[發明專利]超聲彈性成像系統和方法

有效

• 申請號: 201280047135.2
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN103857342A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: D·W·克拉克;E·布呂內勒
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李光穎;王英

技術領域

本發明涉及一種用于提供解剖部位（例如，患者的解剖部位）的應變圖像的超聲彈性成像系統和方法。本發明還涉及用于實施這樣的方法的計算機程序。

背景技術

在超聲應變彈性成像中，顯示相對軸向應變的圖像，其與組織剛度差異相關聯。例如，該應變圖像（也被稱為彈性圖）能夠有助于區分病變惡性腫瘤。軸向應變的估計要求在超聲探頭的（多個）換能器元件和解剖部位（例如，患者的（更深）組織）之間的以相對軸向運動形式的一些軸向壓縮（或解壓）。通過超聲探頭的重量和/或通過系統的用戶（例如，醫務人員或醫生）施加的物理壓力和/或通過歸因于心跳或呼吸的內部患者運動能夠提供這樣的壓縮。靈敏彈性成像系統能夠要求很少的運動（例如，大約10μm的相對軸向運動）。更多的壓縮能夠傾向于改進應變圖像質量，直到降低的效果（諸如，去相關、模糊或誤配準）能夠變成顯性（例如，約1mm的圍繞相對軸向運動）。由于超聲彈性成像的所需（輕微）相對軸向運動可以接近用戶身體感知的極限，和/或由于其可以影響應變圖像的質量，彈性成像系統能夠能顯示應變圖像的質量的指示。例如，該指示能夠是靠近應變圖像的（非量化）條形圖。

顯示這樣的條形圖的范例性彈性成像系統是飛利浦iU22系統。例如，手冊“Sensitivity?and?strength,Philips?Breast?Elastography?Ultrasound?Quick?Start?Guide,Philips,2010”（例如，當前在http://www.healthcare.philips.com/main/products/ultrasound/technologies/elasto?graphy.wpd找到），其是提供飛利浦iU22乳腺彈性成像系統的簡短概述的快速入門指南，公開了靠近應變圖像顯示實時壓縮反饋條。該屏幕上的指示符為用戶提供對彈性圖的適量變形的實時反饋。系統計算得到的組織變形的水平并且將其顯示為綠色和灰色條，以指示質量彈性圖的適當（綠色）和不適當（灰色）的組織變形。

存在進一步改進這樣的彈性成像系統的需要。

發明內容

本發明的目的是提供一種改進的超聲彈性成像系統和方法。本發明的又一目的是提供一種用于實施這樣的方法的計算機程序。

在本發明的第一方面，提出一種用于提供解剖部位的應變圖像的超聲彈性成像系統。所述系統包括信號處理單元，所述信號處理單元被配置為接收來自具有至少一個換能器元件的超聲探頭的時變超聲信號，以基于所述時變超聲信號來確定軸向運動數據，所述軸向運動數據指示超聲探頭和解剖部位之間在軸向方向上的相對軸向運動，并且基于所述軸向運動數據來確定軸向運動在橫向方向上的橫向變化。所述系統還包括顯示單元，所述顯示單元被配置為基于應變圖像數據顯示解剖部位的應變圖像，所述應變圖像數據是基于軸向運動數據來確定的，并且基于軸向運動的橫向變化顯示應變圖像的質量的橫向變化的指示。

在本發明的又一方面，提出一種用于提供解剖部位的應變圖像的超聲彈性成像方法。所述方法包括接收來自具有至少一個換能器元件的超聲探頭的時變超聲信號；基于所述時變超聲信號來確定軸向運動數據，所述軸向運動數據指示超聲探頭和解剖部位之間在軸向方向上的相對軸向運動；基于所述軸向運動數據來確定軸向運動在橫向方向上的橫向變化；基于應變圖像數據顯示解剖部位的應變圖像，所述應變圖像數據是基于軸向運動數據來確定的；以及，基于軸向運動的橫向變化顯示應變圖像的質量的橫向變化的指示。

在本發明的又一方面，提出一種計算機程序，所述計算機程序包括程序代碼模塊，當在計算機上執行所述計算機程序時，所述程序代碼模塊令計算機執行這樣的方法步驟。

本發明的基本思路是確定軸向運動的橫向變化，并且基于該軸向運動的橫向變化顯示應變圖像質量的橫向變化的指示。橫向方向正交于軸向方向。尤其，軸向方向能夠是深度方向（例如，正交于患者的皮膚）和/或（多個）換能器元件發射超聲波的方向。所述或每個換能器元件被配置為發射和/或接收超聲波。相對軸向運動能夠被認為是從一個時間點到另一時間點在超聲探頭（或（多個）換能器元件）和解剖部位之間的相對軸向位移。因此，從時變超聲回波信號能夠確定相對軸向運動。從超聲回波（強度和/或相位）數據能夠構建超聲圖像的每個軸線，在由（多個）換能器元件發射的至少一個發射脈沖中的每個發射脈沖之后在來自逐漸變深深度的（多個）換能器元件處接收的每個回波信號得到所述超聲回波數據。尤其，通過比較來自至少兩個不同發射脈沖（在兩個不同時間點上）在相同解剖部位（或空間位置）的超聲回波信號，能夠確定相對軸向運動。