[发明专利]MR引导的非侵入性治疗期间的K空间自适应采样

说明书

在磁共振引导聚焦超声(MRgFUS)治疗或其他非侵入性程序期间，遵循自适应K空间采样方案，仅获取部分K空间图像数据，以及用仅包含变化区域的部分图像数据来更新目标区域的图像。在一个实施例中，图像数据对应于MR测温或MR温度成像，并用于跟踪各种变化的特性(如位置和/或温度)，以便在治疗程序中将治疗能量束引导至目标上和/或其他非目标组织和和器官的周围。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年5月18日提交的申请号为15/983,530的美国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明一般涉及监测变化或移动的组织或器官，特别是涉及在非侵入性治疗期间监测变化或移动的组织或器官。

背景技术

对于如病人颅骨或身体其他部位内的良性或恶性肿瘤或血凝块之类的组织，可以通过手术切除以进行侵入性治疗，或使用例如热消融进行非侵入性治疗。虽然两种方式都能有效治疗体内的某些局部状况，但都涉及精细操作过程，以避免破坏或损坏其他健康组织。在病变组织与健康组织无明显分界的情况下，除非健康组织可免于被破坏或对健康组织的破坏不会对生理功能造成不利影响，否则手术并不适用。

由于可将超声能量的作用限制在明确定义的目标区域内，所以，利用聚焦超声实现的热消融可用于治疗被健康组织或器官包围或邻近的患病组织。因其波长较短(例如，在1兆赫兹(1MHz)下具有小至1.5毫米(mm)的横截面)，超声能量可被聚焦到横截面只有几毫米的区域。此外，因为超声能量通常能很好地穿透软组织，所以介入解剖结构不会对确定所需聚焦区形成阻碍。这样，超声能量可聚焦在一个小目标上，以便消融病变组织而不会显著损害周围的健康组织。

超声聚焦系统通常利用声换能器表面或换能器表面的阵列来产生超声束。换能器可以呈几何形，并定位以将超声能量聚焦到与患者体内目标组织块相对应的“聚焦区”上。在波传播经过组织的过程中，部分超声能量被吸收，使得组织温度升高，从而最终导致细胞坏死——优选地在聚焦区中的目标组织块处。换能器阵列的各个表面或“元件”通常为可独立控制的，即，它们的相位和/或幅度可彼此独立设置(例如，在连续波和元件的放大电路的情况下，使用具有合适延迟或相移的“波束形成器”)，从而使波束沿所需方向转向并聚焦到所需距离处，以及根据需要重塑聚焦区的特性。因此，通过对输入到换能器元件中的电信号的幅度和相位进行独立地调整，可以迅速地移动聚焦区和/或重塑聚焦区。

但是，由于人体是柔软的，并且即使将患者固定以使其处于静止状态，其也在运动(例如由呼吸或不自主的小动作导致的)，所以，在以多个声波进行治疗的一段时间内——即使在几秒钟内——可能需要对目标和/或一个或多个治疗参数进行临时调整。因此，有必要对移动进行补偿，以确保超声束始终聚焦在目标上而不会损害周围的健康组织。