[发明专利]用于彩色组织多普勒成像的速度标尺的优化

说明书

本发明涉及医学诊断超声系统，具体而言涉及能够优化用于彩色组织 多普勒成像的速度标尺的超声系统。

在超声心动图中使用组织多普勒超声测量心肌的运动和定时(timing)。 组织多普勒超声是超声技术用于分析血流速度的改进：彩色血流映射以及 频谱和音频脉冲多普勒。本发明涉及彩色组织多普勒成像(TDI)，其中在 组织图像中使用可识别的颜色显示量化的移动组织的运动，例如速度或加 速度。在血流量测量技术中，杂波滤波器抑制强而缓慢的组织回波，以便 能观测到极弱而快速的血流回波。组织多普勒通常不使用杂波滤波器，并 且所分析的缓慢的组织回波是主要的信号，其通常远远超过血液、噪音和 混响信号的幅度。彩色TDI主要用于对速度、应变率和应变的分析，所述 分析将不同段心肌的定时与从所存储序列(循环)的图像导出的时域图进 行比较。彩色TDI的帧频优选至少90Hz，以便这些图具有足够的时间分辨 率。通常医生从不在实时彩色TDI中做出诊断，而是经过对存储序列的回 顾分析进行诊断。

在实时彩色TDI操作期间，用户在采集到用于分析的序列时应当确保 优化地设置用于颜色分配的速度标尺，以便心脏运动使用到尺度范围的大 部分，而没有超出这一范围。如果标尺设置得太高，则颜色数据将具有较 差的速度分辨率，这意味着在所导出的图中速度分辨率差。如果标尺设置 太低，则速度能够混叠到相反的方向，由此产生导出失真的图。虽然能够 开发出消除混叠的分析算法，但是目前的应变定时分析(strain timing)软 件并未利用这样的算法。

实时彩色TDI中颜色的唯一目的是帮助用户设置速度标尺并再次保证 用户实际地采集速度数据。用户通常希望在TDI中清楚地看到取决于运动 方向的统一红色或蓝色。然而，实时彩色TDI的帧频通常比人能够察觉到 的要快，而且实时图像往往在红色、蓝色之间快速闪烁。在这种情况下， 难以从视觉上察觉到混叠，并且用户可能使用的是非优化的速度标尺。

一些彩色映射图具有从零到正/负满标速度平滑变换的颜色，例如由红 到黄，和由蓝到绿。这使得位于颜色范围上半部分的速度显得明显不同于 较低速率所分配的颜色。不过，在使用这样的映射图时，TDI的医师趋向 于增加标尺，以便TDI图像只包含红色和蓝色，而这样的标尺由于太高， 不能达到最佳的分辨率。因此，人们希望帮助用户采集到既不受混叠伪影 干扰，同时又能够提供使用首选红色、蓝色的彩色映射图的有用TDI数据。

根据本发明的原理，诊断超声系统在彩色组织多普勒成像操作过程中 发生混叠或不适当使用速度显示范围时警告用户。警告可以是音频警告或 者是视频警告，以告知用户使用了不适当的速度标尺。例如，视频指示器 能够指示当前速度标尺实际使用的比例。响应于警告，用户能够将速度标 尺设置到更优化的范围，或系统能够自动优化标尺。

在附图中：

图1以方框形式图示出了根据本发明原理构建的超声诊断成像系统；

图2是心脏彩色组织多普勒图像以及其相应的色带的截屏；

图3示出了本发明超声系统的屏幕，其显示出色带利用的直方图；

图4示出了本发明超声系统的屏幕，其显示出指示不适当速度标尺的 直方图；

图5示出了本发明超声系统连同两个色带利用直方图的另一屏幕；

图6以方框图形式示出了根据本发明原理构建的用于自动速度标尺最 优化的另一超声诊断成像系统。

首先参见图1，以方框图形式示出了根据本发明原理构建的超声诊断成 像系统。超声探头10具有阵列换能器12，阵列换能器12将超声波发射到 身体中的像场14上。在该图示中，像场14显示为将由相控阵列换能器扫 描时的扇形。所示的扇形图像包括探头正在询问的血管或其他器官16。在 下面所示的各示例中对心脏进行成像。如果要扫描两维图像平面，则阵列 将包括一维阵列的换能器元件，而如果使用仰角聚焦(elevation focusing) 或要实时扫描三维体积，则阵列将包括两维阵列的元件。由阵列换能器接 收来自所发射的波的回被，将其转换成电信号，并耦合至波束形成器20。 在波束形成器中，将来自阵列换能器各元件的信号进行延时和合并以形成 来自深度定位沿束方向经调向和聚焦的多束回波信号序列。将回波信号耦 合至I、Q解调器22，该解调器22检测回波信号的正交分量。