用于监测组织温度的方法和系统技术方案

一种利用热声成像来估计关注区域内的组织温度的系统和方法，该关注区域包括由至少位于两个边界位置处的至少一个边界隔开的关注对象和参考物。该系统和方法使用热声成像系统以及一个或更多个处理器，该热声成像系统包括：可调节射频(RF)施加器，其被配置为将RF能量脉冲发射到组织的关注区域中并加热其中的组织；以及声学接收器，其被配置为接收响应于关注区域中的组织的加热而生成的双极声学信号；所述一个或更多个处理器能够：处理接收到的响应于RF能量脉冲在关注区域中生成的双极声学信号以确定其峰峰幅度，以及使用双极声学信号的峰峰幅度和边界位置之间的距离计算在至少两个边界位置处的温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监测组织温度的方法和系统领域本主题公开涉及热声成像，并且特别涉及一种用于监测组织温度的方法和系统。背景在热疗或冷冻治疗期间，需要监测组织中的温度分布，以确保热能在周围健康组织中的安全沉积并有效破坏肿瘤和异常细胞。为此，需要具有空间分辨率(约1毫米)和高温度灵敏度(1开氏度或更好)的实时温度监测。最准确的温度监测是通过用热电偶或热敏电阻直接测量温度。然而，直接测量温度是侵入性的，通常不是优选的，并且根本不可行。已经开发了几种非侵入式温度监测方法。例如，红外热成像已被用于监测组织温度。尽管红外热成像具有0.1摄氏度的准确度，但它仅限于表面温度。超声波已被用于监测组织温度。虽然超声波具有良好的空间分辨率和较高的穿透深度，但超声波的温度灵敏度较低。磁共振成像已被用于监测组织温度。虽然磁共振成像具有高分辨率和灵敏度的优点，但磁共振成像价格昂贵、体积大并且缓慢。尽管用于监测组织温度的技术已经被考虑到，但仍需要改进。因此，至少一个目的是提供一种用于监测组织温度的新方法和系统。概述应当理解，提供本概述是为了以简化的形式介绍在下面的详细描述中进一步被描述的概念的选择。本概述无意用于限制要求保护的主题的范围。因此，在一个方面，提供了一种用于估计组织温度的方法，该方法包括(i)使用射频(RF)施加器将一个或更多个RF能量脉冲引导到组织的关注区域中，该组织的关注区域包括由在至少两个边界位置处的至少一个边界隔开的关注对象和至少一个参考物；(ii)使用声学接收器，检测响应于RF能量脉冲而在每个边界位置处的关注区域中生成的双极声学信号，并处理该双极声学信号以确定双极声学信号的峰峰幅度；以及(iii)使用双极声学信号的峰峰幅度和在边界位置之间的距离计算在至少两个边界位置处的温度。在一个或更多个实施例中，该方法包括计算在边界位置之间的距离。在一个或更多个实施例中，在边界位置之间的距离是边界位置之间的有效距离。在一个或更多个实施例中，该方法包括基于计算的在至少两个边界位置处的温度来估计关注对象的温度。在一个或更多个实施例中，该方法包括使用声学接收器检测由第二关注对象响应于RF能量脉冲而生成的至少一个另外的双极声学信号，并处理该至少一个另外的双极声学信号以确定该至少一个另外的双极声学信号的峰峰幅度。在一个或更多个实施例中，该方法包括比较双极声学信号的峰峰幅度、计算的在至少两个边界位置处的温度和另外的双极声学信号的峰峰幅度以估计第二关注对象的温度。在一个或更多个实施例中，边界位于至少两个不同类型的组织之间的位置处。在一个或更多个实施例中，两个不同类型的组织是以下中的一种：肌肉和脂肪；血管和脂肪；以及肝组织和肾组织。在一个或更多个实施例中，该方法包括在治疗期间重复步骤(i)至(iii)以连续监测组织温度。根据另一方面，提供了一种用于确定关注区域内的组织温度的系统，该关注区域包括由在至少两个边界位置处的至少一个边界隔开的关注对象和参考物，该系统包括热声成像系统以及一个或更多个处理器，该热声成像系统包括：可调射频(RF)施加器，其被配置为将RF能量脉冲发射到组织的关注区域并加热在该组织的关注区域中的组织；以及声学接收器，其被配置为接收响应于关注区域中的组织的加热而生成的双极声学信号；一个或更多个处理器被配置为：处理接收到的响应于RF能量脉冲而在关注区域中生成的双极声学信号以确定该双极声学信号的峰峰幅度；以及使用双极声学信号的峰峰幅度和在边界位置之间的距离计算在至少两个边界位置处的温度。在一个或更多个实施例中，该一个或更多个处理器还被配置为计算在边界位置之间的距离。在一个或更多个实施例中，在边界位置之间的距离是边界位置之间的有效距离。在一个或更多个实施例中，该一个或更多个处理器还被配置为基于计算的在至少两个边界位置处的温度来估计关注对象的温度。在一个或更多个实施例中，该一个或更多个处理器还被配置为使用声学接收器检测由第二关注对象响应于RF能量脉冲而生成的至少一个另外的双极声学信号，并处理该至少一个另外的双极声学信号以确定该至少一个另外的双极声学信号的峰峰幅度。在一个或更多个实施例中，该一个或更多个处理器还被配置为比较双极声学信号的峰峰幅度、计算的在至少两个边界位置处的温度和另外的双极声学信号的峰峰幅度以估计第二关注对象的温度。根据另一方面，提供了一种监测组织温度的方法，该方法包括(i)使用射频(RF)施加器将一个或更多个RF能量脉冲引导到组织的关注区域中，该组织的关注区域包括由在至少两个边界位置处的至少一个边界隔开的关注对象和至少一个参考物；(ii)使用声学接收器，检测响应于RF能量脉冲而在每个边界位置处的关注区域中生成的双极声学信号，并处理该双极声学信号\以确定该双极声学信号的峰峰幅度；(iii)使用双极声学信号的峰峰幅度和是边界位置之间的距离计算在至少两个边界位置处的温度；(iv)重复所述引导、检测和计算以监测在至少一个边界处的温度。附图简述现在将参考附图更全面地描述实施例，其中：图1是成像系统的示意图；图2是示出示例性双极声学信号的曲线图；图3是示出示例性电场强度衰减曲线的曲线图；图4是用于估计组织温度的方法的流程图；图5是包含关注对象和参考的示例性关注区域；图6是用于估计组织温度的另一方法的流程图；图7示出可以使用图1的成像系统成像的人体的各个部分；以及图8是示出Grüneisen参数如何随温度变化的曲线图。具体实施方式当结合附图阅读时，将更好地理解前述概述以及某些示例的以下详细描述。如本文所用，以单数形式引入且前面有词“一(a)”或“一(an)”的元素或特征应理解为不一定排除多个元素或特征。此外，对“一个示例”或“一个实施例”的引用并不旨在被解释为排除也包含所描述的元素或特征的另外的示例或实施例的存在。此外，除非有明确相反地指出，否则“包括(comprising)”或“具有(having)”或“包括(including)”具有特定特性的一个元素或特征或多个元素或特征的示例或实施例可以包括不具有该特性的另外的元素或特征。此外，应当理解，术语“包括(comprising)”、“具有(having)”、“包括(including)”是指“包括但不限于”并且术语“包括(comprising)”、“具有(having)”和“包括(including)”具有等效含义。如本文所用，术语“和/或”可以包括一个或更多个相关联的所列元素或特征的任何和所有组合。将要理解的是，当元素或特征被称为“在另一元素或特征上(on)”、“附接(attached)”到另一元素或特征、“连接(connected)”到另一元素或特征、与另一元素或特征“耦合(coupled)”、“接触(contacting)”另一元素或特征等时，该元素或特征可直接在另一元素或特征上、附接到另一元素或特征、连接到另一元素或特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于估计组织温度的方法，所述方法包括：/n(i)使用射频(RF)施加器将一个或更多个RF能量脉冲引导到组织的关注区域中，所述组织的关注区域包括由在至少两个边界位置处的至少一个边界隔开的关注对象和至少一个参考物；/n(ii)使用声学接收器，检测响应于所述RF能量脉冲而在每个边界位置处的所述关注区域中生成的双极声学信号，并处理所述双极声学信号以确定所述双极声学信号的峰峰幅度；以及/n(iii)使用所述双极声学信号的峰峰幅度和在所述边界位置之间的距离计算在所述至少两个边界位置处的温度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181227 US 16/233,9591.一种用于估计组织温度的方法，所述方法包括：
(i)使用射频(RF)施加器将一个或更多个RF能量脉冲引导到组织的关注区域中，所述组织的关注区域包括由在至少两个边界位置处的至少一个边界隔开的关注对象和至少一个参考物；
(ii)使用声学接收器，检测响应于所述RF能量脉冲而在每个边界位置处的所述关注区域中生成的双极声学信号，并处理所述双极声学信号以确定所述双极声学信号的峰峰幅度；以及
(iii)使用所述双极声学信号的峰峰幅度和在所述边界位置之间的距离计算在所述至少两个边界位置处的温度。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括计算在所述边界位置之间的所述距离。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述边界位置之间的所述距离是所述边界位置之间的有效距离。


4.根据权利要求1所述的方法，还包括基于所计算的在所述至少两个边界位置处的温度来估计所述关注对象的温度。


5.根据权利要求1所述的方法，还包括使用所述声学接收器检测由第二关注对象响应于所述RF能量脉冲而生成的至少一个另外的双极声学信号，并且处理所述至少一个另外的双极声学信号以确定所述至少一个另外的双极声学信号的峰峰幅度。


6.根据权利要求5所述的方法，包括比较所述双极声学信号的峰峰幅度、所计算的在所述至少两个边界位置处的温度和所述另外的双极声学信号的峰峰幅度，以估计所述第二关注对象的温度。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，每个边界位置在至少两个不同类型的组织之间。


8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述两个不同类型的组织是以下之一：
肌肉和脂肪；
血管和脂肪；以及
肝组织和肾组织。


9.根据权利要求1所述的方法，还包括在治疗期间重复步骤(i)至(iii)以连续监测组织温度。


10.一种用于确定在关注区域内的组织温度的系统，所述关注区域包括由在至少两个边界位置处的至少一个边界隔开的关注对象和参考物，所述系统包括：
热声成像系统，所述热声成像系统包括：可调节射频(RF)施加器，所述可调节射频(RF)施加器被配置为将RF能量脉冲发射到组织的关注区域中并加热在所述组织的关注区域中的组织；以及声学接收器，所述声学接收器被配置为接收响应于在所述关注区域中的组织的加热而生成的双极声学信号；以及
一个或更多个处理器，所述一个或更多个处理器被配置为：
处理接收到的响应于所述RF能量脉冲在所述关注区域中生成的双极声学信号以确定所述双极声学信号的峰峰幅度；以及
使用所述双极声学信号的峰峰幅度和在所述边界位置之间的距...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹骏桓，保罗·A·皮科特，迈克尔·M·桑顿，
申请(专利权)人：安德拉生命科学公司，
类型：发明
国别省市：美国;US