RU2465860C1 - Method for non-invasive ablation and destruction of dielectric body segments with loss and apparatus for implementation thereof - Google Patents

Method for non-invasive ablation and destruction of dielectric body segments with loss and apparatus for implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2465860C1
RU2465860C1 RU2011124599/14A RU2011124599A RU2465860C1 RU 2465860 C1 RU2465860 C1 RU 2465860C1 RU 2011124599/14 A RU2011124599/14 A RU 2011124599/14A RU 2011124599 A RU2011124599 A RU 2011124599A RU 2465860 C1 RU2465860 C1 RU 2465860C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
emitters
channel
dielectric body
points
amplitude
Prior art date
Application number
RU2011124599/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Амиран Шотаевич Ревишвили (RU)
Амиран Шотаевич РЕВИШВИЛИ
Леонид Иванович Пономарев (RU)
Леонид Иванович Пономарев
Олег Васильевич Терехин (RU)
Олег Васильевич Терехин
Original Assignee
Амиран Шотаевич РЕВИШВИЛИ
Леонид Иванович Пономарев
Олег Васильевич Терехин
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 Амиран Шотаевич РЕВИШВИЛИ, Леонид Иванович Пономарев, Олег Васильевич Терехин filed Critical Амиран Шотаевич РЕВИШВИЛИ
Priority to RU2011124599/14A priority Critical patent/RU2465860C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2465860C1 publication Critical patent/RU2465860C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: group of inventions refers to medical equipment and may be used for implementation of non-invasive ablation and thermal and thermomechanical destruction of limited areas inside biological bodies of non-uniform structure and other dielectric bodies with loss exposed to electromagnetic field or ultrasound. An apparatus comprises a generator, emitters on the surface of a reflection shield, an analogue-to-digital converter, a power splitter, a multiplex switch and a control unit for emitters. It is preceded by emitter alignment in a travelling-wave mode followed by alignment of each emitter on the specified focus points according to the special algorithm by varying complex incident wave amplitudes and phases; after the alignment, emission power is increased to a value required to perform ablation and destruction of the preset dielectric body segments.
EFFECT: group of invention provides optimal focusing in the pre-set point, minimal size of a focal spot and maximal concentration and focusing accuracy of the impinging field.
9 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для осуществления неинвазивной абляции и термической и термомеханической деструкции ограниченных областей внутри биологических тел с неоднородной структурой и других диэлектрических тел с потерями.The invention relates to medical equipment and can be used to implement non-invasive ablation and thermal and thermomechanical destruction of limited areas inside biological bodies with an inhomogeneous structure and other dielectric bodies with losses.

В кардиологии известен способ радиочастотной абляции [1], когда с помощью катетера, введенного в камеру сердца, подводится электромагнитное поле высокой частоты (f=1…500 МГц) для осуществления термического воздействия на определенные участки внутренней поверхности сердца с целью блокады проведения электрического импульса через эти участки. Одним из недостатков данного метода является сложность и травмоемкость введения катетера в камеру сердца и необходимость высокоточного позиционирования электродов катетера в требуемой области сердца. Для этих целей обычно используется параллельная компьютерная томография, в результате чего пациент получает значительные дозы рентгеновского излучения. Часто требуется проведение абляции на внешней поверхности сердца со стороны эпикарда, что требует выполнения еще более трудоемкой и небезопасной для пациента процедуры.In cardiology, a method of radiofrequency ablation is known [1], when using a catheter inserted into the heart chamber, a high-frequency electromagnetic field (f = 1 ... 500 MHz) is applied to effect thermal effects on certain sections of the inner surface of the heart in order to block the electrical impulse through these sites. One of the disadvantages of this method is the complexity and trauma of introducing a catheter into the heart chamber and the need for high-precision positioning of the catheter electrodes in the desired region of the heart. For these purposes, parallel computed tomography is usually used, as a result of which the patient receives significant doses of x-ray radiation. Often, ablation on the external surface of the heart from the epicardium is required, which requires an even more time-consuming and unsafe procedure for the patient.

В медицине существует также проблема разрушения (термического выжигания) определенных участков тканей различных органов без хирургического вмешательства, когда отсутствуют возможности подведения катетера без существенных хирургических процедур, как, например, коагуляция опухоли внутренних органов, устранение кальцеобразных и иных образований в сосудах, печени, почках, мочевом пузыре и пр.In medicine, there is also the problem of destruction (thermal burning) of certain tissue sections of various organs without surgical intervention, when there is no possibility of catheter insertion without significant surgical procedures, such as coagulation of a tumor of internal organs, elimination of calciform and other formations in blood vessels, liver, kidneys, bladder, etc.

В технических задачах часто возникает потребность термической или термомеханической деструкции различных дефектных образований внутри объемов со сплошным заполнением. Например, при контроле внутренней части линзовых антенн и устранении дефектов внутри них. Аналогичная проблема возникает при контроле качества и устранения дефектов в изделиях из высококачественного бетона, пластмассы и пр.For technical problems, the need often arises for thermal or thermomechanical destruction of various defective formations within solid-filled volumes. For example, when monitoring the inside of the lens antennas and eliminating defects within them. A similar problem arises when controlling quality and eliminating defects in products made of high-quality concrete, plastic, etc.

Используемые для этих задач методы неразрушающего контроля с помощью ультразвуковых (УЗ), электромагнитных (ЭМ) полей и рентгеновского излучения первоначально позволит решить лишь первую часть задачи, а именно - определить локализацию дефектов или вредных образований, но не позволяют устранить эти дефекты и образования без существенного вмешательства в соседние области. Так, известен способ [2, 3] ультразвуковой эхоскопии для обнаружения и визуализации структурных изменений в тканях биологических органов и в диэлектрических средах различных изделий.The non-destructive testing methods used for these tasks using ultrasonic (ultrasound), electromagnetic (EM) fields and x-ray radiation will initially solve only the first part of the problem, namely, to determine the localization of defects or harmful formations, but they will not allow to eliminate these defects and formations without significant interventions in neighboring areas. Thus, a known method [2, 3] of ultrasonic echoscopy for the detection and visualization of structural changes in the tissues of biological organs and in the dielectric media of various products.

В настоящее время разработаны УЗ аппараты для неинвазивной абляции опухолей в урологии и гинекологии [4, 5], печени, молочных желез, костей и мягких тканей, почек и др. [6]. В этих аппаратах с целью концентрации поля используется способ фокусировки УЗ излучения с помощью отражателей, линз и управляемых фазированных решеток [2, 3]. Аналогичные способы концентрации ЭМ поля используются и в радиотехнике, в частности, в антенной технике [7].Ultrasound devices have been developed for noninvasive ablation of tumors in urology and gynecology [4, 5], liver, mammary glands, bones and soft tissues, kidneys, etc. [6]. In these devices, in order to concentrate the field, the method of focusing ultrasonic radiation using reflectors, lenses, and controlled phased arrays is used [2, 3]. Similar methods of EM field concentration are used in radio engineering, in particular, in antenna technology [7].

Основным недостатком известных способов [2, 3] является недостаточная пространственная концентрация УЗ и ЭМ полей в требуемых объемах тела. Используемые для фокусировки линзы или отражатели [8] позволяют получить высокую концентрацию ЭМ и УЗ поля в фокальной точке однородных сред в плоскости, перпендикулярной фокальной оси, и значительно меньше в направлении фокальной оси. Кроме того, в этих способах невозможна фокусировка в неоднородных (нерегулярных) средах с недостаточно известными или неизвестными параметрами неоднородности, и, как следствие этого, невозможно управление положением фокуса, а следовательно, и невозможна фокусировка поля в заданную точку неоднородной (нерегулярной) среды.The main disadvantage of the known methods [2, 3] is the insufficient spatial concentration of ultrasound and EM fields in the required body volumes. The lenses or reflectors used for focusing [8] make it possible to obtain a high concentration of EM and ultrasound fields at the focal point of homogeneous media in a plane perpendicular to the focal axis, and much smaller in the direction of the focal axis. In addition, in these methods it is impossible to focus in inhomogeneous (irregular) media with insufficiently known or unknown parameters of heterogeneity, and, as a result of this, it is impossible to control the position of the focus, and therefore it is impossible to focus the field to a given point in the inhomogeneous (irregular) environment.

В [9] изложен метод неинвазивной абляции в кардиологии с помощью применения рентгеновского излучения, позволяющий получить высокую степень концентрации рентгеновского излучения в требуемой точке. Однако очевидны и недостатки этого метода, связанные со значительными дозами облучения, получаемые пациентом при абляции сердца.In [9], a method of non-invasive ablation in cardiology using the application of x-ray radiation was described, which allows one to obtain a high degree of concentration of x-ray radiation at the desired point. However, the disadvantages of this method are also obvious, associated with significant doses of radiation received by the patient during heart ablation.

Из-за наличия неоднородностей облучаемой структуры импульсными сигналами УЗ поля возникают побочные отражения зондирующих импульсов от этих неоднородностей, занимающих вместе с главными отраженными импульсами практически весь интервал временных задержек, существенно ухудшающих точность фокусировки и степень концентрации поля в фокальном пятне и увеличивающих уровень облучаемого поля в остальной области [10].Due to the presence of irregularities in the irradiated structure by pulsed ultrasound signals, side reflections of probe pulses from these inhomogeneities occur, which together with the main reflected pulses occupy almost the entire range of time delays, significantly worsening focusing accuracy and the degree of field concentration in the focal spot and increasing the level of the irradiated field in the rest area [10].

Кроме того, изложенные выше способы позволяют получить лишь хорошее двумерное пространственное разрешение в трехмерном пространстве изображений, а использование для пространственного разрешения импульсного режима облучения приводит к дополнительному искажению двухмерного изображения из-за частотной зависимости формы диаграммы направленности АР. Кроме того, при перемещении (сканировании) сфокусированного луча как вдоль продольной оси, так и в плоскости поперечного сечения антенны существенно меняются размеры фокального пятна. Кроме того, т.к. облучаемая структура в общем случае является неоднородной и параметры ее неоднородности неизвестны, то это приводит к дополнительным погрешностям в фокусировке, уменьшению плотности потока мощности поля в фокусе и размыванию фокальной области. Дополнительная «размытость» фокусированной области возникает также при возможном перемещении структуры в пространстве. Кроме того, из-за наличия неоднородностей облучаемой структуры импульсными сигналами УЗ поля возникают побочные отражения зондирующих импульсов от этих неоднородностей, занимающих вместе с главными отраженными импульсами практически весь интервал временных задержек, существенно ухудшающих точность фокусировки и степень концентрации поля в фокальном пятне и увеличивающих уровень облучаемого поля в остальной области [10].In addition, the above methods make it possible to obtain only good two-dimensional spatial resolution in three-dimensional image space, and the use of a pulsed irradiation mode for spatial resolution leads to additional distortion of the two-dimensional image due to the frequency dependence of the shape of the radiation pattern of the AR. In addition, when moving (scanning) the focused beam both along the longitudinal axis and in the plane of the antenna cross section, the dimensions of the focal spot change significantly. In addition, since the irradiated structure in the general case is inhomogeneous and the parameters of its inhomogeneity are unknown, this leads to additional errors in focusing, a decrease in the field power flux density at the focus, and blurring of the focal region. Additional “blurring” of the focused region also occurs when the structure can move in space. In addition, due to the presence of irregularities in the irradiated structure by pulsed ultrasound signals, side reflections of probe pulses from these inhomogeneities arise, which together with the main reflected pulses occupy almost the entire range of time delays, which significantly impair the focusing accuracy and the degree of field concentration in the focal spot and increase the level of the irradiated fields in the rest of the region [10].

