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CN111700639B - 超声诊断设备及其控制方法 - Google Patents

超声诊断设备及其控制方法 Download PDF

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CN111700639B
CN111700639B CN202010191788.4A CN202010191788A CN111700639B CN 111700639 B CN111700639 B CN 111700639B CN 202010191788 A CN202010191788 A CN 202010191788A CN 111700639 B CN111700639 B CN 111700639B
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Samsung Medison Co Ltd
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Abstract

提供了一种超声诊断设备及其控制方法，在控制超声诊断设备的方法中，以预设间隔发射多个跟踪脉冲以观测对象的感兴趣区域(ROI)中感生的剪切波，设定与多个跟踪脉冲中的每个跟踪信号对应的多接收扫描线，并且选择性对多接收扫描线执行信号处理。

Description

超声诊断设备及其控制方法
本申请基于并要求于2019年3月18日在韩国知识产权局提交的第2019-0030525号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的公开内容通过引用被包含于此。
技术领域
本公开涉及一种超声诊断设备及其控制方法。
背景技术
超声诊断设备用于将从超声探头换能器产生的超声信号通过对象的表面辐射到对象内部的目标部位，并且使用关于从对象反射的超声信号(超声回波信号)的信息无创地获取软组织的断层图像或血流图像。
超声诊断设备的优点在于其紧凑且便宜、可实时显示以及由于没有暴露于X射线等的风险而与X射线诊断设备相比具有高安全性，因此被广泛用于心脏、乳房、腹部、泌尿和产科诊断。
另一方面，人体的组织具有弹性，并且可基于组织的弹性来检测病变组织。超声诊断设备可测量组织的弹性并且对弹性成像。详细地，超声诊断设备可通过估计剪切波速度来计算弹性，并可产生剪切波的弹性图像。
然而，当诊断肥胖患者时，由于脂肪层而发生严重的混响，这导致难以准确地测量弹性。
发明内容
因此，本公开的目的在于提供一种即使在存在混响的情况下也能够通过改善剪切波观测的性能来准确地测量弹性的超声诊断设备及其控制方法。
本公开的另一目的在于提供一种能够在感兴趣区域(ROI)被设定得宽时通过将用于剪切波观测的跟踪脉冲的间隔设定得宽来准确地测量弹性的超声诊断设备及其控制方法。
本公开的其他方面将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地从描述中将是显而易见的，或者可通过本公开的实践而获知。
因此，本公开的一方面在于提供一种控制超声诊断设备的方法，所述方法包括：向目标对象的感兴趣区域(ROI)发射推动脉冲以感生剪切波；基于所述ROI的位置，调节多个跟踪脉冲发射到的焦点的位置；将所述多个跟踪脉冲发射到所述ROI；响应于所述多个跟踪脉冲，接收从所述ROI反射的超声回波信号；基于所述超声回波信号，估计与所述ROI相关联的剪切波速度；基于所述剪切波速度，生成剪切波弹性图像；以及在显示器上输出所述剪切波弹性图像。
所述方法还可包括以径向形式设定所述ROI，其中，发射所述多个跟踪脉冲的步骤包括：将所述多个跟踪脉冲径向地发射到呈径向形式的所述ROI。
调节所述焦点的位置的步骤可包括：响应于所述ROI的移动而将所述焦点移动到所述ROI中。
接收所述超声回波信号的步骤可包括：设定多接收扫描线的集合，每个集合对应于所述多个跟踪脉冲中的相应一个跟踪脉冲，其中，估计剪切波速度的步骤可包括：选择性地对所述多接收扫描线执行信号处理。
估计剪切波速度的步骤可包括：将所述多接收扫描线的集合中的每个集合中的位于相同相对位置处的接收扫描线分组以生成多个组；估计各自与所述多个组中的相应一个组对应的多个剪切波速度；以及基于多个剪切波速度，确定最终剪切波速度。
确定最终剪切波速度的步骤可包括：将多个剪切波速度的平均值或在多个剪切波速度中的每个上使用可靠性测量指数(RMI)而获得的加权平均值确定为最终剪切波速度。
估计剪切波速度的步骤可包括：从所述多接收扫描线中选择一些接收扫描线；以及基于沿着所选择的一些接收扫描线接收的超声回波信号，估计剪切波速度。
选择接收扫描线的步骤可包括：从所述多接收扫描线的集合中选择与所述多个跟踪脉冲中的每个跟踪脉冲相邻的接收扫描线。
选择接收扫描线的步骤可包括：选择具有小于预定值的位置误差的接收扫描线。
估计剪切波速度的步骤还可包括：估计所述剪切波在所述多接收扫描线中的每条上的到达时间，其中，选择接收扫描线的步骤可包括：选择除了剪切波具有最小到达时间的接收扫描线和剪切波具有最大到达时间的接收扫描线之外的接收扫描线。
输出所述剪切波弹性图像的步骤可包括：显示弹性、深度和可靠性测量指数(RMI)。
发射所述多个跟踪脉冲的步骤可包括：以交错方法发射所述多个跟踪脉冲。
估计剪切波速度的步骤可包括：在所述多接收扫描线中的每条的多个采样点处检测组织的位移；基于所述组织的位移，估计剪切波在所述多接收扫描线中的每条上的到达时间；以及基于所述多接收扫描线之间的距离和剪切波在所述多接收扫描线上的到达时间之间的差，估计剪切波速度。
本公开的另一方面在于提供一种超声诊断设备，所述超声诊断设备包括：超声探头，被配置为：向目标对象的感兴趣区域(ROI)发射推动脉冲，向所述ROI发射多个跟踪脉冲以观测由所述推动脉冲感生的剪切波，并且响应于所述多个跟踪脉冲而接收从所述ROI反射的超声回波信号；控制器，被配置为：基于所述ROI的位置来调节所述多个跟踪脉冲发射到的焦点的位置，基于所述超声回波信号来估计与所述ROI相关联的剪切波速度，基于剪切波速度生成剪切波弹性图像；以及显示器，在所述显示器上输出所述剪切波弹性图像。
所述控制器可以以径向形式设定所述ROI，并且控制所述超声探头将所述多个跟踪脉冲径向地发射到呈径向形式的所述ROI。
所述控制器可响应于所述ROI的移动而将所述焦点移动到ROI中。
所述控制器可布置多接收扫描线的集合，每个集合对应于所述多个跟踪脉冲中的相应一个，并且所述控制器可选择性地对所述多接收扫描线执行信号处理。
所述控制器可将所述多接收扫描线的集合中的每个集合中的位于相同相对位置处的接收扫描线分组以生成多个组，可估计各自与所述多个组中的相应一个组对应的多个剪切波速度，并且可基于多个剪切波速度确定最终剪切波速度。
所述控制器可将多个剪切波速度的平均值或在多个剪切波速度中的每个上使用可靠性测量指数(RMI)获得的加权平均值确定为最终剪切波速度。
所述控制器可从所述多接收扫描线中选择一些接收扫描线，并且基于沿着所选择的一些接收扫描线接收的超声回波信号来估计剪切波的速度。
所述控制器可从所述多接收扫描线的集合中选择与所述多个跟踪脉冲中的每个跟踪脉冲相邻的接收扫描线。
所述控制器可选择具有小于预定值的位置误差的接收扫描线。
所述控制器可估计剪切波在所述多个接收扫描线中的每条上的到达时间，并且选择除了剪切波具有最小到达时间的接收扫描线和剪切波具有最大到达时间的接收扫描线之外的接收扫描线。
所述控制器可控制所述显示器以显示弹性、深度和可靠性测量指数(R MI)。
所述控制器可控制所述超声探头以交错方法发射所述多个跟踪脉冲。
所述控制器可在所述多接收扫描线中的每条的多个采样点处检测组织的位移，基于所述组织的位移来估计剪切波在所述多接收扫描线中的每条上的到达时间，并且基于所述多接收扫描线之间的距离和剪切波在所述多接收扫描线上的到达时间之间的差来估计剪切波速度。
附图说明
通过结合附图对实施例进行的以下描述，本公开的这些和/或其他方面将变得明显和更容易理解，在附图中：
图1示出了根据实施例的超声诊断设备。
图2是示出根据实施例的超声诊断设备的配置的框图。
图3是示出根据实施例的超声探头的配置的框图。
图4示出了超声波的发射和接收。
图5是示意性示出估计剪切波速度的方法的流程图。
图6示出了由推动脉冲感生剪切波。
图7示出了剪切波的传播。
图8示出了检测剪切波的方法的示例。
图9示出了根据检测剪切波的方法的另一示例的跟踪脉冲的发射。
图10示出了发射多个跟踪脉冲以加宽观测区域的方法。
图11示出了多个跟踪脉冲的径向发射以适合于感兴趣区域。
图12示出了与单个跟踪脉冲对应的多接收扫描线。
图13示出了多个跟踪脉冲和多接收扫描线的集合的序列。
图14示出了组织的位移与剪切波的到达时间之间的关系。
图15示出了多接收扫描线的位置误差。
图16示出了关于多接收扫描线中的每条的剪切波到达时间的误差。
图17示出了多接收扫描线的集合中的位于相同相对位置处的接收扫描线。
图18示出了针对位于相同相对位置处的接收扫描线的剪切波到达时间。
图19是示出控制超声诊断设备的方法的流程图，其描述了通过对接收扫描线进行分组来估计剪切波速度的方法。
图20示出了用于描述图19中所示的估计剪切波速度的方法的波前图。
图21是示出根据另一实施例的控制超声诊断设备的方法的流程图，其描述了通过选择一些接收扫描线来估计剪切波速度的方法。
图22和图23示出了用于描述图21中所示的估计剪切波速度的方法的波前图。
图24和图25示出了多个跟踪脉冲之间的间隔。
图26和图27示出了根据现有技术的弹性测量的结果。
图28示出了通过根据实施例的控制超声诊断设备的方法的弹性测量的结果。
具体实施方式
在整个说明书中，相同的标号指示相同的元件。将不会描述本公开的实施例的全部元件，并且将省略本领域公知的内容或者实施例中彼此重复的内容的描述。
还将理解的是，术语“连接”或其派生词指的是直接连接和间接连接，并且间接连接包括通过无线通信网络的连接。
还将理解的是，术语“包括”和/或“包含”在被用于本说明书时，列举存在所阐述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，而不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件。
尽管可使用术语“第一”、“第二”、“A”、“B”等来描述各种组件，但所述术语不限制对应的组件，而是仅出于将一个组件与另一组件区间区分开的目的被使用。如在此使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式旨在也包括复数形式。
此外，在说明书中描述的诸如“部件”、“模块”和“单元”的术语指的是处理至少一个功能或操作的单元，并且可通过软件、硬件组件(诸如，现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC))或软件和硬件的组合来实现。
用于方法步骤的附图标记仅为了便于解释，而不限制步骤的顺序。因此，除非上下文另外清楚地指出，否则所写顺序可以以其他方式实践。
“对象”可包括人或动物、或者人或动物的一部分。例如，对象不仅可包括块体，还可包括诸如肝脏、心脏、子宫、脑、乳房、腹部或血管的器官。此外，在说明书中，“用户”可以是医生、护士、临床病理学家、医学成像专家等，并且可以是开发和维修医疗设备的技术人员，但不限于此。
术语“超声图像”和“对象的图像”指的是使用超声波获得的对象的图像。
在下文中，将参照附图详细地描述本公开的实施例。
图1示出了根据实施例的超声诊断设备。
参照图1，超声诊断设备1包括超声探头100和主体200。超声探头100可向待诊断的对象发射超声信号，并接收从对象反射的超声回波信号。超声探头100接收从对象反射的超声回波信号，并将超声回波信号转换为电信号(在下文中，称为超声信号)。
超声探头100可通过电缆120连接到超声诊断设备1的主体200，并可从主体200接收用于控制超声探头100所需的各种信号。此外，超声探头100可将与超声回波信号对应的模拟信号或数字信号发送到主体200。
另外，超声探头100可实现为无线探头，并且可通过形成在超声探头100与主体200之间的网络发送和接收信号。下面参照图3描述超声探头100的具体实施方式。
主体200可包括探头选择组件(PSA)板250、控制面板260和显示器270(270-1和270-2)。PSA板250包括连接到超声探头100的端口。PSA板250可根据通过控制面板260输入的用户命令和控制器300的控制来激活超声探头100。电缆120的一端包括连接器130，连接器130可连接到PSA板250的端口。
控制面板260是从用户接收用于操作超声诊断设备1的命令的装置。控制面板260可接收关于超声探头100的设置信息，并且接收与主体200的操作相关的各种控制命令。
控制面板260可包括键盘。键盘可包括按钮、开关、旋钮、触摸板、轨迹球等。此外，控制面板260可包括第一显示器270-1。第一显示器270-1可显示用于控制超声诊断设备1的操作的图形用户界面(GUI)。第一显示器270-1可显示用于优化超声图像的相关信息，诸如，菜单或辅助图像。
第一显示器270-1可包括触摸面板，并且接收用户在图形用户界面上的触摸输入。第一显示器270-1可显示具有与包括在键盘中的按钮相同形状的图形用户界面。用户可通过对第一显示器270-1的触摸输入来输入用于控制超声诊断设备1的命令。
第二显示器270-2可显示超声图像。超声图像可以是二维(2D)超声图像或三维(3D)立体超声图像，并且可根据超声诊断设备1的操作模式来显示各种超声图像。此外，第二显示器270-2可显示超声诊断所需的菜单、指引项、关于超声探头100的操作状态的信息等。
第二显示器270-2可显示与参考超声图像重叠或配准的剪切波弹性图像。
第二显示器270-2也可包括触摸面板，并且接收用户在图形用户界面上的触摸输入。用户可通过第二显示器270-2上的触摸输入来输入用于控制超声诊断设备1的命令。
显示器270可实现为各种显示设备，诸如，液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)面板、等离子体显示面板(PDP)和有机发光二极管(OLED)面板。
图2是示出根据实施例的超声诊断设备的配置的框图。
参照图2，超声探头100可以是线阵探头、曲阵探头、相控阵列探头或容积探头。超声探头100不限于此，并且可包括诸如内腔(endocavity)探头、凸形探头、矩阵探头和/或3D探头的各种探头。
超声诊断设备1的主体200还可包括波束形成器281和282、图像处理器290和控制器300。
波束形成器可分为发射波束形成器281和接收波束形成器282。在使用超声信号获得图像时，使用波束形成技术来增加图像的分辨率。发射波束形成器281可向超声探头100施加发射脉冲。发射波束形成器281可应用适当的时间延迟，使得要由多个换能器元件发射的超声信号同时聚焦在一个焦点处，并且生成发射波束。换能器阵列110可将发射波束发射到对象中的目标部位。
此外，发射波束形成器281可生成沿着推动线发射的推动脉冲。推动脉冲可辐射到对象的感兴趣区域(ROI)以引起组织的位移并感生剪切波。使用组织的位移测量剪切波速度，这将在下面描述。推动脉冲可以是具有相对高聚焦的聚焦波束。
发射到对象的超声可从对象反射并且可入射回到超声探头100的换能器阵列110。反射的超声信号可定义为超声回波信号。
接收波束形成器281对从超声探头100接收的超声回波信号执行模拟/数字转换，并且执行接收波束形成。接收波束形成器281可对从焦点反射并返回到换能器元件的超声回波信号应用时间延迟，并且同时累加超声回波信号。
另外，波束形成器281和282可设置在超声探头100中。例如，当超声探头100是无线探头时，超声探头100可包括波束形成器281和282。
图像处理器290滤除接收波束中的噪声分量以改善超声图像的图像质量，执行用于检测接收到的信号的强度的包络检测处理，并且生成数字超声图像数据。
图像处理器290可执行扫描转换以对数字超声图像数据的扫描线进行转换，使得数字超声图像数据显示在显示器270上。此外，图像处理器290对超声回波信号执行图像处理，以产生A模式图像、B模式图像、D模式图像、E模式图像、M模式图像、多普勒图像和/或3D超声图像。图像处理器290对超声图像数据执行RGB处理使得超声图像显示在显示器270上，并且将超声图像数据发送到显示器270。
此外，图像处理器290可执行用于在超声图像上显示各条附加信息的图像处理。
尽管在图2中示出了图像处理器290与控制器300分离，但是控制器300可包括图像处理器290。
显示器270可显示超声图像和由超声诊断设备1处理的各种类型的信息。显示器270可显示用于调节所生成的超声图像的各种图形用户界面。
控制器300可控制超声诊断设备1的操作和超声诊断设备1的内部组件之间的信号流。控制器300可包括处理器310和存储器320。控制器300可实现为其中处理器310和存储器320安装在电路板上的处理板。处理器310和存储器320可通过总线连接。处理器310可设置在单个单元中或多个单元中。
控制器300可利用多个逻辑门实现，或者利用通用微处理器和被配置为存储可在微处理器中执行的程序的存储器320的组合来实现。
存储器320指的是存储超声诊断设备1中的每个组件的操作所需的算法和数据的存储介质。存储器320可包括高速随机存取存储器、磁盘、SRAM、DRAM、ROM等。此外，存储器320可以是从超声诊断设备1可拆卸的。存储器320可包括紧凑闪存(CF)卡、安全数字(SD)卡、智能媒体(SM)卡、多媒体卡(MMC)或记忆棒，但不限于此。
控制器300可电连接到PSA板250、控制面板260、显示器270以及波束形成器281和282中的每个，并且可生成用于控制超声探头100和主体200中的组件的控制信号。
下面参照图5至图14描述控制器300的详细操作。
图3是示出根据实施例的超声探头的配置的框图。
参照图3，超声探头100可包括换能器阵列110、电缆120、连接器130和探头控制器170。
换能器阵列110设置在超声探头100的端部处。换能器阵列110包括多个超声换能器元件的阵列。换能器阵列110通过由主体200的发射波束形成器281施加的脉冲信号或交流电而在振动的同时生成超声波。所生成的超声被发射到对象内部的目标部位。
由换能器阵列110生成的超声可被发射到针对对象内部的多个目标部位的多个焦点。也就是说，超声可以是多聚焦的并且可被发射到多个目标部位。
由换能器阵列110发射的超声作为从对象内部的目标部位反射的超声回波信号返回到换能器阵列110。在超声回波信号到达时，换能器阵列110以与超声回波信号的频率对应的预定频率振动，并且输出具有与振动频率对应的频率的交流电。因此，换能器阵列110可将超声回波信号转换成预定的电信号。
参照图5，超声探头100可向ROI发射参考脉冲511并接收作为参考脉冲511从感兴趣区域反射的结果的第一超声回波信号513。参考脉冲511具有波束轮廓。波束轮廓的宽度可被调节。
超声诊断设备1可基于第一超声回波信号513生成第一超声图像。第一超声图像可以是表示将力施加到ROI之前的组织的位置的与剪切波弹性图像区分开的参考超声图像。第一超声图像可以是ROI的B模式图像或M模式图像。
另外，超声探头100可通过向对象的ROI发射推动脉冲而感生剪切波，并且可向对象的ROI发射用于观测剪切波的跟踪脉冲并接收作为跟踪脉冲的反射的结果的超声回波信号。通过跟踪脉冲的反射获得的超声回波信号可定义为第二超声回波信号。超声诊断设备1的控制器300可基于第二超声回波信号生成第二超声图像。也就是说，第二超声图像可定义为剪切波拍摄图像。
包括在换能器阵列110中的换能器元件可被选择性地激活。通过换能器元件的选择性激活，可调节发射波束的宽度。此外，可以以预设间隔发射多个跟踪脉冲。
探头控制器170可包括处理器171和存储器172。探头控制器170的处理器171可以是通用微处理器，并且存储器172可存储可由处理器171执行的程序。探头控制器170将数据发送到主体200中并从主体200接收数据，并且控制超声探头100的整体操作。
超声探头100还可包括T/R开关和波束形成器。T/R开关用作用于控制换能器阵列110辐射超声信号的操作与换能器阵列110接收反射的回波信号的操作之间的转换的开关。
包括在超声探头100中的组件不限于图3中所示的那些组件，并且可以以各种组合来提供。
图4是示意性示出估计剪切波速度的方法的流程图。
参照图4，超声探头100可通过向对象的ROI发射推动脉冲来感生剪切波(410)。详细地，超声探头100可通过将聚焦波束照射到对象来引起对象中的组织的位移。当将聚焦波束照射到对象时，根据由聚焦波束引起的对象中的组织的轴向移动而发生变形，从而引起组织的位移。组织位移可导致剪切波传播。
此后，超声探头100可向对象的ROI发射用于观测剪切波的跟踪脉冲，并且接收作为跟踪脉冲的反射的结果的超声回波信号(420)。由跟踪脉冲的反射产生的超声回波信号可定义为第二超声回波信号。跟踪脉冲具有预定宽度的波束轮廓。跟踪脉冲可多次被顺序地发射到多个点。这样的剪切波观测方法被称为交错法。这将参照图10详细地描述。
另外，控制器300可基于第二超声回波信号生成第二超声图像。也就是说，第二超声图像可定义为剪切波拍摄图像。
超声诊断设备1的控制器300可在ROI中的多个采样点处检测组织的位移(430)。具体地，控制器300可设置多条发射扫描线，使得多个跟踪脉冲被发射到不同的位置，并且在与多条发射扫描线对应的多个采样点处检测组织的位移。例如，控制器300可通过对第一超声图像(作为参考超声图像)和第二超声图像(作为剪切波拍摄图像)执行互相关来检测组织的位移。
控制器300可基于组织的位移来估计剪切波到达组织的时间(440)。详细地，控制器300可将组织的位移最大时的时间点估计为剪切波到达时间。控制器300可针对多个采样点中的每个采样点估计剪切波到达时间。
控制器300可基于多个采样点之间的距离和剪切波到达时间来估计剪切波速度(450)。例如，控制器300可使用位于剪切波的行进方向上的两个采样点之间的距离和两个采样点的剪切波到达时间来计算剪切波速度。
在下文中，将更详细地描述估计剪切波速度的方法。
图6示出了通过推动脉冲感生剪切波。图7示出了剪切波的传播。
参照图6，超声探头100可在超声诊断设备1的控制下沿着深度方向(Z方向)上的推动线发射推动脉冲521。推动脉冲可辐射到ROI中的焦点520以引起组织的位移并且感生出剪切波530。推动脉冲是具有相对高聚焦的聚焦波束，并且可具有窄宽度的波束轮廓521a和521b。
当推动脉冲521发射到ROI中的焦点520时，可感生出剪切波530。也就是说，当通过推动脉冲521在深度方向(Z方向)上向焦点520的组织施加力时，焦点520的组织在深度方向(Z方向)上移动。由组织在深度方向(Z方向)上移动的距离可定义为位移。由于对象的组织具有一定程度的弹性并且相邻组织有机连接，因此位于焦点520处的组织的运动也对相邻组织产生影响。
