通过利用超声换能器元件的子群发射超声来进行剪切波弹性成像的系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN104363836104363836A(43)申请公布日2015.02.18(21)申请号201380024980.2(51)Int.Cl.(22)申请日2013.10.07A61B8/00(2006.01)A61N7/00(2006.01)(30)优先权数据61/710,7442012.10.07US(85)PCT国际申请进入国家阶段日2014.11.07(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2013/0636312013.10.07(87)PCT国际申请的公布数据WO2014/055973EN2014.04.10(71)申请人梅约医学教育与研究基金会地址美国明尼苏达州(72)发明人J·F·格林利夫S·陈P·宋(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人李玲权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图4页附图4页(54)发明名称通过利用超声换能器元件的子群发射超声来进行剪切波弹性成像的系统和方法(57)摘要利用推进和/或检测超声波束进行剪切波弹性成像的系统和方法，其中超声波束是由超声换能器中可用数目的换能器元件的子集生成的。这些技术与目前可用的剪切波弹性成像方法相比提供了一些优势，包括能够利用标准、低帧频超声成像系统以及能够贯穿整个视场、而不是仅那些未生成推进波束的区域来测量剪切波速。CN104363836ACN104368ACN104363836A权利要求书1/2页1.一种利用具有超声换能器的超声系统来测量一对象的机械特性的方法，其中所述超声换能器包括多个换能器元件，该方法包括以下步骤：a)在对象中引起至少一个剪切波；b)通过以下步骤获得来自对象的弹性成像数据：i)将超声换能器中的换能器元件划分为换能器元件的多个子群；ii)利用换能器元件的不同子群连续地发射一组超声波束，从而连续地发射超声至对象中的不同区域；iii)以一脉冲重复频率来重复步骤ii)从而每个超声波束集以脉冲重复频率有效地重复；以及c)利用获得的弹性成像数据计算对象的机械特性。2.如权利要求1所述的方法，其中步骤c)包括当计算机械特性时考虑连续的超声波束集的发射之间的时间偏移。3.如权利要求2所述的方法，其中考虑时间偏移包括：将利用相同的超声脉冲子集但在步骤b)ii)的不同的重复中所采集的数据插值到共同的时间网格。4.如权利要求2所述的方法，其中步骤c)中的计算机械特性包括：通过利用峰值时间和互相关方法中的至少一种方法估计所述至少一个剪切波中的检测点之间的时延，来计算剪切波速。5.如权利要求4所述的方法，其中计算时延包括考虑时间偏移。6.如权利要求1所述的方法，其中多个不同区域中的至少一些区域至少部分地重叠。7.如权利要求1所述的方法，其中每个连续发射的超声波束集是由与发射前一超声波束集的换能器元件子群空间相邻的一换能器元件子群发射的。8.如权利要求1所述的方法，其中每个超声波束集包括多个并行形成的超声波束。9.如权利要求8所述的方法，其中多个超声波束中的每一个都是聚焦超声波束。10.如权利要求8所述的方法，其中多个超声波束中的每一个在对象中的不同位置处对至少一个剪切波的运动进行采样。11.如权利要求1所述的方法，其中步骤b)是利用具有低于1千赫兹的帧频的超声系统来进行的。12.如权利要求11所述的方法，其中超声系统具有低于100赫兹的帧频。13.如权利要求1所述的方法，其中步骤a)包括发射多个聚焦超声波束进入对象，多个超声波束中的每一个由不同的换能器元件子群生成。14.如权利要求13所述的方法，其中多个聚焦超声波束跨过超声换能器的表面均匀间隔开。15.如权利要求14所述的方法，其中步骤c)包括对步骤b)中采集的弹性成像数据施加方向滤波，从而使得以不同方向传播的剪切波之间的干涉大幅减轻。16.如权利要求13所述的方法，其中通过利用第一换能器元件子群在第一时刻发射聚焦超声波束并在连续不同的时间点平移聚焦超声波束至空间相邻的换能器元件子群，来发射多个聚焦超声波束。17.一种利用具有超声换能器的超声系统来测量一对象的机械特性的方法，其中所述超声换能器包括多个换能器元件，该方法包括以下步骤：2CN104363836A权利要求书2/2页a)通过以下步骤在对象中引起至少一个剪切波：i)将超声换能器中的换能器元件划分为多个换能器元件子群；ii)发射多个聚焦超声波束，每个聚焦超声波束是由单个换能器元件子群发射的；b)通过发射检测超声波束至对象中并接收响应于此的回波信号，获得来自对象的弹性成像数据；以及c)利用获得的弹性成像数据来计算对象的机械特性。18.如权利要求17所述的方法，其中步骤a)ii)包括同时发射多个聚焦超声波束。19.如权利要求17