[發(fā)明專利]醫(yī)學(xué)超聲成像中的高強度聚焦超聲的反饋

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010234066.9
• 申請日: 2010-04-30
• 公開（公告）號: CN101879077A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: L·范;K·塞金斯
• 申請（專利權(quán)）人: 美國西門子醫(yī)療解決公司
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08;A61B18/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張濤;李家麟

聯(lián)邦贊助研究或發(fā)展計劃

根據(jù)DARPA批準(zhǔn)的HR0011-08-3-0004號合同，美國政府擁有本發(fā)明的繳費憑證并且具有在限制環(huán)境下要求專利所有者在合理條件下將本發(fā)明許可給其他人的權(quán)利。

技術(shù)領(lǐng)域

本實施例涉及超聲成像。特別是，超聲成像被用作高強度聚焦超聲(HIFU)中的反饋。

背景技術(shù)

HIFU被用來治療癌癥、腫瘤、病變或其他不需要的組織結(jié)構(gòu)。超聲能量對組織進行充分地加熱以使不需要的組織壞死。聚焦超聲能量以避免損害健康組織。利用超聲的治療可避免諸如手術(shù)或射頻消融術(shù)過程之類的侵入性過程。

超聲成像已經(jīng)被用于引導(dǎo)HIFU治療。該成像協(xié)助將治療脈沖聚焦在不需要的組織上。例如，使用相同陣列對HIFU進行成像和發(fā)射使得HIFU聚焦在預(yù)期的組織上。然而，HIFU可使用不同于用于成像的陣列。

已嘗試在這些治療期間監(jiān)視組織的熱變化和生物變化。例如，使用超聲能量來測量熱膨脹系數(shù)(例如，通過斑點跟蹤測量組織膨脹)、組織中的聲速、或者剛度變化(例如，應(yīng)變成像)。然而，這些基于超聲組織特性的診斷可能不具有足夠的信噪比分辨率或可能在臨床上不可行。

發(fā)明內(nèi)容

以介紹的方式，下文描述的優(yōu)選實施例包括用于提供高強度聚焦超聲的反饋的方法、指令和系統(tǒng)。使用超聲成像確定來自HIFU換能器的波束的位置。該超聲成像檢測由HIFU換能器所發(fā)射的波束引起的組織移位。該移位或從該移位所獲得的信息可以用來檢測波束的位置并對其成像。對于HIFU和成像可以使用分離的換能器。用戶利用來自超聲成像的移位反饋來瞄準(zhǔn)HIFU發(fā)射?？梢允褂枚鄠€關(guān)聯(lián)的換能器或一個共同的換能器。

在第一方面，提供一種用于提供高強度聚焦超聲的反饋的方法。從高強度超聲換能器發(fā)射激勵到患者的組織中。檢測由激勵引起的組織移位。受該移位影響地生成激勵的波束剖面的圖像。

在第二方面，計算機可讀存儲介質(zhì)在其中已經(jīng)存儲有代表指令的數(shù)據(jù)，所述指令可由程序化處理器執(zhí)行以用于提供高強度聚焦超聲的反饋。該存儲介質(zhì)包括用于如下操作的指令：確定高強度聚焦超聲治療的受組織移位影響的波束位置并生成該波束位置的圖像。

在第三方面，提供一種用于提供高強度聚焦超聲的反饋的系統(tǒng)?？刹僮鞲邚姸染劢钩晸Q能器以生成高強度聚焦超聲治療波形。成像換能器可與高強度聚焦超聲換能器移動分離?？刹僮髟摮上駬Q能器以接收響應(yīng)于來自高強度聚焦超聲換能器的發(fā)射的信號?？?!-- SIPO -->操作接收波束形成器以輸出表示受接收信號影響的空間位置的數(shù)據(jù)?？刹僮魈幚砥饕怨烙嬍茌敵鰯?shù)據(jù)影響的組織移位以及生成受組織移位影響的波束剖面的圖像?？刹僮黠@示器以顯示波束剖面的圖像。

本發(fā)明由以下的權(quán)利要求限定，并且本部分中沒有什么可以作為對那些權(quán)利要求的限制。本發(fā)明的其他方面和優(yōu)勢在下面結(jié)合優(yōu)選實施例討論，并可隨后單獨地或組合地被要求保護。

附圖說明

部件和圖不一定是按比例的，而是重點在于對本發(fā)明原理的圖示。此外，在圖中，相同的附圖標(biāo)記指代所有不同視圖中的相應(yīng)部分。

圖1是用于提供高強度聚焦超聲的反饋的方法的一個實施例的流程圖；

圖2是用于提供高強度聚焦超聲的反饋的系統(tǒng)的一個實施例的框圖；

圖3是示出組織區(qū)域和所檢測的波束剖面的醫(yī)學(xué)圖像。

具體實施方式

從移位檢測治療波束或波束的模擬可解決相位異常和/或衰減。使用諸如彈性、應(yīng)變或切變的移位成像可以更好地估計劑量分布。移位成像的結(jié)果可以用來校正治療波束的分布?？梢曰诜答亖碚{(diào)整治療換能器功率和/或焦點位置。可以基于反饋來調(diào)整，諸如瞄準(zhǔn)，HIFU換能器。

圖1示出用于提供高強度聚焦超聲的反饋的方法。該方法由圖2的系統(tǒng)或不同的系統(tǒng)實施。另外，可以提供不同或較少的動作。例如，在一些實施例中不提供動作38-46。動作以描述的或顯示的順序執(zhí)行，但可以以其他的順序執(zhí)行。例如，在動作36中生成圖像之前在動作38中校正波束位置。作為另一示例，重復(fù)動作32-26與動作40作為動作42的交叉的一部分。

在動作30中，從高強度聚焦超聲換能器發(fā)射激勵。該激勵為聲能。聚焦該聲能得到三維波束剖面圖。使用相控陣列和/或機械聚焦來聚焦該激勵。激勵可能在一個維度、諸如垂直維度中是未聚焦的。激勵傳輸?shù)交颊叩慕M織中。激勵聚焦在諸如腫瘤的治療位置處。然而，由于聲學(xué)效應(yīng)、未對準(zhǔn)或其他因素，波束可能沒有適當(dāng)?shù)刂丿B、覆蓋乃至與用于治療的組織位置相交。