组织参数检测方法和系统的制作方法_2

文档序号:9896423阅读:来源:国知局
:控制振动器在组织外表面施加低频的瞬时振动,以在组织内产生N个具有不同激发特性的剪切波;
[0039]此时,激发特性包括:振动频率、振动幅度和振动持续时间中的至少一种。
[0040]具体来说,振动器低频振动的振动频率f可以在0.5Hz—3000Hz之间。低频振动的持续时间在l/2f—40/f之间。振动幅度在5微米一30毫米之间。在通过振动器振动激发剪切波时,比如可以采用激发特性为振动频率f取50Hz,持续时间取10/f秒,8卩0.2秒进行激发。
[0041]或者,剪切波的激发方式可以是:控制第二超声波换能器发射的超声波聚焦在组织内部产生声辐射力,以在组织内产生N个具有不同激发特性的剪切波。
[0042]此时,激发特性包括:超声波发射频率、超声波发射能量、超声波聚焦位置和超声波发射持续时间中的至少一种。
[0043]具体来说,超声波发射频率可以在IMHz— 1MHz之间。超声波发射能量在0.1W/cm2—300W/cm2之间。超声波聚焦位置在lcm—9cm之间。超声波发射持续时间在10—9秒一0.0l秒之间。
[0044]步骤102、通过第一超声波换能器接收每个剪切波对应的超声回波信号。
[0045]第一超声波换能器将接收到的与每个剪切波对应的超声回波信号发送至主控主机,以使控制主机对各超声回波信号进行后续处理。
[0046]步骤103、分别根据每个剪切波对应的超声回波信号,获取每个剪切波的传播特性参数。
[0047]步骤104、根据N个具有不同激发特性的剪切波的传播特性参数,计算获得组织参数。
[0048]本实施例中,控制主机在接收到各个剪切波对应的超声回波信号之后,可以分别针对各个超声回波信号进行分析处理,以得到对应的每个剪切波的传播特性参数,进而根据每个剪切波的传播特性参数来获得组织参数。
[0049]具体来说,控制主机可以通过对每个剪切波对应的超声回波信号进行信号处理,以获取每个剪切波对应的组织运动参数,进而,分别根据每个剪切波对应的组织运动参数,获取每个剪切波的传播特性参数。
[0050]其中,对各超声回波信号的信号处理包括如下处理中的至少一种:时域互相关、谱互相关、绝对误差和、平方误差和、斑点跟踪、尺度不变特征点跟踪、动态规划、零交叉跟踪、峰值搜索、光流法。通过对各超声回波信号进行信号处理,能够得到各对应剪切波的组织运动参数,比如位移或应变。从而,基于组织运动参数得到各对应剪切波的传播特性参数,比如传播速度或传播衰减系数。
[0051 ]本实施例中,组织参数可以以剪切波的传播特性参数来表征。从而,根据N个具有不同激发特性的剪切波的传播特性参数,计算获得组织参数,可以是对N个具有不同激发特性的剪切波的传播特性参数进行一定数据处理后得到的传播特性参数,比如对N个传播特性参数进行平均处理,得到均值,以该均值表征组织参数。当然,该组织参数也可以是组织的弹性参数,将在后续实施例中介绍。
[0052]本实施例中,在需要对组织进行组织参数检测时,控制激发装置以预设时间间隔为周期在组织中分别激发N个具有不同激发特性的剪切波。进而通过对每个剪切波对应的多个超声回波信号的分析处理,获取每个剪切波的传播特性参数,最终根据N个具有不同激发特性的剪切波的传播特性参数,计算获得组织参数。通过激发N个具有不同激发特性的剪切波,由于组织针对每种剪切波的响应各不相同,从而能够测量获得更加准确的组织参数,提高组织参数测量的精度、灵敏度。
[0053]图2为本发明组织参数检测方法实施例二的流程图,如图2所示,包括如下步骤:
[0054]步骤201、控制激发装置以预设时间间隔为周期,在组织中激发N个具有不同激发特性的剪切波,并在每个周期内控制第一超声波换能器向组织发射与每个剪切波对应的超声波信号。
[0055]步骤202、通过第一超声波换能器接收每个剪切波对应的超声回波信号。
[0056]步骤203、分别根据每个剪切波对应的超声回波信号,获取每个剪切波的传播特性参数。
[0057]步骤204、根据N个具有不同激发特性的剪切波的传播特性参数和组织密度,计算获得组织的弹性参数。
[0058]步骤201-步骤203与前述实施例中对应步骤一致,不再赘述。
[0059]本实施例中,在得到各个剪切波的传播特性参数之后,可以根据各个具有不同激发特性的剪切波的传播特性参数和组织的组织密度,计算获得组织的弹性参数,该弹性参数包括如下参数中的至少一种:剪切模量、杨氏模量、剪切弹性、剪切粘度、机械阻抗、机械松弛时间、各向异性。其中,一般来说,主要是获得剪切模量或杨氏模量。
[0060]值得说明的是,在计算组织的弹性参数时所用到的剪切波的传播特性参数,可以是对N个具有不同激发特性的剪切波的传播特性参数进行一定数据处理后得到的传播特性参数,比如对N个传播特性参数进行平均处理,得到均值,以该均值和组织密度,计算得到组织的弹性参数。
[0061 ]例如,以传播特性参数为传播速度为例,由平均的剪切波传播速度Vs计算组织的剪切模量μ和杨氏模量E:Ε = 3μ = 3pVs2,其中,P为组织的密度。
[0062]另外,本实施例中,为了保证弹性检测精度的同时,兼顾计算量负载,还可以从N个传播特性参数中选择出M个传播特性参数,计算这M个传播特性参数的统计值,该统计值包括:均值、中值、加权均值中的任一种,M < N。进而,根据M个传播特性参数的统计值和组织密度,计算获得组织的弹性参数。
[0063]其中,这M个传播特性参数的选择可以是随机选择出的,也可以是针对每种激发特性分别选择出的,即举例来说,假设以振动器的方式激发剪切波,且激发特性包括了上述振动频率、振动幅度和振动持续时间。那么,当每种激发特性的参数取值可以有多个时,比如振动频率包括fl、f2和f3三种,针对Π来说,其他两个参数的取值各不相同,此时,在从N种激发特性中选出M种时,在同一 fl的多种不同组合中,至少选出一种,同理,同一 f2的多种组合中至少选出一种,同一f 3的多种组合中至少选出一种。针对其他激发特性亦然。
[0064]本实施例中,为了更为直观地了解组织的弹性情况,可以将计算得到的弹性参数进行颜色映射,以获得对应的弹性图像。因此,在步骤204之后,可选的,还可以包括如下步骤205。
[0065]步骤205、采用灰度映射或彩色映射,将组织的弹性参数映射为对应的灰度图像或彩色图像。
[0066]本实施例中,在需要对组织进行弹性检测时,控制激发装置以预设时间间隔为周期在组织中分别激发N个具有不同激发特性的剪切波。进而通过对每个剪切波对应的多个超声回波信号的分析处理,获取每个剪切波的传播特性参数,最终根据N个具有不同激发特性的剪切波的传播特性参数和组织的密度,计算获得组织的弹性参数。通过激发N个具有不同激发特性的剪切波,由于组织针对每种剪切波的响应各不相同,从而能够测量获得更加准确的弹性参数,提高组织弹性测量的精度、灵敏度。
[0067]图3为本发明组织参数检测系统实施例一的示意图,如图3所示,该系统包括:
[0068]控制主机1、激发装置2和第一超声波换能器3。
[0069]所述控制主机I中包括:控制模块11、接收模块12、获取模块13、计算模块14。
[0070]控制模块11,用于控制所述激发装置以预设时间间隔为周期,在所述组织中激发N个具有不同激发特性的剪切波,并在每个周期内控制所述第一超声波换能器向所述组织发射与每个所述剪切波对应的超声波信号,N为大于I的整数。
[0071]接收模块12,用于通过所述第一超声波换能器接收每个所述剪切波对应的超声回波信号。<
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