專利名稱：使用醫(yī)學(xué)診斷超聲的溫度預(yù)測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及確定內(nèi)部溫度以進(jìn)行醫(yī)學(xué)治療。
背景技術(shù)：
基于熱能的治療在病人體內(nèi)施加熱量。諸如RF消融、微波、激光照射、或高強(qiáng) 度聚焦超聲(HIFU)的各種型式遞送能量。這些治療的安全性和效力與劑末組織溫度和 被治療組織的時(shí)間溫度歷史密切相關(guān)。時(shí)間溫度歷史被量化為“熱劑量”。使用諸如針型探頭的侵入式傳感器來(lái)監(jiān)視溫度和劑量。侵入式程序可能是不期 望的。磁共振成像(MRI)監(jiān)視是測(cè)量組織治療溫度的非侵入式方法。MRI方法可能不 提供實(shí)時(shí)反饋和/或是昂貴的。

發(fā)明內(nèi)容
由以下權(quán)利要求來(lái)限制本發(fā)明，并且不應(yīng)將本節(jié)的任何內(nèi)容示為對(duì)那些權(quán)利要 求的限制。以介紹的方式，下述優(yōu)選實(shí)施例包括用于用醫(yī)學(xué)診斷超聲系統(tǒng)來(lái)確定溫度相 關(guān)信息或檢測(cè)溫度特性的方法、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、指令、和系統(tǒng)。將來(lái)自超聲掃描的解 剖信息與建模一起使用以確定溫度或其它溫度相關(guān)參數(shù)?？梢耘c施加熱治療一起實(shí)時(shí)地 獲得超聲信息，因此其可以用來(lái)更好地控制熱量產(chǎn)生和治療。該解剖信息可以用來(lái)調(diào)準(zhǔn) (align)從一個(gè)部位測(cè)量的模型特征。該解剖信息可以用作到模型的輸入。該解剖信息可 以用來(lái)選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ?，諸如基于組織類型的選擇。該解剖信息可以用來(lái)校正模型的輸 出，諸如考慮到由于相鄰血管或其它傳導(dǎo)組織而引起的溫度分布。在第一方面，提供了一種用醫(yī)學(xué)診斷超聲來(lái)確定溫度相關(guān)信息的方法。從病人 獲取表示解剖信息的超聲數(shù)據(jù)。執(zhí)行溫度相關(guān)測(cè)量。將溫度相關(guān)測(cè)量結(jié)果應(yīng)用于模型。 將模型與解剖信息組合。根據(jù)該組合來(lái)顯示溫度相關(guān)信息。在第二方面，一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)具有存儲(chǔ)在其中的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)表示可由用 于用醫(yī)學(xué)診斷超聲系統(tǒng)檢測(cè)溫度特性的編程處理器執(zhí)行的指令。該存儲(chǔ)介質(zhì)包括指令， 該指令用于(a)接收表示病人的解剖超聲信息，(b)在向病人的部位(region)施加熱治 療期間，接收表示該部位中的不同位置的超聲數(shù)據(jù)，(c)用與時(shí)間有關(guān)的機(jī)器訓(xùn)練模型 并且在施加期間根據(jù)超聲數(shù)據(jù)和建模的先前輸出對(duì)所述部位中的溫度的空間分布進(jìn)行建 模，該建模對(duì)解剖超聲信息進(jìn)行響應(yīng)，以及(d)輸出溫度的空間分布。在第三方面，提供了一種用于用醫(yī)學(xué)診斷超聲來(lái)確定溫度相關(guān)信息的系統(tǒng)。接 收波束成形器被配置為獲取表示病人的部位的超聲數(shù)據(jù)。處理器被配置為用機(jī)器學(xué)習(xí)模 型和熱模型對(duì)該部位上的熱治療的效果進(jìn)行建模。機(jī)器學(xué)習(xí)模型使用至少一個(gè)特征，其 為超聲數(shù)據(jù)的函數(shù)。該熱模型被配置為根據(jù)超聲數(shù)據(jù)來(lái)校正機(jī)器學(xué)習(xí)模型的輸出。顯示 器被配置為顯示表示該效果的圖像。下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例來(lái)討論本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)。


部件和附圖不一定按比例，而是著重于舉例說(shuō)明本發(fā)明的原理。此外，在附圖 中，相同的參考標(biāo)號(hào)貫穿不同的視圖表示相應(yīng)的部分。圖1是用于用醫(yī)學(xué)診斷超聲來(lái)確定溫度相關(guān)信息的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程 圖；圖2是建模的溫度與熱電偶測(cè)量的溫度的一個(gè)示例性比較的圖表；圖3是具有覆蓋的(overlaid)溫度特性的示例性醫(yī)學(xué)超聲圖像；圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包括溫度特性信息的三維再現(xiàn)；以及圖5是用于用醫(yī)學(xué)診斷超聲來(lái)確定溫度相關(guān)信息的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的方框 圖。
具體實(shí)施例方式使用聲學(xué)方法直接且非侵入式地量化并實(shí)時(shí)地顯示目標(biāo)組織溫度。解釋接收到 的超聲信號(hào)。將在聲學(xué)上檢測(cè)的或其它參數(shù)輸入到模型中。例如，使用聲速、彈性、反 向散射強(qiáng)度、和/或其它信息作為用于模型的特征。該模型是與時(shí)間有關(guān)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、 空間和時(shí)間上的分段線性擬合、或其它模型。該模型輸出在監(jiān)視和/或控制治療中有用 的溫度、熱劑量和/或其它治療組織參數(shù)的測(cè)量結(jié)果。可以以各種方式將超聲信息與溫度模型相組合。在某些實(shí)施例中，獲取解剖超 聲信息。獲取治療溫度相關(guān)接收超聲參數(shù)(例如，聲速)。在治療期間的一段時(shí)間上獲 取溫度的時(shí)間歷史，諸如治療會(huì)話期間的模型的歷史輸出，和接收到的超聲參數(shù)。將超 聲參數(shù)和解剖超聲信息與諸如與時(shí)間有關(guān)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或空間和時(shí)間上的分段線性的模型 組合。由模型輸出導(dǎo)出一個(gè)或多個(gè)位置上的溫度測(cè)量結(jié)果。在其它實(shí)施例中，獲取兩個(gè)或更多溫度相關(guān)超聲參數(shù)，諸如聲速、彈性、超聲 接收信號(hào)去相關(guān)系數(shù)、和/或其它參數(shù)。輸入用于一個(gè)或多個(gè)位置的參數(shù)作為模型的特 征。將解剖信息與模型組合。在其它實(shí)施例中，獲取一個(gè)或多個(gè)超聲參數(shù)和治療組織參數(shù)，諸如劑量、生物 效應(yīng)、或組織修改度量、以及這些參數(shù)在治療期間的一段時(shí)間上的時(shí)間歷史。將這些參 數(shù)作為與解剖信息組合的模型的特征輸入。在另一實(shí)施例中，從傳感器或治療設(shè)備獲取非超聲治療參數(shù)(例如，溫度或劑 量)。在熱模型中輸入該參數(shù)以確定溫度分布。將該溫度分布登記到解剖超聲信息或否 則與解剖信息組合。在治療期間提建模和來(lái)自超聲的解剖信息的使用。非實(shí)時(shí)的實(shí)施例是可能的。 其它實(shí)施例用于用機(jī)器來(lái)訓(xùn)練模型?？梢允褂媒馄市畔⑴c模型的一個(gè)或多個(gè)組合。可以將原始形式的解剖信息(例 如，B模式或反向散射強(qiáng)度數(shù)據(jù))或?qū)С龅膮?shù)(例如，組織的類型)作為模型的特征輸 入。解剖信息可以用來(lái)調(diào)準(zhǔn)在不同時(shí)間用于病人體內(nèi)的相同位置的數(shù)據(jù)，以便模型接收 用于每個(gè)位置的參數(shù)的正確時(shí)間歷史。解剖信息可以用來(lái)選擇模型，諸如具有用于不同 類型的組織或身體位置的不同模型。解剖信息可以用來(lái)校正模型的輸出，諸如用于均勻 組織的建模和根據(jù)相鄰組織(例如，血管、其它熱沉、或組織不一致性)來(lái)校正建模的輸出ο不同類型的模型使用解剖信息。在一個(gè)實(shí)施例中，模型是具有基于超聲的特征 的機(jī)器學(xué)習(xí)模型。在另一實(shí)施例中，從任何傳感器(例如，超聲、熱電偶、或其它傳感 器)導(dǎo)出溫度信息，并從理論或?qū)嶒?yàn)導(dǎo)出模型以根據(jù)輸入預(yù)測(cè)溫度分布。在其它實(shí)施例 中，將兩種類型的模型一起使用，諸如用機(jī)器學(xué)習(xí)模型來(lái)估計(jì)溫度特性并使用熱分布模 型來(lái)對(duì)組織或流體變化進(jìn)行校正。圖1示出用醫(yī)學(xué)診斷超聲來(lái)確定溫度相關(guān)信息的方法的一個(gè)實(shí)施例。本實(shí)施例 涉及應(yīng)用模型。在其它實(shí)施例中，執(zhí)行用于訓(xùn)練模型的動(dòng)作12、14、和/或16。按所 示順序或不同順序來(lái)執(zhí)行這些該動(dòng)作?？梢蕴峁└郊?、不同、或更少的動(dòng)作。例如，動(dòng) 作14或16是可選的。作為另一示例，執(zhí)行動(dòng)作22作為動(dòng)作18的一部分，或者不提供 動(dòng)作22。動(dòng)作24和26是可選的。在治療期間執(zhí)行該動(dòng)作。在治療中自始至終重復(fù)該動(dòng)作。例如，在施加治療之 前獲取數(shù)據(jù)的參考組。可以假定一個(gè)或多個(gè)參數(shù)用于初始重復(fù)，諸如假定病人的普遍溫 度或病人體內(nèi)的組織的類型。一旦熱治療開(kāi)始，重復(fù)該動(dòng)作以提供更新的測(cè)量結(jié)果和得 到的模型預(yù)測(cè)?？梢栽谟谢驔](méi)有其它參數(shù)的情況下使用參數(shù)的變化作為輸入特征?？梢?將輸入?yún)?shù)的時(shí)間歷史、建模輸出、或兩者用于根據(jù)任何當(dāng)前測(cè)量進(jìn)行建模?？梢允褂?當(dāng)前估計(jì)溫度、劑量、或其它溫度特性來(lái)確定是否、在哪里、和/或在什么級(jí)別繼續(xù)治 療。在其它實(shí)施例中，在稍后的回顧期間確定溫度信息。在動(dòng)作12中，接收表示病人的解剖超聲信息。醫(yī)學(xué)診斷超聲系統(tǒng)掃描病人的部 位?？梢允褂萌魏晤愋偷膾呙?、掃描格式、或成像模式。例如，在有或沒(méi)有添加的造影 劑的情況下使用諧波成像。作為另一示例，使用B模式、彩色血流模型、頻譜多普勒模 式、M模式、或其它成像模式。從病人獲取表示解剖信息的超聲數(shù)據(jù)。超聲數(shù)據(jù)表示病人的點(diǎn)、線、面積、或 體積。發(fā)送超聲頻率下的波形，并接收回波。將聲學(xué)回波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并進(jìn)行波束成形 以表示病人的部位內(nèi)的采樣位置?？梢詫?duì)波束成形數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾或否則進(jìn)行處理?？梢?檢測(cè)波束成形數(shù)據(jù)，諸如確定強(qiáng)度。可以使用來(lái)自同一位置的回波信號(hào)的序列來(lái)估計(jì)速 度、變化(variance)、和/或能量?？梢蕴幚韨鬏敳ㄐ蔚囊粋€(gè)或多個(gè)諧波處的回波?？?以對(duì)所檢測(cè)的值進(jìn)行過(guò)濾和/或掃描轉(zhuǎn)換成顯示格式。表示病人的超聲數(shù)據(jù)來(lái)自沿著超 聲處理路徑的任一點(diǎn)，諸如在波束成形之前的通道數(shù)據(jù)、檢測(cè)之前的射頻或同相和正交 數(shù)據(jù)、檢測(cè)的數(shù)據(jù)、或掃描轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。解剖超聲信息是實(shí)際數(shù)據(jù)。例如，B模式數(shù)據(jù)表示組織結(jié)構(gòu)。作為另一示例， 血流數(shù)據(jù)指示與血管相關(guān)的位置。可選地地或另外，由實(shí)際數(shù)據(jù)導(dǎo)出解剖超聲信息。例 如，根據(jù)斑點(diǎn)(speckle)特性、回波強(qiáng)度、與組織結(jié)構(gòu)匹配的模板、或其它處理來(lái)確定給 定位置處的組織類型。作為另一示例，將部位生長(zhǎng)與B模式數(shù)據(jù)或彩色血流數(shù)據(jù)一起使 用以確定超聲數(shù)據(jù)表示血管或其它流體部位?？梢源_定解剖的當(dāng)前分布，諸如所表示的 器官的列表。實(shí)際數(shù)據(jù)和/或?qū)С龅男畔⑹菍⑴c模型組合地使用的解剖參數(shù)。在動(dòng)作14中，執(zhí)行溫度相關(guān)測(cè)量?？梢允褂萌魏螠囟认嚓P(guān)測(cè)量。例如，組織 在受熱時(shí)膨脹。測(cè)量該膨脹可以指示溫度。溫度相關(guān)測(cè)量可以直接或間接地指示溫度。 例如，與傳導(dǎo)性或含水量(例如，組織類型的測(cè)量)有關(guān)的參數(shù)的測(cè)量可以間接地影響溫
6度。該測(cè)量結(jié)果可以用于原始超聲數(shù)據(jù)，或者可以從超聲數(shù)據(jù)導(dǎo)出。執(zhí)行僅一次、或兩次或更多次測(cè)量。僅對(duì)部位中的一個(gè)位置、或?qū)Χ鄠€(gè)位置執(zhí) 行測(cè)量?？梢允褂猛耆蓸踊蛳∈璨蓸?。隨時(shí)間執(zhí)行測(cè)量，但是與先前的測(cè)量無(wú)關(guān)。可 選地地或另外，可以使用來(lái)自基準(zhǔn)或任何先前(例如，最近)測(cè)量的測(cè)量結(jié)果的變化。溫度相關(guān)測(cè)量可以使用任何型式。例如，使用熱電偶、紅外、或其它傳感器。 傳感器被插入病人體內(nèi)或掃描病人。作為另一示例，使用來(lái)自治療處理設(shè)備的信息。測(cè) 量或接收熱治療的能量輸出、劑量、或其它參數(shù)?？梢允褂梅菍?shí)時(shí)測(cè)量，諸如基線溫度。可以使用用于部位中的溫度分布的基于 MRI的測(cè)量。可以使用諸如與在向病人的部位施加熱治療期間執(zhí)行的超聲測(cè)量相關(guān)的實(shí) 時(shí)測(cè)量。在一個(gè)實(shí)施例中，在有或沒(méi)有其它溫度相關(guān)測(cè)量的情況下執(zhí)行一次或多次超聲 測(cè)量。可以對(duì)治療部位中和/或周圍的多個(gè)不同位置提供超聲測(cè)量。可以使用任何現(xiàn)在 已知或以后開(kāi)發(fā)的使用超聲的溫度相關(guān)測(cè)量。在一個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行組織位移、聲速、 反向散射強(qiáng)度、和接收信號(hào)的歸一化相關(guān)系數(shù)中的兩個(gè)或更多，諸如全部四個(gè)。其它測(cè) 量是可能的，諸如血管壁的膨脹。通過(guò)測(cè)量一個(gè)、兩個(gè)、或三個(gè)維度上的偏移來(lái)測(cè)量組織位移。確定與絕對(duì)差的 最小和或最高相關(guān)性相關(guān)的位移。相對(duì)于諸如先前或初始掃描的參考數(shù)據(jù)集對(duì)當(dāng)前掃描 數(shù)據(jù)進(jìn)行平移(translate)、旋轉(zhuǎn)、和/或縮放。將與最大或充分相似性相關(guān)的偏移確定為 位移。使用B模式或諧波模式數(shù)據(jù)，但是可以使用其它數(shù)據(jù)?？梢允褂冕槍?duì)一個(gè)位置計(jì) 算的位移來(lái)精選(refine)另一位置上的搜索或搜索區(qū)域。可以使用位移的其它測(cè)量。可以通過(guò)從加熱之前的接收時(shí)間與加熱期間的接收時(shí)間的比較來(lái)測(cè)量聲速。發(fā) 射脈沖?？梢允褂没夭◤慕o定位置返回的時(shí)間來(lái)確定從換能器到該位置和返回的聲速。 可以使用任何孔徑，諸如用不同的孔徑單獨(dú)地對(duì)相同的位置進(jìn)行測(cè)量并求平均。在另一 實(shí)施例中，信號(hào)被相關(guān)。例如，使波束成形之后的同相和正交信號(hào)與參考信號(hào)相關(guān)。確 定參考與當(dāng)前信號(hào)之間的相位偏移。使用傳輸波形的頻率(即，超聲頻率)來(lái)將相位差 轉(zhuǎn)換成時(shí)間或聲速?？梢允褂寐曀俚钠渌鼫y(cè)量。反向散射強(qiáng)度是B模式或M模式。確定回波信號(hào)的包絡(luò)的強(qiáng)度或能量。可以測(cè)量接收信號(hào)的歸一化相關(guān)系數(shù)。諸如同相和正交數(shù)據(jù)的檢測(cè)前波束成形 數(shù)據(jù)是互相關(guān)的。在一個(gè)實(shí)施例中，獲取一個(gè)參考樣本或多個(gè)參考樣本。在治療期間， 獲取后續(xù)樣本。對(duì)于每個(gè)位置，諸如深度為三個(gè)波長(zhǎng)的空間窗定義用于相關(guān)的數(shù)據(jù)。該 窗定義長(zhǎng)度、面積或體積。當(dāng)前數(shù)據(jù)與窗空間內(nèi)的參考數(shù)據(jù)相關(guān)。對(duì)窗中的數(shù)據(jù)執(zhí)行歸 一化互相關(guān)。獲取新的數(shù)據(jù)時(shí)，執(zhí)行進(jìn)一步的互相關(guān)?？梢詼y(cè)量任何溫度相關(guān)的聲學(xué)和物理參數(shù)或參數(shù)變化。其它測(cè)量包括組織彈 性、應(yīng)變、應(yīng)變率、運(yùn)動(dòng)(例如，位移或彩色血流測(cè)量)、或反射功率(例如，反向散射 橫截面)。在動(dòng)作16中，接收其它治療數(shù)據(jù)。該治療數(shù)據(jù)表示熱治療的方面，諸如治療 的效果。該效果可以是溫度相關(guān)的，或者可以僅僅是施加熱量超過(guò)特定劑量的結(jié)果。該 效果在去除熱量之后可以持續(xù)。治療效果和生物效應(yīng)相關(guān)參數(shù)包括彈性(例如，聲學(xué)輻 射力成像)、膨脹(根據(jù)B模式跟蹤來(lái)確定)、收縮(例如，根據(jù)B模式跟蹤來(lái)確定)、 相變、含水量、血流或其它流體變化(例如，根據(jù)多普勒信息確定的凝結(jié))及其它可測(cè)量變化?？梢允褂弥委煍?shù)據(jù)參數(shù)或歷史中的變化?？梢垣@取臨床或其它信息。例如，可以從病人記錄中發(fā)掘遺傳信息或其它組織 相關(guān)數(shù)據(jù)?？梢允褂糜兄诖_定溫度相關(guān)信息的任何特征。治療數(shù)據(jù)可以與溫度有關(guān)。例如，膨脹、收縮、含水量、或其它治療參數(shù)可以 指示當(dāng)前溫度。無(wú)論測(cè)量的分類如何，使用測(cè)量結(jié)果作為到模型的輸入或計(jì)算用于輸入 到模型的值。為一個(gè)或多個(gè)位置提供治療數(shù)據(jù)，諸如為二維或三維部位中的所有位置提 供治療數(shù)據(jù)?；蛘?，治療數(shù)據(jù)通常與整個(gè)部位相關(guān)，諸如用于整個(gè)部位的一個(gè)劑量或能 量水平。在動(dòng)作18中，將溫度相關(guān)測(cè)量結(jié)果和/治療數(shù)據(jù)應(yīng)用于模型。將測(cè)量結(jié)果或數(shù) 據(jù)作為原始數(shù)據(jù)輸入?？蛇x地，對(duì)值(即，測(cè)量結(jié)果和/或數(shù)據(jù))進(jìn)行處理并輸入已處 理值。例如，可以在空間和/或時(shí)間上對(duì)值進(jìn)行過(guò)濾。作為另一示例，可以根據(jù)該值來(lái) 計(jì)算不同類型的值，諸如根據(jù)該值來(lái)確定方差、導(dǎo)數(shù)、歸一化、或其它函數(shù)。在另一示 例中，確定當(dāng)前值與參考或先前值之間的變化?？梢允褂脮r(shí)間窗上的值的時(shí)間歷史。將 該值作為模型的特征輸入?？梢允褂媚Ｐ偷妮敵鲎鳛檩斎?。在施加熱治療期間應(yīng)用該值。對(duì)于模型的初 始應(yīng)用，用諸如病人的溫度的參考溫度來(lái)取代反饋。對(duì)于模型的進(jìn)一步應(yīng)用，反饋先前 的輸出作為輸入，提供與時(shí)間有關(guān)的模型。反饋由模型輸出的溫度相關(guān)信息作為信息的 時(shí)間歷史，諸如一個(gè)或多個(gè)其它時(shí)間的溫度。在熱治療期間，更新測(cè)量的或接收到的值 (即，對(duì)于模型的每次應(yīng)用，輸入當(dāng)前值)，但是還可以使用先前的值。反饋提供先前時(shí) 間的部位中的溫度或相關(guān)信息的估計(jì)空間分布。模型的后續(xù)輸出是超聲數(shù)據(jù)或其它值及 建模的先前輸出的函數(shù)?？梢允褂弥档臅r(shí)間歷史作為輸入，使得溫度相關(guān)和治療效果相 關(guān)參數(shù)的時(shí)間歷史和空間分布被用作模型的特征。模型根據(jù)輸入信息輸出溫度或溫度分布(即，不同位置和/或時(shí)間的溫度)。導(dǎo) 出溫度可以是任何單位的，諸如華氏度或攝氏度。溫度的分辨率可以處于任何水平，諸 如以多個(gè)三度或其它度范圍之一(multiple three or other degree ranges)輸出溫度。或者，
輸出其它溫度相關(guān)信息，諸如溫度、劑量、或指數(shù)值中的變化?？梢允褂萌魏文Ｐ?、諸如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或分段線性模型。基于理論或?qū)嶒?yàn)對(duì)模型進(jìn) 行編程或設(shè)計(jì)。在一個(gè)實(shí)施例中，模型是機(jī)器學(xué)習(xí)模型。根據(jù)諸如與實(shí)際溫度相關(guān)的訓(xùn) 練數(shù)據(jù)的標(biāo)有地面真值(groundtruth)的一組訓(xùn)練數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練模型。例如，針對(duì)多個(gè)病人 中的每一個(gè)，隨著時(shí)間來(lái)獲取各種測(cè)量或接收數(shù)據(jù)。在熱治療期間，測(cè)量溫度。該溫度 是地面真值。通過(guò)一個(gè)或多個(gè)各種機(jī)器學(xué)習(xí)過(guò)程，訓(xùn)練模型在給定值和/或任何反饋的 情況下預(yù)測(cè)溫度?？梢允褂萌魏螜C(jī)器學(xué)習(xí)算法或分級(jí)方法。例如，提供支持向量機(jī)(例如，2基 準(zhǔn)SVM)、線性回歸、助推網(wǎng)絡(luò)(boosting network)、概率助推樹(shù)、線性差別分析、相關(guān) 性向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、其組合、或其它現(xiàn)在已知和以后開(kāi)發(fā)的機(jī)器學(xué)習(xí)。機(jī)器學(xué)習(xí)提供 矩陣或其它輸出。該矩陣是根據(jù)具有已知結(jié)果的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)的分析導(dǎo)出的。機(jī)器 學(xué)習(xí)算法確定不同輸入與結(jié)果的關(guān)系。學(xué)習(xí)可以僅選擇輸入特征的子集，或者可以使用 所有可用的輸入特征。程序員可以影響或控制要使用哪些輸入特征或訓(xùn)練的其它性能。 例如，程序員可以使可用特征局限于實(shí)時(shí)可用的測(cè)量結(jié)果。矩陣使輸入特征與結(jié)果相關(guān)聯(lián)，提供用于分類的模型。機(jī)器訓(xùn)練提供使用一個(gè)或多個(gè)輸入變量與結(jié)果的關(guān)系，允許 檢驗(yàn)或創(chuàng)建不容易手動(dòng)地執(zhí)行的相互關(guān)系。模型表示溫度相關(guān)信息的概率。此概率是用于溫度相關(guān)信息的可能性。輸出與 不同溫度相關(guān)的概率的范圍?？蛇x地，輸出具有最高概率的溫度。在其它實(shí)施例中，在 沒(méi)有概率信息的情況下輸出溫度相關(guān)信息。作為機(jī)器學(xué)習(xí)的替換，可以使用手動(dòng)編程模型?？梢允褂脵C(jī)器訓(xùn)練來(lái)確認(rèn)該模 型。在一個(gè)實(shí)施例中，使用熱分布模型。熱分布模型考慮到不同組織、流體、或結(jié)構(gòu)的 熱傳導(dǎo)率、密度、或其它表現(xiàn)。熱分布模型接收溫度、溫度相關(guān)信息、測(cè)量結(jié)果、或其 它數(shù)據(jù)。輸入信息可以是稀疏的，諸如具有用于一個(gè)或多個(gè)、但少于所有位置的溫度信 息。熱分布模型確定其它位置處的溫度。熱分布模型可以確定其它時(shí)間或時(shí)間和位置兩 者處的溫度。在另一實(shí)施例中，熱分布模型基于解剖來(lái)校正溫度。例如，機(jī)器學(xué)習(xí)模型估計(jì) 用于均勻組織的溫度。校正該溫度輸出以考慮到部位中的組織差異，諸如降低熱傳導(dǎo)血 管或流體部位周圍的溫度。在動(dòng)作20中，將來(lái)自動(dòng)作12的解剖信息與模型組合。建模和輸出溫度相關(guān)信 息可對(duì)解剖超聲信息進(jìn)行響應(yīng)。可以使用任何函數(shù)。下文提供不同的組合實(shí)施例，但是 可以使用其它實(shí)施例。可以一起使用兩個(gè)或多個(gè)組合。在一個(gè)實(shí)施例中，在空間上調(diào)準(zhǔn)超聲數(shù)據(jù)?？梢曰诮馄蕘?lái)調(diào)準(zhǔn)或登記與空間 分布或位置相關(guān)的任何特征。組織、病人、和/或換能器可以在掃描期間移動(dòng)。結(jié)果， 一次掃描中的特定位置處的測(cè)量結(jié)果可以用于另一掃描中的不同位置。解剖信息用來(lái)調(diào) 準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果，以便識(shí)別用于適當(dāng)位置的數(shù)據(jù)。例如，通過(guò)不同的掃描來(lái)調(diào)準(zhǔn)來(lái)自治療部 位中心的數(shù)據(jù)。在向模型輸入之前或在動(dòng)作18中應(yīng)用模型之前執(zhí)行調(diào)準(zhǔn)。該調(diào)準(zhǔn)避免來(lái)自其它 位置的數(shù)據(jù)提供對(duì)于給定位置而言不適當(dāng)?shù)闹??？梢允褂萌魏握{(diào)準(zhǔn)?？梢允褂脫Q能器上的位置傳感器來(lái)對(duì)換能器移動(dòng)進(jìn)行校 正?？梢允褂醚刂粋€(gè)、兩個(gè)、或三個(gè)維度的數(shù)據(jù)相關(guān)性來(lái)考慮到任何運(yùn)動(dòng)源。解剖超 聲信息表示組織結(jié)構(gòu)，諸如B模式圖像表示部位。對(duì)每個(gè)時(shí)間段獲取解剖信息，諸如與 用于參數(shù)或參數(shù)組的每次測(cè)量相關(guān)。解剖信息在空間上與在基本相同的時(shí)間進(jìn)行的測(cè)量 相對(duì)應(yīng)?；旧峡紤]到用于交錯(cuò)不同類型的超聲發(fā)送和接收。通過(guò)識(shí)別與絕對(duì)差的最小 和、最高相關(guān)性、或其它相似性度量相關(guān)的平移、縮放、和/或旋轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)準(zhǔn)來(lái)自不同時(shí) 間的B模式數(shù)據(jù)。解剖數(shù)據(jù)表示整個(gè)部位?？蛇x地，針對(duì)部位的每個(gè)位置或子部分執(zhí) 行單獨(dú)的調(diào)準(zhǔn)?？梢允褂媒o定位置的周圍數(shù)據(jù)來(lái)確定該匹配。應(yīng)用具有最大相似性的平 移、縮放、和/或旋轉(zhuǎn)來(lái)使與測(cè)量結(jié)果相關(guān)的位置移位。在另一實(shí)施例中，通過(guò)選擇來(lái)將解剖信息與建模相組合。解剖信息指示被治療 的組織或解剖的類型。解剖信息可以指示作為熱沉的血管接近性、影響熱特性的組織類 型、或生物傳熱方程中的參數(shù)(例如，比熱、傳導(dǎo)性、和密度)。由操作員或應(yīng)用于超聲 的自動(dòng)分類算法及其導(dǎo)出數(shù)據(jù)來(lái)確定組織的類型。可以由彩色血流成像所表示的流體池 來(lái)指示血管的存在。可以使用模板匹配根據(jù)B模式或其它超聲數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別部位，并且特 定部位的知識(shí)提供用于選擇的信息。
為不同類型的組織提供不同的模型?？蛇x地或另外，為病人的不同部位提供不 同的模型。使用解剖信息來(lái)選擇用于給定治療部位的適當(dāng)模型。還可以使用用于選擇模 型的其它標(biāo)準(zhǔn)。可以使用多于一個(gè)的模型。不同的模型或一個(gè)模型可以應(yīng)用于不同的空 間位置、組織類型、或溫度范圍。某些模型可以適合于特定情況。例如，被治療的病人可能具有插入或鄰近于腫 瘤的溫度傳感器。選擇基于在提供此類溫度傳感器位置處的訓(xùn)練數(shù)據(jù)訓(xùn)練的模型。解剖 信息可以指示傳感器的存在。可選地，用戶指示用來(lái)選擇適當(dāng)模型的一個(gè)或多個(gè)變量。在另一實(shí)施例中，在動(dòng)作22中通過(guò)溫度相關(guān)信息的空間和/或時(shí)間分布的校正 來(lái)將建模與解剖信息組合。例如，將熱分布模型應(yīng)用于機(jī)器訓(xùn)練模型的溫度輸出。使用 解剖信息來(lái)選擇或創(chuàng)建熱模型。確定組織或流體的類型和位置。將考慮到組織的類型和 相對(duì)位置的熱分布模型應(yīng)用于溫度輸出。熱分布模型的輸出校正機(jī)器學(xué)習(xí)模型的輸出。在另一實(shí)施例中，在沒(méi)有來(lái)自另一模型的輸出的情況下使用熱分布模型。輸入 信息是稀疏的，諸如少于所有時(shí)間或位置的時(shí)間和/或位置上的溫度。例如，在治療設(shè) 備上的(例如，在射頻消融針上)或單獨(dú)地插入病人體內(nèi)(例如，熱電偶探針)的熱傳感 器提供治療期間的溫度的測(cè)量結(jié)果。使用熱分布模型來(lái)確定其它時(shí)間或位置的溫度。使 用解剖信息來(lái)對(duì)熱分布進(jìn)行建模，諸如根據(jù)基于組織類型的位置來(lái)確定傳導(dǎo)性?；诮?剖的熱分布模型在空間和/或時(shí)間上確定溫度。在另一實(shí)施例中，在動(dòng)作18中將解剖信息作為特征應(yīng)用于模型。將諸如按位置 的組織類型、治療區(qū)域中存在流體部位的解剖信息、或其它解剖信息輸入到模型。響應(yīng)于特征的輸入，該模型輸出溫度相關(guān)信息，諸如溫度。圖2示出來(lái)自機(jī)器 訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示例性輸出。該模型使用二維的位移、二維的彈性、二維的歸一化互相 關(guān)系數(shù)、和二維的反向散射強(qiáng)度作為輸入特征。較暗、更一致(即，較少變化)的線表 示在熱治療期間由熱電偶測(cè)量的溫度。較亮、較多變化的線表示在2.5mmX2.5mm感興 趣部位上求平均的模型輸出。在動(dòng)作24中，顯示溫度相關(guān)信息。溫度相關(guān)信息至少部分地基于建模和解剖超 聲信息的組合。溫度相關(guān)信息被顯示為值，諸如溫度或劑量。可以顯示作為時(shí)間的函數(shù) 或沿著線的溫度圖表。在一個(gè)實(shí)施例中，將溫度映射成顏色并覆蓋在二維圖像或三維表示上。該映射 根據(jù)溫度相關(guān)信息來(lái)調(diào)節(jié)顏色，諸如紅色或紅色與黃色之間的顏色的陰影對(duì)于不同的溫 度而言是不同的?？梢詫囟茸兓蛇x地映射成輸出顏色，或另外映射成亮度或顏色的 其它方面。覆蓋位于表示解剖的超聲圖像上，諸如覆蓋在B模式圖像上。該覆蓋被登記 到解剖信息。在圖像的覆蓋上表示溫度或相關(guān)信息的空間分布?？梢陨蓡为?dú)的溫度圖像。 指示不同位置處的溫度。圖3示出具有彩色覆蓋(以灰度級(jí)示出)的B模式超聲信息。 圖像的下部中心上的區(qū)域由于彩色覆蓋而較暗。最暗區(qū)域?qū)?yīng)于最高溫度。圖3表示劑 末或治療時(shí)的檢測(cè)或估計(jì)溫度。圖4表示根據(jù)彩色血流信息的三維再現(xiàn)。示出了脈管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?；贐模式 返回或位置感測(cè)，添加射頻消融針表示。在針的末端處是二維地表示為橢圓形的球形區(qū) 域。從溫度信息映射該球形區(qū)域。在映射之前使用脈管結(jié)構(gòu)的接近性來(lái)校正溫度信息。
實(shí)時(shí)地或根據(jù)需要來(lái)提供圖像。針在病人體內(nèi)，消融組織。該圖像示出得到的 溫度分布，提供登記并覆蓋在解剖信息上的治療效果的指示?？梢赃M(jìn)一步處理溫度相關(guān)信息。動(dòng)作26示出一個(gè)示例。將溫度相關(guān)信息應(yīng)用于 劑量測(cè)定模型。劑量測(cè)定模型確定熱劑量，諸如部位中的最大熱劑量、平均或總劑量、 或用于不同位置的熱劑量。根據(jù)時(shí)間量和溫度量來(lái)確定熱劑量，但是其可以基于其它因 素。使用不同位置處的溫度來(lái)確定不同位置處的劑量或用于該部位的總劑量，諸如平均 或總劑量。可以使用任何現(xiàn)在已知或以后開(kāi)發(fā)的劑量測(cè)定模型，諸如Saparetto-Dewey、 劑量測(cè)定方程、或參考溫度下的累計(jì)等效分鐘。劑量測(cè)定模型輸出劑量。劑量信息被顯示為數(shù)字、圖表、或圖像。例如，空間分布的劑量信息被登記到 諸如B模式圖像的解剖圖像并作為彩色覆蓋在其上面?；跍囟?、劑量、和/或其它溫度相關(guān)信息，可以對(duì)治療進(jìn)行控制?？刂剖鞘?動(dòng)的，諸如用戶基于溫度相關(guān)信息來(lái)選擇調(diào)整和用于熱治療的終點(diǎn)?？蛇x地，控制是自 動(dòng)的，諸如在達(dá)到一定溫度和/或劑量時(shí)停止或改變治療。在其它實(shí)施例中，稍后使用 來(lái)自治療期間或治療結(jié)束時(shí)的溫度信息來(lái)確定預(yù)斷病情(prognosis)或治療結(jié)果。圖5示出用于用醫(yī)學(xué)診斷超聲來(lái)確定溫度相關(guān)信息的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。該系 統(tǒng)執(zhí)行上述方法或不同方法?？梢允褂闷渌到y(tǒng)。超聲系統(tǒng)包括發(fā)送波束成形器52、換 能器54、接收波束成形器56、圖象處理器58、顯示器60、處理器62和存儲(chǔ)器64。可以 提供附加、不同、或更少的部件。例如，還提供單獨(dú)的檢測(cè)器和掃描轉(zhuǎn)換器。作為另一 示例，提供單獨(dú)的治療換能器或治療系統(tǒng)。系統(tǒng)10是醫(yī)學(xué)診斷超聲成像系統(tǒng)。成像包括二維、三維、B模式、多普勒、彩 色血流、頻譜多普勒、M模式、或現(xiàn)在已知或以后開(kāi)發(fā)的其它成像型式。超聲系統(tǒng)10全 尺寸車載系統(tǒng)、較小的便攜式系統(tǒng)、手持式系統(tǒng)或其它現(xiàn)在已知或以后開(kāi)發(fā)的超聲成像 系統(tǒng)。在另一實(shí)施例中，處理器62和存儲(chǔ)器64是單獨(dú)系統(tǒng)的一部分。例如，處理器62 和存儲(chǔ)器64是獨(dú)立于超聲系統(tǒng)操作的工作站或個(gè)人計(jì)算機(jī)。作為另一示例，處理器62 和存儲(chǔ)器64是治療系統(tǒng)的一部分。換能器54包括單個(gè)、一維、多維或其它現(xiàn)在已知和以后開(kāi)發(fā)的超聲換能器。換 能器54的每個(gè)元件是壓電、微機(jī)電、電容性薄膜超聲換能器、或用于在聲和電能之間進(jìn) 行轉(zhuǎn)換的其它現(xiàn)在已知或以后開(kāi)發(fā)的換能元件。每個(gè)換能器元件連接到用于從發(fā)送波束 成形器52接收電能并向接收波束成形器56提供可對(duì)聲學(xué)回波進(jìn)行響應(yīng)的電能的波束成形 器 52、 56。發(fā)送波束成形器12是一個(gè)或多個(gè)波形發(fā)生器、放大器、延遲、相位旋轉(zhuǎn)器、乘 法器、加法器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、過(guò)濾器、其組合或其它現(xiàn)在已知或以后開(kāi)發(fā)的發(fā)送波束成 形器部件。發(fā)送波束成形器52被配置為用于生成用于發(fā)送孔徑的每個(gè)元件的發(fā)送信號(hào)的 多個(gè)通道。用于每個(gè)元件的發(fā)送信號(hào)被相對(duì)彼此延遲并變跡(apodized)以便沿著一個(gè)或 多個(gè)掃描線集中聲能。在發(fā)送事件期間為一個(gè)或多個(gè)元件生成不同振幅、頻率、帶寬、 延遲、頻譜能量分布或其它特性的信號(hào)。接收波束成形器56被配置為獲取表示病人的部位的超聲數(shù)據(jù)。超聲數(shù)據(jù)用于測(cè) 量溫度相關(guān)信息、獲取解剖信息、和/或接收其它治療數(shù)據(jù)。解剖信息至少部分地來(lái)自 超聲數(shù)據(jù)。模型不使用或使用一個(gè)或多個(gè)來(lái)自超聲數(shù)據(jù)的輸入特征。其它數(shù)據(jù)源包括傳感器、治療系統(tǒng)、或其它輸入?？梢韵蛱幚砥?2或存儲(chǔ)器64提供此類設(shè)備或輸入。在 一個(gè)實(shí)施例中，從超聲數(shù)據(jù)獲取模型和解剖信息所使用的所有輸入特征。接收波束成形器56包括用于單獨(dú)地處理從換能器54的不同元件接收到的信號(hào)的 多個(gè)通道。每個(gè)通道可以包括延遲、相位旋轉(zhuǎn)器、放大器、過(guò)濾器、乘法器、加法器、 模數(shù)轉(zhuǎn)換器、控制處理器、其組合及其它現(xiàn)在已知或以后開(kāi)發(fā)的接收波束成形器部件。 所述接收波束成形器56還包括用于將來(lái)自不同通道的信號(hào)組合成波束成形信號(hào)的一個(gè)或 多個(gè)加法器。還可以提供后續(xù)過(guò)濾器?？梢允褂闷渌F(xiàn)在已知或以后開(kāi)發(fā)的接收波束成 形器。表示來(lái)自發(fā)送事件的聲學(xué)回波的電信號(hào)被傳遞到接收波束成形器56的通道。接收 波束成型器輸出表示被掃描部位中的一個(gè)或多個(gè)位置的同相和正交、射頻或其它數(shù)據(jù)。 處理器62可以使用檢測(cè)之前的通道數(shù)據(jù)或接收波束成形數(shù)據(jù)。隨后由圖像處理器58檢測(cè)接收波束成形信號(hào)并用來(lái)生成超聲圖像。圖像處理器 58是B模式/M模式檢測(cè)器、多普勒/血流/組織運(yùn)動(dòng)估計(jì)器、諧波檢測(cè)器、造影劑檢 測(cè)器、頻譜多普勒估計(jì)器、其組合、或用于從接收到的信號(hào)生成圖像的其它現(xiàn)在已知或 以后開(kāi)發(fā)的設(shè)備。圖象處理器58可以包括掃描轉(zhuǎn)換器。處理器62可以使用掃描轉(zhuǎn)換之 前或之后的檢測(cè)或估計(jì)信號(hào)。顯示器60是監(jiān)視器、LCD、等離子體、投影儀、打印機(jī)、或其它現(xiàn)在已知或以 后開(kāi)發(fā)的顯示設(shè)備。顯示器60被配置為顯示表示熱治療的效果的圖像。例如，溫度或 相關(guān)信息被作為值、圖表、或二維表示輸出。處理器62和/或圖像處理器58生成用于 顯示器60的顯示信號(hào)。處理器62可以使用顯示信號(hào)，諸如RGB值。處理器62是控制處理器、波束成形器處理器、通用處理器、專用集成電路、現(xiàn) 場(chǎng)可編程門陣列、數(shù)字部件、模擬部件、硬件電路、其組合及用于處理信息的其它現(xiàn)在 已知或以后開(kāi)發(fā)的設(shè)備。用計(jì)算機(jī)代碼將處理器62配置為對(duì)治療部位上的熱治療的效果 進(jìn)行建模。例如，基于輸入來(lái)估計(jì)用于治療部位中的一個(gè)或多個(gè)位置的溫度。計(jì)算機(jī)代 碼實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)模型和/或熱模型以估計(jì)溫度或溫度相關(guān)信息。模型是基于一個(gè)或多個(gè) 輸入特征進(jìn)行估計(jì)的矩陣、算法、或其組合。處理器62接收、請(qǐng)求、和/或計(jì)算用于輸入到模型的特征的值。在一個(gè)實(shí)施 例中，一個(gè)或多個(gè)特征及相應(yīng)值是超聲數(shù)據(jù)的函數(shù)。為用于該部位的每個(gè)特征提供單個(gè) 值?？梢詰?yīng)用每個(gè)特征多個(gè)值來(lái)表示不同時(shí)間和/或位置的特征。特征的值來(lái)自原始數(shù) 據(jù)，諸如B模式值，或者是諸如使用跟蹤或相關(guān)性計(jì)算的。處理器62應(yīng)用用于當(dāng)前時(shí)間或模型應(yīng)用的值。值是當(dāng)前測(cè)量、先前測(cè)量、或測(cè) 量之間的變化的值。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)特征是建模的先前輸出。與時(shí)間有關(guān) 的模型被配置為根據(jù)與時(shí)間有關(guān)的模型的先前輸出對(duì)效果進(jìn)行建模。初始輸入可以是假 定值，諸如37攝氏度，或者是治療開(kāi)始之前的參考測(cè)量結(jié)果。可以在施加熱治療期間使 用與時(shí)間有關(guān)的模型和反饋。通過(guò)反饋來(lái)考慮到趨勢(shì)或變化，允許進(jìn)行熱治療的預(yù)測(cè)控 制。反饋是原始輸出的反饋或是根據(jù)先前的輸出或多個(gè)輸出而計(jì)算的，諸如用于給定時(shí) 間段上的溫度變化的特征。在另一實(shí)施例中，處理器62被配置為實(shí)現(xiàn)熱模型。諸如基于傳導(dǎo)性、密度、和 施加的劑量或當(dāng)前估計(jì)溫度對(duì)不同的組織使用熱計(jì)算，確定溫度相關(guān)信息的空間和/或 時(shí)間分布。例如，熱模型校正另一模型的輸出，諸如校正由機(jī)器學(xué)習(xí)模型輸出的溫度。機(jī)器學(xué)習(xí)模型可以假定與特定解剖相關(guān)的結(jié)構(gòu)或假定一種類型的均勻組織。使用超聲解 剖信息來(lái)確定部位中的組織和流體，允許基于導(dǎo)熱性和/或密度來(lái)進(jìn)行溫度校正。存儲(chǔ)器64是具有存儲(chǔ)在其中的數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，該數(shù)據(jù)表示可由用于 用醫(yī)學(xué)診斷超聲系統(tǒng)檢測(cè)溫度特性的編程處理器執(zhí)行的指令。用于實(shí)現(xiàn)此處所討論的 過(guò)程、方法和/或技術(shù)的指令在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)或諸如高速緩沖存儲(chǔ)器、緩沖器、 RAM、可移動(dòng)介質(zhì)、硬盤驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)器或其它計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上提供。計(jì)算機(jī)可 讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括各種類型易失性和非易失存儲(chǔ)介質(zhì)。響應(yīng)于存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì) 中或上的一個(gè)或多個(gè)指令組來(lái)執(zhí)行附圖所示或此處所述的功能、動(dòng)作或任務(wù)。該功能、 動(dòng)作或任務(wù)與指令組、存儲(chǔ)介質(zhì)、處理器或處理策略的特定類型無(wú)關(guān)且可以由單獨(dú)或組 合地操作的軟件、硬件、集成電路、固件、微代碼等執(zhí)行。同樣地，處理策略可以包括 多處理、多任務(wù)、并行處理等。在一個(gè)實(shí)施例中，將指令存儲(chǔ)在可移動(dòng)介質(zhì)設(shè)備上以便 由本地或遠(yuǎn)程系統(tǒng)讀取。在其它實(shí)施例中，將指令存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程位置上以便通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)或通過(guò)電話線路傳輸。仍在其它實(shí)施例中，將指令存儲(chǔ)在給定計(jì)算機(jī)、CPU、GPU或 系統(tǒng)內(nèi)。雖然上文已參照各種實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解的是在不脫離本發(fā)明的范 圍的情況下可以進(jìn)行許多變更和修改。因此，意圖在于將前述詳細(xì)說(shuō)明視為說(shuō)明性而非 限制性的，并且應(yīng)理解的是意圖定義本發(fā)明的精神和范圍的是包括所有等價(jià)物在內(nèi)的以 下權(quán)利要求。
1權(quán)利要求
1.一種用醫(yī)學(xué)診斷超聲來(lái)確定溫度相關(guān)信息的方法，該方法包括獲取(12)表示來(lái)自病人的解剖信息的超聲數(shù)據(jù)；執(zhí)行(14)溫度相關(guān)測(cè)量；將溫度相關(guān)測(cè)量結(jié)果應(yīng)用于(18)模型；將所述模型與所述解剖信息組合(20)；以及根據(jù)該組合(20)來(lái)顯示(24)所述溫度相關(guān)信息。
2.權(quán)利要求1的方法，其中獲取((12)包括獲取(12)表示組織類型的超聲數(shù)據(jù)，還 包括確定組織的類型。
3.權(quán)利要求1的方法，其中獲取(12)包括獲取(12)表示流體部位的超聲數(shù)據(jù)。
4.權(quán)利要求1的方法，其中獲取(12)包括獲取(12)表示解剖分布的超聲數(shù)據(jù)。
5.權(quán)利要求1的方法，其中執(zhí)行(14)溫度相關(guān)測(cè)量包括確定來(lái)自治療處理設(shè)備、傳 感器、或傳感器和治療處理設(shè)備兩者的溫度相關(guān)測(cè)量結(jié)果。
6.權(quán)利要求1的方法，其中執(zhí)行(14)溫度相關(guān)測(cè)量包括執(zhí)行(14)一個(gè)或多個(gè)超聲測(cè)量。
7.權(quán)利要求6的方法，其中執(zhí)行(14)一個(gè)或多個(gè)超聲測(cè)量包括執(zhí)行(14)以下各項(xiàng)中 的至少兩個(gè)組織位移、聲速、反向散射強(qiáng)度、和接收信號(hào)的歸一化相關(guān)系數(shù)。
8.權(quán)利要求1的方法，其中應(yīng)用(18)包括與包括(18)機(jī)器學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的模型 一起應(yīng)用，所述溫度相關(guān)測(cè)量結(jié)果被輸入到所述機(jī)器學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并且所述機(jī)器 學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸出溫度。
9.權(quán)利要求1的方法，其中應(yīng)用((18)包括應(yīng)用(18)熱分布模型，所述溫度相關(guān)測(cè) 量用于少于熱分布模型輸出的位置、時(shí)間或位置和時(shí)間兩者。
10.權(quán)利要求1的方法，其中組合(20)包括至少部分地基于解剖信息從一組模型中選 擇模型。
11.權(quán)利要求1的方法，其中組合(20)包括調(diào)準(zhǔn)來(lái)自不同的時(shí)間且在應(yīng)用(18)之前 的溫度相關(guān)信息，根據(jù)解剖信息來(lái)執(zhí)行所述調(diào)準(zhǔn)。
12.權(quán)利要求1的方法，其中組合(20)包括將解剖信息應(yīng)用于(18)模型。
13.權(quán)利要求1的方法，其中組合(20)包括用熱模型來(lái)校正(22)模型的輸出，所述 熱模型接收解剖信息和模型的輸出。
14.權(quán)利要求1的方法，其中顯示(24)包括顯示(24)表示病人的解剖的超聲圖像的 彩色覆蓋，該彩色覆蓋具有根據(jù)溫度相關(guān)信息調(diào)節(jié)的顏色。
15.權(quán)利要求1的方法，還包括將溫度相關(guān)信息應(yīng)用于(26)劑量測(cè)定模型。
16.權(quán)利要求1的方法，還包括向模型反饋溫度相關(guān)信息作為溫度的時(shí)間歷史，模型 在向病人施加基于熱能的治療期間接收(16)所述溫度的時(shí)間歷史和溫度相關(guān)測(cè)量結(jié)果作 為輸入。
17.在一種具有存儲(chǔ)在其中的數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，該數(shù)據(jù)表示可由用于用 醫(yī)學(xué)超聲系統(tǒng)檢測(cè)溫度特性的編程處理器((62)執(zhí)行的指令，所述存儲(chǔ)介質(zhì)包括指令， 該指令用于接收表示病人的解剖超聲信息；在向病人的部位施加熱治療期間，接收(12)表示該部位中的不同位置的超聲數(shù)據(jù)；用與時(shí)間有關(guān)的機(jī)器訓(xùn)練模型并且在施加期間根據(jù)超聲數(shù)據(jù)和建模的先前輸出對(duì)該 部位中的溫度的空間分布進(jìn)行建模(18)，該建模對(duì)解剖超聲信息進(jìn)行響應(yīng)；以及 輸出溫度的空間分布。
18.權(quán)利要求17的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中建模(18)對(duì)解剖超聲信息進(jìn)行響應(yīng)包括(a)在輸入到建模之前在空間上對(duì)超聲數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)準(zhǔn)，該空間調(diào)準(zhǔn)基于解剖超聲信息 的相關(guān)性；(b)基于解剖超聲信息所表示的組織或解剖的類型來(lái)選擇與時(shí)間有關(guān)的機(jī)器訓(xùn)練模型；(C)根據(jù)解剖超聲信息來(lái)校正(22)溫度的空間分布；或者 (d)其組合。
19.權(quán)利要求17的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)還包括接收(16)表示熱治療的方面的治療數(shù)據(jù)； 其中建模(18)包括根據(jù)治療數(shù)據(jù)的建模；以及其中輸出包括輸出表示溫度的空間分布或根據(jù)溫度的空間分布確定的劑量的信息。
20.一種用于用醫(yī)學(xué)診斷超聲來(lái)確定溫度相關(guān)信息的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 接收波束成形器(56)，其被配置為獲取表示病人的部位的超聲數(shù)據(jù)；以及 處理器(62)，其被配置為用機(jī)器學(xué)習(xí)模型和熱模型對(duì)所述部位上的熱治療的效果進(jìn)行建模，所述機(jī)器學(xué)習(xí)模型使用至少一個(gè)特征，其為超聲數(shù)據(jù)的函數(shù)，所述熱模型被配 置為根據(jù)超聲數(shù)據(jù)來(lái)校正機(jī)器學(xué)習(xí)模型的輸出。
21.權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中所述機(jī)器訓(xùn)練模型包括被配置為在施加期間根據(jù)與時(shí)間 有關(guān)的模型的先前輸出對(duì)施加熱治療期間的效果進(jìn)行建模的與時(shí)間有關(guān)的模型。
22.權(quán)利要求20的系統(tǒng)，還包括顯示器(60)，其被配置為顯示表示所述效果的圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用醫(yī)學(xué)診斷超聲的溫度預(yù)測(cè)。至少部分地用醫(yī)學(xué)診斷超聲系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)(12)溫度相關(guān)信息或溫度特性。將來(lái)自超聲掃描的解剖信息與建模(18)一起使用以確定溫度或其它溫度相關(guān)參數(shù)。可以與施加熱治療一起實(shí)時(shí)地獲得超聲信息，因此其可以用來(lái)更好地控制(26)熱治療。該解剖信息可以用來(lái)調(diào)準(zhǔn)從一個(gè)部位測(cè)量的模型的特征。該解剖信息可以用作到模型的輸入。該解剖信息可以用來(lái)選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ停T如基于組織類型的選擇。該解剖信息可以用來(lái)校正模型的輸出，諸如考慮到由于相鄰血管而引起的溫度分布。
文檔編號(hào)A61B18/04GK102008349SQ20101027379
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者K·塞金斯, L·范 申請(qǐng)人:美國(guó)西門子醫(yī)療解決公司