[发明专利]在经颅超声流程期间的超声换能器阵列监测

说明书

一种超声系统使用安装到对象的头部的头戴件来执行颅骨治疗，所述头戴件包含治疗换能器和运动检测换能器。在治疗开始时，回波信号由所述运动检测换能采集并存储。其后，回波信号由所述运动检测换能器再次采集并与在治疗开始时存储的信号进行比较或相关。当在所比较或相关的信号之间确定差异时，由所述系统发出可能已经发生了换能器运动或声学解耦的警告。

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时专利申请No.62/436,164的权益和优先权，将其通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及医学超声系统，并且具体地涉及执行成像和治疗流程的超声系统。

背景技术

缺血性中风是医学上已知的最令人衰弱的疾病之一。阻塞血液流入大脑可以迅速导致瘫痪或死亡。通过溶栓药物治疗(例如，利用组织纤溶酶原激活物(tPA)的处置)实现血管再通的尝试已经被报道在许多病例中引起症状性脑内出血。这种有严重后果的痛苦的诊断和处置的进展是继续医学研究的主题。

美国专利8211023(Swan等人)描述了一种超声系统，其为血栓(例如引起缺血性中风的血栓)提供微泡介导的治疗。微泡以团注法被注入、输送或在血流中发展并流到血栓附近。超声能量被输送到血栓的部位处的微泡以破坏微泡或使微泡破裂。在许多情况下，这种高能微泡活动有助于溶解或破碎血凝块并将血液的营养流返回到大脑和其他器官。这种微泡活动可以用于输送封装在微泡壳体中的药物，以及微泡介导的超声溶栓。Swan等人的专利示出了从由超声系统控制的超声阵列探头输送超声能量以进行超声溶栓。

发明内容

本发明源于以下认识：在临床安全和有效的超声溶栓处置中，将超声能量输送到凝块目标区域的(一个或多个)超声阵列探头应当持续地有效声学耦合到患者的头部并且持续地瞄准目标体积。目标体积可以包括例如血栓，并且在一些情况下包括周围区域。然而，如果输送超声的换能器已经从与患者的头部的有效声学耦合被移动或受到扰乱，则不能维持持续的耦合。在传统的超声成像检查期间，通过观察所得到的图像来监测该耦合，这在治疗流程期间并不总是方便的并且在非成像超声流程中不可用。因此，期望监测患者的头部上的探头放置以确保在处置期间持续地满足这些条件。

虽然期望监测换能器耦合，但是现有技术是不切实际的。例如，利用3D CT或荧光镜检查来实时监测设备定位是麻烦的且资源密集的。磁共振成像也很麻烦，提供差的时间分辨率，并且在其长扫描时间期间限制特别护理点流程和患者监测。用于监测设备和颅骨的相对位置的辅助设备(例如加速度计或电磁/声学定位设备)可能对入射角的微小变化或耦合材料失效不敏感。

因此，本发明的一个目的是监测治疗换能器与患者的头部的声学耦合，以确保其持续地有效声学耦合到患者的头部。

本发明的另一个目的是在治疗期间监测换能器在患者的头部上的放置，以确保换能器在处置期间没有移动。

根据本发明的原理，执行经颅超声治疗的超声系统在治疗期间监测超声换能器的定位和声学接触，以确保换能器在该流程期间没有移动并且持续地声学耦合到患者的头部。在优选的实施方式中，由换能器阵列的换能器元件中的一个或多个换能器元件接收到的信号不时地被采样并在换能器阵列如期望的被定位在患者的头部上的较早时间由相同的(一个或多个)换能器元件接收到的信号进行比较或相关。如果在接收到的信号中已经存在显著变化，则该系统向医务人员发出警告，以检查换能器阵列在患者的头部上的声学耦合和定位。该技术可以应用于任何经颅超声流程，尤其包括血脑屏障破坏、热消融、非成像监测技术和神经调节。

附图说明

在附图中：

图1以框图形式示出了用于超声经颅治疗的超声诊断成像和治疗系统。

图2示出了在二维(2D)成像平面中对超声溶栓治疗的输送。