超声探针的通用隔行扫描制造技术

一种系统，其包括超声探针，所述超声探针包括超声换能器、被配置成将超声换能器围绕水平轴线旋转以扫描平面的第一马达、以及被配置成将超声换能器围绕竖直轴线旋转以将其移动到不同平面的第二马达。所述系统还包括控制器单元，所述控制器单元被配置成：选择用于隔行扫描的多个扫描平面，以便使用超声探针来扫描患者体内受关注区域的体积；选择用于隔行扫描的隔行系数；基于所述隔行系数将扫描平面划分为扫描平面组；并通过控制第一马达和第二马达来执行隔行扫描，其中第一马达针对至少一些扫描平面沿着第一方向移动，并且针对其他扫描平面沿着第二方向移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声探针的通用隔行扫描优先权信息本专利申请要求于2018年3月13日提交的标题为“GENERALIZEDINTERLACEDSCANNINGWITHANULTRASONDPROBE”的美国临时申请62/642,193的优先权，该美国临时申请的全部内容通过引用合并于此。背景信息超声探针可以使用诸如压电换能器或电容性换能器之类的换能器来产生超声信号，该换能器将电信号转换成超声能量并且将超声回声转换回电信号。超声探针通常用于识别目标器官或体内其他结构和/或确定与目标器官/结构相关的特征，例如器官/结构的大小或器官中流体的体积。为了使超声正确地扫描目标器官/结构，超声探针可能需要在多个平面中执行扫描以生成体积扫描。在多个平面中执行扫描可能会带来各种挑战。附图说明图1A是示出根据本文描述的实施方式的示例性超声系统的图；图1B是示出根据本文描述的实施方式的图1A的超声系统的示例性环境的图；图2A是根据本文描述的实施方式的第一示例性超声探针的图；图2B是根据本文描述的实施方式的第二示例性超声探针的图；图2C是根据本文描述的实施方式的第三示例性超声探针的图；图2D是根据本文描述的实施方式的第四示例性超声探针的图；图3是示出图1A的控制器单元的示例性部件的图；图4是示出图1A的系统的示例性功能部件的图；图5是根据本文描述的实施方式的隔行扫描的过程的流程图；图6A、图6B、图6C和图6D是根据本文描述的实施方式的示例性扫描顺序表的图；图7A、图7B、图7C和图7D是根据本文描述的实施方式的基于12个平面的体积扫描的示例性超声换能器轨迹的图；图8A、图8B、图8C和图8D是根据本文描述的实施方式的基于24个平面的体积扫描的示例性超声换能器轨迹的图；图9A和图9B是根据本文描述的实施方式的基于四个平面的体积扫描的示例性超声换能器轨迹的图；图10A和图10B是根据本文描述的实施方式的基于两个平面的体积扫描的示例性超声换能器轨迹的图；图11是根据本文描述的实施方式的连续双平面扫描的示例性超声换能器轨迹的图；图12是示出根据本文描述的实施方式的超声探针的phi马达的运动范围的图；图13A是示出根据本文描述的实施方式的不具有重叠和具有重叠的两平面体积扫描的马达的运动轨迹和位置的图；图13B是示出根据本文描述的实施方式的不具有重叠和具有重叠的12平面体积扫描的马达的运动轨迹和位置的图；图14A和图14B是根据本文描述的实施方式的其中theta马达连续移动的示例性扫描顺序表的图；和图15A、图15B和图15C是根据本文描述的实施方式的基于12个平面并且其中theta马达连续移动的体积扫描的示例性超声换能器轨迹的图。具体实施方式下面的详细描述涉及附图。不同附图中的相同附图标记表示相同或相似的元件。超声探针可以被定位在患者的身体上以对受关注区域(例如身体器官、关节、血管和/或患者身体的另一种区域)进行体积扫描(例如，三维(3D)扫描)。体积扫描可以包括在横切受关注区域的不同平面中捕获的成组超声图像。例如，体积扫描可以包括在围绕受关注区域的中心的圆中以特定角度间隔拍摄的平面超声图像。超声探针可以包括单元件超声换能器。超声探针可以包括第一马达(在本文中被称为“phi”马达)，所述第一马达被配置成围绕水平平面旋转以使超声换能器沿着特定超声成像平面的扇区移动以便扫描该平面。超声探针还可以包括第二马达(在本文中被称为“theta”马达)，所述第二马达被配置成围绕竖直平面旋转以将超声换能器移动到不同的超声成像平面。因此，可以通过以下方式来进行体积扫描，即，将theta(θ)马达移动至第一平面，并移动phi(φ)马达以便扫射出第一平面的一个扇区，将theta马达移动至第二平面，并移动phi马达以便扫射出第二平面的一个扇区，将theta马达移动至第三平面并依此类推，直到扫描完所有平面以完成一个体积扫描。体积扫描可以实现为带有theta归位。在theta归位中，theta马达在完成体积扫描后返回到初始theta马达位置，以便开始下一次体积扫描。体积扫描也可以实现为带有phi归位。在phi归位中，phi马达仅在一个方向上执行扫描。因此，在phi归位中，phi马达在扫描一个平面之后返回到初始位置，theta马达在移动到下一平面之前需要等待phi马达返回。Theta归位和phi归位会减慢扫描速度并降低图像质量。例如，theta归位可能会在连续的体积扫描之间产生较大的延迟，而phi归位可能会增加执行每个单独的体积扫描所需的时间。此外，这种较慢的体积扫描速率可能会产生明显的运动模糊并降低图像质量。本文描述的实施方式涉及利用超声探针进行广义隔行扫描。隔行扫描可以包括隔行theta马达运动和双向phi马达运动。隔行扫描可以实现为不具有theta归位和phi归位，并产生不带有归位延迟的平滑连续的体积扫描、提高的体积扫描速率以及降低的运动模糊。隔行扫描可以由扫描平面的数量限定。例如，扫描平面可以围绕一个圆分布并且以对应于180°除以扫描平面的数量的角度分开。隔行扫描还可以由隔行系数k限定，并且扫描平面可以被划分成k个组。隔行扫描可以遵循一组规则。所述规则可以包括：phi马达针对每个平面改变方向，theta马达针对每组平面改变方向，并且theta马达在一组平面内不改变方向。此外，由于没有进行theta归位，因此可以在theta马达从特定平面开始的情况下执行第一体积扫描，然后在theta马达从不同平面开始的情况下进行第二体积扫描。超声系统可以被配置成：选择用于隔行扫描的数个扫描平面，以使用超声换能器扫描患者身体中的受关注区域的体积；选择用于隔行扫描的隔行系数；基于所述隔行系数将所述扫描平面划分成扫描平面组；以及，通过控制phi马达来扫描平面并控制theta马达来移动至不同平面来执行隔行扫描，其中phi马达针对至少一些扫描平面沿着向前方向移动，并且针对其他一些扫描平面沿着向后方向移动。此外，theta马达可以针对至少一些扫描平面组沿着向前方向移动，而针对其他一些扫描平面组沿着向后方向移动。此外，基于所述隔行系数将所述扫描平面划分成扫描平面组可以包括：将所述扫描平面顺序编号；将所述扫描平面划分为与所述隔行系数相对应的数个扫描平面组；以及将已编号的扫描平面顺序分配至扫描平面组中。此外，执行隔行扫描可以包括：通过将phi马达沿着与扫描前一平面时phi马达的移动方向相反的方向移动来扫描特定平面；通过将theta马达移动与所述隔行系数相对应的数个平面来移动至下一平面，其中，如果下一平面与先前扫描的平面在不同组中，则theta马达改变方向。在一些实施方式中，超声探针可以包括一维(1D)笔直或弯曲超声换能器阵列和theta马达，而非具有theta马达和phi马达的单个超声换能器。在这样的实施方式中，可以通过电子控制1D超声换能器阵列扫描平面来代替移动phi马达扫描平面。因此，在这样的实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由装置执行的方法，所述方法包括：/n所述装置选择用于隔行扫描的多个扫描平面，以便使用超声换能器扫描患者体内受关注区域的体积；/n所述装置选择用于所述隔行扫描的隔行系数；/n所述装置基于所述隔行系数将所述扫描平面划分为扫描平面组；以及/n所述装置通过控制被配置成将所述超声换能器围绕水平轴线旋转以扫描平面的第一马达和被配置成将所述超声换能器围绕竖直轴线旋转以将其移动到不同平面的第二马达来执行所述隔行扫描，并且其中，所述第一马达针对至少一些扫描平面沿着第一方向移动，并且针对其他扫描平面沿着与所述第一方向相反的第二方向移动。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180313 US 62/642,1931.一种由装置执行的方法，所述方法包括：
所述装置选择用于隔行扫描的多个扫描平面，以便使用超声换能器扫描患者体内受关注区域的体积；
所述装置选择用于所述隔行扫描的隔行系数；
所述装置基于所述隔行系数将所述扫描平面划分为扫描平面组；以及
所述装置通过控制被配置成将所述超声换能器围绕水平轴线旋转以扫描平面的第一马达和被配置成将所述超声换能器围绕竖直轴线旋转以将其移动到不同平面的第二马达来执行所述隔行扫描，并且其中，所述第一马达针对至少一些扫描平面沿着第一方向移动，并且针对其他扫描平面沿着与所述第一方向相反的第二方向移动。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二马达针对至少一些扫描平面组沿着第三方向移动，并且针对其他扫描平面组沿着与所述第三方向相反的第四方向移动。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一马达随每个平面而改变方向，并且其中，所述第二马达随每个组而改变方向，但在组内不改变方向。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述扫描平面以对应于一百八十度除以所述扫描平面的数量的角度分开。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述隔行系数将所述扫描平面划分为扫描平面组包括：
对所述扫描平面进行顺序编号；
将所述扫描平面划分为与所述隔行系数相对应的多个扫描平面组；以及
将已编号的扫描平面顺序分配到扫描平面组中。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述隔行扫描包括：
通过沿着与扫描前一平面时所述第一马达的移动方向相反的方向移动所述第一马达来扫描特定平面；
通过将所述第二马达移动与所述隔行系数相对应的多个平面来移动到下一平面，其中，如果下一平面与前一平面处于不同的扫描平面组中，则改变所述第二马达的方向。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述扫描平面的数量对应于二，其中所述隔行系数对应于二，并且其中执行所述隔行扫描包括：
执行连续双平面扫描。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一马达的运动范围包括加速或减速区域和恒定速度区域，并且其中，执行所述隔行扫描包括：
当所述第一马达处于所述运动范围中的所述加速或减速区域中时，控制所述第二马达旋转。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，当所述第一马达处于所述运动范围中的所述加速或减速区域中时，所述第二马达将所述超声换能器从第一平面移动到第二平面。


10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二马达针对所有扫描平面组沿着相同方向移动。


11.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述隔行扫描包括：
在所述第二马达从第一平面开始的情况下执行第一体积扫描；以及
在所述第二马达从第二平面开始的情况下执行第二体积扫描，其中所述第二平面与所述第一平面不同。


12.一种系统，其包括：
超声探针，所述超声探针包括：
超声换能器；
第一马达，所述第一马达被配置成将所述超声换能器围绕水平轴线旋转以扫描平面；以及
第二马达，所述第二马达被...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·H·崔，F·杨，
申请(专利权)人：韦拉索恩股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US