超声成像系统、扫查控制方法、电子设备和存储介质

技术领域

本发明涉及超声成像技术领域，具体地，涉及一种超声成像系统、扫查控制方法、电子设备和存储介质。

背景技术

医用超声成像系统中，超声探头是一个最重要的部件。常规的一维探头类型可以包括线阵探头、凸阵探头、相控阵探头等。从探头形状上看，相控阵探头与线阵探头是一样的，都表现为直线形状的探头表面。相对应地，凸阵探头表现为圆弧线表面。不过，线阵探头、凸阵探头、相控阵探头都具有同一个特征，就是首尾阵元不相连。随着超声应用领域向介入领域的挺进，例如经食道的超声内窥系统，环阵探头的应用越来越广泛。环阵探头可以实现360度全视场的超声扫描。环阵探头与传统的一维探头之间的一个比较明显差异就是环阵探头的首尾阵元是相邻的。例如，对于一个阵元总数量为N的超声探头，可以对N个阵元按顺序依次编号为0、1、...，N-1。对于传统探头，阵元0与阵元N-1在空间上间隔了N-1个阵元，阵元1与阵元N-1在空间上间隔了N-2个阵元，依此类推。但在环阵探头中，阵元0与阵元N-1在顺时针方向上则间隔了-1(可以定义顺时针和逆时针中的一个方向为正，一个方向为负)个阵元，阵元1与阵元N-1空间上则间隔了-2个阵元，等。

相关技术中，对于线阵探头或凸阵探头等传统一维超声探头，在计算超声扫描的发射孔径或者接收孔径时，通常是以发射线或接收线为中心，两边各取一半孔径大小的阵元作为有效孔径。当有效孔径的边缘超过探头边沿时，会造成孔径的残缺。图1示出了根据本发明一个实施例的线阵探头中阵元的排列示意图。如图1所示，该线阵探头包括128个阵元(阵元0至阵元127)。若扫查线(发射线、接收线的孔径计算规则相同，统称为扫查线)在线阵探头的中间位置，例如扫查线110a，则孔径的左右边界都没有超过阵元序号0至127的范围，孔径110b为完整的64个阵元。若扫查线在左边沿附近，例如扫查线120a，则孔径的左半部分阵元是不存在的，此时孔径120b为32个阵元。同理地，若扫查线在右边沿附近，例如扫查线130a，孔径只剩下右半部分孔径，此时孔径130b为32个阵元。然而，对于环阵探头，例如对于一个包括128阵元的环阵探头，阵元0与阵元127是相邻的，则不存在真正意义的左、右边沿。这样无论扫查线在那个位置，都应该能得到一个全孔径。在这种情况下，当超声成像系统的物理通道数小于探头阵元数时，如何控制通道与阵元的连接关系，让孔径尽可能地最大化就尤为重要。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本发明。本发明提供一种超声成像系统、扫查控制方法、电子设备以及存储介质。

根据本发明的一个方面，提供了一种超声成像系统，超声成像系统包括：环阵探头和控制装置，控制装置包括选通电路和控制电路，其中，环阵探头包括第一数量的阵元；控制电路包括第二数量的通道，第二数量的通道包括多个目标通道，多个目标通道用于一一对应地与多组阵元连接；其中，每个目标通道所对应的一组阵元中任意两个阵元在环阵探头上间隔的阵元数量大于或等于第三数量与1之差；任一目标通道所对应的一组阵元中的阵元数量为多个时，该目标通道与该组阵元中的各阵元异步连接；多个目标通道中的第三数量个目标通道各自对应的阵元数量等于第四数量，剩余目标通道各自对应的阵元数量小于第四数量；第四数量等于第一数量除以第二数量后向上取整；第三数量等于第一数量除以第四数量后向下取整；控制电路用于通过任一目标通道控制与该目标通道连接的阵元发射或接收超声波；选通电路，与多个目标通道和环阵探头分别连接，用于控制多个目标通道中每个目标通道与对应的一组阵元中各阵元之间的选通。

示例性地，第一数量的阵元包括第四数量的阵元集合，每个阵元集合中的阵元在环阵探头上的位置彼此连续，第四数量的阵元集合具有各自对应的通道集合，每个阵元集合中的阵元与对应通道集合中的通道一一对应，每个通道集合包括多个目标通道中的至少部分目标通道，且每个通道集合中的通道的数量大于或等于第三数量；对于按照阵元逆时针或顺时针分布的顺序依次排列的第四数量的阵元集合，每个阵元集合中的阵元的数量均大于或等于后一阵元集合中的阵元的数量，并且首个阵元集合中的阵元的数量等于多个目标通道的总数量。

示例性地，在多个目标通道的数量大于第三数量时，剩余目标通道的数量为一个。

示例性地，控制电路包括导通控制模块，导通控制模块，用于至少基于第三数量确定有效作用孔径以及在有效作用孔径下当前待导通的各阵元，并控制选通电路将待导通的各阵元与对应的目标通道导通；其中，有效作用孔径为理论最大孔径；或者，有效作用孔径为理论最大孔径和预设最大孔径中的较小者；或者，有效作用孔径为理论最大孔径和计算最大孔径中的较小者；或者，有效作用孔径为理论最大孔径、预设最大孔径以及计算最大孔径中的较小者，其中，理论最大孔径等于第三数量，计算最大孔径通过超声波的焦点深度、可调参数以及阵元间距计算获得，阵元间距为环阵探头上任意两个相邻阵元之间的距离。

