專利名稱：高強(qiáng)度超聲波治療實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對高強(qiáng)度治療超聲波治療過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控的系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種可用B超機(jī)對高強(qiáng)度超聲波在治療過程進(jìn)行無噪聲實(shí)時監(jiān)控的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
用超聲波設(shè)備進(jìn)行治療是近幾年發(fā)展起來的新技術(shù)，在臨床應(yīng)用中還需要解決很多難題，用B超機(jī)實(shí)現(xiàn)治療過程的無噪聲實(shí)時監(jiān)控就是要解決的難題之一。高強(qiáng)度超聲波治療是將超聲波從體外發(fā)射到體內(nèi)，并在體內(nèi)聚焦于治療區(qū)，在治療區(qū)產(chǎn)生高溫，使治療區(qū)病變組織發(fā)生凝固性壞死，從而達(dá)到治療疾病的目的。在治療過程中需對治療點(diǎn)實(shí)施監(jiān)視，以確保治療是否安全有效。監(jiān)視方式可采用MRI、CT、B超機(jī)等，但MRI即不方便也不經(jīng)濟(jì)，CT監(jiān)視時間過長，其射線對患者不利，B超機(jī)作為高強(qiáng)度超聲波治療的監(jiān)視方式雖可避免MRI和CT的缺陷，但B超機(jī)也有其固有的缺點(diǎn)，即B超機(jī)容易受到強(qiáng)度很高的治療超聲波的干擾，使圖像很難識別，監(jiān)視難以做到實(shí)時有效。
曾有專利披露，將B超機(jī)做適當(dāng)改造并與超聲波治療機(jī)相結(jié)合，可使治療區(qū)域內(nèi)的干擾移開，如美國專利US6425867B1即是如此，該專利披露用B超機(jī)的掃描同步信號去控制超聲波治療機(jī)，可使治療區(qū)附近的干擾條紋移開，但該專利難以實(shí)施的地方在于需要對B超機(jī)進(jìn)行內(nèi)部改造，而且無噪聲的區(qū)域僅限于治療點(diǎn)附近較小的范圍。改造B超機(jī)目前來說極不現(xiàn)實(shí)，這需要B超機(jī)生產(chǎn)廠家的許可和技術(shù)支持。同時，無噪聲監(jiān)控范圍小，會給臨床使用帶來不便，因?yàn)樵搶＠龅臒o噪聲監(jiān)視區(qū)域與超聲波治療機(jī)的平均發(fā)射功率是相聯(lián)系的，無噪聲監(jiān)視區(qū)域越大，治療機(jī)的平均聲發(fā)射功率越小，這一缺點(diǎn)尤其不適合對深部病變組織的治療監(jiān)視。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度超聲波治療實(shí)時監(jiān)控的系統(tǒng)。該系統(tǒng)不必對B超機(jī)進(jìn)行內(nèi)部改造，并可避免高強(qiáng)度治療超聲波的噪聲干擾，以實(shí)現(xiàn)用B超機(jī)對高強(qiáng)度超聲波治療的實(shí)時監(jiān)視。
本發(fā)明的再一目的是提供一種高強(qiáng)度超聲波治療實(shí)時監(jiān)控的方法。該方法采用同步脈沖發(fā)生器的發(fā)射脈沖與B超機(jī)的輸出信號同步，同時控制超聲波治療設(shè)備的治療時間和控制計算機(jī)的信號采集，在治療超聲波間歇時間段內(nèi)，截取無噪聲干擾的B超機(jī)圖像。
本發(fā)明的又一目的是采用高強(qiáng)度超聲波治療實(shí)時監(jiān)控的系統(tǒng)及方法，而獲取不受治療超聲波干擾的實(shí)時B超機(jī)的清晰圖像。該圖像可以明確的獲悉超聲波治療點(diǎn)的位置信息。
綜上所述，本發(fā)明提供的高強(qiáng)度超聲波治療實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括同步脈沖發(fā)生器、信號采集設(shè)備、B超機(jī)、超聲波治療設(shè)備、計算機(jī)和顯示器。該方法是利用超聲波治療的間歇時間發(fā)射同步脈沖，該脈沖控制超聲波治療設(shè)備以間歇的方式發(fā)射治療超聲波，同時又控制計算機(jī)在間歇時間段接收B超機(jī)的信息，又由于B超機(jī)輸出的信號與脈沖信號同步，同時又避開了治療超聲波噪聲的干擾，因此B超機(jī)監(jiān)視超聲波治療點(diǎn)的位置圖像通過計算機(jī)可以清晰顯示。該系統(tǒng)及方法在同步脈沖指令的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下工作，實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度超聲波治療過程中的無噪聲實(shí)時監(jiān)控，并獲取出清晰的B超圖像。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供的高強(qiáng)度超聲波治療實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，采用的技術(shù)手段包含超聲波治療設(shè)備和B超機(jī)，同時，該系統(tǒng)還包含一同步脈沖發(fā)生器，該同步脈沖發(fā)生器分別與超聲波治療設(shè)備、和計算機(jī)相連；一信號采集設(shè)備，該信號采集設(shè)備分別與B超機(jī)、計算機(jī)相連；一計算機(jī)和顯示器，該計算機(jī)分別與同步脈沖發(fā)生器、信號采集設(shè)備和顯示器相連。
