CN107072554A - 聚焦超声心脏刺激系统，便携装置和心脏刺激，以及相关方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声心脏刺激系统，其包括：用于测量心脏的电活动以采集心电图(ECG)的装置；用于在目标区域(Z_C)中产生聚焦超声信号波束(F_US)的装置，所述信号被校准，以在心脏区域中产生电刺激，所述波束的产生与心电图(ECG)的第一选择时间同步，所述波束的产生对应于持续时间少于80ms的脉冲；用于定位所述目标区域(Z_C)的装置，该装置与用于定位产生聚焦波束(F_US)的装置的装置耦合，以控制所述目标区域(Z_C)中的所述聚焦超声信号波束(F_US)，所述定位装置与用于产生聚焦信号波束(F_US)的装置同步；单个监控装置，其能够实时跟踪所述目标区域(Z_C)中的温度和组织变形，所述监控装置与心电图的节律同步进行测量。

Description

聚焦超声心脏刺激系统，便携装置和心脏刺激，以及相关方法

技术领域

本发明的领域涉及校准超声信号生成系统并对其进行监控以刺激心脏不同区域的方法。更具体地，本发明涉及通过聚焦超声信号相控阵进行心脏刺激的方法。本发明涉及超声刺激的不同应用，特别是心室或心房的心脏再同步，心室或心房颤动的产生，期外心脏收缩的产生，心脏无响应区域的检测，或是心律修正应用。

背景技术

今天，有不同的解决方案可以治疗心律紊乱。为治疗心脏的这些功能障碍，已知使用超声来刺激心脏组织。刺激可以通过借助于聚焦信号相控阵在体外生成超声信号而进行。

监控产生的超声信号对于确定和精确治疗待治疗区域是必不可少的，从而避免对心脏目标区域或邻近区域的任何不期望的损伤。

为此，专利US2006/005265涉及通过超声对心脏进行刺激，所述超声由测量心脏电活动的心电图仪与耦合的成像系统控制。该专利申请尤其公开了一种超声成像系统，使得可以定位对心脏几个点上的刺激的响应。

该解决方案可以调节对心脏的刺激。超声信号的强度特别地通过产生超声信号来控制，首先是低功率，然后逐渐增加以避免组织的任何恶化。

该方法的缺点是其不能量化由刺激引起的热和机械损伤。

此外，现有技术中已知解决方案的另一个问题是，它们不能产生可以产生心脏刺激而不在目标区域中产生热损伤的超声信号配置。

发明内容

本发明旨在克服上述缺点。值得注意的是，本发明可以在将心脏区域暴露于超声聚焦信号相控阵或超声信号生成器之后测量或预期心脏组织的机械和热损伤。本发明实施方式的特征是监控在基本上与聚焦区域合并或靠近聚焦区域的区域中的温度和/或其变化，以防止对组织的损害。

本发明的主题涉及一种用于监控心脏区域的方法。该方法包括：

·获取心脏的心电图的节律；

·获取其中定位有目标区域的心脏区域的至少一个图像，所述至少一个图像通过成像系统与心脏的心电图的节律同步地获取；

·在所述目标区域中生成第一聚焦超声信号波束，所述波束由相控阵发射，所述信号配置为同相以在聚焦区域中产生至少一个脉冲，所述至少一个脉冲与心脏的心电图(ECG)的节律同步，所述脉冲具有预定义的幅度和持续时间；

·通过成像系统，根据至少一个图像的采集确定聚焦区域的温度；

·响应于所述第一聚焦波束的至少一个脉冲，确定所述聚焦区域中的组织变形。

根据另一实施方式，本发明包括响应于所述第一聚焦波束的至少一个脉冲，确定所述聚焦区中空蚀水平的步骤。该步骤可以作为前述组织变形确定步骤的替代选择被执行。此外，该步骤也可以与组织变形确定步骤一起进行。在后一种情况下，两个测量结果可以相互印证以限定刺激区域。

该方法的优点是执行对目标区域中某些参数(例如温度，组织变形和/或电活动和/或空蚀水平)的监控，以便校准超声信号波束，同时在心脏刺激过程中产生合适的幅度和持续时间。

本发明方法的实施方式的优点是使用了MRI成像装置，可以获得关于温度的信息和关于与超声推力相关联的组织位移的信息。因此，本发明的方法可以利用单个器材对任何损伤进行视觉监控，并控制聚焦信号相控阵。

根据另一实施方式，成像系统(例如，回波描记仪系统)能够获得聚焦区域水平和聚焦区域的相邻区域水平的温度信息。

根据实施方式，所述监控方法包括：

·响应于至少一个脉冲，确定所述聚焦区域中的电活动，所述至少一个脉冲具有小于或等于1ms的持续时间。

根据实施方式，所述监控方法包括：

·通过定位系统对所述聚焦区域的位置进行动态控制，所述聚焦区域位于所述目标区域的位置上，从而在与所述相控阵关联的参考系中测量心脏的呼吸运动，并从中推导出补偿参数以计算所述目标区域的新位置，所述相控阵自动对每个信号应用相位参数，以将所述波束偏转到所述目标区域的所述新位置。

根据实施方式，所述监控方法包括：

·通过考虑所述相控阵的位置和定向，由成像系统确定投影在所述相控阵的图像平面中的腹壁(transcostal wall)的图像；

·根据所述相控阵的每个元件的位置相对于所述腹壁的投影图像的位置，激活或停用所述相控阵的每个元件。

根据实施方式，所述监控方法包括：

·根据对应用于每个信号的每个相位参数的计算，对所述相控阵的元件的激活和停用进行动态控制。

根据实施方式，聚焦区域中的温度和组织变形由单个成像系统确定，所述成像系统是MRI成像系统，由MRI成像系统采集的数据可以推断由所述超声信号波束产生的超声压力所引起的组织局部变形，以及由所述超声信号波束局部产生的能量所引起的局部温度上升。

根据实施方式，由所述成像系统确定的聚焦区域的位置与由所述定位系统确定的目标区域的位置的比较产生用于校准所述相控阵的元件的至少一个数据，从而使所述聚焦区域的位置对应于所述目标区域的位置。

根据实施方式，所述定位系统尤其可以是：

·MRI成像系统，所述位置根据成像处理计算；或

·包括发射超声波的至少一个发射器和检测反射波的多个超声传感器的定位系统，所述位置由三角测量确定。

该定位系统有利地用于监控方法和和刺激方法。

根据实施方式，所述监控方法包括测量电去极化产生的电活动，所述电去极化通过在目标区域中应用至少一个超声脉冲引起。

根据实施方式，所述监控方法包括根据至少一个数据，校准所述聚焦区域中根据包括脉冲的至少一个幅度水平和持续时间的参数的定义生成的信号，所述至少一个数据包括：

·所述聚焦区域和/或相邻区域和/或腹壁的肋中的温度设定点，和/或

·所述聚焦区域中的组织变形设定点，和/或

·所述聚焦区域中的空蚀水平设定点平，和/或

·检测所述聚焦区域在与所述相控阵关联的参考点中的移动，和/或

·所述聚焦区域中的电活动设定点。

根据实施方式，由聚焦波束(F_US)产生并在目标区域中或附近测量的电活动与由成像系统获得的相同目标区域中的组织变形的测量值相关，所述相关性能够确定给定目标区域的心脏组织的机电活动的指标。

根据实施方式，在目标区域中产生第一聚焦超声信号波束，由此在所述目标区域中的心脏组织的复极化期间产生至少一个脉冲。

根据实施方式，所述方法包括校准包括多个脉冲的第一聚焦信号，每个脉冲具有第一持续时间，幅度，所述信号在所述目标区域中应用所述持续时间。

根据实施方式，所述监控方法在心脏的不同目标区域中执行，该方法还包括在应用聚焦信号波束之后：

·读取不同值，所述不同值表示每个目标区域的组织变形，或在每个目标区域中或附近测量的电平；

·读取每个目标区域的电响应或变形的时间；

·校准每个目标区域的信号，所述信号彼此配置有取决于响应时间读数的时间延迟。

根据实施方式，当心脏至少一个目标区域中的组织变形，或电活动，或空蚀水平小于聚焦波束的至少一个脉冲的给定幅度和持续时间的预定阈值和聚焦区域中给定温度的预定阈值时，所述心脏至少一个目标区域被指示为“非响应”。

本发明的方法还涉及心脏刺激方法，也称为电刺激方法。电刺激方法可以有利地包括限定所述监控方法的实施方式的特征。特别地，用于这两种方法的器材的物品可以是相同的，并且测量的参数和配置可以是相似的。

用于通过产生聚焦超声信号波束对心脏的给定区域进行心脏刺激的方法包括：

·获取心脏的心电图的节律；

·确定心脏中目标区域的至少一个位置；

·产生聚焦超声信号波束并与心电图的节律同步，其中：

·脉冲的幅度配置为使得在聚焦区域中应用的声压包括在第一压力范围[2-12MPa]中；

·脉冲的持续时间包括在第一持续时间范围[50μs-50ms]中；

·聚焦波束的应用持续时间大于50μs，

·通过定位系统对实时计算的在所述目标区域的位置上的所述波束的聚焦区域的位置进行控制；

·实时主动监控：

·采集图像中的所述聚焦区域中不超过预定阈值的温度；

·包括在来自成像系统的预定义的值范围内的每个脉冲之后的组织变形和/或在包括在预定义值的范围内的每个脉冲之后测量的聚焦区域中的电活动和/或空蚀水平；

·同步参数，所述同步参数确保心电图的节律与聚焦波束的脉冲的节律同步。

特别地，本发明的方法包括两种信号生成模式，这些模式根据值的范围被分组在一起，并且可以实时监控或通过预配置预测热损伤和机械损伤。

根据实施方式，聚焦区域Z_F中的温度和组织变形由单个成像系统确定，例如，所述成像系统是MRI成像系统。

根据第一替代实施方式，脉冲的幅度配置为使得在聚焦区域中应用的声压包括在第二压力范围[2-8MPa]内，脉冲持续时间包括在第二持续时间范围[1ms-50ms]内，所产生的脉冲引起电刺激，同时保持心脏组织的机械变形的阈值小于以下阈值，所述阈值根据参数计算，所述参数对应于给定比例的收缩或松弛，或组织的弹性。

根据第一替代实施方式，脉冲的幅度配置为使得在聚焦区域中应用的声压包括在包括在第三压力范围[6-12MPa]内，脉冲持续时间包括在第三持续时间范围[50μs-1ms]内，所产生的脉冲在心脏组织中引起电刺激，同时在目标区域中局部维持低于阈值温度的温度。

