[发明专利]一种基于剪切波幅度和相位检测的组织粘弹性测量方法

摘要

本发明提供一种基于剪切波幅度和相位检测的组织粘弹性测量方法，使用声辐射力激励和超声回波检测两个探头同时进行检测，声辐射力激励探头产生推动波束，使组织产生一定频率的剪切波，超声回波检测探头产生检测波束，检测剪切波在传播路径上的幅度衰减和相位改变，通过幅度衰减系数和速度检测值估计出组织的弹性模量和粘性系数，即可以同时定量检测出组织的弹性模量和粘性系数，为多种疾病的诊断提供了精确丰富的力学参数信息，有利于拓展超声弹性成像的临床应用范围与层次水平；同时本发明仅使用一种频率剪切波即可进行检测，降低了系统复杂性和设计成本，提高检测效率，还避免高频率剪切波引起的相位检测噪声，提高力学组织参数检测的准确性。

主权项

1.一种基于剪切波幅度和相位检测的组织粘弹性测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：S1、使用声辐射力激励探头产生推动波束，激励组织产生频率为ω的剪切波；S2、在剪切波传播方向上选择相距为Δr的两个检测点r1和r2，且Δr小于剪切波的波长λ；S3、对检测点r1，使用超声回波检测探头按设定帧率f产生检测波束，焦点位于r1上，通过回波分析获取r1质点随时间‑振动曲线1；S4、使用卡尔曼滤波从时间‑振动曲线1抽取频率为ω的信号，该信号的相位和幅度即为检测点r1处相位φ1和幅度A1；S5、对检测点r2，使用超声回波检测探头按同样设定帧率f产生检测波束，焦点位于r2上，通过回波分析获取r2质点随时间‑振动曲线2；S6、使用卡尔曼滤波从时间‑振动曲线2抽取频率为ω的信号，该信号的相位和幅度即为检测点r2处相位φ2和幅度A2；S7、使用下式计算得出剪切波速度c：c＝ωΔr/(φ1‑φ2)  式(2)S8、使用下式计算得出剪切波幅度衰减系数α：α＝ln(A1/A2)/Δr  式(3)S9、根据所述剪切波幅度衰减系数α、剪切波频率ω、组织密度ρ、剪切弹性模量μ1和粘性系数μ2，建模成如下关系：S10、根据已知的计算剪切波速度的公式和所述式(4)求解可得：在式(5)和式(6)中，剪切波频率ω和组织密度ρ是已知量，利用式(2)求解的剪切波速度c和式(3)求解的剪切波幅度衰减系数α，即可根据式(5)和式(6)分别计算出组织的剪切弹性模量μ1和粘性系数μ2。