矢量数据。
一实施例中，由于D为探测深度，所以横向血流速度分量为：
纵向血流速度分量为：
因此可以得到取样位置对应区域的血流速度方向为：
取样位置对应区域的血流速度大小为
因此可以得到一组血流速度矢量数据，可以用数组进行表示{V0，θ}
通过上述步骤601至步骤602、步骤801至步骤803获得一组血流速度矢量数据，一实施例中，可以对下一个第二超声波的回波的进行处理，得到下一组血流速度矢量数据，另一实施例中，可以移动当前第二超声波的回波的计算窗口，计算下一组血流速度矢量数据。
一实施例中，一实施例中，参见图9所示，上述步骤502的血流速度矢量成像的波束合成可以横向振荡波束合成方法(Transverse oscillation,TO)，具体包括以下步骤：
步骤901，以第一接收方向对所述第二超声波的回波进行偶变迹的波束合成，得到所述第二接收信号。
本步骤中，波束合成电路104以第一接收方向对第二超声波的回波进行偶变迹的波束合成处理，得到第二接收信号。一实施例中，可以在进行空间波束合成的过程中对各个阵元的第二超声波的回波数据进行不同程度的延迟处理，也能改变第二超声波回波的接收方向。一实施例中，可以使用波束合成电路104对第二超声波的回波进行一次空间波束合成，再乘以偶变迹函数，得到第二接收信号。
步骤902，以第二接收方向对所述第二超声波的回波进行偶变迹的波束合成，得到所述第三接收信号。
本步骤中，波束合成电路104以第二接收方向对第二超声波的回波进行偶变迹的波束合成处理，得到第三接收信号，其中，第二接收方向的设置方式可参见上述步骤901中第一接收方向的描述。参见图10所示，第一接收方向和第二接收方向不同，且相对于第二超声波的发射方向对称。一实施例中，可以使用波束合成电路104对第二超声波的回波进行一次空间波束合成，再乘以偶变迹函数，得到第三接收信号。
由于第一接收方向和第二接收方向相对于第二超声波的发射方向对称，且均采用偶变迹的波束合成处理，因此第二接收信号和第三接收信号在空间上正交，且均包含横向于第二超声波的发射方向的信号。
一实施例中，可以将上述步骤901和步骤902中对第二超声波的回波进行的偶变迹的波束合成替换为使用奇变迹的波束合成，也能得到在空间上正交第二接收信号和第三接收信号，第二接收信号和第三接收信号均包含横向于第二超声波的发射方向的信号。
一实施例中，通过对上述实施例横向振荡波束合成方法得到的第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。其中自相关计算的详细步骤可以参考上述实施例中的步骤502以及步骤801至步骤803的描述，在此不再重复赘述。
结合图1所示的超声成像装置10的结构框图示意图，本申请的一个实施例提供的血流频谱成像方法，可以包括如下步骤301至步骤305：
步骤301，向目标对象的血管区域发射第一超声波，接收血管区域返回的第一超声波的回波，对第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤201及步骤201相关实施例的描述，此处不再赘述。
步骤302，根据第一接收信号获得血管区域的组织图像。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤202及步骤202相关实施例的描述，此处不再赘述。
步骤303，显示组织图像并获取在组织图像的血管区域中设置的取样位置。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤203及步骤203相关实施例的描述，此处不再赘述。
步骤304，对取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，得到取样位置对应的多组血流速度矢量数据。
本步骤中，通过超声探头100向取样位置对应的区域发射第二超声波和第三超声波，通过超声探头100接收取样位置对应的区域返回的第二超声波的回波和第三超声波的回波以进行波束合成和自相关计算，得到一组血流速度矢量数据，这样完成一次血流速度矢量计算，具体的血流速度矢量计算的步骤在下文详细叙述。通过对取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，能够得到多组不同时间段的血流速度矢量数据，其中多组血流速度矢量数据可以通过数组、表格、集合等方式存储在超声成像装置10的缓存或存储器107中。
步骤305，根据多组血流速度矢量数据生成血流运动速度曲线谱，并显示血流运动速度曲线谱，其中血流运动速度曲线谱用于表示取样位置对应的血流速度随时间的变化情况。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤205及步骤205相关实施例的描述，此处不再赘述。
一实施例中，参见图11所示，上述步骤304中，每次对取样位置对应的区域进行的血流速度矢量计算具体包括以下步骤：
步骤1101，根据第二超声波发射信号激励超声探头向取样位置对应的区域发射第二超声波，根据第三超声波发射信号激励超声探头向取样位置对应的区域发射第三超声波。
本步骤中，第二超声波发射信号和第三超声波发射信号是通过对同一个超声波发射信号进行偶变迹和奇变迹处理得到的，该同一个超声波发射信号可以理解为初始超声波发射信号，即对该初始超声波发射信号进行偶变迹得到第二超声波发射信号，对该初始超声波发射信号进行奇变迹得到第三超声波发射信号。在一些实施例中，初始超声波发射信号为预设的超声波发射信号，另外，在一些实施例中，初始超声波发射信号可以被预先存储在存储器107中，当需要进行血流速度矢量计算时，处理器105通过读取存储器107获取初始超声波发射信号。在另一些实施例中，处理器105还可以从超声成像装置10获取初始超声波发射信号，例如从服务器获取或者由用户输入。其中，一实施例中，可以对该初始超声波发射信号乘以偶变迹函数，得到第二超声波发射信号，对该初始超声波发射信号乘以奇变迹函数，得到第三超声波发射信号。
