用于實時地確定目標生物組織處于超聲換能器對面的可能性的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于實時確定目標生物組織處于超聲換能器對面的方法（100），所述方法（100）包括下列步驟：經(jīng)由超聲換能器將超聲信號發(fā)射（101）到生物組織中；所述超聲換能器接收（102）已經(jīng)被所述生物組織背散射的所述發(fā)射的超聲信號；計算（103）所述背散射的超聲信號的至少兩個即時參數(shù)E、LIN、ATT；計算（104）目標生物組織的聲學標記的存在的預報值P，所述預報值P是使用所述至少兩個計算的及時參數(shù)E、LIN、ATT經(jīng)由統(tǒng)計學定律計算的；估算（105）所述目標生物組織處于所述超聲換能器對面的可能性，所述估算（105）取決于所述計算的預報值P和/或取決于基于所述兩個計算的即時參數(shù)E、LIN、ATT的至少一個的至少一個強度條件。
【專利說明】用于實時地確定目標生物組織處于超聲換能器對面的可能性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于實時地確定目標生物組織處于超聲換能器對面的可能性的方法。例如，該超聲換能器可以屬于所謂的“盲”或“部分盲”測量探針。“盲”的意思是測量探針連接的測量設(shè)備不具有實時成像模式。此外，“部分盲”意思是測量裝置的成像模式被限于可選地與M類型模式關(guān)聯(lián)的A-SCAN類型的一維(1D)超聲線。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)地，為了測量生物組織的定量或定性參數(shù)，測量探針被置于所述組織對面。
[0003]當希望將盲或部分盲的測量探針定位在目標生物組織對面時，該定位可以以兩種方式實施:
[0004]不依靠輔助成像探針而定位，這種定位使得操作人員需要了解人體或動物解剖學。
[0005]借助于不同于測量探針的成像探針定位，例如回波描記術(shù)探針。
[0006]然而，這種執(zhí)行產(chǎn)生缺點。
[0007]事實上，不依靠成像探針的盲測量探針的使用不可能確實地保證測量探針被定位在其期望測量的目標生物組織對面。由于解剖學知識是大眾的平均水平，測量探針的定位是近似執(zhí)行的。因此，希望對其測量參數(shù)的個體的解剖學結(jié)構(gòu)必須符合標準。實際上，如果個體的解剖學結(jié)構(gòu)不同于平均值，那么測量探針不會被定位在目標生物組織對面，并且所獲得的測量不會代表目標生物組織。
[0008]此外，成像探針的使用以便便于該測量探針在目標生物組織對面的定位首先借助于成像探針而準確定位目標生物組織，然后其次一旦目標生物組織已經(jīng)精確定位，就移走所述成像探針，以測量探針代替它。然而，成像探針被測量探針的替換使得不可能保證確信測量探針被定位在目標生物組織的對面，因為個體的生物組織易受移動影響，例如呼吸作用的類型的移動。
[0009]用于實施生物組織的定量或定性測量的額外可能性是使用能夠成像并能夠測量生物組織的探針。為了解釋使用這個探針獲得的圖像，必須的是，操作人員一方面具有人體或動物醫(yī)藥領(lǐng)域的高深知識，另一方面具有醫(yī)學成像的高深知識。
[0010]此外，然而具有這些知識的操作人員在解釋用于探針定位的圖像的解釋中出現(xiàn)誤差。
[0011] 因此，本發(fā)明的方法的目標是特別克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點。在這一背景中，本發(fā)明的目的是提出用于確定目標生物組織處于超聲換能器對面的方法，對于操作人員，其不需要有人體或動物醫(yī)藥方面的知識或醫(yī)學設(shè)備方面的高深知識，并且避免操作人員的錯誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為此，本發(fā)明涉及用于實時確定目標生物組織處于超聲換能器對面的方法，所述方法包括下列步驟:
[0013]經(jīng)由超聲換能器將至少一個超聲信號發(fā)射到生物組織中；
[0014]經(jīng)由所述超聲換能器接收被所述生物組織背散射的至少一個發(fā)射的超聲信號；
[0015]計算所述至少一個背散射的超聲信號的至少兩個即時參數(shù)；
[0016]計算目標生物組織的聲學標記的存在的預報值，所述預報值使用至少兩個計算的即時參數(shù)經(jīng)由統(tǒng)計學規(guī)律計算；
[0017]估算所述目標生物組織處于所述超聲換能器對面的可能性，所述估算取決于所述計算的預報值和/或基于所述兩個計算的即時參數(shù)的至少一個的至少一個強度條件。
[0018]應注意，該方法使用的超聲換能器可以是單元件或多元件類型。
[0019]單元件超聲換能器能夠發(fā)射和接收單個超聲信號，而多元件超聲換能器能夠同時發(fā)射并接收多個超聲信號。
[0020]由于本發(fā)明的方法，能夠?qū)崟r估算超聲換能器處于目標生物組織對面的可能性。這個估算是自動實施的，并且其不需要執(zhí)行超聲換能器的操作人員的任何能力或任何解釋。該估算可以以所謂的感覺指示(可見、可聽、可觸摸(振動)等)的形式被返回到操作人員，或者代替地直接用于自動觸發(fā)出測量。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的方法也可以具有一個或多個特性，所述特性可被單獨考慮或者其根據(jù)任何技術(shù)而有可能組合。
[0022]在根據(jù)本發(fā)明的方法的非限制實施方式中，經(jīng)由至少兩個計算的即時參數(shù)和較早存儲的計算的即時參數(shù)實現(xiàn)對預報值的計算。
[0023]在根據(jù)本發(fā)明的方法的非限制實施方式中，通過比較計算的預報值和單個或幾個確定的預報閾值來實施依賴于計算的預報值的估算，以便:
[0024]當計算的預報值與單個確定的最大預報閾值相比時，
[0025]如果計算的預報值嚴格小于確定的最大預報閾值，那么超聲換能器處于目標生物組織對面，
[0026]如果計算的預報值大于或等于確定的最大預報閾值，那么超聲換能器處于不同于目標生物組織的生物組織的對面；
[0027]當計算的預報值與確定的最大預報閾值和確定的最小預報閾值相比時，
[0028]如果計算的預報值小于或等于確定的最小的預報閾值，那么超聲換能器處于目標生物組織對面，
[0029]如果計算的預報值大于或等于確定的最大預報閾值，那么超聲換能器處于不同于目標生物組織的生物組織的對面，
[0030]如果計算的預報值嚴格大于確定的最小的預報閾值并且嚴格小于確定的最大預報閾值，那么超聲換能器被假定為處于目標生物組織對面。這個不確定性可以對應于由轉(zhuǎn)移引起的異質(zhì)性的存在或代替的由血管的存在更改的目標生物組織的聲學標記。
[0031]在根據(jù)本發(fā)明的非限制實施方式中，從下列參數(shù)選擇至少兩個計算的即時參數(shù):
[0032]至少一個背散射的超聲信號的能量，
[0033]至少一個背散射的超聲信號的衰減，
[0034]至少一個背散射的超聲信號的包絡(luò)面的線性度，
[0035]在兩個連續(xù)時刻接收的背散射的超聲信號的內(nèi)關(guān)聯(lián)的系數(shù)，[0036]背散射的超聲信號的包絡(luò)面的振幅或振幅的最大變化，
[0037]至少一個背散射的超聲信號的關(guān)聯(lián)，
[0038]至少一個背散射的超聲信號的頻譜變化，
[0039]至少一個背散射的超聲信號的背散射系數(shù)。
[0040]在根據(jù)本發(fā)明的非限制實施方式中，強度條件是:
[0041]如果至少一個計算的背散射超聲信號的包絡(luò)面的線性度大于或等于確定的線性度閾值，那么超聲換能器處于目標生物組織對面，和/或
[0042]如果至少一個計算的背散射超聲信號的能量大于或等于確定的能量閾值，那么超聲換能器處于目標生物組織對面。
[0043]在根據(jù)本發(fā)明的方法的非限制實施方式中，無論任何計算的預報值如何，所述強度條件是:
[0044]如果至少一個計算的背散射超聲信號的包絡(luò)面的線性度嚴格小于確定的線性度閾值，那么超聲換能器處于不同于目標生物組織的生物組織對面，
[0045]如果至少一個背散射超聲信號的能量嚴格小于確定的能量閾值，那么超聲換能器處于不同于目標生物組織的生物組織對面。
[0046]在根據(jù)本發(fā)明的非限制實施方式中，統(tǒng)計規(guī)律是邏輯回歸，以便經(jīng)由以下邏輯回歸計算預報值:
[0047]P= β。+ β !.Parameter—calculated`—1+…+ β n.Parameter—calculated—η
[0048]在根據(jù)本發(fā)明的非限制實施方式中，該方法包括實時指示目標生物組織處于超聲換能器對面的可能性的額外步驟。該指示可以是可見的、和/或可聽到和/或觸覺的指示。在根據(jù)本發(fā)明的非限制實施方式中，通過顏色梯度的顯示實現(xiàn)可見指示。優(yōu)選地，該顏色梯度按照S形曲線。
[0049]在根據(jù)本發(fā)明的非限制實施方式中，當超聲換能器處于目標生物組織對面時，自動或人工地觸發(fā)對目標生物組織的定量和/或定性測量。優(yōu)先地，在依賴于至少一個發(fā)射的超聲信號的頻率確定的深度上實行測量。例如，這個確定的深度可以包括在10和90mm之間，并且對于2.5Mhz的超聲信號在35和75mm之間，確定的深度從相接觸的超聲換能器和生物組織之間的接觸表面測量。
[0050]在根據(jù)本發(fā)明的方法的非限制實施方式中，該方法包括對定量和/或定性測量進行驗證的額外步驟。例如，這個驗證可以依靠目標生物組織的存在的預報值來實施。
[0051]本發(fā)明也涉及用于實時確定目標生物組織處于超聲換能器對面的可能性的裝置，該裝置包括至少一個能夠發(fā)射并接收超聲信號的超聲換能器，該裝置能夠:
[0052]經(jīng)由超聲換能器將至少一個超聲信號發(fā)射到生物組織中；
[0053]經(jīng)由超聲換能器接收由生物組織背散射的至少一個發(fā)射的超聲信號；
[0054]計算至少一個背散射的超聲信號的至少兩個即時參數(shù)；
[0055]計算目標生物組織的聲學標記的存在的預報值，該預報值使用至少兩個計算的即時參數(shù)經(jīng)由統(tǒng)計定律計算；
[0056]估算目標生物組織處于超聲換能器對面的可能性，該估算取決于預報值和/或基于兩個計算的參數(shù)的至少一個的至少一個強度條件，
[0057]經(jīng)由指示器實時指示目標生物組織處于超聲換能器對面的可能性。【專利附圖】

【附圖說明】
[0058]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點從其后參考附圖給出的描述中將變得顯而易見，該描述作為指示而絕非限制，其中:
[0059]圖1以圖解的方式說明了根據(jù)本發(fā)明的用于實時地確定目標生物組織處于超聲換能器對面的可能性的裝置。
[0060]圖2表示根據(jù)本發(fā)明的用于實時確定目標生物組織處于超聲換能器對面的可能性的方法的步驟的概要，
[0061]圖3說明了通過按照本發(fā)明的方法實施方式的可見指示的步驟。
[0062]為了清楚的原因，不必一定按照比例而是以示意的方式僅僅表示那些理解本發(fā)明所必須的元件。
【具體實施方式】
[0063]圖1中表示用于實時地確定目標生物組織處于超聲換能器對面的可能性的裝置
I。該裝置I特別包括通過有線鏈接4被連接到信息處理單元的超聲換能器2。裝置I還包括目標生物組織6處于超聲換能器2對面的可能性的實時指示器5。后面將詳述這個裝置I的工作。
[0064]在所述的非限制實例中，所使用的超聲換能器2是單元件傳感器。如此，在這種實施例中，該單元件超聲換能器2可以同時唯一地發(fā)射和接收一個超聲信號。
[0065]以圖1到3為支持，詳細描述用于實時確定目標生物組織處于超聲換能器對面的可能性的方法100的步驟。
[0066]在根據(jù)本發(fā)明的方法100的實施方式的非限制實例中，該目標生物組織是肝實質(zhì)。因此，在方法100的執(zhí)行之前，超聲換能器2被近似定位在肝實質(zhì)6對面。
[0067]在第一步驟中，一旦超聲換能器2被近似定位，就經(jīng)由超聲換能器2觸發(fā)發(fā)射101，位于超聲換能器2對面的生物組織15中的超聲信號。例如，這個超聲換能器2的發(fā)射頻率可以是2.5MHz。
[0068]在第二步驟中，通過超聲換能器2接收102由位于超聲換能器2對面的生物組織背散射的所發(fā)射的超聲信號。
[0069]在第三步驟中，實施在接收步驟102期間接收的背散射的超聲信號的至少兩個即時參數(shù)的計算103。
[0070]在非限制實例中，計算103下列三個參數(shù)的兩個:
[0071]背散射的超聲信號的能量E，
[0072]背散射的超聲信號的衰減ATT，
[0073]背散射的超聲信號的包絡(luò)面的線性度LIN，
[0074]在兩個連續(xù)瞬間接收的背散射的超聲信號的內(nèi)關(guān)聯(lián)系數(shù)，
[0075]背散射的超聲信號的包絡(luò)面的振幅或振幅的最大變化，
[0076]至少一個背散射的超聲信號的相關(guān)性，
[0077]至少一個背散射的超聲信號的頻譜變化，
[0078]至少一個背散射的超聲信號的背散射系數(shù)。[0079]應當理解，上述計算的參數(shù)是非限制的。因此，可以計算其他參數(shù)。
[0080]在有利的非限制實例中，計算103下列三個參數(shù):
[0081]背散射的超聲信號的能量E，
[0082]背散射的超聲信號的衰減ATT，
[0083]背散射的超聲信號的包絡(luò)面的線性度LIN。
[0084]應該注意，三個參數(shù)的選擇不限制=于上面提到的那些，也就是背散射的超聲信號的能量E、衰減ATT和包絡(luò)面的線性度LIN。
[0085]超聲信號的能量E的參數(shù)。
[0086]在非限制實例中，可以依靠下列公式計算對應于背散射的超聲信號的振幅的平方(也由用于積分的背反射的簡稱IBS指明)的背散射的超聲信號的能量E的參數(shù):
[0087]
【權(quán)利要求】
1.一種用于實時確定目標生物組織處于超聲換能器(2)對面的可能性的方法(100)，所述方法(100)包括下列步驟: 經(jīng)由超聲換能器(2)將至少一個超聲信號發(fā)射(101)到生物組織中； 經(jīng)由所述超聲換能器(2)接收(102)已經(jīng)由所述生物組織背散射的所述至少一個發(fā)射的超聲信號； 計算(103)所述至少一個背散射的超聲信號的至少兩個即時參數(shù)(E、LIN、ATT)； 計算(104)所述目標生物組織的聲學標記的存在的預報值(P)，所述預報值(P)是使用所述至少兩個計算的即時參數(shù)(E、LIN、ATT)經(jīng)由統(tǒng)計學定律計算的； 估算(105)所述目標生物組織處于所述超聲換能器(2)對面的所述可能性，所述估算(105)取決于所述計算的預報值(P)和/或取決于基于所述兩個計算的即時參數(shù)(E、LIN、ATT)中的至少一個的至少一個強度條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(100)，其特征在于，經(jīng)由所述至少兩個計算的即時參數(shù)(E、LIN、ATT)和較早存儲的計算的即時參數(shù)(E、LIN、ATT)實施對所述預報值(P)的所述計算(104)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的方法(100)，其特征在于，通過比較所述計算的預報值(P)與確定的單個或幾個預報閾值，來實施取決于所述計算的預報值(P)的所述估算(105)，以便:當所述計算的預報值(P)與單個確定的最大預報閾值(Smax)比較時， 如果所述計算的預報值(P)嚴格小于所述確定的最大預報閾值(SMax)，那么所述超聲換能器(2) 處于所述目標生物組織對面， 如果所述計算的預報值(P)大于或等于所述確定的最大預報閾值(SMax)，那么所述超聲換能器(2)處于不同于所述目標生物組織的生物組織的對面； 當所述計算的預報值(P)與確定的最大預報閾值(SMax)和確定的最小預報閾值(SMin)相比時， 如果所述計算的預報值(P)小于或等于所述確定的最小預報閾值(SMin)，那么所述超聲換能器(2)處于所述目標生物組織對面， 如果所述計算的預報值(P)大于或等于所述確定的最大預報閾值(SMax)，那么所述超聲換能器(2 )處于不同于所述目標生物組織的生物組織的對面， 如果所述計算的預報值(P)嚴格大于所述確定的最小預報閾值(SMin)并且嚴格小于所述確定的最大預報閾值(SMax)，那么所述超聲換能器(2)被假定處于所述目標生物組織對面。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的方法(100)，其特征在于，所述至少兩個計算的即時參數(shù)(E、LIN、ATT)從下列參數(shù)中選擇: 所述至少一個背散射的超聲信號的能量(E)， 所述至少一個背散射的超聲信號的衰減(ATT)， 所述至少一個背散射的超聲信號的包絡(luò)面的線性度(LIN)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法(100)，其特征在于，所述強度條件是: 如果所述至少一個計算的背散射超聲信號的包絡(luò)面的線性度(LIN)大于或等于確定的線性度閾值(Sun)，那么所述超聲換能器(2)處于所述目標生物組織對面，和/或 如果所述至少一個背散射超聲信號的能量(E)大于或等于確定的能量閾值(EMin)，那么所述超聲換能器(2)處于所述目標生物組織對面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法(100)，其特征在于，無論所述計算的預報值(P)如何，所述強度條件都是: 如果所述至少一個計算的背散射超聲信號的包絡(luò)面的所述線性度(LIN)嚴格地小于確定的線性度閾值(Sun)，那么所述超聲換能器(2)處于不同于所述目標生物組織的生物組織對面， 如果所述至少一個背散射超聲信號的所述能量(E)嚴格小于確定的能量閾值(Emin)，那么所述超聲換能器(2)處于不同于所述目標生物組織的生物組織對面。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的方法(100)，其特征在于，所述統(tǒng)計學定律是邏輯回歸，以便所述預報值(P)經(jīng)由所述下列邏輯回歸計算:
Ρ=β0+β ! .Parameter_calculated_l+...+ β η.Parameter_calculated—η。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的方法(100)，其特征在于，其包括實時指示(106)所述目標生物組織處于所述超聲換能器(2)對面的可能性的額外步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法(100)，其特征在于，所述指示(106)是這樣的指示: 可見的，和/或 可聽見的，和/或 觸覺的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法(100)，其特征在于，所述可見信號由顏色梯度的顯示實現(xiàn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法(100)，其特征在于，所述顏色梯度遵循S形曲線。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的方法(100)，其特征在于，當所述超聲換能器(2)處于所述目標生物組織對面時，自動或人工地觸發(fā)所述目標生物組織的定量和/或定性測量(107)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法(100)，其特征在于，在取決于所述至少一個發(fā)射的超聲信號的頻率確定的深度(PF)上實施所述測量(107)，所述深度(PF)是從相接觸的所述超聲換能器(2 )和所述生物組織之間的接觸表面測量的。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求12或13之一所述的方法(100)，其特征在于，其包括對所述定量和/或定性測量(107)進行確認(108)的額外步驟。
15.一種用于實時確定目標生物組織處于超聲換能器對面的可能性的裝置(1)，所述裝置(I)包括能夠發(fā)射并接收超聲信號的至少一個超聲換能器(2)，所述裝置(I)能夠: 經(jīng)由所述超聲換能器(2)將至少一個超聲信號發(fā)射(101)到生物組織中； 經(jīng)由所述超聲換能器(2)接收(102)已經(jīng)被所述生物組織背散射的所述至少一個發(fā)射的超聲信號； 計算(103)所述至少一個背散射的超聲信號的至少兩個即時參數(shù)(E、LIN、ATT)； 計算(104)目標生物組織的聲學標記的存在的預報值(P)，所述預報值(P)是使用所述至少兩個計算的即時參數(shù)(E、LIN、ATT)經(jīng)由統(tǒng)計學定律計算的； 估算(105)所述目標生物組織處于所述超聲換能器(2)對面的所述可能性，所述估算(105)取決于所述計算的預報值(P)和/或取決于基于所述兩個計算的即時參數(shù)(E、LIN、ATT)中的至少一個的至少一個強度條件，經(jīng)由指示器(7)實時指示(106)所述目標生物組織處于所述超聲換能器(2)對面的可能性 。
【文檔編號】A61B8/08GK103889338SQ201280047280
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月3日
【發(fā)明者】L·桑德蘭, V·米耶特, J·烏德里, S·奧迪埃, Y·莫菲 申請人:回波檢測公司