[发明专利]高强度聚焦超声换能器的优化

摘要

当规划磁共振（MR）引导的高强度聚焦超声（HIFU）治疗时，根据描述感兴趣区域（ROI）（146）的尺寸、形状和位置以及HIFU换能器元件和所述ROI（146）之间的任何阻碍物（144）的3D MR数据来优化HIFU换能器元件参数。调整换能器元件的相位和振幅以最大化至所述ROI（146）的HIFU辐射传送同时最小化至所述阻碍物（144）的传送。附加地或者可选地，在所述阻碍物（144）位于所述ROI（146）和给定换能器元件之间的情况下，选择性地使换能器元件失效。

主权项

一种便于磁共振(MR)引导的高强度聚焦超声(HIFU)消融规划的治疗规划工具(10)，所述治疗规划工具(10)耦合到高强度聚焦超声(HIFU)设备(18)和磁共振(MR)扫描器(20)中的每个，所述治疗规划工具(10)包括：用户接口(UI)(16)，经由所述用户接口将信息呈现给用户或操作者并且从用户或操作者接收信息；处理器，其执行用于优化高强度聚焦超声换能器元件发射的计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被执行时，所述处理器被配置为：评估换能器数据(22)，所述换能器数据包括换能器元件的位置、几何结构和声学参数信息；评估包括感兴趣区域数据(24)和阻碍物数据(26)的3D磁共振数据，所述感兴趣区域数据描述将被消融的感兴趣区域(ROI)(146)的尺寸、形状和位置，所述阻碍物数据描述在一个或多个高强度聚焦超声换能器元件和所述感兴趣区域(146)之间的阻碍物(144)的尺寸、形状和位置；并且执行优化器(32，36)，所述优化器在最小化至所述阻碍物(144)和周围组织的高强度聚焦超声波形传送的同时最大化至所述感兴趣区域(146)的高强度聚焦超声波形传送；以及存储器(14)，其存储所述换能器数据、磁共振数据和多个经优化的高强度聚焦超声参数，其中，所述优化器是相位和振幅优化器(32)，所述相位和振幅优化器优化从所述高强度聚焦超声设备(18)中的多个换能器元件中的每个发射的波形的相位和振幅，并且其中，所述处理器还被配置为：对来自多个探头元件在所述感兴趣区域(146)和所述阻碍物(144)上的空间脉冲响应执行傅里叶变换；生成描述所述感兴趣区域(146)中的声学压力和所述阻碍物(144)处的声学压力的比值的目标函数；并且生成描述针对每个换能器元件的相位和振幅设置的初始方案。