本申請(qǐng)要求于2014年8月18日提交的題為“Network-Based Ultrasound Imaging System”的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第62/038,602號(hào)的權(quán)利，其內(nèi)容通過引用并入本文。

引用并入

在與如果每個(gè)個(gè)體出版或者專利申請(qǐng)?zhí)貏e地且單獨(dú)地指示以通過引用并入相同的程度上，本說明書中所提到的所有出版物和專利申請(qǐng)通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)總體上涉及超聲成像的領(lǐng)域，并且更特別地涉及基于網(wǎng)絡(luò)的超聲成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在沒有與電離輻射或者M(jìn)RI成像的并發(fā)癥相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)的情況下，超聲成像提供相對(duì)低成本的醫(yī)學(xué)和非醫(yī)學(xué)成像。對(duì)與客戶端服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的改進(jìn)組合的超聲成像技術(shù)的改進(jìn)可以提供針對(duì)超聲成像的使用的附加機(jī)會(huì)以解決成像挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供了一種超聲成像的方法，該方法包括：將未聚焦的三維聲脈沖從數(shù)據(jù)采集設(shè)備的探頭中的換能器陣列的發(fā)送器元件發(fā)送到對(duì)象中；利用換能器陣列的多個(gè)接收器元件來接收未聚焦的三維聲脈沖的回波；將來自多個(gè)接收器元件中的每個(gè)接收器元件的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字樣本集的完全數(shù)據(jù)集，其中完全數(shù)據(jù)集包括來自所有接收器元件的數(shù)字樣本集；將數(shù)字樣本集的子集電子地傳送到遠(yuǎn)程服務(wù)器，其中子集包括比完全數(shù)據(jù)集更少的數(shù)字樣本；對(duì)遠(yuǎn)程服務(wù)器中的數(shù)字樣本的子集進(jìn)行波束成形以產(chǎn)生一系列二維圖像幀；以及將由一系列二維圖像幀組成的視頻流從遠(yuǎn)程服務(wù)器傳送到顯示設(shè)備。

在一些實(shí)施例中，方法還包括：響應(yīng)于控制信號(hào)，將完全數(shù)據(jù)集從數(shù)據(jù)采集設(shè)備傳送到遠(yuǎn)程服務(wù)器并且將完全數(shù)據(jù)集存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程服務(wù)器處。

在另一實(shí)施例中，方法還包括：通過標(biāo)識(shí)與從數(shù)字樣本集的完全數(shù)據(jù)集之間所選擇的成像窗口相關(guān)聯(lián)的數(shù)字樣本，確定在數(shù)字樣本的子集中包括的數(shù)字樣本。

在一些實(shí)施例中，顯示設(shè)備被物理地附接到數(shù)據(jù)采集設(shè)備。在其他實(shí)施例中，顯示設(shè)備未被物理地附接到數(shù)據(jù)采集設(shè)備。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，顯示設(shè)備是移動(dòng)設(shè)備。

在一些實(shí)施例中，方法還包括：通過僅選擇對(duì)應(yīng)于小于從探頭所發(fā)送的所有聲脈沖的數(shù)據(jù)樣本，選擇在數(shù)字樣本的子集中包括的數(shù)字樣本。

在一個(gè)實(shí)施例中，方法還包括：通過僅選擇對(duì)應(yīng)于小于陣列的所有接收元件的數(shù)據(jù)樣本，選擇在數(shù)字樣本的子集中包括的數(shù)字樣本。

在其他實(shí)施例中，方法還包括：通過僅選擇對(duì)應(yīng)于小于陣列的所有接收孔徑的數(shù)據(jù)樣本，選擇在數(shù)字樣本的子集中包括的數(shù)字樣本。

提供了一種基于網(wǎng)絡(luò)的成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其包括外殼，該外殼包含發(fā)送控制電子裝置，該發(fā)送控制電子裝置被配置為發(fā)送來自第一多個(gè)換能器元件的超聲信號(hào)；接收器電子裝置，其被配置為接收所發(fā)送的超聲信號(hào)的回波，接收器電子裝置還被配置為將接收到的回波數(shù)字化并且存儲(chǔ)為物理地定位在數(shù)據(jù)采集設(shè)備的共同外殼內(nèi)的第一存儲(chǔ)器設(shè)備中的完全數(shù)據(jù)集；以及通信電子裝置，其被配置為傳遞完全數(shù)據(jù)集。系統(tǒng)還包括：遠(yuǎn)程服務(wù)器設(shè)備，其包括服務(wù)器通信電子裝置，其被配置為接收由數(shù)據(jù)采集設(shè)備的通信電子裝置傳遞的數(shù)字化回波；波束成形軟件，其由遠(yuǎn)程服務(wù)器設(shè)備執(zhí)行并且被配置為將接收到的數(shù)字化回波轉(zhuǎn)換成連續(xù)的圖像幀的視頻流；視頻流軟件，其由遠(yuǎn)程服務(wù)器設(shè)備執(zhí)行并且被配置為使視頻流傳輸?shù)斤@示設(shè)備。

在一些實(shí)施例中，顯示設(shè)備還包括：用戶接口元件，其由顯示設(shè)備執(zhí)行并且被配置為接收用戶輸入以控制一個(gè)或多個(gè)波束成形或者視頻流傳輸參數(shù)，并且進(jìn)一步被配置為將用戶輸入傳送到遠(yuǎn)程服務(wù)器設(shè)備處的波束成形軟件，用戶接口軟件還包括：用戶輸入控制，其被配置為將完全數(shù)據(jù)集傳送到遠(yuǎn)程服務(wù)器；以及視頻顯示軟件，其由顯示設(shè)備執(zhí)行并且被配置為從遠(yuǎn)程服務(wù)器設(shè)備接收視頻流并且顯示視頻流。

在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括與遠(yuǎn)程服務(wù)器設(shè)備通信的多個(gè)數(shù)據(jù)采集設(shè)備。

提供了一種采集表示目標(biāo)對(duì)象的體積數(shù)據(jù)的方法，該方法包括：將未聚焦的三維聲脈沖從采集的探頭中的換能器陣列的發(fā)送器元件發(fā)送到目標(biāo)對(duì)象中；利用換能器陣列的多個(gè)接收器元件來接收未聚焦的三維聲脈沖的回波；將來自多個(gè)接收器元件中中的每個(gè)接收器元件的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字樣本集的完全數(shù)據(jù)集，其中完全數(shù)據(jù)集包括來自所有接收器元件的數(shù)字樣本集；將數(shù)字樣本集的子集電子地傳送到遠(yuǎn)程服務(wù)器，其中子集包括比完全數(shù)據(jù)集更少的數(shù)字樣本；對(duì)遠(yuǎn)程服務(wù)器中的數(shù)字樣本的子集進(jìn)行波束成形以產(chǎn)生一系列二維圖像幀；以及將由一系列二維圖像幀組成的視頻流從遠(yuǎn)程服務(wù)器傳送到移動(dòng)顯示設(shè)備。

在一些實(shí)施例中，方法還包括：響應(yīng)于控制信號(hào)，將完全數(shù)據(jù)集采集傳送到遠(yuǎn)程服務(wù)器并且將完全數(shù)據(jù)集存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程服務(wù)器處。

還提供了一種超聲成像的方法，包括：將多個(gè)未聚焦的三維聲脈沖從探頭中的換能器陣列的多個(gè)發(fā)送器元件發(fā)送到三維目標(biāo)體積中；利用換能器陣列的多個(gè)接收器元件來接收未聚焦的三維聲脈沖的回波；將來自多個(gè)接收器元件中的每個(gè)接收器元件的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字樣本集的完全數(shù)據(jù)集，其中完全數(shù)據(jù)集包括來自所有接收器元件的數(shù)字樣本集；選擇與三維目標(biāo)體積相交的二維平面；標(biāo)識(shí)與所選擇的二維平面相交的三維體素；標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)于所選擇的二維平面的數(shù)據(jù)樣本的子集；在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上僅將數(shù)據(jù)樣本的子集傳遞到遠(yuǎn)程服務(wù)器；從遠(yuǎn)程服務(wù)器接收表示所接收的二維平面的二維圖像的視頻流；以及將視頻流顯示在鄰近探頭的顯示設(shè)備上。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括：響應(yīng)于用戶命令，將完全數(shù)據(jù)集傳遞到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。

附圖說明

圖1是圖示用于對(duì)來自從三維體積所獲得的原始回波數(shù)據(jù)的二維圖像平面進(jìn)行直接地波束成形的示例過程的過程流程圖。

圖2是用于對(duì)三維體積進(jìn)行成像的多個(gè)孔徑成像系統(tǒng)的示意性透視圖。

圖3是用于對(duì)三維體積內(nèi)的二維平面進(jìn)行成像的多個(gè)孔徑成像系統(tǒng)的示意性透視圖。

圖4是包含原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的成像系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖。

圖5是基于網(wǎng)絡(luò)的成像系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖。

圖6是基于網(wǎng)絡(luò)的成像系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖。

圖7是圖示基于網(wǎng)絡(luò)的成像過程的示例實(shí)施例的過程流程圖。

圖8是基于網(wǎng)絡(luò)的成像系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖。

圖9是圖示基于網(wǎng)絡(luò)的成像過程的示例實(shí)施例的過程流程圖。

具體實(shí)施方式

介紹和定義

雖然在此參考各種解剖結(jié)構(gòu)的超聲成像描述了各個(gè)實(shí)施例，但是將理解到，本文所示出和所描述的許多方法和設(shè)備還可以被使用在其他應(yīng)用(諸如成像和評(píng)價(jià)非解剖結(jié)構(gòu)和對(duì)象)中。例如，本文所描述的探頭、系統(tǒng)和方法可以被使用在各種機(jī)械對(duì)象、結(jié)構(gòu)對(duì)象或材料(諸如焊接、管線、橫梁、板材、壓力容器、分層結(jié)構(gòu)等)的非破壞性測試、檢查或者評(píng)價(jià)中。以下各個(gè)實(shí)施例包括用于使用被配置為存儲(chǔ)原始的未波束成形的超聲數(shù)據(jù)以用于后續(xù)的波束成形和處理成圖像數(shù)據(jù)中的超聲成像系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。這樣的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)使用超聲成像系統(tǒng)的許多獨(dú)特的方法。

雖然在此參考到待成像的介質(zhì)中的超聲脈沖的發(fā)送和所發(fā)送的超聲脈沖的接收來描述示例。然而，技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文所描述的許多技術(shù)和系統(tǒng)可以同樣地適用于其他形式的能量的發(fā)送和接收(諸如包括射頻信號(hào)的電磁輻射、微波信號(hào)、X射線或者電磁頻譜的任何其他部分)。

如本文所使用的，術(shù)語“超聲換能器”和“換能器”可以攜帶如由超聲成像技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的其普通意義，并且可以非限制性地指代能夠?qū)㈦姎庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為超聲波信號(hào)和/或反之亦然的任何單個(gè)部件。例如，在一些實(shí)施例中，超聲換能器可以包括壓電設(shè)備。在一些其他實(shí)施例中，超聲換能器可以包括電容式微機(jī)械超聲換能器(CMUT)或者任何其他電聲換能器設(shè)備。在一些實(shí)施例中，換能器可以包括針對(duì)其他能量形式(諸如電磁輻射)的換能的部件。

換能器常常被配置在多個(gè)個(gè)體換能器元件的陣列中。如本文所使用的，術(shù)語“換能器陣列”或者“陣列”通常指代安裝到共同襯板的換能器元件的集合。這樣的陣列可以具有一維(1D)、二維(2D)、1.X維(1.XD)或者三維(3D)。還可以使用如由本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的其他維的陣列。還可以使用環(huán)形陣列(諸如同心圓陣列和橢圓陣列)。換能器陣列的元件可以是陣列的最小分立地功能部件。例如，在壓電換能器元件的陣列的情況下，每個(gè)元件可以是單個(gè)壓電晶體或者壓電晶體的單個(gè)機(jī)加工區(qū)段。

如本文所使用的，術(shù)語“發(fā)送元件”和“接收元件”可以攜帶如由超聲成像技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的其普通意義。術(shù)語“發(fā)送元件”可以非限制性地指代至少暫時(shí)地執(zhí)行在其中電氣信號(hào)被轉(zhuǎn)換為超聲信號(hào)的發(fā)送功能的超聲換能器元件。類似地，術(shù)語“接收元件”可以非限制性地指代至少暫時(shí)地執(zhí)行在其中撞擊在元件上的超聲信號(hào)被轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)的接收功能的超聲換能器元件。將超聲傳輸?shù)浇橘|(zhì)中在此還可以被稱為“聲穿透”。反射超聲波的對(duì)象或者結(jié)構(gòu)可以被稱為“反射器”或者“散射器”。

如本文所使用的，術(shù)語“孔徑”可以指代可以發(fā)送和/或接收超聲信號(hào)所通過的概念“開口”。在實(shí)際實(shí)踐中，孔徑簡單地是單個(gè)換能器元件或者一組換能器元件，其通過成像控制電子裝置或者通過波束成形電子裝置或者軟件共同地被管理為共同組。例如，在一些實(shí)施例中，孔徑可以是可以與鄰近的孔徑的元件物理地分離的物理元件分組。然而，鄰近的孔徑不必需要物理地分離。

應(yīng)當(dāng)注意，術(shù)語“接收孔徑”、“聲穿透孔徑”和/或“發(fā)送孔徑”在此被用于意指個(gè)體元件、陣列內(nèi)的一組元件或者甚至共同外殼內(nèi)的整個(gè)陣列或者多個(gè)分離的陣列的元件組，其從期望的物理視角或者孔徑執(zhí)行期望的發(fā)送或接收功能。在一些實(shí)施例中，這樣的發(fā)送和接收孔徑可以被創(chuàng)建為具有專用功能性的物理地分離的部件。在其他實(shí)施例中，可以根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)地電子地定義任何數(shù)目的發(fā)送和/或接收孔徑。在其他實(shí)施例中，多個(gè)孔徑超聲成像系統(tǒng)可以使用專用功能和動(dòng)態(tài)功能孔徑的組合。

如本文所使用的，術(shù)語“總孔徑”指代所有成像孔徑的總累計(jì)大小。換句話說，術(shù)語“總孔徑”指代由被用于特定成像周期的發(fā)送和/或接收元件的任何組合的最遠(yuǎn)的換能器元件之間的最大距離所定義的一個(gè)或多個(gè)尺寸。因此，總孔徑由被指定為針對(duì)特定周期的發(fā)送或接收孔徑的任何數(shù)目的子孔徑組成。在單孔徑成像布置的情況下，總孔徑、子孔徑、發(fā)送孔徑和接收孔徑將全部具有相同的尺寸。在多陣列探頭的情況下，總孔徑的尺寸可以包括所有陣列的尺寸之和。

