專利名稱：用于醫(yī)學(xué)診斷超聲成像的造影劑的破壞效力的確定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方案涉及醫(yī)學(xué)診斷的造影刑的超聲成像.尤其涉及 造影劑灌注之后的破壞和成像。
背景技術(shù)：
有多種技術(shù)可以用于制備具有超聲能量的圖像造影劑.在 一 系列 更高功率的破壞幀之后，可以對(duì)在體內(nèi)重新灌注造影劑的效果進(jìn)行監(jiān) 控。在人體組織中重新灌注的速率可以顯示血管分布的水平.血管分 布的狀況可以顯示組織的健康狀態(tài)或者癌癥區(qū)域的化療或消融療法的 效力.如果沒(méi)有完全清除組織中在監(jiān)控前灌注的造影劑，則速率測(cè)量 可能不精確，并且可能會(huì)出現(xiàn)誤診.
最大強(qiáng)度投影圖像是一項(xiàng)用于監(jiān)控灌注的技術(shù).可以展示一個(gè)時(shí) 期中每個(gè)空間位置的最大強(qiáng)度.造影刑灌注的最大強(qiáng)度投影可以顯示 一個(gè)區(qū)域中的血流構(gòu)造和范圍，如果最大強(qiáng)度投影之前的造影刑清除 不充分，可能降低這種血管結(jié)構(gòu)顯示的空間分辨率。

發(fā)明內(nèi)容
作為介紹，下述優(yōu)選實(shí)施方案包括用于確定造影劑破壞效力的方 法、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、指令.要確認(rèn)破壞效力不高的造影劑的 位置。未被破壞的造影劑的響應(yīng)是可以和組織中過(guò)度或過(guò)快灌注引起 的響應(yīng)加以區(qū)分的.其位置可以在形成的圖像中加亮，向用戶指出與 灌注無(wú)關(guān)的位置.
首先，提供一種用于表示造影劑破壞效力的方法.聲學(xué)能量可以 破壞一個(gè)區(qū)域內(nèi)的造影劑.可以測(cè)出該區(qū)域內(nèi)造影劑破壞不完全的位 置，該區(qū)域內(nèi)的位置被顯示.
其次， 一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體，其中存儲(chǔ)了有關(guān)由程序處理器 執(zhí)行的、用于確定造影劑破壞效力的指令的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)媒體包括若干 指令，用于獲得在破壞脈沖傳輸后造影刑響應(yīng)的基線數(shù)據(jù)幀
(baseline frame of data),并且根據(jù)基線數(shù)據(jù)幀，在熱噪聲
5或組織信號(hào)的非線性響應(yīng)或二者都包括在內(nèi)，和造影刑的不完全破壞 相關(guān)的造影刑響應(yīng)之間進(jìn)行區(qū)分.
笫三，提供了用于確定造影刑破壞效力的一個(gè)系統(tǒng).發(fā)送波束形 成器可以用來(lái)發(fā)送作為造影刑破壞的第一個(gè)脈沖，以及發(fā)送以最小破 壞造影劑進(jìn)行成像的第二個(gè)脈沖.接收波束形成器可用于形成對(duì)第二 個(gè)脈沖做出響應(yīng)的造影劑信號(hào).對(duì)第一和第二脈沖的定時(shí)，可用來(lái)區(qū) 分與快速灌注相關(guān)的造影刑響應(yīng)和與不完全破壞相關(guān)的造影刑響應(yīng).
本發(fā)明由下述權(quán)利要求做出規(guī)定，本節(jié)中的內(nèi)容不應(yīng)作為對(duì)權(quán)利 要求的限制.本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn) 行論述'


各種部件和圖形都沒(méi)有嚴(yán)格按照比例示出，其重點(diǎn)放在說(shuō)明本發(fā) 明的原理，此外，在圖中以相同的附圖標(biāo)記代表不同視圖中的對(duì)應(yīng)部 件.
圖l是用于確定造影刑破壞效力的超聲成像系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案 的框圖.
圖2是用于確定造影刑破壞效力的方法一個(gè)實(shí)施方案的流程圖。 圖3是一幅最大強(qiáng)度投影圖像的圖示，其中指出了未被破壞的造影劑.
具體實(shí)施例方式
使用者可能想知道灌注成像是從一個(gè)完全清除了造影刑的部位開(kāi) 始的，或者想知道未被破壞的造影刑位于何處.例如，獲取了或者產(chǎn) 生了一幅最大強(qiáng)度的投影困像.顯示出了圖像中具有不充分破壞能量 的區(qū)域.使用者可以再次進(jìn)行成像，增加破壞量或降低造影刑的濃度. 或者，使用者可以酌量降低診斷中的部分內(nèi)容.根據(jù)所顯示的破壞效 力圖像的范圍和形狀，使用者可以確定是否有必要重新注射，或者是 否需要增加破壞能量。在顯示的一個(gè)實(shí)施方案中，使用者可以看到高 水平灌注后的、用不同顏色顯示的血管和區(qū)域，
在最后得到的困像中，對(duì)于沒(méi)有被破壞性能量清除造影刑的區(qū)域， 可以用單一顏色或加亮顯示.所述加亮可以和一個(gè)或多個(gè)其它光源加以區(qū)分.不同的光源可以提供和造影刑相似的信息。呈現(xiàn)飽和的照亮 部位，例如人體組織，以及熱噪聲等可以被判斷為造影劑.較粗的血 管，或者造影刑迅速流入有關(guān)部位的高度灌注區(qū)域，可以在破壞之后 立即提供造影劑響應(yīng)，并被誤判為是未經(jīng)破壞的造影劑.
圖1表示用來(lái)確定醫(yī)學(xué)診斷超聲成像中造影劑破壞效力的系統(tǒng)
10,系統(tǒng)10包括發(fā)送波束形成器12、換能器14、存儲(chǔ)器15、接收 波束形成器16、控制器17、圖像處理器18、運(yùn)動(dòng)處理器20、顯示器 22.此外，還可以提供若干附加的、不同的或較少的部件，例如，運(yùn) 動(dòng)處理器20可以和圖像處理器18結(jié)合起來(lái)，或者作為圖像處理器18 的一部分。又例如，控制器17是接收波束形成器16和發(fā)送波束形成 器12二者的一部分，也可以是另外的一個(gè)部件。
系統(tǒng)10是一個(gè)實(shí)施方案中的醫(yī)學(xué)診斷超聲成像系統(tǒng)，但是也可 以使用其它相同形式(超聲)或不同形式的成像系統(tǒng).在其它實(shí)施方 案中，系統(tǒng)10的部分或全部放在一個(gè)計(jì)算機(jī)或工作站里。舉例來(lái)說(shuō)， 在處理亊先獲得的數(shù)據(jù)幀時(shí)可以不用波束形成器12、 16，或換能器 14。
發(fā)送波束形成器12是超聲發(fā)送器、存儲(chǔ)器、脈沖發(fā)生器、模擬 電路、數(shù)字電路，或者是它們的結(jié)合.發(fā)送波束形成器12可產(chǎn)生各種 波形，用于具有不同或相關(guān)振幅、延遲和/或相位的多個(gè)通路。在換能 器14對(duì)產(chǎn)生的波形做出響應(yīng)，傳播聲波時(shí)，就形成一個(gè)或多個(gè)波束。 發(fā)送波束形成器12可以使波束具有特定的相位和振幅。例如，發(fā)送波 束形成器12傳播一系列與給定的掃描線或相鄰掃描線相關(guān)的脈沖。而 脈沖和具有不同振幅和/或相關(guān)相位的波束相對(duì)應(yīng).在可供選擇的實(shí)施 方案中， 一個(gè)單獨(dú)的波束可以用于任何給定的掃描線，以及/或者可以 采用具有相同振幅和/或相關(guān)相位的多個(gè)波束，
對(duì)于造影劑的破壞，聲學(xué)能量的波形具有大約為1.0 MI或更高 的機(jī)械指數(shù)(mechanical index),聲能使至少一部分造影劑爆發(fā) 或被吸收.為了達(dá)到所希望的破壞作用，可以對(duì)波形或聲束的頻率、 振幅、功率、焦點(diǎn)，和其它特征加以設(shè)定.焦點(diǎn)區(qū)域、波束寬度、脈 沖重復(fù)頻率、掃描模式，或其它特征可加以改變，從而更有效地破壞 造影劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)送波束形成器12包括美國(guó)專利 No. 6,340,348中公開(kāi)的用于發(fā)送破壞能量的部件、操作方法和/或程序，該專利公開(kāi)的內(nèi)容以引用的方式結(jié)合于此.
對(duì)于成像造影刑，可以產(chǎn)生具有較低機(jī)械指數(shù)(MI)的聲能.例 如，0.7MI或更低的聲能可以用來(lái)限制或避免造影劑遭受破壞.具有 更高M(jìn)I的聲能, 例如與造影刑破壞有關(guān)的聲能也可以用于成像，
換能器14是一個(gè)l-維、1.25-維、1.5-維、1.75-維或2-維 的元件陣列。換能器14包括用于在聲能和電能之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的多個(gè)元 件。這些元件具有以壓電或電容膜為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)，這些元件和發(fā)送與 接收波束形成器12、 16的通道相連接。
接收波束形成器16包括多個(gè)放大器、延遲、和/或相位旋轉(zhuǎn)器的 通道，以及一個(gè)或多個(gè)加法器。每個(gè)通道與一個(gè)或多個(gè)換能器元件連 接。接收波束形成器16應(yīng)用相對(duì)延遲、相位，和/或變跡 (apodization)來(lái)形成一個(gè)或多個(gè)接收波束，從而對(duì)每次發(fā)送做出 響應(yīng)。對(duì)來(lái)自各個(gè)通道的聚焦信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)求和.在其它可以采用的 實(shí)施方案中，接收波束形成器16是一個(gè)可以采用傅立葉變換或其它變 換方式產(chǎn)生樣本的處理器。
接收波束形成器16可以包括一個(gè)濾波器，例如在二次諧波或與 發(fā)送頻帶有關(guān)的其它頻帶時(shí)用于隔離信息的濾波器.這種信息更有可 能包括關(guān)于預(yù)計(jì)的組織、造影刑、和/或流動(dòng)等的信息。在另一個(gè)實(shí)施 方案中，接收波束形成器16包括一個(gè)存儲(chǔ)器或緩沖器和一個(gè)濾波器或 加法器，兩個(gè)或多個(gè)接收波束結(jié)合起來(lái)，在所希望的頻帶，例如二次 諧波、三次基波(cubic fundamental)、或其它頻帶，用于隔離信 息.
接收波束形成器16產(chǎn)生造影刑信號(hào)，以響應(yīng)為了成像而發(fā)送的 超聲脈沖.任何所希望的發(fā)送與接收操作序列，都可以用來(lái)獲得超聲 信息.例如，對(duì)一個(gè)區(qū)域進(jìn)行一次掃描，并檢測(cè)任何響應(yīng)的強(qiáng)度，就 可以獲得B-模式數(shù)據(jù)。B-模式可以用于組織成像.相互關(guān)系和運(yùn)動(dòng)跟 蹤可以用來(lái)從B-模式數(shù)據(jù)得出流動(dòng)數(shù)據(jù)。B-模式操作可以提供造影刑 信息，例如在二次諧波中通過(guò)濾波，隔離信息?？梢酝ㄟ^(guò)沿每條掃描 線發(fā)送波束序列，獲得多普勒信息。 一個(gè)角旋轉(zhuǎn)存儲(chǔ)器可以用來(lái)從多 普勒信號(hào)中分離組織、造影劑、和/或流動(dòng)信息.也可以采用現(xiàn)在已知 或今后開(kāi)發(fā)的其它模式。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所用模式是一種造影刑成像的模式，造影劑可以用典型B-模式或多普勒技術(shù)成像.造影刑信息主要是對(duì)造影刑做 出響應(yīng)的信息，組織信息主要是對(duì)組織做出響應(yīng)的信息。二次、偶數(shù)、 奇數(shù)、次級(jí)、或其它諧波的隔離信息，更有可能識(shí)別來(lái)自造影刑的信 息.例如，可以采用雙脈沖技術(shù).脈沖的振幅相同，但相位不同。通 過(guò)對(duì)響應(yīng)綜合計(jì)算，可以識(shí)別與偶數(shù)諧波有關(guān)的信息。也可以采用濾 波.作為選擇或補(bǔ)充，在接收處理中可以采用相對(duì)的相位調(diào)整.
在一個(gè)實(shí)施方案中，可以對(duì)發(fā)送序列進(jìn)行控制，從而產(chǎn)生對(duì)三次 基波做出響應(yīng)的回波信號(hào).波束形成器12可用來(lái)發(fā)送具有至少兩個(gè)不 同振幅水平的多個(gè)脈沖，而這些脈沖中至少有兩個(gè)具有相對(duì)或不同的 相位。發(fā)送器功率可以采取任何適當(dāng)?shù)姆绞郊右愿淖?，例如，可以調(diào) 節(jié)施加于單個(gè)換能器元件的電壓，或者調(diào)整用來(lái)形成特殊脈沖的換能 器元件(或發(fā)送孔徑)的數(shù)量，
為了獲取三次基波時(shí)的超聲數(shù)據(jù)，接收波束形成器16可以包括 多個(gè)行存儲(chǔ)器和一個(gè)加法器或?yàn)V波器以使對(duì)發(fā)送做出響應(yīng)的信號(hào)結(jié)合 起來(lái).行存儲(chǔ)器或緩沖器可以作為物理分離存儲(chǔ)器，或者選定設(shè)置在 共用物理設(shè)備中.波束形成的信號(hào)存儲(chǔ)在行存儲(chǔ)器或緩沖器中，然后 在一個(gè)加權(quán)的加法器中加權(quán)并求和，存儲(chǔ)器和加法器可以采用模擬或 數(shù)字技術(shù)，加權(quán)的加法器通過(guò)對(duì)分開(kāi)的波束形成的接收信號(hào)進(jìn)行加權(quán)， 形成合成輸出信號(hào)。在給定空間位置形成的合成輸出信號(hào)是與三次基 波響應(yīng)有關(guān)的樣本.
美國(guó)專利No.6,494,841中公開(kāi)了獲取三次基波信息，該專利 公開(kāi)的內(nèi)容以引用的方式結(jié)合于此。該專利中公開(kāi)的任何發(fā)送序列和 接收組合的方法都可以用來(lái)獲取三次基波信息。為了獲取三次基波信 息，也可以采用其它發(fā)送序列和接收組合的方法，例如，美國(guó)專利 No. 6, 602,195、 No . 6 , 632 ,177、 No . 6 , 638 , 228、 No. 6, 682, 482 中所介紹的內(nèi)容，在這些專利中所公開(kāi)的內(nèi)容以引用的方式結(jié)合于此. 發(fā)出的一個(gè)脈沖序列一般具有不同的振幅和相位，改變振幅或采用相 同相位的不同振幅，也可以獲得三次基波信息。將對(duì)序列做出響應(yīng)的 接收信號(hào)結(jié)合起來(lái)，可以獲取包括三次基波信息在內(nèi)的樣本，由于造 影刑產(chǎn)生三次響應(yīng)，而傳感器和組織產(chǎn)生的三次響應(yīng)很微弱，所以三 次基波信息是高度針對(duì)超聲造影劑的，這種信息向組織提供雜波排斥 響應(yīng)，使成像對(duì)造影刑的針對(duì)性更強(qiáng).例如，組織內(nèi)部的小血管或者更容易識(shí)別。在采用三次基波信息時(shí)有可能更容易成像.
控制器17是處理器、專用集成電路、數(shù)字信號(hào)處理器、現(xiàn)場(chǎng)可 編程門(mén)陣列、數(shù)字電路、模擬電路，或它們的結(jié)合.控制器17對(duì)發(fā)送 和接收波束形成器12、 16的搮作進(jìn)行控制，例如，控制器17促使發(fā) 送波束形成器12發(fā)送破壞脈沖.又例如，控制器17促使發(fā)送波束形 成器12發(fā)送脈沖，并使接收波束形成器16接收對(duì)成像造影刑的響應(yīng) 信號(hào).控制器17可以控制脈沖發(fā)送和/或接收的定時(shí)。
圖像處理器18是一個(gè)B-模式檢測(cè)器、多普勒檢測(cè)器、脈沖波多 普勒檢測(cè)器、相關(guān)處理器、傅立葉變換處理器、專用集成電路、通用 處理器、控制處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列、數(shù)字信號(hào)處理器、模擬電 路、數(shù)字電路，它們的組合，或者其它用于檢測(cè)顯示來(lái)自波束形成的 超聲樣本的信息的已知或今后研發(fā)的設(shè)備.在一個(gè)實(shí)施方案中，圖像
處理器18根據(jù)多個(gè)表示同一區(qū)域或門(mén)位置的樣本進(jìn)行快速的傅立葉 變換.每個(gè)樣本都對(duì)三次基波做出響應(yīng)，因此，從三次基波信息中可 以顯示多普勒脈沖波.圖像處理器18也可以包括一個(gè)在平行軌道上的 B-模式檢測(cè)器。B-模式檢測(cè)器以相同的或不同的波束成形樣本進(jìn)行操 作，對(duì)組織、造影劑、或組織和造影劑的響應(yīng)進(jìn)行檢測(cè).例如，主要 為了組織信息的成像，可以在每個(gè)空間位置，給B-模式檢測(cè)器施加一 個(gè)來(lái)自用于三次基波隔離的接收波束系列的接收波束，
圖像處理器18輸出超聲數(shù)據(jù)楨，數(shù)據(jù)幀格式化為采集格式(例 如極坐標(biāo))、顯示格式(例如，掃描轉(zhuǎn)換為笛卡爾坐標(biāo)格式或一個(gè)圖 像)，或其它格式.每幀數(shù)據(jù)表示一維、二維或三維掃描區(qū)域.數(shù)據(jù) 幀包括單一的或多種類型的數(shù)據(jù).例如， 一幀數(shù)據(jù)可以只包括造影刑 信息。又例如， 一幀數(shù)據(jù)可以包括某些空間位置的造影刑信息，還包 括其它空間位置的另一類型的信息(例如B-模式或多普勒).在相同 空間位置的相同幀中可以提供不同類型的數(shù)據(jù).又例如，在不同的數(shù) 據(jù)幀中可以提供不同類型的數(shù)據(jù).
在一個(gè)備選的實(shí)施方案中，困像處理器18從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)或存儲(chǔ)器 15中加栽數(shù)據(jù).例如，加栽DICOM或其它圖像.每個(gè)圖像構(gòu)成一個(gè)數(shù) 據(jù)幀。每個(gè)幀可以包括不同類型的數(shù)據(jù)，每個(gè)楨菝蓋在另一幀的上面， 作為選擇，每個(gè)幀只包括一種類型的數(shù)據(jù)，而不同的幀則包括不同的 數(shù)據(jù)類型，在另一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)每幀進(jìn)行細(xì)分，從而使一部分包
10括一種類型數(shù)據(jù)，另一部分包括另一種類型數(shù)據(jù)，所代表的空間位置 可以互相重疊或者不互相重疊.
圖像處理器18可以形成基線數(shù)據(jù)楨?；€數(shù)據(jù)幀是由造影刑數(shù) 據(jù)形成的，例如來(lái)自對(duì)三次基波的響應(yīng).可以包括其它數(shù)據(jù)源，也可 以按照替代方式使用其它數(shù)據(jù)源?；€數(shù)據(jù)幀由發(fā)送破壞脈沖后獲取 的信息形成，例如，可以發(fā)送一個(gè)或多個(gè)破壞脈沖的掃描.在使響應(yīng) 平息之后，獲得一個(gè)造影刑數(shù)據(jù)幀。又例如，可以采用隔行掃描.發(fā) 送一條或多條線的破壞脈沖，從而獲得一條或多條掃描線的造影劑信 息.就不同的掃描線重復(fù)進(jìn)行這一過(guò)程，以至完成整個(gè)區(qū)域的掃描. 也可以采用其它的基線數(shù)據(jù)幀，例如原先存儲(chǔ)的成像對(duì)話中的基線或 模擬基線.
圖像處理器18可以形成后續(xù)的數(shù)據(jù)幀。例如，在多次掃描中檢 測(cè)出了造影劑響應(yīng)，但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步的隔行掃描破壞脈沖.而后續(xù) 幀中不論是否有基線幀都可以用于成像，例如形成一系列困像，或產(chǎn) 生一幀用來(lái)代表掃描區(qū)中每個(gè)位置在某一時(shí)期最大強(qiáng)度的數(shù)據(jù).
圖像處理器18識(shí)別與未被破壞的造影劑有關(guān)的位置.例如，基 線數(shù)據(jù)楨可以顯示出若干位置.閾值以上的任何值都可以認(rèn)為是未被 破壞的造影刑.為了從基線數(shù)據(jù)幀的其它響應(yīng)隔離另外的未被破壞的 造影劑，圖像處理器18可以從組織泄露(tissue leakage)、飽和、 熱噪聲和/或快速灌注中區(qū)分不完全破壞的造影刑響應(yīng)。
作為圖像處理器18的一個(gè)備選方案，運(yùn)動(dòng)處理器20可以檢測(cè)到 造影劑的不完全破壞.運(yùn)動(dòng)處理器20是專用集成電路、相關(guān)處理器、 傅立葉變換處理器、通用處理器、控制處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列、 數(shù)字信號(hào)處理器、模擬電路、數(shù)字電路、緩沖器、存儲(chǔ)器，它們的結(jié) 合，或者其它用于確定數(shù)據(jù)幀和檢測(cè)到的造影刑楨之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的、 已知或今后研制的設(shè)備.運(yùn)動(dòng)處理器20可以穩(wěn)定多個(gè)超聲數(shù)據(jù)幀之間 的運(yùn)動(dòng)。例如，B-模式或組織信息被用來(lái)跟蹤各幀之間的運(yùn)動(dòng)， 一樣 的信息和造影刑信息，根據(jù)跟蹤到的運(yùn)動(dòng)，從幀到幀進(jìn)行排列.
運(yùn)動(dòng)處理器20產(chǎn)生用于顯示器22的圖像.該困像由單幀或多楨 超聲信息產(chǎn)生。例如，單幀或幀序列的造影刑信息是隨不完全破壞的 位置而變化的顏色代碼。如果一個(gè)幀的空間位置指出有造影劑的不完 全破壞，則檢測(cè)出的造影刑將被著色，或者以不同于其它造影刑的方
ii式加亮，
另一個(gè)示例是在空間排列之后，將來(lái)自多個(gè)幀的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并。
運(yùn)動(dòng)處理器20可以包括持續(xù)濾波器、其它濾波器、加法器、Alpha 混合緩沖器、其它緩沖器、存儲(chǔ)器、處理器、求和裝置，或其它用于 從不同數(shù)據(jù)幀的信息產(chǎn)生一個(gè)圖像的設(shè)備。例如，運(yùn)動(dòng)處理器20對(duì)于 從一幀到另一幀或一個(gè)正在進(jìn)行合并的幀的特殊空間位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行 比較，根據(jù)比較(例如，最高值、對(duì)平均值的貢獻(xiàn)、或最低值)，選 擇其中的一個(gè)數(shù)值，或者使正在進(jìn)行合并的幀更新，將期望值(例如 最大強(qiáng)度投影)包括進(jìn)去.又例如，運(yùn)動(dòng)處理器20可以確定一個(gè)平均 值、總和、或其它表示隨時(shí)間變化的位置或區(qū)域的其它值.
顯示器20是CRT、監(jiān)視器、LCD、平板屏面、投影儀或其它顯示 裝置。顯示器20接收用于顯示一個(gè)圖像的顯示值.顯示值格式化為一 維圖像、二維圖像或三維表示。在一個(gè)實(shí)施方案中，顯示值是隨不同 時(shí)間獲得的數(shù)據(jù)幀變化而產(chǎn)生的圖像而設(shè)的，例如時(shí)間強(qiáng)度曲線(TIC) 或最大強(qiáng)度投影(MIP)圖像.如果得到了附加的數(shù)據(jù)幀并加以選擇， 則圖像可以被更新.其它圖像，例如來(lái)自單個(gè)數(shù)據(jù)幀或組合數(shù)據(jù)幀的 圖像，也可以被顯示.
在單個(gè)圖像或多個(gè)圖像中， 一個(gè)或多個(gè)空間位置(例如像素)將 隨不完全破壞造影刑的確定而進(jìn)行調(diào)整.例如，這種像素被著以單色 或用顏色進(jìn)行調(diào)整。可以用不完全破壞造影劑對(duì)其它信息進(jìn)行調(diào)整或 顯示，例如快速灌注和/或組織響應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，與快速灌注 和/或組織響應(yīng)有關(guān)的位置沒(méi)有采用和不完全破壞造影劑相同的方式 進(jìn)行調(diào)整。
存儲(chǔ)器15是緩沖器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、高速緩存、 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、可移動(dòng)的、光學(xué)的、閃存的、系統(tǒng)存儲(chǔ)器，它們的組合， 或其它已知或今后研發(fā)的用于數(shù)據(jù)幀、圖像和/或指令的設(shè)備。存儲(chǔ)器 15可以是不同存儲(chǔ)器的結(jié)合體或者是地址分開(kāi)的區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施方 案中，存儲(chǔ)器15為了處理器18和/或20,存儲(chǔ)要使用的數(shù)據(jù)，在使 用期間的數(shù)據(jù)，以及處理后的數(shù)據(jù)。
困像處理器18和/或運(yùn)動(dòng)處理器20依照指令搮作。 一個(gè)計(jì)算機(jī)
可讀存儲(chǔ)媒體存儲(chǔ)作為這兩個(gè)可編程處理器中的一個(gè)或兩個(gè)都可執(zhí)行 指令的數(shù)據(jù)，指令的目的在于確定醫(yī)學(xué)診斷超聲成像中造影劑破壞的效力，此處討論的用于實(shí)現(xiàn)過(guò)程、方法和/或技術(shù)的指令，裝備在計(jì)算
機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體或存儲(chǔ)器15上，例如高速緩存、緩沖器、RAM、可移 動(dòng)媒體、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、或其它計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體.計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ) 媒體包括各類易失的和非易失的存儲(chǔ)媒體.圖中所示或此處討論的功 能、動(dòng)作或任務(wù)，是為了響應(yīng)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體中的一套或 多套指令而執(zhí)行的.功能、動(dòng)作或任務(wù)與指令集、存儲(chǔ)媒體、處理器 或處理策略的具體類型無(wú)關(guān)，可以通過(guò)軟件、硬件、集成電路、固件、 微代碼等等執(zhí)行，單獨(dú)或聯(lián)合操作。同樣，處理策略可以包括多重處 理、多任務(wù)處理、并行處理等等.在一個(gè)實(shí)施方案中，指令存儲(chǔ)在用 于通過(guò)本地或遠(yuǎn)程系統(tǒng)讀取的可移動(dòng)媒體設(shè)備中.在其它實(shí)施方案中， 指令存儲(chǔ)在一個(gè)遠(yuǎn)程位置，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或在電話線上進(jìn)行發(fā)送。 還有一些實(shí)施方案，指令存儲(chǔ)在一個(gè)指定的計(jì)算機(jī)、CPU、 GPU或系統(tǒng) 內(nèi)部.
