[发明专利]用双平面相控阵换能器进行三维(3D)矢量流成像

说明书

一种超声成像系统(100)包括换能器阵列(102)。该换能器阵列包括第一组换能器元件(206或208，302或304)和第二组换能器元件(208或206，304或302)。第一组换能器元件和第二组换能器元件包括长轴并且于所述长轴相互角度偏置一非零角度。超声成像系统还包括速度处理器(120)，该速度处理器处理由第一组换能器元件和第二组换能器元件接收的回波并且基于接收到的回波确定轴向流速分量和两个横向流速分量。

技术领域

下面总体上涉及超声成像，更具体地涉及利用双平面相控阵换能器进行三维(3D)矢量流成像，并且以其到超声系统的特殊应用来描述。

背景技术

超声成像已经被用来确定与对象或受体的内部特征有关的信息。这包括产生内部结构、比如管状或其它结构的一个或多个图像以及估计在该管状结构的腔内流动的结构的流速，这已经与图像相关地进行了视觉显示。

期满的专利US 4,671,293给出了一种包括复合压电材料切片的相控阵列换能器，换能器元件的阵列设置于该材料的每一侧上，彼此正交。到各阵列的电连接被共用和切换，以使一侧上的元件接地而另一侧上的元件被使用，或者反之。用于每一个平面的不包括任何流量信息的图像被产生，临床医生必须观察两个图像并且用脑力构建所扫描的目标的3D全貌。

对于流速估计来说，在一个例子中，脉冲回波场在轴向方向上沿着超声波束的轴线振动，只有沿着z轴或深度的轴向速度分量被估计出来；横向速度分量不能估计。通常，横过超声波束的散射体会产生具有与轴向速度成正比的频率分量的信号。允许此估计的基本机构是被发射的脉冲的振动。

二维(2D)横向振动(TO)速度估计方法已经被用于估计轴向分量和横向速度分量之一(高度或方位)。对于此方法，使用与如上所述相同的基本机构，横向振动被引入超声场，并且此振动产生依附于横向振动的被接收的信号。

本基本思想是利用一维(1D)换能器阵列制造双振动的脉冲回波场。这可以通过使用如在传统的流速估计过程中使用的相同的发射波束以及预定的变迹曲线来实现。此TO方法在Udesen的“Investigation of Transverse Oscillation Method”，IEEETrans.Ultrason.,Ferroelec.,Freq.Contr.,vol.53,pp.959–971,2006中描述了。

三维(3D)横向振动(TO)速度估计方法已经被用于估计在所有三个方向上的速度分量，包括轴向分量和横向速度分量之一或两者。此方法在于2011年10月11日提交的、题为“Three Dimensional(3D)Transverse Oscillation Vector Velocity UltrasoundImaging”的国际(PCT)专利申请序列号PCT/IB2011/002383中描述了。

对于此方法，使用了换能器元件的矩阵或二维(2D)换能器阵列(例如，32x32，64x64等)。然而，2D换能器阵列、比如在PCT/IB2011/002383中描述的2D换能器阵列需要用于换能器阵列的单个换能器元件中的每一个换能器元件的通道。因此，32x32换能器阵列具有1024个通道，96x96换能器阵列具有9216个通道等。

发明内容

本申请的各方面针对上述内容和其它内容。

在一个方面中，超声成像系统包括换能器阵列。换能器阵列包括第一组换能器元件和第二组换能器元件。第一组换能器元件和第二组换能器元件包括长轴并且于所述长轴相互角度偏置一非零角度。超声成像系统还包括速度处理器，其处理由第一组换能器元件和第二组换能器元件接收的回波并且基于接收到的回波确定轴向流速分量和两个横向流速分量。

在另一方面中，一种方法包括响应于第一超声波束在第一方向上横过第一平面而接收第一回波。该方法还包括响应于第二超声波束在第二方向上横过第二平面而接收第二回波。所述第一方向和第二方向相对于彼此成一角度。该方法还包括基于第一回波和第二回波估计三个正交流速分量。