針對高強度聚焦超聲產生測試超聲處理的設備的制作方法

針對高強度聚焦超聲產生測試超聲處理的設備的制作方法
【專利摘要】一種醫療裝置（600、700、800）包括高強度聚焦超聲系統(602）、用于在對超聲處理體積進行超聲處理期間生成不適信號的信號傳送設備（628）以及用于執行指令的處理器（634）。所述指令的執行令所述處理器接收（102）一組超聲處理點（658、904）。將所述一組超聲處理點中的至少一個超聲處理點識別為測試位置（908、912）。所述指令還令所述處理器針對每一超聲處理點執行：確定（106）其是否是測試位置；如果其為測試位置，那么執行（108）測試超聲處理（204、304、404、504）；在所述測試超聲處理期間重復地測試（110）所述不適信號；如果其不是測試位置或者未檢測到所述不適信號，那么對所述超聲處理點進行超聲處理（114）；并且如果檢測到所述不適信號那么中止（112）超聲處理。
【專利說明】針對高強度聚焦超聲產生測試超聲處理的設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及高強度聚焦超聲，具體而言涉及在對目標進行超聲處理之前執行測試
超聲處理。
【背景技術】
[0002]來自聚焦超聲換能器的超聲能夠用于選擇性地處置身體內部的區域。發射超聲波以作為高能量機械振動。這些振動在受到阻尼時誘發組織發熱，并且它們還能夠導致空化作用。組織發熱和空化作用都能夠用于在臨床設置中破壞組織。然而，利用超聲對組織加熱比空化作用更易于控制。超聲處置能夠用于消融組織并選擇性地殺死組織癌細胞區域。這種技術已經用于處置子宮肌瘤，并降低了對子宮切除術程序的需求。
[0003]為了選擇性地處置組織，聚焦超聲換能器能夠用于在特定處置體積上聚焦超聲。通常將換能器安裝到能夠傳輸超聲的諸如脫氣水的介質內。之后，致動器用于調節超聲換能器的位置，并由此調節被處置的組織區域。

【發明內容】

[0004]本發明在獨立權利要求中提供了一種醫療裝置、一種計算機程序產品和一種操作醫療裝置的方法。在從屬權利要求中給出了實施例。
[0005]文中使用的“計算機可讀存儲介質”包含任何可以存儲可由計算設備的處理器執行的指令的有形存儲介質。也可以將計算機可讀存儲介質稱為計算機可讀非暫態存儲介質。也可以將計算機可讀存儲介質稱為有形計算機可讀介質。在一些實施例中，計算機可讀存儲介質還可以能夠存儲能夠由計算設備的處理器訪問的數據。計算機可讀存儲介質的例子包括但不限于:軟盤、磁硬盤驅動器、固態硬盤、閃速存儲器、USB拇指驅動器、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、光盤、磁光盤和處理器的寄存器文件。光盤的例子包括壓縮盤(CD)和數字通用盤(DVD)，例如 CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW 或 DVD-R 盤。術語計算機可讀存儲介質還指能夠經由網絡或通信鏈路由計算機設備訪問的各種類型的記錄介質。例如，可以通過調制調解器、因特網或者局域網檢索數據。對計算機可讀存儲介質的引述應當被解釋為能夠是指多個計算機可讀存儲介質。可以將一個或多個程序的各個可執行部分存儲在不同的位置中。例如，計算機可讀存儲介質可以是處于相同計算機系統內的多個計算機可讀存儲介質。計算機可讀存儲介質也可以是在多個計算機系統或計算設備之間分布的計算機可讀存儲介質。
[0006]“計算機存儲器”或“存儲器”是計算機可讀存儲介質的范例。計算機存儲器是任何可由處理器直接訪問的存儲器。計算機存儲器的范例包括但不限于:RAM存儲器、寄存器和寄存器文件。對“計算機存儲器”或“存儲器”的引述應當被解釋為能夠是多個存儲器。例如，存儲器可以是相同計算機系統內的多個存儲器，存儲器也可以是在多個計算機系統或計算設備之間分布的多個存儲器。
[0007]“計算機存儲設備”或“存儲設備”是計算機可讀存儲介質的范例。計算機存儲設備是任何非易失計算機可讀存儲介質。計算機存儲設備的范例包括但不限于:硬盤驅動器、USB拇指驅動器、軟盤驅動器、智能卡、DVDXD-ROM和固態硬盤驅動器。在一些實施例中，計算機存儲設備還可以是計算機存儲器，反之亦然。對“計算機存儲設備”或“存儲設備”的引述應當被解釋為能夠是多個存儲設備。例如，存儲設備可以是相同計算機系統或計算設備內的多個存儲設備。存儲設備也可以是在多個計算機系統或計算設備之間分布的多個存儲設備。
[0008]文中使用的“處理器”包含了能夠執行程序或機器可執行指令的電子部件。對“處理器”的引述應當被解釋為能夠含有超過一個處理器或處理核。例如，處理器可以是多核處理器。處理器還可以指處于單個計算機系統內的或者分布于多個計算機系統之間的處理器的集合。還應當將術語計算設備解釋為能夠指每者均包括一個或多個處理器的計算設備的集合或網絡。很多程序的指令都是由多個處理器執行的，這些處理器可以處于相同計算設備內，或甚至可以跨過多個計算設備分布。 [0009]文中使用的“用戶接口”是允許用戶或操作者與計算機或計算機系統交互的接口。也可以將“用戶接口”稱為“人類接口設備”。用戶接口可以向操作者提供信息或數據，和/或從操作者接收信息或數據。用戶接口可以使計算機接收來自操作者的輸入，并且可以將來自計算機的輸出提供給用戶。換言之，用戶接口可以允許操作者控制或操縱計算機，且接口可以允許計算機指示操作者的控制或操縱的效果。數據或信息在顯示器或圖形用戶接口上的顯示是向操作者提供信息的范例。通過鍵盤、鼠標、跟蹤球、觸控板、指示桿、圖形輸入板、操縱桿、游戲板、網絡攝像頭、耳機、變速桿、方向盤、踏板、有線手套、跳舞板、遙控器和加速度計的數據接收均為能夠從操作者接收信息或數據的用戶接口部件的范例。
[0010]文中使用的“硬件接口”包含能夠使計算機系統的處理器與外部計算設備和/或裝置交互和/或對外部計算設備和/或裝置進行控制的接口。硬件接口可以允許處理器向外部計算設備和/或裝置發送控制信號或指令。硬件接口還可以使處理器與外部計算設備和/或裝置交換數據。硬件接口的例子包括但不限于:通用串行總線、IEEE1394端口、并行端口、IEEE1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、藍牙連接、無線局域網連接、TCP/IP連接、以太網連接、控制電壓接口、MIDI接口、模擬輸入接口以及數字輸入接口。
[0011]文中使用的“超聲窗口 ”包含能夠發射超聲波或能量的窗口。通常將薄膜或膜片用作超聲窗口。例如，超聲窗口可以由BoPET (雙軸取向聚對苯二甲酸乙二醇酯)薄膜構成。
[0012]文中將醫療圖像數據定義為使用醫療成像系統采集的二維或三維數據。文中將醫療成像系統定義為適于采集有關對象或患者的身體結構的信息并構建出二維或三維醫療圖像數據集的裝置。醫療圖像數據能夠用于構建用于由醫師進行分析的可視化。能夠使用計算機執行這種可視化。
[0013]文中將磁共振(MR)數據定義為在磁共振成像掃描期間由磁共振裝置的天線記錄的原子自旋發射的射頻信號的測量結果。文中將磁共振成像(MRI)圖像定義為磁共振數據內含有的解剖結構數據的重建的二維或三維可視化。能夠使用計算機執行這種可視化。磁共振圖像是醫療圖像數據的例子。
[0014]在一個方面中，本發明提供了一種醫療裝置，其包括被配置為生成用于對對象的處置體積進行超聲處理的聚焦超聲能量的高強度聚焦超聲系統。所述醫療裝置還包括被配置為在對超聲處理體積進行超聲處理期間使對象能夠生成不適信號的信號傳送設備。例如，所述信號傳送設備可以是對象可以用來在感到不適時生成信號的任何設備。例如，所述信號傳送設備可以是當移動或者按壓按鈕、手柄或滑塊時生成信號的電子設備。所述信號傳送設備也可以是識別來自對象的語音命令或信號的語音識別系統。
[0015]所述醫療裝置還包括含有機器可執行指令的存儲器。例如，所述機器可執行指令可以由處理器執行。所述醫療裝置還包括用于控制醫療裝置的處理器。所述指令的執行令所述處理器接收一組超聲處理點。所述一組超聲處理點含有處于所述處置體積內的位置的坐標。所述超聲處理點是將由所述高強度聚焦超聲系統進行超聲處理的所述處置體積內的離散的位置。所述高強度聚焦超聲系統可以通過對所述一組超聲處理點中的每者依次進行超聲處理而對所述處置體積進行超聲處理。
[0016]將所述一組超聲處理點中的至少一個超聲處理點識別為測試位置。文中使用的測試位置是在正常超聲處理之前執行測試超聲處理以確定對象在超聲處理期間是否會感到疼痛的超聲處理點。所述指令的執行還令所述處理器針對所述一組超聲處理點中的每一超聲處理點確定所述超聲處理點是否處于測試位置。所述超聲處理點可以選自所述一組超聲處理點。對于所述一組超聲處理點中的每一超聲處理點，如果所述超聲處理點是測試位置，那么所述指令的執行還令所述處理器控制所述醫療裝置以對所述超聲處理點執行測試超聲處理。所述指令的執行還令所述處理器控制所述醫療裝置以在測試超聲處理期間重復地測試來自所述信號傳送設備的不適信號。針對所述一組超聲處理點中的每一超聲處理點執行這一操作。如果所述超聲處理點不是測試位置或者在未檢測到所述信號，所述指令的執行還令所述處理器控制所述醫療裝置以對所述超聲處理點進行超聲處理。如果檢測到所述信號，所述指令的執行還令所述處理器在中止超聲處理。針對所述一組超聲處理點中的每一點執行這一步驟和前一步驟。
[0017]這一實施例可以具有的優點在于，在對處置體積的超聲處理期間減輕了對象的疼痛。這一實施例還可以具有的優點在于，由于測試超聲處理在執行全功率超聲處理之前允許識別出可能引起疼痛的超聲處理點，因而所述醫療裝置的吞吐量可以更高。例如，如果正在對對象進行超聲處理，并且對象感到疼痛，那么將不得不中止對處置體積進行超聲處理的程序。使用這一實施例中描述的醫療裝置就可以不用這樣。這是因為，在執行原始的或者全功率超聲處理之前使用測·試超聲處理識別出了可能引起對象疼痛的點或超聲處理點。在一些情況下，可能產生這樣的狀況，即在不對對象造成損傷的情況下將超聲處理點從超聲處理體積中去除。
[0018]背部的神經疼痛是在子宮肌瘤的高強度超聲處置當中常見的副作用。該疼痛的原因之一是在神經上的超聲誘發的壓力。如果不能及時檢測到疼痛就會導致超聲處理的中止，這又會導致體積只受到部分超聲處理，且會延長程序的時間。本發明的實施例可以采用低占空比、高功率的超聲脈沖，其在實際的加熱開始之前追加至正常的超聲處理提案以觸發壓力誘發的背痛，從而允許快速地舍棄潛在存在問題的超聲處理。
[0019]高強度的聚焦超聲(HIFU)可以在組織內誘發低頻壓力波和恒定的位移。當在如子宮肌瘤HIFU應用的情況中，將超聲引導至諸如背部神經的敏感結構時，由于組織的位移和其上的壓力患者能夠感到疼痛。通常為患者或對象提供患者應急警報，當患者或對象在超聲處理期間感到疼痛時可以按下該患者應急警報，繼而中止超聲處理。
[0020]當中止超聲處理時，預期處置體積中的一些已經受到了加熱，僅因為在排除溫和的鎮靜作用的情況下人的反應時間處于0.5s的范圍內。此時，焦點上的組織可能已經達到了沸點溫度。受到部分超聲處理的體積難以進行重新規劃，并很容易導致對已經受到超聲處理的組織再次進行超聲處理。必須重新采集溫度基準，這又會延長處置。如果患者在實際加熱之前檢測到疼痛就能夠避免所有的這些問題。
[0021]可以在實際加熱提案開始之如使用低占空比、聞強度的超聲脈沖串刺激射束路徑中的諸如神經的敏感結構。
[0022]當換能器處于(一個或多個)預期加熱位置時，可以執行預超聲處理脈沖串，以模仿實際的超聲處理。每一脈沖可以足夠長以引起低頻組織位移，例如，其具有5ms-10ms的長度。高功率水平可以用于在脈沖期間誘發可辨別的位移。能夠任選使所述脈沖的聚焦略微發生相位偏移，從而降低焦點處的加熱效應/空化作用，并增強遠場的位移效應。可以保持低的脈沖串占空比，以避免在脈沖串的長度內的治療加熱，并且脈沖串的長度可以被選擇為允許患者做出反應的時間，例如，處于2秒以內。在預超聲處理脈沖串期間由患者觸發的超聲處理中止可以否決預期超聲處理體積，因為其風險過高。
[0023]在另一實施例中，所述的指令的執行還令所述處理器控制所述醫療裝置以在測試超聲處理期間以占空比開啟和關 閉所述聚焦超聲能量。如果在超聲處理期間使用了聚焦超聲，那么占空比可以比用于執行脈沖超聲處置的脈沖持續時間短得多。這一實施例可以是有利的，因為使超聲脈沖化允許以降低的平均功率向測試體積輸送超聲。能夠在不執行完全超聲處理的情況下針對對象測試超聲的效果。
[0024]在另一實施例中，占空比在測試超聲處理期間增大。這一實施例可以是有利的，因為可以在一開始使用極長的占空比。隨著占空比的增大，在測試超聲處理期間輸送的功率變得更加接近超聲處理期間的平均功率。如果占空比足夠緩慢地增大，那么其可以帶來的優點在于，在對對象造成組織損傷之前對象能夠確定將造成疼痛的超聲處理點。
[0025]在一些實施例中占空比以恒定的速率增大。在其他實施例中，占空比可以按照增加增量的方式增大。亦即，占空比的增大可以是步進式的。在另一實施例中，占空比的增大可以按照預定速率增大
[0026]在另一實施例中，所述聚焦超聲能量在對超聲處理點進行超聲處理期間具有預定功率水平。
[0027]在另一實施例中，將測試超聲處理劃分為第一時間段和第二時間段。在第一時間段期間，以低于預定功率水平的降低的功率水平執行測試超聲處理。所述降低的功率水平在第一時間段期間增大。在第二時間段期間以預定功率水平執行測試超聲處理。在第一時間段期間內將占空比設置為固定比率。在第二時間段期間，占空比大于所述固定比率。在第二時間段期間，占空比增大。這一實施例可以是有利的，因為在第一時間段期間功率是逐漸增大的。在第二時間段期間，功率為全功率，但是占空比是逐漸增大的。這可以是有利的，因為其允許對象更加準確地識別出所述測試超聲處理點是否會當執行全功率或正常超聲處理時引起疼痛。
[0028]在另一實施例中，聚焦超聲能量在對超聲處理點進行超聲處理期間具有預定功率水平。所述指令的執行令所述處理器控制所述醫療裝置，從而以低于所述預定功率水平的降低的功率水平執行測試超聲處理。所述降低的功率水平在測試超聲處理期間增大。例如，所述功率水平可以按照恒定的增加速率增大。所述功率水平也可以逐漸增大。所述功率水平也可以按照預定速率增大。這一實施例可以是有利的，因為增大功率水平可以允許對象感覺到當執行完全超聲處理時測試超聲處理點將引起疼痛。
[0029]在另一實施例中，所述指令的執行還令所述處理器通過檢查超聲處理點是否處于在醫療圖像數據中指示出的選定區域內，確定所述一組超聲處理點中的每者是否是測試位置。所述醫療圖像數據描述了對象的解剖結構。這一實施例可以是有利的，因為醫師或者操作者可以檢查醫療圖像，并之后選擇與敏感器官或者神經結構相鄰的區域。這允許醫師快速地識別出當對對象執行超聲處理時可能引起疼痛的超聲處理點。
[0030]所述指令的執行還令所述處理器在圖形用戶接口上顯示醫療圖像數據。所述指令的執行還令所述處理器從所述圖形用戶接口接收對所述選定區域的選擇。例如，對象可以采用鼠標并拖動處于所述一組超聲處理點的全部或部分上的框或其他形狀。這一對圖形用戶接口的操縱可以用于接收對選定區域的選擇。
[0031]在另一實施例中，所述醫療裝置還包括醫療成像系統。文中使用的醫療成像系統包含任何用于采集醫療圖像數據的設備或裝置。所述指令的執行還令所述處理器控制所述醫療裝置以使用所述醫療成像系統采集醫療圖像數據。這一實施例是有利的，因為所述醫療裝置包括用于采集醫療圖像數據的醫療圖像。這一點可以是有利的，因為所述指令還可以將所述醫療圖像數據配準到所述高強度聚焦超聲系統中。其使得醫師或者操作者能夠準確地識別出待被超聲處理的區域，從圖形用戶接口接收對選定區域的選擇，并且醫療圖像可以在超聲處理期間用于引導高強度聚焦超聲系統。
[0032]在另一實施例中，所述醫療成像系統是磁共振成像系統。
[0033]在另一實施例中，所述醫療成像系統是計算機斷層攝影系統。
