[發(fā)明專利]一種基于組織中微泡動力學模型的微彈性成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310234432.4
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN103330576A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設計）人: 萬明習;喬陽紫
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

1.一種基于組織中微泡動力學模型的微彈性成像方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）將設置在探測目標上的線陣換能器通過具有射頻數(shù)據(jù)采集接口的可編程超聲設備與主控計算機連接；

（2）選擇能反應組織彈性參數(shù)的微泡動力學模型，通過實驗手段對模型進行檢驗，并對其進行靈敏度分析和可靠性評估，最終選定對組織彈性參數(shù)敏感，可信度高的模型構(gòu)建母小波，對其進行求解，得到微泡振動半徑隨時間的變化曲線及徑向振動速度和加速度，根據(jù)體積隨時間的變化率計算振動微泡輻射出的聲壓力：其中P為振動微泡輻射出的聲壓，ρ為液體密度，r為微泡信號檢測換能器與微泡之間的距離，R和分別微泡半徑及徑向加速度；

（3）母小波參數(shù)確定：在計算作用于微泡的激勵聲壓時，需考慮不同組織的聲衰減及微泡所在位置深度，利用公式對到達不同位置的微泡聲壓進行衰減估計，其中z為聲傳播的距離，μ₀為幅度衰減系數(shù)，P₀為輸出激勵聲壓；在需要帶入組織彈性參數(shù)時，根據(jù)正常組織彈性參數(shù)經(jīng)驗值及普通彈性成像方法實驗值確定組織彈性參數(shù)范圍，并根據(jù)計算量和計算時間確定步長，再將組織彈性參數(shù)及其對應的步長代入母小波；

（4）利用可編程線陣換能器發(fā)射脈沖逆轉(zhuǎn)序列，即沿一條掃描線相繼發(fā)射和接受0相與180相的同幅度脈沖，后續(xù)掃描線重復操作直至完成二維平面掃查，形成單幀射頻數(shù)據(jù)；

（5）基于步驟（2）、（3）所得到的母小波，分別對0相和180相回波信號進行小波相關性分析，得到一系列小波相關系數(shù)，分別選取最大的小波相關系數(shù)所在尺度的所有小波系數(shù)去代替原始的射頻回波信號；

（6）將0相和180想回波信號中表征原始射頻回波信號的小波相關系數(shù)進行相加得到一條波束并進行后續(xù)處理成像，包括對數(shù)壓縮、坐標變換和灰度轉(zhuǎn)換，并進行圖像顯示；

（7）使用造影組織比（CTR）對不同組織彈性參數(shù)條件下的圖像進行評價，選取相同面積同一掃描深度的感興趣區(qū)域計算其對應的CTR值：當CTR值最大時，認為相對應的組織彈性參數(shù)即為或最接近感興趣區(qū)域的平均組織彈性參數(shù)；

（8）對成像區(qū)域繼續(xù)進行分區(qū)，分區(qū)內(nèi)含有有限個可分辨微泡，以步驟（7）得到的組織彈性參數(shù)為中心以盡可能小的步長上下移動得到對應母小波，對每一分區(qū)繼續(xù)進行信號檢測成像，通過遺傳算法進行相關反饋，計算圖像CTR值，即可得到微泡周圍組織的彈性值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于組織中微泡動力學模型的微彈性成像方法，其特征在于，所述的組織彈性參數(shù)范圍，其提取參數(shù)的操作步驟如下：

（1）通過對相變微泡濃度的精確控制，使得單個相變微泡可以緩慢流過超聲探頭聚焦區(qū)域，使得所得回波信號為單個微泡背向散射信號。通過控制發(fā)射聲波的相位、輸入功率和輸入時間，控制相變微泡在不相變的條件下導入薄層組織內(nèi)部；

（2）延長輻照時間或加大輻照功率，使得目標區(qū)域溫度達到相變微泡的相變閾值，在薄層組織內(nèi)部產(chǎn)生稀疏微泡。利用可編程超聲設備發(fā)射微泡振動激勵信號，使微泡產(chǎn)生振動；

（3）通過微泡信號檢測換能器采集微泡回波信號，并利用基于組織中微泡動力學模型的微彈性成像方法對治療區(qū)域進行微彈性成像及微泡周圍組織彈性估計。