[发明专利]以手术导航系统导引聚焦式超声波释放能量的系统及其方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种聚焦式超声波系统，特别是一种利用手术导航系统导引聚焦式超声波释放能量的系统及其操作方法。

背景技术

聚焦式超声波在人体组织中具有相当良好的穿透性，因此可以将能量传至深层部位，并将超声波大部分能量集中至焦点处，所产生的超声波聚焦点约为米粒一般大小。现有的临床应用包括有：肿瘤热烧灼、开启血脑屏障、进行对神经细胞的刺激与调控等。由于聚焦式超声波将大部分能量集中至焦点处，故可以在完全非侵入性的条件下破坏深层组织且中间组织所吸收到的能量极低而不会产生破坏。因此，聚焦式超声波除了可以作为辅助性外科的热烧灼，特别是应用在肿瘤治疗上，更可应用于其他的临床医学生物上，例如，刺激局部或深部细胞、增加血管通透性、溶解血栓，以及局部药物释放等等。

然而，在现有的聚焦式超声波应用上所遭遇的一个主要问题为，聚焦式超声波缺乏一个良好的定位导引装置，因此，无法使超声波能量能以简单且精确的方式被导引至欲处理的目标点上。

目前聚焦式超声波的导引方式是通过核磁共振造影（Magnetic Resonance Imaging，MRI）进行导引。此种导引方式主要是利用超声波造成水分子的震动而使聚焦点产热，从而在核磁共振影像上追踪到信号，并将聚焦点导引到欲治疗的区域。此种方式在热治疗中固然是一种即时的观测，不过，值得注意的是，此种技术必须要将所有聚焦式超声波装置完全整合并且嵌入MRI系统内，不仅需要高级的MRI制造能力以达到线路重组，亦具有系统设计困难及造价昂贵等缺点。而且，若是针对导引聚焦式超声波开启脑部血脑屏障的应用而言，目前并无实际临床上可使用的导引系统。

此外，利用聚焦式超声波开启血脑屏障不同于热治疗，无法以MRI达到即时观测。换言之，操作者需在聚焦式超声波处理后再次打入MRI显影剂，并再次进行MRI扫描以确认血脑屏障开启与否，于此亦造成操作上的繁琐。此外，现行MRI导引聚焦式超声波亦无法进行即时反馈控制。

另一方面，针对许多需要多次给药的疗程而言，例如对于癌症病人的化学治疗，若每次搭配给药时所进行的聚焦式超声波处理均需进行MRI扫描，将耗用相当多的时间以及医疗资源。

因此，如何提出一种创新的定位导引方式，以有效辅助聚焦式超声波将其能量聚焦于病患的目标点上，是为熟习此项技术领域者亟需解决的问题之一。

发明内容

本发明的主要目的是在提供一种以手术导航系统导引聚焦式超音波释放能量的系统及其方法，其是利用手术导航系统导引聚焦式超音波能量，成为一种新颖且实际可行的系统及其操作方法。

本发明的另一目的是在提供一种以手术导航系统导引聚焦式超音波释放能量的系统及其方法，其是通过结合手术导航系统来进行精准的能量释放，不仅可准确导引超音波能量至瞄准的目标点上，使得超音波能量可以精准的覆盖在组织中的目标点上，亦可应用于开启脑部血脑屏障。

本发明的再一目的是在提供一种以手术导航系统导引聚焦式超音波释放能量的系统及其方法，其无须将聚焦式超音波装置整合于MRI系统中，操作时亦无需于MRI室中进行，由此增加系统使用的弹性，并且有效降低现有技术昂贵的造价成本。

为达到上述的目的，本发明提出一种以手术导航系统导引聚焦式超音波释放能量的系统，其是用于导引一聚焦能量于一目标点，此种能量释放系统包括有：一聚焦式超音波装置、一手术导航系统、以及一固定夹具。其中，聚焦式超音波装置可产生一聚焦点，以将聚焦能量释放于该目标点。手术导航系统电性连接聚焦式超音波装置，其包括一校正单元，该校正单元系用以建立该聚焦点与一个体待处理部位影像的位置关系、执行校正坐标校正程序，以及使该手术导航系统辨识该聚焦点。固定夹具用以固定该个体的待处理部位。

此外，上述的聚焦能量可应用于热烧灼、局部或深部刺激细胞、局部或深部调控细胞、增加血管通透性、局部溶解血栓、局部药物释放或是开启脑部的血脑屏障。

本发明系统的所适用的目标点可位于手术导航系统可操作导引的部位，例如中枢神经系统的组织、脑、脊髓或被硬组织包覆的组织等。

另一方面而言，本发明另揭露一种以手术导航系统导引聚焦式超音波释放能量的方法，其是用于导引一聚焦能量于一目标点上，包括以下步骤：

(1)提供一以手术导航系统导引聚焦式超音波释放能量的系统，其包括一手术导航系统、一聚焦式超音波装置、以及一固定夹具；

(2)取得一个体待处理部位的影像；

(3)提供位于一空间位置中的该聚焦能量的一聚焦点；