[發(fā)明專利]不可逆聲穿孔設備、裝置及計算機可讀存儲介質(zhì)

有效

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• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112603466B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設計）人: 肖楊;李飛;王叢知;鄧志婷;鄭海榮
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: A61B17/32
• 分類號: A61B17/32;A61B34/20;A61B90/00;A61B17/34;G06V10/25;G06T5/00;G06T9/00;G06T11/40
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識產(chǎn)權代理有限公司 44414
• 代理人: 張全文

1.一種不可逆聲穿孔設備，其特征在于，所述設備包括超聲介入模塊、超聲電子激勵模塊、超聲成像監(jiān)控模塊和控制模塊，其中：

所述超聲電子激勵模塊用于根據(jù)待消融的感興趣區(qū)域的空間位置，確定生成超聲波的激勵信號；

所述超聲介入模塊用于根據(jù)待消融的感興趣區(qū)域進行目標組織的穿刺操作，并根據(jù)所述超聲電子激勵模塊所生成的激勵信號，發(fā)射可聚焦于所述感興趣區(qū)域的超聲波，誘發(fā)目標組織內(nèi)產(chǎn)生空化泡云，利用空化效應使目標組織的感興趣區(qū)域處的生物細胞的細胞膜上形成不可逆孔道，從而造成細胞凋亡，對所述目標組織的感興趣區(qū)域進行消融；

所述超聲成像監(jiān)控模塊用于接收所述超聲介入模塊所發(fā)射的超聲波的回波信號，并根據(jù)所接收的回波信號生成和顯示超聲圖像；

所述控制模塊用于接收設置參數(shù)，并根據(jù)所述設置參數(shù)調(diào)整所述激勵信號；

所述控制模塊包括焦點聲壓估測單元、空化效應計算單元、組織溫升估計單元和激勵參數(shù)優(yōu)化單元，其中：

所述焦點聲壓估測單元用于根據(jù)焦點區(qū)域的形狀對感興趣區(qū)域進行填充，確定感興趣區(qū)域內(nèi)的焦點的位置分布，并根據(jù)焦點和各個陣元之間的距離，計算陣元發(fā)射信號的相位延遲，根據(jù)所述相位延遲計算聲壓場分布，根據(jù)所述聲壓場分布確定焦點聲壓；

所述空化效應計算單元用于根據(jù)所述焦點聲壓和微泡動力學方程，得到微泡的散射聲壓，并根據(jù)微泡空化引起的閾值剪切力確定焦點處的閾值聲壓，根據(jù)所述微泡的散射聲壓和所述閾值聲壓，確定所述焦點處的空化效應信息；

所述組織溫升估計單元用于根據(jù)所述聲壓場分布和預設的目標組織熱擴散方程，得到所述目標組織隨著時間變化的溫度場分布；

所述激勵參數(shù)優(yōu)化單元用于根據(jù)所述組織溫升估計單元和所述空化效應計算單元的結果，調(diào)整信號的激勵參數(shù)。

2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述超聲電子激勵模塊包括信號發(fā)送單元、功率放大單元和波束合成單元，其中：

所述波束合成單元用于根據(jù)所述超聲圖像中的感興趣區(qū)域的空間位置，計算所述超聲介入模塊中的陣元的延遲時間；

所述信號發(fā)送單元用于根據(jù)超聲介入模塊中的陣元的延遲時間生成發(fā)送至各個陣元的信號；

所述功率放大單元用于對所述信號發(fā)送單元所發(fā)生的信號進行功率放大。

3.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述超聲成像監(jiān)控模塊包括回波信號采集單元和圖像重建單元，其中：

所述回波信號采集單元用于在所述超聲介入模塊發(fā)射超聲波時，接收所發(fā)射的超聲波對應的回波信號，提取所述回波信號中基波成分和非線性諧波成分；

所述圖像重建單元用于根據(jù)所述回波信號中的基波成分和非線性諧波成分變換，得到所述超聲波對應的超聲圖像。

4.根據(jù)權利要求3所述的設備，其特征在于，所述回波信號采集單元包括轉(zhuǎn)換開關子單元、前置放大子單元、A/D采集子單元、時間增益補償子單元、數(shù)字波束合成子單元、直流濾波子單元、I/Q解調(diào)子單元和帶通濾波子單元，其中：

所述轉(zhuǎn)換開關子單元用于在信號發(fā)射時，將信號模式在發(fā)射模式和接收模式之間轉(zhuǎn)換；

所述前置放大子單元用于在信號模式處于接收模式時對所接收的回波信號進行放大，通過所述A/D采集子單元采集得到數(shù)字信號；

所述時間增益補償子單元用于對所采集的數(shù)字信號進行增益補償；

所述數(shù)字波束合成子單元用于根據(jù)不同空間點的延遲時間對增益補償后的所述數(shù)字信號進行聚焦，得到波束合成后的回波信號；

所述直流濾波子單元用于過濾所述波束合成后的回波信號中的直流分量，并通過所述I/Q解調(diào)子單元進行解調(diào)和帶通濾波子單元的濾波處理，提取所述回波信號中的基波成分和非線性諧波成分。

5.根據(jù)權利要求3所述的設備，其特征在于，所述圖像重建單元包括包絡提取子單元、壓縮子單元、圖像優(yōu)化子單元和掃描變換子單元，其中：

所述包絡提取子單元用于根據(jù)基波成分和非線性諧波成分中的同相/正交分量，計算所述回波信號的幅度信息；

所述壓縮子單元用于對所述幅度信息進行壓縮，使數(shù)據(jù)壓縮至適合顯示的范圍；

所述圖像優(yōu)化子單元用于對圖像進行邊緣增強和/或斑點噪聲掏處理；

所述掃描變換子單元用于通過坐標變換，對掃描的數(shù)據(jù)進行插值顯示。