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1、10申请公布号CN104105449A43申请公布日20141015CN104105449A21申请号201280059236122申请日2012113061/565,79620111201US61/691,71720120821USA61B8/14200601G06T7/2020060171申请人毛伊图像公司地址美国加利福尼亚州72发明人DF施佩希特KD布鲁尔DM史密斯JR卡尔VN李BR里特兹74专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人王茂华54发明名称使用基于声脉冲和多孔多普勒超声的运动检测57摘要一种全场或“基于声脉冲”的多普勒超声成像的方法，其允许检测多普勒信号，该信号指示在成。
2、像场中任一点的运动反射体，而无需预先定义范围门。在各种实施例中，这些全场多普勒成像方法可以包括从发射孔发射多普勒声脉冲、用一个或多个分开的接收孔接收多普勒声脉冲的回波、检测多普勒信号和确定运动反射体的速度。在一些实施例中，该系统也提供通过基于由多个接收孔接收的回波数据求解一组联立方程来确定运动方向的能力。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014053086PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/0673412012113087PCT国际申请的公布数据WO2013/082455EN2013060651INTCL权利要求书4页说明书30页附图19页19中华人民共和国国家知识产权。
3、局12发明专利申请权利要求书4页说明书30页附图19页10申请公布号CN104105449ACN104105449A1/4页21一种进行多普勒超声的方法，所述方法包括从换能器阵列的多个换能器元件中选择发射孔；从所述发射孔发射未聚焦的超声信号到关心区域中；仅仅接收在第一接收孔上的所述未聚焦的超声信号的回波；在存储装置中储存所述接收的回波；对所述接收的回波进行波束成形，以便为所述关心区域内的多个反射体的每个反射体确定显示位置；从所述关心区域的所述接收的回波数据选择第一测试段；检测所述多个反射体的至少一个反射体的所述接收步骤的所述回波内的多普勒频移；确定所述第一测试段内的所述至少一个反射体的速度；和。
4、在图像中显示所述至少一个反射体的运动信息，其中所述运动信息部分地基于所述检测步骤和所述确定步骤。2根据权利要求1所述的方法，所述确定步骤还包括确定所述至少一个反射体在所述第一测试段内的运动方向。3根据权利要求1所述的方法，还包括选择第二测试段，其后为所述第二测试段内的所述多个反射体的至少一个反射体重复所述选择、检测、确定和显示步骤。4根据权利要求1所述的方法，还包括选择第二测试段，其中所述第二测试段是所述关心区域在所述第一测试段内的所述部分以外的部分。5根据权利要求1所述的方法，其中无需用于所述未聚焦的超声信号的预定义范围门，执行所述选择发射和接收步骤。6根据权利要求1所述的方法，其中在所述检。
5、测步骤之前执行所述波束成形步骤。7根据权利要求1所述的方法，其中在所述波束成形步骤之前执行所述检测步骤。8根据权利要求1所述的方法，其中基于所述关心区域内的像素位置来选择所述选择测试段步骤。9根据权利要求8所述的方法，其中基于与B模式图像和来自所述接收步骤的信息的相关性，由使用者人工执行所述选择测试段步骤。10根据权利要求1所述的方法，其中成像系统自动执行所述选择测试段步骤。11根据权利要求10所述的方法，还包括系统地评估所述关心区域内的每个测试段的步骤。12根据权利要求10所述的方法，还包括仅仅评估所述未聚焦的超声波信号的所述接收的回波内的每个测试段的步骤。13根据权利要求10所述的方法，还。
6、包括基于所述关心区域的同时期B模式图像和所述关心区域内关联的位置信息的计算机辅助检测分析来选择测试段的步骤。14根据权利要求7所述的方法，其中所述选择测试段的步骤部分地基于和所述目标区域内的关心深度范围相对应的时间范围。15根据权利要求7所述的方法，其中基于所述接收步骤中的所述信号之间的定时来权利要求书CN104105449A2/4页3执行所述选择测试段的步骤。16根据权利要求7所述的方法，其中通过评估所述关心区域内的全部测试段来执行所述选择测试段的步骤。17根据权利要求1所述的方法，还包括在与所述第一接收孔分开的第二接收孔上接收回波。18根据权利要求17所述的方法，还包括为到所述第一接收孔的。
