[发明专利]使用超声估计组织的衰减特性的方法和系统

说明书

公开了使用超声估计组织的衰减特性的方法和系统。方法包括，接收与被发射到组织中的一个或多个超声信号的回波的检测相对应的回波数据。该回波可以从组织的一定深度范围内接收。使用该回波数据获得该组织深度范围内的频谱测量。可以使用该组织深度范围内的频谱测量来估计该组织深度范围内的组织的衰减特性。具体地，可以使用该频谱测量和被发射到组织中的该一个或多个超声信号的已知频谱特性来估计组织的衰减特性。

技术领域

本发明涉及超声系统和方法，尤其涉及使用超声进行的在组织的一定深度范围内的衰减估计。

背景技术

超声成像被广泛用于在各种不同应用中检查各种材料和物体。超声成像提供了一种快速的和容易的工具，可以以无创方式分析材料和物体。因此，超声成像在医学实践中作为疾病诊断、治疗和预防工具特别普遍。具体地，由于其相对非侵入性的性质、低成本和快速响应时间，超声成像在整个医疗行业中广泛用于诊断和预防疾病。而且，由于超声成像基于非电离辐射，因此它不会带来与其他诊断成像工具（例如X射线成像或其他使用电离辐射的成像系统）相同的风险。

通常，超声成像通过将超声波产生并引导到感兴趣的材料中来实现的，首先是发射阶段，然后是接收阶段。在发射阶段，通过施加连续的或脉冲的电子信号将超声波信号发射到感兴趣的材料中。在接收阶段，不同材料之间的边界所产生的反射回波会被接收装置（比如换能器）接收，并被转换为电信号，然后可以对该电信号进行处理以确定回波源的位置。所得的数据可用于显示感兴趣材料的内部的图像，例如可以使用显示装置（比如监视器）显示图像。

超声成像可以提供大量的临床信息。具体而言，超声成像可用于腹部超声（以可视化腹部组织和器官）、骨超声（以评估骨脆性）、乳房超声（以可视化乳房组织）、多普勒胎儿心率监测器（以听取胎儿心跳）、多普勒超声（以可视化通过血管、器官或其他结构的血流）、超声心动图（以查看心脏）、胎儿超声（以查看怀孕的胎儿）、超声引导下的活检（以采集样本组织）、眼科超声（以可视化眼部结构）和超声引导下的穿刺针放置（在血管或其他感兴趣的组织中）。超声成像还已经用于通过单次测量硬度或剪切波速度来描述各种疾病状态，例如肝脏、乳房、前列腺、甲状腺或其他器官的疾病。

组织内声音的衰减已经呈现出基于组织类型以及在特定组织类型内基于疾病状态而变化。测量和跟踪各种器官内的组织的随时间的衰减特性的能力具有使医师能够监视多种疾病的进展的潜力。此外，它使医师能够测量当前疗法的疗效，并有可能减轻对定期进行组织活检的需求。由于超声的非侵入性，使用超声来测量组织的衰减特性是有益的。因此，存在对于用于使用超声来测量组织的衰减特性的系统和方法的需要。

为了使用超声来实现这些测量，存在许多挑战。例如，换能器的有限带宽、换能器之间的变化性、换能器内的变化性、信噪比问题等等都可能导致使用超声测量组织的衰减特性时出现问题。具体地，即使换能器是超声系统性能的显着限制，由于与组织的与频率相关的衰减特性导致的带宽减小，声波与组织的相互作用也会导致深度处的性能降低。但是，组织在一定深度范围内的衰减特性是医生用来监视多种疾病的进展的特性。因此，存在对于有助于使用超声采集组织在一定深度范围内的衰减特性的系统和方法的需要。

发明内容

根据各种实施例，一种用于使用超声来估计组织的衰减特性的方法包括：接收与被发射到组织中的一个或多个超声信号的回波的检测相对应的回波数据。该回波可以从一定范围的组织深度接收。使用该回波数据获得该组织深度范围内的频谱测量。使用该组织深度范围内的频谱测量来估计在该组织深度范围内的组织的衰减特性。具体地，可以使用该频谱测量和被发射到组织中的该一个或多个超声信号的已知频谱特性来估计组织的衰减特性。