在超聲成像中的陰影抑制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及在超聲成像中的陰影抑制。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲陰影化由穿過散射物體的聲能的差的透射或來自散射物體的高反射引起。例如，致密組織可引起從通過致密組織與換能器分離的組織返回的陰影遮蔽。作為另一示例，陰影化由于差的換能器接觸而出現(xiàn)。陰影本身出現(xiàn)為通常與透射方向高度相關(guān)的低回聲強(qiáng)度(echogenicity)的區(qū)域。
[0003]陰影可出現(xiàn)在各種成像模式中，例如出現(xiàn)在轉(zhuǎn)向空間復(fù)合中。通過沿著掃描線在相對于換能器的一個(gè)角度下掃描來獲取數(shù)據(jù)的一個(gè)組件幀。通過沿著掃描線在不同的角度下掃描來獲取數(shù)據(jù)的第二組件幀。檢測到的數(shù)據(jù)的幀被復(fù)合在一起并被顯示為圖像。當(dāng)使用轉(zhuǎn)向空間復(fù)合來成像時(shí)，陰影創(chuàng)建叉狀圖像偽像，因?yàn)殛幱皟A向于壓低在陰影化位置上的復(fù)合圖像平均數(shù)。解剖學(xué)信息可能由于這個(gè)減少而失去。為了減少在轉(zhuǎn)向空間復(fù)合中的陰影化，在轉(zhuǎn)向空間組件圖像之間的差異可用于識別陰影。然而，可能不實(shí)現(xiàn)合適的空間圖像配準(zhǔn)，導(dǎo)致差的陰影識別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]作為介紹，下面描述的優(yōu)選實(shí)施例包括用于超聲成像中的陰影抑制的方法、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、指令和系統(tǒng)。通過使用變換或其它方法，沿著轉(zhuǎn)向方向的幀(例如圖像幀)的數(shù)據(jù)被投影。投影用于確定權(quán)重。使用基于投影的權(quán)重來將幀加權(quán)，從而基于一個(gè)幀本身減少或移除了陰影。在轉(zhuǎn)向空間復(fù)合示例中，由于陰影化，具有獨(dú)立陰影抑制組件幀的復(fù)合幀可以有很少或沒有叉狀圖像偽像。
[0005]在第一方面中，提供了用于超聲成像中的陰影抑制的方法。換能器用于獲取數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)向組件幀。數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)向組件幀表示患者的重疊區(qū)且響應(yīng)于不同的成像角度。對于數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)向組件幀，處理器沿著相應(yīng)的成像角度將數(shù)據(jù)投影到投影中。數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)向組件幀由作為相應(yīng)的投影的函數(shù)的內(nèi)核加權(quán)。處理器將數(shù)據(jù)的加權(quán)組件幀復(fù)合在一起。患者的重疊區(qū)的圖像從復(fù)合的結(jié)果生成。
[0006]在第二方面中，非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒介在其中已經(jīng)存儲(chǔ)表示由用于超聲成像中的陰影抑制的編程的處理器可執(zhí)行的指令的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)媒介包括用于超聲成像的通過超聲系統(tǒng)轉(zhuǎn)向空間復(fù)合組件幀的指令和在組件幀中的獨(dú)立于組件幀中的其它組件幀的至少一個(gè)中通過超聲系統(tǒng)減少陰影的指令。
[0007]在第三方面中，提供了在超聲成像中的陰影抑制的系統(tǒng)。波束形成器可操作來獲取響應(yīng)于離基本上相同的換能器位置的不同轉(zhuǎn)向角且表示重疊區(qū)的數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)向幀的序列。處理器配置成沿著轉(zhuǎn)向角將數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)向幀投影到投影圖像內(nèi)，根據(jù)投影圖像對數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)向幀加權(quán)，并從加權(quán)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)向幀生成復(fù)合圖像。顯示器可操作來顯示復(fù)合圖像。
[0008]下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例討論本發(fā)明的另外的方面和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明由下面的權(quán)利要求限定，且在該段中什么也不應(yīng)被理解為對那些權(quán)利要求的限制。
【附圖說明】
[0009]組件和附圖并不一定按比例，相反重點(diǎn)被放在說明實(shí)施例的原理上。而且在附圖中，遍及不同的視圖，相似的參考數(shù)字指明對應(yīng)的部件。
[0010]圖1是用于超聲成像中的陰影抑制的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
圖2是數(shù)據(jù)的三個(gè)轉(zhuǎn)向組件幀的示例表示；
圖3是有陰影化的示例超聲圖像；
圖4是從圖3的超聲圖像導(dǎo)出的示例投影圖像；
圖5是圖3的超聲圖像的示例，但使用圖4的投影圖像來加權(quán)；
圖6是具有來自三個(gè)組件圖像的陰影偽像的幻影的示例轉(zhuǎn)向復(fù)合超聲圖像；
圖7是在組件圖像中的陰影的抑制之后的圖6的轉(zhuǎn)向復(fù)合超聲圖像的示例；
圖8是具有來自三個(gè)組件圖像的陰影偽像的患者的示例轉(zhuǎn)向復(fù)合超聲圖像；
圖9是在復(fù)合圖像中的陰影的抑制之后圖8的轉(zhuǎn)向復(fù)合超聲圖像的示例；以及圖10是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于超聲成像中的陰影抑制的系統(tǒng)的方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]單個(gè)幀的所接收的圖像數(shù)據(jù)被變換，以及投影圖像使用透射成像角的知識而生成。變換的投影圖像然后用于生成權(quán)重。透射角方向和對應(yīng)的變換投影圖像的知識用于幫助確定轉(zhuǎn)向空間復(fù)合圖像權(quán)重。權(quán)重用于補(bǔ)償原始接收的圖像數(shù)據(jù)。這種方法并不需要用于陰影減少的圖像配準(zhǔn)，因?yàn)殛幱巴ㄟ^使用它們的相應(yīng)投影圖像對原始圖像加權(quán)而被抑制。在每幀基礎(chǔ)上創(chuàng)建陰影減少權(quán)重，即使對于轉(zhuǎn)向復(fù)合。
[0012]圖1示出用于超聲成像中的陰影抑制的方法的一個(gè)實(shí)施例。下面在轉(zhuǎn)向空間復(fù)合的上下文中描述了實(shí)施例。在其它實(shí)施例中，提供了用于單或多幀成像模態(tài)例如B模式成像的陰影抑制。
[0013]該方法由圖10的系統(tǒng)或不同的系統(tǒng)執(zhí)行。醫(yī)學(xué)診斷超聲成像系統(tǒng)可例如使用在不同的轉(zhuǎn)向角處掃描患者的換能器和波束形成器、檢測用于數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)的檢測器(例如B模式檢測器)、抑制陰影并將數(shù)據(jù)的組件幀復(fù)合成數(shù)據(jù)的復(fù)合幀的處理器、和顯示從數(shù)據(jù)的組件幀創(chuàng)建的圖像的顯示器來執(zhí)行該方法?？墒褂闷渌到y(tǒng)，例如用于接收組件幀并輸出具有減少的陰影的復(fù)合幀的計(jì)算機(jī)。
[0014]以所示次序或不同的次序執(zhí)行該方法?？商峁└郊拥摹⒉煌幕蚋俚膭?dòng)作。例如，不執(zhí)行動(dòng)作56，其中動(dòng)作54的投影本身提供內(nèi)核的權(quán)重。作為另一示例，不執(zhí)行動(dòng)作62。在又另一示例中，提供另外的處理，例如檢測和掃描轉(zhuǎn)換。
[0015]在動(dòng)作50中，使用換能器用超聲獲取數(shù)據(jù)的組件幀。數(shù)據(jù)的組件幀具有不同的空間響應(yīng)。數(shù)據(jù)的組件幀電地、機(jī)械地或通過換能器的空間定位被轉(zhuǎn)向。在不同的轉(zhuǎn)向角下獲取數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)向組件幀的每一個(gè)或多個(gè)。例如，圖2示出響應(yīng)于三個(gè)不同的轉(zhuǎn)向角而獲取的數(shù)據(jù)的三個(gè)電子轉(zhuǎn)向幀70、72和74 (見每個(gè)幀70、72、74的光線)或具有在不同轉(zhuǎn)向角下的一個(gè)或多個(gè)掃描線的掃描圖案。數(shù)據(jù)的組件幀中的每一個(gè)例如通過在有或沒有故意搖擺的情況下將換能器維持同一位置來基本上橫跨目標(biāo)的區(qū)的相同空間范圍。數(shù)據(jù)的組件幀中的每一個(gè)的大部分、高于90%或幾乎整個(gè)掃描區(qū)與其它組件幀的掃描區(qū)重疊(見虛線框)。
[0016]與數(shù)據(jù)的組件幀中的另一個(gè)相比，數(shù)據(jù)的組件幀之一響應(yīng)于相對于掃描區(qū)中的至少一個(gè)位置的至少一個(gè)不同的掃描線角度。對于患者中的至少一些位置，至少對于組件幀中的兩個(gè)組件幀，來自不同的組件幀的交叉掃描線在不同的角度下。從不同的方向聲穿透該位置提供了不同的空間響應(yīng)。
[0017]在替換的實(shí)施例中，在例如與擴(kuò)展視場成像相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的連續(xù)幀的獲取期間移動(dòng)換能器。在使用非線性掃描圖案的情況下，在換能器旋轉(zhuǎn)以及平移的情況下或在多個(gè)換能器被空間地定位以獲取目標(biāo)圖像的情況下，數(shù)據(jù)的不同組件幀可表示從不同角度的重疊區(qū)，從而提供不同的空間響應(yīng)。通過組合重疊區(qū)的數(shù)據(jù)，提供轉(zhuǎn)向復(fù)合。
[0018]獲取表示相同或不同區(qū)的數(shù)據(jù)的兩個(gè)或多個(gè)幀。例如，數(shù)據(jù)的三個(gè)組件幀的掃描線均與不同的區(qū)或掃描幾何結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)?？色@取以任何格式的掃描線，例如線性、彎曲線性、扇區(qū)、彎曲扇區(qū)、Vector?、彎曲Vector?、及其組合。例如，使用線性換能器獲取的掃描線分別對于數(shù)據(jù)的三個(gè)組件幀在線性或通常矩形或平行四邊形掃描格式中在三個(gè)不同的角度(例如+/-?ο度和法線)下被轉(zhuǎn)向。
[0019]對于數(shù)據(jù)的一個(gè)組件幀，掃描線在換能器上的不同位置處發(fā)起，但兩個(gè)或更多掃描線可從同一位置發(fā)起。使用線性格式，掃描線是平行的且相對于掃描線與在換能器上的原點(diǎn)的交叉線在同一方向上。每個(gè)組件幀的大部分掃描線指向同一方向。作為另一示例，對于扇區(qū)或Vector?格式，離換能器14的面的不同角度由在換能器14上或其后的掃描頂點(diǎn)位置提供。沿著換能器表面的掃描線密度是均勻的或作為掃描線位置的函數(shù)而改變。對于數(shù)據(jù)的一個(gè)幀，與數(shù)據(jù)的另一幀比較，掃描線密度可以是不同的，例如具有不同的均勻密度或具有在密度的變化中的差異。可使用在單次掃描內(nèi)或在導(dǎo)致空間分集的掃描之間的掃描線原點(diǎn)或角度中的格式或變化的各種組合中的任一個(gè)。
[0020]數(shù)據(jù)的組件幀中的每一個(gè)對應(yīng)于不同的轉(zhuǎn)向角或空間響應(yīng)。例如，大部分掃描線在第一方向上延伸，例如對于數(shù)據(jù)的一個(gè)組件幀從換能器向左10度。大部分掃描線對于數(shù)據(jù)的另一組件幀在從換能器向右10度角度下延伸。大部分掃描線對于數(shù)據(jù)的第三組件幀垂直于換能器。除了加或減10度和零以外的不同轉(zhuǎn)向角可與2、3、4或更多組件幀一起使用。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)組件幀與由換能器提供的最大轉(zhuǎn)向角相關(guān)聯(lián)而沒有不期望的柵瓣效應(yīng)。第二組件幀與相同的角度相關(guān)聯(lián)但在相對于換能器的不同方向上。附加的組件幀(如果有的話)與較小的轉(zhuǎn)向角相關(guān)聯(lián)。在替換的實(shí)施例中，最大轉(zhuǎn)向角小于在具有換能器的情況下可能的最大值。作為另一示例，掃描線的掃描頂點(diǎn)的位置是不同的，例如在數(shù)據(jù)的兩個(gè)組件幀之間橫向間隔開，導(dǎo)致不同的轉(zhuǎn)向角。作為又另一示例，使掃描線對數(shù)據(jù)的每個(gè)幀相同地轉(zhuǎn)向，但換能器繞著軸例如方位角軸搖擺。
[0022]在一個(gè)實(shí)施例中，對于數(shù)據(jù)的任何給定組件幀，相同的或基本上相同的掃描線用于透射和接收操作。在替換實(shí)施例中，與對于接收操作比較，一個(gè)或多個(gè)掃描線對于透射操作是不同的。例如，聲能對于線性陣列沿著垂直于換能器的掃描線透射，并在非法向角下沿著掃描線被接收。對于彎曲陣列，能量沿著掃描線以一種格式透射，并沿著掃描線以不同的格式、模式或位置被接收。作為另一示例，相同的掃描線用于針對數(shù)據(jù)的所有或多個(gè)組件幀透射，但不同的電動(dòng)轉(zhuǎn)向在數(shù)據(jù)的組件幀中的每一個(gè)或多個(gè)的接收期間被提供。
[0023]數(shù)據(jù)的每個(gè)幀由表示視場或掃描區(qū)的樣本形成。幀可以針對二維或三維區(qū)?？梢砸越诲e(cuò)方式獲取、例如通過與另一幀的線的各線或各組