7、声路径成像的每个像素和到所述第二接收孔的声路径成像的每个像素，计算调节系数。19根据权利要求18所述的方法，还包括通过将所述调节系数应用到所述确定步骤的结果来获得改进的速度测量。20根据权利要求18所述的方法，其中所述调节系数是L/COS/2，其中是用于使用所述发射孔的位置、被成像的每个像素的位置和所述第一接收孔和所述第二接收孔的每个的位置定义的角度的、发射器到反射体线和接收器到反射体线之间的角度。21根据权利要求19所述的方法，还包括为运动反射体结合从所述第一接收孔获得的经调节的速度测量与从所述第二接收孔获得的经调节的速度测量。22根据权利要求17所述的方法，还包括求解联立方程，其包括使用所。
8、述第一接收孔的位置和使用所述第一接收孔获得的速度测量以及所述第二接收孔的位置和使用所述第二接收孔的速度测量，以获得表示第一反射体的运动的方向和大小的速度矢量。23根据权利要求22所述的方法，还包括求解第二组联立方程，其包括使用所述第一接收孔的位置和使用所述第一接收孔获得的速度测量以及第三接收孔的位置和使用所述第三接收孔获得的速度测量，以获得表示第一反射体的运动的方向和大小的第二速度矢量。24根据权利要求23所述的方法，还包括对所述第一速度矢量和所述第二速度矢量求平均，以获得描述所述第一反射体的运动速度和方向的新的速度矢量。25根据权利要求1所述的方法，还包括使用来自第一声路径和不同的第二声路径。
9、的速度测量，为多个反射体计算多个第一速度矢量。26根据权利要求25所述的方法，为所述多个反射体执行每个所述速度矢量的求平均操作，以便为所述多个反射体确定运动主方向。27根据权利要求26所述的方法，还包括将颜色应用到与所述速度矢量沿着主运动轴的分量有关的所述多个反射体的每个非零速度反射体。28根据权利要求25所述的方法，还包括计算从所述第一声路径和第三声路径获得的多个第二速度矢量；并且对所述多个第一速度矢量和所述多个第二速度矢量求平均。29根据权利要求22所述的方法，还包括在所述求解联立方程的步骤之前应用调节系数。30根据权利要求1所述的方法，所述发射步骤还包括在选定频率下发射脉冲宽度超过大约七。
10、个周期的未聚焦的超声信号。31根据权利要求1所述的方法，所述发射步骤还包括发射频率低于用于B模式成像的频率的未聚焦的超声信号。32一种用多普勒超声进行成像的方法，包括从第一发射孔向运动对象发射未聚焦的半圆形第一超声波波前脉冲；权利要求书CN104105449A3/4页4在第一接收孔接收所述第一波前脉冲的回波；在第二接收孔接收所述第一波前脉冲的回波；和基于在所述第一和第二接收孔接收的回波，计算在一个或多个测试段的对象速度矢量。33根据权利要求32所述的方法，还包括为图像中的每个像素使用数据独立近似来计算最小对象速度。34根据权利要求33所述的方法，其中所述数据独立近似包括使第一测量速度值乘以第一。
11、角度的一半的余弦的倒数，所述第一角度由所述发射孔、第一测试段和所述第二接收孔定义。35根据权利要求32所述的方法，还包括通过基于多孔探针的几何结构求解一组联立方程，来计算所述运动反射体的速度和方向。36根据权利要求32所述的方法，还包括计算所述速度矢量的方向。37根据权利要求32所述的方法，还包括计算所述速度矢量的大小。38根据权利要求32所述的方法，其中通过用第一速度测量和第二速度测量的大小之和的一半来计算所述速度矢量的大小；所述第一速度测量沿着将所述第一接收孔、测试段和所述第二接收孔之间的角度平分的声路径进行；并且所述第二速度测量沿着从发射孔到测试段、到所述第二接收孔的声路径进行。39根据。
12、权利要求32所述的方法，还包括接收用户输入，所述用户输入指示所述运动对象的主运动轴。40根据权利要求39所述的方法，还包括显示至少一个颜色，以指示沿着所述指示的主运动轴的运动。41根据权利要求32所述的方法，还包括自动分析多个所测量的速度矢量，以识别至少一个主运动轴。42一种测量在关心区域内运动的对象的速度的方法，包括从第一发射孔发射未聚焦的半圆形的第一超声波波前脉冲；在第一接收孔接收所述第一波前脉冲的回波；存储所述接收的回波的同相值；存储所述接收的回波的正交值；和评估所述同相值和正交值，以确定所述关心的区域内对象相对于所述第一发射孔或所述第一接收孔的运动的大小和方向。43根据权利要求42所述。
