[發明專利]用于磁熱療的超聲波監測和反饋

無效

• 申請號: 200680028279.8
• 申請日: 2006-07-12
• 公開（公告）號: CN101232917A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: B·拉朱;D·薩弗里
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: A61N1/40
• 分類號: A61N1/40
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 龔海軍;劉紅

技術領域

本發明涉及使用超聲波測量技術監測和控制磁熱療(magnetichyperthermia)的方法和系統。

背景技術

熱療是從古希臘就開始使用的一種古老療法。熱療是在不損害附近的非癌細胞的情況下，完全加熱惡性腫瘤、組織或其它組織以優先殺死惡性癌細胞的一種療法。

磁熱療法使用磁性微粒(納米顆粒)例如磁鐵礦(magnetite)(Fe₃O₄)作為內部加熱元件，并通過時變磁場加熱磁性微粒。并且，為了增加療效并均勻加熱惡性腫瘤組織，磁鐵礦(magnetite)被用于包括針對性磁性顆粒的磁性微粒，該針對性磁性顆粒通過在磁性材料上涂敷對惡性癌細胞表面具有特殊親和力的膜制備。利用抗體-受體相互作用或通過離子電荷，這些顆粒可以針對于病變的特殊分子生物標志物。

加熱源于磁滯后損失或摩擦損失。通過引入凝固性壞死(coagulation?necrosis)或通過增加細胞對進一步治療如化療或放射治療的敏感性，對于熱療可以采用這種加熱方法以殺死癌細胞或燒蝕組織。

由于磁滯導致的組織中發熱或溫度升高是一個復雜過程，其取決于許多因素，包括施加的磁場、組織內空間變化、納米顆粒的數量和磁性、組織熱性能以及血液灌流(blood?perfusion)。為了使熱療更有效，必須實現一定的熱劑當量細胞暴露時間(thermal?dosage?equivalentcell?exposure?time)。通常，低劑量熱療對應于43℃的累計等效時間，t₄₃＜50分鐘，而高劑量或壞死劑量對應于t₄₃＞50-100分鐘。不幸的是，沒有可靠、確定的方法來先驗地預測溫度升高，對應的熱劑量，以及腫瘤破壞和/或組織損傷的程度，因為許多生理參數是高度可變的并響應熱療而變化(特別是血液流的熱對流)。利用熱電偶(thermocouple)的測溫是侵入性的，因此對生物體情況應當盡量避免。磁共振測溫很昂貴，并且引入熱療的AC電磁場有可能影響成像程序，并且更顯著地，MRI的成像磁場會極大地影響熱療。

與磁熱療相關的另一問題是定位(targeting)一個特定位置可能會花數分鐘，并且更依賴靶向劑、局部病變和血流情況。很難判斷在特定瞬時時間是否獲得了足夠的靶向劑，因此難以確定是否有足夠的磁性顆粒積累在所需位置以獲得想要的熱療。因此，無法預先知道啟動磁場的適當時間。并且，需要控制磁場振幅和治療時間以使針對區域獲得適當的熱劑量(所希望組織的加熱/治療)。因此，優選需要使用其它的非侵入式成像方法監測熱療加熱曲線(pattern)。另外，為了便于熱療定量(dosing)，應當采用時空測量來控制磁能。

發明內容

根據本說明書的示例實施例，下面公開了使用超聲波測溫法進行磁熱療控制的方法，該方法包括：獲得與所關注組織對應的參考組超聲波數據；在所關注組織處使用多個磁性納米顆粒；在一組運行參數的基礎上施加電磁場以啟動熱療；獲得對應于所關注組織的另一組超聲波數據；在參考組超聲波數據和另一組超聲波數據的基礎上確定溫度的變化。

在另一實施例中還公開了使用超聲波測溫進行磁熱療控制的系統，該系統包括：基本上在所關注組織處設置的多個磁性納米顆粒；經設置用以提供至少對應于所關注組織的測溫數據的超聲波系統；經設置以根據一組工作參數為所關注組織施加電磁場的磁熱療系統；與超聲波系統和刺熱療系統進行可操作通訊的控制器，該控制器經設置對磁性熱療系統產生指令以在與所關注組織對應的至少測溫數據的基礎上施加電磁場。

這里進一步描述的另一實施例是一種使用超聲波測溫進行磁熱療控制的系統，該系統包括：獲得對應于所關注組織的一參考組超聲波數據的裝置；在所關注組織處施加多個磁性納米顆粒的裝置；在一組工作參數的基礎上施加電磁場以啟動熱療的裝置；獲得對應于所關注組織的另一組超聲波數據的裝置；在所述參考組超聲波數據和另一組超聲波數據的基礎上確定溫度變化的裝置。

這里還描述了另一實施例，是一種利用機器可讀計算機程序代碼進行編碼的存儲媒介，該代碼包括使計算機進行上述使用超聲波測溫的磁熱療控制的指令。

在另一實施例中還描述了一種計算機數據信號，該計算機數據信號包括用于使計算機實施上述使用超聲波測溫的磁熱療控制方法的指令。

在另一實施例中，公開了采用超聲波成像技術的磁熱療方法。該方法包括：在造影劑(contrast?agent)的多個微泡內或上嵌入多個磁性納米顆粒；在所關注組織處施加多個磁性納米顆粒；獲得對應于所關注組織的超聲波數據；以及施加電磁場以開始熱療。