[發(fā)明專利]一種用于熱消融邊界顯像的熱聲成像系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811306098.8
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109480777A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣華渠;陳飛
• 申請（專利權(quán)）人: 四川華微康醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

本發(fā)明公開了一種用于熱消融邊界顯像的熱聲成像系統(tǒng)及方法。本發(fā)明對熱聲圖像進行顏色編碼，將熱消融邊界進行突出顯像。依據(jù)熱消融區(qū)與未消融區(qū)由于離子濃度和水分含量等差異，借助熱聲成像具有的微波吸收高對比度和超聲成像的高分辨率特點，得到熱消融邊界熱聲圖像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于熱消融邊界顯像的熱聲成像系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近年來，針對腫瘤治療出現(xiàn)了一種利用射頻、微波和激光對病灶進行熱消融的技術(shù)手段。特別是針對一些不可手術(shù)切除(比如：肝臟)病變時，采用熱消融治療效果與手術(shù)治療效果相當(dāng)。然而，消融不完全或者過度消融都是臨床中應(yīng)該盡最大可能避免的。因此，對熱消融灶進行評估，尤其是對熱消融邊界的精確顯像尤為重要。目前臨床中有用增強CT、MRI和FDG PET/CT對熱消融灶進行評估，但該類技術(shù)時間分辨率交差，且要么有輻射(比如CT)，要么有嚴(yán)格的使用限制(比如MRI不能用于有金屬異物存在的應(yīng)用場景)；與此同時，常規(guī)超聲因其無損和高時間分辨率的結(jié)構(gòu)性成像優(yōu)勢；使得基于超聲造影的熱消融灶評估技術(shù)在臨床中得到了大量使用。然而超聲成像技術(shù)難以即刻評估消融灶，尤其是術(shù)中難以做到對熱消融灶的精確顯像。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的一種用于熱消融邊界顯像的熱聲成像系統(tǒng)及方法解決了熱消融灶難以精確顯像的問題。

為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種用于熱消融邊界顯像的熱聲成像系統(tǒng)，包括：

微波源，用于激發(fā)熱消融區(qū)域的熱聲效應(yīng)，產(chǎn)生熱聲信號，所述微波源包括依次連接的微波電真空器件、微波傳輸裝置和天線；

超聲換能器，用于接收熱消融區(qū)域所產(chǎn)生的熱聲信號；

濾波器，對熱聲信號進行濾波；

放大器，對熱聲信號進行放大；

數(shù)據(jù)采集卡，對熱聲信號進行A/D轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字熱聲信號；

計算機，用于對超聲波換能器所接收的熱聲信號進行處理，控制微波源，對數(shù)字熱聲信號進行圖像重建得到熱聲圖像，并對熱聲圖像進行顏色編碼實現(xiàn)消融邊界的突出顯像；

所述計算機、微波源、熱消融區(qū)域、超聲波換能器、濾波器、放大器、數(shù)據(jù)采集卡和計算機依次通信連接。

進一步地：所述微波電真空器件為磁控管，所述微波傳輸裝置為微波固態(tài)功率放大器。

進一步地：所述微波源產(chǎn)生的微波為脈沖微波，所述脈沖微波信號的中心頻率為0.1～10.0G，脈沖寬度為10～1000ns，脈沖峰值功率為10～100kW，脈沖重復(fù)頻率為1～200Hz。

進一步地：所述天線為高功率增益天線，包括開口波導(dǎo)天線、喇叭天線、偶極子和貼片天線。

進一步地：所述超聲換能器為多元超聲換能器，換能通道數(shù)為2～2048，頻率為0.2～5.0MHz，形狀包括凸陣、線陣和相控陣。

一種用于熱消融邊界顯像的熱聲成像方法，包括以下步驟：

S1、通過計算機對微波源進行參數(shù)設(shè)置和初始化，并開啟微波源進行預(yù)熱；

S2、通過計算機觸發(fā)微波源發(fā)射脈沖微波，并通過微波源中的天線將脈沖微波輻射到熱消融區(qū)域，使熱消融區(qū)域與未消融區(qū)域吸收脈沖微波能量后產(chǎn)生熱聲信號；

S3、通過超聲換能器接收熱聲信號，并通過濾波器和放大器對熱聲信號進行濾波和放大，并進行A/D轉(zhuǎn)換得到數(shù)字熱聲信號；

S4、將數(shù)字熱聲信號傳輸?shù)接嬎銠C，對熱聲信號進行圖像重建，將熱聲圖像中熱消融邊界以黑色高亮顯示，得到熱消融邊界熱聲圖像。