專利名稱：彈性成像中的應(yīng)變增益補償?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)的制作方法
彈性成像中的應(yīng)變增益補償?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)本公開通常涉及成像系統(tǒng)，更具體地，本發(fā)明涉及用于彈性成像的方法和系統(tǒng)。彈性成像包括引起生物組織中的運動和使用診斷成像技術(shù)評價組織的反應(yīng)。彈性 成像能夠用于揭示組織的機械性質(zhì)，諸如泊松比、楊氏模量或其他剛度測量。測量可以提供 數(shù)據(jù)的陣列，在該陣列中，位置與圖像平面中的組織位置相對應(yīng)。數(shù)據(jù)的陣列可以被映射到 灰度或彩色圖以形成圖形。彈性成像可以包括在外部或內(nèi)部施加的組織運動或變形期間 捕獲數(shù)據(jù)；評價組織反應(yīng)；以及呈現(xiàn)代表組織性質(zhì)的圖像。彈性成像技術(shù)可以基于組織激勵技術(shù)而分類為兩組。靜態(tài)方法使用準(zhǔn)靜態(tài)壓縮并 估計作為結(jié)果的組織應(yīng)變。在所施加的力的作用下，剛性組織示出比更軟的組織更小的應(yīng) 變。因而，通過估計壓縮所引起的組織應(yīng)變，可以獲得組織剛度信息。所估計的應(yīng)變還可以 用于組織彈性模量的重建。另一分類基于引起組織中的動態(tài)激勵(動態(tài)方法)。在聲彈性 中，將低頻振動(< IkHz)施加至組織，并且檢查組織反應(yīng)。該分類中的另一方法是聲遠(yuǎn)程 觸診，其中，在局部組織區(qū)域中施加聲輻射力，并且估計作為結(jié)果的位移。在彈性成像中，記錄壓縮之前和壓縮之后的超聲數(shù)據(jù)，以使用相關(guān)方法來確定軸 向運動和橫向運動。所確定的沿著超聲傳播方向的運動表示組織的軸向位移圖并用于確定 軸向應(yīng)變圖。然后，應(yīng)變圖顯示為灰度或彩色編碼的圖像，并且被稱為彈性圖。然而，在彈性成像期間施加的應(yīng)力在圖像平面內(nèi)可以是不均勻的。甚至對于具有 均勻的剛度的組織而言，這也可能導(dǎo)致具有視場上的可變的外觀的應(yīng)變圖像。例如，由于深 度上的應(yīng)力衰變，應(yīng)變圖像可以隨著均勻組織中的深度而變化。這可能誤導(dǎo)用戶察覺應(yīng)變 變化是由于組織剛度的變化而產(chǎn)生的。因而，存在對用于對并非由組織中的實際剛度變化而引起的應(yīng)變變化進(jìn)行補償?shù)?方法和系統(tǒng)的需要。還存在對呈現(xiàn)具有正常組織和病灶之間的可更容易識別的差異的圖像 的這樣的方法和系統(tǒng)的進(jìn)一步需要。還存在對提供異常應(yīng)變的更容易識別的局部區(qū)域的這 樣的方法和系統(tǒng)的進(jìn)一步需要。發(fā)明內(nèi)容被提供為遵守37 C.F.R. § 1. 73，要求本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容簡要地指示本 發(fā)明的性質(zhì)和實質(zhì)。在發(fā)明內(nèi)容并不用于解釋或限制權(quán)利要求書的范圍或意義的這一理解 下提交發(fā)明內(nèi)容。在本公開的一個示范性的實施例中，提供一種彈性成像的方法。該方法包括發(fā)射 超聲能量并從超聲能量接收回波；處理來自與對患者的生理結(jié)構(gòu)施加的應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的回波 的成像數(shù)據(jù)；獲得與所施加的應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的應(yīng)變補償函數(shù)；將應(yīng)變補償函數(shù)應(yīng)用于成像數(shù) 據(jù)，以生成經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像；以及呈現(xiàn)經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像。在另一示范性的實施例中，提供一種存儲計算機可執(zhí)行代碼的計算機可讀存儲介 質(zhì)。計算機可執(zhí)行代碼配置為使載入計算機可讀存儲介質(zhì)的計算設(shè)備執(zhí)行以下步驟處理 與對患者的生理結(jié)構(gòu)施加的應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的超聲成像數(shù)據(jù)；基于以下的至少一個而生成與所 施加的應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的應(yīng)變補償函數(shù)(i)基于與生理結(jié)構(gòu)的一部分相關(guān)聯(lián)的預(yù)期結(jié)果的用 戶輸入；(ii)在處理超聲成像數(shù)據(jù)之前生成的應(yīng)變補償模型；以及(iii)所處理的成像數(shù) 據(jù)的至少一部分；以及將應(yīng)變補償函數(shù)應(yīng)用于成像數(shù)據(jù)，以生成經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像。
在又一示范性的實施例中，提供一種超聲成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有探頭，其用于將 超聲能量發(fā)射至患者的生理結(jié)構(gòu)中并且接收回波；顯示設(shè)備；以及處理器，其可操作地耦 合至探頭和顯示設(shè)備。處理器可以處理與對患者的生理結(jié)構(gòu)施加的應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的超聲成 像數(shù)據(jù)。處理器能夠基于以下的至少一個而生成與所施加的應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的應(yīng)變補償函數(shù) (i)基于與生理結(jié)構(gòu)的一部分相關(guān)聯(lián)的預(yù)期結(jié)果的用戶輸入；(ii)在處理超聲成像數(shù)據(jù)之 前生成的應(yīng)變補償模型；以及(iii)所處理的成像數(shù)據(jù)的至少一部分。處理器可以將應(yīng)變 補償函數(shù)應(yīng)用于成像數(shù)據(jù)，以生成經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像。處理器可以在顯示設(shè)備上呈現(xiàn)經(jīng)補 償?shù)膽?yīng)變圖像和經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像的逆像中的至少一個。技術(shù)效果包括但不限于呈現(xiàn)定性地加亮身體的生理結(jié)構(gòu)的彈性差異的圖像。技術(shù) 效果還包括但不限于呈現(xiàn)加亮正常組織和病灶之間的差異的圖像。技術(shù)效果仍然還包括但 不限于呈現(xiàn)加亮異常應(yīng)變的局部區(qū)域的圖像。從下列詳細(xì)的說明書、附圖以及所附權(quán)利要求書，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到并理 解本公開的上述及其他特征和優(yōu)點。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的示范性的實施例的用于執(zhí)行彈性成像的系統(tǒng)的示意性圖解；圖2是圖1的系統(tǒng)的一部分的示意性圖解；圖3是可以由圖1的系統(tǒng)使用以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的彈性成像的方 法；圖4是可以由圖1的系統(tǒng)使用以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例的彈性成像 的方法；圖5是可以由圖1的系統(tǒng)使用以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例的彈性成像 的方法；圖6是示出具有硬的內(nèi)含物的組織的未補償?shù)膽?yīng)變圖像的彈性圖；圖7是示出圖6的未補償?shù)膽?yīng)變圖像的逆像的彈性圖；圖8是根據(jù)圖1-5的系統(tǒng)或方法而生成的許多示范性的應(yīng)變補償函數(shù)之一的圖 像；圖9是使用圖8的應(yīng)變補償函數(shù)而生成的示范性的經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像的彈性圖；圖10是示出圖9的經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像的逆像的彈性圖；圖11是根據(jù)圖1-5的系統(tǒng)或方法而生成的許多示范性的應(yīng)變補償函數(shù)的另一函 數(shù)的圖像；以及圖12是示出使用圖11的應(yīng)變補償函數(shù)而生成的示范性的經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像的彈 性圖。關(guān)于數(shù)據(jù)捕獲和身體的成像而描述本公開的示范性的實施例，該身體的成像由超 聲成像設(shè)備基于關(guān)于身體的生理結(jié)構(gòu)而檢查的應(yīng)變來執(zhí)行。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，本公開的示范性的實施例可以應(yīng)用于身體的各種部分和各種生理結(jié)構(gòu)，無論是人類還 是動物，諸如組織、器官等等，包括肝。導(dǎo)致本公開的檢查到的應(yīng)變的所施加的應(yīng)力可以是 在身體的外部或內(nèi)部。所施加的應(yīng)力的來源可以變化，諸如從利用換能器壓下生成、由單獨 的設(shè)備生成、通過施加穿過組織的波的傳播而生成或者由身體本身創(chuàng)建，包括患者中的動 脈脈動或呼吸變化。所施加的應(yīng)力的量和/或時機也可以變化，包括根據(jù)本公開的示范性 的實施例的定性地檢查的周期性地施加的應(yīng)力。
本公開的示范性實施例能夠提供超聲系統(tǒng)的更均勻的應(yīng)變圖像，諸如對于視場上 的均質(zhì)組織或均質(zhì)組織的一部分，并且，能夠加亮各種生理結(jié)構(gòu)差異，諸如正常組織和病灶 之間的生理結(jié)構(gòu)差異。在一個實施例中，可以通過利用修正應(yīng)力或估計應(yīng)力使應(yīng)變圖像標(biāo) 準(zhǔn)化而生成彈性成像的圖像。如稍后所描述的，修正應(yīng)力或估計應(yīng)力可以是用戶生成的和 /或系統(tǒng)生成的。正在被檢查的應(yīng)變與應(yīng)力和組織的彈性模量如下地有關(guān)應(yīng)變(X，Y)=應(yīng)力(X，Y)/ (彈性模量(X，Y))(1)或者，等價地應(yīng)變(X，Y)/ 應(yīng)力(X，Y) = 1/ (彈性模量(X，Y))(2)對于所施加的應(yīng)力，可以生成應(yīng)力的修正或估計SC(X，Y)。于是，修正應(yīng)力SC(X， Y)能夠用于如下生成對彈性模量分布的估計(1/ 彈性模量(X，Y))-(應(yīng)變(X，Y)/SC(X，Y))(3)或者，等價地(彈性模量(X，Y))- (SC (X，Y) / 應(yīng)變(X，Y))(4)本公開預(yù)期根據(jù)本公開的示范性實施例而生成的經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像能夠提供具 有比未補償?shù)膽?yīng)變圖像更均勻的外觀的正常組織，有助于加亮異常病變的局部區(qū)域。本公 開的經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像所提供的定性結(jié)果甚至在修正應(yīng)力SC(X，Y)與組織中的實際應(yīng)力 分布顯著地偏離的情況下也可以是可應(yīng)用的。參考這些圖，并且特別參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的一個示范性實施例的超聲成像系統(tǒng) 被示出并且通常由參考數(shù)字10表示。系統(tǒng)10能夠在患者的身體50上執(zhí)行超聲成像，諸如 器官或組織150的超聲成像，并且，系統(tǒng)10可以包括處理器或其他控制設(shè)備100、探頭或換 能器120以及顯示設(shè)備170。系統(tǒng)10可以包括用于生成應(yīng)力并將應(yīng)力施加至身體50的應(yīng) 力設(shè)備125。應(yīng)力設(shè)備125可以是外部和/或內(nèi)部使用的設(shè)備，并且可以將所施加的應(yīng)力以 包括能量波的傳播或機械地生成的力的許多不同的方式提供至感興趣區(qū)域。另外參考圖2，處理器100可以包括用于執(zhí)行超聲成像的各種部件，并且可以采用 各種成像技術(shù)，諸如關(guān)于數(shù)據(jù)捕獲、分析和呈現(xiàn)。例如，如稍后所描述的，處理器100可以包 括應(yīng)變函數(shù)控制或致動器205以調(diào)整應(yīng)變補償函數(shù)。處理器100還可以包括時間增益補償 控制或致動器210和橫向增益補償控制或致動器215以及其他超聲部件，諸如發(fā)射器/接 收器、波束形成器、回波處理器以及視頻處理器。本公開還預(yù)期結(jié)合這些部件的一個或多 個。在一個實施例中，超聲探頭120可以包括超聲換能器元件225的線性陣列，該超聲 換能器元件225諸如在波束形成器的控制下發(fā)射并接收超聲能量。例如，波束形成器可以 通過在適當(dāng)?shù)臅r間起動發(fā)射器/接收器的換能器脈沖發(fā)生器而控制換能器陣列元件225的 致動的時機。在另一實施例中，探頭120可以是提供被操縱和聚焦的超聲束的矩陣陣列換 能器。然后，諸如在視頻處理器的幫助下，顯示設(shè)備170可以用于呈現(xiàn)處理器100所生成 的圖像?？梢杂上到y(tǒng)10利用各種其他部件和技術(shù)以生成、發(fā)射和接收超聲能量以及用于 處理所接收的超聲能量。系統(tǒng)10的部件和技術(shù)允許身體50的感興趣區(qū)域的應(yīng)變圖像以 2D或3D呈現(xiàn)在顯示設(shè)備170上。在一個實施例中，系統(tǒng)10還可以包括存儲器設(shè)備，諸如CINELOOP 存儲器。例如，存儲器設(shè)備可以存儲系統(tǒng)10所處理的數(shù)據(jù)，以形成第一應(yīng)變 圖像或數(shù)據(jù)流，從而可以從第一應(yīng)變圖像或數(shù)據(jù)流生成隨后的應(yīng)變圖像或數(shù)據(jù)流。其他部 件和/或技術(shù)也可以與處理器100 —起使用，諸如可以關(guān)于所呈現(xiàn)的圖像而定義解剖邊界 并在圖形上覆蓋解剖邊界的自動邊界檢測處理器。本公開還預(yù)期使用除了上面所描述的系 統(tǒng) ο的部件之外其他部件和/或技術(shù)，或者使用其他部件和/或技術(shù)而代替上面所描述的 系統(tǒng) ο的部件。另外參考圖3，系統(tǒng)10的運行的示范性的方法被示出并且通常由參考數(shù)字300表 示。對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離以下所描述的權(quán)利要求的范圍的情況 下，圖3中未描述的其他實施例是可能的，包括身體的其他部分的檢查。方法300可以以步驟302開始，在步驟302中，諸如通過由探頭120進(jìn)行的超聲能 量或脈沖的發(fā)射和接收與感興趣區(qū)域中所施加的應(yīng)力結(jié)合而由系統(tǒng)10捕獲成像數(shù)據(jù)。如 以上所描述的，所施加的應(yīng)力可以由許多來源提供，這些來源包括使用換能器探頭120在 身體的皮膚水平下施加壓力，或者如由身體本身產(chǎn)生，諸如心臟脈動或呼吸變化。在步驟 304中，可以從所捕獲的數(shù)據(jù)確定起因于所施加的應(yīng)力的應(yīng)變。在步驟306中，系統(tǒng)10可以監(jiān)測諸如由臨床醫(yī)師或其他用戶通過對應(yīng)變補償函數(shù) 控制205進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或其他調(diào)整而對應(yīng)變補償函數(shù)的調(diào)整的用戶輸入。如果檢測到對應(yīng)變補 償函數(shù)的調(diào)整，那么，可以生成應(yīng)變補償函數(shù)或者如在步驟308中調(diào)整應(yīng)變補償函數(shù)。在一 個實施例中，應(yīng)變補償函數(shù)可以起初統(tǒng)一地設(shè)置，從而應(yīng)變圖像起初呈現(xiàn)為未補償?shù)膽?yīng)變 圖像。對應(yīng)變補償函數(shù)的調(diào)整可以是根據(jù)深度的應(yīng)變補償函數(shù)的幅值。本公開還預(yù)期對 應(yīng)變補償函數(shù)的調(diào)整是橫向位置和/或豎直(elevation)位置的函數(shù)。在一個實施例中， 臨床醫(yī)師或其他用戶可以基于預(yù)期結(jié)果而調(diào)整應(yīng)變補償函數(shù)，諸如通過調(diào)整，直到組織或 具有預(yù)期的均勻的性質(zhì)的其他生理結(jié)構(gòu)在所呈現(xiàn)的圖像上看起來基本上均勻為止。在另一 實施例中，對應(yīng)變補償函數(shù)的調(diào)整可以基于臨床醫(yī)師或其他用戶對實時的圖像或圖像流的 主觀的觀察以及圖像的局部區(qū)域中的已知的生理結(jié)構(gòu)，從而可以關(guān)于不具有均勻的性質(zhì)的 圖像的其他區(qū)域而呈現(xiàn)定性的圖像。本公開預(yù)期在各種時間執(zhí)行對應(yīng)變補償函數(shù)的調(diào)整。例如，調(diào)整可以是如以上所 描述的實時的，或者可以在循環(huán)中呈現(xiàn)所捕獲的數(shù)據(jù)，并且，臨床醫(yī)師可以在循環(huán)呈現(xiàn)期間 進(jìn)行調(diào)整，諸如在患者的檢查期間或在患者的檢查之后不久進(jìn)行調(diào)整。如在步驟310中，應(yīng)變補償函數(shù)可以應(yīng)用于確定的應(yīng)變數(shù)據(jù)或者任何隨后的應(yīng)變 的確定。在步驟312中，可以在諸如顯示設(shè)備170上呈現(xiàn)經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像。在步驟314 中，在如期望基于已知的或預(yù)期的局部結(jié)果以及所呈現(xiàn)的經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像而調(diào)整應(yīng)變補 償函數(shù)之后，可以呈現(xiàn)彈性圖或其他打印輸出，諸如基于經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像而生成的其他 數(shù)據(jù)的彈性圖或打印輸出。參考圖1-2和4，系統(tǒng)10的運行的示范性方法被示出并通常由參考數(shù)字400表示。 對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離以下所描述的權(quán)利要求的范圍的情況下， 圖4中未描述的其他實施例是可能的，包括身體的其他部分的檢查。例如，方法400的可能 的變形以折線示出。方法400可以以步驟402開始，在步驟402中，諸如通過由探頭120進(jìn)行的超聲能量或脈沖的發(fā)射和接收與感興趣區(qū)域中所施加的應(yīng)力結(jié)合而由系統(tǒng)10捕獲成像數(shù)據(jù)。在 步驟404中，可以從捕獲或者檢索的數(shù)據(jù)確定起因于所施加的應(yīng)力的應(yīng)變。在步驟406中，可以獲得應(yīng)變補償函數(shù)模型并將該模型應(yīng)用于所捕獲的數(shù)據(jù)。使 用許多技術(shù)可以生成或者獲得應(yīng)變補償函數(shù)模型。例如，應(yīng)變補償函數(shù)模型可以在數(shù)學(xué)上 建立模型、在使用具有已知的性質(zhì)的生理結(jié)構(gòu)關(guān)于相同的患者或其他患者而優(yōu)化的期間憑 經(jīng)驗設(shè)置和/或在仿均勻的組織的體模或針對要被成像的特定的生理結(jié)構(gòu)的其他物理模 型上測量。然后，可以存儲應(yīng)變補償函數(shù)模型并將該模型應(yīng)用于隨后的針對相同的患者或 不同的患者的成像檢查。在一個實施例中，選擇應(yīng)用哪個模型可以基于許多因素，諸如正在 檢查的生理結(jié)構(gòu)的類型、患者的年齡等等。如在步驟408中，可以基于先驗的應(yīng)變補償函數(shù)模型而生成或者調(diào)整應(yīng)變補償函 數(shù)。在一個實施例中，應(yīng)變補償函數(shù)可以起初統(tǒng)一地設(shè)置，從而應(yīng)變圖像起初呈現(xiàn)為未補償 的應(yīng)變圖像。在另一實施例中，在步驟409中，系統(tǒng)10可以監(jiān)測諸如通過臨床醫(yī)師或其他 用戶對應(yīng)變補償函數(shù)控制205進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)或其他調(diào)整而對應(yīng)變補償函數(shù)的調(diào)整。如果檢測 到對應(yīng)變補償函數(shù)的調(diào)整，那么，可以相應(yīng)地調(diào)整從先驗的模型確定的應(yīng)變補償函數(shù)。如在步驟410中，應(yīng)變補償函數(shù)可以應(yīng)用于確定的應(yīng)變數(shù)據(jù)或者任何隨后的應(yīng)變 的確定。在步驟412中，可以在諸如顯示設(shè)備170上呈現(xiàn)經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像。在步驟414 中，在呈現(xiàn)經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像之后，可以呈現(xiàn)彈性圖或其他打印輸出，諸如基于經(jīng)補償?shù)膽?yīng) 變圖像而生成的其他數(shù)據(jù)的彈性圖或打印輸出。參考圖1-2和5，系統(tǒng)10的運行的示范性的方法被示出并通常由參考數(shù)字500表 示。對具有本領(lǐng)域普通技術(shù)的技工顯而易見的是，在不背離以下所描述的權(quán)利要求的范圍 的情況下，圖5中未描述的其他實施例是可能的，包括身體的其他部分的檢查。例如，方法 500的可能的變形以折線示出。方法500可以以步驟502開始，在步驟502中，諸如通過由探頭120進(jìn)行的超聲能 量或脈沖的發(fā)射和接收與感興趣區(qū)域中所施加的應(yīng)力結(jié)合而由系統(tǒng)10捕獲成像數(shù)據(jù)。在 步驟504中，可以從捕獲或者檢索的數(shù)據(jù)確定起因于所施加的應(yīng)力的應(yīng)變。在步驟505和506中，所捕獲的數(shù)據(jù)可以用于生成應(yīng)變補償函數(shù)。例如，可以基于 根據(jù)深度而計算的中值應(yīng)變而生成應(yīng)變補償函數(shù)。基于根據(jù)深度的中值應(yīng)變而設(shè)置應(yīng)變補 償函數(shù)得到標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)變函數(shù)。在步驟507中，所生成的代表應(yīng)變補償函數(shù)的曲線可以被平滑，從而不存在突然 的方向變化。在一個實施例中，步驟508中的用戶輸入或者步驟509中的先驗?zāi)Ｐ突蛘哌@ 兩者還可以用于生成或者調(diào)整應(yīng)變補償函數(shù)。如在步驟510中，應(yīng)變補償函數(shù)可以應(yīng)用于確定的應(yīng)變數(shù)據(jù)或者任何隨后的應(yīng)變 的確定。在步驟512中，可以在諸如顯示設(shè)備170上呈現(xiàn)經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像，包括實時地或 者以流循環(huán)。在步驟514中，在呈現(xiàn)經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像之后，可以呈現(xiàn)彈性圖或其他打印輸 出，諸如基于經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像而生成的其他數(shù)據(jù)的彈性圖或打印輸出。方法500預(yù)期包括橫向增益補償技術(shù)的其他技術(shù)和算法，利用這些技術(shù)和算法以 從所捕獲的數(shù)據(jù)生成應(yīng)變補償函數(shù)。在一個實施例中，以上關(guān)于方法300、400和500而描 述的兩種或更多種技術(shù)可以應(yīng)用于生成經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像。參考圖6，示出了未補償?shù)膽?yīng)變圖像，該圖像具有硬內(nèi)含物，在基本上均勻的背景組織中，彈性模量是周圍組織的大約三倍。在該示例中，通過在仿組織體?；蚰Ｐ椭性谏?度方向上推動線性陣列換能器而生成所施加的應(yīng)力，但是結(jié)果可應(yīng)用于實際的組織上的施 加。如在圖6的矩形選擇中可以看出的，甚至在包圍內(nèi)含物的均勻的組織中，由于所施加的 應(yīng)力中的與深度有關(guān)的變化，應(yīng)變隨著深度而變化。在圖7中，圖6的未補償?shù)膽?yīng)變圖像的 數(shù)學(xué)逆像被示出，而且指示甚至在類似的組織性質(zhì)的區(qū)域中的應(yīng)變的大的變化。參考圖8，示出了代表應(yīng)變補償函數(shù)的圖像，該圖像可以由系統(tǒng)10基于根據(jù)深度 的中值應(yīng)變而生成。在圖9中，示出了基于圖8的應(yīng)變補償函數(shù)而由系統(tǒng)10生成的經(jīng)補償 的應(yīng)變圖像。具有均勻的性質(zhì)并且包圍硬的內(nèi)含物的組織看起來更均勻，從而引起對內(nèi)含 物的注意。在該示例中，在圖像中，內(nèi)含物看起來比圖像中的周圍組織更硬2至3倍，而實 際剛度是周圍組織的三倍。圖10示出了圖9的經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像的數(shù)據(jù)逆像。包圍硬的內(nèi)含物的組織看起 來處于更均勻的水平，從而給內(nèi)含物提供更好的對比度。參考圖11，示出了代表另一個示范性的應(yīng)變補償函數(shù)的圖像，該圖像可以由系統(tǒng) 10生成，同時軸向地且橫向地變化，以便作為二維的。在圖12中，示出了基于圖11的應(yīng)變 補償函數(shù)而由系統(tǒng)10生成的經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像。系統(tǒng)10可以基于許多技術(shù)提供應(yīng)變的定性成像，這些技術(shù)包括根據(jù)深度、橫向 位置和/或豎直位置補償應(yīng)變的用戶控制；基于存儲在系統(tǒng)上的預(yù)定的補償函數(shù)來根據(jù)深 度補償應(yīng)變；和/或使用在檢查期間捕獲的數(shù)據(jù)而解釋2D或3D視場上非均勻施加的應(yīng)力 的對應(yīng)變圖像的自適應(yīng)補償。本文所描述的方法和系統(tǒng)可應(yīng)用于2D成像或3D成像或這兩 者中的經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像。彈性圖不但可以包括應(yīng)變圖像，而且還可以包括與組織彈性有關(guān)的測量(例如， 病灶/正常組織的應(yīng)變的比、泊松比)。根據(jù)本公開的系統(tǒng)和方法而生成的經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖 像可能并不直接對用戶顯示，并且可以得到進(jìn)一步處理以產(chǎn)生彈性圖。本公開預(yù)期應(yīng)變補償函數(shù)基于一個或多個下列來源用戶輸入(經(jīng)由控制)；先驗 數(shù)據(jù)/模型；當(dāng)前的和過去的應(yīng)變數(shù)據(jù)的值。另外，示范性的實施例的方法可以包括呈現(xiàn)應(yīng) 變數(shù)據(jù)以便顯示(圖像和/或圖形)和/或存儲/輸出。在一個實施例中，可以執(zhí)行對數(shù) 據(jù)的進(jìn)一步處理，對數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理包括平滑、重新映射(例如，1/經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變、Fn(經(jīng) 補償?shù)膽?yīng)變)等等)、時間的持續(xù)以及以上的任意組合。本文所執(zhí)行的成像可以包括用于2 維圖像數(shù)據(jù)或3維圖像數(shù)據(jù)或這兩者的其他技術(shù)。包括以上所描述的方法的步驟的本發(fā)明可以在硬件、軟件或硬件和軟件的組合中 實現(xiàn)。本發(fā)明可以以集中的方式在一個計算機系統(tǒng)中實現(xiàn)，或者以不同的元件遍布若干個 互相連接的計算機系統(tǒng)的分布的方式實現(xiàn)。任何種類的適于實施本文所描述的方法的計算 機系統(tǒng)或其他裝置都是適合的。典型的硬件和軟件的組合可以是具有計算機程序的通用的 計算機系統(tǒng)，計算機程序在被載入并執(zhí)行時控制計算機系統(tǒng)，從而使得計算機系統(tǒng)執(zhí)行本 文所描述的方法。包括以上所描述的方法的步驟的本發(fā)明可以嵌入計算機程序產(chǎn)品中。計算機程序 產(chǎn)品可以包括計算機可讀存儲介質(zhì)，在計算機可讀介質(zhì)中嵌入計算機程序，該計算機程序 包括指導(dǎo)計算設(shè)備或基于計算機的系統(tǒng)執(zhí)行本文所描述的各種程序、過程和方法的計算機 可執(zhí)行代碼。目前的背景下的計算機程序是指一組指令的以任何語言、代碼或符號的任何表達(dá)，該組指令意在使具有信息處理能力的系統(tǒng)直接或在下列a)或b)之后或者在a)和b) 這兩者之后執(zhí)行特定的函數(shù)a)轉(zhuǎn)換至另一種語言、代碼或符號；b)以不同的材料形式再生。本文所描述的實施例的圖解意在提供對各種實施例的結(jié)構(gòu)的一般理解，并不意在 用作對可能利用本文所描述的結(jié)構(gòu)的裝置和系統(tǒng)的所有元件和特征的完整的描述。在審查 以上的說明書的基礎(chǔ)上，許多其他實施例將對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見?？梢岳闷渌麑?施例，并且，可以從以上的說明書推導(dǎo)其他實施例，從而在不偏離本公開的范圍的情況下可 以進(jìn)行結(jié)構(gòu)的和邏輯的替代和改變。這些圖也僅僅是代表性的，并且可能不按比例繪制?？?以夸大一定的比例的圖，同時，可以使其他圖最小化。因此，詳細(xì)說明書和附圖被視為說明 性的意義而不是限制性的意義。因而，盡管本文已圖解并描述具體的實施例，但應(yīng)當(dāng)意識到，所計算的實現(xiàn)相同的 目的的任何布置可以替代所示出的具體的實施例。本公開意在覆蓋各種實施例的任何以及 全部調(diào)整或變化。在審查以上的說明書的基礎(chǔ)上，以上的實施例的組合以及本文未具體地 描述的其他實施例將對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見。因此，其意在本公開不限于作為針對實 施本發(fā)明而預(yù)期的最佳模式而公開的(多個)特定的實施例，而是本發(fā)明將包括落入所附 權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有實施例。本公開的摘要被提供為遵守37 C. F. R. § 1. 72 (b)，要求摘要允許讀者快速地確定
技術(shù)公開的性質(zhì)。在摘要并不用于解釋或限制權(quán)利要求書的范圍或意義的這一理解下而提 交。
權(quán)利要求
一種彈性成像的方法，所述方法包括發(fā)射超聲能量并從所述超聲能量接收回波；處理來自與對患者的生理結(jié)構(gòu)施加的應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的所述回波的成像數(shù)據(jù)；獲得與所施加的應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的應(yīng)變補償函數(shù)；將所述應(yīng)變補償函數(shù)應(yīng)用于所述成像數(shù)據(jù)，以生成經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像；以及呈現(xiàn)所述經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于用戶輸入而調(diào)整所述應(yīng)變補償函數(shù)，其中，所 述用戶輸入基于與所述生理結(jié)構(gòu)的一部分相關(guān)聯(lián)的預(yù)期結(jié)果。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于在執(zhí)行所述彈性成像之前生成的應(yīng)變補償模 型而確定所述應(yīng)變補償函數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述應(yīng)變補償模型是基于數(shù)學(xué)模型、從物理模型測 量的數(shù)據(jù)以及來自另一生理結(jié)構(gòu)的彈性成像的數(shù)據(jù)中的至少一個而生成的。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述另一生理結(jié)構(gòu)是不同的患者的，并且其中，所 述另一生理結(jié)構(gòu)具有基本上均勻的性質(zhì)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括至少基于所處理的成像數(shù)據(jù)的一部分而確定所述 應(yīng)變補償函數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述應(yīng)變補償函數(shù)是基于從所述成像數(shù)據(jù)計算的 中值應(yīng)變而確定的。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括通過對著所述患者在所述生理結(jié)構(gòu)的區(qū)域中按壓 換能器而生成所施加的應(yīng)力，其中，所述換能器發(fā)射所述超聲能量并接收所述回波。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下中的至少兩個基于用戶輸入而調(diào)整所述應(yīng)變補償函數(shù)，所述用戶輸入基于與所述生理結(jié)構(gòu)的一部分 相關(guān)聯(lián)的預(yù)期結(jié)果；基于在執(zhí)行所述彈性成像之前生成的應(yīng)變補償模型而確定所述應(yīng)變補 償函數(shù)；以及至少基于所處理的成像數(shù)據(jù)的一部分而確定所述應(yīng)變補償函數(shù)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括實時地生成所述經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像。
11.一種存儲有計算機可執(zhí)行代碼的計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可執(zhí)行代碼配 置為使載入所述計算機可讀存儲介質(zhì)的計算設(shè)備執(zhí)行以下步驟處理與對患者的生理結(jié)構(gòu)施加的應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的超聲成像數(shù)據(jù)；基于以下中的至少一個生成與所施加的應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的應(yīng)變補償函數(shù)基于與所述生理 結(jié)構(gòu)的一部分相關(guān)聯(lián)的預(yù)期結(jié)果的用戶輸入、在處理所述超聲成像數(shù)據(jù)之前生成的應(yīng)變補 償模型以及所處理的成像數(shù)據(jù)的至少一部分；以及將所述應(yīng)變補償函數(shù)應(yīng)用于所述成像數(shù)據(jù)，以生成經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像。
12.如權(quán)利要求11所述的計算機可讀存儲介質(zhì)，還包括用于使所述計算設(shè)備呈現(xiàn)所述 經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像和所述經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像的逆像中的至少一個的計算機可執(zhí)行代碼。
13.如權(quán)利要求11所述的計算機可讀存儲介質(zhì)，其中，所述應(yīng)變補償模型是基于數(shù)學(xué) 模型、從物理模型測量的數(shù)據(jù)以及來自另一生理結(jié)構(gòu)的彈性成像的數(shù)據(jù)中的至少一個而生 成的。
14.如權(quán)利要求13所述的計算機可讀存儲介質(zhì)，其中，所述另一生理結(jié)構(gòu)是不同的患 者的生理結(jié)構(gòu)，并且其中，所述另一生理結(jié)構(gòu)具有基本上均勻的性質(zhì)。
15.如權(quán)利要求11所述的計算機可讀存儲介質(zhì)，其中，所述應(yīng)變補償函數(shù)是基于從所 述成像數(shù)據(jù)計算的中值應(yīng)變而確定的。
16.如權(quán)利要求11所述的計算機可讀存儲介質(zhì)，其中，所述應(yīng)變補償函數(shù)是基于所述 用戶輸入、所述應(yīng)變補償模型以及所處理的成像數(shù)據(jù)的所述至少一部分中的兩個或更多而 生成的。
17.一種超聲成像系統(tǒng)(10)，包括探頭(120)，其用于將超聲能量發(fā)射至患者(50)的生理結(jié)構(gòu)(150)中并接收回波； 顯示設(shè)備(170)；以及處理器(100)，其可操作地耦合至所述探頭和所述顯示設(shè)備，其中，所述處理器處理與對所述患者的所述生理結(jié)構(gòu)施加的應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的超聲成像數(shù)據(jù)，其中，所述處理器基于以下中的至少一個生成與所施加的應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的應(yīng)變補償函 數(shù)基于與所述生理結(jié)構(gòu)的一部分相關(guān)聯(lián)的預(yù)期結(jié)果的用戶輸入、在處理所述超聲成像數(shù) 據(jù)之前生成的應(yīng)變補償模型以及所處理的成像數(shù)據(jù)的至少一部分，其中，所述處理器將所述應(yīng)變補償函數(shù)應(yīng)用于所述成像數(shù)據(jù)，以生成經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖 像，并且其中，所述處理器在所述顯示設(shè)備上呈現(xiàn)所述經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像和所述經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變 圖像的逆像中的至少一個。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)(10)，還包括補償函數(shù)控制(205)，其中，所述補償函數(shù) 控制的致動調(diào)整所述應(yīng)變補償函數(shù)的幅值。
19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)(10)，還包括存儲器設(shè)備，其中，一個或多個應(yīng)變補償模 型存儲在所述存儲器設(shè)備中。
20.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述處理器(100)實時地生成所述經(jīng)補償 的應(yīng)變圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供一種彈性成像中的應(yīng)變增益補償?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括探頭(120)，其用于將超聲能量發(fā)射至患者(50)的生理結(jié)構(gòu)(150)中并且接收回波；顯示設(shè)備(170)；以及處理器(100)，其可操作地耦合至探頭和顯示設(shè)備。處理器能夠處理與對患者的生理結(jié)構(gòu)施加的應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的超聲成像數(shù)據(jù)。處理器能夠基于以下的至少一個而生成與所施加的應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的應(yīng)變補償函數(shù)(i)基于與生理結(jié)構(gòu)的一部分相關(guān)聯(lián)的預(yù)期結(jié)果的用戶輸入；(ii)在處理超聲成像數(shù)據(jù)之前生成的應(yīng)變補償模型；以及(iii)成像數(shù)據(jù)的至少一部分。處理器能夠?qū)?yīng)變補償函數(shù)應(yīng)用于成像數(shù)據(jù)，以生成經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像。處理器能夠在顯示設(shè)備上呈現(xiàn)經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像和經(jīng)補償?shù)膽?yīng)變圖像的逆像中的至少一個。公開了其他實施例。
文檔編號A61B8/08GK101902970SQ200880121131
公開日2010年12月1日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者D·霍普辛普森, U·徘 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司