本步骤中，处理器105通过图1所示的发射电路101激励超声探头100向取样位置对应的区域发射第二超声波和第三超声波，其中，第二超声波和第三超声波为聚焦波且第二超声波和第三超声波的发射方向相同。
一实施例中，处理器105通过发射/接收选择开关102控制超声成像装置10处于超声波发射状态或超声波接收状态，其中，控制器105控制射/接收选择开关102以一定的发射时间间隔T向取样位置对应区域发射N次第二超声波和第三超声波，其中N为大于1的自然数。在每次结束发射后，发射/接收选择开关102控制超声探头100全通道接收第二超声波的回波数据，在接收时间T之后，控制控制射/接收选择开关102恢复发射状态，直至N次发射结束。
由于本步骤中采用聚焦波对取样位置对应的区域进行血流速度矢量计算，因此具有较高的采样帧率，因此依据本申请实施例血流速度矢量计算得到的血流速度矢量数据所绘制的，血流运动速度曲线谱可以具有较高的成像帧率，一实施例中，血流运动速度曲线谱的最高成像帧率大于100Hz。
步骤1102，接收取样位置对应的区域返回的第二超声波的回波和第三超声波的回波，得到第二接收信号和第三接收信号。
本步骤中，取样位置对应的区域返回第二超声波的回波和第三超声波的回波。这样取样位置对应的区域返回的第二超声波的回波和第三声波的回波被超声探头100接收，并送至接收电路103转化为电信号，再通过波束合成电路104进行空间波束合成，得到第二接收信号和第三接收信号。由于第二超声波和第三超声波在发射时分别经过偶变迹和奇变迹处理，因此其回波被超声探头100接收并分别进行波束合成后的第二接收信号和第三接收信号在空间上正交，且第二接收信号和第三接收信号均包含横向于第二超声波或第三超声波的发射方向的信号。
步骤1103，对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。
本步骤的具体实现过程及其效果可以参考上述实施例中的步骤502以及步骤801至步骤803的描述，在此不再重复赘述。
本申请实施例提供的血流频谱成像方法，对组织图像中取样位置所对应的区域进行血流速度矢量计算，其中，通过对同一个初始超声波发射信号分别进行奇变迹和偶变迹处理后，得到第二超声波发射信号和第三超声波发射信号，根据第二超声波发射信号和第三超声波发射信号激励超声探头向取样位置对应的区域发送第二超声波和第三超声波，第二超声波和第三超声波均为聚焦波，通过接收第二超声波和第三超声波的回波得到空间上正交的第二接收信号和第三接收信号，第二接收信号和第三接收信号均包含横向于第二超声波或第三超声波的发射方向的信号，通过对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。与传统的血流速度的计算(例如PW技术)只能计算得到血流速度在超声波传播方向上的速度分量相比，本申请实施例通过血流速度矢量成像的波束合成还能够获取横向于第二超声波或第三超声波发射方向的信号，因此本申请实施例的血流速度矢量计算能够计算血流速度在横向和纵向上的速度分量，摆脱了对角度校正的依赖，消除了因角度校正带来的测量误差，从而获取组织图像中取样位置所对应区域实际准确的血流速度矢量数据。继而能够通过对组织图像中取样位置所对应的区域进行多次血流速度矢量计算，以生成准确的血流运动速度曲线谱。本申请实施例中的血流频谱成像方法不仅能够提高血流运动速度曲线谱的准确性，而且采用单一聚焦波对取样位置对应的区域持续发射并接收超声波，能够实现高帧率血流运动速度曲线谱的计算，能够较好的捕捉血流的细小变化。
结合图1所示的超声成像装置10的结构框图示意图，本申请的一个实施例提供的血流频谱成像方法，可以包括如下步骤401至步骤405：
步骤401，向目标对象的血管区域发射第一超声波，接收血管区域返回的第一超声波的回波，对第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤201及步骤201相关实施例的描述，此处不再赘述。
步骤402，根据第一接收信号获得血管区域的组织图像。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤202及步骤202相关实施例的描述，此处不再赘述。
步骤403，显示组织图像并获取在组织图像的血管区域中设置的取样位置。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤203及步骤203相关实施例的描述，此处不再赘述。
步骤404，对取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，得到取样位置对应的多组血流速度矢量数据。
本步骤中，处理器105通过超声探头100向取样位置对应的区域发射第二超声波和第三超声波，其中，第二超声波的发射方向和第三超声波的发射方向不同且相对于发射孔径的中线对称，其中，发射孔径为发射第二超声波或第三超声波时对应的发射孔径。处理器105通过超声探头100接收取样位置对应的区域返回的第二超声波的回波和第三超声波的回波以进行波束合成和自相关计算，得到一组血流速度矢量数据，这样完成一次血流速度矢量计算，具体的血流速度矢量计算的步骤在下文详细叙述。通过对取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，能够得到多组不同时间段的血流速度矢量数据，其中多组血流速度矢量数据可以通过数组、表格、集合等方式存储在超声成像装置10的缓存或存储器107中。
步骤405，根据多组血流速度矢量数据生成血流运动速度曲线谱，并显示血流运动速度曲线谱，其中血流运动速度曲线谱用于表示取样位置对应的血流速度随时间的变化情况。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤205及步骤205相关实施例的描述，此处不再赘述。
一实施例中，参见图12所示，上述步骤404中，每次对取样位置对应的区域进行的血流速度矢量计算具体包括以下步骤：
步骤1201，根据第二超声波发射信号激励超声探头以第一发射方向向取样位置对应的区域发射第二超声波，其中，第二超声波发射信号是通过对第一发射方向的超声波发射信号进行偶变迹处理得到的。
本步骤中，第二超声波为聚焦波，处理器105通过图1所示的发射电路101激励超声探头100以第一发射方向向取样位置对应的区域发射第二超声波。其中，处理器105可以通过控制发射电路101还用于对发射的波束进行相位延迟，使不同的发射阵元按照不同的时间发射超声波，以便调整第二超声波以第一发射方向向取样位置对应的区域发射。
本步骤中，第二超声波发射信号是通过对第一发射方向的超声波发射信号进行偶变迹处理得到的。处理器105通过发射电路101对第一发射方向的超声波发射信号进行偶变迹处理，得到第二超声波发射信号，其中，一实施例中，可以对第一发射方向的超声波发射信号乘以偶变迹函数，得到第二超声波发射信号。
步骤1202，接收取样位置对应的区域返回的第二超声波的回波，得到第二接收信号。
本步骤中，取样位置对应的区域返回第二超声波的回波，这样取样位置对应的区域返回的第二超声波的回波被超声探头100接收，并送至接收电路103转化为电信号，再通过波束合成电路104进行空间波束合成，得到第二接收信号。
步骤1203，根据第三超声波发射信号激励超声探头以第二发射方向向取样位置对应的区域发射第三超声波，其中，第三超声波发射信号是通过对第二发射方向的超声波发射信号进行偶变迹处理得到的。
本步骤中，第三超声波为聚焦波，处理器105通过图1所示的发射电路101激励超声探头100以第二发射方向向取样位置对应的区域发射第三超声波。其中，上述第一发射方向和第二发射方向不同且相对于发射孔径的中线对称，发射孔径为发射第二超声波或第三超声波时对应的发射孔径。
本步骤中，第三超声波发射信号是通过对第二发射方向的超声波发射信号进行偶变迹处理得到的。处理器105通过发射电路101对第二发射方向的超声波发射信号进行偶变迹处理，得到第三超声波发射信号，其中，一实施例中，可以对第二发射方向的超声波发射信号乘以偶变迹函数，得到第三超声波发射信号。
步骤1204，接收取样位置对应的区域返回的第三超声波的回波，得到第三接收信号。
本步骤中，取样位置对应的区域返回第三超声波的回波，这样取样位置对应的区域返回的第三超声波的回波被超声探头100接收，并送至接收电路103转化为电信号，再通过波束合成电路104进行空间波束合成，得到第三接收信号。
由于第二超声波发射信号和第三超声波发射信号是通过对不同发射方向的超声波发射信号进行偶变迹处理得到的，且第二超声波和第三超声波的发射方向相对于发射孔径的中线对称，因此第二接收信号和第三接收信号在空间上正交，其中第二接收信号包含横向于第二超声波的发射方向的信号，第三接收信号包含横向于第三超声波的发射方向的信号。
步骤1205，对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。
本步骤的具体实现过程及其效果可以参考上述实施例中的步骤502以及步骤801至步骤803的描述，在此不再重复赘述。
本申请实施例提供的血流频谱成像方法，对组织图像中取样位置所对应的区域进行血流速度矢量计算，其中，通过对不同发射方向的超声波发射信号分别进行偶变迹处理后，得到第二超声波发射信号和第三超声波发射信号，根据第二超声波发射信号和第三超声波发射信号激励超声探头向取样位置对应的区域发送第二超声波和第三超声波，第二超声波和第三超声波均为聚焦波，通过接收第二超声波和第三超声波的回波得到空间上正交的第二接收信号和第三接收信号，第二接收信号和第三接收信号均包含横向于第二超声波或第三超声波的发射方向的信号，通过对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。与传统的血流速度的计算(例如PW技术)只能计算得到血流速度在超声波传播方向上的速度分量相比，本申请实施例还能够获取横向于第二超声波或第三超声波发射方向的信号，因此本申请实施例的血流速度矢量计算能够计算血流速度在横向和纵向上的速度分量，摆脱了对角度校正的依赖，消除了因角度校正带来的测量误差，从而获取组织图像中取样位置所对应区域实际准确的血流速度矢量数据。继而能够通过对组织图像中取样位置所对应的区域进行多次血流速度矢量计算，以生成准确的血流运动速度曲线谱。本申请实施例中的血流频谱成像方法不仅能够提高血流运动速度曲线谱的准确性，而且采用单一聚焦波对取样位置对应的区域持续发射并接收超声波，能够实现高帧率血流运动速度曲线谱的计算，能够较好的捕捉血流的细小变化。
结合图1所示的超声成像装置10的结构框图示意图，本申请的一个实施例提供的血流频谱成像方法，可以包括如下步骤701至步骤705：
步骤701，向目标对象的血管区域发射第一超声波，接收血管区域返回的第一超声波的回波，对第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤201及步骤201相关实施例的描述，此处不再赘述。
步骤702，根据第一接收信号获得血管区域的组织图像。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤202及步骤202相关实施例的描述，此处不再赘述。
步骤703，显示组织图像并获取在组织图像的血管区域中设置的取样位置。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤203及步骤203相关实施例的描述，此处不再赘述。
步骤704，对取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，得到取样位置对应的多组血流速度矢量数据。
本步骤中，处理器105通过超声探头100向取样位置对应的区域发射第二超声波和第三超声波，其中，第二超声波的发射方向和第三超声波的发射方向不同且相对于发射孔径的中线对称，其中，发射孔径为发射第二超声波或第三超声波时对应的发射孔径。处理器105通过超声探头100接收取样位置对应的区域返回的第二超声波的回波和第三超声波的回波以进行波束合成和自相关计算，得到一组血流速度矢量数据，这样完成一次血流速度矢量计算，具体的血流速度矢量计算的步骤在下文详细叙述。通过对取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，能够得到多组不同时间段的血流速度矢量数据，其中多组血流速度矢量数据可以通过数组、表格、集合等方式存储在超声成像装置10的缓存或存储器107中。
步骤705，根据多组血流速度矢量数据生成血流运动速度曲线谱，并显示血流运动速度曲线谱，其中血流运动速度曲线谱用于表示取样位置对应的血流速度随时间的变化情况。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤205及步骤205相关实施例的描述，此处不再赘述。
一实施例中，参见图13所示，上述步骤704中，每次对取样位置对应的区域进行的血流速度矢量计算具体包括以下步骤：
步骤1301，根据第二超声波发射信号激励超声探头以第一发射方向向取样位置对应的区域发射第二超声波，其中，第二超声波发射信号是通过对第一发射方向的超声波发射信号进行奇变迹处理得到的。
本步骤中，第二超声波为聚焦波，处理器105通过图1所示的发射电路101激励超声探头100以第一发射方向向取样位置对应的区域发射第二超声波。其中，处理器105可以通过控制发射电路101还用于对发射的波束进行相位延迟，使不同的发射阵元按照不同的时间发射超声波，以便调整第二超声波以第一发射方向向取样位置对应的区域发射。
本步骤中，第二超声波发射信号是通过对第一发射方向的超声波发射信号进行奇变迹处理得到的。处理器105通过发射电路101对第一发射方向的超声波发射信号进行奇变迹处理，得到第二超声波发射信号，其中，一实施例中，可以对第一发射方向的超声波发射信号乘以奇变迹函数，得到第二超声波发射信号。
步骤1302，接收取样位置对应的区域返回的第二超声波的回波，得到第二接收信号。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤1202及步骤1202相关实施例的描述，此处不再赘述。
步骤1303，根据第三超声波发射信号激励超声探头以第二发射方向向取样位置对应的区域发射第三超声波，其中，第三超声波发射信号是通过对第二发射方向的超声波发射信号进行奇变迹处理得到的。
本步骤中，第三超声波为聚焦波，处理器105通过图1所示的发射电路101激励超声探头100以第二发射方向向取样位置对应的区域发射第三超声波。其中，上述第一发射方向和第二发射方向不同且相对于发射孔径的中线对称，发射孔径为发射第二超声波或第三超声波时对应的发射孔径。
本步骤中，第三超声波发射信号是通过对第二发射方向的超声波发射信号进行奇变迹处理得到的。处理器105通过发射电路101对第二发射方向的超声波发射信号进行奇变迹处理，得到第三超声波发射信号，其中，一实施例中，可以对第二发射方向的超声波发射信号乘以奇变迹函数，得到第三超声波发射信号。
步骤1304，接收取样位置对应的区域返回的第三超声波的回波，得到第三接收信号。
本步骤中，取样位置对应的区域在接收到第三超声波后返回第三超声波的回波，这样取样位置对应的区域返回的第三超声波的回波被超声探头100接收，并送至接收电路103转化为电信号，再通过波束合成电路104进行空间波束合成，得到第三接收信号。
由于第二超声波发射信号和第三超声波发射信号是通过对不同发射方向的超声波发射信号进行奇变迹处理得到的，且第二超声波和第三超声波的发射方向相对于发射孔径的中线对称，因此第二接收信号和第三接收信号在空间上正交，其中第二接收信号包含横向于第二超声波的发射方向的信号，第三接收信号包含横向于第三超声波的发射方向的信号。
步骤1305，对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。
本步骤的具体实现过程及其效果可以参考上述实施例中的步骤502以及步骤801至步骤803的描述，在此不再重复赘述。
本申请实施例提供的血流频谱成像方法，对组织图像中取样位置所对应的区域进行血流速度矢量计算，其中，通过对不同发射方向的超声波发射信号分别进行奇变迹处理后，得到第二超声波发射信号和第三超声波发射信号，根据第二超声波发射信号和第三超声波发射信号激励超声探头向取样位置对应的区域发送第二超声波和第三超声波，第二超声波和第三超声波均为聚焦波，通过接收第二超声波和第三超声波的回波得到空间上正交的第二接收信号和第三接收信号，第二接收信号和第三接收信号均包含横向于第二超声波或第三超声波的发射方向的信号，通过对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。与传统的血流速度的计算(例如PW技术)只能计算得到血流速度在超声波传播方向上的速度分量相比，本申请实施例还能够获取横向于第二超声波或第三超声波发射方向的信号，因此本申请实施例的血流速度矢量计算能够计算血流速度在横向和纵向上的速度分量，摆脱了对角度校正的依赖，消除了因角度校正带来的测量误差，从而获取组织图像中取样位置所对应区域实际准确的血流速度矢量数据。继而能够通过对组织图像中取样位置所对应的区域进行多次血流速度矢量计算，以生成准确的血流运动速度曲线谱。本申请实施例中的血流频谱成像方法不仅能够提高血流运动速度曲线谱的准确性，而且采用单一聚焦波对取样位置对应的区域持续发射并接收超声波，能够实现高帧率血流运动速度曲线谱的计算，能够较好的捕捉血流的细小变化。
结合图1所示的超声成像装置10的结构框图示意图，本申请的一个实施例提供的血流频谱成像方法，可以包括如下步骤1001至步骤1004：
