[發(fā)明專(zhuān)利]使用熱聲學(xué)模型的能量密度圖計(jì)算

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380018585.3
• 申請(qǐng)日: 2013-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104203349B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·K·恩霍爾姆;K·I·努爾米勞卡斯;M·科勒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A61N7/02
• 分類(lèi)號(hào): A61N7/02;A61N5/02;A61B18/14;A61B18/18
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 王英,劉炳勝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于使用處置規(guī)劃來(lái)加熱目標(biāo)區(qū)和使用熱聲學(xué)模型計(jì)算能量密度圖的加熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

來(lái)自聚焦超聲換能器的超聲可以被用來(lái)選擇性地處置對(duì)象內(nèi)部的區(qū)域。超聲波被作為高能量機(jī)械振動(dòng)而被傳輸。隨著這些振動(dòng)衰減，它們引起組織加熱，并且它們還可以造成空穴作用。在臨床設(shè)定中組織加熱和空穴作用兩者可以被用來(lái)破壞組織。然而，利用超聲來(lái)加熱組織比空穴作用更容易控制。超聲處置可以被用來(lái)消融組織并且用來(lái)選擇性地破壞具有癌細(xì)胞的區(qū)域。這種技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于對(duì)子宮肌瘤的處置，并且減少了對(duì)子宮切除程序的需要。在較低功率或在脈沖模式中，超聲可以被用來(lái)選擇性地向區(qū)域輸送基因材料或藥物。

為了執(zhí)行超聲治療，聚焦超聲換能器可以被用來(lái)將超聲聚焦在特定的處置體積上。將換能器典型地安裝在諸如除氣水的能夠傳輸超聲的介質(zhì)內(nèi)。接著使用致動(dòng)器來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)超聲換能器的定位，并且由此調(diào)節(jié)正在被處置的組織區(qū)域。

典型地對(duì)臨床設(shè)定中的HIFU程序進(jìn)行圖像引導(dǎo)以在施加治療水平或消融水平的超聲能量之前進(jìn)行處置規(guī)劃和靶向。通常將MRI用于圖像引導(dǎo)，但是也可能使用超聲照相法。

美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)US 2011/0313329定義了用于沉積能量的治療系統(tǒng)，所述治療系統(tǒng)具有治療模塊的前饋控制。具體地，在這種已知的治療模塊中，根據(jù)對(duì)引起的加熱的先驗(yàn)估計(jì)來(lái)估計(jì)冷卻周期。國(guó)際申請(qǐng)WO2010/029479公開(kāi)了用來(lái)在目標(biāo)區(qū)中沉積能量的相繼沉積的治療系統(tǒng)。在測(cè)量場(chǎng)中測(cè)得的溫度和在組織熱量模型的基礎(chǔ)上導(dǎo)出的引起的加熱的基礎(chǔ)上控制該治療系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在獨(dú)立權(quán)利要求中提供了一種醫(yī)學(xué)裝置、一種方法和一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。在從屬權(quán)利要求中給出了實(shí)施例。

本發(fā)明提供了用于將能量密度數(shù)據(jù)用于高強(qiáng)度聚焦超聲中的安全、規(guī)劃和處置時(shí)間最優(yōu)化的醫(yī)學(xué)裝置。針對(duì)每個(gè)超聲處理存儲(chǔ)處置體積中的施加的能量密度，使得所述累積能量密度可以被評(píng)估并且被用于安全檢查(即限制在任意位置處的最大累積能量密度)、規(guī)劃對(duì)接下來(lái)的處置的定位并且被用于對(duì)局部能量沉積的視覺(jué)評(píng)估。

本文所使用的“處理器”包括能夠執(zhí)行程序或機(jī)器可執(zhí)行指令的電子部件。所述處理器比如可以是多核處理器。處理器還可以指單個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)或分布在多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的處理器的集合。許多程序使它們的指令被多個(gè)處理器執(zhí)行，所述多個(gè)處理器可以在同一個(gè)計(jì)算設(shè)備內(nèi)或者甚至可以分布在多個(gè)計(jì)算設(shè)備上。

“計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器”或“存儲(chǔ)器”是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的范例。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器是能被處理器直接訪問(wèn)的任何存儲(chǔ)器。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的范例包括但不限于：RAM存儲(chǔ)器、寄存器和寄存器文件。

“計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)裝置”或“存儲(chǔ)裝置”是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的范例。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)裝置是任何非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)裝置的范例包括但不限于：硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、USB拇指驅(qū)動(dòng)器、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、智能卡、DVD、CD-ROM、固態(tài)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)裝置還可以是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器，或者反之亦然。

本文所使用的“用戶(hù)界面”是允許用戶(hù)或操作者與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交互的界面。“用戶(hù)界面”還可以被稱(chēng)為“人類(lèi)界面設(shè)備”。用戶(hù)界面可以向所述操作者提供信息或數(shù)據(jù)和/或從所述操作者接收信息或數(shù)據(jù)。用戶(hù)界面可以使得來(lái)自操作者的輸入能夠被所述計(jì)算機(jī)接收，并且可以從所述計(jì)算機(jī)向所述用戶(hù)提供輸出。換言之，所述用戶(hù)界面可以允許操作者控制或操縱計(jì)算機(jī)，并且所述界面可以允許所述計(jì)算機(jī)指示所述操作者的控制或操縱的效果。顯示器或圖形用戶(hù)界面上對(duì)數(shù)據(jù)或信息的顯示是向操作者提供信息的范例。通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、軌跡球、觸摸板、指點(diǎn)桿、繪圖板、操縱桿、游戲手柄、攝像頭、頭戴式受話(huà)器、變速桿、方向盤(pán)、踏板、有線(xiàn)手套、跳舞毯、遙控器和加速度傳感器來(lái)接收數(shù)據(jù)都是用戶(hù)界面部件的范例，所述用戶(hù)界面部件實(shí)現(xiàn)從操作者接收信息或數(shù)據(jù)。

本文中使用的“硬件接口”包括使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理器能夠與外部計(jì)算設(shè)備和/或裝置交互或控制外部計(jì)算設(shè)備和/或裝置的接口。硬件接口可以允許處理器向外部計(jì)算設(shè)備和/或裝置發(fā)送控制信號(hào)或指令。硬件接口還可以使得處理器能夠與外部計(jì)算設(shè)備和/或裝置交換數(shù)據(jù)。硬件接口的范例包括但不限于：通用串行總線(xiàn)、IEEE 1394端口、并行端口、IEEE 1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、藍(lán)牙連接、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)連接、TCP/IP連接、以太連接、控制電壓接口、MIDI接口、模擬輸入接口和數(shù)字輸入接口。