專利名稱：用于選擇性地生成超聲診斷數(shù)據(jù)的超聲診斷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及超聲診斷系統(tǒng)，尤其涉及一種超聲診斷系統(tǒng)，該超聲診斷系統(tǒng)可以相對于所期望的具體圖像來接收使用者的輸入，并且可以自動產(chǎn)生只與所期望圖像有關(guān)的超聲波數(shù)據(jù)。
超聲換能器和成像系統(tǒng)已經(jīng)使用了有相當(dāng)?shù)囊欢螘r間了，且在無創(chuàng)醫(yī)療診斷成像領(lǐng)域尤其有用。超聲換能器通常由壓電元件或者微加工的超聲換能器元件形成。當(dāng)用于發(fā)射模式時，該換能器元件由電脈沖激勵，且相應(yīng)地發(fā)射超聲能量。當(dāng)用于接收模式時，撞擊到換能器元件上的聲能轉(zhuǎn)換為接收信號，且傳送到和換能器相關(guān)的處理電路。該換能器通常連接到超聲成像系統(tǒng)，該超聲成像系統(tǒng)包括處理電子設(shè)備、一個或多個輸入設(shè)備、以及合適的顯示器，超聲圖像可以在該顯示器上觀察。該處理電子設(shè)備通常包括發(fā)射波束形成器，以及接收波束形成器，該發(fā)射波束形成器用來為每個換能器元件產(chǎn)生合適的發(fā)射脈沖，該接收波束形成器用來處理從每個換能器元件接收到的接收信號。
超聲換能器通常與在一外殼中的相關(guān)的電子設(shè)備進(jìn)行組合。該組件通常稱為超聲探頭。通常，超聲探頭可以分類為具有單一元件寬度的元件陣列的一維(1D)探頭或具有多個元件寬度的陣列的二維(2D)探頭。此外，被稱為“雙平面”探頭的探頭包括兩個正交設(shè)置的1D陣列，其可以交叉也可以不交叉。被稱為“矩陣探頭”的相對新的2D探頭包括設(shè)置成二維的換能器元件，其中每個元件是獨立可控的，其結(jié)果是超聲探頭的掃描線可以在二維上以電子方式操縱。矩陣探頭的每一維可以被認(rèn)為是線性陣列的連續(xù)堆疊。
超聲數(shù)據(jù)通常在多個幀中獲得，其中每幀代表從換能器表面發(fā)出的超聲束的一次掃描。這樣的一次掃描通常由沿著一個掃描平面產(chǎn)生的大量獨立的掃描線形成。當(dāng)掃描線在一起顯示時，這組掃描線形成了通常被稱為“切片”。一個切片通常對應(yīng)于一幀。例如，在雙平面成像中，兩個切片構(gòu)成一幀，而在體積掃描中，很多切片構(gòu)成一幀。
通常，1D探頭產(chǎn)生二維的矩形、盤形、梯形或其它形狀的切片，而2D矩陣探頭形成幾組切片(幀)，形成三維形狀。這樣的三維幀有時稱為“體積掃描”。當(dāng)傳統(tǒng)超聲成像系統(tǒng)進(jìn)行這樣的體積掃描時，它們通常在至少二維上產(chǎn)生多個切片。這些多個切片為切片所占有的空間產(chǎn)生超聲數(shù)據(jù)。為了產(chǎn)生三維圖像，然后由超聲成像系統(tǒng)處理該體數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生在二維表面上顯示的圖像(例如CRT型顯示器的表面)，其具有三維的外觀。這樣的處理通常稱為構(gòu)圖(rendering)。
不利的是，生成該體數(shù)據(jù)既要加重控制發(fā)射波束形成器的超聲電子設(shè)備的負(fù)擔(dān)，又需要接收信號的計算加強處理。這樣的三維構(gòu)圖系統(tǒng)一個缺點是，當(dāng)在顯示器上繪制采集的數(shù)據(jù)時，由于采集數(shù)據(jù)的時間延遲和所遇到的處理延遲，所以為了顯示具有相當(dāng)分辨率的體積數(shù)據(jù)，采集數(shù)據(jù)的幀頻必須下降。
