[发明专利]用于生成剪切波的方法和装置

说明书

本公开描述了被配置为通过剪切波成像来探询目标组织的刚度和/或弹性的超声系统和方法。系统可以被配置为以速闪的方式将多个推动脉冲发射到目标组织中的不同聚焦深度处。快速发射的推动脉冲可以生成相长干涉以形成复合剪切波的剪切波。示例系统可以包括波束形成器，所述波束形成器被配置为将推动脉冲的参数发射到换能器阵列，同时从控制器接收新的推动脉冲的参数。不同推动脉冲的参数的双重发射和接收在不中断推动脉冲发射的情况下重新配置波束形成器，从而最小化相继推动脉冲之间的延迟。根据所公开的方法发射的推动脉冲可以生成复合剪切波，所述复合剪切波被配置为在宽的深度范围内以增强的灵敏度探询组织。

技术领域

本公开涉及用于使用剪切波来确定组织特性的超声系统和方法。特定实施涉及快速相继地将一系列超声推动脉冲施加到目标组织中以生成通过目标组织的复合剪切波。

背景技术

诊断成像的长期追求目标之一是精确的组织表征。临床医师希望使用诸如超声的成像系统来识别包含在目标组织的图像中的目标组织的特征，例如良性与恶性。一种用于导出组织特征的技术是超声弹性成像，其测量身体中的组织的弹性和/或刚度。例如，刚度高的乳腺肿瘤或肿块可能是恶性的，而较软和顺应性更好的肿块可能是良性的。特别地，超声剪切波弹性成像可以通过将“推动脉冲”从换能器发射到组织中来确定各种组织的局部刚度水平，从而生成横向传播穿过组织的剪切波。然后，可以将由换能器发出的跟踪脉冲用于测量剪切波传播时的速度，所述速度通常与组织的刚度成比例。例如，假设在每种组织类型中使用相同的推动脉冲生成剪切波，软组织中的剪切波速度通常比刚性组织中的剪切波速度慢。

现有的超声弹性成像系统可以在一段时间内将一个或多个推动脉冲发射在目标组织内的较浅深度处，然后将聚焦区移得更深以生成倾向于向外传输并且略微向下的剪切波。因此，要使用多个深度的聚焦区生成全面的组织扫描，必须反复调整焦点，这会通过在每个离散脉冲之间累积显著的过渡时间来降低整体推动(以及由此产生的剪切波)的效力。

发明内容

本公开描述了用于经由剪切波成像来确定目标组织的弹性和/或刚度的超声系统和方法。实施例可以涉及速闪地将多个推动脉冲发射到目标组织中，每个推动脉冲具有不同的聚焦深度。由快速发射的推动脉冲生成的剪切波可以相长干涉以形成具有近似平面波前的复合剪切波，用于以高灵敏度探询感兴趣区域。具有不同波形参数的推动脉冲的速闪发射可以用发射波束形成器来执行，所述发射波束形成器被配置为在不中断当前推动脉冲的正在进行的发射的情况下接收新的推动脉冲的参数。在当前推动脉冲的参数的发射期间接收新的推动脉冲的参数可以分别使用波束形成器上的双组影子和活动寄存器来实现。从波束形成器控制器接收到的开始信号可以启动当前推动脉冲的参数和下一组推动脉冲的参数的实施之间的转换，其间几乎没有中断，使得由相继脉冲生成的复合剪切波平滑地跨越整个目标组织。在一些示例中，复合剪切波可以在组织内的深度和横向距离上具有近似柱状形状。可以根据本文中的实施例来实施各种推动脉冲方案，例如在用户的方向上和/或根据用户偏好和/或组织尺寸自动地实施。每个推动脉冲方案可以包括各种数量的推动脉冲和推动脉冲的参数，使得能够对广泛的组织类型和特定感兴趣区域进行定制的探询。

根据本公开的原理，用于剪切波成像的超声成像系统可以包括超声换能器，所述超声换能器被配置为响应于朝着目标组织发射的超声脉冲而采集回波。所述系统还可以包括波束形成器，所述波束形成器被配置为根据当前推动脉冲的参数来从超声换能器发射具有当前聚焦深度的当前推动脉冲以生成当前剪切波。所述波束形成器还可以接收下一推动脉冲的参数，用于发射具有与当前聚焦深度不同的下一聚焦深度的下一推动脉冲，以使用控制器电路生成下一剪切波。所述当前剪切波和所述下一剪切波可以相长干涉以在目标组织中生成复合剪切波。