一种空化参数确定方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术提供一种空化参数确定方法、系统、设备及介质，该空化参数确定方法包括获取不同时间点对应的电压电流信号对应的互相关函数，基于互相关函数，确定各时间点对应的互相关函数最大值，基于各时间点对应的互相关函数最大值，确定相邻时间点对应的互相关函数最大值对应的相位差，基于所有相邻时间点对应的互相关函数最大值对应的相位差，确定空化状态，本申请解决了现有技术中所存在的目前所采用的众多超声空化量化手段中，均需对原系统进行修改，在HIFU系统中加入新的设备仪器来获取空化活动信息，这在某些特殊的HIFU使用场景中是难以实现的，并且，对声场中的信息采集也易受到外部环境的干扰的技术问题。外部环境的干扰的技术问题。外部环境的干扰的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种空化参数确定方法、系统、设备及介质


[0001]本申请涉及超声
，具体涉及一种空化参数确定方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]高强度聚焦超声（High
‑
Intensity Focused Ultrasound, HIFU）具有非侵入性、靶向性、无辐射等优点，是一种新型的无创治疗方法，被广泛应用于子宫肌瘤、乳腺癌、肾癌等疾病的临床肿瘤消融治疗。目前，在临床应用过程中，主要运用的是超声的热效应机制，但超声的空化效应也在超声各项应用中起到了不可或缺的作用。
[0003]空化效应是HIFU的生物学效应之一，是指存在于液体中的微气核空化泡在声波的作用下振动，存在于液体中的微小气泡（空化核）生长并不断聚集声场能量，生长，当能量达到某个阈值时，空化气泡急剧崩溃闭合的现象。根据空化泡持续时间的不同，可将超声空化分为稳态空化和惯性空化。空化活动在焦域形成的气泡会提高生物组织的热沉积效率，尤其是惯性空化在气泡崩溃瞬间会产生大量的热量与压力，因此空化活动可以被用于对超声热效应的治疗增效。除此之外，超声空化效应还可用于超声碎石、血脑屏障的打开、药物递送、基因转载等。由于超声空化行为具有广泛的应用范围，对空化行为的实时监测与定量表征对于提高HIFU治疗的有效性和安全性有重要作用。
[0004]然而，目前所采用的众多超声空化量化手段中，均需对原系统进行修改，在HIFU系统中加入新的设备仪器来获取空化活动信息，这在某些特殊的HIFU使用场景中是难以实现的，并且，对声场中的信息采集也易受到外部环境的干扰。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术提供一种空化参数确定方法、系统、设备及介质，以解决上述目前所采用的众多超声空化量化手段中，均需对原系统进行修改，在HIFU系统中加入新的设备仪器来获取空化活动信息，这在某些特殊的HIFU使用场景中是难以实现的，并且，对声场中的信息采集也易受到外部环境的干扰的技术问题。
[0006]在本申请的一示例性实施例中，本专利技术提供一种空化参数确定方法，所述空化参数包括空化状态，所述空化参数确定方法包括：获取不同时间点对应的电压电流信号对应的互相关函数；基于所述互相关函数，确定各时间点对应的互相关函数最大值；基于各时间点对应的互相关函数最大值，确定相邻时间点对应的互相关函数最大值对应的相位差；基于所有相邻时间点对应的互相关函数最大值对应的相位差，确定空化状态。
[0007]在本申请的一示例性实施例中，确定各时间点对应的互相关函数最大值包括：按照时间先后顺序对各时间点对应的电压电流信号对应的互相关函数进行排序;基于三个相邻时间点对应的互相关函数，采用抛物线插值法确定中间时间点对应的互相关函数最大值。
[0008]在本申请的一示例性实施例中，所述空化状态包括发生空化和未发生空化，确定空化状态，包括：若所述相位差差值为0，将所述空化参数确定为未发生空化；若所述相位差差值大于0或小于0，将所述空化参数确定为发生空化。
[0009]在本申请的一示例性实施例中，所述空化参数还包括空化强度，若所述空化状态为发生空化，所述空化参数确定方法还包括：基于相邻时间点对应的互相关函数最大值对应的相位差，确定空化强度。
[0010]在本申请的一示例性实施例中，确定空化强度，包括：基于相邻时间点对应的互相关函数最大值对应的相位差，确定相位差标准差；将所述相位差标准差确定为空化强度。
[0011]在本申请的一示例性实施例中，本申请还提供一种空化参数确定系统，所述空化参数确定系统包括：采集模块，被配置为获取不同时间点对应的电压电流信号对应的互相关函数；互相关函数最大值确定模块，被配置为基于所述互相关函数，确定各时间点对应的互相关函数最大值；相位差确定模块，被配置为基于各时间点对应的互相关函数最大值，确定相邻时间点对应的互相关函数最大值对应的相位差；空化状态确定模块，被配置为基于所有相邻时间点对应的互相关函数最大值对应的相位差，确定空化状态。
[0012]在本申请的一示例性实施例中，互相关函数最大值确定模块包括：排序单元，被配置为按照时间先后顺序对各时间点对应的电压电流信号对应的互相关函数进行排序；互相关函数最大值确定单元，被配置为基于三个相邻时间点对应的互相关函数。
[0013]在本申请的一示例性实施例中，本专利技术还提供一种电子设备，所述电子设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如上所述的空化参数确定方法。
[0014]在本申请的一示例性实施例中，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如上所述的空化参数确定方法。
[0015]本专利技术的有益效果：本申请通过获取获取不同时间点对应的电压电流信号对应的互相关函数，基于互相关函数，确定各时间点对应的互相关函数最大值，基于相邻时间点对应的互相关函数最大值对应的相位差，确定空化状态，解决了现有技术中所存在的目前所采用的众多超声空化量化手段中，均需对原系统进行修改，在HIFU系统中加入新的设备仪器来获取空化活动信息，这在某些特殊的HIFU使用场景中是难以实现的，并且，对声场中的信息采集也易受到外部环境的干扰的技术问题。
[0016]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0017]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术者来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1A为HIFU换能器等效电路示意图，图1B为简化等效电路模型图；图2为系统装置的示意图；图3为本申请的一示例性实施例示出的空化参数确定方法的流程图；图4为图1所示实施例中确定各时间点对应的互相关函数最大值在一示例性的实施例中的流程图；图5为抛物线插值原理图；图6为图1所示实施例中确定空化状态在一示例性实施例中的流程图；图7为本申请的另一示例性实施例示出的空化参数确定方法的流程图；图8为图7所示实施例中确定空化强度在一示例性实施例中的流程图；图9为本申请的一示例性实施例示出的空化参数确定系统的框图；图10示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
[0018]以下将参照附图和优选实施例来说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的保护范围。
[0019]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空化参数确定方法，其特征在于，实时空化参数包括空化状态，所述空化参数确定方法包括：获取不同时间点对应的电压电流信号对应的互相关函数；基于所述互相关函数，确定各时间点对应的互相关函数最大值；基于各时间点对应的互相关函数最大值，确定相邻时间点对应的互相关函数最大值对应的相位差；基于相邻时间点对应的互相关函数最大值对应的相位差，确定空化状态。2.如权利要求1所述的空化参数确定方法，其特征在于，确定各时间点对应的互相关函数最大值包括：按照时间先后顺序对各时间点对应的电压电流信号对应的互相关函数进行排序；基于三个相邻时间点对应的互相关函数，采用抛物线插值法确定中间时间点对应的互相关函数最大值。3.如权利要求1所述的空化参数确定方法，其特征在于，所述空化状态包括发生空化和未发生空化，确定空化状态，包括：若所述相位差差值为0，将所述空化状态确定为未发生空化；若所述相位差差值大于0或小于0，将所述空化状态确定为发生空化。4.如权利要求3所述的空化参数确定方法，其特征在于，所述空化参数还包括空化强度，若所述空化状态为发生空化，所述空化参数确定方法还包括：基于相邻时间点对应的互相关函数最大值对应的相位差，确定空化强度。5.如权利要求4所述的空化参数确定方法，其特征在于，确定空化强度，包括：基于相邻时间点对应的互相关函数最大值对应的相位差，确定相位差标准差；将所述相位差标...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐阳诚，李雁浩，刘闯，曹奇，
申请(专利权)人：重庆医科大学，
类型：发明
国别省市：