專利名稱：使高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備的操作參數(shù)可再度使用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振成像(MRI)監(jiān)控的高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種使高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備的操作參數(shù)可再度使用的方法。
背景技術(shù)：
在磁共振成像監(jiān)控的高強(qiáng)度聚焦超聲(MRI guided HIFU)設(shè)備中，通常由磁共振
成像設(shè)備進(jìn)行掃描，得到病人相關(guān)部位的圖像，然后高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備將磁共振成像設(shè)
備掃描得到的圖像作為參考圖像，進(jìn)行操作，從而利用超聲波對病人進(jìn)行治療。 —般而言，高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備的操作時間較長，通常會達(dá)到數(shù)個小時。在這么長
的時間內(nèi)，很難讓病人保持靜止不動。在病人發(fā)生移動之后，由于病人的位置發(fā)生了變化，
使得高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備的操作環(huán)境也相應(yīng)地發(fā)生了變化，而不能采用病人發(fā)生移動之前
的操作參數(shù)。這就需要重新確定高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備的新的操作參數(shù)，不僅增加了高強(qiáng)度
聚焦超聲設(shè)備的無用操作，而且還增加了病人的等待時間。 因此，期望能夠在病人發(fā)生移動之后高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備仍然可以使用病人發(fā)生移動之前的操作參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出了一種使高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備的操作參數(shù)可再度使用的方法，用以使得在病人發(fā)生移動之后高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備仍能采用病人發(fā)生移動之前的操作參數(shù)。 因此，本發(fā)明提供了一種使高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備的操作參數(shù)可再度使用的方法，該方法包括 在病人發(fā)生移動之前，使用磁共振成像設(shè)備對病人進(jìn)行掃描，得到移動前圖像；
在病人發(fā)生移動之后，定位承載病人的病床，按照所述移動前圖像所用掃描參數(shù)，使用所述磁共振成像設(shè)備對病人再次進(jìn)行掃描，得到移動后圖像； 根據(jù)所述移動前圖像和移動后圖像，判斷病人移動前后的位置差異是否可接受，如果是，則所述高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備采用病人移動之前的操作參數(shù)繼續(xù)操作；否則，再次執(zhí)行定位所述病床的步驟及其后續(xù)步驟。 優(yōu)選地，判斷病人移動前后的位置差異是否可接受的步驟包括 分割所述移動前圖像和移動后圖像中的感興趣區(qū)域，計算所述移動前圖像和移動
后圖像中所述感興趣區(qū)域的關(guān)聯(lián)度，判斷所述關(guān)聯(lián)度是否大于或大于等于一個閾值。 該方法可以進(jìn)一步包括增強(qiáng)所述移動前圖像和移動后圖像中所述感興趣區(qū)域的
邊緣，以便于所述分割。 優(yōu)選地，使用坎尼算子來檢測所述感興趣區(qū)域的邊緣。 該方法可以進(jìn)一步包括使所述移動后圖像與移動前圖像中的體素大小相同。
所述關(guān)聯(lián)度的計算采用以下公式
3<formula>formula see original document page 4</formula>[ooi7] 其中7/- — SZ/O ),^ =丄1^(0) ; 其中，f(t)是移動前圖像和移動后圖像中感興趣區(qū)域的關(guān)聯(lián)度，If是移動前圖像中的感興趣區(qū)域，It是移動后圖像中的感興趣區(qū)域，P是移動前圖像中感興趣區(qū)域的位置，t是移動后圖像中感興趣區(qū)域相對于移動前圖像中感興趣區(qū)域的平移，n是重疊區(qū)域O中所考慮的點(diǎn)數(shù)，If和It是在重疊區(qū)域O中計算移動前圖像中感興趣區(qū)域和移動后圖像中感興趣區(qū)域的像素值的算術(shù)平均。 優(yōu)選地，對所述移動前圖像和移動后圖像進(jìn)行下采樣處理。 該方法進(jìn)一步包括在病人移動前后的位置差異可接受的情況下，使用所述移動后圖像為參考圖像。 優(yōu)選地，在采用病人移動之前的操作參數(shù)繼續(xù)操作之前，計算所述移動前圖像與移動后圖像之間的偏移矢量，根據(jù)所述偏移矢量計算高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備的焦點(diǎn)軌跡的偏移量，并應(yīng)用于病人移動之前的操作參數(shù)。 從上述方案中可以看出，由于本發(fā)明在病人發(fā)生移動前后分別使用磁共振成像設(shè)備掃描得到移動前圖像和移動后圖像，然后根據(jù)移動前圖像和移動后圖像來判斷病人移動前后的位置差異是否可接受，如果是則高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備繼續(xù)采用在病人發(fā)生移動之前使用的操作參數(shù)，從而使得高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備在病人發(fā)生移動之前的操作參數(shù)能夠再度使用，避免了再次確定操作參數(shù)所需的操作和時間，提高了磁共振成像監(jiān)控的高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備的使用效率。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下舉實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。 本發(fā)明的核心思想是，利用病人移動前后的MRI圖像判斷病人發(fā)生移動前后的位置差異是否可接受，如果是，則高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備繼續(xù)采用病人發(fā)生移動之前的操作參數(shù)，否則再次定位病床、掃描圖像并進(jìn)行判斷。 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流程圖。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的方法包括以下步驟 步驟110，高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備使用一套操作參數(shù)對病床上的病人進(jìn)行操作。
步驟120，病人將要發(fā)生移動時，例如病人需要活動一下或其他原因而在病床上運(yùn)動或者離開病床。在病人發(fā)生移動之前，利用磁共振成像設(shè)備對病人進(jìn)行掃描，得到移動前圖像。 本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選地掃描病人被高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備操作的部位，從而得到病人身體一定體積的圖像。優(yōu)選地，本實(shí)施例掃描得到3D圖 。
步驟130，病人發(fā)生移動，例如病人離開病床，或者病人在病床上挪動、轉(zhuǎn)動等。 步驟140，在病人發(fā)生移動之后，將病人重新放置在病床上，并將承載著病人的病
床移入磁共振成像設(shè)備的磁體，利用磁共振成像設(shè)備自身的定位裝置定位病床。 步驟150，利用磁共振成像設(shè)備對病人進(jìn)行掃描，所用掃描參數(shù)與病人發(fā)生移動之
前的掃描(即，步驟120中的掃描)的掃描參數(shù)相同，得到移動后圖像。 由于采用相同的掃描參數(shù)，所以這次掃描所掃描的部位與病人發(fā)生移動前所掃描
的部位大致相同或者接近。 步驟160，磁共振成像設(shè)備分割移動前圖像和移動后圖像，分別提取感興趣區(qū)域(ROI)。這里的感興趣區(qū)域例如是病人器官、組織等，特別是高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備所要操作的對象。 在分割感興趣區(qū)域的過程中，主要通過感興趣區(qū)域的邊緣來分割，可以采用多種方法來檢測感興趣區(qū)域的邊緣，優(yōu)選地，在本實(shí)施例中采用坎尼(Canny)算子來檢測感興趣區(qū)域的邊緣。 在提取感興趣區(qū)域之前，還可以增強(qiáng)感興趣區(qū)域的邊緣，以便于更好地分割感興趣區(qū)域。 另外，由于磁共振成像設(shè)備掃描得到的移動前圖像和移動后圖像的采樣點(diǎn)較多，對這樣的圖像進(jìn)行處理會導(dǎo)致巨大的計算量。為了減少磁共振成像設(shè)備的計算量，本實(shí)施例可以進(jìn)一步對移動前圖像和移動后圖像進(jìn)行下采樣處理，例如將256*256下采樣至64承64。 步驟170，根據(jù)移動前圖像和移動后圖像中的感興趣區(qū)域，判斷病人移動前后的位置差異是否可接受，如果可接受，則執(zhí)行步驟180及其后續(xù)步驟，否則執(zhí)行步驟140及其后續(xù)步驟。 本實(shí)施例可以采用多種方法來判斷病人移動前后的位置差異是否可接受。 這里介紹一種利用感興趣區(qū)域的關(guān)聯(lián)度的方法。計算移動前圖像和移動后圖像中
感興趣區(qū)域的關(guān)聯(lián)度，判斷所述關(guān)聯(lián)度是否大于或大于等于一個預(yù)先設(shè)置的閾值。當(dāng)關(guān)聯(lián)
度大于或大于等于閾值，說明移動后圖像中的感興趣區(qū)域與移動前圖像中的感興趣區(qū)域的
位置比較接近，病人發(fā)生移動前后的位置差異為可接受；否則，說明移動后圖像中的感興趣
區(qū)域與移動前圖像中的感興趣區(qū)域的位置相差較大，病人發(fā)生移動前后的位置差異為不可
本發(fā)明實(shí)施例還給出了一種計算上述關(guān)聯(lián)度的方法，該方法采用下列公式
U々)-7/]["",)-Z] /(0 =其中，7y =丄^]//(^) ，7,=丄^]/,(/7)。 在上面的公式中，f(t)是移動前圖像和移動后圖像中感興趣區(qū)域的關(guān)聯(lián)度，If是
移動前圖像中的感興趣區(qū)域，It是移動后圖像中的感興趣區(qū)域，p是移動前圖像中感興趣區(qū)
域的位置，t是移動后圖像中感興趣區(qū)域相對于移動前圖像中感興趣區(qū)域的平移，n是重疊區(qū)域0中所考慮的點(diǎn)數(shù)，If和It是在重疊區(qū)域0中計算移動前圖像中感興趣區(qū)域和移動后圖
像中感興趣區(qū)域的像素值的算術(shù)平均。
另外，在病人移動前和移動后掃描所得的圖像中，體素(voxel)的大小有可能不一樣。在本流程中，在計算關(guān)聯(lián)度之前還可以進(jìn)一步包括一個使移動前圖像中的體素與移動后圖像中的體素大小相等的步驟。 步驟180，高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備以移動后圖像作為參考圖像，來進(jìn)行后續(xù)的操作。
步驟190，高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備采用病人發(fā)生移動前的操作參數(shù)繼續(xù)進(jìn)行操作，而不需要重新確定操作參數(shù)。 在病人發(fā)生移動前后，高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備所操作的部位很可能會發(fā)生一些移
動，那么在病人移動前后的位置差異可接受的情況下，可以進(jìn)一步計算所述移動前圖像與
移動后圖像之間的偏移矢量，然后根據(jù)該偏移矢量計算高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備的焦點(diǎn)的偏移
量，并將這個偏移量應(yīng)用于病人移動之前的操作參數(shù)(尤其是空間位置這種參數(shù)以及與空
間位置相關(guān)的參數(shù))，高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備采用這些操作參數(shù)繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)操作。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精
神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種使高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備的操作參數(shù)可再度使用的方法，該方法包括在病人發(fā)生移動之前，使用磁共振成像設(shè)備對病人進(jìn)行掃描，得到移動前圖像；在病人發(fā)生移動之后，定位承載病人的病床，按照所述移動前圖像所用掃描參數(shù)，使用所述磁共振成像設(shè)備對病人再次進(jìn)行掃描，得到移動后圖像；根據(jù)所述移動前圖像和移動后圖像，判斷病人移動前后的位置差異是否可接受，如果是，則所述高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備采用病人移動之前的操作參數(shù)繼續(xù)操作；否則，再次執(zhí)行定位所述病床的步驟及其后續(xù)步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，判斷病人移動前后的位置差異是否可接受的步驟包括分割所述移動前圖像和移動后圖像中的感興趣區(qū)域，計算所述移動前圖像和移動后圖像中所述感興趣區(qū)域的關(guān)聯(lián)度，判斷所述關(guān)聯(lián)度是否大于或大于等于一個閾值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括增強(qiáng)所述移動前圖像和移動后圖像中所述感興趣區(qū)域的邊緣，以便于所述分割。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，使用坎尼算子來檢測所述感興趣區(qū)域的邊緣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括使所述移動后圖像與移動前圖像中的體素大小相同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述關(guān)聯(lián)度的計算采用以下公式其中7"丄I^/(P) ，7'^丄I]7,(/7);其中，f(t)是移動前圖像和移動后圖像中感興趣區(qū)域的關(guān)聯(lián)度，if是移動前圖像中的感興趣區(qū)域，it是移動后圖像中的感興趣區(qū)域，p是移動前圖像中感興趣區(qū)域的位置，t是移動后圖像中感興趣區(qū)域相對于移動前圖像中感興趣區(qū)域的平移，n是重疊區(qū)域0中所考慮的點(diǎn)數(shù)，If和It是在重疊區(qū)域O中計算移動前圖像中感興趣區(qū)域和移動后圖像中感興趣區(qū)域的像素值的算術(shù)平均。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，對所述移動前圖像和移動后圖像進(jìn)行下采樣處理。
8 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括在病人移動前后的位置差異可接受的情況下，使用所述移動后圖像為參考圖像。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在采用病人移動之前的操作參數(shù)繼續(xù)操作之前，計算所述移動前圖像與移動后圖像之間的偏移矢量，根據(jù)所述偏移矢量計算高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備的焦點(diǎn)軌跡的偏移量，并應(yīng)用于病人移動之前的操作參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種使高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備的操作參數(shù)可再度使用的方法，該方法包括在病人發(fā)生移動之前，使用磁共振成像設(shè)備對病人進(jìn)行掃描，得到移動前圖像；在病人發(fā)生移動之后，定位承載病人的病床，按照所述移動前圖像所用掃描參數(shù)，使用所述磁共振成像設(shè)備對病人再次進(jìn)行掃描，得到移動后圖像；根據(jù)所述移動前圖像和移動后圖像，判斷病人移動前后的位置差異是否可接受，如果是，則所述高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備采用病人移動之前的操作參數(shù)繼續(xù)操作；否則，再次執(zhí)行定位所述病床的步驟及其后續(xù)步驟。采用該方法，使得在病人發(fā)生移動之后高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備仍能采用病人發(fā)生移動之前的操作參數(shù)。
文檔編號G01R33/48GK101766494SQ20081019085
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者吳偉剛, 奧利弗·施雷克, 林佳裕, 陳旸 申請人:西門子公司