如本文所使用的，術(shù)語“聲脈沖周期”可以指代以從發(fā)送孔徑被發(fā)送的聲脈沖信號(hào)并且由接收器換能器元件接收的該聲脈沖的回波而開始的周期。在一些情況下，來自兩個(gè)或兩個(gè)以上聲脈沖的回波可以組合以形成單個(gè)圖像幀，并且多個(gè)幀可以按順序被顯示以形成視頻。因此，“圖像周期”可以包含來自多個(gè)聲脈沖周期的回波。在其他情況下，單個(gè)聲脈沖周期可以對(duì)應(yīng)于單個(gè)圖像周期。

在一些實(shí)施例中，兩個(gè)孔徑可以相互相鄰被定位在連續(xù)的陣列上。然而，在其他實(shí)施例中，兩個(gè)孔徑可以相互重疊在連續(xù)的陣列上，使得至少一個(gè)元件用作兩個(gè)分離的孔徑的一部分?？梢砸葬槍?duì)特定應(yīng)用所需要的任何方式動(dòng)態(tài)地定義元件的位置、功能、數(shù)目和孔徑的物理大小。對(duì)針對(duì)特定應(yīng)用的這些參數(shù)的約束將在下文中討論和/或?qū)τ诩夹g(shù)人員而言將是清楚的。

本文所描述的元件和陣列還可以是多功能的。也即，將換能器元件或者陣列指定為一個(gè)實(shí)例中的發(fā)送器并不排除其立即重新指定為下一實(shí)例中的接收器。此外，本文中的控制系統(tǒng)的實(shí)施例包括用于基于用戶輸入、預(yù)設(shè)掃描或者分辨率準(zhǔn)則或者其他自動(dòng)確定的準(zhǔn)則來電子地做出這樣的指定的能力。

如本文所使用的，術(shù)語“點(diǎn)源發(fā)送”或者“聲脈沖”可以指代將所發(fā)送的超聲能量從單個(gè)空間位置引入到介質(zhì)中。這可以使用單個(gè)超聲換能器元件或者一起發(fā)送為單個(gè)發(fā)送孔徑的相鄰換能器元件的組合而完成。來自點(diǎn)源發(fā)送孔徑的單個(gè)傳輸接近一致的球形波前或者在對(duì)2D切片進(jìn)行成像的情況下2D切片內(nèi)的一致的圓形波前。在一些情況下，來自點(diǎn)源發(fā)送孔徑的圓形或者球形波前的單個(gè)發(fā)送在此可以被稱為“聲脈沖”或“點(diǎn)源脈沖”。

如本文所使用的，短語“像素分辨率”指代圖像中的像素的數(shù)目的度量，并且可以利用兩個(gè)正整數(shù)表達(dá)，第一個(gè)正整數(shù)指代像素列數(shù)(圖像寬度)并且第二個(gè)正整數(shù)指代像素行數(shù)(圖像高度)。備選地，像素分辨率可以以像素的總數(shù)(例如，行數(shù)和列數(shù)的積)、像素束每單位長度或像素?cái)?shù)每單位面積。如本文所使用的“像素分辨率”與指代圖像中可見的細(xì)節(jié)水平的術(shù)語“分辨率”的其他使用不同。例如，“橫向分辨率”可以獨(dú)立于這樣的平面的圖像可以如何被表示為由像素組成的數(shù)字圖像，指代可以沿著超聲圖像平面中的水平軸識(shí)別的細(xì)節(jié)水平。

基于聲脈沖的超聲成像

在各個(gè)實(shí)施例中，點(diǎn)源傳輸超聲成像(另外被稱為基于聲脈沖的超聲成像)提供超過傳統(tǒng)的基于掃描線的成像的多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。點(diǎn)源傳輸在其空間特點(diǎn)方面與“相控陣列發(fā)送”不同，相控陣列發(fā)送將能量聚焦在與沿著定向的掃描線的換能器元件陣列的特定方向上。未聚焦的點(diǎn)源脈沖(聲脈沖)可以被發(fā)送以便利用未聚焦的波前聲穿透盡可能寬的區(qū)域。

在一些情況下，未聚焦的“圓形”波前可以被發(fā)送到單個(gè)圖像平面或者“掃描平面”中?？梢酝ㄟ^提供換能器元件與待成像的對(duì)象之間的透鏡材料實(shí)現(xiàn)這樣的二維聚焦。聚集到單個(gè)平面中的聲脈沖可以被稱為二維聲脈沖。

對(duì)于體積成像而言，未聚焦的三維聲脈沖可以被發(fā)送，以形成基本上球形波前，其可以被稱為三維聲脈沖。

所發(fā)送的聲脈沖的回波將從感興趣區(qū)域中的散射器返回，并且可以由探頭的所有接收器元件接收。接收器元件可以被分組成“接收孔徑”，如下面將進(jìn)一步描述的。那些回波信號(hào)可以被過濾、被放大、被數(shù)字化并且被存儲(chǔ)在短期或者長期存儲(chǔ)器中(取決于特定系統(tǒng)的需要或者能力)。

通過假定從點(diǎn)源所發(fā)送的波前在感興趣區(qū)域中是物理地圓形的(針對(duì)2D成像)或者球形的(針對(duì)3D成像)，可以然后根據(jù)接收到的回波重建圖像。實(shí)際上，二維聚焦波前還可以具有與2D圖像平面垂直的尺寸中的一定的穿透力。也即，一些能量可以基本上“泄漏”到垂直于期望的二維成像平面的維度中。

此外，根據(jù)換能材料的獨(dú)特的軸外特性，“圓形”波前可以限于小于換能器的正面前面180度的半圓形或者圓形的一部分。類似地，當(dāng)發(fā)送三維“球形”聲脈沖時(shí)，對(duì)應(yīng)的波前可以具有半球形或者更小的部分球體剖面(例如，“圓錐體”形狀)的形狀，這取決于所使用的(一個(gè)或多個(gè))發(fā)送元件的軸外特性。

根據(jù)接收到的回波形成圖像的過程通常在此被稱為“波束成形”。在基于聲脈沖的成像中，波束成形可以通常包含確定對(duì)應(yīng)于圖像窗口內(nèi)的每個(gè)像素或者體素位置的回波樣本。替換地，波束成形可以包含相反(即確定針對(duì)每個(gè)接收到的回波樣本的像素顯示位置)。由于每個(gè)聲脈沖聲穿透整個(gè)成像區(qū)域，“完整的”(雖然低質(zhì)量)圖像可以利用單個(gè)換能器元件的回波被形成?？梢杂赏ㄟ^單個(gè)接收換能器元件接收到的回波被形成的圖像可以被稱為子圖像。可以通過組合在多個(gè)換能器元件處接收到的回波形成的子圖像來改進(jìn)圖像質(zhì)量。換能器元件可以被分組為“孔徑”，并且來自共同孔徑的元件的子圖像可以被組合以形成圖像層。

可以使用基于軟件或者基于硬件的動(dòng)態(tài)波束成形技術(shù)來執(zhí)行基于聲脈沖的回波的波束成形，其中波束成形器的焦點(diǎn)可以連續(xù)地改變以當(dāng)該特定像素位置被成像時(shí)聚焦在特定像素位置處。這樣的波束成形器可以被用于繪制從光源脈沖接收到的回波的位置。在一些實(shí)施例中，動(dòng)態(tài)波束成形器可以基于從發(fā)送器到個(gè)體接收換能器元件的信號(hào)的往返行程時(shí)間繪制每個(gè)回波信號(hào)的軌跡。

當(dāng)對(duì)所發(fā)送的二維聚焦聲脈沖的回波進(jìn)行波束成形時(shí)，單個(gè)反射器的軌跡將位于沿著具有(一個(gè)或多個(gè))發(fā)送換能器元件的位置處的第一橢圓焦點(diǎn)和接收換能器元件的位置處的第二橢圓焦點(diǎn)的橢圓。雖然數(shù)個(gè)其他可能的反射器位于沿著相同橢圓，但是相同反射器的回波還將由接收孔徑的其他接收換能器元件中的每個(gè)接收換能器元件接收。每個(gè)接收換能器元件的稍微不同的位置意味著每個(gè)接收元件將定義針對(duì)給定反射器的稍微不同的橢圓。累加通過相干地求和針對(duì)共同接收孔徑的所有元件的橢圓造成的結(jié)果將指示針對(duì)反射器的橢圓的相交，從而向顯示表示反射器的像素的點(diǎn)機(jī)型收斂。因此，由任何數(shù)目的接收元件接收到的回波幅度可以被組合成每個(gè)像素值。在其他實(shí)施例中，計(jì)算可以被不同地組織以到達(dá)基本上相同的圖像。

當(dāng)對(duì)所發(fā)送的三維聲脈沖的回波進(jìn)行波束成形時(shí)，可以跟隨基本上相同的過程，但是每個(gè)反射器的可能的軌跡位于具有發(fā)送換能器元件的位置處的第一橢圓焦點(diǎn)和接收換能器元件的位置處的第二橢圓焦點(diǎn)的三維橢圓體上。因此，組合利用多個(gè)接收元件所獲得的特定反射器的印象可以產(chǎn)生多個(gè)橢圓體的三維交點(diǎn)處的體素點(diǎn)。

描述發(fā)送元件和接收元件的相對(duì)三維位置的信息中的誤差可以基本上使圖像質(zhì)量退化。因此，校準(zhǔn)過程可以被用于最小化元件位置信息中的誤差。

各種算法可以被用于組合由分離的接收元件接收到的回波信號(hào)。例如，一些實(shí)施例可以單獨(dú)地處理回波信號(hào)，在沿著其橢圓的所有可能的位置處繪制每個(gè)回波信號(hào)，然后繼續(xù)進(jìn)行下一回波信號(hào)。備選地，每個(gè)像素位置可以被單獨(dú)地處理，在繼續(xù)進(jìn)行下一2D像素或者3D體素位置之前，標(biāo)識(shí)和處理潛在地對(duì)該像素位置有貢獻(xiàn)的所有回波。

可以通過組合由來自從相同或者不同的點(diǎn)源(或者多個(gè)不同的點(diǎn)源)所發(fā)送的一個(gè)或多個(gè)后續(xù)的發(fā)送的聲脈沖的波束成形器所形成的圖像，來進(jìn)一步改進(jìn)圖像質(zhì)量?？梢酝ㄟ^組合由超過一個(gè)接收孔徑所形成的圖像來獲得對(duì)圖像質(zhì)量的改進(jìn)。組合分離地波束成形的圖像、像素或者體素的過程可以在此被稱為“圖像層組合”。組合來自多個(gè)孔徑超聲探頭的多個(gè)分離的孔徑處接收到的回波的圖像可以進(jìn)一步改進(jìn)圖像質(zhì)量。術(shù)語“圖像層組合”可以指代兩個(gè)或兩個(gè)以上重疊的像素值、體素值或者完整圖像(即，像素值和/或體素值陣列)的組合，其中使用不同的發(fā)送的聲脈沖、不同的發(fā)送孔徑、和/或不同的接收孔徑來獲得重疊的值。在通過參考而引用并且并入本文的申請(qǐng)人的在先申請(qǐng)中描述了圖像層組合過程的示例。

在一些實(shí)施例中，基于聲脈沖的多個(gè)孔徑成像可以通過從第一發(fā)送孔徑發(fā)送點(diǎn)源聲脈沖(例如，2D聲脈沖或者3D聲脈沖)并且利用兩個(gè)或兩個(gè)以上接收孔徑的元件接收回波進(jìn)行操作，其中的一個(gè)或多個(gè)可以包括發(fā)送孔徑的一些或所有元件?？梢酝ㄟ^基于回波的聲脈沖傳輸與接收之間的延遲時(shí)間、聲速和發(fā)送換能器元件和接收換能器元件的相對(duì)位置對(duì)散射器的位置進(jìn)行三角測量，來形成圖像。因此，整個(gè)聲穿透區(qū)域的子圖像可以由通過每個(gè)接收元件接收到的每個(gè)發(fā)送的聲脈沖的回波形成。相干地組合來自由被分組為第一接收孔徑的多個(gè)元件接收到的回波的子圖像可以產(chǎn)生參考相交的橢圓上文所描述的改進(jìn)。來自由分組為第二接收孔徑的多個(gè)元件接收到的回波的子圖像還可以相干地相互組合，并且然后第一孔徑圖像和第二孔徑圖像可以相干地或者不相干地組合。

在一些實(shí)施例中，可以通過組合由來自單個(gè)發(fā)送的聲脈沖的兩個(gè)或兩個(gè)以上接收孔徑處接收到的回波形成的圖像來形成單個(gè)時(shí)域幀。在其他實(shí)施例中，可以通過組合由來自兩個(gè)或兩個(gè)以上發(fā)送的聲脈沖的一個(gè)或多個(gè)接收孔徑處接收到的回波形成的圖像來形成單個(gè)時(shí)域幀。在一些這樣的實(shí)施例中，多個(gè)發(fā)送的聲脈沖可以源自不同的發(fā)送孔徑。

通過發(fā)送未被約束到單個(gè)平面的聲脈沖信號(hào)(例如，三維半球形或者近半球形超聲信號(hào))并且利用在垂直于延伸到成像的介質(zhì)中的線的兩個(gè)維度上相互位移的接收元件接收回波，基于相同的聲脈沖的成像技術(shù)可以被應(yīng)用到3D體積數(shù)據(jù)，如在此和申請(qǐng)人的先前申請(qǐng)中所描述的。被配置用于基于聲脈沖的3D體積成像的多個(gè)孔徑超聲探頭可以具有大的總孔徑，其可以基本上比針對(duì)預(yù)期的成像應(yīng)用的任何期望的相干寬度更大。在被公開為US 2012/0095343的申請(qǐng)人的共同未決的美國專利申請(qǐng)13/272,105和美國專利申請(qǐng)14/279,052中示出并且描述了多個(gè)孔徑超聲探頭的示例，其二者通過引用并入本文。

可以使用基本上上文所描述的相同系統(tǒng)和方法采集和存儲(chǔ)3D體積數(shù)據(jù)。通常地，用于3D成像的多個(gè)孔徑探頭可以具有比旨在主要用于2D成像的探頭基本上更多的換能器元件。如此，在基于聲脈沖的成像過程期間用于采集和存儲(chǔ)3D體積數(shù)據(jù)的成像系統(tǒng)可以包括基本上更多的接收信道并且還可以包括更大容量原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)備。利用針對(duì)3D體積成像的探頭所獲得的原始回波數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器設(shè)備中。這樣的體積原始數(shù)據(jù)可以與利用被配置用于2D成像的探頭所獲得的數(shù)據(jù)類似地被結(jié)構(gòu)化，使得可以基于接收其的特定接收元件和生成回波的特定發(fā)送的聲脈沖來區(qū)分回波。

