JP2008532607A - 位相収差訂正のためのマイクロバブル生成技術 - Google Patents

位相収差訂正のためのマイクロバブル生成技術 Download PDF

Info

Publication number
JP2008532607A
JP2008532607A JP2008500307A JP2008500307A JP2008532607A JP 2008532607 A JP2008532607 A JP 2008532607A JP 2008500307 A JP2008500307 A JP 2008500307A JP 2008500307 A JP2008500307 A JP 2008500307A JP 2008532607 A JP2008532607 A JP 2008532607A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microbubbles
tissue
focused ultrasound
ultrasound transducer
microbubble
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008500307A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5038289B2 (ja
Inventor
クリストファー ホール
シュンムガフェル ソッカ
ディビッド ルイ マリー サヴェリィ
チェン ティン チン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of JP2008532607A publication Critical patent/JP2008532607A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5038289B2 publication Critical patent/JP5038289B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48Diagnostic techniques
    • A61B8/481Diagnostic techniques involving the use of contrast agent, e.g. microbubbles introduced into the bloodstream
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4272Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving the acoustic interface between the transducer and the tissue
    • A61B8/4281Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving the acoustic interface between the transducer and the tissue characterised by sound-transmitting media or devices for coupling the transducer to the tissue

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

集束超音波FUSトランスデューサ20により生成される超音波が画像化される組織に向かって進むよう、FUSトランスデューサ20が体に向かうような、身体組織の超音波イメージングのための方法及びシステムが与えられる。FUSトランスデューサ20は、組織におけるマイクロバブル28の形成をもたらすよう操作され、マイクロバブル28を伴う組織の超音波画像が取得される。必要であれば、各マイクロバブル28をポイント源又はポイント状のスキャッタとして用いて、取得される超音波画像における位相収差が訂正されることができる。従ってマイクロバブル28形成は、非侵襲的な態様で得られることができる。なぜなら、FUS誘導によるマイクロバブル28形成は、身体への介入的ツールの挿入を必要としないからである。

Description

本発明は、イメージングの間に生じる位相収差が訂正されるような超音波イメージングのための方法及び装置に一般に関し、より詳細には、超音波イメージングの間に生じる位相収差の訂正に使用するマイクロバブルを生成する方法及び装置に関する。
位相収差は、超音波伝播を含む波形伝播におけるある種の問題を表す。その問題は、受信前及び画像がそこからレンダリングされる前の段階で未知である音響パラメタを持つ物質を通る超音波の伝播に起因する。物質(例えば、人体組織)の未知の音響特性の副作用は、身体における医療的に重要な構造の局所化に最終的には影響を与える空間分解能の複雑化及び低減を含む。この劣化は、あまり良く分かっていない超音波伝播速度による、屈折、反射、分散及び位相の未知の合成(accumulation)によりもたらされる可能性がある。
超音波位相収差の副作用を克服すべく多くの技術が提案されてきた。その中には、超音波アレイの受信要素のそれぞれにおいて生じる相対位相収差を測るため、超音波イメージングフィールドにおいて良く特徴付けられた(well-characterized)スキャッタ(scatter)の存在を用いるものがある(例えば、S.W.Flax及びM.O'Donnell、「Phase-aberration correction using signals from point reflectors and diffuse scatters: basic principles」、IEEE Transactions on Ultrasonics、Ferroelectrics and Frequency Control、1988、35(6):pp. 758-767参照)。
しかしながら、人体において、この手法を手助けするための、強固な自然のポイント状スキャッタはあまり多く存在するものではない。そのようなものとして、胸における微小石灰化といったポイント状スキャッタが存在するような臨床ケース(例えばA.T.Fernandez及びG.E.Trahey「Two-dimensional phase aberration correction using an ultrasonic 1.75D array case study on breast microcalcifications」、Ultrasonics、2003 IEEE Symposium、2003参照)、及び超音波スペックル(speckle:斑点)がコヒーレントスキャッタとして扱われることができるような臨床ケースに基づき、複数の技術が適用されてきた。別の種類の技術は、注目領域における音響的なポイント源を挿入するステップと、イメージングアレイの各チャネル上で放出されるさざ波(wavelet)を記録するステップとを含む。いわゆる時間反転鏡を用いることにより、反転された波形が媒体中に逆伝播される(例えばM.Fink、C.Prada、F.Wu及びD.Cassereau「Self focusing in inhomogeneous media with time reversal acoustical mirrors.」、IEEE Ultrasonics symposium、1989、pp.681-686参照)。これは、源の位置で送信ビームが正確に集束することを可能にする。この技術の1つの欠点は、侵襲的な手順で注目領域にエミッタ(emitter)を挿入する必要があることである。
注目器官の内側にポイント源を作成するため、又は正確に選択された位置に強固なポイントスキャッタを生成するため、非線形周波数ミキシング又は高密度集束超音波といった非侵襲的な音響的方法がいくつか提案されてきた(例えばJ.Seo、J.J.Choi、T.L.Hall、J.B.Brian、M.O'Donnel及びC.A.Cain「Generation of a pseudo-point source by nonlinear beam-mixing in the presence of ultrasound contrast agents.」、IEEE Ultrasonics symposium、2004参照)。Seoらは、非常に非線形な造影剤の水懸濁中に、それぞれ4 MHz及び5 MHzでの2つの集束フィールドの交点で1 MHzポイント源を作成することが可能であることを示した。これは、時間反転鏡実験に必要な仮想的源を生成するが、非線形係数が非常に高いことを必要とする。非線形係数は、哺乳類組織においてしばしば低い。
米国特許第6,485,423号は、人工的な超音波ポイント状スキャッタ、つまり造影剤バブル又はマイクロバブルを侵襲的介入ツールを介して体内に導入することを記載する。画像化される組織に一旦挿入されると、各造影剤バブルは、適切な訂正スキームにおいて使用されるとき、位相収差訂正を可能にすることになるポイント状スキャッタとして機能することになる。この技術は理論的には可能であるが、実際には難しい。なぜなら、複数のスキャッタをイメージングフィールドに人工的に誘起することが難しく、造影剤の注入が侵襲的であり、マイクロバブルが現れるであろう場所の空間制御が困難だからである。
ポイント状スキャッタを体内に導入するための上述された技術に伴う困難さの観点から、体内における斯かるポイント状スキャッタを生成する好適な技術が必要とされる。
本発明の目的は、超音波イメージングにおける位相収差を訂正する新規で改善された方法及び装置を提供することにある。
本発明の更なる別の目的は、使用されるマイクロバブルの生成が非侵襲的な態様で達成されるような、超音波イメージングにおける位相収差を訂正する新規で改善された方法及び装置を提供することにある。
本発明の更なる別の目的は、使用するマイクロバブルが生成される位置及び時間に関し、より高い精度及び制御を提供するような、超音波イメージングにおける位相収差を訂正する新規で改善された方法及び装置を提供することにある。
本発明の更なる別の目的は、超音波イメージングの間生じる位相収差の訂正に使用するマイクロバブルを生成する新規で非侵襲的な方法及び装置を提供することにある。
本発明の更なる目的は、超音波イメージングアプリケーションにおける既存の位相収差訂正技術の較正及び使用を可能にする、人体におけるメトリック(metric)を作成する新規で改善された方法及び装置を提供することにある。
これら及び他の目的を実現するため、身体組織の超音波イメージングのための方法は、集束超音波(FUS)トランスデューサにより生成される超音波が、画像化される組織の中又は周囲の位置で集束するよう、FUSトランスデューサを体に対して向けるステップと、組織の中又は周囲の位置でエコージェニックな(echogenic)マイクロバブルの形成をもたらすようFUSトランスデューサを動作させるステップと、少なくとも1つのマイクロバブルが存在する間、組織の超音波画像を取得するステップと、各マイクロバブルをポイント源又はポイント状スキャッタとして用いて、取得された超音波画像における位相収差を訂正するステップとを含む。そのようなものとして、FUSトランスデューサは基本的に画像化される組織に対して自由に移動させることができるので、マイクロバブルが形成される位置に関する正確な制御が得られる。更に、FUSトランスデューサの制御された動作(activation)を介して、マイクロバブルが形成される時間に関する制御も得られる。更に、非侵襲的な態様で位相収差を訂正することも可能になる。なぜならFUS誘起によるマイクロバブル形成は、体内への介入的ツールの挿入を必要としないからである。
集束超音波は、組織の局所低温加熱(hyperthermia)、ガスバブルあり/なしでの局所機械効果、又は可能であれば組織の除去/破壊(高密度集束超音波-HIFU)をもたらす非常に集束した音波の使用も含む。こうしてFUSは、処置領域の焦点でのパケット又はマイクロバブルの形式でのガスの形成をもたらす。わずかな量しか形成されない場合、これらのマイクロバブルは一時的であり、部分圧が組織の蒸気圧以下に減らされるときの灌流組織のガス抜け(out-gassing)が原因で、マイクロバブルが一時的となるようである。この現象は、治療上の音波により生成される高密度圧力フィールドに起因して、集束超音波において生じる急速な圧力変動と共に生じる場合がある。
その方法に対する拡張は、例えば、イメージング手順を通して少なくとも1つのマイクロバブルが存在することを確実にするため、マイクロバブルの破壊又は吸収に関する状態に基づきマイクロバブルの形成を制御するステップを含む。例えば、画像化される組織によるマイクロバブルの吸収能力を監視することにより、FUSトランスデューサの動作及びマイクロバブルの形成が、マイクロバブルを吸収する組織の能力に基づき制御されることができる。マイクロバブル形成の時間的制御は、イメージングシステムの改善された使用を提供する。なぜなら、イメージングシステムが使用されないとき、マイクロバブルは形成されないことになるからである。他方、イメージング手順の間、マイクロバブルは連続的に形成されることができる。それによって、FUSトランスデューサの1つの動作の間に形成される1つのマイクロバブル又はマイクロバブルのセットが組織に吸収されるとすぐ、FUSトランスデューサは、別のマイクロバブル又はマイクロバブルのセットの形成をもたらすよう動作される。
マイクロバブル形成の空間的な制御、つまりマイクロバブルが組織において形成されることになる位置に関する制御は、マイクロバブル形成が望まれる注目領域における位置に焦点が結ばれるよう、FUSトランスデューサを組織に対して動かすことにより実現されることができる。画像の取得の間に、FUSトランスデューサが移動されることができるか、又はFUSトランスデューサの焦点が変更されることができる。
本発明による身体組織の超音波イメージングのための装置は、画像化される組織の中又は周囲の位置で超音波を集束させるよう構成されるFUSトランスデューサと、超音波イメージングシステムとを含む。その超音波イメージングシステムは、複数のトランスデューサ要素を持つ超音波トランスデューサアレイと、トランスデューサ要素により生成される信号から組織の超音波画像を生成する機能を持つ、ビーム生成及び処理回路を含む処理及び制御ユニットと、ビーム生成及び処理回路により生成される超音波画像における位相収差を訂正する訂正フィルタとを含む。FUSトランスデューサは、組織におけるマイクロバブルを形成するよう動作し、その後、超音波イメージングシステムが、マイクロバブルを伴う組織の超音波画像を生成し、かつ各マイクロバブルをポイント源として用いて超音波画像における位相収差を訂正する。
マイクロバブルを吸収する組織の能力は、例えば、取得された超音波画像が表示されるディスプレイ上にマイクロバブルを視覚化することにより、監視されることができる。その場合、FUSトランスデューサの操作及びマイクロバブルの形成は、マイクロバブルを吸収する組織の能力に基づき制御され、又は時間が区切られる(timed)。例えば、イメージング手順の間連続的に、又は画像が取得されるときはいつでもマイクロバブルが組織内に存在するよう、FUSトランスデューサの動作時間が決定される(time)ことができる。
FUSトランスデューサは、FUSトランスデューサにより動作中に送信される波形が、周囲の組織に対して与える影響を最小にしつつマイクロバブルの形成を最適化するよう、画像取得に使用される選択された特定の設定と共に調整可能な設定を持つことができる。
本発明並びにその追加的な目的及びその利点は、以下の詳細な説明を参照して、同様な参照番号が同様な要素を特定するよう描かれる対応する図面と合わせて、最良に理解されることができる。
最初に図1を参照して、本発明による超音波イメージングシステム10は、集束超音波(FUS)システム12と、複数のトランスデューサ要素を持つ超音波送信機/受信機アレイ14と、FUSシステム12及びアレイ14を制御し、かつアレイ14により受信される超音波から得られる視覚画像をディスプレイ18に提供する処理及び制御ユニット16とを含む。処理及び制御ユニット16は、アレイ14のトランスデューサ要素により生成される信号から組織の超音波画像を生成することができるビーム生成及び処理回路を含む。ディスプレイ18に表示される画像を受信超音波から得ることを可能にするよう超音波を送信し、及び超音波を受信するために、処理及び制御ユニット16によりアレイ14が制御される態様は、従来において知られている。
図1は、FUSシステム12をアレイ14とは分離して示すが、FUSシステム12及びアレイ14は、単一の要素として一体化されることができる。この場合、FUSシステム12及びアレイ14は、共通の筐体に配置され、共通のイメージング要素を持つことになる。
FUSシステム12は、単一の場所で超音波を集束させる集束超音波送信機又はトランスデューサ20を含む。FUSトランスデューサ20を画像化される対象物に対して適切な方向に向けることにより、FUSトランスデューサ20により生成される超音波が、画像化されることができる対象物内の位置に向かって方向付けられる。図1に示されるように、画像化される対象物は、人体24における器官22及びその周囲の組織である。その場合、通常、器官22の周囲の組織におけるポイント26で超音波を集束させ、その位置におけるマイクロバブル28の形成をもたらすよう、FUSトランスデューサ20は動作する。処理及び制御ユニット16を介したFUSトランスデューサ20の制御は、イメージング手順の過程において、複数のマイクロバブル28の形成を可能にする。それぞれは、可能性として、特殊な空間位置及び特殊な時間で形成される。
マイクロバブル28が形成される身体24における空間位置の変形例が、様々な方法で得られることができる。例えば、焦点を変えながら、それによりマイクロバブル28が形成されることになるポイント26を変えつつ、FUSトランスデューサ20を単一の位置にとどめておくことが可能である。また、FUSトランスデューサ20の方向を変え、FUSシステム12全体を動かすか又はFUSトランスデューサ20のみを動かすこともできる。
集束される位置でマイクロバブル28の形成が望まれるときはいつでも、マイクロバブル28が形成される時間における変形又は時間変動が、FUSトランスデューサ20を動作させることにより得られる。別の時間では、FUSトランスデューサ20が動作されず、従ってマイクロバブル28を生み出すことはない。
FUSトランスデューサ20により形成されるとき、形成の後一定の時間期間で破壊されるという意味において、マイクロバブル28は一時的なものである。人体22に形成されるとき、マイクロバブル28は人体24内に吸収される。FUSトランスデューサ20は、全体のイメージング手順の間の位相収差訂正を可能にするため効力を発する少なくとも1つのマイクロバブル28の存在を確実にするよう制御可能である。つまり、1つのマイクロバブルが吸収されるか、位相収差訂正を可能にする効力を失うとき、別のマイクロバブルが形成される。
各マイクロバブル28が存在する時間において、アレイ14は、画像化される身体24における器官22及びその周囲の組織、又は注目領域に向かう超音波を送信し、及びそこからの超音波を受信するよう動作されることができる。マイクロバブル28から反射された超音波を含む送信及び受信超音波の解析は、処理及び制御ユニット16に関連付けられる訂正フィルタを用いて位相収差を訂正するのに使用される。マイクロバブル及び他のポイント状スキャッタを用いて、超音波イメージングにおける位相収差が訂正されることができる態様は、従来において知られている。
FUSトランスデューサ20の時間的及び空間的制御は、こうして、各マイクロバブル28が所望の位置及び時間で形成されることを可能にし、結果として、位相収差訂正技術及び/又は超音波イメージング手順を最適化する。従来技術と比べると、複数のマイクロバブルが同時に形成される必要がなく、それにより、複数のマイクロバブルの存在下で位相収差訂正の間に生じる問題が解消される。介入ツールが必要とされることもなく、それにより斯かるツールの挿入及び使用に伴う問題も解消される。
FUSシステム12は、様々なタイプ及び構成を取ることができる。ある例示的な構成は、FUS送信機又はトランスデューサ20に加えて、高出力アンプ及び信号生成器を含む。通常、FUSトランスデューサ20の単色連続又はパルス波励起が使用される。信号生成器により送信される波形のための設定は、周囲の組織に対する影響を最小に抑えてマイクロバブル28の形成を最適化するよう選択されることになる。このため、例えば、取得された超音波画像をディスプレイ18上に視覚化することによりマイクロバブル28の形成が監視されることができる。FUSシステム12は、少なくとも1つのマイクロバブル28の連続的な存在を提供するよう制御される。
次に図2を参照して、人体における組織を画像化するとき本発明が適用される態様のフローチャートが示される。第1のステップ(30)は、FUSトランスデューサ20が画像化される組織における選択された注目領域で集束するよう、つまり、FUS送信機の焦点が注目領域に配置されるよう、FUSシステム12を配置する。FUSトランスデューサ20の曲率とFUSトランスデューサ20から焦点までのおよその距離とを知ることにより、斯かる配置は容易にされることができる。
好ましくは、FUSトランスデューサ20の筐体は、ゲル及び/又は脱気水といった超音波結合媒体を介して身体に結合される。
次のステップは、注目領域におけるマイクロバブル28の形成をもたらすFUSインソニフィケーション(insonification:高周波音波照射)を行う(32、34)。アレイ14からのイメージング送信ビームのパラメタが、注目領域36の中又は周囲で集束するようデフォルトにセットされ(36)、その後、アレイ14が注目領域に高周波音波を照射するよう動作(activated)される(38)。すると、アレイ14は、超音波を受信するよう制御され、新たに形成されたマイクロバブル28と共に組織の画像がそこから形成される(40、42)。画像を取得するためのアレイ14の動作(activation)は、はっきり識別できるマイクロバブル28の形成の後すぐに行われることができる。
取得された画像は、ディスプレイ18上に表示され、表示された画像が明瞭であるか、又はイメージング手順の目的にとって十分かが決定される。肯定的であれば、イメージング手順が完了するか、又は別の注目領域が選択され、FUSトランスデューサ20が再度位置決めされる(44)。画像品質が不十分であり、更なるインソニフィケーションが可能な場合、アレイ14の送信及び/又は受信パラメタは、位相収差訂正アルゴリズムを用いて修正される(46)。受信パラメタのみが修正される場合、追加的なインソニフィケーションは省略されることができる。アレイ14の各チャネルからのデータは、位相収差訂正アルゴリズムのために使用されることができる。
位相収差訂正アルゴリズムは、マイクロバブル28から反射される超音波から、又はこの超音波を考慮して得られることができる。特に、マイクロバブル28は、位相収差訂正アルゴリズム又は他のスキームの適用に対するポイント源として機能することになる。イメージングプレーンにおいて一旦訂正が取得されると、連続するフレームに同じパラメタが使用されることができる。望むなら、位相収差の効果の新たな特徴化に対して全体の手順が再適用されることができる。
FUS誘起によるマイクロバブル28の別の最適な又は代替的な使用は、高周波音波照射波(insonifying wave)に対する、マイクロバブルの基礎及び調和応答に関する相対位相収差効果を測定することである。基礎のスキャッタは、調和波形のパス長の2倍移動するという事実により、累積位相収差を持つことができる。
本発明は、皮膚の下の、そしてしばしば注目器官の周囲にある脂肪層における異なる音速の結果としての位相収差に起因して、画像の歪み量が大きいような、腹部イメージング又は胸部イメージングにおいて使用されることができる。本発明は、FUS誘起のマイクロバブルの形成が可能である、他の対象物(生物又は無生物)のイメージングだけでなく、他の身体パーツ及び組織の超音波イメージングにおいても使用されることができる。
本発明は、小さな腫瘍及び石灰化の超音波イメージングにおける位相収差訂正のために特に使用される。本発明により与えられる、マイクロバブルを正確な場所で正確な時間に形成できる機能を考慮すると、本発明は、マイクロバブルの分解能が腫瘍又は石灰化のイメージングを容易にするよう、腫瘍又は石灰化の周囲に複数のマイクロバブルを形成するのに使用されることができる。
更に、本発明は、生体構造間の境界に沿って、つまり生体構造間の特定の位置でマイクロバブルを形成するのに使用されることができる。それにより、1つ又は両方の生体構造を描写することができる。
本発明の図示される実施形態は、本書で対応する図面を参照して説明されてきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、当業者により様々な他の変更及び修正が実現できることを理解されたい。
本発明によるシステムを概略的に示す図である。 本発明が適用される方法を示すフローチャートである。

Claims (19)

  1. 身体組織の超音波イメージングのための方法において、
    集束超音波トランスデューサにより生成される超音波が、画像化される組織に向かうよう、前記集束超音波トランスデューサを身体に対して方向付けるステップと、
    前記身体内に配置される前記集束超音波トランスデューサの焦点で、及びイメージング手順における所望の時間で、前記組織内に少なくとも1つのマイクロバブルの形成をもたらすよう、前記集束超音波トランスデューサを動作させるステップと、
    前記少なくとも1つのマイクロバブルのそれぞれの形成の後、かつ前記マイクロバブルが前記組織内になお存在する時間期間内に前記組織の超音波画像を取得するステップと、
    前記少なくとも1つのマイクロバブルをポイント源として用いて、前記取得された超音波画像における位相収差を訂正するステップとを有する、方法。
  2. 複数のマイクロバブルが形成され、更に、
    前記マイクロバブルが位相収差訂正を可能にする効力をもはや持たないときを決定するため、各マイクロバブルを監視するステップと、
    前記集束超音波トランスデューサの動作を制御し、及び前記イメージング手順の間、位相収差訂正を可能にする効力を持つマイクロバブルが連続的に存在するよう提供するべく、前記マイクロバブルの形成を制御するステップとを有する、請求項1に記載の方法。
  3. 複数のマイクロバブルが形成され、更に、
    各マイクロバブルを吸収する前記組織の能力を監視するステップと、
    前記マイクロバブルを吸収する前記組織の能力に基づき、前記集束超音波トランスデューサの動作を制御し、及び前記マイクロバブルの形成を制御するステップとを有する、請求項1に記載の方法。
  4. イメージング手順の間、前記組織に少なくとも1つのマイクロバブルが連続的に存在するよう、前記集束超音波トランスデューサの動作時間が決定される、請求項3に記載の方法。
  5. 前記取得された超音波画像を視覚化することにより、各マイクロバブルを吸収する前記組織の能力が監視される、請求項3に記載の方法。
  6. 前記少なくとも1つのマイクロバブルのそれぞれが前記組織で形成されることになる位置を、前記集束超音波トランスデューサが該位置で焦点を結ぶようにすることで制御するステップを更に有する、請求項1に記載の方法。
  7. 超音波結合媒体を前記集束超音波トランスデューサと前記身体との間に入れるステップを更に有する、請求項1に記載の方法。
  8. 周囲の組織への影響を最小に抑えつつ前記マイクロバブルの形成を最適化するよう、動作中に前記集束超音波トランスデューサにより送信される波形に対する設定を選択するステップを更に有する、請求項1に記載の方法。
  9. 高出力アンプ及び信号生成器を組み合わせて前記集束超音波トランスデューサを用いるステップを更に有する、請求項1に記載の方法。
  10. 隣接する生体構造を特定するステップを更に有し、前記集束超音波トランスデューサが、前記生体構造間の複数のマイクロバブルの形成をもたらすよう動作され、前記マイクロバブルの形成後、かつ前記マイクロバブルが前記組織になお存在する時間期間内に前記隣接する生体構造間の境界の描写と共に前記組織の超音波画像が取得される、請求項1に記載の方法。
  11. マイクロバブルの形成が望まれる前記身体における所望の位置に焦点がほぼ配置されるまで前記集束超音波トランスデューサを移動させるステップと、該位置での前記マイクロバブルの形成をもたらすよう前記集束超音波トランスデューサを動作させるステップとを更に有する、請求項1に記載の方法。
  12. 前記身体における異なる位置で前記マイクロバブルの形成をもたらすよう、前記集束超音波トランスデューサの焦点を変更するステップを更に有する、請求項1に記載の方法。
  13. 対象物の超音波イメージングの間に生じる位相収差を訂正する際に使用するマイクロバブルを形成する方法において、
    集束超音波トランスデューサにより生成される超音波が、画像化される前記対象物に向かうよう、前記集束超音波トランスデューサを前記対象物に対して方向付けるステップと、
    前記対象物内に配置される前記集束超音波トランスデューサの焦点で、及びイメージング手順における所望の時間で、前記対象物内に少なくとも1つのマイクロバブルの形成をもたらすよう、前記集束超音波トランスデューサを動作させるステップとを有し、前記少なくとも1つのマイクロバブルが、超音波により影響を及ぼされるときポイント状スキャッタを構成し、かつ位相収差訂正を可能にする、方法。
  14. 複数のマイクロバブルが形成され、更に
    前記マイクロバブルが位相収差訂正を可能にする効力をもはや持たないときを決定するため、各マイクロバブルを監視するステップと、
    前記集束超音波トランスデューサの動作を制御し、及び前記イメージング手順の間、位相収差訂正を可能にする効力を持つ前記対象物内のマイクロバブルが連続的に存在するよう提供するべく、前記マイクロバブルの形成を制御するステップとを有する、請求項13に記載の方法。
  15. 身体組織の超音波イメージングのための装置であって、
    画像化される前記組織の周囲の位置へ超音波を集束させるよう構成される集束超音波トランスデューサと、
    複数のトランスデューサ要素を持つ超音波トランスデューサアレイと、前記トランスデューサ要素により生成される信号から前記組織の超音波画像を生成する機能を持つ、ビーム生成及び処理回路を含む処理及び制御ユニットと、前記ビーム生成及び処理回路により生成される前記超音波画像における位相収差を訂正する訂正フィルタとを含む超音波イメージングシステムとを有し、
    前記集束超音波トランスデューサが、前記組織においてマイクロバブルを形成するよう動作した後、前記超音波イメージングシステムが、前記マイクロバブルを伴う前記組織の超音波画像を生成し、かつ各マイクロバブルをポイント源として用いて前記超音波画像における位相収差の訂正を可能にする、装置。
  16. 前記マイクロバブルを吸収する前記組織の能力が監視され、前記集束超音波トランスデューサは、前記組織が前記マイクロバブルを吸収する能力に基づき、該トランスデューサの動作時間及び前記マイクロバブルの形成時間を決定するよう制御される、請求項15に記載の装置。
  17. イメージング手順の間、前記組織に前記マイクロバブルが連続的に存在するよう、前記集束超音波トランスデューサの動作時間が決定される、請求項16に記載の装置。
  18. 前記集束超音波トランスデューサが適切な設定を持ち、前記集束超音波トランスデューサにより動作中に送信される波形が周囲の組織への影響を最小に抑えつつ、前記マイクロバブルの形成を最適化するよう、前記設定が選択される、請求項15に記載の装置。
  19. 前記集束超音波トランスデューサに結合される高出力アンプと信号生成器とを更に有する、請求項15に記載の装置。
JP2008500307A 2005-03-11 2006-03-02 位相収差訂正のためのマイクロバブル生成技術 Expired - Fee Related JP5038289B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US66067205P 2005-03-11 2005-03-11
US60/660,672 2005-03-11
PCT/IB2006/050656 WO2006095288A1 (en) 2005-03-11 2006-03-02 Microbubble generating technique for phase aberration correction

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008532607A true JP2008532607A (ja) 2008-08-21
JP5038289B2 JP5038289B2 (ja) 2012-10-03

Family

ID=36636442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008500307A Expired - Fee Related JP5038289B2 (ja) 2005-03-11 2006-03-02 位相収差訂正のためのマイクロバブル生成技術

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9022939B2 (ja)
EP (1) EP1861015A1 (ja)
JP (1) JP5038289B2 (ja)
CN (1) CN101137329A (ja)
WO (1) WO2006095288A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019521799A (ja) * 2016-07-25 2019-08-08 インサイテック リミテッド 反射を用いた超音波オートフォーカシング
JP2021505293A (ja) * 2017-12-11 2021-02-18 インサイテック・リミテッド 動的に変化する媒体内での超音波集束

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101137329A (zh) * 2005-03-11 2008-03-05 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于相位畸变校正的微泡产生技术
US7955281B2 (en) * 2006-09-07 2011-06-07 Nivasonix, Llc External ultrasound lipoplasty
US8446454B2 (en) 2007-05-21 2013-05-21 Polycom, Inc. Dynamic adaption of a continuous presence videoconferencing layout based on video content
US9177543B2 (en) 2009-08-26 2015-11-03 Insightec Ltd. Asymmetric ultrasound phased-array transducer for dynamic beam steering to ablate tissues in MRI
EP2489034B1 (en) 2009-10-14 2016-11-30 Insightec Ltd. Mapping ultrasound transducers
US8932237B2 (en) * 2010-04-28 2015-01-13 Insightec, Ltd. Efficient ultrasound focusing
EP2575623B1 (en) * 2010-06-07 2016-04-20 Koninklijke Philips N.V. Ultrasonic visualization of percutaneous needles, intravascular catheters and other invasive devices
CN104287776B (zh) * 2014-10-13 2016-03-30 西安交通大学 非自由场内流动微泡的二维操控及其超声成像监控方法
US20220132240A1 (en) * 2020-10-23 2022-04-28 Alien Sandbox, LLC Nonlinear Mixing of Sound Beams for Focal Point Determination

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08131454A (ja) * 1994-09-17 1996-05-28 Toshiba Corp 超音波治療装置および超音波照射装置
JPH08229032A (ja) * 1994-11-23 1996-09-10 Advanced Technol Lab Inc 超音波によるコントラスト剤検出方法及び該検出の可能な超音波診断装置
JPH1043185A (ja) * 1996-08-08 1998-02-17 Ge Yokogawa Medical Syst Ltd 超音波イメージング方法及び超音波イメージング装置
JP2003033365A (ja) * 2001-07-23 2003-02-04 Hitachi Ltd 超音波治療装置

