本發(fā)明涉及成像方法以及在介質(zhì)中的觀測(cè)場(chǎng)進(jìn)行剪切波彈性成像的裝置。

背景技術(shù)：

美國(guó)專利us7,252,004描述了一個(gè)用于在介質(zhì)中觀測(cè)場(chǎng)的剪切波彈性成像的方法的實(shí)例。

盡管在介質(zhì)中的組織運(yùn)動(dòng)受限的情況下，美國(guó)專利us7,252,004中的方法完全滿足要求，但在組織進(jìn)行較強(qiáng)運(yùn)動(dòng)的情況下，圖像及測(cè)量的再現(xiàn)性和可靠性則可能不是最理想。

例如，在肝臟和腹部進(jìn)行的剪切波彈性成像對(duì)由于患者呼吸引起的細(xì)小動(dòng)作、對(duì)肺部肋骨以及介入組織的陰影、乃至對(duì)與心率相關(guān)的器官脈動(dòng)十分敏感。

因此，需要一種在介質(zhì)中對(duì)觀測(cè)場(chǎng)進(jìn)行剪切波彈性成像的方法，該方法可降低測(cè)量可變性，縮短采集時(shí)間或者減少失敗采集的數(shù)量。

這種方法尤其適用于新用戶，因?yàn)樗梢越档图羟胁◤椥猿上竦恼J(rèn)知曲線。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此目的，本發(fā)明的第一個(gè)目的是一種在介質(zhì)中對(duì)觀測(cè)場(chǎng)進(jìn)行剪切波彈性成像的方法，該方法包括多個(gè)剪切波成像步驟，以獲得多組剪切波傳播參數(shù)，該方法進(jìn)一步包括確定可靠性指標(biāo)的步驟，在該步驟過程中，確定觀測(cè)場(chǎng)的剪切波彈性成像的可靠性指標(biāo)。

通過這些特征，可以向操作員提供關(guān)于swe采集/測(cè)量的可靠性的附加信息。因此，在剪切波彈性成像最佳的情況下，操作員僅通過診斷和測(cè)量便可以提高其診斷性能，或者通過只考慮可靠操作條件下進(jìn)行的診斷和測(cè)量而提高其診斷性能。

在某些實(shí)施例中，還可以采用下列特征中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：

-可靠性指標(biāo)是穩(wěn)定性指標(biāo)的函數(shù)，確定可靠性指標(biāo)的步驟包括確定穩(wěn)定性指標(biāo)的步驟，在該步驟中，根據(jù)至少兩組剪切波傳播參數(shù)確定所述穩(wěn)定性指標(biāo)；

-穩(wěn)定性指標(biāo)是至少兩組數(shù)據(jù)之間的相似性的函數(shù)，所述兩組數(shù)據(jù)是兩組連續(xù)的剪切波傳播參數(shù)或者分別與兩組剪切波傳播參數(shù)相關(guān)的兩個(gè)直方圖；

-通過計(jì)算每組數(shù)據(jù)的度量指標(biāo)并比較所述度量指標(biāo)確定兩組數(shù)據(jù)之間的相似性，在均方差、相關(guān)系數(shù)、歸一化相關(guān)系數(shù)、模式強(qiáng)度和交互信息之中選擇所述度量指標(biāo)；

-穩(wěn)定性指標(biāo)是多組剪切波傳播參數(shù)的統(tǒng)計(jì)離差的函數(shù)；

-通過計(jì)算統(tǒng)計(jì)指標(biāo)確定多組剪切波傳播參數(shù)的統(tǒng)計(jì)離差，在四分位范圍、十分位范圍、標(biāo)準(zhǔn)偏差、絕對(duì)中位差、平均絕對(duì)離差、距離標(biāo)準(zhǔn)偏差中選擇所述統(tǒng)計(jì)指標(biāo)；

-通過統(tǒng)計(jì)測(cè)量多組剪切波傳播參數(shù)的集中趨勢(shì)使得所計(jì)算的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)進(jìn)一步均一化而確定統(tǒng)計(jì)離差；

-每個(gè)剪切波成像步驟包括：

a)激發(fā)步驟，在該步驟中，通過使換能器陣列將至少一個(gè)超聲波發(fā)射到介質(zhì)中而在介質(zhì)內(nèi)生成剪切波，

b)觀察步驟，在該步驟中，至少在介質(zhì)觀測(cè)場(chǎng)的多個(gè)點(diǎn)觀察所述剪切波的傳播，

觀察步驟包括以下操作：

b1)使換能器陣列將一系列具有空間覆蓋和適用定時(shí)的超聲波發(fā)射到介質(zhì)中，以便所述超聲波呈現(xiàn)與觀測(cè)場(chǎng)中的傳播剪切波的至少局部時(shí)空重疊，以及，

b2)通過所述換能器陣列實(shí)時(shí)檢測(cè)從所述觀測(cè)場(chǎng)接收的聲信號(hào)，所述聲信號(hào)包括由與介質(zhì)中的散射體相互作用的超聲波生成的回聲，以及，

c)至少一個(gè)處理步驟，在該步驟中，在觀測(cè)場(chǎng)中確定一組剪切波傳播參數(shù)，所述一組剪切波傳播參數(shù)與觀測(cè)場(chǎng)中的多個(gè)點(diǎn)相關(guān)；

-可靠性指標(biāo)是運(yùn)動(dòng)指標(biāo)的函數(shù)，確定可靠性指標(biāo)的步驟包括確定運(yùn)動(dòng)指標(biāo)的步驟，在該步驟中，根據(jù)至少兩組數(shù)據(jù)確定所述運(yùn)動(dòng)指標(biāo)，所述兩組數(shù)據(jù)是觀測(cè)場(chǎng)的兩個(gè)連續(xù)b型圖像或者觀測(cè)場(chǎng)的兩次連續(xù)相敏采集，比如多普勒采集；

