專利名稱：用于采集超聲圖像數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總的涉及超聲系統(tǒng)，更具體地，涉及用于采集超聲圖像數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)。
背景技術：
超聲系統(tǒng)典型地包括超聲掃描裝置，諸如超聲探頭，它具有各種不同的換能器，它們允許執(zhí)行各種不同的超聲掃描(例如，體積或身體的不同的成像)。另外，諸如，例如幅度模式(A模式)、亮度模式(B模式)等的不同的操作模式典型地是可得到的。
而且，用于提高掃描圖像的質(zhì)量(例如分辨率)的不同的方法是已知的。例如，超聲系統(tǒng)可以提供空間復合。具體地，空間復合把以不同的幾何關系采集的圖像幀(例如，在套管式探頭(liner probe)上處于不同角度的圖像)組合成單個復合圖像。這個復合圖像通過提高對比度而提供相對于傳統(tǒng)的或非復合的掃描的改進的圖像質(zhì)量。然而，由于空間復合圖像被采集的方式，特別是采集用于空間復合所必需的數(shù)據(jù)的方式，以及對于產(chǎn)生實時圖像所必需的處理要求，因而與其它工作模式組合地使用空間復合是很難的。例如，很難與彩色流成像、功率多卜勒或用來描繪例如血流速度信息的其它二維(2D)圖像模式一起使用空間復合。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中，提供了一種用于執(zhí)行超聲成像的方法。該方法包括接收來自超聲系統(tǒng)的復合圖像信息，接收來自超聲系統(tǒng)的彩色流成像信息，以及處理接收的復合圖像信息和彩色流圖像信息，以便與彩色流成像相組合地生成復合超聲圖像。
在另一個實施例中，提供了一種用于采集超聲系統(tǒng)中的超聲信息的采集系統(tǒng)。采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集部件，用于采集彩色流成像信息和復合圖像信息；存儲器，用于存儲采集的彩色流成像信息和復合圖像信息的幀；復合處理部件，用于處理復合圖像信息的幀；以及非復合處理部件，用于處理復合信息的幀。采集系統(tǒng)還包括開關，用于從存儲器選擇要由復合處理部件與非復合處理部件中至少一個部件來處理的幀；和彩色流處理部件，用于處理彩色流圖像信息的幀。采集系統(tǒng)還包括顯示器，用于根據(jù)用戶輸入從經(jīng)處理的采集的信息中顯示多個圖像，顯示的圖像包括復合圖像與非復合圖像中的至少一個圖像，以及具有重疊的彩色流的復合圖像與具有重疊的彩色流的非復合圖像中的至少一個圖像。


圖1是按照本發(fā)明的示例性實施例的超聲系統(tǒng)的框圖。
圖2是顯示按照本發(fā)明的示例性實施例的、使用圖1的系統(tǒng)以采集物體的圖像的圖。
圖3是顯示按照本發(fā)明的示例性實施例進行空間復合的圖。
圖4是顯示按照本發(fā)明的示例性實施例的采集系統(tǒng)的框圖。
圖5是顯示可以由按照本發(fā)明的示例性實施例的超聲系統(tǒng)的探頭來采集的不同的復合的幀透視圖的框圖。
圖6是按照本發(fā)明的示例性實施例的采集序列的框圖。
圖7是按照本發(fā)明的另一個示例性實施例的采集序列的框圖。
圖8是按照本發(fā)明的另一個示例性實施例的采集序列的框圖。
圖9是按照本發(fā)明的另一個示例性實施例的采集序列的框圖。
圖10是按照本發(fā)明的另一個示例性實施例的采集序列的框圖。
具體實施例方式