根据实施方式，执行对靠近聚焦区域的区域的第二监控，所述第二监控包括实时测量以下参数中的至少一个：

·与所述聚焦区域相邻的至少一个区域的温度，和/或

·响应于第一聚焦波束的至少一个脉冲，与所述聚焦区域相邻的至少一个区域的组织变形，和/或

·响应于第一聚焦波束的至少一个脉冲，与所述聚焦区域相邻的至少一个区域的电活动，和/或

·响应于第一聚焦波束的至少一个脉冲，与所述聚焦区域相邻的至少一个区域的空蚀水平。

根据实施方式，本发明的刺激方法预先包括：

·根据本发明的监控方法对聚焦波束的校准；

·所述校准能够确定以下参数：

·脉冲的幅度配置为使得在聚焦区域中应用的声压包括在第一压力范围[2-12MPa]中；

·聚焦波束的应用持续时间大于50μs。

根据实施例，脉冲的持续时间包括在第一持续时间范围G_D1[50μs-50ms]中。

根据实施方式，所述刺激方法包括：

·通过对MRI成像系统采集的多个图像进行分析，确定一个或多个目标区域的空间位置；

·在所述目标区域上随时间聚焦的波束的控制。

根据实施方式，所述刺激方法包括：

·通过超声探针对信号的分析，确定目标区域的空间位置；

·在所述目标区域上随时间聚焦的波束的控制。

根据实施方式，所述刺激方法包括：

·通过引入心脏的心内导管对所述信号进行分析，确定目标区(Z_C)的空间位置，其中探针位于所述目标区(Z_C)附近；

·在所述目标区域(Z_C)上随时间聚焦的波束(F_US)的控制。

根据实施方式，所述刺激方法被应用于心房的再同步或心室的再同步。为此，所述刺激方法包括：

·获取心脏的心电图，其指示心脏的心电图的节律；

·确定其中生成有校准超声信号波束的一个或多个目标区域；

·聚焦波束的每个脉冲与心脏心电图的节律同步，每个脉冲在心室或心房的电复极化的结束与去极化的开始之间产生。

根据实施方式，所述刺激方法应用于产生心脏颤动。为此，所述刺激方法包括：

·获取心脏心室的心电图，其指示心脏的心电图的节律；

·确定其中生成有校准超声信号波束的至少一个目标区域；

·在心脏组织被极化的时期内同步聚焦波束的每个脉冲；

·分析目标区域和ECG的电反应，以验证心室或心房纤颤的产生。

根据实施方式，所述刺激方法应用于检测产生期外收缩的区域。为此，所述刺激方法包括：

获取心脏的心电图，其指示心脏的心电图的节律，所述心电图包括在心电图的确定时间发生的期外收缩的存在；

确定其中生成有校准超声信号波束的至少一个目标区域；

同步聚焦波束的每个脉冲与心脏心电图的确定时间；

分析电响应或组织变形，以识别目标区域是否是期外收缩的发生器。

根据实施方式，所述刺激方法应用于修改心脏频率。为此，所述刺激方法包括：

获取心脏的心电图，其指示心脏的心电图的节律；

确定其中生成有校准超声信号波束的多个目标区域；

·产生聚焦信号波束，其中脉冲的频率不同于心电图的频率，以使心脏节律与聚焦波束的脉冲同步。

本发明的另一个主题涉及一种超声心脏刺激系统，包括：

·用于测量心脏的电活动以采集心电图的装置；

·用于在目标区域中产生聚焦超声信号波束的装置，所述信号被校准，以在心脏区域中产生电刺激，所述波束的产生与心电图的第一选择时间同步；

·用于定位目标区域的装置，该装置与用于定位产生聚焦波束的装置耦合，以控制所述目标区域中的所述聚焦超声信号波束，所述定位装置与用于产生聚焦信号波束的装置同步；

·相同的监控装置，其能够实时跟踪目标区域中的温度和组织变形，所述监控装置与心电图的节律同步进行测量。

根据实施方式，所述定位系统和用于监控温度的装置是单个MRI成像系统。

本发明的系统能够实施本发明的监控方法和刺激方法的步骤。

最后，本发明涉及响应紧急情况的便携式心脏刺激设备。该便携式设备可以有利地根据本发明的监控方法被预校准。

便携式超声心脏刺激设备与患者的皮肤固定接触。其包括能够测量至少指示心跳频率的心脏活动的电气系统，如果需要的话是超声信号发生器，能够测量心脏收缩存在的机械效应传感器，所述便携式设备包括至少一个预配置，该至少一个预配置限定与所述电气系统获得的心脏频率同步的超声信号的至少一个脉冲串，所述便携式设备包括用于激活超声信号发生器的装置。

附图说明

参考附图阅读下面的详细描述，本发明的其它特征和优点将变得更清楚，其中：

·图1：根据实施方式的本发明的方法的一般操作图；

·图2：示例的一系列心脏心电图；

·图3A：表示在心脏目标区域中应用以监控所述区域的超声信号波束的脉冲的幅度和持续时间的图；

·图3B：表示在心脏目标区域中应用以刺激所述区域的超声信号波束的多个脉冲的幅度和持续时间的图；

·图4：表示根据目标区域中的超声信号波束的脉冲的幅度和持续时间，在心脏目标区域水平上的温度演变，组织变形的图；

·图5A，5B：表示根据目标区域中的超声信号波束的脉冲的幅度和持续时间，在目标区域水平上的温度演变，机械和/或热损伤的图；

·图6A：表示对心脏的目标区域的刺激的图，其中脉冲具有小幅度和长持续时间；

·图6B：表示对心脏的目标区域的刺激的图，其中脉冲具有高幅度和短持续时间；

·图7：便携式超声心脏刺激设备。

具体实施方式

定义和原理介绍

图1表示本发明方法的实施方案的一般操作图。图1所示系统代表连续描述器材的不同物品。

在说明书的剩余部分中，术语“幅度”和“声压”将无差别地使用。

“脉冲”可以在信号级别上被解释为在一定持续时间内的发射，但也可解释为由该信号局部地引起的现象。引起的现象对应于超声辐射力产生的局部超声推力。该推力能够直接对心脏组织施加机械推力。

相控阵RES_US能够在一个或多个聚焦区中产生一个或多个聚焦波束。每个聚焦区域在位置上被控制，例如，借助于定位系统SYS_POS，其动态地产生到相控阵的设定点。

“聚焦波束”表示来自相控阵的不同元件的一组信号，其中频率和相位特征能够在聚焦区域中产生相长干涉或相干干涉。

根据实施方式，由于相控阵的每个元件的相位的特定配置，相控阵能够在心脏中限定一个或多个聚焦区域。通过使相控阵的不同元件的信号在不同点处干涉，获得不同的聚焦区域。

本发明的方法能够在应用聚焦波束期间或之后对监控参数进行测量，例如组织变形ACQ_DEF，温度ACQ_T，电活动ACQ_AE或代替地存在心脏收缩ACQ_CONTRACT。此外，本发明的方法能够测量聚焦区域中或附近的空蚀现象的代表性水平ACQ_CAV以及测量目标区域的位置或位移ACQ_POS。

术语“组织变形”和“组织位移”在描述中无差别地使用，描述由在心脏组织上产生超声推力所引起的效果。

聚焦波束在称为“聚焦区域”的一个或多个点处的位置的控制是通过称为“目标区域”的位置设定点进行的。

由于ECG的获取，目标区域中聚焦波束的控制机制有利地在定位系统和波束阵列之间同步执行，构成了器材不同的物品共同时间参考。

本发明的方法能够考虑由心脏的呼吸运动和/或收缩引起的目标区域Z_C的位置设定点的位移的参数。然后借助于和定位装置耦合的计算机计算新的目标位置，以使设定点适应相控阵。根据本发明的方法，相控阵能够产生由阵列的元件发射的每个信号的相位参数，用于偏转波束并控制聚焦点Z_F在目标区域Z_C上的新位置。

此外，除了呼吸现象之外，心脏的收缩运动存在，特别是在ECG的QRS复合波期间。为了能够忽略控制聚焦在目标区域上的区域时心脏的收缩运动，聚焦波束可以：

·在ECG上可见的QRS复合波出现期间中断；

·或者通过应用第二偏转校正来完成，以补偿在QRS复合波出现期间心脏的位移。

本发明能够在监控过程或在刺激过程中实施两种解决方案。

根据实施方式，发射器可以包括在聚焦区域中发射信号的单个发射器。

ECG采集

标记为ACQ_ECG的第一步骤包括从标记为SYS_ELEC_1的第一电气系统获取患者或动物的标记为ECG的心电图。根据实施方式，心电图能够获取在显示器上显示的，被标记为AFF_1的心跳节律，也称为心脏频率。

根据实施方式，通过将电极放置在患者或动物的身体表面上来执行ECG的采集。该解决方案能够以非侵入方式测量心脏的电活动。根据替代实施方式，可以根据电极的布局和定位的已知模态使用十二或十六个导数来获取ECG。

根据实施方式，将特定导管定位在心脏的腔中，以测量局部电活动。在这种情况下，本发明的方法还能够比较由电导管获得的电活动，并且设备能够获得ECG。这装置在图1中被标记为SYS_ELEC_2。

应用同步

除了其显示之外，根据本发明的方法使用ECG，以将器材的不同物品同步在一起。器材不同物品的同步能够在心脏的一个或多个区域中产生同步动作。

同步动作尤其包括：

·弹道：也就是说，位于目标区域Z_C上的聚焦区域Z_F的位置的控制，或者在控制波束发射的弹道或停止时考虑(例如)心脏收缩的频率。这种同步考虑到心脏的运动，以及必要时避免腹壁，和/或；

·监控：也就是说，在波束产生期间或之后的某些监控参数的测量。

波束同步

在实施方式中，心脏目标区域中聚焦超声信号波束的生成GEN F_US和图像的采集ACQ IMG与ECG同步。从相控阵的角度来看，“同步”被认为是指在ECG的确定时间触发了超声波束的生成GEN F_US这一事实。该同步能够通过考虑心脏组织的极化状态而在心脏区域中产生期望的生理效果。当周期性地产生超声波束F_US的脉冲时，脉冲与ECG的同步能够在每次发射时在心脏组织的相同极化状态下引起刺激。

ECG和相控阵的同步因此被配置为根据设想的应用而获得波束在心脏区域上的期望效果。也就是说，根据具体情况，在对应于心室或心房的去极化或复极化的时间窗口中产生聚焦波束。

成像同步

关于至少一个图像的采集ACQ IM，它也优选地与ECG同步。也就是说，在ECG的给定时间获取图像。关于ECG的图像采集时间可以由操作者配置，或者可以根据同步设置点自动推断。

图像采集

标记为ACQ IMG的第二步骤包括通过标记为IMG的成像系统获取心脏区域的至少一个图像，其中定位目标区域Z_C，标记为ACQ_Z_C。

根据实施方式，图像的采集借助于MRI成像系统来执行。基于原子的磁性质，MRI成像系统包括向原子核施加磁场，然后通过射频刺激所述原子核。然后可以根据在弛豫阶段期间发射并且由电磁传感器收集的信号来重建图像。

有利地，与计算机K1耦合的MRI成像系统可以：

·将目标区域Z_C的位置定义为用于控制聚焦信号相控阵的设定点；目标区域Z_C的位置也可以由另一定位器材限定或被传送到这样的器材；

·推断聚焦区域中或附近的组织变形和/或组织变形的变化，在该模式中MRI更通常称为MRI-ARFI；MRI-ARFI能够在识别区域中的温度升高之后测量组织的硬度或弹性，

·推导出聚焦区域中或附的温度和/或温度变化，在该实施方式中MRI更通常被称为MRI-T，

·确定患者的腹壁在相控阵的图像平面中的投影，以通过考虑波束的偏转参数来激活或停用能够对骨壁造成损伤的相控阵的元件。

根据另一实施方式，本发明包括借助于超声成像系统采集图像。该系统可以在除了MRI成像系统之外使用，或作为其替代使用，用于测量组织位移。称为超声心动图的超声成像系统是基于身体中声波的发射。所述波根据遇到的解剖结构的类型而不同地反射。收集的信号对应于发射的波的回波，可以重建患者或动物的解剖结构的一部分的图像。

根据另一实施方式，图像的采集借助于X射线成像系统来执行。该成像系统基于组织上的X射线的发射。通过测量组织对X射线的衰减，可以重建解剖结构(例如心脏)的2D或3D图像。该系统可以在MRI成像系统之外使用，或作为其替代使用，以进行弹道测量，也就是说聚焦区域的位置。目标区域Z_C可以潜在地从成像系统定义。

根据另一实施方式，图像的采集通过称为断层扫描成像的正电子发射成像系统(TEP)来执行。该成像系统基于对由少量注射到身体中的放射性物质发射的伽马辐射的检测，可以获取某些器官(例如心脏)的截面中的图像。该系统可以在MRI成像系统之外使用，或作为其替代使用，以进行弹道测量，也就是说聚焦区域和/或目标区域的位置。目标区域Z_C可以潜在地从成像系统定义。

如果需要，成像系统可以与注射的或摄取的造影剂结合，以改善探查器官的可视化。

定位系统

在本发明方法的实施过程期间使用定位系统以实现不同的功能：

·第一功能是定义希望到达的目标区域Z_C的位置。为此，根据示例，定位系统可以与成像系统耦合，以在获取的图像ACQ_IMG上恢复识别的目标区域Z_C的位置。

·第二功能是校准实现本发明的方法的功能的每个器材或系统的弹道。因此，成像系统和相控阵可以用定位系统在位置上校准。

·第三功能是控制聚焦区域Z_F在目标区域Z_C的位置上的位置。为此，向相控阵产生设定点，使得波束被正确偏转。

·第四功能是根据腹壁在相控阵列的平面中的投影位置来产生相控阵元件的激活或停用的设定点。该功能可以直接由成像系统对相控阵保证。使用定位系统可以提高控制的速度，而不必受图像获取时间的限制。在后一种情况下，腹壁的投影图像的位置的计算可以存储在定位系统中，并且可以根据参考位置计算患者的位置的变化。

根据实施方式，定位系统包括体外超声传感器和体外发射器，超声信号的发射由所述传感器显示和检测。心脏的给定位置ACQ_POS可以通过三角测量获得。四个信号传感器使得可以获得心脏区域位置的良好精度。该解决方案的优点在于，空间中位置的控制可以比通过使用成像系统更快。实际上，该解决方案需要获取和处理较少的数据。受体获取3D空间的线上的变化。

根据替代实施方式，发射器是专用于定位系统的发射器。根据另一替代实施方式，举例来说，发射器可以是相控阵的元件，特别是用于建立起始位置的校准。

可以使用相控阵的受体。为提高测量精度，优选专用于定位系统的超声传感器。

在另一实施方式中，定位系统通过位于皮肤上的传感器实现。根据示例性实施方式，当根据成像系统IMG确定聚焦区域Z_F或目标区域Z_C的位置时，可以从图像处理自动识别它。为此，可以生成基于相对于图像的像素的参数变化的指标，以自动识别心脏的特定区域。根据另一示例性实施方式，可以通过具有鼠标或图形指针的图像处理工具来识别目标区域ZC。目标区域ZC还可以通过二维或三维图像的空间坐标的定义来指定，例如根据被配置为引导相控阵的软件。

根据实施方式，可以使用心内导管来确定目标区域Z_C的位置，该心内导管包括引入心脏的心室或心房中，并且分别与一个或多个超声位置传感器或与一个或多个电磁位置传感器耦合的超声或电磁探针。因此，所述定位系统可以与MRI成像系统或至少一个超声探针相关联或者替代至少一个心内传感器。根据实施方式，超声探针可以限定目标区域Z_C，以控制聚焦波束的位置，并因此控制聚焦区域Z_F。该系统可以在除了MRI成像系统之外使用，或作为其替代使用，用于测量组织位移。

定位系统能够限定目标区域Z_C的位置，该位置被传输至相控阵RES_US，或者超声信号发生器以控制位置。第二和潜在地，定位系统能够恢复聚焦区域Z_F的位置，以从中推导出与目标区域的位置设定点的差异。因此，定位系统可以通过在计算机中实现的功能集成在成像系统中，或者在在成像系统的外部，并且与成像系统相关联以从所获取的图像提取数据。

根据实施方式，本发明的方法可以识别一个或多个目标区域Z_C。如前所述，该步骤可以实现不同功能以控制聚焦区域Z_F。

本发明的方法的可能的功能包括在心脏刺激之前和之后比较目标区域Z_C或其附近区域的成像数据，以确定组织变形的参数和/或温度变化的参数。实际上，当执行图像比较时，本发明的方法可以识别图像中的值的梯度，也就是说，例如，转换为心脏组织位移的变化和/或温度变化。当成像系统是MRI成像系统并且当其与计算机K1耦合时，尤其如此。在应用磁场之后，后者可以推导退相参数，该退相参数包括相对于组织位移的值和相对于温度变化的值。计算机K1尤其可以对监控参数进行图像处理操作。

相控阵，信号发生器

标记为GEN F_US的第三步骤包括生成聚焦在目标区域Z_C中的一个或多个聚焦超声信号波束F_US。

治疗性超声探针安装在3D机械定位系统上，能够将探针定位成与目标心脏区域成直线。由于相控阵技术，超声波束可围绕焦点的自然位置电子偏转，以便于射击区域的精细调节。这样就可以容易地瞄准心脏的不同区域以刺激几个不同的区域，每次射击之间具有受管理的时间延迟。

根据示例性实施方式，可以使用具有256个元件的相控阵，其中心脏频率为1MHz。几何焦点可以配置为13cm。

在一种实施方式中，聚焦超声信号F_US的相控阵RES_US包括一组元件，例如基本传感器。相控阵RES_US的配置实现了元件的激活或停用，以及每个信号的相位的参数化，这样就可以引导所产生的波束的偏转。因此，通过限定给定偏转的每个信号的相位的参数化来确定波束的焦点的位置。

相控阵的配置可以考虑相控阵RES_US的元件和心脏之间的障碍物，例如肋骨或其他器官。因此，可以在避开障碍物的同时配置一个或多个波束的生成。这使得(例如)不损坏患者的肋骨成为可能。当阵列RES_US面向最靠近心脏的胸廓定位时，本发明的刺激方法是特别有效的。在该配置中，本发明的方法可以建立相控阵RES_US的配置，以避免肋骨的声穿透，因为在骨壁中吸收发射的超声波可能诱发烧伤。

该配置可以在聚焦波束的校准期间或在心脏至少一个区域的刺激操作期间实现。可以控制波束的偏转以补偿引起目标区域位移的心脏呼吸运动或收缩。如上所述，由于定位系统，可以通过估计该区域的位移来确定目标区域的新位置。

目标区域Z_C限定了心脏参考系中的区域，因此能够在地球参考系中移动。因此，相控阵必须补偿由心脏的呼吸运动或收缩引起的心脏运动。这通过对目标位置Z_C上的聚焦位置Z_F的控制来实现。

特别地，根据实施方式，基于心脏呼吸运动的补偿参数控制波束的偏转。实际上，呼吸运动在整个心动周期中产生目标区域Z_C的位移，并且在本发明的方法的执行期间优选得到补偿。

可选地，根据改进的实施方式，可以基于在QRS复合波期间发生的心脏收缩运动的补偿参数来控制波束的偏转。一种替代方案是在QRS复合波出现期间自动关闭波束，以避免在刺激方法期间发生(例如)烧伤，或刺激与目标区Z_C相关的区域。在这种情况下，根据ECG的节律控制波束的消散，使得收缩和波束的消散的出现时刻同步。

在实施方式中，聚焦超声信号F_US的波束被配置为在目标区域Z_C上产生脉冲，以刺激该区域中的心脏组织。本发明的方法可以观察所述区域中或附近的电响应和/或组织变形和/或温度和/或空蚀水平。当在单个目标区域Z_C上进行刺激时，举例来说，可以测试所述区域的电活动。

相控阵RES_US还可以用作超声定位装置，以利用成像系统IMG来校准聚焦区域Z_F的位置。其他应用是可能的，并在下文中描述。

多波束

在实施方式中，相控阵RES_US被配置为同相以产生多个聚焦波束，并因此在若干目标区域Z_C中产生多个脉冲。接下来可以刺激所述区域，并观察所述区域的电响应和/或变形和/或温度和/或空蚀水平，从而潜在地执行响应的比较。当在多个目标区域Z_C上执行刺激时，可以(例如)校准不同区域中信号的水平以安排刺激操作。根据另一示例，同时进行的多点刺激可以执行心室或心房的再同步操作，或者修改心跳频率。其他应用也是可能的。

信号限定

在所有实施方式中，聚焦超声信号F_US的波束以配置的幅度和配置的持续时间产生，以监控对心脏组织的机械和/或热损伤的水平。

在心脏刺激应用的范围内，寻求能够实现对组织产生最佳刺激和最小损伤的配置。可以根据本发明的监控方法对的信号进行校准，以准备刺激阶段，其中信号限定一个或多个优化的波束。通过校准聚焦波束脉冲的幅度，持续时间和重复来执行优化。校准取决于不同的标准：年龄，患者的肥胖，心脏尺寸，心脏组织的厚度，心肌，受刺激区域等。因此，信号的校准能够适应波束以限定有效的刺激。

在实施方式中，超声信号的相控阵包括一组元件，例如基本传感器。相控阵的配置实现了元件的激活或停用，以及每个信号的相位的参数化，这样就可以引导波束的偏转。因此，通过限定给定偏转的每个信号的相位的参数化来确定波束的焦点的位置。

相控阵的配置可以考虑相控阵的元件和心脏之间的障碍物，例如肋骨或其他器官。因此，可以在避开障碍物的同时配置一个或多个波束的生成。这使得(例如)不损坏患者的肋骨成为可能。当阵列面向最靠近心脏的胸廓定位时，本发明的刺激方法是特别有效的。在该配置中，本发明的方法可以建立相控阵的配置，以避免肋骨的声穿透，从而避免在骨壁中吸收发射的超声波而诱发的任何烧伤。

该配置可以在聚焦波束的校准期间或在心脏至少一个区域的刺激操作期间实现。

本发明的方法可以配置可以使用的两种心脏刺激模式：

·针对特定应用来校准信号，特别是通过产生脉冲并通过分析相关联的响应，

·或者直接刺激目标区域，以通过产生脉冲串来获得生理效应。

在第一实施方式中，一个或多个脉冲的幅度小于第一给定幅度阈值，并且所述脉冲或者所述多个脉冲的持续时间大于给定持续时间阈值。

该第一实施方式特别有利于刺激心脏的一个或多个区域，同时监控以确保在组织中不出现机械损伤。该实施方式能够可控地加热目标区域Z_C而不会导致热损伤。通过监控波束的应用持续时间来限制热损伤。该第一实施方式更具体地涉及图6A所示的脉冲。

在第二实施方式中，一个或多个脉冲的幅度大于第二给定幅度阈值，并且所述一个或多个脉冲的持续时间小于给定的第二持续时间阈值。

该第二实施方式特别有利于刺激心脏的一个或多个区域，同时监控以确保在组织中不出现热损伤。由于脉冲(如果其足够短)不引起该区域的加热这一事实，不会产生热损伤。在比第一实施方式更大幅度的脉冲产生机械损伤时，应力被释放，也就是说，由超声波束产生的辐射力的强度大于第一实施方式。在这种情况下，本发明的监控方法可以确定脉冲不会对聚焦区域或相邻区域的组织产生机械损伤的幅度阈值。

该第一实施方式更具体地涉及图6B所示的脉冲。

根据示例性实施方式，第一幅度阈值与第二幅度阈值相同：A_destru，并且第一持续时间阈值与第二持续时间阈值相同：T_destru。阈值在图4和5A，5B中表示，其中分别表示了单个温度阈值T_destru和幅度阈值A_destru。

根据实施方式，本发明的方法包括将超声造影剂注射到器官，即心脏中的步骤。

根据第一实施方式，超声造影剂可以使超声波束可视化，并且使用超声成像系统跟随治疗。根据该实施方式，超声造影剂可以按照与用于改善MRI图像可视化的造影剂相同的方式与超声成像装置组合使用。这种使用能够(例如)检测健康区域和病理区域。

根据第二实施方式，可以使用超声造影剂以促进聚焦超声波束的动作。造影剂的存在能够在信号通过产生微气泡而聚焦时改善空蚀现象的出现。这种现象的出现是有利的，结果是减小有利于在聚焦区域中刺激组织的声信号的最大幅度的阈值。在这种情况下，造影剂可以减小用于刺激心脏区域的超声信号的电平的最小阈值。因此，超声造影剂可以降低由波束发生器发射的功率电平，同时获得与没有超声造影剂的较高功率等效的结果。

该解决方案的目的是降低发射的功率电平，并因此降低由超声脉冲对组织造成损伤的风险。另一个目的是减少波束发射对其他器官或骨骼造成的损害。

例如，可以使用的装置可以是来自Bracco的名为“SonoVue”的装置。

可以在宽的数值范围内进行超声造影剂注射。在猪心脏上进行的测试可以验证利用比使用超声造影剂时更低的声压力功率电平产生刺激的改善。这些数据与可从人类获得的数据具有相同的数量级。作为示例，可以使用范围为0.03或0.20ml/kg的SonoVue注射，以获得通过施加聚焦波束来改善组织刺激的效果。根据使用聚焦声信号进行的测试，0.1ml/kg的值导致结论性结果，在小于80ms的脉冲周期内产生2至15MPa的幅度。

在该测试中，末端消除的半衰期为12分钟(范围为2至33分钟)。

超声造影剂的使用可以获得在从几百分之几MPa到几MPa的聚焦区域中产生刺激所需的功率电平的降低。所获得的增益取决于所施用的超声造影剂的量，在施用造影剂之后射出波束的时段，以及对患者或动物特异的器官的生理数据。

另一个优点是超声造影剂的效果与波束脉冲的持续时间无关，这保证了在整个周期中产生的不同脉冲的共同操作程序，即具有相同的功率电平，在所述周期中造影剂产生效果。

温度监控

本发明的方法可以监控心脏的一个或多个区域中的某些参数，例如温度ACQ_T，用于在校准或刺激操作期间监控所述区域。在实施方式中，显示器AFF_2可以在切片或3D区域中可视化心脏或其至少一个特定区域的温度。

图1表示单个显示器AFF_2，其汇集了器材不同物品的显示器，显示所获取的图像。根据另一实施方式，可以使用不同的显示器并且专用于本发明的方法中的器材的每个物品。

标记为K1的计算机可以提取通过成像IMG(例如MRI)获取的数据，以推断心脏某些区域中的温度。可以执行对目标区域或聚焦区域的位置的提取，以识别该区域中或其附近的温度。例如，计算机K1能够通过分析所获取的图像的数据来计算温度变化，并且自动识别变化超过温度阈值的区域。因此，可以通过处理在MRI中采集的图像的数据而自动推导出聚焦区域的位置。

当温度变化在屏幕上可见时，颜色代码可以帮助操作者避免显著的温度上升。

根据第一实施方式，可以在本发明的监控方法的执行过程中对温度进行监控，以校准在刺激操作期间使用的聚焦波束。

根据第二实施发射，可以在用于治疗应用的刺激方法执行期间对温度进行监控。在这种情况下，使用术语“主动监控”。这种主动监控尤其可以跟踪目标区域以及与目标区域相邻的区域的加热。

电活动监控

在实施方式中，除了组织变形和/或温度和/或空蚀水平的测量之外，在聚焦超声信号GEN F_US的生成期间和/或之后，可以执行标记为ACQ_AE的电活动的测量以验证聚焦区域中或附近的超声刺激的效率。可以从导管或从电气系统本地测量电活动ACQ_AE，可以获得ECG。

聚焦区域中或附近的电响应时间和/或电活动的水平可以由标记为SYS_ELEC_2的专用电气器材测量，并且在图1中示出。可以获取信号ACQ_AE，该信号ACQ_AE表示局部电气活动的水平。计算机K2可以被添加到系统中。通过将电活动的水平与参考水平进行比较，或者使电活动的水平值与组织变形的测量ACQ_DEF一致，其能够实施本发明的实施方式。这些值的相关性/比较由图1中的函数COMP表示。状态消息VERIF_2可以得到比较结果。根据另一实施方式，计算机K1可以确保由计算机K2实现的功能。

根据实施方式，电活动的水平可以由引入心脏区域(心室或心房)中的电导管测量。

根据其他实施方式，可以使用器材的其它物品，从而能够在聚焦区域中或附近测量局部电活动。

应当注意，可以从(例如)使用电极获得的ECG监控和推导出目标区域中的局部电活动ACQ_AE。在后一种特定情况下，图1的电气系统SYS_ELEC_1和SYS_ELEC_2可以仅形成器材的单个物品。值得注意的是，当通过本发明的刺激方法产生刺激，并且发生心室或心房的全局去极化时，由刺激方法引起的电活动通过峰的存在而在ECG上可见。在这种情况下，电导管可潜在地用于将从ECG推导的电活动的测量相关联或获得更精确的测量。

在实施方式中，在心脏组织复极化期间在心脏的目标区域Z_C中施加脉冲。测量心脏的电活动和/或组织变形和/或空蚀水平和/或由心脏目标区域Z_C中的脉冲引起的温度。根据电响应，测量的变形和/或温度和/或空蚀水平，对超声信号F_US的波束进行校准。可以配置脉冲幅度和持续时间的不同值，同时监控温度不局部超过阈值，超过该阈值可能发生对组织的损害。

在心脏再同步的应用中，这种监控可以确定具有良好电响应特性的探针的放置位置。探针固定在心肌壁上并且在患者心脏的多个点处产生心脏脉冲。由此产生的脉冲确保心脏心室或心房的同步。

当对于聚焦波束F_US的至少一个脉冲的给定幅度和持续时间，心脏组织的变形或聚焦区域的电活动小于预定阈值时，聚焦区域被认为是“非响应”。

根据第一监控，当聚焦区域被认为是非响应时，本发明的监控方法可以(例如)调整新聚焦波束的持续时间和幅度以执行第二校准测量。

在这种情况下，用于校准聚焦波束的方法可以定义新的聚焦波束，特别是考虑到温度的变化，以避免用在聚焦区域中施加的新波束损伤组织。

根据连续于消融术的第二监控，当聚焦区域被认为是非响应时，监控方法可以(例如)验证产生心律失常的区域的消融已经良好。

可以推导出根据测量的组织变形水平而产生的电活动的理论水平。因此，根据本发明的实施方式，监控和刺激方法不需要测量电活动，因为它可以从组织变形测量推导出来。因此，本发明的方法可以是非侵入性的。

