[发明专利]超声成像装置和方法

说明书

用于对对象中的感兴趣区域进行成像的超声成像装置包括多个分开的超声探头(2a‑2c)，每个超声探头具有用于发射和接收超声波的至少一个换能器(72)以及通信单元。控制单元(1)控制所述探头以序列协调所述探头的操作，并且从所述探头获得超声图像，以用于同时实时地生成这些图像在一起的显示。所述控制单元将控制信号发射到所述探头中的至少一个探头，并且每个探头从所述控制单元和/或从所述探头中的邻近的一个探头接收控制信号。所述控制信号使所述探头以通常重复的预定探头序列顺序地运行扫描，并且所述控制单元通过组合来自所述探头的图像数据来生成显示。

技术领域

本发明涉及超声成像，特别是人体的医学成像。

背景技术

当前，大多数医学超声机使用单个换能器(也被称为探头)来进行患者诊断。换能器通常使用压电元件阵列来发射超声波并捕获反射的回波。随后将回波转换为图像以进行最终绘制而生成显示数据。反射的回波强度取决于被扫描的组织、器官或感兴趣区域中的任何结构的回波生成能力。取决于回波生成能力，结构可以是高回波的(在显示屏上为白色)、低回波的(在屏幕上为灰色)或无回波的(在屏幕上为黑色)。大多数情况下，使用单个超声换能器很难看到无回波结构(例如，骨骼)下的组织或器官，因此许多临床相关信息仍被隐藏。这就是所谓的声影伪影。而且，归因于不同器官、组织和外部结构的回波生成能力，可能会出现各种其他类型的成像伪影。这些成像伪影是图像中不具有到感兴趣区域的真实映射(其他组织具有到感兴趣区域的真实映射)的部分的回波，或者是当对有创外科手术进行成像时的针状结构的回波。在观看超声图像时，用户必须意识到可能会发生这些伪影，并且必须了解不同种类的伪影以避免错误诊断。

除了这些伪影以外，超声波束在到达探头之前在平行反射器之间发生混响会引起所谓的混响伪影。在这些混响之后返回的超声信号被错误地视为从较深的结构返回的超声信号，因为这些超声信号花费了较长的时间才返回到探头。能够通过小心地改变探头放置的角度而使得在强平行反射器之间不能发生混响来减小这种伪影。

在使用单个探头扫描患者的情况下，在观看回波图像时很难区分正常组织与伪影。需要在移动或改变探头的角度之后重新捕获和重新观看相同区域的图像。

在使用单个探头进行诊断的期间发现的另一问题是扫描较大器官(例如，肺、胎盘和肾脏)以及具有运动的器官(例如，心脏和胎儿)中的问题。由于单个探头的视场(FoV)有限，因此超声医师需要移动探头以更好地了解器官。在这样的诊断中最好具有较大的FoV。

在WO 2016/198413中认识到图像遮挡和图像质量的问题，该文献讨论了正在开发中的多探头阵列，特别是用于大面积经胸超声心动描记LATTE的多探头阵列。探头以彼此固定的关系布置，并且它们接收到的图像被组合以形成概览图像，或者被分开显示以从不同的观看方向示出相同器官的不同部分。WO 2016/198413中公开的超声成像装置旨在克服显示因被成像结构的取向而具有不同图像质量的那些图像的缺点，并且避免了对繁琐的手动成像优化的需求。该装置具有探头阵列和处理器，该处理器通过对由该阵列成像的解剖目标的表面的形状进行计算机化分割来确定每个探头与该解剖目标的空间关系，并且基于受空间关系影响的图像质量来选择来自探头的图像中的一幅或多幅图像。对于血流的多普勒成像，可以自动选择其轴最接近所观看的表面的法线的探头以提供图像。

US 2016/0030003A公开了使用被定位在患者的不同部分上的探头来提供不同身体部分的实时“同步”扫描并同时显示所有这些实时“同步”扫描。这是通过根据预设序列控制探头来实现的，例如对不同探头的扫描线进行时间交错以并行地采集各个图像帧，或者依次从不同探头获得整个图像帧。

US 2014/343429A1公开了一种超声成像系统，该超声成像系统包括被配置为对超声信号进行波束形成的波束形成器。波束形成器包括：输入部/输出部，其被配置为至少接收超声信号；第一超声探头连接器和第二超声探头连接器；以及开关，其将经由第一超声探头连接器和第二超声探头连接器同时接收到的超声信号同时路由到波束形成器，该波束形成器处理超声信号。