[0034]在另一實施例中 ，所述醫療成像系統是診斷超聲系統。診斷超聲系統的使用可以尤為有利，因為當執行一些超聲處理時，醫生可能很難識別出敏感結構，而此時可以通過診斷超聲系統對其加以引導。
[0035]在另一實施例中，所述高強度聚焦超聲系統包括具有可調節聚焦的超聲換能器。例如，可以通過機械移動包括所述超聲換能器的元件調整聚焦。所述超聲換能器也可以具有電子聚焦。可以存在許多超聲換能器元件，其構成所述超聲換能器。控制器或電源可以能夠控制提供給超聲換能器的交變電流的功率的量和/或相位。這可以允許聚焦發生移位，或甚至使超聲換能器散焦。所述指令的執行令所述處理器在測試超聲處理期間使超聲換能器散焦。這可以是有利的，因為如果使超聲能量散焦，那么就不太可能在對象體內引起組織損傷或壞死。因此，在測試超聲處理期間使超聲換能器散焦可以是有利的。超聲能量還能夠在稍大的面積上傳播，因而測試超聲處理將更有可能刺激到對象的敏感區域。
[0036]在另一實施例中，所述指令的執行還令所述處理器在檢測到不適信號的情況下從所述處置體積中去除額外的體積。所述額外的體積至少部分圍繞測試超聲處理體積。這一實施例可以是有利的，因為如果針對特定的超聲處理點檢測到了不適信號，那么就可以將所述超聲處理點周圍的安全區域從超聲處理中排除。這可以實現對處置體積的更加安全的超聲處理，還可以減少時間量，因為所述額外的體積可以去除掉沒有必要進行測試的額外超聲處理點。這可以提高醫療裝置的吞吐量。
[0037]在另一實施例中，具有多個測試位置。所述指令的執行令所述處理器控制醫療裝置以執行測試位置中的每者的測試超聲處理。這可以是有利的，因為可能存在許多當受到超聲處理時會給對象造成不適或者損傷的區域。
[0038]在另一方面中，本發明提供了一種包括機器可執行指令的計算機程序產品，所述指令由控制醫療裝置的處理器執行。所述醫療裝置包括被配置為生成用于對對象的處置體積進行超聲處理的聚焦超聲能量的高強度聚焦超聲系統。所述醫療裝置還包括被配置為在對超聲處理體積進行超聲處理期間使對象能夠生成不適信號的信號傳送設備。所述指令的執行還令所述處理器接收一組超聲處理點。所述一組超聲處理點含有處于所述處置體積內的位置的坐標。將所述一組超聲處理點中的至少一個超聲處理點識別為測試位置。所述一組超聲處理點中的更多或者所有點都可以是測試位置。
[0039]所述指令的執行還令所述處理器控制醫療裝置以針對所述一組超聲處理點中的每一超聲處理點執行下述操作:確定超聲處理點是否是測試位置，如果所述超聲處理點是測試位置那么使用高強度聚焦超聲系統對所述超聲處理點執行測試超聲處理，在測試超聲處理期間重復地測試來自所述信號傳送設備的不適信號，如果所述超聲處理點不是測試位置或者如果未檢測到所述信號，那么對所述超聲處理點進行超聲處理，如果檢測到所述信號那么中止超聲處理。之前已經在醫療裝置的背景下討論了這種計算機程序產品的優點。
[0040]在另一方面中，本發明提供了一種操作醫療裝置的方法。所述裝置包括被配置為生成用于對對象的處置體積進行超聲處理的聚焦超聲能量的高強度聚焦超聲系統。所述醫療裝置還包括被配置為在對超聲處理體積進行超聲處理期間使對象能夠生成不適信號的信號傳送設備。所述方法包括接收一組超聲處理點的步驟。所述一組超聲處理點含有處于所述處置體積內的位置的坐標。將所述一組超聲處理點中的至少一個超聲處理點識別為測試位置。所述方法還包括針對所述一組超聲處理點中的每者執行下述步驟的步驟:確定超聲處理點是否是測試位置，如果所述超聲處理點是測試位置那么使用所述高強度聚焦超聲系統執行所述超聲處理點的測試超聲處理，在測試超聲處理期間重復地測試來自所述信號傳送設備的不適信號，如果所述超聲處理點不是測試位置或者如果未檢測到所述信號，那么對所述超聲處理點進行超聲處理，如果檢測到所述信號，那么中止所述超聲處理。之前已經在醫療裝置的背景下討論了這一方法的優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]在下文中將僅通過舉例，并參考附圖描述本發明的優選實施例，在附圖中:
[0042]圖1示出了圖示根據本發明的實施例的方法的流程圖；
[0043]圖2示出了圖示根據本發明的實施例的測試超聲處理和超聲處理的示意圖；
[0044]圖3示出了圖示根據本發明的實施例的測試超聲處理和超聲處理的示意圖；
[0045]圖4示出了說明根據本發明的實施例的測試超聲處理和超聲處理的示意圖；
[0046]圖5示出了說明根據本發明的實施例的測試超聲處理和超聲處理的示意圖；
[0047]圖6示出了圖示根據本發明的實施例的醫療裝置的示意圖；
[0048]圖7示出了圖示根據本發明的另一實施例的醫療裝置的示意圖；
[0049]圖8示出了圖示根據本發明的另一實施例的醫療裝置的示意圖；并且
[0050]圖9圖示了根據本發明的實施例的圖形用戶接口。
[0051]附圖標記列表
[0052]200 時間[0053]202超聲功率
[0054]204測試超聲處理
[0055]206超聲處理
[0056]304測試超聲處理
[0057]404測試超聲處理
[0058]500 第一時段
[0059]502 第二時段
[0060]504測試超聲處理
[0061]600醫療裝置
[0062]602高強度聚焦超聲系統
[0063]604 對象
[0064]606對象支撐物
[0065]608填充了流體的腔室
[0066]610超聲換能器
