[發明專利]腹部的超聲剪切波振動彈性成像

有效

• 申請號: 201780041229.1
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN109475349B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 塞普蒂默·薩爾庫迪恩;羅伯特·羅林;穆罕默德·霍納瓦;胡里奧·勞爾·洛博;凱特琳·瑪麗·施奈德
• 申請（專利權）人: 不列顛哥倫比亞大學
• 主分類號: A61B8/14
• 分類號: A61B8/14;A61B8/08
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 陸建萍;楊明釗

用于執行對器官(例如肝臟)的超聲彈性成像的系統允許高效和健壯的數據采集。該系統可被應用于執行對在人體中的肝臟的實時、非侵入性的超聲成像。穩態剪切波絕對彈性成像用于測量肝組織的楊氏模量。這種方法涉及使用外部激勵器或振動器來搖動組織并產生剪切波。超聲換能器的準確放置便于測量由于剪切波而引起的組織運動。可以根據所測量的組織運動計算在正被成像的區域中的組織的硬度。隨附的創新提出了振動器和換能器的放置以及一些特定的方法以確保足夠的波傳播，以便獲得準確和一致的測量。

發明領域

本發明涉及醫學成像，特別是應用剪切波彈性成像的醫學成像。本技術可提供表征諸如肝臟、腎臟、脾臟、膀胱壁等腹部器官的機械特性的信息。本技術的示例應用包括對腹部(包括例如肝臟)的成像。

發明背景

醫學成像在許多應用中被用于確定組織的組成。在醫學圖像中，圖像的強度和/或顏色可以是組織組成的某個參數的函數。例如：計算機斷層攝影(CT)向用戶顯示在身體中的X射線的吸收；超聲波顯示響應于脈沖聲波而產生的回波模式。

組織的機械特性是特別令人感興趣的。某些組織的機械特性的變化可能指示疾病。組織的機械特性的變化也可以指示治療的成功或失敗。傳統的診斷方法依靠手動觸診來區分開健康組織和患病組織。例如，較硬的組織的觸診常常是在乳腺癌和肝病(例如肝硬化)的診斷中的第一步驟。

彈性成像是一種醫學成像技術，其旨在描繪彈性，組織的機械特性。彈性也被稱為硬度或順應度的逆量。先進的彈性成像技術也可以測量組織的動態粘彈性特性，例如粘度和松弛時間。在彈性成像中，在感興趣組織(例如前列腺)附近施加機械激勵，并測量組織的因而產生的變形?？梢杂贸暡?超聲彈性成像或USE)或磁共振成像(磁共振彈性成像或MRE)來測量因而產生的變形。變形被后處理以提取信息，例如粘彈性特性(例如剪切模量和粘度)。變形或組織應變或者可選地組織的固有機械特性隨后被顯示為所成像的對象的硬度(或其他有意義的機械特性)的圖。

在Ophir等人的US 5107837中描述了彈性成像的一些臨床使用。在Ehman等人的US5825186和Ehman的US5977770中描述了使用磁共振成像(MRI)的彈性成像。

由Sinkus等人在Biomedicine 2006中的Journal NMR(第173-179頁)中的“Liverfibrosis:noninvasive assessment with MR elastography”和Ehman等人在Journal ofClinical Gastroenterology and Hepatology(第5卷，第10期，2007年10月，第1207-1213頁)的“Assessment of Hepatic Fibrosis With Magnetic Resonance Elastography”披露，彈性成像顯示為對于肝(肝臟)纖維化的檢測和階段化具有臨床價值。乳房的彈性成像由Sinkus等人在Journal of Magnetic Resonance Imaging(第23卷，2005年，第159-165頁)中的“Viscoelastic shear properties of in vivo breast lesions measured byMR elastography”中進行了描述。

定量彈性成像是解決逆問題的彈性成像技術：計算感興趣區域的剛度，給定組織的激勵和在該區域中的因而產生的運動的測量?？梢詾?D(單點)感興趣區域、2D(橫截面平面)感興趣區域、或3D(體積)感興趣區域解決逆問題。

在大多數前面提到的技術中，由外部激勵器引起的機械波在空間和時間上都變化。測量系統在多個時刻測量在感興趣區域上方的位移的所有一個、兩個、或三個分量(x，y，z)。這種測量形成波傳播的數學表示。給定標準脈沖回波超聲成像的有限聲速，利用波傳播的穩態性質來通過在波的若干周期內的多個測量建立數學表示是可能的。這通常通過使采集與創建波的激勵器同步并呈現激勵中的周期性來實現。