[發(fā)明專利]用于超聲焦斑成形的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310025403.7
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103211618A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R.薩洛米;M.維亞隆
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 謝強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于成形聚焦超聲系統(tǒng)的焦斑的方法，特別涉及相對于磁共振系統(tǒng)的參照系（frame-of-reference）聚焦這種焦斑。

背景技術(shù)

在將磁共振（MR）用于聚焦超聲的圖像引導(dǎo)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)做法是相對于MR系統(tǒng)的參照系來校準(zhǔn)聚焦超聲系統(tǒng)的參照系。這涉及到從超聲陣列發(fā)射低功率試拍（test?shot），并且用諸如MR溫度測量法或MR輻射力成像（radiation-force?imaging）的磁共振技術(shù)在模體（phantom）上生成這些試拍的影響的圖像。

就此而言，如對于MR數(shù)據(jù)采集典型的那樣，在速度、分辨率以及所評估（探查）的容積之間存在折衷。這與快速、準(zhǔn)確、魯棒地確定測試聲波處理的位置（也就是在檢查容積外部沒有被聲波處理的區(qū)域）的愿望相矛盾。

因此，在實(shí)踐中，通過選擇合理的分辨率并且限制MR數(shù)據(jù)采集設(shè)備的視場，來實(shí)現(xiàn)磁共振數(shù)據(jù)采集的合理的掃描率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，提供一種用于相對于參照系、特別是相對于MR系統(tǒng)的參照系來成形超聲換能器陣列的焦斑的方法

本發(fā)明的另一目的是，提供這樣一種方法，其中，如果限制了MR系統(tǒng)的視場，則由校準(zhǔn)過程中使用的超聲陣列所發(fā)射的試拍將在被探查的容積內(nèi)部。

本發(fā)明的又一目的是，提供這樣一種方法，其中，焦斑的所確定位置提供了高分辨率的空間信息。

如上面提到的那樣，在超聲系統(tǒng)的焦斑與諸如MR系統(tǒng)的成像系統(tǒng)的參照系的常規(guī)校準(zhǔn)中，足夠大地選擇容積覆蓋范圍，包括切片厚度，以保證檢測到測試聲波處理位置。從較大容積中采集MR數(shù)據(jù)需要較長時(shí)間，因此，相對大容積覆蓋范圍的常規(guī)選擇不可避免地產(chǎn)生分辨率或時(shí)間的損失。根據(jù)本發(fā)明，借助于用于成形超聲陣列或換能器焦點(diǎn)的方法，通過只激活換能器/陣列的特定區(qū)域，使得根據(jù)所激活區(qū)域選擇性地改變焦點(diǎn)的形狀（焦點(diǎn)形狀），實(shí)現(xiàn)了上述目的。在校準(zhǔn)過程中，通過在幾個(gè)步驟期間有意改變焦點(diǎn)形狀和位置，在保證少許次數(shù)掃描內(nèi)發(fā)現(xiàn)該位置的同時(shí)，還能獲得具有高空間分辨率的信息。

附圖說明

圖1、圖2、圖3和圖4示意性地圖示了在根據(jù)本發(fā)明方法的實(shí)施例中的依次步驟。

具體實(shí)施方式

在各圖1、圖2、圖3和圖4中，示意性表示了三個(gè)正交定位器（localizer）。在圖中所示的示范實(shí)施例中，這些定位器是笛卡爾坐標(biāo)系中的各自平面YZ、XY和XZ，但可以使用任意一組適當(dāng)?shù)亩ㄎ黄鳎涠x或描述一種參照系，在這種參照系中使用由超聲換能器陣列所發(fā)射的超聲，并且，必須已知超聲陣列焦點(diǎn)相對于該參照系的位置。

例如，定位器可以定義磁共振系統(tǒng)的參照系。

如所周知的那樣，主要激活超聲換能器陣列的中心元件將導(dǎo)致具有良好限定中心軸的焦點(diǎn)，但是將使該焦點(diǎn)沿該中心軸拉長。主要激活陣列的周邊區(qū)域?qū)?dǎo)致縱向很短但稍寬些（也就是，在垂直于縱軸的平面中具有較大分布）的焦點(diǎn)。

在附圖所示的示范實(shí)施例中，使用長焦點(diǎn)來首先定位沿超聲換能器陣列對稱軸的點(diǎn)。因?yàn)樵摻裹c(diǎn)非常狹窄，能以高精度確定該焦點(diǎn)的中心。這樣一個(gè)焦點(diǎn)的中心及形狀的確定，可以按任意數(shù)量的合適方式進(jìn)行，諸如通過如聲波處理模體并且根據(jù)聲波處理后的模體得到MR數(shù)據(jù)，以及通過MR溫度測量或MR輻射力成像處理該MR數(shù)據(jù)。

然后，或者物理地，或者通過電子調(diào)節(jié)被提供至換能器陣列各個(gè)元件的激活信號的各自相位，來移動(dòng)超聲換能器陣列，使得兩個(gè)定位器平面現(xiàn)在包含新的焦點(diǎn)，并且使得它們的相交軸也是換能器的軸。這點(diǎn)在圖2和圖3中示出。在利用細(xì)長焦點(diǎn)的進(jìn)一步聲波處理中，可以進(jìn)行測試或確認(rèn)。為了確定自然焦點(diǎn)的真實(shí)中心，可以使用短焦點(diǎn)聲波處理，如圖4中所示。

移動(dòng)定位器平面而不是換能器陣列當(dāng)然也是可能的。

可以使用許多圖像處理技術(shù)。形心（Centroids）或高斯（Caussian）擬合（fits），特別是多維高斯擬合，可以用來檢測測試聲波處理的中心。所檢測的點(diǎn)的結(jié)果可以用來定義固定配準(zhǔn)參數(shù)（fixed?registration?parameter），但是也可以用來識別相比于MR圖像空間的換能器位置彎曲或非固定映射，與超聲系統(tǒng)類似，MR圖像空間可以呈現(xiàn)非線性扭曲。