改進的高強度聚焦超聲靶向的制作方法

改進的高強度聚焦超聲靶向的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種醫學儀器(200)，所述醫學儀器包括磁共振成像系統(202)和具有可調節的焦點(238)的高強度聚焦超聲系統(202)。指令的運行令處理器控制(100)醫學儀器，以在重復地采集熱磁共振成像數據的同時聲處理多個聲處理點。使用所述熱磁共振成像數據來重建多個熱圖，并且針對每個熱圖計算發熱質心。通過將所述發熱質心中的每個與所述聲處理點進行比較來確定空間依賴性的靶向校正(266)。所述空間依賴性的靶向校正然后用于偏移所述可調節的焦點。
【專利說明】改進的高強度聚焦超聲靶向

【技術領域】
[0001] 本發明涉及高強度聚焦超聲，具體涉及使用磁共振測溫以改進超聲靶向。

【背景技術】
[0002] 在高強度聚焦超聲（HIFU)中，超聲換能器元件的陣列用于形成超聲換能器。向換 能器元件供應交流電流電功率引起它們生成超聲波。來自換能器元件中的每個的超聲波在 射束路徑中的不同位置處相長或相消地相加。通過控制被供應到換能器元件中的每個的交 流電流電功率的相位，可以控制超聲功率被聚焦到其中的焦點或體積。
[0003] 對腫瘤的高強度聚焦超聲（HIFU)治療要求高程度的空間準確性，以便避免損傷 健康組織并且獲得系統的最佳使用。盡管在如當前實踐的利用低功率測試聲處理時，避免 歸因于差的靶向的損傷健康組織對于大的靜止的腫瘤通常不是問題，但是在例如不正確的 位置知識用于反饋算法時，系統的技術性能和/或臨床表現可能受到損害。這轉換成降低 的處置效率。
[0004] 歐洲專利申請EP0627 206公開了一種超聲醫學處置系統，所述超聲醫學處置系 統在空間上分辨熱斑，并且防止熱斑從超聲射束的焦點的位移。熱斑基于以比處置能量輻 照的水平更低的規定的水平的能量輻照得以分辨。


【發明內容】

[0005] 本發明在獨立權利要求中提供了醫學儀器、計算機程序產品以及方法。在從屬權 利要求中給出了實施例。
[0006] 如本領域技術人員應當理解的，本發明的各方面可以被實施為裝置、方法或計算 機程序產品。相應地，本發明的各方面可以采取完全的硬件實施例、完全的軟件實施例（包 括固件、駐留軟件、微代碼等）或組合了軟件方面與硬件方面的實施例的形式，它們在本文 中可以全部被通稱為"電路"、"模塊"或"系統"。此外，本發明的各方面可以采取被實施在 一個或多個計算機可讀介質中的計算機程序產品的形式，所述計算機可讀介質具有被實施 在其上的計算機可運行代碼。
[0007] 可以利用一個或多個計算機可讀介質的任何組合。所述計算機可讀介質可以是計 算機可讀信號介質或計算機可讀存儲介質。本文中所使用的"計算機可讀存儲介質"涵蓋 可以存儲可由計算設備的處理器運行的指令的任何有形存儲介質。所述計算機可讀存儲介 質可以被稱作計算機可讀非瞬態存儲介質。所述計算機可讀存儲介質也可以被稱作有形計 算機可讀介質。在一些實施例中，計算機可讀存儲介質也可以能夠存儲能夠由計算設備的 處理器存取的數據。計算機可讀存儲介質的范例包括，但不限于：軟盤、硬磁盤驅動器、固 態硬盤、閃爍存儲器、USB拇指驅動器、隨機存取存儲器（RAM)、只讀存儲器（ROM)、光盤、磁 光盤以及處理器的寄存器文件。光盤的范例包括壓縮盤（CD)和數字多用盤（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也指能夠由 計算機設備經由網絡或通信鏈路進行存取的各種類型的記錄介質。例如可以在調制解調器 上、在互聯網上或在局域網上取回數據。可以使用任何適當的介質來傳輸被實施在計算機 可讀介質上的計算機可運行代碼，所述適當的介質包括但不限于無線、有線、光纖電纜、RF 等或前述的任何合適的組合。
[0008] 計算機可讀信號介質可以包括具有被實施在其中的計算機可運行代碼的被傳播 的數據信號，例如，在基帶中或作為載波的部分。這樣的被傳播的信號可以采取多種形式中 的任一種，包括但不限于，電磁的、光學的或它們的任何合適的組合。計算機可讀信號介質 可以是任何這樣的計算機可讀介質：其不是計算機可讀存儲介質并且其能夠通信、傳播或 輸送用于由指令運行系統、裝置或設備使用或與指令運行系統、裝置或設備相連接的程序。
