弹性测定设备和方法技术

本发明专利技术提供了一种用于定量地和／或定性地测量任何介质的粘弹性质的弹性测定设备（１１０），所述设备的特征在于其包括可变形管（１１１），所述可变形管（１１１）用于定位位于所述可变形管（１１１）的末端的所述超声波换能器（１０４）并且用于将所述超声波换能器（１０４）保持为使得在至少一次测量期间确保所述超声波换能器（１０４）与所述介质之间的垂直性和接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于测量任何介质的粘弹性质的设备和方法。本专利技术更具体地涉及一种用于定量地和/或定性地测量粘弹性质的设备和方法， 该粘弹性质诸如人或动物的生理组织的弹性和/或粘稠度。更具体地，这种设备和这种方法适合于测量属于实验动物或来自组织样本的生理组织的粘弹性质。
技术介绍
为了测量组织粘弹性质，已知的是使用脉冲调制的弹性测定，正如在编号为FR 2843290的专利申请中所描述的那样。该文献提出了根据现有技术的设备10的实现(图1)。该设备10包括探针1，该探针1配备有振动发生器2，该振动发生器2例如通过振动在组织中生成低频弹性波，并且在低频弹性波传播期间借助于由超声波换能器4发射和接收的高频超声波来分析该低频弹性波的传播。此外，应当注意，用户6手动地定位探针1以确保组织与超声波换能器4之间的持久接触。具有振动发生器2和超声波换能器4的所述探针1还包括用于控制它们的触发器 5。它们全都连接到计算机9。这种设备适合于测量位于探针1所定位于的表皮附近的大型器官(例如人的肝脏)的粘弹性质。然而，这种设备具有缺陷。具体地，该设备不适合于小型器官。事实上，探针在附着乃至定位在器官附近或与器官接触时产生组织压缩(组织的体积越小，压缩现象越严重)。此外，这种设备不适合于较小器官，这是因为超声波换能器的尺寸非常大并且探针是近似且随机地定位的。这种情况的一个示例是老鼠，老鼠的允许接近肝脏的表皮面积大约为1cm2。该尺度限制不允许用户确保最优定位，该最优定位不仅依赖于组织的尺寸而且依赖于个体之间和/或物种之间的差异。附加的缺陷在于用户一方面必须手动地保持超声波换能器与表皮之间的恒定且令人满意的接触，从而使得超声波能够传播，另一方面必须手动地保持最优的垂直性。然而，为了触发低频弹性波，用户按压触发器5，这引起探针与表皮之间在接触方面的变化，由此打破垂直性，并且实际上导致过高估计超声波换能器附近的测量。此外，这种移动引发了测量的可重复性的问题。实际上，一旦已经修改了超声波换能器的定位，就不可能将超声波换能器再次定位在与进行第一次测量完全相同的位置处。 对于在异质组织(诸如肾脏)上执行的测量而言，这是非常有害的。另外，除了其他因素以外，由于接近于低频波发生源的场中的衍射现象而引起的对所测量的弹性的过高估计发生在一定厚度之上，该厚度具体地依赖于该源的尺度、依赖于粘弹性质、依赖于介质、依赖于脂肪层的厚度以及依赖于低频弹性波。对于50Hz的低频弹性波的中心频率f，该厚度(在此厚度以下就不可能进行测量了 )大约为20mm。为了补救这一问题，在计算粘弹性质时，不考虑关于该厚度(即20mm)的数据，从而阻止关于小于20mm的厚度的测量。
技术实现思路
在这一上下文中，本专利技术的目的是提供一种使得可以克服上述问题的非侵入式设备，这是通过提出一种设备，借由该设备可以将超声波换能器精确地保持和定位为垂直与组织并且与组织接触，以便确定其粘弹性质。这种设备还由于其设计而是有利的，并且虽然其需要进一步知识和大量的发展， 但是其提供了易用性和成本低廉的非侵入式设备。为此，本专利技术提供了一种用于定量地和/或定性地测量任何介质的粘弹性质的弹性测定设备，所述设备包括-振动发生器，用于生成至少一个低频弹性波；-超声波换能器，用于观测所述至少一个低频弹性波的传播；-触发器，用于触发至少一次测量；所述至少一次测量包括以下步骤-在介质中生成至少一个低频弹性波；-在生成至少一个低频弹性波的同时，使用所述超声波换能器发射和捕获高频超声波以观测所述至少一个低频弹性波的所述传播；所述设备的特征在于其包括可变形管，所述可变形管用于保持位于所述可变形管的末端的所述超声波换能器并且用于将所述超声波换能器保持为使得在至少一次测量期间确保所述超声波换能器与所述介质之间的垂直性和接触。可变形管是指可在若干方向上自由移动的、没有角度限制的管，该管在其没有施加以任何应力来移动它的情况下保持其定位。介质可互换地称为组织。除在前面段落中已经提到的主要特征之外，根据本专利技术的设备可以具有下面列出的一个或多个附加特征，无论是单独地还是以所有技术上可能的组合来考虑-所述弹性测定设备包括支撑件，所述支撑件从空间上保持超声波换能器；-所述弹性测定设备包括弹簧系统，所述弹簧系统位于所述超声波换能器与所述可变形管之间；-所述设备包括至少一个杆，所述至少一个杆能够将低频弹性波从所述振动发生器传送到所述超声波换能器；-所述设备包括夹紧管；-所述振动发生器由振动台形成；-所述振动发生器由扬声器类型的辅助设备形成；-所述弹性测定设备包括微调系统，所述微调系统用于旋转地和/或平移地调节所述超声波换能器的定位；-所述振动发生器位于超声波换能器所位于的所述可变形管的末端；-所述振动发生器位于超声波换能器所位于的可变形管的相对末端；-所述设备包括高频成像超声波阵列；-所述设备与有机同步设备耦合；-所述超声波换能器具有小于3mm的有效直径。本专利技术还涉及一种用于定量地和/或定性地测量任何介质的粘弹性质的弹性测定方法，其特征在于该方法实现了根据本专利技术的设备；所述方法至少包括以下步骤-通过使所述可变形管变形，将所述至少一个超声波换能器定位为垂直于所述介质并且与所述介质接触；-平移地和/或旋转地调节所述超声波换能器的定位；-触发至少一次测量；-在至少一次测量期间将所述超声波换能器保持在适当位置并且接触；所述测量包括以下步骤-生成至少一个低频弹性波；-在生成至少一个低频弹性波的同时，使用所述超声波换能器发射和捕获高频超声波以观测所述至少一个低频弹性波的传播；-计算与所述介质的粘弹性质有关的至少一个参数，诸如在介质中引起的位移变化和/或变形和/或位移速度和/或变形速度，或者更一般地，与粘弹性质有关的任何参数；-计算介质的粘弹性质；附加的有利特征在于在一系列测量期间由所述可变形管将所述超声波换能器保持在适当位置并且与介质接触。有利地，低频弹性波由用户按照与呼吸率和/或心率同步的方式起动而随机地触发。优选地，高频超声波发射在包括在8MHz与IOOMHz之间，优选地在IOMHz与50MHz 之间的频率范围之上执行。类似地，低频弹性波是在包括在50Hz与10000Hz之间的频率范围之上生成的，所述低频弹性波可以为大约400Hz。此外，所述至少一个低频弹性波是通过机械振动和/或通过机械压缩和/或通过超声波聚焦生成的。附图说明根据以下对仅通过非限制性示例的方式在附图中图示的本专利技术的不同实施例的描述，本专利技术的这些以及其他特征和优点将变得更明显，附图中-图1是根据现有技术的设备10的简化的示意性表示。-图2是根据本专利技术的用于确保至少一个超声波换能器的定位的设备的简化的示意性表示。-图3是根据本专利技术的、配备有夹紧管的设备的简化的示意性表示。-图4是根据本专利技术的、配备有钳状支撑件的设备的简化的示意性表示。-图5是可以是弹性测定设备的一部分的、用于成像的超声波阵列的简化的示意性表示。出于清楚性方面的原因，已经用类似的参考标号来指定了相同元件。类似地，仅仅示意性地图示了对理解本专利技术有用的元件，其中没有考虑比例。 具体实施例方式对于描述的其余部分，弹性测定是指用于测量粘弹性质的技术，其中振动发生器通过直接或间接地与组织接触来生成在该组织中传播的一个或多个低本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于定量地和／或定性地测量任何介质的粘弹性质的弹性测定设备（１１０），所述设备（１１０）包括：－振动发生器（１０２），用于生成至少一个低频弹性波；－超声波换能器（１０４），用于观测所述至少一个低频弹性波的传播；－触发器（１０５），用管（１１１），所述可变形管（１１１）用于保持位于所述可变形管（１１１）的末端的所述超声波换能器（１０４）并且用于将所述超声波换能器（１０４）保持为使得在至少一次测量期间确保所述超声波换能器（１０４）与所述介质之间的垂直性和接触。于触发至少一次测量；所述至少一次测量包括以下步骤：－在介质中生成至少一个低频弹性波；－在生成至少一个低频弹性波的同时，使用所述超声波换能器（１０４）发射和捕获高频超声波，以观测所述至少一个低频弹性波的所述传播；所述设备的特征在于其包括可变形

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·桑德兰，
申请(专利权)人：回波检测公司，
类型：发明
国别省市：FR