用于映射超声剪切波弹性成像测量的系统和方法_3

文档序号:9634428阅读:来源:国知局
位32的何者图像被获取以及如何获取这些图像。波束形成器(BF) 30生成驱动换能器阵列(TR) 26的电压,确定部分重复频率,其可以对发射的波束和(一个或多个)接收或收到波束进行扫描、聚焦及变迹,并且还可以对由换能器阵列26返回的回声电压流进行放大滤波和数字化。此外,超声信号和图像处理组件16的中央处理单元28可确定总体扫描策略。这样的总体扫描策略可以包括期望的解剖部位采集率,解剖部位的侧向延伸,解剖部位的立面延伸,最大和最小线密度、扫描线时间以及线密度,如上文已经解释的。波束形成器30还从换能器阵列26接收超声信号并将其转发为图像信号。
[0049]剪切波弹性成像子系统利用附图标记37来指示。剪切波子系统37允许超声成像系统10操作在剪切波模式中。在某些实施例中,剪切波子系统37确定聚焦位置和序列,以在聚焦位置之间移动剪切波源。此外,或在其他实施例中,剪切波子系统37执行本文关于动态控制剪切波前描述的其他功能。技术人员从本文的公开将认识到剪切波子系统37可以与系统10的其他部件组合。例如,针对剪切波子系统37的所描述的功能的至少一些可以由C0N 28来执行。针对根据一个实施例的组织量化,剪切波子系统37可以允许超声成像系统10的用户使用被放置在超声图像上的感兴趣区域标记物来识别针对测量的解剖位置。声学推送(push)脉冲仅侧向被施加到该位置,引起行进通过感兴趣区域的剪切波。跟踪波束,其敏感于大于1/100声音波长,被施加到剪切波传输路径。连续发射跟踪波束,直到检测到穿过的剪切波前。剪切波的生成和波峰的检测之间的时间被用于计算剪切波速度。在值被报告之前针对给定的空间位置进行多个测量,以便确保测量质量。
[0050]此外,超声弹性成像系统10包括接收图像信号的信号处理器(SP)34。信号处理器34通常被提供为对接收的超声回声或图像信号进行模数转换、数字滤波(例如,带通滤波)以及检测和压缩(例如,动态范围减小)。信号处理器转发图像数据。
[0051]此外,超声弹性成像系统10包括图像处理器(IP) 36,所述图像处理器将从信号处理器34接收的图像数据转换为最终被示出在显示器18上的显示数据。尤其是,图像处理器36接收图像数据,预处理图像数据并且可以将其存储在图像存储器中。这些图像数据然后还被后处理,以经由显示器18将最适宜的图像提供到用户。尤其是,在当前情况下,图像处理器36可以从每个切片中的多个二维图像形成三维图像。
[0052]用户接口通常利用附图标记38来描绘,并且包括显示器18和输入设备20。其也可包括另外的输入设备,例如,鼠标或甚至可以被提供在超声图像采集探头14自身上的按钮。
[0053]此外,附图标记56指示活检设备,其可以是超声系统10的部分。与探头14类似,活检设备56可以包括跟踪设备25的部分58,例如生成经由传感器25、25’感测的电磁场的线圈,或者基托,尤其用于支持光学跟踪。
[0054]针对可以应用本发明的超声弹性成像系统的特定范例是应用Philips超声新发布的剪切波弹性成像点量化(ElastPQ)的系统。
[0055]图4示出了解剖部位32关于超声图像采集探头14的范例。由于超声图像采集探头14的换能器阵列被布置为相控二维电子扫描阵列,该范例中描绘的示范性解剖部位32是扇形类型的。因此,解剖部位32的尺寸可以由仰角42和侧角44表达。解剖部位32的深度46可以由以秒每线为单位的所谓的线时间表达。亦即,扫描特定扫描线所花费的扫描时间。
[0056]解剖部位32可以被划分为多个切片48、50或二维图像。出于说明性目的描绘了仅两个切片48、50。实际上,具有不同仰角40的多个平面或切片48、50被分布在解剖部位32的体积上。当然,切片48、50也可以被取向在立面方向中并且在侧向方向中跨解剖部位32被分布。在图像采集期间,超声图像采集探头14的二维换能器阵列由波束形成器以这样的方式操作:沿切片48、50中的每个内的这些扫描线中的多个,来顺序地扫描解剖部位32。在多线接收处理中,单个发射波束可以照射多个,例如四个接收扫描线,信号沿所述接收扫描线并行地被采集。如果确是如此,那么在解剖部位32上电子地顺序扫描这些接收线的集入口 ο
[0057]图5示出了超声图像52,其是常规Β模式超声图像。超声图像是二维的,并且例如能够利用上面解释的系统10来采集。此外,示出了感兴趣区域33,用户可以使用所述感兴趣区域在Β模式图像52中选定特定点,以便进行弹性成像测量。在用户在图像52内选择特定感兴趣区域33之后,实行弹性成像测量,并且结果被显示为图像52中的值,所述值通常由附图标记54来指示。通过这,用户可以评价Β模式图像52中的不同部分,以将组织弹性映射在整个Β模式图像上。尽管在图5中示出了感兴趣区域33的适当位置,但是这能够不总是这样。
[0058]图6示出了患者12身体的示意性示图。利用附图标记60来指示颅尾轴。利用附图标记62来指示前后轴。利用用附图标记64来指示左右轴。用户将探头移动到第一位置66,所述第一位置由跟踪设备25、25’来跟踪。这可以例如由电磁跟踪设备或光学跟踪设备来实行。
[0059]通过这,能够跟踪探头14的不同位置。例如,如果探头14从第一位置66移动到第二位置68或第三位置70,则能够跟踪探头14的对应位置和取向,并且因此,确定其中二维超声成像并且因此弹性成像测量发生的平面48、50的位置和取向。通过这,不仅能够确定参考患者12的身体的平面48、50位置,还能确定在绝对坐标系统中的平面48、50的位置和取向。这也实现平面48、50与具有已知位置和取向的解剖部位的先前采集的三维图像的任何配准。
[0060]图7示出了方法80的实施例。方法在步骤82中开始。然后在步骤84中,采集解剖部位32的三维图像。该三维图像也可以经由如上面描述的超声系统来采集。然而,该三维图像也可以经由不同模态,例如计算机断层摄影设备或磁共振断层摄影设备,来采集。
[0061]然后,在步骤86中,经由被配置为提供超声成像和剪切波弹性成像的便携式超声图像采集探头来采集剪切波弹性成像。在那之前,可以实行在可购得的超声图像采集探头采集的超声图像内选择感兴趣区域的步骤,在所述感兴趣区域中,实行弹性成像测量。
[0062]之后,实行确定剪切波弹性成像测量结果在解剖部位的三维图像内的位置的步骤
88 ο
[0063]可以这样来实行步骤88:其中,通过配准超声图像与解剖部位的三维图像来实行确定的步骤。这可以完全在计算机实施的基础上来实行。备选地或作为冗余测量,可以经由跟踪设备来跟踪超声图像采集探头的位置,使得这实现将弹性成像测量结果与三维图像和在解剖部位的三维图像中的位置进行关联。
[0064]在显示用户正在实行的弹性成像测量结果的位置的最后步骤90之前,还可以实行经由跟踪设备的对在解剖部位的三维图像内的活检设备的位置的跟踪,以及确定剪切波弹性成像测量结果的位置与活检设备的位置之间的距离的步骤。该距离也可在步骤90中被显示到用户。当然,在多于一个剪切波弹性成像测量已经发生,并且因此有多于一个的位置94、95、96的情况下,可确定活检设备到位置中的每个的多于一个距离。
[0065]方法然后在步骤92中结束。
[0066]图8示出了针对用户的这样的显示界面的范例。在左侧中,示出了超声图像52,其在当前范例中的公知的双模二维图像。弹性成像测量结果94到96中的每个均被确定并且位置被跟踪。通过这,知晓了探头14相对于解剖部位32及其三维图像98的位置。因此,不仅其中弹性成像测量已经被实行的平面48的位置能够被可视化,而且位置94到96能够被可视化。
[0067]弹性成像测量位置到肝解剖结构的映射能够通过使用各种不同跟踪技术将实况弹性成像相关的二维/三维超声图像集成到流程前肝脏体积。在一个实施例中,跟踪能够是电磁跟踪,其中,探头和患者在电磁场中被实况跟踪。流程前图像能够是三维跟踪的以将超声图像重建为体积,或者也能够是在先MR/CT图像。能够使用基准将这些流程前图像配准到电磁跟踪系统。使用该集成能够实现多种不同的可视化技术。
[0068]在图8所示的实施例中,探头14在三个维度上被跟踪,弹性成像在其上被执行的二维成像平面的精确位置能够被确定,并在三维中被可视化(如右侧上所示)。该可视化能够针对一个或多个成像切片而被实现,以理解弹性成像测量的三维背景。
[0069]在另一实施例中,实况弹性成像相关的二维/三维超声图像到流程前图像的映射完全是通过基于图像配准的跟踪方法实现的。流程前图像能够是在先MR/CT体积或者通过使用一维或二维矩阵换能器扫描缝合和复合三维体积的子集以采集的
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