[发明专利]用于使用超声矢量流成像的血流的同时的可视化和量化的系统和方法

说明书

一种用于超声成像数据的可视化和量化的系统可以包括显示单元和处理器，所述处理器被通信地耦合到所述显示单元并且耦合到超声成像装置，用于根据表示身体结构和所述身体结构内的流体流动的超声数据来生成图像。所述处理器可以被配置为生成与所述流体流动相对应的矢量场数据，其中，所述矢量场数据包括所述流体的轴向速度分量和横向速度分量，从所述图像内的一个或多个用户选择的点处的所述矢量场数据提取空间时间信息，并且使所述显示单元与包括所述矢量场数据的图形表示的所述图像同时显示所述一个或多个用户选择的点处的所述空间时间信息，所述矢量场数据的所述图形表示被叠加在所述图像上，其中所述空间时间信息包括所述流体流动的幅值和角度中的至少一个。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年3月30日提交的美国临时US 62/478828的权益和优先权，引用方式被完全并入本文。

背景技术

矢量流成像(VFI)能够用来可视化和量化心血管应用中的复杂血流测量结果以便更好地诊断血管系统的狭窄和其他状况。由于常规多普勒超声仅允许沿着轴向方向的速度估计，已经引入新的矢量流成像技术来允许多方向的速度估计。这些新的技术包括基于固定箭头的(参见图7A)、基于自由箭头的(参见图7B)和基于小路径的可视化(参见图7C)。

对于固定箭头的可视化，流动速度的幅值被编码为颜色强度，并且与箭头的长度成比例。流动速度的方向通过箭头和颜色两者来示出。箭头的尾部在空间中是固定的。对于基于自由箭头的可视化，使用自由箭头来动态地跟踪血流。流动速度的幅值被颜色编码，并且与箭头的长度成比例。流动速度的方向通过箭头来指示。在VFI的背景下，流线可以被定义为即时与流动的速度矢量相切的曲线族，并且路线能够被定义为流动颗粒将会在流动期间如实地遵循的轨迹的族。

对于基于小路径的可视化，流动轨迹的动态曲线追踪通过弧形小路径来实现。小路径能够被视为路线的当距顶端的距离超过给定阈值时开始逐渐消失的短的前段或部分，所述给定阈值被定义为小路径长度。流动速度的幅值被颜色编码，并且与小路径的长度成比例。流动速度的方向通过小路径的移动方向来指示。总的来说，在三种可视化方法之中，基于小路径的可视化一般是最直观的方法，具有代替针对VFI的其他可视化方法的可能性。

虽然相对于多普勒有改善，但是这些VFI技术的现有实施方式仍然会具有限制。例如，尤其是在现有的固定箭头的可视化中，针对速度幅值和方向的颜色编码图是复杂的且不直观的。此外，箭头的长度不是速度幅值的直接测量。在现有的基于自由箭头的可视化技术中，箭头通常是直线，并且不会是弧形轨迹的良好表示，并且具有针对每个流线的箭头会使可视化杂乱，并且因此是更不直观的。而且，在现有的基于自由箭头的和基于小路径的可视化中，颜色编码图和箭头(小路径)的长度都不是速度幅值的直接测量。因此，血流的直接测量和准确量化是难以获得的。现有VFI技术的额外缺点可以包括不能在某些感兴趣位置处执行血流的点测量，这会进一步限制VFI提取血流的详细空间时间信息的能力。根据本公开的范例可以解决现有的VFI系统和方法的缺点中的一个或多个。

发明内容

本发明提供了用于同时的超声矢量流成像(VFI)与自动曲线跟踪的系统和方法。本文中描述的范例可以克服现有VFI技术的限制，例如对VFI图像数据的更用户友好和/或交互式显示，以使得用户能够选择血流内的特定点，获得选择点处的速度幅值，和/或通过利用箭头显示来更直观地可视化用户选择的点处的速度矢量数据。