[发明专利]具有患者自适应剪切波生成的超声剪切波成像

说明书

一种超声诊断成像系统采集示出剪切波测量被执行的身体的区域的不同特性的不同种类的先导图像。先导图像通过推动脉冲定位器来分析以自适应地在最小化或避免剪切波行进通过血管、通过身体中的硬度不均匀性的区域的身体中的位置处或在当剪切波受组织运动不利地影响时的时间处生成推动脉冲。

技术领域

本发明涉及医学诊断超声系统，并且具体涉及使用剪切波执行对组织硬度或弹性的测量的超声系统。

背景技术

诊断成像长久以来追求的目标之一是精确组织表征。临床医师想要扫描身体的器官的诊断区域，并使成像系统识别图像中的组织的特性。理想地，临床医师想要成像系统识别病变为恶性还是良性。尽管完全获得该目标仍然尚待完成，但是诊断成像仍然能够为临床医师给出关于组织的组成的线索。这一领域的一项技术是弹性成像，其测量身体内的组织的弹性或硬度。例如，具有高硬度的乳房肿瘤或肿块可能是恶性的，而较软且更加柔顺的肿块可能是良性的。由于已知肿块的硬度与恶性或良性相关，因此弹性成像向临床医师提供有助于处置方案的诊断和确定的另一依据。

如初始预期的弹性成像评估当经受压缩压力时身体内的组织。当将超声探头稳固地按压抵靠身体时，下层软组织与下层硬组织相比将压缩到更大程度。但是弹性成像可以是非常操作者相关的，其中，结果受到在何处和多少压力正施加到身体的影响。将期望能够通过不是如此操作者相关的方法来评估弹性。

弹性测量的备选方法是剪切波测量。当身体上的点被压缩然后释放时，下层组织被向下压缩，然后当释放压缩力时向上弹回。但是由于在压缩力下的组织与周围组织连续结合，因此力向量的侧向的未压缩的组织将对压缩组织的上下移动做出响应。被称为剪切波的该侧向方向上的涟漪效应是周围组织对向下的压缩力的响应。此外，已经确定可以通过来自超声脉冲的辐射压力产生向下推动组织所需的力，并且超声接收可以用于感测和测量由剪切波引起的组织运动。由局部组织机械性质确定剪切波速度。剪切波将以一个速度行进通过软组织，并且以另一更高的速度行进通过硬组织。通过测量身体内的点处的剪切波的速度，获得关于组织的特性的信息，诸如，其剪切弹性模量、杨氏模量和动态剪切黏度。侧向传播剪切波缓慢行进，通常为每秒几米或更少，这使得剪切波易受检测，但是其在几厘米或更少上迅速衰减。例如，参见美国专利US 5606971(Sarvazyan)和美国专利US 5810731(Sarvazyan等人)。由于可以针对每次测量重复相同的“推动脉冲”，因此剪切波技术适用于利用超声对组织特性进行客观量化。此外，剪切波速度独立于推动脉冲强度，从而使测量较少依赖于用户。

然而，由剪切波行进引起的身体内的组织的运动是非常轻微的，通常大约数十微米或更少。因此重要的是，剪切波生成的位置、推动脉冲的焦点被谨慎地选择，使得可检测剪切波在没有过度快速衰减的情况下被产生。已知身体内的一些组织结构不利地影响剪切波生成和传播。一种这样的结构是血管。剪切波将不成功地行进通过流体，例如，血管。因此重要的是，避免在血管被定位于推动脉冲焦点与其剪切波性质要被测量的目标肿块之间的情况下生成剪切波。能够不利地影响剪切波传播的另一组织结构是推动脉冲焦点与目标肿块之间的显著变化的组织硬度的区域。这样的组织能够扭曲或减弱剪切波，从而导致速度测量不准确。剪切波生成的又一问题是由于呼吸的运动或其他运动效应。患者的呼吸能够产生目标区域中的移动，从而导致期望的推动脉冲焦点和得到的剪切波相对于目标肿块的位置的错误定位。因此，期望能够针对每个患者实时检测对准确剪切波生成的这些潜在阻碍，使得准确定位的剪切波在没有过度扭曲或衰减的情况下被生成。

发明内容