[发明专利]超声剪切波弹性摄影中的自相关引导的互相关

说明书

技术领域

本发明涉及跟踪剪切波诱发的运动，并且更具体而言，涉及在运动跟踪中的对相关的使用

背景技术

超声剪切波弹性摄影是能够测量软组织的诸如剪切模量和剪切黏度的机械性质的新的医学模态。因为组织弹性与病理有关，因此弹性摄影能够提供额外的临床信息以增加诊断置信度。一个范例是通过测量肝硬度的肝纤维化分级。

在基于声辐射力的超声剪切波弹性摄影中，专用脉冲序列包括一个或多个长推动脉冲(通常每个长数百微秒)和和一系列交错跟踪脉冲。由于声辐射力的效应，推动脉冲使得聚焦区中的组织移动远离探头表面，同时建立在垂直于推动波束的方向上传播远离聚焦区域的剪切波。针对聚焦深度处的沿剪切波路径的每个横向位置，由剪切波诱发的组织运动将主要在与推动波束相同的方向上。同时，针对给定位置，跟踪脉冲能够监测这样的动态响应并且将其转化为表示作为时间的函数的组织移动的幅度的位置特异性位移波形。这样的波形能够在沿剪切波传播路径的多个位置处来计算。所述波形能够被输入到用于计算传播的速度的过程中。例如，傅里叶变换能够在这些剪切波形上执行以估计剪切波相位速度。备选地，剪切波幅度峰-峰空间和时间计算也能够产生剪切波传播速度。作为结果，能够确定组织机械性质的绝对值。具体而言并且通过范例，剪切波在组织内部传播的速度由以下项来支配：剪切模量、剪切黏度、组织密度以及通过某些机械模型的剪切波频率。组织越硬，波移动就越快。刚度的量度然后能够被用在例如肝纤维化分级中。

准确、可靠并且有效的运动跟踪是在以任何形式的超声剪切波弹性摄影对组织性质的最终估计中的目标。总体而言，在超声成像中有两种主要的运动跟踪技术：1)通过自相关的相位移位、2)通过互相关的时间移位(或者其他备选，诸如和绝对差(SAD))。

在基于自相关的方法中，感兴趣区结构的位移诱发在由移动的介质背散射的相继的高频超声回波上的相位移位。自相关已经被实施在用于实时彩色流成像的多数商用超声系统上。当超声波传播通过软组织时，谱经历由于频率相关的衰减的下频移。因此，假设在基于多普勒的方法中的恒定中心频率将导致位移估计虚假。已知在快速时间域(即，在超声脉冲的轴向方向上)使用额外的自相关，以估计局部中心频率，并且随后改进位移估计准确性。参见T.Loupas,J.T.Powers和R.W.Gill在IEEE Trans.Ultrason.Ferroelectr.Freq.Control 42.4.，第672–688页，(1995)上的“An Axial Velocity Estimator for Ultrasound Blood Flow Imaging,Based on a Full Evaluation of the Doppler Equation by Means of Two-Dimensional Autocorrelation Approach”一文。

通过互相关的时间移位估计通过使用射频(RF)数据或者从RF数据传达的符合信号从一个脉冲到另一脉冲进行互相关来估计时间延迟。

发明内容

下文在本文中提出的内容解决了上述问题中的一个或多个。

用于位移估计的两种标准方法是自相关和互相关。自相关比互相关更有计算效率。然而，其受混叠影响--最大位移限制是四分之一波长(针对具有中心频率3Hz的标准肝脏图像探头，限制近似为120μm)。