聚焦超聲波治療裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種聚焦超聲波治療裝置及方法，屬于聚焦超聲波治療【技術(shù)領(lǐng)域】，其可解決現(xiàn)有的聚焦超聲波治療技術(shù)難以準(zhǔn)確控制聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置且不能實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)治療效果的問題。本發(fā)明的聚焦超聲波治療裝置包括：用于發(fā)射聚焦超聲波以進(jìn)行治療的超聲治療頭；解剖圖像獲取單元，用于獲取超聲波作用區(qū)域的解剖圖像；溫度分布獲取單元，用于獲取超聲波作用區(qū)域的溫度分布信息；監(jiān)控圖像生成單元，用于根據(jù)解剖圖像和溫度分布信息生成監(jiān)控圖像，監(jiān)控圖像包括超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和至少位于聚焦超聲波焦點(diǎn)附近的溫度分布信息。本發(fā)明的聚焦超聲波治療方法包括用聚焦超聲波進(jìn)行治療，并在治療過程中生成上述的監(jiān)控圖像。
【專利說明】聚焦超聲波治療裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚焦超聲波治療【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種聚焦超聲波治療裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚焦超聲波治療是一種無創(chuàng)治療技術(shù)，其利用超聲治療頭(主要包括超聲換能器)發(fā)出超聲波，由于超聲波具有生物體組織穿透性、可聚焦性等特性，故超聲治療頭發(fā)出的低能量密度的超聲波可在病灶部位處聚焦成高能量密度的超聲波，而高能量密度的超聲波可產(chǎn)生熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)等使病灶部位的組織發(fā)生凝固性壞死，從而治療腫瘤、前列腺增生、宮頸糜爛、乳腺增生等疾病。
[0003]顯然，聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置以及所產(chǎn)生的效果(例如使組織產(chǎn)生的升溫情況)與治療的安全性、有效性等密切相關(guān)；因此，如何準(zhǔn)確控制聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置以及如何實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)治療效果對(duì)聚焦超聲波治療具有重要意義。
[0004]為了控制聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置和評(píng)價(jià)治療效果，可在聚焦超聲波治療裝置中設(shè)置超聲波成像(如B超)單元，超聲波成像單元可形成待治療部位的實(shí)時(shí)解剖圖像(即待治療部位組織的空間二維圖像)，從而治療者可根據(jù)解剖圖像調(diào)整聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置并評(píng)價(jià)治療效果。
[0005]但是，解剖圖像僅表示人體組織的空間信息，而不能直接顯示出聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置，故其只能輔助判斷聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置，而不能真正有效的控制聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置。同時(shí)，很多情況下，只有當(dāng)超聲波已引起組織發(fā)生較大程度的變化(例如較高程度的凝固性壞死)時(shí)解剖圖像才會(huì)變化，也就是說，用解剖圖像評(píng)價(jià)療效是有一定滯后性的，這導(dǎo)致治療者不能及時(shí)根據(jù)療效調(diào)整治療方案；而且療效評(píng)價(jià)的滯后性還可能引發(fā)安全問題，比如，若聚焦超聲波焦點(diǎn)偏離到正常組織時(shí)，通過解剖圖像不能立刻發(fā)現(xiàn)該問題，只有當(dāng)正常組織已受到較大程度的損傷后解剖圖像才有所反映，而這時(shí)組織損傷已不可逆轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題包括，針對(duì)現(xiàn)有的聚焦超聲波治療技術(shù)難以準(zhǔn)確控制聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置且不能實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)治療效果的問題，提供一種可準(zhǔn)確控制聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置且能實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)治療效果的聚焦超聲波治療裝置。
