他單元可W實(shí)現(xiàn)在 權(quán)利要求中記載的若干項(xiàng)的功能。盡管在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載了某些措施，但 是運(yùn)并不指示不能有利地使用運(yùn)些措施的組合。計(jì)算機(jī)程序可W被存儲(chǔ)/分布在合適的介 質(zhì)上，例如與其他硬件一起或作為其他硬件的部分供應(yīng)的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但是 也可W被W其他形式分布，例如經(jīng)由因特網(wǎng)或其他有線或無(wú)線的通信系統(tǒng)。權(quán)利要求中的 任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)被解釋為對(duì)范圍的限制。
[0199] 附件 陽(yáng)200] 經(jīng)由盒計(jì)數(shù)的材料的幾何表征：對(duì)相關(guān)函數(shù) 陽(yáng)201] 我們將研究如何表征簡(jiǎn)單的同質(zhì)彈性介質(zhì)（無(wú)粘性），所述簡(jiǎn)單的同質(zhì)彈性介質(zhì) 被填充有固定尺寸的非常硬的顆粒。為此，我們將使用如圖14所示的盒計(jì)數(shù)方法。圖14 示出了針對(duì)不同的密度和IOym的固定顆粒直徑的盒計(jì)數(shù)結(jié)果。該直徑對(duì)應(yīng)于X軸上的1 =Iog(IO)。 陽(yáng)202] 我們可W針對(duì)運(yùn)類復(fù)合材料識(shí)別兩個(gè)分別的區(qū)域，所述區(qū)域W特征長(zhǎng)度C分開(kāi)， 使得： 陽(yáng)20引N(r)~rdf<C (1) 陽(yáng)204]N(r)~r°<C 〇) 陽(yáng)205] 其中，我們引入壯作為分形維度。在運(yùn)里可W將W上認(rèn)為是其定義，并且運(yùn)樣壯 表示特定帶寬內(nèi)的幕次定律指數(shù)。 陽(yáng)206] 對(duì)于低密度，我們觀察到壯> 1，而對(duì)于較高的密度，針對(duì)那些2D模擬壯接近 2 (見(jiàn)圖15)。圖15示出了根據(jù)濃度的分形維度壯（即圖14中的非歐幾里得部分的斜率）。 陽(yáng)207] 該依賴性不是從第一原理導(dǎo)出的。其只是實(shí)驗(yàn)結(jié)果。然而，由于材料不形成任何 復(fù)聚合，因此特征長(zhǎng)度C在運(yùn)些條件下必須遵循簡(jiǎn)單的幾何關(guān)系：
(3)
[0209] 其中，P是被淹沒(méi)在同質(zhì)背景中的顆粒的密度。在圖16中示出了該關(guān)系。
[0210] 為了評(píng)估在距離r處找到顆粒的概率（即我們?cè)趯ふ宜^的對(duì)相關(guān) (pair-correlation)函數(shù)），我們遵循Teixiera的方法，見(jiàn)Teixeira,J. "SmaU-angle scatteringbyfractalsystems"(J.Appl.Cryst21,781-785(1988))。從原點(diǎn)起半徑r內(nèi) 的顆粒的數(shù)量可W被寫(xiě)為：
[0212] 對(duì)公式2和公式4進(jìn)行微分得到概率密度函數(shù)的W下表達(dá)式： 陽(yáng)21引 P(r)~fdfD 巧）
[0214] 顯然，在具有壯SD的歐幾里得分布的情況下，我們發(fā)現(xiàn)P(r)~r°，運(yùn)如期望地 得到N(r)~r°。如果我們將材料背景考慮為恒定的和各向同性的，則該概率密度表示材料 的滯后時(shí)間分布，運(yùn)是因?yàn)槠涿枋鲇卸嗫赡茉诰嚯xr處找到另一障礙。運(yùn)是為了將該分形 部分與ODA理論結(jié)合的關(guān)鍵想法。圖16示出了根據(jù)的特征長(zhǎng)度C(運(yùn)里W像素為單 位，=ym)，其中，在運(yùn)里D= 2。
[0215] 因此圖14和圖16的結(jié)果提供了W下參數(shù)化：
[0218] 其中，濃度P是的。
[0219] 利用該知識(shí)，我們現(xiàn)在可W構(gòu)建滯后時(shí)間分布，所述滯后時(shí)間分布允許W解析方 式求解ODA中的必要公式，W計(jì)算傳播0的分散性質(zhì)。因此，滯后時(shí)間分布a(t)由兩個(gè)項(xiàng) 組成：一個(gè)項(xiàng)描述分形部分并且一個(gè)項(xiàng)描述經(jīng)典歐幾里得部分。分形部分的有效性的限制 是由特征長(zhǎng)度C給出的，所述特征長(zhǎng)度在時(shí)間域中被稱為T(mén)p=C/c。，其中，C。是波在背 景材料中的速度。為了W解析方式描繪公式，我們使用指數(shù)函數(shù)來(lái)進(jìn)行抑制。對(duì)于小的距 離，歐幾里得部分被相應(yīng)地由1-et/TP抑制。為防止無(wú)限值的滯后時(shí)間，歐幾里得部分進(jìn)一 步地通過(guò)指數(shù)方程被抑制，所述指數(shù)方程具有特征時(shí)間常數(shù)Td,其中，Tp<Id。運(yùn)產(chǎn)生W下 的滯后時(shí)間分布（見(jiàn)圖17): 陽(yáng)。0] 口(0二產(chǎn)"V ' -f ' i(i -(J ':批'h) 陽(yáng)221] 其中，引入了額外的1/r，運(yùn)是因?yàn)槲覀兿胧褂萌玑槍?duì)ODA理論的維度D發(fā)展出來(lái) 的概率密度，所述概率密度WID操作！
[0222] 圖17示出了針對(duì)總滯后時(shí)間分布a(t)的兩個(gè)貢獻(xiàn)的示意性描繪。有限的顆粒尺 寸將分析限制到t〉te=re/c。。 陽(yáng)223] 從滯后時(shí)間分布到針對(duì)0的分散關(guān)系的轉(zhuǎn)譯使對(duì)a(l)的傅立葉正弦變換的計(jì) 算成為必要，即我們需要計(jì)算特征方程（見(jiàn)Gradshteyn,I.S. &Ryzh;Lk,I.M.，"T油Ieof Integrals,Series,andP;roducts"(AcademicPress,Burlington,MA，2007,第 7 版，498 頁(yè) /公式2): 陽(yáng)224]
[02巧]顯然，對(duì)于壯一D，傅立葉正弦積分得到零。因此，來(lái)自分布的歐幾里得部分的多 重反射并不對(duì)P做出貢獻(xiàn)。因此，公式8的不同項(xiàng)產(chǎn)生針對(duì)波的傳播的W下表達(dá)式：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于確定對(duì)象（306、604、1004)內(nèi)的聲學(xué)分散元素出06、2001)的濃度分布的醫(yī) 學(xué)裝置（200、300、400、500)，其中，所述醫(yī)學(xué)裝置包括： 存儲(chǔ)器（212)，其用于存儲(chǔ)機(jī)器可執(zhí)行指令（224、226、228、230、232、318); 處理器（206)，其用于運(yùn)行所述機(jī)器可執(zhí)行指令，其中，對(duì)所述指令的運(yùn)行令所述處理 器： -針對(duì)至少兩個(gè)頻率來(lái)接收（100)描述所述對(duì)象內(nèi)的剪切波（310、618、1118)的傳播的 剪切波數(shù)據(jù)（214); _使用在所述至少兩個(gè)頻率中的每個(gè)處的所述剪切波數(shù)據(jù)來(lái)確定（102)所述對(duì)象的機(jī) 械屬性（316、618、620); -確定（104)所述至少兩個(gè)頻率與所述機(jī)械屬性之間的冪次定律關(guān)系（218、702);并且 _使用所述冪次定律關(guān)系和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)（222、704、800)來(lái)確定（106)所述對(duì)象內(nèi)的所述 聲學(xué)分散元素的濃度分布。2. 如權(quán)利要求1所述的醫(yī)學(xué)裝置，其中，所述醫(yī)學(xué)裝置還包括用于測(cè)量所述剪切波數(shù) 據(jù)的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)（302、402)，其中，對(duì)所述機(jī)器可執(zhí)行指令的運(yùn)行令所述處理器使用所述 醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)來(lái)采集所述剪切波數(shù)據(jù)。3. 如權(quán)利要求2所述的醫(yī)學(xué)裝置，其中，所述醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)是超聲系統(tǒng)（302)，其中，所 述超聲系統(tǒng)能夠采集超聲數(shù)據(jù)，其中，所述超聲系統(tǒng)能夠通過(guò)跟蹤所述超聲數(shù)據(jù)中的斑紋 圖樣來(lái)確定所述剪切波數(shù)據(jù)。