本實施例涉及使用聲輻射力（arf）的利用超聲的彈性成像。超聲彈性成像包括表征組織的彈性性質的不同成像技術，諸如聲輻射力脈沖（arfi）成像或剪切波彈性成像（swei）。這些技術表征結構和/或病理。

背景技術：

在超聲彈性成像技術中，向組織施加力，并且測量結果得到的組織位移以便確定組織的機械性質。引起的位移通常是小的，對于arfi來說大約10μm。當估計組織內的位移時，一個主要的噪聲源是用于估計運動的超聲信號的潛在斑點。該噪聲可能在估計給定小的位移量方面具有不相稱的影響。

技術實現要素：

通過介紹的方式，下面描述的優(yōu)選實施例包括用于使用聲輻射力的彈性成像中的噪聲降低的方法、指令和系統(tǒng)。使用頻率復合。歸因于跟蹤脈沖的發(fā)射和在不同頻率處的接收或者歸因于在不同子帶處處理所接收到的信號，使用在不同頻率處的信號測量由聲輻射力脈沖引起的位移。位移被（a）復合并且經過復合的位移被用來確定彈性或者（b）用來確定彈性并且來自不同頻率處的信息的彈性被復合。

在第一方面中，提供一種用于利用超聲掃描儀進行的彈性成像中的噪聲降低的方法。所述超聲掃描儀的換能器將聲輻射力發(fā)射至患者的組織。該組織對由聲輻射力引起的應力進行響應。所述超聲掃描儀發(fā)射具有第一中心頻率的第一超聲脈沖的序列。所述超聲掃描儀接收響應于該第一超聲脈沖的序列的第一超聲回波。第一超聲回波的接收與第一超聲脈沖的發(fā)射交織使得在該第一超聲脈沖中的每一個之后且在發(fā)射該第一超聲脈沖中的下一個之前接收到該第一超聲回波中的一些。所述超聲掃描儀發(fā)射具有第二中心頻率的第二超聲脈沖的序列。該第二中心頻率不同于該第一中心頻率，并且在與該第一超聲脈沖分離的發(fā)射事件中發(fā)射該第二超聲脈沖。所述超聲掃描儀接收響應于該第二超聲脈沖的序列的第二超聲回波。該第二超聲回波的接收與該第二超聲脈沖的發(fā)射交織使得在該第二超聲脈沖中的每一個之后且在發(fā)射該第二超聲脈沖中的下一個之前接收到該第二超聲回波中的一些。分別根據第一和第二超聲回波確定在第一和第二頻帶處組織隨著時間流逝的位移。根據在第一和第二頻帶處的位移的組合估計輸出彈性。生成輸出彈性的圖像。

在第二方面中，提供一種用于利用超聲掃描儀進行的彈性成像中的噪聲降低的方法。超聲掃描儀的換能器將聲輻射力發(fā)射至患者的組織。該組織對由聲輻射力引起的應力進行響應。所述超聲掃描儀發(fā)射發(fā)射波束的序列，其中每個發(fā)射波束都具有帶有單個峰值的頻率響應。所述超聲掃描儀響應于發(fā)射波束中的每一個接收接收信號的序列，其中接收信號的接收與發(fā)射波束的發(fā)射交織。所述超聲掃描儀根據接收信號的不同頻率確定組織運動。所述超聲掃描儀生成彈性的圖像，其中該圖像基于在不同頻率處的組織運動。

在第三方面中，提供一種用于彈性成像中的噪聲降低的系統(tǒng)。發(fā)射波束形成器被配置成發(fā)射脈沖。脈沖中的每一個都具有帶有僅一個中心頻率的單個頻帶。接收波束形成器被配置成與發(fā)射脈沖交織地接收信號。濾波器被配置成輸出對于所接收到的信號的在不同頻帶中的信息。處理器被配置成根據在不同頻帶中的信息檢測組織響應于聲輻射力的位移并且根據不同頻帶的復合生成彈性。顯示器被配置成輸出彈性。

本發(fā)明由下面的權利要求限定，并且在該部分中的任何內容都不應該被視為對那些權利要求的限制。下面結合優(yōu)選實施例來討論本發(fā)明的另外的方面和優(yōu)點，并且稍后可以獨立地或組合地要求保護本發(fā)明的另外的方面和優(yōu)點。

附圖說明

部件和圖未必成比例，而是將重點放在圖示本發(fā)明的原理上。此外，在圖中，遍及不同視圖相似的參考數字指定對應部分。

圖1是用于彈性成像中的噪聲降低的方法的一個實施例的流程圖；

圖2圖示具有不同頻率的發(fā)射脈沖的示例序列；

圖3示出用于子帶的示例濾波器；

圖4示出經過圖3的濾波器濾波的示例接收數據；

圖5示出在有和沒有圖4的濾波的情況下基于圖4的所接收到的數據的示例剪切速度圖像；

圖6示出在有和沒有頻率復合的情況下的剪切波速度中的方差；以及

圖7是用于彈性成像中的噪聲降低的系統(tǒng)的一個實施例的框圖。

具體實施方式

在基于輻射力的彈性成像中使用頻率復合。頻率復合提供噪聲降低。頻率復合傳統(tǒng)上涉及獲得具有充分不同頻率譜的b型超聲信號，執(zhí)行包絡檢波（非線性操作），以及最后重新組合檢測到的數據。

對于彈性成像，頻率復合發(fā)生在位移確定之后。提出了兩種可能的頻率復合技術：發(fā)射-接收以及僅接收。發(fā)射-接收技術在組織內引起位移之前和之后關于連續(xù)發(fā)射利用不同頻率，導致處于不同頻帶的接收信號。僅接收技術在接收到來自處于單一頻率的發(fā)射的散射回波之后將射頻（rf）或同相和正交（iq）數據濾波成多個頻帶。這兩種方法可以被組合使得對于不同發(fā)射頻率中的每一個的所接收到的信號被濾波成多個接收頻帶。針對頻帶中的每一個確定位移。然后立即（例如，對初始位移估計求平均）或者在進一步成像處理之后（例如，生成針對每個頻率的剪切速度圖像并取得各個圖像之間的中值剪切速度值）組合各位移。

