一種剪切波速度測量方法、裝置和系統的製作方法
2023-09-23 07:49:50 1
一種剪切波速度測量方法、裝置和系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種剪切波速度測量方法、裝置和系統，該方法包括：獲取待檢測的軟組織區域針對多次發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的多個回波信息，其中，待檢測的軟組織區域內存在剪切波的傳播；根據所述多個回波信息，分別確定所述剪切波在所述軟組織區域中預設的任意兩條掃描線之間的波速；依據每個所述波速對應的兩條掃描線的距離，確定每個所述波速的權重，其中，所述波速所對應的兩條掃描線的距離越大，所述波速的權重越大；根據每個所述波速的權重，對所有所述波速進行加權平均，得到所述剪切波在所述軟組織區域內的傳播速度。該方法可以提高軟組織內剪切波傳播速度測量的準確度和可靠性。
【專利說明】一種剪切波速度測量方法、裝置和系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及軟組織病變分析【技術領域】，更具體的說是涉及一種剪切波速度測量方法、裝置和系統。
【背景技術】
[0002]基於聲輻射力的剪切波彈性成像技術是一種評估組織彈性的超聲彈性成像技術，其被廣泛應用於人體組織病變分析診斷。基於聲輻射力的剪切波彈性成像技術的原理為:由探頭向生物體的軟組織發射超聲脈衝後，在剪切應力的作用下，特定區域內的軟組織會產生振動，從而產生剪切波，而由於生物體軟組織的彈性與剪切波的速度有一定的關聯關係，因此可以通過檢測剪切波的速度分析軟組織的彈性，進而確定是否存在軟組織的病變。
[0003]然而由於剪切波在軟組織中傳播的複雜度，給剪切波速度的測量造成了很大影響，使得測得剪切波在軟組織中的傳播速度存在較大誤差，進而影響了正常的組織病變分析。
【發明內容】
[0004]有鑑於此，本發明提供一種剪切波速度測量方法、裝置和系統，以提高軟組織內剪切波傳播速度測量的準確度和可靠性。
[0005]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:一種剪切波速度測量方法，包括:
[0006]獲取待檢測的軟組織區域針對多次發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的多個回波信息，其中，所述待檢測的軟組織區域內存在剪切波的傳播；
[0007]根據所述多個回波信息，分別確定所述剪切波在所述軟組織區域中預設的任意兩條掃描線之間的波速；
[0008]依據每個所述波速對應的兩條掃描線的距離，確定每個所述波速的權重，其中，所述波速所對應的兩條掃描線的距離越大，所述波速的權重越大；
[0009]根據每個所述波速的權重，對所有所述波速進行加權平均，得到所述剪切波在所述軟組織區域內的傳播速度。
[0010]優選地，所述依據每個所述波速對應的兩條掃描線的距離，確定每個所述波速的權重，包括:
[0011]對於任意一個所述波速，計算所述波速對應的兩條掃描線的距離與第一預設值的乘積，將所述乘積作為所述波速的權重，其中，所述第一預設值為大於零的任意值。
[0012]優選地，所述根據所述多個回波信息，分別確定所述剪切波在所述軟組織區域中預設的任意兩條掃描線之間的波速，包括:
[0013]根據所述多個回波信息，並結合波束合成技術，確定所述軟組織區域中，預設的每個掃描線位置針對所述多次發射的超聲脈衝檢測波束反射的多個第一回波信號；
[0014]根據所述每個掃描線位置所對應的多個第一回波信號，分別確定所述剪切波在所述軟組織區域中預設的任意兩條掃描線之間的波速。[0015]優選地，所述根據所述多個回波信息，分別確定所述剪切波在所述軟組織區域中預設的任意兩條掃描線之間的波速，包括:
[0016]根據所述多個回波信息，確定所述剪切波到達所述軟組織區域內預設的任意兩條掃描線的第一時間差；
[0017]對於任意兩條掃描線，依據所述兩條掃描線的第一距離以及所述剪切波到達所述兩條掃描線的第一時間差，計算所述剪切波在所述兩條掃描線之間的波速。
[0018]優選地，所述根據所述多個回波信息，確定所述剪切波到達所述軟組織區域內預設的任意兩條掃描線的第一時間差，包括:
[0019]根據所述多個回波信息，並結合波束合成技術，確定所述軟組織區域中，預設的每個掃描線位置處針對所述多次發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的多個第一回波信號；
[0020]對於任意一個掃描線位置，根據預先存儲的所述掃描線位置的靜態組織回波信號以及所述多個第一回波信號，分別確定所述掃描線位置處的軟組織在多個不同時刻的位移量，其中，所述在多個不同時刻位移量分別為所述軟組織在反射回所述多個第一回波信號的多個時刻所對應的位移量；
[0021]根據每個所述掃描線位置處的軟組織在多個不同時刻的位移量，確定每個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形；
[0022]對於任意兩個掃描線位置，根據所述兩個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形，確定所述剪切波到達所述兩個掃描線位置的第一時間差。
[0023]優選地，所述根據所述兩個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形，確定所述剪切波到達所述兩個掃描線位置的第一時間差，包括:
[0024]對所述兩個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形進行互相關運算，則互相關最大值所對應的時間延遲量為所述第一時間差；
[0025]或者，分別將每個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形中，位移最大值所對應的時刻作為所述剪切波到達所述掃描線位置的時刻，根據剪切波到達所述兩個掃描線位置的時間，確定出所述剪切波到達所述兩個掃描線位置的第一時間差。
[0026]優選地，所述獲取待檢測的軟組織區域針對發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的回波信息之前，還包括:
[0027]控制第一超聲陣列探頭向所述軟組織區域對應的聚焦點位置發射超聲脈衝激勵波束，以在所述軟組織區域內形成剪切波；
[0028]控制第二超聲陣列探頭按照預設周期，向所述軟組織區域發射多次超聲脈衝檢測波束，並接收每次反射回來的所述回波信息。
[0029]另一方面，本發明還提供了一種剪切波速度測量裝置，包括:
[0030] 信息獲取單元，用於獲取待檢測的軟組織區域針對多次發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的多個回波信息，其中，所述待檢測的軟組織區域內存在剪切波的傳播；
[0031]分段波速確定單元，用於根據所述多個回波信息，分別確定所述剪切波在所述軟組織區域中預設的任意兩條掃描線之間的波速；
[0032]權重設置單元，用於依據每個所述波速對應的兩條掃描線的距離，確定每個所述波速的權重，其中，所述波速所對應的兩條掃描線的距離越大，所述波速的權重越大；
[0033]剪切波速度確定單元，用於根據每個所述波速的權重，對所有所述波速進行加權平均，得到所述剪切波在所述軟組織區域內的傳播速度。
[0034]優選地，所述權重設置單元，包括:
[0035]第一權重設置單元，用於對於任意一個波速，計算所述波速對應的兩條掃描線的距離與第一預設值的乘積，將所述乘積作為所述波速的權重，其中，所述第一預設值為大於零的任意值。
[0036]優選地，所述分段波速確定單元，包括:
[0037]時間差確定單元，用於根據所述多個回波信息，確定所述剪切波到達所述軟組織區域內預設的任意兩條掃描線的第一時間差；
[0038]分段波速確定子單元，用於對於任意兩條掃描線，依據所述兩條掃描線的第一距離以及所述剪切波到達所述兩條掃描線的第一時間差，計算所述剪切波在所述兩條掃描線之間的波速。
[0039]優選地，所述時間差確定單元，包括:
[0040]信號合成單元，用於根據所述多個回波信息，並結合波束合成技術，確定所述軟組織區域中，預設的每個掃描線位置針對所述多次發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的多個第一回波信號；
[0041]位移量確定單元，用於對於任意一個掃描線位置，根據預先存儲的所述掃描線位置的靜態組織回波信號以及所述多個第一回波信號，分別確定所述掃描線位置處的軟組織在多個不同時刻的位移量，其中，所述在多個不同時刻位移量分別為所述軟組織在反射回所述多個第一回波信號的多個時刻所對應的位移量；
[0042]波形確定單元，用於根據每個所述掃描線位置處的軟組織在多個不同時刻的位移量，確定每個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形；
[0043]時間差確定子單元，用於對於任意兩個掃描線位置，根據所述兩個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形，確定所述剪切波到達所述兩個掃描線位置的第一時間差。
[0044]優選地，所述時間差確定子單元，包括:
[0045]第一時間差確定子單元，用於對所述兩個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形進行互相關運算，則互相關最大值所對應的時間延遲量為所述第一時間差；
