[发明专利]宽聚焦的超声推进探头、系统和方法

说明书

本文中公开了超声探头和含有该探头的系统。该探头构造为在生成超声治疗照射，其在施加至肾结石时将施加足以产生超声推进的声辐射力。然而与构造为生成超声推进的先前探头不同，本公开的探头设计以生成相对大(即宽又长)的治疗区域，有效地生成超声推进。该大的治疗区域允许探头并行地移动多个肾结石(或来自碎石的碎片)，进而为使用者提供从区域同时清除数个结石的能力。该“宽聚焦”探头在某些实施方式中是与通常的超声成像探头组合在单个手持单元中以生成实时成像。还提供了使用探头和系统来移除肾结石的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年10月17日提交的美国专利申请No.62/065,432、和2015年5月12日提交的美国专利申请No.62/160,458的优先权，其中每个专利申请的公开内容通过整体引用包含于本文。

政府许可权利的声明

本发明是在由国家卫生研究所、国家糖尿病研究所、消化和肾脏疾病研究所颁发的R01 DK092197和P01 DK043881以及由国家太空生物医学研究所颁发的SMST03402的政府支持下进行的。政府对本发明拥有一定的权利。

背景技术

所公开的实施方式解决了安全地促进肾结石从病痛患者排出的需求。国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所(NIDDK)尿结石病研究机遇和挑战(USDROC)研讨会网站将问题表征如下：“尿结石病(USD)是影响成人和儿童的一种重要的医疗保健问题，引起患者的疼痛和痛苦以及给国家带来财政负担。现在11个美国人中的有一个具有USD，并且患病率正在增加。根据NIDDK资助的美国的泌尿外科疾病研究，美国的USD的直接医疗花费是每年100亿美元，这使得它成为最昂贵的泌尿外科疾病。残留碎片被广泛地认为是USD中压倒性的临床和研究重点，这是因为当前治疗方案，诸如震波碎石术(SWL)或输尿管镜下碎石(URS)留下少量残留的结石碎片。研究已经表明，尽管多数残留结石碎片将穿过，其他的会生长并且在大约20％至40％的患者中，导致有症状事件，诸如疼痛、急诊、或另外的手术。然而，迄今为止，还没有能够在患者体内操纵(并行地)大量的残留结石碎片的工具或方法。当前主要的可行选择是连续使用聚焦超声来每次操纵一块结石。然而，对于大量的小结石，该连续方法是不可行的。因此，期望的是用于操纵患者体内多块肾结石的新工具和方法。

发明内容

提供本发明内容以简化形式介绍概念选择，这些概念将在下文详细描述中更进一步描述。本发明内容不旨在确定所要求保护的主题的关键特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一个方面，提供了一种超声治疗系统，其构造为施加非碎石声辐射力至肾结石。在一个实施方式中，该超声治疗系统包括：

(a)治疗探头，其构造为生成引导向治疗区域的超声辐射；以及

(b)成像探头，其构造为对治疗区域超声成像；

其中,所述治疗探头构造为在治疗照射时间内生成包括一个或多个治疗脉冲的治疗照射，其中所述治疗照射具有如下特征：

(i)100kHz至1MHz的频率；

(ii)至少10ms的治疗照射时间；

(iii)0.5MPa至5MPa的治疗区域中的峰值负压；

(iv)一个脉冲的治疗区域，其限定经受全宽半峰压力或更大的容积，以及治疗区域具有轴向方向上2cm或更大的长度和2mm或更大的宽度；以及

(v)治疗区域是足以对布置于治疗区域内的具有0.5mm至20mm直径的肾结石施加声辐射力，其中施加至肾结石的声辐射力是从50μN至0.5N，以及其中声辐射力不足以破碎肾结石。