由磁共振流变学控制的能量影响治疗系统

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【标题】由磁共振流变学控制的能量影响治疗系统

【外文标题】Система терапии энергетическим воздействием в режиме реального времени, управляемая с помощью магнитно-резонансной реологии

【来源链接】http://www.findpatent.ru/patent/265/2654769.html

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本发明涉及医疗技术,尤其涉及能量治疗系统。能量治疗系统包括能量冲击单元,用于对感兴趣对象的治疗区域的局部能量影响;转换器单元与至少一个机械转换器,其可以机械地连接到感兴趣的对象和用于机械振动为感兴趣的对象,其中,所述转换器单元包括用于所述介入设备的至少一个开放的访问的至少一部分的应用;磁共振成像的系统,以从所述对象的感兴趣的至少一个部分获得数据,包括:磁共振扫描仪,并且被配置在所述对象的感兴趣的至少一部分可视化机械振荡的图像处理单元,通过处理所接收的磁共振成像数据部分感兴趣的对象;控制单元,连接到电源单元,转换器单元和磁共振扫描器。其中,所述控制单元适于根据所处理的数据来表示感兴趣的对象的磁共振成像部分,以控制能量曝光,发射器单元包括一个蜂窝结构,并且至少一个机械转换器是第一蜂窝小区,至少一个开放的访问它设置在与第一电池相邻的蜂窝结构的第二电池中。该系统的使用使得可以改善恶性肿瘤的可视化。 5 z.p. f-ly,7病。 ? ?技术领域 ?本发明涉及一种冲击能量疗法,其包含磁共振成像和治疗系统的控制方法的系统的冲击能量通过磁共振流变系统。 ?背景技术 ?众所周知,磁共振成像(声学应变波的磁共振成像),Proc (Soc.Magn.Reson。,Nice,1:189,1995)。利用组织中磁共振成像期间的磁共振流变学,机械振动被激发,导致产生图像对比度的效果。将低频机械波引入组织并使用与机械激发相位同步的磁共振序列显示。传统触诊已成为客观绝对物理量的评估,其诊断价值可以量化。例如,该信息可用于区分健康组织和恶性组织。美国专利申请No.2011 / 0131278提到使用磁共振弹性成像来获得由使用高强度聚焦超声(HIFU)引起的温度分布。它提供相关磁共振弹性依赖性粘度随温度控制的HIFU热效应追溯应用质子的共振频率的替换移测量数据。 ?发明内容 ?因此,本发明的一个目的是提供一种具有能量效应的治疗系统,其具有改善的可视化和改善的对恶性组织的特异性。在本发明的一个方面,目的是通过一种治疗系统能量冲击实现,其包括: - 用于在所述能量处理区的用于治疗目的感兴趣对象局部作用的曝光能量; - 转换器单元与至少一个机械转换器,其可以机械地连接到感兴趣的对象,并且旨在用于机械振动所述感兴趣对象的至少一部分的应用; - 用于生产感兴趣的对象的至少一部分的数据的磁共振成像方法,包括磁共振成像的系统: - 磁共振扫描器,以及 - 图像处理单元,被配置在所关注的至少一部分可视化机械振荡通过处理所获得的感兴趣对象的一部分的磁共振成像数据来对象;控制单元,其可连接到所述动力作用单元,转换器单元和磁共振扫描仪,所述控制单元被配置为控制能量的影响,取决于感兴趣对象的部分的磁共振成像的处理数据。如在本申请使用的短语“区疗法”,尤其应理解为表示感兴趣的对象,其中(a)被识别为在能量作用的形式,需要治疗的组织区域,以及(b)应当从过度暴露于能量来保护。通常,恶性组织被健康的功能性组织包围,这需要治疗。因此,在准备能量暴露时,可以实现特异性的显着增加,例如,用于诊断癌症,以及改善可视化以区分恶性组织和健康组织。这种改进的分化还保持对感兴趣对象的治疗区域的准确且安全的能量影响。所获得的感兴趣对象的一部分的磁共振成像数据的处理可以包含基于相位对比的磁共振断层摄影的方法。如本领域中已知的,磁共振成像数据的采集可以与所施加的机械振动进行相位同步,以降低噪声并改善信噪比。控制单元可以通过有线连接,或通过无线连接或两者的组合连接到电源单元,转换器单元和磁共振扫描器。已经提出了许多不同的机械换能器用于将机械振动施加到织物,例如使用MR扫描器内部的主磁场B0的电磁结构。此外,提出了压电转换器或气动设计用于临床应用。作为一般规则,可以使用对于本领域技术人员来说似乎合适的任何机械换能器。在另一个实施例中,控制单元被配置为如果目标区域不同于治疗区域,则切断能量冲击单元的能量影响。如在本申请使用的短语“靶区域”,应理解,特别是作为组织的感兴趣对象,其中,所述能量曝光单元将在激活块能量冲击时有助于能量的95%内的容积。因此,可以防止对目标区域的潜在不安全的能量影响,其不同于感兴趣对象的治疗区域。在又一个实施例中,控制单元被配置为仅在目标区域与治疗区域至少部分重叠时才开启能量冲击单元的能量影响。因此,并且基于改善的分化,可以对感兴趣对象的治疗区域实现准确且安全的能量影响。在优选实施例中,能量暴露治疗系统包括消融单元,该消融单元被配置为消融感兴趣对象处的组织。因此,可以实现从感兴趣的对象安全且准确地去除恶性组织。消融单元可以由人类用户手动控制,或者可以由非人类用户(例如机器人)控制。在另一个优选的实施方案中,块能量冲击包括提供高强度的装置(HIFU)中的至少一个聚焦超声消融微波单元,产生冲击波装置中,热疗和放射治疗的装置。特别地,这还包括这些装置中的两个或更多个的组合。因此,本发明的优点可用于各种各样的应用中。在一些实施例中,转换器单元包括用于介入设备的至少一个开放访问。因此,介入装置可以提供宽的访问选项,而机械转换器的影响很小。在又一实施例中,换能器单元包括一个蜂窝结构体,其中,所述至少一个机械转换器是在蜂窝结构体的第一小区,并且所述至少一个开放访问被提供给相邻的第一小区中的第二小区的蜂窝。因此,可以容易地为介入装置提供进入变型以及机械换能器和介入装置的刚性且精确限定的相对布置。蜂窝结构体的质量密度优选为制造蜂窝结构体的相同固体材料的密度的约1/7(±20%)。蜂窝结构提供足够的机械刚性在运行期间稳定地支持转换器单元。因此,可以在患者组织中产生稳定且良好控制的机械剪切波场。由于其开放结构和较低的质量密度,当暴露于来自能量块的能量时,蜂窝结构具有低的辐射反射系数。也就是说,当通过高强度聚焦超声执行能量曝光时,HIFU和换能器块的相对取向不受约束。也就是说,不需要避免蜂窝结构对HIFU辐射的反射。通过使用质量密度为21-192kg / m 3的蜂窝结构体,可以获得良好的结果。在活塞和转换器单元的壳体可以与在范围内的质量密度一二〇〇年至1220年公斤/ m3.V又一实施例中可以由聚碳酸酯制成的,所述转换器单元具有至少两个机械振子,其与能量曝光单元在单个外壳中组合。通过两个机械换能器的合适布置,可以提供具有能量效应的治疗系统,该治疗系统尤其可以用于乳房治疗。在本发明的另一个方面,该目标是通过一种用于控制通过磁共振流变系统中的治疗系统的冲击能量来实现,该系统能量处理soderzhit-冲击能量曝光单元,用于在所述能量处理区的用于治疗目的感兴趣对象局部作用; - 具有至少一个机械转换器的转换器单元;一种磁共振成像系统,包括磁共振扫描仪和图像处理单元;该方法包括以下步骤: - 机械耦合机械转换器与感兴趣的物体, - 激活机械换能器以将机械振动施加到感兴趣的物体的至少一部分; - 从感兴趣对象的一部分获得磁共振成像数据; - 通过处理所获得的磁共振成像数据来可视化感兴趣对象的部分中的机械振荡; - 在处理的磁共振成像数据中识别能量冲击单元的目标区域; - 如果目标区域与治疗区域不同,则通过能量冲击单元排除能量影响。应用这种方法,在准备的能量的影响,可实现增加显著特异性,例如,用于癌症的诊断,和先进的可视化,以癌性组织和健康组织之间进行区分。此外,该方法防止了潜在不安全的能量效应包含在目标区域上,这与感兴趣对象的治疗区域不同。在本发明的另一个方面,该目的通过使用该系统的磁共振流变一过程控制系统治疗能量曝光实现,所述系统治疗能量暴露包括 - 块能量的影响,用于本地冲击能量为处理区域的用于治疗目的的兴趣对象; - 具有至少一个机械转换器的转换器单元;一种磁共振成像系统,包括磁共振扫描仪和图像处理单元;该方法包括以下步骤: - 机械转换器与感兴趣对象的机械耦合; - 激活机械传感器以至少在感兴趣对象的部分内部产生机械振荡; - 从感兴趣对象的一部分获得磁共振成像数据; - 通过处理所获得的磁共振成像数据来映射感兴趣对象的部分中的机械振荡; - 冲击能量通过仅当目标区域中至少部分与所述处理区域重叠的冲击能量单元 - 在磁共振成像和处理后的数据块中的目标区域的能量影响识别。应用这种方法,在准备冲击能量可以达到显著增加特异性,例如,以诊断癌症和先进的可视化癌变组织和健康组织之间进行区分。改善的分化还保持对感兴趣对象的治疗区域的准确且安全的能量影响。在该方法的另一个优选实施例中,机械转换器在能量冲击单元的能量暴露期间被停用。因此,可以避免任何影响在动力单元和换能器块之间,仍然保持了该方法的优点。在本发明的另一个方面中的目标是由所述模块的应用软件来实现,用于执行所公开的方法中的一种,或它们的组合,其中所述方法被转换成程序代码,其在控制单元中实现,并通过使用该单元,其可连接到执行能量效应块,换能器块和磁共振成像系统,旨在控制能量治疗系统通过这种方法的实施。 ?附图说明 ?参考下文描述的实施例,本发明的这些和其他方面将变得显而易见。然而,这样的实施例不一定代表本发明的全部范围,因此,对权利要求和本文件的引用是为了解释本发明的范围。在附图中:图1是根据本发明的冲击能量治疗系统的示意性局部视图,图2是根据图1中的互连系统组件疗法冲击能量的示意图,图3是能量作用的单元的局部剖视图在图1中的平面A-A'中,图4示意性地示出了根据本发明的能量冲击单元的替代实施例在相同的基础上IOM形式图3,图5是电源反馈单元的另一替代实施例中按照本发明在同一形式的示意图,如图3以及图6是另一替代实施例的示意图根据本发明的能量冲击单元的结构与图3相同,并且图7示意性地示出了根据本发明的能量冲击单元的另一个可选实施例。本发明的形式与图1相同。 ?具体实施方式的实施方式 ?图1是根据本发明的能量治疗系统10的示意性局部视图。能量治疗系统10包括磁共振成像系统14,用于从感兴趣对象28(通常是患者)的至少一部分获得磁共振成像数据。磁共振成像的系统14包括磁共振扫描器16,包括:主磁体与这限制了测试空间26为含有目的28.患者台从图1中为清楚起见移除了对象的中心通道18。在测试空间26,其特征在于,平行于所述测试空间26。另外的中心轴线基本上指向所述基本为静态的磁场产生基本静磁场的主磁体18,系统14是磁共振成像系统20包括用于产生梯度磁场的梯度线圈施加在静磁场上的磁场。磁梯度线圈系统20同心地布置在主磁体通道18内,如本领域所公知的。系统14的磁共振成像还包括磁共振成像到所述控制单元的一个单元22的控制系统,用于控制,如本领域中公知的磁共振扫描器16的功能,以及用于处理所述磁共振信号的图像处理单元24能量处理系统10还包括用于局部功率的能量暴露单元12用于治疗目的的用于治疗目的的兴趣28(图3)的曝光斯科格区56。在图1的实施例的能量曝光单元12包括构造为矩阵(HIFU)52供给高强度聚焦超声,并适于组织38的在感兴趣28(图3)的对象中的消融的消融。本领域技术人员可能注意到这样HIFU单元中,也可以用作用于热疗的装置,作用在所述目标区中的能量,以激活所述织物以改善响应,例如,对化疗。能量冲击单元的目标区域54由用户或非人类用户(例如机器人)控制。目标区域54被定义为感兴趣对象28内的组织体积,如果能量块12,则其受到95%能量的作用。曝光。此外,系统10的治疗冲击能量转换器32包括具有多个被布置以形成阵列的机电型的机械换能器34的一个块(2)(3)并且可以由一个控制放大器被同时致动(未示出)。在操作中,处理系统10的机械能换能器34的影响,被机械地与感兴趣的对象28接口,并且被设计为机械振动在200赫兹到至少当机械振动的应用程序中的对象28的感兴趣的对象28的感兴趣部分的部分,逆变器,机械的频率的应用图34所示的结构产生在感兴趣对象28的组织38内传播的剪切波36.所施加的机械振动的频率S可200赫兹之间,并且可以从10赫兹和1100赫兹之间的范围内选择,如本领域的磁共振reologii.Chto对于时间参考已知的数据采集磁共振成像的在同相伴随的机械振动,以减少被同步变化噪音和提高信噪比。图像处理单元24(图1),除其他外,配置成通过处理通过应用磁共振成像的基础上,相位对比法接收感兴趣28的对象的磁共振成像部分中的数据的可视化中的对象28的感兴趣部分的机械振动。由此,磁共振图像显示传播剪切波36,并且可以通过各种方法,其中剪切波36传播到组织38的能量曝光单元12,逆变器单元32和磁共振扫描器16的互连线不同类型的组织38之间清楚地区分通过能量治疗系统10的控制单元40的连接,如图1和2中示意性所示。对于能量单元32对能量治疗系统10的操作, STUDIO可以由第一硬件接口46控制部40,其位于靠近磁共振扫描器16来控制,并且该块12可以通过第二硬件接口48控制单元40中运行的冲击能量。取决于感兴趣28的对象的处理的磁共振成像数据,控制单元40被配置为控制由所述能量曝光单元12的曝光能量,如在下文中更详细地进一步描述。在用于系统10治疗有力行动的动作准备,应当理解的是,所关注28,患者的目的,在测试区域16中的26的磁共振扫描仪和块32中的发送器是在准备与机械换能器34工作的状态下,用礼物配对的机械换能器34和感兴趣28的物体的表面之间的利益28。通常对象,70提供凝胶的含水基础有效地传输任何形容词上aemyh机械振动。可以理解的是冲击能量单元12处于这样的状态准备好操作,和系统14的磁共振成像就绪并准备从感兴趣28.又对象接收磁共振信号,为了治疗在治疗中识别处理区域56表示前兴趣对象28.图3处理区域56由虚线30的对象28的感兴趣器官(肝脏)在下一步骤中,控制单元40激活机械换能器内指示34通过施加机械振动到36传播的组织38的感兴趣28.在对象中的对象28产生剪切波的感兴趣部分的逆变器单元32,同时使机械振动时,控制单元40激活系统中使用的控制单元22 14磁共振成像磁共振系统,用于从感兴趣对象28的一部分获得磁共振成像数据。然后,图像处理单元24处理所得到的结果通过施加磁共振成像的基础上,相位对比上,以在对象28的感兴趣部分的机械振动通过从单元12经由第二能量冲击的数据请求的装置,所述方法MYE数据磁共振成像硬件接口48的控制单元40识别目标区域54块在处理后的磁共振成像数据中,如果目标区域54与治疗区域56不同,则控制单元40关闭电源能量冲击单元12的能量影响以便排除接触能量。从而防止不管与用户相关的人的目标区域的功率块人类用户反馈54或不的控件,诸如机器人的位置上的目标区54可能不安全的能量的影响,。如果目标区域54至少部分地与该区域56治疗重叠(图3中的目标区域54的实施例的区域疗法的56内完全在于)时,控制单元40包括一个功能块12中的能量的冲击能量冲击使得能量如果用户或非人类用户(例如机器人)允许使用能量冲击单元12的能量冲击功能,则将起作用。为了防止机械单元的反相器34和12的功率的影响,控制单元40之间的任何碰撞去激活机械换能器经由所述第一硬件接口46经由34的冲击能量暴露于能量单元12中。为了执行上面公开的方法的步骤中,控制单元40配备了一个模块50的应用软件的方法,包括如下步骤,转换成程序代码,其在所述控制单元的存储器44中实现,并且其由控制单元42(图1)的处理器执行。以下描述包括本发明的若干备选实施例。参考特定附图或附图组描述各个替代实施例,并且通过特定实施例的前缀编号来标识。在所有实施例中其功能相同或基本相同的特征由参考数字标识,所述参考数字由它们所参考的实施例的前缀编号制成,后面是特征编号。如果在说明书或附图中提及的相应附图的描述中没有描述的实施例的符号,附图标记在图中没有本身所示,引用前述实施例的描述。图4以与图3相同的形式示意性地和部分地示出了根据本发明的能量治疗系统210的替代实施例。与图1和3的实施例相反,能量暴露治疗系统210包括能量暴露单元212,其包括微波消融单元258,微波消融单元258包括微波产生装置(未示出)。块258与微波消融装置260合并为一个活检获得组织样本238表示使用以区疗法相同的访问的兴趣228,266中的对象256 5示意性地并且部分地示出了根据本发明的用于系统310治疗的冲击能量的另一替代实施例以与图1相同的形式。与图4中公开的实施例相反,能量治疗疗法系统310的转换器单元332包括用于介入设备的多个开放访问366。为了这个目的,换能器332包括具有多个小区368,其中,每个第二单元位于机械转换器的机械换能器334之间334.蜂窝,邻近细胞的机械换能器的蜂窝结构体,每366提供了在形式构成的介入装置开放接入微波消融单元358和活检装置360的组合。图6示意性地示出了动力治疗系统410的又一替代实施例,其类似于图1中所示的实施例。不同于图3中所示的实施例中,系统410包括治疗能量的冲击能量曝光单元412,其除了提供高强度的器件452聚焦超声,所述组合还包括具有微波产生单元(未示出)的微波消融单元458,和活检装置460.图7示意性地示出了包括转换器单元532的动力治疗系统510的另一替代实施例具有两个换能器机械534.534”,并且块512能量冲击,它包括一个微波消融单元具有微波产生装置558的组合(未示出),以及用于活检装置560。系统510包括磁共振成像射频天线62,设计用于磁共振信号的从感兴趣528的这种类型的RF天线62的对象的乳房的激发和接收的冲击能量治疗系统514在本领域中,并且因此进一步是公知的这里没有描述。射频天线62,两个机械换能器534.534“和框512的能量作用组合成单个外壳64,提供了特别适用于治疗的乳房能量冲击的溶液。虽然已经在附图和以上描述中详细图示和描述了本发明,但是这些图示和描述被认为是说明性或示例性的,而不是限制性的;本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图,公开内容和所附权利要求,本领域技术人员可以在实践所要求保护的发明时理解和实现所公开实施例的其他实施例。在权利要求中,词语“包含”不排除其他元件或步骤,并且单个数字不排除多个。某些措施列在相互不同的从属权利要求中这一事实并不表明这些手段的组合不能有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。 ?参考位置列表 ?10治疗系统能量曝光单元12能量冲击14系统,磁共振成像16磁共振扫描器18中,磁场梯度线圈22的主磁体20系统中,感兴趣obekt30体32块中的测试空间28的一个块控制系统MRI 24成像单元26转换器34机械换能器36剪切波38织物40控制单元42控制单元处理器44控制单元存储器46第一装置所述第二硬件接口模块50的应用软件obespecheniya52矩阵提供高强度的第一接口48聚焦在微波处理单元58 ablyatsii60活检装置62天线64 RF壳体66次开放进入68蜂窝结构体70 osnove1含水凝胶的ultrazvuka54区目标区域56。一种能量冲击治疗系统(10),包括:能量冲击单元(12),用于局部能量暴露于感兴趣对象(28)的治疗区域(56)以用于治疗目的;与可以被机械地耦合到感兴趣(28),并且该对象的至少一个机械转换器(34),所述逆变器的单元(32)被设计用于应用的机械振荡到感兴趣(28)的对象的至少一部分,其中,所述块(32)包括至少一个用于介入设备的开放访问(66);用于产生数据的磁共振成像的磁共振成像的系统(14)在所述感兴趣的(28),其包括的所述对象的至少一部分:磁共振扫描器(16)和块(24)的图像处理适用于通过处理所获得的感兴趣对象的一部分的磁共振成像数据来可视化感兴趣对象(28)的至少一部分中的机械振荡(28);单元(40),其可连接到所述转换器和所述磁共振扫描器(16),其中,所述控制单元(40)适于根据所处理的数据,以控制能量的曝光单元(12)的能量曝光单元(32)表示感兴趣(28)的物体,其中所述控制单元(32)转换器包括蜂窝结构体(68),磁共振成像部分,所述至少一个机械转换器(34)是在所述蜂窝结构体(68)的第一个单元,和所述至少一个开口通道(66)设置在蜂窝结构(68)的与第一电池相邻的第二电池中。根据权利要求所述的系统(10)治疗的冲击能量。1,其中,所述控制单元适于通过曝光单元(12)曝光的能源如果目标区域(54)从所述区域(56)的不同之therapy.3断开电源。一种系统,根据权利要求1的(10)治疗能量曝光,其特征在于,所述控制单元被配置为通过对能源的影响的块(12)以激活能量的效果,只有当区目标(54)至少部分地与所述区域(56)治疗重叠。 4.根据权利要求1,其中,所述控制单元(12)包括消融在感兴趣(28)0.5的对象被配置为组织消融(38)的能量的影响(58)的系统(10)治疗的冲击能量。如权利要求所述的系统(10)治疗能量曝光。1,其中,所述控制单元(12)的能量的影响包括设备中的至少一个(52)供给高强度聚焦超声单元(58)是微波消融装置用于热疗的冲击波发生装置和放射治疗设备。2.根据权利要求1所述的能量冲击治疗系统(10),其中,所述换能器单元(32)具有至少两个机械换能器(34),所述机械换能器(34)与所述能量冲击单元(12)在单个壳体(64)中集成。