来自多个声学窗口的同步相控阵列数据采集制造技术

在一些实施例中，超声接收波束形成产生波束形成样本，基于其动态地重建空间中间像素(232、242、244)。已经根据分别通过不同的声学窗口(218、220)的采集相应地导出了所述样本。所述重建还基于所述样本的时间加权。在一些实施例中，所述采样经由来自分别面对要成像的中心区域(244)的相对侧的一对并排间隔开(211)的声学窗口的同步超声相控阵列数据采集。具体而言，交错地使用所述对以在对所述区域进行成像中在单个横向方向上联合地进行动态扫描。所述扫描中的所述采集是沿着跨所述区域横向地延伸的同步线(222)在所述方向上单调地行进的。分别来自窗口对的旋转扫描可同步到移动对象的复合扫描中。同步线(222)可以由发射的焦点来定义。所述行进可以严格增加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及超声扫描转换，并且更具体地，涉及对从多个声学窗口采集的超声的扫描转换。
技术介绍
一旦超声相控阵列数据被采集，就执行扫描转换以将数据从极坐标转换到笛卡尔网格。因此，亮度值可以被分配给可显示的图像的像素。通常，通过根据空间对每个样本进行加权来执行坐标的该变换。在Leavitt等人的美国专利No.4468747中描述了扫描转换的一个范例，通过引用将其整体内容并入本文。Leavitt涉及来自单个声学窗口的扫描转换。利用多个探头或跨越多个声学窗口执行的超声心动图可以提供心脏的较大的视场。然而，该配置要求从每个视图或探头获得的波束之间的配准和同步。存在若干技术来组合多个数据集，诸如基于ECG门控的采集、实时体积配准等。
技术实现思路
基于采集和时间体积配准的ECG门控的上述技术非常适于来自单个声学窗口的数据采集。需要的是用于克服运动伪迹的多窗口采集方案，尤其地在对移动器官(诸如心脏)成像时。尤其地，在心脏介入手术期间，以最大的图像质量对高度移动客体(诸如心脏中的瓣膜)成像是重要的。用于达到图像质量的有效程度的关键因素之一是减轻运动伪迹。本文所提出的技术旨在尽可能同步地执行成像。此外，提出了在扫描转换期间减轻不可避免的心脏运动的效应的方法。在本文提出的方面中，超声接收波束形成产生波束形成样本，基于其动态地重建空间中间像素。已经从分别通过不同的声学窗口的采集导出了所述样本。所述重建还基于所述样本的时间加权。在相关方面中，提出一种用于来自分别面对要成像的中心区域的相对侧的并排间隔开的一对声学窗口的同步超声相控阵列数据采集的方法。具体而言，交错地使用所述对以在对所述区域进行成像中在单个横向方向上联合地进行动态扫描。所述扫描中的所述采集是沿着跨所述区域横向地延伸的同步线在所述方向上单调地行进的。在未按比例绘制的以下附图的帮助下，以下还阐述了基于多个声学窗口的新颖的超声采集同步技术的细节。附图说明图1是通过范例示出根据本专利技术的用于基于多个声学窗口的超声采集同步技术的成像设备的示意图；图2是例示扫描和使用图1的设备的扫描转换中的空间加权和时间加权两者的概念图；并且图3A-图3C是根据本专利技术的扫描和像素重建的示范性流程图。具体实施方式图1通过说明性和非限制性的范例描绘了成像设备100，其可操作用于通过多个声学窗口的超声采集和采集的同步。设备100包括多个探头104、108。对于探头104之一而言，出于说明性目的，在图1中示出了具有焦点116的发射波束(或“发射”)112。波束112在所指示的方向120上行进。在接收时，经由在与发射方向120相反的方向上返回的来自增加成像深度的超声回声渐进地采集图像样本的响应性接收波束(或“接收”或“A线”)124。由于探头104具有相控阵列，因此许多波束112经由操纵能力在扫描的过程期间在不同角度的方向上被发射。协议是发射112，跟随有对应的接收124。这然后在邻近方向上重复。具体而言，波束112、124在图像1中在扫描中顺时针旋转。以上全部还应用于第二探头108。两个探头的成像中的一些成像将因此交叠，如由视场线126、128的交叉所表示的。另外，两个探头104、108的扫描是同步的。一方面，第二探头108的扫描的开始关于针对第一探头104的扫描的开始被延迟。另外，在交叠区域132中，两个探头104、108的扫描逐波束交错。两个探头104、108的同步扫描共同地等于复合扫描134。尽管仅图示了两个探头104、108，但是可以横向地添加任何数目的额外探头，每次导致额外的类似交叠区域132。而且，扫描可以是三维(3D)的。在这样的备选实施例中，图1中的给定方向上的每个发射/接收实际牵涉垂直于图1的板的成像平面的采集。平面采集自身可以是正交于交叠从而导致交叠区域132的扫描的扫描。平面采集将因此关于两个探头104、108交错地一个接一个跟随。3D重建可以因此基于交叠的扫描的单个扫掠。成像设备100还包括图像采集电路136，其用于操作探头104、108来采集成像。电路136包括发射波束形成器140和接收波束形成器144，其用于分别形成发射波束112和接收波束124。在成像设备100中还包括扫描转换电路148和显示器152。除空间地或基于几何结构对图像样本加权之外，扫描转换电路148时间地对相同样本加权。因此，对扫描转换的输入是经过时间156以及空间距离160。空间距离针对2D扫描由Δx、Δy来指代，并且针对3D扫描由Δx、Δy、Δz来指代。具体而言，尽管2D像素重建可以使用用于选择样本的接近的圆，3D模拟是接近的球。经过时间156是样本的新近性的指示符。在时间权重被应用的时间处，较小的经过时间156意味着样本较不“过时”。因此与不太新的样本相比较，样本将在加权平均计算中被给予额外时间权重。时间权重基于例如与相对新近性成比例。其可以被完成为与经过时间156成反比地。备选地，经过时间156中的差异可以用作相对时间权重的量度。以下在本文中还呈现了关于这些计算和范例的更多细节。图2提供了扫描和后续扫描转换的范例。当并排205保持就位时，相应的探头104、108的两个相控阵列换能器202、204被用于联合地对患者的胸部的区进行成像。遮挡层包括患者的肋骨206、208、210。探头104、108被间隔开211设置以围绕中心肋骨208进行成像。换能器202、204具有相应的超声接口表面212、214。尽管存在声学凝胶的薄中介层，但是表面212、214被按压为与患者的皮肤216接触。由虚线和点虚线示出的接收波束穿过皮肤216，与相应的发射一样。通过其完成成像的皮肤216的部分在下文中被称为声学窗口。说明性地在图2中，对于每个换能器202、204的短垂直线对划定相应的声学窗口218、220。在当前实施例中，每个发射的焦点116在本文中称为同步或“synch”线222的分析结构上。然而，更一般地，同步线222可以是复合扫描的接收波束124以从左到右的顺序穿过的任何线。线222的形状不是限制的。在图2中，形状通过焦点或“焦点深度”116来定义。其在图2中还被配置使得声学窗口218、220的视场的相应的平分线相交从而划定synch线222的曲率半径。对于第一探头104而言，第一接收124在图2中被标记“1”。四个后续的接收分别被标记“2”、“3”、“4”和“6”。对于第二探头108而言，五个接收124分别被标记“5”、“7”、“8”、“9”和“10”。每个探头104、108进行旋转扫描，并且两个扫描被同步为复合扫描。旋转扫描的旋转中心223被设置在超声接口表面212、214的前面。在3D扫描背景下，其是旋转线。10个标记涉及发射112的激励序列，或等价地，接收124的顺序。上面在本文中所提到的10个波束124在横向方向上(从左到右)一个接一个地穿过synch线222。在图2中，该方向上的行进被看作在该方向上严格地增加。更具体而言，其在该方向上单调地行进。在实际的采样中，将存在许多超过10个波束。通常，将存在超过100个波束。在图2中示出了额外的中间波束124。在波束“1”与“2”之间，例如，存在波束1.1、1.3、1.5、1.7和1.9。而且，关于第一探头104和通过另一范例，在波束“6”与波束“7”本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声成像设备，包括：接收波束形成器(144)，其用于波束形成以产生波束形成样本；以及扫描转换电路(148)，其被配置用于基于所述样本来动态地重建空间中间像素，所述样本根据分别地通过不同的声学窗口的采集来相应地导出，所述重建还基于所述样本的时间加权。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.30 US 62/004,9681.一种超声成像设备，包括：接收波束形成器(144)，其用于波束形成以产生波束形成样本；以及扫描转换电路(148)，其被配置用于基于所述样本来动态地重建空间中间像素，所述样本根据分别地通过不同的声学窗口的采集来相应地导出，所述重建还基于所述样本的时间加权。2.根据权利要求1所述的设备，包括图像采集电路(136)，其包括所述波束形成器和一对成像探头，所述设备被配置用于经由所述图像采集电路来操作用于通过一对所述窗口的所述采集的所述探头。3.根据权利要求2所述的设备，来自所述一对探头(104、108)之中的探头包括用于所述波束形成的相控阵列。4.根据权利要求1所述的设备，所述采集在扫描中被执行(S328)。5.根据权利要求4所述的设备，所述扫描经由所述窗口(218、220)联合地交错地被执行。6.根据权利要求4所述的设备，经由一对所述窗口的所述采集在所述扫描的中心区域(224)中关于所述两个窗口交替。7.根据权利要求4所述的设备，所述扫描在采集所述扫描中的数据的一对所述窗口之间的方向(230)上。8.根据权利要求7所述的设备，基于所述扫描的单个执行，所述重建是三维的。9.根据权利要求1所述的设备，所述电路被配置用于利用被并排设置并且间隔开(21)的所述一对窗口进行所述重建。10.根据权利要求9所述的设备，所述电路被配置用于具有基于所述采集关于所述一对窗口中心地被设置的成像的交叠区域(132)的所述重建。11.根据权利要求10所述的设备，所述窗口分别面对所述区域的相对侧(226、228)。12.根据权利要求10所述的设备，关于其一部分驻留在所述区域内并且跨所述区域横向地延伸的同步线(222)，经由所述一对窗口的联合交错扫描中沿所述部分的所述采集在沿所述线的相同方向上行进。13.根据权利要求12所述的设备，所述行进在所述方向上是单调的。14.根据权利要求13所述的设备，所述行进在所述方向上是严格...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·G·勒杜列斯库，S·科鲁孔达，Jl·罗贝尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL