專利名稱：用于測量生物組織的至少一個性質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測量生物組織的至少ー個性質(zhì)的方法。其特別地可應(yīng)用于人類或者動物組織領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了確定生物組織的粘弾性質(zhì)，已知并且通常使用的ー種方法是利用脈沖彈性成像(elastography)來測量這些性質(zhì)，如在例如專利申請?zhí)朏R 2843290中描述的那樣。該文檔中公開的方法包括與表皮相接觸地、并且更加具體地與待測量的生物組織相對地放置探測器，該探測器包括超聲換能器和低頻振動生成器。繼而借助于低頻振動生成器而在生物組織中生成低頻彈性波。同吋，在低頻彈性波正在傳播時經(jīng)由超聲換能器發(fā)射和獲取超聲信號，以使得可以觀察暴露于低頻弾性波的生物組織的位移。繼而在該位移的基礎(chǔ)上計算值。這ー現(xiàn)有技術(shù)的ー個缺點包括操作者不能確信地確認(rèn)超聲換能器與待測量的組織相對地定位。因此，有可能通過實現(xiàn)此類方法而獲得的值可能不代表操作者試圖測量的組織。因為這些值特別地取決于探測器的位置，而該探測器由操作者基于其技術(shù)知識而近似地定位，所以操作者的技能和技術(shù)經(jīng)驗對于所獲得的值具有非常大的影響。因此這些值很大程度上取決于操作者，并且此類過程的實現(xiàn)需要操作者已經(jīng)獲得相當(dāng)多的在人類或者動物領(lǐng)域中工作的經(jīng)驗。

發(fā)明內(nèi)容
因此，更加具體地，本發(fā)明的目的是解決上文中描述的方法的缺點。在該上下文中，本發(fā)明的目的是提出一種用于測量與操作者希望測量的組織相對應(yīng)的生物組織的性質(zhì)的方法。本發(fā)明的另ー目的是提出一種不依賴于在人類或者動物領(lǐng)域中已經(jīng)獲得大量經(jīng)驗的操作者的、用于測量生物組織的性質(zhì)的方法。為此，本發(fā)明涉及一種用于測量生物組織的至少ー個性質(zhì)的方法，包括步驟-與待測量的生物組織相對地定位超聲換能器；-在所述生物組織內(nèi)生成至少ー個超聲信號；-獲取由所述生物組織反射的至少ー個超聲信號；-借助于由生物組織反射的至少ー個超聲信號的所述獲取而確定所述生物組織的至少ー個參數(shù)，所述至少一個參數(shù)代表所述生物組織；該方法的特征在于其還包括步驟-將所述生物組織的所述至少一個參數(shù)與目標(biāo)生物組織的至少ー個參考參數(shù)進(jìn)行比較，以便確認(rèn)與所述超聲換能器相対的所述目標(biāo)生物組織存在的假設(shè)；-基于所述比較步驟的結(jié)果來確定所述生物組織的至少ー個性質(zhì)。對于本說明書的其他部分，術(shù)語參數(shù)應(yīng)理解為意指與特征相對應(yīng)或者能夠與特征相對應(yīng)的可測量值或者可測量值的組合，所述特征在性質(zhì)上可以是物理的、生理的、粘弾性的或者超聲的，或者是諸如生物組織的介質(zhì)的任何其他特征。為了本發(fā)明的目的，參數(shù)旨在當(dāng)與生物組織的參考參數(shù)相比較時，確認(rèn)與超聲換能器相対的目標(biāo)組織存在的假設(shè)，生物組織的參考參數(shù)可以是根據(jù)經(jīng)驗確定的參考值、參考值的范圍、參考矩陣或者參考模板，但并不僅限于此。比較還可以包括確定生理現(xiàn)象，諸如檢測到或者未能檢測到傳播通過生物組織的剪切波。對于本說明書的其他部分，術(shù)語性質(zhì)應(yīng)理解為意指代表諸如生物組織的介質(zhì)的固有特性的值。該性質(zhì)可能根據(jù)測量而產(chǎn)生，或者其可以通過由一系列參數(shù)描述的物理或者生理類型模型來確定。根據(jù)前述定義，參數(shù)可以由被生物組織反射回的中心超聲信號頻率組成。