CN110946620B - 剪切波成像方法、装置和存储介质 - Google Patents

剪切波成像方法、装置和存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN110946620B
CN110946620B CN201911417365.3A CN201911417365A CN110946620B CN 110946620 B CN110946620 B CN 110946620B CN 201911417365 A CN201911417365 A CN 201911417365A CN 110946620 B CN110946620 B CN 110946620B
Authority
CN
China
Prior art keywords
shear wave
quality factor
merit
threshold
parameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911417365.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110946620A (zh
Inventor
王鋐
曹三
张勇
张建军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chison Medical Technologies Co ltd
Original Assignee
Chison Medical Technologies Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chison Medical Technologies Co ltd filed Critical Chison Medical Technologies Co ltd
Priority to CN201911417365.3A priority Critical patent/CN110946620B/zh
Publication of CN110946620A publication Critical patent/CN110946620A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110946620B publication Critical patent/CN110946620B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0833—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
    • A61B8/085—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures for locating body or organic structures, e.g. tumours, calculi, blood vessels, nodules
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H30/00—ICT specially adapted for the handling or processing of medical images
    • G16H30/20—ICT specially adapted for the handling or processing of medical images for handling medical images, e.g. DICOM, HL7 or PACS

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

本发明公开了一种剪切波成像方法、装置和存储介质，其中剪切波成像方法包括获取根据基波信号得到的第一剪切波参数、及与第一剪切波参数相对应的第一品质因数；获取根据谐波信号得到的第二剪切波参数、及与第二剪切波参数相对应的第二品质因数；分别将第一品质因数与第一品质因数阈值进行比较、将第二品质因数与第二品质因数阈值进行比较；基于第一品质因数与第一品质因数阈值的比较结果和第二品质因数与第二品质因数阈值的比较结果，利用第一剪切波参数和/或第二剪切波参数确定剪切波速度估计值。由此可以充分利用基波信号和谐波信号的优点，使得剪切波速度估计值更加准确。

Description

剪切波成像方法、装置和存储介质
技术领域
本发明涉及医疗诊断技术领域，具体涉及一种剪切波成像方法、装置和存储介质。
背景技术
