(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】2021500126
(43)【公表日】20210107
(54)【発明の名称】熱治療のための処理システムおよびダイナミック補正方法
(51)【国際特許分類】
   A61B 5/055 20060101AFI20201204BHJP
   A61B 17/00 20060101ALI20201204BHJP
【FI】
   !A61B5/055 380
   !A61B5/055 390
   !A61B17/00 700
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】44
(21)【出願番号】2020522012
(86)(22)【出願日】20171019
(85)【翻訳文提出日】20200417
(86)【国際出願番号】IB2017001506
(87)【国際公開番号】WO2019077385
(87)【国際公開日】20190425
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】517338951
【氏名又は名称】プロファウンド メディカル インク
【住所又は居所】カナダ国 エル4ダブリュー 5ケー5 オンタリオ州 ミシサガ スカイマーク アベニュー 2400 ユニット 6
(74)【代理人】
【識別番号】100104411
【弁理士】
【氏名又は名称】矢口 太郎
(72)【発明者】
【氏名】ビゴット、アレクサンダー
【住所又は居所】カナダ国、オンタリオ州 エム6アール 1エス7、トロント、75 コンスタンス ストリート
(72)【発明者】
【氏名】レナード、パトリック
【住所又は居所】カナダ国、オンタリオ州 エム4ワイ 1エヌ7、トロント、ユニット 303、81 イザベラ ストリート
【テーマコード(参考)】
4C096
4C160
【Fターム(参考)】
4C096DC28
4C160JJ25
4C160MM53
(57)【要約】
【解決手段】
一態様において、方法は、患者体内の標的体積への熱治療アプリケータによる熱治療の送達中に磁気共鳴画像(MRI)デバイスを用いて取得された少なくとも1つの位相画像を示すデータを受信する工程と、前記少なくとも1つの位相画像を処理する工程であって、第1のマスクを適用する工程と、位相アンラップの適用する工程と、第2のマスクを適用する工程とを有するものである前記処理する工程とを有する。
【選択図】 図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
方法であって、
患者体内の標的体積への熱治療アプリケータによる熱治療の送達中に磁気共鳴画像(MRI)デバイスを用いて取得された少なくとも1つの位相画像を示すデータを受信する工程と、
前記少なくとも1つの位相画像を処理する工程であって、
第1のマスクを適用する工程と、
位相アンラップを適用する工程と、
第2のマスクを適用する工程と
を有するものである前記処理する工程と
を有する方法。
【請求項2】
請求項1に記載の方法において、この方法は、さらに、
前記処理された少なくとも1つの位相画像に少なくとも部分的に基づいて処置計画を決定する工程と、
前記処置計画に少なくとも部分的に基づいて熱治療アプリケータを用いて前記患者体内の前記標的体積に熱治療を送達する工程と
を有するものである、方法。
【請求項3】
請求項1に記載の方法において、前記位相アンラップを適用する工程は、前記第1のマスクを適用する工程と前記第2のマスクを適用する工程との間に前記位相アンラップを適用する工程を有するものである、方法。
【請求項4】
請求項1に記載の方法において、前記熱治療は超音波熱治療を含むものであり、前記熱治療アプリケータは超音波熱治療アプリケータを含むものである、方法。
【請求項5】
請求項1に記載の方法において、前記第1のマスクは静的マスクであり、前記第2のマスクはダイナミックマスクである、方法。
【請求項6】
請求項1に記載の方法において、前記第1のマスクおよび/または前記第2のマスクは治療アプリケータマスクを含むものである、方法。
【請求項7】
請求項6に記載の方法において、前記治療アプリケータマスクは超音波アプリケータマスクである、方法。
【請求項8】
請求項1に記載の方法において、前記第1のマスクおよび/または前記第2のマスクは標的領域マスクを含むものである、方法。
【請求項9】
請求項8に記載の方法において、前記標的領域マスクは前立腺マスクである、方法。
【請求項10】
請求項1に記載の方法において、前記第1のマスクおよび/または前記第2のマスクは制限領域マスクを含むものである、方法。
【請求項11】
請求項10に記載の方法において、前記制限領域マスクは直腸マスクである、方法。
【請求項12】
請求項1に記載の方法において、前記第1のマスクおよび/または前記第2のマスクはダイナミックマスクを含むものであり、前記ダイナミックマスクはセクタマスクを含むものである、方法。
【請求項13】
請求項1に記載の方法において、前記第1のマスクおよび/または前記第2のマスクはダイナミックマスクを含むものであり、前記ダイナミックマスクはノイズマスクを含むものである、方法。
【請求項14】
請求項1に記載の方法において、前記第1のマスクおよび/または前記第2のマスクは、複数の行および複数の列を有するアレイに配置された複数の値を含むものであり、前記複数の値のそれぞれは、1またはそれ以上のMRI画像内の位置に対応するアレイ内の位置を有するものである、方法。
【請求項15】
システムであって、
少なくとも1つのコンピュータ・ハードウェア・プロセッサであって、
患者体内の標的体積への熱治療アプリケータによる熱治療の送達中に磁気共鳴画像(MRI)デバイスを用いて取得された少なくとも1つの位相画像を示すデータを受信する工程と、
前記少なくとも1つの位相画像を処理する工程であって、
第1のマスクを適用する工程と、
位相アンラップの適用する工程と、
第2のマスクを適用する工程と
を有するものである前記処理する工程と
を行うように構成されている前記コンピュータ・ハードウェア・プロセッサを有する
システム。
【請求項16】
請求項15に記載のシステムにおいて、前記少なくとも1つのコンピュータ・ハードウェア・プロセッサは、さらに、
前記処理された少なくとも1つの位相画像に少なくとも部分的に基づいて処置計画を決定する工程と、
前記処置計画に少なくとも部分的に基づいて熱治療アプリケータを用いて前記患者体内の前記標的体積に熱治療を送達する工程と
を行うように構成されている、システム。
【請求項17】
請求項15に記載のシステムにおいて、
前記位相アンラップを適用する工程は前記第1のマスクを適用する工程と前記第2のマスクを適用する工程との間に前記位相アンラップを適用する工程を有するものである、システム。
【請求項18】
少なくとも1つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、プロセッサ実行可能命令を格納するものであり、当該プロセッサ実行可能命令は、少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、方法であって、
患者体内の標的体積への熱治療アプリケータによる熱治療の送達中に磁気共鳴画像(MRI)デバイスを用いて取得された少なくとも1つの位相画像を示すデータを受信する工程と、
前記少なくとも1つの位相画像を処理する工程であって、
第1のマスクを適用する工程と、
位相アンラップの適用する工程と、
第2のマスクを適用する工程と
を有するものである前記処理する工程と
を有する方法を行うものである
コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項19】
請求項18に記載の少なくとも1つのコンピュータ可読記憶媒体において、前記方法は、さらに、
前記処理された少なくとも1つの位相画像に少なくとも部分的に基づいて処置計画を決定する工程と、
前記処置計画に少なくとも部分的に基づいて熱治療アプリケータを用いて前記患者体内の前記標的体積に熱治療を送達する工程と
を有するものである、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項20】
請求項18に記載の少なくとも1つのコンピュータ可読記憶媒体において、前記位相アンラップを適用する工程は、前記第1のマスクを適用する工程と前記第2のマスクを適用する工程との間に前記位相アンラップを適用する工程を有するものである、コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、熱治療および/またはその他の磁気共鳴画像法(MRI)により導出される温度測定を用いるシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
組織焼灼処置における温度関連データを取得するための磁気共鳴画像法(MRI)の利用は、例えば米国特許第7,771,418号に説明されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。そのような治療の1つの用途としては男性患者の前立腺治療がある。
【0003】
MRI法から導出される温度測定は様々なソースからのエラーまたは潜在的エラーの影響を受けやすい。これらのエラーまたは潜在的エラーは、温度測定の不確実性を生み出し、および/または温度変化の測定精度を大幅に低下させる可能性がある。
【0004】
温度測定が熱エネルギー送達のためのフィードバックシステムの一部として用いられる場合、温度測定の不確実性や精度低下は、標的領域で加熱不足があったかどうか、および/または他の領域で意図しない加熱があったかどうかを判定することをより困難にする可能性がある。標的領域での加熱不足は不完全な熱治療セッションをもたらす可能性がある。他の領域での意図しない加熱は、そのような領域を冷却できるようにするために、少なくとも一時的に熱治療を停止する必要がある場合がある。これにより、患者の快適さの観点から最適な熱治療セッションが得られないだけでなく、MRI熱治療施設、人員、および設備の経済的な利用が抑えられてしまう可能性ある。
【0005】
温度測定の不確実性に対処する方法は、2014年8月4日に出願された「温度不確実性マップを用いた処置計画および送達」と題する米国特許出願公開第2015/0038883号に開示されている。そこに開示されている1つの方法は、温度測定におけるドリフトを検出し、検出されたドリフトに基づいて全ての温度測定を調整することにより、温度測定の不確実性の大きさを低減する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
それは磁気共鳴画像法(MRI)から導出される温度測定を用いるシステムおよび方法におけるエラーおよび/または潜在的エラーの影響をさらに低減可能であると判定された。
【0007】
本明細書に開示される少なくともいくつかの態様は、磁気共鳴(MR)アーチファクト、周波数ドリフト、低SNR領域、不均一な組織構造および/またはその他を含む、様々なソースからのノイズに対処する能力を有する。
【0008】
したがって、MRI案内式熱治療の送達および/若しくはその他のシステムおよび方法の精度および/または効率の改善が可能になる。
【0009】
本明細書に開示される少なくともいくつかの態様は、ノイズレベルが時間とともに変化する可能性があるため、熱処理または他の手順の間に1またはそれ以上のダイナミック補正方法を用いる。
【0010】
一態様において、方法は、患者体内の標的体積への熱治療アプリケータによる熱治療の送達中に磁気共鳴画像(MRI)デバイスを用いて取得された少なくとも1つの位相画像を示すデータを受信する工程と、前記少なくとも1つの位相画像を処理する工程であって、第1のマスクを適用する工程と、位相アンラップを適用する工程と、第2のマスクを適用する工程とを有するものである前記処理する工程とを有する。
【0011】
少なくともいくつかの実施形態において、第1のマスクおよび第2のマスクは、それぞれ、、位相画像(または他の画像)中の1またはそれ以上の他のピクセルと比べて1またはそれ以上のピクセルの減弱および/または強化を提供するものであり、それは本明細書において位相画像(または他の画像)中の1またはそれ以上のピクセルの従属ともいう。
【0012】
少なくともいくつかの実施形態において、第1のマスクおよび第2のマスクは、それぞれ、(1)ユーザ定義の目印またはその他のものに基づいて処置開始前に定義することができ処置中の変更が想定されていない静的マスクと、(2)処置中にダイナミックごと(またはその他の場合ごと)に計算またはその他の方法で決定することができ、処置中に変更することができるダイナミックマスクとに分類することができる。
【0013】
少なくともいくつかの実施形態において、この方法は、さらに、処理された少なくとも1つの位相画像に少なくとも部分的に基づいて処置計画を決定する工程と、前記処置計画に少なくとも部分的に基づいて熱治療アプリケータを用いて前記患者体内の前記標的体積に熱治療を送達する工程とを有する。
【0014】
少なくともいくつかの実施形態において、前記位相アンラップを適用する工程は、前記第1マスクを適用する工程と前記第2マスクを適用する工程との間に前記位相アンラップを適用する工程を有するものである。
【0015】
少なくともいくつかの実施形態において、前記熱治療は超音波熱治療を含み、前記熱治療アプリケータは超音波熱治療アプリケータを含むものである。
少なくともいくつかの実施形態において、前記第1のマスクは静的マスクであり、前記第2のマスクはダイナミックマスクである。
少なくともいくつかの実施形態において、前記第1のマスクおよび/または前記第2のマスクは治療アプリケータマスクを含むものである。
少なくともいくつかの実施形態において、前記治療アプリケータマスクは超音波アプリケータマスクである。
少なくともいくつかの実施形態において、前記第1のマスクおよび/または前記第2のマスクは標的領域マスクを含むものである。
少なくともいくつかの実施形態において、前記標的領域マスクは前立腺マスクである。
少なくともいくつかの実施形態において、前記第1のマスクおよび/または前記第2のマスクは制限領域マスクを有する。
少なくともいくつかの実施形態において、前記制限領域マスクは直腸マスクである。
少なくともいくつかの実施形態において、前記第1のマスクおよび/または前記第2のマスクはダイナミックマスクを含むものであり、前記ダイナミックマスクはセクタマスクを含むものである。
少なくともいくつかの実施形態において、前記第1のマスクおよび/または前記第2のマスクはダイナミックマスクを含むものであり、前記ダイナミックマスクはノイズマスクを含むものである。
他の一態様では、システムは、前記方法を実行するように構成された少なくとも1つのコンピュータ・ハードウェア・プロセッサを有する。
他の一態様では、少なくとも1つの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、少なくとも1つのプロセッサによって実行されると前記方法を行うプロセッサ実行可能命令を格納する。
【0016】
この概要は、本特許出願の主題の少なくともいくつかの概観を提供することを意図している。本発明やその実施形態の排他的または網羅的な説明を提供することは意図されていない。従来のアプローチや伝統的なアプローチの更なる制限および不利な点が、そのようなシステムを、図面を参照して本出願の残りの部分で説明される本発明のいくつかの態様と比較することにより、当業者に明らかになるであろう。
【0017】
しかしながら、様々な特徴および/または利点がこの概要に記載され、かつ/または以下の詳細な説明および添付の図面を考慮して明らかになるが、そのような特徴および/または利点は全ての態様および実施形態において必要となるわけではないことを理解されたい。
【0018】
さらに、この概要は、本態様および実施形態の範囲を網羅するものではない。したがって、特定の態様および実施形態がこの概要で提示および/または概説されているが、本態様および実施形態はこの概要の態様および実施形態に限定されないことを理解されたい。実際、この概要に提示される態様および実施形態と類似および/または異なり得る他の態様および実施形態が、以下の説明、図および/または特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【0019】
この概要に記載され特許請求の範囲に現れない任意の態様および/または実施形態が本出願または1若しくはそれ以上の継続特許出願における後の提示のために保存される。また、この概要に記載されておらず以下の特許請求の範囲に現れない任意の態様および/または実施形態も本出願または1若しくはそれ以上の継続特許出願における後の提示のために保存される。
【図面の簡単な説明】
【0020】
添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照する。
【図1】図1は、少なくともいくつかの実施形態による、本明細書に開示される少なくともいくつの方法が用いられているシステムの1つの型の図である。
【図2A】図2Aは、少なくともいくつかの実施形態による、図1の医療システムで用いることができる画像案内式熱治療システムの図である。
【図2B】図2Bは、少なくともいくつかの実施形態による、1つの可能な動作モードにおける画像案内式熱治療システムの一部の概略図である。
【図3】図3は、少なくともいくつかの実施形態による、前立腺と熱治療を可能にするためにその中に挿入された治療アプリケータの断面図を示す。
【図4】図4は、少なくともいくつかの実施形態による、取得され得るMRI画像データを表したものである。
【図5A】図5Aは、少なくともいくつかの実施形態による画像の可視化である。
【図5B】図5Bは、少なくともいくつかの実施形態による画像の可視化である。
【図6】図6は、いくつかの実施形態による、ピクセル値がピクセルアレイの一部を定義することを表したものである。
【図7】図7は、いくつかの実施形態によるマスクを表したものである。
【図8】図8は、いくつかの実施形態による、画像の一部へのマスクの一部の適用を表したものである。
【図9】図9は、いくつかの実施形態による、2つのマスクに対して実行されるAND演算を表したものである。
【図10】図10は、いくつかの実施形態による、3つの異なる種類の構造マスクを識別する表である。
【図11A】図11A〜図11Cは、少なくともいくつかの実施形態よる、図10に示すマスクを表したものである。
【図11B】図11A〜図11Cは、少なくともいくつかの実施形態による、図10に示すマスクを表したものである。
【図11C】図11A〜図11Cは、少なくともいくつかの実施形態による、図10に示すマスクを表したものである。
【図12】図12は、少なくともいくつかの実施形態による、3つの異なる種類のダイナミックマスクを識別する表である。
【図13A】図13A〜図13Cは、少なくともいくつかの実施形態による、図12に示すマスクの拡大図である。
【図13B】図13A〜図13Cは、少なくともいくつかの実施形態による、図12に示すマスクの拡大図である。
【図13C】図13A〜図13Cは、少なくともいくつかの実施形態による、図12に示すマスクの拡大図である。
【図14】図14は、少なくともいくつかの実施形態による、使用可能な5つの異なる種類のダイナミック補正を示す表である。
【図15】図15は、少なくともいくつかの実施形態による方法のフローチャートである。
【図16A】図16Aは、少なくともいくつかの実施形態による画像の可視化である。
【図16B】図16Bは、少なくともいくつかの実施形態による画像の可視化である。
【図17】図17は、少なくともいくつかの実施形態による1種類の位相ラップのグラフィック表現である。
【図18】図18は、少なくともいくつかの実施形態による、現在の画像および対応する基準画像を表したものである。
【図19】図19は、少なくともいくつかの実施形態による画像の可視化である。
【図20】図20は、少なくともいくつかの実施形態による方法のフローチャートである。
【図21A】図21A〜Dは、少なくともいくつかの実施形態による方法のフローチャートを示すものである。
【図21B】図21A〜Dは、少なくともいくつかの実施形態による方法のフローチャートを示すものである。
【図21C】図21A〜Dは、少なくともいくつかの実施形態による方法のフローチャートを示すものである。
【図21D】図21A〜Dは、少なくともいくつかの実施形態による方法のフローチャートを示すものである。
【図22】図22は、少なくともいくつかの実施形態による、アーキテクチャのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
上述のように、それは、磁気共鳴画像法(MRI)から導出される温度測定を用いるシステムおよび方法におけるエラーおよび/若しくは潜在的エラーの影響をさらに低減することが可能であると判定された。
【0022】
本明細書に開示される少なくともいくつかの態様は、磁気共鳴(MR)アーチファクト、周波数ドリフト、低SNR領域、不均一な組織構造および/またはその他を含む、様々なソースからのノイズに対処する能力を有する。
【0023】
したがって、MRI案内式熱治療の送達および/若しくはその他のシステムおよび方法の改善された精度および/または効率が可能になる。
【0024】
本明細書に開示される少なくともいくつかの態様は、ノイズレベルが時間とともに変化する可能性があるため、熱処理または他の手順の間に1またはそれ以上のダイナミック補正方法を採用する。
【0025】
本明細書に開示されるダイナミック補正方法の少なくともいくつかを用いた1つの型のシステムの簡単な説明の後に、その様々な態様および実施形態を以下で説明する。
【0026】
図1は、少なくともいくつかの実施形態による、本明細書に開示される少なくともいくつかのダイナミック修正方法が用いられた1つの型のシステム100のである。
【0027】
図1を参照すると、医療システムであるシステム100は、患者支持体106(その上に患者108が示されている)と、磁気共鳴システム102と、画像案内式熱治療システム104とを含む。
【0028】
磁気共鳴システム102は、開口部112周りに配置された磁石110と、磁場が磁気共鳴画像法を実行するのに十分に強く均一な画像化ゾーン114と、磁気共鳴データ114を取得するための磁場勾配コイル116のセットと、磁場勾配コイル116に電流を供給し且つ時間の関数として制御される磁場勾配コイル電源118と、画像化ゾーン114内の磁気スピンの向きを操作する無線周波数コイル120と、無線周波数コイル120に接続された無線周波数トランシーバ122と、(命令を実行することによって、および/またはその他の方法で)タスクを実行してMRIシステム102の動作を容易にし且つ無線周波数トランシーバ122に接続されているコンピュータ124と、磁場勾配コイル電源118と、画像案内式熱治療処置システム104とを含む。
【0029】
以下でさらに説明される画像案内式熱治療システム104は、画像案内式熱治療を実行し、本明細書(またはその一部)に開示される1若しくはそれ以上の態様および/または実施形態を実施して(磁気共鳴(MR)アーチファクト、周波数ドリフト、低SNR領域、不均一な組織構造等を含む)エラーおよび/若しくは潜在的エラーの影響および/またはその他の影響を低減する。
【0030】
また、少なくともいくつかの実施形態において、MRIシステム102のコンピュータ124、ならびに/あるいはシステム100中の1若しくはそれ以上の他のコンピュータグデバイスおよび/または当該システム100に接続された1若しくはそれ以上の他のコンピュータグデバイスは、(命令を実行することによって、および/またはその他の方法で)1またはそれ以上のタスクを実行して本明細書(またはその一部)に開示される1若しくはそれ以上の態様および/または実施形態を実施して(磁気共鳴(MR)アーチファクト、周波数ドリフト、低SNR領域、不均一な組織構造等を含む)エラーおよび/若しくは潜在的エラーの影響および/またはその他の影響を低減する。
【0031】
図2Aは、少なくともいくつかの実施形態による、画像案内式熱治療システム104の実施を様式化した図である。
【0032】
少なくともいくつかの実施形態によれば、図2Aを参照すると、画像案内式熱治療システム104は、システムコントローラ200と、治療装置コントローラ202と、治療装置204とを含む。システムコントローラ200は(ポータブルPC、ワークステーション、またはその他の種類の処理デバイスを有していてもよく)、(命令を実行することによって、および/またはその他の方法で)タスクを実行して、画像案内式熱治療システム104の操作を容易にし、また本明細書(またはその一部)に開示される1若しくはそれ以上の態様および/または実施形態を実施して(磁気共鳴(MR)アーチファクト、周波数ドリフト、低SNR領域、不均一な組織構造などを含む)エラー若しくは潜在的エラーの影響および/またはその他の影響を低減する。 システムコントローラ200は、ディスプレイおよび/またはユーザインターフェイス210を含んで熱治療処置プロセスのユーザ制御および/または観察を容易にすることができ、また通信リンク220を介して治療装置コントローラ202に接続され当該治療装置コントローラ202に信号を供給することもできる。(システムコントローラ200の一部となり得る)治療装置コントローラ202は、治療装置204に供給される駆動信号を決定および/または提供するアナログおよび/またはデジタル回路を有していてもよく、また電力またはその他の通信リンク240を介して治療装置に接続されてもよい。治療装置204は(接続されたモーターアセンブリによって操作することができ)、適切な量の超音波若しくはその他のエネルギーを患者身体の疾患領域中の組織に送達するように構成された超音波処置装置またはその他の処置装置を有していてもよい。図示の実施形態において、治療装置204は、患者の前立腺内に縦方向に挿入されてその患者の前立腺の疾患領域に超音波エネルギーを送達する部分255を備えた長尺な経尿道前立腺治療アプリケータを有する。
【0033】
MRシステム102(図1)のコンピュータ124は、患者の関連部分のリアルタイム(またはその他の)画像をシステムコントローラ200ならびに/あるいはディスプレイおよび/またはグラフィカル・ユーザインターフェイス210に提供することができる。システムコントローラ200は、画像を用いて(リアルタイムまたはその他の方法で)熱治療の進行またはその他の状態を監視することができ、また少なくとも部分的にそれに基づく信号を生成して治療装置コントローラ202を制御することができる。また、前記進行またはその他の状態を示す情報は手術者またはその他の操作者に提供されてもよく、その手術者またはその他の操作者は(システムコントローラ200および/または治療装置コントローラ202に)熱治療を調整し又はその他の制御をするための入力を提供することができる。
【0034】
システム104は様々な動作モードを有することができる。
【0035】
図2Bは、少なくともいくつかの実施形態による、1つの可能な動作モードでのシステム104の一部の概略図である。
【0036】
図2Bを参照すると、前記システムの一部はエラー増幅器を含み、このエラー増幅器は(システムコントローラ200内にあってもよく)、所望の目標温度を示す信号を受け取り、さらに、MRI温度データ(すなわち、温度マップまたは少なくとも部分的にMRIデータに基づいて生成されたその他の温度データ)を受け取る。エラー増幅器からの出力は治療装置コントローラ202に供給される。治療コントローラ202は少なくとも部分的にそれに基づく駆動信号を生成し、その駆動信号は治療装置204に供給される。治療装置204は、少なくとも部分的にそれに基づく超音波(または他の)エネルギーを熱処置が行われている患者の1またはそれ以上の領域に出力する。エネルギーは前記領域内の温度を上昇させ、その領域がMRI技術を用いて画像化される。MRI画像はマッピングされてMRI温度データとなり、そのMRI温度データはエラー増幅器にフィードバックされ、そのエラー増幅器は、少なくとも部分的にそれに基づいて、および/または処置の後続ステップにおいて適切であるように、治療装置コントローラ202への出力を調整することができる。この一般的な方法は、処置の目標が満たされるまで(例えば、処置領域で所定の温度に到達するまで)、あるいはアラームまたはその他のアクションによってプロセスが中断されるまで続けることができる。
【0037】
図3は、少なくともいくつかの実施形態による、時間t0で示される前立腺30と長尺な経尿道前立腺治療アプリケータ304の断面を図示したものであり、経尿道前立腺治療アプリケータ304が前立腺30内に縦方向に挿入されて前立腺30(またはその一部)に対する原体熱治療308の実行を可能にすることを示す。
【0038】
少なくともいくつかの実施形態によれば、図3を参照すると、前立腺30は器官境界300を有する。前立腺の外側での望ましくない加熱を回避するために、例えば熱治療処置適用前の処置計画段階で、または熱治療処置の適用中に、(所望の処置体積を表す)処置境界302を定義することができる。
【0039】
図示されるように、またアプリケータ304の特定の設計によれば、熱治療308はアプリケータ304の活性面から指向的に放出され得る。少なくともそれとの兼ね合いで、任意の所与の時点での熱治療308の位置/方向、および任意の所与の時点での制御点309の位置は、アプリケータ304の角度位置に依存し得る。熱治療308は、図ではアプリケータ304から延びる炎形状のプロファイルまたはゾーン(本明細書において処置ゾーンローブともいう)によって表されているが、熱治療308はこれに限定されるものではなく、代わりに任意の適切な構成を有することができる。
【0040】
少なくともいくつかの実施形態において、熱治療アプリケータ304は先の特許および出願に記載されているようにコンピュータ制御のモータを用いてその軸を中心に回転されて治療境界302によって定義された治療体積を掃引することができる。前記先の特許および出願としては米国特許第6,589,174号、同第7,771,418号、米国特許出願公開第2007/0239062号、同第2011/0034833号、米国特許出願公開第12/932,914号、同第12/932,923号、および同第12/932,920号が挙げられるが、これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる。
【0041】
回転307は、予め決定され(例えば、計画され)および/または治療プロセス中に動的に決定することができる任意の速度で行うことができる。少なくともいくつかの実施形態において、アプリケータ304は、図示されるように時計回り方向307に回転するが、これに限定されるものではない。
【0042】
少なくともいくつかの実施形態において、処置境界は意図された境界であり、この意図された境界内において、熱治療プロセスのエネルギーが設定点温度(または熱線量)に実質的に制御され、当該処置境界によって定義される体積内部の疾患細胞の迅速かつ十分な細胞死が保証される。熱は処置境界の外側から臓器(例えば、前立腺)の境界へ伝導させることができ、それは、測定および制御されて、適切な熱治療を達成しつつ、前記疾患部位に近い非疾患組織および臓器への損傷を合理的に回避することができる。処置境界の外側にある組織および臓器は、加熱されるとしても、致死的な熱量または温度制限を超過すべきではない。
【0043】
超音波を用いて熱治療を監視および/または制御するシステムおよび方法は、例えば、「超音波治療システムのためのRF電力コントローラ」と題するの米国特許出願公開第2011/0270366号、および「原体熱治療の制御および監視のためのシステムおよび方法」と題する米国特許第8,998,889号に記載されており、それらはこの参照により本明細書に組み込まれる。
【0044】
図4は、少なくともいくつかの実施形態による、熱治療前、熱治療中および/または熱治療後に取得され得るMRI画像データを表現400したものである。
【0045】
図4を参照すると、MRI画像データは、MRI画像データのセット、例えばMRI画像データ402〜402のセットから構成されていてよく、またはそれらを有することができる。MRI画像データの各セットは、N個の画像、例えば断面(スライスともいう)を含むことができ、複数の収集期間の各期間中に、例えば収集期間404〜404の各期間中に、MRIデバイスから取得することができる。MRI画像データのセットの収集期間は本明細書においてダイナミックともいう。
【0046】
少なくともいくつかの実施形態において、MRI画像データの各セットは12個またはその他の任意の指定された数のスライスを有し得る。前記セットの12個またはその他の指定された数のスライスを取得および/または受け取るのに必要な時間量は、本明細書においてダイナミックといもいうが、平均6秒またはその他の時間量であってよい。
【0047】
少なくともいくつかの実施形態において、1またはそれ以上のダイナミックに対応する1またはそれ以上のセットのMRI画像データが治療の開始前に取得され基準画像のセットを決定するのに用いられる。少なくともいくつかの実施形態において、基準画像のセットはMRI画像データのセットの各スライスについて1つの基準画像を含むこととなる。少なくともいくつかの実施形態において、各基準画像(位相またはその他)は5つまたはその他の数の画像(位相またはその他)の平均を取ることによって生成することができる。
【0048】
特に明記しない限り、「画像」は、患者の1若しくはそれ以上の対象(例えば身体(またはその一部))、データ、またはその他の任意の種類の対象ならびに/あるいはそれらの1若しくはそれ以上の特性(例えば温度および/またはその他の物理的特性)を(厳密に、またはその他の方法で(すなわち非厳密に))表現したものである。画像は任意の形式を有することができる。例えば、いくつかの画像は、機械で読み取り可能であるが、人間の目で視認可能な必要のないデータ形式を有する場合がある。
【0049】
画像は任意のソースから受け取ることができる。「MRI画像」はMRIデータに少なくとも部分的に基づく画像である。「位相画像」は位相データに少なくとも部分的に基づく画像である。「マグニチュード画像」はマグニチュードデータに少なくとも部分的に基づく画像である。「位相画像」および「マグニチュード画像」という用語は、相互に排他的ではない。したがって、少なくともいくつかの実施形態において、画像は「位相画像」および「マグニチュード画像」の両方であってもよい。
【0050】
少なくともいくつかの実施形態において、治療の開始後、(任意の所与の測定画像中の)各ピクセルについて、当該測定画像中のピクセルの位相と対応する基準画像中のピクセルの位相との間の差に定数が乗算されたものとして未補正の温度が計算、またはその他の方法で決定され得る。任意の所与の測定画像の複数のピクセルについて決定された位相差は本明細書において総じて位相差画像(または位相差)ともいう。
【0051】
少なくともいくつかの実施形態において、ダイナミック中に収集された位相画像を処理して温度マップを形成することができる。各温度マップは、M温度マップの幅(Mダイナミックに対応)を有するバッファーに格納され、温度不確実性マップの計算に用いられるM温度マップのローリングウィンドウを保持するのに使用される。
【0052】
少なくともいくつかの実施形態において、MR画像データは、MR温度測定に用いることができる情報を含む磁気共鳴画像スキャン中に磁気共鳴装置のアンテナによって記録される(原子スピンによって放出される無線周波数信号の)測定値を含む。少なくともいくつかの実施形態において、MR温度測定は温度感受性パラメータの変化を測定することにより機能する。そのようなパラメータの例としては、プロトン共鳴周波数シフト、拡散係数、またはT1および/またはT2緩和時間の変化があり、それは磁気共鳴を使用して温度を測定するのに用いることができる。上記の中で最も有用なものの1つは、水プロトンのプロトン共鳴周波数(PRF)シフトを測定することである。プロトンの共鳴周波数は温度に依存する。ボクセル(体積アレイ内の要素)の温度が変化すると周波数がシフトし、それにより測定される水プロトンの位相が変化する。したがって、2つの位相画像間の温度変化を決定することができる。この温度決定の方法はその他の方法と比べて比較的速いという利点がある。本明細書では他の方法よりもPRF法について詳しく説明する。しかしながら、本明細書で説明する方法および技術は磁気共鳴画像法を用いて温度測定を行うその他の方法にも適用可能である。
【0053】
したがって、少なくともいくつかの実施形態は、以下の式に従って温度とともに変化することが知られているプロトン共鳴周波数シフトに依存し得る。
【0054】
【0055】
ここで、T=度単位の温度、Δφ=位相差、α=熱シフト係数(ppm/℃)、Bo=磁場強度(Tesla)、γ=H+核の磁気回転比(MHz/Tesla)、TE=エコー時間(秒)、BaseTemp=ベース温度である。
【0056】
前記温度測定式は、組織内の水分含有量のPRF感度に基づいているため、少なくともいくつかの実施形態において、脂質および骨組織は信頼性の低い温度測定値を生じる可能性があり、その信頼性の低い測定値は温度ベースの決定を行う際に対象の温度測定領域から除外することができる。
【0057】
図5Aは、複数のMRI画像のセットのうちの1つにおける1画像、例えばMRI画像のセット402の1画像を可視化500したものであり、少なくともいくつかの実施形態による、熱治療中の所与の時点での処置体積近くにある患者身体の一部の温度情報を示す。
【0058】
図5Aを参照すると、可視化500はグレースケール(すなわち、異なるグレーの陰影)を用いて異なる温度を示している。図示の実施形態では、最低温度が黒で示されている。温度が高くなるほど陰影が薄くなる。最高温度が白で示されている。
【0059】
少なくともいくつかの実施形態において、可視化500は、例えばコンピュータモニタ画面またはその他のディスプレイなどの視覚的出力デバイス上に表示することができる。
【0060】
図5Bは、以下の点を除いて、可視化500と同様の可視化である:(i)可視化550の温度情報に閾値処理が適用されており(結果として、可視化550の各陰影は可視化500の各陰影よりもより幅広い温度範囲に対応しており)、またピクセルが反転されて(最低温度が白で示され、温度が高くなるほど陰影が濃くなり、最高温度が黒で示されて)、本明細書の教示において再現を補助しカラーの必要なしに態様を指す参照線の使用を可能にする,(ii)可視化550では、患者身体の表面(例えば患者の腹部の表面)を表す可視化550部分を識別するための境界線560が追加されている,(iii)患者の処置境界を表す可視化550部分を識別するための境界562が追加されている,ならびに(iv)境界が(閾値処理後の)同じ温度範囲に関連付けられた可視化550部分周りに追加されている。
【0061】
少なくともいくつかの実施形態において、可視化550は、例えばコンピュータモニタ画面またはその他のディスプレイなどの視覚的出力デバイス上に表示することができる。
【0062】
当技術で知られているように、各画像はピクセルのアレイを含むことができる。アレイは、複数の行および複数の列、例えば128行および128列を有することができ、それは本明細書において128×128アレイ構成ともいう。各ピクセルは少なくとも部分的にピクセル値によって定義され得る。
【0063】
本明細書で用いられる場合、「ピクセル」は、任意の種類の写真中またはその他の任意の種類の画像中の要素であり、人間の目で視認可能なものであっても、そうでないものであってもよい。
【0064】
図6は、いくつかの実施形態による、ピクセル値がピクセルアレイの一部を定義することを表現600したものである。
【0065】
図6を参照すると、ピクセルアレイの一部は、4つの行602〜608および4つの列612〜618に配置された16個の値を有する。例えば、最初の行には値50、52、54、60が含まれる。最初の列には値50、20、40、41が含まれる。以下同様に続く。任意の所与の値を本明細書において画像値i、jともいうが、その場合、iおよびjはそれぞれ、その値が配置されている行およびその値が配置されている列を指す。
【0066】
上述のように、本明細書に開示される少なくともいくつかの態様および実施形態ではマスクを画像に適用する。
【0067】
少なくともいくつかの実施形態において、マスクは少なくとも部分的にマスクアレイを定義する複数のマスク値によって少なくとも部分的に定義することができる。マスクアレイは複数の行および複数の列を有することができ、少なくともいくつかの実施形態において、そのアレイは当該アレイが適用されることとなる画像の構成、例えば128×128に一致する構成を有することとなる。
【0068】
「画像にマスクを適用する」という語句は、新しい(第2の)画像(本明細書においてマスクされた画像ともいう)を、または(第1の)画像とマスクに少なくとも部分的に基づく他の結果物を生成することを意味する。
【0069】
図7は、いくつかの実施形態による、画像600(図6)の一部に適用され得るマスクの一部を表現700したものである。
【0070】
図7を参照すると、マスクアレイの一部は4つの行702〜708および4つの列712〜718に配置された16個の値を有する。例えば、最初の行には値1、1、1、1が含まれる。最初の列には値1、0、0、0が含まれる。以下同様に続く。任意の所与の任意の値を本明細書においてマスク値i、jともいうが、この場合、iおよびjはそれぞれ、その値が関連付けられている行およびその値が関連付けられている列を指す。
【0071】
図8はいくつかの実施形態による画像へのマスクの適用を表現したものである。
【0072】
少なくともいくつかの実施形態によれば、図8を参照すると、例えばマスク700のようなマスクは、例えば画像600のような画像に適用されて、マスクされた画像(本明細書において結果物または出力ともいう)800を生成することができる。少なくともいくつかの実施形態において、マスクされた画像800は、例えばマスク700のようなマスクの適用に先立ち、例えば画像600などの画像の構成と同じ(すなわち、同数の行および同数の列)の構成を有することとなる。図示の実施形態では、例えば、マスクされた画像801は4つの行802〜808および4つの列812〜818を有し、これは画像600の構成と同じ構成である。マスクされた画像中の任意の所与の値を本明細書においてマスクされた画像値i、jともいうが、その場合、iおよびjはそれぞれ、その値が配置されている行およびその値が配置されている列を指す。
【0073】
少なくともいくつかの実施形態において、前記画像へのマスクの適用はピクセルごとの乗算を含む。つまり、マスクされた画像の各位置の値は、(入力画像中の対応する位置の)ピクセル値と(マスク中の対応する位置の)マスク値の積(乗算)として、すなわちマスクされた画像値i、j=画像値i、j×マスク値i、jとして決定される。
【0074】
図示の実施形態では、例えば、マスクされた画像中の値1、1j(50)は、画像600中のピクセル値1、1j(50)とマスク700中のマスク値1、1j(1)の積(乗算)として決定される。マスクされた画像中の値2、1j(0)は、画像600中のピクセル値2、1j(20)とマスク700のマスク値2、1j(0)の積(乗算)として決定される。以下同様に続く。
【0075】
したがって、少なくともいくつかの実施形態において、値が1に等しいマスク中の領域は、マスクされた画像中に入力画像と同じ画像となる領域をもたらす(すなわち、マスクされた画像は入力画像を示す)。値が0に等しいマスク中の領域は、マスクされた画像中に入力画像が除去された領域をもたらす(すなわち、マスクされた画像は元の画像を示さない)。
【0076】
マスク700は、1および0のみの値で示されているが、少なくともいくつかの実施形態において、マスクはそのようなものに限定されるものではなく、任意の適切な形態を有することができる。さらに、マスク700はピクセルごとの乗算を用いて適用されているが、少なくともいくつかの実施形態において、マスクの適用は、これに限定されるものではなく、任意の適切な方法で適用されてよい。例えば、少なくともいくつかの実施形態において、マスクは、1および0.0001の値(例えば、0ではないが値1と比較して小さい他の値)を有してもよく、ピクセルごとの乗算を用いて画像に適用することができ、それに続き閾値値処理がされて、指定された閾値(例えば、0に近い閾値)未満のマスクされた画像値が値0に置き換えられてもよい。
【0077】
その他のピクセルに対して従属しているピクセルは本明細書において排除ピクセルといもいう。その他のピクセルは本明細書において包含ピクセルともいう。
【0078】
少なくともいくつかの実施形態において、複数のマスクを画像に適用することができる。いくつかの実施形態において、マスクは順次適用されてもよい。例えば、1つのマスクを画像に適用し、第2のマスクをその結果物に適用することができる。いくつかの実施形態において、2またはそれ以上のマスクを結合してもよく、その結合マスクを画像に適用することができる。
【0079】
図9は、いくつかの実施形態による、マスクを結合するために使用可能なブーリアン演算の1つの種類を表したものである。
【0080】
少なくともいくつかの実施形態によれば、図9を参照すると、例えばマスク700のような第1のマスクの値は、例えばマスク900のような第2のマスクの値と論理積されて、結合マスク901を生成することができる。少なくともいくつかの実施形態において、結合マスク901は、それぞれ第1のマスク700および第2のマスク900と同じ(すなわち、同数の行および同数の列の)構成を有することとなる。図示の実施形態では、例えば、結合マスク901は、4つの行902〜908および4つの列912〜918を有し、これは第1のマスク700および第2のマスク900の構成と同じ構成である。結合マスク901の任意の所与の値は本明細書において、結合マスク値i、jともいうが、その場合、iおよびjは、それぞれ、その値が関連付けられている行およびその値が関連付けられている列を指す。
【0081】
少なくともいくつかの実施形態において、前記マスクの結合工程は値ごとの論理積(AND)をとる工程を有する。つまり、結合マスクの各位置の値は、(第1のマスク中の対応する位置の)マスク値と(第2のマスク中の対応する位置の)マスク値の論理積(AND)により、すなわち結合マスク値i、j=第1のマスク値i、jAND第2のマスク値i、jにより決定される。
【0082】
図示の実施形態では、例えば、結合マスクの値1、1j(1)は、第1のマスク700のマスク値1、1j(1)と第2のマスク900のマスク値1、1j(1)の論理積により決定される。結合マスクの値2、1j(0)は、第1のマスク700のマスク値2、1j(0)と第2のマスク900のマスク値2、1j(0)の論理積をとることにより決定される。以下、同様に続く。
【0083】
結合マスク901は第1のマスク700および第2のマスク900を含む。
【0084】
少なくともいくつかの実施形態において、結合マスクは、第1のマスク700に関して上述したのと同様の方法で画像に適用することができる。したがって、少なくともいくつかの実施形態において、値が1に等しい結合マスク中の領域は、マスクされた画像中に入力画像と同じ画像となる領域をもたらす(すなわち、マスクされた画像は入力画像を示す)。値が0に等しい結合マスク中の領域は、マスクされた画像中に入力画像が除去された領域をもたらす(すなわち、マスクされた画像は元の画像を示さない)。
【0085】
少なくともいくつかの実施形態において、結合マスク901の適用は実質的には第1のマスク700の適用と第2のマスク900の適用である。
【0086】
ブーリアン演算(AND、ORなど)を用いて2またはそれ以上のマスクを結合することができるものの、マスクの結合工程はそのようなものに限定されない。少なくともいくつかの他の実施形態では、乗算を用いて2またはそれ以上のマスクを結合することができる。
【0087】
上述したように、少なくともいくつかの実施形態において、マスクは静的マスクまたはダイナミックマスクであってよい。静的マスクは、ユーザ定義の目印などに基づいて処置開始前に定義でき、処置中の変更は想定されていない。ダイナミックマスクは、処置中に計算またはその他の方法で決定され、処置中に変更される場合がある。
【0088】
使用可能な静的マスクの1つの種類は、本明細書において温度不確実性(TU)マスクともいうが、この温度不確実性(TU)マスクは温度不確実性マップを生成するMRI温度測定法の有限能力に関連する。温度不確実性マスクは、治療開始前にノイズ閾値を超えるノイズを示すピクセルを識別する情報を格納する。少なくともいくつかの実施形態において、温度不確実性マスクは、ピクセルごとに、所与のまたはその他の数の受取画像にわたるそのピクセル値の標準偏差を決定し、ピクセル値が2℃の標準偏差またはその他のノイズ閾値を超える各ピクセルについて、そのピクセルをノイズピクセルとして識別するフラグまたはその他の表示をマスク内に設定またはその他の方法で提供することにより、生成することができる。少なくともいくつかの実施形態において、各ノイズピクセルi、jに対応するマスク値i、jは、0に設定され、またはその他の方法で0として定義され、他のピクセルに対応するマスク値は、1に設定され、またはその他の方法で1として定義される。
【0089】
熱治療中、ノイズが大きいと識別された各ピクセルは、そのピクセル値が置き換えられることとなる。少なくともいくつかの実施形態において、そのピクセル値は、推定ピクセル値で置き換えることができる。少なくともいくつかの実施形態において、そのピクセル値は推定値で置き換えることができ、当該推定値はそのピクセルに隣接する4つのピクセル(上、下、左、右)に少なくとも部分的に基づく線形補間またはその他の補間により決定することができる。
【0090】
使用可能なその他の静的マスクの1つの種類は、本明細書において構造マスクともいう。少なくともいくつかの実施形態において、静的マスクは処置計画中に生成することができる。
【0091】
図10は、少なくともいくつかの実施形態による、3つの異なる種類の構造マスク、それらの特徴、およびそれらの例の(図5A〜図5Bの可視化サイズと比べてサイズが縮小された)表現を識別する表1000である。
【0092】
図11A〜図11Cは、少なくともいくつかの実施形態による、図10の各例の異なる領域を示す(図5A〜図5Bの可視化サイズと比べて)十分なサイズの表現である。
【0093】
少なくともいくつかの実施形態によれば、図10および図11A〜図11Cを参照すると、前記3つの異なる種類の構造マスクは、(1)超音波アプリケータ(UA)(またはその他の治療アプリケータ)マスク1100と(2)前立腺(またはその他の標的領域)マスク1102と、(3)直腸(またはその他の制限領域)マスク1104である。
【0094】
超音波アプリケータ(UA)(またはその他の治療アプリケータ)マスク1100は、治療アプリケータまたはその一部の指定された距離内にあるピクセルを排除するか、従属させる。図示の実施形態では、治療アプリケータは、中心1106を有する超音波治療アプリケータを有し、マスク1100は、超音波治療アプリケータの中心1106から40mm以内の領域1108内にあるピクセルを排除するか、従属させる。少なくともいくつかの実施形態において、このマスク1100はスライスに依存しない。
【0095】
前立腺(またはその他の標的領域)マスク1102は、前立腺(若しくはその他の標的領域)の輪郭内またはその一部内のピクセルを含み、また、その他のピクセルを排除するか、従属させる。図示の実施形態では、前立腺(または他の標的領域)マスク1102は、その中心が前立腺(またはその他の標的領域)の輪郭1110内に完全に含まれている全てのピクセルを含み、また、その他のピクセルを排除するか、従属させる。少なくともいくつかの実施形態において、前立腺(または標的領域)の輪郭が或るダイナミックの各スライスで異なる場合があるため、このマスク1102はスライス依存である。
【0096】
直腸(またはその他の制限領域)マスク1104は、直腸(若しくはその他の制限領域)またはその一部に対して特定の位置関係を有する領域内のピクセルを排除するか、従属させる。図示の実施形態では、直腸(またはその他の制限領域)マスク1104は、領域1112:(1)治療アプリケータの下、且つ(2)治療アプリケータの中心1106から横方向に15mm(すなわち、+/−15mm)内にあるピクセルを排除する。
【0097】
図示の実施形態を含む少なくともいくつかの実施形態によれば、上記構造マスクは、超音波アプリケータ(UA)またはその他の治療アプリケータの中心の位置に少なくとも部分的に基づいている。その結果、超音波アプリケータ(UA)またはその他の治療アプリケータの中心が(ユーザによって、または後述するように画像シフトのために)処置中に変更された場合、これらの構造マスクは再度生成しなければならないこととなる。
【0098】
上述のように、マスクはダイナミックマスクとしてもよく、それは処置中にダイナミック(またはその他の場合)ごとに計算または他の方法で決定されてよく、また処置中に変更してもよい。
【0099】
図12は、少なくともいくつかの実施形態による、3つの異なる種類のダイナミックマスク、それらの特性、およびそれらの例の(図5A〜図5Bの可視化サイズと比べてサイズが縮小された)表現を識別する表1200である。
【0100】
図13A〜図13Cは、少なくともいくつかの実施形態による、図12の各例の異なる領域を示す(図5A〜図5Bの可視化サイズと比べて)十分なサイズの表現である。
【0101】
少なくともいくつかの実施形態によれば、図12および図13A〜図13Cを参照すると、3つの異なる種類のダイナミックマスクは、(1)セクタ(または沸騰検出)マスク1300と、(2)信号対雑音比(SNR)マスク1302と、(3)安定性マスク1304である。
【0102】
セクタ(または沸騰検出)マスク1300は、現時点(または他の時点)で治療アプリケータからエネルギーを受け取るセクタ(若しくはその他の領域)内またはその一部内のピクセルを含む。図示の実施形態では、セクタ(または沸騰検出)マスク1300は、4つの辺1310、1312、1314、1316を有する多角形1308内のピクセルを含む。第1の辺1310は、前立腺(またはその他の標的領域)境界1318によって定義される。第2の辺1312は、治療アプリケータの中心1106に中心1322を有する半径6mmの(または治療アプリケータに対してその他の位置関係を有する)円1320によって定義される。第3の辺1314および第4の辺1316は、現在の治療ビームの中心線1324(例えば、熱治療ビームの中心にある線であって、治療アプリケータ304から、現時点で熱治療ビームの中心が放出される方向に延びている)の向かい側に配置された線によって定義され、そこから、それぞれ+15度の角度1326および−15度の角度1328、あるいはその他の角度だけ角度変位している。
【0103】
信号対雑音比(SNR)マスク1302および安定性マスク1304は、本明細書においてノイズマスクともいうが、これらのマスクは、処置開始前はノイズが現れなかったが(ノイズ閾値またはノイズの多いピクセルのためのその他の基準を超えなかったが)、処置中にノイズが多く現れたピクセルを排除するために用いられる。少なくともいくつかの実施形態において、これらのマスクのそれぞれは累積的であり、これは、ピクセルが所与のダイナミックでマスクされる場合、それが処置全体を通してそのようにマスクされたままであることを意味する。したがって、少なくともいくつかの実施形態において、所与のダイナミックで用いられるマスクは、以前のダイナミックで用いられたマスクに少なくとも部分的に基づくこととなる。
【0104】
安定性マスク1304は、標的領域の外側および/または他の加熱体積の外側にあるピクセルであって、処置開始後にノイズ閾値を超える大きな温度変動またはその他のノイズを示す任意のピクセルを識別する情報を格納するのに使用される。少なくともいくつかの実施形態において、所与のダイナミックのための安定性マスク1304は、標的領域またはその他の加熱体積の外側のピクセルについて、そのダイナミックにおけるその温度と以前のダイナミックにおけるその温度との差(例えば、ダイナミックcurrentでのスライスのピクセルi, jの温度−ダイナミックcurrent−1でのスライスのピクセルi, jの温度)を決定し、温度差が10℃(若しくはその他の差分閾値)またはその他のノイズ基準を超えるピクセルごとにフラグまたはそのピクセルをノイズピクセルとして識別するその他の表示を安定性マスクに設定またはその他の方法で提供することにより、生成することができる。少なくともいくつかの実施形態において、各ノイズピクセルi、jに対応するマスク値i、jは、0に設定されるか、0として定義され、その他のピクセルに対応するマスク値は、1に設定されるか、1として定義される。例えば、ノイズピクセルに対応し0に設定された領域1340のマスク値、および他のピクセルに対応し1に設定された領域1342のマスク値を参照されたい。
【0105】
少なくともいくつかの実施形態において、標的領域またはその他の加熱体積の外側のピクセルは、前立腺(またはその他の標的領域)マスクに含まれないか、または従属されたピクセルとなる。したがって、少なくともいくつかの実施形態において、安定性マスク1304は前立腺(またはその他の標的領域)マスクに少なくとも部分的に基づくこととなる。
【0106】
上述したように、少なくともいくつかの実施形態において、安定性マスク1304は累積的であり、これは、ピクセルが所与のダイナミックでマスクされる場合、それが処置全体を通してそのようにマスクされたままであることを意味する。したがって、少なくともいくつかの実施形態において、所与のダイナミックで用いられる安定性マスク1304は、以前のダイナミックで用いられた安定性マスク1304に少なくとも部分的に基づくこととなる。少なくともいくつかの実施形態において、所与のダイナミックのための安定性マスク1304は、上述したように安定性マスク1304を決定し、それに以前のダイナミックで用いられた安定性マスク1304を乗算することによって、累積的に作成される。
【0107】
治療中、ノイズピクセルとして識別された各ピクセルは、そのピクセル値が置換および/または無視されることとなる。置換する場合、それは推定ピクセル値で置き換えることができ、当該推定ピクセル値は、そのピクセルに隣接する4つのピクセル(上、下、左、右)の値に少なくとも部分的に基づく線形補間またはその他の補間により決定することができる。
【0108】
正確な温度測定には、信号対雑音比(SNR)が高いピクセルが必要である。SNRマスク1302は、十分なSNR(例えば、SNR基準を満たすSNR)を有するピクセルを識別する。少なくともいくつかの実施形態において、SNRマスク1302は大津の方法を用いてマグニチュード画像を閾値処理することにより生成される。少なくともいくつかの実施形態において、十分なSNRを有するピクセルi、jに対応するマスク値i、jは、1に設定されるか、1として定義され、他のピクセルに対応するマスク値は、0に設定されるか、0として定義される。
【0109】
例えば、満足のいくSNRを有し1に設定されたピクセルに対応する領域1350のマスク値、および他のピクセルに対応し0に設定された領域1352のマスク値を参照されたい。
【0110】
上述のように、少なくともいくつかの実施形態において、SNRマスク1302は累積的であり、これは、ピクセルが所与のダイナミックで不十分なSNRを有するとしてマスクされる場合に、それが処置全体を通してそのようにマスクされたままであることを意味する。したがって、少なくともいくつかの実施形態において、所与のダイナミックで用いられるSNRマスク1302は、以前のダイナミックで用いられたSNRマスク1302に少なくとも部分的に基づくこととなる。少なくともいくつかの実施形態において、所与のダイナミックのためのSNRマスク1302は、上述したようにSNRマスク1302を決定し、それに以前のダイナミックで用いられたSNRマスク1302を乗算することによって、累積的に作成される。
【0111】
少なくともいくつかの実施形態において、不十分なSNRを有すると識別された各ピクセルは、そのピクセル値が置換および/または無視されることとなる。置換する場合、それは推定ピクセル値で置き換えることができ、当該推定ピクセル値はそのピクセルに隣接する4つのピクセル(上、下、左、右)の値に少なくとも部分的に基づく線形補間またはその他の補間により決定することができる。
【0112】
上述したように、本明細書に開示される少なくともいくつかの態様は、熱処置または他の手順中に1またはそれ以上のダイナミック補正方法を用いる。
【0113】
図14は、少なくともいくつかの実施形態による、使用可能な5つの異なる種類のダイナミック補正、それらの特性、およびそれらの例の(図5A〜図5Bの可視化サイズと比べてサイズが縮小された)表現を示す表1400である。
【0114】
図14を参照すると、これらの5つの異なる種類のダイナミック補正とは、ドリフト補正と、位相アンラップと、温度補正と、空間位置合わせ(spatial co−registration)と、沸点検出停止である。
【0115】
ドリフト補正は、MRIスキャナのラーモア周波数のドリフトを少なくとも部分的に補償するのに用いられ、それにより少なくとも部分的にその影響を低減する。熱処理中、MRIスキャナのラーモア周波数は時間とともにドリフトする可能性がある。結果として、非加熱領域で一定と予想される測定位相値は時間の経過とともにドリフトする可能性があり、それは温度上昇(本明細書において人工加熱ともいう)として現れる。
【0116】
図15は、いくつかの実施形態による、MRIスキャナのラーモア周波数のドリフトを少なくとも部分的に補償し、それによりその影響を少なくとも部分的に低減するドリフト補正の方法のフローチャートである。
【0117】
図15を参照すると、1502において、前記方法は、現在のダイナミックにおける各スライス(例えば、12スライス)のためのドリフト補正マスクを決定する工程を含む。少なくともいくつかの実施形態において、各スライスのためのマスクは、以下のマスクを下記のように結合することによって決定することができる:(i)熱(超音波またはその他の)アプリケータマスク,(ii)直腸(またはその他の制限領域)マスク,(iii)そのスライスのための安定性マスク,および(iv)そのスライスのためのSNRマスク:
【0118】
【0119】
1504において、前記方法は、さらに、現在のダイナミックの各スライスについて、そのスライス用の結合マスクをそのスライスの位相差画像に適用する工程を含むことができる。少なくともいくつかの実施形態において、或るスライス用の結合マスクは以下のようにピクセルごとの乗算を用いてそのスライスの位相差画像に適用することができる:
【0120】
1506において、前記方法は、さらに、現在のダイナミックの各スライスについて、そのスライスのマスクされた位相差画像に少なくとも部分的に基づいて幾何学的適合または他の近似(本明細書において推定ともいう)を決定する工程を含むことができる。少なくともいくつかの実施形態において、幾何学的適合は、必要な、および/または選択し得る補正順序(本明細書において補正の順序ともいう)に応じて平面適合または放物線適合になり、それは、少なくともいくつかの実施形態において使用されているスキャナの種類に少なくとも部分的に基づいていてもよい。例えば、2次の補正を用いる場合、Φ_maskedに基づく推定値Φは次のように決定することができる:
【0121】
ここで、εはモデルの観測誤差である。これは、方程式の線形セットを形成するものであり、次のように書くことができる:
【0122】
これらの方程式の解は、次の式で与えられる:
【0123】
1508において、前記方法は、さらに、表面と現在の位相画像との間の差に少なくとも部分的に基づいて補正された位相画像を決定する工程を含むことができる。少なくともいくつかの実施形態において、これは、以下のように現在の位相画像から表面を差し引くことによって行うことができる:
【0124】
図16Aは、少なくともいくつかの実施形態による、図14に示すドリフト補正の例を示す(図5A〜図5Bの可視化サイズと比べて)十分なサイズの可視化1600である。
【0125】
図16Bは、以下の点を除いて、可視化1600と同様の可視化1650である:(i)可視化1650内の温度情報に閾値処理が適用され(結果として、可視化1650内の各陰影が可視化1600の各陰影よりも幅広い温度範囲に対応し)、ピクセルが反転されて(最低温度が白で示され、温度が高くなるほど陰影が濃くなり、最高温度が黒で示されて)、本明細書の教示において再現を補助しカラーの必要なしに態様を指す参照線の使用を可能にする,(ii)可視化1650では、患者身体の表面(例えば患者の腹部の表面)を表す可視化1650部分を識別するための境界線1660が追加されている,および(iii)境界線が(閾値処理後の)同じ温度範囲に関連付けられた可視化1650部分周りに追加されている。
【0126】
少なくともいくつかの実施形態において、可視化1600および/または可視化1650は、コンピュータモニタ画面または他のディスプレイなどの視覚的出力デバイス上に表示することができる。
【0127】
再び図14を参照すると、使用可能な第2の種類のダイナミック補正は、本明細書において位相アンラップともいう。位相値は、−π(−180度)〜+π(+180度)の範囲に拘束されている。その結果、温度変化は「位相ラップ」ともいわれるものをもたらす。
【0128】
図17は、少なくともいくつかの実施形態による、1種類の位相ラップのグラフ表示1700である。この表示において、第1の位相測定値1702は第1の温度1704を表す−175度の第1の位相を有する。位相ラップ1706のため、(第1の温度1704に比較的近い)第2の温度1710を表す第2の位相測定値1708は(−175という第1の位相よりも不釣り合いに大きい)+175度の第2の位相を有する。少なくともいくつかの実施形態において、位相ラップを検出し補償することが望ましい。位相アンラップが発生したかどうかを判定し、発生した場合にそれを補償するプロセスを、本明細書において「位相アンラップ」ともいう。
【0129】
少なくともいくつかの実施形態において、位相ラップの発生は、ピクセル位相値が2つの連続するダイナミック間において受けた変化に少なくとも部分的に基づいて検出される。いくつかの実施形態において、ピクセル位相値の(いずれかの方向の)πを超える変化は位相ラップが発生したことの指標として用いられ、位相ラップが発生した場合、それは、以下に従って(変化の方向に応じて)+2πまたは−2πのオフセットを適用することにより補償される:
ここで、dはダイナミック数である。
【0130】
引き続き図14を参照すると、使用可能な第3の種類のダイナミック補正は本明細書において温度補正ともいう。少なくともいくつかの実施形態において、ノイズの多い測定が原因で、ピクセル位相値が誤ってアンラップされ、その結果、通常の生理学的値またはその他の想定範囲を超えて非常に高いまたは非常に低い温度値をとることがある。上記に対処するために、少なくともいくつかの実施形態において、温度補正を以下のように実行することができる。位相画像の全てのピクセルについて、位相アンラップによりピクセルの温度値が[0;120]℃の範囲外(つまり、通常の生理学的範囲外)またはその他の想定される範囲外になる場合、位相はラップされない。[0;120]℃の範囲では、これは次のように実施され得る:
ここで、Φ120℃およびΦ0℃は、それぞれ120℃および0℃の温度に対応する位相値である。
【0131】
実際上、上記は温度マップ内の全てのピクセルが[0;120]℃の範囲内に拘束されることを保証する。少なくともいくつかの実施形態において、0〜120℃以外の範囲を用いてもよい。
【0132】
引き続き図14を参照して、使用可能な第4の種類のダイナミック補正は本明細書において空間位置合わせ(または画像シフト補正)ともいう。MRIスキャナドリフトの量が処置の過程で顕著である場合、受信したダイナミックと処置の開始時に取得された基準画像との間で空間位置合わせを実行する必要がある(またはそれが少なくとも望ましい)。
【0133】
図18は、いくつかの実施形態による、任意の空間ドリフト前の現在の画像1802および対応する基準画像1804、ならびに空間ドリフト1814の結果としての代替の現在の画像1812を示す表現1800である。
【0134】
したがって、少なくともいくつかの実施形態において、現在のダイナミックと基準画像との間の空間ドリフトの量は、Yダイナミックごとに(あるいは、定期的でない場合、少なくとも時々)決定される。
【0135】
空間ドリフトの量は、現在のダイナミックと基準画像との間の類似性の測定値を計算またはその他の方法で決定することにより決定でき、これは、現在のダイナミックのフーリエ変換と基準画像のフーリエ変換との間の相互相関を計算またはその他の方法で決定することにより決定できる。少なくともいくつかの実施形態において、相互相関の結果はピークを含む画像であり、そのピークの位置は、2つの画像間の空間シフト量と等しいか、2つの画像間の空間シフト量を定義する。空間シフト量が0.1ピクセル(または選択されたその他の閾値)より大きい場合、現在のダイナミックと基準画像を空間的に位置合わせする必要がある(またはそれが少なくとも望ましい)。空間シフト量が1ピクセル未満の場合、現在のダイナミックと基準画像を空間的に位置合わせするのに補間が必要になる。
【0136】
少なくともいくつかの実施形態によれば、2つの手法が可能である:基準画像を現在の画像上に位置合わせするか、または現在の画像を基準画像上に位置合わせするかのいずれかである。前者の解決法はUAの中心もシフトさせる必要があるため、構造マスクを再生成する必要がある。
【0137】
図18は、いくつかの実施形態による、(a)第1の手法に対応する、基準画像への補償結果としての補償1826後の補償された基準画像1824および補償された現在の画像1822と、(b)第2のアプローチに対応する、基準画像1804への変更のない補償1836結果としての補償された現在の画像1832を示す。
【0138】
図19は、少なくともいくつかの実施形態による、図14に示す沸騰検出停止の例の(図5A〜5Bの可視化サイズと比べて)十分なサイズの可視化1900である。
【0139】
再び図14を参照すると、使用可能な第5の種類のダイナミック補正は本明細書において沸騰検出停止ともいう。少なくともいくつかの実施形態において、組織内の100℃に近づく温度を正確に検出することが重要であり、またはそれが少なくとも望ましい。上記に対処するために、少なくともいくつかの実施形態は、沸騰検出停止方法および/または機構を用いて組織が沸騰するリスクを低減する。少なくともいくつかの実施形態において、前記方法および/または機構は上記で説明したセクタマスクに少なくとも部分的に基づいており、それは上述したとおりであり、その位置決めは主に(または少なくとも部分的に)現在のビーム角度と相関している。少なくともいくつかの実施形態において、前記方法および/または機構は、セクタマスク内の任意の1若しくはそれ以上のピクセルの温度が閾値より高いまたはその他の基準を満たしている場合はいつでも、治療アプリケータへの電力の少なくとも一部を停止する(または減らす)。図19は、セクタマスクの例の中のピクセルの例(すなわち、多角形1308(図13A)内のピクセルの例)を示す。少なくともいくつかの実施形態において、閾値は沸騰温度が近づいていることの示度として選択される。少なくともいくつかの実施形態において、閾値は86℃〜90℃の範囲から選択された温度である。少なくともいくつかの実施形態において、閾値は86℃である。少なくともいくつかの実施形態において、治療中、閾値は調整可能である。少なくともいくつかの実施形態において、調整可能な閾値は86℃〜90℃の範囲の任意の温度に調整可能である。少なくともいくつかの実施形態において、停止される少なくとも1つの要素の一部は、セクタマスク内にあり温度が閾値よりも高いかその他の基準を満たす1若しくはそれ以上のピクセルに関連した患者の領域にエネルギーを供給する1またはそれ以上の要素を含む。少なくともいくつかの実施形態において、治療アプリケータへの電力は、セクタマスク内にあり温度が閾値よりも高いかその他の基準を満たす1若しくはそれ以上のピクセルに関連した患者の領域にエネルギーを供給する治療アプリケータの1つ、いくつか、または全ての要素への電力を停止することにより、減少する。
【0140】
このように、本明細書に開示される少なくともいくつかの態様は、MRIから導出される温度測定値を用いるシステムおよび方法におけるエラーおよび/または潜在的エラーの影響をさらに低減する。
【0141】
したがって、MRI案内式熱治療および/若しくはその他のシステムおよび方法の送達の精度および/または効率の改善が可能になる。
【0142】
少なくともいくつかの実施形態において、本明細書に開示される任意の方法(またはシステム)の1若しくはそれ以上の部分は、そのような方法(またはシステム)の1若しくはそれ以上のその他の部分なしに用いられてもよい。
【0143】
少なくともいくつかの実施形態によれば、本明細書に開示される実施形態(またはその特徴)の1若しくはそれ以上は、本明細書に開示される任意のその他の実施形態(または特徴)と共に用いられてもよい。
【0144】
図20は、少なくともいくつかの実施形態による、本明細書に開示の複数の方法またはその一部を使用する方法2000のフローチャートであり、それは治療の送達に用いることができる。
【0145】
少なくともいくつかの実施形態において、前記方法の1またはそれ以上の部分はダイナミック補正を実行する際に用いることができる。少なくともいくつかの実施形態において、ダイナミック補正は、精度を改善し、および/または不確実性を低減することができる。
【0146】
前記方法は、示した前記順序に限定されるものではなく、実施可能な任意の順序で実行することができる。さらに、本明細書に開示の任意の方法は、特定の順序に限定されるものではなく、実行可能な任意の順序で実行することができる。
【0147】
少なくともいくつかの実施形態において、前記方法(またはその1若しくはそれ以上の部分)は、本明細書に開示される1若しくはそれ以上のその他の方法の1若しくはそれ以上の部分を用いて実行されてもよい。さらに、少なくともいくつかの実施形態において、本明細書に開示される任意の方法(またはその1若しくはそれ以上の部分)は、本明細書に開示される1若しくはそれ以上のその他の方法の1若しくはそれ以上の部分を用いて実行されてもよい。
【0148】
少なくともいくつかの実施形態において、前記方法(またはその1若しくはそれ以上の部分)は、本明細書に開示される1若しくはそれ以上のその他の方法の1若しくはそれ以上の部分の実行の際に実行されてもよい。さらに、少なくともいくつかの実施形態において、本明細書に開示される任意の方法(またはその1若しくはそれ以上の部分)は、本明細書に開示される1若しくはそれ以上のその他の方法の1若しくはそれ以上の部分の実行の際に実行されてもよい。
【0149】
少なくともいくつかの実施形態において、前記方法(またはその1若しくはそれ以上の部分)は、システムコントローラ200(図1〜図2)によって実行することができる。
【0150】
図20を参照すると、2002において、前記方法は、患者体内の標的体積への熱治療アプリケータによる熱治療の送達中に磁気共鳴画像(MRI)デバイスを用いて取得された少なくとも1つの位相画像を示すデータを受け取る工程を含む。
【0151】
少なくともいくつかの実施形態において、前記データは任意の形式を有してよく、任意のソース(内部および/または外部)から受信されてよい。
【0152】
少なくともいくつかの実施形態において、熱治療は超音波熱治療を含み、熱治療アプリケータは超音波熱治療アプリケータを含む。
【0153】
2004において、前記方法はさらに、第1のマスクを適用する工程を含むことができる。
【0154】
少なくともいくつかの実施形態において、第1のマスクは以下または本明細書に開示される任意のマスクまたは任意のマスクの結合を有することができる。
【0155】
2006において、前記方法はさらに、位相アンラップを適用する工程を含むことが出来る
【0156】
2008において、前記方法はさらに、第2のマスクを適用する工程を含むことができる。
【0157】
少なくともいくつかの実施形態において、第2のマスクは以下または本明細書に開示される任意のマスクまたは任意のマスクの結合を有することができる。
【0158】
いくつかの実施形態において、第1のマスクおよび第2のマスクは、後に当該第1のマスクと第2のマスクが互いに同時に適用されるように、互いに組み合わされて結合マスクとされてもよい。
【0159】
少なくともいくつかの実施形態によれば、第1のマスク、位相アンラップ、および第2のマスクは、任意の適切な順序で適用することができる。したがって、少なくともいくつかの実施形態において、位相アンラップの適用は、第1のマスクの適用と第2のマスクの適用との間であってもよい。少なくともいくつかの実施形態において、これは、第1のマスクを第1の位相画像に適用して第1の結果画像を生成する工程と、位相アンラップを第1の結果画像に適用して第2の結果画像を生成する工程と、第2のマスクを第2の結果画像に適用して第3の結果画像を生成する工程とを有し得る。少なくともいくつかの実施形態において、中間処理を除外する必要はない。したがって、少なくともいくつかの実施形態において、第1のマスクの適用と第2のマスクの適用との間の位相アンラップの適用は、第1のマスクを位相画像に適用して第1の結果画像を生成する工程と、第1の結果画像に少なくとも部分的に基づく位相画像に位相アンラップを適用して第2の結果画像を生成する工程と、第2の結果に少なくとも部分的に基づく位相画像に第2のマスクを適用して第3の結果画像を生成する工程とを有し得る。
【0160】
少なくともいくつかの実施形態において、位相アンラップの適用は、第1のマスクの適用および第2のマスクの適用の前であってもよい。少なくともいくつかの実施形態において、位相アンラップの適用は、第1のマスクの適用および第2のマスクの適用の後であってもよい。上述したように、少なくともいくつかの実施形態において、中間処理を除外する必要はない。
【0161】
前記方法はさらに、少なくとも1つの位相画像を処理した後に処置計画を決定する工程を含んでもよい。
【0162】
前記方法は、熱治療アプリケータを用いて前記処置計画に少なくとも部分的に基づいて患者体内の標的体積に熱治療を送達する工程をさらに含んでもよい。
【0163】
図21A〜図21Dは、少なくともいくつかの実施形態による、本明細書に開示される複数の方法またはその一部を用いたその他の方法のフローチャート2100であり、それは治療の送達に用いることができる。
【0164】
少なくともいくつかの実施形態において、前記方法は、MRI案内式熱治療におけるエラーおよび/または潜在的エラーの影響を低減する。
【0165】
少なくともいくつかの実施形態において、前記方法の1またはそれ以上の部分はダイナミック補正を実行する際に用いることができる。少なくともいくつかの実施形態において、前記ダイナミック補正は、精度を改善し、および/または不確実性を低減することができる。
【0166】
したがって、MRI案内式熱治療の送達の精度および/または効率の改善が可能になる。
【0167】
上述したように、少なくともいくつかの実施形態において、本明細書に開示される任意の方法(またはシステム)の1若しくはそれ以上の部分は、そのような方法(またはシステム)の1若しくはそれ以上のその他の部分なしで用いることができる。
【0168】
少なくともいくつかの実施形態において、静的マスク、ダイナミックマスク、温度不確実性マスク、構造マスク、超音波アプリケータマスク、直腸マスク、前立腺マスク、セクタマスク、ノイズマスク、SNRマスク、安定性マスク、ドリフト補正、位相アンラップ、温度補正、空間位置あわせ(画像シフト補正)、沸騰検出および/または沸騰検出停止(など)への下記参照は、それぞれ、図1〜図20に関して上述した、静的マスク、ダイナミックマスク、温度不確実性マスク、構造マスク、超音波アプリケータマスク、直腸マスク、前立腺マスク、セクタマスク、ノイズマスク、SNRマスク、安定性マスク、ドリフト補正、位相アンラップ、温度補正、空間位置あわせ(画像シフト補正)、沸騰検出および/または沸騰検出停止(など)を参照する。
【0169】
少なくともいくつかの実施形態において、前記方法(またはその1若しくはそれ以上の部分)は、システムコントローラ200(図1〜図2)によって実行することができる。
【0170】
ここで、図21A〜図21Dを参照すると、2102において、この方法は、新しい患者に関連する情報を受け取る工程2102と、処置前のTUマップを計算する工程2104と、前立腺(またはその他の領域)内にあり標準偏差が2℃(若しくはその他の閾値またはその他の基準)より大きいピクセルを識別する工程2106と、その結果に少なくとも部分的に基づいて生成されたTUマスクを格納する工程2108とを含んでもよい。
【0171】
前記方法は、さらに、処置を開始する工程2110と、構造マスク(すなわち、UAマスク、直腸マスク、および前立腺マスク、ならびに/あるいはその他の構造マスク)を計算する工程2112と、構造マスクを格納する工程2114と、新たなダイナミックを受け取る工程2116と、5つより多くのダイナミックを受け取ったかどうかを判定する工程2118とを含む。
【0172】
2118において、5つより多くのダイナミックを受け取っていないと判定された場合、前記方法は2116に戻る。そうでない場合、前記方法は、基準位相画像を計算し(2120)、基準位相画像を基準位相として格納し(2122)、そして、2124において現在のダイナミックが100の倍数かどうかを判定する。
【0173】
2124において現在のダイナミックが100の倍数ではないと判定された場合、前記方法は続いて、現在の位相画像と基準面との間の位相差を計算する(2126)。そうでない場合、前記方法は、次の5つのダイナミックを格納し(2128)、画像シフトを評価し(2130)、そして、その画像シフトが0.1ピクセルより大きいかどうかを判定する(2132)。
【0174】
2132において、画像シフトが0.1ピクセルより大きいと判定された場合、前記方法は2124に戻る。そうでない場合、前記方法は、特定の空間位置合わせを適用し(2134)、構造マスクを再計算し(2136)、現在の位相画像と基準面との間の位相差を計算する(2126)。
【0175】
2126において現在の位相画像と基準面との間の位相差を計算した後、前記方法は続いて、位相アンラップを適用し(2138)、SNRの大きさが低いピクセルを識別し(2140)、そして、その結果の少なくとも一部に基づいて生成されたSNRマスクを格納する(2142)。
【0176】
前記方法は、さらに、2つのダイナミック間において温度が10℃(若しくはその他の閾値またはその他の基準)を超えて変化したピクセルを識別する工程と、その結果に少なくとも部分的に基づいて生成された安定性マスクを格納する工程2146と、現在のSNRマスクおよび安定性マスクと以前のSNRマスクおよび安定性マスクを乗算する工程2148と、マスクされた位相画像(UA&直腸&SNRおよび安定性)にドリフト補正を適用する工程2150と、位相アンラップを適用する工程2152と、温度補正を適用する工程2154と、位相を温度に変換する工程2156と、現在のビーム角度に基づいてセクタマスクを計算する工程2158と、その結果2160に少なくとも部分的に基づいて生成されたセクタマスクを格納する工程とを含む。
【0177】
前記方法は、さらに、ピクセルがセクタマスク内にあり且つ温度が沸騰温度(またはその他の温度基準)に近づいていることを示す閾値を超えているかどうかを判定する工程2162を含む。2162において、ピクセルが、セクタマスク内になく、且つ温度が沸騰温度(またはその他の温度基準)に近づいていることを示す閾値を超えないと判定された場合、前記方法は続いてコントローラ判定を適用する(2164)。そうでない場合、前記方法は要素を停止し(2166)、そして、2164においてコントローラの判定を適用する。その後、実行は2116に戻ることができる。
【0178】
このように、本出願の技術のいくつかの態様および実施形態を説明してきたが、当業者には様々な代替形態、変更形態、改良形態が容易に生じるであろうことを理解されたい。そのような代替形態、変更形態、および改良形態は、本出願に記載されている技術の趣旨および範囲内にあることが意図されている。例えば、当業者であれば、前記機能を実行するための、並びに/あるいは本明細書に記載の前記結果および/または1若しくはそれ以上の前記利点を得るための様々な他の手段および/または構成を容易に想起するであろう。そして、そのような変形形態および/または変更形態の各々は本明細書に記載される実施形態の範囲内であると見なされる。
【0179】
当業者は、本明細書に記載される特定の実施形態に対する多くの同等物を認識し、または単なるルーチンの実験を用いて確認することができるであろう。したがって、前述の実施形態は例としてのみ提示されており、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内で、具体的に説明した以外の方法で発明の実施形態を実施できることを理解されたい。さらに、本明細書に記載されている2もしくはそれ以上の機能、システム、物品、材料、キット、および/または方法の任意の組み合わせは、そのような機能、システム、物品、材料、キット、および/または方法が相互に矛盾しない場合、本開示の範囲に含まれる。
【0180】
上記実施形態は多くの方法のいずれかで実施することができる。プロセスまたは方法の実行を含む本出願の1またはそれ以上の態様および実施形態は、デバイス(例えば、コンピュータ、プロセッサ、またはその他のデバイス)によって実行可能なプログラム命令を利用して、そのプロセス若しくは方法の実行または実行の制御をすることができる。この点で、様々な発明の概念がコンピュータ可読記憶媒体(または複数のコンピュータ可読記憶媒体)(例えば、コンピュータメモリ、1またはそれ以上のフロッピーディスク、コンパクトディスク、光ディスク、磁気テープ、フラッシュメモリ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ若しくはその他の半導体デバイスの回路構成、またはその他の有形のコンピュータ記憶媒体)として具体化され得るものであり、そのコンピュータ可読記憶媒体は、1若しくはそれ以上のコンピュータまたはその他のプロセッサで実行されると、上記の様々な実施形態の1若しくはそれ以上を実施する方法を実行する1若しくはそれ以上のプログラムでエンコードされている。
【0181】
前記コンピュータ可読媒体は可搬型であってよく、それに記憶された1またはそれ以上のプログラムは1若しくはそれ以上の異なるコンピュータまたは他のプロセッサにロードされて上記態様の様々なものを実施し得る。いくつかの実施形態において、コンピュータ可読媒体は非一時的媒体であってもよい。
【0182】
さらに、一態様によれば、実行されると、本出願の方法を実行する1またはそれ以上のコンピュータプログラムは、単一のコンピュータまたはプロセッサに常駐する必要はなく、モジュール方式で多数の異なるコンピュータまたはプロセッサ間で分散されて本出願の様々な態様を実施し得ることを理解されたい。
【0183】
コンピュータ実行可能命令は、1またはそれ以上のコンピュータまたはその他のデバイスによって実行されるプログラムモジュールのような複数の形態を有することができる。一般的に、プログラムモジュールには、特定のタスクを実行したり特定の抽象データ型を実装したりする、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などが含まれる。通常、プログラムモジュールの機能は、様々な実施形態で必要に応じて組み合わせたり分散させたりすることができる。
【0184】
さらに、コンピュータは、非限定的な例として、ラックマウント型コンピュータ、デスクトップ型コンピュータ、ラップトップ型コンピュータ、またはタブレット型コンピュータなど、いくつかの形態のいずれかで実施できることを理解されたい。さらに、コンピュータは、一般的にはコンピュータとは見なされないが、携帯情報端末(PDA)、スマートフォン、または他の任意の適切な携帯型または固定型電子デバイスを含む、適切な処理機能を備えたデバイスに組み込まれていてもよい。
【0185】
図22は、いくつかの実施形態によるコンピュータアーキテクチャ2200のブロック図である。いくつかの実施形態において、本明細書の開示されるシステム(若しくはその一部)、装置(若しくはその一部)および/またはデバイス(若しくはその一部)の1若しくはそれ以上は、アーキテクチャ2200の1若しくはそれ以上の部分と同一または類似のアーキテクチャを有することができる。
【0186】
いくつかの実施形態において、本明細書に開示される1若しくはそれ以上の方法(またはその一部)は、アーキテクチャ2200(またはその一部)と同一または類似のアーキテクチャを有するシステム、装置および/またはデバイスによって実行されてもよい。アーキテクチャは、分散型アーキテクチャまたは非分散型アーキテクチャとして実装され得る。
【0187】
少なくともいくつかの実施形態によれば、図22を参照すると、アーキテクチャ2200は、1若しくはそれ以上のプロセッサ2210と、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体(例えば、メモリ2220および1若しくはそれ以上の不揮発性記憶媒体2230)を有する製品の1若しくはそれ以上の物品とを含み得る。プロセッサ2210は、任意の適切な方法で、メモリ2220および不揮発性記憶デバイス2230へのデータの書き込みおよびこれらからのデータの読み取りを制御することができるが、本明細書で提供される開示の態様はこの観点に限定されるものではない。記憶媒体はアーキテクチャ2200の動作のための1若しくはそれ以上のプログラムおよび/またはその他の情報を記憶することができる。少なくともいくつかの実施形態において、1若しくはそれ以上のプログラムは、本明細書に開示される1若しくはそれ以上のタスクの1若しくはそれ以上の部分および/または1若しくはそれ以上の方法の1若しくはそれ以上の部分を提供するためのプロセッサ2210によって実行される1またはそれ以上の命令を含む。いくつかの実施形態において、他の情報には、本明細書に開示される1若しくはそれ以上のタスクの1若しくはそれ以上の部分および/または1若しくはそれ以上の方法の1若しくはそれ以上の部分のデータが含まれる。本明細書に記載された機能のいずれかを実行するために、プロセッサ2210は、1またはそれ以上の非一時的コンピュータ可読記憶媒体(例えば、メモリ2220)に格納された1またはそれ以上のプロセッサ実行可能命令を実行し得るものであり、当該1またはそれ以上の非一時的コンピュータ可読記憶媒体(例えば、メモリ2220)はプロセッサ2210による実行のためのプロセッサ実行可能命令を格納する非一時的コンピュータ可読記憶媒体として機能し得る。
【0188】
「プログラム」または「ソフトウェア」という用語は、本明細書において一般的な意味で使用され、コンピュータまたは他のプロセッサをプログラムして上記様々な態様を実施するために使用できる任意の種類のコンピュータコードまたはコンピュータ実行可能命令のセットをいう。さらに、一態様によれば、実行されたときに本出願の方法を実行する1またはそれ以上のコンピュータプログラムは、単一のコンピュータまたはプロセッサ上に存在する必要はなく、本出願の様々な態様を実施するための複数の異なるコンピュータまたはプロセッサ間でモジュール方式で分散できることを理解されたい。
【0189】
コンピュータ実行可能命令は、1若しくはそれ以上のコンピュータまたは他のデバイスによって実行される、プログラムモジュールなどの複数の形態であってよい。一般的に、プログラムモジュールには、特定のタスクを実行したり、特定の抽象データ型を実装したりするルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などが含まれる。典型的には、プログラムモジュールの機能は様々な実施形態において必要に応じて組み合わせたり分散したりすることができる。
【0190】
また、データ構造は任意の適切な形式でコンピュータ可読媒体に格納することができる。説明を簡単にするために、データ構造は当該データ構造内の位置を通じて関連するフィールドを有することが示されている場合がある。同様に、そのような関係は、フィールド間の関係を伝えるコンピュータ可読媒体内の位置をフィールドに割り当てることによって達成することができる。しかしながら、ポインタ、タグ、またはデータ要素間の関係を確立するその他の機構の使用によるものを含み、データ構造の複数のフィールド内にある情報間の関係を確立するために、任意の適切な機構を用いることができる。
【0191】
ソフトウェアで実装される場合、ソフトウェアコードは、単一のコンピュータで提供されても、複数のコンピュータに分散されていても、任意の適切なプロセッサまたはプロセッサの集合で実行されてもよい。
【0192】
さらに、コンピュータは、非限定的な例として、ラック搭載型コンピュータ、デスクトップ型コンピュータ、ラップトップ型コンピュータ、またはタブレット型コンピュータなど、多くの形態のいずれかで実施できることを理解されたい。さらに、コンピュータは、一般的にコンピュータとは見なされないが、携帯情報端末(PDA)、スマートフォン、またはその他の任意の適切な携帯型または固定型電子デバイスを含む、適切な処理機能を備えたデバイスに組み込まれていてよい。
【0193】
また、コンピュータは1またはそれ以上の通信デバイス2240を有してもよく、当該1若しくはそれ以上の通信デバイスは、コンピュータを、1またはそれ以上の他のデバイスおよび/またはシステム、例えば、企業ネットワークなどのローカルエリアネットワーク若しくはワイドエリアネットワークおよびインテリジェントネットワーク(IN)若しくはインターネットなどを含む、任意の適切な形式の1またはそれ以上のネットワークに相互接続するのに用いることができる。そのようなネットワークは、任意の適切な技術に基づくことができ、また、任意の適切なプロトコルに従って動作することができ、また、無線ネットワークまたは有線ネットワークを含むことができる。
【0194】
また、コンピュータは、1若しくはそれ以上の入力デバイス2250および/または1若しくはそれ以上の出力デバイス2260を有することができる。これらのデバイスは、とりわけ、ユーザインターフェイスを提示するために用いることができる。ユーザインターフェイスを提供するのに使用され得る出力デバイスの例としては、出力を視覚的に提示するためのプリンタまたはディスプレイ画面、および出力を聴覚的に提示するためのスピーカーまたはその他の音生成デバイスが挙げられる。ユーザインターフェイスに使用できる入力デバイスの例としては、キーボード、および例えばマウス、タッチパッド、デジタル化タブレットなどのポインティングデバイスが挙げられる。その他の例として、コンピュータは、音声認識を通じて、またはその他の可聴フォーマットで入力情報を受け取ってもよい。
【0195】
また、上述したように、いくつかの態様は1若しくはそれ以上の方法として具現化することができる。方法の一部として実行される複数の動作は任意の適切な仕様で順番付けることができる。したがって、例示的な実施形態では順次の動作として示されているが、いくつかの動作を同時に実行することを含み、複数の動作が説明したものとは異なる順序で実行される実施形態を構築してもよい。
【0196】
本明細書に開示される特徴は、任意の組み合わせまたは構成において用いることができることを理解されたい。したがって、例えば、いくつかの実施形態において、本明細書に開示される任意の1またはそれ以上の他の特徴なしに、本明細書に開示される任意の1またはそれ以上の特徴が用いられてもよい。
【0197】
特に明記しない限り、コンピュータデバイスは少なくとも1つのプロセッサを含む任意の種類のデバイスである。
【0198】
特に明記しない限り、処理デバイスは少なくとも1つのプロセッサを含む任意の種類のデバイスである。
【0199】
特に明記しない限り、処理システムは少なくとも1つのプロセッサを含む任意の種類のシステムである。
【0200】
特に明記しない限り、モバイル(またはポータブル)コンピュータデバイスは、これに限られるものではないが、片手または両手で持ち運びおよび/または着用することができる任意のコンピュータデバイスを含む。
【0201】
特に明記しない限り、プロセッサは任意の種類のプロセッサを含むことができる。例えば、プロセッサは、プログラム可能または非プログラム可能、一般的な目的または特定の目的、専用または非専用、分散または非分散、共有または非共有、および/またはそれらの任意の組み合わせであってよい。プロセッサは、これに限られるものではないが、ハードウェア、ソフトウェア(例えば、低水準言語コード、高水準言語コード、マイクロコード)、ファームウェア、および/またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【0202】
特に明記しない限り、プログラムは、これに限られなるものではないが、高水準言語、低水準言語、機械語および/または他の種類の言語あるいはそれらの組み合わせの命令を含むことができる。
【0203】
特に明記しない限り、「通信リンク」は、任意の種類の通信リンク、例えば、これに限られるものではないが、有線リンク(例えば、導体、光ファイバーケーブル)または無線リンク(例えば、音響リンク、無線リンク、マイクロ波リンク、衛星リンク、赤外線リンク若しくはその他の電磁リンク)、あるいはそれらの任意の組み合わせであってよく、これらのそれぞれは、パブリックおよび/またはプライベート、専用および/または共有であってよい。いくつかの実施形態において、通信リンクは、例えばこれに限定されないがインターネットプロトコルを含む、1つのプロトコルまたは複数のプロトコルの組み合わせを用いることができる。
【0204】
特に明記しない限り、情報は、データおよび/または任意のその他の種類の情報を含むことができる。
【0205】
特に明記しない限り、例えば、「〜に応答して(in response to)」および「〜に基づいて(based on)」などの用語は、中間体を排除しないように、また複数のものに応答し、および/または複数のものに基づくように、それぞれ「(〜に直接的および/または間接的)に応答して」および「〜に(直接および/または間接的)に基づいて」を意味する。
【0206】
特に明記しない限り、「表す(represent)」という用語は、「直接的に表す」および/または「間接的に表す」ことを意味する。
【0207】
特に明記しない限り、例えば、「有する(comprise)」、「有する(has)」、「含む(include)」などの用語およびそれらの全ての形式は、追加の要素および/または特徴を妨げないように、オープンエンドと見なされる。
【0208】
また、特に明記しない限り、例えば、「a」、「one」、「first」などの用語は制限のないものと見なされ、それぞれ、のみ(「only a」、「only one」または「only first」)を意味しない。また、特に明記しない限り、「第1(first)」という用語はそれ自体では「第2(second)」の存在があることを必要としない。
【0209】
また、特に明記しない限り、本明細書および特許請求の範囲において使用される「および/または」という語句は、そのように結合された要素の「いずれかまたは両方」を意味する、すなわち、いくつかの場合では結合的に存在し、他の場合では分離的に存在する要素を意味すると理解されたい。「および/または」で列挙される複数の要素は、同じ様式にある、すなわちそのように結合された要素の1またはそれ以上と解釈されるべきである。「および/または」節により具体的に特定されるもの以外の要素は、具体的に特定されている要素に関連するかどうかに関係なく、任意選択的に存在することができる。したがって、非限定的な例として、「有する(comprising)」などのオープンエンドの言語と組み合わせて使用される場合、「Aおよび/またはB」に関しては、一実施形態ではAのみ(任意選択的にB以外の要素を含む)をいい、別の一実施形態では、Bのみ(任意選択的にA以外の要素を含む)をいい、さらに別の一実施形態ではAおよびBの両方(任意選択的に他の要素を含む)ことなどいう。
【0210】
したがって、本発明は上述の特定の実施形態に限定されると考えられるべきではない。本開示を検討することにより、本発明が対象とする当業者には、本発明を適用することができる様々な変更、同等のプロセス、および多数の構造が容易に明らかになるであろう。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図14】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21A】
【図21B】
【図21C】
【図21D】
【図22】
【手続補正書】
【提出日】20200813
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0005】
温度測定の不確実性に対処する方法は、2014年8月4日に出願された「温度不確実性マップを用いた処置計画および送達」と題する米国特許出願公開第2015/0038883号に開示されている。そこに開示されている1つの方法は、温度測定におけるドリフトを検出し、検出されたドリフトに基づいて全ての温度測定を調整することにより、温度測定の不確実性の大きさを低減する。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある(国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む)。
(先行技術文献)
(特許文献)
(特許文献1) 米国特許出願公開第2007/0230757号明細書
(特許文献2) 米国特許出願公開第2015/0258353号明細書
(特許文献3) 米国特許出願公開第2012/0070058号明細書
(特許文献4) 米国特許出願公開第2017/0059682号明細書
(特許文献5) 米国特許出願公開第2009/0118610号明細書
(特許文献6) 米国特許出願公開第2010/0286517号明細書
(特許文献7) 米国特許出願公開第2011/0206250号明細書
(特許文献8) 米国特許出願公開第2015/0080705号明細書
(特許文献9) 米国特許出願公開第2015/0087963号明細書
(非特許文献)
(非特許文献1) ROUJOL,S et al.Real−time MR−thermometry and dosimetry for interventional guidance on abdominal organs.In: Magnetic Resonance in Medicine,29 March 2010 (29−03−2010),Vol.63,Issue 4.
(非特許文献2) AGNELLO,L et al.Smart Techniques for Fast Medical Image Analysis and Processing. Doctoral Thesis, University of Palermo,31 December 2015 (31−12−2015)
(非特許文献3) RlEKE,V et al.MR Thermometry. In : JMRI,24 January 2008 (24−01−2008),Vol.27,Issue 2,pages 376−390.
(非特許文献4) MAIER,F et al.Robust Phase Unwrapping for MR Temperature Imaging using a Magnitude−sorted List, Multi−clustering Algorithm, Magn Reson Med,April 2015,73(4):1662−1668
(非特許文献5) International Search Report and Written Opinion dated July 16,2018 for PCT Patent Application No.PCT/IB2017/001506
【国際調査報告】