特許 7006888 媒質の粘弾性の定量化方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-11

(45)【発行日】2022-01-24

(54)【発明の名称】媒質の粘弾性の定量化方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/07 20060101AFI20220117BHJP

   A61B 8/08 20060101ALI20220117BHJP

【ＦＩ】

G01N29/07

A61B8/08

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020503047

(86)(22)【出願日】2018-05-25

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-09-10

(86)【国際出願番号】 CN2018088405

(87)【国際公開番号】W WO2019015397

(87)【国際公開日】2019-01-24

【審査請求日】2020-01-21

(31)【優先権主張番号】201710649552.9

(32)【優先日】2017-07-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】517073074

【氏名又は名称】无錫海斯凱尓医学技術有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＷＵＸＩ ＨＩＳＫＹ ＭＥＤＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｂ４０１，５３０ Ｐｌａｚａ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ，Ｔａｉｈｕ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐａｒｋ Ｗｕｘｉ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２１４０００（ＣＮ）

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】特許業務法人坂本国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】何 瓊

(72)【発明者】

【氏名】邵 金華

(72)【発明者】

【氏名】孫 錦

(72)【発明者】

【氏名】段 后利

(72)【発明者】

【氏名】王 強

【審査官】佐藤 仁美

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０５２３２０８５（ＣＮ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１３６５０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１１／００４６６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０２４９４０８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１３／０１７１０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０６６１８６３５（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６８０５９９７（ＣＮ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０６７０７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００７－３０１０３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０５４５５８５１（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６２３２０１３（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２７４０６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０１０３４００４（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６４１９９６０（ＣＮ，Ａ）

【文献】Weibao Qiu et al.，A New 2D Shear Wave Imaging System for Ultrasound Elastography，2015 International IEEE Ultrasonics Symposium Preceedings，2015年，Pages 436-439，DOI: 10.1109/ULTSYM.2015.0433

【文献】Ned C. Rouze et al.，Estimation of model parameters characterizing dispersion in ARFI induced shear waves in in vivo human liver，2014 IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings，2014年，Pages 983-986，DOI: 10.1109/ULTSYM.2014.0241

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

・ＩＰＣ

Ａ６１Ｂ ８／００－Ａ６１Ｂ ８／１５、

Ｇ０１Ｎ ２９／００－Ｇ０１Ｎ ２９／５２

・ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

媒質が振動により励起された後に、振動伝播の位置時間図を得るステップと、
前記位置時間図内の反射波をフィルタアウトするステップと、
前記位置時間図上の予め設定された角度範囲内の各角度に沿って角度投影を行って、信号エネルギーが最大となる角度に対応する前記位置時間図の勾配を特定するステップと、
前記勾配に基づいて、前記媒質の粘弾性パラメータを得るステップと、を含む
ことを特徴とする媒質の粘弾性の定量化方法。

【請求項2】

上述した前記位置時間図上の予め設定された角度範囲内の各角度に沿って角度投影を行って、信号エネルギーが最大となる角度に対応する前記位置時間図の勾配を特定するステップは、
前記位置時間図に対して、予め設定された角度範囲内の各角度に沿う積分計算を行うことと、
積分値が最大となる角度を、前記位置時間図の勾配線の勾配角として特定することと、
前記勾配角を用いて、前記勾配線の勾配を特定することと、を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の定量化方法。

【請求項3】

上述した前記位置時間図上の予め設定された角度範囲内の各角度に沿って角度投影を行って、信号エネルギーが最大となる角度に対応する前記位置時間図の勾配を特定するステップは、
前記位置時間図に対し、予め設定された角度範囲内の各角度に沿ってグレーレベル共起行列を計算することと、
前記各角度における画像テクスチャ特徴を得ることと、
前記画像テクスチャ特徴を用いて、信号エネルギーが最大となる角度を前記位置時間図の勾配線の勾配角として特定することと、
前記勾配角を用いて、前記勾配線の勾配を特定することと、を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の定量化方法。

