使用热声学模型的能量密度图计算.pdf

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1、10申请公布号CN104203349A43申请公布日20141210CN104203349A21申请号201380018585322申请日2013032261/619,58120120403USA61N7/02200601A61N5/02200601A61B18/14200601A61B18/1820060171申请人皇家飞利浦有限公司地址荷兰艾恩德霍芬72发明人JK恩霍尔姆KI努尔米劳卡斯M科勒74专利代理机构永新专利商标代理有限公司72002代理人王英刘炳胜54发明名称使用热声学模型的能量密度图计算57摘要一种医学装置300、400、500、600、700包括用于加热对象320的目标区32。

2、4的加热系统304以及用于控制340所述加热系统304的处理器，其中，使用热模型来对预定义体积中的能量密度进行建模338。所述医学装置300、400、500、600、700还包括含有机器可执行指令的存储器336，其中，对所述指令的执行令所述处理器330接收100、200、342处置规划，其中，对所述指令的执行还令所述处理器330重复地通过使用所述处置规划来控制340所述加热系统304以在交替的加热周期和冷却周期期间加热102、202、344所述目标区324；并且使用所述处置规划和所述热模型来计算104、204、346预定义体积中的当前能量密度图350，其中，在对所述目标区324的加热期间重复地。

3、更新348所述当前能量密度。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014093086PCT国际申请的申请数据PCT/IB2013/0522702013032287PCT国际申请的公布数据WO2013/150409EN2013101051INTCL权利要求书2页说明书10页附图8页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书10页附图8页10申请公布号CN104203349ACN104203349A1/2页21一种医学装置300、400、500、600、700，包括加热系统304，其用于加热对象320的目标区324；处理器330，其用于控制340所述加热系统30。

4、4；存储器336，其含有机器可执行指令，其中，对所述指令的执行令所述处理器330接收100、200、342处置规划，其中，对所述指令的执行还令所述处理器330重复地通过使用所述处置规划来控制340所述加热系统304以在交替的加热周期和冷却周期期间加热102、202、344所述目标区324；使用所述处置规划和热声学模型来计算104、204、346预定义体积中的当前能量密度图350，其中，在对所述目标区324的加热期间重复地更新348所述当前能量密度；并且使用所述当前能量密度图350来更新所述处置规划。2如权利要求1所述的医学装置300、400、500、600、700，其中，对所述指令的执行还令所。

5、述处理器330考虑估计的组织冷却的速率，通过使用加权平均来计算346各累积能量密度图350以计算206、346所述累积能量密度图350；并且在显示器上显示206、402所述累积能量密度图350。3如权利要求2所述的医学装置300、400、500、600、700，其中，对所述指令的执行还令所述处理器330考虑接下来的加热事件而根据所述累积能量密度图350来修改208、404所述处置规划。4如权利要求2或3所述的医学装置300、400、500、600、700，其中，对所述指令的执行还令所述处理器330使用所述累积能量密度图350来确定210、406安全功率水平图418；并且在显示器上显示212、4。

6、08所述安全功率水平图418。5如权利要求2、3或4所述的医学装置300、400、500、600、700，其中，如果所述累积能量密度图350的至少一部分高于预定的加热阈值，那么对所述指令的执行还令所述处理器330停止410对所述目标区324的加热。6如前述权利要求中的任一项所述的医学装置300、400、500、600、700，其中，所述医学装置300、400、500、600、700还包括磁共振成像系统302，所述磁共振成像系统302包括具有成像区318的磁体306，其中，所述磁共振成像系统302能够从所述成像区318内的目标区324采集热磁共振数据420，其中，对所述指令的执行还令所述处理器3。

7、30重复地使用所述磁共振成像系统302来采集所述热磁共振数据420；并且使用所述热磁共振数据420来确定412所述预定义体积的热图424。7如权利要求6所述的医学装置300、400、500、600、700，其中，如果所述热图424的至少一部分高于预定温度，那么对所述指令的执行还令所述处理器330停止410对所述目标区324的加热。8如权利要求6所述的医学装置300、400、500、600、700，其中，对所述指令的执行还令所述处理器330使用所述热数据424来验证414所述热声学模型。9如前述权利要求中的任一项所述的医学装置300、400、500、600、700，其中，对所权利要求书CN104。

