用于确定介质的物理特征的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于确定介质(11)的物理特征的方法，该方法包括：

【技术实现步骤摘要】
用于确定介质的物理特征的方法和系统


[0001]本专利技术涉及用于确定介质的物理特征的方法和系统。具体地说，所述方法适于为被换能器设备扫描的介质提供图像数据。例如，所述方法可在例如超声系统的设备(可以是医疗设备)中使用。

技术介绍

[0002]换能器元件或收发器(例如设置为阵列的)一般可用于不同目的，例如用于通信、成像或扫描(例如在医疗成像领域)、雷达、声纳、地震学、无线通信、射电天文学、声学和生物医学。一个示例包括超声成像。
[0003]在常规超声成像方法中，可在发射操作中，使用具有超声换能器元件组的超声换能器设备(也称作超声探头)来生成超声脉冲以声穿透(insonify)所关注的介质。介质可包括一种或多种组织，例如脂肪、肌肉、骨骼和血管。然后，在接收操作中，利用换能器元件组从介质接收回波信号组。具体地说，每个换能器元件将所接收的回波信号转换成例如电信号。该信号可进一步由超声系统处理。例如，可将信号数字化、解调、滤波，和/或可实施信号调理操作。
[0004]在声穿透(即将超声激励发送到介质)之前，可将造影剂(例如小空气泡)引入介质。具体地时候，在应用对比增强超声(CEUS)中，在专用的传送序列(即所传送的脉冲组)之后，使介质被声穿透，以更好地成像超声造影剂。
[0005]可将造影剂注入患者的血管系统，并在对比超声扫描期间对其成像。该技术的目的在于分析气泡的行为，尤其是在一个或多个可疑肿瘤之中和周围。
[0006]为了更好地观察造影剂，已经提出了脉冲调制技术，以区分组织与造影剂。这些技术利用气泡响应的非线性(与组织的线性响应相比)。具体地说，CEUS成像依赖于超声造影剂的非线性响应(与软组织的线性响应相比)。通过幅度和/或相位调制，使得由超声造影剂生成的反向散射的信号与组织生成的回波分离。这样的过程要求用与不同的幅度和/或相位关联的传送脉冲，对介质进行相继的声穿透，参见例如：
[0007]Tremblay
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Darveau C,Sheeran PS,Vu CK,et al.The Role of Microbubble Echo Phase Lag in Multipulse Contrast
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Enhanced Ultrasound Imaging.IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control.2018；65(8):1389
‑
1401.doi:10.1109/TUFFC.2018.2841848
[0008]另外，EP3097432A1描述了一种用于确定介质内的精确位置处的物理特征的方法，该方法包括以下的步骤：将造影剂引入介质，发送包括具有不同幅度的发射脉冲的发射序列，接收包括对应于所述发射脉冲的回声的接收脉冲的接收序列，计算接收脉冲相对于发射脉冲的相位差，以及基于所述相位差确定物理特征。

技术实现思路

[0009]目前，仍期望提供用于确定介质的物理特征的方法和系统，以进一步改善所确定
的特征的质量。具体地说，仍期望更有效地过滤出介质的信号数据中的关注信息，例如所引入的造影剂的图像数据。另外，还期望减小介质的信号数据中的噪声，和/或更好地对在CEUS成像模式中过滤掉和/或消除掉由软组织生成的信号。
[0010]因此，根据本专利技术的实施例，用于确定介质的物理特征的方法包括：
[0011]‑
处理(d)介质的与至少三个发射超声脉冲相关联的超声信号数据，以分别提供至少三个同相正交(in
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phase and quadrature phase)(IQ)数据组I1(r)、I2(r)、I3(r)，所述至少三个发射超声脉冲包括具有第一强度的第一发射脉冲和每个具有第二强度的至少两个补充发射脉冲，其中，第二强度之和对应于第一强度，
[0012]‑
根据以下确定(e)物理特征：
[0013]第一IQ数据组I1(r)与至少两个其它IQ数据组I2(r)、I3(r)的和之间的第一相位滞后，和/或
[0014]至少两个其它IQ数据组I2(r)、I3(r)之间的第二相位滞后。
[0015]通过提供这样的方法，使得能够改善所确定的特征的质量。
[0016]特别地，通过根据第一IQ数据组I1(r)与至少两个其它IQ数据组I2(r)、I3(r)的和之间的第一相位滞后来确定(e)物理特征，使得能够更有效地检测超声信号数据中的关注信息，例如所引入的造影剂的图像数据。
[0017]然后，通过根据所述至少两个其它IQ数据组之间的第二相位滞后来确定(e)物理特征，还使得能够检测超声信号数据中的噪声。
[0018]作为另外的后果，可通过排除检测到的关注信息和检测到的噪声，来确定超声信号数据中的无用数据。换句话说，没有被检测为关注信息或噪声的任何数据都可归类为无用数据。这样的无用数据可尤其包括存在于介质中的组织的超声信号数据。
[0019]相应地，所述方法可以还包括将所确定的物理特征(或如下所述的物理特征图的数值)归类为三个类别中的一个：关注信息、噪声，和无用数据(例如组织)。
[0020]例如，可以突显归类为关注信息的所确定的物理特征，同时可以弱化或取消已经被归类为噪声或无用数据的任何所确定的物理特征。相应地，可以更好地区分被归类为关注信息的所确定的物理特征，与已经被归类为噪声或无用数据的任何所确定的物理特征。
[0021]检测关注信息和/或噪声可包括以下中的至少一项：表征、识别、突显、高亮，或一般性地意识到关注信息和/或噪声。
[0022]可处理超声信息数据以提供(或获得)复数IQ数据组。相应地，这可意味着每个IQ数据组分别与发射超声脉冲关联。
[0023]所述至少两个补充发射脉冲可具有相同的(第二)强度和/或相同幅度。
[0024]补充发射脉冲的幅度(例如峰值)之和可对应于第一发射脉冲的幅度(例如峰值)。
[0025]IQ数据组可以是解调IQ超声数据组和/或IQ波束成形(IQ beamformed)数据组。
[0026]更具一般性地，IQ数据组可包括IQ数据。例如，IQ数据组可包括至少一对同相值和正交相位值。相应地，IQ数据可以是解调IQ超声数据和/或IQ波束成形数据。
[0027]确定(e)物理特征可以还包括通过将补偿相位滞后引入第一IQ数据组I1(r)和/或至少两个其它IQ数据组I2(r)、I3(r)之和，而将第一IQ数据组I1(r)设置为与至少两个其它IQ数据组I2(r)、I3(r)之和同相。换句话说，可选择额外相位滞后以减小和/或补偿I1(r)与I2(r)、I3(r)之和之间的相位滞后。相应地，可有利地获得优化的相干求和。
[0028]确定(e)物理特征可以还包括通过将π的相位偏移引入第一IQ数据组I1(r)，而将第一IQ数据组I1(r)设置为与至少两个其它IQ数据组I2(r)、I3(r)之和的相位相反，该相位偏移可选地被减去补偿相位滞本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定介质(11)的物理特征的方法，该方法包括：
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处理(d)所述介质的与至少三个发射超声脉冲相关联的超声信号数据，以分别提供至少三个同相正交(IQ)数据组I1(r)、I2(r)、I3(r)，所述至少三个发射超声脉冲包括具有第一强度的第一发射脉冲和每个具有第二强度的至少两个补充发射脉冲，其中，所述第二强度之和对应于所述第一强度，
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根据以下确定(e)所述物理特征：所述第一IQ数据组I1(r)与所述至少两个其它IQ数据组I2(r)、I3(r)的和之间的第一相位滞后，和/或所述至少两个其它IQ数据组I2(r)、I3(r)之间的第二相位滞后。2.如权利要求1所述的方法，其中：所述确定(e)所述物理特征还包括：通过将补偿相位滞后引入所述第一IQ数据组I1(r)和/或所述至少两个其它IQ数据组I2(r)、I3(r)之和，而将所述第一IQ数据组I1(r)设置为与所述至少两个其它IQ数据组I2(r)、I3(r)之和同相。3.如权利要求1或2所述的方法，其中：所述确定(e)所述物理特征还包括：通过引入pi减去所述补偿相位滞后，将所述第一IQ数据组I1(r)设置为与所述至少两个其它IQ数据组I2(r)、I3(r)之和的相位相反。4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述第一IQ数据组I1(r)与所述至少两个其它IQ数据组I2(r)、I3(r)的和之间的第一相位滞后φ1(r)通过以下来测量：I1(r)的相位与I2(r)、I3(r)之和的相位之间的差异，或I1(r)与I2(r)、I3(r)的和之间的标量积的相位，和/或通过：φ1(r)＝arg[I1(r)
×
conj(I2(r)+I3(r))]
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(2)和/或根据所述第一相位滞后φ1(r)，确定所述补偿相位滞后。5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述至少两个其它IQ数据组I2(r)和I3(r)之间的第二相位滞后φ2(r)通过以下来测量：I2(r)的相位与I3(r)的相位之间的差异，或I2(r)和I3(r)的标量积的相位，和/或通过：φ2(r)＝arg[I2(r)
×
conj(I3(r))]
ꢀꢀꢀꢀ
(4)。6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述确定(e)所述物理特征还包括：根据所述第一相位滞后确定第一分割图，和/或根据所述第二相位滞后确定第二分割图，其中根据所述第一分割图和/或所述第二分割图来确定所述物理特征。7.如权利要求6所述的方法，其中：根据第三分割图确定所述物理特征，所述第三分割图是通过组合所述第一分割图和所述第二分割图、和/或通过从所述第一分割图去除所述第二分割图的内容而生成的。
8.如上述权利要求6和7中任一项所述的方法，其中：所述第一分割图设置为对所述介质的关注区域进行分割，和/或所述第二分割图设置为检测和/或减少所述IQ数据组I1(r)、I2(r)、I3(r)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉姆，
申请(专利权)人：声科影像有限公司，
类型：发明
国别省市：