技术领域
本发明涉及用于对超声信号滤波的滤波设备、滤波方法和滤波计算机 程序。本发明还涉及用于感测对象的超声感测设备、超声感测方法和超声 感测计算机程序。
背景技术
US5409000公开了一种具有超声换能器和消融电极的消融导管。将超 声波耦合到心脏组织中，通过超声换能器拾取从心脏组织返回的超声回波， 并在屏幕上对所述超声回波进行可视化。执行消融流程的医师能够在屏幕 上观察所得到的超声图像，以便根据所述超声图像执行消融流程。通过向 位于消融导管的顶端处的消融电极施加射频（RF）电流来执行消融流程。
在同一导管内具有RF消融连同超声成像的缺点在于，RF信号将电容 耦合和/或电导耦合到由超声换能器生成的、用于形成超声图像的超声信号 上。这降低了超声信号的质量，并且由此降低了用于监测消融流程的超声 图像的质量。
发明内容
本发明的目的在于提供用于对超声信号滤波的滤波设备、滤波方法和 滤波计算机程序，其中，能够降低RF消融电极等电单元的影响。本发明的 另一目的在于提供一种包括所述滤波设备的用于感测对象的超声感测设备 以及对应的用于感测对象的超声感测方法和超声感测计算机程序。
在本发明的第一方面中，提供了一种用于对超声信号滤波的滤波设备， 其中，所述超声信号受到电单元的影响，并且包括含有关于从其接收超声 信号的对象的信息的第一部分和不包含关于所述对象的信息的第二部分， 其中，所述滤波设备包括：
-校正信号确定单元，其用于从所述超声信号的第二部分确定指示所述 电单元对所述超声信号的影响的校正信号，
-校正单元，其用于基于所确定的校正信号来校正所述超声信号的第一 部分，从而将所述电单元的影响从所述超声信号中滤除。
由于所述校正信号确定单元从不包含关于对象的信息的第二部分来确 定指示例如是RF消融电极的电单元对超声信号的影响的校正信号，因而所 述校正信号是由例如来自所述电单元的电信号向所述超声信号上的电容和 /或电导耦合等不希望的效应所引起的。所述超声信号的第一部分既包括关 于对象的信息，又包括关于诸如所述电容和/或电导耦合的不希望的效应的 信息。通过基于所确定的校正信号校正所述超声信号的所述第一部分来将 所述电单元的影响从所述超声信号中滤除，所希望得到的关于对象的信息 将更加显著并且更易于从所述超声信号的第一部分中检索到。因此，提高 了超声信号的质量。
优选地，所述电单元是用于向对象施加电能，尤其是施加RF能量的电 极，其中，对超声信号的影响是由电容和/或电导耦合引起的。在优选实施 例中，所述电单元是RF消融电极。所述对象优选是人或动物的心脏，尤其 是心壁，并且所述超声信号中包含的关于对象的信息优选是关于心脏组织 的信息。
所述超声信号优选是A线信号，其中，所述A线的第一部分包括关于 对象的信息并且所述A线的第二部分不包括关于对象的信息。
所述校正单元优选适于从所述超声信号的第一部分减去所确定的校正 信号，从而校正所述超声信号的第一部分。
所述滤波设备还优选包括用于提供所述电单元的影响的基频 （fundamental frequency）的基频提供单元，其中，所述校正信号确定单元 适于依据所提供的基频来确定所述超声信号的第二部分的对应于所述电单 元的影响的至少一个周期的子部分，以及依据所述超声信号的第二部分的 所述子部分来确定校正信号，并且其中，所述校正单元适于从所述超声信 号的第一部分减去所述校正信号，从而校正所述第一部分。对超声信号的 第一部分的这种校正进一步提高了对第一部分的校正的质量。例如，能够 将所确定的所述超声信号的第二部分的子部分的序列确定为校正信号。
在优选实施例中，所述基频提供单元适于通过使所述超声信号的第二 部分的两个连续子部分互相关来确定基频。具体而言，所述基频提供单元 优选适于将抛物线函数拟合至所述互相关，并且依据所拟合的抛物线函数 的最大值来确定所述基频。这样能够以相对简单的方式确定针对当前超声 信号，尤其是针对当前A线的基频。在另一实施例中，所述基频提供单元 能够适于从用于控制所述电单元的控制单元接收所述基频，并将接收到的 基频提供给校正信号确定单元。
