具有曲线描迹的超声矢量流成像（vfi）的制作方法
【技术领域】
[0001] 下文总体上涉及超声成像，更具体而言，涉及一种具有曲线描迹的超声速度流成 像（VFI)。
【背景技术】
[0002] 彩色血流图（CFM)是一种以组合的B和CFM双工模式对血管内部血流进行估计和 可视化的方式。CFM图像覆盖等同于B模式图像的全部视场，或者用户使用超声系统的图形 用户界面（GUI)来放置框，以指示感兴趣区域（R0I)。令人遗憾的是，CFM仅示出了血流是 朝向还是远离换能器的相对血流信息。因此，它不能示出绝对流向或绝对速度。
[0003] 为了获得关于血流的定量信息，已经将频谱多普勒（D)成像与B模式和CFM成像 一起使用。通常，频谱多普勒成像以实时更新2D频谱图像（spectrogram image)的形式显 示关于接收到的血流多普勒漂移频率的功率谱密度的信息。显示器同时与频谱图一起显示 B模式图像和D模式信息。频谱图已经是由沿y轴的多普勒频移和沿x轴的时间来定义的。 频谱图中每个像素的强度表示信号功率，并且取值范围由颜色或灰度级条来指示。
[0004] 具有自动速度曲线描迹的频谱多普勒成像已经被用于测量作为时间的函数的平 均速度和最大速度。通常，自动速度曲线描迹自动地测量这些参数，并经由显示器上的曲 线，例如叠加于频谱图上方绘制测量结果。能够通过识别频谱图的外观和扫描器产生的多 普勒音频的声音来间接获得信息，诸如血流的性质（例如，其复杂性、退行血流水平、紊流 水平等）。用户还可以测量通过脉管的体积流量。
[0005] 例如，用户首先利用B模式和CFM模式的探头来扫描感兴趣的血管。接下来，用户 利用自动速度曲线描迹来激活D模式。用户然后在血管处放置多普勒门。在定位探头以获 得通过感兴趣血管的扫描规划时，用户将具有多普勒门的轴向扫描线放置穿过脉管。然后 根据从该多普勒门接收到的数据形成频谱图。为了获得沿频谱图中的y轴的速度信息而 不是多普勒漂移频率，用户必须要通过指示血管和血流的大致方向来设置射束与血流之夹 角。
[0006] 为了在所得的速度估计值中实现可接受的精度，这个角度一直小于或等于六十度 (60° )。用户然后调节多普勒门的尺寸以覆盖脉管的截面。用户然后稳定探头并针对至少 两次心跳采集数据。用户然后停止或暂停扫描并激活体积流量估计。用户然后在多普勒门 所在的B模式图像上手动地测量脉管的横截面或直径，并且系统基于针对用户选定截面的 平均速度曲线踪迹来计算体积流量的估计值和频谱图的估计值，并显示测量区域的结果。
[0007] 令人遗憾的是，同时使用B模式、CFM模式和D模式成像的以上过程会是复杂且繁 重的。
【发明内容】
[0008] 本申请的各方面解决了上述问题和其他问题。
[0009] 在一个方面中，一种超声成像系统包括速度处理器，其处理表示流经管状对象的 结构的超声数据并基于所述超声数据来生成指示流经管状对象的结构的矢量流成像信息。 所述矢量流成像信息包括轴向速度分量信号和侧向分量信号，并且所述轴向分量信号和所 述侧向分量信号指示流经所述管状对象的结构的方向和速度。所述超声成像系统还包括流 体参数处理器，所述流体参数处理器基于所述矢量流成像信息来确定至少一个流体参数并 生成指示所述至少一个流体参数的信号。
[0010] 在另一个方面中，一种方法包括：处理表示流经管状对象的结构的超声数据；并 且，基于所述超声数据来生成指示流经管状对象的结构的矢量流成像信息。所述矢量流成 像信息包括轴向速度分量信号和侧向分量信号，所述轴向分量信号和所述侧向分量信号指 示流经所述管状对象的结构的方向和速度。所述方法还包括基于所述矢量流成像信息来确 定至少一个流体参数并生成指示所述至少一个流体参数的信号。
[0011] 在另一个方面中，一种计算机可读存储介质上编码具有计算机可读指令。所述计 算机可读指令在由处理器执行时，令处理器：处理表示流经管状对象的结构的超声数据并 基于所述超声数据来生成指示流经管状对象的结构的矢量流成像信息。所述矢量流成像信 息包括轴向速度分量信号和侧向分量信号，并且所述轴向分量信号和侧向分量信号指示流 经所述管状对象的结构的方向和速度。所述计算机可读指令在由处理器执行时，进一步令 处理器：基于所述矢量流成像信息来确定至少一个流体参数并生成指示所述至少一个流体 参数的信号。
[0012] 本领域技术人员在阅读并理解了说明书的情况下将认识到本申请的其他方面。
【附图说明】
[0013] 本申请是通过举例方式例示的，并非受到附图中各图的限制，在附图中，类似附图 标记指示类似元件，并且其中：
[0014] 图1示意性图示了包括速度处理器和流体参数处理器的范例超声成像系统；
[0015] 图2图示了所发射超声信号的轴向速度分量和侧向速度分量；
[0016] 图3图示了图形用户界面，其至少显示了B模式图像、叠加于其上的矢量流成像信 息、以及至少一个所确定的流体参数相对于时间的图表；
[0017] 图4图示了带符号平均速度流体参数相对于时间的范例图表；
[0018] 图5图示了带符号最大速度流体参数相对于时间的范例图表；
[0019] 图6图示了带符号平均体积流量参数相对于时间的范例图表；
[0020] 图7图示了带符号时间均值平均体积流量参数相对于时间的范例图表；
[0021] 图8图示了带符号心搏体积参数相对于时间的范例图表；以及
[0022] 图9图示了用于确定矢量流成像信息和来自其的流体参数的范例方法。
【具体实施方式】
[0023] 下文描述了用于具有自动曲线描迹的超声VFI成像的方式。在一种情况下，这种 方式提供了血流一般性质的直接可视化，并自动计算速度和/或体积流量曲线踪迹信息， 这样减少使用频谱多普勒来确定这种信息，其能够简化用户与扫描器的交互。
[0024] 图1示意性图示了范例超声成像系统100。系统100包括经由适当的有线和/或 无线接口与控制台104接口连接的换能器阵列102。
[0025] 换能器阵列102将电信号转换成超声压力场，反之亦然。更具体而言，换能器阵列 102包括被配置为发射超声信号并接收回波信号的一个或多个换能器元件的阵列。适当阵 列的范例包括128、192和/或其他元件阵列，包括矩形阵列。阵列能够是线性的、弯曲的和 /或其他形状的，完全填充、稀疏和/或其组合等。
[0026] 控制台104包括发射电路106和接收电路108。
[0027] 发射电路106生成一组脉冲（或脉冲信号），其经由硬线和/或以无线方式被传输 到换能器阵列102。一组脉冲激励换能器阵列102的一组换能器元件，令被激励的换能器元 件向检查或扫描视场中发射超声信号。在一种情况下，发射的超声信号贯穿流经扫描视场 中的管状结构的一部分的结构，例如，流经扫描视场中的血管的一部分的血细胞。
[0028]接收电路108接收响应于发射的超声信号（例如，响应于贯穿诸如扫描视场中的 感兴趣区域中脉管和/或器官细胞的一部分中流动的血液的结构和/或其他结构的超声 场）生成的一组回波（或回波信号）。
[0029] 控制台104还包括射束形成器110,其通过向回波施加时间延迟、对回波进行加 权、对经延迟和加权的回波求和和/或通过其他方式对接收到的回波进行射束形成、创建 RF射束数据来处理回波。对于VFI而言，射束形成器110产生至少一个射束来估计轴向速 度分量（Vz) 202,所述轴向速度分量沿传播射束的方向206延伸，以及至少两个射束来估计 侧向速度分量（Vx) 204,所述侧向速度分量延伸贯穿到轴向速度分量（Vz) 202,如图2中所 不。
[0030] 控制台104还包括对经射束形成的扫描线进行预处理的预处理器112。适当的预 处理包括，但不限于回波消除、壁滤波、基带处理、求均值和十中抽一和/或其他与VFI成像 和/或其他成像相关联的功能。预处理器112输出经过经预处理的数据或超声数据。接收 电路108、射束形成器110或预处理器112中的两个或更多能够被认为是处理电路。
[0031] 控制台104还包括对经预处理的数据进行处理的图像处理器114。对于B模式成 像而言，这可以包括，例如，包络线检测、对数压缩和/或其他处理。图像处理器114还可以 处理扫描线以降低散斑和/或改善镜面反射器轮廓，和/或执行其他处理，诸如FIR和/或 IIR滤波等。
[0032] 图示的控制台104还包括任选的频谱处理器116,其也对经预处理的数据进行处 理，但生成频谱数据，例如频谱图和/或其他频谱数据。在一种变体中，从超声成像系统100 省略任选的频谱处理器116。
[0033] 速度处理器118也对经预处理的数据进行处理，生成矢量流成像信息。在一种情 况下，这包括生成轴向速度分量和侧向速度分量。通常，轴向速度分量和侧向速度分量指 示视场中的流动结构的方向和速度。在2001年11月9日提交的，题为"Es