CN111225609B - 用于热疗法的处理系统和动态校正方法 - Google Patents
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Abstract
在一方面，方法包括：在通过热疗法敷帖器向患者的身体内的靶体积递送热疗法期间，接收指示使用磁共振成像(MRI)装置采集的至少一个相位图像的数据；以及处理所述至少一个相位图像；其中所述处理所述至少一个相位图像的操作包括：应用第一掩膜；应用相位展开；以及应用第二掩膜。
Description
技术领域
本申请涉及热疗法和/或使用源自磁共振成像(MRI)的温度测量的其他系统和方法。
背景
例如，在美国专利No.7,771,418中讨论了使用磁共振成像(MRI)在组织消融过程中获得温度相关数据，该专利特此通过引用被整体并入。这样的疗法的一个应用是治疗病变的男性前列腺。
源自MRI方法的温度测量容易受到来自各种来源的误差或潜在误差的影响。这些误差或潜在误差可以造成温度测量不确定度，和/或显著地降低测量温度变化的准确性。
当温度测量被用作用于热能递送的反馈系统的一部分时，温度测量不确定度和/或降低的准确性可以使得更难以确定在靶区域中是否存在加热缺乏和/或是否存在任何其他区域的意外加热。在靶区域中缺乏加热可以导致不完整的热疗法疗程。其他区域的意外加热可能需要热疗法至少暂时被停止，以便允许这样的区域可以冷却。从患者舒适的角度来讲，这可以导致不太理想的热疗法疗程，而且MRI热疗法设施、人员和设备的使用不太经济。
解决温度测量不确定度的方法在于2014年08月04日提交的、标题为“TreatmentPlanning and Delivery Using Temperature Uncertainty Maps”的美国专利申请公开号2015/0038883中被公开，该美国专利申请特此通过引用被整体并入。其中所公开的一种方法通过检测温度测量中的漂移以及基于检测到的漂移调整所有的温度测量来减小温度测量不确定度的大小。
概述
已经确定了进一步减小使用源自磁共振成像(MRI)的温度测量的系统和方法中的误差和/或潜在误差的影响是可能的。
本文中所公开的至少一些方面具有解决来自各种来源的噪声的能力，噪声包括：磁共振(MR)伪影、频率漂移、低SNR区域、非均匀组织结构和/或其他。
因此，MRI引导式热疗法和/或其他系统和方法的递送的改进的准确性和/或效率变得可能。
本文中所公开的至少一些方面在热治疗或其他过程期间采用一种或更多种动态校正方法，因为噪声水平可以随着时间改变。
在一方面，方法包括：在通过热疗法敷帖器(thermal therapy applicator)向患者的身体内的靶体积递送热疗法期间，接收指示使用磁共振成像(MRI)装置采集的至少一个相位图像的数据；以及处理所述至少一个相位图像；其中所述处理所述至少一个相位图像的操作包括：应用第一掩膜；应用相位展开；以及应用第二掩膜。
在至少一些实施方案中，第一掩膜和第二掩膜每个提供相位(或其他)图像中的一个或更多个像素相对于相位(或其他)图像中的一个或更多个其他的像素的减弱和/或增强，在本文中有时被称为相位(或其他)图像中的一个或更多个像素的制伏(subjugation)。
在至少一些实施方案中，第一掩膜和第二掩膜每个都可以被归类为以下两类中的任何一个：(1)静态掩膜，其可以在治疗开始之前基于用户定义的界标或者以其他方式限定，并且预计在治疗期间不会改变；或者(2)动态掩膜，其可以在治疗期间对于每一个动态(或其他)计算或者以其他方式确定，并且在治疗期间可以改变。
在至少一些实施方案中，方法进一步包括：至少部分地基于经处理的至少一个相位图像来确定治疗方案；以及使用热疗法敷帖器，至少部分地基于所述治疗方案来向患者的身体内的靶体积递送热疗法。
在至少一些实施方案中，所述应用相位展开的操作包括：在所述应用第一掩膜的操作和所述应用第二掩膜的操作之间应用所述相位展开的操作。
在至少一些实施方案中，所述热疗法包括超声热疗法；并且所述热疗法敷帖器包括超声热疗法敷帖器。
在至少一些实施方案中，所述第一掩膜是静态掩膜，并且所述第二掩膜是动态掩膜。
在至少一些实施方案中，所述第一掩膜和/或所述第二掩膜包括疗法敷帖器掩膜。
在至少一些实施方案中，所述疗法敷帖器掩膜是超声敷帖器掩膜。
在至少一些实施方案中，所述第一掩膜和/或所述第二掩膜包括靶区域掩膜。
在至少一些实施方案中，所述靶区域掩膜是前列腺掩膜。
在至少一些实施方案中，所述第一掩膜和/或所述第二掩膜包括受限区域掩膜。
在至少一些实施方案中，所述受限区域掩膜是直肠掩膜。
在至少一些实施方案中，所述第一掩膜和/或所述第二掩膜包括动态掩膜，并且其中所述动态掩膜包括扇形掩膜。
在至少一些实施方案中，所述第一掩膜和/或所述第二掩膜包括动态掩膜，并且其中所述动态掩膜包括噪声掩膜。
在另一方面，系统包括被配置为执行方法的至少一个计算机硬件处理器。
在另一方面，至少一个非暂时性计算机可读存储媒介存储处理器可执行的指令，当指令在被至少一个处理器执行时导致方法。
本概述旨在提供本专利申请的主题中的至少一些的概况。并非意图提供本发明或本发明的实施方案的排他的或详尽的说明。通过比较这样的系统与如在本申请的其余部分中参照附图阐述的本发明的一些方面，对于本领域技术人员而言，常规的和传统的方法的进一步的限制和缺点将变得显而易见。
然而，虽然各种特征和/或优点在本发明内容中被描述和/或鉴于以下详细描述和附图中将变得显而易见，但是应理解的是，这样的特征和/或优点在所有的方面和实施方案中不是必需的。
而且，本发明内容不是本发明的方面和实施方案的范围的详尽描述。因此，虽然某些方面和实施方案已经在本发明内容中被提出和/或概述，但是应理解的是，本发明的方面和实施方案不限于本发明内容中的方面和实施方案。实际上，可以类似于和/或不同于本概述中提出的方面和实施方案的其他的方面和实施方案从以下的描述、例示说明和/或权利要求将变得显而易见。
本概述中描述的并且没有出现在所附的权利要求中的任何方面和/或实施方案被保留在本申请中或者在一个或更多个继续专利申请中以供以后呈现。本概述中没有描述的并且没有出现在所附的权利要求中的任何方面和/或实施方案也被保留以供以后呈现或者在一个或更多个继续专利申请中呈现。
关于附图
结合附图参考以下的详细描述，其中：
图1是根据至少一些实施方案的其中采用本文中所公开的方法中的至少一些的一种类型的系统的示图；
图2A是根据至少一些实施方案的可以被用于图1的医疗系统中的图像引导式热疗法系统的示图；
图2B是根据至少一些实施方案的处于一种可能的操作模式的图像引导式热疗法系统的一部分的示意图；
图3图示说明前列腺的截面和根据至少一些实施方案的被插入到其中以使得可以进行热疗法的疗法敷帖器；
图4是根据至少一些实施方案的可以被采集的MRI图像数据的表示；
图5A是根据至少一些实施方案的图像的显现；
图5B是根据至少一些实施方案的图像的显现；
图6是根据一些实施方案的定义像素阵列的一部分的像素值的表示；
图7是根据一些实施方案的掩膜的表示；
图8是根据一些实施方案对图像的一部分的应用掩膜的一部分的表示；
图9是根据一些实施方案的对两个掩膜执行的AND运算的表示；
图10是根据一些实施方案的标识三种不同类型的结构掩膜的表；
图11A-11C是根据至少一些实施方案的图10中所示的掩膜的表示；
图12是根据至少一些实施方案的标识三种不同类型的动态掩膜的表；
图13A-13C是根据至少一些实施方案的图12中所示的掩膜的放大表示；
图14是示出根据至少一些实施方案的可以被采用的五种不同类型的动态校正的表；
图15是根据至少一些实施方案的方法的流程图；
图16A是根据至少一些实施方案的图像的显现；
图16B是根据至少一些实施方案的图像的显现；
图17是根据至少一些实施方案的一种类型的相位卷褶(phase wrap)的图形表示；
图18是根据至少一些实施方案的当前图像和对应的参考图像的表示；
图19是根据至少一些实施方案的图像的显现；
图20是根据至少一些实施方案的方法的流程图；
图21A-D图示说明根据至少一些实施方案的方法的流程图；以及
图22是根据至少一些实施方案的架构的框图。
详细说明
如上所述，已经确定进一步减小使用源自磁共振成像(MRI)的温度测量的系统和方法中的误差和/或潜在误差的影响是可能的。
本文中所公开的至少一些方面具有解决来自各种来源的噪声的能力，噪声包括：磁共振(MR)伪影、频率漂移、低SNR区域、非均匀组织结构和/或其他。
因此，MRI引导式热疗法和/或其他系统和方法的递送的改进的准确性和/或效率变得可能。
本文中所公开的至少一些方面在热治疗或其他过程期间采用一种或更多种动态校正方法，因为噪声水平可以随着时间改变。
在其中采用本文中所公开的动态校正方法中的至少一个的一种类型的系统的简要描述之后，各种方面和它们的实施方案将在下面被讨论。
