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超声弹性成像方法和系统与流程

2021-11-15 17:35:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明总地涉及超声成像技术领域,更具体地涉及一种超声弹性成像方法和系统。


背景技术:

2.超声弹性成像近年来已经更为广泛的被应用到临床研究和诊断中。它可以定性的反映病灶相对于周围组织的软硬程度或者定量的反映病灶及周围组织的软硬程度。目前通常被应用于甲状腺,乳腺,肌骨,肝脏,血管弹性等方面的临床上。对于组织的软硬程度的判断可以有效辅助对于癌症病变,肿瘤良恶性及术后恢复等进行的诊断和评价。
3.常规的弹性成像(按压式弹性成像)通过探头按压组织,并实时计算组织的位移及应变来反映roi(region of interest)区域内组织的弹性相关参数并成像,也间接的反映了不同组织的软硬程度。然而,每次按压组织的操作是由人来进行,探头压力难以保持一致性。不同操作者的按压程度和按压频率也会有所不同,因此常规弹性成像的可重复性和稳定性难以得到保证。
4.利用超声波产生的剪切波进行剪切波弹性成像,其通过常规的超声探头激发聚焦的超声波,形成声辐射力,在组织内形成剪切波源并产生横向传播的剪切波。通过测量该剪切波的相关参数来获得组织的弹性相关参数并成像,从而定量且可视化的得到组织的硬度差异。由于剪切波的激发是来自于聚焦的超声波所产生的声辐射力,不再依赖于操作者所施加的压力,因此剪切波弹性成像的方式相较于常规弹性成像在稳定性和可重复性等方面均有所改善。并且,剪切波定量的测量结果也使得医生的诊断更加客观,是当前医生使用得较多的一种弹性成像方法。在剪切波弹性的肌骨临床应用中,当多次测量的肌肉组织平行于探头表面的时候,声束垂直于肌纤维,剪切波的传播方向平行于肌纤维方向,测量结果稳定并且准确。然而,并不是所有肌肉都能平行于探头表面,且医生在检查过程中每次测量时肌纤维与探头表面的角度有所不同,由于肌肉组织存在较强的各向异性,剪切波在沿着肌纤维的纵向方向传播的速度和剪切波垂直于肌纤维沿着肌纤维横向的方向传播的速度有明显差异,导致肌肉的剪切波测量值稳定性与准确性较差。


技术实现要素:

5.本发明一方面提供一种超声弹性成像方法,所述超声弹性成像方法包括:
6.通过探头向待检测的目标肌纤维发射第一超声波,基于所述第一超声波的回波获取所述待检测的目标肌纤维的超声图像;
7.在所述超声图像上标注方向标识,所述方向标识用于指示所述超声图像上目标肌纤维的延伸方向;
8.在显示界面上显示所述方向标识以及所述方向标识与参考方向的夹角,以提示用户在对同一所述目标肌纤维进行多次重复剪切波测量时使用同一所述夹角;
9.于所述目标肌纤维内产生剪切波;
10.获取所述剪切波在所述目标肌纤维中的传播参数;
11.根据所述传播参数确定所述目标肌纤维的弹性参数;以及
12.根据所述弹性参数获取所述目标肌纤维的弹性图像。
13.本发明另一方面提供一种超声弹性成像方法,所述超声弹性成像方法包括:
14.获取待检测的目标肌纤维的延伸方向;
15.根据所述目标肌纤维的延伸方向确定用于产生剪切波的第二超声波的预定传播方向,其中,所述预定传播方向和所述目标肌纤维的延伸方向垂直;
16.通过探头向所述目标肌纤维发射沿所述预定传播方向传播的第二超声波,以产生沿所述目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波;
17.获取所述剪切波在所述目标肌纤维中的传播参数;
18.根据所述传播参数确定所述目标肌纤维的弹性参数;以及
19.根据所述弹性参数获取所述目标肌纤维的弹性图像。
20.本发明再一方面提供一种超声弹性成像方法,所述超声弹性成像方法包括:
21.获取待检测的目标肌纤维的超声图像;
22.在所述超声图像上标注方向标识,所述方向标识用于指示所述目标肌纤维的延伸方向;
23.根据所述方向标识确定用于产生剪切波的第二超声波的预定传播方向,其中,所述预定传播方向和所述方向标识垂直;
24.通过探头向所述目标肌纤维发射沿所述预定传播方向传播的第二超声波,以产生沿所述目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波;
25.获取所述剪切波在所述目标肌纤维中的传播参数;
26.根据所述传播参数确定所述目标肌纤维的弹性参数;以及
27.根据所述弹性参数获取所述目标肌纤维的弹性图像。
28.本发明实施例一方面提供一种超声弹性成像系统,所述超声弹性成像系统包括:
29.探头,用于向待检测的目标肌纤维的发射第一超声波进行超声扫查;
30.发射控制电路和接收控制电路,用于向所述探头输出发射/接收序列,以控制所述探头进行超声扫查;
31.存储器和处理器,所述存储器上存储有由所述处理器运行的计算机程序,所述处理器用于:
32.基于所述第一超声波的回波获取所述待检测的目标肌纤维的超声图像;
33.在所述超声图像上标注方向标识,所述方向标识用于指示所述超声图像上目标肌纤维的延伸方向;
34.显示装置用于:在显示界面上显示所述方向标识以及所述方向标识与参考方向的夹角,以提示用户在对同一所述目标肌纤维进行多次重复剪切波测量时使用同一所述夹角;
35.所述探头还用于:根据所述方向标识和所述夹角的至少一个于所述目标肌纤维内产生剪切波;
36.所述处理器还用于:
37.获取所述剪切波在所述目标肌纤维中的传播参数;
38.根据所述传播参数确定所述目标肌纤维的弹性参数;以及
39.根据所述弹性参数获取所述目标肌纤维的弹性图像。
40.本发明实施例又一方面提供一种超声弹性成像系统,所述超声弹性成像系统包括:
41.探头,用于向待检测的目标肌纤维的发射第一超声波进行超声扫查;
42.发射控制电路和接收控制电路,用于向所述探头输出发射/接收序列,以控制所述探头进行超声扫查;
43.存储器和处理器,所述存储器上存储有由所述处理器运行的计算机程序,所述处理器用于:
44.基于所述第一超声波的回波获取所述待检测的目标肌纤维的超声图像;
45.在所述超声图像上标注方向标识,所述方向标识用于指示所述目标肌纤维的延伸方向;
46.根据所述方向标识的指向,确定所述方向标识与参考方向的夹角;
47.显示装置用于:在显示界面上显示所述方向标识和所述夹角,以提示用户在对同一所述目标肌纤维进行多次重复剪切波测量时使用同一所述夹角;
48.所述探头还用于:于所述目标肌纤维内产生剪切波;
49.所述处理器还用于:
50.获取所述剪切波在所述目标肌纤维中的传播参数;
51.根据所述传播参数确定所述目标肌纤维的弹性参数;以及
52.根据所述弹性参数获取所述目标肌纤维的弹性图像。
53.本发明实施例另一方面提供一种超声弹性成像系统,所述超声弹性成像系统包括:
