[發明專利]無框架超聲治療

在審

• 申請號: 201880065237.4
• 申請日: 2018-10-05
• 公開（公告）號: CN111200972A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: E·扎迪卡里奧;約阿夫·利維;K·沃特曼
• 申請（專利權）人: 醫視特有限公司
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08;A61B8/00;A61N7/02;A61B6/03;A61B6/12;A61B6/00;A61B5/055;A61B5/00;G01R33/48;G01R33/56;A61B90/00
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 常曉慧

用于創建針對靶的治療計劃的各種方法包括：使用第一成像模態在時間間隔期間獲取靶的一個或多個圖像，并基于此確定與靶相關聯的信息；同樣在所述時間間隔期間，使用具有比第一成像模態更高的圖像捕獲速度的第二成像模態來獲取具有相對于靶的相對位置的第一可成像對象的一系列圖像；在所述時間間隔期間實時地基于所述解剖學靶的一個或多個圖像、所述第一可成像對象的一系列圖像以及所述第一可成像對象相對于所述靶的相對位置來跟蹤所述解剖學靶的運動；并且至少部分地基于在所述時間間隔期間所跟蹤的運動和與解剖學靶相關聯的信息，生成用于治療靶的治療計劃。

相關申請

本申請要求2017年10月5日提交的美國臨時專利申請No.62/568,439的權益和優先權，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

總的來說，本發明涉及跟蹤運動的組織或器官，尤其涉及在超聲治療計劃和/或程序期間跟蹤組織或器官的運動。

背景技術

諸如患者顱骨或其他身體區域內的良性或惡性腫瘤或血塊之類的組織可以通過外科手術切除組織而進行侵入性治療，或者使用例如熱消融術進行非侵入性治療。兩種方法都可以有效治療體內的某些局部病癥，但是涉及復雜的程序，以避免破壞或損傷其他健康的組織。除非健康組織能夠免受損傷或其損傷不太可能對生理功能造成不利影響，否則手術可能不適用于其中病變組織和健康組織結合在一起的病癥。

超聲治療，由于可以使用聚焦超聲來完成，對于治療被健康組織或器官包圍的或者與健康組織或器官相鄰的病變組織具有特別的吸引力，因為可以將超聲能量的作用限制在明確定義的靶區域內。由于波長相對較短，超聲能量可能會集中到橫截面只有幾毫米的區域(例如，在一兆赫茲(1MHz)，橫截面可以小至1.5毫米(mm))。此外，由于聲能通常很好地穿透軟組織，因此介入解剖結構通常不會對限定所需的聚焦區構成障礙。因此，超聲能量可以聚焦在較小的靶上，以便消融病變組織而不會顯著損害周圍的健康組織。

另外，在神經疾病的治療中，可以利用超聲來打開血腦屏障(BBB)。由中樞神經系統(CNS)中的細胞層形成的血腦屏障可防止大分子進入腦實質，因此成為治療許多腦疾病的最大障礙之一。具體來說，BBB會阻止許多治療劑(例如藥物和基因治療載體)到達患者的大腦組織。例如，對于中樞神經系統感染、神經退行性疾病、先天性酶缺陷和腦癌的治療都因血腦屏障阻止尤其是抗生素、抗逆轉錄病毒藥物、酶替代療法、基因制劑和抗腫瘤藥物通過的這種能力而受到阻礙。因此，人們期望能使用超聲能量暫時且在局部“開放”BBB，以使治療量的這些藥劑能進入受影響的腦組織。

超聲聚焦系統通常利用聲換能器表面或換能器表面的陣列來產生超聲束。換能器可以是幾何上塑形的并且被放置成將超聲能量聚焦在與患者體內的靶組織塊相對應的“聚焦區域”。在聲波通過組織傳播的過程中，一部分超聲能量被吸收，從而導致溫度升高，并最終導致細胞壞死，優選地在聚焦區的靶組織處。換能器陣列的各個表面或“元件”通常是可單獨控制的，即它們的相位和/或幅度可以彼此單獨設置(例如，在用于所述元件的連續波和放大器電路的情形下，使用具有適當的延遲或相移的“波束形成器”)，使光束其沿所需方向轉向并在所需距離聚焦，同時根據需要對聚焦區性質進行調整。因此，可以通過獨立地調整輸入到換能器元件的電信號的幅度和/或相位來迅速移動聚焦區域和/或改變聚焦區域的形狀。

但是，人體是靈活的，即使患者處于靜止狀態也可以移動(例如由于呼吸或不自主的小動作引起的)；這可能對治療功效和安全性帶來巨大挑戰。一種常規方法是采用立體定向框架來固定頭部并將其相對于超聲換能器機械地固定住。該方法不利的是需要局部麻醉和刺穿皮膚和軟組織的穿刺針，以提供與頭骨的牢固界面。此外，盡管適用于單次治療，但這種方法對于需要進行多次治療的復發治療是不可行的。另一種方法是使用覆蓋患者面部的熱塑性面罩，該熱塑性面罩可以將患者的頭部固定在桌子上以使其固定。盡管熱塑性面罩免除了局部麻醉和穿刺針的需要，但它不能提供足夠的剛性固定。其結果是，可能出現明顯的治療效率低下和對健康組織的損傷。此外，用面罩遮蓋病人的面部可能會引起不同程度的壓力和焦慮。