超聲系統(tǒng)及使用超聲系統(tǒng)獲得目標(biāo)組織的二維彈性圖的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大體涉及醫(yī)療技術(shù)，尤其涉及一種超聲系統(tǒng)及一種使用該超聲系統(tǒng)獲得目 標(biāo)組織的二維彈性圖的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為一種新興的組織成像技術(shù)，基于剪切波的彈性成像技術(shù)近年來(lái)取得了較大的 發(fā)展。一般而言，通過(guò)進(jìn)行剪切波彈性成像可以確定生物組織的一些機(jī)械特性，例如粘彈 性，進(jìn)而，通過(guò)獲得的粘彈性信息可以輔助確定該特定的組織是否與某些病理癥狀相關(guān)聯(lián)。 在實(shí)際進(jìn)行剪切波彈性成像時(shí)通常會(huì)向目標(biāo)組織施加由外部振動(dòng)器產(chǎn)生的推動(dòng)力，以在該 推動(dòng)力的作用下在目標(biāo)組織內(nèi)部產(chǎn)生剪切波；以及通過(guò)超聲探頭發(fā)射超聲信號(hào)并且接收反 射回來(lái)的超聲回波信號(hào)。然后，可以通過(guò)對(duì)這些接收到的超聲回波信號(hào)進(jìn)行特定的處理，從 而可以確定在目標(biāo)組織內(nèi)部傳播的剪切波的各種特性參數(shù)，例如，剪切波的傳播速度。由于 在目標(biāo)組織內(nèi)部傳播的剪切波的特性參數(shù)與目標(biāo)組織的機(jī)械特性之間存在確定的關(guān)系，因 此，基于該確定的剪切波特性參數(shù)（例如，剪切波的傳播速度）可以進(jìn)一步確定出目標(biāo)組織 的機(jī)械特性，例如，粘彈性等，以輔助對(duì)目標(biāo)組織進(jìn)行分析、診斷或者治療。
[0003] 在基于剪切波的彈性成像技術(shù)的實(shí)現(xiàn)中，振動(dòng)器通常有兩種配置方式。一種是直 接應(yīng)用單獨(dú)的外部振動(dòng)器放置于待測(cè)目標(biāo)組織的附近，以產(chǎn)生需要的機(jī)械波。然而，這種配 置方式對(duì)于醫(yī)生的操作很不方便，因?yàn)獒t(yī)生需要同時(shí)操作超聲儀上的操作界面、超聲探頭 以及上述外部振動(dòng)器。如此，一個(gè)醫(yī)生很難同時(shí)操作上述三個(gè)部分，一般需要其他人員進(jìn)行 輔助操作，如此浪費(fèi)了人力，降低了效率。另一種配置方式是直接將振動(dòng)器內(nèi)嵌到超聲探頭 的內(nèi)部。然而，這種配置方式由于振動(dòng)器被內(nèi)嵌至超聲探頭中，故超聲探頭的尺寸便會(huì)相應(yīng) 的增大，并且成本也會(huì)增加。此外，超聲儀應(yīng)用振動(dòng)器的功能僅為其具有的一個(gè)小的功能， 很多時(shí)候都不需要應(yīng)用此功能，然而，在不需要振動(dòng)器的功能的情況下則很難將內(nèi)嵌的振 動(dòng)器從超聲探頭上拆卸下來(lái)。總之，現(xiàn)有的大多數(shù)基于剪切波的彈性成像技術(shù)的實(shí)現(xiàn)不適 合臨床環(huán)境使用。因?yàn)樵谶@些現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)中所使用的振動(dòng)器通常非常大并且很復(fù)雜，或者 在臨床環(huán)境中使用將會(huì)非常昂貴。
[0004] 因此，有必要提供一種改進(jìn)的系統(tǒng)及使用這種改進(jìn)的系統(tǒng)來(lái)確定目標(biāo)組織的特性 參數(shù)的方法以解決如上所述的至少一個(gè)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一個(gè)方面在于提供一種超聲系統(tǒng)，其包括超聲探頭、附接到所述超聲探 頭并且其上具有至少一個(gè)安裝部的連接架、至少一個(gè)振動(dòng)器及用于收容所述至少一個(gè)振動(dòng) 器的至少一個(gè)振動(dòng)器支架。其中，所述至少一個(gè)振動(dòng)器支架固定到所述連接架的所述至少 一個(gè)安裝部上，并且包括安裝在一起的第一支架和第二支架，并且所述第一支架和所述第 二支架共同限定收容腔，所述至少一個(gè)振動(dòng)器收容在所述至少一個(gè)振動(dòng)器支架的所述收容 腔中。
[0006] 本發(fā)明的另一個(gè)方面在于提供一種用于使用超聲系統(tǒng)來(lái)獲得目標(biāo)組織的二維彈 性圖的方法，該超聲系統(tǒng)包括超聲探頭；附接到所述超聲探頭并且其上具有至少一個(gè)安裝 部的連接架；至少一個(gè)振動(dòng)器；用于收容所述至少一個(gè)振動(dòng)器的至少一個(gè)振動(dòng)器支架，其 中所述至少一個(gè)振動(dòng)器支架固定到所述連接架的所述至少一個(gè)安裝部上，并且包括安裝在 一起的第一支架和第二支架，并且所述第一支架和所述第二支架共同限定收容腔，所述至 少一個(gè)振動(dòng)器收容在所述至少一個(gè)振動(dòng)器支架的所述收容腔中；振動(dòng)器控制單元，其用于 驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)振動(dòng)器，以向目標(biāo)組織產(chǎn)生連續(xù)的剪切波；超聲發(fā)射及接收單元，其用于 通過(guò)所述超聲探頭發(fā)射超聲信號(hào)并且接收超聲回波信號(hào)，從而探測(cè)在所述目標(biāo)組織內(nèi)部傳 播的剪切波；剪切波計(jì)算及彈性重構(gòu)單元，其用于基于探測(cè)到的在所述目標(biāo)組織內(nèi)部傳播 的剪切波及所述振動(dòng)器和所述目標(biāo)組織內(nèi)部的每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的位置，來(lái)計(jì)算所述目標(biāo)組織 內(nèi)部的每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的剪切波速度，并且，基于計(jì)算出的所述目標(biāo)組織內(nèi)部的每一個(gè)測(cè)量 點(diǎn)的剪切波速度來(lái)估算出所述目標(biāo)組織的二維彈性圖，其中，所述振動(dòng)器的位置是所述振 動(dòng)器投影到所述超聲探頭的超聲二維掃查面內(nèi)的位置；及顯示器，用于顯示所述目標(biāo)組織 的所述二維彈性圖。所述方法包括步驟：
[0007] 向目標(biāo)組織產(chǎn)生連續(xù)的剪切波；
[0008] 探測(cè)在所述目標(biāo)組織內(nèi)部傳播的剪切波；
[0009] 基于所述探測(cè)到的所述目標(biāo)組織內(nèi)部傳播的剪切波來(lái)估算出剪切波曲線；
[0010] 基于所述估算出的剪切波曲線來(lái)估算出在振動(dòng)器頻率下的剪切波幅值和相位；
[0011] 執(zhí)行方向?yàn)V波過(guò)程，從而來(lái)估算出在所述目標(biāo)組織內(nèi)部的每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)和所述振 動(dòng)器的位置的連線方向上的過(guò)濾后的方向剪切波曲線的幅值和相位；及
[0012] 基于所述估算出的方向剪切波曲線的相位差來(lái)計(jì)算出所述目標(biāo)組織內(nèi)部的每一 個(gè)測(cè)量點(diǎn)的剪切波速度。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的超聲系統(tǒng)，由于振動(dòng)器獨(dú)立于超聲探頭設(shè)置，從而 不會(huì)增加超聲探頭的大小和成本，并且可以選擇性地去使用振動(dòng)器。當(dāng)在臨床應(yīng)用中需要 使用振動(dòng)功能時(shí)，則可以容易地將振動(dòng)器安裝到超聲探頭上，從而，操作者可以單手同時(shí)操 作超聲探頭和振動(dòng)器。當(dāng)在臨床應(yīng)用中不需要使用振動(dòng)功能時(shí)，則操作者也能夠容易地將 振動(dòng)器從超聲探頭上脫卸下來(lái)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的超聲系統(tǒng)通過(guò)簡(jiǎn)單且巧妙的設(shè)計(jì)將至少一個(gè)振動(dòng) 器連接到超聲探頭上，這種設(shè)計(jì)成本非常低廉并且尺寸較小。而且，本發(fā)明的超聲系統(tǒng)能夠 使用在不同的平臺(tái)中，并且能夠容易地使用于臨床環(huán)境。
[0015] 使用本發(fā)明的如上所述的超聲系統(tǒng)來(lái)獲得待測(cè)目標(biāo)組織的二維彈性圖的方法能 夠容易地產(chǎn)生并且探測(cè)深層組織的剪切波，而不存在聲功率問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些和其它特征、方面及優(yōu)點(diǎn)將變得 更好理解，在附圖中，相同的元件標(biāo)號(hào)在全部附圖中用于表示相同的部件，其中：
[0017] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】的超聲系統(tǒng)的示意圖；
[0018] 圖2是圖1的超聲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0019] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一【具體實(shí)施方式】的振動(dòng)裝置及超聲探頭的組裝示意圖；
[0020] 圖4是圖3的振動(dòng)裝置及超聲探頭的頂部不意圖；
[0021] 圖5是圖3的振動(dòng)裝置及超聲探頭的分解TK意圖；
[0022] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二【具體實(shí)施方式】的振動(dòng)裝置及超聲探頭的組裝示意圖；
[0023] 圖7是圖6的振動(dòng)裝置及超聲探頭的分解TK意圖；
[0024] 圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】的使用圖1的超聲系統(tǒng)來(lái)獲得目標(biāo)組織的 二維彈性圖的方法的流程圖；及
[0025] 圖9是示出本發(fā)明的超聲探頭和振動(dòng)器以及待測(cè)目標(biāo)組織的位置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠確切地理解本發(fā)明所要求保護(hù)的主題，下面結(jié)合附 圖詳細(xì)描述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。在以下對(duì)這些【具體實(shí)施方式】的詳細(xì)描述中，本說(shuō)明書(shū) 對(duì)一些公知的功能或構(gòu)造不做詳細(xì)描述以避免不必要的細(xì)節(jié)而影響到本發(fā)明的披露。
[0027] 除非另作定義，本權(quán)利要求書(shū)和說(shuō)明書(shū)中所使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)或者科學(xué)術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)為 本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本說(shuō)明書(shū)以及權(quán)利要求書(shū) 中所使用的"第一"、"第二"以及類似的詞語(yǔ)并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用 來(lái)區(qū)分不同的組成部分。"一個(gè)"或者"一"等類似詞語(yǔ)并不表示數(shù)量限制，而是表示存在至 少一個(gè)。"包括"或者"具有"等類似的詞語(yǔ)意指出現(xiàn)在"包括"或者"具有"前面的元件或 者物件涵蓋出現(xiàn)在"包括"或者"具有"后面列舉的元件或者物件及其等同元件，并不排除 其他元件或者物件。"連接"或者"相連"等類似的詞語(yǔ)并非限定于物理的或者機(jī)械的連接， 而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是