图1是根据至少一些实施方案的其中采用本文中所公开的动态校正方法中的至少一些的一种类型的系统100。
参照图1，系统100(其是医疗系统)包括患者支撑件106(在其上，患者108被示出)、磁共振系统102和图像引导式热疗法系统104。
磁共振系统102包括围绕开口112设置的磁体110、成像区114(在其中，磁场强且均匀，足以执行磁共振成像)、一组磁场梯度线圈116(以获取磁共振数据114)、磁场梯度线圈电源供应器118(向磁场梯度线圈1116供应电流，并且根据时间被控制)、射频线圈120(以操纵成像区114内的磁自旋的方向)、射频收发器122(被连接到射频线圈120)以及计算机124(其执行任务(通过执行指令和/或以其他方式)以便利MRI系统102的操作，并且被耦合到射频收发器122，磁场梯度线圈电源供应器118和图像引导式热疗法治疗系统104)。
图像引导式热疗法系统104(将在下面被进一步讨论)执行图像引导的热疗法，并且实现本文中所公开的一个或更多个方面和/或实施方案(或者其部分(一个或多个))以减小误差和/或潜在误差(包括：磁共振(MR)伪影、频率漂移、低SNR区域、非均匀组织结构和/或其他)和/或其他方面的影响。
在至少一些实施方案中，MRI系统102的计算机124和/或系统100中的和/或被耦合到系统100的一个或更多个其他的计算装置(未示出)也可以执行一个或更多个任务(通过执行指令和/或以其他方式)以实现本文中所公开的一个或更多个方面和/或实施方案(或者其部分(一个或多个))以减小误差和/或潜在误差(包括：磁共振(MR)伪影、频率漂移、低SNR区域、非均匀组织结构和/或其他)和/或其他方面的影响。
图2A是根据至少一些实施方案的图像引导式热疗法系统104的实现的程式化示图。
参照图2A，根据至少一些实施方案，图像引导式热疗法系统104包含系统控制器200、治疗设备控制器202和治疗设备204。系统控制器200(其可以包括便携式PC、工作站或任何其他类型的处理装置)可以执行任务(通过执行指令和/或以其他方式)以便利图像引导式热疗法系统104的操作并且实现本文中所公开的一个或更多个方面和/或实施方案(或者其部分(一个或多个))以减小误差和/或潜在误差(包括：磁共振(MR)伪影、频率漂移、低SNR区域、非均匀组织结构和/或其他)和/或其他方面的影响。系统控制器200可以包含显示器和/或用户界面210以便利热疗法治疗过程的用户控制和/或观察，并且可以经由通信链路220被耦合到治疗设备控制器202并且向治疗设备控制器202供应信号。治疗设备控制器202(其可以是系统控制器200的一部分)可以包括确定和/或提供将被供应给治疗设备204的驱动信号的模拟电路系统和/或数字电路系统，并且可以经由电源或其他通信链路240被耦合到治疗设备。治疗设备204(其可以由耦合到其的电机总成(motor assembly)操纵)可以包括被配置以向患者的身体的病变区域中的组织递送合适剂量的超声或其他能量的超声或其他治疗设备。在图示说明的实施方案中，治疗设备204包括细长的经尿道前列腺疗法敷帖器，该敷帖器具有将被纵向地插入到患者的前列腺中以向患者的前列腺的病变区域递送超声能量的部分255。
MR系统102(图1)的计算机124可以向系统控制器200和/或显示界面和/或图形用户界面210提供患者的相关部分的实时的(或其他的)图像。系统控制器200可以使用图像来(实时地或以其他的方式)监控热疗法的进展或其他状态，并且可以至少部分地基于此生成控制治疗设备控制器202的信号。指示进展或其他状态的信息也可以被提供给临床操作者或其他操作者(其可以(向系统控制器200和/或治疗设备控制器202)提供调整或以其他方式控制热疗法的输入)。
系统104可以具有各种操作模式。
图2B是根据至少一些实施方案的处于一种可能的操作模式的系统104的一部分的示意图。
参照图2B，系统的部分包含误差放大器(其可以在系统控制器200中)，该误差放大器接收指示期望的目标温度的信号，并且进一步接收MRI温度数据(即，至少部分地基于MRI数据生成的温度图或其他温度数据)。误差放大器的输出被供应给治疗设备控制器202，治疗设备控制器202生成至少部分地基于其并且被供应给治疗设备204的驱动信号。治疗设备204将至少部分地基于其的超声(或其他)能量输出到经历热治疗的患者的一个或更多个区域。能量使使用MRI技术成像的区域(一个或多个)内的温度升高。MRI成像被映射到MRI温度数据，MRI温度数据被反馈给误差放大器，误差放大器可以在治疗的后续步骤中至少部分地基于其和/或视情况调整到治疗设备控制器202的输出。这种一般的方法可以被遵循，直到治疗的目标被满足(例如，在治疗区域中达到给定温度)或者警报或其他动作中断过程为止。
图3图示说明根据至少一些实施方案的在t0时刻示出的前列腺30和被纵向地插入其中以允许对前列腺30(或者其的一部分)进行适形热疗法308的细长的经尿道前列腺疗法敷帖器304的截面。
参照图3，根据至少一些实施方案，前列腺30具有器官边界300。为了避免前列腺外部的不需要的加热，治疗边界302(其表示期望的治疗体积)可以例如在应用热疗法治疗之前或者期间的治疗方案步骤中被定义。
如图中所表示的，并且根据敷帖器304的某些设计，热疗法308可以从敷帖器304的作用面定向发射。至少鉴于此，任何给定时间点的热疗法308的位置/方向、以及任何给定时间点的控制点309的位置可以取决于敷帖器304的角度位置。热疗法308在图中用从敷帖器304延伸的火焰形状的轮廓或区(在本文中有时被称为治疗区叶(treatment zone lobe))表示，然而，热疗法308是没有限制的，相反可以具有任何合适的配置。
如在较早的专利和申请(包含全部特此通过引用并入的美国专利号6,589,174；7,771,418；美国公布2007/0239062；2011/0034833；美国专利申请公布号12/932,914；12/932,923；12/932,920；以及13/065,106)中所描述的，在至少一些实施方案中，热疗法敷帖器304可以使用计算机控制的电机而围绕其轴线旋转，以便扫过由治疗边界302限定的体积。
旋转307可以被以任何速率(一个或多个)执行，速率(一个或多个)可以是预定的(例如，计划的)，和/或在治疗过程期间被动态地确定。在至少一些实施方案中，敷帖器304如所示的沿顺时针方向307旋转，但不限于此。
在至少一些实施方案中，治疗边界是预期边界，在预期边界内，热疗法过程的能量基本上被控制为设置点温度(或热剂量)，确保由治疗边界限定的体积的内部内的病变细胞的快速的且足够的细胞死亡。热量可以被传导出治疗边界的外部，传导到器官(例如，前列腺)的边界，器官的边界可以被测量和控制以实现适当的热疗法，同时合理地避免对于邻近所述病变位置的非病变的组织和器官的损害。治疗边界外部的组织和器官即使被加热，也不应超过致命的热剂量或温度限制。
用于使用超声监测和/或控制热疗法的系统和方法在例如美国专利申请公布号2011/0270366(题目为“RF Power Controller for Ultrasound Therapy System”)和美国专利号8,998,889(题目为“System and Method for Control and Monitoring ofConformal Thermal Therapy”)中被描述，这些申请和专利特此通过引用被并入。
图4是根据至少一些实施方案的在热疗法之前、热疗法期间和/或热疗法之后可以采集的MRI图像数据的表示400。
参照图4，MRI图像数据可以由MRI图像数据集合(例如，MRI图像数据4021-402M的集合)构成，或者以其他的方式包括MRI图像数据集合(例如，MRI图像数据4021-402M的集合)。每个MRI图像数据集合可以包括N个图像，例如，截面(有时被称为切片)，并且可以在多个收集时间段(例如，收集时间段4021-402M)中的相应的一个收集时间段期间从MRI装置采集。用于MRI图像数据集合的收集时间段在本文中有时被称为动态。
在至少一些实施方案中，每个MRI图像数据集合可以包括12个或任何其他指定数量的切片。采集和/或接收集合中的12个或其他指定数量的切片所需的时间量(在本文中有时被称为动态)平均来说可以为6秒或其他时间量。
在至少一些实施方案中，对应于一个或更多个动态的一个或更多个MRI图像数据集合可以在治疗开始之前被采集，并且被用来确定参考图像集合。在至少一些实施方案中，参考图像集合将包含用于MRI图像数据集合中的每个切片的一个参考图像。在至少一些实施方案中，可以通过求取五个或其他数量的图像(相位或其他)的均值来生成每个参考图像(相位或其他)。
除非另有说明，否则“图像”是一个或更多个对象(例如，患者的身体(或者其部分(一个或多个))、数据或任何其他类型的对象(一个或多个))和/或其一个或更多个特性(例如，温度(一个或多个)和/或其他物理特性(一个或多个))的(准确的或其他的(即，不准确的))表示。图像可以具有任何形式(一种或多种)。例如，一些图像可以具有可以是机器可读的、但不需要人眼可见的数据形式。
图像可以从任何来源(一个或多个)被接收。“MRI图像”是至少部分地基于MRI数据的图像。“相位图像”是至少部分地基于相位数据的图像。“幅值图像(magnitude image)”是至少部分地基于幅值数据的图像。术语“相位图像”和“幅值图像”不是相互排斥的。因此，在至少一些实施方案中，图像可以既是“相位图像”，又是“幅值图像”。
在至少一些实施方案中，在治疗开始之后，可以针对每个像素(在任何给定的测量图像中)计算或以其他方式确定未经校正的温度，作为测量图像中像素的相位与相应参考图像中像素的相位之差乘以常数。对于任何给定的测量图像中的多个像素确定的相位差在本文中有时被共称为相位差图像(或相位差)。
在至少一些实施方案中，在动态期间收集的相位图像可以被处理以形成温度图。每个温度图可以被存储在缓冲器中，缓冲器具有M个温度图(对应于M个动态)的宽度，并且可以被用来保存可以被用于计算温度不确定度图的M个温度图的滚动窗口。
在至少一些实施方案中，MR图像数据包括在磁共振成像扫描期间磁共振设备的天线记录的(通过原子自旋发射的射频信号的)测量，测量含有可以被用于MR测温的信息。在至少一些实施方案中，MR测温通过测量温度敏感参数的变化而运作。这样的参数的示例是：质子共振频率漂移、扩散系数，或者T1和/或T2松弛时间的变化可以被用来使用磁共振测量温度。以上中最有用的一个测量水质子的质子共振频率(PRF)漂移。质子的共振频率是温度相关的。随着温度在体素(体积阵列中的元素)中改变，频率漂移，这使水质子的测得的相位改变。两个相位图像之间的温度改变因此可以被确定。确定温度的这种方法具有与其他方法相比相对较快的优点。相比于其他方法，PRF方法在本文中被更详细地讨论。然而，本文中所讨论的方法和技术也适用于用磁共振成像执行测温的其他方法。
因此，至少一些实施方案可以依赖于已知根据以下公式随着温度而变化的质子共振频率漂移：
其中T＝以度为单位的温度，α＝热漂移系数(ppm/℃)，Bo＝磁场强度(特斯拉)，γ＝H+原子核的旋磁比(MHz/特斯拉)，TE＝回波时间(秒)，BaseTemp＝基准温度。
由于测温公式是基于组织中的水含量的PRF敏感度，因此在至少一些实施方案中，脂质和骨组织产生不可靠的温度测量，当做出基于温度的决策时，这些温度测量可以被从感兴趣的测温区域排除。
图5A是根据至少一些实施方案的MRI图像集合中的一个中的图像中的一个(例如，MRI图像集合4021中的一个图像)的显现500，该显现500示出在热疗法期间的给定时间点患者的身体在治疗体积附近的一部分的温度信息。
参照图5A，显现500采用灰阶(即，不同的灰度)来指示不同的温度。在图示说明的实施方案中，最低的温度被用黑色示出。越来越高的温度被用越来越浅的阴影示出。最高温度被用白色示出。
在至少一些实施方案中，显现500可以被显示在视觉输出装置(诸如计算机监控器屏幕或其他显示器)上。
图5B是除了以下方面之外类似于显现500的显现550：(i)显现550中的温度信息已经应用了阈值化(结果，显现550中的每个阴影对应于比显现500中的每个阴影所对应的温度范围更广的温度范围)，并且像素已经被反转(最低的温度被用白色示出，越来越高的温度被用越来越黑的阴影示出，最高的温度被用黑色示出)以在本文中的教导中帮助再现并且使得可以使用参考线指向相位(aspects)，而不需要颜色；(ii)边缘560已经被添加以在显现550中标识显现550的表示患者的身体的表面(例如，患者的腹部的表面)的部分；(iii)边缘562已经被添加以标识显现550的表示患者中的治疗边界的部分；并且(iv)边缘已经被围绕显现550的与相同的温度范围相关联(在阈值化之后)的部分添加。
在至少一些实施方案中，显现550可以被显示在视觉输出装置(诸如计算机监控器屏幕或其他显示器)上。
如本领域中已知的，每个图像可以包括像素阵列。阵列可以具有多行和多列，例如，128行和128列，在本文中有时被称为128×128阵列配置。每个像素可以限定像素值或者至少部分由像素值限定。
如本文中所使用的，“像素”是图片或任何其他类型的图像中任何种类的元素(其对于人眼可以是可见的或者可以是不可见的)。
图6是根据一些实施方案的限定像素阵列的一部分的像素值的表示600。
参照图6，像素阵列的部分具有被布置成四行602-608和四列612-618的十六个值。例如，第一行包含值50、52、54、60。第一列包含值50、20、40、41。诸如此类。任何给定值在本文中有时被称为图像值i,j(image valuei,j)，其中i和j分别指该值所在的行和该值所在的列。
如上所述，本文中所公开的至少一些方面和实施方案将掩膜应用于图像。
在至少一些实施方案中，掩膜可以至少部分由至少部分限定掩膜阵列的多个掩膜值限定。掩膜阵列可以具有多行和多列，并且在至少一些实施方案中，阵列将具有与应用该阵列的图像的配置匹配的配置，例如，128×128。
表述“将掩膜应用于图像”意为至少部分地基于(第一)图像和掩膜生成新的(第二)图像(在本文中有时被称为掩膜图像(masked image))或其他结果。
图7是根据一些实施方案的可以被应用于图像600的部分(图6)的掩膜的一部分的表示700。
参照图7，掩膜阵列的部分具有被布置成四行702-708和四列712-718的十六个值。例如，第一行包含值1、1、1、1。第一列包含值1、0、0、0。诸如此类。任何给定值在本文中有时被称为掩膜值i,j(mask valuei,j)，其中i和j分别指该值相关联的行和该值相关联的列。
图8是根据一些实施方案的对于图像的掩膜的应用的表示。
参照图8，根据至少一些实施方案，掩膜(例如，掩膜700)可以被应用于图像(例如，图像600)，以生成掩膜图像(在本文中有时被称为结果或输出)800。在至少一些实施方案中，在应用掩膜(例如，掩膜700)之前，掩膜图像800将具有与图像(例如，图像600)的配置相同(即，相同行数和相同列数)的配置。在图示说明的实施方案中，例如，掩膜图像801具有四行802-808和四列812-818，这是与图像600的配置相同的配置。掩膜图像中的任何给定值在本文中有时被称为被掩膜图像值i,j(masked image valuei,j)，其中i和j分别指该值所在的行和该值所在的列。
在至少一些实施方案中，对于图像的掩膜的应用包括逐像素乘法。换句话说，掩膜图像中的每个位置处的值被确定为像素值(对于输入图像中的对应位置)和掩膜值(对于掩膜中的对应位置)的乘积(乘法)，即，掩膜图像值i,j＝图像值i,j×掩膜值i,j。
在图示说明的实施方案中，例如，掩膜图像中的值1,1j(value1,1j)(50)被确定为图像600中的像素值1,1j(pixel value1,1j)(50)和掩膜700中的掩膜值1,1j(mask value1,1j)(1)的乘积(乘法)。掩膜图像中的值2,1j(value2,1j)(0)被确定为图像600中的像素值2,1j(pixelvalue2,1j)(20)和掩膜700中的掩膜值2,1j(mask value2,1j)(0)的乘积(乘法)。诸如此类。
因此，在至少一些实施方案中，掩膜的具有等于1的值的区域得到掩膜图像内的其中图像与输入图像的图像相同(即，其中掩膜图像示出输入图像)的区域。掩膜的具有等于0的值的区域得到掩膜图像内的其中输入图像被移除(即，其中掩膜图像不示出原始图像)的区域。
尽管掩膜700被示为仅具有1和0，但是在至少一些实施方案中，掩膜不限于此，而是可以具有任何合适的形式(一种或多种)。而且，尽管掩膜700是通过使用逐像素乘法而被应用的，但是在至少一些实施方案中，掩膜的应用不限于此，而是可以被以任何合适的方式(一种或多种)应用。例如，在至少一些实施方案中，掩膜可以具有1和0.0001的值(例如，或者不为0、但是相对于值1较小的其他的值)，并且可以通过使用逐像素乘法、接着再进行阈值化而被应用于图像以用值0替换低于指定阈值(例如，0左右的阈值)的任何掩膜图像值。
相对于其他像素被制伏的像素在本文中有时被称为被排除像素。其他像素在本文中有时被称为被包含像素。
在至少一些实施方案中，多个掩膜可以被应用于图像。在一些实施方案中，掩膜可以被一个接一个地应用。例如，一个掩膜可以被应用于图像，并且第二个掩膜可以被应用于其结果。在一些实施方案中，掩膜中的两个或更多个可以被组合，并且被组合的掩膜可以被应用于图像。
图9是根据一些实施方案的可以被用于组合掩膜的一种类型的布尔运算(BOOLEANoperation)的表示。
