專利名稱：高速超聲厚切片成像的制作方法
高速超聲厚切片成像本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)診斷超聲成像系統(tǒng)，并且，特別涉及根據(jù)海拔維度中 的圖像數(shù)據(jù)以高顯示幀率采集并顯示圖像的超聲系統(tǒng)。超聲診斷成像是形成相干信號信息的圖像的成像模態(tài)。所使用的相干 超聲信號的本質(zhì)，與用于全息成像的單色光波一樣，導(dǎo)致了波在成像介質(zhì) 中的相長和相消干涉。結(jié)果，該圖像包含圖像隨機(jī)斑點化(已知為"散斑") 形式的噪聲。由于圖像的散斑圖樣是恒定的并且不隨時間改變，因此減小這個效應(yīng)的常用方法是將不相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)相組合，并通過與2的平方根 成比例的平均效應(yīng)來減小散斑。所使用的不相關(guān)數(shù)據(jù)的類型典型的是不同 頻率或者由不同瞄準(zhǔn)方向采集的數(shù)據(jù)，通常稱為頻率復(fù)合(見，例如，Lizzi 等的US專利4,350,917)和空間復(fù)合(見，例如，F(xiàn)ehr等的US專利 4,649,927)。Adams等的US專利6,464,638描述了一種空間復(fù)合的新方法，其充分 利用了設(shè)計用于三維成像的探頭。在Adams等的技術(shù)中，3D成像探頭采 集在海拔維度上基本彼此平行的平面圖像，其中該維度與圖像的平面正交。 在典型的實現(xiàn)方式中，Adams等使用在方位和高度兩者上具有電子束引導(dǎo) 和聚焦的探頭，從而不僅采集到感興趣的切片面的圖像，也采集到了與該 切片面平行的圖像平面。然后海拔上組合該切片，在海拔維度中的最不相 關(guān)數(shù)據(jù)通過在海拔維度中的空間復(fù)合使得散斑減少。盡管在Adams等的專利中所描述的實現(xiàn)使用平行處理從單個發(fā)射間隔 采集多條掃描線，但是在能夠形成空間復(fù)合圖像之前仍然需要采集海拔切 片的完整數(shù)據(jù)集。這比采集單個非復(fù)合切片圖像所需要的時間長，并且因 此實時序列顯示的幀率將比非復(fù)合實時成像的幀率低。因此，希望能夠以 較高的實時顯示幀率生成空間復(fù)合圖像。根據(jù)本發(fā)明的原理，描述了根據(jù)海拔維度中的數(shù)據(jù)以高顯示幀率生成空間復(fù)合圖像的診斷超聲系統(tǒng)和方法。使用在海拔維度基本平行的3D成像探頭掃描多個切片。在采集新切片之后，新切片的圖像數(shù)據(jù)在海拔維度與 先前采集的切片的圖像數(shù)據(jù)組合，之后顯示?？梢允褂酶鞣N技術(shù)來對海拔 數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，諸如求平均、加權(quán)或者最大化強度投影。與采集所組合的 切片的總數(shù)所需的時間相比，用更少的時間生成用于顯示的新空間復(fù)合圖 像幀。在所示出的實現(xiàn)方式中，通過在相同的時間從若干海拔切片的掃描 線的多線采集而進(jìn)一步提高顯示的幀率。在圖中，

圖1示出了在海拔方向上采集的多個扇形切片；圖2示出了在海拔方向上采集的多個直線切片；圖3示出了處于海拔方向上不同角度增量的多個切片；圖4a-4c示出了利用根據(jù)本發(fā)明原理的多線采集同時采集的多個切片；圖5以方框圖的形式示出了根據(jù)本發(fā)明原理而構(gòu)造的超聲診斷成像系統(tǒng)；圖6以方框圖的形式示出了根據(jù)本發(fā)明原理而構(gòu)造的超聲診斷成像系 統(tǒng)的第二實現(xiàn)方式；圖7a示出了本發(fā)明的實現(xiàn)方式中的用于切片存儲的雙端口存儲器； 圖7b示出了本發(fā)明的實現(xiàn)方式中的存儲區(qū)域分割。首先參考圖1，透視地示出了體積區(qū)域10。在這個例子中，體積區(qū)域 IO是扇形并包括多個在此稱為"切片"的平面扇形區(qū)域。在這個例子中示 出了四個切片12-16。將切片定向為在海拔方向上彼此平行，并且它們的方 位和海拔維度在圖的右邊指示。通過在方位方向上發(fā)射連續(xù)的掃描線經(jīng)過 切片12-16并在海拔方向上從切片到切片的前進(jìn)，利用位于體積區(qū)域之上 的陣列換能器對每個切片進(jìn)行掃描。圖2示出了直線體積區(qū)域20，其也包括多個被定向為在海拔方向上平 行的切片。圖中示出了四個這樣的切片22-28。這些切片可由位于體積區(qū)域 20之上的換能器陣列以與圖1中的切片相同的方式掃描。在這個例子中， 在方位方向 以平行的掃描線掃描切片，而不是如圖1例子中的、由來自共同原點的角度增加的掃描線進(jìn)行掃描。圖3提供了體積區(qū)域的切片的另一例子。這些切片是椎體形體積區(qū)域，并在體積的頂端具有頂點34。在這個例子中，四個扇形切片SrS4以"邊緣" 視圖方式示出。即，切片的海拔方向由箭頭32指示，并且方位方向朝向圖 的平面之內(nèi)。在該換能器陣列之上示出相對于陣列換能器30的方位和海拔 方向。在這個例子中，鄰近的海拔切片是被角度增量A小彼此隔開。在這些例子的每一個中，可掃描和顯示體積的單獨切片。但是根據(jù)本 發(fā)明的原理，掃描海拔對齊的多個切片，并且組合它們的數(shù)據(jù)來形成圖像 用于顯示。由于通過具有不同發(fā)射-接收信號路徑的掃描線掃描每個海拔上 不同的切片，因此該切片的每一個將呈現(xiàn)出它自己的獨特的散斑圖樣。通 過將在海拔維度上限定了厚度的多個切片的圖像數(shù)據(jù)相組合，將減少組合 圖像的散斑偽影。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，切片可通過多線采集以高速進(jìn)行掃描。在多 線采集中， 一個發(fā)射波束聲穿透多個接收線的位置，并且響應(yīng)于該單獨的 發(fā)射事件采集多條接收線。圖4a-4c提供四個切片S,-S4的多線采集的例子， 其中該四個切片在海拔維度上平行排列。每個切片由在方位方向上排列的 接收線組成，并在圖中以L1， L2，……Ln標(biāo)識，其中"n"例如可是128。 由圖4可見，每個接收線被軸向的觀察，類似于從換能器陣列的角度觀察。 四個接收線被單獨的發(fā)射波束聲穿透，而不是將單獨的發(fā)射波束向下發(fā)射 至每個線并只從那個接收線接收回波。在圖4a的例子中，被放射狀地描繪 輪廓的發(fā)射波束TxAl，聲穿透切片S,的接收線L1和L2以及切片S2的接收線 L1和L2。因而，同時地采集并處理在方位上的兩個接收線和在海拔上的兩 個接收線，即總共四個接收線。見，例如，US專利5，318,033(Savord)作為處 理同時接收的多線的解釋。圖4b示出了下一個發(fā)射事件，其中發(fā)射波束TxA2 聲穿透另外四個接收線，切片Si的L3和L4以及切片S2的接收線L3和L4。以這種方式繼續(xù)進(jìn)行掃描直到己經(jīng)采集切片S,和S2的所有行。因而在己經(jīng)掃描了切片的全部方位(從行Ll到行Ln)的間隔中，已經(jīng)采集了自來兩個切片， Si和S2的回波數(shù)據(jù)。該方法然后以如圖4c所示的第二方位掃描間隔而繼續(xù)， 其中切片S3的接收線L1和L2與切片S4的接收線L1和L2 —起被發(fā)射波束 TxBl掃描。以與在第一期間采集切片S,和S2相同的方式在這個第二方位掃描間隔期間掃描切片S3和S4。在這兩個掃描間隔中，在以常規(guī)的線接線方法
掃描單獨切片所需的時間中掃描所有四個切片SrS4。采集的速度以及因此 的顯示幀率通過使用這個4X多線采集而增加了 4倍。
根據(jù)本發(fā)明原理而構(gòu)造的超聲系統(tǒng)在圖5中以方框圖的形式示出。提供 二維陣列換能器30，其在微波束形成器36、主波束形成器38以及波束形成 器控制器42的控制下，在體積區(qū)域10上電子引導(dǎo)和聚焦波束。可選擇地，
一維陣列換能器可以機(jī)械振蕩來掃描該體積區(qū)域。在這種情況下，在掃描 體積區(qū)域10時，與2D換能器陣列30—起位于探頭殼體內(nèi)的微波束形成器36 控制被稱為子陣列或者補片的元件組的掃描。來自微波束形成器36的部分 波束形成信號通過主波束形成器38而形成完全波束形成信號。波束形成器 控制器42提供控制信號給波束形成器和微波束形成器。體積區(qū)域的微波束 形成器-控制掃描的進(jìn)一步細(xì)節(jié)可由US專利6,623,432 (Powers等)，和 6,709,394 (Frisa等)，PCT公開W02005/099579 (Rafter)以及于2006年3月1 日提交的US專利申請60/777,831 (Savord)中得知。在這個例子中，用戶控 制面板40與波束形成器控制器42相耦合并用于控制體積區(qū)域10的切片12-16 的多個掃描參數(shù)，包括被掃描的切片數(shù)量，切片之間的間距，發(fā)射切片的 數(shù)量，以及每發(fā)射切片的接收切片數(shù)量?；氐綀D4a-4c，在那個例子中被掃 描的切片數(shù)量是四，切片之間的間距是指定的角度或線性參數(shù)，發(fā)射切片 的數(shù)量是二，以及每發(fā)射切片的接收切片數(shù)量是二。
為了B模式成像，對數(shù)探測器52探測從掃描切片接收的波束形成回波信 號?？蛇x擇地或者另外地，為了圖像場中的流動或者動作顯示，多普勒處 理器54可對接收的回波信號進(jìn)行多普勒處理。將每個切片的B模式圖像數(shù)據(jù) 和多普勒圖像數(shù)據(jù)(例如，多普勒功率和/或速度)存儲在切片存儲緩沖器 60中。尋址緩沖器60以將數(shù)據(jù)寫入該緩沖器或者將數(shù)據(jù)從該緩沖器讀出是 由存儲器控制器62控制。在本發(fā)明的實現(xiàn)方式中，從切片存儲緩沖器60中 讀出多個海拔上不同的切片并由組合器64組合。
組合器64可將多個海拔上不同的切片的圖像數(shù)據(jù)以各種方式進(jìn)行組 合。組合優(yōu)選地在來自在每個切片中具有相同方位和深度坐標(biāo)的不同切片 的圖像數(shù)據(jù)上執(zhí)行?？蛇x擇地，以體繪制中的光線投射法的方式將光線經(jīng) 過多個切片精確的投影。優(yōu)選的，該光線與切片的平面相正交地投影。被每個光線貫穿的圖像數(shù)據(jù)就是被組合的數(shù)據(jù)。在組合過程中可以將該圖像 數(shù)據(jù)平均或者可以被總計和歸一化?？梢杂嬎銛?shù)據(jù)值的平均值或者中值， 或者可以使用被組合的數(shù)據(jù)的峰值。與鄰近切片的數(shù)據(jù)相比，可以對來自 中心切片的數(shù)據(jù)進(jìn)行更大的加權(quán)，其中與切片數(shù)據(jù)離中心切片的距離相關(guān) 地對切片數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)?？梢耘c切片數(shù)據(jù)和觀察者的接近性相關(guān)地對切片 數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)，其中與在體積后面的切片數(shù)據(jù)相比，對在體積前面的切片 數(shù)據(jù)進(jìn)行更大的加權(quán)。組合的數(shù)據(jù)因而形成"厚切片"，其可以顯示為具有 多個海拔上偏移的單個切片的特性的切片平面顯示。將該厚切片數(shù)據(jù)耦合
至圖像處理器70以進(jìn)一步處理，例如掃描轉(zhuǎn)換為期望的顯示格式(例如， 扇形或者直線的)并被視頻處理器72處理為視頻信號以在顯示器76中顯示。 也可以將圖像數(shù)據(jù)保存或者存儲在Cineloop⑧存儲器78、硬盤或者其它圖像 存儲裝置中。與所采集的切片的單個一個相比厚切片顯示將呈現(xiàn)減少的散 斑偽跡。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，厚切片圖像的高顯示幀率可通過在圖7a和7b 中描述的設(shè)備和技術(shù)獲得。圖7a示出了實現(xiàn)為可以被同時寫入和讀出的雙 端口存儲器160的切片存儲緩沖器60。這樣的R/W存儲器160的使用將被換能 器陣列和波束形成器掃描的切片的新數(shù)據(jù)能夠?qū)懭朐揜/W存儲器的一個區(qū) 域，同時讀出并且組合之前存儲在存儲器中的其它切片的數(shù)據(jù)來形成厚切 片圖像。寫地址控制器162a控制將新切片圖像數(shù)據(jù)寫入存儲器160，而讀地 址控制器162b控制從存儲器中其它位置讀出切片圖像數(shù)據(jù)。在這個技術(shù)中， 在采集來自新切片的圖像數(shù)據(jù)的同時，可以組合新的厚切片圖像以顯示。 圖7b示出用于組合的四-切片厚切片圖像的存儲器的分配的一個例子。存儲 器的存儲區(qū)域260示出為包含了標(biāo)記為A到G的七個圖像存儲區(qū)域。
如下是使用圖4a-4c的4X多線掃描技術(shù)用于四組分切片SrS4的例子。使 用用戶接口40，將超聲系統(tǒng)設(shè)置為用給定的切片間距，使用兩個發(fā)射切片 以及每發(fā)射切片使用兩個接收切片來掃描四個切片。如圖4a和4b所示，在 第一掃描間隔期間進(jìn)行第一兩個切片的掃描，并且將該兩個采集切片St和
S2的數(shù)據(jù)寫入存儲器區(qū)域A和B。然后在第二間隔期間掃描切片S3和S4，并
且將這兩個切片的數(shù)據(jù)寫入存儲器區(qū)域C和D。換能器陣列和波束形成器然
后再一次開始掃描切片S,和S2，并將來自切片Si和S2重掃描的數(shù)據(jù)寫入存儲
10器區(qū)域E和F。當(dāng)重掃描這些切片時，從存儲器讀出存儲器區(qū)域A、 B、 C和D的圖像數(shù)據(jù)并將其耦合至組合器64，在該組合器64中將各個切片數(shù)據(jù)組合為厚切片圖像。將該合成的厚切片圖像寫入存儲器區(qū)域G中，從該區(qū)域G中讀出所述圖像并將其耦合至圖像處理器(以及如下描述的其它部件)如為了處理和顯示的需要。在典型的實現(xiàn)方式中，合成厚切片圖像以及處理該
圖像以顯示所需的時間與重掃描切片Si和S2所需的時間相比將花更少的時
間。在完成重掃描切片S,和S2之后，讀出存儲在存儲區(qū)域C、 D、 E和F中的
切片Sb S2、 S3和S4的圖像數(shù)據(jù)以組合成新的厚切片圖像用于顯示，并且將
該新的厚切片圖像寫入存儲器區(qū)域G以更新實時厚切片圖像。同時，重掃描切片S3和S4并且將它們的切片數(shù)據(jù)寫入存儲器區(qū)域A和B。在下一個掃描間隔反復(fù)中，再一次掃描切片S,和S2，并且將它們的數(shù)據(jù)寫入存儲器區(qū)域C和D，同吋將存儲器區(qū)域E、 F、 A和B的切片數(shù)據(jù)組合以形成另一個厚切片圖像以更新在存儲器區(qū)域G中的圖像。用于切片采集和新的切片數(shù)據(jù)與厚切片圖像的其它切片的新近數(shù)據(jù)的組合的4X多線的使用被看作是使厚切片圖像的顯示幀率與由常規(guī)單獨線掃描進(jìn)行的單獨切片掃描和顯示的幀率相等。因而，當(dāng)將常規(guī)單獨切片成像改變?yōu)檫@個技術(shù)的四組分切片的厚切片成像時，將沒有幀率的降低。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的實現(xiàn)在彩色血流成像中尤其有益，特別是對于諸如心臟瓣膜射流的小的、局部的以及間歇的流動條件的探測。彩色血流長期以來一直用于從瓣膜泄露中探測噴流，其在臨床應(yīng)用上的敏感性大大超過精確的圖像分辨率。通常這個過程花費很長時間，因為臨床醫(yī)生環(huán)繞心臟瓣膜緩慢地移動圖像平面，以尋找射流的顏色特性的短爆發(fā)。然而，使用圖5的系統(tǒng)，極大的提高這個過程。因為組合器將很多海拔上不同的、在海拔上遍布小體積區(qū)域的平面相組合，因此射流不需要為了被探測而在中心平面中產(chǎn)生。在折疊入厚切片的鄰近切片的平面中的射流的產(chǎn)生將使射流甚至在它不出現(xiàn)在厚切片的中心切片平面時也能被探測。此外，通過減少厚切片圖像中的散斑偽影和顏色缺失，更容易探測到射流。盡管由多普勒處理器54進(jìn)行的一個組分切片的處理可導(dǎo)致彩色血流圖像中的黑洞，其中來自散斑圖樣的相消干涉在該黑洞處已經(jīng)顯示了它自己，但是鄰近切片的不同散斑圖樣可不在圖像中的相同點上呈現(xiàn)這個問題。因而，當(dāng)將彩色血流切片在海拔維度上組合為厚切片圖像時， 一個切片的黑洞可被鄰近切片的有效彩色血流填充。彩色血流場看起來將更光滑并且對于非中心平面的射流更敏感從而具有更小的遠(yuǎn)場退化。因此提高了該過程對射流探測的敏感性。
為了產(chǎn)生多普勒厚切片圖像，整體的回波信號從流動或者運動出現(xiàn)的
位置接收，并被多普勒處理器54處理以產(chǎn)生那些位置的多普勒估計。該多普勒估計可是該位置的多普勒功率，或者速度或者方差中的一個。如果需要的話，也可采集相應(yīng)的B模式圖像，從而多普勒信息可疊加于構(gòu)架運動的結(jié)構(gòu)詳圖之上。將多普勒切片圖像存儲在切片存儲器60中，然后由組合器64使用所選擇的組合技術(shù)進(jìn)行組合。因而減少由于散斑或者缺失導(dǎo)致的在流動或者動作顯示中的瑕疵，并且通過海拔維度上的多個多普勒切片的投影，更容易地識別在鄰近切片平面中的流動或者動作的缺損。此外，由于對每個流動或者動作位置的多個時間上不同的樣本的采集將減少多普勒模式中的采集的幀率，因此這個幀率降低中的至少一些可通過以上結(jié)合圖7a和7b討論的高速厚切片顯示技術(shù)的使用而克服。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，厚切片圖像也與自動或者半自動邊緣探測器(ABD) 80相耦合。眾所周知，邊緣探測器用于識別超聲圖像中的組織邊緣。邊緣探測器可通過初始用戶參與來操作以識別一幅圖像中的一個邊緣上的點，然后使用那個輸入以自動識別整個邊緣以及實時圖像序列的其它圖像中的邊緣。其它邊緣探測器通過識別圖像中的組織標(biāo)志然后使用那些標(biāo)志來畫出邊緣從而自動操作。見，例如，US專利6，491,636 (Chenal等)和6，447，453 (Roundhill等)以及US專利公開2005/0075567 (Skyba等)。邊緣探測器80使用或者不使用用戶幫助(半自動或者自動)來識別厚切片圖像中的組織邊緣，并將用于識別一幅或更多幅厚切片圖像中的邊緣位置的數(shù)據(jù)耦合至圖形處理器74。圖形處理器74創(chuàng)建邊緣的圖形輪廓給圖像處理器70，其中圖像處理器70將識別的邊緣重疊在相應(yīng)的厚切片圖像上。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)自動或者半自動的邊緣探測在厚切片圖像上比在同等的單獨切片圖像上執(zhí)行得更好。這是因為不是由超聲回波的強反射體的薄組織界定的組織邊緣(諸如心肌的心內(nèi)膜邊緣)在單獨切片圖像中可以產(chǎn)生界定不明的組織邊緣。在邊緣區(qū)域的圖像缺失可以產(chǎn)生界定不明的圖像邊緣，該圖像邊緣難于通過自動或者半自動方法來可靠跟蹤。另外，界定不明的邊緣可進(jìn)一步被圖像的散斑圖樣破壞。海拔上不同的圖像組合為厚切片圖像可以減少散斑偽影并使邊緣在圖像中更加明顯。另外，在一個切片中缺少的邊緣片段可以通過鄰接切片中的可識別邊緣片段而增添，導(dǎo)致更加清楚地界定
厚切片圖像的鞏固組織邊緣，并且從而被邊緣探測器80更加可靠地處理和識別。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，厚切片成像在超聲造影劑的幫助下用于灌注缺損的診斷和量化。當(dāng)造影劑在諸如血管或者心室之類的血池中出現(xiàn)時，造影劑通常將在血池中呈現(xiàn)可觀的體積和密度。造影劑微泡的相對高濃度使它在超聲圖像中的出現(xiàn)被快速和可靠地探測。然而在灌注研究中，例如那些使用造影劑來實施以探測諸如已經(jīng)被梗塞的心肌組織的灌注不足組織，造影劑在灌注組織的微小毛細(xì)血管中只呈現(xiàn)出少量。微泡的這個低濃度常常使它們的探測和量化困難或者不可靠。這正是需要高分辨率的時候，因為灌注缺損常常顯示為更慢填充以及潛在的更低血液體積的薄心內(nèi)膜下區(qū)域。此外，灌注研究通常以低發(fā)射功率水平實施以避免破壞或干擾毛細(xì)血管網(wǎng)中的微泡并導(dǎo)致它們消失。因此灌注圖像的信噪比相對低，常常比
標(biāo)準(zhǔn)成像技術(shù)低20dB，導(dǎo)致了分辨率的進(jìn)一步降低。合成圖像具有的顯示動態(tài)范圍可以是20dB或者大大低于沒有造影劑的常規(guī)圖像，導(dǎo)致散斑偽影
對圖像分辨率以及對灌注不足的心內(nèi)膜下區(qū)域的探測具有更顯著的不利影響。
因此，根據(jù)本發(fā)明通過掃描海拔維度中的多個平面以及將這些多個海拔切片在海拔維度中投影來改進(jìn)用于灌注診斷和/或量化的對比度圖像。通過執(zhí)行這樣的操作，可能減少散斑而不犧牲分辨率和信噪比?？墒褂靡陨弦呀?jīng)描述的合成或者組合切片的方法，包括簡單的平均和最大強度投影，或者使用體繪制中(例如，光線投射法)的合成技術(shù)。通過執(zhí)行這些技術(shù)，造影劑散斑將大大減少，心內(nèi)膜下缺損將更加明顯，并且諸如參數(shù)成像的量化技術(shù)將得到更好的結(jié)果。此外，由于"破壞-補給(destruction-replenishment)"技術(shù)需要將正好相同的高度上的切片維持10秒或者更長，因此厚-切片成像在探頭出現(xiàn)微小運動時將更加的魯棒，因為多個鄰近切片被用于形成該厚切片圖像的平面。因而，對于不同的切片位置，探頭的輕微運動對獲得的結(jié)果將只具有最小的影響。
根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的用于灌注研究的超聲系統(tǒng)在圖6中以方框圖的
形式示出，其中之前結(jié)合圖5描述的部件用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識。在這個系統(tǒng)中，由組合器64產(chǎn)生的微泡-灌注組織的厚切片圖像可以作為B模式圖像由圖像處理器70、視頻處理器72以及顯示器76進(jìn)行處理以用于灌注的實時灰度圖像的顯示，由于海拔切片組合方法導(dǎo)致了散斑的減少，該灰度圖像呈現(xiàn)出更好的組織灌注分辨率。在這個例子中，厚切片對比度圖像也與灌注探測器卯相耦合。灌注探測器90可以與在PCT公開WO2005/044108
(Rafter)以及W02005/099579 (Rafter)中描述的造影劑信號探測器相同的方式構(gòu)造，以探測和提高圖像中造影劑灌注的顯示?？蛇x擇的或者另外的，灌注探測器可配置為US專利6，692，438 (Skyba等)中描述的造影劑信號探測器，以產(chǎn)生顏色疊加的B模式圖像，其以定性顏色顯示，或者對于圖像中不同點以灌注曲線或者曲線參數(shù)的定量顯示來描述灌注組織。
對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言本發(fā)明的其它變型是容易想到的。例如，本發(fā)明的設(shè)想可在不使用多線采集但對于每一個發(fā)射掃描線采集一個接收線的實現(xiàn)方式中采用。除了例如那些在US專利5,438,994 ( Starosta等)和5，617,863
(Roimdhill等)中示出的鄰近線的連續(xù)采集之外，可采用各種順序的線采集。除了所示的4X多線，可使用更高等級的多線，包括在一個方位掃描序列中采集所有的組分切片的多線等級。除了彩色血流之外，多普勒模式可使用本發(fā)明，包括頻譜多普勒，流動方差，以及彩色M模式。M模式可使用采集空間不同的M線并將其組合為一個顯示M線的本發(fā)明的實現(xiàn)方式。本發(fā)明的技術(shù)可應(yīng)用于基波和諧波成像兩者。
權(quán)利要求
1、一種用于厚切片成像的超聲診斷成像系統(tǒng)，包括陣列換能器，其適于在體積區(qū)域上發(fā)射和接收掃描線；波束形成器，其與所述陣列換能器耦合，所述波束形成器用于產(chǎn)生所述體積區(qū)域的多個海拔不同的切片的圖像數(shù)據(jù)；切片存儲器，其與所述波束形成器耦合，所述切片存儲器存儲切片圖像數(shù)據(jù)；組合器，其與所述切片存儲器耦合，所述組合器在海拔方向上將新采集的切片圖像數(shù)據(jù)與先前采集的切片圖像數(shù)據(jù)的部分進(jìn)行組合；以及顯示器，其響應(yīng)于所述組合器，用于以比采集經(jīng)組合的切片圖像數(shù)據(jù)的完整集合的時間的幀率快的幀率來顯示厚切片圖像。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，還包括與所述波束形成 器耦合的波束形成器控制器，其為厚切片圖像控制要掃描的切片的數(shù)量。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，其中，所述陣列換能器 適于在體積區(qū)域上電子聚焦和引導(dǎo)掃描線。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，其中，所述波束形成器 還包括多線波束形成器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，其中，所述波束形成器 控制器還控制發(fā)射切片的數(shù)量和每發(fā)射切片的接收切片的數(shù)量中的至少一 個。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，其中，所述切片存儲器 包括用于存儲當(dāng)前采集的切片的數(shù)據(jù)的第一存儲器區(qū)域以及用于存儲要被 組合在厚切片圖像中的先前采集的切片的數(shù)據(jù)的第二存儲器區(qū)域。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，其中，所述切片存儲器 還包括用于存儲厚切片圖像的數(shù)據(jù)的第三存儲器區(qū)域。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，其中，所述組合器還執(zhí)行以下中的至少一個在海拔方向上對切片數(shù)據(jù)進(jìn)行求和，在海拔方向上對切片數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，在海拔方向上對切片數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)，或者在海拔方 向上探測切片數(shù)據(jù)的最大值。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，其中，在將所述切片圖 像數(shù)據(jù)存儲到所述切片存儲器之前，由B模式處理器或多普勒處理器中的 至少一個對所述切片圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，其中，所述波束形成 器還包括耦合到所述陣列換能器的微波束形成器以及耦合到所述微波束形 成器的主波束形成器。
11、 一種用于厚切片成像的超聲診斷成像系統(tǒng)，包括陣列換能器，其位于超聲探頭中并適于在體積區(qū)域上發(fā)射和接收掃描線；微波束形成器，其位于所述探頭中并與所述陣列換能器耦合以控制超 聲信號在所述體積區(qū)域中的多個鄰近切片上的引導(dǎo)和聚焦，所述鄰近切片 在海拔方向上彼此平行；探測器，其與所述微波束形成器耦合，所述探測器探測所述切片的圖 像數(shù)據(jù)；切片存儲器，其與所述波束形成器耦合，所述切片存儲器存儲切片圖 像數(shù)據(jù)；組合器，其與所述切片存儲器耦合，所述組合器在海拔方向上將新近 采集的切片圖像數(shù)據(jù)與先前與其他切片圖像數(shù)據(jù)組合的切片圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行 組合；以及顯示器，其響應(yīng)于所述組合器，用于以實時顯示幀率顯示厚切片圖像，所述實時顯示幀率比采集所述新近采集的切片圖像數(shù)據(jù)以及所述先前組合 的切片圖像數(shù)據(jù)的時間的幀率快。