JP7012726B2 - マイクロバブルからの干渉が減少した治療用の超音波 - Google Patents
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Description
本発明の分野は、概して、熱エネルギー処理システム(又は熱エネルギー処置システム又はサーマル・エネルギー・トリートメント・システム(thermal energy treatment systems))に関し、より具体的には、当該熱エネルギー処理システムにおいて、マイクロバブル(又は微小気泡(microbubbles))によって引き起こされる干渉(又はインターフェレンス(interferences))を最小にする(又は最小化する)ためのシステムおよび方法に関する。
フォーカスされた超音波(又はフォーカス超音波又は焦点超音波又は収束超音波)(すなわち、約20キロヘルツを超える周波数(又は振動数)を有する音波(又は音響波(acoustic waves))を使用して、患者の体内組織をイメージングするか、または治療的に処理(又は処置又は治療)することができる。例えば、超音波は、腫瘍のアブレーションを含む用途に使用され得、それによって、侵襲的外科手術、標的化薬物送達、血液脳関門の制御、血餅(又はクロット(clots))の溶解、および他の外科的な処置(又は手順(procedures))の必要性を排除する。腫瘍アブレーションの間、圧電セラミックトランスデューサは、患者の外部に位置付けられるが、アブレーションされるべき組織(すなわち、標的(又はターゲット))に近接して位置付けられる。トランスデューサは、電子駆動信号を機械的振動に変換し、それによって音波が放射される。トランスデューサは、それらが放射する超音波エネルギーが集合的に標的組織領域に(または標的組織領域内で)対応する「焦点ゾーン(又はフォーカス・ゾーン(focal zone))」において、フォーカスされたビームを形成するように、幾何学的に形成されてよく、他のそのようなトランスデューサと共に位置付けられてもよい。代替的または付加的に、単一のトランスデューサは、位相がそれぞれ独立して制御され得る複数の個別に駆動されるトランスデューサ素子から形成されてもよい。そのような「フェーズド・アレイ」のトランスデューサは、複数のトランスデューサ間の相対位相を調節(又は調整)することによって、焦点ゾーンを異なる位置に導く(又は操作又は操縦する)ことを容易にする。本明細書中で使用されているように、「素子(又は要素又はエレメント(element))」という用語は、アレイ内の個々のトランスデューサまたは単一のトランスデューサの個別に駆動可能な部分のいずれかを意味する。磁気共鳴イメージング(又は磁気共鳴映像法)(magnetic resonance imaging)(MRI)を用いてよく、患者および標的を視覚化してよく、それによって、超音波ビームをガイドすることができる。
さらに、マイクロバブルは、音場(又はアコースティック・フィールド(acoustic field))から加えられたストレスに起因して、破壊されてもよい(又は崩壊又は潰され又は萎まされてよい)。このメカニズムは、「キャビテーション(cavitation)」と呼ばれるものであり、これは、標的としたものだけでなく、組織に広範囲にわたるダメージ与えてよく、制御するのが困難であってよい。
最後に、マイクロバブルは、典型的には、患者の身体内で、不均一な様式で、発生および/または拡がるので、頭蓋骨内で蓄積するマイクロバブルは、フォーカシングの特性(又はプロパティ)を概算/計算するとき、頭蓋骨とマイクロバブルの両方から得られる超音波の歪みを説明する挑戦(又はチャレンジ)をさらに増加させてよい。
