[发明专利]用于对一组靶体积进行声波处理的医疗器械

说明书

本发明提供了一种医疗器械(100)，该医疗器械包括：高强度聚焦超声系统(104)和磁共振成像系统(102)。机器可执行指令(180、182、184、186)致使控制该医疗器械的处理器(144)：接收(300)声波处理命令(160)，其中，声波处理命令指定位于靶区内的一组多个靶体积(202)；以及接收(302)从这一组多个靶体积中选择的当前靶体积(200)的选择结果。该机器可执行指令进一步致使处理器反复地：通过利用测温术脉冲序列命令(164)控制磁共振成像系统，获取(304)热磁共振数据；利用热磁共振数据计算(306)温度图(168)；通过将声波处理位置操纵到当前靶体积，控制(308)高强度聚焦超声系统来对该当前靶体积进行声波处理；在控制该高强度聚焦超声系统对该当前靶体积进行声波处理之后，从这一组多个靶体积中移除(310)该当前靶体积；通过利用温度图，针对多个靶体积中的每一个计算(312)声波处理能量(172)；利用针对多个靶体积中的每一个的声波处理能量的计算结果，从多个靶体积中选择(314)下一个靶体积，其中，对下一个靶体积进行选择包括搜索具有最小值的声波处理能量；以及将下一个靶体积设定(316)为当前靶体积。

技术领域

本发明涉及高强度聚焦超声装置和方法，它特别涉及利用磁共振成像测温术对该高强度聚焦超声装置进行的控制。

背景技术

来自聚焦超声换能器的超声波可被用于选择性地处理位于体内的区域。超声波被作为高能机械振动进行传送。这些振动在它们受到阻尼时诱发组织加热，并且它们还会导致空化(cavitation)。组织加热和空化可在临床实施中被用于破坏或加热组织。然而，利用超声来加热组织与空化相比是更易于控制的。超声波处理可被用于切除组织并且选择性地杀死癌单元的区域。已经应用这种技术来治疗子宫肌瘤，并且该技术已经降低了对于子宫切除术的需要。

为了选择性地处理组织，聚焦超声换能器可被用于将超声波聚焦在具体的治疗或靶体积上。该换能器通常被安装在能够传送超声波的介质(例如脱气水)内。致动器随后被用于调整超声换能器的位置，并由此调整正被处理的组织区域。

聚焦超声换能器还通常具有多个换能器元件，其中换能器元件的幅度和/或相位是可控的。特别地，单个或成组的换能器元件的相位通常受到控制，以便控制超声波的焦点位置。这能够实现对焦点位置进行快速调整，以及对不同的声波处理点或位置进行连续的声波处理。受治疗者的位于换能器和声波处理点之间的组织通常被称为近场区域。超声波穿过该近场区域行进到声波处理体积。这些中间组织同样被加热，尽管并不与该声波处理体积受热一样多。当对多个声波处理点进行声波处理时，不同声波处理点的近场区域可重叠。由于近场区域的特定部分可能重叠，因此它可能被加热多次。为了避免对该重叠的近场区域加热过度，会需要在对多个声波处理点进行声波处理之间存在延迟和/或需要降低声波处理功率。

欧洲专利申请公开文献EP 2 676 702 A1公开了一种包括磁共振成像系统和焦点可调的高强度聚焦超声系统的医疗器械。执行指令致使处理器控制医疗器械，以便对多个声波处理点进行声波处理，同时反复地获取热磁共振成像数据。利用热磁共振成像数据来构建多个热图，并且针对每一个热图来计算加热质心。通过将每个受热质心与声波处理点进行比较，来确定空间依赖的靶修正值。该空间依赖的靶修正值随后被用于偏移该可调焦点。

PAYNE AI等人的“HIFU脉冲加热和脉冲间冷却时间的最小化(Minim-isation ofHIFU pulse heating and interpulse cooling times)”，国际热疗杂志(INTERNATIONALJOURNAL OF HYPERTHERMIA)，英国贝辛斯托克市(BASINGSTOKE)，2010年1月1日第2期第26卷第198-208页，XP008170322,国际期刊号(ISSN)：0265-6736，DOI：10.3109/02656730903436459呈现出了源自最优化技术的结果，该最优化技术通过在每个声波处理位置处遵守常规组织约束限制的同时使各个加热和脉冲间冷却时间最小化，而缩短了HIFU治疗时间。