用于追踪镜面反射体的超声成像系统与方法技术方案

一种超声成像系统与方法，包括用处理器来识别带有镜面反射体特性的超声通道数据的子集、以及用所述处理器在所述超声通道数据的所述子集上实现镜面反射体处理技术以计算镜面反射体的位置和定向中的至少一个。所述系统与方法包括基于所述镜面反射体的所述位置和所述定向中的至少一个来执行动作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及用于基于超声通道数据来追踪镜面反射体以及基于镜面反射体的位置和定向中的至少一个来执行动作的超声成像系统与方法。
技术介绍
常规超声波束形成技术假定接收到的声音反射是来自在大体上所有方向中反射超声能量的漫反射体。当对患者中软组织成像时，该假定证明是有用且有效的。然而，镜面反射的根本物理显著不同于漫反射的。镜面反射是从用超声能量声照射硬级别表面而获得的类似镜子的反射。当对金属物体成像时，包括介入装置和可植入装置，镜面反射是常见的。替代在大体上所有方向中反射超声能量（正如和漫反射的情况一样），镜面反射在反射波束的反射的角度等于入射的角度的位置通常非常强，且在大多数其它位点（location）镜面反射生成非常少的信号。镜面反射体可有助于在靠近该镜面反射体的区域中成像伪像，包括模糊伪像。如果镜面反射体足够薄（thin），则它还可以有助于振铃伪像，其是从在镜面反射体内被来回反射的超声波中产生的。模糊伪像和振铃伪像都可使任何所得到的超声图像退化，且在极端情况中，它们甚至可引起临床医生基于该超声数据做出不准确的结论。使用超声成像来追踪介入装置（诸如导管、引导线（guidewire）、针以及其它装置，其通常是镜面反射体）的实时位置是值得期望的。常规超声成像系统当镜面反射体垂直于系统的换能器阵列时可接收到来自镜面反射体的非常强的反射信号。在其中镜面反射体被定位成使得反射超声能量中非常少的或没有击中换能器阵列的情形中，将不可能对该镜面反射体进行成像。然而，依据还有的其它情形，被镜面反射的超声能量中的一些可击中阵列。这将导致在仅仅几个通道（对应于其中入射的角度等于反射的角度的元件）中的非常强烈的信号。然而，在所有的其它通道中，将会有从该镜面反射体接收到的非常少的超声信号。标准波束形成技术假定反射体表现为漫反射体。照此，标准波束形成技术通常将来自多个通道的信号进行求和（sum），以便形成超声图像。尽管该手段已证明对软组织以及其中被成像的材料表现类似漫反射体的其它情况非常有效，但它在对镜面反射体进行成像时是无效的（ineffective）。除了其中入射的角度等于反射的角度的元件，镜面反射体将不会贡献显著的信号给元件。如果常规波束形成技术被应用到包括镜面反射的超声数据，则在求和过程期间镜面反射体的贡献倾向变得最小化。因此，常规波束形成技术对于成像镜面反射体是无效的。在超声成像系统上显示介入装置的位置经常是值得期望的。常规系统可使用外部追踪系统，诸如电磁追踪系统或光学追踪系统，来实时确定介入装置的位点。然而，使用外部追踪系统给整个系统添加了额外的费用以及复杂度。另外，如果示出介入装置的位点和/或轨迹的数据要被实时地显示，则超声系统要求配置成与追踪系统进行接口。使用针导（needleguide）起到保持探测器（probe）相对于正被成像的针在不变的相对位置中的固定装置的作用，也是被已知的。尽管该技术对于对针进行成像是有效的，但组合了探测器与针的针导体积较大（bulkier），且比独立的针潜在地更加难以调遣（maneuver）。另外，该技术对追踪被完全布置在患者内的其它类型的介入装置不起作用。因为这些和其它原因，期望一种用于追踪镜面反射体和基于镜面反射体的位置和/或定向来执行动作的改进的方法与超声成像系统。
技术实现思路
以上所提到的缺点、劣势、以及问题在本文中被解决，这将通过阅读和理解下列的说明被理解。在一实施例中，一种用包括处理器和显示装置的超声成像系统来进行超声成像的方法包括采集超声通道数据、以及用所述处理器识别带有镜面反射体特性（signature)的超声通道数据的子集。所述方法包括用所述处理器在所述超声通道数据的所述子集上实现镜面反射体处理技术以计算镜面反射体的位置和定向中的至少一个。所述方法包括用所述处理器基于所述镜面反射体的所述位置和所述定向中的至少一个来执行动作。在一实施例中，一种超声成像系统，包括探测器、显示装置、与所述探测器电子通信的接收器、以及与所述接收器和所述显示装置电子通信的处理器。所述处理器配置成接收来自所述接收器的超声通道数据，且识别带有镜面反射体特性的所述超声通道数据的子集。所述处理器配置成在所述超声通道数据的所述子集上实现镜面反射体处理技术以计算镜面反射体的位置和定向中的至少一个。所述处理器配置成基于所述镜面反射体的所述位置和所述定向中的至少一个来执行动作。在另一个实施例中，一种用包括处理器和显示装置的超声成像系统在患者内进行超声成像的方法，包括在患者中感兴趣的区域内操控（manipulate）介入装置。所述方法包括采集所述感兴趣的区域的超声通道数据，以及当所述介入装置被操控时实时地执行下列的步骤。用所述处理器识别带有镜面反射体特性的所述超声通道数据的子集。用所述处理器在所述超声通道数据的所述子集上实现镜面反射体处理技术以计算所述介入装置的位置和定向中的至少一个。依据求和技术对所述超声通道数据进行波束形成，以生成超声图像。用所述处理器生成所述镜面反射体的增强表示（representation），且在所述超声图像上显示所述增强图像以示出所述介入装置的所述位置。本专利技术的各种其它特征、目的、和优势将从附图以及其详细的描述中对本领域中那些技术人员变得显而易见。附图说明图1是依照一实施例的超声成像系统的示意图；图2是依照一实施例的方法的流程图；图3是依照一实施例的镜面反射和漫反射的示意表示；图4是依照一实施例的镜面反射的示意表示；图5是依照一实施例的方法的流程图；图6是依照一实施例的增强图像的示意表示；图7是依照一实施例的增强图像的示意表示；图8是依照一实施例的增强图像的示意表示；图9是依照一实施例的增强图像的示意表示；图10依照一实施例的方法的流程图；以及图11是依照一实施例的成像配置的示意表示。具体实施方式在下列的详细描述中，对形成它的一部分的附图进行参考，且其中可被实践的具体实施例作为图示被示出。这些实施例被充分详细地描述，以使本领域中那些技术人员能够实践实施例，且要被理解的是，在不偏离实施例的范围的情况下，其它实施例可被利用，且逻辑的、机械的、电的以及其它改变可被做出。因此，下列的详细描述不是要被作为限制本专利技术的范围。图1是依照一实施例的超声成像系统100的示意图。超声成像系统100包括驱动探测器106内的元件104来发射脉冲超声信号到组织（没有被示出）中的传送器102和传送波束形成器101。探测器106可以是线性阵列、相控阵列、弯曲的阵列、机械3D探测器、或2D矩阵阵列探测器、或依据各种实施例的任何其它类型的超声探测器。依据示范的一示范实施例，探测器106可以是2D矩阵阵列探测器，以允许在方位角（azimuth）和俯仰角（elevation）二者方向中的全操纵（steer）。脉冲超声信号从组织（像血细胞或肌肉组织）中的结构被背散射，以产生回到元件104的回声。所述回声被元件104转换成电信号、或超声通道数据，且所述电信号被接收器108接收。对于本公开来说，术语“超声通道数据”将被定义成包括在波束形成之前来自多个不同通道的数据。超声通道数据可因此指来自或探测器106或接收器108的数据。处理器110接收来自接收器108的超声通道数据。处理器110可包括一个或更多处理器，包括下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用包括处理器和显示装置的超声成像系统进行超声成像的方法，所述方法包括：用探测器采集超声通道数据；用所述处理器识别带有镜面反射体特性的所述超声通道数据的子集；用所述处理器在所述超声通道数据的所述子集上实现镜面反射体处理技术以计算镜面反射体的位置和定向中的至少一个；以及用所述处理器基于所述镜面反射体的所述位置和所述定向中的至少一个来执行动作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 US 14/2304911.一种用包括处理器和显示装置的超声成像系统进行超声成像的方法，所述方法包括：用探测器采集超声通道数据；用所述处理器识别带有镜面反射体特性的所述超声通道数据的子集；用所述处理器在所述超声通道数据的所述子集上实现镜面反射体处理技术以计算镜面反射体的位置和定向中的至少一个；以及用所述处理器基于所述镜面反射体的所述位置和所述定向中的至少一个来执行动作。2.如权利要求1所述的方法，其中所述探测器包括2D矩阵阵列探测器。3.如权利要求1所述的方法，进一步包括使用求和技术对所述超声通道数据进行波束形成，以生成超声图像。4.如权利要求3所述的方法，其中所述执行所述动作包括基于所述镜面反射体的所述位置和所述定向中的至少一个来将所述镜面反射体的增强表示和所述超声图像共同显示。5.如权利要求4所述的方法，其中所述镜面反射体的所述增强表示包括线或曲线。6.如权利要求4所述的方法，其中所述镜面反射体的所述增强表示包括表示所述镜面反射体的所述位置和所述定向的图标。7.如权利要求3所述的方法，其中所述实现所述镜面反射体处理技术导致镜面图像的生成，且其中所述方法进一步包括显示被叠加在所述超声图像上的所述镜面图像。8.如权利要求1所述的方法，其中所述执行所述动作包括将所述镜面反射体的所述位置和所述定向中的至少一个传送到外部系统。9.如权利要求8所述的方法，其中所述外部系统包括外科导航系统。10.如权利要求1所述的方法，其中所述识别带有所述镜面反射体特性的所述超声通道数据的所述子集包括分析所述超声通道数据的方差。11.如权利要求1所述的方法，其中所述镜面反射体处理技术包括通过假定所述镜面反射体以等于入射的角度的反射的角度反射超声能量，来计算所述镜面反射体的所述位置和所述镜面反射体的所述定向中的至少一个。12.如权利要求3所述的方法，其中所述执行所述动作包括将后处理技术应用到所述超声图像中在所述镜面反射体的预设距离内的区域以移除或减少模糊伪像。13.如权利要求1所述的方法，其中所述采集所述超声通道数据包括传送未聚焦的超声能量。14.一种超声成像系统，包括：探测器；显示装置；接收器，与所述探测器电子通信；以及处理器，与所述接收器和所述显示装置电子通信，其中所述处理器配置成：接收来自所述接收器的超声通道数据；识别带有镜面反射体特性的所述超声通道数据的子集；在所述超声通道数据的所述子...

【专利技术属性】
技术研发人员：E萨姆塞特，AR索恩斯，RS班达鲁，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US