專利名稱：多發(fā)射對比成像的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及診斷超聲醫(yī)學(xué)成像，更具體地涉及用于檢測來自造
影劑的非線性回聲(echo)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
造影劑可以用于診斷醫(yī)學(xué)成像以幫助檢測有病的組織。在一些檢測 方法中，造影劑相對于正常組織的非線性響應(yīng)用于將由造影劑的存在產(chǎn) 生的超聲回聲與正常組織的超聲回聲區(qū)分開。
使用其中至少兩個脈沖的幅度不同并且至少兩個脈沖的相位不同 的多脈沖的超聲對比成像方法是已知的。該多脈沖技術(shù)抑制線性回聲而 保持來自造影劑的非線性回聲。然而，這些技術(shù)僅當彼此之間具有180 度相移的發(fā)射脈沖精確地對稱(即，相互之間具有180度相移的脈沖的 和為零)時才工作良好。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種使用成像裝置測量來自目標的 非線性響應(yīng)的方法。該方法包括以第一幅度從換能器朝感興趣的區(qū)域 發(fā)射信號并測量到那里的第一響應(yīng)，以及從換能器朝感興趣的區(qū)域發(fā)射 至少一個附加信號并測量到那里的至少一個附加響應(yīng)，該附加信號的相 位與第一幅度信號相同但是處于一個或者多個不同的較低幅度。確定測 量的一個或多個附加響應(yīng)的函數(shù)與第一響應(yīng)的差異，從而獲得感興趣的 物體的非線性響應(yīng)，并且顯示該非線性響應(yīng)的表示。
在本發(fā)明的另一實施例中，提供一種測量來自目標的非線性響應(yīng)的 診斷成像裝置。該裝置包括發(fā)射器；換能器，具有復(fù)數(shù)N個可以由該發(fā) 射器激勵的可激式換能器元件；波束形成器，其配置為將來自該換能器 的波束會聚在一位置處以從該換能器元件發(fā)射聲能和接收回聲返回信 號；求和/求差模塊，其響應(yīng)于該波束形成器并配置為確定非線性響應(yīng)； 以及顯示器，配置為顯示確定的非線性響應(yīng)的表示。該裝置被配置為以 第一幅度從換能器朝感興趣的區(qū)域發(fā)射信號并測量到那里的第一響應(yīng)，
以及從換能器朝感興趣的區(qū)域發(fā)射至少一個附加信號并測量到那里的 至少一個附加響應(yīng)，該附加信號的相位與第一幅度信號相同但是處于一 個或者多個較低幅度。該裝置還被配置為確定所述測量的至少一個附加 響應(yīng)的函數(shù)與第一響應(yīng)的差異，從而確定感興趣的物體的非線性響應(yīng)， 并且在顯示器上顯示該非線性響應(yīng)的表示。
在本發(fā)明的又一個實施例中，該診斷成像裝置為超聲成像裝置。


圖l是根椐本發(fā)明實施例構(gòu)造的診斷成像裝置的框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例構(gòu)造的超聲成像裝置的框圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例構(gòu)造的用戶接口的俯視平面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例構(gòu)造的便攜式醫(yī)學(xué)成像裝置的透視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實施例構(gòu)造的手提式醫(yī)學(xué)成像裝置的透視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另 一實施例構(gòu)造的口袋大小的醫(yī)學(xué)成像裝置的透 視圖。
圖7是一曲線圖，示出了在本發(fā)明一個實施例中作為子孔徑的尺寸 的函數(shù)的相對三次基本強度(relative cubic fundamental strength )。
圖8為本發(fā)明一些裝置實施例的示意框圖表示。
圖9為一流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的測量來自目標的非線 性響應(yīng)的方法。
圖10為一流程圖，對于本發(fā)明一些實施例詳細說明了圖9的流程 圖中所示的一個塊。
圖11為示出本發(fā)明一些實施例的子孔徑選擇的圖示。 圖12為示出本發(fā)明另一些實施例的子孔徑選擇的圖示。
具體實施例方式
當結(jié)合附圖閱讀時，將更好地理解本發(fā)明特定實施例的前述總結(jié)， 以及下面的詳細描述。這些附圖示出各種實施例的功能塊的圖示，在這 個意義上，這些功能塊不一定指示硬件電路之間的劃分。因此，例如這 些功能塊(例如處理器或存儲器)的一個或多個可以以單片硬件實施(例 如通用信號處理器或者一塊隨機訪問存儲器、硬盤驅(qū)動器等)。類似地，
程序可以是單獨的程序，可以作為子程序集成在操作系統(tǒng)中，可以是安 裝的軟件包中的功能等。應(yīng)當理解，各種實施例不限于圖中所示的布置 和手段。
如這里所使用的，以單數(shù)形式列舉并且之前具有單詞"一"的元件 或者步驟應(yīng)當被理解為不排除多個所述元件或步驟，除非明確指出了這 種排除。此外，提到本發(fā)明的"一個實施例，，并不意圖被解釋為排除也 合并了列舉的特征的其他實施例的存在。此夕卜，除非明確相反指出，"包 括，，或者"具有"帶有特定屬性的一個元件或者多個元件的實施例可以 包括不具有該屬性的其他的這種元件。
本發(fā)明的各種實施例提供了如圖1所示的診斷成像裝置50,其自動 優(yōu)化圖像的觀看。診斷成像裝置50可以是任何類型的系統(tǒng)，例如不同 類型的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，諸如特別是超聲成像裝置或者多模(multi-modality) 成像裝置，這些裝置中控制發(fā)射的信號的相位并且相對于感 興趣的物體中的信號的非線性是重要的。各種實施例不局限于醫(yī)學(xué)成像 系統(tǒng)或者用于對人類對象進行成像的成像系統(tǒng)，而是可以包括用于對非 人類物體進行成像的獸醫(yī)學(xué)或者非醫(yī)學(xué)系統(tǒng)，以及用于進行非破壞性成 像或測試，安全成像(例如機場安檢)等的系統(tǒng)。
診斷成像裝置50 —般包括采集組件52,其配置為采集圖像數(shù)據(jù)(例 如超聲圖像數(shù)據(jù))。采集組件52可以是例如探頭、掃描儀、或者用于 掃描感興趣的物體或者容積的其他類似設(shè)備。采集組件52連接到圖像 處理組件54。圖像處理組件54為能夠處理采集的圖像數(shù)據(jù)的任何類型 的圖像處理器，并連接到顯示組件56。顯示組件56配置經(jīng)過處理的圖 像數(shù)據(jù)或安排其的格式以顯示在顯示屏62上。顯示屏62可以是能夠顯 示圖像、圖形、文本等的任何類型的屏幕。例如，顯示屏62可以特別 是陰極射線管(CRT)屏幕，液晶顯示器(LCD)屏幕或者等離子屏幕。
處理器64 (例如計算機)或其他處理單元控制診斷成像裝置50中 的各種操作。例如，處理器64可以從用戶接口 66接收用戶輸入，并顯 示請求的圖像數(shù)據(jù)或者調(diào)整顯示的圖像數(shù)據(jù)的設(shè)置。
診斷成像裝置50可以是例如圖2所示的超聲成像裝置100。超聲成 像裝置100包括發(fā)射器102，其驅(qū)動換能器106中的元件104 (例如壓 電元件或其他元件)的陣列以將脈沖超聲信號發(fā)射到體內(nèi)。通過波束形 成器IIG的控制將發(fā)射能量會聚在給定位置。應(yīng)當指出，在給定的會聚
深度，被激勵的元件104可能少于形成陣列的元件104的總數(shù)。例如， 如果元件104的總數(shù)為N，那么在給定的會聚深度，全孔徑n《N?？梢?使用各種幾何形狀。超聲信號從體內(nèi)的結(jié)構(gòu)向后散射，產(chǎn)生回到元件104 的回聲，體內(nèi)的結(jié)構(gòu)諸如血細胞或者肌肉組織?；芈曈山邮掌?08接收。 使接收的回聲通過波束形成器110，其執(zhí)行波束形成并輸出RF信號。該 RF信號接著通過RF處理器112?？蛇x地，RF處理器IH可以包括復(fù)解 調(diào)器(complex demodulator )(未示出)，其解調(diào)RF信號以形成代表 回聲信號的IQ數(shù)據(jù)對。接著可以將RF或者IQ信號數(shù)據(jù)直接路由到存 儲器114進行存儲。
超聲成像裝置100還包括處理器模塊116來處理采集的超聲信息 (例如RF信號數(shù)據(jù)或者IQ數(shù)據(jù)對)并準備超聲信息的幀以在顯示器118 上顯示。處理器才莫塊116適于根據(jù)多個可選擇的超聲樣式(ultrasound modality)對采集的超聲信息執(zhí)行一種或多種處理操作。采集的超聲信 息可以在掃描期間隨著接收到回聲信號而被實時地處理和顯示。附加地 或者替代地，超聲信息可以在掃描期間暫時保存在存儲器114中，并且 在離線操作中被處理和顯示。
