[发明专利]一种弹性减影成像方法

说明书

技术领域

本发明属于医学成像的超声弹性成像技术领域，特别涉及一种弹性减影成像方法。

背景技术

弹性成像作为一种成像模式，能够提供成像组织的硬度信息。在过去十几年中，弹性成像在一些微创消融治疗监控应用中得到了研究。在这些消融治疗中，通过一些物理或者化学方法，产生局部组织坏死，这个过程通常伴随着组织硬度的变化。为达到治疗效果，一方面要求完全摘除病灶组织，另一方面要尽可能少的损害周围健康组织，因此准确评估已经凝固坏死的区域尤其重要。弹性成像发展至今，其在HIFU治疗、射频消融、无水酒精注射治疗中的监控成像的可行性已经被验证。其它成像方式，比如磁共振成像(MRI)、增强型CT也能够用于这些治疗的监控，但是它们比较昂贵，移动性不够，同时并非适用于所有病人(MRI不适用带心脏起搏器的病人，增强型CT不适用于对造影剂有严重过敏反应的病人)。超声成像也被尝试用于上述消融治疗的监控中，但是由于组织的声特性同组织活性并不相关，因此效果并不理想。相比上述方法，弹性成像能直接提供硬度信息，而且具有实时、低成本、安全的特点，因此有望成为一种消融治疗监控的理想方法。

传统实现弹性成像方法步骤如下：

1)采集组织压缩前的超声射频数据；

2)从外界对组织施加一定的压缩量，并获取组织压缩后的超声射频数据；

3)根据步骤2)，对压缩前后得到的数据利用本专业人员所知的方法计算得到应变场，从而获得反应组织硬度分布的弹性图像。

但是，目前的弹性成像有一定的局限性。如一些弹性成像中的伪影(机械伪影、声学伪影、以及信号处理方法导致的伪影)可能影响弹性成像的最终结果。而且，对于一些病灶，如硬癌，本身硬度就大，治疗中损伤虽然会引起硬度的变化，但是由于背景硬度很大，对比度就会变小，从而不易检测治疗引起的硬度变化。

在医学成像领域，减影技术已经被广为应用。通过从活板图像(live image)中减去蒙板图像(mask image)，使得两幅图像中的差异得到突显，同时相同的背景结构能够得到抑制。减影技术的应用可以极大的抑制伪影，提高成像结果的信号噪声比和对比度噪声比。现在，减影技术中最广为人知的应用是数字血管减影成像(digital subtraction angiography，DSA)，在DSA流程中，在感兴趣血管弹丸注射造影剂，并且获取注射前后的数字X光投影图像，之后将两图像相减获得没有背景信息的血管减影成像。

虽然，弹性成像广为人们研究，减影技术在医学成像中广为应用，但是并没有将减影技术用于弹性成像的系统研究以及将弹性成像和减影技术这两种技术进行结合的相关报道。

发明内容

本发明的目的是克服已有弹性成像技术的不足之处，提出一种弹性减影成像方法，该方法结合弹性成像技术和减影成像技术，使成像质量得到提高，能够比传统的弹性成像在损伤监控中得到更好的效果。

本发明提出的结合弹性成像技术和减影成像技术的弹性减影成像方法，包括以下步骤：

1)对损伤引入前的组织施加一定的压缩，并采集压缩前后的超声射频数据；

2)对损伤引入后的组织施加一定的压缩，并采集压缩前后的超声射频数据；

3)根据步骤1)所采集的超声射频数据计算损伤引入前的组织的位移场(计算方法可以采用互相关法，绝对值差和法，多普勒法，自相关法等本专业人员所知的位移估计方法)；

4)根据步骤2)所采集的超声射频数据计算损伤引入后的组织的位移场(计算方法可以采用互相关法，绝对值差和法，多普勒法，自相关法等本专业人员所知的位移估计方法)；

5)根据步骤3)、4)得到的结果，计算弹性减影图像。

本发明的原理：

弹性图像能够提供成像组织的硬度信息，减影技术通过从活板图像(live image)中减去蒙板图像(mask image)，能够将活板图像和蒙板图像中的差异突显，同时抑制相同的背景结构。本发明正是基于弹性图像和减影成像技术的上述特点，通过将损伤引入后的弹性图像减去损伤引入前的弹性图像从而得到弹性减影图像，从而获得比普通弹性成像对于治疗引入的损伤的更好的检测。

本发明的特点：

1)将弹性成像技术与减影技术相结合。

2)能够将图像中的差异突显，同时抑制相同的背景结构，如背景硬物引入的应力集中导致的伪影可以得到有效抑制。

3)能够获得较高的信号噪声比和对比度噪声比，成像质量得到提高，对组织中的损伤的检测能力得到提升。

4)不容易受到硬组织背景的影响，而且能够提供更可靠的损伤边界信息。