下面詳細地描述用于采集和組合圖像數(shù)據(jù)/信息的超聲系統(tǒng)和方法的示例性實施例。具體地，首先將提供示例性超聲系統(tǒng)的詳細說明，隨后是用于采集傳輸數(shù)據(jù)/信息的方法和系統(tǒng)的各種實施例的詳細說明。應當指出，術語數(shù)據(jù)和信息在這里可交換地使用。
圖1顯示可用來例如采集和處理超聲圖像的超聲系統(tǒng)100的示例性實施例的框圖。超聲系統(tǒng)100包括發(fā)射機102，它驅(qū)動處在換能器106內(nèi)的或作為換能器106的一部分而形成的單元104(例如壓電晶體)的陣列，以便把脈沖式的超聲信號發(fā)送到身體或體積中?？梢允褂酶鞣N幾何關系，并可提供一個或多個換能器106作為探頭(未示出)的一部分。脈沖超聲信號從例如身體中各個密度交界面和/或結(jié)構(gòu)(例如血管細胞或肌肉組織)被后向散射，從而產(chǎn)生返回到單元104的回波。回波由接收機108接收，以及被提供到波束形成器110。波束形成器對接收的回波執(zhí)行波束成形，以及輸出RF信號。RF信號然后由RF處理器112處理。RF處理器112可包括復數(shù)解調(diào)器(未示出)，它把RF信號解調(diào)，以形成代表回波信號的IQ數(shù)據(jù)對。RF或IQ信號數(shù)據(jù)可被直接路由到RF/IQ緩存器114以便存儲(例如，臨時存儲)。
超聲系統(tǒng)100還包括一個信號處理器116，用來處理采集的超聲信息(即，RF信號數(shù)據(jù)或IQ數(shù)據(jù)對)和準備用于在顯示系統(tǒng)118上顯示的超聲信息的幀。信號處理器116適合于對采集的超聲信息按照多個可選擇的超聲模態(tài)執(zhí)行一個或多個處理操作。采集的超聲信息可以在回聲信號被接收時在掃描進程期間實時地進行處理。附加地或替換地，超聲信息可以在掃描進程期間被臨時存儲在RF/IQ緩存器114以及比現(xiàn)場或離線操作中的實時更快地進行處理。
超聲系統(tǒng)100可以以超過每秒50幀的幀速率(這是人眼近似能覺察的速率)連續(xù)地采集超聲信息。采集的超聲信息以較慢的幀速率在顯示系統(tǒng)118上顯示?？梢园ㄒ粋€圖像緩存器122以便存儲采集的超聲信息的處理的幀，這些幀沒有被安排為立即顯示的。在示例性實施例中，圖像緩存器122具有足夠的容量來存儲至少幾秒鐘的超聲信息幀。超聲信息幀存儲的方式可以是便于按照它們的次序或采集時間來檢索。圖像緩存器122可包括任何已知的數(shù)據(jù)存儲媒體。
用戶輸入設備120可用來控制超聲系統(tǒng)100的操作。用戶輸入設備120可以是任何適當?shù)脑O備和/或用戶接口，用于接收用戶輸入來控制例如掃描的類型或在掃描時使用的換能器的類型。
圖2顯示物體200的圖像的采集。采集例如可以通過超聲系統(tǒng)100來執(zhí)行。應當指出，雖然成像的物體是一個體積，但可以采集不同的圖像，諸如，例如2D圖像。物體200的圖像由從多個復合的幀222中采集的多個截面210所規(guī)定，以生成成像的體積216，正如這里更詳細地描述的。
另外，如圖3所示，可以提供空間復合，它包括把來自同一個解剖區(qū)域的多個共面視圖的B模式數(shù)據(jù)的幀組合成一個數(shù)據(jù)幀以供顯示用。幀是從不同的視線以重復的方式采集的。圖2顯示從相應于幀222的、五個不同方向?qū)彶榈捏w積216的同一個截面210。當每個幀222被采集時，該幀與以前的四個幀相組合，以產(chǎn)生一個在未被操縱的幀的幾何空間中的輸出幀。圖3顯示該輸出幀的不同的區(qū)域，它們包括輸入幀的重疊的區(qū)域。如圖所示，顯示的輸出幀具有未被操縱的幀的幾何關系。在該例子中，輸出幀的頂部是通過組合來自全部五個方向(兩個被操縱向左，兩個被操縱向右，和單個未被操縱的幀)的數(shù)據(jù)而形成的。輸出幀的剩余部分是三個或四個幀的組合的結(jié)果，這取決于覆蓋該區(qū)域的幀的數(shù)目。
圖4是顯示可以結(jié)合超聲系統(tǒng)100而被使用的按照本發(fā)明的示例性實施例的采集系統(tǒng)250的框圖。具體地，采集系統(tǒng)250包括數(shù)據(jù)采集部件252，它例如可包括換能器106、發(fā)射機102、和接收機108(全部顯示于圖1和2)。正如應當看到的，數(shù)據(jù)采集部件252可以以不同的操作模式和使用不同的換能器或探頭采集超聲圖像數(shù)據(jù)/信息。例如，如圖4所示，彩色流成像可以用所采集的彩色流幀254來實現(xiàn)，以及復合成像可以用所采集的復合的幀256來實現(xiàn)，這時使用數(shù)據(jù)采集部件252來采集幀。
采集到的圖像幀被存儲在存儲器258，該存儲器在一個示例性實施例中是短期存儲器(例如隨機存取存儲器)。像盤存儲器260這樣的長期存儲器可被提供來存儲供以后調(diào)用和顯示用的選擇的或想要的圖像。還提供了開關262，它可以由用戶使用用戶輸入設備120(如圖1所示)來操作。開關262允許用戶選擇要被提供給復合處理部件264，非復合處理部件266，或同時給二者的在存儲器258中的信息(例如圖像幀)，以便處理采集的圖像數(shù)據(jù)(例如幀)。經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)然后在顯示器268上顯示，以及可包括根據(jù)來自數(shù)據(jù)采集部件252所采集的幀的復合的或非復合圖像之一或二者。另外，彩色流處理部件270被連接到存儲器258，用于處理彩色流幀，以便與來自復合處理部件264和非復合處理部件266的復合或非復合圖像相加地或與它們相組合地顯示，在顯示器268上。用戶輸入可以經(jīng)由用戶輸入設備120(如圖1所示)被提供以選擇例如要被顯示的圖像的類型或結(jié)構(gòu)，并如這里所描述的。還應當指出，顯示器268可以是包括顯示系統(tǒng)118(如圖1所示)的任何適當?shù)娘@示器。
還應當指出，采集系統(tǒng)250的部件部分可以例如根據(jù)特定的超聲系統(tǒng)按預定或按需要而建立和/或提供。因此，不同的部件部分可被實施來執(zhí)行各種操作和功能，正如這里描述的。
在操作中，通過使用采集系統(tǒng)250和下面描述的方法，與彩色流組合(例如，重疊)的復合的和/或非復合圖像可以按預定或按需要被提供。例如，顯示器268可以顯示兩個分開的圖像，諸如在顯示器268的一部分上的復合圖像和在顯示器268的另一部分上的具有重疊彩色流的復合圖像。
對于使用數(shù)據(jù)采集設備252來采集超聲圖像數(shù)據(jù)/信息，復合的幀和彩色流幀在單次掃描期間被采集。如圖5所示，復合幀可以相對于要被掃描的感興趣的相同的點和/或區(qū)域以不同的角度被采集。具體地，顯示對于單幀的B模式發(fā)射(firing)，其中中間(M)發(fā)射280是無角度的，而左2(L2)發(fā)射282和左1(L1)發(fā)射284相對于中間發(fā)射280是有角度的(例如，相對于感興趣的區(qū)域向左)。例如，L1發(fā)射284相對于中間發(fā)射280可以是15度以及L2發(fā)射282可以是30度。類似地，右2(R2)發(fā)射286和右1(R1)發(fā)射288同樣地相對于中間發(fā)發(fā)射280是有角度的。正如可以看到的，這些不同的發(fā)射可以通過機械地操縱或引導換能器106(例如，移動探頭中的掃描頭)和/或電氣地操控(例如使用相控陣)而提供。當在這里提到發(fā)射時，這一般是指驅(qū)動超聲系統(tǒng)來采集圖像，諸如，例如驅(qū)動作為換能器的一部分的單元陣列來把脈沖超聲信號發(fā)送到身體或體積內(nèi)。