處理器模塊116連接到用戶接口 124,用戶接口 124可以控制處理 器模塊116的操作，如下面更詳細描述的。顯示器118包括一個或者多 個監(jiān)視器，其呈現(xiàn)包括診斷超聲圖像的患者信息給用戶診斷和分析。存 儲器114和存儲器112中的一個或者兩者可以存儲超聲數(shù)據(jù)的三維數(shù)據(jù) 集，其中訪問這種三維數(shù)據(jù)集來呈現(xiàn)二維(2D)和三維(3D)圖像?？?以使用用戶接口 124修改圖像并且手動調(diào)節(jié)顯示器118的顯示設(shè)置。
超聲成像裝置100可以通過各種技術(shù)(例如3D掃描，實時3D成像， 容積掃描，用具有定位傳感器的換能器的2D掃描，使用Voxel相關(guān)技 術(shù)、2D或矩陣陣列換能器的自由掃查(freehand scanning)等)獲得 容積數(shù)椐集。換能器106在掃描感興趣的區(qū)域(R0I)時例如沿直線或 弓形路徑移動。在每個直線或者弓形位置，換能器106獲取掃描平面， 該掃描平面保存在存儲器114中。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例構(gòu)造的用戶接口 124。用戶接口 124 可以包括鍵盤126,鼠標133 (在離線成像系統(tǒng)和工作站中比在超聲成 像系統(tǒng)中更為常見)，觸摸屏128，靠近觸摸屏128的一系列軟鍵130, 跟蹤球132,查看位置按鈕134，模式按鈕136和控制或操作鍵138。根
據(jù)所選擇的檢查模式、檢查的階段等，軟鍵130被分配了觸摸屏128上 的不同功能。跟蹤球132和鍵138用于控制顯示器118上圖像的顯示， 以及控制各種操作，例如縮放、旋轉(zhuǎn)、觀看模式、檢查模式等。例如， 查看位置按鈕134可以改變顯示圖像的不同視圖?？蛇x地，查看位置按 鈕134可以實施為觸摸屏128上的觸摸區(qū)域129。作為又一個選項，可 以通過觸摸屏128上提供的觸摸區(qū)域和/或通過軟鍵130部分或者全部 地控制顯示圖像的尺寸、位置和取向。
用戶接口 124還包括其他控制，諸如保存命令/選項140和恢復(fù)命 令/選項142，用于保存或恢復(fù)特定的圖像特性或?qū)︼@示圖像的改變。然 而，應(yīng)當指出可以用各種控制來調(diào)節(jié)或控制不同的設(shè)置、顯示選項等。 例如，用戶接口 124可以包括允許用戶手動調(diào)節(jié)屏幕亮度的亮度控制按 鈕144，和允許用戶手動調(diào)節(jié)屏幕對比度的對比度控制按鈕146。
本發(fā)明的實施例例如可以被實施在提供在可移動基座！47上的便攜 式成像裝置145中(例如便攜式超聲裝置)，如圖4所示。顯示器118 上提供手動屏幕調(diào)節(jié)控制150 (例如亮度和對比度控制)。應(yīng)當理解顯 示器118可以與用戶接口 124分開或者可分開。用戶接口 124可以可選 地為觸摸屏，允許用戶通過觸摸顯示的圖形、圖標等選擇選項。
圖4的用戶接口 124還包括其他可選控制按鈕152,可選控制按鈕 152可以用于按期望或按需要，和/或按通常所提供的控制便攜式成像裝 置145。用戶接口 124提供多個接口選項，用戶可以物理地操作這些接 口選項來與超聲數(shù)據(jù)和可能顯示的其他數(shù)據(jù)交互，以及輸入信息和設(shè)定 及改變掃描參數(shù)。這些接口選項可用于特定輸入、可編程輸入、語境輸 入(contextual input)等。由于不同的物理動作對于用戶更直觀，從 而完成特定的系統(tǒng)動作并因此達到特定的系統(tǒng)響應(yīng)，提供不同類型的物 理控制。
例如，多功能控制160定位于靠近顯示器118并提供多種不同物理 狀態(tài)。例如，單個多功能控制可以提供順時針/逆時針(CW/CCW)旋轉(zhuǎn)、 上/下切換(toggle)、左右切換、其他位置切換、以及打開/關(guān)閉或按 鈕的移動功能性，從而允許多種不同的狀態(tài)。不同的組合是可能的并且 不限于這里討論的那些。多功能控制160可以被配置為例如操縱桿旋轉(zhuǎn) 控制。
本發(fā)明的實施例還可以結(jié)合如圖5所示的手提式成像裝置170來提
供，其中顯示器U8和用戶接口 124形成單個單元。手提式成像裝置170 例如可以是手持或手提式超聲成像裝置，諸如微型化超聲裝置。如這里 所使用的，"微型化"表示該裝置是手持或手提式裝置或者被配置為在 人的手、口袋、公文包大小的盒子，或者背包中攜帶。例如，手提式成 像裝置170可以是具有典型膝上型計算機大小的手提式裝置，例如具有 的厚度大約2. 5英寸，寬度大約14英寸，以及高度大約12英寸的尺寸。 手提式成像裝置170可以重大約IO磅。
