CN116105888A - 一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的装置及方法，所述装置包括测温模块、成像超声模块、侧向成像探头、测距模块、位置控制模块，所述成像超声模块发送电脉冲信号给侧向成像探头，并通过侧向成像探头获得超声图像和超声射频数据；所述侧向成像探头轴线与聚焦超声换能器的轴线始终相交；所述测温模块通过位置控制模块控制侧向成像探头对测温ROI区域进行循环扫描；所述测距模块用于获取测温ROI区域在所述侧向成像探头视野内的映射焦点深度D。本发明可以解决成像超声探头和换能器同轴设计导致的伪影干扰超声射频数据使超声测温方法无法应用的问题，可以实现轴向焦域的二维或三维的温度分布检测。

Description

一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的装置及方法，属于生物医学仪器与设备领域。

背景技术

聚焦超声是一种通过从体外向体内发射超声波并在特定位置汇聚成焦域，从而使焦域及附近组织产生热效应而实现无创治疗的技术。

由于聚焦超声主要是通过对组织的加热起到治疗作用，因此对焦域及附近组织进行温度测量对聚焦超声技术的实施是有益的，同时温度测量也是对聚焦超声进行进一步的超声剂量控制的基础。另外对附近有重要或敏感脏器的治疗靶区来说，测量焦域及附近组织的温度也为保证聚焦超声实施过程的安全提供一种手段。

专利ZL201710876349.5公布了基于热膨胀和门控算法测量生物组织温度变化的超声方法，可以用于实现焦域及附近组织的温度测量，但受限于常见聚焦超声设备的设计方式，该方法在实际场景中会受到伪影的影响，从而导致测温失败。目前市面上常见的采用成像超声进行引导的聚焦超声设备，通常会包括一个成像超声探头和一个用于发射聚焦超声的换能器装置，成像超声探头会被嵌入到换能器的中心开孔中，这种结构设计导致成像超声探头在成像过程中会受到结构间反射引起的伪影干扰，无法输出有效的超声射频数据用于测温计算。

因此，需要一种能够解决伪影干扰的装置及方法，从而实现上述超声测温方法在实际工程化设备中成功应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的装置及方法，可以解决成像超声探头和换能器同轴设计导致的伪影干扰超声射频数据使超声测温方法无法应用的问题，可以实现轴向焦域的二维或三维的温度分布检测。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的装置，其包括测温模块、成像超声模块、侧向成像探头、测距模块、位置控制模块，

所述成像超声模块与测温模块、侧向成像探头相连，成像超声模块发送电脉冲信号给所述侧向成像探头，并通过所述侧向成像探头获得超声图像和超声射频数据；

所述侧向成像探头安装在所述位置控制模块上，其轴线与聚焦超声换能器的轴线始终相交，位置控制模块带动侧向成像探头移动，通过移动使侧向成像探头的成像视野遍历测温ROI区域；

所述位置控制模块与测温模块相连，测温模块通过位置控制模块控制侧向成像探头对测温ROI区域进行循环扫描；

所述测距模块与测温模块相连，测距模块用于获取测温ROI区域在所述侧向成像探头视野内的映射焦点深度D，并将映射焦点深度D传输给测温模块。

进一步的，所述测距模块包括测距处理单元和容栅电子测距仪，用于测量聚焦超声换能器轴线与侧向成像探头轴线的相交点到侧向成像探头换能器最前端面的距离，即映射焦点深度D，所述测距处理器单元内部存储有距离补偿值，该距离补偿值为侧向成像探头处于初始状态时，聚焦超声换能器轴线与侧向成像探头前端面之间的距离。

进一步的，所述位置控制模块包括平行移动机构，平行移动机构通过支架带动侧向成像探头沿聚焦超声换能器轴线方向上下移动。基于该结构形式，所述测距模块获取映射焦点深度D的方法步骤包括：

(1)通过所述容栅电子测距仪测量侧向成像探头沿其轴线的移动距离；

(2)将移动距离与距离补偿值相加得到所述焦点映射深度D。

或者所述位置控制模块包括扇形旋转机构，扇形旋转机构设于安装侧向成像探头支架的尾端，其驱动侧向成像探头前端作扇形旋转运动。基于该结构形式，所述测距模块还包括角度传感器，所述角度传感器用于测量侧向成像探头的偏转角度；所述测距模块获取所述映射焦点深度D的方法步骤包括：

(1)通过容栅电子测距仪测量侧向成像探头沿其轴线的移动距离；

(2)通过角度传感器测量偏转角度；

(3)根据几何关系，将距离补偿值与偏转角度进行计算后，与移动距离相加得到所述焦点映射深度D。

进一步的，所述测温模块，包括测温处理单元，与所述设备电气相连，用于控制所述设备。所述测温处理单元内部包含基于超声射频数据的超声测温方法。测温处理单元根据聚焦换能器与侧向成像探头的相对几何关系计算测温ROI区域在所述侧向成像探头视野内的映射(投影)区域。所述几何关系由实际的结构设计决定。所述测温处理单元根据所述映射区域计算出超声射频数据采集边界(后续简称为采集边界)。所述采集边界用于选定需要采集的超声射频数据的范围。为保证测温ROI区域能够获得完整的测温分布以及更高的测温精度，该采集边界通常是在所述映射区域基础上增加一定的边界阈值，该阈值通常由实际情况设定。

进一步的，所述测温处理单元将映射焦点深度和采集边界传输给成像超声模块。

进一步的，所述成像超声模块，根据映射焦点深度和采集边界对整幅超声射频数据进行裁剪，获得采集区域射频数据。

进一步的，所述成像超声模块将采集区域射频数据传输给所述测温模块。本发明之所以需要选定采集边界，而不是将整幅超声图像的所有超声射频数据都传输给所述测温模块，是为了减小测温模块与成像超声模块之间的数据带宽压力，从而提高数据传输的频率，实现高帧率的超声测温。在实际实施例中，如果拥有足够的带宽余量，可以不进行数据裁剪，更大的射频数据范围对提高超声测温精度是有益的。

进一步的，所述位置控制模块控制侧向成像探头对测温ROI区域进行循环扫描，从而获得可以覆盖整个ROI区域的多组映射区域温度数据。循环扫描的频率和精度根据实际需要确定。

进一步的，所述测温处理单元将循环扫描所获得的所有映射区域温度数据依据所述映射区域与测温ROI区域的几何关系构建出整个测温ROI区域的温度分布。

进一步的，当获得一组新的映射区域温度数据时，所述测温处理单元将其在测温ROI区域温度分布中的对应位置的数据进行快速更新。

需要注意到，在实际实施例中，对于非相控阵的聚焦超声设备，当治疗过程中靶点切换位置时，侧向成像探头与聚焦超声换能器的相对位置会产生变化，所述映射焦点深度也会随之发生变化。另一方面，在治疗过程中，侧向成像探头需要贴合在人体皮肤上，受到人体呼吸等生理周期运动的影响，所述映射焦点深度也会随之产生变化。综合这两种情况，在实际实施例中：

1)所述测距模块对所述映射焦点深度的测量频率应大于人体生理运动周期频率；

2)所述处理器应该将最新时刻获取的所述映射焦点深度即时传输给所述测温模块；更佳的方法时，在需要将所述映射焦点深度传输给测温模块时，才通过测距模块获取最新的数据。该方法可以最大程度的保持生理周期运动的周期特性，并可以进一步通过呼吸门控等方法对周期性数据进行对齐。

3)应对生理周期运动的另一个办法是：所述测距模块对所述映射焦点深度的每一次测量都在生理运动周期的同一时刻。该周期数据可以根据对不同人体的实际测量来设定。

在一种情况中，所述测温ROI区域是三维的。在该实施例中，所述映射区域是一个二维区域。

在另一种情况中，所述测温ROI区域是二维的，是聚焦超声换能器焦域的轴向剖面，还可以包括附近组织在焦域轴向剖面所在平面中的分布区域。因为聚焦超声换能器的焦域通常为轴线对称的椭球体，为了易于设计和计算，在实施例中，通常选择与所述侧向成像探头轴线垂直的焦域轴向剖面作为测温ROI区域。在该实施例中，所述映射区域将由二维变为一维，即测温ROI区域在侧向成像探头视野内的映射为一段线。

另一方面，本发明还提供一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的方法，其包括如下步骤：

步骤100，选定测温ROI区域；

步骤101，计算完全覆盖ROI区域需要扫描的层数c；

步骤102，通过位置控制模块将侧向成像探头移动到第n扫描层；

步骤103，计算第n扫描层的映射区域S_n；

步骤104，计算第n扫描层的采集边界A_n；

步骤105，通过测距模块测量侧向成像探头沿其轴线的移动距离X；

步骤106，计算映射焦点深度D；

步骤107，根据D和A_n从侧向成像探头超声射频数据中选取采集区域射频数据RFA_n；

步骤108，测温模块根据RFA_n计算A_n区域的温度数据TA_n；

步骤109，从TA_n中选取S_n区域温度数据TS_n；

步骤110，依次扫描，得到c组温度数据{TS_i}；

步骤111，根据c组温度数据重建三维温度分布{tempT(x,y,z)}；

步骤112，根据测温ROI区域坐标及{tempT(x,y,z)}，重建测温ROI区域温度分布{T(x,y,z)}。

进一步的，首先将测距模块设于零位位置，且侧向成像探头的轴线穿过聚焦超声换能器的焦点，侧向成像探头前端面到达焦点的补偿距离记为ΔD，侧向成像探头轴线与聚焦超声换能器轴线的垂线之间的夹角记为α；

然后将测温ROI区域设定为聚焦超声探头轴线对阵的立方体，高度记为H，长度记为L，宽度记为W；设定侧向成像探头上下移动扫描的步进值为Δd，扫描层数c根据公式(1)计算；测温ROI区域在侧向成像探头视野中的映射区域，每一层的映射区域尺寸相同，长度为L，宽度为W₀，映射区域S_n记为S_n(L，W₀)；W₀根据公式(2)计算：

再根据公式(4)计算焦点深度D：

D＝X+ΔD    (4)。

进一步的，首先将测距模块设于零位位置，且侧向成像探头的轴线穿过聚焦超声换能器的焦点，侧向成像探头前端面到达焦点的补偿距离记为ΔD，侧向成像探头轴线与聚焦超声换能器轴线的垂线之间的夹角记为α；

然后将测温ROI区域设定为聚焦超声探头轴线对阵的立方体，高度记为H，长度记为L，宽度记为W；H1是焦点到测温ROI区域上平面的垂直距离，H2是焦点到测温ROI区域下平面的垂直距离，覆盖测温ROI区域所需的扇形角度β，由公式(5)计算；设定侧向成像探头扇形扫描的步进角度为Δβ，扫描层数c根据公式(6)计算；参考图5，测温ROI区域在侧向成像探头视野中的映射区域，每一层的映射区域长度相同均为L，宽度不同，第n层的宽度记为W_n，映射区域S_n记为S_n(L，W_n)，W_n根据公式(7)计算：

式中，PL为侧向成像探头前端面到尾端的长度；

焦点深度D根据公式(8)计算：

进一步的，设定采集边界增加的边界阈值(Δa，Δb)：Δa为长度方向增加的阈值，Δb为宽度方向增加的阈值，根据公式(3)计算采集边界An：

A_n＝S_n+(Δa,Δb)＝(L+Δa,W₀+Δb)    (3)；

然后成像超声模块根据焦点深度D和采集边界A_n从侧向成像探头超声射频数据中选取采集区域射频数据RFA_n，并传输给测温模块；测温模块通过测温算法将RFA_n计算为温度数据TA_n；再根据公式(3)，从TA_n选取S_n区域温度数据TS_n；

完成当前层温度数据测量后，测温模块通过位置控制模块调节侧向成像探头移动到第n+1扫描层，并执行上述计算步骤，获得温度数据TS_n+1；依次完成c层的扫描，得到c组温度数据{TS_i}；根据扫描层间步进值Δd，通过{TS_i}重建出三维温度分布{tempT(x,y,z)}；根据测温ROI区域坐标，从{tempT(x,y,z)}中选取测温ROI区域的温度分布{T(x,y,z)}。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的装置及方法，可以解决成像超声探头和换能器同轴设计导致的伪影干扰超声射频数据使超声测温方法无法应用的问题，可以实现轴向焦域的二维或三维的温度分布检测。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是通过侧向探头实现轴向测温装置的架构示意图；

图中：1是位置控制模块，2是测距模块，3是侧向成像探头，31是测温模块，32是成像超声模块。

图2是本发明测温方法的实施流程图。

图3是一种实施例的部分结构示意图；

图中：1是位置控制模块，4是聚焦超声换能器，5是聚焦超声换能器轴线的示意，6是侧向成像探头轴线的示意，7是聚焦超声换能器焦域的示意，8是测温ROI区域的示意，12是侧向成像探头轴线与聚焦超声换能器轴线的垂线之间的夹角α的示意，18是测距模块的初始零位的示意，19是测距模块的距离补偿值ΔD的示意。

图4是图3所示实施例的测温ROI区域分层扫描示意图；

图中：13是映射区域的示意。

图5是映射区域及采集边界示意图，其中(a)为ROI区域在侧向成像探头视野中的映射区域S_n的示意，(b)为映射区域S_n和采集边界A_n的示意；

图中：14是采集边界的示意，15是映射焦点的示意，16是映射焦点深度D的示意，17是侧向成像探头视野的示意。

图6是重构测温ROI区域测温分布的过程示意图。

图7是另一种实施例的部分结构示意图；

图中：9是扇形旋转机构。

图8是图7所示实施例的测温ROI区域分层扫描示意图；

图中：20是侧向成像探头覆盖测温ROI区域所需的扇形角度β，21是侧向成像探头前端面到扇形移动机械装置转轴的长度PL，H1是焦点到测温ROI区域上平面的垂直距离，H2是焦点到测温ROI区域下平面的垂直距离。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，展示了本发明一种实施例的架构示意图。在该实施例中，本发明所提出的装置，包括测温模块、成像超声模块、侧向成像探头、测距模块、位置控制模块。

其中，测距模块与测温模块相连。测距模块用于获取测温ROI区域在所述侧向成像探头视野内的映射焦点深度D，并将映射焦点深度D传输给测温模块。

成像超声模块与测温模块、侧向成像探头相连。成像超声模块发送电脉冲信号给所述侧向成像探头，通过所述侧向成像探头获得超声图像和超声射频数据，并将超声射频数据传输给测温模块。这里，超声射频数据具体为RF数据。

位置控制模块与测温模块相连。测温模块通过位置控制模块控制侧向成像探头对测温ROI区域进行循环扫描。

如图2所示，展示了本发明实施例的方法流程图。

步骤100，选定测温ROI区域。在实际应用中，为了简化计算，通常将测温ROI区域选定为规则形状，比如以聚焦超声探头轴线对称的立方体区域。

步骤101，计算完全覆盖ROI区域需要扫描的层数c。

步骤102，通过位置控制模块将侧向成像探头移动到第n扫描层。

步骤103，计算第n扫描层的映射区域S_n。

步骤104，计算第n扫描层的采集边界A_n。

步骤105，电子测距仪读取侧向成像探头移动距离X。

步骤106，计算映射焦点深度D。

步骤107，根据D和A_n从侧向成像探头超声射频数据中选取采集区域射频数据RFA_n。

步骤108，测温模块根据RFA_n计算A_n区域的温度数据TA_n。

步骤109，从TA_n中选取S_n区域温度数据TS_n。步骤110，依次扫描，得到c组温度数据{TS_i}。

步骤111，根据c组温度数据重建三维温度分布{tempT(x,y,z)}。

步骤112，根据测温ROI区域坐标及{tempT(x,y,z)}，重建测温ROI区域温度分布{T(x,y,z)}。

如图3所示，展示了侧向成像探头、测距模块、位置控制模块的一种实施例。在该实施例中，侧向成像探头安装在测距模块上，测距模块安装在位置控制模块上，位置控制模块安装到聚焦超声换能器上，并且侧向成像探头的轴线与聚焦超声换能器的轴线始终相交。

在该实施例中，位置控制模块包含可以上下平行移动的机械装置，可以带动侧向成像探头沿上下方向平行移动，移动方向与聚焦超声换能器的轴线平行。在该实施例中，测距模块可以在位置控制模块上前后移动，移动方向与侧向成像探头的轴线平行。测距模块设计为容栅传感器电子测距仪，测量精度可以达到0.1mm，测量频率为500Hz，远大于人体呼吸运动频率。由于侧向成像探头安装在测距模块上，所以侧向成像探头沿其轴线方向前后移动时，可以带动测距模块的移动，从而实现对侧向成像探头移动距离的测量。

如图3中所示，是该实施例的初始状态，此时测距模块处于零位位置，且侧向成像探头的轴线穿过聚焦超声换能器的焦点(焦域的中心)，侧向成像探头前端面到达焦点的补偿距离记为ΔD，侧向成像探头轴线与聚焦超声换能器轴线的垂线之间的夹角记为α。

如图4所示，展示了图3所示实施例的侧向成像探头扫描测温ROI区域。为了便于计算，将测温ROI区域设定为聚焦超声探头轴线对阵的立方体，高度记为H，长度记为L，宽度记为W。设定侧向成像探头上下移动扫描的步进值为Δd，扫描层数c根据公式(1)计算。结合图5，图中虚线框是测温ROI区域在侧向成像探头视野中的映射区域，每一层的映射区域尺寸相同，长度为L，宽度为W₀，映射区域S_n记为S_n(L，W₀)。W₀根据公式(2)计算。

设定采集边界增加的边界阈值(Δa，Δb)：Δa为长度方向增加的阈值，Δb为宽度方向增加的阈值，根据公式(3)计算采集边界An。

A_n＝S_n+(Δa,Δb)＝(L+Δa,W₀+Δb)公式(3)

参考图3和图5，测温模块通过测距模块测量侧向成像探头的移动距离X，根据公式(4)计算焦点深度D。在该实施例中，焦点深度D为采集边界A_n的中心点。

D＝X+ΔD公式(4)

参考图5(b)，成像超声模块根据焦点深度D和采集边界A_n从侧向成像探头超声射频数据中选取采集区域射频数据RFA_n，并传输给测温模块。

参考图6，测温模块通过测温算法将RFA_n计算为温度数据TA_n。该实施例中所用测温算法为专利ZL201710876349.5公布的超声测温方法。根据公式(3)，从TA_n选取S_n区域温度数据TS_n。

完成当前层温度数据测量后，测温模块通过位置控制模块调节侧向成像探头移动到第n+1扫描层，并执行上述计算步骤，获得温度数据TS_n+1。依次完成c层的扫描，得到c组温度数据{TS_i}。根据扫描层间步进值Δd，通过{TS_i}重建出三维温度分布{tempT(x,y,z)}，如图6(c)所示。根据测温ROI区域坐标，从{tempT(x,y,z)}中选取测温ROI区域的温度分布{T(x,y,z)}，如图6(d)所示。

如图7所示，展示了侧向成像探头、测距模块、位置控制模块的另一种实施例。在该实施例中，侧向成像探头的尾端安装在位置控制模块上，位置控制模块安装在测距模块上，测距模块通过机械结构安装到聚焦超声换能器上，并且侧向成像探头的轴线与聚焦超声换能器的轴线始终相交。

在该实施例中，位置控制模块包括可以扇形转动的机械装置，可以带动侧向成像探头沿扇形方向移动。位置控制模块设计有角度传感器，可以测量扇形转动的角度。测距模块设计为容栅传感器电子测距仪，测量精度可以达到0.1mm，测量频率为500Hz，远大于人体呼吸运动频率。由于侧向成像探头通过位置控制模块安装在测距模块上，所以侧向成像探头沿其轴线方向前后移动时，可以带动测距模块的移动，从而实现对侧向成像探头移动距离的测量。

如图7中所示，是该实施例的初始状态，此时测距模块处于零位位置，且侧向成像探头的轴线穿过聚焦超声换能器的焦点(焦域的中心)，侧向成像探头前端面到达焦点的补偿距离记为ΔD，侧向成像探头轴线与聚焦超声换能器轴线的垂线之间的夹角记为α。

如图8所示，展示了图7所示实施例的侧向成像探头扫描测温ROI区域。为了便于计算，将测温ROI区域设定为聚焦超声探头轴线对阵的立方体，高度记为H，长度记为L，宽度记为W。H1是焦点到测温ROI区域上平面的垂直距离，H2是焦点到测温ROI区域下平面的垂直距离。覆盖测温ROI区域所需的扇形角度β，由公式(5)计算。设定侧向成像探头扇形扫描的步进角度为Δβ，扫描层数c根据公式(6)计算。参考图5，图中虚线框是测温ROI区域在侧向成像探头视野中的映射区域，每一层的映射区域长度相同均为L，宽度不同，第n层的宽度记为W_n，映射区域S_n记为S_n(L，W_n)。W_n根据公式(7)计算。

式中，PL为侧向成像探头前端面到尾端的长度。

焦点深度D根据公式(8)计算。

该实施例的后续测温步骤与图3所示实施例的计算方式接近，可参考前述内容。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的装置，其特征在于，包括测温模块、成像超声模块、侧向成像探头、测距模块、位置控制模块，

所述成像超声模块与测温模块、侧向成像探头相连，成像超声模块发送电脉冲信号给所述侧向成像探头，并通过所述侧向成像探头获得超声图像和超声射频数据；

所述侧向成像探头安装在所述位置控制模块上，其轴线与聚焦超声换能器的轴线始终相交，位置控制模块带动侧向成像探头移动，通过移动使侧向成像探头的成像视野遍历测温ROI区域；

所述位置控制模块与测温模块相连，测温模块通过位置控制模块控制侧向成像探头对测温ROI区域进行循环扫描；

所述测距模块与测温模块相连，测距模块用于获取测温ROI区域在所述侧向成像探头视野内的映射焦点深度D，并将映射焦点深度D传输给测温模块。

2.根据权利要求1所述的一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的装置，其特征在于，所述测距模块包括测距处理单元和容栅电子测距仪，用于测量聚焦超声换能器轴线与侧向成像探头轴线的相交点到侧向成像探头换能器最前端面的距离，即映射焦点深度D，所述测距处理器单元内部存储有距离补偿值，该距离补偿值为侧向成像探头处于初始状态时，聚焦超声换能器轴线与侧向成像探头前端面之间的距离。

3.根据权利要求2所述的一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的装置，其特征在于，所述位置控制模块包括平行移动机构，平行移动机构通过支架带动侧向成像探头沿聚焦超声换能器轴线方向上下移动。

4.根据权利要求2所述的一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的装置，其特征在于，所述位置控制模块包括扇形旋转机构，扇形旋转机构设于安装侧向成像探头支架的尾端，其驱动侧向成像探头前端作扇形旋转运动。

5.根据权利要求3所述的一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的装置，其特征在于，所述测距模块获取映射焦点深度D的方法步骤包括：

(1)通过所述容栅电子测距仪测量侧向成像探头沿其轴线的移动距离；

(2)将移动距离与距离补偿值相加得到所述焦点映射深度D。

6.根据权利要求4所述的一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的装置，其特征在于，所述测距模块还包括角度传感器，所述角度传感器用于测量侧向成像探头的偏转角度；所述测距模块获取所述映射焦点深度D的方法步骤包括：

(1)通过容栅电子测距仪测量侧向成像探头沿其轴线的移动距离；

(2)通过角度传感器测量偏转角度；

(3)根据几何关系，将距离补偿值与偏转角度进行计算后，与移动距离相加得到所述焦点映射深度D。

7.一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤100，选定测温ROI区域；

步骤101，计算完全覆盖ROI区域需要扫描的层数c；

步骤102，通过位置控制模块将侧向成像探头移动到第n扫描层；

步骤103，计算第n扫描层的映射区域S_n；

步骤104，计算第n扫描层的采集边界A_n；

步骤105，通过测距模块测量侧向成像探头沿其轴线的移动距离X；

步骤106，计算映射焦点深度D；

步骤107，根据D和A_n从侧向成像探头超声射频数据中选取采集区域射频数据RFA_n；

步骤108，测温模块根据RFA_n计算A_n区域的温度数据TA_n；

步骤109，从TA_n中选取S_n区域温度数据TS_n；

步骤110，依次扫描，得到c组温度数据{TS_i}；

步骤111，根据c组温度数据重建三维温度分布{tempT(x,y,z)}；

步骤112，根据测温ROI区域坐标及{tempT(x,y,z)}，重建测温ROI区域温度分布{T(x,y,z)}。

8.根据权利要求7所述的一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的方法，其特征在于，首先将测距模块设于零位位置，且侧向成像探头的轴线穿过聚焦超声换能器的焦点，侧向成像探头前端面到达焦点的补偿距离记为ΔD，侧向成像探头轴线与聚焦超声换能器轴线的垂线之间的夹角记为α；

然后将测温ROI区域设定为聚焦超声探头轴线对阵的立方体，高度记为H，长度记为L，宽度记为W；设定侧向成像探头上下移动扫描的步进值为Δd，扫描层数c根据公式(1)计算；测温ROI区域在侧向成像探头视野中的映射区域，每一层的映射区域尺寸相同，长度为L，宽度为W₀，映射区域S_n记为S_n(L，W₀)；W₀根据公式(2)计算：

再根据公式(4)计算焦点深度D：

D＝X+ΔD    (4)。

9.根据权利要求7所述的一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的方法，其特征在于，首先将测距模块设于零位位置，且侧向成像探头的轴线穿过聚焦超声换能器的焦点，侧向成像探头前端面到达焦点的补偿距离记为ΔD，侧向成像探头轴线与聚焦超声换能器轴线的垂线之间的夹角记为α；

然后将测温ROI区域设定为聚焦超声探头轴线对阵的立方体，高度记为H，长度记为L，宽度记为W；H1是焦点到测温ROI区域上平面的垂直距离，H2是焦点到测温ROI区域下平面的垂直距离，覆盖测温ROI区域所需的扇形角度β，由公式(5)计算；设定侧向成像探头扇形扫描的步进角度为Δβ，扫描层数c根据公式(6)计算；参考图5，测温ROI区域在侧向成像探头视野中的映射区域，每一层的映射区域长度相同均为L，宽度不同，第n层的宽度记为W_n，映射区域S_n记为S_n(L，W_n)，W_n根据公式(7)计算：

式中，PL为侧向成像探头前端面到尾端的长度；

焦点深度D根据公式(8)计算：

10.根据权利要求8或9所述的一种通过侧向探头实现轴向焦域测温分布检测的方法，其特征在于，设定采集边界增加的边界阈值(Δa，Δb)：Δa为长度方向增加的阈值，Δb为宽度方向增加的阈值，根据公式(3)计算采集边界An：

A_n＝S_n+(Δa,Δb)＝(L+Δa,W₀+Δb)    (3)；

然后成像超声模块根据焦点深度D和采集边界A_n从侧向成像探头超声射频数据中选取采集区域射频数据RFA_n，并传输给测温模块；测温模块通过测温算法将RFA_n计算为温度数据TA_n；再根据公式(3)，从TA_n选取S_n区域温度数据TS_n；

完成当前层温度数据测量后，测温模块通过位置控制模块调节侧向成像探头移动到第n+1扫描层，并执行上述计算步骤，获得温度数据TS_n+1；依次完成c层的扫描，得到c组温度数据{TS_i}；根据扫描层间步进值Δd，通过{TS_i}重建出三维温度分布{tempT(x,y,z)}；根据测温ROI区域坐标，从{tempT(x,y,z)}中选取测温ROI区域的温度分布{T(x,y,z)}。

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