CN103889338A - 用于实时地确定目标生物组织处于超声换能器对面的可能性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于实时确定目标生物组织处于超声换能器对面的方法（100），所述方法（100）包括下列步骤：经由超声换能器将超声信号发射（101）到生物组织中；所述超声换能器接收（102）已经被所述生物组织背散射的所述发射的超声信号；计算（103）所述背散射的超声信号的至少两个即时参数E、LIN、ATT；计算（104）目标生物组织的声学标记的存在的预报值P，所述预报值P是使用所述至少两个计算的及时参数E、LIN、ATT经由统计学定律计算的；估算（105）所述目标生物组织处于所述超声换能器对面的可能性，所述估算（105）取决于所述计算的预报值P和/或取决于基于所述两个计算的即时参数E、LIN、ATT的至少一个的至少一个强度条件。

Description

用于实时地确定目标生物组织处于超声换能器对面的可能性的方法

技术领域

本发明涉及用于实时地确定目标生物组织处于超声换能器对面的可能性的方法。例如，该超声换能器可以属于所谓的“盲”或“部分盲”测量探针。“盲”的意思是测量探针连接的测量设备不具有实时成像模式。此外，“部分盲”意思是测量装置的成像模式被限于可选地与M类型模式关联的A-SCAN类型的一维（1D）超声线。

背景技术

常规地，为了测量生物组织的定量或定性参数，测量探针被置于所述组织对面。

当希望将盲或部分盲的测量探针定位在目标生物组织对面时，该定位可以以两种方式实施：

不依靠辅助成像探针而定位，这种定位使得操作人员需要了解人体或动物解剖学。

借助于不同于测量探针的成像探针定位，例如回波描记术探针。

然而，这种执行产生缺点。

事实上，不依靠成像探针的盲测量探针的使用不可能确实地保证测量探针被定位在其期望测量的目标生物组织对面。由于解剖学知识是大众的平均水平，测量探针的定位是近似执行的。因此，希望对其测量参数的个体的解剖学结构必须符合标准。实际上，如果个体的解剖学结构不同于平均值，那么测量探针不会被定位在目标生物组织对面，并且所获得的测量不会代表目标生物组织。

此外，成像探针的使用以便便于该测量探针在目标生物组织对面的定位首先借助于成像探针而准确定位目标生物组织，然后其次一旦目标生物组织已经精确定位，就移走所述成像探针，以测量探针代替它。然而，成像探针被测量探针的替换使得不可能保证确信测量探针被定位在目标生物组织的对面，因为个体的生物组织易受移动影响，例如呼吸作用的类型的移动。

用于实施生物组织的定量或定性测量的额外可能性是使用能够成像并能够测量生物组织的探针。为了解释使用这个探针获得的图像，必须的是，操作人员一方面具有人体或动物医药领域的高深知识，另一方面具有医学成像的高深知识。

此外，然而具有这些知识的操作人员在解释用于探针定位的图像的解释中出现误差。

因此，本发明的方法的目标是特别克服现有技术的缺点。在这一背景中，本发明的目的是提出用于确定目标生物组织处于超声换能器对面的方法，对于操作人员，其不需要有人体或动物医药方面的知识或医学设备方面的高深知识，并且避免操作人员的错误。

发明内容

为此，本发明涉及用于实时确定目标生物组织处于超声换能器对面的方法，所述方法包括下列步骤：

经由超声换能器将至少一个超声信号发射到生物组织中；

经由所述超声换能器接收被所述生物组织背散射的至少一个发射的超声信号；

计算所述至少一个背散射的超声信号的至少两个即时参数；

计算目标生物组织的声学标记的存在的预报值，所述预报值使用至少两个计算的即时参数经由统计学规律计算；

估算所述目标生物组织处于所述超声换能器对面的可能性，所述估算取决于所述计算的预报值和/或基于所述两个计算的即时参数的至少一个的至少一个强度条件。

应注意，该方法使用的超声换能器可以是单元件或多元件类型。

单元件超声换能器能够发射和接收单个超声信号，而多元件超声换能器能够同时发射并接收多个超声信号。

由于本发明的方法，能够实时估算超声换能器处于目标生物组织对面的可能性。这个估算是自动实施的，并且其不需要执行超声换能器的操作人员的任何能力或任何解释。该估算可以以所谓的感觉指示（可见、可听、可触摸（振动）等）的形式被返回到操作人员，或者代替地直接用于自动触发出测量。

根据本发明的方法也可以具有一个或多个特性，所述特性可被单独考虑或者其根据任何技术而有可能组合。

在根据本发明的方法的非限制实施方式中，经由至少两个计算的即时参数和较早存储的计算的即时参数实现对预报值的计算。

在根据本发明的方法的非限制实施方式中，通过比较计算的预报值和单个或几个确定的预报阈值来实施依赖于计算的预报值的估算，以便：

当计算的预报值与单个确定的最大预报阈值相比时，

如果计算的预报值严格小于确定的最大预报阈值，那么超声换能器处于目标生物组织对面，

如果计算的预报值大于或等于确定的最大预报阈值，那么超声换能器处于不同于目标生物组织的生物组织的对面；

当计算的预报值与确定的最大预报阈值和确定的最小预报阈值相比时，

如果计算的预报值小于或等于确定的最小的预报阈值，那么超声换能器处于目标生物组织对面，

如果计算的预报值大于或等于确定的最大预报阈值，那么超声换能器处于不同于目标生物组织的生物组织的对面，

如果计算的预报值严格大于确定的最小的预报阈值并且严格小于确定的最大预报阈值，那么超声换能器被假定为处于目标生物组织对面。这个不确定性可以对应于由转移引起的异质性的存在或代替的由血管的存在更改的目标生物组织的声学标记。

在根据本发明的非限制实施方式中，从下列参数选择至少两个计算的即时参数：

至少一个背散射的超声信号的能量，

至少一个背散射的超声信号的衰减，

至少一个背散射的超声信号的包络面的线性度，

在两个连续时刻接收的背散射的超声信号的内关联的系数，

背散射的超声信号的包络面的振幅或振幅的最大变化，

至少一个背散射的超声信号的关联，

至少一个背散射的超声信号的频谱变化，

至少一个背散射的超声信号的背散射系数。

在根据本发明的非限制实施方式中，强度条件是：

如果至少一个计算的背散射超声信号的包络面的线性度大于或等于确定的线性度阈值，那么超声换能器处于目标生物组织对面，和/或

如果至少一个计算的背散射超声信号的能量大于或等于确定的能量阈值，那么超声换能器处于目标生物组织对面。

在根据本发明的方法的非限制实施方式中，无论任何计算的预报值如何，所述强度条件是：

如果至少一个计算的背散射超声信号的包络面的线性度严格小于确定的线性度阈值，那么超声换能器处于不同于目标生物组织的生物组织对面，

如果至少一个背散射超声信号的能量严格小于确定的能量阈值，那么超声换能器处于不同于目标生物组织的生物组织对面。

在根据本发明的非限制实施方式中，统计规律是逻辑回归，以便经由以下逻辑回归计算预报值：

P=β₀+β₁·Parameter_calculated_1+…+β_n·Parameter_calculated_n

在根据本发明的非限制实施方式中，该方法包括实时指示目标生物组织处于超声换能器对面的可能性的额外步骤。该指示可以是可见的、和/或可听到和/或触觉的指示。在根据本发明的非限制实施方式中，通过颜色梯度的显示实现可见指示。优选地，该颜色梯度按照S形曲线。

在根据本发明的非限制实施方式中，当超声换能器处于目标生物组织对面时，自动或人工地触发对目标生物组织的定量和/或定性测量。优先地，在依赖于至少一个发射的超声信号的频率确定的深度上实行测量。例如，这个确定的深度可以包括在10和90mm之间，并且对于2.5Mhz的超声信号在35和75mm之间，确定的深度从相接触的超声换能器和生物组织之间的接触表面测量。

在根据本发明的方法的非限制实施方式中，该方法包括对定量和/或定性测量进行验证的额外步骤。例如，这个验证可以依靠目标生物组织的存在的预报值来实施。

本发明也涉及用于实时确定目标生物组织处于超声换能器对面的可能性的装置，该装置包括至少一个能够发射并接收超声信号的超声换能器，该装置能够：

经由超声换能器将至少一个超声信号发射到生物组织中；

经由超声换能器接收由生物组织背散射的至少一个发射的超声信号；

计算至少一个背散射的超声信号的至少两个即时参数；

计算目标生物组织的声学标记的存在的预报值，该预报值使用至少两个计算的即时参数经由统计定律计算；

估算目标生物组织处于超声换能器对面的可能性，该估算取决于预报值和/或基于两个计算的参数的至少一个的至少一个强度条件，

经由指示器实时指示目标生物组织处于超声换能器对面的可能性。

附图说明

本发明的其他特征和优点从其后参考附图给出的描述中将变得显而易见，该描述作为指示而绝非限制，其中：

图1以图解的方式说明了根据本发明的用于实时地确定目标生物组织处于超声换能器对面的可能性的装置。

图2表示根据本发明的用于实时确定目标生物组织处于超声换能器对面的可能性的方法的步骤的概要，

图3说明了通过按照本发明的方法实施方式的可见指示的步骤。

为了清楚的原因，不必一定按照比例而是以示意的方式仅仅表示那些理解本发明所必须的元件。

具体实施方式

图1中表示用于实时地确定目标生物组织处于超声换能器对面的可能性的装置1。该装置1特别包括通过有线链接4被连接到信息处理单元的超声换能器2。装置1还包括目标生物组织6处于超声换能器2对面的可能性的实时指示器5。后面将详述这个装置1的工作。

在所述的非限制实例中，所使用的超声换能器2是单元件传感器。如此，在这种实施例中，该单元件超声换能器2可以同时唯一地发射和接收一个超声信号。

以图1到3为支持，详细描述用于实时确定目标生物组织处于超声换能器对面的可能性的方法100的步骤。

在根据本发明的方法100的实施方式的非限制实例中，该目标生物组织是肝实质。因此，在方法100的执行之前，超声换能器2被近似定位在肝实质6对面。

在第一步骤中，一旦超声换能器2被近似定位，就经由超声换能器2触发发射101，位于超声换能器2对面的生物组织15中的超声信号。例如，这个超声换能器2的发射频率可以是2.5MHz。

在第二步骤中，通过超声换能器2接收102由位于超声换能器2对面的生物组织背散射的所发射的超声信号。

在第三步骤中，实施在接收步骤102期间接收的背散射的超声信号的至少两个即时参数的计算103。

在非限制实例中，计算103下列三个参数的两个：

背散射的超声信号的能量E，

背散射的超声信号的衰减ATT，

背散射的超声信号的包络面的线性度LIN，

在两个连续瞬间接收的背散射的超声信号的内关联系数，

背散射的超声信号的包络面的振幅或振幅的最大变化，

至少一个背散射的超声信号的相关性，

至少一个背散射的超声信号的频谱变化，

至少一个背散射的超声信号的背散射系数。

应当理解，上述计算的参数是非限制的。因此，可以计算其他参数。

在有利的非限制实例中，计算103下列三个参数：

背散射的超声信号的能量E，

背散射的超声信号的衰减ATT，

背散射的超声信号的包络面的线性度LIN。

应该注意，三个参数的选择不限制=于上面提到的那些，也就是背散射的超声信号的能量E、衰减ATT和包络面的线性度LIN。

超声信号的能量E的参数。

在非限制实例中，可以依靠下列公式计算对应于背散射的超声信号的振幅的平方（也由用于积分的背反射的简称IBS指明）的背散射的超声信号的能量E的参数：

$\mathrm{IBS}=\underset{Z\min }{\overset{Z\max }{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Signal}{\left(z\right)}^2$

其中：

z=vt/2，其中v是超声在介质中的速度，并且t是超声信号覆盖距离z所花费的时间，信号=背散射超声信号的振幅。

背散射的超声信号的衰减ATT的参数。

在非限制实例中，依靠下列公式计算背散射信号的衰减ATT的参数：

ATT(f，z)=e^α(f^)z

其中，依靠下列公式计算系数α(f)：

$\mathrm{\α}\left(f\right)=\frac{1}{e}\ln \frac{P_1\left(f\right)}{P_2\left(f\right)}\mathrm{Np}.m^{-1}$

其中：

e=发射的超声信号穿过的生物组织的厚度，

P₁=发射的超声信号的能量，和

P₂=超声信号在已经穿过生物组织的测量厚度e之后的能量。

此外，在文件（Pauly H和Schwan P.的Mechanism of absorption ofultrasound in liver tissue.J.Acoust.Soc.Am.,1971.50(2B),pp.692-699）中，已经说明背散射超声信号的衰减ATT随频率准线性减少。换句话说，在超声场中，衰减测量定义以dB.cm^-1.MHz^-1表示的衰减斜率的计算。因此，在另一个非限制实例中，背散射超声信号的衰减ATT经由下列公式计算：