-運(yùn)動(dòng)指標(biāo)是通過計(jì)算來自所述兩個(gè)連續(xù)b型圖像的光流而確定的至少兩個(gè)連續(xù)b型圖像之間的局部位移或整體位移的函數(shù)；

-運(yùn)動(dòng)指標(biāo)是通過所述兩次連續(xù)相敏采集的相位值測(cè)量而計(jì)算出的至少兩次連續(xù)相敏采集之間局部位移或整體位移的函數(shù)；

-可靠性指標(biāo)是圖像質(zhì)量指標(biāo)的函數(shù)，確定可靠性指標(biāo)的步驟包括確定圖像質(zhì)量指標(biāo)的步驟，在該步驟中，根據(jù)觀測(cè)場(chǎng)的至少一個(gè)b型圖像確定所述圖像質(zhì)量指標(biāo)；

-通過計(jì)算至少一個(gè)b型圖像的統(tǒng)計(jì)特性并比較所述統(tǒng)計(jì)特性與至少一個(gè)預(yù)定閾值而確定圖像質(zhì)量指標(biāo)；

-多個(gè)b型圖像的統(tǒng)計(jì)特性是至少一個(gè)b型圖像的b型一階統(tǒng)計(jì)量、b型二階統(tǒng)計(jì)量或者b型一階統(tǒng)計(jì)量與二階統(tǒng)計(jì)量的結(jié)合；

-根據(jù)觀測(cè)場(chǎng)的至少兩個(gè)b型圖像確定圖像質(zhì)量指標(biāo)，圖像質(zhì)量指標(biāo)是所述至少兩個(gè)b型圖像之間相似性的函數(shù)，通過計(jì)算每個(gè)所述b型圖像的度量指標(biāo)并比較所述度量指標(biāo)確定所述相似性，從均方差、相關(guān)系數(shù)、歸一化相關(guān)系數(shù)、模式強(qiáng)度和交互信息中選擇所述度量指標(biāo)；

-該方法包括至少一個(gè)b型成像步驟；

-該方法包括多個(gè)相敏采集步驟；

-在剪切波成像步驟之前進(jìn)行b型成像步驟和/或相敏采集步驟；

-該方法進(jìn)一步包括至少一個(gè)將可靠性指標(biāo)、穩(wěn)定性指標(biāo)、運(yùn)動(dòng)指標(biāo)和/或圖像質(zhì)量指標(biāo)與至少一個(gè)預(yù)定閾值作比較的步驟；

-該方法進(jìn)一步包括向操作者顯示可靠性指標(biāo)的步驟；

-向操作者顯示可靠性指標(biāo)的步驟包括顯示穩(wěn)定性指標(biāo)和/或運(yùn)動(dòng)指標(biāo)和/或圖像質(zhì)量指標(biāo)；

-向操作者顯示可靠性指標(biāo)的步驟包括選自顯示可靠性指標(biāo)的數(shù)值以及顯示可靠性指標(biāo)的圖示的操作；

-該方法進(jìn)一步包括向操作員顯示運(yùn)動(dòng)指標(biāo)和/或圖像質(zhì)量指標(biāo)的綜合指標(biāo)函數(shù)的步驟，在多個(gè)剪切波成像步驟之前進(jìn)行所述顯示綜合指標(biāo)的步驟；

-確定與觀測(cè)場(chǎng)中多個(gè)點(diǎn)相關(guān)的多個(gè)可靠性指標(biāo)，并且向操作員顯示可靠性指標(biāo)示意圖；

-所述可靠性指標(biāo)示意圖包括穩(wěn)定性指標(biāo)示意圖和/或運(yùn)動(dòng)指標(biāo)示意圖和/或圖像質(zhì)量指標(biāo)示意圖和/或綜合指標(biāo)示意圖；

-該方法包括根據(jù)至少兩張示意圖確定合成圖像的步驟，所述示意圖包括：

觀測(cè)場(chǎng)中剪切波傳播參數(shù)的示意圖，以及

可靠性指標(biāo)示意圖，

所述確定合成圖像的步驟包括選自下列的操作：針對(duì)所述至少兩張示意圖中的另一張示意圖改變至少兩張示意圖中的一張示意圖的顏色分量、對(duì)所述至少兩張示意圖進(jìn)行阿爾法混合、從位于所述至少兩張示意圖中的一張示意圖的頂部的所述至少兩張示意圖之中的另一張示意圖中確定一組線條或圖標(biāo)；以及

向操作者顯示所述合成圖像步驟；

-多次重復(fù)顯示步驟。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是一種用于執(zhí)行上文所詳細(xì)描述的方法的成像裝置，用于對(duì)介質(zhì)中的觀測(cè)場(chǎng)進(jìn)行剪切波彈性成像，所述裝置包括通過至少一個(gè)電子中央單元而彼此獨(dú)立受控的換能器陣列，所述電子中央單元適于：

-通過以下步驟采集多組剪切波傳播參數(shù)：

a)通過換能器陣列使得至少一個(gè)超聲波發(fā)射到介質(zhì)中以在介質(zhì)中生成剪切波；

b)通過以下步驟在觀測(cè)場(chǎng)的多個(gè)點(diǎn)同時(shí)觀察所述剪切波的傳播：

b1)使換能器陣列將一系列具有空間覆蓋和適于定時(shí)的超聲波發(fā)射到介質(zhì)中，以便所述超聲波呈現(xiàn)與觀測(cè)場(chǎng)中的傳播的剪切波的至少局部時(shí)空重疊；以及

b2)通過所述換能器陣列實(shí)時(shí)檢測(cè)從所述觀測(cè)場(chǎng)接收的聲信號(hào)，所述聲信號(hào)包括由與介質(zhì)中的散射體相互作用的超聲波生成的回聲；以及

c)確定觀測(cè)場(chǎng)的一組剪切波的傳播參數(shù)，所述一組剪切波的傳播參數(shù)與觀測(cè)場(chǎng)中的多個(gè)點(diǎn)相關(guān)，

