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HINTERGRUND
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Die
vorliegenden Ausführungsformen betreffen eine kontrastmittelverstärkte
Ultraschalltherapie zur Thrombusbehandlung.
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Akustische
Thrombolyse (Sonothrombolyse) verwendet Ultraschall und Kontrastmittel
(z. B. Mikrobläschen), um Gerinnsel zu beseitigen. Zum
Beispiel beschreibt die veröffentlichte US-Patentanmeldung Nr.
2007-0167798 (Serien-Nr. 11/286,983, eingereicht 23. Nov. 2005),
deren Offenbarung durch Querverweis in die vorliegende Anmeldung
einbezogen ist, die Anwendung von Überwachung mit niedrigem
mechanischem Index (Mechanical Index, MI) zusammen mit optimierten
Behandlungsimpulsen mit hohem MI. Die meisten Gerinnsel bilden schmale Flusskanäle.
Eine optimale Gerinnselauflösung wird erzielt, indem gewartet
wird, bis Mittel ein Gerinnsel füllen, und dann zur Behandlung
ein Impuls zur Zerstörung des Kontrastmittels zugeführt
wird. Es kann eine kontinuierliche Zuführung von Impulsen
hoher Energie angewendet werden. Indem gewartet wird, bis Mittel
in das Gerinnsel eindringen, kann die Zerstörung der Kontrastmittel
kleine Mengen von Gerinnselmaterial beseitigen.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
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Einleitend
sei gesagt, dass die nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen
Verfahren, Anweisungen und Systeme zur automatisierten kontrastmittelverstärkten
Ultraschalltherapie zur Thrombusbehandlung beinhalten. Die Steuerung
der Sonothrombolyse-Behandlung wird basierend auf Rückinformationen
von Ultraschall automatisiert. Die zu behandelnde Region kann verfolgt
werden, um eine fortlaufende Behandlung an der gewünschten Stelle
zu gewährleisten. Die Behandlung kann basierend auf einer
Detektion von ausreichender Perfusion ausgelöst werden.
Die Anzahl oder Intensität zerstörender Ultraschallimpulse
kann sich an die Anzahl verbleibender Kontrastmittel anpassen. Die
Behandlung kann basierend auf der Wirksamkeit beendet oder geändert
werden.
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Gemäß einem
ersten Aspekt wird ein Verfahren zur automatisierten kontrastmittelverstärkten
Ultraschalltherapie zur Thrombusbehandlung bereitgestellt. Es wird
eine Sonothrombolyse durchgeführt. Ein Prozessor bestimmt
eine Wirksamkeit der Behandlung in Abhängigkeit von Ultraschallinformationen.
Die Durchführung der Sonothrombolyse wird in Abhängigkeit
von der Wirksamkeit der Behandlung gesteuert.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt sind auf einem computerlesbaren Speichermedium Daten
gespeichert, welche durch einen programmierten Prozessor ausführbare
Anweisungen zur automatisierten kontrastmittelverstärkten
Ultraschalltherapie zur Thrombusbehandlung repräsentieren.
Das Speichermittel enthält Anweisungen zum Zerstören
wenigstens einiger der Kontrastmittel mit einer zweiten Ultraschallübertragung,
Bestimmen einer Wirksamkeit der Behandlung in Abhängigkeit
von Ultraschallinformationen, die aus einer dritten Ultraschallübertragung
resultieren, und Steuern des Treibens, des Zerstörens oder
von beidem in Abhängigkeit von der Wirksamkeit der Behandlung.
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Gemäß einem
dritten Aspekt wird ein Verfahren zur automatisierten kontrastmittelverstärkten
Ultraschalltherapie zur Thrombusbehandlung bereitgestellt. Es wird
eine Sonothrombolyse mit Ultraschall durchgeführt. Die
Durchführung der Sonothrombolyse wird mit einem Prozessor
automatisch gesteuert. Die automatische Steuerung beinhaltet das
Anpassen der Durchführung in Abhängigkeit von
Ultraschall-Rückinformationen.
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Gemäß einem
vierten Aspekt sind auf einem computerlesbaren Speichermedium Daten
gespeichert, welche durch einen programmierten Prozessor ausführbare
Anweisungen zur automatisierten kontrastmittelverstärkten
Ultraschalltherapie zur Thrombusbehandlung repräsentieren.
Das Speichermittel enthält Anweisungen zum Zerstören
wenigstens einiger der Kontrastmittel mit einer zweiten Ultraschallübertragung
und automatischen Steuern der Durchführung des Treibens,
des Zerstörens oder von beidem in Abhängigkeit
von den Rückinformationen.
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Die
vorliegende Erfindung ist durch die nachfolgenden Ansprüche
definiert, und nichts in diesem Abschnitt darf als eine Einschränkung
dieser Ansprüche angesehen werden. Weitere Aspekte und
Vorteile der Erfindung werden weiter unten in Verbindung mit den
bevorzugten Ausführungsformen erörtert und können
später unabhängig oder in einer Kombination beansprucht
werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Komponenten und die Abbildungen sind nicht zwangsläufig
maßstabgerecht; stattdessen wurde Wert darauf gelegt, die
Prinzipien der Erfindung zu veranschaulichen. Außerdem
bezeichnen in den verschiedenen Ansichten in den Abbildungen gleiche
Bezugszeichen einander entsprechende Teile.
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1 ist
ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Systems
zur automatisierten kontrastmittelverstärkten Ultraschalltherapie
zur Thrombusbehandlung; und
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2 ist
ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens
zur kontrastmittelverstärkten Ultraschalltherapie zur Thrombusbehandlung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN UND GEGENWÄRTIG BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mikrobläschen
oder Kontrastmittel tendieren dazu, in der Mitte eines Kanals zu
verbleiben, da die Scherwirkung in der Mitte des Kanals am niedrigsten ist.
Nachdem die Kontrastmittel näher an die Kanalwände
gedrückt werden, werden die Kontrastmittel zerstört.
Die Zerstörung durch die Sonothrombolyse erzeugt einen
Fluss in Regionen, wo zuvor kein Fluss vorhanden war. Da Ultraschall
einen Fluss direkt in Echtzeit messen kann, können die
Flussinformationen während der Behandlung als Rückinformationen für
den Kliniker, das Ultraschallsystem oder die Kontrastmittel-Injektionspumpe
zur automatischen Behandlung verwendet werden. Anstatt dass Rückinformationen
nur auf der Grundlage von Kontrastmittelsignalen geliefert werden,
können die Rückinformationen auch auf der Wirksamkeit
der Behandlung beruhen. Das Ergebnis jeder Studie einer Behandlung durch
Sonothrombolyse ist die Rekanalisation des Gefäßes.
Ultraschall ist ein bewährtes Verfahren bei der Dopplerfluss-Bildgebung.
Das System kann die Leistungsfähigkeit einer Behandlung
auf der Grundlage erfasster Doppler-Messungen beurteilen, um die Behandlung
automatisch zu beenden.
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Es
können andere Arten einer Automatisierung der Sonothrombolyse
vorgesehen werden. Der Arbeitsfluss einer Überwachung der
Sonothrombolyse-Behandlung kann verbessert werden. Eine Behandlung
unter Anwendung von Sonothrombolyse kann -zig Minuten dauern. Eine
Automatisierung kann einer Krankenschwester oder einem Arzt ermöglichen
zu überwachen, ohne wirklich an der Maschine sitzen und
Tasten drücken zu müssen, um eine Behandlung zu
verfolgen und zu aktivieren. Die Überwachung der Sonothrombolyse-Behandlung wird
durch das System angepasst, wobei die Tastenbetätigungen
und die Ausrichtung auf die Region, die durch den Kliniker vorgenommen werden,
reduziert werden und gleichzeitig eine Behandlung auf optimale Weise
gewährleistet wird.
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Das
Ultraschallsystem, das für die Erzeugung von therapeutischem
Ultraschall verantwortlich ist, erzeugt auch ein Bild eines Thrombus.
Derselbe Sender und derselbe Wandler werden verwendet, um B-Modus,
Farbdoppler, Schallstrahlintensitätsimpuls-Bildgebung (Acoustic
Radiation Force Impulse Imaging, ARFI) oder eine andere Art der
Bildgebung zu erzeugen und um Schalltherapie anzuwenden. Der Sender
und/oder der Wandler senden sowohl Bildgebungsimpulse als auch therapeutische
Impulse. Zum Beispiel wird ein einziges lineares Wandler-Array mit
einem für die Bildgebung ausgelegten Abstand der Elemente
auch für therapeutischen Ultraschall verwendet. Bei alternativen
Ausführungsformen sind getrennte Wandler und/oder Systeme
für die Bildgebung und für die Therapie vorgesehen.
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Bei
einer Ausführungsform wird ein standardmäßiges
Ultraschallsystem wie etwa das AntaresTM oder
Sequoia® System, das von Siemens
Medical Solutions USA, Inc. Ultrasound Group hergestellt wird, mit
geringfügigen oder ohne Modifikationen verwendet. Das Ultraschallsystem
ist in der Lage, therapeutische Impulse für jeden der Kanäle
oder jedes der Wandlerelemente zu erzeugen. Da die Therapie auf
der Zerstörung von Kontrastmitteln beruht, kann Schallenergie
innerhalb der durch die FDA vorgegebenen, den mechanischen Index
betreffenden und thermischen Begrenzungen verwendet werden. Unter
Verwendung eines standardmäßigen oder modifizierten
Wandlers erzeugt das System außerdem Bilder durch Aussenden
und Empfang von Schallenergie. Die Bildgebungsimpulse und therapeutischen Impulse
werden verschachtelt und von demselben Wandler geliefert.
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Durch
Bildgebung und Anwendung von therapeutischem Ultraschall mit demselben
Wandler wird eine stärker gerichtete Anwendung von therapeutischem
Ultraschall sichergestellt. Es wird ein Sichtfeld abgebildet, und
es wird eine Region of Interest (interessierende Region) innerhalb
des Sichtfeldes für therapeutischen Ultraschall ausgewählt.
Zum Beispiel wird ein Thrombusbereich durch Bildgebung identifiziert.
Die Verfügbarkeit von Kontrastmitteln im oder in der Nähe
des Thrombusbereiches wird ebenfalls durch Bildgebung identifiziert.
Anschließend wird therapeutische Ultraschallenergie gesendet,
um die Kontrastmittel bei der Region of Interest zu zerstören.
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1 zeigt
ein Ultraschallsystem 10 zur Kontrastmitteltherapie und
Bildgebung unter Verwendung von Ultraschallenergie. Das System 10 enthält einen
Sendestrahlformer 12, einen Wandler 14, einen
Empfangsstrahlformer 16, einen Prozessor oder Detektor 18,
ein Display 20 und einen Prozessor 28, die wie
dargestellt elektrisch geschaltet sind. Es können auch
zusätzliche, andere oder weniger Komponenten für
das System 10 vorgesehen sein. Bei einer Ausführungsform
umfasst das System 10 ein im Handel erhältliches
Ultraschallsystem von einem der oben genannten Hersteller oder einem
anderen Hersteller.
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Der
Wandler 14 umfasst einen piezoelektrischen oder einen kapazitiven
mikroelektromechanischen Ultraschallwandler. Der Wandler 14 weist
ein oder mehrere Elemente zur Umwandlung zwischen elektrischer und
Schallenergie auf. Bei einer Ausführungsform enthält
der Wandler 14 nur ein einziges lineares Array von Elementen,
wie etwa ein flaches lineares Array oder ein gekrümmtes
lineares Array. Bei anderen Ausführungsformen umfasst der
Wandler ein zweidimensionales Array, ein 1,5-dimensionales Array
oder andere mehrdimensionale Konfigurationen von Elementen. Das
Array von Elementen ist für die Einführung in
einen Patienten oder die Verwendung außerhalb eines Patienten
konfiguriert, mit oder ohne Vorrichtungen für eine mechanische
Rotation oder Positionsverfolgung. Es kann eine Montagevorrichtung
für eine geführte, gesteuerte oder automatisierte
Schwenkung oder Bewegung des Wandlers vorgesehen sein. Stattdessen
kann die Schwenkbewegung auch durch ein Wobbler-Array erfolgen.
Bei einer anderen alternativen Ausführungsform befindet
sich der Wandler in einem Katheter, einer transösophagealen,
Körperhöhlen-, intraoperativen oder anderen Sonde
zur Verwendung in einem Patienten.
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Der
Wandler 14 ist ein standardmäßiger Bildgebungs-Wandler,
wie etwa ein Wandler, der mit einem einer halben Wellenlänge
entsprechenden Abstand von Elementen verknüpft ist, die
zwischen einem Stützblock zum Absorbieren von Schallenergie und
Anpassungsschichten zum Anpassen der akustischen Impedanz der Elemente
an einen Patienten angeordnet sind. Zum Beispiel ist der Wandler
eine Sonde 4C1, die von Siemens Medical Solutions, USA erhältlich
ist.
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Bei
alternativen Ausführungsformen ist der Wandler 14 zwecks
Wärmeableitung modifiziert. Zum Beispiel ist eine Kupferfolie
oder ein Kupfergeflecht mit einer Linse des Wandlers 14 verbunden,
um Wärme von der Linse abzuleiten. Unterschiedliche piezoelektrische
Materialien oder Anpassungsschichten können so optimiert
werden, dass eine bessere Übereinstimmung der akustischen
oder elektrischen Impedanz sichergestellt wird, wodurch die von
dem Wandler erzeugte Wärmemenge verringert wird. Bei einer
Ausführungsform sind mehrere Schichten aus piezoelektrischem
oder mikroelektromechanischem Material, die durch Elektroden getrennt
sind, für jedes Element vorgesehen. Die mehreren Schichten
sorgen für eine bessere Anpassung der elektrischen Impedanz
des Wandlers an die Kabelimpedanz, wodurch die Erzeugung von Wärme
verringert wird. Bei einer anderen Ausführungsform ist
ein linsenloses Array oder ein piezoelektrisches Material, das so
geformt ist, dass ein Elevationsfokus ohne einen Linsenfokus erzeugt
wird, vorgesehen, um die Erwärmung des Wandlers 14 zu
verringern.
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Eine
verringerte Erwärmung oder eine effizientere Wärmeableitung
ermöglicht ein besseres Eindringen von Schallenergie und Übertragungen
von höherer Leistung, wie etwa in Verbindung mit Farbdoppler
oder therapeutischer Schallenergie.
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Der
Wandler 14 ist für den Betrieb innerhalb eines
Frequenzbands ausgelegt. Normalerweise ist das Frequenzband mit
dem Senden und dem Empfang sowohl von Bildgebungs- als auch von
therapeutischen Impulsen verknüpft, welche dieselbe oder eine ähnliche
Mittenfrequenz aufweisen. Bei alternativen Ausführungsformen
ist der Wandler 14 mit einem Breitbandbetrieb verknüpft,
wie etwa einem Betrieb, bei dem mit einer Grundfrequenz gesendet
wird und mit einer Frequenz zweiter oder dritter Ordnung empfangen
wird. Die Bildgebungs- und die therapeutischen Impulse können
auch mit wesentlich verschiedenen Mittenfrequenzen geliefert werden,
wie etwa verknüpft mit einer –6-dB-Down-Spektralbandbreite,
welche sich nicht überlappen. Es kann ein beliebiger Frequenzbereich
verwendet werden, jedoch werden bei einer Ausführungsform
niedrigere Ultraschallfrequenzen (z. B. mit einer Mittenfrequenz
von ungefähr oder weniger als 2 MHz) verwendet, um die Kontrastmittel
zu zerstören.
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Der
Sendestrahlformer 12 ist ein Wellenformgenerator, Impulsgenerator
oder eine andere Quelle elektrischer Erregungen für Bildgebungs-
und therapeutische Übertragungen. Bei einer Ausführungsform
erzeugt der Sendestrahlformer 12 Wellenformen für
jeden von mehreren Kanälen oder Wandlerelementen, wie etwa
128 Wellenformen, und verzögert und apodisiert die Wellenformen
zum Fokussieren der Übertragungen entlang von Scanlinien 22 innerhalb
eines Sichtfeldes 24. Aufgrund der Verzögerungen
und der Apodisation können mehrere Übertragungen
nacheinander über im Wesentlichen parallele Scanlinien 22 in
dem gesamten Sichtfeld 24 gescannt werden. Das Sichtfeld 24 ist
entsprechend dem Scanmuster geformt, wie etwa einem linearen, Sektor-
oder Vector®-Scanmuster. Wellenfronten
mit ebenen Wellen oder divergierende Wellenfronten mit oder ohne
Steuerung (Steering) werden alternativ gebildet.
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Der
Sendestrahlformer 12 ist elektrisch mit dem Wandler 14 verbunden,
um in Reaktion auf die elektrischen Signale von dem Sendestrahlformer 12 Übertragungen
von Schallenergie zu erzeugen oder Impulse zu senden. Die gesendete
Schallenergie enthält eine der Impulsarten: Bildgebungs-,
Schub- oder Therapieimpulse. Bildgebungsimpulse sind Übertragungen,
die dazu geeignet sind, ein Bild des Sichtfeldes 24 zu
erzeugen, wie etwa aufeinander folgende Übertragungen von
schmalen Strahlen, die nacheinander entlang einer Vielzahl von Scanlinien 22 fokussiert
sind.
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Es
können B-Modus-, Doppler- und/oder andere Bildgebungsimpulse
verwendet werden, wie etwa 1–3-Zyklus-B-Modus-Impulse mit
einem mechanischen Index von 0,1 bis 0,4 oder von bis zu 1,9. Ein
kleinerer mechanischer Index (z. B. kleiner als 0,5) kann die Zerstörung
des Kontrastmittels auf ein Minimum begrenzen. Dopplerimpulse können
dieselben wie B-Modus-Impulse oder von ihnen verschieden sein. Schubimpulse
können Breitband- oder Schmalbandimpulse sein, wie etwa
mindestens 10 Zyklen, oder -zig bis Hunderte von Zyklen. Schmalbandimpulse
können wirksamer Kontrastmittel bei niedrigen Energien
bewegen, wie etwa mit einem mechanischen Index bei unter 0,1 (wie
z. B. ungefähr 0,01). Therapieimpulse beinhalten Übertragungen, die
zur Zerstörung von Kontrastmitteln geeignet sind. Therapieimpulse
oder -übertragungen sind in der Lage, ein Bersten von Kontrastmitteln
zu verursachen. Zum Beispiel breiten sich Impulse von hoher Energie (z.
B. mit einem MI von ungefähr oder mehr als 1,2) innerhalb
einer Region of Interest 26 des Sichtfeldes 24 aus.
Die Therapieimpulse werden entlang von Scanlinien 22 innerhalb
der Region of Interest 26 fokussiert. Ebene oder divergierende
Wellenfronten können alternativ verwendet werden.
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Der
Empfangsstrahlformer 16 erzeugt Empfangsstrahlen zur Bildgebung.
Der Empfangsstrahlformer 16 wendet verschiedene Verzögerungen
und Apodisation auf elektrische Signale an, die von Elementen des
Wandlers 14 empfangen wurden, und addiert die Signale,
um in Reaktion auf jede der Übertragungen einen Empfangsstrahl
zu erzeugen, der eine Scanlinie 22 repräsentiert.
Die empfangenen Echos stellen Reaktionen auf die Bildgebungs-Übertragungen
dar. Echos können in Reaktion auf die Therapie-Übertragungen
zur Bildgebung empfangen werden oder auch nicht.
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Der
Prozessor oder Detektor
18 umfasst eines oder mehreres
von einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung, einem allgemeinen Prozessor,
einem digitalen Signalprozessor, anderen digitalen Schaltungsanordnungen,
analogen Schaltungsanordnungen, einer Kombination davon oder anderen
Bauelementen zum Erkennen von Informationen aus dem empfangenen,
strahlgeformten Signalen zur Bildgebung. Bei einer Ausführungsform umfasst
der Prozessor
18 einen B-Modus- und/oder Doppler-Detektor.
Zum Beispiel wird die Amplitude einer Hüllkurve, die mit
den empfangenen Signalen verknüpft ist, detektiert. Als
ein anderes Beispiel wird eine Frequenzverschiebung oder Geschwindigkeit, ein
Betrag eines Dopplersignals oder einer Energie oder eine Varianz
durch Doppler- oder Korrelationsverarbeitung für Fluss-
oder Gewebebewegungs-Bildgebung detektiert. Es können Einzelimpuls-
oder Mehrfachimpuls-Verfahren zur Kontrastmittel-Bildgebung angewendet
werden, wie etwa Loss-of-Correlation-(Korrelationsverlust-)Bildgebung
oder harmonische Bildgebung unter Anwendung von Phasen- und/oder
Amplitudenmodulation und anschließender Kombination empfangener
Signale. Die
US-Patentschriften
Nr. 6,494,841 und
6,632,177 ,
deren Offenbarungen durch Querverweis in die vorliegende Anmeldung einbezogen
sind, lehren Kontrastmittel-Bildgebungsverfahren. Es können auch
andere Kontrastmittel-Bildgebungsverfahren angewendet werden. Es
können andere Prozessoren für eindimensionale,
zweidimensionale oder dreidimensionale Bildgebung verwendet werden.
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Ein
zweidimensionales Bild wird unter Verwendung irgendeines der oben
erörterten Bildgebungsverfahren B-Modus-, Doppler- und/oder
Kontrastmittel-Bildgebung erzeugt. Die detektierten Informationen
von dem Prozessor 18 werden dem Display 20 zur
Verfügung gestellt. Auf dem Display wird ein Bild erzeugt.
Verschiedene Kombinationen oder einzelne Typen von Bildern werden
im Wesentlichen gleichzeitig angezeigt, wie etwa ein B-Modus- und/oder
ein Doppler- und/oder ein Kontrastmittel-Bild. Bei einer Ausführungsform
werden Abschnitte eines Sichtfeldes 24, wie etwa seitliche
Ränder, als B-Modus- oder Doppler-Bilder dargestellt, und
ein anderer Abschnitt, wie etwa ein seitlich zentrierter Abschnitt,
wird als ein Kontrastmittel-Bild angezeigt.
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Unter
Verwendung des oben beschriebenen Systems 10 wird das Sichtfeld 24 abgebildet.
Ein vermuteter Thrombus oder ein mögliches Blutgerinnsel wird
auf dem Bild durch den Benutzer identifiziert. Bei einer Ausführungsform
wird eine B-Modus-Bildgebung höherer Leistung oder Farbfluss-(d.
h. Doppler-)Bildgebung verwendet, um einen sich verfestigenden Thrombus
besser zu identifizieren. Es werden Kontrastmittel injiziert. Die
Kontrastmittel wandern zu der Region of Interest 26. Derselbe
Typ von Bildgebung oder Kontrastmittel-Bildgebung wird angewendet,
um zu identifizieren, wann sich ausreichend Kontrastmittel in der
Nähe des Thrombus oder in ihm befinden. Zum Beispiel senden
dasselbe System 10 und derselbe Wandler 14 Schallenergie
mit niedrigem MI (z. B. 0,5 oder weniger) zur Bildgebung von Kontrastmitteln
mit minimaler Zerstörung.
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Dasselbe
System 10, welches denselben Sender 12 und Wandler 14 enthält,
wird anschließend verwendet, um therapeutische Impulse
zu senden. Zum Beispiel werden therapeutische Übertragungen
verwendet, um die Kontrastmittel zu zerstören und damit
zu helfen, den Thrombus aufzulösen. Bei einer Ausführungsform
sind die therapeutischen Impulse dieselben wie die B-Modus- oder
Farbflussimpulse, die für die Bildgebung verwendet werden. Alternativ
dazu werden Impulse verwendet, die so beschaffen sind, dass sie
die Kontrastmittel-Zerstörung maximieren, wie etwa niederfrequente
Schallenergie mit einem MI von ungefähr, jedoch weniger
als 1,9. Es kann eine höhere Impulswiederholfrequenz angewendet
werden, um die Schallleistung zu erhöhen, die auf die Kontrastmittel
einwirkt.
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Bei
alternativen Ausführungsformen werden Schubimpulse gesendet.
Die Schubimpulse können bewirken, dass wenigstens etwas
Kontrastmittel näher zu einer Thrombus-Kanalwand bewegt
wird. Impulse mit niedrigerem mechanischen Index und von längerer
Dauer als Bildgebungsimpulse können mit größerer
Wahrscheinlichkeit die Kontrastmittel ohne Zerstörung bewegen.
Die Schubimpulse werden nach Identifizierung des Thrombus gesendet,
jedoch vor wenigstens einem Zerstörungsimpuls. Die Schubimpulse
können mit der Wiederholung der Zerstörungs- oder
Therapieimpulse wiederholt werden oder auch nicht.
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Der
Prozessor 28 ist dasselbe oder ein anderes Bauelement als
der Prozessor oder Detektor 18. Der Prozessor 28 ist
irgendeine oder mehrere der Komponenten, die oben für den
Detektor oder Prozessor 18 beschrieben wurden. Bei einer
Ausführungsform ist der Prozessor 28 ein Steuerungsprozessor.
Der Prozessor 28 automatisiert die Sonothrombolyse. Auf
der Grundlage eines Eingangssignals von dem Detektor 18 oder
einer anderen Quelle (z. B. Scan-Wandler, Filter oder Strahlformer 16) kann
der Prozessor 28 die Sonothrombolyse basierend auf Rückinformationen
anpassen. Zum Beispiel wird das Identifizieren der Region of Interest
für die Behandlung automatisiert, basierend auf den Bildinformationen.
Als ein anderes Beispiel wird die Injektion von Kontrastmittel ausgelöst
oder variiert, basierend auf erkannten Kontrastmitteln, Wirksamkeit
der Behandlung und/oder Verfolgung der Region of Interest. In einem
anderen Beispiel werden die Auslösung der Übertragung,
der Ort der Übertragung und/oder die Anzahl der Übertragungen
zur Therapie in Abhängigkeit von Bildverfolgung, Kontrastmitteldetektion
oder Wirksamkeit der Behandlung gesteuert. Die Erfassung von relevanten
Bildern, wie etwa Dopplerfluss-Bildern nach jeder Wiederholung der Anwendung
von Therapieimpulsen, kann automatisch erfolgen.
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2 zeigt
eine Ausführungsform eines Verfahrens zur automatisierten
kontrastmittelverstärkten Ultraschalltherapie zur Thrombusbehandlung.
Das Verfahren wird mit dem System 10 von 1 oder
einem anderen System implementiert. Es können zusätzliche,
andere oder weniger Schritte ausgeführt werden. Zum Beispiel
sind möglicherweise der Schritt des Verfolgens 42,
der Schritt des Bestimmens der Wirksamkeit 44, der Schritt
der automatischen Erfassung 46, der Schritt des Ausgebens einer
Anzeige 48, der Schritt des Anpassens der Anzahl von Impulsen 40 und/oder
andere Schritte nicht vorgesehen. Die Schritte werden in der dargestellten Reihenfolge
oder einer anderen Reihenfolge ausgeführt. Zum Beispiel
kann das Abbilden des Thrombus in Schritt 30 nach dem Injizieren
von Kontrastmitteln in Schritt 32, während der
Injektion von Schritt 32, zur gleichen Zeit wie die Bildgebung
von Kontrastmitteln 34, zu anderen Zeitpunkten oder Kombinationen
davon erfolgen. Die Bildgebungs-Schritte 30 und 34 können
weiter im Gange sein, während andere Schritte ausgeführt
werden, wie etwa die Schritte 36, 38 und 44,
oder sie können diskrete Ereignisse sein, welche sich zeitlich
nicht mit einem oder mehreren anderen Schritten überschneiden.
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Einer
oder mehrere der Schritte sind automatisiert. Die Durchführung
der Sonothrombolyse wird automatisch mit einem Prozessor gesteuert.
Mit wenig oder ohne Benutzereingaben werden zum Beispiel ausgewählte
Bilder in Schritt 46 erfasst, wird eine Region of Interest
in Schritt 31 bestimmt und/oder werden Anzeigen in Schritt 48 ausgegeben. Die
Durchführung kann adaptiv in Abhängigkeit von Rückinformationen
erfolgen, wie etwa Anpassen einer Anzahl von Therapieimpulsen (Schritt 40),
Anpassen der Fortsetzung der Therapie auf der Grundlage der Wirksamkeit
(Schritt 44) und/oder Anpassen des Ortes der Therapie-Übertragung
(Schritt 42). Die Automatisierung kann Ultraschall-Untersuchern
ermöglichen, sich auf andere Dinge zu konzentrieren, oder
weniger Eingaben oder Steuerung durch den Ultraschall-Untersucher
erfordern. Zum Beispiel kann die Automatisierung eine vollständige
Durchführung der Sonothrombolyse ohne Benutzereingabe nach Auslösung
des Prozesses und/oder ersten Therapieimpulsen ermöglichen.
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In
Schritt 30 wird der Thrombus oder das mögliche
Blutgerinnsel mit dem Ultraschallwandler abgebildet. B-Modus, Farbdoppler-
und/oder ein anderer Bildgebungsmodus ermöglichen die Erkennung
einer eventuellen Thrombose. Die übertragene Schallenergie
weist einen hohen oder niedrigen MI auf, wie etwa einen MI, der
größer als 1,0 ist. Die verwendete Frequenz liegt
innerhalb der Bandbreite des Wandlers. In Reaktion auf die Übertragungen
werden unter Verwendung des Wandlers Echosignale empfangen. Die
empfangenen Signale sind auch durch den möglichen Thrombus
beeinflusst.
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In
Schritt 31 wird unter Verwendung der Bildgebung von Schritt 30 die
Position eines eventuell vorhandenen Blutgerinnsels identifiziert.
Die Diagnose eines möglichen Gerinnsels kann unterstützt
werden, indem mit dem Wandler, durch den Bediener oder mit einem
anderen Objekt Druck ausgeübt wird. Der Wandler, die Hand
des Bedieners oder das andere Objekt wird an den Patienten gedrückt.