因此，期望提供這樣一種超聲成像系統(tǒng)，其能夠顯示三維數(shù)據(jù)，并且不需要對于給定空間來處理所有采集的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明包括一種用于在顯示器上顯示所期望的超聲圖像的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括二維矩陣探頭、用于確定相應(yīng)于該所期望的超聲圖像的至少兩個超聲掃描切片的電路、用于從由該超聲掃描切片獲得的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生該所期望的超聲圖像的電路、以及用于顯示該所期望的超聲圖像的顯示器。
本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員通過參照附圖和詳細(xì)描述會理解或?qū)斫獗景l(fā)明的其它系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點。所有這樣的附加系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點都旨在被包括到本說明書中、屬于本發(fā)明的范圍，以及由后附的權(quán)利要求書保護(hù)。
如權(quán)利要求書所限定的，通過參考下面的附圖可以更好地理解本發(fā)明。圖中的元件的彼此相對比例不是很重要，而重點放在了清楚說明本發(fā)明的原理上。


圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的超聲成像系統(tǒng)的框圖。
圖2是使用圖1的矩陣探頭獲得的一系列掃描切片的示意圖。
圖3A到3C是共同說明本發(fā)明的一個實施例的示意圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例獲得單幀掃描的數(shù)據(jù)的圖。
圖5是使用如圖4所示的掃描幾何圖形而獲得的圖像的示意圖。
圖6是說明本發(fā)明的另一個實施例的示意圖。
圖7是顯示由圖1的圖形發(fā)生器產(chǎn)生的另一實施方式的示意圖。
圖8是說明本發(fā)明的特定實施例的操作的流程圖。
接下來描述的本發(fā)明可以應(yīng)用到任何的超聲成像系統(tǒng)，該超聲成像系統(tǒng)使用具有可獨立控制元件的二維陣列的探頭。下面的描述是根據(jù)在內(nèi)存、相關(guān)的處理器、以及可能的網(wǎng)絡(luò)或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的數(shù)據(jù)位的例行程序和符號表示來進(jìn)行的。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員使用這些描述和表征來有效地將他們工作的主旨傳達(dá)給本技術(shù)領(lǐng)域中的其他普通技術(shù)人員。這里的例行程序通常指導(dǎo)致一個期望的結(jié)果的步驟或者行動的獨立的序列。因此，術(shù)語“例行程序”通常用來指儲存在內(nèi)存中且由處理器執(zhí)行的一系列操作。該處理器可以是超聲成像系統(tǒng)的中央處理器，或者可以是超聲成像系統(tǒng)的二級處理器。術(shù)語“例行程序”也包含這樣的術(shù)語“程序”、“對象”、“函數(shù)”、“子程序”和“過程”。
通常，在例行程序中步驟的順序需要物理量的物理操作。通常，雖然這些量不是必要的，這些量還是可以采取被存儲、傳送、組合、對比或者被操作的電信號或者磁信號的形式。本技術(shù)領(lǐng)域中那些普通技術(shù)人員稱這些信號為“位”、“值”、“單元”、“字符”、“圖像”、“術(shù)語”、“數(shù)字”等。應(yīng)當(dāng)理解，這些與相似的術(shù)語與合適的物理量相關(guān)，且只是是應(yīng)用到這些量的方便標(biāo)記。
在本申請中，例行程序和操作是與操作員一起執(zhí)行的機器操作。本發(fā)明總體上涉及方法步驟、軟件和相關(guān)的硬件，其包括計算機可讀的媒介，該媒介設(shè)置成存儲和執(zhí)行電信號或者其它物理信號，以產(chǎn)生其它所需的物理信號。