13、的方法，其中所述发射孔和所述接收孔位于共同的换能器阵列上。44根据权利要求42所述的方法，还包括在与所述第一接收孔分开的第二接收孔接收所述第一波前脉冲的回波，并且存储所述接收的回波的同相值和正交值。45一种检测和显示用多孔超声波成像系统成像的对象的运动的方法，所述方法包括从多孔超声波探针的发射孔发射未聚焦的半圆形超声波脉冲的序列；用所述多孔超声波探针的接收孔分别接收来自所述序列的每个脉冲的回波；其中成像帧率等于在发射步骤中发射连续未聚焦的半圆形超声波脉冲的速率；权利要求书CN104105449A4/4页5从每个发射脉冲的所述回波形成完整图像帧的序列；分析连续图像帧中的差异，以检测所成像的对象的。
14、运动；和显示所述对象的图像并突出所述检测到的运动。46根据权利要求45所述的方法，其中所述突出包括将颜色应用到沿着主运动轴的运动。47一种生成指示运动的超声图像的方法，所述方法包括从非易失性数字存储装置取回第一数据组，所述第一数据包括发射孔的位置和定向信息；从非易失性数字存储装置取回第二数据组，所述第二数据组包括由发射的多普勒声脉冲信号的序列的回波引起的一系列回波大小值；基于第一组多普勒检测参数，检测所述第二数据组的至少一部分内的多普勒位移频率；基于第二组波束成形参数，确定至少一个运动反射体的位置，其中至少一个参数的值不同于获取所述回波数据的实况成像期的期间使用的值。48根据权利要求47所述的。
15、方法，其中所述第一组参数或所述第二组参数包括下列一个或多个发射孔定义、接收孔定义、测试段、主方向轴、表征快速运动值超过缓慢运动值的相对运动阈值，多普勒运动评估算法、声速假定、一个或多个加权因数、解卷积滤波值、匹配滤波值、校准数据值、或发射数据值。49根据权利要求47所述的方法，其中所述多普勒检测参数包括测试段定义、主方向轴定义、最小速度阈值和多普勒运动评估算法中的至少一个。50根据权利要求47所述的方法，其中所述波束成形参数包括声速值、加权因数、所应用滤波类型、探针校准数据和描述超声波发射信号的数据的至少一个。51一种进行多普勒超声的方法，包括将单个未聚焦的第一超声信号发射到目标对象中；接收所。
16、述单个未聚焦的第一超声信号的回波；和从所述单个未聚焦的第一超声信号的所述回波检测所述目标对象的至少两个分开区域中的运动。52根据权利要求51所述的方法，还包括在不使用被用于执行所述发射步骤的孔的情况下，执行具有一个或多个接收的所述接收步骤。53根据权利要求51所述的方法，还包括对所述接收的回波进行波束成形，以便为包含所述目标对象的关心区域内多个反射体的每个反射体确定显示位置。54根据权利要求51所述的方法，所述检测运动步骤还包括检测所述单个未聚焦的第一超声信号的所述接收的回波内的至少一个像素的多普勒频移。55根据权利要求51所述的方法，其中无需用于所述单个未聚焦的第一超声信号的预定义范围门，执。
17、行所述选择发射和接收步骤。56根据权利要求53所述的方法，其中在所述检测步骤之前执行所述波束成形步骤。57根据权利要求53所述的方法，其中在所述检测步骤之后执行所述波束成形步骤。权利要求书CN104105449A1/30页6使用基于声脉冲和多孔多普勒超声的运动检测0001相关申请的交叉引用0002本申请要求2011年12月1日提交的标题为“DOPPLERULTRASOUNDIMAGINGUSINGAMULTIPLEAPERTUREPROBE”的NO61/565,796的美国临时专利申请和2012年8月21日提交的标题为“ULTRASOUNDIMAGINGSYSTEMMEMORYARCHITEC。
18、TURE”的NO61/691,717的美国临时专利申请的权利，两者都通过参考合并于此。0003本申请涉及2007年10月1日提交的标题为“METHODANDAPPARATUSTOPRODUCEULTRASONICIMAGESUSINGMULTIPLEAPERTURES”的NO11/865501的美国专利申请，其现在为NO8007439的专利；2011年1月6日提交的标题为“IMAGINGWITHMULTIPLEAPERTUREMEDICALULTRASOUNDANDSYNCHRONIZATIONOFADDONSYSTEMS”的NO13/002778的美国专利申请，现在公开为NO20110178。
19、400A1；2010年4月14日提交的标题为“UNIVERSALMULTIPLEAPERTUREMEDICALULTRASOUNDPROBE”的NO12/760,375的美国专利申请，现在公开为NO20100262013A1；2010年4月14日提交的标题为“MULTIPLEAPERTUREULTRASOUNDARRAYALIGNMENTFIXTURE”的NO12/760,327的美国专利申请，现在公开为NO20100268503A1；2011年10月12日提交的标题为“MULTIPLEAPERTUREPROBEINTERNALAPPARATUSANDCABLEASSEMBLIES”的NO13。
20、/272,098的美国专利申请，现在公开为NO20120095347A1；2011年10月12日提交的标题为“CONCAVEULTRASOUNDTRANSDUCERSAND3DARRAYS”的NO13/272,105的美国专利申请，现在公开为NO20120095343A1；和2011年2月17日提交的标题为“POINTSOURCETRANSMISSIONANDSPEEDOFSOUNDCORRECTIONUSINGMULTIAPERTUREULTRASOUNDIMAGING”的NO13/029,907的美国专利申请，现在公开为NO20110201933A1。0004通过参考的合并0005本说明书。
21、中提到的全部公开和专利申请在相同程度上通过参考合并于此，如同每个个体公开或专利申请被具体且分别指示为通过参考合并地那样。技术领域0006本公开大体上涉及医学成像，并且尤其是涉及使用具有多孔的探针的多普勒超声成像。背景技术0007医学超声波中的多普勒法包括许多用于对血液流动进行成像和定量的相关技术。对于静止目标，对于每个发射的脉冲，从换能器传输的，从目标反射的，和返回到换能器的超声波脉冲的往返行程传播时间是相等的。在运动对象的情形中，连续回波描记返回关于发射脉冲将在不同时间到达。例如，在小于静止往返时间的间隔接收的回波描记返回可以表示反射体向TX/RX探针运动，而在比静止往返时间长的间隔接收的返。
22、回可以表示反射体远离TX/RX探针运动。这是众所周知的多普勒效应的结果，其也可以按照有关频率来描述。在频率域中，以比预期频率高的频率接收的反射信号可以表示反射体向发射器/接收器运说明书CN104105449A2/30页7动，而以比预期频率低的频率接收的反射信号可以表示反射体远离发射器/接收器运动。从这个信息，能够估算运动反射体的速度。0008常规的超声波或如本文中所使用的“基于扫描线”的超声波利用相控阵列控制器生成并操纵STEER大体上线性发射波形。为了生成B模式图像，这些线性波形或“扫描线”的序列可以被生成和操纵，以便跨关心区域进行扫描。沿着每个各自的扫描线接收回波。然后，个体扫描线可以被组。
23、合，以形成完整图像。0009因为常规的基于扫描线的超声波路径是定向的沿着扫描线的轴，所以仅仅沿着扫描线轴的运动生成多普勒运动运动信号。横贯扫描线的流动对使用这些常规方法而言是不可检测的，并因此常规多普勒法中获得的速度量值仅表示流速度矢量位于沿着发射/接收扫描线轴的分量。为了估算流速度矢量的真实量值，采用矢量多普勒法。这些方法依靠来自多个相交扫描线的数据，以估算流矢量和流速度矢量的方向。0010已经开发几种基于扫描线的多普勒方法，以呈现血流的不同方面。一般，流场的“空间成像”或者被称作“B模式”呈现或“扇形扫描”成像被用于定位血管，以测量其尺寸、并观察流结构。“流成像”在“双重”模式中结合回波描。
24、记成像使用，“双重”模式在覆盖图中结合两种类型的图像，回波描记振幅在灰度级中呈现而流速度以颜色来展现。0011声谱仪可以通过选择关心区域内部选定的小很多的样本体积来获得详细量化的流速度。能够被独立采样和处理的最小体积通过扫描线波束的轴向长度发射脉冲宽度和横向波束宽度成像平面内外给定。使用基于扫描线的多普勒法，这个小样本体积，也称作“范围门”、“多普勒门”或“多普勒范围门”，必须在多普勒超声信号的发射和接收之前由超声检查医师经由用户界面定义。用于预先定义多普勒范围门的这个要求意味着不定义新的范围门，就不可以确定位于预定义的范围门外的运动反射体，这可能需要进行单独的多普勒成像期。0012基于扫描线。
25、的多普勒成像也能够对基于扫描线的超声波成像系统内的B模式图像的帧率施加实质限制。基于扫描线的超声波成像系统的帧率是脉冲重复频率PRF，其由超声波在成像介质中往返传播的时间限制除以每帧的扫描线数目。典型的基于扫描线的超声波成像系统使用每帧大约64到大约192之间的扫描线。通常，8和32脉冲回波事件的整体被用于关心区域中每个多普勒扫描线。这些多普勒整体是对B模式扇形扫描的有效打断，得到比否则系统能够做到的更低的B模式帧率或者需要的每B模式帧的扫描线更少。发明内容0013在一个方面，提供了通过从换能器阵列的多个换能器元件选择发射孔来进行多普勒超声的方法。接着，从发射孔发射未聚焦的超声信号到关心区域中。
26、，然后仅在第一接收孔上接收未聚焦的超声信号的回波。也存在将所接收的回波存储在存储装置中的步骤。然后，存在下面的步骤对所接收的回波进行波束成形以便为关心区域内的多个反射体的每个确定显示位置。从关心区域的所接收回波数据选择第一测试段并且在多个反射体的至少一个接收步骤的回波内检测多普勒频移的步骤。也存在确定至少一个反射体在第一测试段内的速度的步骤。最后，存在在图像中显示至少一个反射体的运动信息的步骤，其中该运动信息部分地基于检测步骤和确定步骤。说明书CN104105449A3/30页80014该方法也可以可选地在确定步骤中包括确定第一测试段内至少一个反射体的运动方向的步骤。在该方法的一个方面，存在选。
27、择第二测试段，然后为第二测试段内的多个反射体的至少一个重复选择、检测、确定和显示的步骤。0015在还另一个方面，该方法也可以包括选择第二测试段，其中第二测试段是在第一测试段内的关心区域的部分以外的关心区域的部分。在一些实施例中，无需用于未聚焦的超声信号的预定义的范围门，执行选择发射和接收步骤。在一个方面，在检测步骤之前执行波束成形步骤。在另一个方面，在波束成形步骤之前执行检测步骤。在还其它方面，基于关心区域内的像素位置选定选择测试段步骤。更进一步，一些方面可以进行，由此用户基于用B模式图像和来自接收步骤的信息而人工执行选择测试段步骤。0016在一些额外的替换例中，成像系统自动执行选择测试段。在。
28、还另一个方面，可以包括系统地评估关心区域内每个测试段的步骤。这个步骤仅评估未聚焦的超声信号的接收回波内的每个测试段。在更进一步方面，存在基于同时发生关心区域的B模式图像和关心区域内关联位置信息的计算机辅助检测分析来选择测试段的步骤。在一些方面，基于在接收步骤中的信号之间的定时来执行选择测试段的步骤。在还其它方面，选择测试段的步骤部分地基于对应于目标区域内所关心深度范围的时间范围。更进一步，通过评估关心区域内的全部测试段来执行选择测试段的步骤。0017在还其它的额外实施例中，也存在接收在与第一接收孔分开的第二接收孔上的回波的步骤。在另一个替换例中，存在为由到第一接收孔的声路径成像的每个像素并且为。
29、由到第二接收孔的声路径成像的每个像素计算调节系数的过程。也可以提供通过将调节系数应用到确定步骤的结果获得改进的速度测量的方法。在一些方面，调节系数是1/COS/2，其中是用于使用所述发射孔的位置、所成像的每个像素的位置和所述第一接收孔和所述第二接收孔的每个的位置定义的角度的发射器到反射器线和接收器到反射体线之间的角度。在其他方面，存在为运动反射体，将来自所述第一接收孔获得的经调节的速度测量结果与来自所述第二接收孔获得的经调节的速度测量结果相结合的方法。在还其他方面，存在求解联立方程的方法，其包括使用所述第一接收孔的位置和使用所述第一接收孔获得的速度测量结果以及第二接收孔的位置和使用所述第二接收。
30、孔获得的速度测量结果，以获得表示第一反射体的运动的方向和大小的速度矢量。在其他方面，也存在求解第二组联立方程的方法，其包括使用所述第一接收孔的位置和使用所述第一接收孔获得的速度测量以及第三接收孔的位置和使用所述第三接收孔获得的速度测量，以获得表示第一反射体的运动的方向和大小的第二速度矢量。在另一个方面，也存在对所述第一速度矢量和所述第二速度矢量求平均的步骤，以获得描述所述第一反射体的运动速度和方向的新的速度矢量。0018在一些附加方面，也存在使用来自第一声路径和不同的第二声路径的速度测量结果为多个反射体计算第一多个速度矢量的方法。在一些方面，存在为所述多个反射体执行所述速度矢量的每个的平均操作。
31、的步骤，以便为所述多个反射体确定运动主方向。在一些方面，存在将颜色应用到与所述速度矢量沿着主运动轴的分量有关的所述多个反射体的非零速度的反射体的步骤。更进一步的替换例可以提供方法，用于计算从所述第一声路径和第三声路径获得的多个第二速度矢量；并且对所述多个第一速度矢量和所述多个第二速度矢量求平均值。在还其他实施例中，在求解联立方程的步骤之前也可以存在用于应用调节说明书CN104105449A4/30页9系数的附加步骤。在一些方面，发射的步骤可以包括在所选定频率发射脉冲宽度超过大约七个周期的未聚焦的超声信号，或者在另一方面，发射频率低于被用于B模式成像的频率的未聚焦的超声信号。0019在用多普勒超。
32、声成像的方法的附加替换方面，提供了从第一发射孔向运动对象发射第一未聚焦的半圆形超声波波前脉冲的步骤。接着，存在在第一接收孔接收第一波前脉冲的回波和在第二接收孔接收第一波前脉冲的回波。其后，存在基于在所述第一和第二接收孔接收的回波计算在一个或多个测试段的对象速度矢量的步骤。在一个方面，也存在为图像中的每个像素使用数据独立近似法来计算最小对象速度的过程。还其他方面提供数据独立近似法，其包括使第一测量速度值乘以第一角度的一半的余弦的倒数，所述第一角度由所述发射孔、第一测试段和第二接收孔定义。还其他替换例提供通过基于多孔探针的几何结构求解一组联立方程，来计算所述运动反射体的速度和方向。在一些示例性实施。
33、例中，也可以存在其他方面，用于计算速度矢量的方向，或计算速度矢量的大小。在一个方面，存在通过用第一速度测量和第二速度测量的数值的和的一半来计算所述速度矢量的数值；所述第一速度测量沿着将所述第一接收孔、测试段和所述第二接收孔之间的角度平分的声路径；并且所述第二速度测量沿着从发射孔到测试段、到所述第二接收孔的声路径。0020在还其他方面，存在接收用户输入的步骤，所述用户输入指示所述运动对象的主运动的轴。0021在还其他方面，提供了显示至少一个颜色的步骤，以指示沿着主运动的所指示轴的运动。另外，也可以存在用于自动分析多个所测量的速度矢量的这些方法的方面，以识别主运动的至少一个轴。0022在另一个替换。
34、的实施例中，提供了通过从第一发射孔发射第一未聚焦的半圆形超声波波前来测量对象在关心区域内运动的速度的方法。也存在下列步骤接收第一波前脉冲在第一接收孔的回波；存储所接收回波的同相值；存储所接收回波的正交值；和评估同相和正交值，以确定对象在关心区域内相对于第一发射孔或第一接收孔的运动大小和方向。在一个方面，发射孔和接收孔位于共同的换能器阵列上。在另一方面，也存在下述步骤在与所述第一接收孔分开的第二接收孔接收所述第一波前脉冲的回波，并且存储所述接收的回波的同相和正交值。0023在另一替换实施例中，提供了用多孔超声波成像系统检测和显示对象图像的运动的方法，其包括从多孔超声波探针的发射孔发射未聚焦的半圆。
35、形超声波脉冲的序列。也存在用所述多孔超声波探针的接收孔分别接收来自所述序列的每个脉冲的回波的步骤。在一个方面，存在成像帧率，其等于发射步骤中发射连续未聚焦的半圆形超声波脉冲的速率。方面也包括从每个发射脉冲的回波形成完整图像帧的序列、分析连续图像帧中的差异以检测成像的对象的运动的步骤，并且另外或替代地包括显示对象的图像和突出检测运动的步骤。在一些方面，该突出包括将颜色应用到沿着主运动轴的运动。0024在还另一个方面，存在生成指示运动的超声图像的方法，该方法通过从非易失性数字存储装置取回第一数据组，第一数据包括发射孔的位置和定向信息，并且从非易失性的数字存储装置取回第二数据组，第二数据组包括由所发。
36、射的多普勒声脉冲信号的序列的回波引起的一系列回波大小值。其后，存在基于第一组多普勒检测参数来检测所述第二数据组的至少步骤分内的多普勒位移频率的步骤。在一些方面，存在基于第二组波束成形参说明书CN104105449A5/30页10数来确定至少一个运动反射体的步骤，其中至少一个参数的值不同于获取所述回波数据的实况成像期间使用的值。在额外方面，第一组参数和第二组参数包括下列一个或多个发射孔定义、接收孔定义、测试段、主方向轴、表征快速运动值超过缓慢运动值的相对运动阈值，多普勒运动评估算法、声速假定、一个或多个加权因数、解卷积滤波值、匹配滤波值、校准数据值或传播数据值。在更进一步替换方面，多普勒检测参数。
37、包括测试段定义、主方向轴定义、最小速度阈值和多普勒运动评估算法的至少一个。在还其他额外方面，波束成形参数包括声速值、加权因数、所应用滤波类型、探针校准数据和描述超声波发射信号的数据的至少一个。0025在还另一额外或替换方面，提供了通过将单个未聚焦的第一超声信号发射到目标对象来进行多普勒超声的方法。接着，存在接收单个未聚焦的第一超声信号的回波的步骤。然后，存在从单个未聚焦的第一超声信号检测所述目标对象的至少两个分开区域中的运动的步骤。在一些方面，也可以存在执行具有一个或多个接收的所述接收步骤，而不使用被用于执行所述发射步骤的孔。还其他方面也可以执行所接收回波的波束成形，以便为包括所述目标对象的关。
38、心区域内多个反射体的每个确定显示位置。在还其他方面，也可以存在检测运动步骤，用于检测单个未聚焦的第一超声信号的所述接收的回波内的至少一个像素的多普勒频移。在另一方面，无需用于单个未聚焦的第一超声信号的预定义范围门，执行所述选择发射和接收步骤。在还另一方面，在检测步骤之前执行波束成形步骤。在还另一方面，在检测步骤之后执行波束成形步骤。0026在还另一方面，根据任何上述实施例提供了检测多普勒位移的方法，由此通过从回波波束成形图像在相关B模式图像上指定的任何测试段的位移从每个声脉冲或未聚焦的超声信号返回。其后，基于样本的序列在测试段为每个声脉冲评估多普勒频移。0027一种根据任何上述实施例的检测多普。
39、勒位移的方法，由此测试段在接收元件处声脉冲开始之后被指定为响应时间。其后，仅使用在每个接收器处的多普勒数据的检测的时间作为到用于多普勒的波束成形器的输入，然后根据方向和/或频率对波束成形的多普勒进行彩色编码。其后，在一个方面，存在将颜色信息叠加到B模式图像上的步骤。在一个替换的方面，代替直接使用多普勒检测的时间作为到用于多普勒的波束成形器的输入，而是使用多普勒检测时间选择原始回波段以用作到用于多普勒的波束成形器的输入，该方法进行。在更进一步方面，存在选择回波段的步骤，以便为得到图像的改进横向分辨率提供相干增加。0028应当理解，上面或本文中所述的任何上面实施例的方法可以被提供作为计算机可读指令。
40、或代码或者使用计算机可读指令或代码执行，该代码包括用于使用为这些操作和处理配置的软件、固件或硬件的一个或更多基于计算机超声信号处理系统执行的步骤。0029应当理解，上述说明性方面、实施例、替换例和步骤也可以被组合，以提供本文中上述的发明方法的更进一步的替换实施例。附图说明0030在随后的权利要求中详细阐述本发明的新颖特征。下列详细说明阐述了说明性实施例，其中利用本发明的原理，通过参考下列详细说明和附图，将获得本发明的特征和优点的更好理解，其中说明书CN104105449A106/30页110031图1是流程图，说明用于使用基于声脉冲多普勒超声成像技术检测运动的过程的实施例。0032图2是流程图。
41、，说明用于使用基于声脉冲多普勒超声成像技术检测运动的过程的另一个实施例。0033图3是包括多个换能器阵列的多孔超声波探针的截面图。0034图4是具有单个连续曲线1D、15D、2D或CMUT换能器阵列的超声波探针的截面图。0035图5是基于声脉冲PINGBASED的波束成形技术的实施例的示意图。0036图6是基于声脉冲的波束成形技术的第二实施例的示意图。0037图7是说明多普勒子系统的实施例的方框图。0038图8是包括许多接收元件且仅有单个发射元件的超声波换能器阵列的示意图。0039图9A是从多普勒声脉冲接收的同相回波的振幅对时间图。0040图9B是从多普勒声脉冲接收的正交回波的振幅对时间图。0。
42、041图10是在任一端具有发射元件且包括许多接收元件的阵列的超声波探针的示意图。0042图11是超声波探针的示意图，所述探针具有两个包括被分为两个分开的孔的许多接收元件的换能器阵列。右手孔被示为具有至少一个发射元件。0043图12是多孔探针，其包括具有至少一个指定的发射元件的水平换能器阵列和相对于第一阵列成角度放置的第二元件阵列。0044图13是多孔探针，其包括具有至少一个指定发射元件的水平阵列。第二和第三元件阵列被放置在水平阵列的任一侧上，并且被示为相对于第一阵列成角度地定向。0045图14是流程图，说明用于使用数据独立近似因数来估算运动反射体速度的过程的实施例。0046图15是多孔成像方案。
43、的示意说明。0047图16是流程图，说明用于使用多孔超声成像探针来获得二维速度矢量的过程的实施例。0048图17是示出使用图12的系统的多普勒速度测量过程的一个实施例的方面的示意说明。0049图18是示出多普勒速度测量过程的实施例的方面的示意图。0050图19是说明超声波成像系统的部件的方框图。0051图20是流程图，说明用于使用基于声脉冲成像系统在无需检测多普勒位移的情况下检测运动的过程的实施例。0052图21是流程图，说明用于重新处理所存储的多普勒原始回波数据的过程的实施例。具体实施方式0053本文中描述的方法和装置解决今日多普勒超声技术中的许多问题。使用常规基于扫描线的多普勒，超声检查医。
44、师面临的是试图满足下述相冲突的要求定位超声探针以获得最佳B模式图像，以及定位所述探针以使扫描线波束与血管中的血流对准。常规多普勒说明书CN104105449A117/30页12的第二个问题是，多普勒的视场必然受到预定义的多普勒范围门的限制，以致于在选定扫描线上的脉冲重复频率高到足以对多普勒频率敏感。0054本文中所描述的方法和系统的一些实施例使用基于声脉冲的多普勒成像技术，其中具有相对长的脉冲长度多普勒声脉冲的未聚焦的半圆形或圆柱形超声波脉冲被用于声照射INSONIFY每个多普勒声脉冲中的全部视场，以便能够在B模式视场中的任何地方检测到多普勒频率，而无需预先限定多普勒范围门。此外，能够检测运动。
45、反射体的速度和方向，而无需将探针相对于运动方向对准。在一些实施例中，使用多孔超声波探针可以进一步允许对二维运动矢量的检测。多孔的基于声脉冲的多普勒和B模式成像的各种实施例可以同时提高B模式图像的横向分辨率和多普勒速度估算的准确度。0055使用常规的基于扫描线的多普勒成像，一般通过发射聚焦的扫描线波束并用沿着同一扫描线聚焦的接收器来接收回波，而产生脉冲多普勒信号。使用这些系统，在发射和接收超声信号之前，必须沿着扫描线定义范围门，以便定义将在其中检测运动信息的关心区域的深度。从范围门内采样回波的样本，同时沿着同一扫描线发射连续脉冲。然后，这些样本被评估，以检测指示运动的多普勒频率。0056在美国专。
46、利NO8,007,439和美国专利申请公开NO申请20100262013A1；20100268503A1；和20110201933A1中示出并描述使用多孔探针的超声波成像系统。下面的实施例提供用于执行多普勒速度测量和利用多孔探针进行成像的方法和系统，以及诸如在本申请人上述专利申请中和本文中附图和说明书中示出并描述的系统。0057尽管本文中参考各种人体结构的超声波成像描述了各种实施例，但应当理解，本文中所示且所描述的许多方法和器件也可以被用于其他应用，诸如成像和评估非解剖结构和对象。例如，本文中所述的超声波探针、系统和方法可以被用于各种机械对象、结构对象或材料，诸如焊缝、管道、梁、板、压力容器、。
47、分层结构等，的无损试验或评估。此外，用于评估成像对象或物质的运动或速度的系统和方法的各种实施例也可以被用于非医学场景，诸如测量移动通过管、压力容器或其他流体载体导管或容器的流体的速度。因此，本文中对医学或解剖结构成像目标诸如血液、血管、心脏或其它器官的参考仅仅被提供作为可以使用本文中所述的各种仪器和技术来成像或评估的近乎无限种类的目标的非限制实例。0058对基于声脉冲的多普勒超声波技术的介绍0059本文中参考附图描述的各种实施例提供了系统和方法，其用于使用基于声脉冲的多普勒成像和基于声脉冲的B模式成像技术来检测、评估和表征运动对象的速度。如下面将更详细描述的，一些实施例还提供了用具有多孔超声波。
48、探针和基于声脉冲的成像技术的组合的进一步优点，下面将更详细地描述这样的成像技术。0060当使用基于声脉冲的超声波成像技术时，可以发射声脉冲后从返回到接收换能器元件的反射体回波收集定时信息和频率信息两者。可以通过基于声脉冲的波束成形过程如本文中其它地方或上面参考的本申请人在先申请中所述的从定时信息确定回波的位置，同时可以通过应用多普勒原理从频率信息确定运动反射体的速度。因此，声照射区域内每个反射体的位置和速度都可以从单个发射声脉冲确定。可以通过结合从多个声脉冲获得的信息，可以提高准确度和解析度。0061参考图1和2，现在将提供基于声脉冲和基于声脉冲的多孔运动检测过程的一些实施例的概述。下面参考将。
49、额外的图在随后的段落中提供各种工序的进一步细节和实施说明书CN104105449A128/30页13例。0062图1说明了基于声脉冲的多普勒运动检测/成像过程10的实施例，其中成像系统可以自动循环经过多个空间上定义的“测试段”，以便识别包含运动反射体的所关心的声照射区域的段。在一些实施例中，对应于最终图像的每个像素的回波数据可以作为单独的测试段而被处理。图1的过程可以开始于发射TX孔12的选择。理想的发射孔将是提供关心区域的无阻碍视野即，不被肋骨或其它障碍物阻碍的孔。在各种实施例中，适当的TX孔如下所述可以通过自动化过程或人工过程来选择。0063一旦TX孔被选定12，那么第一多普勒声脉冲可以被发射14到所关心的区域中。可使用一个或多个接收孔取决于被使用的探针的构造和是否如下将述地使用二维多普勒检测来接收16第一多普勒声脉冲的回波。可以为每个接收换能器元件单独存储18接收回波。在一些实施例中，通过每个接收孔接收的回波可以被存储在两个或更多单独的数据流18中。第一数据流可以表示同相回波，并且第二数据流可以表示“正交”回波，该“正交”回波表示在相对于同相数据等于大约90度RC/2弧度的时间延迟处采样的相同的所接收波形。在其他实施例中，可以通过其它方法实现类似结果，诸如对所接收的回波数据流进行重复取样。替代地，也可以使用不同于90度的延迟。在一些实施例中，如果处理硬件足以处理回波数。