《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》是飛依諾科技（蘇州）有限公司於2015年12月10日申請的專利，該專利的公布號為CN105496455A，授權公布日為2016年4月20日，發明人是陳惠人。
《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》實施例公開了一種超聲空化強度的調節方法和裝置，該調節方法包括：根據第i空化強度值和目標空化強度值的大小，控制調節第j空化係數，以計算得到第i+1空化強度值；如果第i+1空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值大於設定閾值，則返回並繼續計算得到空化強度值，直至確定得到的空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值小於或等於設定閾值。該發明中已知目標空化強度值，並通過調節空化係數以達到將初始的空化強度值調節為目標空化強度值的目的，通過反向映射的方式根據目標空化強度值調節空化係數，該調節方式具有調節過程速度快且調節誤差非常小的優點。
2020年7月14日，《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種超聲空化強度的調節方法和裝置
- 申請人：飛依諾科技（蘇州）有限公司
- 申請日：2015年12月10日
- 申請號：2015109173388
- 公布日：2016年4月20日
- 公布號：CN105496455A
- 發明人：陳惠人
- 地址：江蘇省蘇州市吳中區新發路27號
- Int. Cl.：A61B8/00(2006.01)I、A61N7/00(2006.01)I
- 代理機構：北京品源專利代理有限公司
- 代理人：孟金喆、胡彬
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
超聲設備基於超音波的空化作用，套用在醫用超聲成像和治療領域，也可作為清洗器械套用。醫用超聲設備基於瞬態空化現象進行醫療，瞬態空化會產生局部高溫、高壓現象，還伴隨強大衝擊波、高速微射流、自由基的產生，可形成對正常細胞的結構和酶的生物活性有極大的破壞作用，但同時對腫瘤細胞可進行有效的殺傷。
瞬態空化的空化爆破強度是影響醫用超聲設備臨床使用時安全及效率的重要因素。而影響空化爆破強度的因素有很多，如發射頻率、發射電壓、發射脈衝長度、液體性質等。2015年12月之前的技術中超聲設備都是通過正向映射方式來達到控制調節空化爆破強度的目的，即工作人員通過調節發射頻率、發射電壓、發射脈衝長度、發射脈衝重複頻率、發射脈衝持續次數等參數來被動改變空化爆破強度。
在實際臨床使用中，當工作人員需要空化爆破強度從A變化至B時，很難快速準確地調節發射頻率、發射電壓、發射脈衝長度、發射脈衝重複頻率、發射脈衝持續次數等這一套組合參數，而是只能一個個調節嘗試，這樣不僅耗費時間，且較難保證效果，可能使得患者錯過最佳的成像和治療。
發明內容
專利目的
《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》實施例提供一種超聲空化強度的調節方法和裝置，以解決調節過程耗費時間、調節效果差的問題。
技術方案
第一方面，《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》實施例提供了一種超聲空化強度的調節方法，包括：
根據第i空化強度值和目標空化強度值的大小，控制調節第j空化係數，以計算得到第i+1空化強度值，其中，i＝0，1，2，…，以及j＝1，2，…，n且7≥n≥2；如果所述第i+1空化強度值與所述目標空化強度值的差值絕對值大於設定閾值，則返回並繼續計算得到空化強度值，直至確定得到的所述空化強度值與所述目標空化強度值的差值絕對值小於或等於所述設定閾值。
進一步地，所述第j空化係數包括發射頻率係數k1、脈衝長度係數k2、脈衝頻率係數k3、脈衝次數係數k4、掃描線密度係數k5、感興趣區大小係數k6、發射電壓係數k7中的任意一種或多種。
進一步地，所述空化強度值Q的計算公式具體為：
其中，Frequency為超聲發射頻率，PulseLength為超聲發射脈衝長度，PRF為超聲發射脈衝重複頻率，PulseTimes為超聲發射脈衝持續次數，LineDensity為超聲發射掃描線密度，ROISize為超聲空化爆破感興趣區大小，TransmitVoltage為超聲發射電壓。
進一步地，根據第i空化強度值和目標空化強度值的大小，控制調節第j空化係數，以計算得到第i+1空化強度值，包括：
判斷所述目標空化強度值是否大於所述第i空化強度值；若是，則控制將所述第j空化係數的數值對應調節為按照設定規則設定的第j係數值，以計算得到第i+1空化強度值；若否，則控制將所述第j空化係數的數值對應調節為按照設定規則設定的負的第j係數值，以計算得到第i+1空化強度值。
進一步地，所述設定規則包括：後一次調節的所述第j係數值是前一次調節的所述第j係數值的1/m，其中，m>1。
進一步地，所述第j係數值的絕對值大於或等於0且小於或等於1。
進一步地，計算得到第i+1空化強度值之後，還包括：計算所述第i+1空化強度值與所述目標空化強度值的差值，並判斷該差值絕對值是否小於或等於所述設定閾值。
進一步地，還包括：如果所述第i+1空化強度值與所述目標空化強度值的差值絕對值小於或等於所述設定閾值，則控制停止調節所述空化係數。
進一步地，所述設定閾值為0.001。
第二方面，《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》實施例還提供了一種超聲空化強度的調節裝置，包括：
空化強度計算模組，用於根據第i空化強度值和目標空化強度值的大小，控制調節第j空化係數，以計算得到第i+1空化強度值，其中，i＝0，1，2，…，以及j＝1，2，…，n且7≥n≥2；
空化強度確定模組，用於如果所述第i+1空化強度值與所述目標空化強度值的差值絕對值大於設定閾值，則返回並繼續計算得到空化強度值，直至確定得到的所述空化強度值與所述目標空化強度值的差值絕對值小於或等於所述設定閾值。
改善效果
《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》根據第i空化強度值和目標空化強度值的大小，通過調節第j空化係數以計算得到第i+1空化強度值並進行後續判斷，如果第i+1空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值大於設定閾值，則返回並繼續計算空化強度值並進行判斷，直至確定得到的空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值小於或等於設定閾值。該發明中已知目標空化強度值，並通過調節空化係數以達到將初始的空化強度值調節為目標空化強度值的目的，通過反向映射的方式根據目標空化強度值調節空化係數，該調節方式具有調節過程速度快且調節誤差非常小的優點，解決了2015年12月之前技術的缺陷。
附圖說明
圖1是《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》實施例一提供的超聲空化強度調節方法的流程圖；
圖2是該發明實施例二提供的超聲空化強度調節方法的流程圖；
圖3是該發明實施例三提供的超聲空化強度調節裝置的示意圖。
技術領域
《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》實施例涉及超聲發射技術領域，尤其涉及一種超聲空化強度的調節方法和裝置。
權利要求
1.一種超聲空化強度的調節方法，其特徵在於，包括：
根據第i空化強度值和目標空化強度值的大小，控制調節第j空化係數，以計算得到第i+1空化強度值，其中，i＝0，1，2，…，以及j＝1，2，…，n且7≥n≥2；
如果所述第i+1空化強度值與所述目標空化強度值的差值絕對值大於設定閾值，則返回並繼續計算得到空化強度值，直至確定得到的所述空化強度值與所述目標空化強度值的差值絕對值小於或等於所述設定閾值。
2.根據權利要求1所述的調節方法，其特徵在於，所述第j空化係數包括發射頻率係數k1、脈衝長度係數k2、脈衝頻率係數k3、脈衝次數係數k4、掃描線密度係數k5、感興趣區大小係數k6、發射電壓係數k7中的任意一種或多種。
