具体实施方式

图3示意性地示出了根据本发明的方法PRO的步骤。

根据本发明的方法PRO包括以下步骤：

-CALC步骤，根据使用用于弹性成像的探头采集的超声信号，计算P个可能深度范围中的至少一个中的粘弹性质。在该步骤中，可以在单个深度范围或在几个深度范围中计算性质；在该步骤期间，将通过用于弹性成像的探头采集的超声信号用于计算用于弹性成像的探头与粘弹性介质的壁之间的距离PCD；

-步骤TEST_PCD，验证其中已经计算了粘弹性质的计算深度范围。如果深度范围满足根据探头与介质的壁之间的距离或“探头到包膜距离”PCD计算的标准，则将该深度范围定义为有效；

-步骤TEST_VAL，验证在一个或多个有效计算深度范围内的粘弹性介质性质值的值的计算。在该步骤期间，将验证标准应用于粘弹性质的每次计算以确定其有效性。如果计算满足根据弹性图的质量计算的有效性标准，则认为计算有效。例如，如果在计算深度范围中测量的弹性图的质量足够高，则认为计算有效。即，如果测量的弹性图的信噪比足够高，则认为计算有效；

-步骤SEL，根据选择标准从包括有至少一个有效计算的有效深度范围中选择深度范围。选择标准可以仅基于进行的最后一次测量或进行的所有测量。即，如果计算步骤CALC包括执行单个测量，则选择标准仅基于最后一次或当前测量。如果计算步骤CALC包括进行多次测量，则选择标准可以考虑所进行的不同测量，即所进行的测量的历史。

这些步骤可以以图3所示的顺序或以不同的顺序执行。所有或部分步骤可以并行执行。

根据实施例，用于计算深度范围的选择标准仅基于当前测量。在这种情况下，最佳深度范围的选择仅考虑由所执行的最后一次测量提供的信息。

在选择步骤SEL中选择的深度范围可以是：

-在所测量的弹性图中观察到最佳信噪比的深度范围；

-在弹性图上观察到剪切波的最佳传播，即最佳质量弹性图的深度范围；

-观察到介质的最大同质性的深度范围。

有利地，这些深度范围选择标准使得可以在介质内的深度范围中选择剪切波正确传播的深度范围或对应于器官的更大同质性的深度范围。

根据另一实施例，深度范围选择标准基于所进行的测量的历史。在这种情况下，最佳深度范围的选择考虑由所进行的所有测量提供的信息。

所选择的深度范围可以是：

-在所进行的M次测量中具有最高数量的有效测量的深度范围；

-在所进行的M次测量中观察到所计算的性质值之间的最小离散的深度范围；

-满足根据环境的同质性计算的标准的深度范围；

-在所进行的M次测量中在弹性图中观察到最佳平均或中值信噪比的深度范围；

-观察到弹性图上的最佳剪切波传播(其是所进行的M次测量中的最佳平均或中值质量标准)的深度范围；

-在所进行的M次测量中观察到介质的最大平均或中值同质性的深度范围。

第一个CALC步骤包括在P个可能深度范围中的至少一个深度范围内计算介质的性质，该计算根据在测量期间由超声探头采集的超声信号来执行。根据实施例，在P个范围的至少一个中重复计算M次。

所测量的性质可以是粘弹性质，例如脉冲剪切波的传播速度或介质的弹性。在这种情况下，测量是瞬时弹性成像测量。

所测量的性质可以是超声性质，例如受控衰减参数(CAP)。在这种情况下，测量包括生成一连串超声采集。

在步骤TEST_PCD期间，确定每个计算深度范围的有效性。只有当有效性标准满足预定条件时，才认为每个计算深度范围有效。

深度范围有效性标准可以是二进制的，并且具有对应于有效范围的第一值和对应于无效范围的第二值。

根据实施例，根据反射的超声信号确定深度范围有效性标准，据此计算超声探头与粘弹性介质的壁之间的距离。这个距离也被称为“探头到包膜距离”或PCD。

如果深度范围不包括粘弹性介质的壁或表面，则将其定义为有效。例如，如果待表征的粘弹性介质是人或动物肝脏，则如果深度范围不包括肝脏包膜，则将其定义为有效。

有利地，这种有效性标准使得可以仅保留完全包括在待表征的介质内的测量。

在步骤TEST_VAL期间，确定在一个或多个有效计算深度范围内粘弹性介质的性质的值的计算的有效性。即，在每次新测量M时确定每个计算值的有效性。只有当有效性标准满足预定条件时，才认为每个计算有效。计算有效性标准可以是二进制的，并且具有对应于有效测量的第一值和对应于无效测量的第二值。

根据实施例，根据脉冲弹性图定义测量有效性标准。

弹性图是用于在脉冲弹性成像测量期间使剪切波的传播可视化的图像。弹性图由二维矩阵定义，并且提供由剪切波在介质中的传播生成的位移的时空(spatio-temporal)表示。

例如，可以根据测量的脉冲弹性图的质量建立有效性标准。脉冲弹性图的质量的估计可以由脉冲弹性图的信噪比提供。其有效计算的性质值则是利用具有高于预定阈值的信噪比的脉冲弹性图的测量。

自动认为在无效深度范围内的介质的性质的计算无效。

有利地，这种有效性标准使得可以丢弃对应于例如由于探头的不良定位或瞬时剪切波在粘弹性介质内的不良传播而导致的低质量脉冲弹性图的测量。

在步骤SEL期间，从有效计算的一个或多个性质值中选择最佳深度范围。如果深度范围满足所应用的最佳选择标准，则将其定义为最佳。

有利地，该步骤允许自动选择用于测量介质的性质的最佳深度范围。

图4示出了当粘弹性介质是肝脏F并且根据超声测量确定深度范围的有效性标准(即患者皮肤S和肝脏壁之间的探头到包膜的距离PCD)时的根据本发明的计算深度范围的选择。图中的水平轴表示从患者皮肤S测量的深度Pr。

在图4所示的情况下，通过一次或多次超声采集测量的探头到包膜的距离PCD为38mm。

计算深度范围P具有下限Pi和上限Ps。在图4的情况下，Pi＝45mm，Ps＝85mm。

为了获得有效的深度范围，选择计算深度范围P，使得其下限Pi严格大于探头到包膜距离PCD，Pi＞PCD。

即，如果Pi＞PCD，则有效性标准取与有效深度范围相对应的值。否则，有效性标准取与无效深度范围相对应的值。

为了提高深度范围的有效性标准的可靠性，可以引入过渡区Tr。深度范围P中的深度范围的有效性条件于是变为：Pi＞PCD+Tr。

在图4的示例中，过渡区具有5mm的厚度，Tr＝5mm。

有利地，根据包膜到探头距离PCD限定的深度范围的有效性标准的使用确保了计算深度范围完全包括在待表征的介质内。

即，根据PCD探头-包膜距离限定的深度范围的有效性标准的使用使得能够避免由测量区内的粘弹性介质的壁引起的测量误差。

图5a、5b、5c和5d示出了当存在三个可能深度范围时，肝脏F的弹性性质的测量深度范围的验证。所表示的三个深度范围具有以下深度：

-在35mm和75mm之间的P[35-75]；

-在40mm和80mm之间的P[40-80]；

-在45mm和85mm之间的P[45-85]。

图5a对应于探头到包膜距离PCD＝26mm。使用参考图4所示的深度范围的质量标准，结果是35mm＞PCD+Tr，35mm是较浅范围的下限。在这种情况下，所有三个深度范围对应于有效深度范围VA。

图5b对应于探头到包膜距离PCD＝32mm。使用参考图4所示的质量标准，结果是35mm＜PCD+Tr＜40mm。深度范围P[35-75]具有等于35mm的下限，因此对应于无效深度范围NVA。这是由于对应于PCD+TR＝37mm的深度落入P[35-75]的范围内。即，对应于范围P[35-75]进行的肝脏性质的测量将由于存在肝脏壁和过渡区Tr而改变。另一方面，深度范围P[40-80]和P[45-85]对应于有效深度范围，因为它们完全被包括在要表征的环境F内。

图5c示出了探头-包膜距离PCD＝38mm的情况。深度PCD+Tr＝43大于范围P[35-75]和P[40-80]的下限。因此，这两个深度范围对应于无效深度范围NVA。在图5c所示的情况下，仅范围P[45-85]对应于有效深度范围VA。

图5d示出了探头到包膜距离PCD＝60mm的情况。在这种情况下，没有一个深度范围对应于有效深度范围VA。

图6a示出了确定在一个或多个有效计算深度范围内的粘弹性介质的性质值的计算的有效性的步骤TEST_VAL。对于每次测量M，在一个或多个有效深度范围中对计算质量标准进行计算。

根据脉冲弹性图E的质量标准建立性质计算的有效性标准。

图6b以表格的形式示出了粘弹性介质的性质的值的计算的验证的示例，该表格根据诸如图6a中表示的弹性图构造。诸如图6b中所示的表的构造是作为有效深度范围的函数的确定性质的每个计算的有效性的步骤TEST_VAL的实施例。

图6b中的表格示出了包括针对三个可能的深度范围：P[35-75]、P[40-80]和P[45-85]的测量#1、#2、#3的序列的情况。

实线表示在测量#i处的探头到包膜距离PCD+Tr的深度。

表中的行示出了针对每个深度范围P的性质的计算的二进制有效性结果。每条线的较低的线对应于深度范围变为无效的边界深度。当深度范围无效时，不进行性质计算有效性标准的确定，并且将其定义为无效。

该表示出了根据PCD值的变化粘弹性质的值的计算的有效条件。

图6b中的性质计算的有效性标准是二进制的，并且可以取两个值“o”和“x”。值“o”对应于给定深度范围内的有效计算，值“x”对应于无效计算。深度范围的无效性由缩写“NVA”表示，这意味着PCD包膜探头距离不满足先前定义的以下条件：Pi＞PCD+Tr。

计算的有效性标准的性质值示出测量#1在深度范围P[40-80]中有效，而在指示弹性图质量较差的另外两个深度范围P[35-75]和P[45-85]中无效，。

深度范围标准的值指示测量#2在所有深度范围中都无效。黑色实线的位置显示了在进行测量时在可能的深度范围内存在肝脏包膜。

深度范围的有效性标准的值显示测量#3在深度范围P[35-75](较浅的深度范围)中无效。对应于深度范围P[35-75]的性质#3的计算的非有效性是由在该深度范围内存在肝脏包膜引起的。

确定深度范围有效性TEST_PCD和测量TEST_VAL的步骤通常使用计算装置来执行，例如存在于用于进行测量的设备中的存储器和微处理器。

图7a中示出了当最佳范围的选择仅基于当前测量时，自动选择满足最佳选择标准的深度范围的步骤SEL。

图7a表示在P＝3个可能范围内重复测量M＝6次的情况。两个表格表示在三个深度范围中在测量#3和#6时的有效性标准的测量历史。

每列代表用于针对给定的测量#i计算的粘弹性介质的性质的值的计算的有效标准的值，每行对应于三个可能的深度范围中的一个。

在给定深度范围内，性质计算可能由于无效深度范围或由于低于预定阈值的弹性图质量标准而无效。

对于每次测量，深度范围的自动选择与先前测量无关，并且所选择的深度范围在表中显现为亮背景。从一次测量到下一次测量，选择最佳深度范围的历史不变。

根据粘弹性介质的性质在可能的不同深度范围内的所有有效值计算粘弹性介质的性质的平均值或中值。

图7b中示出了当基于历史或所有测量来选择最佳范围时自动选择满足最佳选择标准的深度范围的步骤SEL。

图7b再次考虑图7a的示例，表示在P＝3个可能范围内重复测量M＝6次的情况。两个表格表示在三个深度范围中在测量#3和#6时的测量有效性标准的历史。

每列代表用于针对给定的测量#i计算的性质值的计算的有效标准的值，每行对应于三个可能的深度范围中的一个。

在给定深度范围内，性质计算可能由于无效深度范围或由于低于预定阈值的弹性图质量标准而无效。

对于每次测量，自动选择深度范围并且所选择的深度范围显现在表格中的亮背景上。从一次测量到下一次测量，更新深度范围选择的历史。用最后一次测量的最佳深度范围替换根据所有先前测量所选择的深度范围。

例如，在测量#3时，针对所有测量#1至#3选择较深的深度范围P[45-85]。在测量#6时，范围P[40-80]满足最佳选择标准，用相同的深度范围P[40-80]更新和替换所有先前的范围选择。

根据相同深度范围内的所有有效性质值计算粘弹性介质性质的平均值或中值。

根据实施例，如果在SEL选择步骤中两个或更多个深度范围提供相同的最佳选择标准，则选择较浅的深度范围。

有利地，这允许选择最接近超声换能器的深度范围，并且因此选择具有最高信噪比的深度范围。

可替换地，根据另一实施例，选择较深深度范围。

有利地，这允许选择离肝脏包膜最远的深度范围。

选择步骤SEL通常使用计算装置来执行，例如存在于用于进行测量的设备中的存储器和微处理器。

图9以图形方式总结了验证深度范围的步骤TEST_PCD、验证粘弹性介质的性质值的计算的步骤TEST_VAL和选择最佳深度范围的步骤SEL。

根据实施例，最佳深度范围的选择SEL仅基于当前测量。

在另一实施例中，最佳深度范围的选择SEL基于进行的测量的历史。

图8示意性地示出了利用自动选择计算深度范围来全局测量粘弹性介质的性质的方法步骤，使用根据本发明的方法PRO来执行深度范围的自动选择。

测量方法包括第一步骤A，使用根据本发明的方法PRO自动选择计算深度范围。在步骤A中，将粘弹性质的测量值存储在存储器中。

全局测量方法还包括第二步骤B，根据步骤A中计算的值对粘弹性质进行全局计算。可以使用均值或中值类型函数来执行全局计算。

根据实施例，在步骤B中，根据有效计算的、并在步骤A中已经计算的性质的值计算粘弹性介质的性质。

如果方法PRO包括执行M次测量，则根据有效计算的、并在先前选择的一个或多个深度范围中执行计算的性质的值来执行粘弹性介质的性质的全局计算。例如，粘弹性介质的性质值是有效计算的、并在所选择的一个或多个深度范围内获得的性质值的平均值或中值。

实际上，在仅基于当前测量的深度范围选择的情况下，一旦选择了最后一次测量的深度范围，就使用与独立深度范围相对应的M次测量来确定所测量的性质的全局值。例如，全局测量值可以是对应于所选择的范围计算的值的平均值。

在基于所进行的测量的历史的深度范围选择的情况下，一旦选择了最后一次测量的深度范围，就使用对应于最后一次所选择的范围的M次测量的性质值来确定性质的全局值。例如，全局值可以是对应于所选择的范围计算的值的平均值。有利地，根据本发明的全局测量方法使得可以通过选择在用于测量的一个或多个最佳深度范围内的有效计算的性质值来提高粘弹性质的测量的再现性和可靠性。

根据本发明，对于自动选择深度范围和测量粘弹性介质的性质的方法的实施所必需的测量可以有利地在瞬时弹性成像测量的范围内使用诸如 的设备来执行。

在这种情况下，粘弹性介质的性质选自包括以下性质的组：弹性、杨氏模量、剪切模量、剪切波在粘弹性介质内的传播速度。

P个可能范围被设定在其中观察到介质的超声采集深度的范围内。该观察区域取决于检查时使用的探头的性质。如图1所示，存在测量深度的范围P的几个选择。

实施根据本发明的方法PRO的每次测量M包括监测瞬时剪切波在要表征的粘弹性介质内的传播。为此，在测量#i期间，根据在瞬时脉冲弹性成像测量期间采集的超声信号建立瞬时弹性图E。弹性图E使得可以测量上述弹性性质之一，并且确定在限定的深度范围内的性质计算的有效性标准。

在瞬时剪切波的传播期间，以高重复率产生超声采集，以监测瞬时剪切波的传播。反射信号也可用于确定探头到包膜距离。探头到包膜距离的值使得可以计算深度范围的有效性标准。

使用包括在用于进行瞬时弹性成像测量的设备中的计算装置来执行自动选择深度范围的步骤。计算装置包括例如存储器和微处理器。存储器被配置为存储所进行的M次测量的结果以及由微处理器计算的各种有效性标准的值。

用于执行瞬时弹性成像测量的设备还包括用于显示诸如所选择的计算深度范围或粘弹性介质的性质值之类的方法的结果的装置。

可替换地，介质的性质可以是超声衰减参数，例如受控衰减参数(CAP)。

本发明的第三个目的是一种通过使用根据本发明的方法自动选择计算深度范围来测量粘弹性介质的性质的设备，所述设备包括：

·用于弹性成像的探头；

·计算装置，至少包括存储器和微处理器；所述设备被构造和布置为：

·根据使用用于弹性成像的探头和计算装置采集的超声信号，计算探头与界定粘弹性介质的壁之间的距离(PCD)；

·根据使用用于弹性成像的探头和计算装置采集的超声信号，计算P个可能计算深度范围中的至少一个中的粘弹性介质的性质；

·确定P个计算深度范围中的至少一个的有效性，如果计算深度范围满足根据探头和界定粘弹性介质的壁之间的距离(PCD)计算的有效性标准，则认为该计算深度范围有效；

·确定在一个或多个有效深度范围内的粘弹性介质的性质的值的计算的有效性，如果计算满足根据弹性图的质量确定的有效性标准，则认为该计算有效；

·在包括有至少一个有效计算的有效深度范围中选择满足预定选择标准的深度范围；

·根据在所选择的深度范围内的有效计算的性质的值，计算粘弹性质的全局值，使用中值或均值类型的数学函数计算所述全局值。

用于弹性成像的探头是指具有至少一个超声换能器的探头。用于弹性成像的探头的示例是用于执行瞬时弹性成像方法的探头。

该设备被配置为实施根据本发明的用于自动选择计算深度范围并且计算在所选择的深度范围内的介质的性质的全局值的方法。

根据本发明的设备的实施例，将计算装置包括在用于弹性成像的探头中。

根据实施例，根据本发明的设备还包括用于显示测量结果的装置。例如，显示装置被配置为显示测量的弹性图、为测量而选择的深度范围和测量的粘弹性质。

图9总结了根据本发明的用于自动选择计算深度范围的方法PRO。

在步骤CALC期间，使用用于弹性成像的超声探头或探头来计算粘弹性介质的性质以及探头和粘弹性介质的壁之间的距离PCD。根据由探头发射的超声发射和由介质反射并由探头检测到的超声波来计算粘弹性介质的性质和PCD。

在步骤TEST_PCD期间，检查粘弹性质的计算深度范围的有效性。如果范围完全包括在粘弹性介质内，即如果从探头到介质的壁的距离小于深度范围的界限，PCD＜Pmin，则认为该范围有效。

根据实施例，如果没有深度范围是有效的，则在下一深度范围执行粘弹性介质的性质值的计算。或者，停止PRO方法。

在步骤TEST_VAL期间，检查对应于有效深度范围的粘弹性介质的性质值的计算的有效性。基于与测量相关联的弹性图的质量，将计算定义为有效。

在步骤SEL中，从具有至少一个有效的性质计算的有效深度范围中选择深度范围。根据预定标准进行深度范围的选择。

图9示出了选择步骤SEL的两个实施例。

根据第一实施例，计算深度范围的选择仅基于所执行的当前或最后一次测量。在这种情况下，如果几个深度范围包括有有效计算的性质的值，则应用以下选择标准之一来选择深度范围：

·所有深度范围中的弹性图的最佳信噪比；

·所有深度范围中的弹性图上的最佳剪切波传播(质量标准)；

·所有深度范围中的最佳同质性标准(LTT)。

该实施例也在图7a中示出。

在第二实施例中，计算深度范围的选择基于历史或进行的所有测量。在这种情况下，所选择的深度范围满足以下标准之一：

·有效计算的性质的值的数量最大；

·性质的平均值或中值的离散最小；

·所有深度范围中的弹性图的最佳平均或中值信噪比；

·所有深度范围的中弹性图上的最佳剪切波传播(平均或中值质量标准)；

·所有深度范围中的最佳平均或中值同质性标准(LTT)。

该实施例也在图7b中示出。