包括經皮探針的醫療系統的製作方法

2023-08-02 13:03:56 3

專利名稱：包括經皮探針的醫療系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及包括經皮探針的醫療系統，以及該醫療系統的使用。
背景技術：
在醫學上，低強度超聲波被廣泛地應用於診斷過程，即超聲波回波描記術。10年來，高強度超聲波已被證實為是一種通過用於治療過程的極高熱療法來誘導組織壞死的有效方法。各種治療探針已被設計用於微創治療過程，並且這些探針可被分成兩組外部探針和內部探針。外部探針被設計成模仿病人身體表面的形狀，超聲波發射器以同心的方式設置， 以優化超聲波的聚焦。內部探針或間質探針可以插入病人體內，它們主要有三種類型腔內探針、血管內探針或者經皮探針。A.腔內探針腔內探針被設計成引入諸如直腸、陰道或食管那樣的自然體腔內。例如文獻 US2007/239，011描述了一種用於將高強度聚焦超聲波(HIFU)能量遞送到病人器官的醫用探針。這樣的探針包括通過病人自然體腔插入的平面形探針主體，以及多個作用於器官表面上的分瓣，以便將超聲波能量遞送到器官內。B.血管內探針血管內柔性探針正處於發展中以治療心房纖維性顫動或靜脈功能不全。C.經皮間質探針最初，由於經皮間質探針需要穿透組織，而之前的探針不穿透組織，從而經皮間質探針不受歡迎。然而提出這樣的經皮間質探針旨在用於治療那些體外、內腔或者血管內高強度聚焦超聲波探針無法達到的深部腫瘤。超聲波源應儘可能地靠近目標，從而將沿超聲波路徑的衰減效應和相位失諧效應減至最低。大部分描述的超聲波經皮探針是側面發射探針，其有源元件為水冷式，且在相當高的頻率(約3MHz)下運作以促進加熱。大部分描述的超聲波經皮探針與MRI不兼容，從而使得治療監測存在一定的危險性。對於臨床醫生來說，超聲波是有前景的技術。為了將超聲波治療的適用範圍擴大到寬的醫學治療種類，尚需要解決以下不便之處特別地，外部探針，雖然不侵入人體，但顯示了一貫的不便之處由於組織結構 (骨骼、組織交界面...)的超聲波衰減、相位失諧以及超聲波散焦，由於連續的身體動作 (呼吸、隔膜...)導致目標對準受限，治療時間過長，由於超聲波路徑引起的交叉的正常組織的不可知後果，現今具有上百個超聲波傳感器的探針的複雜性，與系統MRI相兼容以及 MRI適配的複雜性。特別地，側面間質/內部探針需要臨床醫生在治療過程中操作探針，例如360°旋轉或縱向平移以處理整個疾患處，這會導致精度和可重複性的缺乏。特別地，對於所有存在的探針，沒有一個能夠實現病理特徵描述或組織的活體檢查，這意味著活體檢查程序必須在治療的數日前進行。對於所有存在的探針，沒有一個能夠實現熱處理後的組織切除。的確，如之前的臨床試驗(Carpentier&al. ,「Real-time MagneticResonance-Guided Laser Thermal Therapy of Metastatic Brian Tumors，，， Neurosurgery, 63 ONS Suppl 1 :21- ，2008)所示，腫瘤的極高溫治療會導致嚴重的腫瘤體積增大(佔位效應)。該體積的增大在大多數情況下與周圍正常組織的維護不協調，並且會限制該超聲波微創治療系統的發展。

發明內容
本發明旨在解決至少某些以上例舉的不便之處。出於此目的，本發明提供了一種醫療系統，其包括經皮探針以及計算機系統，所述經皮探針由MRI兼容材料製成，包括-具有插入端的主體，其形狀適於經皮地插入病人身體器官的組織內，在單個醫療程序中所述器官具有一待分析、治療並監測的區域，-內共焦數字顯微鏡的光學頭部，-至少一個信息採集傳感裝置，其適於採集所述器官的區域的信息，-以相控陣形式操作的多個治療應用傳感器，其適於發射聚焦或非聚焦的治療超聲波到所述器官的區域，計算機系統包括可參數化指令裝置以及適於控制治療超聲波的產生的相應設備。有了這些特徵，探針可以經皮地被插入到任何器官的合適位置。此外，在單個醫療程序中，探針可以被用於檢測器官信息，所述信息可用於確立一診斷和特性描述，以及用於執行恰當治療。在一些實施例中，還可以使用一個或多個從屬權利要求中定義的特徵。此外，本發明提供了一種方法，包括-提供具有在單個治療程序中待分析、治療以及監測的區域的身體器官，所述器官配備有由MRI兼容材料製成的經皮探針，並且所述探針具有插入人體器官組織的插入端的主體，-使用探針的信息採集傳感裝置以及內共焦顯微鏡的光學頭部來採集器官區域的 fn息，-設定至少一個聚焦以及非聚焦治療超聲波的參數，所述超聲波通過所述探針的多個治療應用傳感器(30)被發射到所述器官的所述區域，所述治療應用傳感器通過可參數化指令裝置(50)以及計算機系統的相關設備(56)被設置成相控陣。在一些實施例中，還可以使用一個或多個方法從屬權利要求中定義的特徵。一個或多個這些實施例的優點可包括-治療的實時監控，-在單個程序中組織的病理特徵描述和組織治療處理，-能夠從組織中抽吸氣泡，並用液體取代氣泡，以避免顯像偽差，-能夠「實時」監測治療過程，並監控治療的安全點，-能夠執行連續的MRI和MR測溫監測，-能夠執行即時後處理MRI成像序列，以監測治療過程的有效性，
-能夠治療探針附近和/或非定位處的區域，-通過各種技術，改善治療超聲波能量的聚焦或非聚焦，以便最大程度地適合受損面積，-即使對活動的病人和/或器官也能夠實現治療處理，-超聲波發射器以360°方式布置，從而無需在器官內旋轉探針，-能夠治療各種各樣和形狀複雜的腫瘤，-縮減後處理腫瘤的體積，-能夠在治療過程中獲取腦電圖信號，-能夠消除移動偽象、超聲波衰減、相位失諧和/或超聲波散焦，-在治療過程中，無需臨床醫生操作，從而操作過程中，MRI的安全且有效的監測
變得可靠，-能允許實時以及活體內組織特性描述、活體組織檢查、防止後處理佔位效應的熱處理後的組織切除，-防止病人間汙染的處置技術。


本發明的其他特徵和優勢將通過以下三個以非限制性實例給出的實施例的描述以及附圖的描述得以明了。附圖中-圖1是醫療器械的示意圖，-圖2是插入人體器官內的探針的局部剖視圖，-圖3a、!3b和3c是根據第一實施例的探針的各種部件的示意性的透視圖，-圖4是沿圖3c中線IV-IV的局部剖視圖，-圖5是與圖4類似的變化實施例的示意圖，-圖6a、6b和6c是根據第二實施例的探針的各種部件的示意性的透視圖，-圖7a、7b和7c分別是與圖6a、6b和6c類似的針對根據第三實施例的探針的示意圖，-圖和8b是根據第四實施例的探針的部件的透視圖，-圖9是沿圖8a中線IX-IX的剖視圖，-圖10是根據第五實施例的探針的局部透視圖，-圖Ila和lib分別是根據第六和第七實施例的探針的局部透視圖，-圖12是可操作地與探針相連的計算機系統的示意圖，-圖13是示出了使用醫療器械的示例的示意圖，以及-圖14是圖2的放大視圖。在不同的圖中，同一參考標記指示相同或類似的元件。
具體實施例方式圖1是醫療器械1的示意圖，其包括傳統類型的磁共振成像(MRI)系統2，其適於特別是在熱成像模式下被操作，在該器械中引入病人3，例如躺在適合的床4上。
該醫療器械1進一步包括與磁共振成像設備相連的計算機系統5，以便從磁共振成像設備中接收數據，所述數據能夠構建病人3的解剖分析和/或熱磁共振成像。該醫療器械進一步包括經皮地插入病人身體的與MRI兼容的探針6，並可操作地與計算機系統5相連。探針6例如通過MRI兼容線與計算機系統5電連接，所述兼容線例如同軸線，其本身為公眾所知，因此不在此贅述。如圖2示意性地示出，探針6包括某種圓柱狀主體7，其外徑D為4mm或者更小， 且優選為3mm或更小，且甚至優選為2mm或者更小，且成形為能被插入病人身體3器官8的組織中。探針主體7是間質式的，因為它可被直接插入器官8的組織內，而無需通過所述器官的空腔。探針主體7的插入端9位於器官組織的待分析和/或治療的區域10內或其附近。探針6例如可以應用於惡性或良性癌症，或者腦認知神經損傷，也可以用於能夠通過監視的超聲波處理進行治療的所有其它器官的其他組織病理，所述監視的超聲波處理如熱切除。根據如圖3a、北和3c所示的第一實施例，所述探針6包括多個部件塗抹器11 (圖 3a)，芯軸12 (圖北)以及超聲波裝置13 (圖3c)。塗抹器11包括位於最近端的後部14以及某種圓柱狀主體15，所述主體15界定出內部圓柱形空腔16，該內部圓柱形空腔16貫穿整個主體15延伸至一端部，在該端部處形成一末端開口 40。該醫療系統可以進一步包括連續泵36，所述連續泵36與塗抹器11的空腔16流體連通，或者可從所述塗抹器的空腔移除。因而，該泵可以例如由臨床醫生進行操作，以採集可隨後進行分析的組織碎片以提供組織信息。操作所述泵36以提取任何從病人處提取的物質，像，例如顯像偽差的氣泡，和/或者向病人體內注入適宜的液體。內部芯軸12由剛性材料製成，且成形為能插入空腔16，以便整個地填滿該空腔。 所述芯軸12可以例如具有圓柱形主體25，其具有與塗抹器11的主體15的內徑相等的外徑。此外，所述芯軸12可以具有一圓柱形後部沈，所述後部沈具有與塗抹器11的後部14 的內徑相等的外徑。所述芯軸12還可以包括尖端57。該芯軸可包括內部通槽27，其由所述後部沈的近端27a延伸至探針的插入端9的遠端27b，並適於布置成與儲液箱28流體連通，例如通過泵36。因而所述泵36，在與芯軸12連通的情況下，可以被操作以便通過空腔 27將流體注入病人體內，並從中抽出可構成顯像偽差的氣泡。在該實施例中，主體25在其插入端9包括一共焦的內窺式顯微鏡頭部23，所述內窺視顯微鏡頭部23通過合適的纖維物質被連接，所述纖維物質在空腔27內從共焦的顯微鏡頭部23延伸至後部14，從而將共焦的顯微鏡頭部23連接到計算機系統5上，例如通過未示出的MRI兼容線。從而該共焦的內窺式顯微鏡頭部可以用於在活體內且實時地採集器官的細胞和組織信息。這樣的微型內窺式共焦顯微鏡頭部其本身是公知的，且不在此贅述。可選地，所述芯軸25可以具有兩條單獨的溝槽，一條用於流體注入，且一條用於內窺式共焦顯微鏡纖維。在可選的實施例中(未示出)，芯軸後部沈可包括能在所述芯軸主體內產生低頻 (約IOkHz)振動的機電組件，以便將低頻振動傳遞到組織上以破碎之。在該實施例中，所述芯軸可以不是MRI兼容型。當芯軸12被插入塗抹器11的空腔16，其遠部會延伸出塗抹器11的遠端，從而內窺式共焦顯微鏡頭部將極為貼近待治療的區域。MRI兼容型超聲波裝置13具有與芯軸12的外部形狀完全相同的外部形狀，從而可被插入塗抹器11的空腔16內。所述超聲波裝置的主體四的遠部29b包括多個超聲波傳感器30，所述超聲波傳感器30例如在整個被插入待治療的區域的超聲波裝置的部分的圓周和長度上縱向且周向地相互間隔設置。所有的傳感器30作為一相控陣裝置通過MRI兼容線31連接到計算機控制系統5上，所述MRI兼容線從超聲波裝置的後部32延伸至計算機控制系統5。所述傳感器30可以作為超聲波發射器和/或超聲波接收器進行操作。該微型超聲波傳感器本身是公知的，且在此不會詳述(壓電複合技術，電容式微加工超聲傳感器技術，等等)。當操作它們以用於檢測超聲波時，傳感器從而能採集器官信息。後部32包括與儲液箱18流體連通的流入孔17，該儲液箱18優選地被設置在病人身體外部。如圖4和5所示，所述流入孔17與主體四的微型線路流體連通，該主體四至少包括一個流入通道19，該通道在主體四的厚度內，從後部32延伸到端部9，在端部9處至少與一個流出通道20流體連通，該流出通道20從端部9延伸至後部32的流出孔21。合適的微量泵如脈衝式微量泵22被設置在流體管路上，以便產生從儲液箱18到流出孔21的流體流動。該脈衝式微量泵本身為公知，且不在此贅述。超聲波裝置13的外表面還可以包括其他的MRI兼容傳感器，像，例如，電生理信號傳感器33例如用於探測腦電圖的碳觸點電極，電代謝型生物傳感器59，....。主體15的外表面可以具有其他的MRI兼容型傳感器，例如適於局部檢測溫度的溫度傳感器34。傳感器33、34通過從超聲波裝置13的後部32延伸的合適的MRI兼容線35 連接到計算機系統5，且從而可被操作以採集器官信息。這樣的微型傳感器本身是公知的，故不在此詳述。當超聲波裝置13被插入到塗抹器11的空腔16中時，其遠部29b會延伸出塗抹器的遠端，從而使超聲波傳感器30直接與器官的組織連接，以便向/從所述組織發出和/或接收超聲波。在圖4的實施例中，所述連接是通過微型線路19、20內的冷卻液的循環方式實現的。如圖5所示，其他結構也可以用於冷卻液的流動，例如在探針的中央具有例如流入通道 19和流出通道20的結構。傳感器30可以被設置成在圍繞探針的工作容積37內操作，該工作容積37具有設置在距離探針至少20mm的外包絡38 (圖3c中未按比例標出)，並且優選為距離探針至少 30mm。所述傳感器30還可以被設置成將超聲波聚焦在工作容積內的一聚焦區域。例如，所述傳感器30還可被設置成將超聲波聚焦在直徑為2(或幻到IOmm之間的聚焦區域。在另一操作模式中，超聲波不被聚集。傳感器30被設置成在一種或多種頻率下操作，例如選擇從500kHz到IOMHz的範圍。的確，通過調製超聲波的發射頻率，會產生不同的物理效應、生物效應以及組織治療效果，例如氣穴現象、組織破碎、細胞膜的超聲波降解以及熱組織壞死。對於熱組織壞死，最佳實施例為3MHz到IOMHz之間的頻率。所述傳感器30被設置為在多個發射強度、持續時間以及脈衝模式或連續模式下操作。另外，在一特定的同步設置中，它們可以同相或異相操作。
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傳感器30被設定為，在整個外包絡38 (探針周圍30mm的圓柱狀)範圍內，在2分鐘內，優選為20秒內，發出足夠的能量從而將溫度升高30攝氏度，優選為升高60攝氏度。 可能地，這些傳感器可以在1秒、優選地在100毫秒內，在直徑2mm的聚焦點上實現該溫度升高。因此，探針能夠被設置成在超聲波成像和/或彈性成像模式、超聲波治療模式或破碎模式下操作。如從所述應用的各實施例中可以看出，在本發明範圍內的其他的布置和結構都是可能的。例如，圖6a到6c示出了第二實施例。該第二實施例與上述涉及圖3a到5的第一實施例的不同之處主要在於，冷卻液線路、以及傳感器33、34和59以及內窺式共焦顯微鏡的頭部40都設置在塗抹器11的殼體內。因此，在該實施例中，超聲波傳感器30通過塗抹器11的主體15與器官的組織連接。根據圖7a至7c所示的第三實施例，第二實施例的塗抹器11更改為將超聲波傳感器30併入所述塗抹器11中，以形成組合的塗抹器和超聲波的裝置39。該組合裝置39還包括多個成形在主體15的側面上的開口 40，並與內部空腔16流體連通。在該第三實施例中，所述探針可以包括與第一和第二實施例相同的剛性芯軸12。所述探針還可以包括冷卻芯軸41，其成形為可以插入組合裝置39的內部空腔16 中，並包括具有流入通道19和流出通道20的微型線路，該流入通道19通過冷卻芯軸的後部42的流入孔17與儲液箱18流體連通，該流出通道20與流入通道19流體連通並從後部 42的流出孔21處流出。根據圖8a、8b和9所示的第四實施例，所述探針僅包括兩個組件。事實上，將第三實施例(圖7a)中的塗抹器和超聲波的組合裝置39更改為將流體微型線路併入所述組合裝置39中，在第三實施例中，所述流體微型線路是通過獨立的冷卻芯軸41來提供的。因此， 在第四實施例中，如圖8a所示，除了第三實施例中的組合裝置的特性外，流入通道19從頭部14上設置的流入孔17處開始延伸，而內部空腔16本身充當流出通道。因此流入通道19 在裝置的插入端9處與所述空腔16流體連通。在第四實施例中，所述探針還包括前兩個實施例中的剛性芯軸12。圖10部分地示出了第五實施例。該第五實施例與第三或第四實施例的不同之處在於其沒有側開口。圖Ila部分地示出了所述裝置39的第六實施例。與第五實施例的裝置相比，該第六實施例的不同之處在於傳感器的凹形布置，例如在所述裝置39的中間部位。例如，在該中間部位沒有傳感器。因此，在該實施例中，所述主體15具有略細的中間部位，而非完全的圓柱形。根據另一實施例，如圖lib所示，中間部位可以是凸出的。這樣的凸形或凹形可以運用在任何上述實施例的超聲波承載組件中。可以想到，如果超聲波裝置還能提供具有所需能量的治療超聲波能量，那麼也可以應用其他的幾何形狀。超聲波51示意性地在這些圖中示出。圖12現描述了計算機系統5的一實施例的圖示，該系統可以包含在一個或多個可編程機器中，且包括硬體和軟體部分。計算機系統的作業系統和接口可以是任何傳統的類型，且在此不會詳述。該系統5包括網絡校正、數據歸檔、存儲軟體和硬體、包括衡量和編輯功能的圖像處理軟體，...。計算機系統5可包括適於基於超聲波檢測數據來獲取2D和3D成像的傳統的回波描記成像和彈性成像軟體43，所述超聲波檢測數據由探針6提供，且由超聲波探針6檢測產生，所述超聲波由探針6發射並通過組織反射。計算機系統還可以包括EEG-讀取軟體44，其適於讀取由探針6提供的數據，並且該數據由探針的電生理傳感器33檢測。計算機系統還可以包括熱軟體47，以接收來自探針6的溫度傳感器34的數據，並適於基於接收到的信號來確定組織的溫度數據。計算機系統還可以包括共焦的顯微鏡成像軟體48，其適於接收來自探針6的共焦顯微鏡頭部23的數據，並從該數據形成成像。計算機系統5還可以包括MRI成像軟體45，以接收來自MRI系統2的數據，並適於由該數據以傳統的方式重構病人的MRI解剖影像。計算機系統還可以包括與MRI系統2相連的熱成像軟體46，並且其適於處理由 MRI系統2提供的數據，從而向使用者提供病人的熱成像以及熱切除成像。計算機系統5還可以包括規劃軟體49，其適於收集來自回波描記成像軟體43、EEG 軟體44、MRI成像軟體45、共焦顯微鏡成像軟體48的有關病人和/或所研究的器官和/或區域的信息和/或數據，並且如有必要，任何其他的病人數據、或器官數據可以通過任何其他適合的方式獲得。規劃軟體49使得臨床醫生能夠評價相關信息，並為病人確定最佳的一套方案。計算機控制系統還可以包括模擬軟體60，它可以基於各種可獲取的信息，詳細制定出治療方法的最佳參數設置。例如，模擬軟體60可以使用探針模式(包括在病人的參考系中探針的位置和方向，例如由MRI獲取的探針位置和方向)、腫瘤模型(聲阻抗和其他相關參數)以及計劃切除的幾何形狀，以評估各個傳感器所使用的合適設置。計算機系統5還可以包括指令軟體50，其適於收集來自規劃軟體49、MRI熱成像軟體46、熱軟體47的信息。指令軟體50包括一設定裝置55，該設定裝置，能夠通過設定超聲波傳感器的參數將探針6設定為治療模式或破碎模式(參見下文)，以便向病人的合適區域(合適的聚焦區域)發出由模擬和規劃軟體49所確定的所需超聲波能量。該超聲波可以被設定為在熱-主導模式和/或腔-模式下操作，而聚焦區域可以被動態修改，例如在 MRI成像指導下或超聲波成像下修改。指令軟體50還可以用於作業系統的其他機械部件，例如通過脈衝泵指令53操作泵22、通過連續泵指令M操作泵36，以及通過設定裝置55操作成像模式下的超聲波裝置。 所述指令軟體50與功率放大器56相連，該功率放大器56將所需的功率傳遞到傳感器30。 傳感器的不同操作模式之間的轉換可以通過臨床醫生的腳踏開關來控制。在治療模式下，系統可以在逐步的用戶-指令方式下操作，或者在計算機控制自動方式下操作。圖13現描述了上述醫療系統的一可能的應用。在步驟101，具有內部剛性芯軸12的塗抹器11通過人手或在成像監控(外部回波描記術或MRI)下經皮地插入病人器官的組織中。可選地，例如可使用趨實體性結構或機械手臂以智能地插入探針。在步驟102，監測探針相對器官的位置，例如，由MRI系統或者外部CT掃描儀或回波描記系統來獲得病人的成像。可選地，或者另外，可以通過在「成像」模式下操作的探針 6本身獲得成像。這樣，必須移出芯軸，且插入超聲波裝置13。在該模式下，通過指令軟體 50指令超聲波傳感器30，使其操作在成像模式下，其中，超聲波傳感器30例如在工作體積 37內發出超聲波，並檢測反射回的超聲波，所獲得的檢測數據進而被發送到計算機系統的回波描記成像軟體43。在步驟103，內部剛性芯軸12被移出，同時由泵36通過通道27引入液體，以防止引入空氣。然後連續泵36直接地與內部空腔16相連，以便通過由開口 40抽吸部分器官來執行活體檢查。可選地，可使用注射頭或活檢針。該部分可以進一步被分析，以確定組織的特性。另外，或者可選地，組織特性描述可以通過斷開泵36並將顯微鏡光學纖維插入空腔 16 (或27)來實現，以便應用內窺式共焦顯微鏡，其數據被提供給計算機系統的共焦顯微鏡成像軟體48。在步驟104中，獲取電生理傳感器33的數據，並將該數據傳送到計算機系統5的大腦攝影圖讀取軟體44中。在步驟105，使用步驟102、103和/或104獲取的數據，確定有關定向容積的目標容積和探針位置，例如由臨床醫生使用規劃軟體49來確定。還可以使用例如MRI成像或類似的外部成像來手動或自動確定目標容積。在步驟105』，基於目標容積的位置和尺寸，針對各種超聲波傳感器的治療超聲波能量、相位、持續時間進行模擬和計算。在步驟106，例如使用指令軟體50來設定超聲波發射參數。在指令軟體50中設定聚焦區域的尺寸和位置、超聲波的功率和頻率。低頻超聲波可以用於將治療超聲波能量作用於距離探針6較遠的區域，而高頻超聲波可以應用於較近的區域。因此，可以將探針6設定在熱「治療」處理模式，或非破壞(代謝刺激，...)模式或破壞(凝結，蒸發)模式。在步驟107，超聲波被遞送到器官8的區域10。如圖14所示，探針6可以在外包絡38內以非聚焦模式操作。也可以在聚焦模式下操作激活特定的聚焦區域58。同時，冷卻的生理溶液在指令軟體50的指令下，通過泵22被泵送入探針的微型線路，以有效地冷卻探針。向計算機系統的熱成像軟體46提供實時熱MRI成像，以監測探針和/或器官和/或治療的安全點的溫度升高。計算機系統5可以通過及時對獲取的熱數據求和可以來實現壞死預測，以在特定的量容積內獲取熱沉積劑量。反射的超聲波由傳感器30進行檢測，並在計算機系統5內形成實時成像，從而實現超聲波的實時監測。在步驟108中，例如由檢測到的MRI成像，或者通過超聲波成像(回波描記成像， 彈性成像)來監測治療超聲波應用的有效性。如果臨床醫生判斷治療處理不充分，則操作流程繼續回到步驟105。但是，如果臨床醫生發現實施的熱治療足夠了，則操作流程進入步驟 109。在步驟109，治療區域10被超聲波機械地破碎。將探針6設定為「破碎」模式，發出脈衝超聲波到器官的治療區域。「破碎」模式也是治療模式。通過使用蒸汽噴射/氣穴技術來破碎細胞間的粘結力，從而導致區域的破碎(剪切)。當然，在這種模式下，超聲波參數可以由指令軟體50來設定。在這種模式下，探針通過泵22被連續冷卻。在另一種方法中，組織的破損可以通過低頻振動(約10kHz[l-50kHz])來實現，所述低頻振動由機電芯軸後部沈發射，通過芯軸主體(如果重新引入的話)以便在治療的組織內傳遞該低頻振動，或者可選地通過另一個特定的誘發機械應力的芯軸。在步驟110中，監測破碎步驟109的有效性。如果臨床醫生判定該步驟的有效性不充分，則操作流程返回步驟109 ；但是，如果臨床醫生判定該步驟的有效性充分，則流程進入步驟111，在該步驟，破碎組織被抽吸出人體外。在步驟111中，內窺式共焦顯微鏡的光學纖維被移出，與空腔16相連的泵36在受控負壓下，由計算機系統的指令軟體50的指令來實現軟抽吸，從而使治療區域的容積下降。在步驟112中，監視該治療是否被臨床醫生判斷為符合要求。如果不符合要求，則流程返回步驟111 ；如果決定結束程序，則探針6從器官裡移出，整個過程結束。上述描述僅是上述探針和系統的一個可能的實施例的解釋性說明，並且重複、繞過上述步驟或更改上述步驟的順序，或者根據待治療的病理增加附加步驟，均在本領域技術人員能達到的範圍內。因此，探針可以通過以下模式或物理因數治療組織損傷，所述模式或物理因數為熱血凝固、熱可逆性缺損、非熱機械蒸汽噴射和氣穴方式、聲穿孔或上述的組合。此外，間質探針可以以非間質的方式被使用，通過將探針極為貼近放置，但放置在待治療的器官外。該探針可以是一次性的，或者經消毒後再連續使用。此外，在另一個實施例中，探針可以永久地安裝在病人的器官內，並由合適的計算機遠程控制，例如在定期檢查時植入病人體內。儘管上述實施例示出的探針具有許多特徵，但需要注意的是，不是所有這些特徵都是本發明的探針所必須的。例如，信息採集裝置可以只包括一個或包括多個成像模式的超聲波傳感器30，電生理傳感器33，溫度傳感器34以及內窺式共焦顯微鏡頭部40。
權利要求
1.包括經皮探針和計算機系統的醫療系統，所述經皮探針，由MRI-兼容材料製成，包括-具有插入端(9)的主體，其成形為經皮地插入病人身體器官(8)的組織內，所述器官 (8)具有在單個醫療程序中待分析、治療並監測的區域(10)， -內窺式共焦數字顯微鏡的光學頭部03)，-至少一個信息採集傳感裝置(30，33，34)，其適於採集所述器官的所述區域(10)的信息？-以相控陣方式操作的多個治療應用傳感器(30)，其適於發出聚焦或非聚焦的治療超聲波到所述器官的所述區域(10)，計算機系統包括可參數化指令裝置(50)以及適於控制治療超聲波的產生的相關裝置 (56)。
2.根據權利要求1所述的醫療系統，其特徵在於，所述經皮探針的信息採集傳感裝置包括至少一個超聲波傳感器(30)，其適於實現身體器官(8)的超聲波成像，以及其中，每個傳感器(30)適於在成像模式下操作，在該模式下其用作信息採集傳感裝置，並且其適於在治療模式下操作，在該模式下其用作治療應用傳感器。
3.根據權利要求1或2所述的醫療系統，其特徵在於，所述計算機系統包括適於由檢測到的超聲波生成圖像的成像裝置G3)。
4.根據上述權利要求中任一項所述的醫療系統，其特徵在於，所述探針包括抽吸裝置 (16，36)，其適於通過所述探針主體從病人體內採集部分所述組織。
5.根據權利要求4所述的醫療系統，其特徵在於，所述抽吸裝置(16，36)包括抽吸通道 (16)，所述抽吸通道(16)在所述探針主體內從所述探針頂端的插入端的第一端(9)延伸到與泵(36)流體連通的第二端。
6.根據上述權利要求中任一項所述的醫療系統，其特徵在於，所述信息採集傳感裝置包括至少一個以下部件-至少一個腦電圖電極(33)，其適於採集大腦生理信號， -至少一個生物傳感器(59)，其適於採集組織生理信號， -至少一個熱電極(34)，其適於測量所述區域(10)的溫度， -活檢針，其適於採集組織。
7.根據上述權利要求中任一項所述的醫療系統，其特徵在於，所述探針包括流體排空線路(16)，其適於通過所述探針主體從所述器官中排出流體。
8.根據上述權利要求中任一項所述的醫療系統，其特徵在於，所述探針包括流體線路 (17，19，20，21 ； 17，19，16)，其適於允許冷卻流體流入所述探針主體內。
9.根據權利要求8所述的醫療系統，其特徵在於，所述計算機系統包括脈衝泵指令 (53)，其適於在所述探針主體內產生冷卻液的流動。
10.根據上述權利要求中任一項所述的醫療系統，其特徵在於，治療應用傳感器(30) 適於在Is內、優選地在IOOms內，在所述治療應用裝置附近的直徑至少為2mm的球形治療區域內，使溫度升高至少30°C，優選為至少60°C。
11.根據上述權利要求中任一項所述的醫療系統，其特徵在於，所述治療應用傳感器 (30)適於在IOmn內、在所述探針附近的橫截面直徑為30mm的外包絡內，使溫度升高至少30°C，優選地至少60°C。
12.根據權利要求4、5或7所述的醫療系統，其特徵在於，所述計算機系統包括連續泵指令64)，其適於通過所述探針主體來抽吸。
13.根據上述權利要求中任一項所述的醫療系統，其特徵在於，所述計算機系統包括至少一個功率放大器(56)，其適於產生一功率，並將該功率傳遞到所述治療應用傳感器 (30)，所述功率足以將治療超聲波發射到所述主體器官的所述區域(10)上。
14.根據上述權利要求中任一項所述的醫療系統，其特徵在於，所述計算機系統包括設定裝置( )，其適於設定治療超聲波的參數。
15.根據上述權利要求中任一項所述的醫療系統，其特徵在於，所述計算機系統包括 MRI接口(45 ；46)，其適於連接MRI系統，並接收來自所述MRI系統的病人身體的MRI數據， 並且包括軟體，其適於產生並控制MRI成像。
16.根據上述權利要求中任一項所述的醫療系統，其特徵在於，所述計算機系統進一步包括適於產生並控制至少超聲波成像和共焦顯微鏡成像的軟體。
17.根據上述權利要求中任一項所述的醫療系統，其特徵在於，所述計算機系統包括模擬軟體，其適於確定治療超聲波的參數。
18.根據權利要求17所述的醫療系統，其特徵在於，所述模擬軟體適於模擬探針、腫瘤以及計劃切除的幾何形狀，以評估所述參數。
19.方法包括-提供身體器官(8)，所述身體器官(8)具有在單個治療程序中待分析、治療以及監測的區域(10)，所述器官設有由MRI兼容材料製成的經皮探針(6)，且該探針具有一主體，所述主體具有插入身體器官組織中的插入端(9)，-使用所述探針的信息採集傳感裝置(30，33，34)以及內窺式共焦顯微鏡的光學頭部採集所述器官的所述區域的信息，-設定至少一個聚焦和非聚焦治療超聲波參數，通過所述探針的多個治療應用傳感器 (30)，所述治療超聲波將被發射到所述器官的所述區域，所述治療應用傳感器通過可參數化指令裝置(50)和計算機系統的相關設備(56)被布置成相控陣。
20.根據權利要求19所述的方法，還包括對採集到的信息進行分析以及根據所述分析來設定所述治療超聲波的參數。
21.根據權利要求19或20所述的方法，還包括將所述探針的插入端(9)經皮地插入所述人體器官的組織中。
22.根據權利要求19至21中任一項所述的方法，還包括發射所述治療超聲波。
全文摘要
由MRI兼容材料製成的經皮探針，包括經皮地插入病人身體器官(8)組織內的主體，所述身體器官(8)具有在單個醫療程序中待分析、治療並監控的區域(10)；至少一個信息採集傳感裝置(30，33，34)；360°布置的治療應用傳感器(30)從而發出聚焦或非聚焦的治療超聲波。計算機系統包括可參數化指令裝置(50)，其適於模擬並控制治療超聲波的產生，並通過熱MRI成像監測治療。
文檔編號A61B8/12GK102164637SQ200980121312
公開日2011年8月24日 申請日期2009年4月9日 優先權日2008年4月9日
發明者亞歷山大·卡彭蒂厄, 朱利安·伊特茲科維特茲 申請人:巴黎公共醫療救助機構, 朱利安·伊特茲科維特茲, 皮埃爾和瑪利居裡大學(巴黎第六大學)