專利名稱：超聲成像系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及診斷用的超聲成像，更具體地，涉及用于自動選擇發(fā)送的超聲波束的一個或多個聚焦位置的位置(focal position)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
超聲可用來通過各種各樣的成像模式來形成組織和血管的圖象。例如，B模式掃描可用來通過以灰度畫出組織而形成組織的圖象，其中圖象的每個區(qū)域的亮度是從相應(yīng)的組織區(qū)域返回的超聲的強度的函數(shù)。B模式掃描可用來觀察組織和血管的形狀，以及檢測在組織中塊狀物，諸如腫瘤，的存在。多卜勒掃描可用來提供顯示運動的聲音反射體(諸如流過動脈或靜脈的血液)的速度的圖象。使用多卜勒掃描來成像流過血管的血液的流動圖案，允許推斷出血管的內(nèi)部形狀。結(jié)果，可以檢測血管中的部分阻塞。
傳統(tǒng)的診斷超聲成像系統(tǒng)10顯示于

圖1。超聲成像系統(tǒng)10包括具有換能器面的探測頭20，它被放置成與包含感興趣的組織、器官或血管的目標(biāo)區(qū)域相接觸。正如下面解釋的，探頭20包括換能器單元陣列24，每個單元把發(fā)送信號變換成超聲波束的分量，以及把超聲反射變換成相應(yīng)的接收信號。這些信號通過電纜26被耦合在探頭20與成像單元30之間。成像單元30被顯示為安裝在小車上。成像系統(tǒng)也包括控制板38，用于允許用戶與系統(tǒng)10相接口。具有觀看屏幕44的顯示監(jiān)視器40被放置在成像單元30的上部表面。
在運行時，探頭20中的換能器單元24集合地發(fā)送超聲能量波束50，如圖2所示。相應(yīng)的電信號，典型地具有1-20MHz的頻率，被加到所有的或某些換能器單元24。加上電信號的換能器單元24的數(shù)目確定發(fā)送口徑的大小?？趶酱笮∮绊懗上駞^(qū)的大小和分辨率，正如下面說明的。實際上，加到換能器單元24的電信號的相位被調(diào)節(jié)，以使得波束聚焦到聚焦位置52。在換能器面底下聚焦位置52的深度由加到換能器單元24的電信號的相位差大小進行控制。焦距，相應(yīng)于聚焦位置52的有效長度，由發(fā)送口徑的大小和增益(即，用來形成波束50的換能器單元的數(shù)目)來確定。聚焦位置52理想地應(yīng)當(dāng)放置在最感興趣的特性所在的地方，以使得這些特性處在可達到的最好的焦點。聚焦位置52在圖2上為了說明起見被顯示為比起實際上典型的情形“尖銳”得多。來自各個換能器單元24的超聲通常被組織繞射，這樣，聚焦位置52的有效的長度實際上大于波束50變窄的區(qū)域，而不是在波束50集中到一個點的定位位置。
如前所述，換能器單元24也被使用來接收超聲反射和生成相應(yīng)的電信號。如圖3所示，接收信號的相位和增益也被調(diào)節(jié)來有效地生成接收波束56，它被聚焦到相應(yīng)于在從換能器單元24耦合的信號之間的相位差的聚焦位置。(為了簡明起見，僅僅顯示對于兩個換能器單元24的分量，雖然將會看到，對于所有的活動的換能器單元都存在波束分量)接收波束56也可通過調(diào)節(jié)在從換能器單元24耦合的信號之間的相位差而被“操控”，即，偏離開垂直于換能器面的軸。實際上，在這些信號之間的相位差是作為來自每個超聲發(fā)送的延時的函數(shù)而被調(diào)節(jié)的，以使得聚焦位置58隨從相對較深的位置60到相對較淺的位置62(超聲從此處被反射)的深度動態(tài)地變化。因此，與發(fā)送波束50的聚焦位置52的恒定的位置相反，接收波束56的聚焦位置58是隨從其反射超聲的深度而動態(tài)地變化的。正如下面說明的，所揭示的本發(fā)明涉及發(fā)送波束50的聚焦位置52的定位位置(location)，而不是接收波束56的聚焦位置的定位位置。
