[發(fā)明專利]用于控制對(duì)身體組織的超聲能量傳送的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380057678.7
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號(hào): CN104780858A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜蜀;宋濤
• 申請（專利權(quán)）人: 邁迪生醫(yī)療器械公司
• 主分類號(hào): A61B18/00
• 分類號(hào): A61B18/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 金曉

設(shè)備包括發(fā)生器，該發(fā)生器包括可操作地耦合至功率模塊的控制模塊。功率模塊配置為產(chǎn)生要由超聲能量傳送組件接收的電子信號(hào)。超聲能量傳送組件由自然頻率表征，以及電子信號(hào)由頻率表征。控制模塊配置為向功率模塊發(fā)送控制信號(hào)以在至少部分地由自然頻率限定的范圍內(nèi)隨機(jī)地改變電子信號(hào)的頻率。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請是2012年11月6日提交的標(biāo)題為“Systems and Methods for ControllingDelivery of Ultrasonic Energy to a Bodily Tissue”的序列號(hào)為13/669,942的美國專利申請(其全部內(nèi)容通過引用合并于此)的繼續(xù)申請并且要求其優(yōu)先權(quán)。

技術(shù)領(lǐng)域

此處描述的實(shí)施例通常涉及與超聲消融裝置結(jié)合使用的系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及控制通過傳輸構(gòu)件(例如，導(dǎo)管、探頭等等)對(duì)身體組織的超聲能量的傳送的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

已知的超聲能量傳輸系統(tǒng)用于許多不同的醫(yī)療應(yīng)用中(諸如，醫(yī)學(xué)成像中)，以破壞梗阻(obstruction)和/或消融身體組織。在用于組織消融的已知超聲能量傳輸系統(tǒng)中，超聲能量從超聲能量源通過換能器角(horn)然后通過傳輸構(gòu)件(諸如導(dǎo)線)傳遞到遠(yuǎn)側(cè)頭部。超聲能量以周期波傳播通過傳輸構(gòu)件，由此使遠(yuǎn)側(cè)頭部振動(dòng)。這種振動(dòng)能量可以用于消融或者以其它方式破壞身體組織(例如，血管梗阻、腎結(jié)石等等)。為了有效地到達(dá)各種用于治療血管內(nèi)閉塞(occlusion)的部位或者尿路內(nèi)的區(qū)域，這種超聲傳輸構(gòu)件常由薄的柔性材料構(gòu)造，并且具有大約65cm或者更長的長度。

已知的超聲能量傳輸系統(tǒng)包括發(fā)生器、換能器組件和探頭(或者傳輸構(gòu)件)。發(fā)生器配置為生成、控制、放大和/或傳遞期望頻率的交變電子信號(hào)(例如，電壓信號(hào))至換能器組件。換能器組件通常地包括一個(gè)或者多個(gè)壓電晶體，該壓電晶體在由高頻電子信號(hào)激勵(lì)時(shí)以高頻擴(kuò)張和收縮。這些高頻振動(dòng)被超聲角放大成超聲能量，該超聲能量被傳輸至探頭(或者傳輸構(gòu)件)。超聲能量被傳輸?shù)教筋^的遠(yuǎn)端以消融和/或以其它方式破壞身體組織。

由于已知探頭常穿過曲折的解剖結(jié)構(gòu)到達(dá)治療的部位，因此傳輸構(gòu)件常構(gòu)造成彈性和/或柔性的，但還具有足夠的強(qiáng)度以向遠(yuǎn)側(cè)尖端傳輸超聲能量(例如，以消融血管或者尿路梗阻)。為了找到強(qiáng)度與柔性之間的平衡，一些已知傳輸構(gòu)件是漸尖的，使得遠(yuǎn)端部分的直徑減小，由此提供具有更大柔性的傳輸構(gòu)件。例如，一些已知傳輸構(gòu)件在近端處的直徑大于在遠(yuǎn)端處的直徑。另外，一些已知傳輸構(gòu)件可以包括焊接至減小的直徑部分并且鄰近要治療的組織安置的遠(yuǎn)側(cè)尖端或者“頭部”。

為了最大化至目標(biāo)身體組織的能量傳輸，已知系統(tǒng)常配置為產(chǎn)生具有與能量傳送組件(即，換能器和/或探頭組件)的自然頻率匹配的頻率的超聲能量。當(dāng)以自然頻率操作(即，在諧振條件下)時(shí)，傳播通過傳輸構(gòu)件的超聲能量波(或者信號(hào))的幅度處于其最大值。可以認(rèn)為傳輸構(gòu)件具有沿著其長度傳播的超聲能量的駐波。更具體地，駐波沿著傳輸構(gòu)件的長度產(chǎn)生一系列節(jié)點(diǎn)(最小位移區(qū)域)和反節(jié)點(diǎn)(最大位移區(qū)域)。因此，當(dāng)在諧振條件下操作時(shí)，反節(jié)點(diǎn)處的位移和/或振動(dòng)處于針對(duì)給定功率水平的最大值。反節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)可以在與傳輸構(gòu)件接觸的流體中產(chǎn)生氣穴(cavitation)以引起相鄰組織的破壞。

一些已知系統(tǒng)包括用以調(diào)諧電子信號(hào)(從發(fā)生器發(fā)送至換能器)的頻率以與能量傳送組件的自然頻率更緊密地匹配的算法。例如，在一些已知系統(tǒng)中，可以通過監(jiān)控到換能器組件的電流輸入(或者電子信號(hào)輸入)以及改變到換能器組件的功率輸入以將到換能器組件的電流輸入維持在恒定水平來控制超聲能量的幅度和/或頻率。這種已知算法可以用于考慮由于部件間變化引起的傳輸構(gòu)件的自然頻率變化以及使用能量傳送組件的情況的變化等等。