本發(fā)明的裝置最好是構(gòu)造成用于超聲成像。然而，本發(fā)明的方法可以由通用的計算機或者其它網(wǎng)絡(luò)裝置執(zhí)行，該計算機或者其它網(wǎng)絡(luò)裝置由存儲在計算機中的例行程序選擇性地啟動或重構(gòu)，且連接到超聲成像設(shè)備。這里提出的過程不是本質(zhì)上涉及任何超聲成像系統(tǒng)、計算機或者設(shè)備。具體的是，不同的機器可以使用依據(jù)本發(fā)明的例行程序，或者可更方便地構(gòu)建更特殊設(shè)備來執(zhí)行該方法的步驟。在某些情況下，當(dāng)希望一塊硬件擁有某些特征時，這些特征會在下面更全面的描述。
相對于下面描述的例行程序，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，存在多種平臺和語言來產(chǎn)生執(zhí)行下面描述的例行程序的指令組。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員也應(yīng)該認(rèn)識到準(zhǔn)確的平臺和語言的選擇通常由實際構(gòu)建的系統(tǒng)來確定，這樣對于一種類型系統(tǒng)有效的可能對另一種系統(tǒng)無效。
圖1是說明一種根據(jù)本發(fā)明的實施例的超聲成像系統(tǒng)100的框圖。對于本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員來說應(yīng)該理解，如圖1所示的超聲成像系統(tǒng)100和如下描述的其操作是這種系統(tǒng)的通常代表，而任何特殊系統(tǒng)可以與如圖1所示的系統(tǒng)有很大不同。該超聲成像系統(tǒng)100包括發(fā)射波束形成器110，其通過發(fā)射/接收開關(guān)112連接到矩陣探頭200。該矩陣探頭200包括具有在二維方向上設(shè)置的多個換能器元件的矩陣換能器陣列。該矩陣探頭200可以被用來隨機地選擇在陣列上的任何點作為超聲能量從其發(fā)射的點，且其稱為全采樣陣列。在全采樣陣列中，每個元件是獨立尋址的。
該發(fā)射/接收(T/R)開關(guān)112通常包括用于每個換能器元件的一個開關(guān)元件，或者該矩陣探頭200可能具有多路電路或類似物，以減少發(fā)射/接收開關(guān)112和矩陣探頭200之間的導(dǎo)線數(shù)量，從而減少所需開關(guān)的數(shù)量。該發(fā)射波束形成器110從脈沖發(fā)生器116接收脈沖序列。該矩陣探頭200由發(fā)射波束形成器110激勵，其發(fā)射超聲能量到病人身體的感興趣區(qū)域，且接收從人體中的不同結(jié)構(gòu)和器官反射的超聲能量，其一般稱為回波。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道，通過使用發(fā)射波束形成器110來適當(dāng)延遲施加到每個換能器元件的波形，可以從矩陣探頭200發(fā)射聚焦的超聲束。
該矩陣探頭200通過發(fā)射/接收開關(guān)112也連接到接收波束形成器118。來自病人身體中的給定點的超聲能量由換能器元件在不同時期接收。該換能器元件將接收的超聲能量轉(zhuǎn)化為換能器信號，其可以被放大、單獨地延遲、并且隨后由接收波束形成器118來求總和，以提供代表沿著所期望的接收線(“束”)接收到的超聲波等級的波束形成信號。該接收波束形成器118可以是包括模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)字波束形成器，以將換能器信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字值，或者可以是模擬波束形成器。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員已知，在超聲能量接收期間，施加到換能器信號的延遲可以改變，以實現(xiàn)動態(tài)聚焦。對于多個掃描線，該過程被重復(fù)，以產(chǎn)生一幀數(shù)據(jù)，以便用來產(chǎn)生病人身體中感興趣區(qū)域的圖像。
