[發明專利]一種用于超聲成像和彈性測量的方法及儀器

有效

• 申請號: 200910139336.5
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101843501A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 鄭永平
• 申請（專利權）人: 香港理工大學
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

技術領域

本發明涉及傳統超聲掃描儀的超聲成像和彈性測量。

背景技術

組織彈性的測量在各臨床領域中均非常的重要，如評估各類肝臟疾病導致的肝臟纖維化、燒傷導致的疤痕、放療引起的組織纖維化、收縮和疲勞造成的肌肉僵化等。因此，多種測量組織彈性的技術應運而生，例如：美國專利No.6494840提出了一種基于超聲印壓技術來定量檢測組織彈性的組織觸診設備。通過使用超聲成像探頭來進行超聲印壓測量，可以在超聲成像的引導下測定組織彈性。

然而，觸診設備有若干限制，包括對組織邊界條件的要求。例如，需要對組織進行直接擠壓，并需要一個位于下方的組織邊界。而且，該設備只能提供整個被壓縮組織的平均彈性值。

另一項技術使用靜態擠壓的方法通過應變成像來測定組織內的彈性分布，例如，美國專利NO.5107837所述。另外，美國專利No.5099848討論了另一種使用振動源和多普勒組織速度檢測來描繪彈性分布的技術。此外，還開發出了一些利用振動或聲輻射力在組織中生成剪切波(shear?waves)，同時使用高幀率超聲監測剪切波的傳播來對組織彈性進行測量或成像的方法。

使用上述方法，利用振動和輻射力能夠測量彈性的固有值，如楊氏模量。但是目前仍然有必要使用常規超聲成像設備同時進行彈性測量和超聲成像。

發明內容

根據本發明的一方面，提供了一種用于超聲成像和彈性測量的方法，該方法包括掃描物體以獲得B型超聲圖像，從B型超聲圖像中選取A型信號，由一組選定的超聲傳感器在所選取的A型信號的位置傳輸高幀率超聲信號，基于高幀率超聲信號構建瞬態M型圖像，基于瞬態M型圖像增強剪切波的傳播軌跡，基于傳播軌跡和顯示結果計算物體的彈性，并同時顯示B型超聲成像和瞬態M型測量結果。

根據本發明的另一方面，提供了一種用于超聲成像和彈性測量的儀器，包括用于掃描物體以獲得B型超聲圖像的掃描控制單元，用于從B型超聲圖像中選取A型信號的選擇單元，用于由一組選定的超聲傳感器在所選取的A型信號的位置傳輸高幀率超聲信號的超聲探頭，用于基于高幀率超聲信號構建瞬態M型圖像的處理單元，用于基于瞬態M型圖像增強剪切波傳播軌跡的增強單元，用于基于傳播軌跡和顯示結果計算物體彈性的計算單元，以及用于同時顯示B型超聲圖像和瞬態M型測量結果的顯示單元。

結合附圖和下面對本發明的典型實施例的描述，本發明的各個方面和特征將是顯而易見的。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發明的硬件模塊的典型框圖；

圖2是根據本發明的實施例的超聲探頭配置的示意圖；

圖3是同步顯示B型圖像和瞬態M型圖像的示意圖；

圖4是生成高幀率超聲信號的例子的示意圖；

圖5是同步顯示B型圖像和瞬態M型超聲圖像的典型流程圖；

圖6是在擾動源不可控的情況下，同步顯示B型和瞬態M型超聲圖像的典型流程圖；

圖7A是根據本發明的實施例的瞬態M型信號序列圖；

圖7B是根據本發明的實施例的增強的剪切波傳播軌跡圖像；

圖8是根據本發明的另一實施例的超聲探頭配置示范圖。

具體實施方式

下面將結合具體實施例并參照附圖對本發明進行進一步的說明。

圖1是本發明的硬件模塊的典型框圖。超聲掃描系統100包括存儲器101、微處理器102、超聲掃描儀109和顯示單元107。超聲掃描儀109包括掃描控制單元103、脈沖發生器/接收器和多路復用器單元104、波束形成和數據采集單元105、信號和圖像處理單元106，以及超聲探頭108。圖1中每個元件都能夠與超聲掃描系統100中另一個元件通信。

微處理器102能夠執行指令來控制超聲掃描儀109。微處理器102可以與存儲器101通信，存儲器101可能包括用來驅動超聲掃描儀109的計算機可執行程序代碼。存儲器101作為超聲掃描系統100的主存儲器。微處理器102和存儲器101可以設置在外部設備中，如設置在個人電腦中。在另一個具體實施例中，存儲器101和微處理器102內置于超聲掃描儀109內。

在機械掃描的情況下，掃描控制單元103控制與超聲探頭108相連的電動機來執行掃描。超聲探頭108可包含一系列超聲傳感器，這將在下面結合圖2進行說明。

掃描控制單元103控制脈沖發生器/接收器和多路復用器104生成時序脈沖來驅動超聲傳感器和進行電子掃描。它也能夠激活超聲探頭108中選定的傳感器子集，并從超聲探頭108處接收信號。