[其他]压缩波高温治疗方法及设备

说明书

本发明一般地涉及利用聚焦的远场压缩波高温治疗方法及设备。在本发明的一个方面，使用了一宽的带宽压缩波换能器基阵以获得有关在治疗中的病者的组织的信息及向病者的一治疗部位提供用于治疗的高温压缩波能量。在本发明的另一方面，产生高温压缩波聚焦的远场的一基阵的换能器是以小于1的导通占空比部分被脉动导通及切断的。在本发明的又另一个方面中，是将一产生高温压缩聚焦的远场的换能器的基阵与一压缩波成象的换能器的基阵组合在一起。在本发明的另一方面，通过用于分析和治疗的在压缩波高温聚焦的远场换能器的基阵中央处的成象换能器用压缩波能量对病者进行分析。在本发明的附加方面，压缩波高温聚焦的远场换能器的基阵的功率占空比是变化的以便于控制入射到治疗中的病者的某些部位的能量。在本发明的又另一方面，从聚焦的远场压缩波高温治疗的基阵的独立换能器导出的超声波波束频率进行随机地角度调制以产生具有不相干的空间变化及邻近波束之间更恒定的能量分布。

在一超声波换能器基阵的聚焦的远场中较强的压缩波能量可被应用于治疗目的，这是为人们所公知的。该超声波的聚焦的远场压缩波能量产生高温效应以充分提高被治疗的有害组织的温度并将它破坏之。一般，该基阵远场是用频率在0.5至2兆赫兹区内激励的。

过去，该基阵换能器一般为窄的带宽的共振器件，只在较窄的频带例如50千赫兹上有效。该换能器是激励在接近它的共振频率的频率下以 提供一电能与换能器间的最大效率。因此，用于治疗的换能器通常是在一单一的频率或在一频带非常窄的频率下被驱动的。由换能器中导出的超声波能量通过与病者的皮肤接触而直接地耦合到病者体内或通过一压缩波传播液体如水而间接地耦合到病者体内。

由于单一频率或窄的带宽激励作用及先有技术的换能器基阵的窄的带宽特性，这种换能器形成的单一基阵未能有效率地和有疗效地适配于治疗浅的和深的部位，即分别接近和远离病者的皮肤的表面处聚焦的远场高温压缩能量进入病者体内的部位。对于最有效和有疗效的治疗过程而言，压缩波能量的频率与治疗中的部位的深度是成反比关系的，使得对深的部位是用低频率能量进行治疗而对浅的部位则相反是用高频率进行治疗。窄的带宽基阵没有足够的带宽以有效率地和有疗效地耦合能量到深的或浅的部位中去。

该窄的带宽治疗用的基阵不是特别适配于用作诊断及高温治疗的目的。大多数诊断性超声压缩波系统利用回声技术，其中超声压缩波能量脉动是由一换能器导出的，并被传输到病者体内和从病者体内的部位反射回到导出该压缩波能量的同一换能器中。超声压缩波脉动从它离开换能器的时间起直至反射的能量耦合回到换能器的时间止的行程时间是病者体内受关注的部位的位置的一个量度。一般，受关注的部位为骨骼、病者体内的气囊、各种体内器官及有害部位。入射到换能器的反射能量的振幅提供了一个在病者体内反射部位的本质的指征。

当例如用于先有技术中的高温治疗器件中的一窄的带宽换能器被提供以一电能脉动时，换能器一般地以类似于一冲击激励的共振电路的方式“减幅振荡”以导出在换能器的固有频率下的一系列的阻尼的正弦波状振荡。如果一典型的先有技术的窄带宽换能器，它过去用作高温治疗目的被脉动激励以使一反射的脉动能被耦合回到该换能器以供诊断目的之用，该换能器仍会在反射的能量被耦合回到它本身时发生减幅振荡。当一换能器在反射的能量被耦合回到其上时，如果发生减幅振荡，那么，换能器就不能导出入射到该换能器的反射的能量波的精确的仿形。因此，用过去用作高温治疗目的的、窄的带宽换能器基阵作为诊断目的时，只能少量地或甚至不能导出信息。

因此，本发明的一个目的在于提供一新颖和改进的利用超声压缩波能量作高温治疗和诊断目的的设备和方法。

本发明的另一个目的在于提供一新颖和改进的用从一电能-压缩波能换能器基阵的相同换能器导出的超声压缩波能量作高温治疗和检验一病者的设备和方法。

本发明的另一个目的在于提供一新颖和改进的用从一压缩波换能器基阵的相同换能器导出的压缩波能量作治疗一病者的深的和浅的部位的设备和方法。