[0046]或者，第二時間差確定子單元，用於分別將每個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形中，位移最大值所對應的時刻作為所述剪切波到達所述掃描線位置的時刻，根據剪切波到達所述兩個掃描線位置的時間，確定出所述剪切波到達所述兩個掃描線位置的第一時間差。
[0047]另一方面，本發明還提供了一種剪切波速度測量系統，包括:用於向所述待檢測的軟組織區域對應的聚焦點位置發射超聲脈衝激勵波束的第一超聲陣列探頭；
[0048]用於按照預設周期，向所述軟組織區域發射多次超聲脈衝檢測波束，並接收每次反射回來的多個回波信息的第二超聲陣列探頭；
[0049]以及，與所述第一超聲陣列探頭和第二超聲陣列探頭連接，並控制所述第一超聲陣列探頭和第二超聲陣列探頭的控制節點；
[0050]所述控制節點內置有如上所述的剪切波速度測量裝置。
[0051]經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明根據軟組織區域內反射回來的回波信息，確定出剪切波在任意兩條掃描線間的波速後，根據波速所對應的兩條掃描線間的距離，設定波速所對應的權重。而且在設定波速的權重時，考慮到了該波速所對應的掃描線間的距離越小，該波速的偏差就越大，進而將該波速的權重設置的相對較低，從而降低了偏差較大的波速對確定剪切波在軟組織區域內的傳播速度所造成的影響，進而提高了確定出的剪切波在軟組織區域內的傳播速度的準確度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0052]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。[0053]圖1示出了本發明一種剪切波速度測量方法一個實施例的流程示意圖；
[0054]圖2示出了利用超聲激勵脈衝在軟組織區域內產生剪切波，以及向該軟組織區域內發射超聲脈衝檢測波束的原理示意圖；
[0055]圖3示出了本發明一種剪切波速度測量方法另一個實施例的流程示意圖；
[0056]圖4示出了根據一個掃描線位置處的軟組織在多個不同時刻的位移量，確定出的剪切波的波形示意圖；
[0057]圖5示出了本發明一種剪切波速度測量裝置一個實施例的結構示意圖；
[0058]圖6示出了本發明一種剪切波速度測量裝置另一個實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0059]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0060]本發明實施例公開了一種剪切波速度測量方法，以提高對在軟組織中傳播的剪切波的速度測量的精準度和可靠性。
[0061 ] 參見圖1，示出了本發明一種剪切波速度測量方法一個實施例的流程示意圖，本實施例可以應用於基於聲輻射力的剪切波彈性成像技術中，對於剪切波速度的測量；同時，對於通過其他方式在組織內產生剪切波以進行組織病變分析的情況，本發明實施例的剪切波速度測量方法也同樣適用。本實施例的方法可以包括:
[0062]步驟101:獲取待檢測的軟組織區域針對多次發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的多個回波信息。
[0063]其中，待檢測的軟組織區域內存在剪切波的傳播。在本發明中所指的軟組織可以是生物體內的肌肉，脂肪、血液以及實質性臟器等。其中，如肝、脾、腎等器官為實質性臟器。
[0064]為了能夠對該軟組織區域進行病變檢測，需要使得該軟組織區域內存在剪切波傳播，以通過測量剪切波在該軟組織區域內的傳播速度，來判斷該軟組織區域內是否存在病變。其中，使得軟組織區域內存在剪切波傳播可以採用現有的任意方式，如，可以通過在組織表面外加低頻機械振動，使軟組織產生同頻振動，機械能量以剪切波的形式向軟組織內傳播。又如，通過向軟組織區域中指定的焦點發射高能量的超聲脈衝激勵波束，在聲輻射力的作用下該焦點處的組織也會發生位移，焦點附近的軟組織由於剪切應力的作用也會產生振動，從而在該待檢測的軟組織區域內產生剪切波的傳播。
[0065]為了分析出剪切波在軟組織區域內的傳播速度，需要在該軟組織區域產生剪切波傳播的情況下，向該軟組織區域內發射多次超聲脈衝波束，以便接收到該軟組織反射回來的回波信息。其中，在軟組織內存在剪切波傳播的情況下，為了檢測剪切波而發射的超聲脈衝波束可以稱為超聲脈衝檢測波束。系統接收針對每次發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的回波信息，得到多個回波信息。其中，每次的回波信息是以回波信號的形式接收，因此，回波信息也可以認為是回波信號。例如，向該軟組織區域內連續發射了 10次超聲脈衝檢測波束，相應的，會接收到10次回波信號，從而得到不同時刻接收到10個回波信息。
[0066]步驟102:根據該多個回波信息，分別確定該剪切波在該軟組織區域中預設的任意兩條掃描線之間的波速。
[0067]為了便於進行剪切波傳播速度的分析，在該待檢測的軟組織區域上可以預先標定多個掃描線，掃描線的位置和數量可以根據需要設定。掃描線也可以稱為檢測線，本發明實施例中軟組織區域內預設的掃描線與現有技術中標定掃描線的方式相同。具體的，每條掃描線均垂直於剪切波的傳播方向。
[0068]獲取到軟組織區域內反射回來的回波信息後，可以根據回波信息進行剪切波的波速的分析，具體分析方式可以採用現有技術中任意剪切波的波速計算方式。為了提高計算波速精度，本發明實施例中，需要分別確定出剪切波在該軟組織區域中任意兩條掃描線之間的波速。例如，當軟組織區域內存在3條掃描線:掃描線1、掃描線2和掃描線3，則需要確定剪切波在掃描線I與掃描線2間的波速VI，剪切波在掃描線I與掃描線3之間的波速V2,以及剪切波在掃描線2和掃描線3之間的波速V3，得到對應3個不同子區域內3個波速。
[0069]步驟103:依據每個波速對應的兩條掃描線的距離，確定每個波速的權重。
[0070]其中，波速所對應的兩條掃描線的距離越大，該波速的權重越大。當然，該每個波速的權重均為大於零的值。
[0071]步驟104:根據每個波速的權重，對所有波速進行加權平均，得到該剪切波在該軟組織區域內的傳播速度。
[0072]在本發明實施例中，在最終確定剪切波在軟組織中的傳播速度時，並不是直接利用對步驟102中確定出的多個波速求平均值，而是需要根據每個波速所對應的兩條掃描線的距離，來確定每個波速的權重，且如果某兩條掃描線之間距離相對其他掃描線之間的距離較大，則剪切波在這兩條掃描線間的波速所對應權重也相對較大。
[0073]例如，仍以軟組織區域內設置有掃描線1、掃描線2和掃描線3為例，並假設掃描線I與掃描線3之間的距離最大，掃描線2和掃描線3之間的距離最小，則剪切波在掃描線I和掃描線3之間的波速Vl所對應的權重Wl最大，而剪切波在掃描線2和掃描線3之間的波速V3所對應的權重W3最小，剪切波在掃描線I和掃描線2之間的波速V2所對應的權重W2則居中。相應的，最終確定出的剪切波在該軟組織區域內的傳播速度V為:
[0074]V=V1*W1+V2*W2+V3W3/W1+W2+W3
[0075]可選的，對於步驟102中確定出的任意一個波速，計算該波速對應的兩條掃描線的距離與第一預設值的乘積，將該乘積作為所述波速的權重，其中，所述第一預設值為大於零的任意值。如，當該第一預設值為一時，該波速對應的掃描線的距離即為該波速對應的權重。
[0076]由於軟組織區域中傳播的剪切波的幅度非常小，一般為微米μ m級別的，相應的組織位移幅度也相當弱小。而發射的用於檢測剪切波速度的超聲脈衝檢測波束的波長一般都是100 μ m以上，因此，對於如此弱小的組織位移幅度，很容易出現受到噪聲以及其他幹擾等影響，導致測量出的剪切波的速度存在偏差。然而可以理解的是，在外界幹擾一定的情況下，在計算剪切波的波速的過程中，兩條掃描線之間的距離越近，計算出的剪切波在這兩條掃描線之間的波速的偏差也就越大。因此，根據掃描線之間的距離大小，來設定計算出的剪切波在掃描線間的波速所對應的權重，以降低由於掃描線間的波速的偏差較大，對確定剪切波在軟組織中的傳播速度所造成的影響。
[0077]剪切波在兩條掃描線之間的波速，僅僅是剪切波在該軟組織區域內的一部分子區域的波速，並不能代表該剪切波在整個軟組織區域的傳播速度。為了描述方便，將剪切波在任意兩條掃描線間的波速稱為掃描線間的波速，為了確定出該剪切波在該軟組織區域內的傳播速度，需要利用各個掃描線間的波速的權重，對所有確定出的掃描線間的波速進行加權平均，加權平均的結果即為該剪切波在軟組織區域內的傳播速度。
[0078]在本發明實施例中，根據軟組織區域內反射回來的回波信息，確定出剪切波在任意兩條掃描線間的波速後，根據波速所對應的兩條掃描線間的距離，設定波速所對應的權重。而且在設定波速的權重時，考慮到了該波速所對應的掃描線間的距離越小，確定出的該波速的偏差就越大，進而將該波速的權重設置的相對較低，從而降低了偏差較大的波速對確定剪切波在軟組織區域內的傳播速度所造成的影響，進而提高了確定出的剪切波在軟組織區域內的傳播速度的準確度。
[0079]可以理解的是 ，在本發明實施例中，只需獲取到待檢測的軟組織反射回來的回波信息，便可以對軟組織內產生的剪切波的傳播速度進行分析。對於何時以及如何在軟組織區域內產生剪切波，以及如何由軟組織區域反射回針對超聲脈衝檢測波束的回波信息，則可以採用現有的任意方式。當然，為了能夠更好的對軟組織區域進行檢測，本發明的方法可以是基於聲輻射力的剪切波彈性成像技術進行軟組織區域的病變檢測，相應的，可以採用超聲激勵脈衝來激勵軟組織區域內產生剪切波。
[0080]可選的，在本發明任意實施例中，在獲取軟組織區域針對多次發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的回波信息之前，還可以包括:控制第一超聲陣列探頭向待檢測的軟組織區域對應的聚焦點位置發射超聲脈衝激勵波束，以在軟組織區域內形成剪切波。其中，聚焦點為在該待檢測的軟組織區域中指定的某一點或者是臨近該待檢測的軟組織區域中的某一點，通過超聲脈衝激勵波束對該聚焦點進行照射，可以在該軟組織區域內產生剪切波。
[0081]進一步的，在軟組織區域內產生剪切波之後，還可以控制第二超聲陣列探頭向該軟組織區域發射超聲脈衝檢測波束，並接收反射回來的回波信息，從而使得系統獲取接收到的回波信息，並進行後續分析。其中，該第二超聲陣列探頭和該第一超聲陣列探頭為同一個超聲陣列探頭，也可以為不同的超聲陣列探頭。
[0082]為了便於理解利用超聲脈衝激勵波束在該軟組織區域內產生剪切波，並接收回波信息的過程，可以參見圖2，其示出了利用超聲激勵脈衝在軟組織區域內產生剪切波，以及通過超聲脈衝檢測波束對該軟組織區域內的剪切波進行測量的原理示意圖。
[0083]位於圖2中間的方框為感興趣區域(ROI, region of interest) I,所謂感興趣區域為組織圖像中選擇的一個圖像區域，該圖像區域即為需要分析的區域，在該圖2中該感興趣區域可以理解為本發明中待檢測的軟組織區域的一個平面圖像。在該感興趣區域I右側用圓圈標出的部分2為超聲脈衝激勵波束照射的部分，也就是該感興趣區域對應的聚焦點2。
[0084]在該感興趣區域的上方為超聲陣列探頭3,在該圖2中以發射超聲脈衝激勵波束和超聲脈衝檢測波束的陣列探頭為同一個為例進行介紹。通過該超聲陣列探頭3向該聚焦點2發射超聲脈衝激勵波束31，如圖中指向該聚焦點2的帶箭頭的較細實體直線所示。其中，發射的該超聲脈衝激勵波束一般為高能量、長持續時間的超聲波束。由於超聲脈衝激勵波束的照射，聚焦點處的組織在聲輻射力的作用下會發生位移，該聚焦點附近的組織也會產生振動，從而在該感興趣區域I的軟組織區域內產生剪切波，如感興趣區域I內的波形所示。其中，剪切波是傳播方向與介質質點振動方向垂直的波，在該圖2中，感興趣區域內的軟組織的振動方向為上下振動，該剪切波則為從聚焦點向左沿水平方向傳播 。
[0085]為了測量該剪切波在該感興趣區域的軟組織中的傳播速度，該超聲陣列探頭3按照預設的周期向該感興趣區域發射超聲脈衝檢測波束32，如圖2中帶箭頭的較粗的實體直線所示。由圖2可以看出超聲脈衝檢測波束的聚焦焦點在該感興趣區域I的正下方，使得整個感興趣區域能夠完全被該超聲脈衝檢測波束覆蓋，使得不同位置處的超聲脈衝的聲強均勻一致，且該感興趣區域I內有足夠強的超聲脈衝檢測波束經過。
[0086]其中，該超聲陣列探頭本次發射超聲脈衝檢測波束距離下一次發射超聲脈衝檢測波束的時間為脈衝重複時間。每隔一個脈衝重複時間，該超聲陣列探頭均會發送一次超聲脈衝檢測波束，發射該超聲脈衝檢測波束的總次數可以根據實際需要設定。每次向該感興趣區域發射了超聲脈衝檢測波束後，該超聲陣列探頭都會接收由該感興趣區域反射回來的回波信息，進而系統可以獲取該回波信息，來分析感興趣區域內剪切波的傳播速度。
[0087]可選的，在實際應用中，當獲取到軟組織區域反射回來的回波信息後，為了能夠最終確定出任意兩條掃描線之間的波速，可以根據獲取到的多個回波信息並結合波束合成技術，確定該軟組織區域中，預設的每個掃描線位置針對多次發射的超聲脈衝檢測波束反射的多個回波信號。為了便於與整個待檢測的軟組織區域內反射回來的回波信息相區分，將根據這回波信息，並利用波束合成技術，合成的每個掃描線位置對應的回波信號稱為第一回波信號。也就是說，對於每次發射超聲檢測脈衝波束，獲取到該軟組織區域針對本次超聲脈衝檢測波束反射回的回波信息後，均需要利用波束合成技術，確定出每個掃描線位置處反射回的第一回波信號，其中，不同掃描線位置所對應的第一回波信號不同。當然，根據回波信息並結合波束合成技術，合成每個掃描線位置處反射回的第一回波信號的過程與現有的合成掃描線位置處或者某個位置處的回波信號的過程相似，在此不再贅述。
[0088]在此之後，可以根據每個掃描線位置所對應的多個第一回波信號，分別確定剪切波在該軟組織區域中預設的任意兩條掃描線之間的波速。
[0089]其中，軟組織區域中預設的掃描線並不是實際存在於生物體的軟組織內，而是為了剪切波波速分析的需要，人為標定的線條，以根據合成的該掃描線位置處反射的第一回波信號來分析剪切波速度。為了便於理解，可以參看圖2所示，在該感興趣區域上標示有4個掃描線位置，如圖中標示有A、B、C、D的四點，在該4點位置處上分別設置有4條掃描線，該掃描線垂直於該剪切波的傳播方向，如圖在感興趣區域內分別位於A、B、C、D位置處相互平行虛線所示。。因此，對於每次接收到的回波信息，均需要分別合成位於位置A、B、C、D處掃描線位置處的軟組織反射回的第一回波信號。為了便於描述，將位於位置A、B、C、D處掃描線位置處分別稱為掃描線A、掃描線B、掃描線C和掃描線D，對於同一次接收到的回波信息，合成的該掃描線A位置處對應的第一回波信號，該掃描線B位置處對應的第一回波信號，掃描線C位置處對應的第一回波信號，以及掃描線D位置處對應的第一回波信號可能均不相同。
[0090]為了便於理解合成的各個掃描線位置處反射回去的第一回波信號，在圖2中，在每個掃描線位置處還對應了畫出了代表通過合成技術，確定出的各個掃描線位置處返回的回波信號，如圖中虛線所示將感興趣區域內的4條掃描線延伸至超聲陣列探頭處，以表示確定出的各個掃描線位置處反射回的回波信號。假設超聲脈衝檢測波束的脈衝重複時間為100微秒，連續對該軟組織區域發射了 20次超聲脈衝檢測波束，那麼相應的會接收到20次回波信息，每次接收回波信息的時刻也相差100微秒。依據結合波束合成技術，分別對於任意一次接收到回波信息，確定出各個掃描線所對應的第一回波信號，則每個掃描線也均對應了 20個不同時刻反射的第一回波信號。
[0091]可選的，為了計算剪切波在任意兩條掃描線之間的波速，可以採用先根據獲取到的多個回波信息，確定剪切波到達該軟組織區域內預設的任意兩條掃描線的第一時間差。當然，也可以先根據獲取到的該多個回波信息，並結合波束合成技術，確定該軟組織區域中，預設的每個掃描線位置針對多次發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的多個第一回波信號。對於任意兩條掃描線位置，如假設為第一掃描線位置和第二掃描線位置，則可以根據第一掃描線位置處針對每次發射的超聲波反射回來的第一回波信息，以及第二掃描線位置處針對每次發射的超聲波反射回來的第一回波信息，確定出剪切波到達該第一掃描線位置和第二掃描線位置的時間差，即第一時間差。
[0092]當剪切波到達任意兩條掃描線的第一時間差確定後，對於任意兩條掃描線，依據這兩條掃描線的第一距離以及該第一時間差，便可以計算出剪切波在該兩條掃描線之間的波速。
[0093]例如，仍以圖2所示為例，在軟組織區域中設定有4條掃描線:掃描線A、掃描線B、掃描線C和掃描線D，假設需要確定剪切波在掃描線A和掃描線B之間的波速時，則可以首先確定出剪切波到達掃描線A和掃描線B的第一時間差，然後確定出掃描線A與掃描線B之間的距離，將該距離除以該第一時間差即可得到該剪切波在這兩條掃描線之間的波速。
[0094]其中，確定剪切波到達兩條掃描線的第一時間差可以是先分別確定剪切波到達每條掃描線的時間，然後再計算該第一時間差。當然，剪切波到達掃描線的時間可以採用現有任意方式，在此不加以限制。
[0095] 參見圖3，示出了一種計算剪切波速度測量方法另一個實施例的流程示意圖，本實施例的方法可以應用於基於聲輻射力的剪切波彈性成像技術中，對於剪切波速度的測量；同時，對於通過其他方式在組織內產生剪切波以進行組織病變分析的情況，本發明實施例的剪切波速度測量方法也同樣適用。本實施例中提供了計算剪切波到達兩條掃描線的時間差的一種優選方式。本實施例的方法可以包括:[0096]步驟301:獲取待檢測的軟組織區域針對多次發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的多個回波信息。
[0097]其中，該待檢測的軟組織區域內存在剪切波傳播。
[0098]該步驟可以參見以上實施例中相應步驟的描述，在此不再贅述。
[0099]步驟302:根據多個回波信息，並結合波束合成技術，確定軟組織區域中，預設的每個掃描線位置針對所述多次發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的多個第一回波信號。
[0100]該步驟可以參照前面相關描述，在此不再贅述。
[0101]步驟303:對於任意一條掃描線，根據預先存儲的掃描線位置的靜態組織回波信號以及該多個第一回波信號，分別確定該掃描線位置處的軟組織在多個不同時刻的位移量。
[0102]其中，該掃描線位置處的軟組織在多個不同時刻位移量分別為該軟組織在反射回這多個第一回波信號的多個時刻所對應的位移量。也就是說，對於任意一個掃描線位置的軟組織而言，每次發射超聲脈衝檢測波束，該掃描線位置處偏離靜態組織的位移量均不相同，需要分別確定每次發射的超聲波脈衝檢測波束，引起該掃描線位置處的軟組織移動的位移變化量。