本発明は、超音波が、介在する組織(例えば、頭蓋骨)を横切るとき、この横断組織(又は横断される組織(traversed tissue))の高処理領域(又はハイ・スループット・エリア(high-throughput area))(HTA)からのマイクロバブルを「クリーニング(又は掃除)」することによって、マイクロバブルの超音波との干渉を最小にする(又は最小化する)ためのシステムおよび方法を提供する。様々な実施形態において、横断組織内で複数の領域が規定され、各領域は、トランスデューサ素子(または一群のトランスデューサ素子)に対応している。各領域の特徴(又はキャラクテリスティック)を決定するために、予測可能なモデルおよび/または測定を利用してよく、それに基づいて、そして、横断組織に対する公知または期待される音波の入射の角度とともに、その対応する領域を横切って、焦点ゾーン(又はフォーカス・ゾーン)に到達した後、各トランスデューサ素子(または各群のトランスデューサ素子)によって寄与(又は貢献又はコントリビューション)される音響エネルギー(又は音エネルギー又はアコースティック・エネルギー(acoustic energy))を概算することができる。概算されたエネルギーの寄与(又は貢献又はコントリビューション)に基づいて、各横断領域は、HTA(ここで、エネルギーの寄与は、閾値(又はスレショールド(threshold))を超える)または低処理領域(又はロー・スループット・エリア(low-throughput area))(LTA)(ここで、エネルギーの寄与は、閾値(又はスレショールド)よりも小さい)として特徴付けられてよい(又はキャラクテリゼーション)。
様々な実施形態において、当該方法は、以下の(a)~(c)の工程(又はステップ)を含む:
(a)頭蓋骨の高処理領域を同定(又は決定)する工程であって、処理プランの実行の間、第一閾値量を超える超音波エネルギーは、頭蓋骨(又は頭蓋骨の高処理領域)を通して、通過することが期待されていない、工程、
(b)処理プランの実行の間、マイクロバブルについて、高処理領域をモニタリングする工程、および
(c)高処理領域において、マイクロバブルの量が閾値を超える場合、上記超音波を使用して、マイクロバブルの量を減少させる工程。
高処理領域のそれぞれ1つが、トランスデューサ素子の1つ、または一群のトランスデューサ素子に対応してよい。
音響放射力を第一に発生させる焦点(又はフォーカス)(例えば、点焦点または線焦点)を形成すること、および
高処理領域の外側にマイクロバブルをスウィープする(又は掃き出す)ために、上記音響放射力を使用すること。
例えば、音響放射力は、頭蓋骨の高処理領域から低処理領域にマイクロバブルをスウィープしてよい。第二閾値量を超える超音波エネルギー(これは、典型的には、第一閾値量よりも小さい)は、処理プランの実行の間、低処理領域を通過することは期待されていない。
いくつかの実施形態において、特に、高処理領域に隣接する低処理領域が存在しない場合、この音響放射力によって、マイクロバブルを頭蓋骨の高処理領域から中処理領域(又はインターメディエイト・スループット・エリア(intermediate-throughput areas))にスイープさせる。第一閾値量を超える超音波エネルギーは、中処理領域を通過することは期待されないが、第二閾値量を超える超音波エネルギーは、これ(又は中処理領域)を通過することが期待されている。
超音波操作ビーム(又は超音波操縦ビーム又は超音波ステアリング・ビーム(ultrasound steering beam))を発生させること、および
マイクロバブルの破壊(又は崩壊又は潰す又は萎ませること(collapse))を誘発させるために、マイクロバブルにストレスを加える(又は付与する又は適用する)ための超音波操作ビームを使用すること。
この超音波操作ビームは、マイクロバブルに対して、トランスデューサ素子を物理的に移動させることによって、またはトランスデューサ素子の相対位相を調節(又は調整)することによって発生されてよい。
様々な実施形態において、当該コントローラは、以下を行うように構成されている:
(a)患者の頭蓋骨内の組織に超音波をフォーカスするために、処理プランに従って、超音波トランスデューサを操作すること;
(b)少なくとも、処理プランおよび頭蓋骨に対する超音波トランスデューサの向きに基づいて、頭蓋骨の高処理領域を同定(又は決定)することであって、この頭蓋骨を通して、処理プランの実行の間、第一閾値量を超える超音波エネルギーを通過させることが期待されること、
(c)処理プランの実行の間、マイクロバブルについて、高処理領域をモニタリングすること、および
(d)高処理領域において、マイクロバブルの量が閾値を超える場合、上記超音波を使用してマイクロバブルの量を減少させること。
いくつかの実施形態において、当該システムは、さらに、マイクロバブルの量を測定するための検出機デバイスを含み、この検出機デバイスは、上記コントローラに接続される。
さらに、当該システムは、マイクロバブルの量を測定するためのイメージャーを含んでよく、このイメージャーは、上記コントローラに接続される。
いくつかの実施形態において、音響放射力は、頭蓋骨の高処理領域から中処理領域にマイクロバブルをスウィープする。第一閾値量を超える超音波エネルギーは、中処理領域を通過することは期待されていないが、第二閾値量を超える超音波エネルギーは、そこ(又は中処理領域)を通過することが期待されている。
あるいは、当該システムは、フォーカス超音波(又はフォーカスされた超音波又は焦点超音波又は集束超音波)または患者の頭蓋骨から反射された超音波を測定するための検出機デバイスを含んでよく、この検出機デバイスは、上記コントローラに接続されていて、このコントローラは、この検出機デバイスの測定に基づいて、高処理領域を同定(又は決定)するように構成されている。
一実施形態において、当該システムは、イメージ(又は画像)(複数)を得るためのイメージャーを含み、このイメージャーは、上記コントローラに接続されていて、このコントローラは、そのイメージに基づいて、高処理領域を同定(又は決定)するように構成されている。
別の実施形態において、さらに、コントローラは、トランスデューサ素子の配置、患者の頭蓋骨に対するトランスデューサ素子の位置および向き、ならびに組織の位置に少なくとも部分的に基づいて、患者の頭蓋骨に対する超音波の入射の角度を計算(又はコンピュータ(電算機)計算又はコンピュータで算出)するように構成されている。さらに、このコントローラは、マイクロバブルの絶対数として、または単位体積あたりの濃度として、マイクロバブルの量を規定(又は決定)するように構成されてよい。
図1は、頭蓋骨を通して、患者の脳内で超音波をフォーカシングさせるための例示的な超音波治療システム100を示す。しかし、当業者は、本明細書中に記載の超音波システム100をヒトの身体の任意の部分に適用できることを理解されよう。種々の実施形態では、このシステム100は、トランスデューサ素子104のフェーズド・アレイ102と、フェーズド・アレイ102を駆動するビーム形成機106と、ビーム形成機106と連絡するコントローラ108と、ビーム形成機106に入力電子信号を提供する周波数発生機110とを含む。様々な実施形態において、当該システムは、イメージャー112をさらに含み、例えば、マグネチック・レゾナンス・イメージング(又は磁気共鳴画像法)(MRI)デバイス、コンピュータ・トモグラフィー(CT)デバイス、ポジトロン・エミッション・トモグラフィー(PET)デバイス、シングル・フォトン・エミッション・コンピュータ・トモグラフィ(SPECT)デバイスまたはウルトラソノグラフィー・デバイスであり、これらは、患者116の頭蓋骨114の解剖学上の特徴を決定するためのものである。
図3Aを参照すると、一実施形態では、各それぞれのトランスデューサ素子104は、
超音波信号の頭蓋骨への伝達と、そこから反射した超音波信号の受領とを交互に行う。例えば、全てのトランスデューサ素子104が、頭蓋骨に超音波を実質的に同時に伝達してよく、その後、そこからのエコー信号を受領してよい。
図3Bを参照すると、ある実行では、トランスデューサの配列(又はアレイ)は、複数のサブ領域302に分かれている。各サブ領域302は、一次元的または二次元的な配列(すなわち、列または行列(又はマトリクス))のトランスデューサ素子104を含む。サブ領域302は、別々に制御可能であってよい。すなわち、これらは、それぞれ、以下の(i)および(ii)が可能である。
(i) 他のサブ領域302の振幅および/または位相から独立した、振幅および/または位相で超音波を放射(又は発射)すること、および
(ii) 頭蓋骨から反射波を測定すること。
一実施形態において、サブ領域302は、互いに異なる振幅および/または位相に帰属され、一度に同時に活性化されて、超音波を頭蓋骨に伝達し、頭蓋骨からの反射波を受領する。