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，其中，所述陣列換能 器包括電子弓I導(dǎo)和聚焦的二維陣列換能器。 13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，其中，所述陣列換能 器用于發(fā)射波束，其中每個波束聲穿透多個接收線位置，并且所述陣列換 能器用于同時接收來自所述接收線位置的回波。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，其中，所述陣列換能 器用于發(fā)射波束，其中每個波束聲穿透多個切片的接收線的位置。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，其中，所述陣列換能 器通過在方位掃描間隔上發(fā)射波束來掃描切片，并且其中，所述陣列換能 器在所述方位掃描間隔期間采集來自多個切片的回波信號。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，其中，所述探測器探 測所述多個切片的圖像數(shù)據(jù)，并且其中，所述切片存儲器用于存儲所述多個切片的所述圖像數(shù)據(jù)。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，其中，在所述方位掃 描間隔之后，所述組合器用于在海拔維度上將在所述方位掃描間隔期間采 集的所述多個切片的所述圖像數(shù)據(jù)與多個先前采集的切片的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行 組合。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，其中，在所述方位掃 描間隔之后，所述陣列換能器開始第二方位掃描間隔，在所述第二方位掃 描間隔期間，采集來自第二多個切片的回波信號，其中，所述切片存儲器用于存儲來自所述第二多個切片的圖像數(shù)據(jù)以代替所述先前采集的切片的圖像數(shù)據(jù)中的至少一些。
18、根據(jù)權(quán)利要求17所述的超聲診斷成像系統(tǒng)，其中，在所述第二方 位掃描間隔之后，所述組合器用于在海拔維度上將在所述第一和第二方位 掃描間隔期間采集的切片的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行組合。
全文摘要
一種掃描相互平行的體積區(qū)域中的多個平面切片的超聲診斷成像系統(tǒng)。在探測切片的圖像數(shù)據(jù)之后，通過將所述數(shù)據(jù)在海拔維度上投影而將所述切片數(shù)據(jù)進(jìn)行組合以生成“厚切片”圖像。組合可能借助于對強度探測取平均或者最大化或者加權(quán)處理或者通過在體積繪制期間通過在海拔維度上光線投影。通過將新采集的切片與先前從在先前組合中使用的不同海拔面采集的切片進(jìn)行組合以高顯示幀率對厚切片圖像進(jìn)行顯示。每次可以生成新的厚切片圖像，由新采集的切片對至少一片切片圖像進(jìn)行更新。通過切片的多線采集可以進(jìn)一步提高幀率。
文檔編號G01S15/89GK101657736SQ200880011797
公開日2010年2月24日 申請日期2008年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月13日
發(fā)明者K·蒂勒 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司