[0067]612機械定位系統
[0068]614致動器`
[0069]616超聲路徑
[0070]618 超聲窗口
[0071]6沈凝膠墊
[0072]622超聲處理點
[0073]624目標區域
[0074]626信號傳送設備
[0075]628 按鈕
[0076]630計算機
[0077]632 硬件接口
[0078]634處理器
[0079]636 用戶接口
[0080]638計算機存儲設備
[0081]640計算機存儲器
[0082]650處置計劃
[0083]652醫療圖像數據
[0084]654圖像配準
[0085]656超聲控制命令
[0086]658超聲處理點集合
[0087]660控制模塊
[0088]662圖像配準模塊
[0089]664超聲控制命令生成模塊
[0090]666不適信號檢測模塊
[0091]700醫療裝置[0092]702醫療成像系統
[0093]704成像區域
[0094]706醫療成像系統控制模塊
[0095]800醫療裝置
[0096]802磁共振成像系統
[0097]804 磁體
[0098]806磁體的腔膛
[0099]808磁場梯度線圈
[0100]810磁場梯度線圈電源
[0101]812射頻線圈
[0102]814收發器
[0103]820脈沖序列
[0104]822圖像重建模塊 [0105]824磁共振數據
[0106]900圖形用戶接口
[0107]902醫療圖像數據
[0108]904超聲處理點
[0109]906敏感解剖結構區域
[0110]908測試位置
[0111]910選定區域
[0112]912測試位置
【具體實施方式】
[0113]這些附圖中的類似編號的元件是等價元件或執行相同功能。如果功能等價，先前論述過的元件未必會在后面的圖中加以論述。
[0114]圖1示出了圖示根據本發明的實施例的方法的流程圖。在第一步驟100中，所述方法開始。在步驟102中接收一組超聲處理點。接下來，在步驟104中，從所述一組超聲處理點中選擇第一超聲處理點。下一步驟106是決策框。在步驟106中確定所述超聲處理點是否是測試位置。例如，可以利用旗幟或元數據對所述超聲處理點進行標示，所述旗幟或元數據將其識別為超聲處理點。所述超聲處理點也可以處于選定區域或體積內，所述選定區域或體積也將其識別為超聲處理點。如果所述超聲處理點是測試位置，那么執行測試超聲處理并執行框108。
[0115]如果所述超聲處理點不是測試位置，那么所述方法進行至框114。在這種情況下對超聲處理點進行超聲處理。在執行測試超聲處理之后返回至步驟108，在決策框110中確定是否檢測到了不適信號。在執行測試超聲處理108期間對其進行重復地測試，以檢測是否接收到了不適信號。如果檢測到了不適信號，那么執行框112。在框112中中止超聲處理。如果未檢測到不適信號，那么執行框114。在框114中再次對所述超聲處理點進行超聲處理。在中止超聲處理或者在對所述超聲處理點進行了超聲處理之后，所述方法進行至步驟116。在這一框中確定是否已經選擇了所有的超聲處理點。如果沒有，那么從所述一組超聲處理點中選擇下一超聲處理點，并且所述方法返回至步驟106，并對這一新的超聲處理點進行測試，以查看其是否是超聲處理點。針對所述一組超聲處理點的全部或子集重復所述方法的這一循環。在已經選擇了所有的超聲處理點之后，所述方法進行至框120。在框120中，所述方法結束。
[0116]圖2示出了圖示測試超聲處理204和超聲處理206的圖示。在該曲線圖中，x軸是時間，將其標為200。將y軸標為202，其表示任意單位的超聲功率。將時間軸200劃分為兩個時段。第一時段是執行測試超聲處理204以及執行超聲處理脈沖206的時段。由實體積表示超聲處理脈沖。然而，應當理解超聲可以是以脈沖形式輸送的。在測試超聲處理204期間以占空比開啟和關閉超聲。在這一占空比內，也可以對超聲進行脈沖化。其沒有必要是連續的。在這一范例中，在測試超聲處理204期間，功率逐漸增大，并以恒定的占空比對超聲進行開啟和關閉。在備選實施例中，隨著時間的推移，以不斷提聞的占空比對超聲進行開關。
[0117]圖3示出了與圖2中類似的示意圖。這里，在備選實施例中，在超聲處理206之前執行測試超聲處理304。在這種情況下，超聲功率202仍然在測試超聲處理304的持續時間期間不斷增大。然而，不像圖2所示那樣以占空比開啟、關閉超聲處理。
[0118]圖4示出了在超聲處理206之前執行的測試超聲處理404的備選實施例。在這一范例中，在測試超聲處理期間，使超聲功率202保持恒定，并以逐漸提高的占空比對超聲功率202進行調制。
[0119]圖5示出了在超聲處理206之前執行的測試超聲處理504。在這種情況下，將測試超聲處理劃分成第一時段500和第二時段502。在第一時段期間，以恒定占空比對超聲功率202進行脈沖化，但其功率水平逐漸增大。在第二時段502期間，超聲功率水平202處于恒定水平。在這種情況下，其與超聲處理206的功率水平相同。然而，在一些實施例中，這一功率水平可以比超聲處理期間使用的功率水平更小或者更大。在第二時段502期間，再一次以占空比對超聲功率202進行調制。然而，在所述第二時段期間，占空比逐漸增大。
[0120]圖6示出了圖示根據本發明的實施例的醫療裝置600的示意圖。所述醫療裝置包括高強度聚焦超聲系統602。對象604休止在高強度聚焦超聲系統602上面的對象支撐物606上。高強度聚焦超聲系統602包括容納超聲換能器610的填充了流體的腔室602。填充了流體的腔室608可以利用適于傳導超聲的流體進行填充。將超聲換能器610連接至適于對超聲換能器610進行機械定位的機械定位系統612。在一些實施例中,超聲換能器610可以包括多個換能器元件，其可以使交流電流的相位和/或幅度獨立地提供給每一換能器元件。這允許以電子的方式移動或者調節超聲的聚焦。將機械定位系統612連接至適于對機械定位系統612進行致動操作的致動器614。通過這種方式，致動器614能夠控制超聲換能器610的物理位置。
[0121]超聲換能器610能夠生成穿過填充了流體的腔室608的超聲616。之后，超聲616通過超聲窗口 618。在這一實施例中，超聲在通過了超聲窗口 618之后通過凝膠墊620。凝膠墊620僅是一種有助于在換能器610和對象604之間形成超聲路徑的超聲傳導介質。之后，使超聲能量616聚焦到超聲處理點622上。能夠通過物理和/或電子的方式移動超聲處理點622，從而對整個目標區域624進行超聲處理。醫療裝置600還包括信號傳送設備626。信號傳送設備626具有適于由對象604按下的按鈕628。當對象604感到由于超聲處理帶來了不適時，對象能夠按下按鈕628。信號傳送設備626和致動器614被示為連接至計算機系統630的硬件接口 632。計算機630還包括連接至硬件接口的處理器634、用戶接口636、計算機存儲設備638和計算機存儲器640。處理器634能夠使用硬件接口 632控制醫療裝置600。
[0122]將處置計劃650存儲到計算機存儲設備638內。處置計劃650含有描述目標區域624的處置的數據。例如，處置計劃650可以含有關于目標區域624的超聲處理的類型和性質以及關于患者604的解剖結構的數據，所述數據可以用于識別或定位目標區域624。計算機存儲設備638還含有描述對象604的解剖結構的醫療圖像數據。計算機存儲設備638還含有醫療圖像數據652的圖像配準654。圖像配準654連同處置計劃650允許醫療裝置600識別出目標區域624的位置。計算機存儲設備638還含有超聲控制命令656。超聲控制命令是可由高強度聚焦超聲系統602執行的命令。超聲控制命令656的執行令高強度聚焦超聲系統602對目標區域624進行超聲處理。計算機存儲設備638還含有一組超聲處理點654。所述一組超聲處理點是待進行超聲處理的對象604體內的點。
[0123]計算機存儲器640含有控制模塊660。控制模塊660含有處理器634對醫療裝置600的操作和功能進行控制所需的計算機可執行代碼。計算機存儲器640還含有圖像配準模塊662。圖像配準模塊662能夠從醫療圖像數據652生成圖像配準654。計算機存儲器640還含有超聲控制命令生成模塊664。超聲控制命令生成模塊664使用圖像配準654和處置計劃650生成超聲控制命令656和/或一組超聲處理點658。計算機存儲器640還含有不適信號檢測模塊666。不適信號檢測模塊666適于檢測對象604對開關628的按壓。如果不適信號檢測模塊666在測試超聲處理期間檢測到不適信號，那么不適信號檢測模塊666可以中止特定超聲處理點或者超聲處理點的群組。
[0124]圖7示出了圖示根據 本發明的實施例的醫療裝置700的示意圖。圖7所示的醫療裝置在很多方面等價于圖6所示的醫療裝置600。然而，圖7所示的醫療裝置700還包括醫療成像系統702。醫療成像系統702適于采集來自成像區域704醫療圖像數據652。醫療成像系統702是代表性的。例如，其可以是但不限于:磁共振成像系統、診斷超聲系統和計算機斷層攝影系統。還將醫療成像系統702連接至硬件接口 632。計算機存儲器640含有醫療成像系統控制模塊706，其允許處理器634控制醫療成像系統702。這使得醫療成像系統702能夠采集醫療圖像數據652。
[0125]圖8示出了圖示根據本發明的實施例的醫療裝置800的另一實施例的示意圖。這一實施例在很多方面等價于圖7所示的實施例。然而，在這一實施例中，圖7的醫療成像系統702是磁共振成像系統802。磁共振成像系統802包括磁體804。磁體804是具有貫穿其的腔膛806的圓柱型磁體。
[0126]圖8所示的磁體804是圓柱型超導磁體。所述磁體具有帶超導線圈的液氦冷卻低溫保持器。也能夠使用永磁體或常導磁體。也能夠使用不同類型的磁體，例如，也能夠使用分裂圓柱形磁體和所謂的開放磁體兩者。分裂圓柱形磁體與標準圓柱形磁體類似，除了低溫保持器分裂成了兩個部分，從而允許接近磁體的等平面，這樣的磁體可以(例如)與帶電粒子束治療結合使用。開放磁體可以具有兩個磁體部分，所述兩個部分中的一個處于另一個之上，其間具有大到足夠接收對象的空間:兩個部分區域的布置與亥姆霍茲線圈的布置類似。開放磁體是普遍使用的，因為其對對象限制更少。在所述圓柱形磁體的低溫保持器內有超導線圈的集合。在所述圓柱形磁體的腔膛806內具有成像區域704，在那里磁場足夠強而均勻，以執行磁共振成像。
[0127]在所述磁體的腔膛806內還有用于磁共振數據824的采集的磁場梯度線圈808以對磁體804的成像區域704內的磁自旋進行空間編碼。將磁場梯度線圈連接至磁場梯度線圈電源810。所述磁場梯度線圈旨在為代表性的。典型的磁場梯度線圈含有三個獨立的線圈組，以用于沿三個正交的空間方向進行空間編碼。磁場梯度電源810向磁場梯度線圈提供電流。提供給所述磁場線圈的電流根據時間被控制，并且可以是傾斜或脈沖的。對象704、對象支撐物606和高強度聚焦超聲系統602也位于磁體804的腔膛806內。
[0128]射頻線圈812與成像區域704相鄰，其用于操縱成像區域內的磁自旋的取向并用于接收來自同樣處于成像區域704內的自旋的無線電發射。射頻線圈812可以含有多個線圈元件。也可以將射頻線圈812稱為信道或天線。將射頻線圈812連接至射頻收發器814。可以由單獨的發射和接收線圈以及單獨的發射器和接收器替代所述射頻線圈812和射頻收發器814。應當理解，射頻線圈812和射頻收發器814是代表性的。射頻線圈812旨在還表示專用發射天線和專用接收天線。同樣地，射頻收發器814也可以表示單獨的發射器和接收器。
[0129]圖7和圖8的計算機系統630等價于圖6中的計算機系統630。在圖6、圖7和圖8中，計算機存儲設備638和計算機存儲器640中的內容也是等價的。圖8中的計算機存儲設備638被示為含有脈沖序列820。脈沖序列820是能夠使磁共振成像系統802采集磁共振數據824的命令的序列。醫療成像系統控制模塊706使用脈沖序列820生成允許處理器634控制磁共振成像系統802以采集磁共振數據824的命令。之后，圖像重建模塊822用于將磁共振數據重建成磁共振圖像652。磁共振圖像652是醫療圖像數據的范例。
[0130]圖9示出了根據本發明的實施例的圖形用戶接口 900的例子。在這一圖形用戶接口 900中顯示了醫療圖像902。在這一醫療圖像中，相對于敏感解剖結構區域906示出了目標區域624。利用各個超聲處`理點904填充目標區域624。超聲處理點被指示為“O”形或“X”形。“X”形是還被識別為測試位置的超聲處理點。在敏感解剖結構區域906的附近已經識別出了三個測試位置908。例如，它們可以使用圖形用戶接口 900被人工識別為測試位置。醫療圖像902中示出了選定區域910。選定區域910是使用圖形用戶接口 900選定的醫療圖像902的區域。選定區域910內的所有超聲處理點都已經被識別為測試位置912。所識別出的選定區域的使用允許將超聲處理點904快速地選作測試位置912。在對目標區域624進行超聲處理期間將依次對每一超聲處理點904進行超聲處理。被指示為測試位置908,912的超聲處理點904在接受超聲處理之前已經執行了測試超聲處理。
[0131]例如，可以將本發明的實施例用于超聲射束路徑與背部神經交叉的應用當中，例如，用于子宮肌瘤或者骨科應用當中。也可以將其用于組織的移位將在患者體內觸發疼痛的其他應用當中。
[0132]盡管已經在附圖和前面的描述中詳細說明和描述了本發明，但這樣的說明和描述被認為是說明性或示范性的而非限制性的；本發明不限于公開的實施例。
[0133]通過研究附圖、說明書和權利要求書，本領域的技術人員在實施請求保護的本發明時能夠理解和實現所公開實施例的其他變型。在權利要求中，“包括”一詞不排除其他元件或步驟，量詞“一”或“一個”不排除多個。單個處理器或其他單元可以完成權利要求中記載的若干項目的功能。在互不相同的從屬權利要求中記載特定措施并不指示不能有利地使用這些措施的組合。計算機程序可以存儲和/或分布在適當的介質上，所述介質例如是與其他硬件一起供應或作為其他硬件一部分供應的光存儲介質或固態介質，但計算機程序也可以以其他形式分布，例如經由因特網或其他有線或無線的遠程通信系統。權利要求中的任何附圖標記不 得被解釋為對范圍的限制。
【權利要求】
1.一種醫療裝置(600、700、800)包括: -被配置為生成用于對對象(604)的處置體積(624)進行超聲處理的聚焦超聲能量的高強度聚焦超聲系統(602)； -被配置為在對超聲處理體積進行超聲處理期間使所述對象能夠生成不適信號的信號傳送設備(628)； -包含機器可執行指令(660、662、664、666、706、822)的存儲器(640)； -用于控制所述醫療裝置的處理器(634)，其中，所述指令的執行令所述處理器接收(102) 一組超聲處理點(658、904)，其中，所述一組超聲處理點包含所述處置體積內的位置的坐標，其中，所述一組超聲處理點中的至少一個超聲處理點被識別為測試位置(908、912);其中，所述指令的執行令所述處理器控制所述醫療裝置以針對所述一組超聲處理點中的每一超聲處理點執行下述操作: -確定(106)所述超聲處理點是否是所述測試位置； -如果所述超聲處理點是所述測試位置，那么使用所述高強度聚焦超聲系統執行(108)對所述超聲處理點的測試超聲處理(204、304、404、504)； -在所述測試超聲處理期間重復地測試(110)來自所述信號傳送設備的所述不適信號; -如果所述超聲處理點不 是測試位置或者如果未檢測到所述不適信號，那么對所述超聲處理點進行超聲處理(I 14);并且 -如果檢測到所述不適信號那么中止(112)所述超聲處理。
2.根據權利要求1所述的醫療裝置，其中，所述指令的執行還令所述處理器在所述測試超聲處理期間以一占空比開啟和關閉所述聚焦超聲能量。
3.根據權利要求2所述的醫療裝置，其中，所述占空比在所述測試超聲處理期間增大。
