基于超声的血流测量方法和超声成像系统

技术领域

本申请涉及超声成像技术领域，更具体地涉及一种基于超声的血流测量方法和超声成像系统。

背景技术

随着人口老龄化趋势的日益加剧，瓣膜型心脏病成为高发的心血管疾病。瓣膜血流异常是瓣膜病和心功能损伤的常见的临床表现，提供了重要的诊断信息。超声心动图是瓣膜血流动力学评估的首选影像评估方法，对瓣膜反流的术前评估、术中监测、术后评价尤为重要。2003年美国超声心动协会(ASE)第一次发布了瓣膜反流评估指南。2017年，ASE又更新了反流评估指南，进一步规范了反流的量化评估方法。国内专家也在2019年推出了二尖瓣反流介入治疗的超声心动图评价中国专家共识。虽然专家共识提供了简化评估流程，但是针对反流比较严重、考虑进行干预治疗的情况来说，有必要进行与国际指南一致的完整评估，流程非常复杂。

目前业内尚无针对瓣膜反流等瓣膜血流异常问题的智能化工作流和健全的自动化分析工具。特别是针对对于诊疗决策非常重要，但又比较复杂的定量计算，业内尚无自动化工具。近端等速表面积法(PISA)法是一种临床中广泛应用的评估二尖瓣、三尖瓣反流和瓣膜狭窄的方法。目前业内尚无关于PISA法的自动化方案，需要依赖医生经验手动完成测量，操作者之间差异大，且检查效率较低。随着瓣膜病诊疗规范化评估的推广，这已经成为了亟待解决的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本申请实施例一方面提供了一种基于超声的血流测量方法，用于超声成像系统，所述超声成像系统包括超声探头、处理器和显示器，所述方法包括：控制所述超声探头向包含心脏瓣膜的目标区域发射第一超声波，并接收所述目标区域返回的所述第一超声波的回波，以获得第一超声回波信号；所述处理器对所述第一超声回波信号进行信号处理，以得到所述目标区域的血流速度信息；所述处理器根据所述血流速度信息确定等速信息；所述处理器对所述等速信息进行拟合，并根据拟合后的结果确定与半球形或半圆形的匹配度满足预设要求的等速汇聚面；所述处理器根据所述等速汇聚面确定第一测量参数，所述第一测量参数包括混叠速度和血流半径，所述混叠速度是根据所述等速汇聚面对应的血流速度得到的，所述血流半径是根据半球形或半圆形的所述等速汇聚面的半径得到的；所述处理器控制所述显示器显示所述第一测量参数。

本发明实施例另一方面提供了一种基于超声的血流测量方法，用于超声成像系统，所述超声成像系统包括超声探头、处理器和显示器，所述方法包括：控制所述超声探头向包含心脏瓣膜的目标区域发射第一超声波，并接收所述目标区域返回的所述第一超声波的回波，以获得第一超声回波信号；所述处理器对所述第一超声回波信号进行信号处理，以得到所述目标区域的血流速度信息；所述处理器根据所述血流速度信息确定等速信息；所述处理器根据所述等速信息确定与半球形或半圆形的匹配度满足预设要求的等速汇聚面；所述处理器根据所述等速汇聚面确定第一测量参数，所述第一测量参数包括混叠速度和血流半径，所述混叠速度是根据所述等速汇聚面对应的血流速度得到的，所述血流半径是根据半球形或半圆形的所述等速汇聚面的半径得到的；所述处理器控制所述显示器显示所述第一测量参数。

本发明实施例另一方面提供一种超声成像系统，所述超声成像系统包括超声探头、发射电路、接收电路、处理器和显示器，其中：所述发射电路用于控制所述超声探头向包含心脏瓣膜的目标区域发射超声波；所述接收电路用于控制所述超声探头接收所述目标区域返回的超声波的回波，以获得超声回波信号；所述处理器用于基于所述超声回波信号进行超声成像；所述处理器还用于执行如上所述的基于超声的血流测量方法；所述显示器用于显示所述处理器输出的数据。

根据本申请实施例的基于超声的血流测量方法和超声成像系统能够自动实现采用PISA法的异常血流量化分析。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在附图中：

