[發明專利]在深度區域性熱療中操控能量沉積的系統、方法和裝置

在審

• 申請號: 201980013053.8
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN112074323A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: C·安德森;A-M·伊利蘇
• 申請（專利權）人: 新熱輻腫瘤治療股份有限公司
• 主分類號: A61N1/40
• 分類號: A61N1/40;A61N1/00;A61N2/00;A61N2/02
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 林振波

本發明尤其提供了用于產生多個磁場的裝置和系統以疊加地組合和控制深度電場產生從而產生臨床認可的集中加熱，以及提供了使用這種裝置和系統在對象中引發局部區域性熱療的方法。本文公開的方法、系統和裝置向有需要的對象例如患有癌癥的對象提供改善的熱療治療。

相關申請的交叉引用

本申請要求提交于2018年1月8日的美國臨時專利申請序列號No.62/614,993的權益，其全部內容以引用方式并入本文。

技術領域

本發明涉及通過使用感應耦合線圈對使得產生多個磁場以疊加地組合它們之間的電場，從而以深度集中加熱來引發局部區域性熱療。本發明允許感應耦合系統來使電場靶向，而不考慮組織的介電常數，并避免產生針對肌肉組織的主要為淺表加熱。本發明允許使用簡單、成本有效的設計，不需要寬帶射頻(RF)發生器或相控天線。

背景技術

已知將靶向深度熱療用于治療應用，例如癌癥治療、腫瘤消融和其它疾病的治療(Anderson等人，美國專利申請公開No.20180015294 A1)。基于感應耦合(磁場)天線進行射頻熱療的系統相對于主要通過輻射電場或耦合電場加熱的其它系統具有優勢。所有相關組織的磁導率接近1，因此預測磁場場形已知是非常精確的。考慮到產生用于加熱的電場的取向和方法，通過適當設計的感應耦合系統可以避免對脂肪組織優先加熱。

目前用磁場加熱的方法缺乏深度加熱(即，對于大體型患者加熱到大于10cm的所需臨床深度)的能力。本發明涉及解決上述這些問題的系統和方法。

發明內容

本發明表明，在感應耦合系統中產生靶向加熱可不是無足輕重的。本領域中的常規系統(包括感應耦合系統的改造)不能在大于10cm的臨床相關深度處加熱，這是因為還沒有可用的和/或還未使用用于控制所產生電場部位的方法。在圍繞腹部虛擬人體模型的其它感應系統的模擬中，采用了表面扁平線圈、圓周線圈繞組和基于亥姆霍茲的圓周線圈對的那些系統不能在深度處產生可接受的加熱，這是因為電場產生圖形總是受到骨骼肌和腹肌中大能量沉積的限制。本發明使用多個磁場來產生疊加電場(主要通過產生渦電流)，從而可以在低頻下實現臨床相關的加熱，但不會通過采用例如相控的方法而增加系統的復雜性或成本。特別是，該設計允許在13.56MHz、27.1MHz和40.68MHz的開放給工業、科學和醫用的頻率下進行相關的深度加熱，這些頻率在人或大型動物相關幾何結構的情況下對相控天線的響應不佳。此外，本系統是磁共振成像(MRI)安全和可透過的，允許同時操作，以便利用例如磁共振熱成像之類的技術。

在本發明的一個實施例中，提供了一種用于產生多個磁場的系統，以疊加地組合和控制深度電場產生，從而產生臨床認可的集中加熱。該系統包括：

a)基座，尺寸足以容納對象；

b)一個或多個區段，其中：

i.每個區段包括至少一對線圈，其中，所述對中的每個線圈大致平行于并且面向另一個線圈，并且所述對中的每個線圈分隔開一定距離；

ii.所述對中的每個線圈以預定設計布置；以及

iii.每個線圈的寬度等于或大于每個線圈對之間的分隔距離；

以及

c)一個或多個射頻(RF)發生器，用于控制施加在所述對的每個線圈上的RF的幅值，以使比吸收率(SAR)圖形在期望方向上移動。

在本發明的另一個實施例中，提供了一種用于在有需要的對象中引發局部區域性熱療的方法。該方法包括：

a)提供用于產生多個磁場的裝置，以疊加地組合和控制深度電場產生，該裝置包括：

(I)基座，用于容納對象；

(II)一個或多個區段，其中：