Family Cites Families (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3829999A1 (de) * 1988-09-01 1990-03-15 Schering Ag Ultraschallverfahren und schaltungen zu deren durchfuehrung
US5694936A (en) * 1994-09-17 1997-12-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultrasonic apparatus for thermotherapy with variable frequency for suppressing cavitation
US5540909A (en) * 1994-09-28 1996-07-30 Alliance Pharmaceutical Corp. Harmonic ultrasound imaging with microbubbles
US5678553A (en) * 1994-11-01 1997-10-21 Schering Aktiengesellschaft Ultrasonic processes and circuits for carrying out those processes
US6059727A (en) * 1995-06-15 2000-05-09 The Regents Of The University Of Michigan Method and apparatus for composition and display of three-dimensional image from two-dimensional ultrasound scan data
US5833613A (en) * 1996-09-27 1998-11-10 Advanced Technology Laboratories, Inc. Ultrasonic diagnostic imaging with contrast agents
EP0883860B1 (en) * 1996-02-29 2006-08-23 Acuson Corporation Multiple ultrasound image registration system, method and transducer
US5806521A (en) * 1996-03-26 1998-09-15 Sandia Corporation Composite ultrasound imaging apparatus and method
US5749364A (en) * 1996-06-21 1998-05-12 Acuson Corporation Method and apparatus for mapping pressure and tissue properties
US5938612A (en) * 1997-05-05 1999-08-17 Creare Inc. Multilayer ultrasonic transducer array including very thin layer of transducer elements
US5906580A (en) * 1997-05-05 1999-05-25 Creare Inc. Ultrasound system and method of administering ultrasound including a plurality of multi-layer transducer elements
US5833615A (en) * 1997-05-09 1998-11-10 Thomas Jefferson University Excitation enhanced ultrasound system
US20010053384A1 (en) * 1997-07-07 2001-12-20 James F. Greenleaf Site-directed transfection with ultrasound and cavitation nuclei
US6193659B1 (en) * 1997-07-15 2001-02-27 Acuson Corporation Medical ultrasonic diagnostic imaging method and apparatus
US6023977A (en) * 1997-08-01 2000-02-15 Acuson Corporation Ultrasonic imaging aberration correction system and method
US5928151A (en) * 1997-08-22 1999-07-27 Acuson Corporation Ultrasonic system and method for harmonic imaging in three dimensions
US5873830A (en) * 1997-08-22 1999-02-23 Acuson Corporation Ultrasound imaging system and method for improving resolution and operation
US5921934A (en) * 1997-11-25 1999-07-13 Scimed Life Systems, Inc. Methods and apparatus for non-uniform rotation distortion detection in an intravascular ultrasound imaging system
JP3862838B2 (ja) * 1997-11-26 2006-12-27 株式会社東芝 超音波診断装置
GB9726664D0 (en) * 1997-12-17 1998-02-18 Nycomed Imaging As Improvements in or relating to ultrasonography
GB9726773D0 (en) * 1997-12-18 1998-02-18 Nycomed Imaging As Improvements in or relating to ultrasonagraphy
AU3103099A (en) * 1998-03-20 1999-10-11 Thomas Jefferson University Microbubble-based ultrasonic contrast agents for pressure measurements
US5961464A (en) * 1998-09-16 1999-10-05 Hewlett-Packard Company Ultrasound contrast agent detection using spectral analysis from acoustic scan lines
US6309355B1 (en) * 1998-12-22 2001-10-30 The Regents Of The University Of Michigan Method and assembly for performing ultrasound surgery using cavitation
US6508774B1 (en) * 1999-03-09 2003-01-21 Transurgical, Inc. Hifu applications with feedback control
JP4377495B2 (ja) * 1999-10-29 2009-12-02 株式会社東芝 超音波診断装置
JP2003521341A (ja) 2000-01-31 2003-07-15 アー.ヤー. アンゲルセン、ビョルン 医療用超音波イメージングにおける位相面収差およびパルス残響の補正
US6428477B1 (en) * 2000-03-10 2002-08-06 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Delivery of theraputic ultrasound by two dimensional ultrasound array
US6951542B2 (en) * 2002-06-26 2005-10-04 Esaote S.P.A. Method and apparatus for ultrasound imaging of a biopsy needle or the like during an ultrasound imaging examination
US6440074B1 (en) * 2001-08-06 2002-08-27 Koninklijke Philips Electronics N. V. Ultrasonic diagnostic imaging with nonlinearly intermodulated frequency components
US6656124B2 (en) * 2001-10-15 2003-12-02 Vermon Stack based multidimensional ultrasonic transducer array
US6705993B2 (en) * 2002-05-10 2004-03-16 Regents Of The University Of Minnesota Ultrasound imaging system and method using non-linear post-beamforming filter
US6682487B1 (en) * 2002-09-10 2004-01-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Ultrasonic imaging aberration correction using harmonic and non-harmonic signals
US8038616B2 (en) * 2003-05-30 2011-10-18 Surf Technology As Acoustic imaging by nonlinear low frequency manipulation of high frequency scattering and propagation properties
US20050165298A1 (en) * 2003-09-04 2005-07-28 Crum, Kaminski & Larson, Llc Treatment of cardiac tissue following myocardial infarction utilizing high intensity focused ultrasound
US7305264B2 (en) * 2003-11-21 2007-12-04 Ust, Inc. Bone cancer pain management utilizing ultrasound
US20080234580A1 (en) * 2004-02-05 2008-09-25 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Ultrasonic Imaging of Perfusion and Blood Flow with Harmonic Contrast Agents
EP1761173A4 (en) * 2004-05-10 2009-12-16 Venousonics Ltd REINFORCEMENT OF ULTRASOUND CAVITATION
EP1827242A1 (en) * 2004-06-30 2007-09-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Non-linear ultrasonic diagnostic imaging using intermodulation product signals
WO2006003556A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-12 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Nonlinear ultrasonic diagnostic imaging using intermodulation product signals
US20080095415A1 (en) * 2004-07-26 2008-04-24 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Ultrasonic Myocardial Tagging
US20080045865A1 (en) * 2004-11-12 2008-02-21 Hanoch Kislev Nanoparticle Mediated Ultrasound Therapy and Diagnostic Imaging
CN101137329A (zh) * 2005-03-11 2008-03-05 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于相位畸变校正的微泡产生技术
US20060253026A1 (en) * 2005-05-04 2006-11-09 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Transducer for multi-purpose ultrasound
US20070016039A1 (en) * 2005-06-21 2007-01-18 Insightec-Image Guided Treatment Ltd. Controlled, non-linear focused ultrasound treatment
US8002705B1 (en) * 2005-07-22 2011-08-23 Zonaire Medical Systems, Inc. Continuous transmit focusing method and apparatus for ultrasound imaging system
EP1933944A2 (en) * 2005-08-30 2008-06-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of using a combination imaging and therapy transducer to dissolve blood clots
EP1926528A1 (en) * 2005-08-30 2008-06-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Combination imaging and therapy transducer with therapy transducer amplifier
US7804595B2 (en) * 2005-09-14 2010-09-28 University Of Washington Using optical scattering to measure properties of ultrasound contrast agent shells
WO2007058895A2 (en) * 2005-11-11 2007-05-24 Visualsonics Inc. Overlay image contrast enhancement
EP2050074A2 (en) * 2006-07-13 2009-04-22 The Regents Of The University Of Colorado Echo particle image velocity (epiv) and echo particle tracking velocimetry (eptv) system and method
US20100056924A1 (en) * 2006-11-20 2010-03-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Control and display of ultrasonic microbubble cavitation
WO2009020994A2 (en) * 2007-08-06 2009-02-12 Doheny Eye Institute Ultrasound and microbubbles in ocular diagnostics and therapies
TW200922528A (en) * 2007-11-20 2009-06-01 Univ Nat Taiwan Science Tech Method and apparatus for modifying ultrasonic tissue harmonic amplitude
US20090234231A1 (en) * 2008-03-13 2009-09-17 Knight Jon M Imaging Catheter With Integrated Contrast Agent Injector
CN102576527A (zh) * 2009-09-03 2012-07-11 皇家飞利浦电子股份有限公司 对经颅超声畸变的基于对侧阵列的校正