如圖6到10所示，本發(fā)明的各種實施例通過使用包括數(shù)據(jù)采集部件252的采集系統(tǒng)250在單次掃描期間采集彩色流圖像數(shù)據(jù)(例如彩色流幀254)和復合圖像數(shù)據(jù)(例如復合幀256)而提供采集序列，它們可以是實時的和對于給定的物體，諸如同一個解剖組織而進行的。采集序列允許用戶例如進行掃描時開通復合，但緊接著復合圖像的還具有一個實時顯示的非復合的圖像版本，同時具有這樣的可選項，即把解剖組織信息與彩色流圖像信息重疊在顯示器上顯示的圖像中的任一個圖像或兩個圖像上。
具體地，在一個示例性實施例中數(shù)據(jù)采集部件252采集彩色流幀254和復合幀并將其存儲到存儲器258中作為各個單獨的幀。具體地，對于如圖6的一個示例性實施例所示的圖像信息的采集，復合幀的每個序列或每組的彩色流數(shù)據(jù)的一個幀是以非交織的方式在未被操縱的復合幀的B模式數(shù)據(jù)幀之前或之后采集的。例如，在切換到B模式發(fā)射之前，執(zhí)行完整的組的發(fā)射來生成整個彩色流幀。如圖6所示，提供以下的采集序列或發(fā)射序列1.M發(fā)射280
2.單幀彩色流發(fā)射2903.L2發(fā)射2824.R1發(fā)射2885.L1發(fā)射2846.R2發(fā)射286這個序列可以按預定和按需要重復進行，以便例如提供成像的解剖組織的實時或現(xiàn)場顯示。例如，對于復合的幀，所采集的最后五個幀被組合和被顯示(在由五個不同的操縱方向上進行復合的情形下)。例如，假設幀從零開始編號，并且在掃描時增加計數(shù)。假設以五個角度進行復合。在采集幀0到4后，輸出一個用于顯示的輸出幀。然后幀5被采集，以及顯示器用幀1，2，3，4，和5的組合而被更新。然后幀6被采集，以及顯示器用幀2，3，4，5和6的組合而被更新。處理過程按此繼續(xù)進行。
在圖7所示的另一個示例性實施例中，類似于圖6所示的采集序列，提供以下的采集序列或發(fā)射序列1.R2發(fā)射2862.單幀彩色流發(fā)射2903.M發(fā)射2804.L2發(fā)射2825.R1發(fā)射2886.L1發(fā)射2847.R2發(fā)射286同樣，這個序列可以按預定和按需要重復進行。
在圖8所示的另一個示例性實施例中，采集序列類似于圖6和7所示的采集序列，但具有用用于未操縱的幀的B模式發(fā)射交織的彩色流發(fā)射。具體地，提供以下的采集序列或發(fā)射序列1.交織發(fā)射2922.L2發(fā)射2823.R1發(fā)射2884.L1發(fā)射2845.R2發(fā)射286同樣，這個序列可以按預定或按需要重復進行。
應當指出，交織發(fā)射292是用于單幀的交織的彩色流和在特定的操縱方向上用于單幀的B模式發(fā)射。在這個示例性實施例中，交織發(fā)射292是M發(fā)射280與單幀彩色流發(fā)射290的組合。應當指出，交織發(fā)射可以按預定或按需要而被提供(例如，不同的組合)。
在圖9所示的采集序列的另一個示例性實施例中，每個單獨的復合幀以非交織的方式采集一個彩色流數(shù)據(jù)幀(例如，在切換到B模式發(fā)射之前，可以執(zhí)行一完整的發(fā)射組來生成整個彩色流幀。)具體地，提供以下的采集序列或發(fā)射序列1.M發(fā)射2802.單幀彩色流發(fā)射2903.L2發(fā)射2824.單幀彩色流發(fā)射2905.R1發(fā)射2886.單幀彩色流發(fā)射2907.L1發(fā)射2848.單幀彩色流發(fā)射2909.R2發(fā)射28610.彩色流發(fā)射290同樣，這個序列可以按預定或按需要重復進行。
