[發(fā)明專利]用于譜分析和確定使得能夠確保治療性超聲介入的安全性的標記的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980069785.9
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN113015488A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設計）人: A·諾維爾;H·薩萊斯卡米穆拉;B·拉諾
• 申請（專利權）人: 原子能和輔助替代能源委員會
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08;A61N7/00;A61M37/00;A61B8/00;A61B17/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李光穎

一種用于執(zhí)行譜分析和確定安全標記的方法，包括經由以下操作的組件：在擊發(fā)Bb期間在一系列時間ta處定期地測量(106、108)在與接收到的微泡的聲響應信號的次諧波和超諧波頻率相對應的譜線中根據時間的變化；以及在時間ta上確定和量化(110、112)安全標記根據時間的變化，該安全標記是在每個時間ta處由數值MDD_a定義的，該數值MDD_a等于在時間ta處測量到的并與接收到的微泡的聲響應信號的次諧波和/或超諧波頻率相對應的譜線的面積之和與在第一時間t1處測量到的并與微泡的聲響應信號的次諧波和/或超諧波頻率相對應的譜線的面積之和的比率。一種用于執(zhí)行譜分析和確定安全標記的系統(tǒng)實現了所述方法。

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于對生物組織的聲學響應執(zhí)行譜分析并且用于確定允許確保治療性超聲介入的安全性的安全標記的方法。

本發(fā)明還涉及一種對應的系統(tǒng)，其用于對生物組織的聲學響應執(zhí)行譜分析并且用于確定允許確保治療性超聲介入的安全性的安全標記。

背景技術

生物組織是任意軟血管化的生物組織，例如，被包含在腦部、肝臟、心臟、肌肉、乳房、腎臟、眼睛、甲狀腺、前列腺、子宮、肌腱、胰腺和皮膚的組織集合中的組織，并且優(yōu)選是腦部組織。

盡管在腫瘤學中活性藥物的數量增加并且出現了靶向療法，但是關于腦部疾病(包括癌癥)已經取得的治療進展仍然很小。主要障礙之一在于無法以特定并且受控的方式將治療性分子遞送至組織。具體而言，腦部的血管的壁形成了非常有效的內皮屏障，被稱為血腦屏障。該屏障限制了分子從血液到待處置的細胞的通道。用于施予治療藥劑的當前方法是侵入性的、非局部的，或者對患者構成高風險。此外，治療物質通過生物體的自由循環(huán)對健康組織具有不良的影響。因此，主要挑戰(zhàn)是對治療分子進行有效、特定和局部化的遞送。自2000年以來，許多研究已經表明聚焦的超聲可以被用于完成該任務。與氣體微泡的靜脈內注射相組合，超聲可以被用于誘導對生物屏障的局部性和可逆性的打開。具體而言，由氣泡-超聲交互(空化)產生的機械力(即，微流和振蕩)削弱了屏障，并且促進了分子通常進入到腦部組織中的通道，并且特別是在要試圖進行處置的患病區(qū)域被超聲波束正確地靶向的情況下進入到所述患病區(qū)域中的通道。所述處置可能持續(xù)數小時，對于大分子的通道而言如何有效地保持屏障打開以及技術的安全性可以通過修改超聲參數來控制。

所遞送的“空化劑量”在該技術的有效性和安全性中起著重要的作用。在被處置的組織內的聲壓必須足以引起微泡的受控振蕩(穩(wěn)定的空化狀態(tài))并且生成血管壁的可逆的和無病變的透化作用。

相反，在經受過高聲壓的情況下，所述微泡隨后進入到慣性空化狀態(tài)中，涉及局部劇烈的物理效應(即：沖擊波、微射流、氣泡的局部內爆)，這可能導致組織的退化和發(fā)作嚴重的副作用(例如，炎癥、出血)。

在有效劑量與病變劑量之間的差異很小，并且因此需要開發(fā)新的精確的原位劑量測定方法。隨著該技術即將開始臨床試驗，將迫切期望能夠實時地控制空化劑量。

在通過超聲打開血腦屏障的上下文中，目的是在處置期間保持高度穩(wěn)定的空化(有效性)，同時將慣性空化保持在較低水平(安全性)。在經顱超聲治療中，顱骨的不均勻性可能對該技術的有效性和安全性具有不良的影響。

具體而言，由于顱骨的厚度根據區(qū)域而變化，因此超聲波束的衰減被對應地改變。在人類中，超聲波的幅度可能很容易從一個點到另一個點變化2倍。對于大型動物，并且更具體是非人類的靈長類動物，在皮膚與顱骨之間存在組織(例如，肌肉)也可能影響超聲波束。

因此，當超聲通過比預期的更厚的區(qū)域傳輸時，感興趣區(qū)域中的超聲波的幅度將更低，并且處置可能無效(即，聲壓將不足以允許待實現的微泡的顯著震蕩)。

相反，如果所述區(qū)域較薄，則超聲波的幅度將被低估，并且可能產生由于氣泡的慣性空化而引起的安全性問題。