CN118011366A - 超声成像设备的剪切波的速度估计方法及其装置 - Google Patents

超声成像设备的剪切波的速度估计方法及其装置 Download PDF

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CN118011366A CN202410152917.7A CN202410152917A CN118011366A CN 118011366 A CN118011366 A CN 118011366A CN 202410152917 A CN202410152917 A CN 202410152917A CN 118011366 A CN118011366 A CN 118011366A
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Abstract

本发明的实施例提供了一种超声成像设备的剪切波的速度估计方法及其装置，方法包括分别确定超声成像设备的感兴趣区域和剪切波的激励线的位置；基于感兴趣区域和激励线的位置，确定位于感兴趣区域内的检测线与激励线的几何关系；基于几何关系，确定位于感兴趣区域内的第一参考待求点和第二参考待求点；对于第一参考待求点和/或第二参考待求点不具有采样数据的情况，基于几何关系，确定位于感兴趣区域内的多个第一速度待求点和多个第二速度待求点，根据多个第一速度待求点、多个第二速度待求点和超声成像设备的采样数据，确定剪切波的速度。有效保证了剪切波位移量，提高了估计灵敏度，避免了由于估计算法的不稳健导致估计误差的增大。

Description

超声成像设备的剪切波的速度估计方法及其装置
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设备的剪切波的速度估计方法、一种超声成像设备、一种电子设备和一种存储介质。
背景技术
剪切波弹性成像技术是利用超声声束产生的声辐射力在生物组织中产生剪切波，再检测剪切波的传播参数，以量化生物组织硬度，进而临床鉴定病理程度的一项技术。目前，超声剪切波弹性成像技术在临床上得到越来越广泛的使用，被广泛的用于软组织和器官的肿瘤的良恶性鉴别以及其他能够引起生物组织硬度发生改变的疾病诊断。而剪切波弹性成像的核心算法是检测剪切波在生物组织中的传播速度。但基于声辐射力的剪切波弹性成像技术在生物组织内部引起的剪切波位移量非常小，一般在微米级别，对剪切波的检测和速度计算造成非常大的困难。
当前剪切波的速度估计方法通常是基于超声成像设备的同检测线上的采样数据进行插值运算来估计剪切波的速度。这很难获得准确、稳定、灵敏度高的剪切波速度估计结果。
因此，亟需一种新的剪切波的速度估计方法以至少部分地解决上述技术问题。
发明内容
考虑到上述问题而提出了本发明。根据本发明的一个方面，提供了一种超声成像设备的剪切波的速度估计方法，包括：分别确定超声成像设备的感兴趣区域和剪切波的激励线的位置；基于感兴趣区域和激励线的位置，确定位于感兴趣区域内的检测线与激励线之间的几何关系；基于几何关系，确定位于感兴趣区域内的第一参考待求点和第二参考待求点，其中，第一参考待求点与第二参考待求点分别位于不同的检测线上，且第一参考待求点与第二参考待求点之间的连线与剪切波的传播方向相同；对于第一参考待求点和/或第二参考待求点不具有采样数据的情况，基于几何关系，确定位于感兴趣区域内的多个第一速度待求点和多个第二速度待求点，并且根据多个第一速度待求点、多个第二速度待求点和超声成像设备的采样数据，确定剪切波的速度；其中，多个第一速度待求点包括第一参考待求点，第二速度待求点包括第二参考待求点，多个第一速度待求点是分别位于不同的检测线上的共剪切波波前的待求点，多个第二速度待求点是分别位于不同的检测线上的共剪切波波前的待求点。
示例性地，根据多个第一速度待求点、多个第二速度待求点和超声成像设备的采样数据，确定剪切波的速度，包括：分别判断多个第一速度待求点和多个第二速度待求点是否具有采样数据；对于存在至少一个第一速度待求点具有采样数据并且存在至少一个第二速度待求点具有采样数据的情况，基于具有采样数据的第一速度待求点的采样数据和具有采样数据的第二速度待求点的采样数据，计算剪切波的速度；对于所有第一速度待求点均不具有采样数据和/或所有第二速度待求点均不具有采样数据的情况，基于多个第一速度待求点确定第一速度求取点和/或基于多个第二速度待求点确定第二速度求取点，并且基于第一速度求取点的采样数据和/或第二速度求取点的采样数据，计算剪切波的速度。
示例性地，基于多个第一速度待求点确定第一速度求取点和/或基于多个第二速度待求点确定第二速度求取点，包括：确定多个已知点中每个已知点与第一采样点的距离，其中，第一采样点是与该已知点位于同一帧且同一检测线上的、具有采样数据的、与该已知点距离最近的点，多个已知点包括多个第一速度待求点和/或多个第二速度待求点；在多个已知点与各自的第一采样点的距离中，确定最小距离，以将该最小距离所对应的第一采样点确定为多个已知点对应的速度求取点。
