具有冷却的高强度聚焦超声治疗系统技术方案

一种高强度聚焦超声(HIFU)治疗系统包括：超声换能器，其用于沿着波束路径发出聚焦超声波束；超声透明窗口，其被定位在所述波束路径中；流体冷却系统，其用于提供对目标的冷却，所述聚焦超声波束被导向所述目标。所述流体冷却系统包括：流体容器，其被安装为邻近所述超声透明窗口；冷却单元，其用于对冷却液进行冷却并使所述冷却液经过所述流体容器到达和来自所述流体容器；脱气模块并且优选为过滤器，其从所述冷却液去除挥发性成分。溶解的空气或其他气体从所述冷却液被去除，使得气泡在所述冷却液中的形成被避免或至少被抑制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包括流体冷却系统的高强度聚焦超声治疗系统。
技术介绍
这样的高强度聚焦超声治疗系统从国际申请W02012/052847知晓。已知的高强度聚焦超声治疗系统通过主动冷却非靶组织来主动调节非靶组织的温度。超声辐射被聚焦到靶组织以主动加热靶组织。包含靶组织和非靶组织的区域中的温度场被监测。超声聚焦通过调节聚焦的位置或基于监测的温度场来调节聚焦的强度而被调-K-T O国际申请W02012/098482提及了一种与磁共振成像系统集成在一起的HIFU系统。然而，没有提及用于冷却要被声处理的目标的冷却系统。美国专利申请US2008/0077056公开了一种具有流体循环系统和脱气器的HIFU系统。提供了与邻近换能器的面的流体路径的连通的流体入口和出口。已知的HIFU系统的流体循环用于使患者的直肠壁变冷。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供一种更准确地避免对要被处置的患者的敏感组织的不想要加热的高强度聚焦超声(HIFU)治疗系统。该目标通过根据本专利技术的高强度聚焦超声(HIFU)治疗系统来实现，所述高强度聚焦超声(HIFU)治疗系统包括:超声换能器，所述超声换能器用于沿着波束路径发出聚焦超声波束。超声透明窗口，其被定位在所述波束路径中，以及流体冷却系统，其用于提供对目标的冷却，所述聚焦超声波束被导向所述目标，其中所述流体冷却系统包括:流体容器，其被安装为邻近所述超声透明窗口，所述超声透明窗口被安装在患者承载装置的支持面中，要被处置的所述患者被放置在所述患者承载装置的所述支持面上。冷却单元，其用于对冷却液进行冷却并使所述冷却液经过所述流体容器，以及脱气模块，其用于从所述冷却液去除诸如空气或气体的挥发性成分。本专利技术的见解是，当诸如溶解的空气或其他气体或空气气泡的挥发性成分从冷却液被去除时，气泡在冷却液中的形成被避免或至少被抑制。这样的气泡能够干扰被发射通过冷却液的超声波束。尤其的，具有与冷却液本身显著不同的声阻抗的任何“颗粒”都能够干扰被发射通过冷却液的超声波束。这能够是例如任何气体气泡或固体颗粒。归因于从超声换能器发出的超声辐射的散射和反射，当气泡出现时，这样的气泡可以扰乱超声波束和超声聚焦。此外，溶解的空气或其他气体形成微泡，当所述微泡暴露于强烈的超声场时，所述微泡可以更容易地诱发气穴并且因此诱发迅速的局部加热。因此，冷却液中的气泡和溶解的空气或气体能够在不应被加热的组织中(尤其在患者的皮肤中)引起不受控制的加热。通过避免这些气泡被形成，对在超声辐射要聚焦于其中的靶区之外的组织的这样的不期望的加热被有效地避免。具体为要被处置的患者的皮肤灼伤被避免。本专利技术的高强度聚焦超声(HIFU)治疗系统装备有生成聚焦超声波束的超声换能器。尤其地，换能器阵列被采用，所述换能器阵列具有通常以矩阵形式布置的多个换能器元件，而且所述换能器元件的随机空间布置是可能的。聚焦通过调节个体换能器元件的相位而被生成和被(以电子方式)控制。而且，超声换能器整体上能够被以机械方式移位、平移和旋转，以调节聚焦的位置。聚焦超声波束被发出通过超声透明窗口。超声透明窗口例如被集成在患者承载装置中，要被处置的患者被放置在所述患者承载装置上以用于通过聚焦的超声辐射来进行处置。具体地，超声透明窗口被安装在患者承载装置的支撑面中，要被处置的患者被放置在所述患者承载装置的支撑面上。超声换能器例如被安装在换能器槽中，也被安装在患者承载装置中，例如在支撑面之下。流体容器被安装在换能器槽的顶部，即，在面向患者承载装置的支撑面的侧面处。换能器槽通常充满这样的物质:即，所述物质具有良好的超声发射，并且所述物质具有接近或等于要被处置的患者的超声阻抗的超声阻抗；水是良好的选择，备选地，具有接近水的声阻抗的流体能够被使用。例如，许多油类是合适的。然而，在磁共振成像(MRI)引导的HIFU系统中，流体还应当具有适合的MRI性质。水如果被更大量地引入到MRI扫描器中，则具有高介电常数的水通过缩短波长来影响MRI扫描器的射频发射场(所谓的BI场)。因此，发射场可以被扭曲，特别是在高场强MRI扫描器(例如，3T MRI扫描器)中。因此，具有比水更低的介电常数的合适油类或其他流体常常被使用在MRI引导的HIFU系统的换能器槽中。在HIFU治疗期间，患者直接地或经由诸如凝胶垫的耦合介质躺在超声窗口的顶部，使得声能能够被发射到患者。人类体温调节系统保持身体核心温度接近37°C，并且温度通过皮下脂肪和皮肤层以及通过超声接触介质和超声窗口朝向超声槽中的流体温度下降，所述超声槽中的所述流体温度通常最初处于室温。然而，这些层的温度不是恒定的，这是因为患者是加热接触界面和超声槽中的流体的热源。此外，归因于在超声声处理期间不同层的声损失以及归因于例如由换能器引起的电损失，这些界面和槽流体能够被加热。因此，槽流体和界面温度趋向于在治疗的过程中增加，这继而使皮肤和皮下脂肪的温度升高，并且因此增加对组织的过度加热的风险，在最坏的情况下导致灼伤。为了避免超声接触的加热并且为了冷却目标(尤其是当高强度聚焦超声(HIFU)治疗系统处于操作时超声波束被导向的要被处置的患者)的部分，流体冷却系统被提供。流体冷却系统包括流体容器。使流体冷却液经过流体容器，即，使流体冷却液通到流体容器和来自流体容器，使得通过冷却液获得的热从容器被带走，并且向容器供应处于更低温度的冷却液。因此，具有经过的冷却液的容器获得热以从要被处置的患者去除热。具有冷却液的容器被安装在换能器槽的顶部，例如，流体容器被形成为冷却腔室，所述冷却腔室被集成在患者支撑物中，尤其被集成在换能器槽的顶部。这种结构简单并且提供了冷却液与患者的皮肤之间的良好热接触。由于流体容器被安装为邻近超声窗口，因此当要被处置的患者被放置在超声窗口上的适当位置以用于通过超声辐射的辐照进行处置时，热接触将在要被处置的患者的身体与流体容器之间被建立。为了从要被处置的患者带走通过流体容器中的冷却液获得的热，通过冷却单元的方式使冷却液经过流体容器。冷却单元包括热交换器以对从流体容器返回的冷却液进行冷却。冷却单元然后使被冷却的流体再次通到流体容器。冷却单元装备有流体栗以生成通过流体容器的冷却液流。为了避免气泡的形成，脱气模块被提供在流体冷却系统中，以从冷却液去除挥发性成分。参考在从属权利要求中定义的实施例，本专利技术的这些方面和其他方面将被进一步详细说明。根据本专利技术的方面，自闭合连接(例如，具有止回阀的快速耦合液压连接器)用于将流体通道(例如，管道)连接到流体容器并且连接到冷却单元。以此方式，闭合回路被布置为由冷却单元、流体通道以及流体容器形成，几乎没有或没有气体或其他挥发性成分能够泄露到所述闭合回路中。根据本专利技术的另外的方面，例如被形成为冷却腔室的流体容器装备有不透气的外壳。这进一步避免了挥发性成分泄露到冷却液中。这减少了气泡在冷却液中的形成。根据本专利技术的另一方面，过滤器被提供在冷却单元中，以滤除挥发性成分。以此方式，任何残余量的挥发性成分(例如，空气或其他气体)从冷却液被滤除。因此，实现了冷却液中的气泡形成的进一步减少。根据本专利技术的另一方面，温度传感器被提供为测量流体容器中的冷却液的温度。流体冷却系统基于对流体容器中的冷却液的测量的温度来进行控制，以准确地控制患者的温度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度聚焦超声(HIFU)治疗系统，包括：‑超声换能器‑其用于沿着波束路径发出聚焦超声波束，‑超声透明窗口，其被定位在所述波束路径中，以及‑流体冷却系统，其用于提供对目标的冷却，所述聚焦超声波束被导向所述目标，其中‑所述流体冷却系统包括：‑流体容器，其被安装为邻近所述超声透明窗口，‑冷却单元，其用于对冷却液进行冷却并使所述冷却液经过所述流体容器，以及‑脱气模块，其用于从所述冷却液去除诸如空气或气体的挥发性成分，‑以及患者支撑物，其中，所述流体容器被形成为冷却腔室，所述冷却腔室在所述患者支撑物用于接收所述患者的侧面处被集成在所述患者支撑物中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·P·于利霍塔拉，T·T·安蒂拉，A·J·哈尔科拉，M·O·蒂兰德，M·O·科勒，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL