[發明專利]用于表征弱的各向異性軟介質的超聲波方法和設備、以及用于該表征設備的超聲探頭組件

在審

• 申請號: 202010676527.1
• 申請日: 2015-01-12
• 公開（公告）號: CN111772678A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 米克爾·坦泰爾;馬蒂厄·佩爾諾;馬蒂亞斯·芬克;讓-呂克·熱尼松
• 申請（專利權）人: 國家科學研究中心;法國國家健康與醫學研究院;巴黎城市物理化工高等學院;巴黎狄德羅大學(巴黎七大)
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 龔偉;李鶴松

本發明涉及一種用于表征弱的各向異性軟介質(C)的方法，其中弱的各向異性軟介質包括纖維并具有外表面(1)，該方法是通過在不同傳播方向觀測從弱的各向異性軟介質中的中心區(10)發出的發散剪切波的傳播。在每個傳播方向中推測剪切波的傳播參數，然后確定弱的各向異性軟介質的纖維的方向、在垂直于纖維的方向上的流變彈性參數、以及在纖維的方向上的流變彈性參數。

本申請是申請日為2015年01月12日、題為“用于表征弱的各向異性軟介質的超聲波方法和設備、以及用于該表征設備的超聲探頭組件”的中國專利申請201580006797.9的分案申請。

技術領域

本發明涉及用于各向異性軟介質的表征的方法和設備，以及用于該表征設備的超聲探頭組。

背景技術

已經提出通過在介質中對剪切波的傳播成像的方式，對包括纖維在內諸如骨骼肌或心肌的各向異性軟介質進行表征。更具體地，已經提出利用在兩個剪切波發射器之間轉動一些度數的超聲變換器陣列通過以下方式測量介質沿纖維和垂直于纖維的剪切模量值：連續地使得剪切波在介質中傳播，然后每次在不同方向對它們的傳播成像(W.-N.Lee,M.Pernot,M.Couade,E.Messas,P.Bruneval,A.Bel,A.A.Hagège,M.Fink,and M.Tanter,“Mapping Myocardial Fiber Orientation Using Echocardiography-Based Shear WaveImaging,”IEEE Trans.Med.Imaging,Vol.31,pp.554-562,2012)。因此得以在每個方向確定剪切波的傳播速度。如Lee等人所教導，通過將速度測量分解成單值，可獲得纖維的方向和沿纖維且垂直于纖維的剪切模量(W.-N.Lee,B.Larrat,M.Pernot,and M.Tanter,“Ultrasound Elastic Tensor Imaging:Comparison with MR Diffusion TensorImaging in the Myocardium,”Physics in Medicine and Biology,Vol.57,pp.5075-5095,2012)。

但是這些已知的方法具有使用相對慢的不足之處。因此，它們尤其無法實現對諸如病人的心肌或病人的骨骼肌的可移動的纖維介質的表征。

發明的內容及目的

本發明尤其具有克服這些不足之處的目的。

出于該目的，本發明提出一種用于表征各向異性軟介質的方法，其中各向異性軟介質包括至少一個包括纖維的部分并具有外表面，該方法包括以下步驟：

(a)測量步驟，在該測量步驟期間產生至少一個剪切波，至少一個剪切波以從各向異性軟介質中的中心區發散的方式傳播，從各向異性軟介質的表面，通過保持超聲觀測變換器固定的方式從所述中心區發出的幾個預定傳播方向，用超聲觀測變換器觀測所述至少一個剪切波的傳播，所述預定傳播方向包括其間形成非0度且非180度角度的至少兩個方向，將所述超聲觀測變換器安置于至少沿所述預定傳播方向并且在少于50ms的一段時間內實行所述測量步驟；

(b)至少一個運算步驟，在至少一個運算步驟期間從在測量步驟(a)期間在每個所述預定傳播方向所收集的數據中確定至少一個剪切波的傳播參數；

(c)表征步驟，在該表征步驟期間，從在運算步驟(b)期間在每個傳播方向所確定的至少一個剪切波的傳播參數，確定各向異性軟介質的至少一個流變特征，至少一個流變特征是從各向異性軟介質的纖維的方向、垂直于纖維的方向上的流變彈性參數、以及纖維的方向上的流變彈性參數當中選擇出來。

利用這些安排，能夠立即獲得纖維的方向和/或彈性參數，而不需要轉動測量探頭，并且因此能夠容易執行體內測量。

在根據本發明所述的方法的各種實施例中，能夠可選地采用下面的安排中的任何一個：