超聲系統以及估計至少一個質點的運動的方法
2023-10-17 15:26:09 3
專利名稱：超聲系統以及估計至少一個質點的運動的方法
技術領域：
本公開總體涉及超聲系統，更具體地講，涉及一種在超聲系統中通過使用矢量都卜勒進行的至少一個質點的運動估計。
背景技術：
超聲系統因其具有廣泛的應用範圍而成為重要並流行的診斷工具。具體地講，超聲系統因其非侵入性和非破壞性而廣泛地用在醫療領域中。現代的高性能超聲系統和技術通常被用於產生目標對象(例如，人體器官)的內部特徵的二維或三維超聲圖像。超聲系統可以提供各種模式的超聲圖像，包括亮度模式圖像、都卜勒模式圖像、彩色都卜勒模式圖像、彈性圖像等，其中，亮度模式圖像以二維圖像來表現從活體的目標對象反射的超聲信號(即，超聲回波信號)的反射係數，都卜勒模式圖像通過利用都卜勒效應用頻譜都卜勒來表現運動的目標對象的速度，彩色都卜勒模式圖像通過利用都卜勒效應用彩色來表現運動的目標對象的速度，彈性圖像表現在按壓組織前後的組織的機械特性。超聲系統可以向包括目標對象(例如，血流)的活體發送超聲波，並從活體接收超聲信號(即，超聲回波信號)。超聲系統`還可以基於超聲回波信號來形成以彩色表現目標對象的速度的彩色都卜勒圖像。彩色都卜勒圖像可以用於診斷血管和心臟的疾病等。然而，彩色都卜勒圖像不能表現目標對象的準確運動，這是因為在彩色都卜勒圖像中的各種顏色表不沿超聲信號的傳輸方向向前運動和沿超聲信號的傳輸方向向後運動的目標對象的速度。為了解決這樣的問題，使用了可以得到目標對象的運動(即，速度和方向)的矢量都卜勒方法。矢量都卜勒方法中的複合成像方法(cross beam-based method)從至少兩個不同的方向獲得目標對象的速度分量，並組合所述速度分量以形成包括二維或三維方向信息和速度信息的矢量信息。
發明內容
提供了實施例以通過使用矢量都卜勒來估計至少一個質點的運動。以非限制性示例方式，在一個實施例中，一種超聲系統包括:處理單元，處理單元被構造為基於與目標對象對應的超聲數據來形成目標對象的矢量信息、基於矢量信息來形成多個都卜勒模式圖像、基於用戶的輸入信息來在都卜勒模式圖像上設定至少一個質點、以及基於矢量信息來估計所述至少一個質點的運動。在另一個實施例中，提供了一種估計至少一個質點的運動的方法，所述方法包括下述步驟:a)基於與目標對象對應的超聲數據來形成目標對象的矢量信息；b)基於矢量信息來形成多個都卜勒模式圖像；c)基於用戶的輸入信息來在都卜勒模式圖像上設定至少一個質點；d)基於矢量信息來估計所述至少一個質點的運動。
提供發明內容部分以簡化的形式來引入構思的選擇，構思的選擇將在下面的具體實施方式
部分進行進一步的描述。本發明內容部分不意在明確要求保護的主題的關鍵或必要特徵，也無意用於確定要求保護的主題的範圍。
圖1是示出了超聲系統的說明性實施例的框圖。圖2是示出了亮度模式圖像和興趣區的示例的示意圖。圖3是示出了超聲數據獲取單元的實施例的框圖。圖4至圖7是示出了傳輸方向和接收方向的示例的示意圖。圖8是示出了超聲圖像的取樣數據和像素的示例的示意圖。圖9至圖12是示出了執行接收束形成的示例的示意圖。圖13是示出了設定權重的示例的示意圖。圖14是示出了設定取樣數據集合的示例的示意圖。圖15是示出了至少一個質點的運動估計的過程的流程圖。圖16是示出了傳輸方向、接收方向、矢量信息和超定問題的示例的示意圖。圖17是示出了設定至少一個質點的示例的示意圖。圖18是示出了估計流線的示例的示意圖。
圖19是示出了使質點運動的示例的示意圖。
具體實施例方式可以參照附圖來提供詳細的描述。本領域普通技術人員可以認識到，下面的描述僅是示意性的而不以任何方式進行限制。藉助本公開，本領域技術人員可以容易獲知本發明的其他的實施例。參照圖1，示出了根據示例性實施例的超聲系統100。如這裡所示出的，超聲系統100可以包括用戶輸入單元110。用戶輸入單元110可以被構造為從用戶接收信息。在一個實施例中，輸入信息可以包括用於在亮度模式圖像BI上設定興趣區ROI (如圖2中所示)的第一輸入信息。興趣區ROI可以包括用於得到都卜勒模式圖像的色彩盒。都卜勒模式圖像可以包括矢量都卜勒圖像或彩色都卜勒圖像。然而，這裡應該注意的是，都卜勒模式圖像不限於此。在圖2中，標號BV表示血管。輸入信息還可以包括用於在都卜勒模式圖像上設定至少一個質點的第二輸入信息。即，第二輸入信息可以包括用於設定質點的數量、位置、大小、顏色和形狀、以及質點之間的對齊位置等的信息。用戶輸入單元110可以包括控制面板、軌跡球、滑鼠和鍵