最新研究表明，剪切波弹性成像(SWE)可以显著减少为确认肝纤维化的阶段而对慢性肝炎患者进行的肝活检。评估肝脏弹性的剪切波弹性成像技术是基于由内部机械推力产生的剪切波。这内部推力是由超声系统直接进入肝脏的发射波束产生的，称为声辐射力脉冲(ARFI)。
随着发射波束的传播，一部分能量会通过吸收或反射传递到周围组织中。在软组织中，超声施加给组织的声辐射力(F)由下式给出：
Figure BDA0002351538440000011
α为吸收系数，I是平均时间强度，c为声速。强度I通常由机械指标(MI)、成像换能器和超声系统驱动能力确定。通过增加声波强度I的透射波束的持续时间，可以在组织中引起微米级的位移。这位移会产生沿着垂直于发射波束方向上传播的剪切波，如图1所示。高强度超声通常需要100μs的持续时间才能在组织中产生剪切波。
由于超声系统可以检测到诸如血流之类的运动，可以采用与彩色血流成像相同的方式检测由声辐射力引起的微米级剪切波位移。因此，系统上的单个诊断超声探头可以提供在组织中产生剪切波并监视组织之后的运动的两种手段。这使得可以将剪切波弹性成像模式添加到现有的诊断超声系统上，超声系统可以提供除剪切波弹性成像之外的灰度，彩色和多普勒成像模式。可以利用超声系统中的那些现有成像模式为执行剪切波弹性成像的确切位置提供图像指导，从而有助于确保在所需要的位置上进行硬度测量。
声波在组织中的传播比剪切波传播的快得多(约1000倍)，因此可以完全跟踪剪切波在组织中沿横向方向的传播(本申请是利用声波跟踪剪切波的传播，这里与向河中扔石子，然后有横向传播的水波类似。作用：通过计算剪切波的速度来确定判定组织的软硬，比如确定肝硬化。传播速度越快组织越硬，传播速度越慢组织越软)。通过测量感兴趣区域的剪切波速度，可以提供介质的二维定量弹性图。而因为剪切波速度通常约为每秒几米，因此需要非常高的运动检测帧频。
为了获得2D剪切波弹性成像，超声系统需要将跟踪信号(此处的本申请的跟踪信号全部使用声波，平面波或者宽聚焦波束只是声波的两种类型)发送到组织并接收反向散射的回波，就像在彩色流成像中检测血流一样，只是它需要达到很高的帧频。因此，对于常规的超声系统，必须支持大量的并行接收波束合成，而用于剪切波弹性成像的传输跟踪波束可以是平面波或宽聚焦波束。为了实现超高帧频，可以通过软件波束合成系统来发送平面波。
如图1所示，剪切波是一种机械波，沿着推力横向方向传播。借助一个单个成像换能器，超声成像系统可以发出动态激励以在体内产生剪切波。而检测剪切波传播速度的方法是使用相同的成像换能器将跟踪脉冲重复发送到人体，并接收反射信号以监视组织位移。基于这种重复发射和接受的过程，如灰阶和彩色血流图像一样，超声系统可以获得大量帧数的跟踪数据。
对于软件波束合成系统，跟踪脉冲可以是平面波，以实现超高帧速率；对于常规系统，跟踪脉冲可以是宽聚焦的波束，以实现更好的位移检测。在平面波跟踪时，每一次发射之后就可以获得一整帧的跟踪数据。对宽聚焦跟踪，需要多次发射才可以获得一整帧的跟踪数据。可以基于发射的脉冲频率比如基波信号或谐波频率来处理接收波束。
无论跟踪发射波束是平面波还是聚焦波束，通常都根据发射频率对接收到的波束进行处理以检测位移。目前，剪切波速度估计中部分方案会根据基波信号估计剪切波传播速度，部分方案会根据谐波信号估计剪切波传播速度，但准确度都有待提高。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种剪切波成像方法、装置和存储介质，以提高剪切波速度估计的准确度。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种剪切波成像方法，包括：
获取根据基波信号得到的第一剪切波参数、及与所述第一剪切波参数相对应的第一品质因数；
获取根据谐波信号得到的第二剪切波参数、及与所述第二剪切波参数相对应的第二品质因数；
分别将所述第一品质因数与预设的第一品质因数阈值进行比较、将所述第二品质因数与预设的第二品质因数阈值进行比较；
基于所述第一品质因数与所述第一品质因数阈值的比较结果和所述第二品质因数与所述第二品质因数阈值的比较结果，利用所述第一剪切波参数和/或所述第二剪切波参数确定剪切波速度估计值。
本发明实施例提供的剪切波成像方法，分别获取根据基波信号得到的第一剪切波参数、及与第一剪切波参数相对应的第一品质因数和第一品质因数阈值；根据谐波信号得到的第二剪切波参数、及与第二剪切波参数相对应的第二品质因数和第二品质因数阈值，基于根据第一品质因数与第一品质因数阈值的比较结果和第二品质因数与第二品质因数阈值的比较结果，利用第一剪切波参数和/或第二剪切波参数确定剪切波速度估计值。由于基波信号具有更好的信噪比，谐波信号具有较少的干扰伪像，采用上述方案，可以充分利用基波信号和谐波信号的优点，使得剪切波速度估计值更加准确。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，基于所述第一品质因数与所述第一品质因数阈值的比较结果和所述第二品质因数与所述第二品质因数阈值的比较结果，利用所述第一剪切波参数和/或所述第二剪切波参数确定剪切波速度估计值，包括：
当所述第一品质因数大于所述第一品质因数阈值，且所述第二品质因数大于所述第二品质因数阈值时，利用所述第一剪切波参数和所述第二剪切波参数的平均值确定所述剪切波速度估计值。
结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，基于所述第一品质因数与所述第一品质因数阈值的比较结果和所述第二品质因数与所述第二品质因数阈值的比较结果，利用所述第一剪切波参数和/或所述第二剪切波参数确定剪切波速度估计值，包括：
当所述第一品质因数大于所述第一品质因数阈值，但所述第二品质因数小于所述第二品质因数阈值时，利用所述第一剪切波参数确定所述剪切波速度估计值。
结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，基于所述第一品质因数与所述第一品质因数阈值的比较结果和所述第二品质因数与所述第二品质因数阈值的比较结果，利用所述第一剪切波参数和/或所述第二剪切波参数确定剪切波速度估计值，包括：
当所述第一品质因数小于所述第一品质因数阈值，但所述第二品质因数大于所述第二品质因数阈值时，利用所述第二剪切波参数确定所述剪切波速度估计值。
结合第一方面，在第一方面第四实施方式中，基于所述第一品质因数与所述第一品质因数阈值的比较结果和所述第二品质因数与所述第二品质因数阈值的比较结果，利用所述第一剪切波参数和/或所述第二剪切波参数确定剪切波速度估计值，包括：
当所述第一品质因数小于所述第一品质因数阈值，且所述第二品质因数小于所述第二品质因数阈值时，利用所述第一剪切波参数和所述第二剪切波参数的平均值确定所述剪切波速度估计值，或比较所述第一品质因数与所述第二品质因数的大小，利用与较大的品质因数相对应的剪切波参数确定所述剪切波速度估计值。
结合第一方面至第一方面第四实施方式中，在第一方面第五实施方式中，所述第一剪切波参数为第一剪切波速度估计值；所述第二剪切波参数为第二剪切波速度估计值。
结合第一方面至第一方面第四实施方式中，在第一方面第六实施方式中，所述第一品质因数为第一互相关系数；所述第二品质因数为第二互相关系数。
根据第二方面，本发明实施例还提供了一种剪切波成像装置，包括：
第一获取模块，用于获取根据基波信号得到的第一剪切波参数、及与所述第一剪切波参数相对应的第一品质因数；
第二获取模块，用于获取根据谐波信号得到的第二剪切波参数、及与所述第二剪切波参数相对应的第二品质因数；
比较模块，用于分别将所述第一品质因数与预设的第一品质因数阈值进行比较、将所述第二品质因数与预设的第二品质因数阈值进行比较；
速度估计模块，用于基于所述第一品质因数与所述第一品质因数阈值的比较结果和所述第二品质因数与所述第二品质因数阈值的比较结果，利用所述第一剪切波参数和/或所述第二剪切波参数确定剪切波速度估计值。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的剪切波成像方法。
根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的剪切波成像方法。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为剪切波产生示意图；
图2为本发明实施例1中剪切波成像方法的流程示意图；
图3为本发明实施例1示例1中从基波和谐波接收信号中获得剪切波速度的系统框图；
图4为本发明实施例1中相邻两点的位移图；
图5为本发明实施例2中剪切波速度估计装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例1提供了一种剪切波成像方法。图2为本发明实施例1中剪切波成像方法的流程示意图，如图2所示，本发明实施例1的剪切波成像方法包括以下步骤：
S201：获取根据基波信号得到的第一剪切波参数、及与第一剪切波参数相对应的第一品质因数。
在本发明实施例中，所述第一剪切波参数包括第一剪切波位移估计值、第一剪切波速度估计值。在本发明实施例中，如果使用点的两个连续的基波跟踪数据估计得到一个位移，则剪切波弹性成像的感兴趣区中每个点的数据可以计算得到N-1个位移。即N帧基波信号才能得到N-1个纵向上的位移(或速度)值，然后用N-1个纵向上的位移(或速度)估计值来得到剪切波的速度估值(横向)。