在圖10所示的采集序列的另一個示例性實施例中，提供類似于圖9的序列，但彩色流發(fā)射與每個操縱的復合幀的B模式發(fā)射交織。具體地，提供以下的采集序列或發(fā)射序列1.交織發(fā)射2922.交織發(fā)射2943.交織發(fā)射2964.交織發(fā)射2985.交織發(fā)射300再次地，這個序列可以按預定或按需要重復進行。
在一個示例性實施例中，交織發(fā)射292是交織的(i)M發(fā)射280與(ii)單幀彩色流發(fā)射290的幀。交織發(fā)射294是交織的(i)L2發(fā)射282與(ii)單幀彩色流發(fā)射290的幀。交織發(fā)射296是交織的(i)R1發(fā)射288與(ii)單幀彩色流發(fā)射290的幀。交織發(fā)射298是交織的(i)L1發(fā)射284與(ii)單幀彩色流發(fā)射290的幀。交織發(fā)射300是交織的(i)R2發(fā)射286與(ii)單幀彩色流發(fā)射290的幀。交織發(fā)射可以按預定的或按需要而被提供(例如，不同的組合)。
對于交織發(fā)射，應當指出，用于單幀的彩色流發(fā)射與用于單幀的B模式發(fā)射的組合可以按預定或按需要以任何方式被提供。例如，對于交織發(fā)射292，如果M發(fā)射280與單幀彩色流發(fā)射290的向量以彩色的50行和B模式的100行相交織，則發(fā)射可以以每一次10行的方式進行交織，即，B模式的10行后面跟隨彩色流的10行，后面再跟隨B模式的10行，等等。然而，按預定或按需要的其它組合也是可能的。例如，從彩色的發(fā)射觀點看來，對于每個顯示的行，可以在一個特定的方向上發(fā)射4到16個向量以造成一個用于顯示的彩色行。向量的數(shù)目被稱為分組尺寸。如果有用于顯示的50彩色行和100B模式行以及用于彩色流向量的分組大小是8，則可以按如下方式提供發(fā)射20個B行，80個彩色行(在分組中10行乘8)，然后20B行，然后80彩色行，直至幀完成為止。彩色數(shù)據(jù)的分組可以根據(jù)對PRF、深度、和彩色ROI尺寸的用戶設置值而被交織。例如，ROI可被劃分成兩個區(qū)域，每個區(qū)域25行(對于每個部分總共200次發(fā)射或25乘8)。在某些情形下，第一發(fā)射可以集中在對第一區(qū)域的分組中，然后在采集對于第一區(qū)域的第二發(fā)射之前在對第二區(qū)域的分組進行第一發(fā)射。通過使用“L”表示行和使用“F”表示發(fā)射，該序列可表示為L1F1，L26F1，L1F2，L26F2，L1F3，L26F3，...，L1F8，L26F8，然后是某些數(shù)目的B行，然后L2F1，L27F1，L2F2，L27F2，L2F3，L27F3，...，L2F8，L27F8。
另外，應當看到，對于發(fā)射280-288和對于采集復合幀所使用的角度可以根據(jù)例如所使用的特定的應用或探頭而按預定或按需要是可編程的或預先確定的。另外，可對不同數(shù)目的幀進行復合，諸如3，5，7，9和/或按預定或按需要的任何其它數(shù)目。
因此，本發(fā)明的各種實施例允許用戶在顯示器上觀看，而不必在可包括彩色流成像的復合和非復合圖像的不同的組合的顯示或操作模式之間進行切換。因此，本發(fā)明的各種實施例對于在單個顯示器上的顯示提供與諸如血流那樣的生理信息的空間復合的解剖組織的圖像質(zhì)量的改進方案。
雖然本發(fā)明是通過各種具體的實施例描述的，但本領域技術人員將會看到，本發(fā)明可以用在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的修改方案被實施。
部件表


權(quán)利要求
1.一種用于執(zhí)行超聲成像的方法，所述方法包括接收來自超聲系統(tǒng)(100)的復合圖像信息；接收來自超聲系統(tǒng)的彩色流成像信息；以及處理接收的復合圖像信息和彩色流圖像信息，以便與彩色流成像相組合地生成復合超聲圖像。
2.按照權(quán)利要求1的方法，還包括接收來自超聲系統(tǒng)(100)的功率多卜勒圖像信息，以及其中的處理包括處理所接收的功率多卜勒圖像信息，以便與功率多卜勒成像組合地生成復合超聲圖像。
3.按照權(quán)利要求1的方法，還包括接收來自超聲系統(tǒng)(100)的血液圖像信息，以及其中的處理包括處理接收的二維血液圖像信息，以便與二維血液成像相組合地生成復合超聲圖像。
4.按照權(quán)利要求1的方法，還包括與非復合的超聲圖像一起在顯示器(268)上顯示利用彩色流成像的組合的復合超聲圖像，這些圖像是在同一個感興趣的區(qū)域。
5.按照權(quán)利要求1的方法，還包括與利用彩色流成像的組合的非復合超聲圖像一起在顯示器(268)上顯示利用彩色流成像的組合的復合超聲圖像，這些圖像是在同一個感興趣的區(qū)域。
6.按照權(quán)利要求1的方法，還包括與復合圖像一起在顯示器(268)上顯示利用彩色流成像的組合復合超聲圖像，這些圖像是在同一個感興趣的區(qū)域。
7.按照權(quán)利要求1的方法，其中彩色流圖像信息是重疊在復合超聲圖像上的。
8.一種用于執(zhí)行超聲成像的方法，所述方法包括用超聲系統(tǒng)(100)采集復合圖像信息；用超聲系統(tǒng)采集彩色流圖像信息；處理用于顯示的彩色流圖像信息；根據(jù)用戶輸入處理復合圖像信息；以及根據(jù)用戶輸入從已處理的采集的信息中顯示多個圖像，所顯示的圖像是復合圖像和非復合圖像中的至少一個圖像，以及是具有重疊的彩色流的復合圖像和具有重疊的彩色流的非復合圖像中的至少一個圖像。
9.按照權(quán)利要求8的方法，還包括分開地存儲所采集的復合圖像信息的每個幀(256)和采集的彩色流圖像信息的每個幀(254)。
10.一種用于采集超聲系統(tǒng)(100)中的超聲信息的采集系統(tǒng)(250)，所述采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集部件(252)，用于采集彩色流成像信息和復合圖像信息；存儲器(258)，用于存儲所采集的彩色流成像信息和復合圖像信息的幀；復合處理部件(264)，用于處理復合圖像信息的幀；非復合處理部件(266)，用于處理復合信息的幀；開關(262)，用于從存儲器選擇要由復合處理部件與非復合處理部件中的至少一個部件來進行處理的幀；彩色流處理部件(270)，用于處理彩色流圖像信息的幀；以及顯示器(268)，用于根據(jù)用戶輸入從處理的采集的信息中顯示多個圖像，所顯示的圖像是復合圖像與非復合圖像中的至少一個圖像，以及是具有重疊的彩色流的復合圖像與具有重疊的彩色流的非復合圖像中的至少一個圖像。
全文摘要
提供了用于采集超聲圖像信息的方法和系統(tǒng)。該方法包括接收來自超聲系統(tǒng)(100)的復合圖像信息；接收來自超聲系統(tǒng)的彩色流圖像信息；以及處理接收的復合圖像信息和彩色流圖像信息，以便與彩色流成像相組合地生成復合超聲圖像。
文檔編號A61B8/13GK1869678SQ200610087809
公開日2006年11月29日 申請日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月26日
發(fā)明者T·J·薩布林, M·G·安格爾, R·B·湯普遜 申請人:通用電氣公司