弹性成像中的频率复合制造技术

本发明专利技术公开弹性成像中的频率复合。为了弹性成像中的噪声降低，使用频率复合。归因于跟踪脉冲的发射和在不同频率处的接收或者归因于在不同子带处处理所接收到的信号，使用在不同频率处的信号测量由声辐射力脉冲引起的位移。位移被（a）组合以复合并且经过复合的位移被用来确定弹性或者（b）用来确定弹性并且来自不同频率处的信息的弹性被复合。

【技术实现步骤摘要】
弹性成像中的频率复合
本实施例涉及使用声辐射力（ARF）的利用超声的弹性成像。超声弹性成像包括表征组织的弹性性质的不同成像技术，诸如声辐射力脉冲（ARFI）成像或剪切波弹性成像（SWEI）。这些技术表征结构和/或病理。
技术介绍
在超声弹性成像技术中，向组织施加力，并且测量结果得到的组织位移以便确定组织的机械性质。引起的位移通常是小的，对于ARFI来说大约10µm。当估计组织内的位移时，一个主要的噪声源是用于估计运动的超声信号的潜在斑点。该噪声可能在估计给定小的位移量方面具有不相称的影响。
技术实现思路
通过介绍的方式，下面描述的优选实施例包括用于使用声辐射力的弹性成像中的噪声降低的方法、指令和系统。使用频率复合。归因于跟踪脉冲的发射和在不同频率处的接收或者归因于在不同子带处处理所接收到的信号，使用在不同频率处的信号测量由声辐射力脉冲引起的位移。位移被（a）复合并且经过复合的位移被用来确定弹性或者（b）用来确定弹性并且来自不同频率处的信息的弹性被复合。在第一方面中，提供一种用于利用超声扫描仪进行的弹性成像中的噪声降低的方法。所述超声扫描仪的换能器将声辐射力发射至患者的组织。该组织对由声辐射力引起的应力进行响应。所述超声扫描仪发射具有第一中心频率的第一超声脉冲的序列。所述超声扫描仪接收响应于该第一超声脉冲的序列的第一超声回波。第一超声回波的接收与第一超声脉冲的发射交织使得在该第一超声脉冲中的每一个之后且在发射该第一超声脉冲中的下一个之前接收到该第一超声回波中的一些。所述超声扫描仪发射具有第二中心频率的第二超声脉冲的序列。该第二中心频率不同于该第一中心频率，并且在与该第一超声脉冲分离的发射事件中发射该第二超声脉冲。所述超声扫描仪接收响应于该第二超声脉冲的序列的第二超声回波。该第二超声回波的接收与该第二超声脉冲的发射交织使得在该第二超声脉冲中的每一个之后且在发射该第二超声脉冲中的下一个之前接收到该第二超声回波中的一些。分别根据第一和第二超声回波确定在第一和第二频带处组织随着时间流逝的位移。根据在第一和第二频带处的位移的组合估计输出弹性。生成输出弹性的图像。在第二方面中，提供一种用于利用超声扫描仪进行的弹性成像中的噪声降低的方法。超声扫描仪的换能器将声辐射力发射至患者的组织。该组织对由声辐射力引起的应力进行响应。所述超声扫描仪发射发射波束的序列，其中每个发射波束都具有带有单个峰值的频率响应。所述超声扫描仪响应于发射波束中的每一个接收接收信号的序列，其中接收信号的接收与发射波束的发射交织。所述超声扫描仪根据接收信号的不同频率确定组织运动。所述超声扫描仪生成弹性的图像，其中该图像基于在不同频率处的组织运动。在第三方面中，提供一种用于弹性成像中的噪声降低的系统。发射波束形成器被配置成发射脉冲。脉冲中的每一个都具有带有仅一个中心频率的单个频带。接收波束形成器被配置成与发射脉冲交织地接收信号。滤波器被配置成输出对于所接收到的信号的在不同频带中的信息。处理器被配置成根据在不同频带中的信息检测组织响应于声辐射力的位移并且根据不同频带的复合生成弹性。显示器被配置成输出弹性。本专利技术由下面的权利要求限定，并且在该部分中的任何内容都不应该被视为对那些权利要求的限制。下面结合优选实施例来讨论本专利技术的另外的方面和优点，并且稍后可以独立地或组合地要求保护本专利技术的另外的方面和优点。附图说明部件和图未必成比例，而是将重点放在图示本专利技术的原理上。此外，在图中，遍及不同视图相似的参考数字指定对应部分。图1是用于弹性成像中的噪声降低的方法的一个实施例的流程图；图2图示具有不同频率的发射脉冲的示例序列；图3示出用于子带的示例滤波器；图4示出经过图3的滤波器滤波的示例接收数据；图5示出在有和没有图4的滤波的情况下基于图4的所接收到的数据的示例剪切速度图像；图6示出在有和没有频率复合的情况下的剪切波速度中的方差；以及图7是用于弹性成像中的噪声降低的系统的一个实施例的框图。具体实施方式在基于辐射力的弹性成像中使用频率复合。频率复合提供噪声降低。频率复合传统上涉及获得具有充分不同频率谱的B型超声信号，执行包络检波（非线性操作），以及最后重新组合检测到的数据。对于弹性成像，频率复合发生在位移确定之后。提出了两种可能的频率复合技术：发射-接收以及仅接收。发射-接收技术在组织内引起位移之前和之后关于连续发射利用不同频率，导致处于不同频带的接收信号。仅接收技术在接收到来自处于单一频率的发射的散射回波之后将射频（RF）或同相和正交（IQ）数据滤波成多个频带。这两种方法可以被组合使得对于不同发射频率中的每一个的所接收到的信号被滤波成多个接收频带。针对频带中的每一个确定位移。然后立即（例如，对初始位移估计求平均）或者在进一步成像处理之后（例如，生成针对每个频率的剪切速度图像并取得各个图像之间的中值剪切速度值）组合各位移。图1示出用于利用超声扫描仪的弹性成像中的噪声降低的方法的一个实施例。使用任何发射和/或接收技术，创建处于不同频带的接收信号。针对每个频带计算位移。组合位移，从而提供频率复合，并且估计弹性图像。替换地，根据在不同频带处的位移来估计弹性图像，并且组合图像，从而提供频率复合。频率复合降低斑点的影响，从而提供患者的更好图像和/或弹性值中的更高精度。该方法由图7的系统或不同系统来实施。发射和接收波束形成器使用换能器来发射并且从患者接收，包括在动作28-38中的应用ARFI和跟踪组织响应。跟踪处于ARFI焦点处的组织或经受与焦点隔开的剪切波的组织。滤波器可以使不同频带处的信息隔离。图像处理器在动作40和42中确定组织运动并生成弹性图像。诸如超声扫描仪的其他部分之类的不同设备可以执行各动作中的任一个。可以提供附加、不同或更少的动作。例如，不执行动作28、30和/或32。作为另一示例，提供用于配置超声扫描仪、定位换能器和/或记录结果的动作。以描述的或示出的次序（即，从上到下）来执行动作，但是可以以其他次序来执行该动作。例如，动作28可以在动作38之后执行。作为另一示例，并行或重复执行动作36和38（例如，发射，然后接收，然后发射，然后接收等等）。在动作28中，超声扫描仪检测参考组织信息。为了确定由ARFI引起的位移，扫描处于静止或者没有经受ARFI的组织。扫描发生在动作34中的ARFI的发射之前，但是可以在其他时间执行。动作30和32提供对参考信息的扫描的两个示例。在动作30中，在施加应力和测量对应力的组织响应之前向组织发射脉冲的序列。因为可以在相对于峰值应力之前、之后或二者测量对应力的组织响应，所以在施加应力之前或在组织返回到放松状态之后执行对参考组织位置的发射。该序列与在动作36中提供的相同，诸如是都具有相同频带和中心频率的脉冲的序列或使跨脉冲的中心频率和频带变化的脉冲的序列。一个N个脉冲的集合在施加ARFI之前被发射，并且被用来获取参考数据用于位移估计。N可以是针对每个空间位置或空间位置组的任何正整数。在动作32中，接收参考信息。接收由换能器响应于来自发射的回波生成的电气信号。通过频带将该信号分离，诸如通滤波波、解调和滤波、和/或者响应于发射在不同频带处接收。例如，生成对于每个可分离信号的经过波束形成的样本的同相和正交（IQ）对。分离的信号被用来检测参考本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于利用超声扫描仪进行的弹性成像中的噪声降低的方法，该方法包括：将声辐射力从所述超声扫描仪的换能器发射至患者的组织，该组织对由声辐射力引起的应力进行响应；由所述超声扫描仪发射具有第一中心频率的第一超声脉冲的序列；由所述超声扫描仪接收响应于该第一超声脉冲的序列的第一超声回波，该第一超声回波的接收与该第一超声脉冲的发射交织使得在该第一超声脉冲中的每一个之后且在发射该第一超声脉冲中的下一个之前接收到该第一超声回波中的一些；由所述超声扫描仪发射具有第二中心频率的第二超声脉冲的序列，该第二中心频率不同于该第一中心频率，在与该第一超声脉冲分离的发射事件中发射该第二超声脉冲；由所述超声扫描仪接收响应于该第二超声脉冲的序列的第二超声回波，该第二超声回波的接收与该第二超声脉冲的发射交织使得在该第二超声脉冲中的每一个之后且在发射该第二超声脉冲中的下一个之前接收到该第二超声回波中的一些；分别根据第一和第二超声回波确定在第一和第二频带处组织随着时间流逝的位移；根据在第一和第二频带处的位移的组合估计输出弹性；以及生成输出弹性的图像。

【技术特征摘要】
2016.04.19 US 15/1331221.一种用于利用超声扫描仪进行的弹性成像中的噪声降低的方法，该方法包括：将声辐射力从所述超声扫描仪的换能器发射至患者的组织，该组织对由声辐射力引起的应力进行响应；由所述超声扫描仪发射具有第一中心频率的第一超声脉冲的序列；由所述超声扫描仪接收响应于该第一超声脉冲的序列的第一超声回波，该第一超声回波的接收与该第一超声脉冲的发射交织使得在该第一超声脉冲中的每一个之后且在发射该第一超声脉冲中的下一个之前接收到该第一超声回波中的一些；由所述超声扫描仪发射具有第二中心频率的第二超声脉冲的序列，该第二中心频率不同于该第一中心频率，在与该第一超声脉冲分离的发射事件中发射该第二超声脉冲；由所述超声扫描仪接收响应于该第二超声脉冲的序列的第二超声回波，该第二超声回波的接收与该第二超声脉冲的发射交织使得在该第二超声脉冲中的每一个之后且在发射该第二超声脉冲中的下一个之前接收到该第二超声回波中的一些；分别根据第一和第二超声回波确定在第一和第二频带处组织随着时间流逝的位移；根据在第一和第二频带处的位移的组合估计输出弹性；以及生成输出弹性的图像。2.权利要求1所述的方法，进一步包括：在发射声辐射力之前检测参考组织信息；以及确定作为参考组织信息的函数的位移。3.权利要求1所述的方法，其中确定位移包括检测响应于剪切波的运动。4.权利要求1所述的方法，其中估计包括确定峰值位移。5.权利要求1所述的方法，确定位移包括确定在第一和第二频带处的第一和第二位移分布，将第一和第二位移分布组合成第三位移分布，并且其中估计输出弹性包括根据第三位移分布进行估计。6.权利要求1所述的方法，其中确定位移包括确定在第一和第二频带处的第一和第二位移分布，并且其中估计弹性包括根据第一和第二位移提供来估计第一和第二弹性并且组合第一和第二弹性，输出弹性包括该组合。7.权利要求1所述的方法，其中生成图像包括生成剪切波速度图像，输出弹性包括对于位置的剪切波速度。8.权利要求1所述的方法，进一步包括随着时间流逝重复第一和第二超声脉冲的发射、第一和第二超声回波的接收，并且其中确定随着时间流逝的位移使用该重复。9.权利要求1所述的方法，进一步包括重复随着时间流逝的第一和第二超声脉冲的发射、第一和第二超声回波的接收，确定，以及对于不同空间位置的估计，并且其中生成图像包括生成表示作为不同空...

【专利技术属性】
技术研发人员：范列湘，金乘洙，Y拉拜德，M梅农，S罗森兹维希，
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