圖1示出用于利用超聲掃描儀的彈性成像中的噪聲降低的方法的一個實施例。使用任何發(fā)射和/或接收技術，創(chuàng)建處于不同頻帶的接收信號。針對每個頻帶計算位移。組合位移，從而提供頻率復合，并且估計彈性圖像。替換地，根據在不同頻帶處的位移來估計彈性圖像，并且組合圖像，從而提供頻率復合。頻率復合降低斑點的影響，從而提供患者的更好圖像和/或彈性值中的更高精度。

該方法由圖7的系統(tǒng)或不同系統(tǒng)來實施。發(fā)射和接收波束形成器使用換能器來發(fā)射并且從患者接收，包括在動作28-38中的應用arfi和跟蹤組織響應。跟蹤處于arfi焦點處的組織或經受與焦點隔開的剪切波的組織。濾波器可以使不同頻帶處的信息隔離。圖像處理器在動作40和42中確定組織運動并生成彈性圖像。諸如超聲掃描儀的其他部分之類的不同設備可以執(zhí)行各動作中的任一個。

可以提供附加、不同或更少的動作。例如，不執(zhí)行動作28、30和/或32。作為另一示例，提供用于配置超聲掃描儀、定位換能器和/或記錄結果的動作。

以描述的或示出的次序（即，從上到下）來執(zhí)行動作，但是可以以其他次序來執(zhí)行該動作。例如，動作28可以在動作38之后執(zhí)行。作為另一示例，并行或重復執(zhí)行動作36和38（例如，發(fā)射，然后接收，然后發(fā)射，然后接收等等）。

在動作28中，超聲掃描儀檢測參考組織信息。為了確定由arfi引起的位移，掃描處于靜止或者沒有經受arfi的組織。掃描發(fā)生在動作34中的arfi的發(fā)射之前，但是可以在其他時間執(zhí)行。

動作30和32提供對參考信息的掃描的兩個示例。在動作30中，在施加應力和測量對應力的組織響應之前向組織發(fā)射脈沖的序列。因為可以在相對于峰值應力之前、之后或二者測量對應力的組織響應，所以在施加應力之前或在組織返回到放松狀態(tài)之后執(zhí)行對參考組織位置的發(fā)射。

該序列與在動作36中提供的相同，諸如是都具有相同頻帶和中心頻率的脈沖的序列或使跨脈沖的中心頻率和頻帶變化的脈沖的序列。一個n個脈沖的集合在施加arfi之前被發(fā)射，并且被用來獲取參考數據用于位移估計。n可以是針對每個空間位置或空間位置組的任何正整數。

在動作32中，接收參考信息。接收由換能器響應于來自發(fā)射的回波生成的電氣信號。通過頻帶將該信號分離，諸如通濾波波、解調和濾波、和/或者響應于發(fā)射在不同頻帶處接收。例如，生成對于每個可分離信號的經過波束形成的樣本的同相和正交（iq）對。

分離的信號被用來檢測參考組織信息。可以使用任何類型的檢測，諸如對強度的b型檢測。檢測到的信息是對動作30中的施加應力之前的發(fā)射的響應。針對不同的頻率分離地檢測組織信息。替換地，基于不同頻率的平均或基于一個頻率來檢測組織信息。在其他實施例中，在沒有檢測的情況下的經過波束形成的數據被用作參考。

在動作34中，超聲掃描儀使用換能器來向組織施加應力。例如，發(fā)射聚焦在感興趣的區(qū)或一點處的arfi。當將arfi施加于聚焦區(qū)域時，組織通過移動對所施加的力做出響應。相對于最初位置或放松的狀態(tài)，組織被移位。在每個給定空間位置處，該位移增大然后恢復到零，從而產生時間的位移分布。組織性質影響位移。

可以通過任何數目的循環(huán)（例如，數十或數百個循環(huán)）的循環(huán)脈沖波形生成輻射力脈沖。例如，arfi被發(fā)射為具有100-1000個循環(huán)的推進脈沖。所發(fā)射的聲波傳播至感興趣的區(qū)，從而造成能量沉積并引起組織位移。

動作36和38在施加輻射力之后并且在組織對應力進行響應同時發(fā)生。例如，發(fā)射和接收在應力的施加或應力中的改變之后并且在組織達到放松狀態(tài)之前發(fā)生。動作40中的運動的檢測關于動作38的接收實時地發(fā)生。替換地，在組織達到放松狀態(tài)之后根據所存儲的信號來執(zhí)行動作40的檢測。

檢測組織在掃描線處對發(fā)射或接收波束的響應。多普勒或b型掃描可以被用來跟蹤對應力的組織響應。在施加應力之前、期間和/或之后執(zhí)行超聲成像。響應于超聲的發(fā)射接收到超聲數據。對于單個空間位置（例如，鄰近施加應力的焦點的點）沿著一條線、在一個區(qū)域上或在一個體積上執(zhí)行發(fā)射和接收。為每個空間位置提供發(fā)射和接收的序列以隨著時間流逝進行跟蹤。使用響應于每個跟蹤發(fā)射的多個接收波束的接收，可以同時接收對于多個橫向隔開的位置和/或深度的數據。

在用于跟蹤的動作36中，超聲掃描儀發(fā)射發(fā)射波束的序列。將多個超聲信號發(fā)射至對應力進行響應的組織。在分離的發(fā)射事件中發(fā)射多個信號。發(fā)射事件是連續(xù)的間隔，其中發(fā)射發(fā)生而沒有響應于發(fā)射的回波的接收。在發(fā)射階段期間，不存在接收。在執(zhí)行一系列發(fā)射事件的場合，還在動作38中執(zhí)行對應的一系列接收事件。響應于每個發(fā)射事件并且在下一發(fā)射事件之前執(zhí)行接收事件。

對于發(fā)射事件，形成發(fā)射波束。每個發(fā)射波束都具有一個頻率響應。例如，發(fā)射波束由2個循環(huán)的2.0mhz脈沖形成。脈沖的頻譜提供2.0mhz處的能量峰值，其中沒有另一頻率處的下方10或20db內的其他峰值?？梢蕴峁┤魏螏?。

用以形成發(fā)射波束的脈沖具有任何數目的循環(huán)。例如，可以使用三個或更多循環(huán)。較大數目的循環(huán)可以降低脈沖的帶寬，從而允許在接收時的更完全頻率分離。在一個實施例中，每個脈沖是至少4個循環(huán)?？梢允褂萌魏伟j、脈沖的類型（例如，單極、雙極、或正弦曲線）或波形。

對于頻率復合，發(fā)射波束的序列可以全部具有相同的中心頻率和帶寬。例如，該序列中的每個發(fā)射都具有2.0mhz中心頻率與相同的脈沖或帶寬。僅接收技術將任何標準脈沖序列用于b型或其他型的超聲成像。

發(fā)射-接收技術發(fā)射具有不同頻率譜的脈沖。使用不同脈沖的重復模式。該序列的多個成像脈沖可以具有不同中心頻率?？梢允褂萌魏晤l率改變模式，諸如每隔一個或每隔兩個的模式?？梢栽谠撔蛄兄惺褂萌魏螖的康牟煌l(fā)射脈沖，諸如在兩個不同中心頻率之間或通過三個不同中心頻率循環(huán)。

圖2示出具有兩個不同中心頻率的超聲脈沖的序列的示例。每個實線箭頭都表示具有在一個中心頻率（例如，1.5mhz）周圍的頻帶的發(fā)射波束，并且每個虛線箭頭都表示具有在不同中心頻率（例如，2.25mhz）周圍的頻帶的發(fā)射波束。實心塊表示動作34的arfi發(fā)射，因此圖2示出具有在arfi之前和之后二者的交替中心頻率的發(fā)射波束的序列，諸如實施動作30和36二者。可以在arfi之前和/或之后使用任何數目的發(fā)射波束。換能器的帶寬可以限制或確定要使用的頻率分離和頻率的范圍。

發(fā)射-接收技術在組織內引起位移之前和之后將不同頻率用在連續(xù)發(fā)射上。該方案可以被擴展到n個頻率，其中每個頻率在第n個發(fā)射上重復。在該方法中，對于在一個給定頻率處的信號，跟蹤的有效脈沖重復頻率（prf）減小至n分之一。

在動作38中，換能器響應于每個發(fā)射事件接收超聲回波。換能器將回波轉換至接收信號，其被接收波束形成為表示一個或多個空間位置的超聲數據。超聲掃描儀接收接收信號的序列，其中接收波束響應于發(fā)射序列中的發(fā)射波束中的每一個被接收。

接收與該序列的發(fā)射交織。對于每個發(fā)射事件，一個接收事件發(fā)生。接收事件是用于從感興趣的一個或多個深度接收回波的連續(xù)間隔。該事件在使發(fā)射事件停止之后發(fā)生。在換能器完成為給定發(fā)射生成聲能之后，該換能器被用于接收響應回波。然后該換能器被用來針對一個或多個相同的空間位置重復另一發(fā)射和接收事件對，從而提供交織（例如，發(fā)射、接收、發(fā)射、接收、…）以跟蹤隨著時間流逝的組織響應。

對于頻率復合的僅接收技術，接收信號被濾波成對于不同頻率的頻帶。該序列的發(fā)射波束使用相同的中心頻率和頻帶。在與發(fā)射中使用的相同或相似的頻帶和中心頻率處執(zhí)行接收。為了提供多于一個頻帶處的信息，接收頻帶被分離成兩個或更多子帶。接收信號和/或波束形成樣本被濾波以隔離在不同中心頻率和/或頻帶處的信息。僅接收技術利用標準脈沖序列并且將所接收到的超聲回波濾波成較窄的頻帶。例如，接收信號處于1-3mhz（中心頻率為2mhz），因此被濾波成兩個1-2mhz（中心頻率為1.5mhz）和2-3mhz（中心頻率為2.5mhz）的頻帶。

以上示例中的子帶不重疊?？梢允褂弥丿B的子帶?？梢允褂猛ㄟ^頻率范圍分離的子帶。

在射頻（rf）數據的情況下，將多個帶通濾波器應用于原始接收信號。對于同相和正交（iq）數據，將復數（complex）低通濾波器應用于經解調或經下移信號。可以使用其他濾波。

對于發(fā)射-接收技術，來自不同事件的發(fā)射頻率處于不同頻率，因此接收信號也處于不同頻率。例如，發(fā)射波束的一半以2mhz為中心并且另一半以3mhz為中心。接收信號同樣以2和3mhz為中心，這取決于給定接收信號響應哪個發(fā)射波束?？梢詰脼V波以降低噪聲。

在替換實施例中，超聲掃描儀使用僅接收和發(fā)射-接收技術的組合。以給定頻帶接收的信號可以被濾波以將信號分成多個子帶。例如，發(fā)射-接收技術提供處于兩個頻帶（例如，1-3mhz和3-5mhz）的信號。將僅接收技術應用于頻帶中的一個或兩個中的信號（例如，1-3mhz信號被濾波以提供1-2mhz和2-3mhz子帶并且3-5mhz信號被濾波以提供3-4mhz和4-5mhz子帶）。對于每個發(fā)射頻帶，接收信號被分離為多個子帶。發(fā)射頻率中的每一個都在位移估計之前被拆分成多個子帶。

與僅接收技術相比，發(fā)射-接收技術或者發(fā)射-接收和僅接收技術的組合可以更有效地降低斑點，因為斑點降低與頻率譜的重疊成反比。通過使發(fā)射脈沖以不同頻率為中心，與僅對接收信號進行濾波相比，該頻譜可以更不同。一些超聲掃描儀可能不能夠使發(fā)射波束排序以通過跟蹤發(fā)射的序列具有不同頻率，因此依賴于僅接收技術。該僅接收技術可能受益地降低斑點。

圖2示出用于發(fā)射-接收技術的發(fā)射事件的示例序列。該脈沖序列用于針對基于輻射力的彈性成像兩頻率復合。發(fā)射和接收操作被交織。針對不同頻率的發(fā)射操作被交織，因此針對不同頻率的對應接收操作也被交織。

超聲掃描儀發(fā)射具有第一中心頻率的第一超聲脈沖的序列。在該示例中，每個其他發(fā)射脈沖都具有相同的第一中心頻率和/或頻帶。響應于這些發(fā)射脈沖中的每一個，超聲掃描儀接收第一超聲回波。響應于每個發(fā)射接收回波，因此與第一超聲脈沖的發(fā)射交織地接收第一超聲回波的序列。在然后發(fā)射第一超聲脈沖中的下一個之前，接收針對一個第一超聲脈沖的第一超聲回波。在圖2的示例中，該發(fā)射事件、然后針對給定頻帶的接收事件發(fā)生九次。接收事件在由圖2中的箭頭表示的每個發(fā)射事件中間發(fā)生，因此對于一個事件的第一超聲回波的收到發(fā)生在下一第二超聲脈沖的發(fā)射之前。

超聲掃描儀還發(fā)射位于第二中心頻率和/或頻帶的第二超聲脈沖的序列。第二中心頻率不同于第一中心頻率。超聲掃描儀發(fā)射具有第二中心頻率的第二超聲脈沖的序列。在該示例中，每隔一個發(fā)射脈沖具有相同的第二中心頻率和/或頻帶。在與彼此并與對于第一超聲脈沖的發(fā)射事件分離的發(fā)射事件（即，由接收事件分離）中發(fā)射第二超聲脈沖。

響應于這些第二發(fā)射脈沖中的每一個，超聲掃描儀接收第二超聲回波。響應于每個第二發(fā)射接收回波，因此與第二超聲脈沖的發(fā)射交織地接收第二超聲回波的序列。接收針對第二超聲脈沖的序列的第二超聲回波的序列。在然后發(fā)射第二超聲脈沖中的下一個之前，接收針對一個第二超聲脈沖的第二超聲回波。在圖2的示例中，該發(fā)射事件、然后對于給定頻帶的接收事件發(fā)生九次。接收事件發(fā)生在由圖2中的箭頭表示的每個發(fā)射事件中間，因此對于一個事件的第二超聲回波的收到發(fā)生在下一第一超聲脈沖的發(fā)射之前。

圖3-4示出僅接收技術的一個實施例。在該示例中，超聲掃描儀通過掃描體模柱狀靶（在平行和垂直幾何結構二者中成像的）和均勻體模來獲取iq數據。掃描是為了剪切波速度。將復數低通濾波器應用于iq數據以便獲得用于處理的不同頻率譜。在該示例中，圖3中表示了四個復數濾波器。這些是無限脈沖響應（iir）濾波器，但是可以使用有限脈沖響應（fir）濾波器。中心頻率被示出為歸一化值。圖4將輸入iq數據的頻率譜示出為輕型線（原始數據）。該輸入數據對于四個濾波器中的每一個是相同的。在圖4中將使用圖3的濾波器之后的針對iq數據的頻率譜示出為四個頻帶中的每一個中的深色線。結果得到的經濾波波的頻率譜然后被用來確定位移。

返回到圖1，在動作40中超聲掃描儀確定組織運動。組織運動被檢測為一維、二維或三維中的位移?？梢詸z測到響應于所施加的力的運動、所生成的剪切波或其他波。在不同時間檢測組織運動。該不同時間對應于不同跟蹤掃描（即，發(fā)射和接收事件對）。

通過估計相對于參考位置信息的位移來檢測組織運動。例如，確定沿著掃描線的組織的位移。該位移可以從組織數據（諸如b型超聲數據）測得，但是可以使用檢測之前的流動（例如，速度）或iq信息。

相關、互相關、相移估計、最小絕對差值和或者其他相似性測量被用來確定各掃描之間（例如，參考和當前之間）的位移。例如，使每個iq數據對與其對應參考相關聯以獲得位移。使表示多個空間位置的數據與參考數據相關聯。作為另一示例，使來自多個空間位置（例如，沿著掃描線）的數據關聯為時間的函數。對于每個深度或空間位置，執(zhí)行在多個深度或空間位置上的相關（例如，64個深度關于中心深度的核心（kernel）是針對其來計算分布的點）。在給定時間具有最高或足夠相關的空間偏移指示位移量。對于每個位置，確定作為時間的函數的位移。

可以使用空間中的二維或三維位移?？梢允褂醚刂煌趻呙杈€或波束的方向的一維位移。

針對任何數目的掃描線來執(zhí)行監(jiān)視。例如，響應于每個發(fā)射形成四個接收波束。在其他實施例中，響應于每個發(fā)射形成僅單個接收波束或其他數目的接收波束。

在發(fā)射聲輻射力以引起位移之后，沿著單個掃描線重復執(zhí)行b型發(fā)射并沿著四個鄰近掃描線執(zhí)行接收。每個重復都監(jiān)視相同區(qū)或位置以便確定針對那些位置的組織響應。通過隨著時間流逝重復超聲脈沖的發(fā)射和超聲回波的接收，確定隨著時間流逝的位移。跟蹤被重復。重復是針對不同發(fā)射和接收事件的?？梢允褂萌魏螖的縨次重復，諸如重復約50-100次。重復盡可能頻繁地發(fā)生，雖然組織從應力恢復但是不妨礙接收。通過以與多普勒方法進行的相似的方式來重復向同一靶區(qū)域發(fā)射信號并從該同一靶區(qū)域接收信號來獲得組織時間的位移分布。

因為沿著掃描線被成像的組織變形，b型強度可能變化。對于被監(jiān)視的掃描線，數據的序列被提供表示組織運動的時間分布。

組織運動的檢測在回波被接收的同時或之后發(fā)生。在一個實施例中，接收到的信息被存儲并且可以用于稍后的檢測。在其他實施例中，在數據被接收時，所接收到的信息被用于檢測。

對于不同頻率處的接收信號分離地確定位移。對于給定位置根據在相應兩個或更多中心頻率或頻帶處的所接收到的信號的兩個或更多時間序列來確定位移的兩個或更多時間序列。根據不同頻率處的信號檢測組織運動。估計針對每個頻帶的位移。對于不同頻帶和/或子帶分離地確定組織隨著時間流逝的位移，從而提供不同位移分布。

對于僅接收技術，確定對于每個頻率、對于每個時間的位移。對于每個頻率提供在每個樣本時間處的接收信號。對于發(fā)射-接收技術，在樣本時間中的僅一些處提供對于一個頻率的位移并且在其他時間處提供對于其他頻率的位移。可以使用插值和/或線擬合來提供對于相同時間的位移。對于組合方法，對于時間的子集（例如，每個偶數樣本時間）提供對于一個發(fā)射頻帶中的每個子帶的位移，并且對于時間的另一子集（例如，每個奇數樣本時間）提供對于另一發(fā)射頻帶的每個子帶的位移。插值和/或線擬合可以被用來提供對于相同時間的位移。

對于頻率復合，將來自不同頻率的信息組合。在一個實施例中，針對位移發(fā)生組合。對于每個給定時間，對于該時間的位移被求平均、加權求平均或以其他方式復合。針對每個時間發(fā)生求平均，從而產生頻率-復合的位移的位移分布?？梢允褂脤碜圆煌l率信息的位移分布的其他求平均。在發(fā)射-接收技術中，插值和/或線擬合通過創(chuàng)建對于所有時間對于頻率中的每一個的位移來合成地獲得最初脈沖重復頻率，從而提供時間上完全采樣的信號。在替換實施例中，在如下面討論的彈性成像的稍后階段處發(fā)生頻率復合。

在動作42中，超聲掃描儀生成彈性的圖像。彈性和結果得到的圖像基于從不同頻率處的信息確定的組織運動。在使用來自不同頻率的信息計算的位移被復合的場合，根據位移估計的彈性包括斑點降低。替換地，根據基于不同頻率處的信息的位移分別估計不同彈性。對于頻率復合，不同彈性或從不同彈性導出的值（例如，rgb顯示值）被求平均或組合。結果得到的彈性包括斑點降低。使用任一種方法，彈性針對位置被輸出并且基于來自不同頻帶和/或中心頻率處的信息的位移的某一組合。

動作42的圖像的生成被表示為在動作44中估計彈性和在動作46中創(chuàng)建圖像。其他表示可以被用來導出用于根據位移來成像的輸出值。

在動作44的一個實施例中，峰值位移的出現時間被用來表示組織對于該位置的彈性。峰值位移在位移分布中的時間在多個位置處被確定，并且被用于諸如在剪切波速度成像中估計波速度。動作36、38中的發(fā)射和接收事件的多次重復提供在一段時間上的樣本。

可以通過找出最大位移標識峰值位移。在替換實施例中，曲線被擬合到組織運動樣本?？梢允褂萌魏吻€擬合。例如，應用回歸。因為剪切波速度是線性的，所以利用自動孤立點檢測的魯棒線性回歸可以指示剪切波速度。對于感興趣的區(qū)中的所有樣本點的超聲數據被繪制為作為時間的函數的距離或者被按照時間和距離繪制。將線性回歸應用于圖表或數據，從而提供對數據的線擬合。在另一示例中，使用樣條插值。在對分布的數據分類之后，三次樣條插值被用來重構最終的時間的位移分布。在其他實施例中，使用傅里葉變換。在移除不期望頻率處的分量之后在頻率域中標識曲線。逆變換提供時間曲線。

可以根據曲線或時間的分布計算峰值位移。最大位移指示峰值位移。對于剪切波成像，對于給定位置的時間的分布指示剪切波的檢測。分布中的峰值，在有或沒有時間的低通濾波的情況下，指示剪切波前的通過。在替換實施例中，在沒有標識峰值位移的情況下，在不同位置處的位移分布之間的相位關系被用來估計速度。

組織響應諸如峰值可以被用作結果。替換地，執(zhí)行另外的計算用于彈性的估計。組織機械性質可以被表征為組織響應的函數。時間的位移分布中的峰值以及其時間的位置可以被用來表征組織的機械性質，諸如應變、應變率、彈性、黏性、阻抗或其他。

通過確定從剪切波的生成直到剪切波在不同位置處被檢測到為止的時間來獲得剪切速度。時間以及到該位置的距離確定速度。根據掃描線間距（即，用于生成剪切波的發(fā)射波束位置和用于檢測剪切波的接收波束位置）來獲知距離。從剪切波的生成和檢測之間的相對時間來獲知時間。位移分布峰值或分布的其他特性指示剪切波。

作為另一示例，從時間的分布提取特征?？梢允褂弥鞣至糠纸?。執(zhí)行不同時間的分布之間的相關。與對于不同時間的分布的不同距離相關聯的滯后提供剪切速度。替換地，可以執(zhí)行小波分析。將小波變換應用于時間的分布，以標識峰值或對應于剪切波的其他特性。根據峰值到每個空間位置的行進時間來標識速度值。

可以執(zhí)行其他估計?？梢允褂梅逯滴灰?、到達峰值位移的時間、從arfi焦點到該位置的波速度、楊氏模量或其他彈性值。可以估計任何彈性信息。

在來自不同頻率的位移被組合的場合，使用頻率復合的位移分布。找到該位移分布的峰值，或者將來自多個位置的位移分布的信息用于估計彈性。

在來自不同頻率的位移沒有被組合的場合，針對不同頻率分離地估計彈性。例如，針對來自兩個不同頻帶的信息確定位移分布。根據兩個位移分布來估計兩個彈性值。結果得到的標量彈性值或從彈性導出的值被求平均或以其他方式組合以提供輸出彈性。響應于在不同頻帶或中心頻率處的信息的彈性被復合。如果位移分布被很好地表征，則圖像可以根據對于每個頻率的信息被生成并被組合（例如，取得圖像的平均值）以降低斑點噪聲。

圖5和6示出分離地處理來自每個頻帶的數據以創(chuàng)建對于每個頻率的分離的剪切速度圖像然后將結果復合的示例。圖5和6的示例使用圖3-4的iq數據和僅接收技術。在根據每個頻帶的數據估計剪切速度之后，在每個空間位置處獲得頻帶之間的中值。在圖5中示出示例損傷靶圖像。在該示例中損傷是體模中的傾斜柱狀靶。在橫截面中示出兩個不同硬度靶（頂部、中間），并且頂部靶被示出平行于柱狀體（底部）。左側圖像對應于沒有頻率復合的剪切速度估計，并且右側圖像對應于經過頻率復合的圖像?？梢詫⒖臻g濾波應用于這些圖像，但是空間濾波被省略以表明斑點噪聲的影響。

對于圖6，將相同的處理應用于在均勻體模中收集的數據。在這種情況下，遍及體模在不同空間位置處執(zhí)行10次獲取。呈現在2d剪切速度圖像上的平均和標準偏差。誤差線指示剪切波速度在二維圖像上的標準偏差。在均勻體模中，跨圖像存在標準偏差的34%降低。

為了在動作46中創(chuàng)建空間圖像，在動作44中估計不同位置處的彈性。重復隨著時間流逝的超聲脈沖的發(fā)射、超聲回波接收，位移的確定，以及對于不同空間位置的估計。結果得到的對于不同位置的彈性的估計被用來生成表示沿著一維、二維或三維的彈性的彈性圖像。在彈性成像中使用對于不同空間位置的輸出彈性。

arfi脈沖的發(fā)射可以重復或者可以不重復。為了監(jiān)視更大的區(qū)，可以響應于監(jiān)視發(fā)射波束來形成附加的接收波束。替換地，另一arfi脈沖被發(fā)射，并且發(fā)射波束和接收波束被提供在不同空間位置處。在6mm×10mm監(jiān)視區(qū)示例中，可以提供36條接收掃描線。以每個發(fā)射波束的四個接收波束，該過程對于不同橫向間距重復九次。對于每個接收波束位置，提供由超聲數據表示的運動信息的時間分布。

可以獲取針對一個深度的樣本。替換地，采樣可以被布置成提供覆蓋感興趣的區(qū)的整個軸向范圍的一個門。在另一實施例中，對于每個接收波束在多個深度處獲得樣本。對于每個軸向深度以及橫向位置提供單獨的時間分布。可以使用任何數目的深度，諸如對于5mm約200個樣本或者對于10mm約400個樣本。

獲得表示感興趣的區(qū)中的不同位置的超聲數據。利用掃描實時獲得超聲數據，或者從存儲器獲得超聲數據。針對每個位置的組織運動被確定為時間的函數。對于每個位置，運動信息表示在不同時間的響應，從而提供時間的分布?？梢允褂闷渌麙呙琛⒈O(jiān)視或技術來獲得超聲數據以估計彈性圖像。

在動作46中，超聲掃描儀生成輸出彈性的圖像。在一個實施例中，圖像是剪切波速度圖像。輸出是作為位置的函數的剪切波速度?？梢允褂闷渌麖椥孕畔?。在替換或附加實施例中，彈性被輸出為值（例如，對于所選點的剪切波速度）。彈性的曲線圖、表或圖表可以被輸出為圖像。歸因于頻率復合，任何一維、二維或三維渲染可以包括較少的斑點噪聲。歸因于頻率復合，諸如曲線圖中的任何值可以具有更大的精度。

圖7示出用于在聲輻射力脈沖成像中的噪聲降低的系統(tǒng)10的一個實施例。頻率復合被用來降低基于arfi的彈性成像中（諸如剪切波成像中）的斑點。系統(tǒng)10實施圖1的方法或其他方法。

系統(tǒng)10是醫(yī)療診斷超聲成像系統(tǒng)或超聲掃描儀。在替換實施例中，系統(tǒng)10是在相同位置處或在網絡上分布用于實時或獲取后成像的個人計算機、工作站、pacs站或其他布置，因此可以不包括波束形成器12、16和換能器14。

系統(tǒng)10包括發(fā)射波束形成器12、換能器14、接收波束形成器16、圖像處理器18、顯示器20、存儲器22和濾波器24。可以提供附加、不同或更少的部件。例如，用戶輸入被提供用于顯示映射的手動或輔助選擇、要被確定的組織性質的選擇、感興趣區(qū)選擇、發(fā)射序列的選擇、或其他控制。

發(fā)射波束形成器12是超聲發(fā)射器、存儲器、脈沖器、模擬電路、數字電路、或其組合。發(fā)射波束形成器12可配置成為多個通道生成具有不同或相對幅度、延遲和/或定相的波形。

發(fā)射波束形成器12生成并引起具有中心頻率和帶寬的脈沖的發(fā)射。具有僅一個中心頻率的單個頻帶被用于任何給定發(fā)射。而不使用頻率編碼，對于給定發(fā)射的頻譜具有單個峰值，諸如在中心頻率處，其中單個峰值的20db內沒有峰值。歸因于波形發(fā)生器的實現可以提供其他峰值，但是其他峰值缺少在中心頻率峰值的20db內的足夠功率，因此存在單個峰值。

