[发明专利]用于测量组织机械特性的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声系统，特别涉及一种具备组织机械特性检测能力的超声系统。更具体地，本发明涉及一种用于测量介质/组织机械特性的方法及系统。

背景技术

组织机械特性与组织的病理状态紧密联系，因此组织机械特性在医学上有重要的应用价值。例如，肝脏硬度测量可用于非侵入性的检测肝纤维化阶段。近来，超声成像被开发应用于测量组织机械特性，例如，组织弹性。通常，超声探头向位移源发射一个长时间的聚焦超声脉冲，从而在所关心的组织内产生位移运动。由于这种位移运动，一个剪切波从位移源处向外传播。通过检测剪切波可以确定组织机械特征。例如，通过检测沿剪切波传播方向的间距已知的两个或多个采样位置到达峰值位移的时刻，可以测量出剪切波的速度。利用剪切波速度可计算组织机械特性。

为了检测峰值位移，需要测量每个采样位置随时间变化的位移，这是通过反复向采样位置发射超声脉冲并从采样位置接收回声信号实现的。在传统的峰值位移检测中，超声脉冲的脉冲重复频率(PRF)定义了测量随时间变化的位移时的采样频率并直接影响峰值位移检测的准确性。由于必须在所关心深度内前一脉冲的回声信号接收到之后才能发射新的脉冲信号，不能轻易增加脉冲重复频率来提高采样频率。有限的采样频率妨碍了传统超声系统提高峰值位移检测的准确性。

发明内容

有鉴于上述提及之技术问题，在一些实施方式中，本发明提供一种测量介质机械特性的方法。该方法包括：向该介质内的位移源施加激振力；响应施加的该激振力产生剪切波；当该剪切波在该介质中传播时，通过跟踪脉冲对指示采样位置处位移运动的位移数据进行采样；调整其中至少一个跟踪脉冲相对于该激振力的施加时刻的发射时刻；持续以上直到根据该位移数据确定了该采样位置处的该剪切波的峰值位移；并且根据该采样位置处的该峰值位移的到达时刻确定该介质机械特性。

在一些实施方式中，上述提供的方法中，该激振力的施加包括向该位移源发射超声脉冲。

在一些实施方式中，上述提供的方法中，该施加、产生、采样和调整的操作持续进行，以便在该采样位置处进行多次迭代直到确定了该采样位置处的该剪切波的峰值位移。

在一些实施方式中，上述提供的方法中，该发射时刻的调整包括：在第一迭代中确定对应第一最大位移数据的第一跟踪脉冲的第一发射时刻；根据该第一发射时刻调整第二迭代中对应第二最大位移数据的第二跟踪脉冲的第二发射时刻。

在一些实施方式中，上述提供的方法中，还包括：确定该第二最大位移数据中的漂移；根据该漂移校正该第二最大位移数据。

在一些实施方式中，上述提供的方法中，还包括：根据该第一和第二最大位移数据确定该剪切波的斜度；根据该斜度确定该第一最大位移数据是否是该峰值位移。

在一些实施方式中，上述提供的方法中，还包括根据该斜度调整该跟踪脉冲的发射时刻。

在一些实施方式中，上述提供的方法中，还包括：根据该斜度确定该跟踪脉冲的发射时刻的调整的方向；根据该跟踪脉冲的脉冲重复间隔沿该调整方向调整该跟踪脉冲的发射时刻。

在一些实施方式中，上述提供的方法中，还包括还包括根据该采样位置的该峰值位移到达时刻计算该剪切波的速度。

在一些实施方式中，上述提供的方法中，还包括以单一位置采样、交替位置采样和连续位置采样所组成的组中选择的一种方式向该采样位置处发射该跟踪脉冲。

在一些实施方式中，上述提供的方法中，还包括：发射参考脉冲；根据响应该参考脉冲的回声信号和响应该跟踪脉冲的回声信号计算该位移数据。

在一些实施方式中，上述提供的方法中，该介质机械特性包括组织弹性。

在一些实施方式中，本发明提供一种测量组织机械特性的系统。该系统包括：用于执行推动跟踪事件组的超声探头，其中该推动事件包括向该组织内的位移源施加激振力用来产生剪切波，该跟踪事件包括通过跟踪脉冲对指示采样位置处的组织位移运动的位移数据进行采样；用来存储该位移数据和程序指令的存储器；和用于执行该程序指令的处理器，从而控制该超声探头在该采样位置进行多次该推动跟踪事件组的迭代，其中每次迭代中该跟踪脉冲的发射时刻相对于该激振力的施加时刻有所调整，直到根据该位移数据确定了该采样位置处的该剪切波的峰值位移，并且该程序指令根据该峰值位移的到达时刻确定该组织机械特性。

在一些实施方式中，上述提供的系统中，该处理器根据该峰值位移到达时刻计算该剪切波的速度。