[发明专利]高强度聚焦超声肿瘤扫描治疗系统

说明书

本发明涉及一种超声波治疗装置，尤其涉及一种高强度聚焦超声HIFU(high intensity focused ultrasound)，肿瘤扫描治疗系统，是利用HIFU焦域处的高能量声强对肿瘤组织进行扫描治疗的装置。

超声波是一种可以透入人体方向性很好的机械能量。人们很早就开始将超声波用于疾病的治疗和诊断，于是产生了超声理疗设备和A超机、B超机等。它们都有一个共同的特点，即目标组织内声强很低，通常平均声强在3w/cm²以下。近二十年来，超声诊断学取得了辉煌的成绩，超声治疗也逐渐步入高速发展期，其中超声温热治疗与高强度超声治疗尤为显著。

经过医学研究，发现癌细胞比正常细胞耐热性差，在42.5℃-45℃之间，30分内癌细胞产生死亡，而正常细胞损伤轻，且可逆转。利用这一特点，再加上超声波的温热效应，就产生了超声波温热治疗装置。

经检索，发明专利申请CN91105010.8、″超高速体外超声高温治疗装置″就属这类装置，该装置的治疗特点是针对目标的某个点如中心进行声强反复治疗，通过在该点上产生的热的扩散，摧毁目标即肿瘤细胞组织。然而，这类装置治疗效果收效甚微的原因在于：1.活性的癌细胞主要分布在癌块的边缘，而恰恰在边缘获得的温升较低；2.癌块组织本身是非规则形，而热扩散形状难以控制，并且有一定的温度梯度，深部组织的无创测温技术，特别是要测定热扩散体积内的升温和温度梯度是一个世界性难题；3.要想使非规则形的癌块受到完整性辐照，就不可避免损伤较大量的正常组织；4.采用B型回声控测头在治疗波束极短的间隔内捕捉回声，检查治疗期间目标的毁坏程度的A型回声图像，为此，采用了专门的图像存储电路和采样比较电路，由于只存储相继的两辐A型超声图像，很难直接观测治疗的疗效，同时，也使装置复杂化；5.治疗头不能相对目标进行扫描移动，治疗的范围受到限制，不能治疗点状弥散状和树枝状、条状及其它不规则形的及所处位置比较特殊的病灶。

另一专利申请CN93100813.1，公开了一种″瞄准人体组织目标以便进行治疗的方法和装置″，它重点叙述了一种瞄准人体组织目标的方法，使用了一个实时音响测距记录器探头和治疗波束发生器控头，用一个可见的参考记号来确定两个波束中一个参考点的理论位置，通过在座标系统中相对焦点F和参考记号R作预定的位移，及通过使音响测距记录图像可见的参考记号重合，接着位移所述的治疗发生器直到所述的第一和第二参考记号重合而使治疗波束一焦点F和所述的目标重合。该装置只能用于定位治疗前列腺。对于人体的其它部位无应用的意义。

欧共体专利EP0734742A2″Ultrasound therapeutic apparatus″(超声治疗设备)叙述了一种超声波治疗设备的特性：治疗超声波发生源在一级基频的作用下有谐振的特性，驱动器将驱动治疗超声波发生器，用第一次基频中的驱动信号工作。驱力器用第二次基频中的驱动信号驱动超声控头获取体内的超声波图像。接受治疗超声波发生器所产生的一级超声波的反射波和由超声控头发生的第二超声波的反射波，发明人力求让治疗超声和显像超声更完美的结合，在文献中列出了十四种模式。

近几年来，人们为了避开温热疗法带来的缺点，对高强度聚焦超声(HIFU)治疗肿瘤进行了大量研究。所谓高强度聚焦超声(HIFU)治疗即是将探头发射出的平均声强较低(通常是几w/m²)的超声波聚焦或者汇聚到一个空间点，形成一个平均声强1000w/m²以上的焦域，使该焦域瞬时(0.1-5s)产生强烈的温升(＞70℃)，空化或机械振荡作用，从而破坏该焦域处的组织，达到治疗目的。

恶性肿瘤组织有明显三个特征：1.由于它是一种幼稚细胞组织，对超声波比正常组织敏感。2.它在人体内形态有三和方式：第一是点状弥散分布；第二是巨块状；第三是树枝状分布。3.瘤细胞恶性程度边界比心部更高。

再考虑到在治疗肿瘤组织的同时，尽量减小对正常组织的伤害。因此HIFU治疗肿瘤技术的难点在于：1.必须形成一个超声波的高能点(焦域)，并且该焦域的长短轴之比要小。2.被治疗的病灶可视，可以方便地确定肿瘤的位置和形态。3.对非规则肿瘤可以进行扫描治疗，并且有尽可能多的扫描方式供医务人员选择。4.可以同时监视治疗效果。如果采用B超监视，必须避免强超声反射对B超图像的干扰。5.介质必须采用接近人体组织声阻抗特征的专用液体，并且还要求声衰减小，不干涉聚焦声场。