高能聚焦超声治疗模型确定系统与存储介质的制作方法

1.本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种高能聚焦超声治疗模型确定系统与存储介质。


背景技术：

2.现有超声无创消融手术中，通常是预先确定目标靶区对应组织的高能聚焦超声的超声能量值，然后使用该超声能量值对该组织实施超声消融操作。
3.该超声无创消融方式具有良好的治疗效果，但由于各个人体内复杂且多变的组织结构使得高能聚焦超声在传播路径中产生衰减，从而使得高能聚焦超声的治疗效果难以保障。同时，各个组织能产生空化效应所需的能量也不同，且过高的能量会使得目标靶区组织的热效应增加空化效应受阻，这些都进一步增加了选择合理高能聚焦超声治疗能量的难度。
4.因此如何准确设计高能聚焦超声治疗模型的超声能量是高能聚焦超声消融术成功消融的关键。因此有必要提供一种具有较高超声能量准确度的高能聚焦超声治疗模型，以提高高能聚焦超声消融术的临床治疗效果。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种高能聚焦超声治疗模型确定系统与存储介质，以解决现有超声无创消融手术中的超声能量值的准确性较低。
6.根据本发明的一方面，提供了一种高能聚焦超声治疗模型确定系统，包括处理器，所述处理器被配置为执行以下高能聚焦超声治疗模型确定方法，包括：
7.获取目标对象的三维超声图像以及所述三维超声图像中的计划靶区、所述计划靶区设定边缘层中的至少两个能量校准点，所述至少两个能量校准点在所述设定边缘层中均匀分布；
8.确定所述计划靶区中的各所述能量校准点对应的高能聚焦超声的校准能量值，所述校准能量值为可使对应能量校准点的组织发生非惯性空化效应的高能聚焦超声的超声能量值；
9.基于各所述能量校准点的校准能量值与设定治疗点分布规则确定所述计划靶区中的各治疗点，以及各所述治疗点对应的高能聚焦超声的校准能量值，以生成治疗模型。
10.根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行以下方法，包括：
11.获取目标对象的三维超声图像以及所述三维超声图像中的计划靶区、所述计划靶区设定边缘层中的至少两个能量校准点，所述至少两个能量校准点在所述设定边缘层中均匀分布；
12.确定所述计划靶区中的各所述能量校准点对应的高能聚焦超声的校准能量值，所述校准能量值为可使对应能量校准点的组织发生非惯性空化效应的高能聚焦超声的超声
能量值；
13.基于各所述能量校准点的校准能量值与设定治疗点分布规则确定所述计划靶区中的各治疗点，以及各所述治疗点对应的高能聚焦超声的校准能量值，以生成治疗模型。
14.本发明实施例提供的高能聚焦超声治疗模型确定系统的技术方案，将能量校准点设置于计划靶区的设定边缘层，确定各能量校准点的能量校准值，然后通过计划靶区的设定边缘层的能量校准点的能量校准值确定计划靶区各治疗点的能量校准值；通过提高计划靶区中不同位置处的能量校准值的准确性，提高高能聚焦超声治疗模型的准确性，提高超声消融手术中施加到各位置点的高能聚焦超声的超声能量值的准确性，从而超声消融手术的治疗效果。
15.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
17.图1是根据本发明实施例提供的高能聚焦超声治疗模型确定系统的结构框图；
18.图2是根据本发明实施例提供的高能聚焦超声治疗模型确定方法的流程图；
19.图3是根据本发明实施例提供的包含能量校准点的计划靶区的示意图；
20.图4a是根据本发明实施例提供的又一高能聚焦超声治疗模型确定系统的结构框图；
21.图4b是根据本发明实施例提供的超声设备的结构框图；
22.图5是根据本发明实施例提供的又一高能聚焦超声治疗模型确定方法的流程图；
23.图6是根据本发明实施例提供的计划靶区确定方法的流程图；
24.图7是实现本发明实施例的确定能量校准点的能量校准值的方法的流程图；
25.图8是实现本发明实施例提供的高能聚焦超声中组织变白示意图；
26.图9是实现本发明实施例的目标广域噪声值确定方法的流程图；
27.图10是实现本发明实施例提供的目标射频数据的频谱图；
28.图11a是实现本发明实施例提供的广域噪声曲线示意图；
29.图11b是实现本发明实施例提供的又一广域噪声曲线示意图；
30.图11c是实现本发明实施例提供的又一广域噪声曲线示意图。
具体实施方式
31.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
32.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“目标”是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
33.本技术技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合国家法律法规的相关规定。
34.如本文所公开，术语“高能聚焦超声(high-intensity focused ultrasound)”是一种无创手术消融技术。该技术聚焦高能量的超声波至焦点处，利用超声波产生的空化效应(cavitation)或热效应使得组织破碎消融或受热变性。
35.如本文所公开，术语“非惯性空化”是指，当高能聚焦超声在不同能量下对同类组织(如同一患者的同一器官内的同一组织)进行消融时，组织内的微小气泡会在高频震动下聚集成小气泡，小气泡会持续性膨胀爆炸。非惯性空化导致组织细胞分解液化，最终在非惯性空化发生的地方形成空洞。其中，非侵入式组织消除术(boiling histotripsy)正是利用非惯性空化来移除目标组织。
36.如图1所示，高能聚焦超声治疗模型确定系统10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(rom)12、随机访问存储器(ram)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(rom)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(ram)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 13中，还可存储高能聚焦超声治疗模型确定系统10操作所需的各种程序和数据。处理器11、rom 12以及ram 13通过总线14彼此相连。输入/输出(i/o)接口15也连接至总线14。
37.高能聚焦超声治疗模型确定系统10中的多个部件连接至i/o接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
38.处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11可执行下文所描述的高能聚焦超声治疗模型确定方法。
39.图2为本发明实施例提供的高能聚焦超声治疗模型确定方法的流程图，本实施例可适用于确定计划靶区中各治疗点对应的高能聚焦超声的校准能量值的情况，该方法可以由高能聚焦超声治疗模型确定装置来执行，该高能聚焦超声治疗模型确定装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该高能聚焦超声治疗模型确定装置可配置于处理器中。如图2所示，该方法包括：
40.s11、获取目标对象的三维超声图像以及三维超声图像中的计划靶区、计划靶区设定边缘层中的至少两个能量校准点，至少两个能量校准点在设定边缘层中均匀分布。
41.其中，计划靶区是指在临床治疗过程中，计划递送高能聚焦超声的区域。
42.在一个实施例中，计划靶区为包括目标靶区的形状规则的三维图像区域，比如球体或椭球体，其具体形状可根据目标靶区的形状来确定。
43.在一个实施例中，获取目标对象的三维超声图像；响应于用户在三维超声图像中的计划靶区勾画操作在三维超声图像中生成计划靶区；响应于能量校准点生成指令，在计划靶区的设定边缘层生成至少两个能量校准点。具体地，采集完目标对象的三维超声图像后，通过第一可视化交互界面中展示该三维超声图像，用户可采用手动或自动方式在三维超声图像中勾画计划靶区，然后通过第一可视化交互界面中的确认选项提交该计划靶区，处理器在检测到该提交操作生成包括计划靶区的三维超声图像；然后用户在第二可视化交互界面中通过选中能量校准点生成选项向处理器发送能量校准点生成指令，处理器根据该能量校准点生成指令，在计划靶区的设定边缘层生成该至少两个能量校准点，其中，第一可视化交互界面与第二可视化交互界面也可以被设置成同一可视化交互界面。该实施例中，三维超声图像可以基于三维超声探头获取的三维超声数据确定，也可以基于二维超声探头获取二维超声数据，然后基于设定图像重建方法，比如二维堆叠算法，确定该二维超声数据对应的三维超声图像。
44.在一个实施例中，设定边缘层包括目标靶区周围组织，但不包括目标靶区。
45.获取预先配置的设定边缘层的层厚，根据计划靶区的空间分布信息与该层厚，确定计划靶区的设定边缘层。其中，该层厚大于或等于0，在层厚等于0的情况下，设定边缘层为计划靶区的外表面。
46.在一个实施例中，该两个能量校准点可选被均匀地设置于任一坐标轴与设定边缘层的相交部分。
47.在一个实施例中，能量校准点的数量为3的整数倍，比如3或6，该3个或6个能量校准点被均匀地设置于三个坐标轴与设定边缘层的相交部分，以提高基于能量校准点的校准能量值确定的计划靶区内的其他位置点的校准能量值的准确性，从而提高治疗模型的准确性，以及治疗模型被实施时的治疗效果。
48.在一个实施例中，能量校准点的数量为2的整数倍，比如2、4、6或8等。所有能量校准点均匀分布于计划靶区的设定边缘层，且两两共轴，其中，各轴线均穿过计划靶区的中心。
49.s12、确定计划靶区中的各能量校准点对应的高能聚焦超声的校准能量值，校准能量值为可使对应能量校准点的组织发生非惯性空化效应的高能聚焦超声的超声能量值。
50.在一个实施例中，针对任一能量校准点，确定其对应的高能聚焦超声的初始能量校准值，将该初始能量校准值与设定能量偏差之和作为该能量校准点的能量校准值。该实施例可保证后续基于能量校准点的校准能量值确定的计划靶区的各位置的校准能量值的准确性，从而保证治疗模型的准确性。
51.s13、基于各能量校准点的校准能量值与设定治疗点分布规则确定计划靶区中的各治疗点，以及各治疗点对应的高能聚焦超声的校准能量值，以生成治疗模型。
52.治疗点用于确定超声消融手术过程中，高能聚焦超声的施加位置。具体地，根据治
疗点在定位图像中的空间坐标以及定位图像与三维超声图像之间的映射关系，确定高能聚焦超声在三维超声图像中的施加位置。
53.计划靶区以及设定治疗点分布规则确定后，即可根据设定治疗点分布规则确定计划靶区中各治疗点的空间坐标，其中，设定治疗点分布规则包括三维空间中相邻治疗点的间距数值。
54.在一个实施例中，基于线性插值与各能量校准点的校准能量值确定计划靶区中各治疗点的能量校准值。示例性的，如图3所示，计划靶区的形状为椭球形，能量校准点的数量为6个，该椭球形计划靶区的三个坐标轴的端点被设置为能量校准点。在该6个能量校准点的校准能量值确定后，基于四点平面插值的方法确定由较大平面端点(p1点、p2点、p5点与p6点)确定的平面中的各治疗点的校准能量值，然后基于剩余两能量校准点(p3点与p4点)的线性插值确定出该计划靶区中的各治疗点的校准能量值。具体如下：
[0055][0056][0057]
其中，p3的坐标值为(x3，y3，z3)，p4的坐标值为(x4，y4，z4)，p1、p2、p5与p6表示其各自对应的校准能量值。bilinear()表示对相应的能量校准值进行双线性插值处理。
[0058]
可选地，如图4a所示，该系统还包括超声设备20，超声设备20包括用于输出高能聚焦超声的第一换能器，以及用于采集超声图像的第二换能器，第一换能器与第二换能器被构造成能够独立工作，所述超声图像为用于确定所述计划靶区的三维超声图像或用于监控的实时超声图像；输出装置(未示出)，用于显示所述超声图像；处理器11还用于在检测到治疗模型获取指令的情况下，将治疗模型发送至对应的超声设备20；超声设备20被配置为能够通过治疗模型获取指令获取治疗模型，以及根据治疗模型控制第一换能器向目标对象的对应位置输出设定时长的高能聚焦超声，控制所述第二换能器获取所述目标对象的实时超声图像，并将所述实时超声图像发送至所述输出装置，用户通过输出装置输出的实时超声图像监控治疗模型的实施过程。
[0059]
具体地，处理器在检测到任一治疗模型确定后，将其标记为已完成。超声设备在对患者进行超声消融手术时，在模型选择界面输入目标对象(患者)的标识信息，比如患者身份信息；如果该标识信息对应的治疗模型的状态为已完成，则可选择该治疗模型，处理器响应于该选择操作将该治疗模型输出至该超声设备。用户在超声设备中输入治疗模型执行指令，超声设备的控制器(设置于图4b中的主机，未示出)即可根据该治疗模型控制设置于机械臂40上的第一换能器向目标对象(患者)30的对应位置输出设定时长的高能聚焦超声，并控制第二换能器向目标对象输出用于成像的超声信号以生成实时超声图像。用户可通过输出装置输出的实时超声图像实时监控高能聚焦超声在实施过程中的消融效果。
[0060]
在一个实施例中，第一换能器被构造成包括环形换能器阵列，该环形换能器阵列的中间设置有第二换能器，这样第一换能器与第二换能器在传输上互不影响，可独立工作。即第一换能器被控制输出高能聚焦超声期间，第二换能器可被控制输出用于超声成像的超声信号，以使用户可以通过该实时超声图像实时监控超声消融术的进程。
[0061]
在一个实施例中，能量校准点仅用于确定治疗点，此时，超声设备根据治疗模型中
的各治疗点的目标参数，控制超声设备的第一换能器向目标对象的对应位置输出设定时长的高能聚焦超声。
[0062]
本发明实施例提供的高能聚焦超声治疗模型确定系统的技术方案，将能量校准点设置于计划靶区的设定边缘层，确定各能量校准点的能量校准值，然后通过计划靶区的设定边缘层的能量校准点的能量校准值确定计划靶区各治疗点的能量校准值；通过提高计划靶区中不同位置处的能量校准值的准确性，提高高能聚焦超声治疗模型的准确性，提高超声消融手术中施加到各位置点的高能聚焦超声的超声能量值的准确性，从而提高超声消融手术的治疗效果。
[0063]
图5为本发明实施例提供的又一高能聚焦超声治疗模型确定方法的流程图，本实施例在前述实施例的基础上对三维超声图像的获取进行了细化，包括：
[0064]
s211、获取目标对象的定位图像以及定位图像中的计划靶区。
[0065]
其中，定位图像为可呈现目标对象各组织的结构、位置与状态的三维临床影像，比如ct(computed tomography，电子计算机断层扫描)定位图像、mr(nuclear magnetic resonance imaging，磁共振)定位图像或超声定位图像。
[0066]
在一个实施例中，用户在定位图像中勾画目标靶区或临床靶区，目标靶区为病灶区域或包括病灶区域的临床靶区。临床靶区可由病灶区域外扩生成。目标靶区周围组织是指包裹目标靶区的组织。如果目标靶区仅被一种组织类型的组织包裹，则由用户在定位图像中确定包括目标靶区的计划靶区。
[0067]
s212、在计划靶区的设定边缘层生成至少两个能量校准点。
[0068]
确定计划靶区的设定边缘层，计划靶区的设定边缘层确定后，在该设定边缘层中确定至少两个能量校准点，该两个能量校准点均匀分布于该设定边缘层。
[0069]
其中，该至少两个能量校准点的具体分布方式参见前述实施例。
[0070]
s213、获取目标对象的三维超声图像，对定位图像与三维超声图像进行图像配准，以确定计划靶区以及该至少两个能量校准点在三维超声图像中的位置，三维超声图像包括与计划靶区对应的组织区域。
[0071]
通过图像配准将定位图像中的计划靶区与能量校准点映射至三维超声图像中，使得计划靶区的制作、能量校准点的生成流程可与后续的能量校准在时空上分离，提高了高能聚焦消融术的灵活性。
[0072]
s22、确定计划靶区中的各能量校准点对应的高能聚焦超声的校准能量值，校准能量值为可使对应能量校准点的组织发生非惯性空化效应的高能聚焦超声的超声能量值。
[0073]
s23、基于各能量校准点的校准能量值与设定治疗点分布规则确定计划靶区中的各治疗点，以及各治疗点对应的高能聚焦超声的校准能量值，以生成治疗模型。
[0074]
本发明实施例通过图像配准将定位图像中的计划靶区与能量校准点映射至三维超声图像，使得靶区创建、能量校准点的生成与能量校准、超声消融可以在时间上进行分离，提高了超声消融手术的灵活性。
[0075]
图6为本发明实施例提供的高能聚焦超声治疗模型确定方法的流程图，本实施例在前述实施例的基础上增加了在目标靶区周围组织的组织类型数量大于或等于2的情况下，治疗模型的确定方法。如图6所示，该方法包括：
[0076]
s3101、获取目标对象的定位图像以及定位图像中的目标靶区。
[0077]
s3102、在检测到目标靶区周围组织的组织类型单一的情况下，在定位图像中确定包括目标靶区的计划靶区。
[0078]
s3103、在检测到组织类型的数量大于或等于2的情况下，对定位图像中的目标区域进行组织分割以得到组织分割结果，组织分割结果包括至少两个子组织区域，各子组织区域之间的组织类型单一且不同。
[0079]
目标靶区周围组织的组织类型的数量大于或等于2，是指目标靶区被至少两种组织包裹。
[0080]
在目标靶区被至少两种组织包裹的情况下，在定位图像中确定包括目标靶区的目标区域，然后对该目标区域进行组织分割以得到组织分割结果，根据该组织分割结果即可确定各组织类型的组织的分布范围，即各子组织区域的分布范围。
[0081]
s3104、基于组织分割结果对目标靶区进行分割以得到目标靶区分割结果，目标区域包括目标靶区，目标靶区分割结果包括至少两个子目标靶区，各子目标靶区对应有唯一的子组织区域。
[0082]
组织分割结果确定后，根据组织分割结果对目标靶区进行分割，以得到包括至少两个子目标靶区的目标靶区分割结果。其中，目标靶区的分割原则为，每个子目标靶区仅对应一个子组织区域，一个子组织区域也仅对应一个子目标靶区。
[0083]
s3105、在目标区域中确定包括目标靶区的综合计划靶区，综合计划靶区包括至少两个计划靶区，其中，各计划靶区被设置为包括对应子目标靶区以及该子目标靶区对应的部分或全部子组织区域。
[0084]
本实施例中，每种组织类型的周围组织对应一个计划靶区。
[0085]
在一个实施例中，不同组织类型对应的计划靶区确定规则可能不同，比如，第一计划靶区是第一子目标靶区在第一设定方向外扩第一厚度得到的，第二计划靶区是第二子目标靶区在第二设定方向外扩第二厚度得到的，其中，第一设定方向的确定方法为，将第一子目标靶区的周围组织相对于第一子目标靶区中心的方向作为第一设定方向，将第二子目标靶区的周围组织相对于第二子目标靶区中心的方向作为第二设定方向。
[0086]
需要说明的是，上述各步骤顺序仅为一种可选实施例。在一个实施例中，目标靶区以及组织分割结果确定后，可先基于靶区分割结果中各子目标靶区以及各子目标靶区对应的周围组织确定计划靶区，然后将各计划靶区组合得到综合计划靶区。
[0087]
在能量校准过程中，采用前述实施例中的能量校准方式对各计划靶区进行能量校准以得到各计划靶区对应的治疗模型，在确定完各计划靶区对应的治疗模型后，将所有治疗模型进行合并以得到综合治疗模型。
[0088]
本实施例适应于为被至少两种组织类型的周围组织包裹的目标靶区确定综合计划靶区，以及确定综合计划靶区包括的各计划靶区的各治疗点的校准能量值的情况，有助于提高复杂病灶的治疗模型的准确性，从而提高复杂病灶的治疗效果。
[0089]
图7为本发明实施例提供的确定能量校准点的能量校准值的方法的流程图，该实施例用于对前述实施例中的“确定计划靶区中的各能量校准点对应的高能聚焦超声的校准能量”进行细化，与前述实施例属于同一发明构思。如图7所示，该方法包括：
[0090]
s4301、针对任一能量校准点，确定设定超声能量值集合是否存在可使该能量校准点对应组织发生非惯性空化效应的超声能量值。
[0091]
其中，设定超声能量值集合可以是包括至少两个超声能量值的矩阵，也可以是包括最小超声能量值、最大能量超声值与步长间隔的表达式。
[0092]
如果设定超声能量值中的任一超声能量值对应高能聚焦超声可使被施加的能量校准点对应组织在实时超声图像中变白(参见图8)，同时该高能聚焦超声施加过程中产生的广域噪声值为符合设定噪声条件的目标广域噪声值，则判定设定超声能量值集合存在可使该能量校准点对应组织发生非惯性空化效应的超声能量值。
[0093]
也就是说，如果设定超声能量值集合中的任一超声能量值对应的高能聚焦超声无法使该能量校准点对应组织变白，和/或，对应的广域噪声值不是符合设定噪声条件的目标广域噪声值，则判定设定超声能量值集合不存在可使该能量校准点对应组织发生非惯性空化效应的超声能量值。
[0094]
s4302、若是，则基于该超声能量值确定该能量校准点的校准能量值。
[0095]
如果设定超声能量值集合中存在可使该能量校准点对应组织发生非惯性空化效应的超声能量值，则基于该超声能量值确定该能量校准点的校准能量值，具体为：将该超声能量值与设定偏移值之和作为该能量校准点的校准能量值。设定偏移值为正值，其引入可以保证计划靶区内的各位置处的校准能量值均可使对应组织发生非惯性空化效应。
[0096]
s4303、若否，则删除该能量校准点，并在该能量校准点的设定邻域范围内的设定边缘层中生成一个替代能量校准点；在设定超声能量值集合存在可使该替代能量校准点对应组织发生非惯性空化效应的超声能量值的情况下，将该替代能量校准点作为能量校准点。
[0097]
具体地，在该能量校准点的设定邻域范围内的设定边缘层中生成至少两个备选能量校准点；响应于用户的校准点选择操作，在该至少两个备选能量校准点中确定目标备选能量校准点，并将目标备选能量校准点作为被删除能量校准点的替代能量校准点，即新的能量校准点。
[0098]
其中，设定邻域范围的半径大于或等于高能聚焦超声焦域尺寸。示例性的，当焦域尺寸为2mm时，无效能量校准点与其各备选能量校准点之间的距离大于或等于2mm。在一个实施例中，设定邻域范围的半径大于或等于高能聚焦超声焦域尺寸的3倍。
[0099]
在一个实施例中，针对替代能量校准点，如果超声能量值集合中不存在可使各备选能量校准点对应组织发生非惯性空化效应的超声能量值，则将同时生成的至少两个备选能量校准点中的另一备选能量校准点作为替代能量校准点；确定设定超声能量值集合是否存在可使该新的替代能量校准点对应组织发生非惯性空化效应的超声能量值，若是，则将该新的替代能量校准点作为能量校准点，若否，则继续将同时生成的至少两个备选能量校准点中另一备选能量校准点作为替代能量校准点，直至设定超声能量值集合存在使被删除能量校准点的替代能量校准点对应组织发生非惯性空化效应的超声能量值。
[0100]
本实施例为无法确定校准能量值的能量校准点设置替代能量校准点，基于替代能量校准点的能量校准值与其他能量校准点的能量校准值确定计划靶区中各治疗点的校准能量值，可以提高各治疗点的校准能量值确定的准确性，从而提高治疗模型的准确性。
[0101]
图9为本发明实施例提供的目标广域噪声值确定方法的流程图，如图9所示，该方法包括：
[0102]
s53011、针对设定超声能量值集合中的任一超声能量值，对该能量校准点施加该
超声能量值的高能聚焦超声，并确定与高能聚焦超声对应的目标射频数据的广域噪声值，目标射频数据包括高能聚焦超声。
[0103]
对于任一能量校准点，针对设定超声能量值集合中的任一超声能量值，对该能量校准点施加该超声能量值的高能聚焦超声，并在高能聚焦超声施加过程中，从第二换能器获取与高能聚焦超声对应的目标射频数据，然后确定该目标射频数据对应的广域噪声值。
[0104]
通过以下步骤确定广域噪声值，包括：
[0105]
步骤b1、在检测到第一换能器输出高能聚焦超声的情况下，获取探头第二换能器输出的射频数据的频域数据，以得到射频频域数据。
[0106]
第一换能器在输出高能聚焦超声的情况下，第二换能器捕捉监控区域并生成射频数据，该射频数据包括高能聚焦超声与背景噪声，处于工作状态的第一换能器在高能聚焦超声没有输出的时候，第二换能器的射频数据仅包括背景噪声，因此射频频域数据包括高能聚焦超声的频域数据与背景噪声的频域数据。
[0107]
在一个实施例中，获取到射频数据后，利用短时傅里叶变换将各扫描线的射频信号转化为频域信号，平均各扫描线的频域信号，以得到射频频域数据。
[0108]
步骤b2、获取背景噪声的噪声频域数据。
[0109]
获取预先存储的背景噪声的噪声频域数据。比如，在控制超声设备的第一换能器输出高能聚焦超声之前，先获取该第二换能器输出的背景噪声，确定该背景噪声的频域数据，并将该频域数据作为噪声频域数据。将该噪声频域数据存储至设定存储位置。在一个实施例中，第一换能器输出高能聚焦超声之前，是指在对所有能量校准点进行能量校准之前，控制第一换能器进入高能聚焦超声工作模式，但未输出高能聚焦超声的状态，然后获取第二换能器输出的背景噪声。
[0110]
步骤b3、将该射频数据的射频频域数据与噪声频域数据的差值作为该射频数据对应的目标频域数据。
[0111]
由于目标频域数据是将射频频域数据减去噪声频域数据得到的，因此目标频域数据可被认为仅包括高能聚焦超声的频域数据。
[0112]
步骤b4、响应于用户谐波区间选择操作，输出目标射频数据中于所述谐波区间对应的广域噪声值。
[0113]
在一个实施例中，目标频域数据确定后，在可视化交互界面中输出谐波区间标识，以供用户通过选择谐波区间选择对应谐波区间对应的广域噪声值。
[0114]
在一个实施例中，目标频域数据确定后，在可视化交互界面中输出该目标频域数据对应的频谱图(参见图10)，以供用户通过选择所需的频谱位置或谐波区间确定目标频域数据的广域噪声值。该附图中的各个高峰为谐波，广域噪声存在于各个谐波间隔。
[0115]
在一个实施例中，在可视化交互界面输出该目标频域数据对应的频谱曲线的同时，输出推荐的频谱位置范围，以供用户快速、准确地确定所需的频谱位置。其中，频谱位置为频谱图上的点坐标。
[0116]
在一个实施例中，该设定频带范围为推荐的谐波区间分布范围，根据用户选择的谐波区间确定谐波区间，根据该谐波区间对应的谐波间隔所对应的所有频谱值的均值确定广域噪声值。
[0117]
用户在可视化交互界面输出的频谱曲线中选择所需的谐波区间，处理器响应于该
操作输出该谐波区间对应的广域噪声值，该广域噪声值即为目标频域数据的广域噪声值。附图10示出了一条频谱曲线的各谐波区间的平均广域噪声值。
[0118]
通过响应于用户在频谱图的设定频带范围内的谐波区间选择操作，输出目标频域数据的广域噪声值，使得用户可以结合超声装置性能与自身经验选择准确性更高的谐波区间，提高了广域噪声值确定的灵活性和准确性。
[0119]
s53012、在得到设定超声能量集合中的所有超声能量值对应的广域噪声值的情况下，根据所有超声能量值以及所有超声能量值分别对应的广域噪声值绘制广域噪声曲线。
[0120]
在得到设定能量超声集合中的所有超声能量值对应的广域噪声值的情况下，以超声能量值为横坐标，以广域噪声值为纵坐标，绘制广域噪声曲线。
[0121]
在一个实施例中，对于任一超声能量值，获取至少两组射频数据，并将各射频数据对应的广域噪声值的均值作为该超声能量值对应的中间广域噪声值，以超声能量值为横坐标，以广域噪声值为纵坐标，绘制广域噪声曲线。
[0122]
s53013、确定广域噪声曲线中的目标拐点对应的广域噪声值，并将该广域噪声值作为目标广域噪声值，其中，目标拐点为广域噪声曲线中符合设定曲率条件的上升沿的末端点，且末端点的超声能量值对应的所有广域噪声值均分布在设定噪声值范围内。
[0123]
其中，设定噪声值范围可理解为，可作为目标拐点的坐标点对应的超声能量值对应的所有广域噪声值的最大分布范围。如果广域噪声曲线中符合设定曲率条件的上升沿的末端点对应的所有广域噪声值中，最大广域噪声值与最小广域噪声值之间的差值超过这个范围，即可判定该末端点不是目标拐点，反之，该末端点为目标拐点。
[0124]
在一个实施例中，任一超声能量值对应至少两个广域噪声值的情况下，对各超声能量值对应的至少两个广域噪声值进行平均以得到中间广域噪声值。以超声能量值为横坐标，中间广域噪声值为纵坐标绘制中间广域噪声曲线，并将该中间广域噪声曲线作为广域噪声曲线，如图11a、图11b与图11c所示。
[0125]
如图11a与图11c，各广域噪声曲线中各能量值对应的所有广域噪声值均在设定噪声值范围内，此时将连接较大斜率上升沿(第一上升沿)与较小斜率上升沿(平稳段)的点作为目标拐点即可。
[0126]
如图11b所示，其包括两个较大斜率的上升沿，且各较大斜率上升沿后均连接较小斜率上升沿(平稳段)，因此图11b中的广域噪声值曲线包括两个上升沿，且各上升沿后均连接一个斜率较小的上升沿，该两个上升沿的末端点分别为超声能量104％与超声能量157％在广域噪声值曲线中对应的坐标点。对于前者，对应的多个广域噪声值分布在一个较大的噪声值范围内，且该噪声值范围不在设定噪声值范围内；对于后者，对应的多个广域噪声值分布在一个较小的噪声值范围内，且该噪声值范围在设定噪声值范围内，因此将后者作为广域噪声曲线的目标拐点。
[0127]
在一个实施例中，处理器在执行完s53012后输出广域噪声曲线，并在该广域噪声曲线上标记出目标拐点，同时输出接收选项和拒绝选项。在用户接受该目标拐点的情况下，可点击或触摸该接收选项，处理器响应于该操作执行s53013；在用户不接收该目标拐点的情况下，点击或触摸拒绝选项，处理器响应于该操作在广域噪声曲线中标记候选拐点，并输出候选拐点选择提示信息，用户从标记的候选拐点中选择所需拐点，处理器响应于该操作执行s53013。
[0128]
本实施例根据广域噪声值范围内的广域噪声曲线的走势，确定可使能量校准点对应组织发生非惯性空化效应的高能聚焦超声的目标广域噪声值，准确性较高。
[0129]
在一些实施例中，高能聚焦超声治疗模型确定方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如图1中的存储单元18。在一些实施例中，如图1所示，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到高能聚焦超声治疗模型确定10上。当计算机程序加载到ram 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的高能聚焦超声治疗模型确定方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行高能聚焦超声治疗模型确定方法。
[0130]
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
[0131]
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
[0132]
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
[0133]
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)、区块链网络和互联网。
[0134]
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算
机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与vps服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
[0135]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0136]
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。