Предложенный в [11] метод многомодовой фокусировки продольных и поперечных УЗ волн с использованием управляемого амплитудного и фазового излучения отдельных излучателей ФАР с целью взаимной компенсации фаз продольных и поперечных волн непригоден для неинвазивной УЗ абляции в кардиологии, т.к., во-первых, имеет ограничение по частоте УЗ поля 100…400 кГц, при котором размер фокального пятна превышает минимально требуемый для абляции размер в 3 мм. Во-вторых, при абляции в кардиологии практически отсутствуют поперечные УЗ волны. Кроме того, в УЗ абляции в кардиологии требуемые для фокусировки амплитудно-фазовые распределения в этом методе предлагается определять на основе компьютерного моделирования процесса распространения УЗ волн в существенно неоднородной и нерегулярной среде биологической ткани, при этом необходимые для моделирования параметры ткани должны быть получены из анализа УЗ исследования ткани уже сфокусированным лучом. Подобная задача является некорректной в своей постановке, ее решение является неустойчивым и плохо сходящимся даже для неменяющегося во времени биологическою объема и вряд ли может быть получено в разумный для медицинских исследований временной интервал. Кроме того, не все необходимые для моделирования параметры ткани могут быть определены при УЗ и даже других дополнительных (магнитно-ядерных или рентгеновских) томографических исследований, методы и аппаратные средства которых изложены в [12, 13, 14, 15] при использовании последних в качестве дополнительных средств для осуществления абляции. Кроме того, временное изменение положений биологической ткани (в кардиологии это - биение сердца) не позволяет предлагаемый в [11] метод фокусировки использовать для неинвазивной абляции в кардиологии.The method of multimode focusing of longitudinal and transverse ultrasound waves, proposed in [11], using controlled amplitude and phase radiation of individual HEADLIGHTS to mutually compensate the phases of longitudinal and transverse waves, is unsuitable for non-invasive ultrasound ablation in cardiology, because, firstly, it has the frequency limit of the ultrasound field is 100 ... 400 kHz, at which the size of the focal spot exceeds the minimum size required for ablation of 3 mm. Secondly, during ablation in cardiology, transverse ultrasound waves are practically absent. In addition, in ultrasound ablation in cardiology, the amplitude-phase distributions required for focusing in this method are proposed to be determined on the basis of computer simulation of the process of propagation of ultrasound waves in a substantially heterogeneous and irregular environment of biological tissue, while the tissue parameters necessary for modeling should be obtained from analysis of ultrasound tissue research with an already focused beam. Such a problem is incorrect in its formulation, its solution is unstable and poorly converging even for a biological volume that does not change in time and can hardly be obtained in a time interval that is reasonable for medical research. In addition, not all tissue parameters necessary for modeling can be determined by ultrasound and even other additional (magnetic-nuclear or X-ray) tomographic studies, the methods and hardware of which are described in [12, 13, 14, 15] when using the latter as additional funds for ablation. In addition, a temporary change in the positions of biological tissue (in cardiology, this is a heartbeat) does not allow the focusing method proposed in [11] to be used for non-invasive ablation in cardiology.

Кроме того, рекомендации по осуществлению неинвазивной абляции и деструкции с помощью ЭМ или УЗ полей существуют независимо как для ЭМ, так и УЗ поля. При этом нет четких рекомендаций по выбору размеров ФАР, используемых для абляции и деструкции. В то же время существуют общие (принципиальные) закономерности в выборе типа поля для целей неинвазивной абляции и деструкции, а также в выборе целесообразной частоты поля и минимальных размеров ФАР, при которых обеспечиваются технология неинвазивной абляции и деструкции строго в ограниченной области.In addition, recommendations for the implementation of non-invasive ablation and destruction using EM or ultrasound fields exist independently for both the EM and ultrasound fields. At the same time, there are no clear recommendations on the choice of PAR sizes used for ablation and destruction. At the same time, there are general (fundamental) regularities in the selection of the field type for non-invasive ablation and destruction, as well as in the selection of the appropriate field frequency and minimum PAR sizes, at which the technology of non-invasive ablation and destruction is strictly limited.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ и устройство [16], в котором для селективной деструкции клеток опухоли фокусировка УЗ поля осуществляется с помощью фазированных антенных решеток (АР). Указанный способ включает выбор и расположение излучателей УЗ поля по ограниченной незамкнутой поверхности, формирование временных импульсов сигнала, фазирование, фокусировку, излучение и управление сфокусированным полем в пределах биологического или иного диэлектрического объекта, прием каждым из излучателей АР отраженного поля и последующую обработку сигналов. Однако изложенный способ позволяет получить лишь хорошее двумерное пространственное разрешение в трехмерном пространстве изображений, а использование для пространственного разрешения импульсного режима облучения приводит к дополнительному искажению двухмерного изображения из-за частотной зависимости формы диаграммы направленности АР. Кроме того, при перемещении (сканировании) сфокусированным лучом как вдоль продольной оси, так и в плоскости поперечного сечения антенны существенно меняются размеры фокального пятна. Поскольку облучаемая структура в общем случае является неоднородной и параметры ее неоднородности неизвестны, то это приводит к дополнительным погрешностям в фокусировке, уменьшению плотности потока мощности поля в фокусе и размыванию фокальной области. Дополнительная «размытость» фокусированной области возникает также при возможном перемещении структуры в пространстве.Closest to the claimed invention is a method and device [16], in which for selective destruction of tumor cells, the focusing of the ultrasound field is carried out using phased antenna arrays (AR). The specified method includes the selection and location of ultrasonic field emitters on a limited open surface, the formation of temporary signal pulses, phasing, focusing, radiation and control of the focused field within a biological or other dielectric object, reception of a reflected field by each of the AR emitters, and subsequent signal processing. However, the described method allows to obtain only a good two-dimensional spatial resolution in three-dimensional image space, and the use of a pulsed irradiation mode for spatial resolution leads to additional distortion of the two-dimensional image due to the frequency dependence of the shape of the radiation pattern of the AR. In addition, when moving (scanning) a focused beam both along the longitudinal axis and in the plane of the antenna cross section, the dimensions of the focal spot change significantly. Since the irradiated structure is generally inhomogeneous and the parameters of its heterogeneity are unknown, this leads to additional errors in focusing, a decrease in the field power flux density at the focus, and blurring of the focal region. Additional “blurring” of the focused region also occurs when the structure can move in space.

Технической задачей данного изобретения является создание способа и устройства, обеспечивающих оптимальную фокусировку в заданной точке, минимальный размер фокального пятна и максимальная концентрация и точность фокусировки УЗ или ЭМ поля в данной области биологического или иного диэлектрического объекта с неизвестной или недостаточно известной неоднородной структурой при обеспечении минимально допустимой концентрации поля вне заданной области фокального пятна, сохранение высокой концентрации и точности фокусировки при временном перемещении рассматриваемого участка объекта, выбор оптимального частотного диапазона и типа поля, электромагнитного или УЗ, размера и геометрии ФАР, подаваемой мощности. Тип излучаемого поля осуществляется по минимальному значению коэффициента потерь внутри облучаемого объекта.The technical task of this invention is to provide a method and device that provides optimal focusing at a given point, the minimum size of the focal spot and the maximum concentration and focusing accuracy of the ultrasound or EM field in a given area of a biological or other dielectric object with an unknown or not well-known inhomogeneous structure while ensuring the minimum acceptable field concentration outside a given area of the focal spot, maintaining a high concentration and focusing accuracy at time m moving object area considered, selection of an optimum frequency range and type fields, electromagnetic or ultrasonic, size and geometry PAR supplied power. The type of radiated field is carried out according to the minimum value of the loss coefficient inside the irradiated object.

Поставленная задача достигается тем, что в способе неинвазивной абляции и деструкции участков диэлектрического тела с потерями, заключающемся в том, что диэлектрическое тело размещают внутри отражающего экрана, воздействуют на выбранный участок диэлектрического тела излучением соответствующей интенсивности и частоты с помощью излучателей, размещенных на отражающем экране таким образом, что максимумы их диаграмм излучения направлены внутрь объема, ограниченного указанным отражающим экраном, фокусируют излучения от излучателей последовательно на соответствующих точках выбранного участка диэлектрического тела, в котором необходимо провести процедуру абляции и деструкции, согласно изобретению предварительно перед размещением диэлектрического тела внутри отражающего экрана, внутрь объема, ограниченного отражающим экраном, помещают объемный поглотитель, возбуждают каждый из излучателей излучением малой мощности с длиной волны λС=2rФ, где rФ - заданный радиус фокального пятна, λС - длина волны поля в диэлектрике без потерь, и настраивают каждый излучатель на режим бегущей волны, удаляют объемный поглотитель, затем производят настройку излучателей на выбранные точки фокусировки, для чего возбуждают первый излучатель сигналом с произвольной амплитудой

Figure 00000001
и фазой
Figure 00000002
где
Figure 00000003
- радиус-вектор первой точки фокусировки относительно начала выбранной системы координат, запоминаем амплитуды
Figure 00000004
Figure 00000005
и фазы
Figure 00000006
Figure 00000007
соответственно падающего излучения и излучения, отраженного от участка воздействия на диэлектрическом теле, затем при возбужденном первом излучателе возбуждают второй излучатель сигналом с произвольной комплексной амплитудой
Figure 00000008
измеряют амплитуду
Figure 00000009
и фазу
Figure 00000010
излучения, отраженного от участка воздействия на диэлектрическом теле, при этом изменяют значение амплитуды падающей волны
Figure 00000011
до выполнения соотношений:
Figure 00000012
Figure 00000013
где - знак комплексного сопряжения, А2 - постоянный коэффициент, определяемый в процессе настройки, запоминают амплитуду
Figure 00000014
Figure 00000015
и фазу
Figure 00000016
падающей волны, после этого при возбужденных первом и втором излучателях возбуждают третий излучатель сигналом с произвольной амплитудой
Figure 00000017
и фазой
Figure 00000018
измеряют амплитуду
Figure 00000019
и фазу
Figure 00000020
излучения, отраженного от участка воздействия на диэлектрическом теле, при этом изменяют значение амплитуды падающей волны
Figure 00000021
до выполнения соотношений:
Figure 00000022
Figure 00000023
где A3 - постоянный коэффициент, определяемый в процессе настройки, запоминают амплитуду
Figure 00000024
и фазу
Figure 00000025
падающей волны, далее последовательно возбуждают аналогичным образом остальные излучатели, подстраивая амплитуды и фазы падающей волны до выполнения соответственно соотношений:
Figure 00000026
Figure 00000027
j=4…n, где n - общее количество излучателей, Aj - постоянный коэффициент, определяемый в процессе настройки, запоминают амплитуду
Figure 00000028
и фазу
Figure 00000029
падающей волны, проверяют местонахождение заданной точки фокусировки относительно выбранного участка диэлектрического тела и при отрицательном результате процедуры фокусировки излучателей повторяют заново, при положительном результате производят запись параметров фокусировки - амплитуду и фазу каждого из излучателей, далее осуществляют процедуры фокусировки всех излучателей для заданного количества М точек фокусировки на участке воздействия на диэлектрическом теле и запоминание параметров фокусировки, при расположении точки М' абляции и деструкции вне М точек фокусировки и находящихся в области тетраэдра, вершины которого совпадают с координатами
Figure 00000030
Figure 00000031
Figure 00000032
Figure 00000033
ближайших к точке М', причем расстояние от точки М' до точек с координатами
Figure 00000030
Figure 00000031
Figure 00000032
Figure 00000034
является наименьшим среди всех возможных точек m=1…М, определяют и записывают их комплексные амплитуды
Figure 00000035
путем интерполяции:The problem is achieved in that in the method of non-invasive ablation and destruction of parts of the dielectric body with losses, namely, that the dielectric body is placed inside the reflective screen, the selected area of the dielectric body is exposed to radiation of the corresponding intensity and frequency using emitters placed on the reflective screen so so that the maxima of their radiation diagrams are directed inside the volume bounded by the specified reflective screen, focus radiation from the emitters after Accordingly, prior to placing the dielectric body inside the reflective screen, a volume absorber is placed inside the volume bounded by the reflective screen, and each of the emitters is excited with low-power radiation with a wavelength With λ = 2r F where r F - focal spot of a predetermined radius, λ C - the length of the wave in the dielectric lossless, and is adapted to each radiator Regis traveling wave absorber volumetric removed, then produce emitters for the chosen setting point of focus, which excites the first transducer signal with arbitrary amplitude
Figure 00000001
and phase
Figure 00000002
Where
Figure 00000003
- the radius vector of the first focus point relative to the beginning of the selected coordinate system, remember the amplitude
Figure 00000004
Figure 00000005
and phases
Figure 00000006
Figure 00000007
respectively, the incident radiation and radiation reflected from the site of exposure on the dielectric body, then when the first emitter is excited, the second emitter is excited by a signal with an arbitrary complex amplitude
Figure 00000008
measure the amplitude
Figure 00000009
and phase
Figure 00000010
radiation reflected from the site of exposure on the dielectric body, while changing the value of the amplitude of the incident wave
Figure 00000011
until the ratios are satisfied:
Figure 00000012
Figure 00000013
where is the sign of complex conjugation, And 2 is a constant coefficient determined during the setup process, remember the amplitude
Figure 00000014
Figure 00000015
and phase
Figure 00000016
incident wave, after that, when the first and second emitters are excited, the third emitter is excited by a signal with an arbitrary amplitude
Figure 00000017
and phase
Figure 00000018
measure the amplitude
Figure 00000019
and phase
Figure 00000020
radiation reflected from the site of exposure on the dielectric body, while changing the value of the amplitude of the incident wave
Figure 00000021
until the ratios are satisfied:
Figure 00000022
Figure 00000023
where A 3 is a constant coefficient determined during the setup, remember the amplitude
Figure 00000024
and phase
Figure 00000025
incident wave, then sequentially excite the rest of the emitters in a similar manner, adjusting the amplitudes and phases of the incident wave until the following ratios are satisfied:
Figure 00000026
Figure 00000027
j = 4 ... n, where n is the total number of emitters, A j is a constant coefficient determined during the tuning process, the amplitude is stored
Figure 00000028
and phase
Figure 00000029
incident wave, check the location of the given focus point relative to the selected area of the dielectric body and, if the emitter focusing procedure is negative, repeat the procedure, focus parameters are recorded, the amplitude and phase of each emitter are recorded, then the focusing procedures of all emitters are carried out for a given number of M focus points in the area of influence on the dielectric body and storing the focus parameters, with the location of the point M ' blyatsii degradation and M is located and the focus points in the tetrahedron, whose vertices coincide with the coordinates
Figure 00000030
Figure 00000031
Figure 00000032
Figure 00000033
closest to the point M ', and the distance from the point M' to points with coordinates
Figure 00000030
Figure 00000031
Figure 00000032
Figure 00000034
is the smallest among all possible points m = 1 ... M, their complex amplitudes are determined and recorded
Figure 00000035
by interpolation:

