專利名稱：超聲裝置、治療系統(tǒng)以及增加工作流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲裝置，其包括
-用于容納患者的一部分的支撐工具，所述支撐工具包括用于透射介質(zhì) 的第一容器，
-具有發(fā)射表面的超聲波源，該發(fā)射表面被設計成在使用中朝著所述患 者的所述部分定向。
本發(fā)明還涉及一種包括所述超聲裝置的治療系統(tǒng)。 本發(fā)明另外還涉及一種增加超聲裝置的工作流的方法。
背景技術(shù)：
從US 6,508,774 Bl中已知在開頭段落中闡述的超聲裝置。該己知裝置 包括患者容納工具(特別是患者支撐工具)，其以患者支撐臺的形式，要 處置的患者會被定位在該患者支撐臺上。該已知裝置適于借助于應用高能 超聲波來執(zhí)行治療程序。為了這一目的，該已知裝置包括具有透射介質(zhì)的 第一容器，用于支撐患者的一部分。在該已知裝置中，將除去空氣的水用 作透射介質(zhì)，以便傳導超聲波，而基本上不耗散到患者的所述部分。該已 知裝置的支撐工具還包括設置在第一容器中的超聲波源，該超聲波源具有 朝著患者的所述部分定向的發(fā)射表面。為了將從第一容器發(fā)出的超聲波耦 合到患者，該已知超聲裝置還包括第二容器，該第二容器包括提供低反射 率界面的耦合介質(zhì)(凝膠)并具有與患者的所述部分接觸的接觸表面。在 使用過程中，第二容器被定位在第一容器與患者的所述部分之間。
在已知的高能聚焦超聲處置的可替代的實施例中，患者的一部分(特 別是乳房)可以設置在第一容器中。在這種情況下，患者的所述部分(特 別是乳房)可以與填充有耦合介質(zhì)的第二容器布置在一起，所述第二容器 被布置在患者的所述部分的周圍，例如類似于衣服。
在本領(lǐng)域中公認的是氣泡可能出現(xiàn)在各種接觸表面處或出現(xiàn)在存在于
4第一容器上的透射介質(zhì)內(nèi)。這種接觸表面可以在不同的情況下形成。例如，
適當?shù)慕佑|表面可以形成在存在于第一容器中的透射介質(zhì)與患者的所述部
分之間。應該注意到，患者的所述部分有可能被設置在第一容器中，或者
患者的所述部分有可能被第一容器支撐。第一種情況可能對應于處置基本
孤立的部分，如女性的乳房，而第二種情況對應于常規(guī)的(特別是腹部)
處置。另外，包括適當耦合介質(zhì)的第二容器有可能被提供在第一容器的透
射介質(zhì)與患者的所述部分之間。在這種情況下，氣泡也有可能出現(xiàn)在透射 介質(zhì)與第二容器之間的和/或第一容器與第二容器之間的接觸表面處。
同時，氣泡可能出現(xiàn)在透射介質(zhì)中，特別是由于空化過程。公認的是， 存在于超聲波路徑上的任何氣泡基本上都會惡化處置(特別是高強度超聲 處置)的治療效果。此外，第二容器與患者之間的接觸表面的區(qū)域內(nèi)的空 氣內(nèi)含物可能導致對患者皮膚的嚴重燒傷。 一般的實踐是經(jīng)常多次重新定 位患者，以便控制第二容器與患者之間的無空氣界面，因為氣泡的存在可 能使超聲場畸變而導致錯誤的處置。
已知的裝置的缺點在于一方面由于重新定位患者而浪費了充分的時 間，而且在于處置的療效可能取決于關(guān)于接觸表面處存在任何氣泡的置信 水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種超聲裝置，其中，向患者遞送超聲波的質(zhì)量 得以改進，并且其中，增加了超聲裝置的工作流。
為此目的，在根據(jù)本發(fā)明的超聲裝置中，患者支撐工具被布置成具有 基本透明的孔，該孔被設計成能夠?qū)崿F(xiàn)對第一容器的檢查。