4. 如權(quán)利要求2所述的醫(yī)學(xué)裝置，其中，所述醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)是磁共振成像系統(tǒng)（302、 402)，其中，所述磁共振成像系統(tǒng)能夠采集磁共振彈性成像數(shù)據(jù)，其中，所述磁共振成像系 統(tǒng)能夠使用所述磁共振彈性成像數(shù)據(jù)來(lái)確定所述剪切波數(shù)據(jù)。5. 如權(quán)利要求2至4中的任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)裝置，其中，所述醫(yī)學(xué)裝置還包括振動(dòng)系 統(tǒng)（310、506)，所述振動(dòng)系統(tǒng)能夠誘發(fā)所述對(duì)象中的所述剪切波，其中，對(duì)所述機(jī)器可執(zhí)行 指令的運(yùn)行還令所述處理器使用所述振動(dòng)系統(tǒng)來(lái)引起所述對(duì)象中的剪切波，并且其中，所 述剪切波數(shù)據(jù)描述所述剪切波。6. 如權(quán)利要求5所述的醫(yī)學(xué)裝置，其中，所述振動(dòng)系統(tǒng)包括超聲換能器（510、602)或機(jī) 械致動(dòng)器（310)。7. 如權(quán)利要求5所述的醫(yī)學(xué)裝置，其中，所述振動(dòng)系統(tǒng)包括高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng) (506)，其中，所述高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)能夠使用聲輻射力來(lái)誘發(fā)所述剪切波。8. 如權(quán)利要求5、6或7中的任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)裝置，其中，所述振動(dòng)系統(tǒng)能夠生成具有 IOHz至1000 Hz的頻率的剪切波。9. 如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)裝置，其中，所述剪切波數(shù)據(jù)、所述機(jī)械屬 性、所述冪次定律關(guān)系、所述聲學(xué)分散元素的濃度分布具有二維空間依賴性或三維空間依 賴性。10. 如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)裝置，其中，對(duì)所述機(jī)器可執(zhí)行指令的運(yùn)行 還令所述處理器執(zhí)行以下中的任一項(xiàng)：將所述聲學(xué)分散元素的濃度分布存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器 中、在顯示器上顯示所述聲學(xué)分散元素的濃度分布、經(jīng)由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將所述聲學(xué)分散元素 的濃度分布發(fā)送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、以及它們的組合。11. 如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)裝置，其中，對(duì)所述機(jī)器可執(zhí)行指令的運(yùn)行 還令所述處理器通過(guò)根據(jù)剪切波頻率和/或聲學(xué)分散元素的尺寸對(duì)所述聲學(xué)分散元素對(duì) 剪切波的散射進(jìn)行建模來(lái)生成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。12. 如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)裝置，其中，所述機(jī)械屬性是以下中的任一 項(xiàng)：彈性、粘度、傳播、衰減、以及分散關(guān)系。13. -種包括機(jī)器可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述機(jī)器可執(zhí)行指令用于由控制醫(yī) 學(xué)裝置（200、300、400、500)的處理器運(yùn)行，所述醫(yī)學(xué)裝置用于確定對(duì)象（306、604、1004)內(nèi) 的聲學(xué)分散元素（606、2001)的濃度分布，其中，對(duì)所述指令的運(yùn)行令所述處理器： -針對(duì)至少兩個(gè)頻率來(lái)接收（100)描述所述對(duì)象內(nèi)的剪切波（310、618、1118)的傳播的 剪切波數(shù)據(jù)（214); _使用在所述至少兩個(gè)頻率中的每個(gè)處的所述剪切波數(shù)據(jù)來(lái)確定（102)所述對(duì)象的機(jī) 械屬性（316、618、620); -確定（104)所述至少兩個(gè)頻率與所述機(jī)械屬性之間的冪次定律關(guān)系（218、702);并且 _使用所述冪次定律關(guān)系和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)（222、704、800)來(lái)確定（106)所述對(duì)象內(nèi)的所述 聲學(xué)分散元素的濃度分布。14. 一種確定對(duì)象（306、604、1004)內(nèi)的聲學(xué)分散元素陽(yáng)06、，2001)的濃度分布的方 法，其中，所述方法包括以下步驟： -針對(duì)至少兩個(gè)頻率來(lái)接收（100)描述所述對(duì)象內(nèi)的剪切波（310、618、1118)的傳播的 剪切波數(shù)據(jù)（214); _使用在所述至少兩個(gè)頻率中的每個(gè)處的所述剪切波數(shù)據(jù)來(lái)確定（102)所述對(duì)象的機(jī) 械屬性（316、618、620); -確定（104)所述至少兩個(gè)頻率與所述機(jī)械屬性之間的冪次定律關(guān)系（218、702);并且 _使用所述冪次定律關(guān)系和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)（222、704、800)來(lái)確定（106)所述對(duì)象內(nèi)的所述 聲學(xué)分散元素的濃度分布。15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟： -根據(jù)分散元素的濃度分布來(lái)測(cè)量針對(duì)多個(gè)的校準(zhǔn)冪次定律關(guān)系；并且 -使用所述校準(zhǔn)冪次定律關(guān)系根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于確定對(duì)象(306、604，1004)內(nèi)的聲學(xué)分散元素(606、2001)的濃度分布的醫(yī)學(xué)裝置(200、300、400、500)，其中，所述醫(yī)學(xué)裝置包括：存儲(chǔ)器(212)，其用于存儲(chǔ)機(jī)器可執(zhí)行指令(224、226、228、230、232、318)；以及處理器(206)，其用于運(yùn)行機(jī)器可執(zhí)行指令。對(duì)指令的運(yùn)行令處理器：針對(duì)至少兩個(gè)頻率來(lái)接收(100)剪切波數(shù)據(jù)(214)，所述剪切波數(shù)據(jù)描述剪切波(310、608、1118)在對(duì)象內(nèi)的傳播；使用在至少兩個(gè)頻率中的每個(gè)處的剪切波數(shù)據(jù)來(lái)確定(102)對(duì)象的機(jī)械屬性(316、618、620)；確定(104)至少兩個(gè)頻率與機(jī)械屬性之間的冪次定律關(guān)系(218、702)；并且使用冪次定律關(guān)系和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)(222、704、800)來(lái)確定(106)對(duì)象內(nèi)的聲學(xué)分散元素的濃度分布。
【IPC分類】A61B8/08, A61B5/00, G01R33/563, A61B5/055
【公開(kāi)號(hào)】CN105188556
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480010208
【發(fā)明人】R`·R·辛庫(kù)斯, S·A·蘭貝特, L·C·特爾貝克
【申請(qǐng)人】皇家飛利浦有限公司, 國(guó)家健康與醫(yī)學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2014年2月11日
【公告號(hào)】CA2901840A1, EP2958496A1, US20160007968, WO2014128593A1