CN101273904A - 用于在多维超声中测量流的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在多维超声中测量流的方法和设备。提供了用于估计超声数据集内的流速度的一种方法和系统。取样容积门186被定义在二维(2D)图像180上。该2D图像180基于超声数据集。在彼此正交的第一和第二维188，190上在取样容积门186内检测流的频谱多普勒速度估计。基于该多普勒速度估计确定该取样容积门186内的流的真实速度估计。

Description

用于在多维超声中测量流的方法和设备
技术领域
本发明一般涉及超声成像，并且更特别地，涉及在超声数据内测量流(flow)。
背景技术
传统的超声系统经常使用测量血液或组织速度的标准多普勒技术来估计血流、组织运动和/或应变速率。然而，这些技术是受限制的，因为只有沿着视线定向的多普勒速度分量可以被测量。在许多二维成像情形中，例如彩色流成像(colorflow imaging)和组织速度成像，视线限制被忽视，这主要是由于在具有不同多普勒角度的二维空间内的不同位置。这样在这些情形中，通常只使用相对速度比率和运动方向，以及使用脉冲多普勒获得更多定量信息。在脉冲多普勒中，取样容积可以在空间内限定唯一的点，并且用户可以指定流方向或角度来补偿多普勒角度的影响。即使那样，在高程平面(elevational plane)中，或垂直于成像(方位)平面的流速度分量被忽略掉。
一种称为三角测量的过程已经被用于消除基本的视线限制。在成像平面中使用两个不同的角度询问取样容积，这样提供一种计算二维速度分量的机制以便更好地量化流速度。可以通过使用两个分离的转向角顺序地发射和接收来采集数据，这样减少整体帧频，或通过把超声探头的换能器(transducer)元件分成以两个分离的角度同时发射和接收的分离孔径。虽然这种方法解决了成像平面中测量的流速度，当并没有解决仰角平面(elevational plane)中的第三速度分量。
因此，在容积内流的分析是受限制的，因为在当前成像平面之外的流速度分量无法确定。
发明内容
在一个实施例中，一种用于在超声数据集内估计流速度的方法包括在二维(2D)图像上定义取样容积门。该2D图像基于超声数据集。在相互正交的第一和第二维中检测取样容积门内的流的频谱多普勒速度估计。在该取样容积门内的真实流速度估计基于该频谱多普勒速度估计而确定。
在另一个实施例中，一种超声系统包括具有二维定位的换能器元件的2D探头。该探头采集超声数据集。显示器基于该超声数据集显示2D图像。用户输入在2D图像上定义取样容积门，并且该取样容积门定义该超声数据集的一部分。处理器在相互正交的第一和第二维上在取样容积门内的超声数据上执行多普勒速度计算。
在又一个实施例中，一种用于在超声图像内计算流动态(flowdynamics)的方法包括在超声数据集中定义取样容积门。该取样容积门包括第一、第二和第三空间维。基于取样容积门内的超声数据计算第一维和第二维上的速度分量。该第一维和第二维相互正交，并且基于三角测量技术获得速度分量。在该取样容积门内基于这些速度分量计算随着时间的流动态。
附图说明
图1是超声系统的框图。
图2是具有配置成采集超声数据的探头的手持或手提超声成像设备的框图。
图3示出了根据本发明实施例形成的二维(2D)探头，该探头可用于随着时间来采集超声数据。
图4示出了根据本发明实施例的由图3的2D探头采集的B模式图像，在其上指示了取样容积门。
图5示出了根据本发明实施例的使用三角测量在方位维中获得多普勒速度估计的实例。
图6示出了根据本发明实施例的使用三角测量在高程维(elevational dimension)获得多普勒速度估计的实例。
图7示出了根据本发明实施例的在方位维和高程维中使用三角测量同时获得多普勒速度估计的实例。
图8示出了根据本发明实施例的用于定位取样容积门的多个平面。
图9示出了当取样容积门沿轴向移动时，根据本发明实施例的定位发射和接收孔径的实例。
图10示出了当取样容积门沿横向移动时，根据本发明实施例的定位发射和接收孔径的实例。
图11示出了当取样容积门沿高程方向(elevational direction)移动时，根据本发明实施例的定位发射和接收孔径的实例。
图12示出了根据本发明实施例的其中在方位维的其中一个接收孔径和发射孔径之间存在重叠的实例。
图13示出了根据本发明实施例的用于采集4D速度数据的方法。
具体实施方式
当结合附图阅读时，将会更好地理解前述的总结和下述本发明的某些实施例的详细说明。就附图示出各种实施例的功能块的框图而言，该功能块并不一定指示硬件电路之间的划分。这样，例如，一个或多个功能块(例如，处理器或存储器)可以在单片硬件中实现(例如，通用信号处理器或随机存取存储器，硬盘等)。类似地，程序可以是独立程序，可以作为子程序被合并在操作系统中，可以是已安装的软件包中的功能等。应当理解的是，各种实施例并不限于这些附图中所示的布置和手段。
图1示出了超声系统100的框图。该超声系统100包括在探头106内驱动换能器元件104以将脉冲超声信号发射到身体中的发射器102。各种几何形状(geometry)探头都可被使用。该超声信号从身体中的结构，如血液细胞或肌肉组织后向散射，产生返回到换能器元件104的回波(echo)。返回的回波通过换能器元件104被转换回接收器108接收的电能。接收的信号通过执行波束形成(组合换能器元件来执行波束的转向(steering)和聚焦)并输出RF信号的波束形成器110。该RF信号然后通过RF处理器112。可选地，该RF处理器112可以包括解调该RF信号以形成代表该回波信号的IQ数据对的复杂的解调器(未示出)。该RF或IQ信号数据然后可以被直接路由到用于暂时存储的RF/IQ缓冲器114。如下面详细说明的用户输入设备120可被用于控制超声系统100的操作，包括控制输入患者数据，扫描参数，识别图像的一部分以确定那里的流，扫描模式的改变等。这可以包括使用通过麦克风230提供的语音命令。
超声系统100还包括处理器116来处理采集的超声信息(即RF信号数据或IQ数据对)并且准备在显示器118上显示的超声信息的帧。处理器116适于根据多个可选择的超声形态(modality)在采集的超声信息上执行一个或多个处理操作。采集的超声信息可以在接收回波信号的扫描期间被实时处理。
超声系统100可以超过每秒50帧的帧频连续地采集超声信息，每秒50帧的帧频与人眼感知频率接近。该采集的超信息以较低的帧频显示在显示器118上。包括存储器122以存储没有计划立即显示的采集到的超声信息的经过处理的帧。在示范性实施例中，存储器122具有足够的容量来存储至少相当于几秒超声信息的帧。超声信息的帧依照其顺序或获采集时间以易于检索的方式被存储。存储器122可包括任何已知的数据存储介质。
现在参考用户输入120，可以实施各种实施例以控制超声系统100。这些各种实施例可包括控制功能性，例如用于控制超声系统100的一组用户控制。该组用户控制可被提供为例如触摸屏或面板的一部分，并且提供为手动输入，诸如用户可操作开关、按钮等。该组用户控制可手动操作或语音操作。
图2是具有配置为采集超声数据的探头12的手持或手提超声成像设备10的框图。因此，该手提超声成像设备10易于用户携带。集成显示器14(例如，内部显示器)也被提供并配置为显示医疗图像。数据存储器22存储采集到的图像数据，在本发明的某些实施例中该图象数据可以被波束形成器20处理。
为使用探头12显示医疗图像，后端处理器16配备有包含指令的软件或固件存储器18以使用来自探头12的所采集的超声图像数据执行帧处理、扫描转换和分辨率选择，在某些配置中该超声图像数据可能被波束形成器20进一步处理。专用硬件，或专用硬件和软件的组合，或与通用处理器或数字信号处理器结合的软件可被用于替代软件执行扫描转换。
软件或固件存储器18可以包括只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，小型硬驱动，闪存卡，或任何一种配置成从机器可读介质读取指令的装置(或多个装置)。包含在软件或固件存储器18中的指令还包括指令，以产生用于在集成显示器14上显示的合适分辨率的医疗图像，和以更高的分辨率(例如比集成显示器14上所能显示的最高分辨率还高的分辨率)发送存储在数据存储器22中的图像数据到外部设备24。更高分辨率的图像数据和/或超声数据本身可经由有线或无线网络(或直接连接，例如，经由串行或并行电缆或USB端口)26，在处理器16和用户接口28的控制下从后端处理器16发送到外部设备24。在一些实施例中，外部设备24可以是计算机或具有显示器的工作站。可选地，外部设备24可以是分离的外部显示器或能够从手提超声成像设备10接收图像数据并且显示或打印比集成显示器14具有更高分辨率的图像的打印机。
提供用户接口28(也可以包括集成显示器14)以接收来自用户的命令并依照来自用户的指令，指示后端处理器16在集成显示器14上显示采集的图像数据，调节扫描参数，以比在集成显示器14上可显示的分辨率更高的分辨率将采集的图像数据发送到外部设备24，或两者。
