声辐射力磁共振成像的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及磁共振引导的高强度聚焦超声，具体而言，本发明涉及通过使用磁共振成像的高强度聚焦超声来确定组织位移。
【背景技术】
[0002]在高强度聚焦超声(HIFU)中，超声换能器元件的阵列用于形成超声换能器。向换能器元件供应交流电源令它们生成超声波。来自换能器元件中的每个的超声波在波束路径中的不同位置处或者相长地或者相消地叠加。通过控制供应到换能器元件中的每个的交流电源的相位，可以控制焦点或超声功率聚焦到其中的体积。
[0003]肿瘤的高强度聚焦超声(HIFU)治疗需要高程度的空间准确性，以便避免损害健康组织并且获得对系统的最佳使用。尽管当利用如当前实践的低功率测试超声处理时避免由于欠佳的瞄准的对健康组织的伤害对于大的固定肿瘤而言通常不是问题，但是如果例如错误的位置知识用于反馈算法，则系统的技术性能和/或临床性能可能会受损害。这转化为降低的处置效果。
[0004]磁共振(MR)声辐射力成像(MR-ARFI)可以用于观察机械压力波施加于体内组织上的辐射力。这例如包括对由所吸收的高强度聚焦超声施加的辐射力的估计。
[0005]McDannold 和 Maier 的期刊文章 “Magnetic resonance acoustic radiat1nforce imaging” (Medical Physics，第 35 卷，2008 年 8 月，第 3748-3758 页)公开了一种确定由使用磁共振成像的聚焦超声引起的位移的弹性成像方法。
【发明内容】
[0006]本发明在独立权利要求中提供一种医学仪器、一种计算机程序产品以及一种方法。在从属权利要求中给出了实施例。
[0007]如本领域的技术人员将认识到的，本发明的各个方面将实现为装置、方法或计算机程序产品。相应地，本发明的各个方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合软件和硬件方面的实施例(在本文中总体上全部可以被称为“电路”、“模块”或“系统”)的形式。此外，本发明的各个方面可以采取实现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述一个或多个计算机可读介质具有实现在其上的计算机可执行代码。
[0008]可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。所述计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。本文使用的“计算机可读存储介质”涵盖任何可以存储可由计算设备的处理器执行的指令的有形存储介质。可以将计算机可读存储介质称为计算机可读非暂态存储介质。也可以将计算机可读存储介质称为有形计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质还可以能够存储可以由计算设备的处理器访问的数据。计算机可读存储介质的范例包括但不限于:软盘、磁硬盘驱动器、固态硬盘、闪速存储器、USB拇指驱动器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(R0M)、光盘、磁光盘以及处理器的寄存器文件。光盘的范例包括压缩盘(CD)和数字通用盘(DVD)，例如，⑶-ROM、⑶-RW、⑶-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。术语计算机可读存储介质还指能够经由网络或通信链路由计算机设备访问的各种类型的记录介质。例如，可以在调制调解器、因特网或局域网上检索数据。可以使用任何适当介质发送实现在计算机可读介质上的计算机可执行代码，所述任何适当介质包括但不限于无线的、有线的、光纤线缆的、RF等或者前面的任何合适的组入口 ο
[0009]计算机可读信号介质可以包括具有实现在其中的计算机可执行代码的传播的数据信号，例如，在基带中或作为载波的部分。这样的传播的信号可以采取任何各种形式，包括但不限于电磁的、光学的或它们的任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是这样的任何计算机可读介质:不是计算机可读存储介质，并且能够传达、传播或传输由指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合使用的程序。
[0010]“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是任何可由处理器直接访问的存储器。“计算机存储设备”或“存储设备”是计算机可读存储介质的另外的范例。计算机存储设备是任何非易失性计算机可读存储介质。在一些实施例中，计算机存储设备也可以是计算机存储器，或者反之亦然。
[0011]如本文中所使用的“处理器”涵盖能够执行程序或机器可执行指令或计算机可执行代码的电子部件。对包括“处理器”的计算设备的引用应当被解读为能够包含多于一个的处理器或处理核。所述处理器可以例如是多核处理器。处理器也可以指在单个计算机系统之内的或分布在多个计算机系统之间的处理器的集合。术语计算设备也应当被解读为能够指每个包括一个或多个处理器的计算设备的集合或网络。计算机可执行代码可以由可以在相同的计算设备之内或甚至可以分布在多个计算设备之间的多个处理器来执行。
[0012]计算机可执行代码可以包括令处理器执行本发明的方面的机器可执行指令或程序。用于执行针对本发明的方面的操作的计算机可执行代码可以以一个或多个编程语言的任何组合来编写并且被编译为机器可执行指令，所述一个或多个编程语言包括诸如Java、SmalltalKC++等的面向对象的编程语言以及诸如“C”编程语言或相似编程语言的常规过程性编程语言。在一些实例中，所述计算机可执行代码可以采取高级语言的形式或者采取预编译的形式并且结合在工作时生成机器可执行指令的解读器一起被使用。
[0013]所述计算机可执行代码可以完全在用户的计算机上、部分在用户的计算机上(作为独立的软件包)、部分在用户的计算机上并且部分在远程计算机上、或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情形下，所述远程计算机可以通过包括局域网(LAN)或广域网(WAN)的任何类型的网络连接到用户的计算机，或者可以(例如，通过使用因特网服务提供商的因特网)对外部计算机进行连接。
[0014]参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图、图示和/或方框图来描述本发明的方面。应理解，当可应用时，能够通过采取计算机可执行代码的形式的计算机程序指令来实施流程图、图示和/或方框图的方框的每个方框或部分。还应理解，当互不排斥时，可以组合不同流程图、图示和/或方框图中的方框。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或产生机器的其他可编程数据处理装置的处理器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实施在流程图和/或一个或多个方框图框中指定的功能/动作的单元。
[0015]这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，所述计算机可读介质能够指引计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定的方式来工作，使得在计算机可读介质中存储的指令产生包括实施在流程图和/或一个或多个方框图框中指定的功能/动作的指令的制品。
[0016]所述计算机程序指令还可以加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以令在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤，从而产生计算机实施的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于在流程图和/或一个或多个方框图框中指定的功能/动作的过程。
[0017]如本文所使用的“用户接口”是允许用户或操作人员与计算机或计算机系统交互的接口。“用户接口”还可以被称为“人机接口设备”。用户接口可以向操作人员提供信息或数据和/或从操作人员接收信息或数据。用户接口可以使得来自操作人员的输入能够被计算机接收并且可以从计算机向用户提供输出。换言之，所述用户接口可以允许操作人员控制或操控计算机，并且所述接口可以允许计算机指示操作人员的控制或操控的效果。显示器或图形用户接口上的数据或信息的显示是向操作人员提供信息的范例。通过键盘、鼠标、跟踪球、触摸板、指点杆、图形输入板、操纵杆、游戏手柄、网络摄像头、耳机、变速杆、转向盘、踏板、有线手套、跳舞毯、遥控器和加速度计对数据的接收全都是实现对来自操作人员的信息或数据的接收的用户接口部件的范例。
[0018]如本文所使用的“硬件接口”涵盖使得计算机系统的处理器能够与外部计算设备和/或装置交互和/或控制外部计算设备和/或装置的接口。硬件接口可以允许处理器将控制信号或指令发送到外部计算设备和/或装置。硬件接口也可以使得处理器能够与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的范例包括但不限于:通用串行总线、IEEE 1394端口、并行端口、IEEE1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、蓝牙连接、无线局域网连接、TCP/IP连接、以太网连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口以及数字输入接口。
[0019]如本文所使用的“显示器”或“显示设备”涵盖适于显示图像或数据的输出设备或用户接口。显示器可以输出视觉、音频和/或触觉数据。显示器的范例包括但不限于:计算机监视器、电视屏幕、触摸屏、触觉电子显示器、盲文屏幕、阴极射线管(CRT)、存储管、双稳态显示器、电子纸、矢量显示器、平板显示器、真空荧光显示器(VF)、发光二极管(LED)显示器、电致发光显示器(ELD)、等离子体显示板(PDP)、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)、投影仪和头戴式显示器。
[0020]医学图像数据在文本中被定义为已经使用医学成像扫描器采集的二维或三维数据。医学成像扫描器在本文中被定义为适于采集与患者的物理结构有关的信息并且构建二维或三维医学图像数据集的装置。医学图像数据能够用于构建对医师的诊断有用的可视化。能够使用计算机来执行这一可视化。
[0021]磁共振(MR)数据在本文中被定义为在磁共振成像扫描期间由磁共振装置的天线所记录的由原子自旋发射的射频信号的测量结果。磁共振数据是医学图像数据的范例。磁共振成像(MRI)图像在本文中被定义为磁共振成像数据内包含的解剖数据的经重建的二维或三维可视化。能够使用计算机来执行这一可视化。
[0022]磁共振数据可以包括在磁共振成像扫描期间磁共振装置的天线对由原子自旋发射的射频信号的测量结果，所述磁共振数据包含可以用于磁共振测温的信息。磁共振测温通过测量温度敏感参数的改变来工作。在磁共振测温期间可以被测量的参数的范例是:质子共振频率偏移、扩散系数，或者Tl和/或T2弛豫时间的变化可以用于使用磁共振来测量温度。质子共振频率偏移是温度依赖的，因为各个质子、氢原子经历的磁场取决于周围的分子结构。由于温度影响氢键结合，温度的增加减少分子筛选。这导致质子共振频率的温度依赖性。
[0023]质子密度与均衡磁化线性相关。因此，能够使用质子密度加权图像来确定温度改变。
[0024]弛豫时间Tl、T2和T2-星(有时写为T2*)也是温度依赖的。因此，对Tl、T2和T2-星加权图像的重建能够用于构建热图或温度图。
[0025]温度也影响水溶液中的分子的布朗运动。因此，能够测量扩散系数的脉冲序列，例如脉冲扩散梯度自旋回波，可以用于测量温度。
[0026]使用磁共振测量温度的最有用的方法之一是通过测量水质子的质子共振频率(PRF)偏移。质子的共振频率是温度依赖的。当温度在体素中变化时，频率偏移将使得测得的水质子的相位改变。因此，能够确定两个相位图像之