参照图7，位于焦点520处的组织的运动引起相邻组织的位移。由于组织的位移，剪切波530可在X方向(与深度方向(Z方向)垂直的方向)上传播。剪切波530从推动脉冲521的焦点520向两侧传播。剪切波530根据介质的振动特性改变其速度。因此，可通过估计剪切波速度来获得组织的弹性。
图8示出了检测剪切波的方法的示例。图9示出了根据检测剪切波的方法的另一示例的跟踪脉冲的发射。
参照图8，超声探头100可将具有宽波束轮廓540a和540b的跟踪脉冲540发射到ROI550(由于组织的位移而在其中传播剪切波530)，并且接收作为跟踪脉冲540从ROI 550反射的结果的超声回波信号。超声诊断设备1可基于跟踪脉冲540的回波信号来检测组织的位移。
例如，控制器300可通过对作为参考超声图像的第一超声图像和作为剪切波拍摄图像的第二超声图像执行互相关来检测组织的位移。换句话说，控制器300可将施加推动脉冲521之前的第一超声图像(参考超声图像)与施加推动脉冲521之后的第二超声图像(剪切波拍摄图像)进行比较，从而检测组织运动的程度。
此外，控制器300可以以高帧频获取剪切波拍摄图像并比较连续的剪切波拍摄图像帧，从而检测组织的位移。
然而，当使用剪切波测量组织的弹性时，需要准确地观测剪切波的传播以准确地获得弹性。如图8中示，当跟踪脉冲540的波束轮廓540a和540b宽时，使得观测区域宽，并且因此可执行对ROI 550的均匀观测，但是观测性能(例如，信噪比(SNR))下降。图8中所示的跟踪脉冲540定义为宽聚焦发射波束(宽聚焦发射Tx波束)。
此外，当使用具有宽波束轮廓540a和540b的跟踪脉冲540时，在存在混响的环境下可能无法准确地测量弹性。也就是说，由于具有大宽度的发射波束可能包括许多干扰，因此弹性测量的准确度可能降低。
如图9中所示，当使用具有窄波束轮廓560a和560b的跟踪脉冲Tx1时，可获得相当高的SNR。图9中所示的跟踪脉冲Tx1可定义为紧密聚焦发射波束(紧密聚焦Tx波束)。即使在具有混响的环境下，使用窄发射波束也可提高弹性测量的准确度。然而，具有窄波束轮廓560a和560b的跟踪脉冲Tx1导致观测区域变窄。因此，为了加宽跟踪脉冲Tx1的观测区域，使用交错或询问方案。
将紧密聚焦的跟踪脉冲Tx1发射到ROI中。可基于ROI来调节跟踪脉冲Tx1发射到的焦点的位置。也就是说，可响应于ROI的移动而使跟踪脉冲Tx1的焦点移动到ROI中。可调节跟踪脉冲Tx1的焦点的深度(Z方向)和横向(X方向)上的位置中的至少一个。
紧密聚焦的跟踪脉冲Tx1的波束轮廓560a和560b被设定为小于ROI的宽度。也就是说，如图9中所示，跟踪脉冲Tx1在焦点处在X方向上的波束宽度被设定为小于ROI的宽度。
图10示出了发射多个跟踪脉冲以加宽观测区域的方法。
参照图10的左侧图，为了加宽具有窄波束轮廓560a和560b的跟踪脉冲Tx1的观测区域，可将多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4顺序地发射到ROI中的多个位置和/或焦点。也就是说，在沿着推动线521发射一个推动脉冲520之后，可沿着各条发射扫描线顺序地发射多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4。
在将多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4发射到ROI之前，将多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4中的每个跟踪脉冲的焦点的位置调节为包括在ROI中。此外，可调节多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4中的每个跟踪脉冲的焦点的位置，使得根据ROI的移动将焦点移动到ROI中。由于响应于ROI的移动来调节多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4中的每个跟踪脉冲的焦点的位置，因此可提高剪切波观测的准确度。
超声诊断设备1的控制器300对多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4中的每个跟踪脉冲的回波信号执行采样。此外，可执行插值以增加采样率。这样的剪切波观测方法由于采样在时间上是交错的而被称为交错方法。
另一方面，随着交错次数的增加，观测区域变宽，并且估计剪切波速度和弹性时误差会减小。在图10中，示出了执行四次交错。也就是说，图10示出了发射四个跟踪脉冲。
此外，参照图10的右侧图，可沿着推动线521顺序地发射多个推动脉冲520。可将多个推动脉冲520发射到相同的焦点或在推动线521上的不同深度处的位置。此外，可顺序地发射多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4以对应于各个推动脉冲520。换句话说，超声诊断设备1可发射第一推动脉冲并发射第一跟踪脉冲Tx1以观测剪切波，发射第二推动脉冲并发射第二跟踪脉冲Tx2以观测剪切波，发射第三推动脉冲并发射第三跟踪脉冲Tx3以观测剪切波，然后发射第四推动脉冲并发射第四跟踪脉冲Tx4以观测剪切波。这样的剪切波观测方法被称为询问方法。
如上所述，即使使用具有窄波束轮廓的跟踪脉冲，也可通过将多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4顺序地发射到ROI中的多个点来加宽可观测区域。
图11示出了多个跟踪脉冲的径向发射以适合于感兴趣区域。
参照图11，超声诊断设备1的控制器300可将ROI 550设定为径向形状(radialshape)、扇形形状或梯形形状。控制器300可控制超声探头100以径向发射多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4，从而对应于径向形成的ROI 550。也就是说，控制器300可控制换能器阵列110以径向发射多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4。
当超声探头100是凸型时，换能器阵列110可形成为曲面。因此，利用凸型换能器阵列110，可以以径向形状发射多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4。控制器300可选择性地激活包括在换能器阵列110中的换能器元件。控制器300可激活不同的换能器元件以发射多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4。
ROI 550可被设定为具有各种尺寸或宽度。用户可使用控制面板260设定ROI 550。另外，随着超声辐射的深度增加，ROI 550的尺寸或宽度可设定得更大。控制器300可将多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4之间的间隔设定为对应于所设定的ROI 550。此外，控制器300可将多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4的发射角度设定为对应于ROI 550。
将参照图24和图25描述设置多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4之间的间隔。
图12示出了与单个跟踪脉冲对应的多接收扫描线。
参照图12，超声诊断设备1的控制器300可设定与第一跟踪脉冲Tx1对应的多条接收扫描线Rx1-1、Rx1-2、Rx1-3和Rx1-4。在图12中，示出了四条接收扫描线Rx1-1、Rx1-2、Rx1-3和Rx1-4。通常，将多接收扫描线Rx1-1、Rx1-2、Rx1-3和Rx1-4之间的距离d设定为恒定。
第一跟踪脉冲Tx1具有预定宽度的波束轮廓560a和560b，并且将波束发射到与四条多接收扫描线Rx1-1、Rx1-2、Rx1-3和Rx1-4对应的位置。超声探头100的换能器阵列110可通过四条接收扫描线Rx1-1、Rx1-2、Rx1-3和Rx1-4接收超声回波信号。控制器300可适当地延迟并求和通过四条接收扫描线Rx1-1、Rx1-2、Rx1-3和Rx1-4接收到的超声回波信号。
使用这样的多接收扫描线的波束形成可减少超声图像采集时间并且增加超声图像的帧频。剪切波在沿着组织传播的同时快速衰减，因此在短时间内行进短距离。因此，通过对通过多接收扫描线接收到的超声回波信号进行采样，可容易地观测剪切波。
另一方面，增加接收扫描线的数量可看作增加采样点的方法。然而，响应于单个跟踪脉冲而设定大量接收扫描线可增加发射波束的宽度。如参照图8所描述的，当发射波束的宽度宽时，可能包括大量干扰，这可能降低SNR并且降低弹性测量的准确度。
图13示出了多个跟踪脉冲和多接收扫描线的集合的序列。
参照图13，示出了与四个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4中的每个跟踪脉冲对应的多接收扫描线的序列。控制器300可设定多接收扫描线的集合B1、B2、B3和B4以对应于多个对应的跟踪脉冲。具体地，控制器300可设定与第一跟踪脉冲Tx1对应的第一接收扫描线Rx1-1、第二接收扫描线Rx1-2、第三接收扫描线Rx1-3和第四接收扫描线Rx1-4的第一集合B1。此外，控制器300可设定与第二跟踪脉冲Tx2对应的第五接收扫描线Rx2-1、第六接收扫描线Rx2-2、第七接收扫描线Rx2-3和第八接收扫描线Rx2-4的第二集合B2。类似地，控制器300可设定分别与第三跟踪脉冲Tx3和第四跟踪脉冲Tx4对应的第三集合B3的多接收线和第四集合B4的多接收线。
参照第一接收扫描线Rx1-1(作为与第一跟踪脉冲Tx1对应的集合B1的接收扫描线的示例)，第一接收扫描线Rx1-1和第二接收扫描线Rx1-2设置在第一跟踪脉冲Tx1的左侧，第三接收扫描线Rx1-3和第四接收扫描线Rx1-4设置在第一跟踪脉冲Tx1的右侧。
通常，将包括在同一集合中的多接收扫描线Rx1-1、Rx1-2、Rx1-3和Rx1-4之间的距离d设定为恒定。此外，也将多接收扫描线的相邻集合之间的距离d设定为恒定。例如，将第四接收扫描线Rx1-4与第五接收扫描线Rx2-1之间的距离d设定为恒定。
超声探头100可通过在深度方向(Z方向)上向焦点520发射推动脉冲来感生剪切波530。由于剪切波530在与深度方向(Z方向)垂直的X方向上行进，因此超声探头100可沿着X方向发射第一跟踪脉冲Tx1至第四跟踪脉冲Tx4。当使用交错方法观测剪切波时，将由多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4产生的发射波束顺序地发射到多条接收扫描线Rx1-1至Rx4-4的位置。超声探头100可接收作为多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4沿着集合B1、B2、B3和B4的多接收扫描线反射的结果的超声回波信号。
剪切波530顺序地到达多条接收扫描线Rx1-1至Rx4-4的位置。控制器300可基于沿着多条接收扫描线Rx1-1至Rx4-4接收到的超声回波信号来检测与接收扫描线的位置对应的组织的位移。控制器300可针对多条接收扫描线Rx1-1至Rx4-4中的每条接收扫描线检测多个采样点处的组织的位移。
此外，控制器300可基于组织的位移来估计剪切波530在接收扫描线Rx1-1至Rx4-4中的每条接收扫描线上的到达时间。控制器300可基于接收扫描线之间的距离以及剪切波在接收扫描线上的到达时间之间的差来估计剪切波的速度。
例如，控制器300可在第一接收扫描线Rx1-1的多个采样点处检测组织的位移并估计剪切波530的到达时间。类似地，控制器300可在第二接收扫描线Rx1-2的多个采样点处检测组织的位移并估计剪切波530的到达时间。随后，控制器300可基于第一接收扫描线Rx1-1与第二接收扫描线Rx1-2之间的距离d以及剪切波在第一接收扫描线Rx1-1和第二接收扫描线Rx1-2中的每条接收扫描线上的到达时间来估计剪切波530的速度。
另一方面，第一接收扫描线Rx1-1与第二接收扫描线Rx1-2之间的距离d可指的是位于相同深度处的第一接收扫描线Rx1-1的第一采样点与第二接收扫描线Rx1-2的第二采样点之间的距离d。
图14示出了组织的位移与剪切波的到达时间之间的关系。
参照图14，与第一接收扫描线Rx1-1的第一采样点对应的组织的位移在时间t1处最大。因此，可将针对第一接收扫描线Rx1-1的第一采样点的第一剪切波到达时间确定为t1。类似地，与第二接收扫描线Rx1-2的第二采样点对应的组织的位移在时间t2处最大。因此，可将针对第二接收扫描线Rx1-2的第二采样点的第二剪切波到达时间确定为t2。
图15示出了多接收扫描线的位置误差。
参照图15，可以看出，与第一跟踪脉冲Tx1对应的多接收扫描线(第一接收扫描线Rx1-1至第四接收扫描线Rx1-4)的理想位置和实际位置之间存在差异。
如上所述，控制器300将第一接收扫描线Rx1-1至第四接收扫描线Rx1-4布置在第一跟踪脉冲Tx1的两侧，并且将第一接收扫描线Rx1-1至第四接收扫描线Rx1-4中的相邻两条接收扫描线之间的距离d设定为恒定。然而，由于第一跟踪脉冲Tx1的波束紧密聚焦，因此在设定的多接收扫描线(虚线)和实际的多接收扫描线(实线)之间发生位置误差。
具体地，实际生成的多接收扫描线趋于聚集在跟踪脉冲Tx1周围。第一接收扫描线Rx1-1和第二接收扫描线Rx1-2生成在从设定位置向右侧偏移的位置处。第三接收扫描线Rx1-3和第四接收扫描线Rx1-4生成在从设定位置向左侧偏移的位置处。因此，在设定的第一接收扫描线Rx1-1与设定的第二接收扫描线Rx1-2之间的距离d和实际的第一接收扫描线Rx1-1与实际的第二接收扫描线Rx1-2之间的距离de之间发生误差。接收扫描线的位置误差随着远离跟踪脉冲Tx1而增大。
现有技术使用多接收扫描线的整个采样点来估计剪切波的速度，而不考虑接收扫描线的这种位置误差。因此，导致估计的剪切波速度具有误差。
图16示出了关于多接收扫描线中的每条的剪切波到达时间的误差。
参照图16，示出了在多条接收扫描线Rx1-1至Rx4-4中测量的剪切波的到达时间的波前图。图16示出了剪切波到达多条接收扫描线Rx1-1至Rx4-4的各个采样点时的时间点。在波前图中示出的数值仅是说明性的目的，而不限于此。
如上所述，当使用紧密聚焦的发射波束时，可能发生接收扫描线的位置误差，并且因此也可能发生关于多条接收扫描线Rx1-1至Rx4-4的剪切波到达时间的误差。
在图16中，描述了关于第一接收扫描线Rx1-1至第五接收扫描线Rx2-1的剪切波到达时间。参照位于-44mm深度处的采样点，针对第一接收扫描线Rx1-1的第一采样点的第一剪切波到达时间约为3.4ms，针对第二接收扫描线Rx1-2的第二采样点的第二剪切波到达时间约为3.6ms，针对第三接收扫描线Rx1-3的第三采样点的第三剪切波到达时间约为3.75ms，针对第四接收扫描线Rx1-4的第四采样点的第四剪切波到达时间约为4.1ms，针对第五接收扫描线Rx2-1的第五采样点的第五剪切波到达时间约为4.5ms。
此外，第一剪切波到达时间与第二剪切波到达时间之间的差值ta1为0.2ms，第二剪切波到达时间与第三剪切波到达时间之间的差值ta2为0.15ms，第三剪切波到达时间与第四剪切波到达时间之间的差值ta3为0.35ms，第四剪切波到达时间与第五剪切波到达时间之间的差值ta4为0.4ms。如此，可以看出已经发生了接收扫描线的位置误差。
可使用各种方法来估计剪切波速度。作为示例，可基于第一采样点与第二采样点之间的距离以及第一剪切波到达时间与第二剪切波到达时间之间的差值来估计剪切波的速度。作为另一示例，可使用平面方程或波动方程针对多个采样点中的每个采样点估计剪切波的速度，并且将针对所有采样点的剪切波的速度累加并求平均值。
然而，反映所有扫描线和采样点的值的常规剪切波速度估计方法难以去除由接收扫描线的位置误差引起的剪切波速度的误差。因此，剪切波速度的估计结果的可靠性非常低。
在下文中，将描述可去除接收扫描线的位置误差的估计剪切波速度的方法。根据本公开，可通过选择性地对多接收扫描线执行信号处理来准确地获得剪切波速度。信号处理可指的是针对超声回波信号的处理。
图17示出了多接收扫描线的集合中的位于相同相对位置处的接收扫描线。图18示出了关于位于相同相对位置处的接收扫描线的剪切波到达时间。
参照图17，当假设以恒定间隔4d发射多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4时，也可将多条接收扫描线之间的间隔设定为恒定间隔d。此外，实际生成的接收扫描线的位置可与如上所述设定的接收扫描线的位置不同。因此，多条实际生成的接收扫描线之间的距离de可与多条设定的接收扫描线之间的距离d不同。
然而，多接收扫描线的集合B1、B2、B3和B4中的每个集合中的位于相同相对位置的接收扫描线之间的距离4d可以是恒定的。例如，第一接收扫描线Rx1-1与第五接收扫描Rx2-1之间的距离是4d。由于第一接收扫描线Rx1-1和第五接收扫描Rx2-1具有分别由第一跟踪脉冲Tx1和第二跟踪脉冲Tx2引起的位置误差，因此第一接收扫描线Rx1-1和第五接收扫描Rx2-1具有相同的相对位置。换句话说，由于第一接收扫描线Rx1-1是布置在第一集合B1中的第一位置上的接收扫描线，并且第五接收扫描线Rx2-1是布置在第二集合B2中的第一位置上的接收扫描线，因此第一接收扫描线Rx1-1和第二接收扫描线Rx1-2可被认为具有相同的相对位置。类似地，第二接收扫描线Rx1-2和第六接收扫描线Rx2-2也存在于相同的相对位置上。
图18是示出从图16的波前图中提取的位于相同相对位置处的接收扫描线的示图。也就是说，图18示出了关于第一接收扫描线Rx1-1、第五接收扫描线Rx2、第九接收扫描线Rx3-1和第十三接收扫描线Rx4-1(作为多接收扫描线的集合B1、B2、B3和B4中的布置在各个第一位置处的接收扫描线)的剪切波到达时间。
参照图18中位于-44mm深度处的采样点，针对第一接收扫描线Rx1-1的第一采样点的第一剪切波到达时间约为3.2ms，针对第五接收扫描线Rx2-1的第五采样点的第五剪切波到达时间约为4.2ms，针对第九接收扫描线Rx3-1的第九采样点的第九剪切波到达时间约为5.2ms，针对第十三接收扫描线Rx4-1的第十三采样点的第十三剪切波到达时间约为6.2ms。
此外，第一剪切波到达时间与第五剪切波到达时间之间的差tb1为1ms，第五剪切波到达时间与第九剪切波到达时间之间的差tb2为1ms，第九剪切波到达时间与第十三剪切波到达时间之间的差tb3为1ms。也就是说，可以看出，关于相同相对位置处的接收扫描线的剪切波到达时间之间的差值相同。
如此，超声诊断设备1可通过使用关于相同相对位置处的接收扫描线的剪切波到达时间估计剪切波速度来去除由接收扫描线的位置误差引起的剪切波速度的误差。
图19是示出控制超声诊断设备的方法的流程图，其描述了通过对接收扫描线进行分组来估计剪切波速度的方法。图20示出了用于描述图19中所示的估计剪切波速度的方法的波前图。
参照图19，超声诊断设备1的控制器300可控制超声探头100。超声探头100向对象的ROI发射推动脉冲以感生剪切波(1710)。此后，超声探头100向对象的ROI发射用于观测剪切波的多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4(1720)。在这种情况下，可基于ROI调节多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4之间的间隔。
超声探头100沿着多接收扫描线的集合B1、B2、B3和B4接收从ROI反射的超声回波信号，所述集合中的每个集合对应于多个跟踪脉冲中的相应一个(1730)。
超声诊断设备1的控制器300可在多条接收扫描线Rx1-1至Rx4-4中的每条接收扫描线的多个采样点处检测组织的位移(1740)。此外，控制器300可估计当剪切波到达多条接收扫描线Rx1-1至Rx4-4中的每条接收扫描线的多个采样点时的时间点(1750)。图20示出了当剪切波到达接收扫描线Rx1-1至Rx4-4中的每条接收扫描线的多个采样点时的时间点。
控制器300可将多接收扫描线的各个集合中的布置在相同相对位置处的接收扫描线进行分组，并生成多个组(1760和2010)。参照图20，将第一接收扫描线Rx1-1、第五接收扫描线Rx2-1、第九接收扫描线Rx3-1和第十三接收扫描线Rx4-1设定为第一组。此外，将第二接收扫描线Rx1-2、第六接收扫描线Rx2-2、第十接收扫描线Rx3-2和第十四接收扫描线Rx4-2设定为第二组。
将第三接收扫描线Rx1-3、第七接收扫描线Rx2-3、第十一接收扫描线Rx3-3和第十五接收扫描线Rx4-3设定为第三组，将第四接收扫描线Rx1-4、第八接收扫描线Rx2-4、第十二接收扫描线Rx3-4和第十六接收扫描线Rx4-4设定为第四组。
控制器300可估计各自与所述组中的一组对应的多个剪切波速度(1770)。控制器300可估计第一组的第一剪切波速度、第二组的第二剪切波速度、第三组的第三剪切波速度和第四组的第四剪切波速度。
例如，在第一组的情况下，控制器300可使用第一接收扫描线Rx1-1的第一采样点与第五接收扫描线Rx2-1的第五采样点之间的距离以及针对第一采样点与第五采样点的剪切波到达时间之间的差来计算第一剪切波速度。控制器300可使用包括在第一组中的第一接收扫描线Rx1-1、第五接收扫描线Rx2-1、第九接收扫描线Rx3-1和第十三接收扫描线Rx4-1的采样点来计算第一剪切波速度。
另一方面，控制器300可使用平面方程或波动方程计算关于包括在第一组中的多个采样点中的每个采样点的剪切波速度，并且通过对剪切波速求和并求平均值来计算第一剪切波速。控制器300可以以各种方式计算针对每个组的剪切波速度。
控制器300可组合各个组的剪切波速度以获得最终剪切波速度(1780和2020)。详细地，控制器300可将多个剪切波速度vi的平均值确定为最终剪切波速度vfinal，如下式1所示。
[式1]
此外，控制器30可将使用了针对剪切波速度vi中的每个剪切波速度的可靠性测量指数(RMI)(ri)的加权平均值确定为最终剪切波速vfinal，如下式2所示。
[式2]
另一方面，关于剪切波速度的RMI可通过组合剪切波传播的均匀性、剪切波位移的大小、剪切波形状的相关度等来获得。此外，RMI可通过各种已知的方法来计算。
例如，控制器300可以以两种不同的方法计算第一组的第一剪切波速度，并且基于通过两种不同的方法计算的第一剪切波速度的比例来确定针对第一剪切波速度的RMI。具体地，控制器300可使用以下值来计算1-1剪切波速度：通过对从推动脉冲发射到的焦点520至包括在第一组中的各个接收扫描线的距离求平均值获得的值，以及通过对关于包括在第一组中的各个接收扫描线的剪切波到达时间求平均值获得的值。此外，如上所述，控制器300可使用第一接收扫描线Rx1-1和第五接收扫描线Rx2-1来计算1-2剪切波速度。控制器300可通过将1-1剪切波速度与1-2剪切波速度之间的差除以1-1剪切波速度来计算第一剪切波速度比SWV_ratio。控制器300可基于第一剪切波速度比SWV_ratio来确定第一剪切波速度的RMI。
另一方面，当剪切波速度比SWV_ratio具有大于或等于0且小于0.5的值时，控制器300可将RMI的值确定为1。当剪切波速度比SWV_ratio的值大于或等于0.5时，控制器300可通过下式3来确定RMI的值。
[式3]
RMI＝-2×SWV_ratio+2
控制器300可基于最终剪切波速度来计算ROI中的组织的弹性，并且生成剪切波弹性图像。控制器300可控制显示器270以输出剪切波弹性图像。剪切波弹性图像可显示为与参考超声图像重叠或配准。参考超声图像可以是B模式图像。此外，控制器300可控制显示器270以显示弹性、深度和RMI。
图21是示出根据另一实施例的控制超声诊断设备的方法的流程图，其描述了通过选择一些接收扫描线来估计剪切波速度的方法。图22和图23示出了用于描述图21中所示的估计剪切波速度的方法的波前图。
参照图21，超声探头100向对象的ROI发射推动脉冲以感生剪切波(1810)，并且向对象的ROI发射用于观测剪切波的多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4(1820)。在这种情况下，可基于ROI调节多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4之间的间隔。
超声探头100沿着多接收扫描线的集合B1、B2、B3和B4接收从ROI反射的超声回波信号，所述集合中的每个集合对应于多个跟踪脉冲中的相应一个(1830)。控制器300可在多接收扫描线Rx1-1至Rx4-4中的每条多接收扫描线的多个采样点处检测组织的位移(1840)。此外，控制器300可估计当剪切波到达多接收扫描线Rx1-1至Rx4-4中的每条多接收扫描线的多个采样点时的时间点(1850)。
控制器300可选择多接收扫描线中的一些接收扫描线，并且基于沿着所选择的接收扫描线接收的超声回波信号来估计剪切波速度。控制器300可基于预定选择类型选择接收扫描线(1860、2110和2210)。
参照图22，作为第一选择类型，控制器300可在多条接收扫描线的集合B1、B2、B3和B4中选择与多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4相邻的接收扫描线。由于多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4中的每个跟踪脉冲形成发射波束，因此控制器300可选择与发射波束的中心相邻的接收扫描线。
如图22中所示，选择与第一跟踪脉冲Tx1的发射波束的中心相邻的第二接收扫描线Rx1-2和第三接收扫描线Rx1-3，选择与第二跟踪脉冲Tx2的发射波束的中心相邻的第六接收扫描线Rx2-2和第七接收扫描线Rx2-3，选择与第三跟踪脉冲Tx3的发射波束的中心相邻的第十扫描线Rx3-2和第十一接收扫描线Rx3-3，并且选择与第四跟踪脉冲Tx4的发射波束的中心相邻的第十四接收扫描线Rx4-2和第十五接收扫描线Rx4-3。
如图15中所示，由于与跟踪脉冲相邻的接收扫描线具有小的位置误差，因此选择与跟踪脉冲相邻的接收扫描线，从而可减小最终剪切波速度的误差。
参照图23，作为第二选择类型，控制器300可选择除了具有最小剪切波到达时间的接收扫描线和具有最大剪切波到达时间的接收扫描线之外的接收扫描线。在图23的波前图上，具有最小剪切波到达时间的接收扫描线是第一接收扫描线Rx1-1，并且具有最大剪切波到达时间的接收扫描线是第十六接收扫描线Rx4-4。考虑到接收扫描线的位置由于多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4的发射波束能而向中心偏移，多条接收扫描线的序列中的最外侧接收扫描线的位置可能具有最大误差。
此外，作为第三选择类型(未示出)，控制器300可选择具有小于预定值的位置误差的接收扫描线。
控制器300可基于与所选择的接收扫描线相关联的剪切波到达时间来估计最终剪切波速度(1870、2120和2220)。
另外，可将图21、图22和图23中描述的剪切波速度估计方法与参照图19和图20描述的剪切波速度估计方法组合。也就是说，也可将所选择的接收扫描线设定为多个组，并且可针对每个组估计剪切波速度。
图24和图25示出了多个跟踪脉冲之间的间隔。
参照图24，示出了多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4的波束轮廓图。控制器300可将多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4之间的间隔W1和W2设置为窄，使得多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4的发射波束的平坦区域(大于-3dB的区域)被使用。当观测窄的ROI时，可应用多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4之间的间隔w1和w2的窄设定。
在这种情况下，由于与多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4中的每个跟踪脉冲对应的多接收扫描线Rx1、Rx2、Rx3和Rx4被设置为匹配发射波束的平坦区域(大于-3dB的区域)，因此可将接收扫描线之间的间隔设定为窄。另一方面，将接收扫描线之间的间隔设定为恒定。
参照图25，控制器300可将多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4之间的间隔设定为大于预定间隔(例如，发射波束在-3dB处的间隔)，以使用多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4的非平坦区域(小于-3dB的区域)。即使在这种情况下，也紧密地设定多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4的波束宽度。当观测宽的ROI时，可应用多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4之间的间隔w1和w2的宽设定。可在不偏离范围ROI的情况下设定多个跟踪脉冲之间的间隔。
例如，为了使用四个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4来观测ROI中的大于预定幅度的剪切波，需要将四个跟踪脉冲之间的间隔设置得大。
在这种情况下，将与多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4中的每个跟踪脉冲对应的多接收扫描线Rx1、Rx2、Rx3和Rx4设定为匹配发射波束的非平坦区域(小于-3dB的区域)，因此可将接收扫描线之间的间隔设定得宽。另外，图25中所示的接收扫描线之间的间隔大于图24中所示的接收扫描线之间的间隔。
尽管未示出，但是控制器300可将多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3和Tx4之间的间隔设置为彼此不同。基于预设间隔将多个跟踪脉冲Tx1、Tx2、Tx3，Tx4发射到ROI。
另一方面，当如图25中所示的将多个跟踪脉冲之间的间隔设定为大于预定间隔时，可提供图19至图23中描述的剪切波速度估计方法的益处。也就是说，由于根据本公开的剪切波速度估计方法选择性地对多接收扫描线执行信号处理和/或数据处理，因此即使当针对宽的ROI观测剪切波时，也可减小剪切波速度估计的误差。
图26和图27示出了根据现有技术的弹性测量的结果。图28示出了根据实施例的通过控制超声诊断设备的方法的弹性测量的结果。
图26至图28示出了包括肝脏和脂肪层的体模的超声诊断图像。为了生成发生混响的环境，使用了具有2cm脂肪层的体模。另一方面，肝脏体模具有13kPa至14kPa的弹性值。
为了将现有技术和本公开进行比较，在其中体模的深度约为4cm至6cm的位置处设定ROI 550，并且测量ROI 550的弹性。
参照图26和图27，现有技术无法在强烈发生混响的环境下适当地测量弹性值。在图26中，测量弹性值为23.7kPa(参见2500)。在图27中，测量的弹性值为34.2kPa(参见2600)。如此，通过现有技术测量的弹性值的可靠性非常低。
另一方面，参照图28，可以看出，即使在发生混响的环境下，根据本公开测量的弹性值具有较高的准确度。也就是说，当使用根据本公开的剪切波速度估计方法时，测量的弹性值为12.6kPa(参见2700)。RMI值计算为0.5。因此，根据本公开测量的弹性值显著接近体模的弹性值，并且可靠性非常高。
如上所述，根据所公开的超声诊断设备和控制方法，具有窄波束宽度的跟踪脉冲可改善剪切波观测性能，并且即使在发生混响的环境下也可准确地测量弹性。
此外，根据所公开的超声诊断设备和控制方法，当ROI被设定得宽时，用于剪切波观测的跟踪脉冲之间的间隔被设定得宽，从而可准确地测量弹性。
此外，根据所公开的超声诊断设备和控制方法，可通过选择性地对用于估计剪切波速度的多接收扫描线执行信号处理来准确地获得剪切波速度。
另外，所公开的实施例可以以存储可由计算机执行的指令的记录介质的形式来实现。指令可以以程序代码的形式存储，当由处理器执行时，可生成程序模块以执行所公开的实施例的操作。记录介质可实现为计算机可读记录介质。
计算机可读记录介质包括其中存储可由计算机解码的指令的所有种类的记录介质，例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁带、磁盘、闪存、光学数据存储装置等。
从以上明显可见，超声诊断设备及其控制方法即使在存在混响的情况下也能够通过使跟踪脉冲的波束宽度变窄来提高剪切波观测的性能并准确地测量弹性。
当将感兴趣区域(ROI)设定得宽时，该超声诊断设备及其控制方法能够通过将用于剪切波观测的跟踪脉冲的间隔设定得宽来准确地测量弹性。
此外，超声诊断设备及其控制方法可通过选择性地对用于估计剪切波速度的多接收扫描线执行信号处理来准确地测量弹性。
尽管已经出于说明性目的描述了本公开的实施例，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换是可行的。因此，并非出于限制的目的描述本公开的实施例。

Claims (10)

1.一种控制超声诊断设备的方法，所述方法包括：
向目标对象的感兴趣区域发射推动脉冲以感生剪切波；
基于所述感兴趣区域的位置，调节多个跟踪脉冲发射到的焦点的位置；
将所述多个跟踪脉冲发射到所述感兴趣区域；
设定多接收扫描线的集合，每个集合对应于所述多个跟踪脉冲中的相应一个跟踪脉冲；
响应于所述多个跟踪脉冲，沿着所述多接收扫描线接收从所述感兴趣区域反射的超声回波信号；
基于沿着所述多接收扫描线接收的所述超声回波信号，估计与所述感兴趣区域相关联的剪切波速度；
基于所述剪切波速度，生成剪切波弹性图像；以及
在显示器上输出所述剪切波弹性图像，
其中，估计剪切波速度包括以下操作中的至少一个：
将所述多接收扫描线的集合中的每个集合中的位于相同相对位置处的接收扫描线分组以生成多个组，估计各自与所述多个组中的相应一个组对应的多个剪切波速度，并且基于多个剪切波速度，确定最终剪切波速度；以及
基于预定选择类型从所述多接收扫描线中选择一些接收扫描线，并且基于沿着所选择的一些多接收扫描线接收的超声回波信号，估计剪切波速度。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以径向形式设定所述感兴趣区域，
其中，发射所述多个跟踪脉冲的步骤包括：将所述多个跟踪脉冲径向地发射到呈径向形式的所述感兴趣区域。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述焦点的位置的步骤包括：响应于所述感兴趣区域的移动而将所述焦点移动到所述感兴趣区域中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定最终剪切波速度的步骤包括：将多个剪切波速度的平均值或在多个剪切波速度中的每个上使用可靠性测量指数而获得的加权平均值确定为最终剪切波速度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，选择接收扫描线的步骤包括：从所述多接收扫描线的集合中选择与所述多个跟踪脉冲中的每个跟踪脉冲相邻的接收扫描线。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，选择接收扫描线的步骤包括：选择具有小于预定值的位置误差的接收扫描线。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，估计剪切波速度的步骤还包括：估计剪切波在所述多接收扫描线中的每条上的到达时间，
其中，选择接收扫描线的步骤包括：选择除了剪切波具有最小到达时间的接收扫描线和剪切波具有最大到达时间的接收扫描线之外的接收扫描线。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，估计剪切波速度的步骤包括：
在所述多接收扫描线中的每条的多个采样点处检测组织的位移；
基于所述组织的位移，估计剪切波在所述多接收扫描线中的每条上的到达时间；以及
基于成组的接收扫描线和/或所选择的接收扫描线之间的距离和剪切波在成组的接收扫描线和/或所选择的接收扫描线上的到达时间之间的差，估计剪切波速度。
9.一种超声诊断设备，包括：
超声探头，被配置为：向目标对象的感兴趣区域发射推动脉冲，向所述感兴趣区域发射多个跟踪脉冲以观测由所述推动脉冲感生的剪切波，并且响应于所述多个跟踪脉冲而接收从所述感兴趣区域反射的超声回波信号；
控制器，被配置为：基于所述感兴趣区域的位置来调节所述多个跟踪脉冲发射到的焦点的位置，基于所述超声回波信号来估计与所述感兴趣区域相关联的剪切波速度，基于剪切波速度生成剪切波弹性图像；以及
显示器，在所述显示器上输出所述剪切波弹性图像，
其中，所述控制器还被配置为布置多接收扫描线的集合，每个集合对应于所述多个跟踪脉冲中的相应一个，并且
其中，所述控制器还被配置为执行以下操作中的至少一个：
将所述多接收扫描线的集合中的每个集合中的位于相同相对位置处的接收扫描线分组以生成多个组，估计各自与所述多个组中的相应一个组对应的多个剪切波速度，并且基于多个剪切波速度确定最终剪切波速度；以及
基于预定选择类型从所述多接收扫描线中选择一些接收扫描线，并且基于沿着所选择的一些多接收扫描线接收的超声回波信号，估计剪切波速度。
10.根据权利要求9所述的超声诊断设备，其中，所述控制器以径向形式设定所述感兴趣区域，并且控制所述超声探头将所述多个跟踪脉冲径向地发射到呈径向形式的所述感兴趣区域。
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