步骤1001，向目标对象的血管区域发射第一超声波，接收血管区域返回的第一超声波的回波，对第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤201及步骤201相关实施例的描述，此处不再赘述。
步骤1002，根据第一接收信号获得血管区域的组织图像。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤202及步骤202相关实施例的描述，此处不再赘述。
步骤1003，显示组织图像并获取在组织图像的血管区域中设置的取样位置。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤203及步骤203相关实施例的描述，此处不再赘述。
步骤1004，对取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，得到取样位置对应的多组血流速度矢量数据。
本步骤中，通过超声探头100向取样位置对应的区域发射第二超声波，通过超声探头100接收取样位置对应的区域返回的第二超声波的回波进行波束合成和计算，得到一组血流速度矢量数据，这样完成一次血流速度矢量计算，具体的血流速度矢量计算的步骤在下文详细叙述。通过对取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，能够得到多组不同时间段的血流速度矢量数据，其中多组血流速度矢量数据可以通过数组、表格、集合等方式存储在超声成像装置10的缓存或存储器107中。
步骤1005，根据多组血流速度矢量数据生成血流运动速度曲线谱，并显示血流运动速度曲线谱，其中血流运动速度曲线谱用于表示取样位置对应的血流速度随时间的变化情况。
本步骤的具体实现过程及其效果可参考上述实施例中的步骤205及步骤205相关实施例的描述，此处不再赘述。
一实施例中，参见图14所示，上述步骤1004中，每次对取样位置对应的区域进行的血流速度矢量计算具体包括以下步骤：
步骤1401，根据第二超声波发射信号激励超声探头向取样位置对应的区域发射第二超声波，其中，第二超声波发射信号是通过对初始超声波发射信号进行偶变迹或奇变迹处理得到的。
本步骤中，第二超声波为聚焦波，处理器105通过图1所示的发射电路101激励超声探头100向血管区域发射第二超声波。
本步骤中，第二超声波发射信号是通过对初始超声波发射信号进行偶变迹或奇变迹处理得到的。处理器105通过发射电路101对初始超声波发射信号进行偶变迹或奇变迹处理，得到第二超声波发射信号，其中，一实施例中，可以对初始超声波发射信号乘以偶变迹或奇变迹函数，得到第二超声波发射信号。
步骤1402，接收取样位置对应的区域返回的第二超声波的回波。
本步骤中，血管区域返回的第二超声波的回波被超声探头100接收，并送至接收电路103转化为电信号。
步骤1403，以第一接收方向对第二超声波的回波进行高斯变迹或矩形变迹的波束合成，得到第二接收信号，以第二接收方向对第二超声波的回波进行高斯变迹或矩形变迹的波束合成，得到第三接收信号。
本步骤中，取样位置对应的区域在接收到第二超声波后返回第二超声波的回波，波束合成电路104以第一接收方向对第二超声波的回波进行空间波束合成处理，得到第二接收信号，波束合成电路104以第二接收方向对第二超声波的回波进行空间波束合成处理，得到第三接收信号。其中第一接收方向和第二接收方向不同且相对于发射孔径的中线对称，发射孔径为发射第二超声波时对应的发射孔径。
由于第二超声波发射信号是通过对初始超声波发射信号进行偶变迹或奇变迹处理得到的，且第一接收方向和第二接收方向不同且相对于发射孔径的中线对称，因此第二接收信号和第三接收信号在空间上正交，且均包含横向于第二超声波的发射方向的信号。
步骤1404，对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。
本步骤的具体实现过程及其效果可以参考上述实施例中的步骤502以及步骤801至步骤803的描述，在此不再重复赘述。
本申请实施例提供的血流频谱成像方法，对组织图像中取样位置所对应的区域进行血流速度矢量计算，其中，通过对初始超声波发射信号进行奇变迹或偶变迹处理后，得到第二超声波发射信号，根据第二超声波发射信号激励超声探头向取样位置对应的区域发射第二超声波，第二超声波为聚焦波，以第一接收方向和第二接收方向分别对取样位置对应区域返回的第二超声波的回波进行高斯变迹或矩形变迹的波束合成，得到第二接收信号和第三接收信号，其中第一接收方向和第二接收方向不同且相对于发射孔径的中线对称，第二接收信号和第三接收信号在空间上正交，第二接收信号和第三接收信号均包含横向于第二超声波的发射方向的信号，通过对第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到取样位置对应的血流速度矢量数据。与传统的血流速度的计算(例如PW技术)只能计算得到血流速度在超声波传播方向上的速度分量不同，本申请实施例还能够获取横向于第二超声波或第三超声波发射方向的信号，因此本申请实施例的血流速度矢量计算能够计算血流速度在横向和纵向上的速度分量，摆脱了对角度校正的依赖，消除了因角度校正带来的测量误差，从而获取组织图像中取样位置所对应区域实际准确的血流速度矢量数据。继而能够通过对组织图像中取样位置所对应的区域进行多次血流速度矢量计算，以生成准确的血流运动速度曲线谱。本申请实施例中的血流频谱成像方法不仅能够提高血流运动速度曲线谱的准确性，而且采用单一聚焦波对取样位置对应的区域持续发射并接收超声波，能够实现高帧率血流运动速度曲线谱的计算，能够较好的捕捉血流的细小变化。
本申请一个实施例提供的超声成像装置，包括：
超声探头；
发射/接收电路，发射/接收电路用于控制超声探头向目标对象的血管区域发射超声波并接收超声回波；
处理器，处理器用于处理超声波的回波，获得血管区域的组织图像和/或血流运动速度曲线谱；
