CN102361667A - 用于在医疗hifu装置中生成故障信号的实时反向散射数据的分析 - Google Patents

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Abstract

一种用于检查超声治疗头功能性的方法和系统。将有作用的治疗头的典型超声反射的波形曲线进行储存，而且在使用治疗头之前，发送超声能量脉冲串(700)，并且将经返回的反射的实际波形曲线(702)与已存储的波形曲线(706)相比较。如果实际曲线没有充分地接近已储存的曲线，则生成第一信号(712)，其可以导致超声治疗设备的关闭或者可以生成警告。如果实际曲线充分地接近已储存的曲线，则继续操作(714)，或者产生第二信号，允许超声治疗设备的操作。

Description

用于在医疗HIFU装置中生成故障信号的实时反向散射数据的分析
相关申请的交叉引用
本申请要求于2009年3月23日申请的序列号为61/162641(代理人档案号：021356-004900US)的美国临时申请的权益，从而其内容通过引用被合并于此。
背景技术
在医疗设备中利用超声在波束路径上检测扰动是众所周知的应用。不同的设备制造商生产了用于组织成像的诊断超声系统，利用了传送超声脉冲至身体内，接着便监听各反射的基本原理。当超声波束穿过不同类型诸如骨骼、肌肉、脂肪或器官的组织之间的屏障时，便发生了反射。在具有不同声阻抗的组织类型间的每个边界，均会产生众所周知和易表征的反射类型，其允许诊断系统在波束路径上标识物体。
发明内容
下文呈现本发明一些实施例的简要概括，以给出对于本发明基本的理解。该概括并不是本发明一个宽泛的综述。它不是想标识本发明的重要或关键的元素，也不是想划定本发明的范围。它的唯一目的就是以简单的形式来呈现本发明一些实施例，作为稍后呈现的详细描述的前序。
在一个实施例中，提供一种具有用于检测系统故障的方法的高强度聚焦超声治疗的系统。该方法包括从安装在治疗头中的高强度聚焦超声换能器传送超声能量的一个脉冲串(burst)，在该脉冲串后捕获一个衰荡(ring down)波形，将该衰荡波形与一个预期的衰荡波形曲线(profile)相比较，以及如果该衰荡波形与预期的衰荡波形曲线实质上不相匹配，则生成故障信号。
该方法还可以包括在永久存储装置上储存一个或更多的预期衰荡波形曲线。该方法也可以包括当生成该故障信号之后，阻止高强度聚焦超声治疗系统的操作。
在一个实施例中，提供具有用于检测系统故障的方法的高强度聚焦超声治疗系统。该方法包括从安装在治疗头中的高强度聚焦超声换能器发送超声能量的一个脉冲串，将一个夹钳阻抗加在该换能器两端，将残余电压(夹钳波形)与一个已储存的夹钳波形曲线相比较，以及如果该夹钳波形与该已储存的夹钳波形曲线实质上不相匹配，则生成故障信号。
在另一个实施例中，提供一种确定超声治疗头功能性的方法。该方法包括通过安装在被液体填充的治疗头中的换能器来传送超声能量的一个脉冲串，在该治疗头中接收来自物体的一个或者更多的反射，各反射包括至少一个波形曲线，将所述波形曲线与该治疗头的预期波形曲线相比较，以及如果该反射的波形曲线与该预期波形曲线不相符合，则生成故障信号。
在各实施例的不同方面，该预期波形曲线在距离该脉冲串的一个特定范围的延迟之处，可以具有一个预期的幅度范围。可替换地，该预期波形曲线在该脉冲串之后预期时间范围内，可以具有预期的最大幅度。该预期波形曲线可以具有与一组已定义的幅度相对比的准许偏差，每个已定义的幅度是距离该脉冲串的不同延迟。该方法可以包括如果该反射的实际波形曲线与预期的波形曲线不相符合，则生成第二信号。