[0009] "計算機存儲器"或"存儲器"是計算機可讀存儲介質的范例。計算機存儲器是可 直接訪問處理器的任何存儲器。"計算機存儲設備"或"存儲設備"是計算機可讀存儲介質 的其他范例。計算機存儲設備是任何非易失性計算機可讀存儲介質。在一些實施例中，計 算機存儲設備也可以是計算機存儲器，反之亦然。
[0010] 本文中所使用的"處理器"涵蓋能夠運行程序或機器可運行指令或計算機可運行 代碼的電子部件。對包括"處理器"的計算設備的引用應當被解讀為可能包含多于一個處 理器或處理核。處理器例如可以是多核處理器。處理器也可以指在單個計算機系統之內的 或被分布在多個計算機系統之間的處理器的集合。術語計算設備也應當被解讀為可能指多 個計算設備的集合或網絡，所述多個計算設備每個均包括一個或多個處理器。計算機可運 行代碼可以由可以在相同的計算設備之內或者甚至可以被分布在多個計算設備上的多個 處理器來運行。
[0011] 計算機可運行代碼可以包括令處理器執行本發明的一方面的機器可運行指令或 程序。用于執行針對本發明的各方面的操作的計算機可運行代碼可以被寫成一種或多種編 程語言的任何組合，包括面向對象的編程語言（例如，Java、Smalltalk、C++等）和常規程 序編程語言（例如，"C"編程語言或類似的編程語言），并且被編譯成機器可運行指令。在 一些實例中，計算機可運行代碼可以是高級語言的形式或是預編譯的形式，并且可以與解 讀器聯合使用，所述解讀器聯機生成機器可運行指令。
[0012] 計算機可運行代碼可以完全在用戶的計算機上、部分在用戶的計算機上、作為單 機軟件包、部分在用戶的計算機上并且部分在遠程計算機上，或者完全在遠程計算機或服 務器上運行。在后一種場景中，遠程計算機可以通過任何類型的網絡連接到用戶的計算機， 所述網絡包括局域網（LAN)或廣域網（WAN)，或者可以連接到外部計算機（例如，通過使用 互聯網服務提供商的互聯網）的連接。
[0013] 參考根據本發明的實施例的方法、裝置（系統）以及計算機程序產品的流程圖示 和/或方框圖來描述本發明的各方面。應當理解，所述流程圖、圖示和/或方框圖的每個 方框或方框的部分能夠由在可應用時以計算機可運行代碼的形式的計算機程序指令來實 施。還應當理解，在不互相排斥時，可以組合不同的流程圖、圖示和/或方框圖中的方框的 組合。這些計算機程序指令可以被提供到通用計算機、專用計算機或其他可編程數據處理 裝置的處理器，以產生機器，使得經由計算機或其他可編程數據處理裝置的處理器運行的 指令創建用于實施在流程圖和/或一個或多個方框圖方框中指定的功能/動作的單元。
[0014] 這些計算機程序指令也可以被存儲在計算機可讀介質中，所述計算機可讀介質能 夠指導計算機、其他可編程數據處理裝置或其他設備來以具體方式起作用，使得被存儲在 計算機可讀介質中的指令產生制品，所述制品包括實施在流程圖和/或一個或多個方框圖 方框中指定的功能/動作的指令。
[0015] 計算機程序指令可以被加載到計算機、其他可編程數據處理裝置或其他設備上， 以引起要在計算機、其他可編程裝置或其他設備上執行的一系列操作步驟，以產生計算機 實施的過程，使得在計算機或其他可編程裝置上運行的指令提供用于實施在流程圖和/或 一個或多個方框圖方框中指定的功能/動作的過程。
[0016] 本文中所使用的"用戶接口"是允許用戶或操作者與計算機或計算機系統進行交 互的接口。"用戶接口"也可以被稱作"人機接口設備"。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。用戶接口可以使得來自操作者的輸入能夠被計算 機接收到，并且可以向用戶提供來自計算機的輸出。換言之，用戶接口可以允許操作者控制 或操縱計算機，并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、指點桿、圖形輸入板、操縱桿、游戲手柄、網絡攝像頭、頭戴式受話器、變速桿、方向盤、 腳踏板、有線手套、跳舞毯、遙控器以及加速度計對數據的接收是使得能夠對來自操作者的 信息或數據進行接收的用戶接口部件的全部范例。
[0017] 本文中所使用的"硬件接口"涵蓋使得計算機系統的處理器能夠與外部計算設備 和/或裝置進行交互和/或控制外部計算設備和/或裝置的接口。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。硬件接口也可以使得處理器能夠與 外部計算設備和/或裝置交換數據。硬件接口的范例包括，但不限于：通用串行總線、IEEE 1394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 子輸入接口。
[0018] 本文中所使用的"顯示器"或"顯示設備"涵蓋適用于顯示圖像或數據的輸出設備 或用戶接口。顯示器可以輸出視覺、聽覺和或觸覺的數據。顯示器的范例包括，但不限于： 計算機監視器、電視屏幕、觸摸屏、觸覺電子顯示器、盲文屏幕、陰極射線管（CRT)、存儲管、 雙穩顯示器、電子紙、矢量顯示器、平板顯示器、真空熒光顯示器（VF)、發光二極管（LED)顯 示器、電致發光顯示器（ELD)、等離子顯示面板（PDP)、液晶顯示器（LCD)、有機發光二極管 顯示器（OLED)、投影儀以及頭戴式顯示器。
[0019] 醫學圖像數據在本文中被定義為使用醫學成像掃描器已經采集的二維數據或三 維數據。醫學成像掃描器在本文中被定義為適用于采集關于患者的身體結構的信息，并且 構建二維醫學圖像數據或三維醫學圖像數據的集合的裝置。醫學圖像數據能夠用于構建對 醫生的診斷有用的可視化。能夠使用計算機來執行該可視化。
[0020] 磁共振（MR)數據在本文中被定義為是在磁共振成像掃描期間由磁共振裝置的天 線所記錄的對通過原子自旋發射的射頻信號的測量結果。磁共振數據是醫學圖像數據的范 例。磁共振成像（MRI)圖像在本文中被定義為是對在磁共振成像數據之內包含的解剖數據 所重建的二維可視化或三維可視化。能夠使用計算機來執行該可視化。
[0021] 磁共振數據可以包括在磁共振成像期間由磁共振裝置的天線對通過原子自旋發 射的射頻信號的測量結果，所述磁共振數據包含可以用于磁共振測溫的信息。磁共振測溫 通過測量溫度敏感參數的變化來起作用。在磁共振測溫期間可以測量的參數的范例是：質 子共振頻移、擴散系數，或者Tl和/或T2弛豫時間的變化可以用于使用磁共振來測量溫 度。質子共振頻移是溫度依賴性的，這是因為個體質子、氫原子經歷的磁場取決于周圍的分 子結構。歸因于溫度影響氫鍵，溫度的升高減小了分子篩。這引起質子共振頻率的溫度依 賴性。
[0022] 質子密度線性地取決于平衡磁化。因此能夠使用質子密度加權圖像來確定溫度變 化。
[0023] 弛豫時間T1、T2以及T2星（有時被寫作T2*)也是溫度依賴性的。對T1、T2以及 T2星的加權圖像的重建因此能夠用于構建熱圖或溫度圖。
[0024] 溫度也影響分子在水溶液中的布朗運動。因此能夠測量擴散系數的脈沖序列（例 如，脈沖擴散梯度自旋回波）可以用于測量溫度。
[0025] 使用磁共振來測量溫度的最為有用的方法中的一個是通過測量水質子的質子共 振頻移（PRF)。質子的共振頻率是溫度依賴性的。隨著體素中的溫度改變，頻移將引起所測 量的水質子相位改變。因此能夠確定兩個相位圖像之間的溫度變化。該確定溫度的方法具 有與其他方法相比相對較快的優點。在本文中要比其他方法更加詳細地討論PRF方法。然 而，本文中討論的方法和技術也可應用于利用磁共振成像來執行測溫的其他方法。
[0026] 光譜磁共振數據在本文中被定義為是在磁共振成像掃描期間由磁共振裝置的天 線所記錄的對通過原子自旋發射的射頻信號的測量結果，所述光譜磁共振數據包含描述多 個共振峰的信息。
[0027] 光譜磁共振數據可以例如用于執行基于質子光譜（PS)成像的溫度繪圖方法，所 述溫度繪圖方法能夠產生在絕對標度上的溫度圖。該絕對標度溫度圖因此可以用于執行溫 度校準。該方法如質子共振頻率方法依賴于水質子共振移位溫度依賴性的物理原理，但是 采集方法是不同的：所述頻移是根據磁共振譜計算的。所述移位是根據水峰與參考質子峰 的位置差異計算的。脂質中的質子可以例如被用作參考，這是因為已知它們的共振頻率幾 乎不依賴于溫度，而水質子峰則對溫度具有線性依賴性。這能夠在兩種類型的組織都存在 于其中的體素中完成。如果水和脂質不在相同的體素中存在，則可以嘗試使用不是脂質的 某種其他組織類型作為參考。如果不成功，則可以存在一些這樣的體素：在所述體素中，參 考峰以及因此溫度數據是不可獲得的。插值和/或溫度濾波可以用于幫助這些情形，這是 因為體溫一般預計不會在空間上快速地改變，但是由熱療引起的高度局部化的溫度上升是 個明顯的例外。參考峰的利用使得所述方法相對地不依賴于場漂移或掃描間運動。由于 利用當前方法的掃描耗費至少為一分鐘的量級的時間，因此所述PS方法易受掃描中運動 或掃描期間的溫度變化的影響。在溫度恒定或溫度變化在時間和空間兩者上都很小的情況 下，所述方法能夠產生有用的信息。例如，利用磁共振引導的高強度聚焦超聲（MR-HIFU)，與 使用作為利用測溫探頭測量的體核溫度采取的在空間上均勻的起始溫度相反，所述PS方 法能夠用于在MR-HIFU或其他溫度處置的開始之前提供實際的體溫分布。備選地，所述PS 方法能夠被用作針對在處置區外部的熱處置之間的累積溫度的合理性核查。
[0028] 本文中所使用的"超聲窗口"涵蓋對超聲波或超聲能量有效透明的窗口。通常，薄 膜或膜被用作超聲窗口。所述超聲窗口可以例如由BoPET(雙軸取向聚對苯二甲酸乙二醇 酯）的薄的膜制成。
[0029] 在一個方面中，本發明提供了一種醫學儀器，所述醫學儀器包括用于從對象采集 熱磁共振數據的磁共振成像系統。所述對象至少部分地被定位在成像帶之內。所述醫學儀 器還包括高強度聚焦超聲系統。所述高強度聚焦超聲系統具有可調節的焦點。所述高強度 聚焦超聲系統能用于控制所述可調節的焦點，以在所述成像帶之內的多個聲處理點處聲處 理所述對象。這些多個聲處理每個均涉及超聲能量的量的沉積，所述超聲能量影響所述超 聲能量被沉積在其中的組織的局部結構或生理機能。例如，所述局部結構可以在消融發生 時或生成超熱生理作用時受到影響。通常，這些多個聲處理是以在治療閾值以上的超聲能 量或強度來執行的。所述治療閾值被設定使得超聲能量、強度或累積的熱劑量在所述治療 閾值以下，僅僅所述組織的溫度升高而沒有或沒有顯著的生理作用。所述可調節的焦點能 夠以多于一種方式被調節。在一些實施例中，所述高強度聚焦超聲換能器包括能夠被重新 定位在不同的位置中的換能器。以這種方式，所述焦點是可調節的。在其他實施例中，也包 括先前的具有可移動的換能器的那些，所述換能器具有多個換能器元件，所述換能器元件 能夠具有使被供應到它們的電功率的相位和/或幅度受控。這允許以電子方式來控制所述 焦點。
[0030] 所述醫學儀器還包括用于控制所述高強度聚焦超聲系統和所述磁共振成像系統 的處理器。所述醫學儀器還包括用于存儲用于由所述處理器運行的機器可運行指令的存儲 器。所述指令的運行令所述處理器控制所述高強度聚焦超聲系統以按次序地聲處理多個聲 處理點。所述高強度聚焦超聲系統能用于控制所述可調節的焦點，以在所述成像帶之內的 所述多個聲處理點處聲處理所述對象。所述指令的運行還令所述處理器控制所述磁共振成 像系統以重復地采集所述熱磁共振成像數據。所述磁共振成像系統在聲處理所述多個聲處 理點的過程期間的不同時間處采集所述熱磁共振成像數據。
[0031] 所述指令的運行還令所述處理器使用所述熱磁共振成像數據來重復地重建多個 熱圖。本文中所使用的熱圖涵蓋描述所述對象的發熱的圖。這可以例如是在具體時間處的 溫度圖，或者其也可以是累積的熱劑量。所述指令的運行還令所述處理器針對所述多個熱 圖中的每個計算發熱質心，從而創建發熱質心的集合。本文中所使用的發熱質心是可以將 熱添加到其中以重現在所述多個熱圖中描述的作用的位置。例如，發熱質心可以是在其中 將熱添加到對象的具體或實際的聲處理點。
[0032] 所述指令的運行還令所述處理器針對所述發熱質心的集合中的每個成員從所述 多個聲處理點選擇一個或多個聲處理點。選擇所述一個或多個聲處理點，使得所述高強度 聚焦超聲系統在對應于所述發熱質心的所述熱磁共振成像數據的采集之前，在預定時間之 內聲處理所述一個或多個聲處理點。所述熱磁共振成像數據對應于所述發熱質心的另一種 說法是，使用對所述熱磁共振成像數據的具體采集合來確定具體的發熱質心。
[0033] 換言之，所述熱磁共振數據被采集并用于構建熱圖。使用或選擇在所述熱磁共振 成像數據的采集之前被采集的聲處理點來用于分析，以確定所述靶向的準確度。
