[发明专利]使用热声学模型的能量密度图计算

说明书

技术领域

本发明涉及用于使用处置规划来加热目标区和使用热声学模型计算能量密度图的加热系统。

背景技术

来自聚焦超声换能器的超声可以被用来选择性地处置对象内部的区域。超声波被作为高能量机械振动而被传输。随着这些振动衰减，它们引起组织加热，并且它们还可以造成空穴作用。在临床设定中组织加热和空穴作用两者可以被用来破坏组织。然而，利用超声来加热组织比空穴作用更容易控制。超声处置可以被用来消融组织并且用来选择性地破坏具有癌细胞的区域。这种技术已经被应用于对子宫肌瘤的处置，并且减少了对子宫切除程序的需要。在较低功率或在脉冲模式中，超声可以被用来选择性地向区域输送基因材料或药物。

为了执行超声治疗，聚焦超声换能器可以被用来将超声聚焦在特定的处置体积上。将换能器典型地安装在诸如除气水的能够传输超声的介质内。接着使用致动器来调节对超声换能器的定位，并且由此调节正在被处置的组织区域。

典型地对临床设定中的HIFU程序进行图像引导以在施加治疗水平或消融水平的超声能量之前进行处置规划和靶向。通常将MRI用于图像引导，但是也可能使用超声照相法。

美国专利申请US 2011/0313329定义了用于沉积能量的治疗系统，所述治疗系统具有治疗模块的前馈控制。具体地，在这种已知的治疗模块中，根据对引起的加热的先验估计来估计冷却周期。国际申请WO2010/029479公开了用来在目标区中沉积能量的相继沉积的治疗系统。在测量场中测得的温度和在组织热量模型的基础上导出的引起的加热的基础上控制该治疗系统。

发明内容

本发明在独立权利要求中提供了一种医学装置、一种方法和一种计算机程序产品。在从属权利要求中给出了实施例。

本发明提供了用于将能量密度数据用于高强度聚焦超声中的安全、规划和处置时间最优化的医学装置。针对每个超声处理存储处置体积中的施加的能量密度，使得所述累积能量密度可以被评估并且被用于安全检查(即限制在任意位置处的最大累积能量密度)、规划对接下来的处置的定位并且被用于对局部能量沉积的视觉评估。

本文所使用的“处理器”包括能够执行程序或机器可执行指令的电子部件。所述处理器比如可以是多核处理器。处理器还可以指单个计算机系统内或分布在多个计算机系统中的处理器的集合。许多程序使它们的指令被多个处理器执行，所述多个处理器可以在同一个计算设备内或者甚至可以分布在多个计算设备上。

“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是能被处理器直接访问的任何存储器。计算机存储器的范例包括但不限于：RAM存储器、寄存器和寄存器文件。

“计算机存储装置”或“存储装置”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储装置是任何非易失性计算机可读存储介质。计算机存储装置的范例包括但不限于：硬盘驱动器、USB拇指驱动器、软盘驱动器、智能卡、DVD、CD-ROM、固态硬盘驱动器。在一些实施例中，计算机存储装置还可以是计算机存储器，或者反之亦然。

本文所使用的“用户界面”是允许用户或操作者与计算机或计算机系统交互的界面。“用户界面”还可以被称为“人类界面设备”。用户界面可以向所述操作者提供信息或数据和/或从所述操作者接收信息或数据。用户界面可以使得来自操作者的输入能够被所述计算机接收，并且可以从所述计算机向所述用户提供输出。换言之，所述用户界面可以允许操作者控制或操纵计算机，并且所述界面可以允许所述计算机指示所述操作者的控制或操纵的效果。显示器或图形用户界面上对数据或信息的显示是向操作者提供信息的范例。通过键盘、鼠标、轨迹球、触摸板、指点杆、绘图板、操纵杆、游戏手柄、摄像头、头戴式受话器、变速杆、方向盘、踏板、有线手套、跳舞毯、遥控器和加速度传感器来接收数据都是用户界面部件的范例，所述用户界面部件实现从操作者接收信息或数据。

本文中使用的“硬件接口”包括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向外部计算设备和/或装置发送控制信号或指令。硬件接口还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、IEEE 1284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、以太连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口和数字输入接口。