[0103]其中，靜態組織回波信號是指在向該軟組織區域發射超聲脈衝激勵波束之前，向該軟組織區域發射超聲脈衝檢測波束，並根據接收到的回波信息，確定出的各個掃描線位置處所對應的回波信號。簡而言之，該靜態組織回波信號就是在軟組織區域中不存在剪切波傳播的情況下，反映各個掃描線位置處軟組織狀態的回波信號。根據掃描線位置處的軟組織在剪切波傳播前的靜態組織回波信號，以及存在剪切波傳播的狀態下，該掃描線位置處的軟組織多次反射的第一回波信號可以分別確定出每次發射超聲脈衝檢測波束後該掃描線位置處的軟組織偏離靜態 位置的位移量，得到多個時刻的多個位移量。
[0104]如，其中一種計算一個掃描線位置處軟組織的位移量方式可以是在該掃描線位置處的掃描線上選取多個點，例如在該圖2中掃描線A的位置上選取若干個點，然後根據該掃描線上選取的各個點反射回來的回波信號，來確定出該掃描線位置處軟組織偏離靜態組織的位移量。具體的公式如下:
【權利要求】
1.一種剪切波速度測量方法，其特徵在於，包括: 獲取待檢測的軟組織區域針對多次發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的多個回波信息，其中，所述待檢測的軟組織區域內存在剪切波的傳播； 根據所述多個回波信息，分別確定所述剪切波在所述軟組織區域中預設的任意兩條掃描線之間的波速； 依據每個所述波速對應的兩條掃描線的距離，確定每個所述波速的權重，其中，所述波速所對應的兩條掃描線的距離越大，所述波速的權重越大； 根據每個所述波速的權重，對所有所述波速進行加權平均，得到所述剪切波在所述軟組織區域內的傳播速度。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述依據每個所述波速對應的兩條掃描線的距離，確定每個所述波速的權重，包括: 對於任意一個所述波速，計算所述波速對應的兩條掃描線的距離與第一預設值的乘積，將所述乘積作為所述波速的權重，其中，所述第一預設值為大於零的任意值。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據所述多個回波信息，分別確定所述剪切波在所述軟組織區域中預設的任意兩條掃描線之間的波速，包括: 根據所述多個回波信息，並結合波束合成技術，確定所述軟組織區域中，預設的每個掃描線位置針對所述多次發射的超聲脈衝檢測波束反射的多個第一回波信號； 根據所述每個掃描線位置所對應的多個第一回波信號，分別確定所述剪切波在所述軟組織區域中預設的任意兩條掃描線之間的波速。
4.根據權利要求1至3 任一項所述的方法，其特徵在於，所述根據所述多個回波信息，分別確定所述剪切波在所述軟組織區域中預設的任意兩條掃描線之間的波速，包括: 根據所述多個回波信息，確定所述剪切波到達所述軟組織區域內預設的任意兩條掃描線的第一時間差； 對於任意兩條掃描線，依據所述兩條掃描線的第一距離以及所述剪切波到達所述兩條掃描線的第一時間差，計算所述剪切波在所述兩條掃描線之間的波速。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述根據所述多個回波信息，確定所述剪切波到達所述軟組織區域內預設的任意兩條掃描線的第一時間差，包括: 根據所述多個回波信息，並結合波束合成技術，確定所述軟組織區域中，預設的每個掃描線位置處針對所述多次發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的多個第一回波信號； 對於任意一個掃描線位置，根據預先存儲的所述掃描線位置的靜態組織回波信號以及所述多個第一回波信號，分別確定所述掃描線位置處的軟組織在多個不同時刻的位移量，其中，所述在多個不同時刻位移量分別為所述軟組織在反射回所述多個第一回波信號的多個時刻所對應的位移量； 根據每個所述掃描線位置處的軟組織在多個不同時刻的位移量，確定每個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形； 對於任意兩個掃描線位置，根據所述兩個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形，確定所述剪切波到達所述兩個掃描線位置的第一時間差。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述根據所述兩個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形，確定所述剪切波到達所述兩個掃描線位置的第一時間差，包括:對所述兩個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形進行互相關運算，則互相關最大值所對應的時間延遲量為所述第一時間差； 或者，分別將每個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形中，位移最大值所對應的時刻作為所述剪切波到達所述掃描線位置的時刻，根據剪切波到達所述兩個掃描線位置的時間，確定出所述剪切波到達所述兩個掃描線位置的第一時間差。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述獲取待檢測的軟組織區域針對發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的回波信息之前，還包括: 控制第一超聲陣列探頭向所述軟組織區域對應的聚焦點位置發射超聲脈衝激勵波束，以在所述軟組織區域內形成剪切波； 控制第二超聲陣列探頭按照預設周期，向所述軟組織區域發射多次超聲脈衝檢測波束，並接收每次反射回來的所述回波信息。