8、203349A2/2页3述指令的执行还令所述处理器330将来自所述成像区318内的热数据424与累积能量密度数据350组合416，以得到对所述成像区318之内和之外的目标区314中的实际温度的评估。10如前述权利要求中的任一项所述的医学装置300、400、500、600、700，其中，所述预定义体积至少部分地处于所述目标区324之外。11如前述权利要求中的任一项所述的医学装置300、400、500、600、700，其中，所述加热系统304是以下中的任意一个高强度聚焦超声504、射频加热系统602、微波消融系统、高温治疗系统、激光消融系统和红外消融系统。12一种操作医学装置300、400、500。

9、、600、700的计算机实施的方法，其中，所述医学装置300、400、500、600、700包括用于加热对象320的目标区324的加热系统304，其中，所述方法包括由所述加热系统来接收100、200、342处置规划，并且重复地通过使用所述处置规划来控制340所述加热系统304以在交替的加热周期和冷却周期期间加热102、202、344所述目标区324；使用所述处置规划和热声学模型来计算104、204、346预定义体积中的当前能量密度图350，其中，在对所述目标区324的加热期间重复地更新348所述当前能量密度；并且使用所述当前能量密度图350来更新所述处置规划。13一种计算机程序产品，包括由控制。

10、医学装置300、400、500、600、700的处理器330来执行的机器可执行指令，其中，所述医学装置300、400、500、600、700包括加热系统304，其用于加热对象320的目标区324，其中，对所述指令的执行令所述处理器330接收100、200、342处置规划，其中，对所述指令的执行还令所述处理器330重复地通过使用所述处置规划来控制340所述加热系统304以在交替的加热周期和冷却周期期间加热102、202、344所述目标区324；使用所述处置规划和热声学模型来计算104、204、346预定义体积中的当前能量密度图350，其中，在对所述目标区324的加热期间重复地更新348所述当前能。

11、量密度；并且使用所述当前能量密度图350来更新所述处置规划。权利要求书CN104203349A1/10页4使用热声学模型的能量密度图计算技术领域0001本发明涉及用于使用处置规划来加热目标区和使用热声学模型计算能量密度图的加热系统。背景技术0002来自聚焦超声换能器的超声可以被用来选择性地处置对象内部的区域。超声波被作为高能量机械振动而被传输。随着这些振动衰减，它们引起组织加热，并且它们还可以造成空穴作用。在临床设定中组织加热和空穴作用两者可以被用来破坏组织。然而，利用超声来加热组织比空穴作用更容易控制。超声处置可以被用来消融组织并且用来选择性地破坏具有癌细胞的区域。这种技术已经被应用于对子宫。

12、肌瘤的处置，并且减少了对子宫切除程序的需要。在较低功率或在脉冲模式中，超声可以被用来选择性地向区域输送基因材料或药物。0003为了执行超声治疗，聚焦超声换能器可以被用来将超声聚焦在特定的处置体积上。将换能器典型地安装在诸如除气水的能够传输超声的介质内。接着使用致动器来调节对超声换能器的定位，并且由此调节正在被处置的组织区域。0004典型地对临床设定中的HIFU程序进行图像引导以在施加治疗水平或消融水平的超声能量之前进行处置规划和靶向。通常将MRI用于图像引导，但是也可能使用超声照相法。0005美国专利申请US2011/0313329定义了用于沉积能量的治疗系统，所述治疗系统具有治疗模块的前馈控。

13、制。具体地，在这种已知的治疗模块中，根据对引起的加热的先验估计来估计冷却周期。发明内容0006本发明在独立权利要求中提供了一种医学装置、一种方法和一种计算机程序产品。在从属权利要求中给出了实施例。0007本发明提供了用于将能量密度数据用于高强度聚焦超声中的安全、规划和处置时间最优化的医学装置。针对每个超声处理存储处置体积中的施加的能量密度，使得所述累积能量密度可以被评估并且被用于安全检查即限制在任意位置处的最大累积能量密度、规划对接下来的处置的定位并且被用于对局部能量沉积的视觉评估。0008本文所使用的“处理器”包括能够执行程序或机器可执行指令的电子部件。所述处理器比如可以是多核处理器。处理器。

14、还可以指单个计算机系统内或分布在多个计算机系统中的处理器的集合。许多程序使它们的指令被多个处理器执行，所述多个处理器可以在同一个计算设备内或者甚至可以分布在多个计算设备上。0009“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是能被处理器直接访问的任何存储器。计算机存储器的范例包括但不限于RAM存储器、寄存器和寄存器文件。说明书CN104203349A2/10页50010“计算机存储装置”或“存储装置”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储装置是任何非易失性计算机可读存储介质。计算机存储装置的范例包括但不限于硬盘驱动器、USB拇指驱动器、软盘驱动器、智能卡、DVD、CDR。

15、OM、固态硬盘驱动器。在一些实施例中，计算机存储装置还可以是计算机存储器，或者反之亦然。0011本文所使用的“用户界面”是允许用户或操作者与计算机或计算机系统交互的界面。“用户界面”还可以被称为“人类界面设备”。用户界面可以向所述操作者提供信息或数据和/或从所述操作者接收信息或数据。用户界面可以使得来自操作者的输入能够被所述计算机接收，并且可以从所述计算机向所述用户提供输出。换言之，所述用户界面可以允许操作者控制或操纵计算机，并且所述界面可以允许所述计算机指示所述操作者的控制或操纵的效果。显示器或图形用户界面上对数据或信息的显示是向操作者提供信息的范例。通过键盘、鼠标、轨迹球、触摸板、指点杆、。

16、绘图板、操纵杆、游戏手柄、摄像头、头戴式受话器、变速杆、方向盘、踏板、有线手套、跳舞毯、遥控器和加速度传感器来接收数据都是用户界面部件的范例，所述用户界面部件实现从操作者接收信息或数据。0012本文中使用的“硬件接口”包括使得计算机系统的处理器能够与外部计算设备和/或装置交互或控制外部计算设备和/或装置的接口。硬件接口可以允许处理器向外部计算设备和/或装置发送控制信号或指令。硬件接口还可以使得处理器能够与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的范例包括但不限于通用串行总线、IEEE1394端口、并行端口、IEEE1284端口、串行端口、RS232端口、IEEE488端口、蓝牙连接、无线局域网。

17、连接、TCP/IP连接、以太连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口和数字输入接口。0013本文所使用的“显示器”或“显示设备”包括适于显示图像或数据的输出设备或用户界面。显示器可以输出视觉、听觉和/或触觉数据。显示器的范例包括但不限于计算机监视器、电视机屏幕、触摸屏、触觉电子显示器、盲文屏、阴极射线管CRT、存储管、双稳态显示器、电子纸、矢量显示器、平板显示器、真空荧光显示器VF、发光二极管LED显示器、电致发光显示器ELD、等离子显示板PDP、液晶显示器LCD、有机发光二极管显示器OLED、投影机和头戴显示器。0014在一个方面中，本发明提供了包括用于加热对象的目标区的加热系统和用于。

18、控制所述加热系统的处理器的医学装置。所述医学装置还包括含有机器可执行指令的存储器，其中，对所述指令的执行令所述处理器接收处置规划，其中，对所述指令的执行还令所述处理器重复地通过使用所述处置规划来控制所述加热系统以在交替的加热周期和冷却周期期间加热所述目标区；使用所述处置规划和热声学模型来计算预定义体积中的当前能量密度图，其中，在对所述目标区的加热期间重复地更新所述当前能量密度；并且使用所述当前能量密度图来更新所述处置规划。0015本文所使用的加热系统包括用于局部地加热所述对象的一部分的系统。本文所使用的处置规划可以包括由内科医师或其他医学专家开发的规划或机器控制，所述规划或机器控制是对控制的描。

19、述，所述控制可以被用来生成控制所述加热系统加热所述对象内的目标区的控制。本文所使用的热声学模型将声学参数和热学参数组合，以获得加热以及冷却的可能更准确的模型。0016在热模型的基础上做出针对焦外和/或在所述目标区中的引起的所述加热周期和/或冷却周期的估计。所述热模型表示热灌注和扩散，即通过所述组织的热传送。用于说明书CN104203349A3/10页6模拟的所述热模型需要强度分布作为除了其他热学参数的输入。接下来可以基于多层组织模型来计算在活体中的强度分布。接下来可以基于所述处置规划来采集所述多层组织模型。可以基于知识来针对每层确定所述声学参数和热学参数和/或基于所述加热来细化所述声学参数和热。

