JP2015512284A - 磁気共鳴撮像を用いた補間3次元温熱量の推定 - Google Patents
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Abstract
Description
Dint=D0*(1-x)+D1*x [1]
ここで、D0とD1は2点での温熱量で、xはD1から補間点Dintまでの規格化された座標における距離で、温度から得られる温熱量は次式で表される。
Dint=[D0]1-x*[D1]x [3]
図11での温熱量補間のより高い分解能は、温度の補間を用い、その後この補間された温度に基づいて温熱量を計算することによって得られる。よって第1段階では、温度画像が、上の式1での温熱量と同じようにして取得されたとき、補間された温度画像は、各時間点での線形補間によって計算される。第2段階では、この補間された温度は、保管された温熱量を計算するのに用いられる。その式は次式で表される。
Dint=D0*(1-x)+D1*x [6]
ここで、D0とD1はそれぞれ、0と1での温熱量である。D0とD1との間には、保管された点が、0点から規格化された距離xに設けられている。第2補間はベキ乗補間である。
Dint=[D0]1-x*[D1]x [7]
この背景にある理由は、ボクセル温度を、実際の温度をまばらにサンプリングしたものだと見なし得る場合には、すべての高次の揺らぎは拡散によってなくなるので、これらのまばらにサンプリングされた点間での温度は、十分な精度を有する線形補間と推定し得ることである。これは当然のこととして、拡散とボクセル分解能との比が、永続的な高次の温度のばらつきが不可能である程度に十分大きいことを仮定している。これが当てはまる場合、温熱量は次式によって計算することができる。
402 磁気共鳴撮像システム
404 磁石
406 磁石のボア
408 撮像領域
410 磁場勾配コイル
412 磁場勾配コイル電源
414 高周波コイル
416 高周波トランシーバ
418 対象物
420 対象物支持体
421 スライス
421’ スライス
421’’ スライス
422 コンピュータシステム
424 ハードウエアインターフェース
426 プロセッサ
428 ユーザーインターフェース
430 コンピュータストレージ
432 コンピュータメモリ
440 パルス列
442 磁気共鳴温度測定データ
444 3次元温熱量の推定
460 制御モジュール
462 磁気共鳴データ画像再構成モジュール
464 補間モジュール
466 温熱量計算モジュール
500 医療装置
502 2次元温熱量
504 補間された3次元温度マップ
506 第2の3次元温熱量の推定
508 累積的3次元温熱量の推定
510 温熱量推定合計モジュール
600 医療装置
602 温度制御システム
604 標的領域
640 処置計画
642 温度制御システム制御命令
660 温度制御システム制御生成モジュール
700 医療装置
702 高強度集束超音波システム
704 流体が充填されたチャンバ
706 超音波トランスデューサ
708 機構
710 機械的アクチュエータ/電源
712 超音波の経路
714 超音波窓
716 ゲルパッド
718 ソニケーション地点
800 医療装置
801 高周波温度制御システム
802 アンテナ
804 トランスミッタ
900 生体内温熱量画像
902 生体内温熱量画像
904 生体内温熱量画像
1000 線形補間された温熱量画像
1002 線形補間された温熱量画像
1004 線形補間された温熱量画像
1006 線形補間された温熱量画像
1008 線形補間された温熱量画像
1010 ベキ乗補間された温熱量画像
1012 ベキ乗補間された温熱量画像
1014 ベキ乗補間された温熱量画像
1016 ベキ乗補間された温熱量画像
1018 ベキ乗補間された温熱量画像
1100 温度補間から計算された温熱量画像
1102 温度補間から計算された温熱量画像
1104 温度補間から計算された温熱量画像
1106 温度補間から計算された温熱量画像
1108 温度補間から計算された温熱量画像
1200 画像1100と画像1010との間の差分画像
1202 画像1102と画像1012との間の差分画像
1204 画像1104と画像1014との間の差分画像
1206 画像1106と画像1016との間の差分画像
1208 画像1108と画像1018との間の差分画像
非特許文献1は、温熱量による(高強度集束超音波(HIFU)による)体積ソニケーションの効果の定量化について言及している。非特許文献1は、温熱量マップが生成されるスライスに相当する温熱量マップを示している(図2)。
マウジェノット(Mougenot)他、Med. Phys.誌、第38巻、pp.272-282、2011年
Claims (15)
- 撮像領域を備える磁石を備える、対象物から磁気共鳴温度測定データを取得するための磁気共鳴撮像システム;
機械が実行可能な命令を格納するメモリ;
当該医療装置を制御するプロセッサ;
を有する医療装置であって、
前記機械が実行可能な命令を実行することで、前記プロセッサは、
当該磁気共鳴撮像システムを制御することによって前記撮像領域内で複数のスライスから前記磁気共鳴温度測定データを取得し、かつ、
かつ、前記磁気共鳴温度測定データに従って3次元温熱量の推定を補間する、
医療装置。 - さらに前記命令を実行することで、前記プロセッサは、複数の期間で前記複数のスライスから磁気共鳴温度測定データを取得し、
さらに前記命令を実行することで、前記プロセッサは、前記複数の期間の各々について計算された2次元温熱量を計算し、
前記3次元温熱量の推定は、前記複数のスライスの各々について計算された前記2次元温熱量を用いて補間される、
請求項1に記載の医療装置。 - さらに前記命令を実行することで、前記プロセッサは、複数の期間で前記複数のスライスから磁気共鳴温度測定データを取得し、
さらに前記命令を実行することで、前記プロセッサは、前記複数の期間の各々について補間された3次元温度マップを計算し、
前記3次元温熱量の推定は、各補間された3次元温度マップを用いることによって計算される、
請求項1に記載の医療装置。 - 前記3次元温熱量の推定が、前記磁気共鳴温度測定データよりも高い空間分解能を有する、請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の医療装置。
- さらに前記命令を実行することで、前記プロセッサは、前記磁気共鳴温度測定データを複数回取得し、かつ、前記3次元温熱量の推定を複数回補間し、
さらに前記命令を実行することで、前記プロセッサは、前記複数の3次元温熱量の推定を合計することによって累積的温熱量の推定を計算する、
請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の医療装置。 - 前記撮像領域内部に位置する標的領域内の温度を制御するように動作可能な温度制御システムをさらに有する請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載の医療装置であって、
さらに前記命令を実行することで、前記プロセッサは、
処置計画を受け取り、かつ、
前記処置計画に従って前記温度制御システムを制御することで、前記標的領域内の温度を制御し、
前記命令によって、前記プロセッサは、前記温度制御システムを制御するとき、磁気共鳴温度測定データの少なくとも一部を取得する、
医療装置。 - さらに前記命令を実行することで、前記プロセッサは、前記3次元温熱量の推定に従って前記処置計画を修正する、請求項6に記載の医療装置。
- さらに前記命令を実行することで、前記プロセッサは、
前記3次元温熱量の推定及び前記処置計画を利用することによって終点条件を検出し、かつ、
前記終点条件が検出された場合に、中止命令を前記温度制御システムへ送ることによって前記標的領域の温度制御の少なくとも一部を中止する、
請求項6又は7に記載の医療装置。 - 前記標的領域が境界を有し、
さらに前記命令を実行することで、前記プロセッサは、前記境界の少なくとも一部から所定の距離内での境界温熱量を計算する、
請求項6乃至8のうちいずれか一項に記載の医療装置。 - 前記3次元温熱量の推定が、所定の補間体積内でのみ計算され、
前記補間体積は前記処置領域を含む、
請求項6乃至9のうちいずれか一項に記載の医療装置。 - さらに前記命令を実行することで、前記プロセッサは、前記処置計画を用いることによって質量の加熱中心を決定し、かつ、
前記3次元温熱量の推定の補間は、少なくとも部分的に前記質量の加熱中心を用いることによって補間される、
請求項6乃至10のうちいずれか一項に記載の医療装置。 - さらに前記命令を実行することで、前記プロセッサは、前記処置計画を用いることによって加熱軌跡を決定し、かつ、
前記3次元温熱量の推定の補間は、前記加熱軌跡を用いることによって少なくとも部分的に補間される、
請求項6乃至11のうちいずれか一項に記載の医療装置。 - 前記温度制御システムが、高強度集束超音波システム、高周波温度制御システム、マイクロ波アブレーションシステム、温熱療法システム、レーザーアブレーションシステム、赤外アブレーションシステム、及び凍結アブレーションシステムのうちの一である、請求項6乃至12のうちいずれか一項に記載の医療装置。
- 医療装置を制御するプロセッサによる実行のための機械が実行可能な命令を含むコンピュータプログラムであって、
当該医療装置は、対象物から磁気共鳴温度測定データを取得する磁気共鳴撮像システムを有し、
当該磁気共鳴撮像システムは、撮像領域を備える磁石を有し、
前記機械が実行可能な命令を実行することで、前記プロセッサは、
当該磁気共鳴撮像システムを制御することによって前記撮像領域内部の複数のスライスから前記磁気共鳴温度測定データを取得し、かつ、
前記磁気共鳴温度測定データに従って3次元温熱量の推定を補間する、
コンピュータプログラム。 - 撮像領域を備える磁石を有する、対象物からの磁気共鳴温度測定データを取得する磁気共鳴撮像システムを含む医療装置の制御方法であって、
当該磁気共鳴撮像システムを制御することによって前記撮像領域内部の複数のスライスから前記磁気共鳴温度測定データを取得する段階;及び、
前記磁気共鳴温度測定データに従って3次元温熱量の推定を補間する段階;
を有する方法。
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