[发明专利]通过控制电子信号来使用聚焦超声波的设备及其使用方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及一种通过对电子信号进行控制而实现的体外高强度聚焦超声(HIFU)坏死设备，以及更具体地，涉及一种使用作为超声源的超声振荡器的平面型阵列中的电子信号来形成焦点的方法。

背景技术

通常，体外HIFU指的是通过使人体外产生的超声波聚焦到生命体内的靶组织(例如，肿瘤)而得到的超声波。今天，体外HIFU已经由于其无创特性而在医疗领域引起了公众的注意。

图1示出了通过使用传统超声波选择性地破坏诸如肿瘤的组织的HIFU的基本原理。存在于生命体内的肿瘤等成为靶组织30，而超声振荡器10被设置在体外，以便对靶组织30进行聚焦。由超声振荡器10产生的超声波被聚焦在靶组织30中。焦点被引入的点处的组织40的温度升高。当温度达到恒定的临界温度(例如，60摄氏度或更高)时，靶组织30的形成焦点的组织40会坏死。

图2至图4示出了描述超声振荡器10的状态，其为根据传统HIFU原理的体外超声源。如果由超声振荡器10产生的超声波将聚焦到靶组织30上，则需要如图2所示的在几何形状上为凹形的超声振荡器10。如图3和图4所示，还可以使用平-凹或平-凸超声振荡器10。

从几年以前，HIFU坏死设备就已经在韩国被用于治疗前列腺肿瘤和肥大，并且最近发现用于越来越多的不同实体癌(包括肝癌)治疗中的应用领域。然而，如果使用传统的几何形式的超声振荡器来消除靶组织，则所存在的一个问题就是即使没有肿瘤的正常组织也会由于与超声振荡器的几何形状相随的限制而遭到破坏。由于使用了超声振荡器的几何曲线，还产生了安装空间限制的问题。

发明内容

技术问题

因此，为了解决现有技术中出现的上述问题，我们提出本发明，而本发明的目的是提供一种通过对电子信号进行控制而实现的体外HIFU坏死设备以及使用该设备的方法，其中，超声振荡器被构造成具有平面形状而不是几何形状，从而可以改善安装该设备的便利性，电子信号可以被简易且精确地控制，以及可以去除靶组织而不损坏正常组织。

技术方案

本发明的上述目的是利用通过对电子信号进行控制而实现的体外HIFU坏死设备实现的，该设备包括：振荡元件，用于产生超声束；超声振荡器阵列，包括固定在平面上并被定向为朝向生命体的振荡元件；延迟电路，分别连接至振荡元件，用于使超声振荡延迟一个延迟时间；以及控制装置，用于控制延迟时间，以使超声束聚焦。

其中布置有振荡元件110的超声振荡器阵列100的形状可以是圆形或正方形。

超声振荡器阵列100的直径或一条边的长度处于15至30cm的范围内。

超声振荡元件110可以是环形，以及具有不同尺寸的多个环形超声振荡元件110可以设置在同心圆上。

振荡元件110可以包括压电材料、磁致伸缩传感器或电容式微加工超声传感器(CMUT)。

此外，本发明的上述目的利用通过对电子信号进行控制而实现的体外HIFU坏死设备实现，该设备包括：超声振荡器阵列100，包括固定在平面上并被定向为朝向生命体的超声振荡元件110；延迟电路120，分别连接至振荡元件110，用于使超声振荡延迟一个延迟时间；超声振荡器，包括控制装置150，所述控制装置用于控制延迟时间，以使超声束聚焦；以及3-D图像诊断装置170，用于测量生命体内靶组织30的形状，并将测得的形状以3-D图像形式输出，其中，控制装置150基于3-D图像的位置数据来控制各延迟电路120的延迟时间，以将超声束聚焦到靶组织30上。

图像诊断装置170可以包括核磁共振成像法(MRI)、计算机体层摄影法(CT)以及超声图像诊断装置中的一种。

同时，体外HIFU坏死设备还可以包括：放大装置140，用于对施加至超声振荡器阵列100的信号进行放大。

此外，体外HIFU坏死设备还可以包括：多路复用器130，用于选择性向超声振荡器阵列100施加信号。

体外HIFU坏死设备还可以在图像诊断装置170和控制装置150之间包括：坏死设计装置160，用于基于3-D图像指定坏死顺序。控制装置150可以基于由坏死设计装置160指定的坏死顺序来控制延迟电路120的延迟时间，以将超声波聚焦到靶组织30上。