减少在高强度聚焦超声的交叠近场区域中的加热的制作方法_2

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。例如,所述相位可以用于将所述焦点的位置进行移位。也可以改变个体换能器元件或换能器元件组的幅值。这样,也可以完全关闭所述个体换能器元件或所述换能器元件组。
[0021]所述医学装置还包括用于存储机器可运行指令的存储器。所述医学装置还包括用于控制所述医学装置的处理器。对所述指令的运行令所述处理器接收描述多个声处理点的位置数据。所述位置数据实质上是描述多个声处理点的所述位置的数据。这些是通过将所述声处理体积移动到所述声处理点之内而要被声处理的点。例如,能够接收来自以下的位置数据:处置计划、医学成像系统、手动输入以及它们的组合。
[0022]对所述指令的运行还令所述处理器使用几何换能器元件模型来确定针对所述多个声处理点中的每个的声处理路径。所述声处理路径是超声将采取的以便到达所述多个声处理点中的每个的路径的粗略近似或近似。所述声处理路径可以被创建具有对于所述换能器元件中的每个或所述换能器元件组的简单的几何模型,或者也可以使用射线跟踪方法。
[0023]对所述指令的运行还令所述处理器使用针对所述多个声处理点中的每个的所述声处理路径来检测交叠区域。所述交叠区域指示两个或更多个声处理点的所述声处理路径在所述近场区域中的交叠。通常,所述超声换能器具有凹形形状,并且所述超声换能器元件被对准使得它们全部都粗略地聚焦到具体声处理体积或焦点中。所述近场区域卷入明显大于所述声处理体积。如果声处理体积邻近彼此或在具体的预定距离之内,则所述近场区域的部分能够交叠。如前所述,行进通过所述近场区域的超声具有对组织的区域进行加热的作用。如果近场区域在被声处理的声处理点中交叠,则能够将不止一次地对某些近场区域进行加热。这可以导致可以对对象有害的、对所述近场区域的不想要的加热。
[0024]对所述指令的运行还令所述处理器使用所述交叠区域来确定换能器控制命令。所述换能器控制命令能用于控制所述多个换能器元件,以减少在对所述两个或更多个声处理点的声处理期间在所述交叠区域中的超声能量的沉积。很简单,被递送到所述超声换能器的超声功率的幅值和/或相位被修改,使得所述超声在所述交叠区域中采取的路径被减少。这能够包括关闭个体换能器元件或换能器元件组,或者其可以涉及减少在对所述声处理点中的一个或多个的声处理期间的幅值。具有可以被优化的不同方式。
[0025]对所述指令的运行还令所述高强度聚焦超声系统使用所述换能器控制命令来按次序地对所述多个声处理点进行声处理。所述换能器控制命令令所述高强度聚焦超声系统按次序地对所述多个声处理点进行声处理。该实施例可以具有限制所述近场中的热剂量的益处。这可以具有射束成形由所述超声换能器产生的超声射束的益处。这可以意味着,为了对所述多个声处理点进行声处理,具有更少的等待时间,这是因为不对所述交叠区域进行加热或对它们加热地比在未实践本发明时对它们加热地更少。
[0026]在另一实施例中,对所述指令的运行还令所述处理器接收描述所述近场区域中的热性质的当前的热性质图。或使用医学成像技术(例如,热磁共振成像)能够确定所述热性质图,或通过模型可以创建所述热性质图,所述模型使用来自先前声处理的数据来创建所述热性质图。对所述指令的运行还令所述处理器使用所述换能器控制命令和换能器热模型来计算对所述热性质的预测的热性质图。所述换能器热模型可以例如是用于预测温度变化的热声学模型,所述温度变化是由利用所述换能器控制命令对所述多个声处理点进行声处理而引起的。
[0027]对所述指令的运行还令所述处理器使用所预测的热性质图来确定校正的换能器控制命令。经校正的换能器控制命令能用于控制所述多个换能器元件。所述指令令所述处理器使用经校正的换能器控制命令,以在对多个声处理点的按次序的声处理期间控制所述高强度聚焦超声系统。在该实施例中,所述当前的热性质图描述所述近场区域的当前的热性质。这用于更好地确定所述多个声处理点的所述声处理的作用。例如,如果所述当前的热性质图是温度图,则经校正的换能器控制命令能用于控制所述多个换能器元件,以将所述近场区域中的温度限制到预定阈值。这可以防止损伤所述近场区域中的对象。当前的热性质图和预测的热性质图都是所述近场区域中的对象的热性质的三维图。
[0028]作为温度图的备选,热性质图也可以用于无阈值地最小化温度,以使冷却时间更短。根据利用模拟测量或预测的温度图来计算的热剂量也能够被用作限制量度来代替温度。
[0029]在另一实施例中,对所述指令的运行还令所述处理器接收先前的热剂量。所述先前的热剂量描述使用所述高强度聚焦超声系统由先前的声处理引起的热剂量。所述当前的热性质图和/或所预测的热性质图是至少部分地使用所述先前的热剂量来确定的。该实施例可以是有益的,这是因为该实施例在预测所述多个声处理点对在所述近场区域之内的组织坏死或损伤的未来作用中可以是有用的。
[0030]本文中磁共振(MR)数据被定义为在磁共振成像扫描期间通过磁共振装置的天线记录的由原子自旋发射的射频信号的测量结果。本文中磁共振成像(MRI)图像被定义为被包含在磁共振成像数据之内的对解剖结构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所述可视化。
[0031]本文中MR热测定数据被定义为在磁共振成像扫描期间通过磁共振装置的天线记录的由原子自旋发射的射频信号的测量结果,所述测量结果包含可以用于磁共振热测定的信息。磁共振热测定通过测量温度敏感参数的变化来起作用。可以在磁共振热测定期间测量的参数的范例是:质子共振频率移位、扩散系数,或可以用于使用磁共振来测量温度的Tl弛豫时间和/或T2弛豫时间的变化。质子共振频率移位是温度依赖性的,这是因为个体质子、氢原子经历的磁场取决于周围的分子结构。归因于温度影响氢键,温度的增加减少了分子屏蔽。这引起质子共振频率的温度依赖性。
[0032]质子密度线性地取决于平衡磁化。因此能够使用质子密度加权的图像来确定温度变化。
[0033]弛豫时间Tl、T2和T2-星(有时被写为T2*)也是温度依赖性的。因此对Tl、T2和T2-星加权的图像的重建能够用于构建热图或温度图。
[0034]温度也影响在水溶液中的分子的布朗运动。因此,能够测量扩散系数(例如,脉冲扩散梯度自旋回波)的脉冲序列可以用于测量温度。
[0035]使用磁共振来测量温度的最有用的方法中的一个是通过测量水质子的质子共振频率(PRF)移位。质子的共振频率是温度依赖性的。随着温度在体素中改变,频率移位将引起水质子的测量相位改变。因此能够确定在两幅相位图像之间的温度变化。这种确定温度的方法具有与其他方法相比相对较快的优点。本文中比其他方法更加详细地讨论了 PRF方法。然而,本文中讨论的方法和技术也可应用于利用磁共振成像来执行热测定的其他方法。
[0036]在另一实施例中,所述医学装置还包括用于采集热磁共振数据的磁共振成像系统。对所述指令的运行还令所述处理器采集所述热磁共振数据。对所述指令的运行还令所述处理器至少部分地使用所述热磁共振数据来计算所述当前的热性质图。在所述先前的声处理期间或之后能够已经采集所述热磁共振数据。
[0037]在另一实施例中,对所述指令的运行还令所述处理器使用所述换能器热模型和先前的换能器控制命令集来计算所述当前的热性质图。在一些实施例中,能够结合建模使用所述热模型和所述磁共振热测定。
[0038]在另一实施例中,对所述指令的运行还令所述处理器重复地接收描述所述多个声处理点的位置数据。对所述指令的运行还令所述处理器使用所述几何换能器元件模型来重复地确定针对所述多个声处理点中的每个的声处理路径。对所述指令的运行还令所述处理器使用针对所述多个声处理点中的每个的所述声处理路径来重复地检测交叠区域。所述交叠区域指示两个或更多个声处理点的所述声处理路径在所述近场区域中的交叠。对所述指令的运行还令所述处理器重复地确定所述换能器控制命令,所述换能器控制命令能用于控制所述多个换能器元件,以减少在对所述两个或更多个声处理点的声处理期间在所述交叠区域中的超声能量的沉积。对所述指令的运行还令所述处理器重复地控制所述高强度聚焦超声系统,以使用所述换能器控制命令来按次序地对所述多个声处理点进行声处理。总之,在该实施例中,重复地完成由所述处理器执行的动作。这可以是有益的,这是因为在对象上使用所述医学装置的过程中可以具有被处置的多组声处理点。
[0039]在另一实施例中,对所述指令的运行还令所述处理器重复地接收所述当前的热性质图。对所述指令的运行还令所述处理器使用所述换能器控制命令和所述换能器热模型来重复地计算所预测的热性质图。对所述指令的运行还令所述处理器使用所预测的热性质图来重复地确定经校正的换能器控制命令。对所述指令的运行还令所述处理器重复地控制所述高强度聚焦超声系统,以使用所述换能器控制命令来按次序地对所述多个声处理点进行声处理。
[0040]在另一实施例中,所述多个换能器元件被控制为使用以下中的任一种来减少在对所述两个或更多个声处理点的声处理期间在所述交叠区域中的超声能量的所述沉积:选择性地切断所述多个换能器元件的第一部分,选择性地减少由多个换能器元件的第二部分生成的超声能量的幅值,以及它们的组合。所述多个换能器元件的所述第一部分和所述第二部分可以是一个或多个个体换能器元件,或者它们也可以是换能器元件组。
[0041 ] 在另一实施例中,所述多个换能器元件中的每个是可独立控制的。
[0042]在另一实施例中,所述热性质是以下中的任一种:温度、最大温度、热剂量、冷却时间以及它们的组合。
[0043]在另一方面中,本发明提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括用于由控制所述医学装置的处理器的运行的机器可运行指令。所述医学装置包括高强度聚焦超声系统,所述高强度聚焦超声系统包括具有多个换能器元件的超声换能器,所述多个换能器元件用于将超声聚焦到声处理体积中。在所述超声换能器与所述声处理体积之间具有近场区域。所述多个换能器元件是可成组操作的。对所述指令的运行令所述处理器接收描述所述多个声处理点的位置数据。对所述指令的运行还令所述处理器使用几何换能器元件模型来确定针对所述多个声处理点中的每个的声处理路径。对所述指令的运行还令所述处理器使用针对所述多个声处理点中的每个的所述声处理路径来检测交叠区域。所述交叠区域指示两个或更多个声处理点的所述声处理路径在所述近场
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