在各实施例的其他方面，可以将两个或者更多的反射依次安排，以及与预期波形曲线的对应序列相比较，各反射以及预期波形的排列是线性时间序列。这些预期波形曲线可以是与一组已定义幅度相对比的准许偏差，每个已定义幅度是距离该脉冲串的不同延迟。该预期波形曲线可以具有一组预期的幅度范围，每个预期幅度范围处于在距离该脉冲串的不同延迟之处。预期波形曲线可以具有一组预期的最大幅度，每个预期最大幅度处于在该脉冲串之后的不同预期时间范围之处。
在另一实施例中，提供一种医学超声治疗系统。该系统包括治疗头、安装在该治疗头之中的高强度超声换能器、数据存储，其储存了与换能器反射的预期波形曲线相关联的信息、以及连接于该数据存储和该换能器的控制器，其可用于将实际波形曲线与已储存的预期波形曲线相比较，以及如果所述曲线实质上不相匹配，则生成第一信号。如果所述曲线实质上相匹配，则该控制器也可以实施生成第二信号。该第二信号可以通过换能器来实现治疗操作。该第一信号可以通过换能器来取消治疗操作。
为了更充分地理解本发明的实质和优点，应该对确保详尽的描述和相应的附图进行参考。
附图说明
附图1显示了一个结合了多个实施例的医疗超声系统的实施例。
附图2显示了附图1中医疗超声系统的治疗头。
附图3为根据一个实施例的显示了附图1中医疗超声系统控制器的各元素的框图。
附图4显示了根据一个实施例的由换能器产生和接收的超声传送和反射的图解。
附图5A显示了在脉冲之后可能预期波形的线性序列。
附图5B显示了根据一个实施例的对应于预期曲线的波形评估。
附图6显示了根据其他实施例的对应于预期曲线的波形评估。
附图7是根据一个实施例的表示了将波形与预期曲线相比较的方法的流程图。
具体实施方式
在下面的段落中，将描述本方法和装置的各个方面及实施例。为了对本发明的所述实施例提供透彻的理解，具体的细节将会被陈述。然而，对于那些所属领域技术人员来说很明显的是，在具有仅仅一些的所述方面或者具有全部的所述方面、以及具有或缺少其中一些具体细节等情况下，均可实现所述实施例。在一些实例中，可以省略或者简化公知特征的描述，从而不会难以理解本发明的不同方面和实施例。
部分描述将使用术语来呈现，所属领域技术人员通常利用上述术语向其他所属领域技术人员来传达他们工作的内容。术语系统包括这些独立、附属或嵌入的成分的通用用途以及专用用途。
以对理解本发明最有帮助的方式将各种操作作为依次执行的多个分离的步骤来描述。然而，描述的顺序不应该被理解成意味着这些操作必须按照其所呈现的顺序或者甚至其是依赖于顺序的。
整个说明书中对“一个实施例”、“实施例”的提及或类似语言意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，“在一个实施例中”、“在实施例中”等短语在整个说明书中不同地方的出现没必要都指相同的实施例。
此处描述的是用于医疗系统的治疗头的不同实施例。更具体地，提供了治疗头以及相关医疗系统，其包括了超声换能器和治疗处理模块，该治疗处理模块含有处理器、数据存储器和控制器，该控制器用于检查治疗头的操作，以及若治疗头与特定参数不符合，则生成信号。如下文描述，在一个实施例中，这些参数基于超声换能器接收的预期反向散射数据，或者在应用电刺激之后换能器的电衰荡。
在一个实施例中，激发高强度聚焦超声(High Intensity FocusedUltrasound，HIFU)换能器以生成的一个超声脉冲串。随着超声脉冲串自换能器传播，由于超声波在波束路径上会碰上不同声阻抗的物质，所以可预期到不同的反射。这些反射被换能器检测到，并且被转化成和激发换能器的形式相反的电信号。作用于这些反射上的测量和分析依照本发明各个实施例的信号处理算法而改变。跟随在该脉冲或脉冲串传送之后的反射、回声或者其他声波散射均被统一地称为“反向散射”。通过利用飞逝时间和介质中的声速以确定自该脉冲起与该换能器的距离，反向散射可以用于测量反射或回声的强度，以及导致该反向散射的物体的位置。