還可以使用被用于基于波束成形2D聲脈沖的回波信號(hào)的那些系統(tǒng)和方法類似的系統(tǒng)和方法執(zhí)行基于波束成形3D聲脈沖的回波數(shù)據(jù)。每個(gè)數(shù)字化樣本值可以表示來自感興趣的聲穿透區(qū)域的散射器。如在2D情況下，每個(gè)接收到的樣本的幅度連同其到達(dá)時(shí)間和發(fā)送換能器和接收換能器的確切的三維位置可以被分析，以定義標(biāo)識(shí)散射器的潛在位置的點(diǎn)的軌跡。在3D情況下，這樣的軌跡是使發(fā)送換能器元件和接收換能器元件的位置作為其焦點(diǎn)的三維橢圓體。發(fā)送換能器元件和接收換能器元件的每個(gè)唯一組合可以定義相同的反射器的分離的視圖。因此，通過組合來自多個(gè)發(fā)送-接收換能器元件組合的信息，每個(gè)反射器的實(shí)際的三維位置可以更準(zhǔn)確地被表示為三維體積中的三維點(diǎn)或者體素。

例如，在一些實(shí)施例中，表示3D體積中的反射器的體素的3D陣列可以通過從所選擇的數(shù)字樣本的評(píng)價(jià)開始而被組裝在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中。所選擇的數(shù)字化樣本值可以被寫到由如上文所描述的對(duì)應(yīng)的橢圓體所指示的每個(gè)體素中。繼續(xù)進(jìn)行同樣對(duì)每個(gè)其他所采集的樣本值這樣做，并且然后組合所有結(jié)果的橢圓體可以產(chǎn)生更精細(xì)的圖像。真實(shí)散射器可以由許多橢圓體的交點(diǎn)指示，然而橢圓體的、未由其他橢圓體加強(qiáng)的部分可以具有低水平的信號(hào)并且可以由濾波器或者其他圖像處理步驟消除或者降低。

在其他實(shí)施例中，可以通過從待產(chǎn)生的最終3D體積表示中的所選擇的體素開始來改變計(jì)算的順序。例如，對(duì)于所選擇的體素而言，可以針對(duì)每個(gè)發(fā)送器/接收器對(duì)標(biāo)識(shí)最近的所存儲(chǔ)的樣本。對(duì)應(yīng)于所選擇的體素的所有樣本(即，具有與體素相交的橢圓體的所有樣本)可以然后被評(píng)價(jià)和被求和(或者被平均)以產(chǎn)生體素的最后表示?？梢酝ㄟ^計(jì)算從發(fā)送器(即，從其聲脈沖信號(hào)被發(fā)送以產(chǎn)生回波樣本的發(fā)送器)的三維位置到所選擇的體素位置的向量距離加上從所選擇的體素位置到在其處樣本被接收的接收器的位置的向量距離，來確定樣本與所選擇的體素的接近度。這樣的線性距離可以與通過將總路徑長度除以通過成像的對(duì)象的聲速造成的時(shí)分樣本值有關(guān)。如果接收到的數(shù)據(jù)樣本基于在其被接收的發(fā)送的聲脈沖之后的時(shí)間被存儲(chǔ)和/或索引，那么對(duì)應(yīng)于特定體素的樣本可以基于如上文所描述的元件位置數(shù)據(jù)和聲速數(shù)據(jù)被標(biāo)識(shí)。使用這樣的方法，對(duì)應(yīng)于所計(jì)算的時(shí)間的樣本可以與所選擇的體素相關(guān)聯(lián)。

在一些實(shí)施例中，最終3D體積表示的體素可以由來自多個(gè)接收元件、來自多個(gè)接收孔徑、來自多個(gè)聲脈沖或者這些的各種組合的組合數(shù)據(jù)組成?，F(xiàn)在將參考任意地所選擇的體素描述示例?？梢詮牡谝话l(fā)送元件發(fā)送第一聲脈沖信號(hào)，并且可以分離地?cái)?shù)字化并且存儲(chǔ)由每個(gè)接收元件接收到的回波(例如，每接收元件每聲脈沖一個(gè)回波串)。第一回波數(shù)據(jù)集可以被標(biāo)識(shí)為表示來自對(duì)應(yīng)于由第一接收孔徑的元件接收到的所選擇的體素的第一聲脈沖的能量。從第一聲脈沖所生成的第二回波數(shù)據(jù)集還可以被標(biāo)識(shí)為對(duì)應(yīng)于由第二接收孔徑的元件接收到的所選擇的體素。

可以然后從第二不同的發(fā)送元件發(fā)送第二聲脈沖信號(hào)。表示來自第二聲脈沖的能量的第三回波數(shù)據(jù)集可以被標(biāo)識(shí)為對(duì)應(yīng)于由第一接收孔徑的元件接收到的所選擇的體素。第二聲脈沖的第四回波數(shù)據(jù)集可以被標(biāo)識(shí)為對(duì)應(yīng)于由第二接收孔徑的元件接收到的所選擇的體素。

如鑒于本公開將清楚的是，由第一接收孔徑的每個(gè)元件接收到的數(shù)據(jù)可以提供成像的體積中的每個(gè)體素的分離的表示。因此，第一數(shù)據(jù)集可以包含表示如由第一接收孔徑的個(gè)體元件接收到的所選擇的體素的多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。第一數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)點(diǎn)可以相干地相互組合以產(chǎn)生所選擇的體素的第一印象。表示來自由第二接收孔徑的元件接收到的第一聲脈沖的信號(hào)的第二數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)點(diǎn)可以相干地相互組合以產(chǎn)生所選擇的體素的第二印象。表示來自由第一接收孔徑的元件接收到的第二聲脈沖的信號(hào)的第三數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)點(diǎn)可以相干地相互組合以產(chǎn)生示例的第三印象。表示來自由第二接收孔徑的元件接收到的第二聲脈沖的信號(hào)的第四數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)點(diǎn)可以相干地相互組合以產(chǎn)生所選擇的體素的第四印象。

所選擇的第一體素印象可以相干地與所選擇的第三體素印象組合以形成所選擇的體素的第一組合的體素印象。由于第一印象和第三印象二者利用相同接收孔徑被獲得，因而其可以在沒有相位抵消的風(fēng)險(xiǎn)的情況下相干地組合(假定第一接收孔徑被調(diào)整大小為小于針對(duì)預(yù)期的成像應(yīng)用的最大相干寬度)。

所選擇的體素的第二印象可以相干地與第四印象組合以形成所選擇的體素的第二組合的體素印象。

在一些實(shí)施例中，在任何其他組合步驟之前，可以執(zhí)行將來自由第一孔徑的元件接收到的第一聲脈沖與來自由相同的第一接收孔徑的相同元件接收到的第二聲脈沖的數(shù)據(jù)相干地組合的步驟。在一些實(shí)施例中，可以在組合由共同接收孔徑的元件接收到的信號(hào)之前或者同時(shí)，執(zhí)行來自由相同接收元件接收到的兩個(gè)分離的聲脈沖的信號(hào)的組合。在一些實(shí)施例中，可以在數(shù)字化接收到的信號(hào)之前電子地(即，通過組合模擬信號(hào))執(zhí)行接收到的信號(hào)的一些相干組合。

第一組合的體素印象可以與第二組合的體素印象組合。如果由第一接收孔徑和第二接收孔徑定義的總孔徑比針對(duì)成像應(yīng)用的總相干寬度更大，那么第一組合的體素印象可以不相干地與第二組合的體素印象組合以獲得所選擇的體素的最后表示。

組合所選擇的體素的印象的這些步驟可以針對(duì)成像的三維體積的每個(gè)體素并行重復(fù)或者執(zhí)行以獲得整個(gè)體積的最終表示。在其他實(shí)施例中，可以以任何其他順序、利用任何數(shù)目的發(fā)送的聲脈沖和利用任何數(shù)目的接收孔徑執(zhí)行步驟。當(dāng)組合來自多個(gè)接收元件、接收孔徑和/或聲脈沖的信號(hào)時(shí)，還可以使用相干和不相干的求和技術(shù)的各種其他組合。

在一些實(shí)施例中，在以上示例過程或者另一過程已經(jīng)被用于形成3D體積的完整表示之后，單個(gè)平面可以被選擇用于通過標(biāo)識(shí)組成所選擇的平面的體素的集合并且將來自那些體素的數(shù)據(jù)顯示在二維顯示器上來進(jìn)行顯示。

在其他實(shí)施例中，所選擇的二維平面可以直接地從體積原始數(shù)據(jù)被波束成形而，不是對(duì)完整的3D體積進(jìn)行波束成形。這可以是期望的，以便降低產(chǎn)生所選擇的平面的圖像所需要的處理的質(zhì)量。

圖1圖示了用于對(duì)來自由基于聲脈沖的多個(gè)孔徑成像系統(tǒng)所獲得的三維數(shù)據(jù)的二維平面進(jìn)行波束成形的過程10的示例實(shí)施例。如在塊12處所示，成像信號(hào)可以被發(fā)送到三維體積中。在塊14處，來自所發(fā)送信號(hào)的信號(hào)可以由成像探頭的接收元件接收。塊16可以包括將由探頭的每個(gè)接收換能器元件接收到的信號(hào)數(shù)字化為元件特定的原始數(shù)據(jù)集(即，對(duì)應(yīng)于每個(gè)接收信道的完整的回波串，如本文中的其他地方所描述的)。在塊18處，可以通過用戶手動(dòng)地或者通過成像設(shè)備或者其他系統(tǒng)自動(dòng)地標(biāo)識(shí)聲穿透的三維體積內(nèi)的二維圖像平面。在塊20處，可以標(biāo)識(shí)與所選擇的圖像平面相交的三維體素。在塊22處，過程可以包括標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)于所標(biāo)識(shí)的體素的、完整的元件特定的原始數(shù)據(jù)集中的每一個(gè)的部分。數(shù)據(jù)集的部分可以包括完整的樣本和/或樣本之間的內(nèi)插的位置?；诎l(fā)送元件和接收元件的已知位置和聲速值(其可以基于超聲頻率和成像的介質(zhì)的組成)，可以執(zhí)行標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)于指定體素的數(shù)據(jù)樣本，如上文所描述的。在塊24處，過程可以通過僅選擇用于波束成形的所標(biāo)識(shí)的樣本進(jìn)行繼續(xù)，以確定所選擇的二維圖像平面的每個(gè)像素的顯示值。

圖2圖示了包括換能器元件陣列和被成像表示為矩形塊的感興趣區(qū)域120(聲穿透區(qū)域的實(shí)際形狀和大小可以取決于正被使用的探頭的細(xì)節(jié))的示例三維多個(gè)孔徑超聲成像探頭陣列100(為了簡單起見，從附圖省略探頭外殼和支持結(jié)構(gòu))的示意性表示。圖2和圖3的探頭陣列100被示出為具有大約兩個(gè)正交軸的曲率，從而利用在至少兩個(gè)維度上彼此間隔的所有元件形成三維陣列。在備選實(shí)施例中，探頭陣列可以是基本上與位于基本上相同二維平面內(nèi)的所有元件平坦的。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，任何其他配置也是可能的。例如，一些元件可以位于共同平面上，同時(shí)其他元件可以相對(duì)于待成像的對(duì)象向內(nèi)或者向外取角。如鑒于本文中的本公開將清楚的是，只要每個(gè)元件的位置對(duì)于期望的精確度和準(zhǔn)確度是已知的，可以使用任何陣列形狀，雖然一些陣列配置可以更優(yōu)化地被配置用于特定成像應(yīng)用。

探頭陣列100被示出有突出的多個(gè)發(fā)送元件T1、T2和Tn。在一些情況下，發(fā)送元件可以專用于僅發(fā)送，而在其他情況下，換能器元件中的任一個(gè)可以暫時(shí)地被指定為用于特定圖像周期或者聲脈沖周期的發(fā)送元件。在一些實(shí)施例中，陣列的任何元素可以暫時(shí)地或者永久地被指定為并且被用作發(fā)送元件。在其他實(shí)施例中，發(fā)送元件可以與接收元件不同地配置和/或可以專有地被用于發(fā)送。發(fā)送元件可以被定位在二維或者三維陣列內(nèi)的任何位置處。

在一些實(shí)施例中，陣列10的一些或全部元件可以被配置為接收發(fā)送的信號(hào)的回波。這樣的接收元件可以分組為多個(gè)接收孔徑，每個(gè)接收孔徑包括如本文所描述的一個(gè)或多個(gè)接收元件。可以在成像被執(zhí)行之前或者之后任何時(shí)間處執(zhí)行將元件分組為接收孔徑。而且，使用所存儲(chǔ)的原始回波數(shù)據(jù)，接收孔徑可以在收集回波數(shù)據(jù)之后被重新定義，如下面更詳細(xì)描述的。

圖2示出了兩個(gè)接收孔徑R1、R2和R3。如所示出的，與R2相比，R1由更多的元件組成。應(yīng)當(dāng)注意，接收孔徑中的每個(gè)接收孔徑可以包括可以在一、二或三個(gè)維度上相互間隔的任何數(shù)目的換能器元件。探頭陣列的元件可以根據(jù)需要被分組為任何數(shù)目的接收孔徑。由于每個(gè)聲脈沖的回波可以由所有或者基本上所有接收元件接收，并且來自由每個(gè)元件接收到的回波的原始回波數(shù)據(jù)可以被數(shù)字化并且被存儲(chǔ)在原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，將接收元件分組為接收孔徑可以在成像之前、在實(shí)況成像期間或者在所存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)的后續(xù)審核期間被建立或者被調(diào)節(jié)，以便優(yōu)化針對(duì)給定成像場景的孔徑的布置。

在一些實(shí)施例中，接收孔徑的大小可以由以下假定限制：聲速對(duì)于從散射器到接收孔徑的每個(gè)元件的每個(gè)路徑相同。在足夠窄的接收孔徑中，該簡化假定是可接受的。然而，隨著接收孔徑寬度增加，到達(dá)拐點(diǎn)(在此被稱為“最大相干孔徑寬度”、“最大相干寬度”或者“相干寬度”)，其中回波返回路徑將不必穿過具有不同聲速的不同類型的組織。當(dāng)該總差異導(dǎo)致接近180度的相位偏移時(shí)，超過最大相干接收孔徑寬度的附加的接收元件將傾向于使圖像退化而不是對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。

因此，為了利用具有比最大相干寬度更大的總孔徑寬度的寬探頭，完全探頭寬度可以物理地或者邏輯地被劃分為多個(gè)孔徑，其中的每一個(gè)可以限于不大于針對(duì)預(yù)期的成像應(yīng)用的最大相干孔徑寬度(即，足夠小以避免接收到的信號(hào)的相位抵消)的最大寬度(例如，圓形直徑、橢圓長軸直徑或者矩形/正方形孔徑的對(duì)角線長度)。最大相干寬度針對(duì)不同的患者并且針對(duì)相同患者上的不同的探頭位置可以是不同的。在一些實(shí)施例中，可以針對(duì)給定成像場景確定折衷寬度。在其他實(shí)施例中，多個(gè)孔徑超聲成像控制系統(tǒng)可以被配置有動(dòng)態(tài)控制機(jī)制，以將多個(gè)孔徑中的可用元件再分為足夠小以避免破壞性相位抵消的組。確定這樣的最大孔徑寬度可以通過順序地評(píng)價(jià)圖像、圖像數(shù)據(jù)或者使用遞增地更大的孔徑所產(chǎn)生的其他數(shù)據(jù)而被實(shí)現(xiàn)，直到相位抵消被檢測到，并且然后通過一個(gè)或多個(gè)孔徑大小增量進(jìn)行備份。

在一些實(shí)施例中，滿足設(shè)計(jì)約束同時(shí)將元件分組為具有比最大相干寬度更小的寬度的孔徑可能是更困難的。例如，如果正被檢查的材料在非常小的區(qū)域上是太不均勻的，則形成足夠小以小于最大相干寬度的孔徑可能是不實(shí)際或者太昂貴的。類似地，如果系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為對(duì)基本上深度處的非常小的目標(biāo)進(jìn)行成像，則可以需要具有比接受的最大相干寬度更大的寬度的孔徑。在這樣的情況下，具有比最大相干寬度更大的寬度的接收孔徑可以通過做出附加的調(diào)整而被調(diào)節(jié)，或者可以做出校正以解釋沿著不同的路徑的聲速中的差異，這允許僅形成非常小、非常深目標(biāo)的區(qū)域被帶到精確的焦點(diǎn)中，同時(shí)其他區(qū)域可以稍微地散焦。此處提供這樣的聲速調(diào)整的一些示例，同時(shí)其他方法也可以是已知的。

由于聲脈沖信號(hào)聲穿透待成像的整個(gè)區(qū)域，經(jīng)由基于三維聲脈沖的成像所獲得的體積回波數(shù)據(jù)是無縫的。相反，從一系列2D平面切片組裝的體積數(shù)據(jù)傾向于要求相鄰的平面切片之間的空間中的圖像數(shù)據(jù)的一定數(shù)量的內(nèi)插。類似地，從一系列掃描線組裝的個(gè)體2D圖像通常要求相鄰的掃描線之間的空間中的圖像數(shù)據(jù)的一定數(shù)量的內(nèi)插。

基于聲脈沖的體積回波數(shù)據(jù)的無縫性質(zhì)意味著在不需要內(nèi)插的情況下，可以對(duì)通過3D體積的任何部分取得的任何任意2D切片進(jìn)行波束成形和顯示。在一些情況下，還可以通過體積數(shù)據(jù)的區(qū)段取得非平面或者曲線切片。這樣的非平面或者曲線路徑切片的結(jié)果可以在二維顯示器上被顯示或者平面化平面圖像或者透視渲染。體積信息還可以經(jīng)由三維顯示(諸如全息顯示或者立體顯示)被呈現(xiàn)。因此，在一些實(shí)施例中，可以從存儲(chǔ)器設(shè)備取回來自體積成像會(huì)話的原始會(huì)話數(shù)據(jù)，體積的一些或全部可以被波束成形和顯示為圖像，可以選擇體積的期望的區(qū)域(由軟件自動(dòng)地或者由操作者手動(dòng)地)，并且所選擇的區(qū)域可以重新波束成形并且被呈現(xiàn)為新圖像。還可以以各種各樣的其他方式使用體積原始回波數(shù)據(jù)，如下面所描述的。

圖3圖示了突出多個(gè)發(fā)送元件T1、T2、T3、T4、T5和元件R3和R4的兩個(gè)接收孔徑組的示意性探頭陣列100。圖3還示出了指示通過由每個(gè)發(fā)送元件T1、T2、T3、T4、T5所發(fā)送的超聲能量行進(jìn)到單個(gè)2D平面150內(nèi)的反射器140的路徑的射線，以及表示通過由反射器140反射并且在接收孔徑R3和R4中的每一個(gè)處接收到的回波行進(jìn)的路徑的虛線射線?？梢钥闯?，雖然發(fā)送元件和接收器元件未全部位于沿著共同平面，但是位于所指示的2D平面150內(nèi)的反射器可以利用來自發(fā)送元件中的每一個(gè)的超聲能量被點(diǎn)亮，并且回波可以由定位在探頭陣列100中的任何其他地方的接收元件被接收。

因此，即使使用體積探頭，也可以針對(duì)來自聲穿透的三維體積的波束成形和顯示器選擇位于沿著單個(gè)二維平面(例如，平面150)的反射器。與利用2D探頭(即，被配置為發(fā)送和接收聚焦在圖像平面內(nèi)的能量的探頭)獲得的相同平面中的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相比，未在圖像平面上的發(fā)送器和接收器的使用使在垂直于圖像平面的維度上小得多的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)成為可能。

如下面將更詳細(xì)地描述的，接收到的回波數(shù)據(jù)的波束成形可以在實(shí)況成像會(huì)話期間實(shí)時(shí)和/或通過取回成像會(huì)話的原始會(huì)話數(shù)據(jù)在稍后的時(shí)間被執(zhí)行。取決于所使用的探頭和特定應(yīng)用的需要，原始回波數(shù)據(jù)集可以被采集并且被存儲(chǔ)用于覆蓋一個(gè)或多個(gè)個(gè)體二維平面的成像會(huì)話或者用于完整的三維體積。

原始回波數(shù)據(jù)

圖4是圖示可以被包括在超聲成像系統(tǒng)200的一些實(shí)施例中的部件的框圖。圖4的示圖包括多個(gè)子系統(tǒng)：發(fā)送控制子系統(tǒng)204、探頭子系統(tǒng)202、接收子系統(tǒng)210、圖像生成子系統(tǒng)230和視頻子系統(tǒng)240。不像大多數(shù)超聲系統(tǒng)，圖4的系統(tǒng)提供存儲(chǔ)器設(shè)備，其被配置為存儲(chǔ)原始的非波束成形的回波數(shù)據(jù)以用于稍后的取回和處理。在一些實(shí)施例中，各種子系統(tǒng)可以物理地并且邏輯地被包含在單個(gè)設(shè)備內(nèi)。在其他實(shí)施例中，子系統(tǒng)中的一些或全部可以被包含在物理地分離的設(shè)備或者系統(tǒng)中，其可以與包含其他子系統(tǒng)中的一些或全部的其他設(shè)備進(jìn)行通信。在被公開為美國專利申請(qǐng)公開第2014/0058266號(hào)的申請(qǐng)人的共同未決的美國專利申請(qǐng)13/971,689中描述了圖4的元件的附加細(xì)節(jié)，其整體內(nèi)容通過引用并入本文。

發(fā)送控制子系統(tǒng)可以通常包括用于確定發(fā)送的超聲脈沖的形狀、定時(shí)、頻率或者其他特性的控制電子裝置。該探頭子系統(tǒng)可以包括任何探頭，其被配置為將超聲能量發(fā)送到待成像的介質(zhì)中并且從介質(zhì)內(nèi)接收所發(fā)送的能量的回波。在一些情況下，發(fā)送功能和接收功能可以被劃分為物理地、電子地和/或邏輯地分離的設(shè)備，并且在一些情況下，除反射的能量之外，接收探頭可以接收直接發(fā)送的能量。在一些情況下，可以省略圖4的成像系統(tǒng)200的一個(gè)或多個(gè)元件。

接收子系統(tǒng)210可以通常包括多個(gè)分離的信道(例如，在一些實(shí)施例中，每接收換能器元件一個(gè)信道)，每個(gè)信道具有模擬前端(AFE)212，其被配置為執(zhí)行各種放大、過濾和來自探頭子系統(tǒng)的接收換能器元件的模擬信號(hào)的其他處理。AFE可以被連接到模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備/系統(tǒng)(ADC)214，其可以被配置為將接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。這樣的數(shù)字信號(hào)可以被存儲(chǔ)在數(shù)字存儲(chǔ)器設(shè)備(諸如原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)備220，如下面所描述的)和/或可選地直接地被發(fā)送250到圖像生成子系統(tǒng)230的元件。

圖像生成子系統(tǒng)230可以包括波束成形器塊232，并且在一些情況下，還可以包括圖像層組合塊234和/或其他處理塊。該圖像生成子系統(tǒng)230可以通常被配置為將從接收子系統(tǒng)210或者原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器220接收到的數(shù)字原始回波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一系列可顯示的圖像。在一些實(shí)施例中，由圖像生成子系統(tǒng)230所產(chǎn)生的可顯示的圖像可以被存儲(chǔ)在圖像緩沖器存儲(chǔ)設(shè)備236中。該視頻/圖像顯示子系統(tǒng)240可以包括諸如視頻處理器塊242的部件，其被配置為將來自圖像生成子系統(tǒng)230的一系列可顯示的圖像轉(zhuǎn)換成可以被顯示在輸出顯示設(shè)備244上的模擬或者數(shù)字視頻流。該視頻/圖像顯示子系統(tǒng)240還可以包括模擬或者數(shù)字存儲(chǔ)器設(shè)備，其被配置為存儲(chǔ)視頻流用于在不同的時(shí)間和/或在不同的位置處顯示。該圖像生成子系統(tǒng)還可以包括視頻存儲(chǔ)器設(shè)備246，其被配置為存儲(chǔ)經(jīng)波束成形和經(jīng)處理的數(shù)字視頻文件。

本文所描述的數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備中的任一個(gè)(諸如原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)備、視頻存儲(chǔ)器設(shè)備、圖像存儲(chǔ)器設(shè)備、數(shù)據(jù)倉庫和其他)可以包括任何數(shù)目的任何適合的非易失性數(shù)字存儲(chǔ)器設(shè)備或者其組合。數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備的示例可以包括硬盤驅(qū)動(dòng)器、固態(tài)硬盤驅(qū)動(dòng)器、閃速存儲(chǔ)器設(shè)備、其他固態(tài)可移除的非易失性存儲(chǔ)設(shè)備(諸如SD卡或者USB閃速存儲(chǔ)器設(shè)備)、光學(xué)存儲(chǔ)設(shè)備(諸如CD、DVD或者藍(lán)光、磁帶或者任何非易失性數(shù)字存儲(chǔ)器設(shè)備)。在一些情況下，模擬存儲(chǔ)設(shè)備還可以被用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

如本文所使用的，短語“回波數(shù)據(jù)”、“原始回波數(shù)據(jù)”和“原始數(shù)據(jù)”可以指代描述在波束成形之前任何水平的處理處的接收到的超聲回波的所存儲(chǔ)的回波信息。在各個(gè)實(shí)施例中，接收到的回波數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)在純模擬回波信號(hào)之間的各階段處以完全地處理數(shù)字圖像或者甚至數(shù)字視頻。例如，可以使用模擬記錄介質(zhì)(諸如模擬磁帶)存儲(chǔ)原始模擬信號(hào)。在稍微地更高水平的處理處，可以在使模擬信號(hào)穿過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器之后立即地存儲(chǔ)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。可以對(duì)數(shù)字化回波數(shù)據(jù)執(zhí)行進(jìn)一步的增量處理(諸如帶通濾波、內(nèi)插、下采樣、上采樣、其他濾波等)，并且“原始”輸出數(shù)據(jù)可以在這樣的附加濾波或者處理步驟之后被存儲(chǔ)。這樣的原始數(shù)據(jù)可以然后被波束成形以確定針對(duì)每個(gè)接收到的回波的像素位置，從而形成圖像。個(gè)體靜止圖像可以被組合為幀以形成運(yùn)動(dòng)視頻。在本文所描述的系統(tǒng)和方法的一些實(shí)施例中，在執(zhí)行非常少的處理之后(例如，在數(shù)字回波數(shù)據(jù)的一些過濾和調(diào)節(jié)之后)但是在執(zhí)行任何波束成形或者圖像處理之前，存儲(chǔ)數(shù)字化的原始回波數(shù)據(jù)可以是期望的。

雖然術(shù)語“回波數(shù)據(jù)”通常在此被用于指代由接收元件接收到的數(shù)據(jù)，但是術(shù)語“回波數(shù)據(jù)”還旨在包括通過在不必被反射的情況下數(shù)字化起因于超聲的直接傳輸?shù)慕邮盏降男盘?hào)或者其他發(fā)送的能量信號(hào)而生成的數(shù)據(jù)。因此，短語“回波數(shù)據(jù)”可以通常具有與“接收數(shù)據(jù)”相同的意義。

除了接收到的回波數(shù)據(jù)之外，存儲(chǔ)關(guān)于生成特定回波數(shù)據(jù)集的一個(gè)或多個(gè)發(fā)送的超聲信號(hào)的信息也可以是期望的。例如，當(dāng)利用如上文所描述的基于多個(gè)孔徑聲脈沖的超聲方法成像時(shí)，知道關(guān)于產(chǎn)生特定回波集的發(fā)送的聲脈沖的信息是期望的。這樣的信息可以包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)送元件的標(biāo)識(shí)和/或位置以及頻率、幅度(幅值)、脈沖長度(持續(xù)時(shí)間)、波形(形狀)或者描述發(fā)送的超聲信號(hào)的其他信息。

發(fā)送數(shù)據(jù)可以在此被統(tǒng)稱為“TX數(shù)據(jù)”。在一些實(shí)施例中，這樣的TX數(shù)據(jù)可以被明確地存儲(chǔ)在其中原始回波數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)的相同原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)備中。例如，描述發(fā)送的信號(hào)的TX數(shù)據(jù)可以在由發(fā)送的信號(hào)所生成的原始回波數(shù)據(jù)集之前被存儲(chǔ)為頭部，并且在由發(fā)送的信號(hào)所生成的原始回波數(shù)據(jù)集之后被存儲(chǔ)為尾部。在其他實(shí)施例中，TX數(shù)據(jù)可以明確地被存儲(chǔ)在分離的存儲(chǔ)器設(shè)備中，其對(duì)于執(zhí)行波束成形過程的任何系統(tǒng)(例如，PC、膝上型電腦、平板電腦、移動(dòng)設(shè)備、服務(wù)器、成像設(shè)備或者其他適合地配置的設(shè)備)而言也是可訪問的。在其中明確地存儲(chǔ)發(fā)送數(shù)據(jù)的實(shí)施例中，短語“原始回波數(shù)據(jù)”或者“原始數(shù)據(jù)”還可以包括這樣的明確地存儲(chǔ)的TX數(shù)據(jù)。

還可以隱含地存儲(chǔ)TX數(shù)據(jù)。例如，如果成像系統(tǒng)被配置為以一致或已知的順序發(fā)送一致地定義的超聲信號(hào)(例如，一致的幅度、波形形狀、頻率、脈沖長度等)，那么可以在波束成形過程期間假定這樣的信息。在這樣的情況下，需要與回波數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的僅有信息是(一個(gè)或多個(gè))發(fā)送換能器的位置(或者標(biāo)識(shí))。在一些實(shí)施例中，基于原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的原始回波數(shù)據(jù)的組織，可以隱含地存儲(chǔ)并且提取這樣的信息。

例如，系統(tǒng)可以被配置為跟隨每個(gè)聲脈沖，存儲(chǔ)固定數(shù)目的回波記錄。在這樣的實(shí)施例中，來自第一聲脈沖的回波可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器位置0到“n-1”處(其中“n”是針對(duì)每個(gè)聲脈沖所存儲(chǔ)的記錄的數(shù)目)，并且來自第二聲脈沖的回波可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器位置n到2n-1處。在其他實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)空的或者特殊地編碼的記錄可以被留在回波集之間中。在一些實(shí)施例中，接收到的回波數(shù)據(jù)可以使用各種存儲(chǔ)器交錯(cuò)技術(shù)中的任一個(gè)被存儲(chǔ)，以隱含發(fā)送的聲脈沖與接收到的回波數(shù)據(jù)點(diǎn)(或者一組回波)之間的關(guān)系。一般而言，對(duì)應(yīng)于回波的數(shù)據(jù)的集合或者起因于由單個(gè)接收元件所接收的單個(gè)發(fā)送的聲脈沖的其他信號(hào)可以在此被稱為“回波串”。

