[发明专利]超声成像中的孔径选择的方法和设备

说明书

技术领域

一般来说，本文所公开的主题涉及超声成像系统，以及更具体来说，涉及用于改进超声探头的孔径（aperture）选择的方法和设备。

背景技术

超声成像系统可用于使用谱多普勒技术来测量血流的速度。在操作中，超声探头可将脉冲波（PW）或连续波（CW）多普勒波形传送到对象中，并且接收后向散射和反射的超声回波。为了测量血流特性，将返回超声波与频率参考进行比较，以便确定通过流动散射体、例如血细胞赋予返回波的频移。频移转化为血流的速度。

PW或CW多普勒波形可被计算并且作为多普勒频率（或速度）对时间的谱图像来实时显示，其中灰度强度（或颜色）通过谱功率来调制。每个谱线表示取样门中的血流的瞬时测量。为了识别获取谱多普勒信息的特定位置，用户通常在B模式图像上放置指示用户期望获取血流速度的位置的指示符（又称作取样门）。用户则可人工将超声发射束转向任何预期发射角。

在医疗超声成像中，期望优化信噪比（SNR）。SNR是声波的幅度与不希望的系统和声学噪声的比率。在谱多普勒成像中，SNR与超声波和血细胞相交的角度相关。在操作中，当声波与血管中的血流平行时取得最佳多普勒角。当与血流相交的声波的角从最佳平行角增加时，所接收信号降低。例如，如果超声探头定位成近似垂直于血细胞的流动，则声波以大约90度与血细胞相交，从而没有产生多普勒频移并且因此没有产生有用信号。可选地，如果超声探头定位成近似平行于血细胞流动，则发生多普勒频移以及因此返回信号比较高。因此，为了最大信号，可期望将超声探头定位成使得声波沿与血细胞流动平行的方向进行发射。

但是，许多血管不与患者皮肤表面垂直。因此，在许多情况下，超声探头不能按照使得声波沿与血管中的血流平行的方向进行发射以取得最大信号的方式来定位。为了改进SNR，至少一些已知超声成像系统使操作人员能够人工改变发射束的转向角。但是，增加声波的转向角降低成像系统的声效率。更具体来说，当声波沿基本上垂直的方向从元件面发射时，超声探头中的声元件在将电能转化成声能并且将声能又转化成电能中具有最高效率。但是，当声波的转向角沿某个方向转到更大角时，成像系统的效率降低。

因此，在操作中，用户平衡两种竞争的利益：将超声探头定位成尽可能与血流平行；以及将超声探头定位成沿与超声探头的面基本上垂直的方向发射声波以便使SNR最大化。因此，操作人员按照使得考虑两种竞争利益并且达到最佳SNR的方式来定位超声探头并且人工调整从超声探头所发射的声波的转向角，这可能是困难或者费时的。

发明内容

在一个实施例中，提供一种用于控制超声成像系统的方法。该方法包括：在二维（2D）超声图像上限定样本容积门，样本容积门限定将要估计流动的位置；自动计算初始孔径大小和位置的SNR；自动计算不同孔径大小和/或位置的SNR；自动将第一孔径的SNR与第二转向孔径的SNR进行比较；以及基于该比较自动调整超声探头的发射和接收束的转向角（孔径位置）和孔径大小。

在另一个实施例中，提供一种超声成像系统。超声成像系统包括：具有将超声束发射到患者内的换能器的超声探头，超声探头获取包括血管的大量超声数据；用户接口，用于限定血管中的样本容积；以及处理器。处理器配置成自动计算初始孔径大小和位置的SNR，自动计算不同的第二孔径大小和位置的SNR，自动将第一孔径的SNR与第二孔径的SNR进行比较，以及基于该比较自动调整超声探头的发射和接收束的转向角（孔径位置）和孔径大小。

在另一个实施例中，提供一种非暂时计算机可读介质。非暂时计算机可读介质编程为指示计算机自动计算初始孔径大小和位置的SNR，自动将第一转向位置的SNR与第二转向位置的SNR进行比较，以及基于该比较自动调整超声探头的转向角（孔径位置）和孔径大小。

附图说明

图1是按照各个实施例所形成的医疗成像系统的框图；

图2是改进超声成像系统上的所获取谱数据的信噪比（SNR）的示范方法的流程图；

图3是可按照各个实施例执行的超声扫描的简图；

图4是可按照各个实施例生成的B模式图像；

图5是可按照各个实施例生成的谱图；

图6是按照各个实施例的、图1所示的方法的一部分的流程图；

图7是可按照各个实施例执行的超声扫描的简图；

图8是可按照各个实施例生成的另一个谱图；

图9是示出按照各个实施例的、图1所示成像系统的一部分的框图。

具体实施方式