[发明专利]利用淡变控制的超声弹性应变成像

说明书

此发明涉及医学诊断超声系统，并且特别涉及通过弹性成像(elastography)来评估身体中的组织区域的硬度的超声系统。

弹性成像是对身体中的组织的弹性性质的评估。已发现身体中的组织的硬度能够给予组织可能是恶性还是良性的指示。女性乳房例如能够包含各种不同肿块、囊肿(cyst)、和其它增生(growth)，它们中的一些可以是恶性的并且它们中的一些可以是良性的。为了省掉对患者的不必要的活组织检查，而在需要的时候执行它们，超声频繁地用于评估组织特性以确定是否对可疑组织进行活组织检查。能够执行弹性成像以确定乳房是否包含较软或较硬(较坚硬)区域。因为较坚硬的组织更大地与恶性团块关联，所以较坚硬组织区域的标识能够指示要通过活组织检查进行明确的诊断的需要。

弹性成像引起的问题是需要在身体内非侵入式地测量组织的可量化性质。这意味着不能直接在组织的位置测量目标组织的性质，而是仅通过借助于介入组织而在身体的表面处进行的测量来进行测量。因此，期望简化问题并进行将导致有效数据和分析的某些近似和假设。频繁地进行的一组假设是被检查的组织是均质的和各向同性的。这些假设能够使得材料等式的某一性质适用于该问题、泊松比和杨氏模量。泊松比是样品被在给定方向上被拉伸或压缩时，垂直于拉伸或压缩力的伸展或收缩(应变)与在力的方向上的轴向伸展或收缩之比。相关的测量是杨氏模量，其是硬度的量度，并定义为施加于样品的单轴应力(stress)(压力)与得到的单轴应变(变形)之比。然而，在目标组织处的应力分量是通常未知的并难以非侵入性地测量。

因为这些材料性质中的每一个能够表述为变形(应变)的函数，所以多个研究者集中于评估在不同地施加压力时，组织展示的应变或变形。虽然应变已经示为有用参数，但是其缺点是其随施加的压力变化。其从而与由施加不同压力给组织或使用不同技术来施加压力的研究者获得的不同结果是技术上相关的。结果是从患者到患者的应变测量或从检查到检查的应变测量不是直接可比较的。与遭受不同压力形式或压力量的另一患者相比，遭受一种类型的压力的患者将呈现不同应变(变形)值。

为了补偿患者之间的压力变化，指示压力水平的参考点的应变能够用于标准化目标区域的应变。另外，假定在患者内的两个区域之间有类似压力，则正常组织和肿瘤之间的应变比能够指示它们的相对硬度。

研究者已经报告了正常和可疑组织的比较评估能够有诊断重要性。因此，本发明人计算了应变比，其是正常或参考组织的应变与目标组织的应变之比。(现有技术已使用术语“应变比”来以泊松比的方式引用横向与轴应变之比，但是其不是该术语如何用于此患者中。)恶性损伤往往比良性损伤更坚硬。恶性损伤的应变比可以比良性损伤的那些高得多。通过测量应变比，能够确定目标组织的相对硬度和恶性可能性。

能够通过以光标指示或标记目标组织、指示或标记正常组织、测量像场中的每个位置处的应变、然后计算应变比，来执行图像中的目标组织中的应变比的计算。然而，此处理能够是耗时的，因为临床医生可能需要在像场中的多个点进行测量。此外，临床医生可能想要在B模式图像中以其空间上对应的应变特性比较地评估肿瘤或其它病理学的外观，当病理学在B模式图像中仅是微弱可见时，问题变得困难。根据本发明的原理，超声系统形成像场中的应变值的解剖应变图像。系统也形成对应的解剖B模式图像，并且覆盖两个图像来进行显示。系统的淡变控制用于改变所覆盖的B模式和应变图像的相对透明度，使得能够比较地评估它们的边界、硬度、和其它特性。

附图中，

图1以框图形式示例了根据本发明的原理构成的超声诊断成像系统；

图2示例了用于产生像场的应变比图像的方法的步骤；

图3示例了邻近相同组织的应变图像的B模式图像，光标用于指定用于确定应变比图像的正常组织的点；

图4示例了邻近相同组织的应变图像的B模式图像，圆图形用于指定用于确定应变比图像的正常组织的区域；

图5示例覆盖较大B模式图像的应变图像窗口，方形图形用于指定用于确定应变比图像的正常组织的区域；

图6示例图6的图像窗口中覆盖其对应的B模式图像的应变比图像；

图7示例另一图像显示，其中，与应变比图像的硬度彩色条一起，并排示出了目标区域的B模式图像和具有覆盖应变比图像的B模式。