CN104363960B - 用于对由表面限定的加热体积进行加热的医学装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种医学装置(300、500、600)，所述医学装置包括高强度聚焦超声系统(302)、包含指令的存储器以及处理器。对所述指令的运行令所述处理器接收(100、202)描述表面(322)的位置的表面数据(342)。所述表面数据限定加热体积的位置。对所述指令的运行还令所述处理器使用加热位置数据和超声换能器元件模型(352)来确定(102、204)换能器切换命令(344)的集合，并且利用换能器切换命令的所述集合来控制(104、206)所述高强度聚焦超声系统以对所述加热体积进行加热。换能器切换命令的所述集合包括针对多个超声换能器元件的高于或者低于预定强度强度水平，以用于控制所述加热体积的剖面形状以包含所述表面。

Description

用于对由表面限定的加热体积进行加热的医学装置

技术领域

本发明涉及高强度聚焦超声，具体而言，涉及对由表面指定的体积的加热。

背景技术

在高强度聚焦超声(HIFU)中，超声换能器元件的阵列被用来形成超声换能器。向换能器元件供应交流电源令其生成超声波。来自换能器元件中的每个的超声波相长地或者相消地相加。通过控制供应到换能器元件中的每个的交流电源的相位，可以控制超声功率被聚焦到其中的焦点或体积。

为了减轻一些癌症患者的疼痛和痛苦，HIFU骨治疗已经被用来破坏受限制的骨表面区域上的神经。当前HIFU骨治疗应用通过将各种大小的单元或超声处理点放置在骨表面上或者其后面来工作。为了处置整个骨表面，可能需要对许多点进行超声处理。遭受骨癌的患者可以发现在长流程期间保持不动极其困难。

US专利申请US2010/0191020提到骨缓解常常通过提高与肿瘤相邻的骨表面的温度来实现。

发明内容

本发明在独立权利要求中提供一种医学装置和一种计算机程序产品。在从属权利要求中给出了实施例。

如本领域技术人员将认识到的，本发明的方面可以被实现为装置、方法或计算机程序产品。因此，本发明的方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或者组合软件和硬件方面的实施例的形式，总体上在本文中全部可以被称为“电路”、“模块”或“系统”。另外，本发明的方面可以采取实现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品，所述一个或多个计算机可读介质具有实现于其上的计算机可执行代码。

可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。所述计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。如本文所使用的“计算机可读存储介质”包括可以存储可由计算设备的处理器执行的指令的任何有形存储介质。所述计算机可读存储介质可以被称为计算机可读非暂态存储介质。所述计算机存储介质还可以被称为有形计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质还能够存储能够由计算设备的处理器访问的数据。计算机可读存储介质的范例包括但不限于：软盘、磁硬盘驱动器、固态硬盘、闪速存储器、USB拇指驱动器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘、磁光盘以及处理器的寄存器文件。光盘的范例包括压缩盘(CD)和数字多用盘(DVD)，例如CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。术语计算机可读存储介质还指能够由计算机设备经由网络或通信链路访问的各种类型的记录介质。例如，可以在调制解调器上、在因特网上或在局域网上检索数据。可以使用任何合适的介质，包括但不限于无线、有线、光纤线缆、RF等或者前述的任何适当的组合来传送实现在计算机可读介质上的计算机可执行代码。

计算机可读信号介质可以包括例如在基带中或作为载波的一部分的传播数据信号，所述传播数据信号具有实现在其中的计算机可执行代码。这样的传播信号可以采取各种形式中的任意，包括但不限于电磁、光学或其任何适当的组合。计算机可读信号介质可以为不是计算机可读存储介质并且能够传递、传播或传输供指令运行系统、装置或设备使用或结合指令执行系统、装置或设备使用的程序的任何计算机可读介质。

“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是处理器可直接访问的任何存储器。“计算机存储设备”或“存储设备”是计算机可读存储介质的另外的范例。计算机存储设备是任何非易失性计算机可读存储介质。在一些实施例中，计算机存储设备也可以是计算机存储器，或者反之亦然。

如本文所使用的“处理器”包括能够运行程序或机器可执行指令或计算机可执行代码的电子部件。对包括“处理器”的计算设备的引用应当被解读为能够包含超过一个处理器或处理核。所述处理器例如可以是多核处理器。处理器还可以指处于单个计算机系统内或分布在多个计算机系统当中的处理器的集合。术语计算设备还应当被解读为能够指每者均包括一个或多个处理器的计算设备的集合或网络。所述计算机可执行代码可以由多个处理器来运行，所述多个处理器可以处于在相同计算设备内或者所述多个处理器甚至可以跨多个计算设备分布。

计算机可执行代码可以包括令处理器执行本发明的方面的机器可执行指令或程序。用于执行本发明的方面的操作的计算机可执行代码可以以一个或多个编程语言的任何组合来编写并且被编译成机器可执行指令，所述一个或多个编程语言包括诸如Java、Smalltalk、C++等的面向对象编程语言以及诸如“C”编程语言或类似编程语言的常规过程编程语言。在一些情况下，所述计算机可执行代码可以以高级语言的形式或者以预编译的形式并且连同在运行时生成机器可执行指令的解读器一起被使用。

所述计算机可执行代码可以完全在用户的计算机上、部分在用户的计算机上、作为独立的软件包、部分在用户的计算机上并且部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上运行。在后一种情况下，所述远程计算机可以通过包括局域网(LAN)或广域网(WAN)的任何类型的网络被连接到用户的计算机，或者可以(例如，通过使用因特网服务提供商的因特网)对外部计算机进行连接。

参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图说明和/或框图来描述本发明的方面。应理解，当适用时，能够通过以计算机可执行代码的形式的计算机程序指令来实施流程图、说明和/或框图的每个框或一部分框。还应理解，当互不排斥时，可以组合不同流程图、说明和/或框图中的框的组合。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或产生机器的其他可编程数据处理装置的处理器使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器运行的指令创建用于实施在流程图和/或一个或多个框图框中指定的功能/动作的单元。

这些计算机程序指令还可以被存储在计算机可读介质中，所述计算机可读介质能够指引计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定的方式来工作，使得在计算机可读介质中存储的指令产生包括实施在流程图和/或一个或多个框图框中指定的功能/动作的指令的一种制品。

所述计算机程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据装置或其他设备上来令一系列操作步骤被执行在计算机、其他可编程装置或其他设备上以产生计算机实施的过程，使得在计算机或其他可编程装置上运行的指令提供用于在流程图和/或一个或多个框图框中指定的功能/动作的过程。

如本文所使用的“用户接口”是允许用户或操作员与计算机或计算机系统交互的接口。“用户接口”还可以被称为“人机接口设备”。用户接口可以向操作员提供信息或数据和/或从操作员接收信息或数据。用户接口可以使得来自操作员的输入能够被计算机接收并且可以将输出从计算机提供给用户。换言之，所述用户接口可以允许操作员控制或操纵计算机，并且所述接口可以允许计算机指示操作员的控制或操作的效果。显示器或图形用户接口上的数据或信息的显示是向操作员提供信息的范例。通过键盘、鼠标、轨迹球、触摸板、指点杆、图形输入板、操纵杆、游戏手柄、网络摄像头、耳机、变速杆、转向盘、踏板、有线手套、跳舞毯、遥控器和加速度计对数据的接收全都是实现对来自操作员的信息或数据的接收的用户接口部件的范例。

如本文所使用的“硬件接口”包括使得计算机系统的处理器能够与外部计算设备和/或装置交互和/或控制外部计算设备和/或装置的接口。硬件接口可以允许处理器将控制信号或指令发送到外部计算设备和/或装置。硬件接口也可以使得处理器能够与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的范例包括但不限于：通用串行总线、IEEE 1394端口、并行端口、IEEE1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、蓝牙连接、无线局域网连接、TCP/IP连接、以太网连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口以及数字输入接口。

如本文所使用的“显示器”或“显示设备”包括适于显示图像或数据的输出设备或用户接口。显示器可以输出视觉、音频和/或触觉数据。显示器的范例包括但不限于：计算机监视器、电视屏幕、触摸屏、触觉电子显示器、盲文屏幕、阴极射线管(CRT)、存储管、双稳态显示器、电子纸、矢量显示器、平板显示器、真空荧光显示器(VF)、发光二极管(LED)显示器、电致发光显示器(ELD)、等离子体显示板(PDP)、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)、投影仪和头戴式显示器。

医学图像数据在文本中被限定为已经使用医学成像扫描器采集的二维或三维数据。医学成像扫描器在本文中被限定为适于采集关于患者的物理结构的信息并且构建二维或三维医学图像数据的集合的装置。医学图像数据能够被用来构建对医师的诊断有用的可视化。该可视化能够使用计算机来执行。

磁共振(MR)数据在本文中被限定为在磁共振成像扫描期间所记录的由原子自旋通过磁共振装置的天线发射的射频信号的测量结果。磁共振数据是医学图像数据的范例。磁共振成像(MRI)图像在本文中被限定为磁共振成像数据内包含的解剖数据的经重建的二维或三维可视化。该可视化能够使用计算机来执行。

磁共振数据可以包括在磁共振成像扫描期间由原子自旋通过磁共振装置的天线发射的射频信号的测量结果，所述磁共振数据包含可以被用于磁共振温度测定的信息。磁共振温度测定通过测量温度敏感参数的变化来工作。在磁共振温度测定期间可以被测得的参数的范例是：质子共振频率偏移、扩散系数，或者T1和/或T2弛豫时间的变化可以被用于使用磁共振来测量温度。质子共振频率偏移是温度相关的，因为各个质子、氢原子经历的磁场与周围的分子结构相关。温度的增大由于温度影响氢键结合而减少分子筛选。这导致质子共振频率的温度相关性。

质子密度与均衡磁化线性相关。因此，能够使用质子密度加权图像来确定温度变化。

弛豫时间T1、T2和T2-星(有时写为T2*)也是温度相关的。因此，对T1、T2和T2-星加权图像的重建能够被用来构建热图或温度图。

温度也影响水溶液中的分子的布朗运动。因此，能够测量扩散系数的脉冲序列，例如脉冲扩散梯度自旋回波，可以被用来测量温度。

使用磁共振测量温度的最有用的方法之一是通过测量水质子的质子共振频率(PRF)偏移。质子的共振频率是温度相关的。当温度在体素中变化时，所述频率偏移将令测得的水质子的相位变化。因此，能够确定两个相位图像之间的温度变化。确定温度的该方法具有其相较于其他方法相对快的优点。在本文中相比其他方法更详细地讨论了PRF方法。然而，本文讨论的方法和技术也适用于利用磁共振成像来执行温度测定的其他方法。

谱测定磁共振数据在本文中被限定为在磁共振成像扫描期间所记录的由原子自旋通过磁共振装置的天线发射的射频信号的测量结果，所述谱测定磁共振数据包含描述多个共振峰的信息。

所述谱测定磁共振数据例如可以被用来执行基于质子谱测定(PS)成像的温度标测方法，所述基于质子谱测定(PS)成像的温度标测方法能够产生绝对标度的温度图。因此，该绝对标度温度图可以被用来执行温度校准。该方法依赖于根据所述质子共振频率方法的水质子共振偏移温度相关性的物理原理，但是采集方法是不同的：所述频率偏移是根据磁共振谱来计算的。所述偏移根据水与参考质子峰的位置差异来计算。脂类中的质子例如可以被用作参考，因为已知其共振频率几乎与温度无关，而水质子峰具有对温度的线性相关性。这能够在两种组织类型都存在的体素中得以完成。如果水和脂类不存在于相同体素中，则可以试图使用除了脂类以外的特定其他组织类型作为参考。如果不成功，则可能存在参考峰不可获得并且因此温度数据不可获得的一些体素。插值和/或温度过滤可以被用来帮助这些情况，因为预计体温一般不会随着通常由作为明显例外的热治疗引起的非常局部的温度升高而在空间上快速变化。对参考峰的利用使所述方法相对地与场漂移或扫描间运动无关。因为利用当前方法进行扫描花费至少大约一分钟的时间，所以PS方法易受到扫描期间的扫描内运动或温度变化的影响。在时间和空间两者上温度恒定或温度变化小的情况下，所述方法能够产生有用的信息。例如，对于磁共振引导的高强度聚焦超声(MR-HIFU)而言，PS方法能够被用来提供MR-HIFU的开始之前的实际体温分布或者与使用空间上均匀的开始温度(其被获得为利用温度计探头测量的体核温度)不同的其他温度处置。或者，PS方法能够被用作处置区域外的热处置之间的累积温度的合理性检查。

如本文所使用的“超声窗”包括对超声波或能量而言实际上透明的窗。典型地，薄膜或膜被用作超声窗。所述超声窗例如可以由BoPET(双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯)的薄膜制成。

在一个方面中，本发明提供了一种医学装置，所述医学装置包括高强度聚焦超声系统。所述高强度聚焦超声系统包括用于对加热体积进行加热的超声换能器阵列。所述超声换能器阵列包括多个超声换能器元件。所述医学装置还包括用于存储机器可执行指令的存储器。所述医学装置还包括用于控制所述医学装置的处理器。

本发明的所述医学装置包括具有以几何模式布置的多个换能器元件的超声换能器阵列。关于所述换能器阵列的位置和取向的所述几何模式限定当所有换能器元件同相地被激活时来自各个换能器元件的辐射被聚焦到其中的几何焦点。可以通过电子地控制各个换能器元件的相位并且任选地控制各个换能器元件的幅度来调节所述焦点。通过换能器切换命令的集合的方式来控制各个换能器元件的相位和幅度。当调节各个换能器元件的相位和幅度时，调节体积超声束的形状并且改变超声辐射的实际焦点的大小和位置。甚至可以调节各个换能器元件使得没有局部相长干涉发生并且最多在较宽区域中发生部分相长干涉，因此扩大了聚焦区域使得实际上没有有效的聚焦发生。

根据本发明，控制所述换能器元件使得由所述换能器阵列发射的超声换能器束的近场的横剖面与要处置的表面区域相对应。即，所述体积超声束的近场的横剖面被布置为涵盖要处置的表面区域。优选地，所述近场的横剖面与要处置的表面区域一致。尤其是，控制所述换能器元件使得在与要处置的表面区域相对应的所述近场的横剖面中，超声能量密度超过预设治疗阈值。所述横剖面中的超声能量密度引起所述表面区域中的治疗效果。例如，所述横剖面中的超声能量密度引起骨表面中的神经组织的失活。这减缓受癌症影响的骨中的疼痛。因此，本发明基于以下洞察：在所述体积超声束的横剖面中，实现充分的超声能量密度以引发缓解效果。另外，根据本发明，控制所述换能器元件使得使所述体积超声束散焦。这避免所述表面区域后面的区域中在所述超声辐射的传播方向上的高超声能量密度。可以实施所述散焦从而增大例如几何焦点周围的区域的大小，在几何焦点周围的区域中超声辐射的相长干涉在一定程度上引起超声能量密度的升高。如果发生那种情况的话，则所述几何焦点处的所述散焦还可以将实际焦点移置到没有有害效果能够发生的位置。例如，可以将实际焦点移置到要处置的患者外部的位置。或者可以扩大实际焦点区域使得仅发生部分相长干涉，而没有高能量密度发生在(即，比所述表面区域小得多的)小区域中，使得局部热点得以避免。因此，本发明使得能够利用所述近场中的超声能量密度来引发要处置的表面区域中的治疗(例如，疼痛减缓)效果，同时避免其他地方的非有意的超声热点。

当所述体积超声束被取向为与要处置的表面区域相横截，尤其是与要处置的表面区域相正交时，实现特别良好的结果。该取向通过换能器切换命令的所述集合的方式来实现，换能器切换命令的所述集合应用各个换能器元件的相位和幅度，所述各个换能器元件对所述体积超声束的沿着所述超声辐射的传播的主轴进行取向。所述体积超声束被取向为与要处置的表面区域相横截允许对所述近场剖面中的超声能量密度的准确设置以及在所述几何焦点处的准确散焦。

对所述指令的运行令所述处理器接收描述表面的位置的表面数据。所述表面数据限定所述加热体积的位置。高强度聚焦超声系统将超声聚焦到焦点上以便加热。这些通常被描述为点或超声处理位置。根据本发明的所述医学装置的操作稍微不同地运作；代替指定超声处理点，表面被描述并且这被用于控制被超声处理的体积。

对所述指令的运行还令所述处理器使用加热位置数据和超声换能器元件模型来确定换能器切换命令的集合。所述超声换能器元件模型是可以被用来预测由特定换能器元件生成的超声可以采取的路径。该模型可以很简单并且可以简单地是将所述超声建模为在直线中行进的射线跟踪类模型。可以存在可以说明由所述换能器生成的更真实的超声场的其他更复杂的模型。换能器切换命令的所述集合包括用于多个超声换能器元件中的每个的、高于或者低于预定强度的强度水平，以用于控制所述加热体积的剖面形状以包含所述表面。换言之，所述换能器元件中的每个的所述强度被设置高于或者低于特定水平使得由整体超声换能器阵列生成的超声与所述表面的形状匹配。例如，所述预定强度的强度水平可以是被用来有效地打开或关闭各个超声换能器元件中的每个的阈值。

对所述指令的运行还令所述处理器通过利用换能器切换命令的所述集合控制所述高强度聚焦超声系统来对所述加热体积进行加热。在一些实施例中，不利用换能器切换命令的所述集合来控制所述高强度聚焦超声系统，仅计算所述换能器切换命令。该实施例可以具有所述医学装置能够同时对相对大的区域进行加热的益处。例如，高强度聚焦超声系统通常通过对单个点进行超声处理来运作。本发明的实施例能够同时对大区域进行加热。这对于期望非常快速地对大区域进行加热或处置的应用而言可以是有用的。例如，潜在的应用可以是在骨癌的缓解处置中。所述表面能够描述骨的表面。所述加热体积之后能够被用来对所述加热体积内的神经元进行加热并且进行灭活从而减少患者在癌症期间遭受的疼痛。

在另一实施例中，所述表面数据能够来自医学成像系统。

在另一实施例中，所述表面可以是超声吸收表面。如本文所使用的超声吸收表面是具有比诸如肌肉的典型软组织大得多的超声衰减的区域的边界。例如，超声吸收区域可以具有比肌肉大3-20倍的吸收。

在另一实施例中，所述加热体积还可以被称为由所述超声换能器阵列产生的超声的近场。

在另一实施例中，单独地分配用于所述多个换能器元件中的每个的每个强度水平。

在另一实施例中，所述预定强度能够使得所述换能器元件有效地被打开或关闭。

在另一实施例中，所述超声换能器元件模型可以通过将所述加热体积投影到所述超声换能器阵列来确定所述超声换能器元件中的哪些被打开或关闭。如本文所使用的术语“投影”被用在一个表面被转变到另一表面上的几何意义上。所述超声换能器元件模型例如可以被用来执行这样的投影。

在另一实施例中，所述超声换能器元件模型被用来确定或能用于确定各个换能器元件中的每个是否将高于特定水平的超声强度贡献到所述加热体积。这可以基本上确定所述超声换能器元件在所述高强度聚焦超声系统的操作期间是被设置高于所述预定强度还是低于所述预定强度，或者基本上被开启还是被断开。

在另一实施例中，所述超声换能器阵列具有焦点。所述加热体积处于所述超声换能器与所述焦点之间。该实施例可以是有益的，因为大表面被用来指定各个超声处理点的集合中的所述加热体积。

在另一实施例中，所述焦点是能电子控制的焦点。如本文所使用的，能电子控制的焦点是超声换能器阵列的焦点，其可以通过控制各个超声换能器元件的强度(或幅度)和/或相位来被偏移或控制。所述换能器切换命令还包括用于所述多个超声换能器元件中的每个的相位值。对所述指令的运行还令所述处理器确定用于所述多个超声换能器元件中的每个的所述相位值以使所述能电子控制的焦点散焦。该实施例可以是有益的，因为所述焦点没有被用作有意加热或超声处理的区域。通过使所述能电子控制的焦点散焦，减少了无意加热的对象区域的机会。散焦可以被认为等价于使所述焦点失相。例如，选择各个超声换能器元件的相位使得在所述焦点处相消干涉大大降低所述强度。在该特定实施例中，在未聚焦的模式中操作所述超声换能器阵列，所述未聚焦的模式不是使用来自高强度聚焦超声系统的超声换能器阵列的正常方式。

在另一实施例中，从所述多个换能器元件选出的换能器元件具有同样从所述多个换能器元件选出的最近邻。所述换能器元件的所述相位值和所述最近邻换能器元件的所述相位值处于预定相位值内。当所述能电子控制的焦点失谐时，该实施例可以是有益的。彼此邻近的换能器元件具有处于所述预定相位范围内的相位值。这可以帮助降低相消干涉降低所述加热体积内的强度的几率。这可以限制最近邻之间的相位中的差异以帮助阻止相长干涉和相消干涉影响被用于对所述加热体积进行加热的所述近场。

在另一实施例中，对所述指令的运行令所述处理器为所述多个换能器元件分配高于所述预定强度相位值的强度使得在所述相位值中存在导致对所述能电子控制的焦点的所述散焦的预定梯度。该实施例可以是有益的，因为其提供当使所述焦点散焦的同时减少所述加热体积中的相长干涉和相消干涉的单元。

在另一实施例中，对所述指令的运行还令所述处理器将所述多个换能器元件划分成多个组。特定组内的多个换能器元件中的每个的所述相位值是相同的。换言之，所述多个换能器元件，尤其是具有高于所述预定强度的强度的换能器元件被分配或划分成多个组。这些各个组中的每组则具有相同的相位值。可以选择所述多个组中的每组的所述相位值以使所述能电子控制的焦点散焦。

在另一实施例中，所述超声换能器元件模型是射线跟踪模型。

在另一实施例中，所述超声换能元件模型是解析模型，在所述解析模型中，解析地计算由超声换能器元件产生的路径或强度场。

在另一实施例中，所述超声换能器元件模型是几何模型。在该实施例中，几何形状被用来近似由超声换能器元件生成的超声场。这可以被用来预测超声的路径。

在另一实施例中，所述高强度聚焦超声系统还包括用于机械地定位所述超声换能器阵列的机械致动器。

在另一实施例中，所述高强度聚焦超声系统还包括用于机械地定位所述超声换能器阵列的机械致动器。对所述指令的运行还令所述处理器确定定位所述致动器以将超声能量集中在所述加热体积中的致动器命令。这可以使用所述表面数据和所述超声换能器元件模型来执行。

对所述指令的运行还令所述处理器使用所述致动器命令来控制所述致动器。该实施例可以是有益的，因为所述超声换能器阵列被定位以帮助将所述加热体积或所述超声换能器阵列的所述近场成形。

在另一实施例中，所述致动器命令能用于令所述致动器执行以下中的任何一项：移动所述致动器更靠近所述加热体积、移动和/或旋转所述致动器以增大靶区的剖面以及其组合。

在另一实施例中，对所述指令的运行还令所述处理器使用所述超声换能器元件模型来确定所述多个超声换能器元件中的每个与所述表面的入射角。对所述指令的运行还令所述处理器将低于所述预定强度的强度水平分配到所述多个超声换能器元件中所述入射角在预定角度范围外的每个。在该实施例中，如果由特定超声换能器元件生成的超声具有大于预定范围的入射角，则所述超声换能器元件有效地被断开。这可以有益于减少将导致对象的不正确部分被加热的散射超声的量。这例如能够使用所述表面数据和为此的模型来实现。诸如射线跟踪模型或几何模型的该前述模型将适于这样的计算。

在另一实施例中，所述高强度聚焦超声系统还包括用于机械地定位所述超声换能器阵列的机械致动器。对所述指令的运行还令所述处理器确定减少具有所述预定范围外的入射角的所述多个超声换能器元件中的多少个的致动器命令。对所述指令的运行还令所述处理器使用所述致动器命令来控制所述致动器。基本上在该实施例中，所述超声换能器阵列机械地被定位在不同位置中以增加正在运作的超声换能器元件的数目。这能够容易地通过以下方式来实现：所述处理器使用现有位置周围的模式计算若干测试位置以确定移动所述致动器来重新定位所述超声换能器阵列是否将确实增加工作的多个超声换能器元件的数目。

在另一实施例中，所述超声换能器阵列是以下中的任一项：抛物线换能器阵列、扁平形换能器阵列以及球形换能器阵列。

在另一实施例中，所述医学装置还包括用于采集来自成像体积的医学图像数据的医学成像系统。所述加热体积处于所述成像体积内。对所述指令的运行还令所述处理器采集所述医学图像数据，并且对所述指令的运行还令所述处理器通过指定所述医学图像数据中的加热位置数据来接收所述表面数据。这例如可以通过在显示器上显示使用所述医学图像数据绘制的图像或医学图像并且之后接收来自用户接口的所述表面数据来实现。在其他实施例中，所述表面数据能够通过执行对共同图像数据或从所述医学图像数据导出的图像的图像分割来接收。

在另一实施例中，所述医学成像系统是以下中的任一项：磁共振成像系统、计算机断层摄影系统以及诊断超声系统。

在另一实施例中，所述医学成像系统是能用于采集来自至少所述加热体积的热磁共振数据的磁共振成像系统。所述多个超声换能器元件中的每个具有可调节的幅度或强度水平。对所述指令的运行还令所述处理器接收描述所述加热体积中的温度的处置计划。对所述指令的运行还令所述处理器采集所述热磁共振数据。对所述指令的运行还令所述处理器使用所述热磁共振数据来计算热图。对所述指令的运行还令所述处理器根据所述热图和所述处置计划来确定用于所述多个超声换能器元件中的每个的强度调节。对所述指令的运行还令所述处理器使用所述强度调节来控制所述多个超声换能器元件的强度。例如，能够进行所述强度调节以增大或降低所述温度使得所述热图更准确地满足所述处置计划中的所需或所规划的温度。

在另一方面中，本发明提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质具有用于由控制医学装置的处理器运行的计算机可执行代码。所述医学装置包括高强度聚焦超声系统。所述高强度聚焦超声系统包括用于对所述加热体积进行加热的超声换能器阵列。所述超声换能器阵列包括多个超声换能器元件。对所述指令的运行令所述处理器接收描述表面的表面数据。所述表面限定所述加热体积的位置。

对所述指令的运行还令所述处理器使用加热位置数据和超声换能器元件模型来分配换能器切换命令的集合。换能器切换命令的所述集合包括用于所述多个超声换能器元件中的每个超声换能器元件的、高于或者低于预定强度的强度水平，以用于控制所述加热体积的剖面形状以包含所述表面。对所述指令的运行还令所述处理器通过利用换能器切换命令的所述集合控制所述高强度聚焦超声系统来对所述加热体积进行加热。

在另一方面中，本发明提供一种使用医学装置的缓解处置的方法。所述医学装置包括高强度聚焦超声系统。所述高强度聚焦超声系统包括用于对对象的加热体积进行加热的超声换能器阵列。所述超声换能器阵列包括多个超声换能器元件。所述方法包括接收描述所述对象内的骨表面的位置的表面数据的步骤。所述表面数据限定所述加热体积的位置。所述方法还包括使用加热位置数据和超声换能器元件模型来分配换能器切换命令的集合的步骤。换能器切换命令的所述集合包括用于所述多个超声换能器元件中的每个超声换能器元件的、高于或者低于预定强度的强度水平，以用于控制所述加热体积的剖面形状以包含所述骨表面。所述方法还包括通过利用换能器切换命令的所述集合控制所述高强度聚焦超声系统来对所述加热体积进行加热的步骤。

应理解，可以组合本发明的前述实施例中的一个或多个，只要所组合的实施例互不排斥。

附图说明

在下文中，将仅通过举例的方式并且参考附图来描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1示出图示根据本发明的实施例的方法的流程图；

图2示出图示根据本发明的另外的实施例的方法的流程图；

图3图示根据本发明的实施例的医学装置；

图4更详细地示出在图3中描绘的高强度聚焦超声系统；

图5图示根据本发明的另外的实施例的医学装置；

图6图示根据本发明的另外的实施例的医学装置；并且

图7示出图示可以如何切换超声换能器元件以对加热体积进行加热的图。

附图标记列表

300 医学装置

302 高强度聚焦超声系统

304 流体填充室

306 超声换能器

308 机构

310 机械致动器/电源

312 超声的路径

314 超声窗

316 凝胶垫

318 焦点

320 目标

322 目标的表面

324 加热体积

326 对象

328 对象支撑物

330 计算机

332 硬件接口

334 处理器

336 用户接口

338 计算机存储设备

340 计算机存储器

342 表面数据

344 换能器切换命令

350 控制模块

352 换能器元件模型

354 换能器切换命令生成模块

500 医学装置

502 医学成像系统

504 成像区

506 医学成像数据

508 医学图像

510 图像重建模块

512 图像分割模块

514 表面数据生成模块

600 医学装置

602 磁共振成像系统

604 磁体

606 磁体的膛

610 磁场梯度线圈

612 磁场梯度线圈电源

614 射频线圈

616 射频收发器

620 脉冲序列

622 处置计划

624 热磁共振数据

626 热图

628 高强度聚焦超声控制模块

700 工作换能器

702 不工作换能器

704 超声束的质心

具体实施方式

这些附图中标号类似的元件是等价元件或者执行相同功能。如果功能是等价的，则先前已经讨论过的元件将不必在稍后的附图中进行讨论。

图1示出图示根据本发明的实施例的方法的流程图。在步骤100中，接收表面数据。接下来，在步骤102中，使用表面数据和超声换能器元件模型来确定用于超声换能器元件的换能器切换命令。最后，在步骤104中，通过使用换能器切换命令控制高强度聚焦超声系统来对加热体积进行加热。

图2示出图示根据本发明的另外的实施例的方法的流程图。首先，在步骤200中，采集医学图像数据。接下来，在步骤202中，通过指定医学图像数据中的加热位置来接收表面数据。该步骤可以包括根据医学图像数据来构建医学图像以及接收表面数据或指定医学图像数据中的加热位置的若干不同的方法。这可以从用户接口来接收或者可以通过图像分割模块之类来自动地执行。接下来，在步骤204中，使用表面数据和超声换能器元件模块来确定换能器切换命令。最后，在步骤206中，通过使用换能器切换命令控制高强度聚焦超声系统来对加热体积进行加热。

图3图示根据本发明的实施例的医学装置300。医学装置300包括高强度聚焦超声系统302。图4更详细地示出相同的高强度聚焦超声系统302。将一起描述图3和4。

高强度聚焦超声系统302包括流体填充室304。在流体填充室304内是超声换能器306。尽管在该图中未示出，但是超声换能器306可以包括每者均能够生成超声的单个束的多个超声换能器元件。这可以被用于通过控制被供应到超声换能器元件中的每个的交流电流的相位和/或强度来电子地操控焦点718的位置。焦点318能用于被控制以对靶区304进行超声处理。

超声换能器306被连接到允许机械地重新定位超声换能器306的机构308。机构308被连接到适于致动机构308的机械致动器310。机械致动器310还表示用于向超声换能器306供应电功率的电源。在一些实施例中，电源可以控制各个超声换能器元件的电功率的相位和/或强度。

超声换能器306生成被示出为遵循路径312的超声。超声312通过流体填充室304并且通过超声窗314。在该实施例中，超声之后穿过凝胶垫316。凝胶垫不必存在于所有实施例中，但是在该实施例中，在对象支撑物328中存在用于接收凝胶垫316的凹槽。凝胶垫316帮助耦合换能器306与对象326之间的超声功率。

在穿过凝胶垫716之后，超声712穿过对象326并且被聚焦到超声处理点718。超声处理点718被聚焦在靶区604内。可以通过机械地定位超声换能器706并且电子地操控超声处理点718的位置的组合来移动超声处理点718以处置整个靶区604。可以使高强度聚焦超声312聚焦于高强度聚焦超声换能器306的焦点318处。在对象支撑物328上驻有对象326。高强度聚焦超声系统302被安装在对象支撑物328的下面。

在对象326内存在目标320。目标例如可以是骨组织。焦点318处于目标320内。目标320具有表面322。在表面322周围存在由超声312横贯的加热体积324。代替引出焦点318并且对表面322上的多个点进行超声处理，能够看到，可以同时对表面322的大区域进行超声处理。

高强度聚焦超声系统被连接到计算机系统330的硬件接口332。所述计算机系统还包括被连接到硬件接口332的处理器334。硬件接口332使得处理器334能够控制和操作医学装置300的各种部件。

处理器334被示出为还被连接到用户接口336、计算机存储设备338以及计算机存储器340。

计算机存储设备338被示出为包含表面数据342。计算机存储设备338被示出为还包含换能器切换命令334。可以使用表面数据342来确定换能器切换命令334。

计算机存储器340被示出为包含控制模块350。控制模块350包括使得处理器334能够控制医学装置300的操作和功能的计算机可执行指令。例如，控制模块350可以使用换能器切换命令344来控制高强度聚焦超声系统302的操作。计算机存储器340被示出为还包括换能器元件模型352。可以由换能器切换命令生成模块354连同表面数据342一起使用换能器元件模块352来确定或计算换能器切换命令344。

图5示出根据本发明的另外的实施例的医学装置500。除了对医学成像系统502的增加之外，图5中示出的医学装置500类似于图3和4中示出的医学装置。在该图中，能够看到，医学装置500还包括能用于采集来自成像区504的医学成像数据506的医学成像系统502。计算机存储设备338被示出为包含医学图像数据506和已经根据医学图像数据506重建的一幅或多幅医学图像508。

计算机存储器340被示出为包含图像重建模块510。所述图像重建模块包含使得处理器344能够根据医学图像数据506重建医学图像508的计算机可执行代码。计算机存储器340还被示出为包含图像分割模块512。所述图像分割模块连同表面数据生成模块514一起被用于使得处理器334能够根据医学图像508来生成表面数据342。应当指出，医学成像系统502旨在为许多类型的医学成像系统的通用表示，所述医学成像系统例如但不限于：磁共振成像、计算机断层摄影以及诊断超声。

图6示出根据本发明的另外的实施例的医学装置600。除了在该情况下医学成像系统是磁共振成像系统602之外，图6中示出的实施例类似于图5中示出的实施例。在图6中，医学装置600还包括磁共振成像系统602。

磁共振成像系统602被示出为包括磁体604。磁体604是具有通过其中心的膛606的圆柱型超导磁体。磁体604含有具有超导线圈的液氦冷却低温恒温器。也能够使用永久磁体或常导磁体。对不同类型的磁体的使用也是可能的，例如，能够使用分裂式圆柱形磁体和所谓的开放式磁体两者。除了低温恒温器已经被分裂为两个区段以允许进入磁体的等平面之外，分裂式圆柱形磁体类似于标准圆柱形磁体，这样的磁体例如可以连同带电粒子束治疗一起被使用。开放式磁体具有两个磁体区段，一个在另一个的上面，其之间的空间足够大以接收对象：两个截面区域的布置类似于亥姆霍兹线圈的布置。开放式磁体是受欢迎的，因为对象较少受限制。在圆柱形磁体的低温恒温器内部，存在超导线圈的集合。在圆柱形磁体的膛内，存在成像区504，其中，磁场足够强且均匀以执行磁共振成像。在一些实施例中，机械致动器/电源310位于磁体604的膛606的外部。

同样在磁体的膛内的是磁场梯度线圈610，磁场梯度线圈610被用于对磁共振数据的采集以对磁体的成像区504内的磁自旋进行空间编码。磁场梯度线圈610被连接到磁场梯度线圈电源612。所述磁场梯度线圈是代表性的。通常，磁场梯度线圈包含三组单独的线圈以在三个正交空间方向上进行空间编码。磁场梯度电源612向磁场梯度线圈供应电流。供应到磁场线圈的电流根据时间被控制并且可以是斜变的和/或脉冲的。

与成像区504相邻的是射频线圈614。射频线圈614被连接到射频收发器616。同样在磁体604的膛内的是对象618，对象618静卧在对象支撑物328上并且部分处于成像区504内。

与成像区域504相邻的是射频线圈614，射频线圈614用于操纵成像区504内的磁自旋的取向并且用于接收来自同样在成像区504内的自旋的无线电传输。射频线圈614可以包含多个线圈元件。射频线圈614还可以被称为信道或天线。所述射频线圈被连接到射频收发器616。射频线圈614和射频收发器616可以由单独的发射线圈和接收线圈以及单独的发射器和接收器来替换。应理解，射频线圈614和射频收发器616是代表性的。射频线圈614旨在还表示专用发射天线和专用接收天线。同样地，收发器616还可以表示单独的发射器和单独的接收器。

磁场梯度线圈电源612和射频收发器616还被连接到计算机系统330的硬件接口332。计算机系统330以及其存储设备338和存储器340的内容等价于如图3和图5中示出的。

计算机存储设备338被示出为还包含脉冲序列620。如本文所使用的脉冲序列是命令的集合或者可以被用来生成控制对磁共振成像数据的采集的命令的数据。在该实施例中，医学成像数据506是磁共振数据。计算机存储设备338还被示出为包含处置计划622。所述处置计划可以包含描述对象326的应当被加热高于特定温度特定持续时间的区域的数据。在该实施例中，换能器切换命令生成模块354可以在换能器切换命令344的生成中额外地使用处置计划622。计算机存储设备338还被示出为包含使用控制磁共振成像系统602的脉冲序列620采集的热磁共振数据624。计算机存储设备338被示出为还包含使用热磁共振数据624重建的热图626。

计算机存储器340被示出为额外地包含高强度聚焦超声控制模块628。高强度聚焦超声控制模块628包含计算机可执行代码，所述计算机可执行代码使得处理器338能够用作闭合控制环以使用处置计划622和热图628来控制高强度聚焦超声系统302以对加热体积324进行超声处理或加热。

图7示出图示可以如何切换超声换能器元件以对加热体积324进行加热的图。线306表示超声换能器306并且具有跨其表面的多个超声换能器元件。超声被聚焦到焦点318。由312表示的表面表示诸如对象326内的骨的结构。线322表示目标312的表面。表面322周围的虚线324表示加热体积324。能够看到，在超声换能器306上存在区域700和第二区域702，其中，在区域700中，超声换能器元件是工作的或打开的，在区域702中，超声换能器元件702是关闭的。来自超声换能器元件700的组的超声横贯表面322以对加热体积324进行加热。机械地定位超声换能器306使得超声束的质心704与表面322尽可能地垂直。这提高了对加热体积324的加热效率并且降低散射超声的风险。

虽然在附图和前述描述中已经详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述应被认为是说明性或示范性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。

此处描述的本发明的实施例可能有涉及当前骨处置范式的一些问题。第一，在当前处置范式中，无论是焦点还是近场被用于消融，对于治疗而言都需要若干超声处理。每个超声处理花费准备时间、冷却时间等，从而延长了处置并且对患者造成不适。患者通常很虚弱并且其难以在整个处置中保持不动。在此处描述的处置范式中，能够最小化治疗超声处理的数目，从而使处置更快并且更可忍受。第二，在当前处置范式中，无论是焦点还是近场被用于消融，必须总是机械地旋转换能器以确保束角与骨表面尽可能地垂直。有时，用来致动换能器阵列的机构不能够实现这一点。此外，对于大换能器角的设计要求导致机械设计中的不利。此外，实现力学能够支持的骨表面角的对患者的重新定位花费时间并且对于患者而言能够是痛苦的。在此处的处置范式中，能够通过选出在换能器的一侧上加权的工作元件模式来电子地改变有效的束入射角。第三，在当前处置范式中，如果近场被用于处置，则在焦点的位置处存在无意的组织损伤的危险。能够使用此处描述的散焦技术来最小化该危险。第四，在当前处置范式中，常常是以下情况：难以将换能器定位得离患者太远以使得焦点被局限在期望的靶上。这导致患者定位中的困难和延迟，并且需要在彼此的顶部上添加若干凝胶垫。此处描述的处置范式将使得对换能器的定位能够更靠近患者。

根据本发明的实施例的装置能够被用于执行HIFU骨治疗。在该处置范式中，骨治疗可能的工作流将是如下：

1.用户识别期望加热的骨表面区域。

2.系统/用户选出最佳换能器机械定位/元件断开模式。考虑以下考虑因素做出决策：

·近场将被用于处置

·处置位置处的近场的形状与靶表面的形状尽可能接近地匹配。这样，在靶表面中的各处同时实现加热。由于骨处置的功率要求相对低，所以在不危及处置结果的情况下甚至能够断开大部分元件。

·如果需要比力学能够提供的更大的换能器角，则选出元件断开模式使得其重力处于换能器的侧上。这样，在不机械移动换能器的情况下，能够控制有效的束角。(参见图7)

·优化距膜(和靶)的换能器距离使得实现尖锐的场边缘并且最小化无意的区域中的加热的风险。

3.如果看起来必要的话，则可以执行测试超声处理。

4.执行处置超声处理。通过精心规划，一个超声处理将足以执行处置。

5.为了避免位于靶后面的某处的几何焦点中的无意的损伤，选出各个元件的相位使得在几何焦点处仅发生最小干涉。

·如果使用所有元件，则最简单的方法将是改变每个换能器元件的相位如径向坐标系中表示的换能器上的元件的物理坐标的度数一样的度数。这样，换能器表面上的相对的元件将总是具有180度相位差。理论上，来自所有元件的声束应当在几何焦点处彼此抵消。

·如果元件中的一些被断开，则原理同样适用。首先，确定工作换能器元件模式的重心。之后，选出元件的相位使得该中心的相对侧处的元件总是彼此抵消。工作元件模式越对称，这变得越容易。

·必定还存在实现焦点中的最小干涉的其他方法。

为了进一步地控制骨表面上的温度，在一些实施例中能够使用温度成像反馈以在超声处理期间控制各个元件的功率。这样，将实现对骨表面的更均匀的加热。此处描述的技术也能够适用于除了骨以外的其他应用。仅具有一次治疗超声处理的较快处置还应当在处置较容易且较低风险期间利用麻醉。这可以具有在患者醒着时能够完成规划的优点。快速起效且相对轻的麻醉能够仅被施予由处置超声处理所需的一两分钟。

通过研究附图、说明书和权利要求书，本领域技术人员在实践所主张的本发明时能够理解和实现所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且量词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中记载的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施的仅有事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以存储/分布在诸如连同其他硬件或作为其一部分提供的光学存储介质或固态介质的适合介质上，但是也可以以诸如经由因特网或其他有线或无线电信系统的其他形式来分布。权利要求中的任何附图标记不得被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种医学装置(300、500、600)，包括：

-高强度聚焦超声(HIFU)治疗系统(302)，其被提供有超声换能器阵列(306)，所述超声换能器阵列包括将体积超声束发射到加热体积(324)中的多个超声换能器元件；

-处理器，其用于控制所述医学装置，所述处理器被配置为：

-接收描述要处置的表面区域相对于所述换能器阵列的位置的位置的表面数据；

-基于所述表面数据来确定换能器切换命令的集合以控制所述多个超声换能器元件，从而

-发射所述体积超声束使得：

(i)所述体积超声束的近场中的并且横截于沿着束的传播方向的主轴的所述体积超声束的剖面的位置对应于所述表面区域的位置，并且

(ii)在对应于所述表面区域的位置的所述剖面中，所述体积超声束的能量密度超过预设治疗阈值，并且

(iii)使所述体积超声束散焦。

2.根据权利要求1所述的医学装置，其中，所述换能器切换命令还被确定为将沿着束的传播方向的所述体积超声束的主轴取向为与所述表面区域相横截。

3.根据权利要求1所述的医学装置(300、500、600)，包括：

-存储器(340)，其用于存储机器可执行指令(350、352、354)；以及

-处理器(334)，其用于控制所述医学装置，其中，对所述指令的运行令所述处理器：

-接收(100、202)描述要处置的所述表面区域(322)的位置的表面数据(342)，其中，所述表面数据限定加热体积相对于所述换能器阵列的位置的位置；

-使用加热位置数据和超声换能器元件模型(352)来确定(102、204)换能器切换命令(344)的所述集合，其中，换能器切换命令的所述集合包括用于所述多个超声换能器元件中的每个超声换能器元件的、高于或者低于预定强度的强度水平，以用于控制所述加热体积的剖面形状以包含要处置的所述表面区域；并且

-利用换能器切换命令的所述集合来控制(104、206)所述高强度聚焦超声系统以对所述加热体积进行加热。

4.根据权利要求3所述的医学装置，其中，所述超声换能器阵列具有焦点(318)，其中，所述加热体积处于所述多个超声换能器元件与所述焦点之间。

5.根据权利要求4所述的医学装置，其中，所述焦点是能电子控制的焦点，其中，所述换能器切换命令还包括用于所述多个超声换能器元件中的每个超声换能器元件的相位值，其中，对所述指令的运行令所述处理器确定用于所述多个超声换能器元件中的每个超声换能器元件的所述相位值以使所述能电子控制的焦点散焦。

6.根据权利要求5所述的医学装置，其中，从所述多个超声换能器元件选出的超声换能器元件具有从所述多个超声换能器元件选出的相对于所述超声换能器元件的最近邻超声换能器元件，其中，所述超声换能器元件的所述相位值和所述最近邻超声换能器元件的所述相位值处于预定相位值内。

7.根据权利要求5所述的医学装置，其中，对所述指令的运行还令所述处理器为所述多个超声换能器元件分配相位值使得存在所述相位值中的跨所述超声换能器阵列的预定梯度，以导致对所述能电子控制的焦点的所述散焦。

8.根据权利要求5所述的医学装置，其中，对所述指令的运行还令所述处理器将所述多个超声换能器元件划分成多个组，其中，从所述多个组中选择的组中的每个超声换能器元件的所述相位值均是相同的。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的医学装置，其中，所述高强度聚焦超声系统还包括用于机械地定位所述超声换能器阵列的机械致动器(310)，其中，对所述指令的运行还令所述处理器：

-使用所述表面数据和所述超声换能器元件模型来确定定位所述机械致动器以将超声能量集中在所述加热体积中的致动器命令；并且

-使用所述致动器命令来控制所述机械致动器。

10.根据权利要求9所述的医学装置，其中，所述致动器命令使所述机械致动器执行以下中的任一项：移动所述机械致动器更靠近所述加热体积、移动和/或旋转所述机械致动器以增大靶区的剖面以及其组合。

11.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8和10中的任一项所述的医学装置，其中，对所述指令的运行还令所述处理器：

-使用所述超声换能器元件模型来确定所述多个超声换能器元件中的每个超声换能器元件与所述表面区域的入射角；并且

-将低于所述预定强度的所述强度水平分配到所述多个超声换能器元件中的所述入射角在预定角度范围外的每个超声换能器元件。

12.根据权利要求11所述的医学装置，其中，所述高强度聚焦超声系统还包括用于机械地定位所述超声换能器阵列的机械致动器(310)，其中，对所述指令的运行还令所述处理器：

-确定减少具有所述预定范围外的入射角的所述多个超声换能器元件中的多少个的致动器命令；并且

-使用所述致动器命令来控制所述致动器。

13.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、10和12中的任一项所述的医学装置，其中，所述医学装置还包括用于采集来自成像体积(504)的医学图像数据(506)的医学成像系统(502、602)，其中，所述加热体积处于所述成像体积内，其中，对所述指令的运行还令所述处理器采集(200)所述医学图像数据，并且其中，对所述指令的运行还令所述处理器通过指定所述医学图像数据中的加热位置来接收所述表面数据。

14.根据权利要求13所述的医学装置，其中，所述医学成像系统是能用于采集来自至少所述加热体积的热磁共振数据(624)的磁共振成像系统(602)，其中，所述多个超声换能器元件中的每个超声换能器元件具有可调节的强度，其中，对所述指令的运行还令所述处理器：

-接收描述所述加热体积中的温度的处置计划(622)；

-采集所述热磁共振数据；

-使用所述热磁共振数据来计算热图(626)；

-根据所述热图和所述处置计划来确定用于所述多个超声换能器元件中的每个超声换能器元件的强度调节；并且

-使用所述强度调节来控制所述多个超声换能器元件的所述强度。

15.一种计算机可读存储介质(340)，所述计算机可读存储介质具有用于由控制医学装置(300、500、600)的处理器(334)运行的计算机可执行指令(350、352、354)，其中，所述医学装置包括高强度聚焦超声系统(302)，其中，所述高强度聚焦超声系统包括用于对加热体积(324)进行加热的超声换能器阵列(306)，其中，所述超声换能器阵列包括多个超声换能器元件，其中，对所述指令的运行令所述处理器：

-接收(100、202)描述表面(322)的位置的表面数据(342)，其中，所述表面数据限定所述加热体积的位置；

-使用加热位置数据和超声换能器元件模型(352)来分配(102、204)换能器切换命令(344)的集合，其中，换能器切换命令的所述集合包括用于所述多个超声换能器元件中的每个超声换能器元件的、高于或者低于预定强度的强度水平，以用于控制所述加热体积的剖面形状以包含所述表面；并且

-通过利用换能器切换命令的所述集合控制所述高强度聚焦超声系统发射体积超声束并使所述体积超声束散焦来对所述加热体积进行加热(104、206)。