專利名稱：用于切變波參數(shù)估算的超聲波方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲波方法和一種超聲波系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)用于確定瞬變切變波在組織中的局部傳播速度，顯示一個瞬變切變波速度圖象的序列，確定組織彈性信息。
本發(fā)明應(yīng)用這種信息作為工具，診斷患者組織的異常，例如腫瘤或浮腫。已知這些異常相對于聲音背底組織展示出其機械性質(zhì)的變化，切變波傳播信息可以確定該異常的位置。
這種產(chǎn)生切變波的已知方法必須使用聚焦的超聲源，例如相控陣超聲換能器，它用于傳送大量的超聲波能量到組織中產(chǎn)生切變波的位置。由于必須有一定量的超聲波能量用于局部組織，聚焦的超聲源可能對患者的組織有一定的破壞效應(yīng)。
問題是切變波在組織中以大約每秒1米的速度傳播幾個厘米，例如4厘米。在這種情況下，傳播的時間大約是40ms(毫秒)。這種速度太快，傳播時間延遲太短以至于用標準超聲波診斷成像系統(tǒng)產(chǎn)生的標準超聲波圖象序列，無法顯現(xiàn)切變波在組織上的效應(yīng)。這樣一種系統(tǒng)的圖象幀速率不適合顯現(xiàn)切變波的傳播，因為它只有每秒15幅圖象的量級，而顯現(xiàn)切變波需要大約每毫秒1幅圖(每秒1000幅圖)的圖象幀速率。
如權(quán)利要求1所要求的那樣，本發(fā)明提供了一種確定瞬變切變波前傳播參數(shù)的超聲波診斷成像方法，該方法包括在組織中形成瞬變切變波的步驟獲取組織的超聲波圖象數(shù)據(jù)(S，S*)，瞬變切變波前沿著圖像線，在時間延遲內(nèi)在所述組織中傳播一個深度(z)；估算每條圖像線的組織速度(V)；由圖象線上的超聲波數(shù)據(jù)(S，S*)和組織速度(V)，構(gòu)造組織速度圖象序列[I(V)]；以及導(dǎo)出在序列的指定時刻的切變波前速度(Csw)。如權(quán)利要求7所要求的那樣，本發(fā)明也提供了一種超聲波診斷成像方法，該方法用于從瞬變切變波前速度(Csw)，確定組織局部的機械參數(shù)。
如權(quán)利要求8所要求的那樣，本發(fā)明還提供一種實現(xiàn)所述方法的系統(tǒng)。
本發(fā)明使得利用帶有標準換能器的標準超聲波診斷成像系統(tǒng)在切變波影響下組織移動的序列可視化，該標準換能器分別發(fā)射和接收標準超聲波信號和反射信號。本發(fā)明還使得對組織區(qū)域進行定位和確定組織區(qū)域的機械參數(shù)，該區(qū)域相對于背景有明顯不同的機械參數(shù)。
發(fā)明詳述

圖1A展示出一個方框圖，表示標準超聲波診斷成像系統(tǒng)1，它與標記為探測器的超聲換能器10及振動發(fā)生器2連接。該超聲波診斷系統(tǒng)與處理系統(tǒng)100連接，以便確定瞬變切變波的局部傳播速度，顯示瞬變切變波前的圖象序列，確定組織參數(shù)，例如組織彈性。
參照圖1B，探測器10被定位在與待檢測組織5相接觸的位置，并發(fā)射超聲波脈沖穿過所述組織。該探測器包括超聲換能器元件，這些元件布置成與組織表面平行及與標記為X軸的OX軸平行。該換能器元件能夠發(fā)射若干超聲波束，這些超聲波束的超聲波脈沖平行于標記為Z軸的OZ軸，且正交于X軸。超聲波束的總數(shù)lIM，例如，可以是lIM＝128或lIM＝256。以下每個超聲波束稱為一根平行于Z軸的超聲線，且它們在X軸上的坐標為x1到xlIM。