4.根據權利要求3所述的醫療裝置，其中，所述聚焦超聲能量在對所述超聲處理點進行所述超聲處理期間具有預定功率水平，其中，所述測試超聲處理被劃分成第一時間段(500)和第二時間段(502)，其中，在所述第一時間段期間，以低于所述預定功率水平的降低的功率水平執行所述測試超聲處理，并且其中，所述降低的功率水平在所述第一時間段期間增大，其中，在所述第二時間段期間以所述預定功率水平執行所述測試超聲處理，其中，在所述第一時間段期間將所述占空比設為固定比率，其中，在所述第二時間段期間，所述占空比大于所述固定比率，其中，在所述第二時間段期間，所述占空比增大。
5.根據權利要求1、2或3所述的醫療裝置，其中，所述聚焦超聲能量在對所述超聲處理點進行所述超聲處理期間具有預定功率水平，其中，所述指令的執行令所述處理器以低于所述預定功率水平的降低的功率水平執行所述測試超聲處理，并且其中，所述降低的功率水平在所述測試超聲處理期間增大。
6.根據權利要求1所述的醫療裝置，其中，所述指令的執行還令所述處理器通過檢查所述超聲處理點是否處于在醫療圖像數據(652)內指示出的選定區域(910)內而確定所述一組超聲處理點中的每個是否是測試位置，并且其中，所述醫療圖像數據描述所述對象的解剖結構。
7.根據權利要求6所述的醫療裝置，其中，所述指令的執行還令所述處理器: 在圖形用戶接口(900)上顯示所述醫療圖像數據(902);并且從所述圖形用戶接口接收對所述選定區域的選擇。
8.根據權利要求6或7所述的醫療裝置，其中，所述醫療裝置還包括醫療成像系統(702，802)，其中，所述指令的執行還令所述處理器使用所述醫療成像系統采集所述醫療圖像數據。
9.根據權利要求7所述的醫療裝置，其中，所述醫療成像系統是下述系統中的任何一種:磁共振成像系統(804)、計算機斷層攝影系統(702)以及診斷超聲系統(702)。
10.根據前述權利要求中任一項所述的醫療裝置，其中，所述高強度聚焦超聲系統包括具有可調節焦點的超聲換能器(610 )，其中，所述指令的執行令所述處理器在所述測試超聲處理期間使所述超聲換能器散焦。
11.根據前述權利要求中任一項所述的醫療裝置，其中，所述指令的執行令所述處理器在檢測到所述不適信號的情況下從所述處置體積中去除額外的體積，并且其中，所述額外的體積至少部分圍繞所述測試超聲處理體積。
12.根據前述權利要求中任一項所述的醫療裝置，其中，存在多個測試位置，并且其中，所述指令的執行令所述處理器執行每一測試位置的測試超聲處理。
13.一種包括機器可執行指令(660、662、664、666、706、822)的計算機程序產品，所述機器可執行指令由控制醫療裝置(600、700、800)的處理器(634)執行，其中，所述醫療裝置包括被配置為生成用于對對象(604)的處置體積(624)進行超聲處理的聚焦超聲能量的高強度聚焦超聲系統(602)，其中，所述醫療裝置還包括被配置為在對超聲處理體積進行超聲處理期間使所述對象能夠生成不適信號的信號傳送設備(626)，其中，所述指令的執行令所述處理器接收一組超聲處理點(658、904)，其中，所述一組超聲處理點含有處于所述處置體積內的位置的坐標，其中，所述一組超聲處理點中的至少一個超聲處理點被識別為測試位置(908、912);其中，所述指令的執行令所述處理器控制所述醫療裝置以針對所述一組超聲處理點中的每一超聲處理點執行下述操作: -確定(106)所述超聲處理點是否是所述測試位置； -如果所述超聲處理點是所述測試位置，那么使用所述高強度聚焦超聲系統執行(108)對所述超聲處理點的測試超聲處理(204、304、404、504)； -在所述測試超聲處理期間重復地測試(110)來自所述信號傳送設備的所述不適信號; -如果所述超聲處理點不是測試位置或者如果未檢測到所述不適信號，那么對所述超聲處理點進行超聲處理(I 14);并且 -如果檢測到所述不適信號那么中止(112)所述超聲處理。
14.一種操作醫療裝置的方法，其中，所述裝置包括被配置為生成用于對對象(604)的處置體積(624)進行超聲處理的聚焦超聲能量的高強度聚焦超聲系統(602)，其中，所述醫療裝置還包括被配置為在對超聲處理體積進行超聲處理期間使所述對象能夠生成不適信號的信號傳送設備(626)，其中，所述方法包括接收(102) —組超聲處理點(658、904)的步驟，其中，所述一組超聲處理點含有處于所述處置體積內的位置的坐標，其中，所述一組超聲處理點中的至少一個超聲處理點被識別為測試位置(908、912);其中，所述方法還包括針對所述一組超聲處理點中的每個執行下述操作的步驟: -確定(106)所述超聲處理點是否是所述測試位置；-如果所述超聲處理點是所述測試位置，那么使用所述高強度聚焦超聲系統執行(108)對所述超聲處理點的測試超聲處理(204、304、404、504)； -在所述測試超聲處理期間重復地測試(110)來自所述信號傳送設備的所述不適信號; -如果所述超聲處理點不是測試位置或者如果未檢測到所述不適信號，那么對所述超聲處理點進行超聲處理(I 14);并且 -如果檢測到所述不適信號那么中止(112)所述超聲處理。
【文檔編號】A61N7/00GK103596623SQ201280027685
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年6月1日 優先權日:2011年6月6日
【發明者】E·T·韋海萊 申請人:皇家飛利浦有限公司