CN113117258A - 组织凝固性坏死的检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种组织凝固性坏死的检测装置及方法，属于超声治疗技术领域，其可解决现有的磁共振成像设备价格昂贵，扫描过程过长和传统超声成像技术精确度不足的问题。本发明的组织凝固性坏死的检测装置，包括：第一收发单元，用于向经过治疗的焦点区域组织发射检测信号；以及接收经过治疗的焦点区域组织对检测信号反射形成的第一反馈信号；第一提取单元，用于根据第一反馈信号，提取第一反馈信号的第一特征参数；比较单元，用于将第一特征参数与预存储的初始特征参数进行比较，并生成比较结果；判断单元，用于根据比较结果，判断焦点区域的组织是否发生凝固性坏死。

Description

组织凝固性坏死的检测装置及方法

技术领域

本发明属于超声治疗技术领域，具体涉及一种组织凝固性坏死的检测装置及方法。

背景技术

高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)技术已在医疗、科研、材料处理等领域获得了广泛应用，其利用超声波的可聚焦性和穿透性，使超声波穿过人体后在特定位置聚焦，使得焦点区域的温度升高而发生凝固性坏死，从而达到治疗的目的。同时，在非焦点区域由于超声波能量密度较低，故可保证焦点区域之外的正常组织不受影响或受到的影响可接受。在临床中，HIFU治疗对组织产生的损伤一般需要借助影像工具来判断有效性和安全性。目前，影像工具主要采用磁共振成像和传统超声成像技术实现。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：磁共振成像设备价格较为昂贵，且每次扫描的时间过长，严重影响了HIFU治疗的治疗进程。传统的超声成像通过比较治疗前后声像图中靶区有无强回声来判断组织是否发生凝固性坏死。然而，目前对于强回声出现的原因尚无定论，如果治疗过程中没有出现空化或者沸腾现象，传统的超声成像产生的强回声并不明显。因此传统超声成像设备的精确度不足，严重影响了HIFU精准治疗的发展。

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，提供一种组织凝固性坏死的检测装置及方法。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种组织凝固性坏死的检测装置，包括：

第一收发单元，用于向经过治疗的焦点区域组织发射检测信号；以及接收经过治疗的所述焦点区域组织对所述检测信号反射形成的第一反馈信号；

第一提取单元，用于根据所述第一反馈信号，提取所述第一反馈信号的第一特征参数；

比较单元，用于将所述第一特征参数与预存储的初始特征参数进行比较，并生成比较结果；

判断单元，用于根据所述比较结果，判断所述焦点区域的组织是否发生凝固性坏死。

可选地，所述判断单元具体用于：

若所述第一特征参数与预存储的初始特征参数之间的差距大于预设阈值，则确定所述焦点区域的组织发生凝固性坏死。

可选地，该组织凝固性坏死的检测装置还包括：

第二收发单元，用于向未经过治疗的焦点区域组织发射检测信号；以及接收未经过治疗的所述焦点区域组织对所述检测信号反射形成的第二反馈信号；

第二提取单元，用于根据所述第二反馈信号，提取所述第二反馈信号的第二特征参数；

存储单元，用于将所述第二特征参数存储为初始特征参数。

可选地，所述第一收发单元具体用于：

每个预设时间，向经过治疗的焦点区域组织发射多个与治疗信号频率相同的聚焦脉冲波。

可选地，所述第一收发单元具体还用于：

接收经过治疗的所述焦点区域组织对多个所述聚焦脉冲波反射形成的多个第一脉冲回波。

可选地，所述第一提取单元具体用于：

根据所述第一脉冲回波，形成所述第一脉冲回波的波形图；

根据所述第一脉冲回波的波形图，提取每个所述第一脉冲回波的幅值；

计算多个所述第一脉冲回波的幅值的第一平均值。

可选地，所述第二提取单元具体用于：

根据所述第二脉冲回波，形成所述第二脉冲回波的波形图；

根据所述第二脉冲回波的波形图，提取每个所述第二回波的幅值；

计算多个所述第二回波的幅值的第二平均值。

可选地，所述比较单元具体用于：

计算所述第一平均值和所述第二平均值之间的差值；或，

计算所述第一平均值和所述第二平均值之间的比值；或，

计算所述第一平均值的积分值和所述第二平均值的积分值之间的差值。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种组织凝固性坏死的检测方法，包括：

向经过治疗的焦点区域组织发射检测信号；以及接收经过治疗的所述焦点区域组织对所述检测信号反射形成的第一反馈信号；

根据所述第一反馈信号，提取所述第一反馈信号的第一特征参数；

将所述第一特征参数与预存储的初始特征参数进行比较，并生成比较结果；

根据所述比较结果，判断所述焦点区域的组织是否发生凝固性坏死。

可选地，所述根据所述比较结果，判断所述焦点区域的组织是否发生凝固性坏死，包括：

若所述第一特征参数与预存储的初始特征参数之间的差距大于预设阈值，则确定所述焦点区域的组织发生凝固性坏死。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种组织凝固性坏死的检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种组织凝固性坏死的检测方法的流程图。

其中附图标记为：

101-第一收发单元、102-第一提取单元、103-比较单元、104-判断单元、201-第二收发单元、202第二提取单元、及203存储单元。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

在临床中，HIFU治疗对组织产生的损伤一般需要借助影像工具来判断有效性和安全性。目前，影像工具主要采用磁共振成像和传统超声成像技术实现。磁共振成像设备价格较为昂贵，且每次扫描的时间过长，严重影响了HIFU治疗的治疗进程。传统的超声成像设备有多种，以B超设备为例，现有技术中由于B超设备产生的超声波回波模式扫描病人组织的一个面，但是病灶组织一般为一个椭球体，以面扫描的方式进行超声回波检测不能够完全准确的反应整个体积内的病灶组织特性，对于精确判断组织是否发生凝固性坏死造成了困难。在本发明实施例中，由自发自收式超声换能器来接收椭球体的病灶组织发射的信号，该自发自收式超声换能器与治疗的聚焦超声换能器为同一换能器，以确保监控的脉冲回波信号来自HIFU治疗的焦点区域。下面将结合附图和具体实施方式对本发明实施例提供的组织凝固性坏死的检测装置及方法作进一步详细描述。

实施例一

图1为本发明实施例提供的一种组织凝固性坏死的检测装置的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的组织凝固坏死的检测装置包括：第一收发单元101、第一提取单元102、比较单元103和判断单元104。

第一收发单元101用于向经过治疗的焦点区域组织发射检测信号；以及接收经过治疗的焦点区域组织对检测信号反射形成的第一反馈信号。

需要说明的是，该收发单元101集成有发射与接收功能，可以将聚焦的检测信号发射至经过治疗的焦点区域组织，并且该收发单元101可以为治疗设备中的收发单元，可以根据实际需要发射聚焦的检测信号或者治疗信号，检测信号聚焦的区域与治疗信号聚焦的区域为同一区域。在本发明实施例中，检测信号与治疗信号的不同点在于，治疗信号携带的能量要远高于检测信号携带的能量，治疗信号可以采用连续信号，检测信号采用脉冲信号。由于组织凝固性坏死的检测的所有步骤是在治疗后进行的，因此，在本发明实施例中发射的信号皆为携带有较低能量的检测信号。

进一步需要说明的是，人体组织可以对检测信号进行反射，在治疗过程中，能量较强的治疗信号可以使焦点区域组织发生凝固性坏死，该焦点区域组织处的声阻抗等参数发生变化，形成一个新的界面，形成的新界面的反射能力要强于未发生凝固性坏死的组织的反射能力，区别于其他组织反射形成的信号，在本发明实施例中经过治疗的焦点区域组织反射形成的信号可以为第一反馈信号。因此，可以通过将第一收发单元101接收的第一反馈信号与未经过治疗的组织反射形成的反馈信号进行比较，从而可以判断该组织是否发生了凝固性坏死。

第一提取单元102用于根据第一反馈信号，提取第一反馈信号的第一特征参数。

需要说明的是，第一提取单元102可以提取出第一反馈信号对应的第一特征参数，该第一特征参数可以以图形、数值或者其他的形式，更加直观展现给医生及其他医务人员，便于医生及其他医务人员对于第一反馈信号的观察。

比较单元103用于将第一特征参数与预存储的初始特征参数进行比较，并生成比较结果。

需要说明的是，比较单元103可以将第一特征参数与预存储的初始特征参数进行比较，通过将第一特征参数与预存储的初始特征参数进行比较，比较二者是否具有较大的差距，并生成比较结果。该第一特征参数可以用来表征当前经过治疗的组织对检测信号的反射能力，预存储的初始特征参数可以用来表征未经过治疗的组织对检测信号的反射能力。在本发明实施例中，初始特征参数可以在病人接受治疗前获取并存储。

判断单元104用于根据比较结果，判断焦点区域的组织是否发生凝固性坏死。

需要说明的是，判断单元104可以根据生成的比较结果，判断出该组织是否发生了凝固性坏死。如果该组织发生了凝固性坏死，则说明治疗的治疗效果较好，从而可以停止治疗。如果该组织未发生凝固性坏死，则继续进行治疗，直至达到预期的治疗效果。

本发明实施例提供的组织凝固性坏死的检测装置，利用经过治疗的组织与未经过治疗的组织阻抗不同的原理，通过第一收发单元101向经过治疗的焦点区域组织发射检测信号，以及可以接收焦点区域组织对检测信号反射形成的第一反馈信号，第一提取单元102可以提取出第一反馈信号对应的第一特征参数，比较单元103可以比较当前形成的第一反馈信号对应的第一特征参数是否与预存储的初始特征参数之间的差距较大，判断单元104可以判断出焦点区域组织是否发生了凝固性坏死，因此可以为治疗结果提供科学依据，从而可以使得医生更准确掌握治疗效果，提高治疗的治疗精度，进而可以提高治疗的效率。

可选地，判断单元104具体用于：若第一特征参数与预存储的初始特征参数之间的差距大于预设阈值，则确定焦点区域的组织发生凝固性坏死。

需要说明的是，如果第一特征参数与预存储的初始特征参数相等，或者二者之间的差距预设的阈值范围内，即二者相近，则表示经过治疗的该焦点区域组织未发生凝固性坏死，需要继续进行治疗。如果第一特征参数与预存储的初始特征参数之间的差距大于预设阈值，即二者之间的差距较大，则表示该经过治疗的焦点区域组织发生了凝固性坏死，则可以停止进行治疗。

如图1所示，该组织凝固性坏死的检测装置，还包括：第二收发单元201、第二提取单元202及存储单元203。

第二收发单元201用于向未经过治疗的焦点区域组织发射检测信号；以及接收未经过治疗的焦点区域组织对检测信号反射形成的第二反馈信号。

第二提取单元202用于根据第二反馈信号，提取第二反馈信号的第二特征参数。

存储单元203用于将第二特征参数存储为初始特征参数。

需要说明的是，第二收发单元201、第二提取单元202与上述的第一收发单元101、第一提取单元102的实现原理类似，在此不再赘述。不同点在于，第一提取单元102提取的第一参数特征的目的是为了表征当前焦点区域组织中发生凝固型坏死的程度，其接收并反射检测信号的部位为经过治疗的焦点区域组织。第二提取单元202提取第二参数特征的目的在于为了表征焦点区域组织未发生凝固性坏死。存储单元203可以将第二参数特征存储为初始特征参数，从而将初始特征参数作为比较的参考依据，其接收并反射检测信号的部位为未经过治疗的焦点区域组织。

第一收发单元101可以具体用于：每个预设时间，向经过治疗的焦点区域组织发射多个与治疗信号频率相同的聚焦脉冲波。

需要说明的是，在实际应用中，第一收发单元101发射的检测信号为聚焦脉冲波，具体地，每隔一定的预设时间，第一收发单元101可以向经过治疗的焦点区域组织发射多个与治疗信号频率相同的聚焦脉冲波，该聚焦脉冲波携带的能量有限，可以对该焦点区域组织是否发生凝固性坏死进行检测。与治疗时发射的聚焦超声波不同的是，治疗时发射的聚焦超声波为连续的，其携带的能量足够大，能够将病变的组织产生凝固性坏死或将细胞杀死。

可选地，第一收发单元可以具体还用于：接收经过治疗的焦点区域组织对多个聚焦脉冲波反射形成的多个第一脉冲回波。

需要说明的是，经过治疗的焦点区域组织可以对多个聚焦脉冲波进行反射，并形成多个第一脉冲回波，多个第一脉冲回波即为第一反馈信号。可以理解的是，在本发明实施例中，第一收发单元101发射的检测信号和接收的反馈信号都是可以以脉冲波的形式存在的。

可选地，第一提取单元102具体用于：根据第一脉冲回波，形成第一脉冲回波的波形图；根据第一脉冲回波的波形图，提取每个第一脉冲回波的幅值；计算多个第一脉冲回波的幅值的第一平均值。

需要说明的是，第一提取单元102可以将接收的第一脉冲回波形成波形图，波形图可以更加直观的展现焦点区域组织对于聚焦脉冲波的反射情况。在波形图中，可以提取反射的第一脉冲回波的幅值。由于第一脉冲回波的数量为多个，可以计算多个第一脉冲回波的幅值的第一平均值，这样可以提高数据的准确性，便于后续的数据的比较。

可选地，第二提取单元202具体用于：根据第二脉冲回波，形成第二脉冲回波的波形图；根据第二脉冲回波的波形图，提取每个第二回波的幅值；计算多个第二回波的幅值的第二平均值。

需要说明的是，在本发明实施例提供的第二提取单元202与第一提取单元102的实现原理类似，在此不再赘述。其目的同样是为了二者进行更准确的数值的提取与比较。

可选地，比较单元103具体用于：计算第一平均值和第二平均值之间的差值；或，计算第一平均值和第二平均值之间的比值；或，计算第一平均值的积分值和第二平均值的积分值之间的差值。

需要说明的是，比较单元103可以计算第一平均值和第二平均值之间的差值，二者差值不为0，并且二者的差值大于预设的阈值，则表示第一平均值与第二平均值之间的差距较大，从而可以判断该焦点区域组织发生了凝固性坏死。如果二者的差值为0或者小于预设阈值，则表示二者相等或者二者之间的差距较小，从而可以判断该焦点区域组织未发生凝固性坏死。比较单元103也可以通过计算第一平均值和第二平均值之间的比值，或者，还可以计算第一平均值的积分值，第二平均值的积分值，再计算二者积分值的差值，可以获得第一平均值和第二平均值之间的差距，从而可以判断该焦点区域组织知否发生了凝固性坏死。可以理解的是，还可以通过其他的方式来判断第一平均值与第二平均值是否具有较大差距，在此不再一一列举。

实施例二

基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种组织凝固性坏死的检测方法。图2为本发明实施例提供的一种组织凝固性坏死的检测方法的流程图，如图2所示，该组织凝固性坏死的检测方法包括如下步骤：

S201，向经过治疗的焦点区域组织发射检测信号；以及接收经过治疗的焦点区域组织对检测信号反射形成的第一反馈信号。

S202，根据第一反馈信号，提取第一反馈信号的第一特征参数。

S203，将第一特征参数与预存储的初始特征参数进行比较，并生成比较结果。

S204，根据比较结果，判断焦点区域的组织是否发生凝固性坏死。

需要说明的是，本发明实施例中的步骤S201-S204可以由上述实施例中的组织凝固性坏死的检测装置执行，其实现原理与上述实施例提供的组织凝固性坏死的检测装置的实现原理类似，在此不再赘述。

可选地，上述步骤S204，根据比较结果，判断焦点区域的组织是否发生凝固性坏死，具体可以包括：

若第一特征参数与预存储的初始特征参数之间的差距大于预设阈值，则确定焦点区域的组织发生凝固性坏死。

需要说明的是，如果第一特征参数与预存储的初始特征参数之间的差距大于预设阈值，则表示二者之间的差距较大，从而可以确定焦点区域的组织发生凝固性坏死。如果第一特征参数与预存储的初始特征参数之间的差距小于预设阈值或者为0，则表示二者之间的差距较小或者相等，从而可以确定焦点区域的组织未发生凝固性坏死。

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 (10)

1.一种组织凝固性坏死的检测装置，其特征在于，包括：

第一收发单元，用于向经过治疗的焦点区域组织发射检测信号；以及接收经过治疗的所述焦点区域组织对所述检测信号反射形成的第一反馈信号；

第一提取单元，用于根据所述第一反馈信号，提取所述第一反馈信号的第一特征参数；

比较单元，用于将所述第一特征参数与预存储的初始特征参数进行比较，并生成比较结果；

判断单元，用于根据所述比较结果，判断所述焦点区域的组织是否发生凝固性坏死。

2.根据权利要求1所述的组织凝固性坏死的检测装置，其特征在于，所述判断单元具体用于：

若所述第一特征参数与预存储的初始特征参数之间的差距大于预设阈值，则确定所述焦点区域的组织发生凝固性坏死。

3.根据权利要求1所述的组织凝固性坏死的检测装置，其特征在于，还包括：

第二收发单元，用于向未经过治疗的焦点区域组织发射检测信号；以及接收未经过治疗的所述焦点区域组织对所述检测信号反射形成的第二反馈信号；

第二提取单元，用于根据所述第二反馈信号，提取所述第二反馈信号的第二特征参数；

存储单元，用于将所述第二特征参数存储为初始特征参数。

4.根据权利要求3所述的组织凝固性坏死的检测装置，其特征在于，所述第一收发单元具体用于：

每个预设时间，向经过治疗的焦点区域组织发射多个与治疗信号频率相同的聚焦脉冲波。

5.根据权利要求4所述的组织凝固性坏死的检测装置，其特征在于，所述第一收发单元具体还用于：

接收经过治疗的所述焦点区域组织对多个所述聚焦脉冲波反射形成的多个第一脉冲回波。

6.根据权利要求5所述的组织凝固性坏死的检测装置，其特征在于，所述第一提取单元具体用于：

根据所述第一脉冲回波，形成所述第一脉冲回波的波形图；

根据所述第一脉冲回波的波形图，提取每个所述第一脉冲回波的幅值；

计算多个所述第一脉冲回波的幅值的第一平均值。

7.根据权利要求6所述的组织凝固性坏死的检测装置，其特征在于，所述第二提取单元具体用于：

根据所述第二脉冲回波，形成所述第二脉冲回波的波形图；

根据所述第二脉冲回波的波形图，提取每个所述第二回波的幅值；

计算多个所述第二回波的幅值的第二平均值。

8.根据权利要求7所述的组织凝固性坏死的检测装置，其特征在于，所述比较单元具体用于：

计算所述第一平均值和所述第二平均值之间的差值；或，

计算所述第一平均值和所述第二平均值之间的比值；或，

计算所述第一平均值的积分值和所述第二平均值的积分值之间的差值。

9.一种组织凝固性坏死的检测方法，其特征在于，包括：

向经过治疗的焦点区域组织发射检测信号；以及接收经过治疗的所述焦点区域组织对所述检测信号反射形成的第一反馈信号；

根据所述第一反馈信号，提取所述第一反馈信号的第一特征参数；

将所述第一特征参数与预存储的初始特征参数进行比较，并生成比较结果；

根据所述比较结果，判断所述焦点区域的组织是否发生凝固性坏死。

10.根据权利要求9所述的组织凝固性坏死的检测方法，其特征在于，所述根据所述比较结果，判断所述焦点区域的组织是否发生凝固性坏死，包括：

若所述第一特征参数与预存储的初始特征参数之间的差距大于预设阈值，则确定所述焦点区域的组织发生凝固性坏死。

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