所述第一品质因数为第一互相关系数。第一品质因数阈值可以按照实际情况(例如经验值)进行设定，对于具体值，本发明不作限定。
S202：获取根据谐波信号得到的第二剪切波参数、及与第二剪切波参数相对应的第二品质因数。
在本发明实施例中，所述第二剪切波参数包括第二剪切波位移估计值、第二剪切波速度估计值。在本发明实施例中，如果使用点的两个连续的谐波跟踪数据估计得到一个位移，则剪切波弹性成像的感兴趣区中每个点的数据可以计算得到N-1个位移。即N帧谐波信号才能得到N-1个纵向上的位移(或速度)值，然后用N-1个纵向上的位移(或速度)估计值来得到剪切波的速度估值(横向)。
所述第二品质因数为第二互相关系数。第二品质因数阈值可以按照实际情况(例如经验值)进行设定，对于具体值，本发明不作限定。
S203：分别将第一品质因数与第一品质因数阈值进行比较，将第二品质因数与第二品质因数阈值进行比较。
S204：基于第一品质因数与第一品质因数阈值的比较结果和第二品质因数与第二品质因数阈值的比较结果，利用第一剪切波参数和/或第二剪切波参数确定剪切波速度估计值。
作为具体的实施方式，基于所述第一品质因数与所述第一品质因数阈值的比较结果和所述第二品质因数与所述第二品质因数阈值的比较结果，利用所述第一剪切波参数和/或所述第二剪切波参数确定剪切波速度估计值，包括以下几种情况：
(1)当所述第一品质因数大于所述第一品质因数阈值，且所述第二品质因数大于所述第二品质因数阈值时，利用所述第一剪切波参数和所述第二剪切波参数的平均值确定所述剪切波速度估计值。当第一剪切波参数为第一剪切波速度估计值且第二剪切波参数为第二剪切波速度估计值时，将第一剪切波速度估计值和第二剪切波速度估计值的平均值作为确定的剪切波速度估计值。当第一剪切波参数为第一剪切波位移估计值且第二剪切波参数为第二剪切波位移估计值时，将第一剪切波位移估计值和第二剪切波位移估计值的平均值作为剪切波位移估计值，并利用剪切波位移估计值确定剪切波速度估计值。
在本发明实施例中，当第一品质因数大于第一品质因数阈值，且第二品质因数大于第二品质因数阈值时，因为第一剪切波参数和第二剪切波参数均为估计值，因此利用第一剪切波参数和第二剪切波参数的平均值来确定剪切波速度估计值，可以充分利用基波信号和谐波信号的优点，使得剪切波速度估计值更加准确。
(2)当所述第一品质因数大于所述第一品质因数阈值，但所述第二品质因数小于所述第二品质因数阈值时，利用所述第一剪切波参数确定所述剪切波速度估计值。当第一剪切波参数为第一剪切波速度估计值时，将第一剪切波速度估计值作为确定的剪切波速度估计值。当第一剪切波参数为第一剪切波位移估计值时，将第一剪切波位移估计值作为剪切波位移估计值，并利用剪切波位移估计值确定剪切波速度估计值。
在本发明实施例中，当第二品质因数小于第二品质因数阈值时，说明第二剪切波参数不够准确，此时仅利用第一剪切波参数确定剪切波速度估计值，可以充分利用第一剪切波参数的优点，使得剪切波速度估计值更加准确。
(3)当所述第一品质因数小于所述第一品质因数阈值，但所述第二品质因数大于所述第二品质因数阈值时，利用所述第二剪切波参数确定所述剪切波速度估计值。当第二剪切波参数为第二剪切波速度估计值时，将第二剪切波速度估计值作为确定的剪切波速度估计值。当第二剪切波参数为第二剪切波位移估计值时，将第二剪切波位移估计值作为剪切波位移估计值，并利用剪切波位移估计值确定剪切波速度估计值。
在本发明实施例中，当第一品质因数小于第一品质因数阈值时，说明第一剪切波参数不够准确，此时仅利用第二剪切波参数确定剪切波速度估计值，可以充分利用第二剪切波参数的优点，使得剪切波速度估计值更加准确。
(4)当所述第一品质因数小于所述第一品质因数阈值，且所述第二品质因数小于所述第二品质因数阈值时，利用所述第一剪切波参数和所述第二剪切波参数的平均值确定所述剪切波速度估计值，或比较所述第一品质因数与所述第二品质因数的大小，利用与较大的品质因数相对应的剪切波参数确定所述剪切波速度估计值。当第一剪切波参数为第一剪切波速度估计值且第二剪切波参数为第二剪切波速度估计值时，将第一剪切波速度估计值和第二剪切波速度估计值的平均值作为确定的剪切波速度估计值；或比较所述第一品质因数与所述第二品质因数的大小，利用与较大的品质因数相对应的剪切波速度估计值作为确定的剪切波速度估计值。当第一剪切波参数为第一剪切波位移估计值且第二剪切波参数为第二剪切波位移估计值时，将第一剪切波位移估计值和第二剪切波位移估计值的平均值作为剪切波位移估计值，并利用剪切波位移估计值确定剪切波速度估计值；或，比较所述第一品质因数与所述第二品质因数的大小，利用与较大的品质因数相对应的剪切波位移估计值作为剪切波位移估计值，并利用剪切波位移估计值确定剪切波速度估计值。