[0007]解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種聚焦超聲波治療裝置，其包括:
[0008]用于發(fā)射聚焦超聲波以進(jìn)行治療的超聲治療頭；
[0009]解剖圖像獲取單元，用于獲取超聲波作用區(qū)域的解剖圖像；
[0010]溫度分布獲取單元，用于 獲取超聲波作用區(qū)域的溫度分布信息；
[0011]監(jiān)控圖像生成單元，用于根據(jù)所述解剖圖像和溫度分布信息生成監(jiān)控圖像，所述監(jiān)控圖像包括超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和至少位于所述聚焦超聲波焦點(diǎn)附近的溫度分布信息。
[0012]本發(fā)明的聚焦超聲波治療裝置具有監(jiān)控圖像生成單元，其可生成包括解剖圖像和溫度分布信息的監(jiān)控圖像，即監(jiān)控圖像能同時(shí)體現(xiàn)待治療部位組織的空間信息以及組織各位置的溫度信息；由于超聲波會(huì)引起組織升溫且升溫程度與超聲波強(qiáng)度(即聚焦程度)有關(guān)，故通過分析監(jiān)控圖像(也就是分析組織不同位置處的溫度分布)即可準(zhǔn)確獲知聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置(即溫度最高的位置)并對(duì)其進(jìn)行控制；同時(shí)，組織的溫度還可體現(xiàn)組織的變化程度(如凝固性壞死程度)，故通過分析監(jiān)控圖像可實(shí)時(shí)判斷療效，從而根據(jù)療效及時(shí)調(diào)整治療方案(如改變聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置和調(diào)整超聲波劑量等)，以達(dá)到最好的治療效果。
[0013]優(yōu)選的是，所述聚焦超聲波治療裝置還包括超聲治療頭運(yùn)動(dòng)單元，其用于驅(qū)動(dòng)所述超聲治療頭運(yùn)動(dòng)并獲取超聲治療頭的位置信息；且所述監(jiān)控圖像生成單元在生成監(jiān)控圖像時(shí)，還利用超聲治療頭的位置信息在監(jiān)控圖像中生成模擬超聲通道和/或模擬超聲焦點(diǎn)。
[0014]優(yōu)選的是，所述解剖圖像獲取單元和溫度分布獲取單元均為磁共振成像單元。
[0015]優(yōu)選的是，所述解剖圖像獲取單元為超聲波成像單元或電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描成像單元。
[0016]優(yōu)選的是，所述溫度分布獲取單元為紅外線溫度測(cè)量單元或超聲波溫度測(cè)量單
[0017]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還包括，針對(duì)現(xiàn)有的聚焦超聲波治療技術(shù)難以準(zhǔn)確控制聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置且不能實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)治療效果的問題，提供一種可準(zhǔn)確控制聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置且能實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)治療效果的聚焦超聲波治療方法。
[0018]解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種聚焦超聲波治療方法，其包括用超聲治療頭發(fā)出聚焦超聲波以進(jìn)行治療的過程，且在治療過程中還包括:
[0019]獲取超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和溫度分布信息；
[0020]根據(jù)所述解剖圖像和溫度分布信息生成監(jiān)控圖像，所述監(jiān)控圖像包括超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和至少位于所述聚焦超聲波焦點(diǎn)附近的溫度分布信息。
