[發明專利]超聲成象方法和設備

無效

• 申請號: 99103612.3
• 申請日: 1999-03-05
• 公開（公告）號: CN1236905A
• 公開（公告）日: 1999-12-01
• 發明（設計）人: 竹內康人
• 申請（專利權）人: 通用電器橫河醫療系統株式會社
• 主分類號: G03B42/06
• 分類號: G03B42/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王勇,張志醒

本發明涉及采用微球造影劑的超聲成象方法和設備。

在采用造影劑的超聲成象中，造影劑包括液體中的許多直徑在數微米量級的氣泡(微球)，并且利用了基于微球的非線性回聲源特性的二次諧波回聲，以獲得強反差成象。該非線性回聲源特性來源于微球和所發射超聲頻率的共振。

由于微球在超聲脈沖發射中斷之后繼續共振，微球所產生的回聲信號除了包括與所發射超聲的脈沖寬度對應的主回聲外，還包括后續尾回聲。每個回聲信號有一個表示反射點深度的主回聲返回時間，因此該信號拖尾使得在該反射點的圖象中也出現圖象拖尾現象。所以，所產生的強反差圖象的清晰度差。

所以，本發明的一個目的是提供能夠產生高清晰度(定義)的微球造影劑圖象的超聲成象方法和設備。

根據第一方面，本發明提供一種超聲成象方法，它包括下列步驟：將微球造影劑注入某物體；以熱方式激勵微球造影劑使微球共振；并且根據微球的共振所產生的超聲波生成圖象。

根據第二方面，本發明提供超聲成象設備，它包括：經以熱方式激勵被注入到某物體的微球造影劑使微球共振而生成超聲波的裝置，根據所生成超聲波而產生圖象的裝置。

根據第三方面，本發明提供關于第二方面描述的超聲成象設備，其中用于生成超聲波的裝置利用電磁波、電場、磁場或光以熱方式激勵微球造影劑，使微球共振，由此產生超聲波。

根據第四方面，本發明提供關于第二或第三方面描述的超聲成象設備，其中用于產生圖象的裝置以三維方式接收所產生的超聲波，并且根據所接收的信號產生三維或二維圖象。

在本發明的第一或第二方面，優選的是微球造影劑可以利用電磁波輻射的加熱效應以熱的方式加以激勵，這是因為它有效地產生微球的共振。

此外，在本發明的第一至第四方面的任何一方面，優選的是使微球共振所產生的超聲波受到其它具有不同頻率的超聲波的作用而進行頻率變換，這是因為它使得所接收的超聲信號得以恰當地調節。

根據本發明，以熱方式激勵微球使之共振而產生的超聲波，被用于產生超聲源即微球的空間分布圖象。由于微球所產生的超聲波不是回聲而是自發聲，所以沒有信號拖尾現象。

本發明實施了一種超聲成象方法和設備，它產生具有高清晰度的微球造影劑的圖象。

本發明的其它目的和優點在結合附圖參閱下文對優選實施例的詳細說明之后將一目了然。

圖1是根據本發明一實施例的設備的框圖。

圖2示意了所述設備的操作情況。

圖3是所述設備中一個示例性二維超聲換能器陣列的簡略表示。

圖4是所述設備的接收部分的框圖。

圖5是所述設備的圖象生成部分的框圖。

圖6是所述設備所顯示圖象的簡略表示。

圖7是所述設備所顯示另一幅圖象的簡略表示。

圖8是所述設備的示例性超聲探頭的簡略表示。

圖9是根據本發明另一實施例的設備的框圖。

現在將結合附圖對本發明的優選實施例作詳細說明。

圖1是超聲成象設備的框圖。該設備是本發明的一個實施例。其結構代表了本發明設備的一個實施例，其操作表示了本發明方法的實施例。

如圖1所示，所述設備包括一個超聲探頭52。超聲探頭52的位置鄰接物體54，被用于接收超聲波。物體54中事先插入了一個微球造影劑540。超聲探頭52配備有一個近鄰設置的電磁波輻射器522。電磁波輻射器522例如包括螺線管等等。電磁波輻射器522被供以來自驅動部分524的驅動信號，以用電磁波照射物體54從而達到加熱的目的。

電磁波的頻率從例如10-2450MHz的頻段中選值。電磁波輻射是間隙地施加的。選擇間隙的周期，使得它與共振周期，即微球共振頻率f_s的倒數一致。微球的共振頻率f_s依賴于其直徑，比如為1.6-2.5MHz。

圖2示意了電磁波輻射過程的一個實例。利用觸發信號(a)作為時序信號，脈沖狀電磁波輻射以周期1/f_s重復‘n’次，如圖(b)所示。重復數，即脈沖數‘n’是，例如，4-16。電磁波輻射以類似脈沖的方式使物體54的內部變暖。

以用類似脈沖的加熱對微球進行熱激勵，微球開始反復擴張和收縮。由于脈沖狀加熱的周期與微球的共振周期一致，微球開始共振，由此產生超聲波。如圖2(c)所示，共振在電磁波輻射中斷之后仍然繼續，因此超聲波繼續生成。