本發(fā)明的實施例還可以結(jié)合如圖6所示的口袋大小的成像裝置176 來提供，其中顯示器118和用戶接口 124形成單個手持單元。舉例來說， 口袋大小的成像裝置176可以是口袋大小或手大小的超聲裝置，大約2 英寸寬、4英寸長、0. 5英寸厚并且重量低于3盎司。口袋大小的成像 裝置176 —般包括顯示器118、用戶接口 124,用戶接口 124可以包括 鍵盤和用于連接到例如超聲探頭178的掃描設(shè)備的輸入/輸出(I/O)端 口。顯示器118例如可以是320x320像素彩色LCD顯示器(其上可以顯 示醫(yī)學(xué)圖像190)。用戶接口 124中可以包括按鈕182的打字機型的鍵 盤180。根據(jù)如前所述的系統(tǒng)操作的模式，多功能控制184每個可以被 分配功能。與多功能控制184關(guān)聯(lián)的標記顯示區(qū)186可以按需要被包括 在顯示器118上。該裝置還可以具有附加的鍵和/或控制188用于特定 目的功能，所述特定目的功能可以包括但不限于"凍結(jié)(freeze)"、 "深度控制"、"增益控制"、"彩色模式"、"打印"和"存儲"。
各種實施例可以結(jié)合具有不同尺寸、重量和功耗的微型化成像系統(tǒng) 來實施。在一些實施例中，口袋大小的超聲裝置可以提供與超聲成像裝 置100 (圖2所示)相同的功能性。
對于發(fā)射脈沖，例如在美國專利No. 6494841中描述的，如果發(fā)射 脈沖為p(t)-A(t)cos(cot),該脈沖的回聲信號為
S(t)=ap(t)+bp(t)2+cp(t)3+...
對于相位相同而幅度不同(例如幅度為[O. 5,1，0. 5])的三個發(fā)射 脈沖序列，并且使用接收加權(quán)[-l， l，-l],三個脈沖的組合信號為
<formula>formula see original document page 11</formula>
三次諧波信號可以^皮分解為cos3(03 t)-O. 75cos (co t)+0. 25cos (3 cot)，并且稱為三次基本信號的基本分量可以^皮檢測。
在本發(fā)明的實施例中，通過調(diào)節(jié)脈沖電壓或者通過調(diào)節(jié)發(fā)射孔徑來 獲得發(fā)射幅度差異。其中改變脈沖電壓的實施例在脈沖幅度相對于電壓 是線性，使得在組合的接收信號中線性回聲被抵消時表現(xiàn)最好。
另外，實施例可以通過調(diào)節(jié)發(fā)射孔徑來獲得不同的幅度，控制脈沖 之間的相對幅度。例如，在三脈沖實施例中， 一個脈沖用全孔徑發(fā)射而 兩個脈沖用兩個子孔徑A和B發(fā)射。兩個子孔徑A和B的和等于全孔徑。 在本發(fā)明的一種配置中，對于每個被激勵的探頭元件，脈沖幅度對于所 有三個脈沖相同。當兩個子孔徑每一個都是全孔徑的非重疊的一半時， 發(fā)射幅度序列為
并且三次基本信號最強，而線性回聲在組 合的接收信號中被抵消。對于[O. 5，1，0. 5]幅度序列，半子孔徑A可以 通過使用孔徑一側(cè)的一半元件，通過組合交替的元件，或者通過總數(shù)量 的一半的元件的任何其他規(guī)則或隨機樣式的組合來構(gòu)成。子孔徑B可以 通過使用子孔徑A沒有使用的那一半元件來構(gòu)成。類似的原則可以用于 具有[A，1,1-A]的脈沖幅度序列的實施例，其中A-0.5并且A〈 1,使得 該序列的第一和第三幅度不等。在定的會聚位置，如果全孔徑的元件 總數(shù)為n(n《N)，那么第一發(fā)射信號使A^個元件被激活，第二發(fā)射 信號使所有n個元件被激活，第三發(fā)射信號使第一發(fā)射信號中沒有使用 的所有元件被激活。這三個脈沖可以任何次序發(fā)射。圖7是作為A的函 數(shù)的、對于[A,1，1-A]的脈沖幅度序列的三次基本強度的曲線圖。當 A=0. 5時，圖7示出三次基本信號被最大化。
本發(fā)明的一些實施例具有大于三的發(fā)射數(shù)量。使用大于三的發(fā)射序 列的本發(fā)明的一個實施例對于一個發(fā)射信號使用全孔徑，剩下的發(fā)射信 號的子孔徑之和等于全孔徑。對于全孔徑的接收加權(quán)是-1，剩下的發(fā)射 信號的加權(quán)是l,或者反之。當每個子孔徑使用n/m個元件時獲得最強 的三次基本信號，m-k-l，其中k是發(fā)射的數(shù)量。三次諧波信號的強度 被定義為
-1 +
例如，如果發(fā)射數(shù)量為5并且每個子孔徑使用n/4個元件，那么三
次諧波強度為涇cy(o。
16
具有較高數(shù)量的發(fā)射信號的實施例具有較強的三次基本信號和較
低的幀率。在其中n/m的余數(shù)不是零的實施例中，在子孔徑的和等于全 孔徑的前提下，子孔徑可以包括數(shù)量等于int(n/m)或者int(n/m+l)的 元件。
本發(fā)明的至少一個實施例的技術(shù)效果是用不需要相移和精確對稱 的多個發(fā)射脈沖測量和/或顯示來自諸如造影劑和組織的目標的非線性 響應(yīng)，以提供諸如疾病的異常情況的指示。圖8為本發(fā)明的實施例50 的示意框圖，該實施例50配置為通過測量來自目標(可能包含造影劑) 的非線性響應(yīng)提供這一技術(shù)效果。圖9是使用圖8所示類型的成像裝置 50的方法實施例的流程圖300。參照圖8和圖9，成像裝置50包括發(fā)射 器102;換能器106,其具有復(fù)數(shù)N個可以由發(fā)射器102激勵的可激式 換能器元件104;波束形成器110，配置為從換能器元件104接收回聲 返回信號；求和/求差;f莫塊602,配置為確定非線性響應(yīng)；以及顯示器 62，配置為顯示確定的非線性響應(yīng)的表示。流程圖300示出的方法包括 在302,以第一幅度從換能器106朝感興趣的區(qū)域發(fā)射信號并測量到那 里的第一響應(yīng)(例如使用波束形成器110)。在304,從換能器106朝 感興趣的區(qū)域發(fā)射一個或多個附加信號，該附加信號的相位與第一幅度 信號相同但是處于不同的幅度，并測量對應(yīng)于每一附加信號的一個或多 個附加響應(yīng)。只要次序是已知的，該第一幅度信號和該一個或多個附加 信號不需要以任何特定的次序發(fā)射。該方法還包括在306,確定測量的
一個或多個附加響應(yīng)的函數(shù)與第一響應(yīng)的差異(使用求和/求差模塊 602 ),從而確定感興趣的區(qū)域的非線性響應(yīng)。該方法還包括在307,在 顯示器62上顯示該非線性響應(yīng)的表示。在本發(fā)明的某些實施例中，該 非線性響應(yīng)是三次基本響應(yīng)。
圖IO為顯示本發(fā)明某些實施例中塊304的細節(jié)的流程圖。在308, 以低于第一幅度信號的幅度的幅度發(fā)射兩個附加信號，在310，測量第 二幅度響應(yīng)和第三幅度響應(yīng)兩者。在至少一個實施例中，選擇這兩個附 加信號的幅度以最大化確定的非線性響應(yīng)中的三次基本響應(yīng)。然而，不 要求這兩個附加信號的幅度在本發(fā)明的所有配置中都相同。
圖11和圖12是示出本發(fā)明某些實施例的子孔徑選擇的圖示。在這 些實施例中，塊302還包括使用換能器106的元件的第一孔徑406朝感 興趣的區(qū)域發(fā)射信號，塊304還包括使用第一孔徑406的至少一個子孔 徑(例如402或502 )朝感興趣的區(qū)域發(fā)射至少一個附加信號。在#^多 這些實施例中，該"至少一個附加信號"包括作為第一孔徑406的互補 子孔徑(例如402和404，或者502和504 )的兩個附加信號。"互補 子孔徑"表示互補孔徑的和等于全孔徑。例如，可以通過用發(fā)射器102 僅激勵屬于該子孔徑的那些元件104，或者通過在一些有條件的實施例 中物理地阻斷從該子孔徑之外的元件104的信號發(fā)射，來選擇一子孔徑。 塊306還包括確定第一響應(yīng)和附加響應(yīng)的和的函數(shù)之間的差異。在某些 實施例中，這兩個附加信號(即笫二信號和笫三信號)的每一個的幅度 等于第一幅度的一半，從而在塊306確定第一響應(yīng)和附加響應(yīng)的和的函 數(shù)之間的差異僅僅是確定第一響應(yīng)和附加響應(yīng)的和的差異的簡單工作。
在某些實施例中對于第二和第三發(fā)射信號使用子孔徑402和404是 方便的，子孔徑402和404包括在孔徑406的相對兩側(cè)408和412上的 換能器106的元件104的整個集合410的正好一半元件104,如圖11所 示。從而子孔徑402位于孔徑406的一側(cè)408,子孔徑404位于孔徑406 的另一側(cè)412。
在一些其他實施例中，如同圖12中的元件502和504所示，第二 和第三發(fā)射信號的子孔徑包括換能器106的元件104的整個集合410的 相互交錯的一半是方便的。
盡管圖11和12所示的子孔徑的排列是方便的，包括偽隨機排列和 任何樣式的一半排列(half arrangement)的其他排列可以用于本發(fā)明 的其他實施例中。
本發(fā)明實施例的物理大小可以從全尺寸成像裝置變化到口袋大小 的成像裝置。例如，在本發(fā)明的某些實施例中，成像裝置為超聲成像裝 置IOO。超聲成像裝置可以是微型化裝置，例如手提式成像裝置170或 者口袋大小的成像裝置176。
