温度分布确定装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于在能量施加元件(2)将能量施加到所述对象时(尤其是在执行用于消融器官内的肿瘤的消融流程时)确定对象(20)内的温度分布的温度分布确定装置。针对所述对象内的超声测量区域生成时间相关的第一超声信号，并且基于所生成的时间相关的第一超声信号和基于所述能量施加元件(2)相对于随时间跟踪的所述超声测量区域，确定所述对象内的温度分布。这能够确保即使所述能量施加元件例如由于所述对象的运动而移动，也总是考虑可以被认为是热源的能量施加元件的正确位置。这能够导致所述温度分布的更准确的确定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于确定在对象内的温度分布的温度分布确定装置、方法和计算机程序。本专利技术还涉及一种用于将能量施加到对象的能量施加系统。
技术介绍
柏林洪堡大学(2011年)R.Lemor的论文“Nicht-invasive Kontrolle thermischer Therapien mit Hilfe des Ultraschalls:Untersuchungen am Beispiel der Laser-Therapie”公开了一种用于确定通过使用激光施加器将热量施加到的对象内的温度分布的温度分布确定装置。所述温度分布确定装置适于在不同的时间处生成对象的若干超声图像、确定若干超声图像中的激光施加器的位置并且使用这些位置将超声图像彼此配准。然后，基于经配准的图像，通过超声温度测定来确定温度。US 6576875 B1公开了一种用于控制将热选择性施加到材料中的设备。所述设备包括：超声波生成单元，其适于将超声波耦合到材料；超声波探测单元，其适于探测从材料出射的超声波；以及评价单元，其适于基于所探测的超声波来生成提供关于材料内部的热和结构改变的信息的参数。所述设备还包括用于将热引导到材料的热施加单元。超声波生成单元和超声波探测单元被定位成允许将超声波耦合到材料内并探测来自材料内的相同位置的超声波并且其相对于材料和热施加单元是可调节的。热施加单元被设置在超声波生成单元和超声波探测单元的中心。在超声温度测定中，将超声波发送到对象中，探测在对象内背散射的超声波，并且基于所探测的背散射的超声波来确定在对象内的温度分布。根据背散射的超声波的温度分布的确定基于以下事实：对象内的声音的速度根据表现为背散射的超声波中的明显偏移(即，位移)的温度而改变。尽管在静态对象的情况中，超声温度测定允许对温度分布的准确的确定，
但在移动对象中，由超声温度测定所确定的温度分布的准确度会降低。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于确定在对象内的温度分布的温度分布确定装置、方法和计算机程序，其允许即使在所述对象移动的情况下对所述温度分布的准确的确定。本专利技术的另一目标是提供一种用于将能量施加到对象的能量施加系统，其包括所述温度分布确定装置。在本专利技术的第一方面中，提出了一种用于在能量施加元件将能量施加到所述对象时确定在对象内的温度分布的温度分布确定装置，其中，所述温度分布确定装置包括：超声设备，其用于将超声波发送到所述对象内的超声测量区域，接收来自所述超声测量区域的超声波，并且基于所接收的超声波来生成时间相关的第一超声信号，跟踪设备，其用于随时间跟踪所述对象内的所述能量施加元件相对于所述超声测量区域的位置，其中，所述跟踪设备包括：a)超声传感器，其被附接到所述能量施加元件并且适于接收来自所述超声设备的超声波，并且基于所接收的超声波来生成第二超声信号，以及b)位置确定单元，其用于基于所接收的第二超声信号来确定所述能量施加元件的位置，温度分布确定单元，其用于基于所生成的时间相关的第一超声信号并且基于随时间跟踪的所述能量施加元件的位置来确定在所述对象内的温度分布。由于所述温度分布确定单元在确定所述温度分布时还考虑所述能量施加元件的位置，因而能够确保即使在所述能量施加元件例如由于所述对象的运动而移动的情况下，也总是考虑所述能量施加元件相对于所述超声测量区域的正确位置，所述能量施加元件将能量施加到所述对象并且可以被认为是热源。这能够导致对所述温度分布的更准确的确定。所述超声测量区域可以是平面，其还可以被认为是超声地扫描的扫描平面。所述超声测量区域可以包括一个或若干个平面，其可以彼此平行或正交。所述超声设备能够包括二维或三维超声探头，即，包括用于分别超声地扫描二维或三维超声测量区域的超声换能器的一维或二维阵列的超声