显示器，显示器用于显示组织图像和/或血流运动速度曲线谱；
处理器还用于执行上述任意一个实施例的血流频谱成像方法。
本申请一个实施例提供的电子设备，包括存储器、处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述任意一个实施例的血流频谱成像方法。
本申请一个实施例提供的计算机存储介质，其上存储有计算机程序，应用于超声波成像装置，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一个实施例的血流频谱成像方法。
本申请一个实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行如上述任意一个实施例的血流频谱成像方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，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系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
还应了解，本申请实施例提供的各种实施方式可以任意进行组合，以实现不同的技术效果。
以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的共享条件下还可作出种种等同的变形或替换，这些等同的变形或替换均包括在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (26)

1.一种血流频谱成像方法，其特征在于，所述方法包括：
向目标对象的血管区域发射第一超声波，接收所述血管区域返回的所述第一超声波的回波，对所述第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号；
根据所述第一接收信号获得所述血管区域的组织图像；
显示所述组织图像并获取在所述组织图像的血管区域中设置的取样位置；
对所述取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，得到所述取样位置对应的多组血流速度矢量数据；
根据所述多组血流速度矢量数据生成血流运动速度曲线谱，并显示所述血流运动速度曲线谱，其中所述血流运动速度曲线谱用于表示所述取样位置对应的血流速度随时间的变化情况；
其中，每次对所述取样位置对应的区域进行的所述血流速度矢量计算包括：
向所述取样位置对应的区域发射第二超声波，所述第二超声波为聚焦波；
接收所述取样位置对应的区域返回的所述第二超声波的回波，对所述第二超声波的回波进行血流速度矢量成像的波束合成，获得在空间上正交的第二接收信号和第三接收信号，其中所述第二接收信号和第三接收信号均包含横向于所述第二超声波的发射方向的信号；
对所述第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到所述取样位置对应的所述血流速度矢量数据。
2.根据权利要求1所述的血流频谱成像方法，其特征在于，所述对所述第二超声波的回波进行血流速度矢量成像的波束合成，获得在空间上正交的第二接收信号和第三接收信号，包括:
对所述第二超声波的回波进行偶变迹的波束合成，得到所述第二接收信号；
对所述第二超声波的回波进行奇变迹的波束合成，得到所述第三接收信号。
3.根据权利要求2所述的血流频谱成像方法，其特征在于，所述对所述第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到所述取样位置对应的所述血流速度矢量数据，包括：
对所述第二接收信号和所述第三接收信号使用欧拉变换进行重组，然后通过外差调解得到纵向频移信号和横向频移信号；
分别对所述纵向频移信号和所述横向频移信号进行自相关计算，得到纵向相位信息和横向相位信息；
根据所述纵向相位信息和所述横向相位信息得到所述取样位置对应的横向血流速度分量和纵向血流速度分量，根据所述横向血流速度分量和所述纵向血流速度分量得到所述取样位置对应的所述血流速度矢量数据，所述血流速度矢量数据包括血流速度大小和血流速度方向。
4.根据权利要求1所述的血流频谱成像方法，其特征在于，所述对所述第二超声波的回波进行血流速度矢量成像的波束合成，获得在空间上正交的第二接收信号和第三接收信号，包括：
以第一接收方向对所述第二超声波的回波进行偶变迹的波束合成，得到所述第二接收信号，以第二接收方向对所述第二超声波的回波进行偶变迹的波束合成，得到所述第三接收信号；或者，
以第一接收方向对所述第二超声波的回波进行奇变迹的波束合成，得到所述第二接收信号，以第二接收方向对所述第二超声波的回波进行奇变迹的波束合成，得到所述第三接收信号；
其中，所述第一接收方向和所述第二接收方向不同，且相对于所述第人超声波的发射方向对称。
5.根据权利要求4所述的血流频谱成像方法，其特征在于，所述对所述第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到所述取样位置对应的所述血流速度矢量数据，包括：
对所述第二接收信号和所述第三接收信号进行自相关计算，得到所述取样位置对应的横向血流速度分量和纵向血流速度分量，根据所述横向血流速度分量和所述纵向血流速度分量得到所述取样位置对应的所述血流速度矢量数据，所述血流速度矢量数据包括血流速度大小和血流速度方向。
6.根据权利要求1所述的血流频谱成像方法，其特征在于，所述对所述第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号，包括：
对所述第一超声波的回波进行高斯变迹或矩形变迹的波束合成，得到所述第一接收信号。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的血流频谱成像方法，其特征在于，所述向所述取样位置对应的区域发射第二超声波包括：