【請求項4】

上述した前記位置時間図内の反射波をフィルタアウトするステップは、
前記位置時間図に対して方向フィルタリングを行うことを含む
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の定量化方法。

【請求項5】

上述した振動伝播の位置時間図を得るステップは、
設定された振動の伝播方向に沿って、前記振動伝播の位置時間図を得ることを含む
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の定量化方法。

【請求項6】

媒質が振動により励起された後に、振動伝播の位置時間図を得るための画像モジュールと、
前記位置時間図内の反射波をフィルタアウトするためのフィルタリングモジュールと、
前記位置時間図上の予め設定された角度範囲内の各角度に沿って角度投影を行って、信号エネルギーが最大となる角度に対応する前記位置時間図の勾配を特定するための特定モジュールと、
前記勾配に基づいて、媒質の粘弾性パラメータを得るための定量化モジュールと、を含む
ことを特徴とする媒質の粘弾性の定量化装置。

【請求項7】

前記特定モジュールは、
前記位置時間図に対して、予め設定された角度範囲内の各角度に沿う積分計算を行うための計算サブモジュールと、
前記計算サブモジュールにより計算された積分値が最大となる角度を、前記位置時間図の勾配線の勾配角として特定し、前記勾配角を用いて、前記勾配線の勾配を特定するための特定サブモジュールと、を含む
ことを特徴とする請求項６に記載の定量化装置。

【請求項8】

前記特定モジュールは、
前記位置時間図に対し、予め設定された角度範囲内の各角度に沿ってグレーレベル共起行列を計算するための計算サブモジュールと、
前記各角度における画像テクスチャ特徴を得て、前記画像テクスチャ特徴を用いて、信号エネルギーが最大となる角度を前記位置時間図の勾配線の勾配角として特定し、前記勾配角を用いて、前記勾配線の勾配を特定するための特定サブモジュールと、を含む
ことを特徴とする請求項６に記載の定量化装置。

【請求項9】

前記画像モジュールは、設定された振動の伝播方向に沿って、前記振動伝播の位置時間図を得る
ことを特徴とする請求項６～８のいずれか一項に記載の定量化装置。

【請求項10】

実行命令を記憶するメモリと、
前記実行命令を読み取り、次の操作を完了させるように構成されたプロセッサと、を含み、
前記操作は、
媒質が振動により励起された後に、振動伝播の位置時間図を得て、
前記位置時間図内の反射波をフィルタアウトし、
前記位置時間図上の予め設定された角度範囲内の各角度に沿って角度投影を行って、信号エネルギーが最大となる角度に対応する前記位置時間図の勾配を特定し、
前記勾配に基づいて、前記媒質の粘弾性パラメータを得ることである
ことを特徴とする媒質の粘弾性の定量化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定技術分野に関し、特に、媒質の粘弾性の定量化方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

振動により媒質が励起された場合、媒質内での振動の伝播特性は、媒質の粘弾性と関係しており、振動の伝播特性を測定することで、媒質の粘弾性を定量化することができる。

【0003】

上記の原理は、現在、多くの技術分野に適用されており、医療検出を例に取ると、肝臓、甲状腺及び筋肉等の器官や組織を検出する際、媒質の粘弾性を定量化することで、病変の位置を特定することができる。

【0004】

従って、媒質の粘弾性の定量化を如何に効率的且つ正確に行うかは、解決する必要のある問題である。

【発明の概要】

【0005】

本発明の実施例は、媒質の粘弾性の定量化方法及び装置を提供している。披露される実施例のいくつかの局面への基本的な理解をもたらすために、以下、簡単な概要を示しているが、この概要部分は、広範な概述ではなく、肝心／重要な構成要素を特定したり、これらの実施例の保護範囲を述べるものでもない。その唯一の目的は、後の詳細な説明の前書きとして、簡単な形でいくつかの概念を提示することである。

【0006】

本発明の実施例の第一局面によれば、
媒質が振動により励起された後に、振動伝播の位置時間図を得るステップと、
前記位置時間図上の予め設定された角度範囲内の各角度に沿って角度投影を行って、信号エネルギーが最大となる角度に対応する前記位置時間図の勾配を特定するステップと、
前記勾配に基づいて、前記媒質の粘弾性パラメータを得るステップと、を含む
媒質の粘弾性の定量化方法を提供している。

【0007】

前記方法に基づき、実施例一として、上述した前記位置時間図上の予め設定された角度範囲内の各角度に沿って角度投影を行って、信号エネルギーが最大となる角度に対応する前記位置時間図の勾配を特定するステップは、
前記位置時間図に対して、予め設定された角度範囲内の各角度に沿う積分計算を行うことと、
積分値が最大となる角度を、前記位置時間図の勾配線の勾配角として特定することと、
前記勾配角を用いて、前記勾配線の勾配を特定することと、を含むようにしてもよい。

【0008】

前記方法に基づき、実施例二として、上述した前記位置時間図上の予め設定された角度範囲内の各角度に沿って角度投影を行って、信号エネルギーが最大となる角度に対応する前記位置時間図の勾配を特定するステップは、
前記位置時間図に対し、予め設定された角度範囲内の各角度に沿ってグレーレベル共起行列を計算することと、
前記各角度における画像テクスチャ特徴を得ることと、
前記画像テクスチャ特徴を用いて、信号エネルギーが最大となる角度を前記位置時間図の勾配線の勾配角として特定することと、
前記勾配角を用いて、前記勾配線の勾配を特定することと、を含むようにしてもよい。

【0009】

前記方法、前記実施例一又は前記実施例二に基づき、実施例三として、前記方法は、
前記角度投影を行う前に、前記位置時間図内の反射波をフィルタアウトするステップを更に含むようにしてもよい。

【0010】

前記実施例三に基づき、実施例四として、上述した前記位置時間図内の反射波をフィルタアウトするステップは、前記位置時間図に対して方向フィルタリングを行うことを含むようにしてもよい。

【0011】

前記方法、前記実施例一又は前記実施例二に基づき、実施例五として、上述した振動伝播の位置時間図を得るステップは、
設定された振動の伝播方向に沿って、前記振動伝播の位置時間図を得ることを含むようにしてもよい。

【0012】

本発明の実施例の第二局面によれば、
媒質が振動により励起された後に、振動伝播の位置時間図を得るための画像モジュールと、
前記位置時間図上の予め設定された角度範囲内の各角度に沿って角度投影を行って、信号エネルギーが最大となる角度に対応する前記位置時間図の勾配を特定するための特定モジュールと、
前記勾配に基づいて、前記媒質の粘弾性パラメータを得るための定量化モジュールと、を含む
媒質の粘弾性の定量化装置を提供している。

【0013】

前記装置に基づき、実施例一として、前記特定モジュールは、
前記位置時間図に対して、予め設定された角度範囲内の各角度に沿う積分計算を行うための計算サブモジュールと、
前記積分サブモジュールにより計算された積分値が最大となる角度を、前記位置時間図の勾配線の勾配角として特定し、前記勾配角を用いて、前記勾配線の勾配を特定するための特定サブモジュールと、を含むようにしてもよい。

【0014】

前記装置に基づき、実施例二として、前記特定モジュールは、
前記位置時間図に対し、予め設定された角度範囲内の各角度に沿ってグレーレベル共起行列を計算するための計算サブモジュールと、
前記各角度における画像テクスチャ特徴を得て、前記画像テクスチャ特徴を用いて、信号エネルギーが最大となる角度を前記位置時間図の勾配線の勾配角として特定し、前記勾配角を用いて、前記勾配線の勾配を特定するための特定サブモジュールと、を含むようにしてもよい。
前記装置、前記実施例一又は前記実施例二に基づき、実施例三として、前記装置は、
前記角度投影を行う前に、前記位置時間図内の反射波をフィルタアウトするためのフィルタリングモジュールを更に含むようにしてもよい。

