BR112013018044A2

BR112013018044A2 - aparelho terapêutico, produto de programa de computador e método de renderização de uma região alvo atingível

Info

Publication number: BR112013018044A2
Application number: BR112013018044A
Authority: BR
Inventors: Tapani Vahala Erkki; Tapani Hakkinen Marko
Original assignee: Koninl Philips Electronics Nv
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2019-09-03
Also published as: EP2665520B1; EP2665520A1; US20130296742A1; CN103313757A; US9192788B2; CN103313757B; WO2012098482A1

Abstract

aparelho terapêutico, produto de programa de computador e método de renderização de uma região alvo atingível um aparelho terapêutico (500) que compreende um sistema de ultrassom focado de alta intensidade (100, 200,504) para o tratamento de uma região alvo (526). o aparelho terapêutico compreende ainda um visor (552) para a exibição dos dados de planejamento de tratamento (562). o aparelho terapêutico compreende ainda uma memória (556) que contém as instruções executáveis por máquina (580, 582, 584, 586, 588). a memória contém ainda um modelo geométrico (572) do sistema de ultrassom focado de alta intensidade. a execução das instruções faz com que o processador (548) receba (300,400) os dados de planejamento de tratamento. a execução das instruções faz com que o processador renderize (302,402) a representação geométrica da região alvo a partir dos dados de planejamento de tratamento no visor. a execução das instruções ainda faz com que o processador calcule (304, 404, 406) uma região alvo atingível (593) com a utilização do modelo geométrico. a execução das instruções ainda faz com que o processador renderize (306, 408) a região alvo atingível no visor.

Description

APARELHO TERAPÊUTICO, PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR E MÉTODO DE RENDERIZAÇÃO DE UMA REGIÃO ALVO ATINGÍVEL

CAMPO TÉCNICO

A invenção refere-se aos ultrassons focados de alta intensidade, em particular, para a determinação de uma região alvo alcançável que pode ser sonicada pelo sistema de ultrassom focado de alta intensidade.

* HISTÓRICO DA INVENÇÃO

O ultrassom de um transdutor ultrassônico focado £

pode ser usado para tratar seletivamente no interior do corpo. As ondas ultrassônicas são transmitidas como vibrações mecânicas de alta energia. Estas vibrações induzem o aquecimento dos tecidos quando eles são amortecidos, e também * 15 podem levar à cavitação. Tanto o aquecimento como a cavitação v dos tecidos podem ser utilizados para destruir o tecido em um ambiente clinico. No entanto, o aquecimento do tecido com ultrassom é mais fácil de ser controlar do que a cavitação. Os tratamentos ultrassônicos podem ser utilizados para a 20 ablação do tecido, e para matar seletivamente as regiões de células de câncer. Esta técnica foi aplicada ao tratamento de miomas uterinos, e reduziu a necessidade de procedimentos de histerectomia.

i Para tratar seletivamente o tecido, um transdutor ultrassônico focado pode ser usado para focar o ultrassom a * um tratamento ou volume alvo em particular. O transdutor está tipicamente montado em um meio, tal como a água desgaseifiçada, que é capaz de transmitir o ultrassom. Os acionadores são então usados para ajustar a posição do transdutor ultrassônico e, assim, ajustar a região do tecido que é tratada.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A invenção provê um aparelho terapêutico, um

2/30 produto de programa de computador, e um método nas reivindicações independentes. As realizações são dadas nas reivindicações dependentes.

Uma dificuldade no planejamento da terapia com 5 ultrassom focado de alta intensidade (HIFU) é determinar se um ponto ou região em particular no interior de um indivíduo pode ser sonicado pelo sistema de ultrassom focado de alta intensidade. A Região Alvo Atingível (ATA), como utilizada aqui, engloba uma área bidimensional que pode, . 10 potencialmente, ser sonicada pelo sistema de ultrassom focado de alta intensidade. O Volume Alvo Atingível (ATV) engloba um volume que pode, potencialmente, ser sonicado pelo sistema de ultrassom focado de alta intensidade. A ATA e o ATV estão relacionados: Ou seja, a ATA é uma área de interseção entre 15 uma fatia de um indivíduo e o ATV no dito indivíduo. 0 ATV * corresponde ao volume real de tratamento de dimensões finitas mas, em muitos casos, a ATA é mais prática para fins de planejamento devido à clareza de apresentação em visores bidimensionais.

Atualmente, a técnica anterior nos cálculos da ATA tem base em soluções iterativas ou analíticas para calcular diretamente os contornos da ATA em uma fatia arbitrária. A técnica anterior nos cálculos do ATV tem base tanto em ⁴ estimativas aproximadas determinadas do volume como em volumes pré-calculados para o número de graus de variações Λ· livres.

As soluções iterativas para o cálculo da ATA são normalmente lentas e impedem um retorno instantâneo para o trabalho interativo. As soluções analíticas têm sucesso 30 apenas para um pequeno subconjunto de dispositivos mecânicos possíveis, e são difíceis de serem atualizadas quando a mecânica ou as características do dispositivo mudam. As realizações da invenção podem resolver este problema e outros

3/30 através da realização de cálculos de ATA Graduais que proveem um resultado imediato e grosseiro para o trabalho interativo, e, mais tarde, os resultados precisos para o exame detalhado da fatia ou do volume. Os testes de colisão com base em 5 Tesselação são fáceis de serem adaptados às modificações no dispositivo de HIFU e seus arredores.

Outra dificuldade da técnica anterior é que o modelo grosseiro de ATV predeterminado provê um volume impreciso que só pode ser apresentado como uma estimativa do 10 volume, possivelmente devido a grandes erros nas áreas de fronteira do volume. Os volumes pré-calculados podem exigir uma grande quantidade de recursos de cálculo e conjunto de dados resultante pode ser grande, e a precisão do volume resultante depende da quantidade de graus de variação de ti liberdade com a qual o pré-cálculo foi realizado.

i Uma visualização rápida da Região alvo Atingível (ATA) em uma fatia bidimensional arbitrária e/ou do Volume Alvo Atingível (ATV) seria benéfica para a terapia de ultrassom focado de alta intensidade intraprocedural (HIFU).

As tentativas de resolver analiticamente as regiões ATA/ATV com base nas características robóticas e eletroacústicas de um dispositivo HIFU são difíceis, propensas a erros e trabalhosas, devido ao grande número de variáveis e graus de -- liberdade envolvidos.

Em algumas realizações, as regiões ATA/ATV são definidas pelo enchimento gradual da fatia/volume alvo com áreas cada vez mais precisas do dispositivo HIFU que é capaz de alcançar, e na qual cada área é produzida a partir de um ponto único válido calculado a partir estocástica, quase 30 estocástica, ou graus deterministicamente variados de liberdade e variáveis do dispositivo e de seu ambiente.

Em algumas realizações, a verificação para determinar se um ponto na fatia/no volume é uma posição de

4/30 dispositivo válida é calculada com os testes de colisão de modelos de superfície tesselada do dispositivo HIFU e seus arredores, o que reduz as verificações de colisão em testes simples de interseções entre tesselações primitivas.

Em algumas realizações, as superficies tesseladas podem ser funções de graus de liberdade e/ou outras variáveis que são variadas estocasticamente deterministamente.

Em algumas realizações, as características eletroacústicas do dispositivo HIFU são aproximadas, com 10 formas de campo distantes, cujas colisões com os arredores ou as áreas ou volumes indesejados de tecido podem ser utilizadas para modificar ou invalidar outro mecanismo e outros graus de liberdade eletroacusticamente aceitáveis.

As realizações da invenção podem prover um método 15 para a estimativa rápida da área/volume alvo atingível, enquanto continua sendo preciso para o trabalho detalhado. O método é facilmente adaptável às configurações de dispositivos HIFU novas e alteradas.

Em algumas realizações, as regiões ATA/ATV que são 20 definidas por testes aleatórios ou deterministicos dos graus não fixos de liberdade de um dispositivo HIFU - tanto em deslocamentos mecânicos como elétricos. Os valores são introduzidos no algoritmo de teste de colisão. Caso o algoritmo considere os valores válidos, a área em torno do 25 ponto é visualizada como sendo parte da ATA/ATV.

Os graus de liberdade iniciais podem ser derivados de qualquer um dos intervalos permitidos do dispositivo HIFU, ou toda a fatia/volume pode ser escassamente povoada com pontos, e cada ponto é então utilizado para calcular os graus 30 de liberdade do dispositivo HIFU por projeção de retorno do dispositivo de seu ponto focal (o ponto na fatia/volume). Esses valores iniciais ainda podem ser reduzidos por cálculos rápidos, como verificações de sanidade contra valores máximos

5/30 conhecidos para os graus de liberdade. Desta forma, o número de testes de colisão computacionalmente mais caros pode ser reduzido. Caso a projeção de retorno seja usada, as rodadas subseqüentes somam pontos no espaço intersticial da rede, 5 enquanto a projeção para frente expande a área/volume permitida. Em ambos os casos, a precisão melhora gradualmente.

Em outra realização, a verificação para determinar se um ponto na fatia é uma posição de dispositivo válida é 10 calculada com os testes de colisão de modelos de superfície tesselada triangular do dispositivo HIFU e sua caixa mecânica ao redor, o que reduz as verificações de colisão em testes simples de interseções entre triângulos. Os modelos de superfície não precisam modelar a mecânica com exatidão; os 15 modelos também podem conter características que proveem limitações adicionais para relaxar as verificações de colisão. Além da verificação de colisão, o modelo de dispositivo também pode conter outras limitações para limitar ainda mais o movimento do dispositivo HIFU, por exemplo, na 20 forma de valores mínimos e máximos para os graus de liberdade.

Em outra realização, as superfícies tesseladas do dispositivo HIFU são calculadas a partir dos graus de liberdade mecânica. O modelo do dispositivo HIFU pode modelar 25 o movimento de partes da mecânica individuais, levando em conta assim as colisões de partes individuais, como braços e alavancas.

Em outra realização, as características eletroacústicas do dispositivo HIFU são aproximadas, com 30 formas de campo distantes como cones, cujas colisões com os arredores ou as áreas ou volumes indesejados de tecido podem ser utilizadas para modificar ou invalidar outros graus de liberdade mecanicamente e eletroacusticamente aceitáveis.

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Além de ser aplicável ao planejamento da terapia HIFU, a invenção também é relevante a outros métodos de tratamento minimamente invasivos nos quais os graus de liberdade do dispositivo robótico são limitados por seus 5 arredores.

Um 'meio de armazenamento legível por computador' , como utilizado aqui, abrange qualquer meio de armazenamento tangível que possa armazenar instruções que são executáveis ~ por um processador de um dispositivo de computação. O meio de armazenamento legível por computador pode ser referido como um meio de armazenamento não transitório legível por computador. O meio de armazenamento legível por computador também pode ser referido como um meio legível por computador tangível. Em algumas realizações, um meio de armazenamento 15 legível por computador também pode ser capaz de armazenar dados que são capazes de serem acessados pelo processador do dispositivo de computação. Exemplos de meios de armazenamento legíveis por computador incluem, entre outros: um disquete, um disco rígido magnético, um disco rígido de estado sólido, 20 de memória flash, um pen drive USB, memória de acesso aleatório (RAM), uma memória somente de leitura (ROM), um disco óptico, um disco magneto-óptico, e o arquivo de registro do processador. Exemplos de discos ópticos incluem 5 discos compactos (CD) e discos versáteis digitais (DVD), por exemplo, discos CD-ROM, CD-RW, CD-R, DVD-ROM, DVD-RW ou DVDR. O termo meio de armazenamento legível por computador também se refere a vários tipos de meios de gravação capazes de serem acessados pelo dispositivo de computador através de uma rede ou ligação de comunicação. Por exemplo, os dados 30 podem ser recuperados através de um modem, através da internet ou através de uma rede de área local.

'Memória de Computador' ou 'memória' é um exemplo de um meio de armazenamento legível por computador. Uma

7/3Ó memória de computador é qualquer memória que é acessível diretamente a um processador. . Exemplos de memórias de computador incluem, entre outros: memória RAM, registros e arquivos de registro.

'Armazenamento de Computador' ou 'armazenamento' é um exemplo de um meio de armazenamento legível por computador. Um armazenamento de computador é qualquer meio de armazenamento legível por computador não volátil. Exemplos de armazenamentos de computador incluem, entre outros: uma 10 unidade de disco rígido, um pen drive USB, um drive de disquete, um cartão inteligente, um DVD, um CD-ROM e um disco rígido de estado sólido. Em algumas realizações, o armazenamento de computador também pode ser a memória do computador ou vice-versa.

Um 'processador', como utilizado aqui, abrange um componente eletrônico que é capaz de executar uma instrução executável por programa ou máquina. As referências ao dispositivo de computação que compreendem um processador devem ser interpretadas como possivelmente contendo mais de 20 um processador ou núcleo de processamento. O processador pode ser, por exemplo, um processador núcleos múltiplos. Um processador também pode se referir a uma coleção de processadores em um único sistema de computador ou distribuído entre sistemas de computadores múltiplos. 0 termo 25 dispositivo de computação também deve ser interpretado como possivelmente se referindo a um conjunto ou uma rede de dispositivos de computação que compreende, cada um, um processador ou processadores. Muitos programas têm suas instruções executadas por processadores múltiplos que podem 30 estar no interior do mesmo dispositivo de computação, ou que pode até ser distribuídos através de múltiplos dispositivos de computação.

Uma 'interface de usuário', como utilizada aqui, é

8/30 uma interface que permite que um usuário ou operador interaja com um computador ou sistema de computador. Uma 'interface de usuário' também pode ser referida como um 'dispositivo de interface humana'. Uma interface de usuário pode prover informações ou dados ao operador, e/ou receber informações ou dados do operador. Uma interface de usuário pode permitir que a entrada de um operador seja recebida pelo computador, e pode prover uma saída ao usuário do computador. Em outras palavras, a interface de usuário pode permitir que um operador controle ou manipule um computador, e a interface pode permitir que o computador indique os efeitos de controle ou manipulação do operador. A exibição de dados ou informações em um visor ou em uma interface gráfica do usuário é um exemplo de provisão de informações a um operador. A recepção de dados através de um teclado, mouse, trackball, touchpad, apontador, tablet gráfico, joystick, gamepad, webcam, fone de ouvido, gear sticks, volante, pedais, luva com fios, dance pad, controle remoto, e acelerômetro são todos exemplos de componentes de interface de usuário que permitem a recepção de informações ou dados de um operador.

Um 'visor' ou 'dispositivo de exibição', como usado aqui, engloba um dispositivo de saída ou uma interface de usuário adaptada para a exibição de imagens ou dados. Um visor pode produzir dados de saida visuais, auditivos e/ou táteis. Exemplos de um visor incluem, entre outros: um monitor de computador, uma tela de televisão, uma tela sensível ao toque, um visor eletrônico tátil, uma tela Braille,

Tubo de raios catódicos (CRT) , tubo de armazenamento, visor biestável, papel eletrônico, visor de Vetor, visor de tela plana, visor fluorescente à vácuo (VF), visores de diodo emissor de luz (LED), visor

9/30 eletroluminescente (ELD), painéis de plasma (PDP), visor de cristal liquido (LCD), visores orgânicos de diodo emissor de luz (OLED), um projetor, e um visor montado na parte superior.

Uma 'interface de hardware', como utilizada aqui, engloba uma interface que permite que o processador de um sistema de computador interaja e/ou controle um dispositivo e/ou o aparelho de computação externo. Uma interface de hardware pode permitir que um processador envie sinais de controle ou instruções a um dispositivo e/ou aparelho de computador externo. Uma interface de hardware também pode permitir que um processador troque dados com um dispositivo e/ou aparelho de computação externo. Exemplos de uma interface de hardware incluem, entre outros: um barramento serial universal, porta paralela, IEEE 1284, porta serial, porta RS-232, porta IEEE-488, conexão Bluetooth, conexão de rede de área local sem fio, conexão TCP/IP, conexão Ethernet, interface de controle de tensão, interface MIDI, interface de entrada analógica, interface de entrada digital.·.

'Dados de ressonância magnética (RM)', como utilizado aqui, abrange as medições registradas.de sinais de radiofrequência emitidos pelos spins atômicos pela antena de um aparelho de ressonância magnética durante uma varredura de geração de imagens por ressonância magnética.

Uma 'imagem de Ressonância Magnética', como utilizada aqui, abrange duas ou três visualizações tridimensionais reconstruídas de dados anatômicos contidos nos dados de geração de imagens por ressonância magnética. Esta visualização pode ser realizada com a utilização de um computador, e pode ser exibida em um visor. A imagem de ressonância magnética é um tipo de imagem médica. Uma 'imagem médica', como utilizada aqui, é uma imagem que compreende uma visualização de dados anatômicos ou que é descritiva de uma

10/30 ou mais estruturas anatômicas.

Uma 'janela de ultrassom', como utilizada aqui, engloba uma janela que é capaz de transmitir ondas ultrassônicas ou energia. Tipicamente, uma pelicula ou 5 membrana fina é utilizada como uma janela de ultrassom. A janela de ultrassom pode, por exemplo, ser feita de uma membrana fina de BoPET (tereftalato de polietileno biaxialmente orientado).

Em um aspecto, a invenção provê um aparelho 10 terapêutico que compreende um sistema de ultrassom focado de alta intensidade para o tratamento de uma região alvo de um indivíduo. 0 sistema de ultrassom focado de alta intensidade pode tratar a região alvo por aquecimento ou ablação do tecido da região alvo. 0 aparelho terapêutico compreende 15 ainda um processador para o controle do sistema terapêutico.

O aparelho terapêutico compreende ainda um visor para a exibição dos dados de planejamento de tratamento. Os dados de planejamento de tratamento, como usados aqui, englobam os dados que são descritivos de instruções ou planos de operação 20 de um sistema de ultrassom focado de alta intensidade para o tratamento da região alvo. O aparelho terapêutico compreende ainda uma memória que contém as instruções executáveis por máquina para a execução pelo processador. O processador pode estar localizado em um sistema de computador. Caso o 25 processador se refira a vários processadores, os processadores podem ser distribuídos entre os sistemas de computadores múltiplos.

Além disso, o processador também pode estar contido em um controlador. A memória contém ainda um modelo 30 geométrico do sistema de ultrassom focado de alta intensidade.

A execução das instruções faz com que o processador receba os dados de planejamento de tratamento. Os dados de

11/30 planejamento de tratamento compreendem uma representação geométrica da região alvo. O visor pode, em algumas realizações, exibir apenas uma porção dos dados de planejamento de tratamento. Por exemplo, somente a 5 representação geométrica pode ser renderizada no visor. A execução das instruções ainda faz com que o processador renderize a representação geométrica da região alvo no visor. Em algumas realizações, a representação geométrica é exibida com outros dados ou informações. Por exemplo, a representação ₄ 10 geométrica da região alvo pode ser exibida adjacente ou sobreposta a uma imagem médica do indivíduo.

A execução das instruções ainda faz com que o processador calcule uma região alvo atingível de acordo com o modelo geométrico. A região alvo atingível pode ser 15 representativa de um volume ou de uma área. A região alvo atingível é representativa de uma região tratável pelo sistema de ultrassom focado de alta intensidade. O sistema de ultrassom focado de alta intensidade pode compreender um transdutor ultrassônico para a focagem do ultrassom em um 20 ponto de sonicação para o tratamento da região alvo ou de uma porção da região alvo. Tipicamente, o ultrassom é conduzido por uma combinação de meios elétricos e/ou mecânicos. Como tal, o sistema de ultrassom focado de alta intensidade só é ⁱ capaz de tratar as regiões permitidas por seu movimento mecânico e direção do feixe eletrônico. A região alvo atingível é uma região do indivíduo que pode ser tratada pelo sistema de ultrassom focado de alta intensidade. O cálculo da região alvo atingível também pode ser interpretado como a estimativa da região alvo atingível. Em algumas realizações, 30 a região alvo atingível é calculada ou estimada pela escolha dos pontos de teste de sonicação. Uma vez que um número maior de pontos é usado, a precisão da estimativa da região alvo atingível melhora.

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A execução das instruções ainda faz com que o processador renderize a região alvo atingível no visor. Esta realização pode ser vantajosa porque a região alvo atingível é sobreposta à representação geométrica da região alvo. Um 5 operador ou usuário do aparelho terapêutico pode, portanto, ver facilmente se a região alvo pode ser tratada pelo sistema de ultrassom focado de alta intensidade.

Em outra realização, o sistema de ultrassom focado de alta intensidade compreende um transdutor de ultrassom. O 10 sistema de ultrassom focado de alta intensidade compreende ainda um sistema de posicionamento mecânico. O sistema de posicionamento mecânico pode ser adaptado para posicionar o transdutor de ultrassom mecanicamente. O sistema de ultrassom focado de alta intensidade pode conter acionadores e ligações ¢15 para o posicionamento mecânico do transdutor de ultrassom. O modelo geométrico é descritivo da estrutura mecânica do transdutor de ultrassom e do sistema de posicionamento mecânico. Como utilizado aqui, um modelo geométrico engloba um modelo que descreve a forma tridimensional de um objeto.

Esta realização é vantajosa porque o modelo geométrico descreve a estrutura mecânica do transdutor de ultrassom e do sistema de posicionamento mecânico. Isto pode ser usado para calcular as localizações e as posições possíveis do â transdutor de ultrassom. Isto permite a determinação de locais que podem ser sonicados ou tratados pelo transdutor de ultrassom.

Em outra realização, o modelo geométrico compreende uma representação geométrica da trajetória de ultrassom focado gerada pelo transdutor de ultrassom. Isto é 30 particularmente vantajoso porque os pontos de sonicação podem ser determinados com a utilização de um modelo geométrico. Os transdutores de ultrassom são tipicamente de forma parabólica ou pelo menos côncava. Isso permite que a energia

13/30 ultrassônica seja focada em pontos ou volumes específicos. Ά energia ultrassônica pode ser representada por uma forma geométrica que representa a trajetória do ultrassom. Por exemplo, a partir de uma forma côncava, uma forma de cone ou semelhante pode ser usada para fazer uma representação da trajetória do ultrassom. Isto é particularmente vantajoso porque os pontos de sonicação podem ser determinados muito rapidamente com a utilização de um modelo puramente geométrico. A trajetória do ultrassom não precisa ser calculada porque é aproximada com a utilização da representação geométrica.

Em outra realização, a região alvo atingível é calculada pela execução de instruções que fazem com que o processador selecione pelo menos um ponto de sonicação. A região alvo atingível ainda é calculada através da execução de instruções que fazem com que o processador calcule a posição do transdutor de ultrassom, e do sistema de posicionamento mecânico que permite sonicação de pelo menos um ponto de sonicação de acordo com o modelo geométrico. Uma vez que o modelo geométrico é descritivo da estrutura do sistema de posicionamento mecânico e do transdutor ultrassônico, o transdutor de ultrassom e o sistema de posicionamento mecânico podem ser montados em um modelo que pode então ser utilizado para calcular se a posição é capaz de ser sonicada ou não.

Em outra realização, a permissão de sonicação é testada com a utilização de um teste de colisão de acordo com o modelo geométrico. Isto pode ser conseguido, por exemplo, com a escolha de um ponto de sonicação e, em seguida, o posicionamento do transdutor ultrassônico em uma ou mais posições, de modo que este ponto é sonicado. O transdutor de ultrassom pode ser então testado para ver se ele se encontra dentro dos limites mecânicos que são permitidos para o

14/30 transdutor de ultrassom. Por exemplo, caso um ponto de sonicação não esteja acessível, pode ser que o transdutor ultrassônico deva ser movido através de uma parede do sistema de ultrassom focado de alta intensidade. Caso o transdutor de ultrassom esteja em uma posição que é permitida para a sonicação, o sistema de posicionamento mecânico precisa então ser verificado para ver se o sistema de posicionamento mecânico pode ser posicionado em uma posição permitida.

Um teste de colisão, como usado aqui, engloba a utilização de um modelo geométrico para ver se os diferentes componentes geométricos do modelo geométrico podem ser posicionados sem haver uma colisão.

Em outra realização, a região alvo geométrica é calculada pelo processador que executa as instruções que fazem com que ele selecione as posições permitidas descritivas dos graus de liberdade mecânica do transdutor de ultrassom e do sistema de posicionamento mecânico. As posições permitidas são selecionadas de qualquer uma das seguintes formas: uma lista predeterminada de posições e posições permitidas selecionadas com . a utilização de um processo de Monte Cario. Esta é uma realização alternativa na qual, ao invés de selecionar inicialmente os pontos de sonicação, a região alvo atingível é determinada pela colocação dos componentes mecânicos modelados pelo modelo geométrico em posições permitidas. Isto permite que uma representação aproximada da região alvo atingível seja determinada. Uma região alvo atingível melhor ou melhorada pode ser usada com a escolha dos pontos adicionais para os quais mover o modelo geométrico. Isto é muito semelhante ao processo de utilização de um processo de Monte Cario para estimar a área de uma integral.

Em outra realização, a região alvo atingível é renderizada repetidamente no visor durante o cálculo da

15/30 região alvo atingível. Em ambos os métodos apresentados, a região alvo atingível é determinada ou calculada pelo teste de pontos individuais. Quando apenas alguns pontos são testados, a estimativa da região alvo atingível não é particularmente boa. Uma vez que o número de pontos que são testados aumenta, a estimativa da região alvo atingível aumenta gradualmente e se torna cada vez melhor. A execução de uma estimativa perfeita ou boa como é permitida pelo modelo levaria um tempo proibitivamente longo. Uma solução para isso é testar repetidamente os pontos adicionais e então renderizar novamente a região alvo atingível no visor como uma melhor aproximação, conforme determinado. Caso a região alvo esteja longe do limite da região alvo atingível, uma estimativa grosseira pode ser suficiente. Por exemplo, um médico ou outro operador do aparelho terapêutico pode notar que a região alvo está bem nos limites da região alvo atingível enquanto é calculada. O profissional de saúde não precisa então esperar para determinar se a região alvo está na região alvo atingível ou não.

Em outra realização, o processador executa ainda a etapa de receber uma imagem médica. 0 processador executa ainda a etapa de renderizar a imagem médica no visor. As representações geométricas da região alvo e da região alvo atingível são sobrepostas na imagem médica. Isto é particularmente vantajoso porque a relação entre a região alvo e a região alvo atingível e a anatomia do indivíduo é facilmente determinada quando elas são sobrepostas na imagem médica.

Em outra realização, o aparelho terapêutico compreende ainda um sistema de geração de imagens por ressonância magnética para a aquisição de dados de ressonância magnética. A imagem médica é recebida pelo processador que executa as instruções, o que faz com que ele

16/30 adquira os dados de imagem médica com a utilização do sistema de geração de imagens por ressonância magnética. A imagem médica é recebida ainda pelo processador que executa as instruções, o que faz com que ele reconstrua os dados de ressonância magnética na imagem médica. Esta realização é vantajosa porque a imagem médica adquirida pelo sistema de geração de imagens por ressonância magnética pode ser utilizada para orientar a terapia com precisão. A imagem médica também pode ser registrada para os dados de planejamento de tratamento.

Em outra realização, o modelo geométrico compreende um modelo de superfície tesselada. Em um modelo de superfície tesselada, as tesselações ou conexões como um recorte de imagem são usadas para criar um modelo de superfície. É vantajosa a utilização de um modelo de superfície tesselada para o modelo geométrico, porque a localização dos modelos de superfície tesselada pode ser calculada com precisão por processadores e sistemas de computador modernos. O modelo geométrico pode, portanto, ser utilizado para calcular rapidamente a região alvo atingível.

Em outra realização, o modelo geométrico compreende um modelo geométrico do ultrassom. Por exemplo, uma superfície tesselada pode ser usada para representar a trajetória do ultrassom.

Em outra realização, as instruções ainda fazem com que o processador gere comandos de sonicação. A sonicação dos comandos de zona alvo, como utilizada aqui, abrange instruções que são executadas pelo sistema de ultrassom focado de alta intensidade e que fazem com que o sistema de ultrassom focado de alta intensidade realize uma sonicação ou aquecimento da região alvo. A execução das instruções ainda faz com que o processador envie os comandos de sonicação ao sistema de ultrassom focado de alta intensidade. O envio dos

17/30 comandos de sonicação ao sistema de ultrassom focado de alta intensidade faz com que ele realize a sonicação ou o tratamento da região alvo do indivíduo.

Em outra realização, o processador ainda executa a etapa de recepção das modificações para os dados de planejamento de tratamento. Por exemplo, o processador pode executar as instruções que fazem com que ele receba os dados de uma interface gráfica de usuário no visor. Um usuário pode percorrer diferentes fatias e imagens médicas ou dados de imagem médica, e ajustar o posicionamento da região alvo. Isto pode ser particularmente vantajoso caso a região alvo não esteja na região alvo atingível.

Em outra realização, o processador executa ainda a etapa de determinar se a região alvo atingível não abrange a região alvo. Isto é equivalente a determinar se a região alvo está na região alvo atingível. Se for este o caso, então a região alvo é capaz de ser sonicada em sua totalidade. Se não for, então pode haver uma região da região do alvo que não é capaz de ser sonicada. O processador executa ainda a etapa de exibição de uma mensagem predeterminada no visor se a região alvo atingível não abranger a região alvo. Isto pode ser particularmente vantajoso porque várias fatias ou imagens podem ser utilizadas para representar a região alvo. Isto alerta o operador para o fato de uma parte da região alvo poder não ser capaz de ser tratada.

Em outro aspecto, a invenção provê um produto de programa de computador que compreende instruções executáveis por máquina para a execução por um processador. Por exemplo, o produto de programa de computador pode ser armazenado em um meio de armazenamento legível por computador. A execução das instruções faz com que o processador receba os dados de planejamento de tratamento. Os dados de planejamento de tratamento compreendem uma representação geométrica da região

18/30 alvo de um indivíduo.

A execução das instruções ainda faz com que o processador renderize a representação geométrica da região alvo no visor. A execução das instruções ainda faz com que o processador calcule uma região alvo atingível de acordo com o modelo geométrico de um sistema de ultrassom focado de alta intensidade. A região alvo atingível é representativa de uma região tratável pelo sistema de ultrassom focado de alta intensidade. A execução das instruções ainda faz com que o processador renderize a região alvo atingível em um visor.

Em outro aspecto, a invenção provê um método de renderização da região alvo atingível em um visor. O método compreende a etapa de recepção dos dados de planejamento de tratamento. Os dados de planejamento de tratamento compreendem uma representação geométrica da região alvo de um indivíduo. 0 método compreende ainda a etapa de renderização da representação geométrica da região alvo em um visor. O método compreende ainda a etapa de cálculo de uma região alvo atingível de acordo com um modelo geométrico de um sistema de ultrassom focado de alta intensidade. A região alvo atingível é representativa de uma região tratável pelo sistema de ultrassom focado de alta intensidade. O método compreende ainda a etapa de renderização da região alvo atingível em um visor.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A seguir, as realizações preferidas da invenção serão descritas apenas a título de exemplo e com referência aos desenhos, nos quais:

A Fig. 1 ilustra um sistema de ultrassom focado de alta intensidade de acordo com uma realização da invenção;

A Fig. 2 ilustra um sistema de ultrassom focado de alta intensidade de acordo com outra realização da invenção;

A Fig. 3 mostra um fluxograma que ilustra um método

19/30 de acordo com uma realização da invenção;

A Fig. 4 mostra um fluxograma que ilustra um método de acordo com outra realização da invenção;

A Fig. 5 ilustra um aparelho terapêutico de acordo com uma realização da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS REALIZAÇÕES

Elementos com o mesmo número, nestas figuras, são elementos equivalentes ou que executam a mesma função. Os elementos que foram discutidos anteriormente não serão necessariamente discutidos nas figuras posteriores caso a função seja equivalente.

A Fig. 1 mostra uma representação de um sistema de ultrassom focado de alta intensidade 100 de acordo com uma realização da invenção. O sistema de ultrassom focado de alta intensidade compreende uma câmara cheia de fluido 102 que tem uma janela de ultrassom 104. O plano marcado 106 é representativo de um plano em um indivíduo. Localizados no plano 106 estão um primeiro ponto de sonicação 108 e um segundo ponto de sonicação 110. Mostrado abaixo dos pontos de sonicação 108, 110 está um transdutor de ultrassom 112 que está localizado em uma primeira posição. Existe um cone 1.14 que é um modelo geométrico do ultrassom emitido pelo transdutor de ultrassom 112. Pode ser visto que a ponta do cone 114 é colocada no primeiro ponto de sonicação 108. 0 transdutor de ultrassom é então colocado em uma primeira posição, de modo que gere um ultrassom que é representado pelo cone 114. O cone 114 pode ser visto como passando parcialmente através da parede da câmara cheia de fluido 102.

O primeiro ponto de sonicação 108 é representativo de um ponto de sonicação que não seria permitido. O segundo ponto de sonicação 110 tem um cone 118 que é representativo do ultrassom produzido pelo transdutor de ultrassom 116 em uma segunda posição. A ponta do cone 118 está no segundo

20/30 ponto de sonicação 110. Pode ser visto que o ultrassom 118 passa através da janela de ultrassom 104. O primeiro ponto de sonicação 108 provoca uma colisão, e o segundo ponto de sonicação 110 não provoca uma colisão. O segundo ponto de sonicação 110 é um membro da região alvo atingível.

A Fig. 1 demonstra como a região alvo atingível pode ser construída através de testes sucessivos de vários pontos de sonicação. Uma vez que o número de pontos de sonicação aumenta, a precisão da região alvo atingível renderizada aumenta.

A Fig. 2 mostra outra representação de um sistema de ultrassom focado de alta intensidade 200 de acordo com uma realização da invenção. Nesta figura, há uma vista parcial de uma câmara cheia de fluido 202 que tem uma janela de ultrassom 204. Há um transdutor de ultrassom 2.12 localizado na câmara cheia de fluido 202. 0 transdutor de ultrassom 212, nesta realização, é uma superfície côncava que tem vários elementos transdutores, e cada um dos quais é adaptado para a emissão de energia ultrassônica. Para representar isso, três formas cônicas 214, 216 e 218 são desenhadas para a representação do ultrassom que é emitido de três elementos transdutores de ultrassom diferentes. Pode ser visto que os elementos transdutores 214 e 216 passam através da janela ultrassônica 204. A forma 218 colide ou tem uma colisão com a parede da câmara cheia de fluido 202. Para alcançar as áreas de um indivíduo, para as quais o ultrassom representado por 218 é necessário, haveria uma colisão. No entanto, caso o ultrassom emitido representado pelo cone 218 não seja necessário, então o transdutor ultrassônico é utilizável nesta posição atual. A Fig. 2 ilustra como as formas individuais que representam o ultrassom de elementos transdutores individuais podem ser utilizadas para refinar ainda mais a estimativa da região alvo atingível.

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A Fig. 3 mostra um fluxograma que ilustra um método de acordo com uma realização da invenção. Na etapa 300, os dados de planejamento de tratamento são recebidos. Na etapa 302, uma representação geométrica de uma região alvo é renderizada em um visor. Os dados de planejamento de tratamento contêm a representação geométrica da região alvo. Na etapa 304, uma região alvo atingível é calculada de acordo com um modelo geométrico de um sistema de ultrassom focado de alta intensidade. Em algumas realizações, a região alvo atingível é calculada através de sua aproximação por seleção dos pontos de sonicação ou por posicionamento dos componentes do sistema de ultrassom focado de alta intensidade para testar se um ponto é permitido ou não permitido, ou se é membro ou não membro da região meta atingível. Na etapa 306, a região alvo atingível é renderizada no visor. Deste modo, a região do alvo pode ser comparada à região alvo atingível.

A Fig. 4 mostra um fluxograma que ilustra outro método de acordo com uma realização da invenção. Na etapa 400, os dados de planejamento de tratamento são recebidos. Na etapa 402, uma representação geométrica da região alvo é renderizada em um visor. Na etapa 404, pelo menos um ponto de sonicação é selecionado. Em seguida, na etapa 406, uma região alvo atingível é calculada de acordo com um modelo geométrico de um sistema de ultrassom focado de alta intensidade por meio do cálculo da posição do transdutor de ultrassom e do sistema de posicionamento mecânico que permitem a sonicação de pelo menos um ponto de sonicação. Por exemplo, um teste de colisão pode ser realizado com a utilização do modelo geométrico. Caso haja uma colisão, então o ponto de sonicação não é permitido. A seguir, na etapa 408, a região alvo atingível é exibida.

O método mostrado na Fig. 4 também ilustra como isto pode ser um processo iterative. Após a região alvo

22/30 atingível ter sido renderizada no visor, há uma seta que mostra que mais pontos de sonicação são selecionados e que o método volta para a etapa 404. A região alvo atingível é recalculada com a utilização destes pontos adicionais, e a estimativa da região alvo atingível é melhorada. Isto pode ser melhorado continuamente até que uma determinação seja feita, caso a região alvo esteja na região alvo atingível. Isto é indicado pela caixa de decisão 410. Caso a região alvo esteja na região alvo atingível, então a sonicação é realizada. Isto é indicado pela etapa 414. Caso não esteja, então o indivíduo pode ser reposicionado e/ou a região alvo pode ser redefinida. Isto é indicado pela caixa 412. O método então volta à etapa 402 na qual a representação geométrica da região alvo é renderizada no visor. O método é então repetido até que a sonicação seja realizada na etapa 414.

A Fig. 5 mostra uma realização de um aparelho terapêutico 500 de acordo com uma realização da invenção. O aparelho terapêutico 500 compreende um sistema de geração de imagens por ressonância magnética 502 e um sistema de ultrassom focado de alta intensidade 504. O sistema de geração de imagens por ressonância magnética 502 compreende um ímã 508. O ímã mostrado na Fig. 5 é um ímã supercondutor do tipo cilíndrico e tem um orifício 510 através dele. O ímã tem um criostato refrigerado à hélio líquido com bobinas supercondutoras. Também é possível a utilização de ímãs permanentes ou resistivos. A utilização de diferentes tipos de ímãs é também possível, por exemplo, também é possível utilizar tanto um ímã cilíndrico dividido como um chamado ímã aberto. Um ímã cilíndrico dividido é semelhante a um ímã cilíndrico padrão, exceto que o criostato foi dividido em duas seções para permitir o acesso ao iso-plano do ímã, e os ditos ímãs podem, por exemplo, ser usados com a terapia de feixe de partículas carregadas. Um ímã aberto tem duas seções

23/30 de ímã, uma acima da outra, com um espaço no meio que é grande o suficiente para receber um indivíduo: a disposição das duas seções é semelhante à de uma bobina de Helmholtz. Os ímãs abertos são populares porque o indivíduo fica menos confinado. Dentro do criostato do imã cilíndrico há um conjunto de bobinas supercondutoras. Dentro do orifício do ímã cilíndrico há uma zona de geração de imagens na qual o campo magnético é forte e uniforme o suficiente para realizar a geração de imagens por ressonância magnética.

Localizada no orifício do ímã 510 está uma bobina de gradiente de campo magnético 512. que é adaptada para a aquisição de dados de ressonância magnética para codificar espacialmente os spins magnéticos de uma zona de geração de imagens do ímã. A bobina de gradiente de campo magnético 512 é conectada a uma fonte de alimentação da bobina de gradiente de campo magnético 514. A bobina de gradiente de campo magnético 512 destina-se a ser representativa. Bobinas de gradiente de campo magnético normalmente contêm três conjuntos separados de bobinas para codificar espacialmente em três direções espaciais ortogonais. A fonte de alimentação de gradiente de campo magnético 514 fornece corrente às bobinas de gradiente de campo magnético. A corrente fornecida às bobinas de campo magnético 512 é controlada em função do tempo, e pode ser aumentada ou pulsada.

Também localizada no orifício do ímã 510 está uma bobina 516 ou antena de radiofrequência que é conectada a um transceptor 518. A bobina 516 está localizada adjacente a uma zona de geração de imagens 520. A zona de geração de imagens 520 é uma região na qual o campo magnético criado pelo ímã 508 é uniforme o suficiente para a aquisição de dados de geração de imagens por ressonância magnética. A bobina 516 é para a manipulação das orientações dos spins magnéticos na zona de geração de imagens 520, e para a recepção das

24/30 transmissões de rádio dos spins também na zona de geração de imagens. A antena de radiofrequência pode conter vários elementos da bobina. A bobina também pode ser referida como um canal ou antena de radiofrequência. A bobina de radiofrequência 516 e o transceptor de radiofrequência 518 podem ser substituídos por bobinas de transmissão e recepção separadas, e por um transmissor e um receptor separados. Entende-se que a bobina 516 e o transceptor de radiofrequência 518 são simplesmente representativos. A bobina 516 destina-se a representar também uma antena de transmissão dedicada e uma antena de recepção dedicada. Da mesma forma, o transceptor 518 também pode representar um transmissor e um receptor separados.

Há um indivíduo 522 que repousa sobre um suporte de indivíduo 524. O indivíduo 522 está parcialmente dentro da zona de geração de imagens 520. Há uma região alvo 526 do indivíduo 522 que está localizada dentro da zona de geração de imagens 520. Abaixo, o suporte de indivíduo 524 é o sistema de ultrassom focado de alta intensidade 504.

O sistema de ultrassom focado de alta intensidade 504 compreende uma câmara cheia de fluido 528. Há um transdutor de ultrassom 530 localizado na câmara cheia de fluido 528. O transdutor de ultrassom 530 é conectado a uma ligação mecânica 532 que é adaptada para o posicionamento do transdutor de ultrassom 530 na câmara cheia de fluido 528. Há um acionador 534 que é utilizado para acionar a ligação 532 e é, portanto, capaz de mover e posicionar o transdutor de ultrassom 530. Não mostrado neste diagrama está uma fonte de alimentação para o fornecimento de corrente elétrica alternada para o transdutor de ultrassom 530.

As linhas tracejadas 536 mostram a trajetória do ultrassom gerado pelo transdutor de ultrassom 530. O ultrassom 536 passa através da câmara cheia de fluido 528,

25/30 através de uma janela de ultrassom 538. Dentro do suporte de indivíduo 524 há uma recessão ou abertura para a recepção de uma almofada de gel 540. A almofada de gel é adaptada para o acoplamento do ultrassom da janela de ultrassom 538 ao indivíduo 522. A almofada de gel 540 é opcional, e não está presente em todas as realizações. O ultrassom 536 é então focado em um volume de sonicação 542. O volume de sonicação 542 é mostrado como estando localizado na região alvo 526.

O sistema de ultrassom focado de alta intensidade 504, o transceptor 518 e a fonte de alimentação da bobina de gradiente de campo magnético 514 são todos mostrados como estando conectados a uma interface de hardware 546 de um sistema de computador 544. O sistema de computador 544 compreende ainda um processador 548 que é adaptado para enviar e receber os sinais através da interface de hardware 546 para o controle da operação e do funcionamento do aparelho terapêutico 500. O sistema de computador 544 compreende ainda uma interface de usuário 550. Nesta realização, parte da interface 550 é um visor 552. O processador 548 ainda é mostrado como estando conectado a um armazenamento de computador 554 e a uma memória de computador 556.

O armazenamento de computador 554 é mostrado como contendo os dados de ressonância magnética 558 que foram adquiridos com a utilização do sistema de geração de imagens por ressonância magnética 502. A memória de computador 556 é mostrada como contendo ainda uma imagem de ressonância magnética 560 gerada a partir dos dados de ressonância magnética 558. O armazenamento de computador 554 ainda é mostrado como contendo os dados de planejamento de tratamento 562 e uma região alvo atingível calculada 564. A região alvo atingível 564 é uma representação numérica da região alvo atingível. Também na memória do computador 556 está uma

26/30 sequência de pulsos 566 que é usada para a operação do sistema de geração de imagens por ressonância magnética 502. Em algumas realizações, o armazenamento de computador 554 contém uma lista predeterminada de pontos de teste de 5 sonicação 568. Esta lista 568 é utilizada durante o cálculo da região alvo atingível 564. O armazenamento de computador 554 é mostrado como contendo os comandos de sonicação 570 para a operação do sistema de ultrassom focado de alta intensidade 504. 0 armazenamento de computador 554 é mostrado 10 como contendo um modelo geométrico 572 dos componentes 528, 530, 532 do sistema de ultrassom focado de alta intensidade 504 .

A memória de computador 556 contém o código executável por computador para a execução pelo processador 15 548. A memória de computador 556 é mostrada como contendo um módulo de controle 580. O módulo de controle 580 contém o código executável por computador para o controle da operação e do funcionamento do aparelho terapêutico 500. A memória de computador 556 é mostrada como contendo ainda um módulo de 20 reconstrução de imagem 582. O módulo de reconstrução de imagem contém um código executável por computador que é usado para a reconstrução da imagem de ressonância magnética 560 a partir dos dados de ressonância magnética 558. A memória de computador. 556 contém um módulo de controle do sistema de 25 ultrassom focado de alta intensidade 584 que utiliza os dados de planejamento de tratamento 562 para a geração dos comandos de sonicação 570. Algumas realizações contêm um Módulo de Monte Cario 568 que é usado para a escolha dos pontos de sonicação para a determinação da região alvo atingível 564. A 30 memória de computador 556 é mostrada como contendo ainda um módulo de teste de colisão 588. O módulo de teste de colisão 588 contém o código executável por computador gue utiliza o módulo geométrico 572 para determinar se um ponto de

27/30 sonicação está na região alvo atingível 546 ou não.

No visor 552 há uma interface gráfica de usuário 590. Na interface gráfica é exibida uma imagem médica 591. Superpostas à imagem médica estão uma região alvo 592 e uma região alvo atingível 593. Neste exemplo em particular, a região alvo 592 não está completamente na região alvo atingível 593. Devido à região alvo 592 não estar completamente na região alvo atingível 593, há uma mensagem predeterminada 594 exibida na interface gráfica de usuário 590. A mensagem predeterminada 594 avisa o operador que toda a região alvo não é capaz de ser sonicada. A interface gráfica de usuário 590 também pode conter outros elementos de controle para o controle da operãção e o funcionamento do aparelho terapêutico 500. A título de exemplo, existem os botões de controle 595, 596, 597 e 598. O botão 595 é capaz de abrir um diálogo que permite que a região alvo seja editada. O botão 596 faz com que a sonicação da região alvo 526 comece. Isto pode, por exemplo, fazer com que os comandos de sonicação 570 sejam enviados ao sistema de ultrassom focado de alta intensidade 504. 0 botão 597 pode fazer com que uma fatia diferente da imagem médica seja exibida. A região alvo 536 é provavelmente um volume tridimensional. Portanto, a região alvo pode estar localizada em várias fatias dos dados de imagens médicas. O botão 598 abre uma caixa de diálogo que permite que a resolução da região alvo atingível seja controlada. Por exemplo, para aumentar a resolução, um grande número de pontos de sonicação de teste seria selecionado.

Embora a invenção tenha sido ilustrada e descrita em detalhes nos desenhos e na descrição anterior, as ditas ilustração e descrição devem ser consideradas ilustrativas ou exemplares, e não restritivas; a invenção não é limitada às realizações reveladas.

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Outras variações para as realizações reveladas podem ser entendidas e efetuadas pelos técnicos no assunto na prática da invenção reivindicada, a partir de um estudo dos desenhos, da revelação e das reivindicações anexas. Nas reivindicações, a palavra compreende não exclui outros elementos ou etapas, e o artigo indefinido um ou uma não exclui uma pluralidade. Um único processador ou outra unidade pode desempenhar as funções de vários itens mencionados nas reivindicações. O mero fato de que certas medidas são mencionadas em reivindicações dependentes mutuamente diferentes não indica que uma combinação destas medidas não possa ser vantajosamente usada. Um programa de computador pode ser armazenado/distribuido em um meio adequado, tal como um meio de armazenamento óptico, ou um meio de estado sólido fornecido em conjunto ou como parte de outro hardware, mas também pode ser distribuído de outras formas, como através da Internet ou outros sistemas de telecomunicações com ou sem fio. Quaisquer sinais de referência nas reivindicações não devem ser interpretados como limitadores do âmbito.

LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA

100 sistema de ultrassom focado de alta intensidade

102 câmara cheia de fluido

104 janela de ultrassom

106 plano no indivíduo

108 primeiro ponto de sonicação

110 segundo ponto de sonicação

112 transdutor de ultrassom (primeira posição)

114 modelo geométrico de ultrassom (primeira posição)

116 transdutor de ultrassom (segunda posição)

118 modelo geométrico de ultrassom (segunda posição)

200 sistema de ultrassom focado de alta intensidade

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202 câmara cheia de fluido

204 janela de ultrassom

212 transdutor de ultrassom

214 cone que representa o ultrassom

216 cone que representa o ultrassom

218 cone que representa o ultrassom

500 aparelho terapêutico

502 sistema de geração de imagens por ressonância magnética

504 sistema de ultrassom focado de alta intensidade

508 imã

510 orifício

512 bobina de gradiente de campo magnético

514 fonte de alimentação da bobina de gradiente de campo magnético

516 bobina

518 transceptor

520 zona de geração de imagens

522 indivíduo

524 suporte do indivíduo

526 região alvo

528 câmara cheia de fluido

530 transdutor de ultrassom

532 ligação mecânica

534 acionador

536 trajetória de ultrassom

538 janela de ultrassom

540 almofada de gel

542 volume de sonicação

544 sistema de computador

546 interface de. hardware

548 processador

550 interface de usuário

30/30

552 visor

554 armazenamento de computador

556 memória de computador

558 dados de ressonância magnética

560 imagem de ressonância magnética

562 dados de planejamento de tratamento

564 região alvo atingível

566 seqüência de pulsos

568 lista predeterminada de pontos de teste de sonicação

570 comandos de sonicação

572 modelo geométrico

580 módulo de controle

582 módulo de reconstrução de imagem

584 módulo de controle do sistema de ultrassom focado de alta intensidade

586 Módulo de Monte Cario

588 módulo de teste de colisão

590 interface gráfica de usuário

591 imagem médica

592 região alvo

593 região alvo atingível

594 mensagem predeterminada

595 botão de edição de região alvo

596 botão de execução de sonicação

597 botão de seleção de fatia

598 botão de configuração de resolução

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. APARELHO TERAPÊUTICO (500), caracterizado por compreender:

um sistema de ultrassom focado de alta intensidade (100, 200, 504) para o tratamento de uma região alvo (526) de um indivíduo (522);

- um processador (548) para o controle do sistema terapêutico;

um visor (552) para a exibição dos dados de planejamento de tratamento (562);

uma memória (556) que contém as instruções executáveis por máquina (580, 582, 584, 586,: 588) para a execução pelo processador, em que a memória contém ainda um modelo geométrico (572) do sistema de ultrassom focado de alta intensidade, em que a execução das instruções faz com que o processador:

- receba (300, 400) os dados de planejamento de tratamento, em que os dados de planejamento de tratamento compreendem uma representação geométrica (592) da região alvo;

- renderize (302, 402) uma representação geométrica da região alvo em um visor;

calcule (304, 404, 406) de uma’ região alvo atingível (593), de acordo com o modelo geométrico, em que a região alvo atingível é representativa de uma região tratável pelo sistema de ultrassom focado de alta intensidade; e

- renderize (306, 408) a região alvo atingível no visor.

2/5 posicionamento mecânico (532, 534), em que o modelo geométrico é descritivo da estrutura mecânica do transdutor de ultrassom e do sistema de posicionamento mecânico.

2. APARELHO TERAPÊUTICO, de acordo com a reivindicação 1, em que o sistema de ultrassom focado de alta intensidade é caracterizado por compreender um transdutor de ultrassom (112, 212, 530), em que o sistema de ultrassom focado de alta intensidade compreende ainda um sistema de

3/5 as posições permitidas são selecionadas de qualquer uma das seguintes formas: uma lista predeterminada de posições e posições permitidas selecionadas com a utilização de um processo de Monte Cario.

5

3. APARELHO TERAPÊUTICO, de acordo com a reivindicação 2, em que o modelo geométrico é caracterizado por compreender uma representação geométrica (114, 118, 214, 216, 218) da trajetória de ultrassom focado gerada pelo transdutor de ultrassom.

4/5 execução das instruções ainda faz com que o processador:

- gere comandos de sonicação (570); e envie os comandos de sonicação ao sistema de ultrassom focado de alta intensidade.

5

13. APARELHO TERAPÊUTICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado em que o processador executa ainda as etapas de:

- determinar se a região alvo atingível não abrange a região alvo; e

10 - exibir uma mensagem predeterminada (594) no visor caso a região alvo atingível não abranja a região alvo.

14. PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR, caracterizado por compreender instruções executáveis por máquina (580, 582, 584, 586, 588) para a execução por um 15 processador (548); em que a execução das instruções faz com . que o processador:

- receba (300, 400) os dados de planejamento de tratamento, em que os dados de planejamento de tratamento compreendem uma representação geométrica (592) da região alvo

20 (526) de um indivíduo (522) ;

- renderize (392, 402) uma representação geométrica da região alvo em um visor;

- calcule (304, 404, 406) uma região alvo atingível (593), de acordo com um modelo geométrico (572) de um sistema

25 de ultrassom focado de alta intensidade (100, 200, 504), em ^í que a região alvo atingível é representativa de uma região tratável pelo sistema de ultrassom focado de alta intensidade; e

- renderize (306, 408) a região alvo atingível em 30 um visor (552). 15. MÉTODO DE RENDERIZAÇÃO DE UMA REGIÃO ALVO ATINGÍVEL (593), sendo as etapas de: o método caracterizado por compreender

4. APARELHO TERAPÊUTICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado em que a região alvo atingível é calculada pela execução das instruções que ainda fazem com que o processador:

- selecione (404) pelo menos um ponto de sonicação (108, 110);

- calcule (406) se a posição do transdutor de ultrassom e do sistema de posicionamento mecânico permite a sonicação de pelo menos um ponto de sonicação de acordo com o modelo geométrico.

5 - renderização (302, 402) da representação geométrica da região alvo;

- cálculo (304, 404, 406) de uma região alvo atingível (593), de acordo com um modelo geométrico (572) de um sistema de ultrassom focado de alta intensidade (100, 200,

5/5

- recepção (300, 400) dos dados de planejamento de tratamento, em que os dados de planejamento de tratamento compreendem uma representação geométrica (592) da região alvo (526) de um indivíduo (522);

5. APARELHO TERAPÊUTICO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado em que a permissão de sonicação é testada com a utilização de um teste de colisão de acordo com o modelo geométrico.

6. APARELHO TERAPÊUTICO, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado em que pelo menos um ponto de sonicação é selecionado com a utilização de qualquer um dos seguintes: uma lista predeterminada (568) ou um processo de Monte Cario.

7. APARELHO TERAPÊUTICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 ou 5, caracterizado em que a região alvo geométrica é calculada pela execução das instruções que ainda fazem com que o processador selecione as posições permitidas descritivas dos graus de liberdade mecânica do transdutor de ultrassom e do sistema de posicionamento mecânico, e em que

8. APARELHO TERAPÊUTICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado em que a região alvo atingível é renderizada repetidamente no visor durante o cálculo da região alvo atingível.

9. APARELHO TERAPÊUTICO, de acordo com qualquer uma 10 das reivindicações 1 a 8, caracterizado em que o processador executa ainda as etapas de:

- recepção de uma imagem médica (560, 591); e

- renderização da imagem médica no visor, em que as representações geométricas (592) da região alvo e da região

15 alvo atingível (593) estão sobrepostas na imagem médica.

10. APARELHO TERAPÊUTICO, de acordo com a reivindicação 9, em que o aparelho terapêutico é caracterizado por compreender ainda um sistema de geração de imagens por ressonância magnética (502) para a aquisição de

20 dados de ressonância magnética (558), em que a imagem médica é recebida pela execução das instruções que ainda fazem com que o processador:

- adquira os dados de imagem médica com a utilização do sistema de geração de imagens por ressonância

25 magnética,

- reconstrua os dados de ressonância magnética na imagem médica.

11. APARELHO TERAPÊUTICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, em que o modelo geométrico é

30 caracterizado por compreender um modelo de superfície tesselada.

12. APARELHO TERAPÊUTICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado em que a

10 504), em que a região alvo atingível é representativa de uma região tratável pelo sistema de ultrassom focado de alta intensidade; e

- renderização (306, 408) da região alvo atingível.