雖然使用矩陣探頭的已知系統(tǒng)集中在整個空間體積掃描上，但是該矩陣探頭200也可以提供多種掃描模式，諸如扇形掃描、線性掃描、曲線掃描和其它掃描模式，其中扇形掃描的掃描線通常源自于矩陣探頭200的中心，且指向不同的角度。
該接收波束形成的信號然后供給到信號處理器124，其處理波束形成的信號，以改進(jìn)圖像的質(zhì)量。該接收波束形成器118和信號處理器124構(gòu)造成超聲接收器126。信號處理器124的輸出施加到掃描轉(zhuǎn)換器128，其將扇形掃描和其它掃描模式的信號轉(zhuǎn)化為傳統(tǒng)的光柵掃描顯示信號。該掃描轉(zhuǎn)換器128的輸出供給到顯示單元130，其顯示病人身體中感興趣的區(qū)域的圖像。
系統(tǒng)控制器132對系統(tǒng)進(jìn)行整體控制。該系統(tǒng)控制器132執(zhí)行計時和控制功能，且通常包括在圖形發(fā)生器136和控制例行程序142控制下工作的微處理器，該圖形發(fā)生器136和控制例行程序142都包含在存儲器140中。如接下來要進(jìn)一步詳細(xì)描述的，該控制例行程序142和圖形發(fā)生器136與系統(tǒng)控制器132和通過輸入元件138從使用者提供的輸入配合使用，以便使超聲成像系統(tǒng)100僅發(fā)射那些顯示所期望的圖像所需要的掃描線。以這種方式，超聲成像系統(tǒng)100可以通過只掃描那些相應(yīng)于要被顯示的圖像的切片來產(chǎn)生近似的三維圖像，而不需要掃描整個三維空間。在這樣的系統(tǒng)中，如接下來要描述的，使用較少系統(tǒng)資源通?？梢垣@得較好的圖像質(zhì)量，這樣使用可與二維掃描相比的幀頻來顯示近似的三維圖像。該系統(tǒng)控制器132也使用存儲器140來存儲中間值，該中間值包括描述超聲成像系統(tǒng)100工作的系統(tǒng)變量。盡管沒有顯示出，可以使用外部存儲設(shè)備來持久地和/或可傳送地存儲數(shù)據(jù)。適合使用外部存儲單元的例子和設(shè)備包括軟盤驅(qū)動器、只讀光盤驅(qū)動器、錄像磁帶單元等。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一方面，相應(yīng)于提供所期望的超聲圖像并且被設(shè)計成以便提供所期望的超聲圖像的掃描模式可以通過矩陣探頭200來產(chǎn)生。超聲成像系統(tǒng)100的使用者可以通過輸入單元138來傳送這樣的所期望的超聲圖像。該掃描模式可以包括一對交叉掃描切片，其允許系統(tǒng)對近似的三維圖像進(jìn)行構(gòu)圖，而不需要詢問三維空間。該輸入單元138可以包括鼠標(biāo)、鍵盤、輸入筆或者可以包括組合的輸入裝置，例如多個鍵、多個滑動塊、多個開關(guān)、多個觸摸屏、軌跡球或者其它輸入設(shè)備，其使超聲成像系統(tǒng)100的使用者可以向系統(tǒng)控制器132傳送所期望的超聲圖像。當(dāng)通過輸入單元138使所期望的超聲圖像傳送到了系統(tǒng)控制器132，該系統(tǒng)控制器132與存儲器140中的控制例行程序142和圖形發(fā)生器136配合使用，以確定合適的掃描線，該掃描線應(yīng)該由矩陣探頭200發(fā)射，以獲得傳送給系統(tǒng)控制器132的所期望的超聲圖像。該系統(tǒng)控制器132然后與脈沖發(fā)生器116和發(fā)射波束形成器110進(jìn)行通信，以便產(chǎn)生這樣的合適掃描線。