典型的B模式超聲圖象64被顯示在觀看屏幕44，如圖4所示。超聲圖象64顯示多個解剖組織特性，諸如組織66和血管68。在圖4所示的具體的情形下，開業(yè)醫(yī)生感興趣的區(qū)域是血管68。因此，發(fā)送波束的聚焦位置理想地應(yīng)當(dāng)位于血管68的深度。傳統(tǒng)的超聲成像系統(tǒng)10(圖1)具有調(diào)節(jié)發(fā)送波束聚焦位置的定位位置的能力。如圖4所示，聚焦位置沿著圖象64的深度軸線的定位位置由在現(xiàn)看屏幕44的右邊的光標(biāo)70表示。聚焦位置的定位位置通過適當(dāng)?shù)氖侄危T如通過在控制板38上(圖1)操縱控制器而被調(diào)節(jié)。結(jié)果，開業(yè)醫(yī)生可以把發(fā)送波束的聚焦位置放置在超聲圖象64上最感興趣的區(qū)域。
有可能感興趣的目標(biāo)比可以通過單個聚焦位置而有效地聚焦的目標(biāo)更大，或者在現(xiàn)場的不同的深度處有多個目標(biāo)，它們不能通過單個聚焦位置而充分地聚焦。這個問題的一個解決方案是由傳統(tǒng)的超聲成像系統(tǒng)10提供的，它使用兩個或多個發(fā)送聚焦位置生成一個圖象，如圖5所示。觀看屏幕44顯示B模式圖象80，它顯示包含相對較大的血管84的組織82。單個焦點區(qū)域可能太小而不能最佳地把血管84成像。為此，開業(yè)醫(yī)生具有選擇發(fā)送聚焦位置的數(shù)目的選項，例如，在觀看屏幕44的右面，由光標(biāo)86，88表示的兩個聚焦位置，如圖5所示。聚焦位置的位置通過適當(dāng)?shù)氖侄?，諸如通過操縱在控制板38上控制器而被調(diào)節(jié)。
兩個發(fā)送聚焦位置通過首先發(fā)送被聚焦在第一聚焦位置的超聲波束而被使用。然后，如上所說明的，得到超聲反射，以及相應(yīng)于它的第一組數(shù)據(jù)通過適當(dāng)?shù)难b置被存儲。然后發(fā)送被聚焦在第二聚焦位置上的第二超聲波束，然后也得到超聲反射，以及相應(yīng)于它的第二組數(shù)據(jù)被存儲。然后，使用兩個存儲的數(shù)據(jù)組以形成圖象80，其中在第一聚焦位置處的部分圖象是主要從第一組數(shù)據(jù)得出的，以及在第二聚焦位置處的部分圖象是主要從第二組數(shù)據(jù)得出的。利用多個發(fā)送焦點區(qū)域的優(yōu)選的方法在美國專利6,315,723中描述。
系統(tǒng)10的運行是對于圖4和5所示的B模式圖象說明的。然而，將會看到，相同的原理可應(yīng)用到其他類型的圖象，諸如多卜勒圖象。
雖然系統(tǒng)10可以如參照圖4和5說明的那樣運行，以便最佳地使發(fā)送聚焦位置定位，但它無論如何具有它的限制和問題。例如，把發(fā)送聚焦位置放置在正確的位置是相當(dāng)費時的。另外，選擇適當(dāng)數(shù)目的聚焦位置和把每個聚焦位置正確地定位在最佳位置上需要非凡的專門知識水平。由于這些和其他原因，聚焦位置常常不能定位在最佳位置上，以及在許多情形下，醫(yī)生甚至不試圖最優(yōu)地定位最佳位置。事實上，開業(yè)醫(yī)生有時甚至不知道聚焦位置的位置可被調(diào)節(jié)，或可以使用多個聚焦位置。所有需要一種可以快速和容易地選擇聚焦位置的最佳數(shù)目和它們的最佳位置而不需要非凡的操作專門知識的系統(tǒng)和方法。
發(fā)明概要超聲診斷用的成像系統(tǒng)和方法使用圖象處理器，它根據(jù)對超聲顯示器上顯示的超聲圖象的分析自動設(shè)置由超聲探頭發(fā)送的超聲波束的聚焦位置的定位位置。圖象處理器可以分析圖象以自動識別感興趣的區(qū)域，或感興趣的區(qū)域可以由用戶人工選擇。圖象處理器可以通過分析圖象的特性，諸如圖象的質(zhì)量，而自動識別感興趣的區(qū)域。圖象處理器可以設(shè)置聚焦位置的定位位置與感興趣區(qū)域的位置相對應(yīng)，或通過某些其他手段，使得在感興趣區(qū)域中的超聲圖象質(zhì)量最優(yōu)化。圖象處理器也可以根據(jù)超聲圖象的分析選擇超聲發(fā)送的數(shù)目和各個聚焦位置的定位位置。圖象處理器也可以通過改變作為沿超聲顯示方位軸線的感興趣區(qū)域的定位位置的函數(shù)的聚焦位置沿深度軸線的定位位置而動態(tài)地改變聚焦位置的位置。
發(fā)明實施例按照本發(fā)明的不同的實施例，自動分析超聲圖象以識別超聲圖象中感興趣的區(qū)域的行動可包括自動分析超聲圖象以識別預(yù)定的圖象特征，以及自動分析超聲圖象以識別預(yù)定的圖象特征的行動可包括通過自動邊界檢測來分析圖象數(shù)據(jù)。
通過自動邊界檢測來分析圖象數(shù)據(jù)的行動可包括分析時間上不同的圖象的圖象數(shù)據(jù)，以及其中自動設(shè)置波束的聚焦位置的定位位置的行動包括至少要周期地去更新波束的聚焦位置的定位位置。
自動分析超聲圖象以識別超聲圖象中的感興趣的區(qū)域的行動可包括分析在圖象的預(yù)定的區(qū)域中圖象的質(zhì)量。
自動設(shè)置所發(fā)送的超聲波束的聚焦位置的定位位置的行動可包括設(shè)置聚焦位置的定位位置，使得在預(yù)定的區(qū)域中的圖象質(zhì)量最佳化。
按照本發(fā)明，在具有用于在其上生成超聲圖象的顯示器的超聲成像系統(tǒng)中一種設(shè)置發(fā)送的超聲波束的聚焦位置的方法，該超聲顯示器具有深度軸線和方位軸線，該方法可包括觀看超聲圖象；選定在超聲圖象中感興趣的區(qū)域；以及根據(jù)超聲圖象的選定的感興趣區(qū)域的特征，自動設(shè)置發(fā)送的超聲波束的聚焦位置的定位位置。
根據(jù)選擇的感興趣區(qū)域的定位位置自動設(shè)置發(fā)送的超聲波束的聚焦位置的定位位置的行動可包括對沿著超聲顯示器的方位軸線的各相應(yīng)定位位置自動將聚焦位置設(shè)置在沿著超聲顯示器的深度軸線的多個定位位置上。
根據(jù)選定的感興趣區(qū)域的位置自動設(shè)置發(fā)送的超聲波束的聚焦位置的定位位置的行動可包括沿著超聲顯示器的深度軸線設(shè)置至少兩個聚焦位置的相應(yīng)的定位位置。
根據(jù)選定的感興趣區(qū)域的特征自動設(shè)置發(fā)送的超聲波束的聚焦位置的定位位置的行動可包括自動設(shè)置聚焦位置的定位位置以使得在選定的區(qū)域中圖象質(zhì)量最優(yōu)化。
選擇超聲圖象中感興趣區(qū)域的行動可包括把超聲顯示器上的識別標(biāo)記放置在相應(yīng)于所選定感興趣區(qū)域的定位位置的一個定位位置，它對選定的感興趣區(qū)域進行分段。
根據(jù)選定的感興趣區(qū)域的特征自動設(shè)置發(fā)送的超聲波束的聚焦位置的定位位置的行動可包括根據(jù)選定的感興趣區(qū)域的特征自動設(shè)置聚焦位置的數(shù)目和每個聚焦位置的定位位置。
在本發(fā)明的超聲成像系統(tǒng)中，在探頭中的超聲換能器可被排列成直線陣列。
在本發(fā)明的超聲成像系統(tǒng)中，控制線可以用來把信號加到波束形成器，使得波束形成器發(fā)送至少兩個具有各自的聚焦位置的超聲波束，聚焦位置的位置由通過控制線加到波束形成器的信號進行控制。
本發(fā)明的超聲成像系統(tǒng)還可包括用戶接口設(shè)備，它被構(gòu)建來允許用戶輸入識別多個感興趣區(qū)域的信息。
附圖簡述圖1是傳統(tǒng)的診斷超聲成像系統(tǒng)的等距視圖。
圖2是顯示在圖1的系統(tǒng)中使用的超聲探頭根據(jù)電信號發(fā)射超聲能波束的方式的示意圖。
圖3是顯示在圖1的系統(tǒng)中使用的超聲探頭接收超聲能波束和生成相應(yīng)的電信號的方式的示意圖。
圖4是在傳統(tǒng)的超聲成像系統(tǒng)中的顯示器的觀看屏幕上顯示的超聲圖象的示意圖。
圖5是在傳統(tǒng)的超聲成像系統(tǒng)中的顯示器的觀看屏幕上顯示使用兩個分開的聚焦位置生成的超聲圖象的超聲圖象的示意圖。
圖6是按照本發(fā)明的診斷5超聲成像系統(tǒng)的一個實施例的等距視圖。
圖7是在按照本發(fā)明的一個實施例的、圖6的超聲成像系統(tǒng)中的顯示器的觀看屏幕上顯示的超聲圖象的示意圖。
圖8是在按照本發(fā)明的另一個實施例的、圖6的超聲成像系統(tǒng)中的顯示器的觀看屏幕上顯示的超聲圖象的示意圖。
圖9是在按照本發(fā)明的再一個實施例的、圖6的超聲成像系統(tǒng)中的顯示器的觀看屏幕上顯示的超聲圖象的示意圖。
圖10是在按照本發(fā)明的又一個實施例的、圖6的超聲成像系統(tǒng)中的顯示器的觀看屏幕上顯示的超聲圖象的示意圖。
圖11是可在圖6的超聲成像系統(tǒng)中使用的、按照本發(fā)明的成像單元的一個實施例的方框圖。
發(fā)明詳細描述按照本發(fā)明的超聲成像系統(tǒng)100的一個實施例被顯示于圖6。系統(tǒng)100使用了在圖1的成像系統(tǒng)10中所使用的許多相同的部件。所以，為了簡便起見，這些部件被提供以相同的參考數(shù)字，并不再重復(fù)說明它們的功能和運行。系統(tǒng)100不同于圖1的系統(tǒng)之處主要在于它使用與系統(tǒng)10中所使用的成像單元30不同的成像單元106。下面將參照圖11說明在成像單元106中使用的部件。
系統(tǒng)100可以按照本發(fā)明的一個實施例生成超聲圖象110，如圖7所示。系統(tǒng)100通過自動分析圖象110以便通過適當(dāng)?shù)氖侄味ㄎ桓信d趣區(qū)域112，而生成圖象110。系統(tǒng)100可以使用用于分析超聲圖象的現(xiàn)有的算法執(zhí)行這種分析，雖然也可以使用用于分析超聲圖象的以后開發(fā)的算法。在一個實施例中，該算法分析圖象110，以便定位最亮的區(qū)域，并選擇這個區(qū)域作為感興趣區(qū)域。在另一個實施例中，使用“組織特定的成像”，其中預(yù)期的感興趣區(qū)域的特征由所得到的圖象的類型來規(guī)定。通過在Philips HDI 5000超聲系統(tǒng)中可提供的“組織特定的成像”，用戶選擇要被成像的解剖組織，而超聲系統(tǒng)利用用于掃描解剖組織的優(yōu)選的參量來自動將其自身初始化。例如，用戶可以選擇“產(chǎn)科成像”或“心臟成像”。在產(chǎn)科掃描時，預(yù)期的感興趣區(qū)域?qū)⑻幵趫D象的相對較亮的區(qū)域。對于心臟成像，感興趣區(qū)域可以由心臟的特定的區(qū)域的圖象特征(諸如左心室或二尖瓣)來規(guī)定。
根據(jù)諸如感興趣區(qū)域的大小、圖象中明亮的物體的位置、感興趣的解剖組織(諸如產(chǎn)科圖象中的胎兒或心臟成像中的心臟)的個性那樣的因素，統(tǒng)計分析(特性的均勻性，特殊性等等)或其他因素，諸如發(fā)送波束的焦點的當(dāng)前的深度，系統(tǒng)100確定應(yīng)當(dāng)被最佳地使用來生成圖象110的聚焦位置的數(shù)目。系統(tǒng)100然后在觀看屏幕44的右面放置光標(biāo)114，116，表示每個發(fā)送聚焦位置的位置。在本發(fā)明的一個實施例中，用戶可以通過適當(dāng)?shù)氖侄?，諸如通過操縱控制板38上的控制鈕，人工地調(diào)節(jié)這些自動確定的位置。
在圖8所示的、本發(fā)明的另一個實施例中，系統(tǒng)100允許用戶通過適當(dāng)?shù)氖侄危T如通過使用指向裝置，如鼠標(biāo)、跟蹤球、或光筆，或通過觸摸觸屏顯示器上所顯示的感興趣區(qū)域，指定圖象122中感興趣的區(qū)域120。系統(tǒng)100然后從用戶的輸入確定發(fā)送聚焦位置的定位位置或多個發(fā)送聚焦位置的數(shù)目和定位位置，它們用來生成圖象122后繼的版本。系統(tǒng)優(yōu)選地還用分段的邊界126或其他標(biāo)記來描畫由用戶所選擇的感興趣區(qū)域120，以及在觀看屏幕44的右面設(shè)置光標(biāo)128以顯示聚焦位置沿深度軸線的位置。
用于自動邊界分段的優(yōu)選的技術(shù)在題目為“Automated BorderDetection in Ultrasonic Diagnostic Images(超聲診斷圖象中的自動邊界檢測)”的美國專利[專利申請序列號09/732,613]中描述。正如其中描述的，諸如心臟那樣的結(jié)構(gòu)的圖象數(shù)據(jù)被分析以識別具體的解剖特性，諸如二尖瓣面的位置和心肌的邊界。如果二尖瓣性能的診斷例如是臨床醫(yī)生感興趣的，二尖瓣面的標(biāo)識將識別超聲圖象中二尖瓣的深度。自動邊界檢測可被使用來識別身體的其他邊界，諸如產(chǎn)科病人的胎兒的解剖組織。使用自動邊界檢測的、本發(fā)明的實施例識別感興趣的解剖組織，然后識別的解剖組織的深度用來設(shè)置超聲圖象中聚焦位置的數(shù)目和定位位置。
由于自動邊界檢測可作用在時間順序的圖象，該技術(shù)可被利用來周期地或連續(xù)地分析圖象數(shù)據(jù)，所以，可以隨時間跟蹤解剖組織特征。這個信息可被使用來周期地或連續(xù)地更新聚焦位置，因此，即使在存在探頭或解剖組織運動時也會不斷使焦點最佳化。優(yōu)選地，滯后或求積的某些形式被使用來使得聚焦位置不改變以及對于小的運動改變不呈現(xiàn)抖動。
如前所述，系統(tǒng)100的幀速率隨所使用的聚焦位置的數(shù)目增加而降低。在一個實施例中，用戶可以限制系統(tǒng)可使用的多聚焦位置的數(shù)目、最小可接受的幀速率，或選擇不鼓勵自動選擇多個發(fā)送聚焦位置的程度。在本實施例中，系統(tǒng)100可以選擇使用多聚焦位置，但只是在多個發(fā)送聚焦位置的使用對于圖象100的質(zhì)量是非常重要的情形下才可這樣做。在其中不存在幀速率性能限制的其他的實施例中，每當(dāng)多個5聚焦位置顯著地改進圖象質(zhì)量時，系統(tǒng)100可以自動選擇多聚焦位置的使用。
在圖9所示的、本發(fā)明的另一個實施例中，系統(tǒng)100或者自動選擇圖象132中的感興趣區(qū)域130，或者允許用戶通過適當(dāng)?shù)氖侄?，諸如通過使用指向裝置或通過用分段的邊界134劃定區(qū)域以指定感興趣的區(qū)域130。系統(tǒng)100然后通過傳統(tǒng)的或此后開發(fā)的算法，諸如通過分析圖象細節(jié)的清晰度，自動分析感興趣區(qū)域130中圖象132的質(zhì)量。在每次分析感興趣區(qū)域130后，系統(tǒng)100改變所使用的聚焦位置的定位位置和或聚焦位置的數(shù)目，直至聚焦位置的最佳位置被確定為止。系統(tǒng)100還優(yōu)選地在觀看屏幕的右面邊緣處設(shè)置光標(biāo)136、138，以表示創(chuàng)建圖象132所使用的聚焦位置的數(shù)目和它們各個位置。另外，可以利用各種技術(shù)來限制確定聚焦位置的定位位置所需的處理量，例如限制計算聚焦位置的頻率或使用滯后或加閾值使得新的聚焦位置的計算只在用來確定聚焦位置的定位位置的因素中有相對較大的改變才進行。
在圖10所示的、本發(fā)明的又一個實施例中，系統(tǒng)100解決在兩個感興趣區(qū)域位于不同的深度的情形下前述的、選擇發(fā)送聚焦位置的定位位置的問題。感興趣區(qū)域可以自動地或通過用戶輸入被定位，正如上面說明的。如圖10所示，在觀看屏幕44上的圖象140包括含有第一血管144和第二血管146的組織。第一血管144被定位在沿方位軸線150的第一定位位置，即，在觀看屏幕44的左面，以及被定位在沿深度軸線152的第一定位位置，即，靠近觀看屏幕44的底部。第二血管146被定位在沿方位軸線150的第二定位位置，即，在觀看屏幕44的右面，以及被定位在沿深度軸線152的第二定位位置，即，趨于觀看屏幕44的頂部。血管144，146沿著深度軸線152的不同的位置使得聚焦位置的任何單個定位位置不能使血管144，146同時達到最優(yōu)成像。兩個不同的聚焦位置可被使用，一個位于第一血管144的深處，以及另一個位于第二血管146的深處。然而，這個方法將降低成像系統(tǒng)100的幀速率。
按照本發(fā)明的一個實施例，在感興趣區(qū)域，例如血管144，146被自動或人工地選擇后，如前所述，系統(tǒng)100自動地作為感興趣區(qū)域沿著方位軸線150的位置的函數(shù)而改變一個或多個聚焦位置沿著深度軸線152的位置。當(dāng)系統(tǒng)100在圖象140的左面成像血管144時，系統(tǒng)100選擇相應(yīng)于血管144沿著圖象140的深度軸線的位置的聚焦位置的定位位置。當(dāng)系統(tǒng)100在圖象140的右面成像血管146時，系統(tǒng)100選擇相應(yīng)于血管146沿著圖象140的深度軸線的位置的聚焦位置的定位位置。結(jié)果，聚焦位置沿著深度軸線152的位置可動態(tài)地改變，這甚至可以在共同的圖象幀內(nèi)完成，當(dāng)感興趣區(qū)域占有圖象的不同的橫向區(qū)域時就能夠得到好處。
參照圖10說明的本發(fā)明的實施例也可以與其他的實施例相組合。例如，在圖象140中每個感興趣區(qū)域可以如以上參照圖7說明的，通過自動分析圖象140，或如以上參照圖8說明的，通過允許用戶指定感興趣區(qū)域，而被選擇。聚焦位置的動態(tài)改變的定位位置也可以通過使用如上所述的技術(shù)，諸如以上參照圖9說明的通過使得圖象140最佳化而被設(shè)置。其他的組合和替換例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。
在運行中，用戶可以人工地通過適當(dāng)?shù)氖侄?，諸如通過按壓控制板38上的按鈕(圖1)發(fā)起設(shè)置一個或多個聚焦位置的定位位置。替換地，系統(tǒng)100可以在后臺條件下運行，以周期地設(shè)置一個或多個聚焦位置的定位位置。也可以使用發(fā)起設(shè)置聚焦位置的其他手段。
在圖6的系統(tǒng)中使用的成像單元106的一個實施例顯示于圖11。成像單元106包括采集子系統(tǒng)200，它包括通過電纜而耦合到探頭20的波束形成器204。來自探頭20的換能器單元的電信號被加到波束形成器204，它把相應(yīng)于每個采集到的掃描線的回波的信號處理成波束。正如上面說明的，波束形成器204把電信號加到探頭20中的換能器單元26，使得探頭發(fā)送起聲能量波束。波束形成器204控制加到探頭20的換能器單元的信號的各個延時，以使得發(fā)送波束聚焦到特定的深度。聚焦位置的定位位置由加到控制線210的控制數(shù)據(jù)被控制。
來自波束形成器204的接收信號被加到信號與圖象處理子系統(tǒng)220，它包括傳統(tǒng)的信號處理器224和傳統(tǒng)的掃描變換器226。信號處理器224接收來自波束形成器204的信號，生成相應(yīng)于圖象(正如圖7-10所示的圖象)的圖象數(shù)據(jù)。信號處理器224還可分析相應(yīng)于圖象的預(yù)定的部分的圖象數(shù)據(jù)，確定聚焦位置的最佳定位位置或聚焦位置的最佳數(shù)目和它們的最佳定位位置，正如以上參照圖7-10說明的。信號處理器224還與控制板38(未示出)相接口以便接收用戶輸入，諸如發(fā)起聚焦位置調(diào)節(jié)處理過程的命令，或指定其質(zhì)量應(yīng)當(dāng)被分析的圖象區(qū)域，正如上面說明的。在信號處理器224確定確定聚焦位置的最佳定位位置或聚焦位置的最佳數(shù)目和它們的最佳定位位置后，它把適當(dāng)?shù)目刂茢?shù)據(jù)通過控制線210加到波束形成器，以控制聚焦位置的定位位置。信號處理器224還可把其他數(shù)據(jù)耦合到波束形成器204，諸如控制發(fā)送和接收口徑的尺寸的數(shù)據(jù)。來自信號處理器的圖象數(shù)據(jù)然后加到掃描變換器226，它把圖象數(shù)據(jù)排列成具有想要的圖象格式的各個超聲圖象幀5數(shù)據(jù)。
來自信號與圖象處理子系統(tǒng)220的圖象幀數(shù)據(jù)然后被傳送到顯示子系統(tǒng)230，它包括視頻處理器232和顯示監(jiān)視器40。視頻處理器232把來自掃描變換器226的圖象幀數(shù)據(jù)變換成適當(dāng)?shù)囊曨l信號，諸如NTSC或SVGA 10視頻信號，供顯示監(jiān)視器40使用。
從以上說明將會看到，雖然本發(fā)明的具體的實施例在這里為了說明目的而作了描述，但可以作出各種修正，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明只由附屬權(quán)利要求限制。
權(quán)利要求
1.在具有在其上生成超聲圖象的顯示器的超聲成像系統(tǒng)中，對發(fā)送的一組超聲波束自動設(shè)置聚焦位置的方法，該超聲的顯示器具有深度軸線和方位軸線，該方法包括自動分析超聲圖象以識別超聲圖象中感興趣的區(qū)域；和/或選擇超聲圖象中的感興趣的區(qū)域；以及自動設(shè)置發(fā)送的超聲波束的聚焦位置的定位位置以對應(yīng)于超聲圖象的感興趣區(qū)域的定位位置。
2.權(quán)利要求1的方法，其中自動設(shè)置發(fā)送的超聲波束的聚焦位置的定位位置的行動包括沿著超聲顯示器的深度軸線自動設(shè)置至少兩個聚焦位置的相應(yīng)定位位置。
3.權(quán)利要求2的方法，其中沿著超聲顯示的深度軸線設(shè)置至少兩個聚焦位置的相應(yīng)定位位置的行動包括對于沿著超聲顯示方位軸線的各個位置沿著超聲顯示器的深度軸線設(shè)置聚焦位置的相應(yīng)定位位置。
4.權(quán)利要求1的方法，其中自動設(shè)置發(fā)送的超聲波束的聚焦位置的定位位置以對應(yīng)于超聲圖象的感興趣區(qū)域的定位位置的行動包括自動設(shè)置聚焦位置的數(shù)目和每個聚焦位置的定位位置。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述選擇感興趣區(qū)域的行動包括選擇超聲圖象中沿著深度軸線和方位軸線的多個感興趣區(qū)域，以及其中所述設(shè)置發(fā)送的超聲波束的聚焦位置的定位位置的行動包括根據(jù)超聲圖象的每個選定的感興趣區(qū)域的特征，自動設(shè)置發(fā)送的超聲波束的各自的聚焦位置的定位位置。
6.超聲成像系統(tǒng)，包括具有超聲換能器陣列的探頭；耦合到探頭的波束形成器，波束形成器把電信號加到探頭，使得探頭發(fā)送超聲波束和接收來自探頭的響應(yīng)于探頭接收的超聲回波的電信號，由探頭發(fā)送的超聲波束被聚焦在由加到波束形成器的控制信號所確定的聚焦位置；圖象處理器，被耦合以便接收來自波束形成器的信號，圖象處理器把該信號變換成相應(yīng)于超聲圖象的圖象數(shù)據(jù)，圖象處理器用來分析圖象數(shù)據(jù)，以識別相應(yīng)于圖象數(shù)據(jù)的超聲圖象中的感興趣區(qū)域，圖象處理器還用來生成控制信號，以便把發(fā)送的超聲波束的聚焦位置的定位位置設(shè)置成對應(yīng)于超聲圖象的感興趣區(qū)域的定位位置；以及顯示器，被耦合到圖象處理器，該顯示器生成對應(yīng)于圖象數(shù)據(jù)的超聲圖象。
7.權(quán)利要求6的超聲成像系統(tǒng)，其中圖象處理器還用來把信號加到波束形成器，使得波束形成器發(fā)送具有各自的聚焦位置的至少兩個超聲波束，聚焦位置的位置由圖象處理器加到波束形成器的信號控制。
8.權(quán)利要求6的超聲成像系統(tǒng)，其中圖象處理器還用來把信號加到波束形成器，以沿著超聲顯示器的深度軸線設(shè)置聚焦位置的各自的定位位置。
9.權(quán)利要求6的超聲成像系統(tǒng)，其中圖象處理器用來分析超聲圖象，以識別預(yù)定的圖象特性。
10.權(quán)利要求9的超聲成像系統(tǒng)，其中圖象處理器包括自動邊界檢測處理器，用來自動識別預(yù)定的圖象特性。
11.超聲成像系統(tǒng)，包括具有超聲換能器陣列的探頭；耦合到探頭的波束形成器，波束形成器把電信號加到探頭，使得探頭發(fā)送超聲波束和接收來自探頭的響應(yīng)于探頭接收的超聲回波的電信號，由探頭發(fā)送的超聲波束被聚焦在由加到波束形成器的控制信號所確定的聚焦位置；用戶接口設(shè)備，被構(gòu)造成允許用戶輸入信息，其中包括用于標(biāo)識沿著深度軸線和方位軸線的超聲圖象中感興趣的區(qū)域的信息；圖象處理器，被耦合以便接收來自波束形成器和來自用戶接口的信號，圖象處理器把該信號變換成相應(yīng)于超聲圖象的圖象數(shù)據(jù)；控制線，響應(yīng)于用戶接口設(shè)備，該控制線還用來耦合控制信號，以便根據(jù)輸入的信息設(shè)置發(fā)送的超聲波束的聚焦位置的定位位置；以及顯示器，被耦合到圖象處理器，該顯示器生成相應(yīng)于圖象數(shù)據(jù)的超聲圖象。
12.權(quán)利要求11的超聲成像系統(tǒng)，其中用戶接口設(shè)備被構(gòu)造成允許用戶輸入用于標(biāo)識超聲圖象中多個感興趣的區(qū)域的信息，以及其中控制線用來把信號加到波束形成器，以使得波束形成器設(shè)置發(fā)送的超聲波束的各自的聚焦位置的定位位置。
13.超聲成像系統(tǒng)，包括具有超聲換能器陣列的探頭；被耦合到探頭的波束形成器，該波束形成器把電信號加到探頭，使得探頭發(fā)送超聲波束和接收來自探頭的響應(yīng)于探頭接收的超聲回波的電信號，由探頭發(fā)送的超聲波束被聚焦在由加到波束形成器的控制信號所確定的聚焦位置；圖象處理器，被耦合以便接收來自波束形成器和來自用戶接口的信號，圖象處理器把該信號變換成相應(yīng)于超聲圖象的圖象數(shù)據(jù)，圖象處理器還用來生成控制信號，以便把發(fā)送的超聲波束的聚焦位置的定位位置設(shè)置成對應(yīng)于作為感興趣區(qū)域沿著方位軸線的位置的函數(shù)的超聲圖象的感興趣區(qū)域的定位位置；以及耦合到圖象處理器的顯示器，該顯示器生成相應(yīng)于圖象數(shù)據(jù)的超聲圖象。
14.權(quán)利要求13的超聲成像系統(tǒng)，其中圖象處理器用來分析超聲圖象和根據(jù)分析來識別多個感興趣的區(qū)域。
15.權(quán)利要求13的超聲成像系統(tǒng)，其中圖象處理器用來把信號加到波束形成器，使得波束形成器沿著超聲顯示器的深度軸線設(shè)置至少兩個聚焦位置的各自的定位位置。
全文摘要
超聲成像系統(tǒng)包括耦合到圖象處理器的超聲探頭，它使得在顯示器的觀看屏幕上生成超聲圖象。圖象處理器包括生成發(fā)送和接收波束的波束形成器、信號處理器和傳統(tǒng)的掃描變換器。信號處理器接收來自波束形成器的信號以生成相應(yīng)于圖象的圖象數(shù)據(jù)，分析圖象數(shù)據(jù)，以及根據(jù)分析結(jié)果，確定應(yīng)當(dāng)被使用的發(fā)送波束聚焦位置的數(shù)目以及對于每個聚焦位置的最佳定位位置。然后信號處理器把數(shù)據(jù)耦合到波束形成器，以規(guī)定聚焦位置的定位位置。
文檔編號G01S7/52GK1604756SQ02824935
公開日2005年4月6日 申請日期2002年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月14日
發(fā)明者D·C·施米辛格, C·徹納, L·J·奧森 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司