專(zhuān)利名稱(chēng)：通過(guò)圖像引導(dǎo)進(jìn)行斑塊消除的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減少血管斑塊的方法和系統(tǒng)。 為了詳細(xì)說(shuō)明，術(shù)語(yǔ)"心律"是指從一次心跳開(kāi)始到下次心跳開(kāi)始期間發(fā)生的與血 流有關(guān)的全部或任何事件，。每一次"心跳"包括三個(gè)主要階段心房收縮、心室收縮和完全 心臟舒張。
依據(jù)本發(fā)明，提供一種減少血管斑塊的非侵入性方法，包括以下步驟-對(duì)哺乳動(dòng)物體的至少一部分成像，以產(chǎn)生圖像；-確定所述圖像中至少一個(gè)血管斑塊的位置(location);-判定所述血管斑塊的基部位置，所述基部位置作為目標(biāo)位置； _精確確定有關(guān)哺乳動(dòng)物體心律的所述目標(biāo)位置的相關(guān)位置
(relativ印osition);-以預(yù)先設(shè)定的方式從超聲波源發(fā)送一束超聲能量波到所述相關(guān)位置的焦點(diǎn)以提高所述目標(biāo)位置的溫度； _監(jiān)控目標(biāo)位置的溫度；以及-當(dāng)所述目標(biāo)位置達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度時(shí)停止發(fā)送超聲能量波。 依據(jù)本發(fā)明的方法包括顯示所述圖像和所述目標(biāo)位置的步驟。其還包括為所述血
管斑塊的治療準(zhǔn)備治療計(jì)劃的步驟。超聲能量波的頻率可以在約0. 8赫茲和約4赫茲之間
調(diào)節(jié)。所述超聲能量波的焦點(diǎn)例如小于15立方毫米(mm3)。所述超聲能量波的聚集強(qiáng)度通
常調(diào)節(jié)為大于500W/cm2。而且，超聲能量波傳遞的持續(xù)時(shí)間通常是基于溫度變化可調(diào)的。典
型地，傳送超聲能量波的持續(xù)時(shí)間可在80毫秒和1秒之間調(diào)節(jié)。 依據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種減少血管斑塊的系統(tǒng)，包括 _用于對(duì)哺乳動(dòng)物體的至少一部分成像的成像設(shè)備；-用于分析所述圖像以定位至少一個(gè)血管斑塊和所述血管斑塊基部從而確定斑塊 位置的分析設(shè)備；-用于監(jiān)控有關(guān)哺乳動(dòng)物體心律的所述目標(biāo)位置的相關(guān)位置的監(jiān)控設(shè)備；-用于向所述目標(biāo)位置發(fā)射預(yù)先設(shè)定強(qiáng)度的超聲能量波的至少一個(gè)可移動(dòng)的超聲
波發(fā)射設(shè)備；-監(jiān)控所述目標(biāo)位置溫度的溫度監(jiān)控設(shè)備；以及-當(dāng)所述目標(biāo)位置達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度時(shí)切斷超聲能量波發(fā)送的設(shè)備。 該監(jiān)控設(shè)備是ECG機(jī)器。超聲波發(fā)射設(shè)備是高頻率超聲波(HFU)設(shè)備。成像設(shè)備
是磁共振成像(MRI)設(shè)備。 成像設(shè)備和分析設(shè)備可識(shí)別成像體的血管系統(tǒng)中的斑塊和鑒別血管的MRI圖像 中斑塊的基部。HFU設(shè)備用于向作為目標(biāo)位置的由成像和分析設(shè)備識(shí)別出的斑塊的基部發(fā) 射HFU。溫度監(jiān)控設(shè)備用于通過(guò)熱成像監(jiān)控目標(biāo)位置處組織的溫度，來(lái)決定HFU發(fā)射何時(shí)完 成。 依據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，可用于治療頸動(dòng)脈、髂、股或冠狀動(dòng)脈中的斑塊。依據(jù)本發(fā)明 另一實(shí)施例，ECG監(jiān)控設(shè)備用于在所述治療和處理來(lái)自所述監(jiān)控ECG的信號(hào)的過(guò)程中監(jiān)控 心律。 控制設(shè)備依據(jù)接收自ECG監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)，來(lái)控制MRI成像和HFU發(fā)送的時(shí)機(jī)，從
而在心跳周期的特定時(shí)間點(diǎn)觸發(fā)HFU發(fā)送和MRI成像。 控制設(shè)備用于操縱超聲波依照以下內(nèi)容發(fā)射超能量波-特定發(fā)射角度或發(fā)射位置；-發(fā)射的超聲能量波的強(qiáng)度；以及-發(fā)射的超聲能量波的持續(xù)時(shí)間-上述參數(shù)依賴(lài)于成像設(shè)備中斑塊的大小和位置。 該系統(tǒng)包括用于確定發(fā)射的超聲能量波參數(shù)的治療計(jì)劃。該系統(tǒng)可能包括控制設(shè) 備，該控制設(shè)備接收來(lái)自自動(dòng)控制單元和/或通過(guò)人工干預(yù)的所述治療計(jì)劃。
向斑塊的基部發(fā)射HFU可引起目標(biāo)位置處的組織溫度上升。對(duì)目標(biāo)組織的MRI監(jiān) 控可探測(cè)溫度的增加。當(dāng)增加的溫度足夠時(shí)，停止HFU治療。HFU治療可重復(fù)在同一目標(biāo)以 不同的發(fā)射角度進(jìn)行。HFU治療也可重復(fù)在同一斑塊內(nèi)或不同斑塊內(nèi)多個(gè)目標(biāo)位置進(jìn)行。
對(duì)每一個(gè)目標(biāo)，持續(xù)發(fā)射HFU，直到發(fā)送的處理量足以讓疤痕和斑塊消退為止。


圖1示出了減少血管斑塊的非侵入性系統(tǒng)；
圖2示出了減少血管斑塊的非侵入性治療方法。
具體實(shí)施例方式
圖1介紹了減少血管斑塊的非侵入性系統(tǒng)。使用超聲波發(fā)射設(shè)備將治療發(fā)送給病 人(10)，一般通過(guò)HFU發(fā)射設(shè)備20。在治療發(fā)送過(guò)程中，病人(10)同時(shí)由ECG監(jiān)控設(shè)備 (30)和MRI設(shè)備(40)來(lái)監(jiān)控。ECG監(jiān)控設(shè)備(30)和MRI設(shè)備(40)的輸出送入分析處理 設(shè)備(50)，該分析處理設(shè)備(50)包括圖像識(shí)別設(shè)備(60)和圖像顯示設(shè)備(70)?？刂破魈?供輸出給HFU操縱單元(80)，該HFU操控單元(80)通過(guò)操縱和控制HFU設(shè)備(20)來(lái)指示 能量的發(fā)送。 在此過(guò)程中，將病人(10)置于手術(shù)臺(tái)上一個(gè)舒適的位置，在手術(shù)臺(tái)上病人必須保 持不動(dòng)。因?yàn)榇诉^(guò)程是非侵入性的，它可能在不需要注射任何鎮(zhèn)靜劑也不會(huì)引起病人不適 的情況下進(jìn)行。手術(shù)臺(tái)置于MRI設(shè)備(40)中，使得可以在治療過(guò)程中拍攝MRI圖像以對(duì)目 標(biāo)損傷進(jìn)行定位和對(duì)治療進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)控。MRI設(shè)備(40)必須能夠提供血管壁處斑塊背面的 極其詳細(xì)的動(dòng)脈圖像，從而能夠精確的識(shí)別斑塊的基部?？梢栽诒景l(fā)明的實(shí)施例中使用能 夠提供以納米級(jí)別分辨率顯示組織的圖像的MRI設(shè)備(40)，諸如1. 5，3或者7特斯拉MRI 單元以提供這些精確的圖像。 在治療過(guò)程中還可通過(guò)ECG監(jiān)控設(shè)備(30)來(lái)監(jiān)控病人(10) 。 ECG監(jiān)控單元(30) 可能是標(biāo)準(zhǔn)的12導(dǎo)聯(lián)ECG，或者可使用更少的導(dǎo)聯(lián)來(lái)執(zhí)行。像在MRI設(shè)備(40)中或在其附 近使用所有其他組件，ECG監(jiān)控設(shè)備(30)不應(yīng)包括任何鐵材料。病人心臟跳動(dòng)會(huì)引起心臟 和動(dòng)脈的運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槊看涡呐K收縮時(shí)動(dòng)脈將會(huì)擴(kuò)張。ECG用于允許該系統(tǒng)補(bǔ)償上述運(yùn)動(dòng)。為 了獲得有用的MRI圖像，控制MRI圖像拍攝的時(shí)間對(duì)應(yīng)于病人心臟的跳動(dòng)，從而使得每一圖 片拍攝于心動(dòng)周期的同一時(shí)間點(diǎn)。例如，可控制MRI設(shè)備在心臟舒張期、馳松期拍攝圖像。 同樣地，也可使用ECG監(jiān)控設(shè)備(30)來(lái)控制HFU治療的發(fā)送在心動(dòng)周期的時(shí)間。使用MRI 圖像對(duì)目標(biāo)位置進(jìn)行識(shí)別后，將HFU治療應(yīng)用于目標(biāo)位置。為了確保在治療過(guò)程中對(duì)目標(biāo) 位置的正確的定位，心動(dòng)周期過(guò)程中，MRI圖像的拍攝時(shí)間點(diǎn)與HFU治療傳送時(shí)間點(diǎn)相同。 在此方式下，使用MRI識(shí)別的目標(biāo)位置與HFU治療的傳送位置相同。 在治療過(guò)程中，ECG數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給處理設(shè)備(50)。處理設(shè)備(50)分析該ECG數(shù)據(jù)并 向MRI設(shè)備(40)和HFU控制器(80)提供指令。處理設(shè)備(50)還接收來(lái)自MRI設(shè)備(40) 的數(shù)據(jù)。處理設(shè)備(50)包括圖像識(shí)別設(shè)備(60)和圖像顯示設(shè)備(70)。圖像識(shí)別設(shè)備(60) 用于通過(guò)分析MRI圖像中的信號(hào)來(lái)識(shí)別動(dòng)脈中的斑塊?；蛘?，臨床醫(yī)生在MRI圖像的圖像 顯示設(shè)備(70)上直觀的識(shí)別斑塊。在一些實(shí)施例中，圖像識(shí)別設(shè)備(60)識(shí)別斑塊，臨床醫(yī) 生使用圖像顯示設(shè)備(70)鑒定該識(shí)別。圖像識(shí)別設(shè)備(60)和/或臨床醫(yī)生識(shí)別每一斑塊 基部的位置，該位置是HFU治療的目標(biāo)位置。 由處理設(shè)備(50)和/或臨床醫(yī)生識(shí)別出一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)位置后，就開(kāi)展治療計(jì) 劃。單個(gè)斑塊包括一個(gè)目標(biāo)位置或沿著斑塊基部的幾個(gè)目標(biāo)位置。另外，一個(gè)個(gè)體可能有 多個(gè)斑塊。在一些情況下，治療計(jì)劃包括將HFU傳遞至所有識(shí)別出的斑塊基部。在其他情況下，較為理想的是有選擇地僅處理一些斑塊基部或者一部分斑塊基部，而對(duì)剩余的斑塊
不做處理。所以，治療計(jì)劃包括關(guān)于哪些斑塊基部將被處理的決定，這些將被處理的斑塊基
部的位置將成為目標(biāo)位置。對(duì)于每一目標(biāo)位置，還需確定病人(10)和HFU設(shè)備(20)的理
想對(duì)準(zhǔn)(ideal alignment)。這將依賴(lài)于目標(biāo)位置以及諸如病人個(gè)體解剖的因素。 下述參依賴(lài)于MRI設(shè)備(40)所勘測(cè)的斑塊的大小和位置-特定發(fā)射角度或位置；-將發(fā)射的超聲能量波的強(qiáng)度；以及-發(fā)射的超聲能量波的持續(xù)時(shí)間 在一些情況下，通過(guò)發(fā)送單一角度發(fā)送固定HFU波束來(lái)進(jìn)行治療?；蛘?，優(yōu)選發(fā)送 超過(guò)一個(gè)治療角度的固定HFU波束將HFU發(fā)送至目標(biāo)位置。在一些情況下，可以弧狀治療角 度來(lái)旋轉(zhuǎn)波束的形式發(fā)送HFU。在其他情況下，可以多個(gè)弧狀治療角度來(lái)發(fā)送HFU。可通過(guò) 多位點(diǎn)變頻器(multilocustransducer)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該方法包括移動(dòng)所述波束源的步驟。該 移動(dòng)可為線(xiàn)性的或有弧度的。通過(guò)使用超過(guò)一個(gè)治療角度發(fā)送治療，可最小化傳送到目標(biāo) 位置外組織的能量，從而減小或消除損害其他組織的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)了每一治療角度和每一目標(biāo) 位置，需選擇目標(biāo)溫度。所以治療計(jì)劃包括有關(guān)哪些目標(biāo)位置需要處理；HFU將要發(fā)送的角 度；是否需要使用多個(gè)治療角度來(lái)將HFU傳送至目標(biāo)位置；對(duì)于每一 HFU的傳送，目標(biāo)位置 的最終溫度是多少的具體細(xì)節(jié)。超聲能量波的傳送要么是間歇性的，要么是脈沖作用的，該 超聲波發(fā)射源在每一脈沖之后或一連串脈沖之后被轉(zhuǎn)移。發(fā)射的角度是恒定的或者在每一 脈沖之后或一連串脈沖之后改變。上述這些決定由處理設(shè)備(50)依據(jù)其內(nèi)部程序來(lái)做出， 或者由臨床醫(yī)生做出，或者由臨床醫(yī)生和處理設(shè)備(50)共同做出。 通過(guò)弧形治療角度來(lái)發(fā)射HFU，可以是旋轉(zhuǎn)發(fā)射也可以是固定發(fā)射。當(dāng)治療計(jì)劃需 要以弧形角度旋轉(zhuǎn)發(fā)射HFU時(shí)，發(fā)送HFU治療的同時(shí)HFU設(shè)備處于移動(dòng)狀態(tài)。然而，由于動(dòng) 脈的運(yùn)動(dòng)，僅在每一心動(dòng)周期的特定時(shí)間窗內(nèi)提供動(dòng)脈HFU治療的旋轉(zhuǎn)發(fā)射。因此，旋轉(zhuǎn)治 療的弧形可通過(guò)一連串小弧形構(gòu)成，隨著每一次心跳，HFU設(shè)備旋轉(zhuǎn)過(guò)一連串小弧形來(lái)發(fā)射 其治療。例如，在第一心跳過(guò)程中，治療開(kāi)始于第一角度并旋轉(zhuǎn)至第二角度，形成第一小弧 形。在下一次心跳時(shí)，治療可開(kāi)始于第二角度并旋轉(zhuǎn)至第三角度，形成第二小弧形。該第二 小弧形與第一小弧形是連續(xù)的。治療必須是沿著小弧形連續(xù)的旋轉(zhuǎn)，直至這些小弧形構(gòu)成 了計(jì)劃好的治療弧形?；蛘?，可通過(guò)弧形角度發(fā)送固定的治療，不需要在HFU發(fā)送過(guò)程中旋 轉(zhuǎn)。例如，在第一次心跳過(guò)程中，由固定HFU波束以第一角度來(lái)發(fā)送治療。HFU設(shè)備可進(jìn)行 微調(diào)，諸如1毫米，在第二心跳過(guò)程中，由固定HFU設(shè)備以第二角度來(lái)發(fā)送治療，該第二角度 與第一角度接近。HFU設(shè)備繼續(xù)調(diào)整連續(xù)的治療角度，直至以一連串的角度發(fā)送治療，形成 弧形旋轉(zhuǎn)角度。 或者，多位點(diǎn)變頻器調(diào)整目標(biāo)血管的大小或形式或者調(diào)制以連續(xù)的方式發(fā)送能量 的多個(gè)傳感器的弧形。 處理設(shè)備依據(jù)治療計(jì)劃發(fā)送指令至HFU控制器(80) ， HFU控制器(80)用于控制 HFU發(fā)送設(shè)備(20)。當(dāng)HFU發(fā)送設(shè)備(20)位于MRI設(shè)備(40)中時(shí)，其不能包括任何含鐵 材料。在治療過(guò)程中，HFU發(fā)送設(shè)備(20)的治療面(treatment face)與病人(10)的身體 表面直接接觸，或者通過(guò)例如病人脖子、腹股溝、或胸上的中間媒介物(諸如凝膠片)接觸。 使用凝膠片時(shí)，該凝膠片能夠壓縮以矯正病人身體表面與脈管的目標(biāo)位置之間的距離。因此，凝膠片合適用于那些經(jīng)治療弧度旋轉(zhuǎn)發(fā)送的HFU治療，以使得當(dāng)HFU設(shè)備在目標(biāo)位置周 圍旋轉(zhuǎn)時(shí)，HFU設(shè)備與目標(biāo)位置間的距離保持不變。超聲波發(fā)送設(shè)備(20)是可移動(dòng)的并且 能夠相對(duì)應(yīng)病人(10)精確的放置和成一定角度，從而將HFU精確的指引到目標(biāo)位置。超聲 波發(fā)送設(shè)備(20)和目標(biāo)位置之間的最大距離優(yōu)選少于6cm。當(dāng)開(kāi)展治療計(jì)劃時(shí)可將該最大 距離考慮在內(nèi)。 HFU發(fā)射超聲波發(fā)送設(shè)備(20)將超聲波發(fā)送至斑塊基部處的目標(biāo)位置，使得目標(biāo) 位置處溫度升高。HFU焦點(diǎn)的大小優(yōu)選少于15mm3。這可通過(guò)使用頻率在約0. 8赫茲 約4 赫茲之間的HFU波來(lái)實(shí)現(xiàn)，且該焦點(diǎn)的強(qiáng)度在500 3000W/cm2之間。超聲波發(fā)送設(shè)備(20) 依據(jù)來(lái)自處理設(shè)備(50)的指令以重復(fù)的短間隔(r印eated brief interval)將HFU發(fā)送至 目標(biāo)設(shè)備，該短間隔與由ECG檢測(cè)到的心動(dòng)周期的特定時(shí)間點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。每次發(fā)送HFU的持 續(xù)時(shí)間可從大約80毫秒到大約1秒。每次發(fā)送HFU的合適的持續(xù)時(shí)間取決于病人的心率。 每次發(fā)送HFU的持續(xù)時(shí)間為適合于大多數(shù)或全部病人的短持續(xù)時(shí)間，不考慮病人的心率。 或者，可基于測(cè)定的心率來(lái)確定每個(gè)病人個(gè)體的每次發(fā)送HFU的持續(xù)時(shí)間。最后，每次發(fā)送 HFU的持續(xù)時(shí)間在每一病人治療過(guò)程中是可變的，以響應(yīng)測(cè)量的心率。 HFU發(fā)送設(shè)備(20)依據(jù)治療計(jì)劃向目標(biāo)位置持續(xù)發(fā)送HFU直至該處組織達(dá)到期 望的溫度。在一些實(shí)施例中，目標(biāo)位置的最大期望溫度大約是80攝氏度。目標(biāo)位置的溫度 由處理設(shè)備(50)基于MRI設(shè)備(40)提供的圖像來(lái)確定。為了監(jiān)控溫度的增加，該系統(tǒng)可 在治療過(guò)程中周期性地拍攝MRI圖像。例如，該系統(tǒng)可在每次發(fā)送HFU治療之后拍攝MRI 圖像。或者，可在發(fā)送HFU治療過(guò)程中拍攝MRI圖像。例如，可在最初治療過(guò)程中拍攝MRI 圖像，在幾個(gè)HFU脈沖之后再重復(fù)進(jìn)行拍攝。在治療過(guò)程中再重復(fù)MRI圖像以監(jiān)控此過(guò)程。 目標(biāo)位置處MRI圖像的信號(hào)對(duì)應(yīng)于組織的溫度而變化。處理設(shè)備(50)包括一設(shè)備，該設(shè)備 用于分析目標(biāo)位置的MRI圖像的變化以確定組織的溫度。當(dāng)?shù)竭_(dá)期望的溫度時(shí)，處理設(shè)備 (50)指示HFU控制器(80)停止發(fā)送HFU。 圖2示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的治療方法。該治療開(kāi)始于步驟IOO。在步驟102 中，拍攝冠狀血管(coronary vessels)的MRI圖像。在步驟104中，MRI圖像用于識(shí)別斑 塊和該斑塊基部的目標(biāo)位置。在步驟106中，由處理設(shè)備和/或臨床醫(yī)生基于MRI圖像開(kāi) 展治療計(jì)劃。在步驟108中，再通過(guò)固定波束或旋轉(zhuǎn)波束將HFU治療應(yīng)用于血管壁的精確 位置。在步驟110中，執(zhí)行目標(biāo)位置的MRI成像。在步驟112中，處理MRI圖像，依據(jù)治療 計(jì)劃確定是否達(dá)到該期望的溫度。若未達(dá)到期望溫度，則重復(fù)進(jìn)入HFU治療步驟108、 MRI 成像步驟110以及MRI成像處理步驟112，直至達(dá)到期望的溫度。 在步驟114中，確定對(duì)目標(biāo)位置的治療計(jì)劃是否需要對(duì)目標(biāo)位置作出進(jìn)一步的治 療角度或弧形的治療角度。如果計(jì)劃進(jìn)行一步的治療角度或弧形角度，在步驟116中，調(diào)節(jié) HFU發(fā)射設(shè)備的開(kāi)始位置和開(kāi)始角度；并在步驟108再次以新的角度對(duì)同一目標(biāo)位置應(yīng)用 HFU治療。在步驟110和112中，使用新的HFU設(shè)備角度重復(fù)進(jìn)行MRI成像和圖像處理，直 至達(dá)到期望溫度。 如果目標(biāo)位置不需要進(jìn)一步的治療角度，在步驟118中，確定是否計(jì)劃對(duì)另一目 標(biāo)位置進(jìn)行進(jìn)一步的治療。如果沒(méi)有計(jì)劃對(duì)另一目標(biāo)位置進(jìn)行治療，則該治療結(jié)束于步驟 122。如果計(jì)劃對(duì)另一目標(biāo)位置進(jìn)行進(jìn)一步的治療，那么在步驟120中調(diào)整HFU設(shè)備的位置 以發(fā)射HFU至新的目標(biāo)位置，并對(duì)新的治療位置重復(fù)該過(guò)程。重復(fù)進(jìn)行這些過(guò)程直至所有
