JP5866367B2 - 被験体を加熱するための療法装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴に案内された高密度焦点式超音波（high intensity focused ultrasound）療法に、詳細には被験体内の標的ゾーンの制御された加熱に関する。

本発明は：
・標的を含む標的領域内の一連の軌跡に沿って前記標的に療法アクションを向ける療法モジュールと；
・温度、測定場を測定し、特に熱的投与量（thermal dose）を計算する温度計測モジュールと；
・測定された温度および／または熱的投与量に基づいて前記それぞれの軌跡に沿って前記療法アクションを適用するよう前記療法モジュールを制御する制御モジュールとを有する療法システムであって、前記一連の軌跡が前記標的ゾーン内に位置される、
システムに関する。

そのような療法システムは特許文献１から知られている。

マイルド加温療法（HT: hyperthermia）は、体温より高いがアブレーション温度よりは低い温度（たとえば38〜45°C）まで組織が加熱される療法技法である。こうした加温療法措置は、化学療法または放射線療法と関連して使われるときに療法効果を改善する生理学的（たとえば灌流）および細胞上の（たとえば遺伝子発現）変化につながりうる。HTは多数の変化を導入し、かかる変化が提供する利益のため、HTは多くの化学療法作用体（agent）および放射線療法と協働する。生理学的および細胞上の変化に加えて、加温療法は、温度応答性または非応答性の薬物送達システムとともに使われて毒性を軽減して全体的な効力を改善してもよい。毒性を軽減するための一つの解決策は、温度感応性のリポソーム薬物送達で腫瘍を標的とすることに関わる。実験的な作業では、マイルド加温療法温度（40〜42°C）において、リポソームは10〜20秒以内にほぼ完全な薬物放出を示した。

標的組織を加温療法範囲まで加熱できる現在利用可能ないくつかの装置がある。一例は、RFエネルギーを身体中に送信する同調されたアンテナを使う電波周波数（RF: radiofrequency）印加器（applicator）である。しかしながら、RF印加器は、RFの長い波長のため、深い位置にある腫瘍を加熱するために使われるのが最善である。マイクロ波印加器も使用されるが、典型的には、その小波長のため、表面的な腫瘍についてのみ使われる。両方の型は種々の構成で使用でき、最も一般的なのはフェーズド・アレイ、導波管および渦巻きアンテナである。局所的な加温療法を実行する新規かつ効率的な仕方は、磁気共鳴に案内された高密度焦点式超音波（MR-HIFU: magnetic resonance guided high intensity focused ultrasound）である。この技法では、加温療法を達成するために合焦された超音波が使用され、措置をモニタリングするためにMRが使用される。

MRIはHIFU超音波照射の間、生体環境での温度マップを提供する。次いで、組織において検出された温度上昇をリアルタイムに評価し、この情報に基づいて超音波照射のパワー、継続時間または軌跡を適応させることによって、フィードバックが実現されることができる。標的領域において組織を熱的にアブレーションする、すなわち完全な熱的壊死を達成するために、以前には体積測定フィードバックが使われてきた（非特許文献１、非特許文献２）。特許文献１はMR-HIFUアブレーションのためのバイナリー・フィードバックに言及している。

国際公開第2009/090579-A1号（PH009795）

M.Kohler et al., Med. Phys. 36(8), 3521, August 2009 J.Enholm et al., IEEE Trans. Biomed. Eng., 57(1), January 2010

本発明は、独立請求項において、療法装置、コンピュータ・プログラム・プロダクト、方法および療法システムを提供する。従属請求項では実施例が与えられる。

本発明の洞察は、いわゆるマイルド加温療法の適用のためには、長い継続時間にわたってたとえば40〜45°Cの範囲の上昇した温度を維持することが必要とされるということである。

たいていのマイルド加温療法適用のための最適温度は40〜45°Cの範囲なので（T＜40Cだと効果が限定され、T＞45Cだと組織灌流が封鎖されることがある）、マイルド加温療法のための完全に異なるアプローチが必要とされる。マイルド加温療法のフィードバックは、温度が壊死を誘起することのできるレベル（通例＞55C）にまで上げられ、次いで組織を冷まして、代わりに、マイルド加温療法フィードバックが前記標的領域における前記温度を長期間にわたって所望されるレベルに維持する点においてアブレーション・フィードバックとは異なる。この時間の間、最適な結果のために、たとえばパワーおよび軌跡が調整されることができる。さらに、マイルド加温療法の実装は、アブレーション・アルゴリズムにおいて見出される鋭い空間的勾配に比べて、加熱される領域にわたって平坦なまたは均一な温度プロファイルにつながる。特許文献１から知られるバイナリー・フィードバック・アルゴリズムは長期間にわたってマイルド加温療法を維持することはできず、その代わり、最終的なサブ軌跡がその終了条件（通例、55〜58°Cの範囲の平均温度）に達したのちは超音波照射を止めていた。

本発明のマイルド加温療法フィードバック実装では、1ないしN（1‐N）個のどこかの加熱サブ軌跡、1ないしN（1‐N）個の温度維持サブ軌跡および一つの待機サブ軌跡がある。軌跡の幾何構造およびサイズならびに加熱および維持サブ軌跡の超音波照射パワーは、ユーザーによって、ユーザー・インターフェースから設定され、超音波照射の間に調整されることができる。典型的には、サブ軌跡は同心状、たとえば同心円であるが、その形は任意でありうる。待機サブ軌跡の間は超音波照射は実行されない。初期加熱フェーズでは、すべてのサブ軌跡が一度超音波照射されるまで、超音波照射はある加熱サブ軌跡から次へと既知の仕方で切り換えられる。最後の加熱サブ軌跡の超音波照射の完了後、超音波照射は待機サブ軌跡に切り換えられる。待機サブ軌跡から、超音波照射は、実現されるアクション基準に従って、維持サブ軌跡のいずれかに切り換えられることができる。MRIで得られる各画像について、維持サブ軌跡の基準が検査され、規定されるアクション基準のいずれかが実現されていたら、超音波照射がそのサブ軌跡に切り換えられる。いくつかの熱維持サブ軌跡について同時に条件が満たされている場合には、規定された優先性をもつものが最初に超音波照射されるべく選ばれる。熱維持サブ軌跡の任意のものから、ひとたびその維持サブ軌跡のアクション基準が実現されたら、超音波照射は待機サブ軌跡に戻る。このアプローチの結果として得られる利点は均一かつ正確な加熱される領域を与える。これは臨床実装には本質的である。バイナリー・フィードバック・アルゴリズムは、過度に込み入ったものとなりうるたいていの利用可能なパラメトリック・フィードバック・アルゴリズムに比べて、単純な、非パラメトリックな、堅牢なフィードバック制御を提供する。

本稿で用いるところの「コンピュータ可読記憶媒体」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記憶しうる任意の有体の記憶媒体を包含する。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読非一時的記憶媒体と称されてもよい。コンピュータ可読記憶媒体は有体なコンピュータ可読媒体と称されてもよい。いくつかの実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピューティング・デバイスのプロセッサによってアクセスされることができるデータを記憶できてもよい。コンピュータ可読記憶媒体の例は、これに限られないが、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）、読み出し専用メモリ（ROM）、光ディスク、光磁気ディスクおよびプロセッサのレジスタ・ファイルを含む。光ディスクの例はコンパクトディスク（CD）およびデジタル多用途ディスク（DVD）、たとえばCD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RWまたはDVD-Rディスクを含む。コンピュータ可読記憶媒体の用語はまた、ネットワークまた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のできるさまざまな型の記録媒体をも指す。たとえば、データはモデムを通じて、インターネットを通じてまたはローカル・エリア・ネットワークを通じて取得されてもよい。

「コンピュータ・メモリ」または「メモリ」はコンピュータ可読記憶媒体の例である。コンピュータ・メモリは、プロセッサにとって直接アクセス可能な任意のメモリである。コンピュータ・メモリの例は、これに限られないが、RAMメモリ、レジスタおよびレジスタ・ファイルを含む。

「コンピュータ記憶」または「記憶」は、コンピュータ可読記憶媒体の例である。コンピュータ記憶は任意の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体である。コンピュータ記憶の例は、これに限られないが：ハードディスク・ドライブ、USBサムドライブ、フロッピー（登録商標）・ドライブ、スマートカード、DVD、CD-ROMおよび半導体ハードドライブを含む。いくつかの実施形態では、コンピュータ記憶はコンピュータ・メモリであってもよく、逆にコンピュータ・メモリがコンピュータ記憶であってもよい。

本稿で使うところの「プロセッサ」は、プログラムまたは機械実行可能命令を実行することのできる電子コンポーネントを包含する。「プロセッサ」を有するコンピューティング・デバイスへの言及は、二つ以上のプロセッサまたはプロセッサ・コアを含む可能性もあるものと解釈すべきである。プロセッサはたとえば、マルチコア・プロセッサであってもよい。プロセッサはまた、単一コンピュータ・システム内のまたは複数のコンピュータ・システムの間に分散された複数のプロセッサの集合を指してもよい。コンピューティング・デバイスの用語はまた、それぞれが単数または複数のプロセッサを有する複数のコンピューティング・デバイスの集合またはネットワークを指す可能性もあると解釈されるべきである。多くのプログラムはその命令を、同じコンピューティング・デバイス内にあってもよいしあるいは複数のコンピューティング・デバイスの間に分散されていてもよい複数のプロセッサによって実行してもらう。

本稿で使うところの「ユーザー・インターフェース」は、ユーザーまたは操作者にコンピュータまたはコンピュータ・システムと対話することを許容するインターフェースである。「ユーザー・インターフェース」は「ヒューマン・インターフェース・デバイス」と称されてもよい。ユーザー・インターフェースは操作者に情報またはデータを提供し、および／または操作者から情報またはデータを受領してもよい。ユーザー・インターフェースは操作者からの入力がコンピュータによって受領されることができるようにしてもよく、コンピュータからユーザーに出力を提供してもよい。換言すれば、ユーザー・インターフェースは操作者に、コンピュータを制御または操作することを許容してもよく、該インターフェースはコンピュータに、操作者の制御または操作の効果を示すことを許容してもよい。ディスプレイまたはグラフィカル・ユーザー・インターフェース上のデータまたは情報の表示は操作者に情報を提供する例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ポインティング・スティック、グラフィクス・タブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブカメラ、ヘッドセット、ギア・スティック（gear stick）、ハンドル（steering wheel）、ペダル、有線グローブ、ダンス・パッド、リモート・コントロールおよび加速計を通じたデータの受領はみな、操作者からの情報またはデータの受領を可能にするユーザー・インターフェース・コンポーネントの例である。

本稿で使うところの「ハードウェア・インターフェース」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・デバイスおよび／または装置と対話したりおよび／またはこれを制御したりすることができるようにするインターフェースを包含する。ハードウェア・インターフェースは、プロセッサが外部コンピューティング・デバイスおよび／または装置に制御信号または命令を送ることを許容してもよい。ハードウェア・インターフェースはまた、プロセッサが外部コンピューティング・デバイスおよび／または装置とデータを交換できるようにしてもよい。ハードウェア・インターフェースの例は、これに限られないが、ユニバーサル・シリアル・バス（universal serial bus）、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、IEEE-488ポート、ブルートゥース接続、無線ローカル・エリア・ネットワーク接続、TCP/IP接続、イーサネット（登録商標）接続、制御電圧インターフェース、MIDIインターフェース、アナログ入力インターフェースおよびデジタル入力インターフェースを含む。

本稿で使うところの「ディスプレイ」または「表示装置」は、画像またはデータを表示するよう適応された出力装置またはユーザー・インターフェースを包含する。ディスプレイは、視覚的、聴覚的および／または触覚的データを出力しうる。ディスプレイの例は、これに限られないが、コンピュータ・モニタ、テレビジョン画面、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、フラットパネル・ディスプレイ、真空蛍光（vacuum fluorescent）ディスプレイ（VF）、発光ダイオード（LED）ディスプレイ、エネクトロルミネッセント・ディスプレイ（ELD: Electroluminescent display）、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）、プロジェクターおよびヘッドマウント・ディスプレイを含む。

磁気共鳴（MR）データは本稿では、磁気共鳴撮像スキャンの間に、原子スピンによって放出された電波周波数信号を磁気共鳴装置のアンテナによって記録した測定として定義される。磁気共鳴撮像（MRI）画像は本稿では、磁気共鳴撮像データ内に含まれる解剖学的データの再構成された二次元または三次元の視覚化として定義される。この視覚化はコンピュータを使って実行されることができる。

本稿で使うところの医療画像データは、被験体の解剖学的構造を記述するデータを包含する。磁気共鳴画像は一つの型の医療画像データである。

MR温度計測データは本稿では、磁気共鳴撮像スキャンの間に、原子スピンによって放出された電波周波数信号を磁気共鳴装置のアンテナによって記録した測定であって、磁気共鳴温度計測のために使用されうる情報を含むものとして定義される。磁気共鳴温度計測は、温度感応性のパラメータの変化を測定することによって機能する。磁気共鳴温度計測の間に測定されうるパラメータの例は、プロトン共鳴周波数シフト、拡散係数またはT1および／またはT2緩和時間の変化である。これらは磁気共鳴を使って温度を測定するために使用されうる。プロトン共鳴周波数シフトは、個々のプロトン、水素原子が感じる磁場が周囲の分子構造に依存するので、温度依存性である。温度が水素結合に影響するため、温度上昇は分子遮蔽を減少させる。これは、プロトン共鳴周波数の温度依存性につながる。

本稿で使うところの「超音波窓」は、超音波波動または超音波エネルギーを透過させることのできる窓を包含する。典型的には、薄いフィルムまたは薄膜が超音波窓として使われる。超音波窓はたとえば、BoPET（Biaxially-oriented polyethylene terephthalate［二軸延伸ポリエチレンテレフタラート］）の薄膜でできていてもよい。

ある側面では、本発明は、被験体の標的ゾーンを加熱するための高密度焦点式超音波システムを有する療法装置を提供する。本療法装置はさらに、磁気共鳴データを取得するための磁気共鳴撮像システムを有する。本療法装置はさらに、本療法装置を制御するプロセッサを有する。プロセッサといえば、プロセッサは接続されたまたは協働する複数のプロセッサまたは複数のコンピュータ・システムまたはコントローラさえも指しうることは理解される。本療法装置はさらに、前記プロセッサによる実行のための機械実行可能命令を含むメモリを有する。同様に、メモリへの言及は、単一のコントローラまたはコンピュータ・システム内のまたは多様なコントローラまたはコンピュータ・システムの間に分散されていてもよい複数のメモリ位置を指してもよいことは理解される。

命令の実行は、前記高密度焦点式超音波システムに加熱軌跡に従って前記被験体を超音波照射させる加熱コマンドを前記プロセッサに生成させる。本稿で使うところの「加熱コマンド」は、高密度焦点式超音波システムを制御するための命令である。加熱コマンドは高密度焦点式超音波システムのための制御およびコマンド・シーケンスを含んでいてもよい。本稿で使うところの「加熱軌跡（heating trajectory）」は個々の超音波照射点の集合である。換言すれば、加熱軌跡は高密度焦点式超音波システムによって逐次に加熱される位置の集合である。加熱コマンドは、高密度焦点式超音波システムが加熱軌跡と関連して超音波照射をするよう生成される。すなわち、高密度焦点式超音波システムによって加熱コマンドが実行されるとき、逐次に超音波照射される点の二つ以上の軌跡または集合がたどられるということである。

プロセッサは次いで、高密度焦点式超音波システムに加熱コマンドを送るまたは送信する。これは次いで、高密度焦点式超音波システムに、指定された加熱軌跡に沿った超音波照射を実行させる。次に、前記命令の実行は前記プロセッサに、加熱コマンドの実行の間、反復的に磁気共鳴データを収集させる。前記プロセッサは、磁気共鳴撮像システムに磁気共鳴データを収集させるコマンドを生成する。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、反復的に、磁気共鳴データから空間依存パラメータを計算させる。空間依存パラメータ（spatially dependent parameter）は、標的ゾーン内のさまざまな超音波照射点の加熱によって影響される局所的温度または他の何らかの局所的パラメータであってもよいので、被験体の物理的属性であってもよい。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、反復的に、前記標的ゾーン内において前記空間依存パラメータが所定の閾値より下かつ第二の所定の閾値より上のままであるよう、前記空間依存パラメータに従って前記加熱コマンドを修正させる。

前記プロセッサはまた、前記反復的に修正された加熱コマンドを高密度焦点式超音波システムに送る。本質的には、磁気共鳴データの収集、空間依存パラメータの計算および依存パラメータに基づく加熱コマンドの修正は、閉じたフィードバック・システムをなす。これは、前記空間依存パラメータが第一の所定の閾値より下かつ第二の所定の閾値より上に留まることを許容する。一例を挙げると、空間依存パラメータは被験体内の空間依存の温度であってもよい。このようにして、標的ゾーン内の空間依存の温度は第一の所定の温度閾値より下かつ第二の所定の温度閾値より上になりうる。

この実施形態は、温度のような空間依存パラメータを精密に制御できるシステムを許容するので、有利である。たとえば、温度は、組織のアブレーションを引き起こすのに必要な温度より下に維持されてもよい。その際、標的ゾーンは制御された時間期間にわたって制御された温度に持ち込まれてもよい。これは、その領域を、放射線療法に対してより敏感にするためにその領域を増感するために使われてもよい。それは、温度感応性カプセルまたは容器からの薬物または造影剤の放出を可能にしうる。前記第一の所定の閾値および前記第二の所定の閾値はオンザフライで計算されてもよく、処置計画または療法計画に基づいて指定されてもよいことを注意しておくべきである。

もう一つの実施形態では、前記命令はさらに、前記プロセッサに、待機コマンドを生成させる。待機コマンドは、高密度焦点式超音波システムに、加熱コマンドの実行後、所定の時間にわたって超音波照射を停止させる。本項で使うところの待機コマンド（waiting command）は、高密度焦点式超音波システムに待機させ、被験体の標的ゾーンのいかなる部分も照射しないようにさせるコマンドである。前記命令はさらに、高密度焦点式超音波システムに維持軌跡に従って前記被験体に超音波照射させる維持コマンドを前記プロセッサに生成させる。本稿で使うところの維持軌跡（maintaining trajectory）は加熱軌跡と同じ意味をもつ。維持軌跡は本質的には、標的ゾーン内の本質的に逐次的に指定された超音波照射点である。加熱軌跡は標的ゾーンを初期に加熱するために使われる。維持軌跡は、待機コマンドによって課された加熱期間後に標的ゾーン内の温度を維持するために使われる。待機コマンドは、いわゆる待機軌跡として解釈されてもよい。維持軌跡はいくつかの実施形態では加熱軌跡と同一であってもよい。

他の実施形態では、維持軌跡は加熱軌跡とは異なる軌跡である。いくつかの実施形態では、維持軌跡は個々の加熱軌跡の超音波照射点の部分集合であってもよい。

前記命令はさらに、前記プロセッサに、前記維持コマンドの実行の間に、反復的に、磁気共鳴データを収集させる。前記命令はさらに、前記プロセッサに、反復的に、前記維持コマンドの実行中に収集された磁気共鳴データから空間依存パラメータを計算させる。前記維持コマンドの実行中に収集された磁気共鳴データは加熱コマンドの実行中に収集された磁気共鳴データを置換するために使われてもよい。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、反復的に、前記標的ゾーン内において前記空間依存パラメータが第一の所定の閾値より下かつ第二の所定の閾値より上のままであるよう、前記空間依存パラメータに従って前記維持コマンドを修正させる。待機コマンド、維持コマンドおよび反復的に修正された維持コマンドは前記プロセッサによって制御のために高密度焦点式超音波システムに送られ、あるいは送信されてもよい。

