超声成像系统的制作方法

本申请涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种超声成像系统。

背景技术：

超声成像是利用超声声束扫描人体，通过对反射信号的接收、处理，以获得体内器官的图象，从而方便医生用获得的图像判断脏器的位置、大小、形态，以确定病灶的范围和物理性质等。随着医疗技术的不断发展，在超声成像技术中对超声回波数据的传输和处理效率要求越来越高。

传统技术中，在对超声回波数据的处理过程中，当图形处理器(graphicsprocessingunit，gpu)需要获取超声成像设备采集并存储在第一存储器中的回波数据时，超声成像设备需要将第一存储器中的回波数据发送至与超声成像设备连接的计算机设备的中央处理器(centralprocessingunit，cpu)对应的第三存储器中，然后cpu再将第三存储器中存储的回波数据发送至gpu对应的第二存储器中供gpu对回波数据进行处理。

但是，传统技术需将回波数据经过多次传输后才能传入gpu进行处理，导致传输效率较低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统技术中需将回波数据经过多次传输后才能传入gpu进行处理，导致传输效率较低的问题，提供一种超声成像系统。

本申请实施例提供一种超声成像系统，该系统包括：超声成像设备、传输总线、总线交换器和与超声成像设备通过传输总线连接的计算机设备；超声成像设备包括探头、与探头连接的第一处理器和与第一处理器对应的第一存储器，计算机设备包括与总线交换器通过传输总线连接的图形处理器gpu和与gpu对应的第二存储器；

第一存储器，用于存储探头扫描人体组织获得的回波数据；

总线交换器，用于为第一处理器将第一存储器中存储的回波数据，通过传输总线传入第二存储器中提供总线接口；

gpu，用于对第二存储器中存储的回波数据进行重构处理以获得回波数据对应的重构图像。

在其中一个实施例中，第一处理器和gpu包括第一rdma模块，第一rdma模块，用于将第一存储器中存储的回波数据，通过传输总线传入第二存储器中。

在其中一个实施例中，上述系统还包括与总线交换器连接的中央处理器cpu，cpu用于向第一处理器发送扫描指令，第一处理器还用于接收cpu发送的扫描指令。

在其中一个实施例中，上述系统还包括cpu对应的第三存储器，第三存储器用于存储gpu向cpu发送的重构图像，cpu还用于显示重构图像。

在其中一个实施例中，第一处理器为现场可编程门阵列fpga或数字信号处理器dsp。

在其中一个实施例中，当第一处理器为dsp时，dsp还用于对回波数据进行重构处理中的至少一个处理以获得处理后的已处理回波数据或回波数据对应的重构图像。

在其中一个实施例中，上述系统还包括分别与第一处理器和探头连接的发射电路，发射电路用于接收第一处理器发送的扫描指令，并用于向探头发送扫描指令。

在其中一个实施例中，上述系统还包括分别与第一处理器和探头连接的接收电路，接收电路用于接收回波数据并向第一处理器发送回波数据。

在其中一个实施例中，cpu还用于为发射电路和接收电路配置工作时序。

在其中一个实施例中，gpu还用于实时或按照预设的周期查询第二存储器中是否存储有回波数据，以在查询到第二存储器中存储有回波数据时对回波数据进行重构处理。

本实施例提供的超声成像系统中，该超声成像系统包括：超声成像设备、传输总线、总线交换器和与超声成像设备通过传输总线连接的计算机设备；其中，超声成像设备包括探头、与探头连接的第一处理器和与第一处理器对应的第一存储器，计算机设备包括与总线交换器通过传输总线连接的图形处理器gpu和与gpu对应的第二存储器；第一存储器，用于存储探头扫描人体组织获得的回波数据；总线交换器，用于为第一处理器将第一存储器中存储的回波数据，通过传输总线传入第二存储器中提供总线接口；gpu，用于对第二存储器中存储的回波数据进行重构处理以获得回波数据对应的重构图像。本实施例中，第一处理器和gpu之间可以经由总线交换器直接传输数据，而无需其它处理器如cpu作为中转进行传输，减少了数据传输的次数，并降低传输时间，从而提高了数据传输效率。

