[发明专利]通过发射远程交叉聚焦超声波来处理组织的治疗设备

说明书

本发明涉及用于通过发射聚焦超声波来处理组织的治疗设备，包括：聚焦超声波的压力场的创建表面被分为至少N个扇区，这些扇区包括具有曲率中心的不对称凹曲线区段(S1、S2、……)；曲率中心(c₁、c₂、……)不对称的程度是曲率中心位于距所对称平面(A1)或距对称轴线(S)不同距离处，和/或位于根据对称轴线所取的不同深度处；各个轴线(a₁、a₂、……)在聚焦区域(Zc₁、Zc₂、……)与创建表面(8)之间相交或在聚焦区域之外相交，使得源自扇区的波束相交以创建聚焦覆盖区域(Zr)，该聚焦覆盖区域相对于对称平面(A1)或相对于对称轴线(S)是离轴的；该创建表面(8)的扇区创建具有与聚焦覆盖区域(Zr)相对应的轮廓的能量沉积区域。

技术领域

本发明涉及包括由多个超声换能器元件形成的超声探头的设备或装置的技术领域，这些超声换能器元件适于发射高强度聚焦超声(HIFU)。

本发明的目的特别有利地应用于通过聚焦超声波的治疗处理领域。

背景技术

特别是从公开文献“Kennedy,J.E.,High–intensity focused ultrasound inthe treatment of solid tumours(实体瘤治疗中的高强度聚焦超声).Nat Rev Cancer,2005.5(4):p.321–7”中已知，通过聚焦超声波的处理可在组织中造成由组合的热效应和声空化活动引起的生物创口(lesion，损伤)。执行这种处理需要控制沉积能量，并在最短时间内执行与待处理组织相适应的尺寸的创口。而且，必须以探头的尽可能少的移位来规划该处理，因为移位会引起对运动的灵敏度并且涉及处理时间的延长，而且还会由于手动操作而引起精度不足，或者强制引入机器人系统以允许毫米级移位。此外，根据待处理的组织，探头的移位并非总是可行的，因为可用于处理组织的声学窗口有时是极为受限的(Cf.“Aubry,J.F.,等人,The road to clinical use of high–intensity focusedultrasound for liver cancer:technical and clinical consensus(高强度聚焦超声治疗肝癌的临床应用之路：技术和临床共识).J Ther Ultrasound,2013.1:p.13”)。

这些组织创口的形状直接源自所使用的超声探头的过度发射面(over–emissionface)的形状。例如，经典球形超声换能器HIFU的自然几何聚焦由于衍射而呈椭圆形。另外，现有技术已经提出了用于增大处理区域的尺寸而不必移位超声探头的各种解决方案。

专利EP0 214 782描述了一种关于装配有透镜的超声换能器的解决方案，该透镜用于从球形几何形状的换能器实现环形聚焦。这种特殊的结构将聚焦区域扩大到环的尺寸，而且还露出了位于换能器的中心轴线上的聚焦覆盖区域，该聚焦覆盖区域源自超声波束在超出换能器的聚焦平面以外的相交。该文献提供了一种用于减小该聚焦覆盖区域中的压力场以克服继发性创口风险的系统。

文献WO2011/092683描述了一种高强度聚焦超声探头，其包括用于将第一波束聚焦到位于创口中的目标体积上的超声换能器的第一网络和用于产生聚焦在相同目标体积上的第二超声波束的超声换能器的第二网络，使得所述第一波束与第二波束之间的干涉在所述目标体积中产生非对称的超声场。该文献描述了探头的各种实施例。主要缺点是要生成具有不同频率的两个超声波束，因此需要更昂贵的电子器件、更复杂的去相位计算，并且造成在目标体积外部出现次级压力瓣(pressure lobe)。

应该注意，超声处理探头可以与如专利EP0661029所提出的成像探头一起使用。在同样的意义上，专利US5 522 869描述了包括具有呈环形的换能器的圆柱形探头的超声能量处理设备。