[发明专利]供磁共振使用的治疗性超声

说明书

相关申请

本专利文献要求的在2011年12月16日提交的序列号为61/576,926的临时美国专利申请的根据35 U.S.C. §119(e)的申请日的权益，所述临时美国专利申请通过引用被结合于此。

技术领域

本实施例涉及治疗性超声（therapeutic ultrasound）。特别地，治疗性超声被提供以供磁共振成像使用。

背景技术

磁共振（MR）兼容设备的系统设计要求仔细关注部件的磁性能。MR系统的有源电路与射频（RF）线圈之间的电磁干扰要被避免。为了最小化干扰，只有必需的超声部件被放置在MR机器的腔（bore）内。例如，换能器阵列被安置在该腔中。电缆线路（例如同轴电缆）把该设备的其余部分（例如发射器）连接到换能器。发射器或驱动器可以在环绕MR系统的房间或法拉第笼（Faraday cage）之外。通过把驱动电子设备和控制智能放置在MR腔之外，它们与MR磁场和RF信号拾取（pickup）的干扰被最小化。然而，一个同轴电缆针对换能器的每个元件被需要。电缆线路本身是干扰的潜在途径，并且正常情况下被严密屏蔽，以防止发射和易感性问题。因而，元件的数目可以是有限的，诸如为128或256个元件。驱动放大器与换能器之间的物理分离意味着存在功率传输比折衷，因为同轴电缆线路传递正向功率和反射的功率。

为了减少电缆线路，单个球形元件可以被使用，从而要求仅仅一个同轴电缆。为了操纵声能，元件以机械方式被移动。然而，用于移动元件的通常的基于磁的马达和金属平移台（translation stage）可以使MR系统的主磁场变形。

在一种方法中，约256个元件在球形碗中被布置为紧密包装的整体。元件相位控制允许在有限的角度（诸如约7°）上的电子波束操纵（electronic beam steering）。发射器定相电子设备经由大的同轴电缆束被远程定位。进一步的操纵被提供有在三个轴线中的平移和绕着两个轴线的转动。机器人和阵列被构建到MR检查台中。

发明内容

作为介绍，下面所描述的优选实施例包括用于在与磁共振一起使用中的治疗性超声的方法、系统、指令和计算机可读介质。许多元件的阵列（诸如多维阵列）被使用。为了避免电缆线路，发射器被安置在阵列处。阵列和发射器被屏蔽来减少干扰。为了避免针对许多元件的大的电感，声匹配层可以被测定大小来提供想要的相位角或电阻抗匹配。

在第一方面，提供了一种用于在与磁共振一起使用中的治疗性超声的系统。换能器阵列包括元件的多维阵列。发射波束形成器（transmit beamformer）与换能器阵列连接。通信接口与发射波束形成器连接。壳体电磁屏蔽并且包围换能器阵列、发射波束形成器和通信接口。换能器阵列、发射波束形成器和通信接口在磁共振成像系统的腔中是可操作的。

在第二方面，提供了一种用于在与磁共振一起使用的治疗性超声的方法。多维分布的元件的声阵列被安置在磁共振系统的腔内。元件用腔内的发射器被驱动。治疗性超声响应于该驱动被施加到腔内的患者。患者用磁共振系统被成像。

在第三方面，超声换能器包括元件的声阵列。发射波束形成器具有分别与多个元件连接的通道。匹配层邻接声阵列的发射面（emitting face）。匹配层的厚度使元件的电容偏置（off-set），使得电阻抗的相位角在零点（zero）的约10度内。发射波束形成器与元件之间的连接没有任何匹配电感。

本发明由下面的权利要求来限定，并且这部分中的任何事物都不应该被认为是对那些权利要求的限制。本发明的其它方面和优点连同优选实施例在下面被讨论，并且稍后可以独立地或组合地被要求保护。

附图说明

部件和附图不必成比例，重点而是被放在说明本发明的原理上。此外，在附图中，遍及不同的视图，相同的参考数字标明相对应的部分。

图1是用于在与磁共振一起使用中的治疗性超声的系统的一个实施例的框图；

图2是组合的治疗性超声和MR成像系统的一个实施例的横截面图解；

图3是用于在与磁共振一起使用中的治疗性超声的系统的一个实施例的横截面图；

图4是根据一个实施例的所集成的发射波束形成器和换能器的框图；

图5是针对治疗性超声敷贴器（applicator）的例子模块；

图6是用于在与磁共振一起使用中的治疗性超声的例子装置；并且

图7是用于在与磁共振一起使用中的治疗性超声的方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式