在另一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，使用不同的換能器元件來發(fā)射和接收。在這樣的結(jié)構(gòu)中，可能不需要該發(fā)射/接收開關(guān)112，且該發(fā)射波束形成器110和接收波束形成器118可以直接連接到各發(fā)射和接收換能器元件上。
圖2是使用圖1的矩陣探頭200獲得的一系列掃描切片的示意圖。圖2所示的矩陣探頭200獲得三個切片202、204和206。通常，每個切片202、204和206分別包括一系列獨立的掃描線208-1到208-n、210-1到210-n和212-1到212-n。在這種情況下，每個切片都是扇形的，且扇形的頂點位于矩陣探頭200的中間。實際上，每個切片202、204和206代表傳統(tǒng)的二維掃描，每次掃描都是從鄰近的掃描以仰角形式位移離開。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員知道，對于每個切片可以產(chǎn)生梯形或者平行四邊形來代替扇形。此外，大量的以仰角形式中稍微位移的這樣的切片可以用來詢問一空間體積。不利的是，由于詢問一空間體積需要大量的掃描切片，因此詢問一個空間體積需要大量的處理資源，且通常產(chǎn)生比顯示所期望的圖像所需要的數(shù)據(jù)多得多的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，且在下面要詳細(xì)描述的，該超聲成像系統(tǒng)100使得使用者輸入可確定所期望的圖像，然后指示該矩陣探頭200只發(fā)射顯示所期望的圖像所必需的單獨的掃描切片。
在圖2所示的例子中，只有三個切片202、204和206在一個頂點結(jié)合，但是以仰角形式分開。在每個切片202、204和206中的每根掃描線208-n、210-n和212-n分別在其它切片中有匹配的(或者“相對應(yīng)的”)掃描線。例如，在切片204中的掃描線210-1和切片206中的掃描線212-1相匹配。最好每根匹配的掃描線位于相同的橫向位置。為了繪制近似的三維圖像，該系統(tǒng)控制器確定合適的匹配掃描線組，且僅使顯示所期望的圖像所必需的掃描線發(fā)射。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)控制器132連同圖形發(fā)生器136和控制例行程序142一起來指示該矩陣探頭200僅發(fā)射顯示所期望的圖像所需的掃描線。
圖3A到3C是共同地示出了本發(fā)明的一個實施例的示意圖。圖3A包括兩個扇形掃描切片302和304。所示的扇形掃描切片302和304相互垂直，但是這種情況不是必需的，因為扇形掃描切片302和304可以分開任何角度，這里稱為θ。該角度θ代表扇形掃描切片304和扇形掃描切片302之間傾斜的角度。該扇形掃描切片302包括中心線305，而扇形掃描切片304包括中心線307。圖像306是大致為梨形的中空圖像，意味著代表簡化的左心室。
如圖3A所示，系統(tǒng)控制器132只產(chǎn)生兩個扇形掃描切片302和304，而不是詢問整個空間。該兩個扇形切片302和304根據(jù)傳送到超聲成像系統(tǒng)100的使用者輸入而形成。該使用者的輸入確定了所期望的超聲圖像，而系統(tǒng)控制器確定了相應(yīng)于所期望的圖像的扇形掃描切片(在本例子中為扇形掃描切片302和304)。
扇形掃描切片中的一個(本例中為扇形掃描切片302)是固定的基準(zhǔn)切片(或者固定的基準(zhǔn)平面)，而扇形掃描切片304的位置可以以仰角形式變化，且可以相對于扇形掃描切片302旋轉(zhuǎn)位置。根據(jù)使用者通過輸入單元138施加到超聲成像系統(tǒng)100的輸入，扇形掃描切片304相對于扇形掃描切片302的位置可以以仰角形式調(diào)節(jié)，且可以旋轉(zhuǎn)位置，這樣所期望的圖像對(如圖3B和3C所示)由扇形掃描切片302和304產(chǎn)生。為了將所期望的圖像傳送到系統(tǒng)控制器132(圖1)，超聲成像系統(tǒng)100的使用者可以使用(但不局限于)例如設(shè)置在輸入單元138上的控制旋鈕來相對于扇形掃描切片302旋轉(zhuǎn)扇形掃描切片304。該控制旋鈕可以標(biāo)記為，例如，“第2切片旋轉(zhuǎn)角”。該所期望的圖像是使用者在掃描時通過調(diào)節(jié)控制旋鈕設(shè)置的圖像。該圖像切片(本例中為扇形切片302和304)可以如圖3B和3C所示的并行顯示，或者如圖5所示的重疊顯示。
圖3B和3C共同地示出了使用圖3A中的扇形掃描切片302和304所獲取的圖像。如圖3B和3C所示，超聲圖像306和每個掃描切片302和304相關(guān)顯示。如圖所示，該與掃描切片302相關(guān)的圖像306和與掃描切片304相關(guān)的圖像306看起來不同。圖3B和3C中的圖像306是大致為梨形的中空圖像的兩個垂直的截面，該中空圖像意味著代表簡化的左心室，且相應(yīng)于圖3A中的圖像306。圖3B和3C中的該兩個圖像306看起來不同是因為掃描切片302和304是彼此垂直的，且形成元件306的不同截面?？紤]到另一種方法，圖3B中顯示定向成適應(yīng)于扇形掃描切片302的聲學(xué)獲取，而圖3C中顯示定向成適應(yīng)于扇形掃描切片304的聲學(xué)獲取。這樣，僅通過發(fā)射兩個基于使用者輸入的獨立的掃描切片，就可以獲得近似的三維構(gòu)圖。圖3B和3C中的圖像的分辨率表示了為了繪制三維圖像而需要掃描三維空間的系統(tǒng)獲得的圖像分辨率的改進(jìn)。例如，圖3B和3C中的圖像可以是90度寬的視圖，其具有50Hz的幀頻和3/4度的分辨率。由于不需要掃描整個空間，與高幀頻相結(jié)合的寬視場是可實現(xiàn)的。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，可以提供與該兩個圖像相關(guān)的圖形基準(zhǔn)。例如，圖3B中標(biāo)號為312的線指的是扇形掃描切片304的位置，且相應(yīng)于扇形掃描切片304的中心線307。同樣，圖3C中標(biāo)號為314的線與圖3B中的扇形掃描切片302相關(guān)，且相應(yīng)于扇形掃描切片302的中心線305。
相對于固定基準(zhǔn)切片302和由用戶輸入決定的扇形掃描切片304的位置，通過移動圖3B的線312，在圖3C中的圖像可以產(chǎn)生一個不同的平面。這樣的圖形顯示可以通過圖1中的圖形發(fā)生器136來提供，且可以控制扇形掃描切片304的取向。
此外，當(dāng)對病人進(jìn)行心臟壓力回波測試時，有效地獲取兩幅圖像是很有用。在這樣的測試中，對病人應(yīng)用這種測試，并且需要提供充分的診斷需要對心臟快速的采集和構(gòu)圖。由于僅需要通過投影兩個扇形掃描切片可獲得的增加的幀頻，所以本發(fā)明的系統(tǒng)允許這樣的成像。此外，圖3A和3B中描述的圖像可以提供自動的邊界檢測，且可以顯示彩色的流速信息和超聲ANGIO信息。自動邊界檢測指系統(tǒng)可以自動檢測和顯示組織和血液之間的邊界的能力。術(shù)語“ANGIO(脈管)”指彩色流體成像的形式，其以流體方向信息交換流體敏感度信息。這種工作模式也被稱為“彩色多普勒功率”成像。
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例獲得的數(shù)據(jù)的單幀掃描的圖。圖4包括矩陣探頭400，其用來獲得包括兩個子切片404和406的切片402。第一子切片404是平面上截取的，而第二子切片406垂直于第一子切片404。這兩個子切片404和406在中心線408處接合。這樣的掃描序列繪制了稱為“角視圖”的視圖。由于只掃描了單一的折疊的切片，而沒有其它的切片或者平面被掃描，所以其幀頻可以在50Hz范圍內(nèi)與標(biāo)準(zhǔn)的二維掃描一樣高。如圖4所示的掃描可以顯示為目標(biāo)的兩個連接的半部分，揭示了實時相對移動的垂直組織結(jié)構(gòu)。