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08131454A (ja) * 1994-09-17 1996-05-28 Toshiba Corp 超音波治療装置および超音波照射装置
JPH08229032A (ja) * 1994-11-23 1996-09-10 Advanced Technol Lab Inc 超音波によるコントラスト剤検出方法及び該検出の可能な超音波診断装置
JPH1043185A (ja) * 1996-08-08 1998-02-17 Ge Yokogawa Medical Syst Ltd 超音波イメージング方法及び超音波イメージング装置
JP2003033365A (ja) * 2001-07-23 2003-02-04 Hitachi Ltd 超音波治療装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019521799A (ja) * 2016-07-25 2019-08-08 インサイテック リミテッド 反射を用いた超音波オートフォーカシング
JP2021505293A (ja) * 2017-12-11 2021-02-18 インサイテック・リミテッド 動的に変化する媒体内での超音波集束
JP7119089B2 (ja) 2017-12-11 2022-08-16 インサイテック・リミテッド 動的に変化する媒体内での超音波集束

Also Published As

Publication number Publication date
EP1861015A1 (en) 2007-12-05
US9022939B2 (en) 2015-05-05
JP5038289B2 (ja) 2012-10-03
WO2006095288A1 (en) 2006-09-14
US20080208059A1 (en) 2008-08-28
CN101137329A (zh) 2008-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5038289B2 (ja) 位相収差訂正のためのマイクロバブル生成技術
US20230346354A1 (en) Dual mode ultrasound transducer (dmut) system and method for controlling delivery of ultrasound therapy
KR100990011B1 (ko) 의료용 초음파 촬상에서의 조영제 조작 방법
Tanter et al. Focusing and steering through absorbing and aberrating layers: Application to ultrasonic propagation through the skull
JP5094723B2 (ja) 凝血塊を溶解するために組み合わされたイメージング及び治療トランスデューサを使用する方法
US7587291B1 (en) Focusing of broadband acoustic signals using time-reversed acoustics
Gâteau et al. Transcranial ultrasonic therapy based on time reversal of acoustically induced cavitation bubble signature
Jensen Ultrasound imaging and its modeling
CN110248606A (zh) 气穴定位
US11571230B2 (en) Ultrasonic processing apparatus comprising means for imaging cavitation bubbles
JP2009505769A (ja) 治療トランスデューサ増幅器を有する、画像化及び治療トランスデューサの組合せ
JP2007160093A (ja) 高強度焦点超音波システム及び高強度焦点超音波システム用結合ヘッド
US8037766B2 (en) Method for generation mechanical waves by generation of interfacial acoustic radiation force
Lu et al. Enhanced-cavitation heating protocols in focused ultrasound surgery with broadband split-focus approach
WO2003028556A1 (fr) Titre
Thies et al. Real-time visualization of a focused ultrasound beam using ultrasonic backscatter
Takagi et al. Investigation of feasibility of noise suppression method for cavitation-enhanced high-intensity focused ultrasound treatment
Vignon et al. Dual-arrays brain imaging prototype: Experimental in vitro results
KR101117545B1 (ko) 평면파 중첩을 이용하여 탄성영상을 형성하는 초음파 진단 시스템 및 방법
JP3502727B2 (ja) 超音波撮像装置
KR20200043048A (ko) 초음파 영상 장치 및 그 제어 방법
Yonetsuji et al. HIFU beam imaging based on scattering signals from focal area
Thorsen et al. Basic physics of ultrasonography
Kim et al. Ultrasound Imaging Techniques and Artifacts
Gallastegui Ultrasonography (US)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090227

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110725

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110728

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111011

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111110

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120309

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20120319

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120419

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120502

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120605

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120705

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150713

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5038289

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees