理期間在8mm處置單元內(nèi)的平均（實(shí) 線）、和第10和第90個(gè)百分位（虛線）溫度，其中，目標(biāo)溫度范圍被指示為灰框；
[0031] 圖7圖示了針對單焦點(diǎn)（實(shí)線）和多焦點(diǎn)（虛線）聲處理方法兩者的集中在腫瘤 的8mm處置單元上的時(shí)間平均的平均溫度輻射線曲線；
[0032] 圖8A圖示了腫瘤內(nèi)的針對單焦點(diǎn)掃描聲處理方法的8mm處置單元的冠狀平面中 的時(shí)間平均的空間溫度分布；
[0033] 圖8B圖示了腫瘤內(nèi)的使用多焦點(diǎn)聲處理方法的8mm處置單元的冠狀平面中的時(shí) 間平均的空間溫度分布；
[0034] 圖8C圖示了對應(yīng)于圖8A的矢狀平面中的時(shí)間平均的溫度分布；
[0035] 圖8D圖示了對應(yīng)于圖8B的矢狀平面中的時(shí)間平均的空間溫度分布；并且
[0036] 圖9是圖示了用于多焦點(diǎn)聲處理誘發(fā)的輕度高溫的計(jì)算機(jī)處理或處置步驟的流 程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 針對大部分輕度高溫應(yīng)用的最佳溫度處于40_45°C范圍內(nèi)。低于40°C的溫度典型 地具有有限的效應(yīng)并且大于45°C的溫度可以關(guān)閉組織灌注。相比之下，在消融技術(shù)中，溫度 上升到能夠誘發(fā)壞死的水平，典型地大于55°C，并且然后讓組織冷卻。待消融的靶組織的過 度加熱不是有害的。本輕度高溫技術(shù)將靶區(qū)域中的溫度維持在期望的水平處例如在40. 5°C 與41. (TC之間長持續(xù)時(shí)間典型地3-45分鐘或更多。在該時(shí)間期間，功率、頻率和軌跡被調(diào) 節(jié)為獲得靶體積中的最佳加熱一致性，以用于（例如）均勻的組織致敏作用或藥物遞送。
[0038] HIFU在組織上的效應(yīng)高度取決于聚焦區(qū)域的聲強(qiáng)度，其中，在高強(qiáng)度和低聲強(qiáng)度， HIFU能量傳播的不同機(jī)制起主導(dǎo)作用。當(dāng)在低聲強(qiáng)度操作時(shí)，聲場主要是線性的，波具有 諧波波形，并且聲強(qiáng)度與壓力的平方成比例。在較高聲強(qiáng)度水平，峰值負(fù)（稀疏）壓力與空 化效應(yīng)的開始很好地相關(guān)，并且非線性波傳播導(dǎo)致生成高次諧波、壓力波形的非對稱失真 以及最終陡峭的激波前沿的形成。波譜到較高頻率的非線性擴(kuò)展和激波的形成可以顯著地 增加聲能的局部吸收，特別在聚焦區(qū)域中。聲能的該吸收大大增加了局部加熱速率。即使 當(dāng)高強(qiáng)度的聚焦點(diǎn)快速地掃描時(shí)，非線性聲傳播和機(jī)械生物效應(yīng)的不可預(yù)測的性質(zhì)引起不 同患者人群中的臨床應(yīng)用的潛在的關(guān)心問題。輕度高溫試圖避免歸因于機(jī)械和熱生物效應(yīng) 二者的直接組織損傷。而是，輕度高溫旨在僅將組織敏化以輔助治療，諸如熱激活的藥物治 療。
[0039] 參考圖1，磁共振引導(dǎo)的輕度高溫處置系統(tǒng)10包括磁共振成像系統(tǒng)12和超聲探頭 14。磁共振成像系統(tǒng)包括用于生成通過成像區(qū)域22的時(shí)間恒定BO主磁場的主磁體20。梯 度磁線圈24選擇性地脈沖以生成跨主磁場的磁場梯度。全身射頻（RF)線圈26被控制為 誘發(fā)成像區(qū)域中的對象中的磁共振。所誘發(fā)的磁共振信號由全身RF線圈26或局部RF線 圈28接收。
[0040] 磁共振掃描控制器30控制梯度和RF線圈以應(yīng)用選定的磁共振質(zhì)子密度成像 協(xié)議和熱成像協(xié)議，例如利用質(zhì)子共振頻率偏移（PRFS)的快速場回波-回波平面成像 (FFE-EPI)序列。磁共振重建系統(tǒng)32在處置之前將接收到的共振信號重建為質(zhì)子密度加權(quán) 規(guī)劃圖像34并且在超聲處置期間重建為一系列MR熱圖像圖36。臨床醫(yī)師使用規(guī)劃終端 38來對輕度高溫處置的空間和熱性質(zhì)進(jìn)行規(guī)劃以提供空間和熱處置簡檔，所述空間和熱處 置簡檔被存儲在處置簡檔存儲器40中。超聲控制器42計(jì)算達(dá)到所選擇的空間和熱簡檔的 (以下結(jié)合圖9更詳細(xì)地解釋的）多焦點(diǎn)聲處理圖樣。
[0041] 超聲探頭14包括相控陣列超聲換能器50,例如256元件的換能器陣列。在圖示 的實(shí)施例中，超聲探頭14被布置在患者支架44中，其被可移動(dòng)地安裝以將患者和超聲換能 器轉(zhuǎn)移到磁共振成像系統(tǒng)12的檢查區(qū)域22中。提供了包括超聲換能器驅(qū)動(dòng)器52的陣列 的驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器平行于相對應(yīng)的換能器，以用于將適當(dāng)?shù)墓β屎皖l率以適當(dāng) 的相對相位個(gè)體地提供到每個(gè)超聲換能器來遞送由超聲控制器42計(jì)算的多焦點(diǎn)聲處理圖 樣。超聲換能器個(gè)體地被控制。驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備可以被用于將多焦點(diǎn)波束導(dǎo)向到接近簡檔的 不同空間位置、不同深度和不同相對功率水平。任選地，提供機(jī)械瞄準(zhǔn)設(shè)備54以用于機(jī)械 地調(diào)節(jié)超聲探頭的角度和位置，因此調(diào)節(jié)患者內(nèi)的多焦點(diǎn)的相對位置。驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備允許 通過生成與次大值的低水平相關(guān)聯(lián)的同時(shí)的多個(gè)焦點(diǎn)來創(chuàng)建期望的聚焦圖樣。在一個(gè)實(shí)施 例中，聲耦合56由換能器陣列承載以使患者收縮以及與患者相互作用。
[0042] 超聲控制器42和驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備54控制超聲換能器的陣列以對多個(gè)自由配置的圖 樣中的任一個(gè)進(jìn)行聲處理。例如，圖樣可以包括具有來自4-32mm的圓的直徑的焦點(diǎn)的圓形 陣列。為了加熱更大的體積，可以同時(shí)或備選地對圓中的兩個(gè)或兩個(gè)以上進(jìn)行聲處理。對 于更復(fù)雜的圖樣而言，超聲控制器42個(gè)體地針對陣列的換能器中的每一個(gè)計(jì)算適當(dāng)?shù)尿?qū) 動(dòng)電壓和電勢。備選地，超聲控制器可以利用以下多種圖樣進(jìn)行預(yù)編程：一維、二維和/或 三維。這些圖樣可以根據(jù)需要進(jìn)行縮放和組合以匹配待加熱的體積的形狀和大小。操作者 可以指定靶區(qū)域，所述靶區(qū)域隨后被分解為聲處理圖樣的集合，具有確定為用于最符合靶 區(qū)域的加熱的形狀。頻率、聲處理靶大小和聲處理深度也是可調(diào)節(jié)的。
[0043] 超聲控制器和驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備控制換能器以生成圖樣，所述圖樣包含同時(shí)被聲處理 的多個(gè)焦點(diǎn)。具有從大約4_到大約32_的范圍的展寬的圖樣適合于大部分臨床應(yīng)用。然 而，可以通過調(diào)節(jié)幾何形狀或通過增加換能器元件的數(shù)目和大小來增加該寬度。
[0044] 作為對比，對于熱消融而言，期望達(dá)到靶區(qū)域中的快速的高度定位的溫度上升以 便限制周圍的組織中的不期望的溫度升高。具有高能量效率的定義良好的加熱圖樣使消融 體積和近場加熱之間的比率最大化。陡峭的溫度梯度改進(jìn)病變輪廓。假如消融是完整的， 則溫度一致性不是必要的。因此，增加消融體積的單個(gè)高強(qiáng)度聚焦點(diǎn)的掃描對于消融而言 是有益的。由高聲壓水平在焦點(diǎn)處誘發(fā)的低級空化和沖擊波形成可以在進(jìn)一步改進(jìn)消融的 加熱效率中是有益的。應(yīng)當(dāng)避免對周圍的組織的附帶損傷。
[0045] 對于輕度高溫而言，加熱策略是非常不同的。諸如沖擊波、高聲壓梯度和空化的機(jī) 械效應(yīng)如果不全部避免，則應(yīng)當(dāng)至少最小化。而是，對于輕度高溫而言，目標(biāo)僅是升高局部 組織溫度，同時(shí)避免直接組織損傷。在輕度高溫中，相對窄的溫度范圍內(nèi)的加熱一致性達(dá)到 貫穿靶體積的類似的生物效應(yīng)。然而，由于輕度高溫的低溫，對靠近靶的皮膚或組織的熱損 傷是不可能的。
[0046] 多焦點(diǎn)聲處理圖樣在任何給定時(shí)間處將聲壓分布在大面積之上。雖然這可能降低 加熱效率并且導(dǎo)致未良好定義的處置邊界，但是所分布的聲壓對于輕度高溫而言仍然是有 利的，因?yàn)槔绺玫乇苊饬藭r(shí)間溫度峰值。驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備被用于將多焦點(diǎn)波束操縱和聚 焦到靶體積的規(guī)定形狀。
[0047] 超聲控制器42將當(dāng)前MR熱圖36與處置簡檔40進(jìn)行比較并且控制驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備 來調(diào)節(jié)遞送到超聲陣列的各個(gè)換能器的功率以維持實(shí)際熱簡檔盡可能接近期望的處置簡 檔，同時(shí)保持峰值壓力低于給定閾值以避免機(jī)械損傷。磁共振系統(tǒng)和磁共振熱圖36提供反 饋回路以控制溫度一致性，同