[发明专利]一种超声内窥探头及弹性成像系统、方法

说明书

本发明公开了一种超声内窥探头及弹性成像系统、方法，其中所述超声内窥探头包括：超声换能器阵列，包括多个超声换能器，用于发射超声波，并接收超声波经待检测生物组织反射的超声回波；自聚焦超声换能器，用于产生聚焦超声波束，所述聚焦超声波束产生声辐射力作用于所述待检测生物组织。本发明通过自聚焦超声换能器产生聚焦超声波束，通过该聚焦超声波束的声辐射力作用于待检测生物组织，从而使待检测生物组织产生形变，从而采用该超声内窥探头获取生物组织被压缩前、后的超声回波信号时，无需操作者手工施加外力，操作过程简便，也无需借助于外部机械装置，降低系统成本。

技术领域

本发明涉及超声弹性成像技术领域，具体涉及一种超声内窥探头及弹性成像系统、方法。

背景技术

弹性成像把获取的生物组织的弹性信息转换成医生习惯的可见光图像，从而让医生能够通过可见光图像判别生物组织的材料力学特性，进而根据生物组织的软硬情况判断相应组织或器官可能发生的病理改变以及其位置、形状和大小。通常，生物组织的材料力学特性是通过触觉感知的，而触觉感知的本质是材料被触碰之后发生变形的难易程度。若材料容易变形，则触觉感知到的信息就是材料较软；反之就是较硬。也即若要获知材料的软硬程度，就必须使其发生形变。

现有超声成像探头设置有超声换能器阵列，能够发射超声波并采集超声波经生物组织反射后的超声回波。弹性成像方法通过超声换能器阵列发射超声波，收集该超声波经待成像生物组织反射后的第一超声回波；然后使待成像生物组织产生微小形变，再次通过超声换能器阵列发出超声波，收集待成像生物组织反射后的第二超声回波。对第一超声回波、第二超声回波依次进行截取、采样、希尔伯特变换，进而得到压缩前后的解析信号。通过对压缩前后的解析信号进行处理，得到压缩前后的估计位移，并据此进一步进行弹性成像。

上述方法中，现有技术使待检测生物组织产生微小形变的方式，通常是通过设置于身体外部的机械装置，或者操作者手持超声探头对待检测组织施加压力，把外部作用力传递到身体内部，引起待检测组织发生形变。

然而，上述借助外部机械设备使待检测生物组织产生微小形变的方式使系统结构较为复杂；上述通过操作者手工施加压力的方式使得操作过程较为繁琐。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种超声内窥探头及弹性成像系统、方法，以解决在获取生物组织被压缩前、后的超声回波时必须借助外部机械设备或者手工施加压力的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种超声内窥探头，包括：超声换能器阵列，包括多个超声换能器，用于发射超声波，并接收超声波经待检测生物组织反射的超声回波；自聚焦超声换能器，用于产生聚焦超声波束，所述聚焦超声波束产生声辐射力作用于所述待检测生物组织。

可选地，所述超声换能器阵列形成弧形曲面结构。

可选地，所述自聚焦超声换能器设置于所述超声换能器阵列的中部。

可选地，所述超声换能器阵列与所述自聚焦超声换能器形成的曲面呈鼓形或橄榄形。

可选地，所述自聚焦超声换能器的外表面凹陷设置；和/或，所述自聚焦超声换能器上设置有声透镜。

可选地，所述超声换能器阵列和所述自聚焦超声换能器设置于基座表面；所述基座设置有轴向贯穿孔；所述超声换能器阵列中各个阵列单元的输入、输出信号线通过所述轴向贯穿孔接出，并设置于所述超声内窥探头轴向位置的一侧。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种弹性成像系统，包括：第一方面或者第一方面任意一种可选实施方式所述的超声内窥探头；超声发射控制器，与所述超声换能器阵列中各个超声换能器的输入端连接，用于控制各个超声换能器发射超声波；超声接收采集器，与所述超声换能器阵列中各个超声换能器的输出端连接，用于获取超声波经待检测生物组织反射的超声回波；处理器，与所述超声接收采集器连接，用于对所接收到的超声回波进行处理，得到弹性成像图像；显示器，与所述处理器连接，用于对所述弹性成像图像进行显示。