图1示出根据本申请实施例的超声成像系统的示意性框图；

图2示出根据本申请一实施例的基于超声的血流测量方法的示意性流程图；

图3示出根据本申请一实施例的PISA法进行血流测量的原理图；

图4A示出根据本申请一实施例的彩色血流图像的示意图；

图4B示出根据本申请一实施例的多普勒频谱的示意图。

具体实施方式

为了使得本申请的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。基于本申请中描述的本申请实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本申请的保护范围之内。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本申请能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本申请的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本申请，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本申请提出的技术方案。本申请的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本申请还可以具有其他实施方式。

下面，首先参考图1描述根据本申请一个实施例的超声成像系统，图1示出了根据本申请实施例的超声成像系统100的示意性结构框图。

如图1所示，超声成像系统100包括超声探头110、发射电路112、接收电路114、处理器116和显示器118。进一步地，超声成像系统还可以包括发射/接收选择开关120和波束合成模块122，发射电路112和接收电路114可以通过发射/接收选择开关120与超声探头110连接。

超声探头110包括多个换能器阵元，多个换能器阵元可以排列成一排构成线阵，或排布成二维矩阵构成面阵，多个换能器阵元也可以构成凸阵列。换能器阵元用于根据激励电信号发射超声波，或将接收的超声波转换为电信号，因此每个换能器阵元可用于实现电脉冲信号和超声波的相互转换，从而实现向被测对象的目标区域的组织发射超声波、也可用于接收经组织反射回的超声波回波。在进行超声检测时，可通过发射序列和接收序列控制哪些换能器阵元用于发射超声波，哪些换能器阵元用于接收超声波，或者控制换能器阵元分时隙用于发射超声波或接收超声波的回波。参与超声波发射的换能器阵元可以同时被电信号激励，从而同时发射超声波；或者，参与超声波束发射的换能器阵元也可以被具有一定时间间隔的若干电信号激励，从而持续发射具有一定时间间隔的超声波。

在超声成像过程中，发射电路112将经过延迟聚焦的发射脉冲通过发射/接收选择开关120发送到超声探头110。超声探头110受发射脉冲的激励而向被测对象的目标区域的组织发射超声波束，经一定延时后接收从目标区域的组织反射回来的带有组织信息的超声回波，并将此超声回波重新转换为电信号。接收电路114接收超声探头110转换生成的电信号，获得超声回波信号，并将这些超声回波信号送入波束合成模块122，波束合成模块122对超声回波数据进行聚焦延时、加权和通道求和等处理，然后送入处理器116。处理器116对超声回波信号进行信号检测、信号增强、数据转换、对数压缩等处理形成超声图像。处理器116得到的超声图像可以在显示器118上显示，也可以存储于存储器124中。

可选地，处理器116可以实现为软件、硬件、固件或其任意组合，并且可以使用单个或多个专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、单个或多个通用集成电路、单个或多个微处理器、单个或多个可编程逻辑器件、或者前述电路和/或器件的任意组合、或者其他适合的电路或器件。并且，处理器116可以控制所述超声成像系统100中的其它组件以执行本说明书中的各个实施例中的方法的相应步骤。

显示器118与处理器116连接，显示器118可以为触摸显示屏、液晶显示屏等；或者，显示器118可以为独立于超声成像系统100之外的液晶显示器、电视机等独立显示器；或者，显示器118可以是智能手机、平板电脑等电子设备的显示屏，等等。其中，显示器118的数量可以为一个或多个。

显示器118可以显示处理器116得到的超声图像。此外，显示器118在显示超声图像的同时还可以提供给用户进行人机交互的图形界面，在图形界面上设置一个或多个被控对象，提供给用户利用人机交互装置输入操作指令来控制这些被控对象，从而执行相应的控制操作。例如，在图形界面上显示图标，利用人机交互装置可以对该图标进行操作，用来执行特定的功能，例如在超声图像上绘制出感兴趣区域框等。

可选地，超声成像系统100还可以包括显示器118之外的其他人机交互装置，其与处理器116连接，例如，处理器116可以通过外部输入/输出端口与人机交互装置连接，外部输入/输出端口可以是无线通信模块，也可以是有线通信模块，或者两者的组合。外部输入/输出端口也可基于USB、如CAN等总线协议、和/或有线网络协议等来实现。

其中，人机交互装置可以包括输入设备，用于检测用户的输入信息，该输入信息例如可以是对超声波发射/接收时序的控制指令，可以是在超声图像上绘制出点、线或框等的操作输入指令，或者还可以包括其他指令类型。输入设备可以包括键盘、鼠标、滚轮、轨迹球、移动式输入设备(例如带触摸显示屏的移动设备、手机等等)、多功能旋钮等等其中之一或者多个的结合。人机交互装置还可以包括诸如打印机之类的输出设备。

