CN104602638A - 组织的图像引导治疗 - Google Patents

Abstract

组织的图像引导疗法可以利用磁共振成像(MRI)或其它的医学成像装置在组织内引导仪器。工作站可以激励仪器移动，并且能够激励仪器的能量发射和/或冷却以实现对组织的治疗。工作站和/或工作站的操作员可以位于MRI装置和其它医学成像装置的邻近区域之外，并且用于定位仪器的驱动装置可以位于MRI装置和其它医学成像装置的邻近区域之内。仪器可以是向例如患者的大脑中的组织提供热治疗的MRI兼容激光探头。

Description

组织的图像引导治疗

相关申请的交叉引用

本申请涉及并且通过引用包含以下专利文献的公开内容：于2009年8月13日提交、公开为US 2010/0042111的US 12/540,500，；于2009年8月13日提交、公开为US 2010/0042112的US 12/540558；于2012年8月5日提交、公开为WO 2012/137179的PCT/IB2012/051716；于2007年12月17日提交、于2012年9月4日公布的US 8,256,430；于2006年8月25日提交、于2010年8月6日公布的US 7,691,100；于2003年11月5日提交、于2008年3月18日公布的US 7,344,529；于2001年12月14日提交、于2007年1月23日公布的US 7,167,741；和于2001年6月15日提交、公开为WO/2001/095821的PCT/CA01/00905。

本申请主张于2012年11月19日提交的US 61/728,068、于2012年6月27日提交的US 61/664,791、和于2013年1月31日提交的US61/759,197的优先权，并且上述文献通过引用并入本申请中。

背景技术

近10％的癌性脑瘤是“原发”瘤，这意味着肿瘤起源于大脑。原发瘤通常由带有变异DNA的脑组织构成，带有变异DNA的脑组织侵略性地生长并且置换或取代正常的脑组织。最常见的原发瘤称为神经胶质瘤，指的是大脑的神经胶质细胞的癌症。在大多数情况下，原发瘤以单块的形式出现。不过，这些单块会经常相当大、形状不规则、呈多叶形和/或渗透进周围的脑组织中。

原发瘤通常直到患者经历了诸如头疼、行为变化、感觉损伤等症状时才被诊断出。然而，到症状显示出来时，肿瘤可能已经长大并且具有侵略性。

一种已知的用于治疗癌变脑瘤的方法是手术。手术包括颅骨切开术(即，移除颅骨的一部分)、解剖、和切除整个或部分肿瘤。手术的目的包括去除或减少大脑里的活性恶性细胞的数目，以及由于肿瘤对邻近大脑结构的影响而造成的疼痛或者功能减弱。但是，由于其特有的性质，手术是高扩散性和高风险性。此外，对于某些肿瘤而言，手术通常仅部分有效。在其它肿瘤中，手术本身可能没有可行性。手术可能具有损伤患者的风险，患者可能无法忍受，并且/或者其可能涉及相当大的花费和长时间的恢复。

另外一种已知的用于治疗癌性脑瘤的方法是定向放射外科(SRS)。具体地，SRS为这样一种治疗方法，通过其将多个交叉放射束定向到肿瘤，从而使得放射束的交叉点接收致命剂量的辐射，而在任何单一光束路径上的组织保持未受损。SRS是无创的并且一般作为单个门诊患者程序来执行。然而，经历几个月的后期治疗，通常无法确认肿瘤已经被杀死或已无效。此外，在可能需要高剂量的辐射来杀死肿瘤的情况下，例如在多肿瘤或多发性肿瘤的病例中，对患者来说在杀死所有肿瘤之前达到“毒性临界”是常见的，这样进一步的放射是不可取的。

最近，已经开发出通过“热”治疗肿瘤(也被称为高温疗法或热疗)。具体地，已知，高于57℃时所有活组织通过所谓的凝固性坏死或烧蚀过程被几乎立即且不可恢复地损伤和杀死。恶性肿瘤，由于其高血管化作用和变异DNA，比正常组织更容易受到热导致的损伤。可以使用各种类型的能源，例如，激光、微波、射频、电源和超声波源。根据应用场合和技术，热源可以是体外的(即身体之外)、外质的(extrastitial)(即肿瘤之外)、或者间质的(即肿瘤之内)。

发明内容

组织的示例性疗法包括间质热疗法(ITT)，间质热疗法被设计成从肿瘤内部加热和破坏肿瘤的过程。在这种类型的疗法中，能量可以直接施加到肿瘤，而不经过周围的正常组织，并且能量沉积更有可能扩展贯穿整个肿瘤。

一个示例性ITT处理始于将光纤插入到肿瘤内，其中，该肿瘤在其“插入”末端具有组元，该组元通常将来自外部源的激光的方向改变为与光纤长度通常成直角的方向。因此，来自激光的能量可以延伸到末端或尖端周围的组织并且影响加热。能量可以在限定于相对较小角度的光束中被传送，使得随着光纤的旋转，光束也绕着光纤的轴线旋转，以实现在光纤周围位置处对不同肿瘤的部位的加热。可纵向地移动和旋转光纤来实现对整体肿瘤部位上的肿瘤的加热，目的是将肿瘤加热至所需温度。在某些方面，这可以实现而不会影响周围的组织。在一个实施方式中，除了具备患者解剖及肿瘤位置知识的外科医生之外，在ITT处理中所使用的示例性纤维还可由经过较少指导或没有经过指导的外科医生来控制或操作。在另一个实施方式中，医学成像还可用于在施加受控加热时提供指导。例如，可以使用磁共振成像系统(本文为MRI)确定待切除的肿瘤或其它病变的位置。利用MRI实时成像引导可以提供受控的精度，同时发生的热像图还可以提供确定组织是否被烧蚀或坏死的精确的温度信息。

用于实现对组织的治疗的系统和方法包括自动驱动机构，自动驱动机构包括保持器以保持治疗装置。驱动机构可以耦合到一个或多个线缆或脐线，使得一个或多个线缆或脐线的移动影响保持器的纵向位移和保持器的旋转中的一者或多者。

系统或方法可以包括控制器，控制器可以包括输入界面以处理用于设定治疗装置的位置的位置控制信号，并且控制器还可以包括输出界面以基于位置控制信号移动一个或多个线缆。

系统或方法可以包括可以附装到患者的表面的引导机构。引导机构包括基座结构，当引导机构在锁定状态附装到患者的表面时，基座结构相对于患者保持固定。引导机构还可以包括耦合到基座结构的倾斜部分。倾斜部分构造为将驱动机构保持在与患者的表面隔开的位置处。倾斜部分在驱动机构的轨迹和基座结构之间提供可调节的倾斜。

引导机构还可以包括旋转部分，旋转部分为倾斜部分提供相对于基座结构的可调节旋转。驱动机构可以是无电机的并且由热成像兼容组件构成。驱动机构还可以不包括电机，并且还可以被包含在MRI或MRI头部线圈内。

控制器可以构造为处理位置控制信号的排序，以用于将保持器移动到第一位置从而在组织的与第一位置一致的第一部分处实现对组织的治疗，并且以用于在第一部分处实现对组织的治疗之后将保持器移动到第二位置从而在组织的与第二位置一致的第二部分处实现对组织的治疗。

还可以包括工作站以将位置控制信号传递给控制器并且显示组织的热图像。

在组织的第一位置和第二位置处治疗组织期间，工作站可以连续显示组织的热图像，并且同时保持器在第一位置和第二位置之间移动。

能量发射探头可以是治疗装置，其中，探头生成多种不同的输出模式。

探头可以包括相对于第一激光纤维的纵轴输出对称输出模式的第一激光纤维，并且探头可以包括相对于第二激光纤维的纵轴输出非对称输出模式的第二激光纤维。

可以包括能量源以用于生成用于探头的能量。可以包括工作站以将位置控制信号传递给控制器，并且将能量控制信号传递给能量源。工作站被构造为处理能量控制信号的排序以：使用探头实现对组织的对称治疗；并且在对称治疗后，使用探头实现对组织的非对称治疗。

系统或方法可以包括激光源以用于生成用于激光探头的激光能量。工作站可以将位置控制信号传递给控制器，并且可以将激光控制信号传递给激光源。工作站可以被构造为处理位置信号和激光控制信号的排序以：将保持器移动到第一位置以用于在组织的与第一位置一致的第一部分处实现对组织的治疗；使用第一激光纤维实现对组织的第一部分的对称治疗；将保持器移动到第二位置以用于在组织的与第二位置一致的第二部分处实现对组织的治疗；并且使用第二激光纤维实现对组织的第二部分的非对称治疗。

工作站可以被构造为在处理位置信号和激光控制信号的排序期间以及在移动保持器和实现对称治疗和非对称治疗期间连续显示组织的热图像。

系统或方法可以包括成像系统在实现对组织的治疗的一个或多个步骤期间，实时地连续输出组织或治疗装置的图像，包括组织的热图像。随着工作站实时接收图像，工作站可以基于一个或多个图像将位置控制信号传递给控制器，并且在实现对组织的治疗的一个或多个步骤期间可以实时显示一个或多个图像。

在处理位置控制信号期间并且在移动保持器和实现对组织的治疗期间，工作站可以实时地连续显示组织的热图像以及组织和治疗装置的图像。

工作站可以实时地处理组织和治疗装置的图像以及组织的热图像，以预测治疗组织时的错误或中断并且显示相应的警告。

系统或方法可以包括能量发射探头作为治疗装置，能量发射探头包括选自激光纤维、射频发射器、高强度聚焦超声发射器、微波发射器、低温冷却装置和光动力治疗光发射器中的一个或多个发射器。

能量发射探头可以包括多个发射器，其中，多个发射器相对于能量发射探头的纵轴纵向隔开。

系统或方法可以包括导套，导套包括具有不同形式的、作为治疗装置的多个探头。形式包括激光、射频、高强度聚焦超声、微波、低温、光动力治疗、化学释放和药物释放中的一者或多者。

导套可以包括用于以偏轴角定位多个探头中的一者或多者的发射点的一个或多个偏轴孔。

系统或方法可以包括一个或多个处理器和电路，通过执行存储在有形存储器或其它存储产品上的相应的代码、指令和/或软件来体现各种功能的各方面的一部分。显示器可以包括各种平板显示器(包括液晶显示器)。

对图示的实施方式的上述总说明和对示例性实施方式的以下详细说明仅是本文教导的示例性方面，并且不是限制性的。

附图说明

通过参照下面详细的描述，同时结合附图考虑，可以更好地理解本文和本文的附带特征，同时对于本文以及本文的许多附带特征将会容易地获得更完整的理解。

图1示出MRI控制室、MRI扫描室、和MRI设备室的示例性相对位置；

图2示出将患者插入到MRI系统；

图3-4示出示例性探头的组件；

图5示出探头驱动器；

图6示出从稳定系统的患者平台处分离的界面平台(interfaceplatform)；

图7A-7B示出连接/未连接到界面平台的连接器模块；

图8示出工作站；

图9示出工作站的示例性硬件；

图10示出命令器(commander)/界面平台接合；

图11A示出与微型框对准的探头输出器(probe follower)；

图11B示出用于探头输出器的旋转测试工具；

图12是界面平台的显示器的示例性截屏；

图13示出示例性探头的划线板和限深规；

图14示出命令器/界面平台与连接器模块的接合；

图15是测试探头的输出的照片；

图16示出探头滑到探头输出器中；

图17-19示出包括概括了用于治疗患者的部分步骤的算法过程的示例性步骤综述；

图20是微型框的一部分的立体图；

图21是根据第一旋转位置的微型框的俯视图；

图22是根据第二旋转位置的微型框的俯视图；

图23是微型框的旋转部分处于锁定构造的立体图；

图24是微型框的旋转部分处于未锁定构造的立体图；

图25是微型框的凸轮的立体图；

图26是微型框的框架的立体图；

图27是微型框的保持环的立体图；

图28是微型框的中央壳体的顶部立体图；

图29是微型框的中央壳体的底部立体图；

图30-31示出中央壳体与凸轮之间未锁定啮合；

图32-33示出中央壳体与凸轮之间锁定啮合；

图34是微型框的倾斜部分处于第一倾斜位置的侧视图；

图35是微型框的倾斜部分处于第二倾斜位置的侧视图；

图36是微型框的倾斜部分处于锁定构造的立体图；

图37是微型框的倾斜部分处于未锁定构造的立体图；

图38-39是锁定臂的前顶部立体图和后顶部立体图；

图40-41是锁定臂和倾斜部分处于未锁定位置的顶部立体图和底部立体图；

图42-43是锁定臂和倾斜部分处于锁定位置的顶部立体图和底部立体图；

图44-45是倾斜部分的顶部立体图和底部立体图；

图46是附装到支腿的底座处于未锁定构造的立体图；

图47是附装到支腿的底座处于锁定构造的的立体图；

图48是底座的立体图；

图49是底座附装到钉板(spike plate)的立体图；

图50是钉板的立体图；

图51是钉子的立体图；

图52-54分别是底座盖的底部立体图、顶部立体图、和侧视图；

图55示出命令器和界面平台；

图56示意性示出命令器的旋钮耦合到界面平台的驱动机构；

图57是侧射探头的示意性横截面；

图58是漫尖探头(diffuse-tip probe)的示意性横截面；

图59-70示出示例性类型的探头尖端的侧面；

图71A示出探头位于具有偏轴孔的导向套内的示意性横截面；

图71B示出多个探头位于具有偏轴孔的导向套内的示意性横截面；

图72示意性示出具有多个纵向间隔开的能量发射器的探头末端；

图73是侧射探头和漫尖探头一起位于共同的容器中的示意性横截面；

图74是容器附装到激光纤维的示意性横截面；

图75-77示出示例性探头的组件的示例性大小；

图78示出包括头部稳固系统的一部分的患者平台的前部立体图；

图79示出包括头部固定和稳定系统的一部分的患者平台的侧部立体图；

图80示出患者插入到安装有头部固定和稳定系统的MRI的立体图；

图81是附装到患者头部的头部固定环的示意图；

图82示意性示出头部线圈的一半；

图83示意性示出头部线圈的另一半；

图84-100是工作站的图形用户界面的示例性截屏；

图101示出用于选择基准点、噪声掩蔽、和热成形的算法顺序。

具体实施方式

在附图中，相同的附图标记指代若干视图中相同或相应的零件。此外，本文所使用的“一”、“一个”等通常具有“一个或多个”的含义，除非另有说明。

此外，在单个附图中，所示的组件/特征成比例绘制，以举例说明具体的实施方式。对于某些附图而言，在分离的图形中，组件/特征成比例绘制。然而，对于其它视图而言，组件/特征相对于一个或多个其它视图放大示出。本文所述的测量值和范围涉及示例性实施方式并且能够认同在一些实施方式中的一个(或多个)特定值的1％、2％、3％、4％、5％或优选1.5％的范围内的一个或多个数值。

I.系统和工作流

系统

根据本文的系统包含磁共振成像(MRI)兼容的激光装置和附件，其用于将热疗法有效并且可控地输送到大脑内大范围的位置和肿瘤大小。然而，该系统不限于MRI-引导热疗法，也可以利用其它疗法，例如，计算机断层扫描法(CT)。此外，本文将MRI扫描仪作为示例性医学成像仪，MRI扫描仪可简称为MRI。

该系统包括界面平台(本文为界面平台或界面操纵台)、系统电子机架和组件(本文为机架)、控制工作站(本文为控制工作站)、探头驱动器、和探头。该系统还可以包括立体定向微型框、头部线圈和稳定系统(本文为稳定系统)、仪器适配器、以及MRI轨迹棒。所有以上构件是MRI可兼容的，这指的是组件在MRI环境中使用的能力或者有限的能力。例如，在1.5T或3.0T的示例性磁通密度下，MRI可兼容组件操作并且不会对MRI产生显著的干扰，其中，已知对于特定的环境(例如，1.5T或3.0T)没有危险。对于包括0.5T、0.75T、1.0T、2T或5T的其它的磁通密度，也可以定义可兼容性。“MRI安全”指的是在所有MR环境中不会造成已知危险的项目。“MRI不安全”指的是MRI不可兼容的项目并且在MR环境中造成已知危险的项目。该设备不应被引入MRI室5高斯的边界线之内。

界面平台附装到MRI患者台并且为探头驱动器提供支撑电子器件并为探头提供互连。该系统电子机架包括必要的电缆、穿透板以及用于系统的机械操作、电气操作和电子操作的小硬件。工作站包括用户界面(例如，图形用户界面)，用户界面用于对MRI和硬件子系统进行程序规划，互动式地监测MRI和硬件子系统的程序和界面。探头驱动器允许精确定位、稳定和操纵探头。探头可以为将受控的能量输送到组织的气冷式探头。如第IV节，可以预先选择并改变探头的长度和直径。

立体定向微型框至少包括这样的部分，该部分MRI可见并且用于轨迹测定、对准以及引导探头。稳定系统是固定在患者的头部的头部固定装置。仪器适配器可以包括一组引导神经外科装置(例如，活检针)通过立体微型框的三个减径管(例如，1.9±0.2mm、2.2±0.2mm和2.6±0.2mm)。MRI轨迹棒为MRI可见的流体填充管，其被放置到立体定向微型框中以通过MRI对预期的目标对准进行轨迹确认。

能够与本文的特征一起使用的示例性MRI系统包括由德国慕尼黑的西门子公司(Siemens AG)制造的那些系统(包括为西门子公司的商标和/或商品名的MAGNETOM AVANTO、TRIO、ESPREE、VERIO MRI系统)。此外，示例性MRI系统包括由康涅狄格州费尔菲尔德的通用电气公司(General Electric Company)制造的那些系统(包括为通用电气公司的商标和/或商品名的SIGNA、OPTIMA和DISCOVERY MRI系统)。

图1示出各种MRI组件的示例性布局，包括MRI扫描室中的MRI系统、MRI控制室中的控制工作站、以及MRI设备室中的电子机架。图1中还示出固定到MRI系统的患者台的界面平台。

图2示出患者在MRI系统的患者台上的示例性布局。界面平台以及头部线圈和稳定系统被固定到患者台。探头和探头驱动器被耦合到立体定向微型框，并且经由脐线(umbilical)被耦合到界面平台。电缆在这些组件与MRI设备室中的电子机架之间提供数据、激光、流体等连接。

探头可以是用于输送激光间质热疗法的激光输送探头。探头优选由同时允许激光应用和热成像的MR可兼容材料构成，并且可以设置成各种长度和尺寸。图3和4示出激光探头的示例性方面。可以与本文的组件和程序一起使用的其它类型的探头包括射频(RF)探头、高强度聚焦超声(HiFu)探头、微波探头、低温探头、化学释放(其可以包括光动力疗法(PDT))探头、和药物释放探头。例如，可以利用激光能量形式之外的探头形式。按照本文提供的说明书，治疗包括烧蚀(即，“治疗”)组织以破坏、抑制和/或停止组织的一个或多个或者所有的生物功能。烧蚀剂包括但不限于激光、RF、HiFu、微波、低温、PDT和药物或化学释放。相应的探头和/或其它设备(例如针、纤维或静脉管)可以通过这些烧蚀剂中的一者或多者以用于进行治疗。

图3中示出探头末端，该探头末端表示插入端。探头接口/限深调节提供用于电缆的、以及用于与探头驱动器和/或立体定向微型框对准的接口。与插入端相对的端部包括用于能量输送、冷却等的探头连接器。图4是图3所示的探头的探头接口到探头尖端部分的放大图。

图5示出探头驱动器，其通常包括命令器、脐线、输出器和接收来自输出器内的电位计的位置反馈信号的位置反馈插头。探头可被插入到输出器中，并且输出器可以控制探头的转动和纵向对准。

探头驱动器安装到界面平台上，如图2示例性示出。位置反馈插头连接到界面平台以将探头的位置传递给系统。探头驱动器用于旋转或移动(伸长或收缩)探头。在所示的实施方式中，探头驱动器可以提供20-80mm、30-70mm、40-60mm或40mm的最小移动，60mm、80mm、100mm、120mm或60-150mm的最大移动。在所示的实施方式中，探头驱动器还可以提供300°-340°的最小旋转，350°、359°、360°、540°、720°或其之间的角度的最大旋转。探头驱动器由通过脐电缆(脐线)连接的命令器和输出器组成。探头驱动器包含有旋转测试工具，该工具能用在自检程序中以模拟探头与输出器的附装。

图6示出界面平台和稳定系统的头部端之间的耦合。通过将两个界面平台臂滑动到稳定系统的两个相应的插孔中可以执行界面平台与稳定系统的头部端的附装。

图7a-7b示出界面平台的界面平台连接器模块，其被锁定机构可拆卸地连接到界面平台。该模块能够接收探头延伸线/电缆。通过将连接器模块锁逆时针扭转80-100°或90°可以使连接器模块锁定到位。

图8示出位于MRI控制室内的示例性工作站。工作站可以包括急停(E-Stop)开关，该开关具有红灯以指示其开启(即，红灯的出现表示系统和/或MRI系统已经经由急停开关被停止)。为了按启开关，急停开关可以顺时针扭转。工作站可以在监测器侧包括电源开关。

图9示出示例性处理系统，并且示出为了实施和/或执行本文的过程、算法和/或方法而在控制器或计算机系统中构建的示例性硬件(例如，可以体现根据本公开的工作站的个人计算机，即，膝上或台式计算机)。根据本文的处理系统可以在图1所示的一个或多个组件中实施。一个或多个处理系统可以设置为一同和/或协作实施本文的过程和算法。

如图9所示，可以使用微处理器或其等同物(例如，中央处理单元(CPU)和/或至少一个专用处理器ASP(未示出))来实施处理系统。微处理器是利用计算机可读存储介质的电路，例如，构造为控制微处理器以执行和/或控制本公开的处理和系统的存储器电路(例如，ROM、EPROM、EEPROM、快闪存储器、静态存储器、DRAM、SDRAM、及其等同物)。可以经由控制器(例如，能够控制硬盘驱动器或光盘驱动器的磁盘控制器)控制其它的存储介质。

在替代的实施方式中，微处理器或其方面可以包括或专门包括用于扩充或充分实施本文的逻辑装置。这样的逻辑装置包括但不限于专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、通用阵列逻辑(GAL)、及其等同物。微处理器可以是单独的装置或单一的处理机构。此外，本文可以得益于多核CPU的平行处理能力。

在另一个方面，根据本文的处理结果可以经由显示控制器而显示给监测器。显示控制器优选包括至少一个图形处理单元，其可以通过多个图形处理核来提供，以提高计算效率。另外，I/O(输入/输出)接口设置用于输出来自可以作为外设连接到I/O接口的麦克风、扬声器、照相机、鼠标、键盘、触摸式显示或平板接口等的输入信号和/或数据。例如，用于控制本公开的各种过程和算法的参数的键盘或定点设备可以被连接到I/O接口，以提供附加的功能和配置选项，或者控制显示特性。此外，监测器可以设置有用于提供命令/指令接口的触敏界面。

上面提到的组件可以经由用于传送或接收数据(包括可控的参数)的网络接口被耦合到网络(例如，因特网或本地局域网)。中央BUS被设置为将以上硬件组件连接在一起并且用于在其之间提供用于数字通信的至少一个路径。

使用根据图9所示的一个或多个处理系统可以实施图8所示的工作站。此外，一个或多个处理器可以用于实施本文的任何功能和/或算法，除非另有明确的说明。并且，设备机架和界面平台各包括与图9所示的硬件相似的硬件，适当地进行修改以控制其特定的硬件。

在某些方面，工作站向MRI系统输出信号以激活具体的图像任务或者向引起MRI系统的中介系统输出信号以激活具体的图像任务。此外，在某些方面，工作站向电子机架输出信号。电子机架包括各种致动器和用于控制例如冷却流体压力和冷却流体的流动率的控制器，以及输出烧蚀能量的能源。在利用激光探头时，能源是经由光纤输出光的激光源。如图1所示，电子机架位于MRI设备室内并且包括保持冷却液体的存储罐、接收来自控制工作站和/或单独的MRI工作站的信号的一个或多个输入、激光发生装置以及输出部分。输出部分包括数据和激光输出缆线，其通过适当的入口路由到MRI扫描室中的相应组件，以尽量减少与MRI系统接合或被MRI系统接合。如在本文所述的其它部分，在界面平台处或由界面平台将缆线连接到相应的组件以影响并激活对组件的控制。

图10示出命令器连接到界面平台以及位置反馈线和探头线附装到界面平台和/或其连接器模块。在这些图中，“IP”指的是界面平台。命令器包括用于安装界面平台主体的立柱的孔，并且当命令器正确插入时，界面平台的插销(latch)与命令器接合。与第III节所提供的说明相一致，命令器包括耦合到IP的驱动系统的旋钮或拨盘。激活来自例如工作站的驱动系统的命令信号被传递到或路由IP，使得驱动系统操作旋钮或拨盘中的一者或两者，以影响探头或其它元件的移动，探头或其它元件附装到根据本文所提供的公开内容的探头驱动器输出器。

图11a和11b示出输出器和立体定向微型框的耦合，输出器包括定向接口突起1和2，立体定向微型框包括定向接口槽1和2，以确保输出器和立体定向微型框之间适当地登记对准(registered alignment)。微型框还包括定向接口锁定指旋螺栓以将输出器固定到微型框。图11b示出旋转测试工具附装到输出器以为探头驱动器的自检程序提供位置反馈。

可以由软件执行该自检程序，其可以经由工作站和/或经由界面平台向用户显示/示出。在将探头驱动器的命令器附装到界面平台和立体定向微型框之后，可以使用旋转测试工具验证来自命令器、界面平台、和/或工作站的定向控制和命令。

为了安装上述组件，输出器应保持无菌并且由无菌的人操纵，但是命令器可以被传递给未灭菌的人。未灭菌的人将命令器附装到界面平台并且通过将插销扭转到中心位置来接合插销以锁定命令器，如图10所示。图10还示出位置反馈线和探头线被附装到界面平台和/或其连接器模块。在这些视图中，“IP”指的是界面平台。命令器包括用于安装界面平台主体的立柱，并且当命令器正确地插入时，界面平台的插销与命令器接合。

如图11a所示，无菌的人将无菌输出器滑入到微型框的定向接口，直到定向接口突起被定向并且完全到位。然后，通过指旋螺栓将输出器锁定在恰当的位置。当输出器附装到微型框时应当小心以防止意外的轨迹偏差。这可能导致使患者受重伤或者死亡。此外，位置反馈插头(线缆)应当如图10所示地连接，并且应当小心以确保在成像期间用于插头的线缆不会依靠在患者上。

以下是适用于本文的系统的警告、注意和/或问题。

当系统中使用热探头时，该系统表示为用于使用1064nm激光通过神经外科学科中的治疗或手术中的细胞间照射或热疗法来烧蚀、坏死和/或凝固软组织。也可以利用其他输出的激光，包括具有0.1nm到1mm的波长的激光以及在紫外线、可见光、近红外、中红外和远红外光谱中的一者或多者中的激光。示例性激光的类型包括气体激光、化学激光、染料激光、金属蒸气激光、固态激光、半导体激光和自由电子激光等。在一个实施方式中，激光的一个或多个波长在可见光谱范围内，并且激光的一个或多个波长在近红外光谱范围内。该系统可以用于规划热疗法以及随着MRI可视化可以用于监测热疗法，并且能够为MRI可兼容(有条件的)探头的立体定向放置提供基于MRI的轨迹规划辅助。它还为所选的MRI图像提供实时热成像分析。

当被受过训练的医师解读时，该系统提供了确定或评价热疗法时可能有用的信息。不应当完全基于图像分析做出患者管理决策。

在多血管区域输送探头或激光可能导致出血和/或后处理动脉瘤。在含有皮质脊髓通路的区域中横切或热能过量的探头轨迹致使患者受伤以及永久性神经功能缺损。使患者固定的长时间的手术切除会致使深静脉血栓。

该系统应该在经过培训的医师的监督下由经过培训的人员进行操作。在MRI扫描室中操作激光器期间，应该佩戴激光眼睛防护元件。在利用色彩图的实施方式中(其中，由操作员手动完成监测)，在温度监测期间，应当考虑操作员的色彩感知能力。色盲或色觉障碍的操作员不能在程序中监测温度，因为这将导致患者受伤或死亡。仅应使用获得批准的配件。否则可能导致不当的性能和/或仪器损伤，这可能致害。只有获得批准并且经过认证的用于热成像的MRI排序才能与设备配合使用。否则会导致可能使患者受伤的不当的热监测。

在程序开始之前，所有加载的图像数据应该包括正确的患者身份和图像方向标记，以确保热输送不对准非预期的大脑区域，热输送对准非预期的大脑区域可能使患者受伤。

当通过使用MRI兼容患者监测系统确定患者基线核心体温时，应当格外小心使用内部放置的温度探头。不能确定精确值将会致使温度监测软件具有不当的性能，该不当性能可能导致患者受伤。在程序期间，应该允许所治疗的组织在获取后续的MR热图像之前返回到环境温度水平。

该系统不适用具有不应该进入MRI扫描室的某些金属、电子或机械植入物、装置或对象或者导致严重伤害的患者。

此外，用户应提防MRI室中的强磁场。将任何设备带入MR环境中之前应该格外小心。只有认定为MR安全或兼容/视特殊环境而定的项目才应该带入到MR室。被认定为MR不安全的项目不应该被带入到5高斯线内的MR室。如果为MR不安全的任何设备被带入到MRI室内，会导致严重的损害。

以下为适用于探头驱动器和探头的具体警告。

这些组件仅为单次使用的意图，并且不应该被重复使用、重新处理或重新灭菌。重复使用、重新处理或重新灭菌可以损害装置的结构完整性和/或导致装置失效，这反过来导致患者受伤、得病或死亡。重复使用、重新处理或重新灭菌还可以对装置造成污染的风险和/或使得患者感染或交叉感染，包括但不限于，将传染性的一种(或多种)疾病从一个患者传递到另一个患者。此外，装置的污染可能致使患者受伤、得病或死亡。

当对准并且连接探头驱动器输出器时，用户应该确认界面平台上显示的位置是正确的。否则会使得激光能量传递方向被错误地确定，这有可能使患者受伤。

在MRI孔的附近的所有的电缆和脐线不应该构成循环，因为这可能导致热干扰(可能使患者烧伤)和RF干扰(可能影响设备性能)。在组织中操纵探头之前，应该将探头完全接合到探头驱动器。如果探头没有插入到组织中或者在建立探头连接之前，探头中的激光不应该被激发。在将探头插入到组织之前，应该确保期望的探头轨迹不与MR孔或其他所需的设备干涉。

按照EN60825-1：2003，探头可以归为4类激光器产品。可能发生不可逆的损伤。激光辐射不应定向到眼睛的视网膜。皮肤或眼睛不应该受到直接或间接地激光辐射。在激光区域中的每个人应该佩戴防护眼镜。

应当正确地进行光纤连接，因为不当的连接可能导致火灾危险或人身伤害。激光连接应该完全就位。否则会使得插座发热，热能沉积减少，使得设备损坏或者使操作员或患者受伤。

可以通过距离界面平台上的探头末端的激光输出(当连接时)或扩展光纤输出2.8m的标称眼睛受害距离(NOHD)来限定激光区域。在该区域之外，不需要激光安全眼镜。

在以下情况下，可以使用示例性探头和探头驱动器：1.0、1.5、2.0、2.5、3.0或3.5特斯拉的静态磁场；和等于或小于500、360、300或240高斯/cm的空间梯度场。全身平均比吸收率(SAR)不应超过4、3、2、1.5或1W/kg。可以使用全身传送线圈。不应使用局部传送线圈，但是可以使用局部接收线圈。

当界面平台显示器关闭时，MRI图像质量不会受到影响。然而，如果在采集期间界面平台显示器接通电源时，图像质量可能受到影响，有可能导致图像伪影。

应该在使用前仔细检查探头和探头驱动器是否有无菌屏障的任何缺口或者容纳物是否被损坏，并且如果无菌屏障完整性受到损坏或容纳物被损坏时不应被使用。

一般来说，优选系统的操作条件包括：温度：15℃(59°F)至30℃(86°F)或约23-26℃；以及相对湿度：＜50、60或70％。一般来说，优选系统的储存条件包括：温度：10℃(50°F)到40℃(104°F)；相对湿度：＜60％；并且保持避免阳光直射。

系统可以使用医用级CO2气体作为用于激光探头的冷却剂。医用级CO2“E”罐(tank)级为MR不安全并且不应被带入到5高斯线以内的MR室中(除非另有标示)。电子机架可以被设计为容纳两个“E”级储罐。对于具体的实施方式来说，用于使用的每个储罐的压力计量应该读数为＞4500kPa(＞650psi)。气体的示例性压力包括600-650、650-700、700-750、750-800、800-850和700-900psi。

程序工作流

程序通常包括识别待治疗的患者内的组织，规划用于治疗该组织的一个或多个路径，给患者做术前准备以及准备用于治疗的组件，以及进行治疗的步骤。通过本文描述该治疗的各个部分的各方面，并且本文描述治疗步骤的具体顺序。

在预先规划患者的治疗时，通过工作站下载并共同登记(co-register)预先治疗的DICOM图像数据。按照期望创造或构建一个(或多个)感兴趣的意向治疗区域(ROI)和一个(或多个)初始轨迹。

将头部线圈和固定系统附装到患者，这包括将头部线圈和稳定系统定位到手术台上。使用头部固定环将患者固定。患者头部应该用头部固定装置固定并且在列出的工作流的整个成像部分保持固定在磁性空间内。如果在过程中任一点处患者头部位置相对于头部固定装置改变，那么新的图像将被获取并共同注册为主系列，或热量可能输送到非意向区域中使患者受伤。

探头进入到颅骨的位置被识别，并且在微型框附装之前可以创建钻孔或者在立体定向微型框轨迹对准之后可以创建螺旋钻孔。螺旋钻孔可以具有1-5mm、2mm、3mm、4mm或4.5mm的大小。立体定向微型框附装到患者的头部，并且微型框使用图像引导导航沿意向的轨迹对准。然后附装头部线圈和固定系统。

根据现场具体工作流，可以在MRI轨迹确定之前或之后附装界面平台。这些步骤的顺序通常在现场培训期间由MRI或手术支持团队决定。界面平台附装到头部线圈和稳定系统的头部端，如图6所示。然后，IP电源和电机插头连接，如图10所示。

然后，进行轨迹确认和光束基准标记检测。建立的微型框的轨迹应该在将探头插入到大脑之前使用MRI评估。建议体积成像包括整个头部和微型框的整个范围。这些图像还会使位于微型框的一部分的光束基准标记可视化。该标记被识别，以将软件定位到探头的物理方向。如果预治疗的图像数据不可用，该图像数据还可以用于治疗规划。

患者被定位在MRI中，并且进行MRI成像以通过插入到微型框内的MRI轨迹棒确认轨迹。

在所谓的“规划登记”工作流步骤中通过使用工作站，采集的图像数据被加载并且与已经加载的预规划的图形数据(如果有的话)共同登记。在工作站的所谓的“规划体积”的工作流步骤中通过使用工作站，如果还未定义治疗ROI，定义一个(或多个)治疗ROI。在所谓的“规划轨迹”工作流步骤中通过使用工作站，创建和/或调整沿MRI轨迹棒的图像位置所呈现的一条(或多条)探头轨迹。在治疗对准和自动检测步骤中通过使用工作站，识别/登记并设定微型框的基准标记。

输出器附装到微型框，并且旋转测试工具附装到输出器以为探头驱动自测步骤提供位置反馈，这确认经由命令器对输出器的输入精确地驱动旋转测试工具。一旦成功，通过按压在旋转测试工具的侧面上的按钮并且将其从输出器上拉出来而移除旋转测试工具。见图11b。一旦移除测试工具，旋转位置将不再有效并且将在界面平台上显示为“未设置”直到将探头放置到恰当的位置。

选择合适的探头大小，并且从无菌袋中取出相应探头并将探头放置在无菌区域。

采取以下步骤设定并且锁定探头深度止挡。工作站基于轨迹规划和意向目标计算所需的探头长度。界面平台在系统自测期间以两种方式为用户显示探头大小，如图12所示，其包括界面平台的显示屏幕的图像。图12示出所需的探头大小和深度止挡设置。

图13示出深度止挡的调整和设置。第一步骤为确保探头完全插入到标尺/防护盖内，如图13所示。如果将盖重新插入到探头锁定接口，应该听到咔嗒声。然后，滑动锁定接口，使得探头末端与标尺上所需的距离测量值对齐。然后，按压位于较宽端处的锁定按钮以锁定深度止挡，如图13所示。在锁定时会听到咔嗒声。可以按压按钮的锥形部/端以打开深度止挡锁。

通过使探头末端与标尺刻度匹配可以复查探头的适当的深度。此外，应该在将探头插入到大脑之前复查深度止挡的锁定。设置不当的深度止挡可能允许探头尖端与意向/规划的相比输送的浅或更深，这可能致使患者受伤。然后，通过按压图13所示的释放按钮移除标尺。

图14示出界面平台的探头连接的位置。优选地，无菌的人将探头连接器插头递给有菌的人，以将插头插入到界面平台上相关的插座上。冷却插头被插入到配合插座(标记CO2)中。当完全插入时，其应该发出咔嗒声并且锁定。热电偶插头上的箭头应该与标记THERMOCOUPLE的插座上的箭头对齐。插头应该被插入到插座，直到其发出咔嗒声并且锁定。激光器插头应该被插入到配合插头(标记LASER)中。应该听到两声咔嗒声；一声在半插入位置，并且一声在全插入位置。应该使用中等力度将连接器向外拉以确保其完全就位并且不会被拉出。如果具体场合工作流需要，在连接器线托架中的三个连接器线应该保持在图14中所示的位置，以当具体确保线固定到界面平台。

激光器探头光纤连接器应该被完全配合到相应的界面平台插座中。否则会导致容器受热并且减少传递到目标组织的能量。这会导致火灾或者使用户或患者受伤。

三个探头连接器线应该保留在探头连接器线托架中，以确保在未连接探头连接器期间的有势力不会在插入到大脑之后传递到探头。在插入到大脑之后施加到探头的力会致使患者受伤或死亡。

激光器被工作站物理联锁直到已经到达合适的工作流步骤。在整个工作流中，应该保持停用激光器联锁，直到治疗监测开始。然而，可以启用可见导光束(pilot laser beam)。按照IEC 60825-1，可见导频激光可以为具有最大功率为1mW的2类激光产品。其它最大功率包括0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.5和2-5mW。当在自测期间踏板被按压时，激光不应该发射能量。沿正确的方向从探头离开探头末端的亮红激光应该是可见的。使光束瞄准手术手套可以产生亮红点，如图15所示。如果医生或用户没有看到离开探头末端的强可见红色瞄准光束，然后，应该确保探头激光插头完全插入。否则，探头应该未被连接，并且应该选择相同大小的第二探头并且按照第一探头的情况登记第二探头。

当光束测试成功时，可以点击界面平台显示屏上的下一个按钮以继续界面平台显示屏上显示的工作流步骤。然后可以开始气体冷却测试。当其完成之后，可以点击下一个按钮。

然后，探头的末端被插入到探头驱动器输出器，并且插入到大脑，直到探头锁定接口与输出器上的匹配适配器接触。见图16。当朝向输出器轻微按压探头时，可以扭转探头直到其完全锁定到输出器上。当探头锁定在正确的位置时，应该听到咔嗒声。这可以通过轻微拉出探头来进行确认，以确保其适当地锁定在正确的位置，如图16所示。

进行MRI成像，以确认探头沿意向的轨迹输送。可以使用工作站的治疗插入工作流步骤加载采集图像数据和已经加载的预规划图像数据(如果有的话)。然后可以根据需要调节工作站中所呈现的探头，以匹配所获取的图像上的探头伪影。一旦软件呈现的探头匹配屏幕上的探头伪影，可以通过工作站选择“是”或“确定”，以确定轨迹。

在每个程序之前，数据传送接口应该在MRI系统上进行患者登记之后启用。如果程序期间任一点处患者的头部位置相对于头部固定装置改变，用户应该将MRI系统中的患者登记为新的测试或者使用MRI定位灯以将患者“重新标记”到磁性空间中心位置。应该使用3D容积扫描重新扫描整个头部以包括微型框。该扫描应该与所有其他加载的规划排序共同登记并且被设为可以在致使患者受伤的非意向区域中输送的主剂量或者热剂量。

使用工作站，可以将所呈现的探头的轨迹调节到用于热传送的期望的线性位置。所呈现的探头的旋转位置还可以被调节到用于热传送的期望的方向(角度)。可以根据工作站的监测喜好选择扫描面，并且热监测排序暗示MRI系统的排序协议列表。显示的扫描面参数可以输入到MRI中的热监测排序协议的几何参数中。

然后根据工作站接口的监测状态栏开始采集，并且可以采集MRI上的热监测排序。在工作站界面的噪声掩蔽标题下方，可以在包围意向的热输送区域的三个显示图像监测视图窗格中的每一者中，在叠加的橙色噪声掩蔽的周边选择3至12个、4个、5个、6个、7个、9个、10个、11个、13个或15-25个参考点，例如，8个参考点。

一旦在激光状态标题下方显示“准备就绪”，工作站的踏板被压下以将热量输送至大脑的意向区域。热量可以被连续输送，同时在工作站的显示屏幕上监测产生的叠加到三个热监测视图窗格上的热剂量等高线(contour)。当期望时可以通过释放踏板停止热输送。

MRI允许继续获取热监测排序直到组织返回到基线的体温。然后，可以通过工作站选择停止采集，已停止采集MRI上的热监测排序。然后，重复这些步骤直到整个意向体积的组织接受期望的热剂量。

图17-19示出示例性排序总览，其包括算法、计算机实施过程和/或功能，以及由用户、技师、护士和/或外科医生(或其它的医生或助理)实施的操作。这里所示的步骤一般包括与本文的其它部分或章节一致的一个或多个子步骤。

在S102，为患者实施麻醉。麻醉包括整体麻醉和/或局部麻醉以镇静患者或使患者麻醉。在一些实施方式中，麻醉也可以仅仅为失去知觉或疼痛减轻。然后，在S104，固定患者的头部。在头部固定之前，如在本文的其它部分，可以利用头部线圈和稳定系统。例如，在第四节的具体的头部线圈和稳定系统。

然后，在S106，悬挂患者的头部的操作区域以生成无菌区。这样的拖拽可以包括将贴片或床单防止在患者的头部上和/或围绕患者的头部，以使尽量减少暴露并且使感染的机会最小。在已经构建了无菌区之后，在S108，将微型框附装到患者的头部。在第II节描述根据本文的具体微型框。在S110，对准微型框。识别探头进入到颅骨中的位置，并且可以在微型框附装之前创建钻孔或者可以在立体定向微型框轨迹对准之后创建螺旋钻孔。螺旋钻孔可以具有1-5mm、2mm、3mm、4mm或4.5mm的大小。

在对准时，调整轨迹和微型框，以便与用于将探头或其它仪器插入到患者的颅骨中的预规划轨迹符合。在S110，对准还可以包括借助于操作室中的三维渲染的基于视觉的立体对准。这样的对准可以利用包括基准标记的仪器，其具体识别仪器相对于患者的颅骨的三维位置。标记可以包括电子(例如RFID-无线射频识别)标记和/或视觉标记。

在S112中，界面平台附装到头部线圈和稳定系统的头部端，如图6所示，患者被放置在MRI中，并且开始预规划程序。稳定系统能够被附装到患者台上的患者，患者台与患者在不同的房间(包括手术室、操作室和MRI室)之间移动。使用头部固定环可以固定患者。患者的头部应该用头部固定装置固定并且在用于概括的工作流的整个成像部分的磁通空间内保持固定。在每个程序之前，在MRI系统上进行患者登记后，应该开启数据传送界面。在程序期间，如果在任一点处患者头部位置相对于头部固定装置发生改变，用户应该在MRI系统中登记患者作为新的测试或者使用MRI定位灯以将患者“重新登记”到磁空间中心位置。应该使用3D容积扫描重新扫描整个头部以包括微型框。该扫描应该与所有其他加载的规划排序共同登记并且被设定为在致使患者受伤的非意向区域中输送主剂量和热剂量。头部线圈可以被附装到MRI室内或操作室中的稳定系统。

在S114中，作为预规划程序的一部分，从MRI加载图像数据并且在S116中经由工作站生成并且共同登记体积定义(volumn definition)。在S118中，根据期望产生或创建一个(或多个)意向治疗的兴趣区域(ROI)和一个(或多个)初始轨迹。在预规划程序的同时或在S118中生成轨迹定义之后，在S120中确认MRI轨迹。可以通过棒确认该MRI轨迹，棒包括MRI图像中可见的材料，例如，液体。棒可以被放置在微型框中。根据站点的特定工作流，可以在S120中确认MRI轨迹之前或之后附装界面平台。这些步骤的顺序通常在现场培训期间由MRI或手术支持团队确定。然后，连接IP电源和电机插头，如图10所示。然后，在S122中，加载图像数据并且登记轨迹。

微型框包括可以被MRI检测的基准标记，使得图像数据包括微型框的基准标记，并且使得工作站能够登记并检测微型框的位置和方向。在S124中，由MRI检测微型框的基准标记，使得工作站能够登记微型框的位置和方向。在将探头插入到大脑之前，应该使用MRI评估创建的微型框的轨迹。建议体积成像包括整个头部和微型框的全部。如果预治疗图像数据不可用，该图像数据还可以用于治疗规划。

在S126中，设定最大探头深度(PDP)。该最大探头深度被设定为：与能够对组织造成意外损伤的先前规划相比，探头或其它仪器进一步插入到患者的组织的概率减小。在S128中，设定初始探头插入深度。上述预规划以及探头深度和微型框对准的设定和/或登记的另一方面在第VI节中的具体实施方式中进行描述。

在S130中，开始系统自测。该系统自测能够确定上述各种组件的操作和定位。在S132中，检查工作站的踏板以确定踏板激活例如激光探头的操作。在S134中，探头驱动器附装到微型框，并且工作站检查探头驱动器的对准和定位。此外，验证探头驱动器的操作。探头驱动器的具体实施方式在第III节进行描述。输出器附装到微型框，并且旋转测试工具附装到输出器以便为探头驱动器自测步骤提供位置反馈。一旦自测步骤被确定为成功，通过按压旋转测试工具的侧面上的释放按钮并且将其向回拉而移除旋转测试工具，如图11b所示。一旦移除测试工具，旋转位置将不再有效并且将在界面平台上显示为“未设置”直到探头被放置到合适的位置上。

在S136中，探头被附装并且被插入到探头驱动器和/或患者的颅骨。探头的具体实施方式在第IV节中进行描述。然而，也可以利用其它类型的探头或仪器。一旦选择合适的探头大小，从无菌袋中取出相应的探头并且将探头放置在无菌区中。

在S138中，进行MRI扫描，以确保探头放置是正确的并且确认沿着意向的轨迹输送探头。可以使用工作站的相应功能(例如，图形用户界面)加载获取的图像数据和已经加载的预规划图像数据(如果有的话)。然后，在S140中，根据需要调整工作站中所渲染的探头以匹配采集的图像上的探头伪影，从而当被实际放置在微型框中并且插入到患者中时，确保与工作站处所渲染的探头一致的探头的对准和布置。所渲染的探头轨迹可以被调整为期望的用于热传递的线性位置。此外，所渲染的探头的旋转位置还可以被调整为期望的用于热传递的方向(角度)。一旦软件所渲染的探头匹配屏幕上的探头伪影，可以通过工作站选择“是”或“确认”以确认轨迹。可以根据工作站的监测偏好选择扫描面，并且热监测排序可以暗示MRI系统的排序协议列表。所显示的扫描面参数还可以输入到MRI中的热监测排序协议的几何参数中。该界面以及工作站的其它方面在第VI节进行讨论。

在S142中，可以开始组织的治疗，其以将MRI数据(具体为成像数据)实时传送到工作站开始。在S144中，可以开始实时测量，并且在S146，可以设置并且监测温度计算测量值。此时，待治疗的组织的若干图像对工作站处的用户可见，并且准备激发或激活探头以向例如待治疗的组织发射激光能量。在工作站界面的噪声掩蔽标题的下方，可以在围绕意向的热传送区域的三个显示图像监测视图窗格中的每一者中，在叠加的橙色噪声掩蔽的外周选择八个参考点。一旦在激光状态标题下方显示“准备就绪”，可以按压工作站的踏板，以将热量传递到意向的大脑区域。可以连续传递热量，同时在工作站的显示屏幕上监测产生的叠加在三个热监测视图窗格上的热剂量等高线。当期望时可以通过释放踏板停止热传递。在S148中，监测激光的热剂量，并且对有效的治疗进行监测。另一方面在第VI节中进行描述。

一旦确定用于探头的特定对准和定位的热剂量，在S150中可以旋转探头，并且在S148中使用各种探头对准监测热剂量。然后，可以在S152中中止发射激光(激光输出)，并且在S154中探头可以线性运动到各种线性位置，以用于通过重复步骤S142-S154产生有效的治疗区域，该区域形成为待治疗的组织部分。探头驱动器可以控制探头的旋转和线性行程，其具体的实施方式在III节进行描述。MRI允许继续获取热监测结果直到组织返回到基础体温。然后，可以通过工作站选择“停止采集”以停止采集MRI上的热监测结果。然后，重复这些步骤直到整个意向体积的组织受到期望的热剂量。

一旦完成治疗，在S156中可以使患者从MRI钻孔离开，并且在S158中可以移除探头和探头驱动器。此时，如果要使用另一个探头或探头驱动器，通过返回到S110，可以重复程序，以对准新的探头和/或探头驱动器的微型框轨迹。否则，在S160中移除微型框，并且在S162中将患者封闭。

鉴于本文提供的说明：

提供调整装置(微型框)，当微型框固定到患者的头部时，该调整装置允许可动探头倾斜点与患者的头部间隔开。附装到微型框的探头在MRI的引导下可以向前移动(横向位移和/或旋转)。

头部线圈和稳定系统可以固定患者并且允许大致围绕患者的整个头部线(crown line)测温。结合微型框，大的和小的探头插入角是可用的。

在MRI室中可以利用并交换多个不同的探头，以便从不同的探头中提供不同的烧蚀模式。例如，可以使用对称烧蚀探头，接着使用侧烧蚀(不对阵)烧蚀探头。还可以利用漫射末端探头。

提供推进探头、对称烧蚀、测量、推进探头并重复的过程，使得在MRI室中过程无需用户介入的中来改变一个或多个探头的位置。

此外，本文的程序的变形可以包括以下内容：

微型框可以固定在准备室，然后放置在MRI中，并且然后在准备室中设置微型框的轨迹。可以在准备室中钻孔，并且然后可以使患者返回到MRI以进行烧蚀程序。其也可以在没有操作室(OR)时进行。在烧蚀或治疗程序之前，还可以基于采集的图像可选择地设定轨迹。此外，通过使用探头族可以利用单个钻孔和轨迹。一个(或多个)程序可以在未全身麻醉的情况下可选择地进行。

微型框在对象上方(例如，在患者的头部上方)提供了可移动的枢轴或倾斜点。探头驱动器附装到界面平台，如图10所示，允许控制附装到探头驱动器输出器上的探头或其他仪器的运动以旋转或纵向移动。因此，通过被操作员或位于分离室中的工作站控制，为探头或其它仪器提供了位于目标上方的可移动枢轴或倾斜点，探头或其它仪器在MRI的引导下可以前进或旋转。

在微型框和头部稳定系统附装到患者之后，可以通过利用MRI来设定轨迹，以使微型框的轨迹可视化并且设定/登记/锁定微型框和/或头部稳定系统从而进行恰当的对准。然后，可以使用登记的微型框在准备室中钻孔。然后，患者返回到MRI以进行治疗程序。

在某些方面，一个或多个钻孔、头部固定组件和微型框的附装无需使用操作室。

可以在治疗程序(即，烧蚀程序)之前基于最新的MRI成像调整轨迹。

与第IV节一致，多个轨迹和/或探头可以被插入到单个钻孔中。此外，根据第IV节，多个探头可以与单个轨迹和单个钻孔一起使用。

II.微型框

本实施方式中的微型框与US 2010/0042111中描述的无框轨迹引导装置(traiectory guide)一致，该文献的全部内容通过引用并入本文。还可以修改微型框以符合本文所示和的示例。

图20示出微型框，其可以被称为无框轨迹引导装置或简称为轨迹引导装置。微型框200包括倾斜部分202和旋转部分204。微型框200还包括多个支腿206。

图21和图22示出旋转部分204的两个不同的旋转位置。如图21和图22所示，旋转部分204的旋转无需改变倾斜部分202的通孔208的实际轨迹，通过该通孔，仪器(例如，探头)被插入到其中。通孔208包括两个对准导块264(alignment guide)。这些对准导块264允许在探头和/或探头输出器和微型框200之间恰当地预对准。

旋转部分204的旋转可以通过凸轮210锁定。图23示出凸轮210的锁定位置，而图24示出凸轮210的未锁定位置。在未锁定位置，旋转部分204自由旋转。另一方面，在锁定位置，阻止或停止旋转部分204旋转。

图25示出根据所示实施方式的示例凸轮。凸轮210包括多个凸轮齿212。这些齿212被构造为啮合旋转部分204的相应齿，如下。

旋转部分204包括框214。框214包括设置为与支腿206连接的多个支座(mount)216。此外，框214包括设置为接收凸轮210的凸轮支座218。

图27示出保持环220，其包括突出部分222和多条对准标记224。突出部222设置为与凸轮支座218和凸轮210一致，例如如图23和24所示。此外，突出部分222提供旋转止挡以限制凸轮210的旋转运动，例如如图24所示。

图28和29示出旋转部分的中央壳体226的顶部立体图和底部立体图。中央壳体226包括被设置为与凸轮210的相应齿212啮合的多个齿228。

图30-33示出凸轮210啮合和未啮合中央壳体226。图30和31示出非锁定啮合，其中，旋转部分自由旋转。图32和33示出锁定啮合，其中，凸轮210的齿与壳体226的齿产生锁定啮合，如图33的底部视图所示。

具有凸轮210和壳体226提供的上述锁定机构，阻止旋转部分204和框架214之间的相对旋转。框214通过支腿206安装，其中，支腿206提供初始轨迹，其由支腿206的位移、支腿206的长度、旋转部分204和倾斜部分202的初始位置限定。在一个实施方式中，倾斜部分202的倾斜角、旋转部分204的旋转角和支腿206的长度和位移被设定为预规划轨迹，并且微型框200安装到患者的颅骨。例如，可以设定旋转部分204的旋转角以及支腿206的长度和位移，并且然后将微型框附装到患者。然后，设定倾斜部分202的倾斜角。

图34和图35示出倾斜部分202的两个不同的示例性倾斜角。倾斜部分202和旋转部分204可以一起形成球形形状，其中，旋转和倾斜被独立控制以及独立锁定。下面描述用于倾斜的锁定机构。

图36和图37分别示出了旋转部分204的中央壳体226的锁定臂230的锁定和非锁定位置。图36示出挤压位置，其中，在突起232处挤压锁定臂230。如图37所示，通过按压锁定臂230的非突起端234获得未锁定位置。图38和39示出锁定臂230中的一者的相对立体图。锁定臂230中的一者可以是其它锁定臂230的镜面图像。

如图40所示，锁定臂230设置在倾斜部分202的相对的侧面上，使得相对一侧提供了锁定臂230，以便旋转锁定臂230和倾斜部分202之间的旋转啮合。回到图36和图37，可以看见，当中央壳体和选装部分204装配在一起时，旋转部分204的中央壳体226盖住了锁定臂230与倾斜部分202之间的旋转啮合。

如图40所示，锁定臂230设置在倾斜部分202的相对侧，以围绕锁定臂230和倾斜部分202之间的旋转啮合而转动或旋转。返回到图36和37，可以看出当中央壳体和旋转部分204组装在一起时，旋转部分204的中央壳体叠加锁定臂230和倾斜部分202之间的旋转啮合。

图40和41示出锁定臂230和倾斜部分202之间的未锁定位置。与凸轮210类似，锁定臂230包括多个齿23。倾斜部分还包括设置为与锁定臂230的齿236啮合并产生锁定啮合的多个齿238。图42-43示出锁定啮合。

图44和45示出倾斜部分202的顶部立体图和底部立体图。倾斜部分包括用于倾斜对准测量的多个标记238和旋转轴240，旋转轴设置为安置在中央壳体226提供的相应地凹槽242中，如图29所示。

图45示出包含在倾斜部分202中的基准标记244。基准标记244可以设置为与通孔208共轴。基准标记244可以通过MRI成像用于轨迹验证。基准标记244可以包括MRI可见的流体。基准标记的直径可以为约5.25mm。

返回到图20，旋转部分204可以包括第一和第二对准线246。每隔10°划分对准标记224，并且就确定旋转部分246和倾斜部分202的旋转位置而言，对准标记224可以被设置为与第一和第二对准线246一致。第一和第二对准线246还可以与倾斜标记248一致。关于左右侧，这些倾斜标记248可以每隔若干度错位并且隔开，以限制倾斜部分202上的标记的数量。可以隔1°、2°、5°、10°、20°、30°或1-30°划分倾斜标记248。类似地，在旋转和倾斜方向，第一和第二对准线246可以每隔若干度错位，以限制各种组件上的对准线的数量。可以每隔1°、2°、5°、10°、20°、30°或1-30°划分线246。

支腿206可以类似于US 2010/0042111中的支腿。然而，可以做出修改。图46和47示出支腿206的支脚250。支脚250和支腿206通过允许在支脚和支腿之间进行旋转和倾斜运动的球形铰链链接252而连接在一起。链接252可以包括从支腿206或支脚250中的任一者延伸的球形结构。在所示的实施方式中，球形形状从支腿206延伸并且通过支脚盖254连接到支脚250。可以使用捻卡口锁定机构(twist bayonet-type lockingmechanism)从支脚250处移除支脚盖254。图46示出未锁定位置，而图47示出锁定位置。在锁定位置，摩擦配合阻止支腿206(链接252)和支脚250之间的相对运动，而在图46的未锁定位置，摩擦配合减少和/或被彻底去除。切口(cutout)268具有倒角边，以有助于通过突出部256将支腿盖254保持在锁定位置。在锁定位置，突出部256保持在切口268内的第一位置。通过扭转支脚盖254将支脚盖254移动到未锁定位置，以使得突出部256进入切口268的斜边或倒角边270，直到突出部通过倒角边270，并且支脚盖254能够从突出部256脱离。

图48示出与支腿206和支脚盖254完全分离的支脚250。如本文所示，支脚250包括突出部256和突出部258，突出部256能够插入到支脚盖254的相应切口268中，突出部258被设置为当支脚盖254处于未锁定位置时至少保持支脚盖254和支脚250之间的松连接。支脚250还可以包括长度为约0.1-1.5mm(例如，0.4、0.5、0.6、0.8或1.0mm)的多个钉260，钉可以由钛材料制成。钛材料是坚硬和锋利的，并且当按压到颅骨中时不会弯曲。此外，钉260的直线轮廓减小了压入到头皮中时的阻力。钉260可以模铸在支脚250上，支脚也由塑料或钛制成。如图49所示，在安装前，钉260可以被钉板262叠加。图50示出钉板262本身，并且图51示出钛钉260本身。在图51中，钛钉269示为包括爪部264和凹部266。若干凹槽设置为在支脚250(可以为模制塑料)和钛钉260之间以产生稳固和可靠的连接。

图52-54示出具有切口268的支脚盖254的各种视图。图52和54示出支脚盖254的相应底部和顶部立体图，并且图53示出支脚盖254的侧视图。如图53所示，切口268包括倒角边270以有助于与突出部256的锁定。

虽然未示出，钉板262可以包括孔和/或凹槽，使得无菌气体可以接触意图插入到患者的颅骨的钛钉。这样的气体例如可以是环氧乙烷。此外，可以在框214和/或保持环220上添加支腿的数量，使得从上往下看时，能够轻易识别出微型框的特定支腿。此外，基于具体的位移，钉260的长度可以改变，并且支脚250的大小可以增大以产生更大的支脚印以围绕螺栓和/或钉不能附装到患者颅骨的区域延伸。

虽然各种组件对准的优选顺序可以包括定位并固定支腿206，然后旋转旋转部分204，并且然后调整倾斜部分202，但是微型框200的定向可以在不同顺序的步骤之后进行，而无需变更本文的步骤。例如，在将微型框200安装到患者的颅骨之前，基准标记可以被附装到患者的颅骨以绘制患者颅骨的三维表面轮廓，并且可以计算微型框200的倾斜和旋转以及支腿206的长度。一旦验证该计算，通过在实际空间或在所渲染的空间中建立所渲染的微型框200的模型或者将实际微型框200(使计算的设置应用到微型框)放置到患者的颅骨，来进行计算的验证。一旦验证，然后微型框可以通过钉或螺栓附装到患者的颅骨，并且然后通过MRI扫描或光学成像验证轨迹。

鉴于以上说明，应该理解，微型框的独立的旋转和倾斜部分可以简化调整，其中，倾斜点(即，倾斜部分202)设置为与患者的颅骨分离。还可以使用非摩擦(即，非基于压力)锁单独地锁定倾斜部分和旋转部分。即，为倾斜部分和旋转部分中的每一者单独提供齿锁。基于压力/摩擦的锁/保持器可以用于固定经由倾斜部分与微型框配合的探头和/或探头驱动器或其他仪器。

微型框可以是单次使用的一次性的组件，在这种情况下，微型框被一名患者使用。单个微型框可以与用于患者的多个探头、轨迹和程序相继使用。

微型框为旋转部分和倾斜部分提供充分的旋转自由度，并且为倾斜部分提供了大范围的倾斜角。锁定装置可被易于释放和复位。因此，可以基于实时图像数据实时修改或重新锁定轨迹或在治疗程序中设定下一个轨迹。

在规划、设定、登记或修改轨迹(特别是对于目标组织或意向的轨迹)时，可以通过MRI成像使用微型框的MRI可见部分(例如，基准标记244)，以验证微型框的位置。此外，另一个MRI可见部分(例如，流体填充管)可以放置在通孔208中或在装置中，其插入到通孔208中以提供微型框的轨迹的MRI可见标示。

对于球形坐标系而言，微型框提供了与进入点相比处于不同径向位置的倾斜/转动点。

III.探头驱动器

于2009年8月13日提交、公开为US 2010/0042112的美国排序号12/540,558描述了按照本文所示的各个方面的、可以利用的示例性探头驱动器，该文献的全部内容通过引用并入本文。

图5示出示例性探头驱动器。图5示出探头驱动器，其包括通过脐线被连接到输出器的命令器以及连接到输出器的电位器组件的位置反馈插头。位置反馈插头被插入到界面平台并且脐线包括护皮电线，其单独控制由输出器保持的探头或其他纵向构件的旋转和纵向运动。通过旋转设置在命令器的任一侧上的旋钮或拨盘中相应的一者，单独地控制旋转和纵向运动。US 2010/0042112描述并且示出用于提供旋转或纵向运动的相应机构的示例性结构，其全部内容通过引用被并入本文。

图55示出示例性探头驱动器的命令器300。命令器300包括相对的旋钮或拨盘302和304(本文为旋钮302和304)。这些旋钮302和304例如以与US 2010/0042112的示例性结构的方式一致的方式单独地控制纵向和旋转运动。命令器300被设置为通过相应地孔和安装立柱被安装到界面平台主体，如图55所示。

旋钮302和304各包括构造为与界面平台的相应齿轮齿306和308啮合的齿轮齿。界面平台包括电机以响应于从MRI控制室(见图1)接收的相应指令(数据)而相应地旋转齿轮齿306和308。当命令器300耦合到界面平台，齿轮齿306和/或308的旋转被转换到旋钮302和/或304的齿轮齿，这将导致独立控制旋转和纵向运动。

图56示意性示出旋钮302和304中的一者，旋钮通过旋钮302和304的齿310与界面平台的齿306和308之间的啮合而与界面平台配合。旋钮302和304中的一者或两者包括用于手动操纵的等高表面312，以及将旋钮302和304固定到命令器300的内部机构的螺栓或紧固件314。

也可以为其他的啮合，包括无齿摩擦棍。具有任意类型的啮合，从工作站开始的使得齿轮齿306和/或308(或其他界面平台旋转驱动机构)旋转的旋转运动使得旋钮302和/或304旋转。因此，产生经由输出器的旋转和/或纵向运动。然后，通过输出器中的电位器组件追踪这些运动，并且将反馈信号提供给界面平台。因此，工作站接收电子位置反馈并且能够验证指示的导致意向的旋转和/或纵向对准的命令，并且如果初始命令不会导致特定的或意向的位置，能够将命令响应地输出到命令器以实现意向对准。工作站监控这些非意向的对准以确定各种机构中打滑的量是否超过一定的公差，并且显示警告错误，使得能够可视地检查机构以确保恰当的安装和运行。

与由工作站提供的电子控制相结合，位于工作站处的临床医师提供有自动驱动装置，其与MRI间隔开但是耦合到MRI兼容的脐线，转而耦合到位于MRI的钻孔内的无电机驱动系统和/或定位在患者的头部周围的头部线圈。因而，可以由不在MRI室中而是在控制室(例如，MRI控制室)中的临床医师完成驱动装置的制动，并且当MRI操作以及正在收集图像时，可以对无电机驱动系统提供控制。此外，当探头在使用期间需要重新定位时，可以连续、不间断地控制神经激光烧蚀(或根据探头结构的其他治疗)。即，在多步治疗中(例如，多步烧蚀)，当沿旋转和纵向方向中的一者或两者改变探头的位置时，MRI的操作可以是连续的。

在各种实施方式中，探头驱动器为位于(1)或(2)中的一者处的操作员提供远程控制，其中(1)靠近MRI以及连接到探头驱动器的界面平台，(2)在远程室(例如，位于工作站处的控制室)中，其中，工作站将位置信号传递给界面平台以通过命令器触发相应的运动。因此，为探头驱动器提供完全远程控制，这将减减少手术时间。

此外，在该图示的实施方式中的探头驱动器可以提供20-80mm、30-70mm、40-60mm或40mm的最小移动，以及60mm、80mm、100mm、120mm或60-150mm或更大的最大移动。在该图示的实施方式中的探头驱动器还可以提供300°-340°的最小旋转，以及350°、359°、360°、540°、720°或更大或者其之间的任意角度的最大旋转。

IV.探头

可以利用根据本文所示的各方面的多个不同的探头。

示例性探头在以下文献中进行了描述：于2007年12月17日提交的美国专利号8,256,430；于2006年8月25日提交的美国专利号7,691,100；于2003年11月5日提交的美国专利号7,344,529；于2001年12月14日提交的美国专利号7,167,741；于2001年6月15日提交、公开为WO2001/095821的PCT/CA01/00905；于2012年11月19日提交的US61/728,068；和于2012年6月27日提交的US 61/664,791。这些文献的全部内容通过引用并入本文。

A.侧烧蚀探头

图57示出示例性侧烧蚀探头末端400(本文有时仅称为探头400)。探头400包括冷却管402和热电偶404。如图3所示，这些组件与固定到界面平台的相应的探头连接器耦合，如图10和14进一步所示。探头400还包括作为有源元件的光纤406。冷却管402、热电偶404和光纤406被封闭在容器408中。在一个实施方式中，容器408为蓝宝石容器。然而，也可使用其他材料，包括石英。此外，当利用非激光探头或非基于光的探头时，可以使用适于超声或射频传送的材料，并且这样的材料可以与插管使用的材料相同。否则，当利用激光探头或其他基于光的探头时，在不允许有效量的反射光的情况下可以利用有效地传递光的其他晶体结构或玻璃类结构。此外，这样的材料可以包括涂层和薄膜(例如，光学薄膜)。

光纤406包括装有护套的部分和未装有护套的部分410。未装有护套的部分410包括反光端表面412，其使得能量(例如，激光能量)沿箭头414的方向定向以开始治疗组织。治疗例如可以包括加热或光照。当加热组织时，为了控制施加到组织的治疗或热量，通过冷却管402提供冷却，冷却管向膨胀室416输出冷却气体或流体。热电偶404监测膨胀室416中的温度。工作站可以控制经由冷却管402进入到膨胀室416中的冷却气体(气体流动或气体压力中的一者或两者)或冷却流体的量，以经由通过容器408的传导而控制组织的温度。

在一个实施方式中，例如通过旋转探头驱动器的输出器，光纤406可以随着探头400的旋转而转动。在另一个实施方式中，光纤406在输出器的作用下独立地旋转，使得光纤406的旋转无需旋转容器408。由于激光能量的侧烧蚀能力，可以通过在旋转或未旋转容器408的情况下旋转光纤406，用激光能量治疗组织的多个旋转的不同部分。此外，容器408可以被探头驱动器的输出器纵向移动，以改变待治疗的组织内激光能量的方向的纵向位置。容器408的纵向移动导致冷却管402、热电偶404和光纤406整体移动。

在另一个实施方式中，光纤406可以相对于容器408纵向移动。因此，来自光纤406的激光能量可以实现沿纵向的移动，而无需移动容器408或其他的部分。

光纤406可以被称为激光纤维的芯。芯的尖端可以抛光成38°以提供示例性侧烧蚀探头。

B.漫尖探头

图58示出漫尖探头420(本文有时仅称为探头420)。探头420包括与探头400的组件类似的一些组件。探头420包括具有护套部分和无护套部分424的光纤422。护套可以由聚合物材料(例如，尼龙、乙烯-四氟乙烯、聚胺、聚酰亚胺和已知用于光学护套或护封的其他塑料)形成。无护套部分424包括多面体表面426。多面体表面426(faceted surface)导致能量沿侧烧蚀方向(例如，沿箭头428的方向)漫射输出。

多面体表面426为熔刻尖端，例如激光能量以均匀或不均匀的分布模式从该尖端输送到组织中。多面体表面426沿纵向的纵向长度可以为约1、1.4、2、3、4-30或45-60mm。可以提供具有不同有效长度的相似结构的漫尖探头，其中，可以基于待治疗的具体肿瘤大小选择具体的有效长度。示例性长度为6mm或4-7mm。

一般而言，对于所述的示例，本文的光纤的无护套部分包括包层，而无护套部分的一个(或多个)多面体表面不包括包层。此外，一个(或多个)多面体表面可以通过例如酸处理进行蚀刻。在另一个实施方式中，一个或多个多面体表面被蚀刻表面代替(其中，保持光纤的一般结构)，但是包层不存在或者被移除，并且光纤的材料被蚀刻以产生一个或多个发射点。这些发射点可以沿纵轴和/或周向布置以形成对称或非对称能量发射模式。

容器408可以固定到刚性套管418，并且容器408可以由石英、蓝宝石和其他合适的材料制成。刚性套管418由合适刚度的MRI可兼容材料(例如，塑料)形成，使得其为坚硬的以抵抗弯曲，并且具有足够的强度以允许外科医生将容器插入到患者体内的所需位置。在另一个实施方式中，刚性套管418仅在扭转、旋转方向上是刚性的，并且在一个或多个点上是柔性的，使得其可以弯曲。

可以通过粘结剂将冷却管402、热电偶404和光纤附装到套管418。冷却管在其端部被锻造并且伸入到容器408中以按0.002、0.003、0.004、0.003至0.005或0.006英寸或其之间的值的顺序形成内径减小的横截面。容器408可以包括可以按压配合和/或粘结固定到套管418的台阶部分430。套管418和容器408的外径是相同的，并且容器408和套管418的内径是相同的。然而，直径可以改变。此外，可以利用光纤温度计(未示出)代替热电偶404。冷却管402可以供应例如加压二氧化碳，并且供应的流体/气体可以利用经由焦耳-汤姆逊膨胀的焦耳-汤姆逊冷却。然而，也可以使用没有膨胀而是从冷却管402通过排出管循环的冷却管。

用于冷却管402的流体供应来自于图1所示的电子机架。电子机架耦合到界面平台，其转而通过图3和4所示的探头连接器连接到冷却管402。类似地，光纤和热电偶连接到电子机架。通过电子机架，工作站控制例如在冷却管402中的二氧化碳的流率，以在冷却管402中生成预定的压力，其也可以被改变以改变通过冷却管402的颈部的流体的流率。因此，实现焦耳-汤姆逊效应，其中，离开直径减小的颈部的气体膨胀进入到膨胀室416中以冷却与组织接触的探头并且冷却发射激光能量的光纤的尖端(例如，由多面体表面提供的漫尖端部分426)。可以供应在正常温度或室温下的未经冷却的冷却流体。流体通常为在该压力和温度下的气体。也可以提供为液体的流体使得其在膨胀室416的压力下形成气体，并且因此经历绝热气体膨胀过程通过节流孔进入到膨胀室以提供冷却效果。冷却管402的节流孔或颈部因此为文氏管出口并具有比冷却管402的主体小的横截面积。

探头的内部作为排放冷却流体/气体/液体的返回导管。当考虑到输送孔直径为示例性0.004英寸或示例性0.002、0.003、0.004、0.003至0.005或0.006英寸或其之间的值时，排放导管面积比冷却管402的孔面积大190至540倍或200至300倍或200倍。使用至少200∶1(输出∶输入)的气体膨胀比可以实现至少-20℃至+20℃的冷却。当气体经入到膨胀室中时，这允许气体膨胀，因此，将容器408和其内部至少冷却到-20℃至+20℃范围内的温度。已经发现该范围的温度适用于提供冷却到容器408的表面的所需的水平，以便以所需的冷却速率从周围的组织中提取热量。通过改变冷却气体/流体的压力(使得在一个示例中气体的压力在700到800psi之间并且具有1、2、3、4、5或6-15升每分钟的流率)实现温度范围的改变。其它可用的温度范围包括-40℃至+40℃、-35℃至+35℃、-30℃至+30℃、-25℃至+25℃、-15℃至+15℃、-10℃至+10℃以及其之间的范围。其它示例性气体压力包括600-650、650-700、700-750、750-800、800-850和700-900psi。

为了达到期望的冷却速率，通过焦耳-汤姆逊将探头冷却到0℃到5℃之间(例如，1℃至3℃或2℃)。优选在探头治疗或探头能量发射之前、之时和之后，在整个探头内维持该温度范围。

在本文的示例中，在约25-50、75或50psi的压力下通过套管418排放冷却气体。因此，如果气体是惰性的可以排放通过大气，气体可以排放到提取系统，或如果经济上需要气体可以被收集用于冷却或循环。对于优化激光或热能量的组织穿透力而言，冷却探头是必要的。冷却降低组织烧焦并且为治疗区域设定局部冷却。探头冷却还保护多面体表面或光纤的有源区域。多面体表面426在纵向上的长度小于容器408的内部长度，使得限定有效长度的多面体表面426能够在膨胀室416内大致居中，并且使得没有或几乎没有能量传输到光纤的护套。设置多面体表面426，使得其被来自膨胀室416内的冷却管420的冷却气体包围。结果，在实践中，在多面体表面426上不会形成冷凝物，否则其将干扰反射特性。

操作时，热电偶404监测膨胀室416的温度，以相对于通过光纤提供的热量的数量将温度维持在预定的水平。改变冷却气体的压力，以在低温处理期间，将体温维持在预先设置的水平。

图59-66示出用于漫尖端式探头的替代多面体表面或有效区域。在这些图形中，结构被视为按比例绘制。结构还可以被视为强调大小，使得容易理解它们的形状。因此，在某些方面，视图可以被视为示意性的并且没有按比例绘制。此外，用于激光能量发射的有效/有源区域被散列的标记示出。在一个实施方式中，无护套并且被散列的标记示出的光纤的区域包括包层。

图59和60示出包括多面体表面/有源区域432的实施方式，其端部为变为尖端434的包层部分。图59示出多面体表面432的侧剖面图，其中，如60为多面体表面432朝外的视图。在截面中，多面体表面432包括能够形成单个倾斜表面、多个倾斜表面或多个台阶部分的一个或多个边。

图61和62示出多个侧烧蚀点436。图61是设置有这些点436的多面体表面，而图62是点436朝外的视图。图61和62所示的实施方式提供多个纵向设置的侧烧蚀点。点436由凹槽形成，其可以具有角度(未示出)或弯曲(未示出)截面。点436还可以仅由光纤的蚀刻表面(etchingsurface)形成。

图63和64示出与图61和62类似地结构。然而，在图63和64中，蚀刻表面的结构不同。具体而言，图61和62的多面体表面为形成锯齿图案的多个凹槽438。这两个实施方式之间图案的不同改变能量输出的模式。对于具体的组织治疗形状或对于具体地组织形状/位置，一个可能优选于另一个。

图65和66示出对图63和64所示的锯齿的进一步修改。具体而言，图65和66示出渐进的锯齿图案，其中单个凹槽440的尺寸不同。这些图形示出尺寸随着光纤更靠近其端部而增大。然而，其他的变型是可以的。具体而言，包含在光纤中的单个凹槽的大小可以改变以获得预定的激光能量输出轮廓。此外，如果仅利用蚀刻，蚀刻的大小还可以在光纤上的多个纵向间隔开的有源区域中改变，其中，包层分离每个有源区域。

图61-66所示的具体实施方式包括三个纵向分离位移的侧烧蚀点。然而，也可以设置两个或多个侧烧蚀点，例如，2、3、4、5、6、7、8、9或10或者更多个点。

因此，提供包括能量发射的多个纵向位移点的能量发射构件，其可以通过表面处理或凹槽调节，以实现预定的能量发射的侧烧蚀轮廓。

相比于非漫尖端探头(非DTP)，DTP可以输出侧烧蚀轮廓的能量，其在组织内具有大的多的纵向长度。相对于非DTP，通过增加DTP的能量的量，在组织的更大的部分内生成的热量的量可以增加。因此，使用DTP与使用非DTP相比，组织的温度可以以更大的速率增加。因此，可以为组织的围绕目标区域的部分提供更稳定状态的温带，并且可以通过有效的量防止组织的围绕目标区域的部分冷却。

相对于非DTP探头(例如，侧烧蚀探头)，DTP的结构提供更高能量输出和更低能量密度的结合。相对于非DTP探头，可以在更短的时间范围内治疗更大的治疗区域。

C.对称探头

图67和68示出了具有对称光纤的对称探头，其具有弯曲或圆形的反射端442。图67和68示出了光纤的不同侧面。图69和70示出了另一个对称光纤，其示出了光纤的不同侧面，其中，光纤具有平坦反射端444。图67-70所示的光纤的端部在端部442和444处可包括蚀刻。

图67-70所示的对称探头提供对称的烧蚀图案，其中激光输出相对于光纤的纵轴是对称的。

图67和68中所示的圆形端部442可提供球形的或部分球形的激光光线输出，而图69和70中所示的具有平坦反射端444的光纤可以提供点输出。

此外，可以修改上述的其他光纤以通过围绕光纤的圆周设置对称的有源区域以提供对称的输出。

D.导套

图71A示出示例性导套446。导套可包括由与容器408或管套418相同的材料制成的容器448。导套446可以包括多个探头450，其中每个探头450包括不同的探头尖端452。在图71A的图示中，为简单起见，仅示出一个探头450。通过旋转导套446和/或单个探头450，一个或多个探头450可以影响患者的相同或不同组织部分的治疗。因此，仅使用/仅需一次钻孔孔和导套插入，以允许通过同时插入到导套446中的多个探头治疗组织。图71A所示的导套是直的和刚性的。然而，导套也可以被弯曲，以适应给定的轨迹。此外，导套446可以包括一个或多个偏轴传输孔454。偏轴传输孔454允许探头延伸通过接触表面456。这样的结构允许在患者中的目标具体组织中的灵活性。

接触表面456具有预定角度，并且偏轴传输孔454被预先设置。图71A和71B中所示的在一个实施方式中的角度被认为是按比例绘制。可以通过调节各自轴线的角度改变接触表面456和孔454的对准。通过调节这些角度，提供探头450的用于通过孔454插入到组织中的多个可能位置。此外，可以提供多孔和多接触表面，其沿导套446的纵轴方向彼此隔开。

图71B示出了两个探头450a和450b，其同时插入到导套446中并且单独或同时影响组织的治疗。两个探头可提供的不对称(侧烧蚀型探头)治疗模式和对称(点或球形烧蚀型探头)治疗模式。如图71B所示，接触面456可以探头450a的探头尖端452b通过孔454。探头尖端452a和452b可以与本文探头、探头尖端和光纤相称。

可以独立地或共同地控制探头450a和450b的轴向/纵向移动和/或旋转运动。探头450a和450b中的一者可以专用于冷却，而探头450a和450b中的另一者可以专用于激光治疗。根据本文所提供的说明，冷却探头包括冷却管、温度传感器和膨胀室。

在图71B所示的探头450a的套管具有弯曲柔度，使得表面456致使探头尖端452a延伸通过孔454。可以选择使得探头450a具有高扭转刚度的、并且使得探头450a的旋转运动有效地传递到探头尖端452a的材料以用于探头450a的套管。此外，在用于探头450a的至少一部分套管中利用网状链接或其它类型允许弯曲但是保持扭转刚性的链接。

侧烧蚀探头可提供非对称的治疗模式，而点或球形烧蚀探头可以提供对称的治疗模式。具有一个功能或两个功能的多个探头被插入到共同的套管中。对于图71B所示的多个探头，多种示例性排序可用于治疗的顺序。具体而言，一个探头可以提供对称治疗模式以影响组织，并且接着为非对称治疗模式。此外，然后，接着是在其它探头(例如，探头450a)作用下通过导套中的偏轴孔进行治疗的球形烧蚀。这种其它的探头可以为对称、非对称或其它类型的探头。

参考图71B，该其它的探头可以是能够随后转动的探头452a。探头尖端452a还可以缩回，导套446可以被旋转，并且然后，探头尖端452a可以延伸以继续治疗的其它步骤。探头尖端452a可以是对称或非对称探头尖端。

可以改变上述排序的顺序。

孔454可设置在导套446的尖端/端部，并且导套446内的探头可以相对于导套446独立地旋转。探头可以在插入通过孔454之后和/或在插入通过孔454之前旋转。孔454还可以设置在各种位置以改变插入通过孔的探头相对于纵轴的偏转角。

导套446可以是直的或设计为固定角度的偏心轴输送。导套也可以是弯曲的。可以规划包括多个导套、包括多个钻孔、多个轨迹和多个导套指令(instruction)的轨迹。

E.探头修改和程序的注意事项

探头族被定义为就以下一个或多个影响因素而言彼此不同的导管：

i.若干探头(包括一个或多个探头)同时定位到导套中。具有多个探头时，探头可以被设置为成组或单独轴向移动和/或旋转，一个或多个探头可以仅专用于冷却，并且探头可以独立地延伸并从导套缩回。

ii.漫射或点射。

iii.对称或非对称发射。

iv.轴向或偏轴探头传输。

v.可操纵的头部，其中，探头包括以下结构，该结构相对于由导套或其它轴向引导结构所限定的轨迹而改变探头的路径或轨迹。

描述的示例包括主要涉及基于激光的探头尖端的那些示例，其中，热能用于影响组织的治疗。然而，可以使用具有本文的示例的各方面的其它类型的探头和探头尖端。具体而言，射频发射探头尖端、高强度聚焦超声探头尖端、低温探头尖端、光动力学疗法探头尖端和药物注射探头尖端能够独立地使用或者与发光探头尖端(例如，本文的基于激光的探头)一起使用。

烧蚀控制的多样化水平对用户是可用的。多个探头插入到共同的护套中，工作站可以单独控制护套内的每个探头。因此，可以独立控制探头的每个发射点以获得任意治疗形状的组织。此外，可以独立旋转并轴向移动探头。通过在共同的护套中结合不同的探头，由于无需重复图17-19所示的程序的各种步骤，所以操作时间可以减少。具体而言，对于若干插入到共同护套中的探头，无需重复轨迹规划的各个方面。

鉴于本文提供的说明，提供具有焦耳-汤姆逊冷却的神经烧蚀激光探头。此外，提供具有纵向间隔开的发射点的激光探头，其中，探头可以围绕纵轴旋转。另外，在图61-66的视图中所示的纵向间隔开的发射点可以应用到其它的探头技术，包括射频(RF)技术和高强度聚焦超声(HiFu)技术。具体而言，HiFu技术提供了增强的方向控制和更大的穿透深度。此外，多个不同的纵向间隔开的发射点可以利用相长干涉和相消干涉微调施加到组织的能量的位置和深度。

如图72所示，探头尖端458可以包括电子发射器460。这些电子发射器460纵向间隔开，其中，探头尖端458可以围绕其纵轴旋转。以规则的间隔示出纵向间隔开的发射器460。然而，电子发射器460之间的间隔可以改变并且是不规则的。电子发射器是声能发射器或无线电频率发射器。探头尖端458可以与本文的包括冷却管和热电偶的容器相结合。

电子机架和工作站控制旋转、强度、占空比、纵向定位和冷却。可以执行排序(例如，算法或软件编码)以使探头尖端或多个探头针尖执行特定的烧蚀模式以影响目标组织区域的预定治疗方案。烧蚀模式可以包括旋转和/或纵向运动。

如图73所示，探头尖端462包括两个或多个光纤464和466。光纤464示出为漫尖光纤，而光纤466示出为侧烧蚀点射光纤。在这种情况下，探头尖端462可以提供两种不同类型的非对称烧蚀。以与其它实施例一致的方式，探头尖端462还包括冷却管和热电偶或其它传感器(但未示出)。此外，多面体表面或有源区域的其它组合可以组合在一起，使得本文的激光发射示例的任一者可以在单个探头尖端中组合在一起，以允许使用各种类型的发射模式烧蚀组织，而无需用于每个烧蚀模式的插入到患者的新探头。此外，图73中所示的一个或多个光纤可以包括图72所示探头尖端458。

如图74所示，示出探头468。探头468包括具有护套或包层472的光纤470。护套或包层472固定到容器474中。在该具体的实施方式中，只有光纤470延伸到容器474中。在容器474内，护套或包层472从光纤470移除，并且光纤包括多面体表面476。根据多面体表面476的结构，探头468可以为漫尖探头、侧烧蚀探头、和/或具有与图59-70和72所示的结构一致的结构。在图72的情况下，光纤可以被电缆和合适的发射器460替代。

在一些实施方式中，探头468可以在导套446中使用，其中，光纤470是柔性的并且允许光纤470通过接触表面456弯曲并离开通过孔454。也可以单独使用探头468，而无需冷却。容器474的长度可以为约3、4、5、6、7、8、9或10mm，并且容器的直径可以是0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0或0.5至1.0mm。根据本文的其它部分，探头的非治疗端可以固定到适配器，以连接到输出器，从而允许旋转和轴向控制。光纤470的直径可以是150、200-800、300、400、500、600、700或800微米。

在本文的探头示例的任一者中，基于输出器和待治疗的组织的深度所允许的纵向行程的程度来设置多个探头长度。可以在规划阶段由界面平台和/或工作站确定合适的探头长度，或者在轨迹规划阶段确定合适的探头长度。

参照探头杆的颜色，示例性探头长度可以显示在探头上，其中，白色可以表示“特别短”，其具有113mm的标尺读数，黄色可以表示“短”，其具有134mm的标尺读数，绿色可以表示“中等”，其具有155mm的标尺读数，蓝色可以表示“长”，其具有176m的标尺读数，并且深灰可以表示“特别长”，其具有197mm的标尺读数。在探头上可以使用不同模式的编号以指示不同的长度。

图75-77示出探头结构的示例性长度。这些数字是按比例绘制的并且测量值按毫米给出，除非另有说明。图75示出图3和4所示的探头的组件。图76-77示出示例性容器的尺寸。具有3.3±0.05mm的外径的示例性探头被示出。

在示例性的实施方式中，导套是MRI可兼容的，并且可以进入到通过外科手术创建的钻孔中。在一个实施方式中，可以使用具有至少一个远端开口的护套，该护套放置在与感兴趣区域相应的目标区域。在另一个实施方式中，具有至少一个近端开口的护套可以设置用于输送其它装置或多个装置。在某些方面，护套可以是气密的以用于神经外科手术。护套还可以包括通腔以允许其它装置输送通过通腔。护套还可以包括壁结构，该壁结构物理上或机械上支撑插入到护套中的其它装置。护套还可以输送插管和线缆。根据这些方面中的一者或多者的护套可以允许多次访问治疗位置，同时避免脑膜层的不期望的中断。根据这些方面中的一者或多者的护套可以允许使用最小的侵入性访问放大通过多个装置的治疗空间。

V.头部线圈和稳定系统

根据本文所示的各方面可以利用的示例性头部线圈和稳定系统在于2012年8月5日提交的WO 2012/137179中进行描述，其全部内容通过引用并入本文。

图2示出患者插入到MRI的钻孔(bore)内。患者的头部通过固定销固定到头部固定环。在平台的环支座中接收环。提供头部线圈支撑的平台沿远离钻孔的方向延伸。微型框固定到患者的头部并且患者的头部固定到头部固定环之后，MRI线圈耦合到固定环和线圈支撑。此外，如图2所示，线圈支撑包括用于附装界面平台的接收孔。

图78示出包括多个把手502的平台500。在镇静患者并且轨迹规划程序完成之后，微型框和/或固定环附装到患者的头部。例如可以在进行轨迹规划程序的操作室中将固定环固定到环支座504。然后，可以将患者推到MRI室，其中，操作员/助理可以利用把手将固定的患者从例如轮式操作台移动到MRI台。在操作室中的操作台上或在MRI室的MRI台上将头部线圈固定到固定环和/或头部线圈支撑506。界面平台插入到接收孔508中，如图6所示。

如图78和79所示，环支座504包括其中安装固定环的通道510。固定环通过旋钮512锁定到环支座504中，其设置在环支座504的末端。图78和79示出环支座504的备用立体图。

环支座504包括附装支座514。可以在轨迹规划阶段利用附装支座514以安装参考阵列，例如图像引导手术系统的参考导块。具体而言，跟踪仪附装到附装支座514以将头部固定装置516定位(并且因此定位稳定系统的其它组件，其包括头部线圈等)到呈现的空间中。在图像引导手术中使用的惯用参考阵列可以与附装支座514一起使用。

图80示出固定到患者头部518的头部固定环516。微型框、探头输出器和探头附装到患者的头部，并且界面平台耦合到平台500并且线接到有源组件。头部线圈520固定到头部固定环516，并且一般包括两个半部。第一半部522具有半圆柱形形状并且大致连续。第二半部524通常具有半圆柱形形状，但是包括沿患者的纵向延伸的槽526。头部线圈520的第二半部524的弯曲部528朝向患者的纵轴、在朝向界面平台的方向上、沿远离患者的方向弯曲。因此，可以提供允许轨迹对准患者头部的前额区域的侧面或在侧面的附近对准的连续线圈。在规划侧面轨迹(即，进入到患者头部的侧面中)或头顶轨迹的情况下，可以使用不包括弯曲部而仅包括与圆柱结构一致的槽的头部线圈。这些不同的线圈可以与头部线圈520的第一半部522互换。

头部线圈520的第一半部522还包括耦合到线缆532转而连接到MRI系统的插头连接器530。该线缆532激励头部线圈520和/或传递数据信号。可以调节线缆532的长度以容纳MRI设置的头部线圈和其它结构的特定配置。

图81示出包括多个(例如，两个)固定立柱534的头部固定环516。这些立柱534每个包括一系列孔，每个孔配合固定螺栓536，将患者的颅骨在患者的太阳穴上方和前方的部分向后压向靠背538。头部固定环516包括多个孔540，其被设置为配合来自旋钮512的锁定销(未示出)。头部固定环516可以在环支座504的通道内旋转，通过旋钮512与孔540中的一者配合而锁定旋转。

图82示出头部线圈520的示例性第二半部542。第二半部542包括槽526，并且适于沿图82所示的粗箭头方向接入。第二半部542包括连接器544，连接器提供与头部线圈520的第一半部522上的相应连接部的对准和电气连接。图83示出头部线圈520的第二半部524的另一个视图，其中，提供了在粗箭头的方向上的通到患者的头部的入口。如本文所示，第二半部524还包括连接器544。

鉴于本文所提供的说明，头部线圈520和头部固定环516旋转到适应特定的轨迹并且锁定到恰当的位置。头部线圈的两个半部的互换允许轨迹规划时的灵活性，并且容纳微型框、输出器和探头的物理存在。两个半部524和542中的任一者允许用于旋转入口，例如，槽526。具体而言，槽526可以围绕纵轴/患者轴旋转，并且可以通过头部固定环516被固定到合适的位置。槽526允许侧面进入或成角度地进入到患者的颅骨。这些进入点可以被称为径向进入点，并且本文所述的结构允许当固定患者头部时径向进入点沿着患者的整个头部线。第二半部524的弯曲部528提供可旋转的入口，其允许直接接入患者头部的侧面和患者头部的顶部之间的中间点，同时线圈的电磁属性仍保持连续性。

其它的线圈可以附装到头部固定环516或附装到固定到平台500的其它类型的环。可以调节平台500以适应和连接到各种不同的MRI台，例如由不同的MRI机器提供的不同的MRI台。

VI.可视化和控制

图1示出在MRI控制室中设置的控制工作站以及MRI设备室中的电子机架。电子机架通过电缆、光缆和冷却流体线缆被耦合到界面平台。电子机架还通过例如网络线缆或其他数据传递线缆被连接到控制工作站。虽然未示出，电子机架和控制工作台可以通过网络(例如，以太网)被耦合在一起。在其他的实施方式中，电子数据线缆可以直接从界面平台路由到控制工作站，而不使用任何中间设备。

A.规划

i.规划登记

操作员可以操作工作站以初始化工作站所执行的软件，从而提供用于创建规划的控制终端和图形用户界面，其定义了用于治疗具体组织的合适信息的机制。为了初始化并且创建规划，用户操作工作站以执行图形用户界面(例如，图形用户界面(GUI)600)，如图84所示。GUI 600包括用于选择特定的MRI系统(例如，MRI的品牌/型号)的可选区域(这里被称为区域、按钮或区)602。区域604设置为包括对操作员的简短指令和/或建议，并且启动区域606设置为开始启动规划。

图85示出规划登记的截屏。在该截屏中，GUI 600包括信息区域608，其表示将所有图像集登记到单个主系列。通过GUI 600可以对图像和图像集进行调整。例如，混合区域610设置为调节共混比率。此外，区域612设置为对图像进行其它调整，包括放大、平移、对比度和其它。图像中还可以包括标记以识别感兴趣的特定组织。此外，在屏幕中，可以从不同的数据源中加载图像，该数据源包括网络存储单元或本地便携存储单元，例如，USB驱动器。如图85所示，缩略图中可以设置多个图像，这允许选取特定的缩略图并将特定的缩略图在多个较大视图中的一者中示出。

图86示出在多个图像中进行登记。在区614中，可以包括各种可选区域，其包括自动登记、登记工具和登记验证。自动登记基于解剖学中的预定阈值对两个解剖数据集(例如，图像)进行最佳拟合分析。如果操作员认为自动登记是不精确的，或者如果期望手动登记，可以操作登记工具的旋转和平移可选区域来调整登记。混合可选区域允许用户通过将设定所选择的在视图之内或之外的数据和主系列相混合来检查登记的精度。该工具用于验证登记到主系列的每个图像集的登记精度。一旦操作员进行精确地登记和验证，操作员可以通过选择登记验证部分的验证登记区域表示已经验证了登记。在所有的图像已经被登记之后，可以规划体积。

ii.规划体积

图87示出GUI 600的体积规划屏幕。在该屏幕中，可以通过包括区616的可选区域输入轮廓。具有该界面，操作员可以使用轮廓工具定义感兴趣的所有区域。可以在任何平面上绘制平行轮廓。可以在矢状和冠状视图上可以绘制垂直轮廓。该界面允许操作员在不同预设颜色的数据集内生成体积或意向的治疗区域(也被称为感兴趣区域(ROI))。为了治疗组织，操作员在意向的治疗区域上至少创建一个ROI。通过选择合适的可选区域(例如，区域618)以选择体积任务，从而可以访问规划的体积部分。

图88示出生成二维轮廓的交互式方法。可以通过选择GUI 600的区域620来选择交互式分割轮廓。这圈出了期望的区域并且然后从轮廓产生体积。在矢状或冠状视图中绘制不同的轮廓，并且可以由工作站计算这些轮廓以生成体积。

图89示出如何通过使用可选择区域622的编辑命令(例如，推动命令)调节轮廓。因为用于治疗组织的意向区域通常不是对称的，所以推动命令允许推动动作在GUI 600的各种视图所示的轮廓上实施。具体而言，可以在每个不同的正交视图中创建位于意向位置的轮廓。该轮廓最初可以类似于几何形状，例如，圆形或椭圆形。然后，操作员可以使用推动工具将该轮廓或其它轮廓编辑为所需的。通过操作鼠标和工作站处的其它输入设备，操作员可以使用图89所示的白圈推动轮廓的编辑以实现所需的形状。可以通过触发鼠标上的按钮改变白圈的大小，以适应更大或更小的操纵。例如，当激活鼠标的左点击或右点击按钮时，可以通过操作鼠标轮改变推动工具的大小。还可以通过勾选GUI 600上的清除所有按钮来删除轮廓线，并且推动工具的形状还可以从圆变为例如椭圆形、方形或三角形。也可以使用其它几何度量的形状。

在正交图中定义了轮廓之后，通过选择图89所示的区域624，工作站生成体积。该体积以及根据本文提供的说明的任何其它的体积可被命名、编辑、删除、重命名并保存在工作站的存储介质(例如，硬盘或便携驱动器)中。

iii.规划轨迹

在已经定义了体积，或者已经定义了若干体积之后，可以规划用于实现一个(或多个)体积的治疗的轨迹。图90示出轨迹规划。这里，在组织的若干正交视图中，根据保存的或可访问的体积规划的体积被围绕。图90示出探头轨迹-冠状视图、探头轨迹矢状图和探头鸟瞰图。轨迹626规划用于治疗包围的体积。白圈表示用于探头的插入标记和最大深度标记。在规划阶段，该规划意图定义初始轨迹。如必要，可以随后修改用于实际治疗的最终轨迹。通过操纵“扶手”(在视图内被定义为两个白圈)定义新轨迹。工作站将最深切入点(PDP)限定为最深扶手的中心到允许用于探头插入的大脑中的最深点。该屏幕还可以提供三维表面渲染，如图90的屏幕的右下角所示。

一旦已经定义轨迹，可以发送保存命令以保存轨迹。一旦轨迹被保存，产生用于新体积或用于其他体积的新轨迹。可以保存轨迹以与特定的体积对应。由工作站将这种对应关系保存在关联文件中。例如，在治疗阶段期间，可以识别特定的体积，并且工作站可以提供用于该特定的体积的相关联的轨迹。

根据本文所提供的说明所定义的各种轨迹和体积可以保存为规划，其作为工作站中的文件。文件可以保存到本地或远程存储装置。然后，可以随后访问保存的规划。例如，在治疗规划阶段可以访问规划，并且规划可以是由工作站执行的排序的一部分，以使得工作站连续处理多个体积或多个位置的治疗，而无需要求操作员进一步规划或设置输入。

B.预处理

i.准备

在已经生成规划之后，患者准备并且收集合适的组件以进行治疗。具体而言，需要按照本文所提供的内容的微型框和传输探头。需要用于在患者的颅骨中钻取合适的孔大小的各种钻头。此外，需要图像引导的手术对准适配器。特定的图像引导的手术对准适配器通常针对特定的操作室和/或医院并且安装到例如固定到患者的稳定系统。

此时，可以验证电子机架和工作站的操作系统。具体而言，新医疗级二氧化碳罐可安装到电子机架中以用于冷却，并且可以验证工作站的电源。根据用于进行该过程的麻醉需求，麻醉患者。此外，在准备MRI扫描时，可以为患者的两耳提供耳塞，并且经过医学测试和MRI兼容的温度探头可插入到患者的鼻咽中以在整个程序中获得精确的温度读数。

ii.头部固定

在麻醉后，使用MRI可兼容的固定销将患者的头部固定在MRI可兼容的头部固定装置内。基于预操作扫描登记图像引导导航系统。一旦图像引导导航系统被准确地登记，限定了解剖学上的进入点并且制定了切入规划。示例性头部固定机构在第V节中描述。

在头部固定系统已经被成功地附装之后，应用适当的无菌悬挂(drap)。此外，由于微型框和界面平台需要与其它组件一起操作，应小心以确保无菌悬挂不干扰任何这样的组件或在规划的治疗所使用的其他部件。此时，如果患者有非常致密的/硬的颅骨或如果患者具有颅片状组织系统，导向孔也可以钻入到患者中。

iii.微型框

然后将微型框安装到患者上。示例性微型框在第II节中进行了描述。此时，微型框可用作钻导引架。否则，不同的导引架可以用作钻导引架。

另外，对于微型框的每个支脚而言，支脚应当在标记的相应位置处牢固地压入到头皮中，直到支脚的所有钉完全安置在颅骨表面。通过将支脚保持在恰当的位置，应该与无菌螺栓驱动器配合。螺栓应该交替前进，直到所有螺栓完全就位。在继续之前，应该验证支脚连接的稳定性。然后，可以移除板联接，其保持微型框的支脚之间的预定位移。可以使用图像引导导航系统对准微型框。具体而言，如图91所示，图像引导导航系统指针探头628示出为插入到微型框的对准适配器630。因此，图像引导导航系统可以使进入到解剖结构中的轨迹在术前扫描/屏幕上可视化。一旦对准固定并且微型框被锁定到固定的位置，指针探头628可以被移除并且被合适的钻头替换。预定目标(即，规划体积)的深度可以通过活检针或通过图像轨迹规划预定的深度来确定。

在已经完成钻取之后，MRI轨迹棒可以插入到微型框中。然后给患者做术前准备并且消毒以插入到MRI的钻孔中。

C.治疗

i.扫描&登记

当患者被加载到MRI的钻孔并且附装并连接根据本文提供的其它内容的各种相应的组件之后，对患者进行扫描以检测放置在微型框中的轨迹棒。包括轨迹棒的图像的示例性截屏在图92中示为项632。图92中还示出患者颅骨的各种正交视图以及三维渲染图。基于这些各种视图，操作员可以使用先前规划的轨迹验证轨迹棒632的对准。此外，可以根据需要创建新轨迹。

一旦轨迹已经通过轨迹棒对准并且保存在GUI的规划轨迹区内，微型框内所检测的基准标记定义为按照图93所示的屏幕为GUI内的探头提供深度设置和方向性。通过选择GUI中的自动检测按钮634可以自动检测基准标记。如果自动检测没有导致检测用于微型框的基准标记，荣国图93所示的按钮636区手动设置基准标记。因此，在GUI中两个圈或其它标记638被指示为限定微型框。此外，由于轨迹棒仍可以插入到微型框中，轨迹棒图像632在图像中仍可见，并且可以在GUI内验证各种组件之间的正确对准。

ii.定义ROI和轨迹

先前规划的规划(例如，ROI和轨迹)经由工作站访问并且被加载到GUI中。与本文提供的内容一致，可以修改规划或者ROI和/或轨迹可以添加到规划或从规划中删除。通过工作站的本地存储单元或通过便携存储单元(例如，特定于患者的USB驱动器)提供数据管理(即，保存/修改)。

iii.探头插入

在感兴趣区域已经被定义并且图像轨迹已经登记在GUI中以及保存到工作站之后，在GUI中定义用于插入探头的预插入点。然后，进行手动自检以验证系统是否准备治疗。如图94所示，通过将解剖结构中的探头尖端640移动到点，限定预插入点一旦开始插入到期望的区域。一旦该探头尖端640移动到期望的位置，进行另一个手动自检。通过点击GUI的相应开始按钮，开始该测试。此时，图94所示的探头尖端640为渲染的探头尖端，其至少也与实际的探头尖端不对应。自测程序中的最后步骤为手动插入到探头中。一旦，探头确定插入到患者中，操作GUI以登记探头的硬件并使探头的硬件与GUI中所渲染的探头末端匹配。

iv.软件与硬件匹配

当被MRI扫描时，从工作站看，插入到患者内的实际探头被视为图像内的探头伪影。探头伪影被登记并且与图94所示的探头尖端640一致。可以选择扫描平面参数以与插入到患者内的探头的位置一致。一旦来自这些参数的新图像被加载到GUI，可以通过调节渲染探头的扶手棒，以完全与探头伪影的准线匹配，从而登记探头伪影的准线与渲染探头。一旦轨迹完全对准，通过选择GUI中的适当的窗口来确认轨迹。此外，如图95所示，在GUI的区域644中，可以追踪和/或设定探头的限深、线性位置和旋转角度。探头的线性位置和旋转角度由探头、输出器和微型框之间的预定关系确定。这些预定关系是在图像引导导航系统中使用的并且在MRI图像中验证的空间关系。

v.治疗

一旦确认轨迹并且插入到患者内的实际探头已经用GUI登记以与渲染的探头图像一致，探头的深度和方向被设定为第一期望位置以初始化治疗。在治疗之前，并在已经完成患者的登记后，创建来自MRI的实时传递。通过经由工作站发布合适的命令来创建实时传递以将图像从MRI实时传送到工作站。此时，工作站接收来自MRI的实时图像。

在接收实时图像时，由于实际的探头位置(即，探头在患者体内的物理位置)在GUI和工作站中进行了登记，实际的探头可以通过颜色位置标示。如图96所示，该有色的位置为红色的图形。探头的目标位置可以被蓝色图形渲染，又如图96所示。这些颜色和指示可以与图95的探头信息区域644所使用的标记和颜色一致。如图96所示，通过对应的红色和蓝色图形可以示出目标和实际的纵向位置和旋转角度位置。

通过选择图95的区域644的相应部分并且通过例如键盘输入恰当的值，可以调整探头的线性或旋转位置。还可以通过点击光标或鼠标并且将渲染图拖拽到目标位置来选择至少图95-97的目标渲染图。作为相应，工作站可以将相应的信号传递给界面平台，其转而能够旋转命令器上的相应按钮，并最终通过输出器影响探头的线性和旋转位置的移动。这全部可以实时完成，其中，工作站响应于操作员的界面使用GUI立即发送相应的指令和命令。另一方面，执行或OK按钮设置有图形用户界面，探头延迟致动到预期位置，直到由操作员选择OK按钮。此外，GUI可以包括指示用于线性和/或旋转行程的阈值的参数，使得当操作员发送超出阈值的命令时，提供警告并且不移动探头。

此外，探头的抓取和重新定位可以被存储为排序，该排序包括探头的多个位置和对准，多个位置和对准对应于用于治疗ROI的各个部分的一系列治疗位置。可以以自动的方式或以工作站协助的方式执行该排序。具体而言，在一个实施方式中，操作员保存包括多个不同的探头位置的排序，并且工作站传递相应的指令，以在每个位置达到预定的治疗水平之后实现探头的移动。然后，治疗可以继续进行到下一个治疗，其中，操作员仅监督进展并且通过踏板保持激活，踏板的释放将暂停或终止探头激活/治疗。在这种情况下，工作站将在每个重新定位之间实现探头和组织的适当冷却，并且可以连续治疗一个或多个ROI而无需中断。

在另一个实施方式中，工作站计算实现ROI的治疗所需要的位移的最小值和时间的最小量。这里，工作站在多个不同的位置处估计实现ROI的治疗所需的时间量，并且将各种位置与它们相应的治疗时间量作比较。然后，工作站计算使得操作周期最短的位置和相应的治疗时间的组合。位置和治疗时间的最终组合可以以步骤列表的方式或以预览的方式向操作员显示。操作员可以验证该工作站所计算的排序或者操作员可以修改排序的特定部分。基于预期的特定探头的输出执行工作站所计算的排序，并且可以在特定的排序中比较不同类型的探头和探头的组合。例如，在一个实施方式中，工作站计算排序中的由探头进行对称治疗的的步骤，并且计算由另一个探头进行非对称治疗的步骤。

根据工作站-计算(和/或操作员修改/确认)的排序，继续进行治疗，其中操作员可以仅监督进展或者通过例如踏板(踏板的释放将暂停或终止探头激活/处理)保持激活一个或两个探头。在这种情况下，工作站可以在每个重新定位期间实现探头和组织的适当冷却，并且可以连续治疗一个或多个ROI而无需中断。

当MRI在操作时，探头进行线性和旋转移动(例如，重新定位)，并且操作员不在MRI扫描室中。在开始测温扫描之前，对于用于测温排序的扫描面的参数可以输入到GUI或者被工作站访问。至少图96和97示出示例性扫描平面646和这些扫描平面646的示例性视图。这些扫描平面被MRI相继连续扫描并且被实时发送到工作站。图97的较下方的图像648和650也可以顺序成像并且被实时发送到工作站。

当来自MRI、工作站的初始相位的MRI图像开始到达，GUI计算噪声掩蔽并且允许用于选择参考点。GUI从MRI接收数据并且通过固体有色叠加来进行自我更新，其表示为掩蔽的一部分的像素，如图97所示。在一个实施方式中，掩蔽为直径六厘米的圆形区，其围绕探头并且代表所获得的MRI图像的子区域。忽略该区域以外的用于测温目的的任何数据。掩蔽内的MRI数据分析用于每次测量。示出过度相位噪声的像素位置将不会用于温度测量并且在掩蔽叠加时被清除或呈现为透明。这些被称为掩蔽像素。图97示出示例。

随着MRI继续采集，操作员在每个视图内选择围绕治疗区域的8个参考点的最小值。通过图98中的示例示出参考点的选择。可以选择一个或多个(例如，1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、9个、10个或更多个)参考点。例如，8个参考点为示例性的合适的数量。此外，工作站可以自动选择参考点，然后由操作员进行确认。工作站通过选择彼此隔开的多个点、ROI和/或掩蔽像素来自动选择参考点。在工作站自动选择参考点之后，操作员还可以调整参考点。参考点表示大脑的不旨在被加热并且用于建立基准温度的区域。在操作员继续进行温度和热剂量或热损伤监测之前，除了参考点，还需获取八个测量值的最小值。

一旦已经选择该参考点并且已经获得足够数量(例如，八个)的MRI测量值，通过选择GUI的开始温度监测按钮可以开始治疗监测，如图98所示。在继续进行治疗之前，患者的当前体温以及当前探头温度经由GUI被输送到工作站。通过探头的容器内的热电偶连接并经由工作站，当前探头温度是可恢复的，探头通过界面平台、电子机架和连接到工作站的合适的线缆被耦合到工作站。

输入基准温度后，掩蔽区域的颜色叠加可以改变为色温图上的相应颜色。图99将掩蔽区域示出为对应于37℃的基准温度的颜色。还可以利用在36-38℃的范围内的其他基准温度。此颜色可以为绿色。此时，探头冷却开始，这可以使得探头附近的像素开始从绿色转换成蓝色区域，这表示组织被冷却。这验证了探头上的冷却是在正常条件下操作的。如果冷却似乎没有按预期进行，操作员可以停止程序以检查并且验证仪器。此外，如果计算的冷却量不会导致ROI内的预期检测到的冷却，工作站可以检测错误并且输出警告或中止治疗。

如图99所示，可以选择GUI内的接口654以将探头的模式从待机模式改变为就绪模式，其中，当模式转换为就绪时，附装到工作站的踏板被激活以激励探头的激光。如果待机模式被激活，那么踏板不控制激光输出或任何探头激活。如果探头冷却未在设定的条件下操作或者检测到其他问题，那么GUI和工作站抑制操作员选择用于探头的就绪模式。一旦工作站和GUI验证设置是恰当的并且条件在预定的阈值内，开始发射激光。如图100所示，GUI中的治疗结果由生成等值线或等高线656的GUI示出，这表示热剂量的特定阈值。在各种视图中(包括若干(例如，三个)轴向平面图、冠状图和矢状图)，实时地同时使出等值线或等高线656。当等值线或等高线656与感兴趣区域(其在轨迹和体积规划程序中被规划)的边界一致时，或者当等值线或等高线656满足排序内的预定步骤时，GUI和工作站可以终止由探头进行治疗。一旦探头停止，工作站和GUI将ROI冷却到基线温度、开始探头的旋转和/或纵向的重新定位并且开始在组织的不同部分进行治疗。可以重复该程序直到规划体积已经被检测为通过手动操作、半自动操作或自动操作被治疗成足够的水平。

在上述的整个程序期间，操作员保持激励踏板。踏板的释放终止或暂停治疗。一旦重新激励踏板，可以重新恢复治疗。

用于治疗一个或多个体积的各种治疗轨迹以单独的排序被存储在工作站中，其由工作站自动执行，而无需特别需要操作员输入以从一个排序进行到下一个排序，或者从排序的一部分前进到下一个排序。排序或其部分的改变可以包括旋转对准改变、纵向位置改变、光纤选择、探头尖端旋转、能量输出和能量输出占空比中的至少一者。具体而言，当同时使用多于一个探头时，改变根据第IV节的探头可以用在这些排序中，并且可以同时互换而无需中断MRI的操作或将来自MRI的数据实时传递到工作站。

vi.噪声掩蔽、参考点和热损伤监测

本文描述了选择参考点、掩蔽噪声和监测热损伤的其它方面。

本文的各方面涵盖用于监测组织(例如，肿瘤)的治疗的系统、方法、装置、电路和算法，其包括为了计算温度随时间的精确变化而校正传入MRI数据的过程或算法。MRI系统遭受“温度漂移”，如果没有出现其它的因素影响相位数据，其可以显示为“相位数据”的周期性波动，否则其将会保持恒定。为了向用户提供精确的温度和热损伤值，选定“参考点”可以用于补偿相位漂移。

磁共振数据包括多个数，其中存在大小分量和相位分量。大小分量可以用于示出“量级图像”，其是用于使MR数据可视化的最常件的数据形式。例如，量级图像可以提供大脑的典型灰度图，其示出不同结构之间的对比度。已知所采集的第二组数据为“相位数据”，其代表所显示的图像的相位。许多MRI应用不使用相位数据，并且仅丢弃该类型的数据。然而，某些应用(例如，相衬造影、MR弹性成像和本文所述的温度监测应用)可以利用相位数据。其价值的一个原因在于温度对于水质子化学漂移是敏感的，其由质子共振频率确定。这可以从MR的复杂数据的相位分量中进行量化。

相位图中的每个像素具有数值，具体为以弧度表示的角度。一般来说，只要监测的组织的温度基本保持恒定，与组织相关的相位值也基本保持恒定。例如，如果每若干秒(例如，3、4、5、6、7、9、10秒或更长时间(例如，8秒))观察大脑的图像，并且随时间选择并绘制图像中的特定像素，理想地，只要温度保持恒定，在整个持续时间用于选择的相位的相位数值应该相同。此外，如果大脑的温度上升或降低，相位数值也应该响应于温度的变化而相应地调整。温度与相位变化成反比。例如，如果大脑的温度降低，那么相位数值会相应地增大，并且反之亦然。

本文解决的一个问题是MRI系统不完善。由于磁场的波动，这样的系统实际上迫使相位随时间自然波动。因此，即使加热未施加到组织，图像上的选定点的相位值会在一段时间内波动。例如，相位图随时间会出现正弦。由于如果系统不恰当地波动，那么当温度实际上基本恒定时，用户可能会错误地认为温度升高或降低，所以这种类型的波动对于温度图来说是有问题的。

例如，大脑组织应保持处于大脑的基线温度，直到在治疗过程中热量施加到大脑。因此，当随时间绘制相位值时，相位值波动可能意味着例如在MRI中的磁场的漂移。工作站用于追踪该漂移。如以下将进行进一步详细解释的，在任意加热治疗之前，可以在用户已知的组织区域选择参考点。因此，通过查看参考点的漂移模式，工作站或MRI控制工作站将漂移模式推断到图像中的所有区域，以便补偿后续接收到的图像。因此，相位漂移被计算在内(例如，作为常量)并被减去，使得操作员观察的任何波动实际上与温度有关，而不是无关的因素。

在一个示例中，可以在脑组织的多个预定治疗片中的每者之内选择8个参考点并将其用于补偿治疗期间的相位漂移。这些参考点优选驻留在本地的脑组织内，但足够远离治疗探头的位置，使得围绕该点的组织将不会受到任何实质性加热的加热。优选地，不应该允许开始治疗直到参考点被选择并且由操作员确认。在一个示例性过程中，8个参考点中的5个可以是在掩蔽相位中最初使用的“主”点，而在由于作为MR采集继续的信号质量差而丢弃一些主点的情况下，剩余的三个参考点可被用作“缓存”。

在一个示例中，用户可以在围绕目标治疗区域的大体圆形图案中选择参考点。围绕治疗区域选择参考点可以围绕治疗区域提供基本均匀的校正。

两个阶段的噪声掩蔽相位可用于协助操作员选择参考点。具体而言，当MRI测温数据(相位和幅度)被工作站验证和许可时，可以计算掩蔽，以隐藏这些这被认为是“噪声”的像素。直到操作员在工作流中选择继续进行以查看温度数据，MRI原始数据可以被示为经过噪声掩蔽阶段的像素和未经过噪声掩蔽阶段的那些像素的二次图像。例如，经过噪声掩蔽阶段的像素可以被制成不透明的，而没有经过噪声掩蔽阶段的像素可以被制成透明的。区分经过噪声掩蔽阶段的像素与没有经过噪声掩蔽阶段的那些像素的其他方法也是可以的。

图101示出了通过操作员的交互并且通过由例如工作站的数据处理而进行的处理的排序。该排序在基于MRI测量值的时间逐排序三个阶段。该排序是示例性的并且包括由工作站进行的各种计算。

参考图101，噪声掩蔽的第一阶段(阶段1)可以简单地分析输入的相位数据的质量，应用阈值以构成掩蔽图像。在此过程中，操作员可以在多个视图中的每一者中选择参考点。未落入噪声掩蔽内的点可以被删除。一旦参考点的最小数目已被选择，然后，该过程可以继续阶段2噪声掩蔽以计算相位漂移补偿温度差。如果在MRI数据到达之前参考点已经存在，可以立即跳过阶段1。

在阶段2，可“验证”在阶段1中选择的参考点。参考点被用来计算阶段1的掩蔽区域内的每一个位置的温度差。然后可以应用温度阈值。温度差超过阈值的像素可以被除去或掩蔽，这在治疗之前可以向操作员指示在治疗区域中的温度图的稳定性。操作员可以继续选择额外的参考点或删除现有的参考点，以产生稳定的温度图。

更具体地，只要MRI系统开始进行测量，立即发生两个平行的动作。首先，操作员可在阶段1的噪声掩蔽处理中开始选择参考点，以便开始基准点校正排序。然而，可以平行于阶段1的噪声掩蔽处理，进行过滤掉噪声点的可选“过滤”步骤排序。具体而言，过滤排序可以通过生成缺省掩蔽开始，其中，所有叠加像素是不透明。该系统可被设计为使得可以显示掩蔽的原始相位数据，例如，使得不透明像素代表稳定相位的位置。因此，在最基础的水平中，过滤排序可以涉及将第一图像与第二图像进行比较，并且当不可靠的数据超过某个阈值时掩蔽像素。

在阶段1中，操作员开始选择基于来自先前描述的的过滤排序的掩蔽相位数据的参考点。如上面简要提到的，参考点是由操作员选择(例如在所希望的图像位置通过指向和“点击”鼠标光标)的MRI图像上的点。例如，当MRI系统正在运行时，它通常可以每8秒发送更新图像的数据。在叠加MRI图像时，可能存在最终成为温度掩蔽的另一图像。温度掩蔽可以通过使用透明控制制作为透明的或不透明的。在叠加期间，操作员选择与治疗过程中待加热的区域足够远的点。这些点是参考点，并且它们都应该落入到大脑中。

参考点是在MRI中的图像或相位漂移的指标。由于一定量的图像或相位漂移自然出现，所以一旦在MRI中确定自然图像或相位漂移，所有用于图像的排序相位数据可被补偿。该参考点可以由操作员主观选择或通过参考点选择软件被自动地选择。无论选择手动进行还是自动进行，其将涉及包括确定脑的位置、从颅骨和其他解剖部位分割大脑等许多因素。如果参考点的最小数目已被选择，则操作员可以自由地移动到阶段2。

可以根据本文提供的描述，可以使用任意数量的参考点。向图像内的所有像素提供单一校正值的单一的参考点可以仅提供单一点校正和基本为平面的拟合。两个或三个参考点可以提供平面拟合，其不可能正确地描述图像中的可变相位漂移。因此，当使用平面拟合的情况下，不存在“平均”成分。但是，具有多个参考点，这些点可以被推送到整个图像，从而提供用于在3-D空间的多项式曲面拟合。因此，因为多项式拟合允许在整个图像内做适当的校正，通过使用多项式拟合通过所选择的点是优选的。在一些实施方式中，多项式拟合优于1、2或3个参考点产生的平面拟合。将多项式曲面拟合到选择点可以在整个治疗区域内创建校正，而不必实际拾取每个位置处的点。

此外，虽然少至一个参考点可以足够用于基本的平面拟合，但是因为操作员可能意外选择一个或更多的“不可用”点，所以较大的数量可以是优选的。当在处于基准点的位置处的信号强度过低(其指示弱信号并且因此不可靠的相位值)时，这可能会发生。虽然描述了8个参考点，在不脱离本文中所提供的描述的预期范围的情况下，可以使用具有任何数量的额外“缓存”的任意数量的参考点。

一旦在阶段1中选择的基准点的最小数目，该过程继续到阶段2，其中，参考点可以用于校正相位漂移。操作员保持在掩蔽阶段并且温度尚未被显示，直到操作员转移到阶段3温度监测阶段。具体而言，在此阶段，掩蔽系统假定脑组织是在稳定的基线温度。因此，所有显示在屏幕上的治疗区域中的像素应该处于大约相同的、恒定的温度。每个像素的温度被计算并且与阈值比较以基于基于当前选择的参考点来过滤这些过度的温度变化出现的区域是。因此，由于太多的像素由于参考点的位置可被掩蔽掉以便校正漂移，所以操作员应小心以便在基本均匀的脑组织中选择基准点。

阶段2的计算结果可以是包括多项式曲面的相位图。更具体地说，根据本文提供的描述计算多项式曲面时，算法应包括由操作员所选择的参考点中的每一个。然后运行该算法以创建“表面”，它表示了“最佳拟合”通过所有的选择点，或可替代地，接近所有所选择的点。本领域的技术人员将会理解，由于使平面拟合通过四个基准点在数学上是不可能的，所以当四个或更多个参考点被选择时，多项式曲面拟合应被使用。优选当MRI相位漂移不是线性时，利用多项式曲面拟合。在一个示例中，在大脑的顶部可能存在略微较大的相位漂移并且在脑的底部可能存在略微较小的相位漂移。因此，在整个图像中的校正最好利用多项式拟合，而不是平面拟合。

在已经计算校正的相位，该方法进行到基于当前校正的相位和存储在存储器(例如，工作站中的电子存储器)中的基准相位来计算漂移补偿相位差。接着，漂移补偿相位差乘以常数(PRF系数)，这给予我们的摄氏度的温度变化。基线温度与温度变化相加以得到当前的绝对温度值。基线温度通常可以是约37℃，该温度为脑组织在进行任何加热或冷却之前的“正常”的温度。可以设置其它温度，包括35℃、36℃、38℃、39℃或者任何在其之间的部分温度。

在阶段2，温度尚未被显示，而仅呈现为掩蔽。因此，阶段2显示的是代表计算的、落入预定容差内的温度的像素。如果所计算的温度落入容差，则相应的像素不被掩蔽掉。然而，如果所计算的温度变化在容差之外，则相应的像素被掩蔽掉。此程序中的该步骤可被执行以示出该数据是使如何稳定的使得在实际转换到治疗模式(阶段3)之前，操作员可以看见图像上的叠加掩蔽。如果操作员观察到过多的像素丢失，那么这可作为指示相位MRI可能具有问题。例如，MRI可能无法正常运行，或数据采集可能出错(这在相位数据中产生太大变化)，是建立在相位数据太多变化的数据，从而表明温度变化不能真实地表明实际发生的事情。

只要大量的像素不丢失，通过监测数据，对于操作员和/或的工作站来说一切都显得稳定，并且参考点的预定最小数目保持可用，则操作员可提供指令以进行到阶段3温度显示和治疗模式。然而，如果已经丢失太多的像素和/或参考点的预定的最小数目不可用，那么应在阶段3之前选择额外的参考点。工作站可以阻止操作员继续进行，直到选择了其它的参考点。此外，工作站可以为操作员选择参考点或识别参考点，这些参考点可以被操作员确认。

一旦进入阶段3，操作员可以首先被要求输入用于图示的示例中的脑组织的相应的基线温度(如37℃)。由于所有所需的参考点在进入到阶段2之前已经被收集，就没有必要选择额外的参考点。选择可以被工作站锁定。

在阶段3，实际组织温度现已显示，而不仅仅是掩蔽。因此，在图示的示例中，阶段3包括计算热损伤。即，真实温度实际上正在被计算并保留在阶段3中，并且不作为掩蔽。在一个示例性实施方式中，使用时间和组织温度之间的阿仑尼乌斯型关系计算热损伤和“剂量”。这允许操作员查看示出预测损害(其已经被软件基于MRI数据的排序计算出)的脑组织的温度图，同时提供所需的治疗。

另外，在阶段3，按阶段2计算校正的相位。通过从基准相位中减去校正的相位来计算漂移补偿相位差。通过时基线温度与PRF系数和温度补偿相位差的乘积相加，来计算当前绝对温度。

可以通过分段积分方法来计算热损伤。一种方法是计算时间“t”的等效量(以分钟、小时或秒为单位)，已经将组织保持在指定的温度“T”时，该方法可以被表示为t T，i。该指定的温度可以表示在基线温度以上的温度和/或能够引起热损伤的温度。示例性温度包括41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、-60℃、42℃、-46℃或任何其之间的部分的温度或范围。“i”指时间点或测量数。根据在时间点/测量数以及指定温度t和实际温度之间的差值来整合常数(R)以计算热损伤。

常数R可以被定义为具有依赖于当前温度的值的常数，并且因此，在一些方面可以是基于当前温度根据阶梯函数而变化的常数。基于以下发现：对于多数软组织，在高于指定温度(例如，42℃、43℃、44℃、45℃或46℃)的温度导致组织热损伤，组织损伤可以是时间-温度历史的复杂函数，并且热损伤的计算可以将热损伤所需的时间与参考温度做对比。

t T，i的计算等同于各种阈值时间中的一者，其能用一个或多个颜色线表示以表示对于该阈值时间而言，组织或一部分组织已经保持在与指定温度等效的温度。返回到图100，等值线或等高线656显示为与达到第一阈值的组织或一部分组织一致。

多个等值线或等高线可以同时显示在GUI中，其中每一行对应于一个不同的阈值。对于指定的温度42℃、43℃、44℃、45℃或46℃，示例性阈值可被设定为1、2、3、4、5、10、15、20、30、45和60分钟。具有这样的线条(例如同时或一起显示的两个或多个线条)，操作员可以监测治疗的进展。优选一个或多个阈值对应于100％或接近100％的“杀灭率”，当暴露于能量到那种程度时，组织的所有的生物功能或一般组织的所有生物功能被损坏。

对于冷却探头来说，通过GUI可以看到相反的关系，该GUI用于监测低于指示组织的治疗或坏死的基线温度的等效温度。

通过噪声掩蔽，能够实施成形以通过图形用户界面或其它显示器监测治疗。颜色图可以用于与指示治疗形状的等值线和/或等高线相结合。通过经由反馈追踪组织内的探头位置，可以处理探头位置周围提供的多个数据切片以监测治疗和查看热数据。因此，噪声掩蔽与实时探头反馈相结合使得计算并显示治疗区域的实时成形。此外，实时成形利用图像数据和噪声掩蔽的多个切片。

vii.预测

优选预测MRI系统和各种组件中中的错误和问题，以避免程序中断。预测可以包括连续数据过滤以及实时成形数据渲染。

工作站(无论是单独的还是与专用于MRI的工作站或处理系统相结合)监测来自MRI系统的实时数据的接收。基于在接收来自MRI系统的数据(即，图像)时的时间延迟(例如，等待时间)的平均值和数据，当接收预期图像时的延误超过了阈值时，警告信号可以发出或者显示给操作员。基于延迟或重复延迟的长短，工作站可以停用探头的能量输出，并且使工作站的GUI处于待机模式。

类似地，工作站可以监测在患者体内、MRI控制室内、MRI系统室和其它房间内的一个或多个参考点的温度波动。患者体内或任何房间之内的组织的温度过度波动可以指示各种组件或附属装置中的问题。因此，基于参考点处或患者的任何监测区域或部分中的温度波动的大小，工作站可以停用探头的能量输出，并且使工作站的GUI处于待机模式。

工作站还监测来自MRI的信号强度。如果信号强度太弱，温度数据不可靠并且向操作员警告该问题。基于信号强度的大小，工作站可以停用探头的能量输出，并且使工作站的GUI处于待机模式。

工作站接收的图像的图像质量可以被监测并且用于测量质量。质量测量识别潜在的有害问题，例如，患者移动、RF噪声和由于外部原因的其它伪影。例如，患者附近的非MRI可兼容装置或仪器可以造成这样的伪影。质量测量可以包括扫描接收到的图像以检测伪影或非预期的像素信息。基于图像质量，工作站可以停用探头的能量输出，并且使工作站的GUI处于待机模式。

一旦处于待机模式，工作站能够自动恢复从而通过选择新的参考点和/或调整噪声掩蔽重新开始治疗，并且然后在确认已经解决了任何数据错误并且不损害患者的治疗之后，操作员可以重新开始治疗。

工作站(无论是单独的还是与专用于MRI的工作站或处理系统相结合)还可以对MR原始数据进行数据过滤。过滤可以帮助识别影响温度灵敏度、精度和最终预测的热剂量的问题。被过滤的信号的特征或成分包括范围、离群、排序和消息包。这些特征或成分被工作站的算法处理以收集、过滤、排序和加权数据。对应的显示显示给操作员以通知操作员潜在的问题，并且允许操作员继续治疗、暂停治疗或终止治疗。工作站还可以基于预定的准则和分析的数据的历史提供采取动作的建议。

VII.结论

本文的程序和例程可以体现为系统、方法或计算机程序产品，并且可以通过一个或多个专用电路或编程处理器来执行。因此，本文所提供的描述可以完全采用硬件的形式、完全采用在硬件上执行的软件(包括固件、常驻软件、微代码等)的形式，或通过将专用硬件组件与由特定的算法和程序代码构造的通用处理器相结合。硬件组件被称作“电路”、“模块”、“单元”、“设备”、或“系统”。硬件所执行的可执行代码体现在有形存储装置(例如，计算机程序产品)上。示例包括CD、DVD、闪盘驱动器、硬盘单元、光碟、RAM和其他存储装置。

已经参考了根据本文的实施方式的方法、系统和计算机程序产品的流程图说明和框图。由计算机程序指令实施各方面。可以向通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器提供计算机程序指令，以生产机器，使得通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实施流程图和/或一个或多个框图框中所指定的功能/动作的工具。

这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，其能够引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式运行，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括指令装置的制品，其实施流程图和/或一个或多个框图框中所指定的功能/动作。

计算机程序指令还可以被加载到计算机或其它可编程的数据处理设备以使得一系列操作步骤在计算机或其它可编程设备上实施，从而产生计算机实施过程，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实施流程图和/或一个或多个框图框中所指定的功能/动作的过程。

已经描述了一些实施方式。然而，将会理解，在不脱离本文的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。例如，如果以不同的顺序实施所公开的技术的步骤，如果在所公开的系统中的组件以不同的方式组合，或者如果组件被其它组件替代或补充，可以实现优选的结果。可以在硬件(包括构造为执行程序代码和/或计算机指令以执行本文的功能、过程和算法的计算机处理器和/或可编程电路)中或由硬件执行的软件中实施本文的功能、过程和算法。替代地，可以在与的那些不同的模块和硬件上实施一些实施方式。因此，其它的实施方式落入要求保护的范围之内。

一种用于实现对组织进行治疗的系统，包括：自动驱动机构和控制器，自动驱动机构包括保持治疗装置的保持器，其中，驱动机构耦合到一个或多个线缆使得一个或多个线缆的移动影响保持器的纵向位移和保持器的旋转中的一者或多者；并且控制器包括输入界面和输出界面，输入界面处理用于设置治疗装置的位置的位置控制信号，输出界面基于位置控制信号移动一个或多个线缆。

系统还可以包括附装到患者的表面的引导机构，其中，引导组件包括基座结构，当引导组件在锁定状态附装到患者的表面时，基座结构相对于患者保持固定，引导机构包括耦合到基座结构倾斜部分，倾斜部分构造为将驱动机构保持在与患者的表面隔开的位置处，并且倾斜部分在驱动机构的轨迹和基座结构之间提供可调节的倾斜。引导组件还包括旋转部分，旋转部分为倾斜部分提供相对于基座结构的可调节旋转。

驱动机构可以无电机并且由热成像兼容组件组成。

控制器被构造为处理位置控制信号的排序以：将保持器移动到第一位置从而在组织的与第一位置一致的第一部分处实现对组织的治疗；并且将保持器移动到第二位置从而在组织的与第二位置一致的第二部分处实现对组织的治疗。系统还包括工作站以将位置控制信号传递给控制器并且显示组织的热图像。在组织的第一位置和第二位置处治疗组织期间，工作站连续显示组织的热图像，并且同时保持器在第一位置和第二位置之间移动。

系统还可以包括作为治疗装置的能量发射探头，其中，探头生成多种不同的输出模式。探头可以包括第一激光纤维，其用于相对于第一激光纤维的纵轴输出对称输出模式，并且探头可以包括第二激光纤维，其相对于第二激光纤维的纵轴输出非对称输出模式。

系统还可以包括能量源和工作站，能量源为探头生成能量，并且工作站将位置控制信号传递给电子控制器，并且将能量控制信号传递给能量源，其中，工作站构造为处理能量控制信号的排序以使用探头实现对组织的对称治疗，并且在对称治疗之后，使用探头实现对组织的非对称治疗。

系统可以包括激光源和工作站，激光源生成用于激光探头的激光能量，并且工作站将位置控制信号传递给控制器，并且将激光控制信号传递给激光源，其中，工作站构造为处理位置信号和激光控制信号的排序以：将保持器移动到第一位置以用于在组织的与第一位置一致的第一部分处实现对组织的治疗；使用第一激光纤维实现对组织的第一部分的对称治疗；将保持器移动到第二位置以用于在组织的与第二位置一致的第二部分处实现对组织的治疗；并且使用第二激光纤维实现对组织的第二部分的非对称治疗。工作站被构造为在处理位置信号和激光控制信号的排序期间以及在移动保持器和实现对称治疗和非对称治疗期间，连续显示组织的热图像。

系统可以包括医学成像系统和工作站，在实现对组织的治疗的一个或多个步骤期间，医学成像系统实时地连续输出组织或治疗装置的图像，图像包括组织的热图像，并且随着工作站实时接收图像，工作站基于一个或多个图像将位置控制信号传递给控制器，并且在实现对组织的治疗的一个或多个步骤期间实时显示一个或多个图像。

工作站被构造为在处理位置控制信号期间并且在移动保持器和实现对组织的治疗期间，实时地连续显示组织的热图像以及组织和治疗装置的图像。

工作站被构造为实时地处理组织和治疗装置的图像以及组织的热图像，以预测治疗组织时的错误或中断并且显示相应的警告。

系统还可以包括作为治疗装置的能量发射探头，能量发射探头包括选自激光纤维、射频发射器、高强度聚焦超声发射器、微波发射器、低温冷却装置和光动力治疗光发射器中的一个或多个发射器。能量发射探头包括多个发射器。多个发射器相对于能量发射探头的纵轴纵向隔开。

系统还可以包括导套，其包括具有不同形式的、作为治疗装置的多个探头，其中，形式包括激光、射频、高强度聚焦超声、微波、低温、光动力治疗、化学释放和药物释放中的一者或多者。导套包括用于以偏轴角定位多个探头中的一者或多者的发射点的一个或多个偏轴孔。

Claims (20)

1.一种用于影响对组织进行治疗的系统，包括：

无电机驱动机构，其与对组织成像的医学成像系统的操作区兼容并且能够在所述操作区内操作，而基本无需干扰所述医学成像系统执行的成像，所述无电机驱动机构包括保持器和第一线缆移动机构，所述保持器保持治疗装置以治疗所述组织，所述第一线缆移动机构将一个或多个线缆耦合到所述保持器，使得所述一个或多个线缆的移动影响所述保持器的纵向位移和所述保持器的旋转中的一者或多者；

基座单元，其通过所述一个或多个线缆耦合到所述无电机驱动机构，所述基座单元包括第二线缆移动机构以移动所述一个或多个线缆；以及

电子控制器，其包括输入界面以接收用于设定所述治疗装置的位置的位置控制信号，并且所述电子控制器包括输出界面，所述输出界面耦合到所述基座单元的所述第二线缆移动机构，使得所述输出界面基于所述输入界面接收的所述位置控制信号影响所述第二线缆移动机构的移动从而移动所述一个或多个线缆，使得基于由所述输入界面接收的所述位置控制信号影响所述保持器的所述纵向位移和所述保持器的所述旋转中的一者或多者。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括附装到患者的表面的引导组件，所述引导组件包括：

基座结构，在锁定状态下，当所述引导组件附装到所述患者的所述表面时，所述基座结构相对于所述患者保持固定；以及

倾斜部分，其耦合到所述基座结构，所述倾斜部分将所述无电机驱动机构保持在与所述患者的所述表面隔开的位置处，并且当所述基座结构相对于所述患者保持固定时，所述倾斜部分在所述无电机驱动机构的轨迹和所述基座结构之间提供可调节的倾斜。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述引导组件还包括旋转部分，所述旋转部分为所述倾斜部分提供相对于所述基座结构的可调节旋转。

4.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述医学成像系统为具有热成像功能的磁共振成像(MRI)系统，并且

所述无电机驱动机构由MRI和热成像可兼容的材料或结构组成。

5.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述电子控制器处理所述位置控制信号的排序，以用于将所述保持器移动到第一位置从而在所述组织的与所述第一位置一致的第一部分处实现对所述组织的所述治疗，并且以用于在所述第一部分处实现对所述组织的所述治疗之后将所述保持器移动到第二位置从而在所述组织的与所述第二位置一致的第二部分处实现对所述组织的所述治疗；并且

所述电子控制器使得所述保持器从所述第一位置移动到所述第二位置，同时所述医学成像系统对所述组织连续成像。

6.根据权利要求5所述的系统，还包括：

工作站，其将所述位置控制信号传递给所述控制器并且显示所述组织的热图像。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，在所述组织的所述第一位置和第二位置处治疗所述组织期间，所述工作站连续显示所述组织的所述热图像，同时所述医学成像系统对所述组织连续成像，并且同时所述保持器在所述第一位置和所述第二位置之间移动。

8.根据权利要求1所述的系统，还包括：

作为所述治疗装置的能量发射探头，其中，所述探头生成多种不同的输出模式。

9.根据权利要求8所述的系统，还包括：

能量源，其生成用于所述探头的能量；以及

工作站，其将所述位置控制信号传递给所述电子控制器，并且将能量控制信号传递给所述能量源，其中，所述工作站处理所述能量控制信号的排序以

使用所述探头实现对所述组织的对称治疗，并且

在所述对称治疗后，使用所述探头实现对所述组织的非对称治

疗。

10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述探头包括：

第一激光纤维，其相对于所述第一激光纤维的纵轴输出对称输出模式，以及

第二激光纤维，其相对于所述第二激光纤维的纵轴输出非对称输出模式。

11.根据权利要求10所述的系统，还包括：

激光源，其生成用于所述激光探头的激光能量；以及

工作站，其将所述位置控制信号传递给所述控制器，并且将所述激光控制信号传递给所述激光源，其中，所述工作站处理所述位置信号和所述激光控制信号的排序以

将所述保持器移动到第一位置以用于在所述组织的与所述第一位置一致的第一部分处实现对所述组织的所述治疗，

使用所述第一激光纤维实现对所述组织的所述第一部分的对称治疗，

将所述保持器移动到第二位置以用于在所述组织的与所述第二位置一致的第二部分处实现对所述组织的所述治疗，

使用所述第二激光纤维实现对所述组织的所述第二部分的非对称治疗。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，在处理所述位置信号和所述激光控制信号的所述排序期间以及在移动所述保持器和实现所述对称治疗和所述非对称治疗期间，所述工作站连续显示所述组织的热图像。

13.根据权利要求1所述的系统，还包括：

医学成像系统，在实现对所述组织的所述治疗的一个或多个步骤期间，所述医学成像系统实时地连续输出所述组织或所述治疗装置的图像，包括所述组织的热图像；以及

工作站，随着所述工作站实时接收所述图像，所述工作站基于一个或多个所述图像将所述位置控制信号传递给所述控制器，并且在实现对所述组织的所述治疗的所述一个或多个步骤期间实时显示一个或多个所述图像。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，在处理所述位置控制信号期间并且在移动所述保持器和实现对所述组织的所述治疗期间，所述工作站实时地连续显示所述组织的所述热图像以及所述组织和所述治疗装置的图像。

15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述工作站实时地处理所述组织和所述治疗装置的图像以及所述组织的所述热图像，以预测治疗所述组织时的错误或中断并显示相应的警告。

16.根据权利要求1所述的系统，还包括：

作为所述治疗装置的能量发射探头，所述能量发射探头包括选自激光纤维、射频发射器、高强度聚焦超声发射器、微波发射器、低温冷却装置和光动力治疗光发射器中的一个或多个发射器。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述能量发射探头包括多个所述发射器。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，多个所述发射器相对于所述能量发射探头的纵轴纵向间隔开。

19.根据权利要求1所述的系统，还包括：

导套，其包括具有不同形式的、作为所述治疗装置的多个探头，其中，所述形式包括激光、射频、高强度聚焦超声、微波、低温、光动力治疗、化学释放和药物释放中的一者或多者。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述导套包括用于以偏轴角定位多个探头中的一者或多者的发射点的一个或多个偏轴孔。