ATT＝α(f)＝α₀+β(f-f_c)dB.cm^-1

其中

β(dB.cm^-1.MHz^-1)=作为超声换能器的发射频率的函数的衰减斜率，

f=超声换能器的发射频率，

f_c=超声换能器的中央频率，和

α₀(dB.cm^-1)=在中央频率f_c的衰减。

在非限制实例中，系数α₀和β以经验方式预先确定。

背散射的超声信号的包络面的线性度LIN。

背散射超声信号的包络面的线性度LIN对于检测线性衰减的信号中的界面有效。

在被应用于肝脏的非限制实例中，在均匀介质中，表示背散射超声信号的包络面的对数的A-SCAN具有线性分量。这个分量是衰减在时间域中的值。例如，背散射超声信号的包络面的线性度LIN可以被用于检测由血管形成或由肠壁形成的界面。肠壁的检测在A-SCAN上产生更宽或更窄的峰。在两个情形中，不再注意A-SCAN的线性度。

主要问题是找到表示这个线性度的参数：由线性回归获得的确定系数R²适合于表征它。

在非限制实例中，背散射超声信号被分成N个窗口，所述窗口平均并且在这些平均值上计算确定系数R²或RMSE（标明均方根差)

为此，该信号s被分为尺寸M的N个窗口，而y₁对应于窗口的平均值：

$y_i=\frac{1}{M}\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}s(i,j)i=[1,N]$

然后，在最小平方y_i=ax_i+b的意义上应用线性回归，x为深度（毫米）。线性回归在于确定值a（最高度系数）和b（Y截距）的估值并且使用确定系数R²定量分析这个关系的真实性。该确定系数R²被包含在0和1之间。它越接近1，线性回归的综合质量越好。其考虑了点y_i的线性度。如果完美地对准点y_i，那么线性模型将具有等于1的确定因数R²。相反，如果点非常分散，那么点从线性模型的直线的偏差将是重要的。该确定系数将趋向于0。

该确定系数R²经由下列公式计算：

$R^2=1-\frac{\mathrm{SCR}}{\mathrm{SCT}}$

其中：

$\mathrm{SCR}=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{(y_i-{\hat{y}}_i)}^2$ =余数平方的和

$\mathrm{SCT}=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{(y_i-{\stackrel{\‾}{y}}_i)}^2$ =总平方的和

在非限制实例中，该系数RMSE经由下列公式计算：

$\mathrm{RMSE}=\frac{1}{N}\mathrm{SCR}$

在第四步骤期间，计算104目标生物组织的声学标记的存在的预报值P，该预报值P是使用至少两个计算的即时参数经由统计学定律计算的，所述参数也就是：

背散射的超声信号的能量E，

背散射的超声信号的衰减ATT，

背散射的超声信号的包络面的线性度LIN。

在非限制实例中，该统计学定律是逻辑回归。根据一个可能性，该预报值P是经由下列逻辑回归模型计算的：

P=β₀+β₁·Parameter_calculated_1+…+β_n·Parameter_calculated_n

在所述的实例中，该预报值P时经由下列逻辑回归模型计算：

P=β₀+β₁?Parameter_calculated_1+

β₂·Parameter_calculated_2+β₃·Parameter_calculated_3

其中：

Parameter_calculated_1=背散射超声信号的能量E，

Parameter_calculated_2=背散射超声信号的衰减ATT，和

Parameter_calculated_3=背散射超声信号的包络面的线性度LIN。

在不同的实施例中，经由至少两个计算的即时参数和较早存储的计算的即时参数实施预报值P的计算104。在这些执行期间，在给定时段上存储计算的即时参数。

例如∶

在时刻T-2，计算并存储该能量E和线性度LIN的即时参数；

在时刻T-1，计算并存储该能量E和线性度LIN的即时参数；

在时刻T-1，计算该能量E和线性度LIN的即时参数。

根据这个实施例，然后经由在时刻T-2和时刻T-1计算并存储的即时参数以及在时刻T计算的即时参数来计算预报值P。这个特殊性使得可以考虑例如由于呼吸运动造成的生物组织的移动。

在不同实施例中，预报值的计算104调用由在不同时刻获得的超声信号计算的即时参数。这是例如当在时刻T和T-1的超声信号之间的内关联系数被维持在被用于预报值的计算的即时参数中的时候的情况。

在第五步骤中，估算105目标生物组织处于超声换能器2对面的可能性，该估算105取决于计算的预报值P和/或取决于基于两个计算的即时参数E、LIN、ATT的至少一个的至少一个强度条件。

更特别地，通过比较计算的预报值P与单个或几个确定的预报阈值来实施依赖于计算的预报值P的估算105，以便：当计算的预报值P与单个确定的最大预报阈值S_Max相比时，然后

如果计算的预报值P严格小于确定的最大预报阈值S_Max，那么超声换能器2处于目标生物组织对面，

如果计算的预报值P大于或等于确定的最大预报阈值S_Max，那么超声换能器2处于不同于目标生物组织的生物组织的对面；

当计算的预报值与单个确定的最大预报阈值S_Max和被确定最小预报阈值S_Min相比时，然后

如果计算的预报值P小于或等于确定的最小的预报阈值S_Min，那么超声换能器2处于目标生物组织的对面，

如果计算的预报值P大于或等于确定的最大预报阈值S_Max，那么超声换能器2处于不同于目标生物组织的生物组织的对面，

如果计算的预报值P严格大于确定的最小的预报阈值S_Min并且严格小于确定的最大预报阈值S_Max，那么超声换能器2被假定为处于目标生物组织对面。这个不确定可以对应于由转移引起的异质性的存在或改为由血管的存在等改变的目标生物组织的声学标记。

应该注意，对于诸如肝实质的同一生物组织，取决于由超声换能器2发射的超声频率，所使用的最小S_Min和最大S_Max预报阈值不同。

在第五步骤期间，也可以根据基于两个计算的即时参数E、LIN、ATT的至少一个的至少一个强度条件，估算105目标生物组织处于超声换能器2对面的可能性。

更特别地，所述至少一个强度条件可以是：

如果计算的背散射超声信号的包络面的线性度LIN大于或等于确定的线性度阈值S_Lin，那么超声换能器2处于目标生物组织对面，和/或

如果背散射超声信号的能量E大于或等于确定的能量阈值E_min，那么超声换能器2处于所述目标生物组织对面。

在非限制实例中并且如前面所指出的，计算的背散射超声信号的包络面的线性度LIN的代表性值可以是确定系数R²。

另一方面，无论计算的预报值P：

如果该计算的背散射超声信号的包络面的线性度LIN严格小于确定的线性度阈值S_Lin，那么超声换能器2处于不同于目标生物组织的生物组织对面，

如果背散射超声信号的能量E严格小于确定的能量阈值E_min，那么超声换能器2处于不同于目标生物组织的生物组织对面。

因此，应该注意，如果至少一个强度条件指出超声换能器2没有位于目标生物组织对面，那么计算的预报值P没有被考虑。换句话说，如果至少一个强度条件指出超声换能器2没有位于目标生物组织对面，那么在估算105期间没有考虑依赖于计算的预报值P的估算。

举例来说，根据基于背散射超声信号的线性度LIN的至少一个强度条件的估算105使得可以证实，不存在例如血管的存在的重要的异质性，并且可以证实肝实质位于超声换能器对面。

举例来说，依靠基于背散射超声信号的能量E的至少一个强度条件的估算105使得可以证实，超声换能器2被正确耦合到所研究的介质或者证实其没有位于硬质部分（骨）对面。当超声换能器2没有正确地与介质耦合（超声换能器与骨接触或不接触）时，背散射超声信号的能量E非常低。

应该注意，确定的最小能量阈值E_Min和确定的最小线性度阈值S_Lin通过数据分析而从经验上确定。

应该注意，对于诸如肝实质的同一生物组织，取决于由超声换能器2发射的超声频率，所使用的确定的最小能量阈值E_Min和确定的最小线性度阈值S_Lin不同。

因此，在强度条件下针对发射2.5MHz的超声频率的超声换能器2，确定的最小能量阈值E_Min和确定的最小线性度阈值S_Lin，将与在强度条件下针对发射3.5MHz的超声频率的超声换能器2使用的最小能量阈值E_min和最小线性度阈值S_Lin不同。

在本发明的执行中，该方法包括实时指示106目标生物组织处于超声换能器2对面的可能性的额外步骤。

该指示106可以是可见的和/或可听见的和/或可触觉的。该可见信号可以是参数指示（换句话说，以数值的形式）或颜色度量的。可听指示可以依靠当超声换能器2没有位于目标生物组织对面时发出响铃声，或者反之亦然。

在非限制实例中，当指示106是可见的时，使得可以指示目标生物组织处于超声换能器2对面的可能性的指示器可以以红-橙-绿交通灯的形式表示：

红色指示超声换能器2没有位于该目标生物组织对面，

橙色指示超声换能器2可能位于目标生物组织对面，在这个情形中可以自动地或由操作人员人工地触发目标生物组织的定量和/或定性测量107。

绿色指示超声换能器2位于目标生物组织对面，在这个情形中可以自动地或由操作人员人工地触发目标生物组织的定量和/或定性测量107。

由于这个指示106，颜色依赖于超声换能器2的移动而实时变化。因此，该指示106使得可以确定超声换能器2是否位于生物组织对面。

在图3中说明的本发明的不同的实施方式中，可见信号106通过颜色梯度的显示实现，具体地为颜色灰色的显示。优选地，该颜色梯度具有绿色。该绿色梯度使得可以获得作为处于超声换能器2对面的生物组织的函数而改变的许多不同的绿色。例如，如果显示颜色是淡绿，那么超声换能器2位于目标生物组织对面。相反，如果显示颜色是深绿甚至黑色，那么超声换能器2位于不同于目标生物组织的生物组织对面。

这种颜色梯度可以例如按照S型曲线，受到透明度定律类型的影响：

y=1-[1/(1+e^-x)]其中x=P_{estimated_105}+S_Min

在这个等式中：

当在估算105目标生物组织处于超声换能器2对面的可能性的步骤期间没有考虑至少一个强度条件时，那么P_{estimated_105}=在步骤104期间计算的预报值P，

当在估算105目标生物组织处于超声换能器2对面的可能性的步骤期间考虑至少一个强度条件时，那么P_{estimated_105}考虑在步骤104期间计算的预报值P和两个计算的即时参数的至少一个，也就是在实例描述的确定系数R²（或背散射超声信号的线性度LIN）和背散射超声信号的能量E。如果两个参数的至少一个指示超声换能器没有位于目标生物组织对面，那么P_{estimated_105}被认为等于预报最大阈值S_max。

这个假设指示超声换能器2没有位于该目标生物组织对面。

在图3中，X轴表示目标生物组织处于所述超声换能器对面的可能性P_{estimated_105}的估算（透明度定律的x），并且Y轴表示透明度定律的“y”。

这个透明度定律具有适应不透明色（例如图3中不透明灰色或根据不透明绿色未表示的另一个实例）和透明的同一颜色（例如，透明灰色或透明绿色）之间的过渡的目的。这个曲线的斜率是不透明色和透明色之间的过渡带。可以根据称为最佳的目标生物组织的存在与称为依靠其寻找的中间物的生物组织的存在之间的兼顾，适配这个过渡带。最佳的意思是处于目标生物组织对面的可能性高。中间物意思是处于目标生物组织对面的平均可能性较低。

总结来说，在所述的实例中，透明度越大，颜色越淡。相反，透明度越低，颜色越暗。应当理解绿色或灰色不是限制。

例如，为了估算目标生物组织处于所述超声换能器对面的可能性的值P_{estimated_105}等于1.8，相应的透明度y等于0.2。由于透明度的值y低，在指示器5上表示的所获得的指示颜色106深。

通过类似于先前的指示实例106，不透明绿色对应于绿光，过渡绿色对应于黄光并且透明绿色对应于红光。

这种指示可以被大多数人所理解，无需获得医学领域的高深知识。事实上，当操作人员察觉到绿色时，他知道超声换能器2位于目标生物组织对面。

如先前指出的，方法100也包括目标生物组织的定量和/或定性测量步骤（MEAS）107，当指示106指出超声换能器2位于目标生物组织对面时，能够自动地或由操作人员人工地触发这个测量107。在肝脏的情形中，例如在包含在25mm和80mm之间的深度PF上实施测量107，该深度PF是从接触的所述超声换能器2和生物组织6之间的接触表面测量的。例如，深度PF可以被包括在下列之间：

对于量级2.5MHz的发射频率，在35和75mm之间，

对于量级3.5MHz的发射频率，在25和65mm之间，或

对于量级6MHz的发射频率，在15和55mm之间。

在这个步骤期间，可以测量生物组织的弹性、生物组织的粘性、CAP（控制衰减参数）或从表征软生物组织的超声信号导出的任何其他定量参数。

方法100也包括定量和/或定性测量107的确认（VALID_MEAS）108的步骤。这个确认步骤108使得可以保证所获得的测量是表示目标生物组织的测量。

一般而言，本发明的方法100使得特别可能：

实时确定超声换能器是否被定位在目标生物组织对面，

将由生物组织背散射的超声信号的质量定量，

实施2D（二维）或3D（三维）测量，并且更有利地，特别地在1D（一维）中，换句话说在一个超声线上：实际上，2D或3D测量不是必需的，因此背散射超声信号的数据的处理较快，

考虑超声换能器的灵敏度和频率，换句话说对于具体的超声换能器，考虑由制造商提供的具体的超声换能器的灵敏度和频率，以便适配由所述具体的超声换能器传输给统计学定律的信号；

检测由于操作人员造成的错误，例如缺少超声耦合剂或超声凝胶（超声信号微弱）；

检测技术故障，例如产生超声信号损失的连接问题；

被用作对测量的确认或者在实施的测量上的可靠性指数的判据。

本发明的方法100已经在肝实质（或肝脏）的应用的情形中更详细地描述。然而，应当理解，可以将这种方法应用于任何类型的生物组织。为此，必需与这个新的目标生物组织面对面地再计算相关系数和阈值。

本发明也涉及装置1（参考图1），用于实时确定目标生物组织6处于超声换能器2的可能性。

如前面所指出，装置1包括超声换能器2，其通过有线链接4连接到信息处理单元3。装置1还包括指示器5，实时指示目标生物组织处于超声换能器2对面的可能性。

该装置1能够：

经由超声换能器2将超声信号发射101到生物组织中；

经由超声换能器2接收102已经由生物组织背散射的所发射的超声信号；

计算103背散射的超声信号的至少两个即时参数E、LIN、ATT；

计算104目标生物组织的声学标记的存在的预报值P，预报值P是使用至少两个计算的即时参数E、LIN、ATT经由统计学定律计算的；

估算105目标生物组织处于超声换能器2对面的可能性，估算105取决于计算的预报值P和/或取决于基于两个计算的即时参数E、LIN、ATT的至少一个的至少一个强度条件，

经由指示器5，实时指示106目标生物组织处于超声换能器2对面的可能性。

指示器5使得可能使用装置1为操作人员实时指示超声换能器2是否被定位在目标生物组织对面。因此，使用这种装置1不需要任何医学领域甚至医学仪表的能力。如前面所指示的，指示器5的形式可以是交通灯、颜色梯度、受透明度定律影响的颜色或替代为颜色范围（即颜色画板）。

此外，用于实时确定目标生物组织6处于超声换能器2对面的装置1可以是弹性记录仪、回波记录仪或更普遍地使用超声的任何装置。因此，这种装置1不仅使得可能将超声换能器2定位在目标生物组织对面，而且可以实施目标生物组织的定量和/或定性测量。

Claims (15)

1.一种用于实时确定目标生物组织处于超声换能器（2）对面的可能性的方法（100），所述方法（100）包括下列步骤：

经由超声换能器（2）将至少一个超声信号发射（101）到生物组织中；

经由所述超声换能器（2）接收（102）已经由所述生物组织背散射的所述至少一个发射的超声信号；

计算（103）所述至少一个背散射的超声信号的至少两个即时参数（E、LIN、ATT）；

计算（104）所述目标生物组织的声学标记的存在的预报值（P），所述预报值（P）是使用所述至少两个计算的即时参数（E、LIN、ATT）经由统计学定律计算的；

估算（105）所述目标生物组织处于所述超声换能器（2）对面的所述可能性，所述估算（105）取决于所述计算的预报值（P）和/或取决于基于所述两个计算的即时参数（E、LIN、ATT）中的至少一个的至少一个强度条件。

2.根据权利要求1所述的方法（100），其特征在于，经由所述至少两个计算的即时参数（E、LIN、ATT）和较早存储的计算的即时参数（E、LIN、ATT）实施对所述预报值（P）的所述计算（104）。

3.根据权利要求1或2任一项所述的方法（100），其特征在于，通过比较所述计算的预报值（P）与确定的单个或几个预报阈值，来实施取决于所述计算的预报值（P）的所述估算（105），以便：当所述计算的预报值（P）与单个确定的最大预报阈值（S_max）比较时，

如果所述计算的预报值（P）严格小于所述确定的最大预报阈值（S_Max），那么所述超声换能器（2）处于所述目标生物组织对面，

如果所述计算的预报值（P）大于或等于所述确定的最大预报阈值（S_Max），那么所述超声换能器（2）处于不同于所述目标生物组织的生物组织的对面；

当所述计算的预报值（P）与确定的最大预报阈值（S_Max）和确定的最小预报阈值（S_Min）相比时，

如果所述计算的预报值（P）小于或等于所述确定的最小预报阈值（S_Min），那么所述超声换能器（2）处于所述目标生物组织对面，

如果所述计算的预报值（P）大于或等于所述确定的最大预报阈值（S_Max），那么所述超声换能器（2）处于不同于所述目标生物组织的生物组织的对面，

如果所述计算的预报值（P）严格大于所述确定的最小预报阈值（S_Min）并且严格小于所述确定的最大预报阈值（S_Max），那么所述超声换能器（2）被假定处于所述目标生物组织对面。

4.根据前述权利要求任一项所述的方法（100），其特征在于，所述至少两个计算的即时参数（E、LIN、ATT）从下列参数中选择：

所述至少一个背散射的超声信号的能量（E），

所述至少一个背散射的超声信号的衰减（ATT），

所述至少一个背散射的超声信号的包络面的线性度（LIN）。

5.根据权利要求4所述的方法（100），其特征在于，所述强度条件是：

如果所述至少一个计算的背散射超声信号的包络面的线性度（LIN）大于或等于确定的线性度阈值（S_Lin），那么所述超声换能器（2）处于所述目标生物组织对面，和/或

如果所述至少一个背散射超声信号的能量（E）大于或等于确定的能量阈值（E_Min），那么所述超声换能器（2）处于所述目标生物组织对面。

6.根据权利要求4所述的方法（100），其特征在于，无论所述计算的预报值（P）如何，所述强度条件都是：

如果所述至少一个计算的背散射超声信号的包络面的所述线性度（LIN）严格地小于确定的线性度阈值（S_Lin），那么所述超声换能器（2）处于不同于所述目标生物组织的生物组织对面，

如果所述至少一个背散射超声信号的所述能量（E）严格小于确定的能量阈值（E_min），那么所述超声换能器（2）处于不同于所述目标生物组织的生物组织对面。

7.根据前述权利要求任一项所述的方法（100），其特征在于，所述统计学定律是逻辑回归，以便所述预报值（P）经由所述下列逻辑回归计算：

P=β₀+β₁·Parameter_calculated_1+…+β_n·Parameter_calculated_n。

8.根据前述权利要求任一项所述的方法（100），其特征在于，其包括实时指示（106）所述目标生物组织处于所述超声换能器（2）对面的可能性的额外步骤。

9.根据权利要求8所述的方法（100），其特征在于，所述指示（106）是这样的指示：

可见的，和/或

可听见的，和/或

触觉的。

10.根据权利要求9所述的方法（100），其特征在于，所述可见信号由颜色梯度的显示实现。

11.根据权利要求10所述的方法（100），其特征在于，所述颜色梯度遵循S形曲线。

12.根据前述权利要求任一项所述的方法（100），其特征在于，当所述超声换能器（2）处于所述目标生物组织对面时，自动或人工地触发所述目标生物组织的定量和/或定性测量（107）。

13.根据权利要求12所述的方法（100），其特征在于，在取决于所述至少一个发射的超声信号的频率确定的深度（PF）上实施所述测量（107），所述深度（PF）是从相接触的所述超声换能器（2）和所述生物组织之间的接触表面测量的。

14.根据前述权利要求12或13之一所述的方法（100），其特征在于，其包括对所述定量和/或定性测量（107）进行确认（108）的额外步骤。

15.一种用于实时确定目标生物组织处于超声换能器对面的可能性的装置（1），所述装置（1）包括能够发射并接收超声信号的至少一个超声换能器（2），所述装置（1）能够：

经由所述超声换能器（2）将至少一个超声信号发射（101）到生物组织中；

经由所述超声换能器（2）接收（102）已经被所述生物组织背散射的所述至少一个发射的超声信号；

计算（103）所述至少一个背散射的超声信号的至少两个即时参数（E、LIN、ATT）；

计算（104）目标生物组织的声学标记的存在的预报值（P），所述预报值（P）是使用所述至少两个计算的即时参数（E、LIN、ATT）经由统计学定律计算的；

估算（105）所述目标生物组织处于所述超声换能器（2）对面的所述可能性，所述估算（105）取决于所述计算的预报值（P）和/或取决于基于所述两个计算的即时参数（E、LIN、ATT）中的至少一个的至少一个强度条件，

经由指示器（7）实时指示（106）所述目标生物组织处于所述超声换能器（2）对面的可能性。

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