发明创造名称:一种基于经颅多普勒的颅内血流三维信息显示方法及系统
外观设计名称:
决定号:201801
决定日:2019-12-17
委内编号:1F260816
优先权日:
申请(专利)号:201510714916.8
申请日:2015-10-29
复审请求人:深圳市德力凯医疗设备股份有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:赵雯典
合议组组长:张红梅
参审员:杨静萱
国际分类号:A61B8/06
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件公开的内容相比存在区别技术特征,但是其中部分区别技术特征被其他对比文件公开,部分区别技术特征属于本领域技术人员根据公知常识作出的常规选择,则所述技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步,该权利要求不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510714916.8,名称为“一种基于经颅多普勒的颅内血流三维信息显示方法及系统”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为深圳市德力凯医疗设备股份有限公司。本申请的申请日为2015年10月29日,公开日为2016年01月13日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年08月10日以本申请的权利要求1-5不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由作出驳回决定。驳回决定所引用的对比文件为:
对比文件1:CN1O1889216A,公开日期为2010年11月17日;
对比文件2:US2010/0130866A1,公开日期为2010年05月27日;
对比文件3:CN1O1347341A,公开日期为2009年01月21日。
驳回决定所依据的审查文本为:申请日2015年10月29日提交的说明书摘要、说明书第1-57段、摘要附图、说明书附图图1-3;2018年04月18日提交的权利要求第1-5项。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种基于经颅多普勒的颅内血流三维信息显示方法,其特征在于,所述方法包括:
A、利用经颅多普勒的超声探头对颅内预定区域进行多波束超声波扫描,并接收超声回波信号;
B、依据所述超声回波信号,计算获得包括颅内血管的深度、血流方向、相对血流量以及血流速度的血流信息;
C、基于预定区域扫描获得多个方向上的血流信息,通过三维建模运算形成包含血流信息的立体模型;
D、将所述立体模型的数据进行可视化处理形成三维图像;并且
依据用户指令,对三维图像进行个性化调整后输出,向用户展示;
通过机械控制所述超声探头偏转的方式或机械控制结合电子聚焦的方式获得所述对颅内预定区域进行扫描的多波束超声波;
在三维图像中标注并显示血流速度、方向、能量;
所述步骤B还包括:在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息;并且
依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理;
实现颅内血管三维图像构建的过程:
从左侧颞窗对颅内进行扫描,在扫描过程中,探头以多条扫描线对颅内进行扫描,对每条扫描线等间距进行取样获取多个采样点;对每条线的超声回波进行复相关计算,获取每个取样点的血流能量及方向信息后进行三维重建形成一侧颅内血流三维立体图;控制自动探头对所有显示有血流信息的波速位置再次扫描,对回波进行快速傅立叶变换,获取每个取样点的血流参数信息;完成左侧扫描后,再从右侧颞窗对颅内进行扫描,并执行相同的程序来获得右侧的颅内血流三维立体图及每个取样点的血流参数信息;将左右两侧获得的血流三维立体图像进行叠加复合,形成一幅完整的颅内血流三维立体图;
所述方法还包括:将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示;
实际使用中,依据完整的颅内血流三维立体图显示的血流不同段的粗细可以计算出各条主要动脉血管的面积,配合测量出来的各条血管的流速,即可得到不同血管的血流量进行对照分析。
2. 根据权利要求1所述的颅内血流三维信息显示方法,其特征在于,所述方法还包括:
E、对所述立体模型进行切片从而计算血管的管径;并且
依据血管的管径及血流速度计算血管的血流量信息。
3. 根据权利要求1所述的颅内血流三维信息显示方法,其特征在于,所述方法还包括:
依据所述三维图像,对颅内整体血流状况或选取一个或者多个具有预设特征的区域的血流信息进行长程监测。
4. 一种基于经颅多普勒的颅内血流三维信息显示系统,其特征在于,所述系统包括:
探头扫描模块,用于产生超声波对颅内预定区域进行多波束超声波扫描;超声接收模块,用于接收超声回波信号;
探头扫描控制模块,用于控制超声波探头;
数据处理模块,用于依据所述超声回波信号,计算获得包括颅内血管的深度、血流方向、相对血流量以及血流速度的血流信息;
三维图像绘制模块,用于将所述立体模型的数据进行可视化处理形成三维图像并向用户展示;以及
三维成像参数控制模块,用于依据用户指令,在向用户展示前,对三维图像进行个性化调整;
在三维图像中标注并显示血流速度、方向、能量;
所述数据处理模块还用于,在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息;以及依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理;
实现颅内血管三维图像构建的过程:
从左侧颞窗对颅内进行扫描,在扫描过程中,探头以多条扫描线对颅内进行扫描,对每条扫描线等间距进行取样获取多个采样点;对每条线的超声回波进行复相关计算,获取每个取样点的血流能量及方向信息后进行三维重建形成一侧颅内血流三维立体图;控制自动探头对所有显示有血流信息的波速位置再次扫描,对回波进行快速傅立叶变换,获取每个取样点的血流参数信息;完成左侧扫描后,再从右侧颞窗对颅内进行扫描,并执行相同的程序来获得右侧的颅内血流三维立体图及每个取样点的血流参数信息;将左右两侧获得的血流三维立体图像进行叠加复合,形成一幅完整的颅内血流三维立体图;
所述系统还包括声音输出模块,用于将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示;
实际使用中,依据完整的颅内血流三维立体图显示的血流不同段的粗细可以计算出各条主要动脉血管的面积,配合测量出来的各条血管的流速,即可得到不同血管的血流量进行对照分析。
5. 根据权利要求4所述的颅内血流三维信息显示系统,其特征在于,所述系统还包括参数测量模块,用于对所述立体模型进行切片从而计算血管的管径;以及 依据血管的管径及血流速度计算血管的血流量信息。”
驳回决定认为:(1)权利要求1与对比文件1的区别技术特征包括:A.血流信息还包括血流方向、相对血流量;B.在图像输出前依据用户指令对三维图像进行个性化调整;C.通过机械控制所述超声探头偏转的方式或机械控制结合电子聚焦的方式获得所述对颅内预定区域进行扫描的多波束超声波;D.在三维图像中标注并显示血流速度、方向、能量;E.所述步骤B还包括:在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息;并且依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理;经由左右两侧颞窗的颅内扫描实现颅内血管三维图像构建的具体过程;F.所述方法还包括:将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示;G.实际使用中,依据完整的颅内血流三维立体图显示的血流不同段的粗细可以计算出各条主要动脉血管的面积,配合测量出来的各条血管的流速,即可得到不同血管的血流量进行对照分析。其中,对比文件3公开了区别E的部分特征,对比文件2公开了区别G的部分特征,区别A-D、F以及区别E、G的其他特征均为本领域的常规技术。因此,结合对比文件1-3和本领域的常规技术得到该权利要求所要求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。(2)权利要求4与对比文件1的区别技术特征包括:A.血流信息还包括血流方向、相对血流量;B. 还包括三维成像参数控制模块,用于依据用户指令,在向用户展示前,对三维图像进行个性化调整;C.在三维图像中标注并显示血流速度、方向、能量;D.数据处理模块还用于,在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息;并且依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理;经由左右两侧颞窗的颅内扫描实现颅内血管三维图像构建的具体过程;E.所述系统还包括声音输出模块,用于将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示;F.实际使用中,依据完整的颅内血流三维立体图显示的血流不同段的粗细可以计算出各条主要动脉血管的面积,配合测量出来的各条血管的流速,即可得到不同血管的血流量进行对照分析。其中,对比文件3公开了区别D的部分特征,对比文件2公开了区别F的部分特征,区别A-C、E以及区别D、F的其他特征均为本领域的常规技术。因此,结合对比文件1-3和本领域的常规技术得到该权利要求所要求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因此权利要求4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。(3)从属权利要求2、3、5的附加技术特征或被对比文件2公开,或为本领域的常规技术,因此在其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求2、3、5也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人深圳市德力凯医疗设备股份有限公司(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年09月14日向国家知识产权局提出了复审请求,同时提交了权利要求书全文修改替换页,其中,在申请日提交的原权利要求书的基础上,将原权利要求2-6的附加技术特征以及特征“所述预定区域由实际情况所确定,所述预定区域是若干个或者是将某一大的预定区域分割为几个小的区域独立进行超声扫描;在获得若干个预定区域的立体图像后对图像进行整合从而获得更为完整的颅内血管信息”、“所述个性化调整包括改变分析范围、色谱以及显示相应的血流信息数据”增加到权利要求1中;将原权利要求8-10的附加技术特征以及特征“所述探头扫描模块通过机械控制超声探头偏转或者采用多阵元超声探头的电子聚焦的方式或采用机械控制结合电子聚焦的方式来实现所述对颅内预定区域的多束超声波扫描”、“基于预定区域扫描获得多个方向上的血流信息,通过三维建模运算形成包含血流信息的立体模型;所述预定区域由实际情况所确定,所述预定区域是若干个或者是将某一大的预定区域分割为几个小的区域独立进行超声扫描;在获得若干个预定区域的立体图像后对图像进行整合从而获得更为完整的颅内血管信息”、“所述个性化调整包括改变分析范围、色谱以及显示相应的血流信息数据”增加到原权利要求7中,同时删除权利要求2-6、8-10,并适应性的修改权利要求的序号。
修改后的权利要求书如下:
“1. 一种基于经颅多普勒的颅内血流三维信息显示方法,其特征在于,所述方法包括:
A、利用经颅多普勒的超声探头对颅内预定区域进行多波束超声波扫描,并接收超声回波信号;通过机械控制所述超声探头偏转或采用多阵元超声探头的电子聚焦的方式或机械控制结合电子聚焦的方式获得所述对颅内预定区域进行扫描的多波束超声波;
B、依据所述超声回波信号,计算获得包括颅内血管的深度、血流方向、相对血流量以及血流速度的血流信息;在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息;并且依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理;
C、基于预定区域扫描获得多个方向上的血流信息,通过三维建模运算形成包含血流信息的立体模型;所述预定区域由实际情况所确定,所述预定区域是若干个或者是将某一大的预定区域分割为几个小的区域独立进行超声扫描;在获得若干个预定区域的立体图像后对图像进行整合从而获得更为完整的颅内血管信息;
D、将所述立体模型的数据进行可视化处理形成三维图像;并且依据用户指令,对三维图像进行个性化调整后输出,向用户展示,将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示;所述个性化调整包括改变分析范围、色谱以及显示相应的血流信息数据;
依据所述三维图像,对颅内整体血流状况或选取一个或者多个具有预设特征的区域的血流信息进行长程监测;
E、对所述立体模型进行切片从而计算血管的管径;并且依据血管的管径及血流速度计算血管的血流量信息。
2. 一种基于经颅多普勒的颅内血流三维信息显示系统,其特征在于,所述系统包括:
探头扫描模块,用于产生超声波对颅内预定区域进行多波束超声波扫描;超声接收模块,用于接收超声回波信号;所述探头扫描模块通过机械控制超声探头偏转或者采用多阵元超声探头的电子聚焦的方式或采用机械控制结合电子聚焦的方式来实现所述对颅内预定区域的多束超声波扫描;
探头扫描控制模块,用于控制超声波探头;
数据处理模块,用于依据所述超声回波信号,计算获得包括颅内血管的深度、血流方向、相对血流量以及血流速度的血流信息;还用于在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息;以及依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理;
基于预定区域扫描获得多个方向上的血流信息,通过三维建模运算形成包含血流信息的立体模型;所述预定区域由实际情况所确定,所述预定区域是若干个或者是将某一大的预定区域分割为几个小的区域独立进行超声扫描;在获得若干个预定区域的立体图像后对图像进行整合从而获得更为完整的颅内血管信息;
三维图像绘制模块,用于将所述立体模型的数据进行可视化处理形成三维图像并向用户展示;
以及三维成像参数控制模块,用于依据用户指令,在向用户展示前,对三维图像进行个性化调整;所述个性化调整包括改变分析范围、色谱以及显示相应的血流信息数据;
声音输出模块,用于将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示;
依据所述三维图像,选取一个或者多个具有预设特征的区域进行长时间的血流信息监测;
参数测量模块,用于对所述立体模型进行切片从而计算血管的管径;以及 依据血管的管径及血流速度计算血管的血流量信息。”
复审请求人认为:(1)对比文件1不是一种基于经颅多普勒的颅内血流三维信息显示方法。(2)对比文件1是相控阵探头,是手动控制的;本发明使用的是机械控制方式的探头扫描模块,本发明提供了三种可选的方式,根据不同的采集环境和需求,选择最为合适的控制方式。机械控制结合电子聚焦的方式可精确获得探头的角度、位置信息,使三维重建成为可行。(3)对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理不是本领域的常规技术,其能够极大的降低整体的运算量。(4)前述区别C能够带来好处,其他对比文件也未公开该区别特征。(5)“将血流信息输出到声卡以声音形式向用户展示”不是本领域的常规技术。(6)对比文件均没有公开对特定区域进行长程监测,其能为医疗的治疗和诊断带来极大的便利。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年09月27日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持原驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年05月24日向复审请求人发出复审通知书,指出:(1)权利要求1的技术方案与对比文件1之间的区别在于:A、通过机械控制所述超声探头偏转或机械控制结合电子聚焦的方式获得所述对颅内预定区域进行扫描的多波束超声波;B、计算获得包括血流方向、相对血流量;在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息;并且依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理;C、基于预定区域扫描获得多个方向上的血流信息,通过三维建模运算形成包含血流信息的立体模型;所述预定区域由实际情况所确定,所述预定区域是若干个或者是将某一大的预定区域分割为几个小的区域独立进行超声扫描;在获得若干个预定区域的立体图像后对图像进行整合从而获得更为完整的颅内血管信息;D、依据用户指令,对三维图像进行个性化调整后输出,向用户展示,将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示;所述个性化调整包括改变分析范围、色谱以及显示相应的血流信息数据;依据所述三维图像,对颅内整体血流状况或选取一个或者多个具有预设特征的区域的血流信息进行长程监测;E、对所述立体模型进行切片从而计算血管的管径;并且依据血管的管径及血流速度计算血管的血流量信息。其中,对比文件3公开了区别B的部分特征,对比文件2公开了区别E的部分特征,区别A、C、D以及区别B、E的其他特征均为本领域技术人员根据本领域公知常识而做出的常规选择。因此,在对比文件1的基础上结合对比文件3、对比文件2以及本领域的公知常识从而得到该权利要求所保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的,因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。(2)权利要求2的技术方案与对比文件1之间的区别在于:①通过机械控制所述超声探头偏转或机械控制结合电子聚焦的方式获得所述对颅内预定区域进行扫描的多波束超声波;②计算获得包括血流方向、相对血流量;在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息;并且依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理;基于预定区域扫描获得多个方向上的血流信息,通过三维建模运算形成包含血流信息的立体模型;所述预定区域由实际情况所确定,所述预定区域是若干个或者是将某一大的预定区域分割为几个小的区域独立进行超声扫描;在获得若干个预定区域的立体图像后对图像进行整合从而获得更为完整的颅内血管信息;上述处理由数据处理模块完成;③三维成像参数控制模块,用于依据用户指令,对三维图像进行个性化调整后输出,向用户展示,所述个性化调整包括改变分析范围、色谱以及显示相应的血流信息数据;声音输出模块,用于将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示;依据所述三维图像,对颅内整体血流状况或选取一个或者多个具有预设特征的区域的血流信息进行长程监测;④参数测量模块,用于对所述立体模型进行切片从而计算血管的管径;并且依据血管的管径及血流速度计算血管的血流量信息。其中,对比文件3公开了区别②的部分特征,对比文件2公开了区别④的部分特征,区别①③以及区别②④的其他特征均为本领域技术人员根据本领域公知常识而做出的常规选择。因此,在对比文件1的基础上结合对比文件3、对比文件2以及本领域的公知常识从而得到该权利要求所保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的,因此权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
复审请求人于2019年07月02日提交了意见陈述书,同时提交了权利要求书的全文修改替换页,其中,在权利要求1和权利要求2中分别增加特征“从左侧颞窗对颅内进行扫描,探头的扫描线数量为 31*31=961 条,每两条线的角度差为 1.47°,每条扫描线上的取样点为128点,两个点的间隔为1mm;对每条线的超声回波进行复相关计算,获得128个血流能量及方向信息;从一侧颞窗累计得到颅内123008个点的数据,进行三维重建后得到一副颅内血流三维立体图;控制自动探头对所有显示有血流信息的波速位置再次扫描,对回波进行快速傅立叶变换,获得每个点的血流参数信息;完成左侧扫描后,再从右侧颞窗对颅内进行扫描,并执行相同的程序来获得右侧的颅内血流三维立体图及每个点的血流参数信息;将左右两侧获得的血流三维立体图像进行叠加复合,产生更加完整的颅内血流三维立体图;依据所述颅内血流三维立体图显示的血流不同段的粗细计算出各条主要动脉血管的面积,配合测量出来的各条血管的流速,得到不同血管的血流量进行对照分析”。
修改后的权利要求书如下:
“1. 一种基于经颅多普勒的颅内血流三维信息显示方法,其特征在于,所述方法包括:
A、利用经颅多普勒的超声探头对颅内预定区域进行多波束超声波扫描,并接收超声回波信号;通过机械控制所述超声探头偏转或采用多阵元超声探头的电子聚焦的方式或机械控制结合电子聚焦的方式获得所述对颅内预定区域进行扫描的多波束超声波;
B、依据所述超声回波信号,计算获得包括颅内血管的深度、血流方向、相对血流量以及血流速度的血流信息;在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息;并且依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理;
C、基于预定区域扫描获得多个方向上的血流信息,通过三维建模运算形成包含血流信息的立体模型;所述预定区域由实际情况所确定,所述预定区域是若干个或者是将某一大的预定区域分割为几个小的区域独立进行超声扫描;在获得若干个预定区域的立体图像后对图像进行整合从而获得更为完整的颅内血管信息;
D、将所述立体模型的数据进行可视化处理形成三维图像;并且依据用户指令,对三维图像进行个性化调整后输出,向用户展示,将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示;所述个性化调整包括改变分析范围、色谱以及显示相应的血流信息数据;
依据所述三维图像,对颅内整体血流状况或选取一个或者多个具有预设特征的区域的血流信息进行长程监测;
E、对所述立体模型进行切片从而计算血管的管径;并且依据血管的管径及血流速度计算血管的血流量信息;
从左侧颞窗对颅内进行扫描,探头的扫描线数量为 31*31=961 条,每两条线的角度差为 1.47°,每条扫描线上的取样点为128点,两个点的间隔为1mm;
对每条线的超声回波进行复相关计算,获得128个血流能量及方向信息;从一侧颞窗累计得到颅内123008个点的数据,进行三维重建后得到一副颅内血流三维立体图;
控制自动探头对所有显示有血流信息的波速位置再次扫描,对回波进行快速傅立叶变换,获得每个点的血流参数信息;
完成左侧扫描后,再从右侧颞窗对颅内进行扫描,并执行相同的程序来获得右侧的颅内血流三维立体图及每个点的血流参数信息;
将左右两侧获得的血流三维立体图像进行叠加复合,产生更加完整的颅内血流三维立体图;
依据所述颅内血流三维立体图显示的血流不同段的粗细计算出各条主要动脉血管的面积,配合测量出来的各条血管的流速,得到不同血管的血流量进行对照分析。
2. 一种基于经颅多普勒的颅内血流三维信息显示系统,其特征在于,所述系统包括:
探头扫描模块,用于产生超声波对颅内预定区域进行多波束超声波扫描;超声接收模块,用于接收超声回波信号;所述探头扫描模块通过机械控制超声探头偏转或者采用多阵元超声探头的电子聚焦的方式或采用机械控制结合电子聚焦的方式来实现所述对颅内预定区域的多束超声波扫描;
探头扫描控制模块,用于控制超声波探头;
数据处理模块,用于依据所述超声回波信号,计算获得包括颅内血管的深度、血流方向、相对血流量以及血流速度的血流信息;还用于在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息;以及依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理;
基于预定区域扫描获得多个方向上的血流信息,通过三维建模运算形成包含血流信息的立体模型;所述预定区域由实际情况所确定,所述预定区域是若干个或者是将某一大的预定区域分割为几个小的区域独立进行超声扫描;在获得若干个预定区域的立体图像后对图像进行整合从而获得更为完整的颅内血管信息;
三维图像绘制模块,用于将所述立体模型的数据进行可视化处理形成三维图像并向用户展示;
以及三维成像参数控制模块,用于依据用户指令,在向用户展示前,对三维图像进行个性化调整;所述个性化调整包括改变分析范围、色谱以及显示相应的血流信息数据;
声音输出模块,用于将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示;
依据所述三维图像,选取一个或者多个具有预设特征的区域进行长时间的血流信息监测;
参数测量模块,用于对所述立体模型进行切片从而计算血管的管径;以及依据血管的管径及血流速度计算血管的血流量信息;
从左侧颞窗对颅内进行扫描,探头的扫描线数量为31*31=961 条,每两条线的角度差为 1.47°,每条扫描线上的取样点为128点,两个点的间隔为1mm;
对每条线的超声回波进行复相关计算,获得128个血流能量及方向信息;从一侧颞窗累计得到颅内123008个点的数据,进行三维重建后得到一副颅内血流三维立体图;
控制自动探头对所有显示有血流信息的波速位置再次扫描,对回波进行快速傅立叶变换,获得每个点的血流参数信息;
完成左侧扫描后,再从右侧颞窗对颅内进行扫描,并执行相同的程序来获得右侧的颅内血流三维立体图及每个点的血流参数信息;
将左右两侧获得的血流三维立体图像进行叠加复合,产生更加完整的颅内血流三维立体图;
依据所述颅内血流三维立体图显示的血流不同段的粗细计算出各条主要动脉血管的面积,配合测量出来的各条血管的流速,得到不同血管的血流量进行对照分析。”
复审请求人认为:(1)本申请和对比文件1的应用领域不同,本申请应用领域为颅内,而对比文件1的方法是应用在除了Willis环之外的身体区域的血管,其不能应用于颅内。现在市场上还没有能用于颅内血管及组织检测的三维探头以及相关技术。(2)本发明通过特定较少阵元探头采集脑部超声信号,并区分组织、血液的超声回波,在此基础上,根据血流速度在空间中的分布情况重建的空间中血液流体力学三维形态(非血管三维形态),方便并且可重复检测,能对颅内整体血流状况或选取一个或者多个具有预设特征的区域的血流信息进行长程监测。提供更加完整客观的信息,方便医生进行诊断。(3)合议组将对比文件未公开技术特征归于本领域常规技术是一种事后的判断,应该考虑其带来的技术效果的基础上作为一个整体看待。
合议组于2019年09月19日向复审请求人再次发出复审通知书(下称第二次复审通知书),指出:(1)权利要求1与对比文件1的区别在于:A、通过机械控制所述超声探头偏转或机械控制结合电子聚焦的方式获得所述对颅内预定区域进行扫描的多波束超声波;B、计算获得包括血流方向、相对血流量;在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息;并且依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理;C、基于预定区域扫描获得多个方向上的血流信息,通过三维建模运算形成包含血流信息的立体模型;所述预定区域由实际情况所确定,所述预定区域是若干个或者是将某一大的预定区域分割为几个小的区域独立进行超声扫描;在获得若干个预定区域的立体图像后对图像进行整合从而获得更为完整的颅内血管信息;D、依据用户指令,对三维图像进行个性化调整后输出,向用户展示,将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示;所述个性化调整包括改变分析范围、色谱以及显示相应的血流信息数据;依据所述三维图像,对颅内整体血流状况或选取一个或者多个具有预设特征的区域的血流信息进行长程监测;E、对所述立体模型进行切片从而计算血管的管径;并且依据血管的管径及血流速度计算血管的血流量信息。F、从左侧颞窗对颅内进行扫描,探头的扫描线数量为 31*31=961 条,每两条线的角度差为 1.47°,每条扫描线上的取样点为128点,两个点的间隔为1mm;对每条线的超声回波进行复相关计算,获得128个血流能量及方向信息;从一侧颞窗累计得到颅内123008个点的数据,进行三维重建后得到一副颅内血流三维立体图;控制自动探头对所有显示有血流信息的波速位置再次扫描,对回波进行快速傅立叶变换,获得每个点的血流参数信息;完成左侧扫描后,再从右侧颞窗对颅内进行扫描,并执行相同的程序来获得右侧的颅内血流三维立体图及每个点的血流参数信息;将左右两侧获得的血流三维立体图像进行叠加复合,产生更加完整的颅内血流三维立体图;依据所述颅内血流三维立体图显示的血流不同段的粗细计算出各条主要动脉血管的面积,配合测量出来的各条血管的流速,得到不同血管的血流量进行对照分析。其中,对比文件3公开了区别B的部分特征,对比文件2公开了区别E的部分特征,区别A、C、D、F以及区别B、E的其他特征均为本领域技术人员根据本领域公知常识而做出的常规选择。因此,在对比文件1的基础上结合对比文件3、对比文件2以及本领域的公知常识从而得到该权利要求所保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的,因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。(2)权利要求2与对比文件1之间的区别在于:①、通过机械控制所述超声探头偏转或机械控制结合电子聚焦的方式获得所述对颅内预定区域进行扫描的多波束超声波;②、计算获得包括血流方向、相对血流量;在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息;并且依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理;基于预定区域扫描获得多个方向上的血流信息,通过三维建模运算形成包含血流信息的立体模型;所述预定区域由实际情况所确定,所述预定区域是若干个或者是将某一大的预定区域分割为几个小的区域独立进行超声扫描;在获得若干个预定区域的立体图像后对图像进行整合从而获得更为完整的颅内血管信息;上述处理由数据处理模块完成;③、三维成像参数控制模块,用于依据用户指令,对三维图像进行个性化调整后输出,向用户展示,所述个性化调整包括改变分析范围、色谱以及显示相应的血流信息数据;声音输出模块,用于将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示;依据所述三维图像,对颅内整体血流状况或选取一个或者多个具有预设特征的区域的血流信息进行长程监测;④、参数测量模块,用于对所述立体模型进行切片从而计算血管的管径;并且依据血管的管径及血流速度计算血管的血流量信息;⑤、从左侧颞窗对颅内进行扫描,探头的扫描线数量为 31*31=961 条,每两条线的角度差为 1.47°,每条扫描线上的取样点为128点,两个点的间隔为1mm;对每条线的超声回波进行复相关计算,获得128个血流能量及方向信息;从一侧颞窗累计得到颅内123008个点的数据,进行三维重建后得到一副颅内血流三维立体图;控制自动探头对所有显示有血流信息的波速位置再次扫描,对回波进行快速傅立叶变换,获得每个点的血流参数信息;完成左侧扫描后,再从右侧颞窗对颅内进行扫描,并执行相同的程序来获得右侧的颅内血流三维立体图及每个点的血流参数信息;将左右两侧获得的血流三维立体图像进行叠加复合,产生更加完整的颅内血流三维立体图;依据所述颅内血流三维立体图显示的血流不同段的粗细计算出各条主要动脉血管的面积,配合测量出来的各条血管的流速,得到不同血管的血流量进行对照分析。其中,对比文件3公开了区别②的部分特征,对比文件2公开了区别④的部分特征,区别①③⑤以及区别②④的其他特征均为本领域技术人员根据本领域公知常识而做出的常规选择。因此,在对比文件1的基础上结合对比文件3、对比文件2以及本领域的公知常识从而得到该权利要求所保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的,因此权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。(3)对于复审请求人的意见,合议组认为:①本申请与对比文件1的应用领域都是颅内多普勒超声成像,对比文件1第16段以及第25-34段都清楚的记载了该方法能够用于颅内的大脑动脉成像,而且该方法特别用于Willis环的追踪。在本领域中,早已存在能够对采集的组织灰阶图像、彩色多普勒血流图和彩色多普勒能量图像进行三维重建分析的三维超声诊断仪(例如Medison公司生产的Voluson530D,参见《医学数字成像技术》,胡军武主编,2001.09,第九章 超声成像 五-七部分),而将上述超声诊断仪的三维重建方法转用于颅内血流信息的成像不需要跨越技术障碍,本申请也没有针对这种转用做出特别的修改,因而这种转用是显而易见的,无需付出创造性劳动。②首先,在复审请求人的意见陈述中,复审请求人认为修改后的权利要求1所要解决的技术问题为如何实现颅内血管三维图像构建。同样,对比文件1也能够解决上述技术问题,并且已经公开了获得颅内3D血管模型以及3D流体图,而获得其他血流信息参数或被对比文件2、3公开或为本领域的公知常识。因此,通过多普勒超声成像方法获得颅内三维血流信息对于本领域技术人员来说是显而易见的。其次,本申请的技术方案只是将本领域中已有的用于其他部位的三维多普勒超声成像方法转用于颅内成像中,然而这种转用没有针对颅内成像的难点(主要是颅骨影响的问题)作出任何有创造性的改进,只是适应性的调整为利用颞窗进行扫描这一常规操作。那么,对于本领域技术人员来说,这种转用是没有任何技术难度的,无需付出创造性劳动。最后,至于请求人所声称技术效果,本申请完全没有提供获得“通过特定较少振元探头采集脑部超声信号,并区分组织、血液的超声回波”这一技术效果的原理及技术细节,因此合议组无法认同上述技术效果。进一步,本领域技术人员也无法确定根据本申请方法所获得的血液流体力学三维形态能够达到临床的诊疗要求。可见,本申请的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的,请求人所声称的技术效果难以被认可。③首先,从整体上看,本申请与对比文件1的实质都是通过经颅多普勒超声获得颅内血管的三维血流信息。虽然,二者存在许多区别特征,但是这些区别主要是关于具体的扫描参数、获得哪些血流信息以及如何显示等。这些区别都是本领域的常用技术手段,各区别所带来的技术效果也只是设置扫描参数、提供血流信息以及根据偏好显示等,这些效果都是本领域技术人员能够合理预期的,因而这些区别并没有带来预料不到的技术效果。综上,合议组不予支持复审请求人的意见。
复审请求人于2019年10月30再次提交了意见陈述书和权利要求书的全文修改替换页,其中,在第二次复审通知书所依据的文本基础上,将特征“所述预设特征包括最大的血流速度区域、最窄的血管区域和最大的血流变化区域”分别增加到权利要求1、2中,将特征“血管管径及血流量信息均在三维图像对应的血流段标示;在获得血流量信息后,对左右侧的动脉血流量进行对称分析以进行进一步的诊断”分别增加到权利要求1、2中。
修改后的权利要求书如下:
“1. 一种基于经颅多普勒的颅内血流三维信息显示方法,其特征在于,所述方法包括:
A、利用经颅多普勒的超声探头对颅内预定区域进行多波束超声波扫描,并接收超声回波信号;通过机械控制所述超声探头偏转或采用多阵元超声探头的电子聚焦的方式或机械控制结合电子聚焦的方式获得所述对颅内预定区域进行扫描的多波束超声波;
B、依据所述超声回波信号,计算获得包括颅内血管的深度、血流方向、相对血流量以及血流速度的血流信息;在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息;并且依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理;
C、基于预定区域扫描获得多个方向上的血流信息,通过三维建模运算形成包含血流信息的立体模型;所述预定区域由实际情况所确定,所述预定区域是若干个或者是将某一大的预定区域分割为几个小的区域独立进行超声扫描;在获得若干个预定区域的立体图像后对图像进行整合从而获得更为完整的颅内血管信息;
D、将所述立体模型的数据进行可视化处理形成三维图像;并且依据用户指令,对三维图像进行个性化调整后输出,向用户展示,将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示;所述个性化调整包括改变分析范围、色谱以及显示相应的血流信息数据;
依据所述三维图像,对颅内整体血流状况或选取一个或者多个具有预设特征的区域的血流信息进行长程监测;所述预设特征包括最大的血流速度区域、最窄的血管区域和最大的血流变化区域;
E、对所述立体模型进行切片从而计算血管的管径;并且依据血管的管径及血流速度计算血管的血流量信息;血管管径及血流量信息均在三维图像对应的血流段标示;在获得血流量信息后,对左右侧的动脉血流量进行对称分析以进行进一步的诊断;
从左侧颞窗对颅内进行扫描,探头的扫描线数量为31*31=961条,每两条线的角度差为1.47°,每条扫描线上的取样点为128点,两个点的间隔为1mm;
对每条线的超声回波进行复相关计算,获得128个血流能量及方向信息;从一侧颞窗累计得到颅内123008个点的数据,进行三维重建后得到一副颅内血流三维立体图;
控制自动探头对所有显示有血流信息的波速位置再次扫描,对回波进行快速傅立叶变换,获得每个点的血流参数信息;
完成左侧扫描后,再从右侧颞窗对颅内进行扫描,并执行相同的程序来获得右侧的颅内血流三维立体图及每个点的血流参数信息;
将左右两侧获得的血流三维立体图像进行叠加复合,产生更加完整的颅内血流三维立体图;依据所述颅内血流三维立体图显示的血流不同段的粗细计算出各条主要动脉血管的面积,配合测量出来的各条血管的流速,得到不同血管的血流量进行对照分析。
2. 一种基于经颅多普勒的颅内血流三维信息显示系统,其特征在于,所述系统包括:
探头扫描模块,用于产生超声波对颅内预定区域进行多波束超声波扫描;超声接收模块,用于接收超声回波信号;所述探头扫描模块通过机械控制超声探头偏转或者采用多阵元超声探头的电子聚焦的方式或采用机械控制结合电子聚焦的方式来实现所述对颅内预定区域的多束超声波扫描;
探头扫描控制模块,用于控制超声波探头;
数据处理模块,用于依据所述超声回波信号,计算获得包括颅内血管的深度、血流方向、相对血流量以及血流速度的血流信息;还用于在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息;以及依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理;
基于预定区域扫描获得多个方向上的血流信息,通过三维建模运算形成包含血流信息的立体模型;所述预定区域由实际情况所确定,所述预定区域是若干个或者是将某一大的预定区域分割为几个小的区域独立进行超声扫描;在获得若干个预定区域的立体图像后对图像进行整合从而获得更为完整的颅内血管信息;
三维图像绘制模块,用于将所述立体模型的数据进行可视化处理形成三维图像并向用户展示;以及三维成像参数控制模块,用于依据用户指令,在向用户展示前,对三维图像进行个性化调整;所述个性化调整包括改变分析范围、色谱以及显示相应的血流信息数据;
声音输出模块,用于将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示;
依据所述三维图像,选取一个或者多个具有预设特征的区域进行长时间的血流信息监测;所述预设特征包括最大的血流速度区域、最窄的血管区域和最大的血流变化区域;
参数测量模块,用于对所述立体模型进行切片从而计算血管的管径;以及依据血管的管径及血流速度计算血管的血流量信息;血管管径及血流量信息均在三维图像对应的血流段标示;在获得血流量信息后,对左右侧的动脉血流量进行对称分析以进行进一步的诊断;
从左侧颞窗对颅内进行扫描,探头的扫描线数量为31*31=961条,每两条线的角度差为1.47°,每条扫描线上的取样点为128点,两个点的间隔为1mm;
对每条线的超声回波进行复相关计算,获得128个血流能量及方向信息;从一侧颞窗累计得到颅内123008个点的数据,进行三维重建后得到一副颅内血流三维立体图;
控制自动探头对所有显示有血流信息的波速位置再次扫描,对回波进行快速傅立叶变换,获得每个点的血流参数信息;
完成左侧扫描后,再从右侧颞窗对颅内进行扫描,并执行相同的程序来获得右侧的颅内血流三维立体图及每个点的血流参数信息;
将左右两侧获得的血流三维立体图像进行叠加复合,产生更加完整的颅内血流三维立体图;
依据所述颅内血流三维立体图显示的血流不同段的粗细计算出各条主要动脉血管的面积,配合测量出来的各条血管的流速,得到不同血管的血流量进行对照分析。”
复审请求人认为:(1)对于复审请求人认定的区别(1),本申请中的预定区域是由实际情况所确定的,本申请之所以定义预定区域为若干个小区域是为了获得若干个立体图像后再整合以获得更完整的颅内血管信息,能够带来好处,不是本领域的常用技术手段。(2)对于区别“依据所述三维图像,对颅内整体血流状况或选取一个或者多个具有预设特征的区域的血流信息进行长程监测;所述预设特征包括最大的血流速度区域、最窄的血管区域和最大的血流变化区域”,长程监测的是预设特征的血流信息,特别是进一步限定了最具代表性的特征,这些都便于医生做出更加准确的判断,不是容易想到的。(3)对于区别“对所述立体模型进行切片从而计算血管的管径;并且依据血管的管径及血流速度计算血管的血流量信息;血管管径及血流量信息均在三维图像对应的血流段标示;在获得血流量信息后,对左右侧的动脉血流量进行对称分析以进行进一步的诊断”,对比文件2没有公开对立体模型进行切片从而计算血管的管径,此外,标示血管管径以及血流量信息等也是为医生诊断提供方便,也不是本领域的常规手段。(4)对于区别“依据所述颅内血流三维立体图显示的血流不同段的粗细计算出各条主要动脉血管的面积,配合测量出来的各条血管的流速,得到不同血管的血流量进行对照分析”,本申请的独特之处在于,在三维图像构建的同时对应标注和显示各种信息,三维图像上的标注是实时标注的,通过实时标注和显示血流信息进行掐后数据对照,更利于辅助诊断。(5)对比文件1没有公开本申请扫描的具体实现过程以及扫描参数,也没有公开将左右两侧获得的血流三维立体图像进行叠加复合,产生更加完整的颅内血流三维立体图。(6)合议组将对比文件未公开技术特征归于本领域常规技术是一种事后的判断,应该考虑其带来的技术效果的基础上作为一个整体看待。
合议组于2019年12月11日发出合议组成员变更通知书,合议组成员由原合议组组长张红梅、主审员赵雯典、参审员任晓帅变更为合议组组长张红梅、主审员赵雯典、参审员杨静萱。
复审请求人逾期未答复,因此视为无回避请求。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
(一)审查文本的认定
复审请求人在复审程序中于2018年09月14日提交复审请求时以及于2019年07月02日、2019年10月30日两次答复复审通知书时分别提交了权利要求书的全文修改替换页,经审查所做修改均符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定,因此本复审决定依据的文本为:申请日2015年10月29日提交的说明书摘要、说明书第1-57段、摘要附图、说明书附图图1-3;2019年10月30日提交的权利要求第1、2项。
(二)关于创造性
专利法第22条第3款规定,创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件公开的内容相比存在区别技术特征,但是其中部分区别技术特征被其他对比文件公开,部分区别技术特征属于本领域技术人员根据公知常识作出的常规选择,则所述技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步,该权利要求不具备专利法第22条第3款规定的创造性。具体到本案:
权利要求1、2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
1、权利要求1请求保护一种基于经颅多普勒的颅内血流三维信息显示方法。对比文件1公开了一种采集经颅区域中血管的多普勒图像的方法(参见说明书第0016段),该方法包括显示或输出重建3D血管模型和3D彩色流体(参见说明书附图3),并公开了以下特征(参见说明书第0016-0021、0025-0036段,图1-3):通过关于头盔150并且接近患者头部50的颞窗口定位探针120来获得大脑中动脉的诸如彩色2D或者3D图像的多普勒图像(具体参见说明书第26段)。探头120可以包括用于超声波发送以及用于超声回波信号接收的换能器或者声学元件阵列。探头120允许对超声波关于正在检查的血管进行操纵和电子聚焦。换能器阵列可以将超声能量发送到被成像的区域内,并且从血管中接收经反射的超声能量或回波。探头120的阵列换能器可以包括二维阵列,二维超声阵列包括允许采集三维(3D)图像的换能器元件矩阵或者栅格。换能器元件的矩阵使得可能在任意方向操纵并且电子聚焦超声能量(具体参见说明书第19、20段)。通过将多普勒采样体移动得更浅或更深来追踪大脑中的动脉,如在步骤310中,在每个新的采样体位置处,将确定最强的多普勒信号,并且该最强的多普勒信号可以用作血管在那个深度的中心点或者中心线。随后,探针120可以在该采样体深度上操纵超声能量,从而捕获血流数据并且确定在该采样体深度上血管的边界(即血管壁)。在步骤312中,系统10移动到下一个采样体深度,并且确定是否存在可检测的多普勒信号。如果存在可检测的信号,那么系统10就重复步骤308和310,从而捕获在该采样体深度的血流和血管边界的数据(具体参见说明书第27-31段)。在步骤318中重构3D血管模型和3D流体图。3D流体图的生成可以包括计算每个采样体位置的多普勒平均速度;使用多普勒频谱中的动脉搏动对所有采样体点的平均速度进行同步;以及使用血管取向来应用多普勒角度校正。可以在已经采集多普勒频谱的每个点计算平均速度(具体参见说明书第33-36段);本发明还预期使用放置在患者头部相对侧的两个探头或者从患者头部的一侧收集数据并且随后移动到另一侧捕获数据的单一探头(具体参见说明书第36段)。
将权利要求1与对比文件1的技术方案相比较可知,对比文件1中采集经颅区域中血管的多普勒图像的方法中包括显示或输出重建3D血管模型和3D彩色流体,因而该方法包括基于经颅多普勒的颅内血流三维信息显示方法;对比文件1中的探头/探针120采用多阵元超声探头的电子聚焦的方式,对应于本申请的超声探头采用多阵元超声探头的电子聚焦的方式获得对颅内区域进行扫描的多波束超声波;颅内的被成像区域对应于本申请的预定区域;对比文件1中能够在不同深度追踪血管的血管边界,因而必然能够获得颅内血管的深度;对比文件1中获得的多普勒平均速度对应于本申请的血流速度;对比文件1中能够重构3D血管模型以及3D流体图,3D流体图对应于本申请的包含血流信息的立体模型;显示或输出3D彩色流体图对应于本申请的可视化处理形成三维图像,向用户展示;对比文件1中采用从患者头部的一侧收集数据并且随后移动到另一侧捕获数据的单一探头的模式对应于本申请的从左侧颞窗对颅内进行扫描,完成后再从右侧颞窗对颅内进行扫描;对比文件1中的3D流体图对应于本申请的血流三维立体图。
可见,权利要求1的技术方案与对比文件1之间的区别在于:
A、通过机械控制所述超声探头偏转或机械控制结合电子聚焦的方式获得所述对颅内预定区域进行扫描的多波束超声波;
B、计算获得包括血流方向、相对血流量;在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息;并且依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理;
C、基于预定区域扫描获得多个方向上的血流信息,通过三维建模运算形成包含血流信息的立体模型;所述预定区域由实际情况所确定,所述预定区域是若干个或者是将某一大的预定区域分割为几个小的区域独立进行超声扫描;在获得若干个预定区域的立体图像后对图像进行整合从而获得更为完整的颅内血管信息;
D、依据用户指令,对三维图像进行个性化调整后输出,向用户展示,将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示;所述个性化调整包括改变分析范围、色谱以及显示相应的血流信息数据;依据所述三维图像,对颅内整体血流状况或选取一个或者多个具有预设特征的区域的血流信息进行长程监测;所述预设特征包括最大的血流速度区域、最窄的血管区域和最大的血流变化区域;
E、对所述立体模型进行切片从而计算血管的管径;并且依据血管的管径及血流速度计算血管的血流量信息;血管管径及血流量信息均在三维图像对应的血流段标示;在获得血流量信息后,对左右侧的动脉血流量进行对称分析以进行进一步的诊断;
F、从左侧颞窗对颅内进行扫描,探头的扫描线数量为 31*31=961 条,每两条线的角度差为 1.47°,每条扫描线上的取样点为128点,两个点的间隔为1mm;对每条线的超声回波进行复相关计算,获得128个血流能量及方向信息;从一侧颞窗累计得到颅内123008个点的数据,进行三维重建后得到一副颅内血流三维立体图;控制自动探头对所有显示有血流信息的波速位置再次扫描,对回波进行快速傅立叶变换,获得每个点的血流参数信息;完成左侧扫描后,再从右侧颞窗对颅内进行扫描,并执行相同的程序来获得右侧的颅内血流三维立体图及每个点的血流参数信息;将左右两侧获得的血流三维立体图像进行叠加复合,产生更加完整的颅内血流三维立体图;依据所述颅内血流三维立体图显示的血流不同段的粗细计算出各条主要动脉血管的面积,配合测量出来的各条血管的流速,得到不同血管的血流量进行对照分析。
基于上述区别,本申请相对于对比文件1实际解决的技术问题是如何优化血流动力学显示以及实现长时间持续监测。
对于上述区别A,首先,采用机械式和电子式超声探头进行扫描都是本领域中的常规扫描方式(参见《医学影像设备学(第3版)》第七章第三节,2000年11月出版),其次,将两种方式相结合以进行扫描只是本领域技术人员容易想到的扫描方式,该种扫描所能够带来的技术效果也是本领域技术人员能够合理预期的。因此,通过机械控制所述超声探头偏转或机械控制结合电子聚焦的方式进行扫描均是本领域技术人员的常规选择。
对于上述区别B,首先,对比文件1已经公开了其能够重构3D血管模型以及3D流体图,其中,3D血管模型必然能够显示出血管延伸方向,而本领域中公知的是血流是沿着血管延伸方向流动的,因而本领域技术人员能够通过3D血管模型以及3D流体图获得血流方向;其次,相对血流量也是多普勒超声技术中的常规指标,其计算方法为FLOW=平均流速V*输出功率强度P(参见《实用医学影像学》第五章第一节二、(三),2013年出版)。因此,本领域技术人员根据已获得的血流信息指标能够容易地获得相对血流量。对于“在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息”,对比文件3公开了在对血流体积数据应用三维绘制处理以形成三维血流图像之前,屏蔽运动体积数据中的噪声部分(对应于本申请的非血流信息)(参见说明书第2页第8行至第3页第8行,第7页第1-30行)。可见对比文件3给出了在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息的技术启示。此外,在医学影像领域中,通常进行图像重建时的数据量都比较大,因而导致运算速度较慢,因此经常会根据实际需求而选择性重建部分区域,而对于不关注的区域,可以不重建,或者采用降低分辨率的方式重建以提高重建速度。而超声成像技术也属于成像技术的一种,因此本领域技术人员有动机在重建超声图像时根据实际需求,即依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理从而提高处理速度。
对于上述区别C,对比文件1已经公开了其能够重构3D血管模型以及3D流体图,而通过多普勒超声扫描能够获得多个方向上的血流信息是本领域的公知常识(参见《医学成像的物理原理》第6章第6.4.4节2.(2), 2012年出版),因此,基于多个方向上的血流信息来进行三维建模运算以形成包含血流信息的立体模型是本领域技术人员的常规选择。而当扫描区域较大,不能一次扫描覆盖时,通过将扫描区域分割分别扫描后再整合为完整的图像信息也是本领域的常用技术手段。
对于上述区别D,首先,将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示是本领域的公知常识(参见《医学成像的物理原理》第6章第6.4.4节2.(1));其次,将三维图像通过彩色处理等调整后展示给用户也是本领域的公知常识(参见《医学成像的物理原理》第6章第6.4.4节2.(2)-3.(5)),然而,对于不同的患者而言,需要关注的重点区域以及参数指标是不同的,对于不同的医务人员而言,对于颜色也有不同的偏好,因此,在输出图像结果前,根据实际中的不同需求而个性化的调整分析范围、色谱、血流信息数据等都是本领域技术人员的常规选择。此外,多普勒超声对于人体无辐射等副作用,因而当需要对某一区域进行长程监测时,本领域技术人员能够容易想到采用多普勒超声进行长程监测,无需付出创造性劳动。因此,依据所述三维图像,对颅内整体血流状况或选取一个或者多个具有预设特征的区域的血流信息进行长程监测是本领域技术人员的常规选择。至于预设特征包括最大的血流速度区域、最窄的血管区域和最大的血流变化区域也是本领域技术人员根据实际需求而常规选择的。
对于上述区别E,对比文件2公开了依据血管管径和血流速度计算血流量(说明书第0009、0037、0038段),由此本领域技术人员能够结合该方式计算血流量;同时,对立体模型切片从而计算管径属于本领域的常规技术手段。此外,为了更直观的显示所需信息而将血管管径及血流量信息标示在三维图像对应的血流段上也是本领域技术人员的常规选择;进一步,对左右侧的动脉血流量进行对称分析也是本领域中常规的诊断方式,因而也属于本领域技术人员的常规选择。
对于上述区别F,在对比文件1已经公开了获得大脑中动脉的彩色3D图像的多普勒图像的基础上,探头扫描线数量、角度差、取样点以及点的间隔等都是本领域技术人员根据探头的型号规格、分辨率要求等常规设置的扫描参数;而获得血流能量、方向信息则是本领域中多普勒能量成像的常规信息,通过复相关计算获得上述信息也是本领域技术人员的常规选择。而在本领域中,早已存在能够对采集的组织灰阶图像、彩色多普勒血流图和彩色多普勒能量图像进行三维重建分析的三维超声诊断仪(例如Medison公司生产的Voluson530D,参见《医学数字成像技术》,胡军武主编,2001.09,第九章 超声成像 五-七部分),基于此,本领域技术人员有动机将上述超声诊断仪的三维重建方法转用于颅内血流信息的成像。至于控制自动探头对所有显示有血流信息的波速位置再次扫描,对回波进行快速傅立叶变换,获得每个点的血流参数信息也是本领域技术人员为了获得各血流参数而常规选择的。
此外,在对比文件1已经公开了可以采用从患者头部的一侧收集数据并且随后移动到另一侧捕获数据的单一探头的模式的基础上,先从左侧颞窗扫描再从右侧颞窗扫描是本领域技术人员的常规选择。而将左右两侧获得的血流三维立体图像进行叠加复合,产生更加完整的颅内血流三维立体图也是本领域技术人员的常规选择;而依据所述颅内血流三维立体图显示的血流不同段的粗细计算出各条主要动脉血管的面积也被对比文件2公开,将其配合测量出来的各条血管的流速,得到不同血管的血流量进行对照分析也是本领域技术人员根据实际需要而常规选择的。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件3、对比文件2以及本领域的公知常识从而得到该权利要求所保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的,因此权利要求1不具备突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于复审请求人的陈述意见,合议组认为:
(1)首先,根据实际情况而适应性的调整技术手段,例如“医生需要观察哪个部位就将该部位设置为预定区域,需要获得哪种信息就选择显示该信息”这是每个普通人都能够想到的最基本的解决方案,无需创造性劳动,而且在满足医生的需求时也只是简单的选择和显示,无需克服任何技术困难,因而不能为本申请带来创造性。其次,虽然获得多个部分图像再整合能够起到获得完整图像的技术效果,但是这种技术效果对本领域技术人员来说是显而易见的,例如本领域中,当扫描区域较大,不能一次扫描覆盖时,通过将扫描区域分割分别扫描后再整合为完整的图像信息、或者为了获得更高的精度而先设置较小扫描区域再整合都是本领域技术人员的常用技术手段,此外本申请也没有阐明在整合图像时的具体方法,因而也不能证明本申请的整合方式相对于本领域常规的整合图像方式能够获得预料不到的技术效果。
(2)正如复审请求人所声称的那样,上述各参数都是最具代表性的特征,通过监测这些参数能够获得有诊断价值的信息,那么将其作为监测项是本领域技术人员容易想到的,具体选择监测哪一种或几种也是根据医生或操作人员的实际需求而常规选择的,同样无需创造性劳动,其效果也只是方便观测,没有带来预料不到的技术效果。
(3)同理,对比文件2已经给出了需要计算管径,至于根据立体模型计算管径也是显而易见的,实时显示血管管径以及血流量信息等信息也是为了满足医生的实际需求而设置的,这种设置只是使其显示,并不需要付出创造性劳动,而且其效果也只是方便医生诊断,没有带来预料不到的技术效果。
(4)在对比文件1已经公开了重构3D血管模型以及3D流体图的基础上,在生成的图像上实时显示所需参数无需创造性劳动,只是根据医生的实际需求而容易设置的,其所带来的能够前后对照分析的技术效果也是显而易见的。
(5)对比文件1的确没有公开具体的扫描过程和参数,但是这些扫描过程和参数都是本领域技术人员的常规操作过程以及常规参数。至于将两侧的获得图像复合叠加也是一种常规的图像拼接手段,而且本申请也没有具体说明复合叠加的具体手段,因而也不能证明本申请的复合叠加方式相对于本领域常规的复合叠加方式能够获得预料不到的技术效果。
(6)从整体上看,本申请与对比文件1的实质都是通过经颅多普勒超声获得颅内血管的三维血流信息。虽然,二者存在许多区别特征,但是这些区别主要是关于具体的扫描参数、获得哪些血流信息以及如何显示等。然而其中大部分区别都是本领域的公知常识或者这是本领域技术人员根据实际需求而常规选择的,部分区别由其他对比文件给出启示,无需创造性劳动即可获得,而且这些区别所带来的技术效果只是设置扫描参数、提供血流信息以及根据医生的实际需求而显示所需信息等,这些效果也都是显而易见的,并没有带来预料不到的技术效果。
综上,对于复审请求人的意见,合议组不予支持。
2、权利要求2请求保护一种基于经颅多普勒的颅内血流三维信息显示系统。对比文件1公开了一种采集经颅区域中血管的多普勒图像的系统,该系统能够显示或输出重建3D血管模型和3D彩色流体(参见说明书附图3),并公开了以下特征(参见说明书第0016-0021、0025-0036段,图1-3):通过关于头盔150并且接近患者头部50的颞窗口定位探针120来获得大脑中动脉的诸如彩色2D或者3D图像的多普勒图像(具体参见说明书第26段)。探头120可以包括用于超声波发送以及用于超声回波信号接收的换能器或者声学元件阵列。探头120允许对超声波关于正在检查的血管进行操纵和电子聚焦。换能器阵列可以将超声能量发送到被成像的区域内,并且从血管中接收经反射的超声能量或回波。探头120的阵列换能器可以包括二维阵列,二维超声阵列包括允许采集三维(3D)图像的换能器元件矩阵或者栅格。换能器元件的矩阵使得可能在任意方向操纵并且电子聚焦超声能量(具体参见说明书第19、20段)。通过将多普勒采样体移动得更浅或更深来追踪大脑中的动脉,如在步骤310中,在每个新的采样体位置处,将确定最强的多普勒信号,并且该最强的多普勒信号可以用作血管在那个深度的中心点或者中心线。随后,探针120可以在该采样体深度上操纵超声能量,从而捕获血流数据并且确定在该采样体深度上血管的边界(即血管壁)。在步骤312中,系统10移动到下一个采样体深度,并且确定是否存在可检测的多普勒信号。如果存在可检测的信号,那么系统10就重复步骤308和310,从而捕获在该采样体深度的血流和血管边界的数据(具体参见说明书第27-31段)。在步骤318中重构3D血管模型和3D流体图。3D流图的生成可以包括计算每个采样体位置的多普勒平均速度;使用多普勒频谱中的动脉搏动对所有采样体点的平均速度进行同步;以及使用血管取向来应用多普勒角度校正。可以在已经采集多普勒频谱的每个点计算平均速度(具体参见说明书第33-36段);本发明还预期使用放置在患者头部相对侧的两个探头或者从患者头部的一侧收集数据并且随后移动到另一侧捕获数据的单一探头(具体参见说明书第36段)。
将权利要求2与对比文件1的技术方案相比较可知,对比文件1中采集经颅区域中血管的多普勒图像的系统能够显示或输出重建3D血管模型和3D彩色流体,因而该系统也可称为基于经颅多普勒的颅内血流三维信息显示系统;对比文件1中的探头/探针120采用多阵元超声探头的电子聚焦的方式,对应于本申请的超声探头采用多阵元超声探头的电子聚焦的方式获得对颅内区域进行扫描的多波束超声波;换能器或者声学元件阵列以及相关控制部件对应于本申请的探头扫描模块以及超声接收模块;颅内的被成像区域对应于本申请的预定区域;对比文件1中能够在不同深度追踪血管的血管边界,因而必然能够获得颅内血管的深度;对比文件1中获得的多普勒平均速度对应于本申请的血流速度;对比文件1中能够重构3D血管模型以及3D流体图,3D流体图对应于本申请的包含血流信息的立体模型;显示或输出3D彩色流体图对应于本申请的可视化处理形成三维图像,向用户展示,因而其必然具有三维图像绘制模块;对比文件1中采用从患者头部的一侧收集数据并且随后移动到另一侧捕获数据的单一探头的模式对应于本申请的从左侧颞窗对颅内进行扫描,完成后再从右侧颞窗对颅内进行扫描;对比文件1中的3D流体图对应于本申请的血流三维立体图。
可见,权利要求2的技术方案与对比文件1之间的区别在于:
①、通过机械控制所述超声探头偏转或机械控制结合电子聚焦的方式获得所述对颅内预定区域进行扫描的多波束超声波;
②、计算获得包括血流方向、相对血流量;在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息;并且依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理;基于预定区域扫描获得多个方向上的血流信息,通过三维建模运算形成包含血流信息的立体模型;所述预定区域由实际情况所确定,所述预定区域是若干个或者是将某一大的预定区域分割为几个小的区域独立进行超声扫描;在获得若干个预定区域的立体图像后对图像进行整合从而获得更为完整的颅内血管信息;上述处理由数据处理模块完成;
③、三维成像参数控制模块,用于依据用户指令,对三维图像进行个性化调整后输出,向用户展示,所述个性化调整包括改变分析范围、色谱以及显示相应的血流信息数据;声音输出模块,用于将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示;依据所述三维图像,对颅内整体血流状况或选取一个或者多个具有预设特征的区域的血流信息进行长程监测;所述预设特征包括最大的血流速度区域、最窄的血管区域和最大的血流变化区域;
④、参数测量模块,用于对所述立体模型进行切片从而计算血管的管径;并且依据血管的管径及血流速度计算血管的血流量信息;血管管径及血流量信息均在三维图像对应的血流段标示;在获得血流量信息后,对左右侧的动脉血流量进行对称分析以进行进一步的诊断;
⑤、从左侧颞窗对颅内进行扫描,探头的扫描线数量为 31*31=961 条,每两条线的角度差为 1.47°,每条扫描线上的取样点为128点,两个点的间隔为1mm;对每条线的超声回波进行复相关计算,获得128个血流能量及方向信息;从一侧颞窗累计得到颅内123008个点的数据,进行三维重建后得到一副颅内血流三维立体图;控制自动探头对所有显示有血流信息的波速位置再次扫描,对回波进行快速傅立叶变换,获得每个点的血流参数信息;完成左侧扫描后,再从右侧颞窗对颅内进行扫描,并执行相同的程序来获得右侧的颅内血流三维立体图及每个点的血流参数信息;将左右两侧获得的血流三维立体图像进行叠加复合,产生更加完整的颅内血流三维立体图;依据所述颅内血流三维立体图显示的血流不同段的粗细计算出各条主要动脉血管的面积,配合测量出来的各条血管的流速,得到不同血管的血流量进行对照分析。
基于上述区别,本申请相对于对比文件1实际解决的技术问题是如何优化血流动力学显示以及实现长时间持续监测。
对于上述区别①,首先,采用机械式和电子式超声探头进行扫描都是本领域中的常规扫描方式(参见《医学影像设备学(第3版)》第七章第三节,2000年11月出版),其次,将两种方式相结合以进行扫描只是本领域技术人员容易想到的扫描方式,该种扫描所能够带来的技术效果也是本领域技术人员能够合理预期的。因此,通过机械控制所述超声探头偏转或机械控制结合电子聚焦的方式进行扫描均是本领域技术人员的常规选择。
对于上述区别②,首先,对比文件1已经公开了其能够重构3D血管模型以及3D流体图,其中,3D血管模型必然能够显示出血管延伸方向,而本领域中公知的是血流是沿着血管延伸方向流动的,因而本领域技术人员能够通过3D血管模型以及3D流体图获得血流方向;其次,相对血流量也是多普勒超声技术中的常规指标,其计算方法为FLOW=平均流速V*输出功率强度P(参见《实用医学影像学》第五章第一节二、(三),2013年出版)。因此,本领域技术人员根据已获得的血流信息指标能够容易地获得相对血流量。其次,对于“在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息”,对比文件3公开了在对血流体积数据应用三维绘制处理以形成三维血流图像之前,屏蔽运动体积数据中的噪声部分(对应于本申请的非血流信息)(参见说明书第2页第8行至第3页第8行,第7页第1-30行)。可见对比文件3给出了在进行三维建模运算前,筛除超声回波信号中的非血流信息的技术启示。再次,在医学影像领域中,通常进行图像重建时的数据量都比较大,因而导致运算速度较慢,因此经常会根据实际需求而选择性重建部分区域,而对于不关注的区域,可以不重建,或者采用降低分辨率的方式重建以提高重建速度。而超声成像技术也属于成像技术的一种,因此本领域技术人员有动机在重建超声图像时根据实际需求,即依据预设的标准,对不同深度的超声回波信号采用不同计算复杂度及准确度的运算方式进行处理从而提高处理速度。此外,通过多普勒超声扫描能够获得多个方向上的血流信息是本领域的公知常识(参见《医学成像的物理原理》第6章第6.4.4节2.(2)),因此,在对比文件1已经公开了其能够重构3D血管模型以及3D流体图的基础上,基于多个方向上的血流信息来进行三维建模运算以形成包含血流信息的立体模型是本领域技术人员的常规选择。而当扫描区域较大,不能一次扫描覆盖时,通过将扫描区域分割分别扫描后再整合为完整的图像信息也是本领域的常用技术手段。而通过数据处理模块处理图像数据则是本领域技术人员的常规选择。
对于上述区别③,首先,将所述血流信息输出到声卡,以声音形式向用户展示是本领域的公知常识(参见《医学成像的物理原理》第6章第6.4.4节2.(1));其次,将三维图像通过彩色处理等调整后展示给用户也是本领域的公知常识(参见《医学成像的物理原理》第6章第6.4.4节2.(2)-3.(5)),然而,对于不同的患者而言,需要关注的重点区域以及参数指标是不同的,对于不同的医务人员而言,对于颜色也有不同的偏好,因此,在输出图像结果前,根据实际中的不同需求而个性化的调整分析范围、色谱、血流信息数据等都是本领域技术人员的常规选择。然而,多普勒超声对于人体而言无辐射等副作用,因而当需要对某一区域进行长程监测时,本领域技术人员能够容易想到采用多普勒超声进行长程监测,无需付出创造性劳动。。因此,依据所述三维图像,对颅内整体血流状况或选取一个或者多个具有预设特征的区域的血流信息进行长程监测是本领域技术人员的常规选择。至于预设特征包括最大的血流速度区域、最窄的血管区域和最大的血流变化区域也是本领域技术人员根据实际需求而常规选择的。通过采用三维成像参数控制模块以及声音输出模块实现上述功能也是本领域技术人员的常规选择。
对于上述区别④,对比文件2公开了依据血管管径和血流速度计算血流量(说明书第0009、0037、0038段),由此本领域技术人员能够结合该方式计算血流量;同时,对立体模型切片从而计算管径属于本领域的常规技术手段。采用参数测量模块实现上述功能也是本领域技术人员的常规选择。此外,为了更直观的显示所需信息而将血管管径及血流量信息标示在三维图像对应的血流段上也是本领域技术人员的常规选择;进一步,对左右侧的动脉血流量进行对称分析也是本领域中常规诊断方式,因而也属于本领域技术人员的常规选择。
对于上述区别⑤,在对比文件1已经公开了获得大脑中动脉的彩色3D图像的多普勒图像的基础上,探头扫描线数量、角度差、取样点以及点的间隔等都是本领域技术人员根据探头的型号规格、分辨率要求等常规设置的扫描参数;而获得血流能量、方向信息则是本领域中多普勒能量成像的常规信息,通过复相关计算获得上述信息也是本领域技术人员的常规选择。而在本领域中,早已存在能够对采集的组织灰阶图像、彩色多普勒血流图和彩色多普勒能量图像进行三维重建分析的三维超声诊断仪(例如Medison公司生产的Voluson530D,参见《医学数字成像技术》,胡军武主编,2001.09,第九章 超声成像 五-七部分),基于此,本领域技术人员有动机将上述超声诊断仪的三维重建方法转用于颅内血流信息的成像。至于控制自动探头对所有显示有血流信息的波速位置再次扫描,对回波进行快速傅立叶变换,获得每个点的血流参数信息也是本领域技术人员为了获得各血流参数而常规选择的。
此外,在对比文件1已经公开了可以采用从患者头部的一侧收集数据并且随后移动到另一侧捕获数据的单一探头的模式的基础上,先从左侧颞窗扫描再从右侧颞窗扫描是本领域技术人员的常规选择。而将左右两侧获得的血流三维立体图像进行叠加复合,产生更加完整的颅内血流三维立体图也是本领域技术人员的常规选择;而依据所述颅内血流三维立体图显示的血流不同段的粗细计算出各条主要动脉血管的面积也被对比文件2公开,将其配合测量出来的各条血管的流速,得到不同血管的血流量进行对照分析也是本领域技术人员根据实际需要而常规选择的。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件3、对比文件2以及本领域的公知常识从而得到该权利要求所保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的,因此权利要求2不具备突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
综上,权利要求1、2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
根据上述事实和理由,本案合议组依法作出以下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年08月10日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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