10計(jì)劃的目標(biāo)位置都被治療。 將HFU應(yīng)用于斑塊的基部，血管壁中的目標(biāo)組織溫度升高。該溫度的升高會(huì)導(dǎo)致 組織發(fā)炎，隨后形成足以減少或破壞與斑塊基部維管聯(lián)結(jié)的營(yíng)養(yǎng)血管(vaso vasorum)的傷 疤?？梢韵嘈?，斑塊基部血管壁的脈管系統(tǒng)的丟失將導(dǎo)致斑塊的最終消退。因?yàn)镠FU非常 精確，可將能量傳送至斑塊的基部而不會(huì)破壞血管壁。在此方式下，可使用非侵入性HFU治 療以減少和消除斑塊。 本發(fā)明的實(shí)施例使用目標(biāo)超聲波治療非侵入性治療動(dòng)脈粥樣硬化疾病，避免了侵 入性介入方法所固有的風(fēng)險(xiǎn)。另外，由于避免了外科手術(shù)，對(duì)于病人和臨床醫(yī)生來(lái)說(shuō)該治療 方法會(huì)更容易，并能夠被更快速的實(shí)施，減少了給病人帶來(lái)的不適且能夠更快速且更容易 的恢復(fù)。而且，可為那些不適合進(jìn)行外科手術(shù)的病人提供治療選擇。本發(fā)明的一些實(shí)施例 適合于大動(dòng)脈，還可執(zhí)行該方法以減少包括冠狀動(dòng)脈在內(nèi)的身體中的其他位置的動(dòng)脈硬化 癥狀。 圖像引導(dǎo)的心斑塊消除方法和系統(tǒng)可用于以下潛在的血管應(yīng)用中 消除動(dòng)脈硬化，包括移除股間肌、頸動(dòng)脈、腎臟、冠狀動(dòng)脈中的動(dòng)脈硬化斑
塊。還可用于消除溶栓，該溶栓包括顱骨血栓、血液透析分流通道中的血栓、左心房附
屬器官中的血栓、靜脈血栓以及肺栓塞。還可進(jìn)一步用于消除血管的梗塞，典型地在諸
如以下醫(yī)學(xué)條件下應(yīng)用出血、穿剌密封(sealingof punctures)、靜脈曲張、偽動(dòng)脈瘤
(pseudoaneurysmata)、大腦血管畸形、不流血器官切除術(shù)、食道血管曲張流血、以及共用單
一胎盤(pán)的雙胞胎分離。 圖像引導(dǎo)的斑塊消除方法和系統(tǒng)可擴(kuò)展用于以下潛在的非血管應(yīng)用中
用于惡性腫瘤的有關(guān)情況，包括前列腺癌、乳房癌、肝癌、腎癌、泌尿膀胱癌、胰腺 癌、骨肉瘤。還可用于與惡性腫瘤不相關(guān)的其他非血管應(yīng)用中，諸如良性前列腺增生、子宮 纖維瘤、纖維性瘤(乳房、肝臟)。
進(jìn)一步地，圖像引導(dǎo)的斑塊消除方法和系統(tǒng)可用于青光眼治療；疼痛治療；大腦 功能紊亂(癲癇癥、帕金森氏癥)、碎石術(shù)(lithotrypsy)(泌尿器管、膽汁)、輸精管切除 術(shù)、滑膜切除術(shù)(風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎)、皮膚損傷恢復(fù)(瓣膜營(yíng)養(yǎng)失調(diào)、淋巴腺排水、皮膚護(hù)理) 以及與心房纖維性顫動(dòng)相關(guān)的情況(心房迷宮術(shù))的治療。
還可用于基因瞄準(zhǔn)和藥物釋放應(yīng)用中。 雖然這里主要著重優(yōu)選實(shí)施例的特定組件，但也可以對(duì)這些優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行多種 改變和改進(jìn)，而不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)這里披露的內(nèi)容 對(duì)這些實(shí)施例以及本發(fā)明其他實(shí)施例進(jìn)行改變?？梢岳斫獾氖牵鲜鰞?nèi)容只是用于解釋本 發(fā)明并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
一種減少血管斑塊的非侵入性方法，其特征在于，包括以下步驟對(duì)哺乳動(dòng)物體的至少一部分成像，以產(chǎn)生圖像；確定所述圖像中至少一個(gè)血管斑塊的位置；判定所述血管斑塊的基部位置，并將所述基部位置作為目標(biāo)位置；精確確定有關(guān)哺乳動(dòng)物體心律的所述目標(biāo)位置的相關(guān)位置；以預(yù)先設(shè)定的方式從超聲波源發(fā)送一束超聲能量波到所述相關(guān)位置的焦點(diǎn)以提高所述目標(biāo)位置的溫度；監(jiān)控目標(biāo)位置的溫度；以及當(dāng)所述目標(biāo)位置達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度時(shí)切斷超聲能量波的發(fā)送。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括顯示所述圖像和所述目標(biāo) 位置的步驟。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括為所述血管斑塊的治療準(zhǔn) 備治療計(jì)劃的步驟。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在約0. 8赫茲和約4赫茲之 間調(diào)節(jié)超聲能量波的頻率的步驟。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括限制所述超聲能量波束的 焦點(diǎn)小于15mm3的步驟。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括調(diào)節(jié)所述超聲能量波的聚 集強(qiáng)度，使其最小為500W/cm2和最大為3000W/cm2的步驟。