量化介质的非线性剪切波弹性的超声波方法和用于实施该方法的设备与流程

技术特征：
1.一种用于量化介质的非线性剪切波弹性的超声波方法，该方法包括以下步骤：a1.采集所述介质的一时间序列的剪切波弹性数据；a2.在采集剪切波期间，根据预定变形序列，将连续变化的变形施加给所述介质；a3.观察实际变形的演变；和b.根据所述时间序列的数据和变形的演变，量化所述介质的非线性弹性。2.如权利要求1所述的方法，其中，实时或几乎实时地实施所述观察实际变形的演变。3.如权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，利用超声波探头，通过用所述探头对所述介质相继压缩或相继解除压缩，来施加所述连续变化的变形，同时用所述探头采集所述时间序列的数据和/或观察所述实际变形的演变。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，连续地且逐渐地实施所述相继压缩和/或相继解除压缩。5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述观察实际变形的演变的步骤包括采集所述介质的一时间序列的超声波数据。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在用户界面上通知估计的实际变形水平和目标变形水平，并且其中，所述估计的实际变形，尤其是实时地，对应于所观察的变形，并且所述目标变形根据所述预定变形序列，尤其是实时地，改变。7.如权利要求6所述的方法，其中，在所述用户界面的屏幕上显示所述估计的实际变形水平和所述目标变形水平。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，通过以下子步骤生成在所述步骤(a1)中产生的剪切波弹性数据：a1.1.激励步骤，在该步骤中，通过使得发射至少一束聚焦超声波，在所述介质中生成剪切波，a1.2.观察步骤，在该步骤中，通过获取所述介质的一时间序列的超声波数据，观察所述剪切波的传播，a1.3.处理步骤，在该步骤中，基于所述介质的所述超声波数据和剪切波传播模型，确定所述弹性数据。9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，使用让剪切波弹性射束和静态弹性射束交替的超声波序列，来实施所述采集一时间序列的数据和所述观察变形的连续改变，和/或所述静态弹性数据和所述剪切波弹性数据在时间上交错。10.如上述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：a1’.采集所述介质的一时间序列的静态弹性(δε
t
)数据，其中，在所述步骤a3中，通过所述静态弹性(δε
t
)得出所述实际变形。11.如权利要求10所述的方法，其中，根据所述静态弹性(δε
t
)数值的积分，确定总静态弹性(ε
t
)，并且在所述步骤a3中，根据所确定的总静态弹性(ε
t
)，确定所述实际变形。12.如上述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：a6.根据以下参数中至少一个，确定质量参数：剪切波弹性(et)、静态弹性(δε
t
)总静态弹性(ε
t
)。13.如权利要求12所述的方法，其中，
基于所述总静态弹性的当前数值(ε
t
)和先前数值(ε*
t-1
)之间的比较，确定所述质量参数，和/或所述质量结果是布尔变量，和/或基于所述总静态弹性的当前数值(ε
t
)是否超过增大或减小第一差值阈值的先前数值确定所述质量参数。14.如上述权利要求12至13中任一项所述的方法，其中，根据最小时长，确定所述质量参数，在该最小时长期间，所述估计的实际变形水平对应于所述目标变形水平。15.如上述权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，根据所述剪切波弹性(et)和/或静态弹性(δε
t
)的当前数值的熵是否处于预定范围内，确定所述质量参数。16.如上述权利要求12至15中任一项所述的方法，其中，只要所确定的质量参数超过第一最小质量阈值，在所述步骤b中，就使用所述剪切波弹性(et
*
)和所述总静态弹性的当前数值来量化所述介质的非线性弹性。17.如上述权利要求12至16中任一项所述的方法，其中，只要所确定的质量参数不超过所述最小质量阈值：不使用所述剪切波弹性(et)和所述总静态弹性(ε
t
)的当前数值来量化所述介质的非线性弹性，和/或将表示所确定的质量参数的反馈信息呈现给所述探头的用户，和/或可选地在接下来的周期(t 1)中重复所述方法。18.如上述权利要求12至17中任一项所述的方法，其中，根据所述质量参数来调整所述预定变形序列，和/或如果所确定的质量参数不超过所述最小质量阈值，则中断或暂停所述预定变形序列。19.如上述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：c.确定表示所述介质的非线性弹性水平的视觉信息，该视觉信息包括至少一个显示所述介质的非线性弹性水平的图像和/或分数和/或符号。20.如上述权利要求10至19中任一项所述的方法，还包括以下步骤：d.将包括以下中的至少一项的反馈信息呈现给所述探头的用户：实际变形、质量参数和视觉信息。21.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，重复所述步骤a1.至b.，或a1.至c.，或a1.至d.，和/或重复所述步骤a1.至b.，或a1.至c.，或a1.至d.直至满足以下条件中的至少一个：所确定的质量参数不超过低于所述第一最小质量阈值的第二最小质量阈值，和/或已经实施了最大迭代次数，和/或所述方法的最大时间已过，和/或已经对所述介质的非线性弹性实施了最小数量的量化。22.如上述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：a4.采集所述介质的一时间序列的b模式数据，以计算所述介质相对于所述探头的运动
的补偿，a5.将该补偿施加给弹性数据。23.如权利要求22所述的方法，其中，所述b模式数据、所述静态弹性数据和所述剪切波弹性数据在时间上交错。24.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，同时实施所述步骤(a1)至(a3)，或(a1)至(a6)，和/或实时或几乎实时地实施所述步骤(a1)至(a3)，或(a1)至(a6)，或(a1)至(d)。25.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，对于数据的所述时间序列的每个时刻或至少对于所述时刻中的一些，通过根据以下方程实施线性回归拟合，确定剪切波非线性参数的数值：[数学16]其中：e(t)是所述变形演变期间的每个变形时刻的弹性，e0是第一时刻(t0)的弹性，ε是应变，以及a是非线性剪切参数。26.如上述权利要求中任一项所述的方法，还包括：在所述步骤(a1)之前的步骤(0)，在该步骤中，在不根据预定变形序列施加变形的情况下，确定所述介质的至少一个超声波图像或mri(核磁共振成像)图像或乳房照相术图像或剪切波弹性图像，并且在该步骤期间，确定关注区域(roi关注区域)，对于该关注区域，根据所述步骤(a1)至(b)量化所述非线性弹性。27.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，与所述非线性弹性图像的显示并行地显示置信度图。28.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，对于每个数据，或对于图像的每个像素，显示相对于预定参照数值的非线性弹性数值。29.一种使用成像设备(1)量化介质的非线性剪切波弹性的超声波方法，所述成像设备包括超声波探头(6)、微型计算机(4)，和可选地用户界面，所述方法包括以下步骤：-将所述探头置于所述介质的表面，-激活第一非线性剪切波弹性(nl-swe)成像模式，在该模式期间，所述探头通过对所述介质逐渐地压缩或逐渐地解除压缩，根据预定变形序列施加变形：
○
所述设备采集一时间序列的对用所述探头在所述介质中生成的剪切波成像的超声波数据，该超声波数据允许得出所述介质的弹性，和
○
所述设备采集一时间序列的超声波数据，该超声波数据允许得出由所述探头施加的所述介质的变形的演变，-量化所述介质的非线性弹性，其根据所述时间序列的数据和所观察的变形的演变来计算，
‑
可选地在所述用户界面上显示所述介质的非线性弹性的图像，-可选地保存所述时间序列的图像，包括所述图像的预定计算和测量，-可选地在所述用户界面上显示所述时间序列的图像，以及-可选地显示所述非线性图像的解读结果。30.如权利要求29所述的方法，其中，所述预定变形序列在所述量化步骤之前包括可选地自动停止的子步骤。31.如权利要求29和30中任一项所述的方法，还包括，尤其是在所述激活第一模式之前：-将所述探头置于所述介质的表面，-激活第二剪切波弹性(swe)成像模式，-在不根据预定变形序列施加变形的情况下，通过在所述介质中施加剪切波，确定所述介质的至少一个剪切波弹性图像，-保存所述图像，可选地包括所述图像的预定计算和测量，-确定所述图像中的关注区域，以对该区域的非线性弹性成像。32.一种使用如上述权利要求中任一项所述的方法，相对于良性病变确定恶性病变的方法，其中，所述恶性病变是根据其非线性弹性的水平来检测的。33.一种使用如上述权利要求中任一项所述的方法，相对于良性病变确定恶性病变的方法，其中，所研究的介质是乳腺和/或腋窝生物组织。34.一种成像设备(1)，包括适于实施如上述权利要求中任一项所述的用于量化介质的非线性弹性的方法的超声波探头(6)和微型计算机(4)。

技术总结
一种用于量化介质的非线性剪切波弹性的超声波方法，该方法包括以下步骤：A1.-采集所述介质的一时间序列的剪切波弹性数据；A2.-在采集剪切波期间，根据预定变形序列，将连续变化的变形施加给所述介质；A3.-观察实际变形的演变；和B.-根据所述时间序列的数据和变形的演变，量化所述介质的非线性弹性。量化所述介质的非线性弹性。量化所述介质的非线性弹性。


技术研发人员：张博 佟玲 西里尔
受保护的技术使用者：声科影像有限公司
技术研发日：2020.12.10
技术公布日：2022/7/15