在本发明实施例中，当第一品质因数小于第一品质因数阈值，且第二品质因数小于第二品质因数阈值时，因为第一剪切波参数和第二剪切波参数均为不太可靠的估计值，因此可以利用第一剪切波参数和第二剪切波参数的平均值来做为剪切波速度估计值。亦可利用较大的品质因数相对应的剪切波参数确定所述剪切波速度估计值。可以利用品质因数较大的剪切波参数。由于这种情况下，剪切波的估计值不可靠，在图像上应显示出来，让使用者知道这个区域剪切波的成像不可靠。使用者可以通过这个反馈的信息，做出相应的调整。为了更加详细的说明本发明实施例的剪切波成像方法，给出示例1。
图3示出了根据基波信号和谐波信号来估计剪切波速度的系统框图。波束发生器可以产生长达持续100μs的发射信号。当然，它也可以为常规成像模式(例如灰度、彩色血流和多普勒频谱模式)生成短脉冲。发射波束合成模块将为每个通道提供延迟控制，以便可以聚焦和控制发射波束。
脉冲发生器基本上在高压下产生延迟控制的发射信号，以便超声系统可以将足够的功率传递给换能器。发送/接收开关提供了一种机制，将高压传输信号与接收路径隔离开，从而使易损的接收通道不受高压的损害。因此，在发射期间，T/R开关处于发射模式，高压信号可以进入换能器，但高压信号不会进入接收通道而造成损害。在发送周期之后，T/R开关切换到接收模式，任何之后来自脉冲发生器的电信号都将被拦阻。换能器接收到的接收信号将直接进入模拟放大器，模拟TGC和A/D转换器转换成数字信号。然后将数字信号进行波束合成以形成多条扫描线。波束合成后的信号将被分为两条路径。一条路径会将波束合成后的信号过滤为基波信号，在存储器中存储这经过处理基波信号。另一条路径会将经过波束合成后的信号过滤为谐波信号，在存储器中存储这经过处理的谐波信号。位移估计模块将从存储器中读出两帧数据以计算位移，在存储器中存储计算得到的位移。这种位移计算是对基波和谐波信号分别进行的。
假设系统获得了N帧剪切波跟踪数据，如果使用点的两个连续的跟踪数据估计得到一个位移，则剪切波弹性成像的感兴趣区中每个点的数据可以计算得到N-1个位移。这里，计算得到的位移全部沿纵向(即，推力方向)，但可以用于测量剪切波沿横向传播的速度。为了测量沿着横向上两个相邻点A和B(图3)之间的剪切波的传播时间，需要从图2的存储器中读取A和B两个点随时间推移的位移。两个数据集都有N-1点，它们具有如图4所示典型的位移曲线形状。需要使用传播时间算法来估计剪切波从点A到点B的传播速度。通过在图4中的两个位移时间曲线互相关，可以确定从A到B传播的剪切波的传播时间，并且互相关系数也可以作为这种测量的品质因数。当两帧追踪数据之间的时间间隔较大而使图4中的两个相邻点位移曲线数据过于粗糙，则在进行互相关计算之前，应对每个点的位移时间曲线进行多次上采样，以获得更准确的传播时间估算。通常，达峰时间(TTP)方法可用于估计剪切波的传播时间。然后，仍然可以计算互相关系数并将其与传播时间一起存储。通过将两点之间的距离除以传播时间，可以得到剪切波的速度。
将有剪切波速度估计值和相关的互相关系数的两组集合，一组来自基波，另一组来自谐波。这里提出了一种算法，将这两组集合的数据结合起来以提供更准确的剪切波速度估算。互相关系数将用作剪切波速度估算的品质因数。假设Sf和Sh分别是根据基波信号和谐波信号的速度估计值，qf和qh是两个相关的品质因数，Tf和Th是基波和谐波的品质因数的阈值，将使用图5中的算法确定该位置的速度s。
如果基波信号和谐波信号的质量因子均大于阈值，即qf≥Tf，qh≥Th，则最终估计值将是这两个估计值的平均值，即s＝(sf+sh)/2。
如果基波品质因数大于阈值，即qf≥Tf，并且谐波品质因数小于阈值，即qh<Th，则最终估计值s为sf。
如果基波品质因数小于阈值，即qf<Tf，并且谐波品质因数大于阈值，即qh≥Th，则最终估计值s将为sh。
如果两个质量因子均低于阈值，即qf<Tf和qh<Th，则最终速度估计值可以是两个速度估计值的平均值，即s＝(sf+sh)/2或质量因数较高的那个估计值。
由于基波和谐波的质量因数均较低，应在图像的质量图中显示，从而向用户指示该区域的估算值不可靠，应避免使用。
剪切波弹性成像可评估组织的弹性，组织的弹性是组织在施加力的情况下抵抗变形的趋势，或在去除力后恢复其原始形状的趋势。对于剪切波弹性成像，有两种重要的弹性模量：剪切模量(G)和杨氏模量(E)。剪切模量G由下式定义
Figure BDA0002351538440000141
其中ρ是介质密度，cs是介质中的剪切波速度。软组织中的cs约为1-10m/s。
杨氏模量E由下式定义
E＝2(1+v)G (3)
其中v是泊松比(是变量，但约为0.5)。考虑到软组织的高水分含量，泊松比v接近不可压缩介质的0.5。因此对于软组织
E＝3G (4)
根据公式2，公式4可以变形为：