“完整的回波串”可以指代起因于由接收元件接收到的單個(gè)聲脈沖的基本上所有數(shù)據(jù)，而“部分串”或者“部分回波串”可以指代由接收元件接收到的單個(gè)聲脈沖的所有回波的子集。

類似地，“完整的數(shù)據(jù)集”可以指代起因于定義的發(fā)送的信號(hào)集的基本上所有原始數(shù)據(jù)(例如，回波或者直接地接收到的信號(hào))。發(fā)送的信號(hào)集可以被定義為可標(biāo)識(shí)的發(fā)送的聲脈沖集、在定義的時(shí)間段內(nèi)所發(fā)送的所有聲脈沖或其他信號(hào)或者其他?！安糠?jǐn)?shù)據(jù)集”可以指代起因于定義的發(fā)送的信號(hào)集的所有原始數(shù)據(jù)的子集。

在一些情況下，完整的回波串或者完整的數(shù)據(jù)集可以包括少于所有理論上可用的數(shù)據(jù)，這是因?yàn)橐恍?shù)據(jù)可以被丟棄為不期望的。例如，表示跟隨聲脈沖的傳輸?shù)那皫酌氲臄?shù)據(jù)可以包含基本上串?dāng)_或者其他噪聲，其可以不有意義地對(duì)期望的數(shù)據(jù)集有貢獻(xiàn)，并且可以因此被忽略。然而，如果其包含起因于發(fā)送的聲脈沖(或者聲脈沖集)的所有期望的數(shù)據(jù)，則所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)集可以仍然被認(rèn)為是“完整的回波串”或者“完整的數(shù)據(jù)集”。可以通過從完整的回波串或者數(shù)據(jù)集選擇記錄的子集來獲得部分回波串或者部分?jǐn)?shù)據(jù)集，以便例如出于更快的數(shù)據(jù)通信或者限制處理資源的目的而限制數(shù)據(jù)集。

類似地，假定以一致的已知采樣率對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，則可以從存儲(chǔ)器中的每個(gè)回波數(shù)據(jù)點(diǎn)的位置推斷該數(shù)據(jù)點(diǎn)被接收的時(shí)間。在一些實(shí)施例中，相同技術(shù)還可以被用于隱含地存儲(chǔ)和組織/解譯來自單個(gè)原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)備中的多個(gè)接收信道的數(shù)據(jù)。

在其他實(shí)施例中，假如取回回波數(shù)據(jù)的系統(tǒng)能夠確定哪些回波信號(hào)對(duì)應(yīng)于哪個(gè)接收換能器元件和哪個(gè)發(fā)送的聲脈沖，被存儲(chǔ)在原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)備220中的原始回波數(shù)據(jù)可以根據(jù)期望物理地或者邏輯地被定位在任何其他結(jié)構(gòu)中。在一些實(shí)施例中，描述每個(gè)接收換能器元件相對(duì)于共同坐標(biāo)系的確切的物理位置的位置數(shù)據(jù)可以連同可以被鏈接到由該相同元件接收到的回波數(shù)據(jù)的信息，被存儲(chǔ)在校準(zhǔn)存儲(chǔ)器設(shè)備238中。類似地，描述每個(gè)發(fā)送換能器元件的精確的物理位置的位置數(shù)據(jù)可以連同可以被鏈接到描述從該發(fā)送元件所發(fā)送的每個(gè)聲脈沖的TX數(shù)據(jù)的信息，被存儲(chǔ)在校準(zhǔn)存儲(chǔ)器設(shè)備238中。

一般而言，描述關(guān)于每個(gè)換能器元件的位置和/或性能信息的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以被物理地定位在由執(zhí)行波束成形操作的設(shè)備電子地可訪問的任何設(shè)備中。例如，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以被定位在探頭設(shè)備自身中、在由到探頭的有線或無線連接所連接的成像系統(tǒng)中、在由成像系統(tǒng)或者由服務(wù)器或者被配置為執(zhí)行波束成形操作的其他計(jì)算設(shè)備可訪問的網(wǎng)絡(luò)訪問數(shù)據(jù)庫中。

在一些實(shí)施例中，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)還可以包括性能信息。性能信息可以包括標(biāo)識(shí)元素的信息，該元素已經(jīng)損壞到其提供未準(zhǔn)確地描述撞擊在元素上的回波的響應(yīng)數(shù)據(jù)的點(diǎn)。取決于不準(zhǔn)確的信息的性質(zhì)，來自損壞的元素的數(shù)據(jù)可以被忽略或者被加權(quán)以最小化對(duì)作為結(jié)果的圖像的不利影響。

在一些實(shí)施例中，基于所存儲(chǔ)的回波數(shù)據(jù)的波束成形圖像中的可用的附加信息還可以被存儲(chǔ)在對(duì)執(zhí)行波束成形操作的設(shè)備可訪問的數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備中。這樣的附加信息的示例可以包括聲速值(諸如平均聲速值、路徑特定的聲速值(例如，沿著從發(fā)送孔徑到接收孔徑的像素/體素位置的射線路徑的聲速)、接收孔徑特定的聲速值或者其他)。附加的所存儲(chǔ)的信息還可以包括在數(shù)據(jù)采集會(huì)話期間使用的加權(quán)因子或者用戶可控制的設(shè)置。

在一些實(shí)施例中，原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)備220中的每個(gè)回波串可以與描述接收回波的接收換能器元件的位置的位置數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，并且與描述發(fā)送產(chǎn)生回波的聲脈沖的發(fā)送孔徑的一個(gè)或多個(gè)發(fā)送元件的位置的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。每個(gè)回波串還可以與描述發(fā)送的聲脈沖的特點(diǎn)(諸如功率電平、頻率、脈沖長度/信號(hào)形狀、發(fā)送器效率等)的TX數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)?？梢允褂萌魏芜m合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)做出這樣的關(guān)聯(lián)。

在一些情況下，原始回波數(shù)據(jù)還可以與各種“元數(shù)據(jù)”相關(guān)聯(lián)，包括允許臨床醫(yī)師或者服務(wù)提供者將原始回波數(shù)據(jù)與患者相關(guān)聯(lián)的信息、成像日期/時(shí)間、成像位置、成像環(huán)境(環(huán)境溫度、濕度、氣壓等)、在圖像采集期間使用的成像系統(tǒng)設(shè)置或者在使用原始數(shù)據(jù)中可以有用的其他信息。任何其他元數(shù)據(jù)還可以與原始回波數(shù)據(jù)記錄相關(guān)聯(lián)。

存儲(chǔ)原始回波數(shù)據(jù)的一個(gè)益處在于，可以在稍后的時(shí)間處取回、處理和審核信息，這允許比在僅視頻流(例如，電影回放)從成像會(huì)話被保存的情況下大得多的控制和靈活度。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，患者可以訪問技術(shù)人員并且技術(shù)人員可以執(zhí)行在其期間原始回波數(shù)據(jù)被采集并且被存儲(chǔ)的超聲檢查。幾小時(shí)、幾天、幾周或者甚至幾個(gè)月后(換句話說，在患者的原始會(huì)話之后的任何時(shí)間)，經(jīng)訓(xùn)練的專業(yè)人員(諸如內(nèi)科醫(yī)師)可以使用個(gè)人計(jì)算機(jī)、平板電腦或者成像系統(tǒng)以重新檢查可來源于檢查會(huì)話期間所生成的數(shù)據(jù)的各種各樣的圖像，并且在不重新檢查或者重新成像患者的情況下，通過操縱原始數(shù)據(jù)創(chuàng)建新圖像(即，在關(guān)于患者的成像會(huì)話期間未產(chǎn)生的圖像)。在一些實(shí)施例中，所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的這樣的重新檢查可以包括僅對(duì)原始回波數(shù)據(jù)的訪問權(quán)可能的數(shù)個(gè)過程。

在一些實(shí)施例中，來自成像會(huì)話的原始數(shù)據(jù)可以連同在對(duì)校準(zhǔn)體模進(jìn)行成像時(shí)所采集的原始回波數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)。例如，在對(duì)校準(zhǔn)體模成像時(shí)所獲得的原始回波數(shù)據(jù)可以被用于通過校正在實(shí)況波束成形期間做出的換能器元件位置假定的成像會(huì)話數(shù)據(jù)的稍后校準(zhǔn)。

可以通過如在申請(qǐng)人的在先申請(qǐng)中所描述的校準(zhǔn)過程獲得描述每個(gè)換能器元件的位置的信息。這樣的元件位置數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)在校準(zhǔn)存儲(chǔ)器設(shè)備220中，其可以與其他電子裝置物理地定位或者可以被定位在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)可訪問服務(wù)器中。然而，在一些實(shí)施例中，元素位置信息可以在執(zhí)行校準(zhǔn)操作和采集原始超聲數(shù)據(jù)之間改變。例如，探頭可能已經(jīng)在原始回波數(shù)據(jù)采集會(huì)話之前或者期間被丟棄、被損壞或者以其他方式更改。

在一些實(shí)施例中，重新處理所存儲(chǔ)的原始回波數(shù)據(jù)的能力意味著探頭可以實(shí)際上在原始回波數(shù)據(jù)被采集之后追溯地重新校準(zhǔn)，并且數(shù)據(jù)可以使用更新的元件位置信息被重新波束成形。

在其他實(shí)施例中，被存儲(chǔ)在原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)備中的原始回波數(shù)據(jù)可以被分析以確定探頭是否實(shí)際上脫離校準(zhǔn)。

原始數(shù)據(jù)采集設(shè)備

在各個(gè)實(shí)施例中，基于網(wǎng)絡(luò)的成像系統(tǒng)可以提供將原始回波數(shù)據(jù)的集合與從所采集的原始回波數(shù)據(jù)導(dǎo)出的圖像的形成和顯示解耦合的優(yōu)點(diǎn)。因此，操作為基于網(wǎng)絡(luò)的成像系統(tǒng)中的部件的系統(tǒng)可以被配置為在兩個(gè)廣泛定義的模式中操作。在“實(shí)況成像”或者“實(shí)時(shí)成像”模式中，系統(tǒng)可以被配置為利用盡可能少的延時(shí)基于回波數(shù)據(jù)來對(duì)圖像進(jìn)行處理和顯示。延時(shí)可以被定義為當(dāng)動(dòng)作(諸如相對(duì)于正被成像的對(duì)象移動(dòng)探頭)發(fā)生時(shí)與當(dāng)成像系統(tǒng)顯示動(dòng)作的結(jié)果時(shí)之間的時(shí)間延遲。下面描述了實(shí)況成像模式的各種示例。

第二寬模式可以被描述為“高質(zhì)量數(shù)據(jù)采集”模式。當(dāng)“高質(zhì)量數(shù)據(jù)采集”模式被初始化時(shí)，基于網(wǎng)絡(luò)的成像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部件可以根據(jù)預(yù)確定的時(shí)間段、聲脈沖周期數(shù)或者圖像周期數(shù)來采集和存儲(chǔ)原始回波數(shù)據(jù)(連同TB數(shù)據(jù)和如本文所描述的其他數(shù)據(jù))。在高質(zhì)量數(shù)據(jù)采集模式期間，完全數(shù)據(jù)集不需要波束成形或者以其他方式實(shí)時(shí)處理。在一些實(shí)施例中，當(dāng)原始數(shù)據(jù)被采集時(shí)，數(shù)據(jù)采集設(shè)備可以實(shí)時(shí)將其存儲(chǔ)在外部(例如，網(wǎng)絡(luò)連接的)存儲(chǔ)設(shè)備中。在其他實(shí)施例中，諸如當(dāng)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)通信資源有限時(shí)，數(shù)據(jù)采集設(shè)備可以實(shí)時(shí)將原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)設(shè)備中，并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源不太被約束時(shí)，可以隨后地在稍后的時(shí)間處將所采集的數(shù)據(jù)傳送到外部(例如，網(wǎng)絡(luò)連接的)存儲(chǔ)設(shè)備。單個(gè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備或者遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的集合可以在此被稱為“數(shù)據(jù)倉庫”，其可以根據(jù)需要包括任何數(shù)目的網(wǎng)絡(luò)連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。

基于網(wǎng)絡(luò)的成像系統(tǒng)的實(shí)施例可以通常包括數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其具有用于執(zhí)行發(fā)送、接收和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的較低的成本和有限性能硬件。數(shù)據(jù)采集設(shè)備可以物理地與圖像生成設(shè)備解耦合并且與圖像生成設(shè)備物理地遠(yuǎn)程地被定位，其可以具有用于執(zhí)行波束成形和圖像處理功能的較高的成本和較高的性能硬件和/或軟件。基于網(wǎng)絡(luò)的成像系統(tǒng)的一些實(shí)施例還可以包括與圖像生成設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信和/或與一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)采集設(shè)備直接地通信的終端使用查看器終端。這樣的查看器終端可以被用于根據(jù)所采集的原始數(shù)據(jù)所生成的圖像的實(shí)時(shí)或者時(shí)偏查看。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集設(shè)備可以被配置為通過可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)通信由一個(gè)或多個(gè)高度訓(xùn)練的專業(yè)人員或者由軟件或者人工智能代理引導(dǎo)的相對(duì)最小地訓(xùn)練的技術(shù)人員來進(jìn)行操作。

在一些實(shí)施例中，被采集并且被存儲(chǔ)在如上文所描述的原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)備中的原始回波數(shù)據(jù)可以隨后地被復(fù)制、被轉(zhuǎn)發(fā)或者以其他方式被電子地傳遞到外部(例如，備份)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備。這樣的數(shù)據(jù)通信可以發(fā)生在任何可用的有線或者無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)(諸如藍(lán)牙、IR/紅外線、USB、IEEE 1394火線、雷電術(shù)、以太網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)/因特網(wǎng)(TCP/IP、FTP等)或者其他)。

在一些實(shí)施例中，原始數(shù)據(jù)可以被加載回到超聲成像系統(tǒng)(例如，原始地被用于聲穿透和原始回波數(shù)據(jù)采集的相同系統(tǒng))或類似地配置的超聲成像系統(tǒng)，以用于重新處理、重新波束成形和圖像生成/查看。在其他實(shí)施例中，個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型電腦、移動(dòng)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)連接的服務(wù)器或其他數(shù)字計(jì)算設(shè)備可以被配置有將原始回波數(shù)據(jù)波束成形和/或處理為圖像的軟件和/或硬件，而不需要使用專用超聲成像系統(tǒng)。

