[發明專利]利用頻譜合成來減少斑點的超聲成像

在審

• 申請號: 201880045795.4
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN110913769A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 李熠磊;S·褚
• 申請（專利權）人: 利蘭斯坦福初級大學董事會
• 主分類號: A61B8/14
• 分類號: A61B8/14;A61B8/00;G01N29/11
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 遲姍;劉丹丹

公開了利用頻率(頻譜)合成來減少斑點的超聲成像系統和方法。一方面，超聲成像系統包括具有交織的發射和接收陣列的換能器探頭。該系統可以利用具有優化的時間帶寬積的超聲脈沖。一方面，具有單獨的發射和接收元件的換能器探頭可以在一次A掃描的時間期間實現多個超聲脈沖的發射和接收，其中每個超聲脈沖以不同的頻率為中心。因此，該系統可以捕獲多個獨立的斑點圖像，而不會降低整體的B型幀率。另一方面，該系統可以發射寬帶脈沖，并且可以通過使用多個頻譜濾波器對接收到的回波進行濾波來獲得單獨的斑點圖像。該系統可以合成以不同頻率捕獲的多個圖像以減少斑點。超聲成像系統還包括被配置為基于回波生成超聲圖像的處理器。

相關申請

本申請要求2017年7月9日提交的題為“SPECKLE SUPPRESSION IN ULTRASOUNDIMAGING BY SPECTRAL COMPOUNDING”的美國臨時專利申請No.62/530,241的優先權，通過引用的方式將其內容作為整體并入到本文中并出于所有目的。

技術領域

本公開的技術涉及超聲成像中的頻譜合成。

背景技術

超聲成像是一種用于具有許多期望特征的診斷成像的越來越重要的工具。超聲成像用于對患者的內部結構(例如，肌肉、血管、器官)進行成像，并診斷(或排除)各種疾病和狀況。超聲成像已廣泛用于孕婦以監測子宮內胎兒的健康生長。

超聲波是具有高于人類可聽范圍的頻率的聲波，其頻率通常可延伸至約20kHz。通過使用超聲波發射器或換能器將超聲波脈沖發送到患者(或正在成像的其他物體)的組織中來生成超聲波圖像。超聲波在組織進行反射或回波。超聲波接收器或換能器接收回波并將其處理成提供有關患者組織的有用信息的圖像。最常見的超聲圖像類型是B型(B-mode)圖像。B型圖像示出了成像的組織的二維橫截面的聲阻抗。組織的聲阻抗是由組織中聲音的密度和速度的乘積給出的線性彈性屬性。

超聲成像相對于其他形式的醫學成像具有多個優點，這是因為它相對較快、提供實時成像、成本低并且不會像X射線診斷那樣使患者暴露于電離輻射下。然而，超聲成像方法和系統可能會受困于明顯的斑點噪聲(例如，由于成像的組織的聲波反向散射而導致超聲圖像中出現顯著且廣泛的背景噪聲)的存在，并且超聲成像在臨床實踐中的有用分辨率可能會降低。

發明內容

在權利要求書中描述的每個創新都有數個方面，沒有哪個方面單獨負責其期望的屬性。在不限制權利要求的范圍的情況下，現在將簡要描述本公開的一些突出特征。

本公開的一方面是一種利用頻率合成來減少斑點的超聲成像的方法，所述方法包括：從換能器陣列發射N個超聲脈沖至被成像的介質中，其中，每個超聲脈沖具有不同的中心頻率，并且在所述N個超聲脈沖的第一脈沖的往返時間期間發射所述N個超聲脈沖；其中，所述第一脈沖的往返時間是所述第一脈沖從所述換能器陣列傳播到所述介質并從所述介質傳播到所述換能器陣列的時間，其中N是大于1的正整數。所述方法還包括：利用所述換能器陣列接收來自所述介質的所述N個超聲脈沖的回波；由接收到的回波生成多個圖像，其中，每個所述圖像是由與所述N個超聲脈沖中的特定脈沖相關聯的回波形成的；以及利用處理電路對所述圖像進行頻率合成，以生成多個頻率合成的超聲圖像。

在所述方法中，所述發射可以利用所述換能器陣列的第一線性換能器陣列執行的，并且所述接收可以利用所述換能器陣列的第二線性陣列執行的。

在所述方法中，所述發射和接收可以至少部分地同時執行。

在所述方法中，所述第一線性陣列可以與所述第二線性陣列交織。

在所述方法中，所述N個超聲脈沖沿著線掃描傳播。

在所述方法中，發射所述N個超聲脈沖包括對所述N個超聲脈沖進行線性調頻。

在所述方法中，生成所述頻率合成超聲圖像可以包括對接收到的回波進行頻率濾波并補償所述N個超聲脈沖的時間延遲。