参照图9，根据至少一些实施方案，第一掩膜(例如，掩膜700)的值可以被与第二掩膜(例如，掩膜900)的值进行AND运算，以生成组合掩膜901。在至少一些实施方案中，组合掩膜901将具有分别与第一掩膜700和第二掩膜900的配置相同(即，相同行数和相同列数)的配置。在图示说明的实施方案中，例如，组合掩膜901具有四行902-908和四列912-918，这是与第一掩膜700和第二掩膜900的配置相同的配置。组合掩膜901中的任何给定值在本文中有时被称为组合掩膜值i,j(combined mask valuei,j)，其中i和j分别指该值相关联的行和该值相关联的列。
在至少一些实施方案中，掩膜的组合包括逐值AND运算。换句话说，组合掩膜中的每个位置处的值是通过对掩膜值(对于第一掩膜中的对应位置)和掩膜值(对于第二掩膜中的对应位置)进行AND运算而被确定的，即，组合掩膜值i,j＝第一掩膜值i,jAND第二掩膜值i,j(combined masked valuei,j＝first mask valuei,j AND second mask valuei,j)。
在图示说明的实施方案中，例如，组合掩膜中的值1,1j(value1,1j)(1)是通过对第一掩膜700中的掩膜值1,1j(mask value1,1j)(1)和第二掩膜900中的掩膜值1,1j(maskvalue1,1j)(1)进行AND运算而被确定的。组合掩膜中的值2,1j(value2,1j)(0)是通过对第一掩膜700中的掩膜值2,1j(mask value2,1j)(0)和第二掩膜900中的掩膜值2,1j(mask value2,1j)(0)进行AND运算而被确定的。诸如此类。
组合掩膜901包含第一掩膜700和第二掩膜900。
在至少一些实施方案中，组合掩膜可以被以与以上描述的关于第一掩膜700的方式类似的方式应用于图像。因此，在至少一些实施方案中，组合掩膜的具有等于1的值的区域得到掩膜图像内的其中图像与输入图像的图像相同(即，其中掩膜图像示出输入图像)的区域。组合掩膜的具有等于0的值的区域得到掩膜图像内的其中输入图像被移除(即，其中掩膜图像不示出原始图像)的区域。
在至少一些实施方案中，组合掩膜901的应用实际上是第一掩膜700的应用和第二掩膜900的应用。
尽管布尔运算(AND、OR等)可以被用来组合两个或更多个掩膜，但是掩膜的组合操作不限于此。在至少一些其他的实施方案中，乘法可以被用来组合两个或掩膜。
如上所述，在至少一些实施方案中，掩膜可以是静态掩膜或动态掩膜。静态掩膜可以在治疗开始之前基于用户定义的界标或者以其他方式限定，并且预计在治疗期间不会改变。动态掩膜在治疗期间被计算或者被以其他方式确定，并且在治疗期间可以改变。
可以被采用的一种类型的静态掩膜在本文中有时被称为与MRI测温法生成温度不确定度图的有限能力相关的温度不确定度(TU)掩膜。温度不确定度掩膜存储标识在治疗开始之前表现出超过噪声阈值的噪声的像素的信息。在至少一些实施方案中，温度不确定度掩膜可以通过以下方式创建：对于每一个像素，确定其在给定数量或其他数量的接收图像上的像素值的标准差，以及对于其像素值超过2℃的标准差或其他噪声阈值的每个像素，在掩膜中设置或者以其他方式提供标志或其他指示来将像素标识为噪声像素(noisypixel)。在至少一些实施方案中，对应于每个噪声像素i,j(noisy pixeli,j)的掩膜值i,j(mask valuei,j)被设置为或者被以其他方式定义为0，并且对应于其他像素的掩膜值被设置为或者被以其他方式定义为1。
在热疗法期间，被标识为有噪声的每个像素的像素值将被替换。在至少一些实施方案中，像素值可以被用估算像素值替换。在至少一些实施方案中，像素值可以被用通过至少部分地基于像素的四个相邻像素(上、下、左、右)的线性插值或其他方式的插值而确定的估算值替换。
可以被采用的另一类型的静态掩膜在本文中有时被称为结构掩膜。在至少一些实施方案中，静态掩膜可以在治疗计划期间被生成。
图10是根据至少一些实施方案的表1000，表1000标识三种不同类型的结构掩膜、其特性以及其示例的表示(大小与图5A-5B中的显现的大小相比被缩小)。
图11A-11C是图示说明根据至少一些实施方案的、图10中的每个示例中的不同区域的全尺寸表示(与图5A-5B中的显现的大小相比)。
参照图10和图11A-11C，根据至少一些实施方案，三种不同类型的结构掩膜是：(1)超声敷帖器(UA)(或其他疗法敷帖器)掩膜1100，(2)前列腺(或其他靶区域)掩膜1102，以及(3)直肠(或其他受限区域)掩膜1104。
超声敷帖器(UA)(或其他疗法敷帖器)掩膜1100不包含或者以其他方式制伏在疗法敷帖器或者其部分(一个或多个)的指定距离内的像素。在图示说明的实施方案中，敷帖器包括具有中心1106的超声疗法敷帖器，并且掩膜1100不包含或者以其他方式制伏超声疗法敷帖器的中心1106的40mm内的区域1108中的像素。在至少一些实施方案中，该掩膜1100是独立于切片的。
前列腺(或其他靶区域)掩膜1102包含前列腺(或其他靶区域)或者其部分(一个或多个)的轮廓内的像素，并且不包含或者以其他方式制伏其他像素。在图示说明的实施方案中，前列腺(或其他靶区域)掩膜1102包含其中心完全被包含在前列腺(或其他靶区域)的轮廓1110内的所有像素，并且不包含或者以其他方式制伏其他像素。在至少一些实施方案中，该掩膜1102是切片相关的，因为前列腺(或靶区域)的轮廓在动态的每个切片中可能是不同的。
直肠(或其他受限区域)掩膜1104不包含或者以其他方式制伏与直肠(或其他受限区域)或者其部分(一个或多个)具有指定的位置关系的区域内的像素。在图示说明的实施方案中，直肠(或其他受限区域)掩膜1104不包含在区域1112内的像素：(1)在疗法敷帖器的下面以及(2)侧向在疗法敷帖器的中心1106的15mm(即，+/-15mm)内。
根据至少一些实施方案(包含图示说明的实施方案)，以上结构掩膜至少部分基于超声敷帖器(UA)或其他疗法敷帖器的中心的位置。因此，如果超声敷帖器(UA)或其他疗法敷帖器的中心在治疗期间被修改(被用户修改或者因为图像移位被修改——下面讨论)，则这些结构掩膜将必须再次被生成。
如上所述，掩膜也可以是动态掩膜，动态掩膜可以在治疗期间对于每一个动态(或其他方面)被计算或者被以其他方式确定，并且在治疗期间可以改变。
图12是根据至少一些实施方案的、标识三种不同类型的动态掩膜、其特性以及其示例的表示(大小与图5A-5B中的显现的大小相比被缩小)的表1200。
图13A-13C是图示说明根据至少一些实施方案的、图12中的每个示例中的不同区域的全尺寸表示(与图5A-5B中的显现的大小相比)。
参照图12和图13A-13C，根据至少一些实施方案，三种不同类型的动态掩膜是：(1)扇形(或沸腾检测)掩膜1300，(2)信噪比(SNR)掩膜1302，以及(3)稳定性掩膜1304。
扇形(或沸腾检测)掩膜1300包含扇形(或其他区域)或者其的部分(一个或多个)内的在当前的(或其他的)时间点从疗法敷帖器接收能量的像素。在图示说明的实施方案中，扇形(或沸腾检测)掩膜1300包含在具有四个边1310、1312、1314、1316的多边形1308内的像素。第一边1310由前列腺(或其他靶区域)边界1318限定。第二边1312由圆1320限定，圆1320具有在疗法敷帖器的中心1106处的中心1322以及6mm的半径(或者与疗法敷帖器的其他位置关系)。第三边1314和第四边1316由设置在当前治疗射束中心线1324(例如，在热疗法射束的中心并且在热疗法射束的中心在当前时间点被发射的方向上从疗法敷帖器304延伸的线)的相对侧并且分别从中心线1324成角度的移置+15度和-15度(或一些其他的角度)的角度1326、1328的线限定。
信噪比(SNR)掩膜1302和稳定性掩膜1304在本文中有时被称为噪声掩膜。在至少一些实施方案中，这些掩膜被用来滤除在治疗开始之前没有表现出有噪声(不超过噪声阈值或噪声像素的其他标准)、但是在治疗期间表现出噪声的像素。在至少一些实施方案中，这些掩膜中的每个都是累积的，这意味着如果像素在给定动态被掩蔽，则它在整个治疗期间将保持被如此掩蔽。因此，在至少一些实施方案中，给定动态中所用的掩膜将至少部分基于先前的动态中所用的掩膜。
稳定性掩膜1304被用来存储标识在靶区域和/或其他加热体积外部并且在治疗开始之后表现出大的温度变化或超过噪声阈值的其他噪声的任何像素的信息。在至少一些实施方案中，用于给定动态的稳定性掩膜1304可以通过以下方式来确定：对于在靶区域或其他加热体积外部的像素，确定其在该动态中的温度和其在先前的动态中的温度之间的差值(例如，动态当前(dynamiccurrent)的切片k(slicek)的像素i,j(pixeli,j)的温度－动态当前－1(dynamiccurrent-1)的切片k(slicek)的像素i,j(pixeli,j)的温度)，并且对于其温度差超过10℃(或其他差阈值)或其他噪声标准的这样的像素中的每个，在稳定性掩膜中设置或者以其他方式提供标志或其他指示以将该像素标识为噪声像素。在至少一些实施方案中，对应于每个噪声像素i,j(pixeli,j)的掩膜值i,j(mask valuei,j)被设置为或者被以其他方式定义为0，并且对应于其他像素的掩膜值被设置为或者被以其他方式定义为1。参见例如区域1340中的对应于噪声像素并且被设置为0的掩膜值、以及区域1342中的对应于其他像素并且被设置为1的掩膜值。
在至少一些实施方案中，在靶区域或其他加热体积外部的像素将是不包含在前列腺(或其他靶区域)掩膜中的或者在前列腺(或其他靶区域)掩膜中被以其他方式制伏的那些像素。因此，在至少一些实施方案中，稳定性掩膜1304将至少部分基于前列腺(或其他靶区域)掩膜。
如上所述，在至少一些实施方案中，稳定性掩膜1304是累积的，这意味着如果像素在给定动态被掩蔽，则它在整个治疗期间将保持被如此掩蔽。因此，在至少一些实施方案中，给定动态中所用的稳定性掩膜1304将至少部分基于先前的动态中所用的稳定性掩膜1304。在至少一些实施方案中，对于给定动态的稳定性掩膜1304通过如上所述的确定稳定性掩膜1304的操作并且将它乘以先前的动态中所用的稳定性掩膜1304的操作而变为累积的。
在治疗期间，被标识为噪声像素的每个像素的像素值将被替换和/或被忽视。如果它将被替换，则它可以被用通过至少部分基于像素的四个相邻像素(上、下、左、右)的值的线性插值或其他插值而确定的估算像素值替换。
准确的温度测量需要具有高信噪比(SNR)的像素。SNR掩膜1302标识具有符合要求的SNR(例如，满足SNR标准的SNR)的像素。在至少一些实施方案中，SNR掩膜1302通过使用大津法(Otsu’s method)对幅值图像进行阈值化而生成。在至少一些实施方案中，对应于具有符合要求的SNR的像素i,j(pixeli,j)的掩膜值i,j(mask valuei,j)被设置为或者被以其他方式定义为1，并且对应于其他像素的掩膜值被设置为或者被以其他方式定义为0。
参见例如区域1350中的对应于具有符合要求的SNR并且被设置为1的掩膜值、以及区域1352中的对应于其他像素并且被设置为0的掩膜值。
如上所述，在至少一些实施方案中，SNR掩膜1302是累积的，这意味着如果像素在给定动态被掩蔽为具有不符合要求的SNR，则它在整个治疗期间将保持被如此掩蔽。因此，在至少一些实施方案中，给定动态中所用的SNR掩膜1302将至少部分基于先前的动态中所用的SNR掩膜1302。在至少一些实施方案中，对于给定动态的SNR掩膜1302通过如上所述的确定SNR掩膜1302的操作并且将它乘以先前的动态中所用的SNR掩膜1302的操作而变为累积的。
在至少一些实施方案中，被标识为具有不符合要求的SNR的每个像素的像素值将被替换和/或被忽视。如果它将被替换，则它可以被用通过至少部分地基于像素的四个相邻像素(上、下、左、右)的值的线性插值或其他插值而确定的估算像素值替换。
如上所述，本文中所公开的至少一些方面在热治疗或其他过程期间采用一种或更多种动态校正方法。
图14是表1400，表1400示出根据至少一些实施方案的可以被采用的五种不同类型的动态校正、其特性以及其示例的表示(大小与图5A-5B中的显现的大小相比被缩小)。
参照图14，这五种不同类型的动态校正是：漂移校正、相位展开、温度校正、空间配准(spatial co-registration)以及沸腾检测关闭(boiling detection shutoff)。
漂移校正被用于至少部分地补偿MRI扫描仪的拉莫频率(Larmor frequency)的漂移，从而至少部分地减小其影响。在热治疗期间，MRI扫描仪的拉莫频率可以随着时间而漂移。因此，预期在不被加热的区域上恒定的测得的相位值可以随着时间而漂移，这随着温度升高而出现(在本文中有时被称为人为加热)。
图15是根据至少一些实施方案的至少部分地补偿MRI扫描仪的拉莫频率随着时间的漂移、从而至少部分地减小其影响的漂移校正方法的流程图。
参照图15，在1502，方法包含确定用于当前动态中的每个切片(例如，12个切片)的漂移校正掩膜的操作。在至少一些实施方案中，用于每个切片的掩膜可以通过组合如下的掩膜而被确定：(i)热(超声或其他方式的)敷帖器掩膜，(ii)直肠(或其他受限区域)掩膜，(iii)用于切片的稳定性掩膜，以及(iv)用于切片的SNR掩膜：
组合掩膜＝UA掩膜×直肠掩膜×SNR掩膜
在1504，方法可以进一步包含对于当前动态的每个切片，将用于切片的组合掩膜应用于切片的相位差图像的操作。在至少一些实施方案中，用于切片的组合掩膜可以通过使用如下的逐像素乘法而被应用于切片的相位差图像：
Φ掩蔽(x，y，s)＝Φ(x，y，s)×组合掩膜(x，y，s)
在1506，方法可以进一步包含对于当前动态的每个切片，至少部分地基于该切片的被掩蔽相位差图像来确定几何拟合或其他逼近(在本文中有时被称为估计或估算)。在至少一些实施方案中，几何拟合将是平面拟合或抛物线拟合，取决于可能需要的和/或选择的校正阶次(在本文中有时被称为校正的阶次)，校正阶次在至少一些实施方案中可能至少部分基于正在被使用的扫描仪的类型。例如，如果二阶校正将被使用，则基于Φ掩蔽的估算可以被确定为如下：
其中ε是模型的观测到的误差。这形成可以被撰写为如下的一组线性方程：
其中是范德蒙矩阵。
这些方程的解由以下方程给出：
在1508，方法可以进一步包含至少部分地基于表面和当前相位图像之间的差异来确定校正的相位图像。在至少一些实施方案中，这可以通过如下对当前的相位图像减去表面来执行：
图16A是根据至少一些实施方案的、图14中所示的漂移校正的示例的全尺寸显现1600(与图5A-5B中的显现的大小相比)。
图16B是除了以下之外类似于显现1600的显现1650：(i)显现1650中的温度信息已经应用了阈值化(结果，显现1650中的每个阴影对应于比显现1600中的每个阴影所对应的温度范围更广的温度范围)，并且像素已经被反转(最低的温度被用白色示出，越来越高的温度被用越来越黑的阴影示出，最高的温度被用黑色示出)以在本文中的教导中帮助再现并且使得可以使用参考线指向相位(aspects)，而不需要颜色；(ii)边缘1660已经被添加以在显现1650中标识显现1650的表示患者的身体的表面(例如，患者的腹部的表面)的部分；并且(iii)边缘已经被围绕显现1650的与相同的温度范围相关联(在阈值化之后)的部分添加。
在至少一些实施方案中，显现1600和/或显现1650可以被显示在视觉输出装置(诸如计算机监控器屏幕或其他显示器)上。
再次参照图14，可以被采用的第二类型的动态校正在本文中有时被称为相位展开。相位值限于-π(-180度)和+π(+180度)之间的范围。结果，温度变化可以导致有时被称为“相位卷褶”的情况。
图17是根据至少一些实施方案的一种类型的相位卷褶的图形表示1700。在表示中，第一相位测量1702具有表示第一温度1704的、-175度的第一相位。因为相位卷褶1706，表示第二温度1710(其相对接近于第一温度1704)的第二相位测量1708具有+175度的第二相位(其不成比例地大于-175的第一相位)。在至少一些实施方案中，可以期望的是检测并且补偿相位卷褶。确定相位展开是否已经发生、并且如果相位展开已经发生，则对这进行补偿的过程在本文中有时被称为“相位展开”。
在至少一些实施方案中，至少部分基于像素相位值在两个连续的动态之间已经经历的变化来检测相位卷褶的发生。在一些实施方案中，像素相位值的大于π的变化(在任一方向上)被用作相位卷褶已经发生的指示，并且如果相位卷褶已经发生，则通过根据以下方程应用+2π或-2π(取决于变化的方向)的偏移量来对它进行补偿：
如果
其中d是动态数。
仍参照图14，可以被采用的第三类型的动态校正在本文中有时被称为温度校正。在至少一些实施方案中，可能发生的是，由于噪声测量，像素相位值将被不正确地展开，并且结果可能获取超过正常的生理值或另一个预期范围的非常高的或非常低的温度值。为了解决以上问题，在至少一些实施方案中，可以如下执行温度校正。对于相位图像中的每一个像素，如果相位展开使像素的温度值落在范围[0；120]℃以外(即，落在正常的生理范围以外)，或者落在某个其他的预期范围以外，则相位没有被展开。对于[0；120]℃的范围，这可以被如下实现：
如果
其中Φ120℃和Φ0℃分别是对应于120℃和0℃的温度的相位值。
有效地，以上确保温度图中的所有像素限于范围[0；120]℃内。在至少一些实施方案中，除了0℃至120℃之外的范围可以被采用。
仍参照图14，可以被采用的第四类型的动态校正在本文中有时被称为空间配准(或图像漂移校正)。如果MRI扫描仪漂移量在治疗的过程期间显著，则有必要(或者至少可以期望)在接收的动态和在治疗开始时获取的参考图像之间执行空间配准。
图18是根据一些实施方案的表示1800，表示1800示出当前图像1802和任何空间漂移之前的对应的参考图像1804、以及作为空间漂移1814的结果的替代的当前图像1812。
因此，在至少一些实施方案中，每Y个动态(或者如果不是周期性地，至少不时地)确定当前动态和参考图像之间的空间漂移量()。
空间漂移量可以通过计算或者以其他方式确定当前动态和参考图像之间的相似性度量来确定，当前动态和参考图像之间的相似性度量可以通过计算或者以其他方式确定当前动态的傅里叶变换和参考图像的傅里叶变换之间的互相关来确定。在至少一些实施方案中，互相关的结果是含有其位置等于两个图像之间的空间漂移量或者以其他方式限定两个图像之间的空间漂移量的峰的图像。如果空间漂移量大于0.1个像素(或其他选定的阈值)，则有必要(或者至少可以期望)在空间上配准当前动态和参考图像。如果空间漂移量小于1个像素，则在空间上配准当前动态和参考图像的操作将需要插值。
根据至少一些实施方案，两种方法是可能的：将参考图像对齐到当前图像上，或者当前图像对齐到参考图像。前面的解决方案也将需要使UA中心漂移，因此结构掩膜将必须再次被生成。
图18示出根据一些实施方案的(a)对应于第一方法的、对其进行了补偿1826之后的经过补偿的参考图像1824以及作为对于参考图像进行补偿的结果的经过补偿的当前图像1822，以及(b)对应于第二方法的、作为对其进行了补偿1836的经过补偿的当前图像1832，而对参考图像1804没有任何改变。
图19是根据至少一些实施方案的图14中所示的沸腾检测关闭的示例的全尺寸显现1900(与图5A-5B中的显现的大小相比)。
再次参照图14，可以被采用的第五类型的动态校正在本文中有时被称为沸腾检测关闭。在至少一些实施方案中，关键的是或者至少期望的是，正确地检测组织中的接近100℃的温度。为了解决以上问题，至少一些实施方案采用沸腾检测关闭方法和/或机制来降低组织沸腾的风险。在至少一些实施方案中，方法和/或机制至少部分基于以上讨论的扇形掩膜，如上所讨论的，扇形掩膜的定位可能主要(或者至少部分)是当前射束角度的函数。在至少一些实施方案中，如果在任何时间，扇形掩膜内的任何一个或更多个像素具有大于阈值或者满足其他标准的温度，则方法和/或机制关闭供给疗法敷帖器的功率的至少一部分(或者以其他方式减小供给疗法敷帖器的功率)。图19示出扇形掩膜的示例内的像素的示例(即，多边形1308(图13A)内的像素的示例)。在至少一些实施方案中，阈值被选择作为沸腾温度被逼近的指示。在至少一些实施方案中，阈值是从86℃至90℃的范围选择的温度。在至少一些实施方案中，阈值是86℃。在至少一些实施方案中，阈值在治疗期间是可调的。在至少一些实施方案中，可调的阈值可调到从86℃到90℃的范围内的任何温度。在至少一些实施方案中，被关闭的至少一个元件的至少一部分包含向患者的区域供应能量的一个或更多个元件，患者的区域与在扇形掩膜内并且具有大于阈值或者满足其他标准的温度的一个或更多个像素相关联。在至少一些实施方案中，供给疗法敷帖器的功率通过关闭供给疗法敷帖器的向患者的区域供应能量的一个、一些或所有的元件来减小，患者的区域与在扇形掩膜内并且具有大于阈值或者满足其他标准的温度的一个或更多个像素相关联。
因此，本文中所公开的至少一些方面进一步减小使用源自MRI的温度测量的系统和方法中的误差和/或潜在误差的影响。
因此，MRI引导式热疗法和/或其他系统和方法的递送的改进的准确性和/或效率变得可能。
在至少一些实施方案中，本文中所公开的任何方法(或系统)的一个或更多个部分可以在没有这样的方法(或系统)的一个或更多个其他部分的情况下被使用。
根据至少一些实施方案，本文中所公开的实施方案(或者其特征(一个或多个))中的任何一个或更多个可以被与本文中所公开的任何其他的实施方案(一个或多个)(或者其特征(一个或多个))相关联地使用。
图20是根据至少一些实施方案的方法2000的流程图，方法2000采用本文中所公开的多种方法或者它们的部分(一个或多个)，并且可以被用于递送疗法。
在至少一些实施方案中，方法的一个或更多个部分可以被用来执行动态校正(一个或多个)。在至少一些实施方案中，动态校正(一个或多个)可以改进准确性和/或降低不确定度。
方法不限于所示的次序，而是可以被按任何实用的次序执行。就此而言，本文中所公开的任何方法不限于任何特定的次序，而是可以被按任何实用的次序执行。
在至少一些实施方案中，方法(或者其一个或更多个部分)可以通过使用本文中所公开的一种或更多种其他的方法的一个或更多个部分来执行。就此而言，在至少一些实施方案中，本文中所公开的任何方法(或者其一个或更多个部分)可以通过使用本文中所公开的一种或更多种其他的方法的一个或更多个部分来执行。
在至少一些实施方案中，方法(或者其一个或更多个部分)可以在本文中所公开的一种或更多种其他的方法的一个或更多个部分的执行中被执行。就此而言，在至少一些实施方案中，本文中所公开的任何方法(或者其一个或更多个部分)可以在本文中所公开的一种或更多种其他的方法的一个或更多个部分的执行中被执行。
在至少一些实施方案中，方法(或者其一个或更多个部分)可以由系统控制器200(图1-2)执行。
参照图20，在2002，方法可以包含在通过热疗法敷帖器向患者的身体内的靶体积递送热疗法期间接收指示使用磁共振成像(MRI)装置采集的至少一个相位图像的数据。
在至少一些实施方案中，数据可以具有任何形式(一种或多种)，并且可以被从(内部的和/或外部的)任何来源(一个或多个)接收。
在至少一些实施方案中，热疗法包括超声热疗法，并且热疗法敷帖器包括超声热疗法敷帖器。
在2004，方法可以进一步包含应用第一掩膜的操作。
在至少一些实施方案中，第一掩膜可以包括在下面或者本文中的其他地方公开的任何掩膜、或掩膜的任何组合。
在2006，方法可以进一步包含应用相位展开的操作。
在2008，方法可以进一步包含应用第二掩膜的操作。
在至少一些实施方案中，第二掩膜可以包括在下面或者本文中的其他地方公开的任何掩膜、或掩膜的任何组合。
在一些实施方案中，第一掩膜和第二掩膜可以被彼此组合为组合掩膜，组合掩膜随后被应用以使得第一掩膜和第二掩膜彼此同时被应用。
根据至少一些实施方案，第一掩膜、相位展开和第二掩膜可以被按任何合适的次序应用。因此，在至少一些实施方案中，相位展开的应用可以在第一掩膜的应用和第二掩膜的应用之间。在至少一些实施方案中，这可以包括：将第一掩膜应用于第一相位图像以生成第一结果图像，将相位展开应用于第一结果图像以生成第二结果图像，以及将第二掩膜应用于第二结果图像以生成第三结果图像。在至少一些实施方案中，中间的处理不需要被排除。因此，在至少一些实施方案中，第一掩膜的应用和第二掩膜的应用之间的相位展开的应用可以包括：将第一掩膜应用于相位图像以生成第一结果图像，将相位展开应用于至少部分基于第一结果图像的相位图像以生成第二结果图像，以及将第二掩膜应用于至少部分基于第二结果的相位图像以生成第三结果图像。
在至少一些实施方案中，相位展开的应用可以在第一掩膜的应用和第二掩膜的应用之前。在至少一些实施方案中，相位展开的应用可以在第一掩膜的应用和第二掩膜的应用之后。如以上所指示的，在至少一些实施方案中，中间的处理不需要被排除。
方法可以进一步包含在对至少一个相位图像进行处理的操作之后确定治疗方案。
方法可以进一步包含通过使用热疗法敷帖器、至少部分地基于所述治疗方案向患者的身体内的靶体积递送热疗法的操作。
图21A-21D是根据至少一些实施方案的采用本文中所公开的多种方法或者它们的部分(一个或多个)并且可以被用于递送疗法的另一方法的流程图2100。
在至少一些实施方案中，方法减小MRI引导式热疗法中的误差和/或潜在误差的影响。
在至少一些实施方案中，方法的一个或更多个部分可以被用来执行动态校正(一个或多个)。在至少一些实施方案中，动态校正(一个或多个)可以改进准确性和/或降低不确定度。
因此，MRI引导式热疗法的递送的改进的准确性和/或效率变得可能。
如上所述，在至少一些实施方案中，本文中所公开的任何方法(或系统)的一个或更多个部分可以在没有这样的方法(或系统)的一个或更多个其他的部分的情况下被使用。
在至少一些实施方案中，以下对于静态掩膜、动态掩膜、温度不确定度掩膜、结构掩膜、超声敷帖器掩膜、直肠掩膜、前列腺掩膜、扇形掩膜、噪声掩膜、SNR掩膜、稳定性掩膜、漂移校正、相位展开、温度校正、空间配准(图像漂移校正)、沸腾检测和/或沸腾检测关闭(诸如此类)的提及分别是指以上关于图1-20描述的静态掩膜、动态掩膜、温度不确定度掩膜、结构掩膜、超声敷帖器掩膜、直肠掩膜、前列腺掩膜、扇形掩膜、噪声掩膜、SNR掩膜、稳定性掩膜、漂移校正、相位展开、温度校正、空间配准(图像漂移校正)、沸腾检测和/或沸腾检测关闭(诸如此类)。
在至少一些实施方案中，方法(或者其一个或更多个部分)可以由系统控制器200(图1-2)执行。
现在参照图21A-21D，在2102，方法可以包含：接收与新的患者相关联的信息2102，计算治疗前TU图2104，标识在前列腺(或其他区域)内并且具有大于2℃(或其他阈值或其他标准)的标准差的任何像素2106，以及存储至少部分基于其结果生成的TU掩膜2108。
方法进一步包含：开始治疗2110，计算结构掩膜(即，UA掩膜、直肠掩膜和前列腺掩膜和/或其他结构掩膜(一个或多个))2112，存储结构掩膜2114，接收新的动态2116，以及确定多于5个的动态是否已经被接收到2118。
如果在2118确定多于5个的动态尚未被接收到，则方法返回到2116。否则，方法继续计算参考相位图像2120，将该参考相位图像存储为参考相位2122，并且在2124确定当前动态是否是100的倍数。
如果在2124确定当前动态不是100的倍数，则方法继续计算当前相位图像和参考平面2126之间的相位差。否则，方法存储下一个的5个动态2128，评估图像漂移2130，并且确定图像漂移是否大于0.1个像素2132。
如果在2132确定图像漂移大于0.1个像素，则方法返回到2124。否则，方法继续应用特殊的配准2134，重新计算结构掩膜2136，并且计算当前相位图像和参考平面之间的相位差2126。
在2126处计算当前相位图像和参考平面之间的相位差之后，方法继续应用相位展开2138，标识具有低幅值SNR的像素2140，并且存储至少部分基于其结果生成的SNR掩膜2142。
方法进一步包含：标识其温度在两个动态之间变化大于10℃(或其他阈值或其他标准)的像素，存储至少部分基于其结果生成的稳定性掩膜2146，将当前的SNR掩膜和稳定性掩膜与先前的SNR掩膜和稳定性掩膜相乘2148，将漂移校正应用于被掩蔽相位图像(UA和直肠和SNR和稳定性)2150，应用相位展开2152，应用温度校正2154，将相位转换为温度2156，基于当前射束角度计算扇形掩膜2158，以及存储至少部分基于其结果生成的扇形掩膜2160。
方法进一步包含确定任何像素是否在扇形掩膜内并且高于指示温度正在逼近沸腾温度(或其他温度参考)的阈值2162。如果在2162确定没有像素在扇形掩膜内并且高于指示温度正在逼近沸腾温度(或其他温度参考)的阈值，则方法继续应用控制器决策2164。否则，方法关闭元件2166，然后继续在2164应用控制器决策。执行然后可以返回到2116。
因此，已经描述了本申请的技术的几个方面和实施方案，应当理解的是，各种改变、修改和改进对于本领域技术人员将是容易想到的。这样的改变、修改和改进意图在本申请中描述的技术的精神和范围内。例如，本领域的普通技术人员将容易想象用于执行功能和/或获得结果和/或本文中所描述的优点中的一个或更多个的各种其他的手段和/或结构，并且这样的改变和/或修改中的每个被视为在本文中所描述的实施方案的范围内。
本领域技术人员将认识到，或者能够仅使用常规的实验确定，本文中所描述的特定实施方案的许多等同形式。因此，要理解的是，前述实施方案仅仅是作为示例而被呈现的，并且在所附权利要求及其等同形式的范围内，创造性的实施方案可以以不同于具体描述的方式的其他方式被实施。另外，本文中所描述的两个或更多个特征、系统、物品、材料、工具和/或方法的任何组合(如果这样的特征、系统、物品、材料、工具和/或方法不是相互矛盾的)被包含在本公开的范围内。
上述实施方案可以被以许多方式中的任何一种方式实现。本申请的涉及执行过程或方法的一个或更多个方面和实施方案可以利用装置(例如，计算机、处理器或其他装置)可执行的程序指令来执行过程或方法或者控制过程或方法的执行。在该方面，各种创造性的构思可以被实施为被编码有当在一个或更多个计算机或其他处理器上被执行时执行实现上述各种实施方案中的一个或更多个的方法的一个或更多个程序的计算机可读存储媒介(或多个计算机可读存储媒介)(例如，计算机存储器、一个或更多个软盘、光碟、光盘、磁带、闪存、现场可编程门阵列或其他半导体器件中的电路配置、或其他有形的计算机存储媒介)。
一种或多种计算机可读媒介可以是可输送的，以使得存储在其上的一个程序或多个程序可以被加载到一个或更多个不同的计算机或其他处理器上，以实现上述方面中的各种方面。在一些实施方案中，计算机可读媒介可以是非暂时性媒介。
另外，应当理解的是，根据一个方面，当被执行时执行本申请的方法的一个或更多个计算机程序无需驻留在单个计算机或处理器上，而是可以以模块化的方式分布在若干个不同的计算机或处理器之间以实现本申请的各种方面。
计算机可执行指令可以为许多形式，诸如一个或更多个计算机或其他装置执行的程序模块。一般来说，程序模块包含执行特定任务或者实现特定的抽象数据类型的例行程序、程序、对象、组件、数据结构等。通常，程序模块的功能性可以如各种实施方案中所期望的那样被组合或分布。
此外，应当理解的是，计算机可以被以若干种形式中的任何一种形式实施，作为非限制性示例，诸如机架式计算机、台式计算机、膝上型计算机或平板计算机。另外，计算机可以被嵌入在一般不被认为是计算机、但是具有合适的处理能力的装置(包含个人数字助理(PDA)、智能电话或任何其他的合适的便携式或固定式电子装置)中。
图22是根据一些实施方案的计算机架构2200的框图。在一些实施方案中，本文中所公开的系统(或者其部分(一个或多个))、设备(或者其部分(一个或多个))和/或装置(或者其部分(一个或多个))中的一个或更多个可以具有与架构2200的一个或更多个部分相同和/或类似的架构。
在一些实施方案中，本文中所公开的方法(或者其部分(一个或多个))中的一个或更多个可以由具有与架构2200(或者其部分(一个或多个))相同或类似的架构的系统、设备和/或装置执行。架构可以被实现为分布式架构或非分布式架构。
参照图22，根据至少一些实施方案，架构2200可以包含一个或更多个处理器2210以及包括非暂时性计算机可读存储媒介(例如，存储器2220和一个或更多个非易失性存储媒介2230)的一个或更多个制品。处理器2210可以以任何合适的方式控制对于存储器2220和非易失性存储装置2230的数据读写，因为本文中所提供的公开内容的各方面在这个方面是没有限制的。存储媒介可以存储用于架构2200的操作的一个或更多个程序和/或其他信息。在至少一些实施方案中，一个或更多个程序包含将被处理器2210执行以提供一个或更多个任务的一个或更多个部分和/或本文中所公开的一种或更多种方法的一个或更多个部分的一个或更多个指令。在一些实施方案中，其他信息包含用于一个或更多个任务的一个或更多个部分和/或本文中所公开的一种或更多种方法的一个或更多个部分的数据。为了执行本文中所描述的功能性中的任何一个，处理器2210可以执行存储在一个或更多个非暂时性计算机可读存储媒介(例如，存储器2220)中的一个或更多个处理器可执行指令，一个或更多个非暂时性计算机可读存储媒介可以用作存储供处理器2210执行的处理器可执行指令的非暂时性计算机可读存储媒介。
术语“程序”或“软件”在本文中在一般意义上被用来指代可以被用来将计算机或其他处理器编程为实现如上所述的各种方面的任何类型的计算机代码或计算机可执行指令集。另外，应当理解的是，根据一个方面，当被执行时执行本申请的方法的一个或更多个计算机程序无需驻留在单个计算机或处理器上，而是可以以模块化的方式分布在若干个不同的计算机或处理器之间以实现本申请的各种方面。
计算机可执行指令可以为许多形式，诸如一个或更多个计算机或其他装置执行的程序模块。一般来说，程序模块包含执行特定任务或者实现特定的抽象数据类型的例行程序、程序、对象、组件、数据结构等。通常，所述程序模块的功能性可以如各种实施方案中所期望的那样被组合或分布。
此外，数据结构可以被以任何合适的形式存储在计算机可读媒介中。为了简化图示说明，数据结构可以被示为具有通过数据结构中的位置关连的字段。同样地，这样的关系可以通过为在计算机可读媒介中具有传达字段之间的关系的位置的字段分配存储来实现。然而，任何合适的机制可以被用来建立数据结构的字段中的信息之间的关系，包含通过使用指针、标签或建立数据元素之间的关系的其他机制。
当被用软件实现时，软件代码可以在任何合适的处理器或一组处理器上被执行，而不管是在单个计算机中提供的，还是分布在多个计算机之间。
此外，应当理解的是，计算机可以被以若干种形式中的任何一种形式实施，作为非限制性示例，诸如机架式计算机、台式计算机、膝上型计算机或平板计算机。另外，计算机可以被嵌入在一般不被认为是计算机、但是具有合适的处理能力的装置(包含个人数字助理(PDA)、智能电话或任何其他的合适的便携式或固定式电子装置)中。
此外，计算机可以具有一个或更多个通信装置2240，一个或更多个通信装置2240可以被用来将该计算机互连到一个或更多个其他的装置和/或系统，诸如，举例来说，任何合适的形式的一个或更多个网络(包含局域网或广域网(诸如企业网和智能网(IN)或互联网))。这样的网络可以基于任何合适的技术，并且可以根据任何合适的协议进行操作，并且可以包含无线网络或有线网络。
此外，计算机可以具有一个或更多个输入装置2250和/或一个或更多个输出装置2260。除了其他方面之外，这些装置可以被用来呈现用户界面。可以被用来提供用户界面的输出装置的示例包含用于输出的视觉呈现的打印机或显示器屏幕、以及用于输出的听觉呈现的扬声器或其他声音生成装置。可以被用于用户界面的输入装置的示例包含键盘和指向装置(诸如鼠标、触控板和数字化平板)。作为另一个示例，计算机可以通过语音识别或者以其他可听的格式接收输入信息。
此外，如所描述的，一些方面可以被实施为一种或更多种方法。被作为方法的一部分执行的动作可以被按任何合适的方式排序。因此，其中动作被按与图示说明的次序不同的次序执行(可以包含同时执行一些动作，即使在图示说明的实施方案中被示为顺序的动作)的实施方案可以被构造。
应理解的是，本文中所公开的特征可以被按任何组合或配置使用。因此，例如，在一些实施方案中，本文中所公开的特征中的任何一个或更多个可以在没有本文中所公开的任何一个或更多个其他的特征的情况下被使用。
除非另有说明，否则计算装置是包含至少一个处理器的任何类型的装置。
除非另有说明，否则处理装置是包含至少一个处理器的任何类型的装置。
除非另有说明，否则处理系统是包含至少一个处理器的任何类型的系统。
除非另有说明，否则移动(或便携式)计算装置包含(但不限于)可以被携带在一只手或两只手中和/或被穿戴的任何计算装置。
除非另有说明，否则处理器可以包括任何类型的处理器。例如，处理器可以是可编程的或不可编程的、通用的或专用的、专用的或非专用的、分布式的或非分布式的、共享的或非共享的、和/或其任何组合。处理器可以包含(但不限于)硬件、软件(例如，低级语言代码、高级语言代码、微代码)、固件和/或其任何组合。
除非另有说明，否则程序可以包含(但不限于)高级语言、低级语言、机器语言和/或其他类型的语言或其组合中的指令。
除非另有说明，否则“通信链路”可以包括任何类型(一种或多种)通信链路(一个或多个)，例如，但不限于，有线链路(例如，导体、光线电缆)或无线链路(例如，声学链路、无线电链路、微波链路、卫星链路、红外线链路或其他电磁链路)或其任何组合，其中每个都可以是公共的和/或私有的、专用的和/或共享的。在一些实施方案中，通信链路可以采用协议或协议组合，协议包含例如(但不限于)互联网协议。
除非另有说明，否则信息可以包含数据和/或任何其他类型的信息。
除非另有说明，诸如举例来说“响应于”和“基于”的术语分别意指“至少(直接地和/或间接地)响应于”和“至少(直接地和/或间接地)基于”，以便不会排除中间物，并且响应于和/或基于多于一件事物。
除非另有说明，否则术语“表示”意指“直接表示”和/或“间接表示”。
除非另有说明，诸如举例来说“包括”、“具有”、“包含”和其所有形式的术语被认为是开放式的，以便不会排除附加的元素和/或特征。
此外，除非另有说明，否则诸如举例来说“一个(种)”、“某个(种)”或“第一”的术语被认为是开放式的，并且并不分别意指“只有一个(种)”、“只有某个(种)”或“只有第一”。此外，除非另有说明，否则术语“第一”本身不要求还存在“第二”。
此外，除非另有说明，否则如在本文中在本说明书中和权利要求中使用的短语“和/或”应被理解为意指如此结合的元素(即，在一些情况下结合地存在、而在其他情况下分离地存在的元素)中的“任何一个或两个”。被用“和/或”列出的多个元素(即，如此结合的元素中的“一个或更多个”)应被以相同的方式构造。除了被用“和/或”从句具体标识的那些元素之外的元素可以可选地存在，不管与具体标识的那些元素是相关，还是无关。因此，作为非限制性示例，当“A和/或B”被结合诸如“包括”的开放式语言使用时，对“A和/或B”的提及在一个实施方案中可以指只有A(可选地包含除了B之外的元素)；在另一个实施方案中，指只有B(可选地包含除了A之外的元素)；在又一个实施方案中，指A和B这二者(可选地包含其他元素)；等等。
因此，本发明不应被认为限于上述特定实施方案。对于本发明针对的领域的技术人员来说，在阅览本公开时，本发明可以适用于的各种修改、等同过程以及许多结构将是显而易见的。
Claims (12)
1.一种系统，所述系统包括：
至少一个计算机硬件处理器，所述至少一个计算机硬件处理器被配置来执行下列操作：
在通过热疗法敷帖器向患者的身体内的靶体积递送热疗法期间，接收指示使用磁共振成像(MRI)装置采集的至少一个相位图像的相位数据；以及
处理所述至少一个相位图像；
其中所述处理所述至少一个相位图像的操作包括：
将第一掩膜应用于所述相位数据；
应用相位展开；以及
将第二掩膜应用于所述相位数据；
其中：
所述第一掩膜或所述第二掩膜包括动态掩膜，并且其中所述动态掩膜包括扇形掩膜；
所述热疗法敷帖器在热疗法递送期间旋转；
所述热疗法敷帖器发射热疗法射束；并且
所述扇形掩膜是沸腾检测掩膜，所述沸腾检测掩膜包含在多边形内的像素，所述多边形从所述疗法敷帖器接收能量，并且具有：(1)由热疗法靶区域边界限定的第一边；(2)具有限定的与所述热疗法敷帖器的位置关系的第二边；以及(3)第三边和第四边，所述第三边和所述第四边由设置在当前治疗射束中心线的相对侧、并且从所述当前治疗射束中心线成角度的移置的线限定，所述当前治疗射束中心线在所述热疗法射束的中心在当前时间点被发射的方向上从所述疗法敷帖器延伸。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个计算机硬件处理器被进一步配置来执行下列操作：
至少部分地基于经处理的至少一个相位图像来确定治疗方案；以及
使用所述热疗法敷帖器，至少部分地基于所述治疗方案来向所述患者的身体内的所述靶体积递送热疗法。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述应用相位展开的操作包括：
在所述应用第一掩膜的操作和所述应用第二掩膜的操作之间应用所述相位展开的操作。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个计算机硬件处理器被进一步配置来执行如下操作：
确定：如果像素的相位值被展开，由所述像素的所述相位值表示的温度将在预期范围之外；以及
响应于所述确定如果像素的相位值被展开，由所述像素的所述相位值表示的温度将在预期范围之外的操作，不展开所述像素的所述相位值。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述多边形的所述第二边由在所述疗法敷帖器的中心处具有中心的圆限定。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述热疗法敷帖器在热疗法递送期间围绕其轴线旋转，以便扫过由治疗边界限定的治疗体积。
7.存储处理器可执行指令的至少一个非暂时性计算机可读存储媒介，所述处理器可执行指令在被至少一个处理器执行时导致包括以下步骤的方法：
在通过热疗法敷帖器向患者的身体内的靶体积递送热疗法期间，接收指示使用磁共振成像(MRI)装置采集的至少一个相位图像的相位数据；以及
处理所述至少一个相位图像；
其中所述处理所述至少一个相位图像的操作包括：
将第一掩膜应用于所述相位数据；
应用相位展开；以及
将第二掩膜应用于所述相位数据，
其中：
所述第一掩膜或所述第二掩膜包括动态掩膜，并且其中所述动态掩膜包括扇形掩膜；
所述热疗法敷帖器在热疗法递送期间旋转；
所述热疗法敷帖器发射热疗法射束；
所述扇形掩膜是沸腾检测掩膜，所述沸腾检测掩膜包含在多边形内的像素，所述多边形从所述疗法敷帖器接收能量，并且具有：(1)由热疗法靶区域边界限定的第一边；(2)具有限定的与所述热疗法敷帖器的位置关系的第二边；以及(3)第三边和第四边，所述第三边和所述第四边由设置在当前治疗射束中心线的相对侧，并且从所述当前治疗射束中心线成角度的移置的线限定，所述当前治疗射束中心线在所述热疗法射束的中心在当前时间点被发射的方向上从所述疗法敷帖器延伸。
8.如权利要求7所述的至少一个非暂时性计算机可读存储媒介，其中所述方法还包括：
至少部分地基于经处理的至少一个相位图像来确定治疗方案；以及
使用所述热疗法敷帖器，至少部分地基于所述治疗方案来向所述患者的身体内的所述靶体积递送热疗法。
9.如权利要求7所述的至少一个非暂时性计算机可读存储媒介，其中所述应用相位展开的操作包括：
在所述应用第一掩膜的操作和所述应用第二掩膜的操作之间应用所述相位展开的操作。
10.如权利要求7所述的至少一个非暂时性计算机可读存储媒介，其中所述方法还包括：
确定：如果像素的相位值被展开，由所述像素的所述相位值表示的温度将在预期范围之外；以及
响应于所述确定如果像素的相位值被展开，由所述像素的所述相位值表示的温度将在预期范围之外的操作，不展开所述像素的所述相位值。
11.如权利要求7所述的至少一个非暂时性计算机可读存储媒介，其中所述多边形的所述第二边由在所述疗法敷帖器的中心处具有中心的圆限定。
12.如权利要求11所述的至少一个非暂时性计算机可读存储媒介，其中所述热疗法敷帖器在热疗法递送期间围绕其轴线旋转，以便扫过由治疗边限定的治疗体积。
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