本發(fā)明屬于超聲成像技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于LK金字塔光流法跟蹤剪切波估計高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)熱損傷彈性特性的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)治療是最具有潛在應(yīng)用前景的腫瘤治療新方法之一，因其非侵入性、針對深部靶組織的精確治療等優(yōu)點(diǎn)，已在各種腫瘤治療方面獲得了臨床運(yùn)用。HIFU治療將超聲換能器發(fā)射的高能超聲束聚焦于生物體目標(biāo)靶區(qū)內(nèi)，在超聲聚焦焦點(diǎn)處產(chǎn)生60℃以上的瞬態(tài)高溫,通過熱效應(yīng)作用幾秒鐘后破壞靶區(qū)組織而不損傷周圍組織來達(dá)到治療的目的。HIFU對腫瘤組織的病理改變以不可逆的凝固性壞死為主，在治療過程中，靶區(qū)組織的硬度會隨著治療進(jìn)程發(fā)生變化，其變化范圍為初始硬度的4～12倍。為了達(dá)到較好的治療效果、確定合適的治療劑量，臨床上需要對靶區(qū)組織的彈性特性進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控并評價治療效果。

超聲彈性成像通過獲取相關(guān)組織的彈性信息進(jìn)行成像，提供了一種獨(dú)特的成像觀察方法。彈性成像主要分為靜態(tài)/準(zhǔn)靜態(tài)法和動態(tài)法(即聲輻射力剪切波彈性成像)。和靜態(tài)/準(zhǔn)靜態(tài)法采用外部機(jī)械施壓使組織發(fā)生形變，再通過超聲回波技術(shù)或核磁共振技術(shù)檢測該形變來獲取組織的彈性參數(shù)不同，聲輻射力剪切波彈性成像通過超聲波聚焦到組織內(nèi)部來對組織施加壓力，聲輻射力可深入組織內(nèi)部進(jìn)行局部施壓而不受組織邊界的影響，可實(shí)時定量地對目標(biāo)區(qū)域的彈性特性進(jìn)行評估。

現(xiàn)有的聲輻射力成像技術(shù)是通過發(fā)射聚焦超聲脈沖在被測生物組織靶區(qū)內(nèi)誘導(dǎo)出剪切波，再通過高幀率的超聲平面波對剪切波進(jìn)行跟蹤來獲得剪切波的相關(guān)參數(shù),如：中國發(fā)明專利申請CN201310404937.0，專利名稱“聲輻射力脈沖成像估算方法和系統(tǒng)”，采用了超聲成像監(jiān)測剪切波的方法；中國發(fā)明專利申請CN201310558087.X，專利名稱“彈性模量測量方法和系統(tǒng)”，通過發(fā)射超聲射頻波束跟蹤剪切波；中國發(fā)明專利申請CN201410091601.8，專利名稱“使用自適應(yīng)時間階段的超聲ARFI位移成像”，使用超聲掃描跟蹤在焦點(diǎn)區(qū)周圍的位置處的組織隨時間的位移；中國發(fā)明專利申請CN201410514340.6，專利名稱“醫(yī)學(xué)超聲成像中的剪切波檢測”，利用超聲來檢測剪切波。然而運(yùn)用超聲跟蹤聲輻射力剪切波存在一些問題：1.超聲激勵誘發(fā)的剪切波振動位移在微米數(shù)量級，其回波易受噪聲及生物體自身運(yùn)動的干擾；2.現(xiàn)有的超聲設(shè)備信噪比較低，所測得的振動位移結(jié)果精度較低；3.超聲影像設(shè)備的圖像分辨率較低，難以保證彈性圖像的分辨率和對比度；4.利用超聲對剪切波進(jìn)行跟蹤的實(shí)時性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于LK光流法的HIFU損傷剪切波彈性特性估計系統(tǒng)及方法，以克服現(xiàn)有彈性成像方法中的不足；本發(fā)明方法具有良好的精確性和實(shí)時性，可定量監(jiān)控治療過程中損傷區(qū)域彈性特性的變化。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

基于LK光流法的HIFU損傷剪切波彈性特性估計方法，包括以下步驟：

1)采集被測介質(zhì)損傷振動的N張連續(xù)高速攝影圖像；

2)采用LK法對步驟1)采集的N張連續(xù)高速攝影圖像進(jìn)行處理，得到通過兩標(biāo)記點(diǎn)標(biāo)記的感興趣區(qū)域的各時刻位移，進(jìn)而繪制位移曲線；

