KR101288999B1 - 의료 ｈｉｆｕ 디바이스에서 고장 신호 생성을 위한 실시간 후방산란 데이터의 분석 - Google Patents

의료 ｈｉｆｕ 디바이스에서 고장 신호 생성을 위한 실시간 후방산란 데이터의 분석 Download PDF

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Abstract

초음파 치료 헤드의 기능을 체크하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 기능적 치료 헤드에 대한 일반적인 초음파 반사파들에 대한 파형 프로파일이 저장되고, 치료 헤드의 사용하기 전에, 초음파 에너지 버스트(700)가 송신되고, 리턴된 반사파들의 실제 파형 프로파일(702)은 저장된 파형 프로파일들과 비교된다(706). 실제 프로파일들이 저장된 프로파일들에 충분히 유사하지 않으면, 초음파 치료 디바이스가 정지되게 하거나 경고를 생성할 수 있는 제1 신호(712)가 생성될 수 있다. 실제 프로파일들이 저장된 프로파일들에 충분히 유사하면, 동작이 계속되거나(714), 초음파 치료 디바이스의 동작을 허용하는 제2 신호가 생성될 수 있다.

Description

의료 ＨＩＦＵ 디바이스에서 고장 신호 생성을 위한 실시간 후방산란 데이터의 분석{ANALYSIS OF REAL TIME BACKSCATTER DATA FOR FAULT SIGNAL GENERATION IN A MEDICAL HIFU DEVICE}
본 출원은 2009년 3월 23일 출원된 미국 가출원 번호 61/162,641호(대리인 문서 번호 No.021356-004900US)의 이익을 주장하며, 이 미국 가출원의 모든 내용은 참조로서 본 명세서에 포함된다.
빔 경로(beam path)에서의 교란들을 검출하기 위해 초음파를 사용하는 것은 의료 디바이스에서 잘 알려진 응용이다. 다양한 디바이스 제조자들은 인체에 초음파 펄스를 전송한 다음, 그 반사파를 수신하는 기본 원리들을 사용하여, 조직을 이미지화하는 진단 초음파 시스템들을 생산한다. 반사파는 초음파 빔이 서로 다른 유형의 조직(예컨대, 뼈, 근육, 지방 또는 장기 등) 사이의 경계를 가로지를 때 발생한다. 서로 다른 음향 임피던스를 갖는 조직 유형 간의 각 경계는 잘 알려지고 잘 특성화된 유형의 반사파를 만들며, 그 반사파에 의해 진단 시스템들은 빔 경로에서 물체들을 식별할 수 있다.
후술하는 내용은 본 발명에 대한 기초적인 이해를 제공하기 위하여 본 발명의 일부 실시예들의 간략화된 요약을 제시한다. 이 요약은 본 발명에 대한 광범위한 개요는 아니다. 이 요약은 본 발명의 주요/필수 요소를 식별하거나, 또는 본 발명의 범위를 상세하게 설명하도록 의도되지 않았다. 이 요약의 유일한 목적은 후에 제시되는 보다 상세한 설명에 대한 서두로서 간략화된 형태로 본 발명의 일부 구현예를 제시하는 것이다.
실시예에는, 시스템 고장을 검출하는 방법을 갖는 고강도 집속 초음파 치료 시스템(high intensity focused ultrasound therapy system)이 있다. 본 발명은 치료 헤드에 탑재된 고강도 집속 초음파 트랜스듀서로부터 초음파 에너지의 버스트를 전송하는 단계; 상기 버스트 후에 링 다운 파형(ring down waveform)을 취득하는 단계; 상기 링 다운 파형과 예상 링 다운 파형 프로파일을 비교하는 단계; 및 상기 링 다운 파형이 상기 예상 링 다운 파형 프로파일(expected ringdown profile)에 실질적으로 매치되지 않으면 고장 신호(fault signal)를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 영구 메모리 디바이스에 하나 이상의 예상 링 다운 파형 프로파일을 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명은 또한 고강도 집속 초음파 치료 시스템이 고장 신호가 생성된 후에 동작하는 것을 방지하는 단계를 더 포함한다.
실시예에는, 시스템 고장을 검출하기 위한 방법을 구비하는 고강도 집속 초음파 치료 시스템이 있다. 본 발명은 치료 헤드에 탑재된 고강도 집속 초음파 트랜스듀서로부터 초음파 에너지의 버스트를 전송하는 단계; 상기 트랜스듀서 양단에 클램프 임피던스를 적용하는 단계; 잔여 전기 전압(residual electrical voltage; 클램프 파형)을 저장된 클램프 파형 프로파일(clamp waveform profile)과 비교하는 단계; 및 상기 상기 클램프 파형이 상기 저장된 클램프 파형 프로파일에 실질적으로 매칭되지 않으면 고장 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
다른 구현예에는, 초음파 치료 헤드의 기능을 결정하는 방법이 있다. 본 발명은 액체 충전 치료 헤드(liquid filled therapy head)에 탑재된 트랜스듀서를 통해 초음파 에너지의 버스트를 전송하는 단계; 상기 치료 헤드 내에 있는 물체(object)들로부터 하나 이상의 반사파를 수신하는 단계―상기 반사파는 적어도 하나의 파형 프로파일을 포함함―; 상기 적어도 하나의 파형 프로파일을 상기 치료 헤드를 위한 예상 파형 프로파일(expected waveform)과 비교하는 단계; 상기 반사파의 파형 프로파일이 상기 예상 파형 프로파일과 합치하지 못하면 고장 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
실시예들의 다양한 양태에서, 예상 파형 프로파일은 상기 버스트로부터 특정 범위의 지연에서 예상 진폭 범위(expected amplitude range)를 가질 수 있다. 대안적으로 예상 파형 프로파일은 버스트 후 예상 시간 범위(expected range of time) 동안의 예상 최대 진폭을 가질 수 있다. 예상 파형 프로파일은 규정된 진폭의 셋(set of defined amplitudes)으로부터 허가된 편차(permitted deviation)를 가질 수 있으며, 규정된 진폭 각각은 버스트로부터 지연이 서로 다르다. 본 발명은 반사파의 실제 파형 프로파일이 예상 파형 프로파일과 합치하면 제2 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예들의 다른 양태에서, 둘 이상의 반사파가 순서대로 배열되고, 예상 파형 프로파일의 상응하는 시퀀스와 비교될 수 있으며, 반사파들의 배열과 예상 파형들은 선형 시간 시퀀스이다. 이러한 예상 파형 프로파일들은 규정된 진폭들의 그룹으로부터 허가된 편차일 수 있고, 규정된 진폭 각각은 버스트로부터 지연이 서로 다르다. 예상 파형 프로파일은 예상 진폭 범위들의 그룹을 가질 수 있고, 예상 진폭 범위 각각은 버스트로부터 지연이 서로 다르다. 예상 파형 프로파일은 예상 최대 진폭들의 그룹을 가질 수 있고, 예상 최대 진폭 각각은 버스트 후 서로 다른 예상 시간 범위에 있다.
다른 실시예에는, 의료 초음파 치료 시스템(medical ultrasound therapy system)이 있다. 본 시스템은 치료 헤드, 상기 치료 헤드에 탑재된 고강도 초음파 트랜스듀서, 상기 트랜스듀서의 예상 반사파 파형 프로파일들의 정보를 저장하는 데이터 저장소, 및 상기 데이터 저장소와 상기 트랜스듀서에 연결되고, 실제 파형 프로파일들을 상기 저장된 예상 반사 파형 프로파일들과 비교하고, 상기 프로파일들이 실질적으로 매치하지 않으면 제1 신호를 생성하도록 동작하는 제어부를 포함한다. 또한 제어부는 상기 프로파일이 실질적으로 매치되면 제2 신호를 생성하도록 동작할 수도 있다. 제2 신호는 트랜스듀서에 의한 처치 동작(treatment operation)을 가능할 수 있다. 제1 신호는 트랜스듀서에 의한 처치 동작을 불가능할 수 있다.
본 발명의 본질과 이점에 대한 더욱 완전한 이해를 위하여, 후술하는 상세한 설명과 첨부 도면들이 참조되어야만 한다.
도 1은 실시예들에 구현될 수 있는 의료 초음파 시스템의 예를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 의료 초음파 시스템을 위한 치료 헤드를 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따라서 도 1에 도시된 의료 초음파 시스템을 위한 제어부의 구성요소들을 나타내는 블록도이다.
도 4는 일 실실예에 따라서 트랜스듀서에 의해 생성되고 수신되는 초음파의 전송과 반사들에 대한 도시적 표현을 나타낸다.
도 5a는 펄스를 따르는 가능한 예상 파형들의 선형 시퀀스(linear sequence)을 나타낸다.
도 5b는 일 실시예에 따라서 예상 프로파일에 대해서 파형의 평가를 나타낸다.
도 6은 다른 실시예에 따라서 예상 프로파일에 대해서 파형의 평가를 나타낸다.
도 7은 일 실시예에 따라서 파형을 예상 프로파일에 비교하기 위한 방법을 표현한 순서도이다.
후술하는 문단에서는, 방법과 장치들에 대한 다양한 양태와 실시예들이 설명될 것이다. 본 발명에 대해 설명된 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위하여 특정 상세한 설명이 개시될 것이다. 그러나 설명된 실시예들이 설명된 양태들의 일부만으로 또는 모두로 실행될 수 있고, 특정 상세 설명으로 또는 특정 상세한 설명의 일부 없이 실행될 수 있다는 것은 이 기술분야의 기술자들에게 명백할 것이다. 일부 경우에는, 잘 알려진 특징들에 대한 상세한 설명이 생략되거나 간략화될 수 있어, 본 발명의 다양한 양태와 실시예들을 불명료하지 않게 한다.
상세한 설명의 부분들은 이 기술분야에 있는 기술자들이 사용하는 일반적인 기술을 사용하여 설명되어, 이 기술분야에 있는 숙련된 다른 사람들에게 그들 작업의 요지를 전달한다. 시스템이란 용어는 단독형(standalone), 종속적(adjunct), 또는 내장형인 구성요소들로 이루어진 범용 또는 전용 장치들도 포함한다.
다양한 동작들이 본 발명을 이해하는데 가장 도움이 되는 방법으로 차례로 수행되는 복수의 별개 단계로서 설명될 것이다. 그러나 설명의 순서는, 이러한 동작들은 그들이 제시되는 순서로, 또는 순서에 종속적으로 반드시 수행되어야 한다는 것을 의미하도록 이해되어서는 안 된다.
본 명세서의 전체에서 "하나의 실시예(one embodiment)"와 "일 실시예(an embodiment)"를 참조하는 것은, 실시예와 함께 설명되는 특정 특색, 구조, 또는 특징들이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서 본 명세서 전체의 다양한 곳에서 "하나의 실시예에서(in one embodiment)"와 "일 실시예에서(in one embodiment)"라는 구(phrase)의 출현 모두가, 동일한 실시예를 모두 가리킬 필요는 없다.
본 명세서에서 설명되는 것은 의료 시스템과 함께 사용하는 치료 헤드의 다양한 실시예들이다. 특히, 치료 헤드들 및 관련된 의료 시스템들이 제공되고, 이 의료 시스템들은 초음파 트랜스듀서와 치료 프로세서 모듈을 포함하고, 치료 프로세서 모듈은 프로세서, 데이터 저장소 및 제어부를 포함하고, 이 제어부는 치료 헤드의 동작을 체크하고, 치료 헤드가 특정 파라미터들을 충족하지 않으면 신호를 생성한다. 일 실시예에서는, 더욱 자세하게 후술되는 것처럼, 이러한 파라미터들은 초음파 트랜스듀서에 의해 수신된 예상 후방산란 데이터(expected backscatter data), 또는 인가된 전기 자극 후 트랜스듀서의 전기적 링 다운에 기초한다.
일 실시예에서, HIFU(High Intensity Focused Ultrasound) 트랜스듀서는 초음파의 버스트를 생성하기 위하여 여진된다. 초음파 버스트(ultrasound burst)가 트랜스듀서로부터 전파되기 때문에, 초음파가 빔 경로에서 음향 임피던스가 상이한 재료들과 충돌함에 따라, 다양한 반사파들이 예상된다. 이러한 반사파들은 트랜스듀서에 의해 검출되고, 트랜스듀서를 여진시키는 것과 역 형태(reverse form)로 된 전기적 신호로 변환된다. 이 반사파들에 대해 수행되는 측정과 분석은 본 발명의 다양한 실시예의 신호 프로세싱 알고리즘에 의해 달라진다. 펄스 또는 버스트 전송에 이어지는 음향파(acoustic wave)의 반사, 반향(echo) 또는 그 밖의 산란이 집합적으로 "후방산란(backscatter)"으로 일컬어진다. 후방산란은 반사 또는 반향의 세기를 측정하기 위해 사용될 수 있고, 그 후방산란은 펄스로부터 트랜스듀서와의 거리를 판단하기 위하여 매질 내에서의 음속과 전파 시간(time of flight)을 사용함으로써 후방산란을 유발한 물체의 위치를 측정하는데 사용될 수 있다.
본 명세서에서 설명된 다양한 실시예의 시스템과 방법은 하나의 소스로부터, 또는 다양한 서로 다른 포맷으로 배열된 복수 소스로부터의 후방 산란을 검출하고 비교할 수 있지만, 일반적으로 단일 초음파 버스트로부터의 서로 다른 반사파들이 선형 시간 포맷으로 측정된다. 시스템들 및 방법들은 버스트 후, 트랜스듀서의 "링 다운" 또는 초음파 버스트로부터 후방 산란(반사파들)을 분석할 수 있다. 전기적 구동 버스트 또는 펄스가 인가된 후 트랜스듀서의 전기 기계적 과도 현상은 본 명세서에서 트랜스듀서 "링 다운"으로서 일컬어진다. 비유적으로, 벨을 생각해 볼 수 있다. 벨이 쳐졌을 때, 전방으로 소리를 낸다. 이것은 트랜스듀서 내의 펄스 또는 버스트에 상당한다. 종이 쳐진 후에도, 벨은 낮은 레벨로 계속 진동한다. 이 진동은 결국에는 소멸(dissipate)되는, 벨 내 주변에서 산란되는 기계적 에너지이다. 트랜스듀서의 링 다운은 그 벨 내에 있는 잔여 진동(residual vibration)과 비슷한 것으로서 생각될 수 있다. 펄스 후 전기-기계적 에너지는 시간의 경과에 따라 소멸하여 "0"에 접근한다. 링 다운이 소망하는 레벨까지 소멸하는데 요구되는 시간 기간이 링 다운 지속기간(ring down duration)이다. 시스템이 링 다운 신호를 주시하거나 측정하는 시간 구간이 링 다운 지속기간이다. 링 다운 지속기간은 임의로 정의될 수 있고, 실제 링 다운 지속기간과 동일한 시간 기간이거나 더 길거나, 짧을 수 있다.
본 명세서에서 설명된 시스템들과 방법들의 다양한 실시예에서, 트랜스듀서의 버스트 또는 펄스 다음에 전기적 클램프 시간(electrical clamp time)이 올 수 있다. 클램프는 버스트 또는 펄스 이후에 트랜스듀서의 진동의 감쇠를 가속시키는 것을 돕는다. 클램프는 임의 잔여 에너지의 소멸을 증가시키기 위해서 트랜스듀서 양단에 임피던스를 제공하고, 이로써 트랜스듀서의 링 다운 진폭 및 지속기간을 감소시킨다. 벨 비유를 다시 도입하면, 클램프 다운은 사람이 종을 친 후에, 진동을 감쇠시키기 위하여 벨 위에 자신의 손을 올려놓는 것으로 생각될 수 있다. 트랜스듀서 내에서의 특정 유형의 결함은 링 다운 지속기간과 진폭을 증가시킨다. 이 경우, 클램프 시간이 모든 에너지를 소멸시키지 않으며, 클램프가 제거된 후의 전압은 보통보다 매우 높아질 것이다. 이 과도한 링 다운 전압은 결함이 있는 트랜스듀서를 나타내기 위해서 검출되거나 사용될 수 있다.
트랜스듀서의 링 다운을 검출하고 측정하는 것 이외에, 또는 그 대신에, 본 발명의 다양한 양태의 방법과 시스템은 또한 클램프 다운 시간을 모니터링할 수 있다. 이 시간 동안, 임피던스가 트랜스듀서의 양단에 배치되었기 때문에, 낮은 파형 프로파일이 예상된다. 다른 프로파일이 관찰되면, 클램프 회로가 손상되었거나, 또는 트랜스듀서 특성이 급격하게 변화되었을 수 있다.
트랜스듀서의 링 다운을 검출하고 측정하는 것 이외에, 또는 그 대신에, 본 발명의 다양한 양태의 방법과 시스템은 또한 처치 헤드(treatment head) 내에 있는 반사파들[빔 경로에 있는 커플링 액체 또는 매질 내의 물체들(예컨대, 가스 거품(gas bubble)들 또는 미립자 물질(particulate matter) 또는 캡 인터페이스로부터의 대량의 과거 반사파들)로부터]과 처치 헤드의 캡(처치 헤드와 환자의 경계)으로부터의 반사파들을 모니터링할 수 있다. 후자의 반사파들에 대하여 기록된 반사파들은 비교를 위하여 식별가능한 파형을 생성해야만 한다. 이 파형은 최대 파형 패턴(maximum waveform pattern)뿐만 아니라 최소 파형 패턴(minimum waveform pattern) 모두에 대해서 검토(examine)될 수 있다. 최소 패턴 검출은 캡 인터페이스의 존재와 위치를 체크할 수 있다. 최대 패턴 검출은 환자와 처치 헤드 사이의 바람직한 결합을 체크하는데, 여기서 바람직한 결합은 대부분의 에너지가 트랜스듀서의 후방에서 반사되지 않고 환자에게 결합되도록 하는 것이다. 전자의 반사파들은 초음파 빔이 트랜스듀서로부터 캡을 향해 횡단하고 있는 구간 동안에는 상당한 파형들을 생성해서는 안 된다. 이 구간 내에서 파형이 검출되면, 다양한 실시예의 방법과 시스템이 고장 신호를 만들 수 있다. 마찬가지로, 캡 반사의 예상 파형이 수용가능한 파형 프로파일들 외측에 있는 파형을 만들면, 본 명세서에서 설명된 시스템과 방법은 또한 고장 신호를 생성할 수 있다. 이러한 모니터링된 이벤트들 중 임의의 하나로부터 생성된 고장 신호는 시스템으로 하여금 동작을 중단시키게 할 것이다. 고장 이벤트의 검출과 고장 신호의 생성은, HIFU 시스템을 위한 안전 특징으로서 의도된다. 고장 신호는 검출 이벤트들 중 임의의 하나 또는 임의 조합에 응답하여 생성될 수 있다.
다른 실시예에서, 캡으로부터 유효 반사(significant reflection)가 없을 때 고장 신호가 생성될 수 있는데, 유효 반사가 없다는 것은 트랜스듀서 또는 시스템 자체가 펄스 생성에 실패했다는 것을 나타낼 수 있기 때문이다. 이러한 실패 모드는 예상 반사 진폭을 최소 임계값(이 최조 임계값보다 낮을 때 고장 신호가 생성됨)으로 설정함으로써 검출될 수 있다.
본 명세서에서 설명된 다양한 실시예에서, 환자에 대한 안전성과 처치의 유효성이 우선시하여 고려된다. 본 명세서에서 설명된 것과 같은 시스템들과 방법들이 다양한 고장을 검출하지 않고 동작한다면, 처치받는 동안 환자가 화상을 입을 수 있고, 또는 환자에게 전달되는 예상 에너지량(expected energy dose)가 실질적으로 감소될 수 있다. 이에 더하여 디바이스 자체는 트랜스듀서에 대해 충분하게 반사된 에너지를 생성하지만, 내부 캐비테이션(cavitation)이 발생하여, 예컨대 트랜스듀서 챔버 내에서 트랜스듀서 또는 다른 구성요소들이 파손되거나 심각한 손상을 입을 수 있다. 본 명세서에서 설명된 것과 같은 임의의 고장에 대한 검출은, 그러한 고장이 트랜스듀서, 치료 헤드, 또는 다른 구성요소들에서 발원했는지에 상관없이 본 명세서에서 설명된 방법들 및/또는 시스템이 생성한 고장 신호를 야기하면, 시스템 고장으로 불린다.
본 명세서에서 파형 프로파일에 대한 설명은 일반적으로 다양한 파라미터에 관련되고, 이 파라미터들은 본 명세서에서 설명된 시스템들 및 방법들에 의해 측정될 수 있다. 이 파라미터들은 반사파의 진폭, 반사 신호의 주파수, 반사파의 지속 구간, 최초 버스트 이후 측정된 반사파의 시간 지연, 본 명세서에서 설명된 다른 파라미터 중 임의의 하나 이후의 지연, 또는 반사 엔벨로프(reflection envelope)의 일반 모양(예컨대, 사각파, 램프파(ramp wave)) 등 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한 유사한 파라미터들(진폭, 주파수, 지속기간, 시간 지연, 및 모양)이 링 다운 또는 클램프 시간에 적용될 수 있다.
이제 여러 도면 전체에서 유사한 부분들이 유사한 참조번호로 표현된 도면들을 참조한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 사용될 수 있는 의료 초음파 시스템(10)을 나타낸다. 의료 초음파 시스템(10)은 기본 유닛(12), 기본 유닛에 부착된 관절식 암(14), 및 관절식 암(14)에 부착된 사용자 인터페이스 디바이스(16)를 포함할 수 있다. 관절식 암(14)의 말단부(末端部)에는 초음파 치료 헤드(20)가 있다.
초음파 치료 헤드(20)의 여진자는 조작자에 의해 용이하게 다뤄지는 크기일 수 있다. 하나의 실시예에 대한 예시가 도 2에 도시되어 있지만, 초음파 치료 헤드는 많은 다른 형태를 취할 수 있다. 초음파 치료 헤드(20)는 그 초음파 치료 헤드로부터 연장되어 관절식 암(14)을 통해 기본 유닛(12)까지 이어지는 케이블들을 구비할 수 있고, 또는 그 케이블들은 선택적으로 노출될 수 있다.
도 2에 도시된 것처럼, 초음파 치료 헤드(20)는 상부 컴파트먼트(22) 및 하부 컴파트먼트(24), 즉 초음파 챔버를 포함한다. 초음파 챔버는 캡을 구비한다. 상부 컴파트먼트(22)는 드라이 앤 하우스 와이어(dry and house wire)들, 케이블들, 모터 어셈블리, 및/또는 하부 컴파트먼트(24) 내에 탑재될 수 있는 트랜스듀서(23)를 위한 다른 특징들일 수 있다. 하부 컴파트먼트(24)는 트랜스듀서(23)로부터의 초음파 에너지를 하부 컴파트먼트의 저면 근처에 위치된 윈도우(26)까지 전송하기 위해 사용되는 커플링 유체(coupling fluid: 예컨대, 물 또는 다른 매질)를 포함하는 것이 바람직하다. 다른 유체들, 겔들, 또는 고체 재료들도 커플링 매체로서 사용될 수 있다. 상부 컴파트먼트(22) 내에 동작 어셈블리(28)가 배치된다. 동작 어셈블리(28)는 하부 컴파트먼트(24) 내에 배치된 트랜스듀서(23)의 위치/방향을 제어한다. 동작 어셈블리의 예들이 2009년 2월 2일 출원된 미국 특허출원번호 12/364,327호(발명의 명칭: 초음파 시스템과 함께 사용하는 치료 헤드)에 기재되어 있다.
작동시, 기술자는 환자 가까이로 의료 초음파 시스템(10)을 이동시킨다. 기술자는 초음파 치료 헤드(20)를 관절식 암(14)에 부착된 상태로, 초음파 치료 헤드(20)를 잡아서 이동시킨다. 초음파 치료 헤드(20)는 윈도우(26)가 환자와 접촉하는 상태가 되도록 정렬될 수 있다. 사용자 인터페이스 디바이스(16)는 적절한 처치 또는 진단 테스트를 생성하기 위하여 동작될 수 있다. 사용 중에, 하부 컴파트먼트(24)에 탑재된 트랜스듀서는 예를 들어, 미국 공개 특허번호 2006/0122509에 설명된 것과 같이 지방 조직의 파괴에 사용될 수 있는 초음파 에너지를 생성한다. 동작 어셈블리(28)는 간략화된 처치 절차를 제공하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 소망하는 적용범위(coverage), 지속기간, 간격 등을 규정하는 스캔 패턴을 사용하여 환자의 국소 영역에 대해 치료용 처치를 수행하기 위해 동작 어셈블리(28)가 초음파 트랜스듀서의 위치/방향을 변화시키는 동안, 초음파 치료 헤드(20)는 환자와 정적으로 접촉된 상태로 유지된다.
도 3은 의료 초음파 시스템(10)에 사용될 수 있는 치료 프로세서 모듈(102)을 나타낸다. 치료 프로세서 모듈은 프로세서(101)와 제어부(100)를 포함한다. 프로세서(101)는 표준 제어기(즉, 기계, 장치, 또는 시스템의 동작을 통제 또는 관리하기 위해 사용되는 디바이스 또는 메카니즘), 마이크로 컴퓨터, 또는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터 실행가능 명렁들을 실행시킬 수 있는 임의의 다른 디바이스일 수 있다. 일반적으로, 프로그램 모듈은 특정 작업을 수행하거나 또는 특정 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 객체, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포함한다.
프로세서(101)는 조작자로부터의 임의 데이터 입력과 함께 영구 메모리 디바이스에 저장된 실행 명령어들을 사용하여 제어부(100)의 동작을 설정한다. 이러한 데이터는 예를 들어, 사용자 인터페이스(예컨대, 그래픽 사용자 인터페이스(16))를 통한 입력일 수 있다. 따라서 프로세서(101)는 메모리로부터 실행 명령어들이 로딩되는 실행 영역을 포함한다. 이 실행 명령어들에 의해 프로세서(101)는 시스템(10) 내의 트랜스듀서(23) 및/또는 다른 부분들의 동작을 실시간 제어하는 제어부(100)에 지령들(commands)을 송신한다.
또한, 치료 프로세서 모듈(102)은 데이터 저장소(104)를 포함하거나, 그렇지 않으면 데이터 저장소(104)에 연관된다. 데이터 저장소(104)는 하나 이상의 데이터 테이블의 형태로 정보를 저장하며, 하나의 테이블(106)이 도시되어 있다. 도시된 프로파일들은 예상 반향이나 반사를 생성하는 이벤트들에 상응한다. 소망하는 시간과 진폭 범위들을 갖는 추가 프로파일 PROFILEn은 소망된다면, 시스템 및/또는 방법들이 확정된 프로파일 데이터에 비교하고자 하는 임의의 추가 반사들에 기초하여 정의될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따라서 트랜스듀서(23)에 의한 초음파 전송의 도시적 표현을 나타낸다. 상술된 바와 같이, 트랜스듀서(23)는 일 실시예에서 예컨대, 탈기된 물(degassed water)과 같은 커플링 유체로 충전된 하부 하우징(24) 내에 탑재된다. 하부 하우징(24)의 바깥 부분은 캡톤(Kapton)과 같은 투과성 원도우(transmissible window: 26)로 덮혀 있다. 원도우는 실질적으로 초음파 에너지에 대해 투명하다. 트랜스듀서(23)는 기계적으로 초점이 맞춰지는 배열일 수 있고, 트랜스듀서의 중심에서 트랜스듀서 가장자리의 측면(face), 즉 테두리(lip)까지 측정된 깊이차(42)를 가질 수 있다. 트랜스듀서가 평면 어레이라면, 깊이차는 "0"일 것이다. 트랜스듀서는 하부 하우징 내에 명목 높이(nominal height: 44)를 갖고, 트랜스듀서는 원도우(26)에 대하여 위 또는 아래로 이동될 수 있다. 명목 높이(44)는 처치 헤드가 디자인된 용도에 기초하여 수 센티미터 또는 일 밀리미터의 몇 분의 일 단위로 변할 수 있다. 캡 높이(46)는 트랜스듀서에 가장 가까운 캡의 평면에서부터 캡의 가장 확장된 위치까지의 깊이차이다. 이 캡은 트랜스듀서가 동작하는 동안에 사람의 피부에 대향하게 위치된다. 캡은 유연하고 가변적인 확장이 가능하여, 캡 높이에 따른 계산의 조정을 요구할 수 있다. 트랜스듀서의 명목 높이(44)에 캡 높이(46)를 더하고, 트랜스듀서 내의 임의의 깊이 변동을 더하여, 캡 깊이(48)가 산출된다. 처치 깊이(treatment depth: 49)는 캡의 바깥쪽 가장자리에서부터 트랜스듀서의 초점 영역까지의 거리이다. 일반적으로 데이터 테이블은 깊이차(42), 명목 트랜스듀서 높이(44), 캡 높이(46), 캡 깊이(48), 및 전체 처치 깊이(49)인 트랜스듀서의 모든 요구된 높이 조정 정보를 포함한다.
일반적으로, 트랜스듀서(23)는 기계적 포커싱을 위한 형상을 갖거나, 초점(P)에 수렴하는 빔(110)을 초음파 펄스들이 형성하도록 하기 위한 어레이를 포함할 수 있다. 사용시, 초점(P)는 환자의 몸 안에 있다. 초점(P)까지 이동할 때, 초음파 빔(110)은 하부 컴파트먼트(24) 내의 트랜스듀서 챔버에 있는 매질을 통하고, 투과성 원도우(26)를 통과하고, 환자 몸과의 인터페이스를 통과하여 이동한다. 환자 몸과의 인터페이스는 임의의 적합한 초음파 커플링제(예컨대, 물 또는 주로 물로 조성된 매우 맑은 용액들)일 수 있다. 그 후, 빔은 환자의 몸 안에 있는 초점(P)으로 이동한다.
처치 헤드 내에 있는 에어 포켓들(air pockets), 즉 환자와 원도우(26)의 부적절한 결합, 및 다른 불규칙한 것(irregularity)들이 빔(110)에 의해 초점(P)으로 제공되는 에너지를 감소시킬 수 있다. 트랜스듀서 챔버 내의 가스 버블 또는 장애물들은 빔 경로를 막거나 방해할 수 있다. 트랜스듀서 챔버내 광 경로에 있는 가스 버블들 또는 다른 장애물로부터의 임의 반사파들은 초음파가 영역(48)을 통해 전파함에 따라서 예상하지 못한 리턴 파형(unexpected return waveform)을 만들 수 있다. 윈도우(26)가 환자에게 적절하지 않게 결합되었다면, 커플링 검출기(526, 도 5a 참조)가 예상 파형보다 큰 파형을 만들 수 있고, 또한 고장 신호를 트리거할 수 있다.
이와 같이 불규칙한 것들은 초음파 에너지 빔(110)을 일반적으로 반사한다. 이에 더하여, 반사는 하부 컴파트먼트 내, 또는 환자와 연결되어야만 하는 윈도우(26)와 같이 환자와 하부 컴파트먼트의 접합점(juncture)에서 발생한다. 일 실시예에 따르면, 제어부(100)는 이러한 반사들을 데이터 저장소(104)에서 유지관리되는 반사들에 대한 저장된 예상 값과 비교한다. 이러한 반사들이 데이터 저장소(104)에 저장된 값 또는 값의 범위와 합치하지 못하면, 고장 신호가 예컨대 경고를 제공하거나 트랜스듀서(23)를 정지시키기 위해 생성될 수 있다. 대안적으로, 예측 값이 없는 검출 파형(detected wave)도 고장 신호를 생성할 수 있다. 트랜스듀서와 캡의 부근 가장자리 간의 영역(48)은 반사가 거의 예상되지 않는 영역이다. 이 구간 내에서 상당한 리턴(significant return)은 커플링의 장애 또는 결여를 가리킬 수 있고, 고장 신호를 생성할 수 있다.
일 구현예에서, 데이터 저장소(104)에 저장된 값들은 예상 반사의 프로파일을 나타낸다. 프로파일은 본 명세서에서 설명된 많은 파라미터의 영향을 받을 수 있다. 일부 유연성은 성능, 환경, 및/또는 사용자 능력면에서 명목 변동(nominal variation)들을 보상하기 위하여, 시스템 메모리, 데이터 라이브러리, 또는 비교 알고리즘에 내장될 수 있다. 특정 모양(particular shape)이 전송으로부터의 특정 지연(particular delay) 시점에 예상될 수 있다.
비교(comparison)가 초음파 치료 헤드의 기능을 체크하기 위하여 사용될 수 있다. 비교시, 기능적 치료 헤드를 위한 초음파 반사들에 대한 파형 프로파일이 저장되고, 치료 헤드의 사용 전에, 초음파 에너지 버스트가 송신되고, 리턴된 반사들의 실제 파형 프로파일이 저장된 파형 프로파일들에 비교된다. 실제 프로파일들이 저장된 프로파일에 실질적으로 유사하지 않으면, 초음파 치료 디바이스를 정지, 일시 정지시키거나, 또는 경고를 생성할 수 있는 제1 신호가 생성될 수 있다. 실제 프로파일이 저장된 프로파일에 실질적으로 유사하면, 동작이 계속되고, 초음파 치료 디바이스의 동작을 허용하는 제2 신호가 생성될 수 있다. 샘플 신호는 치료 신호와 동일할 수 있고, 규칙적인 간격으로 브로드캐스트되거나, 및/또는 트랜스듀서를 구동시키는 치료 펄스(therapy pulse)에 포함될 수 있다. 대안적으로 일부 구현예들은 고장 체크를 수행하기 위하여 일련의 펄스에서 제1 펄스(또는 임의의 식별된 펄스)를 사용할 수 있다. 펄스는 저전력 또는 정상 치료 전력일 수 있고, 시스템 알고리즘들, 데이터 라이브러리, 및/또는 프로세서가 고장들을 검출하기 위해 사용되는 펄스에서의 차이들을 보상하는 한, 펄스는 치료를 위해 사용될 수도 있고, 또는 샘플 신호를 생성하기 위해서만 사용될 수도 있다. 대안적으로 다음 펄스 상에서 저레벨의 반사들에 대한 더욱 민감한 측정을 위하여, 지연 시간은 이전의 버스트들로부터의 반사들을 소멸시키기 위해 펄스들 내에 삽입될 수 있다. 파형에 작용하는 다른 알고리즘들이 독립 비율(independent rate)로 동작할 수 있고, 다른 펄스들로부터 리턴된 데이터를 샘플링할 수 있다.
일부 예상 파형의 예들이 시간 선형 시퀀스로 제공된다(도 5a). 이 그래프는 Y 축상에 파형 진폭을 규정하고, X 축상에 시간 지연을 규정한다. 초기 펄스는 그래프 상의 좌표 (0,0), 즉 to에서 시작한다. 초기 펄스, 즉 버스트는 514로서 도시된다. 초기 펄스(514)에 이어서 클램프 지속기간(510, t1-t3)이 따른다. 클램프 지속기간이 끝나면, 트랜스듀서 내의 잔여 진동이 링 다운으로서 측정된다. 클램프의 특성에 의하여, 링 다운은 측정되거나 측정되지 않는 낮은 진폭을 갖는다. 트랜스듀서 링 다운 시간 구간(512, t3-t4)은 링 다운 체크가 일어나는 기간이다. 캡 검출 알고리즘을 구동하기 위하여 산출된 캡 검출 기간(520)이 있다. 캡 검출 기간 위치는 캡에 대한 트랜스듀서 위치에 기초하여 결정된다. 커플링 체크 기간(522)은 커플 검출 알고리즘을 구동하기 위하여 사용된다. 커플링 검출 시간 구간은 t2와 t7 사이에 도시된다. 캡 체크 시간(516: 도 3에서 캡 깊이로서 참조됨, t5-t6)은 처치 헤드 캡이 적절하게 동작하는지와 처치 깊이가 올바른 위치에 있는지를 검증하도록, 캡 위치를 측정하기 위해 캡 파형 프로파일을 찾는데 사용된다. 커플링 검출 기간(522, t2-t7)은 음향 경로에 임의의 장애물이 있는지 여부를 판단하고, 처치 헤드 캡이 환자에게 적절하게 결합되어 있는지를 검증하기 위하여 사용된다. 음향파 패턴의 오른쪽 종단에는, 본 발명의 다양한 실시예의 방법들과 시스템들의 목적을 위해 무시되는 포커스 후방산란(528)이 있다. 각각이 버스트로부터의 시간 지연(tx-tn)과 진폭(Ax-An)을 갖는 추가 프로파일들(PROFILEn)은 소망하면 정의될 수 있다. 각 검출 기간 내에, 시스템은 긍정 오류(false positive)들이 고장 신호들을 생성하는 것을 방지하기 위하여 내재 가변량(built in amount of variability)을 가질 수 있다. 일반적으로 시스템은 버스트로부터의 지연 시간들(또는 다른 측정된 파라미터로부터의 지연 시간들) 사이의 차이, 진폭, 주파수, 및 파형들을 측정하는데 사용되는 다른 파라미터들에 대한 내재 허용 오차(tolerance)를 가져서, 시스템이 거짓 고장 신호들을 생성하지 않으면서 동작하도록 한다. 이러한 허용 오차들은 예상 파형으로부터 허용된 편차들이다.
파형 프로파일의 모양은 2개의 경계 범위, 예를 들어, T1과 T2 사이의 시간 범위 및 A1과 A2 사이의 진폭을 가질 수 있다. 이 실시예에서, 시간 T1과 T2 사이의 파형(120, 도 5b)은 A1과 A2 사이에서 최대 진폭을 포함하고, 파형이 치료 프로세싱 모듈(102)에 의해 설정된 조건(criteria)을 충족시킨다. 파형 프로파일의 최대 진폭이 A1과 A2 사이의 수용 가능한 진폭의 경계 외측으로 넘어가면, 이 파형 프로파일은 예상 프로파일과 합치하지 못하여, 고장 신호가 생성될 수 있다. 도 5b에 도시된 파형은 단지 예시적이다. 메모리에 저장된 파형 프로파일들은 임의의 모양일 수 있다. 비교 범위들은 본 명세서에서 설명된 많은 파라미터들을 매치하도록 지정될 수 있다.
도 5b에 도시된 예시의 경우, 제어 모듈(100)은 반사의 시작이 T1과 임의의 다른 시간(예컨대, T3 )사이에서 시작하는지 여부를 평가할 수 있다. 이러한 판단은 파형에 대한 진폭이 이 레벨의 특정 임계값을 충족하는지 여부에 대한 평가를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 평가는 파형의 종단에 대해서 행해질 수 있다.
대안으로서, 예상 범위의 진폭들과 주파수들을 갖는 일련의 시간 세그먼트로 분할되어 더욱 한정된 파형이 데이터 저장소(104)에 저장될 수 있다. 따라서 도 6에 도시된 바와 같이, 각 시간 세그먼트에 대해서, 예상 진폭 범위(도 6에 도시된 각 범위에서 "X"를 포함함)가 있으며, 이 예상 진폭 범위는 신호들의 특정 주파수에 대한 그 시간 세그먼트에서 수용 가능한 진폭 범위를 나타낸다.
다른 대안으로서, 라인들이 주어진 시간에서의 예상 진폭에 대하여 지정되고, 지정된 양(예를 들어, 5% 가감)만큼의 편차가 있는 한정된 파형 패턴이 데이터 저장소에 저장될 수 있고, 신호로 될 수 있다.
