[发明专利]用于产生血管内图像的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2014年4月21日递交的美国非临时专利申请 14/257,496的优先权，其是在2013年9月26日递交的美国专利申请系列号 14/037,683的延续部分，故以引用方式将其中的每个的全部内容并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及用于产生血管内图像的系统和方法。

背景技术

血管内超声(IVUS)是用于对动脉粥样硬化和其他血管疾病和缺陷进 行成像的重要的介入诊断模态。在流程中，通过导丝将IVUS导管穿入血管， 并且使用超声回波采集动脉粥样硬化斑块和周边区的图像。

通常使用的有两种类型的IVUS导管，机械/旋转IVUS导管和固态导 管。固态导管(或相控阵)没有旋转部件，但是代替包括换能器元件的阵 列。相同的换能器元件能够被用于，基于换能器元件所述操作方式，产生 不同类型的血管内数据。例如，相同的换能器阵列可以被用于生成血管内 结构-图像数据，以及通过改变元件的操作来生成流数据。

以这种方式使用单组换能器元件来采集多类型数据的问题是当换能器 以双成像模式或多成像模式操作时，减少了来自任何一种类型的数据的采 集帧速率。例如，对于双成像情况，当换能器仅仅正在采集图像数据时， 针对较高频率的设备以大约每秒20至30帧能够采集数据。然而，如果同 一组换能器被用于采集图像和流数据两者，并且以不同方式采集图像和流 数据，图像数据的采集帧速率下降到低至每秒12至15帧。对于以每秒10 帧的速率生成图像数据的IVUS导管(例如，较低频率设备)，添加流功能 使帧速率下降，以至于低至每秒4至5帧。降低采集帧速率增加了收集帧 的采样时间并且导致更低的时间分辨率图像，其增加了如果正在执行自动 撤回以探询血管，操作者将错过在血管或植入血管内设备(例如，支架) 的缺陷的可能性。

发明内容

本发明提供，当单组血管内超声(IVUS)换能器元件被用于采集对于 每个成像模式不同的多于一组的血管内数据时，补偿采集帧速率的减少的 系统和方法。本发明的各方面通过修改IVUS换能器元件操作以补偿当单组 IVUS换能器元件以双采集模式操作时发生的采集帧速率的总体减少的方 式来实现。

在特定方面中，本发明提供用于产生血管内图像的系统，所述系统包 括中央处理单元(CPU)和被耦合到CPU的用于存储指令的存储器。所述 指令，在由CPU运行时，令在血管内超声设备中的换能器生成多个不同类 型的数据，每种类型的数据基于换能器的不同操作方式。指令额外地令CPU 关于数据类型中的一种调节其操作方式，以便令换能器生成对于一种类型 数据的经修改的数据。然后CPU接收所述经修改的数据，并且显示包括所 述经修改的数据的血管内图像。

在特定方面中，本发明提供用于产生血管内图像的方法，所述方法涉 及令换能器生成多个不同类型的数据，每种类型的数据基于换能器的不同 操作方式。所述方法额外地涉及针对数据类型中的一种调节换能器的所述 操作方式，以便令换能器生成对于一种类型数据的经修改的数据。所述方 法额外地涉及接收所述经修改的数据，并且显示包括所述经修改的数据的 血管内图像。

具有用于调节换能器操作的许多技术。例如，一些方法涉及调节对于 至少一种类型的数据的孔径尺寸。例如，用于采集图像数据的传统采集序 列可以涉及开动单一换能器元件，并且在相同元件或相同孔径内的不同相 邻元件上接收。换言之，用于发射或接收的有效孔径尺寸是一个元件。调 节的孔径尺寸将涉及在同一时间用两个或更多相邻换能器元件开动和/或接 收。增加关于发射的孔径尺寸增加了声学输出强度，因此具有更强进的输 出，并且增加关于接收的孔径尺寸增加了接收敏感度。这具有增加原始信 噪比(SNR)的益处，并且因此提高了图像质量。当单组血管内超声(IVUS) 换能器元件被用于采集对于每个成像模式不同的多于一组的血管内数据 时，提高的图像质量能够补偿采集帧速率的减少。