[发明专利]一种生产透镜的方法和包含透镜的超声波装置

说明书

本发明涉及一种用于制造超声设备的透镜(2)的方法，以及一种包括该透镜的设备。该方法包括选择源点(6)、提供位于骨组织模型(3)内的治疗区(4)、提供分布在治疗区(4)内的多个节点(5)，以及模拟来自每个节点(5)的球面波(7)的发射。因此，需要创建模拟波前，其中每个球面波(7)具有振幅和相位，其中存在至少两个节点，分别具有不同振幅和/或相位。在接收表面(8)上接收模拟波前。在得到处理结果的基础上，本发明设计了一种全息透镜表面，它能产生与模拟波相当的波形。

技术领域

本发明涉及一种用于与大脑进行互动或治疗脑部疾病的设备，以及获得所述设备的方法的技术领域。

背景技术

实践表明，透过颅骨壁在大脑的某些部位施加超声波，可用于对脑病患者执行某些治疗——例如消融丘脑的一部分以治疗特发性震颤，可用于打开血脑屏障并允许药物在小范围以可逆的方式沉积，或可用于刺激神经。

当治疗者试图精确确定患者大脑中确切的超声能量的沉积位置时，这些技术的缺点就会变得显而易见。这是因为颅壁不仅具有比水和软组织高得多的声阻抗，而且它本身是一种非常不均匀的介质，当超声波击中颅壁时，会发生强烈的反射、折射和吸收，使得超声波产生损耗。这个问题通常使用多元件超声发射器进行解决，但是这种解决方案成本昂贵并且技术复杂。

美国专利文件2016/038770A1公开了一种使用单元件换能发射器在靠近大脑皮层区域的区域应用高强度聚焦超声(HIFU)的设备和方法。

Maimbrough等人(Maimbourg,G.,Houdouin,A.,Deffieux,T.,Tanter,M.,Aubry,J.F.(2018).3D-printed adaptive acoustic lens as a disruptive technology fortranscranial ultrasound therapy using single-element transducers(一种颠覆性技术：使用单元件换能器用于经颅超声治疗的3D打印自适应超声透镜).Physics inMedicineBiology,63(2),025026)公开了一种发明，该发明使用无源塑料透镜来配置波前，该波前由单元件发射器产生，使得在透镜的输出，即波前，已经包含了为了校正折射、反射和由于颅壁引起的吸收而需要校正的相位。这种类型的透镜有助于将超声能量引入大脑并纠正由颅壁引起的像差。与基于多元件发射器的系统相比，它是一种更具成本效益的系统。但是，当治疗者尝试治疗那些比所述焦点区域还大的治疗区时，该发明的效率不高。

Ferri等人(Ferri,M.,Bravo,J.M.,Redondo,J.,Sánchez-Pérez,J.V.(2018).Enhanced 3D-printed holographic acoustic lens for aberration correction ofsingle-element transcranial focused ultrasound(用于校正单元件经颅聚焦超声的像差的增强型3D打印全息声透镜).arXiv preprint arXiv:1805.10007)公开了一种通过3D打印获得的声透镜，用于改善聚焦超声的在经颅应用中的不足。这项研究的中心是改善数值模拟，该数值模拟提供克服颅骨表面引起的吸收现象的数值变化。然而，与以前的方法相比，这并不代表有实质性的改进。

本发明提供了关于这些方法的改进方法，它可以优化当前方法，甚至可以扩展这些方法的应用范围。

发明内容

该问题的解决，需要有根据权利要求1的用于制造用于超声设备的透镜的方法，以及根据权利要求15所述的超声设备。从属权利要求限定了本发明的优选实施例。

因此，在第一发明方面，本发明提出了一种用于生产适用于超声设备的透镜的方法，该方法包括以下步骤：

提供骨组织模型，被骨组织包围的软组织模型以及耦合介质模型；

选择位于耦合介质模型内的源点；