Figure 00000036
Figure 00000036

Figure 00000037
Figure 00000037

Figure 00000038
Figure 00000038

где

Figure 00000039
,
Figure 00000040
,
Figure 00000041
- радиус-векторы соответствующих точек;
Figure 00000042
- расстояние между точками m3 и m2;
Figure 00000043
- расстояние между точками m3 и М''';
Figure 00000044
- расстояние между точками m1 и М''';
Figure 00000014
Figure 00000045
- расстояние между точками m1 и М'';
Figure 00000046
- расстояние между точками m4 и М'',
Figure 00000047
- расстояние между точками m4 и М'; после чего увеличивают мощность излучения до величины, необходимой для осуществления абляции и деструкции в указанной области и безвредной вне указанной области, и осуществляют абляцию и деструкцию в указанных точках, при этом радиус кривизны а отражающего экрана выбирают из условии
Figure 00000048
, где a диэл - радиус диэлектрического тела;
Figure 00000049
- оптимальный радиус, при котором при заданной мощности поля излучателей, расположенных на отражающем экране в точке фокусировки диэлектрического тела, достигается максимальное значение плотности потока мощности поля; радиус a 1 совместно с величиной а opt определяют возможный интервал выбора радиуса а отражающего экрана; величина а 1 зависит от допустимого уровня pДОП Н плотности потока мощности
Figure 00000050
на периферии диэлектрического тела, нормированной к аналогичному параметру
Figure 00000051
в точке фокусировки, и определяется из условийWhere
Figure 00000039
,
Figure 00000040
,
Figure 00000041
- radius vectors of the corresponding points;
Figure 00000042
- the distance between the points m 3 and m 2 ;
Figure 00000043
- the distance between points m 3 and M ''';
Figure 00000044
- the distance between the points m 1 and M ''';
Figure 00000014
Figure 00000045
- the distance between the points m 1 and M '';
Figure 00000046
- the distance between points m 4 and M '',
Figure 00000047
- the distance between points m 4 and M '; then increase the radiation power to the value necessary for the implementation of ablation and destruction in the specified area and harmless outside the specified area, and carry out ablation and destruction at these points, while the radius of curvature a of the reflecting screen is selected from the condition
Figure 00000048
where a diel is the radius of the dielectric body;
Figure 00000049
- the optimal radius at which at a given field power of the emitters located on the reflective screen at the focus point of the dielectric body, the maximum value of the field power flux density is achieved; the radius a 1 together with the value a opt determine the possible interval for choosing the radius a of the reflecting screen; the value of a 1 depends on the permissible level p ADD N power flux density
Figure 00000050
on the periphery of the dielectric body normalized to a similar parameter
Figure 00000051
at the focal point, and is determined from the conditions

Figure 00000052
Figure 00000053
Figure 00000054
tgΔ(λС) - угол диэлектрических потерь в среде для используемого типа поля.
Figure 00000052
Figure 00000053
Figure 00000054
tgΔ (λ C ) is the dielectric loss angle in the medium for the type of field used.

При этом в качестве воздействующего излучения может быть использовано ультразвуковое или электромагнитное поле, выбираемое исходя из минимального значения коэффициента потерь внутри облучаемого объекта.In this case, an ultrasonic or electromagnetic field selected on the basis of the minimum value of the loss coefficient inside the irradiated object can be used as the acting radiation.

Поверхность отражающего экрана может иметь цилиндрическую или сферическую форму или форму, совпадающую с поверхностью диэлектрического тела.The surface of the reflective screen may have a cylindrical or spherical shape or a shape that matches the surface of the dielectric body.

Возбуждение излучателей может осуществляться гармоническим или импульсным сигналом.The emitters can be excited by a harmonic or pulsed signal.

Кроме того, при определении координат точек фокусировки m=1…М и необходимых комплексных амплитуд возбуждения

Figure 00000055
учитывают зависимость координат
Figure 00000056
от времени t в случае, если координаты точек фокусировки диэлектрического тела смещаются во времени, например, для различных органов биологических объектов, таких как сердце.In addition, when determining the coordinates of the focusing points m = 1 ... M and the necessary complex amplitudes of excitation
Figure 00000055
take into account the dependence of coordinates
Figure 00000056
from time t in case the coordinates of the focus points of the dielectric body are shifted in time, for example, for various organs of biological objects, such as the heart.

Поставленная задача также достигается тем, что в устройство для неинвазивной абляции и деструкции участков диэлектрического тела с потерями, содержащее генератор, вход управления которого соединен с блоком управления и вычисления, подсоединенным к блоку визуализации, АЦП и излучатели, размещенные на поверхности отражающего экрана, согласно изобретению введены последовательно соединенные n-канальный делитель мощности, n-канальный коммутатор каналов и n-канальный блок управления возбуждением излучателей, выходы которого подключены соответственно к n-излучателям, при этом выход генератора через АЦП подсоединен к входу n-канального делителя мощности, управляющие входы n-канального делителя мощности, n-канального коммутатора каналов и n-канального блока управления возбуждением излучателей соединены соответственно с управляющими выходами блока управления и вычисление, первый и второй информационные входы которого подсоединены соответственно к информационным выходам n-канального блока управления возбуждением излучателей, каждый из каналов n-канального блока управления возбуждением излучателей состоит из последовательно соединенных блока управления амплитудой сигнала, вход которого является входом соответствующего канала n-канального блока управления возбуждением излучателей, блока управления фазой сигнала, блока развязки и коммутатора, блока сравнения падающей и отраженной волн и последовательно соединенных измерителя КБВ и управляемого согласующего блока, выход которого является выходом соответствующего канала n-канального блока управления возбуждением излучателей, первый вход блока сравнения падающей и отраженной волн соединен с выходом блока управления фазой сигнала, а его второй вход соединен с вторым выходом блока развязки, выход коммутатора через нормально замкнутый контакт подключен к выходу соответствующего канала n-канального блока управления возбуждением излучателей, а через нормально разомкнутый контакт - с входом измерителя КБВ, при этом управляющие входы блока управления амплитудой сигнала, блока управления фазой сигнала и управляемого согласующего блока являются управляющими входами соответствующего канала n-канального блока управления возбуждением излучателей, а выходы блока сравнения падающей и отраженной волн и измерителя КБВ являются информационными выходами n-канального блока управления возбуждением излучателей.The task is also achieved by the fact that in a device for non-invasive ablation and destruction of parts of a dielectric body with losses, containing a generator, a control input of which is connected to a control and calculation unit connected to a visualization unit, ADCs and emitters placed on the surface of a reflective screen, according to the invention n-channel power divider, n-channel channel switch and n-channel emitter excitation control unit, the outputs of which are connected to correspondingly to n-emitters, while the output of the generator through the ADC is connected to the input of the n-channel power divider, the control inputs of the n-channel power divider, n-channel switch of channels and the n-channel excitation control unit of the emitters are connected respectively to the control outputs of the control unit and calculation, the first and second information inputs of which are connected respectively to the information outputs of the n-channel control unit for emitters excitation, each of the channels of the n-channel control unit excitation of emitters consists of a signal amplitude control unit connected in series, the input of which is the input of the corresponding channel of the n-channel emitter excitation control unit, a signal phase control unit, an isolation and a switch unit, an incident and reflected wave comparison unit and a series-wise KBV meter and a controlled matching unit , the output of which is the output of the corresponding channel of the n-channel block for controlling the excitation of emitters, the first input of the block is compared I of the incident and reflected waves is connected to the output of the signal phase control unit, and its second input is connected to the second output of the isolation unit, the output of the switch through a normally closed contact is connected to the output of the corresponding channel of the n-channel emitter excitation control unit, and through the normally open contact with the input of the KBV meter, while the control inputs of the signal amplitude control unit, the signal phase control unit and the controlled matching unit are the control inputs of the corresponding channel n-channel unit drive control emitters, and outputs the comparison block the incident and reflected waves and IPM meter data outputs are n-channel drive control unit emitters.

Причем генератор может быть выполнен в виде источника электромагнитного излучения или в виде источника ультразвукового излучения.Moreover, the generator can be made in the form of a source of electromagnetic radiation or in the form of a source of ultrasonic radiation.

Поверхность отражающего экрана может иметь цилиндрическую или сферическую форму.The surface of the reflective screen may have a cylindrical or spherical shape.

Предложенные способ для неинвазивной абляции и деструкции участков диэлектрического тела с потерями и устройство, его реализующее, обеспечивают оптимальную фокусировку в заданной точке и ее минимальный размер, максимальную концентрацию и точность фокусировки УЗ или ЭМ поля в заданной области диэлектрического объекта с неизвестной или недостаточно известной неоднородной структурой за счет проведения предварительной настройки и последующей фокусировки излучателей с использованием разработанного специального алгоритма yпpaвлeния, оцифровки сигнала от источника излучения, обеспечения минимально допустимой концентрации поля вне точки фокусировки, сохранение высокой концентрации мощности и точности фокусировки при временном перемещении заданной области абляции и деструкции, выбор оптимального частотного диапазона и подаваемой мощности.The proposed method for non-invasive ablation and destruction of parts of a dielectric body with losses and a device that implements it provide optimal focusing at a given point and its minimum size, maximum concentration and focusing accuracy of an ultrasound or EM field in a given region of a dielectric object with an unknown or insufficiently known inhomogeneous structure due to the preliminary adjustment and subsequent focusing of the emitters using the developed special control algorithm, est filtering the signal from the radiation source, ensuring the minimum permissible field concentration outside the focus point, maintaining a high power concentration and focusing accuracy when temporarily moving a given ablation and destruction region, choosing the optimal frequency range and supplied power.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства неинвазивной абляции и деструкции участков диэлектрического тела с потерями; на фиг.2 - структурная электрическая схема одного канала n-канального блока управления возбуждением излучателей; на фиг.3 приведена схема расположения m=1…М точек фокусировки в требуемом объеме участка диэлектрического тела - сердечной мышцы, определенных в процессе предварительной настройки; на фиг.4 приведена схема, поясняющая процесс определения параметров фокусировки поля в произвольной точке М', на фиг.5 представлена расчетная зависимость электрического радиуса kС a 1 при pДОП Н=0.01 для случаев в диэлектрике (трех значений tgΔ=0.1; 0.05 и 0.01). Задавая значения kС, нетрудно определить величины радиуса a 1. Рассчитанные зависимости kС a 1 от tgΔ для pДОП Н=0.01 и pДОП Н=0.05 приведены в таблице. Оптимальный электрический и радиус kС a opt сферической поверхности, по которой размещаются излучатели, определяется из выражения

Figure 00000057
.Figure 1 shows the structural electrical diagram of a device for non-invasive ablation and destruction of parts of the dielectric body with losses; figure 2 is a structural electrical diagram of one channel of the n-channel block control the excitation of emitters; figure 3 shows the layout of m = 1 ... M focus points in the required volume of the plot of the dielectric body - the heart muscle, determined in the process of presetting; Fig. 4 is a diagram explaining the process of determining the parameters of the field focusing at an arbitrary point M ', Fig. 5 shows the calculated dependence of the electric radius k C a 1 at p DOP N = 0.01 for cases in the dielectric (three values tgΔ = 0.1; 0.05 and 0.01). Setting values of k With , it is easy to determine the values of the radius a 1 . The calculated dependences of k С a 1 on tgΔ for p DOP N = 0.01 and p DOP N = 0.05 are shown in the table. The optimal electric and radius k С a opt of the spherical surface on which the emitters are placed is determined from the expression
Figure 00000057
.

pДОП Н p ADP N tgΔtgΔ kС a 1 k C a 1 0.010.01 970970 0.010.01 0.050.05 105105 0.10.1 2424 0.010.01 11701170 0.050.05 0.050.05 153153 0.10.1 5757

На фиг.6 представлены рассчитанные зависимости коэффициента концентрации К плотности потока мощности

Figure 00000058
в фокусе по отношению к средней плотности потока мощности источников
Figure 00000059
Figure 00000060
от электрического радиуса сферы kС a, на поверхности которой располагаются излучатели, при различных значениях потерь tgΔ в диэлектрике. По графику на фиг.6 для выбранного размера kС a=kСaopt определяется необходимая мощность генератора
Figure 00000061
.Figure 6 presents the calculated dependence of the concentration coefficient K power flux density
Figure 00000058
in focus with respect to the average power flux density of the sources
Figure 00000059
Figure 00000060
from the electric radius of the sphere k С a , on the surface of which emitters are located, at different values of losses tgΔ in the dielectric. According to the graph in FIG. 6, for the selected size k С a = k С a opt , the required generator power is determined
Figure 00000061
.