圖5是顯示使用如圖4所示的掃描幾何圖形而獲得的圖像的示意圖。如何顯示這樣的幾何圖形的一個例子是通過顯示500示出的，其中兩個掃描半部502和504以兩個并排且按照透視法縮短的扇形來顯示，有時稱為“半平面”圖像。結(jié)構(gòu)線框架506和508包圍半切片的掃描平面。顯示500與箱子拐角部的視角相似，其中半扇形圖像畫在側(cè)壁上。
圖6是說明本發(fā)明的另一個實施例的示意圖。通過使用圖形發(fā)生器136結(jié)合系統(tǒng)控制器132，可以在顯示602上產(chǎn)生顯示圖像600。該顯示602包括顯示的超聲圖像606，也說明了探頭604的形狀可以施加到顯示602上。這樣，超聲成像系統(tǒng)100的使用者可以直接在顯示602上觀察探頭604的位置，從而使探頭604在正在成像的病人的身體上更精確地對準(zhǔn)和定位。
圖7是顯示由圖1的圖形發(fā)生器136產(chǎn)生的另一個實現(xiàn)的示意圖。圖7的圖像700包括第一掃描切片702和由虛線描述的第二掃描切片704。該第二掃描切片704以相對于掃描切片702旋轉(zhuǎn)顯示。該掃描切片704圍繞光標(biāo)線706相對于掃描切片702旋轉(zhuǎn)。虛線704是圍繞光標(biāo)線706旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)扇形的描繪。例如，如圖7所示，在切片702和704之間有78度的旋轉(zhuǎn)偏移量。當(dāng)該角度為90度時，切片704會消失。此外，圖像700可以顯示掃描切片704相對于掃描切片702的傾斜。
圖8是說明本發(fā)明的特定實施例的操作的流程圖800。在塊802中，超聲成像系統(tǒng)100的操作者選擇所期望的圖形來顯示。為了確定會導(dǎo)致所期望的圖像的合適的扇形掃描切片，系統(tǒng)控制器132執(zhí)行合適的控制例行程序142，以便相對于固定基準(zhǔn)平面(圖3A的302)來選擇新的旋轉(zhuǎn)向量或者仰角，這樣可以繪制所期望的超聲圖像。在塊802中，假設(shè)固定的基準(zhǔn)平面302提供超聲圖像中的一個圖像，且相應(yīng)于操作者通過輸入元件138輸入的命令，該命令將所期望的特定超聲圖像傳送給系統(tǒng)，系統(tǒng)控制器132與控制例行程序142和圖形發(fā)生器136(圖1)配合使用，以便確定扇形掃描切片304相對于固定扇形掃描切片302(即，固定基準(zhǔn)平面)的合適位置和定位。
在塊804中，確定是否選擇了上述相對于圖4和5中描述的角視圖選項。如果該角視圖選項沒有選擇，然后在塊806中，為了使用矩陣探頭200產(chǎn)生所要求的全平面圖像，系統(tǒng)控制器132改變掃描線序列。在這樣的例子中，為了獲得所期望的超聲圖像306(圖3B和3C)，將投影兩個扇形掃描平面302和304(圖3A)。
在塊804中，如果確定激活了角視圖選項，然后在塊808中，系統(tǒng)控制器132將改變掃描線序列，以根據(jù)相對于圖4和5中描述的流程，使用矩陣探頭200產(chǎn)生半平面圖像。
在塊810中，掃描轉(zhuǎn)換器128和系統(tǒng)控制器132將使用圖形發(fā)生器136更新圖形，以便相對于扇形掃描切片302的固定基準(zhǔn)平面來顯示第二扇形掃描切片(即，扇形掃描切片304)的取向。如果角視圖選項關(guān)閉，然后第三、第四、第五扇形掃描切片等的取向可以顯示在顯示器130上。在塊812中，該超聲成像系統(tǒng)100掃描并顯示所期望的圖像。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在不背離本發(fā)明的原理的情況下，本發(fā)明可以進(jìn)行很多修改和變化，如前所述。例如，本發(fā)明可以使用壓電陶瓷和MUT換能器元件。此外，本發(fā)明應(yīng)用到不同的超聲成像系統(tǒng)和元件中。