[发明专利]用于治疗脑组织的组织摧毁术治疗系统和方法

说明书

提供一种配置用于治疗脑组织的组织摧毁术治疗系统，其可包括任何数量的特征。在一个实施例中，该系统包括超声治疗换能器、引流导管以及设置在引流导管中的多个压电传感器。超声治疗被配置成将超声脉冲传输到脑部中以产生将脑部中的目标组织液化的空化。引流导管被构造为检测超声脉冲。系统可以基于由引流导管测量的超声脉冲来执行像差校正算法，以自动地校正由穿过患者的头盖骨的超声脉冲引起的像差效应。

相关申请的交叉引用

本申请主张2015年6月24日提交的题为“用于治疗脑内出血的组织摧毁术治疗系统和方法(HISTOTRIPSY THERAPY SYSTEMS AND METHODS FOR THE TREATMENT OFINTRACEREBRAL HEMORRHAGE)”的美国临时专利申请第62/184,179号的权益，其通过引用被全文并入。

参考引用

此说明书中提及的所有出版物和专利申请均以引用的方式并入本文，其程度如同每个单独的出版物或专利申请被明确和单独地指出通过引用并入。

技术领域

本公开总体上涉及用超声疗法产生的空化来治疗组织。更明确地，本公开涉及用超声疗法治疗脑部组织或脑部疾病，例如脑内出血(ICH)或脑肿瘤。

背景技术

组织摧毁术、或脉冲超声空化疗法是声能的极短、剧烈爆发诱发焦点体积内受控的空化(微气泡形成)。这些微气泡的有力扩张和瓦解使在焦点体积内的细胞和组织结构机械地均匀化。这相比于热消融的凝固性坏死特性是非常不同的最终结果。为在非热性的组织摧毁术领域内操作，需要以低占空比的高振幅声脉冲的形式传递声能。

与传统的聚焦超声技术相比，组织摧毁术具有重要优势：1)焦点处的破坏过程是机械的，而非热的；2)气泡云在超声成像上显示明亮，从而确认正确的治疗靶向和定位；3)经治疗的组织在超声成像上显示较暗(低回声)，使得操作者知道哪些是经过治疗的；和4)组织摧毁术以受控且精确的方式制造损伤。重点强调的是，与微波、射频或高强度聚焦超声(HIFU)不同，组织摧毁术不是热模态。

脑部中血管的破裂会导致脑部内出血和凝血，术语被称为出血性中风或脑内出血(ICH)。ICH占据了所有中风的10-15％。当前的主流治疗仍然是开颅手术、一种高度侵入性的外科手术来去除凝块，伴随严重的脑神经功能的损伤。

已经研究了微创(MIS)立体定位方案，以用几天时间经由导管或溶血栓药物(tPA)来排出血肿。然而，tPA伴随有严重的并发症，并且ICH幸存者的功能结果仍未改善，这可能由于长时间的治疗使得神经损伤发展。

最近的临床前研究表明，使用磁共振引导的聚焦超声(MRgFUS)应用于头盖骨外，脑部中的凝块不用药物就能够被液化并用针吸出。然而，MRgFUS治疗时间仍不够短，从而避免神经损伤(40mL的凝块长达3小时)。由于需要的MRI时间长，所以花费高，并且不能治疗距离头盖骨2cm内的凝块。

超声路径上的头盖骨会引起经过头盖骨的超声信号的显著的衰减和散焦(像差作用)。为了校正像差，MRgFUS使用从患者脑部之前的三维CT扫描提取的头盖骨轮廓。然而，在MRgFUS治疗期间，不可能将患者放置在与前次扫描完全相同的位置，需要MRI来引导并监控穿过头盖骨的精确聚焦。该过程复杂且花费高。

此外，当前所有方法对大血肿(＞40mL)都无效。显然对于更好ICH治疗的需要未满足，该ICH治疗能够微创且快速地减少脑部内的血肿而无需tPA，这将使得ICH患者恢复健康免受明显的神经损伤。

发明内容

组织摧毁术通过由高压超声短脉冲产生的密集活力气泡云制造组织分离。当使用短于2个周期的脉冲时，这些活力的气泡云的产生仅取决于负压力峰值(P-)超过诱发介质中的空化的固有阈值(在含水量高的软组织中典型地为26-30MPa)的位置。