УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРАПИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ СОНОТРОМБОЛИЗИСА
ULTRASONIC DEVICE FOR THERAPY WITH APPLICATION OF SONOTHROMBOLYSIS

[001]
Данная заявка имеет приоритет по предварительной заявке США No. 62/079,768, зарегистрированной 14 ноября 2014 г., а также предварительной заявке США No. 62/215,774, зарегистрированной 9 сентября 2015 г., полное содержание которых включено в настоящее описание путем ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[002]
Данное изобретение относится, в общем, к ультразвуку, в частности к ультразвуковому аппарату для проведения терапии с применением сонотромболизиса, а также способам работы.
[003]
Сонотромболизис - разрушение тромбов акустическими импульсами малой мощности и низкой частоты. Медицинские исследования показали, что ультразвуковые импульсы малой мощности и низкой частоты, приложенные к сердечной мышечной ткани, могут улучшать микроваскулярный и эпикардиальный кровоток, а также повышать перфузию ткани, в том числе сердечной мышечной ткани. Улучшения кровотока и перфузии связывают с индуцированным ультразвуком разрушением тромбов и запуском вазодилатации в микроциркуляторном русле. Эти эффекты можно наблюдать при использовании одного лишь ультразвука, при этом в качестве опции они могут усиливаться благодаря присутствию микропузырьков и/или в сочетании с проведением лекарственной терапии.
[004]
Сонотромболизис сердца может иметь терапевтический эффект для лечения кардиоваскулярного заболевания. Он может использоваться для лечения хронического кардиоваскулярного заболевания и/или при острых нарушениях сердечной деятельности. В частности, некоторые исследования позволяют предположить, что сонотромболизис, проводимый в процессе инфаркта миокарда, может предотвратить постинфарктные осложнения. В некоторых случаях он может увеличить поступление питательных веществ в голодающую сердечную мышцу. Это может уменьшить объем тканей, погибших вследствие инфаркта миокарда, а также позволяет увеличить временное окно, в течение которого может оказаться эффективным другое медицинское вмешательство. Например, проведение экстренной ангиопластики, стентирования и/или коронарного шунтирования можно отложить, если пациенту проведен сонотромболизис. Это может улучшить результаты лечения пациентов, особенно в тех случаях, когда пациенты пережили инфаркт миокарда в отдаленной области и/или в клинике, в которой немедленное применение средств интервенционной кардиологии невозможно.
[005]
В настоящее время сонотромболизис сердца обычно представляет собой экспериментальную процедуру, требующую клинических условий с широким набором оборудования, опытных специалистов в области сонографии и врачей-клиницистов. Это может ограничивать использование сонотромболизиса сердца в качестве эффективной терапевтической процедуры при острых нарушениях сердечной деятельности, которые часто происходят вне условий клиники.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[006]
Согласно одному раскрытому иллюстративному варианту осуществления медицинская визуализирующая система может включать в себя ультразвуковой зонд, который может быть выполнен с возможностью получения сигнала и проведения маломощной ультразвуковой терапии, процессор для обработки изображений, который может быть выполнен с возможностью приема сигнала от ультразвукового зонда, процессор для распознавания сердца, который может быть выполнен с возможностью определения, имеет ли зонд требуемый обзор сердца, по меньшей мере, частично на основе данных, полученных от процессора для обработки изображений, а также контроллер передачи, который может быть выполнен с возможностью управления лучом ультразвукового зонда и управления проведением маломощной ультразвуковой терапии. Ультразвуковой зонд может включать в себя корпус, ультразвуковой преобразователь, заключенный в корпус, а также удерживающее гнездо, которое может, по меньшей мере, частично заключать в себя корпус. Удерживающее гнездо может включать в себя краевую часть, окружающую внешний периметр корпуса. Ультразвуковой зонд может дополнительно содержать клейкое вещество на краевой части, которое может быть выполнено с возможностью соединять ультразвуковой зонд с поверхностью.
[007]
Согласно другому раскрытому иллюстративному варианту осуществления устройство для проведения сонотромболизиса сердца может включать в себя ультразвуковой зонд, который может быть выполнен с возможностью получения сигнала и проведения маломощной ультразвуковой терапии, а также компьютер, соединенный с ультразвуковым зондом. Компьютер может включать в себя процессор для обработки изображений, который может быть выполнен с возможностью приема сигнала от ультразвукового зонда, процессор детектора блокировки, который может быть выполнен с возможностью определения, блокирует ли объект поле обзора ультразвукового зонда, по меньшей мере, частично на основе данных, полученных от процессора для обработки изображений, процессор для распознавания сердца, который может быть выполнен с возможностью определения, имеет ли зонд требуемый обзор сердца, по меньшей мере, частично на основе данных, полученных от процессора для обработки изображений, а также контроллер передачи, который может быть выполнен с возможностью управления лучом ультразвукового зонда и управления проведением маломощной ультразвуковой терапии. Компьютер может представлять собой планшетный компьютер, который может включать в себя сенсорный экран. Компьютер может обмениваться данными по беспроводной связи с ультразвуковым зондом.
[008]
Согласно дополнительному раскрытому иллюстративному варианту осуществления способ может включать в себя прием сигнала от ультразвукового зонда; анализ сигнала с помощью процессора детектора блокировки для определения, блокирует ли объект поле обзора ультразвукового зонда; анализ сигнала с помощью процессора для распознавания сердца для определения, имеет ли зонд требуемый обзор сердца; управление лучом ультразвукового зонда, если определено, что объект блокирует поле обзора или ультразвуковой зонд не имеет требуемый обзор сердца; а также проведение кардиотерапии с применением сонотромболизиса с помощью ультразвукового зонда. Способ может дополнительно включать в себя предоставление пользователю инструкций по размещению ультразвукового зонда на пациенте. Способ может дополнительно включать в себя проведение наружной дефибрилляции с помощью электрода.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[009]
На ФИГ. 1 показана блок-схема ультразвуковой визуализирующей системы согласно одному варианту осуществления раскрытия.
[010]
На ФИГ. 2 схематично показан ультразвуковой зонд согласно одному варианту осуществления раскрытия.
[011]
На ФИГ. 3 схематично показан пример акустических окон.
[012]
На ФИГ. 4 показана блок-схема алгоритма для выполнения способа согласно одному варианту осуществления раскрытия.
[013]
На ФИГ. 5 показано портативное устройство для проведения сонотромболизиса сердца (CS) согласно одному варианту осуществления раскрытия.
[014]
На ФИГ. 6 схематично показано портативное CS-устройство согласно одному варианту осуществления раскрытия.
[015]
На ФИГ. 7 схематично показано портативное CS-устройство согласно одному варианту осуществления раскрытия.
[016]
На ФИГ. 8 схематично показаны ультразвуковые зонды согласно одному варианту осуществления раскрытия.
[017]
На ФИГ. 9 схематично показано комплексное устройство для проведения сонотромболизиса сердца в сочетании с автоматическим наружным дефибриллятором в ходе его применения согласно одному варианту осуществления раскрытия.
[018]
На ФИГ. 10 показана блок-схема алгоритма для выполнения способа согласно одному варианту осуществления раскрытия.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[019]
Нижеследующее описание определенных примеров осуществления является лишь иллюстративным по своему характеру и никоим образом не направлено на ограничение изобретения либо его приложений или областей использования. В нижеследующем подробном описании вариантов осуществления настоящих систем и способов приводятся ссылки на сопроводительные чертежи, составляющие его часть, где иллюстративно представлены конкретные варианты осуществления, позволяющие практически воплотить описанные системы и способы. Эти варианты осуществления описаны достаточно подробно, чтобы позволить специалистам в данной области техники применить на практике раскрытые здесь системы и способы, при этом следует понимать, что могут использоваться и другие варианты осуществления, а также могут быть выполнены конструктивные и логические изменения без отступления от существа и объема настоящей системы.
[020]
Нижеследующее подробное описание, таким образом, не должно восприниматься в ограничительном смысле, при этом объем настоящей системы определяется только прилагаемой формулой изобретения. Первая цифра ссылочных позиций на фигурах в настоящем описании обычно соответствует номеру фигуры, за исключением того, что идентичные компоненты, присутствующие на множестве фигур, обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Кроме того, для ясности подробные описания определенных признаков не приводятся, когда они понятны специалистам в данной области техники, чтобы не усложнять описание настоящей системы.
[021]
В настоящем описании представлены различные варианты осуществления систем, приложений и/или способов для проведения пациенту терапии с применением сонотромболизиса с помощью портативного устройства. В некоторых приложениях пациент может переживать кардиальное событие. В некоторых приложениях пациент может испытывать другие проблемы, связанные с кровообращением в сосудах, например образование тромбов или стеноз. В то время как системы и способы для проведения сонотромболизиса будут описаны со ссылкой на системы и способы, предназначенные для проведения сонотромболизиса сердца (CS), следует понимать, что сонотромболизис может проводиться применительно к другим областям организма, например, при стенозе сонных артерий, а также при образовании тромбов в ногах. Описание различных вариантов осуществления систем и способов, предназначенных для проведения тромболизиса сердца, не предполагает ограничения объема настоящего изобретения лишь CS-системами и способами. В некоторых вариантах осуществления система может включать в себя два ультразвуковых зонда, соединенных с переносной системой. В некоторых вариантах осуществления система может быть выполнена с возможностью использования вне условий клиники. Следовательно, существует возможность проведения CS-терапии пациенту, переживающему острое нарушение сердечной деятельности, до и/или во время транспортировки в медицинское учреждение. Это может уменьшить постинфарктные осложнения и улучшить результаты лечения пациентов.
[022]
В некоторых вариантах осуществления портативное CS-устройство может быть приспособлено для использования ответственными за оказание неотложной медицинской помощи (EMR) (например, парамедиками, специалистами по оказанию неотложной медицинской помощи, пожарниками). Портативное CS-устройство может выдавать EMR-сотрудникам инструкции по использованию посредством графических изображений, электронного дисплея, звука, аудио- и/или видеосигналов. EMR-сотрудники могут отреагировать на необходимость оказания срочной медицинской помощи и определить, что пациент испытывает острое нарушение сердечной деятельности, например, инфаркт миокарда. EMR-сотрудники могут принять решение оказать терапевтическое воздействие на пациента с помощью портативного CS-устройства. Портативное CS-устройство может указать надлежащие места расположения двух или более ультразвуковых зондов на пациенте для проведения кардиотерапии с применением сонотромболизиса. Ультразвуковые зонды могут содержать клейкое вещество, так чтобы зонды оставались на своих местах, после того как EMR-сотрудники их расположили. Когда ультразвуковые зонды расположены, CS-устройство может автоматически оказывать терапевтическое воздействие на пациента. В некоторых вариантах осуществления CS-устройство может подсказать EMR-сотрудникам выполнение дополнительных действий для проведения CS-терапии. В некоторых вариантах осуществления CS-устройство может использоваться EMR-сотрудниками в сочетании с автоматическим дефибрилляторным устройством. В некоторых вариантах осуществления CS-устройство и AED могут входить в состав единого устройства. EMR-сотрудники могут продолжать оказание терапевтического воздействия на пациента с помощью CS-устройства в процессе проведения пациенту других процедур (например, подачи кислорода, применения аспирина, выполнения искусственного дыхания (CPR)) и транспортировки в медицинское учреждение. Создание устройства, которое может позволить EMR-сотрудникам провести пациенту CS-терапию, может увеличивать временное окно, в течение которого пациенту могут быть проведены эффективные вмешательства, требующие пребывания в медицинском учреждении.
[023]
В некоторых вариантах осуществления устройство и/или система для проведения кардиотерапии с применением сонотромболизиса могут входить в состав традиционной ультразвуковой визуализирующей системы, используемой в условиях клиники, или быть связанными с ней. Это устройство может облегчить обнаружение области, которую требуется подвергнуть терапевтическому воздействию, и целенаправленно воздействовать на соответствующую область. Это может позволить большему числу пациентов воспользоваться CS-терапией и уменьшить расхождения в эффективности CS для пациентов. Устройство в условиях клиники может использоваться для лечения как хронического, так и острого кардиоваскулярного заболевания.
[024]
На Фигуре 1 ультразвуковая визуализирующая система 10, построенная согласно принципам настоящего изобретения, показана в форме блок-схемы. В ультразвуковой диагностической визуализирующей системе, представленной на Фигуре 1, ультразвуковой зонд 12 включает в себя решетку 14 преобразователей для передачи ультразвуковых волн и приема эхо-сигналов. В данной области техники известно множество решеток преобразователей, например, линейные решетки, выпуклые решетки, матричные решетки или фазированные решетки. Решетка 14 преобразователей, например, может включать в себя двумерную решетку (как показано) преобразовательных элементов, способную сканировать как в вертикальном, так и в азимутальном направлении для осуществления 2D- и/или 3D-визуализации. Элементы решетки могут включать в себя, например, пьезоэлектрические элементы или емкостные микромеханические преобразователи (CMUT). Решетка 14 преобразователей соединена с формирователем 16 микролуча в зонде 12, который управляет передачей и приемом сигналов преобразовательными элементами в решетке. В данном примере формирователь микролуча соединен посредством кабеля зонда с переключателем 18 передача/прием (T/R), который осуществляет переключение между передачей и приемом и защищает главный формирователь 22 луча от сигналов передачи с высоким уровнем энергии. В некоторых вариантах осуществления T/R-переключатель 18 и другие элементы в системе могут входить в состав зонда с преобразователем, а не в отдельную базу ультразвуковой системы. Отправка ультразвуковых лучей с решетки 14 преобразователей под контролем формирователя 16 микролуча управляется контроллером 20 передачи, соединенным с T/R-переключателем 18 и формирователем 22 луча, который получает входные команды от пользователя с пользовательского интерфейса или панели 24 управления. Одна из функций, контролируемых контроллером 20 передачи, - направление следования лучей. Лучи могут направляться непосредственно вперед от решетки преобразователей (ортогонально ей) или под разными углами для создания более широкого поля обзора. Контроллер 20 передачи может пересчитывать и/или выбирать последовательность коэффициентов фокусировки для формирования луча при передаче и приеме в направлениях, необходимых для сканирования желаемой плоскости, в месте, указанном пользователем и/или другим процессором, входящим в состав ультразвуковой системы 10. Данное управление плоскостью изображений может позволить множеству областей организма подвергаться визуализации и/или воздействию ультразвуковой терапии, не прибегая к физическому перемещению ультразвукового зонда 12. Частично сформированные формирователем луча сигналы, выдаваемые формирователем 16 микролуча, поступают на главный формирователь 22 луча, где частично сформированные формирователем луча сигналы с отдельных участков преобразовательных элементов объединяются в полностью сформированный формирователем луча сигнал.
[025]
Сформированные формирователем луча сигналы поступают на процессор 26 обработки сигналов. Процессор 26 обработки сигналов может осуществлять обработку принятых эхо-сигналов различными способами, например, с помощью полосовой фильтрации, прореживания, разделения компонентов I и Q, а также разделения гармоник. Процессор 26 обработки сигналов может также выполнять дополнительное выделение сигнала, например понижение уровня спеклов, соединение сигналов и подавление шумов. Прошедшие обработку сигналы поступают на процессор 28 B-режима, который может использовать амплитудное детектирование для визуализации структур тела. Сигналы, выдаваемые процессором B-режима, поступают в сканирующий преобразователь 30 и устройство 32 многоплоскостного переформатирования. Сканирующий преобразователь 30 приводит эхо-сигналы в пространственной зависимости от места их получения в желаемый формат изображения. Например, сканирующий преобразователь 30 может привести эхо-сигнал в формат двумерного (2D) сектора или в пирамидальное трехмерное (3D) изображение. Устройство 32 многоплоскостного переформатирования может преобразовывать эхо-сигналы, полученные из точек в общей плоскости в объемной области тела, в ультразвуковое изображение этой плоскости, как описано в патенте США No. 6,443,896 (Detmer). Визуализатор 34 объемов преобразует эхо-сигналы 3D-набора данных в спроецированное 3D-изображение на виде из заданной опорной точки, например, как описано в патенте США No. 6,530,885 (Entrekin и др.). 2D- или 3D-изображения со сканирующего преобразователя 30, устройства 32 многоплоскостного переформатирования и визуализатора 34 объемов поступают в процессор 36 для обработки изображений с целью дальнейшего улучшения, буферизации и временного хранения для вывода на экран 38 устройства воспроизведения изображений. Графический процессор 36 может формировать графические оверлеи для вывода на экран с ультразвуковыми изображениями. Эти графические оверлеи могут содержать, например, стандартную идентифицирующую информацию, такую как имя пациента, дата и время получения изображения, параметры визуализации и т.п. Для этих целей графический процессор получает входные команды с пользовательского интерфейса 24, например напечатанное имя пациента. Пользовательский интерфейс может быть также соединен с устройством 32 многоплоскостного переформатирования для выбора и управления отображением множества изображений, подвергнутых многоплоскостному переформатированию (MPR).
[026]
Хотя ультразвуковая система 10 согласно вышеприведенному описанию может быть способна проводить терапевтическую процедуру сонотромболизиса сердца (CS) согласно одному варианту осуществления изобретения, ультразвуковая система 10 может также включать в себя дополнительные элементы, которые могут обеспечить выполнение дополнительных функций. Как будет описано ниже, дополнительные функции могут позволить врачу-клиницисту, не являющемуся опытным сонографистом, проводить более адекватную CS-терапию.