圖2示出用于指示或確定醫(yī)學(xué)診斷超聲成像中造影劑破壞效力的 方法。該方法可以通過(guò)圖1的系統(tǒng)或另外一種不同的系統(tǒng)來(lái)實(shí)施.該 方法可以按所示順序或另外一種不同的順序來(lái)完成.此外，還可以采 取附加的不同的或較少的動(dòng)作，例如可以只采取動(dòng)作26、 28、 32,而 此處不采取其它動(dòng)作，或者只采取某些其它動(dòng)作.又例如，可以執(zhí)行 動(dòng)作32，而不執(zhí)行動(dòng)作34和/或26。又例如，動(dòng)作38、 40、 42，或 者從動(dòng)作32到動(dòng)作26的反饋，可以在任何組合或子集中選擇采用或 者全部采用.這些動(dòng)作在一個(gè)部位或二維區(qū)域中進(jìn)行，例如代表該部 位或二維區(qū)域的數(shù)據(jù)幀.
在動(dòng)作24中，將造影刑導(dǎo)入患者。造影劑作團(tuán)狀，以手工方式 注入，或者通過(guò)導(dǎo)管或注射器抽吸.造影劑注入血流或其它傳導(dǎo)通路. 造影劑的數(shù)量不定.在一個(gè)實(shí)施方案中，只注射少重造影劑，以減少 自由流動(dòng)的造影刑的數(shù)量.在另一個(gè)實(shí)施方案中，則注射大量造影劑.
造影劑可以是有殼或沒(méi)有殼的微泡沫.造影劑中可以包括治療刑 或者以治療劑制成，例如治療患者的藥劑.造影劑的表面可能粘連或 附著在組織上。在一個(gè)實(shí)施方案中，造影劑中包括配合基或其它材料 或結(jié)構(gòu)，更便于粘連或附著在組織上.這種材料或結(jié)構(gòu)的目標(biāo)是粘連 或附著在某些具體的組織上，例如已死的或發(fā)炎的組織，在其它一些 實(shí)施方案中，造影刑具有增強(qiáng)的超聲成像能力，但不包括其它治療結(jié)構(gòu)，
在任何一次成像之前或之后，造影刑都在動(dòng)作26中被破壞。例 如，在最初造影劑灌注或流動(dòng)期間，使用者可以觀察造影刑和/或組織， 造影刑一旦出現(xiàn)并且確認(rèn)了所希望的成像區(qū)域，造影劑就可能被破壞，
從而測(cè)定或建立一個(gè)所希望的初始條件(例如基線).破壞之后，造 影劑重新對(duì)有關(guān)區(qū)域進(jìn)行灌注。在備選的實(shí)施方案中，造影刑實(shí)質(zhì)性 部分的數(shù)量沒(méi)有被破壞.
為了進(jìn)行破壞，要發(fā)送足以破壞部分或全部造影劑的聲能。例如， 在一個(gè)或多個(gè)位置發(fā)送機(jī)械指數(shù)為0,7或更高的聲能.為了保證更可 靠的破壞，要沿多條掃描線中的每一條，發(fā)送具有更高功率的多個(gè)聲 束(例如1.0 MI或更高)。不同的或相同的焦點(diǎn)，或者其它波束特 征，都可以用于沿著掃描線形成的每個(gè)波束.由于在對(duì)破壞發(fā)送做出 響應(yīng)時(shí)基本上接收不到聲回波，就可以通過(guò)短脈沖的重復(fù)間隔，提供 更多的功率.多個(gè)發(fā)送波束可以用來(lái)在給定區(qū)域基本上破壞造影刑， 例如扇形、Vecto,或線性成像的掃描區(qū)域.該區(qū)域可以是所考慮的 區(qū)域，也可以是整個(gè)視線所及的區(qū)域.
破壞可以自動(dòng)產(chǎn)生. 一次觸發(fā)亊件，例如時(shí)間，或者強(qiáng)度的變化， 都可以啟動(dòng)破壞。也可以選擇以手工啟動(dòng)破壞。例如，在高功率下， 使用者可以壓下按鈕，觸發(fā)著色多普勒脈沖的傳輸，但此時(shí)不會(huì)被接 收。
發(fā)送和接收出現(xiàn)在動(dòng)作28中，制造一系列表示造影刑的超聲數(shù) 據(jù)幀.沿一個(gè)區(qū)域的掃描線發(fā)送具有較低功率的聲束，并且接收到對(duì) 聲束做出響應(yīng)的回波.由0.7或更低的機(jī)械指數(shù)提供較低的功率，較 低的頻率波形，較小的孔徑，較慢的脈沖重復(fù)頻率，它們的結(jié)合或其 它波束特征.
在動(dòng)作30中，檢測(cè)出造影劑.在動(dòng)作28中掃描過(guò)的區(qū)域包含造 影劑，或者是可能包含造影刑的一塊區(qū)域.造影刑對(duì)超聲能量做出響 應(yīng).發(fā)送破壞脈沖之后，立即在部分或全部區(qū)域中清除了造影劑.但 是，由于不完全破壞和/或快速流入，因此在一個(gè)或多個(gè)位置內(nèi)還可能 有造影劑.破壞后的笫一幅圖像幀可能包括來(lái)自造影刑的信息，信息 中也可能包括來(lái)自組織或液體的響應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，信息是在 超聲信號(hào)的三次基波中獲得的.例如，超聲信號(hào)在多個(gè)具有至少兩個(gè)不同振幅水平和相位的脈沖中發(fā)送。將發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)合并.在每個(gè) 數(shù)據(jù)幀中有關(guān)區(qū)域的每個(gè)空間位置獲取數(shù)據(jù)。
確定造影刑響應(yīng)的強(qiáng)度、變化、速率、功率或其它特征.在一個(gè)
實(shí)施方案中， 一個(gè)B-模式檢測(cè)器用于造影劑和組織信息的檢測(cè).作為 選擇， 一個(gè)單獨(dú)的檢測(cè)器，例如多普勒或其它檢測(cè)器，用來(lái)檢測(cè)造影 刑信息.造影刑信息可以用任何專門(mén)用于造影刑的技術(shù)進(jìn)行檢測(cè).同 樣的接收波束形成的信息或單獨(dú)的信息也可用于確定空間記錄的B-模 式或組織信息.
在數(shù)據(jù)幀中只表示一類信息，例如只代表造影刑的信息，或來(lái)自 造影劑和組織響應(yīng)的信息，作為選擇，數(shù)據(jù)幀也可以代表不同類型的 數(shù)據(jù)，例如在相同幀內(nèi)的信息，或在不同組的幀內(nèi)的信息，
通過(guò)獲取超聲數(shù)據(jù)幀，或者通過(guò)獲得以前產(chǎn)生的超聲數(shù)據(jù)幀(例 如DICOM圖像)，可以產(chǎn)生一系列數(shù)據(jù)楨.數(shù)據(jù)幀可以是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)掃 描實(shí)時(shí)獲得的，也可以是從所存儲(chǔ)的被檢測(cè)到的數(shù)據(jù)片斷獲得的，一 個(gè)系列的數(shù)據(jù)幀可以大體上是連續(xù)的，也可以是周期性的(例如每次 心臟循環(huán)可以獲得一次或多次)
一個(gè)系列包括表示一個(gè)被掃描區(qū)域不同時(shí)期的數(shù)據(jù)幀.每個(gè)數(shù)據(jù) 幀表示一個(gè)相同的或重疊的區(qū)域。有一些楨可以表示不同區(qū)域，例如 由于傳感器相對(duì)于患者的動(dòng)作超出了平面.
在動(dòng)作32中， 一個(gè)系列中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)幀可以用來(lái)檢測(cè)造 影刑的不完全破壞區(qū)域內(nèi)的位置。例如，可以采用破壞后的第一個(gè)數(shù) 據(jù)幀.任何可能來(lái)自造影劑的響應(yīng)，都被確定為不完全破壞.確定了 響應(yīng)的位置.
在一個(gè)實(shí)施方案中，破壞之后可以獲得一個(gè)基線灌注數(shù)據(jù)幀.基 線數(shù)據(jù)幀是破壞后獲得的第一個(gè)數(shù)據(jù)幀，例如在破壞之后，盡快在破 壞傳輸?shù)姆错懽钚r(shí)獲取的數(shù)據(jù)幀.基線的數(shù)據(jù)幀可以包括檢測(cè)出的 造影刑響應(yīng).例如，首先獲得的三次基波，或者其它在破壞脈沖后得 到的造影刑成像響應(yīng)，就是基線灌注困像，C基線.
基線數(shù)據(jù)幀中造影劑響應(yīng)的位置與不完全破壞有關(guān)，作為選擇， 具有超過(guò)一個(gè)噪聲電平鬮值的造影刑響應(yīng)的位置，與不完全破壞有關(guān)。 如果在該幀內(nèi)發(fā)現(xiàn)的信號(hào)超過(guò)信號(hào)噪聲比閾值，則這些信號(hào)被認(rèn)為來(lái) 自未破壞造影劑.噪聲電平可以通過(guò)對(duì)無(wú)傳輸響應(yīng)的接收來(lái)測(cè)量，增益的設(shè)置進(jìn)行估算，或者憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定.
可以對(duì)來(lái)自組織、熱噪聲、飽和的響應(yīng)、或者可能作為造影劑響 應(yīng)出現(xiàn)的其它來(lái)源加以區(qū)分，以進(jìn)一步隔離來(lái)自造影劑的不完全破壞
的響應(yīng)，在動(dòng)作34中，對(duì)熱噪聲、組織信號(hào)的飽和(例如由于前端飽 和造成的組織信號(hào)的非線性響應(yīng))，或二者共同和涉及不完全破壞的 造影劑響應(yīng)之間進(jìn)行區(qū)分，組織響應(yīng)可能引起前端飽和，從而導(dǎo)致錯(cuò) 誤的造影刑信號(hào).飽和更可能由于靠近傳感器的組織的反射而產(chǎn)生。 在基線數(shù)據(jù)幀中，近場(chǎng)區(qū)域比其它區(qū)域更有可能顯示飽和與組織信號(hào) 的泄漏。由于破壞能量廣泛分布或較少聚焦于近場(chǎng)，近場(chǎng)比其它區(qū)域 更有可能包含未被破壞的造影劑.
為了進(jìn)行區(qū)分，要先識(shí)別與組織有關(guān)的位置。例如，來(lái)自組織的 信號(hào)與一個(gè)大B-模式信號(hào)強(qiáng)度有關(guān)，為了進(jìn)行B-模式檢測(cè)，要采用隔 離掃描，或采用至少若干來(lái)自造影劑檢測(cè)的波束成形的樣本。在一個(gè) 實(shí)施方案中，破壞完成后立即獲取B-模式的數(shù)據(jù)幀。也可以在另一個(gè) 時(shí)間里獲取B-模式的數(shù)據(jù)幀，例如在進(jìn)行動(dòng)作24之前。在未破壞造 影劑指示的位置中，要排除與超過(guò)一個(gè)閾值的B-模式數(shù)據(jù)有關(guān)的位置. 這些位置可以在以后的成像中轉(zhuǎn)暗、替換或以唯一性加亮顯示，以表 示或者不表示組織的泄漏或飽和.
對(duì)于未被破壞的造影刑來(lái)說(shuō)，可以采用與組織無(wú)關(guān)的位置。例如， 要識(shí)別與小于一個(gè)閾值水平的B-模式組織響應(yīng)有關(guān)的位置，以及超過(guò) 閾值B-模式響應(yīng)無(wú)關(guān)的位置.對(duì)于未被破壞的造影刑來(lái)說(shuō)，基線數(shù)據(jù) 幀用來(lái)識(shí)別具有超過(guò)第一閾值的信噪比的位置.這些位置的子集和低 于第二閾值的B-模式強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)。這些位置的子集被識(shí)別為未被破壞 的造影劑，
與血管相關(guān)的區(qū)域可能有造影劑快速流入.由于來(lái)自破壞脈沖的 反響在獲得基線數(shù)據(jù)幀之前被減弱，有一些造影劑可能流入造影刑被 破壞的區(qū)域，流動(dòng)可能導(dǎo)致在基線數(shù)據(jù)幀中發(fā)現(xiàn)造影刑.如果接受這 一假象，這些造影劑可以被確認(rèn)為來(lái)自不完全破壞。
作為選擇，可以避免檢測(cè)出與快速流入有關(guān)的造影劑.在動(dòng)作36 中，對(duì)于與快速灌注有關(guān)的造影刑響應(yīng)和與不完全破壞有關(guān)的造影劑 響應(yīng)進(jìn)行了區(qū)分，可以采用掃描區(qū)域內(nèi)的位置，采用被發(fā)現(xiàn)造影刑的 區(qū)域大小和形狀，或采用其它特征.作為選擇或補(bǔ)充，通過(guò)在基線數(shù)據(jù)幀中取消快速流入造影刑的檢 測(cè)，可以將快速流入和不完全破壞加以區(qū)分。對(duì)于破壞、成像脈沖或 傳輸?shù)鹊亩〞r(shí)，可以用來(lái)區(qū)分與快速灌注有關(guān)的造影劑響應(yīng)和與不完 全破壞有關(guān)的造影刑響應(yīng)。
一系列破壞脈沖(D)和成像脈沖(C)通過(guò)幀或者通過(guò)掃描，隔 行交替進(jìn)行。例如，采用每個(gè)數(shù)據(jù)幀可以有四行。掃描線的數(shù)量可以 多一些.每個(gè)破壞脈沖D代表一個(gè)單獨(dú)的高功率脈沖，每個(gè)C代表三 個(gè)脈沖構(gòu)成的一個(gè)組，其中第一和第三個(gè)脈沖為1/2振幅，中間的脈 沖具有完整振幅以及為了檢測(cè)三次基波響應(yīng)的相反相位.該系列表示 為D0DiD2D3 D0DiD2D3 D0DiD2D3 CoCiC2C3 C0CiC2C3 C0C1C2C3…。 檢測(cè)出來(lái)的第一個(gè)系列C提供基線灌注幀，該基線幀可以用來(lái)指示不 完全破壞區(qū)域，但是也可以包括來(lái)自快速流入的造影刑響應(yīng).
采取隔行交替?zhèn)鬏斊茐?，并傳輸?duì)造影劑的檢測(cè)，這種方式可以 進(jìn)一步區(qū)分快速流入和不完全破壞.脈沖的時(shí)間被設(shè)定來(lái)提供破壞和 成像脈沖的行交替.可以沿著一條掃描線發(fā)送多個(gè)破壞脈沖，隨后沿 同 一掃描線發(fā)送成像脈沖，而不是對(duì)每個(gè)破壞和成像系列的掃描區(qū)域 進(jìn)行全面掃描。完成該條掃描線后，再對(duì)另一條掃描線重復(fù)這一過(guò)程。 隨后就出現(xiàn)沒(méi)有破壞脈沖的成像搮作.中間可以插入沿其它掃描線的 破壞和/或成像脈沖.
在行交替的一個(gè)示例中，發(fā)送出 一 系列減少了破壞和造影劑檢測(cè) 之間時(shí)間的脈沖。時(shí)間減少改善了不完全破壞和快速灌注之間的差別. 采用上述示例中的標(biāo)識(shí)D和C， 一個(gè)典型的系列可以寫(xiě)作D。D"2D3 D0D0C0DiDiCiD2D2C2D3D4C3 C0CiC2C3 C0CiC2C3...,在這個(gè)示例中，以 具有一個(gè)或多個(gè)高振幅破壞脈沖的行交替方式，來(lái)獲取基線灌注幀. 在基線數(shù)據(jù)幀中檢測(cè)出的來(lái)自快速灌注的造影刑可能會(huì)少 一些.
為了進(jìn)一步區(qū)分不完全破壞和快速流入，要將所有破壞操作之后 的第一個(gè)完全幀與基線灌注幀進(jìn)行比較，以確定快速流入?yún)^(qū)域.由于 血管的結(jié)構(gòu)，快速流入只在相同位置出現(xiàn).在數(shù)據(jù)的第一個(gè)完全幀中 可以確定無(wú)疑地識(shí)別這些區(qū)域。這些區(qū)域可以排除在來(lái)自基線數(shù)據(jù)幀 的不完全破壞的規(guī)律之外.在基線的數(shù)據(jù)幀中保留的造影刑位置被認(rèn) 為來(lái)自于不完全破壞。
在動(dòng)作38中，產(chǎn)生一個(gè)表示該區(qū)域的灌注的圖像。例如，基線的數(shù)據(jù)幀以及隨后的數(shù)據(jù)幀用來(lái)產(chǎn)生表示灌注的一系列數(shù)據(jù)幀，又例 如，數(shù)據(jù)幀被組合起來(lái)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)圖像. 一種組合是數(shù)據(jù)幀的低 通濾波.另一種典型的組合是在破壞之后，形成了一個(gè)運(yùn)動(dòng)得到補(bǔ)償 的造影刑響應(yīng)的最大強(qiáng)度投影圖像.采用在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)得到補(bǔ)償 的最大強(qiáng)度投影(MIP)，可以將基線灌注幀之后的幀累積起來(lái)，基線 灌注幀也可以累積在內(nèi)，例如累積從l到20秒的數(shù)據(jù)幀?？梢圆捎萌?何時(shí)期，在一秒鐘或其它時(shí)間內(nèi)獲取的基線楨.可以產(chǎn)生關(guān)于累積起 來(lái)的不同時(shí)期的一系列圖像(例如，從基線到5秒，從基線到10秒…)。
由于幀是隨時(shí)間獲取的，因此運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償可以用來(lái)限制或避免由于 傳感器和/或患者運(yùn)動(dòng)造成的圖像模糊，對(duì)超聲數(shù)據(jù)幀之間的運(yùn)動(dòng)要進(jìn) 行修正，參考幀(例如基線幀)和其它幀之間的空間關(guān)系，或按順序 相鄰的幀之間的空間關(guān)系要得到穩(wěn)定。對(duì)于每個(gè)新的數(shù)據(jù)幀來(lái)說(shuō)，以 前的或按時(shí)間相鄰而選擇的數(shù)據(jù)楨可以用作參考幀.作為選擇，為了 對(duì)時(shí)間上隔離的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行比較，要采用相同的參考幀.
造影劑信息的空間關(guān)系要進(jìn)行修正?？梢圆捎迷煊皠┬畔?lái)確定 運(yùn)動(dòng)的情況.在其他實(shí)施方案中，B-模式或組織信息用來(lái)修正對(duì)造影 劑信息所采取的運(yùn)動(dòng)，在聲疇(acoustic domain)、笛卡爾區(qū)域 或任何其它坐標(biāo)空間中獲取穩(wěn)定。
對(duì)運(yùn)動(dòng)要進(jìn)行跟蹤.把來(lái)自一個(gè)數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)與其它數(shù)據(jù)幀中的 不同區(qū)域聯(lián)系起來(lái)，找出最佳或充分的匹配關(guān)系.可以根據(jù)相關(guān)性、 交叉相關(guān)性、絕對(duì)差別的最小和、或者其它功能來(lái)表示兩個(gè)數(shù)據(jù)幀之 間的相似程度.在搜索模式中，可以通過(guò)按另一數(shù)據(jù)幀的相對(duì)關(guān)系、 重新配置一個(gè)數(shù)據(jù)幀的位置，而決定各種相對(duì)位置的匹配或相似程度， 可以采用任何搜索模式，例如以過(guò)去的運(yùn)動(dòng)、行程和細(xì)微的搜索系列 為基礎(chǔ)的搜索，或以典型運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)的搜索.與最佳相似性有關(guān)的位 置，可以顯示各個(gè)數(shù)據(jù)幀之間的運(yùn)動(dòng).
可以對(duì)總體的或局部的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行修正，對(duì)于總體運(yùn)動(dòng)，要采用整 個(gè)數(shù)據(jù)楨。作為選擇，可以將所關(guān)注的區(qū)域，例如大約占總面積或總 體積l/3的區(qū)域，用于對(duì)比?？梢詫?duì)所搜索的區(qū)域進(jìn)行限制，例如只 在一個(gè)特殊范圍內(nèi)進(jìn)行搜索。對(duì)于局部運(yùn)動(dòng)，可以對(duì)多個(gè)區(qū)域分別跟 蹤。最后的運(yùn)動(dòng)可以隨每個(gè)子區(qū)域的運(yùn)動(dòng)變化而確定，例如通過(guò)求平 均值，可以確定一個(gè)相對(duì)的平行移動(dòng)和/或一個(gè)沿著一維或多維數(shù)的旋 轉(zhuǎn)，從而對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行修正.在一維或多維數(shù)中來(lái)確定運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)可以 只是橫向的，在兩維圖像的平面中運(yùn)動(dòng)，或者是沿著三維掃描的三個(gè) 軸進(jìn)行運(yùn)動(dòng).也可以選擇確定沿著更多的軸進(jìn)行一定數(shù)量的旋轉(zhuǎn)。
確定了相對(duì)運(yùn)動(dòng)以后，就可以重新分配排列的空間位置。每個(gè)數(shù) 據(jù)幀的空間位置，可以根據(jù)相應(yīng)的作為參考的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行重新分配。 隨著跟蹤情況的變化，重新排列超聲數(shù)據(jù)幀的空間位置?？梢赃M(jìn)行硬 性的或非硬性的修正。對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行修正，可以消除或減少與傳感器運(yùn) 動(dòng)、患者運(yùn)動(dòng)或器官運(yùn)動(dòng)相關(guān)的運(yùn)動(dòng)。作為一種選擇，也可以不進(jìn)行 排列。任何由于運(yùn)動(dòng)而造成的空間偏移，可以作為運(yùn)動(dòng)的需要而進(jìn)行 計(jì)算。
對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行修正之后，產(chǎn)生MIP圖像.對(duì)于最大強(qiáng)度投影，應(yīng)選 擇貫穿整個(gè)系列的最大值.對(duì)于所考慮區(qū)域的每個(gè)空間位置，確定來(lái) 自空間排列的超聲數(shù)據(jù)幀的最大值，并將其用于圖像。在一個(gè)實(shí)施方 案中，只有一個(gè)來(lái)自該系列的超聲數(shù)據(jù)幀的子集用在組合中。例如，
隨運(yùn)動(dòng)的變化而選擇數(shù)據(jù)幀。在組合中不采用與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的閾值量有 關(guān)的幀.而選擇并采用當(dāng)傳感器在集成期間(即20秒鐘)處于固有視 野時(shí)的數(shù)據(jù)幀.
對(duì)每幀之間的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行修正可以減少圖像模糊。但是，某些形式 的運(yùn)動(dòng)，例如平面之外的運(yùn)動(dòng)可以不進(jìn)行修正.可能仍然有一些圖像 模糊。要進(jìn)一步減少組合中隨著時(shí)間存在的模糊不清或圖像假象，可 以根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀選擇。在組合中不采用與實(shí)質(zhì)性運(yùn)動(dòng)有關(guān) 的幀，可以使模糊不清的現(xiàn)象減少。幀選擇確定是否將下一幀的信息 結(jié)合到處理中。根據(jù)幀之間的相似性、運(yùn)動(dòng)位移參數(shù)、或其它特征， 對(duì)幀進(jìn)行選擇。
美國(guó)公開(kāi)申請(qǐng)No. 2008-0214934(序列號(hào)No. 11/713,209(代 理人參考No.2006 P26506US))(其公開(kāi)內(nèi)容以引用的方式結(jié)合 于此)描述了最大強(qiáng)度投影以及對(duì)要包括在最大強(qiáng)度投影圖像中的幀 進(jìn)行選擇的實(shí)施方案。在集成、最大強(qiáng)度投影、或其它組合中，可以 采用相同的或不同的選擇準(zhǔn)則.未被選中的超聲數(shù)據(jù)幀不用于確定顯 示值或圖像。最大強(qiáng)度投影、運(yùn)動(dòng)修正和/或數(shù)據(jù)幀的選擇的其它實(shí)施 方案，在美國(guó)公開(kāi)申請(qǐng)No.11/805,151 (序列號(hào)No._ (代理
19人參考No.2007P06221US))中公開(kāi)，其公開(kāi)內(nèi)容以引用的方式結(jié) 合于此，
選擇之后，數(shù)據(jù)幀用于最大強(qiáng)度投影。所生成的圖像表示貫穿整 個(gè)系列的每個(gè)空間位置的造影刑響應(yīng)的最大值.MIP圖像可以和B-模 式信息的一個(gè)參考楨結(jié)合起來(lái)顯示，也可以單獨(dú)顯示。
動(dòng)作40中指出了與不完全破壞有關(guān)的位置.在一個(gè)單獨(dú)的圖像 中指示這些位置，作為選擇，這些位置也可以在MIP或其它圖像中加 亮。相應(yīng)空間位置的顯示值通過(guò)不完全破壞的二元測(cè)定來(lái)調(diào)整或加權(quán). 作為選擇，這些位置在對(duì)接收到的回波做出響應(yīng)的圖像中，也可以用 不同于其它顏色的一種顏色(例如紅色)來(lái)顯示.根據(jù)測(cè)定，選擇一 種顏色或其它圖形.對(duì)于具有造影刑不完全破壞的空間位置，采用不 同于其它位置的一種不同的顏色或圖形.
可以在結(jié)合之前或之后進(jìn)行加亮.例如，要對(duì)每個(gè)空間位置確定 造影刑響應(yīng)的最大強(qiáng)度投影(MIP).造影刑用較深的顏色編碼.造影 劑不完全破壞的位置用亮色編碼.將編碼信息結(jié)合起來(lái).又例如，將 造影劑信息結(jié)合起來(lái).然后對(duì)其結(jié)果進(jìn)行編碼.
其它信息可以用不同的方式編碼或相對(duì)調(diào)整為加亮或不加亮。例 如，圖像在相應(yīng)調(diào)整后，為熱噪聲和組織信號(hào)的非線性響應(yīng)，加強(qiáng)了 與造影刑不完全破壞有關(guān)的造影刑響應(yīng).顏色編碼突出了不同的區(qū)域. 例如，綠色表示飽和及組織泄漏的區(qū)域。這些位置具有基線灌注區(qū)域 中的信號(hào)，以及在基礎(chǔ)的B-模式圖像的低通濾波形式中的大信號(hào)水平. 藍(lán)色表示B-模式不是很大的區(qū)域，而且在基線灌注區(qū)域的信息是可見(jiàn) 的，代表造影劑的不完全破壞.
有一些藍(lán)色可能表示非常迅速被灌注的區(qū)域。上述區(qū)分快速灌注 區(qū)域和不完全破壞區(qū)域的技術(shù)，使這些區(qū)域被著色或者用其它不同的 方式來(lái)表示.例如，采用只顯示未破壞造影刑的顏色編碼.組織泄漏 或飽和的區(qū)域被涂黑或用一個(gè)噪聲水平來(lái)代替。組織泄漏或飽和信號(hào) 可以改為保留但不著色(例如，顯示為各種灰色層次的值).來(lái)自快 速流入的響應(yīng)可以不進(jìn)行檢測(cè)，但也可以加以識(shí)別.來(lái)自快速流入的 信號(hào)可以根據(jù)造影刑的響應(yīng)進(jìn)行編碼(灌注編碼)，但是不象未破壞 造影刑那樣加亮，作為選擇，也可以用一種不同的編碼(例如不同的 顏色)顯示來(lái)自快速流入的響應(yīng)。當(dāng)造影刑灌入一個(gè)區(qū)域時(shí)，在MIP圖像中顯示與造影劑有關(guān)的位 置。也可以顯示血管區(qū)域、被灌注的造影劑、組織泄漏、飽和、熱噪 聲、以及未破壞造影刑.圖3表示一個(gè)MIP圖像50,區(qū)域52代表灌 注位置。區(qū)域52將被診斷為是不是癌癥。灌注速度可以顯示血管分布。 血管分布可以幫助醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行診斷，在一個(gè)特定時(shí)期之后的該區(qū)域 的大小、該區(qū)域的形狀、或其它特征也可以有助于診斷。
未破壞造影刑可能干擾診斷.上方區(qū)域54代表不完全破壞.長(zhǎng) 方形上方區(qū)域56代表組織泄漏或飽和。下方小區(qū)域58代表與快速流 入有關(guān)的一個(gè)粗血管.在一個(gè)實(shí)施方案中，不完全破壞位置包括區(qū)域 54、 56、 58.這些區(qū)域以顏色編碼，或用其它方式加亮.在另一個(gè)實(shí) 施方案中，組織泄漏或飽和區(qū)域56、快速流入?yún)^(qū)域58，或二者共同被 刪除，也可以用不同的方式編碼.
在動(dòng)作42中，計(jì)算了造影劑響應(yīng)達(dá)到一個(gè)閾值水平的時(shí)間。造 影刑破壞之后，造影劑重新灌注特定區(qū)域.明確從破壞到重新灌注出 現(xiàn)的時(shí)間，可以有助于診斷.可以根據(jù)超過(guò)某一閾值的信號(hào)以及破壞 之后度過(guò)的時(shí)間，來(lái)計(jì)算到達(dá)的時(shí)間.
時(shí)間-峰值可以增加造影劑信息，應(yīng)確定與每個(gè)空間位置有關(guān)的 時(shí)間-峰值?？梢圆捎萌魏我环N功能.在一個(gè)計(jì)算時(shí)間-峰值的示例中， 增加了另一個(gè)閾值.C^p(t)是造影刑圖像C從時(shí)間0，破壞之后立即 開(kāi)始，到當(dāng)前時(shí)間t的最大強(qiáng)度投影(從時(shí)間0到時(shí)間t的最大值)。 C基線u是在時(shí)間0，破壞幀之后立即開(kāi)始的造影劑圖像C. C基線*注= CMIP(0>. C"^是從時(shí)間小于O開(kāi)始、在破壞幀之前立即開(kāi)始的造影 劑圖像C。 C"n表示充分灌注的區(qū)域.由使用者選擇最大強(qiáng)度投影的 獲取間隔.如果選擇一個(gè)不確定的間隔，在時(shí)間-峰值計(jì)算中所用的獲 取間隔就要代以一個(gè)設(shè)定值，例如5秒鐘.
時(shí)間-峰值算法的一個(gè)示例中應(yīng)用了一個(gè)閾值，如下
<formula>formula see original document page 21</formula>下
如果CM^(t)小于或等于閾值，則在間隔t期間，還沒(méi)有 達(dá)到一個(gè)結(jié)果.在一個(gè)示例中，時(shí)間-峰值閾值為50，獲取間隔 為5.該算法用于0-255范圍的顯示。
時(shí)間-峰值算法的另一個(gè)示例是對(duì)最大和基線灌注進(jìn)行修正，如 如果
Cmip(七)一C基線灌注一timeToPeakScaleFactor C 大《注> timeToPeakThreshold
如果CMW(t)小于或等于閾值，則在間隔t期間，還沒(méi)有達(dá)到
結(jié)果.由于時(shí)間-峰值比例因數(shù)=0.8，在峰值公布之前，采用了最 大灌注的80*.在一個(gè)示例中，時(shí)間-峰值比例因數(shù)被設(shè)置為一個(gè) 較小值，在255中選定為5，以有助于抑制噪聲。
時(shí)間-峰值信息包括每個(gè)空間位置的值.時(shí)間-峰值信息可以被濾
波，例如用二維矩形窗濾波器(boxcar filter)進(jìn)行空間平滑。
舉例來(lái)說(shuō)，可以采用一個(gè)6x6矩形窗濾波器。也可以采用預(yù)定開(kāi)孔數(shù)
量或可調(diào)開(kāi)孔(tap)數(shù)量的其它濾波器.
最大值或?qū)?yīng)圖像值可以采用時(shí)間-峰值信息而增加.例如，以
后到達(dá)的造影刑可以用以后的時(shí)間-峰值信息來(lái)增加亮度。 一個(gè)實(shí)施方
案表示為其中bModeDynmicRange是B-模式信息的動(dòng)態(tài)范圍， MaxMipAugmentationFrom TpkdB是10。又例如，早期到達(dá)的 亮度增加。 一個(gè)實(shí)施方案表示為
g 一C+(255T) 她x^^wg靴"WoWww印A必
如果Tpk> O-
在其它實(shí)施方案中，時(shí)間信息形成一個(gè)單獨(dú)的圖像，或者作為 一個(gè)或多個(gè)值輸出(例如，對(duì)與灌注有關(guān)的位置的統(tǒng)計(jì)值).
與不完全破壞有關(guān)的位置不包括在時(shí)間計(jì)算之內(nèi)。確定來(lái)自未被 破壞的造影刑的面積被加上標(biāo)記，并且排除在時(shí)間-峰值計(jì)算之外.由 于時(shí)間-峰值差不多是立即提供的，所以未被破壞的造影劑可能使時(shí)間 -峰值統(tǒng)計(jì)偏離。
從動(dòng)作32到動(dòng)作26表示一個(gè)反饋回路.該可選反饋可以使使用 者或處理器在動(dòng)作26中對(duì)破壞進(jìn)行控制.例如，對(duì)基線灌注圖像進(jìn)行 監(jiān)控。如果存在重要的未被破壞造影劑的區(qū)域，用較大量的破壞幀重 新啟動(dòng)破壞系列，或者增加發(fā)送功率以清除造影劑，這樣更為有效。 在出現(xiàn)不完全破壞的地方，可以發(fā)送附加破壞脈沖.為了響應(yīng)對(duì)不完 全破壞位置的檢測(cè)，可以發(fā)送附加脈沖.在灌注研究期間，動(dòng)作38、 動(dòng)作40和/或動(dòng)作42執(zhí)行之前或之后，可以激發(fā)附加脈沖.
