專利名稱：Mr 成像引導(dǎo)的超聲治療的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振(MR)成像領(lǐng)域。其涉及一種包括超聲治療單元和MR成像單元的治療系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對于一些特定的治療干預(yù)而言，超聲正成為一種越來越符合人們預(yù)期的方案。具體而言，高強(qiáng)度聚焦超聲的使用當(dāng)前正被用作子宮肌瘤的熱治療干預(yù)方案，并且研究表明其有可能應(yīng)用于對肝、腦、前列腺以及其他癌癥病灶的治療。很多研究的主題還將超聲作為用于調(diào)節(jié)凝塊溶解的手段(聲學(xué)溶栓治療)，并且已經(jīng)表明，超聲提高了現(xiàn)有醫(yī)學(xué)治療的效力，諸如采用組織纖溶酶原激活物(tPA)作為卒中患者的血栓溶解劑的醫(yī)學(xué)治療。超聲調(diào)節(jié)的藥物給送和基因治療是另一個活躍的研究領(lǐng)域?；蛑委熤械鞍踪|(zhì)的基因表達(dá)以及部位靶向治療中藥物的強(qiáng)化給送具有以最小的副作用治療各種疾病的潛在可能。超聲治療的另一種應(yīng)用是作為美容手段的非侵入性治療，例如，減肥。之所以希望將超聲應(yīng)用到所有這些應(yīng)用當(dāng)中是因為其能夠?qū)崿F(xiàn)對深層組織的非侵入性治療，而對覆蓋器官的影響甚小，或者沒有影響。用于組織消融的超聲治療是通過利用高強(qiáng)度超聲對感興趣組織進(jìn)行聲照射而實現(xiàn)的，所述高強(qiáng)度超聲被吸收并被轉(zhuǎn)化成熱，從而使相應(yīng)組織的溫度升高。隨著溫度上升至 55攝氏度以上，將發(fā)生組織的凝結(jié)壞死，從而導(dǎo)致快速的細(xì)胞死亡。治療中使用的換能器可以處于身體外部，或者可以通過血管、尿道、直腸等插入到身體內(nèi)。然而，超聲治療并不局限于組織消融，而是還涉及其他類型的基于超聲的生物效應(yīng)的使用，包括止血、藥物或基因給送、凝塊溶解等。目前，已經(jīng)可以從市面上獲得經(jīng)MR成像引導(dǎo)的高強(qiáng)度聚焦超聲(MR HIFU)系統(tǒng)。 第一種臨床應(yīng)用是對子宮內(nèi)的良性腫瘤、即所謂的子宮肌瘤的消融。其中，將聚焦的超聲射束引向腹部。采用超聲射束穿過皮膚和介于中間的組織對腫瘤進(jìn)行加熱，同時采用MR成像監(jiān)測聲照射區(qū)域內(nèi)的溫度分布。后者使得該過程安全且有效。將MR成像，特別是MR溫度測量，用于這樣的消融熱治療的非侵入性監(jiān)測。超聲治療期間溫度記錄(thermographic) MR圖像的重建用于提供反饋，以確保在目標(biāo)位置處完成足夠的加熱，同時保障其他關(guān)鍵解剖結(jié)構(gòu)不受損傷。包括超聲治療單元和MR成像單元的治療系統(tǒng)一般是已知的，例如，可以從US 5590653得知。在這樣的已知系統(tǒng)中，將超聲治療單元的超聲施用器集成到承載待治療的患者的患者臺中。MR成像單元使用用于接收MR信號的RF線圈，所述RF線圈可以提供于用于將高強(qiáng)度超聲耦合到患者的身體內(nèi)的水袋的表面膜上，或者可以提供于在其上也設(shè)置了超聲施用器的腔內(nèi)探頭上。所述已知系統(tǒng)的缺陷在于，在治療之前的每一患者設(shè)置(setup)期間必須適當(dāng)?shù)夭贾糜糜贛R信號接收的RF線圈。另一缺陷在于RF線圈與用于將超聲耦合到身體內(nèi)的耦合液(水、水性凝膠、油)緊密接觸。這構(gòu)成了安全風(fēng)險。RF線圈是已知系統(tǒng)中的可松解部分，針對每一患者設(shè)置總對其進(jìn)行移動。必須仔細(xì)保護(hù)RF線圈和通過其將RF線圈連接至 MR成像單元的接收器的電纜線路，防止受到水的影響。

發(fā)明內(nèi)容
從上文可以容易地認(rèn)識到，需要一種用于MR成像引導(dǎo)的HIFU的經(jīng)改進(jìn)的治療系統(tǒng)。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種治療系統(tǒng)，其避免了上述缺陷，并促成切近于超聲施用器的良好圖像質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明，公開了一種治療系統(tǒng)。本發(fā)明的系統(tǒng)包括-超聲治療單元，其被布置成利用高強(qiáng)度超聲對患者的身體的至少一部分進(jìn)行聲照射，其中，所述超聲治療單元包括附接至承載患者的身體的患者臺的超聲施用器，以及-MR成像單元，其被布置成從身體的所述部分采集MR信號，并根據(jù)所述MR信號重建MR圖像，其中，所述MR成像單元包括用于接收MR信號的RF接收天線，所述RF接收天線整體集成到所述患者臺中。本發(fā)明的主旨是將超聲施用器和RF接收天線兩者集成到患者臺中。所集成的RF 接收天線是固定地集成到患者臺中的。因此，在患者設(shè)置期間根本不涉及RF接收天線。因而，本發(fā)明的系統(tǒng)的可用性相對于現(xiàn)有技術(shù)得到了顯著提高。所述天線自動處于相對于超聲施用器的正確位置，從而實現(xiàn)聲照射區(qū)域內(nèi)的良好圖像質(zhì)量。此外，RF接收天線被形成患者臺的外殼完全覆蓋。通過這種方式，能夠可靠地保持天線干燥。由于通過患者臺的外殼使RF接收天線(以及相關(guān)的電纜線路)與患者電隔離，因而提高了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的安全性。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，將超聲施用器在形成于患者臺中的處置孔的下方附接至患者臺，其中，高強(qiáng)度超聲在聲照射期間穿過所述處置孔。在這一實施例中，RF接收天線優(yōu)選是圍繞所述處置孔的RF線圈。在這一尤其可行的布置當(dāng)中，超聲射束穿過RF線圈，這將在聲照射的聚焦區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)高圖像靈敏度。本發(fā)明的系統(tǒng)優(yōu)選包括含有耦合液水袋，用于將高強(qiáng)度超聲通過處置孔耦合到患者的身體內(nèi)?？梢栽谔幹每椎闹車鷮⑺鯮F線圈布置到患者臺的外殼之內(nèi)，其中，所述RF線圈可靠地避開耦合液。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，所述RF接收天線包括防水外套。通過這種方式， 避免了天線的導(dǎo)電部分與水的接觸。此外，RF接收天線可以位于患者臺的防水艙內(nèi)，從而提供進(jìn)一步的保護(hù)，以避免液體接觸。可以將所述防水艙布置在處置孔的周圍，使得位于所述艙內(nèi)的RF線圈圍繞所述處置孔。根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實施例，將所述RF接收天線通過RF電纜連接到所述MR成像單元的接收器，所述RF電纜也整體集成到患者臺中。這意味著RF天線和相關(guān)聯(lián)的電纜線路兩者都集成到了患者臺中。在這一實施例中實現(xiàn)了特別高的安全水平。由于通過患者臺的外殼避免了電纜線路與患者身體的直接接觸，因而獲得了針對RF加熱的可靠的防護(hù)。 此外，可以將濾波器元件集成到患者臺中，將所述濾波器元件布置到RF電纜的周圍，以阻斷RF電纜內(nèi)電流的感應(yīng)。這樣的RF電纜陷阱(trap)阻斷了雜散RF電流在RF電纜的屏蔽導(dǎo)體上流動。所述濾波器與RF電纜耦合，從而在MR成像單元的共振頻率上呈現(xiàn)高信號衰減阻抗。根據(jù)本發(fā)明，可以將所述RF電纜和濾波器集成到患者臺中。


附圖公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所述附圖僅設(shè)計用于進(jìn)行圖示說明，而非旨在界定對本發(fā)明的限制。在附圖中圖1示意性示出了本發(fā)明的治療系統(tǒng)；圖2示出了本發(fā)明的系統(tǒng)的示意性剖面?zhèn)纫晥D；以及圖3示出了圖2中所示的患者臺的更為詳細(xì)的橫切面。
具體實施例方式參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的治療系統(tǒng)包括超聲治療單元1，超聲治療單元1被布置成利用高強(qiáng)度聚焦超聲射束對患者的身體2的至少一部分進(jìn)行聲照射。所述系統(tǒng)還包括MR 成像單元3，MR成像單元3從身體2的所述部分采集MR信號，并根據(jù)所采集的MR信號重建溫度記錄MR圖像，例如，基于局部質(zhì)子共振頻移(PRFS)。超聲治療單元1和MR成像單元3 連接至所述系統(tǒng)的公共控制單元4。控制單元4控制高強(qiáng)度超聲射束的位置、方向和/或聚焦?？刂茊卧?對例如在治療規(guī)劃階段期間通過MR成像單元3獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。此夕卜，控制單元4，可以是在醫(yī)學(xué)成像和治療裝置中通常使用的微型計算機(jī)，基于通過MR成像單元3采集的MR信號來計算身體2的治療部分中的溫度記錄MR圖像，即空間溫度分布。所述系統(tǒng)能夠執(zhí)行實時MR溫度記錄，并基于所測量的以及經(jīng)重建的溫度分布控制治療動作， 艮口，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)超聲治療單元1的聚焦超聲射束使組織內(nèi)的局部溫度按目標(biāo)設(shè)定升高。 通過顯示單元5將溫度記錄MR圖像呈現(xiàn)給系統(tǒng)操作員。繼續(xù)參考圖1并進(jìn)一步參考圖2和圖3，所述系統(tǒng)包括超導(dǎo)或有阻抗主磁體線圈 6，從而沿ζ軸創(chuàng)建貫穿檢查體積的基本均勻的、時間上恒定的主磁場。磁共振生成和操縱系統(tǒng)應(yīng)用一系列RF脈沖和切換的磁場梯度來反轉(zhuǎn)或激勵核磁自旋、誘發(fā)磁共振、使磁共振重新聚焦、操縱磁共振、對磁共振進(jìn)行空間編碼或其他形式編碼、使自旋飽和等，以執(zhí)行MR 成像。更具體而言，梯度脈沖放大器(未示出)沿所述檢查體積的χ、y和ζ軸向全身梯度線圈7施加電流脈沖。數(shù)字RF頻率發(fā)送器(未示出)向整個身體體積RF線圈8發(fā)送RF 脈沖或脈沖群，從而將RF脈沖發(fā)送到所述檢查體積內(nèi)。典型的MR成像序列包括彼此結(jié)合在一起的持續(xù)時間短的RF脈沖段的群，并且任何施加的磁場梯度均實現(xiàn)對核磁共振的選定操縱。采用所述RF脈沖使共振飽和、激發(fā)共振、反轉(zhuǎn)磁化、使共振重新聚焦、或者對共振進(jìn)行操縱以及選擇在檢查體積內(nèi)位于患者臺9上的身體2的一部分。將超聲治療單元1的超聲施用器10附接在形成于患者臺9內(nèi)的處置孔11下方。 超聲施用器10包括用于生成高強(qiáng)度超聲的超聲換能器12。準(zhǔn)備含有耦合液(例如，水、水性凝膠、油)的袋13，所述耦合液用于將強(qiáng)超聲通過處置孔11耦合到身體2內(nèi)。處置孔11 為圓形，并且基本位于患者臺9的中央。處置孔11由諸如Mylar塑膠薄膜隔膜的超聲膜24 覆蓋。為了生成對其施加了超聲的身體2的有限區(qū)域的MR圖像，將RF線圈14集成到患者臺9中，與所選擇的要進(jìn)行成像的區(qū)域鄰接。RF線圈14用于接收由身體線圈8的RF傳輸所感生的MR信號。由RF線圈14拾取所產(chǎn)生的MR信號，并由優(yōu)選包括前置放大器(未示出)的接收器15對其進(jìn)行解調(diào)。控制單元4控制所述系統(tǒng)以生成多種MR成像序列中的任何一種，諸如回波平面成像(EPI)、回波體積成像、梯度和自旋回波成像、快速自旋回波成像等。對于選定的序列而言，接收器15接收跟隨每一 RF激勵脈沖的快速相繼(succession)的單條或多條MR數(shù)據(jù)行(line)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(未示出)對所接收的信號執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將每一 MR數(shù)據(jù)行轉(zhuǎn)換為適于做進(jìn)一步處理的數(shù)字格式。最后，將數(shù)字原始圖像數(shù)據(jù)重建成圖像表示。所述MR 圖像可以呈現(xiàn)貫穿患者的平面切片、平行平面切片的陣列、三維體積等。然后，將所述圖像存儲在圖像存儲器內(nèi)，在圖像存儲器中可以對所述圖像進(jìn)行訪問，從而將切片、投影、或者圖像表示的其他部分轉(zhuǎn)換成可通過顯示單元5可視化的適當(dāng)形式。
如圖3詳細(xì)示出的，RF線圈14位于布置在處置孔11的周圍的防水艙16內(nèi)。通過這種方式，RF線圈14形成了圍繞處置孔11的環(huán)。艙16由患者臺9的外殼的基底部分 17和頂上部分18以及界定處置孔11的環(huán)形插件19形成。通過這種方式，RF線圈14完全隱藏在患者臺的外殼部分之下。準(zhǔn)備密封20，以便實現(xiàn)防水。RF線圈14由真空成型板形成，所述真空成型板被膠粘到一起，從而將RF線圈14的導(dǎo)電部分包圍到進(jìn)一步防水的套內(nèi)。同樣可以通過注塑成型制造RF線圈14。通過這種方式，即便RF線圈14所處的位置與處于袋13內(nèi)和/或與患者的身體2直接接觸的超聲耦合液直接相鄰，仍然實現(xiàn)了高水平的安全性。RF線圈14本身是防水的，并且此外，還將RF線圈14布置到患者臺9的完全防水的艙16內(nèi)。而且，通過其將RF線圈14的調(diào)諧和匹配模塊22連接至接收器15的RF電纜 21也被集成到患者臺9中。通過這種方式，患者臺的外殼17、18在電纜21和患者的身體2 之間提供了電(和熱)絕緣。布置在RF電纜21的周圍用于阻斷電流的感應(yīng)的濾波器元件 23也集成到了患者臺9中。
權(quán)利要求
1.一種治療系統(tǒng)，包括_超聲治療單元(1)，其被布置成利用高強(qiáng)度超聲對患者的身體(2)的至少一部分進(jìn)行聲照射，其中，所述超聲治療單元(1)包括附接至承載所述患者的身體(2)的患者臺(9)的超聲施用器(10)，以及-MR成像單元(3)，其被布置成從所述身體(2)的所述部分采集MR信號，并根據(jù)所述 MR信號重建MR圖像，其中，所述MR成像單元(3)包括用于接收所述MR信號的RF接收天線 (14)，所述RF接收天線(14)被整體集成到所述患者臺(9)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療系統(tǒng)，其中，所述超聲施用器(10)在形成于所述患者臺中的處置孔(11)下方附接至所述患者臺(9)，在聲照射期間，所述高強(qiáng)度超聲穿過所述處置孔(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的治療系統(tǒng)，其中，所述RF接收天線(14)是圍繞所述處置孔 (11)的RF線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項所述的治療系統(tǒng)，還包括含有耦合液的水袋(13)，所述耦合液用于將所述高強(qiáng)度超聲通過所述處置孔(11)耦合到所述患者的身體(2)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項所述的治療系統(tǒng)，其中，所述RF接收天線(14)包括防水套。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中的任一項所述的治療系統(tǒng)，其中，所述RF接收天線(14)位于所述患者臺(9)的防水艙(16)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4和6所述的治療系統(tǒng)，其中，將所述防水艙(16)布置在所述處置孔 (11)的圓周處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任一項所述的治療系統(tǒng)，其中，所述RF接收天線(14)通過整體集成到所述患者臺(9)中的RF電纜(21)連接至所述MR成像單元⑶的接收器(15)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的治療系統(tǒng)，其中，將濾波器元件(23)集成到所述患者臺(9) 中，所述濾波器元件被布置在所述RF電纜周圍，用于阻斷所述RF電纜(21)內(nèi)的電流的感應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種治療系統(tǒng)，其包括超聲治療單元(1)，其被布置成利用高強(qiáng)度超聲對患者的身體(2)的至少一部分進(jìn)行聲照射，其中，所述超聲治療單元(1)包括附接至承載患者的身體(2)的患者臺(9)的超聲施用器(10)；以及MR成像單元(3)，其被布置成從所述身體(2)的所述部分采集MR信號，并根據(jù)所述MR信號重建MR圖像，其中，所述MR成像單元(3)包括用于接收MR信號的RF接收天線(14)。本發(fā)明的目的在于提供一種治療系統(tǒng)，其將促成接近于超聲施用器的良好圖像質(zhì)量，并提高治療系統(tǒng)的可用性。為此，本發(fā)明提出了將RF接收天線(14)整體集成到患者臺(9)中。
文檔編號A61N7/02GK102458578SQ201080031281
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者G·J·恩霍爾姆, P·伊莫寧, T·J·V·維爾塔 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司