超声标记物检测、标记物及相关联的系统、方法和物品技术方案

用于身体组织的标记物采用多种形式，并且可以包括多个超声反射元件(例如充满空气的中空壳体)和结合超声反射元件的水凝胶。水凝胶可以是天然的或人造的并且可以是交联的。超声系统有利地在驱动信号中注入变化，该变化使超声探询信号的频率或相位相对于标称频率或标称相位变化。变化量优选比标称频率或相位小一至六个数量级。超声系统能够至少在多普勒操作模式中呈现或检测由变化的探询信号与超声反射元件的相互作用而导致的闪烁伪影。射元件的相互作用而导致的闪烁伪影。射元件的相互作用而导致的闪烁伪影。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声标记物检测、标记物及相关联的系统、方法和物品


[0001]本公开大体上涉及身体组织中标记物的超声检测，并且还涉及标记物和相关联的系统、方法制品和/或套件，它们可以例如促进身体组织(例如，异常身体组织)边缘的检测以进行监测、活检、切除或消融。

技术介绍

[0002]相关技术描述
[0003]使用各种类型的标记物来标记要随时间进行监测(或活检、切除或消融)的身体组织。例如，一些标记物可以允许或增强外科医生的视觉检测。一些标记物允许经由各种能量发射成像模态进行检测，例如超声成像、放射成像(诸如X射线成像或磁共振成像(MRI))。这些不同的成像模态通常在不同的场景中采用，并且在各种视觉检测或成像模态下可检测的标记物通常需要不同的物理特性以便可被检测。
[0004]一些标记物可以是永久性的，而其他标记物可以在一段时间内被身体吸收。例如，在相当长的时段(例如，几个月、一年)内标记身体组织的一部分可能是有用的，以用于后续评估或检测。
[0005]需要可经由超声进行检测的标记物以及附加的成像模态，并且可选地，其随着时间的推移可被吸收。
[0006]还需要不使用电离辐射的改进的成像技术，例如改进的超声成像技术，其可以增强身体组织中标记物的检测和/或某些身体组织边缘的检测(例如，异常的身体组织(例如肿瘤)或被怀疑异常的身体组织)。

技术实现思路

[0007]本公开大体上涉及身体组织中标记物的超声检测，并且还涉及可检测的标记物和相关联的系统、方法、制品和/或套件，相比于使用传统方法的其他可能的方式，它们可以例如促进对要进行监测、活检、切除或消融的组织的更精确的检测。
[0008]用于身体组织的标记物采用多种形式，并且可以包括多个超声反射元件和结合超声反射元件的水凝胶。例如，超声反射元件可以采用中空壳体的形式。中空壳体的腔体可以填充有流体，例如气体(诸如空气、液体或气体和液体的组合(例如蒸汽))，并且可以有利地不含全氟碳化物。中空壳体可以是多孔的，并且可以涂覆有疏水涂层以至少暂时密封孔，以防止或延迟流体(例如，气体)从腔体释放到中空壳体的外部。超声反射元件可以包括或由一种或更多种形式的二氧化硅组成。水凝胶可以是天然的(例如明胶)或人造水凝胶(例如聚乙二醇(PEG))。水凝胶可以是部分或完全交联的。水凝胶可以被设计成在一段时间内被身体吸收，或者替代地可以是不可吸收的。
[0009]超声系统有利地注入驱动信号的变化，该变化使超声探询信号的频率或相位相对于标称频率或标称相位改变。变化量优选比标称频率或相位小一至六个数量级。变化可以是周期性的，可以遵循定义的模式，或者可以是伪随机或随机的。超声系统可以至少在多普
勒操作模式中呈现或检测闪烁伪影，这是由变化的探询信号与超声反射元件的相互作用引起的。
[0010]标记物和超声系统可以提供为套件，在多普勒操作模式期间，中空壳体超声反射元件在接收到频率或相位变化(优选在比标称频率或相位小一至六个数量级的范围内)的超声探询信号时特别有效地产生闪烁伪影。
附图说明
[0011]在附图中，相同的附图标记表示相似的元件或动作。附图中元件的大小和相对位置不一定按比例绘制。例如，各个元件的形状和角度未按比例绘制，其中一些元件被任意放大和定位以提高附图的易读性。另外，所绘制的元件的特定形状不旨在传递关于该特定元件的真实形状的任何信息，选择该特定形状仅仅是为了便于在附图中识别。
[0012]图1是根据一种图示实施方式的用于标记身体组织的标记物的等距视图，该标记物包括多个超声反射元件和水凝胶载体，其放大视图详细示出了超声反射元件之一包括由超声反射元件承载的造影剂，以增强对其他成像模态的检测。
[0013]图2是根据一种图示实施方式的用于标记身体组织的标记物的等距视图，该标记物包括多个超声反射元件、水凝胶和可选的线，其放大图详细示出了超声反射元件之一包括造影剂以及疏水涂层，该造影剂由超声反射元件承载以增强对其他成像模式的检测。
[0014]图3是根据至少一种图示实施方式的模拟脉冲超声成像系统的示意图，该模拟脉冲超声成像系统将相对于标称脉冲重复频率的变化引入到驱动超声换能器的驱动信号中，并且该模拟脉冲超声成像系统可操作为在多普勒操作模式(例如，彩色多普勒模式)中检测所接收的返回信号中的闪烁伪影，该闪烁伪影是由具有变化的脉冲重复频率的超声信号与被超声反射且优选具有不规则表面的标记物的至少一部分相互作用而产生的。
[0015]图4是根据至少一种图示实施方式的数字脉冲超声成像系统的示意图，该数字脉冲超声成像系统将相对于标称脉冲重复频率的变化引入到驱动超声换能器的驱动信号中，并且该数字脉冲超声成像系统可操作为在多普勒操作模式(例如，彩色多普勒模式)中检测所接收的返回信号中的闪烁伪影，该闪烁伪影是由具有变化的脉冲重复频率的超声信号与被超声反射且优选具有不规则表面的标记物的至少一部分相互作用而产生的。
[0016]图5是根据至少一种图示实施方式的连续波(CW)超声成像系统的示意图，该CW超声成像系统将相对于标称脉冲重复频率的变化引入到驱动超声换能器的驱动信号中，并且该CW超声成像系统可操作为在多普勒操作模式(例如，彩色多普勒模式)中检测所接收的返回信号中的闪烁伪影，该闪烁伪影是由具有变化的脉冲重复频率的超声信号与被超声反射且优选具有不规则表面的标记物的至少一部分相互作用而产生的。
[0017]图6是根据至少一种图示实施方式的能够在硬件、软件和/或固件中实现的信号处理算法的框图。
[0018]图7A是示出根据至少一种图示实施方式的由ADC产生的时域中的示例性原始模数(ADC)信号的曲线图。
[0019]图7B是示出根据至少一种图示实施方式的由ADC产生的频域中的示例性原始模数(ADC)信号的曲线图。
[0020]图8A是示出根据至少一种图示实施方式的在对原始ADC信号进行带通滤波之后的
时域中的示例性带通滤波ADC信号的曲线图。
[0021]图8B是示出根据至少一种图示实施方式的在对原始ADC信号进行带通滤波之后的频域中的示例性带通滤波ADC信号的曲线图。
[0022]图9是示出根据至少一种图示实施方式的对示例性带通滤波器的滤波器响应的曲线图。
[0023]图10A是示出根据至少一种图示实施方式的在与I/Q参考信号混合之后由I/Q混频器输出的时域中的I/Q信号的曲线图。
[0024]图10B是示出根据至少一种图示实施方式的在与I/Q参考信号混合之后由I/Q混频器输出的频域中的I/Q信号的曲线图。
[0025]图11A是示出根据至少一种图示实施方式的由低通滤波器输出的时域中的低通滤波I/Q信号的曲线图。
[0026]图11B是示出根据至少一种图示实施方式的由低通滤波器输出的频域中的低通滤波I/Q信号的曲线图。
[0027]图12是示出根据至少一种图示实施方式的示例性低通滤波器的滤波器响应的曲线图，该示例性低通滤波器例如选择小于1MHz的频率。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种超声系统中的操作方法，所述方法包括：生成具有标称脉冲重复频率的驱动信号；将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比所述标称脉冲重复频率小至少一个数量级；将具有引入的变化的驱动信号提供给至少一个超声换能器，以使所述至少一个超声换能器发射具有相对于标称脉冲重复频率的变化的超声信号；经由至少一个超声换能器发射超声信号，所发射的超声信号具有变化的脉冲重复频率，所述变化的脉冲重复频率表示相对于标称脉冲重复频率的变化；以及经由所述至少一个超声换能器接收返回信号。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将变化引入到所述驱动信号中是主振荡器的如果存在的时钟抖动所导致的任何变化之外的。3.根据权利要求2所述的方法，其中，将变化引入到所述驱动信号中包括将定义的脉冲重复频率变化引入到所述驱动信号中。4.根据权利要求3所述的方法，其中，将定义的脉冲重复频率变化引入到所述驱动信号中包括将随着时间以定义的模式改变的定义的脉冲重复频率变化引入到所述驱动信号中。5.根据权利要求2所述的方法，其中，将变化引入到所述驱动信号中包括将随机的脉冲重复频率变化引入到所述驱动信号中。