舟坐
ΓΤΤΤ.-rf* O超聲系統100還可以包括超聲數據獲取單元120。超聲數據獲取單元120可以被構造為向活體發送超聲信號。活體可以包括運動目標對象(例如，血管、心臟、血流等)。超聲數據獲取單元120還可以被構造為從活體接收超聲信號(即，超聲回波信號)，以獲取與超聲圖像對應的超聲數據。圖3是示出超聲數據獲取單元的示例性實施例的框圖。參照圖3，超聲數據獲取單元120可以包括超聲探頭310。
超聲探頭310可以包括用於進行超聲信號和電信號之間的相互轉換的多個元件311 (見圖4)。超聲探頭310可以被構造為將超聲信號發送到活體。從超聲探頭310發送的超聲信號可以為超聲信號沒有在焦點處聚焦的平面波信號或者超聲信號聚焦在焦點處的聚焦信號。然而，這裡應該注意的是，超聲信號不限於此。超聲探頭310還可以被構造為從活體接收超聲回波信號，以輸出電信號(下文中，稱為「接收信號」)。接收信號可以為模擬信號。超聲探頭310可以包括凸形探頭和線形探頭等。超聲數據獲取單元120還可以包括發送部分320。發送部分320可以被構造為控制超聲信號的傳輸。發送部分320還可以被構造為考慮到元件311而產生電信號(下文中，稱為「傳輸信號」)。在一個實施例中，發送部分320可以被構造為考慮到元件311而產生用於得到亮度模式圖像BI的傳輸信號(下文中，稱為亮度模式傳輸信號)。因此，超聲探頭310可以被構造為將從發送部分320提供的亮度模式傳輸信號轉換為超聲信號，將超聲信號發送到活體，並從活體接收超聲回波信號，以輸出接收信號(下文中，稱為亮度模式接收信號)。發送部分320還可以被構造為考慮到元件311和超聲信號的至少一個傳輸方向(即，傳輸束)而產生與總次數(ense mble number)對應的傳輸信號(下文中，稱為都卜勒模式傳輸信號)。因此，超聲探頭310可以被構造為將從發送部分320提供的都卜勒模式傳輸信號轉換為超聲信號，沿至少一個傳輸方向向活體發送超聲信號，並從活體接收超聲回波信號，以輸出接收信號(下文中，稱為都卜勒模式接收信號)。總次數可以表示向目標對象發送超聲信號和從目標對象接收超聲信號的次數。作為一個示例，發送部分320可以被構造為考慮到傳輸方向Tx和元件311 (如圖4中所不)而產生與總次數對應的都卜勒模式傳輸信號。傳輸方向可以為在與兀件311的長度方向垂直的方向(O度)至傳輸束的最大轉向方向的範圍內的一個方向。作為另一個示例，發送部分320可以被構造為考慮到第一傳輸方向Tx1和元件311 (如圖5中所示)而產生與總次數對應的第一都卜勒模式傳輸信號。因此，超聲探頭310可以被構造為將從發送部分320提供的第一都卜勒模式傳輸信號轉換為超聲信號，沿第一傳輸方向Tx1將超聲信號發送到活體，並從活體接收超聲回波信號，以輸出第一都卜勒模式接收信號。發送部分320還可以被構造為考慮到第二傳輸方向Tx2和元件311 (如圖5中所示)而產生與總次數對應的第二都卜勒模式傳輸信號。因此，超聲探頭310可以被構造為將從發送部分320提供的第二都卜勒模式傳輸信號轉換為超聲信號，沿第二傳輸方向Tx2將超聲信號發送到活體，並從活體接收超聲回波信號，以輸出第二都卜勒模式接收信號。在圖5中，標號PRI代表脈衝重複間隔。在另一實施例中，發送部分320可以被構造為考慮到元件311而產生用於得到亮度模式圖像BI的亮度模式傳輸信號。因此，超聲探頭310可以被構造為將從發送部分320提供的亮度模式傳輸信號轉換為超聲信號，將超聲信號發送到活體，並從活體接收超聲回波信號，以輸出亮度模式接收信號。發送部分320還可以被構造為考慮到至少一個傳輸方向和元件311而產生與總次數對應的都卜勒模式傳輸信號。因此，超聲探頭310可以被構造為將從發送部分320提供的都卜勒模式傳輸信號轉換為超聲信號，將超聲信號發送到活體，並從活體接收超聲回波信號，以輸出都卜勒模式接收信號。可以以交錯傳輸方案來發送超聲信號。將在下面詳細描述交錯傳輸方案。例如，發送部分320可以被構造為考慮到第一傳輸方向Tx1和元件311 (如圖6中所示)而產生第一都卜勒模式傳輸信號。因此，超聲探頭310可以被構造為將從發送部分320提供的第一都卜勒模式傳輸信號轉換為超聲信號，並沿第一傳輸方向Tx1將超聲信號發送到活體。此後，發送部分320還可以被構造為考慮到第二傳輸方向Tx2和元件311 (如圖6中所示)而產生第二都卜勒模式傳輸信號。因此，超聲探頭310可以被構造為將從發送部分320提供的第二都卜勒模式傳輸信號轉換為超聲信號，並沿第二傳輸方向Tx2將超聲信號發送到活體。超聲探頭310還可以被構造為從活體接收超聲回波信號(即，與第一都卜勒模式傳輸信號對應的超聲回波信號)，以輸出第一都卜勒模式接收信號。超聲探頭310還可以被構造為從活體接收超聲回波信號(即，與第二都卜勒模式傳輸信號對應的超聲回波信號)，以輸出第二都卜勒模式接收信號。此後，發送部分320可以被構造為基於脈衝重複間隔而產生第一都卜勒模式傳輸信號，如圖6中所示。因此，超聲探頭310可以被構造為將從發送部分320提供的第一都卜勒模式傳輸信號轉換為超聲信號，並沿第一傳輸方向Tx1將超聲信號發送到活體。發送部分320還可以被構造為基於脈衝重複間隔而產生第二都卜勒模式傳輸信號，如圖6中所示。因此，超聲探頭310可以被構造為將從發送部分320提供的第二都卜勒模式傳輸信號轉換為超聲信號，並沿第二傳輸方向Tx2將超聲信號發送到活體。超聲探頭310還可以被構造為從活體接收超聲回波信號(即，與第一都卜勒模式傳輸信號對應的超聲回波信號)，以輸出第一都卜勒模式接收信號。超聲探頭310還可以被構造為從活體接收超聲回波信號(即，與第二都卜勒模式傳輸信號對應的超聲回波信號)，以輸出第二都卜勒模式接收信號。如上所述，發送部分320可以被構造為產生與總次數對應的第一都卜勒模式傳輸信號和第二都卜勒模式傳輸信號。在又一實施例中，發送部分320可以被構造為考慮到元件311而產生用於得到亮度模式圖像BI的亮度模式傳輸 信號。因此，超聲探頭310可以被構造為將從發送部分320提供的亮度模式傳輸信號轉換為超聲信號，沿將超聲信號發送到活體，並從活體接收超聲回波信號，以輸出亮度模式接收信號。發送部分320還可以被構造為考慮到至少一個傳輸方向和元件311而產生與總次數對應的都卜勒模式傳輸信號。因此，超聲探頭310可以被構造為將從發送部分320提供的都卜勒模式傳輸信號轉換為超聲信號，將超聲信號發送到活體，並從活體接收超聲回波信號，以輸出都卜勒模式接收信號。可以根據脈衝重複間隔來發送超聲信號。例如，發送部分320可以被構造為基於脈衝重複間隔考慮到第一傳輸方向Tx1和元件311而產生總次數第一都卜勒模式傳輸信號，如圖7中所示。如此，超聲探頭310可以被構造為將從發送部分320提供的第一都卜勒模式傳輸信號轉換為超聲信號，沿第一傳輸方向Tx1將超聲信號發送到活體，並從活體接收超聲回波信號，以輸出第一都卜勒模式接收信號。發送部分320還可以被構造為基於脈衝重複間隔考慮到第二傳輸方向Tx2和元件311而產生總次數第二都卜勒模式傳輸信號，如圖7中所示。因此，超聲探頭310可以被構造為將從發送部分320提供的第二都卜勒模式傳輸信號轉換為超聲信號，沿第二傳輸方向Tx2將超聲信號發送到活體，並從活體接收超聲回波信號，以輸出第二都卜勒模式接收信號。如上所述，發送部分320可以被構造為基於脈衝重複間隔來產生與總次數對應的第一都卜勒模式傳輸信號和第二都卜勒模式傳輸信號。返回參照圖3，超聲數據獲取單元120還可以包括接收部分330。接收部分330可以被構造為對從超聲探頭310提供的接收信號執行模數轉換，以形成接收信號的取樣數據。接收部分330還可以被構造為考慮到元件311而對取樣數據執行接收束形成，以形成接收聚焦數據。將在下面詳細描述接收束形成。在一個實施例中，接收部分330可以被構造為對從超聲探頭310提供的亮度模式接收信號執行模數轉換，以形成取樣數據(下文中，稱為亮度模式取樣數據)。