[发明专利]一种用于声动力治疗的超声自适应聚焦方法

摘要

本发明公开了一种用于声动力治疗的超声自适应聚焦方法，该方法用于在声动力治疗时对声能量的聚焦区域以及超声发射电压进行实时调整，以将声能量准确聚焦于治疗所需的目标区域。本发明利用超声反射回波对组织内的声场状态进行实时监测，并根据监测结果实时调整聚焦位置、焦点尺寸以及声场强度，以使得实际声场与预期声场一致，解决了声动力治疗时组织内实际声场与预期声场之间存在偏差而导致治疗效果不佳的问题，不仅反应速度快、实时性好、人工介入少，而且提高了治疗效率以及治疗效果的稳定性，具有很强的实用性以及推广价值。

主权项

1.一种用于声动力治疗的超声自适应聚焦方法，该方法用于在声动力治疗时对声能量的聚焦区域以及超声发射电压进行实时调整，以将声能量准确聚焦于治疗所需的目标区域，其特征在于，包括以下步骤：S1:确定声动力治疗时声能量需要聚焦的目标区域T1、目标尺寸S1以及目标声场强度S1，对目标区域T1构建三维声学模型，三维声学模型包含目标区域T1的影像数据以及目标区域T1中各组织的声学参数；S2:根据目标区域T1、目标尺寸S1以及目标声场强度S1确定形成预期声场的激励参数；S3:超声相控阵根据所述激励参数对目标区域进行激励；S4:通过超声反射回波以及前述构建的三维声学模型反推得到能量实际的聚焦位置T2、焦点尺寸S2以及焦点声场强度S2；S5:进行以下判断：(1)目标区域T1与聚焦位置T2之差是否超过设定阈值U1，(2)目标尺寸S1与焦点尺寸S2之差是否超过设定阈值U2，(3)目标声场强度S1与焦点声场强度S2之差是否超过设定阈值U3；S6:若步骤S5中(1)～(3)三项均判断为否，则重复步骤S3～S5，若步骤S5中(1)、(2)中至少一项判断为是，则计算新的聚焦法则，方法如下：假设在聚焦位置T2处放置一与焦点尺寸S2相当的声源A1，计算声源A1发出的声波到达超声相控阵中各阵元的次序Se1以及相对时间间隔P1，将该次序Se1翻转得到次序Se2，其中，次序Se1为按照声源A1发出的声波依次到达阵元的先后顺序而对阵元进行排序的序列，次序Se2是依次按照次序Se1中位于末端的阵元至次序Se1位于起始端的阵元而对阵元进行排序的一个序列，相对时间间隔P1为次序Se1、次序Se2中相邻的阵元之间的时间间隔，以次序Se2作为超声相控阵中各阵元的新次序并保持相对时间间隔P1不变，超声相控阵以此作为新的聚焦法则进行激励，之后进行步骤S8，若步骤S5中只有(3)判断为是，则进行步骤S7；S7:调整超声相控阵中各阵元的超声发射电压V1，以使焦点声场强度S2与目标声场强度S1一致；S8:监测焦点声场强度S2并判断其与目标声场强度S1是否一致，若不一致，则调整超声相控阵中各阵元的超声发射电压V1，以使焦点声场强度S2与目标声场强度S1一致。