[发明专利]用于超声体积流量测量的三维彩色多普勒

说明书

超声诊断成像系统用于测量体积流量。以双平面模式操作的超声探头用于在第一多普勒图像中在长轴视图中采集血管，并且在第二多普勒图像中在横向视图中同时采集血管。体积流量是根据血管的横向视图计算的。第二图像的平面与第一图像的多普勒角度对齐，使得针对第一图像确定的角度校正能够用于在体积流量计算中的角度校正。

技术领域

本发明涉及医学诊断超声系统，并且特别涉及产生通过心脏或血管的血液的体积流量的量化测量结果的超声系统。

背景技术

长期以来，一直使用超声来利用多普勒原理评估心脏和脉管系统中的各种血流参数。基本的多普勒响应是流速，能够使用流速来进一步确定血流的额外特性。心脏病专家感兴趣的一个特性是通过血管的血液的体积流量。早期的估计体积流量的努力包括将血流的平均速度的测量结果乘以血管的标称横截面积。然而，由于需要进行某些估计，这些早期的努力存在缺陷。一个缺陷是血管管腔是圆形的。另一个缺陷是根据单次多普勒测量或对频谱多普勒数据的定性评估来估计平均速度。速度测量还必须针对超声波束方向与流动方向之间的角度进行校正。又一个考虑因素是存在狭窄时的层流概况。

由于动脉血流的搏动，使情况变得进一步复杂。虽然静脉流量基本恒定，但是动脉流量在心动周期中不断变化。因此，标准技术常常缺乏用户独立性和可重复性。3D超声的出现缓解了这些需求中的一些需求，以评估流动条件，特别是其采集体积血流信息的能力。借助3D成像，能够对整个血管管腔进行成像，并且采集3D图像数据集的序列以供以后的重放和诊断。当在数据集中采集到血管中的完整体积流量的数据时，能够在采集后诊断期间检查图像数据以评估流量概况。在多平面重建(MPR)中，能够从3D数据中提取不同的2D图像平面，使得能够检查通过血管的期望取向的图像平面。因此，三维成像解决了对于2D流量估计来说有问题的许多静态成像挑战。然而，采集三维多普勒数据能够要求大量时间，从而降低了分析体积流量的时间准确度。因此，期望开发更鲁棒的技术以在存在流动脉动和不规律心跳的情况下准确评估体积流量。还期望提高多普勒角度测量的准确度和可靠性，从而改善多普勒流速值的准确度。

发明内容

根据本发明的原理，描述了一种使用3D成像探头进行体积流量测量的诊断超声系统。探头优选是以双平面模式操作的二维矩阵阵列探头。操纵成像平面中的一个成像平面以采集要测量其中的体积流量的血管的长轴视图。另一双平面图像的平面与第一图像的波束方向对齐，并且在横向视图中以倾斜方式对目标血管进行成像。纵向视图图像的波束方向和在长轴视图中看到的流动方向因此确定了用于对从横向图像获得的速度值进行多普勒角度校正的多普勒角度。多普勒数据采集速率相对较高，因为只需要采集两幅平面图像而不是采集完整的3D体积。并且，多普勒角度校正是直接从针对纵向图像找到的多普勒角度进行的。因此能够以高准确度和可重复性使用已知的体积流量测量方法，例如，高斯表面积分方法。

在本发明的方法中，超声诊断成像系统用于进行超声检查以测量体积流量。利用适于以双平面模式操作的超声探头执行扫描，以在长轴视图中采集目标血管的第一多普勒图像。利用处于双平面模式的超声探头执行扫描，以在与第一图像的多普勒角度对齐的图像平面中的目标血管的横向视图中同时采集第二多普勒图像。同时显示这两幅图像。根据多普勒波束方向和第一多普勒图像的流动方向执行角度校正。使用根据第一多普勒图像确定的角度校正来根据第二多普勒图像的数据计算体积流量。

附图说明

在附图中：

图1图示了使用具有均匀声处理的脉冲多普勒来采集多普勒数据以用于体积流量评估。

图2a和图2b图示了使用高斯表面积分方法来采集多普勒数据以用于体积流量评估。

图3图示了将来自高斯表面采集的多普勒数据投影到二维图像平面上以用于量化体积流量。

图4图示了通过横向彩色多普勒方法来采集多普勒数据以用于体积流量评估。

图5图示了来自2D阵列换能器的双平面图像平面的投影。