[發明專利]用于超聲系統獨立衰減系數估計的方法

有效

• 申請號: 201880042117.2
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN110785126B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 公平;P·宋;S·陳;J·D·奇薩思科
• 申請（專利權）人: 梅約醫學教育與研究基金會
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08;G01N29/11;G01S7/52
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 楊學春;張鑫

描述了用于使用參考頻率方法(“RFM”)估計正被成像的受試者或其他對象的感興趣區域中的聲學特性的系統和方法。使用此RFM技術，通過在不同頻率(例如，相鄰頻率或其他頻率)下采集的超聲數據對在給定頻率下采集的超聲數據進行標準化，以便提供對獨立于用于采集基礎數據的超聲系統的聲學特性(例如，衰減系數、反向散射系數、或兩者)的估計。例如，每個頻率分量的振幅可通過功率譜中的不同頻率進行標準化，以消除系統依賴的效應。因為本公開中描述的方法是系統獨立的，所以它們可應用于任何換能器幾何形狀(例如，線性或曲線陣列)并且可使用任何波束圖案(例如，聚焦的或非聚焦的)。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年6月23日提交的美國臨時專利申請序列號62/524,043的權益，其標題為“用于超聲系統獨立衰減系數估計的方法”，其整體通過引用并入本文。

背景技術

超聲衰減系數估計(“ACE”)對臨床應用是有用的。例如，超聲衰減系數的估計可用于區分腫瘤和量化肝臟中的脂肪含量。

在脂肪含量檢測的示例中，肝臟中的脂肪影響超聲傳播，并與衰減系數相關聯。因此，注意系數可以用作肝臟脂肪評估因子。與黃金標準、肝臟活檢相比，ACE提供了非侵入性且可重復的過程。

兩種最常用的ACE方法包括頻譜移位法和參考體模法。頻譜移位法估計中心頻率沿深度的下移；但是，這種方法忽略了波束形成和衍射效應，從而限制了估計精度。另一方面，在參考體模方法中，使用經過良好校準的體模來標準化所有的超聲系統依賴的效應，諸如聚焦、時間增益補償(“TGC”)和衍射。但是，在實踐中，并非總是可獲得良好校準的體模，并且它們的超聲特性可能隨時間而變化，因為體模中的材料隨時間退化或以其它方式隨時間變化。

因此，仍然需要一種估計衰減系數值的方法，該方法不需要用于標準化的參考體模，同時仍然獨立于超聲系統效應。

發明內容

本公開通過提供用于使用超聲系統估計感興趣區域中的物理介質的聲學特性的方法來解決上述缺點。從在感興趣區域內沿著超聲束路徑的多個深度位置采集超聲數據。所述超聲數據至少包括第一超聲數據和第二超聲數據，響應于以第一頻率向感興趣區域發射超聲而采集第一超聲數據，響應于以不同于第一頻率的第二頻率向感興趣區域發射超聲而采集第二超聲數據。通過計算在多個不同深度位置中的每一個處采集的第一超聲數據與第二超聲數據之間的比率來計算頻譜比值，并且從多個頻譜比值計算感興趣區域中的物理介質的聲學特性值。基于物理介質的估計的聲學特性值生成報告。

本公開的上述和其他方面及優點將通過以下描述而顯現。在描述中，參考了形成本說明書的一部分的附圖，其中通過圖示的方式示出了優選實施例。然而，此實施例不一定代表本發明的全部范圍，因此，參考權利要求和本文來解釋本發明的范圍。

附圖說明

圖1A示出了在三個示例頻率分量f_i，或者5、6和7MHz下，作為深度的函數的取自然對數后的頻率功率譜。

圖1B示出了在相同的頻率分量下作為深度的函數的取自然對數后的頻譜比率。為了更好的可視化，用于6和7MHz的頻譜比率衰變曲線分別上移了0.05和0.1。

圖2示出了可能的衰減系數的直方圖。數據采集自標稱值為0.5dB/cm/MHz的商業體模。所述體模是在5MHz中心頻率下用非聚焦平面波成像進行成像的。

圖3是闡述用于使用參考頻率方法從超聲數據估計諸如組織之類的物理介質的聲學特性的示例方法的步驟的流程圖。

圖4是可實現本公開中描述的方法的示例超聲系統的框圖。

圖5是可實現本公開中描述的方法的示例計算機系統的框圖。

具體實施方式