产生将提供给聚焦超声治疗设备的治疗计划的方法和设备的制作方法
【专利摘要】一种产生将提供给聚焦超声治疗设备的治疗计划的方法和设备。所述方法包括：接收将被超声辐射到的目标区域来作为输入；确定由聚焦超声治疗设备辐射的单个超声的焦斑的尺寸；基于确定的焦斑的尺寸来确定焦斑的位置，使得目标区域中的将被超声依次辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远；基于焦斑的尺寸和焦斑的位置来确定超声辐射的持续时间和强度；基于焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超声辐射的持续时间和强度，产生用于由聚焦超声治疗设备辐射超声的治疗计划。
【专利说明】产生将提供给聚焦超声治疗设备的治疗计划的方法和设备
[0001]本申请要求于2012年7月10日在韩国知识产权局提交的第10-2012-0075178号韩国专利申请的权益，所述专利申请的公开通过引用完整地合并于此。
【技术领域】
[0002]本公开涉及一种用于产生将被提供给聚焦超声治疗设备的治疗计划的方法和设备。
【背景技术】
[0003]随着现代医学的发展，对肿瘤的局部治疗正从微创外科手术转变为无创外科手术。从无创外科手术技术中，使用超声的高强度聚焦超声(HIFU)治疗由于对人体无害而被广泛使用。HIFU是通过将高强度超声聚焦并辐射到人体中的病变上来促使病变组织的坏死的治疗方法。聚焦并辐射到组织上的超声被变换为热能，从而升高被超声辐射到的辐射部分的温度，并因此促使辐射部分的组织和血管的凝固性坏死。这里，温度瞬间上升，因此仅辐射部分可被有效地去除，同时防止热扩散到辐射部分之外。
【发明内容】
[0004]提供了一种用于产生将被提供给聚焦超声治疗设备的治疗计划的方法和设备。
[0005]提供了一种在其上记录有用于在计算机上实现所述方法的计算机程序的计算机可读记录介质。
[0006]将在以下描述中部分阐述其它方面，并且其它方面从描述中部分将是显然的，或者可通过呈现的实施例的实施而得知。
[0007]根据本发明的一方面，一种产生将被提供给聚焦超声治疗设备的治疗计划的方法，所述方法包括:接收将被超声辐射到的目标区域来作为输入；确定由聚焦超声治疗设备辐射的单个超声的焦斑的尺寸；基于确定的焦斑的尺寸来确定焦斑的位置，使得目标区域中的将被超声依次辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远；基于焦斑的尺寸和焦斑的位置来确定超声辐射的持续时间和强度；基于焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超声辐射的持续时间和强度，产生用于由聚焦超声治疗设备辐射超声的治疗计划。
[0008]根据本发明的另一方面，一种用于产生将被提供给聚焦超声治疗设备的治疗计划的治疗计划产生设备，所述治疗计划产生设备包括:输入接口，用于接收将被超声辐射到的目标区域来作为输入；第一确定单元，用于确定由聚焦超声治疗设备辐射的单个超声的焦斑的尺寸；第二确定单元，用于基于确定的焦斑的尺寸确定焦斑的位置，使得目标区域中的将被超声依次辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远；第三确定单元，用于基于焦斑的尺寸和焦斑的位置来确定超声辐射的持续时间和强度；计划产生单元，用于基于焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超声辐射的持续时间和强度，产生用于由聚焦超声治疗设备辐射超声的治疗计划。[0009]根据本发明的另一方面，一种非暂态计算机可读记录介质在其上记录有用于在计算机上实现产生将被提供给聚焦超声治疗设备的治疗计划的方法的计算机程序。
[0010]根据本发明的另一方面，一种聚焦超声治疗设备，包括:图像产生单元，用于产生将被超声辐射到的目标区域的图像；处理器，用于确定辐射到目标区域的单个超声的焦斑的尺寸，基于确定的焦斑的尺寸确定焦斑的位置，使得目标区域中的将被超声依次辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远，并基于焦斑的尺寸和焦斑的位置来确定超声辐射的持续时间和强度；换能器，用于基于产生的图像，根据焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超声辐射的持续时间和强度来辐射超声。
[0011]根据本发明的另一方面，一种用于执行聚焦超声治疗的方法，所述方法包括:产生将被超声辐射到的目标区域的图像；确定辐射到目标区域的单个超声的焦斑的尺寸；基于确定的焦斑的尺寸确定焦斑的位置，使得目标区域中的将被超声依次辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远；基于焦斑的尺寸和焦斑的位置来确定超声辐射的持续时间和强度；基于产生的图像，根据焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超声辐射的持续时间和强度来辐射超 声。
[0012]根据本发明的另一方面，一种非暂态计算机可读记录介质在其上记录有用于在计算机上实现用于执行聚焦超声治疗的方法的计算机程序。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]通过下面结合附图对实施例进行的描述，这些和/或其它方面将变得清楚和更加容易理解，其中:
[0014]图1是示出根据本发明的实施例的用于产生将被提供给聚焦超声治疗设备的治疗计划的治疗计划产生设备的框图；
[0015]图2是示出根据本发明的实施例的聚焦超声治疗设备的框图；
[0016]图3是示出根据本发明的实施例的产生将被提供给聚焦超声治疗设备的治疗计划的方法的流程图示图；
[0017]图4是示出根据本发明的实施例的聚焦超声治疗方法的流程图示图。
【具体实施方式】
[0018]现在，将详细参考实施例，在附图中示出实施例的示例，其中，相同的标号始终表示相同的元件。在这方面，本实施例可具有不同的形式，不应被解释为受限于在此阐明的描述。因此，以下通过参考附图仅描述实施例以解释本描述的多个方面。
[0019]图1是用于产生将被提供给聚焦超声治疗设备的治疗计划的治疗计划产生设备100的框图。参照图1，治疗计划产生设备100包括输入接口 110、第一确定单元120、第二确定单元130、第三确定单元140和计划产生单元150。
[0020]图1中示出的治疗计划产生设备100的组件仅是与本实施例相关的组件。因此，本领域的普通技术人员将理解，还可包括除了图1中示出的组件之外的通用组件。
[0021]根据本实施例的治疗计划产生设备100可对应于或者包括至少一个处理器。因此，根据本实施例的治疗计划产生设备100可被包括在通用计算机系统(未示出)中并被操作。[0022]根据本实施例的治疗计划产生设备100产生用于通过使用聚焦超声治疗设备200治疗患者的病变的治疗计划。这里，治疗计划指示关于将超声福射到患者的病变的方法的计划。在用于通过使用聚焦超声治疗设备200治疗患者的病变的操作之前，治疗计划产生设备100确定聚焦超声治疗是否可用于患者的病变以及将超声辐射到患者的病变的有效方法为何，从而产生治疗计划。
[0023]聚焦超声治疗设备200经由超声到患者的病变的聚焦辐射来治疗患者的病变。例如，聚焦超声治疗设备200可使用高强度聚焦超声(HIFU)。为了便于解释，以下将假设根据本实施例的聚焦超声治疗设备200使用HIFU。然而，可由聚焦超声治疗设备200使用的超声不限于此，本领域的普通技术人员将理解，与HIFU相似的任何其它类型的聚焦超声也可由聚焦超声治疗设备200使用。
[0024]以下将描述治疗计划产生设备100的组件的操作。
[0025]输入接口 110接收将被超声辐射到的目标区域来作为输入。目标区域与将被治疗的患者的病变对应，并指示可由聚焦超声治疗设备200在单个操作期间通过依次辐射单个超声所治疗的病变的区域。可利用单个操作治疗的目标区域的尺寸是有限的。因此，如果患者的病变的尺寸大于可由聚焦超声治疗设备200在单个操作期间治疗的目标区域的尺寸，则聚焦超声治疗设备200可通过将病变划分为多个目标区域来治疗病变。
[0026]根据本发明的实施例的治疗计划产生设备100可经由输入接口 110从外部装置接收预定目标区域，或者可经由输入接口 110接收将被治疗的患者的病变并由治疗计划产生设备100自身确定目标区域。为了便于解释，以下假设治疗计划产生设备100经由输入接口 110从外部装置接收预定 目标区域来作为输入。
[0027]这里，可通过使用经由计算机断层扫描(CT)设备、磁共振成像(MRI)设备或者诊断超声系统获得的图像来显示目标区域。根据本发明的实施例的治疗计划产生设备100可通过将经由CT设备、MRI设备和诊断超声系统获得的图像互相比较并分析这些图像来获得更加精确的目标区域图像。
[0028]第一确定单元120确定由聚焦超声治疗设备200辐射的单个超声的焦斑的尺寸。详细地，聚焦超声治疗设备200聚焦于目标区域的局部部分并向其集中地辐射超声。换言之，将超声辐射到与由聚焦超声治疗设备200预先确定的焦斑具有相同尺寸的区域，在超声辐射到的焦斑的位置处的组织被破坏或坏死，因此病变得到治愈。
[0029]治疗计划产生设备100确定将通过聚焦超声治疗设备200辐射的超声的焦斑的尺寸，并基于确定的焦斑的尺寸确定将通过聚焦超声治疗设备200辐射的超声的辐射持续时间以及焦斑的位置。在这方面，第一确定单元120将确定的焦斑的尺寸输出到第二确定单元 130。
[0030]基于由第一确定单元120确定的焦斑的尺寸，第二确定单元130确定焦斑的位置，使得在超声辐射到每个焦斑之前，目标区域中的将被超声依次辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远。
[0031]根据本发明的实施例，第二确定单元130确定将首先被超声辐射到的第一焦斑的位置以及接着第一焦斑将被超声辐射到的第二焦斑的位置，使得第二焦斑的位置在目标区域内距第一焦斑的位置最远。第二确定单元130基于第一焦斑的位置和第二焦斑的位置确定接着第二焦斑将被超声辐射到的第三焦斑的位置，使得第三焦斑的位置在目标区域内距第一焦斑的位置和第二焦斑的位置最远。
[0032]这里，当第二确定单元130确定将被超声辐射到的焦斑的位置时，距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远的位置可能是组织坏死的区域或者可不对应于病变。在此情况下，第二确定单元130可选择除了相应位置之外的距所述位置最远的另一位置。因此，难以确保距先前已被超声辐射到的焦斑的位置的足够的冷却距离，在足够的冷却时间间隔之后将超声辐射到下一焦斑。[0033]由于第二焦斑的位置距第一焦斑的位置最远，因此可减小或最小化由辐射到第一焦斑的超声所引起的热剂量对第二焦斑的影响效果。此外，由于第三焦斑距第一焦斑的位置和第二焦斑的位置最远，因此可减小或最小化由辐射到第一焦斑和第二焦斑的超声所引起的热剂量对第三焦斑的影响。因此，可减小或最小化到第一焦斑的超声的辐射与到第二焦斑的超声的辐射之间的冷却时间间隔以及到第二焦斑的超声的辐射与到第三焦斑的超声的辐射之间的冷却时间。
[0034]这里，超声的辐射之间的冷却时间用于防止正常组织因超声到目标区域的依次辐射而被目标区域中积累的热剂量所破坏，并且所述冷却时间是用于冷却因超声的辐射之间的先前超声的辐射而在目标区域中积累的热所需的持续时间。因此，冷却时间与被超声依次辐射到的两个焦斑之间的距离成反比。
[0035]根据现有技术中的聚焦超声治疗，被超声依次辐射到的焦斑的位置将尽可能地互相接近。因此，在超声辐射到每个焦斑之后，组织的温度可在被超声辐射到的焦斑的位置快速上升，因此减少了 HIFU操作时间。在现有技术中，由于组织的温度在被超声辐射到的下一焦斑的位置快速上升，因此可减小超声的依次辐射之间的时间间隔。然而，由于温度快速上升，因此待保护的正常组织可能坏死。
[0036]根据本发明的实施例，由于治疗计划产生设备100计划将超声依次辐射到被布置为彼此尽可能远离的焦斑，因此可减小或最小化由于超声的先前辐射所导致的热剂量的影响，由此，可在聚焦超声治疗期间减小或最小化超声的依次辐射之间的冷却时间。此外，可防止正常组织因由于超声的先前辐射所导致的热剂量而坏死。
[0037]结果，可减少用于执行聚焦超声治疗的总体治疗时间，并且可考虑患者的安全和便利来有效地执行聚焦超声治疗。
[0038]治疗计划产生设备100可基于焦斑的尺寸和焦斑的位置确定超声辐射的持续时间和强度。因此，第二确定单元130将由第一确定单元120确定的焦斑的尺寸以及焦斑的位置一起输出到第三确定单元140。
[0039]第三确定单元140基于焦斑的尺寸和焦斑的位置确定超声辐射的持续时间和强度。换言之，第三确定单元140利用由第一确定单元120确定的焦斑的尺寸在由第二确定单元130确定的每个焦斑的位置处确定超声辐射的持续时间和强度。
[0040]例如，第三确定单元140可基于目标区域之外的组织是否将被保护以及将被超声辐射到的焦斑处的组织是否可能坏死来确定超声辐射的持续时间和强度。
[0041]例如，第三确定单元140还可基于第一焦斑与第二焦斑之间的距离来确定到第一焦斑的超声的辐射与到第二焦斑的超声的辐射之间的冷却时间间隔。
[0042]计划产生单元150基于由第一确定单元120确定的焦斑的尺寸、由第二确定单元130确定的焦斑的位置以及由第三确定单元140确定的超声辐射的持续时间和强度来产生用于通过聚焦超声治疗设备200辐射超声的治疗计划。这里，治疗计划表示关于如何将超声辐射到患者的病变的计划。
[0043]例如，基于焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超声辐射的持续时间和强度，计划产生单元150可经由仿真等产生关于聚焦超声治疗设备200的换能器(未示出)移动的路径的信息来作为治疗计划。此外，计划产生单元150可产生关于由换能器辐射的超声的信息来作为治疗计划。[0044]这里，由计划产生单元150产生的治疗计划可被产生为计算机可执行程序。
[0045]估计单元160估计将被超声辐射到的目标区域和焦斑的温度以及热剂量。这里，第二确定单元130基于由第一确定单元120确定的焦斑的尺寸以及由估计单元160估计的温度和热剂量来确定焦斑的位置，使得目标区域中的将被超声依次辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑最远。
[0046]输出接口 170将由计划产生单元150产生的治疗计划输出到聚焦超声治疗设备200。
[0047]然而，虽然图1示出了治疗计划产生设备100包括估计单元160和输出接口 170，但是根据本实施例的治疗计划产生设备100不限于此，治疗计划产生设备100可在不具有估计单元160和输出接口 170的情况下进行操作。因此，估计单元160和输出接口 170可以不是治疗计划产生设备100的必需组件。
[0048]图2是示出根据本发明的实施例的聚焦超声治疗设备200的示图。参照图2，聚焦超声治疗设备200包括图像产生单元210、处理器220和换能器230。
[0049]图2中示出的聚焦超声治疗设备200的组件仅是与本实施例相关的组件。因此，本领域的普通技术人员将理解，还可布置除了图2中示出的组件之外的通用组件。
[0050]图像产生单元210产生将被超声辐射到的目标区域的图像。目标区域与将被治疗的患者的病变对应，并且与可通过由聚焦超声治疗设备200在单个操作期间依次辐射单个超声所治疗的病变的区域对应。
[0051]这里，图像产生单元210可通过使用CT设备、MRI设备或诊断超声系统产生将被超声辐射到的目标区域的图像。然而，本发明不限于此。
[0052]此外，根据本实施例的图像产生单元210可实时监视目标区域的治疗处理。例如，聚焦超声治疗设备200可通过图像产生单元210监视正常组织是否被保护以及被超声辐射到的焦斑处的组织是否坏死。此外，聚焦超声治疗设备200可经由图像产生单元210获得目标区域的图像，并确定治疗是否完成。
[0053]处理器220确定辐射到目标区域的单个超声的焦斑的尺寸，基于确定的焦斑的尺寸确定焦斑的位置，使得目标区域中的将被超声依次辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远，并基于焦斑的尺寸和焦斑的位置确定超声辐射的持续时间和强度。
[0054]例如，处理器220还可基于第一焦斑与第二焦斑之间的距离来确定到第一焦斑的超声的辐射与到第二焦斑的超声的辐射之间的冷却时间间隔。
[0055]根据本发明的实施例，处理器220确定首先将被超声辐射到的第一焦斑的位置以及接着第一焦斑将被超声辐射到的第二焦斑的位置，使得第二焦斑的位置在目标区域内距第一焦斑的位置最远。处理器220基于第一焦斑的位置和第二焦斑的位置确定接着第二焦斑将被超声辐射到的第三焦斑的位置，使得第三焦斑的位置距第一焦斑的位置和第二焦斑的位置最远。
[0056]这里，当处理器220确定将被超声辐射到的焦斑的位置时，距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远的位置可以是组织坏死的区域或者可不对应于病变。在此情况下，处理器220可选择目标区域内除相应位置之外的另一距所述位置最远的位置。因此，如果难以确保距先前已被超声辐射到的焦斑的位置的足够的冷却距离，则超声在足够的冷却时间间隔之后被辐射到下一焦斑。
[0057]由于第二焦斑的位置距第一焦斑的位置最远，因此可减小或最小化由辐射到第一焦斑的超声所引起的热剂量对第二焦斑的影响效果。此外，由于第三焦斑距第一焦斑的位置和第二焦斑的位置最远，因此可减小或最小化由辐射到第一焦斑和第二焦斑的超声所引起的热剂量对第三焦斑的影响。
[0058]因此，可减小或最小化到第一焦斑的超声的辐射与到第二焦斑的超声的辐射之间的冷却时间间隔以及到第二焦斑的超声的辐射与到第三焦斑的超声的辐射之间的冷却时间。
[0059]根据本发明的实施例，由于聚焦超声治疗设备200将超声依次辐射到被布置为彼此尽可能远离的焦斑，因此可减小或最小化由于超声的先前辐射所导致的热剂量的影响，从而，可在聚焦超声治疗期间减小或最小化超声的依次辐射之间的冷却时间。此外，可防止正常组织因由于超声的先前辐射所导致的热剂量而坏死。
[0060]结果，可减少用于执行聚焦超声治疗的总体治疗时间，并且可考虑患者的安全和便利来有效执行聚焦超声治疗。
[0061]换能器230基于由图像产生单元210产生的图像，根据由处理器220确定的焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超 声辐射的持续时间和强度来辐射超声。
[0062]详细地，换能器230将电能转换为超声能量，并将能量聚焦于焦斑。为此，聚焦超声治疗设备200将换能器230置于对将被治愈的病变聚焦的位置，并通过使用由图像产生单元210产生的图像来根据由处理器220确定的超声辐射的强度和持续时间将HIFU能量辐射在由处理器220确定的焦斑的位置，来执行治疗。
[0063]用于辐射超声的换能器230通常用在聚焦超声治疗设备200中，因此将省略其详细描述。
[0064]温度监视单元240监视将被超声辐射到的目标区域和焦斑的温度以及热剂量。这里，处理器220基于确定的焦斑的尺寸以及由温度监视单元240监视的温度和热剂量来确定焦斑的位置，使得在超声最初辐射之后目标区域中的将被超声辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远。
[0065]例如，处理器220可参照由温度监视单元240监视的目标区域和焦斑的温度以及热剂量，并基于目标区域之外的组织是否将被保护以及将被超声辐射到的焦斑处的组织是否可能坏死来确定焦斑的位置。
[0066]通信接口 250从用于产生用于通过使用聚焦超声治疗设备200治疗目标区域的治疗计划的设备(未示出)接收治疗计划。根据治疗计划，处理器220可参考经由通信接口 250接收的治疗计划来确定焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超声辐射的持续时间和强度。
[0067]根据本实施例的聚焦超声治疗设备200可经由通信接口 250接收预产生的治疗计划，并基于接收的治疗计划执行治疗。可选地，聚焦超声治疗设备200可基于由图像产生单元210实时产生的图像以及由温度监视单元240监视的焦斑和目标区域的温度和热剂量来确定焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超声辐射的持续时间和强度，并执行治疗。可选地，聚焦超声治疗设备200可基于实时产生的图像以及温度和热剂量通过对预先产生的预产生的治疗计划进行部分修改来确定焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超声辐射的持续时间和强度，并执行治疗。
[0068]然而，虽然图2示出了聚焦超声治疗设备200包括温度监视单元240和通信接口250，但是根据本实施例的聚焦超声治疗设备200不限于此，聚焦超声治疗设备200可在不具有温度监视单元240和通信接口 250的情况下进行操作。因此，温度监视单元240和通信接口 250可以不是聚焦超声治疗设备200的必要组件。
[0069]图3是示出根据本发明的实施例的产生将被提供给聚焦超声治疗设备的治疗计划的方法的流程图。参照图3，产生治疗计划的方法包括由图1中示出的治疗计划产生设备100按顺序执行的操作。因此，即使以下省略，也可将以上给出的关于图1中示出的治疗计划产生设备100的任意描述应用于此。
[0070] 在操作310，输入接口 110接收将被超声辐射到的目标区域来作为输入。这里，目标区域对应于将被治疗的患者的病变，并指示可通过在聚焦超声治疗设备200的单个操作期间依次辐射单个超声来治疗病变的区域。例如，可通过使用经由CT设备、MRI设备或诊断超声系统获得的图像来显示目标区域。
[0071]在操作320，第一确定单元120确定由聚焦超声治疗设备200辐射的单个超声的焦斑的尺寸。
[0072]在操作330，基于在操作320确定的焦斑的尺寸，第二确定单元130基于确定的焦斑的尺寸来确定焦斑的位置，使得目标区域中的将被超声依次辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远。
[0073]在操作340，第三确定单元140基于焦斑的尺寸和焦斑的位置确定超声辐射的持续时间和强度。详细地，第三确定单元140利用由第一确定单元120确定的焦斑的尺寸来确定由第二确定单元130确定的相应位置处的每个焦斑的超声辐射的持续时间和强度。
[0074]例如，第三确定单元140还可基于第一焦斑与第二焦斑之间的距离来确定到第一焦斑的超声的辐射与到第二焦斑的超声的辐射之间的冷却时间间隔。
[0075]在操作350，计划产生单元150基于由第一确定单元120确定的焦斑的尺寸、由第二确定单元130确定的焦斑的位置以及由第三确定单元140确定的超声辐射的持续时间和强度来产生用于通过聚焦超声治疗设备200辐射超声的治疗计划。这里，治疗计划表示关于超声将如何被辐射到患者的病变的计划。
[0076]例如，基于焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超声辐射的持续时间和强度，计划产生单元150可经由仿真等产生与聚焦超声治疗设备200的换能器(未示出)移动的路径有关的信息来作为治疗计划。此外，计划产生单元150可产生关于由换能器辐射的超声的信息来作为治疗计划。
[0077]根据本发明的实施例，由于治疗计划产生设备100计划将超声依次辐射到被布置为彼此尽可能远离的焦斑，因此可减小或最小化由于超声的先前辐射所导致的热剂量的影响，由此可在聚焦超声治疗期间减小或最小化超声的依次辐射之间的冷却时间。此外，可防止正常组织因由于超声的先前辐射所导致的热剂量而坏死。
[0078]结果，可减少用于执行聚焦超声治疗的总体治疗时间，并且可考虑患者的安全和便利来有效地执行聚焦超声治疗。
[0079]图4是示出根据本发明的实施例的用于执行聚焦超声治疗的方法的流程图。参照图4，产生治疗计划的方法包括由图2中示出的聚焦超声治疗设备200按顺序执行的操作。因此，即使以下省略，也可将以上给出的关于图2中示出的聚焦超声治疗设备200的任意描述应用于此。
[0080]在操作410，图像产生单元210产生将被超声辐射到的目标区域的图像。目标区域与将被治疗的患者的病变以及可通过在聚焦超声治疗设备200的单个操作期间依次辐射单个超声来治疗病变的区域对应。这里，图像产生单元210可通过使用CT设备、MRI设备或诊断超声系统来产生将被超声辐射到的目标区域的图像。然而，本发明不限于此。
[0081]此外，根据本实施例的图像产生单元210可实时监视目标区域的治疗。例如，聚焦超声治疗设备200可经由图像产生单元210监视正常组织是否被保护以及位于被超声辐射到的焦斑处的组织是否坏死。此外，聚焦超声治疗设备200可经由图像产生单元210获得目标区域的图像，并确定治疗是否完成。
[0082]在操作420，处理器220确定辐射到目标区域的单个超声的焦斑的尺寸。
[0083]在操作430，处理器220监视将被超声辐射到的目标区域和焦斑的温度以及热剂量。
[0084]在操作440，处理器220基于确定的焦斑的尺寸以及由温度监视单元240监视的温度和热剂量来确定焦斑的位置，使得在超声最初辐射之后目标区域中的将被超声辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远。
[0085]例如，处理器220可参照由温度监视单元240监视的焦斑和目标区域的温度以及热剂量，并基于目标区域之外的组织是否将被保护以及位于将被超声辐射到的焦斑处的组织是否可能坏死来确定焦斑的位置。
[0086]在操作450，处理器220基于焦斑的尺寸和焦斑的位置来确定超声辐射的持续时间和强度。
[0087]例如，处理器220还可基于第一焦斑与第二焦斑之间的距离来确定到第一焦斑的超声的辐射与到第二焦斑的超声的辐射之间的冷却时间间隔。
[0088]在操作460，换能器230参考在操作410产生的图像，基于焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超声辐射的持续时间和强度来辐射超声。
[0089]根据本实施例的聚焦超声治疗设备200将换能器230置于对将被治愈的病变聚焦的位置，并通过使用由图像产生单元210产生的图像来根据由处理器220确定的超声辐射的强度和持续时间将HIFU能量辐射在由处理器220确定的焦斑的位置，来执行治疗。
[0090]根据本发明的实施例，由于聚焦超声治疗设备200将超声依次辐射到被布置为彼此尽可能远离的焦斑，因此可减小或最小化由于超声的先前辐射所导致的热剂量的影响，由此可在聚焦超声治疗期间减小或最小化超声的依次辐射之间的冷却时间。此外，可防止正常组织因由于超声的先前辐射所导致的热剂量而坏死。
[0091]结果，可减少用于执行聚焦超声治疗的总体治疗时间，并且可考虑患者的安全和便利来有效地执行聚焦超声治疗。[0092]另外，还可通过位于介质(例如，计算机可读介质)上/中的计算机可读代码/指令来实现本发明的其它实施例，以控制至少一个处理元件执行任何上述实施例。所述介质可对应于允许计算机可读代码的存储和/或传输的任意介质/媒介。
[0093]可以以各种方式在介质上记录/传送计算机可读代码，所述介质的示例包括诸如磁存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)和光学记录介质(例如⑶-ROM或DVD)的记录介质以及诸如互联网传输介质的传输介质。因此，所述介质可以是包括或携带信号或信息的这样定义且可测量的结构，诸如根据本发明的一个或多个实施例的携带比特流的装置。所述介质还可以是分布式网络，从而以分布式方式存储/传送且执行计算机可读代码。此外，处理元件可包括处理器或计算机处理器，处理元件可分布于和/或包括在单个装置中。
[0094]应理解，在此描述的示例性实施例应仅在描述的意义上来考虑而不是为了限制的目的。对每个实施 例内的特征或方面的描述应通常被考虑为可用于其它实施例中的其它相似特征或方面。
【权利要求】
1.一种产生将被提供给聚焦超声治疗设备的治疗计划的方法，所述方法包括: 接收将被超声辐射到的目标区域来作为输入； 确定由聚焦超声治疗设备辐射的单个超声的焦斑的尺寸； 基于确定的焦斑的尺寸来确定焦斑的位置，使得目标区域中的将被超声依次辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远； 基于焦斑的尺寸和焦斑的位置来确定超声辐射的持续时间和强度； 基于焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超声辐射的持续时间和强度，产生用于由聚焦超声治疗设备辐射超声的治疗计划。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在确定焦斑的位置的步骤中，确定首先将被超声辐射到的第一焦斑的位置以及接着第一焦斑将被超声辐射到的第二焦斑的位置，使得第二焦斑的位置在目标区域内距第一焦斑的位置最远。
3.如权利要求2所述的方法，其中，在确定焦斑的位置的步骤中，基于第一焦斑的位置和第二焦斑的位置来确定接着第二焦斑将被超声辐射到的第三焦斑的位置，使得第三焦斑的位置在目标区域内距第一焦斑的位置和第二焦斑的位置最远。
4.如权利要求2所述的方法，其中，由于第二焦斑的位置距第一焦斑的位置最远，因此由辐射到第一焦斑的超声所导致的热剂量对第二焦斑的影响被最小化，由此到第一焦斑的超声的辐射与到第二焦斑的超声的辐射之间的冷却时间间隔被最小化。
5.如权利要求1所述的方法，还包括:估计将被超声辐射到的目标区域和焦斑的温度以及热剂量， 其中，基于估计的温度和热剂量确定焦斑的位置。
6.如权利要求1所述的方法，还包括:将产生的治疗计划输出到聚焦超声治疗设备。
7.一种用于产生将被提供给聚焦超声治疗设备的治疗计划的治疗计划产生设备，所述治疗计划产生设备包括: 输入接口，用于接收将被超声辐射到的目标区域来作为输入； 第一确定单元，用于确定由聚焦超声治疗设备辐射的单个超声的焦斑的尺寸； 第二确定单元，用于基于确定的焦斑的尺寸确定焦斑的位置，使得目标区域中的将被超声依次辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远； 第三确定单元，用于基于焦斑的尺寸和焦斑的位置来确定超声辐射的持续时间和强度； 计划产生单元，用于基于焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超声辐射的持续时间和强度，产生用于由聚焦超声治疗设备辐射超声的治疗计划。
8.如权利要求7所述的治疗计划产生设备，其中，第二确定单元确定首先将被超声辐射到的第一焦斑的位置，确定接着第一焦斑将被超声辐射到的第二焦斑的位置，使得第二焦斑的位置距第一焦斑的位置最远，并且第二确定单元基于第一焦斑的位置和第二焦斑的位置来确定接着第二焦斑将被超声辐射到的第三焦斑的位置，使得第三焦斑的位置距第一焦斑的位置和第二焦斑的位置最远。
9.如权利要求8所述的治疗计划产生设备，其中，由于第二焦斑的位置距第一焦斑的位置最远，因此由辐射到第一焦斑的超声所导致的热剂量对第二焦斑的影响被最小化，由此到第一焦斑的超声的辐射与到第二焦斑的超声的辐射之间的冷却时间间隔被最小化。
10.如权利要求7所述的治疗计划产生设备，还包括:估计单元，用于估计先前已被超声辐射到的目标区域和焦斑的温度以及热剂量， 其中，第二确定单元基于估计的温度和热剂量来确定焦斑的位置。
11.如权利要求7所述的治疗计划产生设备，还包括:输出接口，用于将产生的治疗计划输出到聚焦超声治疗设备。
12.—种聚焦超声治疗设备，包括: 图像产生单元，用于产生将被超声辐射到的目标区域的图像； 处理器，用于确定辐射到目标区域的单个超声的焦斑的尺寸，基于确定的焦斑的尺寸确定焦斑的位置，使得目标区域中的将被超声依次辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远，并基于焦斑的尺寸和焦斑的位置来确定超声辐射的持续时间和强度； 换能器，用于基于产生的图像，根据焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超声辐射的持续时间和强度来辐射超声。
13.如权利要求12所述的聚焦超声治疗设备，还包括:温度监视单元，用于监视将被超声辐射到的目标区域和焦斑的温度以及热剂量， 其中，处理器基于所述温度和热剂量来确定焦斑的位置，使得目标区域中的在超声最初辐射之后将被超声辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远。
14.如权利要求12所述的聚焦超声治疗设备，还包括:通信接口，用于从产生用于通过使用聚焦超声治疗设备治疗 目标区域的治疗计划的设备接收预产生的治疗计划， 其中，处理器参考经由通信接口接收的治疗计划来确定焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超声辐射的持续时间和强度。
15.如权利要求12所述的聚焦超声治疗设备，其中，处理器确定首先将被超声辐射到的第一焦斑的位置，确定接着第一焦斑将被超声辐射到的第二焦斑的位置，使得第二焦斑的位置距第一焦斑的位置最远，并且处理器基于第一焦斑的位置和第二焦斑的位置来确定接着第二焦斑将被超声辐射到的第三焦斑的位置，使得第三焦斑的位置距第一焦斑的位置和第二焦斑的位置最远。
16.如权利要求15所述的聚焦超声治疗设备，其中，由于第二焦斑的位置距第一焦斑的位置最远，因此由辐射到第一焦斑的超声所导致的热剂量对第二焦斑的影响被最小化，由此到第一焦斑的超声的辐射与到第二焦斑的超声的辐射之间的冷却时间间隔被最小化。
17.一种用于执行聚焦超声治疗的方法，所述方法包括: 产生将被超声辐射到的目标区域的图像； 确定辐射到目标区域的单个超声的焦斑的尺寸； 基于确定的焦斑的尺寸确定焦斑的位置，使得目标区域中的将被超声依次辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑的位置最远； 基于焦斑的尺寸和焦斑的位置来确定超声辐射的持续时间和强度； 基于产生的图像，根据焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超声辐射的持续时间和强度来辐射超声。
18.如权利要求17所述的方法，还包括:监视将被超声辐射到的目标区域和焦斑的温度以及热剂量，其中，在确定焦斑的位置的步骤中，基于所述温度和热剂量确定焦斑的位置，使得目标区域中的在超声最初辐射之后将被超声辐射到的每个焦斑的位置距先前已被超声辐射到的焦斑的位置 最远。
【文档编号】A61N7/02GK103537017SQ201310272009
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年7月1日 优先权日:2012年7月10日
【发明者】安民修, 方远喆 申请人:三星电子株式会社