JP2020513976A - 電気特性断層撮影を使用したアブレーションされた組織の位置特定 - Google Patents

Abstract

本発明は、マシン実行可能命令を記憶するためのメモリ１１０と、医療システムを制御するためのプロセッサ１０４とを備える医療システム１００、３００、４００、５００を提供する。マシン実行可能命令の実行が、プロセッサに、対象者３１８の関心領域３１０内におけるＲＦ電気特性の第１の空間依存マッピング１６６を記述した第１の電気特性断層撮影データ１５２を受信すること（２００）あって、ＲＦ電気特性が、実数値の誘電率又は実数値の導電率である、第１の電気特性断層撮影データ１５２を受信すること（２００）と、対象者の関心領域内における空間依存ＲＦ電気特性の第２の空間依存マッピング１６８を記述した第２の電気特性断層撮影データ１５４を受信すること（２０２）と、第１の電気特性断層撮影データと第２の電気特性断層撮影データとの間の差から導出された空間依存ＲＦ電気特性の変化１６０を計算すること（２０４）と、空間依存ＲＦ電気特性の変化が所定のしきい値を上回っている関心領域内における領域を示すことにより、空間依存アブレーションマップ１６４を計算すること（２０６）と、を実行させる。

Description

本発明は、磁気共鳴イメージングに関し、特に、電気特性断層撮影に関する。

熱的組織アブレーションは、罹患した、又は癌性の組織を加熱することにより破壊するために使用される。組織アブレーションの一例は高強度集束超音波（ＨＩＦＵ）である。ＨＩＦＵでは、超音波トランスデューサー要素のアレイが超音波トランスデューサーを形成するために使用される。トランスデューサー要素に交流電流の電力を供給することが、トランスデューサー要素が超音波を生成することをもたらす。トランスデューサー要素の各々からの超音波が、建設的に、又は破壊的に重なり合う。トランスデューサー要素の各々に供給される交流電流の電力の位相を制御することにより、超音波のパワーが集束される先の焦点又はボリュームが制御される。

Ｋｗｏｎ、Ｏｈ Ｉｎらの学術論文「Ｆａｓｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｉｍａｇｉｎｇ ｉｎ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ＭＲＥＩＴ）ｆｏｒ ＲＦ ａｂｌａｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ．」、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉａ ３０．７（２０１４）：４４７〜４５５（本明細書において「Ｋｗｏｎら」と呼ばれる）は、高速ＭＲＥＩＴ導電率イメージング方法を使用して、ＲＦアブレーション中の組織における構造的変化の検出を開示している。

本発明は、独立請求項において、医療システム、コンピュータプログラムプロダクト、及び方法を提供する。実施形態が従属請求項において与えられる。

組織を熱的にアブレーションするための様々な方法が存在する。これらの方法を効果的に使用することの難しさは、どの組織が首尾よくアブレーションされたかを特定することが困難であり得ることである。この情報は、処置が行われた後に、又は、更には、このような治療の制御の一部として、処置を評価することにおいて有用である。実施形態は、熱的にアブレーションされた組織を検出する改善された手段を提供する。実施形態は、磁気共鳴電気特性断層撮影（「ＭＲ ＥＰＴ」又は「ＥＰＴ」）と呼ばれる技術を使用することによりこれを行う。ＥＰＴにおいて、導電率及び／又は誘電率は両方とも、同次のヘルムホルツ方程式を解くことにより対象者内における位置の関数として特定され得る。

実施形態は、ＥＰＴを使用して導電率及び／又は誘電率の変化を検出することにより、熱的にアブレーションされた組織を検出することができる。ＥＰＴ技術は、非侵襲性であり、高周波で導電率及び／又は誘電率を測定する。Ｋｗｏｎらにおいて説明されるＭＲＥＩＴ技術は、ＤＣ電流を測定するための対象者内への注入ＤＣ電流に関して対象者内に挿入された電極に依存する。ＭＲＥＩＴ技術により検出された導電率変化は、導電率のＤＣ又は低周波測定結果に等しい。従って、ＭＲＥＩＴ技術により測定された導電率変化は、主に、細胞の構造的変化、すなわち細胞膜及び他の構造物の破壊に依存する。ＥＰＴ技術は、ＲＦ電気特性のラジオ周波数（ＲＦ）測定を行い、この測定は、熱アブレーションにより誘発された化学変化に対してより高感度である。ＥＰＴ技術は、細胞構造の大規模な変化を経験したことのない壊死に起因して最終的に死ぬことになる領域を示す。

一態様において、本発明は、マシン実行可能命令を記憶するためのメモリを備える医療システムを提供する。医療システムは、医療システムを制御するためのプロセッサを更に備える。本明細書において使用されるメモリは、１つ又は複数のメモリを包含する。本明細書において使用されるプロセッサは、同じ機械内における、又は、グループ又は異なる機械内に分散された１つ又は複数のプロセッサも包含する。

マシン実行可能命令の実行は、プロセッサに、対象者の関心領域内におけるＲＦ電気特性の第１の空間依存マッピングを記述した第１の電気特性断層撮影データを受信させる。本明細書において使用されるラジオ周波数（ＲＦ）電気特性は、１ＭＨｚ以上（及び３００ＧＨｚ未満）の周波数における物質又は領域の電気特性を包含すると理解される。代替的に、ＲＦ電気特性は、１０ＭＨｚ以上（及び５００ＭＨｚ未満）の周波数における物質又は領域の電気特性であるとも理解され得る。本明細書において使用される関心領域は、対象者のボリュームを包含する。ＲＦ電気特性は、実数値の誘電率又は実数値の導電率である。第１の電気特性断層撮影データは、第１の空間依存マッピング自体であるか、第１の電気特性断層撮影データは、ＲＦ電気特性の第１の空間依存マッピングを計算するために使用され得るデータである。例えば電気特性断層撮影データは、磁気共鳴データを獲得するためにＥＰＴ又は電気特性断層撮影パルスシーケンスコマンドを使用する磁気共鳴イメージングシステムから獲得されたデータである。従って、本明細書において使用される電気特性断層撮影データは、幾つかの例において、磁気共鳴データである。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、対象者の関心領域内における空間依存ＲＦ電気特性の第２の空間依存マッピングを記述した第２の電気特性断層撮影データを受信させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、第１の電気特性断層撮影データと第２の電気特性断層撮影データとの間の差から導出された空間依存ＲＦ電気特性の変化を計算させる。異なる例においてこれは、異なる手法で計算される。

幾つかの例において、空間依存ＲＦ電気特性の変化は、第１の空間依存マッピングと第２の空間依存マッピングとから計算される。この場合、第１の空間依存マッピングは、第１の電気特性断層撮影データから計算され、第２の空間依存マッピングは、第２の電気特性断層撮影データから計算される。他の場合において、空間依存ＲＦ電気特性の変化は、第１の電気特性断層撮影データと第２の電気特性断層撮影データとから直接的に導出又は計算され得る。

マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、空間依存ＲＦ電気特性の変化が所定のしきい値を上回っている関心領域内における領域を示すことにより、空間依存アブレーションマップを計算させる。この実施形態は、組織が熱的にアブレーションされたとき、実数値の導電率及び／又は実数値の誘電率に大きい変化が存在するので有益である。この実施形態は、アブレーションされた組織を特定する簡単な手法を利用しやすくする。

別の実施形態において、空間依存アブレーションマップは、磁気共鳴画像に重ね合わせるか、又は、磁気共鳴画像に関連付けられる。これは、例えば、空間依存アブレーションマップの解釈において医療技術者又は医師を補助する画像に対する空間依存アブレーションマップの重ね合わせを可能にする。

磁気共鳴イメージングシステムを使用して電気特性断層撮影を実施するとき、複素誘電率を特定する３つの異なる手法が存在する。第１のものは、Ｂ１位相のみを測定した後に後処理することにより導電率を推定することである。別の手法は、Ｂ１振幅画像からのデータのみを測定及び後処理することにより、非複素誘電率を推定することである。第３の手法は、Ｂ１振幅及びＢ１位相データを測定及び後処理することにより導電率及び非複素誘電率を厳密に特定することである。

別の実施形態において、所定のしきい値は、５％の変化である。

別の実施形態において、所定のしきい値は、１０％の変化である。

別の実施形態において、所定のしきい値は、２０％の変化である。

別の実施形態において、マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、第１の電気特性断層撮影データに対する関心領域の第１の空間依存温度マップを受信させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、第２の電気特性断層撮影データに対する関心領域の第２の空間依存温度マップを受信させる。空間依存ＲＦ電気特性の変化は、第１の空間依存温度マップと第２の空間依存温度マップとの間の変化を使用して補正された温度である。この実施形態は、実数値の誘電率又は実数値の導電率が温度の関数として変化するので有益である。実際には、摂氏１度当たり２％の補正をともなう線形モデルが、温度に起因した導電率の変化を計算することにおいて適切な働きをする。更に実際には、１度当たり−０．５％の変化を使用して誘電率を補正する線形モデルが更に適切な働きをする。

上述の実施形態において、絶対温度を計算することが必ず必要とされるわけではない。第１の電気特性断層撮影データが獲得されたときと第２の電気特性断層撮影データが獲得されたときとの２つの期間の間の温度変化だけが必要とされるからである。第１の空間依存温度マップ及び第２の空間依存温度マップは、それらが互いに対して正確な校正を含む限り厳密なスケールに校正される必要がない。

別の実施形態において、医療システムは、磁気共鳴イメージングシステムを更に備える。メモリは、電気特性断層撮影磁気共鳴イメージングプロトコルに従って第１の電気特性断層撮影データと第２の電気特性断層撮影データとを獲得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成されたＥＰＴ又は電気特性断層撮影パルスシーケンスコマンドを更に記憶する。第１の電気特性断層撮影データは、ＥＰＴパルスシーケンスコマンドを使用して磁気共鳴イメージングシステムを制御により受信される。第２の電気特性断層撮影データは、ＥＰＴパルスシーケンスコマンドを使用して磁気共鳴イメージングシステムを制御することにより受信される。

この実施形態は、それが磁気共鳴イメージングシステムのみを使用してアブレーションされた組織を見る効率的な手段を提供するので有益である。単独で磁気共鳴イメージングシステムを使用するのみの場合、空間依存アブレーションマップを計算するときに温度補正をすることが不要である。例えば、対象者は、熱アブレーション工程が実施される前に獲得された磁気共鳴画像をもち得る。次に、対象者が磁気共鳴イメージングシステムから除去され、次に、組織のアブレーションが様々な異なる技術のうちの任意のものを使用して実施される。次に、対象者が磁気共鳴イメージングシステム内に戻るように配置され得、第２の電気特性断層撮影データに対するデータが獲得され得る。データが獲得されるときの間に、何時間かの程度で、又は場合によっては１日又は２日の場合さえある大幅な時間変化も存在する。幾つかの場合において、関心領域内における対象者の温度が対象者の正常体温又は深部体温に戻るので、長い遅延が有益である。

別の実施形態において、磁気共鳴イメージングシステムは、イメージングゾーンを含む。医療システムは、イメージングゾーン内における対象ゾーンを加熱するための組織加熱システムを更に備える。言い換えると、組織加熱システムは、イメージングゾーン内における対象ゾーンを加熱することができるように構成されている。組織加熱システムは、第１の電気特性断層撮影データと第２の電気特性断層撮影データとの獲得の間に関心領域内を加熱するように構成されている。この実施形態は、それが組織加熱システムによりアブレーションされた組織の量又はボリュームを直接測定する手段を提供するので有益である。

別の実施形態において、組織加熱システムは、高強度集束超音波加熱システムである。

別の実施形態において、組織加熱システムは、ラジオ周波数加熱システムである。例えば、対象ゾーンを局所的に加熱するために使用されるラジオ周波数生成器及び１つ又は複数のアンテナが存在する。

別の実施形態において、組織加熱システムは、マイクロ波アブレーションシステムである。例えば、対象者内における対象ゾーンを局所的に加熱するために使用され得るマイクロ波アプリケータ又はプローブが存在する。

別の実施形態において、組織加熱システムは、低体温療法システムである。例えば、空気、流体、又は加熱された表面が、対象者の一部を加熱するために使用される。

別の実施形態において、組織加熱システムは、レーザーアブレーションシステムである。

別の実施形態において、組織加熱システムは、赤外線アブレーションシステムである。

別の実施形態において、組織加熱システムは、対象ゾーン内に超音波エネルギーをもたらすために制御可能な集束を使用する高強度集束超音波システムである。メモリは、制御可能な集束の対象決めを制御するための超音波処理コマンドを更に含む。超音波処理コマンドは、冷却期間により分けられた離散的な超音波処理期間に対象ゾーンを超音波処理するように高強度集束超音波システムを制御するように構成されている。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、冷却期間の少なくとも一部の間に第１の電気特性断層撮影データと第２の電気特性断層撮影データとを繰り返し獲得させる。この実施形態は、それが、冷却期間中、アブレーションされた組織を測定する手段を提供するので有益である。

幾つかの例において、冷却期間中、磁気共鳴イメージングシステムは、第１の熱的磁気共鳴データと第２の熱的磁気共鳴データとを獲得するように更に構成される。これは、それがより正確なアブレーションマップを提供するので、有益である。

別の実施形態において、マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、第１の電気特性断層撮影データと第２の電気特性断層撮影データとの獲得後に空間依存アブレーションマップを使用して超音波処理コマンドを修正させる。これは、空間依存アブレーションマップの特定が高強度集束超音波システムを制御することにおいて直接的なフィードバックを提供するために使用されるので有益である。アブレーションマップは、閉制御ループを形成するために使用される。

別の実施形態において、メモリは、磁気共鳴イメージング温度測定プロトコルに従って第１の熱的磁気共鳴データと第２の熱的磁気共鳴データとを獲得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成された温度感受性パルスシーケンスコマンドを更に記憶する。

マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、温度感受性パルスシーケンスコマンドを使用して第１の熱的磁気共鳴データを獲得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御させる。第１の熱的磁気共鳴データは、第１の電気特性断層撮影データが獲得されたときの所定の期間内に獲得される。第１の空間依存温度マップは、第１の熱的磁気共鳴データから第１の空間依存温度マップを再構成することにより受信される。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、温度感受性パルスシーケンスコマンドを使用して第２の熱的磁気共鳴データを獲得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御させる。第２の熱的磁気共鳴データは、第２の電気特性断層撮影データが獲得されたときの所定の期間内に獲得される。第２の空間依存温度マップは、第２の熱的磁気共鳴データから第２の空間依存温度マップを再構成することにより受信される。この実施形態は、それがアブレーションマップを補正する手段を提供するので有益である。

幾つかの例において、第１の電気特性断層撮影データが獲得されたときの所定の期間は、第１の電気特性断層撮影データが獲得されたときの直後の冷却期間である。この例において、第２の電気特性断層撮影データが獲得されたときの所定の期間は、第２の電気特性断層撮影データが獲得された直後の冷却期間である。幾つかの場合において、第１の熱的磁気共鳴データと第２の熱的磁気共鳴データとは、それぞれ、第１の電気特性断層撮影データと第２の電気特性断層撮影データとを使用してインターリーブ手法により獲得される。

磁気共鳴温度測定を実施するとき、例えば、最初に実施されるベースライン測定が存在する。しかし、上述の実施形態の場合、絶対温度校正を含むことは必須ではない。導電率及び誘電率の変化は、線形モデルを使用して効果的にモデル化され得るので、温度の変化は、アブレーションマップを補正するための関連値である。従って、絶対温度値を特定する温度測定のための校正は必須ではない。

別の一態様では、本発明は、医療システムを動作させる方法を提供する。本方法は、対象者の関心領域内における電気特性の第１の空間依存マッピングを記述した第１の電気特性断層撮影データを受信することを有する。電気特性は、実数値の誘電率又は実数値の導電率である。本方法は、関心領域内における空間依存電気特性の第２の空間依存マッピングを記述した第２の電気特性断層撮影データを受信することを更に有する。本方法は、第１の電気特性断層撮影データと第２の電気特性断層撮影データとの間の差から導出された空間依存ＲＦ電気特性の変化を計算することを更に有する。本方法は、関心領域内における領域を示すこと、又は、空間依存ＲＦ電気特性の変化が所定のしきい値を上回っている領域を特定することにより、空間依存アブレーションマップを計算することを更に有する。

別の一態様では、本発明は、医療器具を制御するプロセッサによる実行のためのマシン実行可能命令を含むコンピュータプログラムプロダクトを提供する。マシン実行可能命令の実行は、プロセッサに、対象者の関心領域内における電気特性の第１の空間依存マッピングを記述した第１の電気特性断層撮影データを受信させる。電気特性は、実数値の誘電率又は実数値の導電率である。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、対象者の関心領域内における空間依存ＲＦ電気特性の第２の空間依存マッピングを記述した第２の電気特性断層撮影データを受信させる。

マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、第１の電気特性断層撮影データと第２の電気特性断層撮影データとの間の差から導出された空間依存ＲＦ電気特性の変化を計算させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、空間依存ＲＦ電気特性の変化が所定のしきい値を上回っている関心領域内における領域を示すことにより、空間依存アブレーションマップを計算させる。

別の実施形態において、医療システムは、磁気共鳴イメージングシステムを更に備える。第１の電気特性断層撮影データは、パルスシーケンスコマンドを使用して磁気共鳴イメージングシステムを制御することにより受信される。ＥＰＴパルスシーケンスコマンドは、電気特性断層撮影磁気共鳴イメージングプロトコルに従って第１の電気特性断層撮影データと第２の電気特性断層撮影データとを獲得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成されている。第２の電気特性断層撮影は、ＥＰＴパルスシーケンスコマンドを使用して磁気共鳴イメージングシステムを制御することにより受信される。

別の実施形態において、医療システムは、対象ゾーン内に超音波エネルギーを蓄積するための制御可能な集束を使用する高強度集束超音波システムを更に備える。対象ゾーンはイメージングゾーン内にある。高強度集束超音波は、第１の電気特性断層撮影データと第２の電気特性断層撮影データとの獲得の間に関心領域内を加熱するように構成されている。メモリは、制御可能な集束の対象決めを制御するための超音波処理コマンドを更に含む。超音波処理コマンドは、マシン実行可能命令の一部である。超音波処理コマンドは、冷却期間により分けられた離散的な超音波処理期間に対象ゾーンを超音波処理するように高強度集束超音波システムを制御するように構成される。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、冷却期間の少なくとも一部の間、第１の電気特性断層撮影データと第２の電気特性断層撮影データとを繰り返し獲得させる。

本発明の上述の実施形態のうちの１つ又は複数は、組み合わせられた実施形態が相互排他的でない限り、組み合わせられることを理解されたい。

当業者には理解されるように、本発明の態様は、装置、方法又はコンピュータプログラムプロダクトとして具体化され得る。従って、本発明の態様は、全面的にハードウェア実施形態、全面的にソフトウェア実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）又は本明細書において全て一般的に「回路」、「モジュール」若しくは「システム」と称され得るソフトウェア及びハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形態をとり得る。更に、本発明の態様は、コンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ実行可能コードを有する１つ又は複数のコンピュータ可読媒体において具体化されたコンピュータプログラムプロダクトの形態をとり得る。

１つ又は複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせが利用される。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読ストレージ媒体である。本明細書で使用される「コンピュータ可読ストレージ媒体」は、コンピューティングデバイスのプロセッサによって実行可能な命令を保存することができる任意の有形ストレージ媒体を包含する。コンピュータ可読ストレージ媒体は、コンピュータ可読非一時的ストレージ媒体と称される場合もある。コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、有形コンピュータ可読媒体と称される場合もある。一部の実施形態では、コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、コンピューティングデバイスのプロセッサによってアクセスされることが可能なデータを保存可能である。コンピュータ可読ストレージ媒体の例は、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ハードディスクドライブ、半導体ハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、光ディスク、磁気光学ディスク、及びプロセッサのレジスタファイルを含むが、これらに限定されない。光ディスクの例は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、又はＤＶＤ−Ｒディスクといったコンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を含む。コンピュータ可読ストレージ媒体という用語は、ネットワーク又は通信リンクを介してコンピュータデバイスによってアクセスされることが可能な様々な種類の記録媒体も指す。例えば、データは、モデムによって、インターネットによって、又はローカルエリアネットワークによって読み出される。コンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ実行可能コードは、限定されることはないが、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦ等を含む任意の適切な媒体、又は上記の任意の適切な組み合わせを用いて送信される。

コンピュータ可読信号媒体は、例えばベースバンドにおいて又は搬送波の一部として内部で具体化されたコンピュータ実行可能コードを備えた伝搬データ信号を含む。このような伝搬信号は、限定されることはないが電磁気、光学的、又はそれらの任意の適切な組み合わせを含む様々な形態の何れかをとり得る。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読ストレージ媒体ではない及び命令実行システム、装置、若しくはデバイスによって又はそれと関連して使用するためのプログラムを通信、伝搬、若しくは輸送できる任意のコンピュータ可読媒体である。

「コンピュータメモリ」又は「メモリ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサに直接アクセス可能な任意のメモリである。「コンピュータストレージ」又は「ストレージ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の更なる一例である。コンピュータストレージは、任意の揮発性又は不揮発性コンピュータ可読ストレージ媒体である。

本明細書で使用される「プロセッサ」は、プログラム、マシン実行可能命令、又はコンピュータ実行可能コードを実行可能な電子コンポーネントを包含する。「プロセッサ」を含むコンピューティングデバイスへの言及は、場合により、２つ以上のプロセッサ又は処理コアを含むと解釈されるべきである。プロセッサは、例えば、マルチコアプロセッサである。プロセッサは、また、単一のコンピュータシステム内の、又は複数のコンピュータシステムの中へ分配されたプロセッサの集合体も指す。コンピュータデバイスとの用語は、各々が一つ又は複数のプロセッサを有するコンピュータデバイスの集合体又はネットワークを指してもよいと理解されるべきである。コンピュータ実行可能コードは、同一のコンピュータデバイス内の、又は複数のコンピュータデバイス間に分配された複数のプロセッサによって実行される。

コンピュータ実行可能コードは、本発明の態様をプロセッサに行わせるマシン実行可能命令又はプログラムを含む。本発明の態様に関する動作を実施するためのコンピュータ実行可能コードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、又はＣ＋＋等のオブジェクト指向プログラミング言語及びＣプログラミング言語又は類似のプログラミング言語等の従来の手続きプログラミング言語を含む１つ又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれる及びマシン実行可能命令にコンパイルされる。場合によっては、コンピュータ実行可能コードは、高水準言語の形態又は事前コンパイル形態でもよいし、臨機応変にマシン実行可能命令を生成するインタプリタと共に使用されてもよい。

コンピュータ実行可能コードは、完全にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアローンソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上で及び部分的にリモートコンピュータ上で、又は完全にリモートコンピュータ若しくはサーバ上で実行することができる。後者の場合、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）若しくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類のネットワークを通してユーザのコンピュータに接続される、又はこの接続は外部コンピュータに対して（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用したインターネットを通して）行われる。

本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラムプロダクトのフローチャート、図及び／又はブロック図を参照して説明される。フローチャート、図、及び／又はブロック図の各ブロック又は複数のブロックの一部は、適用できる場合、コンピュータ実行可能コードの形態のコンピュータプログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。相互排他的でなければ、異なるフローチャート、図、及び／又はブロック図におけるブロックの組み合わせが組み合わせられてもよいことが更に理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施するための手段を生じさせるようにマシンを作るために、汎用コンピュータ、特定用途コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサへと提供される。

これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読媒体に保存された命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施する命令を含む製品を作るように、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイスにある特定の方法で機能するように命令することができるコンピュータ可読媒体に保存される。

コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施するためのプロセスを提供するように、一連の動作ステップがコンピュータ、他のプログラム可能装置又は他のデバイス上で行われるようにすることにより、コンピュータ実施プロセスを生じさせるために、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上にロードされる。

本明細書で使用される「ユーザインタフェース」は、ユーザ又はオペレータがコンピュータ又はコンピュータシステムとインタラクトすることを可能にするインタフェースである。「ユーザインタフェース」は、「ヒューマンインタフェースデバイス」と称される場合もある。ユーザインタフェースは、情報若しくはデータをオペレータに提供することができる及び／又は情報若しくはデータをオペレータから受信することができる。ユーザインタフェースは、オペレータからの入力がコンピュータによって受信されることを可能にする及びコンピュータからユーザへ出力を提供する。つまり、ユーザインタフェースはオペレータがコンピュータを制御する又は操作することを可能にし、及びインタフェースはコンピュータがオペレータの制御又は操作の結果を示すことを可能にする。ディスプレイ又はグラフィカルユーザインタフェース上のデータ又は情報の表示は、情報をオペレータに提供する一例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、指示棒、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブコム、ヘッドセット、ペダル、有線グローブ、リモコン、及び加速度計を介したデータの受信は、オペレータから情報又はデータの受信を可能にするユーザインタフェース要素の全例である。

本明細書で使用される「ハードウェアインタフェース」は、コンピュータシステムのプロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とインタラクトする及び／又はそれを制御することを可能にするインタフェースを包含する。ハードウェアインタフェースは、プロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置へ制御信号又は命令を送ることを可能にする。ハードウェアインタフェースはまた、プロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とデータを交換することを可能にする。ハードウェアインタフェースの例は、ユニバーサルシリアルバス、ＩＥＥＥ１３９４ポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１２８４ポート、シリアルポート、ＲＳ−２３２ポート、ＩＥＥＥ４８８ポート、ブルートゥース（登録商標）接続、無線ＬＡＮ接続、ＴＣＰ／ＩＰ接続、イーサネット（登録商標）接続、制御電圧インタフェース、ＭＩＤＩインタフェース、アナログ入力インタフェース、及びデジタル入力インタフェースを含むが、これらに限定されない。

本明細書で使用される「ディスプレイ」又は「ディスプレイデバイス」は、画像又はデータを表示するために構成された出力デバイス又はユーザインタフェースを包含する。ディスプレイは、視覚、音声、及び／又は触覚データを出力する。ディスプレイの例は、コンピュータモニタ、テレビスクリーン、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、蓄積管、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクターディスプレイ、平面パネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネッセントディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、及びヘッドマウントディスプレイを含むが、これらに限定されない。

磁気共鳴（ＭＲ）データは、本明細書においては、磁気共鳴イメージングスキャン中に磁気共鳴装置のアンテナによって原子スピンにより発せられた無線周波数信号の記録された測定結果として定義される。磁気共鳴データは、医療イメージングデータの一例である。磁気共鳴（ＭＲ）画像は、本明細書においては、磁気共鳴イメージングデータ内に含まれる解剖学的データの再構成された２次元又は３次元視覚化として定義される。

磁気共鳴データは、磁気共鳴温度測定のために使用される情報を含む磁気共鳴イメージング走査中、磁気共鳴装置のアンテナにより原子スピンにより放射されるラジオ周波数信号の測定結果を含む。磁気共鳴温度測定は、温度感受性パラメータの変化を測定することにより機能する。磁気共鳴温度測定中に測定されるパラメータの例は、すなわち、プロトン共振周波数シフト、拡散係数、又は、Ｔ１及び／又はＴ２緩和時間の変化が、磁気共鳴を使用して温度を測定するために使用されることである。個々のプロトン、水素原子が受ける磁場は、周辺の分子構造に依存するので、プロトン共振周波数シフトは、温度に依存する。温度の上昇は、水素結合に影響を与える温度に起因して分子スクリーニングを低下させる。これは、プロトン共振周波数の温度依存性をもたらす。

プロトン密度は、平衡磁化に線形に依存する。従って、プロトン密度重み付け画像を使用して温度変化を特定することが可能である。

緩和時間Ｔ１、Ｔ２、及びＴ２スター（Ｔ２＊とも表記される）は、更に温度に依存する。従って、Ｔ１、Ｔ２、及びＴ２スター重み付け画像の再構成は、熱的又は温度マップを構成するために使用され得る。

温度は、更に、水溶液中における分子のブラウン運動に影響を与える。従って、パルス状拡散勾配スピンエコーなどの拡散係数を測定することができるパルスシーケンスが、温度を測定するために使用される。

磁気共鳴を使用して温度を測定する最も有用な方法のうちの１つが、水プロトンのプロトン共振周波数（ＰＲＦ）シフトを測定することによるものである。プロトンの共振周波数は温度に依存する。温度がボクセル内において変化するとき、周波数シフトが水プロトンの測定された位相が変化することをもたらす。従って、２つの位相画像間の温度変化が特定され得る。温度を特定するこの方法は、それが他の方法に比べて比較的速いという利点をもつ。ＰＲＦ方法は、本明細書において他の方法より更に詳細に説明される。しかし、本明細書において説明される方法及び技術は、磁気共鳴イメージングを使用して温度測定を実施する他の方法にも適用可能である。

本明細書において使用される「超音波ウィンドウ」は、超音波又はエネルギーを透過することができるウィンドウを包含する。典型的には、薄膜又は膜が超音波ウィンドウとして使用される。超音波ウィンドウは、例えば、ＢｏＰＥＴ（二軸配向ポリエチレンテレフタラート）の薄い膜から作られる。

以下、本発明の好ましい実施形態が単なる例示として、図面を参照しながら説明される。

医療システムの一例を示す図である。 図１の医療システムを動作させる方法を示すフロー図である。 医療システムのさらなる例を示す図である。 医療システムのさらなる例を示す図である。 医療システムのさらなる例を示す図である。 ＨＩＦＵアブレーションの前及び後における導電率のマッピングを示す図である。

図において似通った参照番号を付された要素は、等価な要素であるか、同じ機能を実行するかの何れかである。先に考察された要素は、機能が等価である場合は、後の図においては必ずしも考察されない。

図１は、医療システム１００の一例を示す。この例において、医療システム１００は、少なくとも１つのプロセッサ１０４を含むコンピュータ１０２を備える。プロセッサは、ハードウェアインタフェース１０６とユーザインタフェースとメモリ１１０とに接続されている。任意選択的なユーザインタフェース１０６は、コンピュータ１０２を他の機器、ハードウェア、又はコンピュータに接続して、情報を交換するために、或いは他の機器、ハードウェア、又はコンピュータといった他のデバイスを制御するために使用される。ユーザインタフェース１０８は、ユーザがプロセッサ１０４と対話すること、及び／又は、プロセッサ１０４を制御することを可能にする。メモリ１１０は、プロセッサ１０４を相手としてアクセス可能な任意の種類のメモリ又はメモリの組み合わせである。メモリ１１０として、メインメモリ、キャッシュメモリ、及び、更に、不揮発性メモリ、例えば、フラッシュＲＡＭ、ハードドライブ、又は他の記憶デバイスといったものが挙げられる。幾つかの例において、メモリ１１０は、非一時的なコンピュータ可読媒体と見なされる。

メモリ１１０は、マシン実行可能命令１５０を含むものとして示される。マシン実行可能命令１５０は、プロセッサ１４０が他の機器を制御すること、及び／又は、データに対する演算を実施することを可能にする。メモリ１１０は、第１の電気特性断層撮影データ１５２と第２の電気特性断層撮影データ１５４とを含むものとして更に示される。第１の電気特性断層撮影データは、対象者の関心領域内における電気特性の第１の空間依存マッピングを記述している。電気特性は、実数値の誘電率及び／又は実数値の導電率である。第２の電気特性断層撮影データは、また、対象者の関心領域内における空間依存ＲＦ電気特性の第２の空間依存マッピングを記述している。

メモリ１１０は、第１の空間依存温度マップ１５６と第２の空間依存温度マップ１５８とを任意選択的に含むものとして示される。第１の空間依存温度マップは、第１の電気特性断層撮影データが獲得されたときの所定の期間内における関心領域の温度を記述している。第２の空間依存温度マップ１５８は、同様に、所定の時間インターバル又は期間内における第２の電気特性断層撮影データ１５４の関心領域の温度を記述している。コンピュータメモリ１１０は、第１の電気特性断層撮影データ１５２と第２の電気特性断層撮影データ１５４とを使用して計算された空間依存ＲＦ電気特性１６０の変化のマッピングを含むものとして更に示される。

メモリ１１０は、所定のしきい値１６２を含むものとして更に示される。メモリ１１０は、所定のしきい値１６２を使用して空間依存ＲＦ電気特性の変化１６０のマッピングをしきい値処理することにより生成された空間依存アブレーションマップ１６４を含むものとして更に示される。

メモリ１１０は、第１の電気特性断層撮影データ１５２から計算されたＲＦ電気特性の任意選択的な第１の空間依存マッピング１６６を含むものとして更に示される。メモリ１１０は、第２の電気特性断層撮影データ１５４から計算されたＲＦ電気特性の第２の空間依存マッピング１６８を含むものとして更に示される。

幾つかの場合において、第１の空間依存温度マップ１５６と第２の空間依存温度マップ１５８とは、マッピング１６０を補正するために使用される。幾つかの例において、マッピング１６０は、第１の電気特性断層撮影データ１５２と第２の電気特性断層撮影データ１５４とから直接計算される。他の例において、第１の電気特性断層撮影データ１５２が、まず、第１の空間依存マッピングを計算するために使用され、第２の電気特性断層撮影データ１５４が第２の空間依存マッピングを計算するために使用される。この場合、第１の空間依存マッピングと第２の空間依存マッピングとが空間依存ＲＦ電気特性の変化のマッピング１６０を計算するために使用される。

図２は、図１に示される医療システム１００を動作させる方法を示すフロー図を示す。まず、ステップ２００において、プロセッサ１０４が第１の電気特性断層撮影データ１５２を受信２００する。次に、ステップ２０２において、プロセッサが、第２の電気特性断層撮影データ１５４を受信する。次に、ステップ２０４において、プロセッサが、空間依存ＲＦ電気特性の変化又は変化のマッピング１６０を計算する。ステップ２０６において、プロセッサ１０４は、空間依存ＲＦ電気特性の変化が所定のしきい値１６２を上回っている関心領域内における領域を示すことにより、空間依存アブレーションマップ１６４を計算する。

図２に示される方法に対する変形例においてプロセッサは、第１の空間依存温度マップ１５６と第２の空間依存温度マップ１５８とを更に受信し、次に、このデータを使用して、空間依存ＲＦ電気特性の変化のマッピング１６０を補正する。

図３は、医療システム３００のさらなる例を示す。医療システム３００は、それが磁気共鳴イメージングシステム３０２を更に備えることを除いて、図１に示されるものと同様である。

磁気共鳴イメージングシステム３０２は、磁石３０４を備える。磁石３０４は、磁石３０４を通るボア３０６を含む超伝導円筒型磁石である。異なる種類の磁石の使用も可能であり、例えば、分割された円筒磁石といわゆるオープンマグネットとの両方を使用することも可能である。分割された円筒磁石は、クライオスタットが磁石のアイソ面へのアクセスを可能にするために２つのセクションに分割されていることを除いて標準的な円筒磁石と同様であり、このような磁石は、例えば、荷電粒子ビーム療法と組み合わされて使用される。オープンマグネットは２つの磁石セクションを含み、間に対象者を受容するために十分な大きさの空間を設けた状態で一方が他方の上方にあり、すなわち、２つのセクションエリアの配置はヘルムホルツコイルの配置と同様である。オープンマグネットは、対象者が比較的閉じ込められないので一般的である。円筒磁石のクライオスタットの内側に、超伝導コイルの集合体が存在する。円筒磁石３０４のボア３０６内に、磁場が磁気共鳴イメージングを実施するために十分に強くて均一なイメージングゾーン３０８が存在する。関心領域３０９は、イメージングゾーン３０８内に示される。対象者３１８の少なくとも一部がイメージングゾーン３０８及び関心領域３０９内にあるように、対象者３１８が対象者支持体３２０により支持されるものとして示される。

磁石のボア３０６内に、磁石３０４のイメージングゾーン３０８内の磁気スピンを空間的にエンコードするために磁気共鳴データの獲得のために使用される１セットの磁場勾配コイル３１０も存在する。磁場勾配コイル３１０は、磁場勾配コイル電源３１２に接続される。磁場勾配コイル３１０は代表的なものであることが意図される。一般的に、磁場勾配コイル３１０は、３つの直交空間方向で空間的に符号化するためのコイルの３つの別個のセットを含む。磁場勾配電源は、電流を磁場勾配コイルに供給する。磁場勾配コイル３１０に供給される電流は、時間の関数として制御され、傾斜化されるか又はパルス化される。

イメージングゾーン３０８に隣接するのは、イメージングゾーン３０８内の磁気スピンの配向を操作するため及び同じくイメージングゾーン３０８内のスピンから無線伝送を受信するための無線周波数コイル３１４である。無線周波数アンテナは、複数のコイル素子を含む。無線周波数アンテナは、チャネル又はアンテナとも呼ばれる。無線周波数コイル３１４は、無線周波数トランシーバ３１６に接続される。無線周波数コイル３１４及び無線周波数トランシーバ３１６は、別個の送信及び受信コイル並びに別個の送信機及び受信機と置き換えられる。無線周波数コイル３１４及び無線周波数トランシーバ３１６は代表的なものであることを理解されたい。無線周波数コイル３１４は、専用送信アンテナ及び専用受信アンテナをも表すように意図される。同様に、トランシーバ３１６は、別個の送信機及び受信機をも表す。ラジオ周波数コイル３１４は、複数の受信／送信要素を更に含み、ラジオ周波数トランシーバ３１６は、複数の受信／送信チャネルを含む。例えばＳＥＮＳＥなどのパラレルイメージング技術が実施される場合、ラジオ周波数コイル３１４は複数のコイル素子を含む。

トランシーバ３１６及び勾配コントローラ３１２は、コンピュータシステム１０２のハードウェアインタフェース１０６に接続されるものとして示される。

メモリ１１０は、ＥＰＴパルスシーケンスコマンド３５０を含むものとして更に示される。ＥＰＴパルスシーケンスコマンド３５０は、第１の電気特性断層撮影データ１５２と第２の電気特性断層撮影データ１５４とを獲得するように磁気共鳴イメージングシステム３０２を制御するように構成される。ＥＰＴパルスシーケンスコマンドは、電気特性断層撮影磁気共鳴イメージングプロトコルに従って電気特性断層撮影データ１５２及び１５４を獲得するように構成される。

メモリ１１０は、磁気共鳴イメージングシステムが磁気共鳴温度測定を実施することを可能にする温度感受性パルスシーケンスコマンド３５２を任意選択的に含むものとして示される。温度感受性パルスシーケンスコマンドは、磁気共鳴イメージング温度測定プロトコルに従って第１の熱的磁気共鳴データ３５４と第２の熱的磁気共鳴データ３５６とを獲得するように構成されている。第１の熱的磁気共鳴データ３５４は、第１の電気特性断層撮影データ１５２に関係している。第２の熱的磁気共鳴データ３５６は第２の電気特性断層撮影データ１５４に関係している。第１の熱的磁気共鳴データ３５４は、第１の空間依存温度マップ１５６を再構成するために使用される。第２の熱的磁気共鳴データ３５６は、第２の空間依存温度マップ１５８を再構成するために使用される。

図３に示される医療システム３００は、従来の磁気共鳴イメージングシステムを使用して実施される。例えば、対象者３１８は、熱アブレーション工程前に画像化され、次に、工程が終えられた後に画像化され得る。幾つかの例において、プロセッサ１０４は、対象者３１８の位置が修正され得るように、第１の電気特性断層撮影データ１５２を第２の電気特性断層撮影データ１５４に重ね合わせるように更に構成される。例えば、データ１５２及び１５４が互いに正確に重ね合わされることを可能にする、データ１５２及び１５４の各々に対して獲得される予備的又はスカウト画像が存在する。

図４は、医療システム４００のさらなる例を示す。医療システム４００は、組織加熱システム４０２が更に存在することを除いて、図３に示されるものと同様である。組織加熱システム４０２は、アプリケータ４０４を備えるように示される。物品４０２及び４０４は代表的なものであることが意図され、特定の実施形態の特徴のすべてを描いているとは限らないものである。例えば、組織加熱システム４０２は、高強度集束超音波加熱システム、ラジオ周波数加熱システム、マイクロ波アブレーションシステム、温熱療法システム、レーザーアブレーションシステム、及び赤外線アブレーションシステムになるが、これらに限定されない。アプリケータ４０４は、異なる実施形態において異なる形態をとる。アプリケータ４０４は、熱交換器、赤外線源、レーザー源、プローブ、カテーテル、又は、更には、アンテナである。アプリケータ４０４は、幾つかの場合において、磁石３０４内におけるその位置、又は対象者支持体３２０との関係において固定される。

他の例においてそれは、対象者３１８上に、又は対象者３１８内に搭載される。図４に示される例において対象者３１８は、磁気共鳴イメージングシステム３０２内に横たわっており、熱アブレーションが組織加熱システム４０２を使用して実施され得る。第１の熱的磁気共鳴データ３５４は、組織加熱システム４０２を使用する前に獲得され得、第２の熱的磁気共鳴データ３５６は、組織加熱システム４０２を使用した後に獲得され得る。幾つかの場合において、熱的磁気共鳴イメージングは、マッピング１６０を補正するために第１の空間依存温度マップ１５６と第２の空間依存温度マップ１５８とを提供するためにも使用される。

図５は、医療システム５００のさらなる例を示す。医療システム５００は、図４に示される医療システム４００と同様である。図５において、組織加熱システムは、特に高強度集束超音波システム５２２である。

対象者３１８は対象者支持体３２０上で姿勢変更した状態で示され、イメージングゾーン３０８内に部分的に位置する。図３に示される実施形態は、高強度集束超音波システム５２２を備える。高強度集束超音波システムは、流体充填チャンバ５２４を備える。流体充填チャンバ５２４内に超音波トランスデューサー５２６がある。それはこの図に示されていないが、超音波トランスデューサー５２６は、各々が個々の超音波ビームを生成することが可能な複数の超音波トランスデューサー要素を備える。これは、超音波トランスデューサー要素の各々に供給される交流電流の位相及び／又は振幅を制御することにより、電子的に超音波処理点５３８（制御可能な集束）の位置を操縦するために使用される。

超音波トランスデューサー５２６は、超音波トランスデューサー５２６が機械的に位置移動させられることを可能にする機構５２８に接続されている。機構５２８は、機構５２８を作動させるように適応された機械的アクチュエータ５３０に接続されている。機械的アクチュエータ５３０は、超音波トランスデューサー５２６に電力を供給するための電源を更に表す。幾つかの実施形態において、電源は、個々の超音波トランスデューサー要素に対する電力の位相及び／又は振幅を制御する。幾つかの実施形態において、機械的アクチュエータ／電源５３０は、磁石５０４のボア５０６の外部に位置する。

超音波トランスデューサー５２６は、経路５３２に沿うように示された超音波を生成する。超音波５３２は、流体充填チャンバ５２４を通り、超音波ウィンドウ５３４を通る。この実施形態において、超音波は、次に、ゲルパッド５３６を通る。ゲルパッド５３６は、すべての実施形態において存在するとは限らないが、この実施形態では、ゲルパッド５３６を受容するために対象者支持体５２０内に窪みが存在する。ゲルパッド５３６は、トランスデューサー５２６と対象者５１８との間において超音波パワーを結合することに役立つ。ゲルパッド５３６を通った後、超音波５３２が対象者５１８を通り、対象ボリューム４０６内において超音波処理点５３８に集束させられる。超音波処理点４０６は、対象ボリューム４０６内に集束させられる。超音波処理点５３８は、対象ボリューム３４０全体を処置するように、超音波トランスデューサー４２６を機械的に配置することと、超音波処理点３３８の位置を電子的に操縦することとの組み合わせを通して動かされる。

高強度集束超音波システム５２２は、コンピュータ１０２のハードウェアインタフェース１０６に接続されるものとして示される。

メモリ１１０は、超音波処理コマンド５５０を含むものとして更に示される。超音波処理コマンド５５０は、プロセッサ１０４が対象ゾーン又はボリューム４０６を超音波処理するように超音波処理点４０６又は制御可能な集束を動かすように高強度集束超音波システム５２２を制御することを可能にするコマンドである。

多くの実用的な用途において、対象ゾーン４０６は、冷却期間により中断される多くの超音波処理を実施することにより超音波処理される。冷却期間中、磁気共鳴温度測定、又は、第１の電気特性断層撮影データ１５２と第２の電気特性断層撮影データ１５４との獲得が実施され得る。これは、超音波処理工程中の対象者３１８内におけるアブレーションされた組織の直接的な測定を可能にする。幾つかの例において、マシン実行可能命令１５０は、空間依存ＲＦ電気特性の変化のマッピング１６０が繰り返し更新されるように、及び、更新された空間依存アブレーションマップ１６４を生成するために使用されるように構成される。空間依存アブレーションマップ１６４は、対象ゾーンのどの部分が実際にアブレーションされたかを特定するために、及び、冷却期間中に超音波処理コマンド５５０を調節するために使用され得る。これは、対象ゾーン４０６のより正確なアブレーションを可能にし、及び／又は、アブレーションをより迅速に実施することを可能にする。このような修正は、プロセッサ１０４により自動的に実施され得るか、又は、このような変更は人間の操作者による調節のために冷却期間中に表示され得る。

以下の図６は、アブレーションされた組織がＥＰＴを使用して検出された例を提供する。この例において複数の子宮筋腫を患った３７歳の女性患者がボリュメトリック１．５Ｔ ＭＲ−ＨＩＦＵシステムを使用して処置された。ＥＰＴは、ＭＲ−ＨＩＦＵアブレーション前に、及び、ＭＲ−ＨＩＦＵアブレーションの１．５時間後に獲得された、バランスト高速フィールドエコー（ｂＦＦＥ）シーケンス（ＴＲ／ＴＥ＝２．４／１．２ｍｓ、ボクセル＝２．５×２．５×２．５ｍｍ^３、フリップ＝３０°）に基づいたものであった。この期間の後、処置された組織の温度が正常体温に戻るので、導電率は直接的な熱的効果に影響されないと仮定される。導電率再構成は、ＥＰＴの位相ベースの手法と、ｂＦＦＥ振幅画像から描写された組織境界を使用した後続のバイラテラルメジアンフィルタとを使用して実施された。平均導電率は、インデックス子宮筋腫全体の周囲における関心領域を描画することにより特定された。

図６は、導電率マッピングの形態で電気特性の第１の空間依存マッピング１６６の例を示す。図６は、電気特性の第２の空間依存マッピング１６８を更に示す。電気特性は繰り返しになるが導電率であり、画像１６６及び１６８に対する関心領域は同一である。図６は、超音波処理の前及び後における漿膜下子宮筋腫の平均導電率を示し、それぞれ、１．０２Ｓ／ｍ、及び１．１４Ｓ／ｍであった。同様に漿膜下子宮筋腫は処理前の１．１０Ｓ／ｍから処理後の１．３３Ｓ／ｍまで導電率の２０．９％の増加を示した。漿膜下子宮筋腫は、符号６００の付いた領域であり、粘膜下子宮筋腫は、符号６０２が付されている。図６における画像は、導電率などのＲＦ電気特性の変化が、アブレーションされた領域を特定するために使用され得ることを明確に実証している。

本発明は、図面及び前述の記載において詳細に図示及び説明されたが、このような図示及び記載は、説明的又は例示的であって限定するものではないと見なされるべきである。すなわち本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。

開示された実施形態のその他の変形が、図面、本開示及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解されて実現され得る。請求項において、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む、備える）」という単語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが請求項に記載された幾つかのアイテムの機能を果たす。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に用いられないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に若しくは他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体等の適当な媒体に保存／分配されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線の電気通信システムを介して等の他の形式で分配されてもよい。請求項における任意の参照符号は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

１００ 医療システム
１０２ コンピュータ
１０４ プロセッサ
１０６ ハードウェアインタフェース
１０８ ユーザインタフェース
１１０ メモリ
１５０ マシン実行可能命令
１５２ 第１の電気特性断層撮影データ
１５４ 第２の電気特性断層撮影データ
１５６ 第１の空間依存温度マップ
１５８ 第２の空間依存温度マップ
１６０ 空間依存ＲＦ電気特性の変化のマッピング
１６２ 所定のしきい値
１６４ 空間依存アブレーションマップ
１６６ ＲＦ電気特性の第１の空間依存マッピング
１６８ 電気特性の第２の空間依存マッピング
２００ 対象者の関心領域内におけるＲＦ電気特性の第１の空間依存マッピングを記述した第１の電気特性断層撮影データを受信する。ＲＦ電気特性は、実数値の誘電率又は実数値の導電率である。
２０２ 対象者の関心領域内における空間依存ＲＦ電気特性の第２の空間依存マッピングを記述した第２の電気特性断層撮影データを受信する
２０４ 第１の空間依存マッピングと第２の空間依存マッピングとの間の差から導出された空間依存ＲＦ電気特性の変化を計算する
２０６ 空間依存ＲＦ電気特性の変化が所定のしきい値を上回っている関心領域内における領域を示すことにより空間依存アブレーションマップを計算する。
３００ 医療システム
３０２ 磁気共鳴イメージングシステム
３０４ 磁石
３０６ 磁石のボア
３０８ イメージングゾーン
３０９ 関心領域
３１０ 磁場勾配コイル
３１２ 磁場勾配コイル電源
３１４ ラジオ周波数コイル
３１６ トランシーバ
３１８ 対象者
３２０ 対象者支持体
３５０ ＥＰＴパルスシーケンスコマンド
３５２ 温度感受性パルスシーケンスコマンド
３５４ 第１の熱的磁気共鳴データ
３５６ 第２の熱的磁気共鳴データ
４００ 医療システム
４０２ 組織加熱システム
４０４ アプリケータ
４０６ 対象ゾーン
５００ 医療システム
５２２ 高強度集束超音波システム
５２４ 流体充填チャンバ
５２６ 超音波トランスデューサー
５２８ 機構
５３０ 機械的アクチュエータ／電源
５３２ 超音波の経路
５３４ 超音波ウィンドウ
５３６ ゲルパッド
５３８ 制御可能な集束
５５０ 超音波処理コマンド

Claims (14)

1. 医療システムであって、前記医療システムが、
   マシン実行可能命令を記憶するためのメモリと、
   前記医療システムを制御するためのプロセッサと、を備え、前記マシン実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、
   対象者の関心領域内におけるＲＦ電気特性の第１の空間依存マッピングを記述した第１の電気特性断層撮影データを受信することであって、前記ＲＦ電気特性が、実数値の誘電率又は実数値の導電率である、第１の電気特性断層撮影データを受信することと、
   前記対象者の前記関心領域内における空間依存の前記ＲＦ電気特性の第２の空間依存マッピングを記述した第２の電気特性断層撮影データを受信することと、
   前記第１の電気特性断層撮影データと前記第２の電気特性断層撮影データとの間の差から導出された前記空間依存ＲＦ電気特性の変化を計算することと、
   前記空間依存ＲＦ電気特性の前記変化が所定のしきい値を上回っている前記関心領域内における領域を示すことにより、空間依存アブレーションマップを計算することと、を実行させる、医療システム。
2. 前記所定のしきい値は、５％と、１０％と、２０％と、５％から２０％の間とのうちのいずれか１つである、請求項１に記載の医療システム。
3. 前記マシン実行可能命令の実行が、更に、前記プロセッサに、
   前記第１の電気特性断層撮影データに対する前記関心領域の第１の空間依存温度マップを受信することと、
   前記第２の電気特性断層撮影データに対する前記関心領域の第２の空間依存温度マップを受信することと、を実行させ、
   前記空間依存ＲＦ電気特性の前記変化が、前記第１の空間依存温度マップと前記第２の空間依存温度マップとの間の変化を使用して補正された温度である、請求項１又は２に記載の医療システム。
4. 前記医療システムが、磁気共鳴イメージングシステムを更に備え、前記メモリが、電気特性断層撮影磁気共鳴イメージングプロトコルに従って前記第１の電気特性断層撮影データと前記第２の電気特性断層撮影データとを獲得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御するＥＰＴパルスシーケンスコマンドを更に記憶し、前記第１の電気特性断層撮影データが、前記ＥＰＴパルスシーケンスコマンドを使用して前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することにより受信され、前記第２の電気特性断層撮影データが、前記ＥＰＴパルスシーケンスコマンドを使用して前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することにより受信される、請求項１又は２に記載の医療システム。
5. 前記磁気共鳴イメージングシステムが、イメージングゾーンを含み、前記医療システムが、前記イメージングゾーン内における対象ゾーンを加熱するための組織加熱システムを更に備え、前記組織加熱システムが、前記第１の電気特性断層撮影データと前記第２の電気特性断層撮影データとの獲得の間に前記関心領域内を加熱する、請求項４に記載の医療システム。
6. 前記組織加熱システムが、高強度集束超音波加熱システムと、ラジオ周波数加熱システムと、マイクロ波アブレーションシステムと、温熱療法システムと、レーザーアブレーションシステムと、赤外線アブレーションシステムとのうちのいずれか１つである、請求項５に記載の医療システム。
7. 前記組織加熱システムが、前記対象ゾーン内に超音波エネルギーを蓄積するための制御可能な集束を使用する高強度集束超音波システムであり、前記メモリが、前記制御可能な集束の対象決めを制御するための超音波処理コマンドを更に含み、前記超音波処理コマンドが冷却期間により分けられた離散的な超音波処理期間内に前記対象ゾーンを超音波処理するように前記高強度集束超音波システムを制御し、前記マシン実行可能命令の実行が、更に、前記プロセッサに、前記冷却期間の少なくとも一部の間、前記第１の電気特性断層撮影データと前記第２の電気特性断層撮影データとを繰り返し獲得させる、請求項５に記載の医療システム。
8. 前記マシン実行可能命令の実行が、更に、前記プロセッサに、前記第１の電気特性断層撮影データと前記第２の電気特性断層撮影データとの獲得後に前記空間依存アブレーションマップを使用して、前記超音波処理コマンドを修正させる、請求項７に記載の医療システム。
9. 前記メモリが、磁気共鳴イメージング温度測定プロトコルに従って第１の熱的磁気共鳴データと第２の熱的磁気共鳴データとを獲得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御する温度感受性パルスシーケンスコマンドを更に記憶し、前記マシン実行可能命令の実行が、更に、前記プロセッサに、
   前記温度感受性パルスシーケンスコマンドを使用して前記第１の熱的磁気共鳴データを獲得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することであって、前記第１の熱的磁気共鳴データが、前記第１の電気特性断層撮影データが獲得されたときの所定の期間内に獲得され、第１の空間依存温度マップが、前記第１の熱的磁気共鳴データから前記第１の空間依存温度マップを再構成することにより受信される、前記第１の熱的磁気共鳴データを獲得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することと、
   前記温度感受性パルスシーケンスコマンドを使用して前記第２の熱的磁気共鳴データを獲得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することであって、前記第２の熱的磁気共鳴データが、前記第２の電気特性断層撮影データが獲得されたときの所定の期間内に獲得され、第２の空間依存温度マップが、前記第２の熱的磁気共鳴データから前記第２の空間依存温度マップを再構成することにより受信される、前記第２の熱的磁気共鳴データを獲得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することと、を実行させる、請求項４乃至７のいずれか一項に記載の医療システム。
10. 前記空間依存ＲＦ電気特性が、１ＭＨｚから３ＧＨｚの間の、又は、１０ＭＨｚから５００ＭＨｚの間の周波数において特定される、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の医療システム。
11. 対象者の関心領域内におけるＲＦ電気特性の第１の空間依存マッピングを記述した第１の電気特性断層撮影データを受信するステップであって、前記ＲＦ電気特性が、実数値の誘電率又は実数値の導電率である、第１の電気特性断層撮影データを受信するステップと、
    前記関心領域内における空間依存の前記ＲＦ電気特性の第２の空間依存マッピングを記述した第２の電気特性断層撮影データを受信するステップと、
    前記第１の電気特性断層撮影データと前記第２の電気特性断層撮影データとの間の差から導出された前記空間依存ＲＦ電気特性の変化を計算するステップと、
    前記空間依存ＲＦ電気特性の前記変化が所定のしきい値を上回っている前記関心領域内における領域を示すことにより空間依存アブレーションマップを計算するステップと、
    を有する、医療システムを動作させる方法。
12. 医療器具を制御するプロセッサによる実行のためのマシン実行可能命令を含むコンピュータプログラムであって、前記マシン実行可能命令の実行が、前記プロセッサに、
    対象者の関心領域内におけるＲＦ電気特性の第１の空間依存マッピングを記述した第１の電気特性断層撮影データを受信することであって、前記ＲＦ電気特性が、実数値の誘電率又は実数値の導電率である、第１の電気特性断層撮影データを受信することと、
    前記対象者の前記関心領域内における空間依存の前記ＲＦ電気特性の第２の空間依存マッピングを記述した第２の電気特性断層撮影データを受信することと、
    前記第１の電気特性断層撮影データと前記第２の電気特性断層撮影データとの間の差から導出された前記空間依存ＲＦ電気特性の変化を計算することと、
    前記空間依存ＲＦ電気特性の前記変化が所定のしきい値を上回っている前記関心領域内における領域を示すことにより、空間依存アブレーションマップを計算することと、を実行させる、コンピュータプログラム。
13. 前記医療器具が、磁気共鳴イメージングシステムを更に備え、前記第１の電気特性断層撮影データが、ＥＰＴパルスシーケンスコマンドを使用して前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することにより受信され、前記ＥＰＴパルスシーケンスコマンドが、電気特性断層撮影磁気共鳴イメージングプロトコルに従って前記第１の電気特性断層撮影データと前記第２の電気特性断層撮影データとを獲得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御し、前記第２の電気特性断層撮影が、前記ＥＰＴパルスシーケンスコマンドを使用して前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することにより受信される、請求項１２に記載のコンピュータプログラム。
14. 前記医療器具が、前記対象ゾーン内に超音波エネルギーを蓄積するための制御可能な集束を使用する高強度集束超音波システムを更に備え、前記対象ゾーンが、イメージングゾーン内にあり、前記高強度集束超音波が、前記第１の電気特性断層撮影データと前記第２の電気特性断層撮影データとの前記獲得の間に前記関心領域内を加熱し、前記メモリが、前記制御可能な集束の対象決めを制御するための超音波処理コマンドを更に含み、前記超音波処理コマンドが、冷却期間により分けられた離散的な超音波処理期間内に前記対象ゾーンを超音波処理するように前記高強度集束超音波システムを制御し、前記マシン実行可能命令の実行が、更に、前記プロセッサに、前記冷却期間の少なくとも一部の間、前記第１の電気特性断層撮影データと前記第２の電気特性断層撮影データとを繰り返し獲得させる、請求項１３に記載のコンピュータプログラム。
    

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