一种磁共振引导聚集超声的焦点定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种定位方法，尤其是涉及一种磁共振引导聚集超声的焦点定位方法。
【背景技术】
[0002]基于磁共振测温技术的磁共振引导聚焦超声系统利用磁共振成像及成像区域的位置信息，获取探头和靶区在磁共振坐标系下的坐标。聚焦超声探头发射出少量能量，使靶区有一定温升，利用磁共振测温技术，可以观察或测量到升温区域的位置。若此升温点的位置与治疗计划中的目标点位置有差距，则需要运用精密数控机械装置移动聚焦超声探头位置，使焦点能达到治疗计划中的目标点。
[0003]但上述方法存在对数控机械装置的精密度要求高的不足。因为超声路径会通过多层人体组织，各层组织的声学参数的差异会使聚焦超声的位置产生偏差，通过机械移动探头的方法改变焦点位置有可能需要多次迭代(用小能量找到焦点位置，与目标位置比对，若差距超出可接受范围，则要继续移动探头)才能使焦点处于目标位置，焦点定位不方便。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种定位精确、有效减少定位时间的磁共振引导聚集超声的焦点定位方法。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]—种磁共振引导聚集超声的焦点定位方法，包括以下步骤:
[0007]A、将聚集超声探头设置于治疗靶区内的某一位置；
[0008]B、选取聚集超声探头坐标系下的N个点，利用磁共振测温技术，获得所述N个点在磁共振坐标系下的坐标；
[0009]C、根据所述坐标获取步骤获取的坐标建立聚焦超声探头坐标系下的坐标与磁共振坐标系下的坐标的映射关系；
[0010 ] D、在磁共振图像中确定加热焦点及该加热焦点在磁共振坐标系下的坐标，通过所述映射关系，获得所述加热焦点在聚焦超声探头坐标系下的坐标发送给聚集超声相控单元，聚集超声相控单元控制聚集超声探头的相位，使聚集超声探头发射出的超声波焦点即为所述加热焦点。
[0011]所述步骤B中，N24，且N个点中至少有4个点不在同一平面内。
[0012]所述步骤B中，利用磁共振测温技术，获得所述N个点在磁共振坐标系下的坐标具体为:
[0013]I)加热所选取的N个点中的一个点，利用磁共振测温技术，获得磁共振温升图像，确定所选取的点在磁共振坐标系下的坐标；
[0014]2)选取另一个点，重复步骤I)，直至获得N个点在磁共振坐标系下的坐标。
[0015]所述步骤B中，利用磁共振测温技术，获得所述N个点在磁共振坐标系下的坐标具体为:
[0016]采用焦点快速扫描技术，对所选取的N个点中的每一个点加热设定时间，在N个点之间快速切换，一次形成N个温升热点，利用磁共振测温技术，获得磁共振温升图像，确定N个点在磁共振坐标系下的坐标。
[0017]所述步骤B中，利用磁共振测温技术，获得所述N个点在磁共振坐标系下的坐标具体为:
[0018]采用多交点形成技术，生成N个或者少于N个的加热点，利用磁共振测温技术，获得磁共振温升图像，确定N个点在磁共振坐标系下的坐标。
[0019]所述步骤C中，利用仿射矩阵变换法获得聚焦超声探头坐标系下的坐标与磁共振坐标系下的坐标的映射关系。
[0020]重复多次所述步骤D，完成聚集超声探头在当前位置下可相控范围内所有点的加热计划。
[0021]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0022]I)本发明首先对聚集超声探头进行初定位，然后通过聚集超声相控单元在可相控范围内控制聚集超声探头的相位，使聚集超声探头发射出的超声波焦点即为目标点，有效提高磁共振引导聚焦超声系统的焦点定位精度，可以达到磁共振引导聚焦超声系统指哪打哪的目的。
