在高強(qiáng)度聚焦超聲中的子孔徑的控制的制作方法
【專利摘要】對(duì)于高強(qiáng)度聚焦超聲提供子孔徑控制。順序地從不同的子孔徑進(jìn)行測(cè)試發(fā)射。在焦點(diǎn)區(qū)域處的組織響應(yīng)被確定（40）并且被用來選擇（32）子孔徑。例如，在溫度沒有上升超過一定閾值或組織移位弱的地方，這例如與介于其間的骨或衰減的組織有關(guān)，不使用一個(gè)或多個(gè)子孔徑?？梢蕴娲蜃鳛榻裹c(diǎn)區(qū)域處組織響應(yīng)的附加，使用其他因素?？梢允褂米涌讖脚c病變（34）的相對(duì)接近程度、子孔徑（36）的角度分布、子孔徑焦點(diǎn)區(qū)域與待治療的組織相比（38）的形狀或尺寸，或其組合。一旦被選擇（32），可以基于對(duì)于每個(gè)子孔徑測(cè)量到的組織響應(yīng)來調(diào)整（42）對(duì)于每個(gè)子孔徑的相對(duì)權(quán)重，例如以提供來自于不同子孔徑的更為均等的治療貢獻(xiàn)。
【專利說明】在高強(qiáng)度聚焦超聲中的子孔徑的控制
[0001]聯(lián)邦資助的研究或開發(fā)
[0002]美國(guó)政府對(duì)該發(fā)明具有完全償付許可(paid-up license)和在有限情況下要求專利所有者在如由DARPA授予的、由授權(quán)號(hào)DARPA HR0011-08-3-0004的期限提供的其他合理期限上授權(quán)給其他人的權(quán)利。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本實(shí)施方式涉及用于高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)治療的子孔徑控制。
【背景技術(shù)】
[0004]HIFU被用于非介入式腫瘤切除或體內(nèi)平衡。可以治療子宮纖維瘤、各種骨轉(zhuǎn)移瘤、肝、腎、胰腺和乳腺癌。使用HIFU的其他可能治療包括肝和血管的體內(nèi)平衡。
[ 0005]HIFU可以應(yīng)用于患者內(nèi)部，諸如使用腔內(nèi)照射器，但是這些設(shè)備是介入式的并且僅適用于特殊的器官。體外HIFU設(shè)備是非介入式的。存在的體外HIFU設(shè)備典型地是碗狀的并且包含有限數(shù)量的元件。多元件HIFU設(shè)備已經(jīng)被認(rèn)可用于子宮纖維瘤治療。一些體外HIFU設(shè)備可能缺乏在孔徑尺寸和焦深方面的靈活性。一個(gè)示例性體外HIFU設(shè)備具有26cm孔徑，由具有對(duì)焦點(diǎn)位置中的小變化進(jìn)行電子控制和對(duì)焦點(diǎn)位置的大的變化進(jìn)行機(jī)械定位的251個(gè)PZT元件組成。另一個(gè)示例性體外HIFU設(shè)備具有對(duì)于所有焦點(diǎn)位置和深度調(diào)節(jié)進(jìn)行機(jī)械定位的、12cm球形彎曲的單元件。另一種HIFU設(shè)備包含少于1000個(gè)元件。典型地，元件以個(gè)別相位控制來驅(qū)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)聚焦和導(dǎo)向。一些體外HIFU設(shè)備可能缺少在孔徑尺寸和焦深方面的靈活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]通過介紹，以下描述的優(yōu)選的實(shí)施方式包括方法、系統(tǒng)、換能器、陣列、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和用于高強(qiáng)度聚焦超聲的子孔徑控制的指令。從不同的子孔徑順序地進(jìn)行測(cè)試發(fā)射。確定組織在焦距區(qū)域處的響應(yīng)并且用來選擇子孔徑。例如，在溫度沒有升高超過一定的閾值或組織移位弱的地方，這例如與介于其間的骨或衰減的組織有關(guān)，不使用一個(gè)或多個(gè)子孔徑。取代組織在焦點(diǎn)區(qū)域處的響應(yīng)或附加地，可以使用其他因素?？梢允褂米涌讖脚c病變的相對(duì)接近程度、子孔徑的角度分布、子孔徑焦點(diǎn)區(qū)域與治療的組織相比而言的形狀或尺寸、或其組合。一旦選擇了，就可以基于對(duì)于每個(gè)子孔徑的測(cè)量的組織響應(yīng)來調(diào)整每個(gè)子孔徑的相對(duì)權(quán)重，諸如以提供來自于不同的子孔徑的更均等的治療貢獻(xiàn)。
[0007]在第一方面，提供了一種用于高強(qiáng)度聚焦超聲的子孔徑控制的方法。識(shí)別靶。從多個(gè)子孔徑中選擇至少第一子孔徑。該選擇是根據(jù)由至少第一子孔徑提供的焦點(diǎn)區(qū)域的區(qū)域形狀與靶的匹配進(jìn)行的。高強(qiáng)度聚焦超聲以至少第一子孔徑而不是其他子孔徑應(yīng)用于該靶。
[0008]在第二方面，提供了一種用于高強(qiáng)度聚焦超聲的子孔徑控制的系統(tǒng)。元件的相控陣列包括多個(gè)相控子陣列。子孔徑電路用于將子陣列作為相控陣列的子孔徑來激活和禁用。處理器被操作來控制子孔徑電路以選擇一些子孔徑而不選擇其他子孔徑。該選擇是待治療的病變處的由于來自于子孔徑的發(fā)射而測(cè)量到的分布的函數(shù)。
[0009]在第三方面，非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)具有在其中存儲(chǔ)的、代表了用于高強(qiáng)度聚焦超聲的子孔徑控制的、由編程過的處理器可執(zhí)行的指令的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)介質(zhì)包括用于選擇子孔徑的第一集合作為來自于子孔徑的第二集合的子集的指令，該選擇是根據(jù)子孔徑對(duì)病變的空間接近程度、根據(jù)在第一集合中的子孔徑對(duì)病變的角度分布、或其組合進(jìn)行的；并且使用用于高強(qiáng)度聚焦超聲的子孔徑的第一集合。
[0010]本發(fā)明由所附的權(quán)利要求限定，并且該部分中沒有什么被認(rèn)為是對(duì)這些權(quán)利要求的限制。本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)在以下結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方式討論并且可以在后面獨(dú)立地或組合地要求保護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]部件和附圖不一定按比例，而是將重點(diǎn)放在本發(fā)明原理的解釋上。此外，在附圖中，將相似的附圖標(biāo)記分配給全部不同視圖中相對(duì)應(yīng)的部分。
[0012]圖1是用于高強(qiáng)度聚焦超聲的子孔徑控制的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的框圖；
[0013]圖2是用于高強(qiáng)度聚焦超聲的子孔徑控制的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
[0014]圖3是不同的子孔徑和它們與患者中的病變的關(guān)系的圖形表示；并且
[0015]圖4A是示例性病變，圖4B是示例性測(cè)量的、來自于三個(gè)子孔徑的焦點(diǎn)分布，以及圖4C是基于焦點(diǎn)測(cè)量對(duì)三個(gè)子孔徑的焦點(diǎn)區(qū)域的示例性調(diào)整。
[0016]附圖和優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述
[0017]體外治療超聲設(shè)備包括元件的連續(xù)的或不連續(xù)的陣列?？梢赃x擇性地接通陣列的子孔徑并且可以由子孔徑個(gè)別地控制發(fā)射功率。要么可以相干地(即，使用相同的頻率)要么不相干地(即使用不同的頻率)來控制子孔徑。選擇子孔徑，并且控制治療劑量施加。
[0018]體外HIFU設(shè)備非介入式地切除在深的位置處的癌組織。具有可適配的傳輸孔徑的設(shè)備保證了焦點(diǎn)區(qū)域?qū)Π行螤畹淖罴哑ヅ洌瑫r(shí)降低加熱健康組織的風(fēng)險(xiǎn)。靶形狀可以是病變或病變的一部分。使用大數(shù)量元件的可控孔徑，可以按照靶尺寸和位置裁剪孔徑尺寸和形狀，提供更佳的腫瘤覆蓋?？讖降牟糠挚梢曰诳捎玫穆晫W(xué)窗被取消選定。在沿著聲學(xué)路徑具有障礙物的情況下，基于成像的反饋機(jī)制可以被用來取消選定可能被障礙物遮擋的子孔徑。焦點(diǎn)尺寸和形狀控制也可以通過操縱孔徑來實(shí)現(xiàn)。更大或更小的子孔徑可以被用于更深或更淺的靶。來自于分開的角度空間的子孔徑可以產(chǎn)生交叉的束并且產(chǎn)生球形的焦點(diǎn)區(qū)域以便匹配球形的病變，降低附帶損害。
[0019]基于已知的特征和/或基于響應(yīng)于測(cè)試發(fā)射的測(cè)量值來選擇子孔徑?？梢詡€(gè)別地或同時(shí)地以低的劑量來測(cè)試子孔徑。組織溫度或移位檢測(cè)器可以映射對(duì)測(cè)試發(fā)射的三維組織響應(yīng)。所檢測(cè)的組織 響應(yīng)可以被用來選擇子孔徑和劑量。在施加劑量期間，來自于相同的溫度或移位檢測(cè)器的反饋可以被用來即時(shí)地調(diào)整劑量施加參數(shù)。
[0020]在一種實(shí)施方式中，控制器基于來自于子孔徑的測(cè)試發(fā)射要么順序地要么同時(shí)地執(zhí)行子孔徑的自動(dòng)選擇。來自于每個(gè)子孔徑的低劑量發(fā)射與組織溫度/聲學(xué)輻射力成像移位檢測(cè)器、超聲或MRI進(jìn)行組合。檢測(cè)器確定選擇的子孔徑是否產(chǎn)生超過一定閾值的溫度或移位。如果不超過，子孔徑被禁用。利用所有選擇的子孔徑以低劑量發(fā)射，所檢測(cè)的三維溫度或移位圖可以被用來調(diào)整每個(gè)子孔徑以實(shí)現(xiàn)期望的焦點(diǎn)形狀。
[0021]對(duì)于一個(gè)靶病變(諸如病變的部分)，選擇子孔徑。替換地，可以同時(shí)使用不同的子孔徑以治療不同的靶，諸如對(duì)于多淺靶的情況，其中由于對(duì)于更短的束路徑降低的衰減，對(duì)于每個(gè)靶需要全部孔徑的僅一個(gè)子集。該方法通過一次治療多于一個(gè)目標(biāo)可以加速整個(gè)治療時(shí)間。
[0022]圖1示出了用于高強(qiáng)度聚焦超聲的子孔徑控制的系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括治療換能器12、成像換能器14、子孔徑電路15、發(fā)射束形成器16、接收束形成器18、處理器20和存儲(chǔ)器22。附加地，可以使用不同的或更少的組件。例如，治療和成像換能器12、14可以是相同的設(shè)備。作為另一個(gè)例子，可以提供任意類型的更多換能器?？梢蕴峁﹥H成像或僅治療換能器12、14。在另一個(gè)實(shí)施方式中，提供僅單個(gè)的換能器陣列。在另一個(gè)實(shí)施例中，提供顯示器。對(duì)于不同類型的換能器12、14可以使用不同的或相同的發(fā)射束形成器16。
[0023]在一種實(shí)施方式中，系統(tǒng)10是超聲成像和/或治療系統(tǒng)的部分。系統(tǒng)10可以用于在患者身體內(nèi)或外利用一個(gè)或多個(gè)換能器12、14進(jìn)行的手術(shù)?？梢允褂密囕d成像系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、工作站或其他系統(tǒng)。系統(tǒng)10可以包括或具有對(duì)來自于磁共振成像(MRI)、計(jì)算機(jī)斷層成像(CO、X射線或其他成像系統(tǒng)的信息的訪問。在另一種實(shí)施方式中，系統(tǒng)10是便攜式的，例如用于由醫(yī)生、戰(zhàn)士、急救人員等攜帶。便攜式系統(tǒng)10重l_30kg。
[0024]換能器12、14是醫(yī)學(xué)超聲換能器。換能器12、14分別包括一個(gè)或多個(gè)元件。例如，每個(gè)換能器12、14包括元件的陣列。
[0025]治療換能器12是任意現(xiàn)在已知的或后來開發(fā)的用于從電能產(chǎn)生高強(qiáng)度聚焦超聲的換能器。對(duì)于基于電的聚焦或?qū)?，可以使用在一維或多維陣列中的多個(gè)元件，諸如NXM元件的陣列，其中N和M都大于I。在一種實(shí)施方式中，提供連續(xù)陣列的僅一個(gè)治療換能器
12。在另一種實(shí)施方式中，提供多個(gè)治療換能器12。例如，元件的多個(gè)二維陣列被用于從不同的位置到治療區(qū)域進(jìn)行發(fā)射。
[0026]治療換能器12配置為連續(xù)或離散相控陣列。在一種實(shí)施方式中，治療換能器12是再分為徑向隔開的扇區(qū)的凹孔徑。孔徑是圓形的，但是可以具有其他形狀。每個(gè)扇區(qū)包含作為子陣列或子孔徑操作的多個(gè)元件。在中部提供空腔用于成像陣列14。
[0027]在另一種實(shí)施方式中，治療換能器12是同心環(huán)陣列。每個(gè)環(huán)包括多個(gè)元件。每個(gè)環(huán)或相鄰環(huán)的組可以是子陣列或可被選為子孔徑。在一個(gè)或多個(gè)環(huán)中的單獨(dú)的元件或元件的組可以是子陣列或可被選為子孔徑。
[0028]另一個(gè)實(shí)施方式是將方形、矩形或其他形狀的子陣列連續(xù)或離散地成組為一或多行和/或列。每個(gè)方形、矩形或其他形狀的子陣列可選為子孔徑?？梢允褂萌缦伦涌讖剑錂M跨和/或采用少于兩個(gè)或多個(gè)子陣列的全部元件?；旧线B續(xù)的陣列可以包括一個(gè)或多個(gè)大于鋸口或元件分隔的間隙，以提供鉸鏈或柔性但是具有包括元件的長(zhǎng)度的大多數(shù)。
[0029]在一種示例中，治療換能器12是共形相控陣列。毯狀柔性孔徑包括多個(gè)(例如兩個(gè)或更多個(gè)，諸如十個(gè))嵌入的矩形相控陣列。共形陣列可以圍繞患者纏繞。例如，使用在美國(guó)公開申請(qǐng)?zhí)?008/0183077、2009/0024034或2009/0003675中公開的共形或其他陣列之一，其公開內(nèi)容通過引用合并于此。包括成像陣列14和治療換能器12的毯子形成為橡皮箍袖帶(cuff)，并且由此可以包括氣球或可膨脹的室。替換地，Velcro? (維可牢)尼龍搭扣、拉鏈扣件、紐扣、帶口或其他連接物允許可調(diào)地圍繞肢體或不同尺寸的身體部位放置橡皮箍袖帶。在另一個(gè)實(shí)施方式中，毯子符合身體的部位而無需封閉或包圍該部位，諸如作為可以符合患者的軀干的塊。共形陣列柔性地互相連接換能器12、14和/或同一陣列的元件。
[0030]在共形醫(yī)學(xué)超聲換能器的另一個(gè)實(shí)施方式中，單個(gè)陣列通過具有柔性地連接在一起的元件而服帖。光纖或其他傳感器檢測(cè)元件的相對(duì)位置。替換地，換能器14不是柔性的或不服帖。相反，使用凝膠和壓力來維持在換能器14和患者之間的聲學(xué)連接。
[0031]元件或多個(gè)元件是壓電的、微機(jī)電的或用于將電能轉(zhuǎn)換為聲能的其他換能器。例如，治療換能器12是電容膜超聲換能器。
[0032]治療換能器12可以從患者外部操作。例如，治療換能器12是探針或相對(duì)于患者的皮膚放置的其他設(shè)備。治療換能器12可手持、由設(shè)備定位或綁到患者上。在另一種實(shí)施方式中，治療換能器12在探針、導(dǎo)管或用于從患者內(nèi)部操作的其他設(shè)備中。
[0033]成像換能器14與治療換能器12在類型、材料、尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)方面相同或不同。例如，一個(gè)或多個(gè)成像換能器14的每一個(gè)包括電容膜超聲換能器元件的多維陣列。成像換能器14是現(xiàn)在已知的或后來開發(fā)的用于診斷超聲成像的任何換能器。成像換能器14可操作來發(fā)射和接收聲能。在替換實(shí)施方式中，不提供成像換能器14。
[0034]在換能器12、14、陣列的元件和/或不同陣列之間的空間關(guān)系是可測(cè)量的。例如，成對(duì)的成像和治療換能器12、14固定連接在一起。(例如光纖或磁的)傳感器測(cè)量在固定連接的對(duì)之間的相對(duì)位置。作為另一個(gè)示例，傳感器測(cè)量在成像和治療換能器12、14之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，將掃描數(shù)據(jù)相關(guān)以確定相對(duì)位置。
[0035]子孔徑電路15選擇子孔徑。例如，選擇不同的子陣列。作為另一個(gè)例子，選擇元件的不同組。子孔徑電路15是復(fù)用器、數(shù)字信號(hào)處理器，和/或束形成器16、18的部分。在一種實(shí)施方式中，通過激活或不激活不同通道并且通過對(duì)于不同的通道分開進(jìn)行束形成來提供子孔徑電路15。例如，數(shù)字信號(hào)處`理器或束形成器16、18向和從共形陣列中的一些陣列而不是其他陣列提供信號(hào)，這激活一些而不激活其他。在替換實(shí)施方式中，使用切換來選擇子孔徑。復(fù)用器激活一些子孔徑而不激活其他。來自于每個(gè)子孔徑的信號(hào)被一起地形成束并且與其他子孔徑的信號(hào)分離。發(fā)射束通過子孔徑被單獨(dú)地形成，例如通過在一個(gè)子孔徑中但是不跨越子孔徑將信號(hào)相對(duì)于彼此延遲。即使分開地進(jìn)行發(fā)射束形成，來自于一個(gè)子孔徑的信號(hào)也可能對(duì)來自于其他子孔徑的其他束作出貢獻(xiàn)，如果同時(shí)發(fā)射的話。
[0036]發(fā)射束形成器16具有多個(gè)波形發(fā)生器、放大器、延遲器、相位旋轉(zhuǎn)器和/或其他部件。例如，發(fā)射束形成器16具有用于在多個(gè)通道的每個(gè)中產(chǎn)生方波或正弦波的波形發(fā)生器。波形發(fā)生器或下游放大器設(shè)置電波形的振幅。對(duì)于成像，設(shè)置振幅以提供利用低于對(duì)成像振幅的任何限制的聲束進(jìn)行的掃描?？梢詫?duì)于高強(qiáng)度聚焦超聲、例如和與成像相關(guān)相比更高強(qiáng)度來設(shè)置振幅。
[0037]波形的相對(duì)延遲和/或定相使得發(fā)射的聲能聚焦。通過向換能器的不同元件應(yīng)用相對(duì)延遲的和/或切趾的波形，可以利用沿著掃描線的一個(gè)或多個(gè)焦距形成聲能束。束具有根據(jù)深度變化的寬度(例如從峰值下10dB)。提供焦點(diǎn)區(qū)域，諸如用于HIFU的一般的橢圓形區(qū)域或用于成像的長(zhǎng)形的線性區(qū)域。焦點(diǎn)區(qū)域與更大的功率相關(guān)?？梢酝瑫r(shí)形成多束。對(duì)于電子導(dǎo)向，所述相對(duì)延遲建立相對(duì)于換能器12、14的束位置和角度。換能器12、14上的束的原點(diǎn)是固定的并且可以通過電子控制來調(diào)節(jié)。例如，原點(diǎn)可以被定位在多維陣列上的不同位置上。不同的原點(diǎn)導(dǎo)致各個(gè)束的不同的位置。
[0038]接收束形成器18從成像換能器14接收電信號(hào)。電信號(hào)來自于不同的元件。使用延遲和總束形成、快速傅里葉變換處理或其他處理，形成代表了在平面中或在體積中不同空間位置的數(shù)據(jù)。一個(gè)、一些或多個(gè)發(fā)射和接收事件可以被用來利用成像換能器14掃描體積。例如，平面波發(fā)射和接收被用來掃描體積。具有或沒有合成的束內(nèi)插的多束接收可以提高利用延遲和總束形成進(jìn)行體積掃描的速度。在替換實(shí)施方式中，掃描二維平面或掃描線而不是二維體積。
[0039]檢測(cè)形成束的數(shù)據(jù)。例如提供B模式檢測(cè)。在另一個(gè)例子中，檢測(cè)多普勒功率、速度和/或差異。可以使用現(xiàn)在已知或后來開發(fā)的任何檢測(cè)。檢測(cè)的數(shù)據(jù)可以被掃描轉(zhuǎn)換、保持按照掃描格式(例如極坐標(biāo))、被內(nèi)插為三維格柵、其組合或被轉(zhuǎn)換為其他格式。檢測(cè)和/或格式轉(zhuǎn)換通過單獨(dú)的設(shè)備進(jìn)行，但是可以通過處理器20執(zhí)行。
[0040]獲取的數(shù)據(jù)可以被用于超聲測(cè)溫。例如，分析無線電頻率或同相和正交(inphaseand quadrature)數(shù)據(jù)來規(guī)劃溫度測(cè)量。
[0041]處理器20是通用的處理器、中央處理單元、控制處理器、圖形處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、三維渲染處理器、圖像處理器、特定應(yīng)用集成電路、現(xiàn)場(chǎng)可編程門控陣列、數(shù)字電路、模擬電路、其組合或現(xiàn)在已知或后來開發(fā)的用于控制子孔徑選擇電路15的其他設(shè)備。在一種實(shí)施方式中，處理器20是用來執(zhí)行子孔徑的自動(dòng)選擇的控制器，例如束形成控制器、系統(tǒng)控制器、子孔徑電路控制器、專用控制器、通用控制器或系統(tǒng)控制器。處理器20是單個(gè)設(shè)備或順序地、平行地或單獨(dú)地操作的多個(gè)設(shè)備。處理器20可以是計(jì)算機(jī)，諸如膝上電腦或臺(tái)式計(jì)算機(jī)的主處理器，或可以是用于處理大系統(tǒng)中，諸如在成像系統(tǒng)中的一些任務(wù)的處理器。
[0042]處理器20控制子孔徑電路15以選擇一些子孔徑而不選擇其他子孔徑。所述控制是通過命令信號(hào)，諸如對(duì)于特定的子陣列編碼的激活信號(hào)來進(jìn)行的。
[0043]可以使用任意選擇標(biāo)準(zhǔn)。在子陣列和病變之間的路徑、病變處的焦點(diǎn)區(qū)域、或子陣列相對(duì)于病變的位置是示例性標(biāo)準(zhǔn)。在一種實(shí)施方式中，沿著路徑的組織或其他結(jié)構(gòu)的類型被用來確定，是否應(yīng)當(dāng)使用諸如在美國(guó)公開申請(qǐng)?zhí)?008/0183077、2009/0024034或2009/0003675中公開的給定的子陣列。
[0044]子孔徑可以基于在治療區(qū)域處測(cè)量的效果來選擇。例如，選擇根據(jù)待治療的病變處測(cè)量到的分布來進(jìn)行。可能的治療子孔徑發(fā)射低劑量束，其產(chǎn)生以幾度或更少的范圍的非致命溫度。在病變處或圍繞病變執(zhí)行測(cè)量。測(cè)量從預(yù)計(jì)的焦點(diǎn)區(qū)域返回的信號(hào)。可以測(cè)量大于焦點(diǎn)區(qū)域的區(qū)域，諸如在足夠大的區(qū)域中測(cè)量，從而在預(yù)測(cè)束焦點(diǎn)區(qū)域方面的可能或或許不精確將焦點(diǎn)區(qū)域置于測(cè)量的區(qū)域之內(nèi)。測(cè)量到的、從發(fā)射得到的分布是子孔徑的焦點(diǎn)區(qū)域的分布。按照一維、二維或三維來測(cè)量低劑量發(fā)射的效果的分布。
[0045]為了更好隔離每個(gè)子孔徑的貢獻(xiàn)，順序地執(zhí)行測(cè)試發(fā)射。每個(gè)子孔徑或子孔徑的集合順序地以足夠長(zhǎng)以便允許組織響應(yīng)以達(dá)到可檢測(cè)的水平的間隔進(jìn)行發(fā)射?？蓹z測(cè)的水平可以對(duì)于組織移位測(cè)量比對(duì)于溫度測(cè)量更快速地出現(xiàn)。
[0046]可以通過確定在病變中或周圍不同位置處的溫度變化來測(cè)量該分布。例如，如在美國(guó)公開專利申請(qǐng)?zhí)枴?序列號(hào)12/554749)和US2007/0106157A1 (其內(nèi)容通過引用合并于此)中公開的那樣測(cè)量溫度變化。替代溫度變化，可以檢測(cè)應(yīng)力。應(yīng)力來源于移位并且可以被用來估計(jì)溫度。
[0047]來自于成像超聲掃描或MR1、Cl、X射線掃描的解剖信息借助建模來用于確定溫度或其他與溫度相關(guān)的參數(shù)。解剖信息可以被用來校準(zhǔn)從區(qū)域測(cè)量的模型特征。解剖信息可以被用作對(duì)模型的輸入。解剖信息可以被用來選擇合適的模型，諸如基于組織的類型進(jìn)行選擇。解剖信息可以被用來校正模型的輸出，諸如說明由于相鄰的脈管或其他傳導(dǎo)性組織引起的溫度分布。
[0048]在一個(gè)給定時(shí)間之后較大的或最大的溫度變化的位置可以是用于設(shè)置用于子孔徑的發(fā)射束形成器的焦點(diǎn)區(qū)域。與閾值溫度變化相關(guān)的區(qū)域被當(dāng)做焦點(diǎn)區(qū)域。
[0049]在替換實(shí)施方式中，測(cè)量由測(cè)試發(fā)射引起的組織移位。聲學(xué)發(fā)射可以移位組織，這例如與超聲橫波或縱波檢測(cè)有關(guān)。聲輻射力成像對(duì)組織應(yīng)用聲學(xué)力。低劑量信號(hào)是聲學(xué)力輻射，導(dǎo)致組織移動(dòng)。在從在病變處聚焦的子孔徑發(fā)射的情況下，組織在病變中或周圍可以具有更大的移位。當(dāng)組織返回到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)獲得的成像發(fā)射和接收信號(hào)可以與來自于穩(wěn)態(tài)的信號(hào)相關(guān)以確定在移位之后一個(gè)特定時(shí)間時(shí)移位的量，或者一系列測(cè)量可以被用來確定對(duì)于每個(gè)位置的最大移位。
[0050]存在障礙物的地方，在焦點(diǎn)區(qū)域處的溫度、移位或其他測(cè)量值可能小于預(yù)計(jì)的或小于閾值。不選擇與低于閾值的測(cè)量值相關(guān)聯(lián)的子孔徑而選擇與高于閾值的測(cè)量值相關(guān)聯(lián)的子孔徑。替換地或附加地，選擇僅一定數(shù)量的子孔徑，由此選擇與最大測(cè)量值相關(guān)聯(lián)的子孔徑。測(cè)量的分布可以被用來基于病變選擇子孔徑。個(gè)別地或作為組，可以選擇以最小程度覆蓋在病變之外的分布?？梢圆贿x擇具有比其他子孔徑更多在病變之外分布的子孔徑。
[0051]作為使用測(cè)試發(fā)射的附加或替換，根據(jù)每個(gè)子孔徑對(duì)病變的接近程度來選擇子孔徑。可以選擇更靠近病變的子孔徑以避免或最小化更長(zhǎng)路徑上高功率發(fā)射對(duì)組織的傷害。對(duì)于更靠近的病變，選擇更少的子孔徑因?yàn)榘l(fā)生更少衰減。更大的整體孔徑可以用于更深的病變。
[0052]子孔徑相對(duì)于病 變的角度分布可以被用于選擇子孔徑。通過將圍繞更大入射角的所選子孔徑間隔，可以導(dǎo)致更少的附帶損害。來自于不同的子孔徑的束從不同的方向交叉，因此束較少疊置和在病變外部具有較少的治療水平功率。一個(gè)或多個(gè)子孔徑或在選擇的子孔徑之間的其他量的間隔可以降低附帶損害。按照角度分布選擇子孔徑的其他益處是更好控制焦點(diǎn)形狀。例如，來自于在角度空間中寬地分布的子孔徑的重疊的束產(chǎn)生相對(duì)對(duì)稱的焦點(diǎn)。
[0053]在一種實(shí)施方式中，靶的形狀沒有反饋或測(cè)試測(cè)量值地被用來選擇子孔徑。估計(jì)每個(gè)子孔徑的焦點(diǎn)區(qū)域，諸如基于F#或定義束的其他發(fā)射參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。使用提供對(duì)病變或病變的部分的最大覆蓋而最小化病變外部的疊置的子孔徑的組合。在另一種實(shí)施方式中，估計(jì)的來自于子孔徑的輸入功率、在病變位置處的吸收的功率和在皮膚表面的進(jìn)入功率被用來選擇子孔徑。例如，需要的總功率確定孔徑表面區(qū)域和要使用的功率密度。皮膚灼傷閾值限制了要采用的最小孔徑區(qū)域。
[0054]處理器20也可以被用來對(duì)來自于選擇的子孔徑的貢獻(xiàn)進(jìn)行加權(quán)。子孔徑電路15或發(fā)射束形成器16可以被控制來對(duì)功率進(jìn)行加權(quán)。改變頻率、周期數(shù)量、振幅、子孔徑尺寸和/或用于HIFU束的發(fā)射的波形的其他特征以調(diào)整相對(duì)貢獻(xiàn)?？梢蕴岣呋蚪档蛠碜杂谝粋€(gè)子孔徑的功率而對(duì)其他子孔徑不作調(diào)整。替換地，對(duì)所有子孔徑作出調(diào)整。改變由一個(gè)或多個(gè)子孔徑提供的功率可以改變相對(duì)貢獻(xiàn)。
[0055]在距離、衰減、子孔徑尺寸或障礙物方面的不同可以促使一些子孔徑來將比其他子孔徑更多功率在治療期間應(yīng)用于病變。雖然這些不同可以是可接受的，但是從空間上不同的子孔徑提供更均等的貢獻(xiàn)可以產(chǎn)生更為球形的病變并且可以降低附帶損害。
[0056]可以預(yù)測(cè)相對(duì)貢獻(xiàn)，例如通過使用基于組織特征的模型。替換地，測(cè)量相對(duì)貢獻(xiàn)?？梢允褂脺y(cè)量到的、來自于測(cè)試單獨(dú)的子孔徑的分布。在另外的實(shí)施方式中，所有選擇的子孔徑同時(shí)發(fā)射測(cè)試信號(hào)。測(cè)量在病變處或病變周圍的效果，例如測(cè)量溫度或移位。無論個(gè)別地或一起地，效果的空間分布可以指示具有更大貢獻(xiàn)的一個(gè)或多個(gè)子孔徑。例如，檢測(cè)的焦點(diǎn)區(qū)域的形狀可以沿著來自一個(gè)或多個(gè)子孔徑的路徑被拉長(zhǎng)，表示來自于那些子孔徑的更大功率。那些子孔徑的功率可以被降低或其他子孔徑的功率可以被提高以更好匹配病變形狀。處理器20根據(jù)測(cè)量到的分布對(duì)相對(duì)功率進(jìn)行加權(quán)。
[0057]處理器20或不同的處理器可以執(zhí)行其他動(dòng)作。其他可能的動(dòng)作包括確定換能器12,14相對(duì)于彼此和/或病變的位置、對(duì)齊和組合圖像數(shù)據(jù)、確定路徑(例如在子孔徑上的原點(diǎn))、估計(jì)組織類型、應(yīng)用模型、確定施加劑量順序和量、和/或確定發(fā)射的高強(qiáng)度聚焦超聲的功率、頻率或其他特征。
[0058]存儲(chǔ)器22存儲(chǔ)用于圖像處理的超聲數(shù)據(jù)，例如存儲(chǔ)用于確定溫度和/或組織移位的數(shù)據(jù)。替換地或附加地，存儲(chǔ)器22存儲(chǔ)用于對(duì)處理器20編程以用于高強(qiáng)度聚焦超聲的子孔徑控制的信息和指令。要使用的信息包括輸入和輸出功率關(guān)系、導(dǎo)向方向性、在不同的深度和頻率處焦點(diǎn)區(qū)域的估計(jì)的尺寸，和來自于每個(gè)子孔徑的其他特征。預(yù)先計(jì)算的或估計(jì)的子孔徑特征的查詢表可以被處理器20使用。
[0059]用于實(shí)現(xiàn)上面討論的處理、方法和/或技術(shù)的指令在非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)或存儲(chǔ)器，諸如高速緩沖存儲(chǔ)器、緩沖存儲(chǔ)器、RAM、可移動(dòng)介質(zhì)、硬盤驅(qū)動(dòng)器或其他計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上被提供。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括各種類型的易失性和非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)。在附圖中示出的或在此描述的功能、動(dòng)作或任務(wù)響應(yīng)于存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)之中或之上的指令的一個(gè)或多個(gè)集合而執(zhí)行。功能、動(dòng)作或任務(wù)獨(dú)立于指令集合、存儲(chǔ)介質(zhì)、處理器或處理策略的特定類型并且可以由軟件、硬件、集成電路、固件、微代碼等執(zhí)行，單獨(dú)或組合地操作。類似地，處理策略可以包括多處理、多任務(wù)、并行處理等。在一個(gè)實(shí)施方式中，指令存儲(chǔ)在用于由本地或遠(yuǎn)程系統(tǒng)讀取的可移動(dòng)介質(zhì)設(shè)備上。在另外的實(shí)施方式中，指令存儲(chǔ)在用于通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或通過電話線傳輸?shù)倪h(yuǎn)程位置中。在另一個(gè)實(shí)施方式中，指令存儲(chǔ)在給定的計(jì)算機(jī)、CPU、GPU或系統(tǒng)內(nèi)。
[0060]圖2示出了用于高強(qiáng)度聚焦超聲的子孔徑控制的方法。該方法使用圖1的系統(tǒng)
10、不同的換能器、不同的共形陣列、和/或不同的系統(tǒng)。動(dòng)作按照示出的順序或另外的順序執(zhí)行?？梢允褂酶郊拥?、不同的或更少的動(dòng)作。例如，該方法在沒有動(dòng)作30、42和/或44的情況下執(zhí)行。作為另一個(gè)例子，該方法包括至少動(dòng)作30、32和36。在另一個(gè)例子中，該方法包括至少動(dòng)作32和34，或動(dòng)作32和38，或動(dòng)作32和40，或動(dòng)作32與34、36、38和40中任意者的組合。
[0061]在動(dòng)作30中，識(shí)別一個(gè)或多個(gè)病變。為了識(shí)別病變，采集代表了患者的圖像數(shù)據(jù)。一個(gè)或多個(gè)換能器被用來掃描患者的區(qū)域。例如，不同的區(qū)域由不同的子孔徑或由陣列掃描。換能器，例如毯狀超聲設(shè)備或共形陣列，被放置在患者上。超聲設(shè)備的成像陣列或共形陣列掃描患者的不同的、但是疊置的區(qū)域。例如，利用二維陣列掃描不同的疊置體積?？梢允褂闷渌麙呙?，例如利用使用一個(gè)孔徑的一個(gè)陣列。
[0062]為了掃描，將聲能沿著多個(gè)掃描線發(fā)射，并且響應(yīng)于發(fā)射接收回波。接收的回波被轉(zhuǎn)換為接收的電信號(hào)。執(zhí)行發(fā)射和接收以用于成像、治療和/或測(cè)試可能的路徑。替換地，其他成像模式被用來采集代表了體積的數(shù)據(jù)，諸如MRI或CT數(shù)據(jù)。
[0063]對(duì)于超聲，掃描線被格式化為用于掃描平面或體積。扇形或其他格式的掃描可以提供比線性掃描更多的疊置。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過發(fā)射和接收形成代表了三維體積的數(shù)據(jù)組。數(shù)據(jù)組通過掃描整個(gè)體積形成。替換地，執(zhí)行疊置體積的不同掃描，并且組合疊置體積。不同的換能器掃描不同的但是疊置的體積。觸發(fā)采集并且將多體積分配到外部的或后處理處理器。
[0064]替換地，掃描線相應(yīng)于可能的治療路徑。例如，發(fā)射和接收束沿著與要被凝固的區(qū)域相交并且來自于高強(qiáng)度聚焦超聲的可用源(例如來自于不同的子孔徑)的掃描線而形成?？梢允褂靡粋€(gè)或多個(gè)陣列來沿著期望的掃描線形成束。
[0065]在從不同的子孔徑或從移動(dòng)到不同位置的陣列獲取圖像數(shù)據(jù)的地方，數(shù)據(jù)被對(duì)齊并且組合為代表了體積的數(shù)據(jù)組。超聲成像系統(tǒng)確定體素或數(shù)據(jù)樣本與換能器的空間關(guān)系，并且換能器位置感測(cè)提供換能器或多個(gè)換能器的相對(duì)或絕對(duì)位置。這允許每個(gè)超聲檢查采集的每個(gè)體素都被分配空間位置。在采集期間，感測(cè)換能器的位置和/或取向。在每個(gè)聲窗處的換能器位置被確定，以用于空間地對(duì)齊所得到的采集數(shù)據(jù)。替換的，使用數(shù)據(jù)相關(guān)性來在沒有子孔徑的絕對(duì)位置確定的情況下對(duì)齊數(shù)據(jù)組。
[0066]在動(dòng)作30中從圖像數(shù)據(jù)識(shí)別針對(duì)病變的靶。識(shí)別病變的位置。位置可以是點(diǎn)、區(qū)域或體積。在一種實(shí)施方式中，病變的輪廓至少二維地被識(shí)別，提供病變的尺寸和形狀。針對(duì)病變的靶是任何組織異常，諸如可能的癌生長(zhǎng)，其他不期望的結(jié)構(gòu)，或循環(huán)系統(tǒng)中的洞。通過單個(gè)的聲波降解法可能不會(huì)產(chǎn)生更大的病變。在這種情況下，病變可以被劃分為多個(gè)較小的子集，并且每個(gè)子集對(duì)應(yīng)于由一個(gè)聲波降解法覆蓋的區(qū)域。相同或不同的子孔徑和施加劑量指令可以被用于處理不同的病變子集。
`[0067]使用手動(dòng)、自動(dòng)或半自動(dòng)的識(shí)別。例如，用戶選擇不同視圖中的一個(gè)點(diǎn)作為出血的血管或其他病變靶的位置的指示。不同視圖的幾何關(guān)系可以提供用于治療的體積中的位置的指示。作為另一個(gè)例子，處理器識(shí)別用于內(nèi)出血的血管關(guān)閉的區(qū)域。在另一個(gè)例子中，處理器，在用戶輸入或沒有輸入空間位置的情況下，基于組織特征或邊界檢測(cè)來識(shí)別病變靶。執(zhí)行圖像處理以識(shí)別病變靶(例如脈管的滲漏)?？梢蕴幚砣魏晤愋偷臄?shù)據(jù)，諸如超聲、CT、X射線或MRI。
[0068]在一個(gè)實(shí)施方式中，利用處理器，使用代表體積的超聲數(shù)據(jù)，例如利用毯狀超聲設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，來定位病變靶，例如出血處。例如，多普勒信息顯示與出血或癌生長(zhǎng)相關(guān)聯(lián)的流圖案。作為另一個(gè)例子，B模式數(shù)據(jù)示出邊界檢測(cè)和邊界的高通濾波顯示脈管壁中的撕裂或洞或結(jié)節(jié)。在另一個(gè)例子中，分割功率多普勒數(shù)據(jù)以識(shí)別在體積內(nèi)的流的位置。在另一個(gè)例子中，使用聲學(xué)力輻射來振動(dòng)脈管壁或其他組織。在振動(dòng)結(jié)果方面的不同可以表示出血的或其他類型病變的位置。
[0069]在動(dòng)作32中，選擇多個(gè)子孔徑的至少一個(gè)用于創(chuàng)建病變。陣列包括多個(gè)子陣列。每個(gè)子陣列在物理上與其他子陣列分開，例如具有不同的電連接和/或具有在陣列的外邊緣之間的、大于在元件之間的間隔的間隔。每個(gè)子陣列是用來創(chuàng)建病變的孔徑的不同的子孔徑。替換地或附加地，陣列是連續(xù)的并且不同的子孔徑被電地定義，例如選擇元件的不同組以一起操作。子孔徑可以被編程以用于不同的時(shí)間或使用。例如，連續(xù)陣列被劃分為具有相等或不相等的間隔或尺寸的子孔徑?？梢允褂眠f歸帶狀等面積球或其他劃分。期望的區(qū)域數(shù)量是輸入，并且確定將大多數(shù)或全部陣列用于提供區(qū)域的輸入數(shù)量的子孔徑。
[0070]選擇一個(gè)或多個(gè)可能的子孔徑。例如，從可能的20-30個(gè)子孔徑中選擇5-10個(gè)子孔徑。選擇子孔徑可能對(duì)皮膚或不要治療的內(nèi)部組織分布熱負(fù)擔(dān)。每個(gè)選擇的子孔徑與來自用于傳播到病變的束的子孔徑不同的路徑相關(guān)聯(lián)。選擇一個(gè)或多個(gè)可能的子孔徑的全部或子集。
[0071]圖3示出了圍繞治療區(qū)域或病變靶54的HIFU換能器12a_h。鄰近治療區(qū)域是骨50或一片金屬52,例如與由于在腿中的金屬碎片引起的出血相關(guān)聯(lián)。用于治療束的可能路徑通過從每個(gè)HIFU換能器12a-h向著治療區(qū)域54的線來表示。每個(gè)路徑是從原點(diǎn)到患者內(nèi)部待治療的區(qū)域的直線，因此相應(yīng)于掃描線或用于發(fā)射超聲治療束的束體積。對(duì)于HIFU換能器12a和12f-h，這些線相交或接近金屬52或骨50。為了提供用于凝固或其他治療的期望功率，HIFU不應(yīng)當(dāng)被發(fā)射到障礙物中。為了防止加熱可能進(jìn)一步損害的材料(例如金屬52)，不選擇相交的或接近該材料的路徑。選擇沒有障礙物的路徑，例如來自于HIFU換能器12b-e。障礙物可以通過分析圖像數(shù)據(jù)被檢測(cè)。選擇是自動(dòng)的或手動(dòng)的。
[0072]可以使用用于選擇子孔徑的其他標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)可以是在空間上沒有特征性組織或病變(例如與病變的相對(duì)距離、病變與一個(gè)或多個(gè)子孔徑的接近程度，和/或角度分布)。標(biāo)準(zhǔn)可以與病變選擇和 /或尺寸有關(guān)，例如選擇孔徑以在焦點(diǎn)區(qū)域中疊置以覆蓋病變的期望部分(例如全部)，而將延伸到病變外部的焦點(diǎn)區(qū)域最小化(例如最小化附帶損害)。標(biāo)準(zhǔn)可以基于來自于測(cè)試發(fā)射的反饋，例如基于對(duì)于每個(gè)子孔徑的單獨(dú)的、順序發(fā)射和測(cè)量和/或基于從一組子孔徑(例如所有或初步選擇的子孔徑)的發(fā)射和測(cè)量，測(cè)量在病變處的溫度變化或組織移位。
[0073]可以使用這些選擇的標(biāo)準(zhǔn)的組合。標(biāo)準(zhǔn)的組合可以使用任何函數(shù)或以任何順序執(zhí)行。例如，使用每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)對(duì)于每個(gè)子孔徑的值進(jìn)行加權(quán)。選擇與較小的值、較大的值相關(guān)聯(lián)或在閾值限制內(nèi)的子孔徑。在一個(gè)實(shí)施方式中，使用順序的選擇過程。按照第一順序，基于子孔徑與靶的空間接近程度、子孔徑的角度分布和/或沒有測(cè)試的期望的病變形狀選擇子孔徑。使用圖像數(shù)據(jù)來選擇子孔徑，例如確定靶病變與子孔徑的相對(duì)位置和確定病變的形狀。其他選擇以第二順序過程進(jìn)行。測(cè)試發(fā)射從按照第一順序選擇的子孔徑順序地或同時(shí)地進(jìn)行。對(duì)于該選擇，前面選擇的子孔徑的一些被取消選擇(即，選擇另一個(gè)子集的子孔徑)。
[0074]動(dòng)作34、36、38和40代表不同的選擇標(biāo)準(zhǔn)。這些動(dòng)作單獨(dú)或組合使用。
[0075]在動(dòng)作34中，基于子孔徑與病變的空間接近程度選擇子孔徑。更接近的子孔徑可以比更遠(yuǎn)的子孔徑以在陣列處更低的功率來操作以提供相同的治療水平，最小化患者中浪費(fèi)的熱負(fù)擔(dān)、附帶損害和降低輸入功率消耗。計(jì)算在病變和每個(gè)子孔徑中心或其他部分的距離。該距離可以從每個(gè)體素的尺寸和陣列的相對(duì)位置已知的地方的圖像數(shù)據(jù)來確定。
[0076]HIFU換能器與待治療的位置的空間關(guān)系是已知的或被測(cè)量。例如，每個(gè)HIFU換能器剛性安裝到成像換能器。來自于不同成像換能器的數(shù)據(jù)的對(duì)齊和為識(shí)別治療區(qū)域?qū)Τ上駭?shù)據(jù)的使用提供HIFU換能器與治療區(qū)域的空間關(guān)系。作為另一個(gè)例子，HIFU換能器與成像換能器的相對(duì)位置是可測(cè)量的，例如使用應(yīng)變儀或其他傳感器。在另一個(gè)例子中，來自于HIFU換能器的聲學(xué)反射指示HIFU換能器與成像換能器的空間關(guān)系。在另一個(gè)例子中，HIFU換能器和成像換能器在MRI圖像的體積中通過其自然邊界或通過附著于換能器的基準(zhǔn)記號(hào)被識(shí)別?？梢允褂眠@些技術(shù)或其他技術(shù)的組合。
[0077]對(duì)距離施加閾值。不選擇超過閾值距離的子孔徑，但是選擇更接近的子孔徑。例如在圖3中，子孔徑12b-f在閾值距離之內(nèi)并且不選擇子孔徑12a和12g-h。物理上接近于靶的子孔徑被賦予優(yōu)先級(jí)，因?yàn)榭梢允褂酶俚臐B透和更小的導(dǎo)向角來到達(dá)靶。
[0078]替換地，基于陣列、基于期望的子孔徑數(shù)量或預(yù)先編程地，選擇最接近的N個(gè)子孔徑，其中N是由用戶設(shè)置的整數(shù)。N可以基于病變與最接近的陣列的距離來改變。更小的孔徑被分配給淺的靶；更大的孔徑被分配給深的靶。例如在圖3中，孔徑12d和12e接近病變54，因此是選擇的僅兩個(gè)子孔徑。病變離子孔徑更遠(yuǎn)的地方，選擇更大數(shù)量的子孔徑。例如，陣列不是橡皮箍袖帶而是僅圍繞患者身體的一部分，例如僅子孔徑12a-c和12g-h可用的地方。子孔徑12a-c和12g-h與病變54進(jìn)一步間隔，從而選擇更大數(shù)量的子孔徑(例如選擇 12a_b 和 12g_h)。
[0079]在動(dòng)作36中，基于相對(duì)于病變的角度分布選擇子孔徑。子孔徑在相對(duì)于病變不同的角度處。在圖3的例子中，子孔徑通常相對(duì)于病變54成20、80、135、190、260、290、305和350度。具有更大角度分布的子孔徑可以導(dǎo)致在病變外部區(qū)域中更少束疊置。例如，子孔徑12a和12h可以在病變54附近具有束疊置，但是更淺和更深，導(dǎo)致增加施加于病變外部的附帶的、健康的組織的功率。而通過選擇子孔徑12a和12c，導(dǎo)致病變外部束更少疊置。選擇子孔徑來使束以盡可能大的角度交叉或相交。
[0080]對(duì)于基于角度分布的選擇可以使用任何函數(shù)。例如，對(duì)于不同數(shù)量的可用子孔徑使用選擇的不同速率或頻率。在具有更大數(shù)量子孔徑的地方，選擇每第四個(gè)或每第五個(gè)子孔徑。在具有更少子孔徑的地方，選擇三個(gè)子孔徑中的每隔一個(gè)或每?jī)蓚€(gè)?？梢允褂瞄撝到嵌炔睢＠?，順序地檢查子孔徑。如果下一個(gè)子孔徑與通過大于閾值角與當(dāng)前子孔徑的束相交的束相關(guān)聯(lián)，則選擇該子孔徑。如果沒有選擇，則將用于當(dāng)前選擇的子孔徑的角度與用于下一個(gè)可能的子孔徑的角度相比較(例如比較用于12a的與12b的角度、丟棄、然后比較12a與12c)。一旦進(jìn)行另一個(gè)選擇，則該子孔徑被用于比較以選擇下一個(gè)子孔徑。
[0081]在動(dòng)作38中，基于通過選擇的子孔徑提供的焦點(diǎn)區(qū)域的區(qū)域形狀與病變靶的匹配選擇子孔徑。病變靶具有尺寸和形狀，例如在圖4A中表示的球形病變靶60。每個(gè)子孔徑的焦點(diǎn)區(qū)域具有橢圓形、沙漏或其他形狀。圖4B和4C示出三種橢圓形焦點(diǎn)區(qū)域62、64、66。焦點(diǎn)區(qū)域通過沿著束的強(qiáng)度來確定，例如通過從尖峰下的一定量(例如6dB或12dB)限定的區(qū)域。焦點(diǎn)區(qū)域可以與足夠用于治療的功率量相關(guān)聯(lián)。取決于發(fā)射設(shè)置，例如焦點(diǎn)的位置或深度、子孔徑的尺寸或空間伸展、切趾法、F#或其他信息，對(duì)于給定的子孔徑的焦點(diǎn)區(qū)域可以具有不同的形狀或尺寸。
[0082]由于不同的子孔徑導(dǎo)致以不同角度的焦點(diǎn)區(qū)域，組合的焦點(diǎn)區(qū)域可以具有不同的形狀。例如，圖4C示出了三個(gè)橢圓形焦點(diǎn)區(qū)域62、64、66，它們疊置以提供在位于病變靶60中央的疊置區(qū)域處具有最大強(qiáng)度的星形焦點(diǎn)區(qū)域?？梢蕴峁┢渌螤?，例如使用不同功率、焦點(diǎn)深度、焦點(diǎn)參數(shù)以提供對(duì)于每個(gè)分量束的不同焦點(diǎn)區(qū)域形狀和不同形狀的組合。例如，圖4B示出對(duì)于旋轉(zhuǎn)的“T”形病變的疊置焦點(diǎn)區(qū)域。選擇兩個(gè)、四個(gè)或其他數(shù)量的子孔徑以覆蓋病變并且最小化附帶損害。例如，單個(gè)焦點(diǎn)區(qū)域64對(duì)于覆蓋圖4Α的整個(gè)病變靶60來說太窄，因此選擇三個(gè)子孔徑來覆蓋病變60，如圖4C中所示。如果期望病變靶的特定形狀，選擇多個(gè)子孔徑并且可以一致地或不一致地驅(qū)動(dòng)以接近靶尺寸和形狀。在給定病變靶與子陣列的空間關(guān)系的情況下束輪廓的模擬引導(dǎo)子孔徑的選擇。
[0083]在一種實(shí)施方式中，接近程度、角度分布和病變靶形狀被一起用于在動(dòng)作32中子孔徑的初始選擇。三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可以順序地使用，例如首先基于距離做出第一選擇然后病變靶形狀以及角度分布被用來解決任何選擇，其中大于兩個(gè)組合提供期望的病變形狀。三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可以使用加權(quán)函數(shù)來選擇，例如基于每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每個(gè)子孔徑進(jìn)行加權(quán)、將權(quán)重求和，并且選擇最高加權(quán)的子孔徑。該過程可以是迭代的，例如基于三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的加權(quán)，然后選擇最高加權(quán)的子孔徑。在第一選擇對(duì)于選擇不可用但是被用來確定對(duì)于每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)重的情況下再次應(yīng)用加權(quán)。在每個(gè)迭代中選擇下一個(gè)子孔徑?？梢詼y(cè)試最終的集合以滿足期望的病變形狀或其他參數(shù)。如果區(qū)域形狀不匹配，則過程可以利用不同的函數(shù)、不同的權(quán)重來重復(fù)或限制到一些其他方式。模糊邏輯、相關(guān)度、矢量相關(guān)或其他類似測(cè)量可以被用來選擇孔徑。三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)或多個(gè)可以在它們與靶病變周圍的吸收功率有關(guān)的時(shí)候被組合。接近程度、角度分布和病變形狀與吸收的功率的映射可以通過查詢表來進(jìn)行。查詢表通過模擬和/或?qū)嶒?yàn)特征來建立。估計(jì)的來自于子孔徑的吸收的功率被疊置并且在特定體積內(nèi)被積分。可以對(duì)不同的子孔徑施加權(quán)重以實(shí)現(xiàn)相等的功率。最大算法評(píng)估積分的功率并且選擇子孔徑的最佳集合。
[0084]在動(dòng)作40中，來自于測(cè)試發(fā)射的反饋被用來選擇一個(gè)或多個(gè)子孔徑。焦點(diǎn)區(qū)域的測(cè)量的形狀被用于子孔徑選擇。不是模擬焦點(diǎn)區(qū)域，而是檢測(cè)焦點(diǎn)區(qū)域形狀。從每個(gè)子孔徑進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)測(cè)試發(fā)射并且測(cè)量得到的測(cè)試發(fā)射效果。用于每個(gè)子孔徑的效果區(qū)域指示焦點(diǎn)區(qū)域。如上面討論的，選擇子孔徑來提供覆蓋期望的部分或整個(gè)病變同時(shí)最小化附帶損害的疊置焦點(diǎn)區(qū)域。通過將子孔徑的不同集合進(jìn)行分組，最大化了覆蓋的病變的體積與覆蓋的病變外部的體積之比。
[0085]在施加劑量開始時(shí)，可以使用低劑量超聲降解法來引導(dǎo)第二順序或初始的子孔徑選擇。對(duì)于第二順序選擇，僅測(cè)試前面選擇的子孔徑。選擇這些子孔徑的全部或僅一個(gè)子集?？梢匀∠x擇一個(gè)或多個(gè)前`面選擇的子孔徑。測(cè)試發(fā)射被用于匹配區(qū)域形狀和/或校驗(yàn)瞄準(zhǔn)精度。
[0086]對(duì)于測(cè)量，從每個(gè)子孔徑進(jìn)行測(cè)試發(fā)射。每個(gè)子孔徑發(fā)射低劑量聚焦束。測(cè)量所有子孔徑或僅前面使用其他標(biāo)準(zhǔn)或方法選擇的子孔徑。順序地執(zhí)行測(cè)試發(fā)射從而可以測(cè)量每個(gè)子孔徑的效果。在測(cè)試之間出現(xiàn)沒有發(fā)射的足夠間隔以允許組織達(dá)到穩(wěn)態(tài)。
[0087]測(cè)試發(fā)射來自于治療換能器的子陣列。測(cè)試發(fā)射按照與實(shí)際的治療發(fā)射相同或不同頻率、功率和/或持續(xù)時(shí)間。例如，使用相同的，但是具有更少功率和/或更短的持續(xù)時(shí)間的頻率。發(fā)射足以導(dǎo)致可測(cè)量的直接的(例如用于導(dǎo)致縱波或橫波的聲學(xué)輻射力)或過一段時(shí)間的(例如3度或更少的溫度變化)效果。
[0088]測(cè)量測(cè)試發(fā)射的效果。病變靶和病變靶周圍的區(qū)域被利用成像換能器或治療換能器掃描。例如用于成像的聲學(xué)能量被沿著用于測(cè)試發(fā)射的相同或不同的掃描線發(fā)射。檢查代表了返回的回波的信號(hào)以檢測(cè)效果。[0089]在一種實(shí)施方式中，通過聲學(xué)輻射力脈沖成像(ARFI)檢測(cè)組織移位。檢測(cè)由測(cè)試發(fā)射導(dǎo)致的縱波或橫波移位?？梢詧?zhí)行一系列掃描。在一段時(shí)間上的從穩(wěn)態(tài)的移位被用來確定對(duì)于每個(gè)位置的最大移位。將來自于不同次的數(shù)據(jù)相關(guān)，例如使用絕對(duì)差的最小和，以在考慮或不考慮旋轉(zhuǎn)的情況下找到按照一維、二維或三維的移位。移位可以作為距離來測(cè)量，但是可以按照速度或時(shí)間來測(cè)量。在另一個(gè)例子中，移位可以作為在聲學(xué)力移動(dòng)測(cè)量的組織之后的設(shè)定時(shí)間來確定。該設(shè)定時(shí)間對(duì)于在離施加聲學(xué)力的焦點(diǎn)不同距離的位置來說是不同的。
[0090]在另一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量溫度的變化。得到的組織溫度通過組織溫度檢測(cè)器來測(cè)量。使用MR、超聲或其他測(cè)溫法。對(duì)于超聲，測(cè)量組織的一個(gè)或多個(gè)特征。特征被輸入到模型。模型將特征與組織溫度進(jìn)行映射。由于測(cè)量的是變化，所以可以不需要精確的溫度估計(jì)。
[0091]對(duì)于多個(gè)空間位置進(jìn)行測(cè)量。例如，對(duì)于整個(gè)體積進(jìn)行測(cè)量。作為另一個(gè)例子，對(duì)于病變靶內(nèi)部的位置、病變靶的子集，和集合內(nèi)部的位置，編程地或以其他方式確定的與病變靶的或病變靶的中心的距離進(jìn)行測(cè)量。由用戶或自動(dòng)設(shè)置的感興趣區(qū)域可以指示位置，對(duì)于所述位置要測(cè)量效果。
[0092]子孔徑可以基于測(cè)量值來選擇。在一種實(shí)施方式中，使用病變靶中測(cè)量值的平均值或從病變靶內(nèi)部的最大值。如果值低于閾值，則可能存在阻礙聲學(xué)能量充分到達(dá)病變靶的障礙物。例如來自于特定子孔徑的溫度變化低于一度而來自于相鄰子孔徑的溫度變化高于三度。一度或其他溫度變化的閾值被用來包括或不包括子孔徑。如果測(cè)量值相對(duì)于對(duì)于其他子孔徑的測(cè)量值具有更少的效果，則可以取消選擇相應(yīng)的子孔徑。
[0093]子孔徑可以基于測(cè)量值的空間分布來選擇。在子孔徑的焦點(diǎn)區(qū)域不足夠覆蓋病變靶的地方或如測(cè)量的焦點(diǎn)區(qū)域包括對(duì)其不提供治療的組織或結(jié)構(gòu)(例如金屬碎片52或器官)的地方，則可以取消選擇子孔徑。選擇子孔徑以避免聲學(xué)障礙、熱敏區(qū)域、高衰減區(qū)域、散射體或其組合，它們將 如測(cè)量的那樣受到治療影響。
[0094]可以使用其他或不同的選擇標(biāo)準(zhǔn)。例如，沿著路徑的組織是熱敏的，從而不選擇該路徑。作為另一個(gè)例子，路徑穿過多個(gè)液體和/或具有更少衰減的組織，由此被選擇。由于缺乏聲學(xué)窗可以取消選擇一個(gè)或多個(gè)子孔徑。例如，肋骨可能阻礙子孔徑。不選擇該子孔徑。阻礙從成像數(shù)據(jù)或從測(cè)試發(fā)射來確定。例如，通過使用在治療規(guī)劃階段中的CT或MR圖像來確定聲學(xué)窗。由于可以從患者外部充分接近病變靶，選擇一個(gè)或多個(gè)子孔徑。每個(gè)子孔徑的尺寸和形狀可以被配置為期望的窗形狀以避免發(fā)射到骨中。
[0095]在動(dòng)作42中，可以調(diào)整要由每個(gè)選擇的子孔徑提供的相對(duì)功率。可以改變沒有、僅一個(gè)、一些或全部選擇的子孔徑的功率。通過改變振幅、頻率、占空比或持續(xù)時(shí)間可以增加或降低功率。通過與其他子孔徑相比或多或少改變一個(gè)子孔徑的功率，調(diào)整由一個(gè)子孔徑貢獻(xiàn)的相對(duì)功率。為了限制附帶損害，由每個(gè)子孔徑提供的功率更均等。
[0096]在一個(gè)實(shí)施方式中，選擇的子孔徑的相對(duì)功率根據(jù)為焦點(diǎn)分布來調(diào)整。例如在動(dòng)作40中測(cè)量的或在不同時(shí)間采集的焦點(diǎn)分布，被用來調(diào)節(jié)相對(duì)功率。對(duì)于每個(gè)子孔徑以相同的功率，對(duì)于深度衰減調(diào)節(jié)地或沒有調(diào)節(jié)地，執(zhí)行發(fā)射。使用測(cè)試發(fā)射的檢測(cè)結(jié)果來縮放(scale)來自于每個(gè)子孔徑的功率。計(jì)算由每個(gè)子孔徑導(dǎo)致的平均或峰值溫度變化或移位?？梢允褂闷渌?。這些值代表了每個(gè)子孔徑的相對(duì)貢獻(xiàn)。例如，子孔徑12c_e分別具有2度、3度和I度的平均溫度變化。為了使得子孔徑相同，將子孔徑12c的功率以0.5加權(quán)，將子孔徑12d的功率以0.33加權(quán)，并且將子孔徑12e的功率以1.0加權(quán)?？梢允褂锰峁┫嗤?、更相似或更不同的相對(duì)功率水平的其他加權(quán)。
[0097]在另一種實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)功率以改變焦點(diǎn)區(qū)域的形狀來匹配病變靶。一個(gè)焦點(diǎn)區(qū)域可以相對(duì)于其他焦點(diǎn)區(qū)域被拉長(zhǎng)，例如焦點(diǎn)區(qū)域66。更少衰減或其他因素可以導(dǎo)致來自于給定的子孔徑的更多功率。對(duì)于另一個(gè)子孔徑的焦點(diǎn)區(qū)域64如期望的那樣示出。對(duì)于另一個(gè)子孔徑的焦點(diǎn)區(qū)域62是示出的向著(即更淺的)子孔徑的偏置，例如由于象差(aberration).可以基于檢測(cè)的焦點(diǎn)區(qū)域調(diào)整每個(gè)子孔徑的焦點(diǎn)和/或功率。例如，圖4C示出按照功率縮放的或焦點(diǎn)變化為更接近地覆蓋病變祀60的組合的焦點(diǎn)區(qū)域的焦點(diǎn)區(qū)域62、64、66。 [0098]在另一個(gè)或附加的實(shí)施方式中，選擇的子孔徑利用或沒有進(jìn)一步功率調(diào)整地同時(shí)地或在同一時(shí)間發(fā)射測(cè)試信號(hào)。使用組織移位和/或溫度測(cè)試，檢測(cè)所得到的組合的焦點(diǎn)區(qū)域。組合的焦點(diǎn)區(qū)域可以被改變以更好匹配期望的病變形狀或更好避免醫(yī)治特定組織。例如，所有選擇的子孔徑以低劑量發(fā)射時(shí)，使用檢測(cè)的3D溫度圖來調(diào)整每個(gè)子孔徑。可以確定由給定的子空間導(dǎo)致的組合的焦點(diǎn)區(qū)域的部分，例如基于組合的焦點(diǎn)區(qū)域具有沿著從一個(gè)子孔徑穿過病變靶的掃描線拉長(zhǎng)的部分。為了獲得期望的焦點(diǎn)形狀，調(diào)整子孔徑的相對(duì)功率。例如，組合的區(qū)域如在圖4B中示出的那樣出現(xiàn)并且被調(diào)整以提供如在圖4C中示出的組合的焦點(diǎn)區(qū)域。
[0099]在調(diào)整了相對(duì)功率之后，可以配置HIFU發(fā)射束。初始施加劑量參數(shù)可以通過查詢表在治療規(guī)劃期間確定。HIFU發(fā)射束或多束的特征通過處理器、通過用戶、或其組合來確定。特征包括功率、相位、頻率。其組合，和/或其他特征(例如持續(xù)時(shí)間、順序或脈沖重復(fù)間隔)。確定可以根據(jù)選擇的子孔徑來進(jìn)行。例如，可以對(duì)于更少數(shù)量的路徑發(fā)射更高功率脈沖。確定是根據(jù)在特定的時(shí)間段中要被提供以產(chǎn)生凝固或提供治療的期望的治療或功率量(即，劑量)進(jìn)行的。任何現(xiàn)在已知的或后來開發(fā)的用量考慮可以被用于HIFU束或多束。
[0100]在一種實(shí)施方式中，至少部分地，作為路徑的特征的函數(shù)，確定高強(qiáng)度聚焦超聲的功率和頻率。例如，高強(qiáng)度超聲的頻率適配為從HIFU換能器到治療區(qū)域的深度、沿著路徑的衰減特征、或其組合的函數(shù)。最佳的HIFU頻率取決于靶深度、衰減常數(shù)、換能器的發(fā)射傳輸函數(shù)和任意限制因素。限制因素可以包括，例如，最大化在靶深度處的功率吸收或最小化在皮膚處的功率吸收。由于聲學(xué)吸收的頻率依賴性，聲學(xué)強(qiáng)度最高處的頻率可能不是最佳的HIFU頻率。期望的或最佳的HIFU頻率可以在給定靶深度和在靶與換能器之間的組織類型的情況下被計(jì)算。圖像處理、閾值或其他技術(shù)可以被用來區(qū)分組織類型。例如，液體、軟組織和骨組織類型或結(jié)構(gòu)可以被區(qū)分?？梢赃M(jìn)行在軟組織類型之間的更精細(xì)的區(qū)分。不同的類型與不同的聲學(xué)衰減相關(guān)聯(lián)。組織發(fā)熱通過聲學(xué)功率的吸收實(shí)現(xiàn)。聲學(xué)吸收正比于衰減系數(shù)。更高的衰減提供更高的聲學(xué)功率吸收和熱產(chǎn)生。衰減和吸收隨著頻率增加，從而對(duì)于發(fā)熱期望使用更高的頻率。然而，在更高頻率處的更高的傳播衰減意味著更淺的穿透深度。存在在穿透深度和頻率，和熱之間的權(quán)衡。
[0101]附加地或作為替換，確定來自于每個(gè)選擇的子孔徑的高強(qiáng)度超聲的功率劑量。功率劑量可以根據(jù)沿著路徑的組織、從換能器到治療區(qū)域的距離、選擇的子孔徑的數(shù)量、發(fā)射的頻率、其組合，或其他因素來確定。例如，不同的組織類型提供不同的衰減。治療區(qū)域和在治療區(qū)域與換能器之間的區(qū)域的不同衰減可以改變?yōu)橹委煻枨蟮墓β?。沿著路徑的更大的衰減可以需求從換能器發(fā)射的更高功率劑量。在治療區(qū)域的更高吸收可以需求從換能器發(fā)射的更低功率劑量。功率劑量通過改變發(fā)射的波形的頻率、振幅、占空比和持續(xù)時(shí)間來改變。
[0102] 確定每個(gè)子孔徑對(duì)劑量的貢獻(xiàn)?？梢允褂镁鹊呢暙I(xiàn)。替換地，通過測(cè)量測(cè)試發(fā)射的效果確定的相對(duì)權(quán)重被用來設(shè)置發(fā)射功率。每個(gè)子陣列的貢獻(xiàn)被設(shè)置以匹配權(quán)重。用于病變的劑量基于在動(dòng)作42中確定的每個(gè)子孔徑的貢獻(xiàn)在子孔徑之間被劃分。
[0103]在動(dòng)作44中，子孔徑的選擇的集合被用于高強(qiáng)度聚焦超聲。高強(qiáng)度聚焦超聲以選擇的子孔徑而不是其他子孔徑被應(yīng)用于病變。高強(qiáng)度超聲沿著來自選擇的子孔徑的一個(gè)或多個(gè)路徑被發(fā)射。高強(qiáng)度聚焦超聲沿著選擇的射線或掃描線被發(fā)射。當(dāng)提供多個(gè)子孔徑時(shí)，對(duì)于給定的束所需求的HIFU功率將由于全部組合的發(fā)射功率而更少。
[0104]HIFU束從每個(gè)選擇的子孔徑以相同或基本相同的時(shí)間被發(fā)射從而在治療區(qū)域在給定的時(shí)間提供的功率是足夠的。可以使用具有不同或相同的子孔徑的順序發(fā)射或順序和同時(shí)的組合來提供期望的總功率、時(shí)間上分布的功率和/或空間上分布的功率。
[0105]超聲能量在治療區(qū)域處聚焦。如果足夠的能量被輻射到治療區(qū)域，位于焦點(diǎn)體積中的細(xì)胞可以被快速加熱而在焦點(diǎn)外部的介于其間的或周圍的組織省去相同的加熱水平。周圍組織不受影響或在超聲束的非聚焦部分中較少受影響因?yàn)槟芰吭谙鄳?yīng)地更大的區(qū)域上分布。發(fā)射的HIFU脈沖具有確定的頻率、功率劑量或其他特征。
[0106]子孔徑的相對(duì)貢獻(xiàn)可以在治療期間改變。來自于組織溫度或移位檢測(cè)器的反饋可以被用來即時(shí)調(diào)整劑量。例如，圍繞靶的平均溫度、焦點(diǎn)形狀或其他信息被用來識(shí)別變化。動(dòng)作包括關(guān)閉子孔徑、增加或降低在單獨(dú)的子孔徑處的占空比，和/或改變焦點(diǎn)。焦點(diǎn)周圍的峰值或平均溫度可以被用來指導(dǎo)劑量施加打開和關(guān)閉時(shí)間。如果檢測(cè)到成洞，可以降低來自于一個(gè)或多個(gè)子孔徑的功率。檢測(cè)的焦點(diǎn)形狀，如果在一段時(shí)間上改變，可以被用來指導(dǎo)功率和焦點(diǎn)模式調(diào)整。例如，向著特定子孔徑方向的過度發(fā)熱指示要降低來自于該方向的功率。
[0107]雖然上面通過參考不同實(shí)施方式描述了本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)理解的是，可以進(jìn)行許多修改和變化，而不脫離本發(fā)明的范圍。因此旨在將上面詳細(xì)的描述看作是解釋性的而不是限制性的，并且應(yīng)當(dāng)理解的是，所附的權(quán)利要求，包括所有旨在限定本發(fā)明精神和范圍的等價(jià)物。
【權(quán)利要求】
1.一種用于高強(qiáng)度聚焦超聲的子孔徑控制的方法，該方法包括: 識(shí)別(30)靶； 從多個(gè)子孔徑中選擇(32)至少一個(gè)第一子孔徑，該選擇(32)是根據(jù)至少第一子孔徑提供的焦點(diǎn)區(qū)域的區(qū)域形狀與靶的匹配進(jìn)行的；和 以至少第一子孔徑而不是其他子孔徑對(duì)靶應(yīng)用(44)高強(qiáng)度聚焦超聲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，靶的識(shí)別(30)包括識(shí)別(30)靶的位置和靶的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括: 檢測(cè)(38)區(qū)域形狀；和 選擇(32)第一子孔徑和至少一個(gè)第二子孔徑，從而由至少第一和第二子孔徑提供的焦點(diǎn)區(qū)域覆蓋期望的靶形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，選擇(32)是根據(jù)第一子孔徑與靶的接近程度進(jìn)行的，子孔徑是在患者外部圍繞靶的基本上連續(xù)陣列的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，選擇(32)是根據(jù)至少第一子孔徑相對(duì)于靶的角度分布進(jìn)行的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括: 從子孔徑順序地進(jìn)行發(fā)射；` 測(cè)量(40)發(fā)射在鄰接靶處的效果空間分布；和 根據(jù)相對(duì)于靶的空間分布，選擇(32)至少第一子孔徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 相對(duì)于第二子孔徑調(diào)整(42)第一子孔徑的功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，調(diào)整(42)包括: 從至少第一子孔徑同時(shí)地發(fā)射； 測(cè)量(40)區(qū)域形狀；和 通過調(diào)整(42)功率改變區(qū)域選擇，該改變更密切地將區(qū)域形狀與病變匹配。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，測(cè)量(40)區(qū)域形狀包括響應(yīng)于發(fā)射來執(zhí)行聲學(xué)輻射力測(cè)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，測(cè)量(40)區(qū)域形狀包括響應(yīng)于發(fā)射來檢測(cè)溫度或應(yīng)力變化。
11.一種用于高強(qiáng)度聚焦超聲的子孔徑控制的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 元件的相控陣列(12)，該陣列包括多個(gè)相控子陣列； 子孔徑電路(15)，用于將子陣列作為相控陣列的子孔徑來激活或禁用；和處理器(20)，能夠被操作來控制子孔徑電路(15)以選擇一些子孔徑而不選擇其他子孔徑，該選擇是根據(jù)在待治療的靶處由于從子孔徑的發(fā)射而測(cè)量到的分布進(jìn)行的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，測(cè)量到的分布是在靶處順序地從每個(gè)子孔徑確定的溫度或應(yīng)力變化的測(cè)量值。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，測(cè)量到的分布是在靶處順序地從每個(gè)子孔徑確定的組織移位的測(cè)量值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器(20)被配置來根據(jù)在靶處由于從第一和第二選擇的子孔徑同時(shí)的發(fā)射而測(cè)量到的另一分布，而相對(duì)于第二選擇的子孔徑的功率對(duì)第一選擇的子孔徑的功率進(jìn)行加權(quán)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器(20)被配置來控制子孔徑電路(15)以根據(jù)每個(gè)子孔徑與靶的接近程度、子孔徑相對(duì)于靶的角度分布，以及通過選擇的子孔徑的組合得到的焦點(diǎn)區(qū)域的形狀來選擇和不選擇。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，測(cè)量到的分布是子孔徑的焦點(diǎn)區(qū)域的分布。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，處理器(20)被配置來同時(shí)地使用至少兩個(gè)不同的子孔徑以便每次治療至少兩個(gè)不同的靶。
18.一種非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(22)，具有存儲(chǔ)于其中的、代表由編程過的處理器(20)執(zhí)行的、用于高強(qiáng)度聚焦超聲的子孔徑控制的指令的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)介質(zhì)(22)包括用于以下的指令: 選擇(32)子孔徑的第一集合作為子孔徑的第二集合的子集，該選擇(32)是根據(jù)子孔徑對(duì)病變的空間接近程度、根據(jù)第一集合中子孔徑相對(duì)于靶的角度分布、或其組合進(jìn)行的；以及 將子孔徑的第一集合用于(44)高強(qiáng)度聚焦超聲。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(22)，還包括用于選擇(32)子孔徑的第一集合的指令，該選 擇也是根據(jù)由第一集合的子孔徑的組合得到的焦點(diǎn)區(qū)域相對(duì)于病變形狀而言的形狀進(jìn)行的。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(22)，還包括用于根據(jù)焦點(diǎn)分布來調(diào)整第一集合的子孔徑的相對(duì)功率的指令。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(22)，還包括用于以下的指令: 順序地從子孔徑進(jìn)行發(fā)射； 對(duì)于各個(gè)子孔徑接收(40)焦點(diǎn)區(qū)域的溫度或移位測(cè)量值；和 根據(jù)測(cè)量值進(jìn)行選擇(32)。
【文檔編號(hào)】A61N7/02GK103619412SQ201280015889
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月10日
【發(fā)明者】X.曾, K.M.賽金斯, S.巴恩斯 申請(qǐng)人:美國(guó)西門子醫(yī)療解決公司, 西門子公司