图3示出了可以被用于采集具有高达三个空间分量(X，Y和Z)和一个时间分量的超声数据的二维(2D)探头150。探头150可与图1中的系统100或者与图2中的手提超声成像设备10一起使用。探头150具有多个沿第一维154和第二维156排列的换能器元件152。
图4示出了由图3中的2D探头150获得的可分别显示在图1和2中的显示器118和14上的B模式图像180。B模式图像180可以是成像或方位平面并具有第一维和第二维188和190。B模式图像180代表由位于探头150的高程中心(elevational center)(高程方向相应于图3的第二维156)的换能器元件152采集的数据切片(slice)。例如，如果该探头在仰角方向(elevational direction)采集了64个切片，则该B模式图像180代表切片32。
可以使用用户输入120(图1)选择彩色流盒182或通过处理器116自动选择彩色流盒182。B模式图像180上的流动态可以彩色流盒182中的彩色显示。任选地，可以不定义彩色流盒182。定义感兴趣区域(ROI)184并且用户可以通过使用例如用户输入120和用户接口28在彩色流盒182内定位该感兴趣区域。在这个实例中，ROI 184可以不在彩色流盒182之外定位并且探头150的视野或尺寸可以确定ROI 184的相对尺寸。
可以在ROI 184内放置和移动取样容积门186到用户希望估计流的期望区域。在某些情况下，依靠在三角测量估计期间使用的扫描几何形状，ROI 184和/或取样容积门186可被放置在B模式图像180的极端边缘(extreme edge)。用户也可以沿着所显示的B模式图像180内的第一维和第二维188和190改变取样容积门186的大小和形状。取样容积门186在B模式图像180上被图示为正方形，但是，取样容积门186在空间中定义了三维(3D)区域，例如立方体或3D矩形。作为实例，取样容积门186可以较小，例如一个立方体像素(pixel cubed)。
在取样容积门186内的超声数据上执行三角测量以获得2D多普勒谱并用于其它流计算。流参数可包括但不限于峰值速度，流方向，流的频谱内容等。虽然系统100收集探头150的整个视野内的2D数据，但是可以在取样容积门186内采集至少一部分三维(3D)数据集。
返回图3，为在第一维154上完成三角测量，换能器元件152可以被分成发射孔径158以及第一和第二接收孔径160和162。在第二维156中，探头150的换能器元件152可以被分成发射孔径158以及第一和第二接收孔径166和168。在该实施例中，由于B模式图像180对应于探头150的高程视野中心，取样容积门186也被定位在高程中心。
在方位和正视平面中的三角测量可以至少部分基于探头150的孔径尺寸。在每个平面中，接收孔径可以是相同的尺寸并对称地放置在发射孔径的任一侧。可选地，第一和第二接收孔径160和162可以关于发射孔径不对称地放置和/或是在尺寸上相互不同。应该理解的是，不是所有的换能器元件152都可以被使用并且发射和接收孔径可以是彼此分开的和/或彼此重叠的。例如，第一和第二接收孔径160和162的其中之一可以使用相同的换能器元件152的一些或全部作为发射孔径158。
在换能器元件152的2D阵列内的每个孔径的尺寸和定位也可以基于取样容积门186相对于探头150的视野的位置并且可以由处理器116确定和/或调节以最大化4D流精确性。例如，可以通过相对于发射孔径和取样容积门平衡接收孔径的尺寸和位置来最大化流精确性。通常，接收孔径相互分开越大越远，三角测量(或速度)估计将会越好。然而，也考虑了单个换能器元件152的方向性，并且因此接收孔径不能被定位在超过换能器元件152的方向能力(directional capability)的距离上。应当理解，其它的三角测量技术可被使用。
接着在成像或方位平面内(B模式图像180的平面)和与方位平面正交的高程平面内获得流速度分量或多普勒速度估计。依靠系统100的能力，速度估计可顺序地或同时地在两个平面内获得。
图5和6分别示出了使用三角测量在图4的B模式图像180的方位和高程维(elevational dimension)中获得多普勒速度估计的实例。具有高程中心278的换能器元件的2D阵列280被示出。用户通过在B模式图像180的第一维和第二维188和190上移动取样容积门186和/或通过改变取样容积门186的尺寸和形状已经在空间中定义了取样容积门186。在该实例中，B模式图像180是在探头150的视野的仰角中心(elevational center)278处获得的。
一旦取样容积门186被定位，处理器116基于从仿真过程中导出的表格计算接收和发射孔径的最佳位置。例如，当处理在探头150(图3)的视野中心内的数据时，三角测量技术通常最精确。通常，ROI 184的存在限制了取样容积门186在空间中相对于探头150的FOV的运动，如图4中所示。根据发射和接收孔径的几何形状，ROI和/或取样容积门在一个(或多个)参考图像上的放置可被至少部分地限制到探头150的视野的中心区域。然而，应该理解ROI或者取样容积门的放置并不受限于探头150的视野中心。
转到图5的方位维，处理器116定义了发射孔径282和第一和第二接收孔径284和286。第一和第二接收孔径284和286可被等距地定位在发射孔径282的两侧。可选地，该定位可以是不对称的。在图6中的高程维中，因为B模式图像180是探头150的视野高程中心，在该实施例中，处理器116假定高程平面的中心将被处理。处理器116可使用如先前定义的发射孔径282，并定义第三和第四接收孔径292和294。
处理器116修改发射和接收波束形成以将发射和接收孔径仅转向和聚焦到取样容积门上。波束形成器110从发射孔径282发射超声束并利用以第一角度和第二角度288和290探测波束的第一和第二孔径284和286来接收超声束。第一和第二角度288和290距发射束可以是相同的角距离，或可以是不同的。然后处理器116至少基于第一和第二角度288和290在轴向上计算频谱多普勒估计并在横向上计算频谱多普勒估计。因此，处理器116基于取样容积门186内的超声信息在两个不同的方向上同时检测频谱多普勒估计。
波束形成器110从发射孔径282发射超声束并且使用第三和第四孔径292和294分别在第三和第四角度296和298从发射束接收超声束。然后处理器116可以至少基于第三和第四角度296和298在轴向和高程维上计算频谱多普勒估计。三维流分量(例如峰值速度，平均速度，峰值流等)可从频谱多普勒估计中提取。
在方位和高程维中计算的轴向分量应该是相同的值。处理器116可结合来自三个维度的频谱多普勒估计来计算取样容积门186内的真实速度幅度和真实速度方向。例如，处理器116使用在高程平面中检测的流信息(或多普勒频移信息)来提供处理在方位平面中采集的流数据所需的流方向分量。因此，处理器116可以计算真实的3D频谱估计或速度估计，而不需要用户的进一步输入。应该理解，也可以确定单个的速度估计，例如通过从频谱估计中导出(derivation)。随着处理器116继续重复地随着时间在两个平面内采集三角测量信息，获得值的频谱，例如4D速度数据，并且可以计算随着时间的3D速度估计。
图7示出了使用三角测量在方位和仰角维(elevationaldimension)中同时获得多普勒速度估计的实例。利用方位维中的第一和第二接收孔径302和304以及高程维中的第三和第四接收孔径306和308来定义单个发射孔径300。波束形成器110利用发射孔径300发射到取样容积门186，并且第一、第二、第三和第四接收孔径304-308同时检测所接收的信号。
除了位于探头高程中心的B模式图像180外，用户可能希望在仰角平面内可视化并调节取样容积门。图8示出了可以用于定位取样容积门的多个平面。该多个平面可以是三个正交平面，例如A平面200，B平面202，和C平面204，并且可以与容积显示(volume rendered)的图像206一起显示。在该实例中，A平面200可以是方位平面，例如图4的B模式图像180。应该理解的是，显示的平面并不限于相互正交的平面，并且也可以使用两个平面。例如，用户可显示其它平面或图像来更好地观察组织构造(anatomy)，通过其将确定流。
处理器116在A、B和C平面200，202，和204上分别放置A、B、和C ROI 208，210和212。在该实例中，彩色流没有被使用，因此没有显示彩色流盒。A、B和C ROI 208，210和212的尺寸和位置至少部分基于成像位置的几何形状，如先前所讨论的。基于ROI的位置，处理器116可以使用本领域中已知的策略确定三角测量策略和孔径管理(aperture management)以实现最好可能的估计。任选地，用户可能希望调节探头180的位置和/或扫描参数以在探头150的FOV中心附近定位感兴趣区域。
在A、B和C ROI 208，210和212内分别指示A、B和C取样容积门214，216和218。尽管用不同的项编号指示A、B和C取样容积门214，216和218，应该理解在3D空间中它们的位置是相同的。在观看相应图像平面的同时，用户可以单独地操控A、B和C取样容积门214，216和218的每一个的尺寸和位置，并因此能够在3D成像空间内操控取样容积门。在一个平面中调节取样容积门可以改变在其它两个平面中如何显示这些取样容积门的一个或多个。
图9和10分别示出了基于取样容积门在轴向和横向上的移动定位发射和接收孔径的实例。图9和10的讨论将参考方位平面，例如图8中的A平面200。在图9中，当取样容积门214在第一位置320时，第一和第二接收孔径分别位于发射孔径322两侧的第一和第二接收位置324和326。当用户在轴向上将取样容积门214移动到第二位置328时，以便将取样容积门进一步远离探头150的表面定位，发射孔径322保持在同一位置并且第一和第二接收孔径进一步远离发射孔径322分别定位在第三和第四接收位置330和332。尽管没有示出，在轴向方向移动取样容积门可在高程维中的发射和接收孔径的定位上具有类似的效果。
转到图10，当取样容积门214在第一位置340时，发射孔径可以在第一发射位置342并且第一和第二接收孔径分别定位在第一发射位置342的两端的第一和第二接收位置344和346。在用户将取样容积门214横向移动到第二位置348之后，发射孔径被移动到第二发射位置350并且第一和第二接收孔径被分别定位在第三和第四发射位置352和354。因此，所有三个孔径都可以被横向移动。该孔径的尺寸可基于期望的接收角度，以及发射孔径距探头150的边缘的距离而改变。
在图9和10中示出的两个实例都在探头150的中心高程平面内移动取样容积门。图11示出了当取样容积门在高程平面内(例如图8的C平面204)移动时，对发射和接收孔径的定位。取样容积门已经被移动到位于远离2D阵列280的高程中心278的位置360。相对于取样容积门218的位置360定位发射和接收孔径。在该实例中，在方位和高程两个方向使用发射孔径362。第一和第二接收孔径被定位在方位维中的第一和第二接收位置364和366，并且第三和第四接收孔径被定位在高程维中的第三和第四接收位置368和370。波束形成器110，发射器102和接收器108电路内提供有分离的硬件和/或软件以允许同时收集方位维和高程维中的速度估计。
图12示出了其中例如当取样容积门被定位在接近探头视野的边缘时在发射孔径和其中一个接收孔径之间存在交迭的实例。将讨论方位维，然而，下面的几何定位信息同样涉及高程维。用户可以将取样容积门定位在位于探头150视野的远边缘的位置380，例如沿着图8的A平面200的边缘。在该实例中，换能器元件也许不能在方位维中发射孔径的两侧形成单独的接收孔径。因此，位于发射/接收位置382的一个(或多个)换能器元件在发射和接收功能中都被使用。波束形成器可从发射/接收位置382发射到取样容积门的位置380。在发射/接收位置382的换能器元件然后与第二接收位置384同时接收信号以在方位维中计算多普勒估计。尽管发射/接收位置382被示出为使用相同的换能器元件，可以定义使用部分交迭的传感器元件的发射和接收位置。
图13示出了用于在超声数据集中确定与血液或组织有关的4D速度数据的方法。在250，用户使用具有二维换能器元件152的探头150(图3中显示的)采集超声数据。在252，用户可从超声数据中选择和显示至少一个图像。例如，可以显示B模式图像180(图4)。可选地，三个正交的视图，例如图8的A，B和C平面200，202和204，或多个其它视图可被显示。用户例如通过选择和定位ROI和取样容积门也可以启动自动显示一个或多个预定图像以及启动下面信息的自动显示的扫描协议。
在254，处理器116可以在显示的一个(或多个)图像上显示至少一个ROI，该图像的尺寸和位置至少基于探头150的几何形状。处理器116也在每个ROI内显示取样容积门。在256，用户可在显示的图像上的ROI内定位该取样容积门，并改变显示的取样容积门的尺寸和/或形状。该取样容积门指示根据其导出3D和4D流数据的超声数据内的区域。可选地，用户可以不使用ROI而定位该取样容积门，以便实现将取样容积门定位在探头150视野的边缘。
