DE102017202141B4

DE102017202141B4 - Schallgeschwindigkeitsbildgebung unter Verwendung von Scherwellen

Info

Publication number: DE102017202141B4
Application number: DE102017202141.1A
Authority: DE
Inventors: David Duncan; Liexiang Fan; Seungsoo Kim; Yassin Labyed; Stephen Rosenzweig
Original assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Current assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Priority date: 2016-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2022-02-17
Anticipated expiration: 2037-02-11
Also published as: FR3047405A1; US11006928B2; DE102017202141A1; KR101922522B1; CN107049361A; FR3047405B1; KR20170094521A; US20170224308A1; CN107049361B

Abstract

Verfahren zur Schallgeschwindigkeitsbildgebung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:Senden (24), mit einem Ultraschallscanner, eines akustischen Strahlungskraftimpulses in Gewebe eines Patienten entlang einer ersten Linie;Erkennen (26), mit dem Ultraschallscanner, von Verschiebungen des Gewebes im Laufe der Zeit, die als Reaktion auf eine Scherwelle, die aus dem akustischen Strahlungskraftimpuls resultiert, erzeugt werden, wobei die Verschiebungen an jeder von mindestens zwei Positionen, die von der ersten Linie beabstandet sind, erkannt werden;Bestimmen (28) einer Änderung in der Zeit der Verschiebungen im Laufe der Zeit für eine erste der Positionen relativ zu den Verschiebungen im Laufe der Zeit an einer zweiten der Positionen;Berechnen (32) einer Schallgeschwindigkeit in dem Patienten aus der Änderung in der Zeit, wobei die Schallgeschwindigkeit in dem Gewebe des Patienten in Abhängigkeit von (a) einer Scherwellengeschwindigkeit oder Steifigkeit und (b) einer Zeitdifferenz bei der Ausbreitung der Scherwelle zu unterschiedlichen Positionen in dem Gewebe des Patienten berechnet wird; undErzeugen eines Bildes der Schallgeschwindigkeit.

Description

STAND DER TECHNIK
Die vorliegenden Ausführungsformen betreffen die Schallgeschwindigkeitsbestimmung mit Ultraschall.
Bei der Ultraschallbildgebung wird die Schallgeschwindigkeit angenommen, sie beträgt zum Beispiel angenommen 1450 m/s. Die Verzögerungs- oder Phasenprofile zur Fokussierung von Ultraschallstrahlen basieren auf der angenommenen Schallgeschwindigkeit. Die Annahme ist möglicherweise nicht korrekt. Die Schallgeschwindigkeit in Gewebe variiert basierend auf Eigenschaften des Gewebes.
Ultraschalltomographie kann zum Messen der Schallgeschwindigkeit verwendet werden. Ultraschalltomographie basiert auf dem Platzieren des Patienten zwischen einem Sender und einem Empfänger. Die Wegzeit, die Schallenergie benötigt, um von dem Sender komplett durch den Patienten hindurch zu dem Empfänger zu gelangen, wird zum Berechnen der Schallgeschwindigkeit in dem Patienten verwendet. Die meisten Ultraschallscanner verwenden Impulsecho, wobei der gleiche Wandler für die Sende- und Empfangsoperation verwendet wird, sodass die Schallgeschwindigkeit bei Impulsecho-Systemen nicht auf die gleiche Weise geschätzt werden kann. Da die Position der Schallreflexion relativ zu dem Wandler nicht exakt bekannt ist, gibt die Impulsecho-Umlaufzeit die Schallgeschwindigkeit nicht direkt an.
Aus der EP 2 649 944 A1 ist ein Ultraschallapparat bekannt, bei dem als Nachweis der Heterogenität der Schallgeschwindigkeiten in gemischten Geweben ein verschiebungserzeugender Übertragungsstrahl von einer verschiebungserzeugenden Strahlerzeugungsvorrichtung einer verschiebungserzeugenden Einheit auf eine Ultraschallsonde aufgebracht wird, um eine fokussierte Ultraschallwelle in das lebende Gewebe einzuschießen und eine Scherwelle zu erzeugen.
Die US 2008 / 0 132 775 A1 zeigt ein Verfahren zum Messen des Zustandes von Knochen, wobei ein Ultraschallsignal durch einen Teil eines zu messenden Knochens an einen Empfänger übertragen wird. Die erste und zweite Harmonische des erfassten Signals werden dann isoliert. Anschließend wird eine Dauerdifferenz zwischen dem erfassten Signal und einer ersten Harmonischen des erfassten Signals oder einer höheren Harmonischen des erfassten Signals bestimmt. Auf der Grundlage dieser Zeitdifferenz können die Materialbedingungen des Knochens abgeschätzt werden.
KURZDARSTELLUNG
Einleitend beinhalten die unten beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen Verfahren, computerlesbare Medien und Systeme zur Schallgeschwindigkeitsbildgebung. Die Scherwellenausbreitung wird zum Schätzen der Schallgeschwindigkeit in einem Patienten verwendet. Ein Impulsecho-Ultraschallscanner erkennt eine Zeit des Auftretens einer Scherwelle an jeder von mehreren Positionen. Die Differenz in der Zeit des Auftretens, bei gegebener Gewebesteifigkeit oder Scherwellengeschwindigkeit, wird zum Schätzen der Schallgeschwindigkeit verwendet.
In einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zur Schallgeschwindigkeitsbildgebung vorgesehen. Ein Ultraschallscanner sendet einen akustischen Strahlungskraftimpuls (ARFI - acoustic radiation force impulse) entlang einer ersten Linie in Gewebe eines Patienten. Der Ultraschallscanner erkennt Verschiebungen des Gewebes im Laufe der Zeit, die als Reaktion auf eine Scherwelle, die aus dem akustischen Strahlungskraftimpuls resultiert, erzeugt werden. Die Verschiebungen werden an jeder von mindestens zwei Positionen erkannt, die von der ersten Linie beabstandet sind. Es wird eine Änderung in der Zeit der Verschiebungen im Laufe der Zeit für eine erste der Positionen relativ zu den Verschiebungen im Laufe der Zeit an einer zweiten der Positionen erkannt. Die Schallgeschwindigkeit in dem Patienten wird aus der Änderung in der Zeit berechnet, wobei die Schallgeschwindigkeit in dem Gewebe des Patienten in Abhängigkeit von einer Scherwellengeschwindigkeit oder Steifigkeit und einer Zeitdifferenz bei der Ausbreitung der Scherwelle zu unterschiedlichen Positionen in dem Gewebe des Patienten berechnet wird. Ein Bild der Schallgeschwindigkeit wird erzeugt.
In einem zweiten Aspekt ist ein System zur Bildgebung von Schallgeschwindigkeit vorgesehen. Ein Sendestrahlformer ist zum Erzeugen eines Anregungsimpulses konfiguriert. Ein Empfangsstrahlformer ist zum Erkennen von Reaktionen des Gewebes auf eine Scherwelle, die durch den Anregungsimpuls erzeugt wird, konfiguriert. Die Reaktionen werden an jeder von mehreren Positionen zu jeder von mehreren Zeiten erkannt. Ein Bildprozessor ist zum Schätzen der Schallgeschwindigkeit in dem Gewebe aus den Reaktionen des Gewebes auf die Scherwelle sowie zum Schätzen der Schallgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem Maß der Scherwellengeschwindigkeit in dem Gewebe und einer zeitlichen Differenz, mit welcher die Scherwelle die Positionen passiert, konfiguriert. Eine Anzeige dient dem Anzeigen der Schallgeschwindigkeit.
In einem dritten Aspekt weist ein nichttransitorisches computerlesbares Speichermedium darin gespeicherte Daten auf, welche Anweisungen darstellen, die durch einen programmierten Prozessor zur Schätzung der Schallgeschwindigkeit ausführbar sind. Das Speichermedium beinhaltet Anweisungen für Folgendes: Senden, mit einem Ultraschallscanner, eines akustischen Strahlungskraftimpulses in ein Medium entlang einer ersten Linie, Beobachten einer Scherwelle, die sich in dem Medium ausbreitet, mit dem Ultraschallscanner, Berechnen einer Schallgeschwindigkeit in dem Medium in Abhängigkeit von (a) einer Scherwellengeschwindigkeit oder Steifigkeit und (b) einer Zeitdifferenz bei der Ausbreitung der Scherwelle zu unterschiedlichen Positionen in dem Medium, und Senden der Schallgeschwindigkeit.
Die vorliegende Erfindung ist durch die nachfolgenden Ansprüche definiert, und nichts in diesem Abschnitt sollte als eine Einschränkung für diese Ansprüche angesehen werden. Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden unten in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen diskutiert und können später unabhängig oder in Kombination beansprucht werden.
Figurenliste
Die Komponenten und die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, stattdessen liegt der Schwerpunkt auf einer Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung. Darüber hinaus bezeichnen in den Figuren gleiche Referenzziffern entsprechende Teile in allen der unterschiedlichen Ansichten.

1 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Schallgeschwindigkeitsbildgebung;
2 veranschaulicht eine Beispielanordnung der Scherwellenausbreitung zu Positionen der Verschiebungserkennung;
3 zeigt zwei Verschiebungsprofile, die zum Bestimmen einer Änderung in der Zeit zwischen dem Auftreten einer Scherwelle verwendet werden;
4A und 4B zeigen Beispiele der B-Modus-Bildgebung mit einer angenommenen Schallgeschwindigkeit bzw. mit einer korrekten Schallgeschwindigkeit;
5 veranschaulicht Beispielhochfrequenzsignale, die durch einen Strahlformer ausgegeben werden, mit der angenommenen und der korrekten Schallgeschwindigkeit;
6 ist eine Ausführungsform eines Systems zur Schätzung einer Schallgeschwindigkeit in Gewebe.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN UND GEGENWÄRTIG BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Schallgeschwindigkeit wird unter Verwendung einer Scherwelle geschätzt und abgebildet. Die Scherwelle wird unter Verwendung eines akustischen Strahlungskraftimpulses (ARFI - acoustic radiation force impulse) erzeugt. Die Gewebeverschiebungen durch die Scherwelle werden für mehrere Positionen mit einem Ultraschallscanner erhalten und analysiert, um die Schallgeschwindigkeit zu schätzen. In einer Ausführungsform wird die Schallgeschwindigkeit geschätzt, indem eine Scherwelle, die sich in einem Medium ausbreitet, beobachtet wird. Eine bekannte oder vorab geschätzte Steifigkeit oder Scherwellengeschwindigkeit wird zusammen mit den Scherwellenausbreitungsinformationen zum Schätzen der Schallgeschwindigkeit verwendet.
Da der Zeitpunkt der Scherwellenverschiebung an unterschiedlichen Positionen bestimmt wird, kann Impulsecho-Ultraschall zum Schätzen der Schallgeschwindigkeit verwendet werden. Die Schallgeschwindigkeit kann diagnostisch von Nutzen sein, wie z.B. durch eine stärkere Korrelation mit einem Krankheitsstadium als andere Maße (z.B. eine stärkere Korrelation als Scherwellengeschwindigkeit oder Gewebesteifigkeit).
1 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Schallgeschwindigkeitsbildgebung. Ein Ultraschallscanner beobachtet die Scherwellenausbreitung in einem Medium. Die Schallgeschwindigkeit in diesem Medium wird in Abhängigkeit von der Scherwellengeschwindigkeit oder Gewebesteifigkeit und einer Zeitdifferenz bei der Ausbreitung der Scherwelle zu unterschiedlichen Positionen in dem Medium berechnet. Die durch einen Ultraschallscanner abgetasteten Positionen verwenden eine angenommene oder zuvor eingestellte Schallgeschwindigkeit und sind somit mit einer angenommenen Distanz beabstandet. Durch die Verfolgung der Scherwelle wird die tatsächliche Distanz zwischen zwei Positionen basierend auf einer Differenz in der Zeit des Auftretens der Scherwelle an den Positionen herausgefunden. Das Verhältnis dieser tatsächlichen Distanz zu der angenommenen Distanz ist das gleiche wie das Verhältnis der tatsächlichen Geschwindigkeit zu der angenommenen Geschwindigkeit, sodass die tatsächliche Geschwindigkeit berechnet werden kann.
Das Verfahren wird durch das System von 6 oder ein unterschiedliches System implementiert. Zum Beispiel führt jeglicher derzeit bekannte oder später entwickelte Ultraschallscanner sämtliche der Schritte durch. Ein Prozessor, Controller oder Bildprozessor des Ultraschallscanners führt die Schritte 28-32 durch. Alternativ dazu führt ein Prozessor eines Computers oder einer Workstation getrennt oder entfernt von dem Ultraschallscanner jegliche/n einen oder mehrere der Schritte 28-32 durch. Strahlformer, Speicher, Detektoren und/oder andere Geräte können zum Erfassen der Daten unter Verwendung der Schritte 24 und 26 zum Einsatz kommen. Der Ultraschallscanner, der Bildprozessor, die Anzeige oder ein anderes Gerät kann Schritt 34 durchführen. Der Bildprozessor kann die Geräte zum Durchführen des Verfahrens von 1 steuern.
Es können zusätzliche, unterschiedliche oder weniger Schritte vorgesehen sein. Zum Beispiel wird das Verfahren ohne das Senden der Geschwindigkeit in Schritt 34 durchgeführt. Als ein weiteres Beispiel wird die Scherwelle ohne eine ARFI-Übertragung von Schritt 24 erzeugt. In noch einem weiteren Beispiel wird eine voreingestellte oder angenommene Scherwellengeschwindigkeit oder andere Gewebeeigenschaft (z.B. Steifigkeit) anstelle der Berechnung der Geschwindigkeit in Schritt 30 verwendet. In anderen Beispielen wird Filterung oder eine andere Datenverarbeitung zeitlich und/oder räumlich auf die Verschiebungen oder berechneten Geschwindigkeiten angewandt.
Die Schritte erfolgen in der beschriebenen oder gezeigten Reihenfolge (z.B. von oben nach unten), können jedoch auch in anderer Reihenfolge durchgeführt werden. Zum Beispiel zeigt Schritt 24 eine Übertragung eines einzelnen Anregungsimpulses. Der Schritt 24 und die reaktiven Schritte 26, 28 und 32 können wiederholt werden, um die Messung über eine größere Region von Interesse durchzuführen. Die Schritte 26, 28 und 32 können wiederholt werden, um die Messung über eine größere Region von Interesse oder mit mehr Abtastungen als Reaktion auf eine gleiche Scherwelle durchzuführen. Als ein weiteres Beispiel wird der Schritt 30 vor dem Schritt 24 durchgeführt, wie z.B. die Verwendung von ARFI-Bildgebung zum Bestimmen der Scherwellengeschwindigkeit in dem Gewebe von Interesse vor der Verwendung des ARFI zum Bestimmen der Schallgeschwindigkeit in diesem Gewebe von Interesse.
In Schritt 24 sendet ein Ultraschallscanner einen ARFI-Stoß in Gewebe eines Patienten. Die Übertragung ist ein Sendestrahl, der auf eine Tiefe oder einen Tiefenbereich fokussiert ist, auf einer Scanlinie. Die Fokustiefe liegt auf der Sendescanlinie.
Basierend auf einem Verzögerungsprofil für die Elemente des Wandlers, wird der ARFI-Sendestrahl entlang einer Sendescanlinie gesendet. Die Scanlinie befindet sich in einem beliebigen Winkel zu dem Wandler, wie z.B. senkrecht zu dem Wandler. In Schritt 26 wird ein ARFI-Impuls zum Erzeugen einer Scherwelle verwendet, die sich in einem Winkel θ relativ zu den A-Linien oder Erkennungsscanlinien ausbreitet. In einer Ausführungsform befindet sich die Scanlinie für den ARFI-Sendestrahl in einem beliebigen Winkel innerhalb des Sichtfeldes des Wandlers, wie z.B. innerhalb von +/-30 Grad relativ zur Senkrechten zum Wandler. 2 zeigt ein Beispiel mit der ARFI-Sendescanlinie 40 in einem Winkel θ von etwa 20 Grad von der Senkrechten. Der Ursprungspunkt an dem Wandler ist das Zentrum des Wandlers, kann jedoch auch von dem Zentrum versetzt sein.
Eine Anordnung von Elementen in einem Ultraschallwandler sendet den ARFI-Strahl umgewandelt aus elektrischen Wellenformen. Die Schallenergie wird an das Gewebe in einem Patienten gesendet. Die Schallwellenform wird als Spannung zur Erzeugung einer Scherwelle zum Verschieben von Gewebe übertragen. Die Anregung ist ein Ultraschall-Anregungsimpuls. Die Schallenergie ist fokussiert, um ausreichend Energie anzuwenden, um die Erzeugung von einer oder mehreren Wellen zu veranlassen, die sich dann von der Fokusposition durch das Gewebe bewegt/en. Die Schallwellenform selbst kann das Gewebe verschieben. Es können auch andere Spannungsquellen verwendet werden, wie z.B. eine mechanische externe Kraft oder eine interne Kraft.
Zum Erzeugen der Welle sind Anregungen mit hoher Amplitude oder Kraft wünschenswert. Zum Beispiel weist die Anregung einen mechanischen Index von nahezu 1,9, jedoch nicht darüber hinaus, an jeglicher der Fokuspositionen und/oder in dem Sichtfeld auf. Für eine konservative Herangehensweise, und um Sondenvariationen zu berücksichtigen, kann ein mechanischer Index von 1,7 oder ein anderes Level als die Obergrenze verwendet werden. Höhere (z.B. ein MI über 1,9) oder geringere Kräfte können verwendet werden.
Der Anregungsimpuls wird mit Wellenformen gesendet, die jegliche Zahl von Zyklen aufweisen. In einer Ausführungsform weisen eine, die meisten oder sämtliche der Wellenformen für ein Stoßimpuls-Sendeereignis 100-2.000 Zyklen auf. Die Zahl der Zyklen beträgt Dutzende, Hunderte, Tausende oder mehr für die kontinuierlichen Sendewellenformen, die auf die Elemente der Anordnung für den Anregungsimpuls angewandt werden. Im Gegensatz zu Bildgebungsimpulsen, die 1-5 Zyklen betragen, weist die ARFI-Anregung oder der Stoßimpuls eine höhere Zahl von Zyklen zum Erzeugen von ausreichend Spannung auf, um die Scherwelle zur Verschiebung von Gewebe mit einer Amplitude, die ausreichend für die Erkennung ist, zu verursachen.
Die Scherwelle wird in der Fokusregion erzeugt und breitet sich seitlich von der Fokusregion aus. Die Scherwelle bewegt sich senkrecht zur Sendescanlinie. In dem Beispiel von 2 bewegt sich die Scherwelle in einem Winkel von mehr als 0 Grad (z.B. mehr als 20) und weniger als 90 Grad (z.B. weniger als 70) relativ zu der A-Linie oder Scanlinien, die zum Verfolgen der Scherwelle verwendet werden. In dem spezifischen Beispiel von 2 beträgt der Winkel etwa 20 Grad. Die Positionen A, B der Verfolgung in Schritt 26 befinden sich entlang einer Scanlinie senkrecht zu der Anordnung. Die Wellen können sich in mehrere Richtungen bewegen. Die Wellen nehmen in der Amplitude ab, wenn sich die Wellen durch das Gewebe bewegen.