3.根據權利要求2所述的調節方法，其特徵在於，所述空化強度值Q的計算公式具體為：
其中，Frequency為超聲發射頻率，PulseLength為超聲發射脈衝長度，PRF為超聲發射脈衝重複頻率，PulseTimes為超聲發射脈衝持續次數，LineDensity為超聲發射掃描線密度，ROISize為超聲空化爆破感興趣區大小，TransmitVoltage為超聲發射電壓。
4.根據權利要求1或3所述的調節方法，其特徵在於，根據第i空化強度值和目標空化強度值的大小，控制調節第j空化係數，以計算得到第i+1空化強度值，包括：判斷所述目標空化強度值是否大於所述第i空化強度值；若是，則控制將所述第j空化係數的數值對應調節為按照設定規則設定的第j係數值，以計算得到第i+1空化強度值；若否，則控制將所述第j空化係數的數值對應調節為按照設定規則設定的負的第j係數值，以計算得到第i+1空化強度值。
5.根據權利要求4所述的調節方法，其特徵在於，所述設定規則包括：後一次調節的所述第j係數值是前一次調節的所述第j係數值的1/m，其中，m>1。
6.根據權利要求4所述的調節方法，其特徵在於，所述第j係數值的絕對值大於或等於0且小於或等於1。
7.根據權利要求1所述的調節方法，其特徵在於，計算得到第i+1空化強度值之後，還包括：計算所述第i+1空化強度值與所述目標空化強度值的差值，並判斷該差值絕對值是否小於或等於所述設定閾值。
8.根據權利要求1所述的調節方法，其特徵在於，還包括：如果所述第i+1空化強度值與所述目標空化強度值的差值絕對值小於或等於所述設定閾值，則控制停止調節所述空化係數。
9.根據權利要求1所述的調節方法，其特徵在於，所述設定閾值為0.001。
10.一種超聲空化強度的調節裝置，其特徵在於，包括：空化強度計算模組，用於根據第i空化強度值和目標空化強度值的大小，控制調節第j空化係數，以計算得到第i+1空化強度值，其中，i＝0，1，2，…，以及j＝1，2，…，n且7≥n≥2；空化強度確定模組，用於如果所述第i+1空化強度值與所述目標空化強度值的差值絕對值大於設定閾值，則返回並繼續計算得到空化強度值，直至確定得到的所述空化強度值與所述目標空化強度值的差值絕對值小於或等於所述設定閾值。
實施方式
- 第一實施例
如圖1所示為《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》實施例一提供的超聲空化強度調節方法的流程圖。該實施例的技術方案適用於通過已知的目標空化強度值自動調節空化參數的情況，該方法可以由超聲空化強度調節裝置來執行，並配置在超聲設備中。
該實施例提供的一種超聲空化強度的調節方法，具體包括如下步驟：
S110、根據第i空化強度值和目標空化強度值的大小，控制調節第j空化係數，以計算得到第i+1空化強度值，其中，i＝0，1，2，…，以及j＝1，2，…，n且7≥n≥2。
如上所述，超聲設備的面板上顯示有當前初始待調節的空化強度值，以及還顯示有工作人員輸入的所需的空化強度值，則超聲空化強度調節裝置（簡稱調節裝置）採集該當前初始待調節的空化強度值和該輸入的所需空化強度值，由此調節裝置將該初始待調節空化強度值作為第0空化強度值，以及將該所需空化強度值作為目標空化強度值。由此可知，調節裝置的功能在於將初始顯示的第0空化強度值自動調節為工作人員輸入的目標空化強度值。
空化係數為空化參數的係數，空化參數影響空化強度值，因此空化係數的改變使得該空化係數對應的空化參數值改變，則空化強度值改變，由此通過調節空化係數達到改變空化強度值的目的。影響空化強度值的空化參數有多個，空化係數與空化參數一一對應，在此以7個空化參數為例，因此可調節的空化係數不超過7個。該領域技術人員可以理解，計算得出的第i+1空化強度值和/或空化參數值可選也可以實時顯示在超聲設備的面板上供工作人員查看，以及還可選對7個以上或以下的空化參數進行調節。在此空化強度值是指超聲設備的超聲空化爆破強度值，空化參數為影響超聲空化爆破強度值的參數。
具體地，調節裝置根據第0空化強度值和目標空化強度值的大小，控制調節第1空化係數，並計算得出第1空化強度值。通過後續步驟對第1空化強度值進行檢測，若判定還需要調節，則調節裝置根據第1空化強度值和目標空化強度值的大小，控制調節第2空化係數，並計算得出第2空化強度值。依次類推，直至調節裝置控制停止調節為止。
上述操作中，根據第i空化強度值和已知的目標空化強度值，進行空化係數的調節，以達到調節空化強度值的目的，即通過反向映射的方式根據已知的目標空化強度值調節空化係數，使初始空化強度值被調節為目標空化強度值。
S120、如果第i+1空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值大於設定閾值，則返回並繼續計算得到空化強度值，直至確定得到的空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值小於或等於設定閾值。
如上所述，調節裝置通過調節第j空化係數以計算得到第i+1空化強度值後，會對計算得出的第i+1空化強度值與目標空化強度值進行差值計算，其中，調節裝置中預先設定有設定閾值，則調節裝置根據差值與設定閾值的比較結果判斷是否繼續調節。具體地，調節裝置計算得出差值後，會判斷該差值的絕對值是否大於設定閾值，若是則說明第i+1空化強度值與目標空化強度值的差距較大，則需要繼續調節空化係數，即返回步驟S110繼續計算後續空化強度值。
初始時i＝0，則首次是對計算得出的第1空化強度值與目標空化強度值進行差值計算，若該差值絕對值大於設定閾值，則返回並通過第1空化強度值與目標空化強度值的大小，計算得出第2空化強度值。當第2空化強度值與目標空化強度值差值絕對值大於設定閾值時，則返回並繼續計算得出第3空化強度值。依次類推，直至確定得到的空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值小於或等於設定閾值時，調節過程完成並控制停止調節，此時調節得到的空化強度值作為最終確定的空化強度值。也就是說，最終確定的空化強度值與目標空化強度值之間的差值絕對值小於或等於設定閾值時，判定調節成功，即已將初始的第0空化強度值調節為目標空化強度值。
上述操作中，將第i+1空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值是否大於設定閾值作為判斷調節是否成功的依據，在調節不成功時循環步驟110～120，直至調節成功，即最終得出的空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值小於或等於設定閾值。調節裝置通過設定的循環步驟自動調節空化強度值，調節速度快且調節誤差非常小。
該實施例根據第i空化強度值和目標空化強度值的大小，通過調節第j空化係數以計算得到第i+1空化強度值並進行後續判斷，如果第i+1空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值大於設定閾值，則返回並繼續計算空化強度值並進行判斷，直至確定得到的空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值小於或等於設定閾值。該實施例已知目標空化強度值，並通過調節空化係數以達到將初始的空化強度值調節為目標空化強度值的目的，通過反向映射的方式根據目標空化強度值調節空化係數，該調節方式具有調節過程速度快且調節誤差非常小的優點。
- 第二實施例
該實施例的技術方案適用於通過已知的目標空化強度值自動調節空化參數的情況，該方法可以由超聲空化強度調節裝置來執行，並配置在超聲設備中。
在此需要說明的是，影響空化強度值的參數有很多，在該實施例中僅選取7個空化參數作為影響空化強度值的主要因素，具體包括：超聲發射頻率Frequency、超聲發射脈衝長度PulseLength、超聲發射脈衝重複頻率PRF（PulseRepetitionFrequency）、超聲發射脈衝持續次數PulseTimes、超聲發射掃描線密度LineDensity、超聲空化爆破感興趣區大小ROISize、超聲發射電壓TransmitVoltage。那么相應的，每一個空化參數對應有空化係數，分別為：發射頻率係數k1、脈衝長度係數k2、脈衝頻率係數k3、脈衝次數係數k4、掃描線密度係數k5、感興趣區大小係數k6、發射電壓係數k7。該領域技術人員可以理解，影響空化強度值的參數還包括液體溫度、液體表面張力等，也可選取超過7種或少於7種的空化參數作為主要參數，在此不再贅述，在該實施例中僅以上述7個空化參數對空化強度值的影響為例。
