在洗入、洗出期间改变系统操作的对比度增强超声成像技术方案

超声系统在造影剂团洗入和洗出身体中的感兴趣区域时采集和显示对比度增强超声图像。在洗入、洗出循环期间，改变超声系统的操作以优化对比度循环的不同部分的系统性能。超声发射、接收信号处理和图像处理是可以改变的超声系统的操作之一。在洗入、洗出循环期间，在预定时间或事件发生处自动调用系统操作的改变。时间或事件发生处自动调用系统操作的改变。时间或事件发生处自动调用系统操作的改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在洗入、洗出期间改变系统操作的对比度增强超声成像


[0001]本专利技术涉及医学诊断超声系统，并且具体地涉及在改变超声系统操作的情况下的造影剂洗入和洗出的超声成像。

技术介绍

[0002]常常通过使用造影剂来辅助使用超声对针对疑似癌性病理的血流进行成像。超声造影剂是被注入到血流中的微泡的溶液。微泡是高度回声的，其返回其容易检测到并突出显示血流区域的强回波信号。此外，来自微泡的回波信号包含显著的谐波频率内容，使得微泡回波信号能够容易地与从组织返回的信号分开。在造影剂注入(常常以团注的形式)开始之后，血流中的造影剂开始到达身体中的感兴趣区域(ROI)，并且易于辨别，因为造影剂的持续到达增加了ROI中的试剂的浓度，首先在更大、更快流动的血管中，并且然后在周围组织的微脉管系统中。这是对比度成像流程的所谓的“洗入”阶段。此后，当造影剂团经过ROI并由肺滤出时，造影剂的浓度下降。这是流程的所谓的“洗出”阶段。通过观察和测量阶段的时间和造影剂积聚的强度，临床医生能够区分癌组织和正常组织的血流特性。
[0003]癌性病变常常由馈送癌性病变的血管的形成特征。这些血管的功能由相对显著的血流和在洗入阶段期间造影剂的早期到达标记。此后，当造影剂在洗出阶段期间在更大血管中开始下降时，造影剂将照亮周围的实质。将期望能够控制超声系统以使用信号和图像处理改变，其被特别定制以增强在造影剂成像流程的不同阶段期间对这些不同造影剂行为的检测。
[0004]受益于造影剂图像增强的身体的主要区域之一是肝脏。已经发现乙型肝炎和丙型肝炎患者处于形成原发性肝癌、肝细胞癌(HCC)的增加风险中。由于丙型肝炎在20世纪80年代早期通过输血被患者感染的发现，仍然存在大量丙型肝炎患者需要定期检查HCC的发作，因为病变在其早期阶段得到最好的处置。该疾病的通常进展是从肝炎到肝硬化到HCC。用于肝脏疾病进展的易于使用的监测技术将广泛应用于帮助这种严重疾病的早期检测。
[0005]由于肝脏病变与其他癌症一样在早期检测到时被最有效地处置，因此应当针对这些疾病的症状频繁监测高风险患者。但是在其早期阶段，肝脏病变由于其小尺寸而常常难以通过常规诊断成像检测到。因此，临床医生常常实行其诊断以寻找病变正在形成的其他症状。这些症状之一是到肝脏的血流的改变。肝脏具有独特的血液供应网络。到肝脏的新鲜血液的主要来源是来自肝动脉的动脉流入。但是肝脏具有次级血液供应，腹部中的门静脉。作为动脉和静脉两者，这些供应源功能不同。来自肝动脉的脉动血流像其他动脉血流一样在心脏收缩后不久发生，并且血液供应直接来自心脏。来自门静脉的血液的流入发生在心动周期的后期，并且包含已经被肺过滤的血液。已经发现，形成以向病变供血的血管网络通常是动脉的，而供应到正常实质的血液通常是静脉的。因此，来自这两个来源的血流的相对定时和量，如果这可以单独区分，则可以导致有效的病变诊断。可以区分这些不同血流的一种技术是利用微泡造影剂的超声对比度成像。在典型的流程中，利用造影剂的团注或利用试剂的连续注入来对对象进行注入。在团注之后，肝脏中的肿瘤将“点亮”，因为其被注入有
来自肝动脉血液供应的造影剂的到达。当造影剂团在经过肺之后通过门静脉进入肝脏时，肝脏中的正常组织在稍后的时间点亮。在该稍后时间，肿瘤将表现为与周围正常组织相似或比其更不明亮。由于这些血流状况在相对于造影剂注入的开始的不同时间发生，并且由一个时间处的动脉血流和另一时间处的静脉血流表征，因此将再次期望定制超声系统的操作，使得它被优化以在其在造影剂阶段期间发生时最好地检测这些不同的血流。

技术实现思路

[0006]根据本专利技术的原理，描述了一种超声系统，其在造影剂洗入、洗出期间自动改变系统操作，以优化用于在对比度成像流程期间对血液和对比度流的不同状态进行成像的系统。计时器跟踪从注入的开始或试剂到达感兴趣区域起的时间，并且在流程期间调用系统操作的一个或多个变化。在可以针对流程的不同部分优化的操作之中的是超声发射和接收信号处理以及图像处理。该过程可以是全自动的，使得在不需要由用户进行控制操纵的情况下发生系统操作的改变。在备选实施例中，用户可以通过例如观察时间
‑
强度曲线的峰来决定何时发生洗入、洗出转变，并且致动同时改变多个发射/接收参数的控件。
附图说明
[0007]在附图中：
[0008]图1以框图形式图示了根据本专利技术的原理构造的超声诊断成像系统。
[0009]图2图示了用于在对比度增强成像流程期间改变图像处理中的基波和谐波频率分量的包括的方法。
[0010]图3图示了用于在对比度增强成像流程期间改变流速灵敏度和图像噪声降低的方法。
[0011]图4图示了用于在对比度增强成像流程期间改变超声脉冲发射频率的方法。
[0012]图5图示了用于在对比度增强成像流程期间改变超声发射脉冲长度的方法。
[0013]图6图示了用于在对比度增强成像流程期间改变显示的图像帧速率的方法。
具体实施方式
[0014]首先参考图1，以框图形式示出了根据本专利技术的原理构造的超声系统。超声探头100包括发射超声脉冲并接收超声回波信号的超声换能器元件的阵列102。阵列可以是用于二维成像的一维线性或弯曲阵列，或者可以是用于电子束转向和二维或三维中的聚焦的换能器元件的二维矩阵。阵列102中的超声换能器元件通过其在发射控制器28的控制下的定时致动来发射超声能量波束，并且接收响应于每个发射而返回的回波。来自发射的超声能量的回波由阵列102的换能器元件接收，其生成回波信号，当系统使用数字波束形成器30时，该回波信号通过发射/接收(T/R)开关22进行耦合并由模数转换器进行数字化。备选地，可以使用模拟波束形成器。通过用户操纵用户控制面板20的控件(诸如按键、按钮和轨迹球或计算机鼠标)来实现对超声系统的控制和对用于成像的各种控制设置(例如，探头选择和ROI(感兴趣区域)描绘)的控制，用户控制面板20耦合到超声系统的各种电路和处理器。在图示的系统中，用户控制被耦合为将用户输入提供到发射控制器28、波束形成器30、信号处理器24和对比度图像处理器38。
[0015]来自阵列102的换能器元件的回波信号样本由波束形成器30延迟并求和，以形成沿着针对图像的扫描线方向的相干回波信号。然后由信号处理器24对数字相干回波信号进行滤波，信号处理器24还可以如通过空间或频率复合或持续性处理来执行降噪。信号处理器还可以将相干回波信号的频带移位到更低或基带频率范围。例如，信号处理器可以如美国专利US 5833613(Averkiou等人)所示的那样进行配置。当如多普勒处理的情况那样需要相位信息时，也可以对回波信号执行正交(I和Q)解调。在该实施方式中，以频率f
o
为中心的发射频带和接收器频带被个体地控制，使得波束形成器30自由接收与发射频带的频带不同的频带，诸如包括频率2f
o
周围的谐波频带的频带。
[0016]经波束形成和处理的相干回波信号被耦合到非线性信号分离器32。非线性信号分离器能够利用高通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种产生对比度增强图像的超声诊断成像系统，包括：换能器阵列探头(100)，其适于发射超声脉冲并接收回波信号；发射控制器(28)，其被耦合到所述换能器阵列探头；波束形成器(30)，其被耦合到所述换能器阵列探头并且适于产生相干回波信号；信号处理器(24)，其被耦合到所述波束形成器；对比度图像处理器(38)，其被耦合到所述信号处理器并且适于产生对比度增强超声图像；图像显示器(42)，其适于显示所述对比度增强超声图像；对比度计时器(50)，其适于跟踪从造影剂注入的开始起或从造影剂到达感兴趣区域时起的时间；以及改变控制器(52)，其响应于所述对比度计时器，所述改变控制器适于在造影剂洗入、洗出的循环期间引起所述发射控制器、所述波束形成器、所述信号处理器或所述对比度图像处理器中的一项或多项的操作的改变。2.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，所述改变控制器还适于引起由所述对比度图像处理器对基频分量的使用的改变。3.根据权利要求2所述的超声诊断成像系统，其中，所述改变控制器还适于在造影剂洗入、洗出的循环期间的预定时间引起从由所述对比度图像处理器对基频分量的使用到由所述对比度图像处理器对谐波频率分量的使用的改变。4.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，所述改变控制器还适于在造影剂洗入、洗出的循环期间的预定时间引起所述对比度图像处理器的血流速度灵敏度的改变。5.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，所述改变控制器还适于在造影剂洗入、洗出的循环期间的预定时间引起噪声降低的量的改变。6.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，所述改变控制器还适于引起由所述发射控制器控制的发射频率的改变。7.根据权利要求6所述的超声诊断成像系统，其中，所述改变控制器还适于在造影剂洗入、洗出的循环期间引起所述换能器阵列探头的发射脉冲频率从更低频率到更高频率的改变。8.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，所述改变控制器还适于引起由所述发射控制器控制的发射脉冲长度的改变。9.根据权利要求8所述的超声诊断成像系统，其中，所述改变控制器还适于在造影剂洗入、洗出的循环期间引起所述换能器阵列探头的发射脉冲长度从更短脉冲到更长脉冲的改变。10.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，所述改变控制器还适...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：