發(fā)射波束形成器12被配置成發(fā)射脈沖的序列。使用可編程波形發(fā)生器、存儲器、脈沖器控制或其他設備，設置循環(huán)的數目、波形的類型、頻率或其他建立中心頻率和帶寬的特性。對于給定脈沖或發(fā)射波束，發(fā)射波束形成器12將脈沖生成為具有單個中心頻率，諸如在自該峰值向下20db內具有一個峰值的頻譜。脈沖形成針對響應接收操作的發(fā)射事件。

在一個實施例中，在每個脈沖之后以針對接收操作的時間上的間隙重復地生成相同脈沖。該序列中的每個脈沖都是相同的，至少在中心頻率和/或頻帶以及對于硬件的給定容差方面是相同的。對于其他發(fā)射來說，用于不同發(fā)射的中心頻率和頻帶是相同的。在另一實施例中，通過脈沖的分組或其他重復步驟來更改對于每個脈沖的控制、緩沖或編程以發(fā)射具有不同中心頻率和/或頻帶的脈沖。例如，一個脈沖以一個中心頻率被發(fā)射，然后發(fā)射波束形成器12被重新配置（例如，在接收事件期間）以便下一脈沖以不同中心頻率被發(fā)射。發(fā)射波束形成器12被配置成以序列發(fā)射脈沖，其中每個脈沖的中心頻率以及單個頻帶通過該序列在不同頻帶之間切換。

在響應于所生成的波從換能器14發(fā)射聲波時，形成一個或多個波束。為了彈性成像，同一區(qū)被掃描多次。在多普勒成像和彈性估計中，在掃描鄰近掃描線之前該序列可以包括沿著同一掃描線的多個波束?？梢杂砂l(fā)射波束形成器12生成arfi發(fā)射作為該序列的部分。通過對不同位置重復彈性估計過程，生成發(fā)射波束的序列來掃描二維或三維區(qū)?？梢允褂蒙刃?、矢量、線性或其他掃描格式。發(fā)射波束形成器12可以生成平面波或發(fā)散波用于更快速掃描。

形成處于不同能量或幅度等級的發(fā)射波束。用于每個通道和/或孔徑尺寸的放大器控制所發(fā)射的波束的幅度。arfi發(fā)射波束可以具有比用于對組織運動成像或檢測的更大的幅度。替換地或附加地，所使用的arfi脈沖或波形中的循環(huán)的數目通常大于用于跟蹤的脈沖（例如，100個或更多循環(huán)用于arfi而1-6個循環(huán)用于跟蹤）。

換能器14是壓電或電容膜元件的1-、1.25-、1.5-、1.75-、或2-維陣列。換能器14包括用于在聲能和電能之間換能的多個元件。響應于碰撞在換能器的元件上的超聲能（回波）生成接收信號。該元件與發(fā)射和接收波束形成器12、16的通道連接。

發(fā)射波束形成器12和接收波束形成器16通過發(fā)射/接收開關或多路復用器與換能器14的相同元件連接。該元件被共享用于發(fā)射和接收事件二者。一個或多個元件可能不被共享，諸如在發(fā)射和接收孔徑不同的場合（僅重疊，或使用完全不同的元件）。

接收波束形成器16包括具有放大器、延遲和/或相位旋轉器、以及一個或多個加法器的多個通道。每個通道與一個或多個換能器元件連接。接收波束形成器16響應于發(fā)射應用相對延遲、相位和/或切趾來形成一個或多個接收波束。在替換實施例中，接收波束形成器16是用于使用傅里葉或其他變換生成樣本的處理器。接收波束形成器16可以包括用于并行接收波束形成的通道，諸如響應于每個發(fā)射事件形成兩個或更多接收波束。接收波束形成器16為每個波束輸出波束加和的數據，諸如iq值。

接收波束形成器16在發(fā)射事件的序列中的間隙期間操作。通過使信號的收到與發(fā)射脈沖交織，響應于發(fā)射波束的序列形成接收波束的序列。在每個發(fā)射脈沖之后且在下一發(fā)射脈沖之前，接收波束形成器16從聲回波接收信號。在其期間不發(fā)生接收和發(fā)射操作的靜寂時間可以被交織以允許混響降低。

接收波束形成器16輸出表示在給定時間的空間位置的波束加和的數據。輸出用于單個位置、沿著線的位置、針對區(qū)域的位置、或針對體積的位置的數據。可以提供動態(tài)聚焦。該數據可以用于不同目的。例如，針對b型或組織數據執(zhí)行不同于針對剪切波速度估計的掃描。針對b型或其他成像接收到的數據可以被用于彈性圖像的估計。監(jiān)視與推進脈沖的焦點隔開的位置處的剪切波或該焦點處的組織響應以確定彈性。

接收波束形成器16可以包括濾波器24。替換地，濾波器24是單獨的部件。濾波器24可以被定位成對由接收波束形成器16輸出的經過波束形成的數據濾波，對輸入到接收波束形成器16的射頻數據濾波，或對沿著超聲處理的其他點處的其他數據濾波。

濾波器24將期望頻帶處的信息隔離和/或降低期望頻帶之外的頻率處的信息的貢獻。濾波器24是帶通濾波器或解調器和帶通或低通濾波器?？梢允褂梅至⒂布ɡ?，電阻器、電容器、電感器、緩沖器、乘法器和/或加法器）。替換地，處理器實施濾波器24。該濾波器24可以包括用于將相同的接收信號或經過波束形成的數據濾波成不同頻帶或子帶的并行路徑。濾波器24是可被編程的或者是用于進行濾波以使不同頻帶和/或中心頻率通過的單獨的濾波器的組。

濾波器24輸出針對所接收到的信號的處于不同頻帶的信息。在一個實施例中，相同的接收信號被濾波成不同的子帶或頻帶。對于每個接收事件，應用相同的濾波。在替換或附加實施例中，響應于不同發(fā)射事件的接收信號被不同地濾波。接收濾波匹配發(fā)射中心頻率和/或頻帶，因此在發(fā)射脈沖通過序列在頻率方面變化的場合下變化。

處理器18是b型檢測器、多普勒檢測器、脈沖波多普勒檢測器、相關處理器、傅里葉變換處理器、專用集成電路、通用處理器、控制處理器、圖像處理器、現場可編程門陣列、數字信號處理器、模擬電路、數字電路、網絡、服務器、處理器組、數據通路、其組合或用于根據經過波束形成的超聲樣本檢測和處理信息以便顯示的其他現在已知或稍后開發(fā)的設備。在一個實施例中，處理器18包括一個或多個檢測器和單獨的處理器。處理器18執(zhí)行圖1中示出的動作40-46中的一個或多個的任何組合。

在兩個或更多不同頻帶中提供經過波束形成的數據，和/或提供具有兩個或更多中心頻率的經過波束形成的數據。在檢測之前或之后，處理器18被配置成根據不同頻帶和/或中心頻率中的信息檢測組織響應于聲輻射力的位移。在僅接收技術中，處理器18對于每個時間和位置檢測多于一個位移，諸如對于不同頻率中的每一個的位移。在發(fā)射-接收技術中，處理器18對于每個時間檢測一個位移，但是對于不同時間的位移來自處于與其他時間中的一些不同的頻率的信息（例如，每隔一個時間屬于一個頻率并且其他時間屬于另一頻率）。

處理器18使用相關或相似性的其他度量來檢測位移。通過使跟蹤的數據集相對于參考數據集在一維、二維或三維空間中在空間上偏移，具有最大相似性的偏移指示組織的位移?？梢允褂闷渌灰茩z測，可以創(chuàng)建位移分布或隨著時間流逝的位移。

處理器18被配置成估計彈性。對于在跟蹤中被采樣的每個空間位置，處理器18確定組織的機械性質或該位置處的波傳播特性。例如，計算剪切波速度。與鄰近位置的位移分布中的相對相位和/或感興趣位置處的位移分布中的峰值的時序被標識，并與該位置相對于剪切波原點的幾何形狀和剪切波生成的時序一起用來計算速度。

通過處理器18來實施彈性成像中的頻率復合。在一個實施例中，與不同頻率中的信息相關聯的位移被組合。例如，對于相同位置和時間但來自不同頻率處的信息的位移被求平均。作為另一示例，曲線擬合或插值被用來生成在相同時間或采樣處來自不同頻率的信息。對于相同時間但來自不同頻率處的信息的位移被求平均。

在另一實施例中，處理器18估計對于每個位置且對于每個頻率的彈性。來自不同頻率處的信息的標量彈性或顯示值然后被求平均或以其他方式組合。

在任一種方法中，處理器18輸出對于一個或多個位置中的每一個的彈性。該彈性來自頻率復合，因此具有降低的斑點噪聲。

處理器18生成顯示數據，諸如圖形重疊和圖像。顯示數據以任何格式，諸如映射之前的值、灰度或顏色映射的值、紅-綠-藍（rgb）值、掃描格式數據、顯示或笛卡爾坐標格式數據、或其他數據。處理器18輸出適用于顯示設備20的彈性。

顯示設備20是crt、lcd、投影儀、等離子體、印刷機或用于顯示彈性（例如，剪切速度）、圖形、用戶界面、驗證指示、二維圖像或三維表示的其他顯示器。顯示設備20顯示超聲圖像、彈性和/或其他信息。例如，顯示器20輸出組織響應信息，諸如彈性的一維、二維或三維表示。對于不同空間位置的彈性形成圖像。還可以輸出其他圖像，諸如將彈性作為顏色編碼的調制覆蓋在灰度b型圖像上。

在一個實施例中，顯示設備20輸出患者的區(qū)的圖像，諸如二維彈性、多普勒組織或b型圖像。該圖像包括對于彈性的位置指示符。示出相對于為其計算彈性值的成像組織的位置。彈性被提供為該區(qū)的圖像上或鄰近其的字母數字值。圖像可以是具有或不具有患者的空間表示的字母數字值。替換地或附加地，確定針對多個位置的彈性并且將圖像像素調制為彈性的函數以便在空間上表示剪切速度。

處理器18按照存儲在存儲器22或另一存儲器中的指令操作。存儲器22是計算機可讀存儲介質。用于實施本文中討論的過程、方法和/或技術的指令被提供在計算機可讀存儲介質或存儲器諸如高速緩沖存儲器、緩沖器、ram、可移動介質、硬盤驅動器或其他計算機可讀存儲介質上。計算機可讀存儲介質包括各種類型的易失性和非易失性存儲介質。響應于存儲在計算機可讀存儲介質中或其上的一個或多個指令集執(zhí)行在圖中圖示或在本文中描述的功能、動作或任務。該功能、動作或任務獨立于特定類型的指令集、存儲介質、處理器或處理策略，并且可以通過單獨或組合操作的軟件、硬件、集成電路、固件、微代碼等等來執(zhí)行。同樣地，處理策略可以包括多重處理、多任務、并行處理等等。在一個實施例中，指令被存儲在可移動介質設備上以便由本地或遠程系統(tǒng)讀取。在其他實施例中，指令被存儲在遠程位置中用于通過計算機網絡或通過電話線傳遞。在又其他實施例中，該指令被存儲在給定計算機、cpu、gpu或系統(tǒng)內。

雖然以上已參考各種實施例描述了本發(fā)明，但是應該理解在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以做出許多改變和修改。因此，意圖是將上述詳細描述視為說明性的而非限制性的，并且理解的是，正是下面的權利要求（包括所有等同物）意圖限定本發(fā)明的精神和范圍。