CN105209118B - 在敏感区附近的hifu处置优化 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于根据预定义的加热要求使用超声辐照来对感兴趣对象(1)的靶向区(3)进行加热的方法，所述方法包括以下步骤：提供超声辐照设备，其包括在靶向区(3)附近的一组能单独控制的换能器元件；在超声辐照设备覆盖的区域(4)内定义至少一个敏感区(2)；并且控制超声辐照设备以将超声能量的声处理应用到靶向区(3)以实现对靶向区的期望的加热，其中，换能器元件在相位和幅度方面被单独控制，以将声处理提供为被引导向靶向区(3)的波束(5)，其中，波束(5)具有能量分布，使得靶向区(3)的预定义的加热要求被满足，并使至少一个敏感区域(2)的暴露最小化。本发明还提供一种适于执行上述方法的超声辐照设备。通过单独控制换能器元件，能够在如伤疤、骨骼、肠、脊椎或其它的敏感区上应用超声辐照的波束成形，而不将其与强度限制或能量暴露限制相关联。寻找生效的元件的这种配置，即敏感区域上的暴露最小化，而不损害聚焦属性或违反对生效的元件数量的约束。

Description

在敏感区附近的HIFU处置优化

技术领域

本发明涉及对感兴趣对象的高强度聚焦超声处置的领域。

背景技术

聚焦超声系统被用于将声学能量的声处理递送到患者内的组织区域中以利用热能量进行凝结或以其他方式处置组织区域。超声加热的典型应用是对被定位在被处置的组织区域(也被称为靶向区)中的癌性或良性肿瘤的处置。例如，被定位在患者的身体外面的压电环能器可以被用于将诸如超声波的高强度声波(具有大于大约二十千赫(20kHz)的频率的声波)聚焦在患者的内部组织区域中，以处置内部组织区域。声波可以被用于切除肿瘤，由此消除对有创手术的需要。这样的聚焦超声系统具体被提供为用于高强度聚焦超声(HIFU)的系统(也被称作HIFU设备)。由被定位为以最小的创伤性选择性地破坏患者的组织的HIFU设备来生成脉冲热。为了将声处理集中在靶向区内，声处理被提供为到靶向区的波束。额外地，通过采用磁共振(MR)成像装置，快速扫描MR图像能够被用于利用温度敏感脉冲序列来监测组织温度。

根据US 8002076 B2已知的聚焦超声系统包括：具有“n”个能单独控制的换能器元件的换能器阵列、驱动器、控制器以及切换器。换能器阵列将声学能量递送到患者的身体内的靶向区(例如良性或恶性肿瘤或其它组织体积)以切除或以其他方式处置靶向区内的组织。切换器将换能器阵列连接到驱动器和控制器上，以便以期望的方式对由换能器阵列传输的声学能量进行引导和/或聚焦。超声换能器将热量集中在其焦点处，所述焦点被定位在肿瘤上。当递送声学能量时，已知控制“聚焦区”的形状，所述形状与当声学能量被聚焦到组织区域中时被处置的组织的体积相对应，并且控制“聚焦深度”，这是从换能器到聚焦区的距离，和/或对可能由在换能器与组织区域之间的介入组织引起的组织畸变进行校正。

在使用HIFU系统的治疗中，能够被处置的体积通常受限于沿声路的方向在近场中的敏感组织(例如伤疤、骨骼、肠)或在远场中的敏感组织(例如脊柱或肠)的存在。术语“近场”对应于在换能器与靶向区之间的区域，而术语“远场”对应于比靶向区更远离换能器的区域。

例如，在对子宫肌瘤的处置中，人们通常关注近场中的伤疤和肠以及远场中的脊柱和肠。存在对保护敏感组织免于被不期望地暴露于超声的需求。具体而言，敏感组织是具有高超声吸收率的组织类型以及具有高反射率的组织界面。在这样的区域中的对超声的过多吸收可能导致不期望的加热和对不由HIFU处置的组织的不期望的损害。

如根据US 8002076 B2所已知的，如果分析发现在执行声处理时沿能量经过区存在其中期望防止声学能量经过的敏感组织(例如阻塞或高敏感度体积，例如充气腔、非靶向厚骨骼等)，则可以对单独的换能器元件进行去激活，例如将其幅度设置为零，以便防止声学能量由相关换能器元件传输。因此，声处理能够被约束到被视为安全的这样的位置。

这种方法具有其固有的限制。首先，能够被处置的体积是有限的。第二，由于错过元件引起的功率损失必须通过增加剩下的元件的功率来进行补偿，增加了相关的表面热量。此外，关闭太多元件将使得聚焦形状失真，并最终使得所实现的热剂量失真。作为指定敏感区以及使其与强度/能量暴露限制相关联的后果，来自某些换能器位置的声处理典型地变得不可能。这限制了能实现的处置体积，即靶向区的大小。典型地，坏死区朝向换能器延长。最终，该方法的有用性朝向焦点快速降低，这是因为所有的元件波束都经过相同区域。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于根据预定义的加热要求使用超声辐照来对感兴趣对象的靶向区进行加热的方法和设备，所述方法和设备实现对敏感区附近的靶向区的处置，即使所述敏感区被定位在换能器与所述靶向区之间，所述方法和设备提供对所述靶向区的有效加热，并且所述方法和设备降低对具有高超声吸收率和/或在其边界具有高反射率的组织界面的敏感区的组织造成损害的风险。

该目的是通过一种用于根据预定义的加热要求使用超声辐照来对感兴趣对象的靶向区进行加热的方法来实现的，所述方法包括以下步骤：提供超声辐照设备，所述超声辐照设备包括在所述靶向区附近的一组能单独控制的换能器元件；在由超声辐照设备覆盖的区域内定义至少一个敏感区；并且控制所述超声辐照设备来将超声能量的声处理应用到所述靶向区，以实现对所述靶向区的期望的加热，其中，所述换能器元件能在相位和幅度方面被单独控制，以将所述声处理提供为被引导向所述靶向区的波束，其中，所述波束具有能量分布，使得所述靶向区的所述预定义的加热要求被满足，并使所述至少一个敏感区的暴露被最小化。

该目的还是通过一种用于根据预定义的加热要求使用超声辐照来对感兴趣对象的靶向区进行加热的超声辐照设备来实现的，所述超声辐照设备包括：一组能单独控制的换能器元件，其被定位在所述靶向区附近；以及控制单元，其用于控制将超声能量的声处理应用到所述靶向区，以实现对所述靶向区的期望的加热，其中，所述控制单元适于接收对由超声辐照设备覆盖的区域内的至少一个敏感区的定义，并且所述控制单元还适于在相位和幅度方面单独地控制所述换能器元件，以将所述声处理提供为被引导向所述靶向区的波束，其中，所述波束具有能量分布，使得所述靶向区的所述预定义的加热要求被满足，并使所述至少一个敏感区的暴露最小化。

通过单独地控制所述换能器元件，能够在敏感区(如伤疤、骨骼、肠、脊椎或其它)上应用对超声辐照的所述波束的波束成形，而不使其与强度限制或能量暴露限制相关联。因此，能够提供具有给定形状的波束，所述波束内部具有非均匀能量分布，即所述波束的不同部分能够具有不同能量水平的超声辐照。寻找生效的元件的这样的配置，即使所述敏感区上的暴露最小化而不损害聚焦属性或违反对生效的元件数量的约束。仅要求：在要保护的敏感区的任意部分中强度或能量都不高于不具有波束成形的水平，即当操作换能器而不注意敏感区时的水平。优选地，自动确定给出敏感区里面的最小的最大或平均强度或能量的一组生效的换能器元件。因此，控制首先集中于根据所述预定义的加热要求对靶向区进行加热，并且在这种集中内，使所述至少一个敏感区的暴露最小化。因此，能够有效地执行处置，并且同时保护所述敏感区。例如，当伤疤定义敏感区时，实际上不可能确定最优的暴露限制。伤疤随不同对象而变化，并且通常通过伤疤的声处理是临床可行的，虽然在现有技术中是不推荐的。因此，现有技术通常拒绝实际可行的声处理。根据以上实施例，通过伤疤的声处理变得可行，同时仍提供逐渐的保护。