図3Cを参照すると、別の実施形態では、トランスデューサの配列(又はアレイ)は、伝達領域304と、受領領域306とに分けられている。伝達領域304にあるトランスデューサ素子は、超音波を伝達し、その一方で、受領領域306にあるトランスデューサ素子は、反射波を受領する。この受領された反射波は、次いで、コントローラ108に伝達され、それにより、頭蓋骨の領域の特徴付け(又はキャラクテリゼーション)(例えば、HTA、ITAまたはLTA)を決定する。伝達領域304および受領領域306は、トランスデューサの配列(又はアレイ)の様々な位置において、異なるパターンおよび形状で構成されてよい。ある実行では、入射の角度φを使用して、各受領領域306と、その対応する頭蓋骨の領域との間の関連性を決定する。
別の実施形態では、マイクロバブルの操作(又はマニピュレーション)の前に、頭蓋骨の特徴(又はキャラクテリスティック)(例えば、吸収係数)を、上記に記載の通りに、測定および/または予測する。それに基づいて、マイクロバブルを運動させるのに十分な超音波ビームの強度を計算(又はコンピュータ(電算機)計算又はコンピュータで算出)することができる。
様々な実施形態において、コントローラ108は、超音波の強度を自動的に調節(又は調整)するように構成されていて、HTA領域(単数または複数)のマイクロバブルの数が、閾値を超えている場合、マイクロバブル低減手順をスタートさせる。頭蓋骨のHTA領域で生じるエネルギーの減衰は、LTA領域で生じるエネルギーの減衰よりも十分に小さいので、HTA領域におけるマイクロバブルの最小化によって、マイクロバブルにより引き起こされる反射および/または散乱を減少させてよく、それにより、焦点ゾーン222で利用可能な音響エネルギーを増加させる。さらに、マイクロバブル・キャビテーションから生じる健常な組織への予期せぬダメージを最小化してもよい。
いくつかの実施形態において、マイクロバブルがスウィープされるLTA領域(単数または複数)および/またはITA領域(単数または複数)に関連するトランスデューサ素子から放射されるビームの強度は、結果として、減少する。これにより、LTAおよび/またはITA領域(単数または複数)からの望ましくない超音波の反射および/または散乱(これは、上記領域中のマイクロバブルによって引き起こされる)が回避されてよく、かかる領域でのビーム強度を減少させることができる。すなわち、LTAおよび/またはITA領域からの焦点におけるエネルギー寄与(又はエネルギー貢献又はエネルギー・コントリビューション(energy contribution))は、とにかく、比較的に小さいことから、これらの領域においてビーム強度を減少させることによって、焦点ゾーン222で利用可能な音響エネルギーは、顕著に低減されなくてよい。
f0、P0、R0は、それぞれ、共振周波数、周囲圧力、平衡マイクロバブル半径(equilibrium microbubble radius)を表し、
σ、k、ρは、それぞれ、液体-気体の界面における表面張力、気体のポリトロープ指数、液体の密度を表す。
マイクロバブルの平衡半径は、典型的には、数マイクロメートルであるので、平衡半径と共振周波数との間の関係は、おおよそ、以下の通りであってよい。
いくつかの実施形態では、超音波操作ビームは、マイクロバブルに十分なストレスを加えて(又は付与し又は適用して)、上記で説明したような様式で、HTA領域から、LTA領域またはITA領域にマイクロバブルをスウィープする(又は掃き出す)。
一実施形態において、処理パラメータ(周波数(又は振動数)、振幅、および/またはトランスデューサ素子104の位相、ならびに超音波処理時間(ソニケーション・タイム)を含む)は、所望の焦点特性(又はフォーカス特性(focal properties))を有する焦点ゾーンを形成するために、上記で説明した通り、頭蓋骨の測定された特徴(又はキャラクテリスティック)および/または予測される特徴(又はキャラクテリスティック)に基づいて、予め決定される。
いくつかの実施形態においては、処理の間、頭蓋骨のLTA領域に対応するトランスデューサ素子は、不活性化されて、頭蓋骨のHTA領域に対応するトランスデューサ素子だけが活性化される。これは、処理を目的とする場合、焦点ゾーンにおいて、十分な音響エネルギーを有利に発生させてもよく、その一方で、頭蓋骨のLTA領域の経路に沿って位置する標的ではない組織へのダメージを回避することができる。
第二工程(又はステップ)504では、頭蓋骨において、頭蓋骨の複数の領域を規定し、頭蓋骨の各領域は、上記の獲得(又は入手)された頭蓋骨の特徴、ならびに、この頭蓋骨の領域に対する超音波の入射の角度(又は入射角)に基づいて、HTA領域またはLTA領域として特徴付けられる(又はキャラクテリゼーション)。
第三工程(又はステップ)506では、超音波が標的領域に伝達され、頭蓋骨のHTA領域において発生または蓄積したマイクロバブルをモニタリングする。
マイクロバブルの量が、予め決定された閾値を超える場合、上記で説明されるように、マイクロバブル低減方法をHTA領域(工程508)に適用する。
マイクロバブルの量(数または濃度)が、その閾値よりも小さい場合、標的領域への処理が開始または続行する(工程510)。
頭蓋骨のHTA領域におけるマイクロバブルの量が、その閾値よりも小さくなるまで、工程506、508を繰り返す。
さらに、工程506、508は、1回よりも多く、頭蓋骨のHTA領域に適用され得る。
従って、このアプローチによって、頭蓋骨のHTA領域(単数または複数)において発生および/または蓄積したマイクロバブルの数を減少させることができ、その結果、超音波処理の効率を増加させて、マイクロバブルのキャビテーションから生じる予期せぬ組織へのダメージを回避することができる。
患者の頭蓋骨の特徴(又はキャラクテリスティクス)を獲得(又は入手)すること(予測の物理モデルならびに/あるいは超音波の伝達および/または頭蓋骨からの反射の測定を使用する)、
頭蓋骨を複数の領域として、頭蓋骨を規定すること、
HTAまたはLTAとして、頭蓋骨の各領域を特徴付けること(又はキャラクテリゼーション)、
HTA(単数または複数)において、マイクロバブルをモニタリングすること、
マイクロバブル低減方法を実行すること、および/または
超音波処理を開始または再開すること
を含み、かかる機能は、イメージャーのコントローラおよび/または超音波システム内に統合されているか、あるいは別の外部コントローラによって提供されているかにかかわらず、ハードウェア、ソフトウェア、またはその両方の組合せで実装される1以上のモジュールで構成されてよい。機能(又はファンクション)が1以上のソフトウェア・プログラムとして提供される態様では、そのプログラムは、FORTRAN、PASCAL、JAVA(登録商標)、C、C++、C#、BASIC、様々なスクリプト言語および/またはHTMLなどのいくつかの高レベル言語のいずれかで書かれてもよい。さらに、ソフトウェアは、対象コンピュータ(例えば、コントローラ)に存するマイクロプロセッサに向けられたアセンブリ言語で実装することができる。例えば、ソフトウェアが、IBM PCまたはPCクローンにおいて動作するように構成されている場合、このソフトウェアは、インテル80x86アセンブリ言語で実装されてもよい。ソフトウェアは、限定されないが、フロッピー(登録商標)ディスク、ジャンプドライブ、ハードディスク、光ディスク、磁気テープ、PROM、EPROM、EEPROM、フィールド-プログラマブル・ゲートアレイまたはCD-ROMを含む製品で具体的に表現されてもよい。ハードウェア回路を使用する態様は、例えば、1以上のFPGA、CPLDまたはASICプロセッサを使用して実装されてもよい。
本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
(態様1)
処理プランに従って、複数のトランスデューサ素子から伝達され、標的領域まで患者の頭蓋骨を横切る超音波と、マイクロバブルとの干渉を減少させる方法であって、
(a)前記頭蓋骨の高処理領域を同定する工程であって、前記処理プランの実行の間、前記頭蓋骨を通して、第一閾値量を超える超音波エネルギーを通過させる、工程、
(b)前記処理プランの実行の間、マイクロバブルについて、前記高処理領域をモニタリングする工程、および
(c)前記高処理領域において、マイクロバブルの量が閾値を超える場合、前記超音波を使用してマイクロバブルの量を減少させる工程、
を含む、方法。
(態様2)
工程(c)が、
音響放射力を有する焦点を形成すること、および
前記高処理領域の外側に前記マイクロバブルをスウィープするために、前記音響放射力を使用すること
を含む、態様1に記載の方法。
(態様3)
前記焦点が、点焦点または線焦点である、態様2に記載の方法。
(態様4)
工程(c)が、
音響放射力を有する焦点を形成すること、および
前記頭蓋骨の高処理領域から低処理領域に前記マイクロバブルをスウィープするために、前記音響放射力を使用すること
を含み、
第二閾値量を超える超音波エネルギーは、前記処理プランの実行の間において、前記低処理領域を通過しない、
態様1に記載の方法。
(態様5)
第二閾値量は、第一閾値量よりも小さい、態様4に記載の方法。
(態様6)
工程(c)は、
音響放射力を有する焦点を形成すること、および
前記頭蓋骨の高処理領域から中処理領域に前記マイクロバブルをスウィープするために、前記音響放射力を使用すること
を含み、
第一閾値量を超える超音波エネルギーは、前記中処理領域を通過しないが、第二閾値量を超える超音波エネルギーは、前記第一閾値量よりも小さく、前記中処理領域を通過する、
態様1に記載の方法。
(態様7)
工程(c)は、超音波操作ビームを発生させることを含み、該超音波操作ビームは、前記マイクロバブルの破壊を誘発させるために、該マイクロバブルにストレスを加える、態様1に記載の方法。
(態様8)
前記超音波操作ビームは、前記マイクロバブルに対して、前記トランスデューサ素子を物理的に移動させることによって発生させる、態様7に記載の方法。
(態様9)
前記超音波操作ビームは、前記トランスデューサ素子の相対位相を調節することによって発生させる、態様7に記載の方法。
(態様10)
前記高処理領域は、物理モデルに少なくとも部分的に基づいて同定される、態様1に記載の方法。
(態様11)
前記高処理領域は、伝達された超音波または反射された超音波の測定に基づいて同定される、態様1に記載の方法。
(態様12)
前記高処理領域は、イメージングデバイスを使用して得られるイメージに基づいて同定される、態様1に記載の方法。
(態様13)
前記高処理領域は、前記患者の頭蓋骨に対する前記超音波の入射の角度に少なくとも部分的に基づいて同定される、態様1に記載の方法。
(態様14)
前記入射の角度は、前記トランスデューサ素子の配置、前記頭蓋骨に対する前記トランスデューサ素子の位置および向き、ならびに前記標的領域の位置に少なくとも部分的に基づいて計算される、態様13に記載の方法。
(態様15)
前記マイクロバブルは、イメージングデバイスによって得られるイメージの分析に少なくとも部分的に基づいてモニタリングされる、態様1に記載の方法。
(態様16)
前記マイクロバブルは、該マイクロバブルで反射した超音波に少なくとも部分的に基づいてモニタリングされる、態様1に記載の方法。
(態様17)
前記高処理領域のそれぞれ1つが、前記複数のトランスデューサ素子の1つに対応する、態様1に記載の方法。
(態様18)
前記高処理領域のそれぞれ1つが、前記トランスデューサ素子の一群に対応する、態様1に記載の方法。
(態様19)
前記マイクロバブルの量は、該マイクロバブルの絶対数として、または単位体積あたりの濃度として規定される、態様1に記載の方法。
(態様20)
超音波処理システムであって、
複数のトランスデューサ素子を含む超音波トランスデューサ、および
コントローラ
を含み、
該コントローラは、
(a)患者の頭蓋骨内の組織に超音波をフォーカスさせるために、処理プランに従って、前記超音波トランスデューサを作動させる、
(b)少なくとも、前記処理プランおよび前記頭蓋骨に対する前記超音波トランスデューサの向きに基づいて、前記頭蓋骨の高処理領域を同定し、前記処理プランの実行の間、前記頭蓋骨を通して、第一閾値量を超える超音波エネルギーを通過させる、
(c)前記処理プランの実行の間、マイクロバブルについて、前記高処理領域をモニタリングする、そして、
(d)前記高処理領域のマイクロバブルの量が、閾値を超える場合、前記超音波を使用して、前記マイクロバブルの量を減少させる
ように構成されている、システム。
(態様21)
前記マイクロバブルの量を測定するための検出機デバイスをさらに含み、該検出機デバイスは、前記コントローラに接続されている、態様20に記載のシステム。
(態様22)
前記マイクロバブルの量を測定するためのイメージャーをさらに含み、該イメージャーは、前記コントローラに接続されている、態様20に記載のシステム。
(態様23)
さらに、前記コントローラは、音響放射力を有する焦点を形成するために前記超音波トランスデューサを操作し、前記高処理領域の外側に前記マイクロバブルをスウィープするために前記音響放射力を使用するように構成されている、態様20に記載のシステム。
(態様24)
前記焦点は、点焦点または線焦点である、態様23に記載のシステム。
(態様25)
さらに、前記コントローラは、音響放射力を有する焦点を形成するために前記超音波トランスデューサを操作し、前記頭蓋骨の高処理領域から低処理領域に前記マイクロバブルをスウィープするために前記音響放射力を使用するように構成されていて、前記処理プランの実行の間、第二閾値量を超える超音波エネルギーは、前記低処理領域を通過しない、態様20に記載のシステム。
(態様26)
第二閾値量は、第一閾値量よりも小さい、態様25に記載のシステム。
(態様27)
さらに、前記コントローラは、音響放射力を有する焦点を形成するために前記超音波トランスデューサを操作し、前記頭蓋骨の高処理領域から中処理領域に前記マイクロバブルをスウィープするために前記音響放射力を使用するように構成されていて、前記第一閾値量を超える超音波エネルギーは、中処理領域を通過しないが、第二閾値量を超える超音波エネルギーは、第一閾値量よりも小さく、中処理領域を通過する、態様26に記載のシステム。
(態様28)
さらに、前記コントローラは、超音波操作ビームを発生させるように構成されていて、前記超音波操作ビームが、前記マイクロバブルの破壊を誘発させるために、該マイクロバブルにストレスを加える、態様20に記載のシステム。
(態様29)
さらに、前記コントローラは、前記超音波操作ビームを発生させるために、前記マイクロバブルに対して、前記トランスデューサ素子を物理的に移動させるように構成されている、態様28に記載のシステム。
(態様30)
さらに、前記コントローラは、前記超音波操作ビームを発生させるために、前記トランスデューサ素子の相対位相を調節するように構成されている、態様28に記載のシステム。
(態様31)
さらに、前記コントローラは、物理モデルに少なくとも部分的に基づいて、前記高処理領域を同定するように構成されている、態様20に記載のシステム。
(態様32)
焦点超音波または患者の頭蓋骨から反射した超音波を測定するための検出機デバイスをさらに含み、該検出機デバイスは、前記コントローラに接続されていて、該コントローラが、さらに、前記検出機デバイスの測定に基づいて、前記高処理領域を同定するように構成されている、態様20に記載のシステム。
(態様33)
イメージを得るためのイメージャーをさらに含み、該イメージャーは、前記コントローラに接続されていて、該コントローラが、さらに、前記イメージに基づいて前記高処理領域を同定するように構成されている、態様20に記載のシステム。
(態様34)
さらに、前記コントローラは、前記トランスデューサ素子の配置、前記患者の頭蓋骨に対する前記トランスデューサ素子の位置および向き、ならびに前記組織の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記患者の頭蓋骨に対する前記超音波の入射の角度を計算するように構成されている、態様20に記載のシステム。
(態様35)
さらに、前記コントローラは、前記マイクロバブルの絶対数として、または単位体積あたりの濃度として、前記マイクロバブルの量を規定するように構成されている、態様20に記載のシステム。
Claims (16)
- 超音波処理システムであって、
複数のトランスデューサ素子を含む超音波トランスデューサ、および
コントローラ
を含み、
該コントローラは、
(a)患者の頭蓋骨内の組織に超音波をフォーカスさせるために、処理プランに従って、前記超音波トランスデューサを作動させる、
(b)少なくとも、前記処理プランおよび前記頭蓋骨に対する前記超音波トランスデューサの向きに基づいて、前記頭蓋骨の高処理領域を同定し、前記処理プランの実行の間、前記頭蓋骨を通して、第一閾値量を超える超音波エネルギーを通過させる、
(c)前記処理プランの実行の間、マイクロバブルについて、前記高処理領域をモニタリングする、そして、
(d)前記高処理領域のマイクロバブルの量が、閾値を超える場合、前記超音波を使用して、前記マイクロバブルの量を減少させる
ように構成されている、システム。 - 前記マイクロバブルの量を測定するための検出機デバイスをさらに含み、該検出機デバイスは、前記コントローラに接続されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記マイクロバブルの量を測定するためのイメージャーをさらに含み、該イメージャーは、前記コントローラに接続されている、請求項1に記載のシステム。
- さらに、前記コントローラは、音響放射力を有する焦点を形成するために前記超音波トランスデューサを操作し、前記高処理領域の外側に前記マイクロバブルをスウィープするために前記音響放射力を使用するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記焦点は、点焦点または線焦点である、請求項4に記載のシステム。
- さらに、前記コントローラは、音響放射力を有する焦点を形成するために前記超音波トランスデューサを操作し、前記頭蓋骨の高処理領域から低処理領域に前記マイクロバブルをスウィープするために前記音響放射力を使用するように構成されていて、前記処理プランの実行の間、第二閾値量を超える超音波エネルギーは、前記低処理領域を通過しない、請求項1に記載のシステム。
- 第二閾値量は、第一閾値量よりも小さい、請求項6に記載のシステム。
- さらに、前記コントローラは、音響放射力を有する焦点を形成するために前記超音波トランスデューサを操作し、前記頭蓋骨の高処理領域から中処理領域に前記マイクロバブルをスウィープするために前記音響放射力を使用するように構成されていて、前記第一閾値量を超える超音波エネルギーは、中処理領域を通過しないが、第二閾値量を超える超音波エネルギーは、第一閾値量よりも小さく、中処理領域を通過する、請求項7に記載のシステム。
- さらに、前記コントローラは、超音波操作ビームを発生させるように構成されていて、前記超音波操作ビームが、前記マイクロバブルの破壊を誘発させるために、該マイクロバブルにストレスを加える、請求項1に記載のシステム。
- さらに、前記コントローラは、前記超音波操作ビームを発生させるために、前記マイクロバブルに対して、前記トランスデューサ素子を物理的に移動させるように構成されている、請求項9に記載のシステム。
- さらに、前記コントローラは、前記超音波操作ビームを発生させるために、前記トランスデューサ素子の相対位相を調節するように構成されている、請求項9に記載のシステム。
- さらに、前記コントローラは、物理モデルに少なくとも部分的に基づいて、前記高処理領域を同定するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 焦点超音波または患者の頭蓋骨から反射した超音波を測定するための検出機デバイスをさらに含み、該検出機デバイスは、前記コントローラに接続されていて、該コントローラが、さらに、前記検出機デバイスの測定に基づいて、前記高処理領域を同定するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- イメージを得るためのイメージャーをさらに含み、該イメージャーは、前記コントローラに接続されていて、該コントローラが、さらに、前記イメージに基づいて前記高処理領域を同定するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- さらに、前記コントローラは、前記トランスデューサ素子の配置、前記患者の頭蓋骨に対する前記トランスデューサ素子の位置および向き、ならびに前記組織の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記患者の頭蓋骨に対する前記超音波の入射の角度を計算するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- さらに、前記コントローラは、前記マイクロバブルの絶対数として、または単位体積あたりの濃度として、前記マイクロバブルの量を規定するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
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