用的实施例中，如果Si被固定到仅单个射出或脉冲射出并且被设定为0，则在图像上看到的标记物将仅为一个点。在其他范例中，如果31被设定为-2%、-1〖。、04。、2t。，则响应将为大致平行于水平轴的小线段。在扇形探头几何和弯曲探头几何中，该线段的曲率将允许对波束形成与扫描转换参数的在飞行中的识别。应当注意，针对线性扫描器，以周期性时间空挡增加射出的数目将创建长的水平线。如果31被设定为-kUfx)，其中，k从-K到+K，则在线性探头上创建倾斜的直线，其中，斜率取决于X，并且线段的长度取决于K。通过控制X并观察图像上的响应，能够估计波束形成与扫描转换参数。够类似地被设定为各种函数，以得到各种形状，例如圆、椭圆、星等。
[0033]应当注意，该形状或标记物能够被“永久性地”注入到图像150中，使得用户能够一直看到它，或者仅瞬时地被注入到一个单个US帧中，使得其实际上对用户不可见。额外地，由于大多数US扫描器还提供视频输出152，因此能够对视频输出信号与所注入的信号一起进行分析，以在图像处理器或处理模块115中定量地估计内部波束形成与扫描转换参数。
[0034]在一个实施例中，图像处理模块115使用被配置为从US图像150确定形状(例如，标记物142、143、145、147)的确切位置和大小的自动算法或程序154来将所注入的信号141的大致位置和形状(其为已知的、先验的)与视频输出图像152进行比较。这能够是根据内部显示参数或像素分配等的。将该位置和形状与所估计的注入的形状进行比较。优化例程156然后能够估计内部波束形成与扫描转换参数。该比较可以被用作对位置的核查或者可以用于其他功能。例如，基于对内部参数的当前估计，现在能够在相同位置或不同位置处注入新的形状。应当注意，能够通过注入并探测为变化的大小/位置的更新的形状来以闭环方式按次序地完成该处理。这能够用于强加闪烁效果、交替大小增大/减小、旋转或平移形状等。
[0035]在一个范例中，形状(例如，标记物142、143、145、147)能够随着参数变得已知而以椭圆开始并以两个同心圆结束。能够被自动估计的参数可以包括波束角度、绝对波束射出时间、左侧波束数目、右侧波束数目、深度等。该完全自校准处理可以被示于用户或被保持为“不可见”。
[0036]参考图3，示出了具有在其中生成的不同线性形状的四幅图像(150)。一幅图像170示出斜直线形状。另一图像172示出水平线形状。另一图像174示出短线段形状，并且另一图像176示出分行线形状。直线能够被用作校准形状，这是因为直线对于自动分割而言是简单且准确的。能够在图像中绘画或拾取不同的线。作为范例，为了识别“起始”波束，分行线(176)能够是非常有用的。另外，系统能够使一个形状“闪现”，进行一些分析，并然后闪现第二帧，依此类推，直到识别出全部所需要的参数。在几个帧内(例如，〈1秒)，全部参数应当是可获得的。假设波束形成参数是动态的，但非实时改变的，则能够使用图像处理模块115在背景中每隔几秒钟运行该例程，以核查参数是否已经改变。备选地，能够在每一次在来自扫描器125的帧抓取视频输出中观察到显著改变时，触发该校准例程。
[0037]参考图4，需要估计成像探头的帧率T。这是通过在相对长的时间Ttei+ (例如，四分之一秒，以例如40Hz记录10个帧)内听取接收的信号并针对该信号的主导周期分析该信号(即，通过傅立叶分析)来完成的。图4中描绘了接收的信号202。在踪迹202上，个体脉动204对应于击中传感器(设备102上的120)的不同波束(幅度随着波束接近并且然后远离传感器120而变化)。然后随着以连续序列采集若干相同的帧而重复该样式若干次。由传感器(120)在时间Ttei+期间接收到的踪迹202能够用于估计系统的帧率T。这完成后，接收器系统分析长度为的踪迹(理想地，Τ<Τ??Μ<2Τ)。
