在多个维度上的HIFU治疗的实时监测和控制制造技术

技术编号:8389918 阅读:142 留言:0更新日期:2013-03-07 23:02
将能量转移(336)以令生物组织的机械属性改变,如在消融中。在多于一个空间维度上检查所述转移的效果,例如针对处置区域,即,线(312)或层(314),或者针对所述区域内的位置(316),做出消融停止决定。停止决定可基于针对特性曲线实时评估的处置组织的伤口中心和/或伤口外围的纵向位移。例如,通过用于治疗和成像的线性或2D多通道超声阵列来提供方位角方向和/或高度方向的操纵。能够包括的协议有,针对(HIFU)治疗和(基于声学辐射力的)追踪处置组织的位移两者的区域范围扫描(S1010)和逐个位置的完成。针对相对不均匀的组织可以使用精细的逐个位置的监测;而针对相对均匀的组织可采用更快、更稀疏和更一般的监测(1100,1200)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及转移能量以令生物组织的机械属性改变,并且更具体而言,涉及在多于一个空间维度上检查所述转移的效果。
技术介绍
使用高强度聚焦超声(HIFU)的肿瘤消融治疗己被研究了多年并且正在进入美国市场和临床试验。可以通过外科手术和/或化疗来医学地处置诸如癌变的肿瘤。消融治疗提供了一种创伤较小的可选方案。可以通过各种可选方案来实现所述消融,例如通过加热(例如,射频(RF)消融、高强度聚焦超声(HIFU)消融、微波以及激光)、冷冻(例如,低温消融)或者化学作用。HIFU是无创的,因为从身体外施加热能以聚焦在肿瘤上,但能量在其集中在靶肿瘤之前还不够集中而伤害患者的皮肤或更内部的组织。热消融,例如HIFU消融,令聚焦点处的温度升高,直到肿瘤(其可能是恶性的)在那一消融点坏死,即被杀死。坏死的组织被称为伤口。过程然后转移到另一消融点,并且逐点继续,直到消融整个肿瘤。根据进行处置的区域的图像引导所述消融。成像可以是以下的形式:超声、磁共振成像(MRI)或者诸如荧光检查的X射线成像。采用MRI用于在消融中引导HIFU,但这是昂贵的。花费可限制这一方法在世界范围内的研究中心的使用。还有,存在热消融装备能够与MR兼容的潜在问题。己经提出借助于超声的声学辐射力来监测HIFU消融。超声波给予靶身体组织在所述波的聚焦点处集中的“推动”。在所述推动之前或之后的成像数据可揭示经受所述推动的身体组织的性质的信息。更具体而言,通过HIFU治疗或通过其他方式坏死的组织,在特定的位置在某一时刻变得比未处置的组织更硬。因此,对于相同量的推力,会发生较小的轴向位移。所述推动和随后的追踪可检测变小的位移,并且因而可以用来检测通过消融形成的伤口的存在。Lizzi等人(“Lizzi”)预言在实时HIFU消融监测中使用归因于辐射力的位移。F.Lizzi,R.Muratore,C.Deng,J.A.Ketterling,S.K.Alam,S.Mikaelian and A.Kalisz,Ultrasound in Med.&Biol.Vol.29,No.11,1593-1605(2003)。Lizz的研究提出治疗可以继续,直到其导致响应于推动的运动特性方面的预定改变。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面中,提出了需要一种更令人满意的消融监测方法的概念和实现。本专利技术旨在通过提供一种精确、快速、低成本、简单和方便的技术来解决现有技术在消融监测中的局限。最新的用于基于温度监测HIFU消融处置的MRI方法是精确的,但是需要昂贵的MR配套。超声引导HIFU(USgHIFU)治疗中的最新技术是在施加治疗之后逐个消融点地评价所形成的伤口的范围。在这一评价过程中所消耗的时间延长了消融过程的持续时间。此外,常用的方法是输入消融强度和持续时间,然后在消融点执行消融。然而,专利技术者发现处置时间不能很好地指示伤口尺寸。因而,存在对这样的过程的需要:在这样的过程中在将治疗焦点移动到下一个消融点之前评价伤口尺寸(并且保证根据处置规划己经实现了期望伤口尺寸)。此外,由于当今使用的超声解决方案在预测剂量(即,在当前强度下施加HIFU的持续时间)方面不够精确,本方法在处置期间使用过量的剂量以保证整个区域的坏死。Lizzi的研究预测在HIFU的实时监测中使用声学辐射力,一种超声技术,并且基于运动特性的预定改变终止HIFU。然而,Lizzi的研究并没有指出什么样的具体改变将稳健地用作何时该终止治疗的指示,或者何时以及如何完成对预定改变的确定。具有何时应该停止治疗的可靠指示物将会是有利的,其允许实时消融可靠地自动进行。为更好地解决这些关注中的一个或多个,根据本专利技术的一方面,基于专利技术公开号776510,题为“Real-Time Ablation Monitoring for Desired LesionSize”(下文中简称“510申请”)的之前的共同受让的专利专利技术揭示了一种用于停止在消融点的身体组织的消融的精确、快速、低成本、简单和方便的技术。本公开继续这一方法并进行了拓展。如在‘510申请中所描述,所提出的是基于沿单个轴向评估改变并且从该测量结果基于先验的经由NDD参数由实验导出的横向伤口尺寸和位移改变之间的关系估计伤口的横向维度。根据本专利技术,在二维或三维度上执行该位移监测。例如,能够组合多元件治疗和诊断阵列以控制在多个空间维度中的伤口形成。还有,特定位置处的位移监测可以从治疗焦点在方位角方向和/或高度方向上偏移。额外地,对于处置区域是相对均匀并且从而可以从有限量的这样的监测中得出通用的假设的情况下,提出减少治疗中消耗的时间的措施。在本专利技术的一个版本中,针对发出波束以改变生物组织的诸如硬度的机械属性的单元提供控制设备。所述设备施加基于声学辐射力的推动波束,所述推动波束的焦点在方位角方向和/或高度方向上从机械属性改变波束的最新焦点偏移。在一方面中,所述偏移到达由具有那一最新焦点的所述机械属性改变波束创建的伤口的靶外围。在又一方面中,所述机械属性改变波束维持在当前位置,直到确定完成当前位置处的处置。在一个实施例中,实时地使所述机械属性改变波束与推动波束和追踪波束重复地交替。基于关于实时的与位置相关的处置完成的所述确定,实时地从组织内处置区域内的当前位置到该区域内的下一位置实时地进行扫描。在另外的版本中,针对用于转移能量以令生物组织的机械属性经受改变的单元的控制设备包括多通道超声换能器阵列。所述阵列被配置为在方位角方向和/或高度方向电子地操纵追踪波束。追踪由到达组织的推力引起的位移来评价能量转移的效果。在这个方面的变型中,所述阵列是二维的并且被配置为在方位角方向和高度方向上进行操纵。在又一方面中,将所述位移施加到特性曲线以预测伤口尺寸。在另一方面中,在能量转移的中断期间,在组织内处置区域中逐个位置地操纵追踪波束。根据特定的方面,在借助于能量转移将热效应引入组织内的处置线或处置层之前,创建能用于决定在线或层内的位置处的处置是否完成的基线,所述创建基于来自使用推动和追踪脉冲扫描所述线或层的结果。在仍又一方面中,确定不再使用波束来处置所述组织内的处置区域内的位置,其中借助于所述波束而使能量转移发生。根据相关的不同方面,实时地执行所述操纵、所述追踪和所述确定。在又一相关方面中,所述操纵、所述追踪、所述确定以及决定所述区<本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.24 US 61/358,1581.一种针对发出用于改变生物组织的机械属性(304)的波束的单元
(110)配置的控制设备(115),所述波束具有最新焦点(844),所述设备
被配置为施加基于声学辐射力的推动波束,所述推动波束的焦点用于评价
所述最新焦点的效应,所述推动波束的焦点在方位角方向和高度方向中的
至少一个上从所述最新焦点偏移(830)。
2.如权利要求1所述的控制设备,所述偏移到达由具有所述最新焦点
的所述机械属性改变波束创建的伤口的靶外围(860)。
3.如权利要求1所述的控制设备,还被配置为将所述机械属性改变波
束(336)保持在所述组织内的处置区域内的当前位置,直到确定所述位置
处的处置己完成。
4.如权利要求3所述的控制设备,还被配置为实时地使所述机械属性
改变波束与所述推动波束和追踪波束重复地交替(S930,S940),并且基于
实时的所述确定,实时地在所述区域内从所述位置扫描到下一位置。
5.一种针对用于转移能量以令生物组织的机械属性经受改变的单元的
控制设备,所述设备包括:
多通道超声换能器阵列(125),其被配置为在方位角方向和高度方向
中的至少一个上电子地操纵追踪波束,追踪的是由到达所述组织的推动引
起的位移以评价所述能量转移的效应。
6.如权利要求5所述的控制设备,所述阵列是二维的并且被配置为在
所述方位角(325a)方向和高度(325b)方向两者上进行所述操纵。
7.如权利要求5所述的控制设备,还被配置为将所述位移施加到特性
曲线(515)以预测伤口尺寸。
8.如权利要求5所述的控制设备,其被配置为在所述能量转移的中断
期间在所述组织内的处置区域内逐个位置地操纵所述追踪波束(S1010)。
9.如权利要求5所述的控制设备,还被配置为在借助于所述能量转移
而将热效应引入到所述组织内的处置线或处置层中之前,创建基线(301),
所述基线(301)能用于决定在相应的所述线或所述层的位置处的处置是否
完成,所述创建基于使用推动和追踪脉冲扫描相应的所述线或所述层的结
果。
10.如权利要求5所述的控制设备,其被配置为确定所述组织内的处
置区域内的位置不再需要使用波束处置,所述能量转移借助于所述波束发
生(S1140)。
11.如权利要求10所述的控制设备,还被配置为实时地执行所述操纵、
所述追踪(S1130)和所述确定。
12.如权利要求11所述的控制设备,还被配置为自动地且无需用户介
入地执行所述操纵(S1150)、所述追踪、所述确定以及决定所述区域的处
置己完成。
13.如权利要求5所述的控制设备...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·阿南德J·彼得鲁齐洛S·周S·塞特拉曼
申请(专利权)人:皇家飞利浦电子股份有限公司
类型:
国别省市:

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