相關(guān)聯(lián)的性質(zhì)例如可以是超聲衰減，該超聲衰減通過物理模型與生物組織中的中心頻率的減弱相關(guān)聯(lián)。一般地，所測量的值可以既是參數(shù)又是性質(zhì)。例如，重量既是通過秤測量的值(參數(shù))又是身體的性質(zhì)。借助于本發(fā)明，在確定生物組織的至少ー個性質(zhì)之前確認(rèn)目標(biāo)生物組織的存在， 或者，假如至少ー個所確定的參數(shù)與至少ー個相應(yīng)的參考參數(shù)相匹配，在確定生物組織的至少ー個性質(zhì)的同時確認(rèn)目標(biāo)生物組織的存在。因此，通過根據(jù)本發(fā)明的方法所確定的性質(zhì)有效地與所期望的生物組織的性質(zhì)相對應(yīng)。這ー特征使得該方法尤其易于由操作者使用，并且為了能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法，操作者不再必需擁有人類或者動物領(lǐng)域的大量知識。除了以上段落中概述的主要特征之外，根據(jù)本發(fā)明的用于測量生物組織的至少ー 個性質(zhì)的方法可以單獨(dú)地或者以其任何技術(shù)上可能的組合而包括選自以下所列舉的附加特征的ー個或多個附加特征-所述比較步驟包括將至少一個參數(shù)的值與至少ー個參考參數(shù)的值進(jìn)行比較， 僅在該參數(shù)的至少ー個值與至少ー個參考參數(shù)的值之間的差值的絕對值小于給定閾值吋， 才執(zhí)行確定至少ー個性質(zhì)的步驟；-多個參數(shù)被組合到一起，比較步驟包括將從參數(shù)的組合獲得的結(jié)果與至少ー 個參考參數(shù)進(jìn)行比較；-該方法包括步驟在生物組織中生成低頻彈性波；-該低頻弾性波由低頻彈性波生成器的振動所生成；-該低頻弾性波通過輻射壓カ而生成；-指示器將該比較步驟的該結(jié)果通知操作者；此類指示器可以是位于探測器上或者屏幕上并且能夠與該探測器進(jìn)行通信的視覺指示器，或者其也可以是聽覺指示器。-基于從由生物組織反射的至少ー個超聲信號的獲取中提取的數(shù)據(jù)來確定生物組織的所述參數(shù)和所述性質(zhì)；由于這ー特征，采用單個測量來確定所述生物組織的代表參數(shù)和所述生物組織的性質(zhì)二者；-通過實現(xiàn)弾性成像方法來確定所述生物組織的至少ー個性質(zhì)；-至少ー個性質(zhì)是所述生物組織的弾性；-至少ー個性質(zhì)是所述生物組織的超聲衰減；-至少ー個參數(shù)是所述生物組織的超聲參數(shù)；
-至少ー個超聲參數(shù)是所述生物組織的超聲衰減；-至少ー個參數(shù)是所述生物組織的粘彈性參數(shù)；-至少ー個粘彈性參數(shù)是所述生物組織的弾性；-通過振動弾性成像方法而獲得弾性；-至少ー個參數(shù)是所述生物組織的生理參數(shù)。本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)用于測量生物組織的至少ー個性質(zhì)的方法所利用的超聲換能器。


僅出于非限制性的、示例性的目的，參考附圖，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在下文提供的本發(fā)明的描述中變得明顯，在附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的操作原理的流程圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的可能實現(xiàn)示例；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲換能器的示例。
具體實施例方式出于清楚的目的，僅示出了對于本發(fā)明的理解所必需的元素，并且這些元素沒有按比例示出或者根據(jù)任何圖解原則示出。應(yīng)當(dāng)注意，低頻彈性波例如可以在IOHz至1000Hz之間的范圍中。應(yīng)當(dāng)注意，超聲波例如可以在從20KHz到1000MHz的范圍中。在非限制性的示例中，在本描述的其余部分中用于示出方法的實現(xiàn)的生物組織是肝臟?，F(xiàn)在將參考圖1至圖3描述對于實現(xiàn)用于測量生物組織的至少ー個性質(zhì)的方法所必需的步驟。根據(jù)第一步驟1，與生物組織相對地定位超聲換能器。應(yīng)注意，在非限制性的實施方式中，可以使用各種類型的單元素或者多元素超聲換能器。換能器可以是楔型、環(huán)型、2D矩陣、線型或者凸陣類型，或者其可以是星陣類型或者任何其他能夠發(fā)射和接收超聲信號的換能器類型。在肝臟的示例中，以由探測器發(fā)射的超聲信號能夠通過肝臟擴(kuò)散的這種方式，與表皮相接觸地并且與肝臟相對地定位超聲探測器，該超聲探測器至少包括能夠發(fā)射和接收超聲信號的超聲換能器。根據(jù)第二步驟2，測量生物組織的至少ー個參數(shù)，并且該測量包括第一子步驟21 和第二子步驟22。在第一子步驟21中，由超聲換能器在生物組織內(nèi)生成至少ー個超聲信號。在第二子步驟22中，獲取被生物組織反射回的至少ー個超聲信號。在肝臟的示例中，在感興趣區(qū)域(ROI)中執(zhí)行至少ー個參數(shù)的測量。感興趣區(qū)域例如位于表皮之下25mm與65mm之間。例如可以借助于振動弾性成像過程來測量感興趣區(qū)域中的組織的參數(shù)，該振動弾性成像過程使用諸如圖2中所示的振動彈性成像探測器。由此，在這種類型的布置中，第三補(bǔ)充子步驟23是必要的。該第三子步驟23包括在肝臟內(nèi)生成低頻彈性波。該低頻弾性波的傳播之后例如跟隨超聲信號的生成(第一子步驟21)和被肝臟反射回的超聲信號的獲取(第二子步驟22)。為了示例性的目的，此處提供子步驟21、22和23的次序。它們可以按照不同的順
序?qū)崿F(xiàn)。圖2示出了-裝備有低頻彈性波生成器11和超聲換能器12的振動彈性成像探測器10；-表皮13;-四個肋骨14；-皮下組織15；-出于示例、非限制性的目的，由肝臟16形成的生物組織；-感興趣區(qū)域17；-超聲發(fā)射的軸X。在該實施方式中，在第一步驟1中定位的探測器是振動彈性成像探測器10。為了確定肝臟16的粘彈性參數(shù)，在步驟1期間，探測器10的超聲換能器12與表皮13相接觸地定位，并且定位在肋間空間中，換言之，定位在四個肋骨14中的兩個之間。低頻彈性波生成器11通過間接與肝臟16接觸，生成一個或多個低頻弾性波，并且這些波穿過皮下組織15 并且進(jìn)入到肝臟16中。這ー(這些)低頻彈性波一般通過機(jī)械手段獲得，但是也可以同樣地由輻射壓力、超聲高溫(ultrasound hyperthermia)或者甚至身體的內(nèi)部振動(心跳、脈搏等)而獲得。這ー(這些)低頻彈性波的時間形狀可以是任意的，并且更加常見的是脈沖、瞬時或者周期類型(持續(xù)的、単色的)。同吋，生成超聲波，并且借助于超聲換能器12沿軸X獲取超聲波，以用于監(jiān)測這一 (這些)低頻彈性波在感興趣區(qū)域17 (也就是表皮13之下25mm至65mm之間)內(nèi)的傳播。根據(jù)第三步驟3，通過被生物組織反射的至少ー個超聲信號的獲取來確定生物組織的至少ー個參數(shù)，該獲取在第二子步驟22期間進(jìn)行。該ー個或多個參數(shù)代表生物組織。根據(jù)依據(jù)本發(fā)明的方法的有益變體，期望的參數(shù)可以是粘彈性參數(shù)、超聲參數(shù)或者生理參數(shù)?！りP(guān)于粘彈性參數(shù)，以非限制性的方式，術(shù)語生物組織的粘弾性參數(shù)是指描述生物組織的粘彈性行為的至少ー個機(jī)械性質(zhì)。機(jī)械性質(zhì)例如可以由楊氏模量、剪切模量形成，因為波性質(zhì)在生物組織中傳播諸如超聲速度、超聲速度處的彌散(dispersion)、低頻彈性波的衰減，或者還有與生物組織的粘弾性模型相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，諸如Maxwell模型、Voigt模型或者Zener模型。在前面描述的肝臟16的示例中，確定粘彈性參數(shù)。第一粘彈性參數(shù)例如與感興趣區(qū)域17中的低頻彈性波的檢測相對應(yīng)。第二粘彈性參數(shù)例如與低頻彈性波在感興趣區(qū)域17內(nèi)移動的速度相對應(yīng)。第三粘彈性參數(shù)例如與感興趣區(qū)域17中的生物組織的彈性值相對應(yīng)。由此，可以從第二步驟2中執(zhí)行的測量導(dǎo)出三個粘彈性參數(shù)。另外，可以使用振動彈性成像以外的方法來測量位于感興趣區(qū)域17內(nèi)的生物組織的參數(shù)。例如，可以根據(jù)從被感興趣區(qū)域17的生物組織反射的超聲信號中提取出的數(shù)據(jù)來確定參數(shù)。因此，使用超聲換能器12的簡單的超聲發(fā)射和獲取足以能夠?qū)崿F(xiàn)與由感興趣區(qū)域17構(gòu)成的生物組織16相關(guān)的參數(shù)的測量。·關(guān)于超聲參數(shù)，以非限制性的方式，生物組織的超聲參數(shù)被理解為超聲速度、超聲速度處的彌散的測量、超聲衰減，或者也可以是超聲后向散射(backscatter)的系數(shù)。另外，在時域中，超聲參數(shù)例如可以由超聲信號的強(qiáng)度、超聲信號的能量、相關(guān)或者互相關(guān)系數(shù)而形成。在頻譜域中，超聲參數(shù)例如可以由所接收的超聲信號的中心頻率相對于所發(fā)送的超聲信號的中心頻率的偏移而形成。超聲信號還可以在諸如時域-頻域或者倒頻譜(cepstral)域之類的變換域中獲得。應(yīng)理解，在上文中描述的超聲參數(shù)僅出于純粹示例性的目的而在此給出，并且絕不表示窮盡列挙。·關(guān)于生理參數(shù)，以非限制性的方式，生物組織的生理參數(shù)是指通過生物組織的血液流動的檢測或者生物組織的器官頻率。如先前指示的，生理參數(shù)可以由通過生物組織的血液流動的檢測而形成。通過示例的方式，可以執(zhí)行多普勒回波描記法(Doppler echography)來確定生物組織的感興趣區(qū)域是否包含血液流動并且由此確定是否包含靜脈。根據(jù)第四步驟4，將生物組織的至少ー個參數(shù)與目標(biāo)生物組織的至少ー個參考參數(shù)進(jìn)行比較。換言之，軟件手段(未示出)自動地驗證第三步驟3中確定的一個或多個參數(shù)具有與目標(biāo)生物組織包括的參考特性基本上相似的特性。為此，將目標(biāo)組織(在該示例中是肝臟16)的粘弾性和/或超聲和/或生理參考參數(shù)與正在被測量的組織的粘弾性和/或超聲和/或生理參數(shù)進(jìn)行比較。通過示例的方式，當(dāng)正被測量的生物組織的參數(shù)與目標(biāo)生物組織的參考參數(shù)(其可以由一定范圍的值的構(gòu)成)不同吋，指示器將該比較的結(jié)果通知操作者。由此，例如可以由在設(shè)備20 (在圖3中表示)中包括的屏幕19上顯示的視覺指示器18來提示操作者(該設(shè)備20鏈接至包括超聲換能器12的探測器10)以移動探測器10以使得超聲換能器12與操作者希望測量的生物組織相對地定位。視覺指示器18的外觀隨正被確定的參數(shù)而變。在不對其進(jìn)行限制的情況下，指示18的外觀可以由信號燈形成，該信號燈-當(dāng)正被確定的參數(shù)與參考參數(shù)相匹配吋，發(fā)綠光；-當(dāng)正被確定的參數(shù)與參考參數(shù)不同吋，發(fā)紅光。根據(jù)此類實施方式，當(dāng)視覺指示器18發(fā)紅光吋，其向操作者指示超聲換能器12沒有位干與操作者希望確定其性質(zhì)的生物組織相対的位置。由此重復(fù)步驟1至步驟4，直到與超聲換能器12相對地定位的生物組織的參數(shù)與目標(biāo)生物組織的參考參數(shù)基本上相匹配?？梢岳缤ㄟ^視覺指示器18發(fā)綠光來向操作者指示這ー情況。另外，視覺指示器可以通過還包括超聲換能器12的探測器10中所包括的 LED(未示出)來顯示。該LED根據(jù)將所確定的參數(shù)與參考參數(shù)進(jìn)行比較的結(jié)果來改變顏色。指示器還可以具有聲音指示器的形式。指示器可以具有將ー個或多個所確定的參數(shù)與一個或多個參考參數(shù)的比較結(jié)果通知操作者的任何其他手段的形式。根據(jù)不同的實施方式，當(dāng)所確定的參數(shù)與目標(biāo)生物組織的相應(yīng)參考參數(shù)不同吋， 操作者不能確定性質(zhì)。這ー不可能性不一定借助指示器顯示。例如，顯示器中表示隨后(步驟5期間)獲得的性質(zhì)的值的缺失可以通知操作者超聲換能器不位于與待測量的組織相對的位置。在先前示出的肝臟16的示例中，在第二步驟2的過程中生成的低頻彈性波的傳播的存在可以充當(dāng)生物組織的粘彈性參數(shù)。由此，應(yīng)當(dāng)注意，探測器10的超聲換能器12定位在四個肋骨14中的兩個之間。因此，該定位防止接近特定器官，例如甲狀腺。然而，這ー定位可以允許接近肺、腸，并且也可能接近腎。關(guān)于接近肺，注意到這一點是很重要的，即超聲波不在空氣中傳播。在基于被肝臟 16反射的超聲信號而檢測低頻彈性波的情況下，這ー特性排除了可能已經(jīng)在肺中生成低頻弾性波的可能性。關(guān)于接近腸，已知腸壁太薄以至于不允許對低頻弾性波的檢測。關(guān)于接近腎，低頻彈性波有可能可以在腎中傳播。另ー方面，由于低頻弾性波的傳播被監(jiān)測至25mm至65mm的深度，所以排除了在腎中檢測低頻弾性波的可能性?？傊瑢τ诟鶕?jù)本發(fā)明的方法的非限制性應(yīng)用，振動彈性成像探測器10定位在四個肋骨14中的兩個之間，并且檢測低頻彈性波在形成于25mm至65mm之間的深度上的感興趣區(qū)域17中的傳播(肝臟16的參數(shù))使得有可能保證為了確定肝臟16的至少ー個性質(zhì)的目的而正確地定位振動彈性成像探測器10。另外，如以上所示出的，可以由生理參數(shù)構(gòu)成肝臟16的參數(shù)，生理參數(shù)諸如借助于多普勒回波描記法對血液流動的檢測。在此類實施方式中，如果血液流動與參考血液流動相匹配，則振動弾性成像探測器10為了確定肝臟16的性質(zhì)的目的而正確地定位。一般地，應(yīng)理解，生物組織的任何代表性參數(shù)都可以用于驗證超聲換能器12的定位。同樣地，多個參數(shù)可以用于驗證超聲換能器12的定位。另外，可以將若干參數(shù)組合以驗證與超聲換能器12相対的目標(biāo)組織的存在。由此，根據(jù)此類實施方式，將通過這些參數(shù)的組合而獲得的結(jié)果與參考參數(shù)進(jìn)行比較，僅在從組合產(chǎn)生的結(jié)果與參考參數(shù)的值有效地相似時才確定性質(zhì)(第五步驟幻?？梢愿鶕?jù)各種模型對參數(shù)進(jìn)行組合，各種模型例如邏輯回歸(logistic regression)類型模型。邏輯回歸使得預(yù)測模型能夠被構(gòu)造為包括所確定的參數(shù)的值。通過示例的方式，根據(jù)組合所獲得的值可以通過這ー類型的公式的運(yùn)用而獲得預(yù)測值(從組合獲得的結(jié)果)=a+b*Parameter_l [· · · ] +c*Parameter_2 [···]··應(yīng)當(dāng)注意，符號“[...]”表示形成所確定的參數(shù)的矢量值。a、b和c項是常數(shù)。根據(jù)第五步驟5，基于在第四比較步驟4期間獲得的結(jié)果而確定生物組織的性質(zhì)。例如，如果在第三步驟3期間確定的參數(shù)與相應(yīng)的參考值的值之間的差值的絕對值小于給定閾值，則確定生物組織的性質(zhì)。另外，根據(jù)另ー實施方式，可以通過與低頻彈性波的傳播相關(guān)聯(lián)的值來形成參數(shù)。 這些值例如可以與振幅水平或者圖像質(zhì)量準(zhǔn)則相對應(yīng)。根據(jù)此類實施方式，在第四步驟4的過程中獲得的結(jié)果通過“低頻彈性波的檢測”而形成。如果檢測到該低頻弾性波，則確定生物組織的性質(zhì)。為此，必須通過以下過程來確定生物組織的性質(zhì)。以非限制性的方式，該過程可以是根據(jù)在第二步驟2的過程中所發(fā)起的振動彈性成像過程而由振動彈性成像探測器10發(fā)起的振動彈性成像過程，或者需要借助于超聲換能器12的簡單超聲發(fā)射和獲取的過程。該實施方式可以用于確定由生物組織生成的超聲衰減的目的。如果在第三步驟3期間確定的參數(shù)的值與參考參數(shù)的值之間的差值的絕對值小于給定閾值，則可以通過軟件手段(未示出)自動地發(fā)起對性質(zhì)的確定。換言之，操作者不執(zhí)行用于確定性質(zhì)的動作、發(fā)起。否則，在接收到通知操作者探測器10正確定位的聲音和/或視覺消息(借助指示器)之后，可以通過由操作者按壓發(fā)起按鈕(未示出)來手動發(fā)起性質(zhì)的確定，該發(fā)起按鈕可以包括在探測器10中。在相關(guān)的文獻(xiàn)中描述了用于測量超聲衰減的許多算法。例如，以非限制性的方式， ー種算法可以引用稱為“頻率偏移方法”或者“過零方法”的超聲衰減評估算法。這ー算法的原理在文獻(xiàn)號US4441368中描述。一般地，超聲信號的中心頻率在其穿過生物組織時降低。因此，對超聲信號的中心頻率中偏移的評估使得能夠?qū)Τ曀p進(jìn)行評估?？梢酝ㄟ^計數(shù)超聲信號在給定時段中通過零點的次數(shù)而在時域中估計超聲信號的中心頻率。以非限制性的方式，一種用于計算超聲衰減的算法可以包括以下步驟-選擇針對每個射頻超聲信號的感興趣區(qū)域17(例如，在肝臟16的示例中，感興趣區(qū)域17可以位于表皮13以下25mm至65mm之間)；-針對來自感興趣區(qū)域17的每個射頻超聲信號創(chuàng)建時間窗ロ框架，窗ロ的數(shù)目針對相同的時間周期T在1至η之間可變，每個窗ロ被相鄰窗口重疊預(yù)設(shè)的百分比。-針對每個窗ロ，評估射頻超聲信號通過零點的次數(shù)；(因此，射頻超聲信號衰減得越多，其將在持續(xù)時間窗ロ T期間通過零點的次數(shù)減少得越多)；-借助于數(shù)學(xué)公式來確定超聲衰減值。應(yīng)當(dāng)注意，如果組織具有低含量的脂肪組織或者高比例的脂肪組織，則相同的生物組織的超聲衰減會有所變化，因為脂肪提供的阻抗與軟組織的不同。除了代表目標(biāo)生物組織以外，超聲衰減還可以使得執(zhí)行對組成正被測量的生物組織(例如，在此處的示例中， 是肝臟16)的脂肪的比例的定量和/或定性評估成為可能。否則，在第五步驟5期間，可以基于從被生物組織反射的至少ー個超聲信號的獲取中提取的數(shù)據(jù)來確定生物組織的性質(zhì)，所述獲取在第二步驟2中進(jìn)行。這ー選項特別地有益，因為其僅需要一個測量來同時執(zhí)行第三步驟3 (通過獲取被生物組織反射的至少ー 個超聲信號來確定生物組織的參數(shù))和第五步驟5 (基于比較的結(jié)果來確定生物組織的性質(zhì))。因此，沒有改變探測器10的位置，并且操作者能夠確定地確認(rèn)通過實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法而獲得的性質(zhì)與其希望測量的生物組織的性質(zhì)相對應(yīng)。在貫穿本說明書所描述的肝臟16的示例中，在感興趣區(qū)域17的生物組織中的低頻彈性波的傳播的檢測可以用作用于驗證所測量的組織與目標(biāo)組織確實相匹配的粘彈性參數(shù)，并且一旦確認(rèn)了該假設(shè)，低頻彈性波的傳播速度的確定就可以實現(xiàn)對所測量的生物組織的性質(zhì)的估計，也就是說對其弾性的估計。因此，僅有ー個測量是必需的。借助于本發(fā)明，生物組織的至少ー個參數(shù)的測量能夠?qū)崿F(xiàn)定量和/或定性地確定生物組織的弾性和/或生物組織的超聲衰減。一般地，當(dāng)所確定的生物組織的粘弾性和/或超聲和/或生理參數(shù)與相應(yīng)的目標(biāo)組織的參考和/或超聲和/或生理參數(shù)不同吋，無法確定性質(zhì)。由此，所獲得的性質(zhì)的特征值代表操作者希望測量的生物組織。不需要專門知識來與生物組織相對地定位探測器。另外，借助于諸如指示器之類的設(shè)備，或許可以關(guān)于探測器的定位向操作者告警，以及由此可以關(guān)于與目標(biāo)生物組織相対的超聲換能器的定位向操作者告警。換言之，根據(jù)本發(fā)明的用于測量生物組織的至少ー個性質(zhì)的方法使得不具備人類或者動物領(lǐng)域中的專門知識的操作者能夠測量目標(biāo)生物組織的性質(zhì)，以便確定例如目標(biāo)生物組織的弾性和/或目標(biāo)生物組織的超聲衰減。另外，已經(jīng)特定地參考本發(fā)明對于肝臟16這ー器官的應(yīng)用而描述了本發(fā)明。然而，還可期望的是，將相同的方法應(yīng)用于體內(nèi)或者體外的任何類型的人類或者動物器官 (諸如胸部、脂肪塊、腺體、神經(jīng)節(jié))的情況，或者甚至應(yīng)用于實現(xiàn)エ業(yè)應(yīng)用中的質(zhì)量控制， 特別是農(nóng)業(yè)食品應(yīng)用。本發(fā)明的以上描述旨在單純的示例性目的，可以理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員將完全能夠?qū)τ糜跍y量生物組織的至少ー個性質(zhì)的方法(尤其是關(guān)于參數(shù))創(chuàng)建多種不同的變體， 并且不會因此超出本專利的限定。
權(quán)利要求
1.一種用于測量生物組織(1 的至少ー個性質(zhì)的方法，包括步驟-與待測量的所述生物組織(16)相對地定位(1)超聲換能器(12)；-在所述生物組織(16)內(nèi)生成01)至少ー個超聲信號；-獲取02)被所述生物組織(16)反射的至少ー個超聲信號；-借助于被所述生物組織(16)反射的所述至少一個超聲信號的所述獲取02)來確定 (3)所述生物組織(16)的至少ー個參數(shù)，所述至少一個參數(shù)代表所述生物組織(16)；所述方法的特征在干，其還包括步驟-將所述生物組織(16)的所述至少一個參數(shù)與目標(biāo)生物組織的至少ー個參考參數(shù)進(jìn)行比較(4)，以便確認(rèn)與所述超聲換能器相対的所述目標(biāo)生物組織存在的假設(shè)；-基于所述比較步驟的結(jié)果來確定(5)所述生物組織(16)的至少ー個性質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述比較步驟(4)包括將所述至少ー個所確定的參數(shù)的值與所述至少一個參考參數(shù)的值進(jìn)行比較，僅在所述至少一個所確定的參數(shù)的所述值與所述至少一個參考參數(shù)的所述值之間的差值的絕對值小于給定閾值時，才執(zhí)行確定( 所述至少一個性質(zhì)的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的方法，其特征在干，將多個參數(shù)組合在一起，所述比較步驟(4)包括將從參數(shù)的所述組合所獲得的結(jié)果與所述至少一個參考參數(shù)進(jìn)行比較。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在干，所述方法包括步驟在所述生物組織(16)中生成(23)低頻彈性波。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在干，所述低頻弾性波通過低頻弾性波生成器 (11)的振動而生成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在干，所述低頻弾性波通過輻射壓カ而生成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在干，指示器將該比較步驟(4)的該結(jié)果通知操作者。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在干，基于從被所述生物組織 (16)反射的所述至少一個超聲信號的所述獲取0 中提取的數(shù)據(jù)，來確定所述生物組織 (16)的所述至少一個參數(shù)和所述至少ー個性質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在干，通過彈性成像方法的實現(xiàn)來確定所述生物組織(16)的所述至少ー個性質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其特征在干，所述至少一個性質(zhì)是所述生物組織(16)的弾性。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在干，所述至少一個性質(zhì)是所述生物組織(16)的超聲衰減。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的方法，其特征在干，所述至少一個參數(shù)是所述生物組織(16)的超聲參數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在干，所述至少ー個超聲參數(shù)是所述生物組織(16)的超聲衰減。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的方法，其特征在干，所述至少一個參數(shù)是所述生物組織(16)的粘彈性參數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在干，所述粘彈性參數(shù)是所述生物組織(16)的弾性。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在干，所述彈性通過彈性成像方法獲得。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的方法，其特征在干，所述至少一個參數(shù)是所述生物組織(16)的生理參數(shù)。
18.一種用于實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項所述的用于測量生物組織(16)的至少ー個性質(zhì)的方法的超聲換能器(12)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于測量生物組織(16)的至少一個性質(zhì)的方法，包括步驟與待測量的所述生物組織(16)相對地定位(1)超聲換能器(12)；在所述生物組織(16)內(nèi)生成(21)至少一個超聲信號；以及獲取(22)被所述生物組織(16)反射的至少一個超聲信號。所述方法還包括步驟借助于被所述生物組織(16)反射的所述至少一個超聲信號的所述獲取(22)來確定(3)所述生物組織(16)的至少一個參數(shù)，所述至少一個參數(shù)代表所述生物組織(16)；將所述生物組織(16)的所述至少一個參數(shù)與目標(biāo)生物組織的至少一個參考參數(shù)進(jìn)行比較(4)，以便確認(rèn)與所述超聲換能器相對的所述目標(biāo)生物組織存在的假設(shè)；以及基于所述比較步驟(4)的結(jié)果來確定(5)所述生物組織(16)的至少一個性質(zhì)。該方法可以直接在人類或者動物的領(lǐng)域中使用。
文檔編號A61B8/08GK102596051SQ201080048631
公開日2012年7月18日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者L·桑德林, M·薩索, V·米耶 申請人:回波檢測公司