KR20030036137A

KR20030036137A - 혈전 용해를 강화하기 위한 진단용 초음파와 치료용초음파를 결합하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20030036137A
Application number: KR1020027010315A
Authority: KR
Inventors: 마크에이. 모에링; 아르네에이치. 보이에; 메릴피. 스펜서
Original assignee: 스펜서 테크놀러지스 인크
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2003-05-09
Also published as: US6635017B1; EP1255488A4; US20040138563A1; US7425198B2; WO2001058337A2; AU3329501A; EP1255488A2; WO2001058337A3; CA2399410A1; AU2001233295B2; JP2003534032A; AU2005220207A1

Abstract

치료용 펄스형 또는 연속파 초음파와 진단용 펄스형 초음파를 결합하는 방법 및 장치가 기술된다. 치료 모드와 진단 모드 모두에 있어서, 상기 초음파는 단일 프로브로부터 혈전증을 앓는 환자에게 투여된다. 상기 초음파는 진단 모드와 치료 모드에서 동일한 주파수 범위 또는 상이한 주파수 범위를 가질 수 있다. 진단모드에서의 상기 펼스형 초음파는 혈류의 모니터링을 혈전 위치 결정을 지원하며, 상기 치료용 펄스형 초음파를 투여하기 위한 최적의 창을 결정하는 것을 지원하며, 재소통이 일어나는 시기를 검출하는 것을 지원한다. 만약 시술자가 상기 장치를 실행한다면, 그래픽 디스플레이가 진단 모드동안 혈류의 이미지 표본을 디스플레이 한다.

Description

혈전 용해를 강화하기 위한 진단용 초음파와 치료용 초음파를 결합하는 방법 및 장치{Method and apparatus combining diagnostic ultrasound with therapeutic ultrasound to enhance thrombolysis}

심장 혈관계(cardiovascular system)내의, 특히 동맥, 정맥, 심장의, 혈전증(thrombosis)은 예를 들어 뇌졸증(stroke), 심장 마비, 저림, 심부정맥 혈전증, 폐색전증과 같은 많은 질병들을 유발한다. 특히, 뇌졸증(stroke)은 그 희생자 및 사회에 대해 가리지 않고 삶의 질을 위태롭게 한다. 경제적인 문제에 있어서는, 뇌졸증에 대한 총비용은 매년 수십억 달러에 달한다. 직접적으로 드는 비용만 하여도 병원 및 간호, 기거, 의사 및 건강 전문가의 치료, 약, 가정 건강 비용 및 다른 의학 소비재에 관련된 비용을 포함한다. 간접적으로 드는 비용은 병에 걸린 상태로 인한 생산성 손실과, 사망률로 인한 생산성 손실로부터 기인한다. 40세 이상의 미국인들을 대상으로 한 1995년 데이터는 병원 및 의사에 드는 평균 비용이 뇌졸증환자 한명에 대해서 11,010 달러이며, 일과성 허혈발작(trans-ischemic attack: TIA)에 대해서는 4,940 달러인 것을 보여주고 있다.

뇌졸증을 이해하고 방지하려는 지난 60년간 기술 발전은 혈관 조영법(angiography), 인공 심장 판막, 진단용 도플러 초음파, 응고 방지를 위한 아스피린의 사용, 차별적 진단을 위한 컴퓨터 단층 촬영(CT), 경두개 도플러(Transcranial Doppeler;TCD), 동맥장애 치료를 위한 스텐트(stent)를 포함하게 되었다. 1995년 이전의 많은 주요한 발전중 어느 것도 그 시초가 뇌졸증의 직접적인 치료 분야에 속하는 것은 없었으며, 1995년이 되어서 비로소, 세포 조직 플라스미노겐 활성물(tissue plasminogen activator; t-PA)와 같은 혈전 용해약의 투여를 수반하는 기술이 신경 생물학적 손상을 감소시키는 데 있어서 나타나게 되었다.

뇌졸증에는 두가지 일반적인 형태가 있다. 색전성 폐색(embolic occulsion)은 모든 뇌졸능의 80%의 원인이 되며, 이것의 치료법은 내출혈(ICH)을 위한 치료법과는 현저하게 다르다. 색전성 뇌졸증의 원인은 궤양성 경동맥 또는 대동맥 플라크(plaque)를 포함하는 다양한 근원으로부터 치우친 혈전증과, 심낭 원인의 혈전증과, 정맥계로부터의 역행성 원인의 혈전증으로 크게 카테고리가 나뉜다.

뇌졸증의 초기의 진단은, 색전성 뇌졸증과 ICH을 구별하고, 허혈성 상처를 가진 세포 조직의 양을 결정하기 위하여 CT 또는 자기 공명 이미지(MRI)와 같은 방사성 이미지 기술이 요구된다. 일반적으로, ICH가 제외되면 뇌졸증 환자는 혈전 치료를 위한 후보가 되며, CT 또는 MRI가 허혈성 변화가 제 3 중대뇌동맥(middlecerebral artery;MCA) 영역을 넘지 않으며, 혈압이 정상이거나 제어가능하고, 상기 진단은 착수한지 3시간 안에 이루어진다. 이러한 환경 때문에 t-PA 치료법의 널리 보급되어 채택되지 않는다. 그러나, 미국내의 병원은 뇌졸증 환자의 응급 치료를 강조하지 않고, 뇌졸증에 의학적으로 개재하는 응급 치료 요구의 공공의 인식은 그다지 높지 않다. 또한, 사망률에 있어서 전체 증가량과는 관련이 없는 ICH의 위험이 10배로 증가되기 때문에 t-PA 치료에 대한 기피 현상도 있다. t-PA 치료에 적합한 뇌졸증 환자중 단지 약 2% 만이 이 치료를 받는다.

초음파는, 뇌의 심장기능을 평가하기 위해 진단 형태로 이용가능하고, 근년에는 초음파가 비-경두개 (non-transcranial) 응용을 위해 치료 형태로서 t-PA의 제공에 사용시 응혈 용해를 강화시키는 것이 나타났음에도 불구하고, 뇌졸증 초기 단계에서 초음파를 뇌 혈류를 감시하는 데 이용하거나 초음파를 뇌졸증 환자의 치료에 사용되는 것은 표준적인 관행이 아니다. 상기 사용의 부족은 현재 판매하고 임상적으로 이용되는 장비를 이용한 TCD 신호를 획득 및 해석하는데 높은 기술 수준이 요구되기 때문이다. 이러한 기술 수준은 병원 응급실에서는 일반적으로 이용가능하지 않다. 또한, 부상 수준 구분 및 모니터링에 있어서 TCD 능력에 대한 이해 부족이 존재한다. 예를 들어, 혈전 용해 치료가 관류(예를 들어, 동맥의 혈류)를 재설정한 시간을 결정하기 위해 초음파 모니터링의 이용은 충분히 숙지되지 않았다.

초음파 이용 부족의 또다른 이유는 현존하는 장비가 편리하게 진단/모니터링 초음파와 치료용 초음파 모두를 전송하지 하지 못하기 때문이다. 초음파는 혈전증과 관련된 이러한 질병의 진단에 널리 보급되어 있으며, 이러한 진단을 수행하며 새로운 치료 형태를 수행하는 장치는 임상적으로 유용하다. 즉, 표준의 초음파 장비는 소정의 주파수에서 단지 진단/모니터링 초음파를 전송하기 위하여 고안되어졌으며, 용이하게 매우 상이한 주파수 범위나, 응용 시간 길이나, 빔 프로파일/구역이나 전력 레벨을 요구할 수 있는 치료형태의 응용으로 전환 될 수 없다. 따라서, 응급실 직원이 작동 가능하며 용이하게 해석되는 진단용 혈류 정보를 제공하는 초음파 장비의 필요성 뿐 아니라, 동시에 (다른 형태의 혈전증을 앓고 있는 개인을 포함한) 뇌졸증 환자들을 치료 형태로 처치하는데 이용할수 있는 초음파 장비의 필요성이 존재한다.

본 발명은 일반적으로는 의학적 진단 및 치료 절차와 장치에 관한 것이며, 더 구체적으로는 혈전 용해(thrombolysis)를 강화하기 위한 진단용 초음파와 치료용 초음파를 결합하는 초음파 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 원리에 따라 진단용 초음파와 치료용 초음파를 결합하는 장치 및 방법의 실시예를 도시한다.

도 2는 도 1의 장치에서 사용된 초음파 프로브의 제 1 실시예를 도시한다.

도 3은 도 1의 장치에서 사용될 수도 있는 초음파 프로브의 제 2 실시예를 도시한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도플러 초음파 시스템의 디스플레이 모드를 도시한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도플러 초음파 시스템의 디스플레이 모드의 또 다른 실시예를 도시한다.

도 6은 환자의 두개골 부위의 해부학적 개략도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 도플러 초음파 시스템을 묘사하는 기능 블록도이다.

도 8은 도 9의 도플러 초음파 시스템에 포함된 펄스 도플러 신호 처리 회로를 상세히 묘사하는 기능 블록도이다.

도 9는 도 1의 장치에서 사용된 초음파 프로브의 제 3 실시예의 개략도이다.

도 10은 도 1의 장치에서 사용된 초음파 프로브의 제 4 실시예의 개략도이다.

본 발명의 하나의 특징에 따른 혈전증을 앓고 있는 환자를 치료와 모니터링을 동시에 하는 방법은 단일 초음파 프로브를 환자의 신체 표면 가까이에 위치하는 단계와, 진단 모드 동안의 제 1 시간 주기 동안 제 1 주파수에서의 상기 단일 프로브(probe)로부터의 펄스형 초음파를 상기 환자에 투여하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은, 치료 모드동안, 혈전 용해제의 활동을 강화하기 위해 상기 제 1 시간 주기보다 더 큰 제 2 시간 주기동안 제 2 주파수에서의 상기 단일 프로브로부터의 펄스형 초음파를 투여하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 진단용 초음파와 치료용 초음파의 동시 사용을 지원하며, 제공된 진단용 수신기는 치료용 초음파 에코로부터 진단용 초음파를 구별할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 초음파로써 혈전증을 앓고 있는 환자를 치료하는 방법은, 환자의 신체표면상의 한 부위를 선택하는 단계와, 상기 부위내의 복수의 영역들을 규정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 진단모드동안 상기 영역들 중 제1 영역에 펄스형 초음파를 인가하고, 상기 제1영역을 통해 창(window)를 평가하는 단계를 포함한다. 만약, 상기 제1영역을 통한 창이 최적의 창이 아니면, 상기 방법은 단일 초음파 프로브를 재위치하는 단계와, 진단 모드에서 상기 제 2 영역에 펄스형 초음파를 투여하는 단계와, 제 1 영역의 적어도 일부를 포함하는 상기 제 2 영역의 적어도 일부를 가진 제 2 영역을 통해 창을 평가하는 단계를 포함한다. 그런 후, 만약 초음파 펄스가 공급된 이전의 영역들이 실질적으로 최적의 창을 포함하고 있지 않다면, 실질적으로 최적의 창을 가지는 영역이 위치할 때까지, 상기 방법은 진단 모드에서 또 하나의 영역에 초음파 펄스를 제공하기를 반복한다. 그런 후, 상기 방법은 실질적으로 최적의 창을 갖는 영역을 통해 단일 초음파 프로브(probe)으로부터 치료 모드에서 초음파를 제공한다.

본 발명의 또 하나의 특징은 혈전 용해제(thrombolytic agent)의 혈전 용해 작용을 강화함으로써 혈전증을 겪고 있는 환자를 초음파로 치료하는 장치를 제공하는 것이다. 상기 장치는 치료 모드에서 펄스형 초음파 또는 연속파 초음파를 송신하고 진단 모드에서 펄스형 초음파를 송신하도록 구성된 단일 초음파 프로브를 포함하는데, 상기 초음파는 치료 모드에서의 특성이 진단 모드에서의 펄스형 초음파의 특성과 다르다. 제어기는 진단 모드와 치료 모드 사이에서 단일 초음파 프로브를 스위칭하고 진단 모드에 있는 동안 단일 초음파 프로브에 의해 반사된 초음파 도플러 신호들을 처리하도록 구성된다. 그래픽 디스플레이는 제어기에 응답하여 단일 초음파 프로브에 결합된다. 그래픽 디스플레이는 혈류(blood flow)가 검출되는 초음파 빔축을 따른 복수의 위치들을 묘사하도록 구성된 혈액 위치측정 디스플레이를 가진다. 상기 혈액 위치측정 디스플레이는 진단 모드에 있는 동안 제어기에 응답하여 도플러 신호들을 기초로 상기 복수의 위치들을 표시한다.

본 발명의 실시예들은 대뇌의 혈액 유속을 모니터링하고 동시에 t-PA 또는 유로카이나제(urokinase)와 같은 혈전 용해제의 용해 효과(lysing effect)를 강화하는 도플러 초음파 방법 및 장치를 제공한다. 이들 실시예들은 병원 응급 서비스에 특히 유용하다. 경두개 장치(transcranial application)들에 관하여, 본 발명의 실시예들은 뇌졸중의 초기 단계 동안 뇌 혈류(cerebral blood flow)의 실시간 검사를 위한 TCD 양식을 제공한다. 본 발명의 실시예들이 일반적으로 경두개 장치들에 관련하여 기술되지만, 본 발명은 이러한 특정 장치에만 제한된 것은 아니다. 본 발명의 원리들 중 일부 또는 전부는 혈전증에 걸린 환자의 가슴, 폐동맥 및 다리의 심부정맥 등과 같은 심장혈관계통(cardiovascular system)의 심장부분 및 기타 부분들에 적용될 수 있다.

본 발명의 충분한 이해를 위해 다소의 세부 사항들이 설명될 것이다. 그러나, 이들 특정한 세부 사항들이 없더라도 본 발명을 실시할 수 있다는 것은 본 기술분야의 당업자에게는 명백할 것이다. 다른 예들에서, 불필요하게 본 발명을 불명료하게 하는 것을 피하게 위하여 공지되어 있는 회로, 제어 신호, 시간 규약 및 소프트웨어 동작들은 상세하게 기술되지 않았다.

환자의 치료

먼저 도 1을 참조로, 진단용 초음파와 치료용 초음파를 결합하는 본 발명의 실시예에 따른 방법 및 장치(100)가 도시되어 있다. 유리병(110)에 들어있는 혈전 용해제(t-PA, 재조합 t-PA 또는 rt-PA, TNK t-PA, 유로키나제 또는 스트렙토키나제)가 밸브(112) 및 카테터(catheter; 114)를 통해 환자에게 공급된다. 카테터(114)는 환자의 신체(118) 내부의 혈관(116)으로 혈전 용해제를 주입한다. 도 1에서는 혈전 용해제가 카테터(114)를 통해 신체(118) 안으로 주입되는 것처럼 도시되어 있지만, 상기 혈전 용해제는, 초음파가 혈전 지역에 전달되는 동안, 예컨대, 피하 주사 바늘(hypodermic needle)들을 통해 통상적인 방법으로 혈전 가까이 주사될 수 있다.

도 1에 도시한 것처럼, 환자가 뇌졸중을 겪었을 경우, 혈관(116)은 두개골 부위(121)에 위치한 혈전(122)으로 혈전 용해제를 운반한다. 본 방법 및 장치(100)의 다른 응용들에 있어서, 심장 부위(120)에 위치한 혈전을 치료하기 위해 혈관이 심장 부위(120) 근처로 혈전 용해제를 운반하도록 카테터(114)는 신체(118) 내부에 위치할 수 있다. 마찬가지로, 혈전 용해제는 다리의 심부정맥들에 있는 혈전을 치료하기 위해 신체(118)의 다리 부위(123)로 공급될 수도 있다.

신체(118)로 혈전 용해제를 공급한 후에, 혈전이 존재하는 환자의 신체(118) 부위 가까이 초음파 프로브(128)가 위치한다. 예컨대, 도 1은 가슴이나 폐동맥과 같은 각각의 부위 내의 혈전을 발산시키기 위해 심장 부위(120) 가까이 위치한 프로브(128)를 도시한다. 대신에, 프로브(128)는 신체(118)의 다리 부위(123) 가까이위치하여 그 부위의 혈전을 발산시키도록 할 수 있다. 도 1은 또한 두개골 부위(121) 가까이 위치한 프로브(128)를 도시하고 있다. 특정 실시예에 있어서, 환자의 두개골 부위를 관통하여(transcranial) 초음파를 공급하는 동안, 환자의 두개골 부위(121) 둘레로 머리테(124)가 둘러진다. 머리테(124)는 초음파 변환기나 프로브(128)을 제자리에 고정시키도록 구성된 부착장치(126)를 포함한다. 앞에서 언급하였듯이, 혈전이 존재할 수도 있는 신체(118)의 다른 부위들 근처에 혈전 용해제가 또한 공급될 수도 있고, 초음파 프로브(128)가 위치할 수도 있다.

프로브(128)는 신체 표면(136)을 통해 초음파가 경피적으로(transcutaneously or transdermally) 인가될 수 있게 하는 팁(130)을 포함한다. 프로브(128)의 특정 구조 세부사항들 및 관련된 동작 특성들은 이하에서 보다 자세히 기술될 것이다. 프로브(128)는 구동기(134)에 결합되며, 상기 구동기(134)는 수 밀리와트에서 수 와트 범위 내에서 조절될 수 있는 전력 출력을 가질 수 있다. 구동기(134) 및 프로브(128)은 초음파가 듀티 사이클 100%(즉, 연속파)로 전송되거나 또는 다양한 듀티 사이클(예컨대, 3%에서 80%의 듀티 사이클)들로 펄스 동작하도록 작동될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 진단용 펄스형 초음파나 연속파 초음파 및 치료용 펄스형 초음파나 연속파 초음파를 제공한다. 본 특정 실시예에서는 진단용 및 치료용 펄스형 초음파가 논의되지만, 본 기술분야의 당업자는 연속파가 대신에 사용될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 아래에 기술된 실시예의 "진단" 모드에서, 펄스형 초음파는 관심이 있는 혈류의 공간적 식별을 쉽게 한다는 점에서 연속파 보다 유리한 점을 제공한다. 펄스형 초음파의 이러한 진단상의 장점은 이하에서 상세히 설명된다.

비록 혈전 용해제가 유리병(110)으로부터 외부에서 공급되는 것으로 도 1에 도시되어 있지만, 외부 혈전 용해제를 공급하지 않고 본 발명의 실시예들을 실시하는 것도 가능하다. 그러한 실시예들은 인간의 신체가 자연적으로 발생한 혈전 용해제들을 체액 내에 담고 있다는 사실을 고려한다. 비록 자연적으로 발생한 혈전 용해제의 농도가 외부 혈전 용해제가 제공된 경우 얻어지는 농도 보다 낮지만, 본 발명의 실시예들은 자연적으로 발생한 혈전 용해제의 혈전 용해 작용을 강화하도록 치료용 초음파를 사용할 수 있다.

초음파 프로브 및 이에 대응하는 초음파 빔

도 2는 환자에게 두 개의 상이한 초음파 주파수들을 적용하는데 사용될 수 있는 프로브(128)의 실시예를 도시한다. 도 2에 도시된 프로브(128)의 실시예는 혈류를 모니터링하기 위한 진단 모드에 있는 동안은 약 2㎒ 주파수의 초음파를 그리고 혈전 용해제의 혈전 용해 작용을 강화하기 위한 치료 모드에 있는 동안은 200㎑ 주파수의 초음파를 송신하는데 사용된다.

프로브(128)은 두 개의 변환기 소자, 즉, 2㎒ 크리스탈(210) 및 200㎑ 크리스탈(212)을 포함한다. 유전체층(214)은 상기 크리스탈들(210,212)을 분리한다. 프로브(128)은 댐핑층(damping layer; 216) 및 도기층(potting layer; 218)을 더 포함하는데, 상기 댐핑층(216) 및 도기층(218)은 프로브(128)의 구동기쪽 단부에 배치된다. 매칭층(220)은 프로브(128)의 환자쪽 단부에 배치된다.

그러므로, 도 2에 도시된 프로브(128)의 실시예는 크리스탈(210)이 2㎒ 근방의 대역폭 범위를 갖는 변환기로서 기능하는 "이중 주파수 스택"의 구성이다. 크리스탈(210) 바로 다음에는 200㎑ 근방의 대역폭 범위를 갖는 변환기로서 기능하는 크리스탈(212)이 있다. 다른 주파수 범위를 갖는 크리스탈들을 포함하는 프로브(128)을 선택함으로써 2㎒ 및 200㎑ 이외에 다른 주파수 쌍들이 송신될 수 있다. 예컨대, 100㎑ 및 2㎒의 주파수 쌍이나 1㎒ 및 2㎒의 주파수 쌍이 송신될 수 있다. 나아가, 크리스탈들(210,212)의 출력 주파수들이 각각 2㎒ 및 200㎑의 설계 주파수에서 약간 변하도록 구동기(134)의 주파수 출력을 조절함으로써 상이한 주파수 쌍들이 송신될 수 있다. 그러므로, 180㎑ 및 2㎒의 주파수 쌍이 송신될 수 있다.

크리스탈들(210,212)은, 초음파 빔(222,224)의 소망하는 초점 직경에 따라 다른 직경들이(반드시 직경이 서로 같을 필요도 없다) 사용될 수도 있지만, 13㎜의 직경을 가질 수 있다. 도 2에 도시된 프로브(128)은 여기서 기술된 진단 및 치료용 초음파 장치들을 위한 주문형이며, Indiana Lebanon의 Etalon Inc.로부터 구입할 수 있다. 또한, 프로브(128) 스택의 여러 소자들(210-220)의 임피던스는 전력 전달을 최대로 하고 소자들 사이의 손실을 최소로 하도록 임피던스를 매칭하여 설계될 수 있다.

상술하였듯이, 도 2에 도시된 프로브(128)은 상이한 주파수 및 모양을 가지는 두 개의 초음파 빔(222,224)을 생성할 수 있다. 낮은 주파수를 가지는 치료용 빔(222)은 크리스탈(212)으로부터 송신된다. 높은 주파수를 가지는 진단용 빔(224)은 크리스탈(210)으로부터 송신된다. 진단 빔(224)의 측면 공간 분해를 최적화하기위해, 진단 빔(224)은 보다 더 좁은 초점 및 빔 형태를 갖는다. 치료 빔(222)은, 혈전증의 주변에 그 빔의 유효 방사 영역을 최대화하기 위해 더 넓은 초점을 가진다.

프로브(128)의 대안적인 실시예가 도 3에 도시되어 있다. 이 실시예는 치료빔 및 진단빔(222, 224)을 생성하고, 두 빔은 모두 2MHz (또는 다른 주파수)인 동일 주파수를 갖는다. 프로브(128)는, 13mm 외부 직경을 갖는 환상(annulus) 변환기 요소(312)에 의해 둘러싸인 7mm 직경 피스톤 변환기 요소(310)로 고리모양으로(annuluarly) 배열된 두 개의 변환기 요소들을 포함한다. 이러한 동심(concentric) 형태는, 진단 빔(224)을 사용하여 혈류의 진단 측정들을 실행할 때, 프로브(128)가 두 요소들 모두 (예컨대, 피스톤(310)과 환대(annulus)(312)) 상에 발사되고 두 요소들 모두 상에 수신되는 것을 허용한다. 2MHz로 치료빔(222)을 전송할 때는 단지 피스톤(310)만이 발사된다. 치료 모드 동안에 단일 요소로서 활성화되는 경우에 피스톤(310)은 보다 넓은 치료 빔을 전송한다. 피스톤(310) 및 환대(312) 둘 모두 진단 모드 동안에 활성화되는 경우에, 결합된 상기 두 요소들은 보다 좁은 진단 빔(224)을 전송한다.

요약하면, 도 2에서의 프로브(128)의 실시예는 상이한 프로파일들을 갖는 두 개의 초음파 빔들을 전송하기 위해 두 개의 주파수 체제들로 작동할 수 있다. 도 3에서 도시된 프로브(128)의 대안적인 실시예에 있어서, 진단 어플리케이션 및 치료 어플리케이션 둘 모두에 대하여 동일한 주파수가 프로브(128)에 의해 전송되지만, 프로브(128)의 배치는 초음파 빔들(222, 224)이 또한 두 개의 상이한 형태들을갖도록 허용한다. 이하에서 서술되는 바와 같이, 프로브(128)의 두 실시예들에 의해 전송되는 초음파 빔들(222, 224)에 대한 주파수들, 사이클들의 수, 강도, 듀티(duty) 사이클, 및 결과적인 일시적 피크 강도는, 몸의 특정 발생지(venue)에서 혈전용해를 강화하기 위한 최적 세트의 파라미터들을 촉진하기 위해서 변경될 수 있다.

치료 초음파의 투여

본 발명의 실시예들은 혈전용해제의 용해(lysing) 효과를 강화하기 위해서, 치료 초음파를 투여한다. t-PA와 같은 혈전 용해제가 존재하는 경우 초음파가 잠재적으로 혈전용해를 강화할 수 있는 세 개의 메커니즘은: "공동화(cavitation)"(음의 압력을 통해 기포를 형성, 이것은 다시 국부화된 유체 모션(localized fluid motion)을 야기할 수 있다.), "스트리밍(streaming)" 및 "마이크로스트리밍(microstreaming)" (전달되는 초음파 에너지를 조직에서 유체 모션으로 전환), 피브린(fibrin) 구조의 가역적 변화이다. 마지막 메커니즘은 피브린 매트릭스 흐름 저항을 감소시키고 t-PA에 대한 피브린 결합 영역들을 증가시킨다. 이들 상이한 이하의 메커니즘들에 있어서 이 치료 초음파의 주파수들은 상이하다.

본원 발명의 실시예들의 특징은 보다 높은 주파수들(예컨대, 2MHz)의 치료 초음파는 혈전용해를 강화하는 데 효과적으로 사용될 수 있다. 이것은 보다 낮은 주파수들을 지지하는 통상적인 접근들에 직접적으로 상반된다. 본원 발명에서의 치료 초음파는 진단 초음파와, 교대하는(alternating) 시간 주기들로 투여된다. 치료시간 주기들은 일반적으로 길고(∼1 minute), 그 후 진단초음파는 치료 진행을 모니터하기 위해 짧은 주기( ∼4 seconds) 동안 사용된다.

부가적으로, 펄스형 초음파는, 평균 강도 50 mW/cm²정도와 같이 낮은 전력 레벨들에서, 공동화 또는 상당한 스트리밍을 유도하지 않는다고 추정되는 모드 및 강도 레벨로, 몸 안에서 실행된다. 또한 낮은 전력 레벨들의 사용은, 몸 밖에서, 높은 전력으로 연속파 초음파를 전개하고 동일한 프로브로부터의 경두개(transcranial) 모니터링 및 치료를 이용하지 않는, 저주파수 문헌 보고들에 상반된다. 본원 발명의 실시예들을 위한 공간 피크 일시 평균 초음파(spatial peak temporal average ultrasound) 강도 레벨들은 진단 레벨들상에 대해 산업적으로 합의된 것으로 720mW/cm²를 초과하지 않도록 유지된다 (이것은 수중에서 이루어진 감쇠된 측정(derated measurement)이다.). 이러한 수중에서의 감소된 강도를 갖는 초음파는 중앙 대뇌 동맥에 대한 초음파의 인가시에는 훨씬 더 낮은 강도를 가질 것이다. 보다 낮은 강도 레벨은, 뇌 조직을 통한 감쇠손실에 부가하여, 측두골(temporal bone)에서 발생되는 반사 및 감쇠로 인한 것이다. 2MHz에서의 40dB/cm의 뼈 감쇠, 2MHz에서의 0.5dB/cm의 뇌조직 감쇠를 사용하고, 3mm 뼈 두께 및 5cm의 뇌조직을 가정하는, 기초적인 계산들은 결과적인 강도가 50mW/cm²보다 낮다는 것을 나타낸다.

진단 초음파의 투여

본 발명의 실시예들은 2MHz에서의 진단 초음파가 치료 초음파와 동시에 투여되도록 허용한다. 본 발명의 실시예의 진단 모드는, 1998년 11월 11일에 출원된, 동시출원 중인 미국 특허출원 번호09/190,402 "DOPPLER ULTRASOUND METHOD AND APPARATUS FOR MONITORING BLOOD FLOW" (현재 출원중이며, 참조에 의해 결합됨) 에서 더 상세히 기술된 바와 같이, 혈류의 도플러 초음파 모니터링에 관련된 정보 디스플레이를 제공한다.

도 4는 본 발명의 한 관점에 따라 도플러 초음파 정보의 디스플레이 모드(600)의 제 1 실시예를 도시한 도식적 도면이다. 이 디스플레이 모드(600)는 프로브(128)를 조준하는 것과 관련하여 사용된다. 이 디스플레이 모드(600)에서, 두 개의 독특한 초음파 디스플레이들 중 한 개 또는 둘 모두가 사용자에 의해 사용된다. 깊이-모드(depth-mode) 디스플레이(602)는, 시간(수평축) 함수로서 초음파 빔 축(수직축)을 따라 다양한 깊이들에서 초음파 프로브(128)에서 멀어지는 또는 그로 향하는 혈류를, 색으로, 도시한다.

깊이 모드 디스플레이(602)는 착색된 영역들(604, 606)을 포함한다. 각 영역은 붉은색 또는 파란색으로 착색되고, 붉은색은 프로브(128)로 향하는 흐름을 표시하고, 파란색은 프로브로부터 멀어지는 흐름을 표시한다. 상기 착색된 영역들은 동일한 색이 아니며, 색의 강도는 회귀 도플러 초음파 신호의 검출된 강도의 함수에 따라 변한다.

디스플레이 모드(600)는 디스플레이된 스펙트로그램(608)을 포함하며, 도 6은 특징적인 수축-이완 패턴을 나타내는 속도 포락선(velocity envelope)를 도시한다. 깊이 모드 디스플레이(602)처럼, 스펙트로그램(608)은, 회귀 초음파 신호의 검출된 강도의 함수로서 다양한 강도로 착색된 속도 엔벌로프내에 데이터 포인트들(도시되지 않음)을 포함한다. 스펙트로그램(608)이 지원하는 특정 샘플 볼륨은 깊이 표시기 또는 포인터(609)에 의해 깊이-모드 디스플레이(602)에 표시되는 깊이에 있다. 이러한 방식으로, 초음파 장치(100)의 사용자는 스펙트로그램(608)을 측정하는 특정 깊이들을 편리하게 보고 선택할 수 있다. 깊이 모드 디스플레이(602)는 의미있는 스펙트로그램이 얻어질 수 있는 적절한 깊이들의 범위에 관한 정보를 쉽게 그리고 편리하게 제공한다.

상술한 바와 같이, 영역들(604, 606)의 색 강도는 회귀 초음파 신호의 검출된 강도의 함수에 따라 변할 수 있다. 클러터(clutter) 필터링과 같은 필터링 기술들은 또한, (조직 모션에 기인한 것과 같이) 강도높은 반면 낮은 속도일 수 있는 신호들 또는 (노이즈로 인한 것과 같이) 낮은 전력을 갖는 신호들과 관련된 가짜 정보를 디스플레이하는 것을 회피하기 위해 사용될 수 있다.

깊이 모드 디스플레이(602)의 실시예가 신호 강도의 함수로서 맵핑(mapping)하는 색상 강도를 채용하고, 프로브(128)로 향하는 또는 그로부터 멀어지는 흐름 방향에 따라 붉은색 또는 파란색으로 더 착색되지만, 당업자들은 검출된 속도의 함수로서의 색 강도가 대신 채용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 당업자들은, 오직 신호 진폭의 함수로서 또는 오직 속도의 함수로서 색 강도를 변화시키는 것 대신에, 유익하게 신호 진폭 및 속도 둘 모두의 함수로서 색 강도를 변화시키거나, 몇가지 다른 데이터 프레젠테이션을 사용할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

특히 도시된 깊이 모드 디스플레이(602)는 단일의, 잘 정의된 붉은색영역(604)과 단일의, 잘 정의된 파란색 영역(606)의 단순화된 디스플레이를 나타낸다. 당업자들은 착색된 영역들의 수 및 특징들이 프로브(128)의 배치 및 배향에 따라 변할 것이라는 것을 이해할 것이다. 정말로, 특성 깊이 모드 디스플레이(characteristic depth-mode display)의 카탈로그는 사용자가, 특히 소망되는 혈관이 사실상 위치가 파악되었는지 여부를 결정하는 것을 돕도록 제공될 수 있다. 일단 사용자가 소망되는 혈관을 위한 특성 깊이 모드 디스플레이를 찾는다면, 사용자는 그후 스펙트로그램(608)을 측정하기 위한 깊이를 편리하게 결정할 수 있다.

디스플레이 모드(600)는, 두개내의(intracranial) 혈류가 검출될 수 있도록, 두개골(또는 두개골 부위(121))을 통해 초음파 창에 근접하는 것과 같이, 사용자가 초음파 프로브를 신속하게 위치시킬 수 있도록 한다. 이 과정은 도 9 및 10을 참조하여 이후에 기술될 것이다. 강한 신호는 양호한 프로브 위치 및 배향을 표시하기 때문에, 신호 진폭에 대해 착색화된 표시를 사용하는 것은 이 목적을 위하여 특히 유익하다. 즉, 진단빔(224)은 색상 강도가 이동하는 혈액의 볼륨과 혈액의 속도에 따라 증가할 때 잘 조준되고, 이것은 일반적으로 진단 빔이 혈류의 중앙에 위치할 때 발생한다.

도 5는 디스플레이 모드(700)의 제 2 의 대안적인 실시예를 도시하며, 이것은 도 6의 두개골 영역(121)의 해부학적인 구성과 관련하여 관찰된 것이다. 비록 도 4에 도시된 실시예가 또한 사용될 수 있지만, 디스플레이 모드(700)는 두개골 부위(121)의 혈류 관찰시(예컨대, 뇌졸중으로 고생하는 환자) 특히 유용성을 갖는다. 디스플레이 모드(600)와 달리, 디스플레이 모드(700)는 단지 깊이 모드 디스플레이(602)를 포함하고 스펙트로그램(608)은 구비하지 않는다. 전체 디스플레이를 채우도록 깊이 모드 디스플레이(depth-mode display)(602)를 확장하고, 스펙트로그램(spectrogram)(608)(이는 깊이 모드 디스플레이보다 이해하는데 더 많은 기술을 필요로 함)을 제거함으로써, 초음파에 관한 전문 지식을 가지고 있지 않은 응급실 직원이 중앙 뇌의 혈액 순환을 관찰하기 위한 단순화된 사용자 인터페이스가 제공된다.

디스플레이 모드(700)를 사용하여 중앙 뇌의 혈액 순환에 있어서의 다수의 혈관들을 동시 관찰할 수 있다. 예를 들어, 도 6에서는 진단 빔(224)의 축과 정렬되어 있는 3개의 혈관들; 즉, 우측 중앙 뇌 동맥(RMCA), 우측 앞쪽의 뇌 동맥(RACA), 및 좌측 앞쪽의 뇌 동맥(LACA)이 존재한다. 도 5는 도 4의 디스플레이 모드(600)에서 도시된 영역들(604, 606)과 유사한 3개의 영역들(710,712,714)을 도시하고 있다. 그 영역들(710,712,714)은 진단 빔(224)의 빔 축을 따라 여러 깊이들에서 RMCA, RACA, 및 LACA에 흐르는 혈액을 나타낸다. 예를 들면, 영역(710)은 포인터(609)를 따라 중앙에 있는 50nm 게이트 깊이에서의 RMCA의 혈류를 도시한다. 영역들(604,606)과 유사하게, 영역들(710,712,714)은 신호 강도, 혈류 속도, 이 양자의 결합, 또는 데이터의 어느 정도의 다른 표현을 표현하기 위해 강도들이 변화되는 적색 또는 청색들을 가지고 있다.

따라서, 컬러 m-모드 도플러는 사용자로 하여금 한번에 하나의 깊이에서 보다는 빔 축을 따라 모든 깊이들에서 동시에 혈류를 볼 수 있도록 한다. 단일 게이트 도플러 기구에 대한 이러한 장점은 혈류가 관측될 수 있는 측두골을 통해 창을 위치시키기 위한 시간을 단축시킬 수 있게 한다. 또한, 단일 게이트 도플러를 위해 설정된 부정확한 게이트 깊이에 기인하여 간과될 수 있는 혈류는 디스플레이 모드(700)에 의해서는 간과되지 않을 것이다.

결합된 진단 및 치료 초음파용 시스템

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 초음파 시스템(910)을 도시하는 기능 블럭도이다. 초음파 시스템(910)은 디스플레이 인터페이스 커넥터(914)를 통해 집적 평판 디스플레이(912) 또는 다른 소망하는 디스플레이 포맷에서 도 4 및 도 5와 관련하여 상술된 여러 디스플레이 모드들(600, 700)을 발생한다. 도플러 초음파 시스템(910)의 신호 처리의 핵심은 진단 펄스 도플러 회로(916) 및 치료 펄서 회로(918)이다, 진단 모드 동안에, 진단 펄스 도플러 회로(916)만이 인에이블된다. 치료 모드 동안에는, 진단 펄스 도플러 회로(916) 및 치료 펄서 회로(918) 양쪽이 모두 동시에 인에이블될 수 있다. 도플러 프로브(128)는 진단 펄스 도플러 회로(916) 및 치료 펄서 회로(918)에 결합되어 있다. 진단 펄스 도플러 회로 및 치료 펄서 회로(916, 918) 둘 다를 제공함으로써, 초음파 시스템(910)은 2개의 독립적인 모드들(예들 들면, 진단 모드와 치료 모드)간에 전환할 수 있다. 진단 펄스 도플러 회로(916)는 이하에 상세히 기술되는 바와 같이 프로브(128)에 의해 검출된 초음파 신호들을 수신하고, 신호 및 데이터 처리 동작들을 수행한다. 그 다음 데이터는 데이터 저장과 디스플레이를 제공하는 범용 호스트 컴퓨터(924)에 전송된다. 적절한 호스트 컴퓨터(924)로는 적절하게 채용된 다양한 컴퓨터 시스템들 중 임의의 하나가 사용될 수 있지만, 디스플레이, 키보드, 내부 하드 디스크, 및 외부 저장 제어기들을 구비한 200MHz 펜티엄 프로세서에 기초한 시스템이다. 이 실시예는 진단 및 치료 초음파를 교대로 사용하는 애플리케이션을 이용하였지만, 기술 분야의 당업자라면 진단 수신기가 치료 초음파 반사들로부터 진단 초음파를 구별할 수 있는 경우에, 본 발명은 진단 및 치료 초음파를 동시에 사용하는 애플리케이션들을 사용하여 행해질 수 있음을 알 것이다.

초음파 시스템(910)은 또한 대안의 매체를 통해 저장 또는 출력을 위해서 오디오 라인들(928)을 통해서 뿐만 아니라 오디오 스피커들(926)을 통해 도플러 오디오 출력 신호들을 제공한다. 초음파 시스템(910)은 또한 사용자에 의해 입력된 가청 정보의 수신을 위한 마이크로폰(930)을 포함한다. 이 정보는 그 다음 음성 라인(932)을 통해 외부 저장 또는 플레이백(playback)을 위해 출력될 수 있다. 사용자는 주로 키보드 또는 호스트 컴퓨터(924)와 결합된 다른 원격 입력 제어 유닛(934)을 통해 초음파 시스템(910)과 접속된다.

상술된 바와 같이, 초음파 시스템(910)의 동작은 진단 및 치료 초음파의 투여를 제어하는 것과 같은 태스크들을 수행하도록 호스트 컴퓨터(924)를 프로그래밍함으로써 자동적으로 수행될 수 있다. 이하에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 어레이로 배열된 복수의 탐침자(transducer) 요소들을 갖는 프로브(128)는 치료 초음파를 위해 최적의 프로브 위치를 위치시키는데 사용될 수 있다. 호스트 컴퓨터(924)는 그러한 프로브를 이용하기 위해 적절한 패턴 인식 소프트웨어로 프로그램될 수 있다. 그 초음파를 투여하기 위한 최적의 원도우를 위치시킨 후, 호스트컴퓨터(924)는 치료 모드로 전환하고, 치료 초음파를 투여할 수 있다. 초음파 시스템(924)의 자동 동작을 위한 호스트 컴퓨터(924)의 부가적인 프로그램밍은 기술 분야에서 널리 공지되어 있다.

도 8은 또한 이후 " 결합된 펄서 회로"(916)로서 언급되는 진단 펄스 도플러 및 치료 펄서 회로들의 특정 상세 사항을 도시한다. 도 8은 또한 마이크로폰(930), 스피커들(926), 및 오디오 출력 라인들(928,932)을 통한 초음파 시스템(910)에 대한 그리고 초음파 시스템(910)으로부터의 오디오 정보의 입력 및 출력에 관한 상세 사항을 도시하며, 이들의 동작들은 진단 펄스 도플러 회로(916)에 의해 제어된다.

프로브(128) 입력/출력단에서, 마스터 펄스 도플러 회로(916)는 타이밍 및 제어 회로(1012)의 제어하에서 동작하는 전송/수신 스위치 회로(1010)를 포함한다. 진단 펄스 도플러 회로(916) 및 치료 펄서 회로(918)에 의한 동작들의 특정 타이밍은 진단 펄스 도플러 회로(916)의 타이밍 및 제어 회로(1012)에 의해 제어된다.

타이밍 및 제어 회로(1012)는 또한 진단 모드 동안 프로브(128)가 펄스인 초음파 진단 빔(224)을 방출하도록 하는 출력 구동 신호를 제공하는 (마스터 카드 상의) 진단 전송 회로(1014)의 동작을 제어한다. 타이밍 및 제어 회로(1012)는 또한 치료 모드 동안에 프로브(128)로 하여금 펄스인 초음파 치료 빔(222)을 방출하도록 하기 위한 출력 구동 신호를 제공하는 치료 전송 회로(1014)의 동작을 제어한다. 그 타이밍 및 제어 회로(176)는 또한 수신 회로(1020)에 의해 전송/수신 스위치(1010)에 결합된 아날로그-디지털 변환 회로(1018)를 제어한다. 회로들(1010-1020)의 기능 및 동작은 기술 분야의 당업자들에게 널리 공지되어 있어서 여기서 기술될 필요는 없다.

진단 펄스 도플러 회로(916)의 1 차적 신호 처리 기능들은 4개의 디지털 신호 프로세서들(P1-P4)에 의해 수행된다. P1은 전방단부(front end)에 있으며, 아날로그-디지털 변환 회로(1018) 및 데이터 버스, 즉 FIFO(first-in-first-out) 회로(1022)를 통해 수신 회로(1020)로부터 디지털 탐침자 데이터를 수신한다. P4는 백 앤드(back end)에 있으며, 최종 디스플레이 준비와 같은 높은 레벨의 태스크들을 수행한다. 다른 디지털 신호 처리 회로들이 본 발명의 실시예들에 따른 실질적으로 동일한 기능들을 수행하기 위해 사용될 수 있지만, P1을 위한 적절한 디지털 신호 프로세서는 Texas Instruments TMS320LC549 인티저 프로세서이며, P2 내지 P4를 위한 적절한 디지털 신호 프로세서들은 Texas Instruments TMS320C31 플로팅 포인트 프로세서들이다.

수신된 초음파 신호들은 우선 디지털 신호 프로세서 P1에 의해 처리되고, 그 다음 디지털 신호 프로세서들 P2, P3, 및 P4의 신호 처리 파이프라인을 통과한다. 위에서 식별된 동시에 계류중인 미국 특허 출원, 일련 번호 09/190,402에 보다 상세하게 기술되어 있는 바와 같이, 디지털 신호 프로세서 P1은 수신된 디지털 데이터로부터 구적 벡터(quadrature vector)들을 구성하고, 필터링 동작들을 수행하고, 64개의 상이한 범위의 게이트 위치들과 관련된 도플러 시프트 신호들을 출력한다. 디지털 신호 프로세서 P2는 모드 게이트 깊이들에서 클러터(clutter) 삭제를 수행한다. 디지털 신호 프로세서 P3은 자기 상관 함수, 위상, 및 전력 계산들을 포함하는 다양한 계산들을 수행한다. P3은 또한 스테레오 오디오 출력용 직교 데이터의준비를 제공한다. 디지털 신호 프로세서 P4는 스펙트로그램 디스플레이와 관련된 계산들의 대부분을 수행하고, 또한 디스플레이 모드들(600, 700)의 준비와 관련된 최종 계산들을 준비한다.

디지털 신호 프로세서들 P1 내지 P4의 각각은 호스트 버스(1024)를 통해 호스트 컴퓨터(예컨대, 도 7 참조)와 결합되어 있으며 대응하는 FIFO들(1026(1)내지 1026(4))과 같은 데이터 버스 회로를 제어한다. 이 버퍼 회로는 디지털 신호 프로세서들 P1-P4와 호스트 컴퓨터(924)간의 다른 동작상의 통신들뿐만 아니라 디지털 신호 프로세서들 P1-P4의 초기화 및 프로그램 로딩을 행하도록 한다. 디지털 신호 프로세서들 P1-P4의 각각은 관련 신호 프로세서들을 위한 프로그램 및 데이터 메모리들로서 기능하는 관련 고속 메모리, 즉 SRAM(1028(1)-1028(4))과 결합되어 있다. 디지털 신호 프로세서 P1이 충분한 내부 메모리를 가지고 있는 경우에는, 외부 프로그램 및 데이터 메모리 SRAM(1028(1))은 제공될 필요가 없다. 하나의 디지털 신호 프로세서로부터 다음 디지털 신호 프로세서로의 데이터 전송은 데이터 버퍼, 즉 FIFO 회로(1030(2)-1030(4))를 개재함으로써 제공된다. 디지털 신호 프로세서 P4에 의해 처리된 초음파 데이터는 듀얼 포드 SRAM(1032)과 같은 데이터 버퍼 회로를 통해 호스트 컴퓨터(924)에 제공된다.

도 8에서, 진단 펄스 도플러 회로(916)의 디지털 신호 프로세서 P4는 또한 스피커들(926) 및 오디오 출력 라인들(928,932)에 대한 오디오 출력 신호들의 제공을 제어할 뿐 아니라, (증폭기(1036)에 결합될 수 있는) 마이크로폰(930)을 통해 오디오 입력을 처리한다. P4는 오디오 제어 회로(1034)의 동작들을 제어함으로써오디오 출력 신호들을 제어한다. 오디어 제어 회로(1034)는 진단 펄스 도플러(diagnostic pulse Doppler) 및 치료 펄서(therapeutic pulser) 회로들(916 및 918)로부터 오디오 신호들을 수신한다.

이전에 언급되었다시피, 도8에 도시된 회로는 2개의 분리된 카드들(즉, 마스터 카드 및 슬레이브 카드)로 구현될 수 있지만 예시의 간단함을 위해서 도8에서는 결합되어 있다. 2개의 분리된 카드들이 채용되는 경우, 상기 마스터 카드는 실제적으로 치료 전송 회로(1016)를 제외하고는 도8에 도시된 모든 요소들을 갖는다. 반면에, 상기 슬레이브 카드는 치료 전송 회로(1016)(이는 마스터 카드 상의 타이밍 및 제어 회로(1012)로부터 타이밍 및 제어 정보를 수신한다.)를 갖고 호스트 버스(1024)를 통해 호스트 컴퓨터(924)에 연결된 그 자체이다.

동작할 때, 진단 펄스 도플러 회로(916)는 진단 모드 동안에 동작가능이 되어 진단 빔(224)을 전송하고 그리고 나서 혈액 흐름 정보를 처리 및 디스플레이한다. 치료 펄서 회로(918)는 진단 모드 동안 동작 가능하지 않다. 타이밍 및 제어 회로(1012)는 진단 및 치료 모드들 사이에서 교대로 초음파 시스템(910)을 스위칭하도록 동작할 수 있다. 그래서 진단 펄스 도플러 회로(912) 및 치료 펄서 회로(918)는 치료 모드 동안 동작 가능하게 될 수 있다. 치료 모드에서, 타이밍 및 제어 회로(1012)는 치료 빔(222)을 전송하기 위해 치료 전송 회로(1016)의 동작을 제어한다.

임시 창들의 위치 지정 및 조준

도9는 강화된 혈전용해를 위해 진단 및 치료 초음파를 결합하는 데 사용되는프로브(128)의 또 다른 실시예를 예시한다. 상기 실시예에 대해, 진단 및 치료 주파수들은 동일하다. 도2 및 3에 대해 이전에 설명되었다시피, 2개의 탐침자(transducer) 요소들로 이루어진 싱글 프로브를 재 위치설정해야 하기보다 실질적으로 측두골 영역(temporal bone region)을 커버하는 배열(array)에 배열된 복수의 탐침자 요소들(1112)로부터 선택함으로써, 사용자는 임시 창의 위치를 설정할 수 있는 능력을 부여 받는다. 도9에서, 육각형 영역 1110은 탐침자의 전체 표면으로서 정의된다. 영역 1110은 삼각형들의 꼭지점들(1114)에서 만나는 128개의 정삼각형들로 이루어져 있다. 각각의 삼각형은 탐침자 요소(1112)이다. 수 128의 이진 성질 때문에 128개의 삼각형 탐침자 요소들(1112)은 영역 1110에 대해 선택된다. 그리고 결과적인 거대한 육각형 영역은 인간 측두골 구역의 양호한 커버리지(coverage)를 유지한다. 그러나, 영역 1110은 전체 크기를 증가 또는 감소시킴으로써 또는 기본 정 삼각형 유닛의 크기를 변화시킴으로써 삼각형 요소들(1112)의 어떤 수를 가질 수 있다는 것이 인식될 것이다. 탐침자 요소들(1112)의 제어는 타이밍 및 제어 기능 블록(1012) 및 전송/수신 스위치(1010)를 통해서 달성될 수 있다. 도2 및 3에 예시된 프로브들에서와 같이, 제어할 2개의 탐침자 요소들을 갖는 대신에, 제어할 복수의 정삼각형 요소들이 있고-본 예에서 128개의 요소들-6개의 육각형 그룹들로 이용한다.

6개의 삼각형 탐침자 요소들의 그룹(예컨대, 삼각형 37-39 및 55-57)은 진단 빔(224)이 처음 방출되는 육각형 지역(1116)을 형성한다. 삼각형 요소들(1112)의 모서리 길이들은 선택되어 육각형 지역(1116)의 꼭지점들 사이의 거리들은 약 11mm이다. 육각형 지역(1116)의 11-mm "너비"는 11mm의 유사 직경을 갖는 원형 프로브(128)와 양립한다. 육각형 지역들에 대한 다른 모서리들이 주어진 주파수에 대해 서로 다른 빔 너비들을 달성하기 위해 선택될 수 있을 것이라는 것이 인식될 수 있을 것이다.

11mm의 너비를 갖는 육각형 지역(1116)을 가지고, 육각형 영역(1110)의 높이는 약 38mm이다. 육각형 영역(1110)의 수평 위, 아래 모서리들은 약 33mm의 길이를 갖는다. 그리고 그것의 대각선 모서리들은 약 22mm의 길이를 갖는다.

동작할 때, 육각형 지역(1116)으로부터 방출된 진단 빔은 육각형 지역(1116)의 중심점(1118)을 포함하는 축을 갖는다. 상기 축에 따른 혈액 흐름의 결과적인 도플러 이미지가 예를 들어, 이전에 설명된 디스플레이 모드(700)에서 디스플레이된다. 만일 이미지가 만족스럽지 않다면, 이는 조잡한 임시 창을 지시하는 것인데, 점 1118로부터 발산된 진단 빔은 재 위치 설정되고 그것은 중심점(1118)에 이웃한 새로운 점(점 1120과 같은)으로부터 조준된다. 점 1120으로부터 진단 빔을 방출함으로써, 새로운 육각형 지역(1122)을 정의하는 삼각형 요소들 39-41 및 57-59는 이제 활성화된다.

빔 축을 이웃한 점(1120)으로 재 위치설정하는 이점은 육각형 지역(1122)이 이전 육각형 지역(1116)으로부터 삼각형 요소들 39 및 57을 포함, 또는 오버랩할 것이라는 것이다. 활성화된 삼각형 요소들을 오버랩하고 후속적으로 하나의 이웃한 점으로부터 또 다른 점으로 진단 빔을 조준함으로써, 두개골 영역(121)이 가장 좋은 임시 창을 찾기 위해 진단 빔으로 완전히 투여될 수 있다. 덧붙여서, 이웃한 육각형 지역들의 삼각형들을 오버랩함으로써, 도플러 이미지들 사이에 갭들(gaps)이 존재하는 "피켓 펜스"("picket fence") 효과가 회피된다. 일단 가장 좋은 임시 창이 위치 지정되면, 치료 빔이 동일한 육각형 지역으로부터 전송된다.

프로브(128)의 또 다른 실시예가 도10에 예시된다. 육각형 영역(1110)에 배열된 삼각형 탐침자 요소들(1112) 대신에 복수의 탐침자 요소들이 각각의 사각형들이 탐침자 요소(1212)를 나타내는 다각형 영역(1210)에 배열된다는 것을 제외하고는 상기 실시예는 도9에 예시된 프로브와 유사하다. 사각형 요소들(1212)은 복수의 점들(1214)에서 함께 만난다. 활성화된 사각형 요소들 30-31 및 43-44에 의해 정의되고 대략 점 1218에 중심이 있는 사각형 영역(1216)으로부터 진단 빔이 방출된다. 전과 유사하게, 그리고 나서 진단 빔은 후속하여 이웃 점(1220)으로 재 위치지정될 수 있고, 예를 들어 초음파 빔이 사각형 영역(1222)의 사각형 요소들 31-32 및 44-45로부터 방출된다. 사각형 요소들 31 및 44는 초기 사각형 영역(1216)을 갖는 오버랩핑 영역들을 형성한다.

도9 및 10에 도시된 프로브들(128)의 실시예들은 관련된 방출 요소들을 전자적으로 조정함으로써 특정 점(1118 또는 1218)으로부터 발산된 빔을 조종하는 능력을 더 포함한다. 빔을 조종하는 것은 혈액 흐름 및 빔 중심(1118 또는 1218)이 반드시 탐침자 표면에 수직인 축 상에 놓이지는 않는다는 사실에 대해 편의를 도모해 준다. 초음파 빔을 조종하는 그러한 방법은 당업자에게 잘 이해되어 있으므로, 더 자세한 설명은 간결함을 위해 생략되었다.

호스트 컴퓨터(924)는 도9 및 10에 예시된 프로브(128)를 사용하는 이전에설명된 절차를 수행하도록 프로그램될 수 있다. 그러한 방식으로 초음파 시스템을 자동화하는 것은 유용한 결과들이 초음파에 대해 훈련된 전문가들이 아닌 사람들에 의해 얻어지도록 허용한다. 이전에 언급되었다시피, 호스트 컴퓨터는 혈액 흐름의 결과적인 도플러 이미지를 해석하고 최적의 임시 창을 결정하기 위해 전통적인 패턴 인식 소프트웨어로 프로그램될 수 있다. 최적의 창을 위치 지정한 후, 호스트 컴퓨터(924)는 치료 모드에서 펄스화된 초음파를 투여한다. 초음파 시스템의 자동화가 경두개 애플리케이션들(transcranial applications)에서의 진단 및 치료 초음파를 투여하는 것에 대해 설명되었지만, 컴퓨터가 제어하는 초음파 시스템은 심장 및 다른 생리 시스템들에도 또한 적용될 수 있다는 것이 인식될 것이다.

본 발명의 예시된 실시예들의 상기 설명은 상기 발명을 속속들이 규명하거나 공개된 세밀한 형태들로 제한하려고 의도되지는 않는다. 반면에 본 발명의 특정 실시예들 및 예들이 여기에 예시적 목적을 위해 설명되었고, 당업자가 인식할 것과 같이 다양한 동등한 변형들이 본 발명의 범위 내에서 가능하다. 예를 들어, 특정 주파수들이 명세서를 통해 식별되었지만, 본 발명의 실시예들은 다른 주파수들을 사용하여 실행될 수도 있다. 더 나아가, 결합된 진단 및 치료 초음파의 효율성을 결정하는 다양한 파라미터들은 환자마다 다를 수 있다. 따라서, 치료 빔(222)의 주어진 주파수는 어떤 환자에게보다 또 다른 어떤 환자에게 더 효과적이라는 것도 가능하다.

상기 상세한 설명의 견지에서 이러저러한 변형들이 만들어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 공개에 의해 제한되지 않으며, 그 대신에 본 발명의 범위는 청구항해석의 확립된 원칙들에 따라 파악되는 다음의 청구범위에 의해 전적으로 결정될 수 있다.

전술한 본원의 구성에 의하여 용이하게 작동가능하며 해석되는 진단용 혈류 정보를 제공하는 초음파 장비 뿐 아니라, 동시에 혈전증 환자들을 치료 형태로 처치하는데 이용할수 있는 초음파 장비를 제공할 수 있다.

Claims

혈전증을 앓고 있는 환자를 치료하는 방법에 있어서:

환자의 신체 표면 가까이에 단일 초음파 프로브(probe)를 위치시키는 단계와;

진단 모드에서, 제 1 시간 주기 동안 제 1 주파수로 상기 단일 프로브로부터 펄스형 초음파를 환자에게 투여하는 단계와;

치료모드에서, 혈전 용해제의 혈전 용해 활동을 강화시키기 위해, 제2 시간 주기 동안 제 2 주파수로 상기 단일 프로브로부터 초음파를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 치료 모드에서 상기 초음파를 투여하기 전에 환자에게 혈전 용해제를 외부적으로 투여하는 단계를 더 포함하는 치료방법.
제1항에 있어서, 혈전 용해제를 외부적으로 투여하는 단계로서, 상기 혈전 용해제는, 세포조직 플라스미노겐 활성자(tissue plasminogen activator) (t-PA), 또는 재조합형 t-PA(rt-PA), 또는 TNK tPA, 또는 유로카이나제(urokinase), 또는 스트렙토카이나제(streptokinase)를 포함하는, 상기 혈전 용해제 투여 단계를 더 포함하는 치료방법.
제1항에 있어서, 상기 혈전 용해제는 상기 환자내에서 자연적으로 발생하는 약제(agent)를 포함하는 치료방법.
제1항에 있어서, 상기 치료 모드에서, 투여된 상기 초음파는 펄스형 또는 연속파 (continuous wave) 초음파를 포함하는 치료방법.
제1항에 있어서, 상기 제 1 주파수는 상기 제 2 주파수와 다른 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 제 1 및 제2 주파수들은 실질적으로 2MHz 주파수를 포함하는 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 제 1 주파수는 실질적으로 2MHz 주파수를 포함하고, 상기 제 2 주파수는 실질적으로 1MHz와 3MHz 사이의 주파수를 포함하는 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 제 2 주파수는 200kHz 이하의 주파수를 포함하는 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 진단 및 치료 모드들에서 초음파를 투여하는 단계는 컴퓨터에 의해 제어되는 치료방법.
제1항에 있어서, 상기 진단 및 치료 모드들에서 초음파를 투여하는 단계가 동시에 이뤄지는 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 시간 주기는 상기 제 1 시간 주기보다 더 큰 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 진단 및 치료 모드들에서 초음파를 투여하는 단계는 상기 환자의 두개골 부위에 초음파를 인가하는 단계를 포함하는 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 진단 및 치료 모드들에서 초음파를 투여하는 단계는 상기 환자의 다리 부위에 초음파를 인가하는 단계를 포함하는 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 진단 및 치료 모드들에서 초음파를 투여하는 단계는 상기 환자의 심장에 초음파를 인가하는 단계를 포함하는 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 진단 및 치료 모드들에서 초음파를 투여하는 단계는 상기 환자의 폐동맥에 초음파를 인가하는 단계를 포함하는, 혈전증 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 초음파는 상기 진단 및 치료 모드들에서, 물속에서720 mW/cm²보다 낮은 감쇠된 공간 피크 임시 평균 강도(derated spatial peak temporal average intensity)를 가지고 상기 단일 프로브로부터 투여되는 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 치료 모드에서 상기 초음파를 투여하는 단계는, 중대뇌 동맥에서 50 mW/cm²보다 낮은 공간 피크 임시 평균 강도를 가지고 초음파를 투여하는 단계를 포함하는, 치료 방법.
제1항에 있어서, 초음파를 투여하는 단계는 실질적으로 정현파 파형을 갖는 신호를 간헐적으로 전송하는 단계를 포함하는, 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 진단 및 치료 모드들에서의 초음파는 간헐적으로 투여되는 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 치료모드에서는 상기 진단 모드에서 투여된 상기 펄스형 초음파보다 더 넓은 빔 프로파일(wider beam profile)을 갖는 초음파를 투여하는 단계를 더 포함하는 치료 방법.
제1항에 있어서, 혈전증이 실질적으로 제거될 때까지 상기 진단 및 치료 모드들에서 상기 초음파의 투여를 반복하는 단계를 더 포함하는 치료 방법.
제1항에 있어서: 환자의 신체표면상의 한 부위를 선택하는 단계와;

상기 부위내의 복수의 영역들을 규정하는 단계와;

진단모드에서 상기 영역들 중 제1 영역에 펄스형 초음파를 투여하고, 상기 제 1 영역을 통해 창(window)을 평가하는 단계와;

상기 제 1 영역을 통한 창이 최적의 창이 아니면, 진단모드에서 상기 영역들 중 제2 영역의 적어도 일부가 상기 하나의 영역의 적어도 일부를 포함하는, 상기 제2 영역에 펄스형 초음파를 투여하고, 상기 제2 영역을 통해 창을 평가하는 단계와;

펄스형 초음파가 투여된 이전의 영역이 실질적으로 최적의 창을 포함하지 않으면, 실질적으로 최적의 창을 가지는 영역이 찾아질 때까지, 진단모드에서 다른 영역에 펄스형 초음파를 투여하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는 치료 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 영역을 결정하는 단계는 신체 표면상에 상기 부위에 대응하는 영역을 정의하는 어레이(array)로 복수의 탐촉자(transducer) 요소를 가진 초음파 프로브를 위치하는 단계를 포함하는 치료 방법.
제 24 항에 있어서, 상기 각각의 탐촉자 요소들은 삼각형 형상이며, 상기 영역은 육각형 형상인, 치료 방법.
제 24 항에 있어서, 상기 각각의 탐촉자 요소들은 사각형 형상이며, 상기 영역은 다각형 형상인, 치료 방법.
제 23 항에 있어서, 초음파 투여 단계 및 상기 투여의 반복 단계는 컴퓨터에 의해 제어되는 치료 방법.
제1항에 있어서, 환자의 신체표면상의 한 부위를 선택하는 단계와;

상기 부위내의 복수의 영역들을 규정하는 단계와;

진단 모드동안 상기 영역들 중 제1 영역에 펄스형 초음파를 투여하고, 상기 제 1 영역을 통해 창(window)을 평가하는 단계와;

상기 제1영역을 통한 창이 최적의 창이 아니면, 진단 모드에서 상기 영역들 중 제 2 영역의 적어도 일부가 상기 제1 영역의 적어도 일부를 포함하는, 상기 제2 영역에 펄스형 초음파를 투여하고, 상기 제2 영역을 통해 창을 평가하는 단계와,

펄스형 초음파가 투여된 이전의 영역이 실질적으로 최적의 창을 포함하지 않으면, 실질적으로 최적의 창을 가지는 영역이 찾아질 때까지, 진단모드에서 다른 영역에 펄스형 초음파를 투여하는 단계를 반복하는 단계와,

치료 모드에서 실질적으로 최적의 창을 가지는 영역을 통하여 초음파를 투여하는 단계를 더 포함하는 치료방법.
제 28 항에 있어서, 상기 영역을 결정하는 단계는 신체 표면상에 상기 부위에 대응하는 영역을 정의하는 어레이로 복수의 탐촉자(transducer) 요소를 가진 초음파 프로브를 위치하는 단계를 포함하는 치료 방법.
제 29 항에 있어서, 상기 각각의 탐촉자 요소들은 삼각형 형태이며, 상기 영역은 육각형 형상인, 치료 방법.
제 29 항에 있어서, 상기 각각의 탐촉자 요소들은 사각형 형상이며, 상기 영역은 다각형 형상인, 치료 방법.
제 28 항에 있어서, 상기 진단 모드에서의 상기 펼스형 초음파 투여 단계 및 투여 반복 단계와, 상기 치료 모드에서의 초음파 투여단계는 컴퓨터에 의해 제어되는 치료 방법.
혈전증을 앓고 있는 환자를 치료하는 방법에 있어서:

환자의 신체 표면 가까이에, 진단모드와 치료모드를 가지는 단일의 초음파 프로브를 위치시키는 단계와;

진단모드에서, 환자에게 제 1 주파수로 상기 단일 프로브로부터 펄스형 초음파를 투여하는 단계와;

치료모드에서, 혈전용해제의 혈전 용해 활동을 강화시키기 위해, 환자에게제2 주파수로 상기 단일 프로브로부터 초음파를 투여하는 단계를 포함하는 치료 방법.
제 33 항에 있어서, 상기 진단용 초음파 및 치료용는 동시에 투여되는 치료방법.
제 33 항에 있어서, 치료용 초음파는 진단용 초음파 보다 더 큰 시간 주기동안 투여되는 치료 방법.
제 33 항에 있어서, 상기 진단용 및 치료용 초음파의 투여 단계가 간헐적으로 반복되는 치료 방법.
제33항에 있어서, 상기 단일의 초음파 프로브를 위치시키는 단계는,

상기 단일의 초음파 프로브가 환자의 신체 표면에 대하여 복수의 서로 다른 방향들로 위치되는 것을 허용하도록 구성된 이동가능한 마운트(mount)를 가지는 헤드프레임(headframe) 장치상으로 상기 단일의 초음파 프로브를 탑재하는 단계와;

환자의 두개골 부위에 상기 헤드프레임을 부착하는 단계를 포함하는 치료 방법.
제 33항에 있어서, 상기 단일의 초음파 프로브는 제 2 크리스탈 위에중첩된(superimposed) 제 1 크리스탈을 포함하며, 상기 제 1 주파수는 상기 진단 모드에서 상기 제 1 크리스탈로부터 인가되며 상기 제 2 주파수는 상기 치료 모드에서 상기 제 2 크리스탈로부터 인가되는 치료 방법.
제 33 항에 있어서, 상기 단일의 초음파 프로브는 내부 요소의 주위에 고리 모양으로 배열된 외부 요소를 포함하며, 상기 제 2 주파수는 상기 치료 모드에서 상기 내부 요소로부터 인가되며 사기 제 1 주파수는 상기 진단 모드에서 내부 및 외부 요소로부터 인가되는 치료 방법.
제 33 항에 있어서, 상기 단일의 초음파 프로브는, 영역을 규정하는 어레이로 배열된 복수의 탐침기 요소를 포함하는 치료 방법.
제 40 항에 있어서, 각각의 상기 탐침기 요소들은 삼각형 형상이며, 상기 영영역은 육각형 형상인 치료 방법.
제 40 항에 있어서, 각각의 상기 탐침기 요소들은 사각형 형상이며, 상기 영역은 다각형 형상인 치료 방법.
제 40 항에 있어서, 상기 복수의 탐침기 요소는 128 개의 탐침기 요소들을 포함하는 치료 방법.
제 40 항에 있어서, 상기 진단 및 치료 모드들에서 초음파를 투여하는 단계는 컴퓨터에 의해 제어되는 치료 방법.
제 33 항에 있어서, 펄스형 초음파의 빔축을 따른 복수의 위치들에서의 혈류를 묘사하는 그래픽 정보를 디스플레이 함에 의해 사용자에게 혈류에 관한 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는 치료 방법
제33항에 있어서, 상기 펄스형 초음파의 빔축을 따라 복수의 위치들에서 혈류를 묘사하는 제 1 그래픽 정보를 디스플레이하는 단계와;

상기 위치들 중 선택된 위치에서 혈류 속도들을 묘사하는 제2 그래픽 정보를 묘사하는 단계로서, 상기 제1 및 제2 그래픽 정보는 동시에 디스플레이되는, 상기 제 2 그래픽정보를 묘사하는 단계에 의해,

혈류에 관한 정보를 사용자에게 제공하는 단계를 더 포함하는, 치료 방법.
혈전증을 앓고 있는 환자를 치료하는 방법에 있어서:

환자의 신체 표면상의 한 부위를 선택하는 단계와;

상기 부위내의 복수의 영역들을 규정하는 어레이로 배열된 복수의 탐촉자 요소들을 가지는 단일의 초음파 프로브를 상기 신체상에 위치시키는 단계와;

진단모드에서, 상기 영역들 중 제1 영역에 상기 초음파 프로브로부터 펄스형초음파를 투여하고, 상기 제1 영역을 통해 창(window)을 평가하는 단계와;

상기 제1영역을 통한 창이 최적의 창이 아니면, 진단모드에서 상기 영역들 중, 제2 영역의 적어도 일부가 상기 제1 영역의 적어도 일부를 포함하는, 상기 제2 영역에 펄스형 초음파를 투여하고, 상기 제2 영역을 통해 창을 평가하는 단계와;

펄스형 초음파가 투여된 이전의 영역이 실질적으로 최적의 창을 포함하지 않으면, 실질적으로 최적의 창을 가지는 영역이 찾아질 때까지, 진단모드에서 다른 영역에 펄스형 초음파의 투여 단계를 반복하는 단계와;

치료모드에서, 실질적으로 최적의 창을 가지는 영역을 통하여 초음파를 투여하는 단계를 포함하는 치료 방법.
제 47 항에 있어서, 치료 모드에서 상기 투여된 초음파는 펄스형 또는 연속파 초음파를 포함하는 치료 방법.
제 48 항에 있어서, 각각의 탐침자 요소는 삼각형 형상이며 상기 영역은 육각형 형상인 치료 방법.
제 47 항에 있어서, 각각의 상기 탐침자 요소는 사각형 형상이며, 상기 영역은 다각형 형상인 치료 방법.
제 47 항에 있어서, 진단 모드에서 상기 펄스형 초음파를 투여하는 단계는치료 모드에서 투여된 초음파의 주파수와 다른 주파수로 펄스형 초음파를 투여하는 단계를 포함하는 치료 방법.
제 47 항에 있어서, 상기 치료 모드에서의 상기 초음파는 상기 진단 모드에서의 펄스형 초음파와 동시에 함께 투여되는 치료방법.
제 47 항에 있어서, 상기 진단 모드에서 상기 펄스형 초음파를 투여하는 단계와, 상기 투여를 반복하는 단계와, 상기 치료 모드에서 초음파를 투여하는 단계는 컴퓨터에 의해 제어되는 치료 방법.
제 47 항에 있어서, 상기 치료 모드에서 혈전 용해제를 상기 환자에게 투여하는 단계와 혈전 용해제의 혈전 용해 활동을 강화시키는 단계를 더 포함하는 치료 방법.
제 47 항에 있어서, 상기 제 1 영역을 통하여 창을 평가하는 단계는, 상기 펄스형 초음파의 빔축을 따라 복수의 위치들에서 혈류를 묘사하는 그래픽 정보를 디스플레이함으로써 혈액 흐름에 관한 정보를 이용자에게 제공하는 단계를 포함하는 치료방법.
제 47 항에 있어서, 제1 영역을 통하여 창을 평가하는 단계는,

상기 펄스 발생된 초음파의 빔축을 따라 복수의 위치들에서 혈류를 묘사하는 제 1 그래픽 정보를 디스플레이하는 단계와;

