專利名稱：醫(yī)學(xué)超聲剪切波成像中的分類預(yù)處理的制作方法
醫(yī)學(xué)超聲剪切波成像中的分類預(yù)處理技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)施例涉及超聲成像。特別地，超聲剪切波成像可以被改進(jìn)。
背景技術(shù)：
剪切波速信息對(duì)于診斷可以是有用的。除了聲阻抗(例如B模式)和多普勒(例如血流(flow)模式)成像之外，剪切波信息可以指示組織特征。然而，組織中的剪切波傳播的復(fù)雜性可能導(dǎo)致重大的錯(cuò)誤。例如，對(duì)于流體或流體組織，剪切波速可能較不精確地被確定，從而導(dǎo)致表面上為任意的值。
為了從剪切波圖像中去除流體的影響，通過(guò)在攪拌之后測(cè)量血流，流體區(qū)域可以與固體組織區(qū)域分開(kāi)。為了進(jìn)行攪拌，聲能被用來(lái)在流體中生成流。在連續(xù)的或順序的回波信號(hào)之間的相關(guān)系數(shù)被計(jì)算，以將固體組織與被攪拌的流體區(qū)別開(kāi)。然而，在活體掃描 (live scanning)中，固體組織的運(yùn)動(dòng)可以產(chǎn)生與通過(guò)聲能攪拌誘發(fā)的流體運(yùn)動(dòng)相同的去相關(guān)的幅度。區(qū)別的能力可能被限制。發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)介紹，下面描述的優(yōu)選實(shí)施例包括用于針對(duì)醫(yī)學(xué)超聲剪切波成像進(jìn)行分類預(yù)處理的方法、指令和系統(tǒng)。響應(yīng)于應(yīng)激(stress),在患者中的一個(gè)或多個(gè)定位(location) 處的位移被測(cè)量。隨著時(shí)間變化的位移(displacement over time)是表示定位的位置中的移位(shift)的曲線。該曲線的諸如信噪比和最大位移之類的一個(gè)或多個(gè)特征被用來(lái)對(duì)該定位進(jìn)行分類。該定位被分類為流體或流體組織、固體組織、非確定性的 (non-determinative)或其它類。隨后的剪切成像可以提供針對(duì)固體組織的定位的剪切信息，并且不在其它定位處提供剪切信息。
在第一方面中，一種用于要被用在醫(yī)學(xué)超聲剪切波成像中的分類預(yù)處理的方法被提供。利用超聲，響應(yīng)于脈沖激勵(lì)(impulse excitation)的在患者內(nèi)的第一定位處的隨著時(shí)間變化的位移被測(cè)量。隨著時(shí)間變化的位移的最大值被確定。隨著時(shí)間變化的位移的信噪比被確定。處理器把第一定位分類為多個(gè)類型的組織中的第一類型。分類是隨著時(shí)間變化的位移的最大值以及隨著時(shí)間變化的位移的信噪比的函數(shù)。
在第二方面中，一種非暫時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)已經(jīng)在其中存儲(chǔ)了表示可被用于在醫(yī)學(xué)超聲剪切波成像中進(jìn)行分類預(yù)處理的已編程的處理器運(yùn)行的指令的數(shù)據(jù)。該存儲(chǔ)介質(zhì)包括用于如下操作的指令確定患者中的響應(yīng)的位移分布(profile),計(jì)算位移分布的第一特征，至少部分地基于第一特征來(lái)將流體和流體組織與固體組織區(qū)別開(kāi)，掩蔽 (mask out)來(lái)自流體或流體組織的圖像的剪切波信息。
在第三方面中，一種用于在醫(yī)學(xué)超聲剪切波成像中進(jìn)行分類預(yù)處理的系統(tǒng)被提供。換能器被配置來(lái)將聲脈沖激勵(lì)發(fā)射到患者中并且被配置來(lái)利用超聲掃描患者的區(qū)域。 接收波束成形器被配置來(lái)在聲脈沖激勵(lì)之后的不同時(shí)間生成表示該區(qū)域的數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)根據(jù)利用超聲的掃描被生成。處理器被配置來(lái)估計(jì)由聲脈沖激勵(lì)誘發(fā)的組織位移，導(dǎo)出描述組織位移的分布的特征的至少一個(gè)參數(shù)以及基于至少一個(gè)參數(shù)對(duì)區(qū)域中的組織進(jìn)行分類。顯示器被配置來(lái)顯示表示針對(duì)第一定位的剪切的圖像。第一定位根據(jù)組織的分類被確定。本發(fā)明通過(guò)下面的權(quán)利要求書(shū)來(lái)限定，并且本部分中沒(méi)有任何事物應(yīng)該被看作對(duì)那些權(quán)利要求的限制。本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)連同優(yōu)選實(shí)施例在下面被討論，并且稍后可以獨(dú)立地或組合地被請(qǐng)求保護(hù)。


部件和附圖不一定按比例繪制，重點(diǎn)而是被放在圖示本發(fā)明的原理上。此外，在附圖中，遍及不同的視圖，相似的參考數(shù)字標(biāo)明相對(duì)應(yīng)的部分。
圖1是用于要被用在醫(yī)學(xué)超聲剪切波成像中的分類預(yù)處理的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖2是實(shí)例超聲醫(yī)學(xué)圖像；圖3是圖2中所表示的兩個(gè)定位的隨著時(shí)間變化的位移的實(shí)例曲線圖；圖4示出了針對(duì)圖2中所表示的兩個(gè)定位的實(shí)例經(jīng)過(guò)平滑的以及噪聲位移曲線；圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的基于最大位移和信噪比的分類的圖形表示；圖6示出了在左側(cè)具有B模式圖像以及在右側(cè)具有根據(jù)信噪比生成的圖像的兩個(gè)實(shí)例醫(yī)學(xué)圖像；并且圖7是用于醫(yī)學(xué)超聲剪切波成像中的分類預(yù)處理的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
具體實(shí)施方式
感興趣的區(qū)域中的定位被分類為固體組織或其它類型的物質(zhì)。固體組織區(qū)域可以考慮到更精確的剪切測(cè)量。諸如流體或流體組織之類的其它類型可以針對(duì)剪切速度而較不精確地被測(cè)量。與固體組織相關(guān)聯(lián)的定位被包括在剪切成像中，而其它定位可以被預(yù)排除在剪切波傳播場(chǎng)的成像之外。分類可以可替換地或附加地標(biāo)識(shí)與陰影區(qū)域或/和低回波區(qū)域相關(guān)聯(lián)的區(qū)域，用于被排除在剪切波成像之外。
感興趣的區(qū)域可以包括流體(例如血液或尿)、骨骼以及組織。組織可以包括像流體那樣的組織(即流體組織)或固體組織。固體組織包括肌肉、脂肪、器官或具有比流體和骨骼相對(duì)更有彈性的特性的其它結(jié)構(gòu)。囊腫或其它組織結(jié)構(gòu)可以具有高流體含量。為了減小剪切波成像中的不精確性，流體組織或流體與固體組織被分割。
當(dāng)固體組織和流體組織被脈沖力(impulse force)激勵(lì)時(shí),這兩種組織都被移置。 隨著時(shí)間變化的位移分布的特征可以依據(jù)組織的類型而不同。固體組織中的位移取決于剪切波方程，而流體組織中的位移取決于納維葉-斯托克斯(Navier-Stokes)方程。與固體組織中的位移分布相比，流體組織中的最終得到的位移分布表明顯著的噪聲?；夭ㄐ盘?hào)的信噪比(SNR)也對(duì)該位移分布的SNR有貢獻(xiàn)。
位移分布的除了 SNR之外的或者作為SNR的替換方案的其它參數(shù)可以被用于進(jìn)行分類。例如，位移分布中的最大位移可以把流體或流體組織與固體組織的低回波區(qū)域區(qū)分開(kāi)。當(dāng)一起被使用時(shí)，SNR和最大位移可以辨別流體和流體組織與軟和硬固體組織。
由脈沖激勵(lì)誘發(fā)的組織位移被估計(jì)。描述位移分布的特征的至少一個(gè)參數(shù)被估計(jì)?；趯?dǎo)出的參數(shù)，組織被分類到來(lái)自多個(gè)類別中的至少一個(gè)類別中。在一個(gè)例子中，位移分布的SNR以及最大值被用來(lái)把組織分類到流體組織類型或固體組織類型中。在另一例子中，諸如回波信號(hào)的統(tǒng)計(jì)量(例如均值或更高階的統(tǒng)計(jì)量)之類的另一特征和SNR以及最大位移一起被使用來(lái)進(jìn)行分類。
圖1示出了一種用于要被用在醫(yī)學(xué)超聲剪切波成像中的分類預(yù)處理的方法。該方法通過(guò)圖7的系統(tǒng)或不同的系統(tǒng)來(lái)實(shí)施。附加的、不同的或更少的動(dòng)作可以被提供。例如， 動(dòng)作30并不被執(zhí)行，并且應(yīng)激源通過(guò)(手動(dòng)地)使用重?fù)粑锏捏w或通過(guò)其它機(jī)構(gòu)來(lái)提供。作為另一例子，計(jì)算位移的不同參數(shù)，而不是動(dòng)作36中的SNR和/或動(dòng)作38中的最大位移。 動(dòng)作40是可選的。在還有另一例子中，動(dòng)作44和/或46沒(méi)有被提供，并且分類被用于其它目的。這些動(dòng)作以所描述的或所示出的次序被執(zhí)行，但是可以以其它次序被執(zhí)行。
圖1的方法的描述被提供在圖2中所表示的例子的上下文中。圖2示出了乳腺組織的二維區(qū)域的B模式圖像或回波圖像。該方法可以被用于其它器官。該區(qū)域包括囊腫(在定位B周圍的較暗的區(qū)域)。超過(guò)一個(gè)的囊腫或者沒(méi)有囊腫可能在該區(qū)域中。該區(qū)域可能包括諸如骨骼或流體之類的其它類型的物質(zhì)。兩個(gè)有代表性的定位A和B被示出。定位A 在固體組織區(qū)之內(nèi)，而定位B在流體組織內(nèi)部。該方法針對(duì)一個(gè)或多個(gè)定位被執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施例中，在整個(gè)視野或感興趣的區(qū)域中，針對(duì)B模式或掃描樣本定位中的每個(gè)，該方法被執(zhí)行。較不密集的或較密集的采樣可以被使用。
在圖1的動(dòng)作30中，聲激勵(lì)被發(fā)射到患者中。聲激勵(lì)充當(dāng)脈沖激勵(lì)。例如，功率或峰值振幅水平類似于或高于用于對(duì)組織進(jìn)行成像的B模式發(fā)射的400循環(huán)發(fā)射波形(400 cycle transmit waveform)被發(fā)射。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射是被施加到視野上的福射力序列。任何聲輻射力成像(ARFI)序列都可以被使用。
發(fā)射通過(guò)功率、振幅、定時(shí)(timing)或其它特征來(lái)配置，以在組織上引起足以移置在一個(gè)或多個(gè)定位處的組織的應(yīng)激。例如，發(fā)射焦點(diǎn)被安放接近視野的底部、中心，以引起遍及視野的位移。針對(duì)不同的子區(qū)域，發(fā)射可以被重復(fù)。
激勵(lì)從超聲換能器被發(fā)射。激勵(lì)是聲能。聲能被聚焦，從而導(dǎo)致三維波束分布。通過(guò)使用相控陣和/或機(jī)械焦點(diǎn)，激勵(lì)被聚焦。激勵(lì)在諸如仰角維度(elevation dimension) 之類的一個(gè)維度中可以是未聚焦的。激勵(lì)被發(fā)射到患者的組織中。
在動(dòng)作32中，患者中的響應(yīng)的位移分布被確定。例如，針對(duì)定位A和B的位移分布在圖3中被論證。激勵(lì)引起組織的位移。剪切波被生成，并且從焦域傳播。隨著剪切波穿過(guò)組織，該組織被移置。縱波或位移的其它起因可以被使用。該組織被迫使在患者中移動(dòng)。
由力或應(yīng)激引起的位移被測(cè)量。隨著時(shí)間的過(guò)去在一個(gè)或多個(gè)定位處測(cè)量位移。 位移測(cè)量可以在應(yīng)激或脈沖結(jié)束之前開(kāi)始，諸如通過(guò)使用不同的頻率或編碼開(kāi)始。可替換地，位移測(cè)量在脈沖結(jié)束之后開(kāi)始。由于引起與應(yīng)激點(diǎn)或應(yīng)激區(qū)域隔開(kāi)的組織中的位移的剪切波、縱波或其它波花費(fèi)時(shí)間來(lái)行進(jìn)，所以從松弛狀態(tài)或部分緊張的狀態(tài)到最大位移并且接著到松弛狀態(tài)的位移可以被測(cè)量，如在圖3中所表示的那樣。可替換地，只有當(dāng)組織正在松弛以形成最大值時(shí)，位移才被測(cè)量。
測(cè)量結(jié)果是位移的量或幅度的測(cè)量結(jié)果。組織在任意方向上被移動(dòng)。測(cè)量可以沿著最大移動(dòng)的方向進(jìn)行。運(yùn)動(dòng)矢量的幅度被確定?？商鎿Q地，測(cè)量沿著給定的方向進(jìn)行，諸如垂直于掃描線進(jìn)行，而不論組織在其它方向上是否或多或少被移置。
位移利用超聲掃描被探測(cè)。諸如感興趣的區(qū)域、整個(gè)視野或感興趣的子區(qū)域之類的區(qū)域利用超聲被掃描。對(duì)于給定的時(shí)間，超聲被發(fā)射到該組織或感興趣的區(qū)域。任何現(xiàn)在公知的或以后被開(kāi)發(fā)的位移成像都可以被使用。例如，具有I至5個(gè)循環(huán)持續(xù)時(shí)間的脈沖(pulse)以小于720mW/cm2的強(qiáng)度被使用。具有其它強(qiáng)度的脈沖可以被使用。
來(lái)自發(fā)射的回波或反射被接收?；夭ū徊ㄊ尚?，并且被波束成形的數(shù)據(jù)表示一個(gè)或多個(gè)定位。為了探測(cè)位移，超聲能量被發(fā)射到經(jīng)歷位移的組織，并且能量的反射被接收。任何發(fā)射和接收序列都可以被使用。
通過(guò)多次執(zhí)行發(fā)射和接收，在不同時(shí)間的表示一維、二維或三維區(qū)域的數(shù)據(jù)被接收。發(fā)射和接收被執(zhí)行多次，以確定由于位移引起的改變。通過(guò)利用超聲重復(fù)掃描，組織在不同時(shí)間的位置被確定。
通過(guò)使用B模式探測(cè)或多普勒探測(cè)，回波被探測(cè)。位移根據(jù)每個(gè)空間定位的差異被探測(cè)。例如，強(qiáng)度圖(intensity pattern)(例如斑點(diǎn)追蹤)中的速度、方差(variance)、 移位或其它信息根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)被探測(cè)為位移。
