[發(fā)明專利]用于超聲成像的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110365515.8
• 申請(qǐng)日: 2011-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN102462508A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·U·豪根;K·克里斯托弗森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): A61B8/00
• 分類號(hào): A61B8/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 柯廣華;朱海煜

技術(shù)領(lǐng)域

一般來說，本公開涉及用于超聲成像的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)和方法包括在獲取體積數(shù)據(jù)的過程期間基于平面數(shù)據(jù)顯示參考圖像。

背景技術(shù)

常規(guī)超聲成像系統(tǒng)包括用于傳送超聲束并且接收來自被研究對(duì)象的反射束的超聲換能器元件的陣列。通過選擇施加的電壓的時(shí)延(或相位)和幅度，各個(gè)換能器元件可被控制以產(chǎn)生超聲波，它們組合以形成凈超聲波，凈超聲波沿優(yōu)選向量方向傳播并聚焦在沿波束的選擇的點(diǎn)處。常規(guī)超聲成像系統(tǒng)還可使用其它聚焦策略。例如，超聲成像系統(tǒng)可控制換能器元件發(fā)射平面波?？墒褂枚啻伟l(fā)射以獲取表示相同解剖信息的數(shù)據(jù)。每次發(fā)射的波束形成參數(shù)可以有所不同，以提供最大聚焦的變化，或者例如通過傳送連續(xù)波束(其中，各波束的焦點(diǎn)相對(duì)前一個(gè)波束的焦點(diǎn)移位)來改變每次發(fā)射的接收數(shù)據(jù)的內(nèi)容。通過改變施加的脈沖的時(shí)延(或相位)，可移動(dòng)具有其焦點(diǎn)的波束以掃描對(duì)象。

當(dāng)換能器陣列用于接收反射聲能時(shí)，相同原理適用。在接收元件處產(chǎn)生的電壓經(jīng)過求和，使得凈信號(hào)指示從對(duì)象的單個(gè)焦點(diǎn)反射的超聲。如同傳送模式一樣，通過將分離的延遲和增益賦予來自各接收元件的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了超聲能量的這種聚焦接收。對(duì)于接收波束形成，這以動(dòng)態(tài)方式完成，以便為所討論的深度范圍適當(dāng)聚焦。

許多能夠獲取4D超聲數(shù)據(jù)的常規(guī)超聲成像系統(tǒng)已經(jīng)包括二維換能器陣列(以下稱作2D換能器陣列)。對(duì)于本公開而言，2D換能器陣列定義成包括換能器元件的中心點(diǎn)形成二維模式的換能器陣列。根據(jù)一些實(shí)施例，二維模式可沿曲面延伸。在尺寸上，2D換能器陣列中的換能器元件的長度和寬度可大體相似，或具有其它縱橫比。另外，2D換能器陣列具有電子聚焦和電子轉(zhuǎn)向。2D換能器陣列典型地包括以網(wǎng)格排列的多個(gè)換能器元件；網(wǎng)格可具有方形、矩形、六角形或其它基礎(chǔ)。通過控制2D換能器陣列中的元件的定時(shí)和幅度，可能在方位角方向(azimuth?direction)和垂直方向同時(shí)對(duì)發(fā)射的超聲波束進(jìn)行操縱。當(dāng)然，波束控制可得自任何選擇的坐標(biāo)系。2D換能器陣列的使用允許超聲換能器或探頭具有更大靈活性，并且它在獲取體積數(shù)據(jù)中實(shí)現(xiàn)更大準(zhǔn)確度。

在獲取體積超聲數(shù)據(jù)期間，同時(shí)獲取需要的感興趣體積的足夠幀速率和橫向分辨率通常是一個(gè)難題。提高幀速率和/或橫向分辨率的常見方法是作為子體積的集合來獲取整個(gè)體積。對(duì)于生理信號(hào)(例如，ECG信號(hào))，子體積的獲取可實(shí)施門控(gate)。獲取患者心臟的門控體積超聲數(shù)據(jù)具有兩個(gè)關(guān)鍵難題。第一個(gè)難題在于，由于需要多個(gè)心搏周期才能獲取完整的體積的數(shù)據(jù)，因此在操作員移動(dòng)探頭以搜索正確視圖和良好通道時(shí)，顯示器可能顯示不一致的數(shù)據(jù)。在操作員移動(dòng)探頭時(shí)，顯示器上顯示的圖像可從先前探頭位置獲取的子體積生成。換言之，顯示器上的圖像可能無法準(zhǔn)確反映探頭的實(shí)時(shí)位置。這可讓操作員難以得知新的探頭位置是否優(yōu)于一個(gè)或多個(gè)較舊的探頭位置。第二個(gè)難題在于，如果探頭和/或心臟在若干心動(dòng)周期內(nèi)相對(duì)彼此移動(dòng)，超聲數(shù)據(jù)可變成傾向于贗象。

由于這些和其它原因，需要改進(jìn)的體積超聲成像的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容

本文處理上述缺陷、缺點(diǎn)和問題，通過閱讀和理解以下說明書將會(huì)理解。

在一實(shí)施例中，超聲成像方法包括通過超聲成像系統(tǒng)獲取感興趣體積的體積數(shù)據(jù)。該方法包括在獲取體積數(shù)據(jù)的過程期間通過超聲成像系統(tǒng)獲取平面數(shù)據(jù)，該平面數(shù)據(jù)包括貫穿感興趣體積的平面的數(shù)據(jù)。該方法包括在獲取體積數(shù)據(jù)的過程期間顯示基于平面數(shù)據(jù)的參考圖像。該方法還包括顯示基于體積數(shù)據(jù)的圖像。

在另一個(gè)實(shí)施例中，超聲成像方法包括通過超聲成像系統(tǒng)獲取感興趣體積的多個(gè)體積數(shù)據(jù)集。該方法包括在獲取多個(gè)體積數(shù)據(jù)集之間通過超聲成像系統(tǒng)迭代地獲取平面數(shù)據(jù)，該平面數(shù)據(jù)包括貫穿感興趣體積的平面的數(shù)據(jù)。該方法包括在獲取多個(gè)體積數(shù)據(jù)集的過程期間顯示基于平面數(shù)據(jù)的參考圖像。

在另一個(gè)實(shí)施例中，超聲成像系統(tǒng)包括：適于掃描感興趣體積的探頭、顯示器以及與探頭和顯示器電子通信的處理單元，其中處理單元配置成控制探頭以獲取感興趣體積的體積數(shù)據(jù)。處理單元配置成控制探頭以在獲取體積數(shù)據(jù)的過程期間獲取平面數(shù)據(jù)，該平面數(shù)據(jù)包括貫穿體積的平面的數(shù)據(jù)。處理單元還配置成在獲取體積數(shù)據(jù)的過程期間在顯示器上顯示參考圖像，該參考圖像基于平面數(shù)據(jù)。

通過附圖及其詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)清楚地知道本發(fā)明的多種其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是根據(jù)一實(shí)施例的超聲成像系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)一實(shí)施例的體積數(shù)據(jù)和平面數(shù)據(jù)的獲取的時(shí)間線的示意表示；

圖3是根據(jù)一實(shí)施例的顯示器的屏幕截圖的示意表示；以及