この実施形態では、高密度焦点式超音波システムはまず初期に加熱軌跡を使って標的ゾーンを加熱する。次いで、待機期間があって、続いて標的ゾーンの温度を維持するために維持コマンドが実行される期間がある。いくつかの実施形態では、待機コマンドは維持コマンドと交互に実行されてもよい。すなわち、待機コマンドが実行され；システムが待機し、次いで維持コマンドが実行される。次いで、また超音波照射のない別の期間があり、再び待機コマンドが実行される。次いで再び維持コマンドが実行される。この技法は、空間依存パラメータを第一の所定の閾値と第二の所定の閾値の間に維持することが所望される限り、反復されてもよい。

もう一つの実施形態では、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、待機コマンドの実行の間に磁気共鳴データを反復的に収集させる。前記命令の実行はさらに、前記標的ゾーン内の空間依存パラメータが前記第二の所定の閾値より下である場合に、前記プロセッサに、維持コマンドの実行をトリガーさせる。前記命令の実行はまた、前記プロセッサに、待機コマンドの実行の間に収集される磁気共鳴データから前記空間依存パラメータを反復的に計算させてもよい。この実施形態では、磁気共鳴データは待機コマンドの実行の間、収集され続ける。空間依存パラメータが前記第二の所定の閾値を下回ったら、維持コマンドの実行がトリガーされてもよい。

空間依存パラメータは単一の数値であってもよいし、あるいはマッピングであってもよい。たとえば、空間依存パラメータは標的ゾーンの平均温度のような何かであってもよい。その際、平均温度が前記第二の所定の閾値を下回ったら、維持コマンドの実行が実行される。空間依存パラメータはまた、たとえば温度マップのようなマップとしての何かであってもよい。その際、第一および第二の所定の閾値は、トリガーを引き起こす、該マップによって示される条件であってもよい。

もう一つの実施形態では、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、所定の最大超音波照射期間を超過した場合に超音波照射を止めさせる。この実施形態はたとえば、被験体があまりに長時間にわたって超音波照射されることを防ぐのに有用でありうる。たとえば、特定の被験体について、待機および／または維持軌跡は、空間依存パラメータを第一の所定の閾値と第二の所定の閾値との間に維持するのに充分ではないことがある。

もう一つの実施形態では、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、超音波照射期間が所定の最小超音波照射期間より短い場合に前記標的ゾーンにおいて前記空間依存パラメータが前記第一の所定の閾値を超えることを許容させる。この実施形態では、超音波照射時間が所定の最低超音波照射未満であれば空間依存パラメータは第一の所定の閾値を超えることが許容される。この実施形態および直前の実施形態について、超音波照射期間とは、加熱および／または維持軌跡が実行されている期間であることを注意しておく。軌跡は、被験体の標的ゾーン内のさまざまな体積を逐次的に超音波照射することによって実行される。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータはプロトン信号強度である。もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは最大プロトン信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは最小プロトン信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは平均プロトン信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータはメジアン・プロトン信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータはT1信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは最大T1信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは最小T1信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは平均T1信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータはメジアンT1信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータはT2信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは最大T2信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは最小T2信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは平均T2信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータはメジアンT2信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータはT2スター信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは最小T2スター信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは最大T2スター信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは平均T2スター信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは温度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは最小温度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは平均温度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータはメジアン温度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは最小超音波投与量である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは最大超音波投与量である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータはメジアン超音波投与量である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは最大温度偏差である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは最小信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは最大信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは平均信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータはメジアン信号強度である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは最小熱的投与量である。本稿で使うところの「熱的投与量（thermal dose）」は、温度に依存する関数の時間積分である任意の量を包含する。熱的投与量はたとえば、ある温度閾値より上で過ごした時間であってもよい。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは平均熱的投与量である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータはメジアン熱的投与量である。

もう一つの実施形態では、空間依存パラメータは最大熱的投与量である。

もう一つの実施形態では、二つ以上の空間依存パラメータがある。温度およびT2またはT2スター値に依存するパラメータの両方が使われてもよい。この場合、それぞれの空間依存パラメータについて別個の第一および第二の所定の閾値があってもよい。先述したように、空間依存パラメータの値は標的ゾーンのグローバルな関数として定義されてもよく、あるいはまたマッピングとして定義されてもよい。

もう一つの実施形態では、軌跡は同心円を定義する。軌跡は、加熱軌跡および／または維持軌跡を指す。同心円のそれぞれは、個々の軌跡と考えられてもよい。同心円が使われる場合、典型的には、最も内側の円が最初に超音波照射され、次いで超音波照射点の次の円が超音波照射される。これは、同心円によって囲まれた中心領域における温度を維持する。

もう一つの実施形態では、軌跡は同心球を定義する。軌跡は、加熱軌跡および／または維持軌跡を指す。超音波照射点を二次元平面で同心円に配置する代わりに、同心球に超音波照射点が配置され、それらの超音波照射点が逐次的に超音波照射される。

もう一つの実施形態では、軌跡は閉ループを定義する。ここでもまた、軌跡は、待機軌跡および／または維持軌跡を指す。閉ループの実施形態は同心円の実施形態とよく似ている。同心円の代わりに、次々に取り囲んでいく漸次大きくなる閉ループがあってもよい。

もう一つの実施形態では、軌跡は閉じた表面を定義する。ここでもまた、軌跡は、加熱軌跡および／または維持軌跡を指す。同心円を使う代わりに、次々に取り囲んでいくだんだん大きくなる閉じた表面が軌跡を定義するために使われてもよい。

もう一つの実施形態では、軌跡は単一の超音波照射位置を指す。ここでもまた、軌跡は、加熱軌跡および／または維持軌跡を指す。たとえば、単一の超音波照射位置が軌跡であると考えられてもよい。次いで、単一の超音波照射位置の集合が加熱軌跡または維持軌跡の集合であると考えられてもよい。

もう一つの実施形態では、軌跡は近いパターンを定義する。ここでもまた、軌跡は、加熱軌跡および／または維持軌跡を指す。この実施形態では、逐次的に超音波照射される諸点は線に配列され、よって複数の軌跡は線形パターンをなすことができる。

もう一つの実施形態では、前記命令はさらに前記プロセッサに、医療画像データを受領させる。前記命令はさらに前記プロセッサに、処置計画を受領させる。処置計画は、標的ゾーンの位置を記述する。前記命令はさらに前記プロセッサに、前記医療画像データおよび前記処置計画に従って加熱軌跡を生成させる。加熱軌跡の代わりに維持軌跡が生成されるもう一つの類似した実施形態が存在する。前記プロセッサが加熱軌跡および維持軌跡の両方を生成するさらにもう一つの実施形態がある。この実施形態では、医療画像データが受領される。プロセッサは前記画像をセグメント分割してもよく、あるいは前記医療画像データはあらかじめセグメント分割されていてもよい。次いで、前記標的ゾーンの位置を記述する処置計画が、前記医療画像データと関連して使われて、前記医療画像データ中の前記標的ゾーンの位置が識別されて加熱軌跡が生成される。

もう一つの実施形態では、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、磁気共鳴撮像システムから磁気共鳴データを受領させる。もう一つの実施形態では、前記命令はさらに、前記プロセッサに、前記磁気共鳴データから前記医療画像データを再構成させる。

もう一つの実施形態では、前記療法装置はさらに、放射線療法システムを有する。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、前記標的ゾーンの加熱後に前記被験体内の放射線標的を照射させる。
もう一つの実施形態では、前記療法装置はさらに、放射線療法システムを有する。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、前記標的ゾーンの加熱中に前記放射線標的を照射させる。

もう一つの実施形態では、前記放射線標的は前記標的ゾーンの少なくとも一部を含む。いくつかの事例では、前記放射線標的および前記標的ゾーンは同一であってもよい。もう一つの実施形態では、前記放射線標的は前記標的ゾーンより小さく、前記放射線標的は完全に前記標的ゾーン内である。さらにもう一つの実施形態では、前記放射線標的は前記標的ゾーンより大きく、前記標的ゾーン全体を包含する。

もう一つの実施形態では、前記放射線療法システムはプロトン療法システムである。

もう一つの実施形態では、前記放射線療法システムはX線療法システムである。

もう一つの実施形態では、前記放射線療法システムは荷電粒子療法システムである。

もう一つの実施形態では、前記放射線療法システムは炭素アイオン療法システムである。

もう一つの実施形態では、前記放射線療法システムはガンマ線源療法システムである。ガンマ線源療法システムの別名はガンマ・ナイフである。

もう一つの実施形態では、前記放射線療法システムはベータ線療法システムである。ベータ線療法システムは被験体において高エネルギー・ベータ粒子を立ち上げる。

もう一つの実施形態では、前記放射線療法システムはライナックまたは線形加速器である。

もう一つの実施形態では、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、反復的に、前記磁気共鳴データから第二の空間依存パラメータを計算させる。第二の空間依存パラメータはいくつかの実施形態では、先に挙げた空間依存パラメータのうちから選ばれる。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、第二の空間依存パラメータの所定の変化が生じる場合に前記高密度焦点式超音波システムによって前記標的ゾーンの超音波照射を停止させる。所定の変化とはたとえば、第二の空間依存パラメータの絶対値であってもよいし、あるいは第二の空間依存パラメータの微分または積分のようなものであってもよい。たとえば、標的ゾーンの加熱による造影剤または薬物の放出をモニタリングするために、T1、T2またはT2-*〔T2スター〕の値が使われてもよい。これらの上述したパラメータの一つが、標的ゾーンが受ける投与量（dosage）を示すために使われてもよい。所定のパラメータが生じるときに停止すれば、療法が有効になったときに終了させることができるので、有益である。

もう一つの側面では、本発明は、療法装置を制御するプロセッサによる実行のための機械実行可能命令を有するコンピュータ・プログラム・プロダクトを提供する。コンピュータ・プログラム・プロダクトはたとえば、機械可読記憶媒体上に記憶されていてもよい。前記療法装置は被験体の標的ゾーンを加熱するための高密度焦点式超音波システムを有する。前記療法装置はさらに、磁気共鳴データを収集するための磁気共鳴撮像システムを有する。前記命令の実行はさらに、前記高密度焦点式超音波システムに加熱軌跡に従って前記被験体を超音波照射させる加熱コマンドを前記プロセッサに生成させる。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、反復的に、磁気共鳴データから空間依存パラメータを計算させる。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、反復的に、前記標的ゾーン内において前記空間依存パラメータが第一の所定の閾値かつ第二の所定の閾値より上のままであるよう、前記空間依存パラメータに従って前記加熱コマンドを修正させる。

もう一つの側面では、本発明は、療法装置を動作させる方法を提供する。前記療法装置は被験体の標的ゾーンを加熱するための高密度焦点式超音波システムを有する。前記療法装置はさらに、磁気共鳴データを収集するための磁気共鳴撮像システムを有する。当該方法は、前記高密度焦点式超音波システムに加熱軌跡に従って前記被験体を超音波照射させる加熱コマンドを生成する段階を含む。当該方法はさらに、加熱コマンドの実行中に反復的に磁気共鳴データを収集する段階を含む。当該方法はさらに、磁気共鳴データから空間依存パラメータを反復的に計算する段階を含む。当該方法はさらに、前記標的ゾーン内において前記空間依存パラメータが第一の所定の閾値より下かつ第二の所定の閾値より上のままであるよう、前記空間依存パラメータに従って反復的に前記加熱コマンドを修正する段階を含む。当該方法はコンピュータまたはプロセッサによって実装されてもよい。したがって、当該方法は、コンピュータ実装される方法をも提供する。

いくつかの実施形態では、当該方法はさらに、被験体に熱感応性の療法作用体または熱感応性の造影剤を注入する段階を含んでいてもよい。熱感応性とは、その療法薬物または作用体または造影剤が、所定の時間期間にわたってある温度より上に加熱されたときに放出されることを意味する。

本発明のもう一つの側面では、本発明は、標的を含む標的領域内の一連の軌跡に沿って標的に療法アクションを差し向ける療法モジュールを有する療法システムを提供する。前記療法モジュールは、高密度焦点式超音波システムであってもよい。前記療法アクションは被験体の標的ゾーンを超音波照射することであってもよい。当該療法システムはさらに、温度、測定場を測定し、特に熱的投与量を計算する温度計測モジュールを有する。前記温度計測モジュールは前記磁気共鳴撮像システムであってもよい。前記磁気共鳴撮像システムは磁気共鳴温度計測データを収集して、これを使って被験体内の局所依存温度を決定してもよい。

当該システムはさらに、測定された温度および／または熱的投与量に基づいてそれぞれの軌跡に沿って療法アクションを適用するよう前記療法モジュールを制御する制御モジュールを有する。前記制御モジュールは、前記療法装置を制御する前記プロセッサであってもよい。一連の軌跡は標的ゾーン内に位置しており、前記軌跡の集合は、標的領域内の温度が上昇した温度レベルまで増大させられる加熱サブ軌跡の加熱部分集合を含む。前記軌跡の集合は、標的領域内の温度が上昇した温度に維持される維持サブ軌跡の維持部分集合を含む。前記サブ軌跡は任意的に、加熱部分集合と維持部分集合の実行の間に適用される待機期間を含む。加熱部分集合の加熱サブ軌跡が前記加熱軌跡に対応する。維持部分集合の維持サブ軌跡が前記維持軌跡に対応する。待機期間は前記待機コマンドに対応する。

以下では、本発明の好ましい実施形態が単に例として、図面を参照して記述される。
本発明に基づく方法のある実施形態を図解する図である。 磁気共鳴画像を示す図である。 熱的マップを示す図である。 本方法の有効性を示すプロットである。 本方法の有効性と標的とされる領域内の温度の一様性を示す等高線プロットである。 標的とされる領域内の加熱の精度および安定性を示すプロットである。 本発明のある実施形態に基づく方法を示す流れ図である。 本発明のさらなる実施形態に基づく方法を示す流れ図である。 本発明のある実施形態に基づく療法装置を示す図である。 本発明のさらなる実施形態に基づく療法装置を示す図である。 本発明のある実施形態に基づく軌跡を示す図である。 本発明のさらなる実施形態に基づく軌跡を示す図である。 本発明のさらなる実施形態に基づく軌跡を示す図である。 本発明のさらなる実施形態に基づく軌跡を示す図である。

これらの図面における同様の符号を付けた要素は等価な要素であるか、同じ機能を実行する。先に論じた要素は、後の図面では機能が等価であれば必ずしも論じられない。

一つの連続的な超音波暴露は超音波照射（sonication）と呼ばれる。一回の超音波照射を通じて超音波焦点が描く経路は超音波照射軌跡と呼ばれる。焦点の動きは電子的な偏向、機械的な動きまたは両者の組み合わせによって達成されうる。軌跡は一次元、二次元または三次元であることができる。軌跡は超音波照射の間に複数回たどることができる。軌跡はサブ軌跡から構成されることができる。サブ軌跡はサブ軌跡経路に沿って分布したいくつかの焦点から構成されることができる。焦点分布は均等である必要はない。サブ軌跡は単一点（一ピクセルまたはその一部でもよい）または焦点からなる開いたもしくは閉じた経路であることができ、互いとは独立に任意の幾何形状またはサイズを取ることができる。その可能な反復も含めてすべてのサブ軌跡が、その全体において前記軌跡をなす。サブ軌跡は固定ではなく、その幾何形状およびサイズは超音波照射の間に調整されることができる。サブ軌跡および単一の軌跡の例が図１に見られる。しかしながら、サブ軌跡はしばしば図１にたとえばSonalleve MR-HIFUプラットフォームについて示されるような同心円である。

軌跡、サブ軌跡および単一焦点は既知のパワーで超音波照射されることができる。既知のパワーは超音波照射の間に随意に調整できる。

軌跡、サブ軌跡および単一焦点はいかなる超音波照射継続時間を有することもできる。超音波照射継続時間は超音波照射の間に随意に調整できる。

一点当たりの超音波照射時間および諸点の超音波照射順序は、サブ軌跡および軌跡に沿った温度上昇が均一な空間的温度分布を生じるように選ばれる。

アクション基準は、マイルド加温療法フィードバック・アルゴリズムの進行を制御するために使われる実際の論理的条件である。それらの基準はアボート／および／または型の陳述（statement）であり、満たされたときに超音波照射をどのように進めるかについての情報を返す。停止基準および切り換え基準を含む複数の種類のアクション基準があることができる。

停止基準は軌跡全体からのボクセルをモニタリングし、超音波照射が停止またはアボートされるべきかどうかを検査する。したがって、停止基準は、超音波照射がうまく完了したことを示す基準と、問題を示し超音波照射を完了前にアボートする安全基準の両方を含むことができる。

切り換え基準はサブ軌跡固有である。すなわち、超音波照射されているサブ軌跡に関係するボクセルのみをモニタリングする。切り換え基準は、あるサブ軌跡が次に切り換えられるべきかどうかをモニタリングする。切り換え基準はまた、条件が満たされた場合に超音波照射をアボートする、サブ軌跡固有の安全基準を含むこともできる。可能な基準は、これに限られないが：最大時間、最小時間、最大温度、最小温度、平均温度、メジアン温度、最小投与量、最大投与量、メジアン投与量、最大温度偏差、最小信号強度、最大信号強度、平均信号強度、メジアン信号強度を含む。

アクション基準のための限界は、超音波照射の前および超音波照射中の両方において変えられることができる。

下記および図１で示される例では、各サブ軌跡は円形であり、固定したパワーをもつ。ただし、これらの属性は超音波照射の間にアクション基準に基づいて調整されることができる。

図１は、本発明に基づく方法のある実施形態を図的に示している。図１には、加熱軌跡１００、待機期間１０２および維持軌跡１０４が示されている。図では、加熱軌跡１００は加熱軌跡と称され、待機期間１０２は待機サブ軌跡と称されている。維持軌跡１０４は熱維持サブ軌跡と称されている。

加熱軌跡１００は１０６とラベル付けされた三つの熱軌跡から構成される。最も内側の熱軌跡１０６が実行され、次いで矢印１０８が加熱軌跡１０６′への変更を示す。次に熱軌跡１０６′が実行される。熱軌跡１０６′が実行されたのち、熱軌跡１０６″へのシフト１０８′がある。熱軌跡１０６″が実行されたのち、待機期間１０２への変更１１０がある。これは待機サブ期間を実行すると称されてもよい。待機期間が終わると、維持軌跡１１６、１１６′、１１６″のいずれかが実行される。たとえば、磁気共鳴撮像が熱的マップを撮るために使われてもよく、どの維持軌跡１１６、１１６′、１１６″が実行されるべきかが決定されてもよい。線１１２は維持軌跡１１６への変更を示している。１１２′とラベル付けされた矢印は加熱軌跡１１６′への変更を示す。１１２″とラベル付けされた矢印は維持軌跡１１６″への変更を示す。特定のサブ軌跡が実行されたのち、待機期間に戻ってもよい。矢印１１４は維持軌跡１１６から待機期間１０２への戻りを示す。矢印１１４′は維持軌跡１１６′から待機期間１０２への戻りを示す。矢印１１４″は加熱軌跡１１６″から待機期間１０２への戻りを示す。維持軌跡１１６、１１６′、１１６″の全部または一部は、実行されてもされなくてもよい。当該方法の実行中、待機と維持軌跡１１６、１１６′、１１６″実行の間の往復が複数回繰り返されてもよい。

マイルド加温療法フィードバックの例：
１．超音波照射開始。焦点が加熱サブ軌跡から次の加熱サブ軌跡へと動かされる。最も外側のサブ軌跡に達し、完了。
２．最も外側の加熱サブ軌跡から超音波照射は待機サブ軌跡に移される。待機サブ軌跡のパワーは0Wであり、超音波照射はない。
３．待機サブ軌跡は各熱維持サブ軌跡について切り換え決定の一つの集合をもつ。
・超音波照射はたとえばモニタリングされるROIにおける温度が所定の限界を下回った場合に熱維持サブ軌跡に移される。
・これがいくつかのサブ軌跡について同じ時点で起こったら、規定された優先性をもつものが選ばれる。
４．たとえばモニタリングされるROIにおける温度が所定の限界に達したら、超音波照射は、熱維持サブ軌跡から、もとの待機サブ軌跡に切り換えられる。
５．ステップ３および４を、停止基準によって決められる限界（たとえば最大時間、平均信号強度、など）が満たされるまで繰り返す。

マイルド加温療法フィードバックのための応用は、MR案内される痛みの一時的緩和、MR案内される放射線増感、MR案内される化学療法送達（局所薬物送達）、MR案内される薬物活性化、MR案内される遺伝子送達および遺伝子発現ならびに臨床上の恩恵を与えるための（MR案内のもとでの）生理的および細胞の変化の誘起を含む。フィリップス社のSonalleve MR-HIFUシステムは上述した応用のために使用できる。

図２および図３を使って本方法の有効性をさらに例証する。図２は計画画像２００を示している。図３は熱的マップ３００を示している。画像２００は医療画像または磁気共鳴画像の例である。計画画像内で、ウサギの太もも２０２が見える。ウサギの太もも２０２内で、Vx2腫瘍２０４がある。マップ上には標的ゾーン２０６も示されている。計画画像２００は磁気共鳴画像である。標的ゾーン２０６の超音波照射の間および本発明の実施形態に基づく方法を実行する間、標的ゾーン２０６が加熱される。磁気共鳴温度計測データは標的ゾーン２０６の超音波照射の間に収集されたものであり、温度マッピング３００において示されている。ウサギの太もも２０２はこのピクチャー・マッピング３００において見える。図２において標的ゾーン２０６があるところに対応して、温度が上がった領域３０２があることが見て取れる。標的ゾーン２０６の領域はセ氏40および41度の間に保持される。これは、本方法の有効性の例解である。

図４は、図３に示されるデータについての動径方向温度のプロットを示している。x座標は図３に示される標的ゾーン２０６の中心からのミリメートル単位での動径４００であり、４０２とラベル付けされたy座標はセ氏度での温度である。４０４とラベル付けされた線は平均動径温度である。すなわち、標的ゾーン２０６のまわりの特定の動径について、その特定の動径における平均温度である。破線４０６は目標温度を示す。図３の標的ゾーン２０６の目標温度は括線４０８によって示されている。本方法が温度を目標温度の非常に近くに保持することが見て取れる。標的ゾーン４０８における目標温度は41度に設定されている。温度はおよそセ氏40.5度からセ氏41.5度の範囲である。

図５は、本方法の有効性を例証する等高線プロットである。x座標は標的ゾーン中心からの距離であり、５００とラベル付けされている。５０２とラベル付けされているy軸も標的ゾーン中心からの距離である。環５０４は標的ゾーンを示す。５０６とラベル付けされている等高線はセ氏31度である。５０８とラベル付けされている等高線はセ氏35度である。５１０とラベル付けされている等高線はセ氏37度である。５１２とラベル付けされている等高線はセ氏38度である。５１４とラベル付けされている等高線はセ氏40度である。５１６とラベル付けされている等高線はセ氏41度である。図５に示した等高線プロットのためのデータは磁気共鳴温度計測を使って収集され、また、加熱および維持軌跡の両方を含む本発明に基づく方法のある実施形態を使ったVx2腫瘍の治療の際にも収集された。

図６は、腫瘍を加熱するために前記方法を使った加熱の精度および安定性を示すプロットである。

図６は、標的とされる領域、この場合にはやはりウサギのVx2腫瘍内の加熱の精度および安定性を示すプロットを示している。x軸は時間であり、６００とラベル付けされている。y軸は６０２とラベル付けされており、セ氏度での温度である。括線６０４によって示される温度範囲が目標温度である。これはセ氏40および41度の間である。６０６とラベル付けされた曲線は、磁気共鳴温度計測によって測定された標的ゾーンのすべてのボクセルにおける平均温度である。６０８とラベル付けされた破線は標的ゾーン中のボクセルの90%が現在それより下である温度を示している。６１０とラベル付けされた破線は標的ゾーン中のボクセルの90%がそれより上である温度を示している。図６から、本温度制御方法がきわめて安定かつ正確であることが見て取れる。

図７は、本発明に基づく方法のある実施形態を示す流れ図を示している。ステップ７００において本方法が始まる。ステップ７０２では、加熱コマンドが生成される。ステップ７０４では、標的ゾーンが加熱されている間に磁気共鳴データが収集される。加熱は通常、プロセッサが高密度焦点式超音波システムに加熱コマンドを送ったために起こる。ステップ７０６では、収集された磁気共鳴データを使って、空間依存パラメータが計算される。ステップ７０８では、加熱コマンドが修正され、高密度焦点式超音波システムに送られる。ステップ７０４、７０６および７０８は閉じたループをなし、修正された加熱コマンドが高密度焦点式超音波システムに送られたのち、さらなる磁気共鳴データが収集される。次いでこれが、該磁気共鳴データを使って再び空間依存パラメータを計算する（７０６）ために使われる。このループ７０４、７０６、７０８は本方法が７１０で終了するまで繰り返される。

図８は、本発明に基づく方法のさらなる実施形態を示すもう一つの流れ図を示している。図７のステップ７０２〜７０８は図８のステップ８０２〜８０８に対応する。ステップ８００において本方法が始まる。ステップ８０２では、加熱コマンドが生成される。ステップ８０４では、標的ゾーンの超音波照射中に磁気共鳴データが収集される。ステップ８０６では、磁気共鳴データを使って、空間依存パラメータが計算される。ステップ８０８では、加熱コマンドが修正される。図７と同様に、ステップ８０４、８０６および８０８は閉じたループで継続される。標的ゾーンが初期に加熱されたのち、待機コマンドが生成される（８１０）。所定の時間期間後、あるいは磁気共鳴温度計測により空間依存パラメータがその受け容れ可能な範囲から出たことが検出されたとき、維持コマンドが生成される（８１２）。維持コマンドは標的ゾーンの超音波照射を再開させる。ステップ８１４では、さらなる磁気共鳴データが収集される。ステップ８１６では、該磁気共鳴データを使って再び前記空間依存パラメータが計算される。ステップ８１８では、維持コマンドが修正される。ステップ８１４、８１６および８１８は閉じたループをなす。この閉じたループが実行されたのち、いくつかの実施形態では、本方法はステップ８１８後に、ステップ８１０において生成された待機コマンドに戻ってもよい。本方法が完全に終了したら、本方法はステップ８２０で終了する。

図９は、本発明のある実施形態に基づく療法装置９００を示している。本療法装置は、磁気共鳴撮像システム９０２および高密度焦点式超音波システム９０４を有する。磁気共鳴撮像システムは磁石９０６を有する。図９に示した磁石は円筒型の超伝導磁石である。この磁石は、超伝導コイルをもつ液体ヘリウム冷却のクライオスタットを有する。永久磁石または抵抗のある磁石を使うことも可能である。異なる型の磁石を使うことも可能である。たとえば、分割円筒型磁石およびいわゆる開放式磁石の両方を使うことも可能である。分割円筒型磁石は、磁石の照射平面（iso-plane）へのアクセスを許容するためにクライオスタットが二つのセクションに分割されているほかは標準的な円筒型磁石と同様である。そのような磁石はたとえば、荷電粒子ビーム療法との関連で使用されてもよい。開放式磁石は、被験体を受け入れるのに充分大きなスペースをはさんで一方が他方の上にある二つの磁石セクションを有する。それら二つのセクションの構成はヘルムホルツ・コイルの構成と同様である。開放式磁石は、被験者の閉塞感が少なくなるので、人気がある。円筒型磁石のクライオスタット内部には、超伝導コイルの集合がある。円筒型磁石９０６のボア９０８内には、磁場が磁気共鳴撮像を実行するのに十分に強くかつ一様である撮像ゾーンがある。

磁石のボア９０６内には、磁気共鳴データの収集中に磁石の撮像ゾーン内の磁気スピンを空間的にエンコードするために使われる傾斜磁場コイル９１０もある。傾斜磁場コイル９１０は傾斜磁場コイル電源９１２に接続されている。この傾斜磁場コイルは代表であることが意図されている。典型的には、傾斜磁場コイルは、三つの直交する空間方向における空間エンコードのために三つの別個のコイル集合を含む。傾斜磁場電源は傾斜磁場コイルに電流を供給する。磁場コイルに供給される電流は時間の関数として制御され、傾斜状に変化させられたりパルス化されたりしてもよい。

ボア９０８の中心には撮像ゾーン９１８がある。撮像ゾーンの隣にはトランシーバ９１６に接続されている電波周波数コイル９１４がある。やはりボア９０８内には被験体サポート９２２上に安置される被験体９２０がある。電波周波数コイル９１４は撮像ゾーン内の磁気スピンの配向を操作し、やはり撮像ゾーン内のスピンからの電波送信を受信するために適応されている。電波周波数コイル９１４は複数のコイル要素を含んでいてもよい。電波周波数コイルはまた、チャネルまたはアンテナと称されてもよい。電波周波数コイル９１４ならびに電波周波数トランシーバ９１６は、別個の送信および受信コイルならびに別個の送信機および受信機によって置き換えられてもよい。電波周波数コイル９１４および電波周波数トランシーバ９１６は代表であることは理解される。電波周波数コイル９１４は専用の送信アンテナおよび専用の受信アンテナをも表すことが意図されている。同様に、トランシーバは別個の送信機および受信機をも表しうる。

高密度焦点式超音波システム９０４は、超音波トランスデューサ９２６を収容している流体で満たされたチャンバ９２４を有する。超音波トランスデューサ９２６は、機械的位置決めシステム９２８によって機械的に位置決めされる。機械的位置決めシステムを作動させるためのアクチュエータ９３０がある。代替的な実施形態では、超音波トランスデューサは、流体で満たされたチャンバ９２４または機械的位置決めシステム９２８のない、手動で位置決めされる外部のトランスデューサであってもよい。

超音波トランスデューサ９２６は超音波を発する複数の要素を含んでいてもよい。図示しない電源が、超音波トランスデューサ９２６の要素に供給される交流電力の振幅および／または位相および／または周波数を制御してもよい。破線９３２は超音波トランスデューサ９２６からの超音波の経路を示す。超音波９３２はまず流体で満たされたチャンバ９２４を通過する。超音波は次いで超音波窓９３４を通過する。超音波窓９３４を通過したのち、超音波は任意的なゲル・パッド９３６を通過する。ゲル・パッド９３６は窓９３４と被験体９２０の間で超音波を伝達するために使用されてもよい。次いで超音波９３２は被験体９２０にはいり、焦点または照射点９３８に焦点を合わされる。標的ゾーンである領域９４０がある。照射点９３８の電子的および機械的位置決めの組み合わせを通じて、標的ゾーン９４０の全体が、加熱および維持軌跡の組み合わせを通じて加熱されることができる。標的ゾーン９４０は撮像ゾーン９１８内である。高密度焦点式超音波システム９０４、トランシーバ９１６および傾斜磁場コイル電源９１２はみな、コンピュータ・システム９４２のハードウェア・インターフェース９４６に接続されている。ハードウェア・インターフェース９４６はプロセッサ９４４に接続される。プロセッサ９４４はユーザー・インターフェース９４８、コンピュータ記憶９５０およびコンピュータ・メモリ９５２にも接続される。

コンピュータ記憶９５０は、磁気共鳴撮像システム９０２を用いて収集された磁気共鳴データ９５４を含むものとして示されている。コンピュータ記憶９５０はさらに、磁気共鳴データ９５４から再構成される磁気共鳴画像９５６を含む。諸実施形態において、磁気共鳴データ９５４は、熱的マップを構築するために使われる磁気共鳴温度計測データをも含んでいてもよい。コンピュータ記憶９５０はさらに、処置計画９５８を含むものとして示されている。処置計画９５８は、被験体９２０の解剖学的構造に対して標的ゾーン９４０の位置を表すデータを含んでいてもよい。コンピュータ記憶はさらに、磁気共鳴画像９５６への画像位置合わせ９６０を含むものとして示されている。これはたとえば、磁気共鳴画像９５６中の標的ゾーン９４０を位置特定するために使われてもよい。コンピュータ・メモリ９５０はさらに、軌跡ライブラリ９６２を含むものとして示されている。軌跡ライブラリ９６２は、加熱および／または維持軌跡を含んでいてもよい。コンピュータ記憶９５０はさらに、加熱コマンド９６４、待機コマンド９６６および維持コマンド９６８を含むものとして示されている。コンピュータ記憶９５０はさらに、空間依存パラメータ９７０を含むものとして示されている。空間依存パラメータは先述した空間依存パラメータの任意のものであってもよい。コンピュータ記憶９５０はまた、第一の所定の閾値９７２および第二の所定の閾値９７４を含むものとして示されている。

コンピュータ・メモリ９５２は、療法装置９００を動作させるためのコンピュータ実行可能コードを含む。コンピュータ・メモリ９５２は、療法装置９００の動作および機能を制御するためのコンピュータ実行可能コードを含む制御モジュール９８０を含むものとして示されている。コンピュータ・メモリ９５２はさらに、加熱コマンド９６４、待機コマンド９６６および維持コマンド９６８を生成するためのコマンド生成モジュール９８２を含むものとして示されている。コマンド生成モジュール９８２は加熱コマンド９６４、待機コマンド９６６および維持コマンド９６８を修正するよう適応されている。コンピュータ・メモリ９５２はさらに、磁気共鳴制御モジュール９８４を含むものとして示されている。磁気共鳴制御モジュールは、磁気共鳴システム９０２の動作および機能を制御するためにパルス・シーケンス９８６を使う。パルス・シーケンス９８６も、コンピュータ・メモリに含まれるものとして示されている。コンピュータ・メモリはさらに、磁気共鳴データ９５４から磁気共鳴画像９５６を再構成するための画像再構成モジュール９８８を含む。コンピュータ・メモリ９５２はまた、軌跡生成モジュール９９０を含むものとしても示されている。軌跡生成モジュール９９０は、加熱および／または維持軌跡を生成するためのコンピュータ実行可能コードを含む。コンピュータ・メモリ９５２の内容はコンピュータ記憶９５０にも記憶されていてもよい。

図１０は、本発明に基づく療法システム１０００のさらなる実施形態を示している。図１０に示した実施形態は、図９に示したものとよく似ており、両方の図で同じラベル付けがされている項目は等価な機能をなす。図９においてすでに論じた項目は図１０では必ずしも論じないことがある。図１０に示した実施形態には、放射線療法システム１００２が加えられている。磁石９０６は超伝導磁石であり、さらなる詳細がこの図に示されている。いくつかの超伝導コイル１００６をもつクライオスタット１００４がある。磁石９０６を取り囲む低下した磁場の領域１０１０を生成する補償コイル１００８もある。この実施形態における放射線療法システム１００２は、放射線療法システム一般を代表することが意図されている。ここに示したコンポーネントはライナックおよびX線療法システムについて典型的である。しかしながら、分割磁石を使うといった小規模な修正をすれば、荷電粒子またはベータ粒子放射線療法システムもこの図を使って図解できる。磁石９０６のまわりに放射線療法源１０１４を回転させるために使われる環機構１０１２がある。環機構１０１２は回転軸１０１３のまわりを回転する。環機構１０１２によって回転させられる放射線療法源１０１４がある。放射線療法源１０１４が生成する放射線ビーム１０１８はコリメータ１０１６を通過する。図では、標的ゾーンは１０２２とラベル付けされている。この例では、被験体内の標的ゾーンおよび放射線標的は同一である。標的ゾーン１０２２は回転軸１０１３上に位置されていることがわかる。放射線源１０１４が回転軸１０１３のまわりを回転するにつれ、標的ゾーン１０２２は常に照射される。放射線療法システム１０１４に対して標的ゾーン１０２２の位置を最適化するためにサポート９２２を位置決めするためのサポート位置決めシステム１０２０もある。

放射線療法システム１００２およびサポート位置決めシステム１０２０はハードウェア・インターフェース９４６にも接続されている。プロセッサ９４４は制御モジュール９８０の使用を通じて、療法装置１０００全体の動作および機能を制御できる。

図１１ないし図１４は例示的な軌跡を示す。これらの軌跡は加熱軌跡および／または維持軌跡でありうる。

図１１では、三つの軌跡１１００、１１００′および１１００″がある。これらの軌跡１１００、１１００′、１１００″は同心円である。矢印付きの破線は超音波照射点が実行される逐次順を示す。大きな点は超音波照射点の位置である。出発点となる超音波照射点は１１０２とラベル付けされており、終点となる超音波照射点は１０１４とラベル付けされている。

図１２でも、三つの軌跡１２００、１２００′、１２００″がある。破線はここでも超音波照射が実行される順序を示す。先の図と同様に、点は超音波照射点の位置を示す。この図では、軌跡１２００、１２００′、１２００″について円ではない閉じたループがある。

図１３では、単一の超音波照射点１３００が示されている。

図１４では、軌跡は線形パターンとして示されている。五本の線１４００、１４００′、１４００″および１４００′′′がある。これらの線は、超音波照射が実行される順序を示す矢印をもつ。各軌跡１４００、１４００′、１４００″および１４００′′′は出発点となる超音波照射点１４０２および終点となる超音波照射点１４０４をもつ。図１１〜図１３と同様に、点は超音波照射の空間位置を示す。軌跡１４００、１４００′、１４００″、１４００′′′は不規則な形状の標的ゾーン１４０１内に配列される。標的ゾーン１４０１の形に依存して、円形ループまたは閉じたループの代わりに線形軌跡１４００、１４００′、１４００″および１４００′′′を使うことが有利となることがある。

本発明について図面および上記の記述において詳細に図示し、記述してきたが、そのような図示および記述は、制約ではなく、例解または例示するものと考えられるものである。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。

図面、本開示および付属の請求項を吟味することにより、開示された実施形態に対する他の変形が特許請求される発明を実施する際に当業者によって理解され、実施されることができる。請求項において「有する／含む」の語は他の要素やステップを排除するものではなく、単数形の表現は複数を排除するものではない。単一のプロセッサまたは他のユニットが請求項に記載されるいくつかの項目の機能を充足してもよい。ある種の施策が互いに異なる従属請求項において記載されているというだけの事実がそのような施策の組み合わせが有利に使用でき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一緒にまたは他のハードウェアの一部として供給される、光学式記憶媒体または半導体媒体のような好適な媒体上で記憶／頒布されてもよいが、インターネットまたは他の有線もしくは無線の遠隔通信システムを介するなどして、他の形で頒布されてもよい。請求項に参照符号があったとしても範囲を限定するものと解釈すべきではない。
いくつかの態様を記載しておく。
〔態様１〕
療法装置であって：
・被験体の標的ゾーン（９４０、１０２２、１４０１）を加熱するための高密度焦点式超音波システムと；
・磁気共鳴データを取得するための磁気共鳴撮像システムと；
・当該療法装置を制御するプロセッサと；
・前記プロセッサによる実行のための機械実行可能命令を含むメモリとを有しており、前記命令の実行は、前記高密度焦点式超音波システムに加熱軌跡に従って前記被験体を超音波照射させる加熱コマンドを前記プロセッサに生成させ、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、反復的に：
・前記加熱コマンドの実行の間、磁気共鳴データを取得する段階と；
・前記磁気共鳴データから空間依存パラメータを計算する段階と；
・前記標的ゾーン内において前記空間依存パラメータが第一の所定の閾値より下かつ第二の所定の閾値より上に留まるよう、前記空間依存パラメータに従って前記加熱コマンドを修正する段階とを実行させ、
前記命令の実行はさらに、前記高密度焦点式超音波システムに、前記加熱コマンドの実行後、所定の時間にわたって超音波照射を停止させる待機コマンドを前記プロセッサに生成させ；前記命令の実行はさらに、前記高密度焦点式超音波システムに維持軌跡に従って前記被験体に超音波照射させる維持コマンドを前記プロセッサに生成させ、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、反復的に：
・前記維持コマンドの実行の間に、磁気共鳴データを取得する段階と；
・前記維持コマンドの実行中に取得された前記磁気共鳴データから前記空間依存パラメータを計算する段階と；
・前記標的ゾーン内において前記空間依存パラメータが前記第一の所定の閾値より下かつ前記第二の所定の閾値より上に留まるよう、前記空間依存パラメータに従って前記維持コマンドを修正する段階とを実行させる、
療法装置。
〔態様２〕
前記命令の実行が前記プロセッサにさらに：
・前記待機コマンドの実行の間に磁気共鳴データを反復的に取得する段階と；
・前記標的ゾーン内の前記空間依存パラメータが前記第二の所定の閾値より下である場合に、前記維持コマンドの実行をトリガーする段階とを実行させる、
態様１記載の療法装置。
〔態様３〕
前記命令の実行が前記プロセッサにさらに、所定の最大超音波照射期間を超過した場合に超音波照射を停止させる、態様１または２記載の療法装置。
〔態様４〕
前記命令の実行が前記プロセッサに、超音波照射期間が所定の最小超音波照射期間より短い場合に前記標的ゾーンにおいて前記空間依存パラメータが前記第一の所定の閾値を超えることを許容させる、態様１ないし３のうちいずれか一項記載の療法装置。
〔態様５〕
前記空間依存パラメータが、次のもの、すなわち：プロトン信号強度、最大プロトン信号強度、最小プロトン信号強度、平均プロトン信号強度、メジアン・プロトン信号強度、T1信号強度、最大T1信号強度、最小T1信号強度、平均T1信号強度、メジアンT1信号強度、T2信号強度、最大T2信号強度、最小T2信号強度、平均T2信号強度、メジアンT2信号強度、T2スター信号強度、最小T2スター信号強度、最大T2スター信号強度、平均T2スター信号強度、平均T2スター信号強度、温度、最小温度、平均温度、メジアン温度、最小超音波投与量、最大超音波投与量、メジアン超音波投与量、最大温度偏差、最小信号強度、最大信号強度、平均信号強度、メジアン信号強度、最小熱的投与量、平均熱的与量、メジアン熱的投与量および最大熱的投与量ならびにそれらの組み合わせ、のうちのいずれかである、態様１記載の療法装置。
〔態様６〕
前記軌跡が：同心円、同心球、閉曲線、閉じた表面、単一の超音波照射位置および線形パターンのうちのいずれかを画定する、態様１ないし５のうちいずれか一項記載の療法装置。
〔態様７〕
前記命令が前記プロセッサにさらに：
・医療画像データを受領する段階と；
・前記標的ゾーンの位置を記述する処置計画を受領する段階と；
・前記医療画像データおよび前記処置計画に従って前記加熱軌跡を生成する段階とを実行させる、
態様１ないし６のうちいずれか一項記載の療法装置。
〔態様８〕
前記命令の実行が前記プロセッサにさらに：
・前記磁気共鳴撮像システムから磁気共鳴データを受領する段階と；
・前記磁気共鳴データから前記医療画像データを再構成する段階とを実行させる、
態様７記載の療法装置。
〔態様９〕
前記療法装置がさらに、放射線療法システムを有しており、前記命令の実行が前記プロセッサにさらに、前記標的ゾーンの加熱後に前記被験体内の放射線標的（１０２２）を照射することおよび前記標的ゾーンの加熱中に前記放射線標的を照射することのうちのいずれかを実行させ、前記放射線標的は少なくとも前記標的ゾーンの一部を含む、態様１ないし８のうちいずれか一項記載の療法装置。
〔態様１０〕
前記放射線療法システムは：プロトン療法システム、X線療法システム、荷電粒子療法システム、炭素イオン療法システム、ガンマ線源療法システム、ベータ線療法システムおよびライナックのうちのいずれかである、態様１ないし９のうちいずれか一項記載の療法装置。
〔態様１１〕
前記命令の実行が、前記プロセッサにさらに：
・反復的に、前記磁気共鳴データから第二の空間依存パラメータを計算する段階と；
・前記第二の空間依存パラメータの所定の変化が生じる場合に前記高密度焦点式超音波システムによる前記標的ゾーンの超音波照射を停止する段階とを実行させる、
態様１ないし１０のうちいずれか一項記載の療法装置。
〔態様１２〕
療法装置を制御するプロセッサによる実行のための機械実行可能命令を有するコンピュータ・プログラムであって、前記療法装置は被験体の標的ゾーンを加熱する高密度焦点式超音波システムを有し、前記療法装置はさらに、磁気共鳴データを取得する磁気共鳴撮像システムを有し、前記命令の実行は、前記高密度焦点式超音波システムに加熱軌跡に従って前記被験体を超音波照射させる加熱コマンドを前記プロセッサに生成させ、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、反復的に：
・前記加熱コマンドの実行中に磁気共鳴データを取得する段階と；
・前記磁気共鳴データから空間依存パラメータを計算する段階と；
・前記標的ゾーン内において前記空間依存パラメータが第一の所定の閾値より下かつ第二の所定の閾値より上に留まるよう、前記空間依存パラメータに従って前記加熱コマンドを修正する段階とを実行させる、
コンピュータ・プログラム。
〔態様１３〕
療法装置の動作方法であって、前記療法装置は被験体の標的ゾーンを加熱する高密度焦点式超音波システムを有しており、前記療法装置はさらに、磁気共鳴データを取得する磁気共鳴撮像システムを有しており、当該方法は、前記高密度焦点式超音波システムに加熱軌跡に従って前記被験体を超音波照射させる加熱コマンドを生成する段階を含み、当該方法はさらに、反復的に：
・前記加熱コマンドの実行中に磁気共鳴データを取得し；
・前記磁気共鳴データから空間依存パラメータを計算し；
・前記標的ゾーン内において前記空間依存パラメータが第一の所定の閾値より下かつ第二の所定の閾値より上に留まるよう、前記空間依存パラメータに従って前記加熱コマンドを修正する、段階を含み、
当該方法はさらに、前記高密度焦点式超音波システムに、前記加熱コマンドの実行後、所定の時間期間にわたって超音波照射を停止させる待機コマンドを生成し；さらに、前記高密度焦点式超音波システムに維持軌跡に従って前記被験体に超音波照射させる維持コマンドを生成する段階を含み、当該方法はさらに、反復的に：
・前記維持コマンドの実行の間に、磁気共鳴データを取得し；
・前記維持コマンドの実行中に取得された前記磁気共鳴データから前記空間依存パラメータを計算し；
・前記標的ゾーン内において前記空間依存パラメータが前記第一の所定の閾値より下かつ前記第二の所定の閾値より上に留まるよう、前記空間依存パラメータに従って前記維持コマンドを修正する、段階を含む、
方法。
〔態様１４〕
療法システムであって：
・標的（９２０）を含む標的領域（９４０）内の一連の軌跡に沿って標的に療法アクションを差し向ける療法モジュール（９０４）と；
・温度、測定場を測定し、特に熱的投与量を計算する温度計測モジュール（９０６）と；
・測定された温度および／または熱的投与量に基づいてそれぞれの軌跡に沿って前記療法アクションを適用するよう前記療法モジュールを制御する制御モジュールとを有しており、前記一連の軌跡は前記標的ゾーン内に位置しており、前記軌跡の集合は：
・前記標的領域内の温度が上昇した温度レベルまで増大させられる加熱サブ軌跡の加熱部分集合および
・前記標的領域内の温度が前記上昇した温度に維持される維持サブ軌跡の維持部分集合および
・任意的に、前記加熱部分集合と前記維持部分集合の実行の間に適用される待機期間を含む、
療法システム。

１００ 加熱軌跡
１０２ 待機期間
１０４ 維持軌跡
１０６ 加熱軌跡
１０６′ 加熱軌跡
１０６″ 加熱軌跡
１０８ 加熱軌跡間の変更
１０８′ 加熱軌跡間の変更
１１０ 待機期間への変更
１１２ 維持軌跡への変更
１１２′ 維持軌跡への変更
１１２″ 維持軌跡への変更
１１４ 待機期間への変更
１１４′ 待機期間への変更
１１４″ 待機期間への変更
１１６ 維持軌跡
１１６′ 維持軌跡
１１６″ 維持軌跡
２００ 計画画像
２０２ ウサギの太もも
２０４ Vx2腫瘍
２０６ ターゲット・ゾーン
３００ 熱的マッピング
３０２ 温度が上がった領域
４００ mm単位での半径
４０２ セ氏度での温度
４０４ 平均動径方向温度
４０６ ターゲット温度
４０８ ターゲット・ゾーン
５００ mm単位でのターゲット中心からの距離
５０２ mm単位でのターゲット中心からの距離
５０４ ターゲット・ゾーン
５０６ セ氏31度の等高線
５０８ セ氏35度の等高線
５１０ セ氏37度の等高線
５１２ セ氏38度の等高線
５１４ セ氏40度の等高線
５１６ セ氏41度の等高線
６００ 秒単位での時間
６０２ セ氏度での温度
６０４ ターゲット温度範囲
６０６ 平均温度
６０８ T90温度
６１０ T10温度
９００ 療法装置
９０２ 磁気共鳴撮像システム
９０４ 高密度焦点式超音波システム
９０６ 磁石
９０８ 磁石のボア
９１０ 傾斜磁場コイル
９１２ 傾斜磁場コイル電源
９１４ 電波周波数コイル
９１６ トランシーバ
９１８ 撮像ゾーン
９２０ 被験体
９２２ 被験体台
９２４ 流体で満たされた画室
９２６ 超音波トランスデューサ
９２８ 機械的位置決めシステム
９３０ アクチュエータ
９３２ 超音波の経路
９３４ 超音波窓
９３６ ゲル・パッド
９３８ 超音波照射点
９４０ ターゲット・ゾーン
９４２ コンピュータ・システム
９４４ プロセッサ
９４６ ハードウェア・インターフェース
９４８ ユーザー・インターフェース
９５０ コンピュータ記憶
９５２ コンピュータ・メモリ
９５４ 磁気共鳴データ
９５６ 磁気共鳴画像
９５８ 処置計画
９６０ 画像位置合わせ
９６２ 軌跡ライブラリ
９６４ 加熱コマンド
９６６ 待機コマンド
９６８ 維持コマンド
９７０ 空間依存パラメータ
９７２ 第一の所定の閾値
９７４ 第二の所定の閾値
９８０ 制御モジュール
９８２ コマンド生成モジュール
９８４ 磁気共鳴制御モジュール
９８６ パルス・シーケンス
９８８ 画像再構成モジュール
９９０ 軌跡生成モジュール
１０００ 療法装置
１００２ 放射線療法システム
１００４ クライオスタット
１００６ 超伝導コイル
１００８ 補償コイル
１０１０ 低下磁場領域
１０１２ リング機構
１０１３ 回転軸
１０１４ 放射療法源
１０１６ コリメータ
１０１８ 放射ビーム
１０２０ サポート位置決めシステム
１０２２ ターゲット・ゾーン
１１００ 軌跡
１１００′ 軌跡
１１００″ 軌跡
１１０２ 超音波照射開始点
１１０４ 超音波照射終了点
１２００ 軌跡
１２００′ 軌跡
１２００″ 軌跡
１２０２ 超音波照射開始点
１２０４ 超音波照射終了点
１３００ 超音波照射点
１４００ 軌跡
１４００′ 軌跡
１４００″ 軌跡
１４００′′′ 軌跡
１４０１ ターゲット・ゾーン
１４０２ 超音波照射開始点
１４０４ 超音波照射終了点

Claims (13)

1. 療法装置であって：
   ・被験体の標的ゾーンを加熱するための高密度焦点式超音波システムと；
   ・磁気共鳴データを取得するための磁気共鳴撮像システムと；
   ・当該療法装置を制御するプロセッサと；
   ・前記プロセッサによる実行のための機械実行可能命令を含むメモリとを有しており、前記命令の実行は、前記高密度焦点式超音波システムに加熱軌跡に従って前記被験体を超音波照射させる加熱コマンドを前記プロセッサに生成させ、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、反復的に：
   ・前記加熱コマンドの実行の間、磁気共鳴データを取得する段階と；
   ・前記磁気共鳴データから空間依存パラメータを計算する段階と；
   ・前記標的ゾーン内において前記空間依存パラメータが第一の所定の閾値より下かつ第二の所定の閾値より上に留まるよう、前記空間依存パラメータに従って前記加熱コマンドを修正する段階とを実行させ、
   前記命令の実行はさらに、前記高密度焦点式超音波システムに、前記加熱コマンドの実行後、所定の時間にわたって超音波照射を停止させる待機コマンドを前記プロセッサに生成させ；前記命令の実行はさらに、前記高密度焦点式超音波システムに維持軌跡に従って前記被験体に超音波照射させる維持コマンドを前記プロセッサに生成させ、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、反復的に：
   ・前記維持コマンドの実行の間に、磁気共鳴データを取得する段階と；
   ・前記維持コマンドの実行中に取得された前記磁気共鳴データから前記空間依存パラメータを計算する段階と；
   ・前記標的ゾーン内において前記空間依存パラメータが前記第一の所定の閾値より下かつ前記第二の所定の閾値より上に留まるよう、前記空間依存パラメータに従って前記維持コマンドを修正する段階とを実行させ、
   前記命令の実行が前記プロセッサに、超音波照射期間が所定の最小超音波照射期間より短い場合に前記標的ゾーンにおいて前記空間依存パラメータが前記第一の所定の閾値を超えることを許容させる、
   療法装置。
2. 前記命令の実行が前記プロセッサにさらに：
   ・前記待機コマンドの実行の間に磁気共鳴データを反復的に取得する段階と；
   ・前記標的ゾーン内の前記空間依存パラメータが前記第二の所定の閾値より下である場合に、前記維持コマンドの実行をトリガーする段階とを実行させる、
   請求項１記載の療法装置。
3. 前記命令の実行が前記プロセッサにさらに、所定の最大超音波照射期間を超過した場合に超音波照射を停止させる、請求項１または２記載の療法装置。
4. 前記空間依存パラメータが、次のもの、すなわち：プロトン信号強度、最大プロトン信号強度、最小プロトン信号強度、平均プロトン信号強度、メジアン・プロトン信号強度、T1信号強度、最大T1信号強度、最小T1信号強度、平均T1信号強度、メジアンT1信号強度、T2信号強度、最大T2信号強度、最小T2信号強度、平均T2信号強度、メジアンT2信号強度、T2スター信号強度、最小T2スター信号強度、最大T2スター信号強度、平均T2スター信号強度、平均T2スター信号強度、温度、最小温度、平均温度、メジアン温度、最小超音波投与量、最大超音波投与量、メジアン超音波投与量、最大温度偏差、最小信号強度、最大信号強度、平均信号強度、メジアン信号強度、最小熱的投与量、平均熱的与量、メジアン熱的投与量および最大熱的投与量ならびにそれらの組み合わせ、のうちのいずれかである、請求項１記載の療法装置。
5. 前記軌跡が：同心円、同心球、閉曲線、閉じた表面、単一の超音波照射位置および線形パターンのうちのいずれかを画定する、請求項１ないし４のうちいずれか一項記載の療法装置。
6. 前記命令の実行が前記プロセッサにさらに：
   ・医療画像データを受領する段階と；
   ・前記標的ゾーンの位置を記述する処置計画を受領する段階と；
   ・前記医療画像データおよび前記処置計画に従って前記加熱軌跡を生成する段階とを実行させる、
   請求項１ないし５のうちいずれか一項記載の療法装置。
7. 前記命令の実行が前記プロセッサにさらに：
   ・前記磁気共鳴撮像システムから磁気共鳴データを受領する段階と；
   ・前記磁気共鳴データから前記医療画像データを再構成する段階とを実行させる、
   請求項６記載の療法装置。
8. 前記療法装置がさらに、放射線療法システムを有しており、前記命令の実行が前記プロセッサにさらに、前記標的ゾーンの加熱後に前記被験体内の放射線標的を照射することおよび前記標的ゾーンの加熱中に前記放射線標的を照射することのうちのいずれかを実行させ、前記放射線標的は少なくとも前記標的ゾーンの一部を含む、請求項１ないし７のうちいずれか一項記載の療法装置。
9. 前記放射線療法システムは：プロトン療法システム、X線療法システム、荷電粒子療法システム、炭素イオン療法システム、ガンマ線源療法システム、ベータ線療法システムおよびライナックのうちのいずれかである、請求項８記載の療法装置。
10. 前記命令の実行が、前記プロセッサにさらに：
    ・反復的に、前記磁気共鳴データから第二の空間依存パラメータを計算する段階と；
    ・前記第二の空間依存パラメータの所定の変化が生じる場合に前記高密度焦点式超音波システムによる前記標的ゾーンの超音波照射を停止する段階とを実行させる、
    請求項１ないし９のうちいずれか一項記載の療法装置。
11. 請求項１ないし１０のうちいずれか一項記載の療法装置であって、測定場における温度を測定し、熱的投与量を計算する温度計測モジュールを有しており、前記命令の実行が、前記高密度焦点式超音波システムに測定された温度および／または熱投与量に基づく加熱軌跡に従って前記被験体を超音波照射させる加熱コマンドを前記プロセッサに生成させる、療法装置。
12. 療法装置を制御するプロセッサによる実行のための機械実行可能命令を有するコンピュータ・プログラムであって、前記療法装置は被験体の標的ゾーンを加熱する高密度焦点式超音波システムを有し、前記療法装置はさらに、磁気共鳴データを取得する磁気共鳴撮像システムを有し、前記命令の実行は、前記高密度焦点式超音波システムに加熱軌跡に従って前記被験体を超音波照射させる加熱コマンドを前記プロセッサに生成させ、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、反復的に：
    ・前記加熱コマンドの実行中に磁気共鳴データを取得する段階と；
    ・前記磁気共鳴データから空間依存パラメータを計算する段階と；
    ・前記標的ゾーン内において前記空間依存パラメータが第一の所定の閾値より下かつ第二の所定の閾値より上に留まるよう、前記空間依存パラメータに従って前記加熱コマンドを修正する段階と；
    ・超音波照射期間が所定の最小超音波照射期間より短い場合に前記標的ゾーンにおいて前記空間依存パラメータが前記第一の所定の閾値を超えることを許容する段階とを実行させる、
    コンピュータ・プログラム。
13. 療法装置の動作方法であって、前記療法装置は被験体の標的ゾーンを加熱する高密度焦点式超音波システムを有しており、前記療法装置はさらに、磁気共鳴データを取得する磁気共鳴撮像システムを有しており、当該方法は、前記療法装置を制御するプロセッサが前記高密度焦点式超音波システムに加熱軌跡に従って前記被験体を超音波照射させる加熱コマンドを生成する段階を含み、当該方法はさらに、前記プロセッサが、反復的に：
    ・前記加熱コマンドの実行中に磁気共鳴データを取得し；
    ・前記磁気共鳴データから空間依存パラメータを計算し；
    ・前記標的ゾーン内において前記空間依存パラメータが第一の所定の閾値より下かつ第二の所定の閾値より上に留まるよう、前記空間依存パラメータに従って前記加熱コマンドを修正する、段階を含み、
    当該方法はさらに、前記プロセッサが、前記高密度焦点式超音波システムに、前記加熱コマンドの実行後、所定の時間期間にわたって超音波照射を停止させる待機コマンドを生成し；さらに、前記高密度焦点式超音波システムに維持軌跡に従って前記被験体に超音波照射させる維持コマンドを生成する段階を含み、当該方法はさらに、前記プロセッサが、反復的に：
    ・前記維持コマンドの実行の間に、磁気共鳴データを取得し；
    ・前記維持コマンドの実行中に取得された前記磁気共鳴データから前記空間依存パラメータを計算し；
    ・前記標的ゾーン内において前記空間依存パラメータが前記第一の所定の閾値より下かつ前記第二の所定の閾値より上に留まるよう、前記空間依存パラメータに従って前記維持コマンドを修正し、
    ・超音波照射期間が所定の最小超音波照射期間より短い場合に前記標的ゾーンにおいて前記空間依存パラメータが前記第一の所定の閾値を超えることを許容する、段階を含む、
    方法。

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