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括將超聲能量波傳遞的持續(xù) 時(shí)間調(diào)節(jié)到約80毫秒和1秒之間的步驟。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)位置為單個(gè)點(diǎn)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)位置為多個(gè)點(diǎn)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)位置為弧形上的多個(gè)點(diǎn)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)位置為一連串小弧形上的多個(gè)點(diǎn)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述超聲能量波的波束是固定波束形式。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述超聲能量波的波束是旋轉(zhuǎn)波束形式。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述超聲能量波的波束是與目標(biāo)位置成 一定角度的旋轉(zhuǎn)波束形式。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括移動(dòng)所述波束源的步驟。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括線(xiàn)性移動(dòng)所述波束源的步驟。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括成角度地移動(dòng)所述波束源 的步驟。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述超聲能量波的發(fā)送是間歇性的。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述超聲能量波的發(fā)送是脈沖作用的。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述超聲能量波的發(fā)送是脈沖作用的， 且包括隨著每一脈沖移動(dòng)所述超聲能量波源的步驟。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述超聲能量波的發(fā)送是脈沖作用的， 且包括在一連串脈沖之后移動(dòng)所述超聲能量波源的步驟。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述超聲能量波的發(fā)送是脈沖作用的， 且包括在每一脈沖之后改變發(fā)送角度的步驟。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述超聲能量波的發(fā)送是脈沖作用的， 且包括在一連串脈沖之后改變發(fā)送角度的步驟。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括將超聲能量波的發(fā)送與心 率同步的步驟。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述超聲能量波的發(fā)送是間歇性的，所 述方法包括將發(fā)送與心率同步的步驟。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以脈沖形式發(fā)送超聲能量 波的步驟以及將脈沖與心率同步的步驟。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括通過(guò)ECG機(jī)監(jiān)控心率的步驟。
28. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，依據(jù)心率在特定時(shí)間點(diǎn)觸發(fā)所述波束的 發(fā)送和成像。
29. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括保證超聲能量波源在合適 的預(yù)定位置接觸病人身體表面的步驟。
30. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括保證超聲能量波源通過(guò)凝 膠片接觸病人身體表面的步驟。
31. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在所述源和所述目標(biāo)位置 間保持固定的距離的步驟。
32. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在所述源和所述目標(biāo)位置 間保持6cm的最大距離的步驟。
33. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，監(jiān)控由成像周期性實(shí)現(xiàn)。
34. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，成像由磁共振成像實(shí)現(xiàn)。
35. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，監(jiān)控由磁共振成像實(shí)現(xiàn)。
36. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在每一間歇脈沖發(fā)送之后 進(jìn)行磁共振成像的步驟。
37. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在脈沖期間進(jìn)行磁共振成 像的步驟。
38. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括拍攝初始圖像和在多個(gè)脈 沖之后拍攝至少一個(gè)圖像的步驟。
39. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括分析磁共振成像中的變化 以確定與目標(biāo)位置關(guān)聯(lián)的組織的溫度的步驟。
40. —種減少血管斑塊的非侵入性系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 用于對(duì)哺乳動(dòng)物體的至少一部分成像的成像設(shè)備；用于分析所述圖像以定位至少一個(gè)血管斑塊和所述血管斑塊基部從而確定斑塊位置 的分析設(shè)備；用于監(jiān)控有關(guān)身體心律的所述目標(biāo)位置的相關(guān)位置的監(jiān)控設(shè)備；用于向所述目標(biāo)位置發(fā)射預(yù)先設(shè)定強(qiáng)度的超聲能量波的至少一個(gè)可移動(dòng)或多元集中 的超聲波發(fā)射設(shè)備；用于監(jiān)控所述目標(biāo)位置溫度的溫度監(jiān)控設(shè)備；以及當(dāng)所述目標(biāo)位置達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度時(shí)切斷超聲能量波的發(fā)送的設(shè)備。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括用于對(duì)哺乳動(dòng)物體的至少一部分 成像的成像設(shè)備，其中所述哺乳動(dòng)物體為人體。
42. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括用于對(duì)哺乳動(dòng)物體的至少一部分 成像的成像設(shè)備，其中所述哺乳動(dòng)物體的所述部分包括所述哺乳動(dòng)物體的血管系統(tǒng)。
43. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控設(shè)備為ECG機(jī)。
44. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波發(fā)射設(shè)備是高頻率超聲波 設(shè)備。
45. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波發(fā)射設(shè)備是多元集中變頻器。
46. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述成像設(shè)備和所述溫度監(jiān)控設(shè)備是 同一設(shè)備。
47. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述成像設(shè)備是磁共振成像設(shè)備。
48. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述成像設(shè)備是磁共振成像設(shè)備，其中 所述磁共振成像設(shè)備應(yīng)用于1. 5 7特斯拉范圍內(nèi)。
49. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波發(fā)送設(shè)備位于所述成像設(shè) 備中。
50. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波發(fā)送設(shè)備是由非鐵材料制成。
51. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波發(fā)送設(shè)備用于生成焦點(diǎn)少 于15mm3的波束。
52. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波發(fā)送設(shè)備適用于移動(dòng)。
53. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波發(fā)送設(shè)備適用于成角度的 移動(dòng)。
54. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括控制設(shè)備，用于將超聲能 量波發(fā)送的聚集強(qiáng)度控制在約500W/cm2到約3000W/cm2的范圍內(nèi)。
55. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括控制設(shè)備，用于將超聲能 量波發(fā)送的頻率控制在約0. 8赫茲和約4赫茲的范圍內(nèi)。
56. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括控制設(shè)備，用于將超聲能 量波發(fā)送的深度控制在最大為約6cm的距離。
57. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括用于確定所發(fā)送的超聲 能量波的參數(shù)的治療處理計(jì)劃。
58. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括用于確定所發(fā)送的超聲能量波的參數(shù)的治療處理計(jì)劃，并包括控制設(shè)備，用于接收來(lái)自自動(dòng)控制單元的治療處理 計(jì)劃。
59. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括用于確定所發(fā)送的超聲 能量波的參數(shù)的治療處理計(jì)劃，并包括控制設(shè)備，用于接收人工干預(yù)的治療處理計(jì)劃。
60. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括用于確定所發(fā)送的超聲 能量波的參數(shù)的治療處理計(jì)劃，并包括控制設(shè)備，用于接收人工干預(yù)和來(lái)自自動(dòng)控制單元 的治療處理計(jì)劃。
61. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括用于控制所述超聲波發(fā) 送設(shè)備間歇性發(fā)送脈沖超聲能量波的控制設(shè)備。
62. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括一設(shè)備，用于將接觸身體 的所述超聲波發(fā)送設(shè)備固定在離所述目標(biāo)位置的距離小于6cm的位置。
63. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括控制設(shè)備，用于接收對(duì)所 述血管斑塊進(jìn)行治療的治療處理計(jì)劃。
64. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括顯示設(shè)備，用于顯示所述 血管斑塊和所述目標(biāo)位置。
65. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括控制設(shè)備，用于控制所述 超聲波發(fā)送設(shè)備間歇性發(fā)送脈沖超聲能量波；還包括計(jì)時(shí)設(shè)備，用于確定與心率相關(guān)的每 一脈沖的開(kāi)始和結(jié)束。
66. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括分析圖像的軟件。
67. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括用于分析對(duì)應(yīng)于所述圖 像的所述目標(biāo)位置的溫度變化的軟件。
68. —種減少血管斑塊的非侵入性方法，其特征在于，包括以下步驟 獲取具有至少一個(gè)血管斑塊的圖像； 確定所述圖像中至少一個(gè)血管斑塊的位置； 判定所述血管斑塊基部的位置，所述基部的位置作為目標(biāo)位置； 精確確定有關(guān)心律的所述目標(biāo)位置的相關(guān)位置；以預(yù)先設(shè)定的方式從超聲波源發(fā)送一束超聲能量波到所述相關(guān)位置的焦點(diǎn)以提高所 述目標(biāo)位置的溫度；監(jiān)控目標(biāo)位置的溫度；以及當(dāng)所述目標(biāo)位置達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度時(shí)切斷超聲能量波的發(fā)送。
69. —種減少血管斑塊的非侵入性系統(tǒng)，其特征在于，包括 用于獲取圖像的成像設(shè)備；用于分析所述圖像以定位至少一個(gè)血管斑塊和所述血管斑塊基部從而確定斑塊位置 的分析設(shè)備；用于監(jiān)控有關(guān)心律的所述目標(biāo)位置的相關(guān)位置的監(jiān)控設(shè)備；用于向所述目標(biāo)位置發(fā)射預(yù)先設(shè)定強(qiáng)度的超聲能量波的至少一個(gè)可移動(dòng)的超聲波發(fā) 射設(shè)備；監(jiān)控所述目標(biāo)位置溫度的溫度監(jiān)控設(shè)備；以及當(dāng)所述目標(biāo)位置達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度時(shí)切斷超聲能量波的發(fā)送的設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種減少血管斑塊的非侵入性方法和系統(tǒng)。該方法包括下列步驟對(duì)哺乳動(dòng)物體的至少一部分成像以產(chǎn)生圖像；確定所述圖像中至少一個(gè)血管斑塊的位置；判定所述血管斑塊的基部位置，將所述基部位置作為目標(biāo)位置；精確確定有關(guān)哺乳動(dòng)物體心律的所述目標(biāo)位置的相關(guān)位置；以預(yù)先設(shè)定的方式從超聲波源發(fā)送超聲能量波束到所述目標(biāo)位置以提高所述目標(biāo)位置的溫度；監(jiān)控目標(biāo)位置的溫度；以及當(dāng)所述目標(biāo)位置達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度時(shí)切斷超聲能量波的發(fā)送。
文檔編號(hào)A61N7/02GK101754784SQ200880021874
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者唐納德·J.·奈德, 皮爾特·A.·杜芬丹斯, 約蘭德·阿普爾曼 申請(qǐng)人:國(guó)際心臟公司