控制超声探头的全部或部分阵元以时间间隔T向所述取样位置对应的区域发射N次第二超声波，其中N为大于1的自然数；
所述接收所述取样位置对应的区域返回的所述第二超声波的回波包括：
在每次发射所述第二超声波结束时，控制所述超声探头的全部阵元接收所述第二超声波的回波，经所述时间间隔T后，控制所述超声探头的全部或部分阵元向所述取样位置对应的区域发射下一次的第二超声波，直至所述N次发射结束。
8.根据权利要求1至6任意一项所述的血流频谱成像方法，其特征在于，所述取样位置包括测量点或测量线。
9.根据权利要求1至6任意一项所述的血流频谱成像方法，其特征在于，所述多组血流速度矢量数据对应不同的测量时间信息，其中所述血流速度矢量数据包括血流速度大小和血流速度方向；
所述根据所述多组血流速度矢量数据生成血流运动速度曲线谱包括：
根据所述测量时间信息和所述血流速度矢量数据确定不同测量时间对应的血流速度大小和血流速度方向，并根据所述不同测量时间对应的血流速度大小和血流速度方向绘制所述血流运动速度曲线谱。
10.根据权利要求1至6任意一项所述的血流频谱成像方法，其特征在于，生成所述血流运动速度曲线谱的最高成像帧率大于100Hz。
11.根据权利要求1至6任意一项所述的血流频谱成像方法，其特征在于，所述血流运动速度曲线谱包括速度大小和/或方向随时间变化的速度曲线，所述速度曲线上设置有至少一个目标观察点，所述目标观察点上标记有量化数据，所述量化数据包括速度数值、时间数值或角度数值中的至少一项，其中，所述速度数值表征所述取样位置的血流速度大小，所述角度数值表征所述取样位置的血流速度方向。
12.根据权利要求11所述的血流频谱成像方法，其特征在于，通过在所述目标观察点上延伸有指向所述量化数据的箭头，以实现所述量化数据的标记。
13.根据权利要求12所述的血流频谱成像方法，其特征在于，所述箭头的方向表征所述目标观察点对应的血流速度方向，所述箭头的长度表征所述目标观察点对应的血流速度大小。
14.根据权利要求11所述的血流频谱成像方法，其特征在于，所述方法还包括：
当检测到所述目标观察点移动，根据所述目标观察点移动后的位置更新所述目标观察点上标记的所述量化数据。
15.一种血流频谱成像方法，其特征在于，所述方法包括：
向目标对象的血管区域发射第一超声波，接收所述血管区域返回的所述第一超声波的回波，对所述第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号；
根据所述第一接收信号获得所述血管区域的组织图像；
显示所述组织图像并获取在所述组织图像的血管区域中设置的取样位置；
对所述取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，得到所述取样位置对应的多组血流速度矢量数据；
根据所述多组血流速度矢量数据生成血流运动速度曲线谱，并显示所述血流运动速度曲线谱，其中所述血流运动速度曲线谱用于表示所述取样位置对应的血流速度随时间的变化情况；
其中，每次对所述取样位置对应的区域进行的所述血流速度矢量计算包括：
根据第二超声波发射信号激励超声探头向所述取样位置对应的区域发射第二超声波，根据第三超声波发射信号激励所述超声探头向所述取样位置对应的区域发射第三超声波，其中，所述第二超声波发射信号和所述第三超声波发射信号是通过对同一个超声波发射信号进行偶变迹和奇变迹处理得到的，所述第二超声波和所述第三超声波为聚焦波且所述第二超声波和所述第三超声波的发射方向相同；
接收所述取样位置对应的区域返回的所述第二超声波的回波和所述第三超声波的回波，得到第二接收信号和第三接收信号，其中所述第二接收信号和第三接收信号在空间上正交，所述第二接收信号和第三接收信号均包含横向于所述第二超声波或所述第三超声波的发射方向的信号；
对所述第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到所述取样位置对应的所述血流速度矢量数据。
16.一种血流频谱成像方法，其特征在于，所述方法包括：
向目标对象的血管区域发射第一超声波，接收所述血管区域返回的所述第一超声波的回波，对所述第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号；
根据所述第一接收信号获得所述血管区域的组织图像；
显示所述组织图像并获取在所述组织图像的血管区域中设置的取样位置；
对所述取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，得到所述取样位置对应的多组血流速度矢量数据；
根据所述多组血流速度矢量数据生成血流运动速度曲线谱，并显示所述血流运动速度曲线谱，其中所述血流运动速度曲线谱用于表示所述取样位置对应的血流速度随时间的变化情况；
其中，每次对所述取样位置对应的区域进行的所述血流速度矢量计算包括：
根据第二超声波发射信号激励超声探头以第一发射方向向所述取样位置对应的区域发射第二超声波，其中，所述第二超声波发射信号是通过对第一发射方向的超声波发射信号进行偶变迹处理得到的；
接收所述取样位置对应的区域返回的所述第二超声波的回波，得到第二接收信号；
根据第三超声波发射信号激励所述超声探头以第二发射方向向所述取样位置对应的区域发射第三超声波，其中，所述第三超声波发射信号是通过对第二发射方向的超声波发射信号进行偶变迹处理得到的；
接收所述取样位置对应的区域返回的所述第三超声波的回波，得到第三接收信号；
其中所述第二超声波和所述第三超声波为聚焦波，所述第一发射方向和第二发射方向不同且相对于发射孔径的中线对称，所述发射孔径为发射所述第二超声波或所述第三超声波时对应的发射孔径；
其中所述第二接收信号和第三接收信号在空间上正交，所述第二接收信号包含横向于所述第二超声波的发射方向的信号，所述第三接收信号包含横向于所述第三超声波的发射方向的信号；
对所述第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到所述取样位置对应的所述血流速度矢量数据。