6.根据权利要求2所述的方法，其中，将变化引入到所述驱动信号中包括通过延迟电路将延迟引入到所述驱动信号中。7.根据权利要求1所述的方法，其中，将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比标称频率小至少一个数量级包括将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比标称脉冲重复频率小至少两个数量级。8.根据权利要求1所述的方法，其中，将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比标称频率小至少一个数量级包括将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比标称脉冲重复频率小至少三个数量级。9.根据权利要求1所述的方法，其中，将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比标称频率小至少一个数量级包括将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比标称脉冲重复频率小至少四个数量级。10.根据权利要求1所述的方法，其中，将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比标称频率小至少一个数量级包括将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比标称脉冲重复频率小至少五个数量级。11.根据权利要求1所述的方法，其中，将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比标称频率小至少一个数量级包括将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比标称脉冲重复频率小至少六个数量级。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比标称频率小至少一个数量级包括将相对于标称脉冲重复频率的变化引入到所述驱动信号中。13.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中包括在捕获超声数据的一个或更多个多普勒帧期间，在多普勒操作模式期
间发射的多个脉冲上将相对于标称脉冲重复频率的变化引入到所述驱动信号中。14.一种超声系统，包括：至少一个超声换能器；控制系统，其包括至少一个驱动电路，所述控制系统操作为：生成具有标称脉冲重复频率的驱动信号；将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号；以及使所述至少一个超声换能器发射超声信号，所述超声信号具有变化的脉冲重复频率，所述变化的脉冲重复频率表示相对于标称脉冲重复频率的变化。15.根据权利要求14所述的超声系统，其中，引入到所述驱动信号中的变化是主振荡器的如果存在的时钟抖动所导致的任何变化之外的。16.根据权利要求14所述的超声系统，其中，为了将脉冲重复频率变化引入到所述驱动信号中，控制系统将定义的脉冲重复频率变化引入到所述驱动信号中。17.根据权利要求14所述的超声系统，其中，为了将定义的脉冲重复频率变化引入到所述驱动信号中，控制系统将随着时间以定义的模式改变的定义的脉冲重复频率变化引入到所述驱动信号中。18.根据权利要求14所述的超声系统，其中，为了将脉冲重复频率变化引入到所述驱动信号中，控制系统将随机的脉冲重复频率变化引入到所述驱动信号中。19.根据权利要求14所述的超声系统，其中，为了将所述变化引入到所述驱动信号中，延迟电路将延迟引入到所述驱动信号中。20.根据权利要求14所述的超声系统，其中，为了将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比所述标称脉冲重复频率小至少一个数量级，控制系统将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比所述标称脉冲重复频率小至少两个数量级。21.根据权利要求14所述的超声系统，其中，为了将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比所述标称脉冲重复频率小至少一个数量级，控制系统将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比所述标称脉冲重复频率小至少三个数量级。22.根据权利要求14所述的超声系统，其中，为了将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比所述标称脉冲重复频率小至少一个数量级，控制系统将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比所述标称脉冲重复频率小至少四个数量级。23.根据权利要求14所述的超声系统，其中，为了将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比所述标称脉冲重复频率小至少一个数量级，控制系统将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比所述标称脉冲重复频率小至少五个数量级。24.根据权利要求14所述的超声系统，其中，为了将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比所述标称脉冲重复频率小至少一个数量级，控制系统将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述变化比所述标称脉冲重复频率小至少六个数量级。
25.根据权利要求14所述的超声系统，其中，所述至少一个超声换能器耦合到所述控制系统以向所述控制系统提供信号，所述信号表示由所述至少一个超声换能器接收的返回信号，并且所述控制系统能够操作为在彩色多普勒操作模式中检测所接收的返回信号中的闪烁伪影，所述闪烁伪影是由具有变化的脉冲重复频率的超声信号与标记物的至少一部分的相互作用而导致的，所述标记物是超声反射的且具有不规则的表面。26.根据权利要求14至23中任一项所述的超声系统，其中，为了将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述控制系统将相对于标称脉冲重复频率的变化的变化引入到所述驱动信号中。27.根据权利要求14至23中任一项所述的超声系统，其中，为了将相对于标称频率的变化引入到所述驱动信号中，所述控制系统在捕获超声数据的多普勒帧期间，在多普勒操作模式期间发射的多个脉冲上将相对于标称脉冲重复频率的变化引入到所述驱动信号中。28.一种使用超声系统的方法，所述方法包括：将超声信号朝向包含标记物的身体组织的部分引导，所述超声信号的特征在于标称脉冲重复频率，并且具有随时间相对于所述标称脉冲重复频率变化的实际脉冲重复频率；经由至少一个超声换能器接收来自所述身体组织的部分的返回信号；在超声系统的彩色多普勒操作模式中，检测由所接收的返回信号中的超声信号诱导的标记物的至少一部分的共振作为闪烁伪影；以及至少部分地基于彩色多普勒操作模式中的闪烁伪影来在身体组织中定位所述标记物。29.根据权利要求28所述的方法，还包括：经由至少一个超声换能器生成超声信号，所述超声信号在一段时间内具有标称频率，所述超声信号还具有相对于标称脉冲重复频率的脉冲重复频率变化，所述频率变化比标称脉冲重复频率小至少一个或更多个数量级。30.根据权利要求28所述的方法，还包括：经由至少一个超声换能器生成超声信号，所述超声信号在一段时间内具有标称脉冲重复频率，所述超声信号还具有相对于标称脉冲重复频率的脉冲重复频率变化，所述频率变化比标称脉冲重复频率小至少一个或更多个数量级。31.根据权利要求30所述的方法，其中，产生超声信号包括：生成具有标称脉冲重复频率的驱动信号；将频率变化引入到所述驱动信号中；以及将具有引入的变化的驱动信号提供给所述至少一个超声换能器，以使所述至少一个超声换能器发射具有相对于标称脉冲重复频率的脉冲重复频率变化的超声信号。32.根据权利要求31所述的方法，其中，将频率变化引入到所述驱动信号中包括在捕获超声数据的多普勒帧期间，在多普勒操作模式期间发射的多个脉冲上将相对于标称脉冲重复频率的变化引入到所述驱动信号中。33.根据权利要求28至32中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉，
申请(专利权)人：观点医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：