產生將提供給聚焦超聲治療設備的治療計劃的方法和設備的制作方法
【專利摘要】一種產生將提供給聚焦超聲治療設備的治療計劃的方法和設備。所述方法包括：接收將被超聲輻射到的目標區域來作為輸入；確定由聚焦超聲治療設備輻射的單個超聲的焦斑的尺寸；基于確定的焦斑的尺寸來確定焦斑的位置，使得目標區域中的將被超聲依次輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠；基于焦斑的尺寸和焦斑的位置來確定超聲輻射的持續時間和強度；基于焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超聲輻射的持續時間和強度，產生用于由聚焦超聲治療設備輻射超聲的治療計劃。
【專利說明】產生將提供給聚焦超聲治療設備的治療計劃的方法和設備
[0001]本申請要求于2012年7月10日在韓國知識產權局提交的第10-2012-0075178號韓國專利申請的權益，所述專利申請的公開通過引用完整地合并于此。
【技術領域】
[0002]本公開涉及一種用于產生將被提供給聚焦超聲治療設備的治療計劃的方法和設備。
【背景技術】
[0003]隨著現代醫學的發展，對腫瘤的局部治療正從微創外科手術轉變為無創外科手術。從無創外科手術技術中，使用超聲的高強度聚焦超聲(HIFU)治療由于對人體無害而被廣泛使用。HIFU是通過將高強度超聲聚焦并輻射到人體中的病變上來促使病變組織的壞死的治療方法。聚焦并輻射到組織上的超聲被變換為熱能，從而升高被超聲輻射到的輻射部分的溫度，并因此促使輻射部分的組織和血管的凝固性壞死。這里，溫度瞬間上升，因此僅輻射部分可被有效地去除，同時防止熱擴散到輻射部分之外。

【發明內容】

[0004]提供了一種用于產生將被提供給聚焦超聲治療設備的治療計劃的方法和設備。
[0005]提供了一種在其上記錄有用于在計算機上實現所述方法的計算機程序的計算機可讀記錄介質。
[0006]將在以下描述中部分闡述其它方面，并且其它方面從描述中部分將是顯然的，或者可通過呈現的實施例的實施而得知。
[0007]根據本發明的一方面，一種產生將被提供給聚焦超聲治療設備的治療計劃的方法，所述方法包括:接收將被超聲輻射到的目標區域來作為輸入；確定由聚焦超聲治療設備輻射的單個超聲的焦斑的尺寸；基于確定的焦斑的尺寸來確定焦斑的位置，使得目標區域中的將被超聲依次輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠；基于焦斑的尺寸和焦斑的位置來確定超聲輻射的持續時間和強度；基于焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超聲輻射的持續時間和強度，產生用于由聚焦超聲治療設備輻射超聲的治療計劃。
[0008]根據本發明的另一方面，一種用于產生將被提供給聚焦超聲治療設備的治療計劃的治療計劃產生設備，所述治療計劃產生設備包括:輸入接口，用于接收將被超聲輻射到的目標區域來作為輸入；第一確定單元，用于確定由聚焦超聲治療設備輻射的單個超聲的焦斑的尺寸；第二確定單元，用于基于確定的焦斑的尺寸確定焦斑的位置，使得目標區域中的將被超聲依次輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠；第三確定單元，用于基于焦斑的尺寸和焦斑的位置來確定超聲輻射的持續時間和強度；計劃產生單元，用于基于焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超聲輻射的持續時間和強度，產生用于由聚焦超聲治療設備輻射超聲的治療計劃。[0009]根據本發明的另一方面，一種非暫態計算機可讀記錄介質在其上記錄有用于在計算機上實現產生將被提供給聚焦超聲治療設備的治療計劃的方法的計算機程序。
[0010]根據本發明的另一方面，一種聚焦超聲治療設備，包括:圖像產生單元，用于產生將被超聲輻射到的目標區域的圖像；處理器，用于確定輻射到目標區域的單個超聲的焦斑的尺寸，基于確定的焦斑的尺寸確定焦斑的位置，使得目標區域中的將被超聲依次輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠，并基于焦斑的尺寸和焦斑的位置來確定超聲輻射的持續時間和強度；換能器，用于基于產生的圖像，根據焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超聲輻射的持續時間和強度來輻射超聲。
[0011]根據本發明的另一方面，一種用于執行聚焦超聲治療的方法，所述方法包括:產生將被超聲輻射到的目標區域的圖像；確定輻射到目標區域的單個超聲的焦斑的尺寸；基于確定的焦斑的尺寸確定焦斑的位置，使得目標區域中的將被超聲依次輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠；基于焦斑的尺寸和焦斑的位置來確定超聲輻射的持續時間和強度；基于產生的圖像，根據焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超聲輻射的持續時間和強度來輻射超 聲。
[0012]根據本發明的另一方面，一種非暫態計算機可讀記錄介質在其上記錄有用于在計算機上實現用于執行聚焦超聲治療的方法的計算機程序。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]通過下面結合附圖對實施例進行的描述，這些和/或其它方面將變得清楚和更加容易理解，其中:
[0014]圖1是示出根據本發明的實施例的用于產生將被提供給聚焦超聲治療設備的治療計劃的治療計劃產生設備的框圖；
[0015]圖2是示出根據本發明的實施例的聚焦超聲治療設備的框圖；
[0016]圖3是示出根據本發明的實施例的產生將被提供給聚焦超聲治療設備的治療計劃的方法的流程圖示圖；
[0017]圖4是示出根據本發明的實施例的聚焦超聲治療方法的流程圖示圖。
【具體實施方式】
[0018]現在，將詳細參考實施例，在附圖中示出實施例的示例，其中，相同的標號始終表示相同的元件。在這方面，本實施例可具有不同的形式，不應被解釋為受限于在此闡明的描述。因此，以下通過參考附圖僅描述實施例以解釋本描述的多個方面。
[0019]圖1是用于產生將被提供給聚焦超聲治療設備的治療計劃的治療計劃產生設備100的框圖。參照圖1，治療計劃產生設備100包括輸入接口 110、第一確定單元120、第二確定單元130、第三確定單元140和計劃產生單元150。
[0020]圖1中示出的治療計劃產生設備100的組件僅是與本實施例相關的組件。因此，本領域的普通技術人員將理解，還可包括除了圖1中示出的組件之外的通用組件。
[0021]根據本實施例的治療計劃產生設備100可對應于或者包括至少一個處理器。因此，根據本實施例的治療計劃產生設備100可被包括在通用計算機系統(未示出)中并被操作。[0022]根據本實施例的治療計劃產生設備100產生用于通過使用聚焦超聲治療設備200治療患者的病變的治療計劃。這里，治療計劃指示關于將超聲福射到患者的病變的方法的計劃。在用于通過使用聚焦超聲治療設備200治療患者的病變的操作之前，治療計劃產生設備100確定聚焦超聲治療是否可用于患者的病變以及將超聲輻射到患者的病變的有效方法為何，從而產生治療計劃。
[0023]聚焦超聲治療設備200經由超聲到患者的病變的聚焦輻射來治療患者的病變。例如，聚焦超聲治療設備200可使用高強度聚焦超聲(HIFU)。為了便于解釋，以下將假設根據本實施例的聚焦超聲治療設備200使用HIFU。然而，可由聚焦超聲治療設備200使用的超聲不限于此，本領域的普通技術人員將理解，與HIFU相似的任何其它類型的聚焦超聲也可由聚焦超聲治療設備200使用。
[0024]以下將描述治療計劃產生設備100的組件的操作。
[0025]輸入接口 110接收將被超聲輻射到的目標區域來作為輸入。目標區域與將被治療的患者的病變對應，并指示可由聚焦超聲治療設備200在單個操作期間通過依次輻射單個超聲所治療的病變的區域。可利用單個操作治療的目標區域的尺寸是有限的。因此，如果患者的病變的尺寸大于可由聚焦超聲治療設備200在單個操作期間治療的目標區域的尺寸，則聚焦超聲治療設備200可通過將病變劃分為多個目標區域來治療病變。
[0026]根據本發明的實施例的治療計劃產生設備100可經由輸入接口 110從外部裝置接收預定目標區域，或者可經由輸入接口 110接收將被治療的患者的病變并由治療計劃產生設備100自身確定目標區域。為了便于解釋，以下假設治療計劃產生設備100經由輸入接口 110從外部裝置接收預定 目標區域來作為輸入。
[0027]這里，可通過使用經由計算機斷層掃描(CT)設備、磁共振成像(MRI)設備或者診斷超聲系統獲得的圖像來顯示目標區域。根據本發明的實施例的治療計劃產生設備100可通過將經由CT設備、MRI設備和診斷超聲系統獲得的圖像互相比較并分析這些圖像來獲得更加精確的目標區域圖像。
[0028]第一確定單元120確定由聚焦超聲治療設備200輻射的單個超聲的焦斑的尺寸。詳細地，聚焦超聲治療設備200聚焦于目標區域的局部部分并向其集中地輻射超聲。換言之，將超聲輻射到與由聚焦超聲治療設備200預先確定的焦斑具有相同尺寸的區域，在超聲輻射到的焦斑的位置處的組織被破壞或壞死，因此病變得到治愈。
[0029]治療計劃產生設備100確定將通過聚焦超聲治療設備200輻射的超聲的焦斑的尺寸，并基于確定的焦斑的尺寸確定將通過聚焦超聲治療設備200輻射的超聲的輻射持續時間以及焦斑的位置。在這方面，第一確定單元120將確定的焦斑的尺寸輸出到第二確定單元 130。
[0030]基于由第一確定單元120確定的焦斑的尺寸，第二確定單元130確定焦斑的位置，使得在超聲輻射到每個焦斑之前，目標區域中的將被超聲依次輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠。
[0031]根據本發明的實施例，第二確定單元130確定將首先被超聲輻射到的第一焦斑的位置以及接著第一焦斑將被超聲輻射到的第二焦斑的位置，使得第二焦斑的位置在目標區域內距第一焦斑的位置最遠。第二確定單元130基于第一焦斑的位置和第二焦斑的位置確定接著第二焦斑將被超聲輻射到的第三焦斑的位置，使得第三焦斑的位置在目標區域內距第一焦斑的位置和第二焦斑的位置最遠。
[0032]這里，當第二確定單元130確定將被超聲輻射到的焦斑的位置時，距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠的位置可能是組織壞死的區域或者可不對應于病變。在此情況下，第二確定單元130可選擇除了相應位置之外的距所述位置最遠的另一位置。因此，難以確保距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置的足夠的冷卻距離，在足夠的冷卻時間間隔之后將超聲輻射到下一焦斑。[0033]由于第二焦斑的位置距第一焦斑的位置最遠，因此可減小或最小化由輻射到第一焦斑的超聲所引起的熱劑量對第二焦斑的影響效果。此外，由于第三焦斑距第一焦斑的位置和第二焦斑的位置最遠，因此可減小或最小化由輻射到第一焦斑和第二焦斑的超聲所引起的熱劑量對第三焦斑的影響。因此，可減小或最小化到第一焦斑的超聲的輻射與到第二焦斑的超聲的輻射之間的冷卻時間間隔以及到第二焦斑的超聲的輻射與到第三焦斑的超聲的輻射之間的冷卻時間。
[0034]這里，超聲的輻射之間的冷卻時間用于防止正常組織因超聲到目標區域的依次輻射而被目標區域中積累的熱劑量所破壞，并且所述冷卻時間是用于冷卻因超聲的輻射之間的先前超聲的輻射而在目標區域中積累的熱所需的持續時間。因此，冷卻時間與被超聲依次輻射到的兩個焦斑之間的距離成反比。
[0035]根據現有技術中的聚焦超聲治療，被超聲依次輻射到的焦斑的位置將盡可能地互相接近。因此，在超聲輻射到每個焦斑之后，組織的溫度可在被超聲輻射到的焦斑的位置快速上升，因此減少了 HIFU操作時間。在現有技術中，由于組織的溫度在被超聲輻射到的下一焦斑的位置快速上升，因此可減小超聲的依次輻射之間的時間間隔。然而，由于溫度快速上升，因此待保護的正常組織可能壞死。
[0036]根據本發明的實施例，由于治療計劃產生設備100計劃將超聲依次輻射到被布置為彼此盡可能遠離的焦斑，因此可減小或最小化由于超聲的先前輻射所導致的熱劑量的影響，由此，可在聚焦超聲治療期間減小或最小化超聲的依次輻射之間的冷卻時間。此外，可防止正常組織因由于超聲的先前輻射所導致的熱劑量而壞死。
[0037]結果，可減少用于執行聚焦超聲治療的總體治療時間，并且可考慮患者的安全和便利來有效地執行聚焦超聲治療。
[0038]治療計劃產生設備100可基于焦斑的尺寸和焦斑的位置確定超聲輻射的持續時間和強度。因此，第二確定單元130將由第一確定單元120確定的焦斑的尺寸以及焦斑的位置一起輸出到第三確定單元140。
[0039]第三確定單元140基于焦斑的尺寸和焦斑的位置確定超聲輻射的持續時間和強度。換言之，第三確定單元140利用由第一確定單元120確定的焦斑的尺寸在由第二確定單元130確定的每個焦斑的位置處確定超聲輻射的持續時間和強度。
[0040]例如，第三確定單元140可基于目標區域之外的組織是否將被保護以及將被超聲輻射到的焦斑處的組織是否可能壞死來確定超聲輻射的持續時間和強度。
[0041]例如，第三確定單元140還可基于第一焦斑與第二焦斑之間的距離來確定到第一焦斑的超聲的輻射與到第二焦斑的超聲的輻射之間的冷卻時間間隔。
[0042]計劃產生單元150基于由第一確定單元120確定的焦斑的尺寸、由第二確定單元130確定的焦斑的位置以及由第三確定單元140確定的超聲輻射的持續時間和強度來產生用于通過聚焦超聲治療設備200輻射超聲的治療計劃。這里，治療計劃表示關于如何將超聲輻射到患者的病變的計劃。
[0043]例如，基于焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超聲輻射的持續時間和強度，計劃產生單元150可經由仿真等產生關于聚焦超聲治療設備200的換能器(未示出)移動的路徑的信息來作為治療計劃。此外，計劃產生單元150可產生關于由換能器輻射的超聲的信息來作為治療計劃。[0044]這里，由計劃產生單元150產生的治療計劃可被產生為計算機可執行程序。
[0045]估計單元160估計將被超聲輻射到的目標區域和焦斑的溫度以及熱劑量。這里，第二確定單元130基于由第一確定單元120確定的焦斑的尺寸以及由估計單元160估計的溫度和熱劑量來確定焦斑的位置，使得目標區域中的將被超聲依次輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑最遠。
[0046]輸出接口 170將由計劃產生單元150產生的治療計劃輸出到聚焦超聲治療設備200。
[0047]然而，雖然圖1示出了治療計劃產生設備100包括估計單元160和輸出接口 170，但是根據本實施例的治療計劃產生設備100不限于此，治療計劃產生設備100可在不具有估計單元160和輸出接口 170的情況下進行操作。因此，估計單元160和輸出接口 170可以不是治療計劃產生設備100的必需組件。
[0048]圖2是示出根據本發明的實施例的聚焦超聲治療設備200的示圖。參照圖2，聚焦超聲治療設備200包括圖像產生單元210、處理器220和換能器230。
[0049]圖2中示出的聚焦超聲治療設備200的組件僅是與本實施例相關的組件。因此，本領域的普通技術人員將理解，還可布置除了圖2中示出的組件之外的通用組件。
[0050]圖像產生單元210產生將被超聲輻射到的目標區域的圖像。目標區域與將被治療的患者的病變對應，并且與可通過由聚焦超聲治療設備200在單個操作期間依次輻射單個超聲所治療的病變的區域對應。
[0051]這里，圖像產生單元210可通過使用CT設備、MRI設備或診斷超聲系統產生將被超聲輻射到的目標區域的圖像。然而，本發明不限于此。
[0052]此外，根據本實施例的圖像產生單元210可實時監視目標區域的治療處理。例如，聚焦超聲治療設備200可通過圖像產生單元210監視正常組織是否被保護以及被超聲輻射到的焦斑處的組織是否壞死。此外，聚焦超聲治療設備200可經由圖像產生單元210獲得目標區域的圖像，并確定治療是否完成。
[0053]處理器220確定輻射到目標區域的單個超聲的焦斑的尺寸，基于確定的焦斑的尺寸確定焦斑的位置，使得目標區域中的將被超聲依次輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠，并基于焦斑的尺寸和焦斑的位置確定超聲輻射的持續時間和強度。
[0054]例如，處理器220還可基于第一焦斑與第二焦斑之間的距離來確定到第一焦斑的超聲的輻射與到第二焦斑的超聲的輻射之間的冷卻時間間隔。
[0055]根據本發明的實施例，處理器220確定首先將被超聲輻射到的第一焦斑的位置以及接著第一焦斑將被超聲輻射到的第二焦斑的位置，使得第二焦斑的位置在目標區域內距第一焦斑的位置最遠。處理器220基于第一焦斑的位置和第二焦斑的位置確定接著第二焦斑將被超聲輻射到的第三焦斑的位置，使得第三焦斑的位置距第一焦斑的位置和第二焦斑的位置最遠。
[0056]這里，當處理器220確定將被超聲輻射到的焦斑的位置時，距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠的位置可以是組織壞死的區域或者可不對應于病變。在此情況下，處理器220可選擇目標區域內除相應位置之外的另一距所述位置最遠的位置。因此，如果難以確保距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置的足夠的冷卻距離，則超聲在足夠的冷卻時間間隔之后被輻射到下一焦斑。