超声成像系统100还可以包括存储器124，用于存储处理器执行的指令、存储接收到的超声回波、存储超声图像，等等。存储器可以为闪存卡、固态存储器、硬盘等。其可以为易失性存储器和/或非易失性存储器，为可移除存储器和/或不可移除存储器等。

应理解，图1所示的超声成像系统100所包括的部件只是示意性的，其可以包括更多或更少的部件。本申请对此不限定。

下面参照图2描述本申请实施例提出的基于超声的血流测量方法，图2是本申请实施例的基于超声的血流测量方法200的一个示意性流程图。本申请实施例的基于超声的血流测量方法200用于超声成像系统，超声成像系统包括超声探头、处理器和显示器，该超声成像系统可以实现为如上所述的超声成像系统100。具体地，本申请实施例的基于超声的血流测量方法200包括如下步骤：

在步骤S210，控制所述超声探头向包含心脏瓣膜的目标区域发射第一超声波，并接收所述目标区域返回的所述第一超声波的回波，以获得第一超声回波信号；

在步骤S220，所述处理器对所述第一超声回波信号进行信号处理，以得到所述目标区域的血流速度信息；

在步骤S230，所述处理器根据所述血流速度信息确定等速信息；

在步骤S240，所述处理器根据所述等速信息确定与半球形或半圆形的匹配度满足预设要求的等速汇聚面；

一个实施例中，所述处理器对所述等速信息进行拟合，并根据拟合后的结果确定与半球形或半圆形的匹配度满足预设要求的等速汇聚面。

一个实施例中，所述处理器通过深度学习网络对所述等速信息进行训练，并根据输出的结果确定与半球形或半圆形的匹配度满足预设要求的等速汇聚面。

在步骤S250，所述处理器根据所述等速汇聚面确定第一测量参数，所述第一测量参数包括混叠速度和血流半径，所述混叠速度是根据所述等速汇聚面对应的血流速度得到的，所述血流半径是根据半球形或半圆形的所述等速汇聚面的半径得到的；

在步骤S260，所述处理器控制所述显示器显示所述第一测量参数。

本申请实施例的基于超声的血流测量方法200能够自动实现基于近端等速表面积(PISA)法的异常血流量化分析。PISA法建立在流体近端汇聚原理和流体连续性原理的基础之上。流体近端汇聚原理是指当流体经过一狭窄瓣口(瓣膜狭窄处或反流孔)时，血流会汇聚为同心、高速、类似半球的等速汇聚面，流体连续性原理是指经过等速汇聚面的流量等于经过狭窄瓣口的流量。目前在实际临床中，需要由医生手动调节彩色血流成像的速度量程，在彩色血流图像中寻找半球形的汇聚面，进而根据汇聚面进行手动测量。该测量过程大量依据手动调节，主观性较强，不但操作过程繁琐，而且对于经验较少的医生来说容易造成误差。相比而言，本发明实施例的基于超声的血流测量方法200能够自动搜索等速汇聚面，实现了PISA法的自动测量。

本发明实施例主要用于针对心脏瓣膜反流或瓣膜狭窄进行量化分析。其中，心脏瓣膜反流主要是由于心脏瓣膜的结构或功能因某些疾病或发育异常而不能正常关闭，使得心脏内的血液逆向流动的现象。心脏瓣膜狭窄包括心脏瓣膜无法正常开放，造成血液流动受阻。

具体地，在步骤S210，超声成像系统的处理器控制超声探头向包含心脏瓣膜的目标区域发射第一超声波，并接收目标区域返回的第一超声波的回波，以获得第一超声回波信号。其中，心脏瓣膜包括二尖瓣、三尖瓣、主动脉瓣、肺动脉瓣等，处理器可以在接收到心脏血流量化分析指令时，控制超声成像系统自动进入血流成像模式，在血流成像模式下发射和接收超声波。波束合成模块对第一超声回波信号进行对应的聚焦延时、加权和通道求和等处理，然后将第一超声回波信号送入处理器。

