三维剪切波弹性成像方法和超声成像系统与流程

本发明涉及超声成像，更具体地涉及一种三维剪切波弹性成像方法和超声成像系统。

背景技术：

1、超声弹性成像能够定性地反映病灶相对于周围组织的软硬程度，或者定量地反映病灶及周围组织的软硬程度，近年来已经更为广泛的被应用到临床研究和诊断中。对于组织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。

2、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感兴趣区域(region of interest，roi)内组织的弹性相关参数并成像，也间接地反映了不同组织的软硬程度。然而，每次按压组织的操作是人为进行的，探头的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得到保证。

3、剪切波弹性成像是通过常规的超声探头激发聚焦的超声束，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束所产生的声辐射力，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。

4、在常规的剪切波弹性成像过程中，由于常规超声探头的限制，医生同一时刻只能关注到组织的一个切面，只能对当前切面的组织进行定性的软硬度分析。然而，实际临床中，医生更希望的是观察整个病灶空间维度的软硬度信息，从而对病灶有一个更为整体的判断。

技术实现思路

1、在
技术实现要素：
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、本发明实施例一方面提供了一种三维剪切波弹性成像方法，所述方法包括：

3、接收容积探头的运动控制指令，其中所述容积探头包括设于所述容积探头内的运动控制机构和阵元列；

4、响应于所述运动控制指令，通过所述运动控制机构控制所述阵元列在所述容积探头内的预设路径上交替地进入静止状态和运动状态，其中所述运动状态包括依次进行的加速运动状态、匀速运动状态和减速运动状态；

5、在多个所述静止状态下，产生在所述目标组织内传播的剪切波，控制所述阵元列向所述目标组织发射追踪所述剪切波的第一超声波，接收所述第一超声波的回波信号，根据所述第一超声波的回波信号生成多帧二维剪切波弹性图像对应的二维剪切波弹性数据；且在多个所述匀速运动状态下，控制所述阵元列向所述目标组织发射第二超声波，接收所述第二超声波的回波信号，根据所述第二超声波的回波信号生成多帧二维组织图像对应的二维组织数据；

6、基于所述多帧二维剪切波弹性图像对应的二维剪切波弹性数据进行三维重建，得到三维剪切波弹性数据，以及基于所述多帧二维组织图像对应的二维组织数据进行三维重建，得到三维组织数据

7、显示基于所述三维剪切波弹性数据和所述三维组织数据得到的图像。

8、本发明实施例第二方面提供一种三维剪切波弹性成像方法，所述方法包括：

9、接收容积探头的运动控制指令，其中所述容积探头包括设于所述容积探头内的运动控制机构和阵元列；

10、响应于所述运动控制指令，通过所述运动控制机构控制所述阵元列在所述容积探头内的预设路径上进行一组连续的运动，其中所述一组连续的运动包括依次进行的加速运动、匀速运动和减速运动；

11、其中，在所述匀速运动的过程中，对目标组织进行多次剪切波弹性成像的扫查，得到所述目标组织的多帧二维剪切波弹性图像对应的二维剪切波弹性数据，以及对所述目标组织进行多次组织成像的扫查，得到所述目标组织的多帧二维组织图像对应的二维组织数据；

12、基于所述多帧二维剪切波弹性图像对应的二维剪切波弹性数据进行三维重建，得到三维剪切波弹性数据，以及基于所述多帧二维组织图像对应的二维组织数据进行三维重建，得到三维组织数据；

13、显示基于所述三维剪切波弹性数据和所述三维组织数据得到的图像；

14、其中，所述剪切波弹性成像的扫查包括：产生在所述目标组织中传播的剪切波，以及控制所述阵元列向所述目标组织发射追踪所述剪切波的第一超声波，接收所述第一超声波的回波信号，根据所述第一超声波的回波信号生成所述二维剪切波弹性数据；所述组织成像的扫查包括：控制所述阵元列向所述目标组织发射第二超声波，接收所述第二超声波的回波信号，以及基于所述第二超声波的回波信号生成所述二维组织数据。

15、本发明实施例第三方面提供一种三维剪切波弹性成像方法，所述方法包括：

16、接收矩阵探头的阵元控制指令，其中所述矩阵探头包括阵元矩阵，所述阵元矩阵包括多个阵元列，每个阵元列包括多个阵元；

17、响应于所述阵元控制指令，控制所述阵元矩阵中的多个阵元按照预设的时序依次开启，对目标组织进行多次剪切波弹性成像的扫查，得到所述目标组织的多帧二维剪切波弹性图像对应的二维剪切波弹性数据，以及对所述目标组织进行多次组织成像的扫查，得到所述目标组织的多帧二维组织图像对应的二维组织数据；

18、基于所述多帧二维剪切波弹性图像对应的二维剪切波弹性数据进行三维重建，得到三维剪切波弹性数据，以及基于所述多帧二维组织图像对应的二维组织数据进行三维重建，得到三维组织数据；

19、显示基于所述三维剪切波弹性数据和所述三维组织数据得到的图像；

20、其中，所述剪切波弹性成像的扫查包括：产生在所述目标组织中传播的剪切波，向所述目标组织发射追踪所述剪切波的第一超声波，并接收所述第一超声波的回波信号，基于所述第二超声波的回波信号生成一帧二维剪切波弹性图像对应的二维剪切波弹性数据；所述组织成像的扫查包括：向所述目标组织发射第二超声波，接收所述第二超声波的回波信号，基于所述第二超声波的回波信号生成一帧二维组织图像对应的二维组织数据。

21、本发明实施例第四方面提供一种超声成像系统，所述超声成像系统包括：

22、容积探头，所述容积探头包括设于所述容积探头内的运动控制机构和阵元列，所述运动控制机构用于控制所述阵元列运动；

23、发射电路，用于激励所述阵元列向目标组织发射超声波；

24、接收电路，用于控制所述阵元列接收所述超声波的回波，得到所述超声波的回波信号；

25、处理器，用于执行如上所述的三维剪切波弹性成像方法，得到三维剪切波弹性数据和三维组织数据；

26、显示器，用于显示基于所述三维剪切波弹性数据和所述三维组织数据得到的图像。

27、本发明实施例第五方面提供一种超声成像系统，所述超声成像系统包括：

28、矩阵探头，所述矩阵探头包括阵元矩阵，所述阵元矩阵包括多个阵元列，每个阵元列包括多个阵元；

29、发射电路，用于激励所述阵元矩阵中的阵元列向目标组织发射超声波；

30、接收电路，用于控制所述阵元列接收所述超声波的回波，得到所述超声波的回波信号；

31、处理器，用于执行如上所述的三维剪切波弹性成像方法，得到三维剪切波弹性数据和三维组织数据；

32、显示器，用于显示基于所述三维剪切波弹性数据和所述三维组织数据得到的图像。

33、本发明实施例的三维剪切波弹性成像方法和超声成像系统运用容积探头或矩阵探头，通过控制容积探头内部阵元列运动或控制矩阵探头内部多个阵元列按照预设时序依次开启，实现对整个目标组织三维空间维度的三维组织成像和三维剪切波弹性成像，从而使医生能够观察整个目标组织空间维度的软硬度信息，对目标组织的状态进行更为整体的判断。