專利名稱：超聲無回聲成像的制作方法
技術領域：
本發明涉及醫學診斷超聲系統和方法。具體而言，本發明涉及用于產生可能包含無回聲或低回聲區域的身體之內感興趣區域的超聲圖像的方法。本發明尤其適用于乳腺囊腫和脈管斑塊成像。
背景技術：
乳腺囊腫可能會提出診斷的兩難問題。例如，具有出血內容的簡單囊腫可能具有內部回聲，并在常規超聲上表現為可疑，因為惡性實體病灶常常是低回聲的。在試圖確定血管斑塊的程度時也可能發生這種兩難問題。這可能是有挑戰性的， 因為很多包含脂類的易損斑塊可能表現為低回聲并類似于血管內部的背景血液區域。因此，在超聲上更好地對低回聲區域進行可視化并且在這樣的實體和流體區域之間進行更好區分對于癌癥和血管病理的診斷和管理有很大的臨床重要性。從專利公開US 6117080已知旨在提供這種改善的方法。這篇文獻旨在改善包括低回聲區域的圖像的繪制。更確切地說，這種方法包括如下步驟使用不透明度函數通過以比正常組織更大的不透明度繪制任何低回聲區域來改善 B模式或彩色多普勒成像數據。盡管這種方法相對于其現有技術提供了稍微改善，但它可能仍然不夠。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種方法和系統，其進一步改善超聲圖像上低回聲區域的可視化并在這樣的實體和流體區域之間更好地進行區分。具體而言，可能需要尤其相對于回聲區域，改善利用超聲成像的無回聲或低回聲區域的對比度。為此目的，本發明旨在利用超聲信號的時間一致性將低回聲區域表征到實體和流體區域中。具體而言，本發明的目的是提供了一種一樣產生身體之內感興趣區域的超聲圖像的方法，其包括如下步驟·提供第一和第二超聲數據集，所述兩個數據集包括分別在兩個不同時刻的所述感興趣區域的信息，·根據所述第一和第二數據集確定所述感興趣區域的至少一區域的時間一致性值，以及·根據所述時間一致性值產生指示該區域是低回聲或無回聲的圖像。于是，根據本發明，通過觀察與兩個不同采集時刻對應的兩個超聲數據集之間的一致性，可以估計低回聲的程度，或換言之，水平。本領域技術人員將要理解，也可以相對于不一致性來定義本發明。實際上，一致性或不一致性實質上意味著兩個這樣的超聲數據集之間至少特定信號模式(或特性)的相似性或不相似性的程度。具體而言，具有大的信號模式變異性的兩個數據集可能缺少一致性它們缺少內容相似性。例如，如果對象——例如囊腫存在于第一數據集中而不在第二數據集中，則兩個數據集的時間一致性可能低，或反過來說，它們的不一致性可能高。因此，根據本發明，可以將時間一致性看做兩個數據集或兩個幀的內容有多么相似。作為另一示例，假設有兩個數據集，例如兩個幀，其意圖在兩個不同時刻對同一感興趣區域成像(從而通常可以固定超聲換能器的位置)。那么，內容或模式方面兩個幀之間的主要差異(如果有的話)將屬于噪聲區域。通常，這樣的區域可以是缺少返回一致回聲的組織散射物和界面的那些區域。有利地，這些噪聲區域通常是沒有實體組織的囊性和血液區域。于是，檢查兩個幀的相似性能夠揭示出感興趣區域是低于噪聲水平的無回聲區域。通過執行本發明的方法，可以更好地表征感興趣區域的區域在多大程度上是低回聲的，從而更好地相對于彼此或相對于回聲區域區分低回聲區域。這種方法的一些優選但非排他的方面如下-數據集可以在更早時刻已被采集并存儲在存儲器中，以便及時執行本發明的方法。在這種情況下，提供這些數據的步驟可以包括從該存儲器檢索它們的步驟。-該方法可以包括如下步驟向所述感興趣區域中發射超聲信號，接收所述超聲信號的回聲，對所述超聲回聲進行波束形成以產生射頻(RF)數據并根據所述射頻數據提供所述第一和第二數據集；代替地，還提議將RF數據解調成同相和正交(IQ)數據并根據所述同相和正交數據提供所述第一和第二數據集。于是，本發明的方法允許在數據生成流的上游工作，尤其是早在生成圖像數據之前工作，該圖像數據例如是B模式、彩色多普勒、應變或組織諧波數據。利用射頻RF和IQ 數據在上游工作的優點是可以根據從感興趣區域的區域——例如組織返回的超聲回聲的幅度和相位信息確定時間一致性。相反，在例如B模式數據的下游工作僅可以提供幅度信肩、ο-該方法還可以包括利用傳遞函數放大或減弱時間一致性值的步驟。這樣能夠更好地控制低回聲區域相對于回聲區域的突出，例如對比度。-該方法還可以包括將時間一致性值轉換成顏色值的步驟，該顏色值指定無回聲到有回聲范圍內的預定回聲水平。于是，從業者能夠獲得感興趣區域中低回聲區域的高效概要。-可以顯示時間一致性值自身或從后者導出的增強值。-時間一致性可能涉及時間方差或相關系數的計算。-可以在B模式圖像上覆蓋通過該方法產生的圖像。根據本發明的另一目的，提議了一種用于對身體之內的感興趣區域成像的超聲設備，其包括·超聲換能器，和波束形成器，其被配置成提供第一和第二超聲數據集，所述兩個數據集包括分別在兩個不同時刻的所述感興趣區域的信息，·時間一致性估計器，其被耦合到所述波束形成器并配置成根據所述第一和第二數據集確定所述感興趣區域的至少一區域的時間一致性值，以及·圖像處理器，其被耦合到所述時間一致性估計器并配置成根據所述時間一致性值產生指示該區域是低回聲或無回聲的圖像。根據本發明的一方面，這種超聲設備還包括用于顯示所述圖像的顯示器，所述顯示器被耦合到所述圖像處理器；以及開關，所述開關使得所述設備能夠在無回聲模式中操作，其中所顯示的圖像相對于被確定為有回聲的區域突出顯示被確定為無回聲和低回聲的區域。
在閱讀作為非限制性示例給出并參考附圖做出的本發明的優選實施例的以下詳細描述后，本發明的其他方面、目的和優點將變得更加明顯，在附圖中圖1示出了根據本發明的原理構造的超聲診斷成像系統的功能塊；圖2示出了用于產生無回聲圖像的本發明的方法的步驟；圖3示出了組織B模式圖像，其與根據本發明產生的同一組織的無回聲圖像相鄰；圖4示出了具有增大的增益設置的組織的B模式圖像，其與根據本發明產生的同一組織的無回聲圖像相鄰。
具體實施例方式一開始要指出，根據本發明，詞語“區域”是指要采集或已采集但尚未轉換成圖像數據的感興趣區域中的位置。通常，區域可以指實際身體中的所述位置，并且應當將其與圖像中的對應位置區分開。可以通過參照像素來定義圖像世界中的區域的對應位置。參考圖1，示出了根據本發明的實施例構造的超聲成像設備。這種設備主要包括本領域中已知的功能塊，因此考慮到本領域技術人員將能夠認識到可以做出哪些顯而易見的變型，這里將不對其詳細描述。本發明的設備包括超聲探頭10。這個探頭包括陣列換能器12，以用于向身體中的感興趣區域發射超聲信號并從其接收回聲信號。陣列換能器可以是換能器元件的一維陣列或換能器元件的二維陣列，以用于掃描身體中的二維像場或三維像場。陣列換能器的元件由發射波束形成器16驅動，如本領域中所知，波束形成器16通常能夠控制來自陣列的發射波束的導引、聚焦和穿透。接收波束形成器18從換能器元件接收與回聲信號對應的回聲數據并組合這些數據以形成來自像場中的各點的相干回聲數據。如本領域中所知，可以由發射/接收開關14將發射和接收波束形成器耦合到換能器陣列元件，在發射期間發射/接收開關14保護敏感的接收電路。波束形成器控制器20對波束形成器的操作進行同步和控制。信號處理器M利用正交帶通(QBP)將來自接收波束形成器的射頻(RF)數據解調成同相和正交(I和Q)超聲數據，并執行本領域中已知的進一步處理，例如增益調節。根據本優選實施例，向探測器25提供經處理的超聲數據，探測器25利用方程(I2+Q2)1/2對超聲數據進行幅度和/或相位探測。然后將這些數據提供給本領域中已知的B模式處理器沈。在優選實施例中，時間一致性估計器32耦合到接收波束形成器或信號處理器(兩條虛線對應于這兩個選項)。一致性估計器確定射頻RF或同相和正交IQ超聲數據的時間一致性。換言之，如上所述，時間一致性估計器確定在兩個不同時刻采集的射頻或IQ超聲數據中的內容相似性(或在提及不一致性時為不相似性)的程度。為此目的，一致性估計器32可以包括處理器、DSP、FGA、ASIC或任何這種類型的計算部件，以及用于存儲定義時間一致性估計的數學形式的方程的存儲器。就此而言，本發明想到利用很多形式，例如但不限于時間方差(V)。作為示例，可以由下式表達這種方差(V)RO = A2+B2，R1 = A · B*
權利要求
1.一種用于產生身體之內感興趣區域的超聲圖像的方法，包括如下步驟 提供第一和第二超聲數據集，所述兩個數據集包括分別在兩個不同時刻的所述感興趣區域的信息， 根據所述第一和第二數據集確定所述感興趣區域的至少一區域的時間一致性值，以及 根據所述時間一致性值產生指示該區域是低回聲或無回聲的圖像。
2.根據權利要求1所述的方法，包括如下步驟向所述感興趣區域中發射超聲信號，接收所述超聲信號的回聲，對所述超聲回聲進行波束形成以產生射頻數據，以及根據所述射頻數據提供所述第一和第二數據集。
3.根據權利要求1所述的方法，包括如下步驟向所述感興趣區域中發射超聲信號，接收所述超聲信號的回聲，對所述超聲回聲進行波束形成以產生射頻數據，將所述射頻數據解調成同相和正交數據，以及根據所述同相和正交數據提供所述第一和第二數據集。
4.根據權利要求1所述的方法，包括執行如下步驟針對所述感興趣區域中的多個區域中的每個確定時間一致性值并根據這些區域各自的時間一致性值產生所述感興趣區域的指示這些區域是低回聲和/或無回聲的圖像。
5.根據權利要求1所述的方法，包括如下步驟利用傳遞函數放大或減弱所述時間一致性值。
6.根據權利要求1所述的方法，包括如下步驟將所述時間一致性值轉換成顏色值，所述顏色值指定無回聲到有回聲范圍內的預定回聲水平。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，指示所述區域是無回聲或低回聲包括在所述圖像中顯示所述時間一致性值，或將所述時間一致性值轉換成指定無回聲到有回聲范圍內的預定回聲水平的數值并在所述圖像中顯示該數值。
8.根據權利要求7所述的方法，包括如下步驟基于在所述圖像的與所述區域對應的像素中的點擊動作顯示所述數值。
9.根據權利要求1所述的方法，包括如下步驟在所述時間一致性值減小時突出與所述圖像中的所述區域對應的像素的繪制，使得所述區域在與有回聲相比被確定為無回聲和低回聲時，所述圖像突出顯示所述區域。
10.根據權利要求1所述的方法，其中，確定時間一致性值包括確定時間方差的步驟。
11.根據權利要求1所述的方法，其中，確定時間一致性值包括確定相關系數的步驟。
12.根據權利要求1所述的方法，還包括如下步驟在包括所述感興趣區域的B模式圖像上覆蓋所述圖像。
13.一種用于對身體之內的感興趣區域成像的超聲設備，包括 超聲換能器，和波束形成器，其被配置成提供第一和第二超聲數據集，所述兩個數據集包括分別在兩個不同時刻的所述感興趣區域的信息， 時間一致性估計器，其被耦合到所述波束形成器并配置成根據所述第一和第二數據集確定所述感興趣區域的至少一區域的時間一致性值，以及 圖像處理器，其被耦合到所述時間一致性估計器并配置成根據所述時間一致性值產生指示該區域是低回聲或無回聲的圖像。
14.根據權利要求13所述的超聲設備，還包括用于顯示所述圖像的顯示器，所述顯示器被耦合到所述圖像處理器；以及開關，所述開關使得所述設備能夠在無回聲模式中操作， 其中所顯示的圖像相對于被確定為有回聲的區域突出顯示被確定為無回聲和低回聲的區域。
全文摘要
本發明涉及一種用超聲對可能包含無回聲和/或低回聲回聲的感興趣區域進行成像的方法。該方法包括如下步驟·提供第一和第二超聲數據集，所述兩個數據集包括分別在兩個不同時刻的所述感興趣區域大的信息，·根據所述第一和第二數據集確定所述感興趣區域的至少一區域的時間一致性值，以及·根據所述時間一致性值產生指示該區域是低回聲或無回聲的圖像。通過這樣做，根據本發明的方法產生的無回聲圖像相對于回聲區域突出了無回聲和/或低回聲區域的繪制。
文檔編號G01S7/52GK102549450SQ201080044965
公開日2012年7月4日 申請日期2010年9月30日 優先權日2009年10月7日
發明者A·V·切列帕欣, D·L·里士滿, U·徘, V·沙姆達莎尼, 楊昭文 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司