弹性成像系统、弹性成像方法及存储介质技术方案

本发明专利技术实施例提供一种弹性成像系统、弹性成像方法及存储介质。该系统包括：电流形成装置，用于对待测物体施加激励信号，以在待测物体的目标部位中形成动态电流；磁场生成装置，用于生成第一磁场，所述第一磁场用于与所述动态电流作用以在所述目标部位产生洛伦兹力；超声检测装置，用于利用超声波检测所述目标部位的剪切波以对所述目标部位进行弹性成像，其中，所述剪切波由于所述目标部位在所述洛伦兹力的驱动下振动而形成。根据本发明专利技术实施例的弹性成像系统，剪切波的穿透深度以及剪切波的传播范围可以大幅度提高。

Elastic imaging system, elastic imaging method and storage medium

【技术实现步骤摘要】
弹性成像系统、弹性成像方法及存储介质
本专利技术涉及医学成像
，更具体地涉及一种弹性成像系统、弹性成像方法及存储介质。
技术介绍
弹性成像是一种能直观显示软组织力学属性的成像方法，其关键的技术包括激励和检测组织运动的方式。弹性成像可以用多种方式来检测组织运动，例如超声、磁共振成像(MRI)、光学相干断层扫描(OCT)等，因此发展了多种弹性成像技术。其中，超声弹性成像发展时间最早，临床应用也最成熟。近年来，基于剪切波的超声弹性成像(可称为剪切波超声弹性成像)技术发展迅速，该方法能够检测软组织内局部的弹性特性，其基本原理是检测软组织在某种作用力下剪切波的传播，并根据剪切波的传播速度来计算软组织内部的弹性分布。瞬态弹性成像(Transientelastotraphy，TE)、声辐射力脉冲成像(Acousticradiationforceimpulseimaging，ARFI)和超音剪切成像(Supersonicshearimaging，SSI)技术都是基于剪切波的超声弹性成像技术。在这些技术中，TE是利用外部机械低频点振动方式激励组织振动，而ARFI和SSI都是基于声辐射力内部瞬态激励方式。以上这几种剪切波超声弹性成像技术具有无创快捷、操作简便、适合重复操作等优点。可是，目前商用的剪切波超声弹性成像方法仍然存在部分局限性。首先，从激励方法来看，无论是TE、ARFI还是SSI，都存在穿透深度有限的问题。对于比较肥胖的患者，现有技术往往会失效。为了提高对较深处肝脏的检测能力，可以选择的方法是提高发射激励脉冲的能量。可是，过高的发射能量可能对人身的安全造成威胁。
技术实现思路
考虑到上述问题而提出了本专利技术。本专利技术提供了一种弹性成像系统、弹性成像方法及存储介质。根据本专利技术一方面，提供了一种弹性成像系统，包括：电流形成装置，用于对待测物体施加激励信号，以在待测物体的目标部位中形成动态电流；磁场生成装置，用于生成第一磁场，所述第一磁场用于与所述动态电流作用以在所述目标部位产生洛伦兹力；超声检测装置，用于利用超声波检测所述目标部位的剪切波以对所述目标部位进行弹性成像，其中，所述剪切波由于所述目标部位在所述洛伦兹力的驱动下振动而形成。示例性地，所述激励信号的变化频率大于或等于10赫兹并且小于或等于1000赫兹。示例性地，所述电流形成装置具体用于生成第二磁场，所述第二磁场是动态磁场，所述第二磁场用于作用在所述目标部位以在所述目标部位中形成感应涡流，其中，所述激励信号是所述动态磁场，所述动态电流是所述感应涡流。示例性地，所述电流形成装置包括：信号发生装置，用于生成激励电信号；激励线圈，与所述信号发生装置连接，用于接收所述激励电信号并生成对应的所述第二磁场。示例性地，所述激励电信号是包含一个或多个脉冲的脉冲电流信号或者是正弦电流信号。示例性地，所述激励线圈是单个线圈，所述单个线圈上方或下方存在用于放置所述目标部位的第一空间；或者所述激励线圈是包括两个子线圈的亥姆霍兹线圈，所述两个子线圈中间存在用于放置所述目标部位的第二空间。示例性地，所述电流形成装置与所述超声检测装置连接，所述电流形成装置还用于向所述超声检测装置发送同步信号，所述同步信号用于指示所述激励信号的起始时刻。示例性地，所述超声检测装置具体用于：响应于所述同步信号的接收，向所述目标部位发射超声检测信号并接收对应的回波信号，基于所述回波信号检测所述剪切波以对所述目标部位进行弹性成像。