使用向量速度超声（US）对血管内压变化的无创估计制造技术

一种用于利用超声数据确定压力梯度的方法，包括采集血管的超声数据并且利用所述超声数据生成针对所述血管中的流量的速度向量轮廓线。所述方法还包括利用所述速度向量轮廓线计算加速度。所述加速度至少包括时间加速度，并且计算所述时间加速度包括降低来自所述速度向量轮廓线的噪声并且根据经降噪的速度数据确定所述时间加速度。所述方法还包括利用计算出的加速度确定所述压力梯度。所述方法还包括显示所述血管的超声图像，所述超声图像具有重叠在其上的指示所述压力梯度的标记。

Noninvasive estimation of intravascular pressure changes using vector velocity ultrasound (US)

A method for determining pressure gradient by using ultrasonic data, including collecting ultrasonic data of blood vessels, and using the ultrasonic data to generate the velocity vector contour line for the flow in the blood vessel, The method also includes the use of the velocity vector contour to calculate the acceleration. The acceleration includes at least time acceleration, and the time acceleration is calculated, including noise reduction from the velocity vector contour line, and the time acceleration is determined according to the noise reduction speed data. The method also includes determining the pressure gradient by using the calculated acceleration. The method also includes an ultrasonic image showing the blood vessel, the ultrasonic image having a label indicating the pressure gradient on which it is overlapped.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用向量速度超声(US)对血管内压变化的无创估计
本专利技术总体涉及超声成像，并且更具体地涉及利用速度向量超声(US)对血管内压变化进行无创估计。
技术介绍
血管内血压的异常变化已经是对患病血管的指示。文献指出，测得的压力变化已经在临床上被用作评估心血管区域的生理状态时的诊断标记。可以通过将压力感测线或导管插入到股动脉并且将其穿到感兴趣区域来确定血管内压。这样的流程是有创的并且要求使用电离辐射以用于对压力感觉设备的引导。遗憾的是，有创流程使患者容易感染、出血等，并且电离辐射可能损害或杀死细胞。而且，文献已经指出，使用导管的准确度极大地依赖于导管的物理大小和形状。较少有创的方法使用微泡来估计局部压力改变。该方法依赖于将充满气体的泡注入到循环系统中以在施加超声波时测量散射谱中发生的频率偏移。遗憾的是，该方法要求注入微泡。无创方法基于多普勒超声。该方法包括分析从二尖瓣喷射接收到的频率偏移的音频信号，其揭示峰值收缩期流速。据此，使用孔口公式计算局部压力梯度。该方法依赖于单个的速度估计。遗憾的是，这造成所述方法对与收缩血管对峰值速度的影响(例如异常心输出)无关的血液动力学因素敏感。该方法在文献中已经被认为是不可靠的。至少从以上看来，存在对于用于测量血管内血压的另一种方法的未解决的需要。
技术实现思路
本申请的各方面解决以上问题和其他问题。在一方面中，一种用于利用超声数据确定压力梯度的方法包括采集血管的超声数据并且利用所述超声数据来生成针对所述血管中的流量的速度向量轮廓线。所述方法还包括利用所述速度向量轮廓线来计算加速度。所述加速度至少包括时间加速度，并且计算所述时间加速度包括降低来自所述速度向量轮廓线的噪声并且根据经降噪的速度数据来确定所述时间加速度。所述方法还包括利用计算出的加速度来确定所述压力梯度。所述方法还包括显示所述血管的超声图像，所述超声图像具有重叠在其上的指示所述压力梯度的标记。在另一方面中，一种装置，包括速度估计器，所述速度估计器处理由超声成像系统采集的超声图像数据，并且基于所述超声图像数据生成速度向量场。所述装置还包括时间加速度处理器，其处理所述速度向量场并且生成时间加速度，其中，当确定所述时间加速度时，所述时间加速度处理器对所述速度向量场进行滤波。所述装置还包括空间加速度处理器，其处理所述速度向量场并且生成空间加速度。所述装置还包括压力变化估计器，其基于模型和所述时间加速度和所述空间加速度来估计针对所述超声数据的压力梯度。所述装置还包括显示器，其被配置为显示超声图像数据和压力梯度估计。在另一方面中，一种非瞬态计算机可读存储介质被编码有计算机可执行指令，在由计算机的处理器运行时，所述计算机可执行指令使得所述处理器进行：基于速度向量场来确定空间加速度；将所述速度向量场转换到频域；产生正弦和；区分正弦的满足预定的感兴趣能量或预定的感兴趣频率范围中的至少一个的子集；产生余弦和；重建所述余弦和来确定时间加速度；并且基于所述空间加速度和所述时间加速度利用纳维-斯托克斯(Navier-Stokes)公式来确定压力变化。在阅读和理解附图之后，本领域的技术人员还将认识到本申请的其他方面。附图说明本申请通过范例图示并且不限于附图，其中，相似的附图标记指示相似的元件，并且其中：图1示意性地图示了具有血管内压确定器的范例超声成像系统；图2示意性地图示了血管内压确定器的范例；图3示出了范例入口轮廓线；图4示出了重建图3中的轮廓线所需要的理想数目的正弦；图5示出了来自收缩的中心的近似流量；图6示出了对从速度数据导出的压力梯度进行映射的结果；图7示出了针对三个测得的心脏周期的压降的时间演化的曲线图；图8示出了连同根据FE模型的模拟压降一起绘制的三个测得的压力轮廓线的平均。图9图示了方法；并且图10示出了通过血管的2D压力变化的范例显示。具体实施方式以下总体描述了用于根据超声成像数据估计血管内压变化的无创方法。在一个实例中，方法根据2D或3D向量速度场估计压力梯度。然后，使用基于例如纳维-斯托克斯公式和/或其他公式的模型来导出压力的变化。初始地参考图1，图示了范例超声成像系统100。换能器阵列102包括多个换能器元件，其被配置为发送超声信号并接收回波信号。适合的一维(1D)阵列的范例包括具有8、16、32、64、96、128、512等数量的换能器元件的阵列。在本文中还预期了其他的元件数量和/或维度(例如二维或2D)。阵列102可以是线性的、曲线的和/或其他形状的。换能器阵列102可以是完全填充的或稀疏的和/或其组合。发送电路104生成传达到换能器阵列102的脉冲集。脉冲集致动换能器阵列102的换能器元件的对应的集合，令元件将超声信号发射到检查或扫描视场中。接收电路106接收响应于从换能器102发送的超声信号而生成的回波。通常，回波是所发射的超声信号与扫描视场中的结构(例如流动的血细胞、器官细胞等)之间相互作用的结果。控制器108控制发送电路104和/或接收电路106。在一个实例中，控制器108控制发送电路104以通过将虚源放置在换能器后面而从孔径发射波(例如未聚焦的球形、弱聚焦的、平面的等)。波束形成器112处理回波并且生成数据以至少用于生成图像并估计速度。在一个非限制性实例中，这包括沿着扫描平面的聚焦扫描线生成聚焦的相干回波样本的序列。速度估计器113被配置为估计2-D和/或三维(3-D)向量速度场。例如，速度估计器113可以被配置为估计2-D平面内向量速度场平面外速度vy(t)可以被设定为零。备选地，还确定平面外速度vy(t)以估计3-D向量速度场。在Jensen等人的“Directionalsyntheticapertureflowimaging”，(IEEETrans.Ultrason.,Ferroelec.,Freq.Contr.,51:1107–1118，2004年)、Jensen等人的“Estimationofvelocityvectorsinsyntheticapertureultrasoundimaging”(IEEETrans.Ultrason.,Ferroelec.,Freq.Contr.,25:1637–1644，2006年)、以及Jensen的“Vectorvelocityestimationusingdirectionalbeamformingandcross-correlation”，US6725076B1中描述了速度估计器的范例，通过引用将其整体并入本文。其他适合的速度估计器可以基于Jensen的“ANewEstimatorforVectorVelocityEstimation”(IEEETrans.Ultrason.,Ferroelec.,Freq.Contr.,48(4):886–894，2001年)和Jensen的“EstimatorforVectorVelocity”，US6859659B1,通过引用将其整体并入本文，以及Jensen的“Apparatusandmethodfordeterminingmovementsandvelocitiesofmovingobjects”，US6148224，通过引用将其整体并入本文。血管内压估计器114被配置为处理速度向量以估计血管内压的变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于利用超声数据确定压力梯度的方法，所述方法包括：采集血管的超声数据；利用所述超声数据来生成针对所述血管中的流量的速度向量轮廓线；利用所述速度向量轮廓线来计算加速度，其中，所述加速度至少包括时间加速度，并且计算所述时间加速度包括降低来自所述速度向量轮廓线的噪声并且根据经降噪的速度数据来确定所述时间加速度；利用计算出的加速度来确定所述压力梯度；并且显示所述血管的超声图像，所述超声图像具有重叠在其上的指示所述压力梯度的标记。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.02 US 62/126,9721.一种用于利用超声数据确定压力梯度的方法，所述方法包括：采集血管的超声数据；利用所述超声数据来生成针对所述血管中的流量的速度向量轮廓线；利用所述速度向量轮廓线来计算加速度，其中，所述加速度至少包括时间加速度，并且计算所述时间加速度包括降低来自所述速度向量轮廓线的噪声并且根据经降噪的速度数据来确定所述时间加速度；利用计算出的加速度来确定所述压力梯度；并且显示所述血管的超声图像，所述超声图像具有重叠在其上的指示所述压力梯度的标记。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压力梯度是使用纳维-斯托克斯公式来生成的。3.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其中，计算所述时间加速度包括：将所述速度向量轮廓线从时域转换到频域；选择频率分量的子集；通过区分所选择的子集来处理所选择的子集；并且将经区分的所选择的子集转换回到时域。4.根据权利要求3所述的方法，其中，将所述经区分的所选择的子集转换回到时域包括采用三角函数，所述三角函数将所述数据重建回到时域中。5.根据权利要求3至4中的任一项所述的方法，其中，将所述速度向量轮廓线转换到频域包括对所述速度向量轮廓线应用傅里叶变换。6.根据权利要求3至5中的任一项所述的方法，其中，选择所述频率分量的所述子集包括选择所述频率分量中的仅4至16个。7.根据权利要求3至6中的任一项所述的方法，其中，选择所述频率分量的所述子集包括选择所述频率分量的满足预定的能量准则的子集。8.根据权利要求3至7中的任一项所述的方法，其中，选择所述频率分量的所述子集包括选择所述频率分量的满足预定的频率准则的子集。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其中，所述加速度还包括空间加速度。10.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其中，确定压降包括：接收对所述超声图像上的多个感兴趣点的识别，其中，所述多个感兴趣点分别被定位在所述血管的收缩后面、在所述收缩内、以及在所述收缩之前；基于针对所述多个感兴趣点的所述压力梯度来确定压降；在所显示的超声图像上视觉地识别所述多个感兴趣点；并且显示所确定的压降。11.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其中，确定压降包括：接收信号，所述信号识别所述图像中针对沿着所述血管的长轴的线的像素集；通过在对应于所识别的像素集的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·奥勒森，J·A·詹森，C·A·比利亚戈麦斯霍约斯，
申请(专利权)人：BK医疗公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK