[发明专利]空间上精细的剪切波分散超声振动测定采样

说明书

技术领域

本发明针对测量剪切波，更具体地，针对通过剪切波分散超声振动测定(SDUV)来测量剪切波。

背景技术

活组织中的机械变化与病理学变化相关。因为在健康组织与病理组织之间，剪切弹性模量(硬度)和粘度可能显著变化。随着过去十年超声弹性成像的发展，很多临床研究已经显示：组织粘弹特性为医师提供了有用的信息以便于更好的癌症诊断和治疗评估。

剪切波分散超声振动测定(SDUV)是一种基于声辐射力的技术，该技术通过描述剪切波速度分散(即频率)的特征来测量组织剪切弹性和粘度。该技术的应用是无创测量肝硬度以区分肝纤维化和肝硬化的阶段。

用于医学成像的超声探查经常使用纵波。在体内组织中，超声以波形式传播。实际上，沿传播路径的所有粒子在适当位置往复振动，并且振动发生在传播方向上。振动产生压缩和稀疏。这些被模拟成正弦曲线的波峰和波谷。能量被传递给靶标，并且通过振荡的粒子移动返回。

与之相比，超声剪切波(或横波)特征为垂直于传播方向在适当位置的往复移动。振荡一方面产生波峰，另一方面产生波谷。

执行SDUV必须发出一系列聚焦的纵波推动脉冲。它们为高强度的窄带宽信号，其以(假定)100Hz的重复率发射。在这些脉冲中的若干个被发射之后(每个横向一致并且在相同方向)，它们建立了从焦点传播出的并且方向与推动脉冲的方向垂直的剪切波。焦深已被选择，使得剪切波行进穿过感兴趣区域(ROI)。

向ROI发出纵波跟踪脉冲以便在采样点评价剪切波的振幅。该测量被用于估计被采样位置处的剪切波的相位。

为了对另一位置采样，另一推动脉冲发往相同的推动焦点，接着向该位置发出跟踪脉冲。需要该第二个循环，因为两点间的相位差被用于确定弹性和粘度。

因为推动脉冲的包络是方波，所以存在频率通常为100Hz的剪切波和谐波(200Hz、300Hz、400Hz)，即分量(或“单色剪切波”)。不同频率处的速度估计被用于推导组织剪切弹性和粘度。

发明内容

下文解决了记录的现有技术的不足之处。

与使用SDUV检测辐射力引导的剪切波相关联的一个主要挑战在于相对低振幅的振动。轴向位移大约10μm。振动振幅因而易受噪声影响。系统电子噪声和诸如心脏运动或呼吸运动的患者运动将对剪切波位移估计造成显著的噪声。

此外，快速成像要求检测剪切波。必须记录达到400Hz的振动，因为更高频率的剪切波被介质衰减。因此，为了可靠地超过奈奎斯特(Nyquist)阈值，必须在大于1000Hz的频率下对每个空间位置进行采样以防止混叠。由于跟踪脉冲重复频率受限于声音在组织中的速度以及ROI的深度，因此这限制了使用常规非多线检测序列可以采样的空间位置的数量。

如下文提出的，使用多线波束形成器允许对位移场进行更精细的空间采样，和/或在垂向成像平面和横向成像平面两者中的空间采样(当使用与常规1D阵列相比的2D阵列时)。由于从每个检测脉冲提取出更多信息，因此增加了SDUV的弹性测量的鲁棒性。作为增加的优点，流程花费的总时间因此缩短。这从患者的便利性立场来看是有利的，并且有利于减小来自向激励点重复发送推动(push)的热效应的潜在影响。此外，更快节奏的射频(RF)数据采集促进了要求高速度及高空间分辨率的其他剪切波成像/量化技术的应用。

在本发明的一个版本中，通过从单个跟踪脉冲形成平行取向的接收线以用于对单色剪切波进行测量来执行剪切波分散超声振动测定(SDUV)。

作为一方面，从至少一个其他追踪脉冲执行所述形成以便将得到的接收线进行重叠以增加场深。

更具体而言，在一些实施例中，该增加必需从重叠的接收线进行组合以建立至少一条重建A线。

相关的其他可能的方面包含从所述至少一个其他追踪脉冲中的不同时间的复数个跟踪脉冲形成相应的多条通过所述组合建立的重建A线。

作为具体实施例，进行测量包括对单色剪切波进行振幅测量。

本文提出可实施的是一种用于执行剪切波分散超声振动测定(SDUV)的装置，该装置被配置为从单个跟踪脉冲形成多条平行取向的接收线，以用于对单色剪切波进行测量。

该装置特征可能在于：跟踪脉冲以及至少一个横向偏移的跟踪脉冲被聚焦到共同的深度，该装置被配置为基于从聚焦到该深度的脉冲的回波数据来重建更浅的传输焦点。