用于各向异性组织的剪切波表征的超声系统和方法技术方案

描述了用于剪切波弹性(SWE)成像的超声系统和方法，其可以改善用于各向异性组织的SWE成像的扫描协议。可以采集一个或多个初始测量结果以确定各向异性组织的取向。所述系统从穿过各向异性组织的至少两个垂直相交平面采集剪切波速度和/或硬度测量结果，并报告沿所述垂直相交平面的剪切波速度和/或硬度测量结果和/或基于在不同图像平面处获得的多个个体剪切波速度和/或硬度测量结果的复合测量结果。可以通过提供改进的图形用户接口的方式提供引导来实现对SWE成像协议的改进，以帮助超声医师在合适的成像平面处采集测量结果，以便更准确地表征各向异性组织。SWE成像协议可以是自动或半自动协议。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于各向异性组织的剪切波表征的超声系统和方法
本公开涉及用于对诸如心脏组织的各向异性组织进行成像的超声系统和方法，并且具体地涉及改进被配置为执行剪切波弹性成像(SWE)的系统的扫描协议和用户接口的系统。
技术介绍
超声成像系统，如基于推车的超声成像系统，通常包括用户接口，其与探头和显示器结合操作以从诸如患者的受试者采集并显示图像。超声成像系统可以使用剪切波弹性成像来确定组织的机械特性。剪切波弹性成像总体上涉及在生物组织的给定区域中施加力(声学的或机械的)并监测剪切波通过组织的传播以确定组织的特性(例如，组织硬度)的过程。剪切波弹性成像因此可以用于筛选和诊断目的，如识别组织中异常硬度的区域，这可以指示例如肿瘤的存在。不同类型的组织具有不同的特性。某些类型的组织，如肝脏组织，总体上是各向同性的，即，组织的特性在所有方向上都是相同的。某些其他类型的组织，例如肌肉骨骼、血管壁和心肌组织，是各向异性的，其中组织的特性(例如，硬度)可以基于测量该特性所沿的方向而变化。组织的各向异性可以基于该组织内纤维的取向。复杂的各向异性组织，如心脏组织，可能具有改变整个组织取向的纤维，从而导致复杂的各向异性特性。因此，用于剪切波弹性成像的常规技术，其可以基于在任意选择的图像平面处的单次测量做出的组织硬度确定，可能不足以表征复杂的各向异性组织，如心脏组织。因此，超声成像系统的设计者和制造商继续寻求对用于成像和表征各向异性组织的剪切波弹性成像系统的改进。
技术实现思路
在一些应用中，本文描述的系统和方法可以改进各向异性组织中的SWE测量的一致性和/或可靠性。在一些实施例中，系统和方法可以提供表征组织的各向异性的方式。如本文所述，可以在具有相对于组织的不同取向的多个成像平面处采集一组初始测量结果。初始测量结果可以用于确定组织内的结构(例如，纤维)的取向。初始测量结果可以用于选择在对于组织的结构所期望的取向(例如，对齐、正交)处的成像平面。可以在所选成像平面的相交处感应剪切波。为了采集SWE测量结果，可以沿着所选成像平面跟踪剪切波。可以提供和/或使用沿着每个所选成像平面的SWE测量结果来生成复合SWE测量结果。通过使用初始测量结果来选择用于跟踪剪切波的平面，可以采集更加一致和/或可靠的SWE测量结果。组合和/或比较沿着不同的所选成像平面的SWE测量结果可以提供表征组织中的各向异性的方法。根据本公开的实施例，一种采集各向异性组织的剪切波弹性成像测量结果的方法可以包括：通过以相对于各向异性组织的取向的多个不同角度向各向异性组织发射超声射束来从各向异性组织采集初始测量结果；在与初始声学测量结果的最大值或最小值相关联的角度处确定第一成像平面，其中，最大值指示各向异性组织的结构的第一取向，并且最小值指示各向异性组织的结构的第二取向；确定第二成像平面；在第一成像平面和第二成像平面的交叉处生成第一剪切波；通过跟踪第一剪切波沿第一成像平面的传播来采集第一剪切波弹性成像测量结果；在第一成像平面和第二成像平面的交叉处生成第二剪切波；通过跟踪第二剪切波沿第二成像平面的传播来采集第二剪切波弹性成像测量结果；并且，基于第一剪切波弹性成像测量结果和第二剪切波弹性成像测量结果，在第一成像平面和第二成像平面的交叉处生成针对各向异性组织的复合剪切波弹性成像测量结果。根据本公开的实施例，超声系统可以包括探头，所述探头被配置为发射超声信号并响应于超声信号采集回波，以采集来自成像平面的测量结果；以及，处理器。