產生超聲影像的方法和使用該方法的超聲系統的製作方法
2023-12-08 00:47:06
專利名稱：產生超聲影像的方法和使用該方法的超聲系統的製作方法
技術領域：
本公開涉及產生超聲影像的方法和使用所述方法的超聲系統。
背景技術：
隨著醫療科學的發展，相對於諸如剖腹手術、微創手術的創傷手術還開發出腫瘤的局部區域治療。此外，隨著無創傷手術技術的進展，已經出現了伽瑪刀、射波刀(cyberknife)、高強度聚焦超聲波(HIFU)刀等。特別地，HIFU刀對人體無害並且已被廣泛地使用作為環保的治療。在使用HIFU刀的HIFU治療中，向腫瘤部位照射HIFU輻射以便導致病灶毀壞或腫瘤組織的壞死，從而消除腫瘤。已經研究監視是否由於超聲引發腫瘤壞死的方法。當由於超聲治療引發腫瘤壞死 時，具有腫瘤的器官的溫度通常上升。於是，超聲系統可以確定是否由於具有腫瘤的器官的溫度變化引發腫瘤壞死。然而，當超聲在具有腫瘤的器官的溫度發生變化的區域中前進時，具有腫瘤的器官的背向散射係數和衰減係數根據具有腫瘤的器官的溫度而改變。因此，在超聲影像中可能出現錯誤影像，其在比具有腫瘤的器官的溫度發生改變的區域更深的區域中即便沒有實際的溫度變化也示出溫度變化。
發明內容
提供產生包括用於確定腫瘤壞死的溫度信息的超聲影像的方法和使用所述方法的超聲系統。還提供其上記錄有用於執行所述方法的程序的計算機可讀記錄介質。另外的各方面將部分在隨後的描述中闡述，部分將從描述中明了，或可以通過提供的實施例的實踐來領會。根據本發明的一方面，一種產生超聲影像的方法包括獲得照射在器官上的超聲的回聲信號；計算回聲信號相對於參考回聲信號的改變量；通過使用根據溫度變化而改變的器官的衰減係數的改變量從回聲信號的改變量確定器官的溫度；以及產生包括關於溫度的信息的超聲影像。參考回聲信號可以是當器官處於參考溫度時照射在器官上的超聲的回聲信號。可以從之前的回聲信號的改變量確定器官的衰減係數的改變量，之前的回聲信號的改變量是向器官照射超聲的超聲探測器中器官的點之前的點的回聲信號的改變量。器官的衰減係數的改變量可以與相對於之前的回聲信號的改變量的標準偏差成比例。器官的衰減係數的改變量與相對於之前的回聲信號的改變量的標準偏差之間的比例程度可以取決於器官的類型。確定器官的溫度的步驟可以包括根據器官的衰減係數的改變量和回聲信號的改變量計算器官的背向散射係數的改變量；以及從背向散射係數確定器官的溫度。
通過從溫度資料庫讀取被映射到器官的背向散射係數的改變量的器官的溫度來確定器官的溫度，其中在溫度資料庫中器官的背向散射係數的改變量與器官的溫度相互映射。超聲的回聲信號可以是其中超聲被器官背向散射並且由向器官照射超聲的超聲探測器接收的信號。器官的衰減係數的改變量可以取決於器官的類型。超聲影像可以包括與器官的溫度對應的亮度。該方法可以進一步包括向器官照射超聲；以及從器官接收回聲信號。
根據本發明的另一方面，一種超聲系統包括超聲數據獲得單元，用於向器官照射超聲和從器官接收超聲的回聲信號；以及處理器，用於計算回聲信號相對於參考回聲信號的改變量，並且通過使用根據溫度變化而改變的器官的衰減係數的改變量從回聲信號的改變量確定器官的溫度。參考回聲信號可以是當器官處於參考溫度時照射在器官上的超聲的回聲信號。可以從之前的回聲信號的改變量確定器官的衰減係數的改變量，之前的回聲信號的改變量是向器官照射超聲的超聲探測器中器官的點之前的點的回聲信號的改變量。器官的衰減係數的改變量可以與相對於之前的回聲信號的改變量的標準偏差成比例。器官的衰減係數的改變量與相對於之前的回聲信號的改變量的標準偏差之間的比例程度可以取決於器官的類型。處理器可以根據器官的衰減係數的改變量和回聲信號的改變量計算器官的背向散射係數的改變量，並且可以從背向散射係數確定器官的溫度。超聲的回聲信號可以是被器官背向散射並且由向器官照射超聲的超聲探測器接收的信號。超聲系統可以進一步包括顯示單元，用於顯示包括關於器官的溫度的信息的超聲影像。超聲影像可以包括與器官的溫度對應的亮度。
通過結合附圖的以下實施例的描述，這些和/或其它方面將變得明了和更容易理解，其中圖I是根據本發明的實施例的超聲系統的結構的框圖；圖2是圖I所示的超聲系統的超聲數據獲得單元的框圖；圖3是圖I所示的超聲系統的處理器的結構的框圖；圖4是說明根據本發明的實施例的從回聲信號的改變量確定器官的溫度的操作的流程圖；以及圖5 (a)和5 (b)分別是根據現有技術產生的包括溫度信息的超聲影像和根據本發明的實施例產生的包括溫度信息的超聲影像。
具體實施方式
現在將詳細介紹在附圖中示出其示例的實施例，其中相同引用數字始終表示相同元件。為此，本實施例可以具有不同的形式並且不應當被解讀為限於這裡闡述的描述。因此，下面通過參考附圖描述各實施例僅僅用於解釋本說明書的各方面。圖I是根據本發明的實施例的超聲系統I的框圖，圖2是圖I所示的超聲系統I的超聲數據獲得單元10的框圖，圖3是圖I所示的超聲系統I的處理器20的框圖。超聲系統I被用於向患者體內出現的腫瘤照射超聲，產生具有腫瘤的器官的超聲影像用於診斷目的，並且確定治療是否已經成功。如圖I所示，超聲系統I包括超聲數據獲得單元10、處理器20、和顯示單元30。超聲系統I可以進一步包括用戶輸入單元40和存儲單元50。超聲數據獲得單元10通過向器官發送超聲信號和從器官接收反射的超聲信號(即，回聲信號)而獲得超聲數據。根據本發明，超聲數據獲得單元10可以獲得回聲信號的強度。參照圖2，超聲數據獲得單元10包括傳輸信號形成單元110、包括多個換能器元件 (未顯示)的超聲探測器120、波束形成器130、以及超聲數據形成單元140。傳輸信號形成單元110考慮多個換能器元件(未顯示)的位置和聚焦點而形成傳輸信號。在當前實施例中，超聲影像包括B模式(亮度模式)影像、D模式(都卜勒模式)影像、C模式(彩色都卜勒模式)影像、彈性影像、三維(3D)超聲影像等。隨著傳輸信號形成單元110順序地且重複地形成傳輸信號，形成多個傳輸信號。當通過傳輸信號形成單元110將傳輸信號提供給超聲探測器120時，超聲探測器120將傳輸信號轉換為超聲信號，向器官發送超聲信號，並從器官接收反射的超聲回聲信號，從而形成接收信號。接收信號是模擬信號。超聲探測器120根據由傳輸信號形成單元110順序地提供的傳輸信號而順序地且重複地發送和接收超聲信號，從而形成多個接收信號。超聲探測器120可以包括3D機械探測器、二維(2D)陣列探測器等。波束形成器130模數轉換由超聲探測器120提供的接收信號。此外，波束形成器130接收並且考慮超聲探測器120的換能器元件的位置和聚焦點而聚焦經數字轉換的接收信號以便形成聚焦信號。超聲數據形成單元140通過使用由波束形成器130提供的聚焦信號而形成超聲數據。超聲數據形成單元140可以對聚焦信號執行用於形成超聲數據的各種信號處理，例如，增益控制、濾波等。處理器20根據發送超聲信號的時間與接收超聲回聲信號的時間之間的時間差獲得關於超聲探測器120與產生回聲信號的器官之間的距離的信息。此外，處理器通過根據回聲信號相對於參考回聲信號的改變量確定產生超聲回聲信號的器官的溫度而產生包括溫度信息的超聲影像。處理器20可以包括多個邏輯門的陣列或通用微處理器和其中存儲可以由微處理器執行的程序的存儲器的組合。然而，本發明不限於此，並且可以使用不同的硬體實現處理器20。為了產生包括溫度信息的超聲影像，處理器20可以包括信號改變量計算單元210，其計算回聲信號相對於參考回聲信號的改變量；係數改變量計算單元220，其根據回聲信號的改變量計算器官的背向散射係數的改變量和器官的衰減係數的改變量；溫度確定單元230，其根據器官的背向散射係數的改變量確定產生回聲信號的地方的溫度；以及影像產生單元240，其產生包括溫度信息的超聲影像。
用戶輸入單元40接收用戶的輸入信息。用戶輸入單元40可以包括控制面板、鍵盤、滑鼠等。顯示單元30顯示由處理器20產生的包括溫度信息的超聲影像。可以將溫度信息顯示為亮度。為了解釋方便，現在將在下面描述使用處理器20利用信號強度確定器官的溫度的操作。
首先，傳輸信號形成單元110可以產生具有強度IO的超聲信號，而超聲探測器120可以向器官發送超聲信號。接著，超聲信號朝處於離超聲探測器120距離z的器官 移動，然後被散射回來。可以由公式I表示被背向散射並且由超聲探測器120接收的超聲回聲信號的強度Is (z, T)公式I
權利要求
1.一種產生超聲影像的方法，包括 獲得來自照射在器官上的超聲信號的回聲信號； 計算回聲信號相對於參考回聲信號的改變量； 使用根據溫度變化而改變的器官的衰減係數的改變量，從回聲信號的改變量確定器官的預定區域的溫度；以及 產生包括關於確定的溫度的信息的超聲影像。
2.如權利要求I所述的方法，其中參考回聲信號是當器官處於參考溫度時來自照射在器官上的超聲信號的回聲信號。
3.如權利要求I所述的方法，其中從之前的回聲信號的改變量確定器官的衰減係數的改變量，之前的回聲信號的改變量是向器官照射超聲的超聲探測器中器官的該預定區域之前的區域的回聲信號的改變量。
4.如權利要求3所述的方法，其中器官的衰減係數的改變量與相對於之前的回聲信號的改變量的標準偏差成比例。
5.如權利要求4所述的方法，其中相對於器官的衰減係數的改變量與之前的回聲信號的改變量之間的標準偏差的比例程度取決於器官的類型。
6.如權利要求I所述的方法，其中確定器官的溫度的步驟包括 根據器官的衰減係數的改變量和回聲信號的改變量計算器官的背向散射係數的改變量；以及 使用背向散射係數，確定器官的溫度。
7.如權利要求I所述的方法，其中通過從溫度資料庫讀取被映射到器官的背向散射係數的改變量的器官的溫度來確定器官的溫度，其中在溫度資料庫中器官的背向散射係數的改變量與器官的溫度相互映射。
8.如權利要求I所述的方法，其中回聲信號是其中超聲被器官背向散射並且由向器官照射超聲的超聲探測器接收的信號。
9.如權利要求I所述的方法，其中器官的衰減係數的改變量取決於器官的類型。
10.如權利要求I所述的方法，其中超聲影像包括與器官的溫度對應的亮度。
11.如權利要求I所述的方法，進一步包括 向器官照射超聲信號；以及 從器官接收回聲信號。
12.—種非暫時性計算機可讀記錄介質，其上記錄有用於執行如權利要求I所述的方法的程序。
13.—種超聲系統,包括 超聲數據獲得單元，用於向器官照射超聲和接收來自器官的預定區域的回聲信號；以及 處理器，用於計算回聲信號相對於參考回聲信號的改變量，並且使用根據溫度變化而改變的器官的衰減係數的改變量，從回聲信號的改變量確定器官的預定區域的溫度。
14.如權利要求13所述的超聲系統，其中參考回聲信號是當器官處於參考溫度時照射在器官上的超聲的回聲信號。
15.如權利要求13所述的超聲系統，其中從之前的回聲信號的改變量確定器官的衰減係數的改變量，之前的回聲信號的改變量是向器官照射超聲的超聲探測器中器官的該預定區域之前的區域的回聲信號的改變量。
16.如權利要求15所述的超聲系統，其中器官的衰減係數的改變量與相對於之前的回聲信號的改變量的標準偏差成比例。
17.如權利要求16所述的超聲系統，其中相對於器官的衰減係數的改變量與之前的回聲信號的改變量之間的標準偏差的比例程度取決於器官的類型。
18.如權利要求13所述的超聲系統，其中處理器根據器官的衰減係數的改變量和回聲信號的改變量計算器官的背向散射係數的改變量，並且從背向散射係數確定器官的溫度。
19.如權利要求13所述的超聲系統，其中超聲的回聲信號是被器官背向散射並且由向器官照射超聲的超聲探測器接收的信號。
20.如權利要求13所述的超聲系統，進一步包括顯示單元，用於顯示包括關於器官的溫度的信息的超聲影像。
21.如權利要求13所述的超聲系統，進一步包括存儲單元，用於根據超聲探測器與處於參考溫度的器官之間的距離存儲包括參考回聲信號的強度的參考回聲信號資料庫。
全文摘要
一種產生超聲影像和方法和使用該方法的系統，該方法包括獲得照射在器官上的超聲的回聲信號；計算回聲信號相對於參考回聲信號的改變量；通過使用根據溫度變化而改變的器官的衰減係數的改變量從回聲信號的改變量確定器官的溫度；以及產生包括關於溫度的信息的超聲影像。
文檔編號A61B8/08GK102949212SQ20121028917
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月14日 優先權日2011年8月18日
發明者崔基浣, 孔棟建, 徐宗範 申請人:三星電子株式會社