由谐波弹性成像引导的测量超声衰减参数的方法、探头和用于实施该方法的装置制造方法及图纸

一种由谐波弹性成像引导的测量超声衰减参数的方法，包括以下步骤：使用包括在与粘弹性介质接触的探头中的振动器施加连续低频振动，所述连续低频振动在所述粘弹性介质内产生弹性波；和在所述弹性波的传播期间，使用与所述粘弹性介质接触的超声波换能器产生一连串超声波采集的步骤(CW)，所述一连串超声波采集包括超声波采集组，所述超声波采集组以重复率生成，每个超声波采集组包括至少一个采集；所述超声衰减参数是从在所述连续低频振动的施加期间实现的所述超声波采集中测量的。

Method, probe and device for measuring ultrasonic attenuation parameters guided by harmonic elastic imaging

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由谐波弹性成像引导的测量超声衰减参数的方法、探头和用于实施该方法的装置
本专利技术属于测量超声衰减的领域，更具体地说，涉及利用谐波弹性成像引导确定在超声波照射后具有超声波信号的介质的超声衰减。首先，本专利技术涉及一种由谐波弹性成像引导的测量超声衰减参数的方法。其次，本专利技术涉及一种由谐波弹性成像引导的测量超声衰减参数的探头。再者，本专利技术涉及一种由谐波弹性成像引导的测量超声衰减的装置。由谐波弹性成像引导的测量超声衰减的方法特别适用于确定诸如人或动物肝脏的粘弹性介质的性质。
技术介绍
已知超声衰减与肝脏脂肪含量相关。因此，它可用于测量肝脏中脂肪变性的量。申请人已经开发并商业化了一种以非侵入方式量化超声衰减的装置，称为CAP。所使用的技术是测量由振动受控瞬时弹性成像(vibrationcontrolledtransientElastography,VCTE)引导的超声衰减。VCTE技术描述于L.Sandrin等人发表在《医学和生物学中的超声波》的2003年第29卷1705-1713页中的文献“TransientElastography:anewnon-invasivemethodforassessmentofhepaticfibrosis(瞬时弹性成像：一种评估肝纤维化的新型非侵入性方法)”。对为测量弹性而采集的超声波信号的研究使得可能回溯介质的超声衰减，如下列文献中所描述的：·M.Sasso等人发表在2011年《肝病学和胃肠病学临床研究》中的“Thecontrolledattenuationparameter(CAP):Anoveltoolforthenon-invasiveevaluationofsteatosisusing(受控衰减参数(CAP)：一种使用非侵入性评估脂肪变性的新型工具)”；·M.Sasso等人发表在2010年《医学和生物学中的超声波》中的“ControlledAttenuationParameter(CAP):ANovelVCTETMGuidedUltrasonicAttenuationMeasurementfortheEvaluationofHepaticSteatosis:PreliminaryStudyandValidationinaCohortofPatientswithChronicLiverDiseasefromVariousCauses(受控衰减参数(CAP)：一种用于评估肝脏脂肪变性的新型VCTETM引导的超声衰减测量：来自各种原因的慢性肝病患者人群的初步研究和验证)”；·M.Sasso等人发表在2015年《医学和生物学中的超声波》中的“Liversteatosisassessedbycontrolledattenuationparameter(cap)measuredwiththexlprobeoftheFibroscan:apilotstudyassessingdiagnosticaccuracy(通过Fibroscan的xl探头测量的受控衰减参数(cap)评估肝脏脂肪变性：评估诊断准确性的先导研究)”。实施该技术的装置称为能够以快速、非侵入性和可重复的方式测量人体肝脏的弹性和超声衰减。在Fibroscan中，通过弹性测量来验证超声衰减(CAP)的测量：当弹性测量有效时，相关联的CAP值被认为是有效的。因此，它不涉及指导先验，而是验证后验。为了精确测量超声衰减，Fibroscan根据脉冲弹性成像结果验证CAP的测量。在这种瞬时弹性成像装置中，脉冲切变波是由与需要表征的介质接触的振动器产生。接下来使用由超声波换能器实现的具有高重复率的一连串超声波采集来监测切变波的传播。每个超声波采集对应于至少一个超声波发射。每个超声波发射可与由存在于研究介质的限定深度范围内的反射粒子产生的回波的检测和记录相关联。反射的超声波信号通过互相关处理，以回溯由作为时间和介质中的位置的函数的由切变波的传播产生的组织运动。对这些运动的研究使得可能回溯粘弹性介质内的切变波的传播速度，然后回溯粘弹性介质的弹性。通过VCTE技术来测量CAP(超声衰减)具有若干局限性。通过VCTE技术来测量CAP(超声衰减)的第一个缺点是：难以预测探头是否有效地面向肝脏。实际上，有必要通过脉冲弹性成像进行有效测量以获得超声衰减的测量。通过VCTE技术测量CAP的第二个缺点是：装置的成本高，装置需要使用脉冲振动，其成本较高。通过VCTE技术测量CAP的第三个缺点是：必须通过脉冲弹性成像进行大约十次左右的弹性测量，其中个别弹性测量的持续时间至少为1秒(包括计算时间)，这导致大约一分钟的检查时间。现在，可以使用超声波来引导振动器的定位，以用于瞬时弹性成像。例如，可以使用超声成像或诸如专利申请EP2739211A1中描述的瞄准工具。然而，这些解决方案并不令人满意，因为它们不能直接预测探头是否正确地面向所研究的器官。此外，这些技术非常依赖于操作者。最后，超声波信号可能变成不是肝脏的特异性。此外，存在所谓的谐波弹性成像技术。这些技术是基于施加具有包括在30Hz和100Hz之间的频率的连续振动。在介质内产生的弹性波是准驻波、切变波和压缩波的叠加，其不像脉冲弹性成像技术那样有效地用于精确测量粘弹性，但是其使用切变波并且能够测量切变波的传播。最后，已知低频切变波在肝脏中很好地传播。这种观察结果对于脉冲和谐波切变波是适用的。此外，谐波弹性成像技术可用于指导治疗方法。例如，它涉及通过热疗式方法藉由谐波弹性成像技术来治疗局部肿瘤。技术问题没有一种测量超声衰减的技术可以确保相对于要表征的组织使用的超声波探头的实时最佳引导。结果是，由于无法确认所研究的器官是否正确地面向探头定位，因此测量可能难以进行。这对于具有小尺寸且易于使用的装置的实施是不利的。
技术实现思路
为了至少部分地解决这些问题，本专利技术描述了一种由谐波弹性成像引导的测量超声衰减参数的新技术。首先，本专利技术涉及一种由谐波弹性成像引导的测量超声衰减参数的方法，包括以下步骤：使用包括在与粘弹性介质接触的探头中的振动器施加连续低频振动，连续低频振动在粘弹性介质内产生弹性波；和在弹性波传播期间，使用与粘弹性介质接触的超声波换能器产生一连串超声波采集，所述一连串超声波采集包括超声波采集组，所述超声波采集组以重复率生成，每个超声波采集组包括至少一个采集；所述超声衰减参数是根据超声波采集测量的。根据一个实施方式，超声波采集是在施加连续低频振动期间实现的。由谐波弹性成像引导的测量超声衰减是指包括施加连续振动和测量反映超声衰减的参数中的至少一个步骤的方法。换句话说，根据本专利技术的方法包括产生连续振动(即谐波弹性成像技术的特征)和测量反映超声衰减的参数二者。超声衰减是指反映超声衰减的任何参数：宽带超声衰减(BroadbandUltrasoundAttenuation,BUA，以dB/cm/MHz为单位)、在特定频率下测量的衰减(以dB/cm为单位)、受控衰减参数(Contr本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由谐波弹性成像引导的测量超声衰减参数的方法，包括以下步骤：/n使用包括在与粘弹性介质接触的探头中的振动器施加连续低频振动，所述连续低频振动在所述粘弹性介质内产生弹性波；和在所述弹性波的传播期间，使用与所述粘弹性介质接触的超声波换能器产生一连串超声波采集的步骤(CW)，所述一连串超声波采集包括超声波采集组，所述超声波采集组以重复率(LPRF)生成，每个超声波采集组包括至少一个采集；/n所述超声衰减参数是从所述超声波采集中测量的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180302 FR 18518221.一种由谐波弹性成像引导的测量超声衰减参数的方法，包括以下步骤：
使用包括在与粘弹性介质接触的探头中的振动器施加连续低频振动，所述连续低频振动在所述粘弹性介质内产生弹性波；和在所述弹性波的传播期间，使用与所述粘弹性介质接触的超声波换能器产生一连串超声波采集的步骤(CW)，所述一连串超声波采集包括超声波采集组，所述超声波采集组以重复率(LPRF)生成，每个超声波采集组包括至少一个采集；
所述超声衰减参数是从所述超声波采集中测量的。