此处所述不同实施例的系统和方法可以检测和比较来自一个源，或被安排成多个不同格式的多个源的反向散射，但是，通常地，以线性时间格式来测量来自单一超声脉冲串的不同反射。该系统和方法可以分析来自该超声脉冲串的反向散射(反射)，或者在脉冲串之后换能器的衰荡。在应用电驱动的脉冲或脉冲串之后，该换能器的机电瞬变现象在此被称为换能器衰荡。使用类比的方法，一个例子是可以想象铃铛。当敲击该铃铛的时候，它发出了声音。这就相当于该换能器的脉冲或脉冲串。在被敲击之后，铃铛仍可以在低水平上继续震荡。这种震荡是机械能量在铃铛内的回转反弹，其最终会消散。换能器的衰荡可以看作类比成该铃铛内的残余震荡。在该脉冲之后的机电能量随着时间消散并最终达到零。该衰荡通过消散而达到期望水平所需的时间周期是衰荡持续时间。系统观察和测量该衰荡信号期间的时间间隔是衰荡周期。该衰荡周期可以被任意地定义，并且可以是比实际衰荡持续时间更长、更短或者相同的持续时间。
在此处所述系统和方法的不同实施例中，换能器的脉冲串或脉冲后可以跟有电子夹钳(clamp)时间。该夹钳在脉冲串或脉冲之后有助于促进阻尼该换能器的震荡。该夹钳在该换能器两端提供阻抗，以增进任何残余能量的消散，因而降低了该换能器的衰荡幅度和持续时间。再次借用铃铛的类比方法，这种夹钳限制可以被想象成在敲击铃铛之后，一个人将手放在铃铛上以阻尼震荡。换能器中某些形式的缺陷可以导致衰荡周期和幅度的增加。在这种情况下，夹钳时间将不会消散所有能量，而且在移除夹钳之后，电压将会大大高于正常。这种过量衰荡电压可以被检测以及用于指示有缺陷的换能器。
除了检测或者测量换能器的衰荡之外，或者可替代地，本发明各个方面的方法和系统也可以监测夹钳下降(clamp down)的时间。在这个时间内，由于置于换能器两端的阻抗，因而可以预期到低波形的曲线。如果不同的曲线被观测到，此时，夹钳电路可能损坏了，或者换能器特性已经被显著地改变。
除了检测或者测量换能器的衰荡之外，或者可替代地，本发明各个方面的方法和系统也可以监测治疗头内的反射(反射来自波束路径中耦合液体或介质内的物体，如气泡或特定物质，或来自罩子结合部(cap interface)的大的经过的反射)，以及来自治疗头罩子的反射(治疗头和病人的交界)。所记录的用于以后反射的反射应当生成用于对比的可识别的波形。可以对该波形检测最小波形样式和最大波形样式。最小样式可以检查罩子结合部的存在和位置。最大样式检测可以检查病人和治疗头之间适当耦合，该适当耦合允许大部分能量被耦合至病人，而非反射回换能器。在超声波束从换能器经传至罩子的时间间隔内，先前的反射不应当产生明显的波形。如果在此时间间隔内检测到波形，那么不同实施例的方法和系统可以产生故障信号。类似地，如果罩子反射的预期波形产生了处于可接受波形曲线范围之外的波形，那么此处所述的系统和方法也可以生成故障信号。由这些被监测事件的任何一个而生成的故障信号将会导致系统停止操作。故障事件的检测和故障信号的产生都将作为HIFU系统的安全功能。可以依据检测事件的任何一个或者任意组合来生成故障信号。
在另一个实施例中，因为没有来自罩子的明显反射(这指示换能器或者系统本身未能形成脉冲)，也可以生成故障信号。可以利用设定预期反射幅度以作为最小阈值来检测这种故障模式，低于该最小阈值则生成故障。
