医疗诊断超声成像中的衍射源补偿制造技术

本发明专利技术涉及医疗诊断超声成像中的衍射源补偿。在用超声进行粘弹性成像中，通过在ARFI焦点或相对于ARFI发射的其他高强度位置处进行跟踪来测量剪切波速度或其他粘弹性参数。不是跟踪剪切波，而是测量对ARFI的组织响应。在该位置处测量随时间或其频谱的位移的分布。通过找到导致与校准分布充分相关的分布的缩放，可以估计剪切波速度或其他粘弹性参数。

【技术实现步骤摘要】
医疗诊断超声成像中的衍射源补偿
本实施例涉及医疗诊断超声。特别来说，使用超声来估计粘弹性参数。
技术介绍
常规的剪切波速度成像使用声辐射力冲击（ARFI）或推进脉冲来生成剪切波。在与ARFI的焦点横向间隔的位置处的超声跟踪监控剪切波在ARFI的焦点处离开剪切波原点的传播。若干因素影响剪切波速度测量的质量，包括：由于剪切波衰减和扩散所引起的信噪比的损失，剪切波在边界处的反射和组织的异质性，以及由于为了跟踪和/或增加成像区域的尺寸而发射多个激发脉冲从而所引起的运动伪影。此外，需要长时间的冷却时间，以便保持在机械指数（MI）和美国食品和药物管理局（FDA）的限制内。
技术实现思路
通过介绍，下面描述的优选实施例包括用于用超声进行粘弹性成像的方法、系统、计算机可读介质和指令。通过在ARFI焦点或相对于ARFI发射的其他高强度位置处进行跟踪来测量剪切波速度或其他粘弹性参数。不是跟踪剪切波，而是测量对ARFI的组织响应。在该位置处测量随时间或其频谱的位移的分布。通过找到导致与校准分布充分相关的分布的缩放，可以估计剪切波速度或其他粘弹性参数。在第一方面中，提供了一种用于用医疗诊断超声扫描仪进行粘弹性成像的方法。超声扫描仪从换能器发射声辐射力冲击作为具有沿着扫描线的波束分布的发射波束。超声扫描仪的接收波束形成器测量在沿着扫描线的波束分布内作为时间的函数的位移。至少一些位移响应于声辐射力冲击。图像处理器从针对第一位置的位移生成第一分布，计算第一分布相对于参考分布的缩放加权，并且基于缩放加权来估计粘弹性特性。显示器生成粘弹特性的图像。在第二方面中，提供了一种用于粘弹性成像的系统。发射波束形成器被配置为将声学推进脉冲发射到患者中的焦点区域。接收波束形成器被配置为输出针对患者的焦点区域的采样。图像处理器被配置为从采样估计焦点区域处的剪切波速度，而不跟踪患者中的剪切波。显示器被配置为显示剪切波速度。在第三方面中，提供了一种用医疗诊断超声扫描仪进行粘弹性成像的方法。超声扫描仪的波束形成器跟踪沿着患者的组织中的声辐射力冲击的激发轴的位移。位移由声辐射力冲击引起。超声扫描仪的图像处理器从沿着轴的位移和来自具有已知粘弹性值的体模的位移，来估计粘弹性参数。发射粘弹性参数。本专利技术由所附权利要求限定，并且本节中的任何内容都不应被视为对这些权利要求的限制。下面结合优选实施例来讨论本专利技术的其它方面和优点。附图说明部件和附图不一定按比例绘制，而是将重点放在说明本专利技术的原理上。此外，在附图中，相似的附图标记标明贯穿不同视图的相应部分。图1是用于用医疗诊断超声扫描仪进行粘弹性成像的方法的一个实施例的流程图；图2是示出ARFI发射波束的波束分布的示例图像；图3示出了对患者中的组织进行模拟的体模和参考体模的示例时域位移分布；图4示出了用于图3的分布的示例频谱；图5示出了图4的示例频谱，其中测量到的模拟组织的分布的频谱被缩放以与参考体模的频谱更强地相关；和图6是用于粘弹性成像的系统的一个实施例的框图。具体实施方式为了估计剪切波速度和/或其它粘弹性参数，测量沿着激发轴的一个位置处的ARFI引发的位移。找到应用于时间位移分布的频谱的最佳缩放因子，以便匹配来自使用与感兴趣的组织相同的发射-接收条件所扫描的良好表征的体模的位移分布的频谱。可以通过匹配时间位移分布而不是频谱，来找到最佳缩放因子。在一个实施例中，（1）在感兴趣组织中以及（2）在使用与感兴趣的组织相同的发射-接收条件所扫描的良好表征的组织模拟体模中，通过使用沿着ARFI推进脉冲的激发轴所跟踪的位移来估计剪切波速度或其它粘弹性参数。使用整个位移分布的频域或时域分析，而位移分布的时间到峰值分析相反。通过分析在一个空间位置处的位移分布来估计剪切波速度，与沿着深度找到位移分布的时间到峰值相反。使用一个校准的组织模拟体模作为参考，但是可以使用宽范围的剪切波速度的数值仿真作为参考。由于测量在焦点位置处或在推进脉冲的波束分布内的组织响应，因此导致更高的空间分辨率和信噪比。由于更好的信噪比和/或不必处理剪切波衰减，导致所需要的声输出减少，因此导致冷却时间更短。由于没有跟踪剪切波，所以由于获取时间较短，因而对运动伪影的敏感性可能较小。图1示出了用于用医疗诊断超声扫描仪进行粘弹性成像的方法的流程图的一个实施例。跟踪由ARFI直接引起的患者的组织的位移，而不是跟踪剪切波。找到这些位移的缩放或位移的频率变换的缩放以匹配校准的分布。将用于校准的缩放和粘弹性值使用来估计用于患者的组织的粘弹性值。该方法由图6的超声成像系统10、图像处理器22或不同的系统和/或处理器来执行。例如，超声成像系统10获取用于用发射和接收波束形成器12,16和换能器14来测量位移的采样，并且图像处理器22从采样估计粘弹性参数。显示器27显示估计的粘弹性参数。按照所示出的顺序（从上到下）或不同的顺序执行图1的动作。例如，在执行动作30之前和之后，在动作32中测量用于位移的采样。可以使用比图1所示出的动作之外的附加的、不同的或更少的动作。例如，不执行动作42。作为另一示例，添加用于扫描和生成B模式或其他超声图像的动作。在动作30中，超声扫描仪使用换能器对组织施加应力。例如，发射聚焦于感兴趣的区域或一个点处的ARFI。当将ARFI施加于聚焦区域时，可以引发剪切和/或纵向波并且远离该聚焦区域传播。所生成的这些波未被测量。ARFI向组织施加应力。组织通过移动来对应力进行响应，其是被测量的移动。相对于原始位置或松弛状态，组织被位移。在发射波束内的焦点区域或其它位置处，该位移增加并且然后恢复到零，导致时间位移分布。组织性质影响由ARFI引起的随时间的位移。冲击可以由任意周期数量（例如，数十或数百个周期）的循环脉冲波形来生成。例如，将声辐射力作为用于向组织施加应力的冲击而进行发射。冲击波阵面传播到感兴趣的区域，导致组织的移动。图2示出了用于ARFI发射波束的示例波束分布。沿扫描线发射ARFI发射波束。发射波束具有相对于该扫描线的分布。在图2的这个示例中，波束分布显现为垂直列。列的中心包括较大强度的区域46。这个区域46包括发射波束的焦点位置。发射波束具有由较大的声强度的位置所标记的波束分布。声强度随着与焦点区域的进一步的横向和/或深度间隔而减小。区域46或波束分布可以基于从峰值强度的减量来定义，比如3dB，6dB，10dB，20dB或其他滚降量。在波束分布内，提供更大的声强度。当组织正受到应力和/或从应力中恢复时，发生动作32。例如，在应力中的施加或改变之后以及在组织达到松弛状态之前，发射和接收发生。为了参考以确定位移的幅度，发射和接收发生在ARFI施加之前和/或在组织松弛到稳定状态之后。在动作32中，超声扫描仪测量随时间的位移。超声扫描仪使用发射波束形成器来发射发射波束序列。响应于应力，将多个超声信号发射到组织。在单独的发射事件中发射该多个信号。发射事件是连续的区间，其中在未接收响应于发射的回波的情况下，发射发生。在发射阶段期间，没有接收。在执行发射事件序列的情况下，在动作32中还执行相应的接收事件序列。超声扫描仪的接收波束形成器响应于每个发射事件而生成采样。响应于每个发射事件并在下一个发射事件之前执行接收事件。对于发射事件，形成发射波束。形成发射波束的脉冲具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于用医疗诊断超声扫描仪进行粘弹性成像的方法，所述方法包括：由超声扫描仪从换能器发射声辐射力冲击作为具有沿着扫描线的波束分布的发射波束；由所述超声扫描仪的接收波束形成器测量在沿着所述扫描线的所述波束分布内作为时间的函数的位移，所述位移中的至少一些响应于所述声辐射力冲击；由图像处理器从针对第一位置的位移生成第一分布；由所述图像处理器计算所述第一分布相对于参考分布的缩放加权；由所述图像处理器基于缩放加权来估计粘弹性特性；和在显示器上生成所述粘弹性特性的图像。

【技术特征摘要】
2016.04.08 US 15/0948831.一种用于用医疗诊断超声扫描仪进行粘弹性成像的方法，所述方法包括：由超声扫描仪从换能器发射声辐射力冲击作为具有沿着扫描线的波束分布的发射波束；由所述超声扫描仪的接收波束形成器测量在沿着所述扫描线的所述波束分布内作为时间的函数的位移，所述位移中的至少一些响应于所述声辐射力冲击；由图像处理器从针对第一位置的位移生成第一分布；由所述图像处理器计算所述第一分布相对于参考分布的缩放加权；由所述图像处理器基于缩放加权来估计粘弹性特性；和在显示器上生成所述粘弹性特性的图像。2.根据权利要求1所述的方法，其中，测量包括：用与所述扫描线共线的接收波束来进行测量。3.根据权利要求1所述的方法，其中，测量包括：用沿着接收线的同时接收波束来进行测量，所述接收线位于强度比在所述波束分布内的所述发射波束的峰值强度低3dB以内的位置处。4.根据权利要求1所述的方法，其中，测量包括：在发射所述声辐射力冲击之前以及在发射所述声辐射力冲击之后多次进行测量。5.根据权利要求1所述的方法，其中，测量包括：测量在所述声辐射力冲击的焦点位置处停止所述声辐射力冲击之后组织松弛时的位移。6.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述第一分布包括：作为时间的函数而将所述第一分布生成为所述位移的时域分布。7.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述第一分布包括：作为时间的函数而生成所述位移的频谱。8.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述缩放加权包括：缩放所述第一分布的轴以将与所述参考分布的相关性最大化。9.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述缩放加权包括：将所述第一分布的时间或频率缩放不同的量，将每个缩放量的结果与所述参考分布相关，以及选择具有最大相关性的缩放。10.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述缩放加权包括：计算频率依赖的缩放加权。11.根据权利要求1所述的方法，其中，估计所述粘弹性特性包括：估计弹性。12.根据权利要求1所述的方法，其中，估计所述粘弹性特性包括：从所述声...

【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