对经颅超声畸变的基于对侧阵列的校正制造技术

通过捕获在如正借助二维接收换能器阵列(104、108)接收的超声中的畸变的横向二维特性来校正超声畸变(尤其在经颅成像或经颅治疗中的)。在一些实施例中，通过时间窗来施加透射超声(164)，并且例如一次从一个或多个真实点源或者虚拟点源(160)发射该透射超声，每个点源是单个换能器元件或者缀片或者一组元件或缀片的几何焦点。在一个方面中，缀片可以作为在近场中的小聚焦换能器。在一个版本中，对侧阵列(104、108)是由点源组成。在一些方面，通过自变量方式构造成与接收换能器的阵列结构对应的畸变图使畸变估计具体化，该超声设备被配置成通过修改设备设置而改进超声接收/发射的定位或者校正射束形成，从而改进超声操作。增强包括射束位置可视化、强度预测和射束形状预测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对经颅超声畸变的基于对侧阵列的校正本专利技术涉及超声畸变估计和校正，并且更具体涉及借助透射超声的估计。尽管脑卒中是世界范围内的主要致死原因之一，但急性卒中处置仍被限定在诸如组织型纤溶酶原激活因子(tPA)的溶解血栓剂。近来的临床研究也已经表明，在已接受的tPA治疗之外增加超声提高了对缺血性卒中患者的疗效。因为对于卒中受害者而言“时间就是大脑”，所以希望尽可能早地做出早期诊断并开始某种形式的治疗。无疑需要诸如医学超声的无创并且容易使用的方法来在诸如救护车的急诊环境中执行诊断、治疗和处置监测。人类颅骨对超声射束具有较强的频率相关的畸变效应。甚至颞骨(颅骨中最薄的部分)也能够引起超声射束的严重偏转、反射和衰减，这是由于颞骨的凸性、表面粗糙度以及超声射束在进入大脑或者从大脑返回的路径中遭遇的多阻抗。这些效应对于不同的患者是高度变化的，并且还强烈取决于沿颅骨的位置以及超声换能器的取向，其影响通过颅骨的超声溶栓的功效与再现性。以常规的脉冲-回波模式的自适应畸变校正(重聚焦)方法具有克服这些问题的潜质。然而，对于超声成像应用而言，这样的方法迄今为止几乎未得到临床认可。它们通常依赖由处于研究中的组织反向散射的有噪声并且相关性差的信号，产生对畸变的不良估计，这对于具有颅骨的强插入损失的经颅超声成像而言尤其是成问题的。由于对急性卒中患者进行计算机断层摄影(CT)的受限的可用性以及CT-超声相互配准的复杂性和耗时性， 基于计算机断层摄影导出的颅骨形态学的其他试验性方法在急诊环境中是不实用的。在非临床环境中的试验已经将作为超声源的换能器用于接收线性阵列，使人类颅骨的外侧邻近并面向该阵列，并且使到达的超声入射到颅骨骨骼的内侧。通过调整换能器的孔径尺寸能够使到达的波前(wavefront)规则，即，将其成形为类球面的一部分，但变得被骨骼畸变。调整关于接收的延迟以使波前恢复规则性提供了用于对将要从接收侧施加并通过骨骼的超声进行校正的基础。对于临床应用而言，在测量畸变中要施加的超声将必须穿过头部两侧的骨骼，使衰减成为主要问题。降低声频被视为既增加信噪比(SNR)又降低畸变对经颅波前的相干性的影响的方式。为了补偿波长随后的增加，谋求增加孔径以恢复分辨率损失。然而，发现增加的孔径尺寸使得必须进行某种形式的补偿或信号处理，以逼近警衍射限制的分辨率。参见 Phi 11 ios D.J.等人在 Acoustic Holograms 6，103-120 (1975) 上的"Sampled Aperture Techniques Applied to B-Mode Echoencephalography，，一文。根据近来的临床研究，其已经表明，在tPA治疗之外增加与超声结合的造影微泡 (microbubb 1 e)改善了对缺血性卒中患者的疗效。然而，目前关于经颅超声衰减和畸变的不确定性严重地影响了微泡增强的卒中治疗的再现性和安全性。下文解决了现有技术的缺点。本专利技术人的见解的价值在于考虑了畸变超声试验在穿过颞骨时的二维OD)特性。例如，接近的超声射束波前的部分能够在2D空间的横向方向被折射。该方向取决于如下因素其可以包括恰好在被超声探头接收之前该部分所穿过的颞骨的特定的、局部表面不规则性(如果存在)。该即时方案还解决了微泡增强的卒中治疗的电流限制，并且旨在实现对治疗超声射束分布(尤其是，焦点定位和射束形状)以及超声强度(即，超声暴露剂量)的精确控制。根据本文所提出的方案，一种创新设备，其包括被配置成接收已穿过不均勻介质的透射超声的二维阵列。该设备被配置成在所接收的超声上执行畸变估计，使得该估计的结果可以用于改进超声操作。在本专利技术的一个方面中，一种诸如上文所述的设备，其被配置成基于估计结果修改设备的设置，以便实现如下中至少一项a)改善超声发射和超声接收中的至少一个的定位；以及b)校正超声的射束形成。在一些实施例中，用于改善定位的修改基于声学窗口的所选择的位置 (placement)和/或所选择的范围。对于估计结果，根据一些版本，其包括至少一个畸变图，对于该畸变图，高程 (elevation)和方位(azimuth)是自变量，所述修改基于该图中的一个或多个。从另一角度，估计结果包括具有空间自变量的畸变图。信号时间延迟、信号幅度和信号失真中的至少两个是所述图中的相应图的因变量。在子版本中，所述结果包括信号幅度图和信号失真图中的至少一个，所述设备被配置成利用所述图中的至少一个作为加权图来调节个体换能器元件或个体缀片(patch) 对射束形成的贡献。在一些方面中，所述设备包括对侧换能器阵列，并且被配置成从单个超声发射脉冲接收来自两侧的射束形成。在子方面中，所述设备还被配置成组合由该射束形成在两侧采集的图像。作为另一子方面，对于所述设备，透射超声从对侧阵列发出。对该设备进行配置， 使得射束形成考虑分别基于上述畸变估计以及对对侧接收的透射超声的畸变估计的接收畸变校正。在另一方面中，所述设备被配置成从在对侧换能器阵列上分布的点源(该点源是缀片或者换能器元件)发射透射超声，并且被配置成基于所执行的畸变估计来选择声学窗在备选方面中，所述设备包括阵列放置调整器，其被配置成将二维阵列或者对侧阵列平移一距离，该距离小于待平移的阵列的缀片的尺寸。在另一方面中，所述设备包括与所述阵列对侧地放置的透射超声的源。在子方面中，所述源包括缀片，分别对缀片的输入进行初始射束形成。为了执行畸变估计，该缀片用作相对于所述阵列的点源。在不同的子方面中，所述源包括对侧阵列，并且所述设备被配置成从该对侧阵列将射束聚焦在颞骨的外表面上。为了执行畸变估计，焦点用作相对于换能器阵列的点源。在又一方面中，超声校正包括定制超声，以获得透射超声所穿过的不均勻介质的部分的特性。在又一方面中，设备包括多元件换能器阵列和显示器，该设备被配置成基于畸变估计的结果预测对应的畸变射束的形状，并且被配置成在显示器上显示所预测的形状的图像。在子方面中，在已经穿过不均勻介质并且已经被为二维的换能器阵列接收的透射超声上执行畸变估计。根据本文所提出的方案，一种创新方法，其包括在给定时刻在多于一个的空间维度中接收已经穿过不均勻介质的透射超声；并且在所接收的超声上执行畸变估计，该畸变估计相应地说明(account for)在多于一个空间维度中的横向上的畸变，该估计的结果可以用于改进超声操作。在特定的子方面，该改进包括通过基于具有多于一个空间维度的相位延迟图修改相位延迟来校正畸变。在修改中使用在各对图单元(element)之间的相对时间滞后。另一种方法涉及调整超声暴露剂量，并且包括提供换能器阵列的对侧布置。其还包括将泡(bubble)供应到与处置区域偏离、但处于其深度处的参考区域。其还包括以增加的强度来施加超声，以借助阵列中的至少一个来监测泡的振动的与强度的增加相关的分谐波频率分量的幅度的增长。在具体的其他方面中，设备被配置成使用对二维换能器阵列所接收的透射超声的畸变估计的结果，来自动并且无需用户介入地修改该设备的设置，从而实现如下中的至少一项a)改善超声发射和超声接收中的至少一个的定位；以及b)校正超声的射束形成。在又一方面中，一种计算机软件产品，其通过使用二维换能器阵列来接收已经穿过不均勻介质的透射超声来实现对超声操作的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·T·史，F·G·G·M·维尼翁，J·E·鲍尔斯，B·S·鲁滨逊，M·R·伯切，V·沙姆达莎尼，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：