20、学参数，由此更近一步地改进所述估计的准确性。所述模拟还可以有益于在将所述热沉积初始化之前估计聚焦区域加热。根据本发明，选择冷却周期使得在开始接下来的加热之前期望所述组织冷却到预定义的温度。0017在一个实施例中，对所述指令的执行还令所述处理器考虑估计的组织冷却的速率而通过使用加权平均来计算各累积能量密度图来计算所述累积能量密度图，并且令所述处理器在显示器上显示所述累积能量密度图。还可以考虑估计的组织冷却的速率而通过合计重复地计算出的当前能量密度图来计算所述累积能量密度图。单纯的合计也将构成某种加权平均。0018本文所使用的累积能量密度图包括对累积热效果的评估，并且可以向所述用户示出该图以指示接。

21、下来的超声处理的最佳位置。0019该实施例是特别有优势的，这是因为总是以使需要的冷却时间最小化的方式来选择接下来的处置，因而该实施例可以允许对全部处置时间的最优化。0020在另一个实施例中，对所述指令的执行还令所述处理器考虑接下来的加热事件根据所述累积能量密度图来修改所述处置规划。0021该实施例是特别有优势的，这是因为它可以允许找到最安全并且具有最短冷却时间的对于所述目标区域的定位，其中，所述系统可以自动地向所述用户指示最适合或最危险的位置。并且该实施例可以允许对所述处置时间的最优化和对健康组织的保护。本文所使用的最危险的位置是在所述目标体积之外的具有高温度的位置，即冷却周期太短。另一方面，。

22、最适合的位置是在其中有充分的冷却或未发生先前的加热的位置。0022在另一个实施例中，对所述指令的执行令所述处理器使用所述累积能量密度图来确定安全功率水平图并且在显示器上显示所述安全功率水平图。0023该实施例可以是有优势的，这是因为只有“安全”的位置再次被加热，因而该实施例通过避免皮肤灼烧来保护所述组织。再者可以利用该实施例来使皮下脂肪硬化最小化。应当注意“安全功率水平”严重地取决于待执行的超声处理的期望持续时间。原因是近场加热主要取决于所述能量，即所述功率和超声处理持续时间的乘积。0024在另一个实施例中，如果所述累积能量密度图的至少一部分高于预定的加热阈值，那么对所述指令的执行还令所述处理。

23、器停止对所述目标区的加热。0025该实施例可以是有优势的，这是因为它还保护了健康的组织。0026在另一个实施例中，所述医学装置还包括磁共振成像系统，所述磁共振成像系统包括具有成像区的磁体，其中，所述磁共振成像系统能够从所述成像区内的目标区采集热磁共振数据，其中，对所述指令的执行还令所述处理器使用所述磁共振成像系统来重复地采集所述热磁共振数据并且使用所述热磁共振数据来确定所述预定义体积的热图。0027该实施例可以是有优势的，这是因为使用这样的被监测的位置中的温度升高可以帮助校准所述能量密度图。0028在另一个实施例中，如果所述热图的至少一部分高于预定温度，那么对所述指令的执行还令所述处理器停止对。

24、所述目标区的加热。说明书CN104203349A4/10页70029根据以上提到的优势，该实施例还保护健康的组织。0030在另一个实施例中，对所述指令的执行还令所述处理器使用所述热数据来验证所述热声学模型。0031在另一个实施例中，对所述指令的执行还令所述处理器将来自所述成像区内的热数据与累积能量密度数据组合以得到对所述成像区之内和之外的目标区中的实际温度的评估。0032该实施例是特别有优势的，这是因为它可以被用来计算温度以协助规划接下来的处置，从而找到具有最少的在先热积累的位置。0033在另一个实施例中，所述预定义体积至少部分地处于所述目标区之外。0034在另一个实施例中，所述加热系统是以下。

25、中的任意一个高强度聚焦超声、射频加热系统、微波消融系统、高温治疗系统、激光消融系统和红外消融系统。0035在另一方面中，本发明提供了操作医学装置的计算机实施方法，其中所述医学装置包括用于加热对象的目标区的加热系统，其中，所述方法包括通过所述加热系统来接收处置规划，并且通过使用所述处置规划控制所述加热系统来在交替的加热周期和冷却周期期间重复地加热所述目标区；使用所述处置规划和热声学模型来计算预定义体积中的当前能量密度图，其中，在对所述目标区的加热期间重复地更新所述当前能量密度；并且使用所述当前能量密度图来更新所述处置规划。0036在另一方面中，本发明提供了包括由控制医学装置的处理器来执行的机器可。

26、执行指令的计算机程序产品，其中，所述医学装置包括用于加热对象的目标区的加热系统，其中，对所述指令的执行还令所述处理器接收处置规划，其中，对所述指令的执行还令所述处理器通过使用所述处置规划控制所述加热系统来在交替的加热周期和冷却周期期间重复地加热所述目标区，使用所述处置规划和热声学模型来计算预定义体积中的当前能量密度图，其中，在对所述目标区的加热期间重复地更新所述当前能量密度并且使用所述当前能量密度图来更新所述处置规划。附图说明0037以下将仅通过范例的方式参考附图描述本发明的优选实施例，其中0038图1示出了图示根据本发明的实施例的方法的流程图；0039图2示出了示出根据本发明的实施例的方法的。

27、进一步的实施例的流程图；0040图3图示了根据本发明的实施例的医学装置；0041图4示出了图3中示出的本发明的实施例的更详细的图示；0042图5图示了具有根据本发明的实施例的高强度聚焦超声系统的医学装置；0043图6图示了具有根据本发明的实施例的射频加热系统的医学装置；0044图7图示了具有根据本发明的实施例的另一个高强度聚焦超声系统的医学装置；0045图8示出了1次、2次、3次、5次、7次和8次超声处理之后在皮肤处加热的累积能量密度图的范例。0046附图标记列表0047100212步骤0048300医学装置说明书CN104203349A5/10页80049302磁共振成像系统0050304加。

28、热系统0051306磁体0052308膛0053310磁场梯度线圈0054312磁场梯度线圈电源0055314射频线圈0056316收发器0057318成像区0058320对象0059322对象支撑体0060324目标区0061326计算机系统0062328硬件接口0063330处理器0064332用户界面0065334计算机存储装置0066336计算机存储器0067338热模型建模模块0068340加热系统控制模块0069342处置规划接收模块0070344目标区加热模块0071346密度图计算模块0072348密度图更新模块0073350累积能量密度图0074400医学装置0075402密。

29、度图显示模块0076404处置规划优化模块0077406安全功率水平图确定模块0078408安全功率水平图显示模块0079410停止模块0080412热图确定模块0081414热声学模型验证模块0082416数据组合模块0083418安全功率水平图0084420磁共振数据0085422磁共振图像0086424热图0087500医学装置说明书CN104203349A6/10页90088502高强度聚焦超声系统0089504流体填充室0090506超声换能器0091508机构0092510机械致动器/电源0093512超声的路径0094514超声窗0095516凝胶垫0096518超声处理点009。

30、7600医学装置0098602射频加热系统0099604天线0100606射频发射器0101700医学装置0102702超声换能器元件具体实施方式0103在这些附图中，相同的附图标记是等价的元件或执行同样的功能。如果功能是等价的，那么在较后的附图中将不必讨论之前已经讨论过的元件。0104图1示出了图示根据本发明的实施例的方法的流程图。在步骤100中，通过使用热模型来接收处置规划。在步骤102中，使用所述处置规划来在交替的加热周期和冷却周期期间加热目标区。最终在步骤104中，通过使用所述处置规划来计算预定义体积中的能量密度图。在对目标区的加热期间重复地更新所述能量密度图。可以将步骤102和104。

31、重复若干次。0105图2示出了示出根据本发明的实施例的方法的进一步的实施例的流程图。步骤200到204与图1的步骤100到104相对应。在步骤200中，通过使用热模型来接收处置规划。在步骤202中，使用所述处置规划在交替的加热周期和冷却周期期间加热目标区。在步骤204中，通过使用所述处置规划来计算预定义体积中的能量密度图。在步骤206中，计算预定义体积中的累积能量密度图并且将其显示在显示器上。接着在步骤208中，通过使用来自步骤206的累积能量密度图来使所述处置规划最优化。在步骤210中，通过使用根据步骤206的累积能量密度图来确定安全功率水平图。最终，步骤212是在显示器上显示所述安全功率水。

32、平图。可以将步骤202和212重复若干次。0106图3图示了根据本发明的实施例的医学装置300。医学装置300包括磁共振成像系统302。磁共振成像系统302被示为包括磁体306。磁体306是具有穿过其中心的膛308的圆柱型超导磁体。磁体306拥有具有超导线圈的液态氦冷却的低温恒温器。也可能使用永磁体或常导磁体。也可能使用不同类型的磁体，比如也可能使用分离圆柱磁体和所谓开放磁体两者。分离圆柱磁体与标准圆柱磁体相似，除了低温恒温器被分离成两段以允许对磁体的等平面的访问，比如可以结合带电粒子束治疗来使用这样的磁体。开放磁体具有两个磁体段，一个在另一个上面，中间具有足够大以至于能够接受对象的空间对所述。

33、两段区说明书CN104203349A7/10页10域的布置与亥姆霍兹线圈的布置相似。开放磁体是普及的，这是因为对象受较少限制。在圆柱磁体的低温恒温器内部存在超导线圈的集合。在圆柱磁体的膛内存在成像区318，在成像区318中磁场足够强并且足够均匀以至于能够执行磁共振成像。0107磁体的膛内还有磁场梯度线圈310，磁场梯度线圈310被用于采集磁共振数据以对磁体306的成像区318内的磁自旋在空间上进行编码。磁场梯度线圈310被连接到磁场梯度线圈电源312。磁场梯度线圈310是代表性的。磁场梯度线圈310典型地含有用于沿三个正交空间方向在空间上编码的三个单独的线圈组。磁场梯度电源312向磁场梯度线圈。

34、310提供电流。向磁场线圈提供的电流被控制为时间的函数并且可以是倾斜的和/或脉冲的。0108射频线圈314与成像区318相邻。射频线圈314被连接到射频收发器316。卧在对象支撑体322上的对象320也在磁体306的膛内，并且对象320部分地在成像区318内。0109用于操纵成像区318内的磁自旋的取向并且用于从也在成像区318内的自旋接收无线电传输的射频线圈314与成像区318相邻。射频线圈314可以含有多个线圈元件。射频线圈314还可以被称为通道或天线。射频线圈314被连接到射频收发器316。可以由单独的发射线圈和接收线圈以及单独的发射器和接收器来替换射频线圈314和射频收发器316。应当。

35、理解，射频线圈314和射频收发器316是代表性的。射频线圈314也旨在表示专用发射天线和专用接收天线。类似地收发器316也可以表示单独的发射器和单独的接收器。0110磁场梯度线圈电源312和射频收发器316被连接到计算机系统326的硬件接口328。计算机系统326还包括处理器330。处理器330被连接到硬件接口328。硬件接口328使得处理器330能够向磁共振成像系统302发送并且接收数据和命令。计算机系统326还包括用户界面332、计算机存储装置334和计算机存储器336。0111在这种情况下，加热系统304已经被并入到医学装置300中。加热系统304被连接到计算机系统326的硬件接口328。

36、，并且能够被处理器330控制。该实施例中的加热系统304旨在是泛化的并且可以表示用于加热对象的一部分的任何系统。加热系统304比如可以是高强度聚焦超声系统、射频加热系统、微波消融系统、高温治疗系统、激光消融系统和红外消融系统。0112计算机存储器336被示为含有热模型建模模块338。热模型建模模块338含有使得加热系统304能够使用热模型来对预定义体积中的能量密度进行建模的计算机可执行代码。计算机存储装置334还含有使得处理器330能够控制加热系统304的加热系统控制模块340。此外，计算机存储装置334含有处置规划接收模块342。处置规划接收模块342含有使得处理器330能够接收100、20。

37、0处置规划的计算机可执行代码。目标区加热模块344含有使得处理器330能够通过使用加热系统控制模块340来控制加热系统304以在交替的加热周期和冷却周期期间加热102、202目标区324的计算机可执行代码。并且计算机存储器336含有密度图计算模块346和密度图更新模块348。密度图计算模块346使用处置规划和热声学模型来计算预定义体积中的当前能量密度图，其中，使用密度图更新模块348在对目标区324的加热期间重复地更新所述当前能量密度。0113计算机存储装置334被示为含有累积能量密度图350。使用如下来确定累积能量密度图350，即使用处置规划接收模块342接收100、200的处置规划和使用密。

38、度图计算模块说明书CN104203349A108/10页11346计算104、204的当前能量密度图。利用累积能量密度图350的结果在对目标区324的加热102、202期间重复地更新当前能量密度图。0114图4图示了根据本发明的进一步的实施例的医学装置400。图4中示出的实施例与图3中示出的实施例相似。除了图3中图示的特征，图4中的医学装置400示出了计算机存储装置334和计算机存储器336中的额外的特征。计算机存储装置334被示为额外含有安全功率水平图418和热图424。计算机存储装置334还被示为含有磁共振数据420和磁共振图像422。使用磁共振成像系统302来采集磁共振数据420。011。

39、5计算机存储器336被示为额外含有密度图显示模块402。密度图显示模块402含有实现在显示器上显示206累积能量密度图350的计算机可执行代码。进一步地，处置规划优化模块404含有计算机可执行代码，所述计算机可执行代码使得处理器330能够考虑历史加热事件和接下来的加热事件两者根据累积能量密度图350来优化208处置规划，以找到最安全并且具有最短冷却时间的对目标区324的定位，其中，该系统可以自动地向用户指示最适合或最危险的位置。可以使用安全功率水平图确定模块406和安全功率水平图显示模块408来确定并且显示安全功率水平图418。安全功率水平图确定模块406含有使得处理器330能够使用累积能量密。

40、度图350来确定210安全功率水平图418的计算机可执行代码。并且安全功率水平图显示模块408含有使得处理器330能够在显示器上显示212安全功率水平图418的计算机可执行代码。此外，计算机存储器336含有停止模块410。停止模块410含有计算机可执行代码，如果累积能量密度图350的至少一部分高于预定的加热阈值或者如果热图424的至少一部分高于预定温度，那么所述计算机可执行代码使得处理器330能够停止对目标区324的加热。此外，计算机存储器336含有热图确定模块412，热图确定模块412含有使得处理器330能够使用热磁共振数据420来确定预定义体积的热图424的计算机可执行代码。为了验证热声学。

41、模型，计算机存储器336含有热声学模型验证模块414。计算机存储器336还含有数据组合模块416，数据组合模块416含有计算机可执行代码，所述计算机可执行代码使得处理器330能够将来自成像区318内的热数据与累积能量密度数据350组合以得到对成像区318之内和之外的目标区324中的实际温度的评估。0116图5示出了根据本发明的医学装置500的进一步的实施例。在该实施例中，加热系统是高强度聚焦超声系统502。高强度聚焦超声系统502包括流体填充室504。流体填充室504内是超声换能器506。虽然没有在该图中示出，但是超声换能器506可以包括多个超声换能器元件，每个超声换能器元件能够生成独立的超声。

42、束。这可以被用来通过控制被提供给超声换能器元件中的每个的交替的电流的相位和/或幅值来引导超声处理点518的位置。能够控制超声处理点518以对目标区324进行超声处理。0117超声换能器506被连接到允许超声换能器506被以机械的方式重新定位的机构508。机构508被连接到适于激励机构508的机械致动器510。机械致动器510还表示用于向超声换能器506提供电力的电源。在一些实施例中，电源可以控制到独立的超声换能器元件的电力的相位和/或幅值。在一些实施例中，机械致动器/电源510位于磁体306的膛308之外。0118超声换能器506生成被示为沿路径512的超声。超声512通过流体填充室504并且。

43、通过超声窗514。在该实施例中，超声接着经过凝胶垫516。凝胶垫不必出现在所有实施说明书CN104203349A119/10页12例中，但是在该实施例中，对象支撑体322中存在用于接收凝胶垫516的凹槽。凝胶垫516帮助在换能器506与对象320之间耦合超声功率。经过凝胶垫516之后超声512经过对象320并且被聚焦到超声处理点518。超声处理点518被聚焦在目标区324内。可以通过以机械的方式定位超声波换能器506与以电子的方式引导对超声处理点518的定位的组合来移动超声处理点518，以处置全部目标区324。0119高强度聚焦超声系统502被示为还被连接到计算机系统326的硬件接口328。计。

44、算机系统326以及它的存储装置334的内容和它的存储器336的内容是与图4中示出的那些等价的。0120图6图示了根据本发明的进一步的实施例的医学装置600。在该实施例中，加热系统是射频加热系统602。图6中示出的实施例与图3和图4中示出的实施例相似。图6的计算机系统326与图4和图5中示出的计算机系统326等价。计算机存储装置334的内容和计算机存储器336的内容也与如图4和图5中示出的计算机存储装置334和计算机存储器336等价。在图6中示出的实施例中，射频加热系统602被用作加热系统。射频加热系统602包括天线604和射频发射器606。天线604在目标区324的附近。由发射器606生成并且。

45、由天线604辐射的射频能量被用来选择性地加热目标区324。在该实施例中，射频发射器606被示为被连接到硬件接口328。处理器330和计算机存储装置334的内容和计算机存储器336的内容被用来以与处理器330控制图5的高强度聚焦超声系统502的方式等价的方式来控制射频发射器606。0121图7图示了根据本发明的进一步的实施例的医学装置700。在该实施例中，加热系统是与图4中示出的高强度聚焦超声系统相似的高强度聚焦超声系统502。与图4的一个差异是去掉了凝胶垫516，这使得对象320的部分能够通过对象支撑体322中的开口。所述部分延伸并且部分地被超声传导流体包围。在该范例中，六个超声换能器元件70。

46、2被示为在流体填充室504内。这些换能器元件702被按圆柱顺序放置。在这种情况下对象320的部分是乳房。存在组织的两个区域存在脂肪组织区域和腺状组织区域。超声的路径512从超声换能器元件702出发、通过流体504、通过脂肪组织并且通过腺状组织，达到位于目标区324内的超声处理点518。图7的计算机系统326与图4、图5和图6中示出的计算机系统326等价。计算机存储装置334的内容和计算机存储器336的内容也与如图4、图5和图6中示出的计算机存储装置334和计算机存储器336等价。0122图8示出了表示1次、2次、3次、5次、7次和8次超声处理之后在皮肤处的估计的加热的能量密度图。通过合计之前的。

47、处置并且加上对冷却的估计来计算累积能量密度图。这可以通过简单地使用时间滑动窗从而只包括最近的处置来完成，或者如果存在关于邻近结构的冷却属性的一些数据，则通过假设例如指数的冷却并且评估在选出的位置中的冷却时间常数来完成。使用时间滑动窗口冷却评估方法来完成图8中示出的图像。比例指代J/MM2并且对于不同的超声处理所述值是不同的。这意味着最大密度值随超声处理的数量而增长。图8A示出了在一次超声处理之后的能量密度图和由此的唯一一个圆结果。图8B中图示的两次超声处理之后，能量密度图示出了两个圆并且一些部分是交叠的。在该交叠的区域中的能量密度比在其他区域中更高。图8C到图8F示出了在更多的超声处理3次、5。

48、次、7次和8次之后的状况。连带区域WITHAREA是具有最高能量密度和这里的所有的超声处理交叠的区域。以不同的灰色形状指示的一些区域部分地交叠。所以对此的总结是，说明书CN104203349A1210/10页13累积能量密度图中的区域越亮，则该组织越热。备选地，可以使用射束形状以及声学参数和热学参数来应用声学和热建模，以获得针对每个独立的超声处理的以及在包括若干超声处理的更长的持续时间上但这并未在图中示出的加热以及冷却的可能更准确的模型。说明书CN104203349A131/8页14图1说明书附图CN104203349A142/8页15图2说明书附图CN104203349A153/8页16图3说明书附图CN104203349A164/8页17图4说明书附图CN104203349A175/8页18图5说明书附图CN104203349A186/8页19图6说明书附图CN104203349A197/8页20图7说明书附图CN104203349A208/8页21图8说明书附图CN104203349A21。