用于加熱受試體的治療設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種治療設(shè)備（900、1000），包括用于加熱目標(biāo)區(qū)（940、1022）的高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)（904）。所述治療設(shè)備還包括磁共振成像系統(tǒng)（902）。所述治療設(shè)備還包括存儲(chǔ)器（952），包含用于由處理器（944）執(zhí)行的機(jī)器可執(zhí)行指令（980、982、984、986、988、990）。所述指令的執(zhí)行令所述處理器：生成（702、802）加熱命令（964），所述加熱命令使高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)對(duì)受試體進(jìn)行超聲降解；在執(zhí)行所述加熱命令期間重復(fù)采集（704、804）所述磁共振數(shù)據(jù)（954）；重復(fù)計(jì)算（706、806）空間相關(guān)參數(shù)（970）；以及根據(jù)所述空間相關(guān)參數(shù)重復(fù)修改（708、808）所述加熱命令，使得在所述目標(biāo)區(qū)之內(nèi)，所述空間相關(guān)參數(shù)保持低于第一預(yù)定閾值并高于第二預(yù)定閾值。
【專利說明】用于加熱受試體的治療設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種磁共振引導(dǎo)的高強(qiáng)度聚焦超聲治療，尤其涉及對(duì)受試體體內(nèi)目標(biāo) 區(qū)的受控加熱。

【背景技術(shù)】
[0002] 本發(fā)明涉及一種治療系統(tǒng)，包括：
[0003] -治療模塊，其沿著包括目標(biāo)的目標(biāo)區(qū)域中的連續(xù)軌線向所述目標(biāo)定向治療作用，
[0004] -測(cè)溫模塊，其測(cè)量測(cè)量場(chǎng)中的溫度，并且尤其計(jì)算熱劑量，
[0005] -控制模塊，其控制治療模塊以基于測(cè)量的溫度和/或熱劑量沿著相應(yīng)的軌線施 加治療作用，其中，所述連續(xù)軌線位于目標(biāo)區(qū)中。
[0006] 國(guó)際申請(qǐng)W02009/090579-A1 (PH009795)公開了這樣的治療系統(tǒng)。
[0007] 溫和高熱（HT)是這樣一種治療技術(shù)，其中，將組織加熱到高于體溫但低于消融溫 度的溫度(例如，38_45°C)。這些高熱處置可能導(dǎo)致生理(例如，灌注）和細(xì)胞(例如，基因表 達(dá))變化，當(dāng)結(jié)合化學(xué)治療或輻射治療使用時(shí)改善療效。HT誘發(fā)多種變化，其提供了臨床益 處，使其與很多化療藥劑和輻射治療協(xié)同作用。除了生理和細(xì)胞變化之外，可以將高熱與對(duì) 溫度敏感的或不敏感的藥物遞送系統(tǒng)一起使用，以降低毒性并改善總體效力。用于降低毒 性的一種方案涉及到利用溫度敏感的脂質(zhì)體藥物遞送來瞄準(zhǔn)腫瘤。在試驗(yàn)工作中，脂質(zhì)體 在溫和的高熱溫度（40-42°C)下呈現(xiàn)出10-20秒之內(nèi)接近完全的藥物釋放。
[0008] 有很多現(xiàn)有的裝置能夠?qū)⒔M織加熱到高熱范圍。一個(gè)范例是射頻（RF)施用器，其 使用調(diào)諧天線以向身體中發(fā)射RF能量。然而，由于RF的波長(zhǎng)很長(zhǎng)，RF施用器最好是用于 加熱位于深處的腫瘤。也使用微波施用器，但由于其波長(zhǎng)小，通常僅用于淺表的腫瘤。兩種 類型的施用器都可以用于不同配置中，最常見的是相控陣列、波導(dǎo)和螺旋天線。執(zhí)行局部高 熱的新穎且有效的方式是通過磁共振引導(dǎo)的高強(qiáng)度聚焦超聲（MR-HIFU)，其中，使用聚焦的 超聲實(shí)現(xiàn)高熱，并且利用MR對(duì)處置進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0009] MRI在HIFU超聲降解期間提供活體內(nèi)溫度圖。然后可以通過實(shí)時(shí)評(píng)估在組織中 檢測(cè)到的溫度升高來實(shí)現(xiàn)反饋，并基于這種知識(shí)調(diào)整超聲降解的功率、持續(xù)時(shí)間或軌線。以 前已經(jīng)將體積反饋用于對(duì)組織進(jìn)行熱消融，即在目標(biāo)區(qū)域中實(shí)現(xiàn)完全熱壞死(M. Kohler等 人，Med. Phys. 36 (8)，3521，2009 年 8 月 J.Enholm 等人，IEEE Trans. Bio Med. Eng.，57(1)， 2010年1月）。國(guó)際申請(qǐng)W02009/090579-A1提到了針對(duì)MR-HIFU消融的雙態(tài)反饋。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明在獨(dú)立權(quán)利要求中提供了治療設(shè)備、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、方法和治療系統(tǒng)。在 從屬權(quán)利要求中給出了實(shí)施例。
[0011] 本發(fā)明的發(fā)現(xiàn)是，對(duì)于所謂的溫和高熱應(yīng)用，需要在長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間內(nèi)維持高溫，例如 在40-45°范圍中。
[0012] 由于針對(duì)大部分溫和高熱應(yīng)用的最佳溫度在40-45°C范圍中（T〈40°C導(dǎo)致有限的 效果，T>45°C可能導(dǎo)致停止組織灌注)，需要用于溫和高熱的完全不同的方法。溫和高熱反 饋與消融反饋的不同在于，將溫度提高到能夠誘發(fā)壞死的水平(通常>55°C )，并且然后令組 織冷卻下來，相反，溫和高熱反饋將目標(biāo)區(qū)域中的溫度維持在期望水平較長(zhǎng)時(shí)間。在這一時(shí) 間期間，例如可以調(diào)節(jié)功率和軌線以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)結(jié)果。此外，與消融算法中發(fā)現(xiàn)的銳利空間梯 度相比，溫和高熱實(shí)施得到跨被加熱區(qū)域的平坦或均勻的溫度分布。W02009/090579-A1公 開的雙態(tài)反饋算法不能將溫和高熱維持長(zhǎng)時(shí)間，而是在最終子軌線到達(dá)其結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)(通常 平均溫度在55-58°C范圍中）之后停止超聲降解。
[0013] 在本發(fā)明的溫和高熱反饋實(shí)施中，有1到N (1-N)之間任何數(shù)量的加熱子軌線、1 到N (1-N)個(gè)溫度維持子軌線以及一個(gè)等候子軌線。軌線幾何形狀和尺寸、加熱和維持子 軌線的超聲降解功率是由用戶從用戶接口設(shè)置的，并且能夠在超聲降解期間加以調(diào)節(jié)。通 常，子軌線是同心的，例如同心圓，但它們的形狀可以是任意的。在等候子軌線期間不執(zhí)行 任何超聲降解。在初始加熱階段中，按照已知方式將超聲降解從加熱子軌線向下一個(gè)切換， 直到將所有子軌線超聲降解一次為止。在完成最后加熱子軌線的超聲降解之后，將超聲降 解切換到等候子軌線。根據(jù)實(shí)現(xiàn)的作用標(biāo)準(zhǔn)，從等候子軌線，能夠?qū)⒊暯到馇袚Q到維持子 軌線中的任一個(gè)。對(duì)于利用MRI采集的每幅圖像，檢查維持子軌線的標(biāo)準(zhǔn)，如果已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 任何規(guī)定作用標(biāo)準(zhǔn)，將超聲降解切換到該子軌線。如果同時(shí)滿足若干熱維持子軌線的條件， 那么選取具有規(guī)定優(yōu)先級(jí)的一個(gè)首先進(jìn)行超聲降解。一旦已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了維持子軌線的作用標(biāo) 準(zhǔn)，從任何熱維持子軌線，超聲降解移動(dòng)返回到等候子軌線。這種方法獲得的優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)生了均 勻且精確的被加熱區(qū)域，這是臨床實(shí)施所必須的。與最常見的可能過于麻煩的參數(shù)反饋算 法相比，雙態(tài)反饋算法提供了簡(jiǎn)單、非參數(shù)且魯棒的反饋控制。
[0014] 本文使用的"計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)"涵蓋任何有形的存儲(chǔ)介質(zhì)，其可以存儲(chǔ)能夠由 計(jì)算裝置的處理器執(zhí)行的指令。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以稱為計(jì)算機(jī)可讀非暫態(tài)存儲(chǔ)介 質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)也可以稱為有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀 存儲(chǔ)介質(zhì)也可以能夠存儲(chǔ)能夠被計(jì)算裝置的處理器訪問的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的范 例包括，但不限于：軟盤、磁性硬盤驅(qū)動(dòng)器、固態(tài)硬盤、閃速存儲(chǔ)器、USB拇指驅(qū)動(dòng)器、隨機(jī)存 取存儲(chǔ)器（RAM)、只讀存儲(chǔ)器（ROM)、光盤、磁光盤和處理器的寄存器文件。光盤的范例包括 緊致盤（CD)和數(shù)字多用盤（DVD)，例如 CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW 或 DVD-R 盤。 術(shù)語計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)還指各種類型的記錄介質(zhì)，其能夠被計(jì)算機(jī)裝置經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或通信 鏈路訪問。例如，可以通過調(diào)制調(diào)解器、因特網(wǎng)或局域網(wǎng)檢索數(shù)據(jù)。
[0015] "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)器是直 接能夠被處理器訪問的任何存儲(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。
[0016] "計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存器"或"儲(chǔ)存器"是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的范例。計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存器是任 何非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存器的范例包括，但不限于：硬盤驅(qū)動(dòng)器、USB 拇指驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器、智能卡、DVD、⑶-ROM和固態(tài)硬盤驅(qū)動(dòng)器。在一些實(shí)施例中，計(jì)算 機(jī)儲(chǔ)存器也可以是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器或者反之亦然。
[0017] 本文使用的"處理器"涵蓋能夠執(zhí)行程序或機(jī)器可執(zhí)行指令的電子部件。提到包 括"處理器"的計(jì)算裝置應(yīng)當(dāng)被解釋為可能包含超過一個(gè)處理器或處理內(nèi)核。處理器例如 可以是多核處理器。處理器也可以指單個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之內(nèi)或分布于多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的 處理器的集合。術(shù)語計(jì)算裝置還應(yīng)當(dāng)被解釋為可能指每個(gè)均包括處理器的計(jì)算裝置集合或 網(wǎng)絡(luò)。很多程序讓多個(gè)處理器執(zhí)行其指令，多個(gè)處理器可以在相同的計(jì)算裝置之內(nèi)或甚至 可以分布于多個(gè)計(jì)算裝置之間。
[0018] 本文使用的"用戶接口"是允許用戶或操作員與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交互的接口。 "用戶接口"也可以稱為"人機(jī)接口裝置"。用戶接口可以向操作員提供信息或數(shù)據(jù)和/或 從操作員接收信息或數(shù)據(jù)。用戶接口可以使得來自操作員的輸入能夠被計(jì)算機(jī)接收，并可 以從計(jì)算機(jī)向用戶提供輸出。換言之，用戶接口可以允許操作員控制或操作計(jì)算機(jī)，并且接 口可以允許計(jì)算機(jī)指出操作員的控制或操作的效果。在顯示器或圖形用戶界面上顯示數(shù)據(jù) 或信息是向操作員提供信息的范例。通過鍵盤、鼠標(biāo)、跟蹤球、觸摸板、點(diǎn)擊棒、圖形輸入板、 操縱桿、游戲鍵盤、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、頭戴聽筒、變速桿、方向盤、踏板、有線手套、跳舞毯、遙控器 和加速度計(jì)接收數(shù)據(jù)都是能夠從操作員接收信息或數(shù)據(jù)的用戶界面部件的范例。
[0019] 本文使用的"硬件接口"涵蓋使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理器能夠與外部計(jì)算裝置和/或 設(shè)備交互和/或控制其的接口。硬件接口可以允許處理器向外部計(jì)算裝置和/或設(shè)備發(fā)送 控制信號(hào)或指令。硬件接口也可以使處理器能夠與外部計(jì)算裝置和/或設(shè)備交互數(shù)據(jù)。硬 件接口的范例包括，但不限于：通用串行總線、IEEE1394端口、并行端口、IEEE1284端口、串 行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、藍(lán)牙連接、無線局域網(wǎng)連接、TCP/IP連接、以太網(wǎng)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。
[0020] 本文使用的"顯示器"或"顯示裝置"涵蓋適于顯示圖像或數(shù)據(jù)的輸出裝置或用戶 接口。顯示器可以輸出視覺、音頻和或觸覺數(shù)據(jù)。顯示器的范例包括，但不限于：計(jì)算機(jī)監(jiān) 視器、電視屏幕、觸摸屏、觸覺電子顯示器、盲文屏幕、陰極射線管（CRT)、存儲(chǔ)管、雙穩(wěn)態(tài)顯 示器、電子紙、矢量顯示器、平板顯示器、真空熒光顯示器（VF)、發(fā)光二極管（LED)顯示器、 電致發(fā)光顯示器（ELD)、等離子體顯示板（PDP)、液晶顯示器（IXD)、有機(jī)發(fā)光二極管顯示器 (0LED)、投影儀和頭戴式顯示器。
[0021] 本文將磁共振(MR)數(shù)據(jù)定義為在磁共振成像掃描期間由磁共振設(shè)備的天線記錄 的原子自旋發(fā)射的射頻信號(hào)測(cè)量值。本文將磁共振成像（MRI)圖像定義為磁共振成像數(shù)據(jù) 之內(nèi)包含的解剖數(shù)據(jù)的重建二維或三維可視化?？梢岳糜?jì)算機(jī)執(zhí)行這種可視化。
[0022] 本文使用的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)涵蓋描述受試體解剖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。磁共振圖像是一種醫(yī) 學(xué)圖像數(shù)據(jù)。
[0023] 本文將MR測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)定義為在磁共振成像掃描期間由磁共振設(shè)備的天線記錄的原 子自旋發(fā)射的射頻信號(hào)測(cè)量值，其包含可用于磁共振測(cè)溫的信息。磁共振測(cè)溫法通過測(cè)量 溫度敏感參數(shù)的變化來工作。在磁共振測(cè)溫法期間可以測(cè)量的參數(shù)范例是：質(zhì)子共振移頻、 擴(kuò)散系數(shù)或T1和/或T2弛豫時(shí)間的變化，可用于利用磁共振測(cè)量溫度。質(zhì)子共振移頻是 溫度相關(guān)的，因?yàn)閭€(gè)體質(zhì)子、氫原子經(jīng)受的磁場(chǎng)取決于周圍的分子結(jié)構(gòu)。由于溫度影響到氫 鍵，溫度的升高降低了分子篩選。這導(dǎo)致質(zhì)子共振頻率對(duì)溫度的相關(guān)性。
[0024] 本文使用的"超聲窗口 "涵蓋能夠透射超聲或能量的窗口。通常，將薄膜或膜用作 超聲窗口。超聲窗口例如可以由BoPET (雙軸取向的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）薄膜制造。
[0025] 在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供了一種治療設(shè)備，包括用于加熱受試體的目標(biāo)區(qū)的 高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)。所述治療設(shè)備還包括用于采集磁共振數(shù)據(jù)的磁共振成像系統(tǒng)。所述 治療設(shè)備還包括用于控制治療設(shè)備的處理器。對(duì)于處理器，應(yīng)當(dāng)理解處理器可以指多個(gè)處 理器，或甚至相連或協(xié)同工作的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或控制器。所述治療設(shè)備還包括存儲(chǔ)器，包 含用于由處理器執(zhí)行的機(jī)器可執(zhí)行指令。同樣地，應(yīng)當(dāng)理解，提到存儲(chǔ)器可以指單個(gè)控制器 或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之內(nèi)或甚至分布于各種控制器或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的多個(gè)存儲(chǔ)器位置。
[0026] 執(zhí)行所述指令使所述處理器生成加熱命令，令高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)根據(jù)加熱軌線 對(duì)受試體進(jìn)行超聲降解。本文使用的"加熱命令"是用于控制高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)的指令。 所述加熱命令可以包含用于高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)的控制和命令序列。本文使用的"加熱軌 線"是個(gè)體超聲降解點(diǎn)的集合。換言之，加熱軌線是由高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)連續(xù)加熱的位置 的集合。生成加熱命令，使得高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)結(jié)合加熱軌線進(jìn)行超聲降解。亦即，在由 高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)執(zhí)行加熱命令時(shí)，遵循超過一個(gè)軌線或連續(xù)超聲降解點(diǎn)的集合。
[0027] 處理器然后向高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)發(fā)送或發(fā)射加熱命令。然后這令高強(qiáng)度聚焦超 聲系統(tǒng)沿著指定的加熱軌線執(zhí)行超聲降解。指令的下一次執(zhí)行還令處理器在執(zhí)行加熱命令 期間重復(fù)獲取磁共振數(shù)據(jù)。處理器生成令磁共振成像系統(tǒng)采集磁共振數(shù)據(jù)的命令。指令的 執(zhí)行還令處理器重復(fù)從磁共振數(shù)據(jù)計(jì)算空間相關(guān)參數(shù)?？臻g相關(guān)參數(shù)可以是受試體的物理 性質(zhì)，因?yàn)樗梢允鞘艿侥繕?biāo)區(qū)之內(nèi)各個(gè)超聲降解點(diǎn)的加熱影響的局部溫度或某種其他局 部參數(shù)。指令的執(zhí)行還令處理器重復(fù)根據(jù)所述空間相關(guān)參數(shù)修改所述加熱命令，使得在所 述目標(biāo)區(qū)之內(nèi)，所述空間相關(guān)參數(shù)保持低于第一預(yù)定閾值并高于第二預(yù)定閾值。
[0028] 處理器還向高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)發(fā)送經(jīng)重復(fù)修改的加熱命令。實(shí)質(zhì)上，磁共振數(shù) 據(jù)的采集、空間相關(guān)參數(shù)的計(jì)算以及根據(jù)相關(guān)參數(shù)修改加熱命令形成閉合的反饋系統(tǒng)。這 允許空間相關(guān)參數(shù)保持低于第一預(yù)定閾值并高于第二預(yù)定閾值。給出一個(gè)范例，空間相關(guān) 參數(shù)可以是受試體體內(nèi)的空間相關(guān)溫度。通過這種方式，目標(biāo)區(qū)之內(nèi)的空間相關(guān)溫度可以 低于第一預(yù)定溫度閾值并高于第二預(yù)定溫度閾值。
[0029] 這一實(shí)施例是有利的，因?yàn)樗试S系統(tǒng)能夠精確控制空間相關(guān)參數(shù)，諸如溫度。例 如，可以將溫度維持在低于造成組織消融必需的溫度。然后可以使目標(biāo)區(qū)到達(dá)用于受控時(shí) 間段的受控溫度。可以將這用于使該區(qū)域敏感化，以對(duì)其對(duì)輻射治療更為敏感，它可以實(shí)現(xiàn) 從溫度敏感膠囊或容器釋放藥物或造影劑。應(yīng)當(dāng)指出，可以在工作中計(jì)算或可以基于治療 計(jì)劃指定第一預(yù)定閾值和第二預(yù)定閾值。
[0030] 在另一實(shí)施例中，所述指令還令所述處理器生成等候命令，其令所述高強(qiáng)度聚焦 超聲系統(tǒng)在執(zhí)行所述加熱命令之后的預(yù)定時(shí)間暫停超聲降解。本文使用的等候命令是令高 強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)等候并且不對(duì)受試體的目標(biāo)區(qū)任何部分進(jìn)行超聲降解的命令。所述指 令還令處理器生成維持命令，其令高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)根據(jù)維持軌線對(duì)受試體進(jìn)行超聲降 解。本文使用的維持軌線具有與加熱軌線相同的含義。維持軌線是目標(biāo)區(qū)之內(nèi)實(shí)質(zhì)上連續(xù) 指定的超聲降解點(diǎn)。使用加熱軌線開始加熱目標(biāo)區(qū)。使用維持軌線在等候命令施加的加熱 周期之后維持目標(biāo)區(qū)中的溫度。也可以將等候命令解釋為所謂的等候軌線。在一些實(shí)施例 中，可以將維持軌線與加熱軌線集成。
[0031] 在其他實(shí)施例中，維持軌線是與那些加熱軌線不同的軌線。在一些實(shí)施例中，維持 軌線可以是個(gè)體加熱軌線的超聲降解點(diǎn)的子集。
[0032] 所述指令還令處理器在執(zhí)行維持命令期間重復(fù)獲取磁共振數(shù)據(jù)。所述指令還令處 理器在執(zhí)行維持命令期間從磁共振數(shù)據(jù)重復(fù)計(jì)算空間相關(guān)參數(shù)。可是使用在執(zhí)行維持命令 期間采集的磁共振數(shù)據(jù)替換在執(zhí)行加熱命令期間采集的磁共振數(shù)據(jù)。指令的執(zhí)行還令處理 器根據(jù)所述空間相關(guān)參數(shù)重復(fù)修改所述維持命令，使得在所述目標(biāo)區(qū)之內(nèi)，所述空間相關(guān) 參數(shù)保持低于第一預(yù)定閾值并高于第二預(yù)定閾值?？梢杂商幚砥飨蚋邚?qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)發(fā) 送或發(fā)射等候命令、維持命令和重復(fù)修改的維持命令以對(duì)其進(jìn)行控制。
[0033] 在這一實(shí)施例中，高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)一開始首先利用加熱軌線加熱目標(biāo)區(qū)。然 后有一個(gè)等候時(shí)段，然后繼之以執(zhí)行維持命令以維持目標(biāo)區(qū)的溫度的時(shí)段。在一些實(shí)施例 中，可以與維持命令交替地執(zhí)行等候命令。亦即，執(zhí)行等候命令；系統(tǒng)等候，然后執(zhí)行維持命 令。然后是在其中沒有超聲降解的另一時(shí)段，并再次執(zhí)行等候命令。然后再次執(zhí)行維持命 令。只要希望在第一預(yù)定閾值和第二預(yù)定閾值之間維持空間相關(guān)參數(shù)，就可以重復(fù)這一技 術(shù)。
[0034] 在另一實(shí)施例中，所述指令的執(zhí)行還令處理器在執(zhí)行等候命令期間重復(fù)采集磁共 振數(shù)據(jù)。所述指令的執(zhí)行還令處理器在目標(biāo)區(qū)中的空間相關(guān)參數(shù)低于第二預(yù)定閾值時(shí)觸發(fā) 維持命令的執(zhí)行。所述指令的執(zhí)行還可以令處理器在執(zhí)行等候命令期間從磁共振數(shù)據(jù)重復(fù) 計(jì)算空間相關(guān)參數(shù)。在這一實(shí)施例中，在執(zhí)行等候命令期間繼續(xù)采集磁共振數(shù)據(jù)。如果空 間相關(guān)參數(shù)下降到第二預(yù)定閾值之下，那么可以觸發(fā)執(zhí)行維持命令。
[0035] 空間相關(guān)參數(shù)可以是單個(gè)數(shù)值或也可以是繪圖。例如，空間相關(guān)參數(shù)可以是諸如 目標(biāo)區(qū)平均溫度的某物。如果平均溫度然后下降到第二預(yù)定閾值之下，那么可以執(zhí)行維持 命令。空間相關(guān)參數(shù)也可以是例如圖，如溫度圖的某物。那么第一和第二預(yù)定閾值可以是 由導(dǎo)致觸發(fā)的圖呈現(xiàn)的狀態(tài)。
[0036] 在另一實(shí)施例中，所述指令的執(zhí)行還令處理器在超過預(yù)定最大超聲降解持續(xù)時(shí)間 時(shí)暫停超聲降解。本實(shí)施例例如可能對(duì)防止受試體被超聲降解太長(zhǎng)時(shí)間有用。例如，對(duì)于 特定的受試體，等候和/或維持軌線可能不足以將空間相關(guān)參數(shù)維持在第一預(yù)定閾值與第 二預(yù)定閾值之間。
[0037] 在另一實(shí)施例中，所述指令的執(zhí)行還令所述處理器在超聲降解持續(xù)時(shí)間少于預(yù)定 最小超聲降解持續(xù)時(shí)間時(shí)允許空間相關(guān)參數(shù)在目標(biāo)區(qū)中超過第一預(yù)定閾值。在這一實(shí)施例 中，如果超聲降解時(shí)間低于預(yù)定的最低超聲降解，則允許空間相關(guān)參數(shù)超過第一預(yù)定閾值。 應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于這一和前一實(shí)施例，超聲降解持續(xù)時(shí)間是執(zhí)行加熱和/或維持軌線的時(shí)段。 通過連續(xù)對(duì)受試體目標(biāo)區(qū)之內(nèi)的各種體積進(jìn)行超聲降解來執(zhí)行軌線。
[0038] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是質(zhì)子信號(hào)強(qiáng)度。
[0039] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是最大質(zhì)子信號(hào)強(qiáng)度。
[0040] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是最小質(zhì)子信號(hào)強(qiáng)度。
[0041] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是平均質(zhì)子信號(hào)強(qiáng)度。
[0042] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是中值質(zhì)子信號(hào)強(qiáng)度。
[0043] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是T1信號(hào)強(qiáng)度。
[0044] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是最大T1信號(hào)強(qiáng)度。
[0045] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是最小T1信號(hào)強(qiáng)度。
[0046] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是平均T1信號(hào)強(qiáng)度。
[0047] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是中值T1信號(hào)強(qiáng)度。
[0048] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是T2信號(hào)強(qiáng)度。
[0049] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是最大T2信號(hào)強(qiáng)度。
[0050] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是最小T2信號(hào)強(qiáng)度。
[0051] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是平均Τ2信號(hào)強(qiáng)度。
[0052] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是中值Τ2信號(hào)強(qiáng)度。
[0053] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是Τ2* (star)信號(hào)強(qiáng)度。
[0054] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是最小T2* /[目號(hào)強(qiáng)度。
[0055] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是最大T2*信號(hào)強(qiáng)度。
[0056] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是平均T2*信號(hào)強(qiáng)度。
[0057] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是溫度。
[0058] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是最低溫度。
[0059] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是平均溫度。
[0060] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是中值溫度。
[0061] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是最低超聲劑量。
[0062] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是最大超聲劑量。
[0063] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是中值超聲劑量。
[0064] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是最大溫度偏差。
[0065] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是最小信號(hào)強(qiáng)度。
[0066] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是最大信號(hào)強(qiáng)度。
[0067] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是平均信號(hào)強(qiáng)度。
[0068] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是中值信號(hào)強(qiáng)度。
[0069] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是最小熱劑量。本文使用的"熱劑量"涵蓋任意量， 即與溫度相關(guān)的函數(shù)的時(shí)間積分。熱劑量例如可以是在溫度閾值以上花費(fèi)的時(shí)間。
[0070] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是平均熱劑量。
[0071] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是中值熱劑量。
[0072] 在另一實(shí)施例中，空間相關(guān)參數(shù)是最大熱劑量。
[0073] 在另一實(shí)施例中，有超過一個(gè)空間相關(guān)參數(shù)。因?yàn)榭梢允褂脺囟燃耙蕾囉赥2或 T2*值的參數(shù)兩者。在這種情況下，對(duì)于每個(gè)空間相關(guān)參數(shù)而言可以有獨(dú)立的第一和第二預(yù) 定閾值。如稍早前所述，可以將空間相關(guān)參數(shù)的值定義為目標(biāo)區(qū)的全局函數(shù)或者可以定義 為測(cè)繪圖。
[0074] 在另一實(shí)施例中，軌線定義同心圓。軌線是指加熱軌線和/或維持軌線。同心圓 中的每個(gè)都可以被視為個(gè)體軌線。如果使用同心圓，通常，將首先對(duì)最內(nèi)部的圓進(jìn)行超聲降 解，然后將對(duì)超聲降解點(diǎn)的下一個(gè)圓進(jìn)行超聲降解。這保持了由同心圓圍繞的中央?yún)^(qū)中的 溫度。
[0075] 在另一實(shí)施例中，軌線定義同心球。軌線是指加熱軌線和/或維持軌線。可以利 用連續(xù)進(jìn)行超聲降解的超聲降解點(diǎn)填充同心球，而不是在二維平面和同心圓中放置超聲降 解點(diǎn)。
[0076] 在另一實(shí)施例中，軌線定義閉環(huán)。軌線同樣是指等候軌線和/或維持軌線。閉環(huán) 的實(shí)施例非常類似于同心圓的實(shí)施例?？梢杂斜舜税鼑脑絹碓酱蟮拈]環(huán)取代同心圓。 [0077] 在另一實(shí)施例中，軌線定義閉合面。軌線同樣是指加熱軌線和/或維持軌線?？?以使用彼此包圍的越來越大閉合面定義軌線，而不是利用同心球。
[0078] 在另一實(shí)施例中，軌線是指單個(gè)超聲降解位置。軌線同樣是指加熱軌線和/或維 持軌線。例如，可以將單個(gè)超聲降解位置視為軌線。然后，可以將單個(gè)超聲降解位置的集合 視為加熱軌線或維持軌線的集合。
[0079] 在另一實(shí)施例中，軌線定義接近圖案（pattern)。軌線同樣是指加熱軌線和/或維 持軌線。在這一實(shí)施例中，在多條線中布置連續(xù)的超聲降解點(diǎn)，因此多條軌線能夠形成線狀 圖案。
[0080] 在另一實(shí)施例中，所述指令還令處理器接收醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)。所述指令還令處理器 接收治療計(jì)劃。治療計(jì)劃描述目標(biāo)區(qū)的位置。所述還令處理器根據(jù)所述醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)和所 述治療計(jì)劃生成所述加熱軌線。存在另一個(gè)類似實(shí)施例，其中，生成維持軌線而非加熱軌 線。還有另一個(gè)實(shí)施例，其中，處理器產(chǎn)生加熱軌線和維持軌線。在這一實(shí)施例中，接收醫(yī) 學(xué)圖像數(shù)據(jù)。處理器可以分割圖像或醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)可以是預(yù)分割的。然后結(jié)合醫(yī)學(xué)圖像數(shù) 據(jù)使用描述目標(biāo)區(qū)位置的治療計(jì)劃以在醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)目標(biāo)區(qū)的位置并生成加熱軌線。
[0081] 在另一實(shí)施例中，所述指令的執(zhí)行還令所述處理器從磁共振成像系統(tǒng)接收磁共振 數(shù)據(jù)。在另一實(shí)施例中，所述指令的執(zhí)行還令所述處理器從磁共振數(shù)據(jù)重建醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)。 [0082] 在另一實(shí)施例中，治療設(shè)備還包括輻射治療系統(tǒng)。所述指令的執(zhí)行還令處理器在 加熱目標(biāo)區(qū)之后照射受試體體內(nèi)的輻射目標(biāo)。
[0083] 在另一實(shí)施例中，治療設(shè)備還包括輻射治療系統(tǒng)。所述指令的執(zhí)行還令處理器在 加熱目標(biāo)區(qū)之后照射輻射目標(biāo)。
[0084] 在另一實(shí)施例中，輻射目標(biāo)包括目標(biāo)區(qū)的至少一部分。在一些情況下，輻射目標(biāo)和 目標(biāo)區(qū)可以是相同的。在另一實(shí)施例中，輻射目標(biāo)小于目標(biāo)區(qū)，并且輻射目標(biāo)完全在目標(biāo)區(qū) 之內(nèi)。在又一實(shí)施例中，輻射目標(biāo)比目標(biāo)區(qū)大，并且涵蓋整個(gè)目標(biāo)區(qū)。
[0085] 在另一實(shí)施例中，輻射治療系統(tǒng)是質(zhì)子治療系統(tǒng)。
[0086] 在另一實(shí)施例中，福射治療系統(tǒng)是X射線治療系統(tǒng)。
[0087] 在另一實(shí)施例中，輻射治療系統(tǒng)是帶電粒子治療系統(tǒng)。
[0088] 在另一實(shí)施例中，福射治療系統(tǒng)是碳尚子（iron)治療系統(tǒng)。
[0089] 在另一實(shí)施例中，輻射治療系統(tǒng)是Y (gamma)輻射源治療系統(tǒng)。γ輻射源治療系 統(tǒng)的另一名稱是Y刀?？梢詫⒅T如鈷的放射性同位素用作輻射源。
[0090] 在另一實(shí)施例中，福射治療系統(tǒng)是β (beta)粒子治療系統(tǒng)。β粒子治療系統(tǒng)在 受試體處發(fā)射高能量β粒子。
[0091] 在另一實(shí)施例中，輻射治療系統(tǒng)是直線或線性加速器。
[0092] 在另一實(shí)施例中，所述指令的執(zhí)行還令所述處理器從磁共振數(shù)據(jù)重復(fù)計(jì)算第二空 間相關(guān)參數(shù)。在一些實(shí)施例中，從前面所謂的空間相關(guān)參數(shù)中選擇第二空間相關(guān)參數(shù)。所 述指令的執(zhí)行還令處理器在第二空間相關(guān)參數(shù)發(fā)生預(yù)定變化時(shí)停止高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng) 對(duì)目標(biāo)區(qū)的超聲降解。例如，預(yù)定變化可以是第二空間相關(guān)參數(shù)的絕對(duì)值，或者它可以是諸 如第二空間相關(guān)參數(shù)的導(dǎo)數(shù)或積分的事務(wù)。例如，可以使用ΤΙ、Τ2或Τ2*的值來監(jiān)測(cè)通過 加熱目標(biāo)區(qū)釋放造影劑或藥物?？梢允褂蒙鲜鰠?shù)之一指明由目標(biāo)區(qū)接收的劑量。有益的 是在發(fā)生預(yù)定參數(shù)時(shí)暫停，因?yàn)樵谄渖r(shí)可以結(jié)束治療。
[0093] 在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種包括機(jī)器可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，用 于由控制治療設(shè)備的處理器執(zhí)行。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品例如可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì) 上。治療設(shè)備包括用于加熱受試體目標(biāo)區(qū)的高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)。治療設(shè)備還包括用于采 集磁共振數(shù)據(jù)的磁共振成像系統(tǒng)。執(zhí)行指令導(dǎo)致處理器產(chǎn)生加熱命令，令高強(qiáng)度聚焦超聲 系統(tǒng)根據(jù)加熱軌線對(duì)受試體進(jìn)行超聲降解。指令的執(zhí)行還令處理器從磁共振數(shù)據(jù)重復(fù)計(jì)算 空間相關(guān)參數(shù)。指令的執(zhí)行還令處理器根據(jù)所述空間相關(guān)參數(shù)重復(fù)修改所述加熱命令，使 得在所述目標(biāo)區(qū)之內(nèi)，所述空間相關(guān)參數(shù)保持低于第一預(yù)定閾值并高于第二預(yù)定閾值。 [0094] 在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種操作治療設(shè)備的方法。治療設(shè)備包括用于加 熱受試體目標(biāo)區(qū)的高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)。治療設(shè)備還包括用于采集磁共振數(shù)據(jù)的磁共振成 像系統(tǒng)。所述方法包括生成加熱命令的步驟，令高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)根據(jù)加熱軌線對(duì)受試 體進(jìn)行超聲降解。所述方法還包括在執(zhí)行加熱命令期間重復(fù)采集磁共振數(shù)據(jù)的步驟。所述 方法還包括從磁共振數(shù)據(jù)重復(fù)計(jì)算空間相關(guān)參數(shù)的步驟。所述方法還包括根據(jù)所述空間相 關(guān)參數(shù)重復(fù)修改所述加熱命令的步驟，使得在所述目標(biāo)區(qū)之內(nèi)，所述空間相關(guān)參數(shù)保持低 于第一預(yù)定閾值并高于第二預(yù)定閾值?？梢杂捎?jì)算機(jī)或處理器實(shí)施這種方法。因此這種方 法還提供了一種計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法。
[0095] 在一些實(shí)施例中，該方法還可以包括為受試體注射熱敏治療劑或熱敏造影劑的步 驟。熱敏的意思是在被加熱到一定溫度以上預(yù)定時(shí)間時(shí)釋放治療藥物或藥劑或造影劑。 [0096] 在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種治療系統(tǒng)，包括治療模塊，沿著包括目標(biāo)的目 標(biāo)區(qū)中的連續(xù)軌線向目標(biāo)引導(dǎo)治療作用。治療模塊可以是高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)。治療作用 可以是對(duì)受試體進(jìn)行超聲降解。治療系統(tǒng)還包括測(cè)溫模塊，以測(cè)量測(cè)量場(chǎng)中的溫度，特別是 計(jì)算熱劑量。測(cè)溫模塊可以是磁共振成像系統(tǒng)。磁共振成像系統(tǒng)可以采集磁共振測(cè)溫?cái)?shù)據(jù) 并將其用以確定受試體體內(nèi)局部相關(guān)溫度。
[0097] 該系統(tǒng)還包括控制模塊，控制治療模塊以基于測(cè)量的溫度和/或熱劑量沿著相應(yīng) 的軌線施加治療作用?？刂颇K可以是用于控制治療設(shè)備的處理器。連續(xù)的軌線位于目 標(biāo)區(qū)中，該組軌線包括加熱子軌線的加熱子集，在此期間，將目標(biāo)區(qū)中的溫度升高到高溫水 平。該組軌線還包括維持子軌線的維持子集，在此期間將目標(biāo)區(qū)中的溫度維持在高溫。任 選地，子軌線包括在執(zhí)行加熱子集和維持子集之間應(yīng)用等候時(shí)段。加熱子軌線的加熱子集 對(duì)應(yīng)于加熱軌線。維持子軌線的維持子集對(duì)應(yīng)于維持軌線。等候時(shí)段對(duì)應(yīng)于等候命令。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0098] 在下文中將僅通過舉例，并參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中：
[0099] 圖1圖解圖示了根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例；
[0100] 圖2示出了磁共振圖像；
[0101] 圖3示出了熱圖；
[0102] 圖4示出了曲線圖，其圖示了所述方法的有效性；
[0103] 圖5示出了等值線圖，其圖示了所述方法的有效性和目標(biāo)區(qū)域之內(nèi)溫度的均勻 性；
[0104] 圖6示出了曲線圖，其圖示了在被瞄準(zhǔn)區(qū)域之內(nèi)加熱的精確度和穩(wěn)定度；
[0105] 圖7示出了流程圖，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的方法；
[0106] 圖8示出了流程圖，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的方法；
[0107] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的治療設(shè)備；
[0108] 圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的治療設(shè)備； [0109] 圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的軌線；
[0110] 圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的軌線；
[0111] 圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的軌線；以及
[0112] 圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的軌線。
[0113] 附圖標(biāo)記列表
[0114] 100 加熱軌線
[0115] 102 等候時(shí)段
[0116] 104 維持軌線
[0117] 106 加熱軌線
[0118] 106' 加熱軌線
[0119] 106'' 加熱軌線
[0120] 108 加熱軌線之間的變化
[0121] 108' 加熱軌線之間的變化
[0122] 110 變?yōu)榈群驎r(shí)段
[0123] 112 變?yōu)榫S持軌線
[0124] 112' 變?yōu)榫S持軌線
[0125] 112'' 變?yōu)榫S持軌線
[0126] 114 變?yōu)榈群驎r(shí)段
[0127] 114' 變?yōu)榈群驎r(shí)段
[0128] 114'' 變?yōu)榈群驎r(shí)段
[0129] 116 維持軌線
[0130] 116' 維持軌線
[0131] 116'' 維持軌線
[0132] 200 規(guī)劃圖像
[0133] 202 兔子大腿
[0134] 204 Vx2 腫瘤
[0135] 206 目標(biāo)區(qū)
[0136] 300 熱繪圖
[0137] 302 熱提升區(qū)域
[0138] 400 以mm為單位的半徑
[0139] 402 以攝氏度為單位的溫度
[0140] 404 平均徑向溫度
[0141] 406 目標(biāo)溫度
[0142] 408 目標(biāo)區(qū)
[0143] 500 距目標(biāo)中心以謹(jǐn)為單位的距離
[0144] 502 距目標(biāo)中心以_為單位的距離
[0145] 504 目標(biāo)區(qū)
[0146] 506 31攝氏度的等值線
[0147] 508 35攝氏度的等值線
[0148] 510 37攝氏度的等值線
[0149] 512 38攝氏度的等值線
[0150] 514 40攝氏度的等值線
[0151] 516 41攝氏度的等值線
[0152] 600 以秒為單位的時(shí)間
[0153] 602 攝氏度為單位的溫度
[0154] 604 目標(biāo)溫度范圍
[0155] 606 平均溫度
[0156] 608 T90 溫度
[0157] 610 T10 溫度
[0158] 900 治療設(shè)備
[0159] 902 磁共振成像系統(tǒng)
[0160] 904 高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)
[0161] 906 磁體
[0162] 908 磁體的膛
[0163] 910 磁場(chǎng)梯度線圈
[0164] 912 磁場(chǎng)梯度線圈電源
[0165] 914 射頻線圈
[0166] 916 收發(fā)器
[0167] 918 成像區(qū)
[0168] 920 受試體
[0169] 922 受試體支撐物
[0170] 924 填充流體的腔室
[0171] 926 超聲換能器
[0172] 928 機(jī)械定位系統(tǒng)
[0173] 930 致動(dòng)器
[0174] 932 超聲的路徑
[0175] 934 超聲窗口
[0176] 936 凝膠襯墊
[0177] 938 超聲降解點(diǎn)
[0178] 940 目標(biāo)區(qū)
[0179] 942 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
[0180] 944 處理器
[0181] 946 硬件接口
[0182] 948 用戶接口
[0183] 950 計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存器
[0184] 952 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器
[0185] 954 磁共振數(shù)據(jù)
[0186] 956 磁共振圖像
[0187] 958 治療計(jì)劃
[0188] 960 圖像配準(zhǔn)
[0189] 962 軌線庫
[0190] 964 加熱命令
[0191] 966 等候命令
[0192] 968 維持命令
[0193] 970 空間相關(guān)參數(shù)
[0194] 972 第一預(yù)定閾值
[0195] 974 第二預(yù)定閾值
[0196] 980 控制模塊
[0197] 982 命令生成模塊
[0198] 984 磁共振控制模塊
[0199] 986 脈沖序列
[0200] 988 圖像重建模塊
[0201] 990 軌線生成模塊
[0202] 1000 治療設(shè)備
[0203] 1002 輻射治療系統(tǒng)
[0204] 1004 低溫恒溫器
[0205] 1006 超導(dǎo)線圈
[0206] 1008 補(bǔ)償線圈
[0207] 1010 更小磁場(chǎng)區(qū)域
[0208] 1012 環(huán)機(jī)構(gòu)
[0209] 1013 旋轉(zhuǎn)軸
[0210] 1014 射頻治療源
[0211] 1016 準(zhǔn)直器
[0212] 1018 輻射束
[0213] 1020 支撐物定位系統(tǒng)
[0214] 1022 目標(biāo)區(qū)
[0215] 1100 軌線
[0216] 1100' 軌線
[0217] 1100'' 軌線
[0218] 1102 開始超聲降解點(diǎn)
[0219] 1104 結(jié)束超聲降解點(diǎn)
[0220] 1200 軌線
[0221] 1200' 軌線
[0222] 1200' ' 軌線
[0223] 1202 開始超聲降解點(diǎn)
[0224] 1204 結(jié)束超聲降解點(diǎn)
[0225] 1300 超聲降解點(diǎn)
[0226] 1400 軌線
[0227] 1400' 軌線
[0228] 1400' ' 軌線
[0229] 1400' ' ' 軌線
[0230] 1401 目標(biāo)區(qū)
[0231] 1402 開始超聲降解點(diǎn)
[0232] 1404 結(jié)束超聲降解點(diǎn)

【具體實(shí)施方式】
[0233] 這些附圖中的編號(hào)類似的元件是等價(jià)元件或者執(zhí)行相同的功能。如果功能等價(jià)， 先前論述過的元件未必會(huì)在后面的圖中加以論述。
[0234] -次連續(xù)的超聲曝光被稱為超聲降解。一次超聲降解期間由超聲焦點(diǎn)勾勒出來的 路徑被稱為超聲降解軌線。可以通過電子偏轉(zhuǎn)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)或兩者的組合來實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。 軌線可以是一維、二維或三維的?？梢栽诔暯到馄陂g多次運(yùn)行軌線。軌線可以包括子軌 線，子軌線可以包括沿子軌線路徑分布的若干焦點(diǎn)。焦點(diǎn)分布不必是均勻的。子軌線能夠是 單個(gè)點(diǎn)（少到一個(gè)像素或其一部分)，或焦點(diǎn)的開放或閉合路徑，能夠采取彼此獨(dú)立的任何 任意幾何結(jié)構(gòu)或尺寸。所有子軌線，包括其可能的重復(fù)，整體上構(gòu)成了軌線。子軌線不是固 定的，并且能夠在超聲降解期間調(diào)節(jié)其幾何形狀和尺寸。可以在圖1中看到子軌線的范例 和單個(gè)軌線。然而，子軌線常常是圖1所示的同心圓，例如用于Sonalleve MR-HIFU平臺(tái)。
[0235] 軌線、子軌線和單個(gè)焦點(diǎn)可以在已知功率下被聲處理，可以在超聲降解期間隨意 調(diào)節(jié)功率。
[0236] 軌線、子軌線和單個(gè)焦點(diǎn)可以具有任意超聲降解持續(xù)時(shí)間，可以在超聲降解期間 隨意調(diào)節(jié)持續(xù)時(shí)間。選擇每個(gè)點(diǎn)的超聲降解和點(diǎn)的超聲降解次序以使得沿子軌線和軌線的 溫升產(chǎn)生均勻的空間溫度分布。
[0237] 作用標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)際的邏輯條件，用于控制溫和高熱反饋算法的進(jìn)展。標(biāo)準(zhǔn)是放棄/ 和/或類型陳述，當(dāng)滿足所述標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，返回關(guān)于如何繼續(xù)進(jìn)行超聲降解的信息?？赡苡卸喾N 作用-標(biāo)準(zhǔn)，包括停止標(biāo)準(zhǔn)和切換標(biāo)準(zhǔn)。
[0238] 停止標(biāo)準(zhǔn)從整個(gè)軌線監(jiān)測(cè)體素，并檢查應(yīng)當(dāng)停止還是放棄超聲降解。因此停止標(biāo) 準(zhǔn)都可以包括表示已成功完成超聲降解的標(biāo)準(zhǔn)和指出問題并提前放棄超聲降解的安全標(biāo) 準(zhǔn)。
[0239] 切換標(biāo)準(zhǔn)是子軌線特有的，即僅監(jiān)測(cè)與被聲處理的子軌線相關(guān)的體素。切換標(biāo)準(zhǔn) 監(jiān)測(cè)是否應(yīng)當(dāng)將一個(gè)子軌線切換到下一個(gè)。切換標(biāo)準(zhǔn)還可以包括子軌線特有的安全標(biāo)準(zhǔn)， 如果滿足條件，其放棄超聲降解?？赡艿臉?biāo)準(zhǔn)包括，但不限于：最大時(shí)間、最小時(shí)間、最高溫 度、最低溫度、平均溫度、中值溫度、最小劑量、最大劑量、中等劑量、最大溫度偏移、最小信 號(hào)強(qiáng)度、最大信號(hào)強(qiáng)度、平均信號(hào)強(qiáng)度、中值信號(hào)強(qiáng)度。
[0240] 可以在超聲降解之前和期間改變作用標(biāo)準(zhǔn)的極限。
[0241] 在圖1所示的以下范例中，每個(gè)子軌線都是圓形的，具有固定功率，但可以基于作 用標(biāo)準(zhǔn)在超聲降解期間調(diào)節(jié)這些屬性。
[0242] 圖1圖解圖示了根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例。在圖1中，示出了加熱軌線100、等 候時(shí)段102和維持軌線104。在該附圖中，加熱軌線100被稱為加熱（heat-up)軌線，等候 時(shí)段102被稱為等候子軌線。維持軌線104被稱為熱量維持子軌線。
[0243] 加熱軌線100包括三個(gè)標(biāo)記為106的熱軌線。執(zhí)行最內(nèi)部的熱軌線106,然后箭頭 108示出了變?yōu)榧訜彳壘€106'。接下來執(zhí)行熱軌線106'。在執(zhí)行熱軌線106'之后，偏移 108'到熱軌線106' '。在執(zhí)行熱軌線106' '之后，變化110到等候時(shí)段102。這也可以稱為 執(zhí)行等候子軌線。在等候時(shí)段結(jié)束時(shí)，執(zhí)行維持軌線116、116'、116''中的任一個(gè)。例如， 可以使用磁共振成像拍攝熱圖，可以確定應(yīng)當(dāng)執(zhí)行哪條維持軌線116、116'、116''。線112 指示變?yōu)榫S持軌線116。標(biāo)記為112'的箭頭指示變?yōu)榧訜彳壘€116'。標(biāo)記為112''的箭 頭指示變?yōu)榫S持軌線116''。在執(zhí)行特定子軌線之后，然后可以返回到等候時(shí)段。箭頭114 指示從維持軌線116返回到等候時(shí)段102。箭頭114'指示從維持軌線116'變?yōu)榈群驎r(shí)段 102。箭頭114''指示從加熱軌線116''返回到等候時(shí)段102?？梢詧?zhí)行或不執(zhí)行維持軌線 116,116'，116''的全部或一部分。在執(zhí)行期間，可以將在等候和執(zhí)行維持軌線116U16'、 116''之間進(jìn)行的方法重復(fù)多次。
[0244] 溫和高熱反饋，范例：
[0245] 1.超聲降解開始。將焦點(diǎn)從一個(gè)加熱子軌線移動(dòng)到下一個(gè)，直到到達(dá)并完成最遠(yuǎn) 的子軌線。
[0246] 2.從最遠(yuǎn)的加熱子軌線，將超聲降解移動(dòng)到具有0W功率的等候子軌線，沒有超聲 降解。
[0247] 3.等候子軌線具有針對(duì)每個(gè)熱維持子軌線的切換決定的一個(gè)集合。
[0248] -如果例如被監(jiān)測(cè)的R0I中的溫度下降到低于定義的極限，將超聲降解移動(dòng)到熱 維持子軌線。
[0249] -如果在相同時(shí)間點(diǎn)針對(duì)若干子軌線發(fā)生了這種情況，選取具有規(guī)定優(yōu)先級(jí)的那 個(gè)。
[0250] 4.從熱維持子軌線，在例如被監(jiān)測(cè)R0I中的溫度達(dá)到定義的極限時(shí)，將超聲降解 切換回等候子軌線。
[0251] 5.重復(fù)步驟3和4,直到滿足由停止標(biāo)準(zhǔn)確定的極限(例如最大時(shí)間、平均信號(hào)強(qiáng) 度等）
[0252] 溫和高熱反饋的應(yīng)用包括MR引導(dǎo)的疼痛緩解、MR引導(dǎo)的輻射敏化、MR引導(dǎo)的化學(xué) 治療遞送(本地給藥)、MR引導(dǎo)的藥物激活、MR引導(dǎo)的基因遞送和基因表達(dá)、以及誘發(fā)生理和 細(xì)胞變化(在MR引導(dǎo)下)，以便提供臨床益處?？梢詫hilips Sonalleve MR-HIFU系統(tǒng)用 于上述應(yīng)用。
[0253] 圖2和3用于進(jìn)一步展示該方法的效力。圖2示出了規(guī)劃圖像200。圖3示出了 熱圖300。圖像200是醫(yī)學(xué)圖像或磁共振圖像的范例。在規(guī)劃圖像之內(nèi)，可以看到兔子大腿 202。在兔子大腿202之內(nèi)，有Vx2腫瘤204。圖上還示出了目標(biāo)區(qū)206。規(guī)劃圖像200是 磁共振圖像。在目標(biāo)區(qū)206的超聲降解期間和執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法期間，加熱 目標(biāo)區(qū)206。在目標(biāo)區(qū)206的超聲降解期間采集磁共振測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，并在溫度測(cè)繪圖300中 示出。在這幅圖片測(cè)繪圖300中可以看到兔子大腿202。能夠看出，有一個(gè)熱提升的區(qū)域 302對(duì)應(yīng)于目標(biāo)區(qū)206在圖2中的位置。目標(biāo)區(qū)206的區(qū)域保持在40和41攝氏度之間的 溫度。這是該方法有效性的例示。
[0254] 圖4示出了圖3中所示數(shù)據(jù)的徑向溫度的圖示。從圖3中所示的目標(biāo)區(qū)206中心， X坐標(biāo)是400毫米，標(biāo)記為402的y軸是攝氏度為單位的溫度。標(biāo)記為404的線是平均徑向 溫度。亦即，對(duì)于目標(biāo)區(qū)206周圍的特定半徑，在該特定半徑處的平均溫度。虛線406示出 了目標(biāo)溫度。圖3的目標(biāo)區(qū)206的目標(biāo)溫度由括號(hào)408表示?？梢钥闯?，該方法使溫度保 持非常接近目標(biāo)溫度。將目標(biāo)區(qū)408中的目標(biāo)溫度設(shè)置為41度。溫度范圍從大約40.5攝 氏度到41. 5攝氏度。
[0255] 圖5示出了等值線圖，其圖示了該方法的有效性。X坐標(biāo)是距目標(biāo)區(qū)中心的距離， 標(biāo)記為500。標(biāo)記為502的y軸也是距目標(biāo)區(qū)中心的距離。環(huán)504表示目標(biāo)區(qū)。標(biāo)記為506 的等值線是31攝氏度。標(biāo)記為508的等值線是35攝氏度。標(biāo)記為510的等值線是37攝 氏度。標(biāo)記為512的等值線是38攝氏度。標(biāo)記為514的等值線是40攝氏度。標(biāo)記為516 的等值線是41攝氏度。圖5中所示的等值線圖的數(shù)據(jù)是利用磁共振測(cè)溫法采集的，也是在 治療Vx2腫瘤期間利用根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)施例采集的，所述方法包括加熱和維持軌線。
[0256] 圖6是曲線圖，示出了利用該方法治療腫瘤的加熱精確度和穩(wěn)定度。
[0257] 圖6示出了曲線圖，其圖示了在被瞄準(zhǔn)區(qū)域之內(nèi)加熱的精確度和穩(wěn)定度，在這種 情況下，目標(biāo)區(qū)域再次為兔子體內(nèi)的Vx2腫瘤。X軸為時(shí)間，并且被標(biāo)記為600。Y軸被標(biāo) 記為602,是以攝氏度為單位的溫度。括號(hào)604表示的溫度范圍為目標(biāo)溫度。這在40和41 攝氏度之間。被標(biāo)記為606的曲線是通過磁共振測(cè)溫法測(cè)量的目標(biāo)區(qū)的所有體素的平均溫 度。被標(biāo)記為608的虛線示出了目標(biāo)區(qū)中90%的體素當(dāng)前低于的溫度值。標(biāo)記為610的虛 線示出了目標(biāo)區(qū)中90%的體素高于的溫度值。從圖6可以看出，溫度控制方法極為穩(wěn)定和 精確。
[0258] 圖7示出了流程圖，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)施例。在步驟700中，該方法開 始。在步驟702中，生成加熱命令。在步驟704中，在目標(biāo)區(qū)被加熱的同時(shí)采集磁共振數(shù) 據(jù)。通常發(fā)生加熱是因?yàn)樘幚砥飨蚋邚?qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)發(fā)送了加熱命令。在步驟706中， 利用采集的磁共振數(shù)據(jù)計(jì)算空間相關(guān)參數(shù)。在步驟708中，修改加熱命令，并向高強(qiáng)度聚焦 超聲系統(tǒng)發(fā)送。步驟704、706和708形成閉合循環(huán)，在向高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)發(fā)送修改的 加熱命令之后，采集更多的磁共振數(shù)據(jù)。然后再次使用這利用磁共振數(shù)據(jù)計(jì)算空間相關(guān)參 數(shù)706。重復(fù)這個(gè)循環(huán)704、706、708,直到方法結(jié)束710。
[0259] 圖8示出了另一流程圖，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例。圖7的步驟 702-708對(duì)應(yīng)于圖8的步驟802-808。在步驟800中，該方法開始。在步驟802中，生成加 熱命令。在步驟804中，在目標(biāo)區(qū)的超聲降解期間采集磁共振數(shù)據(jù)。在步驟806中，利用磁 共振數(shù)據(jù)計(jì)算空間相關(guān)參數(shù)。在步驟808中，修改加熱命令。如圖7那樣，步驟804、806和 808按照閉合循環(huán)繼續(xù)。在目標(biāo)區(qū)被初始加熱之后，生成等候命令810。在預(yù)定時(shí)間段之后 或在磁共振測(cè)溫法檢測(cè)到空間相關(guān)參數(shù)留下其可接受值域時(shí)，生成維持命令812。維持命令 使目標(biāo)區(qū)的超聲降解再次重新開始。在步驟814中，采集更多的磁共振數(shù)據(jù)。在步驟816 中，再次利用磁共振數(shù)據(jù)計(jì)算空間相關(guān)參數(shù)。在步驟818中，修改維持命令。步驟814、816 和818形成閉合循環(huán)。在執(zhí)行閉合循環(huán)之后，在一些實(shí)施例中，該方法可以在步驟818之后 返回在步驟810中生成的等候命令。在該方法完全完成時(shí)，在步驟820中結(jié)束。
[0260] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的治療設(shè)備900。所述治療設(shè)備包括磁共振成像 系統(tǒng)902和高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)904。所述磁共振成像系統(tǒng)包括磁體906。在圖9中示出 的磁體是圓柱類型的超導(dǎo)磁體。該磁體具有液氦冷卻的具有超導(dǎo)線圈的低溫恒溫器。還可 以使用永久性或電阻式磁體。使用不同類型的磁體也是可能的，例如，也可以使用裂開式圓 柱磁體和所謂的開放磁體。裂開式圓柱磁體類似于標(biāo)準(zhǔn)圓柱磁體，只是低溫恒溫器已經(jīng)分 裂成兩個(gè)部分，以允許進(jìn)入磁體的等同平面，使得磁體可以例如結(jié)合帶電粒子束治療使用。 開放磁體具有兩個(gè)磁體部分，一個(gè)在另一個(gè)上方，之間的空間大到足以容納受試體：這種兩 部分區(qū)域的布置類似于亥姆霍茲線圈的布置。開放式磁體是常見的，因?yàn)槭茉圀w受限較小。 在圓柱磁體的低溫恒溫器內(nèi)部，有許多超導(dǎo)線圈。在圓柱磁體906的膛908之內(nèi)是成像區(qū)， 其中的磁場(chǎng)很強(qiáng)并且均勻到足以執(zhí)行磁共振成像。
[0261] 在磁體的膛906之內(nèi)還有磁場(chǎng)梯度線圈910,用于在采集磁共振數(shù)據(jù)期間對(duì)磁體 成像區(qū)之內(nèi)的磁自旋進(jìn)行空間編碼。磁場(chǎng)梯度線圈910連接到磁場(chǎng)梯度線圈電源912。磁 場(chǎng)梯度線圈意在用作代表。通常，磁場(chǎng)梯度線圈包含三個(gè)獨(dú)立的線圈組，用于在三個(gè)正交的 空間方向上進(jìn)行空間編碼。磁場(chǎng)梯度電源向磁場(chǎng)梯度線圈供應(yīng)電流。根據(jù)時(shí)間控制向磁場(chǎng) 線圈供應(yīng)的電流，其可以是斜變的或脈沖的。
[0262] 在膛908的中心是成像區(qū)918。與成像區(qū)相鄰的是射頻線圈914,其連接到收發(fā)器 916。膛908之內(nèi)還有躺在受試體支撐物922上的受試體920。射頻線圈914適于操控成 像區(qū)之內(nèi)磁自旋的取向并從也在成像區(qū)之內(nèi)的自旋接收射頻發(fā)射。射頻線圈914可以包含 多個(gè)線圈元件。也可以將射頻線圈稱為通道或天線。射頻線圈914和射頻收發(fā)器916可以 由獨(dú)立的發(fā)射和接收線圈和獨(dú)立的發(fā)射器和接收器替代。顯然，射頻線圈914和射頻收發(fā) 器916是代表性的。射頻線圈914還意在代表專用發(fā)射天線和專用接收天線。同樣地，收 發(fā)器也可以表示獨(dú)立的發(fā)射器和接收器。
[0263] 高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)904包括填充流體的腔室924,其容納超聲換能器926。超聲 換能器926由機(jī)械定位系統(tǒng)928機(jī)械定位。有個(gè)致動(dòng)器930用于致動(dòng)機(jī)械定位系統(tǒng)。在 備選實(shí)施例中，超聲換能器可以是人工定位的外部換能器，其沒有填充流體的腔室924或 機(jī)械定位系統(tǒng)928。
[0264] 超聲換能器926還可以包含用于發(fā)射超聲的多個(gè)元件。未示出的電源可以控制供 應(yīng)給超聲換能器926的元件的交流電的幅度和/或相位和/或頻率。虛線932示出了從超 聲換能器926開始的超聲路徑。超聲932首先通過填充流體的腔室924。超聲然后通過超 聲窗口 934。通過超聲窗口 934之后，超聲通過任選的凝膠襯墊936,其可以用于在窗口 934 和受試體920之間傳導(dǎo)超聲。超聲932然后進(jìn)入受試體920體內(nèi)，聚焦到焦點(diǎn)或超聲降解點(diǎn) 938。有一區(qū)域940是目標(biāo)區(qū)。通過組合超聲降解點(diǎn)938的電子和機(jī)械定位，可以通過組合 加熱和維持軌線加熱整個(gè)目標(biāo)區(qū)940。目標(biāo)區(qū)940在成像區(qū)918之內(nèi)。高強(qiáng)度聚焦超聲系 統(tǒng)904、收發(fā)器916和磁場(chǎng)梯度線圈電源912全部連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)942的硬件接口 946。 硬件接口 946連接到處理器944。處理器944還連接到用戶接口 948、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器950和 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器952。
[0265] 計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存器950被示為包含利用磁共振成像系統(tǒng)902采集的磁共振數(shù)據(jù)954。 計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存器950還包含隨后從磁共振數(shù)據(jù)954重建獲得的磁共振圖像956。在實(shí)施例中， 磁共振數(shù)據(jù)954還可以包含用于構(gòu)造熱圖的磁共振測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存器950還被示為 包含治療計(jì)劃958。治療計(jì)劃958可以包含描述目標(biāo)區(qū)940相對(duì)于受試體920解剖結(jié)構(gòu)的 位置的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器還被示為包含到磁共振圖像956的圖像配準(zhǔn)960。例如，可以將 這用于在磁共振圖像956中定位目標(biāo)區(qū)940。計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存器950還被示為包含軌線庫962。 軌線庫962可以包含加熱軌線和/或維持軌線。計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存器950還被示為包含加熱命令 964、等候命令966和維持命令968。計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存器950還被示為包含空間相關(guān)參數(shù)970?？?間相關(guān)參數(shù)可以是先前提到的空間相關(guān)參數(shù)的任何一個(gè)。計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存器950還被示為包含 第一預(yù)定閾值972和第二預(yù)定閾值974。
[0266] 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器952包含用于操作治療設(shè)備900的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ) 器952被示為包含控制模塊980,其包含計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼，用于控制治療設(shè)備900的操作 和功能。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器952還被示為包含命令生成模塊982,用于生成加熱命令964、等候 命令966和維持命令968。命令產(chǎn)生模塊982還適于修改加熱命令964、等候命令966和維 持命令968。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器952還被示為包含磁共振控制模塊984。磁共振控制模塊使用 脈沖序列986以控制磁共振系統(tǒng)902的操作和功能。脈沖序列986還被示為包含于計(jì)算機(jī) 存儲(chǔ)器中。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器還包含圖像重建模塊988,用于從磁共振數(shù)據(jù)954重建磁共振圖 像956。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器952還被示為包含軌線生成模塊990。軌線生成模塊990包含計(jì)算 機(jī)可執(zhí)行代碼，用于生成加熱和/或維持軌線。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器952的內(nèi)容還可以存儲(chǔ)于計(jì) 算機(jī)存儲(chǔ)器950中。
[0267] 圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的治療系統(tǒng)1000的另一實(shí)施例。在圖10中所示的實(shí)施例 與在圖9中所示的非常類似，兩幅圖中標(biāo)記相同的項(xiàng)目形成等效功能。圖9中已經(jīng)論述的 項(xiàng)目可能未必在圖10中論述。圖10中所示的實(shí)施例增加了輻射治療系統(tǒng)1002。磁體906 是超導(dǎo)磁體，這幅圖中示出了更多細(xì)節(jié)。有一低溫恒溫器1004,其具有若干超導(dǎo)線圈1006。 還有一補(bǔ)償線圈1008,其生成更小的磁場(chǎng)1010,圍繞磁體906的區(qū)域。本實(shí)施例中的輻射 治療系統(tǒng)1002意在代表一般的輻射治療系統(tǒng)。這里示出的部件是直線加速器和X射線治 療系統(tǒng)典型的部件。
[0268] 然而，加以微小的修改，例如使用裂開式磁體，也可以利用這幅圖例示帶電粒子或 β粒子輻射治療系統(tǒng)。有一環(huán)機(jī)構(gòu)1012用于繞磁體906旋轉(zhuǎn)射線治療源1014。環(huán)機(jī)構(gòu)1012 繞著旋轉(zhuǎn)軸1013旋轉(zhuǎn)。有一被環(huán)機(jī)構(gòu)1012旋轉(zhuǎn)的輻射治療源1014。輻射治療源1014生 成輻射束1018,其穿過準(zhǔn)直器1016。在圖中，目標(biāo)區(qū)被標(biāo)記為1022。在本范例中，受試體體 內(nèi)的目標(biāo)區(qū)和輻射目標(biāo)是相同的。可以覺察到，目標(biāo)區(qū)1022位于旋轉(zhuǎn)軸1013上。在輻射 源1014繞旋轉(zhuǎn)軸1013旋轉(zhuǎn)時(shí)，目標(biāo)區(qū)1022始終被照射。還有一個(gè)支撐物定位系統(tǒng)1020， 用于定位支撐物922以相對(duì)于輻射治療系統(tǒng)1014優(yōu)化目標(biāo)區(qū)1022的位置。
[0269] 輻射治療系統(tǒng)1002和支撐物定位系統(tǒng)1020還連接到硬件接口 946。處理器944 通過使用控制模塊980,能夠控制整個(gè)治療設(shè)備1000的操作和功能。
[0270] 圖11到14示出了示范性軌線。這些軌線可以是加熱軌線和/或維持軌線。
[0271] 在圖11中，示出了三條軌線1100、1100'和1100''。這些軌線1100、1100'和 1100''是同心圓。具有箭頭的虛線表示執(zhí)行超聲降解點(diǎn)的連續(xù)次序。大斑點(diǎn)是超聲降解點(diǎn) 的位置。開始超聲降解點(diǎn)被標(biāo)記為1102,結(jié)束超聲降解點(diǎn)被標(biāo)記為1104。
[0272] 在圖12中，也示出了三條軌線，1200,1200'和1200''。虛線再次示出了執(zhí)行超聲 降解的次序。如上一幅圖那樣，斑點(diǎn)表示超聲降解點(diǎn)的位置。在這幅圖中，對(duì)于軌線1200、 1200'和1200〃有不是圓的閉環(huán)。
[0273] 在圖13中，示出了單個(gè)超聲降解點(diǎn)1300。
[0274] 在圖14中，軌線被示為線狀圖案。有五條線1400、1400'、1400''和1400'''。這 些線具有箭頭，示出了執(zhí)行超聲降解的次序。每條軌線1400、1400'、1400''和1400'''都 具有開始超聲降解點(diǎn)1402和結(jié)束超聲降解點(diǎn)1404。如圖11-13那樣，斑點(diǎn)指示了超聲降 解的空間位置。軌線1400、1400'、1400''、1400'''布置于不規(guī)則形狀的目標(biāo)區(qū)1401之內(nèi)。 根據(jù)目標(biāo)區(qū)1401的形狀，可能有利的是使用線性軌線1400、1400'、1400' '和1400' ' '取代 圓形環(huán)或閉環(huán)。
[0275] 盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中詳細(xì)例示和描述了本發(fā)明，但這樣的例示和描述 被認(rèn)為是例示性或示范性的而非限制性的；本發(fā)明不限于公開的實(shí)施例。
[0276] 通過研究附圖、公開和所附權(quán)利要求，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在實(shí)踐請(qǐng)求保護(hù)的本發(fā) 明時(shí)能夠理解和實(shí)現(xiàn)所公開實(shí)施例的其他變化。在權(quán)利要求中，"包括"一詞不排除其他元 件或步驟，不定冠詞"一"或"一個(gè)"不排除多個(gè)。單個(gè)處理器或其他單元可以完成權(quán)利要求 中列舉的幾個(gè)項(xiàng)目的功能。在互不相同的從屬權(quán)利要求中列舉特定手段的簡(jiǎn)單事實(shí)并不表 示不能有利地使用這些手段的組合?？梢栽谶m當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)上存儲(chǔ)和/或分布的計(jì)算機(jī)程序， 介質(zhì)例如是與其他硬件一起提供或作為其他硬件一部分提供的光存儲(chǔ)介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但 也可以在其他形式中分布，例如通過互聯(lián)網(wǎng)或其他有線或無線電信系統(tǒng)。權(quán)利要求中的任 何附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種治療設(shè)備（900、1000)，包括： -高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)（904)，其用于加熱受試體（920)的目標(biāo)區(qū)（940、1022、1401); -磁共振成像系統(tǒng)（902 )，其用于采集磁共振數(shù)據(jù)（954 ); -處理器（944)，其用于控制所述治療設(shè)備； -存儲(chǔ)器（952)，其包含用于由所述處理器執(zhí)行的機(jī)器可執(zhí)行指令（980、982、984、986、 988、990)，其中，所述指令的執(zhí)行令所述處理器生成（702、802)加熱命令（964)，所述加熱 命令使所述高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)根據(jù)加熱軌線（1〇6、106'、106''、1100、1100'、1100''、 1200、1200'、1200' '、1300、1400、1400'、1400' '、1400' ''）對(duì)所述受試體進(jìn)行超聲降解；其 中，所述指令的執(zhí)行還令所述處理器重復(fù)執(zhí)行如下操作： -在所述加熱命令的執(zhí)行期間采集（704、804)所述磁共振數(shù)據(jù)； -從所述磁共振數(shù)據(jù)計(jì)算（706、806 )空間相關(guān)參數(shù)（970 );以及 -根據(jù)所述空間相關(guān)參數(shù)修改（708、808)所述加熱命令，使得在所述目標(biāo)區(qū)之內(nèi)，所述 空間相關(guān)參數(shù)保持低于第一預(yù)定閾值并高于第二預(yù)定閾值， -其中，所述指令的執(zhí)行還令所述處理器生成（810)等候命令（966)，所述等候命令使 所述高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)在執(zhí)行所述加熱命令之后的預(yù)定時(shí)間段暫停超聲降解； 其中，所述指令的執(zhí)行還令所述處理器生成（812)維持命令（968)，所述維持命令使所 述高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)根據(jù)維持軌線（116、116'、116''、1100、1100'、1100''、1200、1200'、 1200''、1300、1400、1400'、1400''、1400'''）對(duì)所述受試體進(jìn)行超聲降解，其中，所述指令 的執(zhí)行還令所述處理器重復(fù)執(zhí)行如下操作 ： -在所述維持命令的執(zhí)行期間采集（814)所述磁共振數(shù)據(jù)； -從在所述維持命令的執(zhí)行期間采集的所述磁共振數(shù)據(jù)計(jì)算（816)所述空間相關(guān)參 數(shù)；以及 -根據(jù)所述空間相關(guān)參數(shù)修改（818)所述維持命令，使得在所述目標(biāo)區(qū)之內(nèi)，所述空間 相關(guān)參數(shù)保持低于所述第一預(yù)定閾值并高于所述第二預(yù)定閾值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療設(shè)備，其中，所述指令的執(zhí)行還令所述處理器執(zhí)行如下 操作： -在所述等候命令的執(zhí)行期間重復(fù)采集所述磁共振數(shù)據(jù)； -如果所述目標(biāo)區(qū)中的所述空間相關(guān)參數(shù)低于所述第二預(yù)定閾值，觸發(fā)所述維持命令 的執(zhí)行。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的治療設(shè)備，其中，所述指令的執(zhí)行還令所述處 理器在超過預(yù)定最大超聲降解持續(xù)時(shí)間時(shí)暫停超聲降解。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的治療設(shè)備，其中，所述指令的執(zhí)行令所述處理 器在所述超聲降解持續(xù)時(shí)間小于預(yù)定最小超聲降解持續(xù)時(shí)間時(shí)允許所述空間相關(guān)參數(shù)在 所述目標(biāo)區(qū)中超過所述第一預(yù)定閾值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療設(shè)備，其中，所述空間相關(guān)參數(shù)是如下中的任何一種：質(zhì) 子信號(hào)強(qiáng)度、最大質(zhì)子信號(hào)強(qiáng)度、最小質(zhì)子信號(hào)強(qiáng)度、平均質(zhì)子信號(hào)強(qiáng)度、中值質(zhì)子信號(hào)強(qiáng) 度、T1信號(hào)強(qiáng)度、最大T1信號(hào)強(qiáng)度、最小T1信號(hào)強(qiáng)度、平均T1信號(hào)強(qiáng)度、中值T1信號(hào)強(qiáng)度、 T2信號(hào)強(qiáng)度、最大T2信號(hào)強(qiáng)度、最小T2信號(hào)強(qiáng)度、平均T2信號(hào)強(qiáng)度、中值T2信號(hào)強(qiáng)度、T2* 信號(hào)強(qiáng)度、最小T2*信號(hào)強(qiáng)度、最大T2*信號(hào)強(qiáng)度、平均T2*信號(hào)強(qiáng)度、平均T2*信號(hào)強(qiáng)度、 溫度、最低溫度、平均溫度、中值溫度、最低超聲劑量、最高超聲劑量、中值超聲劑量、最大溫 度偏差、最小信號(hào)強(qiáng)度、最大信號(hào)強(qiáng)度、平均信號(hào)強(qiáng)度、中值信號(hào)強(qiáng)度、最小熱劑量、平均熱 劑量、中值熱劑量和最大熱劑量以及其組合。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的治療設(shè)備，其中，所述軌線定義如下中的 任何一項(xiàng)：同心圓（160、160,、160''、116、116'、116''、1100、1100'、1100''）、同心球、閉 環(huán)（1200、1200'、1200' '）、閉合面、單個(gè)超聲降解位置（1300)和線性圖案（1400、1400'、 1400"、1400,，，）。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的治療設(shè)備，其中，所述指令還令所述處理器執(zhí) 行如下操作： -接收醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)（954); -接收治療計(jì)劃（958)，其中，所述治療計(jì)劃是對(duì)所述目標(biāo)區(qū)的位置的描述；以及 -根據(jù)所述醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)和所述治療計(jì)劃生成所述加熱軌線。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的治療設(shè)備，其中，所述指令的執(zhí)行還令所述處理器執(zhí)行如下 操作： -從所述磁共振成像系統(tǒng)接收磁共振數(shù)據(jù)（954);以及 -從所述磁共振數(shù)據(jù)重建所述醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的治療設(shè)備，其中，所述治療設(shè)備還包括輻射治 療系統(tǒng)（1002)，其中，所述指令的執(zhí)行還令所述處理器執(zhí)行如下操作中的任一項(xiàng)：在加熱 所述目標(biāo)區(qū)之后照射所述受試體體內(nèi)的輻射目標(biāo)（1022)以及在加熱所述目標(biāo)區(qū)期間照射 所述輻射目標(biāo)，并且其中，所述輻射目標(biāo)包括所述目標(biāo)區(qū)的至少部分。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的治療設(shè)備，其中，所述輻射治療系統(tǒng)是如下中 的任何一種：質(zhì)子治療系統(tǒng)、X射線治療系統(tǒng)、帶電粒子治療系統(tǒng)、碳尚子治療系統(tǒng)、Y福射 源治療系統(tǒng)、β粒子治療系統(tǒng)和LINAC (1002)。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的治療設(shè)備，其中，所述指令的執(zhí)行還令所述處 理器執(zhí)行如下操作： -從所述磁共振數(shù)據(jù)重復(fù)計(jì)算第二空間相關(guān)參數(shù)； -如果所述第二空間相關(guān)參數(shù)發(fā)生預(yù)定變化，暫停由所述高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)對(duì)所述 目標(biāo)區(qū)的超聲降解。
12. -種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品（950、952)，包括用于由控制治療設(shè)備（900U000)的處理器 (944)執(zhí)行的機(jī)器可執(zhí)行指令（980、982、984、986、988、990)，其中，所述治療設(shè)備包括用于 加熱受試體（920)的目標(biāo)區(qū)（932、1022、1401)的高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)（904)，其中，所述治 療設(shè)備還包括用于采集磁共振數(shù)據(jù)（954)的磁共振成像系統(tǒng)（902)，其中，所述指令的執(zhí) 行令所述處理器生成（702、802)加熱命令（964)，所述加熱命令使所述高強(qiáng)度聚焦超聲系 統(tǒng)根據(jù)加熱軌線（106、106,、106' '、1100、1100'、1100' '、1200、1200'、1200' '、1300、1400、 1400'、1400' '、1400' ''）對(duì)所述受試體進(jìn)行超聲降解，其中，所述指令的執(zhí)行還令所述處理 器重復(fù)執(zhí)行如下操作： -在所述加熱命令的執(zhí)行期間采集（704、804)所述磁共振數(shù)據(jù)； -從所述磁共振數(shù)據(jù)計(jì)算（706、806 )空間相關(guān)參數(shù)（970 );以及 -根據(jù)所述空間相關(guān)參數(shù)修改（708、808)所述加熱命令，使得在所述目標(biāo)區(qū)之內(nèi)，所述 空間相關(guān)參數(shù)保持低于第一預(yù)定閾值并高于第二預(yù)定閾值。
13. -種操作治療設(shè)備（900U000)的方法，其中，所述治療設(shè)備包括用于加熱受試體 (920)的目標(biāo)區(qū)（940、1022、1401)的高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)（904)，其中，所述治療設(shè)備還 包括用于采集磁共振數(shù)據(jù)（954)的磁共振成像系統(tǒng)（902)，其中，所述方法包括生成（702、 802)加熱命令的步驟，所述加熱命令使所述高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)根據(jù)加熱軌線（106、106'、 106'，、1100、1100,、1100,，、1200、1200,、1200,，、1300、1400、1400,、1400,，、1400,，，）對(duì)所 述受試體進(jìn)行超聲降解，其中，所述方法包括重復(fù)執(zhí)行如下操作的步驟： -在所述加熱命令的執(zhí)行期間采集（704、804)所述磁共振數(shù)據(jù)； -從所述磁共振數(shù)據(jù)計(jì)算（706、806 )空間相關(guān)參數(shù)（970 );以及 -根據(jù)所述空間相關(guān)參數(shù)修改（708、808)所述加熱命令，使得在所述目標(biāo)區(qū)之內(nèi)，所述 空間相關(guān)參數(shù)保持低于第一預(yù)定閾值并高于第二預(yù)定閾值， -以生成（810)等候命令（966)，所述等候命令使所述高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)在執(zhí)行所 述加熱命令之后的預(yù)定時(shí)間段暫停超聲降解；還生成（812)維持命令（968)，所述維持命 令使所述高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)根據(jù)維持軌線（116、116'、116''、1100、1100'、1100''、1200、 1200'、1200' '、1300、1400、1400'、1400' '、1400' ''）對(duì)所述受試體進(jìn)行超聲降解，并重復(fù)執(zhí) 行如下操作： -在所述維持命令的執(zhí)行期間采集（814)所述磁共振數(shù)據(jù)； -從在所述維持命令的執(zhí)行期間采集的所述磁共振數(shù)據(jù)計(jì)算（816)所述空間相關(guān)參 數(shù)；以及 -根據(jù)所述空間相關(guān)參數(shù)修改（818)所述維持命令，使得在所述目標(biāo)區(qū)之內(nèi)，所述空間 相關(guān)參數(shù)保持低于所述第一預(yù)定閾值并高于所述第二預(yù)定閾值。
14. 一種治療系統(tǒng)，包括： -治療模塊（904)，其沿著包括目標(biāo)（920)的目標(biāo)區(qū)域（940)中的連續(xù)軌線向所述目標(biāo) 引導(dǎo)治療作用， -測(cè)溫模塊（906)，其測(cè)量測(cè)量場(chǎng)中的溫度，尤其是計(jì)算熱劑量， -控制模塊（944)，其控制所述治療模塊以基于測(cè)量的溫度和/或熱劑量沿相應(yīng)的軌線 施加所述治療作用，其中，所述連續(xù)軌線位于所述目標(biāo)區(qū)中并且所述一組軌線（106、106'、 106' '、116、116'、116' '、1100、1100'、1100' '、1200、1200'、1200' '、1300、1400、1400'、 1400''、1400'''）包括： -加熱子軌線的加熱子集（106、106,、106' '、1100、1100'、1100' '、1200、1200'、 1200''、1300、1400,1400'、1400''、1400'''），在此期間將所述目標(biāo)區(qū)域中的溫度升高到高 溫水平；以及 -維持子軌線的維持子集（116、116,、116' '、1100、1100'、1100' '、1200、1200'、 1200''、1300、1400、1400'、1400''、1400'''），在此期間將所述目標(biāo)區(qū)域中的溫度維持在高 溫；以及 -任選地，在執(zhí)行所述加熱子集與所述維持子集之間應(yīng)用等候時(shí)段（966)。
【文檔編號(hào)】G01R33/48GK104125846SQ201180049379
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2010年10月15日
【發(fā)明者】A·I·M·帕爾塔寧, M·R·德雷埃爾, P·S·亞爾莫連科, A·J·維塔拉, J·K·恩霍爾姆, M·O·科勒 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司, 國(guó)立衛(wèi)生研究院