在本發(fā)明的又一個實施例中，不是使用不同的孔徑，不止一次地激 勵換能器106的每個元件104,而是發(fā)射器102為每一脈沖提供不同幅
度的脈沖。更具體地，塊302包括激勵一組換能器元件104,塊304包 括以(一個或多個)不同的較低幅度激勵同一組換能器元件104。此外， 塊306包括用第一幅度對(每一對應(yīng)的)不同的較低幅度的比率對一個 或多個附加響應(yīng)進行加權(quán)。例如，對于具有兩次發(fā)射的序列，如果第二 發(fā)射幅度是第一發(fā)射的幅度的Vm，那么接收加權(quán)對于第一和第二接收 信號分別是[l，-m]。
本發(fā)明的某些實施例提供其上記錄了指令的機器可讀介質(zhì)，這些指 令使處理器或計算機運行成像裝置，以執(zhí)行這里描述的方法的實施例。 所述介質(zhì)可以是CD-R0M、 DVD、軟盤、硬盤、光盤、閃存RAM驅(qū)動器， 或者其他類型的計算機可讀介質(zhì)中的任何類型或者它們的組合。
因此將意識到本發(fā)明的實施例提供了對脈沖對稱性沒有要求的方 法和裝置，允許在超聲成像系統(tǒng)中使用便宜的組件。
各種實施例和/或例如監(jiān)視器或顯示器的組件，或其中的組件和控 制器，也可以實施為一個或多個計算機或處理器的部分。該計算機或處 理器可以包括計算裝置、輸入裝置、顯示單元和接口，例如用于訪問因 特網(wǎng)。該計算機或處理器可以包括微處理器。該微處理器可以連接到通 信總線。該計算機或處理器還可以包括存儲器。該存儲器可以包括隨機 訪問存儲器UAM)和只讀存儲器(ROM)。該計算機或處理器還可以包 括存儲裝置，可以是硬盤驅(qū)動器或諸如軟盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器等的可 移動存儲驅(qū)動器。該存儲裝置還可以是用于將計算機程序或其他指令加 載到該計算機或處理器中的其他類似裝置。
如這里所使用的，術(shù)語"計算機"可以包括任何基于處理器或者基 于微處理器的系統(tǒng)，包括使用微控制器、縮減指令集計算機(RISC), 專用集成電路(ASIC),邏輯電路和能夠執(zhí)行這里描述的功能的任何其 他電路或處理器的系統(tǒng)。上述的示例僅是示例性的，因而并不意圖以任 何方式限制術(shù)語"計算機"的定義和/或含義。
該計算機或處理器執(zhí)行存儲在一個或者多個存儲元件中的一組指
令，以處理輸入數(shù)據(jù)。該存儲元件也可以按期望或者按需要存儲數(shù)據(jù)或 其他信息。該存儲元件可以是信息源的形式或者處理機器中的物理存儲 器的形式。
該組指令可以包括指示作為處理機器的計算機或處理器執(zhí)行特定 操作的各種命令，所述特定操作諸如本發(fā)明各實施例的方法和過程。該
組指令可以是軟件程序的形式。該軟件可以是諸如系統(tǒng)軟件和應(yīng)用程序 軟件的各種形式。此外，該軟件可以是獨立程序的集合、較大程序中的 程序模塊、或者程序模塊的一部分的形式。該軟件還可以包括面向?qū)ο?編程形式的模塊化編程。處理機器進行的輸入數(shù)據(jù)的處理可以響應(yīng)于用 戶命令，或者響應(yīng)于之前處理的結(jié)果，或者響應(yīng)于另一個處理機器做出 的請求。
如這里所使用的，術(shù)語"軟件"和"固件"可以互換，并且包括存
儲在存儲器中供計算機執(zhí)行的任何計算機程序，所述存儲器包括RAM存 儲器、R0M存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、以及非易失性RAM (NVRAM)存儲器。上面的存儲器類型僅是示例性的，因此不限制可以 用于計算機程序的存儲的存儲器類型。
應(yīng)當理解上面的描述意圖是作為示例性的而不是限制性的。例如， 上述實施例(和/或其方面)可以相互組合地使用。此外，在不偏離本 發(fā)明范圍的情況下可以進行很多修改來適用特定的情形或者材料到本 發(fā)明的教導(dǎo)中。例如，方法中列舉的步驟的次序不需要以特定的順序執(zhí) 行，除非明確地指出或者隱含地要求(例如， 一個步驟要求在前步驟的 結(jié)果或產(chǎn)物可用)。盡管這里描述的材料的尺寸和類型意圖是定義本發(fā) 明的參數(shù)，它們在任何意義上都不是限制性的并且是示例性的實施例。
顯而^見的:因此本發(fā)明、的范圍應(yīng)當參照所附的權(quán)利i求，與:些權(quán)利
要求所指稱的等同物的全部范圍來確定。在所附權(quán)利要求書中，術(shù)語"包 括"和"其中"被用作相應(yīng)術(shù)語"包含，'和"在...中"的簡易等價物。 此外，在下面的權(quán)利要求中，術(shù)語"第一，，、"第二"、和"第三，，等 僅作為標記使用，并不打算對它們的對象施加數(shù)字要求。此外，下列權(quán) 利要求書的限制不是以裝置加功能的格式來寫的，并且不打算基于35 U.S.C §112第六段來解釋，除非并且直到這種權(quán)利要求限制明確地使 用后面跟著沒有其他結(jié)構(gòu)的功能表迷的短語"裝置用于"。 部件列表
診斷成像裝置50
釆集組件 52 圖像處理組件54
顯示組件 56
顯示屏 62
處理器 64
用戶接口 66 超聲成像裝置100
發(fā)射器 102
換能器元件 104
換能器 106
接收器 108
波束形成器 110
RF處理器 112
存儲器 114
處理器模塊 116
顯示器 118
存儲器 122
用戶接口 124
鍵盤 126
觸摸屏 128
觸摸區(qū)域 129
軟鍵 130
跟蹤球 132
鼠標 133 查看位置按鈕134
模式按鈕 136 控制或操作鍵138 保存命令/選項140 恢復(fù)命令/選項142
亮度控制按鈕 144
便攜式成像裝置145 對比度控制按鈕146 可移動基座 147 手動屏幕調(diào)節(jié)控制150 其他可選控制按鈕152 多功能控制 160 手提式成像裝置170 口袋大小的成像裝置176 超聲探頭 178 打字機型鍵盤 180 按鈕 182 多功能控制 184 標記顯示區(qū)域 186 控制 188 醫(yī)學(xué)圖像 190 流程圖 300
塊以第一幅度從換能器朝感興趣的區(qū)域發(fā)射信號并測量由該信號 產(chǎn)生的第一響應(yīng) 302
塊從換能器發(fā)射一個或多個附加信號并測量由這些信號產(chǎn)生的附 加響應(yīng)，所述附加信號的相位與第一幅度信號相同但是處于不同的幅度
304
塊確定測量的一個或多個附加響應(yīng)的函數(shù)與第一響應(yīng)的差異，從 而確定感興趣的區(qū)i或的非線性響應(yīng)
306
塊顯示確定的感興趣的區(qū)域的非線性響應(yīng)的表示
307
塊以每個都低于第一幅度信號的幅度的幅度發(fā)射兩個附加信號
308
塊測量由兩個附加信號產(chǎn)生的第二幅度響應(yīng)和第三幅度響應(yīng)兩者
310
子孔徑 402 另一子孔徑 404
孔徑 406
一側(cè) 權(quán)
整個元件組 410
另一側(cè) 412
元件 502
其他元件 504 求和/求差模塊60權(quán)利要求
1.一種使用成像裝置(50，100，145，170，176)測量來自目標的非線性響應(yīng)的方法(300)，所述裝置包括發(fā)射器(102)；換能器(106)，其具有復(fù)數(shù)N個可以由該發(fā)射器激勵的可激式換能器元件(104)；波束形成器(110)，其配置為控制來自該換能器元件的發(fā)射和接收信號的會聚；求和/求差模塊(602)，其響應(yīng)于該波束形成器并配置為確定非線性響應(yīng)；以及顯示器(64，118)，其配置為顯示所確定的非線性響應(yīng)的表示(190)；所述方法包括以第一幅度從該換能器朝感興趣的區(qū)域發(fā)射(302)信號并測量到那里的第一響應(yīng)；從該換能器朝感興趣的區(qū)域發(fā)射(304)至少一個附加信號并測量到那里的至少一個附加響應(yīng)，所述附加信號的相位與第一幅度信號相同但是處于一個或多個不同的較低幅度；確定(306)所述測量的至少一個附加響應(yīng)的函數(shù)與第一響應(yīng)的差異，從而確定感興趣的物體的非線性響應(yīng)；以及在顯示器上顯示(307)該非線性響應(yīng)的表示。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中該非線性響應(yīng)為三次基本響應(yīng)。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述朝感興趣的區(qū)域發(fā)射信號 進一步包括使用換能器(106)的元件的笫一孔徑(406 )朝感興趣的區(qū) 域發(fā)射信號，并且所述發(fā)射至少一個附加信號進一步包括使用第一孔徑(406 )的至少一個子孔徑組(402或502 )朝感興趣的區(qū)域發(fā)射至少一 個附加信號。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述至少一個附加信號包括來 自笫一孔徑(406 )的互補子孔徑(402和404，或502和504 )的兩個 附加信號，并且所述確定差異包括確定第一響應(yīng)和附加響應(yīng)之和的函數(shù) 之間的差異。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述以第一幅度從該換能器朝 感興趣的區(qū)域發(fā)射信號包括激勵一組換能器元件(106)，并且所述發(fā)射 與第 一幅度信號相位相同但是幅度不同的至少一個附加信號包括以不 同的、較低的幅度激勵同一組換能器元件(106),并且所述確定所述 測量的至少一個附加響應(yīng)的函數(shù)與第一響應(yīng)的差異進一步包括用第一幅度對所述不同的、較低的幅度的比率對所述至少一個附加響應(yīng)進行加 權(quán)。