接收部分330還可以被構造為對亮度模式取樣數據執行接收束形成，以形成接收聚焦數據(下文中，稱為亮度模式接收聚焦數據)。接收部分330還可以被構造為對從超聲探頭310提供的都卜勒模式接收信號執行模數轉換，以形成取樣數據(下文中，稱為都卜勒模式取樣數據)。接收部分330還可以被構造為對都卜勒模式取樣數據執行接收聚束，以形成與超聲回波信號(即，接收束)的至少一個接收方向對應的接收聚焦數據(下文中，稱為都卜勒模式接收聚焦數據)。作為一個示例，接收部分330可以被構造為對從超聲探頭310提供的都卜勒模式接收信號執行模數轉 換，以形成都卜勒模式取樣數據。接收部分330還可以被構造為對都卜勒模式取樣數據執行接收束形成，以形成與第一接收方向Rx1對應的第一都卜勒模式接收聚焦數據和與第二接收方向Rx2對應的第二都卜勒模式接收聚焦數據，如圖4中所示。作為另一個示例，接收部分330可以被構造為對從超聲探頭310提供的第一都卜勒模式接收信號執行模數轉換，以形成與第一傳輸方向Tx1對應的第一都卜勒模式取樣數據，如圖5中所示。接收部分330還可以被構造為對第一都卜勒模式取樣數據執行接收束形成，以形成與第一接收方向Rx1對應的第一都卜勒模式接收聚焦數據。接收部分330可以被構造為對從超聲探頭310提供的第二都卜勒模式接收信號執行模數轉換，以形成與第二傳輸方向Tx2對應的第二都卜勒模式取樣數據，如圖5中所示。接收部分330還可以被構造為對第二都卜勒模式取樣數據執行接收束形成，以形成與第二接收方向Rx2對應的第二都卜勒模式接收聚焦數據。如果接收方向與超聲探頭310的元件311垂直，則能夠接收超聲信號的孔徑尺寸可以為最大值。可以參照附圖來描述接收束形成。在一個實施例中，接收部分330可以被構造為對從超聲探頭310通過多個通道CHk(其中，I < k < N)提供的接收信號執行模數轉換，以形成取樣數據Sm，其中，i和j為正整數，如圖8中所示。取樣數據Siij可以存儲在存儲單元140中。接收部分330還可以被構造為基於元件311的位置和超聲圖像Π的像素Pa,b(其中，I彡a彡M，I彡b彡N)相對於元件311的方位來檢測與取樣數據對應的像素。即，在基於元件311的位置和超聲圖像Π的各像素相對於元件311的方位的接收束形成期間，接收部分330可以在選擇所述各取樣數據被用作其像素數據的像素。接收部分330還可以被構造為累積地分配與選擇的像素對應的取樣數據作為像素數據。例如，在接收束形成期間，接收部分330可以被構造為基於元件311的位置和超聲圖像UI的各像素相對於元件311的方位來設置用於選擇像素(取樣數據S6,3被用作其像素數據)的曲線(下文中，稱為接收束形成曲線)CV6,3，如圖9中所示。接收部分330還可以被構造為從超聲圖像Π的像素Pa,b(其中，I彡a彡M，I彡b彡N)檢測與接收束形成曲線CV6,3對應的像素P3, P
3，2、？4，2、？4，3、？4，4、？4，5、？4，6、？4，7、？4，8、？4，9、.......P3,N。即，接收部
分330可以在超聲圖像UI的像素Pa,b中選擇接收束形成曲線CV6,3經過的像素P3VP3VP4,
2、P4,3、P4,4、P4,5、P4,6、P4,7、P4,8、P4,.........P3,No接收部分330還可以被構造為將取樣數據
S6,3分配給所選擇的像素Pu、P3 ，2、？4，2、？4，3、？4，4、？4，5、？4，6、？4，7、？4，8、？4，9、.. ...、P3,N，如圖10中所示。此後，接收部分330可以被構造為在接收束形成期間基於元件311的位置和超聲圖像Π的各像素相對於元件 311的方位來設定用於選擇取樣數據S6,4被用作其像素數據的像素接收束形成曲線CV6,4，如圖11中所示。接收部分330還可以被構造為從超聲圖像Π的像素Pa,b檢測與接收束形成曲線CV6,4對應的像素P2>1、
F^』l、 3,2' 4,2' 4,3' 4,4' 5,4' 5,5'
P5,6、P5,7、P5,8、P4,9、P5,.........P4,N、P3,N。即，接收部分330可以在超聲圖像UI的像素Pa,b
