在高强度聚焦超声中的子孔径的控制的制作方法

在高强度聚焦超声中的子孔径的控制的制作方法
【专利摘要】对于高强度聚焦超声提供子孔径控制。顺序地从不同的子孔径进行测试发射。在焦点区域处的组织响应被确定（40）并且被用来选择（32）子孔径。例如，在温度没有上升超过一定阈值或组织移位弱的地方，这例如与介于其间的骨或衰减的组织有关，不使用一个或多个子孔径。可以替代或作为焦点区域处组织响应的附加，使用其他因素。可以使用子孔径与病变（34）的相对接近程度、子孔径（36）的角度分布、子孔径焦点区域与待治疗的组织相比（38）的形状或尺寸，或其组合。一旦被选择（32），可以基于对于每个子孔径测量到的组织响应来调整（42）对于每个子孔径的相对权重，例如以提供来自于不同子孔径的更为均等的治疗贡献。
【专利说明】在高强度聚焦超声中的子孔径的控制
[0001]联邦资助的研究或开发
[0002]美国政府对该发明具有完全偿付许可(paid-up license)和在有限情况下要求专利所有者在如由DARPA授予的、由授权号DARPA HR0011-08-3-0004的期限提供的其他合理期限上授权给其他人的权利。
【技术领域】
[0003]本实施方式涉及用于高强度聚焦超声(HIFU)治疗的子孔径控制。
【背景技术】
[0004]HIFU被用于非介入式肿瘤切除或体内平衡。可以治疗子宫纤维瘤、各种骨转移瘤、肝、肾、胰腺和乳腺癌。使用HIFU的其他可能治疗包括肝和血管的体内平衡。
[ 0005]HIFU可以应用于患者内部，诸如使用腔内照射器，但是这些设备是介入式的并且仅适用于特殊的器官。体外HIFU设备是非介入式的。存在的体外HIFU设备典型地是碗状的并且包含有限数量的元件。多元件HIFU设备已经被认可用于子宫纤维瘤治疗。一些体外HIFU设备可能缺乏在孔径尺寸和焦深方面的灵活性。一个示例性体外HIFU设备具有26cm孔径，由具有对焦点位置中的小变化进行电子控制和对焦点位置的大的变化进行机械定位的251个PZT元件组成。另一个示例性体外HIFU设备具有对于所有焦点位置和深度调节进行机械定位的、12cm球形弯曲的单元件。另一种HIFU设备包含少于1000个元件。典型地，元件以个别相位控制来驱动以实现聚焦和导向。一些体外HIFU设备可能缺少在孔径尺寸和焦深方面的灵活性。

【发明内容】

[0006]通过介绍，以下描述的优选的实施方式包括方法、系统、换能器、阵列、计算机可读介质和用于高强度聚焦超声的子孔径控制的指令。从不同的子孔径顺序地进行测试发射。确定组织在焦距区域处的响应并且用来选择子孔径。例如，在温度没有升高超过一定的阈值或组织移位弱的地方，这例如与介于其间的骨或衰减的组织有关，不使用一个或多个子孔径。取代组织在焦点区域处的响应或附加地，可以使用其他因素。可以使用子孔径与病变的相对接近程度、子孔径的角度分布、子孔径焦点区域与治疗的组织相比而言的形状或尺寸、或其组合。一旦选择了，就可以基于对于每个子孔径的测量的组织响应来调整每个子孔径的相对权重，诸如以提供来自于不同的子孔径的更均等的治疗贡献。
[0007]在第一方面，提供了一种用于高强度聚焦超声的子孔径控制的方法。识别靶。从多个子孔径中选择至少第一子孔径。该选择是根据由至少第一子孔径提供的焦点区域的区域形状与靶的匹配进行的。高强度聚焦超声以至少第一子孔径而不是其他子孔径应用于该靶。
[0008]在第二方面，提供了一种用于高强度聚焦超声的子孔径控制的系统。元件的相控阵列包括多个相控子阵列。子孔径电路用于将子阵列作为相控阵列的子孔径来激活和禁用。处理器被操作来控制子孔径电路以选择一些子孔径而不选择其他子孔径。该选择是待治疗的病变处的由于来自于子孔径的发射而测量到的分布的函数。
[0009]在第三方面，非易失性计算机可读存储介质具有在其中存储的、代表了用于高强度聚焦超声的子孔径控制的、由编程过的处理器可执行的指令的数据。存储介质包括用于选择子孔径的第一集合作为来自于子孔径的第二集合的子集的指令，该选择是根据子孔径对病变的空间接近程度、根据在第一集合中的子孔径对病变的角度分布、或其组合进行的；并且使用用于高强度聚焦超声的子孔径的第一集合。
[0010]本发明由所附的权利要求限定，并且该部分中没有什么被认为是对这些权利要求的限制。本发明的其他方面和优点在以下结合优选实施方式讨论并且可以在后面独立地或组合地要求保护。
【专利附图】

【附图说明】
[0011]部件和附图不一定按比例，而是将重点放在本发明原理的解释上。此外，在附图中，将相似的附图标记分配给全部不同视图中相对应的部分。
[0012]图1是用于高强度聚焦超声的子孔径控制的系统的一个实施例的框图；
[0013]图2是用于高强度聚焦超声的子孔径控制的方法的一个实施例的流程图；
[0014]图3是不同的子孔径和它们与患者中的病变的关系的图形表示；并且
[0015]图4A是示例性病变，图4B是示例性测量的、来自于三个子孔径的焦点分布，以及图4C是基于焦点测量对三个子孔径的焦点区域的示例性调整。
[0016]附图和优选实施方式的详细描述
[0017]体外治疗超声设备包括元件的连续的或不连续的阵列。可以选择性地接通阵列的子孔径并且可以由子孔径个别地控制发射功率。要么可以相干地(即，使用相同的频率)要么不相干地(即使用不同的频率)来控制子孔径。选择子孔径，并且控制治疗剂量施加。
[0018]体外HIFU设备非介入式地切除在深的位置处的癌组织。具有可适配的传输孔径的设备保证了焦点区域对靶形状的最佳匹配，同时降低加热健康组织的风险。靶形状可以是病变或病变的一部分。使用大数量元件的可控孔径，可以按照靶尺寸和位置裁剪孔径尺寸和形状，提供更佳的肿瘤覆盖。孔径的部分可以基于可用的声学窗被取消选定。在沿着声学路径具有障碍物的情况下，基于成像的反馈机制可以被用来取消选定可能被障碍物遮挡的子孔径。焦点尺寸和形状控制也可以通过操纵孔径来实现。更大或更小的子孔径可以被用于更深或更浅的靶。来自于分开的角度空间的子孔径可以产生交叉的束并且产生球形的焦点区域以便匹配球形的病变，降低附带损害。
[0019]基于已知的特征和/或基于响应于测试发射的测量值来选择子孔径。可以个别地或同时地以低的剂量来测试子孔径。组织温度或移位检测器可以映射对测试发射的三维组织响应。所检测的组织 响应可以被用来选择子孔径和剂量。在施加剂量期间，来自于相同的温度或移位检测器的反馈可以被用来即时地调整剂量施加参数。
[0020]在一种实施方式中，控制器基于来自于子孔径的测试发射要么顺序地要么同时地执行子孔径的自动选择。来自于每个子孔径的低剂量发射与组织温度/声学辐射力成像移位检测器、超声或MRI进行组合。检测器确定选择的子孔径是否产生超过一定阈值的温度或移位。如果不超过，子孔径被禁用。利用所有选择的子孔径以低剂量发射，所检测的三维温度或移位图可以被用来调整每个子孔径以实现期望的焦点形状。
[0021]对于一个靶病变(诸如病变的部分)，选择子孔径。替换地，可以同时使用不同的子孔径以治疗不同的靶，诸如对于多浅靶的情况，其中由于对于更短的束路径降低的衰减，对于每个靶需要全部孔径的仅一个子集。该方法通过一次治疗多于一个目标可以加速整个治疗时间。
[0022]图1示出了用于高强度聚焦超声的子孔径控制的系统10。系统10包括治疗换能器12、成像换能器14、子孔径电路15、发射束形成器16、接收束形成器18、处理器20和存储器22。附加地，可以使用不同的或更少的组件。例如，治疗和成像换能器12、14可以是相同的设备。作为另一个例子，可以提供任意类型的更多换能器。可以提供仅成像或仅治疗换能器12、14。在另一个实施方式中，提供仅单个的换能器阵列。在另一个实施例中，提供显示器。对于不同类型的换能器12、14可以使用不同的或相同的发射束形成器16。
[0023]在一种实施方式中，系统10是超声成像和/或治疗系统的部分。系统10可以用于在患者身体内或外利用一个或多个换能器12、14进行的手术。可以使用车载成像系统、计算机、工作站或其他系统。系统10可以包括或具有对来自于磁共振成像(MRI)、计算机断层成像(CO、X射线或其他成像系统的信息的访问。在另一种实施方式中，系统10是便携式的，例如用于由医生、战士、急救人员等携带。便携式系统10重l_30kg。
[0024]换能器12、14是医学超声换能器。换能器12、14分别包括一个或多个元件。例如，每个换能器12、14包括元件的阵列。
[0025]治疗换能器12是任意现在已知的或后来开发的用于从电能产生高强度聚焦超声的换能器。对于基于电的聚焦或导向，可以使用在一维或多维阵列中的多个元件，诸如NXM元件的阵列，其中N和M都大于I。在一种实施方式中，提供连续阵列的仅一个治疗换能器
12。在另一种实施方式中，提供多个治疗换能器12。例如，元件的多个二维阵列被用于从不同的位置到治疗区域进行发射。
[0026]治疗换能器12配置为连续或离散相控阵列。在一种实施方式中，治疗换能器12是再分为径向隔开的扇区的凹孔径。孔径是圆形的，但是可以具有其他形状。每个扇区包含作为子阵列或子孔径操作的多个元件。在中部提供空腔用于成像阵列14。
[0027]在另一种实施方式中，治疗换能器12是同心环阵列。每个环包括多个元件。每个环或相邻环的组可以是子阵列或可被选为子孔径。在一个或多个环中的单独的元件或元件的组可以是子阵列或可被选为子孔径。
[0028]另一个实施方式是将方形、矩形或其他形状的子阵列连续或离散地成组为一或多行和/或列。每个方形、矩形或其他形状的子阵列可选为子孔径。可以使用如下子孔径，其横跨和/或采用少于两个或多个子阵列的全部元件。基本上连续的阵列可以包括一个或多个大于锯口或元件分隔的间隙，以提供铰链或柔性但是具有包括元件的长度的大多数。
[0029]在一种示例中，治疗换能器12是共形相控阵列。毯状柔性孔径包括多个(例如两个或更多个，诸如十个)嵌入的矩形相控阵列。共形阵列可以围绕患者缠绕。例如，使用在美国公开申请号2008/0183077、2009/0024034或2009/0003675中公开的共形或其他阵列之一，其公开内容通过引用合并于此。包括成像阵列14和治疗换能器12的毯子形成为橡皮箍袖带(cuff)，并且由此可以包括气球或可膨胀的室。替换地，Velcro? (维可牢)尼龙搭扣、拉链扣件、纽扣、带口或其他连接物允许可调地围绕肢体或不同尺寸的身体部位放置橡皮箍袖带。在另一个实施方式中，毯子符合身体的部位而无需封闭或包围该部位，诸如作为可以符合患者的躯干的块。共形阵列柔性地互相连接换能器12、14和/或同一阵列的元件。
[0030]在共形医学超声换能器的另一个实施方式中，单个阵列通过具有柔性地连接在一起的元件而服帖。光纤或其他传感器检测元件的相对位置。替换地，换能器14不是柔性的或不服帖。相反，使用凝胶和压力来维持在换能器14和患者之间的声学连接。
[0031]元件或多个元件是压电的、微机电的或用于将电能转换为声能的其他换能器。例如，治疗换能器12是电容膜超声换能器。
[0032]治疗换能器12可以从患者外部操作。例如，治疗换能器12是探针或相对于患者的皮肤放置的其他设备。治疗换能器12可手持、由设备定位或绑到患者上。在另一种实施方式中，治疗换能器12在探针、导管或用于从患者内部操作的其他设备中。
[0033]成像换能器14与治疗换能器12在类型、材料、尺寸、形状和结构方面相同或不同。例如，一个或多个成像换能器14的每一个包括电容膜超声换能器元件的多维阵列。成像换能器14是现在已知的或后来开发的用于诊断超声成像的任何换能器。成像换能器14可操作来发射和接收声能。在替换实施方式中，不提供成像换能器14。
[0034]在换能器12、14、阵列的元件和/或不同阵列之间的空间关系是可测量的。例如，成对的成像和治疗换能器12、14固定连接在一起。(例如光纤或磁的)传感器测量在固定连接的对之间的相对位置。作为另一个示例，传感器测量在成像和治疗换能器12、14之间的相对运动。在另一个实施方式中，将扫描数据相关以确定相对位置。
[0035]子孔径电路15选择子孔径。例如，选择不同的子阵列。作为另一个例子，选择元件的不同组。子孔径电路15是复用器、数字信号处理器，和/或束形成器16、18的部分。在一种实施方式中，通过激活或不激活不同通道并且通过对于不同的通道分开进行束形成来提供子孔径电路15。例如，数字信号处`理器或束形成器16、18向和从共形阵列中的一些阵列而不是其他阵列提供信号，这激活一些而不激活其他。在替换实施方式中，使用切换来选择子孔径。复用器激活一些子孔径而不激活其他。来自于每个子孔径的信号被一起地形成束并且与其他子孔径的信号分离。发射束通过子孔径被单独地形成，例如通过在一个子孔径中但是不跨越子孔径将信号相对于彼此延迟。即使分开地进行发射束形成，来自于一个子孔径的信号也可能对来自于其他子孔径的其他束作出贡献，如果同时发射的话。
[0036]发射束形成器16具有多个波形发生器、放大器、延迟器、相位旋转器和/或其他部件。例如，发射束形成器16具有用于在多个通道的每个中产生方波或正弦波的波形发生器。波形发生器或下游放大器设置电波形的振幅。对于成像，设置振幅以提供利用低于对成像振幅的任何限制的声束进行的扫描。可以对于高强度聚焦超声、例如和与成像相关相比更高强度来设置振幅。
[0037]波形的相对延迟和/或定相使得发射的声能聚焦。通过向换能器的不同元件应用相对延迟的和/或切趾的波形，可以利用沿着扫描线的一个或多个焦距形成声能束。束具有根据深度变化的宽度(例如从峰值下10dB)。提供焦点区域，诸如用于HIFU的一般的椭圆形区域或用于成像的长形的线性区域。焦点区域与更大的功率相关。可以同时形成多束。对于电子导向，所述相对延迟建立相对于换能器12、14的束位置和角度。换能器12、14上的束的原点是固定的并且可以通过电子控制来调节。例如，原点可以被定位在多维阵列上的不同位置上。不同的原点导致各个束的不同的位置。
[0038]接收束形成器18从成像换能器14接收电信号。电信号来自于不同的元件。使用延迟和总束形成、快速傅里叶变换处理或其他处理，形成代表了在平面中或在体积中不同空间位置的数据。一个、一些或多个发射和接收事件可以被用来利用成像换能器14扫描体积。例如，平面波发射和接收被用来扫描体积。具有或没有合成的束内插的多束接收可以提高利用延迟和总束形成进行体积扫描的速度。在替换实施方式中，扫描二维平面或扫描线而不是二维体积。
[0039]检测形成束的数据。例如提供B模式检测。在另一个例子中，检测多普勒功率、速度和/或差异。可以使用现在已知或后来开发的任何检测。检测的数据可以被扫描转换、保持按照扫描格式(例如极坐标)、被内插为三维格栅、其组合或被转换为其他格式。检测和/或格式转换通过单独的设备进行，但是可以通过处理器20执行。
[0040]获取的数据可以被用于超声测温。例如，分析无线电频率或同相和正交(inphaseand quadrature)数据来规划温度测量。
[0041]处理器20是通用的处理器、中央处理单元、控制处理器、图形处理器、数字信号处理器、三维渲染处理器、图像处理器、特定应用集成电路、现场可编程门控阵列、数字电路、模拟电路、其组合或现在已知或后来开发的用于控制子孔径选择电路15的其他设备。在一种实施方式中，处理器20是用来执行子孔径的自动选择的控制器，例如束形成控制器、系统控制器、子孔径电路控制器、专用控制器、通用控制器或系统控制器。处理器20是单个设备或顺序地、平行地或单独地操作的多个设备。处理器20可以是计算机，诸如膝上电脑或台式计算机的主处理器，或可以是用于处理大系统中，诸如在成像系统中的一些任务的处理器。
[0042]处理器20控制子孔径电路15以选择一些子孔径而不选择其他子孔径。所述控制是通过命令信号，诸如对于特定的子阵列编码的激活信号来进行的。
[0043]可以使用任意选择标准。在子阵列和病变之间的路径、病变处的焦点区域、或子阵列相对于病变的位置是示例性标准。在一种实施方式中，沿着路径的组织或其他结构的类型被用来确定，是否应当使用诸如在美国公开申请号2008/0183077、2009/0024034或2009/0003675中公开的给定的子阵列。
[0044]子孔径可以基于在治疗区域处测量的效果来选择。例如，选择根据待治疗的病变处测量到的分布来进行。可能的治疗子孔径发射低剂量束，其产生以几度或更少的范围的非致命温度。在病变处或围绕病变执行测量。测量从预计的焦点区域返回的信号。可以测量大于焦点区域的区域，诸如在足够大的区域中测量，从而在预测束焦点区域方面的可能或或许不精确将焦点区域置于测量的区域之内。测量到的、从发射得到的分布是子孔径的焦点区域的分布。按照一维、二维或三维来测量低剂量发射的效果的分布。
[0045]为了更好隔离每个子孔径的贡献，顺序地执行测试发射。每个子孔径或子孔径的集合顺序地以足够长以便允许组织响应以达到可检测的水平的间隔进行发射。可检测的水平可以对于组织移位测量比对于温度测量更快速地出现。
[0046]可以通过确定在病变中或周围不同位置处的温度变化来测量该分布。例如，如在美国公开专利申请号—(序列号12/554749)和US2007/0106157A1 (其内容通过引用合并于此)中公开的那样测量温度变化。替代温度变化，可以检测应力。应力来源于移位并且可以被用来估计温度。
[0047]来自于成像超声扫描或MR1、Cl、X射线扫描的解剖信息借助建模来用于确定温度或其他与温度相关的参数。解剖信息可以被用来校准从区域测量的模型特征。解剖信息可以被用作对模型的输入。解剖信息可以被用来选择合适的模型，诸如基于组织的类型进行选择。解剖信息可以被用来校正模型的输出，诸如说明由于相邻的脉管或其他传导性组织引起的温度分布。
[0048]在一个给定时间之后较大的或最大的温度变化的位置可以是用于设置用于子孔径的发射束形成器的焦点区域。与阈值温度变化相关的区域被当做焦点区域。
[0049]在替换实施方式中，测量由测试发射引起的组织移位。声学发射可以移位组织，这例如与超声横波或纵波检测有关。声辐射力成像对组织应用声学力。低剂量信号是声学力辐射，导致组织移动。在从在病变处聚焦的子孔径发射的情况下，组织在病变中或周围可以具有更大的移位。当组织返回到稳定状态时获得的成像发射和接收信号可以与来自于稳态的信号相关以确定在移位之后一个特定时间时移位的量，或者一系列测量可以被用来确定对于每个位置的最大移位。
[0050]存在障碍物的地方，在焦点区域处的温度、移位或其他测量值可能小于预计的或小于阈值。不选择与低于阈值的测量值相关联的子孔径而选择与高于阈值的测量值相关联的子孔径。替换地或附加地，选择仅一定数量的子孔径，由此选择与最大测量值相关联的子孔径。测量的分布可以被用来基于病变选择子孔径。个别地或作为组，可以选择以最小程度覆盖在病变之外的分布。可以不选择具有比其他子孔径更多在病变之外分布的子孔径。
[0051]作为使用测试发射的附加或替换，根据每个子孔径对病变的接近程度来选择子孔径。可以选择更靠近病变的子孔径以避免或最小化更长路径上高功率发射对组织的伤害。对于更靠近的病变，选择更少的子孔径因为发生更少衰减。更大的整体孔径可以用于更深的病变。
[0052]子孔径相对于病 变的角度分布可以被用于选择子孔径。通过将围绕更大入射角的所选子孔径间隔，可以导致更少的附带损害。来自于不同的子孔径的束从不同的方向交叉，因此束较少叠置和在病变外部具有较少的治疗水平功率。一个或多个子孔径或在选择的子孔径之间的其他量的间隔可以降低附带损害。按照角度分布选择子孔径的其他益处是更好控制焦点形状。例如，来自于在角度空间中宽地分布的子孔径的重叠的束产生相对对称的焦点。
[0053]在一种实施方式中，靶的形状没有反馈或测试测量值地被用来选择子孔径。估计每个子孔径的焦点区域，诸如基于F#或定义束的其他发射参数进行估计。使用提供对病变或病变的部分的最大覆盖而最小化病变外部的叠置的子孔径的组合。在另一种实施方式中，估计的来自于子孔径的输入功率、在病变位置处的吸收的功率和在皮肤表面的进入功率被用来选择子孔径。例如，需要的总功率确定孔径表面区域和要使用的功率密度。皮肤灼伤阈值限制了要采用的最小孔径区域。
[0054]处理器20也可以被用来对来自于选择的子孔径的贡献进行加权。子孔径电路15或发射束形成器16可以被控制来对功率进行加权。改变频率、周期数量、振幅、子孔径尺寸和/或用于HIFU束的发射的波形的其他特征以调整相对贡献。可以提高或降低来自于一个子孔径的功率而对其他子孔径不作调整。替换地，对所有子孔径作出调整。改变由一个或多个子孔径提供的功率可以改变相对贡献。
[0055]在距离、衰减、子孔径尺寸或障碍物方面的不同可以促使一些子孔径来将比其他子孔径更多功率在治疗期间应用于病变。虽然这些不同可以是可接受的，但是从空间上不同的子孔径提供更均等的贡献可以产生更为球形的病变并且可以降低附带损害。
[0056]可以预测相对贡献，例如通过使用基于组织特征的模型。替换地，测量相对贡献。可以使用测量到的、来自于测试单独的子孔径的分布。在另外的实施方式中，所有选择的子孔径同时发射测试信号。测量在病变处或病变周围的效果，例如测量温度或移位。无论个别地或一起地，效果的空间分布可以指示具有更大贡献的一个或多个子孔径。例如，检测的焦点区域的形状可以沿着来自一个或多个子孔径的路径被拉长，表示来自于那些子孔径的更大功率。那些子孔径的功率可以被降低或其他子孔径的功率可以被提高以更好匹配病变形状。处理器20根据测量到的分布对相对功率进行加权。
[0057]处理器20或不同的处理器可以执行其他动作。其他可能的动作包括确定换能器12,14相对于彼此和/或病变的位置、对齐和组合图像数据、确定路径(例如在子孔径上的原点)、估计组织类型、应用模型、确定施加剂量顺序和量、和/或确定发射的高强度聚焦超声的功率、频率或其他特征。
[0058]存储器22存储用于图像处理的超声数据，例如存储用于确定温度和/或组织移位的数据。替换地或附加地，存储器22存储用于对处理器20编程以用于高强度聚焦超声的子孔径控制的信息和指令。要使用的信息包括输入和输出功率关系、导向方向性、在不同的深度和频率处焦点区域的估计的尺寸，和来自于每个子孔径的其他特征。预先计算的或估计的子孔径特征的查询表可以被处理器20使用。
[0059]用于实现上面讨论的处理、方法和/或技术的指令在非易失性计算机可读存储介质或存储器，诸如高速缓冲存储器、缓冲存储器、RAM、可移动介质、硬盘驱动器或其他计算机可读存储介质上被提供。计算机可读存储介质包括各种类型的易失性和非易失性存储介质。在附图中示出的或在此描述的功能、动作或任务响应于存储在计算机可读存储介质之中或之上的指令的一个或多个集合而执行。功能、动作或任务独立于指令集合、存储介质、处理器或处理策略的特定类型并且可以由软件、硬件、集成电路、固件、微代码等执行，单独或组合地操作。类似地，处理策略可以包括多处理、多任务、并行处理等。在一个实施方式中，指令存储在用于由本地或远程系统读取的可移动介质设备上。在另外的实施方式中，指令存储在用于通过计算机网络或通过电话线传输的远程位置中。在另一个实施方式中，指令存储在给定的计算机、CPU、GPU或系统内。
[0060]图2示出了用于高强度聚焦超声的子孔径控制的方法。该方法使用图1的系统
10、不同的换能器、不同的共形阵列、和/或不同的系统。动作按照示出的顺序或另外的顺序执行。可以使用附加的、不同的或更少的动作。例如，该方法在没有动作30、42和/或44的情况下执行。作为另一个例子，该方法包括至少动作30、32和36。在另一个例子中，该方法包括至少动作32和34，或动作32和38，或动作32和40，或动作32与34、36、38和40中任意者的组合。
[0061]在动作30中，识别一个或多个病变。为了识别病变，采集代表了患者的图像数据。一个或多个换能器被用来扫描患者的区域。例如，不同的区域由不同的子孔径或由阵列扫描。换能器，例如毯状超声设备或共形阵列，被放置在患者上。超声设备的成像阵列或共形阵列扫描患者的不同的、但是叠置的区域。例如，利用二维阵列扫描不同的叠置体积。可以使用其他扫描，例如利用使用一个孔径的一个阵列。
[0062]为了扫描，将声能沿着多个扫描线发射，并且响应于发射接收回波。接收的回波被转换为接收的电信号。执行发射和接收以用于成像、治疗和/或测试可能的路径。替换地，其他成像模式被用来采集代表了体积的数据，诸如MRI或CT数据。
[0063]对于超声，扫描线被格式化为用于扫描平面或体积。扇形或其他格式的扫描可以提供比线性扫描更多的叠置。在一个实施方式中，通过发射和接收形成代表了三维体积的数据组。数据组通过扫描整个体积形成。替换地，执行叠置体积的不同扫描，并且组合叠置体积。不同的换能器扫描不同的但是叠置的体积。触发采集并且将多体积分配到外部的或后处理处理器。
[0064]替换地，扫描线相应于可能的治疗路径。例如，发射和接收束沿着与要被凝固的区域相交并且来自于高强度聚焦超声的可用源(例如来自于不同的子孔径)的扫描线而形成。可以使用一个或多个阵列来沿着期望的扫描线形成束。
[0065]在从不同的子孔径或从移动到不同位置的阵列获取图像数据的地方，数据被对齐并且组合为代表了体积的数据组。超声成像系统确定体素或数据样本与换能器的空间关系，并且换能器位置感测提供换能器或多个换能器的相对或绝对位置。这允许每个超声检查采集的每个体素都被分配空间位置。在采集期间，感测换能器的位置和/或取向。在每个声窗处的换能器位置被确定，以用于空间地对齐所得到的采集数据。替换的，使用数据相关性来在没有子孔径的绝对位置确定的情况下对齐数据组。
[0066]在动作30中从图像数据识别针对病变的靶。识别病变的位置。位置可以是点、区域或体积。在一种实施方式中，病变的轮廓至少二维地被识别，提供病变的尺寸和形状。针对病变的靶是任何组织异常，诸如可能的癌生长，其他不期望的结构，或循环系统中的洞。通过单个的声波降解法可能不会产生更大的病变。在这种情况下，病变可以被划分为多个较小的子集，并且每个子集对应于由一个声波降解法覆盖的区域。相同或不同的子孔径和施加剂量指令可以被用于处理不同的病变子集。
`[0067]使用手动、自动或半自动的识别。例如，用户选择不同视图中的一个点作为出血的血管或其他病变靶的位置的指示。不同视图的几何关系可以提供用于治疗的体积中的位置的指示。作为另一个例子，处理器识别用于内出血的血管关闭的区域。在另一个例子中，处理器，在用户输入或没有输入空间位置的情况下，基于组织特征或边界检测来识别病变靶。执行图像处理以识别病变靶(例如脉管的渗漏)。可以处理任何类型的数据，诸如超声、CT、X射线或MRI。
[0068]在一个实施方式中，利用处理器，使用代表体积的超声数据，例如利用毯状超声设备采集的数据，来定位病变靶，例如出血处。例如，多普勒信息显示与出血或癌生长相关联的流图案。作为另一个例子，B模式数据示出边界检测和边界的高通滤波显示脉管壁中的撕裂或洞或结节。在另一个例子中，分割功率多普勒数据以识别在体积内的流的位置。在另一个例子中，使用声学力辐射来振动脉管壁或其他组织。在振动结果方面的不同可以表示出血的或其他类型病变的位置。
[0069]在动作32中，选择多个子孔径的至少一个用于创建病变。阵列包括多个子阵列。每个子阵列在物理上与其他子阵列分开，例如具有不同的电连接和/或具有在阵列的外边缘之间的、大于在元件之间的间隔的间隔。每个子阵列是用来创建病变的孔径的不同的子孔径。替换地或附加地，阵列是连续的并且不同的子孔径被电地定义，例如选择元件的不同组以一起操作。子孔径可以被编程以用于不同的时间或使用。例如，连续阵列被划分为具有相等或不相等的间隔或尺寸的子孔径。可以使用递归带状等面积球或其他划分。期望的区域数量是输入，并且确定将大多数或全部阵列用于提供区域的输入数量的子孔径。
[0070]选择一个或多个可能的子孔径。例如，从可能的20-30个子孔径中选择5-10个子孔径。选择子孔径可能对皮肤或不要治疗的内部组织分布热负担。每个选择的子孔径与来自用于传播到病变的束的子孔径不同的路径相关联。选择一个或多个可能的子孔径的全部或子集。
[0071]图3示出了围绕治疗区域或病变靶54的HIFU换能器12a_h。邻近治疗区域是骨50或一片金属52,例如与由于在腿中的金属碎片引起的出血相关联。用于治疗束的可能路径通过从每个HIFU换能器12a-h向着治疗区域54的线来表示。每个路径是从原点到患者内部待治疗的区域的直线，因此相应于扫描线或用于发射超声治疗束的束体积。对于HIFU换能器12a和12f-h，这些线相交或接近金属52或骨50。为了提供用于凝固或其他治疗的期望功率，HIFU不应当被发射到障碍物中。为了防止加热可能进一步损害的材料(例如金属52)，不选择相交的或接近该材料的路径。选择没有障碍物的路径，例如来自于HIFU换能器12b-e。障碍物可以通过分析图像数据被检测。选择是自动的或手动的。
[0072]可以使用用于选择子孔径的其他标准。标准可以是在空间上没有特征性组织或病变(例如与病变的相对距离、病变与一个或多个子孔径的接近程度，和/或角度分布)。标准可以与病变选择和 /或尺寸有关，例如选择孔径以在焦点区域中叠置以覆盖病变的期望部分(例如全部)，而将延伸到病变外部的焦点区域最小化(例如最小化附带损害)。标准可以基于来自于测试发射的反馈，例如基于对于每个子孔径的单独的、顺序发射和测量和/或基于从一组子孔径(例如所有或初步选择的子孔径)的发射和测量，测量在病变处的温度变化或组织移位。
[0073]可以使用这些选择的标准的组合。标准的组合可以使用任何函数或以任何顺序执行。例如，使用每个标准来对对于每个子孔径的值进行加权。选择与较小的值、较大的值相关联或在阈值限制内的子孔径。在一个实施方式中，使用顺序的选择过程。按照第一顺序，基于子孔径与靶的空间接近程度、子孔径的角度分布和/或没有测试的期望的病变形状选择子孔径。使用图像数据来选择子孔径，例如确定靶病变与子孔径的相对位置和确定病变的形状。其他选择以第二顺序过程进行。测试发射从按照第一顺序选择的子孔径顺序地或同时地进行。对于该选择，前面选择的子孔径的一些被取消选择(即，选择另一个子集的子孔径)。
[0074]动作34、36、38和40代表不同的选择标准。这些动作单独或组合使用。
[0075]在动作34中，基于子孔径与病变的空间接近程度选择子孔径。更接近的子孔径可以比更远的子孔径以在阵列处更低的功率来操作以提供相同的治疗水平，最小化患者中浪费的热负担、附带损害和降低输入功率消耗。计算在病变和每个子孔径中心或其他部分的距离。该距离可以从每个体素的尺寸和阵列的相对位置已知的地方的图像数据来确定。
[0076]HIFU换能器与待治疗的位置的空间关系是已知的或被测量。例如，每个HIFU换能器刚性安装到成像换能器。来自于不同成像换能器的数据的对齐和为识别治疗区域对成像数据的使用提供HIFU换能器与治疗区域的空间关系。作为另一个例子，HIFU换能器与成像换能器的相对位置是可测量的，例如使用应变仪或其他传感器。在另一个例子中，来自于HIFU换能器的声学反射指示HIFU换能器与成像换能器的空间关系。在另一个例子中，HIFU换能器和成像换能器在MRI图像的体积中通过其自然边界或通过附着于换能器的基准记号被识别。可以使用这些技术或其他技术的组合。
[0077]对距离施加阈值。不选择超过阈值距离的子孔径，但是选择更接近的子孔径。例如在图3中，子孔径12b-f在阈值距离之内并且不选择子孔径12a和12g-h。物理上接近于靶的子孔径被赋予优先级，因为可以使用更少的渗透和更小的导向角来到达靶。
[0078]替换地，基于阵列、基于期望的子孔径数量或预先编程地，选择最接近的N个子孔径，其中N是由用户设置的整数。N可以基于病变与最接近的阵列的距离来改变。更小的孔径被分配给浅的靶；更大的孔径被分配给深的靶。例如在图3中，孔径12d和12e接近病变54，因此是选择的仅两个子孔径。病变离子孔径更远的地方，选择更大数量的子孔径。例如，阵列不是橡皮箍袖带而是仅围绕患者身体的一部分，例如仅子孔径12a-c和12g-h可用的地方。子孔径12a-c和12g-h与病变54进一步间隔，从而选择更大数量的子孔径(例如选择 12a_b 和 12g_h)。
[0079]在动作36中，基于相对于病变的角度分布选择子孔径。子孔径在相对于病变不同的角度处。在图3的例子中，子孔径通常相对于病变54成20、80、135、190、260、290、305和350度。具有更大角度分布的子孔径可以导致在病变外部区域中更少束叠置。例如，子孔径12a和12h可以在病变54附近具有束叠置，但是更浅和更深，导致增加施加于病变外部的附带的、健康的组织的功率。而通过选择子孔径12a和12c，导致病变外部束更少叠置。选择子孔径来使束以尽可能大的角度交叉或相交。
[0080]对于基于角度分布的选择可以使用任何函数。例如，对于不同数量的可用子孔径使用选择的不同速率或频率。在具有更大数量子孔径的地方，选择每第四个或每第五个子孔径。在具有更少子孔径的地方，选择三个子孔径中的每隔一个或每两个。可以使用阈值角度差。例如，顺序地检查子孔径。如果下一个子孔径与通过大于阈值角与当前子孔径的束相交的束相关联，则选择该子孔径。如果没有选择，则将用于当前选择的子孔径的角度与用于下一个可能的子孔径的角度相比较(例如比较用于12a的与12b的角度、丢弃、然后比较12a与12c)。一旦进行另一个选择，则该子孔径被用于比较以选择下一个子孔径。
[0081]在动作38中，基于通过选择的子孔径提供的焦点区域的区域形状与病变靶的匹配选择子孔径。病变靶具有尺寸和形状，例如在图4A中表示的球形病变靶60。每个子孔径的焦点区域具有椭圆形、沙漏或其他形状。图4B和4C示出三种椭圆形焦点区域62、64、66。焦点区域通过沿着束的强度来确定，例如通过从尖峰下的一定量(例如6dB或12dB)限定的区域。焦点区域可以与足够用于治疗的功率量相关联。取决于发射设置，例如焦点的位置或深度、子孔径的尺寸或空间伸展、切趾法、F#或其他信息，对于给定的子孔径的焦点区域可以具有不同的形状或尺寸。
[0082]由于不同的子孔径导致以不同角度的焦点区域，组合的焦点区域可以具有不同的形状。例如，图4C示出了三个椭圆形焦点区域62、64、66，它们叠置以提供在位于病变靶60中央的叠置区域处具有最大强度的星形焦点区域。可以提供其他形状，例如使用不同功率、焦点深度、焦点参数以提供对于每个分量束的不同焦点区域形状和不同形状的组合。例如，图4B示出对于旋转的“T”形病变的叠置焦点区域。选择两个、四个或其他数量的子孔径以覆盖病变并且最小化附带损害。例如，单个焦点区域64对于覆盖图4Α的整个病变靶60来说太窄，因此选择三个子孔径来覆盖病变60，如图4C中所示。如果期望病变靶的特定形状，选择多个子孔径并且可以一致地或不一致地驱动以接近靶尺寸和形状。在给定病变靶与子阵列的空间关系的情况下束轮廓的模拟引导子孔径的选择。
[0083]在一种实施方式中，接近程度、角度分布和病变靶形状被一起用于在动作32中子孔径的初始选择。三个标准可以顺序地使用，例如首先基于距离做出第一选择然后病变靶形状以及角度分布被用来解决任何选择，其中大于两个组合提供期望的病变形状。三个标准可以使用加权函数来选择，例如基于每个标准对每个子孔径进行加权、将权重求和，并且选择最高加权的子孔径。该过程可以是迭代的，例如基于三个标准的加权，然后选择最高加权的子孔径。在第一选择对于选择不可用但是被用来确定对于每个标准的权重的情况下再次应用加权。在每个迭代中选择下一个子孔径。可以测试最终的集合以满足期望的病变形状或其他参数。如果区域形状不匹配，则过程可以利用不同的函数、不同的权重来重复或限制到一些其他方式。模糊逻辑、相关度、矢量相关或其他类似测量可以被用来选择孔径。三个标准中的一个或多个可以在它们与靶病变周围的吸收功率有关的时候被组合。接近程度、角度分布和病变形状与吸收的功率的映射可以通过查询表来进行。查询表通过模拟和/或实验特征来建立。估计的来自于子孔径的吸收的功率被叠置并且在特定体积内被积分。可以对不同的子孔径施加权重以实现相等的功率。最大算法评估积分的功率并且选择子孔径的最佳集合。
[0084]在动作40中，来自于测试发射的反馈被用来选择一个或多个子孔径。焦点区域的测量的形状被用于子孔径选择。不是模拟焦点区域，而是检测焦点区域形状。从每个子孔径进行一个或多个测试发射并且测量得到的测试发射效果。用于每个子孔径的效果区域指示焦点区域。如上面讨论的，选择子孔径来提供覆盖期望的部分或整个病变同时最小化附带损害的叠置焦点区域。通过将子孔径的不同集合进行分组，最大化了覆盖的病变的体积与覆盖的病变外部的体积之比。
[0085]在施加剂量开始时，可以使用低剂量超声降解法来引导第二顺序或初始的子孔径选择。对于第二顺序选择，仅测试前面选择的子孔径。选择这些子孔径的全部或仅一个子集。可以取消选择一个或多个前`面选择的子孔径。测试发射被用于匹配区域形状和/或校验瞄准精度。
[0086]对于测量，从每个子孔径进行测试发射。每个子孔径发射低剂量聚焦束。测量所有子孔径或仅前面使用其他标准或方法选择的子孔径。顺序地执行测试发射从而可以测量每个子孔径的效果。在测试之间出现没有发射的足够间隔以允许组织达到稳态。
[0087]测试发射来自于治疗换能器的子阵列。测试发射按照与实际的治疗发射相同或不同频率、功率和/或持续时间。例如，使用相同的，但是具有更少功率和/或更短的持续时间的频率。发射足以导致可测量的直接的(例如用于导致纵波或横波的声学辐射力)或过一段时间的(例如3度或更少的温度变化)效果。
[0088]测量测试发射的效果。病变靶和病变靶周围的区域被利用成像换能器或治疗换能器扫描。例如用于成像的声学能量被沿着用于测试发射的相同或不同的扫描线发射。检查代表了返回的回波的信号以检测效果。[0089]在一种实施方式中，通过声学辐射力脉冲成像(ARFI)检测组织移位。检测由测试发射导致的纵波或横波移位。可以执行一系列扫描。在一段时间上的从稳态的移位被用来确定对于每个位置的最大移位。将来自于不同次的数据相关，例如使用绝对差的最小和，以在考虑或不考虑旋转的情况下找到按照一维、二维或三维的移位。移位可以作为距离来测量，但是可以按照速度或时间来测量。在另一个例子中，移位可以作为在声学力移动测量的组织之后的设定时间来确定。该设定时间对于在离施加声学力的焦点不同距离的位置来说是不同的。
[0090]在另一个实施例中，测量温度的变化。得到的组织温度通过组织温度检测器来测量。使用MR、超声或其他测温法。对于超声，测量组织的一个或多个特征。特征被输入到模型。模型将特征与组织温度进行映射。由于测量的是变化，所以可以不需要精确的温度估计。
[0091]对于多个空间位置进行测量。例如，对于整个体积进行测量。作为另一个例子，对于病变靶内部的位置、病变靶的子集，和集合内部的位置，编程地或以其他方式确定的与病变靶的或病变靶的中心的距离进行测量。由用户或自动设置的感兴趣区域可以指示位置，对于所述位置要测量效果。
[0092]子孔径可以基于测量值来选择。在一种实施方式中，使用病变靶中测量值的平均值或从病变靶内部的最大值。如果值低于阈值，则可能存在阻碍声学能量充分到达病变靶的障碍物。例如来自于特定子孔径的温度变化低于一度而来自于相邻子孔径的温度变化高于三度。一度或其他温度变化的阈值被用来包括或不包括子孔径。如果测量值相对于对于其他子孔径的测量值具有更少的效果，则可以取消选择相应的子孔径。
[0093]子孔径可以基于测量值的空间分布来选择。在子孔径的焦点区域不足够覆盖病变靶的地方或如测量的焦点区域包括对其不提供治疗的组织或结构(例如金属碎片52或器官)的地方，则可以取消选择子孔径。选择子孔径以避免声学障碍、热敏区域、高衰减区域、散射体或其组合，它们将 如测量的那样受到治疗影响。
[0094]可以使用其他或不同的选择标准。例如，沿着路径的组织是热敏的，从而不选择该路径。作为另一个例子，路径穿过多个液体和/或具有更少衰减的组织，由此被选择。由于缺乏声学窗可以取消选择一个或多个子孔径。例如，肋骨可能阻碍子孔径。不选择该子孔径。阻碍从成像数据或从测试发射来确定。例如，通过使用在治疗规划阶段中的CT或MR图像来确定声学窗。由于可以从患者外部充分接近病变靶，选择一个或多个子孔径。每个子孔径的尺寸和形状可以被配置为期望的窗形状以避免发射到骨中。
[0095]在动作42中，可以调整要由每个选择的子孔径提供的相对功率。可以改变没有、仅一个、一些或全部选择的子孔径的功率。通过改变振幅、频率、占空比或持续时间可以增加或降低功率。通过与其他子孔径相比或多或少改变一个子孔径的功率，调整由一个子孔径贡献的相对功率。为了限制附带损害，由每个子孔径提供的功率更均等。
[0096]在一个实施方式中，选择的子孔径的相对功率根据为焦点分布来调整。例如在动作40中测量的或在不同时间采集的焦点分布，被用来调节相对功率。对于每个子孔径以相同的功率，对于深度衰减调节地或没有调节地，执行发射。使用测试发射的检测结果来缩放(scale)来自于每个子孔径的功率。计算由每个子孔径导致的平均或峰值温度变化或移位。可以使用其他值。这些值代表了每个子孔径的相对贡献。例如，子孔径12c_e分别具有2度、3度和I度的平均温度变化。为了使得子孔径相同，将子孔径12c的功率以0.5加权，将子孔径12d的功率以0.33加权，并且将子孔径12e的功率以1.0加权。可以使用提供相同的、更相似或更不同的相对功率水平的其他加权。
[0097]在另一种实施方式中，调节功率以改变焦点区域的形状来匹配病变靶。一个焦点区域可以相对于其他焦点区域被拉长，例如焦点区域66。更少衰减或其他因素可以导致来自于给定的子孔径的更多功率。对于另一个子孔径的焦点区域64如期望的那样示出。对于另一个子孔径的焦点区域62是示出的向着(即更浅的)子孔径的偏置，例如由于象差(aberration).可以基于检测的焦点区域调整每个子孔径的焦点和/或功率。例如，图4C示出按照功率缩放的或焦点变化为更接近地覆盖病变祀60的组合的焦点区域的焦点区域62、64、66。 [0098]在另一个或附加的实施方式中，选择的子孔径利用或没有进一步功率调整地同时地或在同一时间发射测试信号。使用组织移位和/或温度测试，检测所得到的组合的焦点区域。组合的焦点区域可以被改变以更好匹配期望的病变形状或更好避免医治特定组织。例如，所有选择的子孔径以低剂量发射时，使用检测的3D温度图来调整每个子孔径。可以确定由给定的子空间导致的组合的焦点区域的部分，例如基于组合的焦点区域具有沿着从一个子孔径穿过病变靶的扫描线拉长的部分。为了获得期望的焦点形状，调整子孔径的相对功率。例如，组合的区域如在图4B中示出的那样出现并且被调整以提供如在图4C中示出的组合的焦点区域。
[0099]在调整了相对功率之后，可以配置HIFU发射束。初始施加剂量参数可以通过查询表在治疗规划期间确定。HIFU发射束或多束的特征通过处理器、通过用户、或其组合来确定。特征包括功率、相位、频率。其组合，和/或其他特征(例如持续时间、顺序或脉冲重复间隔)。确定可以根据选择的子孔径来进行。例如，可以对于更少数量的路径发射更高功率脉冲。确定是根据在特定的时间段中要被提供以产生凝固或提供治疗的期望的治疗或功率量(即，剂量)进行的。任何现在已知的或后来开发的用量考虑可以被用于HIFU束或多束。
[0100]在一种实施方式中，至少部分地，作为路径的特征的函数，确定高强度聚焦超声的功率和频率。例如，高强度超声的频率适配为从HIFU换能器到治疗区域的深度、沿着路径的衰减特征、或其组合的函数。最佳的HIFU频率取决于靶深度、衰减常数、换能器的发射传输函数和任意限制因素。限制因素可以包括，例如，最大化在靶深度处的功率吸收或最小化在皮肤处的功率吸收。由于声学吸收的频率依赖性，声学强度最高处的频率可能不是最佳的HIFU频率。期望的或最佳的HIFU频率可以在给定靶深度和在靶与换能器之间的组织类型的情况下被计算。图像处理、阈值或其他技术可以被用来区分组织类型。例如，液体、软组织和骨组织类型或结构可以被区分。可以进行在软组织类型之间的更精细的区分。不同的类型与不同的声学衰减相关联。组织发热通过声学功率的吸收实现。声学吸收正比于衰减系数。更高的衰减提供更高的声学功率吸收和热产生。衰减和吸收随着频率增加，从而对于发热期望使用更高的频率。然而，在更高频率处的更高的传播衰减意味着更浅的穿透深度。存在在穿透深度和频率，和热之间的权衡。
[0101]附加地或作为替换，确定来自于每个选择的子孔径的高强度超声的功率剂量。功率剂量可以根据沿着路径的组织、从换能器到治疗区域的距离、选择的子孔径的数量、发射的频率、其组合，或其他因素来确定。例如，不同的组织类型提供不同的衰减。治疗区域和在治疗区域与换能器之间的区域的不同衰减可以改变为治疗而需求的功率。沿着路径的更大的衰减可以需求从换能器发射的更高功率剂量。在治疗区域的更高吸收可以需求从换能器发射的更低功率剂量。功率剂量通过改变发射的波形的频率、振幅、占空比和持续时间来改变。
[0102] 确定每个子孔径对剂量的贡献。可以使用均等的贡献。替换地，通过测量测试发射的效果确定的相对权重被用来设置发射功率。每个子阵列的贡献被设置以匹配权重。用于病变的剂量基于在动作42中确定的每个子孔径的贡献在子孔径之间被划分。
[0103]在动作44中，子孔径的选择的集合被用于高强度聚焦超声。高强度聚焦超声以选择的子孔径而不是其他子孔径被应用于病变。高强度超声沿着来自选择的子孔径的一个或多个路径被发射。高强度聚焦超声沿着选择的射线或扫描线被发射。当提供多个子孔径时，对于给定的束所需求的HIFU功率将由于全部组合的发射功率而更少。
[0104]HIFU束从每个选择的子孔径以相同或基本相同的时间被发射从而在治疗区域在给定的时间提供的功率是足够的。可以使用具有不同或相同的子孔径的顺序发射或顺序和同时的组合来提供期望的总功率、时间上分布的功率和/或空间上分布的功率。
[0105]超声能量在治疗区域处聚焦。如果足够的能量被辐射到治疗区域，位于焦点体积中的细胞可以被快速加热而在焦点外部的介于其间的或周围的组织省去相同的加热水平。周围组织不受影响或在超声束的非聚焦部分中较少受影响因为能量在相应地更大的区域上分布。发射的HIFU脉冲具有确定的频率、功率剂量或其他特征。
[0106]子孔径的相对贡献可以在治疗期间改变。来自于组织温度或移位检测器的反馈可以被用来即时调整剂量。例如，围绕靶的平均温度、焦点形状或其他信息被用来识别变化。动作包括关闭子孔径、增加或降低在单独的子孔径处的占空比，和/或改变焦点。焦点周围的峰值或平均温度可以被用来指导剂量施加打开和关闭时间。如果检测到成洞，可以降低来自于一个或多个子孔径的功率。检测的焦点形状，如果在一段时间上改变，可以被用来指导功率和焦点模式调整。例如，向着特定子孔径方向的过度发热指示要降低来自于该方向的功率。
[0107]虽然上面通过参考不同实施方式描述了本发明，应当理解的是，可以进行许多修改和变化，而不脱离本发明的范围。因此旨在将上面详细的描述看作是解释性的而不是限制性的，并且应当理解的是，所附的权利要求，包括所有旨在限定本发明精神和范围的等价物。
【权利要求】
1.一种用于高强度聚焦超声的子孔径控制的方法，该方法包括: 识别(30)靶； 从多个子孔径中选择(32)至少一个第一子孔径，该选择(32)是根据至少第一子孔径提供的焦点区域的区域形状与靶的匹配进行的；和 以至少第一子孔径而不是其他子孔径对靶应用(44)高强度聚焦超声。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，靶的识别(30)包括识别(30)靶的位置和靶的形状。
3.根据权利要求1所述的方法，包括: 检测(38)区域形状；和 选择(32)第一子孔径和至少一个第二子孔径，从而由至少第一和第二子孔径提供的焦点区域覆盖期望的靶形状。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，选择(32)是根据第一子孔径与靶的接近程度进行的，子孔径是在患者外部围绕靶的基本上连续阵列的部分。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，选择(32)是根据至少第一子孔径相对于靶的角度分布进行的。
6.根据权利要求1所述的方法，包括: 从子孔径顺序地进行发射；` 测量(40)发射在邻接靶处的效果空间分布；和 根据相对于靶的空间分布，选择(32)至少第一子孔径。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括: 相对于第二子孔径调整(42)第一子孔径的功率。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，调整(42)包括: 从至少第一子孔径同时地发射； 测量(40)区域形状；和 通过调整(42)功率改变区域选择，该改变更密切地将区域形状与病变匹配。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，测量(40)区域形状包括响应于发射来执行声学辐射力测量。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，测量(40)区域形状包括响应于发射来检测温度或应力变化。
11.一种用于高强度聚焦超声的子孔径控制的系统，该系统包括: 元件的相控阵列(12)，该阵列包括多个相控子阵列； 子孔径电路(15)，用于将子阵列作为相控阵列的子孔径来激活或禁用；和处理器(20)，能够被操作来控制子孔径电路(15)以选择一些子孔径而不选择其他子孔径，该选择是根据在待治疗的靶处由于从子孔径的发射而测量到的分布进行的。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，测量到的分布是在靶处顺序地从每个子孔径确定的温度或应力变化的测量值。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，测量到的分布是在靶处顺序地从每个子孔径确定的组织移位的测量值。
14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述处理器(20)被配置来根据在靶处由于从第一和第二选择的子孔径同时的发射而测量到的另一分布，而相对于第二选择的子孔径的功率对第一选择的子孔径的功率进行加权。
15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述处理器(20)被配置来控制子孔径电路(15)以根据每个子孔径与靶的接近程度、子孔径相对于靶的角度分布，以及通过选择的子孔径的组合得到的焦点区域的形状来选择和不选择。
16.根据权利要求11所述的系统，其中，测量到的分布是子孔径的焦点区域的分布。
17.根据权利要求11所述的系统，其中，处理器(20)被配置来同时地使用至少两个不同的子孔径以便每次治疗至少两个不同的靶。
18.一种非易失性计算机可读存储介质(22)，具有存储于其中的、代表由编程过的处理器(20)执行的、用于高强度聚焦超声的子孔径控制的指令的数据，存储介质(22)包括用于以下的指令: 选择(32)子孔径的第一集合作为子孔径的第二集合的子集，该选择(32)是根据子孔径对病变的空间接近程度、根据第一集合中子孔径相对于靶的角度分布、或其组合进行的；以及 将子孔径的第一集合用于(44)高强度聚焦超声。
19.根据权利要求18所述的计算机可读存储介质(22)，还包括用于选择(32)子孔径的第一集合的指令，该选 择也是根据由第一集合的子孔径的组合得到的焦点区域相对于病变形状而言的形状进行的。
20.根据权利要求18所述的计算机可读存储介质(22)，还包括用于根据焦点分布来调整第一集合的子孔径的相对功率的指令。
21.根据权利要求18所述的计算机可读存储介质(22)，还包括用于以下的指令: 顺序地从子孔径进行发射； 对于各个子孔径接收(40)焦点区域的温度或移位测量值；和 根据测量值进行选择(32)。
【文档编号】A61N7/02GK103619412SQ201280015889
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年2月10日 优先权日:2011年2月10日
【发明者】X.曾, K.M.赛金斯, S.巴恩斯 申请人:美国西门子医疗解决公司, 西门子公司