CN104081197B - 用于测量粘弹性介质的超声波或生物力学参数的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于测量粘弹性介质(10)的超声波或生物力学参数的装置(100)，该装置(100)包括：至少一个超声换能器(12)；至少一个振动器(13)，其具有一个固定部分(20)和一个活动部分(18)，该超声换能器(12)与该至少一个振动器(13)的活动部分(18)相连；至少一个与振动器(13)相连的粘合元件(14)，该粘合元件(14)被配置以通过粘接的方式固定到与粘弹性介质(10)相对的表面(11)上，并且保持超声换能器(12)的发射和接收面(16)与该表面(11)相对。

Description

用于测量粘弹性介质的超声波或生物力学参数的装置
技术领域
本发明涉及一种用于测量粘弹性介质的超声波或生物力学参数，如人或动物软组织弹性或粘性的装置，或在更广义范围内用于测量所有在超声波照射后出现反散射超声波信号，如信号衰减现象的粘弹性介质的参数。它尤其适用于，但不仅限于人或动物脂肪组织弹性的测量。
背景技术
人们已经知道同时在漫射粘弹性介质上的多个点上观测低频脉冲波传播的方法。因此，人们以超高频率发射超声波压缩波，从而实现介质测量的连续性，然后对所得测量结果进行延迟处理，以便测定介质在横波传播时的运动。
在现有设备中，超声换能器被用于通过机械振动产生低频横波。专利申请FR2843290描述了一种装置，其用于测量超声波照射后出现超声波信号的机体弹性，以及一种用于使换能器产生低频振动的电动伺服执行器。
然而，这类设备具有一定缺陷。这是因为，必须由操作者对设备进行定位和把持，使超声波换能器正好与组织相对，超声换能器与器官间的不同倾角会产生不同的测量结果。即超声换能器的正确定位依赖于操作者的技能。
此外，当设备用于软组织时，设备的重量会改变组织的特性并产生错误的结果。
发明内容
本发明的目的为克服原有工艺设备的缺陷，从而提供一种用于测量粘弹性介质的超声波或生物力学参数的装置，该装置不会引起粘弹性介质参数的明显变化，并且其测量不依赖于操作者的技能。
为此，本发明提出一种用于测量粘弹性介质的超声波或生物力学参数的装置，该装置包括至少一个超声换能器，该装置的特征在于，其包括：
-至少一个振动器，其具有一个固定部分和一个活动部分，该超声换能器与该至少一个振动器的该活动部分相连；
-至少一个与振动器相连的粘合元件，该粘合元件被配置以通过粘接的方式固定到与粘弹性介质相对的表面上，并且保持超声换能器的发射和接收面与对该表面相对。
非限制性地，使一个表面从粘弹性介质所对的表面伸出，并将超声换能器发射和接受面与粘弹性介质隔离开。
-例如，当需要测量脂肪组织的超声波和/或生物力学特性时(在如本例中，粘弹性介质为脂肪)，表皮即为与粘弹性介质相对的表面，或者
-例如，当需要测量表皮的超声波和/或生物力学特性时(在如本例中，粘弹性介质为表皮)，表皮的外表面即构成了与粘弹性介质相对的表面。
在这些非限制性实施例中，与粘弹性组织相对的表面由较薄的生物组织构成。
非限制性地，采用贴片、粘性爪、胶带或其它所有带有粘性面的装置作为粘合元件，其可以通过粘接的方式固定在生物组织，如表皮或器官上。
通过该粘合元件(还可称为保持装置)，操作者将设备固定在表皮上，使得该超声波发射和接收面与粘弹性介质相对，并且在测量期间不再与其相接触。所选振动器的尺寸较小并且重量较轻，例如扬声器、小型电动执行器或压电马达，因此，该装置较为轻便，这样，当设备固定在与介质相对的位置上时，不会明显改变介质的特性。
本发明的装置有利于实现弹性测量而不必手持装置，也不需要操作者在测量过程中进行干预。因此，所得结果不依赖于操作者的技能。即对于同一种介质，所得的测量结果将是相同的，而且由于不需要操作者进行把持，所以不受操作者的影响。
此外，这类设备可以在例如移植之前与器官直接接触，或与无肋骨保护的器官直接接触，从而测定超声波参数，如超声波衰减或频谱参数。
除上文刚刚提到的特征外，根据本发明的装置还可以具有下述一个或多个特征，它们可以被单独采用或进行任意的技术组合：
·至少一个振动器为能够产生振动的扬声器
·粘合元件固定在振动器的固定部分上并且具有粘性自由端，其被配置以通过粘接的方式固定在与粘弹性介质相对的表面上，并且能保持超声波换能器的发射和接收面与该表面相对，
·粘性自由端位于位于振动器的外围，
·在一种实施方式中，
·振动器包括至少两个支脚，该两个支脚中的每一个均包括一个与振动器固定部分相连的第一端，以及一个第二端，第二端被配置以支撑在与粘弹性介质相对的表面上，
·粘合元件固定在至少两个支脚的每一个上，并且具有一个自由端，自由端被配置以通过粘接的方式固定到与粘弹性介质相对的表面上，并保持超声波换能器的接收和发射面与该表面相对；
·在一种实施方式中，
·振动器包括至少两个支脚，该两个支脚的每一个均包括一个与振动器的活动部分相连的第一端，以及一个与超声波换能器相连的第二端
·一个粘合元件固定在振动器的固定部分上，并且具有一个位于振动器外围的粘性自由端，自由端被设计成通过粘接的方式固定到与粘弹性介质相对的表面上，并保持超声波换能器的接收和发射面与该表面相对。
·在一种实施方式中：
·振动器包括至少两个支脚，该两个支脚的每一个均包括一个与振动器的固定部分相连的第一端，以及一个与超声波换能器相连的第二端；
·粘合元件固定在振动器的固定部分上，并且具有一个位于振动器外围的粘性自由端，其被配置以通过粘接的方式固定到与粘弹性介质相对的表面上，并保持超声波换能器的接收和发射面与该表面相对。
·该装置包括能够使超声波通过而不会对其产生影响的膜，该膜安装在至少一个超声波换能器的发射和接收面以及粘弹性介质所对的表面之间；
·该装置包括位于粘合元件和振动器之间的连接装置；
·该装置包括多个超声换能器；
·换能器为条状；
·超声换能器安装在以振动器为圆心的圆上；
·振动器(13)振动的中心频率在20到1500赫兹之间；
·超声换能器的中心频率在0.5到40兆赫之间。
通过下文的说明及其所附的附图可以更好地理解本发明及其各种应用。
附图说明
附图仅为对本发明的说明性附图，但不限于此。这些附图表示：
-图1为根据本发明第一实施方式的装置的示意图；
-图2为根据本发明第二实施方式的装置的示意图；
-图3为根据本发明第三实施方式的装置的示意图；
-图4为根据本发明第四实施方式的装置的示意图；
-图5为根据本发明第五实施方式的装置的示意图。
具体实施方式
除特殊说明外，不同附图中的相同标号表示相同的组件。
图1表示根据本发明的第一非限制性实施方式的装置100的示意图，该装置用于测量粘弹性介质10的超声波或生物力学参数，该参数与介质的病理状态有关。装置100包括：
-超声换能器12，包括由超声换能器12的发射和接收面构成的下表面16，以及上表面17；
-振动器13，其在该非限制性实施方式中，为扬声器13，并且包括固定部分20和活动部分18；振动器13可以用于例如实现瞬态振动或单频振动，
-与振动器13相连的粘合元件14，
-位于粘合元件14和振动器13之间的连接装置15，其可以与振动器13的固定部件20和粘合元件14相连。
注意，在其它实施方式中，振动器13是一个小型电动执行器，或一个压电马达，即一个低成本、小型或轻型的振动器。应将将振动器13的重量降为例如低于150克，优选低于100克。在一个非限制性的重要实施方式中，振动器的重量约为30克。
换能器的下表面16(也被称为发射和接收面16)置于与粘弹性介质10(例如脂肪组织)相对的表面11(例如表皮)上，扬声器13的活动部分18(例如由膜构成)固定在换能器12的上表面17上。粘合元件14接合到与粘弹性介质10(本例中为脂肪组织)相对的表面11(本例中为表皮)上，并且通过连接装置15与扬声器13的固定部分20相连。所以，换能器和振动器的系统与表皮相连。连接装置15由例如刚性或柔性杆15构成，其一端固定在粘合元件14上，另一端固定在扬声器13的主体20上。非限制性地，杆15沿正好与粘弹性介质10的表面11平行的轴伸出。
由于采用粘接部件14和连接装置15，扬声器组件13/传感器12的系统被固定在与粘弹性介质10相对的稳定位置上，如此，换能器12的下表面16与粘弹性介质10所对的表面11相接触。超声换能器的超声波穿透性能保护凝胶或保护膜，其可以固定在换能器12的下表面16和表面11之间。
调节扬声器13，使其活动部分18以设定的中心频率f1进行低频振动。f1优选为20和1500赫兹之间，更优选为在70和100赫兹之间。固定到换能器12上的膜带动换能器12产生低频振动，其本身产生一个可以被粘弹性介质接收的低频撞击。由粘弹性介质接收的低频撞击(或振动)使低频横波得以传播，该低频横波在粘弹性介质10中传播。横波的传播速度取决于粘弹性介质10的弹性和粘度。
应当指出的是，扬声器13可以产生一次低频撞击或多次连续低频撞击。
另外，该超声波换能器12能够产生频率为f2的高频超声波。换能器12的中心频率f2优选在0.5和40兆赫兹之间，如3.5兆赫。根据所期望的超声波在粘弹性介质10中的传播深度来选择该中心频率f2。频率越高，超声波在粘弹性介质10中的传播深度越小。例如，在12兆赫时，测量在表皮下约5毫米的深度处进行。超声波被介质中的颗粒反射，返回信号被换能器12接收。
扬声器13的活动部分18通过如粘接的方式固定在换能器12的上表面17上。优选采用较为简单和便宜的粘接方式进行固定。
用于随后利用超声波信号或超声波图像测量粘弹性介质弹性的方法是本领域技术人员所公知的，并且在专利申请FR2843290中通过实施方式进行了详细说明。
根据本发明的装置200的附图2所示的第二实施方式中，膜22被设置在粘弹性介质10所对的表面11和换能器12的发射和接收面16之间。换能器12的发射和接收面16置于膜22上。膜22的材料允许超声波通过而不会对其造成影响。由于采用膜22，该装置200是可重复使用的，再次使用时只需更换膜22。此特征可以使装置符合医院规定的卫生条件。而仅仅更换膜22则较为容易并且成本较低。
图3表示根据本发明的第三非限制性实施方式的装置300的示意图，该装置用于测量粘弹性介质10的弹性，装置300具体包括：
-超声换能器12(图中未显示)，包括下表面16，以及上表面17；
-扬声器13；
-粘合元件14，其固定在扬声器13的固定部分20上，并且具有一个粘性自由端14L，该自由端被设计为可以通过粘接的方式固定在与粘弹性介质相对的表面11上，并且能保持超声波换能器(图中未显示)的发射和接收面与该表面11相对，在该实施方式中，自由端14L由粘合元件14的外部边缘构成。
注意，在该非限制性实施方式中，粘合性自由端14L应位于振动器13外围，即在振动器13的整个周边上。在所示实施方式中，振动器20的固定部分为环形，接合部件14也是环形的。显然，还可能设想粘合元件呈另一种形状，可以是矩形，三角形，或其它形状。
由于根据本发明的装置300的体积较小，因此可以在粘弹性介质10所对的表面11上固定若干个装置300，以便同时进行测量。
图4表示根据本发明的第四非限制性实施方式的装置400的示意图，该装置用于测量粘弹性介质10的弹性。装置400具体包括:
-四个超声波换能器12、12’、12”(+一个图4中未显示的换能器，这是因为其与扬声器13的膜相连)，其中每一个均包括下表面16和上表面17，
-扬声器13，
-固定在扬声器13外围的粘合元件14，
-位于扬声器13和换能器12、12’、12”间的支脚14。
在本实施方式中，未显示的超声换能器固定在扬声器13的膜上，所以膜能带动超声波换能器12进行低频振动，其本身产生能被粘弹性介质接收的低频撞击。被粘弹性介质10接收的低频撞击(或振动)使低频横波得以传播，该低频横波在粘弹性介质10中传播。该未显示的超声波换能器可用于发射和接收超声波，从而测定横波在组织中的传播速度。
注意，设备400可以包括四个以上超声换能器。
在一个非限制性实施方式中，支脚40由多个刚性杆40构成，每个杆40的一端固定在振动器13的固定部分20上，另一端固定在换能器12、12’、12”中的一个上。注意，杆40也可以是柔性的。在本实施方式中，由于支脚40固定在振动器13的固定部分上，因此超声波换能器12、12'和12”不受任何振动的影响，并且可以根据超声检查模式进行使用。
在未说明的其它非限制性实施方式中，每个支脚40均由多个刚性杆构成，其中每个杆40的一端被固定在振动器13的活动部分上，而另一端被固定在换能器12、12’和12”中的一个上。在该实施方式中，由于支脚40被固定到振动器13的活动部分上，所以超声波换能器12、12'、12”和直接固定在振动器的膜18上的振动器一样，当振动器13的活动部分发出一个或数个低频撞击时而受到振动的影响。
由于采用接合部件14和支脚40，扬声器组件13/超声换能器的系统始终保持在一个与粘弹性介质相对的稳定位置上，因而超声换能器的下表面与表面11相接触，并沿与表面11平行的方向伸出。在该稳定位置上，可以在粘弹性介质中的不同位置上实现超声波参数的测量，而不需要操作者接触设备。因此，所得到的测量结果不依赖于操作者的技能。
应当注意，在该非限制性实施方式中，外围的超声换能器是按圆环状设置的，其圆心为振动器和超声波换能器，外围的超声波换能器也可以按条状进行设置。
使用多个超声波换能器可以同时进行多个测量。因为这些测量是在相同的条件下进行的，所以可以对它们进行比较。
图5表示根据本发明的第五非限制性实施方式的示意图。装置500包括：
-超声波换能器12(未显示)，其与粘弹性介质10所对的表面11相接触，
-扬声器13，其包括三个支脚40，每个支脚40均包括一个与振动器13的固定部分20相连的第一端，以及一个被设计为可以支撑在粘弹性介质10所对的表面11上的第二端，
-粘合元件14，固定每个支脚40的第二端上，每个粘合元件均具有一个自由端，该自由端被设计为可以通过粘接的方式固定在粘弹性介质10所对的表面11上，并且能保持超声波换能器的发射和接收面与该表面11相对。
一般情况下，粘合元件(或把持装置)用于保持换能器12、12’、12”的发送和接收面16、16'、16”与粘弹性介质10的表面11相对。换言之，粘合元件可以使换能器12、12’、12”与表面11(例如表皮)相连，该表面11与需要进行粘弹性测量的粘弹性介质10(例如位于表皮下面的脂肪组织)相对，该连接是通过与换能器12、12’、12”相连的振动器13实现的。因此，可以确定的是，通过该设备进行的测量不依赖于操作者，所得的结果与操作者无关。事实上，在测量过程中，换能器将不会倾斜或移位。
此外，根据本发明的该装置符合卫生标准，因为可以在每次使用之后更换粘合元件，例如当粘合元件为医用胶带时。
很显然，这种类型的粘合元件不会使患者感到疼痛。
还应当指出的是，病态肥胖患者的腹部表面形状发生变化并且厚度不均(皮肤结实、腹部鼓起或腹部较软，并出现赘肉)，而该设备可以很容易地定位在这样的非平面表面上。
注意，通过实例对实施方式进行说明。本领域技术人员应当能够对用于测量粘弹性介质的弹性的装置进行各种改造，特别是有关其结构，超声换能器的数量或设置，或外壳与扬声器间的粘合元件的形状。

Claims (12)

1.一种用于测量粘弹性介质(10)的超声波或生物力学参数的装置，所述装置包括至少一个超声波换能器(12、12’、12”)，所述装置的特征在于，其包括：
-至少一个振动器(13)，其具有一个固定部分(20)和一个活动部分(18)；至少一个所述超声波换能器(12、12’、12”)与所述至少一个振动器(13)的所述活动部分(18)相连；
-至少一个与振动器(13)相连的粘合元件(14)，并且具有粘性自由端，所述粘合元件(14)被配置以通过粘接的方式固定到粘弹性介质(10)所对的表面(11)上，并且保持超声波换能器(12、12’、12”)的发射和接收面(16)与该表面(11)相对；
粘合元件(14)固定在振动器(13)的固定部分上；振动器(13)包括至少两个支脚(40)。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，至少一个振动器(13)为一个能够产生振动的扬声器。
3.根据权利要求1的装置，其特征在于，粘性自由端位于振动器(13)外围。
4.根据上述权利要求1或2的装置，其特征在于：
·所述两个支脚(40)中的每一个均包括一个与振动器(13)的固定部分(20)相连的第一端，以及一个第二端，该第二端被配置以支撑在粘弹性介质(10)所对的表面(11)上，
·粘合元件(14)固定在至少两个支脚(40)中的每一个上，每个粘合元件(14)均具有一个自由端，其被配置以通过粘接的方式固定到粘弹性介质(10)相对的表面(11)上，并保持超声波换能器(12、12’、12”)的发射和接收面(16、16’、16”)与该表面(11)相对。
5.根据权利要求1或2的装置，其特征在于：
·所述两个支脚(40)中的每一个均包括一个与振动器(13)的活动部分(18)相连的第一端，以及一个与超声波换能器(12、12’、12”)相连的第二端，
·粘合元件(14)固定在振动器(13)的固定部分(20)上，其具有一个位于振动器(13)外围的粘性自由端，被配置以通过粘接的方式固定到与粘弹性 介质(10)相对的表面(11)上，并且能保持超声波换能器(12、12’、12”)的发射和接收面(16、16’、16”)与该表面(11)相对。
6.根据权利要求1或2的装置，其特征在于：
·所述两个支脚(40)中的每一个均包括一个与振动器(13)的固定部分(20)相连的第一端，以及一个与超声波换能器(12、12’、12”)相连的第二端，
·具有粘性面的粘合元件(14)固定在振动器(13)的固定部分(20)上，其具有一个位于振动器(13)外围的粘性自由端，被配置以通过粘接的方式固定到与粘弹性介质(10)相对的表面(11)上，并保持超声波换能器(12、12’、12”)的发射和接收面(16、16’、16”)与该表面(11)相对。
7.根据权利要求1或2的装置，其特征在于，所述装置包括能够使超声波通过而不会对其产生影响的膜(22)，所述膜(22)安装在至少一个超声波换能器(12)的发射和接收面(16)和粘弹性介质(10)所对的表面(11)之间。
8.根据权利要求1或2的装置，其特征在于，其包括位于粘合元件(14)和振动器(13)之间的连接装置(15)。
9.根据权利要求1或2的装置，其特征在于，其包括多个超声波换能器(12、12’、12”)。
10.根据权利要求9装置，其特征在于，超声波换能器(12、12’、12”)置于一个圆上，其圆心为振动器(13)。
11.根据权利要求1或2的装置，其特征在于，振动器(13)振动的中心频率在20到1500赫兹之间。
12.根据权利要求1或2的装置，其特征在于，超声波换能器(12、12’、12”)的中心频率在0.5到40兆赫之间。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3017041B1 (fr) 2014-01-31 2016-03-04 Centre Nat Rech Scient Procede et dispositif ultrasonore de caracterisation des milieux mous anisotropes, et ensemble de sonde ultrasonore pour un tel dispositif de caracterisation
US10779799B2 (en) 2014-10-29 2020-09-22 Mayo Foundation For Medical Education And Research Method for ultrasound elastography through continuous vibration of an ultrasound transducer
EP3665475B1 (en) 2017-08-10 2023-11-29 Mayo Foundation for Medical Education and Research Shear wave elastography with ultrasound probe oscillation
CN112367918A (zh) * 2018-03-24 2021-02-12 弹性成像有限责任公司 用于弹性成像和粘弹性成像的系统和方法
US10914617B1 (en) * 2019-07-29 2021-02-09 Terumo Cardiovascular Systems Corporation Flexible sensor mount for hard shell blood reservoir
CN113180736B (zh) * 2021-03-31 2024-04-02 西安交通大学 基于低频气动激励获得经颅超声脑组织黏弹流性测量装置及方法
CN114287962B (zh) * 2021-12-29 2024-01-30 福州圣泓大数据科技有限公司 一种用于肿瘤治疗的低频超声换能器装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994014375A1 (en) * 1992-12-21 1994-07-07 Medical Biophysics International Method and apparatus for elasticity imaging
CN101031243A (zh) * 2004-09-28 2007-09-05 回波检测公司 用于测量器官弹性的包含定中装置的仪器
CN100438833C (zh) * 2002-08-08 2008-12-03 回波检测公司 测量人或动物器官的弹性的装置和方法
CN101699280A (zh) * 2009-10-15 2010-04-28 北京索瑞特医学技术有限公司 超声无损检测粘弹性介质弹性的方法及其装置
CN101965154A (zh) * 2008-02-29 2011-02-02 回波检测公司 用于微弹性成像的设备和方法
CN102308207A (zh) * 2008-12-04 2012-01-04 回波检测公司 弹性测定设备和方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3927662A (en) * 1971-12-08 1975-12-23 Hoffmann La Roche Ultrasonic transducer assembly
US4559810A (en) * 1981-07-09 1985-12-24 Applied Polymer Technology, Inc. Method for determining resin viscosity with ultrasonic waves
US4646754A (en) * 1985-02-19 1987-03-03 Seale Joseph B Non-invasive determination of mechanical characteristics in the body
US4947853A (en) * 1985-09-26 1990-08-14 Hon Edward H Sensor support base and method of application
US4920966A (en) * 1986-10-02 1990-05-01 Hon Edward H Ultrasound transducer holder
JPS63163141A (ja) * 1986-12-25 1988-07-06 Chiyouonpa Kogyo Kk 超音波粘度測定装置
US5381794A (en) * 1993-01-21 1995-01-17 Aloka Co., Ltd. Ultrasonic probe apparatus
US6048323A (en) * 1995-10-02 2000-04-11 Hon; Edward H. Transducer support plate and tocodynamometer attachment system
US5686661A (en) * 1996-06-04 1997-11-11 Mississippi State University In-situ, real time viscosity measurement of molten materials with laser induced ultrasonics
RU2112231C1 (ru) * 1997-02-19 1998-05-27 Научно-технический внедренческий центр ЦНИИ "Комета" Способ измерения вязкости жидкости
WO1999008596A1 (en) * 1997-08-19 1999-02-25 Philipp Lang Measurement of capillary related interstitial fluid using ultrasound methods and devices
FR2791136B1 (fr) * 1999-03-15 2001-06-08 Mathias Fink Procede et dispositif d'imagerie utilisant les ondes de cisaillement
US7578789B2 (en) * 2002-08-08 2009-08-25 Echosens Device and method for measuring the elasticity of a human or animal organ
CA2569409A1 (en) * 2004-05-11 2005-11-24 Maternus Partners, Ltd. Beltless labor contraction and heart rate monitoring apparatus
FR2889659B1 (fr) * 2005-08-12 2007-10-12 Echosens Sa Systeme imageur d'un organe hyumain ou animal permettant la mesure de l'elasticite dudit organe
US20080306388A1 (en) * 2006-01-06 2008-12-11 Smith & Nephew, Inc. Non-Strap Treatment Applicator
GB2435614A (en) * 2006-03-01 2007-09-05 Samuel George Transducer holder for maintaining signal-receiving contact with a patient's body
RU2319956C2 (ru) * 2006-03-15 2008-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Совтех" Способ ультразвукового контроля вязкости по муни полимеров
CN201211198Y (zh) * 2008-04-17 2009-03-25 谈晓明 带吸附调节装置的超声探头
JP5294687B2 (ja) * 2008-05-02 2013-09-18 キヤノン株式会社 超音波測定装置およびその制御方法
TW201138722A (en) * 2010-05-11 2011-11-16 Univ Nat Taiwan Assisting system of ultrasonic equipment and inspection method applicable to the system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994014375A1 (en) * 1992-12-21 1994-07-07 Medical Biophysics International Method and apparatus for elasticity imaging
CN100438833C (zh) * 2002-08-08 2008-12-03 回波检测公司 测量人或动物器官的弹性的装置和方法
CN101031243A (zh) * 2004-09-28 2007-09-05 回波检测公司 用于测量器官弹性的包含定中装置的仪器
CN101965154A (zh) * 2008-02-29 2011-02-02 回波检测公司 用于微弹性成像的设备和方法
CN102308207A (zh) * 2008-12-04 2012-01-04 回波检测公司 弹性测定设备和方法
CN101699280A (zh) * 2009-10-15 2010-04-28 北京索瑞特医学技术有限公司 超声无损检测粘弹性介质弹性的方法及其装置

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