[0038]参考图5，描绘了长度为！《■的这些脉动204中的一个。应当注意，对这些脉动204的采集并未与帧同步。系统搜索该踪迹的时间最大值t。。该最大值对应于当来自最佳地与传感器120对准的发射事件的脉冲到达传感器120时的时刻。由传感器120在时间T?■(例如，这里Τ.= 1.2Τ)期间接收到的踪迹用于寻找大多数同轴发射到达传感器120时的时间t。。t。简单地为脉动或踪迹204的时间最大值。
[0039]代替用于识别最接近传感器120的波束和到达时间的简单峰值探测，可以有利的是，将曲线或踪迹204(例如，由传感器120在Ttei+期间接收到的信号)拟合到个体脉冲的局部最大值或拟合到简单信号模型，例如，多项式或高斯。
[0040]接下来，将声学信号注入回到成像探头122中，以创建来自传感器位置的回波。所注入的声学信号闪烁(短的“注入开启”周期与“注入关闭”周期交替)。人眼对闪烁信号更为敏感。在其他实施例中，可以对声学回波给予视觉效果，以如所述的改变其大小、改变其形状或改变其视觉属性。这些视觉效果可以通过从传感器120生成或发送返回的信号来引入。如果视频流被捕捉并被同步到信号采集与注入设置，则能够生成差分图像以突出显示所注入的信号(从“闪亮”图像减去“闪灭”图像)。差分图像能够在整个图像处理链中被增强并被叠加在原始图像上，所述整个图像处理链仅要求对来自扫描器125的视频数据的访问。
[0041]针对图6，可以说明性地描述两个实施例:传感器120为应答器(能够利用T/R开关将其切换成发射模式)，或者使用两个紧密接近的换能器，一个为用于信号探测的接收器并且另一个为用于信号注入的发射器。图6中概述的事件的序列应用任一种方式。
[0042]参考图6，说明性地示出了在应答器实施例中针对帧率估计、峰值脉冲探测以及脉冲注入的事件的序列。应当注意，外部系统的时钟可以完全独立于us扫描器的时钟。使用相对长的周期225 (Ttei+)(足够长以舒适地横跨几十个帧)来估计成像系统的帧率。然后，峰值探测周期221 (接收模式、较暗的阴影)与信号注入周期223 (发射模式、较浅的阴影)交替。如果在时间t。时探测到信号峰值，则在％+2Τ时注入信号；这在其探测之后两个帧时创建在应答器的位置处的人工回波。探测事件224被描绘为圆形端部，并且注入事件226为箭头。
[0043]在探测之后，在时间tfnT+SJ#从应答器或发射器发送脉动，其中，S i确定在US图像上观察到的/标记出的形状，并且η为整数，优选地n= 1(发射器实施例)或2(应答器实施例)。形状脉冲228被描绘在注入事件226处的圆中。这具有在探测帧之后的η个帧时，创建似乎是来自传感器位置或其他位置的一个或多个人工回波的作用。可以重复踪迹分析和反馈信号的注入，以使传感器120的位置真实化。也可以周期性地重复帧率估计，以考虑随着用户改变成像设定而可能的参数改变(成像模式、设定以及深度都可以影响帧率
[0044]接下来，在一个实施例中，所注入的视频被抓帧，并且采用自动分割算法以确定US图像里的形状的定位和形状。这提供了对如上所述的波束形成与扫描转换参数的实时估计。应当注意，参数在通过使用单幅图像来估计时可能需要调节。因此，实施例可以使用所注入的形状的微小(或重大)变化来对整个处理步骤进行迭代，以使参数估计的准确度最大化。应当注意，这些形状能够在瞬间被闪烁多次，使得样式将实际上对用户不可见。在校准后，该样式能够被完全停止，或者被仅突出显示整个/部分设备的形状的样式所代替，或者被周期性闪烁所代替以重新核查校准。能够在背景中周期性地进行校准，或者当在来自视频输出的抓帧图像中感知到显著变化时进行校准。
[0045]根据本发明的原理，当器械在超声引导下被插入身体中的任何时间时都可以采用在本文中描述的实施例，这包括针流程(活检、消融、麻醉、疼痛管理、脓疡引流等)以及导管流程(心脏修复、电生理学等)。
[0046]参考图7，示出了根据一个实施例的用于在图像中提供成形的标记物的方法。在方框402中，估计成像探头的帧率。在方框404中，估计帧率可以包括在一时间段内听取接收的信号，并分析接收的信号以确定该信号的主导周期。
[0047]在方框406中，分析踪迹以确定它们是否在探测窗口内来寻找最佳地匹配被安装在器械上的传感器