所述波束能够具有任意期望的形状以执行所述处置。优选地，所述波束具有圆锥形，其中，所述圆锥的顶点优选地被定位在所述靶向区内。备选地，所述波束能够具有管状形状。

所述超声辐照设备能够被提供用于关于所述感兴趣对象对声处理的内部或外部的应用。因此，所述超声辐照设备能够被定位在所述感兴趣对象的皮肤上，或者内部，例如当被引入通过所述感兴趣对象的任意现有开口时。用于对声处理的外部应用的设备已知为例如HIFU设备(高强度聚焦超声设备)。

所述预定义的加热要求可以包括对所要求的处置的任意适合的定义，例如关于热剂量、组织温度和/或能量。在所述处置之前在所述超声辐照设备中定义所述靶向区。虽然区/区域通常指的是二维目标，但在本文的上下文中应当注意，区/区域目标具有二维或三维的延伸。

术语“附近”指的是实现对靶向区的期望的加热的任意位置，例如在所述感兴趣对象的皮肤上或内部。一般地，在所述超声辐照设备与所述靶向区之间的距离越小，对所述靶向区的加热越容易。更优选地，超声传导接触介质被提供在所述超声辐照设备与所述感兴趣对象之间，例如当所述超声辐照设备被定位在所述感兴趣对象的皮肤上时。

所述超声辐照设备可以具有任意适合的设计。其可以包括用于不同任务的单独的单元，或所述超声辐照设备的不同单元可以适于执行不同任务。具体而言，所述超声辐照设备可以包括数据处理单元。所述控制单元控制所述换能器元件来执行所述声处理。其可以执行对所述超声辐照设备的其它部件的控制。在对超声辐照的应用的上下文中，所述控制单元还适于执行额外的任务。优选地，所述控制单元包括数据处理单元。所述控制单元包括用于接收对所述至少一个敏感区的定义的界面。所述界面可以是用于与用户交互的用户界面，或者是用于以电子方式接收所述至少一个敏感区的所述定义的任意其它电子界面。

根据优选实施例，所述控制单元适于在零与最大幅度值之间的连续范围上调节每个换能器元件的幅度。在对应的方法中，在相位和幅度方面单独地控制所述换能器元件的步骤包括：在零与最大幅度值之间的连续范围上调节每个换能器元件的幅度。

根据优选实施例，所述控制单元适于在相位值的连续范围上调节每个换能器元件的相位。在对应的方法中，在相位和幅度方面单独地控制所述换能器元件的步骤包括：在相位值的连续范围上调节每个换能器元件的相位。

如上所述，每个换能器元件都能够通过在连续范围上执行调节而被单独地控制，即在幅度的情况下，能够设定所述换能器元件的在零与最大幅度值之间的任意幅度。这种连续调节实现准确控制以满足所述靶向区的所述预定义的加热要求，并且使所述至少一个敏感区的暴露最小化。

根据优选实施例，所述控制单元适于接收至少部分地覆盖由超声辐照设备覆盖的所述区域的诊断图像，并且所述控制单元还适于识别所述诊断图像内的所述至少一个敏感区。在对应的方法中，在由超声辐照设备覆盖的区域内定义至少一个敏感区的步骤包括：接收至少部分地覆盖由超声辐照设备覆盖的所述区域的诊断图像，并且在所述诊断图像内识别所述至少一个敏感区。所述诊断图像能够在开始处置之前被用于准确地定义敏感区。此外，例如如果所述敏感区被定位在所述感兴趣对象里面，则所述诊断图像能够被用于识别敏感区。所述诊断图像能够被提供为使用磁共振成像设备的MR扫描，或通过用于提供诊断图像的任何其它适合的方法。所述诊断图像能够被提供为二维图像、被提供为二维图像的集合或者被提供为三维图像。

根据优选实施例，所述超声辐照设备包括：仿真单元，其用于对从所述超声辐照设备的所述换能器元件到由超声辐照设备覆盖的所述区域的超声能量的所述声处理进行仿真，以实现对所述靶向区的期望的加热；以及可视化单元，其用于使由所述仿真单元执行的所述仿真的指示所述至少一个敏感区的保护水平的结果可视化。对应的方法包括以下的额外步骤：对从所述超声辐照设备的所述换能器元件到由超声辐照设备覆盖的所述区域的超声能量的所述声处理进行仿真，以实现对所述靶向区的期望加热；以及使由所述仿真单元执行的仿真的指示所述至少一个敏感区的保护水平的结果可视化。如果在存在至少一个敏感区的处置可行且应该被执行，则在处置之前的所述仿真实现预测。优选地，基于仿真结果，用户能够在不同处置之间进行选择，即在控制所述换能器元件的不同方式之间进行选择。因此，所述用户能够基于最适合的仿真结果来选择待应用的处置。所述仿真优选地基于由超声辐照设备覆盖的所述区域的诊断图像，这实现了由于对关于由超声辐照设备覆盖的所述区域的组织的知晓而对该区域的加热的预测。所述仿真的结果可以通过表示功率强度或能量的颜色或轮廓而被可视化。还能够通过以不同方式的对所述敏感区的可视化来进行可视化，所述不同方式例如表示所得到的强度或能量减少的量，这是通过例如对由超声辐照设备覆盖的所述区域内的不同区进行加阴影或着色来可视化的。优选地，系统向用户进行对所述敏感区里面达到的保护水平的可视化。更优选地，这是通过表示所述敏感区里面和外面的表示功率强度或能量的颜色或轮廓来可视化的。所述仿真单元可以被与所述控制单元整体提供，或者被提供为分开的单元。所述可视化单元可以包括用于使所述仿真的结果可视化的任意种类的显示器。

根据优选实施例，所述超声辐照设备适于在所述可视化单元上显示指示所述至少一个敏感区的所述保护水平的数值。在对应方法中，使指示所述至少一个敏感区的保护水平的仿真步骤的结果可视化的步骤包括：显示指示所述至少一个敏感区的所述保护水平的数值。例如，能够将具有对换能器元件的所选择的最优控制的所述至少一个敏感区里面的最大仿真强度或能量显示为不具有波束成形的敏感区里面的最大强度或能量的百分率。

根据优选实施例，所述超声辐照设备适于在所述可视化单元上将所述至少一个敏感区的所述保护水平可视化为所述敏感区相较于所述敏感区外面的区域的相对保护水平。在对应的方法中，将指示所述至少一个敏感区的保护水平的仿真步骤的结果可视化的步骤包括：将所述至少一个敏感区的所述保护水平可视化为所述敏感区相较于所述敏感区外面的区域的相对保护水平。所述相对保护水平能够根据所述敏感区里面和外面的得到的强度或能量减少而被指定。

根据优选实施例，所述控制单元适于接收由超声辐照设备覆盖的所述区域的至少部分的温度信息，并且所述控制单元适于通过将所述温度信息与所述预定义的加热要求进行比较来单独地控制所述换能器元件。对应的方法包括额外的步骤：提供由所述超声辐照设备覆盖的所述区域的至少部分的温度信息，并且其中，在相位和幅度方面单独地控制所述换能器元件以使得所述预定义的加热要求被满足并使所述至少一个敏感区的暴露最小化的步骤包括：通过将所述温度信息与所述预定义的加热要求进行比较来单独的控制所述换能器元件。在知道所述温度信息的情况下，能够确定对所述靶向区的加热以及所述敏感区的暴露，以适于控制所述超声辐照设备。具体而言，对敏感区的加热是难以预测的，使得其能够被有效地监视以使其对所述声处理的暴露最小化。优选地，通过执行磁共振扫描来获得所述温度信息。所述控制单元可以包括用于以任何适合的格式接收所述温度信息的电子界面。

根据优选实施例，所述超声辐照设备包括偏转单元，并且所述控制单元适于执行对所述偏转单元和/或所述换能器元件的控制，以使超声能量的所述声处理从所述超声辐照设备偏转到所述靶向区，从而使对所述至少一个敏感区的加热最小化。在对应方法中，在相位和幅度方面单独的控制所述换能器元件以使得所述预定义的加热要求被满足并使至少一个敏感区的暴露最小化的步骤包括：使超声能量的所述声处理从所述超声辐照设备偏转到所述靶向区，以使对所述至少一个敏感区的加热最小化。因此，所述超声辐照能够至少部分地被引导向所述靶向区，而不经过所述敏感区。在没有偏转的情况下，在所述超声辐照的所述波束与所述敏感区之间可能存在大的交叠。通过使用偏转，能够在减小所述交叠的同时仍瞄准相同焦点。

根据优选实施例，所述偏转单元是用于以电子方式使所述声处理偏转的电子偏转单元。在对应的方法中，使超声能量的输送声处理从所述超声辐照设备偏转到所述靶向区的步骤包括：以电子方式使所述声处理偏转。这能够容易地应用以执行对所述声处理的所述偏转。优选地，基于所述敏感区上的声暴露不过量的准则来选择电子偏转。

根据优选实施例，所述控制单元适于控制所述换能器元件来执行体积声处理。在对应的方法中，在相位和幅度方面单独地控制所述换能器元件以使得所述预定义的加热要求被满足并使至少一个敏感区的暴露最小化的步骤包括控制所述换能器元件来执行体积声处理。在单点声处理中，所述超声辐照的焦点被保持在固定位置处，并且通过所述声处理的持续时间和所应用的功率来控制热剂量。体积声处理包括一系列快速交错的单点声处理，所述单点声处理在热扩散的时间尺度上表现为同时的。因此，当执行体积声处理时，所述焦点沿着规划的轨迹移动，使热分布在期望的体积上。优选地，这是通过使用具有换能器元件的相位阵列的换能器和电偏转的组合来实现的。基于在所述敏感区上的声暴露不过量的准则来选择所述体积声处理。这使能处置的体积最大化，而不危及所述敏感区。这可以被应用在近场中以保护伤疤或其它敏感组织，或被应用在远场中以保护脊椎和/或肠。体积声处理的优点在于它们比单点声处理更能量高效，使得针对相同量的能量能够处置更多的体积。

根据优选实施例，所述控制单元适于从预定义的体积元的列表中选择体积元，并且所述控制单元还适于将所述体积元定位在所述靶向区内。在对应的方法中，控制所述换能器元件以执行体积声处理的步骤包括：基于所述靶向区的形状和/或所述至少一个敏感区的形状和位置来在所述靶向区内形成体积元，并且将所述体积元定位在所述靶向区内。预定义的元能够具有任何形状，例如球形、椭圆体、立方体或其它。因此，所述体积元能够容易地以低准备时间而被应用于每个处置使能处置。所述控制单元能够自动选择所述体积元，并将其定位在所述靶向区内，或者所述控制单元能够适于接收对所述体积元及其位置的选择。所述控制单元还能够具有用于与用户交互以选择并定位所述体积元的用户界面。

根据优选实施例，所述控制单元适于基于所述靶向区的形状和/或所述至少一个敏感区的形状和位置来在所述靶向区内形成体积元，并且所述控制单元还适于将所述体积元定位在所述靶向区内。在对应的方法中，控制所述换能器元件来执行体积声处理的步骤包括：在靶向区和/或关于所述至少一个敏感区的信息来形成体积元，并且将所述体积元定位在所述靶向区内。因此，所述体积元能够单独地适于每个处置，以实现对所述靶向区的最好加热。所述控制单元能够自动地形成所述体积元，并将所述体积元定位在所述靶向区内，或者所述控制单元能够适于接收对所述体积元及其位置的定义。所述控制单元还能够具有用于与用户交互以定义并定位所述体积元的用户界面。

附图说明

参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将是显而易见的，并且将参考下文描述的实施例对本发明的这些和其他方面进行说明。然而，这样的实施例不必表示本发明的全面范围，并且因此参考权利要求和本文来解释本发明的范围。

在附图中：

图1示出了感兴趣对象和超声辐照设备的超声波束以及经偏转的波束的示意性图示。

附图标记列表：

1 感兴趣对象

2 敏感区

3 靶向区

4 由超声辐照设备覆盖的区域

5 波束

6 焦点

7 经偏转的波束

8 体积元

具体实施方式

图1示出了感兴趣对象1的示意性图示，所述感兴趣对象1具有敏感区2，在该实施例中敏感区2是伤疤。此外，在图中可以看到癌性组织的区，所述癌性组织的区与用于利用超声辐照设备(在该实施例中是HIFU设备)处置的靶向区3相对应。在图中未示出HIFU设备。根据预定义的加热要求使用来自HIFU设备的超声辐照来对靶向区3进行加热。在该实施例中，预定义的加热要求指的是要被施加到靶向区3以切除靶向区3内的组织的热剂量。

敏感区2基于诊断图像而被定义在由超声辐照设备覆盖的区域4内，在该实施例中所述诊断图像是使用磁共振成像设备提供的三维MR扫描。诊断图像覆盖由超声辐照设备覆盖的区域4，所述区域4包括靶向区3和敏感区2。在开始处置之前，在诊断图像内识别并定义靶向区3和敏感区2。由超声辐照设备覆盖的区域4、靶向区3和敏感区2具有三维的延伸。对靶向区3和敏感区2的定义被提供到HIFU设备的控制单元。

在该实施例中，超声辐照设备被提供用于关于感兴趣对象1的声处理的外部应用，并且在该实施例中，超声辐照设备被定位在感兴趣对象1的皮肤上。由超声辐照设备覆盖的区域4、靶向区3和敏感区2被定位在感兴趣对象1的里面，即皮肤下面。超声辐照设备被定位为靠近靶向区3，即在靶向区3附近，因此靶向区3与超声辐照设备之间的距离是短的，并且在靶向区3与超声辐照设备之间仅发生低辐照功率损失。

超声辐照设备包括一组能单独控制的换能器元件，并所述超声辐照设备被控制为将超声能量的声处理应用到靶向区3，以实现对靶向区3的期望的加热。换能器元件被单独地控制以在零与最大幅度值之间的连续范围上调节幅度，并且在相位值的连续范围上调节相位，使得靶向区3的预定义的加热要求被满足，即在幅度的情况下，能够单独设定每个换能器元件在零与最大幅度值之间的任意幅度。这种控制使得能够将声处理提供为波束5，所述波束5被引导向靶向区3。这种控制还可以实现波束成形，其中，波束5具有能量分布，使得靶向区3的预定义的加热要求被满足，并使敏感区2的暴露最小化。因此，提供了具有给定的形状的波束5，所述波束5内部具有非均匀的能量分布，即波束5的不同区域具有超声辐照的不同能量水平。由控制单元来执行所述控制。

在该实施例中，从超声辐照设备到靶向区3的超声能量的声处理被以电子方式偏转，以进一步使对敏感区2的加热最小化。如在图中能够看出的，这是通过将超声辐照的波束5引导向靶向区3而不经过敏感区2来实现的。具有在靶向区3内的焦点6超声辐照的波束5具有与敏感区2的交叠。因此，如从经偏转的波束7能够看出的，使波束5偏转，使得焦点5相同但与敏感区2的交叠降低到几乎为零。HIFU设备包括用于使超声辐照偏转的电子偏转单元，所述电子偏转单元是由控制单元控制的。选择波束5内的能量分布，使得与经偏转的波束7与敏感区2未交叠的部分相比，减少经偏转的波束7与敏感区2的剩余交叠。

在该实施例中，换能器元件也由控制单元控制，以执行体积声处理。在单点声处理中，超声辐照的焦点6被保持在固定位置处，并且通过声处理的持续时间和所应用的功率来控制热剂量。体积声处理包括一系列连续的单点声处理。因此，当执行体积声处理时，焦点6沿着规划的轨迹移动，使热量分布在期望的体积上。关于与以上描述的偏转组合的相位和幅度的连续值通过将对换能器元件的单独控制和调节组合来实现这种控制。基于敏感区2上的声暴露不过量的准则来选择体积声处理。如附图中能够看出的，在该实施例中，从预定义的体积元的列表中选择具有球形形状的三个体积元8，所述三个体积元8定位在靶向区3内以定义体积声处理。

在处置期间，对区域4的MR扫描被提供为含有由超声辐照设备覆盖的区域4(即声处理区)的温度信息。由控制单元将温度信息与热剂量进行比较，以在处置期间连续地调整对换能器元件的控制。

在该实施例中，在开始处置之前，在HIFU设备的仿真单元中对从超声辐照设备的换能器元件到由超声辐照设备覆盖的区域4的、用来实现对靶向区3的期望的加热的超声能量的声处理进行仿真。使用HIFU设备的可视化单元使仿真的结果可视化，以指示敏感区2的保护水平。基于仿真结果，用户在不同的处置之间进行选择，即在控制换能器元件的不同方式之间进行选择。所述仿真基于由超声辐照设备覆盖的区域4的诊断图像。通过表示超声能量的颜色来使仿真步骤的结果可视化，由此通过对由超声辐照设备覆盖的区域4内的不同区2、3进行着色，来使能量降低的量可视化。额外地，使指示保护水平的数字值可视化，所述数字值显示在不具有波束成形的敏感区2里面的最大能量的百分率。

总之，在幅度和相位方面单独地控制换能器元件，使得敏感区2上的暴露最小化，而不损害聚焦属性或违反对生效的元件的数量的约束。仅要求，在敏感区2的任何部分中强度或能量都不高于不具有波束成形的水平，即当操作换能器而不注意敏感区2时的水平。在仿真步骤中自动确定在敏感区2里面给出最小的最大或平均能量的一组生效的换能器元件。

尽管已经在附图和前文的描述中详细说明并描述了本发明，但这种说明和描述被视为说明性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求书，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。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。

Claims (13)

1.一种用于根据预定义的加热要求使用超声辐照来对感兴趣对象(1)的靶向区(3)进行加热的超声辐照设备，包括：

一组能单独控制的换能器元件；

偏转单元，其用于使所述超声辐照偏转；以及

控制单元，其用于控制将超声能量的声处理应用到所述靶向区(3)，以实现对所述靶向区的期望的加热，其中

所述控制单元适于接收对由超声辐照设备覆盖的区域(4)内的至少一个敏感区(2)的定义，并且

所述控制单元还适于在相位和幅度方面单独地控制所述换能器元件，以将所述声处理提供为被引导向所述靶向区(3)的波束(5)，其中，所述波束(5)具有由所述换能器元件的所述相位和幅度控制的内部不均匀能量分布，使得所述靶向区(3)的所述预定义的加热要求被满足，并使所述至少一个敏感区(2)的暴露最小化；并且

所述控制单元适于执行对所述偏转单元和/或所述换能器元件的控制，以将超声能量的所述声处理从所述超声辐照设备偏转到所述靶向区(3)，从而使对所述至少一个敏感区(2)的加热最小化。

2.根据权利要求1所述的超声辐照设备，其中，

所述控制单元适于在零与最大幅度值之间的连续范围上调节每个换能器元件的幅度。

3.根据权利要求1所述的超声辐照设备，其中，

所述控制单元适于在相位值的连续范围上调节每个换能器元件的相位。

4.根据权利要求1所述的超声辐照设备，其中，

所述控制单元适于接收至少部分地覆盖由超声辐照设备覆盖的所述区域(4)的诊断图像，并且

所述控制单元适于在所述诊断图像内识别所述至少一个敏感区(2)。

5.根据权利要求1所述的超声辐照设备，包括：

仿真单元，其用于对从所述超声辐照设备的所述换能器元件到由超声辐照设备覆盖的所述区域(4)的超声能量的所述声处理进行仿真，以实现对所述靶向区(3)的期望的加热，以及

可视化单元，其用于使由所述仿真单元执行的所述仿真的指示所述至少一个敏感区的保护水平的结果可视化。

6.根据权利要求5所述的超声辐照设备，其中，

所述超声辐照设备适于在所述可视化单元上显示指示所述至少一个敏感区(2)的所述保护水平的数值。

7.根据权利要求5所述的超声辐照设备，其中，

所述超声辐照设备适于在所述可视化单元上使所述至少一个敏感区(2)的所述保护水平可视化为所述敏感区(2)相较于所述敏感区(2)外面的区域的相对保护水平。

8.根据权利要求1所述的超声辐照设备，其中，

所述控制单元适于接收由超声辐照设备覆盖的所述区域(4)的至少部分的温度信息，并且

所述控制单元适于通过将所述温度信息与所述预定义的加热要求进行比较来单独地控制所述换能器元件。

9.根据权利要求1所述的超声辐照设备，其中，

所述偏转单元是用于以电子方式使所述声处理偏转的电子偏转单元。

10.根据权利要求1所述的超声辐照设备，其中，

所述控制单元适于控制所述换能器元件来执行体积声处理。

11.根据权利要求10所述的超声辐照设备，其中，

所述控制单元适于从预定义的体积元的列表中选择体积元(8)，并且所述控制单元还适于将所述体积元定位在所述靶向区(3)内。

12.根据权利要求10所述的超声辐照设备，其中，

所述控制单元适于基于所述靶向区(3)的形状和/或所述至少一个敏感区(2)的形状和位置来在所述靶向区(3)内形成体积元(8)，并且

所述控制单元还适于将所述体积元(8)定位在所述靶向区(3)内。

13.一种用于根据预定义的加热要求使用超声辐照来对感兴趣对象(1)的靶向区(3)进行加热的方法，包括以下步骤：

提供超声辐照设备，所述超声辐照设备包括在所述靶向区(3)附近的一组能单独控制的换能器元件，

在由超声辐照设备覆盖的区域(4)内定义至少一个敏感区(2)，

由偏转单元使所述超声辐照偏转，并且

控制所述超声辐照设备来将超声能量的声处理应用到所述靶向区(3)，以实现对所述靶向区的期望的加热，其中

所述换能器元件在相位和幅度方面被单独地控制，以将所述声处理提供为被引导向所述靶向区(3)的波束(5)，其中，所述波束(5)具有由所述换能器元件的相位和幅度控制的内部非均匀能量分布，使得所述靶向区(3)的所述预定义的加热要求被满足，并使所述至少一个敏感区(2)的暴露最小化，并且

控制偏转单元和/或所述换能器元件，以将超声能量的所述声处理从所述超声辐照设备偏转到所述靶向区(3)，从而使对所述至少一个敏感区(2)的加热最小化。