[发明专利]用于探测目标运动的超声波方法和设备

说明书

发明领域

本发明涉及用于探测目标运动的超声波方法和设备，优选用于心动周 期中肌肉组织的运动，更优选涉及用于探测诸如心室和心房的收缩图之类 的肌肉组织的一部分的运动的超声方法和设备。更具体地，本发明涉及一 种用于视频显现人或动物体的心脏的收缩图的方法和设备，进而呈现例如 心室的表面的图形化表示，以探测它是否具有同步或异步收缩。

背景技术

目前，用于超声三维成像的方法和设备是已知的，其中通过二维或三 维超声成像扫描装置扫描目标以获得目标的横截面图像，其中各个横截面 图像的离散采集时间连同图像信息一起被记录。此后，各个所述横截面图 像被数字化且连同其相应位置和采集时间一起被记录。还有，本领域众所 周知的是，使用表面重构和/或体积描绘(volume rendering)技术将所 述横截面图像转变为二维或三维数据集，进而显示随时间的三维数据集， 从而以三维方式显示被扫描目标的图形化表示，该图形化表示通过显示这 些离散采集时间点的三维表示可以是活动的。

EP 0961 135A1公开了一种快速生成被扫描目标的线帧(wire-frame) 体积模型以及如何通过在线帧体积模型上插值而显示目标表面的方法和 设备。从而，使三维视频显示例如病人心脏及其在虚拟真实表面包层中随 时间的运动成为可能。

然而，因为在心动周期中发生的相当复杂的心脏运动和心脏结构的动 态改变，心脏的超声扫描(超声波心动描记术)遇到特殊的挑战和问题。 因这些问题或其它问题，心动超声扫描在历史上已经被限制至二维或三维 成像，其中不可能以一种可接受的方式在整个心动周期中观察或显现心肌 收缩。对于心脏病专家和电生理专家，极其重要的是理解心脏肌肉尤其是 心室和心房的收缩图。有规律的同步收缩产生心动功能的理想效果。心室 间或心室内传导扰动可以导致心室的异步收缩，所以降低心脏的功能和效 率。评估异步收缩的目前方法是有限的且劳动强度大的。至今，通过其它 成像形态例如CT或MRI(磁共振成像)来检测心室内表面的收缩传播。 然而，因对心脏心室壁的运动的采集和分析均是耗时且复杂的，因此这些 技术并不普及。

目前，MRI和CT技术能够提供静态参数分布，从而通过使用彩色编码 (功能成像)二维显现心室的收缩图。缺点在于可以由人眼区分的有限的 颜色数量。此外，关于局部差异，对颜色图的解释通常不是直观的。例如， 没有对于“黄色”大于或小于“绿色”的当然解释。工作区(workaround) 是具有有限数量颜色(例如，兰和红)和平滑过渡的颜色图的使用。然而， 尽管解释变得更直观，但是毗邻色度间的区分变得更困难。因此，在某一 时刻，仅仅对有限的数值间隔进行描绘，而不具有对心脏表面的收缩传播 的整体观察。

发明目标

因此，本发明的一个目的是公开一种以快速可靠方式探测目标运动的 超声方法和设备，尤其是描述一种允许快速和可再现地评价诸如心肌的血 管的收缩的方法和设备，尤其是视频显示人心脏表面上的收缩波随时间的 传播，尤其在心室的内表面。

同时，本发明的目的是公开一种方法和设备，其非侵入和快速地获得 上述信息以减少检测时间，从而尽可能地准确。

发明内容

本发明表述如下：

所要求的用于探测目标运动的超声方法包括使用图像扫描装置扫描 目标的步骤，优选二维或三维超声图像扫描装置，以离散采集时间采集目 标的至少二维横截面图像，数字化各个横截面图像，记录各个这些横截面 图像及其相应的位置和采集时间，使用表面重构和/或体积描绘技术将这 些图像转变为三维数据集，以及相对时间显示三维数据集，其中三维数据 集被分成多个体积单元，各个体积单元具有单元表面，以及其中计算各个 体积单元在所述采集时间上的体积改变以获得各个相应单元表面在相对 间的层位(level)信息，以及然后显示所述层位信息。这种过程还应用 于三维数据集被直接生成的采集方法。