CN217285845U - 3d和/或4d超声造影成像设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种3D和/或4D超声造影成像设备。该设备包括探头；探头切换装置、发射电路和接收电路；以及，输入装置，接收3D造影/4D造影成像模式的输入，接收成像速度的输入；处理器，基于成像模式和成像速度确定成像参数；成像参数包括生成体数据所需的发射次数、线密度和/或每条线上数据的个数、脉冲重复频率和ROI范围中的至少一种；发射电路，基于发射参数激励探头发射超声波；接收电路，基于接收参数控制探头接收超声回波信号；处理器，根据超声回波信号生成图像；显示器，显示图像。如此，能够让用户自由地选择期望的造影成像模式和成像速度，并针对性地采用成像参数，在数据处理能力有限的情况下，满足医生的实时观察需要。

Description

3D和/或4D超声造影成像设备

技术领域

本公开涉及一种医学成像设备，更具体地，涉及一种3D和/或4D超声造影成像设备。

背景技术

超声造影剂一般为微米量级直径的包膜微气泡。超声造影成像的基本原理为：将超声造影剂注入体内，利用超声系统探测来自造影剂的背向反射信号。超声造影剂对入射声波的强反射大大增强了血流信号，从而使得原来不能被检测到的微小血流信号变得可以被检测。近年来，超声造影成像在心血管病、肝脏、甲状腺和乳腺等疾病的鉴别诊断及消融评估中扮演着日益重要的角色。

超声造影成像能够获取描述病灶及周围正常组织血流灌注情况的动态高对比图像。以肝肿瘤为例，相较于正常组织恶性肿瘤内部的微血流往往更加丰富，其超声造影的典型表现是造影图像上病灶区域的微泡快速进入并且快速消退。目前常用的2D实时超声造影成像帧率通常设置为10-15fps。三维造影成像则是将连续采集到的动态2D切面的造影数据经过一系列处理，并按照一定顺序排列重新组成3D体数据，再利用三维渲染技术(面绘制、体绘制等)再现组织器官内造影剂灌注的立体信息，以生成一卷三维造影图像。类似地，4D造影成像则可以认为是时间上连续的三维造影成像。

在常用的2D实时超声造影成像帧率的条件下，各种探头的三维造影的成像速度远远低于医生要求的实时观察要求，或者受限于系统的计算能力而不能满足医生的实时观察需要，难以捕捉到微泡完整的灌注过程，进而导致医生无法给出可靠的诊断结果。

实用新型内容

因此，需要一种3D和/或4D超声造影成像设备，其能够让用户自由地选择期望的造影成像模式和成像速度，并针对性地采用与期望的造影成像模式和成像速度相关联的成像参数，在数据处理能力有限以及使用各种探头的情况下，依然能够满足医生的实时观察需要。

根据本公开的第一方面，提供了一种3D和/或4D超声造影成像设备。所述3D和/或4D超声造影成像设备可以包括：

面阵探头、发射电路、接收电路、切换装置、输入装置、处理器和显示器；

所述面阵探头包括多个阵元，所述多个阵元按照二维阵列排布，所述多个阵元通过所述切换装置与所述发射电路和所述接收电路连接；

所述输入装置，与所述处理器连接，接收用于选择3D造影成像模式或 4D造影成像模式的输入，接收用于设定成像速度的输入，所述成像速度包括第一成像速度和第二成像速度，所述第一成像速度低于所述第二成像速度；

所述处理器，基于所选择的造影成像模式和所设定的成像速度确定成像参数；所述成像参数与所述成像速度的关联使得采用所述第一成像速度生成每卷图像所需的数据量大于所述第二成像速度生成每卷图像所需的数据量，其中所述成像参数包括生成每卷体数据所需的发射次数、线密度、每条线上数据的个数和ROI范围中的至少一种；

所述发射电路，与所述处理器连接，基于所述成像参数中的发射参数激励所述面阵探头向对象发射超声波；

所述接收电路，与所述处理器连接，基于所述成像参数中的接收参数控制所述面阵探头接收从所述对象返回的超声回波信号；

所述处理器，根据所述超声回波信号生成造影图像；

所述显示器，与所述处理器连接，显示所述造影图像。

根据本公开的第二方面，提供了一种3D和/或4D超声造影成像设备。所述3D和/或4D超声造影成像设备可以包括：

探头、发射电路、接收电路、切换装置、输入装置、处理器和显示器；

所述探头包括多个阵元，所述多个阵元通过所述切换装置分别与所述发射电路和所述接收电路连接

输入装置，与所述处理器连接，接收用于选择3D造影成像模式或4D造影成像模式的输入，接收用于设定成像速度的输入；

所述处理器，基于所选择的造影成像模式和所设定的成像速度确定成像参数；其中所述成像参数包括生成每卷体数据所需的发射次数、线密度和/ 或每条线上数据的个数、脉冲重复频率和ROI范围中的至少一种；

所述发射电路，与所述处理器连接，基于所述成像参数中的发射参数激励所述面阵探头向对象发射超声波；

所述接收电路，与所述处理器连接，基于所述成像参数中的接收参数控制所述面阵探头接收从所述对象返回的超声回波信号；

所述处理器，根据所述超声回波信号生成造影图像；

所述显示器，与所述处理器连接，显示所述造影图像。

附图说明

下面将参考附图描述本实用新型的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的标号表示相同的元件，并且其中：

图1示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像设备的构造图示；

图2示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像的流程图；

图3示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像方法的示例1 的示意图；

图4示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像设备的3D造影成像模式下的界面示意图；

图5示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像设备的4D造影成像模式下的界面示意图；

图6示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像方法的示例2 的示意图；

图7(a)示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像方法在探头为超声容积探头情况下的成像参数的配置图示；

图7(b)示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像方法在探头为面阵探头情况下的成像参数的配置图示；

图7(c)示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像方法在探头为线阵探头情况下的成像参数的配置图示；

图7(d)示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像方法在探头为凸阵探头情况下的成像参数的配置图示。

具体实施方式

在下文中将对本实用新型的实施例进行说明；然而，本实用新型并非意在局限于该实施例。该实施例的所有部件并不总是必不可少的。

图1示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像设备的构造图示。如图1所示，该3D和/或4D超声造影成像设备100可以包括探头101、发射电路102、接收电路103、处理器104、切换装置(图中未示出)、输入装置(图中未示出)以及显示器(图中未示出)。发射电路102激励所述探头 101向对象105发射超声波，接收电路103控制所述探头101接收从所述对象105返回的超声回波信号。

可以采用各种类型的探头101，例如但不限于超声容积探头、面阵探头和普通超声阵列探头(诸如线阵探头、凸阵探头等)中的至少一种。3D和/ 或4D超声造影成像设备对于体数据采集一般有三种扫描方式：普通超声阵列探头的自由臂扫描、超声容积探头的声头在马达驱动下的摆动或滑动扫描、以及面阵探头的电子立体扫描，面阵探头包括多个阵元，多个阵元与发射电路和接收电路连接。借助电子立体扫描，面阵探头的3D造影采集速度显著快于前面两种方式，但会导致3D和/或4D超声造影成像设备的计算负荷较大。

在一些实施例中，处理器104可以是包括一个以上通用处理设备的处理设备，诸如微处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等。更具体地，该处理器可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算 (RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、运行其他指令集的处理器或运行指令集的组合的处理器。该处理器还可以是一个以上专用处理设备，诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、片上系统(SoC)等。

处理器104可以配置为执行根据本公开各个实施例的3D和/或4D超声造影成像方法。

如图2所示，在一些实施例中，所述3D和/或4D超声造影成像方法始于步骤201，通过输入装置(如设备面板或触屏按钮)选择进入3D或4D造影模式。在一些实施例中，在探头为超声容积探头或面阵探头的情况下，可以设置关注区域(ROI)(步骤202)，通过ROI的设置可以降低成像所需采集的数据量。在步骤203，可以由用户设定成像速度。在一些实施例中，可以由用户在多个级别的成像速度中选择，例如常规速度和高速度，高速度尤其适用于在富血供小病灶(可以是几cm级别甚至更小)的造影检查，使得能够捕捉到微泡完整的灌注过程。在一些实施例中，也可以由用户自动设定成像速度的数值。在一些实施例中，也可以由用户设定超声造影的应用场景，例如但不限于是否富血供小病灶、心脏血供等等，并基于所设定的应用场景自动匹配适应的成像速度。接着，采用与所选择的造影成像模式和所设定的成像速度相关联的成像参数，在体内注入适量造影剂微泡，执行体数据采集(步骤204)，具体说来，可以与所选择的造影成像模式和所设定的成像速度相关联的成像参数，来控制所述3D和/或4D超声造影成像设备，以实现设定的成像速度下以所选择的造影成像模式成像。在步骤205，可以对采集的体数据进行一系列重拍渲染处理。最后，可以在显示器(图中未示出)上显示3D/4D 造影图像的结果。

图3示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像方法的示例1 的示意图。该示例1适用于面阵探头，但仅仅作为示例。

该方法可以包括步骤301，接收用于选择3D造影成像模式或4D造影成像模式的输入。在步骤302，可以接收用于设定成像速度的输入。所述成像速度可以包括多个不同的成像速度以满足实时观察需求，具体说来，至少可以包括第一成像速度和高于第一成像速度的第二成像速度。在步骤303，可以以与所选择的造影成像模式和所设定的成像速度相关联的成像参数来控制所述3D和/或4D超声造影成像设备，以实现设定的成像速度下以所选择的造影成像模式成像。具体说来，所述成像参数与所述成像速度的关联使得采用所述第一成像速度生成每卷图像所需的数据量大于所述第二成像速度生成每卷图像所需的数据量，其中所述成像参数包括生成每卷体数据所需的发射次数、线密度、每条线上数据的个数和ROI范围中的至少一种。也就是说，通过调节各种成像速度下的生成每卷体数据所需的发射次数、线密度、每条线上数据的个数和ROI范围中的至少一种，使得采用所述第二成像速度生成每卷图像所需的数据量小于所述第一成像速度生成每卷图像所需的数据量，从而解决应用面阵探头情况下超声造影成像设备数据处理能力有限的问题，通过减少数据处理量确保第二成像速度快于第一成像速度。

在一些实施例中，在以与所选择的造影成像模式和所设定的成像速度相关联的成像参数来控制所述3D和/或4D超声造影成像设备(步骤303)之前，可以接收用于设定脉冲重复频率的输入，其中，所述第一成像速度对应的脉冲重复频率低于所述第二成像速度对应的脉冲重复频率(步骤302’)，从而除了减少每卷图像所需的数据量之外，可以通过增加脉冲重复频率来进一步提高成像速度。

在一些实施例中，设定所述第一成像速度和所述第二成像速度时，所述面阵探头向对象发射超声波的发射方式相同。面阵探头的电子立体扫描方式使得改变发射方式对于减少生成每卷体数据所需的发射次数作用有限，反而发射方式的频繁切换代价较大，容易加速昂贵的面阵探头的折损。具体说来，在设定所述第一成像速度和所述第二成像速度时，面阵探头可以自由地使用各种发射方式，例如但不限于平面波发射方式、宽波束发射方式、相干发射合成方式或聚焦波发射方式等。

图4示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像设备的3D造影成像模式下的界面示意图。3D造影成像模式也称为静态3D造影成像模式，该模式下每次只能采集、处理并生成一卷三维造影图像并显示及存储。用户选择要观察的病灶后，可以通过设备面板或触屏按钮，呈现至少可用于3D 造影成像模式的第一界面部400，响应于用户对第一界面部400的第一交互操作，例如选择造影部401下的3D造影部402，而接收用于选择3D造影成像模式的第一输入，从而启动设备的3D造影模式。相应地，可以在第一界面部400中，与3D造影成像模式相关联地呈现第一成像速度和第二成像速度的第二界面部，如图4中所示的常规速度部402a和高速度部402b。接着，由用户对第二界面部的第二交互操作，例如选择常规速度部402a或者高速度部 402b，而接收选择第一成像速度或第二成像速度的第二输入。注意，在3D 造影成像模式下，以“高速度”作为本公开的“第二成像速度”的示例，以“常规速度”作为本公开的“第一成像速度”，但须知还可以设置多个不同的成像速度。进入3D造影后，系统提供两种速度的选择——常规速度和高速度。这两种条件的区别是后者对同样范围的体数据采集速度会快于前者。比如容积探头以常规速度进行扫描成像,从启动扫描到生成一卷静态三维图像需要 6s，而以高速度扫描形成一卷图像则可能只需要3s。在一些实施例中，在进入3D造影成像预扫描状态后，即图像上出现感兴趣区域(ROI)框，并可以通过轨迹球和设备面板上的按键或旋钮调整和确定ROI框的位置和大小，以及 ROI框的摆动角度或滑动距离。注意，图4中的各个显示部，例如造影部401、计时器部404、向后存储部403、3D造影部302、常规速度部402和高速度部 402b，可以实现为在触摸屏的界面上的虚拟按键、菜单、列表、选中框等等，只要可以在界面上呈现并接受用户的交互操作即可，在此不赘述。例如，用户的选择输入可以通过按下相应的虚拟按键、点击相应列表、或者勾选相应的选中框等来实现，在此不赘述。

如图4所示，3D超声造影数据的存储一般使用向后存储的方式，相应地，用户通过按下向后存储部403可以启用向后存储，和/或向后存储部403的状态可以呈现向后存储功能是否被启用。进入3D造影模式并启动数据采集后，可以将一定剂量配制好的造影剂注入对象，注入的同时开启计时器，例如通过按下计时器部404，并启动向后存储。

图5示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像设备的4D造影成像模式下的界面示意图。4D造影成像可以看作连续不断的3D造影成像，在该成像模式下可以连续不间断地采集、处理并生成3D造影图像并刷新显示。在用户选择要观察的病灶后，可以通过设备面板或触屏按钮呈现可用于 4D造影成像模式的第三界面部500。如图5所示，第三界面部500除了第一界面部400的显示部布局以外，还包括用于4D造影成像模式的用户可与之交互的显示部，例如但不限于4D造影部502、常规卷率部502a和高卷率部502b。为了使得说明书的表述简洁，那些结合图4已经描述的显示部的细节不详述。在呈现可用于4D造影成像模式的第三界面部500后，可以响应于用户对第三界面部500的第三交互操作，例如选择造影部401下的4D造影部502，而接收用于选择4D造影成像模式的第三输入，从而启动4D造影模式。可以与4D 造影成像模式相关联地呈现第一成像速度和第二成像速度的第四界面部，如图5中所示的常规卷率部502a和高卷率部502b。注意，在4D造影成像模式下，以“高卷率”作为本公开的“第二成像速度”的示例，以“常规卷率”作为本公开的“第一成像速度”，但须知还可以设置多个不同的成像速度。可以响应于用户对第四界面部的第四交互操作，例如选择常规卷率部502a或者高卷率部502b，而接收选择第一成像速度或第二成像速度的第四输入，其中，第二成像速度高于第一成像速度。

在启动4D造影模式后，进入4D造影成像预扫描状态，即图像上出现感兴趣区域(ROI)框，并可以通过轨迹球和设备面板上的按键或旋钮调整和确定 ROI框的位置和大小，以及ROI框的摆动角度或滑动距离。进入4D造影模式后，系统提供两种成像卷率——常规卷率和高卷率。这两种条件的区别是后者对同样范围的体数据进行采集和渲染速度会快于前者。比如容积探头以常规卷率进行4D造影成像的卷率为1.0VPS，而以高卷率进行4D造影成像的卷率则可能为2.0VPS。注意，图5中的各个显示部，可以实现为在触摸屏的界面上的虚拟按键、菜单、列表、选中框等等，只要可以在界面上呈现并接受用户的交互操作即可，在此不赘述。例如，用户的选择输入可以通过按下相应的虚拟按键、点击相应列表、或者勾选相应的选中框等来实现，在此不赘述。

图6示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像方法的示例2 的示意图，该方法适用于安装各种探头的3D和/或4D超声造影成像设备。如图6所示，该方法可以包括接收用于选择3D造影成像模式或4D造影成像模式的输入(步骤601)。在步骤602，可以接收用于设定成像速度的输入。接着，在步骤603，可以以与所选择的造影成像模式和所设定的成像速度相关联的成像参数来控制所述3D和/或4D超声造影成像设备，以实现设定的成像速度下以所选择的造影成像模式成像。也就是说，可以根据所选择的造影成像模式和所设定的成像速度相应地调节成像参数，或者调用相关联的成像参数。其中，所述成像参数可以包括生成每卷体数据所需的发射次数、线密度和/或每条线上数据的个数、脉冲重复频率和ROI范围中的至少一种。

可以通过各种方式让用户与界面交互来实现对3D造影成像模式或4D造影成像模式的选择，以及实现对成像速度的设定。例如，可以呈现3D造影成像模式的第一界面部，响应于用户对第一界面部的第一交互操作而接收用于选择3D造影成像模式的第一输入；以及与3D造影成像模式相关联地呈现第一成像速度和第二成像速度的第二界面部，响应于用户对第二界面部的第二交互操作而接收选择第一成像速度或第二成像速度的第二输入，其中，第二成像速度高于第一成像速度。又例如，可以呈现4D造影成像模式的第三界面部，响应于用户对第三界面部的第三交互操作而接收用于选择4D造影成像模式的第三输入；以及与4D造影成像模式相关联地呈现第一成像速度和第二成像速度的第四界面部，响应于用户对第四界面部的第四交互操作而接收选择第一成像速度或第二成像速度的第二输入，其中，第二成像速度高于第一成像速度。

在一些实施例中，所述成像参数可以通过如下的至少一种来实现与所选择的造影成像模式和所设定的成像速度相关联。可以在3D和/或4D造影成像的各个环节中，即发射控制环节、接收控制环节、ROI设置环节等，对各种成像参数进行与所选择的造影成像模式和所设定的成像速度相关联的调节。

在设定第二成像速度时，可以采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种。在设定第一成像速度时，可以采用聚焦波逐线发射方式，或者也采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种，但相较设定第二成像速度时降低每卷体数据所需的发射次数，以便提升成像速度。这对发射控制环节的成像参数进行了适配和/ 或调节。

相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时，可以降低生成每卷体数据所需的线密度和/或每条线上数据的个数，以便提升成像速度。这对接收控制环节的成像参数进行了适配和/或调节。

相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时，可以增加脉冲重复频率，以便提升成像速度。

在设定第二成像速度时可以设置ROI范围，而在设定第一成像速度时可以不设置ROI范围。或者，相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时可以缩小ROI范围。这对ROI设置环节的成像参数进行了适配和/或调节。 ROI范围的设置或者缩小，能够进一步缩小体数据的范围，从而提升成像速度。

通过上述简单的关联方式，可以让各个现有环节的成像参数方便地与所选择的造影成像模式和所设定的成像速度相关联，使得整个流程与现有的3D 和/或4D造影成像流程兼容而无需引入新的处理环节，从而提升了操作友好度、可行性和可靠性，简化了工作流程，也降低了实现成本。

在一些实施例中，通过上述各种成像参数的配合调节，对于富血供厘米级别及以下的对象，在3D造影成像模式下，可以使得所述第二成像速度快于第一阈值，且在4D造影成像模式下，可以使得所述第二成像速度快于第二阈值。第一阈值和第二阈值可以根据医生在实时查看小尺寸富血供的超声造影结果时的具体需求来定制，从而确保医生能够捕捉到微泡完整的灌注过程，进而给出可靠的诊断结果。

在所述成像参数与所选择的造影成像模式和所设定的成像速度相关联的情况下，还可以考虑到各种成像参数的优先级和关联性。在一些实施例中，每卷体数据所需的发射次数以高于ROI范围的优先级被考虑。也就是说，优先考虑改变每卷体数据所需的发射次数，从而减少对用户感知的影响；在允许范围内尽可能通过减少每卷体数据所需的发射次数来提升成像速度，如果无法进一步提升了才考虑通过改变ROI范围来提升成像速度，以尽量避免ROI 范围改变导致的物理视野的损失。

在一些实施例中，在改变ROI范围和脉冲重复频率两者的情况下，脉冲重复频率与ROI范围的对应深度相关联地改变。具体说来，ROI范围的深度对脉冲重复频率有限定作用，对于脉冲重复频率的调节可以不超过深度绝限。在满足深度要求的情况下，可以向着提升成像速度的目标来调节脉冲重复频率。

在本公开中，所述探头包括超声容积探头、面阵探头和普通超声阵列探头中的至少一种。在一些实施例中，3D和/或4D超声造影成像方法可以进一步包括检测所联接的探头的类型；使得所述成像参数采用与检测到的探头的类型对应的配置，各个配置定义对应的探头的类型下与各个造影成像模式和各个成像速度相关联的成像参数。从而，医生可以根据实际需要自由地切换连接探头，相应地，该方法可以响应于医生对探头的切换，针对各种类型探头特有的成像状况，选择合适的成像速度及其合适的调节方式，以确保在切换探头的同时可以保持医生期望的超声造影成像速度。

图7(a)示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像方法在探头为超声容积探头情况下的成像参数的配置图示。其中，第一成像速度低于第二成像速度。

在检测到的探头为超声容积探头的情况下，可以采用步骤700a、701a、 702a和703a中的一种或多种来确定与成像速度相关联的成像参数。具体说来，在成像速度改变时，处理器可以与之相关联地动态改变和适配成像参数，以满足医生期望的应用场景下的实时检测要求。

