[发明专利]超高速体外超声高温治疗装置

说明书

本发明涉及一种超高速体外超声高温治疗装置。

利用聚焦的超声波束引起生物组织的特定部位升温而达到摧毁肿瘤的目的是人们所知的，特别是在1984年3月递交的法国专利No.84  06877中，介绍了一种有关利用超声装置检查并发现肿瘤位置的装置并提供了一种在特定部位超声高温治疗的装置。

在上面提及的专利中描述的装置中，所述的波束是以波列的形式发射的，具有很高的频率（例如0.5-5MHz，较低的频率用于摧毁体内的较深层的结构）并具有一个相对低的峰值功率（大约10到100瓦，较高的功率用于催毁较深层的结构）。

这些波列是被时间间隔分离开的，在此期间内，可进行实时（通常是B型）超声扫描，重新调整焦点使其相对接近目标（它受到由于呼吸引起的生物组织的自然运动的影响）或检查在治疗区域组织所受到的破坏。

根据目标区域的深度，随着功率的大小及使用的频率，目标的温度增加到大约45℃，在原则上，这个温度足以催毁恶性细胞。以前人们一直认为目标区域的温度的过分增加由于热扩散的缘故会造成周围区域的严重损伤。

结果，治疗时间是相对较长的，可能几十分钟甚至几个小时。

本发明是基于以下发现，即，根据目标区域的深度及吸收的能力将波的峰值功率增加10倍到100倍，通过引起超高速温升，可以实现显著降低热扩散的影响并在以一秒的级别的时间内催毁目标区域。

本发明包括一种上面提到的治疗装置，该装置能够使聚焦的超声波列射束以0.5-10MHz的频率及10KW到几百瓦的峰值功率发射，参数的选取使治疗束都集中到焦点上，功率的确定原则是不管所处的组织的深度及性质要使治疗时间的级别保证在显示作为时间函数的温度增加的曲线的线性部分内极大程度地最好是全部地摧毁目标。

所述装置的发射频率及发射面的直径以及焦点的直径系根据目标的性质及深度有利地确定，使得射束得到最大的集聚，然后根据频率的给定值及选择的直径确定功率，使得目标在58℃左右的温度，0.5到3秒钟时间内被催毁。

由申请人完成的实验显示了需要实现一种用于以很高的峰值功率准连续发射的装置，使本装置的构成能够减小健康细胞的损害同时提高摧毁目标的有效性，特别是对目标细胞的额外的机械性破坏作用的结果，因此，提供了一种新型的定位式超声高温治疗技术，“超高速高温治疗”的名词在以后的描述中是名付其实的。

超高速高温治疗的另一个优点是它在治疗当中提供了目标变化的显著增强的回声探测检查。

根据本发明另一个特征，这种检查是在治疗波束间歇期间以给定的速率以A型或B型回声图进行的，以使有时间对回声图或图象进行可检测的改变（很可能是超高速高温治疗中的十分之几秒）并不被虚假的改变所掩盖，这种虚假的改变是由波列的移动引起的（现有高温治疗技术的情况）。

本发明还涉及特殊的A型或B型回声探测技术，它能对目标产生的变化提供超高速检测以便在目标一旦被催毁后即停止治疗。

本发明的其它特征及优点从下面的描述中将变得更为清楚，首先描述的是超高速检测技术，接下来描述超高速高温治疗装置的构成。

图1是超高速高温治疗装置及提供的在治疗当中用于超高速检测目标变化的装置的方框图;

图2是所述的检测装置运行的定时图;以及

图3显示了表示生物组织的温度以时间为函数增加的曲线。

图1是一种已知类型的回声探测装置的框图;包括一个实时探头1，其中包含一个压电元件12，由电机13通过以点划线表示的传动系统产生振荡。

例如，该探头可以是法国专利（No.8010718，申请日7月29日1980年）描述的那种，名称为“机械式扇型扫描回声探测头”。

压电元件12由一个脉冲发生器2激励，而电机是由一个锯齿扫描信号发生器（产生图2所示的波形）来控制的，对要治疗的部位的一个扇区进行扫描，此扫描通过治疗波束发射器的焦点。

从生物组织反射的脉冲由输出端接于一个模/数变换器5的接收器4放大。

一个电子开关6将变换器5的输出连接到两个存储器61和62中的一个或另一个。每次扫描时发生开关转换，为此目的，开关6被连接到锯齿波发生器3的适当的输出端。

在每个存储器中，写操作的寻址是根据由探头发射的波束的角位置以一种已知的方法实现的，并从每次发射开始时计时，使在每次扫描中能将治疗区的完整图象写入两个存储器当中的一个之中。