【0015】

前記装置、前記実施例一又は前記実施例二に基づき、実施例四として、前記画像モジュールは、設定された振動の伝播方向に沿って、前記振動伝播の位置時間図を得るようにしてもよい。

【0016】

本発明の実施例の第三局面によれば、
実行命令を記憶するメモリと、
前記実行命令を読み取り、次の操作を完了させるように構成されたプロセッサと、を含み、
前記操作は、
媒質が振動により励起された後に、振動伝播の位置時間図を得て、
前記位置時間図上の予め設定された角度範囲内の各角度に沿って角度投影を行って、信号エネルギーが最大となる角度に対応する前記位置時間図の勾配を特定し、
前記勾配に基づいて、前記媒質の粘弾性パラメータを得ることである
媒質の粘弾性の定量化装置を提供している。

【0017】

本発明の実施例による技術案は、以下の有益な効果を奏することができる。
角度投影により、位置時間図内の信号エネルギーが最大となる角度を特定し、該信号エネルギーが最大となる角度は、位置時間図の勾配に対応しており、位置時間図の勾配は、媒質内での振動の伝播速度となる。媒質内での振動の伝播速度は、媒質の粘弾性に関連しているため、位置時間図の勾配を得ると、媒質の粘弾性パラメータを定量的に算出可能となる。本発明は、位置時間図から特徴点を選定して位置時間図の勾配を計算する必要がなく、ノイズ干渉の影響を受けず、且つ計算量が少なく、媒質の粘弾性の定量化を効率的且つ正確に行うことができる。

【0018】

なお、上述した一般的な説明及び後述する詳細な説明は、単に例示的なものであり、本発明を限定しようとするものではない。

【図面の簡単な説明】

【0019】

ここでの図面は、本明細書に組み込まれてその一部を構成し、本発明に従う実施例を示し、明細書とともに本発明の原理を解釈するためのものである。

【図1】ある例示的な実施例によって示される媒質の粘弾性の定量化方法のフローチャートである。

【図2】ある例示的な実施例によって示される媒質の粘弾性の定量化方法のフローチャートである。

【図3】ある例示的な実施例によって示される媒質の粘弾性の定量化方法のフローチャートである。

【図4】ある例示的な実施例によって示される媒質の粘弾性の定量化装置のブロック図である。

【図5】図４に示す特定モジュールのブロック図である。

【図6】ある例示的な実施例によって示される媒質の粘弾性の定量化装置のブロック図である。

【図7】ある例示的な実施例によって示される媒質の粘弾性の定量化装置のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

当業者が本発明の具体的な実施形態を実施できるように、以下の説明及び図面は具体的な実施形態を十分に示している。実施例は可能な変更のみを代表している。明確な要求がない限り、個別の部品や機能は選択可能であり、操作の順番も変更可能である。一部の実施案の部分及び特徴は他の実施案の部分及び特徴に含まれてもよいし代替されてもよい。本発明の実施案の範囲は、特許請求の範囲の全て、及び特許請求の範囲の全てによって得られる等価物を含む。本明細書において、本発明の各実施案は、単独で又は総括的に「発明」という用語により表されてもよい。これは、便利にするためにすぎない。また、事実上、１つ以上の発明が公開されても、この応用の範囲を任意の単独な発明又は発明構想として自動的に規制するものではない。本明細書において、第１及び第２などの関係技術用語は１つの構成又は操作と他の構成又は操作を区別するためにのみ用いられ、これらの構成又は操作の間にこのような関係又は順序が存在することを要件としたり、示唆したりするものではない。また、「含む」、「含有」という技術用語或いはその他の類似用語は非排他的な包含をカバーし、一連の要素を含む過程、方法又は装置はそれらの要素を含むだけでなく、明確に例示していないその他の要素を含む。本明細書の各実施形態は、段階様式で説明される。また、各実施形態についての重要な説明部分は、他の実施形態と異なる点であり、各実施形態の同一又は類似部分は相互に参照されてもよい。実施形態で開示されている方法や製品などは、実施形態で開示されている方法部分に対応するため、簡単に説明するが、関連部分については方法部分の説明を参照すればよい。

【0021】

図１は、ある例示的な実施例によって示される媒質の粘弾性の定量化方法のフローチャートである。図１に示すように、該方法は、次のステップを含む。

【0022】

ステップ１１では、媒質が振動により励起された後に、振動伝播の位置時間図を得る。

【0023】

ステップ１２では、位置時間図上の予め設定された角度範囲内の各角度に沿って角度投影を行って、信号エネルギーが最大となる角度を特定し、該信号エネルギーが最大となる角度は、位置時間図の勾配に対応している。

【0024】

予め設定された角度範囲とは、実際の状況に応じて、角度投影のために選定された角度範囲を指す。一つの実施形態として、予め設定された角度範囲は、３６０度であってもよく、この時、全角度の角度投影が必要となる。また、もう１つの実施形態として、得られた位置時間図の特性に従って、角度投影のための角度範囲を選択する。ステップ１１で得られた位置時間図の横軸は、時間を示し、縦軸は位置を示しており、もし振動が、振動励起の起点から遠方へのみ伝播するものであれば、振動伝播の速度が無限大の場合、位置時間図上では、縦軸に平行な直線に近くなるのに対して、振動伝播の速度が無限小の場合、位置時間図上では、横軸に平行な直線に近くなり、この時、全角度での投影の必要がなくなり、予め設定された角度範囲が９０度であれば済むので、媒質の粘弾性の定量化の效率が向上する。もし振動が、振動励起の起点から遠方への伝播に加えて、反対方向に沿って伝播可能であれば、予め設定された角度範囲は、１８０度であってもよい。予め設定された角度範囲の実際の開始点及び終了点については、直角座標系が変更されないままの場合、０度の開始点、及び、反時計回り又は時計回りの回転方向に関連しており、予め設定された角度範囲を確保できる限り、必要に応じて選定可能である。

【0025】

各角度とは、予め設定された角度範囲内で角度投影が行われる各角度を指す。具体的な角度の選定は、時間精度への要求及び計算速度への要求に応じて決定され、時間精度への要求が高いほど、角度選定の精度への要求が高くなり、計算速度への要求が高いほど、角度選定の精度への要求が低くなる。例えば、０．０．１度～１度の範囲から選択可能である。

【0026】

角度投影とは、信号エネルギーが最大となる角度を特定するために、設定された角度に対して画像特徴の認識又は抽出を行うことを指す。

【0027】

ステップ１３では、勾配に基づいて、媒質の粘弾性パラメータを得る。

【0028】

粘弾性パラメータは、粘性パラメータ及び弾性パラメータの少なくとも一方を含む。

【0029】

位置時間図の勾配は、単位時間あたりの振動の伝播距離、即ち媒質内での振動の伝播速度によって決定される。均一な媒質内では、振動の伝播速度は、媒質の粘弾性と関係しており、位置時間図の勾配を得ると、媒質の粘弾性パラメータを定量的に算出可能となる。そのため、上記勾配を如何に効率的且つ正確に取得するかは、媒質の粘弾性の定量化のポイントになる。本例示的な実施例では、角度投影を用いて信号エネルギーが最大となる角度を特定するようにしており、該信号エネルギーが最大となる角度が位置時間図の勾配に対応しているため、位置時間図の勾配が取得されたことに相当する。この方法では、位置時間図から、波の山、波の谷又は振動のある位相を特徴点として選定して位置時間図の勾配を計算する必要がなく、ノイズ干渉の影響を受けず、且つ計算量が少なく、媒質の粘弾性を定量化するための効率的で正確な方法になっている。

【0030】

ある例示的な実施例において、機械的振動、音響放射力、又は、振動を発生させること可能な他の方式で、媒質に振動励起を行うと、媒質は振動を発生し、振動は媒質内を伝播する。媒質内での上記振動の伝播速度が限られているため、検出波を用いて、媒質の動的イメージングを行うことが可能である。上記検出波は、光波や超音波等であってもよい。上記動的イメージングは、一次元イメージング、二次元イメージングや三次元イメージング等であってもよい。

【0031】

上記振動は、媒質内を伝播する際、異なる時刻で、その波面が伝播方向に沿って異なる位置に到達する。検出波は、媒質イメージングにより生成されたエコー信号に対して位相非相関が発生し、このような位相非相関の特性を利用して、相互相関、自己相関、オプティカルフロー等のアルゴリズムにより、媒質の動き情報を得て、設定された振動の伝播方向に沿って位置時間図を得ることができる。上記アルゴリズムとしては、様々なブロックマッチングに基づく方法又はブロックマッチング以外の方法であってもよい。上記設定された振動の伝播方向は、振動が１つだけの伝播方向に伝播される場合、振動の実際の伝播方向となり、振動が複数の伝播方向に伝播される場合、選択された何れか１つの伝播方向となる。例えば、媒質が均一なシートである場合、媒質に振動励起を行うと、振動は該シートの延在方向沿って伝播し、この時、設定された振動の伝播方向は、該振動の実際の伝播方向となる。また、例えば、媒質が不規則な立体形状である場合、振動伝播の波面は立体形状となり、例えば、振動伝播の波面が楕円球であると、異なる振動の伝播方向に沿って得られる位置時間図は、異なるものとなり、この時、設定された振動の伝播方向は、選択された何れか１つの関心をもつ伝播方向となる。上記関心をもつ伝播方向は、実際に測定される方向に従って決定され、例えば、振動が最も速く伝播する方向と、振動が最も遅く伝播する方向と、振動の伝播速度がある区間内である方向とのうち、少なくとも１つとなる。

【0032】

振動が媒質内を伝播する際、媒質のエッジ又は異物に遭遇すると、反射波が生じる。ある例示的なの実施例において、後続処理の精度を向上させるためには、図２に示すように、角度投影を行う前に、位置時間図内の反射波をフィルタアウトするステップ１１’を更に含んでもよい。フィルタアウトの方式は多数あり、方向フィルタリングは、その実現方式の１つである。

【0033】

ある例示的なの実施例において、角度投影により信号エネルギーが最大となる角度を特定し、更に位置時間図の勾配を得ることは、積分計算により実現されてもよい。例えば、位置時間図に対して予め設定された角度範囲内の各角度に沿う積分計算を行い、積分角度及び振動の伝播方向一致するようになると、エネルギーが集中し、この時に得られる積分値が最大となるため、積分値が最大となる角度を位置時間図の勾配線の勾配角とする。得られた勾配角に基づき、位置及び時間情報も加えると、位置時間図の勾配線の勾配が得られる。上記積分計算は、Ｒａｄｏｎ変換とも呼ばれる。

【0034】

ある例示的なの実施例において、グレーレベル共起行列を計算することで画像テクスチャ特徴を得ることができ、画像テクスチャ特徴は、信号エネルギーの大きさを反映できるため、グレーレベル共起行列を用いて信号エネルギーが最大となる角度の情報を取得することができる。上記原理に基づけば、角度投影により信号エネルギーが最大となる角度を特定し、更に位置時間図の勾配を得ることは、グレーレベル共起行列の計算により実現可能である。例えば、位置時間図に対し、先ず、予め設定された角度範囲内の各角度に沿ってグレーレベル共起行列を計算する。そして、グレーレベル共起行列を用いて、各角度の画像テクスチャ特徴を得る。次に、画像テクスチャ特徴を用いて、信号エネルギーが最大となる角度を位置時間図の勾配線の勾配角として特定する。最後に、勾配角を用いて、勾配線の勾配を特定する。

【0035】

力学原理に従えば、媒質の粘弾性によって、その中での振動の伝播速度が決まるため、位置時間図の勾配を得ることで、媒質内での振動の伝播速度を知ることができ、更に、力学原理に基づいて、媒質の粘弾性パラメータを定量的に得ることが可能となる。ここでの粘弾性パラメータは、せん断係数、ヤング率、せん断粘弾性、せん断粘度、機械的抵抗、機械的緩和時間、異方性等を含んでもよい。

【0036】

以下、具体的な応用シーンを挙げて、本発明の実施例における媒質の粘弾性の定量化方法の応用を示す。

【0037】

人間の肝臓等の粘弾性媒質に対して非破壊粘弾性検出を行う際、媒質の粘弾性を定量化する必要がある。検出機器は、被検出媒質に対して振動励起を行う激励装置と、超音波により振動励起された媒質をイメージングするイメージング装置と、を含む。振動は、媒質内を伝播する際、異なる時刻で、その波面が伝播方向に沿って異なる位置に到達し、位置時間図を形成する。上記波面は、波の山、波の谷、又は振動の同じ位相の何れかであってもよい。

【0038】

図３に示すように、このような具体的な応用シーンでの媒質の粘弾性の定量化方法は、以下のステップを含んでもよい。
ステップ３１では、媒質に対して振動励起を行う。
ステップ３２では、超音波を利用して、媒質に対して動的イメージングを行う。
ステップ３３では、媒質の結像から、振動伝播の位置時間図を得る。
ステップ３４では、位置時間図に対して方向フィルタリングを行う。
ステップ３５では、Ｒａｄｏｎ変換を行って、位置時間図の勾配を特定する。
ステップ３６では、特定された勾配及び力学原理に基づいて、媒質の粘弾性パラメータを算出する。

【0039】

上述した媒質の粘弾性の定量化方法の各例示的な実施例において、設定された振動の伝播方向が少なくとも２つであると、設定された振動の伝播方向のそれぞれに対応して１つの位置時間図が得られ、更に、該位置時間図に対応する媒質の粘弾性パラメータが得られる。得られた少なくとも２組の粘弾性パラメータを纏めれば、媒質の粘弾性をより全面的に評価することができる。

【0040】

上記に示した媒質の粘弾性の定量化方法の各例示的な実施例は、状況に応じて組み合わせることができ、ここで、各例示的な実施例の間の組み合わせ関係は、限定されない。

【0041】

図４は、ある例示的な実施例によって示される媒質の粘弾性の定量化装置のブロック図であり、該装置は、媒質の粘弾性の検出機器の制御ホスト内に備えられてもよく、例えば、医療検出分野では、肝臓の非破壊検出機器の制御ホスト内に備えられてもよい。また、該装置は、クラウドに備えられてもよいが、この際、媒質の粘弾性の検出機器の検出データは、クラウドで処理する必要がある。

【0042】

図４に示す装置は、画像モジュール４１、特定モジュール４２及び定量化モジュール４３を含む。

【0043】

画像モジュール４１は、媒質が振動により励起された後に、振動伝播の位置時間図を得るためのものである。

【0044】

特定モジュール４２は、位置時間図上の予め設定された角度範囲内の各角度に沿って角度投影を行って、信号エネルギーが最大となる角度を特定するためのものである。上記信号エネルギーが最大となる角度は、位置時間図の勾配に対応している。

【0045】

定量化モジュール４３は、位置時間図の勾配に基づいて、媒質の粘弾性パラメータを得るためのものである。

【0046】

ある例示的な実施例において、図５に示すように、特定モジュール４２は、Ｒａｄｏｎ変換を用いて角度投影を行い、信号エネルギーが最大となる角度を特定する。この際、特定モジュール４２は、計算サブモジュール４２１及び特定サブモジュール４２２を含む。

【0047】

計算サブモジュール４２１は、位置時間図に対して予め設定された角度範囲内の各角度に沿う積分計算を行うためのものである。

【0048】

特定サブモジュール４２２は、積分サブモジュール４２１により計算された積分値が最大となる角度を、位置時間図の勾配線の勾配角として特定し、該勾配角により、位置時間図の勾配線の勾配を特定するためのものである。

【0049】

１つの実施形態として、グレーレベル共起行列を用いて勾配角を特定する場合、計算サブモジュール４２１は、位置時間図に対し、予め設定された角度範囲内の各角度に沿ってグレーレベル共起行列を計算するために用いられてもよい。特定サブモジュール４２２は、前記各角度における画像テクスチャ特徴を得て、前記画像テクスチャ特徴を用いて、信号エネルギーが最大となる角度を前記位置時間図の勾配線の勾配角として特定し、前記勾配角を用いて、前記勾配線の勾配を特定するために用いられてもよい。

【0050】

ある例示的な実施例において、図６に示すように、媒質の粘弾性の定量化装置は、特定モジュール４２による角度投影の前に、位置時間図内の反射波をフィルタアウトするためのフィルタリングモジュール４４を更に含んでもよい。

【0051】

ある例示的な実施例において、画像モジュール４１は、設定された振動の伝播方向に沿って、振動伝播の位置時間図を得る。

【0052】

以下、具体的な応用シーンを挙げて、本発明の実施例における媒質の粘弾性の定量化装置の応用を示す。

【0053】

人間の肝臓等の粘弾性媒質に対して非破壊粘弾性検出を行う際、媒質の粘弾性を定量化する必要がある。検出機器は、被検出媒質に対して振動励起を行う激励装置と、超音波により振動励起された媒質をイメージングするイメージング装置と、を含む。

【0054】

振動は、媒質内を伝播する際、異なる時刻で、その波面が伝播方向に沿って異なる位置に到達し、位置時間図を形成する。上記波面は、波の山、波の谷、又は振動の同じ位相の何れかであってもよい。媒質の粘弾性の定量化装置は、設定された伝播方向に沿って、媒質の結像から振動伝播の位置時間図を得る。そして、媒質の粘弾性の定量化装置は、位置時間図に対し、各角度に沿って積分計算を行い、積分値が最大となる角度を位置時間図の勾配線の勾配角として特定し、更に位置時間図の勾配を特定する。最後に、媒質の粘弾性の定量化装置は、特定された勾配及び力学原理に基づいて、媒質の粘弾性パラメータを算出する。

【0055】

図７は、ある例示的な実施例によって示される媒質の粘弾性の定量化装置のブロック図である。該装置は、媒質の粘弾性の検出機器の制御ホスト内に備えられてもよく、例えば、医療検出分野では、肝臓の非破壊検出機器の制御ホスト内に備えられてもよい。また、該装置は、クラウドに備えられてもよいが、この際、媒質の粘弾性の検出機器の検出データは、クラウドで処理する必要がある。

【0056】

上記に示した媒質の粘弾性の定量化装置の各例示的な実施例は、状況に応じて組み合わせることができ、ここで、各例示的な実施例の間の組み合わせ関係は、限定されない。

【0057】

図７に示す装置は、メモリ７１及びプロセッサ７２を含む。

【0058】

メモリ７１には、実行命令が記憶されている。

【0059】

プロセッサ７２は、メモリ７１内の実行命令を読み取り、上述した前記媒質の粘弾性の定量化方法の各例示的な実施例における一部又は全部のステップを実行するように構成されている。プロセッサ７２は、チップによって実現可能である。

【0060】

図７に示す媒質の粘弾性の定量化装置は、媒質の粘弾性の検出機器の制御ホスト内に備えられている場合、バスや無線等で、媒質の粘弾性の定量化機器内の励起装置、イメージング装置と接続可能であり、この際、該装置には、上記接続を実現するためのインターフェース及びそれに対応する通信メカニズムが備えられる。

【0061】

図７に示す媒質の粘弾性の定量化装置は、クラウドに配置されている場合、ネットワークを介して、媒質の粘弾性の検出機器と通信可能である。

【0062】

なお、本発明は、上述した説明及び図面に示されるフローや構成に限らず、その範囲から逸脱しない範囲で各種の修正及び変更を行うことができると理解すべきである。本発明の範囲は、特許請求の範囲のみに限定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】