6. —種診斷成像裝置(50, 100, 145, 170， 176)，用于測量來 自目標的非線性響應(yīng)，所迷裝置包括 發(fā)射器(102);換能器(106)，具有復(fù)數(shù)N個可以由該發(fā)射器激勵的可激式換能 器元件(104);波束形成器(110),配置為將來自該換能器的波束會聚在一位置 處以從該換能器元件發(fā)射聲能和接收回聲返回信號；求和/求差模塊(602 )，配置為確定非線性響應(yīng)；以及 顯示器(64, 118),配置為顯示確定的非線性響應(yīng)的表示(190); 所迷裝置被配置為以第一幅度從該換能器朝感興趣的區(qū)域發(fā)射(302 )信號并測量到 那里的第一響應(yīng)；從該換能器朝感興趣的區(qū)域發(fā)射(304 )至少一個附加信號并測量 到那里的至少一個附加響應(yīng)，所述附加信號的相位與第一幅度信號相同 但是處于一個或者多個較低的幅度；確定(306 )所迷測量的至少一個附加響應(yīng)的函數(shù)與第一響應(yīng)的差 異，從而確定感興趣的物體的非線性響應(yīng)；以及在顯示器上顯示(307 )該非線性響應(yīng)的表示。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中該非線性響應(yīng)為三次基本響應(yīng)。
8. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所迷至少一個附加響應(yīng)包括笫 二響應(yīng)和笫三響應(yīng)，并且選擇所述較低的幅度以最大化確定的非線性響 應(yīng)中的三次基本響應(yīng)。
9. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中為了朝感興趣的區(qū)域發(fā)射信號， 所述裝置進一步配置為使用換能器的元件的第一孔徑(406 )朝感興趣 的區(qū)域發(fā)射信號，并且為了發(fā)射所述至少一個附加信號，所述裝置進一 步配置為使用該笫一孔徑的至少一個子孔徑(402或502 )朝感興趣的 區(qū)域發(fā)射至少一個附加信號。
10. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中為了朝感興趣的區(qū)域發(fā)射信號， 所述裝置配置為以笫一幅度激勵一組換能器元件(106)，并且為了發(fā)射 至少一個附加信號，所述裝置配置為以不同的、較低的幅度激勵同一組換能器元件(106),并且為了確定所述測量的至少一個附加響應(yīng)的函 數(shù)與第一響應(yīng)的差異，所述裝置進一步配置為用第一幅度對所述不同 的、較低的幅度的比率對所述至少一個附加響應(yīng)進行加權(quán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及多發(fā)射對比成像的方法和裝置。一種使用成像裝置測量來自目標的非線性響應(yīng)的方法(300)包括以第一幅度從換能器(106)朝感興趣的區(qū)域發(fā)射(302)信號并測量到那里的第一響應(yīng)，以及從換能器朝感興趣的區(qū)域發(fā)射(304)至少一個附加信號并測量到那里的至少一個附加響應(yīng)，該附加信號的相位與第一幅度信號相同但是處于一個或者多個不同的較低幅度。確定(306)測量的一個或多個附加響應(yīng)的函數(shù)與第一響應(yīng)的差異，從而獲得感興趣的物體的非線性響應(yīng)，并且顯示(307)該非線性響應(yīng)的表示(190)。
文檔編號A61B8/14GK101347345SQ20081013153
公開日2009年1月21日 申請日期2008年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月16日
發(fā)明者K·N·拉康特, M·J·沃什伯恩, 潘麗虹 申請人:通用電氣公司