利要求的范圍的限制。本公開(kāi)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員通常將會(huì)設(shè)想描述的實(shí)施例中的任何改變和另外的修改以及如這里所述的本公開(kāi)的原理的任何另外的應(yīng)用。
[0024]圖1描述回聲標(biāo)記器100。標(biāo)記器100被用于增強(qiáng)在身體中在皮下放置的裝置的超聲圖像。標(biāo)記器100通常足夠小以安裝于在皮下插入的導(dǎo)管、胸管、引流管或其它醫(yī)學(xué)裝置內(nèi)。
[0025]標(biāo)記器100包括槳102。槳102在這個(gè)實(shí)施例中被描述為例如基本上矩形形狀的大體上平坦的平面物體。槳102還能夠被構(gòu)造為各種不同形狀，諸如，例如圓形或橢圓形。另外，槳102不需要是平坦平面物體；槳102能夠是如下所述的各種形狀中的任何形狀。槳102連接到軸104。軸104和槳102可圍繞軸線106旋轉(zhuǎn)。軸104能夠被手動(dòng)地可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)或由電機(jī)可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)。在特定例子中，槳102由不銹鋼或具有遠(yuǎn)大于或遠(yuǎn)小于水或身體內(nèi)的其它組織和流體的聲阻抗的另一材料構(gòu)成。
[0026]通常，超聲信號(hào)在具有不同聲阻抗的兩種介質(zhì)(諸如，水和槳102的表面)的界面處被部分地反射。因?yàn)闃?02由不銹鋼或具有不同于水的聲阻抗的其它材料構(gòu)成，所以當(dāng)槳102位于諸如水的物質(zhì)內(nèi)時(shí)，槳102將會(huì)部分地反射超聲信號(hào)。在超聲過(guò)程期間，換能器發(fā)射超聲信號(hào)，并且當(dāng)該信號(hào)遇到介質(zhì)的變化時(shí)，該信號(hào)被部分地反射。反射信號(hào)的一部分返回到換能器，并且從那里，該信號(hào)被處理以創(chuàng)建醫(yī)生可看見(jiàn)的圖像。物體反射超聲波的特性能力在這里被描述為“回聲反射性”。術(shù)語(yǔ)“無(wú)回聲”在這里用于描述物體的特征，其中在特定環(huán)境的情況下，與第二物體相比，該物體通常反射更少的超聲信號(hào)。換句話(huà)說(shuō)，“無(wú)回聲性”描述在特定環(huán)境中與別的事物相比具有更小的聲衰減的特性。
[0027]標(biāo)記器100優(yōu)選地被安裝在醫(yī)學(xué)裝置D (圖5)(例如，導(dǎo)管)中。裝置D的這個(gè)實(shí)施例具有殼體H，殼體H相對(duì)于身體組織完全地或部分地?zé)o回聲，殼體H定義室C，標(biāo)記器100的至少一部分放置在室C中。該殼體能夠由具有類(lèi)似于水和身體組織的聲阻抗的各種聚合物或其它材料構(gòu)成。以這種方式，該殼體在位于身體內(nèi)時(shí)是無(wú)回聲的，從而使得來(lái)自標(biāo)記器100的信號(hào)反射不被殼體阻擋或隱藏。
[0028]能夠結(jié)合多普勒超聲使用標(biāo)記器100。多普勒超聲是尋找回聲中的頻移以確定物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的成像形式。多普勒標(biāo)記器是返回發(fā)送的超聲脈沖的頻移版本的標(biāo)記器。許多現(xiàn)代超聲控制臺(tái)具有超聲多普勒模式，在該模式下，多普勒信號(hào)被以顏色疊加在灰度級(jí)解剖圖像上。能夠?qū)?biāo)記器100和這里描述的其它實(shí)施例與多普勒模式結(jié)合使用。
[0029]利用槳102能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械頻移。在操作期間，槳在軸104上圍繞軸線106旋轉(zhuǎn)。包括超聲成像換能器T的成像系統(tǒng)發(fā)射朝著具有標(biāo)記器100的醫(yī)學(xué)裝置D的超聲信號(hào)，所述標(biāo)記器100具有旋轉(zhuǎn)槳102。在多數(shù)朝向，槳102的一側(cè)移動(dòng)遠(yuǎn)離換能器，而另一側(cè)朝著換能器移動(dòng)。在醫(yī)學(xué)裝置的無(wú)回聲的表面(諸如，例如殼體H)應(yīng)該最少地反射超聲信號(hào)。然而，當(dāng)超聲信號(hào)遇到槳102并且槳102的材料在聲學(xué)方面不同于周?chē)尼t(yī)學(xué)裝置和身體組織時(shí)，超聲信號(hào)被反射。槳102的運(yùn)動(dòng)(偏移至軸104的一側(cè)的第一部分大體上或粗糙地朝著成像換能器移動(dòng)，偏移至軸104的另一側(cè)的第二部分大體上或粗糙地移動(dòng)遠(yuǎn)離成像換能器)在超聲信號(hào)中反射回至換能器的部分中引起多普勒頻移。也就是說(shuō)，槳102的一側(cè)(朝著換能器移動(dòng))反射具有高于發(fā)射信號(hào)的頻率的信號(hào)，并且另一側(cè)(移動(dòng)遠(yuǎn)離換能器)反射具有低于發(fā)射信號(hào)的頻率的信號(hào)。當(dāng)在超聲成像系統(tǒng)中使用多普勒模式時(shí)，槳102的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將會(huì)因此使槳102的一側(cè)在圖像中看起來(lái)是藍(lán)色或更藍(lán)，并且使另一側(cè)看起來(lái)是紅色或更紅(或超聲系統(tǒng)被構(gòu)造為顯示的無(wú)論哪種區(qū)別性對(duì)比度、顏色或圖案)。代表槳102的紅色和藍(lán)色圖像部分相對(duì)于身體內(nèi)的任何其它運(yùn)動(dòng)或其它信號(hào)的對(duì)比在成像處理期間創(chuàng)建清楚的并且可容易地識(shí)別的圖像。以這種方式，醫(yī)生能夠更加迅速地并且容易地相對(duì)于身體的各部位定位身體內(nèi)的標(biāo)記器100的位置，并且還定位成像系統(tǒng)和標(biāo)記器100的各部分。
[0030]通過(guò)隨著時(shí)間改變槳102的旋轉(zhuǎn)的速率，標(biāo)記器100能夠產(chǎn)生甚至更高的與周?chē)M織的差異。通過(guò)隨著時(shí)間改變旋轉(zhuǎn)速率，回聲超聲信號(hào)能夠甚至進(jìn)一步不同于原始信號(hào)，從而使得圖像能夠進(jìn)一步區(qū)別于周?chē)M織和醫(yī)學(xué)裝置的其它部分。另外，通過(guò)定期地或頻繁地改變旋轉(zhuǎn)的方向，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的差異。槳102的旋轉(zhuǎn)的方向的變化將會(huì)在觀看的圖像中產(chǎn)生變化，從而使得紅色和藍(lán)色將會(huì)以閃爍方式在圖像中交替。該閃爍用于進(jìn)一步提尚標(biāo)記器100的可見(jiàn)性。
[0031]有益地，槳102具有引起沿許多方向散射的信號(hào)的表面。構(gòu)造為引起信號(hào)散射的標(biāo)記器200的例子被示出在圖2中。圖2顯示具有凹坑表面204和面對(duì)相反方向的平坦或光滑表面的槳202的實(shí)施例，凹坑表面204具有一系列凹坑206。替代地，凹坑206能夠位于槳202的多個(gè)表面。凹坑206能夠是位于物體的表面上的各種回聲增強(qiáng)特征中的任何回聲增強(qiáng)特征。在圖2例子中，凹坑206通常是一系列凹陷，當(dāng)在截面觀看時(shí)，該凹陷類(lèi)似于具有平底或圓底表面的截?cái)嗟陌肭?。在其它?shí)施例中，凹坑206能夠是各種幾何結(jié)構(gòu)或其它回聲增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，諸如例如用機(jī)器加工到表面中的小洞、草皮狀物、凹槽、線、脊?fàn)钗锘虼植诩y理。凹坑206能夠單獨(dú)地位于槳202的表面上，從而使得凹坑206不彼此連通或者不彼此接觸，并且僅是一系列個(gè)體幾何結(jié)構(gòu)。替代地，凹坑206能夠被機(jī)器加工或蝕刻到凹坑表面204中或以在凹坑表面204中創(chuàng)建紋理的方式創(chuàng)建。
[0032]在實(shí)踐中，在超聲過(guò)程期間，凹坑206或其它回聲增強(qiáng)結(jié)構(gòu)散射超聲信號(hào)，從而使得波被沿各種方向反射。這個(gè)反射表面不同于主要僅沿一個(gè)方向反射超聲的光滑表面，其中該方向直接取決于發(fā)射信號(hào)的方向向量和反射表面的法平面之間的關(guān)系。在光滑表面的情況下，反射表面應(yīng)該主要定位為垂直于發(fā)射信號(hào)的方向向量，以便使反射信號(hào)反射回至接收換能器。在旋轉(zhuǎn)光滑表面的情況下，可成像信號(hào)的質(zhì)量取決于換能器和旋轉(zhuǎn)表面之間的相對(duì)位置。僅當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度提供發(fā)射信號(hào)方向向量和反射表面的表面法線之間的對(duì)齊時(shí)，才可獲得可成像信號(hào)。通常，可成像信號(hào)對(duì)應(yīng)于相對(duì)較小的角度范圍。相比之下，當(dāng)對(duì)具有回聲增強(qiáng)表面(諸如，具有凹坑206)的標(biāo)記器成像時(shí)，由于超聲信號(hào)在與凹坑206相互作用時(shí)的散射，對(duì)于寬得多的角度范圍可獲得可成像信號(hào)。以這種方式，槳202的凹坑206允許槳在超聲過(guò)程期間被更容易地成像，而不需要確保槳和成像換能器精確地定位以便獲得圖像。
[0033]標(biāo)記器的另外的功能能夠包括在成像期間以物理方式移動(dòng)標(biāo)記器，以使得標(biāo)記器通過(guò)具有隨著時(shí)間改變的回聲反射率來(lái)區(qū)別于周?chē)M織。因?yàn)樯眢w組織具有時(shí)間恒定的回聲反射率，所以能夠通過(guò)觀察順序成像幀并且監(jiān)測(cè)具有變化的發(fā)光或閃爍的位置來(lái)區(qū)分標(biāo)記器。換句話(huà)說(shuō)，通過(guò)具有有著移入和移出成像平面的部分的標(biāo)記器，能夠?qū)崿F(xiàn)閃爍。替代地，通過(guò)具有能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)或更多狀態(tài)的標(biāo)記器，能夠?qū)崿F(xiàn)閃爍，其中該標(biāo)記器在每個(gè)狀態(tài)下反射不同的超聲能量的量。替代地，通過(guò)提供隨著時(shí)間在空間上移動(dòng)或改變位置的反射的點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)閃爍。
[0034]身體組織可分別按照大約.2Hz和1.3Hz的心臟和呼吸周期定期地移動(dòng)。尤其當(dāng)在胸腔中或在胸腔附近成像時(shí)，希望該閃爍具有不與這些頻率中的任一頻率重疊的頻率。
[0035]在超聲監(jiān)測(cè)過(guò)程中使用槳102的實(shí)施例時(shí)，槳102旋轉(zhuǎn)。能夠根據(jù)預(yù)期閃爍頻率設(shè)置旋轉(zhuǎn)速率，并且能夠由機(jī)械電機(jī)提供該旋轉(zhuǎn)速率或者由醫(yī)生或其他技術(shù)員手動(dòng)地提供該旋轉(zhuǎn)速率。當(dāng)軸104旋轉(zhuǎn)時(shí)，槳102隨著它旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)期間的時(shí)間，當(dāng)槳102的平坦平面表面朝向超聲換能器時(shí)，超聲波的相對(duì)較大的部分被反射至換能器，并且在成像系統(tǒng)中產(chǎn)生圖像。當(dāng)槳102旋轉(zhuǎn)至使得槳102的邊緣108面向換能器的結(jié)構(gòu)時(shí)，超聲波的顯著更小的部分被反射至換能器，并且在成像系統(tǒng)中產(chǎn)生不同圖像。當(dāng)槳102進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)時(shí)，槳的平坦平面表面將會(huì)再次朝著超聲換能器反射，再次改變超聲圖像。以這種方式，醫(yī)生能夠觀察超聲圖像中的強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)變化，即閃光或閃爍點(diǎn)或區(qū)域。如果閃爍部分以與槳102的旋轉(zhuǎn)速率同步的速率閃爍，則醫(yī)生能夠確信該閃爍部分代表醫(yī)學(xué)裝置的位置。
[0036]如上所述并且如圖2中所示并且所討論的，槳102能夠被構(gòu)造為具有回聲增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。這些增強(qiáng)結(jié)構(gòu)允許超聲換能器必須相對(duì)于槳102定位的角度的更大容忍度。槳202還能夠具有包括與回聲增強(qiáng)結(jié)構(gòu)不同的超聲吸收器的區(qū)域。超聲吸收器是使物體相對(duì)于它的環(huán)境變得更