17.一种血流频谱成像方法，其特征在于，所述方法包括：
向目标对象的血管区域发射第一超声波，接收所述血管区域返回的所述第一超声波的回波，对所述第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号；
根据所述第一接收信号获得所述血管区域的组织图像；
显示所述组织图像并获取在所述组织图像的血管区域中设置的取样位置；
对所述取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，得到所述取样位置对应的多组血流速度矢量数据；
根据所述多组血流速度矢量数据生成血流运动速度曲线谱，并显示所述血流运动速度曲线谱，其中所述血流运动速度曲线谱用于表示所述取样位置对应的血流速度随时间的变化情况；
其中，每次对所述取样位置对应的区域进行的所述血流速度矢量计算包括：
根据第二超声波发射信号激励超声探头以第一发射方向向所述取样位置对应的区域发射第二超声波，其中，所述第二超声波发射信号是通过对第一发射方向的超声波发射信号进行奇变迹处理得到的；
接收所述取样位置对应的区域返回的所述第二超声波的回波，得到第二接收信号；
根据第三超声波发射信号激励所述超声探头以第二发射方向向所述取样位置对应的区域发射第三超声波，其中，所述第三超声波发射信号是通过对第二发射方向的超声波发射信号进行奇变迹处理得到的；
接收所述取样位置对应的区域返回的所述第三超声波的回波，得到第三接收信号；
其中所述第二超声波和所述第三超声波为聚焦波，所述第一发射方向和第二发射方向不同且相对于发射孔径的中线对称，所述发射孔径为发射所述第二超声波或所述第三超声波时对应的发射孔径；
其中所述第二接收信号和第三接收信号在空间上正交，所述第二接收信号包含横向于所述第二超声波的发射方向的信号，所述第三接收信号包含横向于所述第三超声波的发射方向的信号；
对所述第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到所述取样位置对应的所述血流速度矢量数据。
18.一种血流频谱成像方法，其特征在于，所述方法包括：
向目标对象的血管区域发射第一超声波，接收所述血管区域返回的所述第一超声波的回波，对所述第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号；
根据所述第一接收信号获得所述血管区域的组织图像；
显示所述组织图像并获取在所述组织图像的血管区域中设置的取样位置；
对所述取样位置对应的区域进行多次血流速度矢量计算，得到所述取样位置对应的多组血流速度矢量数据；
根据所述多组血流速度矢量数据生成血流运动速度曲线谱，并显示所述血流运动速度曲线谱，其中所述血流运动速度曲线谱用于表示所述取样位置对应的血流速度随时间的变化情况；
其中，每次对所述取样位置对应的区域进行的所述血流速度矢量计算包括：
根据第二超声波发射信号激励超声探头向所述取样位置对应的区域发射第二超声波，其中，所述第二超声波发射信号是通过对初始超声波发射信号进行偶变迹或奇变迹处理得到的，所述第二超声波为聚焦波；
接收所述取样位置对应的区域返回的所述第二超声波的回波；
以第一接收方向对所述第二超声波的回波进行高斯变迹或矩形变迹的波束合成，得到第二接收信号，以第二接收方向对所述第二超声波的回波进行高斯变迹或矩形变迹的波束合成，得到第三接收信号，其中所述第一接收方向和所述第二接收方向不同且相对于发射孔径的中线对称，所述发射孔径为发射所述第二超声波时对应的发射孔径；
其中所述第二接收信号和第三接收信号在空间上正交，所述第二接收信号和第三接收信号均包含横向于所述第二超声波的发射方向的信号；
对所述第二接收信号和第三接收信号进行自相关计算，得到所述取样位置对应的所述血流速度矢量数据。
19.根据权利要求15至18任意一项所述的血流频谱成像方法，其特征在于，所述对所述第一超声波的回波进行组织成像的波束合成，获得第一接收信号，包括：
对所述第一超声波的回波进行高斯变迹或矩形变迹的波束合成，得到所述第一接收信号。
20.根据权利要求15至18任意一项所述的血流频谱成像方法，其特征在于，所述取样位置包括测量点或测量线。
21.根据权利要求15至18任意一项所述的血流频谱成像方法，其特征在于，生成所述血流运动速度曲线谱的最高成像帧率大于100Hz。
22.根据权利要求15至18所述的血流频谱成像方法，其特征在于，所述血流运动速度曲线谱包括速度大小和/或方向随时间变化的速度曲线，所述速度曲线上设置有至少一个目标观察点，所述目标观察点上标记有量化数据，所述量化数据包括速度数值、时间数值或角度数值中的至少一项，其中，所述速度数值表征所述取样位置的血流速度大小，所述角度数值表征所述取样位置的血流速度方向。
23.根据权利要求22所述的血流频谱成像方法，其特征在于，通过在所述目标观察点上延伸有指向所述量化数据的箭头，以实现所述量化数据的标记。
24.根据权利要求23所述的血流频谱成像方法，其特征在于，所述箭头的方向表征所述目标观察点对应的血流速度方向，所述箭头的长度表征所述目标观察点对应的血流速度大小。
25.根据权利要求22所述的血流频谱成像方法，其特征在于，所述方法还包括：
当检测到所述目标观察点移动，根据所述目标观察点移动后的位置更新所述目标观察点上标记的所述量化数据。
26.一种超声成像装置，其特征在于，包括：
超声探头；
发射/接收电路，所述发射/接收电路用于控制所述超声探头向目标对象的血管区域发射超声波并接收超声回波；
处理器，所述处理器用于处理所述超声波的回波，获得所述血管区域的组织图像和/或血流运动速度曲线谱；
显示器，所述显示器用于显示所述组织图像和/或血流运动速度曲线谱；
所述处理器还用于执行上述权利要求1至25中任意一项所述的血流频谱成像方法。
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