在此处所述的不同实施例中，病人的安全和治疗的功效是首要事情。如果此处所述的系统和方法在不能检测各种错误的情况下操作，病人就可能在治疗的过程中遭遇皮肤烧伤，或者传送至病人的期望能量剂量可能被大幅降低。另外，设备本身可能生成充足的反射能量至换能器，或者产生诸如破坏或严重损坏换能器及其换能器腔室内的其他元件的内部气穴现象。此处所述任何故障的检测被称为系统故障，无论它们是否起源于在换能器、治疗头或其他元件内，都会导致由此处所述的方法和系统生成故障信号。
此处波形曲线的讨论通常是指能够被此处所述的系统和方法来测量不同参数。这些参数可以包括下面的任何一个或者多个：反射幅度、反射信号的频率、反射持续时间、从初始脉冲串之后由时间来测定的反射时间延迟、或者在此处所述的任一其他参数之后的延迟、反射包络的通用形状(如方波、斜波等)。类似的参数(幅度、频率、持续时间、时间延迟以及形状)也可以应用于衰荡或者夹钳时间。
现在参照各附图，在这几幅图中相同的参考数字表示相同的部分，附图1显示了用于本发明的实施例的医疗超声系统10。该医疗超声系统10包括基本单元12、附接在该基本单元上的关节杆14、和附接在关节杆14上的用户接口装置16。在关节杆14的远端是超声治疗头20。
超声治疗头20的外部可以是方便地由操作人员操作的形状因子。附图2显示了一个实施例的例子，但是超声治疗头可以采用其他外形。超声治疗头20可以具有从其开始延伸，穿过关节杆14至基本单元12的线缆，或者该线缆可任选地暴露在外。
如附图2所示，超声治疗头20包括上部隔室22和下部隔室24，或者超声腔室。超声腔室具有罩子。上部隔室22可以是干燥的，并容纳电线、线缆、马达组合件、和/或用于换能器23的其他特征，换能器23可安装在下部隔室24内。下部隔室24优选地包含诸如水耦合液体或者其他介质，用于从换能器23传送超声能量到达以及穿过位于下部隔室底部的窗体26。其他液体、凝胶或者固体也可以用作耦合介质。致动组合件28被置于上部隔室22中。该致动组合件28提供对于在下部隔室24中换能器23的位置/方向的控制。在2009年2月2日申请的、申请号为12/364327的美国专利申请中描述了致动组合件的例子，该专利题目是“利用超声系统来使用治疗头”。
在操作过程中，技师铺设医疗超声系统10以靠近病人。技师抓住并且移动超声头20，超声头20保持附接在关节杆14上。超声头20可以进行对准，以使得窗体26与病人相接触。可以操作用户接口装置16来生成合适的治疗或者诊断试验。在使用中，安装在下部隔室24中的换能器生成超声能量，其可以被用于例如破坏脂肪组织，如在已公开的美国申请No.2006/0122509中所描述的。致动组合件28可以用于提供简化的治疗程序。例如，当致动组合件28改变超声换能器的位置/方向的时候，此时可以握住超声头20来和病人处于静态接触，从而可以使用提供了期望的覆盖范围、持续时间和跨度等的扫描模式，来将有疗效的治疗应用于病人的局部区域。
附图3显示了在医疗超声系统10中使用的治疗处理器模块102。该治疗处理器包括处理器101和控制器100。处理器101可以是标准控制(例如用于调整或引导机器、设备或系统操作的装置或机械装置)、微型计算机、或者是诸如程序模块的能够执行计算机可执行指令的任何其他装置。通常地，程序模块可以包括例程、程序、对象、组件、数据结构以及其他类似物，可以完成特定的任务或者执行特定的抽象数据类型。
处理器101使用储存在永久存储装置中的执行指令来启动控制器100的操作，该永久存储装置与任何来自用户的数据输入相关联。该数据可以由例如通过诸如图形用户接口16的用户接口来输入。因此，处理器101可以包括执行区域，执行指令可以从存储器加载入其中。这些执行指令将使得处理器101发送命令至控制器100，为换能器23和/或系统10的其他部分的操作提供实时的控制。