當超聲波脈沖傳播通過組織5時，沿著橫坐標為xi，指數(shù)為i，如1≤i≤lIM的一條線，沿所述線遇到的組織質(zhì)點產(chǎn)生相應(yīng)的反射波。探測器接收到這些反射波，其被接收的時刻與平行于Z軸的超聲線上反射波形成的深度z相關(guān)。從沿位于橫坐標為xi的線的反射的所有反射波的集合形成了該組織的一根超聲波數(shù)據(jù)線，該數(shù)據(jù)是復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)，標記為S和S*。掃描一根深度z約為4cm的線需要的時間小于或大約Tl＝100μs；為了解釋的簡便，以下假設(shè)這個時間是Tl＝100μs。逐一掃描lIM根線，形成一種全二維的超聲波數(shù)據(jù)(S和S*)圖象，稱作超聲波圖象。這種超聲波圖象包括lIM根線(128或256根線)，這些線平行于Z軸，按規(guī)律的間隔(x1，x2，...，xlIM)排列。這些線沿Z軸方向測量大約有4cm長。根據(jù)上面的假設(shè)，大約需要時間TIM＝lIM100μs來形成一幅深度達4cm的二維超聲波圖象對一幅128線的超聲波圖象，TIM＝12,8ms。
或?qū)σ环?56線的超聲波圖象，TIM＝25,6ms。
參照圖1A，超聲波診斷成像系統(tǒng)1與一個振動發(fā)生器2連接，該發(fā)生器是一種外部機械脈沖發(fā)生器2。對患者來說，外部機械脈沖發(fā)生器的優(yōu)點是顯而易見的，且從業(yè)醫(yī)生很容易使用。各種機械脈沖借助接觸體4被施加于組織5，并在組織5內(nèi)產(chǎn)生切變波，該切變波在組織5內(nèi)以一個速度傳播的深度z約為4cm，先驗地估算的傳播速度為Csw＝約1m/s用該估算的速度Csw，該切變波在組織內(nèi)傳播達4cm深度處需要的時間為Tsw＝40ms。
本發(fā)明提出了用于瞬變切變波前在顯示器45上可視化的一種方法和一種系統(tǒng)，顯示器45與標準超聲波診斷系統(tǒng)1連接。為此目的，圖1A的超聲波診斷系統(tǒng)包括處理系統(tǒng)100，該處理系統(tǒng)與標準超聲波診斷系統(tǒng)1、脈沖振動發(fā)生器2及探測器10相關(guān)聯(lián)。探測器10相對于振動發(fā)生器2，可以以任何恰當?shù)姆绞椒胖?，以便用標準超聲波診斷系統(tǒng)1形成切變波傳播組織區(qū)域5的超聲波圖象。
為了顯現(xiàn)瞬變切變波前，首先在切變波前傳播的時間延遲內(nèi)形成一種暫時的超聲波圖象序列。參照圖1C，為了正確地顯現(xiàn)這種傳播，建議形成有N幅超聲波圖象的暫時序列，例如N＝10至50幅圖象。在下文給出的一個實例中，選擇形成一種暫時序列，它有N＝40幅超聲波圖象，標記為I1，I2，至IN，這些超聲波圖象在時間延遲內(nèi)有規(guī)律地獲得，時間延遲為Tsw＝40ms。
所以，利用前面涉及一根線的掃描時間Tl的假設(shè)，超聲波診斷成像系統(tǒng)必須每1ms提供一幅超聲波圖象，以使切變波可視化，而標準超聲波診斷成像系統(tǒng)只能夠每12,8ms或25,6ms提供一幅超聲波圖象，這就是時間TIM，所以，這樣一種標準超聲波診斷系統(tǒng)不適應(yīng)提供恰當?shù)膱D象幀速率，來構(gòu)造暫時的超聲波圖象序列，而暫時的超聲波圖象序列是顯現(xiàn)瞬變切變波前傳播所需要的。處理系統(tǒng)100能夠解決這個問題。
圖2展示的方框圖表示具有獲取暫時超聲波亞圖序列的裝置系統(tǒng)100，它用于估算切變波作用下的組織質(zhì)點的局部速度，用于構(gòu)造組織速度全圖序列，用于估算切變波前速度，和用于顯現(xiàn)瞬變切變波傳播影響下的組織的位移。
參照圖3A，在第一個時刻α1，振動發(fā)生器在組織5中產(chǎn)生第一個切變波，并且，使用超聲波診斷系統(tǒng)1的掃描配置44，在同一時刻α1，與組織5耦合的探測器10在橫坐標為x1處開始掃描第一根線，以便提供標記為S和S*的超聲波數(shù)據(jù)的第一根線。系統(tǒng)掃描一根線需要時間Tl＝100μs，所述系統(tǒng)安排Tsw＝40ms來掃描切變波傳播過的4cm，且必須以每毫秒一幅超聲波圖象的速率提供N＝40幅暫時的超聲波圖象。所以該系統(tǒng)有時間來掃描第一幅超聲波圖象I1的數(shù)目為1＜lK≤10的相鄰線，這些線布置在橫坐標x1，x2，....x10，形成超聲波數(shù)據(jù)(S和S*)線的第一波段，在該第一幅超聲波圖象I1中，該波段標記為K1(I1)。例如，lK＝10根線。
參照圖3A，該系統(tǒng)還掃描第二幅暫時超聲波圖象I2的數(shù)目為lK＝10的相鄰線，這些線布置在相同的橫坐標x1，x2，....x10，形成超聲波數(shù)據(jù)(S和S*)線的第一波段，在第二幅超聲波圖象I2中，標記為有相同橫坐標的lK＝10線的K1(I2)。
參照圖3A，該系統(tǒng)還掃描每幅包括I40在內(nèi)的暫時超聲波圖象的數(shù)目為lK＝10的相鄰線，在每幅暫時超聲波圖象I1至I40中，僅僅形成一個lK＝10線的波段K1，這些線布置在橫坐標x1～x10，第一個波段K1標記為要完成128線或256線的每幅完整超聲波圖象的第一幅亞圖K1。系統(tǒng)需要花Tsw＝40ms，完成N＝40個超聲波數(shù)據(jù)為S和S*的暫時超聲波亞圖K1(I1)至K1(I40)。這便形成超聲波數(shù)據(jù)(S和S*)的第一個超聲波亞圖序列。
正像本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員可能理解的那樣，超聲波亞圖象線的數(shù)目這樣計算確定在切變波傳播時間Tsw內(nèi)，可能掃描過的線的總數(shù)目lsw；已知掃描一根線的時間Tl；固定序列中超聲波圖象的數(shù)目N，該數(shù)目的超聲波圖象能夠恰當?shù)仫@現(xiàn)切變波前位移。這就給出了在振動發(fā)生器2的一個脈沖時間內(nèi)，從I1至IN每幅超聲波圖象可能掃描的線數(shù)lKlk＝lsw/N在第二個時刻α2，振動發(fā)生器2在組織5的相同區(qū)域中產(chǎn)生第二個切變波，使用掃描配置44，在同一時刻α2，與組織5相耦合探測器10開始在橫坐標為x11處掃描第一根線，這就形成第一幅暫時超聲波圖象I1的第二波段K2(I1)的超聲波數(shù)據(jù)(S和S*)的第一根線。所以，現(xiàn)在該系統(tǒng)在橫坐標x11至x20處掃描lK＝10根線，因此，形成超聲波數(shù)據(jù)(S和S*)的第二波段，標記為K2(I1)，它在第一個暫時超聲波圖象I1中，包括lK＝10根線。
然后，和前面關(guān)于圖3A的描述一樣，該系統(tǒng)進一步掃描每一幅暫時超聲波圖象I1至I40的lK＝10根相鄰線，這些相鄰線布置在橫坐標x11至x20處，形成暫時超聲波亞圖K2(I1)至K2(I40)的波段。
在接下來的時刻α3至αk，振動發(fā)生器2提供一個機械脈沖，產(chǎn)生一個在組織5同一區(qū)域中傳播的切變波，并且，使用掃描配置44，在同一時刻，與組織5相耦合的探測器10開始掃描lK＝10根線的第一根線，形成暫時超聲波圖象I1至I40的相應(yīng)波段K的超聲波圖象。
對每一幅超聲波圖象I1至I40進行掃描，直到構(gòu)造完k個波段或超聲波亞圖K1至Kk。在每一幅超聲波亞圖中，按照每一幅全圖的線數(shù)目lIM的不同，用戶恰當?shù)剡x擇超聲波亞圖的數(shù)目k及其線的數(shù)目lk。在時刻αk，構(gòu)造最后一個超聲波亞圖序列。
參照圖2，該超聲波亞圖序列的超聲波數(shù)據(jù)用于構(gòu)造相應(yīng)的組織速度亞圖序列。沿著超聲波亞圖序列的每根掃描線，測量在切變波作用下組織質(zhì)點的速度。對本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員來說，這種組織位移速度的測量是一種眾所周知的操作，常常在具有組織速度測量裝置41的標準超聲波系統(tǒng)1上進行。
超聲波診斷成象系統(tǒng)1可以用不同的方法進行組織速度的測量，這是在序列分別為K1至Kk的超聲波亞圖中，橫坐標為x1-xl的每一根掃描線上進行的。例如一種已知的方法是“相移法”，根據(jù)這種方法，組織速度[V(n，l，z)]，依照下列公式，由超聲波亞圖序列超聲線的超聲波數(shù)據(jù)S和S*，通過處理裝置41獲得。V(n,l,z)=C4πlKTlfoArgΣm=n-pm=n+pS(m,l,z)S*(m+1,l,z)]]>其中n是超聲波亞圖數(shù)為N的序列中圖象的數(shù)目，1≤n≤N-1。l是所考慮的超聲波亞圖的線的數(shù)目，該數(shù)目屬于一個給定的超聲波亞圖n的K1至Kk中超聲亞圖中的線總數(shù)lk，從中估算組織的速度。Tl是一根線的掃描時間，fo是反射信號的平均頻率，S和S*是復(fù)數(shù)超聲波信號的數(shù)值，z是要估算速度點處的深度，C是組織中的超聲波速度(在本實例中，1≤n≤39，lk＝10和Tl＝100μs)。在上式中，p是為計算速度而被平均數(shù)據(jù)的數(shù)目，例如p可能等于2；m由n和p計算得到。
參照圖3B，用這種方法構(gòu)造組織速度亞圖序列，該序列由N-2p(例如N-2p＝40-4＝36)幅亞圖組成，它的數(shù)目不同于超聲波亞圖序列的亞圖數(shù)目N(N＝40)。然而，組織速度亞圖序列的數(shù)目k與超聲波亞圖序列的數(shù)目相同。
在一個變型中，該組織速度可以用眾所周知的“暫時移位方法”測量，或者由用戶選擇的其他方法測量。
然后，將組織速度亞圖序列儲存在標記為MEM1的第一存儲器裝置42中，明顯地，組織速度值存作其位置的函數(shù)，并標記為P(x，z，t)，其中，x是沿著x軸的掃描線的橫坐標，t是不同于n的時刻，它對應(yīng)著所述圖象序號n，z是沿著z軸的深度。所以，P(x，z，t)是t時刻組織速度亞圖中橫坐標為x和深度為z的一個點，t時刻對應(yīng)著序號為n的該組織速度亞圖，該點在(含N-2p幅)組織速度亞圖的k個序列K1[V(n，l，z)]至Kk[V(n，l，z)]中的序號為n的該組織速度亞圖上。
參照圖2，對k幅組織速度亞圖K1[V(n，l，z)]至Kk[V(n，l，z)]進一步的處理，以便將它們組成用于構(gòu)造一個N-2p幅組織速度全圖的暫時序列，標記為I1[V(n，l，z)]至IN-2p[V(n，l，z)]。
該操作采用第一種處理裝置40進行，該裝置記為處理系統(tǒng)100中的PROCESSING1。PROCESSING1使所有組織速度亞圖的線同步，以形成組織速度全圖。在該操作中，使全部k個相鄰序列中組織速度第一亞圖的第一線與第一時刻α1形成的第一亞圖的第一線同步。為了覆蓋第一幅全圖，考慮每根圖象線形成之間所需要的時間延遲，使全部對應(yīng)所給出的全圖的k幅組織速度亞圖的所有線同步于所述的第一線。然后，根據(jù)相鄰亞圖序列中第一亞圖形成的時刻，用相同的方式處理組織速度序列的全部相鄰的亞圖，以覆蓋組織速度全圖。
參照圖4，于是，作為結(jié)果的組織速度系列建立起來了，它是由如此構(gòu)造的N-2p＝36幅組織速度全圖I1[V(n，l，z)]至IN-2p[V(n，l，z)]所構(gòu)成。通過這種同步操作，組織速度系列的每一幅組織速度全圖I1[V(n，l，z)]至IN-2p[V(n，l，z)]與各自的切變波在組織中傳播的時刻t相對應(yīng)，t為以前已定義過的n的函數(shù)。
為了進行該同步操作，把儲存在存儲器MEM1中涉及到這些線的速度值取出，輸入到同步裝置PROCESSING1中，PROCESSING1具有校正時間延遲的功能，這種時間延遲是由掃描操作所產(chǎn)生的。首先，為了構(gòu)造t時刻的組織速度序列的一幅全圖，k個組織速度序列中的每一幅組織速度亞圖的線必須同步于第一幅組織速度亞圖的第一根線，這里的第一幅組織速度亞圖對應(yīng)于所述的組織速度全圖。其次，全圖的線上的點必須同步于對應(yīng)的組織速度值，該速度值從組織速度亞圖序列中估算，考慮到超聲波亞圖序列包括N幅出現(xiàn)在n時刻的超聲波亞圖，而組織速度亞圖序列包括N-2p幅出現(xiàn)在t時刻的組織速度亞圖。將會注意到時刻tl和tl+1間的實際時間延遲為Tl，這兩個時刻分別對應(yīng)著相同深度z處兩相鄰線上的速度V(n，l，z)和V(n，l+1，z)，Tl就是掃描一根線的時間延遲。也將注意到掃描一幅超聲波亞圖所必需的時間是lkTl。所以，對應(yīng)著速度V(n，1，z)和V(n，l，z)的時刻t1和tl間的時間延遲為tl-t1＝(l-1)Tl。
為了上述原因，根據(jù)下述公式，利用標記為I的內(nèi)插函數(shù)在組織速度亞圖中尋找標號為l的線上的實際速度，該內(nèi)插函數(shù)是隨時間t變化的速度數(shù)據(jù)的插值函數(shù)fl(t)＝I[V(n，l，z)]，從n＝p到N-2p其中t＝[n+(l-1)]l 小于lkTl函數(shù)fl(t)是一個對速度數(shù)據(jù)進行篩選的函數(shù)，對所要構(gòu)造的組織速度圖象，該函數(shù)提供所考慮線上的實際組織速度。這種篩選函數(shù)可以是本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員所知道的一種，例如三次樣條函數(shù)或正弦基本(sinus cardinal)函數(shù)。
亞圖序列K的數(shù)目k，暫時超聲波圖像的數(shù)目N，以及用于形成暫時超聲波圖像線的數(shù)目l，需要由用戶選定。在階段3的結(jié)尾，從N幅超聲波亞圖的k個已獲的序列和該組織速度的估算中，一個暫時的組織速度全圖系列已經(jīng)構(gòu)造出來了，該系含有N-2p＝40-2p幅組織速度全圖象。
參照圖2，從PROCESSING1獲得的數(shù)據(jù)儲存在存儲器裝置47，該裝置被標記為MEM2，這些全圖象是切變波傳播區(qū)域5的組織速度像，用系統(tǒng)1的顯示裝置45按序列顯示這些圖像。在該處理階段，顯示器展示出機械脈沖作用下移動的組織區(qū)域，機械脈沖由振動發(fā)生器2提供。
參照圖2，在下一階段，組織速度圖象序列的數(shù)據(jù)從MEM2中提取，并供給標記為PROCESSING2的第二個處理裝置50，。組織速度序列數(shù)據(jù)包括每一幅圖象每一點和切變波傳播的每一時刻t的組織速度值，由此，接下來，被稱為Imax的圖象在PROCESSING2中構(gòu)造得到。
參照圖5，在PROCESSING2中，通過寫操作建立這種新的圖象IMAX，又叫做最大速度圖象，在t1到tN-2p間稱作tMAX的時刻，在所述圖像線上的點進行寫操作，當組織速度為最大值時，標記為VMAX。圖象Imax的不同點用標記為Lt的線連接起來，圖象IMAX對應(yīng)著同一時刻tMAX的組織速度最大值。同一根線上的所有點是同一時刻t的最大速度點，這些線為速度等高線。所以，這些線展示出切變波前傳播的時刻。對圖象IMAX的時間梯度的估算容許確定切變波前的速度。該波前速度標記為Csw，用PROCESSING2估算，在新圖象IMAX中隨梯度變化，并用下式表示CSW=(dtMAX2dx+dtMAX2dz)-12]]>從PROCESSING2提取得到的傳播波前速度數(shù)據(jù)進一步用計算裝置51進行處理，用于估算組織參數(shù)，例如，組織區(qū)域的彈性，見引言部分參考文獻的已知公式。這些組織參數(shù)儲存在存儲器裝置52中，以便進一步用作協(xié)助診斷腫瘤和其他疾病的工具。
該超聲波診斷成象系統(tǒng)可以是一種標準超聲波設(shè)備1，10，輔以一種處理裝置100，該處理裝置包括一個適當編程的計算機、一個工作站處理器、或者一個特殊用處的處理器，這種處理器含線路裝置，例如LUTs、存儲器、濾波器、邏輯算子，這些用于依據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)本方法各步驟的功能。該工作站可以包括一個鍵盤、一個屏幕45和一個鼠標。該處理系統(tǒng)可以連接到輔助的存儲裝置以儲存醫(yī)學(xué)圖象。
權(quán)利要求
1.一種用于確定瞬變切變波前轉(zhuǎn)播參數(shù)的超聲波診斷成象方法，該方法包括步驟在組織(5)中形成瞬變切變波；獲取組織的超聲波圖象數(shù)據(jù)(S，S*)，瞬變切變波前沿著圖象線(l)，在時間延遲(Tsw)內(nèi)傳播一個深度(z)；估算每根線的組織速度(V)；從圖象線上的超聲波數(shù)據(jù)(S，S*)和組織速度(V)，構(gòu)造組織速度圖象序列[I(V)]；以及導(dǎo)出在該序列的時刻的切變波前速度(Csw)。
2.權(quán)利要求1所要求的方法，該方法包括以下獲取超聲波數(shù)據(jù)的步驟估算瞬變切變波在組織中傳播到一個給定深度(z)的時間延遲(Tsw)，計算在所述的時間延遲內(nèi)能被超聲波掃描的線數(shù)目(lsw)，對一個超聲波全圖序列的設(shè)置一個預(yù)定的全圖數(shù)目(N)，每一幅超聲波全圖包括預(yù)定的掃描線數(shù)目(lIM)，計算在超聲波圖象序列的每幅全圖中可能要掃描的線數(shù)(lk)；估算每一幅超聲波全圖中相鄰亞圖(Kk)的數(shù)目(k)，為了利用所估算數(shù)目的相鄰亞圖覆蓋序列中的每一幅全圖，每一幅亞圖由數(shù)目為(lk)的可能掃描的線形成；以及確定超聲波掃描配置(44)，以掃描序列圖象的相應(yīng)的亞圖，這些亞圖是可能和所估算的相鄰亞圖數(shù)目一樣多的亞圖序列中的亞圖。
3.權(quán)利要求2所要求的方法，該方法包括以下步驟按照掃描配置掃描組織，每次觸發(fā)一個切變波，開始一個超聲波亞圖序列。
4.權(quán)利要求3所要求的方法，該方法包括以下對組織速度圖象序列估算的步驟從超聲波數(shù)據(jù)(S，S*)估算掃描線上的組織速度(V)，該速度隨超聲波亞圖中線的數(shù)目(lk)而變化，以及隨超聲波亞圖序列中亞圖的圖象數(shù)目(n)而變化；形成對應(yīng)于超聲波亞圖[K(I)]序列的組織速度亞圖序列[K(V)]；考慮相鄰的亞圖恰當?shù)胤謩e覆蓋全圖，以便在一個切變波在傳播過程中構(gòu)造一個速度全圖序列，并且，為了形成速度全圖系列，使涉及到每一幅全圖的相鄰組織速度亞圖的線與第一個系列中相應(yīng)亞圖的第一根線同步。
5.權(quán)利要求4所要求的方法，該方法包括估算切變波前速度的步驟在組織速度圖象[I(V)]序列中，確定圖象線上組織速度為最大值(VMAX)的點，最大值(VMAX)隨所考慮的組織速度圖象形成時刻(tMAX)而變化；從組織速度圖象序列中，形成另一種圖象稱為最大速度(Imax)圖象，該圖象由這樣一些點所形成，他們分別具有所述圖象線上的位置，以及被歸結(jié)為這些時刻(tMAX)的值，此時，在所述的組織速度圖象序列中，這些組織速度(VMAX)為最大值；連接同一時刻值的所有點，在所述時刻值，形成瞬變切變波前圖象。
6.權(quán)利要求5所要求的方法，該方法包括估算切變波前的速度的步驟在最大速度(tMAX，VMAX)圖象中，確定隨圖象點位置(x，z)而變化的時間梯度值；從所述最大速度圖象的梯度值中，估算瞬變切變波前速度(Csw)。
7.一種通過確定瞬變切變波前傳播參數(shù)來確定組織(5)的機械參數(shù)的超聲波診斷成像方法，該方法包括步驟依照權(quán)利要求1至6中任何一項要求的方法估算瞬變切變波前速度(Csw)；以及從瞬變切變波前速度估算組織局部機械參數(shù)。
8.一種超聲波診斷成象系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過確定瞬變切變波前傳播參數(shù)來確定組織的機械參數(shù)，該系統(tǒng)包括一種振動發(fā)生器(2，4)，使用外加機械脈沖，在組織(5)中產(chǎn)生瞬變切變波；以及一種標準超聲波成象系統(tǒng)(1，10，44，41)，該系統(tǒng)用于針對瞬變切變波沿著圖象線(l)，在時間延遲(Tsw)內(nèi)傳播一個深度(z)獲取組織的超聲波數(shù)據(jù)(S，S*)，以及用于估算每根線的組織速度(V)；一個處理系統(tǒng)(100)，該系統(tǒng)具有第一處理裝置(PROCESSING 1)，它用于從超聲波數(shù)據(jù)和線上的組織速度構(gòu)造組織速度圖象序列，第二處理裝置(PROCESSING 2)，它用于導(dǎo)出在該序列的時刻的切變波前速度，以及一個計算裝置(51)，它用于從瞬變切變波前速度(Csw)估算組織局部機械參數(shù)。
9.權(quán)利要求8所要求的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于獲取圖象數(shù)據(jù)，掃描配置的裝置(44)，該系統(tǒng)被限定如下估算一個瞬變切變波在組織中傳播一個給定深度的時間延遲(Tsw)，計算在所述時間延遲內(nèi)能被超聲波掃描的掃描線的數(shù)目，設(shè)置超聲波全圖序列的全圖的預(yù)定數(shù)目(N)，每一幅超聲波全圖包括掃描線的預(yù)定數(shù)目(lIM)，計算超聲波圖象序列每幅全圖中可能要掃描的線的數(shù)目(lK)；估算每一幅超聲波全圖中亞圖的數(shù)目(k)，每一幅亞圖由所述數(shù)目的可能被掃描的線形成，以便用所估算數(shù)目的相鄰亞圖覆蓋序列的每一幅全圖；那個超聲波掃描配置(44)是用于掃描組織，只要掃描序列圖象中相應(yīng)的超聲波亞圖，這些亞圖是和所估算的相鄰亞圖數(shù)目一樣多的亞圖序列中的亞圖，以及只要每次開始一個超聲波亞圖序列，就觸發(fā)一個切變波。
10.權(quán)利要求9所要求的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括速度測量裝置(41)，它用于從超聲波數(shù)據(jù)估算掃描線上的組織速度，該速度隨超聲波亞圖中線的數(shù)目而變化和隨超聲波亞圖序列中亞象數(shù)目而變化，以及用于形成對應(yīng)于超聲波亞圖序列的組織速度亞圖序列。
11.權(quán)利要求10所要求的系統(tǒng)，其中第一個處理裝置(PROCESSING1)接收組織速度圖象序列，處理相鄰的亞圖恰當?shù)胤謩e覆蓋全圖，以便構(gòu)造一個切變波在傳播過程中的速度全圖序列，為了形成所述組織速度全圖序列，使涉及到每一幅全圖的相鄰組織速度亞圖的線與第一序列中相應(yīng)亞圖的第一根線同步。
12.權(quán)利要求11所要求的系統(tǒng)，其中第二處理裝置(PROCESSING2)接收組織速度全圖序列，確定圖象線上組織速度為最大值的點，最大值隨所考慮的組織速度圖象的形成時刻而變化；形成另一種被稱為最大速度圖象的圖象，該圖象由這樣一些點所形成，他們分別含所述圖象線上的位置，以及歸結(jié)為這些時刻的值，此時，在所述的組織速度圖象序列中，對應(yīng)著組織速度的最大值；以及，連接同一時刻值的所有點，以便在所述時刻值形成瞬變切變波前圖象。
13.權(quán)利要求8至12中任何一項所要求的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括顯示裝置(45)，它用于顯示組織速度圖象序列和前端傳播圖象。
14.一種設(shè)備，該設(shè)備具有獲取醫(yī)學(xué)超聲波數(shù)據(jù)的裝置(1，10)和系統(tǒng)(100)，該設(shè)備可以訪問所述的醫(yī)學(xué)超聲波數(shù)據(jù)，并按 8至13中任何一項所要求的方式來處理數(shù)據(jù)，以及該設(shè)備具有顯示處理圖象的裝置(45)。
15.一種計算機程序產(chǎn)品，該產(chǎn)品包括一組用于實現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任何一項所要求的方法的指令。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲波診斷成象方法,它用于確定瞬變切變波前的傳播參數(shù),該方法包括在組織(5)中形成瞬變切變波的步驟:獲取組織的超聲波圖象數(shù)據(jù)(S,S*),瞬變切變波前沿著圖象線(l),在時間延遲(Tsw)內(nèi)傳播一個深度(z);估算每根線的組織速度(V);由圖象線上的超聲波數(shù)據(jù)(S,S*)和組織速度(V),構(gòu)造組織速度圖象序列[I(V)];以及導(dǎo)出在序列的指定時刻的切變波前速度(Csw)。然后,由該前端速度計算組織參數(shù),例如:彈性。本發(fā)明也涉及到一種超聲波診斷成象系統(tǒng),含處理裝置(100,PROCESSING 1,PROCESSING 2)以實現(xiàn)這種方法。為此,該處理裝置可以是一種具有指令的計算機程序產(chǎn)品。
文檔編號B06B1/06GK1383374SQ01801808
公開日2002年12月4日 申請日期2001年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月26日
發(fā)明者O·博納富 申請人:皇家菲利浦電子有限公司