本發(fā)明采用的技術(shù)方法是，為了獲得B超機(jī)不受干擾的位置信息，由同步脈沖發(fā)生器控制超聲波的治療時間，讓超聲波的治療存在一間歇時間，同步脈沖發(fā)生器利用這一間歇時間發(fā)出同步脈沖，更詳細(xì)的說，同步脈沖發(fā)生器發(fā)射同步脈沖指令后，到下一次發(fā)出同步脈沖指令前，這一周期T內(nèi)分為治療時間段T1和間歇時間段T2，在治療時間段T1發(fā)射超聲波治療，而在同步脈沖發(fā)生器發(fā)出的脈沖指令這一間歇時間段T2控制治療超聲波的發(fā)射，由于B超機(jī)輸出的信號與脈沖發(fā)生器的信號同步，在控制治療超聲波發(fā)射的間歇時間段內(nèi)，B超機(jī)可以接收到不受干擾的超聲波的治療部位的位置信息。該信息被送到信號采集設(shè)備中，將B超機(jī)送出的圖像信號變換成計算機(jī)能識別的信號，此信號經(jīng)計算機(jī)處理后送到顯示器中顯示出B超機(jī)監(jiān)視的位置圖像。由于計算機(jī)受同步脈沖發(fā)生器的控制，只采集發(fā)射同步脈沖指令時的信息，該信息又是B超機(jī)圖像不受治療干擾的位置信息。因此，計算機(jī)顯示的圖像為治療點(diǎn)清晰的位置。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，可以看出獲取無噪聲實(shí)時監(jiān)控的B超機(jī)圖像是將數(shù)字圖像處理技術(shù)與超聲波治療機(jī)相結(jié)合的方法，即采用B超機(jī)的輸出信號與同步脈沖信號同步的方法，創(chuàng)造出完全沒有噪聲干擾的實(shí)時B超機(jī)圖像，使治療過程清晰可見，而且不需要對B超機(jī)進(jìn)行改造，實(shí)施的方式既簡單方便又有實(shí)效，同時又具有很好的實(shí)際應(yīng)用效果。
以下根據(jù)附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作以詳細(xì)說明。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成方框圖。
圖2為發(fā)射同步脈沖指令與治療超聲波及圖像采集時間的對應(yīng)圖。
圖3為受到治療超聲波干擾的B超機(jī)圖像。
圖4為實(shí)施本發(fā)明后采集的B超機(jī)圖像。
圖5為本發(fā)明的實(shí)施例2監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成方框圖。
圖中符號說明1 同步脈沖發(fā)生器2 超聲波治療設(shè)備3 B超機(jī)4 信號采集設(shè)備5 計算機(jī)6 顯示器7 超聲波治療設(shè)備與B超機(jī)的必然聯(lián)系8 同步脈沖9 超聲波干擾圖像10 超聲波未干擾圖像11 治療超聲波14 信號識別15 刷新指令具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示，本發(fā)明所涉及的用B超機(jī)對高強(qiáng)度超聲波治療過程實(shí)時無噪聲監(jiān)控系統(tǒng)，其包括同步脈沖發(fā)生器1、超聲波治療設(shè)備2、B超機(jī)3、信號采集設(shè)備4、計算機(jī)5及顯示器6。同步脈沖發(fā)生器1分別與超聲治療設(shè)備2和計算機(jī)5相連，B超機(jī)3與信號采集設(shè)備4相連，信號采集設(shè)備4與計算機(jī)5相連，計算機(jī)5與同步脈沖發(fā)生器1和顯示器6相連。該系統(tǒng)中不涉及對B超機(jī)3、計算機(jī)5等現(xiàn)有設(shè)備的改造，同步脈沖發(fā)生器1可獨(dú)立工作。
如圖1所示，B超機(jī)3的視頻輸出信號或RGB輸出信號直接送到信號采集設(shè)備4中，信號采集設(shè)備4將B超機(jī)3送出的圖像信號變換成計算機(jī)5能識別的信號，此信號經(jīng)計算機(jī)5處理后送到顯示器6中顯示出B超機(jī)3的圖形。同時計算機(jī)5接收由同步脈沖發(fā)生器1發(fā)出的同步脈沖指令，同步脈沖指令攜帶B超機(jī)圖像不受干擾的位置信息。
