专利名称：磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机及其定位方法
技术领域：
本发明涉及一种磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机及其定位方法，特别是涉及一种磁共振导引聚焦超声进行无创消融治疗肿瘤的集成系统及其精确定位方法。
背景技术：
磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机是将磁共振成像技术(MRI)与聚焦超声肿瘤消融治疗技术(HIFU)融为一体，成为一个系统，在该系统中用MRI对患者病灶进行诊断、定位、监控、测温、疗效评估，用HIFU实施肿瘤消融治疗，实现真正意义上的磁共振导引聚焦超声肿瘤治疗技术。MRI部分主要由永磁磁体、梯度磁场、射频脉冲发生器、接收装置以及控制计算机 (谱仪)等构成。HIFU部分主要由治疗头(内含整体、球面聚焦型式的自聚焦或相控阵超声换能器)、超声功率发生器、水处理装置、治疗头运动机构、治疗床、控制计算机等构成。两部分的操作、控制、通讯由计算机通过专用软件实现。MRI基本工作原理是利用人体中丰富的氢原子在磁场中的核物理特征，即原子在磁场作用下发生磁化，共振，驰豫的过程，然后通过磁敏感接收线圈检测原子在这些过程中所释放出来的电磁波相位、频率、强度，最后通过计算机处理，转换成数字影像，将人体组织以明暗特征的形式显示于屏幕上，实现HIFU治疗时定位、监控、测温等的导引功能。HIFU基本工作原理是通过超声功率发生器驱动治疗头中的超声换能器，产生高强度聚焦超声波，经脱气水耦合，聚焦于患者病灶区，通过超声波的机械效应、热效应、空化效应等，使肿瘤组织迅速升温(》650C )，在短时间内产生凝固性坏死。超声换能器以扫描 (相控变焦或焦点移动)的方式对病灶进行逐点治疗，从而达到消融整个肿瘤组织的目的。在上述集成系统中，发射聚焦超声波的超声换能器与患者肿瘤部位的定位关系的准确性，直接影响到集成系统的安全性和治疗的有效性。高精度的定位系统是利用聚焦超声波进行治疗肿瘤的关键技术之一，磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机，是用磁共振成像，定位患者的肿瘤位置，磁共振成像的优点是图像清晰，但由于磁共振本身磁场的不稳定性，存在物体在磁共振图像中位置有所漂移的问题，当然这对一般的磁共振诊断影响不大，因为磁共振诊断，是相对于病人的图像，比如医生在描述时会都说“第5腰椎”以描述肿瘤的位置，因而即使磁场存在不稳定性但用于诊断是没问题的，然而把磁共振应用于聚焦超声肿瘤消融的定位，磁场不稳定的问题就变得非常严重， 因为HIFU和MRI系统在位置上的重合，是利用磁场中心位于MRI图像上的中心这一特点， 如果磁共振的图像无规则的漂移，则直接导致了 HIFU定位不精确，从而造成治疗产生偏差的问题。倘若能找到一种精确的定位装置，并将其用于磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机中， 则能有效避免因定位不准确而造成的医疗事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机由于磁场不稳定造成的定位不准确的缺陷，提供一种能修正磁场偏移、精确定位肿瘤组织位置并对其进行无创肿瘤消融的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机，其包括用于获得目标区域的水平切面图像的MRI装置以及该MRI装置中的信号采集单元、治疗床、计算机系统、显示器和HIFU治疗装置，其特点在于，该磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机还包括一定位模块，并且该定位模块在MRI图像中的位置作为图像基准，其中该MRI图像为校准后的MRI装置获得的目标区域的水平切面图像，该目标区域的水平切面图像中包括定位模块的图像；计算机系统中的比较模块，其中MRI装置获得的患者目标区域的水平切面图像包括患者的组织图像和定位模块的图像，该比较模块用于将该患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的位置与图像基准比较，并根据比较结果输出比较信号；计算机系统中的修正模块，用于根据比较信号对患者目标区域的水平切面图像中患者的组织图像的位置进行修正；其中该定位模块被固定在该信号采集单元的采集范围内，该比较模块与该修正模块相连。优选地，该比较信号为χ轴、y轴和ζ轴的坐标信息，其中垂直于治疗床长度方向的为X轴，平行于治疗床长度方向的为y轴，垂直于治疗床平面的方向为Z轴，该图像基准、 该患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的位置以及患者目标区域的水平切面图像中患者的组织图像的位置均以χ轴、y轴和ζ轴的坐标表示。优选地，该比较模块包括χ轴比较单元和y轴比较单元，分别用于比较χ轴和y轴上该图像基准和该患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的位置之间的位移差。优选地，该比较模块还包括ζ轴比较单元，用于根据y轴比较单元比较的结果比较ζ轴上该图像基准和该患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的位置之间的位移差，该定位模块包括一充满硫酸铜溶液的容器，该容器中包括一测量柱体，该测量柱体平行于ζ轴的垂直切面具有两条直角边以及一条连接两条直角边的曲边，所述直角边分别与 y轴、ζ轴平行，该曲边在由y轴、ζ轴构成的坐标系中是以一单调函数ζ = f (y)来确定的。优选地，该测量柱体平行于ζ轴的垂直切面为三角形或梯形或四分之一圆形。优选地，该测量柱体是由不影响核磁共振成像的非金属材料制成的，所述非金属材料可以为玻璃、有机玻璃、塑料。优选地，该计算机系统中还包括一用于判断患者相对于定位模块的位置是否改变的判断模块，该判断模块与该比较模块相连。优选地，该定位模块被固定于治疗床的床面上方。本发明还提供一种使用如上所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机的定位方法， 其特点在于，包括以下步骤S1、记录定位模块在MRI图像中的位置，并将该定位模块在MRI图像中的位置作为图像基准，其中该MRI图像为校准后的MRI装置获得的目标区域的水平切面图像，该目标区域的水平切面图像中包括定位模块的图像；&、通过MRI装置获取患者目标区域的水平切面图像，该患者目标区域的水平切面图像中包括患者的组织图像和定位模块的图像；S3、比较模块将患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的位置与图像基准进行比较，并根据比较结果输出一比较信号至修正模块；S4、修正模块根据比较信号对患者目标区域的水平切面图像中患者的组织图像的位置进行修正，并得到修正后的患者的组织图像的位置；S5, HIFU治疗装置根据修正后的患者的组织图像的位置进行治疗。优选地，步骤S1之前还包括建立坐标轴χ轴、y轴和ζ轴的步骤，其中垂直于治疗床长度方向的为X轴，平行于治疗床长度方向的为y轴，垂直于治疗床平面的方向为Z轴。优选地，该定位模块包括一充满硫酸铜溶液的容器，该容器中包括一测量柱体，该测量柱体平行于ζ轴的垂直切面具有两条直角边以及一条连接两条直角边的曲边，所述直角边分别与y轴、ζ轴平行，该曲边在由y轴、ζ轴构成的坐标系中由一单调函数ζ = f (y) 确定，其中步骤S1中记录定位模块在MRI图像中的位置为记录记录定位模块在MRI图像中的χ轴、y轴和ζ轴的坐标信息Xl、yi和Zl，步骤&中获取的患者的组织图像和定位模块的图像在患者目标区域的水平切面图像中的位置以χ轴、y轴和ζ轴的坐标信息x2、y2和τ2表示，其中 Zi = f (Y1), Z2 = f (y2)。优选地，该比较模块包括χ轴比较单元、y轴比较单元和ζ轴比较单元，步骤&还包括以下步骤χ轴比较单元、y轴比较单元和ζ轴比较单元分别计算患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的坐标信息与图像基准的坐标信息在χ轴、y轴和ζ轴上的位移差 Δχ、Ay 禾口 Δ ζ。优选地，ζ轴比较单元计算ζ轴上的位移差Δ ζ的步骤还包括获得图像基准的y 轴坐标信息Y1与患者目标区域的水平切面图像中定位模块的y轴的坐标信息J2 ；ζ轴比较单元根据单调函数ζ = f(y)计算患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像与图像基准在ζ轴上的位移差Δ ζ = f(y2)-f(yi)。优选地，步骤S1中还包括记录定位模块相对于HIFU治疗装置的位置的步骤。优选地，步骤、之后、步骤&之前还包括以下步骤判断模块判断患者相对于定位模块的位置是否改变，若是，则返回步骤S1 ；若否，则进入步骤&。本发明的积极进步效果在于在磁共振成像的基础上，增加了一个定位模块，通过计算机程序的比较、计算，可以实现高精度的定位，即对患者目标部位实现目标范围(区域)内超声发射点的高精度定位及患者身体移位后的超声发射点重新跟踪匹配定位，以保证聚焦超声治疗肿瘤的安全性和有效性。
图1为本发明的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机的主视图。图2为本发明的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机的左视图。图3a为本发明的定位模块的主视图。图北为本发明的定位模块的右视图。图3c为图北沿A-A方向的剖面图。图4为本发明的定位模块的立体图。图5ajb为MRI装置由于磁场漂移引起的成像偏移的比较示意图。
图6为磁场漂移引起的水平切面上的成像偏移示意图。图7a、7b和7c为根据水平切面的位移计算垂直方向的位移的示意图。图8为本发明的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机的定位方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。图5ajb为MRI装置由于磁场漂移引起的成像偏移的示意图，即对同一个样本在同一个位置，两次不同时间的成像，可以看到在两幅图像中，存在位置漂移的现象。具体来说，对同一样本进行MRI成像，在成像区域60中，两次成像的图像601和602的位置明显偏移，这主要是由于磁场的不稳定所引起的，这个误差如果不修正，则会造成定位的不准确， 一旦对正常组织造成伤害，后果难以想象。应用本发明的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机可以解决上述问题，实现真正的无创、安全、精确的HIFU治疗。参考图1-图4，介绍本发明所述磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机。参考图1和图 2，磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机包括用于获得目标区域的水平切面图像的MRI装置2 以及该MRI装置2中的信号采集单元(图未示)、治疗床4、计算机系统(图未示)、显示器 (图未示)和HIFU治疗装置1，该磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机还包括一定位模块3，并且该定位模块在MRI图像中的位置作为图像基准，其中该MRI图像为校准后的MRI装置获得的目标区域的水平切面图像，该目标区域的水平切面图像中包括定位模块的图像；计算机系统中的比较模块(图未示)，其中MRI装置获得的患者目标区域的水平切面图像包括患者的组织图像和定位模块的图像，该比较模块用于将该患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的位置与图像基准比较，并根据比较结果输出比较信号；计算机系统中的修正模块(图未示)，用于根据比较信号对患者目标区域的水平切面图像中患者的组织图像的位置进行修正；其中该定位模块被固定在该信号采集单元的采集范围内，该比较模块与该修正模块相连。其中，计算机系统具有与磁共振谱仪通信功能，可以完全控制磁共振成像，这是本领域技术人员所公知的，故此不做赘述。为了便于计算修正，该比较信号为χ轴、y轴和ζ轴的坐标信息，其中垂直于治疗床长度方向的为X轴，平行于治疗床长度方向的为y轴，垂直于治疗床平面的方向为Z轴， 该图像基准、该患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的位置以及患者目标区域的水平切面图像中患者的组织图像的位置均以χ轴、y轴和ζ轴的坐标表示。优选地，该比较模块包括χ轴比较单元和y轴比较单元，分别用于比较χ轴和y轴上该图像基准和该患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的位置之间的位移差。其中，该比较模块还包括Z轴比较单元，用于根据y轴比较单元比较的结果比较Z 轴上该图像基准和该患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的位置之间的位移差， 该定位模块包括一充满硫酸铜溶液的容器31，该容器中包括一测量柱体32，该测量柱体平行于ζ轴的垂直切面具有两条直角边以及一条连接两条直角边的曲边，所述直角边分别与 y轴、ζ轴平行，该曲边在由y轴、ζ轴构成的坐标系中是以一单调函数ζ = f (y)来确定的。 之所以采用硫酸铜溶液是因为使得图像在磁共振成像中清晰可见。
为了计算方便，该测量柱体平行于ζ轴的垂直切面为三角形或梯形或四分之一圆形。更为优选地，可以选择底面为等腰直角三角形的三棱柱作为测量柱体32。参考图3a-3c 以及图4，最便于计算的测量柱体为底面为等腰直角三角形的三棱柱，图3a-3c以及图4分别揭示了包括该底面为等腰直角三角形的三棱柱的定位模块的各个视图。特别地，测量柱体是由不影响核磁共振成像的非金属材料制成的，该非金属材料可以为玻璃、有机玻璃、塑料。本领域技术人员可以根据实际需要选择其他合适的公知材料。较佳地，为了防止在定位比较修正之后患者的身体发生移动，即患者相对于定位模块的位置发生改变导致该患者目标区域的水平切面图像中患者的组织图像与定位模块的图像之间的相对位置关系发生改变，由此致使之前计算的修正值无法定位正确的患者的组织图像的位置，出于这样的考量，该计算机系统中还可包括一判断患者相对于定位模块的位置是否发生改变的判断模块，倘若患者相对于定位模块的位置发生了改变，则重新确定图像基准的坐标并且重新计算修正值。判断模块的具体实现为现有技术，本领域技术人员可以根据自身需要合理选择。优选地，该定位模块被固定于治疗床的床面上方，例如在患者的一侧，实际位置是一直不变的。本领域技术人员可以根据实际需要将定位模块安置在其他位置。使用如上所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机的定位方法，其包括以下步骤S1、记录定位模块在MRI图像中的位置，并将该定位模块在MRI图像中的位置作为图像基准，其中该MRI图像为校准后的MRI装置获得的目标区域的水平切面图像，该目标区域的水平切面图像中包括定位模块的图像；&、通过MRI装置获取患者目标区域的水平切面图像，该患者目标区域的水平切面图像中包括患者的组织图像和定位模块的图像；S3、比较模块将患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的位置与图像基准进行比较，并根据比较结果输出一比较信号至修正模块；S4、修正模块根据比较信号对患者目标区域的水平切面图像中患者的组织图像的位置进行修正，并得到修正后的患者的组织图像的位置；S5, HIFU治疗装置根据修正后的患者的组织图像的位置进行治疗。为了计算方便，步骤S1之前还包括建立坐标轴χ轴、y轴和ζ轴的步骤，其中垂直于治疗床长度方向的为X轴，平行于治疗床长度方向的为y轴，垂直于治疗床平面的方向为 Z轴。本领域技术人员可以根据需要采用其他的公知坐标系。优选地，该定位模块包括一充满硫酸铜溶液的容器，该容器中包括一测量柱体，该测量柱体平行于ζ轴的垂直切面具有两条直角边以及一条连接两条直角边的曲边，所述直角边分别与y轴、ζ轴平行，该曲边在由y轴、ζ轴构成的坐标系中由一单调函数ζ = f (y) 确定，其中步骤S1中记录定位模块在MRI图像中的位置为记录记录定位模块在MRI图像中的χ轴、y轴和ζ轴的坐标信息Xl、yi和Zl，步骤&中获取的患者的组织图像和定位模块的图像在患者目标区域的水平切面图像中的位置以χ轴、y轴和ζ轴的坐标信息x2、y2和τ2表示，其中 Zi = f (Y1), Z2 = f (y2)。为了计算MRI装置成像的偏移量，该比较模块包括χ轴比较单元、y轴比较单元和 ζ轴比较单元，步骤&还包括以下步骤x轴比较单元、y轴比较单元和ζ轴比较单元分别计算患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的坐标信息与图像基准的坐标信息在χ 轴、y轴和Z轴上的位移差ΔΧ、Ay和Δζ。具体来说，ζ轴比较单元计算ζ轴上的位移差 Δ ζ的步骤还包括获得图像基准的y轴坐标信息Y1与患者目标区域的水平切面图像中定位模块的y轴的坐标信息y2 ；Z轴比较单元根据单调函数z = f(y)计算患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像与图像基准在Z轴上的位移差Δζ = f(y2)-f(yi)。优选地，步骤S1中还包括记录定位模块相对于HIFU治疗装置的位置的步骤。为了防止患者相对于定位模块的位置发生改变导致的定位不准确，步骤、之后、 步骤&之前还包括以下步骤判断模块判断患者相对于定位模块的位置是否改变，若是，则返回步骤S1 ；若否，则进入步骤&。参考图8，介绍磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机的定位方法的详细流程。步骤801，MRI装置记录定位模块在MRI图像中的位置(X1、Y1和Z1)。步骤802，获取患者目标区域的水平切面图像，其中该水平切面图像中包括患者的组织图像和定位模块的图像。步骤803，得到患者目标区域的水平切面图像中定位模块的位置(x2、y2和Z2)。步骤804，比较模块得到由于磁场漂移引起的偏移量(Δ χ、Δ y和Δ ζ)。步骤805，修正模块根据该偏移量(Δ χ、Δ y和Δ ζ)对患者目标区域的水平切面图像中的患者组织图像的位置进行修正。步骤806，判断模块判断患者相对于定位模块的位置是否改变？若是，则返回步骤 801 ；若否，则进入步骤807。步骤807，HIFU治疗装置根据修正后的位置进行治疗。下面通过磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机的使用说明，进一步的阐述本发明的发明要点。为了方便计算及描述采用底面为等腰直角三角形的三棱柱作为测量柱体，使用本发明的集成系统步骤如下通过调试的方法，可以提前预知定位模块在HIFU系统中的位置以及在MRI图像中的位置，这样也就确定了图像基准，该图像基准可以用X轴、y轴和Z轴的坐标信息Xl、yi和 Z1来描述，其中Z1 = My1)；接着患者仰卧在治疗床上，通过计算机，控制磁共振成像，获取患者目标区域的水平切面图像，此时的水平切面图像中包括患者的组织图像和定位模块的图像，此时定位模块的图像的坐标信息可用&、72和 表示，其中 =f(y2)；在图像上应该可以看到患者的组织图像，也就是目标治疗位置的图像，以及定位模块的图像，通过用户操作计算机程序，可以精确的描绘出整个定位模块在图像上的位置， 计算机程序可以把这个位置与提前预知的定位模块的位置做比较，计算出定位模块在水平的x、y轴方向上的偏移量，也就是位移差ΔΧ、Ay，这个偏移即是由于磁场漂移引起的，在计算目标治疗位置时根据该偏移量对目标位置进行修正即可，如图6所示；对于垂直的ζ轴方向上的偏移，则需要用到定位模块内部一个底面为等腰直角三角形的有机玻璃的三棱柱，参考图7a，为定位模块的右视图，图中的上下两条点划线分别表示在确定图像基准时以及获取患者目标区域的水平切面图像时MRI装置对两个水平切面的扫描，其中确定图像基准时获得y轴的坐标信息获取患者目标区域的水平切面图像时获得y轴的坐标信息y2，从图7a中可以清楚地看到，由于磁场的漂移导致了成像在ζ轴上的位移，参考图7b和图7c，分别为两次成像的俯视图，由此可以根据相似三角形的定理， 可以很精确的计算出垂直的ζ轴方向上的位移差Az = y2-yi。出于计算简便的考量，选择底面为等腰直角三角形的有机玻璃的三棱柱作为测量柱体，事实上，只要该测量柱体平行于ζ轴的垂直切面具有两条直角边以及一条连接两条直角边的曲边，所述直角边分别与y 轴、ζ轴平行，并且该曲边在由y轴、ζ轴构成的坐标系中由一单调函数ζ = f (y)确定就能根据y轴方向上的位移以及单调函数ζ = f(y)算出ζ轴方向上的位移差Δζ，其中ΔΖ = f(y2)-f(yi)。本领域技术人员可以根据实际需要选择合适的单调函数以形成测量主体的垂直切面，优选地，可以采用底面为三角形、梯形和四分之一圆形的柱体，更优选地，可以采用直角三角形为底面的柱体。如上所述，计算机系统的比较模块获得比较信号，例如坐标系中各个方向的位移差Δχ、Δγ和Δζ之后，将该比较信号送入修正模块中，修正模块根据该比较信号对患者目标区域的水平切面图像中患者的组织图像的位置进行修正，以得到正确的位置，修正过程可以包括根据比较信号产生校验因子并根据该校验因子进行修正的步骤。这是本领域技术人员熟知的，故此不做赘述。计算机系统计算出治疗区域精确的位置后，自动在治疗区域内生成若干个超声治疗点，然后用户设置治疗参数(功率、时间等)，计算机系统按照这些参数，控制HIFU治疗装置对治疗区域内的每个治疗点发射超声波，开始治疗。在超声发射过程中，若患者身体发生移动，只需再次成像，然后在图像上再次描绘定位模块，计算机系统的比较模块则自动比较，并由修正模块重新校准和修正患者的移动，从而保证在患者移动过后，仍然可以精确定位患者治疗部位，并继续进行治疗。虽然以上描述了本发明的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机，其包括用于获得目标区域的水平切面图像的MRI装置以及该MRI装置中的信号采集单元、治疗床、计算机系统、显示器和HIFU治疗装置，其特征在于，该磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机还包括一定位模块，并且该定位模块在MRI图像中的位置作为图像基准，其中该MRI图像为校准后的MRI装置获得的目标区域的水平切面图像，该目标区域的水平切面图像中包括定位模块的图像；计算机系统中的比较模块，其中MRI装置获得的患者目标区域的水平切面图像包括患者的组织图像和定位模块的图像，该比较模块用于将该患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的位置与图像基准比较，并根据比较结果输出比较信号；计算机系统中的修正模块，用于根据比较信号对患者目标区域的水平切面图像中患者的组织图像的位置进行修正；其中该定位模块被固定在该信号采集单元的采集范围内，该比较模块与该修正模块相连。
2.如权利要求1所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机，其特征在于，该比较信号为χ 轴、y轴和ζ轴的坐标信息，其中垂直于治疗床长度方向的为χ轴，平行于治疗床长度方向的为y轴，垂直于治疗床平面的方向为ζ轴，该图像基准、该患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的位置以及患者目标区域的水平切面图像中患者的组织图像的位置均以χ 轴、y轴和ζ轴的坐标表示。
3.如权利要求2所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机，其特征在于，该比较模块包括χ轴比较单元和y轴比较单元，分别用于比较χ轴和y轴上该图像基准和该患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的位置之间的位移差。
4.如权利要求3所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机，其特征在于，该比较模块还包括ζ轴比较单元，用于根据y轴比较单元比较的结果比较ζ轴上该图像基准和该患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的位置之间的位移差，该定位模块包括一充满硫酸铜溶液的容器，该容器中包括一测量柱体，该测量柱体平行于ζ轴的垂直切面具有两条直角边以及一条连接两条直角边的曲边，所述直角边分别与y轴、ζ轴平行，该曲边在由y轴、 ζ轴构成的坐标系中是以一单调函数ζ = f(y)来确定的。
5.如权利要求4所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机，其特征在于，该测量柱体平行于ζ轴的垂直切面为三角形或梯形或四分之一圆形。
6.如权利要求4所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机，其特征在于，该测量柱体是由不影响核磁共振成像的非金属材料制成的。
7.如权利要求6所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机，其特征在于，所述非金属材料为玻璃、有机玻璃或塑料。
8.如权利要求1所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机，其特征在于，该计算机系统中还包括一用于判断患者相对于定位模块的位置是否改变的判断模块，该判断模块与该比较模块相连。
9.如权利要求1所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机，其特征在于，该定位模块被固定于治疗床的床面上方。
10.一种使用如权利要求1所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机的定位方法，其特征在于，包括以下步骤S1、记录定位模块在MRI图像中的位置，并将该定位模块在MRI图像中的位置作为图像基准，其中该MRI图像为校准后的MRI装置获得的目标区域的水平切面图像，该目标区域的水平切面图像中包括定位模块的图像；&、通过MRI装置获取患者目标区域的水平切面图像，该患者目标区域的水平切面图像中包括患者的组织图像和定位模块的图像；S3、比较模块将患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的位置与图像基准进行比较，并根据比较结果输出一比较信号至修正模块；、、修正模块根据比较信号对患者目标区域的水平切面图像中患者的组织图像的位置进行修正，并得到修正后的患者的组织图像的位置；S5、HIFU治疗装置根据修正后的患者的组织图像的位置进行治疗。
11.如权利要求10所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机的定位方法，其特征在于， 步骤S1之前还包括建立坐标轴χ轴、y轴和ζ轴的步骤，其中垂直于治疗床长度方向的为χ 轴，平行于治疗床长度方向的为y轴，垂直于治疗床平面的方向为ζ轴。
12.如权利要求10所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机的定位方法，其特征在于， 该定位模块包括一充满硫酸铜溶液的容器，该容器中包括一测量柱体，该测量柱体平行于ζ 轴的垂直切面具有两条直角边以及一条连接两条直角边的曲边，所述直角边分别与y轴、ζ 轴平行，该曲边在由y轴、ζ轴构成的坐标系中由一单调函数ζ = f(y)确定，其中步骤S1中记录定位模块在MRI图像中的位置为记录记录定位模块在MRI图像中的χ轴、y轴和ζ轴的坐标信息Xl、Y1和Z1，步骤&中获取的患者的组织图像和定位模块的图像在患者目标区域的水平切面图像中的位置以χ轴、y轴和ζ轴的坐标信息x2、y2和 表示，其中Z1 = f (Y1)， Z2 = f (y2) ο
13.如权利要求12所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机的定位方法，其特征在于， 该比较模块包括χ轴比较单元、y轴比较单元和ζ轴比较单元，步骤&还包括以下步骤χ轴比较单元、y轴比较单元和ζ轴比较单元分别计算患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的坐标信息与图像基准的坐标信息在χ轴、y轴和ζ轴上的位移差ΔΧ、Ay和Δζ。
14.如权利要求13所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机的定位方法，其特征在于，ζ 轴比较单元计算Z轴上的位移差Δ Z的步骤还包括获得图像基准的y轴坐标信息yi与患者目标区域的水平切面图像中定位模块的y轴的坐标信息y2;z轴比较单元根据单调函数ζ =f(y)计算患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像与图像基准在ζ轴上的位移差 Δ ζ = f(y2)-f(yi)。
15.如权利要求10所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机的定位方法，其特征在于， 步骤S1中还包括记录定位模块相对于HIFU治疗装置的位置的步骤。
16.如权利要求10所述的磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机的定位方法，其特征在于， 步骤、之后、步骤&之前还包括以下步骤判断模块判断患者相对于定位模块的位置是否改变，若是，则返回步骤S1 ；若否，则进入步骤&。
全文摘要
本发明公开了一种磁共振导引聚焦超声肿瘤消融机，其包括一定位模块，并且该定位模块在MRI图像中的位置作为图像基准，计算机系统中的比较模块，该比较模块用于将该患者目标区域的水平切面图像中定位模块图像的位置与图像基准比较，并根据比较结果输出比较信号；计算机系统中的修正模块，用于根据比较信号对患者目标区域的水平切面图像中患者的组织图像的位置进行修正。在磁共振成像的基础上，增加定位模块，通过比较、计算定位模块的位置对患者目标部位实现目标范围内超声发射点的高精度定位及患者身体移位后的超声发射点重新跟踪匹配定位，以保证聚焦超声治疗肿瘤的安全性和有效性。
文档编号A61B18/00GK102406517SQ201010289639
公开日2012年4月11日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者何烨, 周勇, 李大为, 肖峰, 胡玲, 董家贤, 蒋继伟, 陈义胜 申请人:上海爱申科技发展股份有限公司