[發(fā)明專利]用于超聲成像的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380018685.6
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN104284628A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田村正
• 申請（專利權(quán)）人: 日立阿洛卡醫(yī)療株式會(huì)社
• 主分類號(hào): A61B8/08
• 分類號(hào): A61B8/08
• 代理公司: 北京金信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;董領(lǐng)遜

技術(shù)領(lǐng)域

在此描述的系統(tǒng)和方法一般地涉及超聲成像領(lǐng)域。更具體地，下文描述的實(shí)施例涉及用于測量組織中的剪切波的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

病理狀況將導(dǎo)致比生理狀況下存在的軟組織更堅(jiān)硬的軟組織。內(nèi)科醫(yī)師因此使用觸診法來定位體內(nèi)的堅(jiān)硬組織并以此來識(shí)別病理狀況。例如，眾所周知的乳腺癌通常比健康的乳腺組織更為堅(jiān)硬，并可以通過觸診法作為堅(jiān)硬的腫塊而被檢測出來。

通過以下等式，組織中剪切波的傳播速度是與組織的硬度(楊氏模量)相關(guān)的：

E＝3ρ·c²?(1)

其中，c是剪切波的傳播速度，E是楊氏模量，ρ是組織密度。因此，癌癥或者其他病理狀況可以通過測量穿過組織的剪切波的傳播速度而被檢測到。

通過向組織結(jié)構(gòu)施加一個(gè)強(qiáng)超聲脈沖，可以在組織中產(chǎn)生剪切波。超聲脈沖會(huì)展現(xiàn)出高振幅和長持續(xù)時(shí)間(例如，大約100微秒的數(shù)量級)。超聲脈沖產(chǎn)生推壓組織的聲輻射力，因此引起組織層沿著超聲脈沖傳播的方向滑動(dòng)。這些滑動(dòng)(剪切)移動(dòng)可以被認(rèn)為是剪切波，其具有低頻率(例如，10～500Hz)且可以在垂直于超聲脈沖的方向上傳播。超聲脈沖可以以1540m/s的速度在組織中傳播。但是，剪切波在組織中的傳播速度慢得多，大約在1～10m/s的數(shù)量級上。

因?yàn)榻M織運(yùn)動(dòng)大致是沿軸向的(即，超聲脈沖方向)，剪切波可以借助傳統(tǒng)超聲多普勒技術(shù)被檢測到。在這一點(diǎn)，超聲多普勒技術(shù)是最適合檢測軸向速度的。可選地，可以通過測量聲輻射力引起的組織位移來檢測剪切波。

為了精確測量剪切波的傳播速度，需要采用每秒數(shù)千幀的快速率或快速幀速率來跟蹤剪切波。一幀中的圖像可包含數(shù)百條超聲線。常規(guī)超聲成像的典型幀速率大概是50幀/秒，這個(gè)速率對于跟蹤剪切波信號(hào)來說太慢了。因此，需要提高幀速率，同時(shí)保證良好的信噪比和良好的空間分辨率。而且，有效提供組織硬度的指征也是十分必要的。

剪切波速度成像可展現(xiàn)受限的空間分辨率。因?yàn)榧羟胁ㄋ俣鹊臏y量需要在至少兩個(gè)橫向位置處(即，在至少兩個(gè)超聲波束的位置處)檢測剪切波，橫向空間分辨率會(huì)尤其受限。另一方面，僅使用一個(gè)超聲波束就可以檢測到組織應(yīng)變。因此，組織應(yīng)變成像會(huì)展現(xiàn)比剪切波速度成像更高的空間分辨率。但是，組織應(yīng)變成像僅可產(chǎn)生組織硬度的定性測量，而剪切波速度成像提供定量測量。

附圖說明

圖1為由聲輻射力導(dǎo)致剪切波產(chǎn)生的圖。

圖2為一些實(shí)施例的超聲成像系統(tǒng)的圖。

圖3是傳統(tǒng)超聲成像系統(tǒng)的圖。

圖4是多個(gè)超聲發(fā)射/接收波束的圖。

圖5是一束超聲發(fā)射波束和多個(gè)超聲接收波束的圖。

圖6示出剪切波傳播速度的平方的彩色編碼。

圖7示出剪切波傳播速度的平方的彩色編碼。

圖8是示出通過聲輻射力生成剪切波和剪切波的傳播的圖。

圖9是示出剪切波的滑動(dòng)移動(dòng)的圖。

圖10是示出剪切波的傳播的圖。

圖11是示出剪切波的傳播的圖。

圖12是組織中剪切波傳播速度的平方的彩色編碼圖像的示例。

圖13是示出由聲輻射力引起的組織位移的圖。

圖14示出由RGB表示構(gòu)成的彩色編碼條對剪切波速度平方c²的標(biāo)度。

圖15是示出關(guān)于超聲傳感器的超聲坐標(biāo)系的圖。

圖16A是應(yīng)變圖像。

圖16B是剪切波圖像。

圖16C是應(yīng)變圖像和剪切波圖像。

圖17示出根據(jù)一些實(shí)施例的剪切波圖像值和應(yīng)變圖像值之間的相關(guān)性和回歸線。

圖18是根據(jù)一些實(shí)施例的處理的流程圖。

圖19A示出壓迫前的組織。

圖19B示出壓迫后的組織。

圖20是根據(jù)一些實(shí)施例的處理的流程圖。

具體實(shí)施方式