CN107789752A - 聚焦超声治疗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚焦超声治疗系统，所述聚焦超声治疗系统包括治疗头，所述聚焦超声治疗系统还包括：输入模块，所述输入模块用于输入参考超声照射值，以及输入与所述参考超声照射值相对应的安全系数；计算模块，所述计算模块用于基于所述参考超声照射值和所述安全系数计算安全超声照射值；采集模块，所述采集模块用于获取所述治疗头施加在靶区部位的实际超声照射值；控制模块，所述控制模块用于将所述实际超声照射值与所述安全超声照射值进行比较，并生成比较结果。本发明的聚焦超声治疗系统可以实现智能提醒，以便使得操作经验少的操作者规避治疗过程中，因照射不足或照射过多造成患者皮肤等部位损伤等。
Description
技术领域
本发明涉及超声治疗技术领域，具体涉及一种聚焦超声治疗系统。
背景技术
聚焦超声治疗技术是一种利用超声波的可聚焦性和穿透性作用于病变组织的非侵入性治疗技术，近年来已广泛应用于多种疾病的临床治疗。但是，在治疗过程中，如果控制不当(例如，治疗剂量或治疗头等部件的位置的控制不当)，则有可能导致皮肤损伤、神经损伤、治疗过渡或者治疗不足等问题。
目前，大多数聚焦超声治疗设备，基本上还是依靠医生的经验和观察患者治疗过程中的反应,如靶区部位的灰度变化,患者疼痛反应等进行判断和处理，这对临床经验要求很高；同时，由于是医生的主观性判断，会容易导致因医生的主观判断失误造成上述问题。
因此，如何安全有效地利用聚焦超声治疗设备成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种聚焦超声治疗系统。
为了实现上述目的，本发明提供了一种聚焦超声治疗系统，所述聚焦超声治疗系统包括治疗头，所述聚焦超声治疗系统还包括：
输入模块，所述输入模块用于输入参考超声照射值，以及输入与所述参考超声照射值相对应的安全系数；
计算模块，所述计算模块用于基于所述参考超声照射值和所述安全系数计算安全超声照射值；
采集模块，所述采集模块用于获取所述治疗头施加在靶区部位的实际超声照射值；
控制模块，所述控制模块用于将所述实际超声照射值与所述安全超声照射值进行比较，并生成比较结果。
优选地，所述输入模块用于根据患者的体重指数、皮下脂肪层厚度、靶区部位对应的皮肤表面的疤痕面积中的至少一者获得所述安全系数。
优选地，当所述输入模块用于根据患者的体重指数获得所述安全系数时，安全系数根据下述公式计算：
f1＝BMI/BMI0；
其中，f1为安全系数，BMI为体重指数，BMI0为标准体重指数；
当所述输入模块用于根据患者的皮下脂肪层厚度获得所述安全系数时，安全系数根据下述公式计算：
f2＝C/C1；
其中，f2为安全系数，C为靶区部位的皮下脂肪层厚度，C1为标准皮下脂肪层厚度；
当所述输入模块用于根据患者的靶区部位对应的皮肤表面的疤痕面积获得所述安全系数时，安全系数根据下述公式计算：
f3＝sqrt(L)；
其中，f3为安全系数，L为根据靶区部位对应的皮肤表面的疤痕面积S划分的等级，其值为1、2、3、4；
当S为0时，L＝1；
当S<2cm2时，L＝2；
当2cm2<S<5cm2时，L＝3；
当S>5cm2时，L＝4。
优选地，所述控制模块还用于根据所述比较结果生成对所述治疗头的照射状态进行调节的调节方案。
优选地，所述参考超声照射值包括参考超声照射强度值，相应所述安全超声照射值包括安全超声照射强度值，所述实际超声照射值包括实际超声照射强度值；所述参考超声照射强度值包括第一参考超声照射强度值和第二参考超声照射强度值，其中所述第一参考超声照射强度值大于所述第二参考超声照射强度值；
所述计算模块用于基于所述第一参考超声照射强度值和所述安全系数计算第一安全超声照射强度值，并且所述计算模块还用于基于所述第二参考超声照射强度值和所述安全系数计算第二安全超声照射强度值；
所述控制模块用于当所述实际超声照射强度值超过第一安全超声照射强度值时，控制所述治疗头中止照射或中止预设时间间隔后继续照射；
当所述实际超声照射强度值小于所述第二安全超声照射强度值时，控制所述治疗头继续照射，并提示加快治疗。
优选地，所述第一参考超声照射强度值范围为[200w*500s/h,400w*1000s/h]，第二参考超声照射强度值范围为[50w*100s/h，150w*150s/h]。
优选地，所述参考超声照射值包括参考超声照射剂量强度值，所述实际超声照射值包括实际超声照射剂量强度值；
当所述安全系数由所述靶区部位对应的皮肤表面的疤痕面积计算时，所述计算模块用于基于所述安全系数与所述参考超声照射剂量强度值计算安全超声照射剂量强度值；
所述控制模块用于当所述实际超声照射剂量强度值超过所述安全超声照射剂量强度值时，控制所述治疗头停止照射。
优选地，所述聚焦超声治疗系统还包括：
检测模块，所述检测模块用于检测所述治疗头与皮肤的位置关系，生成接触系数；
所述计算模块用于基于所述安全系数和所述接触系数与所述参考超声照射剂量强度值计算安全超声照射剂量强度值；
所述控制模块用于当所述实际超声照射剂量强度值超过所述安全超声照射剂量强度值时，控制所述治疗头停止照射。
优选地，所述治疗头包括B超探头、换能器或推挤水球。
优选地，当所述治疗头包括推挤水球，所述检测模块用于判断所述推挤水球与所述皮肤是否接触，以确定所述推挤水球与皮肤的位置关系。
优选地，所述检测模块用于检测超声图像中的皮肤位置，并生成皮肤线像素点坐标集合；并用于基于所述皮肤线像素点坐标集合中任意两个像素点坐标生成控制线；以及判断其余所述皮肤线像素点坐标集合中的像素点坐标与所述控制线的位置关系，当处于所述控制线下方的像素点坐标的数目超过预设数值时，判定所述推挤水球与所述皮肤接触。
优选地，当换能器表面与皮肤接触时，所述接触系数取值范围为[0.2，0.5]；当B超探头与皮肤接触时，所述接触系数取值范围为[0.3，0.7]；当推挤水球与皮肤接触时，所述接触系数取值范围为[0.3，0.6]，所述参考超声照射剂量强度值范围为[300w*15s/12cm2/2min，450w*40s/12cm2/2min]。
优选地，所述控制模块还用于根据所述比较结果生成对所述治疗头的位置进行调节的调节方案。
优选地，所述聚焦超声治疗系统还包括超声探头，所述超声探头用于获取靶区部位的超声图像，根据所述治疗头的照射情况得到所述实际超声照射值。
优选地，所述靶区部位被划分为多个照射单元，所述超声探头用于获取靶区部位中正在被所述治疗头照射的照射单元处的超声图像；所述参考超声照射值包括参考超声照射剂量值，相应所述实际超声照射值包括实际超声照射剂量值；
所述控制模块用于当获得的被所述治疗头照射的照射单元处的超声图像出现灰度变化时，所述对所述治疗头的位置进行调节的调节方案包括：
控制所述治疗头转移到下一个照射单元或继续照射预设极限时间后，转移到下一个照射单元；
所述控制模块还用于当获得的被所述治疗头照射的照射单元处的超声图像未出现灰度变化，且所述实际超声照射剂量值超过参考超声照射剂量值时，控制所述治疗头停止当前照射单元的照射。
优选地，所述靶区部位沿厚度方向被划分为多层，每一层面包括多个照射单元，所述超声探头用于获取被所述治疗头照射的层面中预设范围的超声图像；所述参考超声照射值包括参考超声照射剂量值，所述实际超声照射值包括实际超声照射剂量值；
所述控制模块用于当获得的所述被所述治疗头照射的层面中预设范围的超声图像出现灰度变化的照射单元超过预设比例时，控制所述治疗头停止当前层面的照射；以及
当获得的所述被所述治疗头照射的层面中预设范围的超声图像出现灰度变化的照射单元未超过预设比例，且所述实际超声照射剂量值超过所述参考超声照射剂量值，控制所述治疗头停止当前层面的照射。
优选地，所述参考超声照射值包括每单位参考超声照射剂量值，所述实际超声照射值包括实际超声照射剂量值；
所述输入模块用于基于所述超声图像输入靶区部位最大径和所述靶区部位深度值；以及根据所述靶区部位深度值输入靶区部位深度系数；
所述计算模块用于基于所述靶区部位深度系数和所述每单位参考超声照射剂量值计算每单位安全超声照射剂量值；以及，
基于所述靶区部位深度值和所述实际超声照射剂量值计算实际每单位超声照射剂量值；
所述控制模块用于当所述实际每单位超声照射剂量值超过所述每单位安全超声照射剂量值时，控制所述治疗头停止照射。
优选地，所述靶区部位深度系数根据下式计算：
f5＝h/h0；
其中，f5为靶区部位深度系数，h为靶区部位深度，h0为标准深度；
其中所述实际每单位超声照射剂量值根据下式计算，
Ef＝Ea/Dm；
其中，Ef为每单位超声照射剂量值，Ea为总的超声照射剂量值，Dm为靶区最大径。
优选地，所述每单位安全超声照射剂量值范围为[300w*200s/cm，400w*300s/cm]。
本发明的聚焦超声治疗系统，在使用时，首先通过输入模块输入参考超声照射值以及安全系数，该安全系数的获取可以根据当前患者的身体特征，比如身高体重等获得，以便利用计算模块基于上述的参考超声照射值和获取的安全系数计算安全超声照射值，作为一个对比基准，控制模块将实际超声照射值与安全超声照射值相比，生成比较结果。医生可以根据该比较结果对当前的超声照射值进行调节，包括停止当前靶区部位的照射或者是操作治疗头移到下一个部位进行照射等等，当然，根据比较结果，也可以是该聚焦超声治疗系统自动进行上述调节。本发明的聚焦超声治疗系统可以实现智能提醒，以便使得操作经验少的操作者规避治疗过程中，因照射不足或照射过多造成患者皮肤等部位损伤等。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为一实施例中聚焦超声治疗系统的结构示意图；
图2为一实施例中利用聚焦超声治疗系统进行治疗的一个流程图；
图3为另一实施例中利用聚焦超声治疗系统进行治疗的一个流程图；
图4为另一实施例中利用聚焦超声治疗系统进行治疗的一个流程图；
图5为另一实施例中利用聚焦超声治疗系统进行治疗的一个流程图；
图6为另一实施例中利用聚焦超声治疗系统进行治疗的一个流程图。
附图标记说明
100：聚焦超声治疗系统；
110：治疗头；
120：输入模块；
130：计算模块；
140：采集模块；
150：控制模块；
160：检测模块；
170：超声探头。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