所述处理器可以被配置为使探头以相对于各向异性组织的取向的多个角度处采集来自各向异性组织的初始测量结果；在与初始测量结果的最大值或最小值相关联的角度处确定第一成像平面，其中，最大值指示各向异性组织的结构的第一取向，并且最小值指示各向异性组织的结构的第二取向；确定第二成像平面；使探头在第一成像平面和第二成像平面的交叉处生成第一剪切波；通过使探头跟踪第一剪切波沿第一成像平面的传播来在第一成像平面和第二成像平面的交叉处采集第一剪切波弹性成像测量结果；使探头在第一成像平面和第二成像平面的交叉处生成第二剪切波；通过使探头跟踪第二剪切波沿第二成像平面的传播来在第一成像平面和第二成像平面的交叉处采集第二剪切波弹性成像测量结果；以及，基于第一剪切波弹性成像测量结果和第二剪切波弹性成像测量结果，在第一成像平面和第二成像平面的交叉处生成针对各向异性组织的复合剪切波弹性成像测量结果。附图说明图1是用于根据本公开的一些范例的超声系统的操作环境的框图；图2是根据本公开的一些范例的超声系统的框图；图3是根据本公开的一些范例从复杂的各向异性组织收集剪切波弹性成像测量结果的方法的框图；图4是描绘根据本公开的一些范例的超声系统的范例显示的框图；图5是通过根据本公开的一些范例的超声系统生成的范例报告。具体实施方式以下对某些实施例的描述本质上仅是范例性的，绝非旨在限制本专利技术或其应用或用途。在以下对本系统和方法的实施例的详细描述中，参考了构成其一部分的附图，并且这些附图通过说明在其中可以实践所描述的系统和方法的具体实施例的方式示出。足够详细地描述了这些实施例，以使得本领域技术人员能够实践当前公开的系统和方法，并且应当理解，可以利用其他实施例，并且在不脱离精神和范围的情况下可以做出结构和逻辑改变。此外，为了清楚起见，当某些特征对本领域技术人员来说是显而易见的时，将不讨论它们的详细描述，以免混淆对本系统的描述。以下详细描述因此不应被作为限制意义上的，本系统的范围仅由所附权利要求限定。下面还参考根据本实施例的方法、装置(系统)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图说明来描述本技术。应当理解，框图和/或流程图说明的块，以及框图和/或流程图说明中的块的组合，可以由计算机可执行指令来实施。这些计算机可执行指令可以被提供给通用计算机、专用计算机和/或其他可编程数据处理装置的处理器、控制器或控制单元，以产生一种机制，使得经由计算机的处理器和/或其他可编程数据处理装置执行的指令创建用于实施在框图和/或流程图块中指定的功能/动作的手段。超声剪切波弹性成像(SWE)常规上假设剪切波在各向同性材料中传播，换言之，材料机械特性在所有方向上是相同的。因此，由于复杂心肌结构中复杂的剪切波传播，将SWE转换到诸如心肌的各向异性介质具有挑战性。与可以近似为横向各向同性材料(在两个轴中，机械特性相同，一个轴的机械特性不同)的肌肉骨骼组织相比，已知心肌结构是复杂的，纤维取向在整个心脏壁中连续变化。心脏弹性成像的初步研究已经报告了通过短轴视图测量的剪切波速度更快，通过长轴视图测量的剪切波速度更慢。心脏弹性成像在医学成像界越来越受到关注，但由于缺乏对复杂心肌结构中剪切波传播的了解，并且缺乏统一的扫描协议来确保不受纤维和探头取向偏移的稳健且可重复的测量，因此目前临床接受度有限。根据本公开的系统和方法可以解决SWE领域中的一个或多个问题，特别是当应用于复杂的各向异性组织，例如心肌组织时。例如，根据本公开的原理，超声成像系统可以提供有心脏剪切波成像模式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采集各向异性组织的剪切波弹性成像测量结果的方法，所述方法包括：/n通过以相对于所述各向异性组织的取向的多个不同角度向所述各向异性组织发射超声射束而从所述各向异性组织采集初始测量结果；/n确定在与所述初始声学测量结果的最大值或最小值相关联的角度处的第一成像平面，其中，所述最大值指示对所述各向异性组织的结构的第一取向，并且所述最小值指示对所述各向异性组织的所述结构的第二取向；/n确定第二成像平面；/n在所述第一成像平面与所述第二成像平面的交叉处生成第一剪切波；/n通过跟踪沿所述第一成像平面的所述第一剪切波传播来采集第一剪切波弹性成像测量结果；/n在所述第一成像平面与所述第二成像平面的所述交叉处生成第二剪切波；/n通过跟踪沿所述第二成像平面的所述第二剪切波传播来采集第二剪切波弹性成像测量结果；并且/n基于所述第一剪切波弹性成像测量结果和第二剪切波弹性成像测量结果在所述第一成像平面与所述第二成像平面的所述交叉处生成针对所述各向异性组织的复合剪切波弹性成像测量结果。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190109 US 62/790,1871.一种采集各向异性组织的剪切波弹性成像测量结果的方法，所述方法包括：
通过以相对于所述各向异性组织的取向的多个不同角度向所述各向异性组织发射超声射束而从所述各向异性组织采集初始测量结果；
确定在与所述初始声学测量结果的最大值或最小值相关联的角度处的第一成像平面，其中，所述最大值指示对所述各向异性组织的结构的第一取向，并且所述最小值指示对所述各向异性组织的所述结构的第二取向；
确定第二成像平面；
在所述第一成像平面与所述第二成像平面的交叉处生成第一剪切波；
通过跟踪沿所述第一成像平面的所述第一剪切波传播来采集第一剪切波弹性成像测量结果；
在所述第一成像平面与所述第二成像平面的所述交叉处生成第二剪切波；
通过跟踪沿所述第二成像平面的所述第二剪切波传播来采集第二剪切波弹性成像测量结果；并且
基于所述第一剪切波弹性成像测量结果和第二剪切波弹性成像测量结果在所述第一成像平面与所述第二成像平面的所述交叉处生成针对所述各向异性组织的复合剪切波弹性成像测量结果。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述第二成像平面包括确定与所述初始声学测量结果的所述最大值或所述最小值中的另一个相关联的角度。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述第二成像平面包括确定与所述第一成像平面正交的成像平面。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一成像平面与所述第二成像平面的所述交叉是第一感兴趣位置，所述方法还包括在所述第一成像平面与从所述第二成像平面间隔开的附加成像平面的交叉处的第二感兴趣位置处采集附加复合剪切波弹性成像测量结果，其中，采集所述附加复合剪切波弹性成像测量结果包括：
在所述第一成像平面与附加成像平面的所述交叉处生成第三剪切波；
通过跟踪沿所述第一成像平面的所述第三剪切波传播来采集第三剪切波弹性成像测量结果；
在所述第一成像平面与所述附加成像平面的所述交叉处生成第四剪切波；
通过跟踪沿所述附加成像平面的所述第四剪切波传播来采集第四剪切波弹性成像测量结果；并且
基于所述第三剪切波弹性成像测量结果和所述第四剪切波弹性成像测量结果来生成所述附加复合剪切波弹性成像测量结果。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述各向异性组织是心脏组织，其中，所述第一成像平面对应于穿过所述心脏组织的胸骨旁长轴视图，并且其中，所述第二成像平面和所述附加成像平面对应于从胸骨旁短轴主动脉切面、胸骨旁短轴二尖瓣切面和胸骨旁短轴心尖切面中所选择的两个胸骨旁短轴视图。


6.根据权利要求5所述的方法，还包括生成针对所述心脏组织的所述剪切波弹性成像测量结果的报告，其中，所述报告包括针对所述第一感兴趣位置和所述第二感兴趣位置中的每一个的两个或多个不同的复合剪切波弹性成像测量结果。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，采集所述初始测量结果包括记录在所述多个不同角度中的每个角度处的来自所述各向异性组织的背向散射系数。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述复合剪切波弹性成像测量结果包括组合所述第一剪切波弹性成像测量结果和所述第二剪切波弹性成像测量结果。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述组合包括计算所述第一剪切波弹性成像测量结果和所述第二剪切波弹性成像测量结果的比率、总和或差值。


10.根据权利要求1所述的方法，还包括显示图形用户接口，所述图形用户接口被配置为提供用于定位所述探头的指引，使得在采集所述第一剪切波弹性成像测量结果之前所述探头的成像平面与所述第一成像平面对齐，并且提供用于重新定位所述探头的指引...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·阿马多尔卡拉斯卡尔，F·G·G·M·维尼翁，S·金，谢华，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL