Дискретизация ультразвуковой виброметрии рассеяния поперечных волн с высоким пространственным разрешением

Дискретизация ультразвуковой виброметрии рассеяния поперечных волн с высоким пространственным разрешением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к измерению поперечной волны и, более конкретно, к осуществлению этого посредством ультразвуковой виброметрии рассеяния поперечных волн (SDUV).

Уровень техники

Механические изменения в живых тканях коррелируют с патологическими изменениями. В отношении здоровой и патологической ткани, модуль упругого сдвига (жесткость) и вязкость могут значительно варьировать. С появлением разработки ультразвуковой визуализации эластичности за последнее десятилетие, многие клинические исследования показали, что вязкоупругие свойства тканей предоставляют врачам полезную информацию для более качественной диагностики злокачественных опухолей и оценки терапии.

Ультразвуковая виброметрия рассеяния поперечных волн (SDUV) представляет собой способ, основанный на силе акустического излучения, которое измеряет упругость при сдвиге ткани и вязкость посредством описания рассеяния скорости поперечной волны, т.е. посредством частоты. Применение этого способа состоит в неинвазивном измерении жесткости печени для определения стадии фиброза и цирроза печени.

В исследованиях посредством ультразвука в целях медицинской визуализации часто используют продольные волны. В ткани организма ультразвук распространяется в форме волны. Фактически частицы на всем протяжении пути распространения совершают колебания на месте, назад и вперед, и колебание происходит в направлении распространения. Колебания создают сжатия и разрежения. В модели их представляют в виде пиков и впадин синусоиды. Передача энергии к мишени и обратно происходит посредством колебательных движений частиц.

В отличие от этого, ультразвуковая поперечная (или сдвиговая) волна отличается движением на месте вперед и назад, которое перпендикулярно направлению распространения. Колебание в одном направлении создает пики, а в другом направлении создает впадины.

Осуществление SDUV влечет за собой испускание серии сфокусированных толкающих импульсов продольных волн. Они представляют собой сигналы высокой интенсивности с узкой полосой, которые генерируют с частотой повторения (например) 100 Гц. После генерации нескольких таких импульсов, каждый латерально совпадает с одним и тем же направлением, они устанавливают поперечную волну, которая распространяется от фокуса и в направлении, перпендикулярном направлению толкающих импульсов. Глубину фокусировки выбирают так, чтобы поперечная волна проходила через интересующую область (ИО).

Продольную волну импульса слежения испускают в ИО для того, чтобы в точке дискретизации оценить амплитуду поперечной волны. Это измерение используют для оценки фазы поперечной волны в местоположении дискретизации.

Для дискретизации другого местоположения другой толкающий импульс испускают в тот же толкающий фокус, за которым в это местоположение следует импульс слежения. Этот второй цикл необходим, поскольку различие в фазе между двумя точками используют в определении эластичности и вязкости.

Присутствуют поперечные волны с частотами типично 100 Гц и гармониками (200 Гц, 300 Гц, 400 Гц), т.е. компонентами (или «монохроматическими поперечными волнами»), поскольку огибающая побуждающего импульса представляет собой прямоугольную волну. Оценки скорости при различных частотах используют в получении упругости при сдвиге и вязкости ткани.

Раскрытие изобретения

Недостатки известного уровня техники регистрации рассмотрены далее в настоящем документе.

Одна основная проблема, связанная с обнаружением индуцированных силой излучения поперечных волн, используя SDUV, состоит в относительно низкой амплитуде колебания. Осевое смещение составляет порядка 10 мкм. Следовательно, колебания амплитуды подвержены зашумлению. Электронный шум системы и движения пациента, такие как сердечные или дыхательные движения, вносят значительный шум в оценку смещения поперечной волны.

Кроме того, для обнаружения поперечных волн необходима быстрая визуализация. Следует регистрировать колебания частотой до 400 Гц, поскольку среда ослабляет поперечные волны с более высокой частотой. Таким образом, для безопасного превышения предела Найквиста, каждое пространственное местоположение следует дискретизовать при частоте более 1000 Гц, чтобы предотвратить наложение. Поскольку частота повторения импульсов слежения ограничена скоростью звука в ткани и глубиной ИО, это ограничивает число пространственных местоположений, которые можно дискретизовать, используя стандартные не многолинейные последовательности обнаружения.

