用于同时显示血液流动和灌注参数的超声成像系统和方法技术方案

描述了一种用于以与包含血流的组织的解剖学超声图像配准的方式显示表明组织灌注的超声参数化图像的方法和系统。参数化图像和解剖学图像的相对不透明度可以变化，使得医生能够同时或快速地接连地观看灌注参数和血流。在所显示的实施例中，可以单独地或以与不同的或相等的不透明度的解剖学配准的方式观看解剖学图像或参数化图像。相对不透明度可以以平滑地连续的或逐级的方式改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】这是2001年12月18日提交的美国专利申请序列号10/025,200的部分申请的继续部分。本专利技术涉及诊断超声成像，更具体地，涉及同时显示血液流动和组织灌注(perfusion)参数的系统和方法。超声诊断成像系统能够以完全不侵入的方式对身体内的生理机能进行成像和测量。超声波从皮肤表面传送到身体内，并且从身体内的组织和细胞反射。反射的回波由超声换能器接收，并被处理后产生血流的图像或测量值。由此，有可能不侵入病人的身体而进行诊断。被称为超声反差试剂(contrast agent)的材料可以被引入身体内，以增强超声诊断。反差试剂是强烈反射超声波的物质，反射的回波可以与由血液和组织反射的回波明显地区分开。被发现作为超声反差试剂特别有用的一类物质是具有被称为微气泡的细小气泡形式的气体。微气泡强烈地反向散射身体内的超声，由此允许通过专门的超声处理容易检测包含微气泡的组织和血液。微气泡反差试剂可用于对身体中有血管分布的组织诸如心脏壁成像，因为反差试剂可以注入到血流中，随着血液供应传送到静脉、动脉和毛细血管，直至从肺、肾脏和肝中的血流中被过滤掉为止。通过反差试剂得到很大帮助的诊断过程是观看和测量组织灌注，诸如供氧的血液流到心肌的灌注。在身体内指定点的灌注成像和灌注的测量例如是在美国专利5,833,613中描述的。母申请序列号10,025,200描述了用于造成和显示大的组织区域而不是仅仅特定的样本体积位置的灌注测量的结果的方法和设备。这样的能力能够快速诊断诸如心肌那样的大的组织区域的灌注速率，使得医生能够快速识别其中由于局部缺血或其它血流条件而造成的、灌注有问题的小的组织区域。正如母申请中描述的，身体的二维或三维区域的组织灌注可被显示为与被诊断的解剖学的参数化重叠。在该母申请中给出彩色或亮度的重叠的例子，代表在心肌上所显示的灌注的不同定量值。彩色重叠的各种彩色表示基础组织的灌注，每种彩色相应于不同的灌注率或灌注水平。这样的灌注图像在概念上类似于彩色流图像，其中血液速度的彩色重叠被显示为在器官或血管中被测量的血流速度。像彩色流图像一样，灌注重叠不显示血液本身，而是血流的参数，在本例中，是基础组织的灌注。然而，在这样的灌注图像中，灌注重叠遮蔽血流的下面的图像。医生可能希望观看组织中的灌注参数和血流，但通常这仅仅在分开地观看组织和血流图像或参数化的灌注图像时才能达到；医生仅仅能选择观看一个图像或另一个图像。因此，希望能够同时观看血流和灌注参数。还希望以配准的方式(in registration)显示同时发生的图像，这样，医生可以立即看见和了解在感兴趣的某个区域中的灌注和在该区域中的血流。按照本专利技术的原理，一种方法和系统以解剖学配准的方式显示组织灌注的参数化图像和在组织中的血流。不透明度控制使得用户能够改变血流图像和参数化图像的相对不透明度。在显示的实施例中，两个图像的不透明度可以连续地变化，使得医生能够同时观看在感兴趣的区域中的灌注参数和在该区域中的血流。不透明度可以在仅仅显示血流图像到仅仅显示参数化图像以及它们的中间的视图之间变化。相对不透明度可以连续地或以离散的水平逐级变化。在图上附图说明图1是按照本专利技术的一个实施例的超声成像系统的框图。图2是显示使用图1的系统得到的心肌的B模式图像的示意图。图3显示用于参数化成像的一系列实时图像帧的获取。图4显示用于参数化成像的一系列帧的选通(触发)的获取。图5显示在几个心跳周期上的一系列实时图像。图6a，6b，和6c显示从图5的图像序列组合的、在独特的心跳周期阶段的图像序列。图7a-7d显示使用辅助的边界检测在图像上感兴趣的区域的轮廓图。图8a和8b显示对感兴趣的区域的掩盖。图9a和9b显示在感兴趣的区域中用于量化像素值的优选的技术。图10显示从多个图像选择像素值以确定该像素位置的灌注曲线。图11显示根据图像数据画出灌注曲线。图12显示用平滑曲线拟合图11的灌注曲线。图13a和13b显示从灌注参数到色标和二维图像的映射。图14显示相应于心跳周期的不同阶段的参数化灌注图像的实时显示。图15a-15e显示参数化灌注图像和解剖学功率多卜勒图像，这两个图像的可变的不透明度是配准的。图16是按照本专利技术的实施例的与灌注成像有关的超声成像系统的一部分的框图。图17a-17c是按照本专利技术的原理工作的超声系统显示的屏幕照片。按照本专利技术的原理构建的超声诊断成像系统10示于图1。超声探头12包括发射和接收超声脉冲的超声换能器阵列14。该阵列可以是用于二维成像的一维直线或曲线阵列，或可以是用于三维电子波束操纵的换能器单元的二维矩阵。阵列14中超声换能器发送超声能量和接收响应这个发送而返回的回波。发送频率控制电路20通过一个被耦合到阵列14中的超声换能器的发送/接收(“T/R”)开关22控制在预定的频率或频段上超声能量的发送。换能器阵列被驱动而发送信号的时间可与内部系统时钟(未示出)同步，或可与身体的功能，诸如心跳周期同步，在该心跳周期内由ECG设备26提供心跳周期波形。当心跳处在由ECG设备26所提供的波形所确定的它的周期的预定阶段时，就命令探头获取超声图像。由探头12发送的超声能量可以是相对较高的(高的机械指数或MI)，这时它破坏或干扰图像场中的反差试剂；或它可以是相对较低的能量，这时它能够从反差试剂返回回波而基本上不干扰反差试剂。由发射频率控制电路20生成的超声能量的频率和带宽由中央控制器28生成的控制信号ftr所控制。来自发送的超声能量的回波由阵列14中的换能器接收，它生成回波信号，后者被耦合到TR开关22，并且当系统使用数字波束形成器时，由模拟-数字(“A/D”)转换器30进行数字化。也可以使用模拟波束形成器。A/D转换器30以由中央控制器28生成的信号fs所控制的采样频率对接收的回波信号采样。由采样理论阐述的想要的采样速率至少是接收的带宽的最高频率的两倍，它可以是至少30-40MHz的量级。高于最小要求的采样速率也是有益的。来自阵列14中各个换能器的回波信号样本被波束形成器32延时和相加，以形成相干回波信号。然后数字相干回波信号被数字滤波器34滤波。在本实施例中，发送频率和接收频率被单独地控制，以使得波束形成器32可以自由接收不同于发送频段的频率的一个频段。数字滤波器34对信号进行带通滤波，也可把频段移动到较低的或基带频率范围。数字滤波器可以是在美国专利No.5,833,613中公开的那种滤波器。来自组织的经滤波的回波信号从数字滤波器34被耦合到B模式处理器36，以进行常规的B模式处理。B模式图像也可以由响应于非破坏性超声成像脉冲而返回的微气泡回波来创建。如上所讨论的，低幅度、高频率、和短突发持续时间的脉冲通常不破坏微气泡。诸如微气泡的反差试剂的已滤波的回波信号被耦合到反差信号处理器38。反差信号处理器38优选地通过脉冲倒相(pulse inversion)技术区分开从谐调的反差试剂返回的回波，其中由于多个脉冲发送到图像位置造成的回波被组合，以抵销基波信号分量和增强谐波分量。优选的脉冲倒相技术例如在美国专利No.6,186,950中所描述，该专利在此引用以供参考。在低的MI中反差信号的检测和成像在美国专利No.6,171,246中描述的，该专利的内容也在此引用以供参考。来自数字滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同时显示参数化诊断图像和相应于参数化诊断图像的感兴趣的区域的解剖学诊断图像的方法，包括：　　　　获取物体的感兴趣的区域的解剖学图像；　　　　获取物体的感兴趣的区域的参数化的图像；以及　　　　以与该解剖学图像解剖学配准的方式显示该参数化图像，其中所配准的参数化图像和解剖学图像的相对不透明度是可变的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R加格，D多利米尔，D斯克巴，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]