[发明专利]提供针插入引导的超声成像系统

说明书

用于针插入引导的超声成像系统使用曲面阵列换能器在将针插入到图像场中时利用未转向波束来扫描图像场。由于在径向定向波束与针之间的入射角不同，因此回波将仅从针的部分最强地返回。在图像中识别该部分，并且识别出产生最强返回的入射角。然后，从曲面阵列换能器平行转向具有该最佳入射角的波束以产生最佳针图像。一些转向波束的陡峭转向角会引起旁瓣杂波伪影，这能够使用图像数据的双重切趾处理来识别并且从图像数据中删除。

技术领域

本发明涉及医学超声成像系统，并且具体涉及提供用于插入活检针和其他侵入性设备的图像引导的超声系统。

背景技术

超声图像引导提供了一种简单并且有效的方式来将诸如活检针的侵入性设备插入到身体中。成像被用于查看身体中的针和目标解剖结构两者，并且因此，临床医师能够在插入针时看到和规划到目标的插入路径。能够避免主要血管以及对于平滑插入的障碍，诸如钙化组织。但是，由于超声的物理原理，获得针的清晰并且完整的图像会有问题。在该流程期间，临床医师观察超声图像中的目标解剖结构，并且然后，在朝向目标并且穿过探头的图像场的方向上将针插入到超声探头附近。该行进路径能够相对于超声扫描波束成相对陡峭的角度。尽管金属针是超声的强反射体，并且因此，假设在图像中清楚地显示出来，但是陡峭的角度关系会导致超声能量擦过并行进到身体内的更深处，而不是直接反射回探头以用于图像采集。因此，针杆与超声波束方向之间的角度关系会使针成像存在问题。期望设计成像系统，使得在插入期间获得针的清晰并且完整的图像，从而临床医师能够始终地知道针在身体中的位置和姿态。

超声波束角度会给清晰并且完整的针成像带来额外的障碍，即：返回的回波会相对于探头孔径成陡峭的角度，从而引起光栅波瓣(副波瓣)伪影。这些伪影会出现在图像中的实际针位置附近的图像中，从而很难从周围的杂波中分辨出针。因此，期望在针插入引导期间防止或消除这些杂波伪影。

发明内容

在一些方面中，本公开包括用于操作超声成像系统以对针插入进行图像引导的方法。所述方法能够包括：在对象中的图像场上发射来自超声换能器的未转向波束；识别发射波束的峰值角度，以产生来自图像场中的针的回波返回的峰值幅度；以峰值角度发射多个平行转向波束；并且显示图像场中的针的超声图像。在某些方面中，所述方法能够包括：识别超声图像中的针镜面反射的线，和/或识别沿着针镜面反射的线的最亮点。在一些方面中，识别发射波束的角度能够包括：识别在所述最亮点处与所述针镜面反射的线相交的发射波束，其中，识别出的发射波束还具有峰值角度。对针的超声图像的所述显示能够包括：在所述图像中显示针引导图形，其能够包括：在超声图像中的针的位置处显示图形线。显示所述针引导图形能够包括：在超声图像中的针的位置的任一侧上显示针引导图形线。显示所述针引导图形能够包括：在超声图像中的针的位置处以及在超声图像中的针的位置的任一侧上显示图形线。

在一些方面中，本公开能够包括用于操作超声成像系统以对针插入进行图像引导的方法，所述方法能够包括：使用多个换能器元件从对象内的图像场获取图像数据，其中，所述图像场被怀疑包括在其中的针；利用适于隔离图像数据中的杂波的两个不同的切趾函数来处理图像数据；使用利用两个不同的切趾函数而处理的图像数据来产生减少杂波的图像数据；并且显示图像场中的针的减少杂波的超声图像。利用两个不同的切趾函数处理图像数据能够包括：根据图像数据来形成两幅超声图像，每幅超声图像使用不同的切趾函数。使用利用两个不同的切趾函数而处理的图像数据能够包括：将来自两幅超声图像的图像数据进行组合或相关以产生减少杂波的图像数据。利用两个不同的切趾函数处理图像数据能够包括：利用互补的切趾函数来处理图像数据。利用互补的切趾函数来处理图像数据能够包括：利用不同地影响旁瓣伪影数据的切趾函数来处理图像数据。利用不同地影响旁瓣伪影数据的切趾函数来处理图像数据能够包括：使用用作旁瓣或主瓣数据的陷波滤波器的切趾函数。使用利用两个不同的切趾函数而处理的图像数据能够包括：将具有旁瓣和主瓣数据两者的图像数据与仅具有旁瓣或主瓣数据的图像数据进行组合。

附图说明

在附图中：