同步脈沖發(fā)生器1發(fā)出的同步脈沖信號除送到計算機(jī)5外，還要送給超聲波治療設(shè)備2，超聲波治療設(shè)備2在同步脈沖發(fā)生器1發(fā)射同步脈沖指令8后，到下一次發(fā)出同步脈沖指令前，這一周期T內(nèi)分為治療時間段T1和間歇時間段T2，在治療時間段T1發(fā)射治療超聲波，而在同步脈沖發(fā)生器發(fā)出的脈沖指令這一間歇時間段T2控制治療超聲波的發(fā)射，由于B超機(jī)3輸出的信號與脈沖發(fā)生器1的信號同步，在控制治療超聲波發(fā)射的間歇時間T2內(nèi)，B超機(jī)3可以接收到不受干擾的超聲波的治療部位的位置信息10。該信息被送到信號采集設(shè)備4中，將B超機(jī)3送出的圖像信號變換成計算機(jī)能識別的信號，此信號經(jīng)計算機(jī)處理后送到顯示器中顯示出B超機(jī)監(jiān)視的位置圖像10。在圖1中虛線7表示超聲波治療設(shè)備2與B超機(jī)3的必然聯(lián)系，只要用B超機(jī)3來監(jiān)控超聲治療過程，超聲波探頭必然會接受超聲波治療設(shè)備2發(fā)射的超聲波。
如圖2所示，該系統(tǒng)及其方法是在同步脈沖發(fā)生器1的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下工作的，圖2顯示出同步脈沖8與B超機(jī)3超聲波干擾圖像9、超聲波未干擾圖像10和治療超聲波11的時間對應(yīng)關(guān)系。同步脈沖8發(fā)射時間段T2與超聲波未干擾圖像10所占時間段T2以及超聲波間歇時間段T2是一一對應(yīng)的；同步脈沖8停止時間段T1與超聲波干擾圖像9所占時間段T1、超聲波治療11時間段T1是一一對應(yīng)的。同步脈沖發(fā)生器1所產(chǎn)生的同步脈沖周期T與B超機(jī)圖像周期T、超聲波治療周期T是一一對應(yīng)的。
從圖2中可以看出，B超機(jī)3的圖像10表示治療超聲波的停止時間段T2是不受干擾的，B超機(jī)3的圖像9表示治療超聲波發(fā)射時間段T1受治療超聲波的干擾，超聲波未干擾圖像10按脈沖指令的周期T重復(fù)出現(xiàn)，計算機(jī)5在同步脈沖發(fā)生器1發(fā)出同步脈沖8這一時間段T2對B超機(jī)3進(jìn)行信號采集，同時向顯示器6發(fā)出刷新指令，既可在顯示器6上獲得超聲波未干擾圖像10。
本發(fā)明所涉及的系統(tǒng)及其方法中，脈沖指令8的周期T為10ms～200ms，超聲波治療時間T1為5ms～180ms。
圖3表示B超機(jī)的圖像受治療超聲波干擾的情況，該圖像為一扇形圖像，此時計算機(jī)5在整個周期T內(nèi)采集信號，受超聲波干擾的圖像9將B超機(jī)監(jiān)視的治療位置點(diǎn)全部覆蓋，由于B超機(jī)3掃描頻率太快，所以人眼無法分辨出超聲波未干擾圖像10，看到的是圖中超聲波干擾圖像9，為一扇掃圖形。因此，該圖像中找不出清晰的治療點(diǎn)。
圖4為實(shí)施本發(fā)明后的B超機(jī)圖像10，計算機(jī)5僅在治療超聲波間歇時間段T2內(nèi)采集信號，所以顯示器6上顯示出超聲波未干擾圖像10。圖4為實(shí)施本發(fā)明后，不受干擾的圖像實(shí)例，該圖像在JC型高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng)上完成的，它表明顯示的B超機(jī)圖像沒有受到治療超聲波的干擾，治療點(diǎn)的位置信息可以清晰的顯示。
實(shí)施例2圖5是本發(fā)明系統(tǒng)的另一連接方式，該系統(tǒng)包含超聲波治療設(shè)備和B超機(jī)，同時，該系統(tǒng)還包含一同步脈沖發(fā)生器，該同步脈沖發(fā)生器與超聲波治療設(shè)備相連；一信號采集設(shè)備，該信號采集設(shè)備分別與B超機(jī)、計算機(jī)相連；一計算機(jī)和顯示器，該計算機(jī)與分別信號采集設(shè)備、顯示器相連。
從上述實(shí)施例中可以看出，同步脈沖發(fā)生器只連接超聲波治療設(shè)備，其控制治療超聲波設(shè)備2。計算機(jī)只連接B超機(jī)的信號采集設(shè)備和顯示器，計算機(jī)5可以自主判斷B超機(jī)圖像不受干擾的位置，從每秒30幀的圖像中找出受干擾的圖像，用剩下的未受干擾圖像10重組并顯示在顯示器上，使觀察者只看到未受干擾的B超圖像10。計算機(jī)的信號識別14和刷新指令15的形成都無須加入硬件，通過簡單的編程即可完成。由于該編程不屬于本發(fā)明申請的范圍，故不再闡述。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度超聲波治療實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含超聲波治療設(shè)備和B超機(jī)，其特征在于，該系統(tǒng)還包含一同步脈沖發(fā)生器，該同步脈沖發(fā)生器分別與超聲波治療設(shè)備、和計算機(jī)相連；一信號采集設(shè)備，該信號采集設(shè)備分別與B超機(jī)、計算機(jī)相連；一計算機(jī)和顯示器，該計算機(jī)分別與同步脈沖發(fā)生器、信號采集設(shè)備和顯示器相連。
2.一種高強(qiáng)度超聲波治療實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含超聲波治療設(shè)備和B超機(jī)，其特征在于，該系統(tǒng)還包含一同步脈沖發(fā)生器，該同步脈沖發(fā)生器與超聲波治療設(shè)備相連；一信號采集設(shè)備，該信號采集設(shè)備分別與B超機(jī)、計算機(jī)相連；一計算機(jī)和顯示器，該計算機(jī)與分別信號采集設(shè)備、顯示器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度超聲波治療實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，該同步脈沖發(fā)生器的同步脈沖周期為10ms～200ms。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度超聲波治療實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，超聲波治療設(shè)備被控制發(fā)射該治療超聲波時間為5ms～180ms。
5.一種高強(qiáng)度超聲波治療實(shí)時監(jiān)控方法，其特征在于，該方法在同步脈沖指令的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下工作，同步脈沖發(fā)生器的發(fā)射脈沖與B超機(jī)的輸出信號同步，同時控制超聲波治療設(shè)備發(fā)射超聲波的治療時間和控制計算機(jī)的信號采集，在間歇時間段內(nèi)，截取無噪聲干擾的B超機(jī)圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波無噪聲實(shí)時監(jiān)控方法，其特征在于，超聲波治療設(shè)備沒有接收到同步脈沖發(fā)生器發(fā)出的同步脈沖，在這一時間段進(jìn)行超聲波治療，在該治療時間段內(nèi)計算機(jī)不采集信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波無噪聲實(shí)時監(jiān)控方法，其特征在于，同步脈沖發(fā)生器發(fā)出的同步脈沖指令，控制超聲波設(shè)備間歇停止發(fā)射治療超聲波，在該間歇時間段內(nèi)計算機(jī)采集信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波無噪聲實(shí)時監(jiān)控方法，其特征在于，計算機(jī)在信號采集的同時向顯示器發(fā)出刷新指令，既可在顯示器上獲得超聲波未干擾圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波無噪聲實(shí)時監(jiān)控方法，其特征在于，同步脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的同步脈沖所占時間段T2與超聲波未干擾圖像所占時間段T2、超聲波間歇時間段T2是一一對應(yīng)；同步脈沖停發(fā)時間段T1與超聲波干擾圖像所占時間段T1、超聲波治療時間段T1是一一對應(yīng)；同步脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的同步脈沖周期T與B超機(jī)圖像周期T、治療超聲波周期T是一一對應(yīng)。
全文摘要
一種高強(qiáng)度超聲波治療實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括同步脈沖發(fā)生器、信號采集設(shè)備、B超機(jī)、超聲波治療設(shè)備、計算機(jī)和顯示器。該方法是利用超聲波治療的間歇時間發(fā)射同步脈沖，該脈沖控制超聲波治療設(shè)備以間歇的方式發(fā)射治療超聲波，同時又控制計算機(jī)在間歇時間段接收B超機(jī)的信息，又由于B超機(jī)輸出的信號與脈沖信號同步，同時又避開了治療超聲波噪聲的干擾，因此B超機(jī)監(jiān)視超聲波治療點(diǎn)的位置圖像通過計算機(jī)可以清晰顯示。該系統(tǒng)及方法在同步脈沖指令的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下工作，實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度超聲波治療過程中的無噪聲實(shí)時監(jiān)控，并獲取出清晰的B超圖像。
文檔編號G06F19/00GK1565671SQ0313718
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月11日
發(fā)明者趙純亮, 林濤, 王芷龍 申請人:重慶海扶(Hifu)技術(shù)有限公司