示例性地，所述超声检测装置包括相互连接的超声探头和处理装置，所述超声探头用于向所述目标部位发射超声检测信号并接收对应的回波信号；所述处理装置用于基于所述回波信号检测所述剪切波以对所述目标部位进行弹性成像。示例性地，所述激励信号具有一个或多个重复周期，所述回波信号包括与所述一个或多个重复周期一一对应的一个或多个回波信号段，所述处理装置通过以下方式基于所述回波信号检测所述剪切波以对所述目标部位进行弹性成像：基于所述一个或多个回波信号段中的每个回波信号段估计剪切波速度，以获得一个或多个速度估计结果；基于所述一个或多个速度估计结果生成弹性分布图像。示例性地，在所述激励信号具有所述多个重复周期的情况下，所述激励信号在所有重复周期内均按照相同的规律变化，所述处理装置通过以下方式基于所述多个速度估计结果生成弹性分布图像：对所述多个速度估计结果求平均，以获得平均速度估计结果；基于所述平均速度估计结果生成所述弹性分布图像。示例性地，所述处理装置通过以下方式基于所述一个或多个回波信号段中的每个回波信号段估计剪切波速度：对于所述一个或多个回波信号段中的每个回波信号段，基于该回波信号段估计对应的总位移分布数据，并对所述总位移分布数据进行多角度空间滤波，以获得在多个角度中的每个角度下的位移分布数据；对于所述目标部位中的每个感兴趣位置，针对所述多个角度中的每个角度，基于在该角度下的位移分布数据估计在该角度下该感兴趣位置的剪切波速度；基于在所述多个角度下该感兴趣位置的剪切波速度计算该感兴趣位置的总剪切波速度，以获得与该回波信号段相对应的速度估计结果。示例性地，所述处理装置通过以下方式基于在所述多个角度下该感兴趣位置的剪切波速度计算该感兴趣位置的总剪切波速度：对在所述多个角度下该感兴趣位置的剪切波速度中的所有大于预设阈值的剪切波速度值求平均，以获得该感兴趣位置的总剪切波速度。示例性地，所述处理装置通过以下方式对所述总位移分布数据进行多角度空间滤波：对所述总位移分布数据进行傅里叶变换，以获得经变换的总位移分布数据；对于所述多个角度中的每个角度，将所述经变换的总位移分布数据和与该角度相对应的掩膜相乘，以获得在该角度下的经变换的位移分布数据；对在该角度下的经变换的位移分布数据进行傅里叶反变换，以获得在该角度下的位移分布数据。示例性地，所述磁场发生装置包括永磁体对，所述永磁体对中间存在用于放置所述目标部位的第三空间；或者所述磁场发生装置包括相互连接的线圈对和电源，所述线圈对中间存在用于放置所述目标部位的第四空间，其中，所述电源用于为所述线圈对供电以生成所述第二磁场。根据本专利技术另一方面，提供一种弹性成像方法，包括：对待测物体施加激励信号，以在待测物体的目标部位中形成动态电流；生成第一磁场，第一磁场用于与动态电流作用以在目标部位产生洛伦兹力；利用超声波检测目标部位的剪切波以对目标部位进行弹性成像，其中，剪切波由于目标部位在洛伦兹力的驱动下振动而形成。根据本专利技术另一方面，提供一种存储介质，在存储介质上存储了程序指令，程序指令在运行时用于执行：利用超声波检测待测物体的目标部位的剪切波以对目标部位进行弹性成像，其中，剪切波由于目标部位在洛伦兹力的驱动下振动而形成；其中，洛伦兹力通过以下方式获得：对待测物体施加激励信号，以在待测物体的目标部位中形成动态电流，并生成第一磁场，第一磁场用于与动态电流作用以在目标部位产生洛伦兹力。根据本专利技术实施例的弹性成像系统、弹性成像方法及存储介质，将洛伦兹力作为驱动源来驱动组织振动并形成剪切波，这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弹性成像系统，包括：/n电流形成装置，用于对待测物体施加激励信号，以在待测物体的目标部位中形成动态电流；/n磁场生成装置，用于生成第一磁场，所述第一磁场用于与所述动态电流作用以在所述目标部位产生洛伦兹力；/n超声检测装置，用于利用超声波检测所述目标部位的剪切波以对所述目标部位进行弹性成像，其中，所述剪切波由于所述目标部位在所述洛伦兹力的驱动下振动而形成。/n

