[發明專利]超聲聚焦控制方法、裝置、電子設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202010552886.6
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111863227A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 鄭海榮;周慧;牛麗麗;孟龍;夏向向;龐娜
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G16H40/63
• 分類號: G16H40/63;A61N7/02;G06T7/70
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 張楊梅

本申請提供一種超聲聚焦控制方法及裝置，涉及醫療技術領域。該方法包括：采集目標靶點的連續多幀圖像，每一幀圖像包括目標靶點的圖像；并獲取目標靶點的圖像在連續多幀圖像中的位置變化信息，該位置變化信息包括第一運動方向和第一運動距離；根據該位置變化信息，調整超聲聚焦位置，使得調整后的超聲聚焦位置與目標靶點重合。本申請提供的技術方案可以實時修正目標靶點運動所引起的誤差，通過動態調整焦斑位置，確保待治療靶點(如大腦核團，外周器官和外周神經等)得到實時且精準的自適應超聲刺激。

技術領域

本申請屬于醫療技術領域，尤其涉及一種超聲聚焦控制方法及裝置。

背景技術

超聲作為一種機械波，是由物體(聲源)振動產生，并通過壓縮和膨脹媒質導致其傳播。醫學超聲波與人體組織相互作用，主要應用了聲波與物質相互作用的基本物理特性，具有波動效應、力學效應和熱效應等三大基本聲學效應(參考圖1)，這些效應在生物醫學中有著重要的應用或重大潛力。超聲除了具有波的一般屬性，還有一個重要特點，其在水、肌肉等人體組織內的衰減很小，可以抵達較深的人體組織。醫學超聲技術經過近七十多年的發展，超聲基于波動效應和熱效應，已經發展成為具有超聲波成像診斷和高強度聚焦超聲熱消融治療的兩大基本功能。高強度聚焦超聲(High intensity focused ultrasound,HIFU)的熱效應可用于腫瘤的熱消融和腦神經核團毀損治療，相關的醫療設備已經在醫學臨床廣泛使用。超聲波聲場中的物體和生物組織接受到聲波(機械波)動量而產生受到力的作用，在聲學中被定義為聲輻射力(Acoustic Radiation Force，ARF)。超聲輻射力主要決定于受力物體周圍的聲場壓力梯度。近年來對于超聲力學效應特別是超聲輻射力的新研究和理解最新的研究顯示超聲力學效應在神經調控和神經科學及腦科學方面也具有顯著的作用、獨特優勢和重大應用潛力。

目前，物理性的神經調控技術是一類應用于神經科學研究與神經疾病干預重要手段。利用電、磁、光等基本原理與神經科學相結合產生了深部腦電刺激、經顱磁刺激、光基因調控等神經刺激與調控技術。其中，醫學超聲作為一種無創診療技術，能夠在人體內形成聚焦，作用于特定區域組織，具備調控腦深部核團、外周器官和外周神經的功能。

然而，由于呼吸調整或者心臟跳動的影響，人體組織的位置也會發生變化，導致焦斑無法和靶點實時重合，影響超聲刺激的效果。

發明內容

鑒于上述問題，本申請實施例提供一種超聲聚焦控制方法及裝置，通過圖像引導超聲刺激的方式精準定位目標靶點，并糾正由于呼吸，運動等引起的目標靶點位置變化，實時調整超聲焦斑，實現超聲精準刺激和治療，以解決相關技術中由于超聲焦斑和目標靶點偏離而影響超聲刺激效果的問題。

為了解決上述技術問題，本申請采用的技術方案是：

第一方面，本申請實施例提供了一種超聲聚焦控制方法，包括：

采集目標靶點的連續多幀圖像，每一幀圖像包括所述目標靶點的圖像；

獲取所述目標靶點的圖像在所述連續多幀圖像中的位置變化信息，所述位置變化信息包括第一運動方向和第一運動距離；

根據所述位置變化信息，調整超聲聚焦位置，使得調整后的超聲聚焦位置與所述目標靶點重合。

在第一方面的一種可能的實現方式中，所述根據所述位置變化信息，調整超聲聚焦位置，使得調整后的超聲聚焦位置與所述目標靶點重合，包括：

根據所述位置變化信息，通過控制施加于超聲換能器陣元的電信號，調整超聲焦斑的位置，使得位置調整后的超聲焦斑與所述目標靶點重合。

在第一方面的一種可能的實現方式中，所述方法還包括：

獲取所述目標靶點的圖像在所述連續多幀圖像中的形狀變化信息；

根據所述形狀變化信息，確定所述超聲聚焦參數；