示例性地，超声成像系统还包括交互装置，交互装置与导通控制模块连接，交互装置用于接收用户输入的孔径设置指令；导通控制模块用于基于孔径设置指令确定预设最大孔径。

示例性地，控制电路还包括发射控制模块和波束合成模块，发射控制模块，用于通过多个目标通道中的至少部分通道控制与至少部分通道连接的阵元发射超声波，至少部分通道为与待导通的阵元对应的目标通道；波束合成模块，用于通过多个目标通道中的至少部分通道控制与至少部分通道连接的阵元接收超声波，至少部分通道为与待导通的阵元对应的目标通道。

示例性地，第一数量和第二数量设置为使得第一数量能够整除第四数量；和/或，第一数量和第二数量设置为使得第三数量为偶数。

根据本发明另一方面，还提供一种扫查控制方法，应用于上述的超声成像系统，其中，扫查控制方法包括：控制选通电路将多个目标通道中的至少部分目标通道与对应的一组阵元中的任一阵元导通；通过至少部分目标通道控制当前与至少部分目标通道连接的阵元发射或接收超声波。

示例性地，控制选通电路将多个目标通道中的至少部分目标通道与对应的一组阵元中的任一阵元导通，包括：至少基于第三数量确定有效作用孔径；基于有效作用孔径以及预设扫查线确定当前待导通的各阵元，其中，当前待导通的阵元包括位于预设扫查线两侧各一半有效作用孔径内的阵元；控制选通电路将待导通的各阵元与对应的目标通道导通

根据本发明又一方面，还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序指令被所述处理器运行时用于执行上述的扫查控制方法。

根据本发明再一方面，还提供一种存储介质，存储有计算机程序/指令，所述计算机程序/指令在运行时用于执行上述的扫查控制方法。

根据本发明实施例的超声成像系统、扫查控制方法、电子设备和存储介质，通过环阵探头上的阵元数量以及控制电路中目标通道的数量，控制多个目标通道中每个目标通道与对应的一组阵元中各阵元之间的选通。该方案通过控制目标通道与阵元之间的选通关系，可以尽可能地将孔径最大化，这样可以充分利用控制电路的性能。同时，通过提升孔径的大小，可以提升超声成像系统所生成的超声图像的质量，例如几何分辨率、对比分辨力、穿透深度等，进而为用户提供高质量的超声图像以及提供较准确的辅助诊断工具。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1示出了根据本发明一个实施例的线阵探头中阵元的排列示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的环阵探头中阵元和通道的排列示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的超声成像系统的示意性框图；

图4示出了根据本发明另一个实施例的环阵探头中阵元和通道的排列示意图；

图5示出了根据本发明又一个实施例的环阵探头中阵元和通道的排列示意图；

图6示出了根据本发明一个实施例的扫查控制方法的示意性流程图；

图7示出了根据本发明一个实施例的超声成像系统的示意性框图；以及

图8示出了根据本发明一个实施例的电子设备的示意性框图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、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发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的实施例，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发明的保护范围之内。

如上所述，当超声成像系统的物理通道数小于探头阵元数时，如何控制通道与阵元的连接关系，让孔径尽可能地最大化就尤为重要。这里面存在一个制约因素，即在任意时刻，同一个物理通道只能与一个阵元相连。为了帮助理解这个制约因素带来的问题，下面介绍一种超声成像系统的通道与阵元的连接关系的设计方案。

通常来讲，超声成像系统尽可能将全部通道作为孔径(特别是接收孔径)，以得到更好的图像质量。图2示出了根据本发明一个实施例的环阵探头中阵元和通道的排列示意图。图2所示的环阵探头的阵元的总数量为192，分别编号为0-191，通道的总数量为128，分别编号为0-127。在一个实施例中，可以将阵元0-127分别分配给通道0-127，并将剩余的阵元128-191分别分配给通道0-63。这样，通道0-63各自需要与两个阵元连接，剩余通道各自与一个阵元连接。如图2所示，内圈白框内的数字0-191表示当前环阵探头所包括的阵元的序号，外圈灰框内的数字0-127可以表示各通道的序号。这样，如图2所示，当扫查线的位置处于Line 2和Line 3(包含Line 2和Line 3的位置)之间时，扫查线两侧各64个阵元所对应的通道恰好没有重复的。也就是说，不会出现同一时刻一个通道需要与两个阵元连接的异常情况出现。当扫查线的位置处于Line 2和Line 3(包含Line 2和Line 3的位置)之间时，可以将全部通道(128通道)作为孔径。但是，当扫查线在其他位置时，则不能用满128通道。例如，当扫查线位于Line 0时，顺时针方向的64个阵元对应的通道为通道0至通道63，逆时针方向的64个阵元对应的通道也是通道0至通道63，这种情况下必然出现连接异常的情况。为了解决这种异常情况，可以将孔径降为64。将孔径降为64后，这样顺时针方向的32个阵元对应的通道为通道0至通道31，逆时针方向的32个阵元对应的通道为通道32至通道63。同理地，当扫查线位于Line 1时也会存在类似的情况。这样的通道-阵元之间的选通关系，会造成对于不同的扫查线位置可利用的孔径不同的情况出现，进而会对超声成像系统所生成的超声图像的整体均一性造成影响。这种情况下，用户往往会通过减小孔径来降低超声图像的图像质量来达到图像的均一性的目的。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种超声成像系统。图3示出了根据本发明一个实施例的超声成像系统300的示意性框图，如图3所示，该超声成像系统300可以包括环阵探头310和控制装置320。控制装置320可以包括选通电路321和控制电路322。

环阵探头310可以包括第一数量的阵元。

控制电路322可以包括第二数量的通道，第二数量的通道可以包括多个目标通道，多个目标通道用于一一对应地与多组阵元连接。其中，每个目标通道所对应的一组阵元中任意两个阵元在环阵探头上间隔的阵元数量大于或等于第三数量与1之差。任一目标通道所对应的一组阵元中的阵元数量为多个时，该目标通道与该组阵元中的各阵元异步连接。多个目标通道中的第三数量个目标通道各自对应的阵元数量等于第四数量，剩余目标通道各自对应的阵元数量小于第四数量。第四数量等于第一数量除以第二数量后向上取整。第三数量等于第一数量除以第四数量后向下取整。控制电路用于通过任一目标通道控制与该目标通道连接的阵元发射或接收超声波。

在一个实施例中，环阵探头可以是360°环阵探头。环阵探头可以包括第一数量的阵元。其中，第一数量可以用N表示，大小可以等于任意整数值，例如64、128、160、192、256等。控制电路322可以包括第二数量的通道。通道可以是发射通道或接收通道。控制电路322可以通过通道控制与通道连接的阵元发射或接收超声波。例如，控制电路322可以包括任意类型的控制器芯片，例如微控制器(MicrocontrollerUnit,MCU)芯片，通道可以为控制器芯片的输入输出引脚。第二数量可以用M表示，大小可以等于任意整数值，例如16、32、64、128等。第一数量和第二数量可以根据超声成像系统的实际设计需求来设置。第一数量可以大于第二数量。例如，第一数量可以等于192，第二数量可以等于128。又例如，第一数量可以等于160，第二数量可以等于64。

在第二数量的通道中可以包括多个目标通道。目标通道的数量可以是任意小于或等于第二数量的数值，例如，对于128个通道的情况，目标通道的数量可以是64、70、75等任意小于或等于128的数值。多个目标通道用于一一对应地与多组阵元连接。一组阵元中可以包括一个或多个阵元。也就是说，一个目标通道可以用于与一个或多个阵元连接。任一目标通道所对应的一组阵元中的阵元数量为多个时，该目标通道与该组阵元中的各阵元异步连接。也就是说，在同一时刻，该目标通道仅与该组阵元中的一个阵元连接。多个目标通道中的第三数量个目标通道各自对应的阵元数量等于第四数量。其中，第三数量可以用A表示，第四数量可以用k表示。第三数量可以小于或等于目标通道的数量。在第三数量等于目标通道的数量时，多个目标通道中的每个目标通道各自对应的阵元数量均相等。在第三数量小于目标通道的数量时，除第三数量的目标通道外的剩余目标通道各自对应的阵元数量小于第四数量。剩余目标通道所对应的全部阵元数量可以用a表示。其中，第四数量等于第一数量除以第二数量后向上取整。

通过以上描述可知，可以基于第一数量N和第二数量M确定第四数量。在一个实施例中，第四数量可以通过公式(1)计算获得：

其中，N表示第一数量，M表示第二数量，k表示第四数量，ceil表示向上取整。

在一个实施例中，第三数量A可以通过公式(2)计算获得：

其中，floor表示向下取整。

相应地，剩余目标通道所对应的全部阵元数量a可以以下公式(3)计算获得：

a＝mod(N,k) (3)；

其中，mod表示取余。

在a等于0时，即N能被k整除时，可以获得以下表1所示的通道与阵元连接关系表。如表1所示，当a等于0时，目标通道的数量等于A，A个目标通道可以分别用通道序号0至A-1表示，N个阵元可以被均匀地分配到A个目标通道。每个目标通道对应的阵元称为阵元组，在表1中，每个阵元组包含k个阵元。对于每个目标通道，选通电路可以对与该目标通道对应的k个阵元进行选通，使得目标通道与当前选通的阵元实现连接。第三数量的目标通道(通道0至通道A-1)中的每个目标通道与对应的阵元之间的选通连接可以称为1拖k连接。

表1.通道与阵元连接关系表

在a不等于0时，即N不能被k整除时，可以将N个阵元中的A*k个阵元均匀地分配到A个目标通道，并可以将剩余的a个阵元分配到除A个目标通道以外的一个或多个目标通道(可以称为剩余目标通道)中。剩余目标通道的数量可以大于或等于1。每个剩余目标通道所对应的阵元的数量小于k。分配方式是任意的，例如，可以将剩余的a个阵元全部分配到同一个剩余目标通道中，也可以采用均匀或不均匀分配的方式将剩余的a个阵元分配到两个或多于两个剩余目标通道。例如，a等于3时，可以将3个阵元分配到一个剩余目标通道中，使得该剩余目标通道1拖3。又例如，a等于3时，还可以将3个阵元分配到两个剩余目标通道中，使得一个剩余目标通道1拖2，一个剩余目标通道1拖1。下面以将剩余的a个阵元全部分配到同一个剩余目标通道中为例进行描述。通过将剩余的a个阵元全部分配到同一个剩余目标通道中的分配方式，可以获得以下表2所示的通道与阵元连接关系。如表2所示，当a不等于0时，目标通道的数量为A+1(通道0至通道A)，目标通道的数量大于A，A*k个阵元可以被分配到前A个目标通道中，而剩余阵元则可以分配到一个剩余目标通道中。在表2中，通道A为剩余目标通道，阵元可以按顺时针或逆时针的顺序编号为0、1、2、...、(a-1)*(A+1)+A。如表2所示，阵元A、阵元A+1+A、...、阵元(a-1)*(A+1)+A等阵元分配到通道A中。前A个目标通道(通道0至通道A-1)与对应的阵元之间的选通连接可以称为1拖k连接，剩余目标通道(通道A)与对应的阵元之间的选通连接可以称为1拖a连接。

通过以上描述可知，目标通道为第二数量的通道中的至少部分通道。在通过上述方案确定所需要的目标通道的数量之后，可以采用任意选取方式从第二数量的通道中选取至少部分通道作为目标通道。即，目标通道在第二数量的通道中的位置不受限制，可以任意确定。例如，假设需要96个目标通道，则可以选取序号为0-95的通道作为目标通道，也可以选取序号为30-125的通道作为目标通道。当然，所选取的通道的序号不连续也是可以的。确定目标通道之后，每个目标通道所对应的阵元组也可以根据需要设定，其也是不限制的。例如，通道0(即序号为0的通道)所对应的阵元组可以包括阵元0(即序号为0的阵元)和阵元96，也可以包括阵元1和阵元97。

表2.通道与阵元连接关系表

图4示出了根据本发明另一个实施例的环阵探头中阵元和通道的排列示意图。在图4所示的实施例中，阵元的总数量为192，且阵元按照顺时针方向依次编号为0-191。在图4所示的实施例中，控制电路中的通道的总数量为128，且通道依次编号为0-127。即，本实施例中的超声探头为128通道192阵元探头。通过以上描述可知，k＝ceil(192/128)＝2，A＝floor(192/2)＝96，a＝mod(192,2)＝0。可见，这一实施例中，目标通道的数量为96个。在图4中，内圈白框内的数字0-191表示环阵探头所包括的各阵元的序号，外圈灰框内的数字0-95可以表示与每个阵元对应的目标通道的序号。例如，通道0对应的一组阵元包括阵元0和阵元96，通道1对应的一组阵元包括阵元1和阵元97等。基于上述实施例，可以获得以下表3所示的通道与阵元连接关系表。在表3所示的实施例中，目标通道的数量为96，k为2。本领域普通技术人员可以参考对表1的相关描述，理解表3所表达的内容，为了简洁，在此不再赘述。

表3.通道与阵元连接关系表

图5示出了根据本发明又一个实施例的环阵探头中阵元和通道的排列示意图。在图5所示的实施例中，阵元的总数量为160，且阵元按照顺时针方向依次编号为0-159。在图5所示的实施例中，控制电路中的通道的总数量为64，且通道依次编号为0-63。即，本实施例中的超声探头为64通道160阵元探头。通过以上描述可知，k＝ceil(160/64)＝3，A＝floor(160/3)＝53，a＝mod(160,3)＝1。这一实施例中，目标通道的数量可以为54个。在图5中，内圈白框内的数字0-159表示环阵探头所包括的各阵元的序号，外圈灰框内的数字0-53可以表示与每个阵元对应的目标通道的序号。例如，通道0对应的一组阵元包括阵元0、阵元54和阵元107，通道1对应的一组阵元包括阵元1、阵元55和阵元108等，依次类推，通道53对应的一组阵元仅包括阵元53。基于上述实施例，可以获得以下表4所示的通道与阵元连接关系表。在表4所示的实施例中，目标通道的数量为54，k为3。本领域普通技术人员可以参考对表2的相关描述，理解表4所表达的内容，为了简洁，在此不再赘述。

表4.通道与阵元连接关系表

在图5所示的实施例中，若通道的总数量不变，并将环阵探头所包括的阵元的总数量修改为161，且每个阵元按照顺时针方向依次编号为0-160，那么此时目标通道的数量可以等于54(例如包括通道0-53)或55(例如包括通道0-54)。在目标通道的数量为54时，阵元0至阵元159各自对应的目标通道可以参照图5和表4所示的实施例，同时阵元160也可以对应通道53。也就是说，通道53对应的阵元为阵元53和阵元160。此时，剩余目标通道的数量为1。在目标通道的数量为55时，阵元0至阵元159各自对应的目标通道可以参照图5和表4所示的实施例，同时阵元160可以对应通道54。也就是说，此时通道53对应的阵元为阵元53，通道54对应的阵元为160。此时，剩余目标通道的数量为2。