【技术特征摘要】
1.一种弹性成像系统，包括：
电流形成装置，用于对待测物体施加激励信号，以在待测物体的目标部位中形成动态电流；
磁场生成装置，用于生成第一磁场，所述第一磁场用于与所述动态电流作用以在所述目标部位产生洛伦兹力；
超声检测装置，用于利用超声波检测所述目标部位的剪切波以对所述目标部位进行弹性成像，其中，所述剪切波由于所述目标部位在所述洛伦兹力的驱动下振动而形成。


2.如权利要求1所述的系统，其中，所述激励信号的变化频率大于或等于10赫兹并且小于或等于1000赫兹。


3.如权利要求1所述的系统，其中，所述电流形成装置具体用于生成第二磁场，所述第二磁场是动态磁场，所述第二磁场用于作用在所述目标部位以在所述目标部位中形成感应涡流，其中，所述激励信号是所述动态磁场，所述动态电流是所述感应涡流。


4.如权利要求3所述的系统，其中，所述电流形成装置包括：
信号发生装置，用于生成激励电信号；
激励线圈，与所述信号发生装置连接，用于接收所述激励电信号并生成对应的所述第二磁场。


5.如权利要求4所述的系统，其中，所述激励电信号是包含一个或多个脉冲的脉冲电流信号或者是正弦电流信号。


6.如权利要求4所述的系统，其中，所述激励线圈是单个线圈，所述单个线圈上方或下方存在用于放置所述目标部位的第一空间；或者
所述激励线圈是包括两个子线圈的亥姆霍兹线圈，所述两个子线圈中间存在用于放置所述目标部位的第二空间。


7.如权利要求1至6任一项所述的系统，其中，所述电流形成装置与所述超声检测装置连接，
所述电流形成装置还用于向所述超声检测装置发送同步信号，所述同步信号用于指示所述激励信号的起始时刻。


8.如权利要求7所述的系统，其中，所述超声检测装置具体用于：响应于所述同步信号的接收，向所述目标部位发射超声检测信号并接收对应的回波信号，基于所述回波信号检测所述剪切波以对所述目标部位进行弹性成像。


9.如权利要求1至6任一项所述的系统，其中，所述超声检测装置包括相互连接的超声探头和处理装置，
所述超声探头用于向所述目标部位发射超声检测信号并接收对应的回波信号；
所述处理装置用于基于所述回波信号检测所述剪切波以对所述目标部位进行弹性成像。


10.如权利要求9所述的系统，其中，所述激励信号具有一个或多个重复周期，所述回波信号包括与所述一个或多个重复周期一一对应的一个或多个回波信号段，
所述处理装置通过以下方式基于所述回波信号检测所述剪切波以对所述目标部位进行弹性成像：
基于所述一个或多个回波信号段中的每个回波信号段估计剪切波速度，以获得一个或多个速度估计结果；
基于所述一个或多个速度估计结果生成弹性分布图像。


11.如权利要求10所述的系统，其中，在所述激励信号具有所述多个重复周期的情况下，所述激励信号在所有重复周期内均按照相同的规律...

【专利技术属性】
技术研发人员：林浩铭，胡雨阳，陈冕，陈昕，钱建庭，陈思平，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44