[发明专利]一种剪切波传播速度的检测方法、系统和超声成像设备

说明书

本发明提供的剪切波传播速度的检测方法、系统和超声成像设备，通过获取生物组织的弹性观察区域中第一位置和第二位置的“形变‑时间”曲线，进行频谱分析，判断两个频谱的主成分频率范围的范围差是否超过预设阈值。若超过则根据距离剪切波源更远的检测位置的频谱的主成分频率范围，对两个频谱对应的“形变‑时间”曲线进行带通滤波，这样能确保两个检测位置的剪切波主成分频率范围接近。最后根据两个“形变‑时间”曲线进行剪切波波速估计，从而提高了检测剪切波传播速度的准确性。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种剪切波传播速度的检测方法、系统和超声成像设备。

背景技术

剪切波弹性成像技术可实现生物组织实时硬度定量检测，为临床判断组织病变情况提供依据。它的基本原理如下：声辐射力聚焦冲击能在组织内部产生剪切波，由于剪切波在不同硬度的组织传播速度有差异，通过检测剪切波在不同位置的传播速度可以间接反映该位置的软硬情况。根据剪切波波速大小进行伪彩色映射即为剪切波弹性成像。因此，剪切波波速估计的准确性对组织弹性情况的判断至关重要。

剪切波在组织传播过程中会引起组织的位移形变，利用超快帧频成像技术观察和检测目标区域的位移形变，通过位移形变重建出观察位置的剪切波震动曲线。传统的剪切波波速估计方法为Time-of-Flight(TOF)方法，即对观察区域中的不同位置所重建的剪切波震动曲线进行波峰匹配，找出波峰相差时间间隔，此间隔可以理解为剪切波从该两个检测位置之间传播所用时间。而两检测位置之间的距离为已知，通过距离除以时间得出剪切波经过两个检测位置之间的平均速度。

声辐射力冲击的剪切波在组织传播时衰减非常快，距离冲击源越远，位移估计结果的信噪比就越低。这些因素都会直接影响到剪切波波速估计的准确性。

发明内容

本发明提供一种剪切波传播速度的检测方法、系统和超声成像设备，以提高剪切波传播速度检测的准确性。

一实施例提供一种剪切波传播速度的检测方法，包括：

获取生物组织的弹性观察区域中第一位置和第二位置的“形变-时间”曲线，所述第一位置和第二位置的形变由剪切波引起，所述剪切波先经过第一位置，后经过第二位置；

分别对所述第一位置和第二位置的“形变-时间”曲线进行傅里叶变换，得到对应的频谱曲线；

确定所述第一位置和第二位置的频谱曲线的主成分频率范围，并比较得到两个主成分频率范围的范围差；

判断所述范围差是否超过预设阈值，若是，则以第二位置的主成分频率范围分别对第一位置和第二位置的“形变-时间”曲线进行滤波，得到所述第一位置和第二位置滤波后的“形变-时间”曲线；

根据两个滤波后的“形变-时间”曲线得到两个曲线的峰值对应的时间间隔；

根据所述时间间隔以及第一位置和第二位置的距离，得到所述剪切波在第一位置和第二位置之间传播的速度值。

一实施例提供的所述的方法中，所述确定所述第一位置和第二位置的频谱曲线的主成分频率范围，包括：

将所述第一位置的频谱曲线中预设幅值对应的频谱宽度确定为主成分频率范围；

将所述第二位置的频谱曲线中预设幅值对应的频谱宽度确定为主成分频率范围。

一实施例提供的所述的方法中，所述预设幅值为频谱曲线中峰值的30%-70%中的一个。

一实施例提供的所述的方法中，所述获取生物组织的弹性观察区域中第一位置和第二位置的“形变-时间”曲线，包括：

获取生物组织的弹性观察区域；

激励所述生物组织以激发剪切波经过所述弹性观察区域，采用超高帧频成像技术采集所述弹性观察区域中预设的第一位置和第二位置的超声回波信号；