对于一个目标通道与多个阵元连接的情况(即，一组阵元中包括多个阵元)，每个目标通道所对应的一组阵元中任意两个阵元在环阵探头上间隔的阵元数量大于或等于第三数量与1之差。任意两个阵元在环阵探头上间隔的阵元数量可以按照顺时针方向或者逆时针方向计算。

第三数量与1之差为(A-1)。在图4所示的实施例中，A为96，按照顺时针方向，任一目标通道对应的两个阵元(例如通道0所对应的阵元0和阵元96)在环阵探头上间隔的阵元数量为95。在图5所示的实施例中，A为53，按照顺时针方向，1拖3的目标通道中的任一目标通道对应的三个阵元(例如通道0所对应的阵元0、阵元54和阵元107)在环阵探头上间隔的阵元数量分别为53和52。通过这种阵元间隔方式的设置，可以保证在环阵探头中选取任意A个连续阵元时，这A个连续阵元所对应的通道始终能够保持彼此不冲突。这种不冲突的状态可以保证环阵探头中的理论最大孔径能够达到A。理论最大孔径是指理论上超声成像系统在保证通道不冲突的情况下所能够达到的最大孔径。超声成像系统在实际工作时采用的孔径(本文称为有效作用孔径)可以等于理论最大孔径，也可以小于理论最大孔径。也就是说，理论最大孔径可以视为孔径的上限，而不一定是实际的有效作用孔径。将理论最大孔径尽可能最大化，使得超声成像系统的有效作用孔径能够有机会达到更高的水平。

示例性地，控制电路322可以通过任一目标通道控制与该目标通道连接的阵元发射或接收超声波。在发射和接收超声波时，可以将第三数量的目标通道作为发射孔径或接收孔径(发射孔径和接收孔径下文统称为孔径)。发射孔径为同一发射线下参与发射的全部阵元的数量。相应地，接收孔径为同一接收线下参与波束合成的全部阵元的数量。参照图4所示的实施例，在同一时刻，通过控制电路322可以控制与目标通道0至目标通道95各自连接的阵元(例如阵元0至阵元95)发射或接收超声波。此时，发射孔径或接收孔径等于96。96个阵元可以分布在扫查线(发射线或接收线)的两侧且每一侧包括48个阵元。例如，扫查线的逆时针一侧的阵元为阵元0至阵元47，扫查线的顺时针一侧的阵元为阵元48至阵元95。如上所述，在采用图2所示的阵元和通道连接关系时，为了保证图像的均一性，理论最大孔径只能达到64，否则就会出现通道冲突的情况进而影响超声图像的整体均一性。而基于本发明实施例的超声成像系统可以采用如图4所示的阵元和通道连接关系，这样可以使理论最大孔径达到96个阵元，相比64阵元的孔径增大了50％。

示例性地，选通电路321与多个目标通道和环阵探头310分别连接，用于控制多个目标通道中每个目标通道与对应的一组阵元中各阵元之间的选通。

选通电路321可以是任意能够实现多个目标通道中每个目标通道与对应的一组阵元中各阵元之间的选通的电路。选通电路321可以是集成化的电路，也可以包括多个分立的电路。在一个实施例中，选通电路321可以包括多个选通子电路，多个选通子电路可以与多个目标通道一一对应。选通子电路的一端与对应目标通道连接，另一端与该目标通道对应的一组阵元分别连接。示例性地，每个选通子电路可以是一对多的开关电路。开关电路可以包括多个开关，同一目标通道可以连接该多个开关，该多个开关一一对应地连接多个阵元。对于同一目标通道，任意时刻只闭合其中一个开关，使得目标通道与对应组阵元中的一个阵元连接。一般来讲，发射和接收超声波是针对同一扫查线先后发生的过程，此时，通道和阵元之间的选通关系是固定的。也就是说，可以在发射超声波之前进行选通关系(即每个目标通道与哪个阵元选通)的配置，然后在发射到接收超声波的过程中选通关系保持不变，直到本次发射超声波后得到的接收信号所对应的接收线波束合成执行完毕。在进入下一次超声波发射之前，可以再对选通关系进行配置，并重复上述的发射接收过程。

示例性地，选通电路321和控制电路322可以集成在一起，例如集成在控制器芯片中。示例性地，选通电路321和控制电路322也可以彼此独立地设置，例如控制电路322可以包括控制器芯片，选通电路321可以为设置在控制器芯片之外的独立电路。

