專利名稱：產(chǎn)生超聲影像的方法和使用該方法的超聲系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及產(chǎn)生超聲影像的方法和使用所述方法的超聲系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著醫(yī)療科學(xué)的發(fā)展，相對于諸如剖腹手術(shù)、微創(chuàng)手術(shù)的創(chuàng)傷手術(shù)還開發(fā)出腫瘤的局部區(qū)域治療。此外，隨著無創(chuàng)傷手術(shù)技術(shù)的進(jìn)展，已經(jīng)出現(xiàn)了伽瑪?shù)?、射波?cyberknife)、高強(qiáng)度聚焦超聲波(HIFU)刀等。特別地，HIFU刀對人體無害并且已被廣泛地使用作為環(huán)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(dǎo)致病灶毀壞或腫瘤組織的壞死，從而消除腫瘤。已經(jīng)研究監(jiān)視是否由于超聲引發(fā)腫瘤壞死的方法。當(dāng)由于超聲治療引發(fā)腫瘤壞死 時，具有腫瘤的器官的溫度通常上升。于是，超聲系統(tǒng)可以確定是否由于具有腫瘤的器官的溫度變化引發(fā)腫瘤壞死。然而，當(dāng)超聲在具有腫瘤的器官的溫度發(fā)生變化的區(qū)域中前進(jìn)時，具有腫瘤的器官的背向散射系數(shù)和衰減系數(shù)根據(jù)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(xiàn)錯誤影像，其在比具有腫瘤的器官的溫度發(fā)生改變的區(qū)域更深的區(qū)域中即便沒有實(shí)際的溫度變化也示出溫度變化。

發(fā)明內(nèi)容
提供產(chǎn)生包括用于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(tǒng)。還提供其上記錄有用于執(zhí)行所述方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。另外的各方面將部分在隨后的描述中闡述，部分將從描述中明了，或可以通過提供的實(shí)施例的實(shí)踐來領(lǐng)會。根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種產(chǎn)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(jì)算回聲信號相對于參考回聲信號的改變量；通過使用根據(jù)溫度變化而改變的器官的衰減系數(shù)的改變量從回聲信號的改變量確定器官的溫度；以及產(chǎn)生包括關(guān)于溫度的信息的超聲影像。參考回聲信號可以是當(dāng)器官處于參考溫度時照射在器官上的超聲的回聲信號?？梢詮闹暗幕芈曅盘柕母淖兞看_定器官的衰減系數(shù)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(diǎn)之前的點(diǎn)的回聲信號的改變量。器官的衰減系數(shù)的改變量可以與相對于之前的回聲信號的改變量的標(biāo)準(zhǔn)偏差成比例。器官的衰減系數(shù)的改變量與相對于之前的回聲信號的改變量的標(biāo)準(zhǔn)偏差之間的比例程度可以取決于器官的類型。確定器官的溫度的步驟可以包括根據(jù)器官的衰減系數(shù)的改變量和回聲信號的改變量計(jì)算器官的背向散射系數(shù)的改變量；以及從背向散射系數(shù)確定器官的溫度。
通過從溫度數(shù)據(jù)庫讀取被映射到器官的背向散射系數(shù)的改變量的器官的溫度來確定器官的溫度，其中在溫度數(shù)據(jù)庫中器官的背向散射系數(shù)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并且由向器官照射超聲的超聲探測器接收的信號。器官的衰減系數(shù)的改變量可以取決于器官的類型。超聲影像可以包括與器官的溫度對應(yīng)的亮度。該方法可以進(jìn)一步包括向器官照射超聲；以及從器官接收回聲信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種超聲系統(tǒng)包括超聲數(shù)據(jù)獲得單元，用于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，用于計(jì)算回聲信號相對于參考回聲信號的改變量，并且通過使用根據(jù)溫度變化而改變的器官的衰減系數(shù)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(dāng)器官處于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系數(shù)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(diǎn)之前的點(diǎn)的回聲信號的改變量。器官的衰減系數(shù)的改變量可以與相對于之前的回聲信號的改變量的標(biāo)準(zhǔn)偏差成比例。器官的衰減系數(shù)的改變量與相對于之前的回聲信號的改變量的標(biāo)準(zhǔn)偏差之間的比例程度可以取決于器官的類型。處理器可以根據(jù)器官的衰減系數(shù)的改變量和回聲信號的改變量計(jì)算器官的背向散射系數(shù)的改變量，并且可以從背向散射系數(shù)確定器官的溫度。超聲的回聲信號可以是被器官背向散射并且由向器官照射超聲的超聲探測器接收的信號。超聲系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括顯示單元，用于顯示包括關(guān)于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(yīng)的亮度。


通過結(jié)合附圖的以下實(shí)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(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的超聲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是圖I所示的超聲系統(tǒng)的超聲數(shù)據(jù)獲得單元的框圖；圖3是圖I所示的超聲系統(tǒng)的處理器的結(jié)構(gòu)的框圖；圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)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(jù)現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生的包括溫度信息的超聲影像和根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例產(chǎn)生的包括溫度信息的超聲影像。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)介紹在附圖中示出其示例的實(shí)施例，其中相同引用數(shù)字始終表示相同元件。為此，本實(shí)施例可以具有不同的形式并且不應(yīng)當(dāng)被解讀為限于這里闡述的描述。因此，下面通過參考附圖描述各實(shí)施例僅僅用于解釋本說明書的各方面。圖I是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的超聲系統(tǒng)I的框圖，圖2是圖I所示的超聲系統(tǒng)I的超聲數(shù)據(jù)獲得單元10的框圖，圖3是圖I所示的超聲系統(tǒng)I的處理器20的框圖。超聲系統(tǒng)I被用于向患者體內(nèi)出現(xiàn)的腫瘤照射超聲，產(chǎn)生具有腫瘤的器官的超聲影像用于診斷目的，并且確定治療是否已經(jīng)成功。如圖I所示，超聲系統(tǒng)I包括超聲數(shù)據(jù)獲得單元10、處理器20、和顯示單元30。超聲系統(tǒng)I可以進(jìn)一步包括用戶輸入單元40和存儲單元50。超聲數(shù)據(jù)獲得單元10通過向器官發(fā)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(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明，超聲數(shù)據(jù)獲得單元10可以獲得回聲信號的強(qiáng)度。參照圖2，超聲數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(diǎn)而形成傳輸信號。在當(dāng)前實(shí)施例中，超聲影像包括B模式(亮度模式)影像、D模式(多普勒模式)影像、C模式(彩色多普勒模式)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順序地且重復(fù)地形成傳輸信號，形成多個傳輸信號。當(dāng)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(zhuǎn)換為超聲信號，向器官發(fā)送超聲信號，并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(jù)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復(fù)地發(fā)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(jī)械探測器、二維(2D)陣列探測器等。波束形成器130模數(shù)轉(zhuǎn)換由超聲探測器120提供的接收信號。此外，波束形成器130接收并且考慮超聲探測器120的換能器元件的位置和聚焦點(diǎn)而聚焦經(jīng)數(shù)字轉(zhuǎn)換的接收信號以便形成聚焦信號。超聲數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。超聲數(shù)據(jù)形成單元140可以對聚焦信號執(zhí)行用于形成超聲數(shù)據(jù)的各種信號處理，例如，增益控制、濾波等。處理器20根據(jù)發(fā)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(guān)于超聲探測器120與產(chǎn)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(jù)回聲信號相對于參考回聲信號的改變量確定產(chǎn)生超聲回聲信號的器官的溫度而產(chǎn)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(zhí)行的程序的存儲器的組合。然而，本發(fā)明不限于此，并且可以使用不同的硬件實(shí)現(xiàn)處理器20。為了產(chǎn)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(jì)算單元210，其計(jì)算回聲信號相對于參考回聲信號的改變量；系數(shù)改變量計(jì)算單元220，其根據(jù)回聲信號的改變量計(jì)算器官的背向散射系數(shù)的改變量和器官的衰減系數(shù)的改變量；溫度確定單元230，其根據(jù)器官的背向散射系數(shù)的改變量確定產(chǎn)生回聲信號的地方的溫度；以及影像產(chǎn)生單元240，其產(chǎn)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、鼠標(biāo)等。顯示單元30顯示由處理器20產(chǎn)生的包括溫度信息的超聲影像?？梢詫囟刃畔@示為亮度。為了解釋方便，現(xiàn)在將在下面描述使用處理器20利用信號強(qiáng)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(chǎn)生具有強(qiáng)度IO的超聲信號，而超聲探測器120可以向器官發(fā)送超聲信號。接著，超聲信號朝處于離超聲探測器120距離z的器官 移動，然后被散射回來?？梢杂晒絀表示被背向散射并且由超聲探測器120接收的超聲回聲信號的強(qiáng)度Is (z, T)公式I
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)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(jì)算回聲信號相對于參考回聲信號的改變量； 使用根據(jù)溫度變化而改變的器官的衰減系數(shù)的改變量，從回聲信號的改變量確定器官的預(yù)定區(qū)域的溫度；以及 產(chǎn)生包括關(guān)于確定的溫度的信息的超聲影像。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中參考回聲信號是當(dāng)器官處于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(quán)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系數(shù)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(yù)定區(qū)域之前的區(qū)域的回聲信號的改變量。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中器官的衰減系數(shù)的改變量與相對于之前的回聲信號的改變量的標(biāo)準(zhǔn)偏差成比例。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中相對于器官的衰減系數(shù)的改變量與之前的回聲信號的改變量之間的標(biāo)準(zhǔn)偏差的比例程度取決于器官的類型。
6.如權(quán)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(jù)器官的衰減系數(shù)的改變量和回聲信號的改變量計(jì)算器官的背向散射系數(shù)的改變量；以及 使用背向散射系數(shù)，確定器官的溫度。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其中通過從溫度數(shù)據(jù)庫讀取被映射到器官的背向散射系數(shù)的改變量的器官的溫度來確定器官的溫度，其中在溫度數(shù)據(jù)庫中器官的背向散射系數(shù)的改變量與器官的溫度相互映射。
8.如權(quán)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并且由向器官照射超聲的超聲探測器接收的信號。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，其中器官的衰減系數(shù)的改變量取決于器官的類型。
10.如權(quán)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(yīng)的亮度。
11.如權(quán)利要求I所述的方法，進(jìn)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(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其上記錄有用于執(zhí)行如權(quán)利要求I所述的方法的程序。
13.—種超聲系統(tǒng),包括 超聲數(shù)據(jù)獲得單元，用于向器官照射超聲和接收來自器官的預(yù)定區(qū)域的回聲信號；以及 處理器，用于計(jì)算回聲信號相對于參考回聲信號的改變量，并且使用根據(jù)溫度變化而改變的器官的衰減系數(shù)的改變量，從回聲信號的改變量確定器官的預(yù)定區(qū)域的溫度。
14.如權(quán)利要求13所述的超聲系統(tǒng)，其中參考回聲信號是當(dāng)器官處于參考溫度時照射在器官上的超聲的回聲信號。
15.如權(quán)利要求13所述的超聲系統(tǒng)，其中從之前的回聲信號的改變量確定器官的衰減系數(shù)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(yù)定區(qū)域之前的區(qū)域的回聲信號的改變量。
16.如權(quán)利要求15所述的超聲系統(tǒng)，其中器官的衰減系數(shù)的改變量與相對于之前的回聲信號的改變量的標(biāo)準(zhǔn)偏差成比例。
17.如權(quán)利要求16所述的超聲系統(tǒng)，其中相對于器官的衰減系數(shù)的改變量與之前的回聲信號的改變量之間的標(biāo)準(zhǔn)偏差的比例程度取決于器官的類型。
18.如權(quán)利要求13所述的超聲系統(tǒng)，其中處理器根據(jù)器官的衰減系數(shù)的改變量和回聲信號的改變量計(jì)算器官的背向散射系數(shù)的改變量，并且從背向散射系數(shù)確定器官的溫度。
19.如權(quán)利要求13所述的超聲系統(tǒng)，其中超聲的回聲信號是被器官背向散射并且由向器官照射超聲的超聲探測器接收的信號。
20.如權(quán)利要求13所述的超聲系統(tǒng)，進(jìn)一步包括顯示單元，用于顯示包括關(guān)于器官的溫度的信息的超聲影像。
21.如權(quán)利要求13所述的超聲系統(tǒng)，進(jìn)一步包括存儲單元，用于根據(jù)超聲探測器與處于參考溫度的器官之間的距離存儲包括參考回聲信號的強(qiáng)度的參考回聲信號數(shù)據(jù)庫。
全文摘要
一種產(chǎn)生超聲影像和方法和使用該方法的系統(tǒng)，該方法包括獲得照射在器官上的超聲的回聲信號；計(jì)算回聲信號相對于參考回聲信號的改變量；通過使用根據(jù)溫度變化而改變的器官的衰減系數(shù)的改變量從回聲信號的改變量確定器官的溫度；以及產(chǎn)生包括關(guān)于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(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者崔基浣, 孔棟建, 徐宗范 申請人:三星電子株式會社