Bei einem Blutgerinnsel ist es weniger wahrscheinlich als bei einer
Vene ohne ein Blutgerinnsel, dass es infolge des äußeren
Druckes zusammengedrückt wird. Durch den Unterschied in
der Flexibilität kann der Thrombus identifiziert werden.
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Bei
einer Ausführungsform von Schritt 31 wird die
Region of Interest für die Behandlung in Reaktion auf eine
Benutzereingabe und/oder automatisch bestimmt. Zum Beispiel wählt
oder bestätigt der Benutzer die Region of Interest. Die
Wahl kann in Reaktion auf durch den Prozessor hervorgehobene oder
identifizierte Gewebemarkierungen erfolgen. Unter Verwendung eines
Klassifikator- oder Bildverarbeitungsprogramms werden Regionen identifiziert, die
mit einem Thrombus zusammenhängen. Zum Beispiel kann eine
Korrelation von Bildern, die verschiedenen externen Drücken
entsprechen, eine Stelle hoher Korrelation entlang eines Gefäßes
anzeigen (z. B. Steifigkeit, die mit einem Thrombus zusammenhängt).
Es kann eine beliebige Gewebemarkierung verwendet werden, wie etwa
die intimal-mediale Wand in einem Gefäß. Stattdessen
kann die Region of Interest auch ohne Bestätigung durch
den Benutzer bestimmt werden, wie etwa als Prozessor-Korrelation
auf der Grundlage der Angabe der Zeiten unterschiedlicher Höhen
des äußeren Druckes durch den Benutzer.
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In
Schritt 32 werden Kontrastmittel injiziert. Zum Beispiel
werden die Kontrastmittel im Blut eines Patienten durch intravenöse
Infusion zugeführt. Es können auch andere gegenwärtig
bekannte oder zukünftig entwickelte Verfahren zum Einleiten
von Kontrastmittel in die Nähe des Thrombus oder in diesen angewendet
werden, wie etwa Injektion mit einer Nadel oder durch einen Katheter
direkt in das mögliche Blutgerinnsel oder in dessen Nähe.
Die Kontrastmittel können mit einem Mal oder im Wesentlichen
kontinuierlich zugeführt werden. Zum Beispiel führt
eine Injektionspumpe mit verschiedenen Injektionsgeschwindigkeiten
die Kontrastmittel mit der Zeit zu.
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Es
können beliebige Kontrastmittel verwendet werden. Bei einer
Ausführungsform transportieren die Kontrastmittel Medikamente
oder sind mit Medikamenten gemischt, wie etwa Medikamenten zur Unterstützung
der Zerstörung oder Schwächung des Thrombus (z.
B. fibrinolytische Mittel). Bei anderen Ausführungsformen
sind die Kontrastmittel frei von irgendwelchen Medikamenten. Die
Kontrastmittel können für eine Zerstörung
angepasst sein, wie etwa indem sie dünnere oder dickere
Wände aufweisen und/oder mehr oder weniger elastisch sind.
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In
Schritt 34 werden die Kontrastmittel abgebildet, die sich
in der Nähe des Thrombus oder in ihm befinden. Zum Beispiel
wird das mögliche Blutgerinnsel in Schritt 30 weiterhin
abgebildet. Wenn die Kontrastmittel in das Sichtfeld gelangen, werden
die Kontrastmittel in Schritt 34 mit demselben Betriebsmodus abgebildet
wie in Schritt 30. Es kann auch ein anderer Modus angewendet
werden, wie etwa ein Kontrastmittel-Detektionsmodus der Bildgebung.
In einem anderen Beispiel wird das mögliche Gerinnsel vor
der Injektion mit einem höheren Übertragungspegel
und nach der Injektion mit einem niedrigeren Übertragungspegel
abgebildet. Nachdem die Injektion von Kontrastmitteln erfolgt ist
und bevor oder nachdem die Kontrastmittel das Sichtfeld erreichen, bildet
derselbe Wandler mit Ultraschall mit niedrigem MI ab. Die übertragene
Schallenergie wird bei ungefähr 0,5 MI oder weniger gehalten.
Es können auch größere Leistungen angewendet
werden. Der Wandler empfängt Schallenergie in Reaktion
auf die Übertragung. Die Schallenergie wird auch durch
die Kontrastmittel und/oder den möglichen Thrombus beeinflusst.
Eine Bildgebung mit niedrigem MI und/oder höherer Frequenz erzeugt
Bilder mit geringerer Zerstörung der Kontrastmittel, als
dies in Schritt 38 der Fall ist. Eine gewisse Zerstörung
während der Bildgebung kann akzeptabel sein. Die Bildgebung
von Kontrastmitteln ermöglicht festzustellen, wann sich
in der Nähe des Thrombus oder in ihm ausreichend Kontrastmittel
für eine Behandlung befinden.
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Bei
einer Ausführungsform werden nach oder verschachtelt mit
der Bildgebung von Schritt 34 optionale Schubimpulse gesendet.
Kontrastmittel an einem oder in der Nähe eines möglichen
Gerinnsels werden mit einer Ultraschallübertragung von
einem Ultraschallwandler getrieben oder geschoben. Die Schubimpulse
können bewirken, dass Kontrastmittel näher an
das zu behandelnde Gerinnselmaterial bewegt werden. Die Schubimpulse
können automatisch erfolgen, wie etwa in Reaktion auf eine
Detektion von Kontrastmitteln oder einer ausreichenden Menge an Kontrastmitteln,
entsprechend einer zeitlichen Steuerung, in Reaktion auf die Aktivierung
der Injektionspumpe und/oder in Reaktion auf eine Benutzereingabe.
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In
Schritt 36 wird die Therapie aktiviert. Der Benutzer oder
das System identifiziert die Position des möglichen Blutgerinnsels.
Die Therapie kann auf eine größere oder kleinere
Region als die Bildgebungsregion und/oder die Region of Interest
angewendet werden. Nachdem ausreichend Kontrastmittel an der Position
detektiert worden sind, aktiviert der Benutzer die Therapie. Zum
Beispiel drückt der Benutzer eine Taste am Wandler. Als
anderes Beispiel drückt der Benutzer ein Pedal nieder.
Es können auch andere Benutzereingaben verwendet werden, wie
etwa mittels einer Taste auf einer Tastatur oder Steuertafel.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform aktiviert das System
oder ein Prozessor automatisch die Therapie. Es sind eine eingestellte
oder vorbestimmte Startzeit und Dauer für die Bildgebung,
den Schubimpuls und/oder die Therapieimpulse vorgesehen. Stattdessen
kann die Therapie auch adaptiv in Reaktion auf ein Auslöseereignis,
wie etwa Perfusion von Kontrastmittel, aktiviert werden. Eine Perfusion
von Kontrastmitteln innerhalb des Behandlungsbereiches, wie etwa
der Region of Interest, wird durch den Prozessor identifiziert.
Flussmerkmale, wie etwa Farbdoppler-Signale oder Spektralwerte,
können eine ausreichende Perfusion an einer Tor-Position oder
-Region anzeigen. Stattdessen kann ein Intensitäts- oder
mittlerer Signalwert für die Region, in der die Kontrastmittel-Detektion
angewendet wird, mit einem Schwellenwert verglichen werden. Bei
anderen Ausführungsformen wird die Änderung einer
mittleren oder anderen Intensität der Kontrastmittel überwacht.
Wenn ein stabiler Zustand für eine gewünschte
Zeit erreicht ist, wird ausreichende Perfusion angezeigt.
-
Der
Prozessor löst die Therapieimpulse in Reaktion auf ausreichende
Perfusion aus. Die Ultraschallimpulse mit höherem mechanischem
Index, die in der Lage sind, wenigstens einige Kontrastmittel zu zerstören,
werden in Reaktion auf die Identifizierung der Perfusion gesendet.
-
Der
Auslösevorgang von Schritt 36 kann wiederholt
erfolgen. Zum Beispiel wird anschließend erneut eine ausreichende
Perfusion festgestellt. In Reaktion darauf werden die Therapieimpulse
erneut ausgelöst.
-
In
Reaktion auf die Aktivierung von Schritt 36 wird in Schritt 38 eine
Therapie durch mechanische Kontrastmittel-Zerstörung angewendet.
Es wird eine Sonothrombolyse mit Ultraschall durchgeführt.
Die Sonothrombolyse kann das Senden von Schubimpulsen einschließen
oder auch nicht. Die Sonothrombolyse wird durchgeführt,
indem Schallenergie übertragen wird, um Kontrastmittel
zu zerstören. Einige oder sämtliche Kontrastmittel
in einer Region of Interest werden durch Ultraschall zerstört.
Schallenergie zerstört die Kontrastmittel an dem oder in
der Nähe des möglichen Gerinnsels. Die Auflösung,
die durch die Zerstörung von Kontrastmitteln verursacht
wird, zerbricht oder schwächt das Blutgerinnsel mechanisch. Eine
Auflösung kann außerdem oder stattdessen auch
durch Ausdehnung oder Kontraktion von Kontrastmitteln ohne Zerstörung
verursacht werden.
-
Kontrastmittel
werden zerstört oder ausgedehnt, indem Ultraschall mit
hohem MI übertragen wird, wie etwa Schallenergie mit einem
MI von ungefähr oder über 1,0–1,2. Eine
größere Schallenergie kann eine stärker
auflösende Zerstörung von Kontrastmitteln bewirken,
wie etwa eine Übertragung mit einem MI von ungefähr
1,9. Die Schallenergie wird an dem oder in der Nähe des
möglichen Blutgerinnsels fokussiert, um die größte
Zerstörungsleistung an dem möglichen Blutgerinnsel
zu liefern. Es kann auch nicht fokussierte oder schwach fokussierte Schallenergie
verwendet werden.
-
Kontrastmittel
können mit höherer Wahrscheinlichkeit durch Impulse
mit niedrigeren Frequenzen mit demselben MI zerstört werden.
Zum Beispiel wird eine Mittenfrequenz von ungefähr 2,0 MHz
oder weniger verwendet. Es können auch höhere
Frequenzen verwendet werden. Die Dauer eines Übertragungsereignisses
zum Zerstören von Kontrastmitteln ist von beliebiger Länge.
Bei einer Ausführungsform beträgt die Dauer weniger
als 50 Mikrosekunden, wie etwa nur 10 bis 20 Mikrosekunden. Bei
einer kurzen Dauer können Temperaturen in der Nähe
thermischer Grenzwerte vermieden werden. Es können auch
längere Dauern mit derselben oder einer geringeren Leistung
angewendet werden. Die Impulse können wiederholt werden,
wie etwa indem die Übertragung für einige Hundert
Mikrosekunden wiederholt wird. Es können auch mehr, weniger
oder keine Wiederholungen angewendet werden. Für die Therapie
können andere MI und/oder thermische Grenzwerte vorgesehen
sein als für die Bildgebung.
-
Die
gesendeten Schallimpulse sind Rechteckwellen, Sinuskurven oder andere
Wellenformen mit oder ohne eine Hüllkurve, wie etwa eine
Gaußsche oder rechteckige Hüllkurve. Bei einer
Ausführungsform weisen die Impulse einen im Wesentlichen gleichbleibenden
negativen Spitzendruck auf. Da das System möglicherweise
nicht augenblicklich die gewünschte Amplitude erzeugt,
sind die Sendewellenformen phasengesteuert, um mit einem positiven Spitzendruck
zu beginnen. Bis zur zweiten Hälfte des Anfangszyklus des
Impulses ist es wahrscheinlicher, dass das System die gewünschte
Amplitude erreicht hat. Die negativen Spitzendrücke sind
mit größerer Wahrscheinlichkeit gleichbleibend,
was die Fähigkeit zur Kontrastmittel-Zerstörung
erhöht. Bei anderen Ausführungsformen wird eine
andere Phaseneinstellung vorgesehen.
-
Die
Schallenergie, die mit den Therapie-Übertragungen verbunden
ist, wird nicht zur Bildgebung verwendet. Die Bildgebungs- und die
zerstörenden Übertragungen sind verschachtelt,
so dass im Wesentlichen eine kontinuierliche Bildgebung mit einer
spärlicheren Therapie vorgesehen wird, oder umgekehrt.
Es kann eine Verschachtelung von Einzelbildern miteinander, von
Zeilen miteinander, von Einzelbildgruppen, von Zeilengruppen oder
eine andere Verschachtelung angewendet werden. Stattdessen können
die Therapie-Übertragungen auch zur Bildgebung verwendet
werden. Die Bildgebungs- und die Therapieimpulse sind dieselben
oder verschieden.
-
In
Schritt 40 kann die Anzahl der Zerstörungsimpulse
automatisch gesteuert werden. Die Anzahl der Therapieimpulse oder Übertragungen
passt sich an die Wirkung der Impulse auf die Kontrastmittel an.
Wenn sich mehr Kontrastmittel innerhalb der Region of Interest,
wie etwa dem Gerinnsel, befinden, kann Schritt 38 wiederholt
werden, um die Behandlung weiter zu verstärken. Der Prozessor
wendet Zerstörungsimpulse adaptiv mehrere Male auf eine
einzige Zeile, mehrere Zeilen oder eine Region an. Die Wiederholung
kann positionsspezifisch sein, so dass für einige Positionen
wiederholt wird und für andere nicht, oder sie kann für
die gesamte Region of Interest erfolgen.
-
Die
Anpassung der Anzahl der Impulse beruht auf der Rückmeldung
von Kontrastmittel-Informationen. Kontrastmittel werden nach der
Zerstörung wenigstens einiger der Kontrastmittel detektiert. Zum
Beispiel wird die Bildgebung von Schritt 34 nach der Ausführung
von Schritt 38 verwendet, um eventuell verbleibende Kontrastmittel
zu detektieren. Es kann jedes beliebige der Detektionsverfahren
angewendet werden, die oben für die Auslösung
in Schritt 36 erörtert wurden. Es kann ein beliebiger
Schwellenwert verwendet werden, wie etwa dieselben, mehr oder weniger
Kontrastmittel, als für irgendeine Auslösung verwendet
wurden. Falls das Kontrastmittelsignal hoch bleibt, werden noch
mehr Zerstörungsimpulse abgegeben. Die nachfolgenden Therapieimpulse können
dieselben wie vorhergehende Impulse oder von ihnen verschieden sein,
wie etwa durch Änderung von Frequenz, mechanischem Index,
Brennpunktposition, Apertur, Anzahl der Zyklen und/oder eines anderen
Merkmals, um möglicherweise mehr Zerstörung von
Kontrastmitteln zu verursachen. Die Richtung der Schallwellenfront
kann geändert werden, um Kontrastmittel mit größerer
Wahrscheinlichkeit in eine Position für eine nachfolgende
Zerstörung zu bringen. Die Wellenfront kann auf die Gefäßmorphologie
und/oder Flussdynamik zugeschnitten sein, wie etwa Übertragung
während eines Abschnitts des Herzzyklus mit niedrigem Fluss.