附图说明

图1为一个实施例提供的超声成像系统结构示意图；

图2为另一个实施例提供的超声成像系统结构示意图；

图3为一个实施例提供的超声成像数据传输方法流程示意图。

附图标记说明：

100：传输总线

101：超声成像设备；

102：计算机设备；

1011：探头；

1012：第一处理器；

1013：第一存储器；

1014：发射电路；

1015：接收电路；

1021：总线交换器；

1022：gpu；

1023：第二存储器；

1024：cpu；

1025：第三存储器。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的超声成像系统，可以应用于需要对人体组织进行扫描以获得人体组织对应的重构图像的应用环境中，从而方便医生利用重构图像判断人体组织的位置、大小、形态等，以确定病灶的范围和物理性质等。随着医疗技术的不断发展，在超声成像技术中对超声回波数据的传输和处理效率要求越来越高。而在传统技术中，在对超声回波数据的处理过程中，当gpu需要获取超声成像设备采集并存储在第一存储器中的回波数据时，超声成像设备需要将第一存储器中的回波数据发送至与超声成像设备连接的计算机设备的中央处理器cpu对应的第三存储器中，然后cpu再将第三存储器中存储的回波数据发送至gpu对应的第二存储器中供gpu对回波数据进行处理，也即，回波数据需要利用cpu进行中转后才能传输至gpu对应的第二存储器中，导致回波数据经过多次传输后才能传入gpu进行处理，导致传输效率较低。本申请提供的超声成像系统旨在解决传统技术中需要将回波数据经过多次传输后才能传入gpu进行处理，导致传输效率较低的问题。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

图1为一个实施例提供的超声成像系统。该超声成像系统包括超声成像设备101、传输总线100、总线交换器1021和与超声成像设备101通过传输总线100连接的计算机设备102；超声成像设备101包括探头1011、与探头1011连接的第一处理器1012和与第一处理器1012对应的第一存储器1013，计算机设备102包括与总线交换器1021通过传输总线100连接的图形处理器gpu1022和与gpu1022对应的第二存储器1023；第一存储器1013，用于存储探头1011扫描人体组织获得的回波数据；总线交换器1021，用于为第一处理器1012将第一存储器1013中存储的回波数据，通过传输总线100传入第二存储器1023中提供总线接口；gpu1022，用于对第二存储器1023中存储的回波数据进行重构处理以获得回波数据对应的重构图像。

具体的，传输总线100可以为pcie总线。超声成像设备101与计算机设备102通过传输总线100连接以实现超声成像设备101与计算机设备102之间的有线通信。其中，超声成像设备101可以为a型超声成像设备101、m型超声成像设备101、b型超声成像设备101、d型超声成像设备和c型超声成像设备等，本实施例对此并不做限定；计算机设备102可以为笔记本、台式机、一体机等包含gpu1022的计算机设备102，本实施例对计算机设备102的具体形式并不做限定。

需要说明的是，本实施例提供的计算机设备102的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备102的限定，具体的计算机设备102可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

超声成像设备101可以包括探头1011、第一处理器1012和第一存储器1013，探头1011与第一处理器1012连接，第一存储器1013为与第一处理器1012对应的存储器。其中，探头1011用于扫描人体组织(人体组织如胎盘、肝脏、脑等)以获得回波数据，并将获得的回波数据存储在第一存储器1013中，第一处理器1012用于通过传输总线100将第一存储器1013中存储的回波数据传输至第二存储器1023中。可选的，第一处理器1012可以为专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)处理器。上述gpu1022是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机上做图像和图形相关运算工作的微处理器，在本申请实施例中，gpu1022用于对第二存储器1023中存储的回波数据进行重构处理以获得回波数据对应的重构图像。可选的，第一处理器1013和第一存储器1014的个数均可以为一个或多个。

可选的，总线交换器1021可以独立于超声成像设备101和计算机设备102，也可以集成到超声成像设备101或计算机设备102中，本实施例对此并不做限定。进一步的，总线交换器1021可以为pcie交换器。

计算机设备102可以包括gpu1022和第二存储器1023，第一处理器1012经由总线交换器1021与gpu1022连接，第二存储器1023为与gpu1022对应的存储器。其中，总线交换器1021用于为第一处理器1012和gpu1022进行回波数据的传输提供总线接口，即，第一处理器1012和gpu1022之间可以经由总线交换器1021直接进行回波数据的传输，而无需其它处理器如cpu作为中转，也就是说，第一处理器1012无需将回波数据先传输至cpu，再由cpu将回波数据传输至gpu1022。可选的，gpu1022也可以通过传输总线100向第一处理器1011对应的第一存储器1012中存入数据，即第一处理器1012和gpu1022之间可以通过传输总线100互相传输数据。gpu1022可以用于对第二存储器1023中存储的回波数据进行重构处理以获得回波数据对应的重构图像。其中，重构处理可以包括对回波数据进行复数解调、延迟-叠加波束合成、相位补偿、相干复合、包络提取、对数压缩等处理，需要说明的是，对回波数据进行重构处理以得到回波数据对应的重构图像的过程，可以利用现有技术中的任一方式实现，本实施例对利用回波数据获得重构图像的过程并不做限定。

