量化的粘弹性超声成像制造技术

量化的粘弹性超声成像。由超声成像系统将粘度包括在量化中。针对经受剪切或其它波的不同位置中的每个来确定(36，38)作为时间的函数的位移的频谱的对数。使用作为位置的函数的对数进行求解(40)提供复波数。根据复波数确定(34)各种粘弹性参数，例如损耗模量和储能模量。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本实施例涉及超声成像。具体地，改进了超声粘弹性成像。若干商业超声系统提供组织硬度的量化值或图像，例如使用剪切波成像测量硬度。通过假设所述组织是纯弹性(即，假设可忽略粘度)对硬度进行估算。使用不同的方法来测量硬度。甚至在假设组织是纯弹性的同时，这些不同的方法也可以强调剪切波频谱的不同频带。例如，一些方法找到由剪切波引起的峰值位移，而其它的在位移的导数(derivative)中寻找峰值。导数函数改变被测量的频带。因此，甚至是针对相同的组织，不同的超声系统也为硬度或剪切波参数提供不同的值。此外，人类组织是粘弹性的，所以存在剪切波色散(dispersion)。不同的剪切波频率以不同的速度行进。所述色散由频率相关的储能模量μ1和损耗模量μ2来管理。
技术实现思路
作为介绍，下面描述的优选实施例包括用于粘弹性超声成像量化的方法、指令及系统。通过超声成像系统将粘度包括在量化中。为经受剪切或其它波的不同位置中的每个确定作为时间的函数的位移的频谱的对数(log)。使用作为位置的函数的对数进行求解提供了复波数。根据复波数来确定不同的粘弹性参数，例如损耗模量和储能模量(storage modulus)。第一方面，提供一种用于粘弹性超声成像中的量化的方法。超声系统响应于脉冲激励而在患者内测量组织在第一和第二位置随时间的位移。针对第一和第二位置中的每个，处理器对随时间的位移在时间上(in time)应用傅立叶变换。处理器计算变换的结果的对数，并根据结果的对数求解复波数(complex wavenumber)。使用复波数确定用于频率相关的粘弹性参数的值。用于组织的值被输出到显示器。第二方面，一种具有存储在其中的表示指令的数据的非临时性计算机可读存储介质，所述指令由已编程的处理器可执行以用于粘弹性超声成像中的量化。所述存储介质包括指令，所述指令用于患者内作为时间的函数来确定组织位移、根据组织的位移作为频率的函数来估算损耗模量、储能模量或两者、并且输出损耗模量、储能模量或两者。第三方面，提供一种用于粘弹性超声成像中的量化的系统。换能器被配置成将声脉冲激励发送到患者中，并被配置成利用超声扫描患者的区域。接收波束成形器被配置成生成表示所述区域在声脉冲激励之后不同时间的数据。根据利用超声进行的扫描来生成所述数据。处理器被配置成估算由声脉冲激励所引发的组织位移，并从区域中的不同位置计算组织位移的区域振幅和相位的粘弹性质。显示器被配置成显示表示粘弹性质的图像。本专利技术由下面的权利要求限定，并且本部分中没有东西应被视为是对那些权利要求的限制。下面结合优选实施例来描述本专利技术的更多的方面和优点，并且随后可独立地或组合地对其要求保护。附图说明部件和附图不一定是按比例，而是将重点放在说明本专利技术的原理上。此外，在附图中，贯穿不同视图，相似的参考数字指定相应的部分。图1是用于粘弹性超声成像中的量化的方法的一个实施例的流程图；图2示出了弹性模体(phantom)中的粘弹性参数的示例曲线图，图3示出了粘弹性体模中的粘弹性参数的示例曲线图，并且图4示出了在患者的肝脏内的粘弹性参数的示例曲线图；图5是粘弹性超声成像中的量化的示例，其中量被确定为频率的函数；以及图6是用于粘弹性成像中的量化的系统的一个实施例的框图。具体实施方式在量化的粘弹性成像中，在频域中求解剪切波方程。粘弹性波方程由下式给出： δ 2 s ( t , x , y , z ) δt 2 - 1 ρ ( μ 1 + μ 2 δ δ t ) ▿ 2 s ( t , x , y , z ) = 0 - - - ( 1 ) ]]> δ 2 s ( t , x , y , z ) δt 2 - μ 1 ρ ▿ 2 s ( t , x , y , z ) = 0 - - - ( 2 ) ]]> v s = μ 1 ρ = E 3 ρ - - - ( 3 ) ]]>其中s(t，x，y，z)是粒子位移(m)，μ1是剪切模量(kPa)，μ2是剪切粘度(Pa-s)，E是杨氏模量(kPa)，vs是剪切波速，并且ρ是密度(Kg/m3)。剪切模量与储能模量具有已知的关系，并且剪切粘度与损耗模量具有已知的关系。方程1假设应力的分量是应变的分量和它们的一阶时间导数的线性函数。方程1的第二项是粘性项，常常在用超声测量硬度中被忽略。方程1可以被用来估算任何粘弹性参数。通过使用位移的频谱，不忽略粘性项以得到稳定解。在传播剪切波的带宽内估算剪切储能模量、剪切损耗模量、剪切衰减和/或相速度，粘弹性参数的估算可改善超声的诊断能力。图1示出了用于粘弹性超声成像中的量化的方法。所述方法使用随时间的位移的频谱。通过采取从不同的位置的频谱的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于粘弹性超声成像中的量化的方法，所述方法包括：利用超声系统测量(30，32)患者内的组织响应于脉冲激励的在第一位置处随时间的位移；利用超声系统测量(30，32)患者内的组织响应于脉冲激励的在第二位置处随时间的位移；通过处理器(18)针对在第一和第二位置中每个来对随时间的位移进行时间上的傅立叶变换(36)，通过处理器(18)计算(38)变换(36)的结果的对数；通过所述处理器(18)根据所述结果的对数对复波数进行求解(40)；利用复波数确定(34)频率相关的粘弹性参数的值；以及将用于组织的值输出(42)到显示器。

【技术特征摘要】
2015.04.16 US 14/6889651.一种用于粘弹性超声成像中的量化的方法，所述方法包括：利用超声系统测量(30，32)患者内的组织响应于脉冲激励的在第一位置处随时间的位移；利用超声系统测量(30，32)患者内的组织响应于脉冲激励的在第二位置处随时间的位移；通过处理器(18)针对在第一和第二位置中每个来对随时间的位移进行时间上的傅立叶变换(36)，通过处理器(18)计算(38)变换(36)的结果的对数；通过所述处理器(18)根据所述结果的对数对复波数进行求解(40)；利用复波数确定(34)频率相关的粘弹性参数的值；以及将用于组织的值输出(42)到显示器。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：将声激励发送(30)到患者中，所述脉冲激励包括所述声激励；其中测量(30，32)位移包括利用超声重复扫描第一和第二位置。3.如权利要求1所述的方法，其中，测量(30，32)第一和第二位置处的位移包括：将超声发送(30)到组织，并从所述发送(30)接收反射，多次执行超声的发送(30)和接收，并从多次接收来根据反射检测(32)所述位移。4.如权利要求1所述的方法，其中测量(30，32)包括测量(30，32)由脉冲激励产生的剪切波所引起的第一和第二位置处的位移。5.如权利要求1所述的方法，其中，测量(30，32)第一和第二位置处随时间的位移包括测量(30，32)在脉冲激励之后的位移。6.如权利要求1所述的方法，其中，确定(34)所述值包括确定(34)储能模量、损耗模量、剪切模量、粘度或其组合。7.如权利要求1所述的方法，其中，确定(34)用于频率相关的粘弹性参数的值包...

【专利技术属性】
技术研发人员：范列湘，Y·拉拜德，
申请(专利权)人：美国西门子医疗解决公司，
类型：发明
国别省市：美国;US