在其他實(shí)施例中，原始回波數(shù)據(jù)可以由任何其他適合地配置的計(jì)算設(shè)備或系統(tǒng)(諸如平板電腦或智能電話)波束成形、處理和顯示。在其他實(shí)施例中，原始回波數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)被上載到可以遠(yuǎn)程地存儲(chǔ)和處理圖像數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)可訪問的服務(wù)器。

圖5圖示了被劃分為能量(例如，超聲)數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備260和遠(yuǎn)程圖像生成和顯示系統(tǒng)262的成像系統(tǒng)201的實(shí)施例。該數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備260可以配置有用于經(jīng)由通信設(shè)備264和有線或無線網(wǎng)絡(luò)266將原始回波數(shù)據(jù)傳遞到遠(yuǎn)程成像系統(tǒng)262的最小硬件部件。

圖5的數(shù)據(jù)采集設(shè)備260可以包括探頭202、發(fā)送控制器204、AFE 212和ADC 214，如上文所描述的。代替任何波束成形或圖像處理部件，數(shù)據(jù)采集設(shè)備260可以相反包括通信設(shè)備264，其被配置為經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)266將原始回波數(shù)據(jù)傳遞到遠(yuǎn)程系統(tǒng)262。遠(yuǎn)程系統(tǒng)262可以包括硬件、固件和/或軟件，其被配置為對(duì)由設(shè)備260所采集的原始回波數(shù)據(jù)進(jìn)行波束成形和處理。

在一些實(shí)施例中，探頭202可以是具有超聲換能器元件的超聲探頭，該超聲換能器元件在兩個(gè)或三個(gè)維度上相互間隔并且被配置用于采集3D體積超聲數(shù)據(jù)，如本文所描述的。

在一些實(shí)施例中，通信設(shè)備264可以被配置為使原始回波數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)流傳輸?shù)竭h(yuǎn)程系統(tǒng)262。在其他實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集設(shè)備260可以包括用于原始回波數(shù)據(jù)的短期存儲(chǔ)的內(nèi)部存儲(chǔ)器設(shè)備(例如，作為通信緩沖器)。在其他實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備260內(nèi)的外部存儲(chǔ)器設(shè)備220可以被配置用于采集設(shè)備260內(nèi)的原始回波數(shù)據(jù)的長期存儲(chǔ)。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集設(shè)備可以包含被配置用于各種使用的一個(gè)、兩個(gè)或兩個(gè)以上存儲(chǔ)器設(shè)備220。

例如，數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備260可以包括第一存儲(chǔ)器設(shè)備220，其被配置為操作為緊接地在通過網(wǎng)絡(luò)266傳遞實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)之前用于存儲(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的環(huán)形緩沖器。在數(shù)據(jù)已經(jīng)從設(shè)備260被傳遞之后，可以利用新采集的數(shù)據(jù)刪除或者重寫數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集設(shè)備260還可以包含第二存儲(chǔ)器設(shè)備，其被配置為操作為用于響應(yīng)于來自操作者的命令在網(wǎng)絡(luò)上待傳遞的原始回波數(shù)據(jù)的全集的環(huán)形緩沖器。

在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)201(諸如圖5中所示的系統(tǒng))可以被使用在其中數(shù)據(jù)采集設(shè)備260的操作者不要求顯示器的環(huán)境中(諸如當(dāng)使用被配置為在數(shù)據(jù)采集會(huì)話期間被放置在患者上的固定位置中的探頭時(shí))。在一些情況下，第三方(例如，除了患者和數(shù)據(jù)采集設(shè)備操作者之外)可以查看根據(jù)由數(shù)據(jù)采集設(shè)備260所獲得并且通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)266所傳遞的原始回波數(shù)據(jù)產(chǎn)生的實(shí)時(shí)圖像。審核圖像的第三方可以然后提供與將探頭放置在待成像的患者或其他對(duì)象上有關(guān)的實(shí)時(shí)指令。在一些實(shí)施例中，這樣的定位指令可以口頭地遞送(諸如通過電話或者其他音頻連接)。備選地，探頭放置指令可以通過探頭自身上的指示器或通過外部設(shè)備(諸如顯示屏或其他設(shè)備)被傳遞到操作者。

例如，具有集成照相機(jī)的平板設(shè)備可以被用于利用在適當(dāng)?shù)奈恢玫奶筋^202產(chǎn)生患者或者其他對(duì)象的光學(xué)圖像。該平板電腦可以包括應(yīng)用，其被配置為將患者(或者其他對(duì)象)上的探頭的運(yùn)動(dòng)的方向和距離指示到更理想的位置。這樣的運(yùn)動(dòng)指令可以由遠(yuǎn)程圖像生成和顯示系統(tǒng)262處的第三方查看圖像提供。備選地，探頭定位指令可以通過平板電腦上的人工智能應(yīng)用或通過正被顯示在平板電腦或其他顯示屏上的圖像上的定向指示器被提供到操作者。

在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)程圖像生成和顯示系統(tǒng)262的一些或全部元件可以被實(shí)現(xiàn)在平板電腦、個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型電腦、移動(dòng)設(shè)備或這樣的元件的組合(在此被統(tǒng)稱為“控制表面”)中。例如，在一些實(shí)施例中，圖像生成、原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和圖像緩沖功能可以被執(zhí)行在可以與控制表面(諸如手持式平板設(shè)備，其可以被配置為連同用戶接口功能執(zhí)行顯示和視頻處理功能)有線或無線通信的計(jì)算設(shè)備中。

圖6圖示了成像系統(tǒng)300的另一示例，其包括有限功能數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備310、基于網(wǎng)絡(luò)的波束成形和視頻處理設(shè)備320和經(jīng)由有線或無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)彼此連接的一個(gè)或多個(gè)查看器終端330。如在所圖示的示例中所示，數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備310可以包括探頭202、發(fā)送控制器204、AFE212、ADC 214、原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)備220、通信設(shè)備264和顯示器244。在一些實(shí)施例中，探頭202可以是具有超聲換能器元件的超聲探頭，該超聲換能器元件在兩個(gè)或三個(gè)維度上相互間隔并且被配置用于采集3D體積超聲數(shù)據(jù)，如本文所描述的。

基于網(wǎng)絡(luò)的波束成形和視頻處理設(shè)備320可以包括：一個(gè)或多個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備，其包括原始數(shù)據(jù)倉庫221；圖像生成子系統(tǒng)230，其可以包括用于執(zhí)行波束成形、圖像層組合(例如，如上文所描述的)和其他圖像生成過程的硬件和/或軟件。波束成形和視頻處理設(shè)備320還可以包括校準(zhǔn)存儲(chǔ)器238、圖像緩沖器236、視頻處理器242和視頻存儲(chǔ)器246。

在操作中，成像系統(tǒng)300可以被用于待成像的患者或?qū)ο蟮膶?shí)況實(shí)時(shí)成像。下面參考圖7描述了實(shí)時(shí)成像過程的示例?？梢酝ㄟ^使用探頭202將超聲脈沖發(fā)送到感興趣區(qū)域中(諸如未聚焦的三維聲脈沖)并且從感興趣區(qū)域接收回波信號(hào)而使用有限功能數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備來執(zhí)行實(shí)況實(shí)時(shí)成像。接收到的信號(hào)和其他信息(例如，校準(zhǔn)信息、TX數(shù)據(jù)、設(shè)備標(biāo)識(shí)符等)可以通過網(wǎng)絡(luò)266從數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備310被傳遞到波束成形和視頻處理設(shè)備320。波束成形和視頻處理設(shè)備320可以對(duì)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行波束成形以生成圖像并且可以產(chǎn)生表示可以通過網(wǎng)絡(luò)266電子地傳遞回到數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備310以用于顯示給設(shè)備310的顯示器244的操作者的視頻流的數(shù)據(jù)。

圖6的數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備310可以包括探頭，其被配置為將能量發(fā)送到待成像的整個(gè)三維體積中并且從待成像的整個(gè)三維體積接收能量。備選地，圖6的數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備310可以包括探頭，其被配置為聲穿透并且接收來自僅單個(gè)成像平面的回波。在一些實(shí)施例中，圖6的數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備310可以配置有省略的波束成形硬件和軟件。這可以慮及數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備310以相對(duì)較低的成本構(gòu)建，并且利用具有相對(duì)地較低的電力需求的部件。在一些實(shí)施例中，數(shù)個(gè)這樣的低成本數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備310可以被部署在本地網(wǎng)絡(luò)(諸如醫(yī)院、醫(yī)學(xué)中心、成像中心或在其中可以執(zhí)行成像的其他設(shè)施)內(nèi)。所有這樣的設(shè)備可以通過本地網(wǎng)絡(luò)利用相同波束成形和視頻處理設(shè)備320。在一些實(shí)施例中，波束成形和視頻處理設(shè)備320可以包括數(shù)個(gè)服務(wù)器以便管理數(shù)個(gè)同時(shí)實(shí)況成像會(huì)話的負(fù)載。

為了使用基于網(wǎng)絡(luò)的成像系統(tǒng)來進(jìn)行實(shí)況實(shí)時(shí)成像會(huì)話，限制待處理的原始回波數(shù)據(jù)的數(shù)量以形成實(shí)時(shí)圖像可以是期望的。通過網(wǎng)絡(luò)待處理和/或待傳遞的原始回波數(shù)據(jù)的數(shù)量可以通過使用各種數(shù)據(jù)減少方法中的一種或多種方法被減少。下面提供了其中的一些示例。

在基于網(wǎng)絡(luò)的波束成形器(諸如在圖5和圖6中所圖示的基于網(wǎng)絡(luò)的波束成形器)的情況下，各種數(shù)據(jù)減少方法可以被用于減少通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)266從每個(gè)數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備310傳遞到波束成形和視頻處理設(shè)備320的數(shù)據(jù)的數(shù)量。

一個(gè)示例數(shù)據(jù)減少方法可以包含通過定義有限的圖像窗口標(biāo)識(shí)待處理為圖像的減少的數(shù)據(jù)樣本集。在一些實(shí)施例中，通過網(wǎng)絡(luò)待處理和/或待傳遞的原始回波數(shù)據(jù)的數(shù)量可以通過確定生成定義的圖像窗口的圖像所必須的最小樣本窗口大大地被減少。

圖像窗口可以被定義為由縮放級(jí)別限制的特定二維平面(可能地三維體積的一部分)，并且進(jìn)一步由聲穿透的對(duì)象的感興趣區(qū)域內(nèi)的左右平移和上下提高進(jìn)行約束?？梢杂蓴?shù)據(jù)采集和通信設(shè)備310自動(dòng)地、由設(shè)備的操作者手動(dòng)地或手動(dòng)地和自動(dòng)地的組合選擇圖像窗口。

如本文所使用的，術(shù)語“樣本窗口”可以指代標(biāo)識(shí)滿足某種準(zhǔn)則的所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)樣本集的樣本指數(shù)值的范圍或列表。例如，樣本窗口可以被定義為對(duì)應(yīng)于可以根據(jù)聲穿透的體積內(nèi)的大小、位置和定向定義的二維圖像窗口的像素的數(shù)據(jù)樣本集。

在一些實(shí)施例中，用于通過圖像窗口樣本選擇減少數(shù)據(jù)集的過程可以包括以下步驟：(1)定義圖像窗口；(2)標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)于定義的圖像窗口的接收數(shù)據(jù)樣本；以及(3)僅選擇對(duì)應(yīng)于定義的圖像窗口的那些樣本以用于通過網(wǎng)絡(luò)處理或通信。

在一些實(shí)施例中，用于生成特定圖像窗口所需要的最佳原始數(shù)據(jù)樣本集(根據(jù)針對(duì)每個(gè)接收元件的聲脈沖的最早的到最晚的)可以通過以下各項(xiàng)被確定：計(jì)算對(duì)應(yīng)于圖像窗口像素的頂行和底行的樣本數(shù)(或其他樣本標(biāo)識(shí)指數(shù))；以及僅將樣本的那些降低的范圍傳遞到遠(yuǎn)程波束成形和視頻處理設(shè)備320；在這些范圍外面的所有原始數(shù)據(jù)樣本將不被用于對(duì)該特定圖像窗口進(jìn)行波束成形，因此不需要被傳遞到遠(yuǎn)程波束成形和視頻處理設(shè)備320。通常地并且取決于所選擇的縮放級(jí)別，根據(jù)針對(duì)每個(gè)接收元件的聲脈沖所采集的總樣本的僅四分之一或更少可以在波束成形過程期間被使用。每個(gè)TX-RX對(duì)可以生成針對(duì)給定圖像窗口的必要的樣本的稍微地不同的范圍，但是所有對(duì)中的變化可能足夠小以跨越所有聲脈沖和接收元件簡單地使用最小“早”樣本數(shù)/指數(shù)到最大“晚”樣本數(shù)/指數(shù)。

一種數(shù)據(jù)減少技術(shù)可以包括使用用于根據(jù)通過聲穿透三維體積所產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)對(duì)二維圖像進(jìn)行直接地波束成形的過程，如參考圖1上文所描述的。在這樣的實(shí)施例中，減少的數(shù)據(jù)集可以僅包括對(duì)應(yīng)于所選擇的二維圖像平面的數(shù)據(jù)，而“完整的”原始數(shù)據(jù)集可以包括從整個(gè)三維體積接收到的回波數(shù)據(jù)。

可以進(jìn)一步通過有效地降低所顯示的視頻流的幀速率來降低通過網(wǎng)絡(luò)待處理或待傳遞的數(shù)據(jù)樣本集。可以以多個(gè)方式執(zhí)行幀速率降低。例如，在一些實(shí)施例中，可以通過僅選擇用于處理為圖像幀的所選擇的聲脈沖的回波降低幀速率。換句話說，可以通過使用由小于全部的發(fā)送的聲脈沖所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)來減小原始數(shù)據(jù)集的大小。例如，如果僅每隔一個(gè)的發(fā)送的聲脈沖的回波被選擇用于處理，那么數(shù)據(jù)集可以減小一半。在其他示例中，所選擇的數(shù)據(jù)可以限于從每三聲脈沖、每四聲脈沖、每五聲脈沖等接收到的數(shù)據(jù)。

在另一示例中，可以基于產(chǎn)生數(shù)據(jù)的發(fā)送元件的位置和/或標(biāo)識(shí)，選擇原始數(shù)據(jù)。例如，如果探頭包含X個(gè)發(fā)送孔徑(或發(fā)送元件，其中每個(gè)發(fā)送孔徑僅具有一個(gè)元件)，其中的每一個(gè)在典型的成像周期期間發(fā)送聲脈沖，那么通過網(wǎng)絡(luò)待處理或待通信的數(shù)據(jù)集可以通過僅選擇對(duì)應(yīng)于由發(fā)送元件X/2、X/3、X/4、X/5等所發(fā)送的聲脈沖的回波數(shù)據(jù)樣本減小。在一些實(shí)施例中，基于探頭中的元件的位置，可以選擇回波數(shù)據(jù)將從其被選擇的發(fā)送元件。例如，如果僅探頭下面的小區(qū)域是感興趣的，那么所選擇的發(fā)送元件可以限于小感興趣區(qū)域上面的那些所選擇的發(fā)送元件。