附加破壞脈沖可以用一般的方式發(fā)送，例如重復(fù)一個(gè)或多個(gè)有破 壞脈沖的掃描.作為選擇或附加的措施，可以在檢測(cè)出的位置發(fā)送對(duì) 破壞造影刑最優(yōu)化的破壞脈沖.例如，使掃描線、焦點(diǎn)深度、孔徑、 或其它脈沖特征適合在不完全破壞的位置更可靠地破壞造影劑。更大 的能量只集中于那些有大量未被破壞造影刑的區(qū)域。
雖然以上已經(jīng)通過(guò)參照各種實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是 應(yīng)該了解，可以進(jìn)行很多變化和修改而不脫離本發(fā)明的范圍。因此本 發(fā)明的意圖是前述詳細(xì)說(shuō)明應(yīng)視作例證而非限制，并且要了解，以下 權(quán)利要求，包括所用等效要求，目的是說(shuō)明本發(fā)明的構(gòu)思和范圍，
2權(quán)利要求
1.用于顯示(40)造影劑破壞效力的方法，該方法包括利用聲能破壞(26)一個(gè)區(qū)域內(nèi)的造影劑；檢測(cè)(32)該區(qū)域內(nèi)造影劑不完全破壞的位置；和顯示(40)該區(qū)域內(nèi)的各個(gè)位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中的破壞(26)包括沿著多 條掃描線中的每一條發(fā)送多個(gè)具有較高功率的笫一聲束，其中，在對(duì) 發(fā)送的響應(yīng)中基本上接收不到聲回波；進(jìn)一步包括沿掃描線發(fā)送(28)具有較小功率的笫二聲束并接收 (28)對(duì)發(fā)送做出響應(yīng)的回波，其中的顯示(40)包括在對(duì)接收到的回波做出響應(yīng)的圖像中，用 不同于其它顏色的一種顏色對(duì)位置加亮.
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)位置的檢測(cè)(32)包 括在與快速灌注有關(guān)的造影刑響應(yīng)和與不完全破壞有關(guān)的造影劑響 應(yīng)之間進(jìn)行區(qū)分(36).
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述區(qū)分(36)包括對(duì) 破壞(26)的發(fā)送和對(duì)檢測(cè)造影刑的發(fā)送進(jìn)行隔行掃描.
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中對(duì)位置的檢測(cè)(32)包括 在熱噪聲、組織信號(hào)的飽和，二者分別或共同與不完全破壞有關(guān)的造 影劑響應(yīng)之間進(jìn)行區(qū)分(34).
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述區(qū)分(34)包括對(duì) 與小于一個(gè)閾值水平的B-模式組織響應(yīng)有關(guān)的位置，以及與超過(guò)該閾 值的B-模式組織響應(yīng)無(wú)關(guān)的位置進(jìn)行識(shí)別，
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述檢測(cè)(32)包括在 破壞(26)之后獲取了一個(gè)基線灌注數(shù)據(jù)幀，并且識(shí)別了來(lái)自超過(guò)噪 聲水平一個(gè)閾值的數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)位置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括 根據(jù)位置的變化而對(duì)附加的破壞脈沖進(jìn)行控制，響應(yīng)對(duì)位置的檢測(cè)，或者二者都包括在內(nèi).
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在所述破壞(26)之后，形成(38)對(duì)造影刑響應(yīng)的最大強(qiáng)度投 影圖像進(jìn)行補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)；其中的顯示(40 )包括在補(bǔ)償最大強(qiáng)度投影圖像中的顯示(40 ).
10. 權(quán)利要求9的方法，其中進(jìn)一步包括計(jì)算(42)從對(duì)不包 括位置的區(qū)域進(jìn)行破壞(26)開(kāi)始到造影劑響應(yīng)達(dá)到一個(gè)閾值的時(shí)間.
11. 在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒介(15)中，其中存儲(chǔ)有表示由 可編程處理器(18, 20)能夠執(zhí)行的用于確定造影劑破壞效力的指 令的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)媒介(15)包括的指令用于獲取(30)破壞脈沖發(fā)送之后的造影劑響應(yīng)的基線數(shù)據(jù)幀； 根據(jù)基線數(shù)據(jù)楨的變化，在熱噪聲、組織信號(hào)的非線性響應(yīng)，分 別或共同與和造影刑不完全破壞有關(guān)的造影劑響應(yīng)之間進(jìn)行區(qū)分 (34).
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的計(jì)算機(jī)可讀媒介(15)，其中所述 指令進(jìn)一步包括產(chǎn)生(38)表示該區(qū)域的灌注的圖像，該圖像在熱噪 聲、組織信號(hào)的飽和，以及分別或共同與不完全破壞有關(guān)的造影刑響 應(yīng)之間的相對(duì)調(diào)整起了作用.
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)可讀媒介(15)，其中，所 述的產(chǎn)生(38)包括產(chǎn)生(38) 了帶有加亮的造影刑不完全破壞位置 的圖像。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的計(jì)算機(jī)可讀媒介(15)，其中所述 區(qū)分(34)包括識(shí)別了由數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)所表示的第一個(gè)位置，第一個(gè) 位置對(duì)應(yīng)于超過(guò)笫一閾值的信噪比，并且識(shí)別了作為第一個(gè)位置的子 集的第二個(gè)位置，第二個(gè)位置對(duì)應(yīng)于低于笫二閣值的B-模式強(qiáng)度.
15. 用于確定造影劑破壞效力的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 發(fā)送波束形成器(12)，可用來(lái)發(fā)送用于造影劑破壞的笫一脈沖，并且可用來(lái)發(fā)送用于以最小破壞對(duì)造影劑進(jìn)行成像的第二脈沖；接收波束形成器(16)，可用來(lái)形成對(duì)第二脈沖做出響應(yīng)的造影 劑信號(hào)；其中第一和第二脈沖的定時(shí)可用來(lái)在與快速灌注有關(guān)的造影劑響應(yīng)和與不完全破壞有關(guān)的造影刑響應(yīng)之間進(jìn)行區(qū)分，
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 控制器(17),隨所述定時(shí)的變化，可控制發(fā)送波束形成器(12); 圖像處理器(18),可用來(lái)產(chǎn)生表示一個(gè)掃描區(qū)域的每個(gè)位置在一個(gè)時(shí)期中的最大強(qiáng)度的數(shù)據(jù)幀；顯示器(22)，可用來(lái)顯示隨數(shù)據(jù)幀變化的圖像，該圖像對(duì)與不 完全破壞有關(guān)的掃描區(qū)域的調(diào)制位置進(jìn)行著色，不對(duì)與快速灌注有關(guān) 的位置進(jìn)行著色，
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述定時(shí)包括第一和 第二脈沖的隔行掃描.
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述隔行掃描包括沿 第一掃描線發(fā)送多個(gè)第一脈沖，然后沿笫一掃描線發(fā)送笫二脈沖，之 后沿第二掃描線發(fā)送多個(gè)笫一脈沖，再沿第二掃描線發(fā)送第二脈沖。
19 .根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括圖像處理器(18 )， 該圖像處理器(18)可用來(lái)從對(duì)隔行掃描做出響應(yīng)的造影劑信號(hào)形成 基線數(shù)據(jù)幀，其中后來(lái)的數(shù)據(jù)幀根據(jù)沒(méi)有隔行掃描的第一脈沖的第二 脈沖的發(fā)送而形成.
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括圖像處理器(18)， 該圖像處理器(18)可用來(lái)將不完全破壞的造影刑響應(yīng)與組織泄漏或 飽和區(qū)分開(kāi)。
全文摘要
確定(32)造影劑的破壞效力。識(shí)別(32)無(wú)效破壞造影劑的位置。來(lái)自未被破壞造影劑的響應(yīng)可以區(qū)分(34，36)于來(lái)自組織飽和的響應(yīng)，或區(qū)分于來(lái)自快速灌注的響應(yīng)。在所獲圖像中可以對(duì)位置加亮(40)，向使用者指出(40)與灌注無(wú)關(guān)的位置。使用者可以根據(jù)灌注而不是造影劑破壞不足做出診斷。
文檔編號(hào)A61B8/13GK101491449SQ20091000611
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月23日
發(fā)明者I·M·古拉卡 申請(qǐng)人:美國(guó)西門(mén)子醫(yī)療解決公司