用双平面相控阵换能器进行三维(3d)矢量流成像的制作方法
【技术领域】
[0001] 下面总体上涉及超声成像，更具体地涉及利用双平面相控阵换能器进行三维（3D) 矢量流成像，并且以其到超声系统的特殊应用来描述。
【背景技术】
[0002] 超声成像已经被用来确定与对象或受体的内部特征有关的信息。这包括产生内部 结构、比如管状或其它结构的一个或多个图像以及估计在该管状结构的腔内流动的结构的 流速，这已经与图像相关地进行了视觉显示。
[0003] 期满的专利US 4, 671，293给出了一种包括复合压电材料切片的相控阵列换能 器，换能器元件的阵列设置于该材料的每一侧上，彼此正交。到各阵列的电连接被共用和切 换，以使一侧上的元件接地而另一侧上的元件被使用，或者反之。用于每一个平面的不包括 任何流量信息的图像被产生，临床医生必须观察两个图像并且用脑力构建所扫描的目标的 3D全貌。
[0004] 对于流速估计来说，在一个例子中，脉冲回波场在轴向方向上沿着超声波束的轴 线振动，只有沿着z轴或深度的轴向速度分量被估计出来；横向速度分量不能估计。通常， 横过超声波束的散射体会产生具有与轴向速度成正比的频率分量的信号。允许此估计的基 本机构是被发射的脉冲的振动。
[0005] 二维（2D)横向振动（T0)速度估计方法已经被用于估计轴向分量和横向速度分量 之一（高度或方位）。对于此方法，使用与如上所述相同的基本机构，横向振动被引入超声 场，并且此振动产生依附于横向振动的被接收的信号。
[0006] 本基本思想是利用一维（1D)换能器阵列制造双振动的脉冲回波场。这可以通过 使用如在传统的流速估计过程中使用的相同的发射波束以及预定的变迹曲线来实现。此 T0 方法在 Udesen 的''Investigation of Transverse Oscillation Method'，，IEEE Trans. Ultrason.，Ferroelec.，Freq. Contr.，vol. 53, pp. 959 - 971，2〇〇6 中描述了。
[0007] 三维（3D)横向振动（TO)速度估计方法已经被用于估计在所有三个方向上的速度 分量，包括轴向分量和横向速度分量之一或两者。此方法在于2011年10月11日提交的、 题为 "Three Dimensional (3D) Transverse Oscillation Vector Velocity Ultrasound Imaging"的国际（PCT)专利申请序列号PCT/IB2011/002383中描述了。
[0008] 对于此方法，使用了换能器元件的矩阵或二维（2D)换能器阵列（例如，32x32， 64x64等）。然而，2D换能器阵列、比如在PCT/IB2011/002383中描述的2D换能器阵列需要 用于换能器阵列的单个换能器元件中的每一个换能器元件的通道。因此，32x32换能器阵列 具有1024个通道，96x96换能器阵列具有9216个通道等。
【发明内容】
[0009] 本申请的各方面针对上述内容和其它内容。
[0010] 在一个方面中，超声成像系统包括换能器阵列。换能器阵列包括第一组换能器元 件和第二组换能器元件。第一组换能器元件和第二组换能器元件包括长轴并且于所述长轴 相互角度偏置一非零角度。超声成像系统还包括速度处理器，其处理由第一组换能器元件 和第二组换能器元件接收的回波并且基于接收到的回波确定轴向流速分量和两个横向流 速分量。
[0011] 在另一方面中，一种方法包括响应于第一超声波束在第一方向上横过第一平面而 接收第一回波。该方法还包括响应于第二超声波束在第二方向上横过第二平面而接收第二 回波。所述第一方向和第二方向相对于彼此成一角度。该方法还包括基于第一回波和第二 回波估计三个正交流速分量。
[0012] 在另一方面中，一种用计算机可读指令编码的计算机可读存储介质，其中，在所述 计算机可读指令被处理器执行时致使处理器：处理由在相控阵列模式中使用的双平面换能 器阵列产生的数据以及基于该数据并且利用3D矢量流成像处理算法来确定3D正交速度分 量。
[0013] 本领域内的技术人员在阅读和理解所附的说明之后还会认识本申请的其它方面。
【附图说明】
[0014] 本申请通过例子进行说明但不限制于附图，图中相同的参考标记表示类似的元 件，图中：
[0015] 图1示意性示出了包括双平面换能器阵列和估计3D矢量流速分量的速度处理器 的超声成像系统；
[0016] 图2示意性示出了图1的双平面换能器阵列的例子，其中双平面换能器阵列包括 能够以相控阵列的方式配置的单一双平面换能器；
[0017] 图3示意性示出了图2的变异的立体图，其中换能器阵列包括用于产生相交波束 的两个单独的换能器阵列；
[0018] 图4示意性示出了图3的变异的侧视图，示出了沿着导管长轴以及沿着这两个波 束的两个平面的流速分量；
[0019] 图5示意性示出了图2的变异的立体图，示出了沿着这两个平面之一的流速分 量；
[0020] 图6示意出根据关于图1和2讨论的例子的方法；和
[0021] 图7示意出根据关于图3,4和5讨论的例子的方法。
【具体实施方式】
[0022] 下面的总述描述了 3D矢量流成像方法，其以相控阵列的方式配置双平面换能器 阵列（包括单一换能器或两个单独的换能器）并且利用3D横向振动（T0)速度估计法处理 所接收的回波。该双平面阵列可被控制为使这些阵列中的一个处于电接地而另一个进行发 射和/或接收，或使这些阵列同时发射和/或接收，但以差分方式电驱动。
[0023] 开始参考图1，示出了示意性的超声成像系统100。
[0024] 超声成像系统100包括具有多个换能器元件104的换能器阵列102。换能器阵列 102可以是直线的、弯曲的、和/或以其它方式成形的、完全板装的或稀疏的和/或它们的组 合等。换能器阵列102包括单一双平面阵列，其中这些阵列中的每一个可被以相控阵列的 方式使用。然而，其它配置，包括单独的换能器阵列，也被设想和讨论。
[0025] 简单地参考图2,示意出了单一双平面阵列换能器102的例子。单一双平面阵列 换能器102包括夹在第一电极201和第二电极204 2(统称为电极204)之间的换能材料 202 (例如，压电换能材料等）。第一和第二电极204被附连到材料202的相反的第一和第 二主表面 205jP 205 2。
[0026] 在图示的实施例，第一电极20尖包括Μ个换能器元件206 i，2062，…，206M (统称为 换能器元件206)，每一个换能器元件在第一方向上横跨换能材料的表面延伸，并且在第二 方向上相对于彼此大致平行地布置，第二方向正交于第一方向。这些换能器元件206可以 通过划线、切割等电极2〇1的表面而制造。
[0027] 在图示的实施例中，第二电极2042包括N个换能器元件208 p 2082，…，208N (统称 为换能器元件208)，每一个换能器元件在第一方向上横跨换能材料的表面延伸，并且在第 二方向上相对于彼此大致平行地布置，第二方向正交于第一方向。这些换能器元件208可 以通过划线、切割等电极2042的表面而制造。
[0028] 换能器元件206和换能器元件208包括长轴，并且关于所述长轴相互成一角度地 在空间上布置。例如，在图示的实施例中，换能器元件206和208近似正交于彼此布置，形 成换能器元件的行和列。在另一例子中，换能器元件206和208相互成一个或多个其它角 度布置。
[0029] 在图示的例子中，换能器元件206被设想为行或列，换能器元件208被设想为列或 行。换能器元件206和208的布置的例子包括但不仅限于16行乘16列，32行乘32列，64 行