[0057]由于第二焦斑的位置距第一焦斑的位置最遠，因此可減小或最小化由輻射到第一焦斑的超聲所引起的熱劑量對第二焦斑的影響效果。此外，由于第三焦斑距第一焦斑的位置和第二焦斑的位置最遠，因此可減小或最小化由輻射到第一焦斑和第二焦斑的超聲所引起的熱劑量對第三焦斑的影響。
[0058]因此，可減小或最小化到第一焦斑的超聲的輻射與到第二焦斑的超聲的輻射之間的冷卻時間間隔以及到第二焦斑的超聲的輻射與到第三焦斑的超聲的輻射之間的冷卻時間。
[0059]根據本發明的實施例，由于聚焦超聲治療設備200將超聲依次輻射到被布置為彼此盡可能遠離的焦斑，因此可減小或最小化由于超聲的先前輻射所導致的熱劑量的影響，從而，可在聚焦超聲治療期間減小或最小化超聲的依次輻射之間的冷卻時間。此外，可防止正常組織因由于超聲的先前輻射所導致的熱劑量而壞死。
[0060]結果，可減少用于執行聚焦超聲治療的總體治療時間，并且可考慮患者的安全和便利來有效執行聚焦超聲治療。
[0061]換能器230基于由圖像產生單元210產生的圖像，根據由處理器220確定的焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超 聲輻射的持續時間和強度來輻射超聲。
[0062]詳細地，換能器230將電能轉換為超聲能量，并將能量聚焦于焦斑。為此，聚焦超聲治療設備200將換能器230置于對將被治愈的病變聚焦的位置，并通過使用由圖像產生單元210產生的圖像來根據由處理器220確定的超聲輻射的強度和持續時間將HIFU能量輻射在由處理器220確定的焦斑的位置，來執行治療。
[0063]用于輻射超聲的換能器230通常用在聚焦超聲治療設備200中，因此將省略其詳細描述。
[0064]溫度監視單元240監視將被超聲輻射到的目標區域和焦斑的溫度以及熱劑量。這里，處理器220基于確定的焦斑的尺寸以及由溫度監視單元240監視的溫度和熱劑量來確定焦斑的位置，使得在超聲最初輻射之后目標區域中的將被超聲輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠。
[0065]例如，處理器220可參照由溫度監視單元240監視的目標區域和焦斑的溫度以及熱劑量，并基于目標區域之外的組織是否將被保護以及將被超聲輻射到的焦斑處的組織是否可能壞死來確定焦斑的位置。
[0066]通信接口 250從用于產生用于通過使用聚焦超聲治療設備200治療目標區域的治療計劃的設備(未示出)接收治療計劃。根據治療計劃，處理器220可參考經由通信接口 250接收的治療計劃來確定焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超聲輻射的持續時間和強度。
[0067]根據本實施例的聚焦超聲治療設備200可經由通信接口 250接收預產生的治療計劃，并基于接收的治療計劃執行治療。可選地，聚焦超聲治療設備200可基于由圖像產生單元210實時產生的圖像以及由溫度監視單元240監視的焦斑和目標區域的溫度和熱劑量來確定焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超聲輻射的持續時間和強度，并執行治療。可選地，聚焦超聲治療設備200可基于實時產生的圖像以及溫度和熱劑量通過對預先產生的預產生的治療計劃進行部分修改來確定焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超聲輻射的持續時間和強度，并執行治療。
[0068]然而，雖然圖2示出了聚焦超聲治療設備200包括溫度監視單元240和通信接口250，但是根據本實施例的聚焦超聲治療設備200不限于此，聚焦超聲治療設備200可在不具有溫度監視單元240和通信接口 250的情況下進行操作。因此，溫度監視單元240和通信接口 250可以不是聚焦超聲治療設備200的必要組件。
[0069]圖3是示出根據本發明的實施例的產生將被提供給聚焦超聲治療設備的治療計劃的方法的流程圖。參照圖3，產生治療計劃的方法包括由圖1中示出的治療計劃產生設備100按順序執行的操作。因此，即使以下省略，也可將以上給出的關于圖1中示出的治療計劃產生設備100的任意描述應用于此。
[0070] 在操作310，輸入接口 110接收將被超聲輻射到的目標區域來作為輸入。這里，目標區域對應于將被治療的患者的病變，并指示可通過在聚焦超聲治療設備200的單個操作期間依次輻射單個超聲來治療病變的區域。例如，可通過使用經由CT設備、MRI設備或診斷超聲系統獲得的圖像來顯示目標區域。
[0071]在操作320，第一確定單元120確定由聚焦超聲治療設備200輻射的單個超聲的焦斑的尺寸。
[0072]在操作330，基于在操作320確定的焦斑的尺寸，第二確定單元130基于確定的焦斑的尺寸來確定焦斑的位置，使得目標區域中的將被超聲依次輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠。
[0073]在操作340，第三確定單元140基于焦斑的尺寸和焦斑的位置確定超聲輻射的持續時間和強度。詳細地，第三確定單元140利用由第一確定單元120確定的焦斑的尺寸來確定由第二確定單元130確定的相應位置處的每個焦斑的超聲輻射的持續時間和強度。
[0074]例如，第三確定單元140還可基于第一焦斑與第二焦斑之間的距離來確定到第一焦斑的超聲的輻射與到第二焦斑的超聲的輻射之間的冷卻時間間隔。
[0075]在操作350，計劃產生單元150基于由第一確定單元120確定的焦斑的尺寸、由第二確定單元130確定的焦斑的位置以及由第三確定單元140確定的超聲輻射的持續時間和強度來產生用于通過聚焦超聲治療設備200輻射超聲的治療計劃。這里，治療計劃表示關于超聲將如何被輻射到患者的病變的計劃。
[0076]例如，基于焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超聲輻射的持續時間和強度，計劃產生單元150可經由仿真等產生與聚焦超聲治療設備200的換能器(未示出)移動的路徑有關的信息來作為治療計劃。此外，計劃產生單元150可產生關于由換能器輻射的超聲的信息來作為治療計劃。
[0077]根據本發明的實施例，由于治療計劃產生設備100計劃將超聲依次輻射到被布置為彼此盡可能遠離的焦斑，因此可減小或最小化由于超聲的先前輻射所導致的熱劑量的影響，由此可在聚焦超聲治療期間減小或最小化超聲的依次輻射之間的冷卻時間。此外，可防止正常組織因由于超聲的先前輻射所導致的熱劑量而壞死。
[0078]結果，可減少用于執行聚焦超聲治療的總體治療時間，并且可考慮患者的安全和便利來有效地執行聚焦超聲治療。
[0079]圖4是示出根據本發明的實施例的用于執行聚焦超聲治療的方法的流程圖。參照圖4，產生治療計劃的方法包括由圖2中示出的聚焦超聲治療設備200按順序執行的操作。因此，即使以下省略，也可將以上給出的關于圖2中示出的聚焦超聲治療設備200的任意描述應用于此。
[0080]在操作410，圖像產生單元210產生將被超聲輻射到的目標區域的圖像。目標區域與將被治療的患者的病變以及可通過在聚焦超聲治療設備200的單個操作期間依次輻射單個超聲來治療病變的區域對應。這里，圖像產生單元210可通過使用CT設備、MRI設備或診斷超聲系統來產生將被超聲輻射到的目標區域的圖像。然而，本發明不限于此。
[0081]此外，根據本實施例的圖像產生單元210可實時監視目標區域的治療。例如，聚焦超聲治療設備200可經由圖像產生單元210監視正常組織是否被保護以及位于被超聲輻射到的焦斑處的組織是否壞死。此外，聚焦超聲治療設備200可經由圖像產生單元210獲得目標區域的圖像，并確定治療是否完成。
[0082]在操作420，處理器220確定輻射到目標區域的單個超聲的焦斑的尺寸。
[0083]在操作430，處理器220監視將被超聲輻射到的目標區域和焦斑的溫度以及熱劑量。
[0084]在操作440，處理器220基于確定的焦斑的尺寸以及由溫度監視單元240監視的溫度和熱劑量來確定焦斑的位置，使得在超聲最初輻射之后目標區域中的將被超聲輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠。
[0085]例如，處理器220可參照由溫度監視單元240監視的焦斑和目標區域的溫度以及熱劑量，并基于目標區域之外的組織是否將被保護以及位于將被超聲輻射到的焦斑處的組織是否可能壞死來確定焦斑的位置。
[0086]在操作450，處理器220基于焦斑的尺寸和焦斑的位置來確定超聲輻射的持續時間和強度。
[0087]例如，處理器220還可基于第一焦斑與第二焦斑之間的距離來確定到第一焦斑的超聲的輻射與到第二焦斑的超聲的輻射之間的冷卻時間間隔。
[0088]在操作460，換能器230參考在操作410產生的圖像，基于焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超聲輻射的持續時間和強度來輻射超聲。
[0089]根據本實施例的聚焦超聲治療設備200將換能器230置于對將被治愈的病變聚焦的位置，并通過使用由圖像產生單元210產生的圖像來根據由處理器220確定的超聲輻射的強度和持續時間將HIFU能量輻射在由處理器220確定的焦斑的位置，來執行治療。
[0090]根據本發明的實施例，由于聚焦超聲治療設備200將超聲依次輻射到被布置為彼此盡可能遠離的焦斑，因此可減小或最小化由于超聲的先前輻射所導致的熱劑量的影響，由此可在聚焦超聲治療期間減小或最小化超聲的依次輻射之間的冷卻時間。此外，可防止正常組織因由于超聲的先前輻射所導致的熱劑量而壞死。
[0091]結果，可減少用于執行聚焦超聲治療的總體治療時間，并且可考慮患者的安全和便利來有效地執行聚焦超聲治療。[0092]另外，還可通過位于介質(例如，計算機可讀介質)上/中的計算機可讀代碼/指令來實現本發明的其它實施例，以控制至少一個處理元件執行任何上述實施例。所述介質可對應于允許計算機可讀代碼的存儲和/或傳輸的任意介質/媒介。
[0093]可以以各種方式在介質上記錄/傳送計算機可讀代碼，所述介質的示例包括諸如磁存儲介質(例如，ROM、軟盤、硬盤等)和光學記錄介質(例如⑶-ROM或DVD)的記錄介質以及諸如互聯網傳輸介質的傳輸介質。因此，所述介質可以是包括或攜帶信號或信息的這樣定義且可測量的結構，諸如根據本發明的一個或多個實施例的攜帶比特流的裝置。所述介質還可以是分布式網絡，從而以分布式方式存儲/傳送且執行計算機可讀代碼。此外，處理元件可包括處理器或計算機處理器，處理元件可分布于和/或包括在單個裝置中。
[0094]應理解，在此描述的示例性實施例應僅在描述的意義上來考慮而不是為了限制的目的。對每個實施 例內的特征或方面的描述應通常被考慮為可用于其它實施例中的其它相似特征或方面。
【權利要求】
1.一種產生將被提供給聚焦超聲治療設備的治療計劃的方法，所述方法包括: 接收將被超聲輻射到的目標區域來作為輸入； 確定由聚焦超聲治療設備輻射的單個超聲的焦斑的尺寸； 基于確定的焦斑的尺寸來確定焦斑的位置，使得目標區域中的將被超聲依次輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠； 基于焦斑的尺寸和焦斑的位置來確定超聲輻射的持續時間和強度； 基于焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超聲輻射的持續時間和強度，產生用于由聚焦超聲治療設備輻射超聲的治療計劃。
2.如權利要求1所述的方法，其中，在確定焦斑的位置的步驟中，確定首先將被超聲輻射到的第一焦斑的位置以及接著第一焦斑將被超聲輻射到的第二焦斑的位置，使得第二焦斑的位置在目標區域內距第一焦斑的位置最遠。
3.如權利要求2所述的方法，其中，在確定焦斑的位置的步驟中，基于第一焦斑的位置和第二焦斑的位置來確定接著第二焦斑將被超聲輻射到的第三焦斑的位置，使得第三焦斑的位置在目標區域內距第一焦斑的位置和第二焦斑的位置最遠。
4.如權利要求2所述的方法，其中，由于第二焦斑的位置距第一焦斑的位置最遠，因此由輻射到第一焦斑的超聲所導致的熱劑量對第二焦斑的影響被最小化，由此到第一焦斑的超聲的輻射與到第二焦斑的超聲的輻射之間的冷卻時間間隔被最小化。
5.如權利要求1所述的方法，還包括:估計將被超聲輻射到的目標區域和焦斑的溫度以及熱劑量， 其中，基于估計的溫度和熱劑量確定焦斑的位置。
6.如權利要求1所述的方法，還包括:將產生的治療計劃輸出到聚焦超聲治療設備。
7.一種用于產生將被提供給聚焦超聲治療設備的治療計劃的治療計劃產生設備，所述治療計劃產生設備包括: 輸入接口，用于接收將被超聲輻射到的目標區域來作為輸入； 第一確定單元，用于確定由聚焦超聲治療設備輻射的單個超聲的焦斑的尺寸； 第二確定單元，用于基于確定的焦斑的尺寸確定焦斑的位置，使得目標區域中的將被超聲依次輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠； 第三確定單元，用于基于焦斑的尺寸和焦斑的位置來確定超聲輻射的持續時間和強度； 計劃產生單元，用于基于焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超聲輻射的持續時間和強度，產生用于由聚焦超聲治療設備輻射超聲的治療計劃。
8.如權利要求7所述的治療計劃產生設備，其中，第二確定單元確定首先將被超聲輻射到的第一焦斑的位置，確定接著第一焦斑將被超聲輻射到的第二焦斑的位置，使得第二焦斑的位置距第一焦斑的位置最遠，并且第二確定單元基于第一焦斑的位置和第二焦斑的位置來確定接著第二焦斑將被超聲輻射到的第三焦斑的位置，使得第三焦斑的位置距第一焦斑的位置和第二焦斑的位置最遠。
9.如權利要求8所述的治療計劃產生設備，其中，由于第二焦斑的位置距第一焦斑的位置最遠，因此由輻射到第一焦斑的超聲所導致的熱劑量對第二焦斑的影響被最小化，由此到第一焦斑的超聲的輻射與到第二焦斑的超聲的輻射之間的冷卻時間間隔被最小化。
10.如權利要求7所述的治療計劃產生設備，還包括:估計單元，用于估計先前已被超聲輻射到的目標區域和焦斑的溫度以及熱劑量， 其中，第二確定單元基于估計的溫度和熱劑量來確定焦斑的位置。
11.如權利要求7所述的治療計劃產生設備，還包括:輸出接口，用于將產生的治療計劃輸出到聚焦超聲治療設備。
12.—種聚焦超聲治療設備，包括: 圖像產生單元，用于產生將被超聲輻射到的目標區域的圖像； 處理器，用于確定輻射到目標區域的單個超聲的焦斑的尺寸，基于確定的焦斑的尺寸確定焦斑的位置，使得目標區域中的將被超聲依次輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠，并基于焦斑的尺寸和焦斑的位置來確定超聲輻射的持續時間和強度； 換能器，用于基于產生的圖像，根據焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超聲輻射的持續時間和強度來輻射超聲。
13.如權利要求12所述的聚焦超聲治療設備，還包括:溫度監視單元，用于監視將被超聲輻射到的目標區域和焦斑的溫度以及熱劑量， 其中，處理器基于所述溫度和熱劑量來確定焦斑的位置，使得目標區域中的在超聲最初輻射之后將被超聲輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠。
14.如權利要求12所述的聚焦超聲治療設備，還包括:通信接口，用于從產生用于通過使用聚焦超聲治療設備治療 目標區域的治療計劃的設備接收預產生的治療計劃， 其中，處理器參考經由通信接口接收的治療計劃來確定焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超聲輻射的持續時間和強度。
15.如權利要求12所述的聚焦超聲治療設備，其中，處理器確定首先將被超聲輻射到的第一焦斑的位置，確定接著第一焦斑將被超聲輻射到的第二焦斑的位置，使得第二焦斑的位置距第一焦斑的位置最遠，并且處理器基于第一焦斑的位置和第二焦斑的位置來確定接著第二焦斑將被超聲輻射到的第三焦斑的位置，使得第三焦斑的位置距第一焦斑的位置和第二焦斑的位置最遠。
16.如權利要求15所述的聚焦超聲治療設備，其中，由于第二焦斑的位置距第一焦斑的位置最遠，因此由輻射到第一焦斑的超聲所導致的熱劑量對第二焦斑的影響被最小化，由此到第一焦斑的超聲的輻射與到第二焦斑的超聲的輻射之間的冷卻時間間隔被最小化。
17.一種用于執行聚焦超聲治療的方法，所述方法包括: 產生將被超聲輻射到的目標區域的圖像； 確定輻射到目標區域的單個超聲的焦斑的尺寸； 基于確定的焦斑的尺寸確定焦斑的位置，使得目標區域中的將被超聲依次輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置最遠； 基于焦斑的尺寸和焦斑的位置來確定超聲輻射的持續時間和強度； 基于產生的圖像，根據焦斑的尺寸、焦斑的位置以及超聲輻射的持續時間和強度來輻射超聲。
18.如權利要求17所述的方法，還包括:監視將被超聲輻射到的目標區域和焦斑的溫度以及熱劑量，其中，在確定焦斑的位置的步驟中，基于所述溫度和熱劑量確定焦斑的位置，使得目標區域中的在超聲最初輻射之后將被超聲輻射到的每個焦斑的位置距先前已被超聲輻射到的焦斑的位置 最遠。
【文檔編號】A61N7/02GK103537017SQ201310272009
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月1日 優先權日:2012年7月10日
【發明者】安民修, 方遠喆 申請人:三星電子株式會社