상기 위치들 중 선택된 위치에서 혈류 속도들을 묘사하는 제 2 그래픽 정보를 묘사하는 단계로서, 상기 제1 및 제2 그래픽 정보는 동시에 디스플레이되는, 상기 제2 그래픽정보를 묘사하는 단계에 의해,

혈액 흐름에 관한 정보를 이용자에게 제공하는 단계를 포함하는 치료 방법.
제 47 항에 있어서, 상기 초음파는 상기 진단 및 치료 모드들에서, 720 mW/cm²보다 낮은 감쇠된 공간 피크 임시 평균 강도(derated spatial peak temporal average intensity)를 가지고 상기 단일 프로브로부터 투여되는 치료 방법.
제 47 항에 있어서, 상기 진단 및 치료 모드들에서 초음파를 투여하는 단계는 상기 환자의 두개골 부위에 초음파를 인가하는 단계를 포함하는 치료 방법.
제 47 항에 있어서, 상기 진단 및 치료 모드들에서 초음파를 투여하는 단계는 상기 환자의 다리 부위에 초음파를 인가하는 단계를 포함하는 치료 방법.
제 47 항에 있어서, 상기 진단 및 치료 모드들에서 초음파를 투여하는 단계는 상기 환자의 심장에 초음파를 인가하는 단계를 포함하는 치료 방법.
제 47 항에 있어서, 상기 진단 및 치료 모드들에서 초음파를 투여하는 단계는 상기 환자의 폐동맥에 초음파를 인가하는 단계를 포함하는 치료 방법.
제 47 항에 있어서, 상기 치료 모드에서 상기 초음파를 투여하는 단계는, 중대뇌 동맥에서 50 mW/cm²보다 낮은 공간 피크 임시 평균 강도를 가지고 초음파를 투여하는 단계를 포함하는, 치료 방법.
혈전증을 앓는 환자를 치료하는 장치에 있어서:

진단모드에서 펄스형 초음파와 치료모드에서 초음파를 전송하도록 구성된 단일의 초음파 프로브로서, 상기 치료 모드에서의 상기 초음파는 진단모드에서의 상기 펄스형 초음파의 특성과 다른 특성을 가지는, 상기 단일의 초음파 프로브와;

진단 및 치료 모드 사이에서 상기 단일의 초음파 프로브를 스위칭하고, 진단모드 동안 단일의 초음파 프로브에 의해 되돌아온 초음파 도플러 신호들을 처리하도록 구성된 제어기를 포함하는 치료 장치.
제 63 항에 있어서, 환자의 머리에 착용되도록 구성되고, 상기 단일의 초음파 프로브가 장착되는 이동가능한 마운트를 가지는 헤드프레임 장치를 더 포함하며, 상기 이동가능한 마운트는 상기 단일의 초음파 프로브가 환자의 신체 표면에대하여 복수의 서로 다른 방향들로 위치되는 것을 허용하도록 구성되는 치료 장치.
제 63 항에 있어서, 상기 단일의 초음파 프로브는 2개의 탐침자(transducer) 요소들을 포함하는, 치료 장치.
제 65 항에 있어서, 상기 2개의 탐침자 요소들은, 제2 크리스탈 위에 중첩된 제1 크리스탈 및 상기 제2 크리스탈를 포함하며, 상기 단일의 초음파 프로브는 진단모드에서 제1 크리스탈로부터 제1 주파수를 전송하고, 치료모드에서 제2 크리스탈로부터 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 전송하도록 구성된 치료 장치.
제 65 항에 있어서, 상기 2개의 탐침자 요소들은 외부 요소와 내부 요소를 포함하고, 외부 요소는 내부 요소 위에 고리모양으로 배열되고, 상기 단일의 초음파 프로브는 진단모드에서 내부 요소로부터 초음파를 전송하고, 치료모드에서 내부 및 외부 요소들로부터 상기 펄스형 초음파를 전송하도록 구성된 치료 장치.
제 63 항에 있어서, 상기 단일 초음파 프로브는 영역을 규정하는 어레이로 배열된 복수의 탐침자 요소들을 포함하는 치료 장치.
제 68 항에 있어서, 각각의 상기 탐침자 요소들은 삼각형 형상이며, 상기 영역은 육각형 형상인 치료 장치.
제 68 항에 있어서, 각각의 상기 탐침자 요소들은 사각형 형상이며, 상기 영역은 다각형 형상인 치료 장치.
제 68 항에 있어서, 상기 복수의 탐침자 요소들은 128개의 탐침자 요소를 포함하는 치료 장치.
제 63 항에 있어서, 상기 제어기에 응답하며 상기 단일의 초음파 프로브에 연결된 그래픽 디스플레이를 더 포함하며, 상기 그래픽 디스플레이는 초음파 빔축을 따라 혈류가 검출되는 복수의 위치들을 묘사하도록 구성된 위치탐지기(locator) 디스플레이를 가지고, 상기 혈액 위치탐지기 디스플레이는 상기 제어기에 응답하여 진단모드 동안 상기 도플러 신호들에 기초하여 복수의 위치들을 묘사하는, 치료 장치.
제 72 항에 있어서, 상기 그래픽 디스플레이는,

상기 복수의 위치중 선택된 하나의 위치를 식별하는 위치 식별기와;

검출된 혈류 속도를 상기 선택된 위치에서 사간의 함수로서 묘사하기 위한 스펙토그램(spectogram)을 더 포함하는 치료 장치.
제 63 항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 단일의 초음파 프로브가 치료 모드와 진단 모드 모두에서 실질적으로 2MHz의 주파수로 펄스형 초음파를 전송하도록 구동시키기 위해 구성되는 치료 장치.
제 63 항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 단일의 초음파 프로브가 치료 모드에서 펄스형 또는 연속파 초음파를 전송하도록 구동시키기 위해 구성되는 치료 장치.
제 63 항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 단일의 초음파 프로브가 치료 모드에서 진단 모드에서의 상기 펄스형 초음파를 전송하는 시간 주기보다 더 큰 시간 주기동안 펄스형 또는 연속파 초음파를 전송하도록 구동시키기 위해 구성되는 치료 장치.
제 63 항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 단일의 초음파 프로브가 치료 모드와 진단모드에서 동시에 초음파를 전송하도록 구동시키기 위해 구성되는 치료 장치.
제 63 항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 단일의 초음파 프로브가 치료 모드에서 진단 모드에서의 상기 펄스형 초음파의 빔 프로파일보다 더 넓은 빔프로파일로 펄스형 또는 연속파 초음파를 전송하도록 구성되는 치료 장치.
치료 모드 동안 초음파로 환자의 치료를 제어하고, 진단모드 동안 초음파 빔 축을 따라 도플러 초음파 신호들을 처리함으로써 검출된 혈류에 관한 정보를 제공하도록 컴퓨터 시스템을 구성하는 콘텐츠들을 가지는 컴퓨터 판독 가능한 매체로서, 상기 치료 제어 및 정보 제공은:

상기 진단 및 치료 모드 동안 단일의 프로브를 통하여 상기 초음파의 전송을 제어하는 단계와;

상기 진단 모드 동안 펄스형 초음파의 빔축을 따라 복수의 위치들에서 혈류 결정하는 단계와;

치료 모드에서 상기 혈류에 따라 상기 초음파를 전송하도록 최적의 창을 찾는 단계에 의해 이루어지는, 컴퓨터 판독 가능한 매체.
제 79 항에 있어서, 상기 매체의 콘텐츠는 혈류를 묘사하는 그래픽 정보를 디스플레이하며, 상기 디스플레이된 그래픽 정보를 치료 모드에서의 상기 초음파가 통하여 전송되는 최적의 창을 위치시키는데 이용함에 의해 상기 컴퓨터 시스템을 더 구성하는 컴퓨터 판독 가능한 매체.
제 79 항에 있어서, 상기 매체의 콘텐츠는 상기 단일 초음파 프로브가 치료 모드에서 상기 진단 모드에서의 펄스형 초음파의 주파수와 다른 주파수로 초음파를 전송하도록 제어함에 상기 컴퓨터 시스템을 더 구성하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
제 79 항에 있어서, 상기 매체의 콘텐츠는 상기 단일 초음파 프로브가 치료 모드에서 상기 진단 모드에서의 펄스형 초음파의 시간 주기 보다 더 큰 시간 주기 동안 초음파를 전송하도록 제어함에 상기 컴퓨터 시스템을 더 구성하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
제 79 항에 있어서, 상기 매체의 콘텐츠는 상기 단일 초음파 프로브가 치료 및 진단 모드에서 동시에 상기 초음파를 전송하도록 제어함에 의해 상기 컴퓨터 시스템을 더 구성하는 컴퓨터 판독가능한 매체
제 79 항에 있어서, 상기 매체의 콘텐츠는, 진단 모드 동안 환자의 신체 표면상의 부위를 규정하는 복수의 영역들 중 제 1 영역에 상기 단일의 초음파 프로브으로부터 상기 펄스형 초음파를 투여하고, 상기 제1 영역을 통해 창(window)을 평가하는 단계와;

상기 제 1 영역을 통한 창이 최적의 창이 아니면, 진단모드에서 상기 영역들 중, 제2 영역의 적어도 일부가 상기 제1 영역의 적어도 일부를 포함하는, 상기 제2 영역에 상기 단일의 초음파 프로브로부터 상기 펄스형 초음파를 투여하고, 상기 제2 영역을 통해 창을 평가하는 단계와;

펄스형 초음파가 투여된 이전의 영역들이 실질적으로 최적의 창을 포함하지 않으면, 실질적으로 최적의 창을 가지는 영역이 찾아질 때까지, 진단모드에서 다른 영역에 상기 단일의 초음파 프로브로부터 펄스형 초음파의 투여를 반복하는 단계에의해, 상기 컴퓨터 시스템이 치료를 제어하고 정보를 제공하도록 컴퓨터 시스템을 더 구성하는, 컴퓨터 판독 가능한 매체.
제 84 항에 있어서, 상기 매체의 콘텐츠는 실질적으로 상기 최적의 창을 갖는 상기 영역을 통해 상기 치료 모드에서 상기 단일 초음파 프로브로부터의 초음파를 투여함에 의해 상기 컴퓨터 시스템을 더 구성하는 컴퓨터 판독 가능한 매체.
제 79 항에 있어서, 상기 매체의 콘텐츠는 진단 모드에서 펄스형 초음파 또는 연속파 초음파중 어느 하나를 전송함에 의해 상기 컴퓨터 시스템을 더 구성하는 컴퓨터 판독 가능한 매체.