治疗处理模块102还可以包括数据存储104，或者可以另外方式与数据存储104相关联。该数据存储104以一个或多个数据表的形式储存信息，其中表106被予以例示。所示曲线与应当产生预期回声或反射的各事件相对应。如果需要，可以基于任何附加的反射(该系统和/或方法可能希望将其与已建立的曲线数据进行比较)定义具有期望时间和幅度范围的补充曲线(PROFILEn)。
附图4显示了根据一个实施例的由换能器23进行超声传送的图解表示。如上所述，换能器23安装于下部隔室24中，其在一个实施例中可以填充入例如脱气(degassed)水的耦合液体。下部隔室24的外面部分可以由可透射的窗体26覆盖，比如可以是Kapton。该窗体对于超声能量来说是基本透明的。换能器23可以是机械聚焦或者是阵列，并且从换能器中心至换能器边缘的表面或凸缘来测量，换能器23可具有深度变化量42。如果换能器是平坦的阵列，则深度变化量将为0。换能器在下部隔室中含有标称高度44，并且换能器可以根据窗体26来上移或下移。依据治疗头被设计成的应用，标称高度44可以厘米或微米的段来变化。罩子高度46是从距离换能器最近的罩子平面，到罩子可达的最远位置之间深度的差值。在换能器操作期间，可以将罩子放置在人的皮肤上。罩子可以是有弹性的，以及能够进行可变的扩展，这需要取决于罩子高度的计算调整。换能器44的标称高度加上罩子高度46，加上换能器中任何深度变化量，生成罩子深度48。治疗深度49是从罩子的外部边界至换能器聚焦区域之间的距离。通常地，数据表格包括换能器中心至表面的测量42、标称换能器高度测量44、罩子高度46、罩子深度48以及总体治疗深度49的所有所需的高度调整信息。
一般说来，换能器23可以成形为用于机械聚焦，或者包括阵列，从而超声脉冲可以形成聚集在焦点P的波束110。在使用的时候，焦点P可以处于病人的身体内。该超声波束110在行进至焦点P的过程中，穿过处在下部隔室24中换能器腔室内的介质，穿过可透射的窗体26、穿过与病人身体的结合部，其可以是诸如水或者主要由水组成的特定轻溶液的任何合适的超声耦合剂。然后，波束在病人身体内达到了焦点P。
治疗头内的气泡、或者窗体26与病人之间不正确的耦合、以及其他不规则的事物都会降低波束110提供至焦点P的能量。换能器腔室中的气泡或者障碍物可能阻挡或干扰波束路径。来自换能器腔室内的波束路径上的气泡或其他障碍物的任何反射，在超声传播通过区域48的时候，将会产生意料之外的返回波形。如果窗体26被不正确地耦合至病人，那么耦合检测526(附图5A)就会产生比预期波形更大的波形，且还触发故障信号。
这些不规则的事物通常都会产生超声能量波束110的反射。而且，反射会发生在下部隔室内或者在与病人的连接处，比如在耦合至病人的窗体26处。根据一个实施例，控制器100将这些反射与保存在数据存储104中已储存的关于反射的预期数值进行比较。如果这些反射与已储存在数据存储104中的数值或者数值范围不相符合，则生成故障信号，用于例如提供警告或者关闭换能器23。可替换地，来自没有预期波的地方的检测波也会产生故障信号。换能器至罩子48靠近边缘处之间的区域48就是几乎没有预期反射的区域。在该时间间隔内明显的返回将可能表明是障碍物或者是缺少耦合，并且可以生成故障信号。
在一个实施例中，储存在数据存储104中的数值代表预期反射的曲线。该曲线可以被此处所述的诸多参数所影响。也可以在系统存储器、数据库或者比较算法中内建一些可变性，用于对性能、环境和/或用户能力中的标称可变量进行补偿。可以在传送的特定延迟之处预期到有特定形状。
一种对比可以用来检查超声治疗头的功能性。在该对比中，可以储存功能性治疗头的超声反射的波形曲线，而且，在使用治疗头之前，发送超声能量脉冲串，并且将已储存的波形曲线与已返回反射的实际波形曲线相比较。如果实际曲线并没有充分地接近已储存的曲线，则生成一第一信号，其致使超声治疗装置的关闭、暂停，或者可以生成警告。如果实际曲线充分地接近已储存的曲线，则操作得以继续，或者产生第二信号，该第二信号允许超声治疗设备的操作。样本信号可以与治疗信号相同，可以以有规律的时间间隔被广播，和/或可以将其引入到被驱动至换能器的治疗脉冲中。可替换地，一些实施例可以使用一系列脉冲中的第一脉冲(或任何被标识的脉冲)来执行故障检测。该脉冲可以具有低的能量或者正常的治疗能量，而且可以用于治疗或者仅仅用于生成样本信号，只要系统算法、数据库和/或处理器补偿用于故障检测的脉冲中的差别。可替换地，在各脉冲中插入延迟时间，以允许来自先前脉冲串的反射能够消散，从而容许对下一个脉冲的低水平反射具有更加灵敏的测量。需要注意的是，作用于各波形的不同算法可以以单独的速率进行操作，并对从不同的脉冲返回的数据采样。
在基于时间的线性序列中提供了一些预期波形的实例(附图5A)。该图在Y轴提供了波幅，在X轴提供了时间延迟。初始脉冲开始于图中的坐标0，0处或者t0处。初始的脉冲或者脉冲串如514所示。跟在初始脉冲514之后的是夹钳持续时间510(t1-t3)。当夹钳持续时间结束时，换能器中的残余震荡将作为衰荡被测量。由于夹钳的特性，它具有低的幅度，因而可能被测量或者可能不被测量。换能器衰荡时间间隔512(t3-t4)为衰荡检查发生的周期。有一个用于运行罩子检测算法的经计算罩子检测周期520。该罩子检测周期的位置是基于与该罩子相对于换能器的位置而确定的。耦合检查周期522可以用于运行耦合检测算法。耦合检测时间间隔显示于t2-t7之间。罩子检查时间516(在附图3中被看作是罩子深度，t5-t6)被用于寻找罩子的波形曲线以测量罩子的位置，从而验证治疗头罩子正在适当地操作以及治疗深度将处于正确的位置。耦合检测周期522(t2-t7)被用于确定在声音路径上是否有任何的障碍物，以及验证治疗头罩子被适当地耦合至病人。在声波样式的右端，是聚焦的反向散射528，其对于本发明各个实施例的方法和系统的目的来说是可以忽略的。可以根据需要而定义附加曲线(曲线n)，每个均具有距离脉冲串的时间延迟(tx-tn)以及幅度(Ax-An)。在检测的每个周期内，该系统可以具有内建的多个可变性，以防止由于假阳性(false positive)而生成故障信号。典型地，系统对于距离脉冲串的延迟时间(或者距离其他被测量参数的延迟时间)、幅度、频率和其他用于测量波形的参数中的差别具有内建的容忍度，以允许系统在不会生成错误的故障信号的情形下操作。这些容忍度是相对预期波形的可允许偏差。
波形曲线的形状可以具有两个具有边界的范围，例如处在t1和t2之间的时间范围，并且具有处于A1和A2之间的幅度。在这个实施例中，处于时间t1和t2之间的波形120(附图5B)包括了处于A1和A2之间的最大幅度，此时，该波形符合由治疗处理模块102设定的标准。如果波形曲线的最大幅度延伸至在A1和A2之间可接受的幅度边界之外，它就不符合预期的曲线，且会生成故障信号。如附图5B所示的波形仅仅是示例性的。储存在存储器中的波形曲线可以是任何形状。可以指定对比范围以与此处所述的多个参数相匹配。
对于如附图5B中的示例，控制器模块100可以评估反射的起始是否处于t1和诸如t3的一些其他时间之间。这种确定可以包括评估波形幅度是否与处在这个水平的特定阈值相符合。类似地，可以对于波形的末端而做出评估。
作为替代，可以在数据存储104中储存更为经定义的波形，其被分为具有预期幅度范围和频率范围的一系列的时间片段。因此，如附图6所示，对于每个时间片段，均有预期的幅度范围(包括附图6中所示每个范围中的“X”)，代表了对于信号的特定频率的时间片段处的可接受幅度范围。
