剪切波弹性成像方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种剪切波弹性成像方法和装置，所述方法包括：获取待检测对象的感兴趣区域的超声图像数据；基于所述超声图像数据得到所述感兴趣区域的剪切波的二维位移矢量；对所述二维位移矢量的处理得到所述感兴趣区域的剪切波弹性成像数据，以得到所述感兴趣区域的弹性模量。本发明专利技术实施例采用二维位移估计的方法来得到剪切波激励后各个时刻的二维位移矢量，最大限度地提高待检测对象的弹性模量的准确度，提高对待检测对象的病理检测精度。并且不仅适用于形状规则的待检测对象，对于受周围组织或疾病(例如斑块)影响导致待检测对象(例如血管)形状不规则的情况，也可以用本发明专利技术的方法进行基于剪切波的弹性定量，适用性较高，适用范围更广。

Shear wave elastic imaging method and apparatus

The invention relates to a shear wave elastography method and device. The method includes: ultrasonic image data acquisition of detected object region of interest; two-dimensional displacement vector of the shear wave of the ultrasonic image data are described based on region of interest; shear wave elastography data on the two-dimensional displacement vector to get the region of interest, to obtain the elastic modulus of the region of interest. The embodiment of the invention adopts the method of two-dimensional displacement estimation to obtain two-dimensional displacement vector of each moment shear wave excitation, maximize the elastic modulus of the object to be detected accurately, improve the detection accuracy of object detection with pathology. An object to be detected and is not only suitable for regular shape, for by the surrounding tissues or diseases (such as plaque) caused by an object to be detected (such as blood vessels) of irregular shape, can also be quantitatively based on elastic shear wave by the method of the invention, the applicability is high, wide application range.

【技术实现步骤摘要】
剪切波弹性成像方法和装置
本专利技术涉及超声波医疗
，更具体地涉及一种剪切波弹性成像方法和装置。
技术介绍
超声成像由于具有实时、廉价、非侵入性和非电离辐射等优点而广泛地用于临床诊断。超声弹性成像，特别是基于声辐射力的剪切波成像，在组织弹性定性和定量的测量中发挥巨大的作用，例如，血管剪切波弹性成像对管壁的弹性定量起到至关重要的作用。然而由于一些组织本身的一些特性，导致相关技术中的剪切波弹性成像不能准确地对其进行弹性定性和定量。以血管为例来说，当血管短轴切面由于组织结构原因或是病理原因导致管壁分布不是圆形时，相关技术中的剪切波弹性成像将不能准确地得到血管壁的弹性模量，而不能准确地对血管壁的病理定性。综上，需要提供一种剪切波弹性成像方法和装置，以至少部分地解决上述问题。
技术实现思路
考虑到上述问题而提出了本专利技术一种剪切波弹性成像方法和装置，可以针对一些由于组织结构原因或者病理原因导致其本身形状结构变形的待检测对象，准确地得到待检测对象的弹性模量，提高待检测对象的病理检测精度。根据本专利技术一方面，提供了一种剪切波弹性成像方法，所述方法包括：获取待检测对象的感兴趣区域的超声图像数据；基于所述超声图像数据得到所述感兴趣区域的剪切波的二维位移矢量；对所述二维位移矢量的处理得到所述感兴趣区域的剪切波弹性成像数据，以得到所述感兴趣区域的弹性模量。其中，所述方法还包括：对所述剪切波弹性成像数据进行可视化处理，以用于显示所述感兴趣区域的弹性模量。其中，所述基于所述超声图像数据得到所述感兴趣区域的剪切波的二维位移矢量包括：采用块运动匹配的方法对所述超声图像数据进行处理，以得到所述感兴趣区域的剪切波传输的轴向位移；根据所述感兴趣区域的剪切波传输的轴向位移得到所述感兴趣区域的剪切波的二维位移矢量。其中，所述根据所述感兴趣区域的剪切波传输的轴向位移得到所述感兴趣区域的剪切波的二维位移矢量包括：基于所述超声图像数据，利用空间向量复合计算不同角度的轴向位移，以得到所述感兴趣区域的剪切波的垂直位移和水平位移；所述感兴趣区域的剪切波的垂直位移和水平位移形成所述感兴趣区域的剪切波的二维位移矢量。其中，利用空间向量符合计算不同角度的轴向位移采用如下公式：其中，其中，uver表示垂直位移，uhor表示水平位移，uax1至uaxn表示不同角度的轴向位移，θ1至θn表示不同角度，AT为A的转置矩阵。其中，所述对所述二维位移矢量的处理得到所述感兴趣区域的剪切波弹性成像数据包括：根据所述二维位移矢量得到所述剪切波的传播方向；基于所述剪切波的传播方向进行坐标变换，以将所述剪切波从直角坐标系转换为极坐标系；在所述极坐标系下，对所述剪切波的传播方向进行方向滤波，以得到沿待检测对象的环向传播的剪切波；通过对所述沿待检测对象的环向传播的剪切波得到所述感兴趣区域的剪切波弹性成像数据，以得到所述感兴趣区域的弹性模量。其中，所述通过对所述沿待检测对象的环向传播的剪切波得到所述感兴趣区域的剪切波弹性成像数据包括：在极坐标系下，计算沿待检测对象的环向传播的剪切波的传播速度；以及获取沿待检测对象的环向传播的剪切波的频散曲线；其中，所述传播速度和所述频散曲线形成所述感兴趣区域的剪切波弹性成像数据，用于表征感兴趣区域的弹性模量。其中，所述获取沿待检测对象的环向传播的剪切波的频散曲线包括：在极坐标系中，根据沿待检测对象的环向传播的剪切波的波前在不同时间到达位置得到的位移时间曲线；对所述位移时间曲线进行二维傅里叶变换，得到傅里叶变换结果，其中，所述傅里叶变换结果包括多个频率和每个频率对应的多个波数值；通过每个频率下最大的波数值，得到待检测对象的剪切波的频散曲线。根据本专利技术另一方面，提供了一种剪切波弹性成像装置，所述装置包括：数据获取单元，用于获取待检测对象的感兴趣区域的超声图像数据；二维位移矢量计算单元，用于所述超声图像数据得到所述感兴趣区域的剪切波的二维位移矢量；剪切波弹性成像单元，用于对所述二维位移矢量的处理得到所述感兴趣区域的剪切波弹性成像数据，以得到所述感兴趣区域的弹性模量。其中，所述装置还包括：可视化处理单元，用于对所述剪切波弹性成像数据进行可视化处理，以用于显示所述感兴趣区域的弹性模量。本专利技术实施例提供的剪切波弹性成像方法和装置，利用二维位移矢量估计，得到剪切波沿待检测对象(例如，血管壁)的径向的运动，为待检测对象的弹性的定量研究提供基础，最大限度地提高待检测对象的弹性模量的准确度，提高对待检测对象的病理检测精度。不仅适用于形状规则的待检测对象，对于受周围组织或疾病(例如斑块)影响导致待检测对象(例如血管)形状不规则的情况，也可以用本专利技术的方法和装置进行基于剪切波的弹性定量，适用性较高，适用范围更广。附图说明通过结合附图对本专利技术实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。图1示出根据本专利技术一个实施例的剪切波弹性成像方法的流程示意图；图2示出根据本专利技术一个实施例的空间向量复合计算的原理示意图；图3示出根据本专利技术另一个实施例的剪切波弹性成像方法的流程示意图；图4示出根据本专利技术一个实施例的剪切波弹性成像装置的结构框图。具体实施方式为了使得本专利技术的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本专利技术的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是本专利技术的全部实施例，应理解，本专利技术不受这里描述的示例实施例的限制。基于本专利技术中描述的本专利技术实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本专利技术的保护范围之内。基于声辐射力的剪切波弹性成像技术是一种评估组织硬度的超声弹性成像技术。其基本原理为：由探头向生物体的软组织发射高能量的超声波，在声辐射力和组织的剪切应力的作用下，特定区域内的软组织会产生向四周传播的振动，从而产生剪切波，由于生物体软组织的硬度和剪切波速度存在着关联关系，因此可以通过检测剪切波的速度以分析生物体软组织的硬度。相关技术的剪切波弹性成像的可以包括两个关键点：1、考虑偏振方向，关心偏振方向的运动，即剪切波的振动方向；2、方向滤波器设置时仅考虑某一个感兴趣的方向。然而由于一些组织本身的一些特性，导致相关技术中的剪切波弹性成像不能准确地对其进行弹性定性和定量。以血管为例来说，当血管短轴切面由于组织结构原因或是病理原因导致管壁分布不是圆形时，相关技术中的剪切波弹性成像只对其长轴切面进行处理，并不能准确地得到血管壁的弹性模量，因此，很难准确地对血管壁的病理定性。为了解决上文所述的问题，本专利技术实施例提出一种剪切波弹性成像方法和装置，利用二维位移矢量估计，得到剪切波沿待检测对象(例如，血管壁)的径向的运动，为一些产生形变的待检测对象的弹性的定量研究提供基础，最大限度地提高待检测对象的弹性模量的准确度，提高对待检测对象的病理检测精度。下面将结合附图对本专利技术提供的剪切波弹性成像方法和装置进行详细描述，以使本领域技术人员能够清楚、准确地理解本专利技术的技术方案。图1示出根据本专利技术一个实施例的剪切波弹性成像方法的流程示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种剪切波弹性成像方法，其特征在于，所述方法包括：获取待检测对象的感兴趣区域的超声图像数据；基于所述超声图像数据得到所述感兴趣区域的剪切波的二维位移矢量；对所述二维位移矢量的处理得到所述感兴趣区域的剪切波弹性成像数据，以得到所述感兴趣区域的弹性模量。

【技术特征摘要】
1.一种剪切波弹性成像方法，其特征在于，所述方法包括：获取待检测对象的感兴趣区域的超声图像数据；基于所述超声图像数据得到所述感兴趣区域的剪切波的二维位移矢量；对所述二维位移矢量的处理得到所述感兴趣区域的剪切波弹性成像数据，以得到所述感兴趣区域的弹性模量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述剪切波弹性成像数据进行可视化处理，以用于显示所述感兴趣区域的弹性模量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述超声图像数据得到所述感兴趣区域的剪切波的二维位移矢量包括：采用块运动匹配的方法对所述超声图像数据进行处理，以得到所述感兴趣区域的剪切波传输的轴向位移；根据所述感兴趣区域的剪切波传输的轴向位移得到所述感兴趣区域的剪切波的二维位移矢量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述感兴趣区域的剪切波传输的轴向位移得到所述感兴趣区域的剪切波的二维位移矢量包括：基于所述超声图像数据，利用空间向量复合计算不同角度的轴向位移，以得到所述感兴趣区域的剪切波的垂直位移和水平位移；所述感兴趣区域的剪切波的垂直位移和水平位移形成所述感兴趣区域的剪切波的二维位移矢量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，利用空间向量符合计算不同角度的轴向位移采用如下公式：其中，其中，uver表示垂直位移，uhor表示水平位移，uax1至uaxn表示不同角度的轴向位移，θ1至θn表示不同角度，AT为A的转置矩阵。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述二维位移矢量的处理得到所述感兴趣区域的剪切波弹性成像数据包括：根据所述二维位移矢量得到所述剪切波的传播方向；基于所述剪切波的传播方向进行坐标变换...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗建文，何琼，曹艳平，李国洋，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11