JP4828523B2 - 生物組織を温熱治療するための組立体 - Google Patents
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Description
−この部位の焦点にエネルギーを供給するエネルギー発生手段と、
−該部位における空間温度分布を測定する手段と、
−設定された分布に一致する空間温度分布を得ることを目的に、所定の軌道に沿って焦点の移動を命令できる制御ユニットと、を備え、
制御ユニットは、焦点が変位する間に、比例−積分−微分項(Proportional−Integral−Derivative term)を有する制御法則(control law)に従って、測定温度分布および設定分布に関連して、軌道の長さに沿って発生手段によって供給されるエネルギーの分布を命令できることを特徴とする組立体を提案する。
O 標的部位における原点(例えば、標的部位の中心に配置される)、
(Ox,Oz) 原点Oの2次元的記述、
θj(x,z) 第jの軌道の経路にわたって点(x,z)で到達されるべき設定温度、
Tj(x,z) 第jの軌道の終了後に、MRI撮像装置によって点(x,z)で有効に測定された温度、
Rj 第jの軌道に関して決定された分布関数、
G(D,τ) 2つの軌道間の経過時間τにわたる、組織中の熱拡散D(第1の軌道の後で評価された)による温度の変動を評価するために使用されるグリーン関数。
Claims (10)
- 生物組織の部位のための温熱治療組立体であって、
前記部位の焦点にエネルギーを供給するエネルギー発生手段と、
前記部位における空間温度分布を測定する手段と、
設定された分布に一致する空間温度分布を得ることを目的に、所定の軌道に沿って前記焦点の移動を命令できる手段を含む制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、前記焦点が変位する間に、比例−積分−微分項を有する制御法則に従って、測定温度分布および設定温度分布に関連して、前記軌道に沿って前記発生手段によって供給される前記エネルギーの分布を命令できる手段を含み、
前記制御ユニットは、一連の連続軌道に沿って前記焦点の移動を命令し、かつ各軌道に関して、次式のように、対応するエネルギーの分布を命令できる手段を備え、
θ1は第1の軌道を実行する間に到達されるべき設定温度分布であり、
θjは第jの軌道を実行する間に到達されるべき設定温度分布であり、
Tjは第jの軌道の終了後に、前記測定手段によって有効に測定された温度分布であり、
Gは2つの軌道jとj+1との間の経過時間τにわたる前記標的部位における熱拡散Dに依存するグリーン関数であり、
αは自動制御に関する無次元の助変数である、組立体。 - 前記制御法則は前記標的部位の熱拡散係数を算入する、請求項1に記載の組立体。
- 前記制御ユニットは、一連の連続軌道に沿って前記焦点の移動を命令し、かつ各軌道に関して、当該軌道に関連する設定された分布および先行する軌道全体を通して測定された温度分布に関連して、対応するエネルギーの分布を命令できる手段を含む、請求項1または2に記載の組立体。
- エネルギーの分布を命令するために、前記制御ユニットは、時間に関連して前記軌道に沿って前記焦点の位置を規定する分布関数を決定できる手段を含む、請求項1ないし3の何れかに記載の組立体。
- 前記制御ユニットは、前記焦点が、前記軌道に沿って分布された複数の個別的な音波処理点に変位するように命令できる手段を含む、請求項1ないし4の何れかに記載の組立体。
- 前記制御ユニットは、前記エネルギー発生手段に、これらが音波処理点ごとに等しい所与のエネルギー量を各音波処理点に堆積するように命令できる手段を含む、請求項5に記載の組立体。
- 前記制御ユニットは、概ね螺旋形状の軌道に沿って前記焦点を移動できる手段を含む、請求項1ないし6の何れかに記載の組立体。
- 前記制御ユニットは、前記標的部位において均一である設定温度分布に関連して、前記焦点の変位を命令できる手段を含む、請求項1ないし7の何れかに記載の組立体。
- 前記制御ユニットは、前記標的部位において一方向に均一な勾配を有する設定温度分布に関連して、前記焦点の変位を命令できる手段を含む、請求項1ないし8の何れかに記載の組立体。
- 生物組織の部位を温熱治療する温熱治療装置の各部を制御ユニットが制御する方法であって、
前記部位における焦点にエネルギーを供給するようエネルギー発生手段を制御し、
前記部位における空間温度分布を測定するよう測定手段を制御し、
設定された分布に一致する空間温度分布を得るために、所定の軌道に沿って前記焦点が移動するよう制御し、
前記焦点が変位する間に、比例−積分−微分項を有する制御法則に従って、測定温度分布および設定温度分布に関連して、前記軌道に沿って前記発生手段によって供給されるエネルギーが分布するよう制御し、
前記エネルギーの分布が、
上式で、rは前記標的部位における点の位置であり、
θ1は第1の軌道を実行する間に到達されるべき設定温度分布であり、
θjは第jの軌道を実行する間に到達されるべき設定温度分布であり、
Tjは第jの軌道の終了後に、前記測定手段によって有効に測定された温度分布であり、
Gは2つの軌道jとj+1との間の経過時間τにわたる前記標的部位における熱拡散Dに依存するグリーン関数であり、
αは自動制御に関する無次元の助変数である、方法。
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