本发明专利技术名称为“消除剪切波中的背景噪声的方法和相应的超声成像系统”。本发明专利技术提供了一种用于消除剪切波中的背景噪声的方法和相应的超声成像系统。该方法包括：沿推动脉冲向量发射推动脉冲；在远离推动脉冲向量的第一组多个位置处发射第一组聚焦跟踪脉冲；接收响应于第一组聚焦跟踪脉冲的第一组聚焦回波信号；以及处理第一组聚焦回波信号以确定随时间变化的第一组组织位移信息。根据本发明专利技术，能够消除剪切波所包含的背景噪声，降低推动脉冲的持续时间和电压。
【技术实现步骤摘要】
消除剪切波中的背景噪声的方法和相应的超声成像系统
本专利技术一般地涉及超声检测领域，更特别地涉及一种用于消除剪切波中的背景噪声的方法、设备和包括该设备的超声成像系统。
技术介绍
超声检测是现代医疗领域常用的一种检测手段。当声波在异质介质中传播时,产生声脉冲福射力(Acoustic radiation force)。声脉冲辐射力能够表征组织的生物机械弹性。这一点引起了在材料科学和医疗诊断领域的研究兴趣。诊断成像长久以来追求的目标之一就是组织的精确表征。临床医生想要获得身体器官的诊断区域，并使成像系统识别出图像中的组织的特征。理想地，临床医生希望成像系统识别出病变为恶性还是良性。尽管完全实现这一目标有待进一步努力，但是诊断成像还是能够为临床医生提供有关组织的组成的线索。这一领域的一项技术是弹性成像，其测量身体内的组织的弹性或硬度。例如，高硬度的乳房肿瘤或肿块有可能是恶性的，而较软的并且更加柔顺的肿块则可能是良性的。由于已知肿块的硬度与恶性或良性相关，因而弹性成像为临床医生提供了另一有助于诊断和确定治疗方案的依据。一种方案是剪切波测量。在对身体上的点压缩之后释放时，下层的组织受到向下的压缩，之后在释放压缩力时重新向上弹回。但是由于处于压缩力下的组织与周围组织是连续结合的，因而处于力向量的侧向的未受压缩的组织也将对受压缩组织的上下移动做出响应。这一侧向的涟漪效应又被称为剪切波，它是周围组织对向下的压缩力的响应。此外，已经确定可以通过来自超声脉冲的辐射压力产生向下推动组织所需的力，并且可以采用超声接收感知和测量由剪切波引起的组织运动。由局部组织机械特性确定剪切波速度。剪切波将以某一速度通过软组织，以另一更高的速度通过硬组织。通过测量身体内的某一点处的剪切波的速度，将获得有关组织的特性的信息，例如，组织的剪切弹性模量、杨氏模量和动态剪切粘度。侧向传播的剪切波传播缓慢，通常为每秒几米或更慢，这使得剪切波容易被检测，但是其在几厘米或更短的距离上就会迅速衰减。由于可以针对每次测量重复相同的“推动脉冲”，因而剪切波技术有助于采用超声对组织特征进行客观量化。此外，剪切波速度独立于推动脉冲强度，从而减少了测量对用户的依赖。ARFI (声脉冲辐射力成像)使用聚焦超声向小的组织体积产生辐射力。然后，使用常规的超声跟踪组织的剪切波位移，通过使用基于超声相关的方法计算组织弹性。使用ARFI方法的图像提供了组织的机械冲激响应信息，相对于B模式(黑白模式)能够改善对比度，特别是在肺部和胸部应用中。当组织发生病理学改变时，其弹性可能显著变化。很多临床研究表明，组织的弹性性质对于癌症诊断和治疗评估而言是很有用的信息。ARFI图像与B模式图像互补，是用于表征组织机械性质的有用方法。但是，ARFI也具有其自身的缺点。其主要缺点在于，剪切波振幅很低，只有大约10 μ m。其容易对诸如系统电子噪声和病人运动之类的噪声敏感，特别是对心脏运动或呼吸运动敏感，这会影响剪切波位移估计。在现有技术中，解决这个问题的方法是增加波束的发射电压或者增加其持续时间。这将显著增加声输出功率，甚至增加到超出FDA(美国食品药品监督管理局)限制。本专利技术的目的正是解决这一问题。
技术实现思路
为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于消除剪切波中的背景噪声的方法，包括:沿推动脉冲向量发射推动脉冲；在远离推动脉冲向量的第一组多个位置处发射第一组聚焦跟踪脉冲；接收响应于第一组聚焦跟踪脉冲的第一组聚焦回波信号；以及处理第一组聚焦回波信号以确定随时间变化的第一组组织位移信息。本专利技术还提供了一种超声成像系统，包括超声探头，该超声探头能够:沿推动脉冲向量发射推动脉冲；在远离推动脉冲向量的第一组多个位置处发射第一组聚焦跟踪脉冲；接收响应于第一组聚焦跟踪脉冲的第一组聚焦回波信号，该超声成像系统能够处理第一组聚焦回波信号以确定随时间变化的第一组组织位移信息。本专利技术可以应用于ARFI超声系统中。根据本专利技术，能够消除剪切波所包含的背景噪声，降低推动脉冲的持续时间和电压。【附图说明】根据下文中参考附 图而进行的详细描述，本专利技术的上述和其他的目的和特征将变得明显，其中:图1A和图1B是本专利技术的原理的示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的用于消除剪切波中的背景噪声的方法的示意图；并且图3是根据组织位移信息计算剪切波速度值的原理的示意图。在这些附图中，使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行进一步说明。下面包括在此采用的所选择的术语的定义。这些定义包括落入术语的范围内并且可以用于实现的组件的各种示例和/或形式。示例并非旨在进行限制。这些定义可以包括术语的单数和复数形式两者。对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的实施例或示例可以包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度，但并非每个实施例或示例都必然包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度。另外，重复使用短语“在一个实施例中”虽然有可能是指代相同实施例，但并非必然指代相同实施例。为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。[0021 ] 图1A和图1B是本专利技术的原理的不意图。在图1A和图1B中，标号10为超声探头，标号11为病人身体或仿体，Push为推动脉冲，Trackl和Track2为一组跟踪脉冲，TrackT和Track2’为另一组跟踪脉冲。采用超声探头将一个或多个推动脉冲发射到组织内，从而沿推动脉冲的向量方向对组织进行超声挤压。在传统的ARFI图像中，推动脉冲与彩色多普勒脉冲类似。推动脉冲应当足够长以便在组织中生成剪切波。在推动脉冲之后，是一系列的跟踪脉冲，这些跟踪脉冲与常规的B脉冲类似。在现有技术中，跟踪脉冲总是与推动脉冲的位置接近。根据本专利技术，跟踪脉冲对具有两个不同的位置。一个位置如图1A中的Trackl和Track2所示，跟踪脉冲Trackl和Track2的位置都远离推动脉冲Push，以便收集组织中的噪声。组织中的剪切波会快速衰减。于是，在该位置中，剪切波已经衰减掉，因此将没有剪切波，而只有噪声。另一个位置与现有技术中相同，如图1B中的Trackl’和Track2’所示，以便收集包括噪声的剪切波。最后，将第二个位置的信号与第一个位置的信号相减。相减的结果即为不含噪声的剪切波。从而，可以消除组织中的噪声的影响。图2是根据本专利技术一个实施例的用于消除剪切波中的背景噪声的方法200的示意图。根据本发 明的一个实施例，方法200可以包括步骤210-240。在步骤210中，沿推动脉冲向量发射推动脉冲。根据本专利技术的一个优选实施例，在一帧中，先发一束较长的push脉冲，在此脉冲的激励下，焦点组织会产生横向传播的剪切波。在步骤220中，在远离推动脉冲向量的第一组多个位置处发射第一组聚焦跟踪脉冲。该第一组聚焦跟踪脉冲可以对应于图1中的Trackl和Track2。根据本专利技术的一个优选实施例，可以在Trackl和Track2两个波束的位置间隔轮流发射若干条Trackl和Track2,其中Trackl和Track2的发射时间间隔一定且已知，Trackl和Track2的物理距离一定且已知。在步骤230中，接收响应于第一组聚焦跟踪脉冲的第一组聚焦回波信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于操作超声成像系统以消除剪切波中的背景噪声的方法，包括：沿推动脉冲向量发射推动脉冲；在远离所述推动脉冲向量的第一组多个位置处发射第一组聚焦跟踪脉冲；接收响应于所述第一组聚焦跟踪脉冲的第一组聚焦回波信号；以及处理所述第一组聚焦回波信号以确定随时间变化的第一组组织位移信息。
【技术特征摘要】
1.一种用于操作超声成像系统以消除剪切波中的背景噪声的方法，包括: 沿推动脉冲向量发射推动脉冲； 在远离所述推动脉冲向量的第一组多个位置处发射第一组聚焦跟踪脉冲； 接收响应于所 述第一组聚焦跟踪脉冲的第一组聚焦回波信号；以及 处理所述第一组聚焦回波信号以确定随时间变化的第一组组织位移信息。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括: 在与所述推动脉冲向量相邻的第二组多个位置处发射第二组聚焦跟踪脉冲； 接收响应于所述第二组聚焦跟踪脉冲的第二组聚焦回波信号； 处理所述第二组聚焦回波信号以确定随时间变化的第二组组织位移信息；以及用所述第二组组织位移信息减去所述第一组组织位移信息，得到相减后的一组组织位移息。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一组多个位置中位置的数量与所述第二组多个位置中位置的数量相等。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一组多个位置和所述第二组多个位置中位置的数量都是2。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一组多个位置和所述第二组多个位置中位置的数量都大于2。6.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一组多个位置中位置的数量与所述第二组多个位置中位置的数量不相等。7.根据权利要求2所述的方法，进一步包括: 根据所述相减后的一组组织位移信息计算剪切波速度值。8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括: 根据所述剪切波速度值计算杨氏模量。9.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述背景噪声来自于病人的心脏运动或呼吸运动。10.一种超声成像系统，包括超声探头，所述超声探头能够: 沿推动脉冲向量发射推...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐露，程刚，韩晓东，沈亮，
申请(专利权)人：GE医疗系统环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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