KR20220098281A - 조직 처리 장치 동작 방법 및 조직 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 생체 조직(6)을 처리하기 위한 장치(1)를 동작시키기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 장치(1)는 적어도 두 개의 하위 변환기(2', 2”)를 포함하는 변환기(2)를 포함하며, 상기 하위 변환기 각각은 상기 조직을 조사하기 위한 초음파 하위 빔(8”), 바람직하게는 고강도 집속 초음파를 방출하며, 상기 하위 빔들(8”) 각각은 초점(F) 상에 집속되거나 또는 집속가능하다. 피부 화상을 줄이기 위해 하위 빔(8”) 각각으로 피부 표면(7)의 교차 면적(Asi)을 평가하고, 모든 하위 변환기(2, 2”)에 대한 상기 조사의 파워(Psi) 및/또는 기간(tsi)을 상기 평가된 교차 면적(Asi)에 의존하는 전체 파워(Ptotal) 또는 기간(ttotal)의 비율로서 결정한다.

Description

조직 처리 장치 동작 방법 및 조직 처리 장치{METHOD FOR OPERATING A DEVICE FOR TREATMENT OF A TISSUE AND DEVICE FOR TREATMENT OF A TISSUE}
본 발명은 생체 조직의 처리 장치 동작 방법 및 독립 특허 청구항의 서문에 따른 그러한 장치에 관한 것이다.
본 장치는 적어도 두 개의 하위 변환기들을 포함하는 변환기를 포함하며, 하위 변환기 각각은 초음파 하위 빔, 바람직하게는 고강도 집속 초음파를 방출한다. 초음파는 조직을 조사하기 위해 사용되며, 하위 빔들 각각은 초점 상에 집속되거나 또는 그 위에 집속가능하다.
초음파, 특히, 고강도 집속 초음파(high intensity focused ultrasound: HIFU)는 주로, 유방, 갑상선, 전립선 및 자궁의 종양들을 처리하기 위해 사용된다. 고강도 초음파는 처리할 종양 내에 위치되는 초점 상에 집속된다. 조사하는 동안 음향 파가 조직에 의해 흡수될 때 열이 발생된다. 온도는 섭씨 85도까지 상승할 수 있으며, 그에 의해 조직이 응고물 괴사(coagulation necrosis)에 의해 파괴된다. HIFU로 처리하는 하나의 큰 장점은 그 처리가 비침습성이라는 것으로, 그에 의해 환자의 위험을 크게 줄일 수 있다는 것이다.
그러나 HIFU로 하는 공지의 문제점은 음향파가 처리할 조직에 의해서뿐 아니라 피부를 포함하는 주위 조직에 의해 흡수된다는 것이다. 피부가 화상을 입는 것을 피하기 위해 피부의 냉각이 WO 2011/069985 A1에 설명된 바와 같이 사용된다.
다른 접근 방법으로는 소정의 깊이에서 충분한 파워를 유지하면서 피부에서 음향파의 강도를 낮추는 것이다. 이 방법은 미국 8,409,099 B2에 설명된 바와 같은 넓은 개구 시스템들을 사용함으로써 실행될 수 있다.
그러나 HIFU 시스템들은 소형 초점을 갖는다. 그러므로 전체 조직이 공지된 방법들로 전체 조직 위에 초점을 주사하는 것에 의해 처리되어야 한다. 고 개구 시스템(high aperture system)을 사용할 때조차 피부는 여전히 고 화상 위험에 노출된다. 이는 처리 헤드의 방위와 생체의 위치에 따라 처리할 조직 또는 그의 일부가 매우 얇을 수 있기 때문이다. 그러므로 빔은 위에 인용된 인자들에 따라 변화할 수 있는 표면 위의 피부 표면을 절삭한다. 만일 변환기에 의해 방출되는 초음파 빔의 파워가 전체 변환기에 걸쳐 균일할 경우, 피부 표면에서의 빔 강도 및 피부 가열 응력이 크게 변화할 것이다.
그러므로, 본 발명의 목적은 생체의 조직을 처리하기 위한 장치를 동작하기 위한 방법 및 종래 기술의 문제점들을 해결하고 또한 조직을 처리할 때 특히 피부 손상을 줄이고 또한 가능성을 회피할 수 있는 생체 조직을 처리하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
이 문제는 독립 청구항들의 특징 부분들에 따른 방법에 의해 해결된다.
본 발명에 의하면, 생체 조직을 처리하기 위한 장치를 동작하기 위한 방법을 수행하기 위해, 적어도 두 개의 하위 변환기를 포함하는 변환기를 포함하는 장치가 제공된다. 각각의 하위 변환기는 하위 초음파 빔, 바람직하게는 고강도 집속 초음파를 방출하기 위해 사용된다. 초음파는 조직을 조사하기 위해 사용되며, 하위 빔들 각각은 초점 상에 집속되거나 또는 집속가능하다.
본 발명의 방법은 변환기를 위치 설정하는 단계를 더 포함하므로 하위 빔의 적어도 하나의 초점을 처리할 조직 내에 위치할 수 있다.
바람직하게는, 하위 빔들의 모든 초점들이 처리할 조직 내에 위치되며, 심지어 더 바람직하게는 하위 빔 각각의 초점들은 단일 초점 상에 집속된다.
또한, 조직에 전달될 조사의 총 파워(Ptotal) 및 기간(ttotal)을 정의한다. 정의하는 것은 오퍼레이터가 사용자 인터페이스(user interface)로 원하는 값들을 수동으로 입력하거나 또는 장치 자체가 자동으로 실행할 수 있다. 특히, 장치가 처리할 조직의 크기와 다른 파라미터들(parameters)을 결정할 수 있는 이미징 수단(imaging means)을 구비할 경우, 장치의 제어 수단이 조사의 전체 파워(Ptotal) 및 기간(ttotal)을 정의하는 것이 가능할 수 있다.
그 다음, 하위 변환기의 상응하는 하위 빔으로 피부 표면의 교차 면적(Asi)을 각각 평가, 즉 결정한다. 이는 조사 면적의 3차원 모델로부터 데이터를 추론하는 것에 의해 또는 아래에 보인 다른 방법들에 의해 실행할 수 있다.
본 발명에 의하면, “피부”는 조사시 빔에 의해 교차되는 제1 조직을 의미한다. 이 조직은 원칙적으로 처리할 조직이 아니다. 직장에 삽입되는 전립선 종양들을 처리하기 위해 사용되는 것들과 같은 내강 시스템들(endocavitary systems)의 경우, 빔이 교차하는 제1 조직이 점막이므로 이 경우에 점막이 위험에 처한다. 그러므로 본 발명에 의한 피부는 점막을 포함하는 것을 의미한다.
상기에서, 피부 화상을 고려한다. 그러나 유념해야 하는 것은 공동 등에 의해 원인이 되는 기계적 손상과 같은 기타 종류의 손상이 발생할 수도 있다. 그러므로 본 발명은 초음파 빔에 의해 원인이 되는 다른 타입의 손상에도 적용한다.
그에 더하여, 본 발명에 의하면, 그 다음, 평가된 교차 면적(Asi)에 따라서 총 파워(Ptotal)와 기간(ttotal)의 비율로서 모든 하위 변환기마다 조사의 파워(Psi) 및/또는 기간(tsi)을 결정한다. 바람직하게는, 파워(Psi) 및/또는 기간(tsi)을 교차 면적에 실질적으로 비례하여 선택한다.
특히 파워(Psi)를 하기 식에 따라 선택한다.
Figure pat00001
식 중 n은 하위 변환기들의 수, 결국 하위 빔들의 수이다.
하위 빔 각각의 교차 면적(Asi)을 고려함으로써, 피부 조직의 손상, 특히 처리할 조직의 전체 조사에 악영향을 주지 않고 화상 위험을 최소화할 수 있다. 특히 피부에 가까이 배치되는 하위 빔들의 파워(Psi) 및/또는 기간(tsi)을 더 멀리 배치된 하위 빔들에 비해 감소할 수 있다.
대안으로서, 하위 변환기 각각의 파워를 일정하게 유지할 수도 있으며, 또한 조사 기간, 결국 전달되는 에너지가 특히 교차 면적(Asi)에 비례하여 관계될 수도 있으며, 파워에 대해서도 유사하게 결정될 수도 있다. 이는 모든 하위 변환기들에 단 하나의 초음파 발생기만을 요구하는 장점을 가지며, 다만, 그에 의해 하위 변환기마다 온/오프 스위치들이 제공되어야 한다.
바람직하게는, 하위 변환기 표면(Atr)에서의 하위 빔 면적 및 피부 표면과 하위 변환기 표면간의 거리(Dts)를 고려하여 교차 면적(Asi)을 평가한다.
이는 교차 면적(Asi)이 피부 표면과 하위 변환기 표면간의 거리(Dts)와 관련된다는 원리에 기초한다.
특히, 고정된 초점과, 구의 표면 구역 또는 면적에 실질적으로 상응하는 표면을 갖는 변환기를 사용할 경우, 하위 변환기와 초점(Dtf) 간의 거리는 구의 반경과 동일하다. 하위 변환기 표면(Atr)의 면적도 또한 공지된 파라미터이다.
대안으로, 위상 배열 기술로 집속할 수 있는 변환기들을 사용할 수도 있다.
바람직하게는, 교차 면적(Asi)을 하기 식에 따라 평가한다.
Figure pat00002
상기 식중 Daf는 피부와 초점 간의 거리이며, 이 값은 Dtf와 Dts 간의 차로서 산출될 수 있다.
바람직하게는, 피부 표면과 하위 변환기 표면(Dts) 간의 거리를 A-모드 초음파 검사에 의해 결정한다. 따라서, A-모드 초음파 검사 이미징 장치를 변환기 내에 통합하거나 또는 변환기에 인접 위치할 수도 있으며, 그에 의해 피부 표면과 하위 변환기 표면(Dts) 간의 거리를 결정할 수 있다.
바람직하게는, 모든 하위 변환기가 피부 표면과 하위 변환기 표면(Dtf) 간의 거리를 결정하기 위한 수단을 구비할 수도 있다. 거리를 결정하기 위한 수단은 A-모드 초음파 검사로 제한될 뿐 아니라 상술한 바와 같은 조사 면적의 3차원 모델을 결정하기 위한 수단 또는 레이저 거리 측정 수단 등과 같은 기타 수단을 포함할 수도 있다.
만일 교차 면적(Asi)이 소정 값 이하일 경우, 바람직하게는 사용하는 방법에 따라 상응하는 하위 변환기의 파워(Psi) 및/또는 기간(tsi)을 제로로 설정할 수 있다. 그러므로 만일 교차 면적(Asi)이 강렬한 조사 대상일 경우, 상응하는 하위 변환기를 동작하지 않는다.
소정 값을 오퍼레이터가 정의할 수도 있고 또는 조직에 전달될 조사의 전체 파워(Ptotal) 및/또는 기간(ttotal)에 따라 산출할 수도 있다. 처리할 조직의 형상과 같은 기타 인자들로서, 처리할 조직과 피부 표면 간의 거리, 처리할 조직의 타입, 처리할 조직을 둘러싸는 조직(들)의 타입, 및 처리할 조직의 위치, 등을 고려할 수도 있다.
대안으로, 처리할 조직의 위치를 고려하여 사용할 하위 변환기들을 선택할 수도 있다.
바람직하게는, 본 발명의 방법이 조직을 처리하기 위해 초음파 하위 빔을 방출하도록 모든 하위 변환기를 트리거 하는 단계를 더 포함한다.
이는 하위 변환기들을 하나씩 트리거 하는 것을 의미하는 것으로 동시에 또는 바람직하게는 순차적으로 실행할 수도 있다.
그에 더하여, 본 발명은 생체 조직을 처리하기 위한 장치에 관한 것으로, 본 발명의 장치는 본 발명에 의한 방법으로 바람직하게 동작한다. 장점들과 또 다른 양호한 실시 예들에 대해서는 위에 인용된 방법을 참조한다.
본 발명의 장치는 적어도 두 개의 하위 변환기들을 포함하는 변환기를 포함하는데, 하위 변환기들 각각은 조직을 조사하기 위한 초음파 하위 빔, 바람직하게는 고강도 집속 초음파를 방출하기 위한 것이며, 하위 빔들 각각은 초점 상에 집속되거나 또는 집속될 수 있다.
본 발명의 장치는 하위 빔 각각으로 피부 표면의 교차 면적(Asi)을 결정하기 위한 수단과 장치를 제어하기 위한 제어 수단을 더 포함하며, 제어 수단은 조직에 전달될 조사의 전체 파워(Ptotal) 및 기간(ttotal)에 기초하여, 평가된 교차 면적(Asi)으로부터 바람직하게, 실질적으로, 비례적으로 의존하는 전체 파워(Ptotal) 또는 기간(ttotal)의 비율로서, 모든 하위 변환기에 대하여 조사의 파워(Psi) 및/또는 기간(tsi)을 결정할 수 있다. 결정 수단 및 제어 수단은 통상적으로 장치의 처리기 또는 장치의 동작을 제어하는 컴퓨터에 의해 형성된다.
바람직하게, 본 발명의 장치는 변환기 표면이 실질적으로 반구의 표면 구역으로 된 변환기를 갖는다. 이러한 구성은 고정된 초점을 갖는 변환기를 사용할 경우 그의 초점 특성 때문에, 또한 변환기의 형상에 의존하여 넓은 조사 각도를 갖는 양호한 조사 특성들을 제공하기 때문에 특히 바람직하다. 원통형 표면 또는 어떤 임의 오목면(concave)의 구역들과 같은 다른 구성들도 또한 사용할 수도 있다.
더 바람직하게, 모든 하위 변환기는 실질적으로 동일한 하위 변환기 표면(Atr) 및/또는 하위 변환기 형상을 갖는다. 이는 본 발명에 의한 방법을 사용할 때의 바람직한 경우로서, 그에 의해 모든 하위 변환기에 대하여 동일한 하위 변환기 표면 및/또는 형상을 설정함으로써 교차 면적(Asi)의 평가를 실질적으로 간략화할 수 있으므로, 결국 제어 수단의 연산 노력을 줄일 수 있다.
바람직하게는 장치의 변환기가 8개의 하위 변환기들을 갖는다.
더 바람직하게는, 본 발명 장치의 하위 변환기들 각각이 고정된 초점을 가지며, 그에 의해 하위 변환기들의 초점들이 바람직하게 일치한다.
본 발명의 또 다른 양태는 생체 조직을 처리하기 위한 장치를 동작하기 위한 방법을 말한다. 여기서 장치는 초음파 빔, 바람직하게는 고강도 집속 초음파를 방출하기 위한 적어도 하나의 변환기를 포함한다. 초음파는 조직을 조사하기 위해 사용되며, 빔은 초점 상에 집속되거나 또는 집속가능하다. 장치는 적어도 초점과 교차하는 이미징 평면을 갖는 이미징 장치를 더 포함한다.
본 발명의 방법은 초점이 처리할 조직 내에 위치하도록 적어도 하나의 변환기를 위치 설정하는 단계를 포함한다.
그에 더하여, 적어도 하나의 변환기는 초점과 빔(Atotal)에 의해 교차하는 피부 표면 간의 거리가 전체 피부 표면에 걸쳐 가능한 한 일정하도록 배향되며, 그에 의해 초점이 이동하지 않는다. 다시 말하여 적어도 하나의 변환기는 초점과 피부 표면 간의 거리의 변화가 최소가 되도록 배향된다.
위에 인용된 바와 같이 변환기 표면과 피부 표면 간의 거리는 A-모드 초음파 검사, 조사 면적의 3차원 모델 등을 사용하여 변환기의 상이한 위치들에서 결정될 수도 있다.
본 발명에 의하면, 이 방법은 단 하나의 변환기뿐 아니라 상술한 바와 같이 복수의 하위 변환기들을 갖는 공지된 기술의 장치들에 적용한다. 본 발명의 두 양태들은 피부 화상 및 기타 손상을 감소 또는 회피할 수 있도록 피부 표면 상의 에너지 분포를 최적화한다.
적어도 하나의 변환기를 배향하는 것은 빔 또는 하위 빔들을 가능한 한 피부에 수직하도록 행하는 것이 바람직하다. 이는 피부가 초점과 변환기 표면 간에 그려지는 가상 선에 대하여 가능한 수직 해야만 하는 것을 의미하고, 그것은 변환기 표면에 직교함을 의미한다.
대안으로, 적어도 하나의 변환기를 초점과 피부 간의 거리가 가능한 한 일정하도록 배향할 수도 있다. 초점과 피부 표면 간의 거리는 상술한 바와 같이 결정할 수도 있다.
바람직하게는, 변환기를 배향하기 위해, 적어도 하나의 변환기를 초음파 이미징 장치의 이미징 평면 내에 내포되는 축 주위에서 회전한다. 이는 특히 이 방법을 사용하는 장치의 구성과 제어를 간략히 하기 위해 유리하다. 왜냐하면 단 하나의 회전 구동만 필요하기 때문이다.
대안으로 또는 부가적으로, 적어도 하나의 변환기를 적어도 하나의 변환기의 초점을 바람직하게 교차하지 않는 이미징 평면에 수직한 축 주위에서 회전시킬 수도 있다. 또한 이 경우에 간단한 장치를 이 방법에 사용할 수도 있다. 왜냐하면, 이러한 회전을 수행하기 위해 특별한 구동 및 제어 수단을 제공하지 않아도 되기 때문이다.
양호한 실시예에서, 초점과 피부 표면 간의 거리는 조사된 면적, 결국 위에 인용된 바와 같은 피부 표면의 3차원 모델을 고려하여 결정한다. 이 모델은 이미징 장치로 구할 수도 있다.
본 발명에 의한 장치의 장점들 및 더 바람직한 실시 예들에 대하여 위에 인용된 방법을 참고한다.
대안으로서, A-모델 초음파 검사 수단은 위에 인용된 바와 같은 변환기 표면과 피부 표면 간의 거리를 결정하기 위해 적어도 하나의 변환기 표면의 중심에 위치할 수 있다.
만일 처리할 조직이 커서 초점이 처리할 전체 조직 위에 주사되어야 할 경우(펄스 및 정지 방법), 변환기 배향은 한 펄스마다 바람직하게는 정지기간 동안 조정될 수도 있다.
본 발명은 일 실시예에서 생체 조직(6)을 처리하기 위한 장치(1)를 동작시키기 위한 방법으로서, 상기 장치는: - 적어도 두 개의 하위 변환기(2', 2”)를 포함하는 변환기(2)로서, 상기 하위 변환기 각각은 상기 조직을 조사하기 위한 초음파 하위 빔(8”), 바람직하게는 고강도 집속 초음파를 방출하며, 상기 하위 빔들(8”) 각각은 초점(F) 상에 집속되거나 또는 집속가능한, 상기 변환기(2)를 포함하며, 상기 방법은 하기 단계들: - 하위 빔(8”)의 적어도 하나의 초점(F)이 처리할 상기 조직(6) 내에 위치하도록 상기 변환기(2)를 위치 설정하는 단계; - 상기 조직(6)에 전달될 상기 조사의 전체 파워(Ptotal) 및 기간(ttotal)을 규정하는 단계; - 하위 빔(8”) 각각으로 피부 표면(7)의 교차 면적(Asi)을 평가하는 단계; - 모든 하위 변환기(2, 2”)에 대한 상기 조사의 상기 전체 파워(Psi) 또는 기간(tsi)을 상기 평가된 교차 면적(Asi)으로부터 바람직하게 실질적으로 비례적으로 의존하는 상기 전체 파워(Ptotal) 및/또는 기간(ttotal)의 비율로서 결정하는 단계를 포함하는 생체 조직을 처리하기 위한 장치를 동작시키기 위한 방법을 개시한다.
본 실시예에서, 교차 면적(Asi)은 하위 변환기 표면(Atr)에서의 하위 빔 면적과, 피부 표면과 하위 변환기 표면 간의 거리(Dts)를 고려하여 평가할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 피부 표면과 상기 하위 변환기 표면 간의 거리(Dts)는 A-모드 초음파 검사에 의해 결정할 수 있다.
본 실시예에서, 만일 상기 교차 면적(Asi)이 소정 값 이하일 경우, 상응하는 하위 변환기(2', 2”)의 파워(Psi) 및/또는 기간(tsi)이 제로로 설정될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 결정하는 단계 후, 모든 하위 변환기(2', 2”)에 대한 상기 조사의 상기 파워(Psi) 및/또는 기간(tsi)이 바람직하게 순차적으로 트리거되어 초음파의 하위 빔(8”)을 방출할 수 있다.
본 발명은 다른 실시예에서 생체 조직(6)을 처리하기 위한 장치(1)로서, - 적어도 두 개의 하위 변환기(2', 2”)를 포함하는 변환기(2)로서, 상기 하위 변환기 각각은 상기 조직(6)을 조사하기 위한 초음파 하위 빔(8”), 바람직하게는 고강도 집속 초음파를 방출하며, 상기 하위 빔들 각각은 초점(F) 상에 집속되거나 또는 집속가능한, 상기 변환기(2)를 포함하되, 상기 장치는: - 하위 빔(8”) 각각으로 피부 표면(7)의 교차 면적(Asi)을 결정하기 위한 수단, - 상기 장치(1)를 제어하기 위한 제어 수단을 더 포함하며, 상기 제어 수단은, 상기 조직(6)에 전달될 상기 조사의 전체 파워(Ptotal) 및 기간(ttotal)에 기초하여, 모든 하위 변환기(2', 2”)에 대한 상기 조사의 파워(Ptotal) 및/또는 기간(ttotal)을 상기 평가된 교차 면적(Asi)으로부터 바람직하게 실질적으로 비례적으로 의존하는 상기 전체 파워(Ptotal) 또는 기간(ttotal)의 비율로서 결정할 수 있는, 생체 조직을 처리하기 위한 장치를 개시한다.
본 실시예에서, 상기 변환기(2)는 실질적으로 반구 표면의 구역인 변환기 표면(3)을 가질 수 있다.
본 실시예에서, 모든 하위 변환기(2', 2”)는 실질적으로 동일한 하위 변환기 표면(Atr) 및/또는 하위 변환기 형상을 가질 수 있다.
본 실시예에서, 상기 변환기(2)는 8개의 하위 변환기(2', 2”)를 가질 수 있다.
본 실시예에서, 하위 변환기 각각은 고정된 초점(F)을 가지며, 하나의 하위 변환기(2')의 초점(F)은 적어도 하나의 다른 하위 변환기(2”)의 초점(F)과 바람직하게 일치할 수 있다.
본 실시예에서, 모든 하위 변환기는 상기 피부 표면(7)과 하위 변환기 표면 간의 거리(Dts)를 평가하기 위한 A-모드 초음파 검사 요소(9)를 포함할 수 있다.
본 발명은 또 다른 실시예에서, 생체 조직(6)을 처리하기 위한 장치(1)를 동작시키는 방법으로서, 상기 장치는: - 상기 조직(6)을 조사하기 위해 초음파 빔, 바람직하게는 고강도 집속 초음파를 방출하기 위한 적어도 하나의 변환기(2)로서, 상기 빔은 초점(F) 상에 집속되거나 또는 집속가능한, 상기 변환기(2), - 상기 초점과 교차하는 적어도 하나의 이미징 평면(5)을 갖는 이미징 장치(4)를 포함하며, 상기 방법은 하기 단계들: - 상기 초점(F)이 처리할 상기 조직(6) 내에 위치하도록 상기 적어도 하나의 변환기(2)를 위치 설정하는 단계; - 상기 초점과 상기 빔(Atotal)에 의해 교차하는 상기 피부 표면 간의 거리가 상기 전체 피부 표면(7)에 걸쳐 가능한 한 일정하도록 상기 초점(F)이 이동하지 않게 상기 적어도 하나의 변환기(2)를 배향시키는 단계를 포함하는, 생체 조직을 처리하기 위한 장치를 동작시키는 방법을 개시한다.
본 실시예에서, 상기 적어도 하나의 변환기(2)를 배향시키기 위하여 상기 이미징 장치(4)의 상기 이미징 평면(5) 내에 내포된 축 주위에서 회전시킬 수 있다.
본 실시예에서, 상기 적어도 하나의 변환기(2)를 배향시키기 위하여 상기 초점(F)을 교차하지 않는 축 주위에서 회전시킬 수 있다.
본 실시예에서, 상기 초점(F)과 상기 피부 표면(7) 간의 거리를 결정하기 위해, 상기 이미징 장치(4)에 의해 얻어진 상기 피부 표면(7)의 3차원 표현을 고려할 수 있다.
본 발명은 또 다른 실시예에서, 생체 조직(6)을 처리하기 위한 장치(1)로서, - 상기 조직(6)을 조사하기 위해 초음파 빔, 바람직하게는 고강도 집속 초음파를 방출하기 위한 적어도 하나의 변환기(2)로서, 상기 빔은 초점(F) 상에 집속되거나 또는 집속가능한, 상기 변환기(2), - 상기 초점과 교차하는 적어도 하나의 이미징 평면(5)을 갖는 이미징 장치(4)를 포함하며, 상기 장치는: - 상기 초점(F)이 처리할 상기 조직(6) 내에 위치하도록 적어도 하나의 변환기(2)를 위치 설정하기 위한 수단; - 상기 초점(F)과 상기 빔(Atotal)에 의해 교차하는 상기 피부 표면(7) 간의 거리가 상기 전체 피부 표면(7)에 걸쳐 가능한 한 일정하도록 상기 초점(F)이 이동하지 않게 상기 적어도 하나의 변환기(2)를 배향시키기 위한 수단을 더 포함하는, 생체 조직을 처리하기 위한 장치를 개시한다.
이제 본 발명을 도면들과 관련하여 본 발명의 양호한 실시 예에 따라 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략도;
도 2는 도 1에 따른 장치의 하위 변환기들의 개략 배치;
도 3은 도 1에 따른 장치의 하위 변환기의 개략 배치;
도 4는 종래 기술(좌측) 및 본 발명(우측)에 따른 방법과 장치 간의 개략 비교.
도 1은 고정된 초점을 8개의 하위 변환기들로 분할한 변환기(2)를 포함하는 장치(1)를 개략적으로 나타낸다. 도 2에서, 하위 변환기들의 배치가 개략적으로 도시되며, 그에 의해 간략히 하기 위해 총 6개의 하위 변환기들만을 도시하고, 두 개의 하위 변환기들(2' 및 2”)은 참조번호만을 제공한다.
변환기(2)는 도 3에 도시된 바와 같이 변환기 표면(Atr)을 가지며, 이 표면은 구의 표면 구역으로서, 모든 하위 변환들이 하위 변환기 표면(Atr)을 갖는다.
장치(1)는 이미징 장치(4)를 더 포함하는데, 이 경우, 이미징 평면(5)을 갖는 A-모드 초음파 검사 장치를 더 포함한다.
변환기(2)의 하위 변환기들은 공통 초점(F) 상에 집속되며, 이 공통 초점은 또한 이미징 장치(4)의 이미징 평면(5)에 내재한다. 그러므로 변환기 표면과 초점(Dtf) 간의 거리(도 3에 개략적으로 나타남)는 각 하위 변환기마다 동일하다.
변환기는 부위(6)에 의해 개략적으로 나타내는, 처리할 조직 내에 초점(F)이 위치하도록 배치된다.
이 경우, 유방 종양 부위(6)는 피상적으로 위치되지 않고 처리되지 말아야 하는 건강한 조직에 의해 둘러싸인다. 유방 피부 또한 피부 표면(7)에 의해 개략적으로 나타낸다.
도 2에 대해서는, 하위 변환기들의 표면들도 개략적으로 나타낸다. 점선들에 의해 개략적으로 나타내는 간략히 하기 위해 단 하나만 도시된 수렴하는 구성(8”)은 하위 변환기(2”) 각각에 의해 방출되는 빔을 나타낸다.
모든 하위 변환기(2', 2”)는 참조번호(9)로 개략적으로 도시된 거리 측정 수단을 포함하며, 이는 대충 하위 변환기 표면의 중심에 위치되며 또한 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 하위 변환기 표면과 피부 표면(7) 간의 거리를 결정하기 위해 사용된다.
이미징 장치(4)는 개략적으로 나타내는 이웃하는 하위 변환기들 간에 일정한 간극(10)으로 배치된다.
조직(6)에 전달될 조사의 전체 파워(Ptotal)와 기간(ttotal)을 정의한 후, 하위 변환기 표면과 피부 표면(7) 간의 거리를 변환기마다 A-모드 초음파 검사 요소(9)에 의해 측정한다.
그 다음 각 하위 변환기에 의해 발생되는 각 하위 빔의 교차 면적(Asi)(또한 도 3에 개략적으로 도시됨)을 하기 식에 따라 장치(1)(도시 안됨)의 제어 수단에 의해 평가한다:
Figure pat00003
하위 변환기 표면(Atr)의 면적과, 하위 변환기 표면과 초점(F Dtf) 간의 거리(변환기(2)의 표면의 반경과 동일함)는 장치(1)의 공지된 파라미터들이다. 그러므로 피부 표면(7)과 초점(F Dsf) 간의 거리도 또한 연산할 수 있다.
일단 모든 교차 면적이 하위 변환기마다 평가되면, 제어 수단은 또한 하기 식에 따라 평가된 교차 면적(Asi)에 비례하는 전체 파워(Ptotal)의 비율로서 모든 하위 변환기에 대한 조사의 파워(Psi)를 결정한다:
Figure pat00004
그 다음, 제어 수단을 사용하여 각각의 하위 변환기들을 트리거하여 부위(6) 내에 위치되는 처리할 조직을 조사한다.
조사 후, 선행하는 조사 동안 처리되지 않은(또는 원하는 파워가 아님) 부위(6)의 조직을 처리하기 위해 변환기(2)를 배향한다. 하위 변환기들의 표면과 피부 표면(7) 간의 거리를 다시 측정하여, 교차 면적(Asi)을 평가하고, 파워(Psi)를 상술한 바와 같이 결정한다. 이러한 공정은 전체 부위(6)가 조사되어 처리할 때까지 반복된다.
도 4는 종래 기술에 따른 배치를 좌측 상에 개략적으로 도시한다. 여기서 변환기 표면(3)을 갖는 변환기(2)에 의해 방출되거나 방출가능한 빔의 초점(F)이 처리할 조직 상에 집속된다. 이중 화살표에 의해 개략적으로 나타내며, 간략히 하기 위해 그들 중 하나만 참조 기호로 제공되는 변환기 표면(3)과 피부 표면(7) 간의 거리(Dts)는 개략적으로 빔에 의해 교차되는 전체 피부 표면에 걸쳐 변화한다.
본 발명에 의하면, 변환기(2)는 변환기 표면(3)과 피부 표면(7) 간의 거리(Dts)가 전체 피부 표면에 걸쳐 가능한 한 일정하도록 도 4의 우측에 개략적으로 도시된 바와 같이 배향된다.

Claims (8)

  1. 생체 조직(6)을 처리하기 위한 장치(1)로서, 상기 장치는:
    - 상기 조직(6)을 조사하기 위한 초음파 빔, 바람직하게는 고강도 집속 초음파를 방출하는 적어도 하나의 변환기(2)로서, 상기 빔은 초점(F) 상에 집속되거나 또는 집속가능한, 상기 적어도 하나의 변환기(2); 및
    - 상기 초점(F)과 교차하는 적어도 하나의 이미징 평면(5)을 갖는 이미징 장치(4)를 포함하며,
    상기 장치는
    상기 초점(F)이 처리할 상기 조직(6) 내에 위치하도록 상기 적어도 하나의 변환기(2)를 위치 설정하는 수단; 및
    - 상기 초점(F)이 이동하지 않게 상기 적어도 하나의 변환기(2)를 배향시키는 수단;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것인, 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 변환기(2)를 배향시키기 위한 수단은 상기 적어도 하나의 변환기(2)를 상기 초음파 이미징 장치(4)의 상기 이미징 평면(5) 내에 내포된 제1 축 주위에서 회전시키도록 구성되는, 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 변환기(2)를 배향시키기 위한 수단은, 상기 적어도 하나의 변환기(2)를 상기 이미징 평면(5)에 수직한 제2 축 주위에서 회전시키도록 구성되는, 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 축은 상기 적어도 하나의 변환기(2)의 상기 초점(F)을 교차하지 않는 것인, 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 변환기(2)를 배향시키기 위한 수단은, 상기 변환기 배향을 펄스 이전에, 바람직하게는 정지기간 동안 조정하도록 구성되는 것인, 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 변환기(2)를 배향시키기 위한 수단은, 초음파의 빔이 가능한한 피부에 수직하도록 상기 적어도 하나의 변환기(2)를 배향시키도록 구성되는 것인, 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직(6)의 3차원 모델을 고려하여 상기 초점(F)과 피부 표면(7) 간의 거리를 결정하도록 더 구성되는 것인, 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미징 장치(4)는 상기 초점(F)과 피부 표면(7)간의 거리를 결정하기 위하여 조직(6)의 3차원 모델을 얻도록 구성되는 것인, 장치.
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