-
Falls
das Kontrastmittelsignal niedrig ist, bewegt sich das System zu
der nächsten akustischen Linie oder Region und/oder fährt
mit einer weiteren Bildgebung fort. Zum Beispiel endet die Übertragung von
Therapieimpulsen bis in Schritt 36 wieder eine ausreichende
Perfusion von Kontrastmitteln detektiert wird, mit oder ohne Bildgebung
gemäß Schritt 30 vor Perfusion. Als ein
anderes Beispiel werden Impulse entlang verschiedener Scanlinien
oder unter verschiedenen Winkeln übertragen. Mit der Schallenergie
wird eine Ebene oder ein Volumen abgetastet. Mechanische oder elektrische
Mechanismen lenken oder fokussieren die Schallenergie auf unterschiedliche
Positionen. Es ist eine automatische oder manuelle Steuerung der
Abtastung vorgesehen. Durch Scannen eines gesamten Blutgerinnsels
in zwei oder drei Dimensionen ist es wahrscheinlicher, dass das Blutgerinnsel
aufgelöst oder geschwächt wird. Die Region für
die Abtastung ist dieselbe, größer oder kleiner
als eine Bildgebungsregion.
-
In
Schritt 42 kann die Bildgebung der Schritte 30 und/oder 34 verwendet
werden, um die Region of Interest zu verfolgen. Die Behandlungsregion
wird mit Ultraschall verfolgt. Zum Beispiel wird ein Scannen mit
niedrigem mechanischem Index angewendet, um auf der Grundlage von
Gewebe- und/oder Kontrastmittelinformationen zu verfolgen. Es können auch
andere Ultraschallinformationen verwendet werden, wie etwa Signale,
die eine Reaktion auf die Therapie-Übertragungen darstellen.
-
Die
Region wird in zwei oder drei Dimensionen verfolgt. Indem ein Wandler
verwendet wird, der zu einem dreidimensionalen Scannen in der Lage
ist (z. B. ein mehrdimensionales Array oder ein Wobbler-Array),
kann vermieden werden, dass eine Bewegung des Wandlers durch den
Benutzer erforderlich ist, um eine Bewegung aus der Ebene hinaus
zu verfolgen. Es kann auch ein eindimensionales Array verwendet
werden, wie etwa zur Verfolgung in zwei Dimensionen.
-
Die
Verfolgung wird unter Anwendung von Speckle Tracking, Feature Tracking
(Merkmalsverfolgung), Velocity Mapping oder eines anderen gegenwärtig
bekannten oder zukünftig entwickelten Verfahrens durchgeführt.
Es kann eine auf der minimalen Summe der absoluten Differenzen,
auf Kreuzkorrelation oder anderer Korrelation beruhende Suche angewendet
werden, um einen Ort der Region of Interest in aufeinander folgenden
Bildern zu identifizieren. Es werden Translation und/oder Rotation
verfolgt. Wenn sich die Position der Region of Interest relativ
zu dem Wandler ändert, werden die Position für
die Therapie und/oder die Region of Interest automatisch aktualisiert.
-
Der
Ort der Sonothrombolyse wird in Abhängigkeit von der Verfolgung
angepasst. Sendestrahlformer-Parameter, Wobbler-Parameter oder Kombinationen
von beidem werden in Abhängigkeit von der Verfolgung aktualisiert.
Zum Beispiel werden die Parameter der Sende- und/oder Empfangsstrahlformung
aktualisiert, um den Bildgebungs- und/oder Behandlungsfokus innerhalb
der gewählten Region of Interest zu halten. Als ein anderes
Beispiel werden der Wobbling-Ursprung und die Winkel-Abtastung (Winkel-Sweep)
in einem Wobbler-Wandler geändert, um den Bildgebungs-
und/oder Behandlungsfokus innerhalb der gewählten Region
of Interest zu halten.
-
Falls
die Region of Interest und die ursprünglich definierte
Region of Interest stark dekorreliert sind, kann ein optischer und/oder
akustischer Alarm ausgelöst werden. Falls sich die Region
of Interest zu sehr bewegt hat, um genau zu sein, kann der Benutzer
benachrichtigt werden. Eine weitere Automatisierung ist vorgesehen,
indem Behandlungsimpulse gestoppt werden, bis der Benutzer den Ablauf
neu einstellt.
-
In
Schritt 44 wird die Wirksamkeit der Behandlung bestimmt.
Ein Prozessor bestimmt die Wirksamkeit für eine auf der
Wirksamkeit basierende automatisierte Steuerung. Der Behandlungsfortschritt
wird mittels eines beliebigen Ultraschall-Bildgebungsmodus überwacht,
wie etwa B-Modus, zwei- oder dreidimensionale Bildgebung, Farbdoppler- oder
Spektraldoppler-Modus. Bei einer Ausführungsform resultieren
die Ultraschallinformationen, die zur Bestimmung der Wirksamkeit
verwendet werden, aus anderen Übertragungen als zur Durchführung der
Sonothrombolyse. Zum Beispiel werden Impulse mit einem mechanischen
Index zwischen den niedrigen und hohen mechanischen Indizes der
Impulse zur Kontrastmittel- Detektion und der Therapieimpulse verwendet.
Es kann die Bildgebung von Schritt 30 verwendet werden,
wie etwa eine Bildgebung mit Leistungspegeln für eine höhere
Auflösung oder ein tieferes Eindringen, anstatt unter Vermeidung
von Zerstörung. Die resultierenden Informationen werden verwendet,
um das Gerinnsel oder einen anderen Indikator der Wirksamkeit der
Behandlung zu detektieren.
-
Es
können die Änderung des Flusses oder der Größe
des Gerinnsels, Kombinationen davon oder ein anderer Indikator der
Wirksamkeit bestimmt werden. Die Behandlung kann ein größeres
Volumen oder eine höhere Geschwindigkeit des Flusses ermöglichen.
Mittels Doppler-Bildgebung kann ein ausreichender oder erhöhter
Fluss detektiert werden. Rückinformationen, die auf der
Detektion von Änderungen des Flusses zu einem Gefäß oder
Mikrokanal innerhalb eines von Thrombose betroffenen Gefäßes beruhen,
zeigen die Wirksamkeit an. Die Behandlung kann eine Verkleinerung
des Gerinnsels zur Folge haben. B-Modus- und/oder Doppler-Informationen können
eine ausreichende oder verringerte Größe des Gerinnsels
anzeigen. Eine Kontrastmittel- oder andere Bildgebung kann Unterschiede
im Thrombus anzeigen.
-
Indem
die Wirksamkeit bestimmt wird, werden Rückinformationen
geliefert, die auf dem Behandlungsergebnis während der
Sonothrombolyse beruhen. Es kann ein beliebiger Schwellenwert verwendet
werden, um eine ausreichende Wirksamkeit zu bestimmen. Der Schwellenwert
kann vorbestimmt oder relativ sein. Zum Beispiel kennzeichnet eine prozentuale Änderung
von Größe, Fluss, Volumendurchsatz oder einem
anderen Merkmal die Beendigung der Sonothrombolyse.
-
Verschiedene
Aspekte der Sonothrombolyse können in Abhängigkeit
von der Wirksamkeit der Behandlung gesteuert werden. Die Schub-
oder Treibimpulse, Zerstörungsimpulse oder Bildgebungsimpulse
können geändert werden. Zum Beispiel kann der
Ort von Schub und/oder Therapie variiert werden. Wenn ein Teil eines
Thrombus ausreichend behandelt ist, kann der Fokus der nachfolgenden
Thrombolyse zu ungenügend behandelten Bereichen verschoben
werden. Ältere Gerinnselbereiche lassen sich möglicherweise
schwerer mit Ultraschall und/oder Kontrastmittel-Zerstörung
auflösen. Anstatt die Therapie auf bereits entfernte oder
aufgelöste neue Gerinnselbereiche anzuwenden, wird die
Therapie auf den kleineren verbleibenden Bereich angewendet. Die
Bildgebung kann verschoben werden, um der Verschiebung eines Behandlungsbereiches aufgrund
einer Wirksamkeitsbestimmung Rechnung zu tragen.
-
Bei
anderen Ausführungsformen wird eine Förderrate
einer Kontrastmittel-Infusionspumpe in Abhängigkeit von
der Wirksamkeit der Behandlung angepasst. Die Anpassung erfolgt
ohne Benutzereingabe. Die Infusionsgeschwindigkeit kann entsprechend
der Wirksamkeit variiert werden. Falls die Geschwindigkeit, mit
der ein Behandlungserfolg eintritt, gering ist, kann die Menge zugeführter
Kontrastmittel erhöht werden. Falls die Behandlung wirksam
ist, kann die Tropfinfusion oder der Fluss verlangsamt oder abgestellt
werden. Durch die Anpassung der Infusionsgeschwindigkeit aufgrund
der Rückinformationen über die Wirksamkeit kann
die Kontrastmittel- und/oder Medikamentendosierung minimiert werden.
-
Die
Infusionspumpe kann eine andere automatische oder adaptive Steuerung
aufweisen. Zum Beispiel kann die Infusionsgeschwindigkeit verringert oder
die Infusion gestoppt werden, wenn sich die Region of Interest verschiebt.
Zusätzlich oder stattdessen kann die Sonothrombolyse in
Abhängigkeit von der Verschiebung beendet werden.
-
Die
Rückinformationen über die Wirksamkeit können
eine im Wesentlichen vollständige Durchführung
der Sonothrombolyse oder eine ungenügende Wirksamkeit anzeigen.
Je nachdem, ob das eine oder das andere zutrifft, kann die Durchführung
der Sonothrombolyse beendet werden. Zusätzlich zu oder
anstelle einer ständigen Überwachung der Sonothrombolyse
durch den Benutzer verwendet das Ultraschallsystem die Rückinformationen über
die Wirksamkeit, um zu bestimmen, ob der Prozess abgeschlossen ist.
Das Ultraschallsystem beendet die Therapie mit oder ohne eine daraufhin
erfolgende Beendigung der Bildgebung.
-
In
Schritt 48 wird eine Anzeige der Wirksamkeit der Behandlung
für den Benutzer bereitgestellt. Audio-, Video- und/oder
andere Signale zeigen die Beendigung oder andere Grade der Wirksamkeit
an. Zum Beispiel wird ein quantitatives Maß der Wirksamkeit,
wie etwa eine Blutflussgeschwindigkeit oder ein Blutgefäßvolumen,
an den Benutzer ausgegeben. Für unterschiedliche Rückmeldungen
für den Benutzer können unterschiedliche Anzeigen
verwendet werden, wie etwa eine Videoanzeige für den Grad der
Wirksamkeit und eine Audio- und/oder eine andere Video-Rückmeldung,
welche den Abschluss der Sonothrombolyse anzeigt. Es können
auch andere Rückmeldungen verwendet werden. Zum Beispiel kann
ein Alarm ertönen, um den Kliniker zu benachrichtigen,
wenn sich die Region of Interest der Behandlung wesentlich bewegt
hat und/oder die Behandlung automatisch unterbrochen worden ist.
Als ein weiteres Beispiel zeigt ein Audio- und/oder Video-Hinweiszeichen
an, dass der Therapieimpuls- oder Zerstörungs-Modus von
Schritt 38 aktiv oder inaktiv ist.
-
In
Schritt 46 werden während der Sonothrombolyse
automatisch Bilder erfasst. Eine automatische Erfassung von Bildausschnitten
während der gesamten Therapiestudie kann bei der Diagnose oder
der Überprüfung der Wirksamkeit helfen. Bilder können
periodisch erfasst werden, etwa basierend auf einem Zählvorgang
oder Takt. Bilder können in Reaktion auf Auslöseereignisse
erfasst werden, wie etwa Erfassen von Bildern, die verwendet werden, um
die Wirksamkeit zu bestimmen, von Bildern, die während
oder nach Anwendung der Therapieimpulse erzeugt werden, von Bildern,
die verwendet werden, um die Therapie auszulösen, und/oder
anderen Bildern. Andere Informationen können automatisch
aufgezeichnet werden, wie etwa eine Quantifizierung der Wirksamkeit.
-
Die
Arbeitsgänge des Systems zur automatisierten kontrastmittelverstärkten
Ultraschalltherapie zur Thrombusbehandlung, wie etwa zur automatisierten
Durchführung eines oder mehrerer der Schritte von 2 oder
anderer hier beschriebener Schritte, oder für eine Interaktion,
um eine manuelle Durchführung zu ermöglichen,
sind mit Anweisungen durch einen programmierten Prozessor implementiert.
Die Anweisungen zur Implementierung der oben erörterten
Prozesse, Verfahren und/oder Techniken werden auf computerlesbaren
Speichermedien oder in Speichern bereitgestellt, wie etwa in einem
Cache, Puffer, RAM, auf Wechselspeichermedien, einem Festplattenlaufwerk
oder anderen computerlesbaren Speichermedien. Computerlesbare Speichermedien
umfassen verschiedene Typen von flüchtigen und nichtflüchtigen
Speichermedien. Die Funktionen, Schritte oder Aufgaben, die in den
Abbildungen dargestellt oder hier beschrieben sind, werden in Reaktion
auf einen oder mehrere Sätze von Anweisungen ausgeführt,
die in oder auf computerlesbaren Speichermedien gespeichert sind.
Die Funktionen, Schritte oder Aufgaben sind unabhängig
von dem speziellen Typ von Anweisungssatz, Speichermedium, Prozessor oder
Verarbeitungsstrategie und können durch Software, Hardware,
integrierte Schaltungen, Firmware, Mikrocode und Ähnliches,
jeweils allein oder in Kombination verwendet, ausgeführt
werden. In ähnlicher Weise können Verarbeitungsstrategien
Mehrfachverarbeitung, Multitasking, Parallelverarbeitung und Ähnliches
beinhalten. Bei einer Ausführungsform werden die Anweisungen
auf einem Wechselmediengerät gespeichert, zum Lesen durch
lokale oder entfernte Systeme. Bei anderen Ausführungsformen werden
die Anweisungen an einem entfernten Ort gespeichert, zur Übertragung über
ein Computernetzwerk oder über Telefonleitungen. Bei wieder
anderen Ausführungsformen werden die Anweisungen innerhalb
eines gegebenen Computers, einer CPU, GPU oder eines Systems gespeichert.
-
Obwohl
die Erfindung oben unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen
beschrieben wurde, versteht es sich, dass zahlreiche Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den
Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die obige ausführliche
Beschreibung ist daher als der Veranschaulichung dienend und nicht
als einschränkend zu betrachten, und es ist klar, dass
allein die nachfolgenden Patentansprüche, einschließlich aller Äquivalente,
dazu bestimmt sind, den Geist und Schutzbereich dieser Erfindung
zu definieren.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Die
Steuerung der Sonothrombolyse-Behandlung (38) wird basierend
auf Rückinformationen von Ultraschall automatisiert. Die
zu behandelnde Region kann verfolgt werden (42), um eine
fortlaufende Behandlung an der gewünschten Stelle zu gewährleisten.
Die Behandlung kann basierend auf einer Detektion von ausreichender
Perfusion ausgelöst (36) werden. Die Anzahl oder
Intensität zerstörender Ultraschallimpulse kann
sich an die Anzahl verbleibender Kontrastmittel anpassen (40).
Die Behandlung kann basierend auf der Wirksamkeit (44)
beendet oder geändert werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 6494841 [0027]
- - US 6632177 [0027]