ОПТИМИЗАЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ СФОКУСИРОВАННОГО УЛЬТРАЗВУКА ВЫСОКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ

1. Инструмент (10) планирования терапии, облегчающий планирование удаления с помощью сфокусированного ультразвука высокой интенсивности, направляемого на основе магнитного резонанса (MR), содержащий:
процессор, исполняющий исполняемые компьютером команды для оптимизации передачи элемента преобразователя HIFU, причем команды содержат этапы, на которых:
оценивают данные (22) преобразователя, содержащие информацию о положении, геометрии и акустических параметрах элемента преобразователя;
оценивают трехмерные MR-данные, в том числе, данные ROI (24), описывающие размер, форму и положение интересующей области (ROI) (146), которая должна быть удалена, и данные (26) препятствия, описывающие размер, форму и положение препятствия (144) между одним или более элементами преобразователя HIFU и ROI (146);
выполняют оптимизатор (32, 36), который максимизирует подачу сигнала HIFU к ROI (146), минимизируя подачу сигнала HIFU к препятствию (144) и окружающей ткани;
и
память (14), которая хранит исполняемые компьютером команды, данные преобразователя, MR-данные и множество оптимизированных параметров HIFU.
2. Инструмент планирования по п.1, в котором оптимизатор является оптимизатором (32) фазы и амплитуды, который оптимизирует фазу и амплитуду сигнала, передаваемого от каждого из множества элементов преобразователя в устройстве (18) HIFU.
3. Инструмент планирования по п.2, причем команды дополнительно содержат:
выполнение преобразования Фурье пространственных импульсных откликов от множества элементов зондов на ROI (146) и препятствия (144);
создание объектной функции, которая описывает отношение акустического давления в ROI (146) и акустического давления у препятствия (144); и
создание начального решения, описывающего установки фазы и амплитуды для каждого элемента преобразователя.
4. Инструмент планирования по п.3, в котором оптимизатор (32) фазы и амплитуды, когда он выполняется процессором (12), оптимизирует установки фазы и амплитуды для каждого элемента преобразователя как функцию подвергнутых преобразованию Фурье импульсных откликов, объектной функции и начального решения.
5. Инструмент планирования по п.1, в котором оптимизатор является оптимизатором (36) положения, выполняющим деактивацию одного или более элементов преобразователя в устройстве (18) HIFU как функцию данных (22) преобразователя, данных (24) ROI и данных (26) препятствия.
6. Инструмент планирования по п.5, в котором оптимизатор положения содержит исполняемые компьютером команды, исполняемые процессором, причем команды содержат:
прием данных ROI (24), данных (26) препятствия и данных (22) преобразователя, в том числе, геометрию и акустические параметры преобразователя;
идентификацию всех элементов преобразователя, которые находятся в положении для удаления по меньшей мере части ROI (146);
деактивацию элементов преобразователя, имеющих линию визирования ROI (146), которая проходит через препятствие (144);
вычисление фокуса и термального вклада ультразвуковой энергии, попадающей на ROI (146) каждого элемента преобразователя;
вычисление покрытия ROI элементами преобразователя; и
вывод ряда положений элемента преобразователя со списком деактивированных элементов преобразователя.
7. Инструмент планирования по п.6, причем команды дополнительно содержат назначение уникальных времени и энергии экспонирования HIFU для каждого из множества активных элементов преобразователя.
8. Инструмент планирования по любому из предшествующих пунктов, в котором ROI (146) содержит ткань печени, а препятствием (144) является ребро.
9. Инструмент планирования по любому из пп.1-7, дополнительно содержащий магнитно-резонансный (MR) сканер (20), создающий данные (24) ROI и данные (26) препятствия.
10. Способ планирования удаления с помощью сфокусированного ультразвука высокой интенсивности (HIFU), направляемого на основе магнитного резонанса (MR), содержащий этапы, на которых:
оценивают данные (22) преобразователя, содержащие положение, геометрию и акустическую информацию о параметре элемента преобразователя;
оценивают трехмерные MR-данные, в том числе, данные (24) ROI, описывающие размер, форму и положение интересующей области (ROI) (146), которая должна быть удалена, и данные (26) препятствия, описывающие размер, форму и положение препятствия (144) между одним или более элементами преобразователя HIFU и ROI (146); и
выполняют оптимизатор (32, 36), максимизирующий подачу сигнала HIFU к ROI (146) при минимизации подачи сигнала HIFU к препятствию (144) и окружающей ткани.
11. Способ по п.10, дополнительно содержащий этап, на котором:
оптимизируют фазу и амплитуду сигнала, переданного от каждого из множества элементов преобразователя в устройстве (18) HIFU.
12. Способ по п.11, дополнительно содержащий этапы, на которых:
выполняют преобразование Фурье на пространственных импульсных откликах от множества элементов зондов на ROI (146) и препятствии (144);
создают объектную функцию, описывающую отношение акустического давления в ROI (146) и акустического давления в препятствии (144);
создают начальное решение, описывающее установку фазы и амплитуды для каждого элемента преобразователя; и
оптимизируют установку фазы и амплитуды для каждого элемента преобразователя как функцию прошедших преобразование Фурье импульсных откликов, объектной функции и начального решения.
13. Способ по п.10, дополнительно содержащий этап, на котором:
деактивируют один или более элементов преобразователя в устройстве (18) HIFU (18) как функцию данных (22) преобразователя, данных (24) ROI и данных (26) препятствия.
14. Способ по п.13, дополнительно содержащий этапы, на которых:
принимают данные (24) ROI, данные (26) препятствия и данные (22) преобразователя, содержащие геометрию и акустические параметры преобразователя;
идентифицируют все элементы преобразователя, находящиеся в положении для удаления по меньшей мере части ROI (146);
деактивируют элементы преобразователя, имеющие линию визирования ROI (146), проходящую через препятствие (144);
вычисляют фокус и термальный вклад ультразвуковой энергии, попадающей на ROI (146), каждого элемента преобразователя;
вычисляют покрытие ROI элементами преобразователя;
выводят набор положений элемента преобразователя с перечнем деактивированных элементов преобразователя; и
назначают уникальные время и энергию экспонирования HIFU для каждого из множества активных элементов преобразователя.
15. Способ по любому из пп.10-14, дополнительно содержащий этапы, на которых:
создают для конкретного пациента модель (40) акустической траектории;
предоставляют модель (40) акустической траектории пользователю через интерфейс (16) пользователя;
принимают вводимые пользователем данные в отношении коррекции по меньшей мере одного положения одного или более элементов преобразователя HIFU и фазы и амплитуды передачи одного или более элементов преобразователя HIFU; и
моделируют обработку ультразвуком HIFU интересующей области (ROI), используя модель акустической траектории и введенные пользователем данные.