>[0035]通過檢查活動(dòng)的空間范圍和泡響應(yīng)的強(qiáng)度，可以從圖像時(shí)間系列確定發(fā)射焦點(diǎn)的近似中心，如步驟512所示。利用來自該位置處的泡事件之一的輻射，可以計(jì)算發(fā)射和接收波束的相位校正，如步驟514所示。然后，這些相位校正被應(yīng)用到發(fā)射元件來改善發(fā)射焦點(diǎn)，如步驟516所示?？梢赃x擇性地重復(fù)這樣的過程來改善發(fā)射與接收的相位校正的估計(jì)，如判定框518所示。
[0036]然后，相位校正可以被應(yīng)用到具有次低頻率的發(fā)射陣列，通過相應(yīng)的接收陣列創(chuàng)建圖像時(shí)序系列，從而確定發(fā)射焦點(diǎn)的空間范圍，并精細(xì)調(diào)諧發(fā)射和接收聚焦，如步驟520所示。這樣的過程可以在每個(gè)發(fā)射頻率處迭代，并且以增加的頻率重復(fù)，從而在高頻處創(chuàng)建尖銳的治療焦點(diǎn)，如判定框522所示。
[0037]在一些實(shí)施例中，當(dāng)在接收器處記錄的泡簽名很弱時(shí)，可以通過將期望泡響應(yīng)擬合到原始數(shù)據(jù)上來提高圖像質(zhì)量。其中一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式可以包括通過將期望泡響應(yīng)的模板與每條線路上的原始數(shù)據(jù)交叉相關(guān)，找出最佳擬合。因此，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法包括提供一個(gè)或多個(gè)期望泡響應(yīng)模板?？梢栽谀０鍞M合之前上采樣在低采樣頻率下捕捉的數(shù)據(jù)，以便保留位置信息。
[0038]本發(fā)明提供了執(zhí)行出于診斷目的的腦部高分辨率脈管繪圖的能力。這可以通過掃描發(fā)射焦點(diǎn)通過腦部同時(shí)收集來自注入到血管中的微泡的的像差信號(hào)來實(shí)現(xiàn)。在這種情況下中，首先導(dǎo)出發(fā)射和接收信號(hào)校正，然后與時(shí)間相關(guān)地形成并跟蹤泡(從而脈管系統(tǒng))的三維圖像。對(duì)于這樣的成像，可以利用標(biāo)準(zhǔn)的短超聲成像來提供時(shí)間分辨的回聲位置，或是可以使用采用上述方法的長超聲成像來形成圖形。本發(fā)明的方法同樣可以提高其他像差介質(zhì)的超聲成像，例如胸部、心臟、前列腺等等。例如，胸部成像可以通過如同與腦部成像和治療應(yīng)用類似的半球陣列設(shè)計(jì)來進(jìn)行。
[0039]已經(jīng)就一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，應(yīng)該理解，除了那些明確闡述的以夕卜，許多等效方案、替代方案、變型方案和修改方案也是可能的并且落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚焦超聲系統(tǒng)，包括: 換能器組件，包括: 由發(fā)射換能器元件構(gòu)成的多個(gè)發(fā)射陣列，每個(gè)發(fā)射陣列以不同的頻率工作； 由接收換能器元件構(gòu)成的至少一個(gè)接收陣列； 與換能器組件通信的處理器，被配置用于: 為換能器組件設(shè)置聚焦區(qū)域； 通過以下步驟為換能器組件中的每個(gè)換能器陣列迭代地更新聚焦區(qū)域: 選擇具有最低剩余工作頻率的發(fā)射陣列； 引導(dǎo)所選擇的發(fā)射陣列激發(fā)該發(fā)射陣列的初始聚焦區(qū)域； 引導(dǎo)至少一個(gè)接收陣列接收來自初始聚焦區(qū)域的信號(hào)； 從接收到的信號(hào)重建聚焦區(qū)域的圖像； 從重建的圖像計(jì)算相位校正值； 將所計(jì)算的相位校正值應(yīng)用于所選擇的發(fā)射陣列和具有下一最高工作頻率的發(fā)射陣列。2.如權(quán)利要求1所述的聚焦超聲系統(tǒng)，還包括復(fù)用電路，所述復(fù)用電路與換能器組件通信并且被配置為允許在多個(gè)發(fā)射陣列與至少一個(gè)接收陣列之間切換。3.如權(quán)利要求1所述的聚焦超聲系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)接收陣列稀疏地分布在多個(gè)發(fā)射陣列之間。4.如權(quán)利要求1所述的聚焦超聲系統(tǒng)，其中，每個(gè)發(fā)射換能器元件與接收換能器元件--對(duì)應(yīng)，并且每個(gè)發(fā)射換能器元件和接收換能器元件對(duì)形成集成換能器單元。5.如權(quán)利要求4所述的聚焦超聲系統(tǒng)，其中，每個(gè)集成換能器單元包括嵌套在環(huán)形發(fā)射換能器元件中的接收換能器元件。6.如權(quán)利要求1所述的聚焦超聲系統(tǒng)，其中，處理器作被配置用于: 將所計(jì)算的相位校正值應(yīng)用到接收到的信號(hào)，以形成經(jīng)相位校正的信號(hào)；以及 從經(jīng)校正的信號(hào)重建圖像。7.如權(quán)利要求6所述的聚焦超聲系統(tǒng)，其中，處理器被配置用于掃描換能器組件的聚焦區(qū)域通過感興趣的體積，同時(shí)接收來自感興趣的體積的信號(hào)。8.如權(quán)利要求6所述的聚焦超聲系統(tǒng)，其中，處理器被配置用于為換能器組件設(shè)置多個(gè)同時(shí)產(chǎn)生的聚焦區(qū)域，以便加快數(shù)據(jù)采集。9.一種用于聚焦超聲系統(tǒng)的換能器組件，所述換能器組件包括: 多個(gè)集成換能器單元，每個(gè)集成換能器單元包括至少兩個(gè)換能器元件，所述換能器元件同心嵌套以形成集成換能器單元；以及 與多個(gè)集成換能器單元通信的復(fù)用電路，所述復(fù)用電路被設(shè)置用于將每個(gè)集成換能器單元中的換能器元件連接到發(fā)射線路和接收線路中的至少一個(gè)。10.如權(quán)利要求9所述的換能器組件，復(fù)用電路被配置用于將每個(gè)集成換能器單元中的至少兩個(gè)換能器元件中的一個(gè)連接到發(fā)射線路，并且將每個(gè)集成換能器單元中的至少兩個(gè)換能器元件中的一個(gè)連接到接收線路。11.如權(quán)利要求9所述的換能器組件，復(fù)用電路被配置用于將每個(gè)集成換能器中的至少兩個(gè)換能器元件的每一個(gè)連接到發(fā)射線路和接收線路兩者。12.—種調(diào)節(jié)發(fā)射穿過像差介質(zhì)的聚焦超聲束的焦點(diǎn)的方法，所述方法的步驟包括: a)通過設(shè)置發(fā)射陣列的初始焦點(diǎn)，定義超聲換能器組件的初始聚焦區(qū)域，所述超聲換能器組件包括各自具有不同工作頻率的多個(gè)發(fā)射陣列； b)通過使用多個(gè)發(fā)射陣列之一，將超聲能量傳遞到初始聚焦區(qū)域以激發(fā)初始聚焦區(qū)域內(nèi)的造影劑； c)通過使用超聲換能器陣列，接收響應(yīng)于初始聚焦區(qū)域中的受激發(fā)造影劑的信號(hào)； d)從所接收的信號(hào)，生成圖像； e)從所生成的圖像，確定初始聚焦區(qū)域的中心； f)通過使用所確定的初始聚焦區(qū)域的中心，計(jì)算相位校正值； g)將所計(jì)算的相位校正值應(yīng)用到聚焦超聲換能器組件以更新初始焦點(diǎn)，從而定義比初始聚焦區(qū)域相比更加聚焦的更新聚焦區(qū)域； h)重復(fù)步驟b)_g)，直到更新的聚焦區(qū)域與所要求的焦點(diǎn)對(duì)應(yīng)；在每次重復(fù)過程中，使用多個(gè)發(fā)射陣列中以比先前發(fā)射陣列更高的頻率工作的不同發(fā)射陣列，將超聲能量傳遞到更新的聚焦區(qū)域以激發(fā)更新的聚焦區(qū)域中的造影劑。13.如權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括: i)通過將在步驟f)計(jì)算的相位校正值應(yīng)用到在步驟c)接收的信號(hào)，形成經(jīng)相位校正的信號(hào)；以及 j)從經(jīng)相位校正的信號(hào)重建圖像。14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，像差介質(zhì)是顱骨，并且從經(jīng)相位校正的信號(hào)重建的圖像是描繪脈管系統(tǒng)的高分辨率圖像。15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，步驟b)包括將超聲能量傳遞到初始聚焦區(qū)域以激發(fā)造影劑，所述造影劑的濃度足夠低使得在步驟c)接收的信號(hào)是空間分離的并且每個(gè)信號(hào)對(duì)應(yīng)于造影劑中的單個(gè)微泡。16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，在一段時(shí)間上重復(fù)步驟b)-j)，使得描述由于血液流動(dòng)引起的微泡運(yùn)動(dòng)的多個(gè)時(shí)間分辨圖像在步驟j)中重建。17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括利用在步驟j)中重建的時(shí)間分辨圖像，形成動(dòng)態(tài)血液流動(dòng)圖和灌注圖中的至少一個(gè)。
【專利摘要】提供將聚焦超聲有效發(fā)射穿過諸如骨骼等的介質(zhì)并進(jìn)行接收的系統(tǒng)和方法。迭代地更新聚焦超聲的聚焦區(qū)域以提供通過介質(zhì)的改進(jìn)焦點(diǎn)。上述方法可以通過使用包括各自以不同頻率工作的兩個(gè)或更多發(fā)射陣列的換能器組件來實(shí)現(xiàn)?？梢酝ㄟ^使用低頻發(fā)射陣列傳遞聚焦超聲來設(shè)置和更新初始焦點(diǎn)。由第一次迭代確定的相位校正可以被應(yīng)用到后續(xù)高頻發(fā)射陣列和接收到的信號(hào)，此過程不斷地重復(fù)直到獲得需要的焦點(diǎn)或圖像分辨率。
【IPC分類】A61B8/00
【公開號(hào)】CN105073016
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480011908
【發(fā)明人】K·H·海尼倫, M·A·奧萊理
【申請(qǐng)人】森尼布魯克健康科學(xué)中心
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2014年3月4日
【公告號(hào)】CA2898503A1, WO2014138050A1