用于组织热适形体积消融及监视其的间质超声一次性涂布器的制造方法_2

文档序号:9792964阅读:来源:国知局
个的高度尺寸不大于三(3) 个波长。
[0027] 所述多个CMUT阵列换能器中的每个可以包括硅衬底,使得该装置由于硅衬底而 MRI兼容。
[0028] 此外,所述多个CMUT阵列换能器可以具有小于100微米的厚度,并且是柔性的以符 合主体的外表面。
[0029] 此外,间质超声热消融涂布器还可以包括覆盖主体和所述多个CMUT阵列换能器的 生物相容的保护膜。
[0030] 根据本发明的另一方面,一种用于治疗不均匀肿瘤病灶的间质超声热消融涂布器 包括:主体,具有纵向针形和纵轴;多个电容式微机械超声换能器(CMUT)线性阵列换能器, 其安装在所述主体上,并排布置以形成圆柱形状,具有平行于所述主体的纵轴的方位规划, 所述多个CMUT线性阵列换能器中的每个具有预定的高度尺寸以引导发射的超声波,以控制 所得消融体积的平整度;以及集成的传感器和集成的传感装置中的至少一个,用于监控器 官的物理参数和生理参数中的至少一个。
[0031] 在进一步的实施方案中,集成的传感器和集成的传感装置中的至少一个是以下中 的一个或多个:温度传感器;压力传感器;气体传感器;生物传感器;和激光发射器。
[0032] 根据本发明的再一方面,一种用于治疗不均匀肿瘤病灶的间质超声热消融涂布器 包括:主体,具有纵向导管形和纵轴;多个电容式微机械超声换能器(CMUT)线性阵列换能 器,其安装在所述主体上,并排布置以形成圆柱形状,具有平行于所述主体纵轴的方位规 划,所述多个CMUT线性阵列换能器中的每个具有预定的高度尺寸以引导发射的超声波,以 控制所得消融体积的平整度;集成的传感器,用于监控器官的物理参数和生理参数中的至 少一个;以及集成的芯片实验室(LoC)装置,位于所述多个CMUT线性阵列换能器中的一个的 表面内,用于原位分析组织。
[0033] 在一个实施方案中,LoC装置是微流体装置,用于血细胞计数测定和生物测定中的 一个。
[0034] 本发明的另一方面是一种用于驱动间质超声热消融涂布器的电子驱动方法,所述 间质超声热消融涂布器具有设置在其周围的以行和列布置的多个独立的换能器元件。该方 法包括:控制换能器元件各行和各列的聚焦参数;和以提供适形消融体积的方式控制换能 器元件各行和各列的影响(contribution)。
[0035] 在一个实施方案中,该方法还包括:在每个各自的行中两两电分流相邻的换能器 元件;和单独控制列中的换能器元件以实现适形体积超声处理/治疗。
[0036] 在另一个实施方案中,该方法还包括:一起分流在每个各自的行中换能器元件的 顶部电极,使得所有的行被电分离;一起分流在每个各自的列中换能器的底部电极,使得所 有的列被电分离;通过将选择行的顶部电极和选择列的底部电极同时连接到电源来激活期 望的换能器元件,以极化位于选择行和选择列两者中的期望的换能器元件。
[0037] 在再一个实施方案中,所述行以在间质超声热消融涂布器的中部的对称线对称配 置,其中行分别以从Pi到PN和QN到Qi的位置顺序绕对称线布置。然后,该方法包括:一起分 流形成相同顺序的行Px和行Qx的换能器元件的顶部电极,使得不同顺序的行是电分离的; 以反向次序(reverse chronology)布置行P和行Q,以获得相邻于最后顺序行QN的最后顺序 行PN,由此第一顺序行Pi和第一顺序行Qi位于间质超声热消融涂布器的相对端;一起分流 在每个各自的列中形成的换能器元件的底部电极,使得所有的列被电分离;通过将选择行 的顶部电极和选择列的底部电极同时连接到电源来激活期望的换能器元件,以极化位于选 择行和选择列两者中的期望的换能器元件。
[0038] 根据本发明的另一方面,一种提供通过使用包括多个超声换能器的间质超声热消 融涂布器的间质过程热消融组织区域的方法包括:在恶化的(incriminated)组织和肿瘤中 的一个的中央插入并定位所述间质超声热消融涂布器;分别向所述多个超声换能器施加电 驱动,所述多个超声换能器中的每个具有各自的自定义聚焦特性;控制供给的超声能量和 对于所述多个超声换能器中的每个的处理时间,以控制组织温度的升高和分配;并从治疗 部位除去消融材料用于评估。
[0039] 根据本发明的另一方面,一种提供通过使用包括多个超声换能器的间质超声热消 融涂布器的间质过程热消融组织区域的方法包括:在恶化的组织和肿瘤中的一个的中央插 入并定位所述间质超声热消融涂布器;分别向所述多个超声换能器施加电驱动,所述多个 超声换能器中的每个具有各自的自定义聚焦特性;控制供给的超声功率;控制所述供给的 超声波能量的频率和相位并控制对于所述多个超声换能器中的每个的处理时间,以控制组 织温度的升高和分配;并从治疗部位除去消融材料用于评估。
[0040] 在一个重要的实施方案中,根据磁共振成像(MRI)扫描进行所述过程以监控局部 温度。
[0041] 在一个重要的实施方案中,使用以下策略中的至少一个进行治疗过程:基于MR-温 度测定反馈控制,由每个独立元件产生的超声波的功率调制(PM)、频率调制(FM)或相位调 制(PHM)来调节沉积在围绕涂布器的3D体积中的热的量和位置。
[0042] 在另一个重要的实施方案中,间质超声热消融涂布器具有直径小于4mm的针形,以 便在插入期间不损伤健康组织。
[0043] 本发明的其它特征和优点将在下述本发明的示例性实施例的详细描述中进行陈 述或由其变得显而易见。
【附图说明】
[0044] 图1A、1B和IC是说明根据本发明的肿瘤间质治疗的示例性过程的顺序图。
[0045] 图2是适形病灶的治疗体积的区域的图形视图。
[0046] 图3、4和5显示了根据本发明的示例性间质超声热消融涂布器的几个实施例。
[0047]图6A至6D是使用根据本发明的示例性热消融涂布器所获得的3D适形体积的示例 的图形绘制。
[0048] 图7是根据本发明的示例性电容式微机械超声换能器(CMUT)的内部结构的侧视 图。
[0049] 图8是示例性热消融涂布器的另一个实施例的透视图。
[0050] 图8A是图8中标记为8A的虚线所指定的示例性热消融涂布器的近端的放大图。 [0051]图9A是显示图8中在识别为9-9的平面上获取的示例性热消融涂布器的一个组装 的截面图。
[0052]图9B是显示图8中在识别为9-9的平面上获取的示例性热消融涂布器的另一个组 装的截面图。
[0053]图10是示例性热消融涂布器的另一个实施例的透视图。
[0054]图11是示例性热消融涂布器的另一个实施例的透视图。
[0055] 图12、13A和13B是根据本发明的间质超声一次性涂布器(interstitial ultrasonic disposable applicator)的电气系统的功能框图。
【具体实施方式】
[0056] 当前公开的主题的一个或多个实施例的细节在本文中阐述。对于本文中所描述的 实施例和其它实施例的变型对于本领域普通技术人员在研究本文所提供的信息之后将是 明显的。提供在本文中尤其是在所描述的示例性实施例的具体细节中提供的信息主要出于 清楚理解的目的,不应由其理解为不必要的限制。在冲突的情况下,以本文说明书包括限定 为准。
[0057] 虽然下面的术语被认为是对本领域普通技术人员容易理解的,但列出下列限定以 有利于本公开主题的解释。
[0058]除非另有定义,否则本文使用的所有技术和科学术语具有当前公开的主题所属领 域中的普通技术人员所通常理解的相同含义。虽然类似或等同于本文描述内容的任何方 法、装置和材料可被用于当前公开的主题的实践或测试中,但现在将描述有代表性的方法、 装置和材料。
[0059]根据长期存在的专利法惯例,术语"一"、"一个"和"所述"当用于本申请包括利要 求书中时指"一个或多个"。因此,例如,提及"一个细胞"包括多个这样的细胞,以此类推。
[0060] 除非另有说明,否则在说明书和权利要求书中表示成分、性质如反应条件等的量 的所有数字应被理解为在所有情况中可通过术语"约"进行修改。因此,除非有相反的指示, 否则在本说明书和权利要求书中列出的数值参数中都是近似值,其可以根据通过当前公开 主题寻求得到的所需性质进行变化。
[0061] 如本文所用的,术语"约"当指一个值或指质量、重量、时间、体积、浓度或百分比的 量时,是指包含由所指定的量在一些实施例中±20%、在一些实施例中± 10%、在一些实施 例±5%、在一些实施例中±1%、在一些实施例中±0.5%以及在一些实施方案中±0.1 % 的变化,因为这样的变化对于进行所公开的主题是合适的。
[0062] 如本文所用,范围可以表示为从"约"一个具体值,和/或到"约"另一个具体值。还 可以理解,本文中公开了若干值,并且在本文中也公开了除了该值本身以外"约"为该特定 值的每个值。例如,如果值"10"被公开,则"约10"也被公开。也可以理解,还公开了两个具体 单元之间
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