参考图1，本发明涉及一种聚焦超声治疗系统100，该聚焦超声治疗系统100包括治疗头110，通过移动该治疗头110实现对靶区部位的治疗。
该聚焦超声治疗系统100的原理是将超声波聚焦于靶区部位，利用超声波具有的组织穿透性和能量沉积性，将体外发生的超声波聚焦到生物体内病变组织(靶区部位)，通过超声的机械效应、热效应和空化效应达到治疗疾病的目的。在超声治疗过程中，要求聚焦超声在其所穿过的非治疗部位的能量不足以对组织造成损伤，而在其聚焦点，要求通过超声的热效应使该处组织的温度能瞬间上升至60～100℃，从而达到蛋白变性及组织细胞不可逆凝固性坏死的目的。
该聚焦超声治疗系统100还包括输入模块120，该输入模块120用于输入参考超声照射值，以及输入与参考超声照射值相对应的安全系数。
应当理解的是，该输入模块120不仅仅限于输入参考超声照射值和安全系数，其他需要向该聚焦超声治疗系统100输入的数据均可以通过该输入模块120进行输入。
需要说明的是，本说明书中的参考超声照射值的获取是通过临床对不同病人利用聚焦超声治疗设备进行治疗时，所获得的一些经验参数值。
该聚焦超声治疗系统100还包括计算模块130，该计算模块130用于基于上述的参考超声照射值和安全系数计算安全超声照射值，上述的经验参数值往往是基于若干患者进行治疗得出的一些平均值，而在实际治疗过程中，往往会根据患者具体特征(比如，身高体重等)，进行适当调整，确保在使用该聚焦超声治疗系统100对当前患者的靶区部位进行照射治疗时，有一个合适的治疗照射值，不会出现因为照射不足或照射过多对患者造成安全隐患。
该聚焦超声治疗系统100还包括采集模块140，该采集模块140用于获取治疗头110施加在靶区部位的实际超声照射值。
该聚焦超声治疗系统100还包括控制模块150，该控制模块150用于将采集模块140获得的实际超声照射值与安全超声照射值进行比较，并生成比较结果。
本发明的聚焦超声治疗系统100，在使用时，首先通过输入模块120输入参考超声照射值以及安全系数，该安全系数的获取可以根据当前患者的身体特征，比如身高体重等获得，以便利用计算模块130基于上述的参考超声照射值和获取的安全系数计算安全超声照射值，作为一个对比基准，控制模块150将实际超声照射值与安全超声照射值相比，生成比较结果。医生可以根据该比较结果对当前的超声照射值进行调节，包括停止当前靶区部位的照射或者是操作治疗头110移到下一个部位进行照射等等，当然，根据比较结果，也可以是该聚焦超声治疗系统100自动进行上述调节。本发明的聚焦超声治疗系统100可以实现智能提醒，以便使得操作经验少的操作者规避治疗过程中，因照射不足或照射过多造成患者皮肤等部位损伤等。
另外需要说明的是，本发明所出现的参考超声照射值包括但不限于参考超声照射强度值、参考超声照射剂量强度值和参考超声照射剂量值，假设其中的某一个参考值并不由于患者身体差异而需要调整相应安全值时，即此时的安全系数相当于1，可以仅仅利用控制模块150将某一个参考超声照射值与实际部位的超声照射值比较并生成相应比较结果。
优选地，上述输入模块120用于根据患者的体重指数、皮下脂肪层厚度、靶区部位对应的皮肤表面的疤痕面积中的至少一者获得安全系数。
具体地，利用患者的身高体重，进行计算得到安全系数：
安全系数f1＝BMI/BMI0，其中BMI为体重指数，BMI0为标准体重指数，其中BMI0的取值范围可以取为18.5，也可以取为23.9，当然也可以取为两者之间的任何一个值，优选地，在本实施例中，BMI0可取为21.5；
体重指数(BMI)＝体重(kg)/身高2(m)。
具体地，利用患者皮下脂肪层厚度，进行计算得到安全系数：
安全系数f2＝C/C1，其中C为靶区部位的皮下脂肪层厚度，其值可以从获取的超声图像中测量得出，C1为标准皮下脂肪厚度，优选地可以取1.5cm。
具体地，利用患者的疤痕面积，进行计算得到安全系数：
安全系数f3＝sqrt(L)，其中L根据患者的靶区部位对应的皮肤表面的疤痕面积S划分等级，L可以取为1、2、3、4；
当S为0时，L＝1，表示没有疤痕；
当S<2cm2时，L＝2；
当2cm2<S<5cm2时，L＝3；
当S>5cm2时，L＝4。
需要说明的是，根据上述安全系数进行计算时，可以取任意一个值，比如f1，也可以取其中任意两个的乘积，比如f1*f2，作为安全系数或全部乘积，例如f1*f2*f3作为安全系数。
引入安全系数值，可以针对患者具体情况对当前设备进行相应调整，以便当前设备满足当前患者治疗需求，使得治疗更加安全高效。
优选地，上述控制模块150还用于根据比较结果生成对治疗头110的照射状态进行调节的调节方案。更为具体地，当实际超声照射值大于安全超声照射值时，可以生成提示信息，例如停止照射，医生或操作者根据提示信息对当前治疗头110停止靶区部位的照射，当实际超声照射值小于安全超声照射值时，可以生成提示信息，例如继续照射或者加大能量继续照射，医生或操作者根据提示信息对当前治疗头110继续以当前能量或加大能量对靶区部位进行照射，当然上述操作过程可以直接通过控制模块150控制治疗头110输出与对比结果匹配的能量值。
本实施例中，根据比较结果调整治疗头110的照射状态，能够安全有效地控制治疗头110对靶区部位的照射治疗。优选地，上述参考超声照射值包括参考超声照射强度值，因此相应安全超声照射值包括安全超声照射强度值，实际超声照射值包括实际超声照射强度值。
更为具体地，上述参考超声照射强度值包括第一参考超声照射强度值和第二参考超声照射强度值，其中所述第一参考超声照射强度值大于所述第二参考超声照射强度值。
其中的计算模块130用于基于第一参考超声照射强度值和安全系数计算第一安全超声照射值，并且计算模块130还用于基于第二参考超声照射强度值和安全系数计算第二安全超声照射强度值。
控制模块150用于当实际超声照射强度值超过第一安全超声照射强度值时，控制治疗头110中止照射或中止预设时间间隔后继续照射，其中预设时间间隔优选地可以是2分钟，避免长时间照射导致靶区部位温度急剧升高，造成皮肤受损。
上述控制模块还用于当实际超声照射强度值小于第二安全超声照射强度值时，控制治疗头110继续照射。
更为具体地，参考图1和图2，其中图2为一实施例中利用聚焦超声治疗系统100进行治疗的一个流程图S100：
其中：B为实际超声照射强度值，B0为第一参考超声照射强度值，B2为第二参考超声照射强度值，E为实际超声照射剂量值，T为照射时间，T1中止时间，T0为预设时间间隔。
步骤S110：计算BMI，计算安全系数f1。
该步骤的安全系数方法也可以采用其他计算方法，例如根据皮下脂肪厚度确定的f2等。
步骤S120：利用治疗头110对靶区部位进行照射。
此处利用治疗头110对靶区部位进行照射时，一般初始时对该靶区部位进行持续照射10分钟，之后转入步骤S120。
步骤S130：获取实际超声照射强度值B。
此处实际超声强度值B＝实际超声照射剂量值E/所用时间T。
步骤S140：判断B是否大于B0/f1，若是，转到步骤S150；若否，转到步骤S170。
其中，在本实施例中，B0的值根据临床经验可以取200w*500s/h，也可以取为400w*1000s/h，当然也可以取两者之间的任何一个值，在本例中B0优选地取为350w*700s/h。
步骤S150：输出提醒：当前实际超声照射强度过高。
操作人员根据此时的输出提醒，需要中止当前靶区部位的超声照射一段时间，防止长时间照射对靶区部位造成烧伤。
步骤S160：检测到中止时间T1大于预设时间间隔T0后，转到步骤S120。
步骤S170：判断B是否小于B2/f1，若是，输出转移到步骤S180；若否，转移到步骤S120。
其中，在本实施例中，B2的值根据临床经验值可以取为50w*100s/h，也可以取为150w*150s/h，当然也可以取两者之间的任何一个值，在本例中，B2优选地取为100w*100s/h。
步骤S180：输出提醒：当前照射强度过低，治疗的有效性难以保证,请加快治疗，并转到步骤S120。
需要说明的是，上述B0值和B2值可以上下浮动20％。
本实施例的聚焦超声治疗系统100能够实施监测当前实际超声照射强度值B与B0/f1和B2/f1的大小，以便方便操作者或医生根据输出信息对该系统进行调整，确保针对当前患者安全有效治疗，避免了因照射不足起不到预期治疗效果以及长时间照射导致靶区部位受损的情况发生。
优选地，上述参考超声照射值包括参考超声照射剂量强度值，相应实际超声照射值包括实际超声照射剂量强度值。
当上述安全系数由靶区部位对应的皮肤表面的疤痕面积计算时，即为安全系数f3，计算模块130用于基于安全系数f3与参考超声照射剂量强度值计算安全超声照射剂量强度值。
控制模块150用于当实际超声照射剂量强度值超过安全超声照射剂量强度值时，控制治疗头110停止照射。
需要说明的是，上述靶区部位对应的皮肤表面的疤痕面积由操作者在人体表面测量后输入控制模块150.。
本实施例中，通过获取靶区部位，例如靶区的皮肤部位的实际超声照射剂量强度值，该强度值单位为功率*照射时间Tt/皮肤面积Ss/照射该位置的累计时间Te，并将获取的实际超声照射剂量强度值与安全超声照射剂量强度值进行比较，当大于安全超声照射剂量强度值时，表示当前皮肤位置处需要停止照射并进行降温冷却处理，当冷却完毕时可以继续治疗，能够进一步的有效保障皮肤处的治疗安全有效。
优选地，上述聚焦超声治疗系统100还包括检测模块160，其中该检测模块160用于检测治疗头110与皮肤的位置关系，并生成接触系数f4。
其中计算模块130用于基于安全系数f3和接触系数f4与参考超声照射剂量强度值计算安全超声照射剂量强度值。
控制模块150用于当实际超声照射剂量强度值超过安全超声照射剂量强度值时，控制治疗头110停止照射。
上述治疗头110包括换能器、B超探头或推挤水球。
更为具体地，参考图1和图3，其中图3为另一实施例中利用聚焦超声治疗系统100进行治疗的一个流程图S200：
其中Es为实际超声照射剂量强度值，Es0为参考超声照射剂量强度值，f3为安全系数，f4为接触系数；
步骤S210：利用治疗头110对皮肤部位进行照射。
步骤S220：获取皮肤部位实际超声照射剂量强度值Es。
该强度值单位为功率*照射时间Tt/皮肤面积Ss/照射该位置的累计时间Te。
步骤S230：检测治疗头110与皮肤是否接触，计算接触系数f4。