本实施例提供的超声成像系统中，超声成像系统包括：超声成像设备、传输总线、总线交换器和与超声成像设备通过传输总线连接的计算机设备；其中，超声成像设备包括探头、与探头连接的第一处理器和与第一处理器对应的第一存储器，计算机设备包括与总线交换器通过传输总线连接的图形处理器gpu和与gpu对应的第二存储器；第一存储器，用于存储探头扫描人体组织获得的回波数据；总线交换器，用于为第一处理器将第一存储器中存储的回波数据，通过传输总线传入第二存储器中提供总线接口；gpu，用于对第二存储器中存储的回波数据进行重构处理以获得回波数据对应的重构图像。本实施例中，第一处理器和gpu之间可以经由总线交换器直接传输数据，而无需其它处理器如cpu作为中转进行传输，减少了数据传输的次数，并降低传输时间，从而提高了数据传输效率。

在另一个实施例的超声成像系统中，在上述实施例的基础上，可选的，第一处理器1012包括第一rdma模块，第一rdma模块，用于将第一存储器1013中存储的回波数据，通过传输总线100传入第二存储器1023中。

具体的，回波数据在第二存储器1023中的存储地址可以为在第一处理器1012向gpu1022传输回波数据之前配置好的。第一处理器1012可以包括实现rdma功能的第一rdma模块，第一rdma模块用于将第一存储器1013中存储的回波数据传输至第二存储器1023中，rdma功能可以为远程直接数据存取的功能。可选的，第一rdma模块还用于从第二存储器1023中读取数据，并将读取的数据存入第一存储器1013中；对应的，第一rdma模块从第二存储器1023中读取的数据的存储地址可以为预先配置的地址。可选的，gpu1022可以包括第二rdma模块，该第二rdma模块用于从第一存储器1013中读取数据或向第一存储器1013中写入数据，从而实现第一处理器1012和gpu1022之间可以通过传输总线100互相传输数据。

本实施例提供的超声成像系统，第一处理器包括第一rdma模块，第一rdma模块，用于将第一存储器中存储的回波数据，通过传输总线传入第二存储器中。在第一处理器和gpu进行回波数据的传输过程中，第一处理器可以利用包括的第一rdma模块直接向gpu传输回波数据，而无需其它处理器如cpu作为中转进行传输，减少了数据传输的次数，并降低传输时间，从而提高了数据传输效率。

图2为另一个实施例提供的超声成像系统。在上述实施例的基础上，可选的，上述系统还可以包括与总线交换器1021连接的中央处理器cpu1024，cpu1024用于向第一处理器1012发送扫描指令，第一处理器1012还用于接收cpu1024发送的扫描指令。

具体的，扫描指令用于指示探头1011扫描人体组织获得的回波数据。cpu1024可以通过总线经由总线交换器1021向第一处理器1012发送扫描指令，对应的，第一处理器1012可以接收cpu1024发送的执行扫描指令，并将扫描指令发送至探头1011，以使得探头1011扫描人体组织。

可选的，上述超声成像系统还包括分别与第一处理器1012和探头1011连接的发射电路1014，发射电路1014用于接收第一处理器1012发送的扫描指令，并用于向探头1011发送扫描指令；进一步的，超声成像系统还包括分别与第一处理器1012和探头1011连接的接收电路1015，接收电路1015用于接收回波数据并向第一处理器1012发送回波数据。对应的，cpu1024还用于为发射电路1014和接收电路1015配置工作时序。其中，工作时序可以包括发射电路1014向探头1011发射扫描指令的发射时间，和接收电路1015从探头1011接收回波数据的时间。可选的，发射电路1014按照cpu1024发送的工作时序向探头1011发送扫描指令时，发送的是扫描指令对应的电信号，探头1011接收到扫描指令对应的电信号后，可以将电信号转换为声音信号，以对人体组织进行扫描获得回波数据。接收电路1015在接收探头1011发送的回波数据时，接收的是回波数据对应的回波信号，接收电路1015可以对接收的回波数据进行预处理后得到回波数据，可选的，预处理可以包括对回波信号的放大处理、时间增益补偿处理和数据转换处理等。

可选的，cpu1024可以向第一处理器1012中的第一rdma模块发送控制指令，对应的，第一rdma模块可以接收cpu1024发送的控制指令，并根据接收的控制指令将第一存储器1012中存储的回波数据通过传输总线100传入gpu1022对应的第二存储器1023中。