探头。所述超声设备还可以被用于对所述对象进行成像以便找到在所述对象内的插入路径，沿着所述插入路径可以在施加所述能量之前将所述能量施加元件插入到所述对象中。所述对象优选是像人或动物的生命体的一部分。特别地，所述对象可以是肝脏或另一器官，其中，所述能量施加元件能够适于消融所述肝脏或另一器官内的肿瘤区域或另一区域。在实施例中，所述温度分布确定单元适于，在较低的温度范围内：a)基于所生成的时间相关的第一超声信号来确定所述超声测量区域中的时间相关的第一温度分布，b)根据能修改的模型参数并且根据随时间跟踪的所述能量施加元件的位置来提供描述所述对象内的时间相关的模型参数分布的模型，并且c)通过修改所述模型参数，基于所述能量施加元件的所跟踪的位置并且基于所提供的模型来确定模型，使得所述模型温度分布适于所述超声测量区域中的第一温度分布，特别是使得所述模型温度分布与所述超声测量区域中的第一温度分布的偏差最小化，其中，所述温度分布确定单元还适于，在较高温度范围内：d)基于所提供的模型和所确定的模型参数来确定在所述对象内的第二温度分布。所述较低的温度范围优选是其中温度由超声温度测定可测量的温度范围，而所述较高的温度范围优选是其中温度由超声温度测定不可测量的温度范围。所述模型可以根据像由所述能量施加元件施加的热的量和施加所述热的时间的其他参数，其中，在这种情况下，在确定所述模型参数时并且在确定所述第二温度分布时，还可以考虑这些其他参数。所述模型参数例如是所述对象的导热性和导电性。所述温度分布确定单元可以适于基于所生成的时间相关的第一超声信号并且基于随时间跟踪的所述能量施加元件的位置来确定所述时间相关的第一温度分布。特别地，所述对象可以是可能由于呼吸而移动的周期性移动的对象，并且所述能量施加元件可以与所述对象相接触以便将所述能量施加到所述对象并且与所述对象一起移动，其中，所述温度分布确定单元可以适于：a)基于随时间跟踪的所述能量施加元件的位置来确定所述对象的所述运动的运动相位，并且b)将在对应于所确定的运动相位的时间处的第一超声信号用于随时间对所述第一温度分布的所述确定。例如，可以从随时间跟踪的所述能量施加元件的位置来确定运动轮廓或运动波形，并且
可以从所述运动轮廓或运动波形来确定特定运动相位。优选地，所确定的运动相位是所述运动的静止相位。因此，所述温度分布确定单元能够适于提供运动门控的第一温度分布。如果为了确定所述时间相关的第一温度分布，仅使用在对应于不同的运动时段中的相同运动相位的时间处的所述第一超声信号，则可能的是，所述超声信号(例如，相应的二维或三维超声帧)的所述部分涉及所述对象的相同部分。这能够导致对所确定的时间相关的第一温度分布的经改进的准确度、并且因此导致对基于所述时间相关的第一温度分布的所述模型参数的经改进的确定、以及对继而基于所确定的模型参数而确定的所述第二温度分布的经改进的准确度。所述温度分布确定单元优选使用用于基于所述第一超声信号确定所述第一温度分布的已知超声温度测定技术。例如，所述第一温度分布确定单元可以适于使用A.Anand等人在IEEE Transactions on Ultrasonics,Ferroelectrics and Frequency Control,54(1)，第23页-第31页(2007年)上的文章“Three-dimensional spatial and temporal tempe本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在能量施加元件(2)将能量施加到对象(20)时确定在所述对象(20)内的温度分布的温度分布确定装置，所述温度分布确定装置包括：‑超声设备(71)，其用于：将超声波发送到所述对象(20)内的超声测量区域中、接收来自所述超声测量区域的超声波、并且基于所接收的超声波来生成时间相关的第一超声信号，‑跟踪设备(18、41)，其用于随时间跟踪在所述对象(20)内所述能量施加元件(2)相对于所述超声测量区域的位置，其中，所述跟踪设备包括：a)超声传感器(41)，其被附接到所述能量施加元件(2)，并且适于接收来自所述超声设备(71)的所述超声波，并且适于基于所接收的超声波来生成第二超声信号；以及b)位置确定单元(18)，其用于基于所接收的第二超声信号来确定所述能量施加元件(2)的所述位置，‑温度分布确定单元(15)，其用于基于所生成的时间相关的第一超声信号并且基于随时间跟踪的所述能量施加元件(2)的所述位置来确定在所述对象(20)内的温度分布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.18 