用于显示心肌灌注的图像分割制造技术

提供一种采用对照剂在心肌组织上进行灌注研究的方法和装置。根据该方法，向患者体内发射（１１１）超声脉冲，并接收对应于所述患者体内心肌组织血液和房室内血液的超声脉冲回波。将所接收的超声回波转换（１１５）成基本上仅对应于心肌灌注的图像数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及超声诊断成像技术，且尤其涉及区分心肌内血流和心脏房室内血流的超声诊断成像的图像处理技术。诊断超声设备向人体发射声能并接收从组织和器官，如心脏、肝脏和肾脏反射的信号。从由于血红细胞的运动而导致的多普勒频移或在时域中越过相关函数的频移获得血流图形。这些生成反射声波并可通常以二维格式显示，即公知的彩色血流成像或彩色速度成像。通常，对于象心脏或血管壁这样的结构，反射分量的幅度具有较低的绝对速度且比由血细胞产生的反射分量大20dB至40dB(10-100倍)。通常，超声系统在多个路径上发射脉冲并将从多个路径上的物体接收的回波转换成用于产生超声数据的电信号，由该超声数据可显示超声图像。获取生成超声数据的原始数据的过程通常称为“扫描”、“扫掠”或“操纵声束”。实时声谱学涉及当进行扫描时以快速连续格式呈现超声图像。扫描以机械(通过物理振荡一个或多个换能器元件)或电子方式实行。到目前为止，现代超声系统中的最普遍的扫描类型是电子式，其中布置成一行的一组换能器元件(被称为“阵列”)受到一组电脉冲的激发，每个元件一个脉冲，定时产生扫描动作。超声系统上最需要的特点之一是能够呈现具有三维物体外观的图像。这种图像由三维数据矩阵生成。处理该体积数据以创建显示在具有三维外观的二维表面上的图像。这种处理通常被称为再现(rendering)。虽然可获得一些三维优化超声系统，但如今大多数商购超声系统仅显示平面二维图像，从一维阵列探头采集扫描数据。由PhilipsMedical Systems，Andover，MA(之前称为AGILENT TECHNOLOGIES，Inc.)销售的SONOS 5500是这种系统的一个实例。一些商购系统，包括SONOS 5500，可在“离线“后处理的帮助下生成三维超声图像。为实现此目的，要当探头位置在扫描帧之间以某种方式平移或旋转时采集规则间隔的平面二维扫描序列。后处理操作采用所采集的每个二维扫描平面位置信息重建三维数据集。采用任何公知的各种计算加强再现技术(computation intensive rendering technique)典型在独立工作站上将所得出的三维数据集显示成再现图像。此外，实时再现和显示工作站可与超声扫描器集成为一个系统。这种系统的一个实例是由Philips Medical Systems销售的Sonos 7500。已开发出用于声谱术的各种成像技术。一种被称为彩色多普勒速度成像的常见的类型涉及在超声图像的图像平面上采集被称为采样体积的不同位置处的多普勒数据。随时间采集该多普勒数据并用其估算在每个离散采样体积处在随后的发射事件上的相移。该相移涉及体内血管中的液体流速，其中该相移的极性指示液体流入和流出换能器的方向。该信息根据该相移的幅度(即其速度)进行颜色编码，而后将其极性叠加到图像平面的结构性图像上。图像中的颜色提供血流速度及其方向的指示。另一类被称为彩色功率多普勒的成像技术集中在显示多普勒频移的接收信号的强度上。该类技术在例如US5,471,990(Thirsk)中有所描述。采用从彩色地图中得出的色彩计算图像平面中每个采样体积的多普勒信号强度并进行显示。不象彩色多普勒速度成像，彩色功率多普勒成像不存在方向确定、混淆和低灵敏度(这些是速度成像的特点)的问题。彩色功率多普勒只以编码色彩显示采样体积处的多普勒信号强度。2D灰度级和彩色功率多普勒显示均可应用于灌注研究，也就是其中需要评估体内器官或结构中血液灌注的情形。注射对照剂有利于这种灌注研究，对照剂可包括提供良好超声返回信号的微气泡。这些对照剂能够在心脏房室内和心脏壁内形成明亮的血流成像。理论上，这种对照剂应当能够对心壁血流进行极佳的不同成像，其中在心肌梗死情况下，减少的心肌血流应当易于与健康血流区分开来。