本發(fā)明的技術(shù)措施基于以下思想通過提供到第一容器的視覺通路， 可以在任何臨床程序之前容易地檢測第一容器中是否存在空氣內(nèi)含物，由 此顯著地增加程序的患者處理量和準確度。有可能的是，第一容器被布置 成接納患者的所述部分(特別是乳房)，所述孔被布置成能夠?qū)崿F(xiàn)對至少 患者的所述部分(特別是乳房)周圍的區(qū)域的檢查。還有可能的是，該裝 置還包括第二容器，該第二容器被設計成填充有耦合介質(zhì)，所述孔被進一 步布置成能夠?qū)崿F(xiàn)對至少介于第一容器與第二容器之間的接觸表面的檢査。對于一些特殊的處置程序，可能要求患者的所述部分(特別是孤立的 器官，如乳房)必須被定位在第一容器中，該第一容器配合在填充有耦合 介質(zhì)的第二容器中。在這種情況下，氣泡可能出現(xiàn)在透射介質(zhì)與配合在第 二容器中的乳房之間的接觸區(qū)域上。也有可能的是，患者的一部分由第一 容器的適當支撐表面支撐，填充有耦合介質(zhì)的第二容器被設置在支撐表面 與患者的所述部分之間。在這種情況下，氣泡可能出現(xiàn)在第一容器與第二 容器之間的以及第二容器與患者的所述部分之間的接觸表面處?？梢赃m當
選擇孔的尺度。優(yōu)選地，將孔的尺度選擇為大約50- 1000mm2。尺寸為50 -200 mm2的孔特別適合于利用附接到該孔的照相機或光纖支持遠程檢查。
在根據(jù)本發(fā)明的裝置的實施例中，所述第一容器是由基本透明的材料 制成的，所述孔構(gòu)成所述第一容器的壁。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，特別有利的是提供一種基本完全透明的第一容器，因為這 增加了能夠?qū)崿F(xiàn)的檢査的空間角。任何透明材料(特別是塑料材料)均適 用于這一目的。這一特別的實施例在超聲波源被設置在第一容器中的情況 下具有額外的優(yōu)點，因為檢查者可以容易地選擇位置從而所述源的體積不 會妨礙觀察方向。
注意到，從US 6,216,294 Bl中已知在患者支撐臺中使用窗口。該已知 裝置被布置成執(zhí)行對患者的X射線診斷，其中X射線源被設置在患者支撐 臺中。該已知布置還可以包括布置在臺頂上的載體箔以及填充有水的支撐 墊層。在該已知裝置被用于執(zhí)行超聲診斷或超聲處置的情況下，超聲裝置 被定位在患者支撐臺附近，且超聲波穿過墊層被傳導進入患者體內(nèi)。當該 已知裝置被用于執(zhí)行碎石術(shù)時，治療波可以穿過所述箔或穿過臺頂上的窗 口被照射進入患者體內(nèi)。注意到，參考該已知患者支撐臺而描述的窗口并 不適用于檢查是否存在氣泡，因為該已知窗口并不適用于實現(xiàn)對患者皮膚 與充水墊層之間的界面中是否存在氣泡的視覺檢查。
在根據(jù)本發(fā)明的裝置的實施例中，超聲波源被布置成執(zhí)行高強度聚焦 超聲處置。
在高強度聚焦超聲(HIFU)中，由換能器產(chǎn)生的超聲被聚焦到特定靶 位置處的小的聚焦體積內(nèi)。在處置過程中，聚焦超聲能量束穿透患者的軟 組織并導致幾秒鐘的局部高溫(55匸至70。C)，從而產(chǎn)生良好定義的區(qū)域的蛋白質(zhì)變性、不可逆的細胞損傷以及凝固性壞死。聚焦超聲能量的單一 照射被稱為"超聲處理"。對于消融靶組織來說多重超聲處理是必要的。 設計從超聲源發(fā)出的超聲束的準確聚焦以將消融限制于靶位置。 -在根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一實施例中，所述裝置還包括診斷超聲換能 器，用于實現(xiàn)高強度聚焦超聲處置的靶向。
施加HIFU功率到患者的病變處需要規(guī)劃、靶向超聲束并且監(jiān)控能量遞 送。對于很多應用，例如對于前列腺消融，這是利用診斷超聲束并結(jié)合HIFU 束完成的。盡管這一診斷超聲提供了一些解剖細節(jié)并輔助了程序規(guī)劃和靶 向，但它不提供測量由HIFU產(chǎn)生的溫度增加的手段。
根據(jù)本發(fā)明的治療系統(tǒng)包括如前所述的裝置以及布置成測量患者體內(nèi) 的溫度分布的磁共振成像裝置。
本發(fā)明的技術(shù)措施還基于以下思想只有MR成像能夠提供一種無創(chuàng) 的方式來測量患者體內(nèi)病變處的溫度增加。MR引導的聚焦超聲(HIFU) 能夠提供多個平面的或3D的實時溫度繪圖，通過實時反饋控制焦點的局部 化，并且即時控制并評估消融效果。MR溫度繪圖的新近進展使得有可能實
現(xiàn)運動組織(如肝臟)中的2-3E的溫度準確度以及靜止組織中的rc的溫
度準確度。用于溫度繪圖的磁共振成像單元的操作本身在本領(lǐng)域中是己知
的，且在此將不詳細解釋。
根據(jù)本發(fā)明用于增加超聲裝置的工作流的方法包括
-提供支撐工具(2)，其包括具有透射介質(zhì)的第一容器(8)，以便容
納患者的一部分；
-提供超聲波源(9)，其具有朝著所述患者的所述部分定向的發(fā)射表
面；
-將患者定位在所述支撐工具(2)上；
-使用布置在所述支撐工具(2)中的基本透明的孔(26)至少檢查所 述第一容器。
當用超聲處置患者時，不允許在患者與換能器之間存在氣泡。否則這 些氣泡將使這一聲束畸變并干擾焦斑。常規(guī)上，為了實現(xiàn)高強度聚焦超聲 處置，換能器被放置在設置在患者支撐臺中的水容器中。通過薄膜來封閉 該水容器。在這一薄膜的頂部上放置位于另一水容器中的凝膠襯墊。
7在根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例中，患者以俯臥姿勢躺在凝膠襯墊的頂 部上。所述水確保在凝膠襯墊與薄膜之間以及凝膠襯墊與患者之間不存在 空氣內(nèi)含物。在通常的實踐中，這不能可視地進行檢査。用于檢查在凝膠 襯墊與患者皮膚之間的界面上是否存在空氣內(nèi)含物的一種方式是借助于聲 傳感器，然而這非常耗時。當患者與換能器之間存在空氣時，將必須松開 患者并將患者重新放置在處置臺上。這可能必須進行若干次，從而導致了 充分的時間浪費。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)措施，可以顯著縮短所述處置的時間，因為例如以 透明窗口的形式的孔使得檢查凝膠襯墊與患者之間是否存在空氣變得更加 容易。此外，節(jié)省了很多時間，因為不需要松開患者并將患者重新放置在
處置臺上。這可以節(jié)省大約30分鐘或更多的時間。


通過參考附圖將更詳細地描述本發(fā)明的這些及其他方面。
圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的超聲裝置的實施例的示意圖； 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的超聲裝置的實施例的示意圖； 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例的示意圖。
具體實施例方式
圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的超聲裝置的實施例的示意圖。該超聲裝置10 包括布置在可伸縮基座4上的患者支撐臺2，該可伸縮基座包括伸縮部分 4a、 4b、 4c。通過使用通常包括觸摸感應按鈕的控制工具6可以控制該患者 支撐臺2。該超聲裝置10還包括設置在第一容器中的超聲波源9，該第一 容器包括用于將超聲波從超聲源9傳導到患者14的透射介質(zhì)。通常，選擇 除去空氣的水作為第一容器的透射介質(zhì)。該第一容器終結(jié)于薄膜7，該薄膜 是柔性的，以便基本符合要被定位在裝置10上進行處置的患者14的一部 分(未示出)。為了耦合從發(fā)射表面7發(fā)出的超聲波，在患者14與表面7 之間提供凝膠襯墊11。該凝膠襯墊起到低反射界面的作用，以便將超聲波 傳導到患者體內(nèi)。凝膠襯墊11與患者14的接觸表面lla應該保持盡可能 不含氣泡。為了實現(xiàn)這一目的，患者14必須頻繁地在凝膠襯墊11上重新定位，從而降低了醫(yī)學程序的時間效率。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的超聲裝置的實施例的示意圖。圖2示出超聲裝 置20上面的頂視圖。根據(jù)本發(fā)明的該超聲裝置20包括患者支撐工具28， 其中定位有填充有適當透射液體(例如水)的第一容器24。為了簡明起見， 未示出密封第一容器24的薄膜。該第一容器24包括超聲波源22，該超聲 波源優(yōu)選布置為發(fā)射高強度聚焦超聲束。發(fā)射高強度聚焦超聲束的技術(shù)本 身在本領(lǐng)域中是己知的，且在此將不詳細解釋。為了將從第一容器發(fā)出的 超聲束耦合到患者(未示出)，將包括低反射介質(zhì)的第二容器27定位在第 一容器24上。優(yōu)選地，適當?shù)哪z襯墊被用于第二容器。第二容器27包 括接觸表面27a，在該接觸表面上定位要處置的患者。根據(jù)本發(fā)明的超聲裝 置20還包括孔26，布置該孔以能夠?qū)崿F(xiàn)對第二容器27與患者(未示出) 之間的接觸表面27a的檢查，例如視覺檢査。該孔26被優(yōu)選布置成基本透 明的窗口，醫(yī)務人員可以直接通過該窗口或利用鏡子或適當布置的照相機 來檢查接觸表面27a與患者之間是否有氣泡。在檢測到氣泡的情況下，重 新定位患者直到不存在氣泡出現(xiàn)為止。之后，適當?shù)毓潭ɑ颊卟⑶铱梢蚤_ 始處置。根據(jù)本發(fā)明的該超聲裝置的優(yōu)點在于能夠在處置之前檢測并避免 可能存在的氣泡，其中患者僅被重新定位一次。因此，充分減少了花費在 程序上的時間，并且，特別是由于關(guān)于第二容器27與患者之間的界面處不 存在空氣內(nèi)含物的高置信水平而增加了醫(yī)學處置的療效。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例的示意圖。該系統(tǒng)30包括參考圖 2詳細討論的超聲裝置32以及磁共振成像裝置38。該磁共振成像裝置被優(yōu) 選布置為在高強度聚焦超聲處置過程中確定患者體內(nèi)的實時溫度分布。利 用設置在填充有適當透射液體的容器(未示出)中的超聲源31來進行高強 度聚焦超聲處置。為了實現(xiàn)實時溫度測量，向患者34提供接收RF天線36， 以便探測響應于磁共振成像信號從患者身體發(fā)出的射頻信號。利用磁共振 成像裝置進行溫度繪圖的技術(shù)本身是己知的。該系統(tǒng)30還包括布置為控制 來自源31的高強度超聲波的遞送的反饋單元40。為了這一目的，該反饋單 元傳送適當?shù)男盘柕娇刂乒ぞ?2，該控制工具被布置成操縱超聲源31。以 這種方式，該系統(tǒng)30以全自動的模式運行，其中患者體內(nèi)靶體積中的溫度 分布實時數(shù)據(jù)被用于控制遞送處置的超聲源。因此，可以控制持續(xù)時間、靶向和耙體積之內(nèi)和之外的溫度分布。優(yōu)選地，該超聲源31包括多個換能 器，每個換能器可以獨立地進行控制。在這種情況下，基于靶體積之內(nèi)和
之外的實時溫度分布，有可能調(diào)制源31，由此使例如95%的等溫線符合靶 體積的形狀并避免關(guān)鍵器官中的升高的溫度，該升高的溫度可以位于關(guān)鍵 器官附近。
雖然上面已經(jīng)描述了具體的實施例，但應該認識到可以以不同于所描 述的其他方式來實踐本發(fā)明。上面的描述意在是說明性的而非限制性的。 因此，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很明顯的是，可以對如前所述的發(fā)明作出修 改而不偏離隨附的權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1、一種超聲裝置(10)，其包括-支撐工具(2)，用于容納患者(14)的一部分，所述支撐工具包括用于透射介質(zhì)的第一容器(8)，-超聲波源(9)，其具有發(fā)射表面(7)，所述發(fā)射表面被設計成在使用中朝著所述患者(14)的所述部分定向；其中，所述支撐工具(2)被布置成具有基本透明的孔(26)，所述孔被設計成能夠?qū)崿F(xiàn)對所述第一容器(8)的檢查。
2、 如權(quán)利要求1所述的超聲裝置(1)，其中，所述第一容器(8)被 布置成接納患者的所述部分，所述孔被布置成能夠?qū)崿F(xiàn)對至少所述患者的 所述部分周圍的區(qū)域的檢査。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的超聲裝置(1)，其中，所述超聲裝置還 包括第二容器(11)，所述第二容器被設計成填充有耦合介質(zhì)并定位在所 述患者的所述部分附近，所述孔被進一步布置成能夠?qū)崿F(xiàn)對至少介于所述 第一容器(8)和所述第二容器(11)之間的接觸表面(27a)的檢查。
4、 如前述權(quán)利要求中任一項所述的超聲裝置，其中，所述第一容器是 由基本透明的材料制成的，所述孔構(gòu)成所述第一容器的壁。
5、 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中，所述超聲波源(9) 被設置在所述第一容器(8)中。
6、 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中，所述超聲波源(22) 被布置成執(zhí)行高強度聚焦超聲處置。
7、 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中，所述裝置還包括診斷 超聲換能器，用于實現(xiàn)所述高強度聚焦超聲處置的耙向。
8、 一種治療系統(tǒng)(30)，其包括如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置 (20)，以及布置為測量所述患者(34)體內(nèi)的溫度分布的磁共振成像裝置(38)。
9、 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，還包括反饋單元(40)，所述反饋單元 被布置成根據(jù)所測量的溫度分布控制高強度聚焦超聲波(31)到所述患者 的遞送。
10、 一種增加超聲裝置的工作流的方法，其包括-提供支撐工具(2)，所述支撐工具包括具有透射介質(zhì)的第一容器(8)， 以便容納患者的一部分；-提供超聲波源(9)，所述超聲波源具有朝著所述患者的所述部分定 向的發(fā)射表面；-將患者定位在所述支撐工具(2)上；-使用布置在所述支撐工具(2)中的基本透明的孔(26)至少檢査所述第一容器o
11、 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述檢查步驟包括當將所述患 者的所述部分接納到所述第一容器的體積中時至少檢查所述患者的所述部 分周圍的區(qū)域。
12、 如權(quán)利要求10所述的方法，還包括定位第二容器的步驟，所述第 二容器包括在所述第一容器與所述患者的所述部分之間的耦合介質(zhì)，其中， 所述檢查步驟包括檢查所述第一容器與所述第二容器之間的接觸表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲裝置(10)，其包括用于容納患者(14)的一部分的支撐工具(2)，所述支撐工具包括具有透射介質(zhì)的第一容器(8)，其中該支撐工具還包括具有發(fā)射表面(7)的超聲波源(9)，該發(fā)射表面被設計成在使用中朝著患者(14)的所述部分定向，所述超聲裝置還包括基本透明的孔(26)，該孔被布置在所述支撐工具(2)中以便實現(xiàn)對所述第一容器的檢查。本發(fā)明還涉及一種治療系統(tǒng)和一種增加超聲裝置的工作流的方法。
文檔編號A61N7/02GK101616712SQ200880005574
公開日2009年12月30日 申請日期2008年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月23日
發(fā)明者J·W·布魯格斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司