[0034] 所述指令的運行還令所述處理器通過將所述發熱質心的集合中的每個成員與所 述一個或多個聲處理點進行比較來確定空間依賴性的靶向校正。然后將所述實際的熱圖或 所測量的溫度數據與所述聲處理點的位置進行比較。通過進行該比較，能夠確定可以存在 聲處理點的期望的位置與熱在其中被添加到所述對象的實際的位置之間的偏移。進行所述 比較的一種方式是確定發熱質心的位置，并且然后確定一個或多個聲處理點的位置。這些 所述發熱質心與所述一個或多個聲處理點之間的差異給出了可以用于計算空間依賴性的 靶向校正的位移。
[0035] 所述指令的運行還令所述處理器控制所述高強度聚焦超聲系統，以將所述可調節 的焦點偏移所述空間依賴性的靶向校正。該實施例可以是有益的，這是因為其可以引起所 述高強度聚焦超聲系統的更加準確的靶向。
[0036] 在另一實施例中，所述指令的運行還令所述處理器使用所述多個熱圖來確定時間 依賴性的熱劑量分布。通過搜索在所述熱劑量分布中的至少一個最大值來計算所述發熱質 心的集合。尋找所述熱劑量分布中的最大值，可以確定所述聲處理點的最大發熱作用。這 可以用于更加準確地靶向所述高強度聚焦超聲系統。應當指出，在檢查所述時間依賴性的 熱劑量分布時，在不同的時間處獲得不同的最大值。然后使這些最大值與所述聲處理點有 關。在一些實施例中，所述時間依賴性的熱劑量分布是累積的熱劑量分布。在其他實施例 中，所述時間依賴性的熱劑量分布不是累積性的。所述時間依賴性的熱劑量分布可以是針 對特定時間間隔的，例如，在執行正與最大值進行比較的一個或多個聲處理點時的時間。 [0037]在另一實施例中，所述指令的運行還令所述處理器通過將所述至少一個最大值的 時間依賴性的平移與所述多個聲處理點的序列進行比較來確定所述空間依賴性的靶向校 正。在該實施例中，將所述最大值移動的路線與所述聲處理點的位置進行比較。這可以用 于確定所述高強度聚焦超聲系統的所述靶向是否是準確的。
[0038] 在另一實施例中，所述1?強度聚焦超聲系統包括具有機械定位系統的超聲換能 器。所述可調節的焦點通過致動所述機械定位系統而被至少部分地偏移所述空間依賴性的 靶向校正。該實施例可以是有益的，這是因為所述機械系統能夠準確地補償所述高強度聚 焦超聲系統的所述祀向中的偏移。
[0039] 在另一實施例中，所述可調節的焦點是可至少部分地以電子方式控制的。所述可 調節的焦點至少部分地通過以電子方式控制所述可調節的焦點而被偏移。在該實施例中， 所述高強度聚焦超聲系統包括包含多個換能器元件的換能器。所述可以電子方式控制指的 是以下事實：被供應到個體換能器元件的電功率或電流的相位和/或幅度可以用于控制由 所述個體換能器元件生成的超聲的相長干涉和/或相消干涉。通過控制所述相位和/或所 述幅度，這使得能夠對所述可調節的焦點的位置的電子操控。
[0040] 在另一實施例中，所述指令的運行還令所述處理器與控制所述高強度聚焦超聲系 統以按次序地聲處理所述多個聲處理點同時地控制所述高強度聚焦超聲系統以將所述可 調節的焦點偏移所述空間依賴性的靶向校正。該實施例是有益的，這是因為其使得能夠對 所述靶向位置的聯機校正。隨著所述對象的各個聲處理點被聲處理，所述設備被使用得越 久，對所述可調節的焦點的祀向或控制變得越準確。
[0041] 在另一實施例中，所述指令的運行還令所述處理器控制所述高強度聚焦超聲系 統，以在預定數目的所述多個聲處理點已經被聲處理之后偏移所述可調節的焦點。在該實 施例中，在預定數目的所述聲處理點已經被聲處理之后，所述空間依賴性的靶向校正用于 校正所述高強度聚焦超聲系統的所述聚焦。這可以引起對所述高強度聚焦超聲系統的更加 準確的聚焦。
[0042] 在另一實施例中，所述指令的運行還令所述處理器使用所述時間依賴性的熱劑量 分布和超聲模型來計算針對尚未被聲處理的所述多個聲處理點的焦點校正。在先前已經被 聲處理的組織位置的聲波屬性可以改變。例如，已經被聲處理的組織通常比尚未被聲處理 的組織更容易吸收超聲。在這些實例中，超聲模型的使用可以允許對所述超聲能量將被沉 積在對象之內的什么地方的更加準確的預測。
[0043] 在另一實施例中，所述指令的運行還令所述處理器生成所述焦點校正是否大于預 定值的警告消息。這在如下的情形中可以是有用的：作用引起所述焦點出現在從想要的聲 處理位置移位的位置處。當垂直于射束軸觀看時，這可能是在遠離被消融區域的方向上。光 線跟蹤算法或其他技術對此可以是有用的。
[0044] 在另一實施例中，所述指令的運行還令所述處理器將所述空間依賴性的靶向校正 存儲在所述存儲器中，以用于在未來的聲處理中使用。例如，所述靶向校正能夠被存儲并且 稍后用于相同的對象或用于另一對象。