對於任意一次調節過程，可以僅對其中一個空化係數進行調節，也可以同時對至少兩個空化係數進行調節，因此第j空化係數包括至少一個待調節空化係數。由此可知，第j空化係數包括：發射頻率係數k1、脈衝長度係數k2、脈衝頻率係數k3、脈衝次數係數k4、掃描線密度係數k5、感興趣區大小係數k6、發射電壓係數k7中的任意一種或多種。
在此若以第1空化係數的調節對象包括k1、k6和k7，第2空化係數包括k2和k5，第3空化係數包括k3，第4空化係數包括k4為例，那么在計算第5空化強度值時，可根據第4空化強度值和目標空化強度值的大小通過控制調節k1、k6和k7以計算得到第5空化強度值。該領域技術人員可以理解，第j空化係數的調節對象還可以按照其他順序或數量進行設定，在此不再贅述。
在該實施例中，已知設定了影響空化強度值的因素主要包括7種空化參數，分別為Frequency、PulseLength、PRF、PulseTimes、LineDensity、ROISize、TransmitVoltage。那么設定空化強度值為Q，則Q與7種空化參數的函式方程如下式（1）所示：
其中，P（TransmitVoltage）∝TransmitVoltage為聲壓，Z為聲阻抗（當物質一定時，Z為一常數）。已知調節裝置獲取了目標空化強度值，因此該函式方程就轉換為已知Q，求一組較優解Frequency，PulseLength，PRF，PulseTimes，TransmitVoltage，LineDensity，ROISize使得函式的值為Q。
為了簡化式（1）組合，在此根據空化參數對空化強度值的影響可將空化參數進行組合，則Q的函式方程由式（1）轉換為如下式（2）：
其中g1（Frequency，PulseLength），g2（PRF，PulseTimes），g3（LineDensity，ROISize），g4（TransmitVoltage）的函式方程如下式所示：
g1（Frequency，PulseLength）＝（（1+k1）×Frequency）×（1+k2）×PulseLength，
g2（PRF，PulseTimes）＝（1+k3）×PRF×（1+k4）×PulseTimes，
g3（LineDensity，ROISize）＝（1+k5）×LineDensity×（（1+k6）×ROISize），
g4（TransmitVoltage）＝（1/2）×P（（1+k7）×TransmitVoltage）/Z。
綜上所述，空化強度值Q的計算公式具體為下式（3）：
其中，Frequency為超聲發射頻率，PulseLength為超聲發射脈衝長度，PRF為超聲發射脈衝重複頻率，PulseTimes為超聲發射脈衝持續次數，LineDensity為超聲發射掃描線密度，ROISize為超聲空化爆破感興趣區大小，TransmitVoltage為超聲發射電壓。根據如上公式（3）可在通過調節k1～k7，使計算得出的空化強度值接近或等於目標空化強度值。
在上述基礎上，如圖2所示，該實施例提供的一種超聲空化強度的調節方法，具體包括如下步驟：
S210、判斷目標空化強度值是否大於第i空化強度值。
如上所述，調節裝置採集工作人員在超聲設備的面板上輸入的所需的目標空化強度值，以及直接採集初始的空化強度值作為第0空化強度值，根據第0空化強度值和目標空化強度值可計算得出第1空化強度值，依次類推，第i空化強度值已知。因此調節裝置已知第i空化強度值和目標空化強度值，則可判斷目標空化強度值是否大於第i空化強度值，並根據判斷結果執行後續操作。
在此若目標空化強度值大於第i空化強度值，則執行S220，若目標空化強度值小於或等於第i空化強度值，則跳轉執行S230。
S220、若是，則控制將第j空化係數的數值對應調節為按照設定規則設定的第j係數值，以計算得到第i+1空化強度值。
如上所述，以第2空化係數的調節對象包括k3和k4為例，則當目標空化強度值大於第1空化強度值時，調節第2空化係數的數值的具體過程為：將k3的當前數值調節為按照設定規則設定的k3的係數值，以及將k4的當前數值調節為按照設定規則設定的k4的係數值。計算得到第i+1空化強度值後執行S240。
如k3的係數值為a3、k4的係數值為-a4，則當目標空化強度值大於第1空化強度值時，將k3的當前數值調節為a3，將k4的當前數值調節為-a4。該領域技術人員可以理解，對第j空化係數的調節即是將第j空化係數中的每一個調節對象的數值調節為對應的係數值，在此第j空化係數中包括至少一個調節對象。
S230、若否，則控制將第j空化係數的數值對應調節為按照設定規則設定的負的第j係數值，以計算得到第i+1空化強度值。
如上所述，以第2空化係數的調節對象包括k3和k4為例，則當目標空化強度值小於或等於第1空化強度值時，調節第2空化係數的數值的具體過程為：將k3的當前數值調節為按照設定規則設定的負的k3的係數值，以及將k4的當前數值調節為按照設定規則設定的負的k4的係數值。計算得到第i+1空化強度值後執行S240。
如k3的係數值為a3、k4的係數值為-a4，在上述操作中將k3的當前數值調節為-a3，將k4的當前數值調節為a4。該領域技術人員可以理解，對第j空化係數的調節即是將第j空化係數中的每一個調節對象的數值調節為對應的係數值，在此第j空化係數中包括至少一個調節對象。
S240、計算第i+1空化強度值與目標空化強度值的差值，並判斷該差值絕對值是否小於或等於設定閾值。
如上所述，已知目標空化強度值並計算得出第i+1空化強度值，則調節裝置計算第i+1空化強度值與目標空化強度值的差值。在此調節裝置中還預先設定有設定閾值，根據該設定閾值，調節裝置判斷該差值絕對值是否小於或等於設定閾值，若否則執行S250，若是則跳轉執行S260。
S250、如果第i+1空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值大於設定閾值，則返回並繼續計算得到空化強度值，直至確定得到的空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值小於或等於設定閾值。
S260、如果第i+1空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值小於或等於設定閾值，則控制停止調節空化係數。
如上所述，當第i+1空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值小於或等於設定閾值時，則認為第i+1空化強度值接近目標空化強度值且兩者的差值可不計，此時調節裝置確定當前得到的第i+1空化強度值可作為工作人員所需的空化強度值。因此調節裝置控制停止調節空化係數，即調節過程完成。
需要說明的是，可選設定閾值為0.001，該領域技術人員可以理解，可根據超聲設備使用情況的不同自行設定設定閾值。
在上述技術方案的基礎上，需要說明的是，可選設定規則包括：後一次調節的第j係數值是前一次調節的第j係數值的1/m，其中，m>1。以空化強度值對應4個空化係數，第2空化係數的調節對象包括k3和k4為例，首次調節第2空化係數時用以計算第2空化強度值，此時將第2空化係數中k3的係數值調節為a3、k4的係數值調節為-a4；再次調節第2空化係數時用以計算第6空化強度值，則將第2空化係數中k3的係數值調節為（1/m）*a3、k4的係數值調節為（1/m）*（-a4）。該領域技術人員可以理解，m可根據調節順次的不同而調整，如第2次調節時設定m＝1.5，第3次調節時設定m＝2等等，m可根據情況作適當調整。
在上述技術方案的基礎上，需要說明的是，第j係數值的絕對值大於或等於0且小於或等於1。以第2空化係數為例，其中，0≤|a3|，|a4|≤1，其中，係數值可在0到1的範圍內自行做出調整。
該實施例中調節裝置根據目標空化強度值反向映射並調整影響空化強度值的空化參數的係數，使得最終確定的空化強度值接近目標空化強度值。由於該實施例中調節裝置根據預設的設定閾值、空化係數值、以及設定步驟循環並得出最終確定的空化強度值，因此整個調節過程快速、且調節後確定的空化強度值與目標空化強度值的差值非常小，因此該實施例的調節方法具有調節速度快、調節誤差快、調節結果準確的優勢。
《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》實施例還提供一種超聲空化強度調節方法的具體優選示例，該示例以上述任意實施例為基礎。在該具體示例中，設定影響空化強度值的空化參數包括Frequency、PulseLength、PRF、PulseTimes、LineDensity、ROISize、TransmitVoltage，那么通過式（3）可計算空化強度值。
在此還設定n＝4，則空化係數分別包括第1空化係數、第2空化係數、第3空化係數和第4空化係數。其中，第1空化係數的調節對象為Frequency的係數k1和PulseLength的係數k2；第2空化係數的調節對象為PRF的係數k3和PulseTimes的係數k4；第3空化係數的調節對象為LineDensity的係數k5和ROISize的係數k6；第4空化係數的調節對象為TransmitVoltage的係數k7。
其中，k1的係數值為-a1，k1的負的係數值為a1；k2的係數值為a2，k2的負的係數值為-a2；k3的係數值為a3，k3的負的係數值為-a3；k4的係數值為a4，k4的負的係數值為-a4；k5的係數值為a5，k5的負的係數值為-a5；k6的係數值為-a6，k6的負的係數值為a6；k7的係數值為a7，k7的負的係數值為-a7。以及，0≤|a1|，|a2|，|a3|，|a4|，|a5|，|a6|，|a7|≤1。設定閾值為0.001。需要說明的是，設定閾值、a1～a2，可通過工作人員自行設定，也可以在超聲設備出廠時默認設定，或者根據超聲設備的套用情況統計歷史數據以設定，該領域技術人員可以理解，設定閾值、a1～a2的數值設定方式包括但不限於以上情況。
根據上述的具體優選數值設定，在此調節裝置採集到當前的空化強度值A0，以及工作人員輸入的所需的空化強度值為A'，則調節裝置自動將空化強度值從A0調整為A'，具體過程如下：
Step1：如果調節裝置計算出A'>A0，則調節裝置設定k1＝-a1，以及k2＝a2；如果調節裝置計算出A'≤A0，則調節裝置設定k1＝a1，以及k2＝-a2，以達到調整Frequency和PulseLength的目的；計算以得到第1空化強度值A1；如果|A1-A'|＜0.001，則停止調整，否則，繼續Step2；
Step2：如果調節裝置計算出A'>A1，則調節裝置設定k3＝a3，以及k4＝a4；如果調節裝置計算出A'≤A1，則調節裝置設定k3＝-a3，以及k4＝-a4，以達到調整PRF和PulseTimes的目的；計算以得到第2空化強度值A2；如果|A2-A'|＜0.001，則停止調整，否則，繼續Step3；
Step3：如果調節裝置計算出A'>A2，則調節裝置設定k5＝a5，以及k6＝-a6；如果調節裝置計算出A'≤A2，則調節裝置設定k5＝-a5，以及k6＝a6，以達到調整LineDensity和ROISize的目的；計算以得到第3空化強度值A3；如果|A3-A'|＜0.001，則停止調整，否則，繼續Step4；
Step4：如果調節裝置計算出A'>A3，則調節裝置設定k7＝a7；如果調節裝置計算出A'≤A3，則調節裝置設定k7＝-a7，以達到調整TransmitVoltage的目的；計算以得到第4空化強度值A4；如果|A4-A'|＜0.001，則停止調整，否則，繼續Step5；
Step5：取1/2的步長，重複step1-step4，直至|Ai-A'|<0.001，在此重複循環中，第二次調節的k1為首次a1的二分之一，k2為首次a2的二分之一，…。依次類推，第三次調節的k1為前一次a1的二分之一，k2為前一次a2的二分之一，…。
上述具體示例為《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》的優選實施例，該領域技術人員可以理解，根據《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》實施例提供的技術方案，該領域技術人員還可以通過修改空化參數或修改空化係數或調整空化係數，即重新設定相關數值或調節順序的方式得出目標空化強度值，在此不再贅述。
- 第三實施例
如圖3所示為《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》實施例三提供的超聲空化強度調節裝置的示意圖。該實施例的技術方案適用於通過已知的目標空化強度值自動調節空化參數的情況，該裝置可用於執行上述任意實施例所述的超聲空化強度調節方法，該裝置可配置在超聲設備中。
該實施例提供的一種超聲空化強度的調節裝置，包括：空化強度計算模組310和空化強度確定模組320。
其中，空化強度計算模組310用於根據第i空化強度值和目標空化強度值的大小，控制調節第j空化係數，以計算得到第i+1空化強度值，其中，i＝0，1，2，…，以及j＝1，2，…，n且7≥n≥2；空化強度確定模組320用於如果第i+1空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值大於設定閾值，則返回並繼續計算得到空化強度值，直至確定得到的空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值小於或等於設定閾值。
可選地，第j空化係數包括發射頻率係數k1、脈衝長度係數k2、脈衝頻率係數k3、脈衝次數係數k4、掃描線密度係數k5、感興趣區大小係數k6、發射電壓係數k7中的任意一種或多種。
可選地，空化強度計算模組計算空化強度值Q的計算公式具體為：
其中，Frequency為超聲發射頻率，PulseLength為超聲發射脈衝長度，PRF為超聲發射脈衝重複頻率，PulseTimes為超聲發射脈衝持續次數，LineDensity為超聲發射掃描線密度，ROISize為超聲空化爆破感興趣區大小，TransmitVoltage為超聲發射電壓。
可選地，空化強度計算模組310包括：空化強度判斷單元311和空化係數調節單元312。其中，空化強度判斷單元311用於判斷目標空化強度值是否大於第i空化強度值；空化係數調節單元312用於當目標空化強度值大於第i空化強度值時，則控制將第j空化係數的數值對應調節為按照設定規則設定的第j係數值，以計算得到第i+1空化強度值；當目標空化強度值小於或等於第i空化強度值時，則控制將第j空化係數的數值對應調節為按照設定規則設定的負的第j係數值，以計算得到第i+1空化強度值。
可選地，設定規則包括：後一次調節的第j係數值是前一次調節的第j係數值的1/m，其中，m>1。
可選地，第j係數值的絕對值大於或等於0且小於或等於1。
可選地，還包括：空化強度判斷模組330。其中，空化強度判斷模組330用於在計算得到第i+1空化強度值之後，計算第i+1空化強度值與目標空化強度值的差值，並判斷該差值絕對值是否小於或等於設定閾值。
可選地，還包括：係數調節控制模組340。其中，係數調節控制模組340用於如果第i+1空化強度值與目標空化強度值的差值絕對值小於或等於設定閾值，則控制停止調節空化係數。
可選地，設定閾值為0.001。
該實施例中調節裝置獲取到目標空化強度值，並通過調節空化係數以達到將初始的空化強度值調節為目標空化強度值的目的，通過反向映射的方式根據目標空化強度值調節空化係數，該調節方式具有調節過程速度快且調節誤差非常小的優點。
《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》實施例還提供一種超聲設備，該超聲設備中配置了如上述任意實施例所述的超聲空化強度調節裝置，以及還包括顯示面板。該超聲空化強度調節裝置可執行上述任意實施例所述的超聲空化強度調節方法。該超聲設備可作為醫療器械，套用在醫用超聲設備成像和治療領域，也可作為清洗設備套用在實驗室等地方。
需要說明的是，調節裝置從顯示面板上採集初始的超聲空化強度值和工作人員輸入的目標空化強度值，根據超聲空化強度調節方法調節超聲設備的空化強度值，並調節使得最終確定的超聲空化強度與目標空化強度值的差值絕對值小於或等於設定閾值，則此時調節裝置控制調節完成，超聲設備的當前空化強度值為最終確定的超聲空化強度值。調節完成後，調節裝置可向超聲設備的顯示面板傳輸完成指令，則顯示面板根據完成指令顯示調節完成信息，工作人員查看該調節完成信息以確定調節完成，則工作人員操作超聲設備執行工作流程。
榮譽表彰
2020年7月14日，《一種超聲空化強度的調節方法和裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
