用于使用磁共振引导的聚焦超声的高温处置的多焦点声处理的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本申请涉及用于使用多焦点声处理的高温处置的装置和方法。
【背景技术】
[0002] 轻度高温（HT)是在其中将组织加热到高于体温并且低于消融温度的温度（例如 38-45°C)的治疗技术。这些轻度高温处置可能导致生理的（例如灌注）和细胞的（例如 基因表达）改变，其在结合化学治疗或放射治疗使用时的改善疗效。轻度高温诱发众多的 改变，其提供临床益处，这使得其与许多化学治疗剂和放射治疗协同。除生理和细胞改变之 外，高温可以与温度响应以及不响应的药物递送系统使用来诱发毒性和改善总体效力。降 低毒性的一个解决方案涉及利用温度敏感的脂质体药物递送来对肿瘤进行靶向。在正常体 温（~37°C )，温度敏感的脂质体是相对稳定的，而在大约38-45°C的轻度高温温度，温度敏 感的脂质体展示10-20秒内的药物释放。
[0003] 存在可以将靶组织加热到轻度高温范围的许多当前可用的设备。一个范例是射频 (RF)施加器，其是将RF能量传送到身体中的调谐天线。RF施加器由于RF的长波长而最佳 地用于对深层的肿瘤进行加热。也使用微波施加器，但是典型地归因于其短波长而仅用于 浅表性肿瘤。也已经使用热水浴、激光和磁流体。这些遭受诸如有创的性质、有限或浅表性 的加热、热斑和冷斑、不准确或空间不均匀的加热和缺乏空间时间反馈控制的缺点。局部高 温还通过磁共振引导的高强度聚焦超声（MR-HIFU)来执行，其中，聚焦超声斑快速地扫描 以达到高温并且MR被用于监测处置。聚焦斑往往在移动到下一位置之前在确切的焦斑位 置处暂时将组织加热到高于目标温度的温度。此外，单个高强度焦斑也可能更容易引起有 害的机械组织损伤。
[0004] 使用高强度聚焦超声可能导致热和非热（机械）生物效应两者，这两者起因于传 播的超声波与组织的复杂的相互作用。高强度聚焦超声（HIFU)生物效应可以通过超声输 出功率、频率、占空比、声处理持续时间和焦斑特性来操纵和/或控制。归因于通过组织的 振动激发进行加热的超声吸收和转换的热效应导致快速的高度局域化的温度升高。HIFU独 特的机械效应包括声辐射力和声空化。辐射力可以导致局部组织位移、剪切应变和流动，而 空化效应由气泡活动来起作用一一使崩溃或振荡的气泡导致局部诱发的应力和高能量释 放，这可能导致和辅助热凝固和坏死。可以在特定应用中利用机械超声效应来改善消融效 率或在有或没有加入微气泡的情况下改进药物递送。
[0005] MRI提供HIFU声处理期间的体内温度图。温度升高的实时评价可以在温度图中得 以监测，并且声处理的功率、持续时间、频率或轨迹（即空间时间图样）可以相应地被调节。
[0006] 本申请提出用于延长的时间段期间的维持轻度高温的方法，其使用多焦点声处理 方法来控制温度准确性和一致性来限制所加热的体积和降低所加热的区域中的峰值声压。 本申请细化多焦点加热策略作为用于轻度高温应用的工具，例如在临床肿瘤学中。然而，多 焦点加热策略还可以具有其他应用，例如在MR-HIFU热消融中。
【发明内容】
[0007] 根据一个方面，提供了一种轻度高温处置装置。所述装置包括成像器，所述成像器 生成靶区域的规划图像和温度图。所述装置还包括超声换能器的相控阵列。超声换能器驱 动器的阵列个体地驱动所述相控阵列的所述超声换能器来生成所述靶区域中的多焦点声 处理。一个或多个处理器被编程为接收目标温度简档并且计算针对所述超声换能器的所述 换能器驱动器的功率、频率和相对相位，所述功率、频率和相对相位被计算为令超声换能器 的所述相控阵列生成多焦点声处理图样，所述多焦点声处理图样被配置为利用所述目标温 度简档来对所述靶区域进行加热。
[0008] 根据另一方面，提供了一种轻度高温处置的方法。生成包含要接收所述轻度高温 处置的对象的靶区域的规划图像。针对所述靶区域创建目标温度简档。计算功率、频率和 相对相位以用于驱动超声换能器的相控阵列来根据所述温度简档生成所述靶区域中的多 焦点声处理图样。
[0009] 根据另一方面，提供了一种轻度高温处置装置，所述轻度高温处置装置包括成像 器和扫描控制器，所述扫描控制器控制所述成像器以生成靶区域的规划图像和温度图。超 声换能器驱动器的阵列个体地驱动超声换能器的相控阵列以生成靶区域中的多个同时的 焦斑。规划控制台对所述规划图像进行显示并且具有输入部，临床医师通过所述输入部来 输入目标温度简档和靶位置（区域或体积）。超声控制器接收所述目标温度简档并且计算 用于所述换能器驱动器的功率、频率和相对相位，所述功率、频率和相对相位被计算为令超 声换能器的所述相控阵列生成多焦点声处理图样来将所述靶区域加热到所述目标温度简 档。
[0010] 然而，在阅读和理解了以下详细说明之后，本领域的普通技术人员将理解本发明 的另外的优点。
【附图说明】
[0011] 本发明可以采取各种部件和各部件的布置以及各种步骤和各步骤的安排的形式。 附图仅出于说明优选实施例的目的并且不应被解释对本发明的限制。
[0012] 图1是用于轻度高温处置的磁共振引导的多焦点声处理的系统的示意图；
[0013] 图2A是针对向中心的左侧偏离4mm的单个点的模拟的声压场；
[0014] 图2B是具有在8mm直径的圆上均匀相隔的16个同时的焦点的多焦点声处理的模 拟；
[0015] 图2C图示了对应于图2A的单个点声处理的矢状图像平面，即在波束路径方向 上；
[0016] 图2D是对应于图2B的多焦点声处理图样的矢状图像平面图像；
[0017] 图3A图示了针对图像原点坐标左侧4mm的单个焦点声处理的声压图；
[0018] 图3B图示了针对图2B的16焦点图样的声压图；
[0019] 图3C图示了针对图3A的单焦点声处理的相位图；
[0020] 图3D图示了图3B的16焦点图样的相位图；
[0021] 图4A图示了通过使用8mm声处理轨迹获得的模拟的冠状温度分布图，其中，单个 点在时间上足够快速地扫描通过16个焦点以达到有效的热平均；
[0022] 图4B图示了根据图4A的声处理的矢状温度分布图；
[0023] 图4C图示了通过使用具有16个同时的焦点的多焦点声处理图样获得的模拟的冠 状温度分布图；
[0024] 图4D图示了根据图4C的多焦点声处理图样的矢状模拟的温度分布图；
[0025] 图5A图示了质子密度加权规划图像上的冠状肿瘤映射；
[0026] 图5B图示了在轻度高温处置期间叠加在规划图像上的所达到的温度的冠状温度 图，其示出了加热3分钟之后的典型的温度分布；
[0027] 图5C是对应于图5A的矢状图像；
[0028] 图是对应于图5B的冠状温度分布图的矢状温度图；
[0029] 图6A图示了使用单焦点扫描方法的体内的5分钟声处理期间8mm处置单元内的 平均（实线）、第10个百分位和第90个百分位（虚线）温度；
[0030] 图6B图示了使用多焦点方法在5分钟声处