一种弹性测量的超声成像系统包括探头、超声成像装置、控制和处理装置及显示装置；探头包括低频振荡驱动装置，产生振动并形成从体表向组织传播的剪切波；超声换能器阵列，向组织发射超声波信号并接收超声回波信号；超声成像装置根据加载的成像参数驱动超声换能器阵列发射超声波信号和接收、处理超声回波信号；控制和处理装置控制低频振荡驱动装置和超声成像装置，处理超声回波信号得到组织二维超声图像及弹性信息；显示装置显示二维超声图像及弹性信息。上述系统及弹性测量的方法同时获得组织二维超声图像和弹性信息，提高临床诊断准确性；探头在二维超声图像引导下实现精确定位，无需考虑位移补偿，提高组织弹性测量的便捷性和精确性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超声成像技术，特别是涉及一种。
技术介绍
传统B型超声成像以获取生物组织的生理结构信息为主，对早期病变不敏感，但是在早期病变时生物组织的力学特征已经发生了明显的变化。生物组织的弹性模量(硬度)等力学特征依赖于生物组织的分子组成以及相应的微观结构，并与其生理病理学特性紧密相关，病变组织和正常组织往往存在弹性模量(硬度)等力学特征的差异，因此检测生物组织的力学特征变化能为许多疾病的诊断提供重要依据。超声弹性成像技术是近年来兴起的新型超声诊断成像技术，利用超声波信号来跟踪生物组织受力前后的形变信息，进而得到生物组织的应变、剪切模量以及弹性模量等力学特征。由于生物组织病变与其力学特征密切相关，因此超声弹性成像可以为超声成像的诊断提供重要的辅助信息，例如，超声弹性成像在乳腺癌检测、肝纤维化和肝硬化的分期诊断、动脉粥样硬化斑块早期诊断、射频消融治疗以及监控等方面具有非常广阔的应用前景。超声弹性成像技术发展至今已衍生出多少种方法，按照施力方式的不同可以分为静态弹性成像、动态弹性成像、瞬态弹性成像和远程弹性成像。超声弹性成像技术根据机械波传导速率与组织硬度、弹性模量相关的原理，采用瞬态弹性成像的方法对肝纤维化和肝硬化进行了检测和量化，其方法如下将一个单阵元超声换能器集成到一个低频振荡器的振动轴上，形成剪切波探头，低频振荡器发出的瞬时低频低幅振动在生物组织内形成剪切波，引起生物组织发生微小位移和形变，同时超声换能器发射超声波并接收回波信号来记录生物组织的形变，以提取生物组织的位移信息，进一步得到剪切波在生物组织中的传播情况，由于剪切波传播情况与生物组织弹性模量有直接联系，因而可以通过剪切波传播速度计算得到剪切模量和弹性模量。肝组织的弹性模量随着肝纤维化和肝硬化的发展有着显著地增大，因此这种方法具有较好的敏感性和特异性。超声瞬时弹性成像是一种无创、快速且有较好重复性的肝纤维化和肝硬化定量检测方法。然而，超声弹性成像技术无论是装置还是方法都较为复杂，实现的难度也比较大，在获取生物组织弹性信息的过程中非常的不方便。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种可提高便捷性的弹性测量的超声成像系统。此外，还有必要提供一种可提高便捷性的测量生物组织弹性的方法。—种弹性测量的超声成像系统，包括探头、超声成像装置、控制和处理装置以及显示装置；所述探头包括低频振荡驱动装置，用于产生振动并形成从体表向组织内部传播的剪切波；超声换能器阵列，用于向组织发射超声波信号，并接收组织超声回波信号；超声成像装置，用于根据所加载的成像参数，驱动所述超声换能器阵列向生物组织发射超声波信号，并接收和处理来自所述超声换能器阵列的超声回波信号；；控制和处理装置，用于控制所述低频振荡驱动装置和超声成像装置，处理来自所述超声成像装置的超声回波信号得到所述组织的二维超声图像及弹性信息；显示装置，用于显示所述组织的二维超声图像及弹性信息。优选地，所述超声换能器阵列包含多个超声换能器阵元，且所述超声换能器阵列的中间位置开设通孔，所述低频振荡驱动装置的振动轴穿过所述通孔。优选地，所述通孔与所述振动轴相匹配。优选地，所述振动轴穿过所述通孔伸出的长度为0. 5 1. 5毫米。优选地，所述低频振荡驱动装置为低频振荡器或电机。优选地，所述超声换能器阵列为线阵超声换能器、凸阵超声换能器或相控阵超声换能器中的任意一种。优选地，所述超声成像装置包括超声发射模块、超声接收模块及发射接收开关电路；所述超声发射模块用于驱动所述超声换能器阵列发射超声波信号；所述超声接收模块用于接收和处理所述超声换能器阵列接收回波信号；所述发射接收开关电路用于隔离高压。优选地，所述控制和处理装置还用于对所述低频振荡驱动装置的振动幅度、频率、 时间的控制，提供超声成像的参数控制，并处理来自所述超声成像装置的超声回波信号。优选地，所述超声成像装置加载所述控制和处理装置提供的成像参数，用于驱动所述超声换能器阵列发射超声波信号，接收和处理所述超声换能器阵列超声回波信号并进行波束合成。优选地，所述超声成像装置经过波束合成后的超声回波信号进入所述控制和处理装置，经过所述控制和处理装置的处理得到组织的实时二维超声图像。一种测量生物组织弹性的方法，包括如下步骤利用生物组织的实时二维超声图像进行定位，确定生物组织待检测区域；控制低频振荡驱动装置产生振动并形成从体表向所述生物组织内部传播的剪切波，诱导所述生物组织发生微小形变；利用振动轴左右各一部分超声换能器阵元，根据控制和处理装置提供的参数延迟和IkHz IOKHz的高脉冲重复频率发射超声波信号并接收超声回波信号，所述超声回波信号通过波束合成形成沿振动轴中心方向的超声信号序列；利用弹性成像算法处理和计算所述超声信号序列得到生物组织待检测区域的弹性信息；显示所述生物组织待检测区域的弹性信息。优选地，所述利用弹性成像算法处理和计算所述超声信号序列得到生物组织待检测区域的弹性信息的步骤包括对所述超声信号序列进行滤波；根据所述滤波后的超声信号序列计算由剪切波传播所造成的组织位移；5对所述组织位移进行平滑滤波和匹配滤波；根据所述组织位移计算组织应变；由所述组织应变计算得到所述生物组织中剪切波传播速度；根据所述生物组织中剪切波传播速度以及经验公式计算得到所述生物组织的弹性模量。上述，能同时获得组织二维超声图像和组织弹性信息，提高临床诊断准确性；探头可在二维超声图像引导下实现精确定位，低频振荡驱动装置与超声换能器阵列是相对独立的，超声换能器阵列并不会随着低频振荡驱动装置发生运动，即便超声换能器阵列由于低频振荡驱动装置而发生了微小运动，在进行应变估计时的运算也会抵消超声换能器阵列微小运动所造成的位移，因此无需要考虑位移补偿，提高了组织弹性测量的便捷性和精确性，降低了处理的难度。附图说明图1为一个实施例中弹性测量的超声成像系统的结构示意图；图2为图1中探头的结构示意图；图3为图2中探头另一视角的结构示意图；图4为一个实施例中发射与接收延迟计算的示意图；图5为一个实施例中测量生物组织弹性的方法流程图；图6为图5中利用弹性成像算法计算超声信号序列得到生物组织待检测区域的弹性信息的方法流程图；图7为一个实施例中弹性测量的超声成像系统实际使用过程中肝脏的二维超声图像；图8为图7中白色线条对应位置的应变随深度和时间的变化图像。具体实施方式图1示出了一个实施例中弹性测量的超声成像系统，该系统包括探头10、超声成像装置310、控制和处理装置330以及显示装置；350。探头10包括低频振荡驱动装置110以及超声换能器阵列130。低频振荡驱动装置110，用于产生振动并形成从体表向组织内部传播的剪切波。本实施例中，低频振荡驱动装置110为低频振荡器或电机。为通过外力或内力作用使生物组织发生微小形变，通过低频振荡驱动器110中的振动轴111发生低频低幅振动， 引起向生物组织中传播的剪切波并诱导其发生微小形变。低频振荡驱动装置110中若剪切波的频率太高，则剪切波衰减太低，若频率太低， 则衍射效应太强，这一切都不利于剪切波的传播。若低频振荡驱动装置110中剪切波振幅太小，则使得传播深度有限，剪切波振幅太大，也会使得人体有不适感，因此在优选的实施例中，低频振荡驱动装置110所产生的振动频率为10赫兹到1000本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种弹性测量的超声成像系统，其特征在于，包括探头、超声成像装置、控制和处理装置以及显示装置；所述探头包括：低频振荡驱动装置，用于产生振动并形成从体表向组织内部传播的剪切波；超声换能器阵列，用于向组织发射超声波信号，并接收组织超声回波信号；超声成像装置，用于根据所加载的成像参数，驱动所述超声换能器阵列向生物组织发射超声波信号，并接收和处理来自所述超声换能器阵列的超声回波信号；控制和处理装置，用于控制所述低频振荡驱动装置和超声成像装置，处理来自所述超声成像装置的超声回波信号得到所述组织的二维超声图像及弹性信息；显示装置，用于显示所述组织的二维超声图像及弹性信息。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑海荣，凌涛，李彦明，姚慧，曾成志，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：94
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