[發(fā)明專(zhuān)利]使用表觀(guān)點(diǎn)源傳送換能器的超聲成像

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910758378.0
• 申請(qǐng)日: 2014-09-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110389346B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·F·施佩希特;J·R·卡爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 毛伊圖像公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01S15/89
• 分類(lèi)號(hào): G01S15/89;G01S7/52;A61B8/00;A61B8/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華;范懷志

表觀(guān)點(diǎn)源傳送換能器包括形狀為球形截面的厚度基本上恒定的壓電材料殼體。這樣的換能器的大小使得單個(gè)表觀(guān)點(diǎn)源傳送換能器可以在待成像的介質(zhì)中產(chǎn)生具有相當(dāng)大的能量的超聲波形。在基于三維ping的成像中使用這樣的換能器可以比可能用常規(guī)換能器允許更深和更高質(zhì)量的成像。

本申請(qǐng)是于2014年9月9日向國(guó)際局提出、優(yōu)先權(quán)日為2013年9月13日和2014年5月15日、于2016年4月25日進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段、國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?01480058730.5、發(fā)明名稱(chēng)為“使用表觀(guān)點(diǎn)源傳送換能器的超聲成像”的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

通過(guò)引用并入

在本說(shuō)明書(shū)中提及的所有出版物和專(zhuān)利申請(qǐng)其整個(gè)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文，其引用的程度如同每個(gè)單獨(dú)出版物或?qū)＠暾?qǐng)被具體地和單獨(dú)地指示為通過(guò)引用并入一樣。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)一般涉及超聲成像的領(lǐng)域，并且更具體地涉及使用表觀(guān)點(diǎn)源傳送器的基于ping的超聲成像。

背景技術(shù)

在常規(guī)的基于掃描線(xiàn)的超聲成像中，所聚焦的超聲能量射束被傳送到待檢查的身體組織中，并且沿著同一直線(xiàn)返回的回波被檢測(cè)到并且繪制以形成圖像沿著掃描線(xiàn)的一部分。完整圖像可以通過(guò)重復(fù)該過(guò)程并且沿著掃描平面內(nèi)的一系列掃描線(xiàn)組合圖像部分來(lái)形成。接連的掃描線(xiàn)之間的任何信息都必須通過(guò)插值進(jìn)行估計(jì)。

相同過(guò)程已經(jīng)被擴(kuò)展到通過(guò)組合來(lái)自多個(gè)相鄰切片的圖像來(lái)獲得三維體積的超聲圖像(其中，每個(gè)切片處于不同的掃描平面)。再次，來(lái)自處于接連的掃描平面之間的任何空間的任何信息必須通過(guò)插值進(jìn)行估計(jì)。因?yàn)闀r(shí)間在捕獲完整2D切片之間流逝，所以可以顯著削弱獲得運(yùn)動(dòng)對(duì)象的3D圖像數(shù)據(jù)。所謂的“4D”成像系統(tǒng)(其中，第四維度是時(shí)間)致力于產(chǎn)生3D體積空間的運(yùn)動(dòng)圖像(即，視頻)。基于掃描線(xiàn)的成像系統(tǒng)還具有當(dāng)嘗試對(duì)移動(dòng)對(duì)象進(jìn)行4D成像時(shí)帶來(lái)困難的固有的幀率限制。

由于這些因子和其它因子，所以現(xiàn)有的2D和3D超聲成像系統(tǒng)和方法的一些局限性包括不良的時(shí)間和空間分辨率、成像深度、斑點(diǎn)噪聲、不良的橫向分辨率、所遮蔽的組織和其它此類(lèi)問(wèn)題。

已經(jīng)使用創(chuàng)建多孔徑成像對(duì)超聲成像領(lǐng)域進(jìn)行了顯著的改進(jìn)，其示例在上文所引用的申請(qǐng)人的在先專(zhuān)利和申請(qǐng)中描述中得以示出并且描述。多孔徑成像方法和系統(tǒng)允許超聲信號(hào)均從物理上和邏輯上分開(kāi)的孔徑傳送和接收。

發(fā)明內(nèi)容

本文中的系統(tǒng)和方法的各種實(shí)施例提供以足以捕獲移動(dòng)對(duì)象的細(xì)節(jié)的幀率來(lái)執(zhí)行高分辨率三維超聲成像的能力。傳統(tǒng)的基于掃描線(xiàn)的超聲成像方法由于需要傳送和接收許多掃描線(xiàn)以獲得單個(gè)二維平面而局限于相對(duì)較慢的幀率。由于需要成像許多2D切片，所以擴(kuò)展這樣的技術(shù)以從完整3D體積獲得成像數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致甚至更慢的幀率。

作為示例，假設(shè)一個(gè)人需要從深度為5cm至15cm的一側(cè)上的10cm的組織立方體收集數(shù)據(jù)。如果從公共中心傳送掃描線(xiàn)，則可能被研究的形狀可能是截棱錐，而不是近端和遠(yuǎn)端區(qū)域的厚度相當(dāng)?shù)男螤睢＝M織可以用在立方體的遠(yuǎn)端面上相距2mm(或更小)的射束進(jìn)行采樣。為了覆蓋遠(yuǎn)端表面，至少需要50×50定向射束或2500定向脈沖。在最大脈沖速率(其可能受到組織中的聲音速度、預(yù)期信號(hào)衰減和背景噪聲水平的限制)大約為2500脈沖/秒的情況下，可以在大約一秒內(nèi)收集所有的所需數(shù)據(jù)。該收集時(shí)間可以足夠用于非移動(dòng)組織(諸如骨、肝等)，但并不足夠快以捕獲動(dòng)脈、器官(諸如腎臟并且特別是心臟)、或移動(dòng)關(guān)節(jié)或肌肉中的運(yùn)動(dòng)。