基于超声对在填充流体的中空结构中的颗粒的表征制造技术

根据一种用于表征在填充流体的中空结构中的颗粒的方法，朝中空结构(8)的局部区域的方向发射具有频谱的超声信号，并且检测超声信号的反射分量，所述频谱在可变的测量频率下具有局部最大值。在预设的测量区间内对所述测量频率进行调谐，并且根据检测到的反射分量获得作为所述测量频率的函数的频谱响应曲线(11)。根据该响应曲线(11)确定位于所述中空结构(8)的局部区域中的至少一部分颗粒(9)的至少一种特征性质。所述特征性质包括第二量值，所述第二量值涉及位于所述中空结构(8)的局部区域中的这部分颗粒(9)的颗粒(9)粘附性。的这部分颗粒(9)的颗粒(9)粘附性。的这部分颗粒(9)的颗粒(9)粘附性。

【技术实现步骤摘要】
基于超声对在填充流体的中空结构中的颗粒的表征


[0001]本专利技术涉及一种用于表征在填充流体的中空结构中的颗粒的方法和一种相应的超声系统以及一种计算机程序产品。

技术介绍

[0002]在所谓的肿瘤栓塞方法的范畴内，将微米范围内的颗粒、尤其珠子通过导管引入供应肿瘤的血管中。一方面，这些颗粒可以抑制通过血管的血液流动，从而限制对肿瘤的供应；另一方面，例如可以将化学治疗剂添加到颗粒中，颗粒可以将这些化学治疗剂施用于肿瘤组织。以类似方式也可以将放射性颗粒引入肿瘤附近。
[0003]为了能够估计或监测肿瘤栓塞的成功或状态，希望确定颗粒的局部浓度或粘附于管壁或其它对象上的颗粒的比例或引入的颗粒的其它特征。
[0004]由文献EP 3 637 098 A1已知一种具有超声传感器的通流测量装置，用于实施用于测量液体流过的管线中的颗粒尺寸分布和颗粒浓度的测量方法。
[0005]由文献DE 10 2010 031 129 A1已知一种具有超声换能器的超声颗粒测量系统，超声换能器具有超声换能器元件和耦合元件。声学信号能够经由耦合元件从超声换能器元件发射和接收。耦合元件设计为声透镜。利用适合于对从颗粒反射到超声换能器的声信号的反射信号进行幅度分析的评估单元，可以在预设时间区间内对大于预设阈值的反射信号幅度的数量进行计数。
[0006]由文献WO 2006/094 951 A1已知一种具有用于提供回波信号的器件的医学成像系统，这些器件显示身体部分对具有不同声压的多个脉冲超声波的反应。在这种情况下，身体部分包括造影剂流过的组织。还包括用于区分第一造影剂类型的贡献与第二造影剂类型和回波信号中的组织的贡献的器件。
[0007]在PEKAR、Martin等人发表在期刊《超声学》上的文章“Quantitative imaging performance of frequency
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tunable capacitive micromachined ultrasonic transducer array designed for intracardiac application:Phantom study”(第84卷，出版年份2018，第421
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429页)中，研究了通过超声系统的频率调谐可以在多大程度上生成空间分辨率提高的图像和穿透深度更大的图像。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是，提供用于表征在填充流体的中空结构中的、尤其血管中的颗粒的可能性。
[0009]所述技术问题按照本专利技术通过一种用于表征在填充流体的中空结构中的颗粒的方法解决，其中
[0010]‑
朝中空结构的局部区域的方向发射具有频谱的超声信号，并且检测超声信号的反射分量，所述频谱在可变的测量频率下具有局部最大值；
[0011]‑
在预设的测量区间内对所述测量频率进行调谐，并且根据检测到的反射分量获
得作为所述测量频率的函数的频谱响应曲线；
[0012]‑
根据该响应曲线确定位于所述中空结构的局部区域中的至少一部分颗粒的至少一种特征性质，
[0013]其中，所述特征性质包括第二量值，所述第二量值涉及位于所述中空结构的局部区域中的这部分颗粒的颗粒粘附性。
[0014]所述技术问题按照本专利技术还通过一种超声系统解决，所述超声系统设置用于实施前述的用于表征在填充流体的中空结构中的颗粒的方法，所述超声系统具有
[0015]‑
超声探头，其设置用于朝中空结构的局部区域的方向发射具有频谱的超声信号，并且检测超声信号的反射分量，所述频谱在可变的测量频率下具有局部最大值；
[0016]‑
用于操控超声探头的控制单元，所述控制单元设置用于在预设的测量区间内对测量频率进行调谐；和
[0017]‑
评估单元，其设置用于根据检测到的反射分量获得作为所述测量频率的函数的频谱响应曲线，并且根据该响应曲线确定位于所述中空结构的局部区域中的至少一部分颗粒的至少一种特征性质。
[0018]所述技术问题按照本专利技术还通过一种计算机程序产品解决，所述计算机程序产品具有指令，所述指令在由前述类型的超声系统执行时使所述超声系统实施前述类型的方法。
[0019]本专利技术基于如下构思：产生具有可变测量频率的超声信号并且评估相应的反射分量，以便获得频谱响应曲线，基于该曲线确定中空结构中的颗粒的至少一种特征性质。
[0020]根据本专利技术的一个方面提供一种用于表征在填充流体的中空结构中的颗粒的方法。在该方法中，尤其通过由控制单元操控的超声探头朝中空结构的局部区域的方向发射具有在可变测量频率处具有局部最大值的频谱的超声信号，并且尤其通过超声探头检测超声信号的反射分量。尤其通过控制单元在预设的测量区间内对测量频率进行调谐，并且根据检测到的反射分量获得作为所述测量频率的函数的频谱响应曲线。尤其通过评估单元根据响应曲线确定位于中空结构的局部区域中的至少一部分颗粒的至少一种特征性质。这种特征性质包括一种量值，其涉及在局部区域中的颗粒的粘附到中空结构本身、尤其中空结构的内壁上或者粘附到其它对象、例如导管、其它工具或其它组织上的份额和颗粒的通过流体自由移动的份额。
[0021]中空结构通常可以是具有固定壁或柔性壁的管状结构或分支管状结构，超声信号可以至少部分地穿过这些壁以便到达颗粒。尤其地，中空结构是人或动物的管结构或人或动物的血管。
[0022]填充中空结构的流体通常可以是气体或液体，优选是液体。在血管作为中空结构的情况下，流体尤其是包含血液的液体。此外，该液体可以包括例如用于促进颗粒引入的其它液体，例如食盐溶液、造影剂等。
[0023]在此，根据本专利技术的方法的出发点是这样一种情况，其中，颗粒存在于填充有流体的中空结构中，在血管的情况下例如通过相应的导管尤其预先引入颗粒。引入颗粒的步骤至少在人或动物的管路作为中空结构的情况下不是根据本专利技术的方法的一部分。此外，导管在某些情况下的必要插入和为此所需的措施也不是根据本专利技术的方法的一部分。
[0024]分别根据用于所述方法的超声系统的设计形式，超声探头可以设计用于从包围中
空结构的对象的外部、例如从人或动物身体外部朝中空结构的局部区域的方向发射超声信号。备选地，超声探头也可以设计用于插入中空结构或布置在该中空结构周围的另外的中空结构中，即，超声探头可以尤其设计用于在体内使用。例如，超声探头可以设计用于腔内的、内窥镜的和/或血管内的应用。在人或动物的管路或血管作为中空结构的情况下，将超声探头引入人或动物体内不是根据本专利技术的方法的一部分。尤其地，用于改变超声探头在人体或动物体内的位置的移动不是根据本专利技术的方法的一部分。但应当指出，根据本专利技术的方法的步骤也可以重复实施，并且超声探头的位置可以在各个单独的重复之间改变。
[0025]测量频率是可变的尤其可以这样理解，即尤其通过控制单元可以调节测量频率、即超声信号的频谱的最大点，该最大点也可以称为中心频率。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于表征在填充流体的中空结构(8)中的颗粒(9)的方法，其中，
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朝中空结构(8)的局部区域的方向发射具有频谱的超声信号，并且检测超声信号的反射分量，所述频谱在可变的测量频率下具有局部最大值；
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在预设的测量区间内对所述测量频率进行调谐，并且根据检测到的反射分量获得作为所述测量频率的函数的频谱响应曲线(11)；
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根据该响应曲线(11)确定位于所述中空结构(8)的局部区域中的至少一部分颗粒(9)的至少一种特征性质，其中，所述特征性质包括第二量值，所述第二量值涉及位于所述中空结构(8)的局部区域中的这部分颗粒(9)的颗粒(9)粘附性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述响应曲线(11)确定第一量值，所述第一量值涉及位于所述中空结构(8)的局部区域中的这部分颗粒(9)的颗粒(9)量。3.根据权利要求2所述的方法，其中，
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确定在所述测量区间内在测量频率的预设义的频率值上的响应曲线(11)的幅度值；并且
‑
根据该幅度值确定所述第一量值。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述频率值对应于所述响应曲线(11)的局部最大点。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
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将所述响应曲线(11)的至少一种曲线特性与至少一种预设的参考曲线特性进行比较；并且
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根据比较结果确定所述第二量值。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
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基于所述响应曲线(11)和参考曲线(12)确定相关特征值；并且
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根据该相关特征值确定所述第二量值。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述测量区间处于5MHz至12MHz的范围内。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所发射的超声信号的频谱的带宽大于或等于1kHz并且小于或等于100kHz。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
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【专利技术属性】
技术研发人员：A雷根斯伯格，JC杰奥尔吉，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：