之后，在步骤S220，处理器对第一超声回波信号进行信号处理，以得到目标区域的血流速度信息。示例性地，经波束合成后的信号首先经正交解调，并通过壁滤波处理滤除信号中的强组织回波信号，保留血细胞的回波信号；之后，处理器根据滤波后的信后进行血流方向、速度等参数的估计，以获得血流速度信息。示例性地，处理器还可以对血流速度信息进行帧相关、平滑等操作以改善血流形态，根据血流的方向、速度等调配基色，以得到彩色血流图像。一般来说，彩色血流图像被定义为朝向超声探头的血流为偏向红色，背离超声探头的血流为偏向蓝色。该彩色血流图像可以是根据混叠速度调节速度量程后得到的彩色血流图像，具体可以参照下文。

在一个实施例中，在控制超声探头向包含心脏瓣膜的目标区域发射第一超声波之前，处理器首先采集心脏组织的灰阶图像，根据灰阶图像确定彩色血流成像的目标区域。具体地，处理器控制超声探头向心脏组织发射第三超声波，并接收心脏组织返回的所述第三超声波的回波，以获得第三超声回波信号；处理器对第三超声回波信号进行信号处理，以得到心脏组织的灰阶图像。

之后，处理器根据灰阶图像确定包含心脏瓣膜的目标区域，以便自动设置血流成像模式的取样框。示例性地，处理器可以采用机器学习方法识别灰阶图像中的目标区域。具体地，首先对灰阶图像进行特征提取，接利用分类器对提取到的特征进行分类，以确定灰阶图像中每个图像块的图像特征的类别，并根据图像块的类别在灰阶图像中划分出目标区域。或者，也可以基于深度学习的端到端的深度学习神经网络，通过堆叠卷积层和全连接层来对预先构建的数据库进行特征的学习，并加入上采样或者反卷积层来使得输入与输出的尺寸相同，从而直接得到输入图像的目标区域及其相应类别。可选地，处理器还可以采用传统的图像分割算法确定灰阶图像中的目标区域。

识别到目标区域之后，在步骤S230，处理器可以控制从灰阶成像模式自动切换到血流成像模式(即C模式)，在血流成像模式下采集上述的血流速度信息，进而基于血流速度信息对异常血流进行量化分析。可选地，处理器也可以根据接收到的模式切换指令从灰阶成像模式切换到血流成像模式。

具体地，在量化分析过程中，处理器首先执行步骤S230和步骤S240，根据血流速度信息自动获取等速汇聚面。其中：

在步骤S230，处理器根据血流速度信息确定等速信息。其中，等速信息包括等速线或等速面。等速线为连续的直线或曲线，同一等速线上任意两点的血流速度值基本相等。当血流速度信息为二维血流速度信息时，等速信息包括等速线。当血流速度信息为三维血流速度信息时，等速信息主要包括等速面，但可选地也可以包括等速线。等速面为一张连续的平面或曲面，同一等速面上任意两点的血流速度值基本相等。

以等速线为例，可以采用任意的等值线绘制方法，在血流速度信息中确定等速信息。例如，首先对血流速度信息进行等值线网格化，以血流速度信息的空间坐标的最小值和最大值作为边界，将血流速度信息划分为矩形网格，并用插值算法得到每个网格点的血流速度值；接着进行等速线追踪，在每个网格点周围搜索等值点，并连接血流速度信息中相同等值点；最后对相互连接的等值点进行平滑和填充，得到连续的等值线。

接着，在步骤S240，一个实施例中，处理器对等速信息进行拟合，并根据拟合后的结果确定与半球形或半圆形的匹配度满足预设要求的等速汇聚面。其中，当血流速度信息为二维血流速度信息时，处理器采用预设算法对等速线进行半圆拟合，以确定与半圆形的匹配度最高的等速汇聚面，即处理器对等速线进行拟合，以寻找到最接近半圆形(即拟合误差最小)的等速汇聚面(该面近似半圆)。当血流速度信息为三维血流速度信息时，处理器对等速面进行半球拟合，以确定与半球形的匹配度最高的等速汇聚面，即处理器对等速面进行拟合，以寻找到最接近半球形(即拟合误差最小)的等速汇聚面(该面近似球面)。由此，无需用户手动调节彩色血流成像的速度量程，超声成像系统的处理器自动实现了等速汇聚面的检测，既省去了用户手动调节速度量程的步骤，又能够避免操作人员的主观性导致的误差。示例性地，拟合的过程可以采用最小二乘法、霍夫变换或者RANSAC等方法实现。同理，也可以采用深度学习网络或者其他方式对等速信息进行相应处理，找到最接近半圆或者半球(即匹配误差最小)的等速汇聚面，此处不做详细描述。

基于上述步骤S230和步骤S240，处理器根据血流速度信息自动搜索到了等速汇聚面。在等速汇聚面的基础上，在步骤S250，处理器根据等速汇聚面确定第一测量参数，并控制显示器显示该第一测量参数。其中，第一测量参数包括混叠速度Va和血流半径r，混叠速度Va是根据等速汇聚面对应的血流速度得到的，血流半径r是根据半球形或半圆形的等速汇聚面的半径得到的。根据血流半径r可以得到半球形或半圆形的等速汇聚面的表面积，将表面积与混叠速度Va相乘可以得到血流流率RegFlow，即通过等速汇聚面的瞬时流率。处理器还可以控制显示器显示血流流率。

进一步地，为了实现PISA法的完整评估，在得到混叠速度Va和血流半径r之后，还可以采集异常血流所在位置的多普勒频谱，根据多普勒频谱得到用于进行异常血流量化评估的其他测量参数。

其中，多普勒频谱可以是连续多普勒频谱，连续多普勒频谱的取样位置为连续多普勒频谱的取样线，该取样线可以经过半球形的等速汇聚面的球心或半圆形的等速汇聚面的圆心。在采集连续多普勒频谱时，一组换能器阵元连续地发射第二超声波，另外一组换能器阵元连续地接收第二超声回波信号。连续多普勒频谱具有很高的速度分辨能力，能检测到高速血流，因而更适用于高速的异常血流的表征。

其中，多普勒频谱的取样位置可以由处理器基于等速汇聚面自动确定。参见图4A，处理器首先根据等速汇聚面确定异常血流位置(即反流孔位置或者瓣膜狭窄处的位置)，根据异常血流位置设置多普勒频谱的取样位置。之后，参见图4B，处理器控制超声探头基于取样位置向目标区域发射第二超声波，并接收目标区域返回的第二超声波的回波，以获得第二超声回波信号；处理器对第二超声回波信号进行信号处理，以得到取样位置处的多普勒频谱，并控制显示器显示该多普勒频谱。

示例性地，在设置取样位置以后，可以由处理器控制自动进入多普勒频谱成像模式，以得到多普勒频谱。或者，处理器可以控制显示器在彩色血流图像上标记出取样位置，在接收到对取样位置的确认指令后进入多普勒频谱成像模式，以得到多普勒频谱。若用户认为取样位置存在偏差，可以对取样位置的标记进行调节，处理器根据用户调节后的取样位置生成多普勒频谱。

获取多普勒频谱之后，处理器对多普勒频谱进行频谱分析，以得到异常血流的第二测量参数。示例性地，处理器可以基于大津阈值法等频谱分析方法自动分析多普勒频谱，首先对多普勒频谱进行阈值分割，从而得到频谱包络，并根据对分割出的频谱包络得到第二测量参数。之后，处理器根据第一测量参数和第二测量参数得到精确的异常血流量化参数，并控制显示器显示异常血流量化参数。

在一个实施例中，第二测量参数包括最大异常血流速度PKreg，最大异常血流速度PKreg是根据多普勒频谱的峰值得到的。处理器可以对多普勒频谱的频谱包络进行峰值识别，以得到最大异常血流速度PKreg。

根据目前的异常血流评估指南，异常血流量化参数包括有效异常结构面积，具体包括有效反流孔面积或瓣膜狭窄处面积。根据流体流动的连续性原理，在封闭系统中，流体瞬时流经某一界面的流率等于在同一时间内流经另一截面的流率，即血液流经等速汇聚面的流率应等于流经异常血流结构的流率。因此，根据反流流率与最大异常血流速度PKreg的比值即可得到有效异常结构面积EROA。

具体地，有效异常结构面积EROA的计算过程包括以下步骤：

首先根据血流半径r得到等速汇聚面的表面积：A＝2πr

接着，根据混叠速度Va和等速汇聚面的表面积2πr

之后，根据血流流率RegFlow和最大异常血流速度PKreg的比值得到有效异常结构面积EROA：EROA＝RegFlow/PKVreg。

进一步地，异常血流量化参数还包括异常血流量RVol，即通过有效异常结构的血流量。为了获得异常血流量，第二测量参数还包括异常血流速度时间积分VTIreg。处理器对多普勒频谱进行频谱分析，以得到异常血流速度时间积分VTIreg后，根据有效异常结构面积EROA和异常血流速度时间积分VTIreg的乘积得到异常血流量RVol，即RVol＝EROA*VTIreg。

在一个实施例中，获取到例如有效异常结构面积EROA、异常血流量RVol的异常血流量化参数之后，处理器还可以根据异常血流量化参数得到异常血流程度分级，并控制显示器显示异常血流程度分级。以反流为例，处理器还可以根据彩色血流图像测得反流束最狭窄部位宽度VCW；以及在彩色血流图像中测得反流面积、在灰阶图像中测得左心房面积，根据反流面积与左心房面积的比值得到反流分数RF；并结合有效异常结构面积EROA、异常血流量RVol、反流束最狭窄部位宽度VCW、反流分数RF等异常血流量化参数一同得到异常血流程度分级。

处理器一方面对异常血流进行量化分析，另一方面还可以根据量化分析结果进行异常血流区域的超声成像。具体地，处理器根据混叠速度Va调节彩色血流成像的速度量程，根据调节后的速度量程、基于血流速度信息生成彩色血流图像，并控制显示器显示该彩色血流图像，以通过该彩色血流图像显示等速汇聚面。以往的PISA法测量方案需要由医生手动调节彩色血流成像的速度量程，在彩色血流图像中寻找半球形的汇聚面并进行测量；而本发明实施例首先自动获取混叠速度Va，根据Va调节彩色血流成像的速度量程，省去了医生手动调节的过程，能够直接将可视化的等速汇聚面呈现给用户，并且调节结果更加准确。

示例性地，根据混叠速度Va调节彩色血流成像的速度量程包括：将混叠速度Va设置为速度量程的边界值之一。具体地，若调节前的速度量程为[V1,V2]，则调节后的速度量程为[V1,Va]或[Va,V2]。将混叠速度Va设置为边界值中的最大值或最小值取决于瓣膜类型，对于二尖瓣反流来说，将速度量程设置为[Va,V2]能够更好地突出显示等速汇聚面。其中，V1、V2可以为根据物理范围设置的预置值，也可为医生根据自身经验调节所得的量程。

由于本发明实施例的基于超声的血流测量方法200涉及多个超声成像模式的切换，例如从灰阶成像模式切换到彩色血流成像模式，以及从彩色血流成像模式切换到多普勒频谱成像模式，为了操作超声探头，在上述测量过程中，处理器还可以控制显示器显示扫查引导，扫查引导包括待扫查切面的名称以及对应的超声成像模式。其中，可以一次性显示所有超声成像模式(即灰阶成像模式、彩色血流成像模式和多普勒频谱成像模式)，也可以在完成一个超声成像模式下的测量之后，显示下一个即将进入的超声成像模式。

此外，处理器还可以控制显示器显示评估引导，评估引导包括第一测量参数和第二测量参数中的各项测量参数。其中，可以以第一显示方式显示已完成以及尚未开始测量的测量参数，以第二显示方式显示当前正在测量的测量参数，以便于用户了解测量进程以及确认测量参数。例如，测量开始前，处理器可以控制显示器显示混叠速度、血流半径、最大异常血流速度和异常血流速度时间积分的名称，并在测量得到混叠速度和血流半径，在混叠速度和血流半径的名称后显示对应的测量值。

综上所述，本申请实施例的基于超声的血流测量方法200能够自动实现基于近端等速表面积法的血流量化分析。

本申请实施例还提供一种超声成像系统，用于实现上述的基于超声的血流测量方法200。该超声成像系统包括超声探头、发射电路、接收电路、处理器和显示器。重新参照图1，该超声成像系统可以实现为如图1所示的超声成像系统100，超声成像系统100可以包括超声探头110、发射电路112、接收电路114、处理器116以及显示器118，可选地，超声成像系统100还可以包括发射/接收选择开关120和波束合成模块122，发射电路112和接收电路114可以通过发射/接收选择开关120与超声探头110连接，各个部件的相关描述可以参照上文的相关描述，在此不做赘述。

其中，发射电路112用于控制超声探头110向包含心脏瓣膜的目标区域发射超声波；接收电路114用于控制超声探头110接收目标区域返回的超声波的回波，以获得超声回波信号；处理器116用于基于超声回波信号进行超声成像；处理器116还用于执行上文所述的基于超声的血流测量方法200，具体包括：控制超声探头110向包含心脏瓣膜的目标区域发射第一超声波，并接收目标区域返回的第一超声波的回波，以获得第一超声回波信号；对第一超声回波信号进行信号处理，以得到目标区域的血流速度信息；根据血流速度信息确定等速信息；对等速信息进行拟合，并根据拟合后的结果确定与半球形或半圆形的匹配度满足预设要求的等速汇聚面；根据等速汇聚面确定第一测量参数，第一测量参数包括混叠速度和血流半径，混叠速度是根据等速汇聚面对应的血流速度得到的，血流半径是根据半球形或半圆形的等速汇聚面的半径得到的；控制显示器118显示第一测量参数。显示器118用于显示处理器输出的数据，包括但不限于第一测量参数。

在一个实施例中，等速信息包括等速线或等速面；对等速信息进行拟合，并根据拟合后的结果确定与半球形或半圆形的匹配度满足预设要求的等速汇聚面，包括：采用预设算法对等速线进行半圆拟合，以确定与半圆形的匹配度最高的等速汇聚面，或者，采用预设算法对等速面进行半球拟合，以确定与半球形的匹配度最高的等速汇聚面。

在一个实施例中，处理器116还用于：根据等速汇聚面确定异常血流位置；根据异常血流位置设置多普勒频谱的取样位置；控制超声探头110基于取样位置向目标区域发射第二超声波，并接收目标区域返回的第二超声波的回波，以获得第二超声回波信号；对第二超声回波信号进行信号处理，以得到取样位置处的多普勒频谱；对多普勒频谱进行频谱分析，以得到异常血流的第二测量参数；根据第一测量参数和第二测量参数得到异常血流量化参数，并控制显示器显示异常血流量化参数。

在一个实施例中，第二测量参数包括最大异常血流速度，最大异常血流速度是根据多普勒频谱的峰值得到的，异常血流量化参数包括有效异常结构面积，根据第一测量参数和第二测量参数得到异常血流量化参数，包括：根据血流半径得到等速汇聚面的表面积；根据混叠速度和表面积得到通过等速汇聚面的血流流率；根据血流流率和最大异常血流速度的比值得到有效异常结构面积。

在一个实施例中，第二测量参数还包括异常血流速度时间积分，异常血流量化参数还包括异常血流量，根据第一测量参数和第二测量参数得到异常血流量化参数，还包括：根据有效异常结构面积和异常血流速度时间积分的乘积得到异常血流量。

在一个实施例中，处理器116还用于：根据异常血流量化参数得到异常血流程度分级，并控制显示器118显示异常血流程度分级。

在一个实施例中，处理器116还用于：根据混叠速度调节彩色血流成像的速度量程；根据调节后的速度量程、基于血流速度信息生成彩色血流图像；控制显示器显示彩色血流图像，以通过彩色血流图像显示等速汇聚面。

在一个实施例中，根据混叠速度调节彩色血流成像的速度量程，包括：将混叠速度设置为速度量程的边界值之一。

在一个实施例中，处理器116还用于：在设置取样位置以后，自动进入多普勒频谱成像模式，以得到多普勒频谱，或者，在接收到对取样位置的确认指令后进入多普勒频谱成像模式，以得到多普勒频谱。

在一个实施例中，在控制超声探头110向包含心脏瓣膜的目标区域发射第一超声波之前，处理器116还用于：控制超声探头110向心脏组织发射第三超声波，并接收心脏组织返回的第三超声波的回波，以获得第三超声回波信号；对第三超声回波信号进行信号处理，以得到心脏组织的灰阶图像；根据灰阶图像确定包含心脏瓣膜的目标区域。

在一个实施例中，处理器116还用于：控制显示器118显示扫查引导，扫查引导包括待扫查切面的名称以及对应的超声成像模式。

在一个实施例中，处理器116还用于：控制显示器118显示评估引导，评估引导包括第一测量参数和第二测量参数中的各项测量参数，其中，以第一显示方式显示已完成以及尚未开始测量的测量参数，以第二显示方式显示当前正在测量的测量参数。

在一个实施例中，异常血流位置包括反流孔位置或者瓣膜狭窄处。

以上仅描述了超声成像系统各部件的主要功能，更多细节参见对基于超声的血流测量方法200进行的相关描述，在此不做赘述。

本申请实施例的超声成像系统能够自动实现采用近端等速表面积法的异常血流量化分析。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本申请的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的一些模块的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式或对具体实施方式的说明，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。本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。