在优选实施例中，所述校正信号确定单元适于对所述第二部分的子部 分上采样。优选地，所述校正信号确定单元适于以因子（factor）二对所述 第二部分的所述子部分上采样。所述校正信号确定单元还优选适于对所述 第二部分的经上采样的子部分应用无限脉冲响应（IIR）滤波器。具体而言， 所述校正信号确定单元适于向所述第二部分的经上采样的子部分应用双互 逆（bi-reciprocal）IIR滤波器。
所述校正信号确定单元优选适于执行如下步骤若干次：a）以因子二对 所述第二部分的所述子部分上采样，以及b）向所述第二部分的经上采样的 子部分应用IIR滤波器。优选对所述上采样和所述IIR滤波器的应用执行四 次，但是也能够执行四次以上。对所述第二部分的所述子部分的上采样和 例如双互逆IIR滤波器的应用允许生成所述第二部分的经上采样的子部分， 从而保证不会发生混叠，并且也不会对所述第二部分的子部分造成影响。 每个上采样步骤中的优选因子二能够容易地在数字信号处理器上实施，当 将计算集成到芯片上时，其可能是有用的。
还优选已经向所述超声信号应用时间相关的放大，其中，所述校正信 号确定单元适于也向所述校正信号应用时间相关的放大。所述时间相关的 放大（时间增益控制或TGC）允许补偿由于对象内的衰减导致的超声脉冲 的强度的损失。这一补偿提高了超声信号的质量，并且因而提高了最终的 经过滤波的超声信号的质量，可以采用所述超声信号例如监测消融流程， 尤其是确定消融对象内的消融深度。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于感测对象的超声感测设备， 其中，所述超声感测设备包括：
-包括用于依据从所述对象接收的超声波生成超声信号的超声单元和为 电单元的另一单元的导管，其中，所述超声单元和电单元适于同时工作， 其中，所生成的超声信号受到电单元的影响，并且其包括含有关于从其接 收超声信号的对象的信息的第一部分和不包含关于对象的信息的第二部 分，
-根据权利要求1所述的滤波设备，其中，所述校正信号确定单元适于 从所述超声信号的第二部分确定指示所述电单元对所生成的超声信号的影 响的校正信号，并且其中，所述校正单元适于基于所确定的校正信号来校 正所述超声信号的第一部分，从而将所述电单元的影响从所述超声信号的 第一部分中滤除。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于对超声信号滤波的滤波方法， 其中，所述超声信号受到电单元的影响，并且包括含有关于从其接收所述 超声信号的对象的信息的第一部分和不包含关于所述对象的信息的第二部 分，其中，所述滤波方法包括：
-通过校正信号确定单元从所述超声信号的所述第二部分确定指示所述 电单元对所述超声信号的影响的校正信号，
-通过校正单元基于所确定的校正信号来校正所述超声信号的所述第一 部分，从而将所述电单元的影响从所述超声信号中滤除。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于感测对象的超声感测方法， 其中，所述超声感测方法包括：
-通过超声单元依据从所述对象接收的超声波生成超声信号，其中，将 所述超声单元和为电单元的另一单元包含到导管内，其中，所述超声单元 和所述电单元适于同时工作，并且其中，所生成的超声信号受到所述电单 元的影响，并且其包括含有关于从其接收超声信号的对象的信息的第一部 分和不包含关于所述对象的信息的第二部分，
-根据权利要求12所述的滤波方法的滤波步骤，其中，所述校正信号确 定单元从所述超声信号的第二部分确定指示所述电单元对所生成的超声信 号的影响的校正信号，并且其中，所述校正单元基于所确定的校正信号来 校正所述超声信号的第一部分，从而将所述电单元的影响从所述超声信号 的第一部分中滤除。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于对超声信号滤波的滤波计算 机程序，其中，所述滤波计算机程序包括程序代码模块，当所述滤波计算 机程序在控制根据权利要求1所述的滤波设备的计算机上运行时，所述程 序代码模块用于使根据权利要求1所述的滤波设备执行根据权利要求12所 述的滤波方法的步骤。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于感测对象的超声感测计算机 程序，其中，所述超声感测计算机程序包括程序代码模块，当所述超声感 测计算机程序在控制根据权利要求10所述的超声感测设备的计算机上运行 时，所述程序代码模块用于使根据权利要求10所述的超声感测设备执行超 声感测方法的步骤。
应当理解，根据权利要求1所述的滤波设备、根据权利要求10所述的 超声感测设备、根据权利要求12所述的滤波方法、超声感测方法、根据权 利要求13所述的滤波计算机程序以及根据权利要求14所述的超声感测计 算机程序具有相似和/或等同的如在从属权利要求所定义的优选实施例。
应当理解，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求与相应的独立 权利要求的任何组合。
参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并 得以阐述。
附图说明
在附图中：
图1示意性和示范性示出了用于感测对象的超声感测设备的实施例；
图2示意性和示范性示出了超声感测设备的导管的顶端；
图3示意性和示范性示出了取决于组织深度的超声能量与对应的超声 信号的关系；
图4示意性和示范性示出了未经滤波的A线；
图5图示了上采样和滤波的效果；
图6示意性和示范性示出了校正信号；
图7示意性和示范性示出了经校正的A线；
图8示出了包括未经校正的A线的超声M模式图像；
图9示出了包括经校正的A线的超声M图像；
图10示出了示范性图示说明用于对超声信号滤波的滤波方法的实施例 的流程图；以及
图11示出了示范性图示说明用于感测对象的超声感测方法的实施例的 流程图。
具体实施方式
图1示意性和示范性示出了用于感测对象4的超声感测设备1。在这一 实施例中，对象4是位于桌台60上的人13的心脏。具体而言，对象是心 脏4的壁的心脏组织。超声感测设备1包括具有导管顶端40的导管12，在 图2中更为详细的示意性和示范性示出了所述导管的顶端。
导管顶端40包括用于依据从对象4接收的超声波来生成超声信号的超 声单元32。导管顶端40还包括为电单元的另一单元31。电单元31适于向 心脏组织施加电能。
超声单元32受到超声控制单元5的控制，其中，超声单元32和超声 控制单元5适于将超声脉冲发送到心脏组织中，在超声脉冲受到心脏组织 的反射之后接收动态回波串，并依据所接收到的动态回波串生成超声信号。 超声单元32经由电连接23与超声控制单元5连接。
电能施加单元31是用于向心脏组织施加电RF能量的消融电极，其中， 消融电极31经由诸如电缆的电连接41与用于控制消融电极31的子控制单 元6连接。消融电极31是在导管12的顶端40上提供的帽电极，并且其包 括正面中央开口42，从而允许超声单元32通过开口42感测心脏组织。
子控制单元6和超声控制单元5被集成在控制单元7中。在其他实施 例中，所述控制单元能够是分离的控制单元。此外，子控制单元6还优选 适于控制导管顶端4的导向和/或灌注。在这种情况下，所述导管还分别包 括在图1和图2中未示出的导向元件和/或灌注元件。可以通过任何数量的 控制单元，例如，通过单个控制单元或者通过两个或更多个控制单元来执 行不同的控制功能。
控制单元7适于同时操作超声单元32和电单元31，其中，所生成的超 声信号受到电单元31，即在这一实施例中，受到RF能量的施加的影响。 在图3中示意性和示范性示出了所生成的超声信号19。
图3在上部示意性和示范性示出了取决于组织深度d的超声能量E。 图3的下部示出了所生成的超声信号19。具体而言，在图3的下部示出的 超声信号19是A线，其中，将幅度示为取决于组织深度d。由于心脏组织 引起的吸收和散射，超声能量E随着组织深度d的增大而降低。超声信号 19的第一部分A对应于超声能量E，其大于0。所述第一部分A因此包含 关于从其接收超声信号19的心脏组织的信息。超声信号19的第二部分B 对应于基本为0的超声能量E。超声信号19的第二部分B因此不包含关于 对象的信息。在这一范例中，第一部分A包含受到RF干扰遮蔽的组织信 息，并且由于超声能量的吸收和散射的原因，第二部分B不包含组织信息， 并且在第二部分B中仅能看到RF干扰。向超声信号19的两个部分都已经 施加了时间相关的放大（TGC）。超声信号19的第一部分43是由换能器衰 荡（ring down）引起的。
超声感测设备1还包括用于对所生成的超声信号19滤波的滤波设备 15。滤波设备15包括用于提供RF消融电极31的影响的基频的基频提供单 元16。在这一实施例中，基频提供单元16适于通过使超声信号19的第二 部分B的两个连续的子部分互相关来确定基频。优选地，基频提供单元16 适于将抛物线函数拟合至所述互相关，并依据经拟合的抛物线函数的最大 值来确定基频。在下文中将对此予以更为详细地描述。
假设所述超声信号包括若干样本Sk，其中，第一子部分X能够由如下 方程定义：
其中，i表示超声信号的第二部分B的第一样本，在这一范例中，其可以为 3000（i=3000），并且其中，
j=i+N。 （2）
选取变量N，使其包括至少一个完整的RF周期，在这一实施例中，其 可以由子控制单元6，尤其是由子控制单元6的RF发生器定义为460kHz ±20kHz。此外，在这一实施例中，所述超声信号是以200MHz的频率采 集的。因而，N=454（200MHz除以440kHz）个样本包括一个RF周期。 因此，能够将所述变量定义为i=3000，并且j=3454。当然，如果在另一范 例中由RF发生器指定的RF是不同的，那么包括完整RF周期的样本的数 量将相应地发生变化。
能够通过如下方程定义超声信号的第二部分B的第二连续子部分：
Y=[Sk...1]其中， （3）
k=j+1并且 （4）
l=k+N。 （5）
使所述连续子部分X和Y互相关，并将抛物线拟合方程拟合至所得到 的互相关，并且所述抛物线拟合方程的最大值定义了基频。
换言之，对于每一A线，能够通过两个连续部分X=[St-2W-1...t-W-1]和 Y=[St-W...t]的互相关来提取基本RF频率，其中，优化窗口尺寸W以包含RF 干扰的至少一个完整周期。对频率和RF的频带的预先了解（能够从RF发 生器的说明中获得）能够提高互相关计算的速度，因为能够如上文所述确 定足够的窗口尺寸。优选选取变量t使得t-2W定义仅表示RF干扰不表示 组织反射的样本。
在另一实施例中，能够对方程（1）和（3）中定义的子部分进行上采 样，并使经上采样的各子部分互相关。在这种情况下，优选在不执行抛物 线拟合的情况下由所述互相关直接确定基本RF频率。
滤波设备15还包括校正信号确定单元17，其用于从超声信号19的第 二部分B确定指示电单元31对超声信号19的影响的校正信号。具体而言， 校正信号确定单元17适于依据所提供的基频确定所述超声信号的第二部分 的对应于电单元31的影响的至少一个周期的子部分，以及将所确定的超声 信号的第二部分的子部分的序列确定为校正信号。能够将所述第二部分的 子部分看作是源自A线的模板RF图案（pattern）。选取这一模板RF图案， 使其确保处在A线的区域内，在该区域内仅存在RF干扰，没有组织反射。 例如，对于20MHz的超声中心频率而言，能够将所述模板RF图案选择为 处在大于例如15mm的较高组织深度处。
校正信号确定单元16还优选适于以因子二对所述模板RF图案进行上 采样，并对经上采样的模板RF图案应用作为内插滤波器的双互逆IIR滤波 器。优选将这种借助双互逆IIR滤波器的上采样和滤波执行若干次，具体 而言，执行四次。优选通过在所述模板RF图案的，即在所述模板RF图案 的每对样本之间插入0来执行所述上采样。在例如“Efficiency in multirate and complex digital signal processing”，A.W.M.van den Enden，ISBN 90-6674-650-5，第7.1章中公开了又被称为半带递归滤波或者第M带递归 滤波的双互逆IIR滤波，在此通过引用将其并入本文。
对所述双互逆IIR滤波器进行调节，使得不会发生混叠，并且使所述 模板RF图案不受影响。优选在单个上采样步骤中以因子二进行上采样，随 后进行滤波，因为其易于在数字信号处理器（DSP）上实施，所述数字信 号处理器在集成到芯片内时能够是非常有用的。在另一实施例中，也可以 通过另一因子执行上采样，并且/或者可以采用另一内插滤波器。
在上文描述的以200MHz的频率采样的范例中，如果采取460 kHz+/-20kHz的RF频率，那么完整的RF周期具有454个样本。然而，RF 频率及其谐波可能在消融期间发生变化。这一变化未必是整数个样本，即， 例如，RF频率能够在单个A线内的两个连续的RF周期之内从460000.000 Hz变为460000.005Hz。因此，如果使用所述校正信号校正第一部分A， 那么所述模板未必与部分A的相应子部分确切地匹配。因此，为了提高匹 配准确性可以提供样本的分数级偏移。然而，如果如上文所述利用例如因 子16执行上采样，那么分辨率将提高到0.0625个样本，即，如果连续样本 之间的距离在上采样之前为1，那么现在这一距离为0.0625。已经发现，这 一分辨率足以补偿单个A线内的RF频率变化。
校正信号确定单元17还能够适于将基频重新计算到按以样本计量的分 数级频率。例如，如果从上文描述的拟合流程已知多项式内插相关的最大 值的位置，那么针对相应A线的RF基频是已知的。能够执行所述重新计 算使得所确定的RF基频拟合至优选采用采样因子16的上采样，所述上采 样是通过执行因子为二的上采样四次来实现的。能够将所述RF基频重新计 算到最近的样本，即，所述RF基频能够舍入到最近的样本。例如，如果所 确定的RF基频为454.05个样本，那么能够将其重新计算为454.0625个样 本。
超声单元控制单元5优选适于向超声信号应用时间相关的放大。因此， 校正信号确定单元17优选适于向所述校正信号施加相同的时间相关的放 大。因此，校正信号确定单元17优选适于针对幅度修改来补偿所述校正信 号，即经上采样和滤波的模板RF图案。
滤波设备15还包括校正单元17，其用于基于所确定的校正信号来校正 超声信号19的第一部分A，从而将电单元31的影响从超声信号19中滤除。 具体而言，校正单元17适于将所确定的校正信号从超声信号19的第一部 分A中减去。
能够通过入选方程描述将校正信号，即，将经上采样的模板RF图案的 序列从超声信号19的第一部分A中减去：
其中，
在方程（6）中，表示包括由i-Rm...i-R（m-1）定义的样本 的所述第一部分A的经校正的子部分，其中，R是在已经向基本RF频率 应用了地板（floor）函数之后的基本RF频率，m从0变为i/R，i表示如上 文参考方程（1）定义的第二部分B的第一开头部分。此外，表 示校正之前的第一部分A的子部分，并且表示形成校正信号的经 上采样和滤波的模板RF图案的样本。经上采样和滤波的模板RF图案的样 本是由延迟:U:UR+延迟，即通过如下定义的：
延迟，延迟+U，延迟+2U，...，UR+延迟，
其中，U表示总上采样因子，在上文描述的利用四次因子二的上采样的范 例中，其为16。因而，由于总上采样因子U的原因，由模板RF图案将仅得到每一第U样本。
因而，从包含超声组织反射和射频干扰两者的初始A线数据中减去所 述校正信号。
图4示意性和示范性示出了具有RF干扰的单条A线。图5示意性和 示范性示出了用于图示说明经上采样和滤波的第二部分B的子部分。通过 圆圈指示原始样本，并且通过叉表示经上采样的样本。如果总上采样因子 为16，那么相对于原始采样图4所示的子部分包括大约2000/16个样本， 因而相对于上述实施例中的原始采样而言大约是具有454个样本的模板的 1/4。在图5中，2000和3000之间的高幅度是实际RF干扰周期的一半。鉴 于RF干扰发生在零交叉上，并且RF周期呈正弦，因而每RF周期具有两 个几乎等同但不等同的RF干扰。
图6示意性和示范性示出了重建的RF干扰图案，即能够从所述A线 减去的匹配所述A线的RF模板的序列。优选仅针对超声信号的第一部分 A执行所述RF模板序列的形成和所述减法。由框45指示出了单个模板RF 图案。形成图6中所示的校正信号的连续图案存在变化，因为将经上采样 的模板RF图案的不同样本用于根据方程（6）的减法。
至少在发生RF干扰的所述A线的第一部分中，在所述A线中的每一 时间点处减去所述校正信号。可以将所得到的A线接到一起，以形成M模 式超声图像。图8示出了未执行上述校正的这样的M模式超声图像，并且 图9示出了执行校正之后的M模式超声图像。可以清楚地看出，在图9所 示的M模式超声图像中降低了RF干扰。
再次参考图1，超声感测设备1还包括对象影响确定单元103，其用于 依据对对象4的超声感测确定所述能量施加对对象4的影响。具体而言， 能量施加单元31适于使对象4消融，其中，对象影响确定单元103适于依 据对对象4的超声感测确定也可以被视作损伤边界的消融深度。因此，对 象影响确定单元103适于接收来自超声单元5的超声信号，并依据接收到 的超声信号确定消融深度。例如，在WO2010/082146A1中描述了基于M 模式超声图像的对消融深度以及心壁厚度的确定，在此通过引用将该文献 并入本文。例如，对象影响确定单元103能够适于由超声信号确定心壁的 正面和背面的位置，以及依据这些位置确定心壁的厚度，即能够使对应的 深度位置彼此相减而确定心壁的厚度。
子控制单元6优选适于依据对象影响确定单元103确定的消融深度控 制消融电极31。例如，依据所确定的消融深度控制向对象4施加消融能量 的功率和/或持续时间。具体而言，对象影响确定单元103能够适于确定心 壁的厚度，并且之后子控制单元6能够适于依据所确定的这一厚度和所确 定的消融深度来控制消融电极31。优选地，子控制单元6适于对心壁组织 进行消融，直到达到对心壁组织的预期透壁度为止，具体而言，直到所得 到的损伤透壁为止。
优选地，超声感测设备1适于重复地确定心壁的厚度和消融深度，其 中，消融深度确定单元103适于重复地从所确定的厚度和所确定的消融深 度确定消融的透壁度。具体而言，超声感测设备1适于在达到了预定的消 融透壁度的情况下终止消融流程。
超声感测设备1还包括用于使消融深度可视化的可视化单元20。具体 而言，可视化单元20适于使损伤边界的进展可视化。优选实时执行所述可 视化。可视化单元20优选适于显示超声信号、消融的进展，即损伤边界的 进展以及正反面位置。
超声感测设备1优选与用于确定导管12的位置和/或取向的，尤其是 用于确定其在对象4内的，优选在人或动物的心脏内的位置和/或取向的系 统结合使用。在这一实施例中，使用诸如磁共振图像系统或X射线荧光透 视系统的成像系统来确定导管的位置和/或取向。通过图1所示的虚线8示 出了这种成像系统。导管12，尤其是导管顶端可以包括有助于利用成像系 统8确定导管的取向和/或位置的元件。例如，如果在磁共振成像系统之内 使用所述导管顶端，那么所述导管顶端可以包括跟踪线圈，或者所述导管 顶端可以包括能够在X射线图像上识别出并且其形状使得有可能利用X射 线荧光透视系统确定导管的位置和/或取向的元件。所述导管顶端还可以包 括用于确定导管12尤其是导管顶端在对象之内的位置和/或取向的位置传 感器。
定位系统允许用户将导管12定位在患者的心脏之内，或者更具体而言， 定位在左心房中。用户能够将导管12定位到相对于心壁的正确位置上，以 利用超声单元11生成的超声信号和对象影响确定单元103来测量壁厚。通 过利用所确定的导管的位置，有可能在心脏的图像中显示心壁的厚度。在 收集足够的测量结果之后，即在确定心壁上的不同位置处的心壁厚度之后， 用户能够依据所确定的心壁厚度建立包括所需的功率和持续时间的消融策 略。还有可能出于验证的目的使用导管顶端在先前执行了消融的损伤上进 行描记（tracing）。能够确定已经产生的损伤的延续性和深度。
在下面的实施例中，将参考图10中所示的流程图示范性地描述用于对 超声信号滤波的滤波方法。
超声信号能够受到电单元的影响，并且其包括含有关于从其接收超声 信号的对象的信息的第一部分和不包含关于对象的信息的第二部分。在步 骤201中，校正信号确定单元从所述超声信号的第二部分确定指示所述电 单元对所述超声信号的影响的校正信号。在步骤202中，校正单元基于所 确定的校正信号校正所述超声信号的第一部分，从而将所述电单元的影响 从所述超声信号滤除。
图11示出了示意性图示说明了用于感测对象的超声感测方法的实施例 的流程图。
在步骤301中，超声单元依据从对象接收的超声波生成超声信号，其 中，将所述超声单元和为电单元的另一单元包含在导管中，其中，所述超 声单元和所述电单元同时工作，并且其中，所生成的超声信号受到所述电 单元的影响，并且其包括含有关于从其接收所述超声信号的对象的信息的 第一部分和不包含关于所述对象的信息的第二部分。在步骤302中，执行 上文参考图10描述的滤波方法的滤波步骤，其中，所述校正信号确定单元 从所述超声信号的第二部分确定指示所述电单元对所生成的超声信号的影 响的校正信号，并且其中，所述校正单元基于所确定的校正信号校正所述 超声信号的第一部分，从而将所述电单元的影响从所述超声信号的所述第 一部分滤除。
所述滤波设备优选提供基于样本速率转换的数字滤波器，从而在不影 响超声信号的情况下滤除RF。能够实时应用这一数字滤波器，并且因而其 允许对未受扰乱的超声信号的可视化，能够在例如医学流程期间对所述超 声信号进行处理和/或显示。
在集成的消融和超声监测导管中，既执行超声感测，又执行消融。尽 管对两信号采用了分离的布线，但是所述RF信号功率很大，因而能够间接 耦合到超声布线上。这种耦合可能由于屏蔽不够而通过电容耦合发生在导 管内部，或者由于经由例如血液和/或含盐灌注流体的电导耦合而发生在心 脏内部。正常情况下，例如大约450到500kHz的RF频率处于超声成像中 的感兴趣频带之外，所述感兴趣频带一般处于大约1到50MHz之间。然 而，存在谐波和噪声，其能够导致超声信号中正弦波跨越DC电平处的恒 定间隔的干扰图案。因此，低幅度的超声信号能够受到这一RF干扰的遮蔽。
在医学成像中，采用各种频率的超声换能器，其频率可高达大约50 MHz。对于损伤监测而言，优选使用中心频率处于大约20MHz到30MHz 之间的集成RF消融和超声监测超声换能器。为了获得高分辨率，以例如每 条A线200MHz的高频率采集超声信号。通常以20-100Hz的频率对各条 A线采样，从而获得M模式图像，但是高达例如1kHz的更高的采样率也 是可能的。能够使用若干种不同的滤波技术对RF滤波，但是它们应当实时 地工作，即，每秒处理很多样本应当是可能的。上文描述的滤波设备能够 适于在不影响超声信号的质量的情况下实时地从超声信号去除RF干扰。
此外，优选优化对应的算法，从而使其在专用的硬件芯片上，具体而 言，在DSP处理器上运行。
尽管在上述实施例中，使用校正信号校正超声信号的第一部分A，但 是也能够使用所述校正信号校正包括所述第一部分A和第二部分B的整个 超声信号。
尽管在上述实施例中，已经描述了某些用于处理RF模板的处理步骤， 但是在其他实施例中也可以执行其他处理步骤。例如，能够使用分数延迟 滤波器的FIR实现替代双互逆IIR内插滤波器。此外，能够使用非双互逆 的标准IIR内插滤波器。
尽管在上述实施例中，影响超声信号的电单元是消融电极，但是在其 他实施例中，所述电单元也可以是可能导致干扰和/或噪声的其他单元，例 如，X射线成像单元或电热刀。
所述超声感测设备和滤波设备优选适于在例如心脏心律不齐或者肿瘤 消融的处置期间的组织成像中使用，其中，使RF消融和超声成像组合在单 个导管或者单个针中。在所述滤波设备中实施的算法还能够用于从感兴趣 信号中去除具有与RF干扰相似的特征的其他干扰。
尽管所述超声感测设备优选适于作为能够与RF信号发生器结合使用 的心脏消融监测导管，但是所述超声感测设备还能够适于感测诸如人或动 物的其他部分的对象，例如，其他器官或血管，或者感测诸如管道的技术 对象。此外，作为施加RF能量的替代，所述电单元还能够适于向对象施加 其他电能。
尽管在上文参考图2描述的实施例中，所述导管仅包括作为消融电极 的电单元和超声单元，但是所述导管也可以包括其他元件，例如，其他感 测元件和/或其他能量施加元件、灌注元件等。
通过研究附图、说明书和所附权利要求书，本领域技术人员能够在对 所要求保护的本发明的实践当中理解并实施针对所公开的实施例的其他变 型。
在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，单数冠词“一” 或“一个”不排除复数。
单个单元或者装置可以完成权利要求中列举的若干项的功能。在互不 相同的从属权利要求中陈述某些措施不表示不能有利地采用某些措施的组 合。
由一个或若干个单元或装置执行的计算，例如，基本RF频率的计算、 校正信号的确定、依据校正信号对超声信号的第一部分的校正等可以通过 任何其他数量的单元或装置执行。例如，能够通过单个单元或者任何其他 数量的不同单元执行基本RF频率的确定、校正信号的确定、依据所确定的 校正信号对超声信号的校正、依据经校正的校正信号对例如消融深度的确 定等。可以将根据所述滤波方法的滤波设备的计算和/或控制以及/或者根据 所述超声感测方法的超声感测设备的控制实现为计算机程序的程序代码模 块和/或实现为专用硬件。
可以将计算机程序存储/分布在适当的介质当中，例如，所述介质可以 是光存储介质或者与其他硬件一起提供的或者作为其他硬件的部分的固体 介质，然而，也可以使所述计算机程序通过其他形式分布，例如，通过互 联网或者其他有线或无线电信系统。
不应当将权利要求中的附图标记解释为有限制范围的作用。
本发明涉及用于对受到电单元影响的超声信号滤波的滤波设备，所述 超声信号包括含有关于从其接收所述超声信号的对象的信息的第一部分和 不包含关于所述对象的信息的第二部分。校正信号确定单元从所述超声信 号的第二部分确定指示所述电单元对所述超声信号的影响的校正信号，校 正单元基于所确定的校正信号校正所述超声信号的第一部分，从而将所述 电单元的影响从所述超声信号滤除。由于所述校正信号指示所述电单元的 影响，其中，所述校正信号用于校正所述超声信号，因而能够滤除在未经 滤波的超声信号中可见的不希望出现的干扰。