超声治疗设备的控制系统的制作方法

专利名称：超声治疗设备的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及肿瘤的超声治疗设备的控制系统，尤其涉及高能聚焦超声波治疗设备的控制系统。
背景技术：
近年来，人们给予非侵入式(或微创治疗)外科治疗越来越多的关注，特别是放射治疗，介入等治疗方式得到长足的发展。其中，一种新兴的治疗方式高能聚焦超声治疗也开始出现并逐渐发展起来。高能聚焦超声治疗利用聚焦超声波，安全有效、无创地破坏肿瘤细胞，治愈病人。
最早的超声治疗设备没有运动机构，在B超监控下，完全凭医生手动操作来移动超声治疗头，通过调整超声波的焦点对病灶区域进行扫描治疗。这种设备非常简单，但治疗过程中仅凭医生的经验确定治疗的状况，很难保证能将整个肿瘤细胞完全杀死。此外，由于影响超声治疗的因素很多，治疗有效性和安全性也得不到充分的保障。
随后，人们针对手动操作的设备，设计了使治疗头完成平移和旋转运动的多维的运动机构，由计算机控制运动机构带动治疗头运动，以代替医生的手动操作。在治疗过程中，通过B超设备的探测，获得病变区域的平面图像，从而对施治中的病人进行监视，同时通过计算机分析软件用设备对治疗效果进行分析。这种设备改善了手动操作的缺陷，理论上可以完全切除肿瘤，并在安全有效性上得到提高。这种设备的缺点在于，一方面，通过B超设备获得的图像是平面的，因此不能完整地反映病变区域的情况；另一方面，由于医生采用遥控的方式，通过计算机操作平移和旋转的复合运动机构并通过B超设备从特定的方向观察病人的情况，因此很难把握当前治疗焦点的正确空间位置，治疗机构的状态，超声入射方向，超声通道与病灶的关系等复杂的治疗因素，从而很难对治疗的有效性、安全性作出准确的判断。如果治疗超声波的声通道上有存在诸如骨骼等阻碍声传导的人体组织，而医生却没有发现或意识到，超声波治疗就达不到预期效果。如果声通道上有人体的敏感器官，而医生没有发现或意识到，则这种情况下的治疗是非常危险的。

发明内容
本发明的目的是提供一种超声治疗设备的控制系统，在整个超声治疗中，通过对病人情况的三维监控，使治疗效果和治疗时的状态直观地、完整地展现在医生眼前。
本发明的另一目的是提供一种超声治疗设备的控制系统，通过执行基于三维监控和医生的经验生成的程序化的治疗计划，操纵超声治疗头对肿瘤进行超声治疗，并以三维的方式，真实、实时地表示设备、治疗计划、病人、治疗效果和治疗动作的全过程。
本发明的另一目的是提供一种使用超声治疗设备的控制系统的方法。
本发明提供一种超声治疗设备的控制系统，该系统包括，可进行多维运动的超声治疗机，该超声治疗机执行医生的操作指令，实施对病人的超声治疗；治疗控制计算机，支持治疗控制软件的运行，并控制超声治疗机的动作；治疗控制软件，接受医生指令，对治疗过程进行控制；可选的网络设备，实现图像工作站与超声治疗机进行连接，以便进行实时监控；图像处理设备及图像显示设备，图像处理设备接受病变区域的图像信号，形成病变区域的图像并显示在图像显示设备上；治疗系统还包括，超声治疗的三维计划系统，用于制作三维超声治疗计划；三维监控软件系统，实现设备、病人、治疗效果的三维重建和三维显示功能；以及，
支持三维计划系统和三维监控软件的运行并将三维结果显示出来的图像工作站。
其中，来自病变区域的图像信号可以是B超探测设备的信号，CT图像序列或者MRI图像序列。图像信号可以按以下步骤进行处理将取得的人体序列断层检查图像进行分割；标出肿瘤、骨骼等组织或器官的边界；对分割后的序列断层图像建立三维图像。
其中，治疗机的主要部件；诸如病人体位、皮肤、危险组织、骨骼、肿瘤等信息；诸如声通道、治疗焦点、B超扫描平面的空间位置等超声治疗工作状态能以三维的方式分别或以组合的形式显示在屏幕上。超声治疗设备的控制系统用三维的方式来模拟治疗机的动作，并使其以动态的形式显示在屏幕上。
在进行治疗之前，医生可以利用本发明的控制系统，根据诊断图像信息和监控的B超图像信息，利用超声三维治疗计划软件，制作三维治疗计划，并使用三维治疗计划实施治疗。
在本发明生成的三维显示的提示下，医生可以利用本发明的超声治疗控制系统生成的治疗计划进行自动治疗，也可以在医生的监控下进行半自动治疗，也可以完全依据医生的经验进行治疗。
同时，在实施的上述治疗的过程中，治疗相关的信息如设备、人体、运动、治疗计划、治疗效果等可以在屏幕上以三维的方式表现出来，并使医生可以对治疗过程进行实时的监控。
依照本发明，在实施治疗的同时，对一个具有多维运动机构的治疗设备进行三维模拟，将治疗设备的直接参与治疗的主要部件如治疗床床体、多维运动机构、治疗头、B超扫描控头等进行三维重建，并以三维的方式直观地显示在屏幕上。
依照本发明，在实施治疗的同时，对治疗设备的工作状态包括治疗超声通道、治疗焦点、治疗头工作状态、B超扫描平面及方向等进行三维重建，并以三维的方式直观地显示在屏幕上。
依照本发明，在实施治疗的同时，对治疗信息包括多维运动，治疗计划、治疗效果等进行三维表示，并以三维的方式直观地显示在屏幕上。
依照本发明，在实施治疗的同时，对病人信息包括体位、重要器官或组织、肿瘤等进行三维重建，并以三维的方式直观地显示在屏幕上。
依照本发明，在实施治疗的同时，对治疗全过程进行实时监控，实时从治疗机上获取运动数据，状态数据、治疗数据，并驱动相应的三维功能，在屏幕上进行显示。
依照本发明，在实施治疗的同时，将设备的主要部件、设备工作信息、治疗信息、病人信息的三维重建信息，实时监控集成在一起，可以同时显示以上所有的三维信息，也根据需要可以选择一部分三维信息进行显示。


图1为本发明系统示意图；其中图1A为本发明系统实施例1的方案，图1B为本发明的另一种系统实施例2的方案；图2为本发明系统实施例1的结构框图；图3为本发明系统实施例2的结构框图；图4为使用本发明系统进行超声治疗的流程图；图5为本发明系统所显示的一个典型的三维监控场景；图6为使用本发明系统的自动超声治疗流程；图7为使用本发明系统的半自动超声治疗流程；图8为使用本发明系统的凭医生经验进行治疗的流程。
图9表示了在CT图像上以手动的方式，勾画出肝脏轮廓。
图10A表示利用OpenGL技术在三维空间中显示已勾画好的连续四个层面的肝脏轮廓。
图10B表示用最短距离法从轮廓创建三角形表面。
图10C表示图10B所示的三角形表面的着色显示。
图10D表示一个完整的肝脏的三角形三维表面。
图10E表示完整的肝脏着色表面。
图11A表示治疗头未工作的状态。
图11B表示治疗头正在工作的状态。
图12表示的是治疗控制软件与三维监控软件分布在两台计算机上使用网络设备的情况。
具体实施例方式
以下结合

本发明的实施例。
本发明的系统实施例1由治疗控制计算机直接实现治疗与三维监控功能。实施例1的系统组成如图1A)所示，其具体实施框图如图2所示。
医生主要通过鼠标和键盘(3)的操作，通过治疗控制计算机(101)来实现治疗控制。也有一部分操作需要医生通过操作控制台(5)上的控制按钮(2)直接控制治疗设备，当危险情况发生时，可以使用操作控制台(5)上的急停按钮终止超声治疗。治疗控制计算机(101)利用治疗控制软件(200)进行超声治疗机(100)的控制。超声治疗机(100)由多维运动系统(10)、能量系统(11)、治疗头(12)、水处理系统(13)、B超监控系统(14)、治疗床(15)等子系统组成。治疗控制软件(200)对这些子系统进行控制，实现对病人(16)的治疗。三维计划软件(201)与治疗控制软件(200)建立连接后获取设备信息和计划有关的信息，制作三维的治疗计划，并将制作好的三维计划传回治疗控制软件(200)。三维监控软件(202)与治疗控制软件(200)建立连接后获取设备信息，并进行三维重建(21)、三维分析(20)，并将这些处理结果以三维的方式显示在屏幕上。医生可以进行三维显示控制(19)，从不同角度观看三维结果。治疗过程中，三维监控软件利用三维实时监控(18)模块对治疗过程进行监控，并将治疗状况实时地以三维方式显示在屏幕上。
这种方案的特征是节约成本，由一台治疗控制计算机(101)实现治疗系统的控制、制作三维计划以及三维监控功能。控制计算机(101)配有高性能显示卡(7)和专用显示器(4)，用于三维显示处理。医生主要通过鼠标和键盘(3)操作在治疗功能、三维计划功能、三维监控功能三者之间进行切换。
本发明的系统实施例2由治疗控制计算机(100)通过网络设备(102)与图像工作站(103)进行连接，实现治疗与三维监控功能。实施例2的系统组成如图1B)所示，其具体实施的如图3所示。
实施例2与实施例1不同之处在于，治疗控制计算机(100)配置一个医用显示器(26)；高性能显示卡(7)和专用显示器(4)作为像工作站的配置；三维计划软件(201)和三维监控软件(202)作为图像工作站的软件配置，运行在图像工作站(103)上；三维计划软件(201)和三维监控软件(202)利用网络设备(102)与治疗控制软件(200)建立连接。
这种方案的特征是实时显示三维信息，不需要切换，医生在进行治疗操作的同时，可以看到治疗状况的三维表示，并且还可减轻治疗控制计算机(101)的负荷。
两种实施例的操作方案流程相同，如图4所示。
下面对三维治疗系统的工作流程进行详细说明。
在治疗系统启动后，治疗控制软件(200)、三维计划软件(201)和三维监控软件(202)都开始运行。
治疗控制软件先对病人进行B超扫描，获取肿瘤的相关信息。获取B超图像的可以通过如下的方式进行目前的B超机都有视频输出接口，可将动态的B超图像实时输出，将一根采集电缆的一端接在B超机的视频输出接口上，另一端接在计算机的视频采集卡。这样，B超的实时图像就可以传到采集卡上，通过软件从采集卡上获得实时B超图像。
三维计划软件(201)通过通讯接口与治疗控制软件(200)之间建立联系，三维计划软件(201)取得治疗计划所必需要的数据，用于制作三维治疗计划，三维治疗计划制作好后，三维计划软件(201)将治疗计划发送给治疗控制软件(200)，由治疗控制软件(200)实施治疗。
三维监控软件(202)通过通讯接口与治疗控制软件(200)之间建立联系。三维监控软件(201)根据设备参数和部件几何关系，利用三维重建功能模块(21)进行治疗系统的三维重建，如设备部件的三维重建(22)。主要的设备部件有多维运动机构、治疗头、床体、B超扫描探头。由于治疗设备多数不是完全透明的，看不到内部的情况，病人躺在治疗床上后，医生不清楚设备主要部件的位置及其关系，用三维的方式在屏幕上表示设备的主要部件能使医生把握治疗设备与病人的位置关系。
三维软件利用病人的诊断图像序列如CT或MRI图像序列，将这些图像序列进行分割处理，重建出病人的体位、皮肤、组织、危险器官、肿瘤等实体，从而实现病人信息的三维重建(25)。再利用图像检查定位装置与治疗设备的坐标关系，实现三维的病人信息在三维治疗设备环境中的正确的位置关系。
首先取得CT或MR的序列图像。CT或MR图像不是通过实时采集的方式获得，而是当CT或MR检查、成像完成后，CT或MR设备将其扫描采集到图像以DICOM(Digital Imaging and Communicationsin Medicine)格式存入文件中，利用CT或MR设备的USB接口，或DICOM网络接口，或者刻录光盘的方式取得图像信息。当然也可以将图像打印输出到胶片(目前的常规方式)上，不过胶片需要扫描仪扫描成图像文件后才能输入治疗软件系统，不如直接取得图像文件方便快捷。
而后，对取得的序列图像进行分割。序列图像分割的目的是将需要提取的特征物(例如肝脏等人体器官)从各层图像中提取出来，用某一种颜色值表示(如255)，而非特征物的区域用其他颜色值表示。分割可以使用自动的方法或手动的方法。对于边界清晰的特征物，如骨骼，可以采用自动分割。常用的自动分割方法有域值分割、区域增长、边缘检测等已知的方法。对于特征不明显的特征物，可以通过手动的方式进行分割。例如，用鼠标在图像上勾画特征物的边界，完成分割。从图像上确定特征物的边界是医生或医学影像技术人员的一般技能。对于序列图像，手动分割要对每层图像进行处理，本实例中使用手动分割，图9所示为手动分割示意。
一般需要对肿瘤、骨骼、皮肤等与治疗有密切关系的组织进行分割。对于肿瘤，为保证分割精度，都采用手动分割，也就是用鼠标在序列图像上的肿瘤边界进行勾画，得到每层图像上的肿瘤的封闭轮廓。对骨骼和皮肤，可以采用手动分割，也可用自动分割，对于在CT图像中，骨骼为高亮度值(灰度颜色值＞190)的，可采用域值分割法进行自动割，取得每层图像上的骨骼的多个轮廓(在CT序列图像中，尤其在胸部，图像中往往有多块骨骼的切面，每一块骨都会形成一个封闭的轮廓)，对于皮肤，可使用边缘检测法进行自动分割，得到皮肤的轮廓。图9表示了在CT图像上以手动的方式，用鼠标标出肝脏的轮廓。图10A表示，利用OpenGL技术在三维空间中显示已勾画好的连续四个层面的肝脏轮廓。
分割完成后，就可以根据分割结果建立三维表面图像，或三维体素图像。
三维表面重建是利用分割后的组织或器官的边界，利用不同断层上边界的拓补关系，例如，以已知的最短对角线法，把这些相邻层面的边界用三角形连接起来。首先从一个层面的轮廓开始，依次在轮廓上取两个点，两个点的间距要适当，过大会丢失信息，过小计算量会很大，然后在相邻的一层轮廓上找到距离这现两上点最近的点的两个点，这四个点可构成一个四边形，四边形有两条对角形，取距离较短的连接方法，将四边形分成两个三角形，得到两个三角形表面，如此操作，直到所有轮廓都被连接成三角形)，形成表面(一个复杂的表面可以由许多小的三角形面连接起来表示)。使用这种方法将肿瘤、骨骼等组织或器官的轮廓表面重建完成后，利用计算机的三维图形表示技术如OpenGL或Direct3D设定光照和材质，让重建结果较真实地在显示器上显示出来。表面重建的结果只是一个空壳，没有内部信息，但非常直观，视觉的真实感强，如图10所示。
要在三维重建的结果中表面内部信息，则需要用到三维体素重建。序列断层像上的每个象素点都有一定的灰度级(不同的组织或器官在CT或MR等图像中有不同的灰度特性)。设定或调整象素点的透明度和颜色等特性，利用光线投影算法扫描(这是现有技术，可以参考google上搜索”Volume Rendering With Ray Casting”)，得到三维体重建结果。这样得到的结果包含有组织或器官的内部信息，可以通过改变不同灰度级对应的透明度来观看不同的组织。
因为体素重建的运算量很大，很难做到实时，虽然信息量丰富，但真实感并不如表面重建。本发明主要利用三维表面重建技术进行三维的实时监控。有特殊要求时，可使用体素重建进行观察。
设备部件及声通道是利用三维表面重建技术，对设备或声通道进行表面重建。与肿瘤、骨骼等的表面重建不同，设备的各个表面及拓补关系在设计时都已经确定，很容易就可以计算出组成表面的各个小三角形，得到这些表面的计算机三维表示，并利用计算机三维图像显示技术，显示在显示器上。声通道重建与设备部件一样，其表面由治疗头决定，治疗时，超声治疗头发射的超声是汇聚的，所以，声通道是以焦点为顶点的两个圆锥体。在图5中有治疗头和声通道的表示。
三维表面重建完成后，还需要进行三维显示控制，如组织表面的透明度和组织的隐藏控制。如果三维观察时，皮肤不透明，则基本上看不到内部的骨骼和肿瘤。当然也可将皮肤隐藏不显示。
有了病人与设备的三维位置关系，还需要将设备的工作状态表示出来。设备的工作状态也是肉眼不可见的，重建出设备的工作状态才可使医生对治疗过程有清楚的认识。超声治疗设备的有如下工作状态治疗超声通道、治疗焦点位置、是否正在施加超声能量、B超扫描平面等。将这些状态以三维的方式表现在屏幕上，实现工作状态的三维表示(23)。这些状态与设备主要部件动作和病人相关，如治疗超声通道，这个通道由治疗头参数决定，同时这个通道穿过病人身体。治疗焦点是超声通道上能量最集中的一点，施加能量时这一点应该在病人的肿瘤内。本发明中，施加能量的情况可以用治疗焦点的颜色变化来表示，如焦点颜色为红色表示治疗头正在施加能量，焦点颜色为绿色表示治疗头停止工作，如图11A所示。B超扫描平面由B超探头的方位确定，扫描平面可表明扫描图像在病人身体的部位。
这些三维重建的结果通过高性能显示卡(7)输出到显示器(4)上，给医生对治疗状况直观真实的感受。
三维监控软件通过TCP/IP协议与治疗软件建立网络连接，建立连接后，治疗软件将治疗信息以数据包的形式实时地发送给三维监控软件，三维监控软件实时接收治疗软件发送来的信息，并确定信息种类，如果是状态数据，则改变三维模型的显示状态，如果是治疗信息，则改变治疗信息的三维表示。对于使用一台计算机实现所有软件功能的情况，也可以用这种方式建立网络连接，而不一定需要使用网络设备(如双绞线和集线器等)，对于治疗控制软件与三维监控软件分布在两台计算机上的情况，可以使用网络设备，如图12所示。
三维软件利用与治疗控制软件的通讯接口，实时获取治疗机的状态以及治疗数据，并以三维的方式表现在屏幕上，实现三维动态模拟。如医生在控制B超探头旋转，则可以看到三维显示屏幕上的B超扫描平面在旋转，又如治疗头在X轴方向运动，则三维显示的屏幕上治疗头的位置也在相应地改变。
治疗准备工作完成后，医生按已制作好的三维计划进行治疗，同时治疗控制软件系统也在不停收集治疗信息。三维软件利用通讯接口从治疗控制软件获取治疗计划和治疗信息，如已治疗区域、已治疗区域的效果，并进行三维分析。三维监控软件把这些信息以三维的方式表现在屏幕上，实现治疗信息三维表示(24)。医生可以直观地从屏幕上看到治疗的效果，并确定哪些位置还需要进一步的治疗。
以下叙述三维分析的方法和步骤。
根据从治疗控制软件上获取的治疗信息，如治疗超声入射方向、治疗路线和剂量、治疗效果等信息，从治疗信息中分析出治疗剂量分布图、治疗效果图、治疗效果与剂量的关系图。
首先，从治疗控制软件上获取治疗信息，在这些信息中搜索治疗路线和剂量，计算出每一个空间位置所施加的治疗剂量，把剂量大小用不同的标定值表示，这些标定值在显示时表现为不同的亮度，得到剂量分布的三维显示。在这些信息中搜索治疗效果，计算出每个位置的效果，以不同的亮度值表示，得到治疗效果的三维表示。再利用空间位置关系，计算出在不同位置，达到同样治疗效果与需要的治疗剂量的关系，以不同的亮度值表示同样的治疗效果所需要的治疗剂量，这个关系也可以用三维的形式表示出来。
在信息中搜索治疗路线和剂量的过程如下从治疗控制软件上得到的治疗信中包含一系列治疗单元，每个单元对应一个小的治疗区。治疗单元由治疗路线、使用的剂量及治疗时间等因素组成。可在一个空间范围内(如X从-90到90，Y从-80到80，Z从0到100的这样一个长方体)进行搜索，把经过某一空间位置(如某点坐标为(20，-20，30))的治疗单元的剂量记录下来，并按某种加权加在一起，例如有两个治疗单元的路线经过该点，第一个单元该点的剂量为300焦，第二个单元该点的剂量为200焦，根据间隔时间得出第一个剂量的加权为t1，第二个剂量的加权为t2，则累计剂量En为En＝300*t1+200*t2，以同样的原理，可以得到给定范围内所有点的治疗剂量。计算出剂量后，将不同大小的剂量用不同的颜色或灰度级表示，并使用OpenGL或DirectX技术将这些具有不同颜色的三维点在计算机屏幕上表现出来，得到剂量分布的三维显示。
以下叙述治疗效果的三维表示。
三维监控软件与治疗软件建立TCP/IP网络连接后，可以实时从治疗控制软件上获取治疗信息，治疗控制软件在治疗过程中，记录了每个治疗单元的所产生的治疗效果(参见《利用超声图像灰度变化评价治疗效果的方法》)，这个效果用数值加以标定(如0表示无效，1表示有较小效果，2表示中等效果，3表示较大效果，4表示最好效果)，治疗控制软件发给三维监控软件的治疗信息中也包含有治疗效果的信息。每个位置的治疗效果计算与剂量分布计算相似，在一个给定的空间范围内，进行搜索，把经过某一空间位置(如某点坐标为(20，-20，30))的治疗单元的治疗效果记录下来，如果有多个治疗单元的路线经过该点，则取治疗效果标定值最大的作为该点的治疗效果的标定数值。同样，可以计算出给定空间内的每一点的治疗效果的数值表示。全部计算完成后，使用三维显示技术显示在屏幕上，医生便可以看到三维表示的治疗效果。
三维的剂量关系的表示这里的三维剂量关系是指要达到满意的治疗效果与需要剂量的关系，并在三维空间表示这个关系。与前面类似，在上面两项计算的基础上，在给定的空间范围内搜索，找出每一个治疗效果满意(治疗效果值达到3以上)的点，并找到每个空间点上施加的剂量，记录这个剂量的大小，以这个值作为相应空间点的标定值。将这些空间点的标定值使用三维显示技术显示在屏幕上，从而实现三维的剂量关系。从这个三维表示的剂量关系图中，医生可以直观看到不同位置，不同深度要达到好的治疗效果所需要的剂量，为以后的治疗积累经验在实时、动态的三维监控中，有时不需要将所有三维信息都显示在屏幕上，医生可利用三维显示控制(20)功能，进行选择，如不显示病人骨骼，或者选择三维实体的显示方式如将病人的皮肤设为透明方式。有时需要从不同角度来进行观察，则医生还需要调整观察角度。一个典型的三维监控场景如图5所示。
三维监控是在治疗的同时自动进行的。而三维监控下的治疗又有如下几种方式按三维计划的自动治疗、半自动治疗、按医生的经验治疗。
按三维计划自动治疗的流程如图6所示。整个治疗过程在治疗程序的控制下自动进行，医生只需要在实时对治疗效果及病人的反应进行实时的监控就可以了，如果异常发生，则停止治疗，并由医生检查，异常排除后，继续治疗。当治疗程序按计划完成治疗后，则提示医生治疗结束。这种操作方式下，医生的劳动强度最低。目前在超声治疗上还有一些不确定的因素，所以这种操作方式的应用受到限制，但随着技术的完善，自动治疗的应用会越来越广泛。这种操作方式目前适用于于肿瘤较大，且位置距离皮肤较远，并且肿瘤周围不存在危险器官。
另一种治疗方式是按三维计划进行半自动的治疗，如图7所示。当程序正在治疗时，医生随时都可能中断治疗，修改计划。当程序执行完成一个步骤的治疗后，停下来，由医生决定是否进行补充治疗，如果需要补充治疗，则由医生进行补充治疗，补充治疗完成后，让程序继续执下一步治疗，如果不需要补充治疗，则直接让程序继续执行下一步处理。程序再判断治疗是否完成，如果没有完成，则进行下一步治疗，如果完成，则结束治疗。这种操作方式下，医生的劳动强度适中。这种操作方式将自动与手动操作结合起来，很快会发展成为主要的超声治疗方式。这种操作方式适用于于肿瘤较大，且位置距离皮肤较远，并且肿瘤周围可能存在危险器官。