[0023]2)本发明通过改变聚集超声探头相位方式进行焦点定位，不需要通过机械定位，有效降低焦点定位的平均时间。
[0024]3)本发明可通过多种方法实现N个点的加热，可有效节省定位时间。
【附图说明】
[0025]图1为本发明的流程示意图；
[0026]图2为本发明温升图像示意图；
[0027]图3为本发明坐标选取示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0029]本实施例提供一种磁共振引导聚集超声的焦点定位方法，应用于具有相位控制功能的聚集超声系统中，利用相位控制功能可以在一定范围内移动焦点的位置。如图1所示，该焦点定位方法包括以下步骤:
[0030]在步骤SI中，将聚集超声探头设置于治疗靶区内的某一位置，进行粗定位。
[0031]在步骤S2中，选取聚集超声探头坐标系下的N个点，4，且N个点中至少有4个点不在同一平面内，如可选取图3所示的A1、A2、A3、A4这四个点。利用磁共振测温技术，获得所述N个点在磁共振坐标系下的坐标。
[0032]利用磁共振测温技术，获得所述N个点在磁共振坐标系下的坐标具体可通过以下三种方式获取:
[0033]A)加热所选取的N个点中的一个点，利用磁共振测温技术，获得磁共振温升图像，效果如图2所示，确定所选取的点在磁共振坐标系下的坐标，选取另一个点，重复进行加热，直至获得N个点在磁共振坐标系下的坐标。
[0034]B)采用焦点快速扫描技术，对所选取的N个点中的每一个点加热设定时间，在N个点之间快速切换，一次形成N个温升热点，利用磁共振测温技术，获得磁共振温升图像，确定N个点在磁共振坐标系下的坐标。
[0035]C)采用多交点形成技术，生成N个或者少于N个的加热点，利用磁共振测温技术，获得磁共振温升图像，确定N个点在磁共振坐标系下的坐标。
[0036]上述三种方式中，第二种方式可最大程度地缩短定位时间，优先选择第二种加热方式。
[0037]在步骤S3中，根据所述坐标获取步骤获取的坐标建立聚焦超声探头坐标系下的坐标与磁共振坐标系下的坐标的映射关系。该映射关系可用于除开所述N个点的其他点，SP，可以通过此映射关系获得当前聚焦超声探头位置下焦点可相控范围内的点的聚焦超声探头坐标系下坐标和磁共振坐标系下坐标的对应关系。通过此映射关系，可以从聚焦超声探头坐标系下的坐标点求得对应的磁共振坐标系下的坐标点，亦可从磁共振坐标系下的坐标点求得对应的聚焦超声探头坐标系下的坐标点。
[0038]本实施例中利用仿射矩阵变换法获得聚焦超声探头坐标系下的坐标与磁共振坐标系下的坐标的映射关系，但不限于此方法。
[0039]仿射矩阵变换法具体为:
[0040]在聚焦超声探头坐标系下的三维坐标的第四维上补充一个I，列成一个矩阵A;在对应的磁共振坐标系下的三维坐标的第四维上补充一个I，列成一个矩阵B;列方程A = T1.B，其中T1是从磁共振坐标到聚焦超声探头坐标的转换矩阵，解方程可得T1。列方程B = T2.A，其中T2是从聚焦超声探头坐标到磁共振坐标的转换矩阵，解方程可得T2。
[0041 ]在步骤S4中，在磁共振图像中确定加热焦点及该加热焦点在磁共振坐标系下的坐标，通过所述映射关系，获得所述加热焦点在聚焦超声探头坐标系下的坐标发送给聚集超声相控单元，聚集超声相控单元控制聚集超声探头的相位，使聚集超声探头发射出的超声波焦点即为所述加热焦点。