На фиг.7 представлены рассчитанные зависимости плотности потока мощности

Figure 00000062
, нормированной к плотности потока мощности в фокусе
Figure 00000063
, от электрического расстояния kС a до фокуса диэлектрической сферы для различных tgΔ, в качестве примера показаны границы a 1 при рДОП Н=10-2, которые показывают, что величина РДОП Н не может быть меньше некоторой минимальной для данного tgΔ величины РДОП Н min.Figure 7 presents the calculated dependence of the power flux density
Figure 00000062
normalized to power flux density in focus
Figure 00000063
, from the electric distance k C a to the focus of the dielectric sphere for different tgΔ, as an example, the boundaries a 1 are shown for p DOP N = 10 -2 , which show that the value P of DOP N cannot be less than a certain minimum value for a given tgΔ of P ADD N min .

По графику на фиг.7 определяются допустимые значения a 1 из условияThe schedule in Fig.7 determines the permissible values of a 1 from the condition

Figure 00000064
,
Figure 00000064
,

где рДОП Н - допустимая, нормированная к

Figure 00000065
, плотность потока мощности источников на расстояниях a 1 от фокальной точки. Радиус а сферической поверхности выбирается из условийwhere p DOP N - permissible, normalized to
Figure 00000065
, the power flux density of sources at distances a 1 from the focal point. The radius a of the spherical surface is selected from the conditions

Figure 00000066
.
Figure 00000066
.

На фиг.8 показана расчетная зависимость РДОП Н min (tgΔ) для сферического диэлектрического объема с потерями; на фиг.9, 10, 11 приведен алгоритм, реализующий предлагаемый способ фокусировки излучателей и последующей термической деструкции.On Fig shows the calculated dependence P DOP N min (tgΔ) for a spherical dielectric volume with losses; figure 9, 10, 11 shows the algorithm that implements the proposed method for focusing emitters and subsequent thermal destruction.

Реализация изложенного способа абляции и деструкции, представленная в виде алгоритма (фиг.9, 10, 11), заключается в следующем.The implementation of the above method of ablation and destruction, presented in the form of an algorithm (Fig.9, 10, 11), is as follows.

На первом этапе выбирается оптимальная частота облучения абляции из условия:At the first stage, the optimal ablation irradiation frequency is selected from the condition:

λС=2rФ,λ C = 2r F ,

где rФ - радиус фокального пятна, λС - длина волны падающего поля в диэлектрике без потерь, а целесообразный тип поля (УЗ или ЭМ) зависит от уровня потерь на этой частоте и определяется из сравнения для обоих полей УЗ или ЭМ величины

Figure 00000067
Figure 00000068
tgΔ(λС) - угол диэлектрических потерь в среде для обоих полей, и выбором того поля, потери в котором минимальны.where r Ф is the radius of the focal spot, λ С is the wavelength of the incident field in the dielectric without loss, and the appropriate type of field (ultrasound or EM) depends on the level of losses at this frequency and is determined from a comparison for both fields of ultrasound or EM values
Figure 00000067
Figure 00000068
tgΔ (λ С ) is the dielectric loss angle in the medium for both fields, and by choosing the field in which the losses are minimal.

Расчеты показывают, что, в частности, целесообразный поддиапазон частот для УЗ абляции в кардиологии лежит в интервале 0.5…2 МГц.Calculations show that, in particular, the appropriate frequency range for ultrasound ablation in cardiology lies in the range 0.5 ... 2 MHz.

Радиус а сферической (цилиндрической) поверхности, по которой располагаются излучатели, выбирают из условийThe radius a of the spherical (cylindrical) surface, on which the emitters are located, is selected from the conditions

Figure 00000069
,
Figure 00000069
,

где а диэл - радиус диэлектрического тела;

Figure 00000070
- оптимальный радиус сферической (цилиндрической) поверхности, при котором при заданной полной мощности поля излучателей, расположенных на сферической (цилиндрической) поверхности в точке фокусировки диэлектрического тела, достигается максимальное значение плотности потока мощности поля; радиус а 1 совместно с величиной а opt определяют возможный интервал выбора радиуса а сферической или цилиндрической поверхности, на которой располагаются излучатели; величина а 1 зависит от допустимого уровня рДОП Н плотности потока мощности
Figure 00000071
на периферии диэлектрического тела, нормированной к аналогичному параметру
Figure 00000072
в фокусе, и определяется из условийwhere a diel is the radius of the dielectric body;
Figure 00000070
- the optimal radius of the spherical (cylindrical) surface, at which, for a given total field power of the emitters located on the spherical (cylindrical) surface at the focal point of the dielectric body, the maximum value of the field power flux density is achieved; the radius a 1 together with the value a opt determine the possible interval for choosing the radius a of the spherical or cylindrical surface on which the emitters are located; the value of a 1 depends on the permissible level p ADP N power flux density
Figure 00000071
on the periphery of the dielectric body normalized to a similar parameter
Figure 00000072
in focus, and is determined from the conditions

Figure 00000073
.
Figure 00000073
.

Радиус произвольной замкнутой поверхности, совпадающей с поверхностью диэлектрического тела, в котором проводят абляцию или деструкцию, - это половинная длина максимального расстояния между точками данного диэлектрического тела.The radius of an arbitrary closed surface coinciding with the surface of the dielectric body in which ablation or destruction is carried out is half the maximum length between the points of a given dielectric body.

Затем осуществляется настройка каждого из излучателей на режим бегущей волны путем согласования каждого из n-излучателей в присутствии внутри отражающего экрана объемного поглотителя, в качестве которого может быть использован графит для электромагнитного поля или резина для УЗ поля, с помощью изменения параметров согласующего блока в каждом из излучателей.Then, each of the emitters is tuned to the traveling wave mode by matching each of the n-emitters in the presence of a volume absorber inside the reflecting screen, which can be used graphite for the electromagnetic field or rubber for the ultrasound field, by changing the parameters of the matching unit in each of emitters.

Для улучшения контакта излучателей с диэлектрическим (биологическим) объектом может быть использована вода или жидкость с малыми диэлектрическими потерями.To improve the contact of emitters with a dielectric (biological) object, water or liquid with low dielectric losses can be used.

На втором этапе вместо объемного поглотителя внутрь объема, ограниченного отражающим экраном, помещается диэлектрическое тело и производится настройка излучателей на точки, расположенные в выбранной области. Режим настройки выполняется в статическом режиме на неподвижном диэлектрическом объекте на малой мощности генератора. В частности, для биологического объекта, например, сердца, данное действие может выполняться при его кратковременной остановке при мощности до 1 Вт, безвредной для организма.At the second stage, instead of the volume absorber, a dielectric body is placed inside the volume bounded by the reflective screen and the emitters are tuned to points located in the selected area. The tuning mode is performed in static mode on a fixed dielectric object at low generator power. In particular, for a biological object, for example, the heart, this action can be performed when it is stopped for a short time at a power of up to 1 W, which is harmless to the body.

Система излучателей настраивается на первую точку фокусировки. С этой целью включается первый излучатель, при этом все остальные излучатели находятся в выключенном состоянии, производится выбор произвольной амплитуды

Figure 00000074
и фазы
Figure 00000075
и запись амплитуды
Figure 00000076
и фазы
Figure 00000077
первого излучателя. Далее получают отраженную от диэлектрического тела волну в первом излучателе и записывают ее амплитуду
Figure 00000078
и фазу
Figure 00000079
Оставляя условия возбуждения первого излучателя неизменными, включают следующий, второй излучатель, выбирают произвольную амплитуду
Figure 00000080
и фазу
Figure 00000081
проверяют условие фокусировки
Figure 00000082
. Если оно не выполняется, происходит подстройка амплитуды падающего сигнала во втором излучателе и условие фокусировки проверяется снова. При выполнении указанного выше условия фокусировки - значения амплитуды
Figure 00000083
и фазы
Figure 00000084
второго излучателя записываются.The emitter system is tuned to the first focus point. For this purpose, the first emitter is turned on, while all other emitters are in the off state, an arbitrary amplitude is selected
Figure 00000074
and phases
Figure 00000075
and amplitude recording
Figure 00000076
and phases
Figure 00000077
first emitter. Next, a wave reflected from the dielectric body is received in the first radiator and its amplitude is recorded.
Figure 00000078
and phase
Figure 00000079
Leaving the conditions for the excitation of the first emitter unchanged, include the next, second emitter, choose an arbitrary amplitude
Figure 00000080
and phase
Figure 00000081
check the focus condition
Figure 00000082
. If it is not satisfied, the amplitude of the incident signal in the second radiator is adjusted and the focusing condition is checked again. When the above focusing conditions are fulfilled, the amplitude values
Figure 00000083
and phases
Figure 00000084
the second emitter are recorded.

Оставляя условия возбуждения первого и второго излучателей неизменными, включают следующий, третий излучатель, выбирают произвольную амплитуду

Figure 00000085
и фазу
Figure 00000086
проверяют условие фокусировки
Figure 00000087
Если оно не выполняется, происходит подстройка амплитуды падающего сигнала в третьем излучателе и условие фокусировки проверяется снова. При выполнения указанного выше условия фокусировки значения амплитуды
Figure 00000088
и
Figure 00000089
третьего излучателя записываются.Leaving the conditions for the excitation of the first and second emitters unchanged, include the next, third emitter, choose an arbitrary amplitude
Figure 00000085
and phase
Figure 00000086
check the focus condition
Figure 00000087
If it is not satisfied, the amplitude of the incident signal in the third radiator is adjusted and the focusing condition is checked again. When the above conditions for focusing the amplitude value
Figure 00000088
and
Figure 00000089
The third emitter is recorded.

Оставляя условия возбуждения первого, второго и третьего излучателей неизменными, включают следующий, j-й (j=1…n) излучатель, выбирают произвольную амплитуду

Figure 00000090
и фазу
Figure 00000091
и проверяют условие фокусировки
Figure 00000092
. Если оно не выполняется, происходит подстройка амплитуды и фазы падающего сигнала в j-м излучателе и условие фокусировки проверяется снова. При выполнении указанного выше условия фокусировки значения амплитуды
Figure 00000093
и фазы
Figure 00000094
j-го излучателя записываются.Leaving the conditions for the excitation of the first, second and third emitters unchanged, include the next, j-th (j = 1 ... n) emitter, choose an arbitrary amplitude
Figure 00000090
and phase
Figure 00000091
and check the focus condition
Figure 00000092
. If it is not satisfied, the amplitude and phase of the incident signal are adjusted in the jth emitter and the focusing condition is checked again. When the above conditions for focusing the amplitude value
Figure 00000093
and phases
Figure 00000094
jth emitter are recorded.

После перебора всех излучателей или в случае досрочного окончания процедуры настройки имеются все данные для настройки всех излучателей на первую точку фокусировки. Проводится наложение первой точки фокусировки на координатную сетку диэлектрического (биологического) объекта (фиг.3), и проводится проверка, находится ли данная точка фокусировки в требуемой (заданной) области. В случае положительного результата повторяют процедуру фокусировки всех излучателей на вторую точку фокусировки, в противном случае - фокусировка первой точки производится заново.After enumerating all the emitters or in case of early termination of the setup procedure, there is all the data for tuning all emitters to the first focus point. The first focusing point is superimposed on the coordinate grid of the dielectric (biological) object (Fig. 3), and a check is made to see if this focusing point is in the desired (given) area. If the result is positive, the procedure of focusing all the emitters to the second focusing point is repeated; otherwise, the first point is focused again.

Этот цикл повторяется до тех пор, пока не просчитается необходимое количество точек фокусировки М, заданное оператором, или не просканируется заданная область диэлектрического (биологического) объекта с требуемым шагом. При этом для произвольной точки М' вне найденных М точек фокусировки, но расположенной в области тетраэдра (фиг.4) можно найти параметры возбуждения, т.е. комплексные амплитуды излучателей, путем интерполяции по следующему алгоритму (фиг.4):This cycle is repeated until the required number of focus points M specified by the operator is miscalculated or the specified area of the dielectric (biological) object is scanned with the required step. Moreover, for an arbitrary point M 'outside the found M focus points, but located in the region of the tetrahedron (Fig. 4), one can find the excitation parameters, i.e. complex amplitudes of the emitters, by interpolation according to the following algorithm (figure 4):

Figure 00000095
,
Figure 00000095
,

Figure 00000096
,
Figure 00000096
,

Figure 00000097
.
Figure 00000097
.

Для ускорения процедуры предварительной настройки падающее поле в каждом j-м излучателе

Figure 00000098
задают в виде дискретного набора Qa уровней
Figure 00000099
и Qφ уровней
Figure 00000100
, qa=1…Qa, qφ=1…Qφ. При этом перебор уровней амплитуд и фаз j-го излучателя проводится до выполнения условий минимизации разностиTo speed up the preset procedure, the incident field in each jth emitter
Figure 00000098
set in the form of a discrete set of Q a levels
Figure 00000099
and Q φ levels
Figure 00000100
, q a = 1 ... Q a , q φ = 1 ... Q φ . In this case, the amplitude levels and phases of the jth emitter are enumerated until the conditions for minimizing the difference

Figure 00000101
.
Figure 00000101
.

Максимальное количество сфокусированных точек Мmax при выборе дискретного набора

Figure 00000102
равно
Figure 00000103
Так уже при Qφ=2 Мmax=8, при Qφ=4 Мmax=64, при Qφ=8 Мmax=512. Максимальное количество различных дискретных значений амплитуды Qa, фазы Qφ и коэффициентов
Figure 00000104
в каждом j-ом излучателе зависит от требуемой точности фокусировки. Для ускорения процесса предварительной настройки в качестве начального приближения для
Figure 00000105
можно выбрать величину, комплексно сопряженную коэффициенту передачи
Figure 00000106
от j-го излучателя до m-го фокуса. Коэффициент передачи
Figure 00000107
может быть рассчитан приближенно в предположении приблизительно известных параметров среды (в частности, для биологической ткани - скорости УЗ волны). Коэффициенты A1, А2, А3, Aj определяются в процессе настройки излучателей и определяют, соответственно, величины изменения амплитуд падающего излучения до выполнения условий фокусировки.The maximum number of focused points M max when choosing a discrete set
Figure 00000102
equally
Figure 00000103
So already at Q φ = 2 M max = 8, at Q φ = 4 M max = 64, at Q φ = 8 M max = 512. The maximum number of different discrete values of the amplitude Q a , phase Q φ and coefficients
Figure 00000104
in each j-th emitter depends on the required focusing accuracy. To speed up the preset process as an initial approximation for
Figure 00000105
you can choose a value that is complex conjugate to the gear ratio
Figure 00000106
from the j-th emitter to the m-th focus. Gear ratio
Figure 00000107
can be calculated approximately on the assumption of approximately known parameters of the medium (in particular, for biological tissue - ultrasonic wave velocity). The coefficients A 1 , A 2 , A 3 , A j are determined in the process of tuning the emitters and determine, respectively, the magnitude of the change in the amplitudes of the incident radiation until the focusing conditions are met.

Таким образом, получают данные обо всех точках фокусировки на диэлектрическом (биологическом) объекте, где необходимо провести процедуру абляции и деструкции. Затем определяется кинематика движения этих точек на диэлектрическом (биологическом) теле в зависимости от времени и их синхронизация с координатами движущегося диэлектрического (биологического) объекта, например, с биением сердца.Thus, data is obtained on all focus points on a dielectric (biological) object, where it is necessary to carry out the ablation and destruction procedure. Then, the kinematics of the motion of these points on the dielectric (biological) body is determined depending on the time and their synchronization with the coordinates of the moving dielectric (biological) object, for example, with a heartbeat.

Выбирают первую точку фокусировки на диэлектрическом теле, необходимую для деструкции, устанавливают мощность, необходимую для деструкции и безвредную для диэлектрического тела вне зоны фокусировки, и начинают саму процедуру деструкции, контролируя ее визуально. Время деструкции зависит от параметров диэлектрического тела и может контролироваться, например, с помощью датчика температуры.The first focusing point on the dielectric body, which is necessary for destruction, is selected, the power required for destruction and harmless to the dielectric body outside the focus zone is established, and the destruction process itself is started, controlling it visually. The destruction time depends on the parameters of the dielectric body and can be monitored, for example, using a temperature sensor.

При необходимости выбирают вторую точку фокусировки и продолжают деструкцию, например, до тех пор, пока требуемая (заданная) область биологического объекта не будет очищена от всех вредных эктопических центров и дополнительных путей проведения, вызывающих эффект повторного входа.If necessary, select the second focusing point and continue destruction, for example, until the desired (specified) area of the biological object is cleared of all harmful ectopic centers and additional pathways that cause the re-entry effect.

При необходимости увеличения радиуса деструкции вводятся дополнительные фазовые ошибки в возбуждение излучателей.If it is necessary to increase the radius of destruction, additional phase errors are introduced into the excitation of the emitters.

Для усиления концентрации поля в точке аблации или деструкции в качестве отдельного излучателя может быть использована предварительно сфокусированная система излучателей с управляемым положением фокуса.To enhance the field concentration at the ablation or destruction point, a pre-focused system of emitters with a controlled focus position can be used as a separate emitter.

Устройство для неинвазивной абляции и деструкции участков диэлектрического тела с потерями, представленное на фиг.1, содержит генератор 1, вход управления которого соединен с блоком управления и вычисления 2, соединенным с блоком визуализации 3, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4 и излучатели 5, размещенные на поверхности отражающего экрана 6, последовательно соединенный n-канальный делитель 7, n-канальный коммутатор каналов 8 и n-канальный блок управления возбуждением излучателей 9, выходы которого подключены соответственно к n-излучателям 5, при этом выход генератора 1 через АЦП 4 подсоединен к входу n-канального делителя мощности 7, управляющие входы n-канального делителя мощности 7, n-канального коммутатора каналов 8 и n-канального блока управления возбуждением излучателей 9 соединены соответственно с управляющими выходами блока управления и вычисления 2, информационные входы которого подсоединены к информационным выходам n-канального блока управления возбуждением излучателей 9.The device for non-invasive ablation and destruction of sections of a dielectric body with losses, shown in Fig. 1, contains a generator 1, the control input of which is connected to a control and calculation unit 2, connected to a visualization unit 3, an analog-to-digital converter (ADC) 4 and emitters 5 located on the surface of the reflective screen 6, a n-channel divider 7, an n-channel channel switch 8 and an n-channel excitation control unit for emitters 9, the outputs of which are connected respectively to n-emit, are connected in series lam 5, while the output of the generator 1 through the ADC 4 is connected to the input of the n-channel power divider 7, the control inputs of the n-channel power divider 7, the n-channel switch channel 8 and the n-channel excitation control unit of the emitters 9 are connected respectively to the control outputs control and computing unit 2, the information inputs of which are connected to the information outputs of the n-channel excitation control unit of the emitters 9.

Каждый из каналов n-канального блока управления возбуждением излучателей 9 (фиг.2) состоит из последовательно соединенных блока управления амплитудой сигнала 10, вход которого является входом соответствующего j-го канала n-канального блока управления возбуждением излучателей 9, блока управления фазой сигнала 11, блока развязки 12 и коммутатора 13, блока сравнения падающей и отраженной волн 14 и последовательно соединенных измерителя коэффициента бегущей волны (КБВ) 15 и управляемого согласующего блока 16, выход которого является выходом соответствующего j-го канала n-канального блока управления возбуждением излучателей 9, первый вход блока сравнения падающей и отраженной волн 14 соединен с выходом блока управления фазой сигнала 11, а его второй вход соединен с вторым выходом блока развязки 12, выход коммутатора 13 через нормально замкнутый контакт подключен к выходу соответствующего j-го канала n-канального блока управления возбуждением излучателей 9, а через нормально разомкнутый контакт коммутатора 13 - с входом измерителя КБВ 15, при этом управляющие входы блока управления амплитудой сигнала 10, блока управления фазой сигнала 11 и управляемого согласующего блока 16 являются управляющими входами соответствующего j-го канала n-канального блока управления возбуждением излучателей 9, а выходы блока сравнения падающей и отраженной волн 14 и измерителя КБВ 15 являются информационными выходами n-канального блока управления возбуждением излучателей 9.Each of the channels of the n-channel block for controlling the excitation of the emitters 9 (Fig. 2) consists of series-connected blocks for controlling the amplitude of the signal 10, the input of which is the input of the corresponding j-th channel of the n-channel block for controlling the excitation of emitters 9, the phase control block of the signal 11, decoupling unit 12 and switch 13, a unit for comparing incident and reflected waves 14 and series-connected traveling wave coefficient meter (CBM) 15 and a controlled matching unit 16, the output of which is the output corresponding of the j-channel of the n-channel excitation control unit for emitters 9, the first input of the incident and reflected wave comparison unit 14 is connected to the output of the phase control unit of signal 11, and its second input is connected to the second output of isolation unit 12, the output of switch 13 is through a normally closed the contact is connected to the output of the corresponding j-th channel of the n-channel excitation control unit of the emitters 9, and through the normally open contact of the switch 13 - with the input of the KBV meter 15, while the control inputs of the amplitude control unit of the 10th signal, the phase control block of the signal 11 and the controlled matching block 16 are the control inputs of the corresponding jth channel of the n-channel excitation control unit of the emitters 9, and the outputs of the incident and reflected wave comparison unit 14 and the CBM 15 are information outputs of the n-channel emitter excitation control unit 9.

Причем генератор 1 может быть выполнен в виде источника электромагнитного излучения или в виде источника ультразвукового излучения.Moreover, the generator 1 can be made in the form of a source of electromagnetic radiation or in the form of a source of ultrasonic radiation.

Поверхность отражающего экрана 6 может иметь цилиндрическую или сферическую форму и полностью охватывать диэлектрическое (биологическое) тело 17.The surface of the reflective screen 6 may have a cylindrical or spherical shape and completely cover the dielectric (biological) body 17.

Устройство, реализующее способ деструкции по изложенному выше алгоритму (фиг.9, 10, 11), работает следующим образом. Сигналы от генератора 1 через АЦП 4 поступают на n-канальный делитель мощности 7 с их последующей коммутацией через n-канальный коммутатор 8. Коммутатор 8 работает в двух режимах. В режиме согласования он поочередно включает только каждый j-й канал (j=1…n). В режиме настройки коммутатор 8 одновременно включает все каналы с номерами от единицы до j (j=1…n). Делитель мощности 7 имеет n выходных каналов, которые через n-канальный коммутатор 8 связаны с n излучателями 5 через блок 9. В блоке 9 производится управление амплитудой и фазой падающей волны путем подачи сигнала ошибки с блока 14 до момента выполнения условий сопряжения отраженной и падающей волны в каждом из каналов. Процедура управления излучателями 5 и коммутаторами блока 8 производится с помощью соответствующих программ, заложенных в блоке 2, который может быть реализован на базе компьютера. Для визуализации настройки системы и процедуры абляции используется блок визуализации 3, например, например, эхо-УЗИ или аппарат МРТ (магнитно-резистивной терапии). В качестве блока развязки 12 в диапазоне электромагнитных волн может использоваться циркулятор, для УЗ поля - направленный ответвитель с согласующей нагрузкой.A device that implements the method of destruction according to the above algorithm (Fig.9, 10, 11), works as follows. The signals from the generator 1 through the ADC 4 are fed to the n-channel power divider 7 with their subsequent switching through the n-channel switch 8. Switch 8 operates in two modes. In matching mode, it alternately turns on only each j-th channel (j = 1 ... n). In configuration mode, switch 8 simultaneously includes all channels with numbers from one to j (j = 1 ... n). The power divider 7 has n output channels, which are connected via n-channel switch 8 to n emitters 5 through block 9. In block 9, the amplitude and phase of the incident wave are controlled by applying an error signal from block 14 until the pairing conditions between the reflected and incident waves in each of the channels. The control procedure for the emitters 5 and the switches of block 8 is performed using the appropriate programs embedded in block 2, which can be implemented on a computer basis. To visualize the settings of the system and ablation procedure, a visualization unit 3 is used, for example, an echo-ultrasound or an MRI device (magneto-resistive therapy). As a decoupling unit 12 in the range of electromagnetic waves, a circulator can be used, for an ultrasonic field - a directional coupler with matching load.

Авторами установлено, что выполнение в отраженном поле условия комплексного сопряжения обеспечивает наилучшую фокусировку поля в m-й точке, положение которой определяется радиусом-вектором

Figure 00000108
(фиг.4) при произвольной, в т.ч. и неоднородной, структуре биологической ткани или иной диэлектрической структуры. При этом местоположение этой точки определяется в результате цифровой или аналоговой обработки отраженного поля в блоке визуализации 3. Блок визуализации 3 выводит изображение облучаемого объекта, на которое яркой точкой накладывается m-я точка фокусировки поля в этом органе.The authors found that the fulfillment of the complex conjugation conditions in the reflected field provides the best focusing of the field at the mth point, the position of which is determined by the radius vector
Figure 00000108
(Fig. 4) for arbitrary, incl. and heterogeneous, biological tissue structure or other dielectric structure. Moreover, the location of this point is determined as a result of digital or analog processing of the reflected field in the visualization unit 3. The visualization unit 3 displays an image of the irradiated object, on which the m-th focus point of the field in this organ is superimposed.

В режиме согласования излучателей 5 сигнал с j-го выхода коммутатора 8, управляемого блоком 2, поступает на блоки управления амплитудой 10 и фазой 11 сигнала, также управляемые блоком 2. Далее сигнал поступает на блок развязки 12, выход которого соединен с коммутатором 13. Для данного режима сигнал с коммутатора 13 поступает на блок измерения КБВ 15 и затем - на управляемый от блока 2 согласующий блок 16, с выхода которого сигнал подается на вход j-го излучателя. Параметры согласующего блока 16, например, длина согласующего шлейфа, выбираются из условия обеспечения КБВ, близкого к единице. Эта операция проводится для каждого из j (j=1…n) излучателей.In the mode of matching emitters 5, the signal from the jth output of the switch 8, controlled by block 2, is fed to the control units of amplitude 10 and phase 11 of the signal, also controlled by block 2. Next, the signal is fed to isolation block 12, the output of which is connected to switch 13. For In this mode, the signal from the switch 13 is fed to the KBV measuring unit 15 and then to the matching block 16 controlled from block 2, from the output of which the signal is fed to the input of the jth emitter. The parameters of the matching unit 16, for example, the length of the matching loop, are selected from the conditions for providing the KBM, close to one. This operation is carried out for each of j (j = 1 ... n) emitters.

В режиме фокусировки сигнал с первого выхода коммутатора 8 поступает на блок управления амплитудой 10 и блок управления фазой 11 сигнала, а затем передается в блок сравнения 14. Одновременно сигнал поступает через блок развязки 12 и коммутатор 13 непосредственно на вход первого излучателя. С выхода первого излучателя отраженный сигнал через коммутатор 13 и блок развязки 12 поступает на блок сравнения 14. В дальнейшем происходит управление от блока 2 амплитудой и фазой сигнала (блоки 10, 11) до выполнения условия

Figure 00000109
. Полученные в результате выполнения данного условия параметры фокусировки записываются в блок 2, и устройство переходит к настройке следующего излучателя, при этом параметры возбуждения предыдущего излучателя остаются неизменными. После настройки всех n-излучателей или в случае досрочного окончания процедуры настройки имеются все данные для настройки всех n-излучателей 1 на первую точку фокусировки. Проводится наложение первой точки фокусировки на координатную сетку диэлектрического (биологического) тела 17 (фиг.3), отображаемое на блоке визуализации 3, и проводится проверка, находится ли данная точка фокусировки в требуемой (заданной) области. В случае положительного результата повторяют процедуру фокусировки всех излучателей на вторую точку фокусировки, в противном случае - фокусировка первой точки повторяется заново. Данный цикл повторяется до тех пор, пока не произойдет фокусировка М точек, заданных оператором, или не просканируется заданная область диэлектрического (биологического) объекта с требуемым шагом. В итоге точки фокусировки отображаются на блоке визуализации 3.In the focus mode, the signal from the first output of the switch 8 is fed to the amplitude control unit 10 and the signal phase control unit 11, and then transmitted to the comparison unit 14. At the same time, the signal is fed through the isolation unit 12 and the switch 13 directly to the input of the first emitter. From the output of the first emitter, the reflected signal through the switch 13 and the isolation unit 12 is supplied to the comparison unit 14. In the future, the amplitude and phase of the signal are controlled from the unit 2 (blocks 10, 11) until the condition
Figure 00000109
. The focusing parameters obtained as a result of the fulfillment of this condition are recorded in block 2, and the device proceeds to adjust the next radiator, while the excitation parameters of the previous radiator remain unchanged. After tuning all the n-emitters or in case of early termination of the setup procedure, there is all the data for tuning all n-emitters 1 to the first focus point. The first focusing point is superimposed on the coordinate grid of the dielectric (biological) body 17 (Fig. 3) displayed on the imaging unit 3, and a check is made to see if this focus point is in the desired (given) area. If the result is positive, the procedure of focusing all the emitters to the second focusing point is repeated, otherwise, the focusing of the first point is repeated again. This cycle is repeated until the M points specified by the operator are focused or the specified area of the dielectric (biological) object is scanned with the required step. As a result, focus points are displayed on imaging unit 3.

Определенные таким образом в заданной области биологической ткани или иной диэлектрической среды m=1…М точек фокусировки и требуемый для фокусировки вектор комплексных амплитуд напряжений падающей волны

Figure 00000110
образуют своеобразный базис, позволяющий при необходимости с помощью интерполяции по соседним точкам, ближайшим четырем точкам с номерами m1, m2, m3, m4, определить параметры возбуждения излучателей для произвольной точки фокусировки М' (фиг.3, 4) по следующему алгоритму:Defined in this way in a given area of biological tissue or another dielectric medium m = 1 ... M focus points and the vector of complex amplitudes of the incident wave stresses required for focusing
Figure 00000110
form a kind of basis that allows, if necessary, using interpolation at neighboring points, the nearest four points with numbers m 1 , m 2 , m 3 , m 4 , to determine the parameters of the emitters of the emitters for an arbitrary focus point M '(Figs. 3, 4) as follows algorithm:

Figure 00000111
,
Figure 00000111
,

Figure 00000112
,
Figure 00000112
,

Figure 00000113
.
Figure 00000113
.

Для ускорения процедуры предварительной настройки падающее поле в каждом j-м излучателе

Figure 00000114
задают в виде дискретного набора Qa уровней
Figure 00000115
и Qφ уровней
Figure 00000116
qa=1…Qa, qφ=1…Qφ. При этом перебор уровней амплитуд и фаз j-го излучателя проводится до выполнения условий минимизации разностиTo speed up the preset procedure, the incident field in each jth emitter
Figure 00000114
set in the form of a discrete set of Q a levels
Figure 00000115
and Q φ levels
Figure 00000116
q a = 1 ... Q a , q φ = 1 ... Q φ . In this case, the amplitude levels and phases of the jth emitter are enumerated until the conditions for minimizing the difference

Figure 00000117
.
Figure 00000117
.

Максимальное количество сфокусированных точек Мmax при выборе дискретного набора

Figure 00000118
равно
Figure 00000119
Так уже при Qφ=2 Мmax=8, при Qφ=4 Mmax=64, при Qφ=8 Мmax=512. Максимальное количество различных дискретных значений амплитуды Qa, фазы Qφ и коэффициентов
Figure 00000120
в каждом j-м излучателе зависит от требуемой точности фокусировки. Для ускорения процесса предварительной настройки в качестве начального приближения для
Figure 00000121
можно выбрать величину, комплексно сопряженную коэффициенту передачи
Figure 00000122
от j-го излучателя до m-го фокуса. Коэффициент передачи
Figure 00000123
может быть рассчитан приближенно в предположении приблизительно известных параметров среды, в частности, для биологической ткани - скорости УЗ волны.The maximum number of focused points M max when choosing a discrete set
Figure 00000118
equally
Figure 00000119
So already at Q φ = 2 M max = 8, at Q φ = 4 M max = 64, at Q φ = 8 M max = 512. The maximum number of different discrete values of the amplitude Q a , phase Q φ and coefficients
Figure 00000120
in each j-th emitter depends on the required focusing accuracy. To speed up the preset process as an initial approximation for
Figure 00000121
you can choose a value that is complex conjugate to the gear ratio
Figure 00000122
from the j-th emitter to the m-th focus. Gear ratio
Figure 00000123
can be calculated approximately on the assumption of approximately known parameters of the medium, in particular, for biological tissue - ultrasonic wave velocity.

В вышеприведенных соотношениях учитывают, что координаты фокальной точки

Figure 00000124
зависят от времени t по известному закону.In the above relations take into account that the coordinates of the focal point
Figure 00000124
depend on time t according to a well-known law.

Одним из вариантов определения координат фокальной точки при биении сердца является процедура нахождения этих координат при одном и том же положении сердца, например, при кратковременной остановке сердца, и последующее определение динамики изменения этих координат при биении сердца с помощью специального устройства, например, аппарата эхо-УЗИ диагностики.One of the options for determining the coordinates of the focal point during a heartbeat is the procedure for finding these coordinates at the same position of the heart, for example, during short-term cardiac arrest, and the subsequent determination of the dynamics of changes in these coordinates during heartbeat using a special device, for example, an echo Ultrasound diagnostics.

Этап предварительной настройки системы, включая последовательности выполнения задач, осуществляется с использованием алгоритма управления, заложенного в блок 2, который может быть реализован в виде быстродействующего компьютера, а сигнал генератора 1 оцифровывается с помощью АЦП 4, установленного на выходе генератора. Для упрощения процедуры настройки комплексная амплитуда падающего поля в каждом излучателе представляется в цифровом виде и меняется по дискретному закону как по амплитуде, так и по фазе. Сигнал с генератора 1 может быть как гармонический, так и импульсный.The stage of preliminary adjustment of the system, including the sequence of tasks, is carried out using the control algorithm embedded in block 2, which can be implemented as a high-speed computer, and the signal of the generator 1 is digitized using the ADC 4 installed at the output of the generator. To simplify the tuning procedure, the complex amplitude of the incident field in each radiator is presented in digital form and varies in a discrete manner both in amplitude and phase. The signal from the generator 1 can be either harmonic or pulsed.

Все расчетные зависимости получены в результате моделирования УЗ и ЭМ полей диэлектрике с потерями (биологической ткани) в виде сферического объема, по поверхности которого располагаются источники УЗ или ЭМ поля. Для диэлектрического объема в виде конечного цилиндра и объема, ограниченного произвольной замкнутой поверхностью, основные результаты моделирования качественно остаются такими же.All calculated dependences were obtained as a result of modeling ultrasonic and electromagnetic fields with lossy dielectric (biological tissue) in the form of a spherical volume, on the surface of which there are sources of ultrasonic or electromagnetic fields. For a dielectric volume in the form of a finite cylinder and a volume bounded by an arbitrary closed surface, the main simulation results remain qualitatively the same.

Таким образом, имеются данные обо всех точках фокусировки на исследуемом биологическом объекте, где необходимо провести процедуру абляции. Определяем кинематику движения этих точек биологического тела в зависимости от времени и синхронизируем их с координатами движущегося биологического объекта, например, биением сердца.Thus, there is data on all focus points on the biological object under study, where it is necessary to carry out the ablation procedure. We determine the kinematics of the movement of these points of the biological body depending on time and synchronize them with the coordinates of a moving biological object, for example, a heartbeat.

После предварительной настройки системы, когда все излучатели настроены на все необходимые для деструкции точки на диэлектрическом объекте, блок 2 включает режим повышенной мощности, необходимой для осуществления деструкции и безвредной для диэлектрического объекта вне зоны деструкции. Выбирают первую точку для деструкции и начинают саму процедуру деструкции, контролируя ее визуально с помощь блока визуализации 3. Время деструкции зависит от параметров диэлектрического объекта, определяемых заранее, и может контролироваться, например, с помощью датчика температуры. После завершения деструкции в первой точке при необходимости выбирают вторую точку фокусировки и продолжают процесс деструкции.After preliminary adjustment of the system, when all the emitters are tuned to all the points necessary for the destruction of the dielectric object, block 2 turns on the high power mode necessary for the destruction and is harmless to the dielectric object outside the destruction zone. The first point for destruction is selected and the destruction procedure itself is started, controlling it visually using the visualization unit 3. The destruction time depends on the parameters of the dielectric object determined in advance and can be monitored, for example, using a temperature sensor. After the destruction at the first point, if necessary, select the second focusing point and continue the destruction process.

При необходимости увеличения радиуса деструкции вводятся дополнительные фазовые ошибки в возбуждение излучателей 5.If it is necessary to increase the radius of destruction, additional phase errors are introduced into the excitation of the emitters 5.

Изложенный способ абляции и деструкции и функционирование устройства представлены в виде алгоритма (фиг.9, 10, 11), реализованного в виде программы, записанной в блок 2.The described method of ablation and destruction and the operation of the device are presented in the form of an algorithm (Figs. 9, 10, 11) implemented in the form of a program recorded in block 2.

Источники информацииInformation sources

1. Аразанов В.Н., Арданов А.В., Стеклов В.И. Лечение нарушений сердечного ритма. - М.: Москва, 2005. - 228 с.1. Arazanov V.N., Ardanov A.V., Steklov V.I. Treatment of heart rhythm disturbances. - M.: Moscow, 2005 .-- 228 p.

2. Домаркас В.Й., Пилецкая Э.Л. Ультразвуковая эхоскопия. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1988, стр.139.2. Domarkas V.Y., Pileckaya E.L. Ultrasound echoscopy - L .: Engineering, Leningrad. Dep., 1988, p. 139.

3. Патент US 4696299, Non-invasive destruction of kidney stones, William R.Shene, Christopher Nowacki, Alfred G.Brisson, приоритет от 29.09.1987.3. Patent US 4696299, Non-invasive destruction of kidney stones, William R. Shene, Christopher Nowacki, Alfred G. Brisson, priority September 29, 1987.

4. Аппарат «Аблятерм» фирмы EDAP для высокоинтенсивной сфокусированной ультразвуковой аблации, http://www.medlinks.ru/topics.php?op=cat&category=3 (проверено 13.04.2011).4. Ablaterm device of EDAP firm for high-intensity focused ultrasound ablation, http://www.medlinks.ru/topics.php?op=cat&category=3 (verified on 04/13/2011).

5. Система «ExAblate» для неинвазивной абляции опухолей и специфических тканей фокусированным ультразвуком под контролем магнитно-резонансной томографии, производитель Insightec, http://rosslynmedical.ru/ru/manufacturers/insightec/ (проверено 13.04.2011).5. ExAblate system for non-invasive ablation of tumors and specific tissues by focused ultrasound under the control of magnetic resonance imaging, manufacturer Insightec, http://rosslynmedical.ru/ru/manufacturers/insightec/ (verified on 04/13/2011).

6. Focused ultrasound therapeutic “JC” system - аппарат для лечения твердых опухолей с использованием сфокусированного ультразвука, http://hifu.su/en/equipment/jc/ (проверено 13.04.2011).6. Focused ultrasound therapeutic “JC” system - a device for the treatment of solid tumors using focused ultrasound, http://hifu.su/en/equipment/jc/ (checked on 04/13/2011).

7. Воскресенский Д.И., Гостюхин В.Л., Максимов В.М., Пономарев Л.И. Учебник «Устройства СВЧ и антенны» / под ред. Д.И.Воскресенского, изд. 3-е, испр. и доп. - М.: Радиотехника, 2008, стр.295.7. Voskresensky D. I., Gostyukhin V. L., Maksimov V. M., Ponomarev L. I. The textbook "Microwave Devices and Antennas" / ed. D.I. Voskresensky, ed. 3rd, fix and add. - M.: Radio Engineering, 2008, p. 295.

8. Кроцдорф А.Э. Ультразвуковая техника. М.: Изд-во "Иностранная техника", 1958.8. Krozdorf A.E. Ultrasound technology. M .: Publishing house "Foreign technology", 1958.

9. Heart Rhythm «Noninvasive stereotactic radiosurgery (CyberHeart) for creation of ablation lesions in the atrium», Arjun Sharma, Douglas Wong, Georg Weidlich, Thomas Fogarty, Alice Jack, Thilaka Sumanaweera, Patrick Maguire, vol.7, №6, June 2010.9. Heart Rhythm "Noninvasive stereotactic radiosurgery (CyberHeart) for creation of ablation lesions in the atrium", Arjun Sharma, Douglas Wong, Georg Weidlich, Thomas Fogarty, Alice Jack, Thilaka Sumanaweera, Patrick Maguire, vol. 7, No. 6, June 2010.

10. Аппарат для ультразвуковой диагностики «Краниоскоп-3М», http://www.8a.ru/print/23396.php (проверено 13.04.2011).10. The device for ultrasound diagnostics “Kranioscope-3M”, http://www.8a.ru/print/23396.php (checked on 04/13/2011).

11. Патент US 2010/0268088 A1, Multimode ultrasound focusing for medical applications, Oleg Prus, Shuki Vitek, приоритет от 21.10.2010.11. Patent US 2010/0268088 A1, Multimode ultrasound focusing for medical applications, Oleg Prus, Shuki Vitek, priority from 10.21.2010.

12. Патент US 2010/0125225 A1, System for selective ultrasonic ablation, Daniel Gelbart, Samuel Victor Lichtenstein, приоритет от 20.05.2010.12. Patent US 2010/0125225 A1, System for selective ultrasonic ablation, Daniel Gelbart, Samuel Victor Lichtenstein, priority dated 05/20/2010.

13. Патент US 2008/0051656 A1, Method for using high intensity focused ultrasound, Shahram Vaezy, Arthur H.Chan, Victor Y.Fujimoto, Donald E.Moore, Roy W.Martin, приоритет от 28.02.2008.13. Patent US 2008/0051656 A1, Method for using high intensity focused ultrasound, Shahram Vaezy, Arthur H. Chan, Victor Y. Fujimoto, Donald E. Moore, Roy W. Martin, priority dated 02.28.2008.

14. Патент по заявке РСТ: CN 2006/001715 20060717, Ультразвуковая терапевтическая система, приоритет от 17.07.2006.14. Patent on PCT application: CN 2006/001715 20060717, Ultrasonic therapeutic system, priority dated July 17, 2006.

15. Патент Японии JP 322649 (терапевтическая система, в которой используется аппарат магнитно-резонансной томографии).15. Japanese patent JP 322649 (therapeutic system that uses an apparatus of magnetic resonance imaging).

16. Патент RU №2147848 (прототип). Способ селективной деструкции раковых клеток, Загускин С.Л., Ораевский В.Н., Рапопорт С.И., приоритет от 21.05.1999.16. Patent RU No. 2147848 (prototype). The method of selective destruction of cancer cells, Zaguskin S.L., Oraevsky V.N., Rapoport S.I., priority from 05.21.1999.

Claims (9)

1. Способ неинвазивной абляции и деструкции участков диэлектрического тела с потерями, заключающийся в том, что диэлектрическое тело размещают внутри отражающего экрана, воздействуют на выбранный участок диэлектрического тела излучением соответствующей интенсивности и частоты с помощью излучателей, размещенных на отражающем экране таким образом, что максимумы их диаграмм излучения направлены внутрь объема, ограниченного указанным отражающим экраном, фокусируют излучения от излучателей последовательно на соответствующих точках выбранного участка диэлектрического тела, в котором необходимо провести процедуру абляции и деструкции, отличающийся тем, что предварительно перед размещением диэлектрического тела внутри отражающего экрана, внутрь объема, ограниченного отражающим экраном, помещают объемный поглотитель, возбуждают каждый из излучателей излучением малой мощности с длиной волны λС=2rФ, где rФ - заданный радиус фокального пятна; λС - длина волны поля в диэлектрике без потерь, и настраивают каждый излучатель на режим бегущей волны, удаляют объемный поглотитель, затем производят настройку излучателей на выбранные точки фокусировки, для чего возбуждают первый излучатель сигналом с произвольной амплитудой
Figure 00000125
и фазой
Figure 00000126
, где
Figure 00000127
- радиус-вектор первой точки фокусировки относительно начала выбранной системы координат, запоминают амплитуды
Figure 00000125
,
Figure 00000128
и фазы
Figure 00000126
,
Figure 00000129
соответственно падающего излучения и излучения, отраженного от участка воздействия на диэлектрическом теле, затем при возбужденном первом излучателе возбуждают второй излучатель сигналом с произвольной комплексной амплитудой
Figure 00000130
, измеряют амплитуду
Figure 00000131
и фазу
Figure 00000132
излучения, отраженного от участка воздействия на диэлектрическом теле, при этом изменяют значение амплитуды падающей волны
Figure 00000133
до выполнения соотношений:
Figure 00000134
,
Figure 00000135
, где * - знак комплексного сопряжения; А2 - постоянный коэффициент, определяемый в процессе настройки, запоминают амплитуду
Figure 00000136
и фазу
Figure 00000137
падающей волны, после этого при возбужденных первом и втором излучателях возбуждают третий излучатель сигналом с произвольной амплитудой
Figure 00000138
и фазой
Figure 00000139
, измеряют амплитуду
Figure 00000140
и фазу
Figure 00000141
излучения, отраженного от участка воздействия на диэлектрическом теле, при этом изменяют значение амплитуды падающей волны
Figure 00000142
до выполнения соотношений:
Figure 00000143
,
Figure 00000144
, где А3 - постоянный коэффициент, определяемый в процессе настройки, запоминают амплитуду
Figure 00000142
и фазу
Figure 00000145
падающей волны, далее последовательно возбуждают аналогичным образом остальные излучатели, подстраивая амплитуды и фазы падающей волны до выполнения, соответственно, соотношений:
Figure 00000146
,
Figure 00000147
, j=4,…n, где n - общее количество излучателей; Aj - постоянный коэффициент, определяемый в процессе настройки, запоминают амплитуду
Figure 00000148
и фазу
Figure 00000149
падающей волны, проверяют местонахождение заданной точки фокусировки относительно выбранного участка диэлектрического тела, и при отрицательном результате процедуры фокусировки излучателей повторяют заново, при положительном результате производят запись параметров фокусировки - амплитуду и фазу каждого из излучателей, далее осуществляют процедуры фокусировки всех излучателей для заданного количества М точек фокусировки на участке воздействия на диэлектрическом теле и запоминание параметров фокусировки при расположении точки М' абляции и деструкции вне М точек фокусировки, находящихся в области тетраэдра, вершины которого совпадают с координатами
Figure 00000150
,
Figure 00000151
,
Figure 00000152
,
Figure 00000153
, ближайших к точке М', причем расстояние от точки М' до точек с координатами
Figure 00000150
,
Figure 00000151
,
Figure 00000152
,
Figure 00000153
является наименьшим среди всех возможных точек m=1,…М, определяют и записывают их комплексные амплитуды
Figure 00000154
путем интерполяции:
Figure 00000155
,
Figure 00000156

Figure 00000157

где
Figure 00000158
,
Figure 00000159
,
Figure 00000160
- радиус-векторы соответствующих точек;
Figure 00000161
- расстояние между точками m3 и m2;
Figure 00000162
- расстояние между точками m3 и М''';
Figure 00000163
- расстояние между точками m1 и М''';
Figure 00000164
- расстояние между точками m1 и М'';
Figure 00000165
- расстояние между точками m4 и М'';
Figure 00000166
- расстояние между точками m4 и М'; после чего увеличивают мощность излучения до величины, необходимой для осуществления абляции и деструкции в указанной области и безвредной вне указанной области, и осуществляют абляцию и деструкцию в указанных точках, при этом радиус кривизны а отражающего экрана выбирают из условия
Figure 00000167
, где адиэл - радиус диэлектрического тела;
Figure 00000168
- оптимальный радиус, при котором при заданной мощности поля излучателей, расположенных на отражающем экране в точке фокусировки диэлектрического тела, достигается максимальное значение плотности потока мощности поля; радиус а1 совместно с величиной aopt определяют возможный интервал выбора радиуса а отражающего экрана; величина а1 зависит от допустимого уровня рДОП Н плотности потока мощности рН(а) на периферии диэлектрического тела, нормированной к аналогичному параметру p(0) в точке фокусировки и определяется из условий
Figure 00000169
Figure 00000170
Figure 00000171

tgΔ(λС) - угол диэлектрических потерь в среде для используемого типа поля.
1. The method of non-invasive ablation and destruction of parts of the dielectric body with losses, namely, that the dielectric body is placed inside the reflective screen, the selected area of the dielectric body is exposed to radiation of the appropriate intensity and frequency using emitters placed on the reflective screen so that their maxima radiation patterns are directed inward of the volume bounded by the indicated reflective screen, the radiation from the emitters is focused sequentially at the corresponding points of choice an early portion of the dielectric body in which it is necessary to carry out the ablation and destruction procedure, characterized in that before placing the dielectric body inside the reflective screen, a volume absorber is placed inside the volume bounded by the reflective screen, each of the emitters is excited with low-power radiation with a wavelength of λ C = 2r Ф , where r Ф is the given radius of the focal spot; λ C is the field wavelength in the dielectric without loss, and each emitter is tuned to the traveling wave mode, the volume absorber is removed, then the emitters are tuned to the selected focus points, for which the first emitter is excited by a signal with an arbitrary amplitude
Figure 00000125
and phase
Figure 00000126
where
Figure 00000127
- the radius vector of the first focus point relative to the beginning of the selected coordinate system, remember the amplitude
Figure 00000125
,
Figure 00000128
and phases
Figure 00000126
,
Figure 00000129
respectively, the incident radiation and radiation reflected from the site of exposure on the dielectric body, then when the first emitter is excited, the second emitter is excited by a signal with an arbitrary complex amplitude
Figure 00000130
measure the amplitude
Figure 00000131
and phase
Figure 00000132
radiation reflected from the site of exposure on the dielectric body, while changing the value of the amplitude of the incident wave
Figure 00000133
until the ratios are satisfied:
Figure 00000134
,
Figure 00000135
where * is the sign of complex conjugation; And 2 - a constant coefficient, determined during the setup process, remember the amplitude
Figure 00000136
and phase
Figure 00000137
incident wave, after that, when the first and second emitters are excited, the third emitter is excited by a signal with an arbitrary amplitude
Figure 00000138
and phase
Figure 00000139
measure the amplitude
Figure 00000140
and phase
Figure 00000141
radiation reflected from the site of exposure on the dielectric body, while changing the value of the amplitude of the incident wave
Figure 00000142
until the ratios are satisfied:
Figure 00000143
,
Figure 00000144
where A 3 is a constant coefficient determined during the setup process, remember the amplitude
Figure 00000142
and phase
Figure 00000145
incident wave, then sequentially excite the remaining emitters in a similar manner, adjusting the amplitudes and phases of the incident wave until, respectively, the ratios:
Figure 00000146
,
Figure 00000147
, j = 4, ... n, where n is the total number of emitters; A j is a constant coefficient determined during the tuning process, the amplitude is stored
Figure 00000148
and phase
Figure 00000149
of the incident wave, check the location of the given focus point relative to the selected area of the dielectric body, and if the emitter focusing procedure is negative, repeat the procedure, if the result is positive, the focus parameters are recorded - the amplitude and phase of each emitter, then the focusing procedures of all emitters are carried out for a given number of M points focusing on the impact site on the dielectric body and remembering the focusing parameters when the location of the point M ' blyatsii degradation and M is focusing points lying in a tetrahedron, whose vertices coincide with the coordinates
Figure 00000150
,
Figure 00000151
,
Figure 00000152
,
Figure 00000153
closest to point M ', and the distance from point M' to points with coordinates
Figure 00000150
,
Figure 00000151
,
Figure 00000152
,
Figure 00000153
is the smallest among all possible points m = 1, ... M, their complex amplitudes are determined and recorded
Figure 00000154
by interpolation:
Figure 00000155
,
Figure 00000156

Figure 00000157

Where
Figure 00000158
,
Figure 00000159
,
Figure 00000160
- radius vectors of the corresponding points;
Figure 00000161
- the distance between the points m 3 and m 2 ;
Figure 00000162
- the distance between points m 3 and M ''';
Figure 00000163
- the distance between the points m 1 and M ''';
Figure 00000164
- the distance between the points m 1 and M '';
Figure 00000165
- the distance between points m 4 and M '';
Figure 00000166
- the distance between points m 4 and M '; then increase the radiation power to the value necessary for the implementation of ablation and destruction in the specified area and harmless outside the specified area, and carry out ablation and destruction at these points, while the radius of curvature a of the reflecting screen is selected from the condition
Figure 00000167
where a diel is the radius of the dielectric body;
Figure 00000168
- the optimal radius at which at a given field power of the emitters located on the reflective screen at the focus point of the dielectric body, the maximum value of the field power flux density is achieved; the radius a 1 together with the value a opt determine the possible interval for choosing the radius a of the reflecting screen; the value of a 1 depends on the permissible level p ADP N of the power flux density p N (a) on the periphery of the dielectric body normalized to the same parameter p (0) at the focusing point and is determined from the conditions
Figure 00000169
Figure 00000170
Figure 00000171

tgΔ (λ C ) is the dielectric loss angle in the medium for the type of field used.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при определении координат сфокусированных m=1,…М точек и необходимых комплексных амплитуд возбуждения
Figure 00000172
учитывают зависимость координат
Figure 00000173
от времени t.
2. The method according to claim 1, characterized in that when determining the coordinates of the focused m = 1, ... M points and the necessary complex amplitudes of excitation
Figure 00000172
take into account the dependence of coordinates
Figure 00000173
from time t.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве воздействующего излучения используют ультразвуковое поле или электромагнитное поле.3. The method according to claim 1, characterized in that as the acting radiation using an ultrasonic field or an electromagnetic field. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что поверхность отражающего экрана имеет цилиндрическую или сферическую форму или форму, совпадающую с поверхностью диэлектрического тела.4. The method according to claim 1, characterized in that the surface of the reflective screen has a cylindrical or spherical shape or a shape that matches the surface of the dielectric body. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для возбуждения излучателей используют гармоническое или импульсное излучение.5. The method according to claim 1, characterized in that harmonic or pulsed radiation is used to excite the emitters. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно увеличивают радиус точки абляции и деструкции путем расфокусировки излучателей.6. The method according to claim 1, characterized in that it further increases the radius of the ablation and destruction points by defocusing the emitters. 7. Устройство для неинвазивной абляции и деструкции участков диэлектрического тела с потерями, содержащее генератор, вход управления которого соединен с блоком управления и вычисления, подсоединенным к блоку визуализации, АЦП и излучатели, размещенные на поверхности отражающего экрана, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные n-канальный делитель мощности, n-канальный коммутатор каналов и n-канальный блок управления возбуждением излучателей, выходы которого подключены соответственно к n-излучателям, при этом выход генератора через АЦП подсоединен к входу n-канального делителя мощности, управляющие входы n-канального делителя мощности, n-канального коммутатора каналов и n-канального блока управления возбуждением излучателей соединены соответственно с управляющими выходами блока управления и вычисления, первый и второй информационные входы которого подсоединены соответственно к информационным выходам n-канального блока управления возбуждением излучателей, каждый из каналов n-канального блока управления возбуждением излучателей состоит из последовательно соединенных блока управления амплитудой сигнала, вход которого является входом соответствующего канала n-канального блока управления возбуждением излучателей, блока управления фазой сигнала, блока развязки и коммутатора, блока сравнения падающей и отраженной волн и последовательно соединенных измерителя КБВ и управляемого согласующего блока, выход которого является выходом соответствующего канала n-канального блока управления возбуждением излучателей, первый вход блока сравнения падающей и отраженной волн соединен с выходом блока управления фазой сигнала, а его второй вход соединен с вторым выходом блока развязки, выход коммутатора через нормально замкнутый контакт подключен к выходу соответствующего канала n-канального блока управления возбуждением излучателей, а через нормально разомкнутый контакт - с входом измерителя КБВ, при этом управляющие входы блока управления амплитудой сигнала, блока управления фазой сигнала и управляемого согласующего блока являются управляющими входами соответствующего канала n-канального блока управления возбуждением излучателей, а выходы блока сравнения падающей и отраженной волн и измерителя КБВ являются информационными выходами n-канального блока управления возбуждением излучателей.7. Device for non-invasive ablation and destruction of parts of a dielectric body with losses, comprising a generator, a control input of which is connected to a control and calculation unit connected to a visualization unit, ADCs and emitters placed on the surface of a reflective screen, characterized in that they are introduced in series connected n-channel power divider, n-channel switch of channels and n-channel block for controlling the excitation of emitters, the outputs of which are connected respectively to n-emitters, while the output the generator through an ADC is connected to the input of the n-channel power divider, the control inputs of the n-channel power divider, the n-channel switch channel and the n-channel emitter excitation control unit are connected respectively to the control outputs of the control and calculation unit, the first and second information inputs of which connected respectively to the information outputs of the n-channel unit for controlling the excitation of emitters, each channel of the n-channel unit for controlling the excitation of emitters consists of ice-connected signal amplitude control unit, the input of which is the input of the corresponding channel of the n-channel emitter excitation control unit, signal phase control unit, isolation and switch unit, incident and reflected wave comparison unit, and series-connected CBM meter and controlled matching unit, the output of which is the output of the corresponding channel of the n-channel block for controlling the excitation of emitters, the first input of the unit for comparing the incident and reflected waves is connected to the output of the signal phase control unit, and its second input is connected to the second output of the isolation unit, the output of the switch through a normally closed contact is connected to the output of the corresponding channel of the n-channel emitter excitation control unit, and through the normally open contact is connected to the input of the KBB meter, while the control the inputs of the signal amplitude control unit, the signal phase control unit and the controlled matching unit are the control inputs of the corresponding channel of the n-channel control unit emitters, and the outputs of the incident and reflected wave comparison unit and the KBM meter are information outputs of the n-channel emitter excitation control unit. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что генератор выполнен в виде источника электромагнитного излучения или в виде источника ультразвукового излучения.8. The device according to claim 7, characterized in that the generator is made in the form of a source of electromagnetic radiation or in the form of a source of ultrasonic radiation. 9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что поверхность отражающего экрана имеет цилиндрическую или сферическую форму или форму, совпадающую с поверхностью диэлектрического тела. 9. The device according to claim 7, characterized in that the surface of the reflective screen has a cylindrical or spherical shape or a shape that matches the surface of the dielectric body.
RU2011124599/14A 2011-06-17 2011-06-17 Method for non-invasive ablation and destruction of dielectric body segments with loss and apparatus for implementation thereof RU2465860C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011124599/14A RU2465860C1 (en) 2011-06-17 2011-06-17 Method for non-invasive ablation and destruction of dielectric body segments with loss and apparatus for implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011124599/14A RU2465860C1 (en) 2011-06-17 2011-06-17 Method for non-invasive ablation and destruction of dielectric body segments with loss and apparatus for implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2465860C1 true RU2465860C1 (en) 2012-11-10

Family

ID=47322179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011124599/14A RU2465860C1 (en) 2011-06-17 2011-06-17 Method for non-invasive ablation and destruction of dielectric body segments with loss and apparatus for implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2465860C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5601526A (en) * 1991-12-20 1997-02-11 Technomed Medical Systems Ultrasound therapy apparatus delivering ultrasound waves having thermal and cavitation effects
RU2106159C1 (en) * 1996-09-27 1998-03-10 Сергей Львович Загускин Method for selectively destroying cancer tumor cells
RU2147848C1 (en) * 1999-05-21 2000-04-27 Загускин Сергей Львович Selective destruction method for eliminating cancer cells
RU2165239C2 (en) * 1997-07-29 2001-04-20 Абоян Игорь Артемович Method for treating the cases of benign prostate hyperplasia
WO2010119340A1 (en) * 2009-04-17 2010-10-21 Insightec Ltd. Multimode ultrasound focusing for medical applications

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5601526A (en) * 1991-12-20 1997-02-11 Technomed Medical Systems Ultrasound therapy apparatus delivering ultrasound waves having thermal and cavitation effects
RU2106159C1 (en) * 1996-09-27 1998-03-10 Сергей Львович Загускин Method for selectively destroying cancer tumor cells
RU2165239C2 (en) * 1997-07-29 2001-04-20 Абоян Игорь Артемович Method for treating the cases of benign prostate hyperplasia
RU2147848C1 (en) * 1999-05-21 2000-04-27 Загускин Сергей Львович Selective destruction method for eliminating cancer cells
WO2010119340A1 (en) * 2009-04-17 2010-10-21 Insightec Ltd. Multimode ultrasound focusing for medical applications

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10900933B2 (en) Phased array calibration for geometry and aberration correction
Hynynen et al. Trans-skull ultrasound therapy: The feasibility of using image-derived skull thickness information to correct the phase distortion
US8715187B2 (en) Systems and methods for automatically identifying and segmenting different tissue types in ultrasound images
CN112533673B (en) Improved reflection auto-focusing
US10589129B2 (en) Therapeutic ultrasound with reduced interference from microbubbles
US20220288424A1 (en) Aberration corrections for dynamically changing media during ultrasound therapy
KR101935375B1 (en) Ultrasonic therapy apparatus for high intensity focused ultrasound and ultrasound image and the control method thereof
Auboiroux et al. An MR-compliant phased-array HIFU transducer with augmented steering range, dedicated to abdominal thermotherapy
US20200085409A1 (en) Ultrasound focusing utilizing a 3d-printed skull replica
JP2023517858A (en) Differential Prediction of Aberration Correction for Ultrasound Therapy
US10765892B1 (en) Systems and methods for optimizing transcranial ultrasound focusing
EP1429659A1 (en) Ultrasound therapy
RU2465860C1 (en) Method for non-invasive ablation and destruction of dielectric body segments with loss and apparatus for implementation thereof
US20230398381A1 (en) Multiparametric optimization for ultrasound procedures
Wang Microwave-induced acoustic (thermoacoustic) tomography
WO2020157536A1 (en) Transcranial ultrasound focusing
JP4394440B2 (en) Ultrasound treatment
CN107362466B (en) Ultrasonic focusing method for acoustic dynamic therapy
Sinelnikov et al. Time reversal acoustic focusing with a catheter balloon
Melodelima et al. Comparison of two methods of treatment for intraluminal thermal ablation using an ultrasound cylindrical phased array
Abbass Real-time control of ultrasound thermal ablation using echo decorrelation imaging feedback
Hynynen et al. Ultrasound phased arrays for noninvasive surgery and therapy

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140618