[发明专利]混合弹性成像方法、用于混合弹性成像的探头和装置

说明书

包括以下步骤的混合弹性成像方法(P)：‑步骤(CW)，施加连续低频振动并使用与粘弹性介质接触的超声波换能器产生第一连串的超声波采集，所述第一连串的超声波采集包括超声波采集组，所述超声波采集组以第一重复率产生，每个超声波采集组包括至少一个探测，所述连续振动在所述粘弹性介质内产生弹性波；‑施加低频脉冲并且使用所述超声波换能器产生(TI)第二连串的超声波采集，组成所述第二连串的所述超声波采集以第二重复率产生，所述低频脉冲产生在所述粘弹性介质内传播的瞬时剪切波；在施加所述低频脉冲之前停止通过第一振动器施加的所述连续振动。

技术领域

本发明涉及一种用于确定在超声波照射后具有超声波信号的粘弹性介质的粘弹特性的弹性成像领域。首先，本发明涉及一种包括谐波弹性成像步骤和瞬时弹性成像步骤的混合弹性成像方法。其次，本发明涉及一种用于实施所述混合弹性成像方法的探头。再者，本发明涉及一种混合弹性成像装置。根据本发明的混合弹性成像方法特别适于确定诸如人或动物肝脏的粘弹性介质的特性。

背景技术

瞬时弹性成像(也称作脉冲弹性成像)是用于确定粘弹性介质的弹性的最著名及有效的方法之一。例如，瞬时弹性成像被广泛用于确定人或动物内的肝脏的弹性。

在瞬时弹性成像中，产生脉冲剪切波并测量该脉冲剪切波在感兴趣粘弹性介质内的传播速度。剪切波的传播速度继而使其能够计算介质的杨氏模量并从而测量其弹性。

存在用于实施瞬时弹性成像的数种技术。

例如，申请人已开发出一种振动受控瞬时弹性成像(vibration controlledtransient elastography,VCTE)技术并使其商业化。实施此技术的装置被称作其能够以快速、无创及可重现的方式测量人的肝脏的弹性。在这种瞬时弹性成像装置中，通过被放置成与要表征的介质接触的振动器产生剪切波。然后使用由超声波换能器实现的具有高重复率的一连串的超声波采集监测剪切波的传播。每次超声波采集对应于至少一次超声波发射。每次超声波发射可与对回波的行进进行的检测和记录相关联，所述回波由所研究的介质的限定深度范围中存在的反射粒子产生。通过互相关来处理反射的超声波信号，以回溯作为时间和介质中的位置的函数的、由剪切波的传播而产生的组织的运动。这些运动的研究使得能够反映剪切波在粘弹性介质内的传播速度，并从而反应组织的弹性，如L.Sandrin等在Ultrasound in Medicine and Biology 2003年第29期第1705-1713页中发表的文献“Transient Elastography:a new non-invasive method forassessment of hepatic fibrosis(瞬态弹性成像：一种评估肝纤维化的新型非侵入性方法)”中所解释的。

VCTE技术特别地有利，因为其可在时间上将剪切波的传播和与剪切波同时产生的压缩波的传播分离，这两种类型的波具有非常不同的传播速度。压缩波以大约1500m/s传播，剪切波的传播速度通常包括在1与10m/s之间，与剪切波相比，压缩波可被视为无限快速的。实际上，这种分离是重要的，因为与剪切波同时存在的压缩波向剪切波的传播速度的测量引入了系统错误。

VCTE技术的一个主要限制是在执行弹性测量之前难以验证探头的定位，因此难以触发机械脉冲。实际上，探头的不正确定位可导致剪切波的不完美传播或甚至导致剪切波的缺失。例如，剪切波的传播可能会由于存在与所研究的器官的边缘附近关联的回弹而被干扰，或者在探头与所研究的介质之间存在液体界面的情况下剪切波根本不传播。实际上，已知剪切波不会越过液体障碍物；特别是在腹部中存在腹水的情况下。所获得弹性的测量因此将是无效的。

现今可使用超声波来引导用于瞬时弹性成像的振动器的定位。例如，可使用诸如在专利申请EP2739211A1中描述的超声波成像或瞄准工具。然而，这些方案不是令人满意的，因为它们不能直接预测与例如探头的不正确定位或与存在液体界面相关联的剪切波的不正确传播。