[發明專利]基于聚焦超聲聲振信號的彈性特性檢測方法

有效

• 申請號: 201910147443.6
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN109745077B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 許燕斌;張勝男;董峰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00;A61B8/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種基于聚焦超聲聲振信號的彈性特性檢測方法，所采用的檢測系統包括信號發生器、超聲脈沖收發器、功率放大器、激勵探頭、跟蹤探頭、NI采集卡和計算機，通過激發激勵探頭，使其在聚焦區域產生ARF，引起聚焦區域介質的振動，進而發射二次超聲波，檢測二次超聲波的幅值信息，評估介質的彈性特性。

技術領域

本發明屬于超聲彈性成像技術領域，涉及利用聚焦超聲聲輻射力激發的二次超聲波信號檢測介質彈性特性的方法，特別是一種基于聚焦超聲聲振信號的彈性特性檢測方法。

背景技術

生物組織的彈性特性是生物體內固有的力學屬性，人體內不同的生物組織(特別是病變組織)中各部分的彈性特性存在差異，一些病理現象和生理活動均會引起生物組織彈性特性的變化，因此生物組織攜帶著豐富的生理和病理信息。觸診(Palpation)是最為傳統的用來診斷生物組織彈性特性的方法之一，該方法簡單易操作，但是其診斷結果大大依賴于醫生的主觀判斷能力，而且當病變過小或位于身體較深的部位時，將不能被檢測出來。

超聲波在生物組織的傳播過程中由于吸收和反射等效應造成了能量密度的變化，由此產生聲輻射力(AcousticRadiationForce,ARF)。ARF作用到組織上，會產生軸向的壓縮拉伸，進而產生位移，同時產生橫向傳播的剪切波。通過計算軸向位移，或者檢測剪切波波速等信息，評估組織的彈性特性參數。1990年，Sugimoto(T Sugimoto,S Ueha andKItoh,Tissue hardness measurement using the radiation force of focused ultrasound,《IEEE Symposium on Ultrasonics》,1990,171591)首次利用聚焦超聲波產生的ARF對組織的硬度進行評估。近年來，基于ARF激勵的彈性特性檢測方法已經成為超聲醫學領域的熱門課題。

目前基于ARF激勵的超聲彈性檢測方法的研究，主要可以概括為以下幾個方面：

1、基于暫態ARF的激勵，使聚焦區域發生局部位移和橫向傳播的剪切波，利用ARF激勵前后的超聲回波信號計算組織發生的位移，估計其彈性特性；

2、基于暫態ARF的激勵，使聚焦區域發生局部位移和橫向傳播的剪切波，通過磁共振等技術對剪切波的傳播進行監測，實現對生物組織彈性特性的定量分析；

3、基于諧波ARF的激勵，使聚焦區域產生諧波振動，進而向外輻射聲波，使用水聽器等設備檢測聲波的幅值和相位等信息，評估組織的彈性特性。

目前文獻中提及利用暫態ARF激勵計算聚焦區域發生的局部位移，2000年，美國杜克大學的Nightingale領導的研究組(K R Nightingale,R W Nightingale,M L Palmeri,and G E Trahey,A Finite Element Model ofRemote Palpation ofBreast LesionsUsing Radiation Force:FactorsAffecting Tissue Displacement,《UltrasonicImaging》,2000,22:35-54)首次對ARF引起的組織位移進行研究，使用傳統的方法(多普勒/脈沖回波檢測位移)檢測組織發生的位移，估計其彈性特性，并提出了影響位移的因素。2005年，美國專利(US 20050215899A1)公開了一種關于ARFI成像的方法和系統。