또 다른 대안으로서, 프로파일은 시간 기간에 걸친 예상 진폭의 적분일 수 있고, 지정된 시간 구간에 걸친 측정 진폭의 적분은 이 예상 프로파일과 비교될 수 있다.
또 다른 대안으로서, 제어부는 프로파일과 측정된 신호의 지정된 시간 구간에 걸쳐 상관 또는 교차 상관 알고리즘을 사용할 수 있다.
다수의 대안들이 이용 가능하지만, 일반적으로, 치료 프로세싱 모듈(102)은 예상 프로파일에 대하여 파형의 프로파일을 평가한다.
도 7은 일 실시예에 따라서 파형을 예상 프로파일과 비교하는 방법을 나타내는 순서도이다. 단계 700에서 시작하여, 버스트가 트랜스듀서(23)로부터 전송된다. 단계 702에서, 버스트로부터의 반사파들이 대부분이 트랜스듀서에서 수신된다. 이 반사파들은 단계 704에서 디지털화된다. 이 반사파 신호는 디지탈화 단계 704 전에 아날로그 도메인(analog domain)에서 필터링될 수 있다. 디지털화된 반사파들은 예상 프로파일들과 비교될 디지털화된 수신 신호들을 준비하기 위해서, 단계 705에서 다양한 알고리즘을 통해 처리될 수 있다.
단계 706에서, 반사파들의 파형들에 대한 예상 프로파일이 액세스된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 테이블(106)은 내부에 복수의 다른 예상 프로파일들을 저장하고 있을 수 있다. 도면들에 도시된 구현예에서, 이러한 프로파일들은 캡 깊이(원도우(26)에서 트랜스듀서(23)까지의 거리), 커플링 검출(환자와의 커플링), 및 트랜스듀서 링 다운(버스트 전송이 완료된 후 트랜스듀서의 과도한 전기적 링잉)을 나타내고 있지만, 다른 특징들이 검출될 수 있다.
단계 708에서, 파형들이 프로파일들과 비교된다. 파형이 프로파일과 합치하지 못하면, 단계 710은 고장 신호가 생성되는 단계 712로 분기한다. 이 신호는 예를 들어, 트랜스듀서(23) 또는 시스템(10)을 일시 정지 또는 정지시키는 고장 신호 또는 경고일 수 있다. 파형들이 프로파일들과 합치하면, 동작은 단계 714에서 계속된다. 이 단계는 예를 들어, 동작할 수 있다는 것을 나타내거나 동작을 허용하는 제2 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 프로파일은 그 프로파일이 충족되면, 고장 상태로 간주되어 고장 신호가 생성되도록 정의될 수 있다는 것을 주목해야 한다.
이 기술 분야의 기술자들은 본 명세서의 개시를 보면 본 발명의 추가 대안적 실시예들을 쉽게 알 수 있다. 본 명세서에 설명된 실시예 또는 설명이 부족하더라도, HIFU 디바이스의 올바른 동작, 배치, 및 사용을 결정하기 위하여 실시간 후방산란 데이터의 사용을 규정하는 장치 및 방법이 단지 하나로 고려되어서는 안 된다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에서 정의된 것을 제외하고, 본 명세서에 의해 제한되는 것으로 보아서는 안 된다.
본 발명에서 별도로 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 모순되지 않으면, 용어 "a", "an", "the"의 사용과 본 발명(특히 후술하는 청구항의 문맥에서)을 설명하는 문맥에서 유사한 지시 대상물들은 단수 또는 복수 모두를 커버하도록 구성된다. 별도의 언급이 없다면, 용어 "comprising", "having", "including", 및 "containing"은 개방 용어(open-ended term: 즉, "포함하지만, 이에 제한되지 않는")로서 구성되는 것이다. 용어 "연결(connected")은 비록 사이에 어떤 것이 있더라도 부분적으로 또는 전체적으로 담겨지거나, 부착되거나, 또는 함께 결합되도록 구성되는 것이다. 본 명세서에서 별도의 지시가 없다면, 본 명세서에 언급된 값들의 범위에 대한 열거는 단지 그 범위 내에 있는 서로 다른 값 각각을 개별적으로 지칭하는 속기 방법(shorthand method)으로서 기능하도록 의도된 것이고, 서로 다른 값 각각은 그것들이 본 명세서에서 개별적으로 설명되는 것처럼 발명의 상세한 설명에 포괄될 수 있다. 본 명세서에서 별도로 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 모순되지 않으면, 본 명세서에서 설명된 모든 방법은 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있다. 임의의 또는 모든 예시에 대한 사용, 또는 본 명세서에서 제공된 예시적인 언어(예를 들어, 예컨대 "such as")는 단지 본 발명의 실시예들을 보다 명확히하기 위해서 의도된 것이고, 별도로 주장되지 않으면 본 발명의 범위 상의 한정을 제기하지 않는다. 본 명세서의 어느 용어도 임의의 비-청구된 요소들이 본 발명의 실행을 위한 필수 요소를 가리키는 것으로 이해되어서는 안 된다.
본 명세서에 인용된 모든 참조문헌(공개공보, 특허 출원서, 및 특허공보를 포함함)은, 각 참조문헌이 개별적으로 및 구체적으로 참조에 의해 포함되고 그 전체 내용이 본 명세서에 개시된 것과 동일한 정도로 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본 발명의 바람직한 실시예들이 본 발명을 수행하기 위하여 발명자들에게 알려진 최적 모드를 포함하여 본 명세서에서 설명되었다. 다양한 바람직한 실시예들은 상술한 설명을 읽는 즉시, 이 분야의 기술자들에게 명백해질 수 있다. 발명자들은 숙련된 기술자가 적절하게 이러한 변형예들을 사용할 수 있음을 예상하며, 발명자들은 발명이 본 명세서에서 특별하게 설명된 것과는 다르게 실시되는 것을 의도한다. 따라서 본 발명은 여기에 첨부된 청구항에서 설명된 주제에 대한 모든 변형예와 등가물을 적용가능한 법이 허용하는 바와 같이 포함한다. 또한, 본 명세서에서 별도로 지시되거나, 문맥에 의해 분명하게 모순되지 않으면, 모든 가능한 변형예에서 상술한 요소들의 임의 조합은 본 발명에 포함된다.
10: 의료 초음파 시스템
12: 기본 유닛
16: 사용자 인터페이스 디바이스
20: 초음파 치료 헤드
23: 트랜스듀서
100: 제어부
101: 프로세서
102: 치료 초음파 모듈
104: 데이터 저장소

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  8. 고강도 집속 초음파 치료 시스템에서 트랜스듀서 고장을 검출하기 위한 방법으로서,
    치료 헤드에 탑재된 고강도 집속 초음파 트랜스듀서로부터 초음파 에너지의 버스트를 전송하는 단계;
    상기 초음파 에너지의 버스트를 전송한 후에, 상기 트랜스듀서 양단에 임피던스를 제공하는 전기 클램프(electrical clamp)를 상기 트랜스듀서에 인가(apply)하는 단계;
    상기 전기 클램프의 인가가 종료된 후에, 잔여 전기 전압(residual electrical voltage)을 포함하는 클램프 파형(clamp waveform)을 측정하는 단계;
    상기 클램프 파형을 저장된 클램프 파형 프로파일(clamp waveform profile)과 비교하는 단계; 및
    상기 클램프 파형이 상기 저장된 클램프 파형 프로파일에 매칭되지 않으면, 고장 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 8에 있어서, 상기 저장된 클램프 파형 프로파일은 영구 메모리 디바이스에 저장되어 있는 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    고강도 집속 초음파 치료 시스템이 상기 고장 신호가 생성된 후에 동작하는 것을 방지하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 환자의 의료 처치를 시작하기 전에 의료 초음파 치료 헤드의 기능을 결정하는 방법으로서,
    상기 의료 초음파 치료 헤드가 상기 환자와 접촉해 있는 동안, 상기 의료 초음파 치료 헤드에 탑재된 트랜스듀서를 통해 초음파 에너지의 버스트를 전송하는 단계;
    상기 의료 초음파 치료 헤드 내에 있는 상기 트랜스듀서 외의 물체(object)들로부터 하나 이상의 반사파를 수신하는 단계―상기 반사파는 적어도 하나의 파형 프로파일을 포함함―;
    상기 적어도 하나의 파형 프로파일을 상기 치료 헤드를 위한 예상 파형 프로파일(expected waveform profile)과 비교하는 단계;
    상기 반사파의 파형 프로파일이 상기 예상 파형 프로파일과 합치하지 못하면 고장 신호를 생성하는 단계; 및
    고강도 집속 초음파 치료 시스템이 상기 고장 신호가 생성된 후에 동작하는 것을 방지하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 예상 파형 프로파일은 상기 버스트로부터 특정 범위의 지연에서 예상 진폭 범위(expected amplitude range)를 포함하는 방법.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 예상 파형 프로파일은 상기 버스트 후 예상 시간 범위(expected range of time) 동안의 예상 최대 진폭을 포함하는 방법.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 예상 파형 프로파일은 상기 버스트 후 예상 시간 범위 동안의 예상 최소 진폭을 포함하는 방법.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 예상 파형 프로파일은 복수의 규정된 진폭(plurality of defined amplitudes)으로부터 허가된 편차(permitted deviation)를 포함하고, 규정된 진폭 각각은 상기 버스트로부터 지연이 서로 다른 방법.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 11에 있어서, 상기 반사파의 실제 파형 프로파일이 상기 예상 파형 프로파일과 합치하면 제2 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 11에 있어서, 복수의 반사파는 순서대로 배열되고, 예상 파형 프로파일의 상응하는 시퀀스와 비교되며, 상기 반사파들의 배열과 예상 파형들은 선형 시간 시퀀스(linear time sequence)인 방법.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 17에 있어서, 상기 예상 파형 프로파일은 복수의 규정된 진폭으로부터 허가된 편차를 포함하고, 규정된 진폭 각각은 상기 버스트로부터 지연이 서로 다른 방법.
  19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 17에 있어서, 상기 예상 파형 프로파일은 복수의 예상 진폭 범위를 포함하고, 예상 진폭 범위 각각은 상기 버스트로부터 지연이 서로 다른 방법.
  20. 청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 17에 있어서, 상기 예상 파형 프로파일은 복수의 예상 최대 진폭을 포함하고, 예상 최대 진폭 각각은 상기 버스트 후 서로 다른 예상 시간 범위에 있는 방법.
  21. 청구항 11에 있어서,
    상기 버스트 후에 링 다운 파형(ring down waveform)을 취득하는 단계;
    상기 링 다운 파형을 예상 링 다운 파형 프로파일과 비교하는 단계; 및
    상기 링 다운 파형이 상기 예상 링 다운 파형 프로파일과 합치하지 못하면, 다른 고장 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  22. 청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 21에 있어서,
    하나 이상의 예상 링 다운 파형 프로파일이 영구 메모리 디바이스에 저장되어 있는 방법.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 링 다운 파형이 상기 예상 링 다운 파형 프로파일과 합치하지 못하면, 상기 초음파 치료 시스템이 동작하는 것을 방지하는 단계를 더 포함하는 방법.
  24. 트랜스듀서를 포함하는 의료 초음파 치료 헤드;
    프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해 실행되었을 때, 환자의 의료 처치가 시작되기 이전에 상기 의료 초음파 치료 헤드의 기능을 결정하도록 구성된 프로그램 모듈을 포함하고;
    상기 프로그램 모듈은
    상기 의료 초음파 치료 헤드가 상기 환자와 접촉해 있는 동안, 상기 트랜스듀서를 통해 초음파 에너지의 버스트를 전송하는 단계;
    상기 의료 초음파 치료 헤드 내에 있는 상기 트랜스듀서 외의 물체들로부터 하나 이상의 반사파를 수신하는 단계―상기 반사파는 적어도 하나의 파형 프로파일을 포함함―;
    상기 적어도 하나의 파형 프로파일을 상기 치료 헤드를 위한 예상 파형 프로파일과 비교하는 단계;
    상기 반사파의 파형 프로파일이 상기 예상 파형 프로파일과 합치하지 못하면 고장 신호를 생성하는 단계; 및
    고강도 집속 초음파 치료 시스템이 상기 고장 신호가 생성된 후에 동작하는 것을 방지하는 단계;에 의해 상기 의료 초음파 치료 헤드의 기능을 결정하도록 구성된 초음파 치료 시스템.
  25. 청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 24에 있어서,
    하나 이상의 예상 파형 프로파일을 저장하도록 구성된 영구 메모리 디바이스를 더 포함하는 초음파 치료 시스템.
  26. 청구항 26은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 24에 있어서, 상기 프로그램 모듈은
    상기 버스트 후에 링 다운 파형을 취득하는 단계;
    상기 링 다운 파형을 예상 링 다운 파형 프로파일과 비교하는 단계; 및
    상기 링 다운 파형이 상기 예상 링 다운 파형 프로파일과 합치하지 못하면, 다른 고장 신호를 생성하는 단계;에 의해 상기 트랜스듀서의 기능을 결정하도록 구성된 초음파 치료 시스템.
  27. 청구항 27은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 26에 있어서, 상기 프로그램 모듈은
    상기 링 다운 파형이 상기 예상 링 다운 파형 프로파일과 합치하지 못하면, 상기 초음파 치료 시스템이 동작하는 것을 방지하도록 더 구성되는 초음파 치료 시스템.




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