用于减少斑点的系统和方法
【专利说明】用于减少斑点的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年4月28日提交的序列号为61/985，116的美国临时专利申请的权益和优先权，其全部公开内容以引用方式并入本申请。
技术领域
[0003]本公开大体上涉及超声成像系统和方法。本公开尤其涉及超声图像中的斑点减少。
【背景技术】
[0004]如今，相比传统操作中通常所需的较大开口而言，许多手术操作穿过皮肤中的小开口来进行，致力于减少对患者的创伤和康复时间。这样的操作作为“微创”操作而为人们所知。在微创操作的过程中，操纵手术器械所穿过的相对小的开口的特性，和/或皮下组织结构的存在，可能会使通向目标手术部位的直接视线模糊。因此，需要提供一种不受微创手术部位的几何结构限制的皮下可视化方法。
[0005]—种这样的技术包括超声波的使用，从而为临床医生提供对皮下组织结构成像的能力。超声成像依靠邻近的组织结构的不同声波阻抗以提供用于对分离的组织结构进行成像和识别的对比度。超声成像具有对于手术操作中的实时应用而言具有吸引力的多个优点，例如最小的关联辐射和相对小且廉价的成像硬件。
[0006]—种类型的超声成像技术是获得正被成像的组织的二维截面图的B模式。B模式超声技术总是在图像中产生随机的斑点噪声。斑点是图像中的随机的、确定性的干涉图样，其通过包含许多亚分辨率散射体的介质的相干辐射而形成。可观察到的斑点图样的纹理不对应于下层结构。为了减少噪声，称为复合成像的技术控制不同角度上的声能并求出在使用来自不同角度的声信号所获得的每个位置处的像素的值的平均值。
[0007]由于传统线性阵列的局限性，声能通常被控制为小于20°。因为甚至在波束被控制之后还存在许多重叠，来自被控制的波束的信号之间存在很强的相关性。由这些波束产生的斑点图样因此高度相关，从而限制复合技术的效果。
【发明内容】
[0008]在本公开的一个方案中，提供一种减少超声图像中的斑点的超声成像系统。该系统可以包括具有末端执行器的超声装置，所述末端执行器具有第一钳夹构件和与第一钳夹构件对置的第二钳夹构件。第一钳夹构件和第二钳夹构件相对于彼此移动从而抓取第一钳夹构件和第二钳夹构件之间的组织。第一超声换能器布置在第一钳夹构件上，而第二超声换能器布置在第二钳夹构件上。所述系统还包括控制器，所述控制器构造为接收来自第一超声换能器的第一信号和来自第二超声换能器的第二信号。控制器基于第一信号和第二信号来生成图像。
[0009]第一超声换能器和第二超声换能器中的每一个可以包括线性阵列的超声换能器。
[0010]在一些方案中，第一超声换能器可以发射声能并接收反射能。第一超声换能器可以将反射能转换为第一信号。第二超声换能器可以发射声能并接收反射能。第二超声换能器可以将反射能转换为第二信号。
[0011]在其他方案中，第二超声换能器发射声能，而第一超声换能器接收基于来自第二超声换能器的声能的反射能。第一超声换能器将反射能转换为第一信号。第一超声换能器发射声能，而第二超声换能器接收基于来自第一超声换能器的声能的反射能。第二超声换能器将反射能转换为第二信号。
[0012]控制器可以将第一信号转换为第一 A线并将第二信号转换为第二 A线。可以将第一 A线和第二 A线平均化以生成第三A线。控制器可以根据第三A线来生成图像。
[0013]在本公开的其他方案中，公开了用于减少由超声成像系统提供的超声图像中的斑点的方法。超声成像系统具有控制器和包括末端执行器的超声装置，所述末端执行器具有与第二超声换能器对置的第一超声换能器。一种这样的方法包括从第一超声换能器发射第一声能以及从第二超声换能器发射第二声能。在第一超声换能器处接收基于第一声能的第一反射能，而在第二超声换能器处接收基于第二声能的第二反射能。基于第一反射能和第二反射能而生成图像。
[0014]另一个方法包括从第一超声换能器发射第一声能以及从第二超声换能器发射第二声能。在第一超声换能器处接收基于第二声能的第一反射能，而在第二超声换能器处接收基于第一声能的第二反射能。基于第一反射能和第二反射能而生成图像。
[0015]上述方法还可以包括将第一反射能转换为第一信号，第一信号被提供给控制器，以及将第二反射能转换为第二信号，第二信号被提供给控制器。
[0016]在上述方法中，第一信号可以被转换为第一 A线，而第二信号可以被转换为第二 A线。第一 A线和第二 A线可以被平均化以从而生成第三A线，并且可以基于第三A线而生成图像。
【附图说明】
[0017]通过参照附图将会容易理解本公开的实施例，其中:
[0018]图1是根据本公开的包括超声装置的超声成像系统的立体图；
[0019]图2A是超声装置的末端执行器部的立体图；
[0020]图2B是超声装置的末端执行器部的另一个立体图；
[0021]图3A是超声装置的末端执行器部的侧视图，其以局部剖视图示出；
[0022]图3B是超声装置的末端执行器部的侧视图；
[0023]图4是使用所描述的成像技术获得的图像像素的图形表示；以及
[0024]图5在此是描述根据本公开的斑点减少方法的流程图。
【具体实施方式】
[0025]在下文中参照附图描述本公开的【具体实施方式】；然而，应当理解的是，所公开的实施方式仅仅是本公开的示例并且可以以各种形式体现。不会对熟知的功能或构造进行详细描述，从而避免使本公开在不必要的细节中含混不清。因此，这里公开的具体的结构和功能细节并不解释为限制，而仅仅作为权利要求书的基础以及作为教导本领域技术人员以实际上任何合适的详细结构多方面使用本发明的代表性基础。在整个附图的描述中，同样的附图标记指的是相似或相同的元件。术语“临床医生”指的是执行包括使用此处描述的实施方式的医疗操作的任何医学专业人员(即，医生、外科医生、护士，或者类似人员)。如附图中所示以及如整个如下说明书所述，当提及手术器械上的相对定位时，按照惯例，术语“近侧”或“尾端”指的是较靠近临床医生的设备的端部，而术语“远侧”或“前端”指的是较远离临床医生的设备的端部。
[0026]此处描述的系统也可以利用一个或更多的控制器来接收各种信息并转换接收到的信息从而生成输出。控制器可以包括任何类型的计算装置、计算电路，或者能够执行存储在存储器中的一系列指令的任何类型的处理器或处理电路。控制器可以包括多个处理器和/或多核中央处理单元(CPU)，并且可以包括任何类型的处理器，例如微处理器、数字信号处理器、微控制器，等等。控制器还可以包括存储器以存储数据和/或算法，从而执行一系列指令。
[0027]任何此处描述的方法、程序、算法或编码可以被转换为编程语言或计算机程序，或者用编程语言或计算机程序来表达。“编程语言”和“计算机程序”是用于对计算装置规定指令的任意语言，并且包括(但不限于)这些语言及其衍生语言:汇编程序、Basic、批处理文件、BCPL、C、C+、C++、Delph1、Fortran、Java、JavaScript、机器代码、操作系统命令语言、Pascal、Perl、PL1、脚本语言、Visual Basic、自身规定程序的元语言，以及所有第一代、第二代、第三代、第四代和第五代计算机语言。还包括数据库和其他数据模式，以及任何其他的元语言。为了这个定义的目的，在被解释的、被编译的、或使用编译和解释的方法的语言之间没有区别。为了这个定义的目的，程序的编译版本和源版本之间没有区别。因此，参考编程语言能够以多于一种状态(例如，源状态、编译状态、对象状态、或链接状态)存在的程序是对任何以及全部这些状态的参考。该定义还包含实际的指令和那些指令的含义。
[0028]任何此处描述的方法、程序、算法或编码可以被包含在一种或多种机器可读介质或存储器上。术语“存储器”可以包括提供(例如存储和/或传输)诸如处理器、计算机或数字处理装置的机器可读的形式的信息的机构。例如，存储器可以包括只读存储器(R0M)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存设备或任何其他易失性的或非易失性的存储器存储装置。其上包含的编码或指令能够由载波信号、红外信号、数字信号和其他类似信号来表示。
[0029]本公开涉及用于减少超声图像中的斑点的系统和方法。该系统和方法利用具有末端执行器的超声装置，末端执行器具有构造为抓取组织的对置