In einer Ausführungsform wird ein einzelner Anregungsimpuls erzeugt. In anderen Ausführungsformen kann ein Muster von Anregungsimpulsen erzeugt werden. Es kann jegliches vorbestimmtes Muster verwendet werden, wie z.B. Impulse, die zeitlich überlappen, jedoch mit unterschiedlicher/m Frequenz, Fokus oder einer anderen Eigenschaft. Ein Beispielmuster ist eine Sequenz von Anregungen mit einer kurzen Pause zwischen den Impulsen. Die kurze Pause kann kürzer sein als eine Zeit für eine Nachhallverringerung und/oder kürzer als eine Länge eines Anregungsimpulses. Das Muster liefert unterschiedliche Anregungen vor der Verfolgung in Schritt 26. Aufgrund des Musters wird eine Reihe von Scherwellen erzeugt. Dies resultiert in einem Muster von Wellen und entsprechenden Verschiebungen an unterschiedlichen Positionen. Dieses Muster kann verwendet werden, um zusätzliche Spitzen oder andere Informationen zum Schätzen einer Geschwindigkeit bereitzustellen.
In Schritt 26 misst oder erkennt der Ultraschallscanner Verschiebungen des Gewebes, die als Reaktion auf die ARFI-Übertragung erzeugt werden. Die Reaktion von Gewebe auf die Scherwelle, die durch die Anregung verursacht wird, wird erkannt und zum Messen der Verschiebung verwendet.
Die Scherwelle wird als Reaktion auf die ARFI-Übertragung erzeugt. Die Gewebereaktion ist eine Funktion der Welle, die durch den ARFI-Strahl und die Gewebeeigenschaften erzeugt wird. Die Welle wird an mehreren Positionen verfolgt. 2 stellt die Welle als parallele Linien zu der Sendescanlinie 40 dar. Bei einer Scherwelle bewegt sich die Welle senkrecht zu der Sendescanlinie 40, somit sind die parallelen Linien senkrecht zu der Sendescanlinie 40 beabstandet. Die Positionen A, B der Verfolgung befinden sich entlang einer Empfangsscanlinie, die nicht parallel zu der Sendescanlinie verläuft.
Die erzeugte Welle wird verfolgt. Die Verfolgung erkennt die Auswirkungen der Welle anstatt spezifisch zu identifizieren, wo sich die Welle zu einer gegebenen Zeit befindet. Die Verfolgung erfolgt durch einen Ultraschallscan. Zum Erkennen der Verschiebung wird Ultraschallenergie an das Gewebe, das eine Verschiebung durchläuft, gesendet und Reflexionen der Schallenergie werden empfangen. Zum Erkennen einer Gewebereaktion auf Scherwellen in einer Region von Interesse werden Übertragungen an die Region vorgenommen und die Erkennung wird in der Region durchgeführt. Diese anderen Übertragungen dienen dem Erkennen der Wellen oder Verschiebung anstatt der Verursachung der Welle oder Verschiebung. Die Übertragungen zur Erkennung können eine geringere Kraft und/oder kurze Impulse aufweisen (z.B. 1-5 Trägerzyklen).
B-Modus- oder anderes Scannen entlang einer oder mehrerer Empfangslinien wird für die Verfolgung durchgeführt. Die Verschiebung gibt die Auswirkungen der Welle an, wobei keine Verschiebung eine Abwesenheit der Welle angibt und eine Verschiebung eine Gewebebewegung verursacht durch die Welle angibt. Wenn die Welle eine gegebene Position passiert, verschiebt sich das Gewebe um eine Menge oder Distanz, die sich bis auf eine Spitzenmenge erhöht und dann wieder abnimmt, wenn das Gewebe in den Ruhezustand zurückkehrt. Ähnlich kann eine Position, für eine gegebene Zeit, mehr als andere Positionen verschoben sein, wenn sich die Spitze der Welle an oder neben dieser Position befindet. Die Verfolgung kann die Auswirkungen der Welle in jeglichem Stadium erkennen (d.h. keine Welle, zunehmende Verschiebung, maximale oder abnehmende Verschiebung).
Das Gewebe wird zum Bestimmen der Verschiebung mehrfach gescannt, wie z.B. das mindestens zweimalige Scannen einer Region. Zum Bestimmen der Verschiebung zu einer Zeit wird eine Abtastecho-Rücksendung mit einer Referenz verglichen. Die Verschiebung wird als die Differenz oder der Versatz von dem Referenzscan (erster Scan) und einem späteren Scan (Maß der Verschiebung) bereitgestellt. Das Gewebe wird mittels jeglicher Bildgebungsmodalität gescannt, die zum Scannen einer Verschiebung während der Reaktion des Gewebes geeignet ist, wie z.B. während oder nach Anwendung des ARFI-Anregungsimpulses.
Für das Ultraschallscannen wird die Welle an Position A, B benachbart zu und/oder beabstandet von der Fokusregion für den ARFI-Anregungsimpuls erkannt. Es kann jegliche Zahl seitlicher Positionen verwendet werden, wie z.B. zwei oder mehr. Die Positionen befinden sich entlang einer oder mehrerer Empfangsscanlinien. Es können nicht-parallele und/oder nicht-vertikale Empfangslinien verwendet werden. Die Übertragungen zur Erkennung können ein breiteres Strahlprofil entlang mindestens einer Dimension, wie z.B. seitlich, zum simultanen Bilden von Empfangsabtastungen entlang mehrerer Scanlinien aufweisen (z.B. Empfangsstrahlformung gleichzeitig entlang von vier oder mehr Empfangslinien). Es kann jegliche Zahl simultaner Empfangsstrahlen gebildet werden, wie z.B. vier, acht, sechzehn, zweiunddreißig, vierundsechzig oder mehr. In einer Ausführungsform bildet ein paralleler Empfangsstrahlformer Strahlen zur Abtastung der gesamten Region von Interesse. Parallele Strahlformation wird zur Abtastung über die gesamte Region von Interesse hinweg verwendet.
Einige oder sämtliche der Abtastpositionen befinden sich in unterschiedlichen Tiefen. Wie in 2 gezeigt, sind die Abtastpositionen A, B derart positioniert, dass die Scherwelle zu unterschiedlichen Zeiten an den unterschiedlichen Positionen auftritt. Es können Abtastpositionen in der gleichen Tiefe, jedoch mit unterschiedlichen Empfangslinien, oder andere Verteilungen von Positionen, die darin resultieren, dass die Scherwelle, unter Verwendung des Ursprungs der Scherwelle, zu unterschiedlichen Zeiten passieren, verwendet werden.
Die Verfolgungsübertragungen und entsprechenden Empfangsstrahlen erfolgen sequentiell. Zur Abtastung im Laufe der Zeit werden die Verfolgungsübertragung und das Empfangen von Echos von den mehreren Positionen wiederholt. Das Senden und Empfangen zur Erkennung oder Verfolgung erfolgen mehrfach für jede Empfangslinie zum Bestimmen einer Änderung aufgrund von Verschiebung im Laufe der Zeit. Es kann jegliche Sende- und Empfangssequenz verwendet werden.
Zur Bestimmung der Verschiebung erfolgt ein Referenzscan sämtlicher Empfangslinien in der Region von Interesse vor der ARFI-Übertragung von Schritt 24. Nach der ARFI-Übertragung von Schritt 24 gestattet die Verfolgung die Messung von Verschiebungen pro Empfangsereignis. Die Abtastungen oder gemessenen Gewebereaktionen werden zur Bestimmung der Verschiebung in Schritt 26 verwendet.
Die Verschiebung wird aus den Ultraschall-Scandaten berechnet. Das Gewebe bewegt sich zwischen zwei Scans. Ein Referenzscan erfolgt vor der ARFI-Übertragung von Schritt 24 und/oder nachdem die erzeugte Welle die Position passiert hat. Die Daten des Abtastungsscans oder des Referenzscans werden in einer, zwei oder drei Dimensionen relativ zu den Daten in dem anderen Scan übersetzt oder verschoben. Für jede mögliche relative Position wird eine Ähnlichkeitsmenge für Daten rund um die Position berechnet. Die Ähnlichkeitsmenge wird mit Korrelation, wie z.B. eine Kreuzkorrelation, bestimmt. Eine Mindestsumme absoluter Differenzen oder eine andere Funktion können verwendet werden. Der räumliche Versatz mit der höchsten oder ausreichenden Korrelation gibt die Verschiebungsmenge für eine gegebene Position an. In anderen Ausführungsformen wird ein Phasenversatz von Daten, die zu unterschiedlichen Zeiten empfangen werden, berechnet. Der Phasenversatz gibt die Verschiebungsmenge an. In noch anderen Ausführungsformen werden Daten, die eine Linie (z.B. axial) zu unterschiedlichen Zeiten darstellen, korreliert, um eine Verschiebung für jede von mehreren Tiefen entlang der Linie zu bestimmen.
Ein einzelner ARFI-Anregungsimpuls wird zum Schätzen von Verschiebungen für sämtliche Positionen verwendet. Durch das Wiederholen der Verschiebungserkennung unter Verwendung von Abtastungen aus der wiederholten Verfolgung werden die Verschiebungen für sämtliche Positionen für jede von mehreren Zeiten bestimmt (z.B. Abtastung alle 0,1 ms über 0-7 ms). Zur Überwachung einer größeren Region können Anregungsimpulse und Verfolgung auch für andere Positionen wiederholt werden.
Da die Zeit der maximalen Verschiebung für eine gegebene Position unbekannt ist, können die abgetasteten Verschiebungen mit einer maximalen Verschiebung, die durch die Welle, die das Gewebe passiert, verursacht wird, assoziiert werden oder nicht. 3 zeigt ein Diagramm der Verschiebungen für jede von zwei Positionen A, B in Abhängigkeit von der Zeit. Die Abtastungen der Verschiebung in Abhängigkeit von der Zeit für eine gegebene Position bilden ein Verschiebungsprofil für diese Position. Das Profil beginnt im Allgemeinen ohne Scherverschiebung, steigt bis zu einer Spitze der Verschiebung an, welche das Auftreten der Scherwelle darstellt, und nimmt dann auf einen stationären Zustand ohne Verschiebung ab.
Die gleiche Scherwelle verursacht das Auftreten einer Spitze in der Verschiebung zu unterschiedlichen Zeiten für unterschiedliche Positionen. Die Zeitdifferenz zwischen Positionen ist eine Funktion der Distanz zwischen den Positionen, der Geschwindigkeit der Scherwelle und eines Winkels.
3 zeigt eine Spitze für jede Position. Wird ein Muster von Anregungsimpulsen verwendet, können mehrere Scherwellen erzeugt werden. In Abhängigkeit davon, ob die mehreren Anregungsimpulse eine/n gleiche/n oder unterschiedliche/n Fokusposition, Sendescanlinienwinkel und/oder relativen Zeitpunkt aufweisen und die Zeit abgetastet wird, kann mehr als eine Spitze in der Verschiebung in Abhängigkeit von der Zeit auftreten. Die durch das Wellenmuster verursachten Verschiebungen werden erkannt, nachdem das Muster von Anregungsimpulsen auftritt (z.B. nachdem die mehreren Scherwellen erzeugt werden).
In Schritt 28 bestimmt ein Bildprozessor eine Änderung in der Zeit der Verschiebungen im Laufe der Zeit zwischen jeglicher Zahl von Positionen. Die Änderung in der Zeit für eine Position relativ zu einer anderen Position ist eine Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten der Scherwelle an den Positionen. 3 zeigt die Änderung in der Zeit als ΔT. Gekoppelt mit der Scherwellengeschwindigkeit und dem Winkel wird diese Zeitdifferenz zum Bestimmen einer tatsächlichen Distanz zwischen den beiden Abtastpositionen A, B verwendet.
In einer Ausführungsform wird die Änderung in der Zeit aus den Verschiebungsprofilen bestimmt. Die Spitze wird als die Scherwelle behandelt. Die Zeit der Spitze gibt die Zeit des Auftretens der Scherwelle an der Position an. Anstatt der Spitze können auch andere Teile des Profils verwendet werden. Die Spitze wird als die maximale Verschiebung im Laufe der Zeit identifiziert. Die gemessenen Verschiebungen werden verglichen, um das Maximum herauszufinden. Alternativ dazu wird eine Kurve an die gemessenen Verschiebungen angepasst, und das Maximum der angepassten Kurve wird verwendet. Die Spitzenverschiebung wird für jedes der Verschiebungsprofile (d.h. für jede der Positionen) identifiziert.
Die Zeitdifferenz wird aus den Spitzenverschiebungen bestimmt. Jede Spitze weist eine entsprechende Zeit auf. In dem Beispiel von 3 tritt die Spitze für Position A zur Zeit 5,8 ms auf und die Spitze für Position B tritt zur Zeit 9,6 ms auf. Die Zeitdifferenz wird aus den Zeiten des Auftretens der Spitzen berechnet. In 3 ist ΔT 3,8 ms.
In einer alternativen Ausführungsform werden die Verschiebungsprofile für die unterschiedlichen Positionen korreliert. Es werden unterschiedliche zeitliche Verschiebungen des Profils einer Position relativ zu dem Profil der anderen Position verglichen. Die Menge der Korrelation wird für jede Verschiebung berechnet. Die zeitliche Verschiebung mit der größten Korrelation liefert die Zeitdifferenz. Es können auch andere Ansätze verwendet werden.
Bei zwei Positionen liegt die Zeitdifferenz zwischen den beiden Spitzen. Wird ein Spitzenmuster vorgesehen, wie z.B. aufgrund der Übertragung des ARFI-Impulses mit einer definierten Wellenfrontform (d.h. Muster), weist die Zeitdifferenz eine höhere Abtastung auf. Es werden die Differenzen zwischen jeweiligen Spitzen mehrerer Spitzen in jedem Profil bestimmt. Es wird dann eine durchschnittliche Änderung in der Zeit herausgefunden.
Werden mehr als zwei Positionen abgetastet, kann die Zeitdifferenz zwischen unterschiedlichen Kombinationen von Positionen herausgefunden werden. Dies erhöht die Abtastung für eine Geweberegion.
In Schritt 30 wird die Scherwellengeschwindigkeit oder Gewebesteifigkeit erhalten. Der Wert wird aus einem Speicher erhalten oder wird aus Messungen berechnet. Die Geschwindigkeit oder Steifigkeit in Kombination mit einer Änderung in der Zeit und einem Winkel kann zum Ableiten der tatsächlichen Distanz zwischen den Positionen A, B verwendet werden. Die Geschwindigkeit oder Steifigkeit ist a priori bekannt, wird nach Schritt 26 erhalten (z.B. als Reaktion auf eine unterschiedliche ARFI-Übertragung erhalten) oder aus den Verschiebungen erhalten, die auch zum Berechnen der Schallgeschwindigkeit verwendet werden.
Die Geschwindigkeit oder Steifigkeit kann angenommen werden. Es wird ein voreingestellter Wert (z.B. Populationsdurchschnitt für das Gewebe von Interesse) verwendet. Alternativ dazu werden Maße der Verschiebung bei dem spezifischen Patienten verwendet.
In einer Ausführungsform bestimmt der Bildprozessor die Scherwellengeschwindigkeit durch eine Distanz von dem Scherwellenursprung zu der Abtastposition und eine Zeit des Auftretens der Scherwelle an der Position. Das Verschiebungsprofil für eine Position, die seitlich von dem ARFI-Fokus beabstandet ist, wird verwendet. Es können unterschiedliche Positionen entlang einer Linie senkrecht zu der Sendescanlinie, die sich von dem ARFI-Fokuspunkt aus erstreckt, verwendet werden.
Es können verschiedene Ansätze zum Schätzen der Scherwellengeschwindigkeit verwendet werden. Die Geschwindigkeit wird aus der Spitze oder den Spitzen berechnet. Werden ein Muster von Anregungen und die resultierenden Wellen verwendet, kann mehr als eine Spitze für einige oder sämtliche Zeiten lokalisiert werden. Dieses resultierende Spitzenmuster kann zum Schätzen der Geschwindigkeit der Scherwelle verwendet werden.
In einer Ausführungsform ist die Berechnung einfach die Abtastzeit für die Spitze und die Distanz der Position der Spitze von der ARFI-Fokusposition. Diese Berechnung kann für andere Zeiten wiederholt werden, wodurch Geschwindigkeiten an unterschiedlichen Spitzenpositionen bereitgestellt werden. Alternativ dazu werden die Zeiten von Spitzen von unterschiedlichen Positionen zum Schätzen einer Geschwindigkeit für die Geweberegion oder Region von Interesse verwendet.
Die Geschwindigkeit wird alternativ dazu unter Verwendung von Synchronisierung berechnet. Die Profile von Verschiebungen in Abhängigkeit von der Zeit für unterschiedliche Positionen werden korreliert. Der Phasenversatz und die zeitliche Abtastdifferenz können zum Bestimmen der Geschwindigkeit verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Anpassung direkt an eine zweidimensionale Abbildung von Verschiebungen ohne die Identifikation von Spitzen. Die Anpassung kann durch die Größenordnungen der Verschiebungen gewichtet werden. Die Verschiebungsgrößenordnungen können angepasst werden, um die Wellendämpfung in Abhängigkeit von der Distanz vor der verschiebungsgewichteten Anpassung zu berücksichtigen. Nach der Anpassung stellt die Linie eine Steigung oder einen Winkel zur Verfügung, die/der zum Berechnen der Geschwindigkeit verwendet wird. Durch Verwendung paralleler Strahlformung über die gesamte Region von Interesse hinweg kann die resultierende Anpassung weniger anfällig für Fehler sein, die durch physiologische Bewegung verursacht werden.
Wird ein Wellenmuster erzeugt, kann die Anpassung unterschiedlich sein. Für jede Zeit werden mehrere Spitzen bereitgestellt. Die Spitzen können voneinander unterschieden werden, sodass die unterschiedlichen Wellen getrennt werden. Das Muster der Wellenerzeugung (z.B. Fokusposition und/oder Zeitpunkt) wird zur Unterscheidung verwendet. Die Geschwindigkeiten für jede Welle werden getrennt berechnet. Die resultierenden Geschwindigkeiten können kombiniert werden. Alternativ dazu werden Vorlagemuster mit dem Muster der Spitzenpositionen abgeglichen oder daran angepasst. Das am besten passende Muster wird mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit assoziiert. Es können auch andere Ansätze verwendet werden, wie z.B. die Verwendung einer Trennung der Positionen von Spitzen zu einer gegebenen Zeit zur Angabe der Geschwindigkeit.
In einer Ausführungsform wird die Gewebesteifigkeit anstelle der oder zusätzlich zu der Scherwellengeschwindigkeit verwendet. Es kann jegliche Steifigkeitsberechnung verwendet werden. Zum Beispiel wird die Steifigkeit aus der Scherwellengeschwindigkeit berechnet, indem ein elastisches und isotropes Medium angenommen wird. Die Steifigkeit oder das Elastizitätsmodul, E, wird wie folgt berechnet: $E = 3 p V_{s}^{2}$
wobei ρ die Dichte und V_s die Scherwellengeschwindigkeit ist.
Die Berechnung der Scherwellengeschwindigkeit oder Gewebesteifigkeit kann die in Schritt 26 gemessenen Verschiebungen verwenden. Die Distanz vom Ursprung der Scherwelle zu der Abtastposition ist möglicherweise nicht exakt, jedoch kann die resultierende Scherwellengeschwindigkeit oder Steifigkeit akkurat genug sein. Die Annahme der Schallgeschwindigkeit kann in einer Ungenauigkeit in der Strahlformer-basierten Distanz zwischen dem ARFI-Fokus und der Abtastposition (z.B. Position B) resultieren.
Alternativ dazu werden Verschiebungen, die als Reaktion auf eine unterschiedliche Scherwelle gemessen werden, verwendet. Die Verschiebungen können für andere Positionen gemessen werden als die Positionen, die zum Berechnen der Schallgeschwindigkeit verwendet werden.
In Schritt 32 berechnet der Bildprozessor die Schallgeschwindigkeit. Die Schallgeschwindigkeit in dem spezifischen Patienten, spezifischen Gewebe und/oder an der spezifischen Gewebeposition wird berechnet. Die Schallgeschwindigkeit zwischen den Abtastpositionen A, B wird berechnet.
Die Schallgeschwindigkeit wird aus der Änderung in der Zeit aus Schritt 28 und der Scherwellengeschwindigkeit oder Gewebesteifigkeit von Schritt 30 berechnet. Da die Scherwellengeschwindigkeit bekannt ist und die Differenz in der Zeit des Auftretens der Scherwelle an den unterschiedlichen Positionen gemessen wird, kann die tatsächliche Distanz zwischen den Positionen bestimmt werden. Das Verhältnis der zu erwartenden tatsächlichen Distanz oder der Strahlformer-basierten Distanz gibt ein Gewicht für die erwartete Schallgeschwindigkeit an, die durch den Strahlformer zum Bereitstellen der tatsächlichen Schallgeschwindigkeit verwendet wird.
Bezugnehmend auf 2 ist die Schallgeschwindigkeit eine Funktion der Geometrie im Zusammenhang mit dem Weg der Scherwelle zu den Positionen. Die Schallgeschwindigkeit, c, wird aus der Änderung in der Zeit ΔT, dem Winkel θ, der Scherwellengeschwindigkeit V_s oder der Steifigkeit, der voreingestellten Schallgeschwindigkeit c', die durch den Strahlformer verwendet wird, und der voreingestellten Distanz d' zwischen den Abtastpositionen bei Verwendung der voreingestellten Geschwindigkeit (d.h. die erwartete Distanz gemäß der Strahlformungs- oder Scangeometrie) berechnet. Die tatsächliche Distanz, d, bei welcher es sich um die Komponente der Scherwellenwegdistanz entlang der Richtung der erfassten A-Linie handelt (d.h. entlang der Empfangsscanlinie, die durch A und B passiert), wird durch Folgendes angegeben: $d = \frac{V_{s} Δ T}{sin θ}$
Die voreingestellte Distanz d' basiert auf dem Strahlformer des Ultraschallscanners. Die voreingestellte Geschwindigkeit c' wird durch den Strahlformer verwendet, um die Abtastpositionen zuzuweisen. Die voreingestellte Distanz d' zwischen Punkt A und B wird durch Folgendes angegeben: $d' = \frac{c' d t}{2} = \frac{β c d t}{2} = β d$
wobei dt die Änderung in der Zeit oder ΔT ist und β ein Verhältnis von c' und c ist. $β = \frac{c'}{c}$
Das Verhältnis der Ultraschallscanner- oder voreingestellten Geschwindigkeit c' zu der tatsächlichen Geschwindigkeit c ist gleich dem Verhältnis der Ultraschallscanner- oder voreingestellten Distanz d' zu der tatsächlichen Distanz d. Die wahre oder tatsächliche Geschwindigkeit c wird durch Folgendes angegeben: $c = \frac{c'}{β} = \frac{d c'}{d'}$
Da die Distanz d aus den Ergebnissen von Schritt 28 und 30 bestimmt wird und der Winkel der Scherwellenausbreitung relativ zu einer Linie, die durch die beiden Abtastpositionen verläuft, aus der Scangeometrie bekannt ist, wird die tatsächliche Geschwindigkeit bestimmt.
Werden mehr als zwei Abtastpositionen verwendet, können die Erkennung von Schritt 26, die Bestimmung von Schritt 28 und die Berechnung von Schritt 32 wiederholt werden. Die gleiche Scherwelle und die gleiche Scherwellengeschwindigkeit werden in den Wiederholungen verwendet. Alternativ dazu werden die Verschiebungen für sämtliche Positionen unter Verwendung paralleler Strahlformung oder Strahlformung entlang einer einzelnen Linie gemessen, also wird Schritt 26 nicht wiederholt. In anderen Alternativen ist die Scherwellengeschwindigkeit für unterschiedliche Positionspaare unterschiedlich, also wird auch Schritt 30 wiederholt.
Durch das Wiederholen der Berechnung der Schallgeschwindigkeit für unterschiedliche Sätze von Positionen kann die erhöhte Abtastung verwendet werden, sodass eine durchschnittliche Geschwindigkeit genauer ist. In einer weiteren Ausführungsform liefert die Wiederholung Werte für die Schallgeschwindigkeit an/in jeder von unterschiedlichen Positionen oder Regionen. Es wird eine ein-, zwei- oder dreidimensionale Abbildung von Maßen der Schallgeschwindigkeit bereitgestellt. Die Schallgeschwindigkeit ist für unterschiedliche Gewebe und/oder Gewebe mit unterschiedlichen Eigenschaften unterschiedlich.
In Schritt 34 sendet der Bildprozessor die berechnete/n Geschwindigkeit oder Geschwindigkeiten. Die Übertragung erfolgt zu einer anderen Komponente des Ultraschallsystems oder aus dem Ultraschallsystem heraus. Zum Beispiel wird die Geschwindigkeit an einen Speicher, einen Strahlformer, eine Anzeige und/oder ein Netzwerk gesendet.
Ein Bild der Schallgeschwindigkeit kann erzeugt und an die Anzeige bereitgestellt werden. Das Bild beinhaltet die Geschwindigkeit als Text, wie z.B. eine alphanumerische Darstellung. In einer Ausführungsform wird eine einzelne Schallgeschwindigkeit bestimmt. Ein Benutzer positioniert einen Zeiger auf einem Bild. Als Reaktion gibt der Ultraschallscanner eine Schallgeschwindigkeit aus, die für diesen Punkt berechnet wurde. Es kann eine Grafik, eine Farbkodierung, eine Intensität oder eine andere Modulation gemäß der Geschwindigkeit verwendet werden. Alternativ dazu beinhaltet das Bild eine räumliche Verteilung der Schallgeschwindigkeiten für unterschiedliche Positionen. Eine ein-, zwei- oder dreidimensionale Darstellung der Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Position wird auf die Anzeige gerendert. Das Anzeigeraster kann sich von dem Scanraster und/oder dem Raster, für welches Verschiebungen berechnet werden, unterscheiden. Farbe, Helligkeit, Leuchtdichte, Farbton oder eine andere Eigenschaft von Pixeln werden in Abhängigkeit von der Schallgeschwindigkeit moduliert. Eine Variation in der Geschwindigkeit nach Regionen kann visualisiert werden.
In einem weiteren Beispiel wird die Geschwindigkeit an einen Strahlformer gesendet. Die Geschwindigkeit wird an den Strahlformer-Controller, Empfangsstrahlformer und/oder Sendestrahlformer gesendet. Alternativ dazu wird die Geschwindigkeit zum Bestimmen eines Verzögerungs- oder Phasenprofils verwendet und das Profil wird an den Strahlformer gesendet. Unter Verwendung der tatsächlichen Schallgeschwindigkeit oder Schallgeschwindigkeiten werden die Fokussierung und das Scanformat des Strahlformers gesteuert, um die Auflösung zu erhöhen oder für ein genaueres Scannen zu sorgen.
4A und 4B zeigen Beispiele unter Verwendung einer angenommenen und einer tatsächlichen Schallgeschwindigkeit bei der Strahlformung eines Ultraschallscanners zur Bildgebung eines Phantoms mit verschiedenen Punkt- oder Linienreflektoren (helle Punkte). Es werden B-Modus-Bilder erzeugt, jedoch können auch andere Arten von Bildgebung verwendet werden. In 4A ist die Schallgeschwindigkeit als 1450 m/s angenommen. In 4B wird die tatsächliche Schallgeschwindigkeit von 1540 m/s verwendet. Die Punkt- oder Linienreflektoren sind in 4B definierter oder weniger verschwommen. Die Verwendung der tatsächlichen Schallgeschwindigkeit kann die Fähigkeit eines Ultraschalldiagnostikers verbessern, Anatomie und/oder Gewebezustand zu unterscheiden, was bei der Diagnose hilft. Die tatsächliche Schallgeschwindigkeit resultiert auch in einer zuverlässigeren Distanzangabe. Es sei darauf hingewiesen, dass der Tiefenbereich von dem Wandler (0 cm) zu der entferntesten Tiefe in 4A kleiner als in 4B ist, und zwar aufgrund einer Kompression der Distanz durch die ungenaue Schallgeschwindigkeit.
5 ist ein Plot der strahlgeformten Abtastungen oder Hochfrequenzdaten von etwa 2,5 cm entlang der x-Achse beider 4A und 4B. Die Hochfrequenzdaten stellen eine Echoreaktion von drei Reflektoren entlang dieser vertikalen Linie in 4A und 4B dar. Daher zeigt 5 drei Fälle erhöhter Signalintensität für jedes der zwei Hochfrequenzsignale. Aufgrund der Verwendung einer angenommenen Schallgeschwindigkeit treten die Fälle erhöhter Intensität für 4A näher zu dem Wandler und mit weniger Distanz zwischen den Fällen auf. Die Verwendung der korrekten Schallgeschwindigkeit verändert die Distanz, wodurch eine wahre Distanz zwischen den Punkten bereitgestellt wird.
6 zeigt eine Ausführungsform eines Systems zur Bildgebung der Schallgeschwindigkeit. Durch das Sammeln von Scandaten als Reaktion darauf, dass das Gewebe auf die Scherwellenverschiebung reagiert, wird die Schallgeschwindigkeit bestimmt.
Das System ist ein medizinisches diagnostisches Ultraschallbildgebungssystem. In alternativen Ausführungsformen ist das System ein PC, eine Workstation, eine PACS-Station oder eine andere Anordnung an einem gleichen Ort oder verteilt über ein Netzwerk für Echtzeit-Bildgebung oder Bildgebung im Anschluss an die Erfassung.
Das System implementiert das Verfahren von 1 oder andere Verfahren. Das System beinhaltet einen Sendestrahlformer 12, einen Wandler 14, einen Empfangsstrahlformer 16, einen Bildprozessor 18, eine Anzeige 20 und einen Speicher 22. Es können zusätzliche, unterschiedliche oder weniger Komponenten vorgesehen sein. Zum Beispiel ist eine Benutzereingabe für die manuelle oder unterstützte Bezeichnung einer Region von Interesse, für welche Informationen erhalten werden sollen, vorgesehen.
Der Sendestrahlformer 12 ist ein Ultraschallsender, ein Speicher, ein Impulsgeber, eine Analogschaltung, eine Digitalschaltung oder Kombinationen davon. Der Sendestrahlformer 12 ist zum Erzeugen von Wellenformen für mehrere Kanäle mit unterschiedlichen oder relativen Amplituden, Verzögerungen und/oder Synchronisierung konfiguriert. Die Wellenformen werden erzeugt und mit jeglicher Zeitpunkt- oder Impulswiederholungsfrequenz auf Elemente des Wandlers 14 angewandt. Zum Beispiel erzeugt der Sendestrahlformer 12 einen Anregungsimpuls zum Erzeugen einer Scherwelle in einer Region von Interesse und erzeugt entsprechende Übertragungen zur Verfolgung resultierender Verschiebungen mit Ultraschall. Der Sendestrahlformer 12 kann zum Erzeugen einer Sequenz oder einer anderen Kombination von Anregungsimpulsen zum Erzeugen mehrerer zu verfolgender Wellen konfiguriert sein.
Der Sendestrahlformer 12 ist mit dem Wandler 14 verbunden, wie z.B. über einen Sende-/Empfangsschalter. Bei Übertragung von Schallwellen von dem Wandler 14 werden ein oder mehrere Strahlen während eines gegebenen Sendeereignisses gebildet. Die Strahlen sind Anregungsimpulse und/oder Verfolgungsstrahlen. Zum Scannen einer Gewebeverschiebung wird eine Sequenz von Sendestrahlen zum Scannen einer ein-, zwei- oder dreidimensionalen Region erzeugt. Sektor-, Vector®-, lineare oder andere Scanformate können verwendet werden. Das Scannen durch den Sendestrahlformer 12 erfolgt nach der Übertragung des Anregungsimpulses (d.h. ARFI-Stoßimpuls), kann jedoch auch das Scannen nach Referenzframes, die bei der Verfolgung verwendet werden, vor der Übertragung des Anregungsimpulses beinhalten. Die gleichen Elemente des Wandlers 14 werden sowohl für das Scannen als auch das Verschieben von Gewebe verwendet, jedoch können auch unterschiedliche Elemente, Wandler und/oder Strahlformer verwendet werden.
Der Wandler 14 ist eine 1-, 1,25-, 1,5-, 1,75- oder 2-dimensionale Anordnung piezoelektrischer oder kapazitiver Membranelemente. Der Wandler 14 beinhaltet mehrere Elemente zur Wandlung zwischen Schall- und elektrischer Energie. Zum Beispiel ist der Wandler 14 eine eindimensionale PZT-Anordnung mit etwa 64-256 Elementen.
Der Wandler 14 ist mit dem Sendestrahlformer 12 verbunden, zur Umwandlung elektrischer Wellenformen in Schallwellenformen, und ist mit dem Empfangsstrahlformer 16 verbunden, zur Umwandlung von akustischen Echos in elektrische Signale. Der Wandler 14 sendet den Anregungsimpuls und Verfolgungsstrahlen. Die Wellenformen sind auf eine Geweberegion oder - position von Interesse in dem Patienten fokussiert. Die Sendestrahlen sind relativ zu dem Wandler in einem von verschiedenen Winkeln innerhalb eines Sichtfeldes des Wandlers 14 abgewinkelt. Die Schallwellenformen werden als Reaktion auf die Anwendung der elektrischen Wellenformen auf die Wandlerelemente erzeugt. Für das Scannen mit Ultraschall zum Erkennen einer Verschiebung sendet der Wandler 14 Schallenergie und empfängt Echos. Empfangssignale werden als Reaktion auf Ultraschallenergie (Echos) erzeugt, die auf die Elemente des Wandlers 14 treffen.
Der Empfangsstrahlformer 16 beinhaltet mehrere Kanäle mit Verstärkern, Verzögerungen und/oder Phasendrehern, und einen oder mehrere Addierer. Jeder Kanal ist mit einem oder mehreren Wandlerelementen verbunden. Der Empfangsstrahlformer 16 wendet relative Verzögerungen, Phasen und/oder Apodisation an, um einen oder mehrere Empfangsstrahlen als Reaktion auf jede Übertragung zur Erkennung der Gewebereaktion oder Verfolgung zu bilden. Dynamische Fokussierung bei Empfang kann vorgesehen sein. Ist nur eine Tiefe oder ein Tiefenbereich von Interesse, kann die dynamische Fokussierung vorgesehen sein oder nicht. Der Empfangsstrahlformer 16 gibt Daten, die räumliche Positionen darstellen, unter Verwendung der empfangenen Schallsignale aus. Relative Verzögerungen und/oder Synchronisierung und Summation von Signalen von unterschiedlichen Elementen liefern die Strahlformation. In alternativen Ausführungsformen ist der Empfangsstrahlformer 16 ein Prozessor zum Erzeugen von Abtastungen unter Verwendung von Fourier- oder anderen Transformationen.
Für die parallele Empfangsstrahlformation ist der Empfangsstrahlformer 16 ein paralleler Empfangsstrahlformer, welcher derart konfiguriert ist, dass er zusätzliche Sätze von Kanälen und entsprechende Addierer beinhaltet. Jeder Kanal wendet relative Verzögerungen und/oder Synchronisierung zum Bilden eines Strahls mit dem Addierer an. Der Empfangsstrahlformer 16 kann jede Zahl N von Sätzen von Kanälen und Addierern aufweisen. N ist eine ganze Zahl von 1 oder höher, zur Bildung einer entsprechenden Zahl von Strahlen gleichzeitig mit oder als Reaktion auf einen gleichen Verfolgungs-Sendestrahl. Die Empfangsstrahlen können als eine regelmäßige Abtastung des Raumes in einer Region von Interesse ausgebildet sein. Die Positionen werden gleichzeitig durch entsprechende Empfangsstrahlen, die durch den Empfangsstrahlformer 16 gebildet werden, abgetastet.
Der Empfangsstrahlformer 16 kann einen Filter beinhalten, wie z.B. einen Filter zum Isolieren von Informationen in einer zweiten Oberwelle oder einem anderen Frequenzband relativ zu dem Sendefrequenzband. Derartige Informationen können wahrscheinlicher gewünschte Gewebe-, Kontrastmittel- und/oder Durchflussinformationen beinhalten.
Der Empfangsstrahlformer 16 gibt summierte Strahldaten aus, die räumliche Positionen darstellen. Es werden Daten für eine einzelne Position, Positionen entlang einer Linie, Positionen für einen Bereich oder Positionen für ein Volumen ausgegeben. Die Daten können unterschiedlichen Zwecken dienen. Zum Beispiel werden unterschiedliche Scans für die B-Modus oder Gewebedetektion durchgeführt als für die Scher- oder Longitudinalwellendetektion. Alternativ dazu werden die B-Modus-Daten auch zum Bestimmen einer Verschiebung verwendet, die durch eine Scher- oder Longitudinalwelle verursacht wird.
Der Empfangsstrahlformer 16 ist zum Erkennen von Reaktionen von Gewebe auf die Welle, die durch den Anregungsimpuls erzeugt wird, konfiguriert. Das Gewebe wird gescannt. Die Empfangssignale, die durch den Empfangsstrahlformer 16 erzeugt werden, stellen eine Reaktion von dem Gewebe zu der Zeit der Abtastung dar. Unterschiedliche Positionen werden gleichzeitig abgetastet. Da das Gewebe jeglicher Verschiebung unterliegt, die durch die Welle verursacht wird, wird die Gewebereaktion durch die Abtastung erfasst. Die akustischen Reaktionen werden an jeder von mehreren Positionen zu jeder von mehreren Zeiten erkannt. Die Reaktionen des Gewebes auf mehr als eine Welle können erkannt werden. Der Empfangsstrahlformer 12 erkennt eine Reaktion von Gewebe auf eine Scherwelle an jeder von mehreren Positionen zu jeder von mehreren Zeiten.
Der Bildprozessor 18 oder ein separater Strahlformer-Controller konfiguriert die Strahlformer 12, 16. Durch das Laden von Werten in Register oder eine Tabelle, das/die für den Betrieb verwendet wird, werden die Werte von Erfassungsparametern, die durch die Strahlformer 12, 16 für den ARFI oder andere Bildgebung verwendet werden, eingestellt. Zu den Werten zählen Verzögerungs- oder Phasenprofile, die auf der Schallgeschwindigkeit beruhen. Für einen gegebenen Scan verwenden der Sendestrahlformer 12 und/oder der Empfangsstrahlformer 16 eine gegebene oder voreingestellte Schallgeschwindigkeit. Es kann jegliche/s Steuerstruktur oder -format zur Etablierung der Bildgebung verwendet werden. Die Strahlformer 12, 16 werden veranlasst, Daten für die Bildgebung mit einer Frame-Rate und/oder mit einer Auflösung zu erfassen. Unterschiedliche Werte von einem oder mehreren Erfassungsparametern können in einer unterschiedlichen Frame-Rate und/oder Auflösung resultieren.
Der Bildprozessor 18 ist ein B-Modus-Detektor, ein Doppler-Detektor, ein gepulster Doppler-Detektor, ein Korrelationsprozessor, ein Fourier-Transformations-Prozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ein allgemeiner Prozessor, ein Steuerprozessor, ein FPGA (Field Programmable Gate Array), ein digitaler Signalprozessor, eine Analogschaltung, eine Digitalschaltung, Kombinationen davon oder ein anderes derzeit bekanntes oder später entwickeltes Gerät zum Berechnen von Verschiebungen aus Reaktionen, die durch den Empfangsstrahlformer 16 ausgegeben werden, Berechnen einer Scherwellengeschwindigkeit, Berechnen von Zeitdifferenzen und/oder Berechnen einer Schallgeschwindigkeit.
In einer Ausführungsform beinhaltet der Bildprozessor 18 einen oder mehrere Detektoren und einen separaten Prozessor. Der separate Prozessor ist ein Steuerprozessor, ein allgemeiner Prozessor, ein digitaler Signalprozessor, eine Grafikverarbeitungseinheit, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ein FPGA (Field Programmable Gate Array), ein Netzwerk, ein Server, eine Gruppe von Prozessoren, ein Datenpfad, Kombinationen davon oder ein anderes derzeit bekanntes oder später entwickeltes Gerät zum Bestimmen einer Verschiebung und/oder Berechnen einer Schallgeschwindigkeit aus Verschiebungen. Der Prozessor 18 ist durch Software und/oder Hardware zum Durchführen der Schritte konfiguriert.
In einer Ausführungsform für die Schallgeschwindigkeitsbildgebung schätzt der Prozessor 18 eine Gewebeverschiebung für jede von mehreren seitlichen Positionen im Laufe der Zeit. Die Verschiebungen, die zu unterschiedlichen Zeiten auftreten, werden für jede Position geschätzt. Zum Beispiel werden Schätzungen von Verschiebungen für die verschiedenen Positionen für jede von mehreren Abtastzeiten gebildet. Die Daten, die durch den Empfangsstrahlformer 16 ausgegeben werden, werden zum Bestimmen der Verschiebungen an jeder Position für jede von unterschiedlichen Zeiten verwendet. Die Verschiebungen können durch das Korrelieren oder anderweitige Bestimmen eines Ähnlichkeitslevels zwischen Referenzdaten und Daten, die erhalten werden, um das Gewebe zu einer Zeit darzustellen, erhalten werden.
Der Bildprozessor 18 kann zum Schätzen der Scherwellengeschwindigkeit oder einer anderen Eigenschaft des Gewebes aus den Verschiebungen, die zum Berechnen der Schallgeschwindigkeit oder Verschiebungen, die als Reaktion auf eine unterschiedliche Scherwelle gemessen werden, verwendet werden, konfiguriert sein. Es werden eine oder mehrere Spitzen in einem Profil der Verschiebungen in Abhängigkeit von der Zeit gefunden. Basierend auf der Distanz von dem Anregungsimpuls-Fokuspunkt zu der Abtastposition und der Zeit des Auftretens der Scherwelle an der Abtastposition berechnet der Bildprozessor 18 die Scherwellengeschwindigkeit. In einem weiteren Beispiel berechnet der Prozessor 18 die Gewebesteifigkeit, Viskosität und/oder den Modul. Der Prozessor 18 kann auch andere Eigenschaften berechnen, wie z.B. die Beanspruchung oder Elastizität. In alternativen Ausführungsformen wird ein angenommener oder voreingestellter Wert der Scherwellengeschwindigkeit anstelle eines gemessenen Wertes verwendet.
Der Bildprozessor 18 ist zum Schätzen der Schallgeschwindigkeit in dem Gewebe aus den Reaktionen des Gewebes auf die Scherwelle konfiguriert. Die Schallgeschwindigkeit wird aus den Verschiebungen geschätzt. Die Verschiebungen im Laufe der Zeit für jede Position werden verglichen, um eine Differenz in der Zeit des Auftretens der Scherwelle an den Positionen zu bestimmen. Ist die Sendelinie für die Scherwelle nicht parallel zu einer Linie durch die Abtastpositionen, kommt die Scherwelle an jeder der Positionen zu einer unterschiedlichen Zeit an oder passiert diese zu einer unterschiedlichen Zeit. Der Winkel der Sendescanlinie für den ARFI zu der Linie durch die Abtastpositionen, die Zeitdifferenz und die Geschwindigkeit der Scherwelle werden zum Berechnen der tatsächlichen Distanz zwischen den Abtastpositionen verwendet. Die Strahlformer-basierte Schallgeschwindigkeit und die Distanz zwischen den Positionen werden zusammen mit der tatsächlichen Distanz zum Berechnen der Schallgeschwindigkeit verwendet. Das Verhältnis der tatsächlichen Distanz zu der Strahlformer-Distanz ist gleich dem Verhältnis der tatsächlichen Schallgeschwindigkeit zu der Strahlformer-Schallgeschwindigkeit, wodurch es dem Bildprozessor 18 gestattet wird, die Schallgeschwindigkeit zu berechnen.
Die Schallgeschwindigkeit wird für eine Position geschätzt, wie z.B. eine durch einen Benutzer bezeichnete Position. Alternativ dazu wird die Schallgeschwindigkeit für jede von mehreren Positionen geschätzt. Der Bildprozessor 18 bestimmt eine räumliche Verteilung der Schallgeschwindigkeiten in dem Patienten.
Der Prozessor 18 erzeugt Bild- oder Anzeigewerte, die aus der Schallgeschwindigkeit abgebildet werden, und gibt diese an die Anzeige 20 aus. Ein Text oder eine numerische Angabe der Schallgeschwindigkeit wird dem Benutzer angezeigt. In einer Ausführungsform wird die Schallgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Position angezeigt. Werte, Grafiken und/oder Gewebedarstellungen können unter Verwendung der Geschwindigkeit an unterschiedlichen Positionen angezeigt werden. Für eine Darstellung des Gewebes moduliert die Schallgeschwindigkeit die Farbe, den Farbton, die Helligkeit und/oder eine andere Anzeigeeigenschaft für unterschiedliche Pixel, welche eine Geweberegion darstellen. Der Bildprozessor 18 bestimmt einen Pixelwert (z.B. RGB) oder einen skalaren Wert umgewandelt in einen Pixelwert. Das Bild wird als der skalare oder Pixelwert erzeugt. Das Bild kann an einen Videoprozessor, eine Nachschlagetabelle, eine Farbabbildung oder direkt an die Anzeige 20 ausgegeben werden.
Die Anzeige 20 ist eine CRT, ein LCD, ein Monitor, eine Plasmaanzeige, ein Projektor, ein Drucker oder ein anderes Gerät zum Anzeigen eines Bildes oder einer Sequenz von Bildern. Es kann jede derzeit bekannte oder später entwickelte Anzeige 20 verwendet werden. Die Anzeige 20 ist geeignet zum Anzeigen eines Bildes oder einer Sequenz von Bildern. Die Anzeige 20 zeigt zweidimensionale Bilder oder dreidimensionale Darstellungen an. Die Anzeige 20 zeigt ein oder mehrere Bilder an, welche die Schallgeschwindigkeit, abgeleitet aus Scherwellen-bedingten Verschiebungen, darstellen. Eine Tabelle, ein Patientenbericht oder eine Gewebedarstellung wird einschließlich der Geschwindigkeit angezeigt. Als ein weiteres Beispiel wird eine Schallgeschwindigkeit assoziiert mit einer Position, die in einem zweidimensionalen Bild oder einer dreidimensionalen B-Modus-Darstellung angegeben ist, angezeigt. Alternativ oder zusätzlich dazu ist das Bild eine Grafik. In noch anderen Ausführungsformen wird ein B-Modus-Bild überlagert mit Farbmodulation für die Schallgeschwindigkeit angezeigt.
Der Bildprozessor 18 kann die Schallgeschwindigkeit an den Sendestrahlformer 12, den Empfangsstrahlformer 16 oder beide senden. Die Übertragung an die Strahlformer 12, 14 kann an einen Strahlformer-Controller erfolgen. Es wird der Schallgeschwindigkeitswert selbst oder die Schallgeschwindigkeit, wie in Verzögerungs-/Phasenprofile basierend auf der Schallgeschwindigkeit eingeschlossen, gesendet. Die Strahlformer 12, 14 sind zum Scannen unter Verwendung von Verzögerungs- und/oder Phasenprofilen basierend auf der Schallgeschwindigkeit konfiguriert. Die Verwendung der gemessenen oder tatsächlichen Schallgeschwindigkeit für das Gewebe des Patienten zum Konfigurieren der Strahlformer 12, 14 kann in einer genaueren räumlichen Darstellung resultieren. Die geschätzte Schallgeschwindigkeit wird zum Betreiben der Strahlformer 12, 14 in einem anschließenden Scan jeglicher Art (z.B. B-Modus-Bildgebung) verwendet. Die Geschwindigkeit wird einmal für eine gegebene Bildgebungssitzung geschätzt. In anderen Ausführungsformen wird die Geschwindigkeit periodisch während einer Bildgebungssitzung für einen Patienten geschätzt.
Der Prozessor 18, der Empfangsstrahlformer 16 und der Sendestrahlformer 12 arbeiten gemäß Anweisungen, die in dem Speicher 22 oder einem anderen Speicher gespeichert sind. Die Anweisungen konfigurieren das System für die Durchführung der Schritte von 1. Die Anweisungen konfigurieren den Bildprozessor 18, den Empfangsstrahlformer 16 und/oder den Sendestrahlformer 12 für den Betrieb, indem sie in einen Controller geladen werden, das Laden einer Tabelle von Werten veranlassen und/oder ausgeführt werden. Der Sendestrahlformer 12 wird durch die Anweisungen konfiguriert, die Erzeugung eines Anregungsstrahls, von Verfolgungsstrahlen und/oder anderer Bildgebungsstrahlen zu veranlassen. Der Empfangsstrahlformer 16 wird durch die Anweisungen konfiguriert, Daten für die Verfolgung und/oder Bildgebung zu erfassen. Der Bildprozessor 18 wird zum Schätzen von Verschiebungen und Schallgeschwindigkeiten aus den Verschiebungen konfiguriert.
Der Speicher 22 ist ein nichttransitorisches computerlesbares Speichermedium. Die Anweisungen zur Implementierung der hierin diskutierten Prozesse, Verfahren und/oder Techniken werden auf den computerlesbaren Speichermedien oder Speichern bereitgestellt, wie z.B. ein Cache, ein Puffer, ein RAM, entfernbare Medien, eine Festplatte oder andere computerlesbare Speichermedien. Zu computerlesbaren Speichermedien zählen verschiedene Arten flüchtiger und nichtflüchtiger Speichermedien. Die in den Figuren veranschaulichten oder hierin beschriebenen Funktionen, Schritte oder Aufgaben werden als Reaktion auf einen oder mehrere Sätze von Anweisungen ausgeführt, die in oder auf computerlesbaren Speichermedien gespeichert sind. Die Funktionen, Schritte oder Aufgaben sind unabhängig von der bestimmten Art des Anweisungssatzes, des Speichermediums, des Prozessors oder der Verarbeitungsstrategie und können durch Software, Hardware, integrierte Schaltungen, Firmware, Mikrocode und dergleichen, die allein oder in Kombination arbeiten, durchgeführt werden. Ebenfalls können zu Verarbeitungsstrategien Multiprocessing, Multitasking, parallele Verarbeitung und dergleichen zählen.
In einer Ausführungsform sind die Anweisungen zum Lesen durch lokale oder entfernte Systeme auf einem entfernbaren Mediengerät gespeichert. In anderen Ausführungsformen sind die Anweisungen zum Transfer über ein Computernetzwerk oder über Telefonleitungen an einem entfernten Ort gespeichert. In noch anderen Ausführungsformen sind die Anweisungen innerhalb eines/r gegebenen Computers, CPU, GPU oder Systems gespeichert.
Während die Erfindung oben durch Verweis auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte verstanden werden, dass viele Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne sich vom Umfang der Erfindung zu entfernen. Es ist daher beabsichtigt, dass die vorstehende detaillierte Beschreibung als veranschaulichend anstatt als einschränkend angesehen wird und dass verstanden werden soll, dass die folgenden Ansprüche, einschließlich aller Äquivalente, der Definition des Geistes und Umfangs dieser Erfindung dienen sollen.

Claims

Verfahren zur Schallgeschwindigkeitsbildgebung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Senden (24), mit einem Ultraschallscanner, eines akustischen Strahlungskraftimpulses in Gewebe eines Patienten entlang einer ersten Linie; Erkennen (26), mit dem Ultraschallscanner, von Verschiebungen des Gewebes im Laufe der Zeit, die als Reaktion auf eine Scherwelle, die aus dem akustischen Strahlungskraftimpuls resultiert, erzeugt werden, wobei die Verschiebungen an jeder von mindestens zwei Positionen, die von der ersten Linie beabstandet sind, erkannt werden; Bestimmen (28) einer Änderung in der Zeit der Verschiebungen im Laufe der Zeit für eine erste der Positionen relativ zu den Verschiebungen im Laufe der Zeit an einer zweiten der Positionen; Berechnen (32) einer Schallgeschwindigkeit in dem Patienten aus der Änderung in der Zeit, wobei die Schallgeschwindigkeit in dem Gewebe des Patienten in Abhängigkeit von (a) einer Scherwellengeschwindigkeit oder Steifigkeit und (b) einer Zeitdifferenz bei der Ausbreitung der Scherwelle zu unterschiedlichen Positionen in dem Gewebe des Patienten berechnet wird; und Erzeugen eines Bildes der Schallgeschwindigkeit.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Senden (24) das Senden des akustischen Strahlungskraftimpulses als fokussiert in einer Tiefe entlang der ersten Linie umfasst, und wobei das Erkennen (26) ein Erkennen umfasst, bei dem mindestens eine der Positionen in einer anderen Tiefe ist und die Positionen entlang einer zweiten Linie sind, die sich von der ersten Linie unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Senden (24) das Senden mit der ersten Linie in einem Winkel weg von der Senkrechten zu einem Wandler umfasst, und wobei das Erkennen (26) das Erkennen mit den Positionen entlang einer zweiten Linie in einem unterschiedlichen Winkel relativ zu dem Wandler (14) als die erste Linie umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Erkennen (26) der Verschiebungen im Laufe der Zeit das Erkennen eines Verschiebungsprofils für jede der Positionen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Erkennen (26) der Verschiebungen das Bestimmen einer Verschiebungsmenge von Gewebe zu einer Referenz umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Bestimmen (28) das Identifizieren von Spitzenverschiebungen in den Verschiebungen im Laufe der Zeit für jede der Positionen und das Bestimmen einer zeitlichen Differenz zwischen den Spitzenverschiebungen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Bestimmen (28) das Korrelieren der Verschiebungen einer ersten der Positionen im Laufe der Zeit mit den Verschiebungen einer zweiten der Positionen im Laufe der Zeit umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Berechnen (32) der Schallgeschwindigkeit das Berechnen der Schallgeschwindigkeit in dem Patienten zwischen den Positionen umfasst; und welches ferner das Wiederholen des Erkennens (26), des Bestimmens (28) und des Berechnens (32) für andere Sätze von Positionen, die auf die Scherwelle reagieren, umfasst; wobei das Erzeugen des Bildes das Erzeugen eines Bildes einer räumlichen Verteilung der Schallgeschwindigkeiten für den Patienten für die Sätze von Positionen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welches ferner das Schätzen einer Scherwellengeschwindigkeit in dem Patienten umfasst; wobei das Berechnen (32) der Schallgeschwindigkeit das Berechnen aus der Änderung in der Zeit und der Scherwellengeschwindigkeit umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Berechnen (32) der Schallgeschwindigkeit das Berechnen aus der Änderung in der Zeit, einem Winkel, einer Scherwellengeschwindigkeit, einer voreingestellten Geschwindigkeit und einer Distanz zwischen den Positionen mit der voreingestellten Geschwindigkeit umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Berechnen (32) der Schallgeschwindigkeit das Berechnen aus einem ersten Verhältnis einer durch ein Ultraschallsystem verwendeten Geschwindigkeit zu der Schallgeschwindigkeit und einem zweiten Verhältnis einer Ultraschallsystembasierten Distanz zwischen den Positionen und einer Scherwellen-basierten Distanz umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei sich die Scherwelle in einem Winkel von mehr als 20 Grad und weniger als 70 Grad zu einer Linie durch die Positionen bewegt, und das Berechnen (32) das Berechnen in Abhängigkeit von dem Winkel umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Erzeugen des Bildes das Erzeugen eines Bildes, welches einen Wert der Schallgeschwindigkeit zeigt, umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, welches ferner das Verwenden der Schallgeschwindigkeit in einem Strahlformer (12) des Ultraschallscanners zur Bildgebung des Patienten umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Senden (24) das Senden des akustischen Strahlungskraftimpulses als ein solcher Impuls in einem Muster mehrerer Impulse umfasst, wobei das Erkennen (26) als Reaktion auf das Muster erfolgt, und wobei das Bestimmen (28) das Bestimmen der Änderung in der Zeit aus mehreren Spitzen in den Verschiebungen für jede Position umfasst.
System zur Bildgebung von Schallgeschwindigkeit, wobei das System Folgendes umfasst: einen Sendestrahlformer (12), der zum Erzeugen eines Anregungsimpulses konfiguriert ist; einen Empfangsstrahlformer (16), der zum Erkennen von Reaktionen von Gewebe auf eine Scherwelle, die durch den Anregungsimpuls erzeugt wird, konfiguriert ist, wobei die Reaktionen an jeder von mehreren Positionen zu jeder von mehreren Zeiten erkannt werden; einen Bildprozessor (18), der zum Schätzen der Schallgeschwindigkeit in dem Gewebe aus den Reaktionen des Gewebes auf die Scherwelle konfiguriert ist, wobei der Bildprozessor (18) zum Schätzen der Schallgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem Maß der Scherwellengeschwindigkeit in dem Gewebe und einer zeitlichen Differenz, mit welcher die Scherwelle die Positionen passiert, konfiguriert ist; und eine Anzeige (20), die zum Anzeigen der Schallgeschwindigkeit geeignet ist.
System nach Anspruch 16, wobei der Bildprozessor (18) zum Schätzen der Schallgeschwindigkeit an den Positionen konfiguriert ist, und wobei die Anzeige (20) zum Anzeigen der Schallgeschwindigkeiten an den mehreren der Positionen als ein Bild konfiguriert ist.
System nach einem der Ansprüche 16 bis 17, wobei der Sendestrahlformer (12), der Empfangsstrahlformer (16) oder sowohl der Sendestrahlformer (12) als auch der Empfangsstrahlformer (16) zum Scannen mit Verzögerungsprofilen basierend auf der geschätzten Schallgeschwindigkeit konfiguriert sind.
Nichttransitorisches computerlesbares Speichermedium mit darin gespeicherten Daten, welche Anweisungen, die durch einen programmierten Prozessor ausführbar sind, zur Schätzung einer Schallgeschwindigkeit darstellen, wobei das Speichermedium Anweisungen für Folgendes umfasst: Senden, mit einem Ultraschallscanner, eines akustischen Strahlungskraftimpulses in ein Medium entlang einer ersten Linie; Beobachten einer Scherwelle, die sich in dem Medium ausbreitet, mit dem Ultraschallscanner; Berechnen (32) einer Schallgeschwindigkeit in dem Medium in Abhängigkeit von (a) einer Scherwellengeschwindigkeit oder Steifigkeit und (b) einer Zeitdifferenz bei der Ausbreitung der Scherwelle zu unterschiedlichen Positionen in dem Medium; und Senden der Schallgeschwindigkeit.