[发明专利]由空化增强的高强度聚焦超声

说明书

一种医疗装置（600、700、800、900），包括高强度聚焦超声系统（602），所述高强度聚焦超声系统被配置用于生成聚焦超声能量（612）以对受试者（601）的目标体积（620）内进行超声处理。所述高强度聚焦超声包括具有可控焦点（618）的超声换能器（606）。所述装置还包括存储器（634）和处理器（628），所述存储器包含用于控制所述医疗装置的机器可执行指令，所述处理器用于执行所述指令。所述指令的执行令所述处理器使用所述高强度聚焦超声系统在所述目标体积内的多个空化位置（622、1002）处导致（100、200、300、400、502）超声空化。所述指令的执行还令所述处理器使用所述高强度聚焦超声系统，对所述目标体积内的多个超声处理位置（1004）进行超声处理（102、206、306、402、504）。所述多个超声处理位置和所述多个空化位置是通过调节所述可控焦点而被瞄准。

技术领域

本发明涉及高强度聚焦超声，具体而言涉及对目标体积进行空化增强的超声处理。

背景技术

高强度聚焦超声（HIFU）可以用于执行无创热消融。常规的HIFU治疗依赖于超声能量通过黏性物质的经典吸收，以及诱发组织中的温度升高的热传导损耗。通常，热消融提供对温度升高和消融面区域两者的良好可预测性。在体积HIFU治疗中，沿目标区域中的同心圆电子操控焦点，以便实现在更大区域上的受控的温度升高，并因此实现在更大的消融区域上的受控的温度升高。

如果目标区域在深处或者例如为良好灌注的，则需要通过增大声强度或超声处理的持续时间，来增大施加的能量。然而，这也增大了中间组织接收的热剂量，并且在一些情况中，皮肤的加热可能是危险的并妨碍治疗。

当组织被暴露于高强度超声波时，存在着空化或其他起泡活动的风险。由于其不可预测性，通常在HIFU治疗期间要设法避免空化。

美国专利申请公开US2010/0241036公开了一种系统，其中，第一水平的超声被传输到目标组织以导致微泡的生成，且第二水平的超声能量在第二持续时间上被传输到目标组织。

国际专利申请公开WO2003/097162描述了一种聚焦超声系统，其使用组织区域中的微泡，以增强组织凝固。

发明内容

本发明在独立权利要求中提供了一种医疗装置、一种操作所述医疗装置的方法、以及一种计算机程序产品。实施例在从属权利要求中给出。

在高强度聚焦超声（HIFU）治疗中，组织被暴露于超声波，其导致局部温度升高。利用相控阵列换能器，能够通过操纵驱动信号的相位以电子方式移动焦点，以便扩大消融区域。这被称作体积加热。

通常，在HIFU治疗中，目标是要导致单纯基于热机制的组织消融，但当强度足够高时，其他现象（例如空化）也可能出现。空化或其他起泡活动使对热消融的可预测性劣化，并因此要被最小化。然而，起泡也可以增加局部加热，并因此改善疗效。

磁共振成像引导的HIFU（MR-HIFU）中的空化增强的加热可以在具有较低强度的较长超声处理之前，使用短的、高强度脉冲。该短脉冲的目的是在目标区域中诱发起泡活动。所诱发的泡响应于由随后的较低强度超声处理生成的超声场而非线性震荡，由此增大局部吸收。同样，泡与该短脉冲和较长超声处理的组合交互可以在焦点中生成声屏障，以防止声传播到焦点之外（其也可能引起增加的局部加热）。本发明的实施例可以通过在目标体积内的多个位置处导致超声空化，而创建泡云或声屏障。在已创建起泡活动之后，对多个超声处理位置进行超声处理，也称作体积消融。

能够通过在体积超声处理之前对不同位置使用多个空化起始脉冲，将空化增强与体积消融组合。目标是针对更大的消融创建更宽的泡云或声屏障。可以通过利用无源空化检测器测量起泡活动的声发射，来控制泡的创建。由所述检测器收集的信息也可以用于改进随后的体积加热程序。