还有一种治疗方式是完全依靠医生的经验进行治疗。医生先根据经验，确定治疗计划，然后进行治疗。再根据治疗效果，修改治疗计划或制作下一步的治疗计划，这个过程反复进行，直到医生认为治疗达到了满意的效果为止。这种操作方式，医生的劳动强度最大，适用于肿瘤较小，且位置距离皮肤较近。
权利要求
1.一种超声治疗设备的控制系统，包括，可进行多维运动的超声治疗机，该超声治疗机执行医生的操作指令，实施对病人的超声治疗；治疗控制计算机，支持治疗控制软件的运行，并控制超声治疗机的动作；治疗控制软件，接受医生指令，对治疗过程进行控制；可选的网络设备，实现图像工作站与超声治疗机进行连接，以便进行实时监控；图像处理设备及图像显示设备，图像处理设备接受病变区域的图像信号，形成病变区域的图像并显示在图像显示设备上；其特征在于还包括超声治疗的三维计划系统，用于制作三维超声治疗计划；三维监控软件系统，实现设备、病人、治疗效果的三维重建和三维显示功能；以及图像工作站，用以支持三维计划系统和三维监控软件的运行，并将三维结果显示出来。
2.如权利要求1的超声治疗设备的控制系统，其特征在于所说的图像信号来自B超探测设备。
3.如权利要求1的超声治疗设备的控制系统，其特征在于所说的图像信号来自CT图像序列。
4.如权利要求1的超声治疗设备的控制系统，其特征在于所说的图像信号来自MRI图像序列。
5.如权利要求1的超声治疗设备的控制系统，其特征在于所说的图像信号按以下步骤进行处理将取得的人体序列断层检查图像进行分割；标出肿瘤、骨骼等组织或器官的边界；对分割后的序列断层图像建立三维图像。
6.如权利要求1的超声治疗设备的控制系统，其特征在于治疗机的主要部件以三维的方式显示在屏幕上。
7.如权利要求1的超声治疗设备的控制系统，其特征在于诸如病人体位、皮肤、危险组织、骨骼、肿瘤等信息以三维的方式显示在屏幕上。
8.如权利要求1的超声治疗设备的控制系统，其特征在于诸如声通道、治疗焦点、B超扫描平面的空间位置等超声治疗工作状态以三维的方式显示在屏幕上。
9.如权利要求1的超声治疗设备的控制系统，，其特征在于用三维的方式来模拟治疗机的动作，并使其以动态的形式显示在屏幕上。
10.如权利要求1的超声治疗设备的控制系统，其特征在于治疗机的主要部件以三维的方式显示在屏幕上，且诸如病人体位、皮肤、危险组织、骨骼、肿瘤等信息以三维的方式同时显示在屏幕上，且诸如声通道、治疗焦点、B超扫描平面的空间位置等超声治疗工作状态以三维的方式同时显示在屏幕上，且用三维的方式来模拟治疗机的动作，并使其以动态的形式同时显示在屏幕上，从而形成组合的三维显示。
11.一种使用如权利要求1所述超声治疗设备的控制系统的方法，其特征在于三维监控系统下进行治疗。
12.以权利要求1为基础的治疗系统，其特征是在三维监控系统下，使用三维计划系统制作计划进行治疗。
全文摘要
本发明提供一种超声治疗设备的控制系统，该系统包括，可进行多维运动的超声治疗机，治疗控制计算机，治疗控制软件，可选的网络设备，图像处理设备及图像显示设备，以及超声治疗的三维计划系统，三维监控软件系统和支持三维计划系统和三维监控软件的运行并将三维结果显示出来的图像工作站。以便在整个超声治疗中，通过对病人情况的三维监控，使治疗效果和治疗时的状态直观地、完整地展现在医生眼前，并通过执行基于三维监控和医生的经验生成的程序化的治疗计划，操纵超声治疗头对肿瘤进行超声治疗，以三维的方式，真实、实时地表示设备、治疗计划、病人、治疗效果和治疗动作的全过程。
文档编号G06F19/00GK1814321SQ20051000498
公开日2006年8月9日 申请日期2005年1月31日 优先权日2005年1月31日
发明者木木, 燕思源, 汪龙, 文银刚, 王明胜, 汪海 申请人:重庆微海软件开发有限公司