可选的，cpu1024还用于在第二存储器1023中分配读取数据的数据读取地址和写入数据的数据写入地址，以供第一处理器1012从第二存储器1023中的数据读取地址中读取数据，或将第一存储器1013中的回波数据写入第二存储器1023中的数据写入地址中。可选的，cpu1024可以将分配的数据读取地址和数据写入地址通过传输总线100写入的第一处理器1012端的基地址寄存器(baseaddressregiste，bar)中，以供第一处理器1012随时读取使用。类似的，cpu1024还可以将为发射电路1014和接收电器1015配置的工作时序通过传输总线100写入的第一处理器1012端的基地址寄存器(baseaddressregiste，bar)中。

可选的，上述超声成像系统还包括cpu1024对应的第三存储器1025，第三存储器1025用于存储gpu1022向cpu1024发送的重构图像，cpu1024还用于显示重构图像。可选的，cpu1024可以根据用户基于显示指令输入界面输入的显示指令，显示重构图像；其中，显示指令中携带重构图像的图像标识。gpu1022对回波数据进行处理得到的重构图像可以发送至cpu1024，对应的，cpu1024可以将接收的重构图像存入第三存储器1025中，并在重构图像显示界面对重构图像进行显示。可选的，gpu1022也可以利用应用预设的应用程序接口调用计算机设备102的显示装置对获得的重构图像进行显示。可选的，显示装置可以为平面屏幕显示器、印刷形式显示器、二维显示器、三维显示器、静态显示器、移动显示器、传感显示器等。

本实施例提供的超声成像系统中，该超声成像系统还包括与总线交换器连接的中央处理器cpu，cpu用于向第一处理器发送扫描指令，以使得第一处理器接收cpu发送的扫描指令，并将接收的扫描指令发送至探头，使得探头对人体组织进行扫描以获得回波数据；而在第一处理器和gpu在传输回波数据的过程中，并无cpu的参与，从而可以减少数据传输的次数，并降低传输时间，从而提高了数据传输效率。

在另一个实施例提供的超声成像系统中，在上述实施例的基础上，可选的，上述第一处理器1012为现场可编程门阵列fpga或数字信号处理器dsp。

具体的，上述现场可编程逻辑门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga)处理器或数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)，可以用于将第一存储器1013中存储的回波数据，通过传输总线100传入第二存储器1023中。

可选的，当第一处理器1012为dsp时，dsp还用于对回波数据进行重构处理中的至少一个处理以获得处理后的已处理回波数据或回波数据对应的重构图像。当dsp对回波数据进行重构处理中的部分处理时，dsp可以用于对回波数据进行复数解调、延迟-叠加波束合成等部分重构处理工作，得到处理后的已处理回波数据，并将已处理回波数据发送至第二存储器1023中，使得gpu1022对回波数据进行剩余的重构处理以获得重构图像，dsp分担了部分gpu1022的处理工作，减小了传输总线100传输数据的数据量，从而加快整个回波数据的重构过程，提高数据重构速率；当dsp对回波数据进行重构处理中的全部处理时，dsp可以获得回波数据对应的重构图像，并将获得的重构图像通过传输总线100发送至cpu1024，以供cpu1024对获得的重构图像在重构图像显示界面进行显示。

本实施例提供的超声成像系统中，第一处理器为现场可编程门阵列fpga或数字信号处理器dsp，当第一处理器为dsp时，dsp可以用于对回波数据进行复数解调、延迟-叠加波束合成等部分重构处理或全部重构处理工作，以获得处理后的已处理回波数据或回波数据对应的重构图像。本实施例中，dsp可以将部分重构处理后的回波数据发送至第二存储器中，使得gpu对回波数据进行剩余的重构处理以获得重构图像，也即，gpu和dsp可以并行对回波数据进行重构生理，这样，dsp分担了部分gpu的处理工作，减小了传输总线传输数据的数据量，从而加快整个回波数据的重构过程，提高数据重构速率。

在另一个实施例提供的超声成像系统中，gpu1022还用于实时或按照预设的周期查询第二存储器1023中是否存储有回波数据，以在查询到第二存储器中存储有回波数据时对回波数据进行重构处理。

具体的，gpu1022可以根据实时或按照预设的周期查询第二存储器1023中是否存储有回波数据，以在回波数据传输完成时，及时对回波数据进行重构处理以得到重构图像。可选的，第一处理器1012在完成将回波数据传输至第二存储器1023后，可以产生中断信息，并将产生的中断信息发送至gpu1022；其中，中断信息可以用于指示回波数据传输完成。gpu1022收到中断信息后，可以及时对第二存储器1023中存储的回波数据进行重构处理以得到重构图像。

本实施例提供的超声成像系统，gpu还用于实时或按照预设的周期查询第二存储器中是否存储有回波数据，以在回波数据传输完成时，及时对回波数据进行重构处理以得到重构图像，提高回波数据的处理效率。

图3为一个实施例提供的超声成像数据传输方法流程图。如图3所示，该超声成像数据传输方法可以包括：

s301，超声成像设备获取利用探头扫描人体组织获得的回波数据。

s302，超声成像设备将获得的回波数据存储于超声成像设备中的第一存储器。

s303，超声成像利用超声成像中的第一处理器，经由总线交换器，将第一存储器中的回波数据传入计算机设备中gpu对应的第二存储器中。

s304，计算机设备对第二存储器中存储的回波数据进行重构处理以获得回波数据对应的重构图像。

本实施例提供的超声成像数据传输方法，其实现原理和技术效果与上述超声成像系统类似，在此不再赘述。

在另一个实施例提供的超声成像数据传输方法中，在上述图3所示实施例的基础上，上述超声成像数据传输方法还包括：超声成像设备将第一存储器中存储的回波数据，通过传输总线传入计算机设备中的第二存储器中。

本实施例提供的超声成像数据传输方法，其实现原理和技术效果与上述超声成像系统类似，在此不再赘述。

在另一个实施例提供的超声成像数据传输方法中，在上述实施例的基础上，可选的，在上述s301之前，该超声成像数据传输方法还可以包括：

计算机设备向超声成像设备发送扫描指令；对应的，超声成像设备接收计算机设备发送的扫描指令。

本实施例提供的超声成像数据传输方法，其实现原理和技术效果与上述超声成像系统类似，在此不再赘述。

在另一个实施例提供的超声成像数据传输方法中，在上述实施例的基础上，可选的，上述超声成像数据传输方法还包括：计算机设备中的gpu将得到的重构图像发送至计算机设备中的cpu；对应的，计算机设备中的cpu接收gpu发送的重构图像，并将接收的重构图像存储于cpu对应的第三存储器中。可选的，计算机设备中的cpu在重构图像显示界面显示上述重构图像。

本实施例提供的超声成像数据传输方法，其实现原理和技术效果与上述超声成像系统类似，在此不再赘述。

在另一个实施例提供的超声成像数据传输方法中，在上述实施例的基础上，可选的，上述超声成像数据传输方法还包括：超声成像设备中的第一处理器为dsp时，超声成像设备对回波数据进行重构处理中的至少一个处理以获得处理后的已处理回波数据或回波数据对应的重构图像。

本实施例提供的超声成像数据传输方法，其实现原理和技术效果与上述超声成像系统类似，在此不再赘述。

在另一个实施例提供的超声成像数据传输方法中，在上述实施例的基础上，可选的，上述超声成像数据传输方法还包括：超声成像设备中的发射电路接收第一处理器发送的扫描指令，并向超声成像设备中的探头发送扫描指令。

本实施例提供的超声成像数据传输方法，其实现原理和技术效果与上述超声成像系统类似，在此不再赘述。

在另一个实施例提供的超声成像数据传输方法中，在上述实施例的基础上，可选的，上述超声成像数据传输方法还包括：超声成像设备中的接收电路接收探头发送的回波数据并向第一处理器发送回波数据。

本实施例提供的超声成像数据传输方法，其实现原理和技术效果与上述超声成像系统类似，在此不再赘述。

在另一个实施例提供的超声成像数据传输方法中，在上述实施例的基础上，可选的，上述超声成像数据传输方法还包括：计算机设备中的cpu为超声成像设备中的发射电路和接收电路配置工作时序，并将工作时序发送至超声成像设备。

本实施例提供的超声成像数据传输方法，其实现原理和技术效果与上述超声成像系统类似，在此不再赘述。

在另一个实施例提供的超声成像数据传输方法中，在上述实施例的基础上，可选的，上述超声成像数据传输方法还包括：超声成像设备中的gpu实时或按照预设的周期查询第二存储器中是否存储有回波数据，以在查询到第二存储器中存储有回波数据时对回波数据进行重构处理。

本实施例提供的超声成像数据传输方法，其实现原理和技术效果与上述超声成像系统类似，在此不再赘述。

关于超声成像数据传输方法的具体限定，可以参见上文中对于超声成像系统的限定，在此不再赘述。

应该理解的是，虽然图3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图3中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。