步骤700a为：在设定第二成像速度时采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种，在设定第一成像速度时采用聚焦波逐线发射方式，或者也采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种但相较设定第二成像速度时降低每卷体数据所需的发射次数。通常步骤700a对于提升成像速度是优先的处理步骤。通常，使用超声容积探头的3D和/或4D超声造影成像设备依赖于步骤700a来提升成像速度。

步骤701a为：相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时，降低生成每卷体数据所需的线密度和/或每条线上数据的个数。

步骤702a为：在设定第二成像速度时相较设定第一成像速度时缩小ROI 范围。

步骤703a为：相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时与缩小后的ROI范围的对应深度相关联地增加脉冲重复频率。

其中，步骤701a-步骤703a与使用超声容积探头的3D和/或4D超声造影成像设备的现有处理步骤是兼容的，具体说来，现有处理也需要设置生成每卷体数据所需的线密度和/或每条线上数据的个数，只要做降低处理就可以以低成本和高友好度的方式来实行步骤701a；现有处理也需要设置脉冲重复频率，只要做与缩小后的ROI范围的对应深度相关联的增加处理就可以低成本和高友好度的方式来实行步骤703a。进一步说来，通常现有处理有需要设置ROI范围，只要做缩小处理就可以低成本和高友好度的方式来实行步骤 702a。进一步地，通过相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时与缩小后的ROI范围的对应深度相关联地增加脉冲重复频率，在满足其深度要求的前提下去调节脉冲重复频率，使得脉冲重复频率与缩小后的ROI范围的对应深度匹配，以确保缩小后的ROI范围内尤其在其深度极限处的图像质量。

图7(b)示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像方法在探头为面阵探头情况下的成像参数的配置图示。上文中参考图3对在探头为面阵探头情况下的成像参数的配置方式的详细说明。图7(b)作为另一简化的示例，如图7(b)所示，通常在检测到的探头为面阵探头的情况下，可以主要采用步骤701b来确定与成像速度相关联的成像速度。具体说来，相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时，降低生成每卷体数据所需的线密度和/或每条线上数据的个数。由此，可以显著减少生成每卷图像所需的数据量，从而达到提成成像速度的目的。

不同于其他类型的探头，面阵探头比较昂贵，对硬件在采集和存储处理上的要求更高，在3D和/或4D超声造影成像的应用场景下，采用步骤701b 可以在与现有硬件兼容的情况下高效地解决其面临的计算资源不足的问题。通常在探头为面阵探头情况下，经由电子扫描采集速度更快，可以无需设置 ROI范围，采用步骤701b高效解决计算资源不足的问题的情况下，相应地，可以不执行设置ROI范围或者缩小ROI范围的处理步骤，从而避免物理视野的损失。进一步地，通常在探头为面阵探头情况下，也可以不在不同的成像速度下去调节面阵探头的发射方式，也就是可以使得不管成像速度变化而保持面阵探头向对象发射超声波的发射方式，因为这种调节会增加硬件和控制成本，但对于提升成像速度效果并不显著。

在一些实施例中，相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时可以增加脉冲重复频率。通过使得采用所述第一成像速度生成每卷图像所需的数据量大于所述第二成像速度生成每卷图像所需的数据量，配合脉冲重复频率的增加调节，可以进一步提升成像速度。

图7(c)示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像方法在探头为线阵探头情况下的成像参数的配置图示。在检测到的探头为线阵探头的情况下，可以采用步骤700c和703c中的一种或多种来确定与成像速度相关联的成像参数。

步骤700c为，设定第二成像速度时采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种，在设定第一成像速度时采用聚焦波逐线发射方式，或者也采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种但相较设定第二成像速度时降低每卷体数据所需的发射次数。

步骤703c为，相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时，增加脉冲重复频率。

可以看到，在检测到的探头为线阵探头的情况下，可以不设置也不调节ROI，从而解决线阵探头成像深度浅所导致的问题：ROI调节的可操作性不强，反而ROI调节容易过度导致影响观察的图像质量。对于线性探头而言，步骤 700c和步骤703c是最高效且实用的成像速度提升手段。进一步地，因为成像深度浅，对于脉冲重复频率的限制也就很小，从而步骤703c可以在更大可调节范围内增加脉冲重复频率，从而进一步提升成像速度。

图7(d)示出根据本公开实施例的3D和/或4D超声造影成像方法在探头为凸阵探头情况下的成像参数的配置图示。

在检测到的探头为凸阵探头的情况下，可以采用步骤700d、702d和703d 中的一种或多种来确定与成像速度相关联的成像参数。

步骤700d为，在设定第二成像速度时采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种，在设定第一成像速度时采用聚焦波逐线发射方式，或者也采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种但相较设定第二成像速度时降低每卷体数据所需的发射次数。

步骤702d为，在设定第二成像速度时设置ROI范围而在设定第一成像速度时不设置ROI范围，或者相较设定第一成像速度时在设定第二成像速度时缩小ROI范围。

步骤703d为，相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时与ROI 范围的对应深度相关联地增加脉冲重复频率。

如上所示，在检测到的探头为凸阵探头的情况下，可以引入ROI范围的设定和调节，通常凸阵探头的成像深度较深，通过在深度范围上引入更浅的 ROI范围，可以减少对脉冲重复频率的限制，使得可以在更大可调节范围内增加脉冲重复频率，从而进一步提升成像速度。

在一些实施例中，提供了一种超声设备3D和/或4D超声造影成像设备，包括：面阵探头、发射电路、接收电路、切换装置、输入装置、处理器和显示器；所述面阵探头包括多个阵元，所述多个阵元按照二维阵列排布，所述多个阵元通过所述切换装置与所述发射电路和所述接收电路连接；所述输入装置，与所述处理器连接，接收用于选择3D造影成像模式或4D造影成像模式的输入，接收用于设定成像速度的输入，所述成像速度包括第一成像速度和第二成像速度，所述第一成像速度低于所述第二成像速度；所述处理器，基于所选择的造影成像模式和所设定的成像速度确定成像参数；所述成像参数与所述成像速度的关联使得采用所述第一成像速度生成每卷图像所需的数据量大于所述第二成像速度生成每卷图像所需的数据量，其中所述成像参数包括生成每卷体数据所需的发射次数、线密度、每条线上数据的个数和ROI 范围中的至少一种；所述发射电路，与所述处理器连接，基于所述成像参数中的发射参数激励所述面阵探头向对象发射超声波；所述接收电路，与所述处理器连接，基于所述成像参数中的接收参数控制所述面阵探头接收从所述对象返回的超声回波信号；所述处理器，根据所述超声回波信号生成造影图像；所述显示器，与所述处理器连接，显示所述造影图像。

在一些实施例中，所述输入装置，接收用于设定脉冲重复频率的输入，所述处理器基于所选择的造影成像模式和所设定的成像速度确定成像参数，包括：所述处理器，基于所选择的造影成像模式和所设定的成像速度和所述脉冲重复频率确定所述成像参数，其中所述第一成像速度对应的脉冲重复频率低于所述第二成像速度对应的脉冲重复频率。

在一些实施例中，所述处理器，设定所述成像参数对应的发射方式；所述第一成像速度和所述第二成像速度对应的发射方式相同；所述发射方式为平面波发射方式、宽波束发射方式、相干发射合成方式或聚焦波发射方式。

在一些实施例中，提供了一种3D和/或4D超声造影成像设备，其特征在于，包括：探头、发射电路、接收电路、切换装置、输入装置、处理器和显示器；所述探头包括多个阵元，所述多个阵元通过所述切换装置分别与所述发射电路和所述接收电路连接；输入装置，与所述处理器连接，接收用于选择3D造影成像模式或4D造影成像模式的输入，接收用于设定成像速度的输入；所述处理器，基于所选择的造影成像模式和所设定的成像速度确定成像参数；其中所述成像参数包括生成每卷体数据所需的发射次数、线密度和/ 或每条线上数据的个数、脉冲重复频率和ROI范围中的至少一种；所述发射电路，与所述处理器连接，基于所述成像参数中的发射参数激励所述面阵探头向对象发射超声波；所述接收电路，与所述处理器连接，基于所述成像参数中的接收参数控制所述面阵探头接收从所述对象返回的超声回波信号；所述处理器，根据所述超声回波信号生成造影图像；所述显示器，与所述处理器连接，显示所述造影图像。

在一些实施例中，所述显示器，呈现3D造影成像模式的第一界面部；所述处理器，响应于用户对第一界面部的第一交互操作而接收用于选择3D造影成像模式的第一输入；以及所述显示器，与3D造影成像模式相关联地呈现第一成像速度和第二成像速度的第二界面部，所述处理器，响应于用户对第二界面部的第二交互操作而接收选择第一成像速度或第二成像速度的第二输入，其中，第二成像速度高于第一成像速度。

在一些实施例中，所述显示器，呈现4D造影成像模式的第三界面部；所述处理器，响应于用户对第三界面部的第三交互操作而接收用于选择4D造影成像模式的第三输入；所述显示器，呈现与4D造影成像模式相关联地呈现第一成像速度和第二成像速度的第四界面部，所述处理器，响应于用户对第四界面部的第四交互操作而接收选择第一成像速度或第二成像速度的第四输入，其中，第二成像速度高于第一成像速度。

在一些实施例中，所述处理器，设定的成像速度包括第一成像速度和高于所述第一成像速度的第二成像速度，所述成像参数通过如下的至少一种来实现与所选择的造影成像模式和所设定的成像速度相关联：在设定第二成像速度时采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种，在设定第一成像速度时采用聚焦波逐线发射方式，或者也采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种，但相较设定第二成像速度时降低每卷体数据所需的发射次数；相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时，降低生成每卷体数据所需的线密度和/或每条线上数据的个数；相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时，增加脉冲重复频率；在设定第二成像速度时设置ROI范围而在设定第一成像速度时不设置ROI范围，或者相较设定第一成像速度时在设定第二成像速度时缩小ROI 范围。

在一些实施例中，所述处理器，设定成像速度包括第一成像速度和高于所述第一成像速度的第二成像速度，对于富血供厘米级别及以下的对象，在 3D造影成像模式下所述第二成像速度快于第一阈值，在4D造影成像模式下所述第二成像速度快于第二阈值。

在一些实施例中，所述处理器，在所述成像参数与所选择的造影成像模式和所设定的成像速度相关联的情况下：确定每卷体数据所需的发射次数以高于ROI范围的优先级被考虑；在改变ROI范围和脉冲重复频率两者的情况下，确定脉冲重复频率与ROI范围的对应深度相关联地改变。

