[发明专利]超声弹性成像系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于提供解剖部位（例如，患者的解剖部位）的应变图像的超声弹性成像系统和方法。本发明还涉及用于实施这样的方法的计算机程序。

背景技术

在超声应变弹性成像中，显示相对轴向应变的图像，其与组织刚度差异相关联。例如，该应变图像（也被称为弹性图）能够有助于区分病变恶性肿瘤。轴向应变的估计要求在超声探头的（多个）换能器元件和解剖部位（例如，患者的（更深）组织）之间的以相对轴向运动形式的一些轴向压缩（或解压）。通过超声探头的重量和/或通过系统的用户（例如，医务人员或医生）施加的物理压力和/或通过归因于心跳或呼吸的内部患者运动能够提供这样的压缩。灵敏弹性成像系统能够要求很少的运动（例如，大约10μm的相对轴向运动）。更多的压缩能够倾向于改进应变图像质量，直到降低的效果（诸如，去相关、模糊或误配准）能够变成显性（例如，约1mm的围绕相对轴向运动）。由于超声弹性成像的所需（轻微）相对轴向运动可以接近用户身体感知的极限，和/或由于其可以影响应变图像的质量，弹性成像系统能够能显示应变图像的质量的指示。例如，该指示能够是靠近应变图像的（非量化）条形图。

显示这样的条形图的范例性弹性成像系统是飞利浦iU22系统。例如，手册“Sensitivity and strength,Philips Breast Elastography Ultrasound Quick Start Guide,Philips,2010”（例如，当前在http://www.healthcare.philips.com/main/products/ultrasound/technologies/elasto graphy.wpd找到），其是提供飞利浦iU22乳腺弹性成像系统的简短概述的快速入门指南，公开了靠近应变图像显示实时压缩反馈条。该屏幕上的指示符为用户提供对弹性图的适量变形的实时反馈。系统计算得到的组织变形的水平并且将其显示为绿色和灰色条，以指示质量弹性图的适当（绿色）和不适当（灰色）的组织变形。

存在进一步改进这样的弹性成像系统的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的超声弹性成像系统和方法。本发明的又一目的是提供一种用于实施这样的方法的计算机程序。

在本发明的第一方面，提出一种用于提供解剖部位的应变图像的超声弹性成像系统。所述系统包括信号处理单元，所述信号处理单元被配置为接收来自具有至少一个换能器元件的超声探头的时变超声信号，以基于所述时变超声信号来确定轴向运动数据，所述轴向运动数据指示超声探头和解剖部位之间在轴向方向上的相对轴向运动，并且基于所述轴向运动数据来确定轴向运动在横向方向上的横向变化。所述系统还包括显示单元，所述显示单元被配置为基于应变图像数据显示解剖部位的应变图像，所述应变图像数据是基于轴向运动数据来确定的，并且基于轴向运动的横向变化显示应变图像的质量的横向变化的指示。

在本发明的又一方面，提出一种用于提供解剖部位的应变图像的超声弹性成像方法。所述方法包括接收来自具有至少一个换能器元件的超声探头的时变超声信号；基于所述时变超声信号来确定轴向运动数据，所述轴向运动数据指示超声探头和解剖部位之间在轴向方向上的相对轴向运动；基于所述轴向运动数据来确定轴向运动在横向方向上的横向变化；基于应变图像数据显示解剖部位的应变图像，所述应变图像数据是基于轴向运动数据来确定的；以及，基于轴向运动的横向变化显示应变图像的质量的横向变化的指示。

在本发明的又一方面，提出一种计算机程序，所述计算机程序包括程序代码模块，当在计算机上执行所述计算机程序时，所述程序代码模块令计算机执行这样的方法步骤。

本发明的基本思路是确定轴向运动的横向变化，并且基于该轴向运动的横向变化显示应变图像质量的横向变化的指示。横向方向正交于轴向方向。尤其，轴向方向能够是深度方向（例如，正交于患者的皮肤）和/或（多个）换能器元件发射超声波的方向。所述或每个换能器元件被配置为发射和/或接收超声波。相对轴向运动能够被认为是从一个时间点到另一时间点在超声探头（或（多个）换能器元件）和解剖部位之间的相对轴向位移。因此，从时变超声回波信号能够确定相对轴向运动。从超声回波（强度和/或相位）数据能够构建超声图像的每个轴线，在由（多个）换能器元件发射的至少一个发射脉冲中的每个发射脉冲之后在来自逐渐变深深度的（多个）换能器元件处接收的每个回波信号得到所述超声回波数据。尤其，通过比较来自至少两个不同发射脉冲（在两个不同时间点上）在相同解剖部位（或空间位置）的超声回波信号，能够确定相对轴向运动。