[發明專利]一種基于超聲波成像對目標物進行自動追蹤定位及實時智能刺激的方法及系統

在審

• 申請號: 201510764312.4
• 申請日: 2015-11-10
• 公開（公告）號: CN105233429A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 周冬良;嚴飛;鄭海榮;王叢知
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: A61N7/02
• 分類號: A61N7/02;A61B8/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 郭曉宇

技術領域

本發明涉及超聲領域，尤指一種基于超聲波成像對目標物進行自動追蹤定位及實時智能刺激的方法及系統。

背景技術

超聲波是指頻率高于20KHz的一種人無法聽見的聲波。超聲波是一種波動形式，它可以作為信息的載體或媒介應用于檢查；同時又是一種能量形式，當其強度達到一定值時，便可應用于治療。超聲輻射力由于具有良好的非接觸力學特性和穿透能力，及其無創的應用特性使得超聲輻射力得到廣泛的應用。目前超聲波在生物學及醫療方面的應用主要還是“超聲波成像”和“超聲輻射力”兩方面的應用，如超聲成像和HIFU等主要應用于檢查和治療。

如，中國專利201110091301.6《一種利用低強度超聲促進放射治療旁效應的系統》公布了一種利用超聲對腫瘤靶區進行影像定位，用放射源和超聲源對腫瘤靶區在接受放射治療的同時受到低強度超聲刺激。――該系統有三個獨立源，分別是放射治療的放射源，影像系統超聲源，低強度刺激超聲源，設計上較為復雜，由于放射源存在系統在使用時有一定的輻射危害性。

中國專利201510250365.4《一種超聲刺激神經組織的裝置》公布了一種由控制與超聲成像單元、控制與數據通信單元、脈沖激勵單元、回波接收單元和超聲換能器陣列等硬件構成的裝置，采用超聲刺激與超聲成像共用超聲換能器陣列的方法，實現超聲神經刺激過程的實時可視化。――該裝置由較復雜的硬件系統組成實現，主要應用于小鼠的顱腦皮層進行神經刺激方面，系統需要人工手動操作。

中國專利201380031052.9《腎神經調制的超聲裝置、系統、和方法》公布了一種采用高強度聚焦的超聲的設備的裝置、系統、和方法，用于施加能量以調制有助于腎功能的神經纖維，或施加能量至饋送或灌注神經纖維的血管結構。――該裝置應用于人體的神經調節和治療，且設置有額外的超聲靶向系統，當超聲靶向系統置于體內時具有一定的有創性。

中國專利201210532094.8《用于定位如神經的結構的非侵入性設備和方法》公布了一種采用超聲波監測目標在經受刺激時的反應，由電極發送電脈沖進行刺激的方法。――系統通過分析神經組織的反應對人體神經進行定位，然后通過電脈沖的方式刺激，具有一定的風險。

中國專利201410829230.9《一種超聲深部腦刺激方法及系統》公布了一種根據動物或人體頭部的醫學成像建立三維數字模型定位，并生成多個超聲發射序列，對腦部進行刺激。――該系統則是通過MRI或CT掃描獲得頭部三維數字模型，由此得到超聲發射序列進行腦部的刺激。

以上發明雖都運用了超聲成像及超聲刺激的手段，但其實現方式不同。現有的方案有基于超聲加MRI或CT的、有基于超聲加電極的，有基于超聲加放射的，還有多超聲組合等多種模式，但都不夠便利，也不能自動化。可見，超聲波的兩種形式分別在檢查和治療方面得到廣泛的應用，但如何將二者的應用更好地結合，使得應用更加方便和實用，目前還沒有特別完善的解決方案。

發明內容

為了將超聲波的兩種形式更好地結合，本發明提出了一種基于超聲波成像對目標物進行自動追蹤定位及實時智能刺激的方法及系統，定位是采用對實時采集到的超聲圖像進行圖像處理而獲取到的，同時，該方法及系統利用復用技術進行控制，只用同一超聲源既實現超聲成像波束和超聲刺激波束的發射，來達到對目標物的定位及刺激。

本發明同時利用超聲波的波動形式和能量形式，可直接在超聲成像的引導下，完成能量形式的傳遞即超聲輻射力的刺激。其主要工作方式是利用復用技術實現同一探頭上通過超聲成像，對目標物進行自動追蹤定位并智能判定實施超聲刺激。

為實現上述目的，本發明提出了一種基于超聲波成像對目標物進行自動追蹤定位及實時智能刺激的方法，包括：向目標區域發射超聲波；實時獲取返回的超聲波信息，根據超聲波信息生成目標區域圖像；對目標區域圖像進行處理，提取目標物圖像，對目標物圖像進行智能判定，輸出判定結果，并獲得目標物位置數據；

根據對目標物的判定結果和位置數據，向目標物的特定位置智能發射聚焦超聲輻射力進行刺激。

進一步的，向目標區域發射的成像超聲波以及向目標物的特定位置進行聚焦超聲輻射力的刺激是利用超聲波復用技術實現，其中包括：時分復用模式和通道復用模式中的至少一種模式，以及全通道分時復用方式、連續通道全時序方式、交錯通道全時序方式中的至少一種方式。