[发明专利]用于形成超声换能器阵列的多个焦点的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年1月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0009739的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用方式全部并入本文。

技术领域

本公开内容涉及形成高强度聚焦超声（HIFU）设备的聚焦点，并且更具体地，涉及一种用于形成超声换能器阵列的多个焦点的装置和方法。

背景技术

本公开内容涉及使用超声波的治疗设备，并且更具体地，涉及使用高强度聚焦超声（HIFU）波的治疗设备。

随着医疗科学的发展，已经逐步地研发了扩展的根治手术、保功能手术和微创手术来对肿瘤进行局部治疗。然而，最近的革命性技术进步进一步研发出了无创伤手术，从而引入了各种手术方法。

超声波是具有足够的方向性以穿透人体的机械能。通过HIFU波的照射而引起的在肿瘤内的能量积累，超声波主要具有两个效应——高热效应和机械效应。

第一种效应，即高热效应，是这样一种效应：当聚焦在一部分上的高强度超声波部分地转换成热能时，使得温度立即升高到超过70°C，从而导致组织和血管的凝固性坏死。此时，由于温度迅速并立即升高，所以并没有发生对周围组织的热扩散。

第二种效应，即由超声波引起的机械效应，是由空穴引起的组织破坏现象。当人体暴露于高强度超声波时，根据声波负压(negative pressure)，细胞中的液体由于低气压而变化成气态，使得在细胞中产生微泡。当这些微泡足够大以引起共振现象时，这些微泡突然爆裂，从而产生具有破坏组织的高压的冲击波。

这两个效应几乎是同时发生的，并且对于裸眼而言，被治疗部分的变化是由于超声波照射而在一个或两个星期之后出现凝固性坏死，从而被治疗部分明显不同于其周围正常部分，并且被治疗部分与正常部分之间的边界部分感觉较硬。

然而，当对肿瘤进行治疗时，对正常组织的损伤应当被尽可能地最小化。此外，对于有效的肿瘤治疗而言，治疗时间应当被最小化。因而，HIFU设备的条件是：1）通过辐射超声波进行治疗所花费的时间应当被最小化；2）应当形成超声波的焦点区域；以及3）除了焦点区域以外，超声波不应当被放大。

发明内容

提供了用于在操作高强度聚焦超声（HIFU）设备时在移除光栅瓣的同时形成多个焦点的装置和方法。

提供了用于计算换能器元件输出的方法，所述输出用于在移除光栅瓣的同时形成多个焦点。

提供了存储有用于执行所述方法的计算机可读程序的计算机可读记录介质。

额外的方面将在随后的描述中部分地给出，并且根据该描述将部分地清楚，或者可以通过实施给出的实施例来了解。

根据本发明的一个方面，一种形成用于超声治疗的聚焦点的方法包括：从被辐射用于治疗的超声波的区域中的焦点位置当中选择至少一个候选焦点位置；当所述用于治疗的超声波的聚焦点在所选的候选焦点位置处形成时，确定在除了所选的候选焦点位置以外的位置处是否出现负压增加的现象；以及基于确定结果，确定治疗计划，所述治疗计划指示与不出现所述现象的候选焦点位置的集合有关的信息。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读记录介质，其存储有用于执行形成用于超声治疗的聚焦点的方法的计算机可读程序。

根据本发明的另一方面，一种用于形成用于超声治疗的聚焦点的装置包括：候选焦点确定器，用于从被辐射用于治疗的超声波的区域中的焦点位置当中选择至少一个候选焦点位置；焦点形成确定器，用于在所述用于治疗的超声波的聚焦点在所选的候选焦点位置处形成时，确定在除了所选的候选焦点位置之外的位置处是否出现负压增加的现象；以及最优焦点确定器，用于基于所述确定的结果，确定治疗计划，所述治疗计划指示与没有出现所述现象的候选焦点位置的集合有关的信息。

附图说明

结合附图，根据以下对实施例的描述，这些和/或其它方面将变得清楚，并更加易于理解，在附图中：

图1是根据本发明实施例的用于形成多个焦点的装置的方框图；

图2是高强度聚焦超声（HIFU）设备的换能器阵列以及在治疗区域中存在的多个焦点的示意图；

图3A示出了根据本发明实施例的在治疗区域中存在的多个聚焦点，其中，所述多个聚焦点是由用户输入的；

图3B示出了之前由最优焦点确定器确定的最优焦点集合；

图3C示出了通过从图3A中的多个聚焦点中排除属于最优焦点集合的聚焦点而剩余的聚焦点；