[0042]在步骤S5中，重复多次所述步骤S4，完成聚集超声探头在当前位置下可相控范围内所有点的加热计划，使该区域内的靶组织消融或死亡。
[0043]在步骤S6中，移动聚集超声探头至下一个位置，重复步骤S2?S5，可以实现治疗计划对靶组织进行消融的目的。
【主权项】
1.一种磁共振引导聚集超声的焦点定位方法，其特征在于，包括以下步骤: A、将聚集超声探头设置于治疗靶区内的某一位置； B、选取聚集超声探头坐标系下的N个点，利用磁共振测温技术，获得所述N个点在磁共振坐标系下的坐标； C、根据所述坐标获取步骤获取的坐标建立聚焦超声探头坐标系下的坐标与磁共振坐标系下的坐标的映射关系； D、在磁共振图像中确定加热焦点及该加热焦点在磁共振坐标系下的坐标，通过所述映射关系，获得所述加热焦点在聚焦超声探头坐标系下的坐标发送给聚集超声相控单元，聚集超声相控单元控制聚集超声探头的相位，使聚集超声探头发射出的超声波焦点即为所述加热焦点。2.根据权利要求1所述的磁共振引导聚集超声的焦点定位方法，其特征在于，所述步骤B中，N2 4，且N个点中至少有4个点不在同一平面内。3.根据权利要求1所述的磁共振引导聚集超声的焦点定位方法，其特征在于，所述步骤B中，利用磁共振测温技术，获得所述N个点在磁共振坐标系下的坐标具体为: 1)加热所选取的N个点中的一个点，利用磁共振测温技术，获得磁共振温升图像，确定所选取的点在磁共振坐标系下的坐标； 2)选取另一个点，重复步骤I)，直至获得N个点在磁共振坐标系下的坐标。4.根据权利要求1所述的磁共振引导聚集超声的焦点定位方法，其特征在于，所述步骤B中，利用磁共振测温技术，获得所述N个点在磁共振坐标系下的坐标具体为: 采用焦点快速扫描技术，对所选取的N个点中的每一个点加热设定时间，在N个点之间快速切换，一次形成N个温升热点，利用磁共振测温技术，获得磁共振温升图像，确定N个点在磁共振坐标系下的坐标。5.根据权利要求1所述的磁共振引导聚集超声的焦点定位方法，其特征在于，所述步骤B中，利用磁共振测温技术，获得所述N个点在磁共振坐标系下的坐标具体为: 采用多交点形成技术，生成N个或者少于N个的加热点，利用磁共振测温技术，获得磁共振温升图像，确定N个点在磁共振坐标系下的坐标。6.根据权利要求1所述的磁共振引导聚集超声的焦点定位方法，其特征在于，所述步骤C中，利用仿射矩阵变换法获得聚焦超声探头坐标系下的坐标与磁共振坐标系下的坐标的映射关系。7.根据权利要求1所述的磁共振引导聚集超声的焦点定位方法，其特征在于，重复多次所述步骤D，完成聚集超声探头在当前位置下可相控范围内所有点的加热计划。
【专利摘要】本发明涉及一种磁共振引导聚集超声的焦点定位方法，包括以下步骤：A、将聚集超声探头设置于治疗靶区内的某一位置；B、选取聚集超声探头坐标系下的N个点，利用磁共振测温技术，获得所述N个点在磁共振坐标系下的坐标；C、根据所述坐标获取步骤获取的坐标建立聚焦超声探头坐标系下的坐标与磁共振坐标系下的坐标的映射关系；D、在磁共振图像中确定加热焦点及该加热焦点在磁共振坐标系下的坐标，通过所述映射关系，获得所述加热焦点在聚焦超声探头坐标系下的坐标发送给聚集超声相控单元，聚集超声相控单元控制聚集超声探头的相位，使聚集超声探头发射出的超声波焦点即为所述加热焦点。与现有技术相比，本发明具有定位精确、有效减少定位时间等优点。
【IPC分类】A61B18/04
【公开号】CN105662574
【申请号】CN201610006210
【发明人】刘文杰
【申请人】上海沈德医疗器械科技有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月6日