[发明专利]一种声辐射力双向剪切波复合成像方法及装置

说明书

本发明主要提出一种声辐射力双向剪切波复合成像方法及装置，该方法先通过对人体组织选定位置进行一组声辐射力冲击，产生两种不同方向传播的剪切波。然后通过超声采集观察区域指定位置的回波信号。对各个检测位置的回波信号进行形变估计运算，并利用方向滤波技术选出不同传播方向的剪切波形变估计结果。然后得出以不同方向传播的剪切波波速估计结果，将两个结果加权复合得到最终的剪切波弹性结果。本发明只需要一组冲击，即可产生两帧弹性图像进行复合优化。在保持弹性图像帧率不变的情况下提升了弹性图像的质量。

技术领域

本发明涉及超声波成像领域，特别是一种声辐射力双向剪切波复合成像方法及装置。

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，通过位移形变重建出观察位置的剪切波震动曲线。最后利用剪切波波速估计方法，对观察位置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。根据检测区域剪切波速度值进行伪彩色映射叠加在超声灰阶图像上，形成剪切波弹性图。

通过声辐射力聚焦冲击能够在人体组织内部产生剪切波，常见的声辐射力冲击方法有单焦点冲击或多焦点冲击(马赫锥效应)等方法。单焦点声辐射力冲击产生以焦点为源，近似球面状传播的剪切波，此方法产生的剪切波较弱，传播范围较小；多焦点声辐射力冲击利用马赫锥效应产生接近平面状形态的剪切波，使得剪切波效果增强，传播区域更大。但剪切波在人体组织中传播时，衰减非常快。因此靠近声辐射力冲击源位置的剪切波信噪比明显要比远离位置的剪切波信噪比高。导致一个弹性测量区域中，远离剪切波源的位置的剪切波波速估计准确性更低。有方法提出通过对同一观察区域，在不同位置进行声辐射力冲击，最终形成多幅剪切波弹性图，最后在复合叠加形成该观察区域的最终剪切波弹性图。该方法提高了最终剪切波弹性图的质量，但形成多幅剪切波弹性图耗时过长，而且需要多次对组织不同位置进行声辐射力冲击。实际人体组织状态是运动变化的，多幅剪切波弹性图形成过程中背景其实已经发生变化，此时最终复合的剪切波弹性图并没有准确反映组织的真实弹性情况。

发明内容

针对上述问题，本发明主要提出一种声辐射力双向剪切波复合成像方法及装置，该方法先通过对人体组织选定位置进行一组声辐射力冲击，产生两种不同方向传播的剪切波。然后通过超声采集观察区域指定位置的回波信号。对各个检测位置的回波信号进行形变估计运算，并利用方向滤波技术选出不同传播方向的剪切波形变估计结果。然后得出以不同方向传播的剪切波波速估计结果，将两个结果加权复合得到最终的剪切波弹性结果。

本发明为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种声辐射力双向剪切波复合成像方法，包括，该方法中，在选择的弹性观察区域两侧，按照预先设定的声辐射力冲击焦点位置和顺序进行声辐射力聚焦冲击；采集各横向检测位置线上各检测位置的超声回波数据；对采集的超声回波数据进行处理包括以下步骤：

步骤1、对超声回波数据进行剪切波形变估计运算的步骤；该步骤中，对各横向检测位置线上采集的超声回波数据形变估计运算，形成“形变-时间”结果矩阵；

步骤2、对形变估计结果进行方向滤波的步骤；该步骤中对各检测位置线的“形变-时间”结果矩阵进行方向滤波；

步骤3、画出经过方向滤波后的各检测位置线的“形变-时间”曲线；

步骤4、拟合“时间-距离”直线的步骤；该步骤中，根据各“形变-时间”曲线峰值对应时间值和检测位置物理距离值，形成拟合“时间-距离”直线；