EP 14160505.5;2014.02.12 US 61/938,7161.一种用于在能量施加元件(2)将能量施加到对象(20)时确定在所述对象(20)内的温度分布的温度分布确定装置，所述温度分布确定装置包括：-超声设备(71)，其用于：将超声波发送到所述对象(20)内的超声测量区域中、接收来自所述超声测量区域的超声波、并且基于所接收的超声波来生成时间相关的第一超声信号，-跟踪设备(18、41)，其用于随时间跟踪在所述对象(20)内所述能量施加元件(2)相对于所述超声测量区域的位置，其中，所述跟踪设备包括：a)超声传感器(41)，其被附接到所述能量施加元件(2)，并且适于接收来自所述超声设备(71)的所述超声波，并且适于基于所接收的超声波来生成第二超声信号；以及b)位置确定单元(18)，其用于基于所接收的第二超声信号来确定所述能量施加元件(2)的所述位置，-温度分布确定单元(15)，其用于基于所生成的时间相关的第一超声信号并且基于随时间跟踪的所述能量施加元件(2)的所述位置来确定在所述对象(20)内的温度分布。2.根据权利要求1所述的温度分布确定装置，其中，所述温度分布确定单元(15)适于，在较低的温度范围中：-基于所生成的时间相关的第一超声信号来确定在所述超声测量区域中的时间相关的第一温度分布，-根据能修改的模型参数并且根据随时间跟踪的所述能量施加元件(2)的所述位置来提供描述在所述对象(20)内的时间相关的模型温度分布的模型，-通过修改所述模型参数，基于所述能量施加元件(2)的所跟踪的位置并且基于所提供的模型，来确定模型参数，使得所述模型温度分布适于在所述超声测量区域中的所述第一温度分布，其中，所述温度分布确定单元(15)还适于，在较高的温度范围中：-基于所提供的模型和所确定的模型参数来确定在所述对象(20)内的
\t第二温度分布。3.根据权利要求2所述的温度分布确定装置，其中，所述温度分布确定单元(15)适于基于所生成的时间相关的第一超声信号并且基于随时间跟踪的所述能量施加元件(2)的所述位置来确定所述时间相关的第一温度分布。4.根据权利要求3所述的温度分布确定装置，其中，所述对象(20)是周期性移动的对象(20)，并且所述能量施加元件(2)与所述对象(20)相接触以便将所述能量施加到所述对象(20)并且与所述对象(20)一起移动，其中，所述温度分布确定单元(15)适于：-基于随时间跟踪的所述能量施加元件(2)的所述位置来确定所述对象(20)的运动的运动相位，并且-将在对应于所确定的运动相位的时间处的所述时间相关的第一超声信号用于所述时间相关的第一温度分布的确定。5.根据权利要求4所述的温度分布确定装置，其中，所确定的运动相位是所述运动的静止相位。6.根据权利要求3所述的温度分布确定装置，其中，所述对象(20)是周期性移动的对象(20)，并且所述能量施加元件(2)与所述对象(20)相接触以便将所述能量施加到所述对象(20)并且与所述对象(20)一起移动，其中，所述温度分布确定单元(15)适于将在所述跟踪设备(18、41)确定针对所述能量施加元件(2)的相同位置的时间处的所述时间相关第一超声信号用于所述时间相关的第一温度分布的确定。7.根据权利要求1所述的温度分布确定装置，其中，所述温度分布确定单元(15)适于基于所生成的时间相关的第一超声信号来确定所述对象(20)的移动，并且适于基于所生成的时间相关的第一超声信号、随时间跟踪的所述能量施加元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·塞特拉曼，A·阿南德，SW·黄，F·G·G·M·维尼翁，A·K·贾殷，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL