[發(fā)明專利]一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高強(qiáng)聚焦超聲治療聲空化的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810128430.X
• 申請(qǐng)日: 2018-02-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108392751B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃品同
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): A61N7/02
• 分類號(hào): A61N7/02
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 蔣海軍

1.一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高強(qiáng)聚焦超聲治療聲空化的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、首先對(duì)體外仿體進(jìn)行HIFU輻射，并采用B超圖像采集器觀測(cè)并記錄仿體中空化氣泡群的時(shí)空行為；

步驟二、對(duì)B超圖像采集器采集的關(guān)于空化氣泡群時(shí)空行為的視頻圖像進(jìn)行處理；

步驟三、在處理后的每一幀B超圖像中選取感興趣區(qū)和參考區(qū)；

步驟四、將每一幀B超圖像中感興趣區(qū)與參考區(qū)進(jìn)行比較，計(jì)算反映每一幀圖像聲空化強(qiáng)度的相對(duì)p值p_relative；具體為：

1)計(jì)算每一幀B超圖像中感興趣區(qū)和參考區(qū)中每條掃描線上每N個(gè)周期的次諧波信號(hào)的均方根值；

2)將感興趣區(qū)和參考區(qū)中每條掃描線上次諧波信號(hào)的均方根值與參考區(qū)進(jìn)行比較，得到每條掃描線上次諧波信號(hào)的分布差異度值；

3)計(jì)算感興趣區(qū)中掃描線上次諧波信號(hào)的分布差異度值的算術(shù)平均值，計(jì)算參考區(qū)中掃描線上次諧波信號(hào)的分布差異度值的算術(shù)平均值；

4)根據(jù)公式(一)計(jì)算反映每一幀圖像聲空化強(qiáng)度的相對(duì)p值p_relative：

上式中，p_ROI表示感興趣區(qū)中掃描線上次諧波信號(hào)的分布差異度值的算術(shù)平均值，p_RR表示參考區(qū)中掃描線上次諧波信號(hào)的分布差異度值的算術(shù)平均值；

步驟五、根據(jù)所述步驟四得到的各幀B超圖像對(duì)應(yīng)的相對(duì)p值p_relative，由此判斷空化氣泡群的時(shí)空行為。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高強(qiáng)聚焦超聲治療聲空化的方法，其特征在于，所述步驟二中，對(duì)每一幀B超圖像進(jìn)行處理，處理過(guò)程包括帶通濾波處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高強(qiáng)聚焦超聲治療聲空化的方法，其特征在于，所述步驟三中，根據(jù)HIFU治療方案設(shè)定的治療區(qū)域，在處理后的每一幀B超圖像中選取包含空化氣泡的區(qū)域?yàn)楦信d趣區(qū)，在感興趣區(qū)附近選取等面積的矩形區(qū)為參考區(qū)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高強(qiáng)聚焦超聲治療聲空化的方法，其特征在于，所述步驟一 中：

根據(jù)公式(二)計(jì)算每一幀B超圖像中感興趣區(qū)和參考區(qū)中每條掃描線上每N個(gè)周期的次諧波信號(hào)的均方根值，

上式中，n表示感興趣區(qū)或參考區(qū)中第n條掃描線，表示感興趣區(qū)或參考區(qū)中第n條掃描線上每N個(gè)周期的次諧波信號(hào)的均方根值，p_0.5f(x)表示感興趣區(qū)或參考區(qū)中第n條掃描線上次諧波信號(hào)每N個(gè)周期對(duì)應(yīng)的次諧波信號(hào)幅值，f_s表示B超圖像采集器的掃描頻率，f_0.5表示感興趣區(qū)中第n條掃描線上的次諧波信號(hào)頻率。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高強(qiáng)聚焦超聲治療聲空化的方法，其特征在于，所述步驟二 中：根據(jù)Shapiro-Wilk檢驗(yàn)計(jì)算得到感興趣區(qū)和參考區(qū)中每條掃描線上次諧波信號(hào)的分布差異度值。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高強(qiáng)聚焦超聲治療聲空化的方法，其特征在于，所述步驟五中，根據(jù)設(shè)定的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性水平α以及通過(guò)步驟四得到的各幀B超圖像對(duì)應(yīng)的相對(duì)p值p_relative，當(dāng)B超圖像對(duì)應(yīng)的相對(duì)p值p_relative小于α?xí)r，認(rèn)為該幀B超圖像對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)為發(fā)生聲空化的時(shí)間閾值。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高強(qiáng)聚焦超聲治療聲空化的方法，其特征在于，通濾波處理中濾波帶寬設(shè)定為B超圖像采集器中心工作頻率的50％-80％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高強(qiáng)聚焦超聲治療聲空化的方法，其特征在于，該方法提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高強(qiáng)聚焦超聲治療聲空化的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括任意波形發(fā)生器(1)、與任意波形發(fā)生器(1)連接的功率放大器(2)、與功率放大器(2)連接的阻抗匹配電路(3)、與阻抗匹配電路(3)連接的強(qiáng)聚焦換能器(4)、仿體(5)、超聲探頭(7)、與超聲探頭(7)連接的三維計(jì)算機(jī)控制運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)(8)以及與三維計(jì)算機(jī)控制運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)(8)連接的B超圖像采集器(9)，其中強(qiáng)聚焦換能器(4)和仿體(5)均置于水槽(6)中，強(qiáng)聚焦換能器(4)置于仿體(5)一側(cè)，該水槽(6)注滿除氣水，用于將仿體(5)浸沒(méi)在其中；所述功率放大器(2)將任意波形發(fā)生器(1)輸出的波形信號(hào)放大，經(jīng)阻抗匹配電路(3)后驅(qū)動(dòng)強(qiáng)聚焦換能器(4)激發(fā)聲場(chǎng)，所述B超圖像采集器(9)控制三維計(jì)算機(jī)控制運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)(8)帶動(dòng)超聲探頭(7)對(duì)仿體(5)輻射，利用B超圖像采集器(9)觀測(cè)并記錄空化氣泡群的時(shí)空行為。