3)對步驟2)處理后獲得的標(biāo)記點(diǎn)位移曲線，運(yùn)用TTP算法求得損傷圖像中兩標(biāo)記點(diǎn)之間的平均剪切波波速；

4)通過步驟3)獲得的平均剪切波波速，獲得被測介質(zhì)兩標(biāo)記點(diǎn)之間的區(qū)域的剪切彈性模量。

進(jìn)一步的，步驟1)具體包括以下步驟：任意波形發(fā)生器輸出的信號經(jīng)過射頻功率放大器放大后激勵HIFU換能器，對LED光源照射下的水箱中的被測介質(zhì)施加作用；高速攝影設(shè)備同時被任意波形發(fā)生器觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)高幀率的圖像采集。

進(jìn)一步的，采用LK法對步驟1)采集的N張連續(xù)高速攝影圖像進(jìn)行處理前，先對圖像進(jìn)行降采樣，形成圖像金字塔。

進(jìn)一步的，采用LK法對步驟1)采集的N張連續(xù)高速攝影圖像進(jìn)行處理具體包括以下步驟：

步驟S1、確認(rèn)高速攝影所得連續(xù)高速攝影圖像的總幀數(shù)N；

步驟S2、讀入第i幀圖像數(shù)據(jù)；

步驟S3、讀入第i+1幀圖像數(shù)據(jù)；

步驟S4、通過LK法計算出i和i+1兩幀圖像之間的位移場P0(i)；

步驟S5、將位移場P0(i)和P0(i-1)矢量相加，取各像素點(diǎn)的標(biāo)量位移矩陣，得到疊加位移場P1(i)；

步驟S6、將當(dāng)前圖像幀數(shù)i與圖像總幀數(shù)N進(jìn)行比較，若i<N，進(jìn)行步驟S7；若i＝N，則進(jìn)行步驟S8，取出感興趣區(qū)域的各時刻位移，繪制位移曲線。

進(jìn)一步的，步驟3)中TTP算法具體為：在剪切波傳播的橫向路徑上選取兩個距離已知的標(biāo)記點(diǎn)，作出這兩個標(biāo)記點(diǎn)的剪切振動位移曲線，在位移曲線上測量出這兩個標(biāo)記點(diǎn)在剪切振動過程中依次達(dá)到位移峰值的時間間隔，由兩點(diǎn)的距離間隔除以時間間隔即可得到剪切波在這兩點(diǎn)之間的平均傳播速率。

進(jìn)一步的，被測介質(zhì)的楊氏彈性模量E和該被測介質(zhì)中剪切波波速c_t的關(guān)系如下：

$c_t=\sqrt{\frac{\mathrm{\&mu;}}{\mathrm{\&rho;}}}---\left(1\right)$

$c_t=\sqrt{\frac{E}{3\mathrm{\&rho;}}}---\left(2\right)$

其中：

c_t——剪切波速/m·s^-1；

ρ——介質(zhì)的密度/kg·m^-3；

μ——剪切彈性模量/kPa；

E——楊氏彈性模量/kPa。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明為了克服超聲跟蹤剪切波的不足，提出了一種新的剪切波跟蹤方法，即基于光流法的HIFU熱損傷剪切波彈性特性估計方法。光流法可在估計區(qū)域得到稠密的位移場，具有靈敏度高、魯棒性好、實(shí)時性好等優(yōu)點(diǎn)，其檢測精度達(dá)到微米級，達(dá)到了對剪切波進(jìn)行跟蹤的精度要求。本發(fā)明采用LK金字塔光流法來處理高速攝影采集的HIFU熱損傷形成過程的圖像序列，對HIFU作用下熱損傷中的剪切波進(jìn)行實(shí)時跟蹤，進(jìn)而定量估計目標(biāo)區(qū)域的彈性特性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明采用的計算介質(zhì)中剪切波波速的TTP算法示意圖。

圖2是本發(fā)明中LK金字塔光流算法的圖像降采樣流程圖。

圖3是本發(fā)明對高速攝影設(shè)備所得的一系列高頻圖像幀進(jìn)行位移估計的算法流程圖。

圖4是本發(fā)明中任意波形發(fā)生器作用于HIFU換能器和高速攝影設(shè)備的一組激勵脈沖的構(gòu)成圖。

圖5是本發(fā)明一種基于LK光流法的HIFU損傷剪切波彈性特性估計系統(tǒng)的框圖。

圖6是本發(fā)明中高速攝影設(shè)備拍攝所得的一幀BSA仿體中HIFU熱損傷圖像。

圖7(a)是HIFU損傷形成初期在BSA仿體上選取的兩個標(biāo)記點(diǎn)，其坐標(biāo)分別為(138，37)、(138，45)；圖7(b)是HIFU損傷形成中期在BSA仿體上選取的兩個標(biāo)記點(diǎn)，其坐標(biāo)分別(184，30)、(184，48)；圖7(c)是HIFU損傷形成末期在BSA仿體上選取的兩個標(biāo)記點(diǎn)，其坐標(biāo)分別為(205，68)、(205，89)。

圖8(a)是HIFU損傷形成初期的標(biāo)記點(diǎn)位移曲線圖；圖8(b)是HIFU損傷形成中期的標(biāo)記點(diǎn)位移曲線圖；圖8(c)是HIFU損傷形成末期的標(biāo)記點(diǎn)位移曲線圖。

具體實(shí)施方式

已知含有牛血清蛋白(BSA)的聚丙烯酰胺凝膠仿體的剪切彈性模量μ和該仿體中剪切波波速c_t的關(guān)系、BSA仿體的楊氏彈性模量E和該仿體中剪切波波速c_t的關(guān)系如下：

$c_t=\sqrt{\frac{\mathrm{\&mu;}}{\mathrm{\&rho;}}}---\left(1\right)$

$c_t=\sqrt{\frac{E}{3\mathrm{\&rho;}}}---\left(2\right)$

其中：

c_t——剪切波速/m·s^-1；

ρ——介質(zhì)的密度/kg·m^-3；

μ——剪切彈性模量/kPa；

E——楊氏彈性模量/kPa。

由上述兩式可見，在BSA仿體密度已知的前提下，測得仿體中的剪切波波速即可對仿體的剪切彈性進(jìn)行定量估計。

為獲得介質(zhì)中的剪切波波速，本發(fā)明采用了峰值時間算法，即TTP(time-to-peak)算法：在剪切波傳播的橫向路徑上選取兩個距離已知(通常為0.5mm-1mm)的標(biāo)記點(diǎn)，作出這兩個標(biāo)記點(diǎn)的剪切振動位移曲線，在位移曲線上測量出這兩個標(biāo)記點(diǎn)在剪切振動過程中依次達(dá)到位移峰值的時間間隔，由兩點(diǎn)的距離間隔除以時間間隔即可得到剪切波在這兩點(diǎn)之間的平均傳播速率。由TTP算法原理可見，該方法只關(guān)注兩個標(biāo)記點(diǎn)相繼到達(dá)位移峰值的時刻，與峰值的具體數(shù)值無關(guān)，故用此法求剪切波波速誤差較小。

為獲得剪切波傳播橫向路徑上所選兩標(biāo)記點(diǎn)的位移曲線，本發(fā)明采用如下方法：高速攝影設(shè)備對HIFU作用下BSA仿體中的損傷形成及振動過程進(jìn)行視頻采集，即任意波形發(fā)生器輸出的信號經(jīng)過射頻功率放大器放大后激勵HIFU換能器，對LED光源照射下的水箱中的BSA仿體施加作用，高速攝影設(shè)備和HIFU換能器同時被任意波形發(fā)生器觸發(fā)，對BSA仿體振動過程進(jìn)行背光投射的高幀率圖像采集。得到一系列連續(xù)圖像幀后，本發(fā)明用光流法對圖像幀進(jìn)行處理，得到仿體目標(biāo)區(qū)域的位移曲線。

光流法具有高精度、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)時跟蹤剪切波，故本發(fā)明采用迭代高斯金字塔的Lucas-Kanade(LK)光流法對高速攝影設(shè)備所得圖像中目標(biāo)區(qū)域的振動位移進(jìn)行跟蹤。

LK光流法是由Bruce D.Lucas和Takeo Kanade提出的一種基于圖像序列的時空梯度，通過Newton-Raphson迭代直接尋找符合最佳匹配位置的圖像匹配技術(shù)。相比于其他光流法，LK法的運(yùn)算速度較快，且在圖像中亮度梯度較小的位置仍能保持較高的準(zhǔn)確性。

LK法基于3個假設(shè)：

1.亮度恒定，即物體上每個點(diǎn)的灰度是恒定的。這是基本光流法的假定，用于得到光流法基本方程；

2.小運(yùn)動，即時間的變化不會引起位置的劇烈變化,保證了圖像的灰度是可微的；

3.空間一致性，即一個場景上鄰近的點(diǎn)投影到圖像上也是鄰近點(diǎn)，且鄰近點(diǎn)速度一致。LK法這一獨(dú)有的假定使其所得的估計結(jié)果是局部最優(yōu)的。

將圖像平面點(diǎn)(x,y)處、t時刻的灰度用E(x,y,t)表示，若當(dāng)時間變化δt時，該點(diǎn)在x、y方向的位移分別為δx、δy，因其亮度恒定，故有：

E(x,y,t)＝E(x+δx,y+δy,t+δt) (3)

在LK法中，函數(shù)F(x)和G(x)是兩張連續(xù)圖像中的曲線，算法期望得到一個可以將F(x+h)和G(x)之間差異降到最小的視差向量h。先假定視差向量h的初始值為0，然后基于圖像各點(diǎn)處的灰度梯度信息不斷修正h的當(dāng)前值以達(dá)到更好的匹配。在匹配過程中，誤差的表達(dá)式為：

E≈∑_x[F(x+h)-G(x)]² (4)

在二維的線性近似情況下，為獲得最佳匹配，即使誤差關(guān)于h最小，有：

$h\&ap;\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_x{F}^{\&prime;}\left(x\right)\&lsqb;G\left(x\right)-F\left(x\right)\&rsqb;}{{\mathrm{\&Sigma;}}_x{F}^{\&prime;}{\left(x\right)}^2}---\left(5\right)$

此時視差向量h迭代形式為：

h₀＝0

$h_{k+1}=h_k+\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_{x}w\left(x\right)F^{\&prime;}(x+h)\&lsqb;G\left(x\right)-F(x+h_k)\&rsqb;}{{\mathrm{\&Sigma;}}_{x}w\left(x\right)F^{\&prime;}{(x+h_k)}^2}---\left(6\right)$

計算二維的h估計值，需要計算區(qū)域R內(nèi)五個量的加權(quán)和：(G-F)F’(x)、(G-F)F’(y)、(F’(x))²、(F’(y))²及F’(x)*F’(y)。

為了提高算法對光照變化、圖像區(qū)域移動的跟蹤能力的穩(wěn)定性及精確性，本發(fā)明選用了迭代的高斯圖像金字塔來實(shí)現(xiàn)經(jīng)典的LK光流算法，即通過對圖像進(jìn)行降采樣來達(dá)到光流計算中“小位移”的要求。常規(guī)的圖像金字塔在對圖像進(jìn)行降采樣時，在圖像長度方向與寬度方向上使用相同的降采樣系數(shù)，該方法適用于長寬比接近于1的圖像，而HIFU熱損傷呈梭形，圖像長度與寬度相差較大，為提高結(jié)果的準(zhǔn)確性，本發(fā)明采用了非對稱的圖像金字塔來進(jìn)行損傷圖像的降采樣。

在得到金字塔某層圖像的位移信息后，先將此位移信息的尺寸擴(kuò)展為下一層圖像的尺寸，在擴(kuò)展的同時，位移信息也會增大相應(yīng)的倍數(shù)。用擴(kuò)展后的位移信息對下一層圖像進(jìn)行插值運(yùn)算，將得到的新圖像與該層另一幀圖像進(jìn)行運(yùn)算，即用低分辨率匹配約束在高分辨率情況下檢測得到的可能匹配區(qū)域。本發(fā)明采用雙立方插值對圖像進(jìn)行插值。

金字塔跟蹤算法總體流程如下：

1.計算金字塔頂端圖像I^Lm的光流；

2.由最上層光流的計算結(jié)果估計次上層圖像L_m-1光流的初始值，再計算次上層圖像L_m-1圖像的光流精確值；

3.將次上層的光流結(jié)果作為下一層圖像L_m-2光流的初始值，計算其精確值后再帶入下一層圖像L_m-3；

4.不斷迭代直至原始圖像。

采用圖像金字塔的LK算法對運(yùn)動圖像進(jìn)行處理，則在計算一個較大的視差向量h時，每一層的視差向量h^L始終保持為一個微小的值，提高了算法的魯棒性和精確性，在對仿體HIFU熱損傷的運(yùn)動估計中能獲得更加理想的局部跟蹤定位精度。

以上圖像金字塔的LK法得出了相鄰兩幀運(yùn)動圖像幀之間的位移場，對本發(fā)明中HIFU作用下BSA仿體中的損傷形成及振動過程所得的一系列圖像幀，需要進(jìn)行位移場的疊加來獲取不同時刻的位移場：對于總幀數(shù)為N的一系列高速攝影圖像，第一步讀入第i幀和第i+1幀圖像數(shù)據(jù)，按照上述LK法計算出兩幀圖像之間的位移場P0(i)；第二步將位移場P0(i)和P0(i-1)矢量相加，取各像素點(diǎn)的標(biāo)量位移矩陣，得到疊加位移場P1(i)；第三步將i值與N值進(jìn)行比較，若此時i<N，則將此刻的i賦值為i+1，重返第一步進(jìn)行迭代；若i＝N，則取出感興趣區(qū)域的各時刻位移，進(jìn)而繪制出HIFU作用下BSA仿體中的損傷形成及振動過程的整體位移曲線。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請參閱圖5所示，本發(fā)明一種基于LK光流法的HIFU損傷剪切波彈性特性估計系統(tǒng)，包括任意波形發(fā)生器1、功率放大器2、高強(qiáng)度聚焦換能器(HIFU)3、光源4、水箱5、BSA防體6、告訴攝影機(jī)7和PC機(jī)8。

任意波形發(fā)生器1(AWG420,Tektronix Inc.,US)輸出的信號經(jīng)過射頻功率放大器2(AG1017,T&C Power Conversion Inc.,US)放大后激勵HIFU換能器3，對LED光源4照射下的水箱中的BSA仿體6施加作用，HIFU換能器為中心頻率為1.06MHz的單陣元換能器，換能器直徑95mm，焦距100mm，焦區(qū)長度18mm(Chongqing Haifu Medical Technology Co.,Ltd,CN)；高速攝影設(shè)備7(MotionPro Y3,Integrated Design Tools Inc.,US)是基于MotionPro X高速數(shù)字?jǐn)z影機(jī)，和HIFU換能器同時被任意波形發(fā)生器觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)高幀率的圖像采集；采集得到的高速攝影圖像由PC 8進(jìn)行保存和處理。

BSA仿體6為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7％的牛血清蛋白(BSA)聚丙烯酰胺凝膠仿體，表1為BSA仿體的配方，其中TRIS用于調(diào)節(jié)仿體的PH至8，丙烯酰胺用于增加仿體硬度，TEMED用于催化仿體凝結(jié)。

表1 100mlBSA仿體溶液配方

本發(fā)明一種基于LK光流法的HIFU損傷剪切波彈性特性估計，包括以下步驟：任意波形發(fā)生器發(fā)出的驅(qū)動信號用于形成損傷和產(chǎn)生脈沖聲輻射力，同時發(fā)射觸發(fā)信號觸發(fā)高速攝影進(jìn)行圖像采集。驅(qū)動信號如圖4所示，由10組脈沖構(gòu)成，每一組由100個脈沖長度為PD＝500μs、脈沖重復(fù)頻率(PRF)為100Hz的脈沖串組成。為防止溫度過高，每組脈沖串之間間隔30ms來保證散熱。整個驅(qū)動信號的占空比(DC)為4.85％。由AG420的Marker輸出一個脈沖上升作為觸發(fā)信號來同步高速攝影。功率放大器的輸出功率為50W。高速攝影的幀率為3000fps，對仿體進(jìn)行背光投射的拍攝，得到的成熟的損傷圖像如圖6所示，圖像中的黑色投影為損傷，未形成損傷的正常仿體為圖像中的明亮背景，圖像中一個像素點(diǎn)的尺寸大小為20um*20um。

得到損傷振動的一系列高速攝影圖像后，用LK光流法對損傷圖像上選取的標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)動跟蹤，在不同損傷形成時期所選擇的標(biāo)記點(diǎn)如圖7(a)、圖7(b)和圖7(c)所示，記損傷中心點(diǎn)為“標(biāo)記點(diǎn)1”，損傷下邊的點(diǎn)為“標(biāo)記點(diǎn)2”。

LK法對一系列高速攝影圖像幀的處理流程如圖3所示，步驟S1確認(rèn)高速攝影所得系列圖像的總幀數(shù)N；步驟S2讀入第i幀圖像數(shù)據(jù)；步驟S3讀入第i+1幀圖像數(shù)據(jù)；步驟S4通過LK法計算出i和i+1兩幀圖像之間的位移場P0(i)；步驟S5將位移場P0(i)和P0(i-1)矢量相加，取各像素點(diǎn)的標(biāo)量位移矩陣，得到疊加位移場P1(i)；步驟S6將當(dāng)前圖像幀數(shù)i與圖像總幀數(shù)N進(jìn)行比較，若i<N，進(jìn)行步驟S7，即將此刻的i賦值為i+1，重返步驟S2進(jìn)行循環(huán)；若i＝N，則進(jìn)行步驟S8，取出感興趣區(qū)域的各時刻位移，進(jìn)而繪制位移曲線。

由于此處針對的是較大的位移狀況，為了保證光流法的估計精度，需要先對圖像進(jìn)行降采樣，形成圖像金字塔，過程如圖2所示。首先基于LK光流法對頂層圖像進(jìn)行處理，得到其運(yùn)動信息。然后用得到的運(yùn)動信息對初始圖像進(jìn)行卷積，并將卷積后的圖像尺寸擴(kuò)展為下一層圖像的尺寸，與另外一幅相同尺寸的圖像再次進(jìn)行運(yùn)算，即以尺寸較小的圖像對的計算結(jié)果為初始估計值，提高其底層圖像的計算精度及計算速度。循環(huán)此過程，直至計算到原始尺寸的圖像。

對圖像進(jìn)行處理后獲得標(biāo)記點(diǎn)的位移曲線，運(yùn)用TTP算法即可求得損傷圖像中兩標(biāo)記點(diǎn)之間的平均剪切波波速。TTP算法如圖1所示，即剪切波傳播的橫向路徑上選取兩個距離已知的探測點(diǎn)，測量出這兩點(diǎn)依次達(dá)到位移峰值的時間間隔，由兩點(diǎn)的距離間隔除以時間間隔即可得到剪切波在這兩點(diǎn)之間的平均傳播速率。圖8(a)為損傷形成初期的標(biāo)記點(diǎn)位移曲線圖，可見兩個標(biāo)記點(diǎn)到達(dá)峰值的時間間隔為10幀，因采用的高速攝像的幀頻為3000幀，可知兩點(diǎn)到達(dá)峰值的時間間隔為10*(1/3000)＝3.33ms，兩點(diǎn)的距離為0.16mm，則由TTP算法可得剪切波波速為0.16mm/3.33ms＝0.048m/s，再由介質(zhì)中剪切波波速和介質(zhì)剪切彈性模量的關(guān)系式可知標(biāo)記點(diǎn)之間的區(qū)域的剪切彈性模量為2.44Pa；圖8(b)為損傷形成中期的標(biāo)記點(diǎn)位移曲線圖，可見兩個標(biāo)記點(diǎn)到達(dá)位移峰值的間隔為9幀，同理可得這一時期的剪切波速為0.12m/s，兩個標(biāo)記點(diǎn)之間的區(qū)域的剪切模量為15.26Pa。圖8(c)為損傷形成末期的標(biāo)記點(diǎn)位移曲線圖，可見兩個標(biāo)記點(diǎn)到達(dá)位移峰值的間隔為3幀，同理可得這一時期的剪切波波速為0.42m/s，剪切模量為186.98Pa。此處所描述的具體實(shí)施例分析的時段約在20-30幀圖像，但在調(diào)節(jié)高速攝影的幀頻后，可以在更長或者更短的時間段內(nèi)進(jìn)行分析；在調(diào)節(jié)圖像中選取的標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)后，可以分析圖像中任何像素位置的位移。

表2所示為不同損傷時期對仿體目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行處理后得到的剪切波波速及其對應(yīng)的剪切模量。由表可見，隨著損傷的不斷成熟，剪切波波速逐漸增大，兩個標(biāo)記點(diǎn)之間區(qū)域的剪切模量也逐漸增大。在實(shí)際HIFU的作用下，仿體熱損傷的硬度會隨著治療時間的加長而變大，使得剪切波的傳導(dǎo)速度變快，這一實(shí)際和本發(fā)明實(shí)施過程所得的結(jié)果一致。

表2 不同損傷時期所得剪切波速及剪切模量

以上實(shí)例描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出的若干變形和改進(jìn)，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。