[发明专利]在管腔内医学超声成像中针对患者接口模块（PIM）的动态资源重新配置

说明书

提供了超声图像设备、系统和方法。一种管腔内超声成像系统包括与管腔内成像设备通信的患者接口模块(PIM)，所述管腔内成像设备包括超声成像部件，所述PIM包括第一可重新配置逻辑块、配置存储器以及处理部件，所述第一可重新配置逻辑块包括由第一可重新配置互连元件互连的第一多个逻辑元件，所述配置存储器被耦合到所述第一可重新配置逻辑块，所述处理部件被耦合到所述配置存储器，所述处理部件被配置为：检测与所述PIM通信的所述管腔内成像设备的设备属性；并且基于检测到的设备属性将第一配置或第二配置中的至少一项加载到所述配置存储器，以配置所述第一可重新配置互连元件中的一个或多个第一可重新配置互连元件，使得所述第一多个逻辑元件被互连以与所述超声成像部件通信。

技术领域

本公开内容总体上涉及管腔内成像设备，特别涉及为患者接口模块(PIM)提供可重新配置的硬件资源。例如，PIM能够包括现场可编程门阵列(FPGA)，该FPGA能够与各种管腔内成像设备接口连接并且控制各种管腔内成像设备。FPGA能够包括可重新配置的逻辑块，该逻辑块能够基于对管腔内设备的设备属性的检测而被动态地重新配置为与管腔内成像设备通信。

背景技术

血管内超声(IVUS)成像在介入心脏病学中被广泛用作诊断工具，用于评估人体内的病变血管(例如，动脉)以确定处置需求，引导介入和/或评估其有效性。包括一个或多个超声换能器的IVUS设备进入血管并被引导到要成像的区。换能器发射超声能量以创建感兴趣血管的图像。超声波被组织结构(例如，血管壁的各个层)、红细胞和其他感兴趣特征引起的不连续性部分反射。反射波的回波被换能器接收并传递到IVUS成像系统。成像系统处理接收到的超声回波，以产生其中放置有设备的血管的横截面图像。IVUS成像能够提供腔体和血管大小、斑块面积和体积以及关键解剖界标位置的详细准确的测量结果。IVUS成像允许医生评价病灶的大小，基于所评价的病灶的大小来选择处置设备(例如，支架)，以及随后的评价处置成功。

当今普遍使用两种类型的IVUS导管：旋转式IVUS导管和固态IVUS导管。对于典型的旋转式IVUS导管，单个超声换能器元件被定位在柔性驱动轴杆的尖端，该柔性驱动轴杆在被插入感兴趣血管的塑料护套内部旋转。换能器元件被定向为使得超声波束大体上垂直于设备的轴线传播。充满流体的护套保护血管组织免受旋转的换能器和驱动轴杆的伤害，同时允许超声信号从换能器传播到组织中和从组织传播回到换能器。当驱动轴杆旋转时，换能器会被高压脉冲周期性激励，以发射短促的超声脉冲。然后，同一换能器监听从各种组织结构反射的回波。IVUS成像系统根据在换能器旋转一圈期间产生的脉冲/采集周期的序列对血管横截面的二维显示进行整合。

固态IVUS导管承载超声成像组件，该超声成像组件包括围绕其周缘分布的超声换能器的阵列以及邻近该换能器阵列安装的一个或多个集成电路控制器芯片。固态IVUS导管也被称为相控阵IVUS换能器或相控阵IVUS设备。控制器选择个体换能器元件(或元件组)以发射超声脉冲并接收超声回波信号。通过逐步执行发射-接收对的序列，固态IVUS系统能够合成机械扫描超声换能器的效果，但没有移动零件(因此被称为固态)。由于没有旋转的机械元件，因此能够将换能器阵列放置在与血液和血管组织直接接触的位置，从而使血管损伤的风险降至最低。

不同的临床应用可能需要不同类型的IVUS导管或不同的成像模式。在其他实例中，在临床流程期间可能需要不同类型的IVUS导管或不同的成像模式。不同类型的IVUS导管可以使用不同的通信协议来传送命令、状态和数据。不同的通信协议可以使用不同数量的通信信号线(例如，电线)。不同类型的IVUS导管可以以不同的电压电平来传送模拟信号。不同的成像模式(例如包括成像分辨率、B模式成像、脉冲多普勒、连续多普勒)可能对于超声波发射和超声回波接收需要不同的触发信号。