專利名稱：超聲換能器的位置監(jiān)控方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)用超聲治療領(lǐng)域，特別是指一種超聲換能器的位置監(jiān)控方法及裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，超聲波與人體組織相互作用可以產(chǎn)生若干生物組織效應(yīng)。根據(jù)超聲波的局部聲強(qiáng)高低和聲波發(fā)射方式，這些生物組織效應(yīng)可以分為熱效應(yīng)和非熱機(jī)械效應(yīng)。組織熱效應(yīng)指細(xì)胞對(duì)超聲波能量的吸收導(dǎo)致其升溫至熱壞死。組織非熱機(jī)械效應(yīng)指由于聲空化、聲流和局部小振幅振動(dòng)導(dǎo)致的細(xì)胞活動(dòng)增加進(jìn)而使細(xì)胞形態(tài)產(chǎn)生改變、破裂、凋亡等現(xiàn)象。影響超聲生物組織效應(yīng)的物理因素包括聲場(chǎng)聚焦形式、聲波頻率、聲壓幅度、連續(xù)或脈沖聲發(fā)射方式(脈沖重復(fù)頻率和占空比)、駐波條件、媒質(zhì)靜態(tài)壓強(qiáng)、溫度、黏滯狀態(tài)和邊界條件等因素。近年來(lái)，超聲波的生物組織效應(yīng)在治療超聲領(lǐng)域日益受到廣泛研究和應(yīng)用。高強(qiáng)度超聲治療在腫瘤熱消融、體外沖擊波粉碎尿結(jié)石、藥物輸送、阻斷神經(jīng)傳導(dǎo)等方面的應(yīng)用都有新的進(jìn)展。在減肥和美容應(yīng)用領(lǐng)域，超聲波也顯現(xiàn)其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，例如采用體外低頻率超聲波輔助微創(chuàng)吸脂手術(shù)可以增強(qiáng)局部脂肪破壞效率。單獨(dú)采用體外發(fā)射高強(qiáng)度聚焦超聲波破壞局部脂肪組織的方法和設(shè)備正在經(jīng)歷臨床驗(yàn)證，并顯現(xiàn)其療效，其安全性也得到初步驗(yàn)證。此類治療往往先選定需治療區(qū)域，然后采用體外超聲波超聲換能器發(fā)射超聲波聚焦于皮下脂肪層內(nèi)，基于超聲波的人體組織熱效應(yīng)或機(jī)械效應(yīng)原理在當(dāng)前焦斑區(qū)域破壞脂肪組織，并逐點(diǎn)移動(dòng)超聲換能器改變焦點(diǎn)位置覆蓋所需的治療區(qū)域。在合適的治療區(qū)域和劑量條件下，超聲波破碎的脂肪組織經(jīng)由人體自體新陳代謝循環(huán)分解。安全有效的治療依賴于對(duì)超聲換能器工作狀態(tài)的可測(cè)性和可控性。由于此類治療采用逐點(diǎn)位置發(fā)射超聲波能量來(lái)累加覆蓋一個(gè)區(qū)域，因此，每個(gè)超聲輻照位置接受的超聲能量應(yīng)該盡可能的一致，以保證治療的均一性。若在某個(gè)位置超聲輻照時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則在特定超聲功率條件下，過(guò)長(zhǎng)的輻照時(shí)間導(dǎo)致過(guò)多的超聲能量輻照(治療劑量超標(biāo))，可能會(huì)引起不必要的人體組織傷害，影響治療的安全性。從安全性的角度考慮，特別是對(duì)于手持式操作的超聲治療頭，為了避免人為操作失誤的影響，迫切需要能夠建立一種信息互聯(lián)機(jī)制，使得超聲發(fā)射和其位置變化能夠關(guān)聯(lián)動(dòng)作，避免上述治療劑量超標(biāo)的傷害。因此，有必要對(duì)超聲換能器的位置狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并反饋給超聲發(fā)射控制部分，用來(lái)根據(jù)超聲換能器的位置調(diào)整輻照能量。但是在現(xiàn)有技術(shù)中，超聲換能器的超聲發(fā)射和其位置變化之間并沒(méi)有相關(guān)的確認(rèn)檢查措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種超聲換能器的位置監(jiān)控方法及裝置，能夠?qū)Τ晸Q能器的位置狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)反饋調(diào)整超聲換能器的工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)超聲換能器的輻照劑量和位置變化的相互聯(lián)動(dòng)，增加超聲換能器使用的安全性。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施例提供技術(shù)方案如下—方面，提供一種超聲換能器的位置監(jiān)控方法，包括獲取超聲換能器的位置變化情況；根據(jù)所獲取的位置變化情況調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量。進(jìn)一步地，所述獲取超聲換能器的位置變化情況包括通過(guò)設(shè)置在所述超聲換能器上的多個(gè)位置跟蹤模塊，監(jiān)測(cè)并記錄所述超聲換能器的即時(shí)位置，獲得所述超聲換能器隨時(shí)間的位移；或通過(guò)涂敷在所述超聲換能器外部的光學(xué)材料或安裝在所述超聲換能器上的輪廓標(biāo)記，利用多個(gè)攝像裝置實(shí)時(shí)獲取所述超聲換能器的圖像并即時(shí)重構(gòu)三維空間影像，從圖像上根據(jù)光學(xué)吸收的對(duì)比度提取所述超聲換能器的輪廓，根據(jù)所獲取的連續(xù)圖像中所述超聲換能器輪廓的位置變化記錄所述超聲換能器的即時(shí)位置，獲得所述超聲換能器隨時(shí)間的位移；或通過(guò)固定所述超聲換能器的機(jī)械移動(dòng)裝置的位置信息，推算出所述超聲換能器隨時(shí)間的位移；或通過(guò)內(nèi)置在所述超聲換能器中的單個(gè)或多個(gè)微型運(yùn)動(dòng)陀螺儀的位置信息，推算出所述超聲換能器隨時(shí)間的位移。
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進(jìn)一步地，所述位置變化情況包括所述超聲換能器的加速度和運(yùn)動(dòng)速度變化情況，所述獲取超聲換能器的位置變化情況包括采用加速度傳感器或速度傳感器檢測(cè)所述超聲換能器的加速度或速度變化情況；或利用安裝在所述超聲換能器上的多普勒模塊對(duì)來(lái)自人體組織界面的反射信號(hào)進(jìn)行相對(duì)位移速度的檢測(cè)，從而確定所述超聲換能器的加速度或速度變化情況。進(jìn)一步地，所述根據(jù)所獲取的位置變化情況調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量包括當(dāng)所述超聲換能器靜止或移動(dòng)速度低于第一閾值時(shí)，停止所述超聲換能器的能量輸出；或加大所述超聲換能器發(fā)射脈沖的間隔時(shí)間；或縮短所述超聲換能器所發(fā)射脈沖的寬度；或降低所述超聲換能器的發(fā)射功率；或混合使用上述手段，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量，并對(duì)超聲換能器使用者報(bào)警提示；當(dāng)所述超聲換能器的移動(dòng)速度高于第二閾值時(shí)，減小所述超聲換能器發(fā)射脈沖的間隔時(shí)間；或加長(zhǎng)所述超聲換能器所發(fā)射脈沖的寬度；或增加所述超聲換能器的發(fā)射功率；或混合使用上述手段，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量，并對(duì)超聲換能器使用者報(bào)警提示。進(jìn)一步地，所述根據(jù)所獲取的位置變化情況調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以在所述超聲換能器的治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量包括當(dāng)所述超聲換能器靜止或移動(dòng)速度低于第一閾值時(shí)，加大所述超聲換能器的移動(dòng)速度至不低于所述第一閾值；當(dāng)所述超聲換能器的移動(dòng)速度高于第二閾值時(shí)，減小所述超聲換能器的移動(dòng)速度至不高于所述第二閾值。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種超聲換能器的位置監(jiān)控裝置，包括用于獲取超聲換能器的位置變化情況的獲取模塊；用于根據(jù)所獲取的位置變化情況調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量的控制模塊。進(jìn)一步地，所述獲取模塊包括用于通過(guò)設(shè)置在所述超聲換能器上的多個(gè)位置跟蹤模塊，監(jiān)測(cè)并記錄所述超聲換能器的即時(shí)位置，獲得所述超聲換能器隨時(shí)間的位移；或通過(guò)涂敷在所述超聲換能器外部的光學(xué)材料或安裝在所述超聲換能器上的輪廓標(biāo)記，利用多個(gè)攝像裝置實(shí)時(shí)獲取所述超聲換能器的圖像并即時(shí)重構(gòu)三維空間影像，從圖像上根據(jù)光學(xué)吸收的對(duì)比度提取所述超聲換能器的輪廓，根據(jù)所獲取的連續(xù)圖像中所述超聲換能器輪廓的位置變化記錄所述超聲換能器的即時(shí)位置，獲得所述超聲換能器隨時(shí)間的位移；或通過(guò)固定所述超聲換能器的機(jī)械移動(dòng)裝置的位置信息，推算出所述超聲換能器隨時(shí)間的位移；或通過(guò)內(nèi)置在所述超聲換能器中的單個(gè)或多個(gè)微型運(yùn)動(dòng)陀螺儀的位置信息，推算出所述超聲換能器隨時(shí)間的位移的第一獲取子模塊。進(jìn)一步地，所述位置變化情況包括所述超聲換能器的加速度和運(yùn)動(dòng)速度變化情況，所述獲取模塊包括用于采用加速度傳感器或速度傳感器檢測(cè)所述超聲換能器的加速度或速度變化情況；或利用安裝在所述超聲換能器上的多普勒模塊對(duì)來(lái)自人體組織界面的反射信號(hào)進(jìn)行相對(duì)位移速度的檢測(cè)，從而確定所述超聲換能器的加速度或速度變化情況的第二獲取子模塊。進(jìn)一步地，所述控制模塊包括用于當(dāng)所述超聲換能器靜止或移動(dòng)速度低于第一閾值時(shí)，停止所述超聲換能器的能量輸出；或加大所述超聲換能器發(fā)射脈沖的間隔時(shí)間；或縮短所述超聲換能器所發(fā)射脈沖的寬度；或降低所述超聲換能器的發(fā)射功率；或混合使用上述手段，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量，并對(duì)超聲換能器使用者報(bào)警提示的第一控制子模塊；用于當(dāng)所述超聲換能器的移動(dòng)速度高于第二閾值時(shí)，減小所述超聲換能器發(fā)射脈沖的間隔時(shí)間；或加長(zhǎng)所述超聲換能器所發(fā)射脈沖的寬度；或增加所述超聲換能器的發(fā)射功率；或混合使用上述手段，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量，并對(duì)超聲換能器使用者報(bào)警提示的第二控制子模塊。進(jìn)一步地，所述控制模塊包括用于當(dāng)所述超聲換能器靜止或移動(dòng)速度低于第一閾值時(shí)，加大所述超聲換能器的移動(dòng)速度至不低于所述第一閾值的第三控制子模塊；用于當(dāng)所述超聲換能器的移動(dòng)速度高于第二閾值時(shí)，減小所述超聲換能器的移動(dòng)速度至不高于所述第二閾值的第四控制子模塊。本發(fā)明的實(shí)施例具有以下有益效 果
上述方案中，首先獲取超聲換能器的位置變化情況，之后根據(jù)所獲取的位置變化情況調(diào)整超聲換能器的工作參數(shù)，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量。本發(fā)明實(shí)施例能夠?qū)Τ晸Q能器的位置狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)反饋調(diào)整超聲換能器的工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)超聲換能器的輻照劑量和位置變化的相互聯(lián)動(dòng)，增加超聲換能器使用的安全性。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的超聲換能器的位置監(jiān)控方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的超聲換能器的位置監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的實(shí)施例要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中超聲換能器的超聲發(fā)射和其位置變化之間并沒(méi)有相關(guān)的確認(rèn)檢查措施的問(wèn)題，提供一種超聲換能器的位置監(jiān)控方法及裝置，能夠?qū)Τ晸Q能器的位置狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)反饋調(diào)整超聲換能器的工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)超聲換能器的輻照劑量和位置變化的相互聯(lián)動(dòng)，增加超聲換能器使用的安全性。圖1為本發(fā)明實(shí)施例的超聲換能器的位置監(jiān)控方法的流程示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例包括步驟101 :獲取超 聲換能器的位置變化情況；步驟102 :根據(jù)所獲取的位置變化情況調(diào)整超聲換能器的工作參數(shù)，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量。本發(fā)明實(shí)施例的超聲換能器的位置監(jiān)控方法，首先獲取超聲換能器的位置變化情況，之后根據(jù)所獲取的位置變化情況調(diào)整超聲換能器的工作參數(shù)，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量。本發(fā)明實(shí)施例能夠?qū)Τ晸Q能器的位置狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)反饋調(diào)整超聲換能器的工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)超聲換能器的輻照劑量和位置變化的相互聯(lián)動(dòng)，增加超聲換能器使用的安全性。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的超聲換能器的位置監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示，本實(shí)施例包括用于獲取超聲換能器的位置變化情況的獲取模塊20 ；用于根據(jù)所獲取的位置變化情況調(diào)整超聲換能器的工作參數(shù)，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量的控制模塊22。進(jìn)一步地，獲取模塊包括20 用于通過(guò)設(shè)置在超聲換能器上的多個(gè)位置跟蹤模塊，監(jiān)測(cè)并記錄超聲換能器的即時(shí)位置，獲得超聲換能器隨時(shí)間的位移；或通過(guò)涂敷在超聲換能器外部的光學(xué)材料或安裝在超聲換能器上的輪廓標(biāo)記，利用多個(gè)攝像裝置實(shí)時(shí)獲取超聲換能器的圖像并即時(shí)重構(gòu)三維空間影像，從圖像上根據(jù)光學(xué)吸收的對(duì)比度提取超聲換能器的輪廓，根據(jù)所獲取的連續(xù)圖像中超聲換能器輪廓的位置變化記錄超聲換能器的即時(shí)位置，獲得超聲換能器隨時(shí)間的位移；或通過(guò)固定超聲換能器的機(jī)械移動(dòng)裝置的位置信息，推算出超聲換能器隨時(shí)間的位移；或通過(guò)內(nèi)置在超聲換能器中的單個(gè)或多個(gè)微型運(yùn)動(dòng)陀螺儀的位置信息，推算出超聲換能器隨時(shí)間的位移的第一獲取子模塊21。進(jìn)一步地，位置變化情況包括超聲換能器的加速度和運(yùn)動(dòng)速度變化情況，獲取模塊包括用于采用加速度傳感器或速度傳感器檢測(cè)超聲換能器的加速度或速度變化情況；或 利用安裝在超聲換能器上的多普勒模塊對(duì)來(lái)自人體組織界面的反射信號(hào)進(jìn)行相對(duì)位移速度的檢測(cè)，從而確定超聲換能器的加速度或速度變化情況的第二獲取子模塊23。進(jìn)一步地，控制模塊22包括用于當(dāng)超聲換能器靜止或移動(dòng)速度低于第一閾值時(shí)，停止超聲換能器的能量輸出；或加大超聲換能器發(fā)射脈沖的間隔時(shí)間；或縮短超聲換能器所發(fā)射脈沖的寬度；或降低超聲換能器的發(fā)射功率；或混合使用上述手段，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量，并對(duì)超聲換能器使用者報(bào)警提示的第一控制子模塊25 ；用于當(dāng)超聲換能器的移動(dòng)速度高于第二閾值時(shí)，減小超聲換能器發(fā)射脈沖的間隔時(shí)間；或加長(zhǎng)超聲換能器所發(fā)射脈沖的寬度；或增加超聲換能器的發(fā)射功率；或混合使用上述手段，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量，并對(duì)超聲換能器使用者報(bào)警提示的第二控制子模塊27。進(jìn)一步地，控制模塊22還包括用于當(dāng)超聲換能器靜止或移動(dòng)速度低于第一閾值時(shí)，加大超聲換能器的移動(dòng)速度至不低于第一閾值的第三控制子模塊24 ；用于當(dāng)超聲換能器的移動(dòng)速度高于第二閾值時(shí)，減小超聲換能器的移動(dòng)速度至不高于第二閾值的第四控制子模塊26。第一閾值和第二閾值的設(shè)置與人體組織產(chǎn)生所希望的超聲生物效應(yīng)所需的最低輻照劑量和避免不必要的組織損傷所限制的最高輻照劑量有關(guān)，而輻照劑量與超聲換能器的輸出功率、脈沖寬度、脈沖占空比有關(guān)，即單位時(shí)間內(nèi)所輸出的能量總和。當(dāng)已知或已設(shè)定最低和最高輻照劑量時(shí)，可以根據(jù)超聲換能器的單位時(shí)間輸出能量計(jì)算超聲換能器在單個(gè)治療位置的停留時(shí)間上下限，從而推導(dǎo)出超聲換能器移動(dòng)速度的第一閾值和第二閾值。本發(fā)明實(shí)施例的超聲換能器的位置監(jiān)控裝置，在對(duì)超聲換能器的位置變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制時(shí)，首先獲取超聲換能器的位置變化情況，之后根據(jù)所獲取的位置變化情況調(diào)整超聲換能器的工作參數(shù)，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量。本發(fā)明實(shí)施例能夠?qū)Τ晸Q能器的位置狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)反饋調(diào)整超聲換能器的工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)超聲換能器的輻照劑量和位置變化的相互聯(lián)動(dòng)，增加超聲換能器使用的安全性。下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的超聲換能器的位置監(jiān)控方法進(jìn)行進(jìn)一步介紹，本實(shí)施例包括以下步驟步驟S1:獲取超聲換能器的位置變化情況；(I)直接監(jiān)測(cè)超聲換能器隨時(shí)間的位移具體實(shí)施方案一在超聲換能器手柄上設(shè)置多個(gè)跟蹤裝置(例如光學(xué)反射球)，采用主動(dòng)式或被動(dòng)式光學(xué)跟蹤方法，監(jiān)測(cè)并記錄超聲換能器的即時(shí)位置，得出超聲換能器隨時(shí)間的位移。具體實(shí)施方案二 在超聲換能器外部涂敷敏感光學(xué)材料吸收某特定波長(zhǎng)的光波，或在超聲換能器上安裝特定模式的輪廓標(biāo)記，采用多個(gè)攝像機(jī)實(shí)時(shí)拍攝超聲換能器圖并即時(shí)重構(gòu)三維空間影像，從圖像上根據(jù)光學(xué)吸收的對(duì)比度提取超聲換能器的輪廓，根據(jù)所攝連續(xù)圖像中超聲換能器輪廓的位置變化記錄超聲換能器的即時(shí)位置，得出超聲換能器隨時(shí)間的位移。具體實(shí)施方案三類似具體實(shí)施方案二，對(duì)于手持式治療，操作者可以佩戴特制手套，手套上有標(biāo)記物顯示其手部輪廓，采用多個(gè)攝像機(jī)實(shí)時(shí)拍攝手持操作超聲換能器圖并即時(shí)重構(gòu)三維空間影像，從圖像上根據(jù)光學(xué)吸收的對(duì)比度提取超聲換能器和手的輪廓，根據(jù)所攝連續(xù)圖像中手套和超聲換能器輪廓的位置變化記錄超聲換能器的即時(shí)位置，判斷出超聲換能器隨時(shí)間的位移。也可以采用圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)手和超聲換能器的輪廓直接提取。具體實(shí)施方案四超聲換能器安裝在機(jī)械移動(dòng)裝置上(例如3維直線導(dǎo)軌架、3-6自由度的機(jī)械臂、液壓運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等)，根據(jù)機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置記錄功能，推算出超聲換能器隨時(shí)間的位移。具體實(shí)施方案五在超聲換能器內(nèi)置或安裝微型單個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)陀螺儀，陀螺儀隨超聲換能器移動(dòng)產(chǎn)生位置信息，根據(jù)陀螺儀的位置信息，推算出超聲換能器隨時(shí)間的位移。(2)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)超聲換能器的加速度或運(yùn)動(dòng)速度變化具體實(shí)施方案一可以采用加速度傳感器或速度傳感器監(jiān)測(cè)超聲換能器的加速度或速度變化。

具體實(shí)施方案二 可以采用超聲多普勒方法，選擇合適的多普勒信號(hào)頻率，采用單基地或雙基地發(fā)射/接收方式，在超聲治療頭上固定安裝多普勒超聲換能器，對(duì)來(lái)自人體組織界面的反射信號(hào)進(jìn)行相對(duì)位移速度的監(jiān)測(cè)，從而推斷出超聲換能器的加速度或速度變化情況。若超聲治療頭的工作頻率適合，也可以利用超聲治療頭進(jìn)行多普勒位移監(jiān)測(cè)。上述實(shí)施方案中，尚需確定受治者的位置信息(位置登記)，以便與超聲換能器位置信息關(guān)聯(lián)重構(gòu)治療劑量?？梢怨潭ㄊ苤握?，則在治療開始只要對(duì)受治者進(jìn)行一次位置登記即可；或?qū)κ苤握卟捎妙愃频墓鈱W(xué)掃描病人輪廓的方法以及安置標(biāo)記裝置的方法進(jìn)行位置跟蹤，則可以實(shí)時(shí)更新受治者的位置登記信息。步驟S2 :根據(jù)所獲取的位置變化情況調(diào)整超聲換能器的工作狀態(tài)。在獲取了超聲換能器的位置變化情況之后，就可以以此為依據(jù)調(diào)整超聲換能器的發(fā)射參數(shù)，以在超聲換能器的治療位置獲得均一的超聲輻照能量，避免超聲換能器在一個(gè)固定位置停留過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致治療劑量超出安全邊界，或避免超聲換能器停留時(shí)間過(guò)短無(wú)法進(jìn)行有效治療。具體地，可以根據(jù)上述獲得的超聲換能器位置和對(duì)應(yīng)的發(fā)射功率的記錄，對(duì)超聲換能器工作狀態(tài)進(jìn)行分析判斷后向操作者進(jìn)行信息反饋，實(shí)時(shí)重構(gòu)并在治療系統(tǒng)的用戶信息界面內(nèi)顯示當(dāng)前超聲換能器位置和焦斑位置、超聲發(fā)射功率大小、治療劑量分布或在治療后重構(gòu)治療劑量分布圖，用于治療質(zhì)量控制。具體地，當(dāng)超聲換能器靜止或移動(dòng)速度低于第一閾值時(shí)，停止超聲換能器的能量輸出；或加大超聲換能器發(fā)射脈沖的間隔時(shí)間；或縮短超聲換能器所發(fā)射脈沖的寬度；或降低超聲換能器的發(fā)射功率；或混合使用上述手段，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量，并對(duì)超聲換能器使用者報(bào)警提示；當(dāng)超聲換能器的移動(dòng)速度高于第二閾值時(shí)，減小超聲換能器發(fā)射脈沖的間隔時(shí)間；或加長(zhǎng)超聲換能器所發(fā)射脈沖的寬度；或增加超聲換能器的發(fā)射功率；或混合使用上述手段，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量，并對(duì)超聲換能器使用者報(bào)警提示。此外，當(dāng)超聲換能器的位置超出標(biāo)定的治療范圍時(shí),停止超聲換能器的能量輸出并對(duì)超聲換能器使用者報(bào)警提示。進(jìn)一步地，還可以調(diào)整超聲換能器的移動(dòng)速度，當(dāng)超聲換能器靜止或移動(dòng)速度低于第一閾值時(shí)，加大超聲換能器的移動(dòng)速度至不低于第一閾值；當(dāng)超聲換能器的移動(dòng)速度高于第二閾值時(shí)，減小超聲換能器的移動(dòng)速度至不高于第二閾值。本發(fā)明實(shí)施例實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)超聲換能器的位置變化，從而可以確定超聲換能器的治療位置變化情況，根據(jù)位置變化情況調(diào)整超聲換能器的發(fā)射參數(shù)或超聲換能器移動(dòng)速度，以在超聲換能器的治療位置獲得均一的超聲輻照能量，本發(fā)明實(shí)施例可以對(duì)超聲換能器的位置變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)反饋調(diào)整超聲換能器的工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)超聲換能器輻照劑量和位置變化的相互聯(lián)動(dòng)，增加超聲換能器使用的安全性，以及提升治療質(zhì)量。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā) 明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種超聲換能器的位置監(jiān)控方法，其特征在于，包括 獲取超聲換能器的位置變化情況； 根據(jù)所獲取的位置變化情況調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以在所述超聲換能器的治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲換能器的位置監(jiān)控方法，其特征在于，所述獲取超聲換能器的位置變化情況包括 通過(guò)設(shè)置在所述超聲換能器上的多個(gè)位置跟蹤模塊，監(jiān)測(cè)并記錄所述超聲換能器的即時(shí)位置，獲得所述超聲換能器隨時(shí)間的位移；或 通過(guò)涂敷在所述超聲換能器外部的光學(xué)材料或安裝在所述超聲換能器上的輪廓標(biāo)記，利用多個(gè)攝像裝置實(shí)時(shí)獲取所述超聲換能器的圖像并即時(shí)重構(gòu)三維空間影像，從圖像上根據(jù)光學(xué)吸收的對(duì)比度提取所述超聲換能器的輪廓，根據(jù)所獲取的連續(xù)圖像中所述超聲換能器輪廓的位置變化記錄所述超聲換能器的即時(shí)位置，獲得所述超聲換能器隨時(shí)間的位移；或 通過(guò)固定所述超聲換能器的機(jī)械移動(dòng)裝置的位置信息，推算出所述超聲換能器隨時(shí)間的位移；或 通過(guò)內(nèi)置在所述超聲換能器中的單個(gè)或多個(gè)微型運(yùn)動(dòng)陀螺儀的位置信息，推算出所述超聲換能器隨時(shí)間的位移。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲換能器的位置監(jiān)控方法，其特征在于，所述位置變化情況包括所述超聲換能器的加速度和運(yùn)動(dòng)速度變化情況，所述獲取超聲換能器的位置變化情況包括 采用加速度傳感器或速度傳感器檢測(cè)所述超聲換能器的加速度或速度變化情況；或 利用安裝在所述超聲換能器上的多普勒模塊對(duì)來(lái)自人體組織界面的反射信號(hào)進(jìn)行相對(duì)位移速度的檢測(cè)，從而確定所述超聲換能器的加速度或速度變化情況。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的超聲換能器的位置監(jiān)控方法，其特征在于，所述根據(jù)所獲取的位置變化情況調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲福照能量包括 當(dāng)所述超聲換能器靜止或移動(dòng)速度低于第一閾值時(shí)，停止所述超聲換能器的能量輸出；或加大所述超聲換能器發(fā)射脈沖的間隔時(shí)間；或縮短所述超聲換能器所發(fā)射脈沖的寬度；或降低所述超聲換能器的發(fā)射功率；或混合使用上述手段，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量，并對(duì)超聲換能器使用者報(bào)警提示； 當(dāng)所述超聲換能器的移動(dòng)速度高于第二閾值時(shí)，減小所述超聲換能器發(fā)射脈沖的間隔時(shí)間；或加長(zhǎng)所述超聲換能器所發(fā)射脈沖的寬度；或増加所述超聲換能器的發(fā)射功率；或混合使用上述手段，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量，并對(duì)超聲換能器使用者報(bào)警提示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的超聲換能器的位置監(jiān)控方法，其特征在于，所述根據(jù)所獲取的位置變化情況調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以在所述超聲換能器的治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量包括 當(dāng)所述超聲換能器靜止或移動(dòng)速度低于第一閾值時(shí)，加大所述超聲換能器的移動(dòng)速度至不低于所述第一閾值；當(dāng)所述超聲換能器的移動(dòng)速度高于第二閾值時(shí)，減小所述超聲換能器的移動(dòng)速度至不高于所述第二閾值。
6.一種超聲換能器的位置監(jiān)控裝置，其特征在于，包括用于獲取超聲換能器的位置變化情況的獲取模塊；用于根據(jù)所獲取的位置變化情況調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量的控制模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲換能器的位置監(jiān)控裝置，其特征在于，所述獲取模塊包括用于通過(guò)設(shè)置在所述超聲換能器上的多個(gè)位置跟蹤模塊，監(jiān)測(cè)并記錄所述超聲換能器的即時(shí)位置，獲得所述超聲換能器隨時(shí)間的位移；或通過(guò)涂敷在所述超聲換能器外部的光學(xué)材料或安裝在所述超聲換能器上的輪廓標(biāo)記， 利用多個(gè)攝像裝置實(shí)時(shí)獲取所述超聲換能器的圖像并即時(shí)重構(gòu)三維空間影像，從圖像上根據(jù)光學(xué)吸收的對(duì)比度提取所述超聲換能器的輪廓，根據(jù)所獲取的連續(xù)圖像中所述超聲換能器輪廓的位置變化記錄所述超聲換能器的即時(shí)位置，獲得所述超聲換能器隨時(shí)間的位移； 或通過(guò)固定所述超聲換能器的機(jī)械移動(dòng)裝置的位置信息，推算出所述超聲換能器隨時(shí)間的位移；或通過(guò)內(nèi)置在所述超聲換能器中的單個(gè)或多個(gè)微型運(yùn)動(dòng)陀螺儀的位置信息，推算出所述超聲換能器隨時(shí)間的位移的第一獲取子模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲換能器的位置監(jiān)控裝置，其特征在于，所述位置變化情況包括所述超聲換能器的加速度和運(yùn)動(dòng)速度變化情況，所述獲取模塊包括用于采用加速度傳感器或速度傳感器檢測(cè)所述超聲換能器的加速度或速度變化情況；或利用安裝在所述超聲換能器上的多普勒模塊對(duì)來(lái)自人體組織界面的反射信號(hào)進(jìn)行相對(duì)位移速度的檢測(cè)，從而確定所述超聲換能器的加速度或速度變化情況的第二獲取子模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的超聲換能器的位置監(jiān)控裝置，其特征在于，所述控制模塊包括用于當(dāng)所述超聲換能器靜止或移動(dòng)速度低于第一閾值時(shí)，停止所述超聲換能器的能量輸出；或加大所述超聲換能器發(fā)射脈沖的間隔時(shí)間；或縮短所述超聲換能器所發(fā)射脈沖的寬度；或降低所述超聲換能器的發(fā)射功率；或混合使用上述手段，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量，并對(duì)超聲換能器使用者報(bào)警提示的第一控制子模塊；用于當(dāng)所述超聲換能器的移動(dòng)速度高于第二閾值時(shí)，減小所述超聲換能器發(fā)射脈沖的間隔時(shí)間；或加長(zhǎng)所述超聲換能器所發(fā)射脈沖的寬度；或增加所述超聲換能器的發(fā)射功率；或混合使用上述手段，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量，并對(duì)超聲換能器使用者報(bào)警提示的第二控制子模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的超聲換能器的位置監(jiān)控裝置，其特征在于，所述控制模塊包括用于當(dāng)所述超聲換能器靜止或移動(dòng)速度低于第一閾值時(shí)，加大所述超聲換能器的移動(dòng)速度至不低于所述第一閾值的第三控制子模塊；用于當(dāng)所述超聲換能器的 移動(dòng)速度高于第二閾值時(shí)，減小所述超聲換能器的移動(dòng)速度至不高于所述第二閾值的第四控制子模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超聲換能器的位置監(jiān)控方法及裝置，屬于醫(yī)用超聲治療領(lǐng)域。其中，該超聲換能器的位置監(jiān)控方法，包括獲取超聲換能器的治療位置變化情況；根據(jù)所獲取的治療位置變化情況調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以在治療位置獲得預(yù)設(shè)的超聲輻照能量。本發(fā)明的技術(shù)方案能夠增加超聲換能器使用的安全性，提升超聲治療的質(zhì)量。
文檔編號(hào)A61B17/00GK103027717SQ20111030271
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月9日
發(fā)明者印向濤, 費(fèi)興波, 于晉生, 姜克明, 王宏圖 申請(qǐng)人:北京匯福康醫(yī)療技術(shù)有限公司