[发明专利]通过超声量化材料的弹性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过超声量化材料的弹性的方法，包括以下步骤：

a)获取超声图像；

b)在图像中限定感兴趣的区域；

c)在所获取的图像中限定第一激励点；

d)产生用于第一激励点的至少一个声干扰超声声束，用于产生至少一个切变波，所述切变波起始于第一激励点，并且具有大致垂直于超声声束的传播方向的传播方向，第一激励点被定位为使得切变波通过感兴趣区域；

e)测量由通过感兴趣区域的切变波引起的图像像素的位移，所述感兴趣区域在位于与第一激励点不同的预定横向交错距离处的感兴趣区域中的多条视线处；

f)计算所测量的切变波的速度；

g)通过计算，基于所测量的切变波的速度来评估感兴趣区域中的材料的平均刚度值。

背景技术

所讨论的材料可以是如在非破坏性测试的情况下的非生物类型和由生物组织组成这两者的任何类型。

由于药物的前景，柔软的生物组织的弹性已被用于评估可能的病理状况。在常规的体检中通常仍然使用手动触诊以评估组织的健康状况。例如，在常规乳房检查期间发现的刚性质量的存在通常是乳腺癌的早期指示。然而手动触诊方法相对较不客观，并且限于表面解剖结构。

通过超声量化生物组织的弹性或比较测量的方法允许在被检体内测量深层组织弹性，其是可靠的，因此在临床实践中使用。

不同于传统的超声成像，诸如B模式，其允许在具有不同声特性的组织被区分的情况下获取图像，测量弹性的方法允许区分具有不同机械特性的组织。为此，这种方法对组织执行激励并监测与组织弹性有关的应变响应。

一种弹性测量方法提供了在激励之后产生的横波或切变波，并被定义为切变波弹性成像(SWEI)。这些方法提供在由超声探头施加的第一激励点的被称为冲击干扰声干扰之后在组织中产生切变波，并且因此监测位于激励区域或激励点之外的感兴趣区域中的切变波。通过测量在与激励源隔开已知距离的多个横向位置处的图像或图像的像素或视线像素随时间的位移，可以估计切变波速度。

实际上，测量是间接的，因为该方法检测在与激励点的声冲击干扰大致正交的方向上的切变波的传播速度。

这种切变波的速度与弹性之间的关系是近似的，并且其取决于关于被检查组织的密度的一些假设。

组织弹性与切变波V_s的传播速度ρ成比例，根据下式：

E≈3ρV_s²

其中假设ρ≈1，即组织密度是单位数量。

文献US 5,606,971描述了一种SWE方法，其使用聚焦超声换能器，其通过发送调制的超声脉冲在组织中引起切变波。检测调制信号的频率的切变波。基于切变波的速度和衰减的所测量的值来评估被检查的组织的机械特性。

这种方法的子集是被定义为pSWE(点切变波弹性)的方法，其中，代替图像，产生在感兴趣区域中通常平均的点测量。

已知方法的问题源于在检查期间探头和/或患者移动的可能性。获取期间的这种移动可以大致被认为是两种不同的类型：横向的，即沿横波的传播方向，例如由于探头在患者皮肤上的平移或位移或探头在图像的平面上旋转小角度；或纵向的，即沿着超声声束的传播方向，例如其通过由于握住探头的手的不同压力或患者呼吸所引起的探头相对于患者的不同相对位置而引起。

在两种情况下，测量被改变：在存在横向移动的情况下，取决于探头的旋转方向或平移方向，稍微地在之前或之后检测到波；在存在纵向移动的情况下，重构信号还包含这种移动的影响，该移动包含叠加在波上的错误斜坡趋势。这导致切变波传播速度的计算不对应于实际，并因此导致组织弹性的失真的估计。

发明内容

本发明的目的在于通过诸如在前描述的方法来克服目前已知方法的缺点，其进一步包括在步骤g)之前执行的以下步骤：

h)在获取的图像中限定第二激励点，使得感兴趣区域插入在第一激励点和第二激励点之间；

i)对第二激励点执行步骤d)至f)，用于计算第二激励点的切变波的速度；

并且其中，如步骤g)中的平均刚度值的计算基于针对第一激励点测量的切变波的速度与针对第二激励点测量的切变波的速度之间的平均值来执行。

根据改进，通过从图像像素的每个位移减去具有校正斜率的曲线来补偿纵向移动。

通过在与随后的视线相关的位移之间进行线性拟合来有利地计算校正斜率。