超聲彈性成像系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及B超成像技術(shù)和瞬時(shí)彈性成像技術(shù)，特別涉及一種超聲彈性成像系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]肝臟瞬時(shí)彈性成像技術(shù)，是以超聲檢查為基礎(chǔ)，通過(guò)肝硬度測(cè)量，對(duì)慢性肝病患者作出肝纖維化的診斷，并由此給出分級(jí)。它由三個(gè)關(guān)鍵部分組成:產(chǎn)生超聲波并作為超聲波接收器的換能器；位于換能器上發(fā)出低頻振動(dòng)波的探針；可以記錄并分析數(shù)據(jù)的軟件程序。測(cè)量時(shí)，實(shí)際取樣時(shí)間不到0.1秒，這樣就充分避免了呼吸運(yùn)動(dòng)的影響，整個(gè)檢查時(shí)間不到10分鐘。儀器根據(jù)脈沖回聲測(cè)出低頻彈性回波在肝臟組織中的傳導(dǎo)速度，通過(guò)計(jì)算可以得到組織的彈性數(shù)值，以千帕(kPa)表示。剪切波在組織中的傳導(dǎo)速度越快，彈性數(shù)值越大，表明肝組織質(zhì)地越硬。
[0003]除此以外，瞬時(shí)彈性成像技術(shù)亦可以應(yīng)用在其它組織的檢測(cè)，但是傳統(tǒng)瞬時(shí)彈性成像技術(shù)只有一個(gè)探針，無(wú)法進(jìn)行二維的B超進(jìn)行導(dǎo)引，只能依靠醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行定位，難以精確的定位要測(cè)試的位置，使用起來(lái)收到很大的局限，同時(shí)也會(huì)影響精度和測(cè)試的成功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的瞬時(shí)彈性成像無(wú)法進(jìn)行B超導(dǎo)引的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種超聲彈性成像系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)可以進(jìn)行B超模式成像的同時(shí)也可以進(jìn)行瞬時(shí)彈性成像而無(wú)需更換探頭，在操作的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換，使得操作者在進(jìn)行瞬時(shí)彈性成像時(shí)可以清楚觀察待測(cè)部位的位置，提高了測(cè)試的準(zhǔn)確性、成功率和一致性。
[0005]實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種超聲彈性成像系統(tǒng)，該超聲彈性成像系統(tǒng)，其特征在于，包括:控制單元、激勵(lì)單元、探頭和超聲信號(hào)處理單元；其中，
[0006]探頭包括超聲傳感器陣列、激振器和壓力傳感器；控制單元根據(jù)接收到的用戶指令選擇工作模式，將用戶指令轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)；激勵(lì)單元接收控制信號(hào)，輸出振動(dòng)激勵(lì)信號(hào)；激振器接收振動(dòng)激勵(lì)信號(hào)，且驅(qū)動(dòng)探頭周期性機(jī)械振動(dòng)；超聲信號(hào)處理單元接收控制信號(hào)，通過(guò)超聲傳感器陣列進(jìn)行超聲波的發(fā)射和接收，并將接收的超聲波進(jìn)行信號(hào)處理，且將處理結(jié)果傳送給控制單元。
[0007]優(yōu)選地，工作模式包括B超模式和彈性模式；工作在B超模式，激勵(lì)單元不工作，超聲信號(hào)處理單元進(jìn)行B超模式超聲波的發(fā)射和接收，將接收到的超聲波信號(hào)進(jìn)行處理，且將處理結(jié)果傳送給控制單元進(jìn)行圖像處理后顯示；工作在彈性模式，激勵(lì)單元接收振動(dòng)激勵(lì)信號(hào)，輸出振動(dòng)激勵(lì)信號(hào)，振動(dòng)激勵(lì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)探頭周期性機(jī)械振動(dòng)，經(jīng)過(guò)短暫延時(shí)，超聲信號(hào)處理單元發(fā)出彈性成像超聲波束，并接收回波，進(jìn)行超聲信號(hào)處理，將結(jié)果傳送給控制單元進(jìn)行圖像處理后顯示。
[0008]優(yōu)選地，彈性模式在圖像顯示之前還需要經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)判斷所述處理結(jié)果是否有效。
[0009]優(yōu)選地，判斷所述處理結(jié)果是否有效是通過(guò)多次進(jìn)行所述彈性模式成像的操作，取平均值作為所述處理結(jié)果，并進(jìn)行顯示。
[0010]優(yōu)選地，振動(dòng)激勵(lì)信號(hào)是預(yù)先設(shè)定相位、幅值和頻率中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)值的信號(hào)。
[0011]另一方面，本發(fā)明提供了一種超聲彈性成像方法，該方法包括:
[0012]判斷是否收到彈性成像啟動(dòng)信號(hào)；執(zhí)行彈性模式成像操作；接收預(yù)先設(shè)置的振動(dòng)激勵(lì)信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)；接收和發(fā)射超聲波，并對(duì)接收的超聲信號(hào)進(jìn)行處理，且輸出處理結(jié)果；判斷彈性成像的有效性；則將所述處理結(jié)果進(jìn)行圖像顯示。
[0013]優(yōu)選地，判斷是否收到彈性成像啟動(dòng)信號(hào)的結(jié)果為否時(shí)步驟具體包括:
[0014]執(zhí)行B超模式成像操作；進(jìn)行超聲波的發(fā)射和接收，并形成超聲波束，且將接收的超聲波束進(jìn)行處理，并輸出處理結(jié)果，且輸出處理結(jié)果；將處理結(jié)果進(jìn)行圖像顯示。
[0015]優(yōu)選地，判斷彈性成像有效性的結(jié)果為無(wú)效時(shí)步驟具體包括:
[0016]通過(guò)多次進(jìn)行所述彈性模式成像的操作，取平均值作為處理結(jié)果。
[0017]本發(fā)明將瞬時(shí)彈性成像探頭和B超模式探頭合二為一。B超模式探頭既起到發(fā)射接收超聲的作用，同時(shí)也起到了振動(dòng)激勵(lì)源的作用。通過(guò)相關(guān)的成像流程和成像算法實(shí)現(xiàn)彈性成像測(cè)量和B超模式測(cè)量的無(wú)縫切換。解決了現(xiàn)有技術(shù)中瞬時(shí)彈性成像定位不準(zhǔn)的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0018]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明提供的一種超聲彈性成像系統(tǒng)及方法的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3本發(fā)明提供的一種超聲彈性成像系統(tǒng)及方法的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范疇。
[0023]在本發(fā)明實(shí)施例中將B超探頭和瞬時(shí)彈性成像探頭合二為一，在具體實(shí)施過(guò)程中既可以進(jìn)行B超模式成像操作，還可以進(jìn)行瞬時(shí)彈性成像操作；具體做法是給B超探頭施加一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，讓B超探頭按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位、頻率和相位進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)，即可以當(dāng)做瞬時(shí)彈性成像探頭使用。
[0024]圖1為探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，探頭包括超聲傳感器陣列、激振器和壓力傳感器；其中，
[0025]超聲傳感器陣列可以是超聲傳感器線陣或超聲傳感器面陣。
[0026]圖2為本發(fā)明提供的一種超聲彈性成像系統(tǒng)及方法的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，超聲彈性成像系統(tǒng)包括:控制單元1、激勵(lì)單元2、探頭3和超聲信號(hào)處理單元4 ;其中，
[0027]控制單元1根據(jù)接收到的用戶指令選擇工作模式，將用戶指令轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)；激勵(lì)單元2接收控制信號(hào)，按照時(shí)序輸出事前設(shè)定好的相位、幅度、頻率的振動(dòng)激勵(lì)信號(hào)；激振器接收所述振動(dòng)激勵(lì)信號(hào)，且驅(qū)動(dòng)探頭周期性機(jī)械振動(dòng)；超聲信號(hào)處理單元接收控制單元產(chǎn)生的控制信號(hào)，進(jìn)行B超模式超聲的發(fā)射和接收控制，進(jìn)行彈性模式超聲的發(fā)射控制，以及將接收的超聲信號(hào)進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果傳送給控制單元。
[0028]超聲彈性成像系統(tǒng)在實(shí)施例中還包括顯示單元5，顯示單元5是用來(lái)將控制單元處理的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。
[0029]具體地，探頭可以作為B超模式探頭使用，同時(shí)也可以作為彈性模式的振動(dòng)激勵(lì)源使用。
[0030]具體地，B超模式為:接收用戶的指令，默認(rèn)為B超模式；在B超模式下，激勵(lì)單元處于不工作狀態(tài)，超聲信號(hào)處理模塊進(jìn)行B模式超聲的發(fā)射接收控制，將得到的超聲信號(hào)進(jìn)行處理，將結(jié)果傳送給控制單元，控制單元進(jìn)行圖像處理后顯示。
[0031]具體地，彈性模式為:接收到用戶的指令為彈性模式，激勵(lì)控制模塊將按照時(shí)序輸出事前設(shè)定好的相位、幅度、頻率的振動(dòng)激勵(lì)信號(hào)；經(jīng)過(guò)短暫延時(shí)，超聲信號(hào)處理模塊發(fā)出彈性成像超聲波束，并接收回波，進(jìn)行超聲信號(hào)處理，將結(jié)果傳送給控制單元，控制單元進(jìn)行圖像處理后顯示。彈性模式成像結(jié)果可以經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)判斷是否有效；如果無(wú)效，需要再次進(jìn)行彈性模式成像操作，經(jīng)過(guò)多次操作后，取平均值作為最后的結(jié)果；在一次有效彈性模式成像之后，可以自動(dòng)進(jìn)入B超模式的成像，作為彈性模式成像的導(dǎo)引確保下一次彈性模式成像的位置準(zhǔn)確。
[0032]圖3本發(fā)明提供的一種超聲彈性成像系統(tǒng)及方法的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)流程圖。如圖3所示，超聲彈性成像方法包括以下步驟:
[0033]步驟S101:判斷是否接受到彈性模式成像啟動(dòng)信號(hào)