中選擇接收束形成曲線 CV6,4 經過的像素 Pu、Pu、P3,2、P4,2、P4,3、P4,4、P5,4、P5,5、P5,6、P5,7、P5,8、P4,9、P5,9........P4,N、P3,N。接收部分330還可以被構造為將取樣數據S6,4分配給所選擇
的像素？2,1、？3,1、 3,2' 4,2' ^4,3、^4,4、 5,4' 5,5' 5,6' 5,7、 5,8' ^4,9、 5,9'.......？4,Ν、如圖
12中所示。按照這樣的方式，被用作像素數據的各取樣數據可以被累積地分配給像素以作為像素數據。接收部分330可以被構造為對累積地分配給超聲圖像UI的各像素Pa,b的取樣數據來執行接收束形成(即，求和)，以形成接收聚焦數據。在另一實施例中，接收部分330可以被構造為對從超聲探頭310通過多個通道CHk提供的接收信號執行模數轉換，以形成取樣數據Sm，如圖8中所示。取樣數據Suj可以存儲在存儲單元140中。接收部分330還可以被構造為基於元件311的位置和超聲圖像UI的像素相對於元件311的方位來檢測與取樣數據對應的像素。即，在接收束形成期間，接收部分330可以基於元件311的位置和超聲圖像UI的各像素相對於元件311的方位來選擇各取樣數據被用作其像素數據的像素。接收部分330可以被構造為累積地分配與選擇的像素對應的取樣數據作為像素數據。接收部分330還可以被構造為在選擇的像素中確定存在於相同的列中的像素。接收部分330還可以被構造為設定與各確定的像素對應的權重。接收部分330還可以被構造為將權重應用於各像素的取樣數據。例如，在接收束形成期間，接收部分330可以被構造為基於元件311的位置和超聲圖像UI的各像素相對於元件311的方位來設置用於選擇取樣數據S6,3被用作其像素數據的像素的接收束形成曲線CV6,3，如圖9中所示。接收部分330還可以被構造為從超聲圖像UI的像素Pa,b檢測與接收束形成曲線CV6,3對應的像素P3,P P3
,2、 4,2' 4,3' 4,4' 4,5' 4,6' 4,
7、P4,8、P4,9........P3,N° s卩，接收部分330可以在超聲圖像Π的像素Pa,b中選擇接收束形
成曲線 CV6,3 經過的像素 P3a、P3,2、P4,2、P4,3、P4,4、P4,5、P4,6、P4,7、P4,8、P4,.........P3,N。接收
部分330還可以被構造為將取樣數據S6,3分配給所選擇的像素
P4,6>P4,7>P4,8>P4,9........P3,N，如圖10中所示。接收部分330還可以被構造為在選擇的像
素 P3,1、P3,2、P4, 2 > P4,3> P4,4、P4,5> P4,6> P4,7> P4,8> P4,9........P3, N 中確定存在於同一列中的像
素P3,2和P4,2。接收部分330還可以被構造為計算從確定的像素P3,2的中心至接收束形成曲線CV6,3的距離W1和從確定的像素P4,2的中心至接收束形成曲線CV6,3的距離W2，如圖13中所示。接收部分330還可以被構造為基於距離W1來設定與像素P3,2對應的第一權重Ci1,和基於距離W2來設定與像素P4,2對應的第二權重α2。可以與計算的距離成正比或成反比地設定第一權重α !和第二權重α 2。接收部分330還可以被構造為將第一權重a j應用於被分配給像素P3,2的取樣數據S6,3，和將第二權重α 2應用於被分配給像素P4,2的取樣數據S6,30接收部分330還可以被構造為對其餘的取樣數據來執行上述過程。接收部分330可以被構造為基於被累積地分配給超聲圖像UI的各像素Pa,b的取樣數據來執行接收束形成，以形成接收聚焦數據。在又一示例性實施例中，接收部分330可以被構造為對從超聲探頭310經多個通道CHk提供的接收信號執行模數轉換，以形成取樣數據Si, j,如圖8中所示。取樣數據Si, j可以存儲在存儲單元140中。接收部分330還可以被構造為在接收束形成期間設置用於選擇取樣數據Suj被用作其像素數據的像素的取樣數據集。例如，接收部分330可以被構造為在接收束形成期間將取樣數據Si^Su4........Sli0S2a^S2i4........S2,.........Sp,t設定為用於選擇取樣數據Sy被用作其像素數據的
像素的取樣數據集(由方框指示)，如圖14中所示。接收部分330還可以被構造為基於元件311的位置和超聲圖像UI的各像素相對於元件311的方位來檢測與取樣數據集的各取樣數據對應的像素。即，在接收束形成期間，接收部分330可以基於元件311的位置和超聲圖像UI的各像素相對於元件311的方位來選擇取樣數據集的各取樣數據被用作其像素數據的像素。接收部分330還可以被構造為按與上面的實施例的方式相同的方式將取樣數據累積地分配給所選擇的像素。接收部分330還可以被構造為對被累積地分配給超聲圖像Π的各像素的取樣數據來執行接收束形成，以形成接收聚焦數據。在又一實施例中，接收部分330可以被構造為對從超聲探頭310經多個通道CHk提供的接收信號執行下取樣，以形成下取樣數據。如上所述，接收部分330還可以被構造為基於元件311的位置和超聲圖像Π的各像素相對於元件311的方位來檢測與各取樣數據對應的像素。即，接收部分330可以在接收束形成期間基於元件311的位置和超聲圖像Π的像素相對於元件311的方位來選擇各取樣數據被用作其像素數據的像素。接收部分330還可以被構造為以與上面的實施例的方式相同的方式來累積地將各取樣數據分配給所選擇的像素。接收部分330還可以被構造為對被累積地分配給超聲圖像Π的各像素的取樣數據執行接收束形成，以形成接收聚焦數據。然而，這裡應該注意的是，接收束形成不限於此。返回參照圖3，超聲數據獲取單元120還可以包括超聲數據形成部分340。超聲數據形成部分340可以給被構造為基於從接收部分330提供的接收聚焦數據來形成與超聲圖像對應的超聲數據。超聲數據形成部分340還可以被構造為對接收聚焦數據執行信號處理(例如，增益控制等)。在一個實施例中，超聲數據形成部分340可以被構造為基於從接收部分330提供的亮度模式接收聚焦數據來形成與亮度模式圖像對應的超聲數據(下文中，稱為亮度模式超聲數據)。亮度模式超聲數據可以包括射頻數據。超聲數據形成部分340還可以被構造為基於從接收部分330提供的都卜勒模式接收聚焦數據來形成與興趣區 ROI對應的超聲數據(下文中，稱為都卜勒模式超聲數據)。都卜勒模式超聲數據可以包括同相/正交數據。然而，這裡應該注意的是，都卜勒模式超聲數據可以不限於此。
例如，超聲數據形成部分340可以基於從接收部分330提供的第一都卜勒模式接收聚焦數據來形成第一都卜勒模式超聲數據。超聲數據形成部分340還可以基於從接收部分330提供的第二都卜勒模式接收聚焦數據來形成第二都卜勒模式超聲數據。返回參照圖1，超聲系統100還可以包括與用戶輸入單元110和超聲數據獲取單元120通信的處理單元130。處理單元130可以包括中央處理單元、微處理器和圖形處理單元
等ο圖15是示出了估計至少一個質點的運動的過程的流程圖。處理單元130可以被構造為在圖15中的步驟S1502基於從超聲數據獲取單元120提供的亮度模式超聲數據來形成亮度模式圖像BI。亮度模式圖像BI可以顯示在顯示單元150上。因此，用戶可以通過使用用戶輸入單元110來在顯示單元150上顯示的亮度模式圖像BI上設定興趣區R0I。處理單元130可以被構造為在圖15的步驟S1504基於從用戶輸入單元110提供的輸入信息(即，第一輸入信息)來在亮度模式圖像BI上設定興趣區R0I。因此，超聲數據獲取單元120可以被構造為在考慮到興趣區ROI的情況下將超聲信號發送至活體，並從活體接收超聲回波信號，以獲取都卜勒模式超聲數據。處理單元13 0可以被構造為在圖15中的步驟S1506基於從超聲數據獲取單元120提供的都卜勒模式超聲數據來形成矢量信息。即，處理單元130可以基於都卜勒模式超聲數據來形成與目標對象的運動(即，速度和方向)對應的矢量信息。—般地，當超聲信號的傳輸方向等於超聲回波信號的接收方向且都卜勒角為Θ時，可以建立下面的關係:
權利要求
1.一種超聲系統,所述超聲系統包括: 處理單元，處理單元被構造為基於與目標對象對應的超聲數據來形成目標對象的矢量信息、基於所述矢量信息來形成多個都卜勒模式圖像、基於用戶的輸入信息來在都卜勒模式圖像上設定至少一個質點、以及基於所述矢量信息來估計所述至少一個質點的運動。
2.如權利要求1所述的超聲系統，所述超聲系統還包括: 超聲數據獲取單元，超聲數據獲取單元被構造為沿至少一個傳輸方向向包括目標對象的活體發送超聲信號、以及沿至少一個接收方向從活體接收超聲回波信號，以獲取與所述至少一個接收方向對應的超聲數據。
3.如權利要求2所述的超聲系統，其中，超聲數據獲取單元被構造為: 沿第一傳輸方向向活體發送超聲信號； 沿第一接收方向和第二接收方向從活體接收超聲回波信號，以獲取與相應的第一接收方向和第二接收方向對應的超聲數據。
4.如權利要求2所述的超聲系統，其中，超聲數據獲取單元被構造為: 沿第一傳輸方向和第二傳輸方向向活體發送超聲信號； 沿第一接收方向從活體接收超聲回波信號以獲取相應的第一傳輸方向和第二傳輸方向的與第一接收方向對應的超聲數據。
5.如權利要求2所述的超聲系統，其中，超聲數據獲取單元被構造為: 沿第一傳輸方向和第二傳輸方向向活體發送超聲信號； 沿第一接收方向和第二接收方向從活體接收超聲回波信號，以獲取與相應的第一接收方向和第二接收方向對應的超聲數據。
6.如權利要求2所述的超聲系統，其中，超聲數據獲取單元被構造為按交錯傳輸方案來發送超聲信號。
7.如權利要求2所述的超聲系統，其中，超聲信號包括平面波信號或聚焦信號。
8.如權利要求1所述的超聲系統，其中，處理單元被構造為考慮到至少一個傳輸方向和與所述至少一個傳輸方向對應的至少一個接收方向基於超聲數據來形成與目標對象的方向和速度對應的矢量信息。
9.如權利要求1所述的超聲系統，其中，處理單元被構造為: 基於所述矢量信息來估計與所述至少一個質點的運動對應的流線； 基於相鄰的都卜勒模式圖像之間的時間間隔和所述矢量信息來計算所述至少一個質點的運動位移； 沿所述流線將所述至少一個質點移動與所述運動位移對應的距離。
10.如權利要求9所述的超聲系統，其中，處理單元被構造為: 將與所述至少一個質點的第i位置相鄰的矢量信息進行插值，以估計第i位置處的流方向，其中，i是正整數； 基於所述流方向和相對於第i位置的預定的運動位移來估計所述至少一個質點的第i+Ι位置，以估計所述流線。
11.如權利要求10所述的超聲系統，其中，處理單元被構造為基於第i都卜勒模式圖像和第i+Ι都卜勒模式圖像之間的時間間隔和所述至少一個質點的當前位置處的速度來計算所述運動位移。
12.如權利要求10所述的超聲系統，其中，處理單元被進一步構造為按與對應於所述至少一個質點的權重成反比地計算運動位移。
13.如權利要求11所述的超聲系統，其中，處理單元被進一步構造為在每個都卜勒模式圖像上重新調整質點的數量和位置。
14.如權利要求13所述的超聲系統，其中，處理單元被進一步構造為: 從第i+Ι都卜勒模式圖像檢測至少一個不運動的質點； 從第i+Ι都卜勒模式圖像去除檢測到的質點； 與去除的質點對應地在第i+Ι都卜勒模式圖像上設定新的質點的數量。
15.如權利要求1所述的超聲系統，其中，處理單元被進一步構造為在每一預定的都卜勒模式圖像上重新定位所述至少一個質點在線上的位置。
16.如權利要求1所述的超聲系統，其中，處理單元被進一步構造為與心電信號同步地在都卜勒模式圖像上設定所述至少一個質點。
17.如權利要求11所述的超聲系統，其中，處理單元被進一步構造為在第i都卜勒模式圖像和第i+Ι都卜勒模式圖像之間估計與所述至少一個質點對應的流線。
18.如權利要求11所述的超聲系統，其中，處理單元被進一步構造為估計所述至少一個質點在每一都卜勒模式圖像或在第i都卜勒模式圖像和第i+Ι都卜勒模式圖像之間的運動。
19.一種估計至少一個質點的運動的方法，所述方法包括下述步驟: a)基於與目標對象對應的超聲數據來形成目標對象的矢量信息； b)基於所述矢量信息來形成多個都卜勒模式圖像； c)基於用戶的輸入信息來在都卜勒模式圖像上設定至少一個質點； d)基於所述矢量信息來估計所述至少一個質點的運動。
20.如權利要求19所述的方法，所述方法還包括下述步驟: 在執行步驟a)之前，沿至少一個傳輸方向向包括目標對象的活體發送超聲信號，並沿至少一個接收方向從活體接收超聲回波信號，以獲取與所述至少一個接收方向對應的超聲數據。
21.如權利要求20所述的方法，其中，獲取超聲數據的步驟包括: 沿第一傳輸方向向活體發送超聲信號； 沿第一接收方向和第二接收方向從活體接收超聲回波信號，以獲取與相應的第一接收方向和第二接收方向對應的超聲數據。
22.如權利要求20所述的方法，其中，獲取超聲數據的步驟包括: 沿第一傳輸方向和第二傳輸方向向活體發送超聲信號； 沿第一接收方向從活體接收超聲回波信號，以獲取相應的第一傳輸方向和第二傳輸方向的與第一接收方向對應的超聲數據。
23.如權利要求20所述的方法，其中，獲取所述超聲數據的步驟包括: 沿第一傳輸方向和第二傳輸方向向活體發送超聲信號； 沿第一接收方向和第二接收方向從活體接收超聲回波信號，以獲取與相應的第一接收方向和第二接收方向對應的超聲數據。
24.如權利要求20所述的方法，其中，按交錯傳輸方案來發送超聲信號。
25.如權利要求20所述的方法，其中，超聲信號包括平面波信號或聚焦信號。
26.如權利要求19所述的方法，其中，步驟a)包括: 考慮到至少一個傳輸方向和與所述至少一個傳輸方向對應的至少一個接收方向基於超聲數據來形成與目標對象的方向和速度對應的矢量信息。
27.如權利要求19所述的方法，其中，步驟d)包括: dl)基於矢量信息來估計與所述至少一個質點的運動對應的流線；d2)基於相鄰的都卜勒模式圖像之間的時間間隔和矢量信息來計算所述至少一個質點的運動位移； d3)沿流線將所述至少一個質點移動與所述運動位移對應的距離。
28.如權利要求27所述的方法，其中，步驟dl)包括: 將與所述至少一個質點的第i位置相鄰的矢量信息進行插值，以估計第i位置處的流方向，其中，i是正整數； 基於所述流方向和相對於第i位置的預定的運動位移來估計所述至少一個質點的第i+Ι位置，以估計流線。
29.如權利要求27所述的方法，其中，步驟d2)包括: 基於第i都卜勒模式圖像和第i+Ι都卜勒模式圖像之間的時間間隔以及所述至少一個質點的當前位置處的速度來計算所述運動位移。
30.如權利要求27所述的方法，其中，步驟d2)還包括: 按與對應於所述至少一個質點的權重成反比地計算所述運動位移，其中，由用戶設定該權重。
31.如權利要求26所述的方法，所述方法還包括下述步驟: e)在每個都卜勒模式圖像上重新調整質點的數量和位置。
32.如權利要求31所述的方法，其中，步驟e)包括: 從第i+Ι都卜勒模式圖像檢測至少一個不運動的質點； 從第i+Ι都卜勒模式圖像去除檢測到的質點； 在第i+ι都卜勒模式圖像上與去除的質點對應地設定新的質點的數量。
33.如權利要求19所述的方法，其中，所述方法還包括下述步驟: e)在每一預定的都卜勒模式圖像上重新調整所述至少一個質點在線上的位置。
34.如權利要求19所述的方法，其中，步驟c)進一步包括: 與心電信號同步地在都卜勒模式圖像上設定所述至少一個質點。
35.如權利要求29所述的方法，其中，步驟d)進一步包括: 在第i都卜勒模式圖像和第i+Ι都卜勒模式圖像之間估計與所述至少一個質點對應的流線。
36.如權利要求29所述的方法，其 中，步驟d)進一步包括: 估計所述至少一個質點在每一都卜勒模式圖像上或在第i都卜勒模式圖像和第i+Ι都卜勒模式圖像之間的運動。
全文摘要
本發明提供了一種超聲系統以及估計至少一個質點的運動的方法。提供的實施例用於通過使用矢量都卜勒來估計至少一個質點的運動。以非限制性示例方式，在一個實施例中，一種超聲系統包括處理單元，處理單元被構造為基於與目標對象對應的超聲數據來形成目標對象的矢量信息、基於矢量信息來形成多個都卜勒模式圖像、基於用戶的輸入信息來在都卜勒模式圖像上設定至少一個質點、以及基於矢量信息來估計所述至少一個質點的運動。
文檔編號A61B8/06GK103181788SQ20121045037
公開日2013年7月3日 申請日期2012年11月12日 優先權日2011年12月28日
發明者金敏雨, 金泂禛 申請人:三星麥迪森株式會社