CN104736200B - 用于确定最大能量图的医学装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种包括高强度聚焦超声系统(506)的医学装置(500、700、800)。所述医学装置还包括用于存储用于由处理器(544)运行的机器可执行指令(560、562)的存储器(550)。对所述指令的运行令所述处理器：接收(100、200、304)描述对所述对象的先前声处理的先前声处理数据(522)；使用所述先前声处理数据和热声模型(562)来构建(102、202、306)所述对象的热属性图(554)；使用所述热声模型和所述热属性图来确定(104、204、308)最大能量图(556)，其中，所述最大能量是时间相关的；在显示器(672)上显示(106、206、310)所述最大能量图；并且从用户接口(570)接收(108、208、312)对至少一个声处理体积(580、582)的选择。

Description

用于确定最大能量图的医学装置

技术领域

本发明涉及高强度聚焦超声，尤其涉及对最大声处理能量的确定。

背景技术

来自聚焦超声换能器的超声能够被用于选择性地处置身体内部的区域。超声波作为高能机械振动进行传输。这些振动随着它们被阻尼而诱导组织发热，并且它们也能够导致空化。组织发热和空化两者都能够被用于在临床环境中摧毁组织。然而，利用超声加热组织比空化更容易控制。超声处置能够被用于消融组织并且选择性地杀死癌细胞的区域。该技术已经被用于处置子宫肌瘤，并且已经减少了对子宫切除流程的需要。

为了选择性地处置组织，聚焦超声换能器能够被用于将超声聚焦在特定的处置或目标体积上。换能器通常被安装在能够传输超声的诸如除气水的介质内。致动器然后被用于调节超声换能器的位置，并且由此调节正被处置的组织区域。

聚焦超声换能器也通常具有多个换能器元件，其中，换能器元件的幅度和/或相位是能控制的。尤其地，换能器元件的个体或组的相位常常被控制为控制超声的焦点的位置。这使得能够对焦点的位置进行快速调节并且对不同声处理点或位置进行顺序声处理。在换能器与声处理点之间的对象的组织通常被称作近场区域。超声通过近场区域行进到声处理体积。该中间组织也被加热，尽管没有声处理体积被加热那么多。在对多个声处理点进行声处理时，不同的声处理点的近场区域可以重叠。由于近场区域的特定部分可以重叠，其可能被加热多次。为了避免对该重叠的近场区域进行过度加热，可能需要在对多个声处理点进行声处理之间有延迟和/或降低声处理功率。

美国专利US 8,016,757 B2公开了一种使用反向散射的超声的用于HIFU治疗的无创温度估计技术。在开始治疗之前从热源和组织块收集超声数据，以测量生物热传递方程(BHTE)的两个参数。一旦被校准到具体的组织块和具体的热源，BHTE就能够被用于生成被校准到热源和组织的温度相关曲线，以及时空温度图，以便于治疗规划。国际申请WO2010/029479公开了一种提供有控制模块的治疗系统，以在能量的沉积之前提供对诱导的发热的估计。

发明内容

本发明在独立权利要求中提供了一种医学装置、一种计算机程序产品以及一种方法。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，本发明的各方面可以被实现为装置、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各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)或者组合了软件和硬件方面的实施例的形式，总体上它们在本文中可以全部被称作“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的各方面可以采取在(一个或多个)计算机可读介质中实现的计算机程序产品的形式，所述(一个或多个)计算机可读介质具有被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”涵盖可以存储可由计算设备的处理器运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也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也可以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也指能够由计算机设备经由网络或通信链接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组合来传输在计算机可读介质上实现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部分的传播数据信号，所述传播数据信号具有被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何，包括但不限于电磁、光学或其任何适当组合。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、传播或运输供指令运行系统、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。

如本文中使用的“处理器”涵盖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被解释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。处理器也可以指在单个计算机系统内或分布在多个计算机系统间的处理器的集合。术语计算设备也应被解释为能够指每个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可以在相同计算设备内或者可以甚至跨多个计算设备分布的多个处理器来运行。

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。用于执行本发明的各方面的操作的计算机可执行代码可以以一种或多种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，所述一种或多种编程语言包括诸如Java、Smalltalk、C++等等的面向对象编程语言和诸如“C”编程语言或类似编程语言的传统程序化编程语言。在一些实例中，所述计算机可执行代码可以为高级语言的形式或者为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示和/或框图来描述本发明的各方面。应理解，当适用时，能够通过形式为计算机可执行代码的计算机程序指令来实施流程图、图示和/或框图中的每个框或一部分框。还应理解，当互不排斥时，可以组合不同的流程图、图示和/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也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运行，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/动作的指令的制品。

所述计算机程序指令也可以被加载到计算机、其他可编程数据装置或其他设备上，以令一系列操作步骤在计算机、其他可编程装置或其他设备上被执行，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。

如本文中使用的“用户接口”是允许用户或操作者与计算机或计算机系统交互的接口。“用户接口”也可以被称为“人机接口设备”。用户接口可以向操作者提供信息或数据和/或从操作者接收信息或数据。用户接口可以使得来自操作者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者控制或操纵计算机，并且所述接口可以允许计算机指示操作者的控制或操作的效应。对数据或信息在显示器或图形用户接口上的显示是向操作者提供信息的范例。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、头戴式耳机、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部都是使得能够从操作者接收信息或数据的用户接口部件的范例。

如本文中使用的“硬件接口”涵盖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、IEEE 1284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。

如本文中使用的“显示器”或“显示设备”涵盖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。

如本文中使用的“超声窗口”涵盖能够透过超声波或能量的窗口。通常使用薄膜或膜作为超声窗口。所述超声窗口例如可以由BoPET(双向拉伸聚酯薄膜)薄膜制成。

在本发明的一个方面中，提供了一种医学装置，所述医学装置包括用于对对象进行声处理的高强度聚焦超声系统。所述医学装置还包括用于控制所述医学装置的处理器。所述医学装置还包括用于存储用于由所述处理器运行的机器可执行指令的存储器。对所述指令的运行令所述处理器产生描述由所述高强度聚焦超声系统对所述对象的先前声处理的声处理数据。所述先前声处理数据可以被用于控制用于所述先前声处理的所述高强度聚焦超声系统，或者其可以是描述各个声处理点的位置以及如何利用所述高强度聚焦超声系统来对各个声处理点进行声处理的数据。所述先前声处理数据实质上描述超声如何进入并且被聚焦在所述对象中。所述先前声处理数据也可以包含用于所述先前声处理的时间、持续时间和功率。

对所述指令的运行还令所述处理器使用所述先前声处理数据和热声模型来构建所述对象的热属性图。所述热属性图是空间相关且时间相关的。也就是说，所述热属性图在空间上标绘出热属性并且所述热属性图也是时间相关的。例如，如果所述热属性是随时间被沉积到所述对象中的温度或能量密度，则所述能量将消散并且所述温度将回到正常体温。对所述指令的运行还令所述处理器使用所述热声模型和所述热属性图来确定最大能量图。所述最大能量是时间相关的。所述最大能量图描述可以被沉积到所述对象的体积中的最大能量。该最大能量可以通过利用所述热声模型执行所述计算并且对在空间上不同的位置处执行另一声处理的效应进行建模来确定。

通常，针对特定位置的所述最大能量可以由先前声处理来限制，因为超声在到所述高强度聚焦超声系统的焦点的路上穿过所述对象。尤其地，所述近场区域是在所述高强度聚焦超声系统的换能器与所述焦点之间的区域。通过执行重复的声处理，所述近场区域能够变得被加热。可能有必要允许所述声处理点在稍后的时间被声处理，以防止对所述近场区域进行过度加热。对所述指令的运行还令所述处理器从用户接口接收对所述至少一个声处理体积的选择。如本文中使用的声处理体积是所述对象中被确定或被选择为要进行声处理的体积。实质上，所述医学装置的操作者能够查看所述最大能量图并且看到在当前时间操作者能够将能量沉积到所述对象的哪些区域中。通过在空间上显示该数据，操作者可以能够更有效地使用所述医学装置。显示所述最大能量图可以识别操作者能够立即或在短时间段之后声处理的区域。这可以减少与高强度聚焦超声系统相关联的停机时间和成本。

在另一实施例中，所述高强度聚焦超声系统包括能操作用于将超声聚焦到声处理体积中的超声换能器。所述声处理体积可以是使用所述接口选择的所述至少一个声处理体积中的一个。所述热声模型能操作用于确定对象的声处理区域中的所述热属性图。如本文中使用的所述声处理区域涵盖所述对象中可测量的或显著的量的超声通过其穿过所述对象的区域。这将不仅包括所述声处理体积而且还包括近场区域和远场区域。所述热声模型能操作用于使用所述热属性图和预测的超声波束几何结构来确定声处理区域中的预测的热属性图。

所述超声波束几何结构可以使用超声换能器模型和来自所述用户接口的对至少一个声处理体积的所述选择来确定。也就是说，能够使用所述热属性图和所述热声模型来预测对所述至少一个声处理体积进行声处理的效应。所述预测的热属性图描述所述热属性。所述预测的热属性图是空间相关的。在一些实施例中，所述热属性图也可以是时间相关的。所述热声模型能操作用于通过将所述预测的热属性图中的最大热属性限制到预定的最大值来确定用于每个声处理体积的最大功率。例如，所述热声模型可以对所述近场区域进行建模并确保其没有由多次声处理而被过度加热。

在一些实施例中，代替针对声处理区域确定所述热属性图，其可以被限制到在所述超声换能器与声处理体积之间的所述近场区域。这在一些实施例中可以是有益的，因为可以通过假设所述对象是均质的，更容易地计算所述近场区域中的所述热属性图。

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波束几何结构、所述最大功率和热声模型来计算能量强度图。对所述指令的运行还令所述处理器在所述显示器上显示所述能量强度图。如本文中使用的能量强度图是估计在所述高强度聚焦超声系统的所述波束路径中的能量密度的空间映射。在该实施例中，所述能量强度图和所述最大能量图两者都被显示在所述显示器上。作为备选，可以仅显示所述能量强度图。

在另一实施例中，所述超声换能器包括多个超声换能器元件。所述多个超声换能器元件是能控制的。本文中将能控制理解为，被供应到所述换能器元件的电功率的相位和/或幅度可以单个地或按组被控制。所述多个超声换能器元件能操作用于调节在所述超声换能器与所述声处理体积之间的超声波束路径。所述预测的超声波束几何结构描述所述超声波束路径。所述热声模型还能操作用于通过使用波束路径超声换能器模型计算对所述超声波束几何结构的调节来确定所述预测的热属性图。实质上，可以使用模型来近似或预测所述波束的路径。诸如射线追踪方法或假设表示波束路径的几何形状的简单模型是计算所述路径的容易计算的方式。

所述预测的超声波束几何结构是由所述超声换能器生成的所述超声的波束路径。

在另一实施例中，对所述超声波束几何结构的所述调节被用于声处理中。

在另一实施例中，所述医学器械还包括用于移动所述超声换能器的超声换能器致动器。所述超声换能器致动器确定换能器位置。对所述指令的运行还令所述处理器通过计算对所述换能器位置的调节并且通过使用平移的超声换能器模型来确定所述预测的热属性图。除了是可电子操纵的之外，所述超声换能器也可以能够在空间上被移动。这可以被用于控制所述超声被聚焦在哪里。

磁共振(MR)数据在本文中被定义为在磁共振成像扫描期间由磁共振装置的天线记录的对原子自旋发出的射频信号的测量结果。磁共振成像(MRI)图像在本文中被定义为对磁共振成像数据内包含的解剖数据所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。

MR测温数据在本文中被定义为在包含可以被用于磁共振测温的信息的磁共振成像期间由磁共振装置的天线记录的对原子自旋发出的射频信号的测量结果。磁共振测温通过测量温度敏感参数的变化来运行。可以在磁共振测温期间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，因为个体质子、氢原子经历的磁场取决于周围的分子结构。由于温度影响氢键，所以温度的增加降低了分子筛选。这得到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(有时被写作T2*)也是温度相关的。对T1、T2和T2-星加权图像的重建因此能够被用于构建热图或温度图。

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，可以被用于测量温度。

使用磁共振测量温度的最有用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。随着体素中的温度变化，所述频率偏移将引起测得的水质子的相位变化。因此能够确定两幅相位图像之间的温度变化。确定温度的该方法具有与其他方法相比相对快的优点。在本文中比其他方法更详细地讨论PRF方法。然而，本文中讨论的方法和技术也适用于利用磁共振成像来执行测温的其他方法。

在另一实施例中，所述医学装置还包括用于从成像区采集热磁共振数据的磁共振成像系统。所述声处理区域在所述成像区内。对所述指令的运行还令所述处理器重复地从所述声处理区域采集所述磁共振热数据。对所述指令的运行还令所述处理器使用所重复采集的磁共振热数据来重建温度变化速率图。

在另一实施例中，所述磁共振成像系统被用于采集用于引导所述高强度聚焦超声系统的磁共振数据。例如，医学图像可以被配准到所述对象的位置并且还被显示在所述显示器上。

在另一实施例中，对所述指令的运行令所述处理器在所述显示器上显示所述温度变化速率图。该实施例中可以是有益的，因为所述温度变化速率图可以指示对决定要在哪里进行声处理有用的所述对象的组织的属性。

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温度变化速率图来修改所述热声模型。例如，所述热声模型可以假设能量或温度在特定位置处以确定的速率消散。通过实际测量温度变化的速率，可以针对具体对象更新或校正所述热声模型。

在另一实施例中，对所述指令的运行还令所述处理器接收声处理能量。对所述指令的运行还令所述处理器使用所述声处理能量和所述热声模型来确定冷却时间图。所述冷却时间是空间相关的，并且描述选定的声处理体积能够在何时以所述声处理能量进行声处理。如本文中使用的选定的声处理体积被定义为是已经被选择为要进行声处理的任意体积。所述冷却时间图是时间相关的。对所述指令的运行还令所述处理器在所述显示器上显示所述冷却时间图。所述冷却时间图在从所述用户接口接收对至少一个声处理体积的所述选择之前被显示在所述用户接口上。所述声处理能量例如可以是预定的，其可以是来自所述用户接口的输入，或者是从处置规划或其他指令接收的。

如本文中使用的所述声处理功率是被集中到所述声处理体积中的功率。

在另一实施例中，也使用针对所述高强度聚焦超声系统的所述波束路径的变化来确定所述冷却时间图。例如，所述波束路径可以被改变，使得在所述图中针对特定区域显示所述冷却时间。

在另一实施例中，对所述指令的运行还令所述处理器接收声处理持续时间。所述最大能量图被表达为最大功率图。代替显示所述能量图，代替地根据操作者能够在给定时间指向到所述对象的特定体积中的最大功率来显示所述最大能量图。声处理持续时间可以通过用户接口来接收的，其可以是预定的，或者可以是通过诸如处置规划的指令来接收的。

在另一实施例中，对所述指令的运行还令所述处理器使用对至少一个声处理体积的所述选择来生成声处理命令。对所述指令的运行还令所述处理器使用所述声处理命令来控制所述高强度聚焦超声系统，以对所述至少一个声处理体积进行声处理。

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热属性图、所述声处理命令和所述热声模型来确定更新的最大功率图。所述更新的最大能量图是时间相关的。其也可以是空间相关的映射。

对所述指令的运行还令所述处理器在所述显示器上显示所更新的能量图。对所述指令的运行还令所述处理器从所述用户接口接收对至少一个声处理体积的更新的选择。

在另一实施例中，所述热属性是温度。

在另一实施例中，所述热属性是热剂量。

在另一实施例中，所述热属性是能量密度。

在本发明的另一方面中，提供了一种包括供控制医学装置的处理器运行的计算机可执行指令的计算机程序产品。所述医学装置包括用于对对象进行声处理的高强度聚焦超声系统。对所述指令的运行令所述处理器接收描述由所述高强度聚焦超声系统对所述对象的先前声处理的先前声处理数据。对所述指令的运行还令所述处理器使用所述先前声处理数据和热声模型来构建所述对象的热属性图。所述热属性图描述热属性。所述热属性图是空间和时间相关的。对所述指令的运行还令所述处理器使用所述热声模型来确定最大能量图。所述最大能量是时间相关的。所述最大能量也可以是空间相关的。对所述指令的运行还令所述处理器在显示器上显示所述最大能量图。对所述指令的运行还令所述处理器从用户接口接收对至少一个声处理体积的选择。

在本发明的另一方面中，提供了一种操作医学装置的方法。所述医学装置包括用于对对象进行声处理的高强度聚焦超声系统。所述方法包括接收描述由所述高强度聚焦超声系统对所述对象的先前声处理的先前声处理数据的步骤。所述方法还包括使用所述先前声处理数据和热声模型来构建所述对象的热属性图的步骤。所述热属性图描述热属性。所述热属性图是空间和时间相关的。所述方法还包括使用所述热声模型来确定最大能量图的步骤。所述最大能量是时间相关的。所述方法还包括在显示器上显示所述最大能量图的步骤。所述方法还包括从用户接口接收对至少一个声处理体积的选择的步骤。

要理解，本发明的前述实施例中的一个或多个可以被组合，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框图；

图2示出图示根据本发明的另外的实施例的方法的框图；

图3示出图示根据本发明的另外的实施例的方法的框图；

图4示出图示备选方法的框图；

图5图示根据本发明的实施例的医学器械；

图6示出图5的部分，并且

图7图示根据本发明的另外的实施例的医学器械；并且

图8图示根据本发明的另外的实施例的医学器械。

附图标记

500 医学器械

502 对象

504 对象支撑物

506 高强度聚焦超声系统

508 流体填充腔室

510 超声换能器

512 机构

514 机械致动器/电源

516 超声的路径

517 近场区域

518 超声窗口

520 凝胶垫

522 声处理体积

540 计算机系统

542 硬件接口

544 处理器

546 用户接口

548 计算机存储设备

550 计算机存储器

552 先前声处理数据

554 热属性图

556 最大能量图

558 对声处理体积的选择

560 控制模块

562 热声模型

570 用户接口

572 图形显示区域

574 数据显示区域

576 工具选择区域

578 声处理区域

580 第一声处理体积

582 第二声处理体积

584 可用声处理区域

586 轮廓线

588 可用声处理区域

600 远场区域

602 重叠区域

700 医学器械

702 能量强度图

704 超声波束路径

706 声处理能量

708 冷却时间图

710 声处理持续时间

712 最大功率图

714 声处理命令

716 能量强度图计算模块

718 波束路径预测模块

720 最大功率图计算模块

722 声处理命令生成模块

800 医学装置

802 磁共振成像系统

804 磁体

806 磁体的膛

808 成像区

810 磁场梯度线圈

812 磁场梯度线圈电源

814 射频线圈

816 收发器

820 脉冲序列

822 热磁共振数据

824 热属性图

826 温度变化速率图

828 医学图像

830 图像重建模块

832 热声模型校正模块

具体实施方式

在这些附图中，相似的附图标记是等价的元件或执行相同的功能。在功能等价时，在较后的附图中将不必讨论之前已经讨论过的元件。

图1示出图示根据本发明的实施例的方法的框图。首先在步骤100中，接收先前声处理数据。先前声处理数据描述由高强度聚焦超声系统对对象的先前声处理。接下来在步骤102中，使用先前声处理数据和热声模型来构建对象的热属性图。热属性图描述热属性。热属性图是空间相关且时间相关的。接下来在步骤104中，使用热声模型和热属性图来确定或构建最大能量图。最大能量是时间相关的。接下来在步骤106中，在显示器上显示最大能量图。然后最后在步骤108中，从用户接口接收对至少一个声处理体积的选择。用户接口可以例如与最大能量图一起被显示在显示器上。

图2示出图示根据本发明的另外的实施例的方法的框图。该方法的步骤200-208等价于图1中示出的方法的步骤100-108。首先在步骤200中，接收先前声处理数据。接下来在步骤202中，使用热声模型和先前声处理数据来构建热属性图。接下来在步骤204中，使用热声模型和热属性图来构建最大能量图。接下来在步骤206中，在显示器上显示最大能量图。然后在步骤208中，从用户接口接收对至少一个声处理体积的选择。接下来在步骤210中，使用对至少一个声处理体积的选择来生成声处理命令的集合。声处理命令是能操作用于令高强度聚焦超声对所选择的至少一个声处理体积进行声处理的命令。然后最后在步骤212中，使用声处理命令来控制高强度聚焦超声系统，以对至少一个声处理体积进行声处理。

图3示出图示根据本发明的实施例的方法的流程图。首先在步骤300中，使用磁共振成像系统从声处理区域采集磁共振热数据。接下来在步骤302中，使用磁共振成像热数据来重建温度变化图。接下来在步骤304中，接收先前声处理。磁共振成像热数据可以是在先前声处理期间采集的。接下来在步骤306中，使用热声模型和先前声处理数据来构建热属性图。接下来在步骤308中，使用热声模型和热属性图来构建最大能量图。接下来在步骤310中，在显示器上显示最大能量图和/或温度变化图。接下来在步骤312中，从用户接口接收对至少一个声处理体积的选择。接下来在步骤314中，使用对至少一个声处理体积的选择来生成声处理命令。然后最后在步骤316中，使用声处理命令来控制高强度聚焦超声系统。这令高强度聚焦超声系统对被选择的至少一个声处理体积进行声处理。

图4示出备选方法的流程图。首先在步骤400中，接收先前声处理数据。接下来在步骤402中，使用热声模型和先前声处理数据来构建热属性图。接下来在步骤404中，接收声处理能量。然后在步骤406中，使用热声模型和热属性图来构建冷却时间图。然后在步骤408中，在显示器上显示冷却时间图。然后最后在步骤410中，从用户接口接收对至少一个声处理体积的选择。

图5图示医学装置500的范例。对象502被示为静卧在对象支撑物504上。医学装置500包括高强度聚焦超声系统506。高强度聚焦超声系统506包括流体填充腔室508。在流体填充腔室508内的是超声换能器510。尽管在该图中未示出，但是超声换能器510包括多个超声换能器元件，每个超声换能器元件都能够生成单个超声波束。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或组的交流电流的相位和/或幅度电子地操纵声处理体积522的位置。点522表示医学装置500的可调节焦点。

超声换能器510被连接到机构512，机构512允许机械地重新定位超声换能器510。机构512被连接到机械致动器514，机械致动器514适于致动机构512。机械致动器512也表示用于向超声换能器510供应电功率的电源。在一些实施例中，电源可以控制到各个超声换能器元件的电功率的相位和/或幅度。

超声换能器510生成被示为沿循路径516的超声。超声516通过流体填充腔室508并且通过超声窗口518。在该实施例中，超声然后穿过凝胶垫520。凝胶垫520不一定必须在全部实施例中都存在，但在该实施例中在对象支撑物504中存在用于容纳凝胶垫520的凹陷。凝胶垫520帮助在换能器510与对象502之间耦合超声功率。在穿过凝胶垫520之后，超声516穿过对象502的近场区域517，并然后被聚焦到声处理体积522或目标区。

可以通过机械地定位超声换能器510与电子地操纵声处理体积522的位置的组合来移动声处理体积522。

计算机540还包括处理器544、用户接口546、计算机存储设备548以及计算机存储器550。硬件接口542使得处理器544能够发送并接收命令和数据，以便控制医学装置500的运行。处理器544还被连接到用户接口546、计算机存储设备548以及计算机存储器550。

计算机存储设备548被示为包含先前声处理数据552。计算机存储设备548还被示为包含热属性图554。计算机存储设备548还被示为包含最大能量图556。计算机存储设备548还被示为包含对声处理体积的选择。

计算机存储器550被示为包含控制模块560。所述控制模块包含使得处理器544能够控制医学装置500的操作和功能的计算机可执行代码。计算机存储器550也被示为包含热声模型562。热声模型562包含使得处理器能够从先前声处理数据552计算热属性图并且从热属性图554计算最大能量图556的计算机可执行代码544。

用户接口546被连接到显示图形用户接口570的显示器。图形用户接口570具有若干不同区域。有用于显示映射以及有的话显示医学图像数据的图形显示区域572。有能够在其中向操作者显示消息和数据的数据显示区域574并且还有工具选择区域576。工具选择区域576包含允许操作者修改接口以输入数据和/或选择用于声处理的声处理体积的工具。数据显示区域例如可以显示与被选择的声处理体积相关的数据。例如，其可以显示可以被用于对被选择的声处理体积进行声处理的可用功率、可以被沉积到声处理体积中的最大能量和/或冷却时间。

图形显示区域572以图形方式示出热声模型562的结果。在该区域572中，有两个被选择的声处理体积，第一声处理体积580和第二声处理体积582。有轮廓线586，轮廓线586表示被显示在显示区域572中的映射。映射586可以表示最大能量图、热属性图、能量强度图、温度图、温度变化速率图和冷却时间图。可以显示这些各种映射中的一个或多个。可以例如使用轮廓线或诸如彩色图像的其他图形手段来显示它们。如果被显示，则也可以以半透明或透明的方式来显示它们，使得能够显示超过一层。例如可以同时显示可用功率和冷却时间两者。例如在一些实例中，如果围绕声处理体积582的轮廓中的区域处于比声处理体积580更低的最大能量，则用户可以选择首先对体积580进行声处理。虚线588指示示出针对声处理的可用区域的任选指示器。

图6示出图5的放大部分。示出高强度聚焦超声系统506以及对象502的部分。在该范例中，声处理点被示为在两个不同位置522和522’处。这些是两个声处理点，所述两个声处理点被顺序执行并且使用超声换能器510的电子聚焦的变化来改变。虚线516示出聚焦在声处理体积522上的锥形内的近似的超声路径。虚线标记的516’示出被聚焦到声处理体积522’中的超声的近似行进的锥形。能够看出，这两个区域的超声516、516’在区域602中重叠。在对声处理体积522、522’两者进行声处理时，重叠区域602将被加热。重叠区域602将比没有重叠的区域中的超声更多地被加热。该图图示了使用热声模型来构建热属性图是有益的，所述热属性图描述在已经对点522和522’进行声处理之后对象502的热属性的变化。图6上还标记的是在声处理点522、522’与换能器510之间的近场区域517，以及还有超出声处理点522、522’之外的远场区域600。

在图6中，对两个声处理体积522、522’的声处理是通过使用电子操纵来完成的。重叠区域602也可以是由对换能器510的机械地重新定位引起的。图6中呈现的范例因此也适用于对声处理体积522、522’的机械定位。

图7示出医学器械700的另外的实施例。除了有额外的软件部件之外，图7中示出的实施例类似于图5中示出的实施例。计算机存储设备548被示为额外地包含能量强度图。计算机存储设备548也被示为额外地包含超声波束路径704。超声波束路径704描述针对超声换能器510计算的波束路径。计算机存储设备548还被示为包含接收到的声处理能量706。计算机存储设备548被示为还包含针对区域578计算的冷却时间图708。计算机存储设备548还被示为包含已经接收到的声处理持续时间710。计算机存储设备548还被示为包含最大功率图712。计算机存储设备548还被示为包含用于控制高强度聚焦超声系统506以对声处理点580和582进行声处理的声处理命令714。

计算机存储器550被示为还包含能量强度图计算模块716。能量强度图计算模块716包含使得处理器544能够使用先前声处理数据552来计算能量强度图702的计算机可执行代码。计算机存储器550还被示为包含波束路径预测模块718。波束路径预测模块718包含使得处理器544能够计算超声波束路径704的计算机可执行代码，超声波束路径704被用于波束成形中以用于优化冷却时间图、能量强度图、最大功率图和最大能量图。计算机存储器550被示为还包含最大功率图计算模块。

最大功率图计算模块720包含使得处理器544能够使用声处理持续时间710和最大能量图556来计算最大功率图712的计算机可执行代码。实质上，声处理持续时间710被用于进行从能量到功率的变换。计算机存储器550还被示为包含声处理命令生成模块722。声处理命令生成模块722包含使得处理器能够计算对所选择的声处理体积580和582进行声处理所需的声处理命令714的计算机可执行代码。在一些实施例中，可以有波束成形，在该情况下，波束路径预测模块718也被模块722使用。

图8示出医学装置800的另外的范例。医学装置800类似于图5中示出的医学装置500和图7中示出的医学装置700。在该实施例中，有用于采集热磁共振数据的磁共振成像系统802。磁共振成像系统包括磁体804。磁体804是具有通过其中心的膛806的圆柱型超导磁体。在各个实施例中，机械致动器/电源514位于磁体804的膛806外部或内部。

磁体具有带有超导线圈的液氦冷却的低温恒温器。也能够使用永久性磁体或常导磁体。也能够使用不同类型的磁体，例如也能够使用分离式圆柱形磁体和所谓的开放式磁体两者。分离式圆柱形磁体类似于标准的圆柱形磁体，除了低温恒温器已经被分离成两段以允许进入磁体的等平面，这样的磁体例如可以与带电粒子束治疗联合使用。开放式磁体具有两个磁体段，一个在另一个之上，其中其间的空间足够大以容纳对象：两个截面积的布置类似于亥姆霍兹线圈的布置。开放式磁体是流行的，因为对象较少受限。在圆柱形磁体的低温恒温器内部有一组超导线圈。在圆柱形磁体的膛806内有成像区808，其中，磁场足够强且均匀以执行磁共振成像。

在磁体的膛806内也有一组磁场梯度线圈810，一组磁场梯度线圈810被用于采集磁共振数据以空间编码磁体804的成像区808内的磁自旋。磁场梯度线圈被连接到磁场梯度线圈电源812。磁场梯度线圈810旨在是代表性的。通常，磁场梯度线圈包含用于在三个正交的空间方向上进行空间编码的三组分开的线圈。磁场梯度电源812向磁场梯度线圈810供应电流。被供应到磁场线圈的电流被控制为时间的函数，并且可以是斜坡或脉冲的。

邻近成像区808的是用于操纵成像区808内的磁自旋的取向以及用于接收来自也在成像区内的自旋的射频发射的射频线圈814。射频线圈可以包含多个线圈元件。射频线圈也可以被称为通道或天线。射频线圈814被连接到射频收发器816。射频线圈814和射频收发器816可以由分开的发射与接收线圈以及分开的发射器与接收器来代替。要理解，射频线圈814和射频收发器816是代表性的。射频线圈814旨在也代表专用发射天线和专用接收天线。类似地，收发器816也可以代表分开的发射器和接收器。

计算机存储设备548被示为包含脉冲序列820。如本文中使用的脉冲序列是在不同时间执行的命令的序列，这些命令使得磁共振成像系统802能够采集磁共振数据822。计算机存储设备548被示为包含已经使用磁共振成像系统802采集的热磁共振数据822。计算机存储设备548还被示为包含热属性图824、温度变化速率图826和/或根据磁共振数据822重建的医学图像828。

计算机存储器550被示为包含图像重建模块830。图像重建模块830包含使得处理器544能够根据热磁共振数据522来构建热属性图824、温度变化速率图826和/或医学图像828的计算机可执行代码。

计算机存储器550也被示为包含热声模型校正模块832。这是可以使用温度变化速率图826来校正热声模型562的任选的模块832。

磁共振成像系统802也可以也被用于引导高强度聚焦超声系统506。例如通过常规磁共振成像，磁共振成像系统802可以被用于识别对象502内的解剖学标志，以识别声处理点880和882的位置。

利用HIFU治疗模态，有若干影响处置效率或安全性的因素。这些因素常常与患者组织属性或选定的处置(声处理)参数相关，并且在处置期间对用户而言是未知的，或者至少它们的空间分布是未知的。然而，所述系统能够测量描述这些属性的一些参数。如果关于这样的参数的空间或处置单元相关的信息在处置事件期间对用户可用，则她/他能够使用该数据来优化所述处置。

实施例可以能操作为使以下中的一个或多个可视化：

-针对每个规划的单元指示的处置单元相关的冷却时间，

-任何参数化，其被可视化为例如轮廓或颜色的图，描述处置参数、组织属性或对成功的预测或未来处置的危险。其能够是例如：

-冷却/加热速率图

-弛豫时间图(例如，从T2加权图像测得的脂肪的时间常数)

-针对每种单元类型的冷却时间图

-可用功率或能量或最大处置单元大小图

-能量或强度密度图

-可用处置面积，其考虑了将在先前执行的处置事件中沉积的能量

-对通过不同的测量方法获得的温度图的组合的可视化

实施例可以将在使用期间从目标采集的相关信息提供给控制所述使用的用户。用户能够然后使用所述信息以根据给出的信息来优化并调节所述使用。如果信息对用户不可用，则处置结果、效率或安全性可能比在使用本发明时的更差。

在HIFU处置内，能够存在其中已经在最近执行了若干次声处理并且存在相当大的热积累的组织的区域。应当在已经过去足够的时间并且再次声处理是安全的之前，避免这样的区域被进一步声处理。用户没有关于要避免哪些区域的确切知识。本发明的若干方面能够被用于向用户提供这样的信息。

实施例可以能操作为使系统在处置期间已经收集到的信息参数化，并且以使得用户能够容易地理解它并在处置规划中利用数据的形式将该信息可视化给用户。

实施例可以能操作为收集关于患者组织属性、从先前处置历史的恢复、对未来处置事件的准备或者针对未来处置事件的可用选项的信息。实施例可以能操作为然后以容易理解且对用户优化未来处置有用的形式将该信息可视化给用户。

在加热事件之后组织冷却的速率，或在加热事件期间变热的速率取决于例如组织类型、其血管分布、从其他区域的热扩散以及周围组织。用户(和系统)能够做出针对每种组织类型的冷却或变热速率的假设并使用这些假设来计算针对未来处置事件的预测。然而，如果系统以足够大间隔测量温度图，则其能够备选地确定在每种组织中的实际温度行为。该确定能够例如通过将指数函数或其他适当的函数拟合到测得的数据来完成。基于这样的图，其能够构建针对每种组织的温度衰退或变热速率的2D或3D图。变热速率图能够考虑在处置期间入射在该组织上的能量或强度以产生更可靠的图。所述系统能够然后例如利用轮廓或颜色来将这样的图可视化给用户。用户能够然后使用可视化的信息以检测例如在HIFU声处理之后温度冷却上的不同，并且选择针对每种组织的适当的冷却时间。所述系统也能够在计算针对规划的未来处置事件的冷却时间时自动地使用测得的冷却速率图。或者，基于可视化的测得的变热速率图，用户能够估计在每个特定位置中需要多少能量来执行处置。此外，所述系统能够使用变热速率图来给出关于针对未来处置事件的适当的处置参数的建议。

在开始新的处置事件(例如，利用HIFU设备的声处理)之前，被认为足够的冷却时间能够取决于未来处置事件的规划的能量，以及可能已经在波束路径中的组织中创建了热积聚的过去处置事件的历史。位置相关性能够计算并(例如利用2D或3D轮廓或颜色)被可视化给用户。用户能够使用可视化来推断哪些处置位置对于最快未来处置可用，以及哪些位置由于波束路径中太大的热积聚而暂时还不应当被处置。用户能够然后在被指示为“短”冷却时间区域的区域中规划新的处置事件，由此减少总处置持续时间。也能够针对不同能量的处置，例如每种单元类型，分别计算并可视化冷却时间图，以使得能够优化具有不同能量选项的处置。

针对处置的可用或可推荐的功率或能量能够取决于处置位置。位置相关性可以是例如由来自先前处置的热积聚、由先前声处理提供的关于附近处置位置所需的适当的能量或功率的信息、或者能量传播路径中的敏感器官的存在引起的。所述系统能够将要在处置区域中的处置中使用的可用(如果例如在使波束成形以避开标记区域时存在严格规则)或可推荐的(如果不存在严格规则，但系统具有建议在特定区域上不使用太高功率强度或能量的建议的信息)功率强度、或最大功率强度、或能量、或最大能量计算为2D或3D图，并且例如通过轮廓或颜色将其可视化给用户。用户能够利用所述信息以选择针对每个处置事件适当的功率强度或能量或单元大小。所述系统也能够基于所计算的图和规划的处置位置自动地限制针对处置事件的可用功率或能量。

针对处置的可用或可推荐的最大处置单元大小能够取决于处置位置。位置相关性可以是由例如来自先前处置的热积聚、由先前声处理提供的关于附近处置位置所需的适当的能量或功率的信息、或者能量传播路径中的敏感器官的存在、针对每种单元类型的与可用偏转范围组合的换能器移动范围限制引起的。所述系统能够将要在处置区域中的处置中使用的可用(如果例如在使波束成形以避开标记区域时存在严格规则)或可推荐的(如果不存在严格规则，但系统具有建议在特定区域上不使用太大的单元大小的建议的信息)最大处置单元大小计算为2D或3D图，并且例如通过颜色或轮廓将其可视化给用户。用户能够利用所述信息以选择针对每个处置事件适当的(或最可能成功的)处置单元大小。

实施例可以能操作为具有关于能量或强度在处置事件期间行进通过的区域的知识。所述系统能够以若干方式来估计波束路径中的能量密度。对于HIFU处置，其能够例如利用热声模拟，或利用特定更简单的模型来获得，例如假设锥形声处理能量分布并简单地通过正被调查的平面中锥形的面积来划分总能量。能够任选地考虑能量在其中行进的组织的衰减。这样的模型在近场区域中工作最好，自此之后，在焦点区域累积的(未知的)组织衰减或相位相干性均对能量分布没有大的影响。在远场中，能够使用预先计算的模拟能量(单元)与偏转相关场模型。这些尤其适用于Sonalleve HIFU反馈单元，其中，在焦点的能量对于相同的单元大小和轴向偏转的每个声处理大致相同，并且能够通过预先模拟的形状来良好地近似远场波束形状。

计算全部过去处置事件的能量密度的这些方法能够被组合以构建全部先前处置事件的能量密度图并作为例如轮廓或颜色的2D或3D图被可视化给用户。能够例如通过使用对过去能量/强度密度的滑动平均，或者通过假设或测量针对每种组织单独衰退的时间常数并在针对每个过去处置事件的能量/强度上使用该时间常数来考虑自每个过去处置事件流逝的时间。

用户能够然后将波束或者规划处置事件的类似的能量或强度图与来自先前处置事件的能量或强度图进行比较，来看看所规划的处置事件是否将要引起在已接收到能量或强度并且可能尚未完全冷却的区域中的能量沉积。

实施例可以具有能操作为将可用处置区域(ATA)可视化给用户的软件。3D ATA当前并未考虑处置历史。所述系统能检测处置区域中的哪些区域已经在最近接收到显著的能量，并且向用户指示哪些焦点区域需要传输通过对于声处理而言不安全的区域的能量。ATA则将是时间相关的，随着时间过去和组织冷却而释放更多区域以用于处置。

对于体积声处理，冷却时间能够取决于单元大小。较大的单元比较小的单元需要更大的总能量。因此，它们应在声处理之间具有更长的等待时间，以使得在声处理之间组织能够充分冷却。此外，剂量累积随着温度增加以复杂指数的方式增加；因此，冷却时间能够被选择为使得在开始声处理单元之前来自先前声处理的初始剩余温度随着单元越大而越小并且随着单元越小而越大。能够在开始声处理之前针对每个单元预测冷却时间。一些单元(还有非体积单元)也可以在能量传播路径中的能量分布上与先前声处理的单元没有或者有最小重叠，由此允许在先前单元之后的即时声处理。冷却时间则能够对于不同的未来单元而非常不同，但用户没有关于位置或单元类型相关性的知识，除非其由系统指示。本创新的该方面的本质特征是计算单元相关的冷却时间，并将其可视化给用户。本发明的该方面能够例如通过将冷却时间与每个单元相关联并使冷却时间可视化来实施。例如，在单元列表中或者在具有规划单元的图像中，冷却时间将可见为接近单元的可视化或其他表示。

一些实施例的用途的一个范例是利用使用波束成形的HIFU。波束成形算法能够考虑实际声处理功率，并且确定哪些换能器元件关闭或降低强度使得不超过器官回避区域的允许强度或能量暴露。利用本发明的方法，所述系统能够(先于声处理)计算(2D或3D)图，从而指示在每个焦点位置中能够使用哪个最大能量或功率，使得不超过器官回避区域的强度或能量限制，并且实现用于使用波束成形的其他条件设置(例如，被关闭的元件的最大数量)。没有这样的图，用户在规划阶段就没有关于他/她能够在处置区域中的哪个部分使用什么功率，以及处置区域的特定部分是否具有太低可用功率或能量的信息，使得临床成功的处置结果是不太可能的。

一些实施例的用途的另一范例将是利用任何HIFU处置，从而提出了用于声处理的适当的能量或强度。预计在特定处置位置处需要的能量接近在接近其的位置处需要的能量，因为类似的组织通常需要类似的能量以得到消融，即使存在一些例如由于波束路径中的组织的差异而引起的变化。较远的组织也可以具有不同的血管分布和引起用于消融的不同能量需要的其他组织属性。位于较深的组织常常比较接近皮肤的组织需要更高的能量以被消融，因为在焦点与换能器之间的组织的衰减减少了到达焦点区域的能量。软件能够例如通过对这些声处理的能量取(根据近似度的)加权平均来调查充分接近规划处置位置的先前成功声处理使用的能量或强度，并且确定针对在每个可用声处理位置处的下次声处理的可能的“成功”功率强度或能量并构建“可推荐”功率的(2D或3D)图。这将针对不同的单元大小分别来确定。如果仅考虑在能量或功率需要中的深度相关性，则将备选地简单地通过假设针对考虑中的组织的特定预定义的衰减α来获得推荐功率，即声处理功率或能量E将根据定律E＝Eref*e^{2*α*(深度-深度ref)}而仅取决于声处理深度。模型将需要在参考深度深度ref的参考能量Eref。这能够例如通过使用在特定声处理深度的(在特定患者群体中的)平均所需能量，或者通过使用在当前处置内的一些(或若干)过去声处理来获得。在无论哪个提到的方法中获得的该信息都能够被可视化为作为颜色或轮廓的推荐功率的(2D或3D)图。

本发明的不同方面能够被应用于能够以对于使用所述方法而言足够快的速率来产生温度图的任何成像模态上。例如，MR引导的HIFU处置模态。本发明的一些方面也能够被用于更宽泛的背景中，例如用于使可用处置区域可视化和/或使单元相关的冷却时间可视化。

实施例可以能操作为使可用处置区域可视化。这也能够适用于使针对处置或任何其他动作的(2D或3D)可用区域可视化的任何模态，以考虑处置或任何其他动作的先前历史，并修改可视化的可用区域以指示针对未来处置或其他动作应当避开哪些区域，直到实现某些条件、用于开始处置或其他动作的设置。

实施例可以能操作为被应用于需要冷却时间或者当所需要的等待时间的长度取决于先前处置或动作历史时在处置或动作事件之间的其他等待时间的其他模态。合适的等待时间能够针对每个规划的未来处置或动作事件被计算并且被可视化或指示给用户，以使得能够友好处置或动作顺序。

尽管已经在附图和前面的描述中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。

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要求保护的本发明时能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现在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。计算机程序可以被存储/被分布在与其他硬件一起提供或作为其他硬件的部分提供的诸如光学存储介质或者固态介质的适当的介质上，但是计算机程序也可以以其他形式分布，例如经由因特网或者其他有线或无线远程通信系统。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(500、700、800)，包括：

-高强度聚焦超声系统(506)，其用于对对象(502)进行声处理，

-处理器(544)，其用于控制所述医学装置，

-存储器(550)，其用于存储用于由所述处理器运行的机器可执行指令(560、562)，其中，对所述指令的运行令所述处理器：

-接收(100、200、304)描述由所述高强度聚焦超声系统对所述对象的先前声处理的先前声处理数据(522)；

-使用所述先前声处理数据和热声模型(562)来构建(102、202、306)所述对象的热属性图(554)，其中，所述热属性图描述热属性，其中，所述热属性图是空间相关且时间相关的；

-使用所述热声模型和所述热属性图来确定(104、204、308)最大能量图(556)，其中，所述最大能量是时间相关的；

-在显示器(572)上显示(106、206、310)所述最大能量图；并且

-从用户接口(570)接收(108、208、312)对至少一个声处理体积(580、582)的选择。

2.如权利要求1所述的医学装置，其中，所述高强度聚焦超声系统包括能操作用于将超声聚焦到声处理体积(522)中的超声换能器(510)；其中，所述热声模型能操作用于确定所述对象的声处理区域(578)中的所述热属性图，其中，所述热声模型能操作用于使用预测的超声波束几何结构(704)和所述热属性图来确定所述声处理区域中的预测的热属性图；其中，所述预测的热属性图描述所述热属性，其中，所述预测的热属性图是空间相关的，其中，所述热声模型能操作用于通过将所述预测的热属性图中的最大热属性限制到预定最大值来确定针对每个声处理体积的最大功率。

3.如权利要求2所述的医学装置，其中，对所述指令的运行令所述处理器：

-使用所述波束几何结构、所述最大功率以及热声模型来计算能量强度图(702)；并且

-在所述显示器上显示所述能量强度图。

4.如权利要求2或3所述的医学装置，其中，所述超声换能器包括多个超声换能器元件，其中，所述多个超声换能器元件是能控制的，其中，所述多个超声换能器元件能操作用于调节所述超声换能器与所述声处理体积之间的超声波束路径，其中，所述预测的超声波束几何结构描述所述超声波束路径，其中，所述热声模型还能操作用于通过使用波束路径超声换能器模型(718)计算对所述超声波束几何结构的调节来确定所述预测的热属性图。

5.如权利要求2或3所述的医学装置，其中，所述医学装置还包括用于移动所述超声换能器的超声换能器致动器(512、514)，其中，所述超声换能器致动器确定换能器位置，其中，对所述指令的运行还令所述处理器通过计算对所述换能器位置的调节并且通过使用平移的超声换能器模型来确定所述预测的热属性图。

6.如权利要求2至3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从成像区(808)采集热磁共振数据(822)的磁共振成像系统(802)，其中，所述声处理区域在所述成像区内，其中，对所述指令的运行还令所述处理器：

-重复地从所述声处理区域采集(300)磁共振热数据；并且

-使用所述重复采集的磁共振热数据来重建(302)温度变化速率图(826)。

7.如权利要求6所述的医学装置，其中，对所述指令的运行令所述处理器在所述显示器上显示所述温度变化速率图。

8.如权利要求6所述的医学装置，其中，对所述指令的运行令所述处理器使用所述温度变化速率图来修改所述热声模型。

9.如前述权利要求1-3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：

-接收声处理能量(706)；

-使用所述声处理能量和所述热声模型来确定冷却时间图(708)，其中，所述冷却时间在空间上描述选定的声处理体积能够在何时以所述声处理能量进行声处理，其中，所述冷却时间图是时间相关的；并且

-在所述显示器上显示所述冷却时间图，其中，所述冷却时间图在从所述用户接口接收对至少一个声处理体积的所述选择之前被显示在所述用户接口上。

10.如前述权利要求1-3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接收声处理持续时间(710)，并且其中，所述最大能量图被表达为最大功率图(712)。

11.如前述权利要求1-3中的任一项所述的医学装置，其中，对所述指令的运行令所述处理器：

-使用对至少一个声处理体积的所述选择来生成(210)声处理命令(714)；并且

-使用所述声处理命令来控制(220)所述高强度聚焦超声系统，以对所述至少一个声处理体积进行声处理。

12.如权利要求11所述的医学装置，其中，对所述指令的运行还令所述处理器：

-使用所述热属性图、所述声处理命令以及所述热声模型来确定更新的最大功率图；其中，所述更新的最大能量图是时间相关的；

-在所述显示器上显示所述更新的能量图；并且

-从所述用户接口接收对所述至少一个声处理体积的更新的选择。

13.如前述权利要求1-3中的任一项所述的医学装置，其中，所述热属性是以下中的任何一个：温度、热剂量以及能量密度。

14.一种计算机可读介质，其上实现有包括用于由控制医学装置的处理器(544)运行的机器可执行指令(560、562)的计算机程序，其中，所述医学装置包括用于对对象(502)进行声处理的高强度聚焦超声系统(506)，

其中，对所述指令的运行令所述处理器：

-接收(100、200、304)描述由所述高强度聚焦超声系统对所述对象的先前声处理的先前声处理数据(522)；

-使用所述先前声处理数据和热声模型(562)来构建(102、202、306)所述对象的热属性图(554)，其中，所述热属性图描述热属性，其中，所述热属性图是空间相关且时间相关的；

-使用所述热声模型来确定(104、204、308)最大能量图(556)，其中，所述最大能量是时间相关的；

-在显示器(572)上显示(106、206、310)所述最大能量图；并且

-从用户接口(570)接收(108、208、312)对至少一个声处理体积(580、582)的选择。

15.一种确定最大能量图的方法，所述最大能量图描述能够被沉积到对象的体积中的最大能量，其中，所述方法包括以下步骤：

-接收(100、200、304)描述由用于对所述对象(502)进行声处理的高强度聚焦超声系统(506)对所述对象的先前声处理的先前声处理数据(522)；

-使用所述先前声处理数据和热声模型来构建(102、202、306)所述对象的热属性图(554)，其中，所述热属性图描述热属性，其中，所述热属性图是空间相关且时间相关的；

-使用所述热声模型来确定(104、204、308)所述最大能量图(556)，其中，所述最大能量是时间相关的；并且

-在显示器(572)上显示(106、206、310)所述最大能量图。