校准方法可以包括校准步骤，从而建立电活动水平和在给定聚焦区域中应用聚焦波束期间测量的组织位移水平之间的对应规则。该校准还可以考虑对该区域中的温度的响应。

在刺激方法期间，该校准可以唯一地测量组织的变形水平，并推导所诱导的电活动。

当组织的变形或其弹性特有的特征的测量值较小或甚至为零时，可以推断出没有产生电活动。

监控心脏收缩

最后，本发明的刺激方法可以包括验证心脏收缩的存在的步骤。机械收缩的验证可以通过血压探针进行，例如通过测量心脏脉搏，或通过主动脉内探针来测量心脏的收缩。用于测量机械收缩的这种器材在图1中标记为CAP_CONTRACT，并且测量值记为ACQ_CONTRACT。

对于利用(例如，集成在紧急服务车辆中的)移动或便携式设备实施本发明的方法而言，心脏收缩的监控是特别有意义的。在该实施方式中，本发明的便携式设备不包括成像系统。相反，移动装置可以测量心脏收缩的存在，以证实对患者施加的一个或多个刺激确实产生了生理效应。

图2显示了心脏的一系列ECG的示例。所示一系列心电图包括心肌的两个收缩1和2。

在时刻20开始的波P对应于心房的去极化，随后是QRS复合波，该QRS复合波包括在时刻21开始的心室去极化，以及与QRS复合波合并的心房复极化，最后T波对应于在时刻13的心室复极化。

监控空蚀

根据实施方式，本发明的监控方法以及刺激方法包括计算聚焦区域中的空蚀水平的步骤。空蚀现象基于由发射的超声的振动产生的在聚焦区域中产生气泡的现象。

可以区分可能发生的两种空蚀：

·稳定的空蚀，其对应于在聚焦区域中或其附近产生气泡的现象。气泡可能有利于组织的移位；

·惯性空蚀，其为稳定空蚀的连续，其中气泡蒸发或爆裂，这可能对组织造成损伤，但是也可以刺激该区域。惯性空蚀现象是通过局部超过某一阈值产生负压而产生的。

空蚀现象可以通过用于测量空蚀水平的设备来确定。根据示例性实施方式，其可以是用于检测在聚焦区域中或附近的空蚀水平ACQ_CAV的超声装置，在图1中标记为SYS_CAV。该设备包括一个或多个超声波传感器和对聚焦区域中或附近反射的超声波进行频谱分析的计算机。

根据实施方式，计算机K1可以集中由器材的不同物品执行的不同测量，包括空蚀水平ACQ_CAV，组织变形ACQ_DEF，温度ACQ_T的测量。潜在地将测量值与阈值进行比较。可以根据这些测量的预定义阈值被超过而实时产生警报。显示器AFF_2潜在地可以显示这些值和由器材不同物品获取的图像。

根据另一实施方式，器材的每个物品可以与专用计算机和专用显示器耦合。

频谱扩展得越多，也就是说，聚焦区域中或附近的噪声越高，则确定空蚀现象越重要。可以根据本发明的监控方法限定和确定阈值，用于校准特别用于不同心脏应用的刺激的信号的幅度和持续时间的值。

根据实施方式，在执行刺激方法的期间执行的监控实时检测表示空蚀现象重要性的水平。刺激方法可以动态地考虑测量的水平：

·如果高水平太高，则停止波束；

·或者自动配置由脉冲持续时间幅度设定点在焦点处产生的压力水平。

目标区域中的空蚀现象也可以通过本发明的方法测量：

·通过基本上由该现象产生的组织变形的额外极化；

·或者通过体外超声传感器，如前所述，通过反射信号的频谱分析；

·或通过位于目标区域附近的心内超声传感器。

根据可以与前述实施方式组合的另一实施方式，将空蚀水平的测量值与第一阈值进行比较，并且将组织变形的测量值与第二阈值进行比较。

当空蚀水平超过第一阈值时，识别第一损坏风险。当组织变形的测量值超过第二阈值时，识别第二损伤风险。可以考虑这两种风险的算法能够生成用于停止校准或刺激过程的设定点，例如通过自动切割所发射的超声信号。目的是加强安全程序，该安全程序管理旨在刺激心脏区域或改善风险检测的干预。

最后，另一个目的在于基于两种不同手段进行双重风险评估而随时间获得双重指标的可能性。实际上，测量空蚀水平的超声传感器可以每秒获取10到5000个信号，而使用例如MRI的组织变形传感器将需要每秒0.5到10个信号的采集刷新速率。因此可以使用包括计算装置的可用系统，该计算装置可以执行空蚀水平的第一测量，并且当识别到第一风险时，则可以在检测到识别的第一风险之后的时间跨度内对变形水平的演变检测进行分析。因此，可以尽可能快地产生聚焦信号的切断。

此外，第一次超过空蚀水平可以导致分析组织变形的演变，而不会超过第二阈值。然后分析涉及组织的变形趋势，而不是超过第二给定阈值。因此，由于本发明的方法，可以尽可能快地切断信号的产生。

根据一种替代方案，空蚀水平的测量不再与组织变形的测量相关，而是与聚焦区域中或附近的电活动相关。在后一种情况下，相同的处理可以应用于这两个测量，特别是关于器材的不同物品随时间对信号的分析。

该算法还能够在超过两个阈值时产生唯一切断超声信号，涉及空蚀水平的第一阈值和涉及(例如)组织变形的第二阈值。该另一选项可以考虑测量仪器(例如MRI或超声设备)的测量误差。

因此，本发明的方法可以限定监控区域刺激的不同策略，以避免在这种操作期间造成损害。第一策略可以对应于确保最大安全度。在这种情况下，单个超过阈值可以产生信号束的切断。第二策略对应于确保消除测量误差。在这种情况下，如果超过了不同器材的两个测量阈值，则该方法可以确认损害发生。

可以注意到，该方法适用于与利用器材的不同物品测量的量相对应的多个测量。

因此，可以通过参考三个阈值进行比较来对三种类型的信号进行关联。例如，将空蚀水平与第一阈值进行比较，将组织变形与第二阈值进行比较，并将电活动与第三阈值进行比较。监控策略可以是超过三个阈值中的两个就足以产生超声信号的切断。该解决方案实现了安全增益(三个仪器中的两个都检测到风险)和考虑测量误差(三个仪器中的一个仪器什么都没检测到)之间的折衷。可以根据是否期望有利于最大安全性的配置来决定其他可能性：超过至少一个阈值将导致波束的切断，或者取决于是否需要考虑测量误差的配置：三个阈值都必须被超过以引起波束的切断。

组织位移监控

超声信号GEN F_US的波束的生成可以在聚焦区域Z_F中产生局部超声推力，并且可能通过组织的位移而基本上接近该区域。

超声推力可以伴随有与该推力的产生相关或不相关的二次现象。第一现象与在聚焦点上由波束引起的分子搅拌有关。第二现象与由聚焦波束引起的空蚀有关。

空蚀的现象最初是在聚焦区域中或附近产生微气泡，这可以：

·改善组织移位的效应或由组织收缩引起的电活动的传播，使用术语“稳定空蚀”，

·或者通过在局部超过某一阈值产生负压来破坏组织。超过负压阈值，气泡的破坏或它们的蒸发因此在组织中产生损伤，在这种情况下使用术语“惯性空蚀”。

根据超声信号的配置，本发明的方法能够通过有利地控制空蚀的效果而产生组织的位移，以避免组织的破坏。

一个目的是，除了超声辐射力能够诱发电活动之外，空蚀现象可以诱发施加到组织上的机械应力。

当脉冲产生的持续时间小于给定阈值，对应于短持续时间的脉冲时，可以诱发电活动，同时最小化聚焦区域的加热。

可以通过诸如MRI成像系统这样的成像系统获得组织的位移。在这种情况下，优点是器材的单个物品就可以获得目标区域和聚焦区域的位置，以及温度变化和组织位移的量化。

当通过单个MRI成像器材进行组织的温度和变形的测量时，可能是由于温度变化导致的退相与由于局部位移导致的退相之间的固有差异，因此这两种效应可以被区分并同时测量。因此，从所使用的器材的物品数量以及简化计算以根据相同采集推导组织变形数据和温度数据这一观点来看，该解决方案是有利的。

器材两个物品的耦合因此可以通过单个采集方法同时跟踪心脏组织的温度和位移。

最后，组织变形的测量使得可以在监控过程期间校准目标区域中的组织的弹性水平，例如记录凝固性坏死已经完成。此外，当监控过程可以验证消融已经良好时，消融期间的弹性水平与预先进行的测量的比较可以根据要达到的水平量化消融区域的比例。

如前所述，组织变形可以用MRI成像系统测量。可以使用能够监控组织变形或弹性的其他成像系统。根据另一实施方式，可以通过导管测量组织变形，该导管包括在测量组织变形的聚焦区域(Z_F)附近引入的超声探针。可选地，可以在聚焦区域附近使用包括压力探针的导管，以推断组织变形。

根据实施方式，对于温度变化的测量，计算机K1可以通过图像处理恢复聚焦区域Z_F的位置设定点或位置来恢复目标区域的位置。步骤VERIF_1能够通过定位系统SYS_POS恢复成像数据IMG。因此，可以自动计算控制在恢复位置上的区域中的组织位移的变化。计算机可以和用于参数的其他计算的计算机相同，或者可以是专用于测量组织变形的计算机。组织弹性的测量可以根据组织的位移/变形推断。

此外，在图1中，步骤VERIF_1还可以指监控成像系统IMG和定位系统SYS_POS之间的弹道的校准的步骤。该监控在于验证由器材的一个物品评估的空间中的点的位置确实对应于由器材的另一物品评估的空间中的点的位置。

根据另一实施方式，温度测量和变形测量由器材的不同物品执行。例如，温度测量可以由MRI成像系统执行，组织变形测量可以由超声成像系统执行。

当使用成像系统时，可以通过显示器AFF_2在所获取的图像的2D截面或3D切片或者3D图像的区域上局部地可视化组织变形ACQ_DEF。显示器可以与能够使所考虑心脏的区域的温度可视化的显示器或专用显示器相同。

应用/与ECG同步

根据应用，超声刺激在心房和/或心室的去极化期间或在心房和/或心室的复极化期间进行。

为执行该同步，聚焦超声信号F_US的波束与心脏ECG的节律同步，以便选择时间窗口，在该时间窗口期间，在心脏组织的复极化期间或去极化期间进行刺激，这取决于所需的生理效应。

例如，校准期间的刺激应用涉及对弹道的监控。对弹道的监控可以确保目标区域的位置确实对应于聚焦区域的位置。实际上，在使用系统执行对心脏区域的刺激之前，对器材的不同物品的位置进行校准能够获得过程精度。因此，弹道的校准可以校准相控阵的定位系统和用于控制的系统，例如成像系统或位置探针。