作为其他替代，可以在数据存储中储存已定义的波形样式，其带有为在给定时间的预期幅度而定义的线条，以及按已定义数量(例如，加上或减去5％)的变化量，该已定义的波形样式可以产生信号。
作为另一个其他替代，曲线可以是预期幅度在时间周期上的积分，并且经测量幅度在已定义时间间隔上的积分可以与该预期曲线相比较。
作为另一个其他替代，控制器可以在已定义时间间隔的曲线和经测量信号上使用相关或交叉相关算法。
多个替代是可用的，但是通常，治疗处理模块102相对于预期曲线来评估波形的曲线。
附图7是表示的是根据一个实施例的将波形和预期曲线进行比较的方法的流程图。在步骤700开始，从换能器23传送一个脉冲串。在步骤702，接收来自该脉冲串的各反射，最有可能会在换能器处。在步骤704对各反射进行数字化。在步骤704数字化之前，在模拟域对该信号进行滤波。然后在705处，数字化的反射通过不同的算法进行处理，以准备将数字化接收信号与预期曲线进行比较。
在步骤706，获取反射波形的预期曲线。例如，如附图3所示，表106可在其中储存有一些不同的预期曲线。虽然还可以检测其他的特征，但是在如附图所示的实施例中，这些曲线表示罩子深度(从窗体26至换能器23的距离)、耦合检测(和病人耦合)、以及换能器衰荡(在传送脉冲串完成之后换能器的过量电子振铃震荡)。
在步骤708，将波形与曲线相比较。如果波形与曲线不匹配，则从步骤710分支到步骤712，此处生成故障信号。该信号可以是例如警告、或者是强制暂停或关闭换能器23或系统10的故障信号。如果波形与曲线相符合，在步骤714则继续操作。这个步骤可以包括，例如，生成第二信号，其用于标识操作是可用的，或者用于允许操作。应当注意的是，该曲线也可以被定义成如果该曲线能被符合的话，则这种情况被认为是故障情形并且生成故障信号。
对本领域内技术人员而言，通过审阅本发明公开内容，就很容易理解本发明其它可替代的实施例。本文中未阐述的描述和实施例则不应当视为是利用实时反向散射数据来确定HIFU设备正确的操作、布置和使用而提供的唯一或仅有的方法和装置。本发明的范围不应当受本发明公开内容的限制，除非如所附权利要求书定义的那样。
除非在此另外指出或者由上下文明确地否认，在描述本发明的上下文中(尤其在以下权利要求的上下文中)的术语“一”和“所述”以及类似的指代应当被理解成涵盖一个和多个。除非另外指出，术语“包含”，“具有”，“包括”和“含有”应当被理解成开放性术语(即表示“包括但不限于”)。术语“连接”应当被理解成部分或全部地包含在其中，附着到，或接合在一起，即使存在某物介入。除非在此另外指出，这里数值范围的叙述仅仅旨在用作单独表示落入所述范围内的每个独立数值的速记法，并且每个独立数值被结合到说明书中就如同在此单独地叙述它。除非在此另外指出或者由上下文明确地否认，可以以任何合适的顺序执行在此描述的所有方法。除非另外要求，在此提供的随便什么例子或典型语言(比如，“例如”)的使用仅仅旨在更好地阐明本发明的实施方案而不是对本发明的范围进行限制。说明书中的语言不应当被理解成将任何未要求的元素指示为实施本发明的必要元素。
在此引用的所有参考资料，包括出版物、专利申请和专利，被结合于此以作参考，就如同表示每个参考资料全文被独立地和具体地结合和描述于此以作参考。
在此描述了该发明的优选实施方案，其包括发明人所知的用于实施本发明的最佳模式。在阅读前述描述的基础上，这些优选实施方案的变型对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。发明人希望技术人员适当地利用这样的变型，并且发明人想要用不同于这里具体描述的另外方式实施本发明。因此，如适用的法律所允许的，该本发明包括在后附于此的权利要求中叙述的主旨的改进和等价物。而且，除非在此另外指出或者由上下文明确地否认，本发明包含在其所有可能的变型中的上述元素的任何组合。

Claims (20)

1.一种医疗超声治疗系统，包括：
治疗头；
高强度超声换能器，安装于所述治疗头中；
数据存储，储存与所述换能器反射的预期波形曲线相关的信息；
控制器，其与数据存储和换能器相连，并且能用于将实际波形曲线与储存的预期波形曲线相比较，且如果上述曲线实质上不匹配，则生成第一信号。
2.如权利要求1的系统，其中该控制器还能用于如果上述曲线实质上匹配，则生成第二信号。
3.如权利要求1的系统，其中该第二信号启动通过换能器的治疗操作。
4.如权利要求1的系统，其中该第一信号取消通过换能器的治疗操作。
5.一种用于在高强度聚焦超声治疗系统中检测系统故障的方法，该方法包括：
从安装于治疗头中的高强度聚焦超声换能器传送超声能量的脉冲串；
捕捉该脉冲串后的衰荡波形；
将所述衰荡波形与预期衰荡波形曲线进行比较；以及
如果所述衰荡波形与所述预期衰荡波形曲线实质上不相匹配，生成故障信号。
6.如权利要求5的方法，其中将一个或者多个预期衰荡波形曲线储存在永久存储装置上。
7.如权利要求5的方法，还包括：在生成该故障信号之后，阻止高强度聚焦超声治疗系统的操作。
8.一种用于在高强度聚焦超声治疗系统中检测换能器故障的方法，该方法包括：
从安装在治疗头中的高强度聚焦超声换能器传送超声能量的脉冲串；
在换能器两端施加夹钳阻抗；
将残余电压(夹钳波形)与已储存的夹钳波形曲线相比较；以及
如果所述夹钳波形与已储存的夹钳波形曲线实质上不匹配，则生成故障信号。
9.如权利要求8的方法，其中将一个或多个预期夹钳波形曲线储存在永久存储装置上。
10.如权利要求8的方法，还包括：在生成故障信号之后，阻止高强度聚焦超声治疗系统的操作。
11.一种确定超声治疗头功能性的方法，该方法包括：
通过安装在被液体填充的治疗头中的换能器传送超声能量的脉冲串；
接收来自处于治疗头内物体的一个或多个反射，该反射包括至少一个波形曲线；
将所述至少一个波形曲线与所述治疗头的预期波形曲线相比较；
如果所述反射的波形曲线与所述预期波形曲线不符合，则生成故障信号。
12.如权利要求11的方法，其中该预期波形曲线包括处在距该脉冲串的特定范围的延迟之处的预期幅度范围。
13.如权利要求11的方法，其中该预期波形曲线包括在该脉冲串之后预期时间范围内的预期最大幅度。
14.如权利要求11的方法，其中该预期波形曲线包括在该脉冲串之后预期时间范围内的预期最小幅度。
15.如权利要求11的方法，其中该预期波形曲线包括与一组已定义的幅度相对比的准许偏差，每个已定义的幅度是距离该脉冲串的不同延迟。
16.如权利要求11的方法，还包括：如果该反射的实际波形曲线与预期波形曲线不符合，则生成第二信号。
17.如权利要求11的方法，其中多个反射被依序排列，并与预期波形曲线的对应序列相比较，反射的排列和预期波形为线性时间序列。
18.如权利要求17的方法，其中该预期波形曲线包括与多个已定义的幅度相对比的准许偏差，每个已定义的幅度是距离该脉冲串的不同延迟。
19.如权利要求17的方法，其中该预期波形曲线包括多个预期的幅度范围，每个预期的幅度的范围处于距离该脉冲串的不同延迟之处。
20.如权利要求17的方法，其中该预期波形曲线包括多个预期的最大幅度，每个预期的最大幅度处于在该脉冲串之后的不同预期时间范围之处。
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