專利名稱：閉環(huán)凝塊消散的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及利用聲能執(zhí)行非侵入性治療程序的系統(tǒng)和方法，尤其涉及聚焦超聲波能量以治療血栓性疾病的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
例如患者頭骨或身體其它區(qū)域內(nèi)的良性或惡性腫瘤或者血凝塊等組織可通過(guò)對(duì)該組織進(jìn)行外科手術(shù)移除而被侵入性地治療，或者可通過(guò)利用聚焦超聲波的作用而進(jìn)行非侵入性的治療。這兩種方法均可有效地治療腦部某些局部疾病，但是需要精密的治療程序， 在該治療程序中期望避免破壞或損傷其他的健康組織。在患病組織與健康組織結(jié)合為一體的情況下，這些治療并不合適，除非破壞健康組織不太可能顯著地影響神經(jīng)功能。已經(jīng)將超聲波能量的應(yīng)用作為對(duì)于血栓性疾病而言有潛力的主要和輔助治療方法來(lái)研究。高強(qiáng)度聚焦超聲波(HIFU)已經(jīng)顯示出能夠增強(qiáng)由組織溶酶原激活劑在生物體外和活體內(nèi)引起的血栓溶解。聚焦超聲波尤其適合治療腦內(nèi)的組織，因?yàn)榫劢钩暡ㄒ话悴粫?huì)妨礙中間或周圍的健康組織。聚焦超聲波的吸引力還來(lái)源于聲能一般能夠很好地穿透軟組織，尤其是超聲波能量(由于其波長(zhǎng)相對(duì)較短)可以被聚焦到橫截面僅為幾毫米的焦點(diǎn)區(qū)域(例如，在 IMHz下橫截面為1. 5毫米(mm))。因此，超聲波能量能夠被聚焦到很小的目標(biāo)以消融組織， 而不顯著地?fù)p傷周圍的健康組織。為了使超聲波能量聚集到所需目標(biāo)，向具有多個(gè)換能器元件的壓電換能器發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而在“焦點(diǎn)區(qū)域”中發(fā)生相長(zhǎng)干涉。在焦點(diǎn)區(qū)域，傳送足夠的聲能以加熱組織直到形成壞死，或機(jī)械地干擾組織的結(jié)構(gòu)直到該組織被破壞。優(yōu)選地，沿聲能在焦點(diǎn)區(qū)域外面所穿過(guò)的路徑(“穿過(guò)區(qū)域”)的組織僅被最低程度地加熱，因此使焦點(diǎn)區(qū)域外面組織的損傷最小化。中風(fēng)是美國(guó)的第三大致死原因，并且是成人致殘的主要誘因。中風(fēng)大致上可分為缺血性的和出血性的。缺血性的中風(fēng)中，血流的堵塞源于大腦內(nèi)血管的凝塊，而出血性的中風(fēng)是由血管破裂導(dǎo)致的。已經(jīng)啟動(dòng)了一些臨床試驗(yàn)以評(píng)估超聲波輔助tPA方法治療中風(fēng)患者的安全性和有效性。但是，由于受目標(biāo)區(qū)域外的區(qū)域所誘發(fā)的與出血有關(guān)的不利結(jié)果，這些試驗(yàn)總的來(lái)說(shuō)是不成功的。因此，需要一種系統(tǒng)和方法，能夠有效地聚焦聲能以治療凝塊，而不會(huì)不利地影響周圍的組織，并能夠及時(shí)地執(zhí)行
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種方法和系統(tǒng)，可便于非侵入性的、聚焦的凝塊消散?？偟膩?lái)說(shuō)，該技術(shù)使用閉環(huán)的方式，以向操作者或自動(dòng)控制系統(tǒng)提供即時(shí)反饋。一種應(yīng)用是將超聲波能量導(dǎo)向凝塊，從而使其變小(通常通過(guò)液化)，同時(shí)不傷害鄰近的組織。在超聲波的施加過(guò)程中，監(jiān)測(cè)堵塞的血管附近的血流，或者在出血性中風(fēng)的情況下，監(jiān)測(cè)凝塊的液化。例如，在一些實(shí)施例中，獲得凝塊周圍區(qū)域的圖像，并顯示給操作者，從而提供患處血管中和/或周圍的血流的實(shí)時(shí)指征，或提供出血含量(即固體對(duì)液體)的實(shí)時(shí)指征?；谠摫O(jiān)測(cè)，可通過(guò)增加或降低聲波束的總壓力、能量和改變聲波束的時(shí)間或空間特征(即開(kāi)/關(guān)時(shí)間、位置)， 來(lái)控制治療方式的改變。例如，可通過(guò)改變各個(gè)傳感器元件的各種操作參數(shù)來(lái)增加或降低發(fā)送到凝塊的能量，和/或調(diào)整超聲波換能器的聚焦。在其他實(shí)施例中，控制是自動(dòng)完成的，即控制器響應(yīng)于測(cè)得的血流(及其中的變化)、和/或出血的含量，并相應(yīng)地改變超聲波能量的強(qiáng)度、壓力和/或方向。因此，能夠以非侵入性、即時(shí)的方式治療中風(fēng)患者和其他凝塊相關(guān)的病情的患者。第一方面，用于將聲能傳送到血管或出血中的凝塊的系統(tǒng)包括高強(qiáng)度聚焦超聲波相控陣換能器；用于監(jiān)測(cè)血管附近的血流的裝置(例如用于提供核磁共振圖像、計(jì)算機(jī)層析X射線圖像和/或超聲波圖像的可視化顯示器)，其在超聲波能量被導(dǎo)向血管時(shí)監(jiān)測(cè)血管附近的血流；以及控制器，用于操控?fù)Q能器以及基于監(jiān)測(cè)到的血流調(diào)整換能器的操作。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括處理器，用于基于監(jiān)測(cè)到的血流產(chǎn)生校正系數(shù)， 且控制器響應(yīng)于處理器來(lái)執(zhí)行校正系數(shù)(以及基于此調(diào)整聲能的施用)。波束形成裝置也可根據(jù)校正系數(shù)驅(qū)動(dòng)換能器元件。在特定情況下，控制器還可允許操作者手動(dòng)地超控 (override)校正系數(shù)。相控陣換能器可包括多個(gè)換能器元件，每個(gè)元件可獨(dú)立于其他元件而傳送超聲波能量。在一些情況下，所述圖像可提供凝塊周圍血管中血流和/或氧水平的指征，特別是含凝塊的血管中血流和/或氧水平的指征。在其它示例中，用于監(jiān)測(cè)血流的圖像的聚焦質(zhì)量可被用于確定一個(gè)或多個(gè)調(diào)整。校正系數(shù)可包括用于每個(gè)(或一組)換能器元件的相位校正系數(shù)。在這種情況下， 控制器可包括相位調(diào)整裝置，用于基于校正系數(shù)來(lái)調(diào)整提供給換能器元件的激勵(lì)信號(hào)?？刂破骺砂詈系较辔徽{(diào)整裝置的放大器，用于基于振幅和/或相位校正系數(shù)放大提供給相應(yīng)換能器元件的激勵(lì)信號(hào)。在一些實(shí)施例中，處理器建立聲波傳送方式，包括一系列使凝塊消散的最優(yōu)化的治療參數(shù)。在這種情況下，校正系數(shù)影響治療參數(shù)，從而調(diào)整超聲能量向凝塊的傳送。本發(fā)明的另一方面，一種用于治療血管中的凝塊的系統(tǒng)包括聚焦超聲波能量換能器；用于監(jiān)測(cè)血管的液體含量的裝置，在超聲波能量(例如由操作者利用可視化顯示器) 傳送到凝塊時(shí)監(jiān)測(cè)血管中的液體含量；以及控制器，用于基于監(jiān)測(cè)到的液體含量調(diào)整換能器的操作。在一些情況中，該系統(tǒng)還包括處理器，用于基于液化信息產(chǎn)生校正系數(shù)。在這種情況中，控制器響應(yīng)于處理器并執(zhí)行校正系數(shù)，從而影響聲能在凝塊上的施用。本發(fā)明的另一方面，一種用于治療血管中的凝塊的方法包括利用聚焦超聲波相控陣換能器，將聚焦超聲波能量施加到血管；監(jiān)測(cè)血管附近的血流；以及操控?fù)Q能器，包括基于監(jiān)測(cè)到的血流調(diào)整換能器的操作。在一些實(shí)施例中，該方法還包括在施加超聲波能量期間，獲得血管的連續(xù)圖像(例如核磁共振圖像、計(jì)算機(jī)層析X射線圖像和/或超聲波圖像)，并基于該圖像為構(gòu)成換能器陣列的換能器元件生成校正系數(shù)。在一些情況中，用于監(jiān)測(cè)血流的圖像的聚焦質(zhì)量還可被用于確定或影響校正系數(shù)。然后校正系數(shù)被用于基于校正系數(shù)而建立激勵(lì)信號(hào)，以將來(lái)自換能器元件的聲能聚焦到凝塊上。在一些實(shí)施例中，可重復(fù)上述方法，直到凝塊基本液化。校正系數(shù)可包括用于每個(gè)(或一組)換能器元件的相位校正系數(shù)。在這種情況下，可基于校正系數(shù)調(diào)整激勵(lì)信號(hào)，且可在將激勵(lì)信號(hào)提供給相應(yīng)的換能器元件之前根據(jù)振幅校正系數(shù)將其放大。在一些實(shí)施例中，可提供一種聲波傳送方式，包括一系列使凝塊消散的最優(yōu)化的治療參數(shù)。在這種情況下，校正系數(shù)影響治療參數(shù)，從而調(diào)整超聲能量向凝塊的傳送。另一方面，用于治療血管中的凝塊的方法包括利用聚焦超聲波相控陣換能器，將聚焦超聲波能量施加到血管；監(jiān)測(cè)血管附近的凝塊的液體含量；以及操控?fù)Q能器，包括基于所監(jiān)測(cè)的液體含量調(diào)整換能器的操作。在一些情況下，可使用所述圖像監(jiān)測(cè)凝塊的液體含量，可基于圖像中提供的液化信息來(lái)確定校正系數(shù)。通過(guò)下文優(yōu)選實(shí)施例的描述及所附權(quán)利要求書(shū)和附圖，此處公開(kāi)的本發(fā)明的前述及其他目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)以及本發(fā)明本身將被更全面地理解。


在附圖中，不同附圖中相同的參考標(biāo)記大致指相同的部分。另外，附圖不必要成比例，其重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的原理。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的用于監(jiān)測(cè)超聲波治療的生理效果的系統(tǒng)。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的用于執(zhí)行超聲波治療的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明并參考圖1，用于快速治療患有中風(fēng)和/或顱內(nèi)凝塊C的患者P的系統(tǒng)包括高強(qiáng)度聚焦超聲波相控陣換能器105(由一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器110驅(qū)動(dòng))；控制器120 ； 以及一個(gè)或多個(gè)成像裝置130，用于監(jiān)測(cè)與凝塊C相關(guān)的臨床參數(shù)。通過(guò)成像裝置130可檢測(cè)到該參數(shù)，該參數(shù)可被用于監(jiān)測(cè)凝塊C的成功液化。該參數(shù)的例子包括被治療的血管附近的血流和/或凝塊C的液化。在不同的實(shí)施方式中，該系統(tǒng)還可包括處理器140和顯示器150?？蛇x地，該系統(tǒng)還可包括用戶界面160，例如觸摸屏、鍵盤(pán)和/或鼠標(biāo)。優(yōu)選地，該系統(tǒng)被構(gòu)造成可向頭骨或其它解剖區(qū)域內(nèi)的組織傳送10kHz(0. OlMHz)至IOMHz之間的超聲波能量。通過(guò)向凝塊傳送聲能，這樣的系統(tǒng)可被用于治療沉積在患者血管中的血凝塊或血管外的凝塊(由血管破裂產(chǎn)生的)。在一些情況下，凝塊會(huì)部分地或全部地堵塞患者顱內(nèi)的血管，或者在出血性凝塊的情況下增加顱內(nèi)壓力并導(dǎo)致危及生命的情況，諸如中風(fēng)。在超聲波能量的傳送過(guò)程中，監(jiān)測(cè)患處血管中和/或周圍的血流(以及其它臨床參數(shù))，并基于此來(lái)調(diào)整一個(gè)或多個(gè)治療參數(shù)。該調(diào)整可以為自動(dòng)的或手動(dòng)的。例如，可在顯示器上觀察患者凝塊周圍的各種解剖圖像，且基于對(duì)圖像的自動(dòng)或人為的分析而做出調(diào)整。換能器105可包括n(其中η > 1)個(gè)換能器元件，以提供多元件換能器陣列。換能器105可包括柔性或半剛性基底或者板，其符合患者解剖形狀，例如，如果用于治療顱部血凝塊，則符合頭骨的形狀。換能器105可以被預(yù)先彎曲(例如偏向球形或其他凹形)，從而使換能器可被放置于頭骨的一部分上或其附近?？商鎿Q地，換能器105可以為平面的、拋物面的或其他任何合適的形狀，例如圓形、橢圓形等。合適的HIFU相控陣列換能器在本領(lǐng)域是公知的。參見(jiàn)例如序列號(hào)為 No· 10/328，584、題目為"Tissue Aberration Corrections in Ultrasound Therapy “的共同未決、共同所有的美國(guó)專利申請(qǐng)。所述系統(tǒng)可獲得、處理及顯示患者P的內(nèi)部解剖圖像，包括凝塊C周圍的區(qū)域。例如，可利用核磁共振成像(MRI)裝置、計(jì)算機(jī)層析X射線照相(CT)裝置或超聲波成像裝置。 通過(guò)處理器140處理并在顯示器150上顯示的圖像顯示位于凝塊所沉積的血管內(nèi)或者在某些情況下位于凝塊周圍的血管內(nèi)的凝塊C周圍組織的血流和/或液化的狀態(tài)；或者該圖像顯示凝塊C周圍或出血性凝塊中的灌注量。當(dāng)超聲波能量施加到凝塊上時(shí)，操作者可實(shí)時(shí)或假實(shí)時(shí)(例如延遲小于5秒鐘)地看到圖像，因此操作者能夠看到超聲波對(duì)凝塊的作用及導(dǎo)致的對(duì)血流或灌注的改善?？芍苯踊蛲ㄟ^(guò)其他生物成像參數(shù)來(lái)評(píng)定回流或液化的作用?；谒^測(cè)和/或檢測(cè)到的血流或出血的液體含量，處理器140可產(chǎn)生校正系數(shù)以將其用于驅(qū)動(dòng)換能器105的信號(hào)。處理器140例如可以通過(guò)自動(dòng)分析圖像并從圖像評(píng)估血流或液體含量(以及在一些實(shí)施例中識(shí)別所關(guān)心的組織特征)來(lái)確定校正系數(shù)。通過(guò)圖像(或其他監(jiān)測(cè)形式)提供足夠的信息以便于確定校正系數(shù)?？商娲?，用戶可手動(dòng)地分析圖像并觀察血流或液體含量以及識(shí)別組織特征，或者可使用自動(dòng)和手動(dòng)分析的組合。在一些情況下，可確定圖像自身的聚焦質(zhì)量，并利用該聚焦質(zhì)量來(lái)影響校正系數(shù)。例如，如果已知某一具體圖像的質(zhì)量很差，則其對(duì)校正系數(shù)的貢獻(xiàn)可以降低。處理器140可以例如接收由操作者輸入的指令，或者在一些情況中例如基于圖像而自動(dòng)地識(shí)別血流的增多、灌注的增多(或不足)、和/或液體含量的增多。校正系數(shù)可用來(lái)表示控制HIFU能量施用的治療參數(shù)，從而影響隨后的超聲波施用。在一些實(shí)施例中，處理器140包括多個(gè)放大器和/或移相器，它們被耦合在相應(yīng)的組內(nèi)。放大器例如通過(guò)同軸電纜或其他連接器向換能器元件105提供放大的激勵(lì)信號(hào)，同軸電纜或其他連接器可單獨(dú)地連接放大器和相應(yīng)的換能器元件。校正系數(shù)的影響之一是可操縱由換能器元件發(fā)送的聲能，從而使“焦點(diǎn)區(qū)域”(聲能所聚集到的空間區(qū)域)能夠沿ζ軸(即從換能器的發(fā)送表面垂直延伸到頭骨的軸)和/ 或沿χ或y軸移動(dòng)。每個(gè)與操縱相關(guān)的相移系數(shù)的分量可利用已知的技術(shù)計(jì)算出來(lái)，例如， 利用聲音在身體中的平均速度(對(duì)于不同類型的組織可能進(jìn)行調(diào)整)以及從每個(gè)換能器元件到所需目標(biāo)位置(組織區(qū)域中所需的焦點(diǎn)區(qū)域)的距離。另外，在頭部應(yīng)用中，校正系數(shù)還可補(bǔ)償聲能穿過(guò)頭骨時(shí)由每個(gè)換能器發(fā)送的超聲波能量的相位失真。每個(gè)與相位失真有關(guān)的校正系數(shù)分量可補(bǔ)償擾動(dòng)和失真，該擾動(dòng)和失真來(lái)源于頭骨、皮膚/頭骨界面、硬腦膜/頭骨界面、頭骨厚度或密度的變化、和/或結(jié)構(gòu)上的因素，諸如頭骨中充氣或充液的凹穴。對(duì)構(gòu)成相移系數(shù)的兩個(gè)分量(即操縱分量和相位失真分量)求和，以為相應(yīng)的通道確定復(fù)合的相移系數(shù)，從而使超聲能量聚焦到所需的位置。在一些情況下，處理器140或操作者還可建立描述各種治療參數(shù)(例如，壓力、瞬時(shí)結(jié)構(gòu)、頻率、能量等)的初始治療方案，這一治療方案形成超聲波能量的銳聚焦(例如，小于5mm)，憑此以目標(biāo)方式促進(jìn)凝塊的消散。在這種情況下，在治療中確定的校正系數(shù)可被實(shí)時(shí)地用到治療方案中。在一些情況下，相移系數(shù)可由處理器140和/或系統(tǒng)成像和顯示計(jì)算機(jī)來(lái)確定，其耦合到控制器120和成像裝置130?？商鎿Q地，控制器120本身可包括確定校正系數(shù)所需的所有必要的硬件構(gòu)件和/或軟件模塊，而不需要單獨(dú)的計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)軟件模塊、硬件構(gòu)件、固件、硬連線或其任意組合。例如，處理器可為通用或?qū)Ｓ脭?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器，其通過(guò)軟件進(jìn)行編程以基于顯示器所顯示的圖像生成相移系數(shù)，該相移系數(shù)被傳送到控制器以隨后傳送到移相器，或者直接被傳送到移相器。除了提供一種利用高強(qiáng)度超聲波穿腦治療凝塊的系統(tǒng)，本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例還提供了利用該系統(tǒng)治療中風(fēng)患者的方法，如下文所述并如圖2所示?；诔跏紮z查，使用成像裝置獲得患者腦內(nèi)凝塊區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)圖像(步驟 205)。如上所述，該成像裝置可以為任何類型的成像裝置，例如MRI裝置、CT裝置或超聲波裝置或上述成像裝置的組合/合成。表示圖像的數(shù)據(jù)被傳送到處理器(步驟210)，并被顯示到顯示器上(步驟215)。 在患者接受中風(fēng)治療的實(shí)施例中，一從患者處獲得圖像即傳送圖像數(shù)據(jù)以快速地提供治療。可自動(dòng)地完成傳送，或者根據(jù)醫(yī)師或其它操作者的指令而完成傳送?；趫D像數(shù)據(jù)，可確定校正系數(shù)及其它可能的調(diào)整(步驟220)以治療凝塊。如上所述，校正系數(shù)可導(dǎo)致聲能在各個(gè)分段組織區(qū)域中穿過(guò)不同類型組織時(shí)產(chǎn)生的聲速不同。 另外，或可替代地，校正系數(shù)可導(dǎo)致由頭骨或在分段組織區(qū)域的邊界產(chǎn)生的像差，如下文進(jìn)一步所述。所得的校正系數(shù)(例如，相移系數(shù)和/或振幅系數(shù))可被用于輔助特定的治療過(guò)程，尤其是將聲能聚焦在凝塊上。校正系數(shù)一旦確定，可將其提供給控制器，控制器接著向換能器陣列提供激勵(lì)信號(hào)(步驟22 。聚焦超聲波系統(tǒng)使用校正系數(shù)來(lái)控制波束形成裝置或信號(hào)調(diào)整裝置，波束形成裝置或信號(hào)調(diào)整裝置可基于校正系數(shù)向換能器傳送激勵(lì)或驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以施加超聲波治療(步驟230)。例如，可向信號(hào)調(diào)整裝置提供一個(gè)或多個(gè)基礎(chǔ)信號(hào) (base signal)，并將一個(gè)或多個(gè)基礎(chǔ)信號(hào)分到多個(gè)信道中，優(yōu)選分到，分別對(duì)應(yīng)于換能器陣列中的各個(gè)換能器元件或換能器元件組的各個(gè)信道中。信號(hào)調(diào)整裝置可根據(jù)控制器接收的相位校正系數(shù)來(lái)調(diào)整各個(gè)信道中的信號(hào)的相位。例如，相位可被調(diào)整為補(bǔ)償從相應(yīng)的換能器元件發(fā)出并穿過(guò)不同的組織類型和/或遇到一個(gè)或多個(gè)組織邊界的聲能。在一個(gè)特定例子中，可進(jìn)行振幅調(diào)整以補(bǔ)償已知的或計(jì)算得到的頭骨溫度或產(chǎn)生所需的頭骨溫度?？蓛?yōu)先基于例如聲波-生物熱模擬或基于對(duì)頭骨溫度的實(shí)際測(cè)量來(lái)執(zhí)行該方法。在一些情況下，該系統(tǒng)可假定頭骨溫度的分布為均勻的。如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，除此之外，也可以是其他將聲能聚焦到特定位置或聚焦成特定形狀或補(bǔ)償換能器元件變化的相位調(diào)整。可基于振幅校正系數(shù)放大相位調(diào)整過(guò)的信號(hào)，例如通過(guò)可放大激勵(lì)信號(hào)的放大器來(lái)放大?？商娲?，各個(gè)信道的信號(hào)可在其被相位調(diào)整之前被放大。被放大且相位調(diào)整過(guò)的激勵(lì)信號(hào)可被傳送到換能器以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的換能器元件。換能器元件將激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲能，該聲能從換能器相應(yīng)的換能器元件發(fā)出，穿過(guò)任意中間組織和/或骨頭(例如頭骨)，發(fā)送到腦(或腦部的一般區(qū)域)內(nèi)含凝塊或出血的血管中。在治療過(guò)程中，可以用與用來(lái)獲取參考圖像數(shù)據(jù)的成像裝置相同或不同的成像裝置來(lái)獲得額外的圖像(步驟23 以監(jiān)測(cè)治療的進(jìn)展。例如，圖像可被傳送到處理器和/或呈現(xiàn)在顯示器上，以實(shí)時(shí)地或近似實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)。在一些實(shí)施例中，可將在治療過(guò)程中獲得的圖像與之前獲得的參考圖像相比較，以確定例如血管中的血流是否已經(jīng)改善或出血是否已被液化。該比較可由操作者完成，或者利用圖像分析軟件以自動(dòng)方式完成，該圖像分析軟件被構(gòu)建成識(shí)別穿過(guò)凝塊的液體流動(dòng)或凝塊的液體含量。如果必要的話，例如通過(guò)提供進(jìn)一步的振幅和/或相位校正系數(shù)，可調(diào)整治療參數(shù)以修正傳送到組織區(qū)域的能量并且當(dāng)出現(xiàn)情況時(shí)將其反映出來(lái)，以例如使所監(jiān)測(cè)的血流或液體含量增加。因此，可在可控的、閉環(huán)方式下進(jìn)行治療，該方式考慮了治療如何影響凝塊和/或凝塊周圍的治療區(qū)域的生理學(xué)特征。在另一種實(shí)施方式中，基于聚焦質(zhì)量調(diào)整相位設(shè)置。聚焦質(zhì)量可通過(guò)常規(guī)成像來(lái)感測(cè)，或者在一些情況下通過(guò)適于評(píng)估聚焦質(zhì)量的獨(dú)特模式的成像(例如聲輻射力成像) 來(lái)感測(cè)。在這些實(shí)施方式中，相位是抖動(dòng)的以識(shí)別限定相位設(shè)置的最佳焦點(diǎn)。雖然通過(guò)參考特定實(shí)施例具體地示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，各種形式和細(xì)節(jié)上的改變不背離本發(fā)明由所附權(quán)利要求限定的精神和范圍。因此本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求示出，并且所有落入權(quán)利要求等同范圍內(nèi)的改變因此被包括在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于將聲能傳送到血管內(nèi)的凝塊的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括a.聚焦超聲波相控陣換能器；b.用于監(jiān)測(cè)血流的裝置，其在超聲波能量被導(dǎo)向血管時(shí)監(jiān)測(cè)血管附近的血流；以及c.控制器，用于操控?fù)Q能器以及基于監(jiān)測(cè)到的血流調(diào)整換能器的操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中用于監(jiān)測(cè)血流的裝置包括可視化顯示器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括波束形成裝置，用于基于監(jiān)測(cè)到的血流驅(qū)動(dòng)換能器元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括處理器，用于基于監(jiān)測(cè)到的血流產(chǎn)生校正系數(shù)， 其中控制器響應(yīng)于處理器，從而執(zhí)行校正系數(shù)并影響聲能在凝塊上的施用。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中控制器還評(píng)定用于監(jiān)測(cè)血流的圖像的聚焦質(zhì)量， 用于施加相位校正系數(shù)以調(diào)整、改變聚焦。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中基于血管周圍的氧水平來(lái)監(jiān)測(cè)治療效果。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中控制器允許用戶超控一個(gè)或多個(gè)校正系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中相控陣換能器包括多個(gè)換能器元件，每個(gè)元件構(gòu)成為獨(dú)立于其他元件而傳送超聲波能量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中圖像包括核磁共振圖像、計(jì)算機(jī)層析X射線圖像以及超聲波圖像中的一個(gè)或多個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中圖像顯示血管周圍的血流。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中被監(jiān)測(cè)的血流包括流過(guò)含有凝塊的血管的血流。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中控制器包括相位調(diào)整裝置，用于基于相應(yīng)的換能器元件的相位校正系數(shù)來(lái)調(diào)整提供給換能器元件的激勵(lì)信號(hào)的相位。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中控制器包括一個(gè)或多個(gè)耦合到相位調(diào)整裝置的放大器，用于基于振幅校正系數(shù)放大提供給相應(yīng)換能器元件的激勵(lì)信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中振幅調(diào)整使得患者頭骨的溫度分布均勻。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中至少部分地通過(guò)預(yù)定的溫度圖譜來(lái)確定振幅調(diào)
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中處理器建立聲波傳送方式，該方式包括多個(gè)優(yōu)化用于凝塊消散的治療參數(shù)，校正系數(shù)影響一個(gè)或多個(gè)治療參數(shù)。
17.一種用于將聲能傳送到血管內(nèi)的凝塊的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括a.聚焦超聲波相控陣換能器；b.用于監(jiān)測(cè)凝塊的液體含量的裝置，其在超聲波能量被導(dǎo)向凝塊時(shí)監(jiān)測(cè)凝塊的液體含量；以及c.控制器，用于操控?fù)Q能器以及基于監(jiān)測(cè)到的液體含量調(diào)整換能器的操作。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中用于監(jiān)測(cè)液化的裝置包括可視化顯示器。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，還包括處理器，用于基于液化信息產(chǎn)生校正系數(shù)，其中控制器響應(yīng)于處理器，從而執(zhí)行校正系數(shù)并影響聲能在凝塊上的施用。
20.一種用于治療血管中的凝塊的方法，該方法包括步驟a.利用聚焦超聲波相控陣換能器，將聚焦超聲波能量施加到血管上；b.在超聲波能量被導(dǎo)向血管時(shí)，監(jiān)測(cè)血管附近的血流；以及c.操控?fù)Q能器，包括基于監(jiān)測(cè)的血流調(diào)整換能器的操作。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括在施加超聲波能量期間，獲得頭部血管的連續(xù)圖像。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括(d)評(píng)定原位聚焦質(zhì)量，并施加相位校正系數(shù)以調(diào)整、改變焦點(diǎn)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括(e)基于圖像，為換能器陣列中的一個(gè)或多個(gè)換能器元件生成相應(yīng)的校正系數(shù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中圖像包括核磁共振圖像、計(jì)算機(jī)層析X射線圖像以及超聲波圖像中的至少一個(gè)。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中血流的指征顯示流過(guò)凝塊所在的血管的血流。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中校正系數(shù)包括與相應(yīng)的換能器元件相關(guān)的相位校正系數(shù)，并且該方法還包括基于該相位校正系數(shù)調(diào)整提供給換能器的激勵(lì)信號(hào)的相位。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括基于校正系數(shù)，用激勵(lì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)相控陣換能器，以將來(lái)自換能器元件的聲能聚焦到凝塊上。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中激勵(lì)系數(shù)包括與相應(yīng)的換能器元件相關(guān)的振幅校正系數(shù)，并且該方法還包括基于振幅校正系數(shù)放大提供給相應(yīng)的換能器元件的激勵(lì)信號(hào)。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括建立聲波傳送方式，該方式包括多個(gè)優(yōu)化用于凝塊消散的治療參數(shù)，其中校正系數(shù)影響一個(gè)或多個(gè)治療參數(shù)。
30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括重復(fù)步驟(b)至(e)，直到凝塊大體上消融。
31.一種用于治療血管中的凝塊的方法，該方法包括步驟a.利用聚焦超聲波相控陣換能器，將聚焦超聲波能量施加到凝塊；b.在超聲波能量被導(dǎo)向血管時(shí)，監(jiān)測(cè)凝塊的液體含量；以及c.操控?fù)Q能器，包括基于所監(jiān)測(cè)的液體含量調(diào)整換能器操作。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，還包括在施加超聲波能量期間，獲得凝塊的連續(xù)圖像。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，還包括基于圖像為換能器陣列中的每個(gè)換能器元件生成相應(yīng)的校正系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種方法和系統(tǒng)，其使用閉環(huán)的方式將超聲波能量導(dǎo)向凝塊，同時(shí)監(jiān)測(cè)血流和/或凝塊組織的液化，從而允許自動(dòng)和/或手動(dòng)地調(diào)整各種治療參數(shù)。
文檔編號(hào)A61B5/026GK102292123SQ200980153997
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月19日
發(fā)明者A·哈娜乃爾, E·扎迪卡里奧, G·希夫, J·格林費(fèi)爾德 申請(qǐng)人:因賽泰克有限公司