根据上述技术方案，控制每个目标通道所对应的一组阵元中任意两个阵元在环阵探头上间隔的阵元数量大于或等于第三数量与1之差，这样可以保证在环阵探头中选取任意第三数量个连续阵元时，该第三数量个连续阵元所对应的通道始终能够保持彼此不冲突。这种不冲突的状态可以保证环阵探头中的理论最大孔径能够达到第三数量。而第三数量等于第一数量除以第四数量后向下取整，第四数量等于第一数量除以第二数量后向上取整。这种数量关系使得第三数量本身能够最大化。通过上述通道和阵元的连接关系的设置方式，可以使超声成像系统的理论最大孔径尽可能地最大化，进而使得超声成像系统的有效作用孔径也能够尽可能最大化。而提升孔径的大小，可以提升超声成像系统所生成的超声图像的质量，例如几何分辨率、对比分辨力、穿透深度等，进而为用户提供高质量的超声图像以及提供较准确的辅助诊断工具。

示例性地，第一数量的阵元包括第四数量的阵元集合，每个阵元集合中的阵元在环阵探头上的位置彼此连续，第四数量的阵元集合具有各自对应的通道集合，每个阵元集合中的阵元与对应通道集合中的通道一一对应，每个通道集合包括多个目标通道中的至少部分目标通道，且每个通道集合中的通道的数量大于或等于第三数量；对于按照阵元逆时针或顺时针分布的顺序依次排列的第四数量的阵元集合，每个阵元集合中的阵元的数量均大于或等于后一阵元集合中的阵元的数量，并且首个阵元集合中的阵元的数量等于多个目标通道的总数量。

参见以上表1、表2所示实施例，可知N个阵元可以包括k个阵元集合，每个阵元集合对应表中的一列阵元。在a等于0时，即N能被k整除时，各阵元集合中的阵元的数量均相等。在a不等于0时，即N不能被k整除时，各阵元集合中的阵元的数量不完全相等。k个阵元集合按照阵元顺时针或逆时针分布的顺序可以排列为例如阵元集合0、阵元集合1、...、阵元集合k-1。如表1所示，在a等于0时，可以采用以下阵元分配方式：阵元集合0包括阵元0、阵元1、...、阵元A-1；阵元集合1包括阵元A+0、阵元A+1、...、阵元A+A-1；...；阵元集合k-1包括阵元(k-1)*A+0、阵元(k-1)*A+1、...、阵元(k-1)*A+A-1。如表2所示，在a不等于0时，可以采用以下阵元分配方式：阵元集合0包括阵元0、阵元1、...、阵元A-1、阵元A；阵元集合1包括阵元A+1+0、阵元A+1+1、...、阵元A+1+A-1、阵元A+1+A；...；阵元集合k-1包括阵元a*(A+1)+(k-a-1)*A+0、阵元a*(A+1)+(k-a-1)*A+1、...、阵元a*(A+1)+(k-a-1)*A+A-1＝a+kA-1。当然，表2所示的分配方式也仅是示例，a大于或等于2时，可以将a个阵元采用任意分配方式分配到多个目标通道中。例如，在分配时，可以可选地按照阵元数量单调递减的方式将a个阵元分配给k个阵元集合。这种分配方式实现简单，设计成本低。

示例性地，在多个目标通道的数量大于第三数量时，剩余目标通道的数量为一个。

在一个实施例中，当多个目标通道的数量大于第三数量时，剩余目标通道的数量可以为一个。也就是说，可以将除分配至第三数量的目标通道以外的剩余阵元(如前文所说的a个阵元)全部分配给当前这一个剩余目标通道中。

根据上述技术方案，在多个目标通道的数量大于第三数量时，将剩余目标通道的数量设置为1，这样可以方便选通电路的设计并节约资源消耗。

示例性地，控制电路或控制装置可以包括导通控制模块，导通控制模块，用于至少基于第三数量确定有效作用孔径以及在有效作用孔径下当前待导通的各阵元，并控制选通电路将待导通的各阵元与对应的目标通道导通；其中，有效作用孔径为理论最大孔径；或者，有效作用孔径为理论最大孔径和预设最大孔径中的较小者；或者，有效作用孔径为理论最大孔径和计算最大孔径中的较小者；或者，有效作用孔径为理论最大孔径、预设最大孔径以及计算最大孔径中的较小者，其中，理论最大孔径等于第三数量，计算最大孔径通过超声波的焦点深度、可调参数以及阵元间距计算获得，阵元间距为环阵探头上任意两个相邻阵元之间的距离。

在一个实施例中，控制电路或控制装置可以包括导通控制模块。即，导通控制模块可以包含在控制电路里，也可以设置在控制电路之外。例如，导通控制模块可以是独立于控制电路的模块，其主要用于确定有效作用孔径以及在有效作用孔径下当前待导通的各阵元，并控制选通电路将待导通的各阵元与控制电路中的对应的目标通道导通。

通过导通控制模块，可以确定有效作用孔径(aper_active)以及在有效作用孔径下当前待导通的各阵元。参照图4和图5所示的实施例，各个阵元在环阵探头上的位置可以通过各自对应的阵元序号表示。在确定有效作用孔径后，可以结合所设置的扫查线的位置确定有效作用孔径下当前待导通的各阵元。可以理解，扫查线两侧各一半有效作用孔径内涵盖的阵元为待导通的阵元。示例性地，确定待导通的各阵元可以是确定待导通的各阵元的序号。在确定有效作用孔径下当前待导通的各阵元的序号后，导通控制模块还可以控制选通电路选通各阵元序号对应的阵元。即，控制选通电路将待导通的各阵元与对应的目标通道导通。

在一个实施例中，可以直接将理论最大孔径作为有效作用孔径。理论最大孔径可以等于前文实施例中的第三数量(A)。有效作用孔径aper_active＝A。在另一个实施例中，可以将理论最大孔径和预设最大孔径中的较小者作为有效作用孔径。预设最大孔径可以用aper_usr表示。预设最大孔径可以是用户根据经验进行设置的任意数值。例如，可以根据环阵探头的阵元指向角性能特性、声功率输出等经验值设置预设最大孔径。有效作用孔径aper_active＝min(A，aper_usr)。在又一个实施例中，还可以将理论最大孔径和计算最大孔径中的较小者作为有效作用孔径。计算最大孔径为根据超声探头的物理参数计算获得的最大孔径，其可以用aper_calc表示。有效作用孔径aper_active＝min(A，aper_calc)。在再一个实施例中，还可以将理论最大孔径、预设最大孔径以及计算最大孔径中的较小者作为有效作用孔径。有效作用孔径aper_active＝min(A，aper_usr，aper_calc)。计算最大孔径aper_calc可以通过超声波的焦点深度、可调参数以及阵元间距计算获得。示例性而非限制性的，计算最大孔径aper_calc可以通过公式(4)计算获得。在一个示例中，公式(4)可以表示为：

/>

其中，aper_calc表示计算最大孔径，Focus表示超声波的焦点深度，F_num表示可调参数，pitch表示阵元间距。pitch对于特定的超声探头来说是个常量。F_num可以人为设置和调整。

根据上述技术方案，通过导通控制模块，可以至少基于第三数量确定有效作用孔径以及在有效作用孔径下当前待导通的各阵元，并控制选通电路将待导通的各阵元与对应的目标通道导通。此外，还可以基于理论最大孔径或基于预设最大孔径以及计算最大孔径中的一个或多个以及理论最大孔径，确定有效作用孔径。这样可以方便确定适合的孔径作为有效作用孔径，并在有效作用孔径下确定当前待导通的各阵元，以最大程度地利用控制电路中所包括的通道，保证超声成像系统所生成的超声图像的质量。

示例性地，超声成像系统还包括交互装置，交互装置与导通控制模块连接，交互装置用于接收用户输入的孔径设置指令；导通控制模块用于基于孔径设置指令确定预设最大孔径。

在一个实施例中，超声成像系统还可以包括交互装置。示例性地，交互装置可以包括任意类型的输入装置，例如键盘、鼠标或触摸屏等。可选地，交互装置还可以包括输出装置，例如显示屏、扬声器等。触摸屏既可以用作输入装置，也可以用作输出装置。在一个示例中，交互装置可以包括输入装置和显示装置。交互装置的显示界面上可以包括文本框控件。用户可以通过键盘或鼠标输入预设最大孔径的大小，以生成孔径设置指令。导通控制模块可以响应于该孔径设置指令，确定预设最大孔径。在又一个实施例中，交互装置的显示界面上可以包括多个选择控件。每个选择控件上具有各自的标识，例如“64”，每个标识可以对应一个预设最大孔径的大小。用户可以通过鼠标点击期望设置的预设最大孔径所对应的选择控件，生成孔径设置指令。前文所述的输入孔径设置指令的方式仅仅是示例性的，本发明对此不做限制。

根据上述技术方案，通过交互装置，用户可以输入孔径设置指令，进而通过孔径设置指令可以确定预设最大孔径。该方案可以由用户自定义预设最大孔径的大小，以满足用户的个性化需求。因此，该方法交互性较强，用户体验较好。

示例性地，控制电路还可以包括发射控制模块和波束合成模块，发射控制模块，用于通过多个目标通道中的至少部分通道控制与至少部分通道连接的阵元发射超声波，至少部分通道为与待导通的阵元对应的目标通道；波束合成模块，用于通过多个目标通道控制中的至少部分通道与至少部分通道连接的阵元接收超声波，至少部分通道为与待导通的阵元对应的目标通道。

在一个实施例中，控制电路还可以包括发射控制模块和波束合成模块。在目标通道的数量等于第三数量时，在同一时刻发射控制模块可以通过多个目标通道控制与这些目标通道连接的阵元发射超声波。此时，待导通的阵元对应的目标通道的数量为第三数量。在目标通道的数量大于第三数量时，在同一时刻发射控制模块可以通过第三数量的目标通道(多个目标通道中的部分目标通道)控制与这些通道连接的阵元发射超声波。类似地，波束合成模块可以通过多个目标通道中的至少部分通道控制与至少部分目标通道连接的阵元接收超声波。在同一时刻，发射控制模块和波束合成模块各自对应的至少部分通道的数量相同。

根据上述技术方案，基于发射控制模块和波束合成模块，可以控制与多个目标通道中的至少部分通道连接的阵元发射和接收超声波。这样无需复杂的控制逻辑，可以提高生成超声图像的效率。

示例性地，第一数量和第二数量设置为使得第一数量能够整除第四数量；和/或，第一数量和第二数量设置为使得第三数量为偶数。

在一个实施例中，第一数量和第二数量可以设置为满足以下第一目标要求的数值：N＝k*N

根据上述技术方案，将第一数量和第二数量设置为使得第一数量能够整除第四数量的数值，这样可以简化控制电路的控制逻辑，避免出现错误。通过将第一数量和第二数量设置为使得第三数量为偶数的数值，可以保证有效作用孔径的对称性，进而保证所获得的超声图像的图像质量。

根据本发明另一方面，还提供一种扫查控制方法。该扫查控制方法可以应用于上述的超声成像系统。图6示出了根据本发明一个实施例的扫查控制方法600的示意性流程图，如图6所示，该扫查控制方法600可以包括以下步骤S610和步骤S620。

步骤S610，控制选通电路将多个目标通道中的至少部分目标通道与对应的一组阵元中的任一阵元导通。

步骤S620，通过至少部分目标通道控制当前与至少部分目标通道连接的阵元发射或接收超声波。

示例性地，控制选通电路将多个目标通道中的至少部分目标通道与对应的一组阵元中的任一阵元导通，可以包括：至少基于第三数量确定有效作用孔径；基于有效作用孔径以及预设扫查线确定当前待导通的各阵元，其中，当前待导通的阵元包括位于预设扫查线两侧各一半有效作用孔径内的阵元；控制选通电路将待导通的各阵元与对应的目标通道导通。

在一个实施例中，如果环阵探头包括192个阵元，有效作用孔径为96，预设扫查线(预设扫查线可以理解为前文实施例中所描述的扫查线)的位置位于阵元47和阵元48之间，那么当前待导通的阵元为阵元0至阵元95。若预设扫查线的位置则位于阵元16和阵元17之间，那么当前待导通的阵元为阵元161至阵元191以及阵元0至阵元64。

本领域普通技术人员通过阅读上述有关超声成像系统的相关描述，可以理解上述扫查控制方法的具体实现方案及其有益效果，为了简洁，在此不再赘述。

图7示出了根据本发明一个实施例的超声成像系统的示意性框图。如图7所示，环阵探头可以包括0至N-1共N个阵元，控制电路可以包括0至M-1共M个通道。其中，在发射超声波的过程中利用的通道为发射通道0至发射通道M-1中的至少部分通道；在接收超声波的过程中利用的通道为接收通道0至接收通道M-1中的至少部分通道。通过选通电路可以控制M个通道中的目标通道与对应的阵元之间的选通。发射控制模块可以通过多个目标通道控制与多个目标通道中的至少部分通道连接的阵元发射超声波。所发射的超声波对应的回波信号经由上述至少部分通道(与发射超声波时采用的通道相同)到达波束合成模块。波束合成模块可以通过与多个目标通道中的至少部分通道连接的阵元接收超声波，然后将合成的超声波束传输至处理模块。经过处理模块的处理后可以获得超声图像，并通过显示模块将获得超声图像显示在显示界面上。示例性地，处理模块可以进一步包括信号处理子模块和图像处理子模块。信号处理子模块用于对超声波束进行处理，获得波束处理信号。图像处理子模块用于基于信号处理子模块处理后的波束处理信号生成超声图像。可以理解，图7所示的超声成像系统仅仅是本发明的一个实施例，其他任意形式的超声成像系统并不影响本发明的实施。

据本发明的又一方面，还提供一种电子设备。图8示出了根据本发明实施例的电子设备的示意性框图。如图8所示，该电子设备800包括处理器810和存储器820，存储器820中存储有计算机程序，计算机程序指令被处理器810运行时用于执行上述的扫查控制方法。

在一个实施例中，计算机程序指令被处理器810运行时用于执行以下操作：控制选通电路将多个目标通道中的至少部分目标通道与对应的一组阵元中的任一阵元导通；通过至少部分目标通道控制当前与至少部分目标通道连接的阵元发射或接收超声波。

根据本发明的再一方面，还提供一种存储介质，存储有计算机程序/指令，所述存储介质例如可以包括平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式只读存储器(CD-ROM)、USB存储器、或者上述存储介质的任意组合。所述存储介质可以是一个或多个计算机可读存储介质的任意组合。所述计算机程序/指令被处理器在运行时用于执行上述的扫查控制方法。

在一个实施例中，所述计算机程序/指令被处理器在运行时用于执行以下操作：控制选通电路将多个目标通道中的至少部分目标通道与对应的一组阵元中的任一阵元导通；通过至少部分目标通道控制当前与至少部分目标通道连接的阵元发射或接收超声波。

本领域普通技术人员通过阅读上述有关扫查控制方法的相关描述，可以理解上述电子设备和存储介质的具体实现方案，为了简洁，在此不再赘述。

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，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。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发明的范围之内。

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发明的范围。

在本发明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，本发明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，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明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，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明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发明的单独实施例。

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发明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。

本发明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)来实现根据本发明实施例的超声成像系统中的一些模块的一些或者全部功能。本发明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)。这样的实现本发明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发明进行说明而不是对本发明进行限制，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。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明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，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。