在一些实施例中，所述探头包括超声容积探头、面阵探头和普通超声阵列探头中的至少一种，所述处理器，检测所联接的探头的类型；使得所述成像参数采用与检测到的探头的类型对应的配置，各个配置定义对应的探头的类型下与各个造影成像模式和各个成像速度相关联的成像参数。

在一些实施例中，所述处理器，在检测到的探头为超声容积探头的情况下：在设定第二成像速度时采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种，在设定第一成像速度时采用聚焦波逐线发射方式，或者也采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种但相较设定第二成像速度时降低每卷体数据所需的发射次数；相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时，降低生成每卷体数据所需的线密度和/或每条线上数据的个数；在设定第二成像速度时相较设定第一成像速度时缩小ROI范围；以及相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时与缩小后的ROI范围的对应深度相关联地增加脉冲重复频率。

在一些实施例中，所述处理器，在检测到的探头为面阵探头的情况下：相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时，降低生成每卷体数据所需的线密度和/或每条线上数据的个数。

在一些实施例中，所述处理器，在检测到的探头为线阵探头的情况下：设定第二成像速度时采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种，在设定第一成像速度时采用聚焦波逐线发射方式，或者也采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种但相较设定第二成像速度时降低每卷体数据所需的发射次数；以及相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时，增加脉冲重复频率。

在一些实施例中，所述处理器，在检测到的探头为凸阵探头的情况下：在设定第二成像速度时采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种，在设定第一成像速度时采用聚焦波逐线发射方式，或者也采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种但相较设定第二成像速度时降低每卷体数据所需的发射次数；在设定第二成像速度时设置ROI范围而在设定第一成像速度时不设置ROI范围，或者相较设定第一成像速度时在设定第二成像速度时缩小ROI范围；以及相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时与ROI范围的对应深度相关联地增加脉冲重复频率。

本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可执行指令，其由处理器执行时，实现根据本公开各个实施例的3D和/或4D超声造影成像方法的部分或全部处理。该部分或全部处理能够被实施为计算机程序。上述程序能够存储在各种类型的非暂时性计算机可读介质中并且能够提供给计算机。非暂时性计算机可读介质包含各种类型的有形存储介质。非暂时性计算机可读介质的示例包含磁记录介质(例如软盘、磁带和硬盘驱动器)、磁光记录介质(例如磁光盘)、只读存储器(CD-ROM)、CD-R、CD-R/W、半导体存储器(如掩膜型ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、闪存ROM和随机存取存储器(RAM))。程序可以经由各种类型的暂时性计算机可读介质提供给计算机。暂时性计算机可读介质的示例包含电信号、光信号和电磁波。暂时性计算机可读介质能够经由有线通信路径(如电线和光纤)或无线通信路径将程序提供给计算机。

本实用新型不限于上述实施例并且可以在不脱离本实用新型的范围的情况下根据需要进行修改。

Claims (14)

1.一种3D和/或4D超声造影成像设备，其特征在于，包括：

面阵探头、发射电路、接收电路、切换装置、输入装置、处理器和显示器；

所述面阵探头包括多个阵元，所述多个阵元按照二维阵列排布，所述多个阵元通过所述切换装置与所述发射电路和所述接收电路连接；

所述输入装置，与所述处理器连接，接收用于选择3D造影成像模式或4D造影成像模式的输入，接收用于设定成像速度的输入，所述成像速度包括第一成像速度和第二成像速度，所述第一成像速度低于所述第二成像速度；

所述处理器，基于所选择的造影成像模式和所设定的成像速度确定成像参数；所述成像参数与所述成像速度的关联使得采用所述第一成像速度生成每卷图像所需的数据量大于所述第二成像速度生成每卷图像所需的数据量，其中所述成像参数包括生成每卷体数据所需的发射次数、线密度、每条线上数据的个数和ROI范围中的至少一种；

所述发射电路，与所述处理器连接，基于所述成像参数中的发射参数激励所述面阵探头向对象发射超声波；

所述接收电路，与所述处理器连接，基于所述成像参数中的接收参数控制所述面阵探头接收从所述对象返回的超声回波信号；

所述处理器，根据所述超声回波信号生成造影图像；

所述显示器，与所述处理器连接，显示所述造影图像。

2.根据权利要求1所述的3D和/或4D超声造影成像设备，其特征在于，

所述输入装置，接收用于设定脉冲重复频率的输入，

所述处理器基于所选择的造影成像模式和所设定的成像速度确定成像参数，包括：

所述处理器，基于所选择的造影成像模式和所设定的成像速度和所述脉冲重复频率确定所述成像参数，其中所述第一成像速度对应的脉冲重复频率低于所述第二成像速度对应的脉冲重复频率。

3.根据权利要求1或2所述的3D和/或4D超声造影成像设备，其特征在于，

所述处理器，设定所述成像参数对应的发射方式；

所述第一成像速度和所述第二成像速度对应的发射方式相同；

所述发射方式为平面波发射方式、宽波束发射方式、相干发射合成方式或聚焦波发射方式。

4.一种3D和/或4D超声造影成像设备，其特征在于，包括：

探头、发射电路、接收电路、切换装置、输入装置、处理器和显示器；

所述探头包括多个阵元，所述多个阵元通过所述切换装置分别与所述发射电路和所述接收电路连接；

输入装置，与所述处理器连接，接收用于选择3D造影成像模式或4D造影成像模式的输入，接收用于设定成像速度的输入；

所述处理器，基于所选择的造影成像模式和所设定的成像速度确定成像参数；其中所述成像参数包括生成每卷体数据所需的发射次数、线密度和/或每条线上数据的个数、脉冲重复频率和ROI范围中的至少一种；

所述发射电路，与所述处理器连接，基于所述成像参数中的发射参数激励所述面阵探头向对象发射超声波；

所述接收电路，与所述处理器连接，基于所述成像参数中的接收参数控制所述面阵探头接收从所述对象返回的超声回波信号；

所述处理器，根据所述超声回波信号生成造影图像；

所述显示器，与所述处理器连接，显示所述造影图像。

5.根据权利要求4所述的3D和/或4D超声造影成像设备，其特征在于，

所述显示器，呈现3D造影成像模式的第一界面部；

所述处理器，响应于用户对第一界面部的第一交互操作而接收用于选择3D造影成像模式的第一输入；以及

所述显示器，与3D造影成像模式相关联地呈现第一成像速度和第二成像速度的第二界面部，

所述处理器，响应于用户对第二界面部的第二交互操作而接收选择第一成像速度或第二成像速度的第二输入，其中，第二成像速度高于第一成像速度。

6.根据权利要求4或5所述的3D和/或4D超声造影成像设备，其特征在于，

所述显示器，呈现4D造影成像模式的第三界面部；

所述处理器，响应于用户对第三界面部的第三交互操作而接收用于选择4D造影成像模式的第三输入；

所述显示器，呈现与4D造影成像模式相关联地呈现第一成像速度和第二成像速度的第四界面部，

所述处理器，响应于用户对第四界面部的第四交互操作而接收选择第一成像速度或第二成像速度的第四输入，其中，第二成像速度高于第一成像速度。

7.根据权利要求4所述的3D和/或4D超声造影成像设备，其特征在于，

所述处理器，设定的成像速度包括第一成像速度和高于所述第一成像速度的第二成像速度，所述成像参数通过如下的至少一种来实现与所选择的造影成像模式和所设定的成像速度相关联：

在设定第二成像速度时采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种，在设定第一成像速度时采用聚焦波逐线发射方式，或者也采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种，但相较设定第二成像速度时降低每卷体数据所需的发射次数；

相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时，降低生成每卷体数据所需的线密度和/或每条线上数据的个数；

相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时，增加脉冲重复频率；

在设定第二成像速度时设置ROI范围而在设定第一成像速度时不设置ROI范围，或者相较设定第一成像速度时在设定第二成像速度时缩小ROI范围。

8.根据权利要求4所述的3D和/或4D超声造影成像设备，其特征在于，

所述处理器，设定成像速度包括第一成像速度和高于所述第一成像速度的第二成像速度，对于富血供厘米级别及以下的对象，在3D造影成像模式下所述第二成像速度快于第一阈值，在4D造影成像模式下所述第二成像速度快于第二阈值。

9.根据权利要求7所述的3D和/或4D超声造影成像设备，其特征在于，

所述处理器，在所述成像参数与所选择的造影成像模式和所设定的成像速度相关联的情况下：

确定每卷体数据所需的发射次数以高于ROI范围的优先级被考虑；

在改变ROI范围和脉冲重复频率两者的情况下，确定脉冲重复频率与ROI范围的对应深度相关联地改变。

10.根据权利要求4所述的3D和/或4D超声造影成像设备，其特征在于，

所述探头包括超声容积探头、面阵探头和普通超声阵列探头中的至少一种，

所述处理器，检测所联接的探头的类型；使得所述成像参数采用与检测到的探头的类型对应的配置，各个配置定义对应的探头的类型下与各个造影成像模式和各个成像速度相关联的成像参数。

11.根据权利要求10所述的3D和/或4D超声造影成像设备，其特征在于，

所述处理器，在检测到的探头为超声容积探头的情况下：

在设定第二成像速度时采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种，在设定第一成像速度时采用聚焦波逐线发射方式，或者也采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种但相较设定第二成像速度时降低每卷体数据所需的发射次数；

相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时，降低生成每卷体数据所需的线密度和/或每条线上数据的个数；

在设定第二成像速度时相较设定第一成像速度时缩小ROI范围；以及

相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时与缩小后的ROI范围的对应深度相关联地增加脉冲重复频率。

12.根据权利要求10所述的3D和/或4D超声造影成像设备，其特征在于，

所述处理器，在检测到的探头为面阵探头的情况下：相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时，降低生成每卷体数据所需的线密度和/或每条线上数据的个数。

13.根据权利要求10所述的3D和/或4D超声造影成像设备，其特征在于，

所述处理器，在检测到的探头为线阵探头的情况下：

设定第二成像速度时采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种，在设定第一成像速度时采用聚焦波逐线发射方式，或者也采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种但相较设定第二成像速度时降低每卷体数据所需的发射次数；以及

相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时，增加脉冲重复频率。

14.根据权利要求10所述的3D和/或4D超声造影成像设备，其特征在于，

所述处理器，在检测到的探头为凸阵探头的情况下：

在设定第二成像速度时采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种，在设定第一成像速度时采用聚焦波逐线发射方式，或者也采用宽波束发射方式、平面波发射方式和相干发射合成方式中的至少一种但相较设定第二成像速度时降低每卷体数据所需的发射次数；

在设定第二成像速度时设置ROI范围而在设定第一成像速度时不设置ROI范围，或者相较设定第一成像速度时在设定第二成像速度时缩小ROI范围；以及

相较设定第一成像速度时，在设定第二成像速度时与ROI范围的对应深度相关联地增加脉冲重复频率。

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