多孔径超声探头的校准制造技术

基于ping的超声成像的质量依赖于信息的准确性，该信息描述发射换能器元件和接收换能器元件的精确声学位置。提高换能器元件位置数据的质量可以显著提高基于ping的超声图像特别是使用多孔径超声成像探头(即，具有比任何预期的最大相干孔径宽度更大的总孔径的探头)获得的基于ping的超声图像的质量。描述了用于校准用于探头的元件位置数据的各种系统和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多孔径超声探头的校准相关申请的交叉引用本申请要求享有通过引用将内容结合于此、标题为“CalibrationofMultipleApertureUltrasoundProbes”、于2012年8月10日提交的第61/681,986号美国临时专利申请的权益。通过引用的结合在本说明书中提到的所有公开文本和专利申请通过引用而结合于此，如同具体地和个别地指示通过引用而结合每份个别公开文本或者专利申请。
本公开内容总体上涉及超声成像系统，并且更具体地涉及用于校准多孔径超声探头的系统和方法。
技术介绍
在常规超声成像中，聚焦的超声能量波束被发射到待检查的身体组织中，并且返回的回波被检测和绘图以形成图像。尽管超声已经被广泛地用于诊断目的，但是常规超声已经大大受限于扫描深度、斑点噪声、不良横向分辨率、遮挡的组织以及其它这样的问题。为了声穿透身体组织，超声波束通常通过相控阵列或者成形换能器来形成和聚焦。相控阵列超声是一种导引和聚焦窄超声波束用于在医学超声波扫描中形成图像的常用方法。相控阵列探头具有许多小的超声换能器元件，每个超声换能器元件可以被个别地施以脉冲。通过改变超声脉冲的时序(例如，通过沿着行依次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种校准超声探头的方法，包括以下步骤：在适当位置放置所述超声探头的第一阵列和第二阵列以对幻象进行成像，所述第一阵列和所述第二阵列中的每个阵列具有多个换能器元件；用所述第一阵列对所述幻象进行成像以获得参考图像，其中成像依赖于描述所述第一阵列的每个换能器元件的位置的数据；用所述第二阵列对所述幻象进行成像以获得测试图像，其中成像依赖于描述所述第二阵列的每个换能器元件的位置的数据；量化在所述参考图像与所述测试图像之间的第一误差；迭代地优化描述所述第二阵列的每个换能器元件的所述位置的所述数据，直至所述第一误差处于最小值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.10 US 61/681,9861.一种校准超声探头的方法，包括以下步骤：在适当位置放置所述超声探头的第一阵列和第二阵列以对幻象进行成像，所述第一阵列和所述第二阵列中的每个阵列具有多个换能器元件；用所述第一阵列对所述幻象进行成像以获得参考图像，其中成像依赖于描述所述第一阵列的每个换能器元件的位置的数据；用所述第二阵列对所述幻象进行成像以获得测试图像，其中成像依赖于描述所述第二阵列的每个换能器元件的位置的数据；量化在所述参考图像与所述测试图像之间的第一误差；迭代地优化描述所述第二阵列的每个换能器元件的所述位置的所述数据，直至所述第一误差处于最小值。2.根据权利要求1所述的方法，还包括用所述超声探头的第三阵列对所述幻象进行成像以获得第二测试图像，所述第三阵列具有多个换能器元件，量化在所述参考图像与所述第二测试图像之间的第二误差，并且迭代地优化描述所述第三阵列的每个元件的位置的数据直至所述第二误差被最小化。3.根据权利要求1所述的方法，还包括存储在用所述第二阵列对所述幻象进行成像时接收的原始回波数据。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述迭代地优化步骤包括：调整描述所述第二阵列的所述换能器元件的所述位置的所述数据，以创建第一调整的位置数据；使用所述第一调整的位置数据来重新波束形成存储的所述回波数据，以形成反射体的第二测试图像；量化在所述第二测试图像与所述参考图像之间的第二误差；以及确定所述第二误差是否小于所述第一误差。5.根据权利要求4所述的方法，其中调整描述所述第二阵列的所述换能器元件的所述位置的所述数据包括调整所述阵列的参考点的位置和所述阵列的表面的角度，但是不包括调整在所述第二阵列的所述元件之间的间距。6.根据权利要求5所述的方法，还包括在所述迭代地优化步骤之后执行第二迭代地优化步骤，所述第二迭代地优化步骤包括：调整所述第一调整的位置数据，包括调整在所述第二阵列的至少两个换能器元件之间的间距以创建第二调整的位置数据；使用所述第二调整的位置数据来重新波束形成存储的所述回波数据以形成所述反射体的第三测试图像；量化在所述第三测试图像与所述参考图像之间的第三误差；以及确定所述第三误差是否小于所述第二误差。7.根据权利要求1所述的方法，其中迭代地优化所述换能器元件位置数据包括使用最小平方优化过程来优化。8.根据权利要求1所述的方法，其中量化所述第一误差包括量化在所述参考图像中的反射体的位置相对于所述测试图像中的相同反射体的位置之间的距离。9.根据权利要求1所述的方法，其中量化所述第一误差包括量化在所述参考图像中的反射体与所述测试图像中的反射体之间的亮度差。10.根据权利要求1所述的方法，其中量化所述第一误差包括量化在与所述测试图像中的孔和反射体的图案比较的所述参考图像中的反射体和孔的图案之间的差异。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考图像和所述测试图像是反射体、孔或者反射体和孔二者的三维图案的三维体积图像。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述幻象包括活组织。13.根据权利要求1所述的方法，还包括标识所述幻象中的反射体的位置并且将数学上定义的曲线拟合到检测到的反射体图案。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述曲线是直线。15.根据权利要求13所述的方法，其中所述量化第一误差的步骤包括计算确定系数，所述确定系数量化所述曲线到所述反射体图案的拟合程度。16.一种校准超声探头的方法，包括以下步骤：用所述超声探头声穿透幻象的多个反射体；用所述超声探头接收回波数据；存储所述回波数据；使用第一换能器元件位置数据来波束形成存储的所述回波数据，以形成所述反射体的图像；获得描述所述反射体的参考数据；量化在所述图像与所述参考数据之间的误差；以及基于量化的所述误差迭代地优化所述换能器元件位置数据。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述迭代地优化步骤包括用最小平方优化过程迭代地优化所述换能器元件位置数据。18.根据权利要求16所述的方法，其中所述迭代地优化步骤包括：调整所述换能器元件位置数据；使用调整的所述换能器元件位置数据来重新波束形成存储的所述回波数据，以形成所述反射体的第二图像；基于所述第二图像量化第二误差；以及评估所述第二误差，以确定调整的所述换能器元件位置数据是否改善所述图像。19.根据权利要求18所述的方法，其中调整所述换能器元件位置数据包括调整阵列水平位置变量、阵列垂直位置变量以及阵列角度变量。20.根据权利要求19所述的方法，其中调整所述换能器元件位置数据不包括调整在共同阵列上的相邻换能器元件之间的间距。21.根据权利要求16所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·卡尔，N·W·奥斯伯恩，A·比尔维驰，B·R·里特兹，
申请(专利权)人：毛伊图像公司，
类型：发明
国别省市：美国;US