-
Die vorliegende Erfindung betrifft Pulsed-Wave-(PW)-Spektraldopplersonografie. Spektraldopplersonografie stellt ein Bild von energiemodulierten Geschwindigkeitswerten (vertikale Achse) in Abhängigkeit der Zeit (horizontale Achse) bereit. Das Spektrum kann dazu verwendet werden, eine Fluidströmung oder Gewebebewegung innerhalb eines Patienten zu untersuchen. Indem eine Mehrzahl von Pulsen an eine einzige Gate-Position gesendet wird, wird eine Spektraldoppler-Antwort als Antwort auf empfangene Echosignale erstellt. Das Frequenzspektrum der Objektbewegung oder Strömung für ein einzelnes Raumgebiet wird geschätzt und in Abhängigkeit der Zeit dargestellt.
-
Ultraschalldiagnostiker stellen die Gate-Position, Gate-Größe, Sendefrequenz und andere Spektraldopplersonografie-Kontrollparameter manuell ein, um ein gewünschtes Bild zu erfassen. Die Gate-Platzierung wird durch das Darstellen eines zweidimensionalen B-Mode-Bildes der interessierenden Anatomie unterstützt. Für die automatische Platzierung des Spektraldoppler-Gates mittels B-Mode- oder Farbdoppler-(F-Mode)-Informationen wurden bereits einige Methoden vorgeschlagen. Jedoch unterbricht das Erhalten der B-Mode- oder F-Mode-Informationen die Erfassung des PW-Dopplers mit relativ hoher Pulswiederholfrequenz. Eine kurze Unterbrechung (z. B. 10–20 ms) erlaubt es, mindestens einen Teil der zwei oder dreidimensionalen B-Mode- oder F-Mode-Daten zu erfassen. Dadurch entstehen Lücken in der PW-Dopplermessung. In Abhängigkeit der zeitlichen Kenngröße der PW-Doppler-Wellenform aufgrund der Strömungsdynamik können wichtige Informationen während dieses Zeitintervalls verloren gehen.
-
Zur Einleitung enthalten die im Folgenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen Verfahren, Systeme, computerlesbare Medien und Befehle zur Positionierung eines Doppler-Gate in der Spektraldopplersonografie. Für mehrfache PW-Doppler-Gates erfasste Proben werden für B-Mode- und/oder F-Mode-Detektion über die Zeit verwendet, ohne Übertragung vom PW-Doppler zu verschachteln. Die B-Mode- und/oder F-Mode-Informationen werden dazu verwendet, die Gate-Platzierung zu verfolgen. Alternativ oder zusätzlich werden Kenngrößen von Spektren von verschiedenen Gate-Positionen dazu verwendet, eine Gate-Position auszuwählen. Beide Positionierungen können dazu verwendet werden, die abgetasteten Positionen und/oder Strahlkenngrößen, wie das Zentrieren der Positionen und des Strahlbrennpunkts auf die ausgewählte Gate-Position, zu verändern.
-
In einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Positionieren eines Doppler-Gates in der Spektraldopplersonografie bereitgestellt. Sendestrahlen werden wiederholt von einer Wandler-Matrix ausgesendet. Als Antwort auf das Senden werden Signale von verschiedenen Empfangspositionen wiederholt empfangen. Verschiedene Empfangspositionen zu verschiedenen Zeitpunkten darstellende B-Mode-Informationen werden von zumindest einigen der Signale bestimmt. Die Doppler-Gate-Position wird mittels der B-Mode-Information verfolgt. Ein erstes Spektrum für die verfolgte Doppler-Gate-Position wird von den Signalen der verfolgten Doppler-Gate-Position geschätzt. Ein Bild wird in Abhängigkeit des ersten Spektrums dargestellt.
-
In einem zweiten Aspekt weist ein nichtflüchtiger computerlesbarer Datenträger darauf gespeicherte Daten auf, wobei die Daten von einem programmierten Prozessor ausführbare Befehle zur Positionierung eines Doppler-Gates in der Spektraldopplersonografie darstellen. Der Datenträger enthält Befehle zum Empfangen von Signalen über die Zeit für jede einer Mehrzahl von beabstandeten Positionen, Durchführen einer gesonderten Spektralanalyse der Signale für jede der beabstandeten Positionen, wobei die Spektralanalyse Spektren für jede der beabstandeten Positionen bereitstellt, Detektieren einer Kenngröße jedes Spektrums aus den beabstandeten Positionen, Einstellen einer Doppler-Gate-Position auf eine der beabstandeten Positionen in Abhängigkeit der Kenngröße jedes Spektrums und Aktualisieren einer Verteilung der beabstandeten Positionen in Abhängigkeit der eingestellten Doppler-Gate-Position, sodass eine Mitte der Verteilung bei der eingestellten Doppler-Gate-Position ist.
-
In einem dritten Aspekt wird ein System zur Positionierung eines Doppler-Gates in der Spektraldopplersonografie bereitgestellt. Ein Sende-Strahlformer kann zum Senden von Strahlen betrieben werden. Ein Empfangs-Strahlformer kann zum Bilden einer Mehrzahl von beabstandeten Empfangsstrahlen als Antwort auf jeden der Sendestrahlen betrieben werden, wobei jeder der Empfangsstrahlen an einer Mehrzahl von Tiefen abgetastet wird. Ein Prozessor ist dazu ausgebildet, eine Position des Doppler-Gates in Abhängigkeit der abgetasteten Empfangsstrahlen einzustellen und den Sende-Strahlformer zu steuern, die Sendestrahlen und den Abstand der abgetasteten Empfangsstrahlen auf die Position zu zentrieren.
-
In einem vierten Aspekt weist ein nichtflüchtiger computerlesbarer Datenträger darauf gespeicherte Daten auf, wobei die Daten von einem programmierten Prozessor ausführbare Befehle zur Positionierung eines Doppler-Gates in der Spektraldopplersonografie darstellen. Der Datenträger enthält Befehle zum Empfangen von Signalen über die Zeit für jede einer Mehrzahl von beabstandeten Positionen, Detektieren von B-Mode-Informationen für verschiedene Zeiten von zumindest einigen der Signale, Verfolgen einer Position über die Zeit mit den B-Mode-Informationen, Aktualisieren der beabstandeten Positionen in Abhängigkeit von der verfolgten Position, Durchführen einer gesonderten Spektralanalyse der Signale für jede der beabstandeten Positionen, wobei die Spektralanalyse Spektren für jede der beabstandeten Positionen bereitstellt, Detektieren einer Kenngröße jedes Spektrums aus der beabstandeten Positionen und Einstellen einer Doppler-Gate-Position auf eine der beabstandeten Positionen in Abhängigkeit der Kenngröße jedes Spektrums.
-
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Ansprüche definiert und nichts in diesem Abschnitt soll als diese Ansprüche begrenzend verstanden werden. Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungen besprochen.
-
Die Bauteile und die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu, stattdessen liegt der Schwerpunkt darauf, die Prinzipien der Erfindung darzustellen. Zudem kennzeichnen in den Figuren die gleichen Bezugsziffern entsprechende Teile in allen verschiedenen Ansichten.
-
1 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Positionierung eines Doppler-Gates in der Spektraldopplersonografie;
-
2 ist eine bildliche Darstellung eines beispielhaften Spektrums;
-
3 ist eine bildliche Darstellung eines beispielhaften parallelen Strahlformens in einem interessierenden Gebiet;
-
4 ist eine bildliche Darstellung einer beispielhaften Spektral-Streifen-Darstellung;
-
5 ist eine bildliche Darstellung einer beispielhaften Gruppierung von Probenpositionen und einer Doppler-Gate-Position in einem interessierenden Gebiet zu einem Zeitpunkt;
-
6 ist eine bildliche Darstellung der beispielhaften Gruppierung von Probenpositionen und der Doppler-Gate-Position von 5, jedoch auf eine andere Position für einen anderen Zeitpunkt verfolgt; und
-
7 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform eines Systems zur Positionierung eines Doppler-Gates in der Spektraldopplersonografie.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN UND DERZEITIG BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Automatische Doppler-Gate-Platzierung wird in Ultraschall-Blutflussmessungen, wie für Herzklappenanwendungen, oder in Gewebebewegungsmessungen vorgesehen. Nachdem das Gate platziert wurde, garantiert kontinuierliche Positionierung, dass die Gate-Position, selbst im Beisein von Patientenbewegungen (z. B. aufgrund von Atmung) oder Wandlerpositionsbewegungen (z. B. aufgrund von Bewegungen des Ultraschalldiagnostikers), erhalten bleibt. Das kontinuierliche Überwachen und/oder die kontinuierliche Positionierung des Gates geschieht, ohne die PW-Spektraldoppler-Erfassung für andere Arten von Scannen zu unterbrechen.
-
Mehrfach-Sende- und/oder -Empfangs-Vermögen wird dazu verwendet, eine Gruppierung von Doppler-Gates in einem Gebiet in der Nähe von der optimalen Gate-Position zu erfassen. PW-Doppler-Gate-Position und/oder Strahlformen basieren auf der gleichzeitigen Ermittlung von Daten für mehrere Spektraldoppler-Gates. Mehrere Gates können entlang eines Ultraschallstrahls positioniert sein (mehrere Entfernungs-Gates). Paralleles Empfangs-Strahlformen erlaubt mehrere Gates in der seitlichen Richtung und/oder Höhenrichtung innerhalb des Gebiets, das von einem Sendestrahl oder Sendestrahlen abgedeckt wird. Indem geteilte Strahlen (parallele Sendestrahlen) verwendet werden, können zwei oder mehr räumlich getrennte Gebiete abgefragt werden.
-
Die für die Gruppierung erfassten Daten stellen das Gebiet oder die Gebiete dar. Die an den Doppler-Gates erfassten Daten können auch für B-Mode- und/oder F-Mode-Detektion verwendet werden. Für die Positionierung werden die Spektraldoppler-Gate-Signale selbst und/oder die B-Mode/Farb-Region der Gruppierung verwendet. Die optimale Gate-Platzierung wird, während sich das Zielgebiet aufgrund von Patienten- oder Wandler-Bewegungen bewegt, beibehalten. Die Detektion und das Verfolgen der Bewegung benötigt nur das Erfassen einer Gruppierung von Doppler-Gates, ohne dass die PW-Doppler-Ermittlung unterbrochen wird und während die höchste Zeitabtastungsqualität beibehalten wird.
-
In einer Ausführungsform stellt die Mehrfach-Gate-Gruppierungs-Erfassung zusätzlich zu der PW-Doppler-Information Daten für gleichzeitig erfasste B-Mode- und/oder F-Mode-Bilder bereit. Die B-Mode– und/oder F-Mode-Bilder werden für ununterbrochenes Verfolgen verwendet. Die optimale Gate-Position wird beibehalten, indem die zum Schätzen der Spektren verwendete Position verändert wird.
-
In einer anderen Ausführungsform wird ein Doppler-Streifen für jede Position der Mehrfach-Gate-Gruppierung erzeugt. Jeder Streifen wird analysiert und mit den anderen verglichen, um die beste Gate-Position zu bestimmen.
-
Beide Ansätze können gemeinsam verwendet werden. Zum Beispiel wird das B-Mode-Verfolgen dazu verwendet, die Gruppierung der Gates zu zentrieren. Die Spektralanalyse wird dazu verwendet, die Doppler-Gate-Position aus der Gruppierung von Gates auszuwählen.
-
In beiden Ansätzen können seitliche Sendestrahlprofile und/oder Höhensendestrahlprofile und Sendebrennpunkttiefen verändert werden, um an der optimalen Gate-Position zentriert zu sein. Die Gruppierung kann verändert werden, um an der optimalen Gate-Position zentriert zu sein. Die Sendestrecke und/oder Sendebrennpunkttiefe der Mitte der Gate-Gruppierung wird als Antwort auf Bewegung bewegt. Die höchste Sendeleistung und die besten Strahlprofilkenngrößen können auf einem Gebiet von erfassten Doppler-Gates zentriert sein, wobei die besten Kenngrößen während der Verfolgung von Bewegung beibehalten werden.
-
Das System kann zurückgestellt werden, wenn ein Verlust der Verfolgung oder übermäßige Bewegung bestimmt wird. Ein neuer bildbasierter Gate-Platzierungs-Zyklus wird automatisch gestartet, anstatt dass Positionieren oder Verfolgen fortgesetzt wird.
-
1 zeigt ein Verfahren zur Positionierung eines Doppler-Gates in der Spektraldopplersonographie. Das Verfahren wird auf dem System 10 von 7 oder einem anderen System ausgeführt. Die Handlungen werden in der gezeigten Reihenfolge ausgeführt, aber andere Reihenfolgen sind möglich. Handlungen 30 und 32 werden nacheinander oder gleichzeitig mit Handlungen 34 und 36 ausgeführt. Handlungen 38 und 40 werden gleichzeitig oder nacheinander in irgendeiner Reihenfolge ausgeführt. Handlung 42 kann vor Handlung 40 ausgeführt werden. Andere Reihenfolgen können verwendet werden.
-
Zusätzliche, andere oder weniger Handlungen können vorgesehen werden. Zum Beispiel werden Handlungen 30 und 32 nicht ausgeführt. In einem anderen Beispiel werden Handlungen 34 und 36 nicht ausgeführt. In noch einem weiteren Beispiel wird Handlung 46 nicht ausgeführt. Es kann sein, dass Handlungen 40 und/oder 44 nicht ausgeführt werden. Verschiedene Kombinationen können verwendet werden.
-
Zur Positionierung eines PW-Doppler-Gates werden Ultraschallproben oder Signale von einer Mehrzahl von räumlich getrennten Positionen erhalten. Die Proben werden erhalten, indem Strahlen in Handlung 26 gesendet werden. Ein oder mehrere Sendestrahlen werden zu einem gegebenen Zeitpunkt gesendet. Um ein größeres Gebiet abzudecken, können gleichzeitige Sendestrahlen gebildet werden. Gleichzeitiges Bilden von Strahlen auf verschiedenen Scanlinien kann verwendet werden. Zum Beispiel werden zwei Sendestrahlen auf verschiedenen Lenkwinkeln, von verschiedenen Ausgangspunkten auf der Wandler-Matrix und/oder vom Wandler an verschiedenen Positionen gebildet. Die Sendestrahlen werden entlang verschiedener Scanlinien gebildet. Die Sendestrahlen können im Nahfeld und im Fernfeld überlappen. Wenig oder keine Überlappung ist im Brennpunktgebiet vorgesehen. Die –6 dB oder –10 dB Ränder der Sendestrahlen überlappen oder sind durch ein Gebiet mit einer geringeren akustischen Leistung von den Sendestrahlen getrennt. Nichtüberlappende Gebiete im mittleren Feld, Fernfeld und/oder Nahfeld können verwendet werden.
-
Zwei oder mehr Strahlen werden im Wesentlichen gleichzeitig gesendet. Im Wesentlichen trägt den verschiedenen Verzögerungen oder Anfängen der Übertragung aufgrund von verschiedenen Brennpunkten oder Lenkungen Rechnung. Im Wesentlichen sieht vor, dass zwei Strahlen innerhalb ausreichender Zeit voneinander gesendet werden, sodass zumindest ein Teil einer Wellenfront einer Wellenform akustisch erstellt wird, bevor die letzten der retournierten Echos einer anderen Wellenfront am Wandler empfangen werden. Die Wellenfronten von beiden Strahlen können von einem Großteil der Elemente des Wandlers vor einem Empfangsbetrieb gesendet werden. Gleichzeitiges Übertragen enthält die Erzeugung von akustischen Wellenformen für einen Strahl, während das Gleiche auch für einen anderen Strahl ausgeführt wird, wie zum Beispiel das Senden einer Wellenform für einen Strahl von einem Element, während eine Wellenform eines anderen Strahls auch von einem anderen Element oder dem einen Element gesendet wird.
-
Die geteilten Strahlen (z. B. im Wesentlichen gleichzeitige Sendestrahlen entlang verschiedener Scanlinien) werden mittels irgendeines möglichen Verfahrens erstellt. Zum Beispiel werden verschiedene Aperturen auf der Wandler-Matrix gebildet. Jede Apertur ist dazu da, einen anderen oder andere der Sendestrahlen zu senden. Die Aperturen sind eindeutig und überlappen nicht, wie zum Beispiel die Verwendung der rechten und linken Hälfte der Matrix für zwei verschiedene Strahlen. Die Aperturen können benachbarte Abschnitte, räumlich verschachtelt (z. B. jedes zweite Element für eine Apertur und die anderen Elemente für die andere Apertur) oder überlappend (z. B. senden ein oder mehrere Elemente Wellenformen für beide Strahlen) sein. Die verschiedenen Aperturen produzieren räumlich getrennte Sendestrahlen, indem eine geeignete Verzögerung und/oder ein geeignetes Phasenmuster angewandt werden.
-
In einer anderen Ausführungsform werden die Wellenformen für zwei oder mehr Strahlen auf die gleichen oder überlappenden Aperturen, im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt, angewandt. Für jedes Element werden die elektrischen Wellenformen für die verschiedenen Strahlen basierend auf den verschiedenen Verzögerungs- und/oder Phasen- und Apodisierungs-Profilen kombiniert (z. B. summiert). Die kombinierten Wellenformen werden von den Elementen der Apertur gesendet, wobei die Sendestrahlen im Wesentlichen gleichzeitig gebildet werden.
-
Für Empfangisolierung oder um den Beitrag von einem anderen Strahl zu empfangenen Proben eines Strahls zu begrenzen, können verschiedene Mittenfrequenzen, Codierungen oder Mittenfrequenzen und Codierungen für jeden Strahl verwendet werden. Zum Beispiel wird Frequenzmultiplexing verwendet. Zwei oder mehr Sendeimpulse mit verschiedenen Mittenfrequenzen werden gesendet. Verschiedene Verzögerungsprofile werden für die Impulse mit verschiedenen Frequenzen verwendet, sodass zwei oder mehr Strahlen (zeitlich) parallel gebildet werden. Irgendeine Codierung kann für die Codierung verwendet werden, wie zum Beispiel Frequenzspreizung-Codes oder orthogonale Codes. Frequenzbasierte Codes, amplitudenbasierte Codes, phasenbasierte Codes oder Kombinationen davon können verwendet werden. In alternativen Ausführungsformen wird keine Codierung oder werden keine Frequenzunterschiede vorgesehen. Die räumlichen Unterschiede in den Sendestrahlen unterscheiden die Empfangssignale.
-
In anderen Ausführungsformen können Kombinationen von Techniken zur Erstellung von im Wesentlichen gleichzeitigen Sendestrahlen verwendet werden. Zum Beispiel ist die Apertur in zwei räumlich überlappende Gruppen unterteilt. Die Gruppen senden Impulse mit verschiedenen Mittenfrequenzen aus, sodass räumlich getrennte Strahlen, die in Frequenz getrennt sind, erstellt werden.
-
In anderen Ausführungsformen wird ein Sendestrahl zu einem gegebenen Zeitpunkt gebildet. Der Sendestrahl wird mit einer ausreichenden Strahlweite gebildet, um Empfangs-Strahlenformation entlang seitlich und/oder in der Höhe getrennter Empfangsscanlinien zu erlauben. Ebene Wellen, Brennpunkt auf unendlich, breite Strahlen oder schmale Strahlen mit genügender Breite können verwendet werden. Mit solchen Sendestrahlen mit weiter oder divergierender Wellenfront können geteilte oder Mehrfach-Strahlen verwendet werden.
-
Die Übertragungen werden für die gleichzeitigen Strahlen oder den einzelnen Strahl wiederholt. Die Wiederholung erlaubt den Empfang von genügend Proben, um eine Spektralanalyse durchzuführen.
-
In Handlung 28 werden Signale für eine Mehrzahl von seitlich beabstandeten Positionen als Antwort auf jeden der Sendestrahlen empfangen. Als Antwort auf jeden der Sendestrahlen werden Empfangsstrahlen entlang einer Mehrzahl von (z. B. zwei oder mehr, wie zum Beispiel 32 oder 64) Scanlinien gebildet. Eine Mehrzahl von Scanlinien und Entfernungen entlang der Scanlinien können als Antwort auf die einzelne Übertragung abgetastet werden. Paralleles Empfangs-Strahlformen ist vorgesehen. Die Ultraschallproben werden im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt entlang einer Mehrzahl von auf den gleichen Sendestrahl antwortenden Empfangsstrahlen erhalten. Andere Ebene-Wellen-Übertragungs- und -Empfangstechniken können verwendet werden, wie zum Beispiel die Anwendung einer Fourier-Transformation auf elektrische Signale an jedem Element, um eine Zahlenmatrix, die die Antwort an verschiedenen Positionen darstellt, zu erstellen.
-
3 zeigt eine Ausführungsform, wo eine Übertragung von geteilten Strahlen in Handlung 26 dazu verwendet wird, eine Mehrzahl von Empfangsstrahlen in Handlung 28 zu erfassen. Obwohl zwei Empfangsstrahlen gezeigt werden, kann eine größere Dichte vorgesehen sein, wie zum Beispiel vier, acht, sechzehn, zweiunddreißig, vierundsechzig oder eine andere Anzahl von Empfangsstrahlen pro Sendestrahl. Die Sende- und Empfangsstrahlen schneiden sich in einem interessierenden Gebiet.
-
Das interessierende Gebiet kann irgendeine Größe oder Form haben. Das interessierende Gebiet definiert die räumlichen Positionen, für die Spektren geschätzt werden können. Zum Beispiel werden zumindest einhundert Positionen für eine mögliche Spektralanalyse abgetastet. Das Gebiet kann zusammenhängend oder geteilt sein. Mehrere Gebiete können gescannt werden.
-
Irgendeine Positionsabtastdichte kann im interessierenden Gebiet verwendet werden. Die Verteilung von Positionen ist eine Gruppierung von Probenpunkten für eine mögliche Spektralanalyse. Die Gruppierung kann eine Verteilung in zwei oder drei Dimensionen sein. Symmetrische oder asymmetrische Verteilungen können verwendet werden, wie zum Beispiel Abtastung von 64 seitlich und in der Höhe beabstandeten Positionen und 10 in der Tiefe beabstandeten Positionen.
-
Der Empfangsbetrieb erfolgt wiederholend als Antwort auf das Senden. Signale von sich seitlich und/oder in der Höhe unterscheidenden Empfangspositionen innerhalb des Sendestrahls werden empfangen. Indem eine Mehrzahl von Empfangsstrahlen als Antwort auf jeden der Sendestrahlen gebildet wird, werden Signale von vielen Empfangspositionen im Wesentlichen gleichzeitig erhalten. „Im Wesentlichen” trägt der akustischen Laufzeit entlang einer Linie im Blickfeld Rechnung.
-
Proben für die gleichen Positionen werden über die Zeit erfasst. Ultraschallproben werden über eine Periode erhalten, wie zum Beispiel das Erfassen von fünf oder mehr Ultraschallproben für jede räumliche Position. Irgendeine Scan-Sequenz und/oder Impulswiederholfrequenz kann verwendet werden.
-
Das PW-Doppler-Gate soll an einer der Probenpositionen der Gruppierung positioniert werden. Genügend Proben werden erhalten, damit die Spektren über die Zeit für irgendeine der Probenpositionen geschätzt werden können. Drei verschiedene Ansätze können alleine oder in Kombination dazu verwendet werden, das PW-Doppler-Gate für eine Spektral-Streifen-Darstellung an einer der Probenpositionen zu positionieren. Handlungen 30 und 32 stellen einen Ansatz mittels B-Mode-Detektion dar. Handlungen 34 und 36 stellen einen Ansatz mittels Spektralanalyse da. Handlung 46 stellt einen Ansatz mittels F-Mode-Detektion da. Andere Ansätze können verwendet werden.
-
B-Mode-Information wird in Handlung 30 erstellt. Die B-Mode-Information wird von den PW-Doppler-Proben erstellt. Obwohl die Sende- und/oder Empfangskenngrößen (z. B. Frequenz, Anzahl der Zyklen, F# oder Apertur) typischerweise für PW-Doppler und B-Mode verschieden sein können, können für das PW-Doppler erfasste Proben für die B-Mode-Detektion verwendet werden. Die Sende- und/oder Empfangskenngrößen können sowohl in der Spektralanalyse als auch in der B-Mode-Detektion umfasst sein oder, in anderen Ausführungsformen, für die B-Mode-Detektion optimiert sein. Dieselben Daten werden für Beides verwendet.
-
Ein Ensemble von Signalen, wie zum Beispiel fünf bis zwanzig Proben für jedes Spektrum, von einer gleichen Position wird für die Spektralanalyse erfasst. Die Proben können fortlaufend erhalten werden, sodass ein gleitendes Fenster (z. B. Ensemble oder Strömungsprobenzähler) mit irgendeiner Schrittweite (z. B. jede Probe oder jede dritte Probe) dazu verwendet wird, ein Spektrum zu schätzen. Die B-Mode-Detektion verwendet eine einzige Probe, um die Intensität zu schätzen. Eine der Proben eines gegebenen Ensembles wird ausgewählt und verwendet. Um die B-Mode zu verschiedenen Zeitpunkten zu schätzen, werden Signale von verschiedenen Zeitpunkten im gleichen Ensemble oder in verschiedenen Ensembles ausgewählt. B-Mode-Information kann für jedes Signal für eine größte Zeitauflösung bestimmt werden. In anderen Ausführungsformen werden weniger als alle der Signale für die B-Mode-Detektion verwendet; zum Beispiel wird die B-Mode-Detektion mit jeder fünften Probe ausgeführt.
-
Da Signale für die Gruppierung erfasst werden, werden die B-Mode-Daten für das interessierende Gebiet bestimmt. Die Intensität der einzelnen Proben der Signale für die verschiedenen Empfangspositionen wird detektiert. Die Detektion wird für verschiedene Zeitpunkte durchgeführt. Im Allgemeinen stellt B-Mode-Information die Rückkehr vom Gewebe oder anderen Strukturen innerhalb des Patienten dar. Durch Detektieren über die Zeit wird Gewebe im interessierenden Gebiet zu verschiedenen Zeitpunkten bestimmt. Mit der Bewegung scheint sich das Gewebe zu verschieben, drehen, komprimieren oder auszuweiten, oder führt dies durch. Die B-Mode-Information über die Zeit spiegelt die Änderung wieder.
-
In Handlung 32 wird eine Position über die Zeit mit der B-Mode-Information verfolgt. Die Position ist eine Doppler-Gate-Position. Zum Beispiel setzt der Benutzer ein erstes Doppler-Gate. In einem anderen Beispiel wird Handlung 46 oder werden Handlungen 34 und 36 dazu verwendet, zunächst das Doppler-Gate zu setzen. In einem anderen Beispiel wird eine automatische Platzierung mittels eines vorhergehenden B-Mode-Scans (z. B. Rand- oder Kanten-Detektion, um ein Gate in der Mitte eines abgeschlossenen Rahmens zu platzieren) oder ein anderer Ansatz verwendet.
-
Die Position des Doppler-Gates wird verfolgt. In anderen Ausführungen ist die verfolgte Position das gesamte interessierende Gebiet. Andere Positionen können verfolgt werden, wie zum Beispiel eine Mitte des interessierenden Gebiets oder ein Teilgebiet oder Teilvolumen des interessierenden Gebiets.
-
Das Verfolgen bestimmt eine Änderung in der Position über die Zeit. Die Position kann bei einer Koordinate zu einem Zeitpunkt liegen, sich aber zu einer anderen Koordinate zu einem anderen Zeitpunkt verschieben. Die Koordinaten werden in Relation zu dem Scannen definiert, wie zum Beispiel in Relation zu dem Scan-Format des Ultraschallwandlers. Die Position ist relativ zum Patienten. Daten bei verschiedenen Koordinaten zu verschiedenen Zeitpunkten können die gleiche Position darstellen.
-
Ein B-Mode-Information-Kernel, der verschiedene räumliche Positionen darstellt, wird zum Verfolgen der Position verwendet. Ein Kernel mit irgendeiner Größe kann vorgesehen werden, wie zum Beispiel eine 9 × 9 oder 12 × 12 × 12 Nachbarschaft um die Position oder das gesamte interessierende Gebiet. Das gesamte interessierende Gebiet kann als Kernel verwendet werden.
-
Der Kernel ist ein Referenzsatz. Die Referenz stellt B-Mode-Informationen zu einem ersten, ausgewählten oder vorgegebenen Zeitpunkt dar. Die Referenz kann aktualisiert werden, wie zum Beispiel indem die Referenz über die Zeit gewechselt wird. Zum Beispiel ist die Referenz-B-Mode-Information zeitlich neben der zuletzt erfassten B-Mode-Information in einem gleitenden Fenster. Die Referenz-B-Mode-Information wird, jedes Mal, wenn noch ein Frame von B-Mode-Information bestimmt wird, aktualisiert. In einer anderen Ausführungsform wird die Referenz-B-Mode-Information nur aktualisiert, nachdem es genug Bewegung gab, um die Gruppierungsposition und/oder Strahlposition (z. B. eine Scanlinienverschiebung) in Handlung 40 zu verändern.
-
Für das Verfolgen wird die Referenzinformation mit der B-Mode-Information von einem anderen Zeitpunkt verglichen. Mehrere Vergleiche werden zwischen den B-Mode-Informationen von den zwei Zeitpunkten gezogen. Verschiedene Verschiebungen, Verdrehungen und/oder Skalierungen werden versucht. Die Verschiebung, Verdrehung und/oder Skalierung mit der besten oder höchsten Ähnlichkeit deutet auf die Bewegung oder Änderung der Position zwischen den Zeitpunkten hin. In einer Ausführungsform wird nur Verschiebung verfolgt.
-
Irgendein Ähnlichkeitsmaß kann verwendet werden. Zum Beispiel wird eine minimale Summe von absoluten Differenzen berechnet. Kreuzkorrelation oder andere Maße können verwendet werden.
-
In einem anderen Ansatz zur Bestimmung von Positionen für das Doppler-Gate über die Zeit werden Spektren für die verschiedenen Positionen in Handlung 34 geschätzt. Spektren für die Empfangspositionen werden geschätzt. Ein Spektrum wird für jedes der räumlich verschiedenen Positionen geschätzt. Die Spektren werden von den Ultraschallproben von verschiedenen Tiefen, Höhen und/oder seitlichen Positionen geschätzt. Die Spektren entsprechen einer Zeitspanne, in welcher die Proben erfasst wurden. Ein Spektrum wird für jede interessierende räumliche Position, wie zum Beispiel für alle Positionen in einem interessierenden Gebiet, in einem Bildfeld oder für andere Verteilungen, berechnet. Spektren können für nur eine Teilmenge der räumlichen Positionen bestimmt werden, wie zum Beispiel das Bestimmen der Spektren für dünn abgetastete Positionen oder dicht abgetastete Positionen, die sich aber in einem eingeschränkten Bereich befinden.
-
Ein Spektrum wird oder Spektren werden aus den empfangenen Signalen für jede Empfangsposition geschätzt. Das Spektrum wird dadurch abgeschätzt, indem eine Fourier-Transformation, Wavelet-Transformation oder Wigner-Ville-Verteilung auf die jede der räumlich verschiedenen Positionen darstellenden Ultraschallproben angewandt wird. Räumlich verschiedene Positionen entsprechen verschiedenen Entfernungs-Gates, wie zum Beispiel verschiedenen Mittelpositionen, Größen oder beiden, mit oder ohne Überlappung. Irgendeine Transformation kann dazu angewandt werden, das Spektrum für jede der räumlich verschiedenen Positionen zu bestimmen. Jedes Spektrum stellt eine Energie in Abhängigkeit der Frequenz dar (siehe 2).
-
Mehrere Spektren werden für jede der Positionen geschätzt. 4 zeigt einen Spektral-Streifen von Spektren für eine gleiche Position über die Zeit. Verschiedene Spektren können für die gleiche räumliche Position zu verschiedenen Zeitpunkten, die verschiedenen Zeitspannen oder Ensembles von Erfassungen entsprechen, geschätzt werden. Das Spektrum für einen gegebenen Zeitpunkt wird mit Geschwindigkeit auf der horizontalen Achse und der Energie, die die Intensität moduliert, abgebildet. Andere Abbildungen können verwendet werden. Die Spektren werden geschätzt, können aber dargestellt werden oder auch nicht.
-
Die Spektralanalyse der Signale wird für jede der beabstandeten Positionen gesondert durchgeführt. Die Signale von jeder gegebenen Position werden, ohne Signale der anderen Positionen, für die Spektralanalyse verwendet. In alternativen Ausführungsformen werden die Signale räumlich und/oder zeitlich vor der Spektralanalyse gefiltert, aber verschiedene Spektren werden für jede Position bereitgestellt.
-
Ein Satz von Spektren, für einen gegebenen Zeitpunkt oder die Abtastperiode darstellend, wird geschätzt. In einer Ausführungsform werden alle der die Spektren bestimmenden räumlichen Positionen (z. B. die gleichen Sende- und Empfangs-Ereignisse) gleichzeitig abgetastet. Die Spektren werden zum gleichen Zeitpunkt relativ zu einem physiologischen Zyklus, wie zum Beispiel dem Herzzyklus, abgetastet. Spektren für nur eine Zeitspanne können geschätzt werden. Spektren für die gleichen Positionen werden für verschiedene Zeitspannen geschätzt, um zeitlich veränderliche Spektralinformationen bereitzustellen. Die zum Schätzen der Spektren zu einem gegebenen Zeitpunkt verwendeten Proben können auch für die Schätzung zu einem anderen Zeitpunkt verwendet werden, wie sie zum Beispiel mit wiederholenden Schätzungen mittels eines zeitlich sich bewegenden Fensters zum Auswählen der Proben assoziiert sind.
-
In Handlung 36 werden ein oder mehrere Kenngrößen der Spektren für jede Position bestimmt. Irgendeine Kenngröße der Spektren kann verwendet werden, wie zum Beispiel die Höchstgeschwindigkeit, Mindestgeschwindigkeit, mittlere Geschwindigkeit, mediane Geschwindigkeit, maximale Energie, mit der maximalen Energie assoziierte Geschwindigkeit, Intensität, Varianz der Geschwindigkeit, Spannweite der Geschwindigkeit, Steigung oder Trend in den Spektren, Position der Steigungsänderung, Formänderung über der Zeit, Ähnlichkeit zu einem Muster oder Spektrum-Vorlage, Clutter, Signal-Rausch-Verhältnis, Kombination von Energie und Geschwindigkeit oder Phasenverschiebung relativ zu einem bekannten oder gemessenen Zyklus.
-
Die Kenngröße der Spektren kann von einem Spektrum, nach Vergleich mit anderen Spektren für die Position, abgeleitet werden. Zum Beispiel ist die Höchstgeschwindigkeit über alle Spektren für eine Position mit einem Spektrum assoziiert. Ein einzelnes Spektrum der Spektren kann mit Bezug auf diese Kenngröße analysiert werden, wie zum Beispiel unter Verwendung von Clutter vom ersten oder letzten Spektrum. Die Kombination der Spektren kann verwendet werden, wie zum Beispiel Musterabgleich einer Vorlage von Spektren mit den Spektren für die Position.
-
Verschiedene Arten von Spektralinformationen können für verschiedene diagnostische Zwecke nützlich sein. Zum Beispiel kann die Höchstgeschwindigkeit Gewebegesundheit besser anzeigen. Die Varianz der Spektren kann auf Strömungsverhältnisse hinweisen. Die in den Spektral-Streifen bereitgestellte nützliche Information ist für viele Positionen zum gleichen Zeitpunkt verfügbar, wodurch eine Auswahl der mit den gewollten Kenngrößen assoziierten Spektren bereitgestellt wird. Das Auffinden des Spektrums oder der Spektren mit der Höchstgeschwindigkeit kann bessere Strömungsinformationen bereitstellen als eine vom Benutzer erratene Position.
-
Irgendeine jetzt bekannte oder später entwickelte Technik kann dazu verwendet werden, eine Kenngröße der Spektren zu charakterisieren oder bestimmen. Zum Beispiel wird auf die Höchstgeschwindigkeit von den höchsten Geschwindigkeiten über einem Schwellenwertpegel, mit nur einer oder keinen niedrigeren Geschwindigkeiten unter dem Schwellenwert, hingewiesen. Die Höchstgeschwindigkeit ist die höchste Geschwindigkeit oder der Mittelwert der zwei oder mehr höchsten Geschwindigkeiten, die mit zusammenhängenden Werten oberhalb des Schwellenwerts oder Rauschpegels im Spektrum assoziiert sind. Das Signal-Rausch-Verhältnis kann berechnet werden, indem Energie oder Intensität des Spektrums oder der Spektren von Proben mit abgeschaltetem Sender und Proben mit aktivem Sender gemessen werden. Als ein weiteres Beispiel kann Clutter auf der Basis von einer Abbildung von Geschwindigkeit und Energie gemessen werden, wobei zum Beispiel höhere Energie mit niederer Geschwindigkeit auf eine stärkere Clutter-Stärke hinweist. Clutter kann durch ein Verhältnis oder eine Differenz von Energie mit und ohne Clutter-Filtern gemessen werden.
-
In Handlung 46 wird F-Mode-Information von den Signalen geschätzt. F-Mode ist ein Farb-Doppler oder eine andere räumlich verteilte Schätzung der mittleren Geschwindigkeit, Energie und/oder Varianz. Die F-Mode-Information für die verschiedenen Positionen wird mit dem gleichen für die spektrale Schätzung erfassten Ensemble oder einem Teil davon geschätzt. Die F-Mode-Information weist auf Kenngrößen der Strömung hin, zum Beispiel zeigt sie ein Strömungsgebiet mit höheren und niedrigeren Strömungspositionen.
-
Die Doppler-Gate-Position wird in Handlung 38 eingestellt. Eine der Positionen der Gruppierung wird als Doppler-Gate-Position oder als die Position, für die die Spektren dargestellt oder ausgegeben werden, ausgewählt. Es kann mehr als eine Position ausgewählt werden, wobei zum Beispiel eine Position auf beiden Seiten der Herzklappe ausgewählt wird, sodass eine spektrale Information für beide Positionen bereitgestellt wird.
-
Die Position wird auf der Basis der verfolgten B-Mode-Position, der Kenngrößen der Spektren oder der F-Mode-Information eingestellt. Die Position für das verfolgte Doppler-Gate wird für B-Mode-Verfolgung verwendet. Wie sich die erste Position in ihrer Position ändert, werden die Signale von der neuen Position für die Spektralanalyse verwendet. Das Verfolgen folgt einem Merkmal oder einer Struktur des Patienten. Zu verschiedenen Zeitpunkten stellen die Signale der verschiedenen Koordinaten die Antwort des Merkmals dar. Indem die Signale von der verfolgten Position über die Zeit verwendet werden, stellt das resultierende Spektrum das Merkmal trotz Bewegung dar.
-
Signale von verschiedenen Positionen werden dazu verwendet, die Spektren gesondert zu schätzen. Wie das verfolgte Doppler-Gate seine Position verändert, wird jedes neue Spektrum für die neue Position bestimmt. Dieses Spektrum wird zum Spektral-Streifen oder den Spektren von einer früheren Position oder früheren Positionen hinzugefügt. Alternativ oder zusätzlich können Signale von verschiedenen Positionen in eine fortlaufende Strömung kombiniert werden, wobei zum Beispiel Signale von verschiedenen Positionen in einem gegebenen Ensemble zur Schätzung eines Spektrums einbezogen werden.
-
Zum Einstellen der Doppler-Gate-Position auf Basis der Spektren-Kenngrößen werden die Kenngrößen der Spektren für verschiedene Positionen verglichen. Zum Beispiel wird die beste Passung einer Vorlage an die Spektren der verschiedenen Positionen identifiziert. In einem weiteren Beispiel wird die Position mit den meisten richtigen Strömungskenngrößen, wie zum Beispiel Geschwindigkeit über einem vorgegebenen Pegel, und den wenigsten ungewollten Kenngrößen, wie zum Beispiel Clutter, ausgewählt. Fuzzylogik, Abbilden, ein gewichteter Durchschnitt oder eine andere Logik können dazu verwendet werden, die Werte für verschiedene Kenngrößen zu kombinieren, um eine Position auszuwählen. Alternativ kann die beste Gate-Position einfach die Position mit dem höchsten Signal-Rausch-Verhältnis für hohe Geschwindigkeitssignale sein, während Gates mit starkem Clutter-Signal unberücksichtigt bleiben.
-
In einem anderen Ansatz wird die Doppler-Gate-Position mittels F-Mode-Information eingestellt. Die mit einem Schwerpunkt oder geometrischen Mittelpunkt einer größten Strömungsregion assoziierte Position wird identifiziert. Mit einer Klappe oder einem anderen Objekt assoziierte Strömungskenngrößen können identifiziert und zum Einstellen der Position verwendet werden. Die Position, die mit der höchsten Geschwindigkeit, Energie, Varianz oder Kombination davon assoziiert ist, kann verwendet werden.
-
In einer Ausführungsform wird die Doppler-Gate-Position mittels einer Kombination von Ansätzen eingestellt. Irgendeine Kombination von zwei oder drei der B-Mode-, Spektralanalyse- und F-Mode-Ansätze kann verwendet werden. Andere Ansätze können in Kombination mit einem, zwei oder allen drei der B-Mode-, Spektralanalyse- und F-Mode-Ansätze verwendet werden. Die Kombination kann durchgeführt werden, indem Positionsausgaben von jedem Ansatz gemittelt werden. Die Kombination kann durchgeführt werden, indem eine Positionsausgabe von den verschiedenen Ansätzen auf der Basis eines Kriteriums, wie zum Beispiel der zu den anderen Ausgabepositionen (z. B. der mittleren Position von drei Möglichkeiten) ähnlichsten Position, ausgewählt wird.
-
In einer Ausführungsform ist die Kombination eine provisorische Einstellung durch einen Ansatz und dann eine Verfeinerung mittels eines anderen Ansatzes. Zum Beispiel wird die B-Mode-Information dazu verwendet, das erste Doppler-Gate zu verfolgen. Die Verfolgung wird dazu verwendet, die Gruppierung der Positionen zu ermitteln (siehe Handlung 40 im folgenden Text). Die Mehrfach-Gate-Gruppierung wird erfasst und die Spektralanalyse wird dazu verwendet, die Doppler-Gate-Position von der Gruppierung auszuwählen. Die Verfolgung wird dann auf Basis der ausgewählten Doppler-Gate-Position in einer Wiederholung des Prozesses durchgeführt. Dies trägt der Möglichkeit Rechnung, dass die optimale Gate-Position zeitlich während des gesamten Herzzyklus variieren kann.
-
In einer weiteren exemplarischen Kombination wird die B-Mode-Verfolgung auf Basis der F-Mode-Information verfeinert. Die B-Mode-Verfolgung stellt einen Hinweis für die Position der Gruppierung bereit. Die F-Mode-Information für die verfolgte Gruppierung wird dazu verwendet, die Doppler-Gate-Position einzustellen, wie zum Beispiel in der Mitte der detektierten Strömung. Komplexe Strömungsprofile, die in erkrankten Klappen, zum Beispiel aufgrund von Verkalkung, gefunden werden, können sowohl eine positive als auch eine negative Strömung (d. h. Strömung in Richtung und weg vom Wandler) aufweisen. F-Mode-Information kann dazu verwendet werden, das Doppler-Gate ordentlich, wie in komplexen Strömungsprofilen gewünscht, zu platzieren.
-
In Handlung 42 werden die Spektren für das positionierte Doppler-Gate ausgewählt oder geschätzt. Die in Handlung 38 eingestellte Position oder eingestellten Positionen definiert bzw. definieren die für das Spektraldoppler verwendeten Signale. Wie die Positionen über die Zeit variieren, basieren die für das Spektraldoppler verwendeten Signale auf den alten, den neuen oder alten und neuen Positionen. Wo die Spektren bereits geschätzt wurden, wie zum Beispiel in Handlung 34, können die Spektren ausgewählt (z. B. aus einem Speicher geladen) werden. Alternativ werden die Spektren nochmals mit den gleichen oder anderen Schätzeinstellungen (z. B. Strömungsprobenzähler oder Ensemblegröße oder mit Proben von einer Kombination von Positionen, die in einem Ensemble verwendet werden) berechnet. Wo die Spektren noch nicht zu einem früheren Zeitpunkt zum Einstellen der Doppler-Gate-Position geschätzt wurden, wird eine Schätzung durchgeführt.
-
In Handlung 44 wird ein Bild dargestellt. Das Bild hängt von zumindest einem der Spektren für die Mehrzahl von räumlich getrennten Positionen ab. Die Spektren werden dazu verwendet, den Benutzer mit Informationen zu versorgen. In anderen Ausführungen kann das Bild Informationen, die nur mit einem Spektrum assoziiert sind, bereitstellen.
-
In einer Ausführungsform wird ein Spektral-Streifen für die Doppler-Gate-Position dargestellt. 4 zeigt eine beispielhafte Spektral-Streifen-Darstellung, die zum Zweck der Darstellung vereinfacht ist. Der Spektral-Streifen zeigt die von der Energie modulierte Frequenz in Abhängigkeit der Zeit. Irgendeine jetzt bekannte oder später entwickelte Spektral-Streifen-Abbildung kann verwendet werden, wie zum Beispiel eine Grauwertabbildung, wobei die Intensität die Energie darstellt. Eine Filterung kann angewandt werden, um das Spektrum zu glätten. Kenngrößen des Spektral-Streifens können bestimmt und dargestellt werden, wie zum Beispiel das grafische Verfolgen einer Höchstgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Zeit in dem Spektral-Streifen.
-
Da sich die Position oder die Koordinaten für das Doppler-Gate über die Zeit ändern können, wird der Spektral-Streifen von Signalen für verschiedene Positionen erstellt. Verschiedene der Spektren können von den Signalen für verschiedene Positionen geschätzt werden. Ein vorgegebenes Spektrum kann von den Signalen der verschiedenen Positionen geschätzt werden. Weil die Doppler-Gate-Position auf verschiedenen Positionen zu verschiedenen Zeiten eingestellt ist, wird der Spektral-Streifen fortlaufend, als ob es eine gegebene Doppler-Gate-Position darstellt, dargestellt.
-
Mehrere Streifen können dargestellt werden. Zum Beispiel werden Spektral-Streifen für zwei oder mehr ausgewählte Positionen für Vergleichszwecke ausgegeben. Jede der mehreren ausgewählten Doppler-Gate-Positionen wird verfolgt oder über die Zeit positioniert. Die sich ergebenden mehrfachen Spektral-Streifen stellen Spektren für das gewünschte Merkmal des Patienten bereit.
-
In einer Ausführungsform wird der Spektral-Streifen mit einem räumlichen Bild, wie zum Beispiel einem eindimensionalen M-Mode-, zweidimensionalen B-Mode-, zweidimensionalen F-Mode-Bild oder mit einer Kombination davon, dargestellt. Das Bild zeigt das interessierende Gebiet mittels Daten, die für PW-Doppler-Abtastung erfasst wurden. Die Position des ausgewählten Spektrums oder der ausgewählten Spektren kann grafisch im Bild angezeigt werden, wie zum Beispiel durch den Kreis im interessierenden Gebiet des in 5 und 6 gezeigten Blickfelds dargestellt ist. Zum Beispiel zeigt ein Text, eine Farbe, ein Symbol oder ein anderer Zeiger dem Benutzer die Position für das dem ausgewählten Spektrum entsprechende, automatisch bestimmte Entfernungs-Gate. Wo mehrere Spektren dargestellt werden, können angepasste Farbcodierungen zwischen den Erfassungs-Entfernungs-Gates und den dargestellten Spektren verwendet werden. Zum Beispiel verwendet der Zeiger der Position des Entfernungs-Gates orange. Das entsprechende Spektrum ist orange schattiert, von orange umrissen oder sonst wie orange markiert. Andere Zeiger können verwendet werden, wie zum Beispiel Textmarkierungen oder eine Nummerierung.
-
In Handlung 40 werden Handlungen 26 und 28 auf der Basis der Einstellungen der Position des Doppler-Gates aktualisiert. Wie sich das Doppler-Gate aufgrund von Bewegungen zu anderen Koordinaten ändert, wird die Erfassung von Daten verändert.
-
In einer Ausführungsform wird die Sendestrahlen- und/oder Empfangsstrahlen-Position geändert, um auf die Doppler-Gate-Position zentriert zu werden. Irgendeine Kenngröße der Strahlposition kann eingestellt werden, wie zum Beispiel der Scanlinienursprung, Scanlinienwinkel oder Brennpunkt. Zum Beispiel wird der Scanlinienwinkel seitlich oder in der Höhe verstellt, um das eingestellte Doppler-Gate abzudecken. Der Sendestrahl kann mehrere seitliche und Höhen-Positionen abdecken. Da die Energie in der Mitte des Sendestrahls stärker sein kann, wird die Mitte oder die Scanlinie des Sendestrahls verändert, um die derzeitige Position des Doppler-Gates abzudecken. Ein Empfangsstrahl ist ähnlich positioniert, um die derzeitige Position des eingestellten Doppler-Gates zu schneiden.
-
Der Brennpunkt kann auf das Doppler-Gate verändert werden. Wo das Doppler-Gate an einer anderen Tiefe liegt, wird der Brennpunkt auf die andere Tiefe gesetzt.
-
Andere Kenngrößen der Strahlen können sich mit der Position verändern. Zum Beispiel können die Sendestrahlen breiter oder schmaler gemacht werden. Die F#, Apodisierung oder Apertur kann auf der Basis der Position variiert werden.
-
Das Aktualisieren der Strahlen kann ein stärkeres Signal-Rausch-Verhältnis für die Doppler-Gate-Position als für andere Positionen bereitstellen. Da das Doppler-Gate dazu verwendet wird, Informationen auszugeben, ist ein stärkeres Signal-Rausch-Verhältnis gewünscht. Andere Positionen werden noch immer zur Positionierung des Doppler-Gates abgetastet. In alternativen Ausführungsformen ändern sich die Strahlen nicht auf der Basis der Einstellung des Doppler-Gates.
-
In einer weiteren Ausführungsform wird die Gruppierung von beabstandeten Positionen auf der Basis des eingestellten Doppler-Gates ermittelt. Das räumliche Abtasten ist dazu da, das Doppler-Gate zu positionieren. Wenn ein vorhergehendes Doppler-Gate vorgegeben ist, wird das räumliche Abtasten auf das Doppler-Gate zentriert, um das Einstellen von zukünftigen Gate-Positionen zu optimieren. 5 zeigt eine Gruppierung eines interessierenden Gebiets, das durch Punkte in einem Kasten dargestellt ist. Die Gruppierung ist auf das Doppler-Gate, das im Kreis positioniert ist, zentriert. Andere Positionen als die Mitte können für das Doppler-Gate eingegeben werden. Die Abtastungsverteilung oder Gruppierung wird über die Zeit aktualisiert, um auf dem eingestellten Doppler-Gate zentriert zu sein. Wie sich das Doppler-Gate ändert, ändern sich auch die abgetasteten Positionen. 6 zeigt die Position der Doppler-Gate-Änderungs-Koordinaten relativ zum Blickfeld. Die Gruppierung ändert sich auch. In einer alternativen Ausführungsform sind die abgetasteten Positionen statisch oder ändern sich nicht aufgrund der Einstellung.
-
Die Abtastungsverteilung kann sich auf der Basis der Änderung in den Strahlen verändern. Wie die Strahlen die Position ändern, ändern sich auch die Abtastungspositionen. In anderen Ausführungsformen ändern sich die Abtastungspositionen, während die Strahlen beibehalten werden, oder umgekehrt.
-
Es ist möglich, dass kleine Abweichungen in der optimalen Doppler-Gate-Position keine Änderung in der Erfassung der Signale auslösen.
-
Zum Beispiel wird die Änderung der Position des Doppler-Gates mit einem Schwellenwert verglichen. Änderungen von einer oder zwei Positionsbreiten (oder anderen Distanzen) in der Abtastungsverteilung lösen keine Änderung in der Erfassung aus, aber größere Änderungen lösen sehr wohl eine Änderung aus.
-
Die Bewegung oder Änderung der Doppler-Gate-Position kann für andere Zwecke verwendet werden. Der Prozess oder Handlungen 26–46 sind fortlaufend auf der Basis einer ersten Einstellung des Doppler-Gates. Sowie Bewegung erfolgt, wird die Doppler-Gate-Position aktualisiert. Für große, schnelle Bewegungen kann es sein, dass die Einstellung nicht wie gewollt funktioniert. Als Antwort auf das Detektieren einer ausreichend großen Bewegung (oberhalb eines Schwellenwerts) kann der Prozess neu gestartet werden. Das Doppler-Gate wird wieder manuell oder erstmals eingestellt, bevor die Doppler-Gate-Position verfolgt wird oder deren Einstellungen anders aktualisiert werden. Das Gate wird ohne die B-Mode-Verfolgung, F-Mode-Einstellung oder Spektralanalyse platziert. Zum Beispiel, wenn das Signal von der Gruppierung vollkommen verloren wird oder wenn es bestimmt wird, dass die auf der B-Mode basierte Verfolgung zu weit vom Pfad weg ist (d. h., wenn die höchste Ähnlichkeit unterhalb eines Schwellenwerts liegt), löst das System für ein Intervall eine Rückkehr zur B-Mode- und/oder F-Mode-Erfassung (d. h. verschachtelt mit oder ohne PW-Doppler-Erfassung) aus. Die verschachtelte B-Mode- oder F-Mode-Scannen erlaubt es, eine neue Gate-Gruppierung-Position entweder aufgrund von bildbasierten Techniken oder manuell zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann diese Auslösung auf einer EKG-Wellenform basiert sein, sodass die für die Positionsanalyse gebrauchte Erfassung zu einem bekannten Teil des Herzzyklus durchgeführt wird.
-
7 zeigt ein System 10 zur Positionierung eines Doppler-Gates in der Spektraldopplersonographie. Das System 10 ist ein medizinisch-diagnostisches Sonografie-System; es können aber auch andere bildgebende Systeme, wie zum Beispiel ein Arbeitsplatzrechner, verwendet werden. Das System 10 schätzt Spektren für eine Doppler-Gate-Position und positioniert die Doppler-Gate-Position über die Zeit aufgrund von PW-Abtastung ohne Verschachtelung für B-Mode-spezifische oder F-Mode-spezifische Erfassung. Das System 10 zentriert eine Gruppierung von Probenpositionen und zentriert einen Sende- und/oder Empfangsstrahl auf das Doppler-Gate. Sowie das Doppler-Gate auf eine andere Position aufgrund von Bewegungen eingestellt wird, werden die Gruppierung und die Strahlenmittelpunkte neu positioniert.
-
Das System 10 enthält einen Sende-Strahlformer 12, einen Wandler 14, einen Empfangs-Strahlformer 16, einen Bildprozessor 18, ein Display 20 und einen Speicher 22. Zusätzliche, andere oder weniger Bauteile können vorgesehen werden, wie zum Beispiel das System 10 ohne die Frontend-Strahlformer 12, 16 und Wandler 14 oder das System 10 mit einem Scan-Konverter.
-
Der Wandler 14 ist eine Matrix aus einer Mehrzahl von Elementen. Die Elemente sind piezoelektrische oder kapazitive Membran-Elemente. Die Matrix ist als eindimensionale Matrix, zweidimensionale Matrix, 1,5 D Matrix, 1,25 D Matrix, 1,75 D Matrix, ringförmige Matrix, mehrdimensionale Matrix, als Kombinationen davon oder irgendeine andere jetzt bekannte oder später entwickelte Matrix ausgeführt. Die Wandler-Elemente wandeln zwischen akustischer und elektrischer Energie. Der Wandler 14 stellt eine Verbindung mit dem Sende-Strahlformer 12 und dem Empfangs-Strahlformer 16 mittels Sende/Empfangs-Schalter her, aber gesonderte Verbindungen können in anderen Ausführungsformen verwendet werden.
-
Der Sende-Strahlformer 12 wird gesondert vom Empfangs-Strahlformer 16 gezeigt. Alternativ können der Sende- und Empfangs-Strahlformer 12, 16 mit einigen oder allen gemeinsamen Komponenten versehen werden. Im gemeinsamen Betrieb, oder alleine, bilden der Sende- und Empfangs-Strahlformer 12, 16 Strahlen aus akustischer Energie, um ein eindimensionales, zweidimensionales oder dreidimensionales Gebiet abzutasten. Vector®-, Sektor-, Linear- oder andere Scanformate können verwendet werden.
-
Der Sende-Strahlformer 12 ist ein Prozessor, Verzögerer, Filter, Wellenform-Generator, Speicher, Phasenrotator, Digital-Analog-Wandler, Verstärker, Kombinationen davon oder irgendwelche anderen jetzt bekannten oder später entwickelten Sende-Strahlformer-Bauteile. In einer Ausführungsform erzeugt der Sende-Strahlformer 12 Hüllenproben digital. Die gewünschte Sende-Wellenform wird mittels Filtern, Verzögerung, Phasenrotation, Digital-Analog-Wandlung und Verstärkung erzeugt. In anderen Ausführungsformen enthält der Sende-Strahlformer 12 Schalt-Impulsgeber oder Wellenform-Speicher, welche die zusendende Wellenform speichern. Andere Sende-Strahlformer 12 können verwendet werden.
-
Der Sende-Strahlformer 12 ist als eine Mehrzahl von Kanälen zur Herstellung von elektrischen Signalen einer Sende-Wellenform für jedes Element einer Sende-Apertur auf dem Wandler 14 ausgebildet. Die Wellenformen sind unipolar, bipolar, gestuft, sinusförmig oder andere Wellenformen mit einer gewünschten Mittenfrequenz oder einem gewünschten Frequenzband mit einer, mehreren oder Bruchzahlen von Zyklen. Die Wellenformen haben eine relative Verzögerung und/oder Phase und Amplitude, um die akustische Energie zu bündeln. Der Sende-Strahlformer 12 enthält eine Steuerung zur Änderung einer Apertur (z. B. der Anzahl von aktiven Elementen), eines Apodisationsprofils (z. B. Art oder Zentrum der Masse) über die Mehrzahl der Kanäle, eines Verzögerungsprofils über die Mehrzahl der Kanäle, eines Phasenprofils über die Mehrzahl der Kanäle, einer Mittenfrequenz, eines Frequenzbandes, der Form einer Wellenform, einer Anzahl von Zyklen, Codierung und Kombinationen davon.
-
Der Sende-Strahlformer 12 kann dazu betrieben werden, einen oder mehrere Sendestrahlen aus Ultraschallenergie im Wesentlichen gleichzeitig zu senden. Ein Sendestrahl stammt vom Wandler 14 an einer Position in der Sende-Apertur. Der Sendestrahl wird entlang einer Scanlinie mit irgendeinem gewünschten Winkel gebildet. Obwohl die akustische Energie an einem Punkt entlang der Scanlinien gebündelt ist, können auch mehrere Punkte, ein Linienbrennpunkt, kein Brennpunkt oder andere Streuung verwendet werden. Der Sendestrahl deckt im Wesentlichen ein breites Gebiet ab, indem er, zum Beispiel, divergent, eine ebene Welle, kollimiert, ungebündelt, schwach gebündelt oder dazu gebündelt ist, mehrere Empfangslinien abzudecken. „Im Wesentlichen” trägt der genügenden akustischen Energie zur Bereitstellung von Echos und Bildgebung oberhalb des Rauschens Rechnung. In einer Ausführungsform ist der Sendestrahl breit genug, um bis zu 64 Empfangsstrahlen oder Scanlinien, die in einer Spalte (z. B. 8 × 8), einer Ebene (1 × 64) oder in anderen Anordnungen (z. B. 4 × 16) angeordnet sind, abzudecken. Indem die Apodisation, Apertur und das Verzögerungsprofil gesteuert werden, können verschiedene Gebietsgrößen mit einem vorgegebenen Sendestrahl gescannt werden.
-
Der Sende-Strahlformer 12 kann mehrere oder geteilte Strahlen erzeugen. Die geteilten Strahlen werden für eine im Wesentlichen gleichzeitige Pulsed-Wave-Spektraldoppler-Schätzung für zwei Gebiete geformt. In alternativen Ausführungsformen wird ein einzelner Sendestrahl für jedes Sende-Ereignis gebildet.
-
Für geteilte Strahlen wird mehr als ein Sendestrahl im Wesentlichen gleichzeitig erstellt. Zum Beispiel wird ein Sendestrahl mit einer Gitterkeule erstellt. Der Brennpunkt, die Apodisation, Apertur (z. B. nichtkontinuierliche Auswahl von Elementen) oder andere Kenngrößen sind dazu eingestellt, eine Gitterkeule bei genügend hoher Amplitude zur Erstellung von Echos über jedem Rauschen zu verursachen. Ein Sendestrahl mit hoher Amplitude kann auf einem Winkel weg von der Normalen gelenkt werden, um die Gitterkeule zu erstellen. Proben werden als Antwort auf den Primärstrahl und die Gitterkeule empfangen. In einem weiteren Beispiel ist die Wandler-Matrix in zwei oder mehr Aperturen aufgeteilt. Die getrennten Aperturen werden dazu verwendet, die verschiedenen Sendestrahlen zu bilden. In einem weiteren Beispiel wird Frequenz- oder andere Kodierung verwendet. In einem weiteren Beispiel wird die gleiche Apertur verwendet, um mehrere Strahlen zu senden, indem verzögerte Wellenformen für beide Strahlen an jedem Element kombiniert werden. Kombinationen von diesen Beispielen können vorgesehen werden.
-
Der Empfangs-Strahlformer 16 ist dann ein Vorverstärker, Filter, Phasenrotator, Verzögerer, Addierer, Basisband-Filter, Prozessor, Puffer, Speicher, Kombinationen davon oder ein anderes jetzt bekanntes oder später entwickeltes Empfangs-Strahlformer-Bauteil. Analoge oder digitale Empfangs-Strahlformer, die dazu fähig sind, ein oder mehrere Strahlen als Antwort auf ein Sende-Ereignis zu empfangen, können verwendet werden. Zum Beispiel hat der Empfangs-Strahlformer 16 genügend Verarbeitungsleistung und/oder genügende Hardware-Bauteile, um im Wesentlichen gleichzeitig 64 oder eine andere Anzahl von Empfangsstrahlen als Antwort auf das gleiche Senden zu formen. Parallele und/oder sequenzielle Verarbeitung kann dazu verwendet werden, verschiedene Strahlen zu bilden. Parallele Strahlbildung kann bereitgestellt werden, ohne dass Ultraschallproben von jedem Element für ein gesamtes Empfangs-Ereignis in einem Speicher gespeichert werden. Alternativ kann ein Speicher dazu verwendet werden, die Ultraschallproben von jedem Element zu speichern.
-
Der Empfangs-Strahlformer 16 ist ausgeführt mit einer Mehrzahl von Kanälen zum Empfangen von elektrischen Signalen, die Echos oder auf den Wandler 14 auftreffende akustische Energie darstellen. Ein Kanal von jedem der Elemente der Empfangsapertur innerhalb des Wandlers 14 ist mit einem Verstärker zum Anwenden der Apodisationsverstärkung verbunden. Ein Analog-Digital-Wandler digitalisiert das verstärkte Echosignal. Die digitalen Hochfrequenz-Empfangsdaten werden auf eine Basisbandfrequenz demoduliert. Jegliche Empfangsverzögerungen, wie zum Beispiel dynamische Empfangsverzögerungen, und/oder Phasenrotationen werden dann durch den Verstärker und/oder Verzögerer angewandt. Ein digitaler oder analoger Addierer kombiniert Daten von verschiedenen Kanälen der Empfangsapertur, um einen oder mehrere Empfangsstrahlen zu bilden. Der Addierer ist ein einzelner Addierer oder kaskadierter Addierer. Der Addierer addiert die relativ verzögerten und apodisierten Kanalinformationen zusammen, um einen Strahl zu bilden. In einer Ausführungsform kann der Strahlform-Addierer dazu betrieben werden, die Gleichphasen- und Quadratur-Kanaldaten komplex zu addieren, so dass die Phaseninformationen im gebildeten Strahl erhalten bleiben.
-
Alternativ addiert der Strahlform-Addierer die Daten-Amplituden oder -Intensitäten, ohne dass die Phaseninformationen erhalten bleiben. Andere Empfangs-Strahlenbildung kann vorgesehen werden, wie zum Beispiel durch Demodulation zu einem mittleren Frequenzband und/oder Analog-Digital-Wandlung bei einem anderen Teil des Kanals.
-
Für parallelen Empfangsbetrieb werden verschiedene Verzögerungen, Apodisation und Summierung für die verschiedenen Strahlen vorgesehen. Für geteilte oder mehrfach-gesendete Strahlen wird die gleiche oder verschiedene Anzahl von paralleler Strahlenbildung für jeden Strahl verwendet. Zum Beispiel werden zwei Sendestrahlen gebildet. Zweiunddreißig Empfangsstrahlen werden für jeden der zwei Sendestrahlen gebildet. In einem anderen Beispiel werden acht Empfangsstrahlen von einem Sendestrahl gebildet und vierundzwanzig Empfangsstrahlen werden von einem anderen Sendestrahl gebildet.
-
Strahlbildungsparameter, einschließlich einer Empfangsapertur (z. B. die Anzahl der Elemente und welche Elemente zur Empfangsverarbeitung verwendet werden), des Apodisationsprofils, eines Verzögerungsprofils, eines Phasenprofils, einer bildgebenden Frequenz, einer inversen Codierung und Kombinationen davon, werden auf die Empfangssignale für die Empfangs-Strahlbildung angewandt. Zum Beispiel bündeln relative Verzögerungen und Amplituden oder Apodisation die akustische Energie entlang einer oder mehrerer Scanlinien. Ein Steuerungsprozessor steuert die verschiedenen Strahlbildungsparameter für die Empfangs-Strahlbildung.
-
Ein oder mehrere Empfangsstrahlen werden als Antwort auf jeden Sendestrahl erzeugt. Zum Beispiel werden bis zu vierundsechzig oder einer anderen Anzahl von Empfangsstrahlen als Antwort auf einen Sendestrahl gebildet. Jeder Empfangsstrahl ist von den anderen Empfangsstrahlen seitlich und/oder in der Höhe in zwei oder drei Dimensionen beabstandet, sodass Proben für Positionen entlang verschiedener Scanlinien erfasst werden.
-
Akustische Echos werden von dem Wandler 14 als Antwort auf den Sendestrahl empfangen. Die Echos werden in elektrische Signale durch den Wandler 14 gewandelt und der Empfangs-Strahlformer 16 bildet die Empfangsstrahlen von den elektrischen Signalen. Die Empfangsstrahlen sind kollinear, parallel und versetzt oder nichtparallel mit den entsprechenden Sendestrahlen. Die Empfangsstrahlen können angepasst werden, um den räumlichen Zwei-Wege-Unterschieden Rechnung zu tragen, wie zum Beispiel indem das Verzögerungsprofil und/oder die Amplitude für Empfangsstrahlen näher am Sendestrahlmittelpunkt anders als für Empfangsstrahlen weiter weg vom Sendestrahlmittelpunkt angepasst wird. Alternativ wird ein einziger Empfangsstrahl für jeden Sendestrahl erstellt.
-
Der Empfangs-Strahlformer 16 gibt Daten aus, die verschiedene räumliche Positionen eines gescannten Gebiets darstellen. Der Empfangs-Strahlformer 16 erstellt Proben an verschiedenen Tiefen entlang des Empfangsstrahls. Indem dynamische Bündelung verwendet wird, werden Proben für verschiedene Tiefen gebildet. Indem verschiedene Empfangsstrahlen und Scanlinien verwendet werden, werden Proben von zwei- oder dreidimensionalen Verteilungen von Positionen gebildet. Die Ultraschalldaten sind kohärent (d. h. die Phaseninformationen werden erhalten), können aber auch inkohärente Daten enthalten.
-
Der Bildprozessor 18 enthält einen Spektraldopplerprozessor und/oder bildgebende Detektoren. In einer Ausführungsform ist der Bildprozessor 18 ein digitaler Signalprozessor oder eine andere Vorrichtung, um eine Transformation auf Empfangsstrahlendaten anzuwenden. Eine Sequenz von Sende- und Empfangs-Ereignissen wird über eine Zeitspanne ausgeführt. Ein Puffer oder der Speicher 22 speichert die empfangsstrahlengebildeten Daten von jedem Sende- und Empfangs-Ereignis. Irgendein Pulswiederholungsintervall kann für die Sendestrahlen verwendet werden. Irgendeine Anzahl von Sende- und Empfangs-Ereignissen, wie zum Beispiel drei oder mehr, können zur Bestimmung eines Spektrums verwendet werden. Der Bildprozessor 18 schätzt ein Spektrum für jede der verschiedenen Positionen (z. B. für jede der Tiefen von jedem der Empfangsstrahlen in einem interessierenden Gebiet). Indem eine diskrete Fourier-Transformation oder eine fast Fourier-Transformation oder eine andere Transformation auf die Ultraschallproben für die gleiche räumliche Position angewandt wird, wird das die Antwort von der Position darstellende Spektrum bestimmt. Ein Histogramm oder die Energiepegel bei verschiedenen Frequenzen während der Zeitspanne zur Erfassung der Proben darstellende Daten werden erhalten. 2 zeigt ein beispielhaftes Spektrum für eine räumliche Position.
-
Indem der Prozess wiederholt wird, kann der Bildprozessor 20 verschiedene Spektren für eine gegebene Position zu verschiedenen Zeitpunkten erhalten. Überlappende Daten können verwendet werden, wie zum Beispiel bei der Berechnung jedes Spektrums mit einem gleitenden Fenster von ausgewählten Ultraschallproben. Alternativ wird jede Ultraschallprobe für eine einzige Periode und Spektrum verwendet.
-
Ein Spektrum kann für jede der mehreren räumlichen Positionen bestimmt werden, wie zum Beispiel für über 200 Tiefen auf jedem der 64 oder anderen Anzahl von Empfangsstrahlen. Die Daten für jede Position werden transformiert. Der Bildprozessor 18 kann eine Mehrzahl von Komponenten für eine Parallelbearbeitung oder eine einzelne Komponente für eine parallele oder sequenzielle Schätzung beinhalten.
-
Der Bildprozessor 18 kann Informationen von einem gegebenen Spektrum oder von einer Mehrzahl von Spektren ableiten. In einer Ausführungsform bestimmt der Bildprozessor 18 einen Clutter-Pegel, ein Signal-Rausch-Verhältnis, eine Höchstgeschwindigkeit, eine Spannweite der Geschwindigkeit und/oder andere Kenngrößen. Indem eine Höchstgeschwindigkeit oder andere Kenngröße jedes Spektrums bestimmt wird, können Positionen, die mit Bewegung oder Strömung assoziiert sind, identifiziert werden. Eine optimale Position für das Doppler-Gate wird identifiziert.
-
Der Bildprozessor 18 kann einen B-Mode-Detektor zum Bestimmen der Intensität von für den Spektraldoppler erfassten Proben enthalten. Der Bildprozessor 18 kann einen Korrelations-Prozessor oder anderen Farb-Doppler-Detektor zum Bestimmen der mittleren Geschwindigkeit, Varianz und/oder Energie der für den Spektraldoppler erfassten Proben enthalten. Ein oder mehrere Filter, wie zum Beispiel Clutter-Filter, räumliche Filter oder zeitliche Filter, können vorgesehen werden.
-
Der Detektor gibt inkohärente Bilddaten aus. Zusätzliche Prozesse, wie zum Beispiel Filtern, Interpolation und/oder Scan-Umwandlung können durch den Bildprozessor 18 bereitgestellt werden.
-
Ein Prozessor 21 ist vorgesehen. Der Prozessor 21 kann Teil des Bildprozesses 18 sein. Der/die für die Schätzung oder Bestimmung verwendete(n) Prozessor oder Prozessoren steuern die Bildgebung und/oder das System 10. Der Prozessor 21 ist ein allgemeiner Prozessor, ein Steuerungsprozessor, ein digitaler Signalprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ein Field Programmable Gate Array, Grafikprozessor, eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung, Kombinationen davon oder eine andere jetzt bekannte oder später entwickelte Bearbeitungsvorrichtung. Der Prozessor 21 ist durch Hardware, Software oder beides eingerichtet, verschiedene Handlungen, wie zum Beispiel die zuvor für 1 diskutierten Handlungen, auszuführen oder zur Ausführung zu bringen.
-
Der Prozessor 21 ist dazu eingerichtet, eine Position des Doppler-Gates in Abhängigkeit von den abgetasteten Empfangsstrahlen einzustellen. Die Proben werden für die Spektralanalyse an verschiedenen Positionen erfasst. Ohne Verschachtelung für gesondertes Scannen in anderen Moden können die Proben für den Spektraldoppler auch für B-Mode- und/oder F-Mode-Detektion verwendet werden. Alternativ wird die B-Mode- und/oder F-Mode-Bestimmung nicht durchgeführt und die Position wird aufgrund der Spektralanalyse eingestellt.
-
Mittels B-Mode-Information, F-Mode-Information, Spektraldoppler-Information oder Kombinationen davon wird die Position des Doppler-Gates für einen gegebenen Zeitpunkt oder eine gegebene Zeitspanne eingestellt. Die Position kann aktualisiert werden. Um die Gate-Position bei dem gewünschten Merkmal zu halten, wird das Einstellen der Gate-Position wiederholt. Der Prozessor 21 wiederholt das Einstellen der Gate-Position.
-
Der Prozessor 21 kann die Strahlformer 12, 16 steuern. Die Strahlen und die Abtastung können auf die Doppler-Gate-Position zentriert sein. Wie sich die Gate-Position verändert, werden die Strahlformer 12, 16 dazu gesteuert, die Abtastung und die Strahlen zu verändern. Indem ein Mittelpunkt der Verteilung von Positionen positioniert wird, stellt der Prozessor 18 eine genauere Einstellung der Gate-Position für spätere Zeitpunkte bereit. Indem ein Mittelpunkt und/oder Brennpunkt des Sendestrahls auf die Gate-Position positioniert wird, können die Signale für die Spektralanalyse ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis haben als die Signale für andere Positionen. Der Mittelpunkt des Strahls und Brennpunkts stellt Gebiete von größerer Energie dar. Der Prozessor 21 steuert die Strahlformer 12, 16 derart, dass die seitliche Positionierung, Höhe und Brennpunkt der Sende- und Empfangsstrahlen zur Zentrierung eines der Sendestrahlen und/oder der Verteilung der Positionen auf die eingestellte Doppler-Gate-Position verändert wird.
-
Der Bildprozessor 18 erstellt Darstellungswerte in Abhängigkeit der Spektren, die für die Doppler-Gate-Position geschätzt wurden. Darstellungswerte schließen die Intensität oder andere Werte, die für die Darstellung umgerechnet werden, Werte, die dem Display 20 bereitgestellt werden (z. B. rote, grüne, blaue Werte), oder analoge Werte, die zum Betreiben des Displays 20 erstellt werden, ein. Die Darstellungswerte können Intensität, Farbton, Farbe, Helligkeit oder andere Pixel-Kenngrößen angeben. Zum Beispiel wird die Farbe in Abhängigkeit einer Kenngröße eines Spektrums zugeordnet und die Helligkeit ist abhängig von einer anderen Spektral-Kenngröße oder einer anderen Information. Die Darstellungswerte werden für eine Spektral-Streifen-Darstellung erstellt.
-
Das Display 20 ist eine Kathodenstrahlröhre (CRT), ein Monitor, eine Flüssigkristallanzeige (LCD), ein Plasma-Bildschirm, ein Projektor oder ein anderes jetzt bekanntes oder später entwickeltes Display zum Darstellen eines auf die Darstellungswerte ansprechenden Bildes.
-
Für ein Grauwert-Spektraldoppler-Bild wird eine Geschwindigkeitsspannweite in Abhängigkeit der Zeit bereitgestellt, wobei jede Geschwindigkeit in Abhängigkeit der Energie moduliert ist. Das ausgewählte Spektrum gibt die Geschwindigkeits- und Energie-Information für einen vorgegebenen Zeitpunkt an. Die Intensität eines vorgegebenen Pixels oder eines vorgegebenen Pixelgebiets stellt die Energie dar, wobei Geschwindigkeit auf der vertikalen Skala und Zeit auf der horizontalen Skala bereitgestellt werden. Andere Bildgestaltungen können vorgesehen werden, einschließlich gefärbter Spektraldoppler-Bilder.
-
Der Speicher 22 speichert gepufferte Daten, wie zum Beispiel Ultraschallproben für die Spektrumsschätzung. Der Speicher 22 kann Positionsinformation, B-Mode-Information, F-Mode-Information, Spektren, Kenngrößen von Spektren, Darstellungswerte oder Bilder, wie zum Beispiel ein CINE-Speicher, oder andere Information speichern.
-
In einer Ausführungsform ist der Speicher 22 ein nichtflüchtiger computerlesbarer Datenträger mit darauf gespeicherten Daten, die von einem programmierten Prozessor 18 ausführbare Befehle zur Positionierung eines Doppler-Gates in der Spektraldopplersonografie darstellen. Die Befehle zum Ausführen der Prozesse, Verfahren und/oder hierin beschriebenen Techniken werden auf computerlesbaren Datenträgern oder Speichern, wie zum Beispiel einem Cache, einem Puffer, einem RAM, einem Wechseldatenträger, einer Harddisk oder einem anderen computerlesbaren Datenträger bereitgestellt. Computerlesbare Datenträger enthalten verschiedene Arten von flüchtigen und nichtflüchtigen Datenträgern. Die in den Figuren dargestellten oder hierin beschriebenen Funktionen, Handlungen oder Aufgaben werden als Reaktion auf einen oder mehrere Sätze von Befehlen, die in oder auf dem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, ausgeführt. Die Funktionen, Handlungen und Aufgaben sind unabhängig vom bestimmten Typ des Befehlssatzes, des Datenträgers, des Prozessors oder der Verarbeitungsstrategie und können durch Software, Hardware, integrierte Schaltungen, Firmware, Mikrocodes und ähnliches, die alleine oder in Kombination betrieben werden, ausgeführt werden. Gleichfalls können Verarbeitungsstrategien Multiprocessing, Multitasking, parallele Verarbeitung und Ähnliches einschließen. In einer Ausführungsform werden die Befehle auf einem Wechseldatenträger gespeichert, damit sie von lokalen oder entfernten Systemen gelesen werden. In anderen Ausführungsformen werden die Befehle an einer entfernten Position für einen Transfer über ein Computernetzwerk oder über Telefonleitungen gespeichert. In weiteren anderen Ausführungsformen werden die Befehle innerhalb eines gegebenen Computers, CPU, GPU oder System gespeichert.
-
Obwohl die Erfindung im Vorhergehenden mit Hinweis auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es zu verstehen, dass viele Änderungen und Abwandlungen gemacht werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es ist daher vorgesehen, dass die vorhergehende ausführliche Beschreibung als erläuternd anstatt als beschränkend angesehen werden soll, und es ist zu verstehen, dass es die folgenden Ansprüche, einschließlich aller Äquivalente, sind, die den Geist und den Rahmen dieser Erfindung definieren sollen.
