[發(fā)明專利]彈性成像系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910091769.1
• 申請(qǐng)日: 2019-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN109717904A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹艷平;鄭陽;李國(guó)洋;張昭熠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B8/08
• 分類號(hào): A61B8/08
• 代理公司: 北京華進(jìn)京聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11606
• 代理人: 孫巖

本申請(qǐng)涉及一種彈性成像系統(tǒng)，該彈性成像系統(tǒng)包括：激勵(lì)產(chǎn)生裝置，所述激勵(lì)產(chǎn)生裝置開設(shè)有中空結(jié)構(gòu)；掃描裝置，設(shè)置于所述激勵(lì)產(chǎn)生裝置的中空結(jié)構(gòu)中，用于向所述待測(cè)材料發(fā)射掃描信號(hào)，并接收所述待測(cè)材料反射的反饋信號(hào)；連接件，分別固定連接激勵(lì)產(chǎn)生裝置和掃描裝置，成像裝置，與掃描裝置連接，用于對(duì)近場(chǎng)波的傳播過程進(jìn)行成像。上述彈性成像系統(tǒng)有效提升了瞬時(shí)彈性成像的成功率和測(cè)量精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及彈性成像技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種彈性成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

肝硬化是人類健康的一大重要威脅，全球每年有上百萬人死于肝硬化的相關(guān)疾病。肝臟局部纖維化往往是肝硬化的早期征兆。在肝纖維化初期，可以通過多種手段對(duì)肝臟病變進(jìn)行控制，從而遏制其向肝硬化發(fā)展。然而，由于肝纖維化初期只發(fā)生在肝臟的局部區(qū)域，在超聲下不會(huì)表現(xiàn)出明顯征象，纖維化初期難以確診。近年來，有研究表明，肝纖維化會(huì)引起病灶附近肝臟力學(xué)性質(zhì)的顯著變化。隨著肝纖維化的發(fā)展，肝臟會(huì)逐漸變硬。因此，無創(chuàng)、無損、快速地對(duì)肝臟力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行在體表征成為很多研究者共同努力的目標(biāo)。

目前，在肝臟力學(xué)性質(zhì)的在體無創(chuàng)測(cè)量方面，傳統(tǒng)技術(shù)通常會(huì)采用瞬時(shí)彈性成像技術(shù)、剪切波彈性成像技術(shù)、核磁共振彈性成像技術(shù)等手段進(jìn)行成像。以瞬時(shí)彈性成像技術(shù)為例，瞬時(shí)彈性成像技術(shù)是一種通過超聲探頭(A超)監(jiān)控機(jī)械激勵(lì)在人體內(nèi)部引起的彈性波的傳播，對(duì)人體組織的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行在體無創(chuàng)定量表征的方法。瞬時(shí)彈性成像的基本流程如下：用普通B超觀察患者的肋間區(qū)域，找到一條適合力學(xué)性質(zhì)測(cè)量的軸線。找到后，在體表做好標(biāo)記。將探頭頂在待測(cè)者的肋間，手動(dòng)對(duì)組織施加一定壓力，使得探頭與皮膚表面緊密接觸。手動(dòng)保持探頭位置穩(wěn)定。探頭產(chǎn)生位移激勵(lì)信號(hào)，在組織內(nèi)引起近場(chǎng)機(jī)械波的傳播。由探頭內(nèi)部的振動(dòng)元件帶動(dòng)探頭端部產(chǎn)生一個(gè)完整周期的正弦脈沖，持續(xù)時(shí)間為20ms。此振動(dòng)會(huì)引起近場(chǎng)機(jī)械波以激勵(lì)點(diǎn)為球心進(jìn)行傳播。探頭端部的超聲換能器開始對(duì)探頭軸線下方進(jìn)行成像，以5000Hz左右的幀頻采集回聲信號(hào)，采用相關(guān)算法捕捉探頭下方軸線上的質(zhì)點(diǎn)軸向位移隨時(shí)間的變化，由時(shí)空位移場(chǎng)計(jì)算近場(chǎng)機(jī)械波波速。將近場(chǎng)機(jī)械波波波速代入近場(chǎng)彈性波理論[3]，得到組織的力學(xué)參數(shù)。

然而，傳統(tǒng)技術(shù)中的瞬時(shí)彈性成像技術(shù)在獲得測(cè)量參數(shù)時(shí)受操作者的操作影響較大，測(cè)量的有效深度也比較有限，有大片區(qū)域的肝臟在有效診斷區(qū)域之外，且傳統(tǒng)瞬時(shí)彈性成像技術(shù)難以原位確認(rèn)探頭下方的組織情況，另外，傳統(tǒng)瞬時(shí)彈性成像技術(shù)的激勵(lì)系統(tǒng)對(duì)成像系統(tǒng)有干擾，綜上，這些傳統(tǒng)瞬時(shí)彈性成像技術(shù)的缺陷導(dǎo)致其瞬時(shí)彈性成像的測(cè)量精度較低。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)上述傳統(tǒng)技術(shù)的瞬時(shí)彈性成像技術(shù)的瞬時(shí)彈性成像的測(cè)量精度較低技術(shù)問題，提供一種彈性成像系統(tǒng)。

一種彈性成像系統(tǒng)，所述彈性成像系統(tǒng)包括：

激勵(lì)產(chǎn)生裝置，所述激勵(lì)產(chǎn)生裝置開設(shè)有中空結(jié)構(gòu)，用于在待測(cè)材料表面施加位移激勵(lì)，使得所述待測(cè)材料內(nèi)部產(chǎn)生近場(chǎng)波；

掃描裝置，設(shè)置于所述激勵(lì)產(chǎn)生裝置的中空結(jié)構(gòu)中，用于向所述待測(cè)材料發(fā)射掃描信號(hào)，并接收所述待測(cè)材料反射的反饋信號(hào)；

連接件，分別連接所述激勵(lì)產(chǎn)生裝置和所述掃描裝置；

成像裝置，與所述掃描裝置連接，用于對(duì)所述近場(chǎng)波的傳播過程進(jìn)行成像。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述掃描裝置包括超聲換能器或光聲掃描儀。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)所述超聲換能器設(shè)置于所述激勵(lì)產(chǎn)生裝置的中空結(jié)構(gòu)中，用于向所述待測(cè)材料發(fā)射超聲波信號(hào)，并接收所述待測(cè)材料反射的超聲回波信號(hào)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述激勵(lì)產(chǎn)生裝置為環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述激勵(lì)產(chǎn)生裝置與所述掃描裝置之間的間隙為0.001mm-100mm。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述彈性成像系統(tǒng)還包括：