[发明专利]用于超声成像的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求序列号为61/321,005、提交于2010年4月5日、并且名称为“Method and Apparatus for Ultrasound Imaging（用于超声成像的方法和装置）”的美国临时专利申请；序列号为61/321,341、提交于2010年4月6日、并且名称为“Method and Apparatus for Ultrasound Imaging（用于超声成像的方法和装置）”的美国临时专利申请以及序列号为61/350,585、提交于2010年6月2日、并且名称为“Method and Apparatus for Ultrasound Imaging（用于超声成像的方法和装置）”的美国临时专利申请的优先权，为了所有目的将这些申请的内容通过引用合并于此。

技术领域

此处描述的系统和方法大体上涉及超声成像领域。更具体地，下面所描述的实施例涉及用于测量组织中的剪切波速度的方法和系统。

背景技术

病理状况会导致软组织比在生理状况下所呈现的更坚硬。因此内科医生使用触诊法来定位身体内的硬组织并且由此识别出病理状况。例如，已知的是乳腺癌通常比健康的乳房组织更坚硬，并且可以通过触诊法被检测为坚硬的肿块。

组织中的剪切波的传播速度与组织的硬度（杨氏模量或者剪切模量）通过下列等式有关。

E=3ρ·c²    （1）

其中

c为剪切波的传播速度，E为杨氏模量，而ρ为组织密度。因此，可以通过测量穿过组织的剪切波的传播速度来检测在组织中的癌或者其他病理状况。

通过将强超声脉冲施加到组织上可以在组织内产生剪切波。超声脉冲可以显示出高振幅和长持续时间（例如，100微秒左右）。超声脉冲产生推动组织的声辐射力，由此导致组织的各层沿超声脉冲的方向滑动。组织的这些滑动（剪切）运动可以被视为低频（例如，从10Hz到500Hz）的剪切波，并且可以在垂直于超声脉冲方向的方向上传播的剪切波。超声脉冲可以以1540m/s的速度在组织中传播。然而，剪切波在组织中传播要慢得多，大约1-10m/s左右。

因为组织运动通常在轴向（即，超声脉冲方向）上，所以可以使用常规的超声多普勒技术来检测剪切波。在这一点上，超声多普勒技术最适合于检测轴向上的速度。可选择地，可以通过测量由声辐射力导致的组织位移来检测剪切波。

为了精确地测量剪切波的传播速度，需要以快速的速率或者每秒数千帧的快速帧速率跟踪剪切波。帧中的图像可以由几百条超声线构成。常规的超声成像的典型的帧速率在大约50帧/s，其太慢而无法跟踪剪切波传播。因此，存在提高帧速率同时保持良好的信噪比和良好的空间分辨率的需要。而且，存在有效地提供组织硬度的指示的需要。

发明内容

一种方法、介质和系统可以提供第一超声脉冲至生物组织的施加以在所述生物组织中产生剪切波；将多个聚焦的超声脉冲同时发射进所述生物组织中；从所述生物组织接收响应于所述多个聚焦的超声脉冲产生的多个超声信号；基于接收到的所述一个或者多个超声信号检测所述生物组织中的所述剪切波；基于检测到的所述剪切波确定剪切波传播速度；以及显示所述剪切波传播速度。

附图说明

图1是由声辐射力导致产生剪切波的图。

图2是一些实施例的超声成像系统的图。

图3是常规的超声成像系统的图。

图4是多个超声发射/接收波束的图。

图5是超声发射波束和多个超声接收波束的图。

图6是剪切波传播速度平方的颜色编码。

图7是剪切波传播速度平方的颜色编码。

图8是图示出由声辐射力产生剪切波和剪切波的传播的图。

图9是图示出剪切波的滑行运动的图。

图10是图示出剪切波的传播的图。

图11是图示出剪切波的传播的图。

图12是在组织中的剪切波传播速度平方的颜色编码图像的示例。

图13是图示出由声辐射力导致的组织位移的图。

图14是由RGB表示法组成的颜色编码条的剪切波速度平方c²的标尺。

图15是示出相对于超声换能器的超声坐标系的图。

具体实施方式