[0045] 在另一實施例中,所述空間依賴性的祀向校正是通過對所述熱劑量并且對所述多 個聲處理點執行多項式擬合來確定的。在一些實施例中，所述空間依賴性的靶向校正可以 通過執行多項式擬合來確定，以提高所述靶向校正的準確度。
[0046] 在另一實施例中，所述預定標準是述高強度聚焦超聲系統在對對應于所述發熱質 心的所述熱磁共振成像數據的采集之前，在所在預定時間之內聲處理所述一個或多個聲處 理點，
[0047] 在另一實施例中，所述預定標準是排除在所述發熱質心的預定距離之外的聲處理 點，
[0048]在另一實施例中，所述預定標準是使用由所述空間依賴性的靶向校正確定的擬合 來選擇聲處理點，
[0049]在另一實施例中，所述預定標準是使用由對在所述一個或多個聲處理點的預定相 鄰距離之內的其他聲處理點的所述空間依賴性的靶向校正確定的相鄰擬合來選擇所述一 個或多個聲處理點。
[0050] 在另一方面中，本發明提供了一種計算機程序產品，所述計算機程序產品包括用 于由控制醫學儀器的處理器運行的機器可運行指令。所述醫學儀器包括用于從對象采集熱 磁共振數據的磁共振成像系統。所述對象可以至少部分地被定位在所述磁共振成像系統的 成像帶之內。所述醫學儀器還包括高強度聚焦超聲系統。所述高強度聚焦超聲系統具有可 調節的焦點。所述高強度聚焦超聲系統能用于控制所述可調節的焦點，以在所述成像帶之 內的多個聲處理點處聲處理所述對象。
[0051] 所述指令的運行還令所述處理器控制所述高強度聚焦超聲系統以按次序地聲處 理所述多個聲處理點。所述指令的運行還令所述處理器控制所述磁共振成像系統以重復地 采集所述熱磁共振成像數據。所述指令的運行還令所述處理器使用所述熱磁共振成像數據 來重復地重建多個熱圖。
[0052] 所述指令的運行還令所述處理器針對所述多個熱圖中的每個計算發熱質心，從而 創建發熱質心的集合。所述指令的運行還令所述處理器針對所述發熱質心的集合中的每個 成員，從所述多個聲處理點選擇一個或多個聲處理點。選擇所述一個或多個聲處理點，使得 所述高強度聚焦超聲系統在對應于所述發熱質心的所述熱磁共振成像數據的采集之前，在 預定時間之內聲處理所述一個或多個位置點。
[0053] 所述指令的運行還令所述處理器通過將所述發熱質心的集合中的每個成員與所 述一個或多個聲處理點進行比較來確定空間依賴性的靶向校正。所述指令的運行還令所述 處理器控制所述高強度聚焦超聲系統以將所述可調節的焦點偏移所述空間依賴性的靶向 校正。
[0054] 在另一實施例中，所述指令的運行還令所述處理器使用所述多個熱圖來確定時間 依賴性的熱劑量分布。所述發熱質心的集合是通過在所述熱劑量分布中搜索至少一個最大 值來計算的。
[0055] 在另一實施例中，所述指令的運行還令所述處理器通過將所述至少一個最大值的 時間依賴性的平移與所述多個聲處理點的序列進行比較來確定所述空間依賴性的靶向校 正。
[0056] 在另一方面中，本發明提供了一種用于控制醫學儀器的方法。所述醫學儀器包括 用于從至少部分地被定位在所述醫學儀器的成像帶之內的對象采集熱磁共振數據的磁共 振成像系統。所述醫學儀器還包括高強度聚焦超聲系統。所述高強度聚焦超聲系統具有可 調節的焦點。所述高強度聚焦超聲系統能用于控制所述可調節的焦點，以在所述成像帶之 內的多個聲處理點處聲處理所述對象。所述方法包括控制所述高強度聚焦超聲系統以按次 序地聲處理所述多個聲處理點的步驟。所述方法還包括控制所述磁共振成像系統以重復地 采集所述熱磁共振成像數據的步驟。所述磁共振成像系統被控制為在所述高強度聚焦超聲 系統正按次序地聲處理所述多個聲處理點時，在所述過程或時間期間的不同時間點處采集 所述熱磁共振成像數據。
[0057] 所述方法還包括使用所述熱磁共振成像數據來重復地重建多個熱圖的步驟。所述 方法還包括針對所述多個熱圖中的每個計算發熱質心，從而創建發熱質心的合集的步驟。 所述方法還包括針對發熱質心的所述集中的每個成員從所述多個聲處理點選擇一個或多 個聲處理點的步驟。選擇所述一個或多個聲處理點，使得所述高強度聚焦超聲系統在對應 于所述發熱質心的所述熱磁共振成像數據的采集之前，在預定時間之內聲處理所述一個或 多個位置點。
[0058] 所述方法還包括通過將所述發熱質心的集合中的每個成員與所述一個或多個聲 處理點進行比較來確定空間依賴性的靶向校正的步驟。所述方法還包括控制所述高強度聚 焦超聲系統以將所述可調節的焦點偏移所述空間依賴性的靶向校正的步驟。
[0059] 應當理解，可以組合本發明的前述實施例中的一個或多個，只要所組合的實施例 不互相排斥。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0060] 以下將僅通過范例的方式并且參考附圖來描述本發明的優選實施例，在附圖中：
[0061] 圖1示出了圖示根據本發明的實施例的方法的流程圖；
[0062] 圖2圖示了根據本發明的實施例的醫學儀器；
[0063] 圖3標繪了在足到頭方向上的想要的聲處理位置對在足到頭方向上的實際的聲 處理位置；
[0064] 圖4示出了與圖3相同的具有使用被額外示出的被校正的靶向的聲處理的標繪 圖；并且
[0065] 圖5圖示了熱圖的表示。
[0066] 附圖標記

【權利要求】
1. 一種醫學儀器（200)，包括： -磁共振成像系統（202)，其能用于從至少部分地被定位在所述磁共振成像系統的成 像帶（208)之內的對象（218)采集熱磁共振數據（256); _高強度聚焦超聲系統（202)，其中，所述高強度聚焦超聲系統具有可調節的焦點 (238)，其中，所述高強度聚焦超聲系統能用于控制所述可調節的焦點，以在所述成像帶之 內的多個聲處理點（240)處聲處理所述對象； -處理器（246)，其用于控制所述高強度聚焦超聲系統和所述磁共振成像系統； -存儲器（252)，其用于存儲用于由所述處理器運行的機器可運行指令（270、272、274、 276、278、280)，其中，所述指令的運行令所述處理器： -控制（100)所述高強度聚焦超聲系統以按次序地聲處理所述多個聲處理點以超過治 療閾值； -控制（102)所述磁共振成像系統以重復地采集所述熱磁共振成像數據； -使用所述熱磁共振成像數據來重復地（104)重建多個熱圖（260); -針對所述多個熱圖中的每個計算（106)發熱質心（502)，從而創建發熱質心的集合 (262)； -針對所述發熱質心的集合中的每個成員，從所述多個聲處理點選擇（108)若干聲處 理點（264)，其中，所述一個或多個聲處理點是使用預定標準來選擇的； -通過將所述發熱質心的集合中的每個成員與所述一個或多個聲處理點進行比較來確 定（110)空間依賴性的靶向校正（266);并且 -控制（112)所述高強度聚焦超聲系統以將所述可調節的焦點偏移所述空間依賴性的 靶向校正。
2. 如權利要求1所述的醫學儀器，其中，所述指令的運行還令所述處理器基于先前的 聲處理的偏移來確定所述焦點的當前偏移。
3. 如權利要求1所述的醫學儀器，其中，所述指令的運行還令所述處理器使用所述多 個熱圖來確定時間依賴性的熱劑量分布，并且其中，所述發熱質心的集合是通過在所述熱 劑量分布中搜索至少一個最大值來計算的。
4. 如權利要求3所述的醫學儀器，其中，所述指令的運行令所述處理器通過將所述至 少一個最大值的時間依賴性平移與所述多個聲處理點的序列進行比較來確定所述空間依 賴性的靶向校正。
5. 如權利要求1所述的醫學儀器，其中，所述高強度聚焦超聲系統包括具有機械定位 系統（228)的超聲換能器，并且其中，通過致動所述機械定位系統來將所述可調節的焦點 至少部分地偏移所述空間依賴性的靶向校正。
6. 如前述權利要求中的任一項所述的醫學儀器，其中，所述可調節的焦點至少部分地 是以電子方式可控制的，其中，通過以電子方式控制所述可調節的焦點來至少部分地偏移 所述可調節的焦點。
7. 如權利要求5或6所述的醫學儀器，其中，所述指令的運行令所述處理器與控制所述 高強度聚焦超聲系統以按次序地聲處理所述多個聲處理點同時地控制所述高強度聚焦超 聲系統以將所述可調節的焦點偏移所述空間依賴性的靶向校正。
8. 如前述權利要求中的任一項所述的醫學儀器，其中，所述指令的運行令所述處理器 控制所述高強度聚焦超聲系統，以在預定數目的所述多個聲處理點已經被聲處理之后偏移 所述可調節的焦點。
9. 如前述權利要求中的任一項所述的醫學儀器，其中，所述指令的運行還令所述處理 器使用所述時間依賴性的熱劑量分布和超聲模型來計算針對尚未被聲處理的所述多個聲 處理點的焦點校正。
10. 如權利要求9所述的醫學儀器，其中，所述指令的運行還令所述處理器在所述焦點 校正大于預定值時生成警告消息。
11. 如前述權利要求中的任一項所述的醫學儀器，其中，所述空間依賴性的靶向校正是 通過執行對所述熱劑量和對所述多個聲處理點的多項式的擬合來確定的。
12. 如前述權利要求中的任一項所述的醫學儀器，其中，所述預定標準是以下中的任一 個：所述高強度聚焦超聲系統在對應于所述發熱質心的所述熱磁共振成像數據的采集之前 的預定時間之內聲處理所述一個或多個聲處理點；排除在所述發熱質心的預定距離之外的 聲處理點；使用由所述空間依賴性的靶向校正確定的擬合來選擇聲處理點；使用由在所述 一個或多個聲處理點的預定相鄰距離之內的其他聲處理點的所述空間依賴性的靶向校正 確定的相鄰擬合來選擇所述一個或多個聲處理點；以及它們的組合。
13. -種計算機程序產品，包括用于由控制醫學儀器（200)的處理器運行的機器可運 行指令（270、272、274、276、278、280)，所述醫學儀器包括磁共振成像系統（202)，所述磁共 振成像系統用于從至少部分地被定位在所述磁共振成像系統的成像帶（208)之內的對象 (218)采集熱磁共振數據（256)，其中，所述醫學儀器還包括高強度聚焦超聲系統（222)，其 中，所述高強度聚焦超聲系統具有可調節的焦點（238)，其中，所述高強度聚焦超聲系統能 用于控制所述可調節的焦點以在所述成像帶之內的多個聲處理點（240)處聲處理所述對 象，其中，所述指令的運行令所述處理器： -控制（100)所述高強度聚焦超聲系統以按次序地聲處理所述多個聲處理點以超過治 療閾值； -控制（102)所述磁共振成像系統以重復地采集所述熱磁共振成像數據； _使用所述熱磁共振成像數據來重復地重建（104)多個熱圖（260); -針對所述多個熱圖中的每個計算（106)發熱質心（502)，從而創建發熱質心的集合 (262)； -針對所述發熱質心的集合中的每個成員，從所述多個聲處理點選擇（108)若干聲處 理點，其中，所述一個或多個聲處理點是使用預定標準來選擇的； -通過將所述發熱質心的集合中的每個成員與所述一個或多個聲處理點進行比較來確 定（110)空間依賴性的靶向校正（266);并且 -控制（112)所述高強度聚焦超聲系統以將所述可調節的焦點偏移所述空間依賴性的 靶向校正。
14. 如權利要求11所述的計算機程序產品，其中，所述指令的運行還令所述處理器使 用所述多個熱圖來確定時間依賴性的熱劑量分布，并且其中，所述發熱質心的集合是通過 在所述熱劑量分布中搜索至少一個最大值來計算的。
15. -種控制醫學儀器（200)的方法，其中，所述醫學儀器包括磁共振成像系統（202)， 所述磁共振成像系統用于從至少部分地被定位在所述磁共振成像系統的成像帶（208)之 內的對象（218)采集熱磁共振數據（256)，其中，所述醫學儀器還包括高強度聚焦超聲系統 (222)，其中，所述高強度聚焦超聲系統具有可調節的焦點（238)，其中，所述高強度聚焦超 聲系統能用于控制所述可調節的焦點，以在所述成像帶之內的多個聲處理點（240)處聲處 理所述對象，其中，所述方法包括以下步驟： -控制（100)所述高強度聚焦超聲系統以按次序地聲處理所述多個聲處理點以超過治 療閾值； -控制（102)所述磁共振成像系統以重復地采集所述熱磁共振成像數據； -使用所述熱磁共振成像數據來重復地重建（104)多個熱圖； -針對所述多個熱圖中的每個計算（106)發熱質心（502)，從而創建發熱質心的集合 (262)； -針對所述發熱質心的集合中的每個成員，從所述多個聲處理點選擇（108)若干聲處 理點，其中，所述一個或多個聲處理點是使用預定標準來選擇的； -通過將所述發熱質心的集合中的每個成員與所述一個或多個聲處理點進行比較來確 定（110)空間依賴性的靶向校正（266);并且 -控制（112)所述高強度聚焦超聲系統以將所述可調節的焦點偏移所述空間依賴性的 靶向校正。
【文檔編號】A61N7/02GK104487137SQ201380038823
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年6月21日 優先權日:2012年6月21日
【發明者】M·O·科勒 申請人:皇家飛利浦有限公司