[发明专利]多普勒导向的超声治疗

说明书

提供了一种装置用于评估在一介质(26)的一区域(24)中处于一第一频率的一第一声场(22)的一特性，生成多个散射体(28)的振荡运动的所述第一声场以所述第一频率设置于所述介质内。一声换能器(30)(a)在所述区域中以一第二频率生成一第二声场，所述第二频率高于所述第一频率，及(b)接收在所述介质中散射出所述多个振荡的散射体的所述第二声场的回波数据，所述回波数据包含与所述多个散射体的所述振荡运动相关的多个多普勒偏移频率，导致一时间相关的多普勒频移，所述时间相关的多普勒频移以与所述第一频率相关的一频率振荡。控制电路(36)(a)从所述接收的回波数据中提取所述振荡的时间相关的多普勒频移，及(b)转换所述提取的多普勒频移为所述第一声场的粒子速度。

相关申请的参考

本申请要求2016年7月17日由Ben-Ezra提交，名称为“Doppler guidedultrasound therapy”的美国临时专利申请US 62/363,295的优先权，其通过引用并入本文。

发明领域

本发明的应用涉及声场特征、测量及映射。更具体地，本发明的应用涉及图像导向治疗，例如图像导向的高强度聚焦超声(HIFU)。

背景技术

超声能量通常用于内部器官及组织的成像。高强度聚焦超声(HIFU)，也称为高强度治疗超声(HITU)，是用于内部器官及组织(例如肿瘤)的非侵入性治疗的方法。

2011年11月1日由Kathy Nightingale发表于美国国立卫生研究院(NIH)公共访问评论文章，名称为“评论：声辐射力脉冲(ARFI)成像”的文章，描述了基于声辐射力的弹性成像方法，这些方法正在由许多小组进行研究。这些方法使用脉冲(即1ms)、谐波(脉冲d)及稳态辐射力激励等被开发。在评论文章中讨论的工作利用脉冲方法，其中已经采用两种成像方法：1)监测激发辐射力区域(ROE)内的组织响应及生成组织硬度相对差异的图像(声辐射力脉冲(ARFI)成像)；2)监测剪切波传播远离ROE的速度，以量化组织硬度(剪切波弹性成像(SWEI))。对于这些方法，商业超声系统上的单个超声换能器可用于在组织中生成声辐射力，并监测组织位移响应。对这类瞬态激发的组织响应被描述为复杂的并且取决于组织几何形状、辐射力场几何形状以及组织机械及声学特性。较高的剪切波速度及较小的位移与较硬的组织相关联，并且较慢的剪切波速度及较大的位移发生在更柔顺的组织中。ARFI成像在文章中描述为具有与B模式相当的空间分辨率，通常具有更大的对比度，提供匹配的辅助信息。SWEI图像被描述为具有关于组织硬度的定量信息，通常具有较低的空间分辨率。

2013年由Carmine Clemente等人发表于EURASIP信号处理进展期刊评论文章，名称为“目标微多普勒特征分析的发展：雷达成像、超声波及穿墙雷达”的文章，描述了除了目标的主体转换之外的目标运动如何引起主多普勒频移周围的多普勒调制，其形成通常称为目标微多普勒特征的多普勒频移。雷达微多普勒特征通常既是目标也是行动特定的，因此可用于分类及识别目标以及识别可能的威胁。近年来，关于使用微多普勒特征进行目标分类以解决许多防御及安全挑战的研究越来越受到关注。本文回顾了过去10年发表的关于使用微多普勒特征的雷达目标分析的新兴应用的工作。具体来说，本文回顾了双基地SAR及ISAR、穿墙雷及超声雷达的微多普勒目标特征。

Chen的US 2007/0232912描述了一种用于确定HIFU设备的焦点位置的非侵入式定位系统，所述定位系统包括诊断超声及用于消融与移除肿瘤组织的HIFU。诊断超声探头的成像平面与HIFU的探头的几何轴在操作期间限定倾斜角。当诊断超声的成像平面与HIFU能量换能器的焦点相交时，获得最大收敛干涉信号，以便将HIFU焦点定位在肿瘤内以进行精确消融。

发明内容