2.根据前述权利要求所述的由谐波弹性成像引导的测量超声衰减参数的方法，进一步包括：从所述一连串超声波采集中确定所述弹性波在所述粘弹性介质内的至少一种传播特性的步骤(CW_P)。


3.根据前述权利要求所述的由谐波弹性成像引导的测量超声衰减参数的方法，其特征在于，所述弹性波在所述粘弹性介质内的传播特性用于计算所述探头相对于待研究的所述粘弹性介质的实时定位指示符(RT_IP)。


4.根据前述权利要求所述的由谐波弹性成像引导的测量超声衰减参数的方法，其特征在于，进一步包括：实时显示所述实时定位指示符(RT_IP)的步骤。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的由谐波弹性成像引导的测量超声衰减参数的方法，其特征在于，所测量的弹性波的传播特性选自弹性波的振幅、弹性波的相位、弹性波的相速、粘弹性介质的弹性，粘弹性介质的杨氏模量、和粘弹性介质的剪切模量。


6.根据前述权利要求任一项所述的由谐波弹性成像引导的测量超声衰减参数的方法，其特征在于，仅在所述振动器与所述粘弹性介质之间的接触力高于预定的下临界值时才触发施加连续低频振动的步骤。


7.根据前述权利要求任一项所述的由谐波弹性成像引导的测量超声衰减参数的方法，其特征在于，仅在所述振动器与所述粘弹性介质之间的接触力高于预定的下临界值并且低于预定的上临界值时才触发施加连续低频振动的步骤。


8.根据前述权利要求任一项所述的由谐波弹性成像引导的测量超声衰减参数的方法，其特征在于，所述一连串超声波采集通过重复包括至少两个超声波采集的组形成，所述包括至少两个超声波采集的组具有在500Hz和10kHz之间的组内重复率(HPRF)和在10Hz和10kHz之间的重复率(LPRF)。

【专利技术属性】
技术研发人员：洛朗·桑德兰，斯蒂芬·奥迪尔，
申请(专利权)人：法国爱科森有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR