[發(fā)明專利]在合成孔徑圖像形成中的相干展頻

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480062224.3
• 申請(qǐng)日: 2014-09-09
• 公開（公告）號(hào): CN105722462B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.韋格納
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 決策科學(xué)國際公司
• 主分類號(hào): A61B8/00
• 分類號(hào): A61B8/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 萬里晴

公開了使用展頻、寬瞬時(shí)帶寬、相干、編碼波形用于合成孔徑超聲波成像的技術(shù)、系統(tǒng)和裝置。在一個(gè)方面，一種方法包括：合成復(fù)合波形，該復(fù)合波形彼此相互正交的多個(gè)單獨(dú)的正交編碼波形形成，該多個(gè)單獨(dú)的正交編碼波形對(duì)應(yīng)于不同的頻帶，且包括具有對(duì)應(yīng)的相位的唯一的頻率；從一個(gè)或多個(gè)發(fā)送位置朝目標(biāo)發(fā)送基于復(fù)合波形的聲波；以及在一個(gè)或多個(gè)接收位置處接收從對(duì)應(yīng)于發(fā)送的聲波波形的所述目標(biāo)的至少部分返回的聲能，其中，發(fā)送位置和接收位置的每一個(gè)包括相對(duì)于目標(biāo)的換能器元件的陣列的空間位置和陣列的波束相位中心位置的一個(gè)或兩者，并且發(fā)送的聲波波形和返回的聲波波形產(chǎn)生放大的有效孔徑。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本專利文件要求于2013年9月13日提交的題為“COHERENT SPREAD SPECTRUMCODED WAVEFORMS IN SYNTHETIC APERTURE IMAGE FORMATION”的美國臨時(shí)申請(qǐng)No.61/877884的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其通過引用結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利文件涉及聲波圖像形成。

背景技術(shù)

聲波圖像是采用聲波穿過介質(zhì)的特性以呈現(xiàn)視覺圖像的成像模式。高頻聲波圖像在多種生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中已經(jīng)被用作為成像模態(tài)幾十年，以查看動(dòng)物和人類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能。在生物醫(yī)學(xué)成像中使用的高頻聲波可以以不同的頻率(例如，在1和20MHz、或甚至更高的頻率之間)操作，并且通常稱為超聲波。一些因素、包括不充分的空間分辨率和組織分化可能導(dǎo)致使用超聲波成像的常規(guī)技術(shù)而帶來的低于期望的圖像質(zhì)量，這會(huì)限制它在許多臨床指標(biāo)或應(yīng)用中的使用。

發(fā)明內(nèi)容

公開了使用相干、展頻、瞬間寬帶、頻率和/或相位編碼的聲波波形的用于合成孔徑超聲波成像的技術(shù)、系統(tǒng)和裝置。所公開的技術(shù)、系統(tǒng)和裝置可被用于形成生物組織的一維(1D)、二維(2D)和/或三維(3D)的超聲波圖像。

本專利文件中描述的主題可以提供以下特征中的一個(gè)或多個(gè)，并且可以用于許多應(yīng)用中。例如，所公開的技術(shù)可以在常規(guī)初級(jí)護(hù)理篩查期間被用來識(shí)別和定位早期病變，包括惡性腫瘤、以及后期癌癥，這可以潛在地提高難以診斷的無癥狀的患者的存活率。所公開的技術(shù)可以由通過資格認(rèn)證的放射科醫(yī)師在任何手術(shù)活檢或切除干預(yù)之前用于診斷腫瘤為良性或惡性的，這也可以提高患者存活率，同時(shí)減少不必要的活檢。當(dāng)所公開的技術(shù)與細(xì)針活檢儀器結(jié)合時(shí)，可以在醫(yī)療程序中用于確認(rèn)非侵入性診斷，這可以減少這樣的活檢程序的侵襲的級(jí)別。當(dāng)所公開的技術(shù)在手術(shù)前與計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)x射線圖像結(jié)合時(shí)和/或在手術(shù)中與微創(chuàng)手術(shù)高清晰度視頻的儀器結(jié)合時(shí)，可以融合CT、光學(xué)和超聲波圖像，從而可以進(jìn)一步給外科醫(yī)生額外的能力來定位、診斷和手術(shù)切除或修復(fù)患病組織而不損傷健康組織。當(dāng)所公開的技術(shù)與專業(yè)外科儀器結(jié)合時(shí)，可以融合超聲波圖像與其他數(shù)據(jù)，并且可以給外科醫(yī)生額外的能力來定位和操控感興趣的解剖區(qū)域，同時(shí)最小化對(duì)附近結(jié)構(gòu)不必要的損傷。所公開的技術(shù)、例如通過精確地導(dǎo)向密封放射源和導(dǎo)管插入到適當(dāng)?shù)奈恢每梢詼p少用于惡性腫瘤的近距離治療的時(shí)間量。類似的，所公開的技術(shù)可以幫助用于疾病治療的高劑量、局部藥物的插入。

附圖說明

圖1A示出了由超聲波成像中形成真實(shí)(real)孔徑波束的換能器陣列產(chǎn)生的超聲波波束的示意圖。

圖1B示出了由換能器陣列產(chǎn)生的超聲波波束的示意圖，換能器陣列的相位中心在連續(xù)的位置中以在超聲波成像中形成合成孔徑波束。

圖1C和1D示出了由換成器陣列產(chǎn)生的示例的復(fù)合超聲波發(fā)送和/或接收波束的示意圖，換能器陣列形成來自多個(gè)發(fā)送和/或接收位置的合成孔徑波束。

圖1E示出了用于產(chǎn)生公開的技術(shù)的復(fù)合超聲波波束的示例換能器陣列的示意圖。

圖2A示出了使用展頻(spread-spectrum)編碼波形的示例的合成孔徑超聲波系統(tǒng)的框圖。

圖2B示出了使用展頻編碼波形的另一個(gè)示例的合成孔徑超聲波系統(tǒng)的框圖。