示例性地，计算剪切波的速度包括：基于互相关方法，确定剪切波传播到第一确定点和第二确定点的时间差，其中，第一确定点包括具有采样数据的第一速度待求点或者第一速度求取点，第二确定点包括具有采样数据的第二速度待求点或者第二速度求取点；基于时间差和第一参考待求点与第二参考待求点之间距离，计算剪切波的速度。
示例性地，基于互相关方法，确定剪切波传播到第一确定点和第二确定点的时间差，包括：计算当前帧中第一确定点的采样数据与其他帧中第二确定点的采样数据的互相关系数；根据互相关系数取得最大值时的第二确定点所在的帧，确定时间差。
示例性地，基于具有采样数据的第一速度待求点的采样数据和具有采样数据的第二速度待求点的采样数据，计算剪切波的速度，包括：基于与第一参考待求点距离最近的、具有采样数据的第一速度待求点的采样数据和与第二参考待求点距离最近的、具有采样数据的第二速度待求点的采样数据，计算剪切波的速度。
示例性地，超声成像设备基于马赫锥声辐射力剪切波进行超声成像，基于感兴趣区域和激励线的位置，确定位于感兴趣区域内的检测线与激励线之间的几何关系，包括：基于激励线的位置，确定与激励线成马赫锥角的第一线的位置；基于第一线的位置和感兴趣区域，确定位于感兴趣区域内的检测线与激励线之间的几何关系。
示例性地，第一参考待求点与第二参考待求点位于相邻的检测线上。
示例性地，方法还包括：对于第一参考待求点和第二参考待求点均具有采样数据的情况，根据第一参考待求点的采样数据和第二参考待求点的采样数据，确定剪切波的速度。
根据本发明的另一方面，还提供了一种超声成像设备，包括：设置模块，用于分别确定超声成像设备的感兴趣区域和剪切波的激励线的位置；几何关系确定模块，用于基于感兴趣区域和激励线的位置，确定位于感兴趣区域内的检测线与激励线之间的几何关系；参考点确定模块，用于基于几何关系，确定位于感兴趣区域内的第一参考待求点和第二参考待求点，其中，第一参考待求点与第二参考待求点分别位于不同的检测线上，且第一参考待求点与第二参考待求点之间的连线与剪切波的传播方向相同；第一速度确定模块，用于对于第一参考待求点和/或第二参考待求点不具有采样数据的情况，基于几何关系，确定位于感兴趣区域内的多个第一速度待求点和多个第二速度待求点，并且根据多个第一速度待求点、多个第二速度待求点和超声成像设备的采样数据，确定剪切波的速度；其中，多个第一速度待求点包括第一参考待求点，第二速度待求点包括第二参考待求点，多个第一速度待求点是分别位于不同的检测线上的共剪切波波前的待求点，多个第二速度待求点是分别位于不同的检测线上的共剪切波波前的待求点。
根据本发明的又一方面，还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，其中，存储器中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器运行时用于执行如上所述的剪切波的速度估计方法。
根据本发明的再一方面，还提供了一种存储介质，在存储介质上存储了程序指令，程序指令在运行时用于执行如上所述的剪切波的速度估计方法。
根据上述技术方案，可以通过激励线位置得到剪切波的传播方向，接着利用激励线与感兴趣区域内检测线之间的几何关系，在剪切波的传播方向上确定位于不同检测线上的第一参考待求点和第二参考待求点，通过判断确定第一参考待求点与第二参考待求点中至少一个不具有采样数据时，可以根据与不具有采样数据的第一参考待求点或第二参考待求点位于同一个共剪切波波前的多个第一速度待求点或多个第二速度待求点的采样数据，确定剪切波的速度。与传统的基于利用同检测线上数据插值得到的采样数据进行速度估计相比，上述技术方案中，考虑到同检测线上各采样点非共剪切波波前的问题，利用了激励线、检测线与剪切波的传播方向之间的关系，提高了估计灵敏度，避免了由于速度估计算法的不稳健导致估计误差的增大，有效提高了剪切波速度估计结果的灵敏性与准确性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1示出了根据本发明一个实施例的超声成像设备的剪切波的速度估计方法的示意性流程图；
图2a示出了根据本发明一个实施例的探头的检测线的示意图；
图2b示出了根据本发明另一个实施例的探头的检测线的示意图；
图3示出了根据本发明一个实施例的剪切波成像的示意图；
图4示出了根据本发明一个实施例的感兴趣区域内多次观测的采样数据的示意图；
图5示出了根据本发明另一个实施例的剪切波成像的示意图；
图6示出了根据本发明一个实施例的超声成像设备的示意性框图；以及
图7示出了根据本发明一个实施例的电子设备的示意性框图。
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。
根据本发明一个实施例，提供了一种超声成像设备的剪切波的速度估计方法。图1示出了根据本发明一个实施例的超声成像设备的剪切波的速度估计方法100的示意性流程图。如图1所示，方法100可以包括以下步骤。
步骤S110，分别确定超声成像设备的感兴趣区域和剪切波的激励线的位置。
可以理解，可以将超声成像设备的探头放置在检查区域，以利用探头实时采集检查区域内生物组织对应的超声图像。可以响应于用户的输入操作，在超声图像中确定感兴趣区域，该感兴趣区域的位置和大小均可以调整。可以根据探头的检测线的扫查方式的不同而得到不同形状的感兴趣区域，图2a和图2b分别示出了根据本发明不同实施例的探头的检测线的示意图。检测线又可以称为扫查线，其是探头发出的超声波针对目标组织进行扫描时的路径。不同的扫查线可以提供不同的视角和信息。图2a示出了凸阵探头，其检测线可以以虚拟圆心O为圆心，实现不同方向和角度的扫描，获取生物组织的全方位信息。对于凸阵探头的检测线，可以得到二维扇形的感兴趣区域(ROI)。图2b示出了线阵探头，其所产生的检测线为平行关系。该线阵检测线可以得到二维矩形的感兴趣区域。利用探头检测线的扫查方式，可以确定激励线的位置。在图2a和图2b中分别示出了不同探头检测线所确定的激励线的位置，在图2a和图2b中示出为Pu。可以理解，剪切波传播波前和激励线是平行的。
步骤S120，基于感兴趣区域和激励线的位置，确定位于感兴趣区域内的检测线与激励线之间的几何关系。
在根据前述步骤S110分别确定了感兴趣区域和激励线的位置之后。可以确定激励线与位于感兴趣区域内的检测线之间的几何关系。对于图2a的凸阵检测线，可以确定激励线与其相交于虚拟圆心O并且成某一特定角度，对于图2b的线阵检测线，可以确定激励线与其之间的几何关系为平行。
步骤S130，基于步骤S120所确定的几何关系，确定位于感兴趣区域内的第一参考待求点和第二参考待求点，其中，第一参考待求点与第二参考待求点分别位于不同的检测线上，且第一参考待求点与第二参考待求点之间的连线与剪切波的传播方向相同。
图3示出了根据本发明一个实施例的剪切波成像的示意图。如图3所示，S表示探头全部扫查区域，D表示剪切波的传播方向。具体地，在确定了检测线与激励线之间的几何关系之后，可以利用剪切波的传播方向垂直于激励线的原则，确定剪切波的传播方向。从而可以在剪切波的传播方向上，即在剪切波传播过程中分别确定位于不同的检测线上同时还位于感兴趣区域内的第一参考待求点A0和第二参考待求点B0。具体参见图3可知，第一参考待求点A0和第二参考待求点B0分别为沿剪切波的传播方向D上的直线与不同检测线的“交点”。可选地，第一参考待求点与第二参考待求点可以位于相邻的检测线上，还可以位于间隔固定条数检测线的检测线上，其中，间隔的条数可以根据经验等进行任意合理设置，例如，1、2等，在此不做限定。第一参考待求点与第二参考待求点之间的绝对物理距离表示为Δd，结合剪切波经过这两点的时间差即可得到准确度、稳定性更高的剪切波速度估计值。
步骤S140，对于第一参考待求点和/或第二参考待求点不具有采样数据的情况，基于步骤S120所确定的几何关系，确定位于感兴趣区域内的多个第一速度待求点和多个第二速度待求点，并且根据多个第一速度待求点、多个第二速度待求点和超声成像设备的采样数据，确定剪切波的速度。其中，第一速度待求点包括第一参考待求点，第二速度待求点包括第二参考待求点。多个第一速度待求点是分别位于不同的检测线上的共剪切波波前的待求点，多个第二速度待求点是分别位于不同的检测线上的共剪切波波前的待求点。
根据前文所述，第一参考待求点与第二参考待求点均位于感兴趣区域内的检测线上。一般来说，感兴趣区域内的检测线上的采样点是欠采样的。因此，第一参考待求点和第二参考待求点中的一者或两者可能没有采样数据，其中，采样数据可以表示为x(p，l，f)，p表示感兴趣区域中的轴向点数，l表示感兴趣区域中的横向线数，f表示帧数。图4示出了根据本发明一个实施例的感兴趣区域内多次观测的采样数据的示意图。其中，感兴趣区域内的总轴向点数为P，总横向线数为L，总帧数为F。
示例性地，基于激励线Pu可以分别获得经过第一参考待求点A0或第二参考待求点B0的平行于激励线的共剪切波波前。在图3所示实施例中，平行激励线Pu可以得到第一参考待求点A0处等时间剪切波波前s1和第二参考待求点B0处等时间剪切波波前s2。波前s1、s2和各检测线交点分别为多个第一速度待求点[A-n，…，A-1，A0，A1，…，An]和多个第二速度待求点[B-n，…，B-1，B0，B1，…，Bn]，其中，n∈[-L/2，L/2]。如上可知，多个第一速度待求点中包括第一参考待求点A0，多个第二速度待求点中包括第二参考待求点B0。
在上述第一参考待求点与第二参考待求点位于相邻的检测线上的情况，可以获得更多的第一速度待求点和第二速度待求点。相应地，第一速度待求点和第二速度待求点具有更大概率是采样点。由此，保证了剪切波的速度估计的准确性。
可以通过探头扫查的物理位置，确定各个具有采样数据的采样点的物理位置。可以理解，采样点在检测线上是离散的。可以基于待求点和采样点各自的位置来确定各个待求点是否具有采样数据，即是否为采样点。第一参考待求点A0或第二参考待求点B0可能并非采样点，换言之在其对应位置不具有采样数据。例如，第一参考待求点A0或第二参考待求点B0的物理位置在任意两个相邻的采样点的物理位置之间。此时可以根据多个第一速度待求点、多个第二速度待求点和超声成像设备的采样数据，确定剪切波的速度。所有第一速度待求点均是共剪切波波前的，所以可以利用第一速度待求点以及超声成像设备的采样数据来估计剪切波传播到第一参考待求点时的第一时刻。同理，所有第二速度待求点均是共剪切波波前的，所以可以利用第二速度待求点以及超声成像设备的采样数据来估计剪切波传播到第二参考待求点时的第二时刻。可以基于第一时刻和第二时刻来确定剪切波从第一参考待求点A0传播到第二参考待求点B0的时间差。进而可以基于该时间差来估计剪切波的速度。
根据上述技术方案，可以通过激励线位置得到剪切波的传播方向，接着利用激励线与感兴趣区域内检测线之间的几何关系，在剪切波的传播方向上确定位于不同检测线上的第一参考待求点和第二参考待求点，通过判断确定第一参考待求点与第二参考待求点中至少一个不具有采样数据时，可以根据与不具有采样数据的第一参考待求点或第二参考待求点位于同一个共剪切波波前的多个第一速度待求点或多个第二速度待求点的采样数据，确定剪切波的速度。与传统的基于利用同检测线上数据插值得到的采样数据进行速度估计相比，上述技术方案中，考虑到同检测线上各采样点非共剪切波波前的问题，利用了激励线、检测线与剪切波的传播方向之间的关系，提高了估计灵敏度，避免了由于速度估计算法的不稳健导致估计误差的增大，有效提高了剪切波速度估计结果的灵敏性与准确性。最后，该方案支持不同超声成像设备的各种探头检测线排列方式。
示例性地，方法还可以包括：步骤S150，对于第一参考待求点和第二参考待求点均具有采样数据的情况，根据第一参考待求点的采样数据和第二参考待求点的采样数据，确定剪切波的速度。
若第一参考待求点和第二参考待求点均具有采样数据，则可以执行步骤S150，直接利用第一参考待求点的采样数据和第二参考待求点的采样数据确定剪切波的速度。可以理解，步骤S140和步骤S150属于参考待求点是否具有采样数据的不同情况的不同执行步骤，二者没有执行上的先后顺序。上述步骤S140和步骤S150这种分情况处理的方式可以有效提高剪切波速度估计过程中的高灵敏度。
上述技术方案中，在第一参考待求点和第二参考待求点均具有采样数据的情况下，直接根据第一参考待求点的采样数据和第二参考待求点的采样数据，确定剪切波的速度。所确定的剪切波的速度更准确无误。
示例性地，步骤S140中根据多个第一速度待求点、多个第二速度待求点和超声成像设备的采样数据，确定剪切波的速度可以包括以下步骤。
步骤S141，分别判断多个第一速度待求点和多个第二速度待求点是否具有采样数据。前文已经对如何判断待求点是否具有采样数据进行了详细描述，在此不再赘述。
步骤S142，对于存在至少一个第一速度待求点具有采样数据并且存在至少一个第二速度待求点具有采样数据的情况，基于具有采样数据的第一速度待求点的采样数据和具有采样数据的第二速度待求点的采样数据，计算剪切波的速度。
根据上述判断结果，确定多个第一速度待求点中至少有一个第一速度待求点具有采样数据，同时多个第二速度待求点中至少有一个第二速度待求点具有采样数据，在此情况下，可以利用具有采样数据的第一速度待求点的采样数据表示第一参考待求点的采样数据，利用具有采样数据的第二速度待求点的采样数据表示第二参考待求点的采样数据。之后利用这些采样数据计算剪切波的速度。
步骤S143，对于所有第一速度待求点均不具有采样数据和/或所有第二速度待求点均不具有采样数据的情况，基于多个第一速度待求点确定第一速度求取点和/或基于多个第二速度待求点确定第二速度求取点，并且基于第一速度求取点的采样数据和/或第二速度求取点的采样数据，计算剪切波的速度。
若根据上述判断结果确定所有第一速度待求点均不具有采样数据，则可以基于多个第一速度待求点，通过第一预设条件确定满足条件的第一速度求取点。可以利用第一速度求取点的采样数据表示第一参考待求点的采样数据。若根据上述判断结果确定所有第二速度待求点均不具有采样数据，则可以基于多个第二速度待求点，通过第二预设条件确定满足条件的第二速度求取点。可以利用第二速度求取点的采样数据表示第二参考待求点的采样数据。之后，可以利用这些采样数据计算剪切波的速度。
第一预设条件和第二预设条件可以根据经验或实际需求进行任意合理设置，在此不做限定。可以理解，通过第一预设条件和第二预设条件的筛选可以确定一个或多个满足条件的点，若满足条件的点为多个，可以利用新的条件在其中最终确定一个满足条件的点，将其作为第一速度求取点或第二速度求取点。
上述技术方案中，对于第一速度待求点和第二速度待求点是否具有采样数据的不同情况，进行不同计算操作。由此，可以极大程度上弥补欠采样下二维感兴趣区域中采样数据的一致性，保证速度估计结果的准确性和稳定性。
示例性地，步骤S142基于具有采样数据的第一速度待求点的采样数据和具有采样数据的第二速度待求点的采样数据，计算剪切波的速度可以包括：基于与第一参考待求点距离最近的、具有采样数据的第一速度待求点的采样数据和与第二参考待求点距离最近的、具有采样数据的第二速度待求点的采样数据，计算剪切波的速度。
再次参见图3，若多个第一速度待求点[A-n，…，A-1，A0，A1，…，An]中至少有一个第一速度待求点具有采样数据，同时多个第二速度待求点[B-n，…，B-1，B0，B1，…，Bn]中至少有一个第二速度待求点具有采样数据，则可以在具有采样数据的第一速度待求点中找出与第一参考待求点距离最近的采样点，利用该采样点的采样数据表示第一参考待求点的采样数据。在具有采样数据的第二速度待求点中找出与第二参考待求点距离最近的采样点，利用该采样点的采样数据表示第二参考待求点的采样数据。
上述技术方案中，基于与参考待求点最近的速度待求点的采样数据来表示参考待求点的采样数据。可以保证即使在参考待求点处不具有采样的数据的情况下，仍然能够弥补欠采样下二维感兴趣区域中数据的一致性，保证速度估计结果的准确性和稳定性，提高了剪切波实时成像中二维显示的一致性、准确性和稳定性。
示例性地，步骤S143中的基于多个第一速度待求点确定第一速度求取点和/或基于多个第二速度待求点确定第二速度求取点可以包括以下步骤。
步骤S143a，确定多个已知点中每个已知点与第一采样点的距离，其中，第一采样点是与该已知点位于同一帧且同一检测线上的、具有采样数据的、与该已知点距离最近的点，多个已知点包括多个第一速度待求点和/或多个第二速度待求点。
对于已知点是多个第一速度待求点的情况，若根据上述判断结果确定所有第一速度待求点均不具有采样数据，则可以基于每个第一速度待求点分别确定与各自位于同一帧且同一检测线上的多个采样点。对于每个第一速度待求点，可以确定其分别与所确定的多个采样点之间的距离。基于第一速度待求点与所确定的各个采样点之间的距离，在所确定的多个采样点中找出与该第一速度待求点距离最近的点，所确定的距离最近的点即为该第一速度待求点的第一采样点。
对于已知点是多个第二速度待求点的情况，与第一速度待求点类似地，若根据上述判断结果确定所有第二速度待求点均不具有采样数据，则可以基于每个第二速度待求点分别确定与各自位于同一帧且同一检测线上的多个采样点，对于每个第二速度待求点，可以确定其分别与所确定的多个采样点之间的距离。基于第二速度待求点与所确定的各个采样点之间的距离，在所确定的多个采样点中找出与该第二速度待求点距离最近的点，所确定的距离最近的点为该第二速度待求点的第一采样点。
步骤S143b，在多个已知点与各自的第一采样点的距离中，确定最小距离，以将该最小距离所对应的第一采样点确定为多个已知点对应的速度求取点。
如上所述，针对多个已知点中的每个已知点均确定了其与其第一采样点的距离，由此，获得了多个距离数值。示例性地，可以将所确定的多个距离数值按照大小进行排序，确定其中的最小距离。之后将该最小距离所对应的第一采样点确定为与该多个已知点对应的速度求取点。
可以理解，对于多个已知点包括多个第一速度待求点和多个第二速度待求点的情况，针对多个第一速度待求点和多个第二速度待求点分别执行上述步骤S143a和步骤S143b，以分别确定各自对应的速度求取点。
可以利用第一采样点的采样数据表示第一参考待求点和/或第二参考待求点的采样数据。
上述技术方案中，基于与速度待求点最近的第一采样点的采样数据来表示参考待求点的采样数据。可以保证即使在速度待求点处不具有采样的数据的情况下，仍然能够保证速度估计结果的准确性和稳定性，提高了剪切波实时成像中二维显示的一致性、准确性和稳定性。
示例性地，步骤S140或步骤S150中的计算剪切波的速度可以包括以下步骤。
步骤a，基于互相关方法，确定剪切波传播到第一确定点和第二确定点的时间差。
第一确定点包括具有采样数据的第一速度待求点或者第一速度求取点，第二确定点包括具有采样数据的第二速度待求点或者第二速度求取点。
在上述实施例中，在至少一个第一速度待求点具有采样数据并且存在至少一个第二速度待求点具有采样数据的情况下，第一确定点可以是具有采样数据的第一速度待求点，第二确定点可以是具有采样数据的第二速度待求点。特别地，在第一参考待求点和第二参考待求点均具有采样数据的情况下，第一确定点可以是第一参考待求点，第二确定点可以是第二参考待求点。在所有第一速度待求点均不具有采样数据的情况下，第一确定点可以是第一速度求取点，在所有第二速度待求点均不具有采样数据的情况下，第二确定点可以是第二速度求取点。
在确定了第一确定点和第二确定点之后，可以利用互相关方法计算剪切波从第一确定点传播到第二确定点的时间差。可以理解，互相关可以计算两个对象在任意两个不同时刻的取值之间的相关程度。可以根据具体需求选择合适的互相关方法，在此不做限定。
步骤b，基于时间差和第一参考待求点与第二参考待求点之间距离，计算剪切波的速度。
可以通过前文所述方法获得第一参考待求点与第二参考待求点之间的物理距离，之后将该物理距离除以上述时间差可以计算出剪切波的速度。
上述技术方案中，基于互相关方法来确定剪切波传播到第一确定点和第二确定点的时间差，并基于该时间差进一步计算剪切波的速度。该计算方案相对简单，容易实现，不易受信号强度变化的影响，可以保证剪切波速度估计结果的鲁棒性和准确性。
示例性地，上述步骤a基于互相关方法，确定剪切波传播到第一确定点和第二确定点的时间差可以包括以下步骤。
步骤a1，计算当前帧中第一确定点的采样数据与其他帧中第二确定点的采样数据的互相关系数。
具体地，可以通过以下公式计算互相关系数RAB(r)： 其中xA(p，l，f)表示当前帧f中第一确定点A的采样数据，r表示当前帧与其他帧之间的间隔帧数加1，xB(p，l，f+r)表示其他帧f+r中第一确定点A的采样数据。
步骤a2，根据互相关系数取得最大值时的第二确定点所在的帧，确定时间差。
令其中/>表示第二确定点所在的帧与当前帧之间的间隔帧数，进而可以确定互相关系数取最大时的第二确定点所在的帧为/>对于多次检测所获得的多帧数据，每次检测都有固定的重复周期Δt，由此可以确定时间差为/>在第一参考待求点与第二参考待求点之间距离为Ad的情况下，可以得到剪切波的速度
由于互相关系数可以表示两个对象在任意两个不同时刻的取值之间的相关程度，互相关系数越大可以表示二者之间的相似度越高，由此可以获得最相近的一帧。据此确定的时间差的准确性更高，进而可以获得更加准确、可靠的剪切波速度估计结果。
在一个具体实施例中，超声成像设备可以基于马赫锥声辐射力剪切波进行超声成像。与前述剪切波波前和激励线位置平行的具体实施例相比，该实施例中，剪切波波前与激励线存在马赫锥角。图5示出了根据本发明另一个实施例的剪切波成像的示意图。在该实施例中，步骤S120基于感兴趣区域和激励线的位置，确定位于感兴趣区域内的检测线与激励线之间的几何关系可以包括以下步骤。
步骤S121，基于激励线的位置，确定与激励线成马赫锥角的第一线的位置。
如图5所示，在根据前文所述确定了激励线Pu的位置之后，由于马赫锥角已知，可以确定与激励线Pu成马赫锥角α的第一线Sh的位置，由此，可以确定剪切波波前的方向。
步骤S122，基于第一线的位置和感兴趣区域，确定位于感兴趣区域内的检测线与激励线之间的几何关系。
在该实施例中，剪切波垂直于第一线Sh传播。在确定了第一线Sh的位置之后，可以确定剪切波的传播方向，剪切波的传播方向与感兴趣区域内的检测线之间的夹角也可以根据超声成像设备的设置确定，之后结合马赫锥角可以确定位于感兴趣区域内的检测线与激励线之间的几何关系。后续计算步骤与前文类似，在此不再赘述。
上述技术方案能够支持基于马赫锥声辐射力剪切波进行超声成像的超声成像设备，普适性更强。
根据本发明的另一方面，还提供了一种超声成像设备。图6示出了根据本发明一个实施例的超声成像设备600的示意性框图。如图6所示，装置600可以包括：设置模块610、几何关系确定模块620、参考点确定模块630以及第一速度确定模块640。
设置模块610，用于分别确定超声成像设备的感兴趣区域和剪切波的激励线的位置；
几何关系确定模块620，用于基于感兴趣区域和激励线的位置，确定位于感兴趣区域内的检测线与激励线之间的几何关系；
参考点确定模块630，用于基于几何关系，确定位于感兴趣区域内的第一参考待求点和第二参考待求点，其中，第一参考待求点与第二参考待求点分别位于不同的检测线上，且第一参考待求点与第二参考待求点之间的连线与剪切波的传播方向相同；
第一速度确定模块640，用于对于第一参考待求点和/或第二参考待求点不具有采样数据的情况，基于几何关系，确定位于感兴趣区域内的多个第一速度待求点和多个第二速度待求点，并且根据多个第一速度待求点、多个第二速度待求点和超声成像设备的采样数据，确定剪切波的速度；其中，多个第一速度待求点包括第一参考待求点，第二速度待求点包括第二参考待求点，多个第一速度待求点是分别位于不同的检测线上的共剪切波波前的待求点，多个第二速度待求点是分别位于不同的检测线上的共剪切波波前的待求点。
示例性地，所述第一参考待求点与所述第二参考待求点位于相邻的检测线上。
示例性地，所述超声成像设备基于马赫锥声辐射力剪切波进行超声成像。所述几何关系确定模块620包括：第一线确定单元和几何关系确定单元。第一线确定单元用于基于所述激励线的位置，确定与所述激励线成马赫锥角的第一线的位置。几何关系确定单元用于基于所述第一线的位置和所述感兴趣区域，确定位于所述感兴趣区域内的检测线与所述激励线之间的几何关系。
示例性地，所述第一速度确定模块640包括第一判断单元、第一计算单元和第二计算单元。第一判断单元用于分别判断所述多个第一速度待求点和所述多个第二速度待求点是否具有采样数据。第一计算单元用于对于存在至少一个第一速度待求点具有采样数据并且存在至少一个第二速度待求点具有采样数据的情况，基于具有采样数据的第一速度待求点的采样数据和具有采样数据的第二速度待求点的采样数据，计算所述剪切波的速度。第二计算单元用于对于所有第一速度待求点均不具有采样数据和/或所有第二速度待求点均不具有采样数据的情况，基于所述多个第一速度待求点确定第一速度求取点和/或基于所述多个第二速度待求点确定第二速度求取点，并且基于第一速度求取点的采样数据和/或第二速度求取点的采样数据，计算所述剪切波的速度。
所述第一计算单元包括第一计算子单元，用于基于与所述第一参考待求点距离最近的、具有采样数据的第一速度待求点的采样数据和与所述第二参考待求点距离最近的、具有采样数据的第二速度待求点的采样数据，计算所述剪切波的速度。
示例性地，所述第二计算单元包括距离计算子单元和速度求取点确定子单元。距离计算子单元用于确定多个已知点中每个已知点与第一采样点的距离，其中，所述第一采样点是与该已知点位于同一帧且同一检测线上的、具有采样数据的、与该已知点距离最近的点，所述多个已知点包括所述多个第一速度待求点和/或所述多个第二速度待求点。速度求取点确定子单元用于在所述多个已知点与各自的第一采样点的距离中，确定最小距离，以将该最小距离所对应的第一采样点确定为所述多个已知点对应的速度求取点。
所述第二计算单元包括：互相关计算子单元和速度计算子单元。互相关计算子单元用于基于互相关方法，确定剪切波传播到第一确定点和第二确定点的时间差，其中，所述第一确定点包括具有采样数据的第一速度待求点或者所述第一速度求取点，所述第二确定点包括具有采样数据的第二速度待求点或者所述第二速度求取点。速度计算子单元用于基于所述时间差和所述第一参考待求点与所述第二参考待求点之间距离，计算所述剪切波的速度。
示例性地，所述互相关计算子单元包括：系数计算子单元和时间差确定子单元。系数计算子单元用于计算当前帧中所述第一确定点的采样数据与其他帧中所述第二确定点的采样数据的互相关系数。时间差确定子单元用于根据所述互相关系数取得最大值时的第二确定点所在的帧，确定所述时间差。
超声成像设备600还包括第二速度确定模块(未示出)，用于对于所述第一参考待求点和所述第二参考待求点均具有采样数据的情况，根据所述第一参考待求点的采样数据和所述第二参考待求点的采样数据，确定所述剪切波的速度。
根据本发明的又一方面，还提供了一种电子设备。图7示出了根据本发明一个实施例的电子设备700的示意性框图。如图7所示，该电子设备700包括处理器710和存储器720。其中，存储器720中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器710运行时用于执行如上所述的剪切波的速度估计方法。
示例性地，上述电子设备可以是各种超声成像设备，例如：超声诊断仪或超声影像工作站。超声诊断仪可以包括探头、处理器和存储器，用于进行超声成像检查。具体地，超声诊断仪可以具有不同的探头类型，并据此检查不同部位，例如心脏、腹部、妇科和乳腺等。超声影像工作站可以是集病人登记、图像采集、诊断编辑、报告打印、图像后处理、病历查询、统计分析等功能模块于一体的设备。超声影像工作站可以与超声诊断仪可通信地连接，例如通过任意有线或无线通信方式进行连接。超声诊断仪可以将采集的超声回波信号传输给超声影像工作站，以供其进行处理、分析和存储。
根据本发明的再一方面，还提供了一种存储介质。在存储介质上存储了程序指令，程序指令在运行时用于执行如上所述的剪切波的速度估计方法。存储介质例如可以包括平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式紧致盘只读存储器(CD-ROM)、USB存储器、或者上述存储介质的任意组合。所述计算机可读存储介质可以是一个或多个计算机可读存储介质的任意组合。
本领域普通技术人员通过阅读上述有关剪切波的速度估计方法的相关描述，可以理解上述超声成像设备、电子设备和存储介质的具体实现方案，为了简洁，在此不再赘述。
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。
在本申请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超声成像设备中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。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。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)

1.一种超声成像设备的剪切波的速度估计方法，其特征在于，包括：
分别确定所述超声成像设备的感兴趣区域和剪切波的激励线的位置；
基于所述感兴趣区域和所述激励线的位置，确定位于所述感兴趣区域内的检测线与所述激励线之间的几何关系；
基于所述几何关系，确定位于所述感兴趣区域内的第一参考待求点和第二参考待求点，其中，所述第一参考待求点与所述第二参考待求点分别位于不同的检测线上，且所述第一参考待求点与所述第二参考待求点之间的连线与所述剪切波的传播方向相同；
对于所述第一参考待求点和/或所述第二参考待求点不具有采样数据的情况，基于所述几何关系，确定位于所述感兴趣区域内的多个第一速度待求点和多个第二速度待求点，并且根据所述多个第一速度待求点、所述多个第二速度待求点和所述超声成像设备的采样数据，确定所述剪切波的速度；其中，所述多个第一速度待求点包括第一参考待求点，所述第二速度待求点包括第二参考待求点，所述多个第一速度待求点是分别位于不同的检测线上的共剪切波波前的待求点，所述多个第二速度待求点是分别位于不同的检测线上的共剪切波波前的待求点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个第一速度待求点、所述多个第二速度待求点和所述超声成像设备的采样数据，确定所述剪切波的速度，包括：
分别判断所述多个第一速度待求点和所述多个第二速度待求点是否具有采样数据；
对于存在至少一个第一速度待求点具有采样数据并且存在至少一个第二速度待求点具有采样数据的情况，基于具有采样数据的第一速度待求点的采样数据和具有采样数据的第二速度待求点的采样数据，计算所述剪切波的速度；
对于所有第一速度待求点均不具有采样数据和/或所有第二速度待求点均不具有采样数据的情况，基于所述多个第一速度待求点确定第一速度求取点和/或基于所述多个第二速度待求点确定第二速度求取点，并且基于第一速度求取点的采样数据和/或第二速度求取点的采样数据，计算所述剪切波的速度。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个第一速度待求点确定第一速度求取点和/或基于所述多个第二速度待求点确定第二速度求取点，包括：
确定多个已知点中每个已知点与第一采样点的距离，其中，所述第一采样点是与该已知点位于同一帧且同一检测线上的、具有采样数据的、与该已知点距离最近的点，所述多个已知点包括所述多个第一速度待求点和/或所述多个第二速度待求点；
在所述多个已知点与各自的第一采样点的距离中，确定最小距离，以将该最小距离所对应的第一采样点确定为所述多个已知点对应的速度求取点。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述剪切波的速度包括：
基于互相关方法，确定剪切波传播到第一确定点和第二确定点的时间差，其中，所述第一确定点包括具有采样数据的第一速度待求点或者所述第一速度求取点，所述第二确定点包括具有采样数据的第二速度待求点或者所述第二速度求取点；
基于所述时间差和所述第一参考待求点与所述第二参考待求点之间距离，计算所述剪切波的速度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于互相关方法，确定剪切波传播到第一确定点和第二确定点的时间差，包括：
计算当前帧中所述第一确定点的采样数据与其他帧中所述第二确定点的采样数据的互相关系数；
根据所述互相关系数取得最大值时的第二确定点所在的帧，确定所述时间差。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于具有采样数据的第一速度待求点的采样数据和具有采样数据的第二速度待求点的采样数据，计算所述剪切波的速度，包括：
基于与所述第一参考待求点距离最近的、具有采样数据的第一速度待求点的采样数据和与所述第二参考待求点距离最近的、具有采样数据的第二速度待求点的采样数据，计算所述剪切波的速度。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声成像设备基于马赫锥声辐射力剪切波进行超声成像，
所述基于所述感兴趣区域和所述激励线的位置，确定位于所述感兴趣区域内的检测线与所述激励线之间的几何关系，包括：
基于所述激励线的位置，确定与所述激励线成马赫锥角的第一线的位置；
基于所述第一线的位置和所述感兴趣区域，确定位于所述感兴趣区域内的检测线与所述激励线之间的几何关系。
8.如权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述第一参考待求点与所述第二参考待求点位于相邻的检测线上。
9.如权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对于所述第一参考待求点和所述第二参考待求点均具有采样数据的情况，根据所述第一参考待求点的采样数据和所述第二参考待求点的采样数据，确定所述剪切波的速度。
10.一种超声成像设备，其特征在于，包括：
设置模块，用于分别确定所述超声成像设备的感兴趣区域和剪切波的激励线的位置；
几何关系确定模块，用于基于所述感兴趣区域和所述激励线的位置，确定位于所述感兴趣区域内的检测线与所述激励线之间的几何关系；
参考点确定模块，用于基于所述几何关系，确定位于所述感兴趣区域内的第一参考待求点和第二参考待求点，其中，所述第一参考待求点与所述第二参考待求点分别位于不同的检测线上，且所述第一参考待求点与所述第二参考待求点之间的连线与所述剪切波的传播方向相同；
第一速度确定模块，用于对于所述第一参考待求点和/或所述第二参考待求点不具有采样数据的情况，基于所述几何关系，确定位于所述感兴趣区域内的多个第一速度待求点和多个第二速度待求点，并且根据所述多个第一速度待求点、所述多个第二速度待求点和所述超声成像设备的采样数据，确定所述剪切波的速度；其中，所述多个第一速度待求点包括第一参考待求点，所述第二速度待求点包括第二参考待求点，所述多个第一速度待求点是分别位于不同的检测线上的共剪切波波前的待求点，所述多个第二速度待求点是分别位于不同的检测线上的共剪切波波前的待求点。
11.一种电子设备，包括处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述处理器运行时用于执行如权利要求1至9任一项所述的剪切波的速度估计方法。
12.一种存储介质，在所述存储介质上存储了程序指令，所述程序指令在运行时用于执行如权利要求1至9任一项所述的剪切波的速度估计方法。
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