在258，处理器116在正交平面中(例如在方位维和高程维)确定发射和接收孔径的位置，尺寸和接收角度。处理器116将发射和接收孔径的位置基于取样容积门相对于探头视野的位置，以及用于定义和/或限制接收角度的数据。如先前讨论的，发射和接收孔径可以是几何上相互不同的，或发射和接收孔径在至少一个方向上(例如图12中讨论的)完全或部分交迭。
在260，波束形成器110使用在第一维中定义的发射和接收孔径进行发射和接收。处理器16在第一维内使用三角测量计算频谱多普勒速度估计。可选地，其它方法可被用来计算该速度。该第一维可以是方位或当前的成像平面，或不同的用户指定的或预定义的平面。如果第一维是方位平面，该多普勒速度估计可以是轴向和横向的。在262，处理器116例如通过使用三角测量在第二维内计算频谱多普勒估计。第二维可以在取样容积门的区域内与第一平面相交(intersect)，对截(bisect)或以其他方式交叉。该第二维可以是与方位平面正交的高程平面，这样可以识别方位平面上的流方向。在这种情况中，频谱多普勒速度估计可以是轴向和高程方向的。可选地，频谱多普勒速度估计可在两个维中同时获得。
在264，处理器116基于在260和262确定的频谱多普勒速度估计计算3D频谱速度估计。该3D速度估计考虑了在方位成像平面(图4的B模式图像180)外的流速度分量以提供在取样容积门内的3D流的真实值。
在266，处理器116可以在存储器122中存储该3D速度估计，并且在268，处理器116可以基于264的3D速度估计执行期望的计算。例如如下讨论的某些测量可以基于即时采样，而其它测量基于一段时间内的多个点。该方法从266返回到260以便随时间继续采集和计算速度数据，或4D速度数据。随着获得更多的速度估计，在268处理器116可完成要求多个时间点的测量，例如分析流动态。
此处描述的4D(随着时间的3D)流技术可以被用于执行通常用在标准2D脉冲多普勒中的测量和计算。例如，与超声数据相关的多普勒轨迹可被显示在图8的显示器118上。基于多普勒频谱的即时采样的测量(例如峰值流)可以实时或者使用冻结的多普勒轨迹执行。需要多普勒频谱中多个时间点的测量可以在冻结的多普勒轨迹上执行。这些测量可以包括但不限于搏动指数，阻力指数，收缩峰/舒张末期(PS/ED)或ED/PS比，收缩峰的相对高度的测量(A/B比)，最大压力梯度，平均压力梯度，搏出量，和心率。当使用常规脉冲多普勒时，这些测量可通过多普勒轨迹特征的自动检测或者用户在心动周期中选择合适的点获得。
流的速度和方向可以与2D B模式图像(图4)一起显示或者在图8的A/B/C平面容积组(plane volume set)中显示。例如，多普勒频谱可被显示或指示多于一个空间维的分量可被显示。可以作为覆盖图或单独地在图像中显示该数据。
在另一个实施例中，在ROI内的而不是较小的取样容积门内的超声数据可被用于速度分量计算。用户可以减少先前定义的ROI的维数，例如图4的ROI 184，并在2D B模式图像180内移动该ROI。可选地，用户可以减小A，B和/或C ROI 208，210和212的维数，并且在A，B和C平面200，202和204的容积空间内分别移动A，B和C ROI。然后处理器116可以确定在ROI 184(或者A，B和C ROI 208，210和212)内的心脏收缩峰或舒张末期的位置和值处的作为4D数据组中时间的函数的最大血流。在又一个实施例中，A，B和C ROI 208，210和212和/或取样容积门214，216和218可被用于确定空间区域内的值，例如峰值流。
前述的4D速度计算技术也可被应用到任何使用多普勒技术确定速度的成像技术，例如组织速度成像和应变率成像。另外，应当理解的是4D速度计算技术可以使用其它三角测量技术完成，例如同时使用多子孔径技术和多操控帧(multi-steered frame)方法。
至少一个实施例的技术效果是在3D中使用三角测量实现多普勒成像。用户不需要输入流方向并且可以确定真实的3D速度数据。在一个或多个显示的图像上调节取样容积门以定义用于询问的期望区域。该取样容积门可在三维内被调节。发射和接收几何在二维内确定，例如两个正交平面，以容纳取样容积门的不同位置和尺寸。
虽然已经根据各个具体实施例描述了本发明，但本领域技术人员将认识到也能够实施在权利要求书的精神和范围内的本发明的修改。
部件列表
超声成像设备   ………………………………………10
探头   …………………………………………………12
集成显示器   …………………………………………14
后端处理器   …………………………………………16
存储器   ………………………………………………18
波束形成器   …………………………………………20
数据存储器   …………………………………………22
外部设备   ……………………………………………24
网络   …………………………………………………26
用户接口   ……………………………………………28
切片   …………………………………………………32
超声系统  ……………………………………………100
发射器  ………………………………………………102
换能器元件  …………………………………………104
探头  …………………………………………………106
接收器  ………………………………………………108
波束形成器  …………………………………………110
RF处理器  ……………………………………………112
RF/IQ缓冲器 …………………………………………114
处理器…………………………………………………116
显示器…………………………………………………118
用户输入………………………………………………120
存储器…………………………………………………122
探头……………………………………………………150
换能器元件……………………………………………152
第一维…………………………………………………154
第二维…………………………………………………156
发射孔径………………………………………………158
第一接收孔径…………………………………………160
第二接收孔径…………………………………………162
第一接收孔径…………………………………………166
第二接收孔径  …………………………………………168
B模式图像   ……………………………………………180
彩色流盒  ………………………………………………182
感兴趣区域(ROI)   ……………………………………184
取样容积门  ……………………………………………186
第一维  …………………………………………………188
第二维  …………………………………………………190
A平面   …………………………………………………200
B平面   …………………………………………………202
C平面   …………………………………………………204
容积显示图像  …………………………………………206
A ROI   …………………………………………………208
B ROI   …………………………………………………210
C ROI   …………………………………………………212
A取样容积门   …………………………………………214
B取样容积门   …………………………………………216
C取样容积门   …………………………………………218
麦克风  ………………………………………………..230
用2D探头采集超声数据    ……………………………250
显示图像  ………………………………………………252
显示ROI和取样容积门   ………………………………254
定位取样容积门  ………………………………………256
定义发射和接收孔径  …………………………………258
在第一维计算频谱多普勒速度估计  …………………260
在第二维计算频谱多普勒速度估计  …………………262
计算3D频谱速度估计  …………………………………264
存储3D速度数据  ………………………………………266
执行所需的计算  ………………………………………268
高程中心  ………………………………………………278
2D阵列  …………………………………………………280
发射孔径…………………………………………………282
第一接收孔径……………………………………………284
第二接收孔径 ……………………………………………286
第一角度 …………………………………………………288
第二角度 …………………………………………………290
第三接收孔径 ……………………………………………292
第四接收孔径 ……………………………………………294
第三角度 …………………………………………………296
第四角度 …………………………………………………298
发射孔径 …………………………………………………300
第一接收孔径 ……………………………………………302
第二接收孔径 ……………………………………………304
第三接收孔径 ……………………………………………306
第四接收孔径 ……………………………………………308
第一位置 …………………………………………………320
发射孔径 …………………………………………………322
第一接收位置 ……………………………………………324
第二接收位置 ……………………………………………326
第二位置 …………………………………………………328
第三接收位置 ……………………………………………330
第四接收位置 ……………………………………………332
第一位置 …………………………………………………340
第一发射位置 ……………………………………………342
第一接收位置 ……………………………………………344
第二接收位置 ……………………………………………346
第二位置 …………………………………………………348
第二发射位置 ……………………………………………350
第三发射位置 ……………………………………………352
第四发射位置 ……………………………………………354
位置 ………………………………………………………360
发射孔径 …………………………………………………362
第一接收位置 ……………………………………………364
第二接收位置 ……………………………………………366
第三接收位置 ……………………………………………368
第四接收位置……………………………………………370
位置………………………………………………………380
发射/接收位置 …………………………………………382
第二接收位置……………………………………………384

Claims (10)

1、一种用于估计超声数据集内的流的速度的方法，该方法包括：
在二维(2D)图像180上定义取样容积门186，该2D图像180基于超声数据集；
在取样容积门186内检测流的频谱多普勒速度估计，该频谱多普勒速度估计是在彼此正交的第一维和第二维188，190上检测的；以及
基于该频谱多普勒速度估计，在取样容积门186内确定流的真实速度估计。
2、根据权利要求1的方法，其中第一维和第二维188，190分别是方位维和高程维，该检测进一步包括在方位维和高程维分别执行第一和第二三角测量计算。
3、根据权利要求1的方法，其中取样容积门186进一步包括三个维度，该取样容积门186定义了超声数据集的一部分。
4、根据权利要求1的方法，进一步包括：
在第一维188中相对于取样容积门186确定发射孔径282；以及
相对于至少发射孔径282和取样容积门186的位置，在第一维188中确定第一和第二接收孔径284，286，该发射孔径282和第一和第二接收孔径188，190被用于在第一维188中检测频谱多普勒速度估计。
5、根据权利要求1的方法，进一步包括基于该频谱多普勒速度估计计算取样容积门186内的峰值流。
6、根据权利要求1的方法，进一步包括：
基于超声数据集，显示至少两个正交平面200，202，该至少两个正交平面200，202分别对应于第一维和第二维188，190；和
在该至少两个正交平面200，202的每一个上显示该取样容积门186，该取样容积门是三维可调节的。
7、根据权利要求1的方法，其中在第一维188中的频谱多普勒速度估计包括轴向速度估计和横向速度估计中的至少一个并且在第二维190中的频谱多普勒速度估计包括轴向速度估计和高程速度估计中的至少一个。
8、一种超声系统100，包括：
具有定位在二维154，156中的换能器元件152的二维(2D)探头150，该探头150采集超声数据集；
显示器118，用于显示基于该超声数据集的2D图像180；
用户输入120，用于在该2D图像180上定义取样容积门186，该取样容积门186定义该超声数据集的一部分；和
处理器116，用于在相互正交的第一维和第二维188，190上在取样容积门186内的超声数据上执行多普勒速度计算。
9、根据权利要求8的系统100，其中在第二维190上的速度计算提供相对于第一维188的流方向。
10、根据权利要求8的系统100，进一步包括：
显示器118，其显示基于该超声数据集的至少第二图像202，该第二图像202与2D图像180正交并且包括由取样容积门186定义的该超声数据集的该一部分；和
用户输入120，用于在三个维度中调节取样容积门186。
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