-確定觀測(cè)場(chǎng)剪切波彈性成像的可靠性指標(biāo)。

附圖說明

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過下列作為非限制性實(shí)例的實(shí)施例以及附圖的說明而顯而易見。

在附圖中：

-圖1闡釋了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在介質(zhì)中對(duì)觀測(cè)場(chǎng)進(jìn)行剪切波彈性成像的裝置，

-圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在介質(zhì)中對(duì)觀測(cè)場(chǎng)進(jìn)行剪切波彈性成像的方法流程圖，

-圖3詳細(xì)說明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方法的剪切波成像步驟，

-圖4詳細(xì)說明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方法的確定可靠性指標(biāo)的步驟，

-圖5a闡釋了具有表示可靠性指標(biāo)的預(yù)定閾值的覆蓋等值線的可靠性指標(biāo)示意圖，以及，

-圖5b闡釋了可靠性指標(biāo)閾值的閾值示意圖，所述可靠性指標(biāo)閾值是通過比較圖5a闡釋的可靠性指標(biāo)值與圖5a闡釋的預(yù)定閾值而得到的。

在各圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的元件。

具體實(shí)施方式

圖1所示的裝置1是超聲成像裝置，適于在介質(zhì)3中對(duì)觀測(cè)場(chǎng)2進(jìn)行剪切波彈性成像，例如，活組織成像，尤其是使患者的人體組織成像。

裝置1也能夠執(zhí)行普通的b型成像和/或相敏采集，比如多普勒成像。

例如，裝置1可包括：

-超聲換能器陣列6，例如，通常包括在普通回聲探測(cè)器中已知的沿著x軸并列的數(shù)十個(gè)(例如，100至300個(gè))換能器的線性陣列(因此，陣列6適合執(zhí)行觀測(cè)場(chǎng)2的二維(2d)成像，但是，陣列6也可以是適合執(zhí)行觀測(cè)場(chǎng)2的3d成像的二維陣列)；

-控制換能器陣列并從中采集信號(hào)的電子艙7；

-微型計(jì)算機(jī)4，用于控制電子艙7并在顯示屏4a上查看通過電子艙得到的超聲圖像(在一個(gè)變體中，單獨(dú)一個(gè)電子裝置可以實(shí)現(xiàn)電子艙7和微型計(jì)算機(jī)4的所有功能)。

如圖1所示，例如，電子艙7可包括：

-分別連接到換能器陣列6中的n個(gè)換能器(t1-tn)的n個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(e1-en)；

-分別連接到n個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的n個(gè)緩沖存儲(chǔ)器(m1-mn)，

-與緩沖存儲(chǔ)器和微型計(jì)算機(jī)4連通的中央處理單元(cpu)，

-連接到中央處理單元的存儲(chǔ)器(m)；

-連接到中央處理單元的數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)。

通過中央處理單元彼此獨(dú)立地控制換能器t1-tn。換能器t1-tn因此能夠選擇性地發(fā)射：

-非聚焦超聲波；

-或者集中在介質(zhì)3中的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)的超聲波。

“非聚焦超聲波”一詞在此的含義是照射介質(zhì)3中整個(gè)觀測(cè)場(chǎng)的任何非聚焦波，例如：

-“平面的”超聲壓縮波(即其波前在x、y平面中是直線運(yùn)動(dòng)的)，或者任何其它類型的非聚焦波；

-通過使各個(gè)換能器t1-tn發(fā)射隨機(jī)超聲信號(hào)而生成的波；

-或者聚集在介質(zhì)3的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)的超聲壓縮波；

-或者弱聚焦波(稱為“厚(fat)”傳遞聚焦：焦距/孔徑比率>2.5)；

-或者比如球面波這樣的發(fā)散波；

-或者同時(shí)聚焦在多個(gè)焦點(diǎn)的波；

-或者更普遍而言，不與普通聚焦相對(duì)應(yīng)的任何類型的發(fā)射波，所述普通聚焦采用單個(gè)焦點(diǎn)位置以及焦距/孔徑比率<2.5。

在裝置1的操作過程中，尤其是在剪切波成像步驟30中，例如，把換能器陣列6放在與患者皮膚接觸之處。

通過為操作方法而編程的控制系統(tǒng)來控制裝置1的操作，所述控制系統(tǒng)即為中央處理單元(cpu)和/或計(jì)算機(jī)4。

現(xiàn)在通過參考附圖詳細(xì)說明下文所述的本發(fā)明的實(shí)施例。因此，可以多種形式體現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例，并且不得將其理解為受限于下文所列的實(shí)施例。

下面參考流程圖或方框圖，可將本發(fā)明的某些實(shí)施例理解為可以通過計(jì)算機(jī)可讀指令執(zhí)行?？蓪⑦@些計(jì)算機(jī)可讀指令提供給通用計(jì)算機(jī)的處理器、專用處理器或計(jì)算機(jī)，或者其它可編程數(shù)據(jù)處理電路，以便通過處理器或電路執(zhí)行的指令創(chuàng)建了執(zhí)行流程方框圖中指定的操作和步驟的模塊。

這樣，可以通過非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)設(shè)備執(zhí)行本發(fā)明的實(shí)施例，所述非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)設(shè)備包括允許存儲(chǔ)和傳輸計(jì)算機(jī)可讀指令或編碼的任何介質(zhì)。

現(xiàn)在更具體地參考圖2和圖3以執(zhí)行剪切波成像步驟30，將裝置1的控制系統(tǒng)編程以便連續(xù)執(zhí)行多個(gè)步驟，如圖3以及美國(guó)再審查專利us-b2-7252004中所詳細(xì)描述的：

a)激發(fā)步驟31，在該步驟中，控制系統(tǒng)通過由陣列6發(fā)射至少一個(gè)超聲波(可由所有或部分換能器t1-tn發(fā)射該超聲波)從而在介質(zhì)3中生成剪切波；

b)觀察步驟32，在該步驟中，在觀測(cè)場(chǎng)的多個(gè)點(diǎn)觀察剪切波的傳播；以及，

c)至少一個(gè)處理步驟33，在該步驟中，控制系統(tǒng)處理在步驟b)中從觀測(cè)場(chǎng)2接收的連續(xù)超聲信號(hào)，以便在觀測(cè)場(chǎng)中的多個(gè)點(diǎn)確定剪切波傳播參數(shù)。

在激發(fā)步驟a)31中發(fā)射的超聲波可以是單色波，其頻率f在0.5mhz至15mhz的范圍之間，例如，約等于2.5mhz。在k/f秒的持續(xù)時(shí)間內(nèi)發(fā)射所述單色波，其中，k是在范圍50至5000之間的整數(shù)(例如，約為500)，f用hz表達(dá)。在由休息時(shí)間間隔開的一系列發(fā)射周期中可以發(fā)射這種波，發(fā)射周期按照每秒發(fā)射5至1000次的頻率彼此相繼。因此生成的剪切波平行于y軸傳播。

在一個(gè)變體中，在激發(fā)步驟a)過程中發(fā)射的超聲波是各自頻率為f1和f2的兩個(gè)單色信號(hào)的線性組合(尤其是和的組合)，以使20hz≤|f1-f2|≤1000hz，從而產(chǎn)生調(diào)制頻率為|f1-f2|的調(diào)幅波。

此外，在激發(fā)步驟a)過程中發(fā)射的超聲波可選擇性地同時(shí)聚焦，或者相反地聚焦在多個(gè)點(diǎn)上，以便所產(chǎn)生的剪切波呈現(xiàn)想要的波形(例如，因此可能產(chǎn)生平面的剪切波，或者相反，產(chǎn)生聚焦的剪切波)并且照亮介質(zhì)2中的所需的區(qū)域。

觀察步驟b)32可包括數(shù)個(gè)步驟，尤其是發(fā)射一系列超聲波的步驟b1)以及實(shí)時(shí)檢測(cè)來自所述超聲波的回聲的步驟b2)。

在步驟b1)中，控制系統(tǒng)使得陣列6通過將一系列具有空間覆蓋和適用定時(shí)(spatialcoverageandtimingadapted)的超聲波發(fā)射到粘彈性介質(zhì)中，以便所述超聲波呈現(xiàn)與觀測(cè)場(chǎng)中傳播的剪切波的至少局部時(shí)空重疊。因此，在剪切波傳播通過觀測(cè)場(chǎng)時(shí)，采用所述超聲波的標(biāo)時(shí)使得至少某些非聚焦超聲波到達(dá)觀測(cè)場(chǎng)。例如，所述超聲波可以是由全部或部分換能器t1-tn發(fā)射的非聚焦超聲壓縮波。

所述超聲波可按照每秒發(fā)射500至10000次的頻率發(fā)射，最好在每秒發(fā)射1000至5000的頻率范圍內(nèi)(通過穿過患者身體2的壓縮波的往返行程時(shí)間限制該頻率：有必要在發(fā)出新的壓縮波之前通過探頭6接收由壓縮波產(chǎn)生的所有回聲)。

例如，步驟b1)可持續(xù)0.1至1秒，可以按照每秒發(fā)射500至10000次的頻率發(fā)射超聲壓縮波，最好在每秒發(fā)射1000至5000次的頻率范圍內(nèi)(通過穿過患者身體的壓縮波的往返行程時(shí)間限制該頻率：有必要在發(fā)出新的壓縮波之前通過探頭6接收由壓縮波產(chǎn)生的所有回聲)。

每個(gè)超聲壓縮波按照比剪切波的傳播速度高得多的傳播速度穿過患者身體2而傳播(例如，在人體約為內(nèi)1500m/s)，并且與反射粒子3d相互作用，因此產(chǎn)生回聲或者在信號(hào)中的其它類似干擾。

在步驟b2)中，控制系統(tǒng)使得陣列6檢測(cè)從患者身體2接收的超聲信號(hào)。可以通過陣列6的全部或部分換能器進(jìn)行如此檢測(cè)。反向散射超聲信號(hào)包括由超聲波產(chǎn)生的回聲，所述超聲波與觀測(cè)場(chǎng)中的散射體5相互作用。這些回聲直接或間接地與觀測(cè)場(chǎng)2中介質(zhì)位移的連續(xù)圖像相對(duì)應(yīng)。把檢測(cè)到的信號(hào)實(shí)時(shí)記錄在緩沖存儲(chǔ)器m1-mn中。

在步驟b2)中，每次發(fā)射超聲壓縮波之后，通過換能器t1-tn提取背向散射信號(hào)。在第j次發(fā)射之后，以高頻率(例如，30mhz至100mhz)對(duì)通過每個(gè)換能器ti以這種方式提取的信號(hào)sij(t)進(jìn)行初次采樣，并且通過與換能器ti相對(duì)應(yīng)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器ei使其實(shí)時(shí)數(shù)字化(例如，按照12比特)。

然后，同樣也是實(shí)時(shí)地，把按照這種方式采樣并數(shù)字化的信號(hào)sij(t)儲(chǔ)存在與換能器ti相對(duì)應(yīng)的緩沖存儲(chǔ)器mi中。

通過實(shí)例的方式，每個(gè)存儲(chǔ)器mi可呈現(xiàn)約為128百萬字節(jié)(mb)的能力，并且包含有針對(duì)j＝1至p次發(fā)射的連續(xù)接收的所有信號(hào)sij(t)。

如us-b2-7252004中所述，在儲(chǔ)存與剪切波的同一次傳播相對(duì)應(yīng)的所有信號(hào)sij(t)之后，中央單元9在步驟c)中處理這些信號(hào)，以確定觀測(cè)場(chǎng)中各個(gè)點(diǎn)的剪切波傳播參數(shù)。

處理步驟c)可包括波束成形或路徑成形步驟，然后是確定位移的步驟，引起超聲回聲的每個(gè)散射體3經(jīng)過所述位移。

在us-b2-7252004中列出了如此確定位移的步驟的實(shí)例。

產(chǎn)生由剪切波在剪切波的作用下在觀測(cè)場(chǎng)的每個(gè)位置生成的一組位移矢量(在本文所述的實(shí)例中，這些位移矢量可選擇性地減少到單個(gè)分量)。

將這組位移矢量存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器m中或存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)4中，而且，例如，可以通過計(jì)算機(jī)4的屏幕4a以慢動(dòng)作圖片的形式對(duì)其進(jìn)行顯示，在所述慢動(dòng)作圖片中，通過比如灰度等級(jí)或色彩等級(jí)這樣的光參數(shù)說明位移值。

因此，可以清晰地看到介質(zhì)3中具有不同特征的區(qū)域之間的剪切波的傳播差異。

剪切波傳播的運(yùn)動(dòng)圖片也可以疊置在傳統(tǒng)的回聲圖像上，也可以通過上文所述的裝置1生成。

此外，除了位移，還可以計(jì)算針對(duì)觀測(cè)場(chǎng)2中每個(gè)點(diǎn)的介質(zhì)3的變形，所述變形例如是一矢量，其分量是位移矢量分別相對(duì)于空間變量(在所述實(shí)例中為x坐標(biāo)和y坐標(biāo))的導(dǎo)數(shù)?？梢韵裎灰剖噶恳粯邮褂眠@些變形矢量，以便以運(yùn)動(dòng)圖片的形式清晰地查看剪切波的傳播，而且，在觀察中還可以呈現(xiàn)消除換能器陣列6相對(duì)應(yīng)患者身體2的位移的優(yōu)點(diǎn)。

通過位移場(chǎng)或變形場(chǎng)，計(jì)算機(jī)4(或者更普遍而言，控制系統(tǒng))可以方便地根據(jù)移動(dòng)參數(shù)(位移或變形)隨著時(shí)間在觀察現(xiàn)場(chǎng)x，y(或者具有二維換能器陣列的x，y，z)變化的方式，計(jì)算剪切波的至少一個(gè)傳播參數(shù)，所述剪切波在通過使用者利用輸入模塊4b作用在計(jì)算機(jī)4上所選擇的觀測(cè)場(chǎng)的某些點(diǎn)(至少1個(gè)點(diǎn))上，或者貫穿整個(gè)觀測(cè)場(chǎng)。在觀測(cè)場(chǎng)的多個(gè)點(diǎn)計(jì)算剪切波傳播參數(shù)的情況下，計(jì)算機(jī)4可以在屏幕4a上顯示觀測(cè)場(chǎng)中所述參數(shù)的示意圖。

例如，從下列參數(shù)中選擇在步驟c2)中計(jì)算的剪切波的傳播參數(shù)：剪切模量μ，或者楊氏模量e＝3μ，或者剪切波傳播速度cs(其中ρ是組織的密度)，或者剪切彈性μ1，如us-b2-7252004中進(jìn)一步詳細(xì)說明的。這種傳播參數(shù)代表介質(zhì)3的彈性。

例如，可以通過計(jì)算機(jī)4(或者更普遍而言，控制系統(tǒng))在多個(gè)不同時(shí)刻(至少在兩個(gè)不同時(shí)刻t1、t2)重復(fù)計(jì)算該傳播參數(shù)。

例如，控制系統(tǒng)(例如，計(jì)算機(jī)4)可以在兩個(gè)不同時(shí)刻t1、t2計(jì)算介質(zhì)3的剪切模量μ(t)，例如，在心臟收縮和心臟舒張的時(shí)刻(分別在最高血壓和最低血壓)。

因此，很容易快速、無創(chuàng)地得到軟組織的彈性性能的測(cè)量值。在觀測(cè)場(chǎng)中多個(gè)點(diǎn)確定剪切波參數(shù)的情況下，可以確定剪切波參數(shù)或軟組織彈性性能的圖像(例如，通過色彩比例表示)，并在計(jì)算機(jī)屏幕4a上將其展現(xiàn)給使用者?？蓪⒃搱D像疊加到患者的回波描記圖像上，所述回波描記圖像是通過相同裝置1例如在b模式運(yùn)下行得到。隨著剪切波具有相當(dāng)高的頻率分量，例如，高于50hz，上述方法效率更高。

根據(jù)本發(fā)明，對(duì)觀測(cè)場(chǎng)進(jìn)行剪切波彈性成像的方法進(jìn)一步包括確定可靠性指標(biāo)的步驟40，在該步驟過程中，確定觀測(cè)場(chǎng)的剪切波彈性成像的可靠性指標(biāo)。

可靠性指標(biāo)代表所獲得的剪切波參數(shù)的可靠性。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可靠性指標(biāo)是個(gè)綜合指標(biāo)，該綜合指標(biāo)是穩(wěn)定性指標(biāo)、運(yùn)動(dòng)指標(biāo)和圖像質(zhì)量指標(biāo)的函數(shù)。

下文將更詳細(xì)地說明穩(wěn)定性指標(biāo)、運(yùn)動(dòng)指標(biāo)和圖像質(zhì)量指標(biāo)，但是可將先其總結(jié)如下：

-圖像質(zhì)量指標(biāo)代表從觀測(cè)場(chǎng)獲得的b型圖像的質(zhì)量，

-運(yùn)動(dòng)指標(biāo)代表觀測(cè)場(chǎng)中活組織的運(yùn)動(dòng)，以及

-穩(wěn)定性指標(biāo)表示剪切波成像的時(shí)間穩(wěn)定性。

據(jù)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，這些指標(biāo)與可靠的剪切波采集相關(guān)。

在本發(fā)明的某個(gè)實(shí)施例中，可靠性指標(biāo)可以僅為包括穩(wěn)定性指標(biāo)、運(yùn)動(dòng)指標(biāo)和圖像質(zhì)量指標(biāo)的列表中的一個(gè)或兩個(gè)指標(biāo)的函數(shù)。

在本發(fā)明的某個(gè)實(shí)施例中，可靠性指標(biāo)是通過穩(wěn)定性指標(biāo)、運(yùn)動(dòng)指標(biāo)和/或圖像質(zhì)量指標(biāo)計(jì)算的單個(gè)數(shù)值或邏輯值。

在另一個(gè)實(shí)施例中，可靠性指標(biāo)是穩(wěn)定性指標(biāo)、運(yùn)動(dòng)指標(biāo)和/或圖像質(zhì)量指標(biāo)中的一對(duì)或三個(gè)一組的數(shù)值或邏輯值。

還可以將可靠性指標(biāo)與預(yù)定閾值作比較，該閾值為可接受閾值，即表示剪切波采集的可靠性。

圖5a通過多條重疊的等值線闡釋了可靠性指標(biāo)示意圖，所述等值線分別表示可靠性指標(biāo)的多個(gè)預(yù)定閾值。

圖5b闡釋了通過比較圖5a闡釋的可靠性指標(biāo)值與預(yù)定閾值而獲得的可靠性指標(biāo)閾值的閾值示意圖。

根據(jù)所示比較可靠性指標(biāo)與閾值的結(jié)果，然后可以通過裝置1停止自動(dòng)重復(fù)的系列連續(xù)剪切波成像步驟30。

作為選擇，可通知操作員，已經(jīng)完成了可靠采集。

因此，根據(jù)本發(fā)明的方法可進(jìn)一步包括向操作員顯示50可靠性指標(biāo)的步驟。

如圖2所示，可多次重復(fù)多個(gè)剪切波成像步驟30、確定可靠性指標(biāo)的步驟40以及顯示步驟50。

向操作員顯示的可靠性指標(biāo)步驟50包括顯示穩(wěn)定性指標(biāo)和/或運(yùn)動(dòng)指標(biāo)和/或圖像質(zhì)量指標(biāo)。

可以作為數(shù)值或者利用圖示顯示所述指標(biāo)，例如，利用圖像字符、色彩圖標(biāo)或滑桿。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，確定多個(gè)可靠性指標(biāo)，并使其與觀測(cè)場(chǎng)中多個(gè)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。

因此，每個(gè)可靠性指標(biāo)都表示所顯示數(shù)據(jù)的特定像素的可靠性。

因此，如5a和圖5b所示，可以向操作員顯示可靠性指標(biāo)示意圖。

可靠性指標(biāo)示意圖可僅限于特定的感興趣的觀察區(qū)域，例如，已被操作員選中的感興趣的區(qū)域。

向操作員顯示的可靠性指標(biāo)示意圖可包括穩(wěn)定性指標(biāo)示意圖、運(yùn)動(dòng)指標(biāo)示意圖和/或圖像質(zhì)量指標(biāo)示意圖。

所述示意圖可以彼此疊置，以便顯示。

因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以確定合成圖像，并將其顯示給操作員，所述合成圖像包括：

-觀測(cè)場(chǎng)中剪切波傳播參數(shù)的示意圖，以及

-包括穩(wěn)定性指標(biāo)示意圖、運(yùn)動(dòng)指標(biāo)示意圖和/或圖像質(zhì)量指標(biāo)示意圖的可靠性指標(biāo)示意圖。

因此，在這個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法包括確定這種合成圖像的步驟。

例如，通過針對(duì)所述示意圖中另一幅示意圖改變其中一幅所述示意圖的顏色分量、通過所述示意圖的阿爾法混合或者通過確定來自所述示意圖中至少一幅示意圖(其位于所述示意圖中另一張示意圖上)的一組線條或圖標(biāo)來執(zhí)行這個(gè)步驟。

現(xiàn)在我們更具體地參考圖4，圖4詳細(xì)說明了根據(jù)本發(fā)明的確定可靠性指標(biāo)的步驟。

如該圖所示，可以在確定可靠性指標(biāo)的步驟40中的確定穩(wěn)定性指標(biāo)的步驟43中確定穩(wěn)定性指標(biāo)。

可以根據(jù)多組剪切波傳播參數(shù)，尤其是至少兩組剪切波傳播參數(shù)，確定穩(wěn)定性指標(biāo)。

“一組剪切波傳播參數(shù)”的含義是與在上文詳細(xì)描述的單個(gè)剪切波成像步驟的步驟a)中生成的剪切波傳播相對(duì)應(yīng)的一組數(shù)據(jù)。因此，所述多組剪切波傳播參數(shù)分別與上文詳細(xì)說明的連續(xù)的或重復(fù)的剪切波成像步驟相對(duì)應(yīng)，尤其是與多個(gè)相關(guān)剪切波的傳播相對(duì)應(yīng)。

可以預(yù)定義剪切波傳播參數(shù)的組數(shù)，即剪切波成像步驟的數(shù)目，并且所述數(shù)目可以是數(shù)個(gè)剪切波成像步驟，例如，十個(gè)剪切波成像步驟或二十個(gè)剪切波成像步驟。然后，按照預(yù)定義的剪切波傳播參數(shù)的組數(shù)計(jì)算穩(wěn)定性指標(biāo)，所述剪切波傳播參數(shù)是在預(yù)定義相同數(shù)量的剪切波成像步驟中獲取的。

在根據(jù)本發(fā)明的確定穩(wěn)定性指標(biāo)的步驟43的第一個(gè)實(shí)施例中，穩(wěn)定性指標(biāo)是兩組數(shù)據(jù)之間相似性的函數(shù)。

兩組數(shù)據(jù)可以是兩組連續(xù)剪切波傳播參數(shù)或者是分別與兩組連續(xù)剪切波傳播參數(shù)相關(guān)的兩個(gè)直方圖。

更準(zhǔn)確地說，通過計(jì)算每組數(shù)據(jù)的度量指標(biāo)并比較所述度量指標(biāo)確定兩組數(shù)據(jù)之間的相似性。

度量指標(biāo)可以是均方差、相關(guān)系數(shù)、歸一化相關(guān)系數(shù)、模式強(qiáng)度、交互信息等。

“均方差”的含義是數(shù)據(jù)值之間的平方差的和或絕對(duì)差的和。

“相關(guān)系數(shù)”和“歸一化相關(guān)系數(shù)”的含義是數(shù)據(jù)值之間的相關(guān)系數(shù)，可選地將數(shù)據(jù)值除以自動(dòng)相關(guān)的兩組數(shù)據(jù)的平方根。該度量指標(biāo)使之能夠比較各組數(shù)據(jù)，所述各組數(shù)據(jù)的數(shù)值通過線性變換相關(guān)。

“模式強(qiáng)度”的含義是通過函數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)值之間的平方差之和，例如，所述函數(shù)為1/(1+x)型函數(shù)。在更多數(shù)據(jù)可用的情況下，以及在數(shù)據(jù)值接近的情況下，該度量指標(biāo)具有增加的優(yōu)點(diǎn)。

“交互信息”的含義是如果僅僅已知一組，那么可以從另一組中能知曉多少的測(cè)量，正如信息論中普遍所采用的。例如，可以從相關(guān)熵減去兩組數(shù)據(jù)的熵而獲得交互信息。因此，它表示通過已知第二組，降低了多少關(guān)于一組的不確定性。

在根據(jù)本發(fā)明的確定穩(wěn)定性指標(biāo)的步驟43的另一個(gè)實(shí)施例中，穩(wěn)定性指標(biāo)是多組剪切波傳播參數(shù)的統(tǒng)計(jì)離差的函數(shù)。

更準(zhǔn)確地說，可以通過計(jì)算統(tǒng)計(jì)指標(biāo)確定多組剪切波傳播參數(shù)的統(tǒng)計(jì)離差，例如，所述統(tǒng)計(jì)指標(biāo)可以是四分位范圍、十分位范圍、標(biāo)準(zhǔn)偏差、絕對(duì)中位差、平均絕對(duì)離差、距離標(biāo)準(zhǔn)偏差等。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可通過統(tǒng)計(jì)測(cè)量多組剪切波傳播參數(shù)的集中趨勢(shì)使所計(jì)算的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)進(jìn)一步歸一化，比如，通過平均值、中位值、眾數(shù)值、第一四分位數(shù)和第三四分位數(shù)的平均值、第一十分位數(shù)和最后一個(gè)十分位數(shù)的平均值等。

在圖2闡釋的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括至少一個(gè)b型成像步驟10，最好包括多個(gè)至少有兩個(gè)b型的成像步驟10。

可在多個(gè)剪切波成像步驟30之前執(zhí)行b型成像步驟10。

在這個(gè)實(shí)施例中，尤其是除了作為穩(wěn)定性指標(biāo)函數(shù)之外，可靠性指標(biāo)可進(jìn)一步為運(yùn)動(dòng)指標(biāo)的函數(shù)。

因此，確定可靠性指標(biāo)的步驟40可包括確定運(yùn)動(dòng)指標(biāo)的步驟42，在該步驟中，根據(jù)觀測(cè)場(chǎng)的至少兩個(gè)連續(xù)b型圖像確定運(yùn)動(dòng)指標(biāo)。

因此，運(yùn)動(dòng)指標(biāo)是兩個(gè)連續(xù)b型圖像之間局部或全部位移的函數(shù)。

尤其是，可以通過計(jì)算所述兩個(gè)連續(xù)b型圖像的光流對(duì)其進(jìn)行確定。

“光流”的含義是測(cè)量與所述兩個(gè)b型圖像之中的一個(gè)圖像相比，所述兩個(gè)b型圖像之中的另一個(gè)圖像的至少一部分的位移。

“兩個(gè)連續(xù)b型圖像”的含義是并非同時(shí)采集的而是按照不同定時(shí)采集的兩個(gè)b型圖像。因此，一個(gè)非零的時(shí)間間隔將采集兩個(gè)b型圖像的時(shí)刻分開。但是，兩個(gè)連續(xù)b型圖像不需要是一系列b型采集圖像中的連續(xù)圖像，并且可被所述系列中的多個(gè)b型圖像分隔開。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括觀測(cè)場(chǎng)2的復(fù)數(shù)次相敏采集20，比如多普勒采集，尤其是至少兩次相敏采集4。

因此，運(yùn)動(dòng)指標(biāo)是兩次連續(xù)相敏采集之間局部或全部位移的函數(shù)。

尤其是，可通過所述兩次連續(xù)相敏采集的相位測(cè)量值計(jì)算運(yùn)動(dòng)指標(biāo)。

在如此計(jì)算的一個(gè)非限制性實(shí)例中，相敏采集是提供多普勒信息的脈沖反向采集。因此，可以確定脈沖反向多普勒光譜的變化，以便移動(dòng)組織，而且可以通過來自基本諧波分量或第二諧波分量的多普勒處理提取組織位移。

還有其它選擇性手段可進(jìn)行如此計(jì)算。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括多個(gè)b型成像步驟10，可靠性指標(biāo)除了是運(yùn)動(dòng)指標(biāo)的函數(shù)之外，還可以是圖像質(zhì)量指標(biāo)的函數(shù)。

因此，確定可靠性指標(biāo)的步驟40可包括確定圖像質(zhì)量指標(biāo)的步驟41，在該步驟中，根據(jù)觀測(cè)場(chǎng)2的至少一個(gè)b型圖像確定圖像質(zhì)量指標(biāo)。

尤其是，可以通過計(jì)算b型圖像的統(tǒng)計(jì)特性并比較所述統(tǒng)計(jì)特性與預(yù)定閾值來確定圖像質(zhì)量指標(biāo)。

一個(gè)b型圖像或多個(gè)b型圖像的統(tǒng)計(jì)特性具體可以是：

-b型一階統(tǒng)計(jì)量，比如平均值、中位值等，或者是標(biāo)準(zhǔn)偏差、絕對(duì)中位差等；

-b型二階統(tǒng)計(jì)量，比如共生矩陣、相關(guān)系數(shù)、熵等；

-或者b型一階統(tǒng)計(jì)量與二階統(tǒng)計(jì)量的結(jié)合。

在b型圖像體現(xiàn)超聲散斑場(chǎng)的情況下，可將散斑亮度或散斑相關(guān)長(zhǎng)度計(jì)算為b型圖像的統(tǒng)計(jì)離差。

作為選擇，圖像質(zhì)量指標(biāo)可以是兩個(gè)b型圖像或多個(gè)b型圖像之間相似性的函數(shù)。

如上文關(guān)于穩(wěn)定性指標(biāo)所詳細(xì)描述的，可以通過計(jì)算每個(gè)b型圖像的度量指標(biāo)并把所述度量指標(biāo)在一起作比較而確定這種相似性。例如，常見的度量指標(biāo)可以是均方差度量指標(biāo)、相關(guān)系數(shù)度量指標(biāo)或歸一化相關(guān)系數(shù)度量指標(biāo)、模式強(qiáng)度度量指標(biāo)或交互信息度量指標(biāo)。

一個(gè)或多個(gè)b型圖像可代表超聲散斑場(chǎng)或者代表觀測(cè)場(chǎng)的潛在構(gòu)造和組織回聲反射性。

應(yīng)注意的是，盡管上文已經(jīng)確定了可靠性指標(biāo)40、穩(wěn)定性指標(biāo)43、運(yùn)動(dòng)指標(biāo)42和圖像質(zhì)量指標(biāo)41，并按照特定順序描述了成像步驟(b型10、相敏20和剪切波30)，這些步驟仍可按照不同順序被執(zhí)行。當(dāng)然，有利的是，在確定所述指標(biāo)之前確定具體指標(biāo)所需的成像步驟。

因此，例如，執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟的非限制性實(shí)例可選順序可以是：

1/多個(gè)b型成像步驟10，

2/通過b型圖像確定圖像質(zhì)量指標(biāo)41和運(yùn)動(dòng)指標(biāo)42的步驟，

3/重復(fù)以下步驟直至達(dá)到可靠性閾值：

3.1/進(jìn)行剪切波成像步驟30，

3.2/確定穩(wěn)定性指標(biāo)43以及通過穩(wěn)定性指標(biāo)、圖像質(zhì)量指標(biāo)和運(yùn)動(dòng)指標(biāo)確定可靠性指標(biāo)40，

3.3/把可靠性指標(biāo)與可靠性閾值作比較，

3.4/如果可靠性指標(biāo)超出可靠性閾值，停止重復(fù)。

可執(zhí)行步驟10、20、30、40、50、31、32、33、41、42、43的其它可替換順序。

可以同時(shí)進(jìn)行該方法的一個(gè)或多個(gè)步驟。

在本發(fā)明的另一個(gè)可替換實(shí)施例中，該方法可進(jìn)一步包括在進(jìn)行剪切波成像步驟30之前的附加顯示步驟51，圖像質(zhì)量指標(biāo)和運(yùn)動(dòng)指標(biāo)是通過觀測(cè)場(chǎng)的b型圖像或相敏采集獲得的。

顯示圖像質(zhì)量指標(biāo)和運(yùn)動(dòng)指標(biāo)的步驟51可包括分別顯示圖像質(zhì)量指標(biāo)與運(yùn)動(dòng)指標(biāo)，或者顯示所述指標(biāo)的一張或多張示意圖。還可以包括顯示圖像質(zhì)量指標(biāo)和運(yùn)動(dòng)指標(biāo)的綜合指標(biāo)。

尤其是，顯示圖像質(zhì)量指標(biāo)和運(yùn)動(dòng)指標(biāo)的步驟51可包括確定作為圖像質(zhì)量指標(biāo)和運(yùn)動(dòng)指標(biāo)的函數(shù)的綜合指標(biāo)并顯示所述綜合指標(biāo)。

“綜合指標(biāo)”的含義是作為通過b型圖像所計(jì)算的圖像質(zhì)量指標(biāo)的函數(shù)的指標(biāo)，以及作為通過b型圖像或通過觀測(cè)場(chǎng)的相敏采集所計(jì)算的運(yùn)動(dòng)指標(biāo)的函數(shù)的指標(biāo)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以按照與上文所述的圖5a和圖5b闡釋的比較相似的方式，把綜合指標(biāo)和/或圖像質(zhì)量指標(biāo)和/或運(yùn)動(dòng)指標(biāo)與預(yù)定閾值作比較。

閾值可以是可接受閾值，即表示很可能導(dǎo)致高品質(zhì)剪切波成像的良好區(qū)域b型和/或多普勒成像的指標(biāo)。

因此，綜合指標(biāo)可與顯示在屏幕上的清除標(biāo)志相似，并向操作員表明其是否可以切換到剪切波成像。

可以計(jì)算綜合指標(biāo)，作為比較預(yù)定閾值與圖像質(zhì)量指標(biāo)和/或運(yùn)動(dòng)指標(biāo)的結(jié)果。

綜合指標(biāo)也可以是代表圖像質(zhì)量指標(biāo)和/或運(yùn)動(dòng)指標(biāo)數(shù)值的數(shù)字或圖標(biāo)。