Использование многолинейного формирователя диаграммы направленности, как предложено далее в настоящем документе, допускает пространственную дискретизацию поля смещений с более высоким разрешением, и/или пространственную дискретизацию как в вертикальной, так и латеральной плоскости визуализации (при использовании двухмерных массивов против стандартных одномерных массивов). Поскольку из каждого импульса обнаружения получают больше информации, то повышена устойчивость измерений эластичности по SDUV. Следовательно, в качестве дополнительного преимущества, можно значительно уменьшить общее время, затраченное на процедуру. Это благоприятно с точки зрения удобства для пациента и снижения потенциального воздействия тепловых эффектов от повторной доставки толчков в точку возбуждения. Кроме того, увеличенный ритм регистрации радиочастотных (РЧ) данных предоставляет возможность использования других способов визуализации/количественной оценки поперечных волн, которые требуют высокого пространственного разрешения и высокой скорости.

В одной версии настоящего изобретения ультразвуковую виброметрию рассеяния поперечных волн (SDUV) осуществляют посредством формирования, из одного импульса слежения, параллельно направленных принимающих линий для выполнения измерений монохроматической поперечной волны.

В качестве одного из аспектов, формирование осуществляют по меньшей мере по одному другому импульсу слежения с тем, чтобы совместить получаемые принимающие линии для увеличения глубины поля.

Более конкретно, в некоторых вариантах осуществления увеличение влечет объединение из числа совмещенных принимающих линий для создания по меньшей мере одной реконструированной A-линии.

Другие возможные связанные аспекты включают формирование из импульсов с разной синхронизацией по меньшей мере одного другого импульса слежения соответствующих множеств реконструированных A-линий, созданных посредством объединения.

В качестве конкретного варианта осуществления, выполнение измерений включает выполнение измерений амплитуды монохроматической поперечной волны.

Предложенное в настоящем документе можно реализовать в виде устройства для осуществления ультразвуковой виброметрии рассеяния поперечных волн (SDUV), выполненного с возможностью формирования, из одного импульса слежения, множества параллельно направленных принимающих линий для выполнения измерений монохроматической поперечной волны.

Такое устройство может отличаться тем, что импульс слежения и по меньшей мере один латерально смещенный импульс слежения фокусируют на единой глубине, устройство выполнено с возможностью, на основе данных эхо от импульсов, сфокусированных на этой глубине, реконструирования менее глубоко расположенного фокуса передачи.

Или в альтернативном, или дополнительном аспекте устройство выполнено с возможностью такого формирования по меньшей мере одного другого импульса слежения и с тем, чтобы совместить принимающие линии, и, кроме того, выполнено с возможностью интерполяции моментов генерации импульса при определении разности фаз для введения поправки на распространение волн между дискретными значениями.

В одной форме компьютерный программный продукт для осуществления ультразвуковой виброметрии рассеяния поперечных волн (SDUV) содержит машиночитаемый носитель, на котором реализована компьютерная программа, которая содержит инструкции, исполняемые посредством процессора, для формирования из одного импульса слежения параллельно направленных принимающих линий для выполнения измерений монохроматической поперечной волны.

Кроме того, в некоторых версиях осуществление ультразвуковой виброметрии рассеяния поперечных волн (SDUV) включает, по множеству местоположений посредством множества проходов по местоположениям, дискретизацию по чересстрочному паттерну для выполнения измерений монохроматической поперечной волны.

В конкретном варианте этих версий, местоположения, дискретизованные в одном из множества проходов, перемещаются с местоположениями, дискретизованными в следующем проходе из упомянутого множества проходов.

В качестве возможного аспекта, результаты дискретизации в заданном одном из местоположений по множеству проходов сравнивают с эталонной A-линией для определения смещения монохроматической поперечной волны в этом местоположении.

Аналогично, в некоторых аспектах устройство для осуществления ультразвуковой виброметрии рассеяния поперечных волн (SDUV) выполнено с возможностью, по множеству местоположений посредством множества проходов по местоположениям, дискретизации по чересстрочному паттерну для выполнения измерений монохроматической поперечной волны.

Предложенное в настоящем документе аналогичным образом может принять форму способа осуществления ультразвуковой виброметрии рассеяния поперечных волн (SDUV), который содержит выполнение измерений монохроматической поперечной волны и применение к измерениям банка фильтров, которые настроены на соответствующие возможные скорости волны, без необходимости определять разность между фазами волны в различных пространственных местоположениях.

В дополнительном аспекте, фильтр низких частот можно использовать при измерениях, чтобы снизить шум при подготовке к применению.

В еще одном аспекте фильтры в банке являются двухмерными, одно измерение представляет собой пространственное местоположение, а другое измерение представляет собой время.

В дополнительном аспекте, устройство для осуществления ультразвуковой виброметрии рассеяния поперечных волн (SDUV) выполнено с возможностью выполнения измерений монохроматической поперечной волны и применения к измерениям банка фильтров, которые настроены на соответствующие возможные скорости волны, все без необходимости определять разность между фазами волны в различных пространственных местоположениях.

Кроме того, в качестве дополнительных аспектов, описанные выше устройства можно реализовать в виде одной или более интегральных схем.

Подробности о новом с высоким пространственным разрешением способе дискретизации для SDUV более полно изложены ниже с помощью сопроводительных чертежей.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлено примерное схематическое изображение для двух последующих дискретных значений SDUV.

На фиг. 2 представлена временная диаграмма примера, представляющего последовательное SDUV отслеживание.

На фиг. 3 представлена блок-схема, соответствующая временной диаграмме на фиг. 2.

На фиг. 4 представлена схематическая диаграмма передачи-приема, которая иллюстрирует, в качестве примера, регистрацию дискретных значений SDUV с использованием ретроспективной динамической передачи (RDT), как реализовано в 16× многолинейном формирователе диаграммы направленности.

На фиг. 5 представлено схематическое изображение, которое в контексте RDT демонстрирует возможное размещение фокуса передачи обнаруживающего луча

На фиг. 6 представлено графическое изображение примерной схемы чересстрочной дискретизации.

На фиг. 7 представлена блок-схема, изображающая конкретные варианты осуществления в качестве примеров того, как определить упругость при сдвиге и вязкость ткани.

Осуществление изобретения

Сначала приведено общее описание одной версии SDUV с более быстрой дискретизацией. Далее, в этом контексте, и начиная с фиг. 4, приведена дополнительная примерная разработка, связанная с более высокой пространственной дискретизацией.

На фиг. 1 показано, в качестве иллюстративного и неограничивающего примера, отношение между двумя последующими дискретными значениями SDUV. Показан ультразвуковой толкающий зонд 104 вместе с первым и вторым импульсами 108, 112 слежения, испущенными в соответствующие моменты дискретизации t1, t2 посредством ультразвукового следящего зонда (не показано). Толкающий зонд 104 посылает серию сфокусированных толкающих импульсов (или «толчков») 114, чтобы установить поперечную волну 115, частотная составляющая которой (или «монохроматическая поперечная волна») представлена посредством первого пути 116. Ткань вибрирует вдоль направления y, а поперечная волна 115 распространяется вдоль направления x.

Можно использовать два отдельных зонда для толкания и слежения соответственно. Однако громоздкая конфигурация этого типа не практична для клинического применения.

Кроме того, в случае отдельных одноэлементных преобразователей, необходимо повторно генерировать побуждающие (толкающие) импульсы для того, чтобы измерить фазовую задержку поперечной волны при различных латеральных положениях, что ведет к повторному нагреванию ткани.

С другой стороны, если реализовать слежение с использованием массива преобразователей, то необходимость повторных толчков будет уменьшена в соответствии с предложением в настоящем документе.

Кроме того, один единственный массив преобразователей может выполнять обе функции толкания и слежения. Единственный массив преобразователей двойного назначения сделает систему более компактной и более легкой в управлении. Однако эта конфигурация требует поддержки дополнительного аппаратного и программного обеспечения, чтобы гарантировать возможность генерировать силу акустического излучения и визуализировать получаемую поперечную волну 115 посредством единственного преобразователя. Единственный преобразователь может представлять собой однорядный массив (одномерный преобразователь) или многорядный массив (1,75- или 2-мерный преобразователь), который предусматривает местоположения латерального и вертикального толчка и/или импульса слежения.

Улучшенная технология двухмерного массива позволит посылать импульсы слежения в трех измерениях; однако следующее обсуждение относится к слежению за движением ткани в аксиально-латеральной плоскости. Этот же подход применим к аксиально-вертикальной плоскости, без потери общности.

Импульсы 108, 112 слежения нацелены на соответствующие местоположения 120, 124, пространственно разделенные расстоянием 128 между местоположениями или Δr. Расстояние 128 типично находится в миллиметровом диапазоне, поскольку происходит ослабление поперечной волны 115 с увеличением расстояния распространения. Измеряют амплитуду (или смещение) 132, как представлено на оси y 136. На основе амплитуды 132 можно получить фазу 140 для Φ₁ в местоположении 120 при условии, что соблюден предел Найквиста относительно частоты дискретизации. Предел Найквиста можно соблюсти посредством достаточной частоты кадров, т.е. через местоположение 120 проходит множество дискретизаций с достаточной частотой.

На фиг. 2 изображен один пример последовательного SDUV отслеживания. Перед тем, как какими-либо толкающими импульсами 114 возбуждать колебания в интересующей области (ИО), испускают эталонные импульсы 202, 204, 206, 208 слежения, нацеленные на соответствующие местоположения дискретизации x1, x2, x3, x4. Местоположения x1, x2, x3, x4 радиально центрованы относительно точки x₀, т.е. в направлении распространения поперечной волны 115, которая должна быть создана посредством толкающих импульсов. За каждым из эталонных импульсов 202, 204, 206, 208 слежения следует соответствующее ему эхо 210, 212, 214, 216. Затем поперечную волну 115 устанавливают в местоположении x₀, т.е. в месте точки возбуждения. Это осуществляют посредством начальной серии (не показано на фиг. 2) толкающих импульсов 218, которые генерируют с частотой толчков 219, которая типично может составлять приблизительно 100 Гц. Инициирующее начало последовательности слежения из толкающих импульсов 218 можно испускать после установления волны 115. Последовательно, управляемо, импульс за импульсом следует проход 220 импульсов 222, 224, 226, 228 слежения. Импульсы 222, 224, 226, 228 слежения нацеливают на соответствующие местоположения дискретизации x1, x2, x3, x4. За каждым импульсом 222, 224, 226, 228 следует соответствующее ему эхо 230, 232, 234, 236, из которых затем формируют пучок для соответствующей принимающей A-линии. Проход 220 испускают при частоте слежения того же местоположения 238, равной 2 кГц. Таким образом, за толчком 218 могут следовать 20 проходов (т.е. «кадров») 220. Также частота слежения того же местоположения 238, равная 2 кГц, допускает измерение фазы компонентов 116 с частотами приблизительно до 1 кГц, т.е. предела Найквиста. Каждый из импульсов 222, 224, 226, 228 слежения одновременно может выполнять функцию обеспечения измерения каждой из частотных составляющих, в рамках свойственных границ предела Найквиста.

Используют обычную визуализацию в B-режиме, т.е. импульсы 222, 224, 226, 228 слежения электронно фокусируют и направляют назад и вперед латерально в различных местоположениях x₁, x₂, x₃, x₄ между двумя смежными толкающими импульсами 218. Следовательно, последовательно формируют принимающие A-линии в различных местоположениях x₁, x₂, x₃, x₄.

Число передающих линий в пределах каждого кадра в B-режиме следует ограничивать так, чтобы PRF дискретизации (частота повторения импульсов) для поперечной волны 115 была достаточно высока. Как видно на фиг. 2, например, для каждого местоположения x_1, x_2, x_3, x₄, частота слежения того же местоположения 238 составляет 2 кГц (PRF2), тогда как частота передающей A-линии 242 составляет 8 кГц (PRF3). Это носит лишь иллюстративный характер. Если наивысшая измеренная гармоника составляет 400 Гц, это указывает на то, что импульсы обнаружения (латерально идентично в заданном направлении) следует генерировать с минимальной частотой, например 1000 Гц (допускает небольшой запас относительно Найквиста). В этом случае, PRF2 следует задавать равным 1 кГц. Следовательно, будет можно передавать лучи в 8 кГц/1 кГц = 8 местоположений.

Только одна последовательность 240 толчков/слежения нужна для получения всей SDUV информации, необходимой для оценки скорости поперечной волны. Более быстрая регистрация данных является ключевым требованием к улучшению способа SDUV относительно инструмента одноточечной «виртуальной биопсии» до возможной модальности визуализации в реальном времени. Также стоит отметить, что тепло, генерируемое в ткани, и преобразователь можно уменьшить, при этом сохраняя число латеральных местоположений x₁, x₂, x₃, x₄, …, наблюдаемое для слежения за поперечной волной. Более быстрая регистрация данных также может дополнительно уменьшить шум в оценке смещения поперечной волны, следовательно, в частности, избегая шума, длительного по времени, такого как дыхательные движения, которым в ином случае ткань может подвергаться на протяжении различных последовательностей 240 толчков/слежения.

На фиг. 3 представлена блок-схема, соответствующая временной диаграмме на фиг. 2. Фокус устанавливают в первом местоположении x₁ (этап S304). Испускают текущий эталонный импульс слежения 202 (этап S308). Следует его эхо 210 (этап S312). Если измерению подлежит большее число местоположений (т.е. x₂, x₃, x₄) (этап S316), то фокус направляют в следующее местоположение (этап S320), и обработка возвращается к этапу S308 испускания эталонного импульса слежения в это следующее местоположение в качестве текущего местоположения. С другой стороны, если отсутствуют дополнительные местоположения, подлежащие измерению (этап S316), то последовательно генерируют толкающий импульс 218, чтобы установить поперечную волну 115 (этап S324). Затем фокус устанавливают в первое местоположение x₁ (этап S328). Испускают текущий импульс слежения 222 (этап S330) и возвращается его эхо 230 (этап S332). Если испусканию подлежат дополнительные импульсы слежения (т.е. 224, 226, 228) в текущем проходе 220 (этап S333), то фокус устанавливают на соответствующее следующее местоположение (этап S334), и обработка возвращается к этапу S330 испускания импульса слежения в следующее местоположение в качестве текущего местоположения. В ином случае, если отсутствует следующий импульс слежения, подлежащий испусканию, выполняют запрос о том, нужно ли выполнить другой проход через местоположения x₁, x₂, x₃, x₄ (этап S336). Если следующий проход должен быть выполнен, то выполняют следующий проход в качестве текущего прохода (этап S340), и обработка возвращается к началу следующего прохода 220 на этапе S328. Однако, если не существует следующего прохода 220, который должен быть выполнен (в текущей последовательности 240 толчков/слежения), то дискретизацию завершают. Единственной последовательности 240 толчков/слежения достаточно в настоящем предложенном способе, чтобы обеспечить всю дискретизацию, необходимую для SDUV определения скорости поперечной волны и, в практических вариантах осуществления, для вычисления эластичности и вязкости ткани.

На фиг. 4 представлен один пример схемы 400 SDUV регистрации дискретных значений с использованием ретроспективной динамической передачи (RDT), как реализовано в 16× многолинейном формирователе диаграммы направленности, т.е. в формирователе диаграммы направленности, который формирует 16 принимающих линий из одного луча передачи (или «передачи» для краткости).

При использовании многолинейного формирователя диаграммы направленности SDUV дискретизация остается последовательной, но посредством группы пространственных местоположений. К каждой группе испускают луч передачи. Если ИО расположена на другой глубине, чем фокус луча передачи, то луч передачи будет шире, чем в фокусе и будет облучать звуком группу пространственных местоположений. Альтернативно, луч может быть слабо сфокусирован на той же глубине, что и ИО, при ширине, которая достаточна для облучения звуком группы пространственных местоположений.

Из эха луча передачи, созданного из одного импульса 404 слежения, 16× схема формирования диаграммы направленности формирует 16 параллельно направленных принимающих линий 411-426 для выполнения измерений монохроматической поперечной волны 116. Как показано с помощью диагонали, линии слежения субапертуры 427, первые восемь принимающих линий 411-418 находятся на одной стороне от центра луча передачи, а вторые восемь принимающих линий 419-426 расположены на другой стороне.

Все другие импульсы 428, 429, 430 слежения и первый импульс 404 слежения имеют различную синхронизацию. Если передающую A-линию (или «импульс слежения») PRF 242 задать равной 10 кГц, например, один импульс 404 слежения длится 100 мкс до следующего импульса 428 слежения. Через 100 мкс генерируют следующий импульс 429 и так далее.

Каждый импульс 404, 428, 429, 430 слежения формируют посредством соответствующей активной на данный момент субапертуры следящего зонда. Активная субапертура представляет собой поднабор преобразовательных элементов, которые в данный момент активны для передачи ультразвука. Таким образом, например, после генерации импульса 404 слежения происходит смещение активной в данный момент субапертуры (например, один или более элементов на одной стороне апертуры исключают и один или более элементов на другой стороне включают). Затем, когда генерируют следующий импульс 428 слежения, это происходит в смещенной субапертуре. Пространственное расстояние между смежными апертурами обозначают далее в настоящем документе как расстояние между передачами 434, которое в текущем примере составляет 0,5 мм. Фокальную точку импульса слежения между последовательными импульсами слежения также смещают на расстояние между передачами 434.

16 параллельно направленных принимающих линий 411-426 (т.е. динамически формируемые принимающие линии, которые пространственно параллельны) формируют по данным эха, принятым после передачи 404. Каждую принимающую линию 411-426 формируют посредством принимающей субапертуры. Принимающая субапертура представляет собой поднабор преобразовательных элементов, которые участвуют в заданной принимающей линии.

Пространственное расстояние между принимающими линиями 411-426 обозначают далее в настоящем документе как расстояние между приемами 438. В этом примере оно составляет 0,125 мм или одну четверть от 0,5 мм расстояния между передачами 434.

Использование расстояния между приемами 438, равного доле расстояния между передачами 434, допускает более плотную дискретизацию, как рассмотрено ниже более подробно.

Все полученные радиочастотные данные эха сохраняют во временном запоминающем устройстве. Полученные данные будут продолжать сохранять по мере того, как субапертура будет смещаться и в конечном счете примет свое конечное положение в массиве преобразователей, т.е. чтобы получить полный проход данных. Кроме того, данные будут сохранять проход за проходом.

Вследствие смещения субапертуры между генерацией первого импульса 404 слежения и следующего импульса 428 слежения, последние двенадцать принимающих линий 415-426 этого первого импульса пространственно совмещаются с первыми двенадцатью принимающими линиями этого следующего импульса, соответственно. Аналогичным образом, вследствие смещения субапертуры с каждым следующим импульсом слежения, последние двенадцать принимающих линий импульса 428 слежения совмещают с первыми двенадцатью принимающими линиями следующего импульса 429 слежения, и так далее.

К тому моменту, когда генерируют четвертый импульс 430 слежения, соответствующие принимающие линии всех четырех импульсов 404, 428, 429, 430 слежения совмещаются и могут быть объединены для формирования четырех реконструированных A-линий 441-444.

Первую реконструированную A-линию 441, например, формируют из первой принимающей линии 423, объединенной с тремя соответствующими принимающими линиями непосредственно следующих импульсов 428-430 слежения. Объединение происходит в соответствии с ретроспективной динамической передачей (RDT). Эффект RDT фокусирования можно анализировать, используя аппроксимацию виртуального преобразователя, предложенную авторами Passman и Ermert в 1996. См. C. Passmann & H. Ermert, “A 100-MHz ultrasound imaging system for dermatologic and ophthalmologic diagnostics”, IEEE Trans. Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, т. 43, № 4, с. 545-52 (1996). Этот способ дополнительно рассмотрен в принадлежащей тому же правообладателю публикации SU № 2009/0069693 Burcher et al, озаглавленной “Retrospective Dynamic Transmit Focusing for Spatial Compounding” (далее в настоящем документе «публикация 693»). Раскрытия обеих публикаций таким образом включены в настоящий документ путем ссылки в полном объеме.

Первая реконструированная A-линия 441 предназначена для измерения поперечной волны 115 в пространственном местоположении 451. Аналогичным образом, непосредственно следующие реконструированные A-линии 442-444, которые смещены латерально относительно первой реконструированной A-линии 441, предназначены для измерения поперечной волны 115 в соответствующих пространственных местоположениях 452-454.

Несмотря на то, что здесь можно объединять четыре принимающие линии в одну реконструированную A-линию, можно объединять меньшее число принимающих линий. Число фактически объединяемых зависит от глубины ИО и их результирующего покрытия облучением звуком посредством импульса слежения. К тому же текущий пример не является ограничивающим. Таким образом, смещение апертуры может происходить в такой степени, что можно объединять большее или меньшее число принимающих линий для формирования реконструированной A-линии.

Посредством объединения увеличивают глубину поля (DOF), область, в пределах которой луч передачи хорошо фокусируется, и отношение сигнала к шуму (SNR). При сравнении реконструированной A-линии 441 с любой из принимающих A-линий, из которых ее реконструируют, увеличено расстояние, в пределах которого ее пространственное разрешение эффективно, за счет более высокой DOF, обеспеченной посредством RDT.

Реконструирование A-линий на основе потенциально четырех принимающих линий начинается с первых четырех реконструированных A-линий 441-444, и возобновляется с каждым новым импульсом слежения. Таким образом, следующий импульс слежения допускает формирование четырех новых реконструированных A-линий в соответствующих пространственных местоположениях. Аналогичным образом, для остальной части кадра, каждый следующий импульс слежения ведет к формированию соответствующего множества реконструированных A-линий, в текущем примере это множество состоит из четырех реконструированных A-линий.

Следовательно, поперечную волну 115 дискретизуют с высоким разрешением, без снижения ритма, в котором испускают импульсы слежения.

Следует отметить, что возможны не-RDT варианты осуществления, где они принимают местоположения фокусов, которые не совмещаются со смещением, а только примыкают друг к другу. Поперечная волна 115 все еще остается дискретизованной с высоким разрешением без снижения ритма испускания импульсов слежения. Число параллельно направленных принимающих линий на один импульс слежения может быть равно четырем, например, два на одной стороне следящего луча и два на другой стороне.

На фиг. 5 в контексте RDT показано возможное положение фокуса 504 обнаруживающего луча 508, сформированного посредством импульса 404 слежения. Интересующая область (ИО) 512, как обозначено прямоугольной рамкой, расположена там, где присутствует поперечная волна 516. Для того чтобы гарантировать, что облечение звуком посредством обнаруживающего луча 508 совмещает местоположения, подлежащие дискретизации посредством принимающих линий, подлежащих получению, будет полезным поместить фокус 504 глубоко в ИО 512. Физическое положение фокуса, показанное на фиг. 5, находится на общей глубине 518 70 мм для лучей передачи, облучающих звуком заданную точку в ИО и, следовательно, подлежащих RDT-объединению. Несмотря на то, что обнаруживающий луч 508 является широким на глубине 520 в ИО 512, RDT реконструированный обнаруживающий луч будет узким на этой глубине - будет иметь ту же ширину, что и (физический) фокус 504. В действительности и в качестве примера, среди начального по времени импульса 404 слежения и по меньшей мере одного латерально смещенного импульса 428-430 слежения, формирующего луч передачи, подлежащий RDT-объединению с таковым начального по времени импульсом слежения, по меньшей мере некоторые фокусируются на общей глубине 518. Менее глубоко расположенный фокус передачи на глубине 520 реконструируют на основе данных эхо от таковых импульсов 404, 428, 429, 430, сфокусированных на общей глубине 518.

Также это позволяет использовать передающую апертуру 524 большего размера, которая может увеличить общую энергию, которую можно передавать в обнаруживающем луче 508. Большее количество энергии обеспечивает более высокую чувствительность для минутных смещений 132 волновой амплитуды порядка приблизительно 10 мкм.

Альтернативно, фокус 504 обнаруживающего луча 508 можно поместить близко к ИО 512.

При применении RDT к SDUV существуют дополнительные учитываемые факторы.

Во-первых, RDT предполагает, что ткань не двигается между эпизодами передачи. Если происходит смещение, то оно будет снижать согласованность между объединенными лучами передачи и вести к аннулированию сигнала. Следовательно, по-видимому, это не совместимо с SDUV, поскольку происходит смещение ткани посредством поперечной волны. Однако на практике смещения 132 обладают такой малой величиной (типично < 10 мкм), что она представляет собой малую долю от длины волны импульса слежения (например, 300 мкм при 5 МГц). Следовательно, смещения 132 поперечной волны не будут вызывать какую-либо значимую потерю согласованности во время реконструирования передачи.

Во-вторых, даже с использованием немноголинейных последовательностей 220, поскольку лучи в различных латеральных местоположениях x_1, x_2, x_3, x₄ генерируют последовательно, оценки смещения в различных латеральных местоположениях дискретизируют в различные моменты t1, t2...

Вновь, как показано на фиг. 1, и приняв, например, немноголинейную последовательность, для простоты демонстрации, если моменты дискретизации t1, t2 являются одновременными, возвращающиеся данные, т.е. данные эха, от импульса 112 слежения будут иметь предполагаемую фазу 142, соответствующую точке 148 дискретизации на первой форме волны 116.

Однако моменты дискретизации t1, t2 не являются одновременными, если импульсы слежения для этих двух местоположений 120, 124 генерируют последовательно. (Аналогичным образом, реконструированная A-линия следующая, в кадре, за реконструированной A-линией 444, будет представлять собой дискретное значение волны 115 в другой момент).

Фактически, к моменту t2 компонент поперечной волны 116 распространился вперед в виде формы волны, которая имеет частотную составляющую, представленную посредством второго пути 144.

Соответствующая дискретизированная фаза 152 в Φ₂, на втором пути 144 отличается от фазы 140 для Φ₁ на первом пути 116 на разность фаз ΔΦ=Φ₂-Φ₁.

На фиг. 1 видно, что ΔΦ составляет менее разности между фазами 140, 142, которую имели бы одновременные импульсы слежения.

Также на фиг. 1 видно, что ΔΦ меньше на коррекцию фазы на основе задержки между дискретными значениями 156 ωΔt, «ω» обозначает угловую частоту монохроматической поперечной волны 116, «Δt» обозначает задержку между получением, в соответствующие моменты дискретизации t1, t2, двух дискретных значений.

Еще это представляет собой разность между фазами 140, 142, которые наряду с ω и Δr определяют скорость распространения частотной составляющей поперечной волны 116.

Эту разность вычисляют посредством прибавления к разности фаз ΔΦ коррекции фазы на основе задержки между дискретными значениями 156 ωΔt.

Скорость монохроматической поперечной волны 116 задают следующей формулой

c_s(ω)=ωΔr/(Δφ+ωΔt). (формула 1)

Вывод формулы 1 представляет собой следующее:

c_s(ω)=λf, где c_s представляет собой скорость распространения, λ представляет собой длину волны, «ω» обозначает угловую частоту монохроматической поперечной волны 116, а f представляет собой частоту волны.

Также ω=2πf, и Δr=λΔΦ/2π, где ΔΦ обозначает разность фаз, для данного момента, между двумя дискретными значениями, полученными одновременно.

Все параметры предполагают положительными.

Подстановка значений дает c_s(ω)=ωΔr/Δφ.

Чтобы учесть задержку между дискретными значениями для двух дискретных значений с другой синхронизацией, полученных в моменты t1, t2, прибавляют коррекцию фазы на основе задержки между дискретными значениями 156 ωΔt к ΔΦ, чтобы получить формулу (1), как изложено выше в связи с фиг. 1.

Аналогичный феномен имеет место при использовании RDT последовательности, и его следует учитывать, когда получают информацию об амплитуде на основе A-линий, направленных по-разному и полученных в разные моменты, например, реконструированной A-линии 444 и реконструированной A-линии, полученной позже в кадре.

Чтобы учесть это в применении формулы 1, когда RDT объединяет лучи передачи для интерполяции промежуточных местоположений передачи (как раскрыто в публикации 693), момент дискретизации (а также местоположение дискретизации) интерполируют между лучами передачи. Другими словами, в случае моментов генерации импульсов и в случае местоположений передачи при генерации (например, тех, что вдоль линии слежения субапертуры 427 для лучей передачи, использованных в реконструировании), их интерполируют посредством тех же весов интерполяции RDT. Таким образом, Δt и Δr можно вычислить для подстановки в формулу (1).

Следует отметить, что формула (1) предполагает слежение, т.е. испускание импульсов слежения в (радиальном) направлении наружу от распространения поперечной волны. Если слежение осуществляют в обратном направлении, знак «+» в