Figure BDA0002351538440000151
其中密度ρ的单位为kg/m3，而cs的单位为m/s，因此
Figure BDA0002351538440000152
的单位为kg/(m*s2)，等于N/m2或千帕，E和G的单位。
超声剪切波成像直接得到剪切波速度cs，剪切波速度可以直接得到或者计算得到杨氏模量E。通过计算剪切波速度cs，可以量化组织的硬度。低速对应于软组织，高速则代表刚性组织。剪切波速度cs可以直接用作刚度的参数，也可以转换为杨氏模量。
实施例2
本发明实施例2提供了一种剪切波成像装置。图5为本发明实施例2中剪切波成像装置的结构示意图，如图5所示，本发明实施例2的剪切波成像装置包括第一获取模块50、第二获取模块52、比较模块54及速度估计模块56。
具体的，第一获取模块50，用于获取根据基波信号得到的第一剪切波参数、与所述第一剪切波参数相对应的第一品质因数。
第二获取模块52，用于获取根据谐波信号得到的第二剪切波参数、与所述第二剪切波参数相对应的第二品质因数。
比较模块54，用于分别将所述第一品质因数与预设的第一品质因数阈值进行比较，将所述第二品质因数与预设的第二品质因数阈值进行比较。
速度估计模块56，用于基于所述第一品质因数与所述第一品质因数阈值的比较结果和所述第二品质因数与所述第二品质因数阈值的比较结果，利用所述第一剪切波参数和/或所述第二剪切波参数确定剪切波速度估计值。
本发明实施例2的剪切波速度估计装置能够实现本发明实施例1的剪切波速度估计方法，并能达到相同的技术效果，在此不再赘述。
实施例3
本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括处理器和存储器，其中处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。
处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的剪切波速度估计方法对应的程序指令/模块(例如，图4所示的第一获取模块50、第二获取模块52、比较模块54及速度估计模块56)。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的剪切波速度估计方法。
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器中，当被所述处理器执行时，执行如图1-5所示实施例中的剪切波成像方法。
上述电子设备具体细节可以对应参阅图1至图5所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (6)

1.一种剪切波成像方法，其特征在于，包括：
获取根据基波信号得到的第一剪切波参数、及与所述第一剪切波参数相对应的第一品质因数；
获取根据谐波信号得到的第二剪切波参数、及与所述第二剪切波参数相对应的第二品质因数；
分别将所述第一品质因数与预设的第一品质因数阈值进行比较、将所述第二品质因数与预设的第二品质因数阈值进行比较；
基于所述第一品质因数与所述第一品质因数阈值的比较结果和所述第二品质因数与所述第二品质因数阈值的比较结果，利用所述第一剪切波参数和/或所述第二剪切波参数确定剪切波速度估计值；
其中，所述基于所述第一品质因数与所述第一品质因数阈值的比较结果和所述第二品质因数与所述第二品质因数阈值的比较结果，利用所述第一剪切波参数和/或所述第二剪切波参数确定剪切波速度估计值包括：
当所述第一品质因数大于所述第一品质因数阈值，且所述第二品质因数大于所述第二品质因数阈值时，利用所述第一剪切波参数和所述第二剪切波参数的平均值确定所述剪切波速度估计值；
当所述第一品质因数大于所述第一品质因数阈值，但所述第二品质因数小于所述第二品质因数阈值时，利用所述第一剪切波参数确定所述剪切波速度估计值；
当所述第一品质因数小于所述第一品质因数阈值，但所述第二品质因数大于所述第二品质因数阈值时，利用所述第二剪切波参数确定所述剪切波速度估计值；
当所述第一品质因数小于所述第一品质因数阈值，且所述第二品质因数小于所述第二品质因数阈值时，利用所述第一剪切波参数和所述第二剪切波参数的平均值确定所述剪切波速度估计值，或比较所述第一品质因数与所述第二品质因数的大小，利用与较大的品质因数相对应的剪切波参数确定所述剪切波速度估计值。
2.根据权利要求1所述的剪切波成像方法，其特征在于，所述第一剪切波参数包括第一剪切波位移估计值、第一剪切波速度估计值；所述第二剪切波参数包括第二剪切波位移估计值、第二剪切波速度估计值。
3.根据权利要求1所述的剪切波成像方法，其特征在于，所述第一品质因数为第一互相关系数；所述第二品质因数为第二互相关系数。
4.一种剪切波成像装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取根据基波信号得到的第一剪切波参数、及与所述第一剪切波参数相对应的第一品质因数；
第二获取模块，用于获取根据谐波信号得到的第二剪切波参数、及与所述第二剪切波参数相对应的第二品质因数；
比较模块，用于分别将所述第一品质因数与第一品质因数阈值进行比较、将所述第二品质因数与第二品质因数阈值进行比较；
速度估计模块，用于基于所述第一品质因数与所述第一品质因数阈值的比较结果和所述第二品质因数与所述第二品质因数阈值的比较结果，利用所述第一剪切波参数和/或所述第二剪切波参数确定剪切波速度估计值；
所述速度估计模块具体用于：
当所述第一品质因数大于所述第一品质因数阈值，且所述第二品质因数大于所述第二品质因数阈值时，利用所述第一剪切波参数和所述第二剪切波参数的平均值确定所述剪切波速度估计值；
当所述第一品质因数大于所述第一品质因数阈值，但所述第二品质因数小于所述第二品质因数阈值时，利用所述第一剪切波参数确定所述剪切波速度估计值；
当所述第一品质因数小于所述第一品质因数阈值，但所述第二品质因数大于所述第二品质因数阈值时，利用所述第二剪切波参数确定所述剪切波速度估计值；
当所述第一品质因数小于所述第一品质因数阈值，且所述第二品质因数小于所述第二品质因数阈值时，利用所述第一剪切波参数和所述第二剪切波参数的平均值确定所述剪切波速度估计值，或比较所述第一品质因数与所述第二品质因数的大小，利用与较大的品质因数相对应的剪切波参数确定所述剪切波速度估计值。
5.一种电子设备/移动终端/服务器，其特征在于，包括：
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-3中任一项所述的剪切波成像方法。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-3中任一项所述的剪切波成像方法。
CN201911417365.3A 2019-12-31 2019-12-31 剪切波成像方法、装置和存储介质 Active CN110946620B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911417365.3A CN110946620B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 剪切波成像方法、装置和存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911417365.3A CN110946620B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 剪切波成像方法、装置和存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110946620A CN110946620A (zh) 2020-04-03
CN110946620B true CN110946620B (zh) 2022-05-27

Family

ID=69985384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911417365.3A Active CN110946620B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 剪切波成像方法、装置和存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110946620B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2013204040A1 (en) * 2001-02-23 2013-05-02 Marcio Marc Aurelio Martins Abreu Noninvasive measurements of chemical substances

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8951198B2 (en) * 2012-03-30 2015-02-10 Hitachi Aloka Medical, Ltd. Methods and apparatus for ultrasound imaging
US9883852B2 (en) * 2013-03-18 2018-02-06 Duke University Ultrasound systems, methods and computer program products for estimating tissue deformation with harmonic signals
US20180098752A1 (en) * 2016-10-06 2018-04-12 Duke University Systems and methods for determining viscoelastic properties in soft tissue using ultrasound
US11464495B2 (en) * 2018-03-13 2022-10-11 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Adaptive clutter filtering in acoustic radiation force-based ultrasound imaging

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2013204040A1 (en) * 2001-02-23 2013-05-02 Marcio Marc Aurelio Martins Abreu Noninvasive measurements of chemical substances

Also Published As

Publication number Publication date
CN110946620A (zh) 2020-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104510499B (zh) 医学超声成像中的剪切波检测
JP5888833B2 (ja) 超音波合成イメージングの装置と方法
CN109077754B (zh) 一种测量组织力学特性参数的方法及设备
CN107049361B (zh) 使用剪切波的声音速度成像
JP2015154949A (ja) 医療用超音波イメージングにおいて剪断波情報を求めるための方法およびシステム
US10085714B2 (en) Ultrasound diagnostic apparatus and method of producing ultrasound image
CN105816205A (zh) 声辐射力脉冲成像中的稀疏跟踪
CN111735526B (zh) 超声弹性成像装置和用于弹性测量的剪切波波速测量方法
WO2016033752A1 (zh) 弹性测量检测方法及系统
US11963824B2 (en) Shear wave imaging based on ultrasound with increased pulse repetition interval
CN106955125B (zh) 声学辐射力脉冲成像中的运动无关性
US11644440B2 (en) Shear wave elastography with ultrasound probe oscillation
CN110507361B (zh) 剪切波成像方法及系统
CN108338808B (zh) 使用相干的剪切速度成像
CN110946620B (zh) 剪切波成像方法、装置和存储介质
CN111388012B (zh) 用于检测组织硬度的方法、设备及系统
CN113795200A (zh) 声学辐射力脉冲的不对称性
US20230061869A1 (en) System and methods for beamforming sound speed selection
KR101551469B1 (ko) 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법 및 시스템
US11576646B2 (en) Ultrasound diagnostic apparatus and method for controlling ultrasound diagnostic apparatus
JP2009100997A (ja) 超音波診断装置
Hasegawa et al. 2P5-1 Least-Square Beamformer for Medical Ultrasound Imaging
JP6536357B2 (ja) 超音波画像診断装置
Danilouchkine et al. Superharmonic imaging based on chirps
JP2023104734A (ja) 超音波診断装置、及び画像処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant