用于超声换能器的超声电源制造技术

一种超声电源(100)，适于供应用于驱动与受试者(208)接触的超声换能器(202，702)的电功率，其中，所述超声电源包括：-通信接口(102)，适于接收所述受试者的第一体积(211，318)的第一温度测量结果和所述受试者的第二体积(214，320)的第二温度测量结果；-控制器(108)，适于调制用于驱动所述超声换能器的电功率的输出，使得经由所述超声换能器的超声加热：a.所述第一温度测量结果维持在第一预定阈值以上；b.所述第一温度测量结果维持在第二预定阈值以下；以及c.所述第二温度测量结果维持在第三预定阈值以下；并且其中，所述第一预定阈值在所述第三预定阈值以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于超声换能器的超声电源
本专利技术涉及超声系统的控制，特别是用于驱动超声换能器的电功率的调制。
技术介绍
癌处理中的进展包括，与无投药相比，能够减小对患者的全身性(systemic)副作用的局部化学疗法。一个该方法是诸如阿霉素的细胞毒素药物的脂质体(liposomal)胶囊化(encapsulation)。最近的研究导致了对针对病理学并且温度敏感的脂质体的研发。温度敏感的脂质体(TSL)能够是传统地在42℃至45℃的范围内触发的脂质体，或是低温敏感脂质体(LTSL)，该低温敏感脂质体在39.5至42℃的范围中释放它们的有效载荷。各种方法可用于提供激活TSL的温度增高。这些包括射频、微波和超声。超声迅速地变为用于特定治疗介入的期望的途径。特别是，高强度聚焦的超声的使用当前用作用于子宫纤维瘤的热治疗介入的途径并且已经针对肝、脑、前列腺和其它癌损害的处理中的可能使用对其进行了检查。用于组织消融的超声治疗通过以高强度超声声穿透感兴趣的组织来工作，该高强度超声被吸收并转换为热，提升了组织的温度。随着温度升高到55℃以上，组织的凝结坏疽发生，导致立即的细胞死亡。用于治疗中的换能器能够在身体外部或被插入到身体中，例如通过血管、尿道、直肠等。通过合适地调整功率和声处理的持续时间，相同换能器能够用于产生仅数度的非消融温度上升，这使得能够使用TSL来投递药物。美国专利5323779公开了脉冲热产生装置，该装置选择性地加热患者内毁坏组织的特定组织中的区域。在一个实施例中，脉冲热产生装置是聚焦超声换能器，该聚焦超声换能器将超声能量聚集在特定组织内的焦点。
技术实现思路
本专利技术在独立权利要求中提供超声电源、超声系统、计算机程序产品和操作超声电源的方法。在从属权利要求中给出了实施例。使用放置在尿道中的具有超声换能器元件的阵列的声极(applicator)，此专利技术的实施例可以对前列腺癌处理的癌治疗有用，但是也可以用于身体的其它部分的癌，例如乳房、肝、脑、骨。频繁地在朝向较晚区域的囊周围附近发现前列腺癌。诸如神经血管束的重要(critical)结构经常位于靠近肿瘤区域并且需要保护。在前列腺治疗的情况下，在保护例如神经束的附近的组织的同时，激活包含肿瘤的区域中的LTSL是有利的。可以需要维持肿瘤区域处的治疗温度(39.5℃至42℃)达实质量的时间，例如30分钟，以便由于循环而补充具有药物有效载荷的脂质体。如果在此时段期间使用连续声处理方案，则将导致位于处理区域外部且在附近的重要结构中的不想要的治疗温度上升。该问题对聚焦和未聚焦换能器均存在，其中，重要结构在处理地点附近，例如在前列腺处理的情况下，神经束在肿瘤附近。以前，已经在现有技术中描述了使用经尿道的超声声极的前列腺的处理，其中，单个元件换能器被插入到尿道中以声穿透其前面的区域，并且有时被旋转以覆盖整个横截面。由于简单和低成本设计，这些换能器相对于聚焦换能器是有利的。经尿道的设计是有利的，因为其提供对前列腺的直接的声访问，而无介入组织的影响。在实践中，数个换能器元件沿尿道轴放置，以覆盖3D体积。能够借助于使用磁共振成像(MRI)的图像引导、超声或其它技术来执行整个治疗处理。MRI特别具有提供关于空间区域中组织的温度上升的信息的能力。也采用该声极使用热敏感脂质体来投递药物。本专利技术的实施例可以使得能够将处理区域维持在通过LTSL进行药物投递所需的温度，同时维持在外部但在附近的区域在低于此阈值的温度水平。治疗从而真实地是局部的并且可以减小不需要的副作用。本专利技术提供一种超声电源，所述超声电源适于供应用于驱动与受试者接触的超声换能器的电功率。应当理解，与受试者接触可以意指超声换能器与受试者直接接触和超声换能器可以经由超声传导介质与受试者接触。于此使用的未聚焦超声换能器定义为发射能够加热受试者的体积，但是未聚焦至特定点的超声的超声换能器。未聚焦超声换能器可以具有多个超声换能器元件，但是它们未聚焦。通过控制逐个超声换能器元件的相位和幅度，可以小程度地调整未聚焦超声换能器贮存的超声能量的体积。多个超声换能器的使用也可以容许在更均匀的体积上分布超声。未聚焦超声换能器可以为超声换能器元件的线阵列的形式，并且也可以被封装以使得它们能够被插入到受试者的孔中。于此使用的聚焦超声换能器是将超声能量拒交至焦点区域的超声换能器。超声电源包括通信接口，通信接口适于接收所述受试者的第一体积的第一温度测量结果和所述受试者的第二体积的第二温度测量结果。计算机通信接口可以以各种方式来实施，并且可以取决于用于进行第一体积和第二体积的温度测量的方法。通信接口因此可以采取各种形式。例如，通信接口能够是数字接口，其能够是网络连接，其能够是单个仪器内的内部总线或接口，或者其甚至可以是模拟接口。例如，供应电压或电流的热偶可以用于向通信接口发送第一温度测量结果和第二温度测量结果。可以存在用于接收第一温度测量结果的分开的通信接口和接收第二温度测量结果的分开的通信接口。替代地，也可以组合用于第一和第二温度测量结果的通信接口。超声电源还包括控制器，所述控制器适于调制用于驱动所述超声换能器的电功率的输出，使得经由所述超声换能器的超声加热，所述第一温度测量结果维持在第一预定阈值以上且在第二预定阈值以下。所述第二温度测量结果维持在第三预定阈值以下。所述第一预定阈值等于所述第三预定阈值或在所述第三预定阈值以上。第一体积可以是超声换能器与第二体积之间的体积。此实施例是有益的，因为能够将第一体积加热至可以对受试者具有特定影响的温度。例如，第一预定阈值能够是药物释放发生时的温度。第三预定阈值能够是一温度，在该温度以下，对受试者的第二体积没有影响或持久的影响。此实施例是有益的，因为一些温度激活的药物在预定温度范围内具有最高化学反应性。在另一实施例中，所述超声换能器是未聚焦超声换能器。所述第一体积在所述超声换能器与所述第二体积之间。在另一实施例中，超声换能器是聚焦超声换能器。在另一实施例中，控制器适于通过选通所述电功率的输出来调制所述电功率的输出。可以通过调制至构成超声换能器的所有超声换能器元件的电功率的输出来实现电功率的此调制。替代地，能够对构成超声换能器的超声换能器元件的子选择选通电功率。此途径的另一改变是作为时间的函数改变占空比。例如，为增大功率，能够增大占空比，并且为了降低功率，能够减小占空比。在另一实施例中，所述控制器适于通过连续提供(bearing)供应至所述超声换能器的功率来调制所述电功率的输出。这是有利的，因为代替简单地选通功率，供应至超声换能器的功率可以增大或降低。供应至超声换能器的电功率可以随时间成斜坡形式。此实施例是有利的，因为第一和第二体积中的温度可以比简单地开通和关断至超声换能器的功率时更稳定。可以相对于彼此改变超声换能器的逐个超声换能器元件之间的幅度，以更改超声功率随时间的分布。在另一实施例中，所述第一体积和所述第二体积以0.25mm与5mm之间的直线距离分开。这是有利的，因为受试者的第一体积能够加热至第一预定阈值以上，而不会损伤受试者的第二体积。在另一实施例中，所述第一温度测量结果维持在所述第一预定阈值与所述第二预定阈值之间，并且所述第二温度测量结果维持在所述第三预定阈值以下达10秒与1小时之间的时间段。在另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.15 US 61/251,7741.一种超声电源(100)，适于供应用于驱动与受试者(208)接触的超声换能器(202，702)的电功率，其中，所述超声电源包括：-通信接口(102)，适于接收所述受试者的第一体积(211，318)的第一温度测量结果和所述受试者的第二体积(214，320)的第二温度测量结果；-控制器(108)，适于调制用于驱动所述超声换能器的电功率的输出，使得经由所述超声换能器的超声加热：a.所述第一温度测量结果维持在第一预定阈值以上；b.所述第一温度测量结果维持在第二预定阈值以下；以及c.所述第二温度测量结果维持在第三预定阈值以下；并且其中，所述第一预定阈值在所述第三预定阈值以上，其中，所述第一体积和所述第二体积以0.25mm与5mm之间的直线距离(216)分开，并且其中，通过控制所述第一体积的所述第一温度测量结果和所述第二体积的所述第二温度测量结果，温度敏感的脂质体被投递到所述第一体积而不投递到所述第二体积。2.如权利要求1所述的超声电源，其中，所述超声换能器是未聚焦超声换能器，并且其中所述第一体积在所述超声换能器与所述第二体积之间。3.如权利要求1所述的超声电源，其中，所述控制器适于通过选通至所述超声换能器的至少一个元件的所述电功率的输出来调制所述电功率的输出。4.如权利要求1或2所述的超声电源，其中，所述控制器适于通过连续改变供应至所述超声换能器的至少一个元件的功率来调制所述电功率的输出。5.如权利要求1、2和3中的任一项所述的超声电源，其中，所述第一温度测量结果维持在所述第一预定阈值与所述第二预定阈值之间，并且所述第二温度测量结果维持在所述第三预定阈值以下达10秒与1小时之间的时间段。6.如权利要求1、2和3中的任一项所述的超声电源，其中，所述第一预定阈值为39.5摄氏度，并且其中，所述第二预定阈值为42摄氏度。7.一种超声系统(200)，所述超声系统包括：-根据前述权利要求中的任一项所述的超声电源(100)；-适于测量所述第一体积和所述第二体积的温度的温度测量系统(218，300)；以及-超声换能器(202，702)。8.如权利要求7所述的超声系统，其中，所述超声系统还包括磁共振成像系统(300)，其中，所述超声电源适于从所述磁共振成像系统接收所述第一温度测量结果和所述第二温度测量结果，其中，所述磁共振成像系统包括：-磁体(30...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·I·拉朱，S·周，S·索卡，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：