在涉及弹道校准的应用中，本发明的方法能够在心房和/或心室的去极化之后产生对聚焦区域的刺激，从而不引起额外的心脏收缩。因此，本发明的校准方法包括相控阵与ECG的同步，以在心跳的精确时刻产生聚焦波束。

根据其他刺激应用，例如心室或心房再同步，相控阵在心动周期的另一时刻与ECG同步。在这种情况下，根据希望进行的应用，在心房和/或心室复极化之后进行刺激。因此，ECG可以同步相控阵，以在期望的时刻根据期望的生理效应刺激心脏组织。

对于诸如产生纤颤或产生期外收缩这样的应用，刺激也在心房和/或心室的复极化期间进行。为了产生心脏纤颤，有利地在ECG的T波期间产生刺激。

图3A表示在心脏目标区域Z_C中用于监控所述区域的具有幅度A₁和持续时间D₁的超声信号F_US的波束的脉冲，总的应用持续时间标记为D_信号。本发明的监控方法可以根据校准脉冲限定电刺激的阈值而不会对组织造成损害。

选择用于刺激心脏目标区域Z_C的脉冲的幅度A_i和持续时间D_i，从而优选地最小化机械损伤或优先地最小化热损伤。

图3B表示聚焦波束的生成，所述聚焦波束包括心脏的至少一个目标区域Z_C中的连续脉冲，以刺激所述区域。脉冲被施加到心脏的控制在预先定义的目标区域的位置上的区域中。

图3B的信号具有持续时间D₂和幅度A₂，并且由时间间隔D_i分开，总的应用持续时间标记为D_信号。信号的幅度可以表示在聚焦区域中感应的声压级，以帕斯卡表示。根据另一代表实施方式，信号的幅度A₂可以表示在聚焦区域Z_F中以相干方式重组的超声波束的幅度。在聚焦区域中重组的超声波束的幅度和在聚焦区域中由波束引起的声压被联系起来，使得这些概念中的一个或另一个可以无差异地被引发以描述图3B的信号。

在第一实施方式中，脉冲被配置为使得对于包括在持续时间范围[1-50ms]内的脉冲的持续时间D₂，聚焦区域Z_F中的声压A₂包括在压力范围[2-8MPa]内。所产生的脉冲与患者或动物的ECG同步。这些数值范围特别有利于引起电刺激，同时维持对心脏组织的机械损伤的阈值低于阈值。所述阈值根据对应于给定的组织收缩或松弛或弹性比例的参数计算。

在第二实施方式中，脉冲被配置为使得对于包括在持续时间范围[50μs-1ms]内的脉冲的持续时间D₂，聚焦区域Z_F中的声压A₂包括在压力范围[8-12MPa]内。

这些数值范围特别有利于引起电刺激，同时将心脏组织的热损伤的阈值保持在阈值以下，例如，该阈值可以是温度阈值。为此，监控温度可以监控在脉冲产生期间可能发生的热损伤。例如由于MRI而可以局部测量的温度可以指示可能发生热损伤的风险。

因此产生脉冲以在心脏组织中引起电刺激，同时在目标区域(Z_C)中局部维持温度低于温度阈值(T_MAX)。

根据实施方式，持续时间D₃有利地长于200ms。根据实施方式，持续时间D₃有利地包括在QT间隔中。根据一种配置，在每个心跳周期产生脉冲。根据其他配置，几个心跳周期可以分离每个脉冲的生成。

在所有实施方式中，可以通过测量电活动和/或测量组织变形和/或测量空蚀水平和/或测量邻近心脏聚焦区域Z_C的区域的温度来执行对聚焦区域相邻区域的主动监控，从而不损坏目标区域Z_C的相邻区域。

在所有实施方式中，刺激方法可以包括对弹道的监控，其可以借助于(例如)信号的脉冲和成像系统来执行。在刺激方法期间的这种监控可以验证在校准过程期间校准的位置的校准被适当地维持。在这种情况下，监控包括验证聚焦区域Z_F和目标区域Z_C合并或基本上靠近。

图4表示对应于根据目标区域Z_C中超声信号F_US的波速的脉冲42，43的幅度和持续时间，在心脏目标区域Z_C水平上温度演变40，41，组织变形47，47’，以及空蚀现象48的图。根据限定聚焦波束的值的设想范围来表示两种具体情况。

所表示的曲线指示某些临界点。相反，曲线的形状并不如实地表示在测试期间获得的曲线上。

组织变形47，47'和空蚀现象48，48'在同一曲线图44和45中表示。

根据第一特定情况，施加在心脏目标区Z_C中的脉冲42具有包括在[2MPa；8MPa]之间的幅度A₁和包括在[1ms；50ms]之间的持续时间D₁。幅度值范围[4Mpa；8MPa]可以获得对心脏组织的刺激，同时显著限制组织的热破坏效应和机械破坏效应。

在持续时间D₁结束时，目标区域Z_C的测量温度23(表示为T_{mes_1})接近于最大温度T_MAX，对于该最大温度T_MAX，心脏组织可能被燃烧损坏。可以观察心脏组织47的变形。有利地，校准过程可以评估不超过T_max的脉冲的持续时间D₁的值。

在该第一特定情况下，在图5A和5B所示图表51中，表示根据脉冲应用持续时间D₁和给定幅度A₁，聚焦区域的组织局部发生热损伤52的概率PROB_DT，以及发生机械损伤的概率PROB_DM。

曲线52说明脉冲的持续时间D₁越长，热损伤52的发生概率越大。

指示了标记为D_DT的持续时间阈值，超过该持续时间阈值，脉冲42产生能够引起热损伤的加热。对于给定的脉冲幅度计算该阈值持续时间D_DT。表示了持续时间PD的值的范围，其限制热损伤52。

图5B中的相同曲线表示在持续时间D₁期间小于给定脉冲幅度的阈值持续时间的示例性情况。在这种情况下，热损伤可以忽略不计，甚至为零。

因此可以校准脉冲的应用持续时间，从而不超过阈值持续时间，对于该持续时间，局部温度的增加对组织造成热损伤。可以通过诸如MRI这样的成像系统来测量该局部温度。恢复目标区域Z_C的位置的计算机可以从MRI提取数据，例如局部温度或聚焦区域Z_F中或附近的温度变化。

特定情况的第一个优点是能够在产生由波束的超声推力引起的组织变形时监控热损伤。对组织局部施加的超声推力可能有利于通过在器官中传播的组织收缩效应获得的心室或心房全局去极化的发生。

该特定情况的第二个优点是产生其中超声推力的幅度小于聚焦区域中或附近的阈值的聚焦波束。该阈值在图4和5中示出：“A_destru”。阈值A_destru对应于聚焦波束的超声推力的幅度阈值，超过该阈值将在组织上产生机械损伤。机械损伤是空蚀现象的结果，有利于局部产生微气泡，其在推力作用下被破坏，后者在其破坏期间损伤组织。

因此，该第一特定情况可以产生聚焦波束，其中脉冲的幅度被管理，从而不会对心脏组织造成机械损伤，并且还控制其持续时间，从而不引起热损伤。

根据第二特定情况，施加在心脏的目标区域Z_C中的脉冲43具有[8MPa；12MPa]的幅度A₁和[50μs；1ms]的持续时间D₁。

在持续时间D₁结束时，目标区域Z_CT_{mes_2}的测量温度23'小于特别由最大温度T_MAX指示的临界温度阈值。这种脉冲的实例在图5B中示出。脉冲具有短持续时间，也就是说小于1ms，组织具有很少的时间来加热。刺激基本上由空蚀现象引起。由超声推力产生的组织47'的变形小于1ms。

从不存在对组织产生热损伤的观点来看，该特定情况是有意义的，其不能在小于1ms的脉冲持续时间中发生。通过考虑超过持续时间D_DT的脉冲43来表示曲线52'的延伸超过区域59中T_destru的部分。在这种特定情况下，会发生热损伤。可以注意到，在T_destru之前，图5A和5B的热损伤52'是微不足道的，或者在图表54中甚至为零。

在该特定情况下，由于超声推力产生非常短的持续时间这一事实，组织的粘弹性不允许组织产生对刺激的机械响应。

在图5A中，对于指示范围内的较高幅度，唯一地观察到空蚀现象48'，即产生对心脏组织施加机械效应的微气泡。在图4中，可以观察到，表示空蚀现象的曲线48，48'取决于脉冲A1，A1'的幅度水平。实际上，当脉冲的幅度A1'大于幅度A₁时，图4右侧的空蚀现象48'更为重要，如通过比较曲线48和48'在左边的图4中所示。

图5A表示图表54中的曲线55，其表示当脉冲的幅度水平高于阈值A_destru时在施加聚焦波束期间或之后发生机械损伤的概率PROB_DM。可以注意到，该概率PROB_DM随着聚焦波束的幅度的增加而增加，如图5A和5B中的曲线55所示。在该示例性情况下，对组织的损伤基本上与惯性空蚀的现象相关：微气泡爆炸或蒸发并在心脏组织中产生损伤。然后涉及机械损伤。波束的非常短的应用时间不能使聚焦区域中的组织的温度升高。

如图5所示，存在聚焦波束的幅度范围PA，对于该范围，机械损伤55是最小的，或者甚至是可忽略的。在图5B中表示有利的情况，其中机械损伤55保持在非常低的水平。

幅度小于幅度阈值A_destru的聚焦波束的产生可以限制与惯性空蚀现象42相关的机械损伤。

在该第二特定情况下，本发明的方法可以产生所谓的“短”脉冲，其幅度在值的范围内，从而可以避免惯性空蚀的破坏性现象，该现象能够导致机械损伤。因此，短脉冲具有小于持续时间的持续时间，超过该持续时间可能产生对心脏组织的热损伤。

与第二种具体情况相关的优点是，当在一个或多个目标区域中应用空蚀现象时，空蚀现象可能导致心室或心房的全局去极化。该第二特定情况可以利用(例如)脉冲对心脏进行电刺激，而不会引起损害，如图5B的右侧所示。因此，监控和配置脉冲的持续时间和幅度，以便限定用于刺激心脏的一个或多个聚焦波束。

在所有实施方式中，目标区域Z_C或其附近的组织变形和温度的测量可以由单个成像系统执行。如上所述，根据一种实施方式，所述成像系统可以是MRI成像系统。根据另一实施方式，可以组合器材的两个不同的物品，例如MRI成像系统和超声成像系统，以确定聚焦区域中或附近的温度和变形。

举例来说，可能对组织产生的热损伤是高热或凝固类型的热损伤。

当由空蚀现象引起时，机械损伤可以是，例如：气泡的挥发，气化或者破裂导致组织中的损伤。

图6A表示施加在目标区域中的第一聚焦波束50，其包括持续时间为D₄的脉冲串。

根据该实施方式，脉冲A₄的幅度范围为[2MPa；8MPa]，持续时间D₄为[1ms-50ms]，以便在限制机械损伤和热损伤的同时刺激目标区域Z_C。因此，可以引发心室或心房复极化的电活动的产生与施加到收缩组织的超声推力相关。

图6B表示施加在目标区域中的第二聚焦波束51，其包括持续时间为D₄的脉冲串。

根据该实施方式，脉冲A₄的幅度范围为[8MPa；12MPa]，持续时间D₄为[50μs-1ms]，以便在限制机械损伤和热损伤的同时刺激目标区域Z_C。在这种情况下，能够引发心室或心房复极化的电活动的产生因此与空蚀现象相关，其中微气泡使组织收缩。

根据进行的测试，以下配置能够在90％的情况下结束对心脏组织的刺激。在这些测试中，每个刺激在聚焦区域和/或其附近没有引起任何热损伤或机械损伤：

·第一配置，可以在1ms的脉冲持续时间内在声学信号的正振幅为6MPa，声学信号的相应负振幅为4MPa的聚焦区域中产生压力水平。在该示例中，声压的数值和脉冲的持续时间可以从它们的标称值变化10％；

·第二配置可以在50μ至1ms的脉冲持续时间内在声学信号的正振幅为10MPa，声学信号的相应负振幅为6MPa的聚焦区域中产生压力水平。在该示例中，声压的数值可以从它们的标称值变化10％。

当使用超声造影剂时，可以通过减小聚焦区域中聚焦信号的功率来获得声压阈值的减小。根据以下条件，可以获得几百MPa到几MPa的减小：

·造影剂的给药方式；

·数量；

·患者的生理数据，或者；

·在给予造影剂之后产生波束的周期。

心脏刺激应用

根据本发明的方法可以根据需要心脏刺激的各种应用来使用。

此外，心脏刺激方法可以应用于除治疗应用之外的目的。作为示例，心脏刺激方法可以被应用于通过分析该区域中的组织变形而电学地绘制心脏的区域。另一个应用涉及对心脏区域中空蚀现象的分析。其他应用也是可能的。

第一个应用涉及心脏再同步。然后，超声信号波束的每个脉冲与ECG的节律同步，每个脉冲在心室或心房的复极化结束与去极化开始之间产生。

当寻求使左心室和右心室再同步时，第一实施方式包括在所涉及的心室的复极化期间并且考虑到两个心室的去同步偏移，在心室的目标区域中参数化至少一个聚焦波束。因此，刺激可以产生电活动，从而产生在两个心室之间同步的新的QRS复合波。

第二实施方式包括相控阵的参数化，以至少在每个心室中产生聚焦波束。在这种情况下，两个波束在两个心室的复极化期间产生，但是通过补偿心室的去同步的持续时间被隔开。

可以通过在心房复极化期间产生一个或多个聚焦波束来应用心房的再同步的相同过程。

引起心室或心房再同步的心脏刺激可以通过一个或多个脉冲产生，如在图4至6B中描述的两种特定情况之一中所定义。

本发明的刺激方法可以模拟固定到心脏上的产生脉冲的电极或探针的设置，以确保心室或心房的永久再同步。该应用特别有利于检测能够接收将被固定到心脏表面的植入探针的心脏区域。植入的探针特别用于检测心室或心房去同步化，以从同样植入在皮肤下的部件产生脉冲。当前植入设备的一个确定问题是探针有时固定在非响应区域上。

因此，本发明的刺激方法可以在最终定位之前选择对刺激有反应的区域。

本发明的方法的应用可以监控心脏的正确工作，例如在心脏再同步之后。为此，成像系统，例如MRI可以通过测量(例如)由心脏喷射的血液的分数来测量心脏功能的改善。

刺激方法的第二个应用涉及心房或心室纤颤的产生。聚焦波束的每个脉冲在心脏组织被极化的时间段内同步，特别是在产生T波的时刻。引起纤颤的刺激可以通过一个或多个脉冲产生，如图4至6B中所述的两种特定情况之一所定义。

第三个应用涉及检测心脏的产生心律不齐的一个或多个特定区域。当形成心律失常时，可以在ECG上定位它出现的时间，这个时间记为T_F。然后，每个脉冲与在ECG上确定的识别时间T_F同步。然后在心脏的不同区域中执行刺激方法。通过分析产生聚焦波束之后出现的电响应，可以确定目标区域是否对应于产生期外收缩的区域。逐步地，通过在不同目标区域中应用不同的刺激，可以识别产生期外收缩的区域。ECG分析可以揭示失调，从而可以电学地验证受激区域导致心律失常。能够检测产生期外收缩的区域的刺激可以通过如图4至6B中描述的两种特定情况之一中定义的一个或多个脉冲产生，以便监控和避免对组织的热损伤和机械损伤。

第四种应用涉及检测心脏的一个或多个电非响应区域。例如，本发明的刺激方法可以在心脏区域消融之后应用，以验证消融，烧伤或坏死部分是非响应区域，或验证非响应区域确实不再存在。例如，通过电导管对电响应进行分析，可以局部推断电活动。当脉冲具有大于1ms的持续时间时，对应于第一特定情况的脉冲，可以使用组织变形和电活动之间的对应表。在后一种情况下，电导管不是必需的，除非除了可以可视化组织位移的成像系统，例如MRI之外还使用电导管。

第五种应用涉及对本发明的方法产生的至少一个心脏刺激修改心跳频率。该应用在医疗领域中也称为“起搏”。

在这种情况下，该方法可以用于增加心律的频率。然后，以与在ECG上确定的频率不同的频率发射超声信号波束的每个脉冲，从而使心律与聚焦波束的脉冲同步。图4至6B中所示的两个具体情况中的一个可以特别地由在给定时间段上的连续脉冲串使用。该应用可以替代心脏按摩。

系统-总结

本发明涉及一种诸如图1所描述的系统，其能够实施用于校准聚焦波束的监控方法，或用于前述应用之一的刺激方法。最后，应当注意，本发明的系统是模块化的，并且可以按照不同的方式使用以解决本发明的受控刺激的问题。

根据第一配置，使用MRI的成像系统IMG可以在心脏的2D或3D截面中产生图像。目标区域的位置可以仅控制图像的一部分的生成，特别是涉及聚焦波束的应用的部分。因此，可以在包括该区域的图像切片上可视化地监控聚焦区域。

根据一种情况，MRI成像系统配置为在目标区域中或附近局部地确定温度变化，该模式被称为MR-T。其还可以被配置为在目标区域中或附近局部地确定组织位移的变化，即被称为MR-ARFI的模式。两种模式MR-T和MR-ARFI在同一应用中兼容配置。

根据另一种情况，使用前述MRI成像系统执行温度监控，并且(例如)通过引入心脏并测量局部压力的导管执行组织变形的监控。也可以从超声成像系统推导出组织变形。

可以从图像上的点的定义以及通过确定目标位置的心脏的参考系中的坐标来设计定位系统。然后将目标区域的该位置传输到相控阵RES_US以产生聚焦波束，从而在该位置动态地和自动地控制聚焦波束。

根据实施方式，该系统包括用于测量空蚀水平的设备SYS_CAV，例如借助于前述超声设备。

根据一种配置，使用(例如)位于患者身上的电极来采集ECG。ECG还可以通过任何其它已知的能够再现心脏频率的装置来获取。

用于获取心脏电活动的单个系统可以用于确定由本发明的方法产生的刺激的ECG和电反应。

便携式心脏刺激设备

最后，特定模式涉及便携式设备，该便携式设备包括预定信号配置，诸如在图4至6B所示两种特定情况下描述的那些。该设备在图7中示出。它包括超声信号发生器RES_US，其可以生成形成聚焦波束的单个信号或多个信号。可以注意到，在波束仅包括单个信号的情况下，它被聚焦。波束被预先配置为聚焦在距发射器一定距离处。可以注意到图1所示发生器RES_US，但是在该实施方式中，超声信号发生器不一定是相控阵。根据实施方式，多个焦距可以限定不同的配置，例如包括在2和20cm之间的不同距离。

该设备包括用于至少确定心跳频率的电气装置SYS_ELEC_1。根据改进的实施方式，电气装置SYS_ELEC_1可以确定完整的ECG。

该装置被设计成附着到皮肤的表面上。操作者根据患者的尺寸确定焦距。该设备包括用于根据给定的具体情况激活波束的装置，当确定时，波束的产生与心脏频率同步并且与ECG同步。当唯一地使用心脏频率时，利用设备中的计算机来计算心脏组织的复极化时刻，从而可以评估对应于心室和/或心房复极化的时间窗口。当没有心脏频率可用时，其对应于心脏停搏，该设备不与心脏频率或与ECG同步，并且能够产生聚焦波束。

根据实施方式，在设备中存在波束的不同预配置。

在示例性实施方式中，存在包括对应于第一特定情况的3个波束配置(所谓的长脉冲，所谓的小幅度，对应于特定情况6A)的第一实施方式。

第一配置包括发射一个脉冲，第二配置包括发射三个脉冲，第三配置包括发射6个脉冲。

在包括对应于第二特定情况(所谓的短脉冲，所谓的大振幅，对应于特定情况6B)的3个波束配置的第二实施方式中。

第一配置包括发射一个脉冲，第二配置包括发射三个脉冲，第三配置包括发射6个脉冲。

本发明的设备还包括传感器，可以检测到存在心脏的机械收缩。

作为示例，血压传感器可以检测心脏的收缩已经发生。该传感器可以定位在手腕上以测量心脏脉搏或在胸部上以检测心跳的存在。

因此，本发明涉及可以在紧急情况下使用的预配置的便携式设备。例如，它可以在紧急服务车辆上携带，或者放置在某人可能发生心脏事故的区域中。

当希望限制其体积时，该车载设备不一定包括成像系统。可以在设备的生产过程中，在信号预配置期间使用成像系统。

Claims (21)