8.一種剪切波速度測量裝置，其特徵在於，包括: 信息獲取單元，用於獲取待檢測的軟組織區域針對多次發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的多個回波信息，其中，所述待檢測的軟組織區域內存在剪切波的傳播； 分段波速確定單元，用於根據所述多個回波信息，分別確定所述剪切波在所述軟組織區域中預設的任意兩條掃描線之間的波速； 權重設置單元，用於依據每個所述波速對應的兩條掃描線的距離，確定每個所述波速的權重，其中，所述波速所對應的兩條掃描線的距離越大，所述波速的權重越大； 剪切波速度確定單元，用於根據每個所述波速的權重，對所有所述波速進行加權平均，得到所述剪切波在所述軟組織區域內的傳播速度。.
9.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述權重設置單元，包括: 第一權重設置單元，用於對於任意一個波速，計算所述波速對應的兩條掃描線的距離與第一預設值的乘積，將所述乘積作為所述波速的權重，其中，所述第一預設值為大於零的任意值。
10.根據權利要求8或9所述的裝置，其特徵在於，所述分段波速確定單元，包括: 時間差確定單元，用於根據所述多個回波信息，確定所述剪切波到達所述軟組織區域內預設的任意兩條掃描線的第一時間差； 分段波速確定子單元，用於對於任意兩條掃描線，依據所述兩條掃描線的第一距離以及所述剪切波到達所述兩條掃描線的第一時間差，計算所述剪切波在所述兩條掃描線之間的波速。
11.根據權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述時間差確定單元，包括: 信號合成單元，用於根據所述多個回波信息，並結合波束合成技術，確定所述軟組織區域中，預設的每個掃描線位置針對所述多次發射的超聲脈衝檢測波束反射回來的多個第一回波信號； 位移量確定單元，用於對於任意一個掃描線位置，根據預先存儲的所述掃描線位置的靜態組織回波信號以及所述多個第一回波信號，分別確定所述掃描線位置處的軟組織在多個不同時刻的位移量，其中，所述在多個不同時刻位移量分別為所述軟組織在反射回所述多個第一回波信號的多個時刻所對應的位移量； 波形確定單元，用於根據每個所述掃描線位置處的軟組織在多個不同時刻的位移量，確定每個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形； 時間差確定子單元，用於對於任意兩個掃描線位置，根據所述兩個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形，確定所述剪切波到達所述兩個掃描線位置的第一時間差。
12.根據權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述時間差確定子單元，包括: 第一時間差確定子單元，用於對所述兩個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形進行互相關運算，則互相關最大值所對應的時間延遲量為所述第一時間差； 或者，第二時間差確定子單元，用於分別將每個掃描線位置處對應的所述剪切波的波形中，位移最大值所對應的時刻作為所述剪切波到達所述掃描線位置的時刻，根據剪切波到達所述兩個掃描線位置的時間，確定出所述剪切波到達所述兩個掃描線位置的第一時間差。
13.一種剪切波速度測量系統，其特徵在於，包括: 用於向所述待檢測的軟組織區域對應的聚焦點位置發射超聲脈衝激勵波束的第一超聲陣列探頭； 用於按照預設周期，向所述軟組織區域發射多次超聲脈衝檢測波束，並接收每次反射回來的多個回波信息的第二超聲陣列探頭； 以及，與所述第一超聲陣列探頭和第二超聲陣列探頭連接，並控制所述第一超聲陣列探頭和第二超聲陣列探頭的控制節點； 所述控制節點內置有如權利要求8至12任一項所述的剪切波速度測量裝置。
【文檔編號】A61B8/08GK103462643SQ201310454725
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】劉德清, 馮乃章 申請人:深圳市開立科技有限公司