在使用B模式數(shù)據(jù)的一個(gè)實(shí)施例中，來(lái)自不同掃描的數(shù)據(jù)是相關(guān)的。例如，當(dāng)前的數(shù)據(jù)集與參考數(shù)據(jù)集多次相關(guān)。兩個(gè)數(shù)據(jù)集之間的不同的相對(duì)平移和/或旋轉(zhuǎn)被執(zhí)行。以參考集中的給定的定位為中心的數(shù)據(jù)子集的定位在當(dāng)前集合中被標(biāo)識(shí)。
參考是第一數(shù)據(jù)集或來(lái)自另一掃描 的數(shù)據(jù)。相同的參考被用于整個(gè)位移探測(cè)，或者參考數(shù)據(jù)在前進(jìn)的或移動(dòng)的窗中改變。
相關(guān)是一維、二維或三維。例如，沿著掃描線遠(yuǎn)離和朝向換能器的相關(guān)被使用。對(duì)于二維掃描，平移沿著兩個(gè)有旋轉(zhuǎn)或沒(méi)有旋轉(zhuǎn)的軸線。對(duì)于三維掃描，平移沿著三個(gè)有或沒(méi)有圍繞三個(gè)或更少的軸線旋轉(zhuǎn)的軸線。在不同的偏置位置的每個(gè)處的數(shù)據(jù)的相似水平或相關(guān)水平被計(jì)算。具有最大相關(guān)的平移和/或旋轉(zhuǎn)表示針對(duì)與當(dāng)前數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的時(shí)間的運(yùn)動(dòng)矢量或偏置同參考相比較。
任何現(xiàn)在公知的或以后被開(kāi)發(fā)的相關(guān)可以被使用，諸如互相關(guān)、模式匹配或絕對(duì)差的最小和。組織結(jié)構(gòu)和/或斑點(diǎn)被相關(guān)。通過(guò)使用多普勒探測(cè)，雜波濾波器通過(guò)與移動(dòng)的組織相關(guān)聯(lián)的信息。組織的速度從多個(gè)回波被導(dǎo)出。該速度被用來(lái)確定朝向或遠(yuǎn)離換能器的位移。可替換地，不同定位處的速度之間的相對(duì)物或差可以指示應(yīng)激或位移。
圖3示出了兩個(gè)實(shí)例位移分布。運(yùn)動(dòng)矢量隨著時(shí)間的過(guò)去距參考數(shù)據(jù)的距離的幅度被示出。分析的周期在約10毫秒以上，但可能更長(zhǎng)或更短。針對(duì)與固體組織相關(guān)聯(lián)的定位A的位移分布具有比針對(duì)與流體組織相關(guān)聯(lián)的定位B的位移分布更平滑的外觀。其它位移分布是可能的。
在動(dòng)作34中，位移分布的特征被計(jì)算。任何特征都可以被使用。超過(guò)一個(gè)的特征可以被計(jì)算。在圖1的例子中，位移分布的SNR (動(dòng)作36)以及最大位移(動(dòng)作38)被計(jì)算。 不同的特征、附加的特征或更少的特征可以被計(jì)算。
在動(dòng)作36中，位移分布的SNR被確定。通過(guò)從該分布中標(biāo)識(shí)出噪聲來(lái)確定隨著時(shí)間變化的或作為時(shí)間的函數(shù)的位移的SNR。噪聲可以以任何方式被標(biāo)識(shí)，諸如通過(guò)選擇該分布的高頻分量而被標(biāo)識(shí)。傅立葉變換可以被用來(lái)確定高頻噪聲。
在用于標(biāo)識(shí)噪聲的一個(gè)實(shí)施例中，位移分布被濾波。諸如巴特沃思(Butterworth)濾波器之類的低通濾波器被應(yīng)用于該分布(即時(shí)域?yàn)V波)。濾波器是無(wú)限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器或有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器。經(jīng)過(guò)濾波的隨著時(shí)間變化的位移從在濾波之前的隨著時(shí)間變化的位移中被減去。差表不了噪聲。
圖4示出了在濾波之前和濾波之后針對(duì)定位A和B的位移分布(左側(cè))。未被濾波的位移曲線在圖4中也被表示為在左側(cè)的虛線。在經(jīng)過(guò)濾波的位移分布中，高頻信息被去除或被減少。通過(guò)從未被濾波的位移曲線中減去經(jīng)過(guò)濾波的位移曲線所獲得的噪聲也被示出(右側(cè))。針對(duì)(與流體組織相關(guān)聯(lián)的)定位B的噪聲比針對(duì)(與固體組織相關(guān)聯(lián)的)定位A 的噪聲變化更多并且具有更大的振幅。
為了計(jì)算SNR，噪聲信息被量化。噪聲信號(hào)的均方根(RMS)被計(jì)算，以表示噪聲水平。其它計(jì)算可以被使用，諸如峰值的絕對(duì)值的平均。
為了確定SNR，信號(hào)水平被計(jì)算。在一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)水平通過(guò)在經(jīng)過(guò)濾波的位移分布之下的區(qū)來(lái)表示。經(jīng)過(guò)濾波的位移的積分被計(jì)算。其它信號(hào)水平測(cè)量可以被使用。
通過(guò)把信號(hào)(例如經(jīng)過(guò)濾波的位移的積分)除以噪聲(例如噪聲的RMS)，SNR被提供。包括其它變量的其它函數(shù)可以被使用。在來(lái)自圖4的例子中，針對(duì)兩個(gè)定位A、B的SNR 被計(jì)算。針對(duì)其它定位的SNR可以被計(jì)算。
在動(dòng)作38中，最大位移被計(jì)算。最大位移根據(jù)該位移分布被計(jì)算。組織沿著線、 在平面內(nèi)或在體積內(nèi)運(yùn)動(dòng)的峰值或最高量或者移位的幅度被計(jì)算。經(jīng)過(guò)平滑的或經(jīng)過(guò)濾波的位移曲線被用于最大值計(jì)算。在其它實(shí)施例中，原始的或未被濾波的位移曲線可以被使用。在整個(gè)分布或部分分布上的最大值被標(biāo)識(shí)或被確定。在圖4的例子中，對(duì)于定位A，為 O. 9微米的最大位移發(fā)生在約1. 7毫秒時(shí)，而對(duì)于定位B，為1. 3微米的最大位移發(fā)生在約 O. 8暈秒時(shí)。
在可選的動(dòng)作40中，除了來(lái)自于位移分布的參數(shù)之外的另一參數(shù)被計(jì)算。在圖1 的例子中，其它參數(shù)可以 包括回波信息的統(tǒng)計(jì)量、回波信號(hào)的信噪比和/或隨著時(shí)間變化的回波信號(hào)的去相關(guān)測(cè)量。例如，在被用于位移分布的相同的周期上的對(duì)于定位的B模式信息的均值被計(jì)算。代之以或另外地，更高階的統(tǒng)計(jì)量可以被計(jì)算。任何統(tǒng)計(jì)量或其它參數(shù)可以被用于分類。這些統(tǒng)計(jì)量可以是空間的和/或時(shí)域的。回波信號(hào)的SNR可以被計(jì)算為在有發(fā)射的接收信號(hào)強(qiáng)度與沒(méi)有發(fā)射的接收信號(hào)強(qiáng)度之間的比率。去相關(guān)系數(shù)可以被計(jì)算為I減去回波信號(hào)的被歸一化的相關(guān)系數(shù)，其中所述回波信號(hào)在ARFI或其它激勵(lì)波束之前以及在ARFI或其它激勵(lì)波束之后被探測(cè)到。
在動(dòng)作42中，一個(gè)或多個(gè)定位被分類。在每個(gè)定位處的組織或其它物質(zhì)都獨(dú)立地或單獨(dú)地被分類。針對(duì)每個(gè)定位的分類都依賴于針對(duì)那個(gè)定位的數(shù)據(jù)，并且不依賴于針對(duì)其它定位的數(shù)據(jù)。在可替換的實(shí)施例中，空間濾波或來(lái)自鄰近定位的信息可以被用于對(duì)給定的定位進(jìn)行分類。
分類標(biāo)識(shí)出該物質(zhì)。任何類型的物質(zhì)都可以被標(biāo)識(shí)。在一個(gè)實(shí)施例中，分類把該定位標(biāo)識(shí)為流體(包括流體組織的類別或類型)、固體組織或其它(例如不可確定的)組織。該定位被分類為所述組中的一個(gè)。所述組可以包括更多的或更少的選項(xiàng)或類，諸如在(a)流體或流體組織與(b)固體組織之間進(jìn)行選擇。
分類將固體組織與其它物質(zhì)區(qū)別開(kāi)，諸如與流體組織和另一類區(qū)別開(kāi)。處理器執(zhí)行分類，而無(wú)需用戶選擇或輸入。處理器使用具有或沒(méi)有其它信息或參數(shù)的位移分布的特征。例如，處理器根據(jù)SNR、最大位移或者SNR和最大位移進(jìn)行分類。利用SNR和最大位移進(jìn)行分類可以在流體組織、固體組織以及其它的或未被確定的組織之間進(jìn)行區(qū)別。
圖5示出了使用位移分布的SNR與最大位移這兩個(gè)參數(shù)的分類的一個(gè)實(shí)施例。抖動(dòng)噪聲水平被用來(lái)把“未被確定的”類別分類。如果最大位移低，則可能存在不充足的信息或非組織或流體物質(zhì)。針對(duì)低的最大位移，沒(méi)有分類或者類是“未被確定的”類別。對(duì)于較低的SNR與較高的位移，該定位處的物質(zhì)被分類為流體或流體組織。針對(duì)這兩個(gè)參數(shù)的其它組合，在該定位處的物質(zhì)被分類為固體組織。除了圖5中所示的函數(shù)之外的函數(shù)可以被使用。
分類函數(shù)基于實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)函數(shù)、統(tǒng)計(jì)學(xué)或其它信息。例如，模糊邏輯被用來(lái)進(jìn)行分類。在該方法中，每個(gè)組織類型的隸屬函數(shù)都以經(jīng)驗(yàn)為主地針對(duì)每個(gè)參數(shù)(例如SNR、最大位移)被定義，在給定定位處的輸入?yún)?shù)的情況下的每個(gè)隸屬函數(shù)的輸出被合計(jì)，以生成組織類型的似然性(likelihood)。和的最大值對(duì)應(yīng)于要被分配的組織類型。作為另一例子，從具有關(guān)于該類的已知真實(shí)數(shù)據(jù)(ground truth)的訓(xùn)練樣本或數(shù)據(jù)的收集中進(jìn)行學(xué)習(xí)的機(jī)器被用來(lái)確定用于進(jìn)行分類的統(tǒng)計(jì)量或矩陣函數(shù)。概率函數(shù)指示了針對(duì)給定的定位的每個(gè)類的似然性，并且具有最高概率的類被選擇。通過(guò)使用查找表、模糊邏輯函數(shù)、已編程函數(shù)或矩陣函數(shù)，分類被執(zhí)行。
再次參照?qǐng)D1,從動(dòng)作42到動(dòng)作32的反饋表示針對(duì)多個(gè)定位重復(fù)該分類。例如， 位移分布以及該位移分布的特征針對(duì)視野中的每個(gè)定位都被確定。該重復(fù)使用相同的或不同的動(dòng)作30中的發(fā)射。在感興趣的區(qū)域足夠小的地方，一個(gè)脈沖被使用。通過(guò)使用以每個(gè)定位為中心的窗，在不同定位處的位移被確定。針對(duì)每個(gè)定位，窗或核(kernel)在該定位上方被定中心。窗之內(nèi)的表示空間定位的數(shù)據(jù)被用于相關(guān)。針對(duì)每個(gè)定位，位移都被單獨(dú)地確定。在其它實(shí)施例中，發(fā)射動(dòng)作30被重復(fù)。針對(duì)感興趣的區(qū)域的一個(gè)、一些或子集的位移響應(yīng)于動(dòng)作30的每個(gè)發(fā)射被確定。
在任何尺寸的區(qū)域上，位移分布被探測(cè)。在一個(gè)實(shí)施例中，在可能包括要被診斷的組織的感興趣的區(qū)域(諸如 用于B模式成像的整個(gè)掃描區(qū)域的約三分之一到二分之一)中， 位移被探測(cè)。更大的、更少的或者沒(méi)有感興趣的區(qū)域可以被使用，諸如在整個(gè)成像區(qū)域上方探測(cè)位移。更窄的感興趣的區(qū)域可以考慮到在更少地重復(fù)動(dòng)作30的發(fā)射激勵(lì)波形的情況下的位移探測(cè)。根據(jù)可能被成形的接收波束的數(shù)目以及樣本強(qiáng)度，沒(méi)有、一個(gè)或多個(gè)重復(fù)可以被使用。
諸如在每個(gè)B模式樣本定位上都采樣位移之類的完全采樣可以被使用。相對(duì)于B 模式掃描網(wǎng)格對(duì)位移的更大的或更少的(例如稀疏的)采樣可以被使用。圖6示出了針對(duì)相同的采樣密度的B模式圖像以及SNR圖像。SNR信息更好地指示了囊腫。SNR圖像可以被顯示給用戶，或者可以不被顯示給用戶。
在動(dòng)作44中，分類被用來(lái)在空間上掩蔽剪切波信息。剪切波信息要針對(duì)固體組織的定位被顯示。針對(duì)其它定位，諸如針對(duì)流體組織或未被確定的定位，剪切波信息不被顯示。這些定位被遮蔽。基于遮蔽，所確定的剪切波信息不被顯示，或者剪切波信息甚至不被計(jì)算。在圖像中，來(lái)自流體或流體組織的不可靠的剪切信息不被呈現(xiàn)給用戶，從而避免混淆。
在動(dòng)作46中，剪切波成像被執(zhí)行。根據(jù)對(duì)剪切波的組織反應(yīng)被確定的剪切速度、模量或其它信息被探測(cè)。任何剪切成像都可以被使用。由于動(dòng)作44的遮蔽，被顯示的圖像表示針對(duì)固體組織區(qū)域的剪切波信息，并且不是針對(duì)流體或流體組織區(qū)域的剪切波信息。
針對(duì)與該位移相同的定位的剪切信息被探測(cè)。不同于位移計(jì)算的發(fā)射和掃描被用于剪切成像?？商鎿Q地，就分類而論，相同的發(fā)射以及甚至位移分布被用于剪切成像。剪切波從原點(diǎn)(例如發(fā)射焦域)行進(jìn)到該定位的時(shí)間被確定。最大位移或位移分布的其它部分指示剪切波的到達(dá)時(shí)間。剪切波的速度根據(jù)定時(shí)信息被計(jì)算。
針對(duì)剪切波成像，脈沖激勵(lì)在空間定位處生成剪切波。在激勵(lì)足夠強(qiáng)的地方，剪切波被生成。剪切波沿著聲波發(fā)射方向比縱波更慢地傳播穿過(guò)組織。剪切波在包括垂直于所施加的應(yīng)激的方向的方向的各種方向上傳播。在更接近于剪切波生成的定位的定位處，剪切波的位移更大。
超聲數(shù)據(jù)被獲得。超聲數(shù)據(jù)中的至少一些響應(yīng)于剪切波。感興趣的區(qū)域被監(jiān)控， 以探測(cè)剪切波。感興趣的區(qū)域可以是任何尺寸，諸如在橫向上為6mm而在軸向上為10mm。 探測(cè)區(qū)域通過(guò)超聲來(lái)監(jiān)控。例如，B模式掃描被執(zhí)行來(lái)探測(cè)由剪切波引起的組織位移。針對(duì)剪切波，多普勒、彩色血流或其它超聲模式可以被使用來(lái)進(jìn)行監(jiān)控。
針對(duì)任何數(shù)目的掃描線，監(jiān)控都被執(zhí)行。例如，響應(yīng)于每個(gè)發(fā)射，四個(gè)接收波束被成形。在發(fā)射激勵(lì)以生成剪切波之后，B模式發(fā)射沿著單個(gè)掃描線被重復(fù)執(zhí)行，而接收沿著四個(gè)鄰近的掃描線被重復(fù)執(zhí)行。在其它實(shí)施例中，響應(yīng)于每個(gè)發(fā)射，只有單個(gè)接收波束或其它數(shù)目的接收波束被成形。任何數(shù)目的重復(fù)都可以被使用，諸如約120次。超聲數(shù)據(jù)中的一些(諸如在重復(fù)開(kāi)始和結(jié)束時(shí))可以不響應(yīng)于剪切波。
隨著剪切波傳播穿過(guò)掃描線，由于組織的位移，B模式強(qiáng)度可以變化。針對(duì)被監(jiān)控的掃描線，數(shù)據(jù)序列被提供，其中所述數(shù)據(jù)序列表示由剪切波產(chǎn)生的組織運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分布。 例如，來(lái)自多個(gè)空間定位(例如沿著掃描線)的數(shù)據(jù)根據(jù)時(shí)間被相關(guān)。任何彈性探測(cè)都可以被使用。針對(duì)每個(gè)深度或空間定位，在多個(gè)深度或空間定位(例如中心深度為分布被計(jì)算的點(diǎn)的64個(gè)深度的核)上的相關(guān)被執(zhí)行。空間中的二維或三維位移可以被使用。沿著不同于掃描線或波束的方向的一維位移可以被使用。
在給定的時(shí)間具有最高的或足夠的相關(guān)的空間偏置指示位移的量。在不同的時(shí)間針對(duì)給定的定位確定位移。針對(duì)給定的定位的時(shí)域分布指示剪切波的探測(cè)。針對(duì)非噪聲或變化的單個(gè)實(shí)例，分布被檢查。(具有或沒(méi)有時(shí)域低通濾波的)分布中的峰值指示剪切波前的通過(guò)。最大位移被選擇，但是平均值或其它位移統(tǒng)計(jì)量可以被使用。在給定的定位處的最大剪切被探測(cè)?？商鎿Q地，平均值或其它剪切被探測(cè)。
為了監(jiān)控更大的區(qū)域，響應(yīng)于監(jiān)控發(fā)射波束，附加的接收波束被成形。可替換地， 另一剪切波被生成，并且發(fā)射波束和接收波束被提供在距剪切波生成點(diǎn)的不同距離處。在上面的6mmX IOmm的例子中，36個(gè)接收掃描線可以被提供。在每個(gè)發(fā)射波束四個(gè)接收波束的情況下，針對(duì)不同的橫向間隔，該過(guò)程被重復(fù)九次。針對(duì)每個(gè)接收波束定位，運(yùn)動(dòng)信息的時(shí)間分布被提供，通過(guò)超聲數(shù)據(jù)被表示。在時(shí)域分布的形成期間，避免為了監(jiān)控相同的剪切波而沿著不同的掃描線發(fā)射，以提供更高的時(shí)域分辨率，但是交織的或移位的掃描位置可以被提供。
上面的討論是針對(duì)一個(gè)深度的。采樣可以被布置來(lái)提供覆蓋感興趣的區(qū)域的整個(gè)軸向范圍的一個(gè)門(gate)。在另一實(shí)施例中，針對(duì)每個(gè)接收波束，樣本在多個(gè)深度被獲得。針對(duì)每個(gè)軸向深度以及橫向定位，單獨(dú)的時(shí)間分布被提供。任何數(shù)目的深度都可以被使用， 諸如針對(duì)5mm約有200個(gè)或針對(duì)IOmm約有400個(gè)。
表示感興趣的區(qū)域中的不同定位的超聲數(shù)據(jù)被獲得。超聲數(shù)據(jù)與掃描實(shí)時(shí)地被獲得或者從存儲(chǔ)器中被獲得。針對(duì)每個(gè)定位，運(yùn)動(dòng)信息表示在不同時(shí)間的響應(yīng)。其它掃描、監(jiān)控或技術(shù)可以被用來(lái)獲得超聲數(shù)據(jù)，以估計(jì)剪切幅度。
針對(duì)組織的不同空間定位，剪切速度被探測(cè)。針對(duì)每個(gè)定位，作為時(shí)間的函數(shù)的位移被確定。通過(guò)確定從剪切波的生成直到探測(cè)到不同定位處的剪切波的時(shí)間，剪切速度被獲得。時(shí)間以及距該定位的距離確定了速度。從掃描線間隔(即用于生成剪切波的發(fā)射波束位置與用于探測(cè)剪切波的接收波束位置)中得知該距離。從剪切波的生成與探測(cè)之間的相對(duì)時(shí)間中得知該時(shí)間。
其它技術(shù)可以被用來(lái)探測(cè)分布中的峰值。例如，回歸被應(yīng)用。由于剪切波速是線性的，所以具有自動(dòng)異常值探測(cè)的穩(wěn)健線性回歸可以指示該剪切波速。針對(duì)感興趣的區(qū)域中的所有樣本點(diǎn)的超聲數(shù)據(jù)針對(duì)作為時(shí)間的函數(shù)的距離或者通過(guò)時(shí)間和距離被繪制。線性回歸被應(yīng)用到該繪圖或數(shù)據(jù)，從而給該數(shù)據(jù)提供線擬合。該線的斜率指示該剪切波速。
剪切波信息被用于顯示值的顏色疊加或其它調(diào)制。例如，剪切波信息被顯示在B 模式信息上方或與B模式信息一起被顯不。位移數(shù)據(jù)具有顯不格式，或者可以被掃描轉(zhuǎn)換為顯示格式。位移數(shù)據(jù)是色標(biāo)數(shù)據(jù)(color scale data)或灰度數(shù)據(jù)，但是可以是在映射之前的具有灰度或色標(biāo)的數(shù)據(jù)。信息可以線性地或非線性地被映射到顯示值。
圖像表示位移信息，諸如針對(duì)不同定位的剪切或模量(例如剪切模量)。在針對(duì)感興趣的區(qū)域或視野中的所有網(wǎng)格點(diǎn)確定這些值的地方，顯示器的像素表示針對(duì)那個(gè)區(qū)域的剪切速度。顯示網(wǎng)格可以與掃描網(wǎng)格和/或針對(duì)其計(jì)算位移的網(wǎng)格不同。顏色、亮度、輝度、 色調(diào)或其它特征根據(jù)位移被調(diào)制。
圖像可以包括其它數(shù)據(jù)。例如，B模式數(shù)據(jù)或表示相同區(qū)域中的組織、流體或造影劑的其它數(shù)據(jù)被包括。位移數(shù)據(jù)被用于其它數(shù)據(jù)的疊加或與其它數(shù)據(jù)的組合。其它數(shù)據(jù)協(xié)助用戶確定波束相對(duì)于要被治療的組織的定位。·
圖7示出了用于在醫(yī)學(xué)超聲剪切波成像中進(jìn)行分類預(yù)處理的系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例。系統(tǒng)10實(shí)施圖1的方法或其它方法。系統(tǒng)10包括發(fā)射波束成形器12、換能器14、接收波束成形器16、圖像處理器18、顯示器20以及存儲(chǔ)器22。附加的、不同的或更少的部件可以被提供。例如，針對(duì)與系統(tǒng)的用戶交互，用戶輸入被提供。
系統(tǒng)10是醫(yī)學(xué)診斷超聲成像系統(tǒng)。在可替換的實(shí)施例中，系統(tǒng)10是個(gè)人計(jì)算機(jī)、工作站、PACS站或在相同定位處或被分布在網(wǎng)絡(luò)上用于實(shí)時(shí)或采集后成像(post acquisition imaging)的其它裝置。
發(fā)射波束成形器12是超聲發(fā)射器、存儲(chǔ)器、脈沖發(fā)生器、模擬電路、數(shù)字電路或其組合。發(fā)射波束成形器12在工作中生成針對(duì)具有不同的或相對(duì)的振幅、延遲和/或定相的多個(gè)通道的波形。在響應(yīng)于所生成的波形而發(fā)射來(lái)自換能器14的聲波時(shí)，一個(gè)或多個(gè)波束被成形。發(fā)射波束的序列被生成來(lái)掃描二維或三維區(qū)域。區(qū)段(sector)、矢量 、線性或其它掃描格式可以被使用。相同的區(qū)域被掃描多次。針對(duì)血流或多普勒成像以及針對(duì)剪切成像，掃描序列被使用。在多普勒成像中，該序列可以包括在掃描鄰近掃描線之前的沿著相同掃描線的多個(gè)波束。針對(duì)剪切成像，掃描或幀交織可以被使用(即在再次掃描之前掃描整個(gè)區(qū)域)。在可替換的實(shí)施例中，針對(duì)更快速的掃描，發(fā)射波束成形器12生成平面波或發(fā)散波。
相同的發(fā)射波束成形器12生成脈沖激勵(lì)或電波形，用于生成聲能以引起位移。在可替換的實(shí)施例中，不同的發(fā)射波束成形器被提供用于生成脈沖激勵(lì)。發(fā)射波束成形器12 引起換能器14生成高強(qiáng)度聚焦的超聲波形。
換能器14是用于根據(jù)電波形生成聲能的陣列。針對(duì)陣列，相對(duì)的延遲聚焦聲能。 給定的發(fā)射事件對(duì)應(yīng)于給定延遲時(shí)在基本上相同的時(shí)間通過(guò)不同的單元發(fā)射聲能。發(fā)射事件提供超聲能量的脈沖，用于移置該組織。脈沖是脈沖激勵(lì)。脈沖激勵(lì)包括具有多個(gè)循環(huán) (例如500個(gè)循環(huán))的波形，但是發(fā)生在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)，以引起在更長(zhǎng)的時(shí)間上的組織位移。
換能器14是壓電的或容性的膜單元的I維、1. 25維、1. 5維、1. 75維或2維陣列。 換能器14包括多個(gè)單元，用于在聲能與電能之間進(jìn)行換能。接收信號(hào)響應(yīng)于沖擊換能器14 的單元的超聲能量(回波)而被生成。這些單元與發(fā)射波束成形器12和接收波束成形器16 的通道相連接。可替換地，具有機(jī)械焦點(diǎn)的單個(gè)單元被使用。
接收波束成形器16包括具有放大器、延遲和/或相位旋轉(zhuǎn)器以及一個(gè)或多個(gè)求和器的多個(gè)通道。每個(gè)通道都與一個(gè)或多個(gè)換能器單元相連接。接收波束成形器16通過(guò)硬件或軟件被配置來(lái)施加相對(duì)的延遲、相位和/或變跡，以響應(yīng)于每個(gè)成像發(fā)射形成一個(gè)或多個(gè)接收波束。針對(duì)來(lái)自被用來(lái)移置組織的脈沖激勵(lì)的回波，接收操作可能不發(fā)生。通過(guò)使用接 收信號(hào)，接收波束成形器16輸出表示空間定位的數(shù)據(jù)。來(lái)自不同單元的信號(hào)的相對(duì)的延遲和/或定相以及求和提供波束成形。在可替換的實(shí)施例中，接收波束成形器16是用于通過(guò)使用傅立葉變換或其它變換來(lái)生成樣本的處理器。
接收波束成形器16可以包括濾波器，諸如用于相對(duì)于發(fā)射頻帶隔離在二次諧波或其它頻帶處的信息的濾波器。這樣的信息更可能地可以包括期望的組織、造影劑和/或血流信息。在另一實(shí)施例中，接收波束成形器16包括存儲(chǔ)器或緩沖器以及濾波器或加法器。兩個(gè)或更多個(gè)接收波束被組合來(lái)隔離在諸如二次諧波頻帶、立方基頻帶或其它頻帶之類的期望的頻帶處的信息。
與發(fā)射波束成形器12相協(xié)調(diào)，接收波束成形器16在不同的時(shí)間生成表示該區(qū)域的數(shù)據(jù)。在聲脈沖激勵(lì)之后，接收波束成形器16在不同的時(shí)間生成表示不同的線或定位的波束。通過(guò)利用超聲掃描感興趣的區(qū)域，數(shù)據(jù)(例如經(jīng)過(guò)波束成形的樣本)被生成。
接收波束成形器16輸出表示空間定位的波束經(jīng)過(guò)合計(jì)的數(shù)據(jù)(beam summed data)。針對(duì)單個(gè)定位、沿著線的定位、區(qū)的定位或體積的定位的數(shù)據(jù)被輸出。動(dòng)態(tài)聚焦可以被提供。數(shù)據(jù)可以被用于不同的目的。例如，針對(duì)B模式或組織數(shù)據(jù)執(zhí)行不同于位移的掃描?？商鎿Q地，B模式數(shù)據(jù)也被用來(lái)確定位移。作為另一例子，用于基于位移的分類以及剪切成像的數(shù)據(jù)利用一系列共享的掃描被執(zhí)行，并且B模式掃描或多普勒掃描單獨(dú)地被執(zhí)行或通過(guò)使用相同數(shù)據(jù)中的一些被執(zhí)行。
處理器18是B模式探測(cè)器、多普勒探測(cè)器、脈沖波多普勒探測(cè)器(pulsed wave Doppler detector)、相關(guān)處理器、傅立葉變換處理器、專用集成電路、通用處理器、控制處理器、圖像處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、數(shù)字信號(hào)處理器、模擬電路、數(shù)字電路、其組合或其它現(xiàn)在公知的或以后被開(kāi)發(fā)的用于探測(cè)和處理用于根據(jù)經(jīng)過(guò)波束成形的超聲樣本進(jìn)行顯示的信息的設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器18包括一個(gè)或多個(gè)探測(cè)器以及單獨(dú)的處理器。該單獨(dú)的處理器是控制處理器、通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、專用集成電路、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、處理器組、數(shù)據(jù)通路、其組合或其它現(xiàn)在公知的或以后被開(kāi)發(fā)的用于確定位移并計(jì)算位移分布屬性的設(shè)備。例如，該單獨(dú)的處理器通過(guò)硬件和/或軟件被配置來(lái)執(zhí)行在圖1中所示的動(dòng)作中的一個(gè)或多個(gè)的任何組合。
處理器18被配置來(lái)估計(jì)由聲脈沖激勵(lì)誘發(fā)的組織位移。通過(guò)使用相關(guān)、追蹤、運(yùn)動(dòng)探測(cè)或其它位移測(cè)量，組織的位置中的移位量被估計(jì)。通過(guò)周期，諸如從在由于脈沖引起的組織移動(dòng)之前到組織已經(jīng)大部分或完全返回到松弛狀態(tài)(例如從由脈沖激勵(lì)引起的應(yīng)激中恢復(fù))之后，估計(jì)被執(zhí)行多次。
處理器18被配置來(lái)導(dǎo)出描述組織位移的分布的特征的至少一個(gè)參數(shù)。例如，位移分布的信噪比被導(dǎo)出。作為另一例子，位移分布的最大位移被導(dǎo)出。處理器18可以計(jì)算諸如時(shí)間、空間或時(shí)間以及空間中的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)量之類的其他參數(shù)。例如，針對(duì)每個(gè)定位的在時(shí)間和/或空間上的平均B模式或聲阻抗值被計(jì)算。
處理器18被配置來(lái)對(duì)區(qū)域中的組織進(jìn)行分類。組織可以是流體組織或固體組織。 分類可以在組織的各類型之間、在組織和流體之間或在組織的各類型與一個(gè)或多個(gè)其它類之間進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器18把在定位處的物質(zhì)分類為流體/流體組織、固體組織以及其它/非確定性的組織。
分類基于至少一個(gè)參數(shù)。例如，分類基于針對(duì)位移分布的一個(gè)或多個(gè)特征的值。信噪比和最大位移是兩個(gè)這樣的特征。諸如其它數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)量之類的其它信息可以被用在該分類中。
處理器18實(shí)施模糊邏輯、概率函數(shù)、查找表或其它過(guò)程。輸入特征(例如位移分布的特征)被應(yīng)用于該過(guò)程，以確定所述定位應(yīng)該被標(biāo)記到的類別。
處理器18依照被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器22或其它存儲(chǔ)器中的用于在醫(yī)學(xué)超聲剪切波成像中進(jìn)行分類預(yù)處理的指令工作。處理器18被編程用于提供針對(duì)高強(qiáng)度聚焦的超聲的反饋。 存儲(chǔ)器22是非暫時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。用于實(shí)施在這里被討論的過(guò)程、方法和/或技術(shù)的指令被提供在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)或存儲(chǔ)器上，諸如高速緩存、緩沖器、RAM、可移動(dòng)介質(zhì)、硬盤驅(qū)動(dòng)器或其它計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括各種類型的易失性和非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)。在附圖中被圖示的或這里被描述的功能、動(dòng)作或任務(wù)響應(yīng)于被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中或上的一個(gè)或多個(gè)指令集而被運(yùn)行。這些功能、動(dòng)作或任務(wù)獨(dú)立于特定類型的指令集、存儲(chǔ)介質(zhì)、處理器或處理策略，并且可以通過(guò)單獨(dú)地工作或組合地工作的軟件、硬件、集成電路、固件、微代碼等來(lái)被執(zhí)行。同樣地，處理策略可以包括多處理、 多任務(wù)、并行處理等。在一個(gè)實(shí)施例中，指令被存儲(chǔ)在可移動(dòng)介質(zhì)設(shè)備上，用于由本地或遠(yuǎn)程系統(tǒng)讀取。在其它實(shí)施例中，指令被存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程定位中，用于通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或在電話線上傳輸。在還有其它的實(shí)施例中，指令被存儲(chǔ)在給定的計(jì)算機(jī)、CPU、GPU或系統(tǒng)之內(nèi)。
顯示器20是用于顯示二維圖像或三維表示的CRT、IXD、投影儀、等離子體或其它顯示器。顯示器20通過(guò)輸入要被顯示為圖像的信號(hào)被處理器18或其它設(shè)備配置。顯示器 20顯示表示針對(duì)感興趣的區(qū)域中的不同定位的剪切的圖像或整個(gè)圖像。分類被用來(lái)分割定位。與固體組織相關(guān)聯(lián)的定位被調(diào)制或包括針對(duì)剪切的信息。其他定位被遮蔽，以不包括剪切信息。而其他定位可以遭受對(duì)剪切信息的更大的濾波。
雖然參照各種實(shí)施例已經(jīng)在上面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但應(yīng)該理解的是，許多改變和修改可以被做出，而不離開(kāi)本發(fā)明的范圍。因此意圖的是，前面的詳細(xì)描述被視為說(shuō)明性的 而不是限制，并且應(yīng)理解的是，是下面的權(quán)利要求書(shū)(包括所有等同物)被意圖來(lái)限定本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于要被用在醫(yī)學(xué)超聲剪切波成像中的分類預(yù)處理的方法，所述方法包括 利用超聲測(cè)量(32)響應(yīng)于脈沖激勵(lì)的在患者內(nèi)的第一定位處的隨著時(shí)間變化的位移； 確定(38)隨著時(shí)間變化的位移的最大值； 確定(36)隨著時(shí)間變化的位移的信噪比；以及 利用處理器(18)把所述第一定位分類(42)為多個(gè)類型的組織中的第一類型，其中所述分類(42)是隨著時(shí)間變化的位移的最大值以及隨著時(shí)間變化的位移的信噪比的函數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)ー步包括 將聲激勵(lì)發(fā)射(30)到患者中，所述脈沖激勵(lì)包括聲激勵(lì)； 其中測(cè)量(32)位移包括利用超聲重復(fù)掃描第一定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，測(cè)量(32)位移包括向組織發(fā)射(30)超聲和接收來(lái)自發(fā)射(30)的反射以及根據(jù)來(lái)自多個(gè)接收的反射探測(cè)位移，其中發(fā)射(30)超聲以及接收被執(zhí)行多次。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)ー步包括 針對(duì)多個(gè)定位重復(fù)分類(42)； 執(zhí)行患者的包括第一定位以及多個(gè)定位的剪切波成像(46);以及 根據(jù)針對(duì)第一定位以及多個(gè)定位的分類(42)，在空間上遮蔽(44)剪切波成像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，測(cè)量(32)隨著時(shí)間變化的位移包括隨著組織在沖激激勵(lì)之后松弛而測(cè)量(32)位移。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定(36)信噪比包括 對(duì)隨著時(shí)間變化的位移進(jìn)行濾波； 從隨著時(shí)間變化的位移中減去經(jīng)過(guò)濾波的隨著時(shí)間變化的位移； 計(jì)算減法的結(jié)果的均方根；以及 把經(jīng)過(guò)濾波的位移的積分除以均方根，除法的結(jié)果包括信噪比。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，分類(42)包括把第一類型分類(42)為包括流體、固體組織以及不可確定的組中的ー個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，分類(42)包括把第一類型分類為流體組織或固體組織。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，分類(42)包括利用模糊邏輯或概率函數(shù)進(jìn)行分類(42)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)ー步包括 確定超聲信號(hào)的信噪比；以及 確定隨著時(shí)間變化的超聲信號(hào)的去相關(guān)系數(shù)； 其中分類(42)包括根據(jù)隨著時(shí)間變化的位移的最大值、隨著時(shí)間變化的位移的信噪比、超聲信號(hào)的信噪比以及隨著時(shí)間變化的超聲信號(hào)的去相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分類(42)。
11.ー種非暫時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(22)，在所述非暫時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(22)中已經(jīng)存儲(chǔ)了表示通過(guò)用于在醫(yī)學(xué)超聲剪切波成像中進(jìn)行分類預(yù)處理的已編程的處理器(18)可運(yùn)行的指令的數(shù)據(jù)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)(22)包括用于如下操作的指令 確定(32)患者中的響應(yīng)的位移分布；計(jì)算(34)位移分布的第一特征； 至少部分地基于第一特征，將流體和流體組織與固體組織區(qū)別開(kāi)(42);以及 掩蔽(44 )來(lái)自流體或流體組織的圖像的剪切波信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的非暫時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(22)，其中，確定(32)位移分布包括在不同時(shí)間接收表示患者的區(qū)域的數(shù)據(jù)以及使所述數(shù)據(jù)相關(guān)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的非暫時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(22)，其中，確定(32)位移分布包括在引起患者中的組織的位移的脈沖之后根據(jù)時(shí)間確定位移的幅度。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的非暫時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(22)，其中，計(jì)算(34)包括計(jì)算(36)位移分布的信噪比。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的非暫時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(22)，其中，計(jì)算(34)包括根據(jù)位移分布計(jì)算(38)最大位移。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的非暫時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(22)，其中，區(qū)別(42)包括根據(jù)第一特征進(jìn)行分類(42 )。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的非暫時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(22)，其中，區(qū)別(42)包括在(a)流體和流體組織、(b)固體組織及(c)其它類之間進(jìn)行分類(42)。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的非暫時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(22)，其中，遮蔽(44)包括顯示(46)表示針對(duì)固體組織區(qū)域而不是針對(duì)流體或流體組織區(qū)域的剪切波信息的圖像。
19.一種用于在醫(yī)學(xué)超聲剪切波成像中進(jìn)行分類預(yù)處理的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 被配置來(lái)將聲脈沖激勵(lì)發(fā)射到患者中并且被配置來(lái)利用超聲掃描患者的區(qū)域的換能器(14); 被配置來(lái)在聲脈沖激勵(lì)之后在不同時(shí)間生成表示區(qū)域的數(shù)據(jù)的接收波束成形器(16)，其中所述數(shù)據(jù)根據(jù)利用超聲的掃描被生成； 被配置來(lái)估計(jì)由聲脈沖激勵(lì)誘發(fā)的組織位移、導(dǎo)出描述組織位移的分布的特征的至少ー個(gè)參數(shù)以及基于至少ー個(gè)參數(shù)對(duì)區(qū)域中的組織進(jìn)行分類的處理器(18);以及 被配置來(lái)顯示表示針對(duì)第一定位的剪切的圖像的顯示器(20)，其中所述第一定位根據(jù)組織的分類被確定。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器(18)被配置來(lái)導(dǎo)出ー個(gè)參數(shù)作為信噪比，被配置來(lái)導(dǎo)出另ー參數(shù)作為分布的最大位移，并且被配置來(lái)基于信噪比以及最大位移進(jìn)行分類。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器(18)被配置來(lái)導(dǎo)出ー個(gè)參數(shù)作為信噪比，被配置來(lái)導(dǎo)出另ー參數(shù)作為分布的最大位移，被配置來(lái)計(jì)算時(shí)間、空間或時(shí)間和空間中的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)量，并且被配置來(lái)基于所述統(tǒng)計(jì)量、信噪比以及最大位移進(jìn)行分類。
全文摘要
本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)超聲剪切波成像中的分類預(yù)處理。針對(duì)醫(yī)學(xué)超聲剪切波成像(46)提供分類預(yù)處理(30-40)。響應(yīng)于應(yīng)激，在患者中的一個(gè)或多個(gè)定位處的位移被測(cè)量(32)。隨著時(shí)間變化的位移是表示定位中的移位的曲線。該曲線的諸如信噪比和最大位移之類的一個(gè)或多個(gè)特征被用來(lái)對(duì)定位進(jìn)行分類(42)。定位被分類為流體或流體組織、固體組織或非確定性的組織。隨后的剪切成像(46)可以提供針對(duì)固體組織的定位的剪切信息，并且不在其它定位處提供剪切信息。
文檔編號(hào)A61B8/08GK102988082SQ201210329078
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者范列湘, P.弗雷伯格, J.本森 申請(qǐng)人:美國(guó)西門子醫(yī)療解決公司