54.探头,用于向待检测的目标肌纤维的发射超声波进行超声扫查;
55.发射控制电路和接收控制电路,用于向所述探头输出发射/接收序列,以控制所述探头进行超声扫查;
56.存储器和处理器,所述存储器上存储有由所述处理器运行的计算机程序,所述处理器用于:
57.获取待检测的目标肌纤维的延伸方向;
58.根据所述目标肌纤维的延伸方向确定用于产生剪切波的第二超声波的预定传播方向,其中,所述预定传播方向和所述目标肌纤维的延伸方向垂直;
59.探头,用于向所述目标肌纤维发射沿所述预定传播方向传播的第二超声波,以产生沿所述目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波;
60.所述处理器还用于:
61.获取所述剪切波在所述目标肌纤维中的传播参数;
62.根据所述传播参数确定所述目标肌纤维的弹性参数;以及
63.根据所述弹性参数获取所述目标肌纤维的弹性图像。
64.本发明实施例再一方面提供一种超声弹性成像系统,所述超声弹性成像系统包括:
65.探头,用于向待检测的目标肌纤维的发射超声波进行超声扫查;
66.发射控制电路和接收控制电路,用于向所述探头输出发射/接收序列,以控制所述探头进行超声扫查;
67.存储器和处理器,所述存储器上存储有由所述处理器运行的计算机程序,所述处理器用于:
68.获取待检测的目标肌纤维的超声图像;
69.在所述超声图像上标注方向标识,所述方向标识用于指示所述目标肌纤维的延伸方向;
70.根据所述方向标识确定用于产生剪切波的第二超声波的预定传播方向,其中,所述预定传播方向和所述方向标识垂直;
71.所述探头还用于向所述目标肌纤维发射沿所述预定传播方向传播的第二超声波,以产生沿所述目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波;
72.所述处理器还用于:
73.获取所述剪切波在所述目标肌纤维中的传播参数;
74.根据所述传播参数确定所述目标肌纤维的弹性参数;以及
75.根据所述弹性参数获取所述目标肌纤维的弹性图像。
76.根据本发明实施例的方法和系统,能够提示用户在对同一所述目标肌纤维进行多次重复剪切波测量时使用同一夹角作为测量角度,进而提升用户在测量中的重复性,减小不同次测量的测量结果之间的差异,提高最终测量结果的准确性和稳定性。另外,通过确定目标肌纤维的延伸方向进而确定用于产生剪切波的超声波的传播方向,从而产生沿目标肌纤维的延伸方向的剪切波,减小不同次测量的测量结果之间的差异,提高最终测量结果的准确性和稳定性。
附图说明
77.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
78.图1示出了本发明一个实施例的超声弹性成像系统的示意性框图;
79.图2示出了本发明一个实施例的超声弹性成像方法的流程图;
80.图3示出了本发明一个实施例的方向标识的示意图;
81.图4a示出了常规聚焦超声波产生剪切波的示意图;
82.图4b示出了本发明一个实施例的聚焦超声波产生的剪切波的示意图;
83.图5示出了本发明另一个实施例的方向标识的示意图;
84.图6示出了本发明再一个实施例的超声弹性成像方法的流程图;
85.图7示出了本发明又一个实施例的超声弹性成像方法的流程图。
具体实施方式
86.为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显,下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是本发
明的全部实施例,应理解,本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例,本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。
87.在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
88.应当理解的是,本发明能够以不同形式实施,而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地,提供这些实施例将使公开彻底和完全,并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。
89.在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
90.为了彻底理解本发明,将在下列的描述中提出详细的方法和结构,以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的可选实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本发明还可以具有其他实施方式。
91.具体地,下面结合附图,对本技术的超声弹性成像方法和系统进行详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
92.首先,图1示出了本发明一个实施例中的超声弹性成像系统的示意性框图。如图1所示,该超声成像系统的结构包括:探头101、发射电路102、接收电路103、发射控制电路104和接收控制电路105、波束合成单元106、信号处理单元107、处理器108、存储器109、显示装置110等。
93.发射控制电路104通过发射电路102与探头101信号连接,探头101通过接收电路103与波束合成单元106信号连接,波束合成单元106与信号处理单元107连接,信号处理单元107的输出端与处理器108连接,处理器108的输出端与显示装置110连接。存储器109与处理器108连接。
94.探头101包括多个阵元,阵元也称为换能器,用于实现电脉冲信号和超声波的相互转换,从而实现向扫描目标(例如,人体或者动物体内的器官、组织例如(肌肉纤维)、血管等)发射超声波并接收组织反射回的超声回波。多个阵元可以排列成一排构成线阵,或排布成二维矩阵构成面阵,多个阵元也可以构成凸阵列。阵元可根据激励电信号发射超声波,或将接收的超声波变换为电信号。因此每个阵元可用于向扫描目标的生物组织发射超声波,也可用于接收经组织返回的超声波回波。
95.在每次发射超声波时,探头101的所有阵元或者所有阵元中的一部分参与超声波的发射。此时,这些参与超声波发射的阵元中的每个阵元或者每部分阵元分别受到发射脉冲的激励并分别发射超声波,这些阵元分别发射的超声波在传播过程中发生叠加,形成被发射到扫描目标的合成超声波束,该合成超声波束的方向即为超声传播方向。
96.参与超声波发射的阵元可以同时被发射脉冲激励;或者,参与超声波发射的阵元被发射脉冲激励的时间之间可以有一定的延时。通过控制参与超声波的发射的阵元被发射脉冲激励的时间之间的延时,可改变上述合成超声波束的传播方向。
97.通过控制参与超声波的发射的阵元被发射脉冲激励的时间之间的延时,可以使各个阵元发射的超声波在预定位置叠加,使得在该预定位置处超声波的强度最大,也就是使各个阵元发射的超声波“聚焦”到该预定位置处,该聚焦的预定位置称为“焦点”,这样,获得的合成的超声波是聚焦到该焦点处的波束,本文中称之为“聚焦超声波”。
98.发射电路102将经过延迟聚焦的具有一定幅度和极性的发射脉冲发送到探头101。探头101受发射脉冲的激励,向扫描目标(例如,人体或者动物体内的器官、组织例如(肌肉纤维)、血管等,图中未示出)发射超声波,经一定延时后接收从目标区域反射和/或散射回来的带有扫描目标的信息的超声回波,并将此超声回波重新转换为电信号。接收电路103接收探头101转换生成的电信号,获得超声回波信号,并将这些超声回波信号送入波束合成单元106。波束合成单元106对超声回波信号进行聚焦延时、加权和通道求和等处理,然后将超声回波信号送入信号处理单元107进行相关的信号处理得到超声回波数据。在具体实施例中,信号处理单元107可以将超声回波数据输出给处理器108,也可以将超声回波数据先存储在存储器109中,在需要基于超声回波数据进行运算时,处理器108从存储器109中读取超声回波数据。
99.存储器109用于存储数据和可执行指令,例如用于存储超声设备的系统程序、各种应用程序或实现各种具体功能的算法。可以包括一个或多个计算机程序产品,所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质,例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。
100.处理器108可以用于获取超声回波数据,并采用相关算法得到所需要的参数或图像,例如,可根据超声回波数据生成超声图像,或根据超声回波数据获得被扫描目标的弹性参数,生成剪切波弹性图像。处理器108可以是中央处理单元(cpu)、图像处理单元(gpu)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元,并且可以控制超声弹性成像系统中的其它组件以执行期望的功能。例如,处理器能够包括一个或多个嵌入式处理器、处理器核心、微型处理器、逻辑电路、硬件有限状态机(fsm)、数字信号处理器(dsp)、图像处理单元(gpu)或它们的组合。
101.为了在扫描目标的组织内产生剪切波,在一个实施例中,探头101通过发射超声波推动组织移动,利用组织之间的粘连,从而产生在组织内传播的剪切波。
102.本技术的发明人通过研究发现,利用超声波产生的剪切波进行剪切波弹性成像,其通过常规的超声探头激发聚焦的超声波,形成声辐射力,在组织内形成剪切波源并产生横向传播的剪切波。通过识别和检测组织内部产生的剪切波及其传播参数(例如,传播速度,杨氏模量-可以通过传播速度和密度计算得到)并且对这些参数进行成像,从而定量且可视化的得到组织的硬度差异。由于剪切波的激发是来自于聚焦的超声波所产生的声辐射力,不再依赖于操作者所施加的压力,因此剪切波弹性成像的方式相较于常规弹性成像在稳定性和可重复性等方面均有所改善。并且,剪切波定量的测量结果也使得医生的诊断更加客观,是当前医生使用得较多的一种弹性成像方法。在剪切波弹性的肌骨临床应用中,当
多次测量的肌肉组织平行于探头表面的时候,声束垂直于肌纤维,剪切波的传播方向平行于肌纤维方向,测量结果稳定并且准确。然而,并不是所有肌肉都能平行于探头表面,若医生在检查过程中进行测量时肌纤维与探头表面的角度有所不同,由于肌肉组织存在较强的各向异性,剪切波在沿着肌纤维的纵向方向传播的速度和剪切波垂直于肌纤维沿着肌纤维横向的方向传播的速度有明显差异,会导致肌肉的剪切波测量值稳定性与准确性较差。只有当临床中超声波的声束与肌纤维的角度固定的时候,多次测量的剪切波结果才是稳定的;只有当临床中剪切波的传播方向平行于肌纤维的方向时,剪切波的测量结果才是准确的。才能更好的辅助医生判断肌肉组织的强度和健康状态。
103.因此,鉴于上述问题的存在,本发明一个实施例提供一种超声弹性成像的方法,如图2所示,该方法包括以下步骤:在步骤s201中,通过探头向待检测的目标肌纤维发射第一超声波,基于所述第一超声波的回波获取所述待检测的目标肌纤维的超声图像;在步骤s202中,在所述超声图像上标注方向标识,所述方向标识用于指示所述目标肌纤维的延伸方向;在步骤s203中,根据所述方向标识的指向,确定所述方向标识与参考方向的夹角;在步骤s204中,在显示界面上显示所述方向标识和所述夹角,以提示用户在对同一所述目标肌纤维进行多次重复剪切波测量时使用同一所述夹角;在步骤s205中,于目标肌纤维内产生剪切波;在步骤s206中,获取所述剪切波在所述目标肌纤维中的传播参数;在步骤s207中,根据所述传播参数确定所述肌纤维组织的弹性参数;以及在步骤s208中,根据所述弹性参数获取所述目标肌纤维的弹性图像。
104.根据本发明实施例的方法,通过在超声图像上标注用于指示目标肌纤维的延伸方向的方向标识,并根据该方向标识确定其与参考方向的夹角,从而提示用户在对同一所述目标肌纤维进行多次重复剪切波测量时使用同一夹角作为测量角度,进而提升用户在测量中的重复性,减小不同次测量的测量结果之间的差异,提高最终测量结果的准确性和稳定性。
105.下面,继续参考附图对本发明实施例的超声弹性成像的方法做详细解释和说明。
106.作为示例,本发明实施例的超声弹性成像的方法包括以下步骤:
107.首先,如图2所示,在步骤s201中,通过探头向待检测的目标肌纤维发射第一超声波,基于所述第一超声波的回波获取所述待检测的目标肌纤维的超声图像。
108.具体地,发射电路可通过探头向待检测的目标肌纤维发射第一超声波,经一定延时后,探头可接收从待检测的目标肌纤维反射回来的回波,并将此回波转换为电信号。接收电路接收探头转换生成的电信号,获得超声回波信号,并将这些超声回波信号发送至波束合成单元。波束合成单元对超声回波信号进行聚焦延时、加权和通道求和等处理,然后将超声回波信号送入信号处理单元进行相关的信号处理得到超声回波数据。经过信号处理单元处理的超声回波数据发送至处理器,由处理器根据用户所需的成像模式的不同对信号进行不同的处理,以获得不同模式的组织图像数据,然后经对数压缩、动态范围调整、数字扫描变换等处理形成不同模式的超声图像,并用以在显示装置的显示界面上显示,其中,不同模式的超声图像可包括b图像、c图像等,或者其他类型的二维超声图像或三维超声图像。
109.继续参考图2,在步骤s202中,在所述超声图像上标注方向标识,所述方向标识用于指示所述目标肌纤维的延伸方向。
110.所述方向标识包括直线、折线和箭头线中的至少一种。可以根据实际的需要合理
的选择方向标识的形状和类型,例如,在目标肌纤维的延伸方向不是沿着单一方向延伸(例如延伸方向呈现曲线型)时可以选择折线形的方向标识,或者,在目标肌纤维的延伸方向为单一方向时可以选择直线或者箭头线等。方向标识为直线、折线或箭头线时,可以采用实线也可以采用虚线。
111.在一个实施例中,所述方向标识由至少一条直线组成,例如,如图3右图所示,方向标识由一条直线组成,该直线指示目标肌纤维的延伸方向。或者,方向标识还可以包括多条直线,该些直线分别指示不同段的目标肌纤维的延伸方向。
112.在另一个实施例中,目标肌纤维的延伸方向并不是沿着同一个方向延伸,方向标识包括方向不同的至少第一方向标识和第二方向标识;第一方向标识和第二方向标识分别与所述目标肌纤维的不同段的延伸方向一致,例如,如图5所示,目标肌纤维包括第一方向标识和第二方向标识,第一方向标识和第二方向标识分别与所述目标肌纤维的不同段的延伸方向一致,每段方向标识均由一条直线组成,或者也可以由箭头线或者其他适合的线组成。通过对同一目标肌纤维的延伸方向不同的段分别标注方向标识,有利于对不同段的目标肌纤维进行剪切波测量时采取不同的夹角,且可以对每段方向标识均产生至少一个剪切波源,每个剪切波源产生的剪切波传播方向平行于所对应的方向标识,也即每个剪切波源产生的剪切波传播方向沿其所对应段的目标肌纤维传播,从而提高剪切波的稳定性和准确性。
113.可以基于用户输入的指令在超声图像上标注方向标识,或者还可以基于系统自动运行的图像处理方法识别出目标肌纤维,进而进行标注。
114.在一个实施例中,在所述超声图像上标注方向标识,具体包括:在显示装置的显示界面上显示第一标注线,例如图3所示的黑色线段,该第一标注线可以是任意能够表示目标肌纤维的延伸方向的标注线,例如可以是直线段,也可以是箭头线,或者也可以是其他的标注线;根据用户输入的指令调整所述第一标注线的位置,使所述第一标注线与所述超声图像上的所述目标肌纤维的延伸方向一致,并将所述第一标注线标注为所述方向标识,其中,用户可以根据显示装置显示的超声图像确定目标肌纤维的位置,并通过人机交互设备输入指令,系统接收用户通过人机交互设备输入的调整第一标注线的位置的指令,并根据该指令调整第一标注线的位置,例如图3左侧示意图示出了未进行调整时的第一标注线,图3右侧示意图示出了进行调整后的第一标注线,可以看出调整前的第一标注线并未沿着目标肌纤维的延伸方向延伸,而调整后的第一标注线和目标肌纤维的延伸方向一致。
115.在一个示例中,基于系统自动运行的图像处理方法识别出目标肌纤维,进而进行标注,具体包括:识别超声图像中的所述目标肌纤维的纤维状图像特征,以确定所述目标肌纤维的位置;根据所述目标肌纤维的位置确定所述目标肌纤维的延伸方向;沿识别出的所述目标肌纤维的延伸方向标注所述方向标识。通过系统自动识别目标肌纤维进而标注方向标识的方法,能够更加快速的对目标肌纤维的延伸方向进行标注,准确性高,且速度快,能够提高检测诊断的效率。
116.继续参考图2,在步骤s203中,根据所述方向标识的指向,确定所述方向标识与参考方向的夹角。
117.该参考方向可以是任意能够标识探头平面位置的方向,例如,该参考方向可以是探头的阵元排列平面的法线方向,或者,还可以是探头的阵元排列平面的延伸方向。可以由
系统通过适合的算法计算确定方向标识与参考方向的夹角,例如,在显示界面上显示第二标注线,所述第二标注线用于标注所述参考方向;根据被标注为方向标识的所述第一标注线和所述第二标注线的夹角确定所述方向标识与参考方向的夹角,例如,如图3所示,其中,黑色线段为第一标注线,白色线段为第二标注线,第二标注线标识探头的阵元排列平面的法线方向,在图3中左侧示意图未调整第一标注线的位置时,白色线段和第一标注线的夹角大体为90
°
,而图3中右侧示意图调整第一标注线的位置使其和目标肌纤维的延伸方向一致,并被标注为方向标识,此时第一标注线和第二标注线的夹角大体为70度,值得一提的是,该数值仅是作为示例,在实际应用中该数值会根据方向标识的指向而适应性调整。
118.通过该夹角对用户在对同一目标肌纤维进行剪切波测量时进行提示,以使其每次测量时大体保持相同的夹角,从而保证探头的位置基本相同,使每次测量的稳定性和准确性。在对目标肌纤维进行第一次测量时,需如步骤s203所述确定方向标识与参考方向的夹角。在对目标肌纤维进行多次重复测量时,则可以通过从存储器中获取的方式,确定方向标识与参考方向的夹角。
119.继续参考图2,在步骤s204中,在显示界面上显示所述方向标识和所述夹角,以提示用户在对同一所述目标肌纤维进行多次重复剪切波测量时使用同一所述夹角。通过使用户在对同一目标肌纤维进行剪切波测量时每次测量时大体保持相同的夹角,从而保证探头的位置基本相同,使每次测量的稳定性和准确性。
120.具体地,在系统确定方向标识和夹角后,通过显示装置的显示界面显示该方向标识和夹角,更直观的对用户进行提示,使用户在对同一所述目标肌纤维进行多次重复剪切波测量时使用同一所述夹角,例如,在用户对同一目标肌纤维进行测量时,在显示界面显示的已确定的每次测量使用的夹角,同时显示方向标识和参考方向之间的当前夹角,用户可以通过调整探头的位置和方向使当前夹角保持与前次测量时的夹角一致。
121.在一个示例中,为了提示用户在对同一所述目标肌纤维进行多次重复剪切波测量时使用同一所述夹角,所述方法还包括:在用户对同一所述目标肌纤维进行多次重复剪切波测量时,生成用于指示用户调整所述夹角的引导,所述引导用于指示用户调整当前所述方向标识和所述参考方向的夹角与前次测量使用的所述夹角相同,例如,该引导可以是通过系统的输出装置输出的语音信息或图像信息,在一个示例中,该引导可以是通过输出装置输出的当前夹角的语音信息或图像信息,用户可以根据该信息调整探头使当前所述方向标识和所述参考方向的夹角与前次测量使用的所述夹角相同,在又一个示例中,该引导还可以是通过输出装置输出的提示用户应该如何调整探头的位置的语音或图像信息,例如,提示用户向右或者向左或者向前或者向后调整探头的位置,以便使当前所述方向标识和所述参考方向的夹角与前次测量使用的所述夹角相同,在其他示例中,该引导还可以在用户已经将当前的夹角调整到前次测量使用的所述夹角时,提示用户已调整到预定位置。
122.可以根据实际的用户需要合理的选择方向标识和夹角的显示位置,例如,在超声图像上显示所述方向标识和所述夹角,或者,在弹性图像上显示所述方向标识和所述夹角。
123.值得一提的是,系统可以根据实际情况在对目标肌纤维进行初次测量时,执行前述的步骤s201至步骤s203的动作,从而确定方向标识和夹角,而在初次测量之后对同一目标肌纤维进行再次重复测量时,只需确定当前方向标识和参考方向的当前夹角,并对用户进行提示或引导,使用户调整当前的夹角至与之前测量使用的夹角相同即可。
124.继续参考图2,在步骤s205中,于目标肌纤维内产生剪切波。初次测量已经确定方向标识与参考方向的夹角后,在后续的测量过程中,则可根据所述方向标识和所述夹角的至少一个产生在目标肌纤维内传播的剪切波,使当前次测量的参考方向和方向标识的夹角,与初次测量中已确定的夹角基本相同。
125.在一个实施例中,根据所述方向标识和所述夹角的至少一个产生在目标肌纤维内传播的剪切波包括:在确定探头调整到预定的测量位置,使参考方向和方向标识的夹角和前次测量的夹角相同时,可以开始产生在目标肌纤维内传播的剪切波,以对目标肌纤维的弹性参数进行测量,从而生成弹性图像,其中,组织中的剪切波可以是通过探头发射超声波到组织中,通过这些发射到组织中的超声波的声辐射力产生,等等,本发明对此不作限制。由于每次测量使用同一夹角,因此每次测量所产生的剪切波在目标肌纤维内也大体沿着相同的方向传播,那么传播速度也会基本一致,从而保证每次测量的稳定性。
126.在一个实施例中,根据方向标识和夹角的至少一个产生在目标肌纤维内传播的剪切波包括:根据所述方向标识和所述夹角的至少一个确定所述目标肌纤维的延伸方向;根据所述目标肌纤维的延伸方向确定用于产生剪切波的第二超声波的预定传播方向,其中,所述预定传播方向和所述延伸方向垂直;通过所述探头向所述目标肌纤维发射沿所述预定传播方向传播的第二超声波,以产生在目标肌纤维内沿所述目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波,从而使测量结果稳定并准确,能更好的辅助医生判断肌肉组织的强度和健康状态。
127.在一个示例中,通过探头向所述目标肌纤维发射沿所述预定传播方向传播的第二超声波,以产生沿所述目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波,具体包括以下步骤s1至步骤s3:
128.在步骤s1中,基于所述目标肌纤维的延伸方向和聚焦深度确定所述第二超声波的发射孔径,其中,聚焦深度可以是位于与延伸方向平行的直线上的焦点的深度,或者也可以是位于前述的方向标识上的焦点的深度,该焦点可以在目标肌纤维上也可以不在目标肌纤维上,聚焦深度可以和目标肌纤维上所处的位置有关,也可以跟感兴趣区域的位置相关或者聚焦深度还可以是根据用户需要而设定的固定值,可选地,还可以具有多个聚焦深度。根据延伸方向和聚焦深度确定发射孔径,也即确定应该采用探头上的哪些阵元进行发射。
129.在步骤s2中,确定每个所述发射孔径的每个阵元的时延,例如,可以根据聚焦深度与发射孔径的每个阵元之间的距离确定每个阵元的时延,以通过时延控制超声波在聚焦深度处聚焦,包括:根据所述目标肌纤维的延伸方向,确定所述目标肌纤维的延伸方向与所述参考方向的夹角,所述参考方向为所述探头的阵元排列平面的法线方向;基于所述目标肌纤维的延伸方向和所述夹角以及所述聚焦深度,确定所述聚焦深度与所述发射孔径的每个阵元的距离,不同的聚焦深度可以对应不同的发射孔径,示例性地,所述聚焦深度对应的焦点位于所述目标肌纤维的延伸方向上,或者也可以位于目标肌纤维的延伸方向以外的其他位置处,该聚焦深度是指与发射孔径相对应的焦点的深度;基于所述距离,确定所述发射孔径的每个阵元的时延,以通过时延控制超声波在聚焦深度处聚焦。
130.在步骤s3中,基于所述时延控制发射电路激励探头发射所述第二超声波,使所述第二超声波的传播方向和所述目标肌纤维的延伸方向垂直,以产生沿所述目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波,例如,如图4a所示,在未对发射第二超声波的发射方向进行调整时,探头101发射的例如聚焦超声波的第二超声波401在预定聚焦深度处的焦点聚焦,在该处产
生与第二超声波401的传播方向垂直的剪切波402,例如剪切波402的传播方向与探头阵元排列平面的法线方向垂直,若待检测的目标肌纤维的延伸方向并非与探头的阵元排列平面的法线方向垂直,则产生的剪切波在沿着目标肌纤维的延伸方向(本文也称为纵向方向)传播的速度和剪切波垂直于肌纤维沿着肌纤维横向的方向传播的速度有明显差异,导致肌肉的剪切波测量值稳定性与准确性较差。而如图4b所示,通过上述步骤对发射孔径中的每个阵元的发射时延进行控制,从而改变第二超声波401的传播方向使其和目标肌纤维的延伸方向403垂直,那么产生的剪切波404沿着目标肌纤维的延伸方向传播,例如,沿着目标肌纤维的延伸方向向焦点的两侧传播,从而使得剪切波具有大体一致的传播速度,从而保证每次测量的稳定性和准确性。
131.继续参考图2,在步骤s206中,获取所述剪切波在所述目标肌纤维中的传播参数。
132.可以通过任何适合的方法获取剪切波在所述目标肌纤维中的传播参数,其中,该传播参数包括传播速度,或者其他的参数。
133.在一个具体示例中,获取所述剪切波在所述目标肌纤维中的传播速度的方法包括以下步骤:通过探头向同一所述目标肌纤维发射用于探测所述剪切波传递的探测声束;获取所述探测声束的回波信号;根据所述回波信号获取所述目标肌纤维各个位置随时间变化的位移;根据所述位移确定所述剪切波的传播速度,例如,处理器获取对剪切波检测的一段时间内的所述探测声束的回波信号,通过比较同一部位不同时刻的回波信号的差异,可得出剪切波行经路径上各质点在不同时间的位移,通过这些位移来判定剪切波在某段时间传播到了哪些个位置,从而确定剪切波的传播速度。
134.继续参考图2,在步骤s207中,根据所述传播参数确定所述肌纤维组织的弹性参数。
135.可以通过该传播参数进一步确定目标肌纤维的弹性参数,例如,根据所述传播参数和所述目标肌纤维的密度确定所述目标肌纤维的弹性参数。具体地,剪切波传播速度与杨氏模量、剪切模量间有以下近似的关系:
136.e=3ρc2=3g公式(1)
137.其中,c表示剪切波速度,ρ表示组织密度,e表示目标肌纤维的杨氏模量值,g表示目标肌纤维的剪切模量。通常情况下,ρ取值为水的密度值,因此,当得到剪切波传播速度后,可进一步计算出其他弹性相关参数,比如杨氏模量、剪切模量等。
138.弹性参数用于评价组织的弹性程度,其可以是杨氏模量,其中,杨氏模量越大,表示目标肌纤维的弹性越大。在计算出剪切波行经目标肌纤维的传播速度的平均值后,将该传播速度带入公式(1)可计算出杨氏模量。在一实施例中,可以根据每次测量得到的传播速度分别计算出杨氏模量。
139.继续参考图2,在步骤s208中,根据所述弹性参数获取所述目标肌纤维的弹性图像。
140.根据各质点处的弹性参数例如杨氏模量或剪切模量可形成目标肌纤维的弹性图像,或者还可以根据各质点处的剪切波的传播速度形成目标肌纤维的弹性图像,例如形成目标肌纤维的剪切波速度分布图像。剪切波行经目标肌纤维时的传播速度越大,表示目标肌纤维的弹性越大。可将目标肌纤维的弹性图像叠加在超声图像上进行显示。
141.在一个实施例中,当弹性图像为速度分布图像时,弹性图像具有与速度值大小相
关联颜色值。在另一实施例中,当弹性图像为由弹性参数形成的弹性图像时,则弹性图像具有与弹性参数值大小相关联颜色值。通过该颜色关联,可以使用户在看到该弹性图像时直观的对目标肌纤维的弹性分布程度进行判断,便于对健康程度做出诊断。
142.值得一提的是,对于图2所示的方法的步骤顺序在合理的前提下还可以进行调换,图2中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,其执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
143.上述图2中的步骤还可以根据实际需要进行合理调整,例如在对同一个目标肌纤维第一次进行剪切波测量时,执行步骤s203,而在后续对该同一目标肌纤维进行再次测量时,则可以省略步骤s203而直接使用第一次时确定的夹角即可,举例说明,超声弹性成像方法还可以包括:通过探头向待检测的目标肌纤维发射第一超声波,基于所述第一超声波的回波获取所述待检测的目标肌纤维的超声图像;在所述超声图像上标注方向标识,所述方向标识用于指示所述超声图像上目标肌纤维的延伸方向;在显示界面上显示所述方向标识以及所述方向标识与参考方向的夹角,以提示用户在对同一所述目标肌纤维进行多次重复剪切波测量时使用同一所述夹角;根据所述方向标识和所述夹角的至少一个于所述目标肌纤维内产生剪切波;获取所述剪切波在所述目标肌纤维中的传播参数;根据所述传播参数确定所述目标肌纤维的弹性参数;以及根据所述弹性参数获取所述目标肌纤维的弹性图像。
144.综上所述,根据本发明实施例的方法,通过在超声图像上标注用于指示目标肌纤维的延伸方向的方向标识,并根据该方向标识确定其与参考方向的夹角,从而提示用户在对同一所述目标肌纤维进行多次重复剪切波测量时使用同一夹角作为测量角度,进而提升用户在测量中的重复性,减小不同次测量的测量结果之间的差异,提高最终测量结果的准确性和稳定性,便于医生根据该结果做出更加准确的诊断。
145.下面,继续参考附图6对本发明另一个实施例的超声弹性成像的方法做详细解释和说明,值得一提的是,为了避免重复,在本实施例中主要对本实施例区别于前述实施例的步骤进行描述。
146.作为示例,本实施例的超声弹性成像的方法包括以下步骤:
147.首先,参考图6,在步骤s601中,获取待检测的目标肌纤维的延伸方向。
148.可以通过获取目标肌纤维的超声图像,通过接收用户输入的目标肌纤维的延伸方向的信息来确定待检测的目标肌纤维的延伸方向,或者,也还可以基于系统自动运行的图像处理方法(如自动分割处理方法)识别出超声图像的目标肌纤维,进而确定目标肌纤维的延伸方向。
149.在一个具体示例中,获取待检测的目标肌纤维的延伸方向,包括以下步骤:首先,通过探头向待检测的目标肌纤维发射第一超声波,基于所述第一超声波的回波获取所述待检测的目标肌纤维的超声图像。具体地,发射电路可通过探头向待检测的目标肌纤维发射第一超声波,经一定延时后,探头可接收从待检测的目标肌纤维反射回来的回波,并将此回波转换为电信号。接收电路接收探头转换生成的电信号,获得超声回波信号,并将这些超声回波信号发送至波束合成单元。波束合成单元对超声回波信号进行聚焦延时、加权和通道求和等处理,然后将超声回波信号送入信号处理单元进行相关的信号处理得到超声回波数
据。经过信号处理单元处理的超声回波数据发送至处理器,由处理器根据用户所需的成像模式的不同对信号进行不同的处理,以获得不同模式的组织图像数据,然后经对数压缩、动态范围调整、数字扫描变换等处理形成不同模式的超声图像,并用以在显示装置的显示界面上显示,其中,不同模式的超声图像可包括b图像、c图像等,或者其他类型的二维超声图像或三维超声图像。接着,识别所述超声图像中的所述目标肌纤维的纤维状图像特征,以确定所述目标肌纤维的位置。接着,根据所述目标肌纤维的位置确定所述目标肌纤维的延伸方向。通过系统自动识别目标肌纤维确定延伸方向的方法,能够更加快速的确定目标肌纤维的延伸方向,准确性高,且速度快,能够提高检测的效率。
150.接着,继续参考图6,在步骤s602中,根据所述目标肌纤维的延伸方向确定用于产生剪切波的第二超声波的预定传播方向,其中,所述预定传播方向和所述目标肌纤维的延伸方向垂直。
151.由于通过特殊超声波产生的剪切波的传播方向通常与特殊超声波的传播方向垂直,因此,在确定了目标肌纤维的延伸方向之后即可确定用于产生剪切波的第二超声波的传播方向。
152.接着,继续参考图6,在步骤s603中,通过探头向所述目标肌纤维发射沿所述预定传播方向传播的第二超声波,以产生沿所述目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波。
153.在一个示例中,通过探头向所述目标肌纤维发射沿所述预定传播方向传播的第二超声波,以产生沿所述目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波,具体包括以下步骤s1至步骤s3:
154.在步骤s1中,基于所述目标肌纤维的延伸方向和聚焦深度确定所述第二超声波的发射孔径,其中,聚焦深度可以是位于与延伸方向平行的直线上的焦点的深度,根据延伸方向和聚焦深度确定发射孔径,也即确定应该采用探头上的哪些阵元进行发射。
155.在步骤s2中,确定每个所述发射孔径的每个阵元的时延,例如,可以根据聚焦深度和发射孔径的每个阵元之间的距离确定每个阵元的时延,以通过时延控制超声波在聚焦深度处聚焦,包括:根据所述目标肌纤维的延伸方向,确定所述目标肌纤维的延伸方向与探头的阵元排列平面的法线方向之间的夹角;基于所述目标肌纤维的延伸方向和所述夹角以及所述聚焦深度,确定所述聚焦深度与所述发射孔径的每个阵元的距离,不同的聚焦深度可以对应不同的发射孔径,其中,示例性地,所述聚焦深度对应的焦点位于所述目标肌纤维的延伸方向上,或者,焦点还可以位于目标肌纤维以外的其他位置处,该聚焦深度是指与发射孔径相对应的焦点的深度;基于所述距离,确定所述发射孔径的每个阵元的时延,以通过时延控制超声波在聚焦深度处聚焦。
156.在步骤s3中,基于所述时延控制发射电路激励探头发射所述第二超声波,使所述第二超声波的传播方向和所述目标肌纤维的延伸方向垂直,以产生沿所述目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波,通过上述步骤对发射孔径中的每个阵元的发射时延进行控制,从而改变第二超声波的传播方向使其和目标肌纤维的延伸方向垂直,那么产生的剪切波沿着目标肌纤维的延伸方向传播,从而保证每次测量的稳定性和准确性。
157.其中,在实际应用中,对同一目标肌纤维可能进行多次测量,其中每次测量目标肌纤维相对探头的阵元排列平面的位置和延伸方向也不同,因此可以在对同一目标肌纤维进行每次剪切波测量时均执行步骤s601至s603,从而保证每次测量时的剪切波均能沿着目标
肌纤维的延伸方向传播,从而保证每次测量的稳定性和准确性。
158.接着,在步骤s604中,获取剪切波在目标肌纤维中的传播参数;在步骤s605中,根据传播参数确定目标肌纤维的弹性参数;以及在步骤s606中,根据弹性参数获取目标肌纤维的弹性图像。具体地,可以参考前述的步骤s206至步骤s208中的描述,在此不做赘述。
159.综上所述,根据本实施例的方法,通过获取待检测的目标肌纤维的延伸方向;根据目标肌纤维的延伸方向确定用于产生剪切波的第二超声波的预定传播方向,其中,预定传播方向和目标肌纤维的延伸方向垂直;通过探头向目标肌纤维发射沿预定传播方向传播的第二超声波,以产生沿目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波,使对同一目标肌纤维进行剪切波测量时均产生沿目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波,从而保证每次测量的稳定性和准确性,便于医生根据该结果做出更加准确的诊断。
160.下面,继续参考附图7对本发明再一个实施例的超声弹性成像的方法做详细解释和说明,值得一提的是,为了避免重复,在本实施例中主要对本实施例区别于前述实施例的步骤进行描述,对于相同步骤的具体描述可以参考前述实施例。
161.作为示例,本实施例的超声弹性成像的方法包括以下步骤:
162.首先,参考图7,在步骤s701中,获取待检测的目标肌纤维的超声图像。接着,继续参考图7,在步骤s702中,在所述超声图像上标注方向标识,所述方向标识用于指示所述目标肌纤维的延伸方向;通过该方向标识可以使系统快速的确定目标肌纤维的延伸方向,进而有利于确定用于产生剪切波的第二超声波的传播方向,通过控制使第二超声波的传播方向垂直于目标肌纤维的延伸方向,进而产生沿该目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波。在步骤s703中,根据所述方向标识确定用于产生剪切波的第二超声波的预定传播方向,其中,所述预定传播方向和所述方向标识垂直;在步骤s704中,通过探头向所述目标肌纤维发射沿所述预定传播方向传播的第二超声波,以产生沿所述目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波;在步骤s705中,获取所述剪切波在所述目标肌纤维中的传播参数;在步骤s706中,根据所述传播参数确定所述目标肌纤维的弹性参数;以及在步骤s707中,根据所述弹性参数获取所述目标肌纤维的弹性图像。
163.在本实施例中,通过确定目标肌纤维的延伸方向并标注方向标识,并根据所述方向标识确定用于产生剪切波的第二超声波的预定传播方向,其中,所述预定传播方向和所述方向标识垂直;通过探头向所述目标肌纤维发射沿所述预定传播方向传播的第二超声波,以产生沿所述目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波,使对同一目标肌纤维进行剪切波测量时均产生沿目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波,从而保证每次测量的稳定性和准确性,便于医生根据该结果做出更加准确的诊断。
164.基于前述超声成像方法,本发明实施例中还提供一种超声弹性成像系统,该超声弹性成像系统可以用于实现前述例如图2所示的弹性成像方法的相关步骤,具体地,如图1所示。
165.在一个示例中,探头101用于向待检测的目标肌纤维的发射第一超声波进行超声扫查。发射控制电路104和接收控制电路105,用于向所述探头101输出发射/接收序列,以控制所述探头101进行超声扫查。
166.在一个示例中,所述存储器109上存储有由所述处理器运行的计算机程序,所述处理器108用于:基于所述第一超声波的回波获取所述待检测的目标肌纤维的超声图像;在所
述超声图像上标注方向标识,所述方向标识用于指示所述目标肌纤维的延伸方向;根据所述方向标识的指向,确定所述方向标识与参考方向的夹角。在其他示例中,所述处理器108还可以不是每次测量时都确定所述方向标识与参考方向的夹角,例如,其可以在第一次对同一目标肌纤维进行测量时根据所述方向标识的指向,确定所述方向标识与参考方向的夹角,在后续对该同一目标肌纤维进行测量时只需使用该夹角即可。
167.在一个示例中,显示装置110用于在显示界面上显示所述方向标识和所述夹角,以提示用户在对同一所述目标肌纤维进行多次重复剪切波测量时使用同一所述夹角,可选地,在所述超声图像上显示所述方向标识和所述夹角,或者,在所述弹性图像上显示所述方向标识和所述夹角。
168.示例性地,所述探头101还用于于目标肌纤维内产生剪切波,或者,更具体地,所述探头101还用于根据所述方向标识和所述夹角的至少一个于目标肌纤维内产生剪切波。
169.在一个示例中,所述处理器还用于:获取所述剪切波在所述目标肌纤维中的传播参数;根据所述传播参数确定所述目标肌纤维的弹性参数;以及根据所述弹性参数获取所述目标肌纤维的弹性图像。
170.进一步,所述处理器108还用于:根据所述方向标识和所述夹角的至少一个确定所述目标肌纤维的延伸方向;根据所述目标肌纤维的延伸方向确定用于产生剪切波的第二超声波的预定传播方向,其中,所述预定传播方向和所述延伸方向垂直;
171.在一个示例中,所述探头101还用于向所述目标肌纤维发射沿所述预定传播方向传播的第二超声波,以产生在目标肌纤维内沿所述目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波。
172.在一个示例中,处理器108还用于:在用户对同一所述目标肌纤维进行多次重复剪切波测量时,生成用于指示用户调整所述夹角的引导,所述引导用于指示用户调整当前所述方向标识和所述参考方向的夹角,使得当前夹角与前次测量使用的所述夹角相同。示例性地,处理器可以将该引导输出至输出装置,用户通过该输出装置获悉该引导,并根据引导进行相应的操作,从而更容易对夹角进行调整,保证每次测量使用相同的夹角,提高测量的稳定性和准确定。
173.例如,该引导可以是通过系统的输出装置输出的语音信息或图像信息,在一个示例中,该引导可以是通过输出装置输出的当前夹角的语音信息或图像信息,用户可以根据该信息调整探头使当前所述方向标识和所述参考方向的夹角和前次测量使用的所述夹角相同,在又一个示例中,该引导还可以是通过输出装置输出的提示用户应该如何调整探头的位置的语音或图像信息,例如,提示用户向右或者向左或者向前或者向后调整探头的位置,以便使当前所述方向标识和所述参考方向的夹角和前次测量使用的所述夹角相同,在其他示例中,该引导还可以在用户调整当前的夹角到前次测量使用的所述夹角时提示用户已调整到预定位置。
174.本发明的另一个实施例中还提供一种超声弹性成像系统,该超声弹性成像系统可以用于实现前述例如图6所示的弹性成像方法的相关步骤,具体地,如图1所示。
175.在一个示例中,探头101用于向待检测的目标肌纤维发射超声波进行超声扫查;发射控制电路104和接收控制电路105,用于向所述探头输出发射/接收序列,以控制所述探头进行超声扫查.
176.在一个示例中,存储器108上存储有由所述处理器108运行的计算机程序,所述处
理器用于:获取待检测的目标肌纤维的延伸方向;根据所述目标肌纤维的延伸方向确定用于产生剪切波的第二超声波的预定传播方向,其中,所述预定传播方向和所述目标肌纤维的延伸方向垂直。
177.在一个示例中,所述探头101还用于向待检测的目标肌纤维发射第一超声波。所述处理器用于获取待检测的目标肌纤维的延伸方向,包括:基于所述第一超声波的回波获取所述待检测的目标肌纤维的超声图像;识别所述超声图像中的所述目标肌纤维的纤维状图像特征,以确定所述目标肌纤维的位置;根据所述目标肌纤维的位置确定所述目标肌纤维的延伸方向。
178.在一个示例中,探头101还用于向所述目标肌纤维发射沿所述预定传播方向传播的第二超声波,以产生沿所述目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波。
179.在一个示例中,所述处理器108还用于:获取所述剪切波在所述目标肌纤维中的传播参数;根据所述传播参数确定所述目标肌纤维的弹性参数;以及根据所述弹性参数获取所述目标肌纤维的弹性图像。
180.本发明的再一个实施例中还提供一种超声弹性成像系统,该超声弹性成像系统可以用于实现前述例如图7所示的弹性成像方法的相关步骤,具体地,如图1所示。
181.在一个示例中,探头101用于向待检测的目标肌纤维发射超声波进行超声扫查;发射控制电路104和接收控制电路105,用于向所述探头输出发射/接收序列,以控制所述探头进行超声扫查。
182.在一个示例中,存储器109上存储有由处理器108运行的计算机程序,所述处理器108用于:获取待检测的目标肌纤维的超声图像;
183.在所述超声图像上标注方向标识,所述方向标识用于指示所述目标肌纤维的延伸方向;根据所述方向标识确定用于产生剪切波的第二超声波的预定传播方向,其中,所述预定传播方向和所述方向标识垂直。
184.在一个示例中,所述探头还用于向所述目标肌纤维发射沿所述预定传播方向传播的第二超声波,以产生沿所述目标肌纤维的延伸方向传播的剪切波;
185.在一个示例中,处理器108还用于:获取所述剪切波在所述目标肌纤维中的传播参数;根据所述传播参数确定所述目标肌纤维的弹性参数;以及根据所述弹性参数获取所述目标肌纤维的弹性图像。
186.可选地,在本文的超声弹性系统中,所述处理器108还用于:基于所述目标肌纤维的延伸方向和聚焦深度确定所述第二超声波的发射孔径;确定每个所述发射孔径的每个阵元的时延;基于时延控制发射电路激励探头发射所述第二超声波,使所述第二超声波的传播方向和所述目标肌纤维的延伸方向垂直。
187.可选地,在本文的超声弹性系统中,显示装置110还用于在显示界面上显示第一标注线;所述处理器108用于在所述超声图像上标注方向标识,包括:根据用户输入的指令调整所述第一标注线的位置,使所述第一标注线与所述超声图像上的所述目标肌纤维的延伸方向一致,并将所述第一标注线标注为所述方向标识。
188.可选地,在本文的超声弹性系统中,所述显示装置110还用于:在显示界面上显示第二标注线,所述第二标注线用于标注所述参考方向;
189.所述处理器108还用于:根据调整后的所述第一标注线和所述第二标注线的夹角
确定所述方向标识与参考方向的夹角。
190.可选地,在本文的超声弹性系统中,所述处理器108还用于:识别所述超声图像中的所述目标肌纤维的纤维状图像特征,以确定所述目标肌纤维的位置;
191.根据所述目标肌纤维的位置确定所述目标肌纤维的延伸方向;
192.沿识别出的所述目标肌纤维的延伸方向标注所述方向标识。
193.可选地,在前述超声弹性系统的实施例中,所述方向标识包括直线、折线和箭头线中的至少一种。例如,所述方向标识由至少一条直线组成。
194.可选地,在本文的超声弹性系统中,所述方向标识还可以由包括方向不同的至少第一方向标识和第二方向标识;第一方向标识和第二方向标识分别与所述目标肌纤维的不同段的延伸方向一致。
195.可选地,在本文的超声弹性系统中,所述传播参数包括所述剪切波的传播速度。
196.可选地,在本文的超声弹性系统中,所述参考方向为所述探头的阵元排列平面的法线方向。
197.可选地,在本文的超声弹性系统中,所述处理器还用于:根据所述传播参数和所述目标肌纤维的密度确定所述目标肌纤维的弹性参数。
198.本发明实施例的超声成像系统还包括输出装置可以向外部(例如用户)输出各种信息(例如图像或声音),并且可以包括显示装置、扬声器等中的一个或多个。
199.本实施例中,超声成像系统包括显示装置110,用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及超声弹性成像设备的各种图形用户接口,这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成,在本实施例中,显示装置可以显示处理器输出的各种可视化数据,例如超声图像和/或弹性图像,以及显示方向标识和夹角等,显示装置可包括显示面板,可选的,可以采用液晶显示装置(lcd,liquid crystal display)、有机发光二极管(oled,organic light-emitting diode)等形式来配置显示面板。
200.在一个示例中,超声成像系统还包括存储装置(未示出),其可以包括一个或多个计算机程序产品,所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质,例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令,处理器108可以运行所述程序指令,以实现本文所述的本发明实施例中(由处理器实现)的功能以及/或者其它期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储各种应用程序和各种数据,例如所述应用程序使用和/或产生的各种数据等。
201.在一个示例中,超声弹性成像系统还包括输入装置(未示出)可以是用户用来输入指令的装置,并且可以包括键盘、轨迹球、鼠标、麦克风和触摸屏等中的一个或多个。例如,用户可以通过输入装置输入调整前文的第一标注线位置和方向的指令,例如如图3左侧图所示,在系统根据用户输入的模式切换指令开启肌骨剪切波检测模式时,在显示装置的显示界面上显示第一标注线(黑色线)和第二标注线(白色线)。黑色线用于标注目标肌纤维的方向,白色线表示超声波的传播方向或者探头的阵元排列平面的法线方向,黑色线的中心随着用户通过移动例如轨迹球的输入装置而输入的指令而移动。移动轨迹球使黑色线的中心处于目标肌纤维组织的位置,并且旋转黑色线线,使黑色线与目标肌纤维的延伸方向一
致,如图3右侧图所示。
202.本发明实施例的超声弹性成像系统还包括通信接口(未示出),用于超声弹性成像系统之间的装置之间或者超声弹性成像系统的各个装置和该系统之外的其他装置之间进行通信,包括有线或者无线方式的通信。视频传输装置800可以接入基于通信标准的无线网络,如wifi、2g、3g、4g、5g或它们的组合。在一个示例性实施例中,通信接口经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中,所述通信接口还包括近场通信(nfc)模块,以促进短程通信。例如,在nfc模块可基于射频识别(rfid)技术,红外数据协会(irda)技术,超宽带(uwb)技术,蓝牙(bt)技术和其他技术来实现。
203.另外,本发明实施例还提供了一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令,处理器可以运行存储装置存储的所述程序指令,以实现本文所述的本发明实施例中(由处理器实现)的功能以及/或者其它期望的功能,例如以执行根据本发明实施例的超声弹性成像方法的相应步骤,在所述计算机可读存储介质中还可以存储各种应用程序和各种数据,例如所述应用程序使用和/或产生的各种数据等。
204.例如,所述计算机存储介质例如可以包括智能电话的存储卡、平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、便携式紧致盘只读存储器(cd-rom)、usb存储器、或者上述存储介质的任意组合。
205.综上所述,本发明实施例的方法和系统,能够提示用户在对同一所述目标肌纤维进行多次重复剪切波测量时使用同一夹角作为测量角度,进而提升用户在测量中的重复性,减小不同次测量的测量结果之间的差异,提高最终测量结果的准确性和稳定性。另外,通过确定目标肌纤维的延伸方向进而确定用于产生剪切波的超声波的传播方向,从而产生沿目标肌纤维的延伸方向的剪切波,减小不同次测量的测量结果之间的差异,提高最终测量结果的准确性和稳定性。
206.尽管这里已经参考附图描述了示例实施例,应理解上述示例实施例仅仅是示例性的,并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改,而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。
207.本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
208.在本技术所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备,或一些特征可以忽略,或不执行。
209.在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
210.类似地,应当理解,为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在对本发明的示例性实施例的描述中,本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说,如相应的权利要求书所反映的那样,其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
211.本领域的技术人员可以理解,除了特征之间相互排斥之外,可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述,本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。
212.此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
213.本发明的各个部件实施例可以以硬件实现,或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现,或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解,可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本发明实施例的一些模块的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如,计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上,或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到,或者在载体信号上提供,或者以任何其他形式提供。
214.应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
再多了解一些

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