然而实际上，由于来自房室血流的亮度水平非常高，使得即使在梗死的情况下也难于识别心壁内的血流。这种情形在图6中表示，图6是表示具有气泡的典型图像201的示意图，其示出心肌(MC)203和左心室(LV)205。在本领域中，人们已试图研制使房室血流与心肌组织中的血流区分开的方法。例如，US5,800,357(Witt等人)公开了一种用于区分组织血流与房室血流的的超声多普勒功率成像系统。在其所描述的该方法中，采用滤波器筛出房室血流。然而，Witt等人未考虑对照剂。Witt等人所公开的技术中也未应用于灌注研究，因为没有对照剂的常规多普勒系统不能检测微循环中的血流。此外还注意到，与灌注相关的速度比与房室壁相关的速度更低。然而，Witt等人所公开的该方法仅依赖于通过向以不同速度移动的散射体施加不同的屏障滤波来区分微循环中的血流速度，从而只显示大于一定直径且具有可由常规多普勒技术检测到的速度的血管。此外，Witt等人未考虑图像分割。然而，优选采用类似于其它广泛采用的成像技术的生成图像技术，例如，单正电子发射断层摄影术(SPECT)，因为临床医生只需极少的进一步培训或不需要进一步的培训就能够利用该图像进行工作。因此在本领域中需要克服这些缺陷的用于进行灌注研究的方法和装置。特别地，本领域中需要用于在组织上，例如在心肌组织上进行灌注研究的方法和装置，这些方法和装置能够解决从周围环境中的成像气泡产生的对照问题，且能够生成类似于由其它成像技术，如SPECT所产生的图像和再现图像。在此公开的方法和装置满足的这些和其它需求。在一个方面，提供一种在心肌组织上进行灌注研究的方法。根据该方法，在静脉注射微气泡对照剂后，向患者发射超声脉冲，并接收从对应于患者心肌组织血流和房室血流的从血液反射回来的回波。将所接收的超声回波转换成基本上仅对应于心肌灌注的图像数据。该转换可例如通过以下方式完成(a)将所接收的超声回波转换成第一组回波图形数据信号，由该组信号可检测房室内的血液，(b)将所接收的超声回波转换成第二组回波图形数据信号，由该组信号可检测房室和心肌组织的血液，和(c)从第二数据组消除在位置上对应于在第一组中生成回波图形数据信号的特征的回波图形数据信号。在另一方面，创建包含房室和肌肉中血液速度信息的图像。该图像还包括血液速度实际为零(不动)的非常小的血管(毛细血管)。采用象脉冲倒置(Pulse Inversion)或功率调制(Power Modulation)这样的非线性成像技术对毛细血管内较慢速运动血液进行检测。则通过去除比临界速度运动快的目标而使最终图像只显示慢速运动(或不运动)的血液，这导致显示器上只显示心肌血液而不显示房室血液。在另一方面，提供一种用于进行心肌组织上的灌注研究的装置。该装置包括适于向患者发射超声脉冲的发射器，适于接收对应于所述患者体内心肌组织血液和房室血液的所述超声脉冲的回波的接收器，和适于将所接收的超声回波转换成基本上仅对应于心肌血流的图像数据的处理器。该处理器优选适于将所接收的超声回波转换成第一组回波图形数据信号，由该组信号可检测房室内的血液，且该处理器还优选适于将所接收的超声回波转换成第二组回波图形数据信号，由该组信号可检测房室和心肌组织内的血液。该处理器还优选适于从第二数据组消除在位置上对应于在第一组内生成回波图形数据信号的特征的回波图形数据信号。在此的这些和其它方面的教导在下面进行更详细的描述。附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用对照剂在心肌组织上进行灌注的研究的方法，包括以下步骤：　　　　向患者发射超声脉冲并接收对应于心肌组织内和房室内血液的超声脉冲回波；　　　　确定哪些超声回波对应于房室内的血液；和　　　　创建仅基于那些不对应于房室内血液的超声回波的图像。

【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：M阿弗基欧，M布鲁斯，
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]