[0021]由于本發(fā)明的聚焦超聲波治療方法中包括生成上述生成監(jiān)控圖像的步驟，故其可通過監(jiān)控圖像準(zhǔn)確控制聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置和實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)療效，從而及時(shí)調(diào)整治療方案，以達(dá)到最好的治療效果。
[0022]優(yōu)選的是，所述超聲治療頭受超聲治療頭運(yùn)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，所述超聲治療頭運(yùn)動(dòng)單元能獲取超聲治療頭的位置信息；且在生成監(jiān)控圖像時(shí)，還根據(jù)所述超聲治療頭的位置信息在監(jiān)控圖像中生成模擬超聲通道和/或模擬超聲焦點(diǎn)。
[0023]優(yōu)選的是,所述聚焦超聲波為脈沖超聲波或連續(xù)超聲波。
[0024]進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述聚焦超聲波為脈沖超聲波，所述脈沖超聲波的持續(xù)時(shí)間在2^8秒之間，間隔時(shí)間在2~8秒之間。
[0025]優(yōu)選的是，所述獲取超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和溫度分布信息包括:通過磁共振成像獲取超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和溫度分布信息。
[0026]優(yōu)選的是，所述獲取超聲波作用區(qū)域的解剖圖像包括:通過超聲波成像或電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描成像獲取超聲波作用區(qū)域的解剖圖像。[0027]優(yōu)選的是，所述獲取超聲波作用區(qū)域的溫度分布信息包括:通過紅外線溫度測(cè)量或超聲波溫度測(cè)量獲取超聲波作用區(qū)域的溫度分布信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明實(shí)施例3的聚焦超聲波治療裝置的組成單元示意框圖；
[0029]圖2為本發(fā)明的實(shí)施例3的聚焦超聲波治療方法中生成監(jiān)控圖像的過程示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明的實(shí)施例3的聚焦超聲波治療方法對(duì)仿生體模進(jìn)行聚焦超聲波輻照時(shí)得到的監(jiān)控圖像；
[0031]圖4為本發(fā)明的實(shí)施例3的聚焦超聲波治療方法對(duì)子宮肌瘤進(jìn)行聚焦超聲波輻照時(shí)得到的監(jiān)控圖像；
[0032]圖5為本發(fā)明的實(shí)施例3的聚焦超聲波治療方法中獲取OXYZ坐標(biāo)系和O’X’Y’Z’坐標(biāo)系位置偏差的方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0034]實(shí)施例1:
[0035]本實(shí)施例提供一種聚焦超聲波治療裝置，其包括:
[0036]用于發(fā)射聚焦超聲波以進(jìn)行治療的超聲治療頭。
[0037]解剖圖像獲取單元，用于獲取超聲波作用區(qū)域的解剖圖像。
[0038]溫度分布獲取單元，用于獲取超聲波作用區(qū)域的溫度分布信息。
[0039]監(jiān)控圖像生成單元，用于根據(jù)所述解剖圖像和溫度分布信息生成監(jiān)控圖像，所述監(jiān)控圖像包括超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和至少位于所述聚焦超聲波焦點(diǎn)附近的溫度分布信息。
[0040]本實(shí)施例的聚焦超聲波治療裝置具有監(jiān)控圖像生成單元，其可生成包括解剖圖像和溫度分布信息的監(jiān)控圖像，即監(jiān)控圖像能同時(shí)體現(xiàn)待治療部位組織的空間信息以及組織各位置的溫度信息；由于超聲波會(huì)引起組織升溫且升溫程度與超聲波強(qiáng)度(即聚焦程度)有關(guān)，故通過分析監(jiān)控圖像(也就是分析組織不同位置處的溫度分布)即可準(zhǔn)確獲知聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置(即溫度最高的位置)并對(duì)其進(jìn)行控制；同時(shí)，組織的溫度還可體現(xiàn)組織的變化程度(如凝固性壞死程度)，故通過分析監(jiān)控圖像可實(shí)時(shí)判斷療效，從而根據(jù)療效及時(shí)調(diào)整治療方案(如改變聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置和調(diào)整超聲波劑量等)，以達(dá)到最好的治療效果。
[0041]實(shí)施例2:
[0042]本實(shí)施例提供一種聚焦超聲波治療方法，其包括用超聲治療頭發(fā)出聚焦超聲波以進(jìn)行治療的過程，且在治療過程中還包括以下的步驟:
[0043]獲取超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和溫度分布信息。
[0044]根據(jù)所述解剖圖像和溫度分布信息生成監(jiān)控圖像，所述監(jiān)控圖像包括超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和至少位于所述聚焦超聲波焦點(diǎn)附近的溫度分布信息。
[0045]由于本實(shí)施例 的聚焦超聲波治療方法中包括生成上述生成監(jiān)控圖像的步驟，故其可通過監(jiān)控圖像準(zhǔn)確控制聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置和實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)療效，從而及時(shí)調(diào)整治療方案，以達(dá)到最好的治療效果。
[0046]實(shí)施例3:
[0047]本實(shí)施例提供一種聚焦超聲波治療裝置及其治療方法。
[0048]如圖1所示,本實(shí)施例的聚焦超聲波治療裝置包括超聲治療頭、超聲介質(zhì)單元、解剖圖像獲取單元、溫度分布獲取單元、監(jiān)控圖像生成單元。
[0049]其中，超聲治療頭用于在超聲驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)下發(fā)出聚焦超聲波以進(jìn)行治療。超聲治療頭可包括超聲換能器、外殼、支架等結(jié)構(gòu)。聚焦超聲波治療裝置中的超聲治療頭可為一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)有多個(gè)超聲治療頭時(shí)，它們發(fā)出的聚焦超聲波的焦點(diǎn)優(yōu)選重合。
[0050]超聲介質(zhì)單元?jiǎng)t可包括用于容納超聲介質(zhì)(如脫氣水等)的超聲介質(zhì)容器，由于安全等原因，超聲換能器不能直接與人體接觸，其發(fā)出的超聲波要經(jīng)超聲介質(zhì)傳入人體。超聲介質(zhì)容器的形式是多樣的，其可為“水箱”形式，超聲治療頭可浸泡于水箱內(nèi)的超聲介質(zhì)中；或者，超聲介質(zhì)容器也可與超聲治療頭結(jié)合成一體，如可將超聲介質(zhì)封閉在超聲治療頭的外殼內(nèi)(外殼即為超聲介質(zhì)容器)。另外，超聲介質(zhì)單元中還可包括超聲介質(zhì)處理單元，其用于對(duì)超聲介質(zhì)進(jìn)行冷卻、凈化、循環(huán)等處理。
[0051] 由于上述超聲治療頭、超聲介質(zhì)單元等均可采取已知結(jié)構(gòu)，故在此不再詳細(xì)描述。
[0052]解剖圖像獲取單元用于獲取超聲波作用區(qū)域(即待治療部位)的解剖圖像(即待治療部位組織的空間二維圖像)。溫度分布獲取單元?jiǎng)t用于獲取超聲波作用區(qū)域的溫度分布信息(即待治療部位各位置處的溫度)。
[0053]優(yōu)選的，解剖圖像獲取單元和溫度分布獲取單元可均為磁共振成像(MRI，Magnetic Resonance Imaging)單元,上述超聲介質(zhì)容器(水箱)可位于磁共振成像單元的成像腔內(nèi)。
[0054]磁共振成像是根據(jù)原子核在核磁共振過程中產(chǎn)生的信號(hào)獲取待測(cè)物體內(nèi)部信息的成像技術(shù)；通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行不同的分析，其既可獲取解剖圖像，也可獲取溫度分布信息。
[0055]磁共振成像單元是已知的成熟技術(shù)，其具有空間分辨率高、溫度分辨精度高(小于rc)、成像時(shí)間短(小于I秒)、無電磁輻射等優(yōu)點(diǎn)；而且，其可同時(shí)獲取解剖圖像和溫度分布信息，這樣既簡(jiǎn)化了設(shè)備，又可保證解剖圖像和溫度分布信息是針對(duì)同一位置的，省去了調(diào)整二者位置的過程。
[0056]優(yōu)選的，解剖圖像獲取單元也可為超聲波成像(B超)單元或電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描成像(CT)單元；而溫度分布獲取單元也可為紅外線溫度測(cè)量單元或超聲波溫度測(cè)量單元。當(dāng)然，解剖圖像獲取單元和溫度分布獲取單元也可為其他的已知形式，在此不再逐一描述。
[0057]監(jiān)控圖像生成單元用于根據(jù)上述解剖圖像與溫度分布信息生成監(jiān)控圖像，監(jiān)控圖像包括超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和至少位于聚焦超聲波焦點(diǎn)附近的溫度分布信息。
[0058]也就是說，如圖2所示，監(jiān)控圖像生成單元可將解剖圖像與溫度分布信息合成(或者說“疊加”)為監(jiān)控圖像，該監(jiān)控圖像既可表示待治療部位組織的空間圖像，也可表示其治療部位各位置的溫度分布狀況；因此，通過觀察監(jiān)控圖像，治療者就可得知待治療部位不同位置處的溫度是多少，從而根據(jù)該溫度實(shí)時(shí)的判斷聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置和治療效果，并據(jù)此調(diào)整聚焦超聲波焦點(diǎn)的位置和治療方案，保證治療的安全性和有效性。[0059]其中，溫度分布信息實(shí)際是不同空間位置處的溫度數(shù)據(jù)，其在監(jiān)控圖像中可以多種不同的形式表現(xiàn)。
[0060]作為表示溫度分布信息的一種方式，如圖2至圖4所示，溫度分布信息可為“溫度分布圖”的形式，其中用不同的顏色表示各位置的溫度范圍(因?qū)＠綀D無彩色，故附圖中的不同顏色體現(xiàn)為不同灰度)，如藍(lán)色代表45飛(TC，青色代表5(T55°C，黃色代表55飛(TC，紅色代表6(Tll(TC等。顯然，在監(jiān)控圖像中，溫度分布信息不應(yīng)影響解剖圖像的顯示。為達(dá)到這一目的，可如圖3、圖4所示，規(guī)定“溫度分布圖”中與人體內(nèi)正常溫度范圍(如37°C )對(duì)應(yīng)的顏色為“無色透明”；這樣除了因超聲波作用而升溫的區(qū)域顯示出不同顏色外，監(jiān)控圖像的其余部分只顯示解剖圖像?；蛘?，也可預(yù)先設(shè)定焦點(diǎn)區(qū)域的大致范圍，并規(guī)定只顯示該范圍內(nèi)的溫度分布信息，其他部分的溫度分布信息不顯示，從而露出解剖圖像。再或者，也可使“溫度分布圖”具有較高的透明度，這樣在監(jiān)控圖像中可透過“溫度分布圖”看到解剖圖像。
[0061]作為表示溫度分布信息的另一種方式，也可用線劃分出不同的溫度分布區(qū)域，并用數(shù)字指示出各區(qū)域的溫度范圍值。
[0062]總之，上述的在監(jiān)控圖像中表示溫度分布信息的方法只是溫度分布信息表示方法的部分例子；本領(lǐng)域技術(shù)人員也可采用其他不同的方法表示溫度分布信息，只要能夠在監(jiān)控圖像中同時(shí)體現(xiàn)出解剖圖像和至少位于焦點(diǎn)附近的溫度分布信息即可。
[0063]優(yōu)選的，聚焦超聲波治療裝置還包括超聲治療頭運(yùn)動(dòng)單元，其用于驅(qū)動(dòng)超聲治療頭運(yùn)動(dòng)并獲取超聲治療頭的位置信息，超聲治療頭運(yùn)動(dòng)單元的具體結(jié)構(gòu)是已知的，在此不再詳細(xì)描述。這樣，如圖2所示，在生成監(jiān)控圖像時(shí)還可利用超聲治療頭的位置信息在監(jiān)控圖像中生成模擬超聲通道(圖中淺色的扇形區(qū)域)和/或模擬超聲焦點(diǎn)。
[0064]也就是說，超聲治療頭可不由治療者手持操作，而通過超聲治療頭運(yùn)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，從而超聲治療頭運(yùn)動(dòng)單元可記錄超聲治療頭的位置信息，并由該位置信息推算出超聲通道和聚焦超聲波焦點(diǎn)在解剖圖像中的位置；從而如圖3、圖4所示，監(jiān)控圖像中還具有模擬超聲通道(圖中白色的扇形框)和/或模擬超聲焦點(diǎn)，從而更好的引導(dǎo)治療。
[0065]當(dāng)然，本實(shí)施例的聚焦超聲波治療裝置還應(yīng)包括其他的已知部件，例如:用于為其他部件供電的電源單元，用于接收用戶下達(dá)的指令的輸入單元，用于顯示監(jiān)控圖像的顯示單元，用于對(duì)各部分(超聲驅(qū)動(dòng)電路、超聲治療頭運(yùn)動(dòng)單元、超聲介質(zhì)處理單元等)進(jìn)行控制的中控單元等。其中，中控單元為具有數(shù)據(jù)處理能力的器件，如中央處理器、可編程序邏輯控制器(PLC)等；而監(jiān)控圖像生成單元可與中控單元合為一體(例如是一個(gè)中央處理器)，也可以是兩個(gè)獨(dú)立的器件。
[0066]在本實(shí)施例的聚焦超聲波治療方法中，使用超聲治療頭向患者的待治療部位發(fā)出聚焦超聲波以進(jìn)行治療。
[0067]優(yōu)選的，該聚焦超聲波為連續(xù)超聲波或脈沖超聲波。
[0068]進(jìn)一步優(yōu)選的，對(duì)于脈沖超聲波，其持續(xù)時(shí)間(即發(fā)射超聲波的時(shí)間)在2~8秒，間隔時(shí)間(即停止發(fā)生超聲波的時(shí)間)在2~8秒。
[0069]之所以優(yōu)選使用具有上述參數(shù)的脈沖超聲波，是因?yàn)橥ǔＭㄟ^監(jiān)控圖像判斷焦點(diǎn)位置和治療效果需要一定時(shí)間，而監(jiān)控圖像的更新也需要一定時(shí)間，而上述脈沖超聲波的持續(xù)時(shí)間不太長(zhǎng)，故需要較長(zhǎng)時(shí)間才能對(duì)組織產(chǎn)生破壞，這樣就可為治療者留出足夠的時(shí)間，避免因反應(yīng)不及造成正常組織的損壞，保證治療的安全性；同時(shí)，上述脈沖超聲波的持續(xù)時(shí)間也不太短，故可在較短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生溫度變化，以使治療者可及時(shí)觀察到治療效果并調(diào)整治療方案，保證治療效率。
[0070]在用上述的聚焦超聲波進(jìn)行治療的過程中，本實(shí)施例的超聲波治療方法還包括以下步驟:
[0071]S01、獲取超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和溫度分布信息。
[0072]優(yōu)選的，當(dāng)解剖圖像獲取單元和溫度分布獲取單元均為磁共振成像單元時(shí)，超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和溫度分布信息均可通過磁共振成像方式獲取；其具體過程可包括:
[0073]S011、在開始發(fā)射超聲波前，獲取磁共振成像單元的梯度回波序列(GRE序列)的幅值和相位圖，通過分析梯度回波序列的幅值得到解剖圖像。
[0074]S012、一定時(shí)間(如I秒)后，再次獲取梯度回波序列的幅值和相位圖，通過梯度回波序列的幅值得到新的解剖圖像，通過質(zhì)子共振頻率偏移法(PRFS, Proton ResonanceFrequencyShift)比較兩個(gè)相位圖而得到相位差圖，再從相位差圖得到超聲波作用區(qū)域各位置的溫度變化值，并根據(jù)該溫度變化值得出溫度分布信息。
[0075]S013、重復(fù)進(jìn)行S012步驟，從而不斷獲取解剖圖像和溫度分布信息。
[0076]其中，通過比較解剖圖像是否發(fā)生變化可判斷出治療過程中患者的身體是否發(fā)生了位移，從而提高治療 的安全性。同時(shí)，當(dāng)解剖圖像發(fā)生變化時(shí)(即患者身體有位移)，相位圖的實(shí)際位置也發(fā)生了變化，因此在計(jì)算相位差圖前還要先將兩幅相位圖“對(duì)齊”。
[0077]其中，通過相位差圖(即溫度變化值分布圖)獲取溫度分布信息的方法是多樣的。例如，可以將每個(gè)相位圖均與發(fā)射超聲波前的相位圖(soil步驟中獲取的相位圖)進(jìn)行比較而得到相位差圖，由于發(fā)射超聲波前的相位圖中各點(diǎn)溫度均為人體內(nèi)的正常溫度(如37°C)，故相位差圖任意一點(diǎn)的溫度變化值加上37°C即為該點(diǎn)的實(shí)時(shí)溫度?；蛘?，也可將每個(gè)相位圖均與其之前的相位圖比較而得到相位差圖，這種方法與以上方法的區(qū)別在于需要對(duì)各相位差圖的溫度變化進(jìn)行“累加”得到實(shí)時(shí)溫度。
[0078]當(dāng)然，以上只是通過磁共振成像獲取解剖圖像和溫度分布信息的一個(gè)例子，其具體過程可有許多不同:如可使用自旋回波序列(SE序列)等其他的序列進(jìn)行計(jì)算，也可使用除質(zhì)子共振頻率偏移法外的其他算法等。
[0079]優(yōu)選的，解剖圖像也可通過超聲波成像或電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描成像的方式獲??；而溫度分布信息也可通過紅外線溫度測(cè)量或超聲波溫度測(cè)量的方式獲取。當(dāng)然，如果采用其他的方式獲取解剖圖像和溫度分布信息也是可行的，在此不再詳細(xì)描述。
[0080]S02、根據(jù)解剖圖像和溫度分布信息生成監(jiān)控圖像，監(jiān)控圖像包括超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和至少位于聚焦超聲波焦點(diǎn)附近的溫度分布信息。
[0081]也就是說，如圖2所示，不斷將解剖圖像和溫度分布信息“疊加”在一起以實(shí)時(shí)生成監(jiān)控圖像；在監(jiān)控圖像中，溫度分布信息可按上述的方式表達(dá)。
[0082]顯然，用解剖圖像和溫度分布信息獲取監(jiān)控圖像的運(yùn)算有多種不同的方法，故在此不再對(duì)其具體的運(yùn)算過程進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0083]應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)解剖圖像和溫度分布信息通過不同方式獲取(如通過超聲波成像獲取解剖圖像，而通過紅外線溫度測(cè)量獲取溫度分布信息)時(shí)，他們可能是針對(duì)患者身體不同部位的；而生成監(jiān)控圖像用的解剖圖像和溫度分布信息應(yīng)當(dāng)是針對(duì)同一部位的，否則會(huì)造成監(jiān)控圖像中的解剖圖像和溫度分布信息“錯(cuò)位”或“不對(duì)應(yīng)”。
[0084]為了避免上述“錯(cuò)位”問題，可采用不同的方法。例如，解剖圖像獲取單元和溫度分布獲取單元間的相對(duì)位置可被固定(即二者必須同步運(yùn)動(dòng))，從而保證二者總是獲取相同部位的信息?；蛘撸艚馄蕡D像獲取單元和溫度分布獲取單元分別獨(dú)立時(shí)，則可在生成監(jiān)控圖像前對(duì)二者獲取的解剖圖像/溫度分布信息進(jìn)行“對(duì)位”;該對(duì)位的方法也是多樣的，若解剖圖像獲取單元和溫度分布獲取單元分別由各自的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，則可通過對(duì)它們?cè)诟髯赃\(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的位置進(jìn)行換算獲知它們的相對(duì)位置，再根據(jù)該相對(duì)位置對(duì)解剖圖像/溫度分布信息進(jìn)行對(duì)位；或者，也可設(shè)置能同時(shí)被解剖圖像和溫度分布信息體現(xiàn)的標(biāo)示物，并通過將解剖圖像/溫度分布信息中的標(biāo)示物對(duì)齊實(shí)現(xiàn)對(duì)位。
[0085]優(yōu)選的，如圖2至圖4所示，當(dāng)超聲治療頭由超聲治療頭運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)時(shí)，在生成監(jiān)控圖像的過程中還可根據(jù)超聲治療頭的位置信息在監(jiān)控圖像中生成模擬超聲通道和/或模擬超聲焦點(diǎn)。
[0086]顯然，超聲治療頭可相對(duì)于解剖圖像獲取單元(以磁共振成像單元為例)運(yùn)動(dòng)，故模擬超聲通道(或模擬超聲焦點(diǎn))在監(jiān)控圖像中的位置也是變化的；因此，在生成監(jiān)控圖像時(shí)，必須先獲知超聲治療頭與磁共振成像單元的相對(duì)位置關(guān)系，從而將模擬超聲通道(或模擬超聲焦點(diǎn))疊加在解剖圖像的正確位置處。
[0087]其中，確定超聲治療頭與磁共振成像單元的相對(duì)位置關(guān)系的方法是多樣的。例如，可分別建立表示磁共振成像單元位置的坐標(biāo)系OXYZ和表示超聲治療頭位置的坐標(biāo)系O’ V Y’ Z’，這樣在治療過程中，磁共振成像單元和超聲治療頭在各自坐標(biāo)系中的位置是可知的；因此，如圖5所示,只要確定兩坐標(biāo)系原點(diǎn)在X、Y、Z方向上的位置偏差ΔΧ、ΔΥ、Λ Z即可對(duì)兩坐標(biāo)系中的位置進(jìn)行換算，也就可獲得超聲治療頭在磁共振成像單元的坐標(biāo)系OXYZ中的位置，從而可得出模擬超聲通道(或模擬超聲焦點(diǎn))在解剖圖像中的位置。
[0088]當(dāng)然，以上所述的只是確定超聲治療頭與磁共振成像單元相對(duì)位置關(guān)系的一個(gè)例子，其具體實(shí)現(xiàn)方法還有很多:例如，磁共振成像單元和超聲治療頭運(yùn)動(dòng)單元可由一個(gè)中控單元統(tǒng)一控制(即二者可采用相同的坐標(biāo)系)，這樣該中控單元即可直接得出二者的位置關(guān)系。
[0089]顯然，如圖3、圖4所示，本實(shí)施例的聚焦超聲波治療方法生成的監(jiān)控圖像中還可包括許多其他的信息，例如對(duì)于溫度分布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(最高溫度、最低溫度、平均溫度、各溫度區(qū)域的面積等)、溫度與顏色的對(duì)應(yīng)關(guān)系、圖像采集時(shí)間(或者說圖像編號(hào))、治療中的各種參數(shù)等。
[0090] 可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種聚焦超聲波治療裝置，包括用于發(fā)射聚焦超聲波以進(jìn)行治療的超聲治療頭，其特征在于，所述聚焦超聲波治療裝置還包括: 解剖圖像獲取單元，用于獲取超聲波作用區(qū)域的解剖圖像； 溫度分布獲取單元，用于獲取超聲波作用區(qū)域的溫度分布信息； 監(jiān)控圖像生成單元，用于根據(jù)所述解剖圖像和溫度分布信息生成監(jiān)控圖像，所述監(jiān)控圖像包括超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和至少位于所述聚焦超聲波焦點(diǎn)附近的溫度分布信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波治療裝置，其特征在于，還包括超聲治療頭運(yùn)動(dòng)單元，其用于驅(qū)動(dòng)所述超聲治療頭運(yùn)動(dòng)并獲取超聲治療頭的位置信息；且 所述監(jiān)控圖像生成單元在生成監(jiān)控圖像時(shí)，還利用超聲治療頭的位置信息在監(jiān)控圖像中生成模擬超聲通道和/或模擬超聲焦點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波治療裝置，其特征在于， 所述解剖圖像獲取單元和溫度分布獲取單元均為磁共振成像單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波治療裝置，其特征在于， 所述解剖圖像獲取單元為超聲波成像單元或電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描成像單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波治療裝置，其特征在于， 所述溫度分布獲取單元為紅外線溫度測(cè)量單元或超聲波溫度測(cè)量單元。
6.一種聚焦超聲波治療方法，其包括用超聲治療頭發(fā)出聚焦超聲波以進(jìn)行治療的過程，其特征在于，在治療過程中還包括: 獲取超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和溫度分布信息； 根據(jù)所述解剖圖像和溫度分布信息生成監(jiān)控圖像，所述監(jiān)控圖像包括超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和至少位于所述聚焦超聲波焦點(diǎn)附近的溫度分布信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚焦超聲波治療方法，其特征在于，所述超聲治療頭受超聲治療頭運(yùn)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，所述超聲治療頭運(yùn)動(dòng)單元能獲取超聲治療頭的位置信息；且 在生成監(jiān)控圖像時(shí)，還根據(jù)所述超聲治療頭的位置信息在監(jiān)控圖像中生成模擬超聲通道和/或模擬超聲焦點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚焦超聲波治療方法，其特征在于， 所述聚焦超聲波為脈沖超聲波或連續(xù)超聲波。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚焦超聲波治療方法，其特征在于， 所述聚焦超聲波為脈沖超聲波，所述脈沖超聲波的持續(xù)時(shí)間在2~8秒之間，間隔時(shí)間在2~8秒之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任意一項(xiàng)所述的聚焦超聲波治療方法，其特征在于，所述獲取超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和溫度分布信息包括: 通過磁共振成像獲取超聲波作用區(qū)域的解剖圖像和溫度分布信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任意一項(xiàng)所述的聚焦超聲波治療方法，其特征在于，所述獲取超聲波作用區(qū)域的解剖圖像包括: 通過超聲波成像或電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描成像獲取超聲波作用區(qū)域的解剖圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任意一項(xiàng)所述的聚焦超聲波治療方法，其特征在于，所述獲取超聲波作用區(qū)域的溫度分布信息包括:通過紅外線溫度測(cè) 量或超聲波溫度測(cè)量獲取超聲波作用區(qū)域的溫度分布信息。
【文檔編號(hào)】A61B5/055GK103908751SQ201210592185
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月31日
【發(fā)明者】張逸, 付兵, 劉映江 申請(qǐng)人:重慶海扶醫(yī)療科技股份有限公司