WO2020082219A1 - 一种超声成像方法、系统 - Google Patents

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ultrasound
motion
display
ultrasound probe
movement
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PCT/CN2018/111284
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English (en)
French (fr)
Inventor
丛龙飞
王超
周腾鹤
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Shenzhen Mindray Bio Medical Electronics Co Ltd
Shenzhen Mindray Scientific Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Mindray Bio Medical Electronics Co Ltd
Shenzhen Mindray Scientific Co Ltd
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves

Definitions

  • the present application relates to the positioning technology of ultrasonic probes, in particular to an ultrasonic imaging method and system.
  • an echo signal can be received, and ultrasound data can be generated based on the echo signal.
  • the ultrasound data is video data
  • the ultrasound data is played, only the relative time position of the current frame in the entire piece of video data can be displayed through the playback progress bar, and the spatial position information of the ultrasound probe in acquiring the video data cannot be provided.
  • embodiments of the present application provide an ultrasound imaging method and system.
  • An embodiment of the present application provides an ultrasound imaging method.
  • the method is applied to an ultrasound imaging system.
  • the ultrasound imaging system includes an ultrasound probe.
  • the ultrasound probe is provided with a positioning device.
  • the method includes:
  • An embodiment of the present application also provides an ultrasound imaging system, wherein the ultrasound imaging system includes an ultrasound probe, a display, and a processor; the ultrasound probe is provided with a positioning device,
  • the ultrasonic probe is used to transmit ultrasonic waves to target tissues and receive ultrasonic echoes returned from the target tissues;
  • the processor is configured to determine an ultrasound image of the target tissue according to the ultrasound echo; obtain motion data of the ultrasound probe from the positioning device; and generate a movement trajectory of the ultrasound probe according to the motion data;
  • the display is used to display the ultrasound image and the movement track.
  • the technical solution provided by the embodiment of the present application uses the ultrasonic probe to transmit ultrasonic waves to the target tissue; receives the ultrasonic echo returned from the target tissue; determines the ultrasonic image of the target tissue according to the ultrasonic echo; from the The positioning device acquires the motion data of the ultrasound probe; generates a motion trajectory of the ultrasound probe according to the motion data; and displays the ultrasound image and the motion trajectory.
  • the ultrasound probe can be used to scan the target tissue to obtain the ultrasound image and the movement data of the ultrasound probe. Then, the ultrasound image and the movement trajectory can be displayed. Spatial location information when the target tissue is scanned.
  • FIG. 1 is a block diagram of a system structure for implementing an ultrasound imaging method according to an embodiment of the present application
  • FIG. 2 is a flowchart of an ultrasound imaging method according to an embodiment of this application.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of coordinate transformation involved in an embodiment of the present application.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of marking direction information on a motion track curve in an embodiment of the present application.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of displacements marked at fixed intervals on a motion track according to an embodiment of the present application
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of an ultrasound imaging system according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 1 a communication connection between an ultrasound probe 101 and an ultrasound device 103 is shown.
  • the ultrasound probe 101 is provided with a positioning device 102 for positioning the ultrasound probe.
  • the ultrasound probe 101 and the positioning device 102 are detachably connected or fixedly connected.
  • the ultrasound probe 101 transmits an ultrasound signal to a target tissue (such as a certain examination part of the human body), and after receiving the ultrasound echo corresponding to the ultrasound signal, forwards the ultrasound echo to the ultrasound device 103;
  • the device 103 can obtain the ultrasound data of the target tissue according to the ultrasound echo, and can generate an ultrasound image based on the ultrasound data; during the scanning of the target tissue by the ultrasound probe 101, the positioning device can collect the movement data of the ultrasound probe in real time, The collected motion data is sent to the displacement calculation device 104, and the displacement calculation device 104 obtains the position information of the ultrasound probe at any time when scanning the target tissue according to the motion data, and the displacement calculation device 104 will obtain the position
  • the information is output to the trajectory reconstruction device 105 for reconstructing the motion trajectory of the ultrasound probe, and the trajectory reconstruction device 105 outputs the reconstructed motion trajectory to the display device 106 for display.
  • the ultrasound apparatus 103 may send the ultrasound image to the display device 106 for display.
  • the positioning device 102 may be at least one of an inertial navigation device, an optical navigation device, and a magnetic navigation device. Of course, it may also be another navigation device, which is not specifically limited here; when the positioning device 102 is an inertial navigation device, positioning The device 102 includes an inertial measurement unit (Inertial Measurement Unit, IMU); the motion data of the ultrasound probe may include acceleration data and angular velocity data of the ultrasound probe at any time when scanning the target tissue.
  • IMU Inertial Measurement Unit
  • the ultrasound device 103, the displacement calculation device 104 and the trajectory reconstruction device 105 can all be implemented by a processor.
  • the above processors can be application specific integrated circuits (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), DSP, digital signal processing device (Digital Signal Processing Device, DSPD), programmable logic device (Programmable Logic Device, PLD), FPGA, CPU, control At least one of a controller, a microcontroller, and a microprocessor.
  • the embodiments of the present application can be applied to the scenario of reconstructing the movement trajectory of the ultrasound probe.
  • the reconstruction principle of the movement trajectory of the ultrasound probe is: during the ultrasound scanning process through a spatial positioning device (usually a positioning device bound to the probe) Real-time tracking of the dynamics, while acquiring ultrasound data, record the acceleration data and angular velocity data of the ultrasound probe in real time, through reasonable calculation of these recorded data, determine the relative displacement and rotation angle of the ultrasound probe at that time, so as to realize the ultrasound probe Reconstruction of movement trajectory.
  • FIG. 2 is a flowchart of an ultrasound imaging method according to an embodiment of the present application, wherein the method is applied to an ultrasound imaging system, the ultrasound imaging system includes an ultrasound probe, and the ultrasound probe is provided with a positioning device, as shown in FIG. 2,
  • the process can include the following steps:
  • Step 201 Use the ultrasonic probe to transmit ultrasonic waves to the target tissue; receive the ultrasonic echo returned from the target tissue.
  • the target tissue may be a human body part, for example, any tissue organ of the human body to be examined and the like.
  • Step 202 Determine an ultrasound image of the target tissue according to the ultrasound echo.
  • the ultrasound probe after receiving the ultrasound echo, can send the ultrasound echo to the ultrasound device.
  • the ultrasound device can obtain ultrasound data of the target tissue according to the ultrasound echo, and can determine the ultrasound image of the target tissue according to the ultrasound data .
  • the ultrasound data is video data formed by continuously playing a plurality of two-dimensional ultrasound images.
  • Step 203 Acquire motion data of the ultrasound probe from the positioning device.
  • the motion data of the ultrasound probe may include acceleration data and angular velocity data of the ultrasound probe when scanning the target tissue; in practical applications, the positioning device may include an accelerometer or a gyroscope.
  • the acceleration data when scanning the target tissue.
  • the angular velocity data of the ultrasound probe when scanning the target tissue can be obtained.
  • the positioning device can also include other sensors, such as a magnetometer, etc. At least one sensor determines acceleration data and angular velocity data of the ultrasound probe when scanning the target tissue.
  • the positioning device may send the collected motion data of the ultrasound probe to the displacement calculation device through the ultrasound device.
  • Step 204 Generate a motion trajectory of the ultrasound probe according to the motion data.
  • the motion trajectory includes direction information and position information.
  • the motion trajectory when the ultrasound probe scans the target tissue may be a three-dimensional motion trajectory or a two-dimensional motion trajectory; the displayed motion trajectory may be reflected by a progress bar.
  • the displacement calculation device may determine the linear acceleration and the quaternion based on the acceleration data and the angular velocity data, where the linear acceleration does not include gravity acceleration; then, the displacement calculation device may determine the linear acceleration and the quaternion
  • the position information of the ultrasound probe; the direction information of the ultrasound probe is determined according to the quaternion; further, the movement trajectory of the ultrasound probe is generated according to the position information and the direction information of the ultrasound probe.
  • the displacement calculation device can calculate the quaternion based on the angular velocity data of the ultrasound probe when scanning the target tissue, and obtain the rotation matrix according to the quaternion, and then, according to the rotation matrix, place the ultrasound probe on the target
  • the acceleration data when the tissue is scanned is converted to the world coordinate system, and combined with the quaternion, the linear acceleration of the ultrasound probe in the world coordinate system can be obtained; then the linear acceleration in the world coordinate system is quadratic integrated to obtain the ultrasound probe in Location information when scanning the target tissue.
  • the linear acceleration in the world coordinate system is integrated to obtain the velocity data of the ultrasound probe when scanning the target tissue;
  • the velocity data of the ultrasound probe when scanning the target tissue is integrated to obtain the position information of the ultrasound probe when scanning the target tissue.
  • the positioning device can collect the acceleration data and angular velocity of the body coordinates Data, then, based on the collected acceleration data and angular velocity data in the body coordinates, calculate and output the acceleration data and angular velocity data in the world coordinate system.
  • the body coordinate system is a three-dimensional orthogonal rectangular coordinate system that is fixed on the positioning device and follows the right-hand rule.
  • the origin of the body coordinate system is located at the center of gravity of the positioning device.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of coordinate transformation involved in an embodiment of the present application.
  • a three-dimensional ultrasound image can be constructed Three-dimensional orthogonal rectangular coordinate system.
  • the three axes are respectively represented as X US , Y US and Z US ; in the positioning device space, the above-mentioned body coordinate system can be constructed, the three of the body coordinate system
  • the three axes can be expressed as X Sensor , Y Sensor and Z Sensor , and the three axes of the world coordinate system are expressed as X Sec , Y Sec and Z Sec respectively ;
  • the acceleration data in the body coordinate system is converted to the world coordinate system, the coordinates used
  • the conversion formula can be expressed as:
  • a n is an acceleration data in the world coordinate system
  • a b is the acceleration data under the body frame
  • C is the rotation matrix
  • quaternion rotation matrix can be a time corresponding to the output derived by the positioning means.
  • the rotation matrix C at the corresponding time can be obtained according to the quaternion at any time obtained by the displacement calculation device, and then, according to the rotation matrix, the body coordinates at the corresponding time
  • the acceleration data in the three-axis direction of the system is converted to the world coordinate system, and the linear acceleration is determined according to the acceleration data and the angular velocity data; by quadratic integration of the linear acceleration in the world coordinate system, the ultrasound probe is in the world coordinate system at the corresponding time Location information.
  • the direction information of the ultrasound probe may be the relative rotation angle of the ultrasound probe.
  • the displacement calculation device generates a quaternion based on acceleration data and angular velocity data; displacement
  • the computing device can obtain the direction information of the ultrasound probe when scanning the target tissue according to the received quaternion.
  • the reproduction of the ultrasound probe direction information helps the user to associate the current image data with the corresponding probe scanning direction.
  • the ultrasound probe direction information is reproduced Helps to find lesions.
  • the displacement calculation device can calculate the Euler angle of the ultrasonic probe relative to the world coordinate system at the current time according to the quaternion, and calculate the direction of the ultrasonic probe at the current time by the obtained Euler angle information.
  • the Euler angle of the ultrasonic probe relative to the world coordinate system can be calculated by the following formula:
  • ⁇ , ⁇ , ⁇ are the angles of rotation of the ultrasonic probe around the world coordinate system X, Y, Z axis, q 0 , q 1 , q 2 and q 3 are determined quaternions.
  • the above formula can be used to calculate the attitude change of the ultrasound probe relative to the world coordinate system at any time.
  • the displacement calculation device can determine the displacement change amount of the ultrasound probe relative to the initial position at various times when scanning the target tissue according to the initial position of the ultrasound probe (Relative displacement).
  • the above-mentioned ultrasound data is usually data in the three-dimensional orthogonal rectangular coordinate system of the ultrasound image space shown in FIG. 3, therefore, in one example, in the displacement calculation device, the three-dimensional The ultrasonic data of the orthogonal rectangular coordinate system is converted to the world coordinate system through coordinate conversion.
  • the displacement calculation device is the core module for constructing the motion trajectory of the ultrasound probe in the embodiments of the present application.
  • the implementation method of the displacement calculation device directly affects the quality of the reconstruction of the motion trajectory of the ultrasound probe; generally speaking, without human intervention, the linear acceleration can be directly Perform the second integral to calculate the relative displacement of the probe at any time; however, due to the construction principle of the electronic components inside the positioning device, the imperfect manufacturing and debugging process of the electronic components inside the positioning device, and some unknown or uncontrollable random factors For example, the Brownian noise of the elastic system of the positioning device makes the output of the positioning device without noise interference and cumulative errors. Furthermore, the positioning device does not only output non-zero data during the movement of the ultrasound probe.
  • the data output by the positioning device is basically not zero.
  • the output data of the positioning device usually appears as a broken line oscillating near the actual measured value; if the output data of the positioning device is directly used for subsequent position information calculation without preprocessing, it will result in a position informational There is a serious deviation in the calculation results, which cannot meet the requirements of the ultrasonic probe motion trajectory reconstruction; in order to solve this problem, the usual approach is: in the displacement calculation device, the output data of the positioning device is low-pass filtered, for example, the position information can be performed Before the calculation, the output data of the positioning device is filtered through a Kalman filter or an artificially designed low-pass finite-length unit impulse response (Finite Impulse Response (FIR) filter). It is worth mentioning that even after filtering, it only reduces the error and cannot completely eliminate the adverse effects caused by noise.
  • FIR Finite Impulse Response
  • the position information of the ultrasound probe only changes when the ultrasound probe moves, and the default speed is zero at other times, and the displacement remains unchanged. Therefore, the detection of the motion state of the ultrasonic probe has an important influence on the calculation of the position information.
  • the detection of the motion state is judged by the accumulative value of the accelerometer acceleration data in the triaxial direction or the accumulative value of the gyroscope's angular velocity data in the triaxial direction.
  • the acceleration threshold is fixed, or the accumulative value of the angular velocity data of the gyroscope in the three-axis direction exceeds the set angular velocity threshold, the ultrasonic probe is considered to be in motion at this time, otherwise it is in a stationary state.
  • the displacement calculation device can also perform error compensation on the linear acceleration obtained by the positioning device.
  • the error compensation for the linear acceleration is based on the premise of judging the motion state of the ultrasound probe reasonably.
  • the acceleration error compensation formula can be expressed as follows
  • a (t) represents the linear acceleration at time t after error compensation
  • a (t) represents the linear acceleration at time t without error compensation
  • the starting time of the motion of the positioning device is recorded as time 0.
  • error compensation of speed data is similar to that of acceleration data. Specifically, in the displacement calculation device, the speed data during the static state is forcibly changed to zero, and the data during the motion state is linearly compensated; After obtaining the error-compensated velocity data, integrate the error-compensated velocity data to obtain the position information of the ultrasound probe; the position information of the ultrasound probe is the relative displacement of the ultrasound probe relative to the initial time.
  • Step 205 Display the ultrasound image and the movement track.
  • the ultrasound device may send the ultrasound image to the display device, and the display device may display the ultrasound image of the target tissue while displaying the movement trajectory when the ultrasound probe scans the target tissue.
  • the display device may have multiple display interfaces, and the interface for displaying the ultrasound image may include an ultrasound image display area and other areas except for the ultrasound image display area; in this way, for the implementation of displaying the movement track, the display device may The motion trajectory is displayed on the image, and the motion trajectory may also be displayed on other areas outside the ultrasound image; for an implementation manner of displaying the motion trajectory on other areas outside the ultrasound image, the display device may be The movement trajectory is displayed on other areas outside the ultrasound image and on the same interface as the ultrasound image; or, the movement trajectory is displayed on other interfaces outside the ultrasound image.
  • the displacement calculation device may acquire the position information of the ultrasound probe corresponding to the ultrasound image at the first moment, and send the position information of the ultrasound probe corresponding to the ultrasound image at the first moment to the display device, and display The device may mark the position information of the ultrasound probe corresponding to the ultrasound image at the first moment on the movement track.
  • the first moment may be any moment when the ultrasound probe scans the target tissue; in practical applications, a display window may be established at one corner (for example, the lower right corner) of the interface displaying the ultrasound data of the target tissue and configured to display
  • the above recorded motion trajectory marks the position information of the ultrasound probe corresponding to the ultrasound image at the first moment; the embodiment of the present application can provide the space and movement of the ultrasound probe to the user while retaining the timing information of the ultrasound data Information, so that the user can form a spatial concept of the ultrasound data of the target tissue. By displaying the movement trajectory, it can help the user to intuitively determine and observe the key target area.
  • the target tissue is a human body part
  • the position information of the ultrasound probe at the first moment can assist the doctor in the screening work of the thyroid, breast, etc., prompting that the current nodular section is in the relative position of the thyroid or breast, such as the left, right, and isthmus of the thyroid , which can help the doctor as a reminder, To effectively improve the efficiency of doctors.
  • the displacement calculation device may acquire the direction information of the ultrasound probe corresponding to the ultrasound image at the second time, and send the direction information of the ultrasound probe corresponding to the ultrasound image at the second time to the display device for display
  • the device may mark the direction information of the ultrasound probe corresponding to the ultrasound image at the second moment on the movement track.
  • the second time may be any time when the ultrasound probe scans the target tissue, and the first time and the second time may be the same or different.
  • the display device may mark the direction information of the ultrasound probe on the movement track of the ultrasound probe; or, in other display areas except the display area of the movement track of the ultrasound probe, mark the direction information of the ultrasound probe.
  • the motion trace of the ultrasound probe can be displayed as a curve on the interface, the direction information of the ultrasound probe can be marked on the motion trace curve, or can be displayed separately near the motion trace curve.
  • the direction information can be marked on the movement trajectory with an indicative icon.
  • the indicative icon is used to indicate the direction information of the ultrasound probe.
  • the indicative icon may include Any of the arrow, pointer, and probe icons.
  • the indicative icon can indicate the direction information of the ultrasound probe by the rotation angle;
  • FIG. 4 is a schematic diagram of marking the direction information on the motion track curve in the embodiment of the present application. As shown in FIG. 4, the indicative icon 41 is Simulated small probe icon.
  • the displacement calculation device can also obtain the relative displacement of the ultrasound probe at various times and the initial moment when scanning the target tissue; determine the preset displacement interval of the ultrasound probe when scanning the target tissue; according to a fixed preset Displacement interval, the relative displacement is selected in the middle of the relative displacement obtained; the displacement calculation device can send the selected relative displacement to the display device, in the display device, when the ultrasound probe scans the target tissue Mark the above preset displacement interval on the movement track of.
  • the position corresponding to each selected displacement amount may be marked on the movement track when the ultrasound probe scans the target tissue. In this embodiment of the present application, the position corresponding to each selected displacement amount is not marked. Implementation restrictions.
  • the displacement can be selected and marked at a fixed interval of the ultrasound probe, for example, only at 1cm, 2cm, etc., marks are made on the movement track curve to show the displacement;
  • the fixed interval here can be set according to the total length of the motion trajectory curve. When the total length of the motion trajectory curve is longer, the fixed interval can be set appropriately larger to ensure the tidiness of visual presentation;
  • FIG. 5 shows an example of the present application. Schematic diagram of the displacements marked at fixed intervals on the motion track. In FIG. 5, the numbers with circles in the numbers indicate the displacements marked at fixed intervals. The order of the numbers from small to large indicates the order in which the displacement of the ultrasound probe gradually increases. .
  • the displacement mark of the ultrasound probe and the unmarked switching button can be added in the vicinity of the motion track curve, so that the user can choose whether to enable the displacement mark function of the ultrasound probe.
  • the displacement calculation device may determine the movement speed information of the ultrasound probe according to the movement data, and may send the movement speed information to the display device; while the display device displays the movement trajectory of the ultrasound probe when scanning the target tissue, You can also display motion speed information.
  • the display device may display the motion speed information on the motion track, and optionally, the display device may use at least one of colors, shapes, and patterns on the motion track
  • the motion speed information is displayed, that is, different speeds are represented by different colors, patterns, or shapes on the motion trajectory when the ultrasound probe scans the target tissue.
  • different colors, patterns, or shapes are used to represent different speeds, and it can be considered that the speed heat map display function is added, that is, the changes in colors, patterns, or shapes on the motion trajectory curve are used to prompt the user to ultrasound The speed of the probe movement.
  • different shapes may be used to represent different motion speed levels, for example, a triangle indicates a lower motion speed, and a parallelogram indicates a higher motion speed .
  • different patterns can be used to represent different levels of motion speed. For example, a box filled with a horizontal line indicates that the motion speed is low, and the The box with a vertical line indicates that the movement speed is high.
  • red may represent the fast motion of the ultrasound probe
  • green represents the slow motion of the ultrasound probe
  • the trajectory curve is represented by red gradually green representing the ultrasound probe
  • the moving speed of the sensor is from fast to slow; in another example, the moving speed of the ultrasonic probe can be obtained according to the following formula and using the RGB three primary color principle to obtain the corresponding color:
  • R, G and B represent the three color components of red, green and blue respectively
  • v represents the moving speed of the ultrasonic probe at a certain moment
  • threshold represents the preset threshold of the gradient, when the moving speed of the ultrasonic probe reaches the threshold At the time, it appears yellow on the motion track
  • int is the rounding operation
  • max and min are the maximum operation and the minimum operation, respectively.
  • the display of the movement speed of the ultrasound probe and the hidden switch button can be added in the vicinity of the movement trajectory curve for the user to choose whether to enable the movement speed display function of the ultrasound probe.
  • step 201 may be implemented by an ultrasound probe
  • steps 202 to 204 may be implemented using the processor and other devices described above
  • step 205 may be implemented using the processor and the display described above.
  • the characteristics of the motion trajectory curve of the ultrasound probe can be Make full use of its color, length and other attributes to present the necessary information to the user.
  • a display window can be added to a corner of the interface displaying the ultrasound data, which is configured to display the movement trajectory curve.
  • the operation position of the probe can be simulated and reproduced at any time during the scanning process of the ultrasound probe; Further, a playback progress marking point can be added to the motion track curve, which is configured to mark the time point in the ultrasound data corresponding to the point on the motion track at the corresponding moment;
  • the difference between the scheme is that the existing scheme for displaying the time point through the playback progress bar of the ultrasound data itself can only give a progress mark on a fixed-length line segment in the two-dimensional plane, and can only present the user with timing information, and cannot provide information such as Information such as the moving speed of the ultrasonic probe and the position in the three-dimensional space of the ultrasonic probe, and in the embodiments of the present application, the moving speed of the acoustic wave probe and the position in the three-dimensional space of the ultrasonic probe can be displayed by using attributes such as the color and length of the motion track.
  • the embodiments of the present application also provide an ultrasound imaging system, wherein the ultrasound imaging system includes an ultrasound probe 101, and the ultrasound probe is provided with a positioning device 102, as shown in FIG. 6, the system Also includes: display 601 and processor 602 ;, display and processor;
  • the ultrasound probe 101 is configured to transmit ultrasound waves to target tissues and receive ultrasound echoes returned from the target tissues;
  • the processor 602 is configured to determine an ultrasound image of the target tissue according to the ultrasound echo; obtain motion data of the ultrasound probe from the positioning device; and generate a movement trajectory of the ultrasound probe according to the motion data ;
  • the display 601 is configured to display the ultrasound image and the movement track.
  • the display 601 is specifically configured to display the movement trajectory on the ultrasound image; or, display the movement trajectory on another area outside the ultrasound image.
  • the display 601 is specifically configured to display the movement trajectory on other areas outside the ultrasound image and the ultrasound image on the same interface; or, outside the ultrasound image The movement track is displayed on the other interface of.
  • the movement trajectory includes direction information and position information.
  • the processor 602 is further configured to acquire position information of the ultrasound probe corresponding to the ultrasound image at the first moment;
  • the display 601 is further configured to mark the position information on the movement track.
  • the processor 602 is further configured to acquire direction information of the ultrasound probe corresponding to the ultrasound image at the second moment;
  • the display 601 is further configured to mark the direction information on the movement track.
  • the display 601 is specifically configured to mark the direction information with an indicative icon on the movement track, wherein the indicative icon includes an arrow, a pointer, and a probe Any of the icons.
  • the processor 602 is further configured to obtain a preset displacement interval for the movement of the ultrasound probe
  • the display 601 is further configured to mark the preset displacement interval on the motion track.
  • the processor 602 is further configured to determine movement speed information of the ultrasound probe according to the movement data;
  • the display 601 is further configured to display the movement speed information.
  • the display 601 is specifically configured to display the movement speed information on the movement track.
  • the display 601 is specifically configured to display the motion speed information on the motion track in at least one of colors, shapes, and patterns.
  • the motion data includes acceleration data and angular velocity data.
  • the processor 602 is specifically configured to determine linear acceleration and quaternion based on the acceleration data and the angular velocity data, and determine the linear acceleration and quaternion based on the linear acceleration and the quaternion Position information of the ultrasound probe; determine the direction information of the ultrasound probe according to the quaternion; the linear acceleration does not include the acceleration of gravity.
  • the motion track is a two-dimensional or three-dimensional motion track.
  • the disclosed method and smart device may be implemented in other ways.
  • the device embodiments described above are only schematic.
  • the division of the unit is only a division of logical functions.
  • there may be another division manner for example, multiple units or components may be combined, or Can be integrated into another system, or some features can be ignored, or not implemented.
  • the coupling or direct coupling or communication connection between the displayed or discussed components may be through some interfaces, and the indirect coupling or communication connection of the device or unit may be electrical, mechanical, or other forms of.
  • the units described as separate components may or may not be physically separated, and the components displayed as units may or may not be physical units, that is, they may be located in one place or distributed to multiple network units; Some or all of the units may be selected according to actual needs to achieve the purpose of the solution of this embodiment.
  • the functional units in the embodiments of the present application may all be integrated into one second processing unit, or each unit may be separately used as a unit, or two or more units may be integrated into one unit;
  • the above integrated unit can be implemented in the form of hardware, or in the form of hardware plus software functional units.
  • the technical solution provided by the embodiment of the present application uses the ultrasonic probe to transmit ultrasonic waves to the target tissue; receives the ultrasonic echo returned from the target tissue; determines the ultrasonic image of the target tissue according to the ultrasonic echo; from the The positioning device acquires the motion data of the ultrasound probe; generates a motion trajectory of the ultrasound probe according to the motion data; and displays the ultrasound image and the motion trajectory.
  • the ultrasound probe can be used to scan the target tissue to obtain the ultrasound image and the movement data of the ultrasound probe. Then, the ultrasound image and the movement trajectory can be displayed. Spatial location information when the target tissue is scanned.

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Abstract

一种显示超声探头运动轨迹的方法、装置和计算机存储介质，其中，方法包括：利用超声探头（101）向目标组织发射超声波；接收从目标组织返回的超声回波；根据超声回波确定目标组织的超声图像；从定位装置（102）获取超声探头（101）的运动数据；根据运动数据生成超声探头（101）的运动轨迹；显示超声图像和运动轨迹。

Description

一种超声成像方法、系统 技术领域
本申请涉及超声探头定位技术，尤其涉及一种超声成像方法、系统。
背景技术
目前，在利用超声探头向目标组织发射超声波信号后，可以接收回波信号，并可以根据回波信号生成超声数据。当超声数据为视频数据时，如果播放超声数据，只能通过播放进度条显示当前帧在整段视频数据中的相对时间位置，而无法提供超声探头在获取该视频数据过程中的空间位置信息。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种超声成像方法、系统。
本申请实施例提供一种超声成像方法，所述方法应用于超声成像系统，所述超声成像系统包括超声探头，所述超声探头设置有定位装置，所述方法包括：
利用所述超声探头向目标组织发射超声波；
接收从所述目标组织返回的超声回波；
根据所述超声回波确定所述目标组织的超声图像；
从所述定位装置获取所述超声探头的运动数据；
根据所述运动数据生成所述超声探头的运动轨迹；
显示所述超声图像和所述运动轨迹。
本申请实施例还提供了一种超声成像系统，其中，所述超声成像系统包括超声探头、显示器和处理器；所述超声探头设置有定位装置，
所述超声探头用于向目标组织发射超声波，接收从所述目标组织返回的超声回波；
所述处理器，用于根据所述超声回波确定所述目标组织的超声图像；从所述定位装置获取所述超声探头的运动数据；根据所述运动数据生成所述超声探头的运动轨迹；
所述显示器，用于显示所述超声图像和所述运动轨迹。
本申请实施例提供的技术方案，利用所述超声探头向目标组织发射超声波；接收从所述目标组织返回的超声回波；根据所述超声回波确定所述目标组织的超声图像；从所述定位装置获取所述超声探头的运动数据；根据所述运动数据生成所述超声探头的运动轨迹；显示所述超声图像和所述运动轨迹。
采用本申请实施例提供的方案，可以利用所述超声探头对目标组织进行扫描，得出超声图像和超声探头的运动数据，然后，可以显示超声图像和运动轨迹，如此，可以提供超声探头在对目标组织进行扫描时的空间位置信息。
附图说明
图1为实现本申请实施例的超声成像方法的系统结构框图；
图2为本申请实施例的超声成像方法的流程图；
图3为本申请实施例中涉及的坐标变换示意图；
图4为本申请实施例中在运动轨迹曲线上标记方向信息的示意图；
图5为本申请实施例在运动轨迹上按照固定间隔标记的位移量的示意图；
图6为本申请实施例的一种超声成像系统的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本申请实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本申请实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本申请实施例。
下面通过图1示例性地说明实现本申请实施例的超声成像方法的系统结构框图，参照图1，超声探头101与超声设备103之间通信连接。超声探头101上设置有定位装置102，该定位装置102用于对超声探头进行定位，超声探头101与定位装置102可拆卸连接或者固定连接。在实际应用中，超声探头101向目标组织(例如人体的某个检查部位)发射超声波信号，在接收到基于该超声波信号对应的超声回波后，将超声回波转发至超声设备103中；超声设备103可以根据超声回波，获得目标组织的超声数据，并可以根据超声数据生成超声图像；在超声探头101对目标组织进行扫描的过程中，定位装置可以实时采集到该超声探头的运动数据，并将采集到的运动数据发送至位移计算装置104，由位移计算装置104根据运动数据，得出该超声探头在对目标组织进行扫描时任意时刻的位置信息，位移计算装置104将得出的位置信息输出至轨迹重建装置105中进行超声探头运动轨迹重建，轨迹重建装置105将重建好的运动轨迹输出至显示装置106进行显示。另外，超声设备103可以将超声图像发送至显示装置106进行显示。
这里，定位装置102可以是惯性导航装置、光学导航装置、磁导航装置中的至少一个，当然，还可以是其它导航装置，此处不做具体限定；在定位装置102为惯性导航装置时，定位装置102包括惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)；超声探头的运动数据可以包括超声探头在对目标组织进行扫描时任意时刻的加速度数据和角速度数据。
实际应用中，超声设备103、位移计算装置104和轨迹重建装置105均 可以采用处理器实现。上述处理器可以为特定用途集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、DSP、数字信号处理装置(Digital Signal Processing Device，DSPD)、可编程逻辑装置(Programmable Logic Device，PLD)、FPGA、CPU、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。
本申请实施例可以应用于对超声探头的运动轨迹进行重建的场景中，超声探头的运动轨迹的重建原理是：通过空间定位装置(通常是绑定在探头上的定位装置)对超声扫描过程中的动态进行实时跟踪，在获得超声数据的同时，实时记录超声探头的加速度数据和角速度数据，通过对这些记录的数据进行合理计算，确定超声探头当时的相对位移和旋转角度，从而实现对超声探头运动轨迹的重建。
图2为本申请实施例的超声成像方法的流程图，其中，所述方法应用于超声成像系统，所述超声成像系统包括超声探头，所述超声探头设置有定位装置，如图2所示，该流程可以包括如下步骤：
步骤201：利用所述超声探头向目标组织发射超声波；接收从所述目标组织返回的超声回波。
这里，目标组织可以是人体部位，例如，待检查的人体的任意组织器官等。
步骤202：根据所述超声回波确定所述目标组织的超声图像。
实际应用中，超声探头在接收到超声回波后，可以将超声回波发送至超声设备，超声设备可以根据超声回波，获得目标组织的超声数据，并可以根据超声数据确定目标组织的超声图像。在一个示例中，超声数据为多个二维超声图像连续播放构成的视频数据。
步骤203：从所述定位装置获取所述超声探头的运动数据。
这里，超声探头的运动数据可以包括超声探头在对目标组织进行扫描时的加速度数据和角速度数据；实际应用中，定位装置可以包括加速 度计或陀螺仪，加速度计工作时，可以得出超声探头在对目标组织进行扫描时的加速度数据，陀螺仪工作时，可以得出超声探头在对目标组织进行扫描时的角速度数据，当然，该定位装置还可以包括其他传感器，例如，磁力计等，即通过至少一个传感器确定该超声探头在对目标组织进行扫描时的加速度数据和角速度数据。
这里，定位装置可以将采集的超声探头的运动数据通过超声设备发送至位移计算装置。
步骤204：根据所述运动数据生成所述超声探头的运动轨迹。
这里，运动轨迹包括方向信息和位置信息，超声探头对目标组织进行扫描时的运动轨迹可以是三维运动轨迹，也可以是二维运动轨迹；这里的显示的运动轨迹可以通过进度条进行反映。
对于本步骤的实现方式，位移计算装置可以根据加速度数据和角速度数据确定线性加速度和四元数，其中，所述线性加速度不包括重力加速度；然后，位移计算装置可以根据线性加速度和四元数确定所述超声探头的位置信息；根据四元数确定所述超声探头的方向信息；进而，根据超声探头的位置信息和方向信息，生成超声探头的运动轨迹。
具体实施时，位移计算装置可以根据超声探头在对目标组织进行扫描时的角速度数据，计算得出四元数，根据四元数得出旋转矩阵，然后，根据旋转矩阵，将超声探头在对目标组织进行扫描时的加速度数据转换至世界坐标系，结合四元数，可以得出世界坐标系下超声探头的线性加速度；然后对世界坐标系下的线性加速度进行二次积分，得出超声探头在对目标组织进行扫描时的位置信息。具体地说，位移计算装置得出世界坐标系下超声探头的线性加速度后，对世界坐标系下的线性加速度进行积分，得出超声探头在对目标组织进行扫描时的速度数据；位移计算装置对超声探头在对目标组织进行扫描时的速度数据进行积分，得出超 声探头在对目标组织进行扫描时的位置信息。
这里，为得到超声探头在对目标组织进行扫描时的加速度数据和角速度数据，在实际应用中，在利用超声探头在对目标组织进行扫描时，定位装置可以采集到机体坐标下的加速度数据和角速度数据，然后，根据采集到的机体坐标下的加速度数据和角速度数据，计算并输出世界坐标系下的加速度数据和角速度数据。
这里，机体坐标系为固定在定位装置上的遵循右手法则的三维正交直角坐标系，在一个示例中，机体坐标系的原点位于定位装置的重心。
为了便于处理，通常需要将机体坐标系下的加速度数据转换至世界坐标系，图3为本申请实施例中涉及的坐标变换示意图，图3中，在超声图像空间中，可以针对三维超声图像构建三维正交直角坐标系，在三维正交直角坐标系中，三个轴分别表示为X US、Y US和Z US；定位装置空间中，可以构建上述记载的机体坐标系，机体坐标系的三个轴可以表示为X Sensor、Y Sensor和Z Sensor，世界坐标系的三个轴分别表示为X Sec、Y Sec和Z Sec；将机体坐标系下的加速度数据转换至世界坐标系，使用的坐标转换公式可以表示为：
A n＝C·A b
其中，A n是世界坐标系下的加速度数据，A b是机体坐标系下的加速度数据，C是旋转矩阵，旋转矩阵可以由定位装置在对应时刻输出的四元数得出。
综上，在实际实施时，在位移计算装置中，首先可以根据位移计算装置得出的任意时刻的四元数，得出对应时刻的旋转矩阵C，然后，根据旋转矩阵，将对应时刻机体坐标系下的三轴方向的加速度数据转换至世界坐标系，根据加速度数据和角速度数据确定线性加速度；通过对世界坐标系下的线性加速度进行二次积分，得出超声探头在对应时刻在世 界坐标系下的位置信息。
本申请实施例中，超声探头的方向信息可以是超声探头的相对旋转角度，对于确定超声探头的方向信息的实现方式，示例性地，位移计算装置根据加速度数据和角速度数据生成四元数；位移计算装置可以根据接收到的四元数得出超声探头在对目标组织进行扫描时的方向信息。
可以理解的是，超声探头方向信息的重现有助于用户将当前时刻的图像数据与对应的探头扫描方向联系起来，在利用超声探头对目标组织进行扫描时，超声探头方向信息的重现有助于发现病灶。
实际实施时，位移计算装置在确定四元数后，可以根据四元数计算得出当前时刻超声探头相对于世界坐标系的欧拉角，通过得出的欧拉角计算当前时刻超声探头的方向信息。超声探头相对于世界坐标系的欧拉角可以通过下式进行计算：
Figure PCTCN2018111284-appb-000001
其中，φ、θ、ψ分别为超声探头绕世界坐标系X、Y、Z轴旋转的角度，q 0、q 1、q 2和q 3为确定出的四元数。通过上式可以计算出任意时刻超声探头相对世界坐标系的姿态变化。
位移计算装置在得出超声探头在对目标组织进行扫描时的位置信息后，可以根据超声探头的初始位置，确定出超声探头在对目标组织进行扫描时各个不同时刻相对于初始位置的位移变化量(相对位移)。
实际实施时，上述记载的超声数据通常是处于图3所示的超声图像空间的三维正交直角坐标系的数据，因此，在一个示例中，在位移计算装置中，可以对超声图像空间的三维正交直角坐标系的超声数据，通过 坐标转换，转换至世界坐标系下。
位移计算装置是实现本申请实施例的构建超声探头运动轨迹的核心模块，位移计算装置的实现方式直接影响到超声探头运动轨迹的重建的质量；通常来说，无需人为干预，可以直接对线性加速度进行二次积分计算出任意时刻探头的相对位移；但是由于定位装置内部电子元器件的构造原理、定位装置内部电子元器件的制造调试工艺的不尽完善、以及某些未知或无法控制的随机因素，比如定位装置弹性系统布朗噪声，使得定位装置的输出无时无刻不存在噪声的干扰和累积误差，进而，定位装置并不只是在超声探头移动过程中才有非零数据的输出，实际上，任意时刻定位装置输出的数据基本不为零，定位装置的输出数据通常表现为一条在真实测量值附近震荡的折线；如果定位装置的输出数据不经过预处理直接用于后续的位置信息计算，将导致位置信息的计算结果出现严重偏差，无法满足超声探头运动轨迹重建的要求；为了解决该问题，通常的做法是：在位移计算装置中，对定位装置的输出数据进行低通滤波，例如，可以在进行位置信息计算前，将定位装置的输出数据经过一个卡尔曼滤波器或者人为设计的低通有限长单位冲激响应(Finite Impulse Response，FIR)滤波器进行滤波。值得一提的是，即便经过了滤波，也只是减小了误差，并不能完全消除噪声带来的不利影响。
一般说来，超声探头的位置信息只在超声探头运动时有所变化，其余时刻默认速度为零，位移保持不变。因此超声探头运动状态的检测对位置信息的计算有重要的影响。运动状态的检测是通过对加速度计在三轴方向的加速度数据的累加值或陀螺仪在三轴方向的角速度数据的累加值进行判断，当加速度计在三轴方向的加速度数据的累加值超过设定加速度阈值，或者，陀螺仪在三轴方向的角速度数据的累加值超过设定角速度阈值时，认为超声探头此时处于运动的状态，反之则为静止状态。
进一步地，本申请实施例中，位移计算装置还可以对定位装置得出的线性加速度进行误差补偿，针对线性加速度进行的误差补偿是在合理判断出超声探头运动状态的前提下。理论上，可以有如下第一假定条件：在一段持续运动的起始时刻和结束时刻，超声探头的线性加速度应为零；根据第一假定条件，可以对线性加速度应用线性补偿方法进行误差补偿，即对超声探头运动过程中任意时刻分别按照相应比例进行补偿，使得误差补偿后的加速度数据满足上述第一假定条件。
假设定位装置经运动后再次归为静止的加速度为A after，该段运动持续时间为T，则加速度误差补偿公式可如下表示
Figure PCTCN2018111284-appb-000002
其中，A(t)表示经误差补偿后的t时刻的线性加速度，A(t)表示未经误差补偿的t时刻的线性加速度，定位装置的该段运动的起始时刻记为0时刻。
速度数据的误差补偿与加速度数据的误差补偿的实现方式较为类似，具体地说，在位移计算装置中，将静止状态期间的速度数据强制更改为零，并对运动状态期间的数据进行线性补偿；在得出经误差补偿后的速度数据后，对经误差补偿后的速度数据进行积分计算，得到超声探头的位置信息；超声探头的位置信息是超声探头相对于初始时刻的相对位移。
步骤205：显示所述超声图像和所述运动轨迹。
本申请实施例中，超声设备可以将超声图像发送至显示装置，显示装置可以在显示超声探头对目标组织进行扫描时的运动轨迹的同时，显示目标组织的超声图像。
这里，显示装置可以具有多个显示界面，在显示超声图像的界面中，可以包括超声图像显示区域和除去超声图像显示区域的其他区域；这样，对于显示运动轨迹的实现方式，显示装置可以在超声图像上显示所述运动 轨迹，也可以在所述超声图像外的其他区域上显示所述运动轨迹；对于在所述超声图像外的其他区域上显示所述运动轨迹的实现方式，显示装置可以在超声图像外与所述超声图像为同一个界面的其他区域上显示所述运动轨迹；或者，在超声图像外的其他界面上显示所述运动轨迹。
进一步地，位移计算装置可以获取第一时刻所述超声图像对应的所述超声探头的位置信息，将所述第一时刻所述超声图像对应的所述超声探头的位置信息发送至显示装置，显示装置可以在运动轨迹上标记所述第一时刻所述超声图像对应的所述超声探头的位置信息。
这里，第一时刻可以是超声探头对目标组织进行扫描的任意一个时刻；实际应用中，可以在显示目标组织的超声数据的界面的一个角(例如右下角)，建立一个显示窗口，配置为显示上述记载的运动轨迹并标记所述第一时刻所述超声图像对应的所述超声探头的位置信息；本申请实施例在保留超声数据的时序信息的同时，能向用户提供超声探头的空间和运动信息，使用户对目标组织的超声数据形成空间概念，通过显示运动轨迹，可以帮助用户直观地确定并观察关键目标区域，例如，在目标组织为人体部位时，通过显示上述记载的运动轨迹和标记第一时刻超声探头的位置信息，可以辅助医生在甲状腺、乳腺等的筛查工作，提示当前有结节的切面处于甲状腺或乳腺的相对位置，如在甲状腺的左侧、右侧、峡部等位置，这样可以对医生起到辅助提示的作用，可以有效地提高医生的工作效率。
进一步地，位移计算装置可以获取第二时刻所述超声图像对应的所述超声探头的方向信息，将所述第二时刻所述超声图像对应的所述超声探头的方向信息发送至显示装置，显示装置可以在运动轨迹上标记所述第二时刻所述超声图像对应的所述超声探头的方向信息。
这里，第二时刻可以是超声探头对目标组织进行扫描的任意一个时刻，第一时刻与第二时刻可以相同，也可以不同。
实际实施时，显示装置可以在超声探头的运动轨迹上，标记超声探头方向信息；或者，在除去超声探头的运动轨迹的显示区域外的其他显示区域，标记超声探头的方向信息。具体地说，超声探头的运动轨迹在界面上可以显示为曲线，可以将超声探头的方向信息标记在运动轨迹曲线上，也可以在运动轨迹曲线附近单独显示。
对于将方向信息标记在运动轨迹曲线上的实现方式，可以在运动轨迹上通过具有指示性的图标标记方向信息，具有指示性的图标用于表示超声探头的方向信息，具有指示性的图标可以包括箭头、指针和探头图标中的任意一种。具有指示性的图标可以通过旋转角度，表示出超声探头的方向信息；图4为本申请实施例中在运动轨迹曲线上标记方向信息的示意图，如图4所示，具有指示性的图标41为模拟的小探头图标。
进一步地，位移计算装置还可以得出超声探头在对目标组织进行扫描时各个时刻与初始时刻的相对位移量；确定超声探头在对目标组织进行扫描时的预设位移间隔；按照固定的预设位移间隔，在得出的相对位移量中等间距选取出相对位移量；位移计算装置可以将选取出的相对位移量发送至显示装置，在显示装置中，在超声探头对所述目标组织进行扫描时的运动轨迹上，标记上述预设位移间隔。实际实施时，可以在超声探头对目标组织进行扫描时的运动轨迹上，标记出选取出的各个位移量对应的位置，本申请实施例中并不对标记出选取出的各个位移量对应的位置的实现方式进行限制。
从以上可以看出，本申请实施例中，通过标记选取出的各个位移量，可以方便用户查看超声探头在多个不同时刻的位移变化。
也就是说，对于选取出相对位移量的实现方式，可以按照超声探头的位移的固定间隔进行选取并进行标记，如，只在1cm、2cm等位置于运动轨迹曲线上做出标记显示位移量；这里的固定间隔可以按照运动轨迹曲线 的总长度进行设置，运动轨迹曲线的总长度较长时，固定间隔可以适当设置的较大，以保证视觉呈现的整洁性；图5为本申请实施例在运动轨迹上按照固定间隔标记的位移量的示意图，图5中，带有数字的圆圈的数字表示按照固定间隔标记出的位移量，数字从小到大的顺序表示超声探头的位移量逐渐增加的顺序。
实际应用中，考虑到用户的使用习惯，可以在运动轨迹曲线的邻近位置添加超声探头的位移量标记和不标记的切换按键，供用户选择是否开启超声探头的位移量标记功能。
进一步地，位移计算装置在根据所述运动数据确定所述超声探头的运动速度信息，可以将运动速度信息发送至显示装置；显示装置在显示超声探头对目标组织进行扫描时的运动轨迹的同时，还可以显示运动速度信息。
对于显示装置显示运动速度信息的实现方式，示例性地，显示装置可以在运动轨迹上显示运动速度信息，可选的，显示装置可以在运动轨迹上通过颜色，形状和图案中的至少一种方式显示所述运动速度信息，即，在超声探头对目标组织进行扫描时的运动轨迹上，利用不同的颜色、图案或形状表示不同的速度。
本申请实施例中，利用不同的颜色、图案或形状表示不同的速度，可以认为增加了速度热图显示功能，即，利用颜色、图案或形状在运动轨迹曲线上的变化，提示用户对应时刻超声探头移动速度的快慢。
对于在运动轨迹上通过形状显示所述运动速度信息的实现方式，在一个示例中，可以利用不同的形状表示不同的运动速度等级，例如，三角形表示运动速度较低，平行四边形表示运动速度较高。
对于在运动轨迹上通过图案显示所述运动速度信息的实现方式，在一个示例中，可以利用不同的图案表示不同的运动速度等级，例如，填充有横线的方框表示运动速度较低，填充有竖线的方框表示运动速度较高。
对于在运动轨迹上通过颜色显示所述运动速度信息的实现方式，在一个示例中，可以红色可以代表超声探头的快速运动，绿色代表超声探头的慢速运动，轨迹曲线由红渐绿表示超声探头的移动速度由快到慢；在另一个示例中，对超声探头的移动速度，可以按照如下公式并采用RGB三基色原理得出对应的颜色：
Figure PCTCN2018111284-appb-000003
Figure PCTCN2018111284-appb-000004
B＝0
其中，R、G和B分别表示红、绿和蓝三个颜色分量，v表示探头超声探头在某一时刻的移动速度，threshold表示预先设置的渐变的阈值，当超声探头的移动速度达到该阈值时，在运动轨迹上呈现黄色，int为取整运算，max和min分别为取最大值运算和取最小值运算。
实际应用中，考虑到用户的使用习惯，可以在运动轨迹曲线的邻近位置添加超声探头的移动速度显示和隐藏的切换按键，供用户选择是否开启超声探头移动速度显示功能。
实际应用中，步骤201可以由超声探头实现，步骤202至步骤204可以利用上述记载的处理器等设备实现，步骤205可以利用上述记载的处理器结合显示器实现。
综上，本申请实施例中，为了给用户提供更多的视觉信息，同时也为了将各种轨迹信息尽可能多地展示在大小有限的窗口中，可以针对超声探头的运动轨迹曲线的特点，充分利用其颜色、长度等属性将必要的信息呈现给用户。具体地说，可以在显示超声数据的界面的一个角增加一个显示窗口，配置为显示运动轨迹曲线，在该显示窗口中，可以针对超声探头扫描过程中任何时刻探头的运行位置予以模拟重现；进一步地，可以在运动 轨迹曲线上增加播放进度标记点，配置为标记对应时刻运动轨迹上的点对应的超声数据中的时间点；与已有的通过超声数据自身的播放进度条显示时间点的方案的区别在于，已有的通过超声数据自身的播放进度条显示时间点的方案，只是能够在二维平面中固定长度的线段上给出进度标记，只能呈现给用户时序信息，无法提供诸如超声探头移动速度、超声探头三维空间中的位置等信息，而本申请实施例中，可以利用运动轨迹的颜色、长度等属性将声波探头移动速度、超声探头三维空间中的位置进行展示。
为实现本申请实施例的方法，本申请实施例还提供了一种超声成像系统，其中，所述超声成像系统包括超声探头101，超声探头设置有定位装置102，如图6所示，该系统还包括：显示器601和处理器602；、显示器和处理器；
所述超声探头101配置为向目标组织发射超声波，接收从所述目标组织返回的超声回波；
所述处理器602，配置为根据所述超声回波确定所述目标组织的超声图像；从所述定位装置获取所述超声探头的运动数据；根据所述运动数据生成所述超声探头的运动轨迹；
所述显示器601，配置为显示所述超声图像和所述运动轨迹。
在本申请的一些实施例中，所述显示器601，具体配置为在所述超声图像上显示所述运动轨迹；或者，在所述超声图像外的其他区域上显示所述运动轨迹。
在本申请的一些实施例中，所述显示器601，具体配置为在所述超声图像外与所述超声图像为同一个界面的其他区域上显示所述运动轨迹；或者，在所述超声图像外的其他界面上显示所述运动轨迹。
在本申请的一些实施例中，其中，所述运动轨迹包括方向信息和位置信息。
在本申请的一些实施例中，所述处理器602还配置为获取第一时刻所述超声图像对应的所述超声探头的位置信息；
所述显示器601，还配置为在所述运动轨迹上标记所述位置信息。
在本申请的一些实施例中，所述处理器602还配置为获取第二时刻所述超声图像对应的所述超声探头的方向信息；
所述显示器601，还配置为在所述运动轨迹上标记所述方向信息。
在本申请的一些实施例中，所述显示器601，具体配置为在所述运动轨迹上通过具有指示性的图标标记所述方向信息，其中，所述具有指示性的图标包括箭头、指针和探头图标中的任意一种。
在本申请的一些实施例中，所述处理器602还配置为获取所述超声探头运动的预设位移间隔；
所述显示器601，还配置为在所述运动轨迹上标记所述预设位移间隔。
在本申请的一些实施例中，所述处理器602还配置为根据所述运动数据确定所述超声探头的运动速度信息；
所述显示器601，还配置为显示所述运动速度信息。
在本申请的一些实施例中，所述显示器601，具体配置为在所述运动轨迹上显示所述运动速度信息。
在本申请的一些实施例中，所述显示器601，具体配置为在所述运动轨迹上通过颜色，形状和图案中的至少一种方式显示所述运动速度信息。
在本申请的一些实施例中，所述运动数据包括加速度数据和角速度数据。
在本申请的一些实施例中，所述处理器602，具体配置为根据所述加速度数据和所述角速度数据确定线性加速度和四元数，根据所述线性加速度和所述四元数确定所述超声探头的位置信息；根据所述四元数确定 所述超声探头的方向信息；所述线性加速度不包括重力加速度。
在本申请的一些实施例中，所述运动轨迹为二维或者三维运动轨迹。
本申请实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和智能设备，可以通过其它的方式实现。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，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，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全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个第二处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，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，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
工业实用性
本申请实施例提供的技术方案，利用所述超声探头向目标组织发射超声波；接收从所述目标组织返回的超声回波；根据所述超声回波确定所述 目标组织的超声图像；从所述定位装置获取所述超声探头的运动数据；根据所述运动数据生成所述超声探头的运动轨迹；显示所述超声图像和所述运动轨迹。采用本申请实施例提供的方案，可以利用所述超声探头对目标组织进行扫描，得出超声图像和超声探头的运动数据，然后，可以显示超声图像和运动轨迹，如此，可以提供超声探头在对目标组织进行扫描时的空间位置信息。

Claims (28)

  1. 一种超声成像方法，其中，所述方法应用于超声成像系统，所述超声成像系统包括超声探头，所述超声探头设置有定位装置，所述方法包括：
    利用所述超声探头向目标组织发射超声波；
    接收从所述目标组织返回的超声回波；
    根据所述超声回波确定所述目标组织的超声图像；
    从所述定位装置获取所述超声探头的运动数据；
    根据所述运动数据生成所述超声探头的运动轨迹；
    显示所述超声图像和所述运动轨迹。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述显示所述运动轨迹包括：
    在所述超声图像上显示所述运动轨迹；
    或者，在所述超声图像外的其他区域上显示所述运动轨迹。
  3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述在所述超声图像外的其他区域上显示所述运动轨迹包括：
    在所述超声图像外与所述超声图像为同一个界面的其他区域上显示所述运动轨迹；
    或者，在所述超声图像外的其他界面上显示所述运动轨迹。
  4. 根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中，所述运动轨迹包括方向信息和位置信息。
  5. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括：
    获取第一时刻所述超声图像对应的所述超声探头的位置信息；
    在所述运动轨迹上标记所述位置信息。
  6. 根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述方法还包括：
    获取第二时刻所述超声图像对应的所述超声探头的方向信息；
    在所述运动轨迹上标记所述方向信息。
  7. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述在所述运动轨迹上标记所述方向信息包括：
    在所述运动轨迹上通过具有指示性的图标标记所述方向信息，其中，所述具有指示性的图标包括箭头、指针和探头图标中的任意一种。
  8. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括：
    获取所述超声探头运动的预设位移间隔；
    在所述运动轨迹上标记所述预设位移间隔。
  9. 根据权利要求1至8任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：
    根据所述运动数据确定所述超声探头的运动速度信息；
    显示所述运动速度信息。
  10. 根据权利要求9所述的方法，其中，所述显示所述运动速度信息包括：
    在所述运动轨迹上显示所述运动速度信息。
  11. 根据权利要求10所述的方法，其中，所述在所述运动轨迹上显示所述运动速度信息包括：
    在所述运动轨迹上通过颜色，形状和图案中的至少一种方式显示所述运动速度信息。
  12. 根据权利要求1至11任一项所述的方法，其中，所述运动数据包括加速度数据和角速度数据。
  13. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述根据所述运动数据生成所述超声探头的运动轨迹包括：
    根据所述加速度数据和所述角速度数据确定线性加速度和四元数，其中，所述线性加速度不包括重力加速度；
    根据所述线性加速度和所述四元数确定所述超声探头的位置信息；
    根据所述四元数确定所述超声探头的方向信息。
  14. 根据权利要求1至13任一项所述的方法，其中，所述运动轨迹为二维或者三维运动轨迹。
  15. 一种超声成像系统，其中，所述超声成像系统包括超声探头、显示器和处理器；所述超声探头设置有定位装置，
    所述超声探头配置为向目标组织发射超声波，接收从所述目标组织返回的超声回波；
    所述处理器，配置为根据所述超声回波确定所述目标组织的超声图像；从所述定位装置获取所述超声探头的运动数据；根据所述运动数据生成所述超声探头的运动轨迹；
    所述显示器，配置为显示所述超声图像和所述运动轨迹。
  16. 根据权利要求15所述的系统，其中，所述显示器，具体配置为在所述超声图像上显示所述运动轨迹；或者，在所述超声图像外的其他区域上显示所述运动轨迹。
  17. 根据权利要求16所述的系统，其中，所述显示器，具体配置为在所述超声图像外与所述超声图像为同一个界面的其他区域上显示所述运动轨迹；或者，在所述超声图像外的其他界面上显示所述运动轨迹。
  18. 根据权利要求15至17任一项所述的系统，其中，所述运动轨迹包括方向信息和位置信息。
  19. 根据权利要求18所述的系统，其中，所述处理器还配置为获取第一时刻所述超声图像对应的所述超声探头的位置信息；
    所述显示器，还配置为在所述运动轨迹上标记所述位置信息。
  20. 根据权利要求18或19所述的系统，其中，所述处理器还配置为获取第二时刻所述超声图像对应的所述超声探头的方向信息；
    所述显示器，还配置为在所述运动轨迹上标记所述方向信息。
  21. 根据权利要求20所述的系统，其中，所述显示器，具体配置为在所述运动轨迹上通过具有指示性的图标标记所述方向信息，其中，所述具有指示性的图标包括箭头、指针和探头图标中的任意一种。
  22. 根据权利要求19所述的系统，其中，所述处理器还配置为获取所述超声探头运动的预设位移间隔；
    所述显示器，还配置为在所述运动轨迹上标记所述预设位移间隔。
  23. 根据权利要求15至22任一项所述的系统，其中，所述处理器还配置为根据所述运动数据确定所述超声探头的运动速度信息；
    所述显示器，还配置为显示所述运动速度信息。
  24. 根据权利要求23所述的系统，其中，所述显示器，具体配置为在所述运动轨迹上显示所述运动速度信息。
  25. 根据权利要求24所述的系统，其中，所述显示器，具体配置为在所述运动轨迹上通过颜色，形状和图案中的至少一种方式显示所述运动速度信息。
  26. 根据权利要求15至25任一项所述的系统，其中，所述运动数据包括加速度数据和角速度数据。
  27. 根据权利要求26所述的系统，其中，所述处理器，具体配置为根据所述加速度数据和所述角速度数据确定线性加速度和四元数，根据所述线性加速度和所述四元数确定所述超声探头的位置信息；根据所述四元数确定所述超声探头的方向信息；所述线性加速度不包括重力加速度。
  28. 根据权利要求15至27任一项所述的系统，其中，所述运动轨迹为二维或者三维运动轨迹。
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