需要说明的是，当检测到换能器表面与皮肤接触时，根据临床经验值，f4往往根据临床经验值可以取为0.2，当然也可以取为0.5，也可以选择两者之间的任何一个值，优选地取为0.3；当检测到B超探头与皮肤接触时，f4往往根据临床经验值可以取为0.3，也可以取为0.7，也可以取为两者之间的任何一个值，优选地取为0.5；当检测到推挤水球与皮肤接触时，f4往往根据临床经验值可以取为0.3，也可以取为0.6，也可以取为两者之间的任何一个值，优选地可以取为0.4，当三者都没有与皮肤接触时，此时f4为1，即只利用安全系数f3。
步骤S240：判断Es是否大于Es0*f4/f3，若是，转到步骤S250；若否，转到步骤S210。
其中，Es0根据临床经验值往往可以取值为300w*15s/12cm2/2min，也可以取为450w*40s/12cm2/2min，当然也可以取为两者之间的任何一个值，在本实施例中，Es0优选地取为350w*30s/12cm2/2min。
步骤S250：停止对当前皮肤部位的照射，治疗头110下降并通过冷水循环冷却照射部位的皮肤。
步骤S260：判断是否冷却完成，若是，转到步骤S210，若否，转到步骤S250。
本实施例的聚焦超声治疗系统100通过实时获取皮肤部位的实际超声照射剂量强度值，并与Es0*f4/f3进行比较，根据比较结果对当前治疗头110进行调节，使得皮肤照射部位能够有效放松，恢复正常的血液循环，同时让冷却水接触皮肤，为皮肤降温，达到有效保护皮肤的目的。
优选地，当治疗头110包括推挤水球时，其中的检测模块160用于判断推挤水球与皮肤是否接触，以确定推挤水球与皮肤的位置关系。
其中，推挤水球为一个透声弹性膜充入脱所水后形成的椭球型物体，推挤水球在构建和优化声通道时往往是不可缺少的。
关于推挤水球的检测方法，在人体皮肤与超声探头之间加入推挤水球后，由于推挤水球与皮肤进行挤压，则皮肤表面会出现向人体内凹的圆弧形状(正常皮肤是向外凸的)，因此只需要检测到一个内凹的形状即可认为使用了所作推挤水球。
推挤水球接触皮肤时，往往对皮肤产生较大的一个压力，影响皮肤处的血液循环和散热，通过检测推挤水球是否与皮肤接触，进一步的获得接触系数f4，便于后续有效保障皮肤的血液循环和散热。
优选地，上述检测模块160用于检测超声图像中的皮肤位置，并生成皮肤线像素点坐标集合；并用于基于皮肤线像素点坐标集合中任意两个像素点坐标生成控制线；以及判断其余皮肤线像素点坐标集合中的像素点坐标与控制线的位置关系，当处于控制线下方的像素点坐标的数目超过预设数值时，判定推挤水球与皮肤接触。
上述是判断推挤水球与皮肤是否接触的一个具体方法，当然，其他能够实现判断推挤水球与皮肤是否接触的方法也可以。
更为具体地，上述的判断方法可以为：
对皮肤线像素坐标从左向右依次搜索(X坐标递增)，当皮肤线识别点数超过15个点时，取出当前点之前15个点(包括当前点)中的第1个点，第8个点，第15点的x，y坐标(x1,y1),(x2,y2)，(x3,y3)进行计算；
计算出第1个点和第15个点组成的直线的斜率K＝(y3-y1)/(x3-x1)；
然后再计算出当X坐标为x2(中间点)时，所在直线上的像素Y坐标，Y＝k*(x3-x1)+y1；
最后进行判断：如果y2<Y则表示中间点在所在直线的上方，符合推挤水球判断条件，则统计数加1即N＝N+1，否则不符合判断条件，继续判断其余像素点数坐标；
如果统计数N>＝20，即存在连续20个点符合圆弧判断条件，则说明存在推挤水球，结束判断流程；否则X坐标增加1，继续上述判断过程，如果X坐标已到右极限，则结束判断流程，且此时N<20,说明不存在推挤水球。
本实施例的判断推挤水球与皮肤是否接触的方法利用点与直线的位置关系进行确定，方法简单，且能够有效判定是否存在推挤水球。
关于皮肤位置检测的专利可以参考中国发明专利申请CN102526899A，在此不作赘述。
优选地，上述控制模块150还用于根据比较结果生成对治疗头110的位置进行调节的调节方案。
本实施例中，上述的调节方案可以是，当实际超声照射值大于安全超声照射值时，输出提醒信息，操作者或医生根据该提醒信息将当前治疗头110移到其他需要超声照射的部位，或者通过控制模块150控制治疗头110移动到其他照射部位，能够进一步的安全有效治疗靶区部位。
优选地，上述聚焦超声治疗系统100还包括超声探头170，超声探头170用于获取靶区部位的超声图像，根据治疗头110的照射情况得到实际超声照射值。
需要说明的是，对于超声探头170的具体位置并没有作出限定，其优选的位置位于治疗头110上方中心位置处。
通过移动该超声探头170，可以获取靶区部位的超声图像，便于医生或者控制模块150根据超声图像对当前靶区部位的超声照射值进行判断，进一步能够安全有效治疗靶区部位。
优选地，靶区部位被划分为多个照射单元，通过移动超声探头170，获取靶区部位中正在被治疗头110照射的照射单元处的超声图像，其中参考超声照射值包括参考超声照射剂量值，相应实际超声照射值包括实际超声照射剂量值。
控制模块150用于当获得的被治疗头110照射的照射单元处的超声图像出现灰度变化时，上述中对治疗头110的位置进行调节的调节方案包括控制治疗头110转移到下一个照射单元或继续照射预设极限时间后，转移到下一个照射单元。
控制模块150还用于当获得的被治疗头110照射的照射单元处的超声图像未出现灰度变化，且实际超声照射剂量值超过参考超声照射剂量值时，控制治疗头110停止当前照射单元的照射。
更进一步的，参考图1和图4，其中图4为另一实施例中利用聚焦超声治疗系统100进行治疗的一个流程图S300：
其中：E为实际超声照射剂量值，E0为参考超声照射剂量值，Tj为预设极限时间。
步骤S310：利用治疗头110对照射单元进行照射。
步骤S320：获取当前照射单元的超声图像。
步骤S330：判断超声图像是否出现灰度变化，若是转到步骤S340，若否，转到步骤S350。
其中判断是否出现灰度变化可以由医生根据获取的超声图像根据临床经验进行判断，也可以与该系统中预先存储的标准照射单元图像进行比对。
步骤S340：继续对当前照射单元照射预设极限时间Tj后，停止照射。
其中的预设极限时间Tj根据临床经验值可以选择为15s。
步骤S350：判断E是否大于E0，若是，停止当前照射单元照射，若否，转到步骤S310。
其中E0根据临床经验值可以选择为300w*40s，也可以选择为400w*60s，当然也可以选择两者之间的任何一个值，在本实施例中，E0优选地取为350w*50s。
本实施例的聚焦超声治疗系统100，通过实时获取当前照射单元的超声图像，并确定是否出现灰度变化，以及获取实际超声照射剂量值并与E0进行比较，能够使得当前照射单元接收到的超声照射剂量值为一个合理值，有效避免当前照射单元因照射强度过高造成组织受损等问题。
优选地，上述靶区部位沿厚度方向被划分为多层，每一层面包括多个照射单元，其中移动超声探头170用于获取被治疗头110照射的层面中预设范围的超声图像，其中参考超声照射值包括参考超声照射剂量值，相应实际超声照射值包括实际超声照射剂量值。
其中控制模块150用于当获得的被所述治疗头110照射的层面中预设范围的超声图像出现灰度变化的照射单元超过预设比例时，控制治疗头110停止当前层面的照射；以及当获得的被治疗头110照射的层面中预设范围的超声图像出现灰度变化的照射单元未超过预设比例，且实际超声照射剂量值超过参考超声照射剂量值，控制治疗头110停止当前层面的照射。
更为具体地，参考图1和图5，其中图5为另一实施例中利用聚焦超声治疗系统进行治疗的一个流程图S400：
其中：Ar为出现灰度变化的区域，Ap为当前层面预设范围区域，E为实际超声照射剂量值，E0为参考超声照射剂量值。
S410：利用治疗头110照射当前层面。
S420：判断是否完成所有照射单元的照射，若是，停止当前层面照射，若否，转到步骤S430。
S430：判断Ar是否大于Ap*0.8，若是，停止当前层面照射，若否，转到步骤S440。
其中Ap为预先划定的一个区域，比如选定当前层面超声图像中直径为5cm圆所覆盖的区域，相应Ar为在选定的区域内发生灰度变化的照射单元，当然Ap也可以选择其他数值范围。
S440：判断E是否大于E0，若是，停止当前层面照射，若否转到步骤S410。
其中，此处E0根据临床经验值可以选择为300w*100s，也可以选择为400w*200s，优选地取为350w*150s。
本实施例的聚焦超声治疗系统100，通过实时获取当前层面的超声图像，并确定当前层面总的照射单元是否出现灰度变化以及出现灰度变化的比例，并获取实际超声照射剂量值并与E0进行比较，能够使得当前层面接收到的超声照射剂量值为一个合理值，有效避免当前层面因照射强度过高造成组织受损等问题。
优选地，上述参考超声照射值包括每单位参考超声照射剂量值，相应实际超声照射值包括实际超声照射剂量值。
输入模块120用于基于超声图像输入靶区部位最大径和靶区部位深度值；以及根据靶区部位深度值输入靶区部位深度系数f5。
计算模块130用于基于靶区部位深度系数f5和每单位参考超声照射剂量值计算每单位安全超声照射剂量值；以及基于靶区部位深度值和实际超声照射剂量值计算实际每单位超声照射剂量值。
控制模块150用于当实际每单位超声照射剂量值超过每单位安全超声照射剂量值时，控制治疗头110停止照射。
更为具体地，参考图1和图6，其中图6为另一实施例中利用聚焦超声治疗系统100进行治疗的一个流程图S500：
其中：Ea为总的超声照射剂量值，Dm为靶区最大径，Ef为每单位超声照射剂量值，f5为靶区部位深度系数，Ef0为每单位安全超声照射剂量值。
S510：检测计算Ea，靶区部位深度系数f5，Ef＝Ea/Dm。
其中的靶区最大径Dm可以在超声图像上测量得出。
其中，靶区部位深度系数f5＝靶区深度h/6，靶区深度以㎝计算，相应其中的6cm为标准深度。
S520：判断Ef是否大于Ef0*f5，若是，则停止照射治疗，若否，转移到步骤S510。
其中的Ef0根据临床经验值，可以选择为300w*200s/cm，也可以选择为400w*300s/cm，当然也可以选择为两者之间的任何一个值，优选地取为350w*250s/cm。
需要说明的是，上述判断Ef是否大于Ef0*f5，若是，则停止照射治疗中，还可以增加一个选择步骤，供操作者确定是否需要结束当前治疗，但是当Ef大于Ef0的1.2倍时，则强制停止治疗，不能够再输出能量。
本实施例的聚焦超声治疗系统100，实时获取自治疗开始以来总的超声照射剂量值，并通过靶区最大径和靶区部位深度系数确定得到每单位超声照射剂量值，并将该值与计算得出的每单位安全超声照射剂量值进行比较，当超过每单位安全超声照射剂量值，表面应该结束本次治疗，靶区部位实际每单位超声照射剂量值已经满足治疗需要，并不需要针对任何部位利用治疗头110继续进行照射，进一步能够安全有效治疗。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (19)
1.一种聚焦超声治疗系统，所述聚焦超声治疗系统包括治疗头，其特征在于，所述聚焦超声治疗系统还包括：
输入模块，所述输入模块用于输入参考超声照射值，以及输入与所述参考超声照射值相对应的安全系数；
计算模块，所述计算模块用于基于所述参考超声照射值和所述安全系数计算安全超声照射值；
采集模块，所述采集模块用于获取所述治疗头施加在靶区部位的实际超声照射值；
控制模块，所述控制模块用于将所述实际超声照射值与所述安全超声照射值进行比较，并生成比较结果。
2.根据权利要求1所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，所述输入模块用于根据患者的体重指数、皮下脂肪层厚度、靶区部位对应的皮肤表面的疤痕面积中的至少一者获得所述安全系数。
3.根据权利要求2所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，当所述输入模块用于根据患者的体重指数获得所述安全系数时，安全系数根据下述公式计算：
f1＝BMI/BMI0；
其中，f1为安全系数，BMI为体重指数，BMI0为标准体重指数；
当所述输入模块用于根据患者的皮下脂肪层厚度获得所述安全系数时，安全系数根据下述公式计算：
f2＝C/C1；
其中，f2为安全系数，C为靶区部位的皮下脂肪层厚度，C1为标准皮下脂肪层厚度；
当所述输入模块用于根据患者的靶区部位对应的皮肤表面的疤痕面积获得所述安全系数时，安全系数根据下述公式计算：
f3＝sqrt(L)；
其中，f3为安全系数，L为根据靶区部位对应的皮肤表面的疤痕面积S划分的等级，其值为1、2、3、4；
当S为0时，L＝1；
当S<2cm2时，L＝2；
当2cm2<S<5cm2时，L＝3；
当S>5cm2时，L＝4。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，所述控制模块还用于根据所述比较结果生成对所述治疗头的照射状态进行调节的调节方案。
5.根据权利要求4所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，所述参考超声照射值包括参考超声照射强度值，相应所述安全超声照射值包括安全超声照射强度值，所述实际超声照射值包括实际超声照射强度值；所述参考超声照射强度值包括第一参考超声照射强度值和第二参考超声照射强度值，其中所述第一参考超声照射强度值大于所述第二参考超声照射强度值；
所述计算模块用于基于所述第一参考超声照射强度值和所述安全系数计算第一安全超声照射强度值，并且所述计算模块还用于基于所述第二参考超声照射强度值和所述安全系数计算第二安全超声照射强度值；
所述控制模块用于当所述实际超声照射强度值超过所述第一安全超声照射强度值时，控制所述治疗头中止照射或中止预设时间间隔后继续照射；
当所述实际超声照射强度值小于所述第二安全超声照射强度值时，控制所述治疗头继续照射,并提示加快治疗。
6.根据权利要求5所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，所述第一参考超声照射强度值范围为[200w*500s/h,400w*1000s/h]，第二参考超声照射强度值范围为[50w*100s/h,150w*150s/h]。
7.根据权利要求4所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，所述参考超声照射值包括参考超声照射剂量强度值，所述实际超声照射值包括实际超声照射剂量强度值；
当所述安全系数由所述靶区部位对应的皮肤表面的疤痕面积计算时，所述计算模块用于基于所述安全系数与所述参考超声照射剂量强度值计算安全超声照射剂量强度值；
所述控制模块用于当所述实际超声照射剂量强度值超过所述安全超声照射剂量强度值时，控制所述治疗头停止照射。
8.根据权利要求7所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，所述聚焦超声治疗系统还包括：
检测模块，所述检测模块用于检测所述治疗头与皮肤的位置关系，生成接触系数；
所述计算模块用于基于所述安全系数和所述接触系数与所述参考超声照射剂量强度值计算安全超声照射剂量强度值；
所述控制模块用于当所述实际超声照射剂量强度值超过所述安全超声照射剂量强度值时，控制所述治疗头停止照射。
9.根据权利要求8所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，所述治疗头包括B超探头、换能器或推挤水球。
10.根据权利要求9所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，当所述治疗头包括推挤水球，所述检测模块用于判断所述推挤水球与所述皮肤是否接触，以确定所述推挤水球与皮肤的位置关系。
11.根据权利要求10所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，所述检测模块用于检测超声图像中的皮肤位置，并生成皮肤线像素点坐标集合；并用于基于所述皮肤线像素点坐标集合中任意两个像素点坐标生成控制线；以及判断其余所述皮肤线像素点坐标集合中的像素点坐标与所述控制线的位置关系，当处于所述控制线下方的像素点坐标的数目超过预设数值时，判定所述推挤水球与所述皮肤接触。
12.根据权利要求11所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，当换能器表面与皮肤接触时，所述接触系数取值范围为[0.2，0.5]；当B超探头与皮肤接触时，所述接触系数取值范围为[0.3，0.7]；当推挤水球与皮肤接触时，所述接触系数取值范围为[0.3，0.6]，所述参考超声照射剂量强度值范围为[300w*15s/12cm2/2min，450w*40s/12cm2/2min]。
13.根据权利要求1至3任意一项所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，所述控制模块还用于根据所述比较结果生成对所述治疗头的位置进行调节的调节方案。
14.根据权利要求13所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，所述聚焦超声治疗系统还包括超声探头，所述超声探头用于获取靶区部位的超声图像，根据所述治疗头的照射情况得到所述实际超声照射值。
15.根据权利要求14所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，所述靶区部位被划分为多个照射单元，所述超声探头用于获取靶区部位中正在被所述治疗头照射的照射单元处的超声图像；所述参考超声照射值包括参考超声照射剂量值，相应所述实际超声照射值包括实际超声照射剂量值；
所述控制模块用于当获得的被所述治疗头照射的照射单元处的超声图像出现灰度变化时，所述对所述治疗头的位置进行调节的调节方案包括：
控制所述治疗头转移到下一个照射单元或继续照射预设极限时间后，转移到下一个照射单元；
所述控制模块还用于当获得的被所述治疗头照射的照射单元处的超声图像未出现灰度变化，且所述实际超声照射剂量值超过参考超声照射剂量值时，控制所述治疗头停止当前照射单元的照射。
16.根据权利要求14所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，所述靶区部位沿厚度方向被划分为多层，每一层面包括多个照射单元，所述超声探头用于获取被所述治疗头照射的层面中预设范围的超声图像；所述参考超声照射值包括参考超声照射剂量值，所述实际超声照射值包括实际超声照射剂量值；
所述控制模块用于当获得的所述被所述治疗头照射的层面中预设范围的超声图像出现灰度变化的照射单元超过预设比例时，控制所述治疗头停止当前层面的照射；以及
当获得的所述被所述治疗头照射的层面中预设范围的超声图像出现灰度变化的照射单元未超过预设比例，且所述实际超声照射剂量值超过所述参考超声照射剂量值，控制所述治疗头停止当前层面的照射。
17.根据权利要求14所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，所述参考超声照射值包括每单位参考超声照射剂量值，所述实际超声照射值包括实际超声照射剂量值；
所述输入模块用于基于所述超声图像输入靶区部位最大径和所述靶区部位深度值；以及根据所述靶区部位深度值输入靶区部位深度系数；
所述计算模块用于基于所述靶区部位深度系数和所述每单位参考超声照射剂量值计算每单位安全超声照射剂量值；以及，
基于所述靶区部位深度值和所述实际超声照射剂量值计算实际每单位超声照射剂量值；
所述控制模块用于当所述实际每单位超声照射剂量值超过所述每单位安全超声照射剂量值时，控制所述治疗头停止照射。
18.根据权利要求17所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，所述靶区部位深度系数根据下式计算：
f5＝h/h0；
其中，f5为靶区部位深度系数，h为靶区部位深度，h0为标准深度；
其中所述实际每单位超声照射剂量值根据下式计算，
Ef＝Ea/Dm；
其中，Ef为每单位超声照射剂量值，Ea为总的超声照射剂量值，Dm为靶区最大径。
19.根据权利要求18所述的聚焦超声治疗系统，其特征在于，
所述每单位安全超声照射剂量值范围为[300w*200s/cm，400w*300s/cm]。
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