超声图像显示扫描深度的调整方法及超声导管成像系统与流程

本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地说，涉及一种超声图像显示扫描深度的调整方法及超声导管成像系统。

背景技术：

ivus(intravenousultrasound，在血管内超声)系统通常由导管、导管控制器和成像主机构成。

在成像过程中，导管控制器发出高压脉冲信号作用于导管，导管末端的换能器发出超声波，超声波传播过程中遇到反射体重新回到换能器得到超声回波信号，超声回波信号传输至导管控制器；导管控制器中设置有模数转换模块、采集门控模块和抽取模块，超声回波信号经过模数转换模块转换成超声回波数据之后，采集门控模块会选定扫描深度并截取该扫描深度下的超声回波数据，抽取模块会将该扫描深度下的超声回波数据进行映射，使之与成像主机相连的显示设备的显示区域上的像素点相对应，以实现超声图像的显示。

因此，现有ivus系统显示的超声图像是无法再进行扫描深度调整的，即，无法实现对扫查部位不同扫描深度的超声图像的显示，不能为临床诊断提供全面的信息支持。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出一种超声图像显示扫描深度的调整方法及超声导管成像系统，以实现对扫查部位不同扫描深度的超声图像的显示，为临床诊断提供全面的信息支持。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种超声图像显示扫描深度的调整方法，应用于超声导管成像系统，所述超声导管成像系统包括通信连接的导管控制器和成像主机，该方法包括：

所述导管控制器接收经超声导管回传的超声回波信号，将所述超声回波信号转换为超声回波数据，并将所述超声回波数据发送给所述成像主机；

所述成像主机响应用户发送的扫描深度调整请求，确定所述扫描深度调整请求所请求的扫描深度，从所述超声回波数据中截取数据长度与所述扫描深度对应的目标超声回波数据，所述目标超声回波数据用于超声图像显示。

优选的，还包括：

所述成像主机响应用户发送的电影录制请求将连续若干个时刻的超声回波数据录制成电影文件，并响应用户发送的电影回放请求，选择所述电影文件中一个时刻的超声回波数据，用于截取数据长度。

优选的，还包括：

从选择的所述电影文件中一个时刻的超声回波数据中截取数据长度与所述扫描深度对应的目标超声回波数据。

优选的，所述将所述超声回波信号转换为超声回波数据，包括：将超声回波信号进行模数转换。

优选的，所述将所述超声回波信号转换为超声回波数据，还包括：根据预设扫描深度进行数据长度截取，所述预设扫描深度为：临床需求的扫描深度最大值，或者所述导管控制器和成像主机之间的数据传输带宽的最大值对应的扫描深度，或者所述成像主机的处理器所能处理的数据长度的最大值对应的扫描深度。

优选的，所述将所述超声回波信号转换为超声回波数据，还包括：放大、幅度解调、和/或范围转换，所述范围转换用于满足显示设备对显示范围的要求。

优选的，所述成像主机与显示设备通信连接，该方法还包括：

所述成像主机对所述目标超声图像数据进行组帧，得到图像帧数据；比较所述图像帧数据的数据量和所述显示设备的显示区域像素点数量得到比较结果；以及，若所述比较结果表征所述图像帧数据的数据量大于所述显示设备的显示区域像素点数量时，对所述图像帧数据进行数据抽取得到待显示图像帧数据；若所述比较结果表征所述图像帧数据的数据量小于所述显示设备的显示区域像素点数量时，对所述图像帧数据进行数据插值得到待显示图像帧数据。

优选的，还包括：所述成像主机对所述待显示图像帧数据进行图像处理，所述图像处理包括边缘增强处理和/或平滑处理。

一种超声导管成像系统，包括导管控制器和成像主机，所述超声成像系统用于实施如上所述的超声图像显示扫描深度的调整方法。

优选的，还包括外部输入设备，用于用户输入扫描深度调整请求和/或电影回放请求。

本申请提供一种超声图像显示扫描深度的调整方法及超声导管成像系统，超声导管成像系统包括导管控制器和成像主机，该方法通过成像主机响应扫描深度调整请求对导管控制器发送的超声回波数据进行扫描深度调整，并将进行扫描深度调整后的超声回波数据用于超声图像显示的方式，可以实现对扫查部位不同扫描深度的超声图像的显示，以为临床诊断提供全面的信息支持。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种超声图像显示扫描深度的调整方法流程图；

图2为本申请实施例提供的一种超声导管成像系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种导管控制器的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种导管控制器的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种成像处理器的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种超声导管成像系统的详细结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

图1为本申请实施例提供的一种超声图像显示扫描深度的调整方法流程图。

如图1所示，该方法包括：

s101、导管控制器接收经超声导管回传的超声回波信号，将超声回波信号转换为超声回波数据，并将超声回波数据发送给成像主机；

本申请实施例提供的一种超声图像显示扫描深度的调整方法应用于超声导管成像系统，参见图2，本申请实施例提供的超声导管成像系统包括导管控制器和成像主机，导管控制器和成像主机通信连接。

超声导管成像系统中的导管控制器发出高压脉冲信号作用于导管，导管末端的换能器发出超声波，超声波传播过程中遇到反射体重新回到换能器得到超声回波信号，超声回波信号传输至导管控制器；相应的，导管控制器在接收到超声回波信号后，可以将超声回波信号转换为超声回波数据，并向成像主机传输该超声回波数据。

s102、成像主机响应用户发送的扫描深度调整请求，确定扫描深度调整请求所请求的扫描深度，从超声回波数据中截取数据长度与扫描深度对应的目标超声回波数据，目标超声回波数据用于超声图像显示。

在本申请实施例中，成像主机响应用户发送的扫描深度调整请求，确定扫描深度调整请求所请求的扫描深度，从超声回波数据中截取数据长度与扫描深度对应的目标超声回波数据，包括：成像主机响应用户发送的扫描深度调整请求，确定扫描深度调整请求所请求的扫描深度指示的目标扫描线长度，查找预先设置的扫描线长度与数据长度的对应关系，获取与目标扫描线长度对应的目标数据长度，从超声回波数据中截取目标数据长度的目标超声回波数据。

在接收到用户发送的扫描深度调整请求后，可以确定该扫描深度调整请求所请求的扫描深度，获取该扫描深度指示的目标扫描线长度；查找预先设置的扫描线长度与数据长度的对应关系，得到与目标扫描线长度对应的目标数据长度；进而从超声回波数据中截取该目标数据长度的目标超声回波数据，以实现对超声回波数据的数据长度截取。

在本申请实施例中，成像主机用于接收导管控制器发送的超声回波数据，以及响应用户发送的扫描深度调整请求，确定该扫描深度调整请求所请求的扫描深度并从其接收到的超声回波数据中截取数据长度与该扫描深度对应的目标超声回波数据。其中，目标超声回波数据可以用于超声图像显示。

成像主机与显示设备相连，显示设备可以显示超声图像，成像主机截取到目标超声回波数据后，可以将目标超声回波数据进行映射，使之与显示设备的显示区域上的像素点相对应，以实现超声图像显示。

一次扫查行为中，从开启扫查行为的时刻开始，导管控制器开始接收经超声导管回传的超声回波信号，并将超声回波信号转换为超声回波数据后发送给成像主机；针对一次扫查行为，从该次扫查行为开启到该次扫查行为结束的一段时间内，成像主机可以依次接收到这段时间内若干个时刻的超声回波数据，每个时刻的超声回波数据对应一帧超声图像的显示。

本申请实施例提供的一种超声图像显示扫描深度的调整方法中，成像主机可以响应扫描深度调整请求对实时接收到的超声回波数据进行数据长度截取。比如，一次扫查行为中，成像主机可以实时不停的接收导管控制器发送的超声回波数据，在接收到用户发送的扫描深度调整请求后，可以对实时接收到的超声回波数据进行数据长度截取，截取的数据长度与扫描深度调整请求所请求的扫描深度对应。

在本申请实施例中，成像主机可以接收扫描深度调整请求，按照该扫描深度调整请求所请求的扫描深度，对实时接收到的超声回波数据进行数据长度截取，直至接收到新的扫描深度调整请求后，按照该新的扫描深度调整请求所请求的扫描深度，对实时接收到的超声回波数据进行数据长度截取。

进一步的，在本申请实施例提供的一种超声图像显示扫描深度的调整方法中，还包括：成像主机响应用户发送的电影录制请求将连续若干个时刻的超声回波数据录制成电影文件，并响应用户发送的电影回放请求，选择电影文件中一个时刻的超声回波数据，用于截取数据长度。

在本申请实施例中，针对一次扫查行为，从该次扫查行为开启到该次扫查行为结束的一段时间内，成像主机可以依次接收到这段时间内若干个时刻的超声回波数据；每个时刻的超声回波数据对应一帧超声图像的显示；并且，成像主机还可以响应用户发送的电影录制请求，将这段时间内的连续若干个时刻的超声回波数据录制成电影文件，电影文件由该连续若干个时刻的超声回波数据构成。

本申请实施例提供的一种超声图像显示扫描深度的调整方法中，成像主机不仅可以响应扫描深度调整请求对实时接收到的超声回波数据进行数据长度截取，而且可以在电影文件回放过程中，响应扫描深度调整请求选择电影文件中一个时刻的超声回波数据，并对该超声回波数据进行数据长度截取。

在本申请实施例中，针对一次扫查行为，可以录制从该次扫查行为开启到该次扫查行为结束的一段时间内的连续若干个时刻的超声回波数据形成电影文件。相应的，可以接收用户输入的电影回放请求，对与该次扫查行为相关的电影进行回放(其中，可以由扫查行为进行时在显示设备上依次显示的多帧超声图像构成与该次扫查行为相关的电影)，在回放与该次扫查行为有关的电影时，可以接收用户对该电影中某帧超声图像的选择操作，以及接收用户发送的对该帧被选择的超声图像的扫描深度调整请求，以从电影文件中查找到该帧被选择的超声图像对应的某一时刻的超声回波数据，并对该超声回波数据进行数据长度截取得到目标超声回波数据，进而通过对目标超声回波数据进行组帧等过程得到一帧新的超声图像(该帧新的超声图像是该帧被选择的超声图像调整扫描深度后的结果)，以在显示设备上显示该帧新的超声图像。

在本申请实施例中，成像主机可以响应用户发送的电影回放请求，将用于构成电影文件的连续若干个超声回波数据依次用于超声图像显示，以实现电影文件回放的目的。

在本申请实施例中，选择一个时刻的超声回波数据以用于超声图像显示的方式可以为：确定与该时刻的超声回波数据对应的扫描深度调整请求，并确定该扫描深度调整请求所请求的扫描深度，进而从该时刻的超声回波数据中截取数据长度与该扫描深度对应的目标超声回波数据，基于该目标超声回波数据进行超声图像显示。

在电影文件回放过程中，针对用于构成电影文件的每个超声回波数据，均可以接收用户发送的与该超声回波数据对应的扫描深度调整请求，从该超声回波数据中截取数据长度与该扫描深度调整请求所请求的扫描深度对应的目标超声回波数据，进而基于该目标超声回波数据进行超声图像显示。

在电影文件回放过程中，针对电影文件中不同的两个超声回波数据，这两个超声回波数据对应的用户发送的扫描深度调整请求所请求的扫描深度可能相同，也可能不同。

在本申请实施例中，将超声回波信号转换为超声回波数据，包括：将超声回波信号进行模数转换。

超声回波信号是模拟信号，将超声回波信号从模拟信号转换为数字信号，可以实现对超声回波信号的模数转换，得到该超声回波信号的超声回波数据。

在本申请实施例中，将超声回波信号转换为超声回波数据，还包括：从模数转换后的超声回波数据中截取数据长度与预设扫描深度对应的超声回波数据；其中，预设扫描深度为：临床需求的扫描深度最大值，或者导管控制器和成像主机之间的数据传输带宽的最大值对应的扫描深度，或者成像主机的处理器所能处理的数据长度的最大值对应的扫描深度。

在本申请实施例中，导管控制器接收到经超声导管回传的超声回波信号，对该超声回波信号进行模数转换得到超声回波数据后，可以在不对该超声回波数据进行数据长度截取的基础上，向成像主机发送未进行数据长度截取的超声回波数据。

在本申请实施例中，导管控制器接收到经超声导管回传的超声回波信号，对该超声回波信号进行模数转换得到超声回波数据后，可以在该超声回波数据中截取数据长度与预设扫描深度对应的超声回波数据后，向成像主机发送进行数据长度截取后的超声回波数据。

其中，预设扫描深度为：临床需求的扫描深度最大值，或者导管控制器和成像主机之间的数据传输带宽的最大值对应的扫描深度，或者成像主机的处理器所能处理的数据长度的最大值对应的扫描深度。

进一步的，在本申请实施例中，将超声回波信号转换为超声回波数据，还包括：放大、幅度解调、和/或范围转换，范围转换用于满足显示设备对显示范围的要求。

在本申请实施例中，导管控制器接收经超声导管回传的超声回波信号后，可以对超声回波信号进行放大、幅度解调和/或范围转换处理，进而将经过上述处理后的超声回波信号进行模数转换得到超声回波数据。

在本申请实施例中，导管控制器也可以对超声回波数据继续放大、幅度解调和/或范围转换处理，以便于向成像主机发送经过上述处理的超声回波数据。

为了实现超声图像显示，成像主机与显示设备通信连接，以在显示设备上显示超声图像。

在本申请实施例中，成像主机在得到目标超声回波数据(目标超声回波数据用于超声图像显示)后，可以对目标超声回波数据进行组帧，得到图像帧数据；并比较图像帧数据的数据量和显示设备的显示区域像素点数量得到比较结果；以及，若比较结果表征图像帧数据的数据量大于显示设备的显示区域像素点数量时，对图像帧数据进行数据抽取得到待显示图像帧数据；若比较结果表征图像帧数据的数据量小于显示设备的显示区域像素点数量时，对图像帧数据进行数据插值得到待显示图像帧数据。

在本申请实施例中，显示设备接收成像主机发送的待显示图像帧数据，并基于待显示图像帧数据实现对超声图像的显示。

在本申请实施例中，成像主机在向显示设备发送待显示图像帧数据之前，还可以对待显示图像帧数据进行图像处理，并向显示设备发送经过图像处理后的图像帧数据。其中，图像处理包括边缘增强处理和/或平滑处理。

参见图2本申请实施例提供的一种超声导管成像系统还包括外部输入设备，用于用户输入扫描深度调整请求和/或电影回放请求。

如图2所示的超声导管成像系统中外部输入设备与成像主机通信连接。

为了便于理解，本申请实施例提供一种导管控制器的结构示意图，具体请参见图3。

如图3所示，本申请实施例提供的一种导管控制器包括信号处理器109，信号处理器中包括采集门控模块101；采集门控模块用于控制传输至成像主机的超声回波数据的扫描深度为预设扫描深度，预设扫描深度为：临床需求的扫描深度最大值，或者导管控制器和成像主机之间的数据传输带宽的最大值对应的扫描深度，或者成像主机的处理器所能处理的数据长度的最大值对应的扫描深度。

在本申请实施例中，参见图4，本申请实施例提供的一种导管控制器中也可以不包括采集门控模块101，进而可以实现导管控制器在不对超声回波数据进行数据长度截取的基础上，将超声回波数据发送给成像主机。

如图3、4所示的导管控制器，该导管控制器中还可以包括高压激励模块102、收发开关模块103、模拟前端模块104和模数转换模块105，其中：

高压激励模块用于发出高压脉冲信号，经过收发开关作用于导管；

收发开关模块还用于接收导管返回的超声回波信号，超声回波信号依次经由模拟前端模块进行放大、经由模数转换模块进行模数转换，形成超声回波数据，输入至信号处理器。

参见图3，导管返回的超声回波信号是电信号，电信号经由模拟前端模块进行放大后，经由模数转换模块转换成数字信号(该数字信号是超声回波数据)，模数转换模块将超声回波数据输入至信号处理器的采集门控模块。

参见图3，本申请实施例提供的信号处理器中的采集门控模块101与模数转换模块105相连，信号处理器中还可以包括与采集门控模块101相连的包络检波模块106、与包络检波模块106相连的动态范围变换模块107，以及与动态范围变换模块107相连的第一传输接口108；其中：采集门控模块用于接收模数转换模块输出的超声回波数据，包络检测模块用于对采集门控模块输出的超声回波数据进行幅度解调，动态范围变换模块用于对包络检测模块输出的超声回波数据进行范围转换以及通过第一传输接口输出进行范围转换后的超声回波数据。

参见图4，导管返回的超声回波信号是电信号，电信号经由模拟前端模块进行放大后，经由模数转换模块转换成数字信号(该数字信号是超声回波数据)，模数转换模块将超声回波数据输入至信号处理器的包络检测模块106。

参见图4，本申请实施例提供的信号处理器中还可以包括与包络检波模块106相连的动态范围变换模块107，以及与动态范围变换模块107相连的第一传输接口108；其中：包络检测模块用于接收模数转换模块输出的超声回波数据，并对该超声回波数据进行幅度解调，动态范围变换模块用于对包络检测模块输出的超声回波数据进行范围转换以及通过第一传输接口输出进行范围转换后的超声回波数据。

动态范围变换模块对超声回波数据进行范围转换主要是将超声回波数据转变成屏幕显示的数据范围，比如，超声回波数据是16位的二进制数，而屏幕图像显示是8位的二进制数，则由动态范围变换模块将超声回波数据转换成8位的二进制数，以便基于超声回波数据实现超声图像显示。

参见图3、4，本申请实施例还提供一种信号处理器。

如图3、4所示的信号处理器可以是fpga。

参见图3，该信号处理器可以包括采集门控模块，采集门控模块用于控制传输至成像主机的超声回波数据的扫描深度为预设扫描深度，预设扫描深度为：临床需求的扫描深度最大值，或者导管控制器和成像主机之间的数据传输带宽的最大值对应的扫描深度，或者成像主机的处理器所能处理的数据长度的最大值对应的扫描深度。

参见图3，该信号处理器也可以不包括采集门控模块，该信号处理器可以将未进行数据长度截取的超声回波数据传输至成像主机。

结合图3-4，进一步的本申请实施例提供的一种信号处理器还包括包络检波模块106、与包络检波模块106相连的动态范围变换模块107，以及与动态范围变换模块107相连的第一传输接口108。

本申请提供的一种信号处理器和导管控制器，导管控制器中包括信号处理器，该信号处理器在包括采集门控模块时，采集门控模块用于控制传输至成像主机的超声回波数据的扫描深度为预设扫描深度，相应的，导管控制器可以将预设扫描深度的超声回波数据传输给成像主机；信号处理器在不包括采集门控模块时，导管控制器可以将未继续数据长度截取的超声回波数据传输给成像主机。本申请实施例中导管控制器未将超声回波数据进行映射，使之与成像主机相连的显示设备的显示区域上的像素点匹配，为成像主机调整超声回波数据的数据长度提供了基础，避免了现有技术无法实现对扫查部位不同扫描深度的超声图像的显示，不能为临床诊断提供全面的信息支持的问题。

图5为本申请实施例提供的一种成像主机的结构示意图。

如图5所示本申请实施例提供的一种成像主机包括用于与第一传输接口108依次相连的第二传输接口201、录制电影模块202、电影文件存储模块203、电影回放控制模块204、扫描线长度调整模块205和组帧模块206，其中：

第二传输接口用于接收第一传输接口输出的超声回波数据，第二传输接口输出的超声回波数据经由录制电影模块存入电影文件存储模块；

电影回放控制模块，用于从电影文件存储模块中读取超声回波数据；

扫描线长度调整模块，用于响应用户发送的扫描深度调整请求，确定扫描深度调整请求所请求的扫描深度，从超声回波数据(该超声回波数据可以是从第一传输接口接收的超声回波数据，也可以是从电影文件存储模块中读取的超声回波数据)中截取数据长度与扫描深度对应的目标超声回波数据，目标超声回波数据用于超声图像显示；

进一步的，本申请实施例提供的一种成像处理器，还包括组帧模块，组帧模块用于接收扫描线长度调整模块输出的目标超声回波数据，对目标超声图像数据进行组帧，得到图像帧数据。

进一步的，本申请实施例提供的一种成像处理器，还包括：与组帧模块相连的数字扫描变换模块207，数字扫描变换模块用于接收组帧模块传输的图像帧数据，比较图像帧数据的数据量和显示设备(该显示设备可以是与成像主机相连的用于进行超声图像显示的显示设备)的显示区域像素点数量得到比较结果；以及，若比较结果表征图像帧数据的数据量大于显示设备的显示区域像素点数量时，对图像帧数据进行数据抽取得到待显示图像帧数据；若比较结果表征图像帧数据的数据量小于显示设备的显示区域像素点数量时，对图像帧数据进行数据插值得到待显示图像帧数据；

在本申请实施例中，数据扫描变换模块对组帧模块输出的图像帧数据进行抽取、插值处理，得到待显示图像帧数据，待显示图像帧数据与显示设备的图像显示深度对应的像素点数匹配。即，待显示图像帧数据与显示设备的显示区域的像素点数一一对应。

进一步的，本申请实施例提供的一种成像主机还包括：与数字扫描变换模块相连的图像处理模块208，数字扫描变换模块输出待显示图像帧数据经过图像处理模块输出，图像处理模块用于对待显示图像帧数据进行图像处理，图像处理包括边缘增强处理和/或平滑处理。

在本申请实施例中，显示设备可以与成像主机中的图像处理模块相连，用于接收图像处理模块输出的待显示图像帧数据，并基于该待显示图像帧数据进行超声图像显示。

本申请实施例在上述提供的一种导管控制器、信号处理器的基础上，进一步提供一种成像主机，成像主机中的扫描线长度调整模块可以基于扫描深度调整请求所请求的扫描深度截取用于超声图像显示的目标超声回波数据，进而实现对扫查部位不同扫描深度的超声图像的显示，为临床诊断提供全面的信息支持。

在上述实施例提供的导管控制器和成像主机的结构示意图的基础上，为了便于对本申请实施例提供的一种超声导管成像系统的理解，进一步提供一种超声导管成像系统的详细结构示意图，请参见图6。

本申请提供一种超声图像显示扫描深度的调整方法及超声导管成像系统，超声导管成像系统包括导管控制器和成像主机，该方法通过成像主机响应扫描深度调整请求对导管控制器发送的超声回波数据进行扫描深度调整，并将进行扫描深度调整后的超声回波数据用于超声图像显示的方式，可以实现对扫查部位不同扫描深度的超声图像的显示，以为临床诊断提供全面的信息支持。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对本发明所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。