沖中的壓力幅值和/或循環(huán)次數(shù)。增 加初生脈沖中的壓力幅值和/或循環(huán)次數(shù)可W增大在組織中形成空化的可能性。然而，運也 可能會增大時間平均強度、被傳送到組織的熱劑量和氣泡云的范圍。減少初生脈沖的壓力 幅值和/或循環(huán)次數(shù)將減小序列的強度和熱劑量，但也可能限制該序列的用于生成和/或保 持空化的能力。
[0061] 在另一實施例中，可W增加或減少用在（多個)散射脈沖中的壓力幅值和/或循環(huán) 次數(shù)。增加（多個)散射脈沖中的壓力幅值和/或循環(huán)次數(shù)可W增大在組織中形成空化的可 能性。然而，運也可能會增大被傳送到組織的時間平均強度、被傳送到組織的熱劑量和氣泡 云的范圍。減少(多個)散射脈沖的壓力幅值和/或循環(huán)次數(shù)將減小序列的強度和熱劑量，但 也可能限制該序列的用于生成和/或保持空化的能力。
[0062] 假定時間平均強度及由此形成的熱劑量保持在安全界限內(nèi)，序列PRF能高達 5000Hz。優(yōu)選范圍取決于正被治療的組織。針對更致密且纖維性的組織推薦更高的PRF，針 對不那么致密的組織W及針對更纖維性的且常常至關(guān)重要的組織的保存則推薦較低PRF。 組織的利用組織摧毀術(shù)的基于其強初性的選擇性治療可W是針對序列研發(fā)的可能的設(shè)計 和性能考量。
[0063] 在一些實施例中，可應(yīng)用具有（與初生脈沖壓力幅值和/或循環(huán)次數(shù)相比）較小的 壓力幅值和/或循環(huán)次數(shù)的附加的散射脈沖，W在無需減小序列PRF的前提下減小序列的強 度和熱劑量。
[0064] 圖5a-5c示出針對能用于在組織摧毀術(shù)療法的沖擊散射法期間在組織中產(chǎn)生及保 持空化的組織摧毀術(shù)初生脈沖序列及散射脈沖序列的=個不同實施例。在圖5a中，包括配 置成在組織中形成至少一個氣泡的壓力波形的初生脈沖524a能傳遞到組織中。在一特定時 間延遲經(jīng)過后，散射脈沖526a能朝向由初生脈沖524a形成的至少一個氣泡或進入到該至少 一個氣泡中地傳遞到組織中。在一些實施例中，運些脈沖之間的特定時間延遲可W在扣S和 200iis之間的范圍內(nèi)。在另一實施例中，運些脈沖之間的時間延遲可W在化S和40ms之間的 范圍內(nèi)。在另一實施例中，運些脈沖之間的時間延遲可W在化S和Is之間的范圍內(nèi)。散射脈 沖526a隨其行經(jīng)組織而變成沖擊聚焦壓力波形，散射脈沖的至少一個沖擊正壓力半循環(huán)撞 擊在至少一個氣泡上且因該至少一個氣泡而散射。散射脈沖的沖擊正壓力半循環(huán)反相并有 益地干預(yù)散射脈沖的沖擊負壓力半循環(huán)，W形成瞬時的較大幅值的負壓力半循環(huán)一一其在 通過初生脈沖產(chǎn)生的至少一個氣泡后面生成附加的空化核。初生脈沖和散射脈沖的如圖5a 中所示的運些脈沖序列對(脈沖對524b/526b、524c/526c、524d/526d，? ? ?，524n/526n)能重 復(fù)，W在組織中通過由此形成的空化來獲得理想的消融效果。在運個實施例中，初生脈沖和 散射脈沖兩者的壓力幅值和/或循環(huán)次數(shù)可W是相同的或近似相同的。
[0065] 除了散射脈沖524a-524n的壓力幅值比相對應(yīng)的初生脈沖的壓力幅值小之外，圖 化示出與圖5a的實施例類似的另一實施例。歸因于沖擊原理，相對于峰值負波形而言將峰 值正波形放大，借此可W減小用于形成散射脈沖的壓力幅值，但同時仍利用經(jīng)反射且反相 的正波來傳送所需的負壓力。運個實施例比圖5a的實施例更有效，并將較低劑量的能量傳 送到組織中。然而，在另一實施例中，散射脈沖的壓力幅值可W比相對應(yīng)的初生脈沖的壓力 幅值大。
[0066] 圖5c示出另一實施例，其為圖5a和圖化的實施例的變型。在運個實施例中，在一特 定時間延遲W后緊跟著初生脈沖524a的是散射脈沖526曰，但代替圖5a中緊跟著初生脈沖的 另一初生/散射脈沖對，在第二時間延遲W后替代地緊跟著散射脈沖526a的是另一散射脈 沖52化。多個散射脈沖（例如526c、526d)可在適當(dāng)?shù)臅r間延遲W后傳送到組織中W保持氣 泡云的效力，從而通過由此形成的空化而在組織中獲得理想的消融效果。散射脈沖的壓力 幅值可W比初生脈沖的壓力幅值更小、更大或相等。在一些實施例中，針對后續(xù)的散射壓力 波形的時間延遲可W與用于第一散射壓力的時間延遲不同。例如，第一散射壓力波形可W 在初生壓力波形的化S至20化S內(nèi)傳送，而后續(xù)的散射壓力波形可W在化S至20化S、化S至 40ms或扣S至Is內(nèi)傳送。如果需要在組織中重新初生空化，則可利用如圖5c中所示的另一初 生/散射脈沖對524n/526n來重新啟動序列。運個實施例也像圖化的實施例中一樣使用較小 壓力幅值的散射脈沖，但還使用較少的初生脈沖。運個實施例的結(jié)果是在圖5a-5c的實施例 之中的被傳送至組織的最低劑量的能量。與傳統(tǒng)的組織摧毀術(shù)序列相比而言，運個策略具 有顯著降低劑量(例如高達50%)的潛能。
[0067] 氣泡云形成時初生脈沖的幅值減小或消除：
[0068] 初生/散射對的目的在于利用沖擊散射在組織中生成空化。一經(jīng)氣泡云生成且如 果焦點未移動，則可W不再需要初生脈沖來保持氣泡云的效力。運種情形下，系統(tǒng)可設(shè)計成 首先利用初生/散射對且緊隨其后利用(相對于初生脈沖壓力幅值而言)壓力幅值較小的散 射脈沖來形成氣泡云，直至焦點移動。此時重復(fù)該過程。
[0069] 供序列研發(fā)之用的系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)計
[0070] 組織摧毀術(shù)系統(tǒng)及生成器配置成生成非常復(fù)雜的波形，用W支持本文描述的超聲 脈沖序列。圖6中示出了系統(tǒng)600的簡化框圖。該系統(tǒng)的主要組件是:計算機/控制器602、USB 串口轉(zhuǎn)換器604、微控制器606、FPGA(Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程口陣 列)608、高電壓控制器及電源供應(yīng)器610、放大器612W及治療換能器614。
[0071] 用于生成器的全部控制都能利用"組織摧毀術(shù)服務(wù)工具"軟件來創(chuàng)設(shè)，該軟件能在 計算機/控制器602(例如，標(biāo)準PC)上運行并借由USB串口通信604而與生成器通信。
[0072] 系統(tǒng)600配置成接收多組不同的驅(qū)動參數(shù)并循環(huán)重復(fù)（loop)運些參數(shù)，運賦予了 使用者創(chuàng)造寬范圍的定制序列的能力，在該寬范圍的制定序列中全部參數(shù)(PRF、電壓幅值、 循環(huán)的次數(shù)、每組脈沖的數(shù)目、頻率、能實現(xiàn)的換能器元件通道及時間延遲)能夠針對生成 的每個脈沖進行不同設(shè)定。脈沖之間的時間延遲能通過針對參數(shù)組的PRF或通過將零指定 為每個脈沖的循環(huán)的次數(shù)而特定。
[0073] 針對整個電壓幅值調(diào)整，高電壓的水平通過微控制器606和HV控制器610相應(yīng)地改 變。運個方法不能用于兩個脈沖間的動態(tài)電壓幅值變化，因為HV線路上的所有電容放電將 花費過長時間。針對脈沖間的動態(tài)電壓幅值變化，在FPGA 608處使用PWM(pulse width modulation,脈沖寬度調(diào)制），在該PWM處對脈沖的工作周期進行調(diào)制用W產(chǎn)生理想的脈沖 電壓幅值及由此形成的壓力幅值。
[0074] 組織摧毀術(shù)服務(wù)工具
[0075] 組織摧毀術(shù)服務(wù)工具是能在任意PC上運行且用于控制系統(tǒng)的應(yīng)用。組織摧毀術(shù)服 務(wù)工具能夠啟動/停止治療、設(shè)定并讀取高電壓的水平、治療參數(shù)(PRF、循環(huán)的次數(shù)、占空 率、能實現(xiàn)的通道和延遲，等等），W及設(shè)定并讀取其它與服務(wù)和維修相關(guān)的項目。
[0076] USB串日轉(zhuǎn)換器
[0077] USB串口轉(zhuǎn)換器604將USB組合轉(zhuǎn)換至串口，從而與微控制器606通信。
[007引微控制器
[0079] 微控制器606與計算機/控制器602(組織摧毀術(shù)服務(wù)工具)通信，W設(shè)定/讀取工作 參數(shù)、啟動/停止治療等。微控制器能利用內(nèi)部閃存卡存儲全部參數(shù)。微控制器將對于生成 復(fù)雜脈沖而言必要的全部驅(qū)動參數(shù)傳輸給FPGA 608。微控制器還利用串口通信與高電壓控 制器及電源供應(yīng)器610通信，運樣該微控制器能設(shè)定/讀取驅(qū)動電壓的恰當(dāng)水平。
[0080] FPGA
[0081 ] FPGA 608接收來自微控制器606的信息，并且生成驅(qū)動放大器612所要求的復(fù)雜的 脈沖序列。FPGA能WIOOMHz時鐘脈沖(clock)運行，因為脈沖的速度WlOns增量計時是至關(guān) 重要的。
[0082] 高電壓控制器及電源供應(yīng)器
[0083] 高電壓控制器及電源供應(yīng)器610接收來自微控制器606的與DC電壓的水平相關(guān)的 命令，該DC電壓的水平需要被供應(yīng)給放大器電路W在放大器的輸出處具有足夠的電壓幅值 水平。
[0084]放大器
[0085] 放大器612接收由FPGA生成的脈沖并被供應(yīng)來自高電壓控制