在其他實(shí)施例中，可以在通過網(wǎng)絡(luò)處理或傳遞數(shù)據(jù)之前通過預(yù)組合回波數(shù)據(jù)來減小數(shù)據(jù)集。例如，響應(yīng)于兩個(gè)分離的聲脈沖，由相同接收元件接收到的接收數(shù)據(jù)可以一致地相互組合，從而將兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)減少到一個(gè)。在一些實(shí)施例中，由起因于第一聲脈沖的第一接收元件接收到的第一回波串可以一致地與由起因于第二聲脈沖的第一接收元件接收到的第二回波串組合。在一些實(shí)施例中，在執(zhí)行其他數(shù)據(jù)減少方法之前，可以組合由相同元件接收到的兩個(gè)或兩個(gè)以上聲脈沖的回波。

許多其他方法可以被用于減小當(dāng)使用基于網(wǎng)絡(luò)的波束成形器和圖像生成設(shè)備320進(jìn)行實(shí)況實(shí)時(shí)成像會(huì)話時(shí)待傳送的原始回波數(shù)據(jù)集。在一個(gè)示例中，可以緊密地測量A/D轉(zhuǎn)換器214的真實(shí)精度，并且可以從待傳送的數(shù)據(jù)剝?nèi)セ蛞瞥罹o密地對(duì)應(yīng)于采樣噪聲、轉(zhuǎn)換噪聲或量化誤差的LSB(最低有效位)位。例如，對(duì)于具有位0到2中的足夠高統(tǒng)計(jì)誤差概率的16位ADC而言，僅傳遞位3到15并且因此包裝順序樣本可以是足夠的，降低幾乎20％帶寬需要。

另一數(shù)據(jù)減少方法可以包括利用帶寬需要中的對(duì)應(yīng)的線性降低來將傳遞的數(shù)據(jù)的幀速率降低到由模擬前端(AFE)或其他電子裝置所支持的全幀速率的小部分。

另一數(shù)據(jù)減少方法可以包括在通過網(wǎng)絡(luò)266傳遞降低的數(shù)據(jù)樣本集之前，將無損或有損壓縮算法用作要求來壓縮集合的原始數(shù)據(jù)樣本命令考慮到帶寬需要中的另一潛在的25％到75％或更大降低。

另一數(shù)據(jù)減少方法可以包括減少選擇數(shù)據(jù)的接收元件的總數(shù)。例如，可以選擇所有接收元件的子集，并且來自僅那些所選擇的元件的接收元件可以被選擇用于波束成形或通過網(wǎng)絡(luò)的通信。在一些情況下，可以基于接收元件相對(duì)于聲穿透體積內(nèi)的特定感興趣特征的位置，選擇接收元件的子集。在其他情況下，可以減少分配到孔徑的元件的數(shù)目(諸如通過僅使用來自所選擇的元件的數(shù)據(jù)而忽略所選擇的元件之間的一些接收元件)。

在其他實(shí)施例中，可以忽略全部孔徑(諸如通過當(dāng)從一個(gè)或多個(gè)孔徑移除數(shù)據(jù)時(shí)，選擇待包括在降低的數(shù)據(jù)集中的一些孔徑)。在一些實(shí)施例中，由所選擇的孔徑之間的一組元件接收到的數(shù)據(jù)可以從數(shù)據(jù)集被移除以形成減少的數(shù)據(jù)集。

在一些情況下，可以并發(fā)地應(yīng)用數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)減少技術(shù)，這產(chǎn)生總傳遞數(shù)據(jù)中的復(fù)合減少。

在一些情況下，待應(yīng)用的數(shù)據(jù)減少的水平可以基于針對(duì)特定成像應(yīng)用的期望的圖像質(zhì)量水平。例如，如果用戶或自動(dòng)化系統(tǒng)確定特定成像應(yīng)用要求高質(zhì)量實(shí)時(shí)圖像，那么數(shù)據(jù)減少方法可以基于其對(duì)圖像質(zhì)量的影響而被選擇，以便將圖像質(zhì)量保留在針對(duì)所標(biāo)識(shí)的應(yīng)用所需要的最低水平處。另一方面，如果較低的圖像質(zhì)量對(duì)于所標(biāo)識(shí)的成像應(yīng)用是可接受的，那么可以使用可以傾向于降低圖像質(zhì)量的數(shù)據(jù)減少方法。

在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備310可以包括具有控制裝置的用戶接口，該控制裝置允許操作者選擇圖像窗口、調(diào)節(jié)成像參數(shù)并且采集原始回波數(shù)據(jù)到本地和/或遠(yuǎn)程存儲(chǔ)以用于稍后審核和分析。采集原始數(shù)據(jù)可以包括由在數(shù)秒(或更多)成像期間由換能器元件接收到的原始回波數(shù)據(jù)。所采集的原始數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)采集和通信塊310中的原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)備220中，并且可以通過網(wǎng)絡(luò)266被傳遞到遠(yuǎn)程波束成形和視頻處理塊320并且被存儲(chǔ)在原始數(shù)據(jù)倉庫221中。

在一些情況下，除了數(shù)據(jù)減少之外，可以對(duì)波束成形、圖像層組合或圖像處理方法做出各種處理減少調(diào)節(jié)。例如，執(zhí)行更少的數(shù)據(jù)組合(圖像層組合)步驟可以降低產(chǎn)生每個(gè)圖像幀所需要的處理的數(shù)量。類似地，通過調(diào)節(jié)圖像層的一致對(duì)不一致的和的平衡，產(chǎn)生圖像幀的處理周期數(shù)可以增加或者減小。在其他實(shí)施例中，可以使用任何其他處理減少方法。

在不減少或者使用上文所描述的技術(shù)減少數(shù)據(jù)的情況下，由數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備310所采集和所存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)可以包括基本上全部接收到的數(shù)據(jù)。這允許原始數(shù)據(jù)集被用于比對(duì)于利用有限功能數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備310的實(shí)時(shí)成像可用的更詳細(xì)的審核和分析。

在一些實(shí)施例中，圖6的系統(tǒng)可以組合查看器終端330(諸如膝上型計(jì)算機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、平板電腦、智能電話或被配置為連接到遠(yuǎn)程圖像生成系統(tǒng)的其他計(jì)算設(shè)備)進(jìn)行使用。例如，取代(或者補(bǔ)充)顯示器244，控制探頭202的操作者可以查看由終端設(shè)備330上的視頻處理塊320所產(chǎn)生的視頻流。

圖7圖示了可以由原始數(shù)據(jù)采集設(shè)備(諸如本文所描述的那些原始數(shù)據(jù)采集設(shè)備，例如，圖5的設(shè)備260、圖6的設(shè)備310、圖8的設(shè)備312或任何其他適合地配置的設(shè)備)執(zhí)行的基于網(wǎng)絡(luò)的成像過程400的示例。在各個(gè)實(shí)施例中，可以通過兩個(gè)或兩個(gè)以上設(shè)備執(zhí)行圖7的過程400的步驟。

圖7的過程400可以通常被配置為當(dāng)將有限的數(shù)據(jù)集傳遞到遠(yuǎn)程服務(wù)器(例如，圖5的262、圖6的320或圖8的322)時(shí)執(zhí)行實(shí)況成像過程，該遠(yuǎn)程服務(wù)器可以執(zhí)行波束成形操作并且將視頻流傳遞回到數(shù)據(jù)采集設(shè)備和/或鄰近顯示設(shè)備(諸如膝上型電腦、PC、平板電腦、移動(dòng)設(shè)備或其他控制表面)。在各個(gè)實(shí)施例中，用戶接口元件可以被提供在數(shù)據(jù)采集設(shè)備中、在分離的控制表面設(shè)備中或者在另一設(shè)備中。

圖7的過程400可以包括利用成像探頭發(fā)送和接收信號(hào)，如在塊410中所示。在一些實(shí)施例中，塊410的操作可以包括發(fā)送和接收步驟，如參考基于聲脈沖的孔徑成像上文所描述的。備選地，發(fā)送和接收信號(hào)可以包括任何其他適合的成像過程。可以使用任何適合的探頭設(shè)備。

在塊412處，過程400可以包括將接收到的信號(hào)數(shù)字化為原始數(shù)據(jù)集并且將完整的原始數(shù)據(jù)集存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)器設(shè)備中。如本文所描述的，可以利用任何適合的模擬前端、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換和/或其他硬件和軟件部件來執(zhí)行數(shù)字化接收到的信號(hào)。本地存儲(chǔ)器設(shè)備可以是任何適合的易失性或非易失性存儲(chǔ)器設(shè)備。

如上文所描述的，“完整數(shù)據(jù)集”可以指代起因于定義的發(fā)送的信號(hào)集的基本上所有原始數(shù)據(jù)(例如，回波或者直接地接收到的信號(hào))。發(fā)送的信號(hào)集可以被定義為可標(biāo)識(shí)的發(fā)送的聲脈沖集、在定義的時(shí)間段內(nèi)所發(fā)送的所有聲脈沖或其他信號(hào)或者其他。因此，例如，完整的數(shù)據(jù)集可以包括起因于一組X個(gè)發(fā)送的聲脈沖的所有數(shù)字化接收到的信號(hào)，其中X是從1到1百萬或更多的任何數(shù)目(例如，實(shí)際的系統(tǒng)可以基于探頭的發(fā)送元件的數(shù)目定義聲脈沖集)。

在塊414處，過程400可以包括選擇完整的所存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)集的部分以用于通過網(wǎng)絡(luò)通信。選擇數(shù)據(jù)集的部分可以包括上文所描述的數(shù)據(jù)減少方法中的任何一個(gè)或多個(gè)。例如，在一些實(shí)施例中，所選擇的減少的數(shù)據(jù)集可以僅包括對(duì)應(yīng)于所選擇的二維圖像平面的數(shù)據(jù)，而“完整”原始數(shù)據(jù)集可以包括從整個(gè)聲穿透三維體積接收到的回波數(shù)據(jù)。

在塊416處，過程400可以包括通過網(wǎng)絡(luò)將所選擇的原始數(shù)據(jù)集部分傳遞到遠(yuǎn)程服務(wù)器。如本文所描述的，網(wǎng)絡(luò)可以包括任何數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并且遠(yuǎn)程服務(wù)器可以包括任何適合的服務(wù)器設(shè)備。在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)程服務(wù)器可以物理地被定位在距探頭的數(shù)英里或更多的距離處，而在其他實(shí)施例中，遠(yuǎn)程服務(wù)器可以被定位在相同房間中。服務(wù)器可以僅在未被安置在與數(shù)據(jù)采集設(shè)備相同的設(shè)備中的意義上是“遠(yuǎn)程的”。

遠(yuǎn)程服務(wù)器可以處理接收到的信息并且對(duì)原始數(shù)據(jù)集部分進(jìn)行波束成形，以產(chǎn)生可以組合以形成視頻流的圖像。由遠(yuǎn)程服務(wù)器所使用的方法可以包括適于接收到的數(shù)據(jù)的任何波束成形、圖像層組合和/或其他圖像處理技術(shù)，包括本文所描述的各種示例方法。

在塊418處，過程400可以包括通過網(wǎng)絡(luò)從遠(yuǎn)程服務(wù)器接收視頻流?？梢允褂萌魏芜m合的數(shù)字視頻通信協(xié)議或方法傳遞視頻流。在塊420處，接收到的視頻流可以被顯示給成像探頭的操作者(其還可以操作數(shù)據(jù)采集設(shè)備)。

在塊422處，過程400可以包括響應(yīng)于發(fā)起如本文所描述的“高質(zhì)量數(shù)據(jù)采集模式”的用戶命令，通過網(wǎng)絡(luò)將完整原始數(shù)據(jù)集傳遞到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。如上文在各種示例中所描述的，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備可以與執(zhí)行波束成形和圖像處理所使用的相同遠(yuǎn)程服務(wù)器集成或者分離。針對(duì)傳遞完整原始數(shù)據(jù)集使用的網(wǎng)絡(luò)可以是與傳遞所選擇的原始數(shù)據(jù)集部分所使用的一個(gè)相同的網(wǎng)絡(luò)或不同的網(wǎng)絡(luò)。在各個(gè)實(shí)施例中，完整的數(shù)據(jù)集可以從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備被取回、近實(shí)時(shí)(例如，在其被接收在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備處的幾秒或幾毫秒內(nèi))或以任何較長的時(shí)間延遲被波束成形并且被處理為圖像。

在各個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)查看器終端330可以包括獨(dú)立用戶接口控制，其被配置為獨(dú)立地控制成像參數(shù)。獨(dú)立地控制的成像參數(shù)可以包括影響顯示給用戶的圖像的用戶可控制的信息的任何項(xiàng)。例如，成像參數(shù)可以包括波束成形參數(shù)(諸如聲速和圖像窗口選擇)或者視頻處理參數(shù)(諸如亮度、對(duì)比度、視頻濾波器等)。

圖8圖示了具有與基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程圖像生成系統(tǒng)322通信的有限功能數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備312的成像系統(tǒng)302的備選配置的示例。數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備312可以可選地包括使得設(shè)備能夠本地執(zhí)行一些或全部波束成形和圖像生成操作并且將有限質(zhì)量(和/或較低的幀速率)實(shí)時(shí)圖像顯示給操作者的硬件和軟件元件。數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備312還可以被配置為將全質(zhì)量原始回波數(shù)據(jù)從完全聲穿透3D體積或2D平面?zhèn)鬟f到基于網(wǎng)絡(luò)的圖像生成系統(tǒng)322，以用于由使用查看器終端330的一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程專業(yè)人員(例如，內(nèi)科醫(yī)師、超聲醫(yī)師或其他經(jīng)訓(xùn)練的專業(yè)人員)實(shí)時(shí)和/或時(shí)移操縱和查看。

數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備312可以包括探頭202(例如，3D成像探頭或2D成像探頭，如上文所描述的)、發(fā)送控制器204、AFE 212、ADC 214、原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)備220、通信設(shè)備264、可以執(zhí)行波束成形和圖像層組合操作的圖像生成塊231、視頻處理器242和顯示器244。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備312可以包括具有相對(duì)低處理能力和低處理要求的部件以便允許操作者看到有限質(zhì)量的實(shí)時(shí)圖像，同時(shí)允許全質(zhì)量數(shù)據(jù)被采集、被存儲(chǔ)并且被傳遞到原始數(shù)據(jù)倉庫221。

圖8的數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備312可以包括探頭，其被配置為發(fā)送和接收待成像的整個(gè)三維體積中的能量。在一些實(shí)施例中，圖像生成塊231可以被配置為對(duì)從三維聲穿透體積內(nèi)的單個(gè)平面接收到的回波進(jìn)行波束成形，同時(shí)可選地(例如，根據(jù)操作者的命令)存儲(chǔ)來自板上原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器220中的全部3D體積的原始回波數(shù)據(jù)的數(shù)秒值和/或?qū)?D體積原始數(shù)據(jù)傳遞到原始數(shù)據(jù)倉庫221。

為了限制針對(duì)數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備312的硬件要求，板上實(shí)時(shí)波束成形和圖像生成和顯示硬件可以限于生成和處理針對(duì)聲穿透3D體積內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)二維切片的圖像。在一些實(shí)施例中，可以由操作者手動(dòng)地選擇待波束成形和待顯示的2D(一個(gè)或多個(gè))切片。在其他實(shí)施例中，所顯示的圖像平面針對(duì)特定探頭可以是固定的，或者可以由軟件自動(dòng)地選擇。固定平面例如可以包括在探頭陣列的中心相交的一對(duì)正交平面(例如，圖3中的平面150和正交于平面150的垂直平面)加上正交于兩個(gè)垂直平面的水平面。固定平面可以包括通常使用在解剖成像中的軸向的、角膜的、橫向的以及其他平面。這兩個(gè)或兩個(gè)以上平面可以并排被顯示在顯示器244上。備選地，還可以同時(shí)地顯示兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)用戶可選擇的(并且不必正交的)平面。

此外，可以通過利用上文所描述的數(shù)據(jù)減少方法中的任一個(gè)限制待由圖像生成塊231執(zhí)行的處理量，諸如以基本上比可以利用基于聲脈沖的多孔徑成像可實(shí)現(xiàn)的最大幀速率更低的幀速率產(chǎn)生圖像。

圖8的系統(tǒng)還可以組合查看器終端330使用，諸如膝上型計(jì)算機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、平板電腦、智能電話或其他計(jì)算設(shè)備，其被配置為連接到遠(yuǎn)程圖像生成系統(tǒng)以便允許全質(zhì)量圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)或者在成像會(huì)話已經(jīng)完成之后由操作者查看。

在一些實(shí)施例中，由數(shù)據(jù)采集設(shè)備所采集的原始數(shù)據(jù)的全部或基本上一部分可以實(shí)時(shí)(或者盡可能接近實(shí)時(shí))被傳遞到遠(yuǎn)程圖像生成系統(tǒng)322。在這樣的實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程用戶可以經(jīng)由基于網(wǎng)絡(luò)連接的查看器終端330查看成像會(huì)話的近實(shí)時(shí)圖像。

遠(yuǎn)程圖像生成系統(tǒng)322可以包括校準(zhǔn)存儲(chǔ)器設(shè)備238、原始數(shù)據(jù)倉庫221和圖像處理服務(wù)器324。圖像處理服務(wù)器可以包括適于執(zhí)行本文所描述的子過程(諸如波束成形、圖像層組合、圖像處理、視頻處理等)中的任一個(gè)的硬件和軟件元件。圖像處理服務(wù)器324還可以被配置為基于來自操作用于所標(biāo)識(shí)的成像會(huì)話的查看器終端或數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備312的用戶的請(qǐng)求，從原始數(shù)據(jù)倉庫取回原始數(shù)據(jù)并且從校準(zhǔn)存儲(chǔ)器取回對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)程用戶可以完全地獨(dú)立于圖像窗口(如果有的話)由數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備312的操作者查看，而選擇一個(gè)或多個(gè)圖像窗口。類似地，遠(yuǎn)程用戶可以獨(dú)立于在不必改變顯示給操作者的圖像的情況下由數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備312的操作者使用的設(shè)置，而調(diào)節(jié)波束成形和圖像生成參數(shù)?？梢杂蛇h(yuǎn)程查看器用戶調(diào)節(jié)的變量可以包括聲速值、縮放級(jí)別、平移窗口、權(quán)重因子、圖像層組合算法等。

除了基于聲脈沖的波束成形之外，波束成形器技術(shù)可以分離地封裝用于嵌入到基于掃描線的成像系統(tǒng)中或被安裝在服務(wù)器上并且通過網(wǎng)絡(luò)連接可用于基于掃描線的成像系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集設(shè)備可以包括分接頭，其被配置為截獲被發(fā)送到傳統(tǒng)超聲(或其他)成像探頭并且從傳統(tǒng)超聲成像探頭接收到的電氣信號(hào)。

圖9圖示了可以由包括至少一些波束成形和成像處理電子裝置的原始數(shù)據(jù)采集設(shè)備(諸如參考圖8在此所描述的設(shè)備312)執(zhí)行的基于網(wǎng)絡(luò)的成像過程450的示例。在各個(gè)實(shí)施例中，可以通過兩個(gè)或兩個(gè)以上設(shè)備執(zhí)行圖9的過程450的步驟。

圖9的過程450可以通常被配置用于使用內(nèi)置的處理器執(zhí)行實(shí)況成像過程以波束成形和處理有限的數(shù)據(jù)集并且顯示有限質(zhì)量的視頻流，同時(shí)采集和存儲(chǔ)可以從其產(chǎn)生全質(zhì)量視頻流的完整數(shù)據(jù)集。根據(jù)命令，完整數(shù)據(jù)集可以通過網(wǎng)絡(luò)被傳遞到遠(yuǎn)程存儲(chǔ)設(shè)備。在各個(gè)實(shí)施例中，用戶接口元件可以被提供在數(shù)據(jù)采集設(shè)備中、在分離的控制表面設(shè)備中或者在另一設(shè)備中。

圖9的過程450可以包括利用成像探頭發(fā)送和接收信號(hào)，如在塊452中所示。在一些實(shí)施例中，塊452的操作可以包括發(fā)送和接收步驟，如參考基于聲脈沖的孔徑成像上文所描述的。備選地，發(fā)送和接收信號(hào)可以包括任何其他適合的成像過程?？梢允褂萌魏芜m合的探頭設(shè)備。

在塊454處，過程450可以包括將接收到的信號(hào)數(shù)字化為原始數(shù)據(jù)集并且將完整的原始數(shù)據(jù)集存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)器設(shè)備中。如本文所描述的，可以利用任何適合的模擬前端、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換和/或其他硬件和軟件部件來執(zhí)行數(shù)字化接收到的信號(hào)。本地存儲(chǔ)器設(shè)備可以是任何適合的易失性或非易失性存儲(chǔ)器設(shè)備。

如上文所描述的，“完整數(shù)據(jù)集”可以指代起因于定義的發(fā)送的信號(hào)集的基本上所有原始數(shù)據(jù)(例如，回波或者直接地接收到的信號(hào))。發(fā)送的信號(hào)集可以被定義為可標(biāo)識(shí)的發(fā)送的聲脈沖集、在定義的時(shí)間段內(nèi)所發(fā)送的所有聲脈沖或其他信號(hào)、或者其他。因此，例如，完整的數(shù)據(jù)集可以包括起因于一組X個(gè)發(fā)送的聲脈沖的所有數(shù)字化接收到的信號(hào)，其中X是從1到1百萬或更多的任何數(shù)目(例如，實(shí)際的系統(tǒng)可以基于探頭的發(fā)送元件的數(shù)目定義聲脈沖集)。

在塊456處，過程450可以包括所存儲(chǔ)的完整原始數(shù)據(jù)集的部分，以用于實(shí)時(shí)波束成形和圖像處理。選擇數(shù)據(jù)集的部分可以包括上文所描述的數(shù)據(jù)減少方法中的任何一種或多種方法。例如，在一些實(shí)施例中，所選擇的降低的數(shù)據(jù)集可以僅包括對(duì)應(yīng)于所選擇的二維圖像平面的數(shù)據(jù)，而“完整”原始數(shù)據(jù)集可以包括從整個(gè)聲穿透三維體積接收到的回波數(shù)據(jù)。

在塊458處，所選擇的原始數(shù)據(jù)集部分可以被處理并且被波束成形以產(chǎn)生有限質(zhì)量的視頻流。數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備312內(nèi)的圖像處理塊231和視頻處理塊242可以將所選擇的原始數(shù)據(jù)部分波束成形和處理，以產(chǎn)生可以組合以形成有限質(zhì)量的視頻流的圖像。由圖像處理塊231所使用的方法可以包括適于所選擇的數(shù)據(jù)的任何波束成形、圖像層組合和/或其他圖像處理技術(shù)，包括本文所描述的各種示例方法。

在塊460處，有限質(zhì)量的視頻流可以被顯示給成像探頭的操作者(其還可以操作數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備312)。

在塊462處，過程450可以包括響應(yīng)于發(fā)起如本文所描述的“高質(zhì)量數(shù)據(jù)采集模式”的用戶命令，通過網(wǎng)絡(luò)將完整的原始數(shù)據(jù)集傳遞到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。如上文在各種示例中所描述的，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備可以與執(zhí)行波束成形和圖像處理所使用的相同遠(yuǎn)程服務(wù)器集成或者分離。用于傳遞完整的原始數(shù)據(jù)集使用的網(wǎng)絡(luò)可以是與傳遞所選擇的原始數(shù)據(jù)集部分所使用的一個(gè)相同的網(wǎng)絡(luò)或不同的網(wǎng)絡(luò)。在各個(gè)實(shí)施例中，完整的數(shù)據(jù)集可以從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備被取回、近實(shí)時(shí)(例如，在其被接收在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備處的幾秒或幾毫秒內(nèi))或以任何較長的時(shí)間延遲被波束成形并且被處理為圖像。

所取回的完整數(shù)據(jù)集可以由圖像處理服務(wù)器324處理以產(chǎn)生具有比有限質(zhì)量的視頻流更高質(zhì)量的視頻流。所取回的完整數(shù)據(jù)集還可以由圖像處理服務(wù)器324處理以產(chǎn)生與由數(shù)據(jù)采集設(shè)備的操作者實(shí)時(shí)查看的完全不同的圖像和/或視頻。

遠(yuǎn)程引導(dǎo)式成像

在一些實(shí)施例中，可以在由更熟練的操作者將探頭定位在患者或者其他對(duì)象上時(shí)遠(yuǎn)程地引導(dǎo)諸如上文所描述的那些的有限功能數(shù)據(jù)采集和通信設(shè)備的操作者。備選地或者附加地，還可以通過自動(dòng)化系統(tǒng)提供探頭定位引導(dǎo)。

在各個(gè)實(shí)施例中，自動(dòng)引導(dǎo)可以由人工智能系統(tǒng)提供，其利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)識(shí)別圖像內(nèi)的特征并且建議探頭運(yùn)動(dòng)以更完全地采集期望的目標(biāo)對(duì)象。備選地，可以通過獲得如被定位在患者(或者其他對(duì)象)上的探頭的光學(xué)圖像提供自動(dòng)引導(dǎo)?？梢岳镁W(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或其他計(jì)算機(jī)連接的數(shù)字照相機(jī)獲得這樣的光學(xué)圖像。被配置為識(shí)別解剖特征的人工智能軟件可以被用于引導(dǎo)用戶將探頭放置在用于目標(biāo)器官或其他對(duì)象成像的理想位置中。在一些實(shí)施例中，激光指針或其他指示器可以被用于將探頭運(yùn)動(dòng)指令指示到操作者。

備選地，操作者可以利用將探頭定位在何處的圖示由患者的人體實(shí)物模型的靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)圖像引導(dǎo)，以便對(duì)期望的器官或其他對(duì)象進(jìn)行成像。

數(shù)據(jù)通信和存儲(chǔ)

在各個(gè)實(shí)施例中，圖5至圖8的系統(tǒng)可以被配置為將除了原始回波數(shù)據(jù)之外的信息傳遞到基于網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)設(shè)備。例如，系統(tǒng)可以連同原始回波數(shù)據(jù)傳遞各種注釋和/或表頭信息。這樣的注釋/表頭數(shù)據(jù)可以包括允許臨床醫(yī)師或者服務(wù)提供商將原始回波數(shù)據(jù)與患者相關(guān)聯(lián)的信息(諸如匿名患者ID號(hào))。此外，信息(諸如數(shù)據(jù)采集會(huì)話的日期/時(shí)間、數(shù)據(jù)采集會(huì)話的位置、在圖像采集期間使用的成像系統(tǒng)設(shè)置、探頭標(biāo)識(shí)符、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)或其他信息)可以在波束成形或使用原始數(shù)據(jù)中有用。

上文描述了數(shù)據(jù)減少過程的一些示例。除了那些方法之外，附加過程可以被執(zhí)行以在傳輸?shù)綌?shù)據(jù)倉庫之前封裝、壓縮、注釋或以其他方式修改原始回波數(shù)據(jù)。

在一些實(shí)施例中，每個(gè)探頭可以提供有其自身的硬編碼的全局唯一標(biāo)識(shí)符(GUID)。與當(dāng)前日期和時(shí)間的數(shù)字表示組合的GUID可以被用作用于創(chuàng)建針對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)采集會(huì)話的唯一標(biāo)識(shí)符的基礎(chǔ)。唯一標(biāo)識(shí)符可以然后與關(guān)聯(lián)于來自數(shù)據(jù)采集會(huì)話的原始回波數(shù)據(jù)并且與其一起存儲(chǔ)的表頭數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。表頭數(shù)據(jù)可以包括諸如以下各項(xiàng)的元素：數(shù)據(jù)采集的日期和時(shí)間、數(shù)據(jù)采集的地理位置、標(biāo)識(shí)患者(或者待成像的其他對(duì)象)的ID號(hào)、探頭的設(shè)置、在實(shí)況成像期間使用的用戶接口設(shè)置和任何其他相關(guān)信息。唯一標(biāo)識(shí)符和表頭信息可以與原始數(shù)據(jù)集相關(guān)聯(lián)并且本地和/或在數(shù)據(jù)倉庫中存儲(chǔ)。所存儲(chǔ)的信息可以在未來的任何點(diǎn)處被引用以用于不限數(shù)量的訪問。

雖然已經(jīng)在某些優(yōu)選的實(shí)施例和示例的上下文中公開本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解到，本發(fā)明延伸超過具體公開的實(shí)施例到其他備選實(shí)施例和/或本發(fā)明的使用和其顯而易見的修改和等同。以上實(shí)施例的各種修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是容易明顯的，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，本文所限定的一般原理可以適于其他實(shí)施例和應(yīng)用。因此，應(yīng)預(yù)期到，在此所公開的本發(fā)明的范圍不應(yīng)當(dāng)由上文所描述的特定的所公開的實(shí)施例限制，而是應(yīng)當(dāng)僅由以下權(quán)利要求的正確閱讀而被確定。

特別地，材料和制造技術(shù)可以被用作相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員的水平內(nèi)。此外，對(duì)單數(shù)項(xiàng)的引用包括存在多個(gè)所呈現(xiàn)的相同項(xiàng)的可能性。更特別地，如在此所使用的并且在所附的權(quán)利要求中，除非上下文另外清楚地指定，否則單數(shù)形式“一”、“和”、“所述”和“該”包括復(fù)數(shù)指示物。還如在此所使用的，除非另外明確說明，否則術(shù)語“或者”包括所有所呈現(xiàn)的備選，并且意味著基本上與常用短語“和/或”相同。還應(yīng)注意，權(quán)利要求可以被撰寫以排除任何可選的元件。如此，該陳述旨在用作用于結(jié)合權(quán)利要求元件的詳述將這樣的排他性術(shù)語用作“單獨(dú)地”、“僅”等或使用“否定”限制的先行詞基礎(chǔ)。除非在此另外定義，否則在此所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與由本發(fā)明屬于的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同意義。