1.一种用于校准聚焦信号以刺激心脏区域的方法，特征在于其包括：

·获取心脏的心电图(ECG)的至少一个频率；

·获取其中定位有目标区域(Z_C)的心脏区域的至少一个图像，所述至少一个图像通过成像系统与从心脏的所述心电图(ECG)获得的频率同步地获取；

·在所述目标区域(Z_C)中聚焦生成第一聚焦超声信号波束(F_US)，所述波束由相控阵(RES_US)发射，所述信号配置为同相以在聚焦区域(Z_F)中产生至少一个脉冲，所述至少一个脉冲与根据心脏的心电图(ECG)获得的频率同步，所述脉冲具有预定义的幅度和持续时间；

·通过成像系统，根据至少一个图像的采集确定所述聚焦区域(Z_F)的温度；

·响应于第一聚焦波束(F_US)的至少一个脉冲，确定所述聚焦区域(Z_F)中的组织变形，所述脉冲的幅度和/或持续时间配置为使得所述变形小于破坏阈值(A_destru)。

2.根据权利要求1所述的方法，特征在于其包括：

·通过定位系统(SYS_POS)对所述聚焦区域(Z_F)的位置进行动态控制，所述聚焦区域(Z_F)位于所述目标区域(Z_C)的位置上，从而在与所述相控阵(RES_US)关联的参考系中测量与心脏的呼吸运动关联的位移，并从中推导出补偿参数以计算所述目标区域的新位置，所述相控阵(RES_US)自动对每个信号应用相位参数，以将所述波束偏转到所述目标区域(Z_C)的所述新位置。

3.根据权利要求1或2所述的方法，特征在于其包括：

·通过考虑所述相控阵(RES_US)的位置和定向，由成像系统确定投影在所述相控阵的图像平面中的腹壁的图像；

·根据所述相控阵的元件相对于所述腹壁的投影图像的位置，激活或停用所述相控阵的元件。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，特征在于其包括：

·根据对应用于每个信号的每个相位参数的计算，对所述相控阵(RES_US)的元件的激活和停用进行动态控制。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，特征在于所述聚焦区域(Z_F)中的温度和组织变形由单个成像系统确定，所述成像系统是MRI成像系统，由所述MRI成像系统采集的数据可以推断由所述超声信号波束产生的超声压力所引起的组织局部变形，以及由所述超声信号波束局部产生的能量所引起的局部温度上升。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，特征在于由成像系统确定的所述聚焦区域(Z_F)的位置与由所述定位系统确定的所述目标区域(Z_C)的位置的比较产生用于校准所述相控阵的元件的至少一个数据，从而使所述聚焦区域的位置对应于所述目标区域的位置。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，特征在于所述定位系统是：

·MRI成像系统，所述位置根据成像处理计算；

·或包括发射超声波的至少一个发射器和检测反射波的多个超声传感器的定位系统，所述位置由三角测量确定。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，特征在于其包括下列测量中的至少一个测量：

·所述聚焦区域(Z_F)中或附近响应于第一聚焦波束(F_US)的至少一个脉冲的空蚀水平；

·测量电去极化产生的电活动，所述电去极化通过在所述目标区域(Z_C)中应用至少一个超声脉冲引起，

·测量所述聚焦区域(Z_F)中响应于所述至少一个脉冲的电活动。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的方法，特征在于其包括根据至少一个数据，校准所述聚焦区域(Z_F)中通过包括脉冲的至少一个幅度水平(A)和持续时间(D₁)的参数的定义生成的信号，所述至少一个数据包括：

·所述聚焦区域(Z_F)和/或相邻区域和/或腹壁的肋骨中的温度设定点，和/或

·所述聚焦区域(Z_F)中的组织变形设定点，和/或

·所述聚焦区域(Z_F)中的空蚀水平设定点平，和/或

·检测至少一个位移，所述至少一个位移与所述聚焦区域在与所述相控阵关联的参考点中的移动关联，和/或

·所述聚焦区域(Z_F)中的电活动设定点。

10.如权利要求8或9所述的方法，特征在于由聚焦波束(F_US)产生并在所述目标区域(Z_C)中或附近测量的电活动与由所述成像系统获得的相同目标区域(Z_C)中的组织变形的测量相关，该相关能够确定给定目标区域(Z_C)的心脏组织的机电活动的指标。

11.根据权利要求1至10中任意一项所述的方法，特征在于其包括校准包括多个脉冲的第一聚焦信号(F_US)，每个脉冲具有第一持续时间(D₁)，幅度，所述信号在所述目标区域(Z_C)中以持续时间(D₂)应用。

12.根据权利要求1至11中任意一项所述的方法，特征在于所述监控方法的步骤在心脏的不同目标区域(Z_C)中执行，所述方法还包括在应用聚焦信号波束(F_US)之后：

·读取不同值，所述不同值表示每个目标区域(Z_C)的组织变形，或在每个目标区域(Z_C)中或附近测量的电平；

·读取每个目标区域(Z_C)的电响应或变形的时间；

·根据权利要求11校准每个目标区域(Z_C)的信号，所述信号彼此配置有取决于响应时间读数的时间延迟。

13.一种用于通过产生聚焦超声信号波束(F_US)对心脏的给定区域进行电刺激的方法，特征在于其包括：

·获取心脏的心电图(ECG)的至少一个频率；

·确定心脏中目标区域(Z_C)的至少一个位置；

·产生聚焦超声信号波束(F_US)并与心电图(ECG)的节律同步，其中：

·脉冲的幅度配置为使得在聚焦区域(Z_F)中应用的声压包括在第一压力范围(G_P1)[2-12MPa]中；

·脉冲的持续时间包括在第一持续时间范围(G_D1)[50μs-50ms]中；

·聚焦波束(F_US)的应用持续时间大于50μs；

·通过定位系统对实时计算的在所述目标区域(Z_C)的位置上的波束的聚焦区域(Z_F)的位置进行控制；

·实时主动监控：

·采集图像中的所述聚焦区域(Z_F)中不超过预定阈值的温度；

·包括在来自成像系统的预定义的值范围内的每个脉冲之后的组织变形和/或在包括在预定义值的范围内的每个脉冲之后测量的所述聚焦区域(Z_F)中的电活动和/或空蚀水平；

·同步参数，所述同步参数确保心电图的节律与所述聚焦波束(F_US)的脉冲的节律同步。

14.根据权利要求13所述的刺激方法，特征在于所述脉冲的幅度配置为使得在所述聚焦区域(Z_F)中应用的声压包括在第二压力范围(G_P2)[2-8MPa]内，脉冲持续时间包括在第二持续时间范围(G_D2)[1ms-50ms]内，所产生的脉冲引起电刺激，同时保持心脏组织的机械变形的阈值小于阈值，所述阈值根据参数计算，所述参数对应于组织的收缩或松弛或弹性的给定比例。

15.根据权利要求13所述的刺激方法，特征在于所述脉冲的幅度配置为使得在所述聚焦区域(Z_F)中应用的声压包括在第三压力范围(G_P3)[6-12MPa]内，脉冲持续时间包括在第三持续时间范围(G_D3)[50μs-1ms]内，所产生的脉冲在心脏组织中引起电刺激，同时在所述目标区域(Z_C)中局部维持低于阈值温度(T_max)的温度阈值。

16.根据权利要求13至15所述的刺激方法，特征在于执行对邻近所述聚焦区域(Z_F)的区域(Z_V)的第二监控，所述第二监控包括实时测量以下参数中的至少一个：

·与所述聚焦区域(Z_F)相邻的至少一个区域(Z_V)的温度，以及

·响应于所述第一聚焦波束(F_US)的至少一个脉冲，与所述聚焦区域(Z_F)相邻的至少一个区域(Z_V)的组织变形，以及

·响应于所述第一聚焦波束(F_US)的至少一个脉冲，与所述聚焦区域(Z_F)相邻的至少一个区域(Z_V)的电活动，以及

·响应于所述第一聚焦波束(F_US)的至少一个脉冲，与所述聚焦区域(Z_F)相邻的至少一个区域(Z_V)的空蚀水平。

17.一种超声心脏刺激系统，包括：

·用于测量心脏的电活动以采集心电图(ECG)的装置；

·用于在目标区域(Z_C)中产生聚焦超声信号波束(F_US)的装置，所述信号被校准，以在心脏区域中产生电刺激，所述波束的产生与心电图(ECG)的第一选择时间同步，所述波束的产生对应于持续时间少于80ms的脉冲；

·用于定位所述目标区域(Z_C)的装置，该装置与用于定位产生聚焦波束(F_US)的装置的装置耦合，以控制所述目标区域(Z_C)中的所述聚焦超声信号波束(F_US)，所述定位装置与用于产生聚焦信号波束(F_US)的装置同步；

·单个监控装置，其能够实时跟踪所述目标区域(Z_C)中的温度和组织变形，所述监控装置与心电图的节律同步进行测量。

18.根据权利要求17所述的超声心脏刺激系统，特征在于超声设备(SYS_CAV)用于检测由超声波传感器测量的所述聚焦区域中或附近的空蚀水平(ACQ_CAV)，用于产生超声信号波束的装置发射反射波，所述空蚀水平(ACQ_CAV)与预定义的损伤阈值进行比较。

19.根据权利要求17所述的超声心脏刺激系统，特征在于所述定位系统和用于监测温度的装置是单个MRI成像系统。

20.一种超声心脏刺激系统，包括：

·用于测量心脏的电活动以采集心电图(ECG)的装置；

·用于在目标区域(Z_C)中产生聚焦超声信号波束(F_US)的装置，所述信号被校准，以在心脏区域中产生电刺激，所述波束的产生与心电图(ECG)的第一选择时间同步；

·用于定位所述目标区域(Z_C)的装置，该装置与用于定位产生聚焦波束(F_US)的装置的装置耦合，以控制所述目标区域(Z_C)中的所述聚焦超声信号波束(F_US)，所述定位装置与用于产生聚焦信号波束(F_US)的装置同步；

·单个监控装置，其能够实时跟踪所述目标区域(Z_C)中的温度和组织变形，所述监控装置与心电图的节律同步进行测量，

特征在于其实施根据权利要求1至16中任意一项所述的方法的步骤。

21.一种与患者皮肤固定接触的便携式超声心脏刺激设备，包括能够测量至少指示心跳频率的心脏活动的电气系统(SYS_ELEC_1)，如果需要的话是超声信号发生器(RES_US)，能够测量心脏收缩(ACQ_CONTRACT)的存在的机械效应传感器(CAPT_CONTRACT)，所述便携式设备包括至少一个预配置，所述至少一个预配置限定能够与由所述电气系统(SYS_ELEC_1)获取的心脏频率同步的至少一个超声信号的脉冲串，所述设备包括用于激活所述超声信号发生器的装置。