所有這樣的修改和變化包括在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種用于在顯示器(130)上呈現(xiàn)所期望的超聲圖像的系統(tǒng)(100)，其包括二維的矩陣探頭(200)；系統(tǒng)控制器(132)，其用于對應(yīng)于該所期望的超聲圖像(306)來確定至少兩個超聲掃描切片(302，304)；掃描轉(zhuǎn)換器(128)，其用于從由所述至少兩個超聲掃描切片(302，304)獲得的數(shù)據(jù)中生成該所期望的超聲圖像(306)；以及顯示器(130)，其用于顯示該所期望的超聲圖像(306)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其特征在于該顯示的超聲圖像(306)包括定向成適應(yīng)于所述至少兩個超聲掃描切片(302，304)中的每個掃描切片的相應(yīng)圖像。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其特征在于所述至少兩個超聲掃描切片(302，304)可彼此任意地定位。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其特征在于所述至少兩個超聲掃描切片(302，304)提供彩色流速信息。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其特征在于所述至少兩個超聲掃描切片(302，304)形成角視圖(500)。
6.一種用于在顯示器(130)上顯示所期望的超聲圖像(306)的方法，其包括用矩陣換能器探頭(200)產(chǎn)生至少兩個超聲掃描切片(302，304)，所述至少兩個超聲掃描切片(302，304)對應(yīng)于所期望的圖像(306)；以及從所述至少兩個超聲掃描切片(302，304)中生成該所期望的圖像(306)，該所期望的圖像(306)作為多個視圖被顯示出，每個視圖對應(yīng)于所述至少兩個超聲掃描切片(302，304)中的一個掃描切片。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于其還包括彼此任意地定位所述至少兩個超聲掃描切片(302，304)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于其還包括對于每個超聲圖像(306)將第一超聲掃描切片(302)定位在相協(xié)調(diào)的位置。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于其還包括使用所述至少兩個超聲掃描切片(302，304)來形成角視圖(500)。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于其還包括顯示出圖形基準(zhǔn)(604)，該圖形基準(zhǔn)用于相對于該對應(yīng)的圖像來表示該矩陣探頭(200)的位置，該對應(yīng)的圖像定向成適應(yīng)于所述至少兩個超聲掃描切片(302，304)中的每一個掃描切片。
全文摘要
一種超聲成像系統(tǒng)(100)，在該系統(tǒng)中使用者確定要觀察的所期望的超聲圖像(306)，并將該所期望的視圖傳送給超聲成像系統(tǒng)(100)。該超聲成像系統(tǒng)(100)分析需求，并且確定合適的掃描切片(302，304)，以投影獲得所期望的圖像(306)。該所期望的圖像(306)近似為三維視圖，并且該所期望的圖像沒有必要通過獲得三維空間的數(shù)據(jù)組來生成。
文檔編號G01S7/52GK1518670SQ02812519
公開日2004年8月4日 申請日期2002年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月21日
發(fā)明者J·L·弗里斯塔, M·J·波蘭德, B·J·薩沃爾德, I·S·薩爾戈, J L 弗里斯塔, 波蘭德, 薩爾戈, 薩沃爾德 申請人:皇家菲利浦電子有限公司