[027]
В некоторых вариантах осуществления ультразвуковая система 10 может включать в себя процессор 42 детектора блокировки. Процессор 42 детектора блокировки может получать данные от процессора 36 для обработки изображений и/или сканирующего преобразователя 30. Процессор 42 детектора блокировки может определять, что объект блокирует поле обзора ультразвукового зонда 12. В число возможных блокирующих объектов могут входить, в частности, ребра, легкие и имплантируемые устройства. В некоторых вариантах осуществления блокировка может обнаруживаться благодаря выявлению когерентности данных от отдельных преобразовательных элементов решетки 14 преобразователей. Термин ʺкогерентностьʺ в контексте настоящего описания подразумевает сходство данных, зарегистрированных различными элементами решетки преобразователей. Одним из способов измерения когерентности является способ оценки когерентности на основе суммы данных о луче, например такой, как описан в патентной публикации США No. 2009/0141957 (Yen и др.). Могут использоваться и другие способы оценки. Выбранный способ оценки когерентности может быть адаптирован для выявления ребра, легкого и/или другого блокирующего объекта. Резкое изменение интенсивности и/или задержки эха в одном или нескольких преобразовательных элементах может указывать на наличие блокировки в поле обзора преобразователя 12. Процессор 42 детектора блокировки дополнительно может быть выполнен с возможностью определения пространственного расположения обнаруженного блокирующего объекта. В некоторых вариантах осуществления процессор 42 детектора блокировки может предупреждать пользователя о том, что блокирующий объект может загораживать поле обзора преобразователя. В некоторых вариантах осуществления процессор 42 детектора блокировки может выдавать инструкции в контроллер 20 передачи для управления лучом ультразвукового преобразователя 12, чтобы избежать блокировки. Процессор 42 детектора блокировки может уменьшить объем или исключить необходимость в требующей квалификации микрорегулировке зонда, которую должен выполнить врач-клиницист. Это может позволить процессору 42 детектора блокировки обеспечить более подходящие свободные поля обзора преобразователей.
[028]
В некоторых вариантах осуществления ультразвуковая система 10 может включать в себя процессор 44 для распознавания сердца. Процессор 44 для распознавания сердца может получать данные от процессора 36 для обработки изображений. Процессор 44 для распознавания сердца может быть выполнен с возможностью проведения анализа данных, полученных от процессора 36 для обработки изображений, и определения, имеет ли ультразвуковой зонд 12 требуемый обзор сердца. Требуемый обзор может представлять собой полное изображение сердца или конкретной части сердца, являющейся целевой для проведения CS-терапии. В некоторых вариантах осуществления процессор 44 для распознавания сердца может посылать сигнал пользователю, указывающий, имеется ли требуемый обзор. В некоторых вариантах осуществления, если требуемый обзор сердца не захвачен, процессор 44 для распознавания сердца может быть дополнительно выполнен с возможностью выдачи инструкций в контроллер 20 передачи для управления лучом ультразвукового преобразователя 14, чтобы иметь требуемый обзор сердца. Процессор 44 для распознавания сердца может уменьшить объем или исключить необходимость физического манипулирования зондом врачом-клиницистом, чтобы иметь требуемый обзор сердца для надлежащего проведения CS-терапии.
[029]
Контроллер 20 передачи может получать управляющие сигналы с пользовательского интерфейса 24, процессора 42 детектора блокировки и/или процессора 44 для распознавания сердца для проведения CS-терапии. В некоторых вариантах осуществления контроллер 20 передачи может содержать заданные управляющие сигналы для проведения CS-терапия, хранящиеся в запоминающем устройстве (не показано). Контроллер 20 передачи может выдавать управляющие сигналы в формирователь 16 микролуча для подачи управляющих сигналов на решетку 14 преобразователей с целью проведения CS-терапии.
[030]
2
В некоторых вариантах осуществления ультразвуковая визуализирующая система 10, показанная на Фигуре 1, может представлять собой систему ʺна тележкеʺ, используемую в условиях клиники. Примером системы, установленной на тележке, которая может использоваться для реализации ультразвуковой системы 10 в некоторых вариантах осуществления, является ультразвуковая система Philips Sonos. В некоторых вариантах осуществления с визуализирующей системой 10 соединен второй ультразвуковой зонд (не показано). Второй ультразвуковой зонд может быть схож с ультразвуковым зондом 12. Эти два ультразвуковых зонда могут быть матричными зондами. В дополнение к визуализации ультразвуковые зонды могут быть выполнены с возможностью проведения маломощной ультразвуковой терапии для сонотромболизиса. Например, зонды могут быть выполнены с возможностью выдачи импульсов продолжительностью около 5-200мкс с частотой, меньшей или равной 2,5 МГц, при механическом индексе (MI), меньшем или равном 1,9, и пик-пространственной усредненной по времени интенсивности (ISPTA), меньшей или равной 720мВт/см. Ультразвуковые зонды 12 могут включать в себя активные охлаждающие элементы (не показано) для решетки 14 преобразователей, чтобы способствовать рассеянию тепла.
[031]
2
На Фигуре 2 показан пример зонда 200, не требующего использования рук, согласно одному варианту осуществления раскрытия. Зонд 200, не требующий использования рук, может использоваться в дополнение или вместо традиционного удерживаемого в руке ультразвукового зонда для проведения CS-терапии. Зонд 200, не требующий использования рук, может использоваться для реализации ультразвукового зонда 12, представленного на Фигуре 1. Если применяются два ультразвуковых зонда, оба могут не требовать использования рук. Зонд 200, не требующий использования рук, включает в себя корпус 205, заключающий в себя матричную решетку преобразователей (не показано). Матричная решетка преобразователей может быть выполнена с возможностью иметь конфигурацию для излучения в боковом направлении. Конфигурация для излучения в боковом направлении может позволять преобразователю в корпусе 205 располагаться в удерживающем гнезде 220. Хотя на Фигуре 2 корпус 205 представлен как сферический, а удерживающее гнездо 220 - в виде кольца, могут использоваться другие формы корпуса и удерживающего гнезда. Удерживающее гнездо 220 может иметь краевую часть 215, которая может присоединяться с возможностью съема к коже пациента. Краевая часть 215 может присоединяться с помощью клейкого вещества, путем присасывания и/или посредством другого способа соединения. Промежуточное пространство 210 между удерживающим гнездом 220 и корпусом 205 может заполняться гелем (не показано), который может улучшить акустическое соединение между корпусом 205 и пациентом. В некоторых вариантах осуществления гель может накладываться пользователем. В некоторых вариантах осуществления зонд 200, не требующий использования рук, может поставляться предварительно заполненным гелем. В некоторых вариантах осуществления с преобразователем может быть соединен кабель 225 на противоположной относительно краевой части 215 стороне удерживающего гнезда 220. Кабель 225 может посылать и/или принимать мощностные и/или управляющие сигналы от ультразвуковой визуализирующей системы, направляемые в преобразователь. В некоторых вариантах осуществления кабель 225 отсутствует. Зонд 200, не требующий использования рук, может включать в себя аккумуляторную батарею и передатчик (не показано) и обмениваться данными по беспроводной связи с ультразвуковой визуализирующей системой. В некоторых вариантах осуществления зонд 200, не требующий использования рук, может быть выполнен с возможностью выдачи импульсов продолжительностью около 5-200мкс с частотой, меньшей или равной 2,5 МГц, при механическом индексе (MI), меньшем или равном 1,9, и пик-пространственной усредненной по времени интенсивности (ISPTA), меньшей или равной 720мВт/см. Зонд 200, не требующий использования рук, может включать в себя активные охлаждающие элементы (не показано) для решетки преобразователей, чтобы способствовать рассеянию тепла.
[032]
В обычном режиме работы по одному варианту осуществления раскрытия в условиях клиники с использованием ультразвуковой системы, установленной на тележке, пользователь может приложить один или несколько ультразвуковых зондов, таких как не требующий использования рук ультразвуковой зонд, показанный на Фигуре 2, к туловищу пациента. На Фигуре 3 показаны возможные места приложения, создающие акустические окна визуализации сердца. Например, пользователь может приложить зонд к апикальному окну и парастернальному окну. Могут использоваться другие схемы расположения зонда. Пользователь далее может провести CS-терапию пациенту путем инициирования CS-последовательности на ультразвуковой системе через пользовательский интерфейс 24. В некоторых вариантах осуществления пользователю могут быть даны подсказки по вводу определенных параметров, например дозировке, продолжительности по времени, последовательности импульсов, и/или других параметров. В некоторых вариантах осуществления ультразвуковая система может быть уже запрограммирована в отношении параметров. В некоторых вариантах осуществления пользователь может усилить CS-терапию путем введения микропузырьков и/или лекарственных веществ пациенту до или в процессе проведения CS-терапии. После того как терапия пациенту проведена, пользователь может снять зонды.
[033]
На Фигуре 4 показана блок-схема алгоритма примера процесса 400, выполняемого ультразвуковой системой. Сначала, этап 405, один или несколько ультразвуковых зондов могут получить изображение, относящееся к пациенту. Изображение может быть проанализировано процессором детектора блокировки и/или процессором для распознавания сердца на этапе 410. Если анализ выявляет, что сердце пациента не расположено должным образом в поле обзора одного или нескольких ультразвуковых зондов, луч одного или нескольких ультразвуковых зондов может подвергаться управлению, чтобы достичь адекватной визуализации. Если управление лучом не позволяет достичь достаточного поля обзора, ультразвуковая система может предупредить пользователь о том, что один или несколько ультразвуковых зондов требуется снять и приложить заново. В некоторых вариантах осуществления ультразвуковая система может использовать технологию «tractor-treading» и/или сочетание управления лучом и технологии «tractor-treading», чтобы зафиксировать требуемое поле обзора. После того как определено, что сердце надлежащим образом находится в поле обзора одного или нескольких ультразвуковых зондов, ультразвуковые зонды могут далее провести CS-терапию пациенту на этапе 425.
[034]
В некоторых вариантах осуществления устройство и/или система для проведения сонотромболизиса сердца могут быть включены в состав портативного устройства для использования вне клиники. Например, они могут использоваться ответственными за оказание неотложной медицинской помощи (EMR) в домашних условиях, на работе или вне помещения во время оказания неотложной медицинской помощи. Портативное CS-устройство может быть выполнено с возможностью использования главным образом для принятия мер в случае острых сердечно-сосудистых осложнений.
[035]
Портативное CS-устройство может включать в себя те же элементы, что и ультразвуковая визуализирующая система 10 по Фигуре 1. Однако оно может обладать меньшими возможностями. Например, оно может иметь меньше средств управления, опций и/или меньшее меню, предоставляемое пользовательским интерфейсом 24. Оно может не иметь дисплея 38 и/или иметь дисплей меньшего размера. Меньший по размеру дисплей может иметь низкое разрешение. Портативное CS-устройство может иметь меньшие возможности по визуализации объемов, обработке изображений, а также другие технологические возможности, типичные для традиционных клинических ультразвуковых систем. Визуализация с высоким разрешением, обработка изображений и предоставление изображений пользователю могут не являться необходимыми для успешного проведения CS-терапии. Пониженные функциональные возможности могут позволить устройству иметь малый вес и меньшую стоимость по сравнению с традиционной клинической ультразвуковой системой.
[036]
На Фигурах 5 и 6 схематично показаны примеры портативных CS-устройств 500, 600 согласно вариантам осуществления раскрытия. В обоих устройствах 500 и 600 планшетный компьютер 505, 605 может быть выполнен с возможностью осуществления всех или части операций, выполняемых ультразвуковой визуализирующей системой. Например, планшетный компьютер 505, 605 может включать в себя процессоры, контроллеры и средства визуализации для выполнения обработки сигналов, управления лучом и/или других операций. Примером планшетного компьютера, выполненного с возможностью осуществления всех или части операций, выполняемых ультразвуковой визуализирующей системы, является ультразвуковая система Philips VISIQ. Пользователь может взаимодействовать с портативным CS-устройством 500, 600 через пользовательский интерфейс на сенсорном экране 520, 620. Портативное CS-устройство 500, 600 может дополнительно включать в себя один или несколько ультразвуковых зондов 510A-B, 610A-B. Ультразвуковые зонды 510A-B, 610A-B могут быть реализованы в виде ультразвукового зонда 200, представленного на Фигуре 2. Как показано на Фигуре 5, в некоторых вариантах осуществления ультразвуковые зонды 510A-B могут быть выполнены с возможностью обмена информацией с планшетным компьютером 505 по беспроводной связи. Ультразвуковые зонды 510A-B могут включать в себя источник питания, например аккумуляторную батарею, и передатчик (не показано). В качестве альтернативы, как показано на Фигуре 6, ультразвуковые зонды 610A-B могут быть выполнены с возможностью связи с планшетным компьютером 605 посредством кабелей 615. Планшетный компьютер 605 может подавать управляющие сигналы и питание на ультразвуковые зонды 610A-B через кабели 615. В некоторых вариантах осуществления планшетный компьютер 605 может только подавать управляющие сигналы через кабели 615, при этом ультразвуковые зонды 610A-B могут включать в себя независимый источник питания, например, аккумуляторную батарею (не показано). В некоторых вариантах осуществления портативное CS-устройство может быть выполнено с возможностью содержать ультразвуковые зонды, работающие как с использованием беспроводной связи, так и кабелей, что позволяет пользователю приспособить портативное устройство по своему усмотрению.
[037]
EMR-сотрудник, занимающийся пациентом, может определить, что произошло острое нарушение сердечной деятельности. Этот EMR-сотрудник может применить портативное CS-устройство, такое как портативное устройство 500 или 600. EMR-сотрудники могут использовать прикладную программу на планшетном компьютере. Прикладная программа может позволить EMR-сотрудникам контролировать проведение пациенту CS-терапии. В некоторых вариантах осуществления прикладная программа может выдавать EMR-сотрудникам визуальные, звуковые и/или видео инструкции для работы с портативным устройством. Например, портативное CS-устройство может проинструктировать EMR-сотрудников, как приложить один или несколько ультразвуковых зондов к пациенту. Портативное CS-устройство может дополнительно дать указание EMR-сотрудникам изменить положение зондов, если оно определит, что зонды расположены неправильно. После того как ультразвуковые зонды заняли правильное положение, портативное CS-устройство может выдавать дополнительные инструкции и/или предлагать опции EMR-сотрудникам для проведения CS-терапии. EMR-сотрудники могут взаимодействовать с портативным CS-устройством через интерфейс сенсорного экрана. Могут также использоваться другие пользовательские интерфейсы. EMR-сотрудники могут в ручном режиме изменять CS-терапию, проводимую портативным CS-устройством, либо портативное CS-устройство может автоматически определять надлежащую терапию. В некоторых вариантах осуществления портативное CS-устройство может работать как в ручном, так и в автоматическом режиме.
[038]
В некоторых вариантах осуществления портативное CS-устройство может включать в себя запоминающее устройство, в котором может храниться запись проведенной пациенту терапии. Например, портативное CS-устройство может регистрировать дату, время, в которое проводилась процедура, продолжительность, количественный показатель и/или другие детали терапии. Портативное CS-устройство может также позволить EMR-сотрудникам вводить дополнительную информацию, касающуюся пациента, для записи в запоминающем устройстве. Например, такая информация может включать в себя, но не ограничиваясь перечисленным, имя пациента, возраст, перечень лекарственных веществ, а также известные аллергии. В некоторых вариантах осуществления портативное CS-устройство может передавать информацию о терапии и пациенте в удаленное место, например, в больницу или кабинет врача. Портативное CS-устройство может передавать информацию по беспроводной связи. В некоторых вариантах осуществления EMR-сотрудники могут принести CS-устройство в место расположения компьютерной рабочей станции в автомобиле скорой медицинской помощи, больнице и/или другом месте. Портативное CS-устройство может подсоединяться к компьютерной рабочей станции и передавать информацию из запоминающего устройства на компьютерную рабочую станцию. Это может позволить врачам-клиницистам, проводящим лечение пациента, иметь информацию в отношении ранее проведенных терапевтических процедур.
[039]
На Фигуре 7 схематично показан пример портативного CS-устройства 700 согласно одному варианту осуществления раскрытия. В некоторых вариантах осуществления портативное CS-устройство 700 может быть реализовано в виде специализированной монтажной платы, содержащей процессоры, контроллеры и средства визуализации, приспособленные для выполнения функций по проведению CS-терапии. Специализированная монтажная плата может быть заключена в жесткий пластиковый и/или металлический корпус 705. Портативное CS-устройство 700 может иметь небольшой дисплей или не иметь дисплея. Корпус 705 может иметь отпечатанные графические инструкции 710 для использования устройства в дополнение или вместо дисплея. Пользовательский интерфейс для портативного CS-устройства 700 может иметь всего одну или несколько кнопок 715. Портативное CS-устройство 700 может дополнительно включать в себя динамик 720 для выдачи звуковых инструкций пользователю. Портативное CS-устройство 700 может соединяться посредством кабелей или по беспроводной связи с одним или несколькими ультразвуковыми зондами (не показано). Ультразвуковые зонды могут быть реализованы с использованием ультразвуковых зондов, показанных на Фигуре 2.
[040]
В некоторых вариантах осуществления портативное CS-устройство, такое как портативное устройство 700, показанное на Фигуре 7, может использоваться оператором, таким как EMR-сотрудник или человек, не имеющий медицинской подготовки, среагировавший на то, что пациенту требуется срочная помощь. Например, человек может прийти на помощь кому-либо в торговом центе или на стоянке до прибытия EMR-сотрудников. В некоторых вариантах осуществления графические изображения, отпечатанные на корпусе портативного устройства, могут подсказать оператору, как включить портативное CS-устройство. После того как оно включено, портативное CS-устройство может автоматически выдавать графические, звуковые или видео инструкции оператору для работы с портативным CS-устройством. Например, портативное CS-устройство может подсказать оператору, как приложить один или несколько ультразвуковых зондов к пациенту. Портативное CS-устройство может далее проинструктировать оператора изменить положение зондов, если оно определит, что зонды размещены неправильно. Когда ультразвуковые зонды заняли правильное положение, портативное CS-устройство может выдавать дополнительные инструкции оператору для проведения CS-терапии. В некоторых вариантах осуществления, после того как ультразвуковые зонды разместились правильно, портативное CS-устройство может автоматически начать проведение CS-терапии. В некоторых вариантах осуществления портативное CS-устройство может выдавать дополнительные инструкции оператору для проведения пациенту терапевтической процедуры. Например, портативное CS-устройство может выдавать инструкции на проведение срочной подачи дыхательной смеси, проверку пульса и/или выполнение CPR.
[041]
На Фигуре 8 схематично показаны ультразвуковые зонды 800 согласно одному варианту осуществления изобретения. Ультразвуковые зонды 800 могут использоваться с портативным CS-устройством, таким как портативное устройство 500, 600, 700. Ультразвуковые зонды могут иметь графические изображения 805, нанесенные на поверхность, обращенную к оператору. Графические изображения 805 могут иллюстрировать правильные положения ультразвуковых зондов 800 на пациенте. Это может дополнительно помочь необученным операторам правильно расположить ультразвуковые зонды 800. В некоторых вариантах осуществления чехол 810 может использоваться, по меньшей мере, для частичного заключения в него кабелей 815, соединяющих ультразвуковые зонды 800 с портативным устройством. Это может не позволить оператору забыть приложить один или несколько ультразвуковых зондов 800. Это также может уменьшить вероятность отделения одного или нескольких ультразвуковых зондов 800 от портативного CS-устройства.
[042]
В некоторых вариантах осуществления портативное CS-устройство может использоваться одновременно с автоматическим наружным дефибриллятором. В некоторых вариантах осуществления портативное устройство для проведения CS-терапии может упаковываться вместе с автоматическим наружным дефибриллятором (AED) для их одновременного использования. В некоторых вариантах осуществления CS-терапия и дефибрилляция могут проводиться пациенту поочередно. Например, пациенту может сначала проводиться наружная дефибрилляция, а затем может проводиться CS-терапия, или наоборот. Электроды для проведения AED могут располагаться в местах, отличных от мест расположения ультразвуковых зондов. Ультразвуковые зонды и электроды могут быть выполнены с возможностью недопущения взаимных помех между этими двумя терапевтическими процедурами. Совместное использование наружной дефибрилляции и CS-терапии может улучшить результаты лечения пациентов в случае острых нарушений сердечной деятельности, которые происходят вне клиники.
[043]
На Фигуре 9 схематично показан оператор 905, проводящий CS-терапию и дефибрилляцию пациенту 910 согласно одному варианту осуществления изобретения. Оператор 915 может использовать портативное комплексное CS-AED-устройство 915, соединенное с ультразвуковыми зондами 920 и электродами 930, приложенными к пациенту 910. Портативное комплексное CS-AED-устройство 915 в некоторых вариантах осуществления может быть реализовано с использованием одного или нескольких компонентов портативного CS-устройства 700. В некоторых вариантах осуществления портативное комплексное CS-AED-устройство 915 может иметь упрощенный пользовательский интерфейс, так что человек, не имеющий медицинской подготовки, может оказать помощь пациенту, переживающему острое нарушение сердечной деятельности, до прибытия EMR-сотрудников.
[044]
На Фигуре 10 показана блок-схема алгоритма примера процесса 1000, выполняемого портативным CS-устройством, таким как портативное устройство 500, 600 и 700. Сначала портативное CS-устройство может проинструктировать оператора о том, как приложить один или несколько ультразвуковых зондов к пациенту, этап 1005. Инструкции могут выдаваться визуально и/или акустически. На этапе 1010 один или несколько ультразвуковых зондов могут получить изображение, относящееся к пациенту. Изображение может быть проанализировано процессором детектора блокировки и/или процессором для распознавания сердца, этап 1015. Если анализ выявляет, что сердце пациента не расположено должным образом в поле обзора одного или нескольких ультразвуковых зондов, луч одного или нескольких ультразвуковых зондов может подвергаться управлению на этапе 1020, чтобы достичь адекватной визуализации. Если управление лучом не позволяет достичь достаточного поля обзора, ультразвуковая система может предупредить оператор о том, что один или несколько ультразвуковых зондов следует снять и приложить заново. После того как определено, что сердце надлежащим образом находится в поле обзора одного или нескольких ультразвуковых зондов, ультразвуковые зонды могут далее провести CS-терапия пациенту, этап 1025. В некоторых вариантах осуществления в процессе и/или после проведения пациенту CS-терапии портативное CS-устройство может выдавать дополнительные инструкции оператору, этап 1030. Инструкции могут быть связаны с изменением терапии, дополнительными процедурами для пациента и/или внесением данных о пациенте для регистрации в запоминающее устройство в портативном CS-устройстве. В некоторых вариантах осуществления портативное CS-устройство может сохранять полученное изображение или изображения в запоминающем устройстве, даже если оператору не предоставляется изображение на дисплее.
[045]
Хотя и не всегда показано, дисплеи, сенсорные экраны и/или другие пользовательские интерфейсы могут также демонстрировать выбор для пользователя, который может включать в себя, например, иконки или пункты меню, которые могут выбираться пользователем, чтобы, например, по желанию отсканировать, занести в файл, распечатать, перенести изображения (например, с одного дисплея на другой), заглушить, переписать и/или использовать наушники. Кроме того, для удобства пользователя может быть предложено одно или несколько меню, как известно в данной области техники. Выведенные на дисплей изображения и соответствующие данные могут сохраняться для последующего анализа врачом. Вместе с тем может активироваться режим архивирования для сбора информации, указывающей на то, когда могли быть добавлены и/или изменены данные, чтобы пользователь мог вернуться к исходной информации и/или определить, когда и/или кем были внесены определенные изменения в информацию, которая может сохраняться, например, в сформированном отчете. Кроме того, эти изменения могут также сохраняться для последующего использования.
[046]
Хотя настоящая система была описана со ссылкой на ультразвуковую систему для проведения сонотромболизиса сердца, предполагается также, что настоящая система может также использоваться в других областях организма, где может потребоваться проведение терапии с применением сонотромболизиса. Следовательно, настоящая система может использоваться для получения и/или регистрации информации об изображениях, связанной, в частности, с почками, яичками, молочной железой, яичниками, маткой, щитовидной железой, печенью, легкими, скелетно-мышечной системой, селезенкой, сердцем, артериями и сосудистыми системами. Кроме того, настоящая система может также включать в себя одну или несколько программ, которые могут использоваться с традиционными визуализирующими системами, чтобы они могли обеспечить признаки и преимущества настоящей системы.
[047]

Кроме того, настоящие системы, устройства и способы могут распространяться на визуализацию любых малых органов, в отношении которых может проводиться маломощная ультразвуковая терапия. Кроме того, настоящие способы могут быть встроены в программный код, который может применяться для существующих визуализирующих систем, таких, например, как ультразвуковые визуализирующие системы. В число пригодных ультразвуковых визуализирующих систем может входить ультразвуковая система Philips, которая, например, может поддерживать работу традиционного широкополосного преобразователя с линейной решеткой, который может быть пригоден для визуализации малых органов. Кроме того, технологии анализа, такие, например, как QLAB™, могут быть доступны для визуализирующего устройства «на тележке» или в качестве программы постобработки, прогон которой может осуществляться за пределами кабинета для исследований. Кроме того, множество узелков, анатомических структур, таких как фолликулы, или других поддающихся обнаружению объектов могут быть выделены с использованием настоящей системы. Кроме того, способ работы настоящих систем может применяться для объемов, захваченных с использованием преобразователей, таких, например, как преобразователи с 2D-решеткой, которые могут включать в себя, например, X-matrix™- или механические преобразователи.
[048]
Следует понимать, что определенные изображения блок-схем и комбинации блоков в изображениях блок-схем, а также любая часть систем и способов, раскрытых в настоящем описании, могут быть реализованы с помощью команд компьютерной программы. Эти программные команды могут подаваться в процессор для создания «машины», так чтобы команды, выполняемые процессором, создавали средство для реализации действий, указанных в блоке или блоках блок-схемы либо описанных применительно к системам и способам, раскрытым в настоящем описании. Команды компьютерной программы могут выполняться процессором, чтобы процессор осуществил ряд рабочих этапов для организации процесса, реализуемого компьютером. Команды компьютерной программы могут приводить к тому, что, по меньшей мере, некоторые из рабочих этапов будут выполняться параллельно. Кроме того, некоторые этапы могут также выполняться с участием более одного процессора, например в случае многопроцессорной вычислительной системы. Помимо этого, один или несколько процессов могут также выполняться одновременно с другими процессами или даже в иной последовательности, чем та, что показана, без отступления от объема или существа изобретения.
[049]
Команды компьютерной программы могут храниться на любом машиночитаемом носителе аппаратного обеспечения, в том числе, но не ограничиваясь перечисленным, RAM, ROM, EEPROM, флэш-памяти или других запоминающих устройствах, CD-ROM, универсальных цифровых дисках (DVD) или других оптических запоминающих устройствах, магнитных кассетах, магнитной ленте, накопителе на магнитных дисках или других магнитных запоминающих устройствах, либо других носителях, которые могут использоваться для хранения требуемой информации и к которым вычислительное устройство может получить доступ. Кроме того, в число процессоров, представленных в настоящем описании, таких как процессор для распознавания сердца, могут входить один или несколько пригодных процессоров для обработки данных, в том числе, например, подходящий микропроцессор, процессор цифровой обработки сигналов (DSP), процессор обработки изображений и т.п., например интегральная схема (например, программируемая пользователем вентильная матрица).
[050]
Определенные дополнительные преимущества и признаки данного изобретения могут стать очевидными специалистам в данной области техники после изучения раскрытия, либо в них смогут убедиться на опыте те, кто будут применять новые систему и способ по настоящему изобретению, при этом главным является создание более надежного устройства для проведения сонотромболизиса сердца, а также способа работы с ним. Дополнительным преимуществом настоящих системы и способа является то, что традиционные медицинские визуализирующие системы могут быть легко усовершенствованы, чтобы вобрать в себя признаки и преимущества настоящих систем, устройств и способов.
[051]
Разумеется, следует понимать, что любой из вышеописанных вариантов осуществления или процессов может быть объединен с одним или несколькими другими вариантами осуществления и/или процессами, либо может быть отделен и/или выполняться среди отдельных устройств или частей устройств в соответствии с настоящими системами, устройствами и способами.
[052]
Наконец, вышеприведенное описание направлено лишь на то, чтобы проиллюстрировать настоящую систему, и не должно толковаться как ограничивающее прилагаемую формулу изобретение любым конкретным вариантом осуществления или группой вариантов осуществления. Следовательно, хотя настоящая система подробно описана со ссылкой на примеры осуществления, следует также понимать, что средние специалисты в данной области техники смогут предложить многочисленные модификации и альтернативные варианты осуществления без отступления от существа и объема настоящей системы согласно нижеследующей формуле изобретения. Таким образом, описание и чертежи следует рассматривать как иллюстративные и не направленные на ограничение объема притязаний прилагаемой формулы изобретения.