具有曲線描跡的超聲矢量流成像（vfi）的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 下文總體上涉及超聲成像，更具體而言，涉及一種具有曲線描跡的超聲速度流成 像（VFI)。
【背景技術(shù)】
[0002] 彩色血流圖（CFM)是一種以組合的B和CFM雙工模式對(duì)血管內(nèi)部血流進(jìn)行估計(jì)和 可視化的方式。CFM圖像覆蓋等同于B模式圖像的全部視場(chǎng)，或者用戶使用超聲系統(tǒng)的圖形 用戶界面（GUI)來放置框，以指示感興趣區(qū)域（R0I)。令人遺憾的是，CFM僅示出了血流是 朝向還是遠(yuǎn)離換能器的相對(duì)血流信息。因此，它不能示出絕對(duì)流向或絕對(duì)速度。
[0003] 為了獲得關(guān)于血流的定量信息，已經(jīng)將頻譜多普勒（D)成像與B模式和CFM成像 一起使用。通常，頻譜多普勒成像以實(shí)時(shí)更新2D頻譜圖像（spectrogram image)的形式顯 示關(guān)于接收到的血流多普勒漂移頻率的功率譜密度的信息。顯示器同時(shí)與頻譜圖一起顯示 B模式圖像和D模式信息。頻譜圖已經(jīng)是由沿y軸的多普勒頻移和沿x軸的時(shí)間來定義的。 頻譜圖中每個(gè)像素的強(qiáng)度表示信號(hào)功率，并且取值范圍由顏色或灰度級(jí)條來指示。
[0004] 具有自動(dòng)速度曲線描跡的頻譜多普勒成像已經(jīng)被用于測(cè)量作為時(shí)間的函數(shù)的平 均速度和最大速度。通常，自動(dòng)速度曲線描跡自動(dòng)地測(cè)量這些參數(shù)，并經(jīng)由顯示器上的曲 線，例如疊加于頻譜圖上方繪制測(cè)量結(jié)果。能夠通過識(shí)別頻譜圖的外觀和掃描器產(chǎn)生的多 普勒音頻的聲音來間接獲得信息，諸如血流的性質(zhì)（例如，其復(fù)雜性、退行血流水平、紊流 水平等）。用戶還可以測(cè)量通過脈管的體積流量。
[0005] 例如，用戶首先利用B模式和CFM模式的探頭來掃描感興趣的血管。接下來，用戶 利用自動(dòng)速度曲線描跡來激活D模式。用戶然后在血管處放置多普勒門。在定位探頭以獲 得通過感興趣血管的掃描規(guī)劃時(shí)，用戶將具有多普勒門的軸向掃描線放置穿過脈管。然后 根據(jù)從該多普勒門接收到的數(shù)據(jù)形成頻譜圖。為了獲得沿頻譜圖中的y軸的速度信息而 不是多普勒漂移頻率，用戶必須要通過指示血管和血流的大致方向來設(shè)置射束與血流之夾 角。
[0006] 為了在所得的速度估計(jì)值中實(shí)現(xiàn)可接受的精度，這個(gè)角度一直小于或等于六十度 (60° )。用戶然后調(diào)節(jié)多普勒門的尺寸以覆蓋脈管的截面。用戶然后穩(wěn)定探頭并針對(duì)至少 兩次心跳采集數(shù)據(jù)。用戶然后停止或暫停掃描并激活體積流量估計(jì)。用戶然后在多普勒門 所在的B模式圖像上手動(dòng)地測(cè)量脈管的橫截面或直徑，并且系統(tǒng)基于針對(duì)用戶選定截面的 平均速度曲線蹤跡來計(jì)算體積流量的估計(jì)值和頻譜圖的估計(jì)值，并顯示測(cè)量區(qū)域的結(jié)果。
[0007] 令人遺憾的是，同時(shí)使用B模式、CFM模式和D模式成像的以上過程會(huì)是復(fù)雜且繁 重的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本申請(qǐng)的各方面解決了上述問題和其他問題。
[0009] 在一個(gè)方面中，一種超聲成像系統(tǒng)包括速度處理器，其處理表示流經(jīng)管狀對(duì)象的 結(jié)構(gòu)的超聲數(shù)據(jù)并基于所述超聲數(shù)據(jù)來生成指示流經(jīng)管狀對(duì)象的結(jié)構(gòu)的矢量流成像信息。 所述矢量流成像信息包括軸向速度分量信號(hào)和側(cè)向分量信號(hào)，并且所述軸向分量信號(hào)和所 述側(cè)向分量信號(hào)指示流經(jīng)所述管狀對(duì)象的結(jié)構(gòu)的方向和速度。所述超聲成像系統(tǒng)還包括流 體參數(shù)處理器，所述流體參數(shù)處理器基于所述矢量流成像信息來確定至少一個(gè)流體參數(shù)并 生成指示所述至少一個(gè)流體參數(shù)的信號(hào)。
[0010] 在另一個(gè)方面中，一種方法包括：處理表示流經(jīng)管狀對(duì)象的結(jié)構(gòu)的超聲數(shù)據(jù)；并 且，基于所述超聲數(shù)據(jù)來生成指示流經(jīng)管狀對(duì)象的結(jié)構(gòu)的矢量流成像信息。所述矢量流成 像信息包括軸向速度分量信號(hào)和側(cè)向分量信號(hào)，所述軸向分量信號(hào)和所述側(cè)向分量信號(hào)指 示流經(jīng)所述管狀對(duì)象的結(jié)構(gòu)的方向和速度。所述方法還包括基于所述矢量流成像信息來確 定至少一個(gè)流體參數(shù)并生成指示所述至少一個(gè)流體參數(shù)的信號(hào)。
[0011] 在另一個(gè)方面中，一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上編碼具有計(jì)算機(jī)可讀指令。所述計(jì) 算機(jī)可讀指令在由處理器執(zhí)行時(shí)，令處理器：處理表示流經(jīng)管狀對(duì)象的結(jié)構(gòu)的超聲數(shù)據(jù)并 基于所述超聲數(shù)據(jù)來生成指示流經(jīng)管狀對(duì)象的結(jié)構(gòu)的矢量流成像信息。所述矢量流成像信 息包括軸向速度分量信號(hào)和側(cè)向分量信號(hào)，并且所述軸向分量信號(hào)和側(cè)向分量信號(hào)指示流 經(jīng)所述管狀對(duì)象的結(jié)構(gòu)的方向和速度。所述計(jì)算機(jī)可讀指令在由處理器執(zhí)行時(shí)，進(jìn)一步令 處理器：基于所述矢量流成像信息來確定至少一個(gè)流體參數(shù)并生成指示所述至少一個(gè)流體 參數(shù)的信號(hào)。
[0012] 本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀并理解了說明書的情況下將認(rèn)識(shí)到本申請(qǐng)的其他方面。
【附圖說明】
[0013] 本申請(qǐng)是通過舉例方式例示的，并非受到附圖中各圖的限制，在附圖中，類似附圖 標(biāo)記指示類似元件，并且其中：
[0014] 圖1示意性圖示了包括速度處理器和流體參數(shù)處理器的范例超聲成像系統(tǒng)；
[0015] 圖2圖示了所發(fā)射超聲信號(hào)的軸向速度分量和側(cè)向速度分量；
[0016] 圖3圖示了圖形用戶界面，其至少顯示了B模式圖像、疊加于其上的矢量流成像信 息、以及至少一個(gè)所確定的流體參數(shù)相對(duì)于時(shí)間的圖表；
[0017] 圖4圖示了帶符號(hào)平均速度流體參數(shù)相對(duì)于時(shí)間的范例圖表；
[0018] 圖5圖示了帶符號(hào)最大速度流體參數(shù)相對(duì)于時(shí)間的范例圖表；
[0019] 圖6圖示了帶符號(hào)平均體積流量參數(shù)相對(duì)于時(shí)間的范例圖表；
[0020] 圖7圖示了帶符號(hào)時(shí)間均值平均體積流量參數(shù)相對(duì)于時(shí)間的范例圖表；
[0021] 圖8圖示了帶符號(hào)心搏體積參數(shù)相對(duì)于時(shí)間的范例圖表；以及
[0022] 圖9圖示了用于確定矢量流成像信息和來自其的流體參數(shù)的范例方法。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下文描述了用于具有自動(dòng)曲線描跡的超聲VFI成像的方式。在一種情況下，這種 方式提供了血流一般性質(zhì)的直接可視化，并自動(dòng)計(jì)算速度和/或體積流量曲線蹤跡信息， 這樣減少使用頻譜多普勒來確定這種信息，其能夠簡化用戶與掃描器的交互。
[0024] 圖1示意性圖示了范例超聲成像系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括經(jīng)由適當(dāng)?shù)挠芯€和/或 無線接口與控制臺(tái)104接口連接的換能器陣列102。
[0025] 換能器陣列102將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成超聲壓力場(chǎng)，反之亦然。更具體而言，換能器陣列 102包括被配置為發(fā)射超聲信號(hào)并接收回波信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)換能器元件的陣列。適當(dāng)陣 列的范例包括128、192和/或其他元件陣列，包括矩形陣列。陣列能夠是線性的、彎曲的和 /或其他形狀的，完全填充、稀疏和/或其組合等。
[0026] 控制臺(tái)104包括發(fā)射電路106和接收電路108。
[0027] 發(fā)射電路106生成一組脈沖（或脈沖信號(hào)），其經(jīng)由硬線和/或以無線方式被傳輸 到換能器陣列102。一組脈沖激勵(lì)換能器陣列102的一組換能器元件，令被激勵(lì)的換能器元 件向檢查或掃描視場(chǎng)中發(fā)射超聲信號(hào)。在一種情況下，發(fā)射的超聲信號(hào)貫穿流經(jīng)掃描視場(chǎng) 中的管狀結(jié)構(gòu)的一部分的結(jié)構(gòu)，例如，流經(jīng)掃描視場(chǎng)中的血管的一部分的血細(xì)胞。
[0028]接收電路108接收響應(yīng)于發(fā)射的超聲信號(hào)（例如，響應(yīng)于貫穿諸如掃描視場(chǎng)中的 感興趣區(qū)域中脈管和/或器官細(xì)胞的一部分中流動(dòng)的血液的結(jié)構(gòu)和/或其他結(jié)構(gòu)的超聲 場(chǎng)）生成的一組回波（或回波信號(hào)）。
[0029] 控制臺(tái)104還包括射束形成器110,其通過向回波施加時(shí)間延遲、對(duì)回波進(jìn)行加 權(quán)、對(duì)經(jīng)延遲和加權(quán)的回波求和和/或通過其他方式對(duì)接收到的回波進(jìn)行射束形成、創(chuàng)建 RF射束數(shù)據(jù)來處理回波。對(duì)于VFI而言，射束形成器110產(chǎn)生至少一個(gè)射束來估計(jì)軸向速 度分量（Vz) 202,所述軸向速度分量沿傳播射束的方向206延伸，以及至少兩個(gè)射束來估計(jì) 側(cè)向速度分量（Vx) 204,所述側(cè)向速度分量延伸貫穿到軸向速度分量（Vz) 202,如圖2中所 不。
[0030] 控制臺(tái)104還包括對(duì)經(jīng)射束形成的掃描線進(jìn)行預(yù)處理的預(yù)處理器112。適當(dāng)?shù)念A(yù) 處理包括，但不限于回波消除、壁濾波、基帶處理、求均值和十中抽一和/或其他與VFI成像 和/或其他成像相關(guān)聯(lián)的功能。預(yù)處理器112輸出經(jīng)過經(jīng)預(yù)處理的數(shù)據(jù)或超聲數(shù)據(jù)。接收 電路108、射束形成器110或預(yù)處理器112中的兩個(gè)或更多能夠被認(rèn)為是處理電路。
[0031] 控制臺(tái)104還包括對(duì)經(jīng)預(yù)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的圖像處理器114。對(duì)于B模式成 像而言，這可以包括，例如，包絡(luò)線檢測(cè)、對(duì)數(shù)壓縮和/或其他處理。圖像處理器114還可以 處理掃描線以降低散斑和/或改善鏡面反射器輪廓，和/或執(zhí)行其他處理，諸如FIR和/或 IIR濾波等。
[0032] 圖示的控制臺(tái)104還包括任選的頻譜處理器116,其也對(duì)經(jīng)預(yù)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理，但生成頻譜數(shù)據(jù)，例如頻譜圖和/或其他頻譜數(shù)據(jù)。在一種變體中，從超聲成像系統(tǒng)100 省略任選的頻譜處理器116。
[0033] 速度處理器118也對(duì)經(jīng)預(yù)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成矢量流成像信息。在一種情 況下，這包括生成軸向速度分量和側(cè)向速度分量。通常，軸向速度分量和側(cè)向速度分量指 示視場(chǎng)中的流動(dòng)結(jié)構(gòu)的方向和速度。在2001年11月9日提交的，題為"Es