[发明专利]具有冷却的高强度聚焦超声治疗系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括流体冷却系统的高强度聚焦超声治疗系统。

背景技术

这样的高强度聚焦超声治疗系统从国际申请WO2012/052847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节。

国际申请WO2012/098482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。

发明内容

本发明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。

该目标通过根据本发明的高强度聚焦超声(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。

本发明的见解是，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。

本发明的高强度聚焦超声(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B1场)。因此，发射场可以被扭曲，特别是在高场强MRI扫描器(例如，3TMRI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。