用于眼部治療的超聲引導(dǎo)空化方法和系統(tǒng)
閱讀：284發(fā)布：2021-05-20
專利匯可以提供用于眼部治療的超聲引導(dǎo)空化方法和系統(tǒng)專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且方法和系統(tǒng)提供了具有在從約50um至約200um半高全寬(FWHM)范圍內(nèi)的橫截面大小的聚焦斑點(diǎn)；對(duì)應(yīng)的 空化 可以具有在類似范圍內(nèi)的類似大小?？梢栽诙鄠€(gè) 位置 中的每一個(gè)處對(duì)超聲束進(jìn)行聚焦和脈沖，以在每個(gè)目標(biāo)部位處提供多個(gè)空化區(qū)。每個(gè)脈沖可以包括在生成約10MPa至約80MPa的焦點(diǎn)負(fù)峰壓的范圍內(nèi)的 峰值功率 。雖然在部位內(nèi)能夠以多種方式布置 治療 脈沖，但是在許多情況下，所述脈沖可以在部位內(nèi)間隔開(kāi)以在脈沖之間提供諸如完整的鞏膜等完整的組織。，下面是用于眼部治療的超聲引導(dǎo)空化方法和系統(tǒng)專利的具體信息內(nèi)容。
1.一種用于治療眼睛組織的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
超聲換能器陣列，其被配置用于生成多個(gè)高強(qiáng)度聚焦超聲(“HIFU”)脈沖，所述多個(gè)高強(qiáng)度聚焦超聲(“HIFU”)脈沖包括在從約10兆帕(MPA)至約80MPA范圍內(nèi)的負(fù)聲壓；以及耦合至所述超聲換能器陣列的處理器，所述處理器配置有指令以將所述多個(gè)脈沖掃描到多個(gè)位置以治療所述眼睛組織，其中所述處理器配置有指令以用HIFU束治療所述眼睛，從而用升高至超過(guò)約50攝氏度的溫度來(lái)軟化所述組織。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述組織包括透明組織，并且所述處理器配置有指令以將所述超聲束掃描到所述多個(gè)位置，從而軟化所述組織而不使所述組織渾濁。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被配置用于用所述多個(gè)脈沖軟化組織的目標(biāo)部位，其中所述目標(biāo)部位內(nèi)的所述多個(gè)脈沖的占空比在從約0.1％至1％的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述聚焦斑點(diǎn)包括在從50um至200um范圍內(nèi)的橫截面尺寸。
5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述處理器和所述換能器陣列被配置用于使所述多個(gè)脈沖在所述多個(gè)位置處重疊。
6.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述處理器和所述換能器陣列被配置用于將所述多個(gè)脈沖遞送至所述多個(gè)位置而不重疊。
7.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述高強(qiáng)度聚焦超聲包括在從約750kHz至約25MHz范圍內(nèi)的頻率，并且可選地在從約5MHz至約20MHz范圍內(nèi)的頻率。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述換能器陣列和所述處理器被配置用于將多個(gè)脈沖提供至由距離間隔開(kāi)的多個(gè)分離的治療部位，其中所述多個(gè)分離的治療部位中的每一個(gè)的占空比包括小于所述換能器陣列占空比的占空比，并且其中所述多個(gè)分離的部位包括接收第一多個(gè)脈沖的第一治療部位和接收第二多個(gè)脈沖的第二治療部位，其中所述治療在到所述第一部位的所述第一多個(gè)脈沖與到所述第二部位的所述第二多個(gè)脈沖之間交替以相對(duì)于所述換能器陣列占空比減小所述多個(gè)治療部位中的每一個(gè)的占空比，以便減少所述第一部位和所述第二部位的治療時(shí)間。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括：
用于在治療期間查看所述眼睛的圖像的成像系統(tǒng)，所述成像系統(tǒng)包括光學(xué)相干斷層成像系統(tǒng)或超聲生物顯微(UBM)系統(tǒng)；以及
顯示器，其耦合至所述成像系統(tǒng)和所述處理器以在治療期間顯示所述眼睛的圖像。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述成像系統(tǒng)包括所述UBM，并且其中所述超聲換能器陣列和所述UBM被布置為檢測(cè)所述UBM的視場(chǎng)內(nèi)所述HIFU束的場(chǎng)擾動(dòng)，并且其中所述處理器和所述顯示器被配置用于在所述顯示器上示出的所述眼睛的實(shí)時(shí)圖像上可視地顯示所述場(chǎng)擾動(dòng)。
11.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述顯示器和所述處理器被配置用于在用所述HIFU束治療之前在所述顯示器上的所述眼睛的圖像上顯示多個(gè)目標(biāo)治療部位，并且其中所述處理器被配置用于將所述聚焦的HIFU束掃描到所述多個(gè)目標(biāo)組織部位，并且可選地其中所述處理器配置有指令以顯示所述眼睛的圖像，從而查看所述眼睛的圖像并且界定預(yù)定的治療部位以用所述多個(gè)脈沖治療所述組織。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括：
顯示器，其耦合至所述處理器以在治療之前顯示所述眼睛的圖像，其中所述處理器配置有指令，以接收使用者輸入，從而在用所述超聲脈沖治療之前在所述眼睛的圖像上界定所述多個(gè)目標(biāo)組織部位。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述處理器配置有指令，以將在治療之前界定的所述多個(gè)目標(biāo)組織部位與在所述治療期間獲取的所述眼睛的實(shí)時(shí)圖像配準(zhǔn)，并且顯示與所述眼睛的所述實(shí)時(shí)圖像配準(zhǔn)的所述眼睛的所述目標(biāo)組織部位。
14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述成像系統(tǒng)與所述超聲換能器陣列對(duì)準(zhǔn)，并且其中所述處理器包括指令，以響應(yīng)于所述眼睛的所述實(shí)時(shí)圖像與響應(yīng)于所述眼睛運(yùn)動(dòng)的所述眼睛的圖像的配準(zhǔn)，將所述多個(gè)脈沖引導(dǎo)至所述多個(gè)治療部位。
15.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被配置用于將所述超聲束穿過(guò)所述眼睛的光學(xué)不透明部位掃描到所述多個(gè)位置，所述部位包括所述眼睛的虹膜、鞏膜或角膜緣中的一個(gè)或多個(gè)，并且其中所述成像系統(tǒng)包括超聲成像系統(tǒng)，并且其中所述多個(gè)治療部位在所述顯示器上可見(jiàn)，并且用所述超聲成像系統(tǒng)穿過(guò)所述眼睛的所述光學(xué)不透明部位而成像所述多個(gè)治療部位，并且可選地其中所述目標(biāo)組織部位包括透明組織。
16.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被配置用于將所述超聲束掃描到多個(gè)位置，并且其中所述換能器陣列包括被配置用于將所述超聲束掃描到所述多個(gè)位置的相位陣列，并且所述系統(tǒng)可選地還包括耦合至所述超聲陣列的致動(dòng)器，以將所述超聲束掃描到所述多個(gè)位置。
17.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述換能器陣列被配置用于聚焦所述斑點(diǎn)以提供在從約10MPA至約50MPA范圍內(nèi)的負(fù)壓。
18.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述換能器和所述處理器被配置用于將所述斑點(diǎn)聚焦到多個(gè)位置，以用不超過(guò)約5攝氏度的溫度升高來(lái)軟化所述組織。
19.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)被配置用于將所述斑點(diǎn)聚焦到多個(gè)位置，以用不超過(guò)約5攝氏度的溫度升高來(lái)軟化所述組織。
20.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器和所述超聲陣列被配置用于將所述組織的模量降低至少約5％，而不引起所述組織的光散射的顯著增加，并且可選地其中如用Scheimpflug相機(jī)所測(cè)量的，所述組織增加的光散射增加不超過(guò)約5％，并且進(jìn)一步可選地其中如用Scheimpflug相機(jī)所測(cè)量的，所述光散射增加不超過(guò)約1％，并且其中在術(shù)前和術(shù)后測(cè)量所述增加。
21.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器和所述換能器陣列被配置用于將所述組織的模量降低從約1％至約50％范圍內(nèi)的量，并且其中模量的所述降低在治療后至少約一周保持穩(wěn)定，以及可選地在治療后一個(gè)月保持穩(wěn)定，以及進(jìn)一步可選地在治療后至少約六個(gè)月保持穩(wěn)定。
22.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器和所述換能器陣列被配置用于軟化所述組織而基本上不改變折射率，并且可選地其中所述折射率在術(shù)前相對(duì)于術(shù)后的變化量包括不超過(guò)約0.05。
23.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器和所述換能器陣列被配置用于軟化所述組織而基本上不改變折射率，并且可選地其中所述折射率在術(shù)前相對(duì)于術(shù)后的變化量包括不超過(guò)約0.01。
24.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器和所述換能器陣列被配置用于將所述組織的模量降低從約1％至約50％范圍內(nèi)的量，而不引起組織部位的渾濁。
25.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器和所述換能器陣列被配置用于將所述波束聚焦到所述眼睛中的三維圖案中的多個(gè)位置，并且可選地其中所述換能器陣列被配置用于將所述波束聚焦到沿著所述超聲束的傳播軸的多個(gè)不同位置和橫向于所述超聲束的多個(gè)不同位置以界定三維治療部位。
26.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器配置有指令以軟化所述眼睛的晶狀體從而增加所述眼睛的調(diào)節(jié)性，并且可選地其中所述處理器配置有指令以軟化所述眼睛的鞏膜、所述眼睛的玻璃體液或角膜緣從而增加所述眼睛的調(diào)節(jié)性。
27.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中述處理器配置有指令以治療所述眼睛的飛蚊癥。
28.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器配置有指令以利用加熱來(lái)治療所述眼睛的屈光不正，所述屈光不正包括近視、遠(yuǎn)視或散光，并且其中所述處理器配置有指令以利用施加到所述眼睛的角膜的能量圖案來(lái)治療所述屈光不正，啊啊能量圖案以提供達(dá)至少約50℃的溫度升高，并且可選地其中屈光不正的治療與組織軟化相結(jié)合。
29.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括被配置用于將所述眼睛耦合至所述超聲陣列的患者耦合結(jié)構(gòu)。
30.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器和所述換能器陣列被配置用于以三維切除圖案切除組織。
31.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器和所述換能器陣列被配置用于組織海綿化、組織微穿孔和組織乳化。
32.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器和所述換能器陣列被配置用于將所述組織加熱至高于50攝氏度以提供熱治療。
33.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器和所述換能器陣列被配置用于提供選自近視、遠(yuǎn)視、散光、老視、球面像差、圓錐角膜(KCN)、晶狀體乳化術(shù)、感染性角膜炎(IK)、CNV、環(huán)形超聲凝固術(shù)、青光眼、飛蚊癥、玻璃體溶解術(shù)/玻璃體切除術(shù)、晶狀體上皮細(xì)胞(LEC)溶解、撕囊術(shù)、閃光、腫瘤、超聲溶栓/血管阻塞、角膜后表面矯形、后囊混濁、囊拋光、外滲、玻璃體后視網(wǎng)膜脫離、后囊連續(xù)環(huán)形撕囊術(shù)(PCCC)和前囊連續(xù)環(huán)形撕囊術(shù)(ACCC)的聚焦淺表治療。
34.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器和所述換能器陣列被配置用于引導(dǎo)所述超聲束穿過(guò)選自瞳孔、上皮、結(jié)膜、虹膜、晶狀體囊、鞏膜和角膜的所述眼睛組織。
35.一種治療眼睛的系統(tǒng)，包括：
用于生成HIFU束的超聲換能器；
耦合至所述超聲換能器的處理器，所述處理器配置有指令以生成包含多個(gè)脈沖的所述HIFU束，所述多個(gè)脈沖中的每一個(gè)包含至少一個(gè)聲周期，其中所述多個(gè)脈沖中的每個(gè)脈沖與所述多個(gè)脈沖中的后續(xù)脈沖間隔從約1微秒至約1000微秒范圍內(nèi)的時(shí)間，以便向目標(biāo)組織部位提供不超過(guò)約百分之5(5％)的占空比。
36.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述占空比、每個(gè)脈沖的周期數(shù)和負(fù)聲壓被配置成使得所述組織在治療后保持基本透明，并且可選地其中所述組織在治療后一個(gè)月以及可選地在治療后一年基本透明。
37.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述占空比、每個(gè)脈沖的周期數(shù)和負(fù)聲壓被配置成使得所述組織在完成超聲治療的一分鐘內(nèi)基本透明。
38.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述占空比、每個(gè)脈沖的周期數(shù)和負(fù)聲壓被配置成使得所述HIFU束在所述組織中生成空化，并且其中在所述波束已經(jīng)治療所述組織之后，所述組織基本透明。
39.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述占空比、每個(gè)脈沖的周期數(shù)和負(fù)聲壓被配置成使得所述HIFU束在組織中生成可見(jiàn)空化，并且其中在所述波束已經(jīng)治療所述組織之后，所述組織變得透明，并且可選地其中所述空化是利用超聲生物顯微術(shù)或光學(xué)相干斷層成像術(shù)可見(jiàn)的。
40.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)聲周期包括在從約2個(gè)聲周期至約
100個(gè)聲周期范圍內(nèi)，可選地在從約3個(gè)聲周期至約50個(gè)聲周期范圍內(nèi)，以及可選地在從約4個(gè)聲周期至約25個(gè)聲周期范圍內(nèi)的多個(gè)聲周期。
41.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述處理器配置有指令，使得重疊脈沖的占空比在從約0.1％至約4％的范圍內(nèi)，并且可選地在選自從約0.2％至約2％的范圍內(nèi)、從約0.4％至約1％以及從約0.5％至約0.7％的范圍內(nèi)。
42.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述處理器和所述換能器配置有指令，使得所述負(fù)聲壓在從約-10兆帕(MPA)至約-40MPA的范圍內(nèi)以軟化所述組織。
43.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中聲透鏡沿著HIFU能量的路徑定位以將所述HIFU束聚焦到所述斑點(diǎn)。
44.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中聲透鏡沿著HIFU能量的路徑定位以將所述HIFU束聚焦到所述斑點(diǎn)，并且所述聲透鏡沿著所述換能器與所述斑點(diǎn)之間的路徑定位。
45.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，所述換能器包括相位陣列換能器以將所述HIFU束聚焦到所述斑點(diǎn)。
46.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，還包括用于掃描所述斑點(diǎn)的部件，所述部件選自相位陣列換能器、一維相位陣列換能器、二維相位陣列換能器、平移臺(tái)、X-Y平移臺(tái)、致動(dòng)器、檢流計(jì)和萬(wàn)向架。
47.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被配置用于以三維圖案掃描所述斑點(diǎn)。
48.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被配置用于以預(yù)定的三維圖案掃描所述斑點(diǎn)。
49.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述處理器配置有指令，以將所述斑點(diǎn)掃描到具有多個(gè)重疊順序斑點(diǎn)的多個(gè)位置。
50.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述處理器配置有指令，以將所述斑點(diǎn)掃描到具有多個(gè)非重疊順序斑點(diǎn)的多個(gè)位置。
51.一種治療眼睛的方法，所述方法包括：
用超聲換能器生成HIFU束，所述HIFU束包含多個(gè)脈沖，所述多個(gè)脈沖中的每一個(gè)包含至少一個(gè)聲周期，其中所述多個(gè)脈沖中的每個(gè)脈沖與所述多個(gè)脈沖中的后續(xù)脈沖間隔從約
1微秒至約1000微秒范圍內(nèi)的時(shí)間，以向目標(biāo)組織部位提供不超過(guò)約百分之5(5％)的占空比；以及
將所述多個(gè)脈沖引導(dǎo)至所述組織以用不超過(guò)約5攝氏度的溫度升高來(lái)軟化所述眼睛組織，并且其中所述HIFU束包括具有在從約10um至約1mm范圍內(nèi)的橫截面大小的聚焦斑點(diǎn)，并且其中所述超聲束的壓力包括在從約-10兆帕(MPA)至約-80MPA范圍內(nèi)的峰值負(fù)聲壓以軟化所述組織。
52.如權(quán)利要求51所述的方法，其中所述組織在治療后保持基本透明，并且可選地其中所述組織在治療后一個(gè)月以及可選地在治療后一年基本透明。
53.如權(quán)利要求51所述的方法，其中所述組織在完成超聲治療的一分鐘內(nèi)基本透明。
54.如權(quán)利要求51所述的方法，其中所述HIFU束在所述組織中生成空化，并且其中所述組織在所述波束已經(jīng)治療所述組織后基本透明。
55.如權(quán)利要求51所述的方法，所述HIFU束在組織中生成可見(jiàn)空化，并且其中在所述波束已經(jīng)治療所述組織之后，所述組織變得透明，并且可選地其中所述空化是利用超聲生物顯微術(shù)或光學(xué)相干斷層成像術(shù)可見(jiàn)的。
56.如權(quán)利要求51所述的方法，其中所述至少一個(gè)聲周期包括在從約2個(gè)聲周期至約
100個(gè)聲周期范圍內(nèi)，可選地在從約3個(gè)聲周期至約50個(gè)聲周期范圍內(nèi)，以及可選地在從約4個(gè)聲周期至約25個(gè)聲周期范圍內(nèi)的多個(gè)聲周期。
57.如權(quán)利要求51所述的方法，其中重疊脈沖的占空比在從約0.1％至約4％的范圍內(nèi)，并且可選地在選自從約0.2％至約2％的范圍內(nèi)、從約0.4％至約1％以及從約0.5％至約
0.7％的范圍內(nèi)。
58.如權(quán)利要求51所述的方法，其中所述負(fù)聲壓在從約-10兆帕(MPA)至約-40MPA的范圍內(nèi)以軟化所述組織。
59.如權(quán)利要求51所述的方法，其中聲透鏡沿著HIFU能量的路徑定位以將所述HIFU束聚焦到所述斑點(diǎn)。
60.如權(quán)利要求51所述的方法，其中聲透鏡沿著HIFU能量的路徑定位以將所述HIFU束聚焦到所述斑點(diǎn)，并且所述聲透鏡沿著所述換能器與所述斑點(diǎn)之間的路徑定位。
61.如權(quán)利要求51所述的方法，所述換能器包括相位陣列換能器以將所述HIFU束聚焦到所述斑點(diǎn)。
62.如權(quán)利要求51所述的方法，其中用選自相位陣列換能器、一維相位陣列換能器、二維相位陣列換能器、平移臺(tái)、X-Y平移臺(tái)、致動(dòng)器、檢流計(jì)和萬(wàn)向架的部件掃描所述斑點(diǎn)。
63.如權(quán)利要求51所述的方法，其中以三維圖案掃描所述斑點(diǎn)。
64.如權(quán)利要求51所述的方法，其中以預(yù)定的三維圖案掃描所述斑點(diǎn)。
65.如權(quán)利要求51所述的方法，其中將所述斑點(diǎn)掃描到具有多個(gè)重疊順序斑點(diǎn)的多個(gè)位置。
66.如權(quán)利要求51所述的方法，其中將所述斑點(diǎn)掃描到具有多個(gè)非重疊順序斑點(diǎn)的多個(gè)位置。
67.一種治療眼睛的方法，所述方法包括：
用超聲換能器陣列生成HIFU束；
以預(yù)定的圖案掃描所述HIFU束從而用不超過(guò)約5攝氏度的溫度升高來(lái)軟化所述眼睛的組織，并且其中所述HIFU束包括在治療區(qū)處的聚焦斑點(diǎn)，該聚焦斑點(diǎn)具有在從約10um至約
1mm范圍內(nèi)的最大橫截面尺寸，并且其中所述超聲束的壓力包括在從約-10兆帕(MPA)至約-
80MPA范圍內(nèi)的峰值負(fù)聲壓以便軟化所述組織，并且其中所述組織在治療后保持基本透明。
68.如權(quán)利要求67所述的方法，其中在從治療后約一周至治療后約一個(gè)月范圍內(nèi)的治療后時(shí)間段，所述治療的圖案不對(duì)用所述眼睛查看的患者產(chǎn)生光學(xué)可見(jiàn)的偽影。
69.一種治療組織的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
超聲換能器陣列；以及
耦合至所述超聲換能器陣列的處理器，所述處理器包括指令以治療所述組織。
70.一種治療眼睛組織的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
超聲換能器陣列；以及
耦合至所述超聲換能器陣列的處理器，所述處理器包括指令以治療鞏膜、角膜、晶狀體、玻璃體或在鋸齒緣與所述眼睛的晶狀體囊之間延伸的小帶中的一個(gè)或多個(gè)。
71.一種治療組織的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
超聲換能器陣列；以及
耦合至所述超聲換能器陣列的處理器，所述處理器包括指令以切除所述組織，其中所述換能器陣列和所述處理器被配置用于用聚焦高強(qiáng)度超聲束非熱地切除所述組織。
72.一種治療組織的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
超聲換能器陣列；以及
耦合至所述超聲換能器陣列的處理器，所述處理器包括指令以切除所述組織，其中所述換能器陣列和所述處理器被配置用于用聚焦高強(qiáng)度超聲束非熱地切除所述組織。
73.一種治療組織的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
超聲換能器陣列；以及
耦合至所述超聲換能器陣列的處理器，所述處理器包括指令以治療所述組織，其中所述換能器陣列和所述處理器被配置用于減少所述組織的光散射。
74.一種切除組織的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
超聲換能器陣列；以及
耦合至所述超聲換能器陣列的處理器，所述處理器包括指令以治療所述組織，其中所述換能器陣列和所述處理器被配置用于用朝向所述組織的多個(gè)位置的超聲脈沖非熱地切除所述組織，所述多個(gè)位置中的每一個(gè)處的所述超聲脈沖包含不超過(guò)約5％的占空比，并且其中所述換能器陣列包含對(duì)于非熱脈沖50％或更大的占空比。
75.一種治療眼睛的方法，所述方法包括：
用換能器陣列將超聲能量引導(dǎo)至所述眼睛。
76.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中將超聲束以從約5MHz至15MHz范圍內(nèi)的頻率聚焦到小斑點(diǎn)大小，以便在所述眼睛的表面下方1mm或更淺的位置處提供聚焦。
77.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中遞送超聲能量以利用不高于相鄰組織約10℃的加熱生成空化并提高所述目標(biāo)組織的彈性。
78.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述處理器和所述換能器被配置用于將所述超聲束聚焦到具有在從約50um至約200um半高全寬(FWHM)范圍內(nèi)的橫截面大小的斑點(diǎn)。
79.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述陣列和所述處理器被配置用于提供在第一頻率下對(duì)所述眼睛成像的第一波長(zhǎng)和在第二頻率下治療所述眼睛的第二波長(zhǎng)。
80.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述處理器和所述相位陣列被配置用于將所述HIFU束掃描到多個(gè)位置。
81.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述陣列安裝在臂上以將所述換能器陣列移動(dòng)到所述眼睛周圍的多個(gè)位置。
82.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述處理器配置有指令，以將所述HIFU束掃描到所述鞏膜部位內(nèi)從所述鋸齒緣附近延伸至所述角膜并進(jìn)入所述角膜內(nèi)的多個(gè)位置。
83.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述處理器配置有指令以執(zhí)行鞏膜摧毀術(shù)、角膜摧毀術(shù)或晶狀體摧毀術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)。
84.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述處理器配置有指令以治療角膜、鞏膜、晶狀體、從鋸齒緣延伸至晶狀體囊的小帶、所述眼睛的玻璃體或所述眼睛的鋸齒緣中的一個(gè)或多個(gè)。
85.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中耦合至所述超聲陣列的所述處理器被配置用于提供在從約-20MPa至約80MPa范圍內(nèi)的負(fù)聲壓。
86.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中耦合至所述超聲陣列的所述處理器被配置用于去除組織結(jié)構(gòu)的膠原組織并使所述膠原組織結(jié)構(gòu)基本上完整，并且其中去除的組織的量在從約5％至約20％的范圍內(nèi)。
87.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，還包括用HIFU治療所述組織的第一陣列和對(duì)所述眼睛進(jìn)行成像的第二超聲陣列。
88.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述陣列包括相位陣列，以將具有從約5MHz至約15MHz范圍內(nèi)的頻率的高強(qiáng)度超聲聚焦到所述目標(biāo)位置。
89.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述陣列和所述處理器被配置用于切除組織而基本上無(wú)可見(jiàn)氣泡形成，可選地其中可見(jiàn)氣泡的量包括不超過(guò)5％的治療體積。
90.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述陣列和所述處理器被配置用于切除組織而基本上無(wú)可見(jiàn)氣泡形成，可選地其中可見(jiàn)氣泡的量包括不超過(guò)1％的切除組織治療體積。
91.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述陣列和所述處理器被配置用于切除組織而基本上無(wú)可見(jiàn)氣泡形成，可選地其中可見(jiàn)氣泡的量包括不超過(guò)0.1％的切除組織治療體積。
92.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述換能器陣列和所述處理器被配置用于用朝向所述組織的所述多個(gè)位置的超聲脈沖非熱地切除所述組織，所述多個(gè)位置中的每一個(gè)處的所述超聲脈沖包含不超過(guò)約3％的占空比，并且其中所述換能器陣列包含對(duì)于所述非熱脈沖80％或更大的占空比。
93.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述換能器陣列和所述處理器被配置用于用朝向所述組織的所述多個(gè)位置的超聲脈沖非熱地切除所述組織，以用多個(gè)組織切除路徑界定多個(gè)組織塊。
94.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述換能器陣列和所述處理器被配置用于用朝向所述組織的所述多個(gè)位置的超聲脈沖非熱地切除所述組織，以用多個(gè)組織切除路徑界定多個(gè)組織塊，所述多個(gè)組織切除路徑包括被布置成將所述組織分成所述多個(gè)組織塊的多個(gè)組織穿孔。
95.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述換能器陣列和所述處理器被配置用于用朝向所述組織的多個(gè)位置的超聲脈沖非熱地切除所述組織，以界定三維組織切除圖案。
96.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述換能器陣列和所述處理器被配置用于用朝向所述組織的多個(gè)位置的超聲脈沖非熱地切除所述組織，并且其中所述超聲脈沖被配置用于用非熱組織切除來(lái)切割膠原纖維。
97.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述換能器陣列和所述處理器被配置用于用朝向所述組織的多個(gè)位置的超聲脈沖非熱地切除所述組織，并且其中所述超聲脈沖被配置用于用非熱組織切除來(lái)分離膠原纖維。
98.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述膠原纖維包括角膜、角膜緣、鞏膜、虹膜、晶狀體囊、晶狀體皮質(zhì)或小帶中的一個(gè)或多個(gè)的膠原纖維。
99.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述多個(gè)脈沖被布置用于治療所述眼睛的屈光不正，所述屈光不正包括近視、遠(yuǎn)視、散光、像差校正或波前像差校正中的一種或多種。
100.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述換能器陣列和所述處理器被配置用于用朝向所述組織的多個(gè)位置的被布置用于界定對(duì)應(yīng)于所述眼睛的矯正晶狀體的組織塊的超聲脈沖非熱地切除膠原組織，并且其中所述超聲脈沖被布置用于允許從所述眼睛去除所述組織塊，并且可選地其中所述脈沖被布置用于界定通向所述組織塊的通路，以便執(zhí)行小切口晶狀體提取(SMILE)，并且可選地其中所述組織包括角膜組織。
101.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述換能器陣列和所述處理器被配置用于用朝向所述組織的多個(gè)位置的被布置用于將所述組織沿路徑分為一層或多層的超聲脈沖沿所述路徑非熱地分離膠原組織，并且可選地其中所述組織包括角膜組織，并且可選地其中所述路徑界定角膜袋、角膜床或角膜瓣中的一個(gè)或多個(gè)。
102.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述超聲換能器陣列和所述處理器被配置用于穿過(guò)所述眼睛的角膜內(nèi)皮傳輸超聲能量，并將所述超聲束聚焦成遠(yuǎn)離所述角膜內(nèi)皮，以便用所述超聲束切除所述眼睛的組織并抑制對(duì)所述角膜內(nèi)皮的損傷。
103.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述超聲換能器陣列和所述處理器被配置用于穿過(guò)所述眼睛的角膜內(nèi)皮傳輸超聲能量，并將所述超聲束聚焦成遠(yuǎn)離所述角膜內(nèi)皮，以便用所述超聲束切除所述眼睛的組織并抑制對(duì)所述角膜內(nèi)皮的損傷，并且其中所述超聲束聚焦處的每單位面積遞送的超聲能量的量在比所述波束穿過(guò)所述角膜內(nèi)皮處的每單位面積的能量的量大從約1000(一千)至約100,000(十萬(wàn))倍的范圍內(nèi)。
104.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述超聲束聚焦處的每單位面積遞送的超聲能量的量在比所述波束穿過(guò)所述眼睛的結(jié)膜或角膜中的一個(gè)或多個(gè)的上皮層處的每單位面積的能量的量大從約1,000(一千)至約100,000(十萬(wàn))倍的范圍內(nèi)。
105.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述換能器陣列包括從約0.5至約10范圍內(nèi)的數(shù)值孔徑。
106.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)，其中所述換能器陣列和所述處理器被配置用于向多個(gè)分離的治療部位提供多個(gè)脈沖，其中所述多個(gè)分離的治療部位中的每一個(gè)的占空比包括小于所述換能器陣列占空比的占空比。
用于眼部治療的超聲引導(dǎo)空化方法和系統(tǒng)
交叉引用
[0001] 本PCT申請(qǐng)要求于2015年10月6日提交的標(biāo)題為“ULTRASOUND? DIRECTED?CAVITATIONAL?METHODS?AND?SYSTEMS?FOR?OCULAR?TREATMENTS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/237,
840(代理人案卷號(hào)48848-704.101)；于2015年11月11日提交的標(biāo)題為“ULTRASOUND?DIRECTED?CAVITATIONAL?METHODS?AND?SYSTEMS?FOR?OCULAR?TREATMENTS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/254,138(代理人案卷號(hào)48848-704.102)；于2016年3月9日提交的標(biāo)題為“ULTRASOUND?DIRECTED?CAVITATIONAL?METHODS?AND?SYSTEMS?FOR?OCULAR?TREATMENTS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/305,996(代理人案卷號(hào)48848-704.103)；以及于2016年3月18日提交的標(biāo)題為“ULTRASOUND?DIRECTED?CAVITATIONAL?METHODS?AND?SYSTEMS?FOR?OCULAR?TREATMENTS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/310,644(代理人案卷號(hào)48848-704.104)的權(quán)益；這些申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。
840(代理人案卷號(hào)48848-704.101)；于2015年11月11日提交的標(biāo)題為“ULTRASOUND?DIRECTED?CAVITATIONAL?METHODS?AND?SYSTEMS?FOR?OCULAR?TREATMENTS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/254,138(代理人案卷號(hào)48848-704.102)；于2016年3月9日提交的標(biāo)題為“ULTRASOUND?DIRECTED?CAVITATIONAL?METHODS?AND?SYSTEMS?FOR?OCULAR?TREATMENTS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/305,996(代理人案卷號(hào)48848-704.103)；以及于2016年3月18日提交的標(biāo)題為“ULTRASOUND?DIRECTED?CAVITATIONAL?METHODS?AND?SYSTEMS?FOR?OCULAR?TREATMENTS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/310,644(代理人案卷號(hào)48848-704.104)的權(quán)益；這些申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。
背景技術(shù)
[0002] 現(xiàn)有的治療組織以增加彈性的方法和系統(tǒng)可能不如理想的有效。例如，增加組織彈性的現(xiàn)有方法和系統(tǒng)可以包括諸如脈沖激光和射頻(RF)治療等激光和熱治療。雖然這些現(xiàn)有方法和系統(tǒng)中的一些可以對(duì)組織進(jìn)行治療以增加彈性，但這種效果可能隨時(shí)間流逝而消失。這種治療效果的消退可能使現(xiàn)有方法和系統(tǒng)對(duì)于諸如對(duì)眼睛進(jìn)行彈性調(diào)節(jié)以治療老視和青光眼等治療不太理想。此外，這樣的基于激光和RF的治療可能比理想的更加復(fù)雜和昂貴，使得更少的人能夠接受有益治療。
[0003] 雖然先前已經(jīng)使用超聲波連同碎石術(shù)來(lái)消融組織，但是現(xiàn)有超聲裝置可能不如理想的適于治療組織以增加組織的彈性。此外，現(xiàn)有超聲方法和系統(tǒng)可能不如理想的適于治療諸如眼睛組織等較小結(jié)構(gòu)。例如，用于碎石術(shù)方法和系統(tǒng)的現(xiàn)有頻率可能提供比理想的更多的熱量，并且超聲束可能不會(huì)聚焦到足夠小的部位以治療諸如眼睛的精細(xì)結(jié)構(gòu)等精細(xì)結(jié)構(gòu)。發(fā)明內(nèi)容
[0004] 方法中目前公開(kāi)的系統(tǒng)提供了具有改善精確度的對(duì)眼睛的改善治療，并且可以提供減少的響應(yīng)于組織治療的愈合量。雖然提及對(duì)眼睛的治療，但是本文公開(kāi)的方法和裝置可以用于治療許多類型的組織，并且本文公開(kāi)的方法和裝置可以在諸如眼科學(xué)、泌尿?qū)W、矯形外科學(xué)和心臟病學(xué)等許多領(lǐng)域中獲得應(yīng)用。
[0005] 在許多實(shí)施方式中，超聲換能器被配置用于提供具有足夠低占空比的高強(qiáng)度聚焦超聲束以減少對(duì)組織的加熱。聚焦超聲束包括多個(gè)脈沖，其中每個(gè)脈沖包括至少一個(gè)聲周期。每個(gè)脈沖可以包括多個(gè)聲周期。第一脈沖與隨后脈沖之間的時(shí)間可以被布置成使得對(duì)組織的加熱減少。高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)脈沖可以被配置用于生成暫時(shí)空化，這可以有助于軟化組織。脈沖的強(qiáng)度和占空比能夠以多種方式配置，并且可以被配置用于根據(jù)治療類型軟化組織或切除組織。在許多實(shí)施方式中，波束聚焦于小的斑點(diǎn)大小以向眼睛的精細(xì)結(jié)構(gòu)提供局部組織治療。低占空比和聚焦波束可以用于響應(yīng)于治療以減少的愈合量治療局部組織，并且在許多情況下，組織保持透明，而不在治療后延長(zhǎng)的時(shí)間段例如治療后一年產(chǎn)生對(duì)患者可見(jiàn)的可察覺(jué)偽影。備選地或組合地，系統(tǒng)可以被配置用于在手術(shù)期間用超聲治療切除組織，諸如對(duì)于白內(nèi)障手術(shù)在去除眼睛的晶狀體之前切除晶狀體前囊。通過(guò)用于去除組織的手術(shù)過(guò)程，超聲束強(qiáng)度可以可選地設(shè)置為足夠高以提供組織的可見(jiàn)空化。備選地或組合地，能夠以更低的占空比提供組織去除以液化或乳化組織。在許多實(shí)施方式中，提供組織治療而無(wú)手術(shù)切口，這降低了手術(shù)過(guò)程的侵入性并減少了響應(yīng)于手術(shù)過(guò)程的愈合。
[0006] 在許多實(shí)施方式中，系統(tǒng)被配置用于用遞送至目標(biāo)部位的多個(gè)位置的多個(gè)脈沖將聚焦斑點(diǎn)掃描到眼睛的目標(biāo)部位。系統(tǒng)包括耦合至成像系統(tǒng)的超聲換能器，以響應(yīng)于由成像系統(tǒng)提供的圖像將脈沖引導(dǎo)至目標(biāo)組織結(jié)構(gòu)。成像系統(tǒng)可以包括超聲成像系統(tǒng)或光學(xué)成像系統(tǒng)。成像系統(tǒng)可以用于識(shí)別目標(biāo)組織結(jié)構(gòu)，使得使用者可以識(shí)別顯示器上的目標(biāo)組織結(jié)構(gòu)并例如用觸摸屏顯示器輸入治療參數(shù)以治療目標(biāo)組織結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以被配置用于以多種方式掃描斑點(diǎn)，并且可以平移或旋轉(zhuǎn)超聲換能器或者用相位陣列超聲換能器掃描波束，及其組合。在許多實(shí)施方式中，成像系統(tǒng)包括與超聲換能器組合使用的超聲生物顯微鏡，以穿過(guò)諸如角膜緣、鞏膜和虹膜等眼睛的光學(xué)不透明結(jié)構(gòu)對(duì)組織進(jìn)行成像和治療。
[0007] 能夠以多種方式配置超聲換能器和處理器以提供許多類型的治療，諸如基本上非熱的治療、組織軟化、組織切除、熱治療和非熱治療。系統(tǒng)可以被配置用于響應(yīng)于治療以降低的侵入性和減少的愈合治療眼睛的許多精細(xì)組織結(jié)構(gòu)。HIFU束可以被配置用于通過(guò)液化或乳化飛蚊來(lái)治療飛蚊癥。系統(tǒng)可以被配置用于，例如用與視網(wǎng)膜耦合的玻璃體結(jié)構(gòu)的軟化，治療可能與視網(wǎng)膜脫離有關(guān)的與視網(wǎng)膜耦合的玻璃體結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以被配置用于與對(duì)眼睛晶狀體的軟化治療、用于軟化鞏膜的鞏膜治療、用于軟化玻璃體液的結(jié)構(gòu)的玻璃體液治療或者用于促進(jìn)晶狀體在囊內(nèi)的運(yùn)動(dòng)的鋸齒緣治療相結(jié)合，以便軟化眼睛與調(diào)節(jié)相關(guān)的這些結(jié)構(gòu)，從而治療老視。系統(tǒng)可以被配置用于與白內(nèi)障手術(shù)一起使用以軟化晶狀體從而促進(jìn)通過(guò)切口的抽吸去除。系統(tǒng)還可以被配置用于提供眼睛的屈光矯正，例如用角膜組織的熱治療來(lái)對(duì)角膜組織矯形以矯正眼睛的屈光不正?？梢杂帽疚墓_(kāi)的方法和裝置提供附加治療。
[0008] 在一個(gè)方面，一種用于治療眼睛組織的系統(tǒng)包括被配置用于生成多個(gè)高強(qiáng)度聚焦超聲(“HIFU”)脈沖的超聲換能器陣列，以及耦合至所述超聲換能器陣列并且配置有指令以將所述多個(gè)脈沖掃描到多個(gè)位置以治療所述眼睛組織的處理器。所述多個(gè)高強(qiáng)度聚焦超聲(“HIFU”)脈沖包括從約10兆帕(MPA)至約80MPA范圍內(nèi)的負(fù)聲壓。所述處理器配置有指令以用HIFU束治療所述眼睛從而用溫度升高至超過(guò)約50攝氏度來(lái)軟化所述組織。
[0009] 所述組織可以包括透明組織。所述處理器可以配置有指令以將所述超聲束掃描到所述多個(gè)位置從而軟化所述組織而不使所述組織渾濁。所述處理器可以被配置用于用所述多個(gè)脈沖軟化組織的目標(biāo)部位。所述目標(biāo)部位內(nèi)的所述多個(gè)脈沖的占空比可以在從約0.1％至1％的范圍內(nèi)。聚焦斑點(diǎn)可以包括在從50um至200um范圍內(nèi)的橫截面大小。所述處理器和所述換能器陣列可以被配置用于使所述多個(gè)脈沖在所述多個(gè)位置處重疊。所述處理器和所述換能器陣列可以被配置用于將所述多個(gè)脈沖遞送至所述多個(gè)位置而不重疊。所述高強(qiáng)度聚焦超聲可以包括在從約750kHz至約25MHz范圍內(nèi)，并且可選地在約從5MHz至約20MHz范圍內(nèi)的頻率。
[0010] 所述換能器陣列和所述處理器可以被配置用于將多個(gè)脈沖提供至由距離間隔開(kāi)的多個(gè)分離的治療部位。所述多個(gè)分離的治療部位中的每一個(gè)的占空比可以包括小于所述換能器陣列占空比的占空比。所述多個(gè)分離的部位可以包括接收第一多個(gè)脈沖的第一治療部位和接收第二多個(gè)脈沖的第二治療部位，其中治療在朝向所述第一部位的所述第一多個(gè)脈沖與朝向所述第二部位的所述第二多個(gè)脈沖之間交替以相對(duì)于所述換能器陣列占空比減小所述多個(gè)治療部位中的每一個(gè)的占空比，以便減少所述第一部位和所述第二部位的治療時(shí)間。
[0011] 所述系統(tǒng)還可以包括用于在治療期間查看所述眼睛的圖像的成像系統(tǒng)，以及耦合至所述成像系統(tǒng)和所述處理器用于在治療期間顯示所述眼睛的圖像的顯示器。所述成像系統(tǒng)可以包括光學(xué)相干斷層成像系統(tǒng)或超聲生物顯微(UBM)系統(tǒng)。所述成像系統(tǒng)可以包括UBM。所述超聲換能器陣列和所述UBM可以被布置用于檢測(cè)所述UBM的視場(chǎng)內(nèi)的所述HIFU束的場(chǎng)擾動(dòng)。所述處理器和顯示器可以被配置用于在所述顯示器上所示的所述眼睛的實(shí)時(shí)圖像上可視地顯示所述場(chǎng)擾動(dòng)。顯示器和所述處理器可以被配置用于在用所述HIFU束治療之前在所述顯示器上的所述眼睛圖像上顯示多個(gè)目標(biāo)治療部位。所述處理器可以被配置用于將所述聚焦的HIFU束掃描到多個(gè)目標(biāo)組織部位。可選地，所述處理器可以配置有指令，以顯示所述眼睛的圖像用于查看所述眼睛的圖像并且界定預(yù)定的治療部位以用所述多個(gè)脈沖治療所述組織。
[0012] 所述系統(tǒng)還可以包括耦合至所述處理器以在治療之前顯示所述眼睛的圖像的顯示器。所述處理器可以配置有指令，以接收使用者輸入，從而在用所述超聲脈沖治療之前在所述眼睛圖像上界定多個(gè)目標(biāo)組織部位。所述處理器可以配置有指令，以將在治療之前界定的所述多個(gè)目標(biāo)組織部位與在所述治療期間獲取的所述眼睛的實(shí)時(shí)圖像配準(zhǔn)，并且顯示與所述眼睛的所述實(shí)時(shí)圖像配準(zhǔn)的所述眼睛的所述目標(biāo)組織部位。成像系統(tǒng)可以與所述超聲換能器陣列對(duì)準(zhǔn)。所述處理器可以包括指令，以響應(yīng)于所述眼睛的實(shí)時(shí)圖像與所述響應(yīng)于所述眼睛運(yùn)動(dòng)的所述眼睛圖像的配準(zhǔn)，將所述多個(gè)脈沖引導(dǎo)至多個(gè)治療部位。所述處理器可以被配置用于將所述超聲束穿過(guò)所述眼睛的光學(xué)不透明部位掃描到所述多個(gè)位置，所述部位包括所述眼睛的虹膜、鞏膜或角膜緣中的一個(gè)或多個(gè)。成像系統(tǒng)可以包括超聲成像系統(tǒng)，并且所述多個(gè)治療部位在所述顯示器上可見(jiàn)并且可以用所述超聲成像系統(tǒng)穿過(guò)所述眼睛的所述光學(xué)不透明部位而成像。目標(biāo)組織部位可以可選地包括透明組織。
[0013] 所述處理器可以被配置用于將所述超聲束掃描到多個(gè)位置。所述換能器陣列可以包括被配置用于將所述超聲束掃描到所述多個(gè)位置的相位陣列。所述系統(tǒng)還可以可選地包括耦合至超聲陣列的致動(dòng)器，以將所述超聲束掃描到所述多個(gè)位置。
[0014] 所述換能器陣列可以被配置用于聚焦斑點(diǎn)以提供在從約10MPA至約50MPA范圍內(nèi)的負(fù)壓。
[0015] 所述換能器和所述處理器可以被配置用于將斑點(diǎn)聚焦到多個(gè)位置以用不超過(guò)約5攝氏度的溫度升高來(lái)軟化所述組織。
[0016] 所述系統(tǒng)可以被配置用于將斑點(diǎn)聚焦到多個(gè)位置以用不超過(guò)約5攝氏度的溫度升高來(lái)軟化所述組織。
[0017] 所述處理器和所述超聲陣列可以被配置用于將所述組織的模量降低至少約5％，而不引起所述組織的光散射的顯著增加?？蛇x地，如用Scheimpflug相機(jī)所測(cè)量的，所述組織增加的光散射可以增加不超過(guò)約5％。可選地，如用Scheimpflug相機(jī)所測(cè)量的，所述光散射可以增加不超過(guò)約1％?？梢栽谛g(shù)前和術(shù)后測(cè)量所述光散射的增加。
[0018] 所述處理器和所述換能器陣列可以被配置用于將所述組織的模量降低從約1％至約50％范圍內(nèi)的量。模量的所述降低可以保持穩(wěn)定持續(xù)治療后至少約一周以及可選地治療后約一個(gè)月以及進(jìn)一步可選地治療后至少約六個(gè)月。
[0019] 所述處理器和所述換能器陣列可以被配置用于軟化所述組織而基本上不改變折射率。所述折射率在術(shù)前相對(duì)于術(shù)后的變化量可以包括不超過(guò)約0.05。
[0020] 所述處理器和所述換能器陣列可以被配置用于軟化所述組織而基本上不改變折射率。所述折射率在術(shù)前相對(duì)于術(shù)后的變化量可以包括不超過(guò)約0.01。
[0021] 所述處理器和所述換能器陣列可以被配置用于將所述組織的模量降低從約1％至約50％范圍內(nèi)的量，而不引起組織部位的渾濁。
[0022] 所述處理器和所述換能器陣列被配置用于將所述波束聚焦到所述眼睛中的三維圖案中的多個(gè)位置。所述換能器陣列可以被配置用于將所述波束聚焦到沿著沿所述超聲束的傳播軸的多個(gè)不同位置和/或橫向于所述超聲束的多個(gè)不同位置以界定三維治療部位。
[0023] 所述處理器可以配置有指令以軟化所述眼睛的晶狀體從而增加所述眼睛的調(diào)節(jié)性。所述處理器可以配置有指令以軟化所述眼睛的鞏膜、所述眼睛的玻璃體液或角膜緣從而增加所述眼睛的調(diào)節(jié)性。
[0024] 所述處理器可以配置有指令，以治療所述眼睛的飛蚊癥。
[0025] 所述處理器可以配置有指令以用加熱來(lái)治療所述眼睛的屈光不正。所述屈光不正可以包括近視、遠(yuǎn)視和/或散光。所述處理器可以配置有指令，以利用施加到所述眼睛的角膜以提供至少約50℃的溫度升高的能量圖案來(lái)治療所述屈光不正。屈光不正的治療可以與組織軟化相結(jié)合。
[0026] 所述系統(tǒng)還可以包括被配置用于將所述眼睛耦合至所述超聲陣列的患者耦合結(jié)構(gòu)。
[0027] 所述處理器和所述換能器陣列可以被配置用于以三維切除圖案切除組織。
[0028] 所述處理器和所述換能器陣列可以被配置用于組織海綿化、組織微穿孔和/或組織乳化。
[0029] 所述處理器和所述換能器陣列可以被配置用于將所述組織加熱至高于50攝氏度以提供熱治療。
[0030] 所述處理器和所述換能器陣列可以被配置用于選自近視、遠(yuǎn)視、散光、老視、球面像差、圓錐角膜(“KCN”)、晶狀體乳化術(shù)、感染性角膜炎(“IK”)、脈絡(luò)膜新生血管(“CNV”)、環(huán)形超聲凝固術(shù)、青光眼、飛蚊癥、玻璃體溶解術(shù)/玻璃體切除術(shù)、晶狀體上皮細(xì)胞(“LEC”)溶解、撕囊術(shù)、閃光、腫瘤、超聲溶栓/血管阻塞、角膜后表面矯形、后囊混濁、囊拋光、外滲、玻璃體后視網(wǎng)膜脫離、后囊連續(xù)環(huán)形撕囊術(shù)(“PCCC”)和/或前囊連續(xù)環(huán)形撕囊術(shù)(“ACCC”)的聚焦淺表治療。
[0031] 所述處理器和所述換能器陣列可以被配置用于引導(dǎo)所述超聲束穿過(guò)選自瞳孔、上皮、結(jié)膜、虹膜、晶狀體囊、鞏膜和角膜的所述眼睛組織。
[0032] 在另一方面，一種治療眼睛的系統(tǒng)包括用于生成HIFU束的超聲換能器和耦合至所述超聲換能器的處理器，所述處理器配置有指令以生成包含多個(gè)脈沖的所述HIFU束。所述多個(gè)脈沖中的每一個(gè)包含至少一個(gè)聲周期。所述多個(gè)脈沖中的每個(gè)脈沖與所述多個(gè)脈沖中的后續(xù)脈沖間隔從約1微秒至約1000微秒范圍內(nèi)的時(shí)間，以向目標(biāo)組織部位提供不超過(guò)約百分之5(5％)的占空比。
[0033] 所述占空比、每個(gè)脈沖的周期數(shù)和/或負(fù)聲壓可以被配置成使得所述組織在治療之后保持基本透明。可選地，所述組織可以在治療后一個(gè)月以及可選地在治療后一年基本透明。
[0034] 所述占空比、每個(gè)脈沖的周期數(shù)和/或負(fù)聲壓可以被配置成使得所述組織在完成超聲治療的一分鐘內(nèi)基本透明。
[0035] 所述占空比、每個(gè)脈沖的周期數(shù)和/或負(fù)聲壓可以被配置成使得所述HIFU束在所述組織中生成空化。在所述波束已經(jīng)治療所述組織之后，所述組織可以基本透明。
[0036] 所述占空比、每個(gè)脈沖的周期數(shù)和/或負(fù)聲壓可以被配置成使得所述HIFU束在組織中生成可見(jiàn)空化。在所述波束已經(jīng)治療所述組織之后，所述組織可以變得透明。所述空化可以是利用超聲生物顯微術(shù)和/或光學(xué)相干斷層成像可見(jiàn)的。
[0037] 所述至少一個(gè)聲周期可以包括在從約2個(gè)聲周期至約100個(gè)聲周期范圍內(nèi)，可選地在從約3個(gè)聲周期至約50個(gè)聲周期范圍內(nèi)，并且可選地在從約4個(gè)聲周期至約25個(gè)聲周期范圍內(nèi)的多個(gè)聲周期。
[0038] 所述處理器可以配置有指令，使得重疊脈沖的占空比在從約0.1％至約4％的范圍內(nèi)，并且可選地在選自從約0.2％至約2％的范圍內(nèi)、從約0.4％至約1％以及從約0.5％至約0.7％的范圍內(nèi)。
[0039] 所述處理器和所述換能器可以配置有指令，使得負(fù)聲壓在從約-10兆帕(MPa)至約-40MPa的范圍內(nèi)以軟化所述組織。
[0040] 聲透鏡沿著HIFU能量的路徑定位以將所述HIFU束聚焦到斑點(diǎn)。
[0041] 聲透鏡可以沿著所述HIFU能量的路徑定位以將所述HIFU束聚焦到所述斑點(diǎn)，并且所述聲透鏡可以沿著所述換能器與所述斑點(diǎn)之間的路徑定位。
[0042] 所述換能器可以包括相位陣列換能器以將所述HIFU束聚焦到斑點(diǎn)。
[0043] 所述系統(tǒng)還可以包括用于掃描斑點(diǎn)的部件，所述部件選自相位陣列換能器、一維相位陣列換能器、二維相位陣列換能器、平移臺(tái)、X-Y平移臺(tái)、致動(dòng)器、檢流計(jì)和萬(wàn)向架。
[0044] 所述處理器可以被配置用于以三維圖案掃描斑點(diǎn)。
[0045] 所述處理器可以被配置用于以預(yù)定的三維圖案掃描斑點(diǎn)。
[0046] 所述處理器可以配置有指令，以將斑點(diǎn)掃描到具有多個(gè)重疊順序斑點(diǎn)的多個(gè)位置。
[0047] 所述處理器可以配置有指令，以將斑點(diǎn)掃描到具有多個(gè)非重疊順序斑點(diǎn)的多個(gè)位置。
[0048] 在另一方面，一種治療眼睛的方法包括用超聲換能器產(chǎn)生HIFU束并將所述多個(gè)脈沖引導(dǎo)至所述組織以用不超過(guò)約5攝氏度的溫度升高來(lái)軟化所述眼睛組織。所述HIFU束包含多個(gè)脈沖，所述多個(gè)脈沖中的每一個(gè)包含至少一個(gè)聲周期。所述多個(gè)脈沖中的每個(gè)脈沖與所述多個(gè)脈沖中的后續(xù)脈沖間隔從約1微秒至約1000微秒范圍內(nèi)的時(shí)間，以向目標(biāo)組織部位提供不超過(guò)約百分之5(5％)的占空比。所述HIFU束可以包括具有在從約10um至約1mm范圍內(nèi)的橫截面大小的聚焦斑點(diǎn)。所述超聲束的壓力可以包括在從約-10兆帕(MPA)至約-80MPA范圍內(nèi)的峰值負(fù)聲壓以軟化所述組織。
[0049] 所述組織在治療后可以保持基本透明?？蛇x地，所述組織可以在治療后一個(gè)月以及可選地在治療后一年基本透明。
[0050] 所述組織可以在完成超聲治療的一分鐘內(nèi)基本透明。
[0051] 所述HIFU束可以在所述組織中生成空化，并且其中所述組織在所述波束已經(jīng)治療所述組織后基本透明。
[0052] 所述HIFU束可以在組織中生成可見(jiàn)空化。在所述波束已經(jīng)治療所述組織之后，所述組織可以變得透明?？蛇x地所述空化可以是利用超聲生物顯微術(shù)和/或光學(xué)相干斷層成像可見(jiàn)的。
[0053] 所述至少一個(gè)聲周期可以包括在從約2個(gè)聲周期至約100個(gè)聲周期范圍內(nèi)，可選地在約3個(gè)聲周期至約50個(gè)聲周期范圍內(nèi)，并且可選地在從約4個(gè)聲周期至約25個(gè)聲周期范圍內(nèi)的多個(gè)聲周期。
[0054] 重疊脈沖的占空比可以在從約0.1％至約4％的范圍內(nèi)，并且可選地在選自從約0.2％至約2％的范圍內(nèi)、從約0.4％至約1％以及從約0.5％至約0.7％的范圍內(nèi)。
[0055] 負(fù)聲壓可以在從約-10兆帕(MPA)至約-40MPA的范圍內(nèi)以軟化所述組織。
[0056] 聲透鏡可以沿著HIFU能量的路徑定位以將所述HIFU束聚焦到所述斑點(diǎn)。
[0057] 聲透鏡可以沿著HIFU能量的路徑定位以將所述HIFU束聚焦到所述斑點(diǎn)，并且所述聲透鏡沿著所述換能器與所述斑點(diǎn)之間的路徑定位。
[0058] 所述換能器可以包括相位陣列換能器以將所述HIFU束聚焦到所述斑點(diǎn)。
[0059] 可以用選自相位陣列換能器、一維相位陣列換能器、二維相位陣列換能器、平移臺(tái)、X-Y平移臺(tái)、致動(dòng)器、檢流計(jì)和萬(wàn)向架的組件掃描所述斑點(diǎn)。
[0060] 能夠以三維圖案掃描所述斑點(diǎn)。
[0061] 能夠以預(yù)定的三維圖案掃描所述斑點(diǎn)。
[0062] 可以將所述斑點(diǎn)掃描到具有多個(gè)重疊順序斑點(diǎn)的多個(gè)位置。
[0063] 可以將所述斑點(diǎn)掃描到具有多個(gè)非重疊順序斑點(diǎn)的多個(gè)位置。
[0064] 在一個(gè)方面，一種治療眼睛的方法包括用超聲換能器陣列生成HIFU束并以預(yù)定的圖案掃描所述HIFU束從而用不超過(guò)約5攝氏度的溫度升高來(lái)軟化所述眼睛的組織。所述HIFU束包括治療區(qū)處的聚焦斑點(diǎn)，該聚焦斑點(diǎn)具有在從約10um至約1mm范圍內(nèi)的最大橫截面尺寸。所述超聲束的壓力包括在從約-10兆帕(MPA)至約-80MPA范圍內(nèi)的峰值負(fù)聲壓以便軟化所述組織。所述組織在治療后保持基本透明。
[0065] 在從治療后約一周至治療后約一個(gè)月范圍內(nèi)的治療后時(shí)間段，所述治療的圖案可能不對(duì)用所述眼睛查看的患者產(chǎn)生光學(xué)可見(jiàn)的偽影。
[0066] 在另一方面，一種治療組織的系統(tǒng)包括超聲換能器陣列和耦合至所述超聲換能器陣列的處理器，所述處理器包括指令以治療所述組織。
[0067] 在另一方面，一種治療眼組織的系統(tǒng)包括超聲換能器陣列和耦合至所述超聲換能器陣列的處理器，所述處理器包括指令以治療鞏膜、角膜、晶狀體、玻璃體或在鋸齒緣與所述眼睛的晶狀體囊之間延伸的小帶中的一個(gè)或多個(gè)。
[0068] 在另一方面，一種治療組織的系統(tǒng)包括超聲換能器陣列和耦合至所述超聲換能器陣列的處理器，所述處理器包括指令以切除所述組織，其中所述換能器陣列和所述處理器被配置用于用聚焦高強(qiáng)度超聲束非熱地切除所述組織。
[0069] 在另一方面，一種治療組織的系統(tǒng)包括超聲換能器陣列和耦合至所述超聲換能器陣列的處理器，所述處理器包括指令以切除所述組織。所述換能器陣列和所述處理器被配置成利用聚焦高強(qiáng)度超聲束非熱地切除所述組織。
[0070] 在另一方面，一種治療組織的系統(tǒng)包括超聲換能器陣列和耦合至所述超聲換能器陣列的處理器，所述處理器包括指令以治療所述組織。所述換能器陣列和所述處理器被配置用于減少組織的光散射。
[0071] 在另一方面，一種切除組織的系統(tǒng)包括超聲換能器陣列和耦合至所述超聲換能器陣列的處理器，所述處理器包括指令以治療所述組織，其中所述換能器陣列和所述處理器被配置用于用朝向所述組織的多個(gè)位置的超聲脈沖非熱地切除所述組織，所述多個(gè)位置中的每一個(gè)處的所述超聲脈沖包含不超過(guò)約5％的占空比，并且其中所述換能器陣列包含對(duì)于所述非熱脈沖50％或更大的占空比。
[0072] 在另一方面，一種治療眼睛的方法包括用換能器陣列將超聲能量引導(dǎo)至所述眼睛。
[0073] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，可以將超聲束以從約5MHz至15MHz范圍內(nèi)的頻率聚焦到小斑點(diǎn)大小，以便在所述眼睛的表面下方1mm或更淺的位置處提供聚焦。
[0074] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，可以遞送超聲能量以利用不高于相鄰組織約10℃的加熱生成空化并提高所述目標(biāo)組織的彈性。
[0075] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述處理器和所述換能器被配置用于將所述超聲束聚焦到具有從約50um至約200um半高全寬(FWHM)范圍內(nèi)的橫截面大小的斑點(diǎn)。
[0076] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述陣列和所以處理器可以被配置用于提供在第一頻率下對(duì)所述眼睛成像的第一波長(zhǎng)和在第二頻率下治療所述眼睛的第二波長(zhǎng)。
[0077] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述處理器和所述相位陣列可以被配置用于將所述HIFU束掃描到多個(gè)位置。
[0078] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述陣列可以安裝在臂上以將所述換能器陣列移動(dòng)到所述眼睛周圍的多個(gè)位置。
[0079] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述處理器可配置有指令，以將所述HIFU束掃描到所述鞏膜部位內(nèi)從所述鋸齒緣附近延伸至所述角膜并進(jìn)入所述角膜內(nèi)的多個(gè)位置。
[0080] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述處理器可以配置有指令，以執(zhí)行鞏膜摧毀術(shù)(sclerotripsy)、角膜摧毀術(shù)(corneotripsy)或晶狀體摧毀術(shù)(phacotripsy)中的一個(gè)或多個(gè)。
[0081] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述處理器可以配置有指令，以治療角膜、鞏膜、晶狀體、從鋸齒緣延伸至晶狀體囊的小帶、所述眼睛的玻璃體或所述眼睛的鋸齒緣中的一個(gè)或多個(gè)。
[0082] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，耦合至所述超聲陣列的所述處理器可以被配置用于提供在從約-20MPa至約80MPa范圍內(nèi)的負(fù)聲壓。
[0083] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，耦合至所述超聲陣列的所述處理器可以被配置用于去除組織結(jié)構(gòu)的膠原組織并使所述膠原組織結(jié)構(gòu)基本上完整。去除的組織的量可以在從約5％至約20％的范圍內(nèi)。
[0084] 本文所述的任何方法或系統(tǒng)還可以包括用HIFU治療所述組織的第一陣列和對(duì)所述眼睛進(jìn)行成像的第二超聲陣列。
[0085] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述陣列可以包括相位陣列，以將具有從約5MHz至約15MHz范圍內(nèi)的頻率的高強(qiáng)度超聲聚焦到所述目標(biāo)位置。
[0086] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述陣列和所述處理器可以被配置用于切除組織而基本上無(wú)可見(jiàn)氣泡形成。可見(jiàn)氣泡的量可以包括不超過(guò)5％的治療體積?？梢?jiàn)氣泡的量可以包括不超過(guò)1％的切除組織治療體積。可見(jiàn)氣泡的量包括不超過(guò)0.1％的切除組織治療體積。
[0087] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述換能器陣列和所述處理器可以被配置用于用朝向所述組織的多個(gè)位置的超聲脈沖非熱地切除所述組織，所述多個(gè)位置中的每一個(gè)處的所述超聲脈沖包含不超過(guò)約3％的占空比，并且其中所述換能器陣列包含對(duì)于所述非熱脈沖80％或更大的占空比。
[0088] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述換能器陣列和所述處理器可以被配置用于用朝向所述組織的多個(gè)位置的超聲脈沖非熱地切除所述組織，以用多個(gè)組織切除路徑界定多個(gè)組織塊。
[0089] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述換能器陣列和所述處理器可以被配置用于用朝向所述組織的多個(gè)位置的超聲脈沖非熱地切除所述組織，以用多個(gè)組織切除路徑界定多個(gè)組織塊，所述多個(gè)組織切除路徑包括被布置成將所述組織分成所述多個(gè)組織塊的多個(gè)組織穿孔。
[0090] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述換能器陣列和所述處理器可以被配置用于利用向所述組織的多個(gè)位置的超聲脈沖非熱地切除所述組織，以界定三維組織切除圖案。
[0091] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述換能器陣列和所述處理器可以被配置用于用朝向所述組織的多個(gè)位置的超聲脈沖非熱地切除所述組織，并且其中所述超聲脈沖被配置用于用非熱地組織切除來(lái)切割膠原纖維。
[0092] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述換能器陣列和所述處理器可以被配置用于用朝向所述組織的多個(gè)位置的超聲脈沖非熱地切除所述組織。所述超聲脈沖可以被配置用于用所述非熱組織切除來(lái)分離膠原纖維。
[0093] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述膠原纖維可以包括角膜、角膜緣、鞏膜、虹膜、晶狀體囊、晶狀體皮質(zhì)或小帶中的一個(gè)或多個(gè)的膠原纖維。
[0094] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述多個(gè)脈沖可以被布置用于治療所述眼睛的屈光不正，所述屈光不正包括近視、遠(yuǎn)視、散光、像差校正或波前像差校正中的一種或多種。
[0095] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述換能器陣列和所述處理器可以被配置用于用朝向所述組織的多個(gè)位置的被布置用于界定對(duì)應(yīng)于所述眼睛的矯正晶狀體的組織塊的超聲脈沖非熱地切除膠原組織。所述超聲脈沖可以被布置用于允許從所述眼睛去除所述組織塊。可選地，所述脈沖可以被布置用于界定通向所述組織塊的通路，以便執(zhí)行小切口晶狀體提取(SMILE)。所述組織可以可選地包括角膜組織。
[0096] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述換能器陣列和所述處理器可以被配置用于用朝向所述組織的多個(gè)位置的被布置用于將所述組織沿路徑分為一層或多層的超聲脈沖沿所述路徑非熱地分離膠原組織。所述組織可以可選地包括角膜組織。所述路徑可以可選地界定角膜袋、角膜床或角膜瓣中的一個(gè)或多個(gè)。
[0097] 所述超聲換能器陣列和所述處理器可以被配置用于穿過(guò)所述眼睛的角膜內(nèi)皮傳輸超聲能量，并將所述超聲束聚焦成遠(yuǎn)離所述角膜內(nèi)皮，以便用所述超聲束切除所述眼睛的組織并抑制對(duì)所述角膜內(nèi)皮的損傷。
[0098] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述超聲換能器陣列和所述處理器可以被配置用于穿過(guò)所述眼睛的角膜內(nèi)皮傳輸超聲能量，并將所述超聲束聚焦成遠(yuǎn)離所述角膜內(nèi)皮，以便用所述超聲束切除所述眼睛的組織并抑制對(duì)所述角膜內(nèi)皮的損傷。所述超聲束聚焦處的每單位面積遞送的超聲能量的量在比所述波束穿過(guò)所述角膜內(nèi)皮處的每單位面積的能量的量大從約1000(一千)至約100,000(十萬(wàn))倍的范圍內(nèi)。
[0099] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述超聲束聚焦處的每單位面積遞送的超聲能量的量可以在比所述波束穿過(guò)所述眼睛的結(jié)膜或角膜中的一個(gè)或多個(gè)的上皮層處的每單位面積的能量的量大從約1,000(一千)至約100,000(十萬(wàn))倍的范圍內(nèi)。
[0100] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述換能器陣列可以包括從約0.5至約10范圍內(nèi)的數(shù)值孔徑。
[0101] 在本文所述的任何方法或系統(tǒng)中，所述換能器陣列和所述處理器可以被配置用于向多個(gè)分離的治療部位提供多個(gè)脈沖。所述多個(gè)分離的治療部位中的每一個(gè)的占空比可以包括小于所述換能器陣列占空比的占空比。援引并入
[0102] 本說(shuō)明書(shū)中提到的所有出版物、專利和專利申請(qǐng)均通過(guò)引用并入本文，其程度如同特別地且單獨(dú)地指出每一個(gè)單獨(dú)的出版物、專利或?qū)＠暾?qǐng)均通過(guò)引用而并入。附圖說(shuō)明
[0103] 本發(fā)明的新穎特征在所附的權(quán)利要求書(shū)中具體闡述。通過(guò)參考以下對(duì)利用本發(fā)明原理的說(shuō)明性實(shí)施方式加以闡述的詳細(xì)描述以及附圖，將會(huì)獲得對(duì)本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)的更好的理解，在這些附圖中：
[0104] 圖1A描繪了根據(jù)實(shí)施方式的具有治療系統(tǒng)的眼睛的結(jié)構(gòu)；
[0105] 圖1B示出了根據(jù)實(shí)施方式的鋸齒緣的放大圖；
[0106] 圖1C示出了根據(jù)實(shí)施方式的鋸齒緣的超生物顯微(ultrabiomicroscopy)圖像；
[0107] 圖1D描繪了根據(jù)實(shí)施方式的鋸齒緣的治療設(shè)置；
[0108] 圖2示出了根據(jù)實(shí)施方式的治療系統(tǒng)；
[0109] 圖3示出了根據(jù)實(shí)施方式的鞏膜摧毀術(shù)治療區(qū)；
[0110] 圖4示出了根據(jù)實(shí)施方式的角膜摧毀術(shù)區(qū)和玻璃體摧毀術(shù)區(qū)；
[0111] 圖5示出了根據(jù)實(shí)施方式的環(huán)形晶狀體摧毀術(shù)區(qū)；
[0112] 圖6示出了根據(jù)實(shí)施方式的具有聚焦超聲波的多深度晶狀體摧毀術(shù)區(qū)；
[0113] 圖7示出了根據(jù)實(shí)施方式的耦合至成像裝置的HIFU陣列；
[0114] 圖8示出了根據(jù)實(shí)施方式的耦合至成像裝置的另一HIFU陣列；
[0115] 圖9A-圖9B示出了根據(jù)實(shí)施方式的近視治療區(qū)；
[0116] 圖10A-圖10B示出了根據(jù)實(shí)施方式的遠(yuǎn)視治療區(qū)；
[0117] 圖11A1-圖11A2示出了根據(jù)實(shí)施方式的散光治療區(qū)；
[0118] 圖11B示出了根據(jù)實(shí)施方式的備選散光治療區(qū)；
[0119] 圖12A1-圖12A2示出了根據(jù)實(shí)施方式的使用近中央方法的老視角膜治療區(qū)；
[0120] 圖12B1-圖12B2示出了根據(jù)實(shí)施方式的使用遠(yuǎn)中央方法的老視治療區(qū)；
[0121] 圖12C示出了根據(jù)實(shí)施方式的使用鞏膜侵蝕的老視治療區(qū)；
[0122] 圖12D示出了根據(jù)實(shí)施方式的包括晶狀體侵蝕的老視治療區(qū)；
[0123] 圖13示出了根據(jù)實(shí)施方式的圓錐角膜治療區(qū)；
[0124] 圖14A示出了根據(jù)實(shí)施方式的晶狀體乳化術(shù)治療區(qū)；
[0125] 圖14B示出了根據(jù)實(shí)施方式的經(jīng)角膜虛擬晶狀體摧毀術(shù)治療區(qū)；
[0126] 圖14C示出了根據(jù)實(shí)施方式的晶狀體摧毀術(shù)治療區(qū)；
[0127] 圖14D示出了根據(jù)實(shí)施方式的包括界定含有HIFU換能器和脫氣活性藥物成分(API)的流體孔的圓錐形壁的患者耦合結(jié)構(gòu)；
[0128] 圖14E示出了根據(jù)實(shí)施方式的晶狀體摧毀術(shù)的另一治療區(qū)；
[0129] 圖15示出了根據(jù)實(shí)施方式的環(huán)形超聲凝固術(shù)治療區(qū)的聚焦脈沖位置；
[0130] 圖16示出了根據(jù)實(shí)施方式的青光眼治療區(qū)的聚焦脈沖位置；
[0131] 圖17示出了根據(jù)實(shí)施方式的飛蚊癥治療區(qū)的聚焦脈沖位置；
[0132] 圖18A示出了根據(jù)實(shí)施方式的撕囊術(shù)治療區(qū)；
[0133] 圖18B示出了根據(jù)實(shí)施方式的后囊連續(xù)環(huán)形撕囊術(shù)治療區(qū)；
[0134] 圖18C示出了根據(jù)實(shí)施方式的前囊連續(xù)環(huán)形撕囊術(shù)治療區(qū)；
[0135] 圖19示出了根據(jù)實(shí)施方式的閃光治療區(qū)的聚焦脈沖位置；
[0136] 圖20示出了根據(jù)實(shí)施方式的超聲溶栓/血管阻塞治療區(qū)；
[0137] 圖21示出了根據(jù)實(shí)施方式的角膜后表面治療區(qū)；
[0138] 圖22A示出了根據(jù)實(shí)施方式的后囊混濁治療區(qū)；
[0139] 圖22B示出了根據(jù)實(shí)施方式的囊拋光治療區(qū)；
[0140] 圖22C示出了根據(jù)實(shí)施方式的囊拋光的另一治療區(qū)；
[0141] 圖22D示出了根據(jù)實(shí)施方式的澤默林環(huán)(Soemmering’s?ring)治療區(qū)；
[0142] 圖22E示出了根據(jù)實(shí)施方式的埃爾施尼希珠(Elschnig’s?pearl)治療區(qū)；
[0143] 圖23示出了根據(jù)實(shí)施方式的外滲和閉塞治療區(qū)；
[0144] 圖24A示出了根據(jù)實(shí)施方式的玻璃體后視網(wǎng)膜脫離治療區(qū)；
[0145] 圖24B示出了根據(jù)實(shí)施方式的包含多個(gè)不相鄰治療焦點(diǎn)的組織治療區(qū)；
[0146] 圖24C示出了根據(jù)實(shí)施方式的包含多個(gè)相鄰治療部位的組織治療區(qū)；
[0147] 圖25示出了根據(jù)實(shí)施方式用于生成表3中呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)置；
[0148] 圖26示出了根據(jù)實(shí)施方式的表3中描述的治療部位位置；
[0149] 圖27示出了根據(jù)實(shí)施方式的實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果；
[0150] 圖28A-圖28C示出了根據(jù)實(shí)施方式的實(shí)驗(yàn)10的結(jié)果；
[0151] 圖28A示出了根據(jù)實(shí)施方式用于監(jiān)測(cè)HIFU治療效果的超聲圖像；
[0152] 圖28B示出了根據(jù)實(shí)施方式在HIFU期間在空化開(kāi)始出現(xiàn)之后的眼睛超聲圖像；
[0153] 圖28C示出了根據(jù)實(shí)施方式在HIFU治療期間在空化進(jìn)一步累積時(shí)的后續(xù)眼睛超聲圖像；
[0154] 圖29A-圖29D示出了根據(jù)實(shí)施方式的實(shí)驗(yàn)14的結(jié)果；
[0155] 圖29A示出了根據(jù)實(shí)施方式用于監(jiān)測(cè)HIFU治療效果的超聲圖像；
[0156] 圖29B示出了根據(jù)實(shí)施方式在HIFU治療期間在生成空化之前的眼睛超聲圖像；
[0157] 圖29C示出了根據(jù)實(shí)施方式在HIFU期間在空化開(kāi)始出現(xiàn)之后的眼睛超聲圖像；
[0158] 圖29D示出了根據(jù)實(shí)施方式在HIFU治療期間在空化進(jìn)一步累積時(shí)的后續(xù)眼睛超聲圖像；
[0159] 圖30A-圖30D示出了根據(jù)實(shí)施方式的實(shí)驗(yàn)16的結(jié)果；
[0160] 圖30A示出了根據(jù)實(shí)施方式用于監(jiān)測(cè)HIFU治療效果的超聲圖像；
[0161] 圖30B示出了根據(jù)實(shí)施方式在HIFU治療期間在生成空化之前的眼睛超聲圖像；
[0162] 圖30C示出了根據(jù)實(shí)施方式在HIFU期間在空化開(kāi)始出現(xiàn)之后的眼睛超聲圖像；
[0163] 圖30D示出了根據(jù)實(shí)施方式在HIFU治療期間在空化進(jìn)一步累積時(shí)的后續(xù)眼睛超聲圖像；
[0164] 圖31A-圖31D示出了根據(jù)實(shí)施方式的實(shí)驗(yàn)19的結(jié)果；
[0165] 圖31A示出了根據(jù)實(shí)施方式用于監(jiān)測(cè)HIFU治療效果的超聲圖像；
[0166] 圖31B示出了根據(jù)實(shí)施方式在HIFU治療期間在生成空化之前的眼睛超聲圖像；
[0167] 圖31C示出了根據(jù)實(shí)施方式在HIFU期間在空化剛開(kāi)始出現(xiàn)之后的眼睛超聲圖像；
[0168] 圖31D示出了根據(jù)實(shí)施方式在HIFU治療期間在空化進(jìn)一步累積時(shí)的后續(xù)眼睛超聲圖像；
[0169] 圖32A1示出了根據(jù)實(shí)施方式在晶狀體處經(jīng)治療的眼睛；
[0170] 圖32A2示出了根據(jù)實(shí)施方式的當(dāng)照亮角膜時(shí)的圖32A1的眼睛的OCT橫截面切片；
[0171] 圖32B1示出了根據(jù)實(shí)施方式在晶狀體處經(jīng)治療的另一只眼睛；
[0172] 圖32B2示出了根據(jù)實(shí)施方式的當(dāng)照亮晶狀體時(shí)的圖32B1的眼睛的OCT橫截面切片；
[0173] 圖32C1示出了根據(jù)實(shí)施方式在晶狀體處經(jīng)治療的另一只眼睛；
[0174] 圖32C2示出了根據(jù)實(shí)施方式的圖32C1的眼睛的OCT橫截面；
[0175] 圖32D1示出了根據(jù)實(shí)施方式在晶狀體處經(jīng)治療的另一只眼睛；
[0176] 圖32D2示出了根據(jù)實(shí)施方式的圖32D1的眼睛的OCT橫截面；
[0177] 圖33A1示出了根據(jù)實(shí)施方式在角膜處經(jīng)治療的眼睛；
[0178] 圖33A2示出了根據(jù)實(shí)施方式的圖32A1的眼睛的OCT橫截面切片；
[0179] 圖33B1示出了根據(jù)實(shí)施方式在角膜處經(jīng)治療的另一只眼睛；
[0180] 圖33B2示出了根據(jù)實(shí)施方式的圖33B1的眼睛的OCT橫截面切片；
[0181] 圖33C1示出了根據(jù)實(shí)施方式在角膜處經(jīng)治療的又一只眼睛；
[0182] 圖33C2示出了根據(jù)實(shí)施方式的圖33C1的眼睛的OCT橫截面切片；
[0183] 圖34示出了根據(jù)實(shí)施方式的晶狀體摧毀術(shù)治療區(qū)；
[0184] 圖35示出了根據(jù)實(shí)施方式的一維HIFU系統(tǒng)的示意圖；
[0185] 圖36示出了根據(jù)實(shí)施方式的治療系統(tǒng)的示意圖；
[0186] 圖37示出了根據(jù)實(shí)施方式用于將治療引導(dǎo)至目標(biāo)治療區(qū)的顯示器的示意圖；
[0187] 圖38示出了根據(jù)實(shí)施方式用于確定目標(biāo)治療位置的方法的流程圖；
[0188] 圖39A示出了根據(jù)實(shí)施方式顯示治療脈沖位置處的微空化隨時(shí)間的形成和消散的示意圖；以及
[0189] 圖39B示出了根據(jù)實(shí)施方式的HIFU脈沖隨時(shí)間的示意圖。
具體實(shí)施方式
[0190] 本文公開(kāi)的方法和系統(tǒng)非常適于治療諸如眼睛組織等許多類型的組織。治療的眼部組織或者其薄膜或病理性轉(zhuǎn)化可以包括角膜組織、晶狀體組織、鞏膜組織、玻璃體組織或在晶狀體囊與鋸齒緣之間延伸的小帶中的一種或多種。
[0191] 適于與本文公開(kāi)的系統(tǒng)和/或方法一起使用的眼睛的治療方式的示例在于2014年3月11日提交的標(biāo)題為“SCLERAL?TRANSLOCATION?ELASTO-MODULATION?METHODS?AND?APPARATUS”的PCT/US2014/023763(代理人案卷號(hào)48848-703.601)；于2015年10月6日提交的標(biāo)題為“ULTRASOUND?DIRECTED?CAVITATIONAL?METHODS?AND?SYSTEMS?FOR?OCULAR?TREATMENTS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/237,840(代理人案卷號(hào)48848-704.101)；于2015年11月11日提交的標(biāo)題為“ULTRASOUND?DIRECTED?CAVITATIONAL?METHODS?AND?SYSTEMS?FOR?OCULAR?TREATMENTS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/254,138(代理人案卷號(hào)48848-704.102)；于2016年3月9日提交的標(biāo)題為“ULTRASOUND?DIRECTED?CAVITATIONAL?METHODS?AND?SYSTEMS?FOR?OCULAR?TREATMENTS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/305,996(代理人案卷號(hào)48848-704.103)；以及于
2016年3月18日提交的標(biāo)題為“ULTRASOUND?DIRECTED?CAVITATIONAL?METHODS?AND?SYSTEMS?FOR?OCULAR?TREATMENTS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/310,644(代理人案卷號(hào)48848-
704.104)中描述；這些申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。
2016年3月18日提交的標(biāo)題為“ULTRASOUND?DIRECTED?CAVITATIONAL?METHODS?AND?SYSTEMS?FOR?OCULAR?TREATMENTS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/310,644(代理人案卷號(hào)48848-
704.104)中描述；這些申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。
[0192] 本文公開(kāi)的方法和系統(tǒng)提供了用于使組織更具彈性的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)。盡管特別提及了對(duì)眼睛的治療，但是本文公開(kāi)的方法和系統(tǒng)可以用于許多組織，諸如治療眼睛內(nèi)部或外部的腫瘤或血栓。
[0193] 本文公開(kāi)的方法和裝置非常適于許多眼部治療。該方法和裝置可以用于治療眼睛的許多病癥中的一種或多種，并且可以用于在計(jì)算機(jī)指令的控制下用相位陣列治療這些病癥中的多種。該裝置可以用于用非熱治療(例如，低于約50攝氏度(℃))進(jìn)行軟化、切除中的一種或多種。備選地或組合地，能夠以熱模式使用方法和裝置，以用超過(guò)約50℃，例如約60℃或更高的治療來(lái)熱治療組織。非熱治療可以用于多個(gè)方面，諸如用于精確的組織切除。為了用非常高的脈沖重復(fù)頻率提供非熱組織切除以減少治療時(shí)間，在聚焦治療區(qū)中的每一個(gè)具有約小于5％，例如2.5％或更小的占空比時(shí)，可以對(duì)相位陣列進(jìn)行編程以治療具有非常高的占空比，例如約大于相位陣列的50％的非相鄰聚焦區(qū)?？梢栽跊](méi)有大量氣泡形成的情況下執(zhí)行非熱組織切除，這允許諸如外科醫(yī)生等使用者在許多情況下不受氣泡干擾地精確治療眼睛的許多部位。在許多情況下，非熱治療的機(jī)構(gòu)基本上是機(jī)械的，使得能夠以非常精細(xì)和精確的切口結(jié)構(gòu)切除組織，該切口結(jié)構(gòu)可以是三維的。相位陣列還可以用于在用來(lái)自陣列的成像超聲進(jìn)行治療期間對(duì)組織進(jìn)行成像。
[0194] 本文公開(kāi)的方法和系統(tǒng)可以向組織提供高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)治療以增加組織的彈性。本文公開(kāi)的方法和系統(tǒng)可以利用HIFU治療來(lái)以非切割和非熱方式引起空化。HIFU引起的空化可以聚焦地破壞或液化或微孔化(海綿化)組織并降低剛性，從而增強(qiáng)調(diào)節(jié)性復(fù)合體和房水流出設(shè)施的可動(dòng)性。通過(guò)非熱引起空化，本文公開(kāi)的方法和系統(tǒng)可以提供比目前可用的熱治療改善的安全性。
[0195] 與激光治療系統(tǒng)不同，HIFU組織穿透不取決于組織的不透明度，因此與無(wú)法穿透不透明介質(zhì)的激光系統(tǒng)相比，HIFU可能有更大的機(jī)會(huì)進(jìn)入組織。另外，通過(guò)用HIFU非熱地引起空化，本文公開(kāi)的方法和系統(tǒng)可以防止在空化期間沸騰氣泡的形成和經(jīng)治療組織的后續(xù)渾濁化。
[0196] 可以在布置的位置處提供增加的組織彈性，以便以減少的消退量提供諸如老視或青光眼治療等療效。在許多實(shí)施方式中，超聲束能夠以從約5MHz(兆赫)至25MHz范圍內(nèi)的頻率聚焦到較小斑點(diǎn)大小，以便在淺層位置處，諸如在眼睛表面以下1mm或更淺，例如從約0.1mm至約0.9mm的范圍內(nèi)提供提高的精確度?？梢赃f送能量從而減少的熱量生成空化并且增加目標(biāo)組織的彈性。在許多情況下，超聲波治療提供對(duì)組織的減體，這增加組織的彈性。
對(duì)經(jīng)治療組織進(jìn)行加熱的量可以控制在不超過(guò)約10℃，例如不超過(guò)約5℃，這可以增加彈性同時(shí)減少消退量。
對(duì)經(jīng)治療組織進(jìn)行加熱的量可以控制在不超過(guò)約10℃，例如不超過(guò)約5℃，這可以增加彈性同時(shí)減少消退量。
[0197] 本文公開(kāi)的方法和系統(tǒng)可以提供具有在從約50um至約200um半高全寬(FWHM)范圍內(nèi)的橫截面大小的聚焦斑點(diǎn)；對(duì)應(yīng)的空化可以在類似范圍內(nèi)具有類似的大小。可以在多個(gè)位置中的每一個(gè)處對(duì)超聲束進(jìn)行聚焦和脈沖，以在每個(gè)目標(biāo)部位處提供多個(gè)空化區(qū)。每個(gè)脈沖可以包括在生成約30MPa(兆帕斯卡)的焦點(diǎn)負(fù)峰壓的范圍內(nèi)的峰值功率。雖然在部位內(nèi)能夠以多種方式布置治療脈沖，但是在許多情況下，脈沖可以在部位內(nèi)間隔開(kāi)以在脈沖之間提供諸如完整的鞏膜等完整的組織。備選地或組合地，脈沖可以重疊以提供具有從約100um至約1mm范圍內(nèi)的尺寸的重疊治療部位或區(qū)，并且可以在治療位置內(nèi)提供多個(gè)間隔開(kāi)的治療部位。治療深度可以根據(jù)正在治療的部位進(jìn)行控制。例如，青光眼治療的施萊姆氏管(Schlemm’s?canal)可以是約0.5mm或更小，并且鋸齒緣的治療部位可以更深，例如在從約
0.5mm至約1.0mm深的范圍內(nèi)。對(duì)于沿睫狀體頂端定位的治療，治療可以在從約0.25mm至約
0.75mm的范圍內(nèi)。
0.5mm至約1.0mm深的范圍內(nèi)。對(duì)于沿睫狀體頂端定位的治療，治療可以在從約0.25mm至約
0.75mm的范圍內(nèi)。
[0198] 本文公開(kāi)的方法和系統(tǒng)能夠以多種方式使用，并且可以用于在治療期間對(duì)組織進(jìn)行成像。成像可以被配置成與治療同時(shí)發(fā)生。處理器可以耦合至超聲陣列并且配置有指令以在治療期間將波束掃描到多個(gè)位置，并對(duì)組織進(jìn)行成像。系統(tǒng)還可以包括耦合至處理器的顯示器，其允許使用者在顯示器上看到所治療的組織并對(duì)治療進(jìn)行計(jì)劃?？梢詫?shí)時(shí)提供在顯示器上示出的圖像，并且可以允許操作者將組織與治療精確對(duì)準(zhǔn)，并且可以允許操作者使治療區(qū)域以及遠(yuǎn)離治療區(qū)域的其他位置可視化。治療區(qū)域的成像可以用于識(shí)別屏幕上的目標(biāo)區(qū)域并響應(yīng)于顯示器上所示出的圖像對(duì)治療深度和位置進(jìn)行編程。成像可以用于在治療期間使眼部結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可視化，以檢測(cè)有益的治療效果。處理器可以配置有指令，以用第一波長(zhǎng)的超聲波治療眼睛并用長(zhǎng)于第一波長(zhǎng)的第二波長(zhǎng)對(duì)眼睛進(jìn)行成像。備選地或組合地，處理器可以配置有指令，以用HIFU治療眼睛并用嵌入式成像裝置，例如光學(xué)相干斷層成像(“OCT”)探頭對(duì)眼睛進(jìn)行成像。耦合至陣列的處理器可以配置有指令，以提供來(lái)自陣列的兩種超聲波長(zhǎng)。成像裝置可以實(shí)時(shí)提供附加的組織反饋數(shù)據(jù)，例如溫度或彈性。
[0199] 諸如眼睛組織等經(jīng)治療的組織能夠以多種方式耦合至超聲陣列。超聲陣列可以與凝膠、凝膠袋、水或海藻糖中的一種或多種耦合。
[0201] 本文公開(kāi)的方法和系統(tǒng)可以用于通過(guò)使用受控的空化介導(dǎo)的眼部組織侵蝕或分離(例如，微減體(micro-debulking)和溶栓)來(lái)減少目標(biāo)組織中的組織僵硬來(lái)治療老視和/或青光眼。組織僵硬，例如角膜組織和/或鞏膜組織中的僵硬，可能阻礙睫狀體頂端向前、向內(nèi)或兩者的運(yùn)動(dòng)。備選地或結(jié)合地，例如，僵硬可以通過(guò)引起無(wú)孔施萊姆氏管的壓迫導(dǎo)致房水流出減少。減少僵硬的治療可以包括非切割和/或非熱方法，例如使用超聲引起組織中的空化以便聚焦地破壞、液化、微孔化(例如，海綿化)組織或其任何組合。組織僵硬的減少可以增強(qiáng)諸如睫狀體頂端等調(diào)節(jié)性復(fù)合體的可動(dòng)性和/或改善諸如施萊姆氏管等房水流出路徑的功能?？梢酝ㄟ^(guò)將氣體注入感興趣的眼部組織增強(qiáng)空化。備選地或組合地，可以將氣體注入到目標(biāo)治療組織中以降低空化的閾值。本文公開(kāi)的系統(tǒng)和方法可以用于治療多種病理和應(yīng)用的眼部組織，包括局部晶狀體減體、深眼感染、布魯赫膜(Bruch’s?membrane)開(kāi)窗術(shù)、角膜瓣制作以及葡萄膜黑素瘤或水腫組織減體中的一種或多種。
[0202] 使用非熱或非切口治療方法的如所描述的超聲波的應(yīng)用可以具有容易地允許重復(fù)治療或其他后續(xù)手術(shù)的安全性概況。
[0203] 本發(fā)明人已經(jīng)用有限元分析(FEA)和臨床結(jié)果分析確定了適于老視和青光眼治療的減體的治療部位。治療部位可以位于角膜的基質(zhì)組織中并且可以是約0.25mm至約0.75mm深。治療可以位于角膜和鞏膜中，例如略低于上皮和結(jié)膜。由于淺表組織減體/軟化的益處，可以在250W以下并且以從100nsec至100msec脈沖范圍內(nèi)的脈沖使用高頻組織摧毀換能器，諸如優(yōu)選可電子操縱的相位陣列5MHz-20MHz?HIFU換能器。如本文所述，對(duì)于順序和非順序眼部治療，脈沖頻率可以低于1000Hz重復(fù)率。
[0204] 使用自定義的沉積諾模圖(nomogram)，組織摧毀聚焦區(qū)外的溫度可以不超過(guò)50℃，從而保護(hù)深層組織?？梢蕴峁└哌_(dá)-80MPa(通常為-30MPa)的負(fù)聲壓，并且該負(fù)聲壓可以足以為3分鐘長(zhǎng)的360度治療提供10％的減體率。
[0205] 如本文所使用的，超聲脈沖包含包括正超聲壓力和負(fù)超聲壓力的一個(gè)或多個(gè)聲振蕩周期。
[0206] 脈沖能夠以多種方式配置，并且可以包括單個(gè)振蕩或多個(gè)振蕩。脈沖可以配置有低占空比或更高的占空比。
[0207] 治療系統(tǒng)可以包括在成像裝置中，使得治療可以與用磁共振(MR)成像、超聲生物顯微術(shù)(“UBM”)，超聲(“US”)成像、光學(xué)相干斷層成像(“OCT”)、光學(xué)相干彈性成像(“OCE”)或US彈性成像傳感器測(cè)量進(jìn)行的成像相結(jié)合。成像裝置可以與使用同時(shí)斜向經(jīng)虹膜成像或同軸治療探頭的HIFU治療，以及在手術(shù)中有用的診斷圖像組合，用于可視化以及特征/標(biāo)志追蹤。當(dāng)與HIFU組織摧毀脈沖在時(shí)間上同步時(shí)可以獲取快速實(shí)時(shí)MR圖像，其中開(kāi)啟加權(quán)運(yùn)動(dòng)以獲得更大的空化靈敏度。MR/OCT/US導(dǎo)向組織摧毀術(shù)可以包括預(yù)治療計(jì)劃、HIFU焦點(diǎn)基于圖像的對(duì)準(zhǔn)和選址、HIFU-組織相互作用的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)或者暴露和損傷評(píng)估的實(shí)時(shí)控制中的一種或多種。
[0208] 取決于HIFU環(huán)境可以提供三種或更多類型的治療方法：1、液化，2、糊化或3、空泡化熱治療。液化治療部位是純機(jī)械破壞的治療部位，并且可以觀察到小于30ms的脈沖持續(xù)時(shí)間，該脈沖持續(xù)時(shí)間比沸騰時(shí)間稍長(zhǎng)。糊化治療代表機(jī)械引起的液化與空泡化熱治療之間的中間狀態(tài)?？梢苑菬岬?例如，海綿化)或熱地生成糊化治療部位作為空泡化熱治療的前導(dǎo)狀態(tài)，或者在熱和非熱環(huán)境的組合下生成糊化治療部位。在一些實(shí)施方式中，相比于水，可以優(yōu)選地使用冷卻的(4℃)脫氣海藻糖(可選地與NSAID一起)作為耦合介質(zhì)用于改善的眼部表面潤(rùn)滑。
[0209] 治療系統(tǒng)可以包括能夠在HIFU治療之前、期間或之后或其一些組合時(shí)確定組織彈性的成像裝置，例如OCE或US彈性成像換能器。治療系統(tǒng)可以附加地或組合地包括用于實(shí)時(shí)溫度感測(cè)的機(jī)構(gòu)，例如使用OCT換能器，以便實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)HIFU引起的溫度變化或提供對(duì)HIFU暴露的控制以維持溫度。
[0210] 在這些配置中可以實(shí)現(xiàn)與組織摧毀術(shù)圖案化同步的機(jī)動(dòng)診斷成像。例如，治療組織的實(shí)時(shí)成像可以允許使用者輸入到達(dá)目標(biāo)部位的網(wǎng)格，該目標(biāo)部位的網(wǎng)格可以大于單次治療所覆蓋的區(qū)域或者包括彼此不直接接觸的多個(gè)區(qū)域，用于機(jī)動(dòng)地控制在更大區(qū)域上的多次治療，允許使用者避免手動(dòng)重新定位，這可以節(jié)省時(shí)間并防止出現(xiàn)錯(cuò)誤。
[0211] 在一些實(shí)施方式中，可以使用與用于增強(qiáng)成像的納米顆粒類似的納米顆粒的任選使用來(lái)增強(qiáng)空化。納米顆粒可以與本文所公開(kāi)的超聲治療一起使用，以降低空化劑量需求，例如降低2X-10X。例如，納米顆粒可以包括全氟化碳、脂質(zhì)、白蛋白或半乳糖中的一種或多種。由于微流化和微碎裂(<5um直徑)而導(dǎo)致的靶向(可選地?zé)o藥物)超聲波分解可以改善微循環(huán)并且包含安全性提高的聲波分界部位。治療可以提供減少的出血和減少的凋亡，其可以用例如血腦屏障和心肌梗死研究來(lái)顯示。雖然納米顆?？梢杂糜谥T如青光眼治療等本文公開(kāi)的任何治療，但納米顆?？赡苡欣诶缑}絡(luò)膜新生血管(“CNV”)和葡萄膜黑素瘤的分離和凋亡。
[0212] 房水通過(guò)小梁網(wǎng)和施萊姆氏管的超聲輔助外滲可以提供具有再通可能性的周向暴露以及具有由超聲治療帶來(lái)的損害減小的增強(qiáng)流出。治療幾何結(jié)構(gòu)能夠以多種方式布置，并且可以包括從100um到1mm范圍內(nèi)的長(zhǎng)度，用機(jī)動(dòng)圓周軌道和5MHz-10MHz的治療診斷涂藥器可以輕松管理(400um×100um×360度)范圍內(nèi)的體積部位以及小于3分鐘的暴露持續(xù)時(shí)間。
[0213] 使用低頻泵的雙頻組織摧毀術(shù)結(jié)合高頻超聲波可以用于降低高頻空化閾值。
[0214] 用超聲波生成空化進(jìn)行治療的部位可以包括晶狀體、鞏膜、玻璃體后小帶(“PVZ”)或玻璃體中的一種或多種。例如，組織可以包括諸如透明邊緣角膜變性(“PMD”)或脈絡(luò)膜新生血管(“CNV”)等患病組織。例如，具有定向空化換能器的US成像的實(shí)施方式提供了在線計(jì)劃、導(dǎo)向或監(jiān)測(cè)。具有定向空化的OCE在超聲降解期間為晶狀體、鞏膜、玻璃體、PVZ終點(diǎn)提供終點(diǎn)。例如，預(yù)計(jì)會(huì)有輔助鞏膜摧毀術(shù)、角膜摧毀術(shù)和玻璃體摧毀術(shù)的手術(shù)步驟，諸如眼部化療、激光矯形、移位、硬化(交聯(lián))或者用于角膜的小切口晶狀體提取以校正眼睛的屈光不正的袖珍切口。
[0215] 可以用本文公開(kāi)的方法和裝置增強(qiáng)藥物遞送。如本文所公開(kāi)的組織減體可以用作預(yù)備步驟，并且可以有利地與藥物遞送組合施用以促進(jìn)藥物遞送并且改善藥物通過(guò)經(jīng)治療的組織的遞送。
[0216] 如本文所述的受控空化可以配備有用流體耦合路徑從陣列施用到組織的同時(shí)成像，和對(duì)組織內(nèi)的聚焦圖案進(jìn)行排序從而以如本文所公開(kāi)的超聲束的掃描速率有關(guān)的劑量遞送藥物的旋轉(zhuǎn)臂。
[0217] 方法和裝置能夠以多種方式配置以治療組織。例如，該系統(tǒng)可以被配置用于生成液化或空泡化組織中的一種或多種。超聲系統(tǒng)可以被配置用于通過(guò)破壞具有明確邊緣的膠原纖維提供膠原蛋白的機(jī)械侵蝕。
[0218] 以下沸騰組織摧毀術(shù)參數(shù)和反應(yīng)描述了根據(jù)示例的治療上限。治療能量可以顯著低于下表1中所示?；蛘?，能夠以減少的時(shí)間量使用類似于表1中所示的治療參數(shù)。表1.沸騰組織摧毀術(shù)參數(shù)和組織病理學(xué)反應(yīng)
[0219] 可以對(duì)組織進(jìn)行治療以提供通過(guò)諸如巨噬細(xì)胞等自然過(guò)程從中移除組織的小區(qū)域，以便移除組織?？梢詮膸讉€(gè)小的位置移除所移除的組織，以使組織更具彈性，與海綿類似。
[0220] 能夠以機(jī)械模式操作HIFU以產(chǎn)生純機(jī)械效應(yīng)或以熱模式操作HIFU以在組織中產(chǎn)生熱效應(yīng)。機(jī)械模式包含小于2.5％，更優(yōu)選小于1％的占空比。熱模式包含大于2.5％的占空比。能夠以機(jī)械模式或熱模式運(yùn)行設(shè)備，并且可以在兩種模式之間輕松切換。
[0221] 取決于由本文所述的HIFU系統(tǒng)施加的能量，對(duì)于空化組織摧毀術(shù)能夠以約0.1％至約1％的占空比范圍操作HIFU，或者對(duì)于沸騰組織摧毀術(shù)能夠以約1％至約2.5％的占空比范圍操作HIFU。取決于由本文所述的HIFU系統(tǒng)施加的能量，對(duì)于空化組織摧毀術(shù)能夠以約0.01％至約1％的占空比范圍操作HIFU，或者對(duì)于沸騰組織摧毀術(shù)能夠以約1％至約2.5％的占空比范圍操作HIFU。
[0222] 本文所述的方法和系統(tǒng)能夠以表2中所列參數(shù)的任何組合來(lái)操作。
[0223] 表2.治療參數(shù)
[0224] 能夠以在約750kHz至約25MHz范圍內(nèi)，例如約1MHz至約25MHz范圍內(nèi)，優(yōu)選約5MHz至15MHz范圍內(nèi)，更優(yōu)選約5MHz至10MHz范圍內(nèi)，更優(yōu)選約10MHz的HIFU頻率操作HIFU系統(tǒng)。HIFU頻率例如可以在約2MHz至約24MHz的范圍內(nèi)，例如約3MHz至約23MHz的范圍內(nèi)或約4MHz至約22MHz的范圍內(nèi)。頻率例如可以在約5MHz至約21MHz的范圍內(nèi)、約6MHz至約20MHz的范圍內(nèi)或約7MHz至約19MHz的范圍內(nèi)。頻率可以例如在約8MHz至約18MHz的范圍內(nèi)、約9MHz至約
17MHz的范圍內(nèi)或約10MHz至約16MHz的范圍內(nèi)。頻率可以例如在約11MHz至約15MHz的范圍內(nèi)、約12MHz至約14MHz的范圍內(nèi)或約10MHz至約13MHz的范圍內(nèi)。
17MHz的范圍內(nèi)或約10MHz至約16MHz的范圍內(nèi)。頻率可以例如在約11MHz至約15MHz的范圍內(nèi)、約12MHz至約14MHz的范圍內(nèi)或約10MHz至約13MHz的范圍內(nèi)。
[0225] 總治療持續(xù)時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)10分鐘，例如在約1min至約10min的范圍內(nèi)，優(yōu)選約4min?？傊委煶掷m(xù)時(shí)間可以例如在約2min至約9min的范圍內(nèi)、約3min至約8min的范圍內(nèi)或約4min至約7min的范圍內(nèi)。總治療持續(xù)時(shí)間可以例如在約5min至約6min的范圍內(nèi)?？傊委煶掷m(xù)時(shí)間可以例如在約2min至約6min的范圍內(nèi)，優(yōu)選約3min至約5min的范圍內(nèi)或約4min至約6min的范圍內(nèi)，更優(yōu)選約4min至約5min的范圍內(nèi)。治療持續(xù)時(shí)間可以在例如約3min至約
10min的范圍內(nèi)或約4min至約8min的范圍內(nèi)。
10min的范圍內(nèi)或約4min至約8min的范圍內(nèi)。
[0226] 本文所述的HIFU系統(tǒng)的PRF可以在約1Hz至約1000Hz的范圍內(nèi)，例如約50Hz至約1000MHz的范圍內(nèi)，優(yōu)選約1000Hz。PRF可以例如在約100Hz至約900Hz的范圍內(nèi)、約200Hz至約800Hz的范圍內(nèi)或約300Hz至約700Hz的范圍內(nèi)。PRF例如可以在約400Hz至約600Hz的范圍內(nèi)，例如約500Hz至約600Hz。PRF例如可以在約100Hz至約1000Hz的范圍內(nèi)，優(yōu)選約200Hz至約1000Hz的范圍內(nèi)，更優(yōu)選約500Hz至約1000Hz的范圍內(nèi)。
[0227] 本文所述的HIFU系統(tǒng)的非熱占空比可以在約0.1％至約2.5％的范圍內(nèi)，優(yōu)選小于1.0％。非熱占空比可以例如在約0.2％至約2.4％的范圍內(nèi)、約0.3％至約2.3％的范圍內(nèi)或約0.4％至約2.2％的范圍內(nèi)。非熱占空比可以例如在約0.5％至約2.1％的范圍內(nèi)、約0.6％至約2.0％的范圍內(nèi)或約0.7％至約1.9％的范圍內(nèi)。非熱占空比可以例如在約0.8％至約
1.8％的范圍內(nèi)、約0.9％至約1.7％的范圍內(nèi)或約1.0％至約1.6％的范圍內(nèi)。非熱占空比可以例如在約1.1％至約1.5％的范圍內(nèi)、約1.2％至約1.4％的范圍內(nèi)或約1.2％至約1.3％的范圍內(nèi)。非熱占空比可以例如在約0.5％至約1.5％的范圍內(nèi)，優(yōu)選約0.7％至約1.3％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選約0.8％至約1.2％的范圍內(nèi)。
1.8％的范圍內(nèi)、約0.9％至約1.7％的范圍內(nèi)或約1.0％至約1.6％的范圍內(nèi)。非熱占空比可以例如在約1.1％至約1.5％的范圍內(nèi)、約1.2％至約1.4％的范圍內(nèi)或約1.2％至約1.3％的范圍內(nèi)。非熱占空比可以例如在約0.5％至約1.5％的范圍內(nèi)，優(yōu)選約0.7％至約1.3％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選約0.8％至約1.2％的范圍內(nèi)。
[0228] 本文所述的HIFU系統(tǒng)的非熱占空比可以在約0.01％至約2.5％的范圍內(nèi)，優(yōu)選小于1.0％。非熱占空比可以例如在約0.01％至約1％的范圍內(nèi)、約0.02％至約0.09％的范圍內(nèi)或約0.03％至約0.08％的范圍內(nèi)。非熱占空比可以例如在約0.04％至約0.07％的范圍內(nèi)或約0.05％至約0.06％的范圍內(nèi)。本文所述的HIFU系統(tǒng)的非熱占空比可以在約0.01％至約2.5％的范圍內(nèi)或其間的任何范圍內(nèi)。
[0229] 本文所述的HIFU系統(tǒng)的周期數(shù)可以在約1至約100個(gè)周期的范圍內(nèi)，例如約10至約100個(gè)周期。周期數(shù)可以在約20至約100個(gè)周期的范圍內(nèi)，例如約30至約100個(gè)周期，例如約
40至約100個(gè)周期。周期數(shù)可以在約50至約100個(gè)周期的范圍內(nèi)，例如約60至約100個(gè)周期，例如約70至約100個(gè)周期。周期數(shù)可以在約80至約100個(gè)周期的范圍內(nèi)，例如約90至約100個(gè)周期。周期數(shù)可以在約10至約50個(gè)周期的范圍內(nèi)，例如約10至約30個(gè)周期。周期數(shù)可以在約
10至約80個(gè)周期的范圍內(nèi)，例如約20至約50個(gè)周期。
40至約100個(gè)周期。周期數(shù)可以在約50至約100個(gè)周期的范圍內(nèi)，例如約60至約100個(gè)周期，例如約70至約100個(gè)周期。周期數(shù)可以在約80至約100個(gè)周期的范圍內(nèi)，例如約90至約100個(gè)周期。周期數(shù)可以在約10至約50個(gè)周期的范圍內(nèi)，例如約10至約30個(gè)周期。周期數(shù)可以在約
10至約80個(gè)周期的范圍內(nèi)，例如約20至約50個(gè)周期。
[0230] 本文所述的HIFU系統(tǒng)的峰值負(fù)聲壓可以在約-10MPa至約-80MPa的范圍內(nèi)，優(yōu)選約-30MPa。峰值負(fù)聲壓可以例如在約-20MPa至約-70MPa的范圍內(nèi)、約-30MPa至約-60MPa的范圍內(nèi)或約-40MPa至約-50MPa的范圍內(nèi)。峰值負(fù)聲壓可以例如在約-10MPa至約-50MPa的范圍內(nèi)，優(yōu)選約-20MPa至約-40MPa的范圍內(nèi)，更優(yōu)選約-30MPa。
[0231] 例如，可以使用下式計(jì)算HIFU系統(tǒng)在角膜處生成的負(fù)聲壓：其中PC＝角膜處的壓力，PF＝HIFU能量焦點(diǎn)處的壓力，AF＝焦點(diǎn)面積，AC＝與HIFU能量束線中的角膜面積。焦點(diǎn)的直徑可以例如在約50μm至200μm的范圍內(nèi)，因此焦點(diǎn)的面積可以計(jì)算約為1964μm2至約31416μm2。焦點(diǎn)處的負(fù)壓可以例如在約-10MPa至約-80MPa的范圍內(nèi)。
在HIFU束線中的角膜的直徑可以例如約為3mm，因此角膜的面積可以約為7.07mm2。在給出所述的示例性范圍的情況下，使用公式1來(lái)計(jì)算角膜處的壓力，角膜處的負(fù)聲壓可以例如在約2.8kPa至約356kPa的范圍內(nèi)。
在HIFU束線中的角膜的直徑可以例如約為3mm，因此角膜的面積可以約為7.07mm2。在給出所述的示例性范圍的情況下，使用公式1來(lái)計(jì)算角膜處的壓力，角膜處的負(fù)聲壓可以例如在約2.8kPa至約356kPa的范圍內(nèi)。
[0232] 角膜處的負(fù)聲壓可以例如在約1kPa至約350kPa的范圍內(nèi)，例如約1kPa至約300kPa的范圍內(nèi)。角膜處的負(fù)聲壓可以例如在約1kPa至約250kPa的范圍內(nèi)，例如約1kPa至約200kPa的范圍內(nèi)。角膜處的負(fù)聲壓可以例如在約0kPa至約150kPa的范圍內(nèi)，例如約1kPa至約100kPa的范圍內(nèi)。角膜處的負(fù)聲壓可以例如在約1kPa至約50kPa的范圍內(nèi)，例如約1kPa至約10kPa的范圍內(nèi)。
[0233] 組織的溫度可以在約37℃至約100℃的范圍內(nèi)，優(yōu)選41℃。組織的溫度可以例如在約37℃至約50℃的范圍內(nèi)，優(yōu)選約37℃至約45℃的范圍內(nèi)，更優(yōu)選約37℃至約44℃的范圍內(nèi)，更優(yōu)選約37℃至約41℃的范圍內(nèi)。
[0234] 每個(gè)焦點(diǎn)的治療大小可以是100um?x?400um。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以被配置用于掃描和治療具有多個(gè)焦點(diǎn)的多個(gè)部位，因此總治療區(qū)域可以是眼內(nèi)任何大小的任何區(qū)域。
[0235] 取決于目標(biāo)組織，本文所述的HIFU系統(tǒng)的治療深度可以在眼睛表面處約0cm至眼內(nèi)約2.5cm深的范圍內(nèi)，優(yōu)選約1cm。治療深度可以例如在約0.1cm至約2.4cm的范圍內(nèi)、約0.2cm至約2.3cm的范圍內(nèi)或約0.3cm至約2.2cm的范圍內(nèi)。治療深度可以例如在約0.4cm至約2.1cm的范圍內(nèi)、約0.5cm至約2.0cm的范圍內(nèi)或約0.6cm至約1.9cm的范圍內(nèi)。治療深度可以例如在約0.7cm至約1.8cm的范圍內(nèi)、約0.8cm至約1.7cm的范圍內(nèi)或約0.9cm至約1.6cm的范圍內(nèi)。治療深度可以例如在約1.0cm至約1.5cm的范圍內(nèi)、約1.1cm至約1.4cm的范圍內(nèi)或約1.2cm至約1.3cm的范圍內(nèi)。治療深度可以例如在約0.25cm至0.75cm的范圍內(nèi)、約0.5cm至約1.5cm的范圍內(nèi)或0.5cm或更淺。治療深度由正在治療的組織的位置確定。
[0236] 本文所述的HIFU系統(tǒng)的焦點(diǎn)增益可以在約10至100的范圍內(nèi)，例如約20至90的范圍內(nèi)。焦點(diǎn)增益可以例如在約30至80的范圍內(nèi)、約40至70的范圍內(nèi)或約50至60的范圍內(nèi)。
[0237] 本文所述的HIFU系統(tǒng)的電壓可以在約100V至約400V的范圍內(nèi)，例如約150V至約350V的范圍內(nèi)。本文所述的HIFU系統(tǒng)的電壓可以在約200V至約300V的范圍內(nèi)，例如約200V至約250V的范圍內(nèi)。
[0238] 本文所述的HIFU系統(tǒng)可以生成具有斑點(diǎn)大小的HIFU束，該斑點(diǎn)大小在本文也稱為焦點(diǎn)處的最大橫跨尺寸(例如，直徑)。本文所述的HIFU系統(tǒng)的斑點(diǎn)大小可以在約10um至約1mm的范圍內(nèi)，或在其間的任何兩個(gè)值之間。斑點(diǎn)大小可以例如在約25um至約400um或約
50um至約200um的范圍內(nèi)，或約100um。斑點(diǎn)大小可以在約60um至約190um、約70um至約180um或約80um至約170um的范圍內(nèi)。斑點(diǎn)大小可以在約90um至約160um、約100um至約150um或約
110um至約140um的范圍內(nèi)。斑點(diǎn)大小可以在約120um至約130um的范圍內(nèi)。斑點(diǎn)大小可以在約10um至約900um的范圍內(nèi)，例如約50um至約850um或約100um至約800um的范圍內(nèi)。斑點(diǎn)大小可以在約200um至約700um、約300um至約600um或約400um至約500um的范圍內(nèi)。
50um至約200um的范圍內(nèi)，或約100um。斑點(diǎn)大小可以在約60um至約190um、約70um至約180um或約80um至約170um的范圍內(nèi)。斑點(diǎn)大小可以在約90um至約160um、約100um至約150um或約
110um至約140um的范圍內(nèi)。斑點(diǎn)大小可以在約120um至約130um的范圍內(nèi)。斑點(diǎn)大小可以在約10um至約900um的范圍內(nèi)，例如約50um至約850um或約100um至約800um的范圍內(nèi)。斑點(diǎn)大小可以在約200um至約700um、約300um至約600um或約400um至約500um的范圍內(nèi)。
[0239] 本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于非熱地治療組織。非熱治療可以使所治療的組織發(fā)生在約1℃至約5℃范圍內(nèi)(例如約2℃至約4℃或約3℃)的溫度變化。溫度變化可以在約2℃至約5℃的范圍內(nèi)或約3℃至約4℃內(nèi)。溫度變化可以在約3℃至約5℃的范圍內(nèi)或約4℃。所述溫度變化可以在約4℃至約5℃的范圍內(nèi)。溫度變化可以在約1℃至約4℃的范圍內(nèi)，例如約1℃至約3℃或約2℃。溫度變化可以是約1℃或約5℃。
[0240] 圖1A-圖1C描繪了眼睛的結(jié)構(gòu)。使用本文所述的方法和系統(tǒng)可以將HIFU能量導(dǎo)向圖1A中描繪的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)。作為示例，圖1B示出了一種可能的治療目標(biāo)位點(diǎn)鋸齒緣的放大圖，而圖1C示出了鋸齒緣的超生物顯微圖像。鋸齒緣約為440um厚。圖1D描繪了鋸齒緣可能的治療設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施方式中，包括中心定位成像系統(tǒng)(例如超聲換能器或OCT光纖)的治療性HIFU換能器陣列用其中包括圓錐形壁和脫氣流體的患者耦合結(jié)構(gòu)耦合到眼睛。流體界面可以用作將超聲束緊密聚焦到期望的治療區(qū)的空間。備選地或組合地，流體可以允許更大的控制和/或距離組織表面深度的更大范圍。流體可以進(jìn)一步用于在治療期間暴露于HIFU期間控制表面組織的溫度。流體優(yōu)選冷卻至約4℃，并且可以是凝膠、凝膠袋、水或海藻糖中的一種或多種。HIFU陣列可以針對(duì)適合于治療區(qū)域的空化區(qū)，在該示例中，鋸齒緣的空化區(qū)的直徑約為100um，并且深度約為400um?？梢允褂肏IFU用低占空比在鋸齒緣中生成空化。
[0241] 圖2示出了治療系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括將超聲能量聚焦到眼內(nèi)位置的HIFU陣列。機(jī)動(dòng)掃描儀能夠可選地耦合到超聲陣列以將治療能量引導(dǎo)至眼睛的目標(biāo)位置?？梢詫⑻幚砥黢詈系礁邏?a href='/zhuanli/list-18537-1.html' target='_blank'>驅(qū)動(dòng)器(HV)以驅(qū)動(dòng)陣列?？梢詫⑻幚砥黢詈系綑C(jī)動(dòng)掃描儀以在治療期間移動(dòng)陣列。如圖1中所示，可以將顯示器耦合到處理器以顯示眼睛的圖像。可以利用成像頻率和波長(zhǎng)來(lái)生成眼睛的圖像，并且可以用如本文所述的HIFU波長(zhǎng)將HIFU遞送到眼睛。
[0242] 青光眼治療
[0243] 本文公開(kāi)的方法和裝置可以用于改善眼睛的房水引流以降低眼內(nèi)壓。治療部位可以位于小梁網(wǎng)與結(jié)膜外表面之間的房水流出路徑上的任何地方。例如，可以在施萊姆氏管附近形成管。如果不堵塞的話，施萊姆氏管可以約為300um至350um寬，且50um高。例如，方法和裝置可以提供管上方(前段)或沿管的通道?？梢杂萌绫疚乃龅木劢钩暿鴮?duì)管自身進(jìn)行治療以去除堵塞?？梢詮氖┤R姆氏管到諸如結(jié)膜的下層等另一組織創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)通道以改善引流。如本文所述的HIFU束可以用于擴(kuò)張或打開(kāi)施萊姆氏管以改善從小梁網(wǎng)的流出。還可以用如本文所公開(kāi)的超聲波治療施萊姆氏管或小梁網(wǎng)的匯集通道。備選地或組合地，HIFU可以用于創(chuàng)建類似于匯集通道的通道。
[0244] 老視治療
[0245] 老視(presbyopia)治療可以包括對(duì)鞏膜部位、小帶、玻璃體或角膜中的一種或多種的超聲治療。還可以治療PVZ以改善調(diào)節(jié)效果。還可以與小帶治療一起或單獨(dú)對(duì)玻璃體進(jìn)行治療。
[0246] 圖3示出了治療如本文所述的老視的鞏膜摧毀術(shù)治療區(qū)?？梢杂萌绫疚乃龅闹委熋}沖將鞏膜摧毀術(shù)治療能量遞送到位置。
[0247] 例如，沿著角膜和鞏膜的治療可以在鞏膜和角膜表面下約200um的深度處延伸。如本文所述，角膜和鞏膜的治療可以從靠近鋸齒緣的鞏膜延伸到角膜或進(jìn)入角膜內(nèi)。鞏膜摧毀術(shù)可以用靶向體積侵蝕在空化控制下用于增加鞏膜彈性并使基質(zhì)組織海綿化?？梢允褂肏IFU換能器在無(wú)凝聚或者損傷結(jié)膜或脈絡(luò)膜的情況下發(fā)生侵蝕，從而機(jī)械且無(wú)熱地破壞組織。
[0248] 雖然用于治療老視的HIFU可被引導(dǎo)至多個(gè)位置，但是如本文所述的老視治療可以不傷害鞏膜、睫狀體和視網(wǎng)膜。
[0249] 本文公開(kāi)的治療老視的方法和裝置可以與調(diào)節(jié)性人工晶狀體一起使用以改善人工晶狀體的調(diào)節(jié)。
[0250] 圖4示出了角膜摧毀術(shù)區(qū)和玻璃體摧毀術(shù)區(qū)。
[0251] 角膜的治療可以提供角膜在調(diào)節(jié)作用期間改善的運(yùn)動(dòng)，這可能導(dǎo)致額外的晶狀體運(yùn)動(dòng)。角膜的運(yùn)動(dòng)可以包括與(鞏膜凹口出現(xiàn)的位置附近)睫狀冠的運(yùn)動(dòng)同步的角膜的非球面向內(nèi)運(yùn)動(dòng)。角膜向內(nèi)運(yùn)動(dòng)可使晶狀體赤道部向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，并且使晶狀體變厚且變得更凸起。例如，參考圖3，鞏膜的治療可以具有類似的效果，并且治療部位包括可以沿著鞏膜和角膜延伸的多個(gè)較小治療區(qū)。對(duì)小帶插入?yún)^(qū)附近的玻璃體的治療可以通過(guò)清除增厚的纖維凝膠物(在本文也稱為陷窩)并促進(jìn)向前運(yùn)動(dòng)來(lái)改善調(diào)節(jié)。對(duì)后極部附近玻璃體的治療可以促進(jìn)晶狀體在調(diào)節(jié)期間容易且穩(wěn)定的形狀改變。
[0252] 圖5示出了環(huán)形晶狀體摧毀術(shù)區(qū)。晶狀體摧毀術(shù)可以改善晶狀體的調(diào)節(jié)并且可以引導(dǎo)至遠(yuǎn)離晶狀體的中央光學(xué)使用部分。在一個(gè)實(shí)施方式中，HIFU治療脈沖可以被引導(dǎo)至晶狀體內(nèi)的一系列治療點(diǎn)，使得治療引起圍繞晶狀體的中央光學(xué)使用部分的環(huán)形圖案中的區(qū)域的彈性增加?？梢酝ㄟ^(guò)使用如圖2或本文公開(kāi)的任何實(shí)施方式中所述的機(jī)械馬達(dá)或成像系統(tǒng)來(lái)指導(dǎo)治療。
[0253] 圖6示出了具有聚焦超聲波的多深度晶狀體摧毀術(shù)區(qū)，其可以包括類似于圖5的環(huán)形圖案。示出了晶狀體的橫截面。HIFU治療脈沖也可以引導(dǎo)至晶狀體內(nèi)不同深度的一系列治療點(diǎn)。所描繪的區(qū)包括晶狀體前邊緣上的一系列治療區(qū)域以及晶狀體后邊緣上的一系列治療區(qū)域。這種多重聚焦的方法可以為相關(guān)病狀提供增加的治療獲益。
[0254] 圖7示出了耦合至成像裝置的HIFU陣列的實(shí)施方式。一對(duì)超聲成像陣列和HIFU陣列被布置用于在治療期間實(shí)時(shí)成像。成像換能器元件以及治療換能器和元件可以耦合至如本文所公開(kāi)的處理器。將成像裝置耦合至HIFU換能器允許被動(dòng)空化檢測(cè)和成像反饋來(lái)指導(dǎo)和告知治療。
[0255] HIFU換能器可以包括相位陣列、離散陣列、環(huán)形陣列、球形陣列、球形相位陣列、聚焦陣列或其任何組合中的一種或多種。HIFU換能器可以與成像裝置，例如嵌入式OCT傳感器組合。另外，可以制造換能器以允許光-聲激發(fā)，用于精確的治療診斷遞送。
[0256] 圖8示出了耦合至成像裝置的HIFU陣列的另一實(shí)施方式。該實(shí)施方式中的HIFU陣列包括具有中央通道的換能器，該通道內(nèi)可以安設(shè)成像裝置。例如，成像裝置可以是OCT光纖光纜。OCT光纖可以安設(shè)在從治療換能器的中央延伸的通道內(nèi)，并且可以允許在用HIFU陣列進(jìn)行治療之前、期間或之后的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間對(duì)組織進(jìn)行實(shí)時(shí)成像。
[0257] HIFU陣列可以耦合至多個(gè)成像系統(tǒng)，包括但不限于MRI、UBM、超聲成像、OCT、OCE或US彈性成像。
[0258] 本文公開(kāi)的方法和系統(tǒng)可以用于為廣泛范圍的病狀提供聚焦的淺表面治療，包括近視、遠(yuǎn)視、散光、老視、球面像差、圓錐角膜(“KCN”)、晶狀體乳化術(shù)、感染性角膜炎(“IK”)、CNV、環(huán)形超聲凝固術(shù)、青光眼、飛蚊癥、玻璃體溶解術(shù)/玻璃體切除術(shù)、晶狀體上皮細(xì)胞(“LEC”)溶解、撕囊術(shù)、閃光、腫瘤、超聲溶栓/血管阻塞、角膜后表面矯形、后囊混濁、囊拋光、外滲、玻璃體后視網(wǎng)膜脫離、后囊連續(xù)環(huán)形撕囊術(shù)(“PCCC”)和前囊連續(xù)環(huán)形撕囊術(shù)(“ACCC”)。如通過(guò)病理學(xué)或靶向區(qū)所確定的，可以經(jīng)瞳孔、經(jīng)上皮、經(jīng)結(jié)膜、經(jīng)虹膜、經(jīng)囊、經(jīng)鞏膜、經(jīng)角膜或其任何組合引導(dǎo)治療。
[0259] 圖9A-圖9B示出了近視治療區(qū)的實(shí)施方式。當(dāng)角膜或晶狀體或兩者的組合相對(duì)于眼睛的長(zhǎng)度過(guò)于彎曲時(shí)，可能發(fā)生近視或近視眼。例如，本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于引起角膜的中央平坦化以減輕近視。圖9A示出了角膜正面，而圖9B示出了包含HIFU系統(tǒng)的角膜橫截面。換能器可以放置在眼睛的前方并聚焦，以將HIFU能量穿過(guò)上皮遞送到角膜基質(zhì)中進(jìn)行侵蝕?？梢話呙栊?zhǔn)的換能器以機(jī)械地侵蝕約6mm的中央部位。備選地或組合地，中央部位可以熱收縮。例如，諸如OCT等成像裝置可以提供諸如溫度等反饋。治療沉積圖案可以包括Munnerlyn圖案或非球面梯度圖案，影響約14um深的侵蝕以減輕約1屈光度的近視。雖然此處為簡(jiǎn)單起見(jiàn)描繪了單個(gè)HIFU能量束，但是應(yīng)當(dāng)理解，本文所述的方法可以包括附加HIFU治療束和焦點(diǎn)以治療中央部位。
[0260] 圖10A-圖10B示出了遠(yuǎn)視治療區(qū)的實(shí)施方式。當(dāng)角膜相對(duì)于眼睛長(zhǎng)度具有過(guò)小的曲率時(shí)，可能發(fā)生遠(yuǎn)視或遠(yuǎn)視眼。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于使距離角膜中央約5mm至9mm的角膜外周部位中的外周角膜平坦化。圖10A示出了角膜正面，而圖10B示出了包含HIFU系統(tǒng)的角膜橫截面?？梢酝ㄟ^(guò)外周部位的經(jīng)上皮機(jī)械侵蝕而使外周角膜平坦化。備選地或組合地，可以通過(guò)外周部位的經(jīng)上皮熱收縮而使外周角膜平坦化。這樣的平坦化可以導(dǎo)致角膜的中央部位相對(duì)更陡峭。HIFU能夠以陡峭化的圖案沉積。約14um深的侵蝕可以減輕約1屈光度的遠(yuǎn)視。可以使用電操縱的相位陣列或通過(guò)機(jī)械機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)將HIFU束引導(dǎo)至多個(gè)位置以治療外周部位的多個(gè)重疊位置。雖然此處為簡(jiǎn)單起見(jiàn)描繪了兩個(gè)HIFU能量束，但是應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的方法可以包括附加HIFU治療束和焦點(diǎn)以治療外周部位。
[0261] 圖11A1-圖11A2示出了散光治療區(qū)的實(shí)施方式。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于引起伴隨90度偏移陡峭化的經(jīng)向平坦化。圖11A1示出了角膜正面，而圖11A2示出了包含HIFU系統(tǒng)的角膜橫截面。例如，可以通過(guò)基質(zhì)組織的經(jīng)上皮機(jī)械侵蝕生成領(lǐng)結(jié)圖案的侵蝕，從而產(chǎn)生相對(duì)陡峭的領(lǐng)結(jié)圖案。備選地或組合地，可以使用處于熱模式的HIFU系統(tǒng)產(chǎn)生領(lǐng)結(jié)圖案的收縮。雖然此處為簡(jiǎn)單起見(jiàn)描繪了兩個(gè)HIFU能量束，但是應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的方法可以包括附加HIFU治療束和焦點(diǎn)。
[0262] 圖11B示出了散光治療區(qū)的備選實(shí)施方式。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于通過(guò)引起沿晶狀體平坦矢狀軸的鞏膜緊張來(lái)生成局部晶狀體緊張。備選地或組合地，可以通過(guò)引起沿著晶狀體陡峭矢狀軸的鞏膜松弛來(lái)產(chǎn)生局部晶狀體松弛。
[0263] 圖12A1-圖12A2示出了使用近中央方法的老視的角膜治療區(qū)的實(shí)施方式。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于使中央角膜陡峭化以減輕中央附近的老視。圖12A1示出了角膜正面，而圖12A2示出了包含HIFU系統(tǒng)的角膜橫截面?？梢杂锰幱跈C(jī)械模式的HIFU系統(tǒng)經(jīng)上皮治療包含距角膜中央約3mm至5mm的部位的中間基質(zhì)環(huán)形區(qū)，以侵蝕組織并生成角膜相對(duì)較陡峭的中央部位。替代地或組合地，能夠以熱模式操作HIFU系統(tǒng)以在中間基質(zhì)環(huán)形區(qū)中生成熱收縮。雖然此處為簡(jiǎn)單起見(jiàn)描繪了兩個(gè)HIFU能量束，但是應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的方法可以包括附加HIFU治療束和焦點(diǎn)。
[0264] 圖12B1-圖12B2示出了使用遠(yuǎn)中央方法的老視治療區(qū)的實(shí)施方式。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于使中央角膜和外周角膜平坦化，從而使中間基質(zhì)環(huán)形區(qū)不受傷害并有效地使中間基質(zhì)環(huán)形區(qū)中的角膜陡峭化。圖12B1示出了角膜正面，而圖12B2示出了包含HIFU系統(tǒng)的角膜橫截面。能夠以機(jī)械模式操作HIFU系統(tǒng)以引起中間基質(zhì)環(huán)形區(qū)周圍的部位中的環(huán)形侵蝕。治療可以在角膜表面附近和/或角膜內(nèi)更深處。替代地或組合地，HIFU系統(tǒng)能夠以熱模式運(yùn)行以引起所述部位的熱收縮。雖然此處為簡(jiǎn)單起見(jiàn)描繪了三個(gè)HIFU能量束，但是應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的方法可以包括附加的HIFU治療束和焦點(diǎn)以治療部位。
[0265] 圖12A1-圖12B2中所述的治療老視的方法可以備選地用于治療任何類型的球面像差。
[0266] 圖12C示出了使用鞏膜侵蝕的老視治療區(qū)的實(shí)施方式?？梢詫⒈疚乃龅腍IFU系統(tǒng)引導(dǎo)至結(jié)膜下以在睫狀體扁平部(角膜緣與鋸齒緣之間)、PVZ插入?yún)^(qū)和PVZ陷窩中的一個(gè)或多個(gè)處引起鞏膜侵蝕。使用HIFU的結(jié)膜下鞏膜侵蝕可以導(dǎo)致睫狀體扁平部軟化、周圍空間增加(CLS)、PVZ插入向前移位以及PVZ陷窩剝落。另外，使用HIFU系統(tǒng)對(duì)玻璃體后囊進(jìn)行分層可以進(jìn)一步減輕老視并增加調(diào)節(jié)。雖然此處為簡(jiǎn)單起見(jiàn)描繪了兩個(gè)HIFU能量束，但是應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的方法可以包括附加HIFU治療束和掃描的焦點(diǎn)以治療鞏膜區(qū)。
[0267] 圖12D示出了包括晶狀體侵蝕(例如，部分晶狀體摧毀術(shù))的老視治療區(qū)的實(shí)施方式。除了圖12C中所述的鞏膜區(qū)之外，本文所述的HIFU系統(tǒng)可以引導(dǎo)至晶狀體進(jìn)行晶狀體的囊下侵蝕和液化，這可以導(dǎo)致晶狀體軟化和調(diào)節(jié)增加。雖然此處為簡(jiǎn)單起見(jiàn)在不同位置描繪了三個(gè)HIFU能量束，但是應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的方法可以包括附加HIFU治療束和焦點(diǎn)以治療晶狀體。
[0268] 圖13示出了KCN治療區(qū)的實(shí)施方式。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于使角膜陡峭化的偏心部位平坦化。使用處于熱模式的HIFU換能器，可以將HIFU引導(dǎo)至上皮下進(jìn)入角膜陡峭化的偏心部位的角膜基質(zhì)中，以使所述部位熱收縮。能夠以劑量依賴的方式使用地形成像指導(dǎo)治療來(lái)使偏心部位平坦化。雖然此處為簡(jiǎn)單起見(jiàn)描繪了單個(gè)HIFU能量束，但是應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的方法可以包括附加HIFU治療束和焦點(diǎn)以治療偏心部位。
[0269] 圖14A-圖14E示出了晶狀體乳化術(shù)治療區(qū)的實(shí)施方式。圖14A示出了用于晶狀體乳化術(shù)的治療區(qū)的實(shí)施方式，其中能夠以機(jī)械模式操作HIFU換能器以引起囊下分離和液化從而軟化晶狀體。晶狀體可以被整體軟化或部分液化或完全液化?？梢越?jīng)瞳孔和經(jīng)虹膜引導(dǎo)HIFU能量。備選地或組合地，可以通過(guò)例如在液化之后聚焦到后囊和赤道部暴露區(qū)上而引起LEC凋亡。雖然此處為簡(jiǎn)單起見(jiàn)描繪了單個(gè)HIFU能量束，但是應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的方法可以包括附加HIFU治療束和焦點(diǎn)以治療晶狀體。
[0270] 圖14B-圖14E示出了用于經(jīng)角膜虛擬晶狀體摧毀術(shù)的治療區(qū)的附加實(shí)施方式。HIFU換能器可以聚焦于晶狀體以使晶狀體內(nèi)的結(jié)晶和纖維狀結(jié)合物分離以輔助晶狀體移除和置換，或者用于在非散瞳狀態(tài)下在非調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)作用下矯形?？偰殷w積可以與超聲液化體積成比例地下降。
[0271] 可以在晶狀體摧毀術(shù)之后和植入后應(yīng)用鞏膜摧毀術(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)整CLS、調(diào)整PVZ插入、閃光侵蝕、飛蚊侵蝕、治療前囊混濁、治療后囊混濁或其任何組合中的一種或多種?？梢允褂们治g囊、軟化晶狀體、軟化角膜、誘導(dǎo)LEC凋亡、增強(qiáng)藥物遞送或其任何組合中的一種或多種來(lái)應(yīng)用晶狀體摧毀術(shù)用于進(jìn)行無(wú)植入物的無(wú)切口矯形。
[0272] 圖14B描繪了多個(gè)換能器元件以指示在晶狀體摧毀術(shù)期間可能的治療區(qū)，但不一定代表可以在治療，例如引起囊侵蝕期間使用的換能器元件的數(shù)量。例如，描繪了用于治療性HIFU陣列的多條攻擊線。HIFU換能器可以是相位陣列或離散陣列。HIFU換能器包括感測(cè)例如如本文所述的治療遞送、組織彈性或溫度用于反饋的成像裝置。用本文所述的HIFU系統(tǒng)進(jìn)行的治療可以備選地或組合地引導(dǎo)至LEC來(lái)引起LEC凋亡和裂解。HIFU治療可以備選地或組合地引導(dǎo)至侵蝕核性白內(nèi)障區(qū)。圖14C描繪了外周晶狀體內(nèi)囊下治療區(qū)?？梢越?jīng)角膜、經(jīng)虹膜或經(jīng)角膜和經(jīng)虹膜的組合引導(dǎo)HIFU能量脈沖。圖14D描繪了包括界定含有HIFU換能器和脫氣活性藥物成分(API)的流體孔的圓錐形壁的患者耦合結(jié)構(gòu)。脫氣API可被冷卻并且可以包含諸如海藻糖等伴侶分子、諸如阿司匹林等NSAID、諸如利多卡因等麻醉劑、抗炎藥、抗生素、諸如N-乙酰肌肽或醋克利定等晶狀體軟化劑或其任何組合中的一種或多種。API可以經(jīng)角膜穿透眼睛。API還可以經(jīng)囊穿透眼睛。圖14E描繪了用于撕囊術(shù)的晶狀體摧毀術(shù)治療區(qū)。晶狀體的直徑通?？梢允羌s10mm。撕囊術(shù)區(qū)的外邊緣可以是約5.5mm。撕囊術(shù)區(qū)的內(nèi)邊緣可以是約5.4mm。本文所述的HIFU系統(tǒng)可被聚焦到晶狀體，以便通過(guò)成像裝置侵蝕精確居中且定位在晶狀體上的Z中的環(huán)。
[0273] 圖15示出了環(huán)形超聲凝固術(shù)治療區(qū)的實(shí)施方式的聚焦脈沖位置。能夠以熱模式施用本文所述的HIFU系統(tǒng)以將HIFU能量引導(dǎo)至睫狀突以引起睫狀體頂端細(xì)胞的壞死。HIFU能量的遞送可以被圖案化以進(jìn)行360度治療。雖然此處為簡(jiǎn)單起見(jiàn)描繪了兩個(gè)HIFU能量束，但是應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的方法可以包括附加HIFU治療束和焦點(diǎn)以治療睫狀突。
[0274] 圖16示出了青光眼治療區(qū)的實(shí)施方式的聚焦脈沖位置。使用處于非熱機(jī)械模式下的HIFU系統(tǒng)，可以在房水流出路徑上的任何位置治療眼睛。例如，可以分離施萊姆氏管頂部和小梁網(wǎng)中的一種或多種。備選地或組合地，可以對(duì)管本身進(jìn)行治療以去除堵塞。HIFU能量的遞送可以被圖案化以進(jìn)行360度治療。雖然此處為簡(jiǎn)單起見(jiàn)描繪了兩個(gè)HIFU能量束，但是應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的方法可以包括附加HIFU治療束和焦點(diǎn)以治療流出路徑。
[0275] 備選地或組合地，能夠以非熱模式或熱模式使用HIFU系統(tǒng)以乳化或液化晶狀體的一部分，例如晶狀體的前表面或后表面，以便打開(kāi)閉角型青光眼的角度。乳化的晶狀體組織可以隨時(shí)間被眼內(nèi)的流體自然磨損或降解，從而隨著晶狀體厚度減小而逐漸打開(kāi)角度并改善房水流出。
[0276] 圖17示出了飛蚊癥治療區(qū)的實(shí)施方式的聚焦脈沖位置。能夠以機(jī)械模式操作本文所述的HIFU系統(tǒng)以液化或粉碎通過(guò)實(shí)時(shí)成像識(shí)別的飛蚊。HIFU束可以經(jīng)瞳孔、經(jīng)鞏膜、經(jīng)虹膜、經(jīng)上皮、經(jīng)結(jié)膜、經(jīng)囊、經(jīng)角膜或其任何組合聚焦在飛蚊上。飛蚊可以在聲學(xué)上遠(yuǎn)離視線地流入非視覺(jué)上易受傷害的部位以增加可能的安全性獲益。雖然此處為簡(jiǎn)單起見(jiàn)描繪了單個(gè)HIFU能量束，但是應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的方法可以包括附加HIFU治療束和焦點(diǎn)以治療一種或多種飛蚊。
[0277] 圖17中描述的治療飛蚊癥的方法可以備選地通過(guò)聚焦HIFU系統(tǒng)將能量遞送至期望玻璃體內(nèi)的治療位置以進(jìn)行組織的液化或海綿化用于玻璃體溶解術(shù)或玻璃體切除術(shù)治療。HIFU能量的遞送可以被圖案化以進(jìn)行360度治療。
[0278] 玻璃體的治療可以備選地或組合地改善調(diào)節(jié)并用于治療老視。外周玻璃體可能隨年齡硬化，這可能會(huì)損害調(diào)節(jié)期間的流體運(yùn)動(dòng)并且妨礙或減少晶狀體形狀的變化。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于分離(或者液化或海綿化)玻璃體以促進(jìn)流體輸送并增強(qiáng)晶狀體的形狀變化。玻璃體或玻璃體結(jié)構(gòu)，例如外周玻璃體的選擇性軟化可以獨(dú)立于或附加于流體輸送變化機(jī)械地增強(qiáng)晶狀體的形狀變化。玻璃體結(jié)構(gòu)的軟化可以提高玻璃體結(jié)構(gòu)的模量。
[0279] 玻璃體的空化可以備選地或組合地用于治療近視、老視或遠(yuǎn)視，例如通過(guò)靶向玻璃體黃斑粘連(例如，玻璃體與視網(wǎng)膜之間的粘連)的位置。前玻璃體從視網(wǎng)膜的脫離可以使晶狀體脫離約束，并允許晶狀體更自由地運(yùn)動(dòng)和聚焦。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于在附著點(diǎn)處或附近通過(guò)空化從視網(wǎng)膜分離或切割玻璃體以去除粘連，由此減少視網(wǎng)膜上對(duì)玻璃體的牽拉并增加晶狀體運(yùn)動(dòng)。前玻璃體脫離還可以用于防止本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的由玻璃體黃斑粘連引起的黃斑孔或其他損傷。備選地或組合地，可以在視網(wǎng)膜粘連點(diǎn)附近軟化玻璃體結(jié)構(gòu)，以局部提高玻璃體的模量并減少或抑制粘連對(duì)晶狀體運(yùn)動(dòng)的影響。
[0280] 圖18A示出了撕囊術(shù)治療區(qū)的實(shí)施方式。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于通過(guò)將HIFU束沿晶狀體囊聚焦以引起囊的侵蝕來(lái)執(zhí)行撕囊術(shù)?？梢越?jīng)鞏膜、經(jīng)虹膜、經(jīng)瞳孔、經(jīng)囊或通過(guò)其任何組合遞送HIFU能量。雖然此處為簡(jiǎn)單起見(jiàn)描繪了單個(gè)HIFU能量束，但是應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的方法可以包括附加HIFU治療束和焦點(diǎn)以治療囊。
[0281] 圖18B示出了后囊連續(xù)環(huán)形撕囊術(shù)(PCCC)治療區(qū)的實(shí)施方式。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于非熱地引起后囊侵蝕。例如，可以用成像裝置，例如UBM或OCT測(cè)量晶狀體的直徑，以指導(dǎo)HIFU能量遞送?？梢允褂镁铙w后囊上的圓周運(yùn)動(dòng)遞送HIFU能量，并且可以利用成像裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空化。例如，可以誘導(dǎo)非熱空化約30s以侵蝕例如直徑約5.25mm的晶狀體囊部位。PCCC能夠以瞳孔為中心或以晶狀體為中心。
[0282] 圖18C示出了前囊連續(xù)環(huán)形撕囊術(shù)(ACCC)治療區(qū)的實(shí)施方式。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于非熱地引起前囊侵蝕。例如，可以用成像裝置，例如UBM或OCT測(cè)量晶狀體的直徑，以指導(dǎo)HIFU能量遞送?？梢允褂镁铙w前囊上的圓周運(yùn)動(dòng)遞送HIFU能量，并且可以利用成像裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空化。例如，可以誘導(dǎo)非熱空化約30s以侵蝕例如直徑約5.25mm的晶狀體囊部位。ACCC可以以瞳孔為中心或以晶狀體為中心。
[0283] 圖19示出了閃光治療區(qū)的實(shí)施方式的聚焦脈沖位置。閃光可以由于在插入人工晶狀體(IOL)后生成水合或脂質(zhì)膜袋而發(fā)生。本文所述的HIFU系統(tǒng)能夠以非熱機(jī)械模式使用并聚焦于由成像識(shí)別的IOL破壞。破壞可以繼而由HIFU系統(tǒng)侵蝕。雖然此處為簡(jiǎn)單起見(jiàn)描繪了單個(gè)HIFU能量束，但是應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的方法可以包括附加HIFU治療束和焦點(diǎn)以治療一個(gè)或多個(gè)膜袋。
[0284] 圖20示出了超聲溶栓/血管阻塞治療區(qū)的實(shí)施方式。使用本文所述的HIFU系統(tǒng)可以引導(dǎo)HIFU能量束以治療眼睛的血管或管，例如施萊姆氏管中的阻塞。血管或管可以包含壁和腔。可以通過(guò)處于機(jī)械模式的HIFU系統(tǒng)完成阻塞的侵蝕和再通。
[0285] 圖21示出了角膜后表面治療區(qū)的實(shí)施方式。使用本文所述的HIFU系統(tǒng)可以將HIFU能量引導(dǎo)至角膜后表面以侵蝕角膜后的部位。能夠以機(jī)械模式、熱模式或者機(jī)械模式和熱模式二者操作HIFU系統(tǒng)以侵蝕組織。HIFU能量的遞送可以被圖案化以進(jìn)行360度治療。角膜后表面的治療可以例如用于治療癌性生長(zhǎng)。
[0286] 圖22A示出了后囊混濁治療區(qū)的實(shí)施方式。由于LEC的增生、遷移或異常分化，可能會(huì)在IOL植入后發(fā)生后囊混濁。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于引起LEC凋亡或溶解以去除阻礙視力的細(xì)胞并提高晶狀體透明度。使用機(jī)械模式可以在HIFU束的焦點(diǎn)處侵蝕LEC?？梢栽诟郊咏裹c(diǎn)處重復(fù)該治療。HIFU能量的遞送可以被圖案化以進(jìn)行360度治療。備選地或組合地，可以將HIFU能量遞送至前囊以引起LEC凋亡并治療前囊混濁。
[0287] 圖22B示出了囊拋光治療區(qū)的實(shí)施方式。囊拋光可以例如用于治療由前囊上LEC的增生、遷移或異常分化引起的前囊混濁。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于引起非熱HIFU空化和沿前囊的LEC凋亡或溶解。HIFU能量的遞送可以被圖案化以進(jìn)行360度治療。備選地，HIFU能量的遞送可以局限于預(yù)定部位。可以由成像裝置，例如UBM或OCT指導(dǎo)治療。例如，可以通過(guò)沿前囊進(jìn)行囊拋光來(lái)治療澤默林環(huán)和埃爾施尼希珠。備選地或組合地，囊拋光可能對(duì)沿晶狀體赤道部的疾病在治療上有益。
[0288] 圖22C示出了囊拋光治療區(qū)的另一實(shí)施方式。備選地或組合地，可以使用囊拋光在例如人工晶狀體植入后治療沿晶狀體赤道部發(fā)生的囊混濁。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于引起非熱HIFU空化并引起沿晶狀體赤道部的LEC凋亡或溶解。HIFU能量的遞送可以被圖案化以進(jìn)行360度治療。可以由成像裝置，例如UBM或OCT指導(dǎo)治療。
[0289] 圖22D示出了澤默林環(huán)的治療區(qū)。澤默林環(huán)可以包括晶狀體囊外周的環(huán)形腫脹。這種并發(fā)癥可以在白內(nèi)障手術(shù)和IOL植入后發(fā)生。如圖22D的MRI圖像中所示，澤默林環(huán)表現(xiàn)為IOL與IOL觸覺(jué)結(jié)構(gòu)之間的高信號(hào)啞鈴結(jié)構(gòu)。當(dāng)俯視觀察時(shí)，該環(huán)在晶狀體囊周圍大致呈環(huán)形或環(huán)狀的。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于引起非熱HIFU空化以液化由虛線指示的治療區(qū)中的纖維環(huán)。HIFU能量的遞送可以被圖案化以進(jìn)行360度環(huán)形治療?？梢杂沙上裱b置，例如UBM或OCT指導(dǎo)治療。
[0290] 圖22E示出了埃爾施尼希珠的治療區(qū)。埃爾施尼希珠是沿著晶狀體后囊的增生性LEC的珍珠樣簇的積累，并且可以在白內(nèi)障手術(shù)后發(fā)生。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于引起非熱HIFU空化以將該珠從晶狀體后囊的表面剝離，這可以改善視力。HIFU能量的遞送可以被圖案化以包括含有埃爾施尼希珠的一個(gè)或多個(gè)治療區(qū)。
[0291] 圖23示出了外滲和閉塞治療區(qū)的實(shí)施方式。血管可以包含壁和腔。通過(guò)將HIFU能量聚焦到毛細(xì)血管壁可以引起血管的外滲或閉塞。使用本文所述的HIFU系統(tǒng)，非熱機(jī)械模式HIFU能量可以改善目標(biāo)血管的外滲?；蛘?，使用熱模式HIFU能量可以引起目標(biāo)毛細(xì)血管和血管閉塞的凝固。
[0292] 圖24A示出了玻璃體后視網(wǎng)膜脫離治療區(qū)的實(shí)施方式。玻璃體后視網(wǎng)膜脫離可能由于糖尿病性視網(wǎng)膜病變而發(fā)生，導(dǎo)致玻璃體在視網(wǎng)膜處拖拽并使視網(wǎng)膜部分脫離。使用本文所述的系統(tǒng)，通過(guò)將超聲束聚焦穿過(guò)鋸齒緣或角膜或兩者，使得束到達(dá)后玻璃體和期望的脫離點(diǎn)，可以減輕脫離?？梢允┘又委熞砸鹨暰W(wǎng)膜從玻璃體分層和脫離，從而減輕脫離。
[0293] 圖24B示出了包含多個(gè)不相鄰治療焦點(diǎn)A-F的組織治療區(qū)。使用本文所述的HIFU系統(tǒng)，處理器可以配置有指令，以順序地聚焦在多個(gè)焦點(diǎn)上從而通過(guò)相位陣列換能器進(jìn)行治療，每個(gè)治療焦點(diǎn)A-F均被非熱治療。每個(gè)治療焦點(diǎn)A-F的局部占空比可以是如本文所述的非熱占空比，例如約1％。相位陣列的占空比可以大于50％。非相鄰焦點(diǎn)A-F的順序掃描和非熱治療可以允許治療區(qū)內(nèi)大體積組織的治療被非?？焖俚刂委?。描繪焦點(diǎn)A-F以表示治療點(diǎn)的可能配置。然而，顯而易見(jiàn)的是，本文所述的HIFU系統(tǒng)可以被配置用于將HIFU治療遞送至治療區(qū)內(nèi)任何數(shù)目的治療焦點(diǎn)。
[0294] 圖24C示出了包含組織的多個(gè)相鄰治療位置的組織治療區(qū)。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以被配置用于使用朝向組織的多個(gè)位置以界定治療塊G-J，例如組織的未切割體積粒狀部分(例如，體素)的超聲脈沖非熱地切除組織，以便例如通過(guò)手術(shù)吸引術(shù)進(jìn)行去除。治療塊G-J中的每一個(gè)均可以由多個(gè)組織切除路徑界定，該組織切除路徑可以例如包括被布置成將組織分成多個(gè)組織塊G-J的多個(gè)組織穿孔。系統(tǒng)可以用于非熱地切除相鄰的治療塊G-J。
[0295] 本文所述的系統(tǒng)可以被配置用于通過(guò)使用朝向組織的多個(gè)位置的超聲脈沖界定對(duì)應(yīng)于眼睛的矯正晶狀體的一塊組織來(lái)切除一個(gè)或多個(gè)治療塊G-J。例如，超聲脈沖可以被布置成允許從眼睛去除一塊組織。脈沖能夠可選地被布置用于界定通向組織塊的通路，以便執(zhí)行小切口晶狀體提取(SMILE)。
[0296] 系統(tǒng)可以被配置用于使用朝向組織中的多個(gè)位置以界定3-D(“三維”)組織切除圖案的HIFU能量脈沖非熱地切除組織。HIFU脈沖可以被配置用于在非熱組織切除期間切割膠原纖維。所治療的膠原纖維可以包括例如角膜、角膜緣、鞏膜、虹膜、晶狀體囊、晶狀體皮質(zhì)或小帶中的一種或多種的膠原纖維。脈沖可以被配置用于在非熱組織切除期間分離膠原纖維。
[0297] 這樣的治療可以用于白內(nèi)障手術(shù)以去除晶狀體皮質(zhì)并將IOL插入眼內(nèi)。備選地或組合地，可以使用3-D?HIFU治療進(jìn)行例如撕囊術(shù)。
[0298] 體素G-J在本文表示為立方體，然而應(yīng)該理解，治療塊G-J可以界定任何3-D組織切除或治療圖案。描繪治療塊G-J以表示治療塊的可能配置。然而，顯而易見(jiàn)的是，本文所述的HIFU脈沖可以被配置用于將HIFU脈沖遞送至治療區(qū)內(nèi)任何數(shù)目的治療塊或位置。盡管本文描述的許多治療圖案僅出現(xiàn)在一個(gè)維度中，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，本文描述的任何治療圖案均可以是3-D治療圖案。
[0299] 在本文所述的許多實(shí)施方式中，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，僅描繪一個(gè)或多個(gè)HIFU能量治療束。然而，顯而易見(jiàn)的是，本文所述的方法可以包括描繪的那些之外的HIFU治療束和焦點(diǎn)以治療目標(biāo)組織。
[0300] 對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員明顯的是，可以用相鄰和/或重疊的焦點(diǎn)或用不相鄰的焦點(diǎn)順序地掃描本文所述的任何治療圖案。
[0301] 本文所述的HIFU方法和系統(tǒng)可以附加用于通過(guò)在感染部位精確地機(jī)械引起局部細(xì)胞凋亡減體或纖維化細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)減體或其組合來(lái)治療IK。備選地或組合地，本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于治療眼內(nèi)腫瘤。非熱機(jī)械HIFU可以在由成像裝置指導(dǎo)而引導(dǎo)至腫瘤時(shí)對(duì)腫瘤進(jìn)行減體、侵蝕、海綿化、液化或清創(chuàng)以引起腫瘤組織中的凋亡或壞死。
[0302] 圖34示出了晶狀體摧毀術(shù)的治療區(qū)。例如，本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于機(jī)械地引起晶狀體軟化而不影響角膜或晶狀體囊。治療脈沖可以聚焦到包含晶狀體皮質(zhì)和核的治療區(qū)。治療區(qū)可以是局部的，例如，治療區(qū)可以包括在晶狀體深處軟化的一層或多層。晶狀體的軟化可以用于將晶狀體的模量從約50kPa調(diào)整到約3kPa，例如以增強(qiáng)調(diào)節(jié)。
[0303] 如本文所述的掃描聚焦超聲束可以用于將三維治療圖案遞送至眼睛。處理器可以配置有計(jì)算機(jī)程序的指令，以用諸如三維掃描束的相位陣列等三維掃描束治療眼睛?？梢酝ㄟ^(guò)諸如例如OCT成像等成像來(lái)計(jì)劃治療，以及可以根據(jù)治療計(jì)劃以三維圖案將治療遞送至眼睛。
[0304] 聚焦的HIFU束允許在眼睛的較深位置處執(zhí)行眼睛的治療，同時(shí)允許眼睛角膜附近的聲壓變化的顯著減小。該配置可以具有治療眼睛的較深組織同時(shí)使角膜的內(nèi)皮和角膜的上皮和結(jié)膜基本完整的益處，這在一些情況下可以改善愈合并減小手術(shù)過(guò)程的侵入性。波束可以被聚焦，使得聲壓與波束橫截面直徑的平方大約成反比。例如，波束可以被配置成使得角膜處的波束直徑為焦點(diǎn)處的波束面積的約1000(一千)倍，并且角膜處的對(duì)應(yīng)壓力為焦點(diǎn)處的壓力的約0.1％(百分之一的十分之一)。波束聚焦處的超聲壓力與諸如內(nèi)皮或上皮等屏障組織處的超聲壓力之比可以在約1,000(一千)至約100,000(十萬(wàn))的范圍內(nèi)。例如，當(dāng)10mm波束穿過(guò)上皮聚焦到100um點(diǎn)時(shí)，屏障組織處的波束橫截面的面積與焦點(diǎn)處的波束橫截面的面積之比約為10,000?；诒疚奶峁┑慕虒?dǎo)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以增大或減小投射穿過(guò)角膜的波束大小和焦點(diǎn)處的波束大小，以提供治療性處理的比率以及對(duì)諸如角膜和視網(wǎng)膜的組織等眼睛敏感組織減少的損傷。面積和對(duì)應(yīng)壓力的比率可以在以下任何范圍內(nèi)：例如，從約1,000至約100,000；從約2,000至約50,000；從約4,000至約25,000。并且，取決于所使用的應(yīng)用和能量的量，面積和壓力的比率可以低得多，例如約100。
[0305] 這些高數(shù)值孔徑治療允許更精確的治療，同時(shí)減少對(duì)周圍組織的損傷。以較大角度波束聚焦會(huì)減少對(duì)周圍組織的損傷。換能器陣列的數(shù)值孔徑(在下文中稱為“N”)可被定義為跨陣列的最大尺寸(在下文中稱為“D”)除以焦距(即從陣列到波束聚焦位置的距離)(在下文中稱為“f”)。相位陣列的數(shù)值孔徑可以在從約0.5至約10的范圍內(nèi)，例如從約0.75至約5的范圍內(nèi)，例如從約1至約2.5的范圍內(nèi)。
[0306] 可以調(diào)節(jié)換能器陣列的數(shù)值孔徑、治療壓力和位置，以便在提供聚焦束治療的同時(shí)向遠(yuǎn)離聚焦束的敏感組織提供期望量的能量。
[0307] 系統(tǒng)可以被配置用于在第一組織位置處提供處于組織損傷閾值以下的第一范圍內(nèi)的第一負(fù)聲壓，并且在第二位置處提供處于第二范圍內(nèi)的第二負(fù)聲壓，以提供治療性處理。例如，如本文所述的HIFU系統(tǒng)的峰值負(fù)聲壓可以在第一位置處在從約0.001MPa至約0.8MPa的第一范圍內(nèi)并且在第二組織位置處在約-10MPa至約-80MPa的第二范圍內(nèi)。例如，第一負(fù)聲壓可以在約-0.02MPa至約-0.7MPa的第一范圍內(nèi)，并且第二負(fù)聲壓可以在約-
20MPa至約-70MPa的第二范圍內(nèi)。
20MPa至約-70MPa的第二范圍內(nèi)。
[0308] 能夠以多種方式配置超聲系統(tǒng)的占空比以提供組織的快速治療。相位超聲換能器陣列可以被配置用于非常快速地將脈沖提供至幾個(gè)獨(dú)立的位置。在治療位置處具有低占空比且期望基本上非熱效應(yīng)的情況下，換能器陣列和電路可以被配置用于順序地向多個(gè)非重疊脈沖治療部位提供脈沖。非重疊脈沖治療部位可以間隔相當(dāng)遠(yuǎn)的距離，例如，一毫米或更遠(yuǎn)，使得來(lái)自一個(gè)部位不超過(guò)約10％的熱能進(jìn)入相鄰部位。相位陣列換能器可以被配置用于向具有第一占空比的第一治療部位提供第一一個(gè)或多個(gè)脈沖并且向第二治療部位提供第二一個(gè)或多個(gè)脈沖；在用第二一個(gè)或多個(gè)脈沖治療第二部位之后，可以將第三一個(gè)或多個(gè)脈沖施加到第一治療部位，并且可以將第四一個(gè)或多個(gè)脈沖施加到第二治療部位?？梢远x附加治療部位從而有助于治療。例如，可以界定二十個(gè)治療部位，每個(gè)治療部位具有不超過(guò)5％的占空比，并且相位陣列換能器可以被配置用于發(fā)射具有大于50％的占空比的脈沖，使得到達(dá)組織治療部位的局部占空比可以低得多。例如，20個(gè)治療部位的局部占空比可以是5％，并且在特定示例中，換能器陣列的占空比可以是100％。界定的治療部位的數(shù)目可以在從約3至約100的范圍內(nèi)，并且當(dāng)換能器陣列具有大于50％的占空比時(shí)，每個(gè)部位的占空比可以在從約1％至約30％的范圍內(nèi)。參考示出了多個(gè)相鄰組織部位圖的24C，通過(guò)順序地將脈沖掃描到多個(gè)相鄰部位中的每一個(gè)并繼而將聚焦的波束掃描到多個(gè)組織部位中的每一個(gè)，能夠以低于換能器陣列占空比的占空比治療多個(gè)相鄰組織部位中的每一個(gè)。通過(guò)對(duì)相位陣列換能器的相位進(jìn)行編程，可以將脈沖引導(dǎo)至包含多個(gè)組織部位的治療區(qū)內(nèi)的任何位置，并且能夠以任何順序引導(dǎo)至多個(gè)組織部位。系統(tǒng)可以被配置用于切開(kāi)諸如立方體等多個(gè)切割的對(duì)象以促進(jìn)組織運(yùn)動(dòng)，例如提高組織可塑性或增加抽吸移除的容易性。雖然提及立方體，但是切割的對(duì)象可以具有任何形狀，諸如錐體、圓錐形、球面菱形或四面體。耦合至相位陣列的電路可以配置有軟件以將脈沖引導(dǎo)為沿著切割對(duì)象的界定表面，以便界定多個(gè)對(duì)象中的每一個(gè)。
[0309] 本文所述的HIFU系統(tǒng)可以包含如本文所述的HIFU換能器。HIFU換能器可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何HIFU換能器。
[0310] 圖35示出了一維HIFU系統(tǒng)的實(shí)施方式的示意圖。該系統(tǒng)可以包括耦合至萬(wàn)向架用于支持和運(yùn)動(dòng)控制的HIFU換能器陣列，例如萬(wàn)向架相位陣列。HIFU陣列可以例如安裝到萬(wàn)向架的一端。萬(wàn)向架可以為點(diǎn)掃描提供三個(gè)自由度。萬(wàn)向架和相位陣列可以耦合至處理器(未示出)，該處理器控制萬(wàn)向架的運(yùn)動(dòng)，并且因此控制相位陣列和HIFU能量，從而在第一方向上使HIFU能量束圖案化。替代地或組合地，相位陣列可以在橫向于第一方向或與第一方向成角度的第二方向上操縱HIFU能量束。因此，可以使用以一維或二維出現(xiàn)的本文所述的任何治療圖案使HIFU能量束圖案化用于治療。HIFU陣列可以耦合至成像系統(tǒng)，例如OCT光纖，以便在如本文所述的治療之前、期間或之后實(shí)時(shí)地對(duì)眼睛進(jìn)行成像。
[0311] 備選地或組合地，HIFU陣列或萬(wàn)向架可以安裝到x-y機(jī)動(dòng)平移臺(tái)，該x-y機(jī)動(dòng)平移臺(tái)可以在治療期間在x、y或x和y二者上移動(dòng)換能器。如本文所述，x-y機(jī)動(dòng)平移臺(tái)可以由計(jì)算機(jī)或處理器控制。
[0312] 備選地或組合地，HIFU系統(tǒng)的相位陣列還可以被配置用于提供組織內(nèi)深度處的治療(例如，z處的治療)。備選地或組合地，HIFU換能器或萬(wàn)向架可以安裝在x-y-z平移臺(tái)上以便治療不同深度的組織。x-y-z平移臺(tái)可以處于計(jì)算機(jī)或處理器控制下以允許多達(dá)3-D掃描。備選地或組合地，HIFU換能器可以是2-D相位陣列以允許對(duì)組織進(jìn)行3-D體積掃描。
[0313] 圖36示出了可以用于本文所述的任何治療方法的HIFU治療系統(tǒng)的實(shí)施方式。該系統(tǒng)可以包括將HIFU能量從HIFU換能器陣列引導(dǎo)并掃描到眼睛上或眼內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)位置的HIFU掃描儀。如本文所述，HIFU掃描儀可以耦合至患者接口或患者耦合結(jié)構(gòu)。如本文所述，HIFU掃描器還可以耦合至成像系統(tǒng)，例如OCT或UBM。如本文所述，成像系統(tǒng)可以用于在治療之前、期間或之后捕獲眼睛的一個(gè)或多個(gè)圖像。處理器或控制器可以耦合至HIFU陣列和成像系統(tǒng)，并且配置有指令以在治療期間將HIFU波束掃描到多個(gè)位置并對(duì)組織進(jìn)行成像。系統(tǒng)還可以包括允許使用者在治療之前、之前或之后使組織可視化的耦合至處理器的顯示器。顯示器可以顯示允許使用者看到所治療的組織并對(duì)治療進(jìn)行計(jì)劃的圖像。在顯示器上顯示的圖像可以實(shí)時(shí)提供，并且可以在治療之前使用，以允許使用者對(duì)準(zhǔn)組織和/或選擇要靶向的治療區(qū)。可以由使用者輸入識(shí)別的目標(biāo)治療區(qū)以響應(yīng)于顯示器上顯示的圖像對(duì)治療深度、位置和圖案進(jìn)行編程。成像可以用于在治療期間使眼部結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可視化，以檢測(cè)有益的治療效果。處理器可以配置有指令，以用第一波長(zhǎng)的超聲波治療眼睛并用長(zhǎng)于第一波長(zhǎng)的第二波長(zhǎng)對(duì)眼睛進(jìn)行成像。備選地或組合地，處理器可以配置有指令，以用HIFU治療眼睛并用嵌入式成像裝置，例如OCT探頭對(duì)眼睛進(jìn)行成像。耦合至陣列的處理器可以配置有指令，以從陣列提供兩種超聲波長(zhǎng)。成像裝置可以實(shí)時(shí)提供附加的組織反饋數(shù)據(jù)，例如溫度或彈性。如本文所述的系統(tǒng)可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的眼動(dòng)儀，以便生成眼睛的實(shí)時(shí)圖像以對(duì)準(zhǔn)或配準(zhǔn)眼睛的目標(biāo)治療部位。可以用治療期間獲得的實(shí)時(shí)圖像測(cè)量和配準(zhǔn)治療前圖像，以跟蹤眼睛的位置和取向。
[0314] 換能器陣列和處理器可以被配置用于將多個(gè)脈沖提供至由距離間隔開(kāi)的多個(gè)分離的治療部位。多個(gè)分離的治療部位中的每一個(gè)的占空比可以包括小于換能器陣列占空比的占空比。多個(gè)分離的部位可以包括接收第一多個(gè)脈沖的第一治療部位和接收第二多個(gè)脈沖的第二治療部位，其中治療在朝向第一部位的第一多個(gè)脈沖與朝向第二部位的第二多個(gè)脈沖之間交替以相對(duì)于所述換能器陣列占空比減小多個(gè)治療部位中的每一個(gè)的占空比，以便減少第一部位和第二部位的治療時(shí)間。
[0315] 本文所述的HIFU系統(tǒng)可以同時(shí)提供成像指導(dǎo)、組織的定量表征(例如，測(cè)量諸如彈性等機(jī)械性質(zhì))以及執(zhí)行治療任務(wù)。
[0316] 圖37示出了用于將治療引導(dǎo)至目標(biāo)治療區(qū)(在本文也稱目標(biāo)治療部位)的顯示器的示意圖。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以允許以圖像指導(dǎo)的方式對(duì)組織進(jìn)行治療前計(jì)劃和/或治療。治療位置和圖案可以例如由使用者響應(yīng)于顯示器上顯示的圖像輸入?？梢栽谥委熤盎蛑委熎陂g在術(shù)前或?qū)崟r(shí)獲得圖像?？梢杂墒褂谜呋虿僮鲉T響應(yīng)于所顯示的圖像來(lái)選擇目標(biāo)治療區(qū)。使用者可以輸入期望的治療區(qū)，從而向處理器提供指令以將HIFU束掃描到目標(biāo)治療區(qū)。使用者可以例如使用觸摸屏輸入期望的治療區(qū)以直接在顯示的圖像上選擇目標(biāo)區(qū)，或者通過(guò)使用操縱桿或鼠標(biāo)將光標(biāo)指向目標(biāo)區(qū)。例如，HIFU系統(tǒng)可以用于靶向眼中的飛蚊?？梢垣@取并顯示眼睛的實(shí)時(shí)圖像以供使用者(例如，醫(yī)生)查看?？梢杂墒褂谜咦R(shí)別并使用觸摸屏選擇飛蚊。處理器可以繼而指示HIFU掃描儀將HIFU束掃描到包括飛蚊的目標(biāo)治療區(qū)。如本文所述，可以粉碎或液化飛蚊。雖然該示例性實(shí)施方式中使用了飛蚊的治療，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，使用者可以響應(yīng)于所顯示的圖像和所期望的治療而輸入本文所述的任何治療區(qū)或部位。
[0317] 圖像指導(dǎo)的HIFU空化可以例如被圖案化以輔助組織去神經(jīng)，例如以緩解疼痛。處于或靠近與玻璃體新生血管相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)的治療可以減少玻璃體僵硬和/或使神經(jīng)麻木或退化，從而減輕神經(jīng)疼痛。使用本文所述的圖像指導(dǎo)的HIFU系統(tǒng)和方法還可以靶向炎癥、癌性病變和其他局部病狀的部位。
[0318] 處理器可以配置有指令，以接收使用者輸入從而在用超聲脈沖治療之前在眼睛圖像上界定多個(gè)目標(biāo)組織部位。處理器可以配置有指令，以將在治療之前界定的多個(gè)目標(biāo)組織部位與在治療期間獲取的眼睛的實(shí)時(shí)圖像配準(zhǔn)，并且顯示與眼睛的實(shí)時(shí)圖像配準(zhǔn)的眼睛的目標(biāo)組織部位。成像系統(tǒng)可以與超聲換能器陣列對(duì)準(zhǔn)。處理器可以包括指令，以響應(yīng)于所述眼睛的實(shí)時(shí)圖像與響應(yīng)于眼睛運(yùn)動(dòng)的眼睛圖像的配準(zhǔn)，將多個(gè)脈沖引導(dǎo)至多個(gè)治療部位。處理器可以被配置用于將超聲束穿過(guò)眼睛的光學(xué)不透明部位掃描到多個(gè)位置，該部位包括眼睛的虹膜、鞏膜或角膜緣中的一個(gè)或多個(gè)。成像系統(tǒng)可以包括超聲成像系統(tǒng)，并且可以使用超聲成像系統(tǒng)穿過(guò)眼睛的光學(xué)不透明部位使多個(gè)治療部位在顯示器上可見(jiàn)并且進(jìn)行成像。目標(biāo)組織部位可以可選地包括透明組織。
[0319] 處理器可以被配置用于將超聲束掃描到多個(gè)位置。換能器陣列可以包括被配置用于將超聲束掃描到多個(gè)位置的相位陣列。系統(tǒng)還可以可選地包括耦合至超聲陣列的致動(dòng)器，以將超聲束掃描到多個(gè)位置。
[0320] 處理器和換能器陣列可以被配置用于將波束聚焦到眼睛中的三維圖案中的多個(gè)位置。換能器陣列可以被配置用于將波束聚焦到沿著超聲束的傳播軸的多個(gè)不同位置和/或橫向于超聲束的多個(gè)不同位置以界定三維治療部位。
[0321] 處理器可以配置有指令，以生成包含多個(gè)脈沖的HIFU束。多個(gè)脈沖中的每一個(gè)可以包含至少一個(gè)聲周期。多個(gè)脈沖中的每個(gè)脈沖可以與多個(gè)脈沖中的后續(xù)脈沖間隔從約1微秒至約1000微秒范圍內(nèi)的時(shí)間，以向目標(biāo)組織部位提供不超過(guò)約百分之5(5％)的占空比。多個(gè)脈沖可以被布置用于治療眼睛的屈光不正，該屈光不正包括近視、遠(yuǎn)視、散光、像差校正或波前像差校正中的一種或多種。
[0322] 系統(tǒng)可以例如包括相位陣列換能器、一維相位陣列換能器、二維相位陣列換能器、平移臺(tái)、X-Y平移臺(tái)、致動(dòng)器、檢流計(jì)和萬(wàn)向架。
[0323] 在從治療后約一周至治療后約一個(gè)月范圍內(nèi)的治療后時(shí)間段，治療的圖案可能不會(huì)對(duì)患者用眼查看產(chǎn)生光學(xué)可見(jiàn)的偽影。
[0324] 陣列和處理器可以被配置用于切除組織而基本上無(wú)可見(jiàn)氣泡形成?？梢?jiàn)氣泡的量可以包括不超過(guò)5％的治療體積?？梢?jiàn)氣泡的量可以包括不超過(guò)1％的切除組織治療體積?？梢?jiàn)氣泡的量包括不超過(guò)0.1％的切除組織治療體積。
[0325] 圖38示出了用于確定目標(biāo)治療位置的方法。該方法可以使用本文所述的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)。在第一步中，可以選擇治療。治療可以針對(duì)本文所述的任何病狀。在第二步中，如本文所述，可以拍攝眼睛的圖像并顯示給使用者。在第三步中，可以將HIFU的治療坐標(biāo)與圖像坐標(biāo)對(duì)準(zhǔn)或配準(zhǔn)。在第四步中，可以由使用者將治療部位或區(qū)輸入到顯示器上所顯示的圖像上。在第五步中，可以將治療部位顯示在顯示器上所顯示的圖像上。在第六步中，HIFU治療可以針對(duì)顯示在圖像上的治療部位。在第七步中，可以在治療部位處實(shí)時(shí)查看治療。在第八步中，對(duì)于其他治療部位或區(qū)可以重復(fù)先前的步驟。
[0326] 雖然以上步驟示出了獲取眼睛圖像以及治療由使用者選擇的治療部位處的組織的方法，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到基于本文所述的教導(dǎo)的許多變化。該步驟可以按不同的順序完成?？梢蕴砑踊騽h除步驟。一些步驟可以包括子步驟?？梢栽诒匾獣r(shí)重復(fù)多個(gè)步驟以如期望的治療組織。
[0327] 圖39A和圖39B示出了治療脈沖位置處的HIFU脈沖隨時(shí)間的效果的示意圖。非熱空化可以是暫時(shí)的、可逆的和/或無(wú)氣泡形成。在將HIFU能量脈沖遞送至治療脈沖位置期間，可以發(fā)生空化或微空化。HIFU能量的中止可以導(dǎo)致先前引起的空化的消退，使得在治療位置處不形成氣泡。無(wú)氣泡形成的空化可以導(dǎo)致組織軟化而組織不渾濁(例如，組織可以保持基本上透明)。
[0328] HIFU脈沖可以包含在約-1MPa至約-80MPa范圍內(nèi)的峰值負(fù)壓(或峰值負(fù)聲壓)以生成可逆(非永久性)空化。例如，HIFU脈沖可以具有在約-1MPa至約-5MPa、約-5MPa至約-10MPa、約-10MPa至約-30MPa、約-30MPa至約-80MPa范圍內(nèi)，或者在其間的任何兩個(gè)數(shù)值之間的范圍內(nèi)的峰值負(fù)聲壓。
[0329] 圖39A示出了治療脈沖位置處的微空化或空化隨時(shí)間的形成和消散。在時(shí)間t0處，治療脈沖位置(本文也稱焦點(diǎn))處可以沒(méi)有微空化。在時(shí)間t0與t1之間，聚焦的HIFU能量可以被脈沖化以在治療脈沖位置處生成微空化。在時(shí)間t1處，HIFU能量脈沖可以結(jié)束，留下包含微空化的治療位置。在t1與t2之間，由于HIFU能量未被引導(dǎo)至治療脈沖位置，因此微空化可以消散或消失直到其如時(shí)間t2處所示部分或完全逆轉(zhuǎn)。
[0330] 圖39B示出了HIFU脈沖隨時(shí)間的示例性示意圖。治療脈沖可以包括多個(gè)周期或聲學(xué)振蕩，并且脈沖能夠以如本文所述的期望占空比重復(fù)。例如，脈沖可以“打開(kāi)”(或脈沖HIFU能量)3個(gè)周期或振蕩，繼而在回到打開(kāi)3個(gè)周期之前“關(guān)閉”(或不脈沖HIFU能量)7個(gè)周期或振蕩。因此，脈沖的頻率可以是10個(gè)周期，其中3個(gè)周期“打開(kāi)”，然后7個(gè)周期“關(guān)閉”，再然后進(jìn)行下一次脈沖。這種模式可以在治療期間重復(fù)進(jìn)行，使得治療的占空比為30％(也就是說(shuō)，每次脈沖在發(fā)射脈沖之間30％的時(shí)間內(nèi)為“打開(kāi)”)。用于非熱空化的占空比可以比本示例中低得多。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的，每脈沖的占空比、脈沖振蕩速率和“打開(kāi)”的周期數(shù)可以變化，以實(shí)現(xiàn)如本文所述的期望組織效果。
[0331] 每脈沖的周期數(shù)或聲學(xué)振蕩可以是1、2、4、6、8、10、20、40、60、80或100個(gè)周期。周期數(shù)可以在由本文所述的任兩個(gè)值的范圍內(nèi)，例如約1至約10個(gè)周期，或約1至約50個(gè)周期。聲周期數(shù)可以例如為約1至約100個(gè)周期、約2至約50個(gè)周期、約3至約25個(gè)周期或約4至約12個(gè)周期。
[0332] 本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于測(cè)量或監(jiān)測(cè)晶狀體的體內(nèi)彈性。HIFU系統(tǒng)可以包括能夠執(zhí)行彈性成像的成像系統(tǒng)，例如US彈性成像、OCT彈性成像、OCE或任何其他彈性成像的成像系統(tǒng)?？梢栽谥委熤?、期間或之后使用成像系統(tǒng)以在軟化或液化組織的治療期間測(cè)量組織，例如晶狀體的彈性。彈性成像可以用于為治療決策提供信息，例如滴定遞送至組織的HIFU能量的量和/或確定組織內(nèi)的治療部位以達(dá)到目標(biāo)彈性。例如，眼睛的晶狀體可以被軟化或液化以達(dá)到目標(biāo)彈性模量以便改善調(diào)節(jié)和治療老視。具有老視的40歲眼睛的晶狀體的模量可以例如具有小于50kPa(例如，約10kPa至約50kPa，或小于約3kPa)的目標(biāo)模量。
[0333] 本文所述的HIFU系統(tǒng)和方法可以用于將組織的模量降低至少約5％，而不引起如本文所述的組織的大量混濁或降低組織的透明度。本文所述的HIFU系統(tǒng)和方法可以將組織的模量降低從約1％至約50％范圍內(nèi)的量。組織模量的降低可以在治療后至少約一周內(nèi)，例如治療后約1個(gè)月或治療后約6個(gè)月保持穩(wěn)定?？梢匀绫绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員已知地測(cè)量組織模量的變化。例如，OCT、OCE、US互相關(guān)函數(shù)、飛行時(shí)間US測(cè)量(其中聲速取決于組織的液化并且可以在數(shù)學(xué)上轉(zhuǎn)換為彈性值)、Brilluoin彈性成像或本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)的任何組合。
[0334] 本文所述的HIFU系統(tǒng)和方法可以治療組織，使得組織不渾濁且保持光學(xué)透明。可以用非熱模式、熱模式或其組合的HIFU系統(tǒng)治療組織，使得組織不渾濁且保持光學(xué)透明。本文所述的HIFU系統(tǒng)和方法可以用于治療組織，使得通過(guò)Scheimpflug光度測(cè)量(例如，使用Scheimpflug相機(jī))所測(cè)量的光散射變化可以在不超過(guò)約5％的范圍內(nèi)，例如不超過(guò)約1％。光散射變化可以例如在約0.1％至約1％的范圍內(nèi)，例如約0.2％至約1％，或約0.3％至約
1％。光散射變化可以在約0.4％至約1％、0.5％至約1％或0.6％至約1％的范圍內(nèi)。光散射變化可以在約0.07％至約1％、約0.08％至約1％或約0.09％至約1％的范圍內(nèi)。光散射變化可以在約0.01％至約0.09％、約0.01％至約0.08％或約0.01％至約0.07％的范圍內(nèi)。光散射變化可以在約0.01％至約0.06％、約0.01％至約0.05％或約0.01％至約0.04％的范圍內(nèi)。光散射變化可以在約0.01％至約0.03％的范圍內(nèi)，例如約0.01％至約0.02％。所述光散射變化可以在約0.02％至約0.08％的范圍內(nèi)，例如約0.03％至約0.07％、約0.04％至約
0.06％或約0.05％。
1％。光散射變化可以在約0.4％至約1％、0.5％至約1％或0.6％至約1％的范圍內(nèi)。光散射變化可以在約0.07％至約1％、約0.08％至約1％或約0.09％至約1％的范圍內(nèi)。光散射變化可以在約0.01％至約0.09％、約0.01％至約0.08％或約0.01％至約0.07％的范圍內(nèi)。光散射變化可以在約0.01％至約0.06％、約0.01％至約0.05％或約0.01％至約0.04％的范圍內(nèi)。光散射變化可以在約0.01％至約0.03％的范圍內(nèi)，例如約0.01％至約0.02％。所述光散射變化可以在約0.02％至約0.08％的范圍內(nèi)，例如約0.03％至約0.07％、約0.04％至約
0.06％或約0.05％。
[0335] 本文所述的HIFU系統(tǒng)和方法可以治療組織，使得組織不渾濁且保持光學(xué)透明?？梢杂梅菬崮Ｊ健崮Ｊ交蚱浣M合的HIFU系統(tǒng)治療組織，使得組織不渾濁且保持光學(xué)透明。本文所述的HIFU系統(tǒng)和方法可以用于治療組織，使得所治療的組織的折射率變化在約0.01至約0.05、約0.02至約0.04或約0.03的范圍內(nèi)。光散射可以例如在約0.01至約0.04，例如約0.01至約0.03或約0.01至約0.02的范圍內(nèi)。光散射可以例如在約0.02至約0.05，例如約
0.02至約0.04或約0.02至約0.03的范圍內(nèi)。
0.02至約0.04或約0.02至約0.03的范圍內(nèi)。
[0336] 本文所述的HIFU系統(tǒng)和方法可以治療具有約5％至約25％范圍內(nèi)，例如約10％至約20％或約15％的穩(wěn)定性的組織。組織穩(wěn)定性可以在約10％至約25％或約15％至約20％的范圍內(nèi)。組織穩(wěn)定性可以在約15％至約25％或約20％至約25％的范圍內(nèi)。組織穩(wěn)定性可以在約5％至約20％的范圍內(nèi)，例如約5％至約15％或約5％至約10％。組織穩(wěn)定性可以在約10％至約15％的范圍內(nèi)。
[0337] 本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于增強(qiáng)藥物向眼睛的遞送。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以促進(jìn)靶向藥物遞送和/或藥物向感興趣組織的釋放。藥物遞送和/或藥物釋放可以是圖像指導(dǎo)的。可以在HIFU治療之前、期間和/或之后對(duì)感興趣的組織進(jìn)行成像，從而為關(guān)于藥物遞送和/或釋放的治療決策提供監(jiān)測(cè)和/或信息。能夠以機(jī)械模式操作HIFU系統(tǒng)以軟化或微孔化本文所述的任何組織，以便提高組織的孔隙度并改善藥物向所治療的組織區(qū)域的遞送?？梢詥为?dú)或與本文所述的用于治療組織的任何方法組合進(jìn)行組織軟化以增強(qiáng)藥物遞送?？梢允垢信d趣組織的治療圖案化，使得從藥物沉積部位(例如，眼內(nèi)/玻璃體內(nèi)注射或全身遞送后的動(dòng)脈)至目標(biāo)藥物治療部位的組織被軟化。
[0338] 例如，玻璃體的空化切割或透化可以通過(guò)增加藥物通過(guò)玻璃體的擴(kuò)散速率來(lái)增強(qiáng)藥物向視網(wǎng)膜的滲透。玻璃體的平均孔徑約為6nm，因此約7nm或更小的納米顆粒或藥物通常自由擴(kuò)散通過(guò)玻璃體，而更大的藥物具有降低的擴(kuò)散速率。因此，玻璃體可能會(huì)妨礙將治療藥物局部和全身遞送至眼睛。玻璃體的空化可以增加玻璃體的孔徑并增強(qiáng)藥物擴(kuò)散和遞送。備選地或組合地，空化可以引起干擾藥物沉積部位周圍的玻璃體局部環(huán)境的微氣流，并將藥物推向目標(biāo)藥物治療部位。備選地或組合地，空化可以引起可以瞬時(shí)損害細(xì)胞膜或組織的完整性并增強(qiáng)藥物的攝取和移動(dòng)性的組織中的流體速度、剪切力和/或沖擊波。
[0339] 備選地或組合地，本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于使用如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的治療性聲流技術(shù)主動(dòng)地驅(qū)趕藥物進(jìn)入視網(wǎng)膜。聲流可以施加能夠定向驅(qū)動(dòng)藥物的輻射力。輻射力可以振動(dòng)玻璃體組分(例如，膠原和/或蛋白聚糖)以產(chǎn)生次級(jí)流體流并增強(qiáng)顆?；蛩幬镌诓Ａw內(nèi)的表觀擴(kuò)散?？梢允孤暳鲌D案化以將藥物從眼睛中的藥物沉積部位驅(qū)趕至目標(biāo)藥物治療部位。
[0340] 備選地或組合地，藥物可以與載體綴合或封裝在載體中。載體可以用于提高藥物與周圍組織相比的阻抗差，并增強(qiáng)藥物向目標(biāo)藥物治療部位的主動(dòng)遞送。備選地或組合地，載體可以對(duì)特定的超聲波波長(zhǎng)敏感，使得可以選擇性地驅(qū)趕藥物通過(guò)組織。例如，載體可以包含特定的大小和/或結(jié)構(gòu)，該特定的大小和/或結(jié)構(gòu)使得載體能夠容納藥物，同時(shí)使載體容易接收可以驅(qū)趕載體-藥物復(fù)合體穿過(guò)組織的超聲能量。載體可以例如為脂質(zhì)體或其他納米顆粒并且可以帶電或不帶電。載體可以例如為可以由超聲波激活并供能的智能載體，例如僅在超聲處理時(shí)行進(jìn)通過(guò)組織的微米或納米大小的“游子(swimmer)”或馬達(dá)。這樣的納米級(jí)馬達(dá)可以確定性地移動(dòng)并且使用超聲波(例如，HIFU)引導(dǎo)至目標(biāo)藥物治療部位。在一些情況下，藥物自身可能對(duì)超聲波敏感，使得載體無(wú)需超聲介導(dǎo)地將藥物遞送至目標(biāo)治療部位。
[0341] 備選地或組合地，本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于藥物在目標(biāo)藥物治療部位處受控的釋放。藥物可以封裝在如本文所述的載體中。載體(例如，微囊)可以是對(duì)壓力和/或溫度敏感的，使得HIFU空化治療在聲波降解時(shí)觸發(fā)藥物釋放，從而允許對(duì)藥物遞送進(jìn)行時(shí)間以及空間控制。
[0342] 載體可以包括惰性氣泡，例如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的氬氣或其它惰性氣體，或者惰性硬質(zhì)或固體納米顆粒，諸如金、氧化鋁、碳納米管或本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的其它納米顆粒。載體可以包括脂質(zhì)體、聚合物(例如，聚乙二醇)或其他常見(jiàn)的藥物綴合復(fù)合體或納米顆粒。
[0343] 備選地或組合地，本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于將自組裝治療分子遞送至目標(biāo)藥物治療部位?？梢允褂帽疚乃龅娜魏畏椒▽⑿∷幬镱w粒遞送至目標(biāo)藥物治療部位。小顆?？梢岳缛菀椎?cái)U(kuò)散通過(guò)組織或者被動(dòng)地(例如，通過(guò)軟化組織)或主動(dòng)地受到驅(qū)趕通過(guò)組織。在目標(biāo)藥物治療部位，可以使用本文所述的HIFU系統(tǒng)來(lái)處理顆粒以誘導(dǎo)顆粒自組裝成更大的顆粒，這可以通過(guò)減少?gòu)哪繕?biāo)藥物治療部位的擴(kuò)散而增加藥物在組織中的停留時(shí)間。
[0344] 本文所述的HIFU系統(tǒng)可以例如用于遞送用于眼部疾病的基因療法的納米顆粒，該眼部疾病包括白內(nèi)障、青光眼、色素性視網(wǎng)膜炎、年齡相關(guān)性黃斑變性以及與光感受器的營(yíng)養(yǎng)不良相關(guān)聯(lián)的疾病。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于治療本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的任何眼部疾病。
[0345] 本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于治療例如玻璃體的新血管形成部位。玻璃體中的異常血管生成可以與神經(jīng)支配和疼痛、炎癥和/或玻璃體損傷相關(guān)聯(lián)。本文所述的HIFU系統(tǒng)可以例如用于使HIFU空化治療圖案化以止住受傷血管的出血。備選地或組合地，可以將微泡注射到血流中并靶向感興趣的微血管以使血管破裂并減少玻璃體的血管形成。備選地或組合地，本文所述的HIFU系統(tǒng)可以用于將抗血管生成藥物靶向遞送至如本文所述的新血管形成部位。例如，可以封裝抗血管生成藥物，以使其能夠通過(guò)HIFU刺激在異常血管形成的位置局部釋放并由此使血管生成消退。
[0346] 許多參數(shù)可以由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)期望的藥物遞送或治療結(jié)果，該參數(shù)包括超聲束幾何形狀、超聲頻率、聲波降解時(shí)間、聲波降解功率、藥物或顆粒大小、顆粒形狀、顆粒剛度或硬度等中的一種或多種。
[0347] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，本文所述的HIFU系統(tǒng)和方法可以用于治療眼睛的一種或多種臨床病狀。例如，可以選擇治療圖案以治療老視和青光眼。本文所述的任何治療圖案可以與任何數(shù)目的其他治療圖案組合以實(shí)現(xiàn)期望的治療結(jié)果。
[0348] 實(shí)驗(yàn)
[0349] 表3描述了發(fā)明人用于在豬眼的各個(gè)位置處引起眼中非熱空化的各個(gè)HIFU治療參數(shù)。使用本文公開(kāi)的方法和系統(tǒng)治療的位置包括角膜表面、鞏膜、晶狀體、晶狀體側(cè)面(晶狀體赤道部)、玻璃體液和前房間隙。當(dāng)HIFU頻率維持在1.5MHz時(shí)、脈沖速率頻率(PRF)、周期數(shù)、電壓和治療時(shí)間是變化的。非熱地引起空化。在大多數(shù)實(shí)驗(yàn)，包括實(shí)驗(yàn)1-7和10-18中使用1000Hz的PRF。如實(shí)驗(yàn)19-22中，即使當(dāng)PRF降至10Hz時(shí)，也能引起空化。
[0350] 表3.用于非熱地在眼睛各個(gè)部位處引起空化的治療參數(shù)。
[0351] 圖25示出了用于生成表3中呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)置。用于執(zhí)行實(shí)驗(yàn)1-22的HIFU系統(tǒng)(例如，超聲成像系統(tǒng))包括具有中央通道的HIFU換能器陣列，該中央通道內(nèi)安設(shè)了同軸超聲波成像儀。將HIFU換能器布置成聚焦于針對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)所述的治療區(qū)域。使用成像儀來(lái)監(jiān)測(cè)HIFU治療的空化。將每只實(shí)驗(yàn)眼睛保持冷卻并監(jiān)測(cè)溫度變化。系統(tǒng)還包括放大器、成像發(fā)動(dòng)機(jī)、OCT成像探頭和定位元件。
[0352] 用于執(zhí)行實(shí)驗(yàn)1-22的HIFU換能器陣列是由Sonic?Concepts,Inc制造的聚焦陣列。顯而易見(jiàn)的是，可以使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的任何HIFU換能器陣列。用于執(zhí)行實(shí)驗(yàn)
1-22的超聲成像儀由Ultrasonix制造。顯而易見(jiàn)的是，可以使用任何成像儀(超聲波、OCT、MR或本文所述的其他成像儀)。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)明顯的是，可以使用HIFU換能器和成像儀的任何組合。
1-22的超聲成像儀由Ultrasonix制造。顯而易見(jiàn)的是，可以使用任何成像儀(超聲波、OCT、MR或本文所述的其他成像儀)。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)明顯的是，可以使用HIFU換能器和成像儀的任何組合。
[0353] 圖26示出了表3中描述的治療部位的位置。如表3中所描述的，對(duì)于每個(gè)實(shí)驗(yàn)HIFU系統(tǒng)均聚焦于圖中識(shí)別的一個(gè)治療部位。實(shí)驗(yàn)1-3聚焦于角膜。實(shí)驗(yàn)4-6和試驗(yàn)22聚焦于鞏膜。實(shí)驗(yàn)7-9穿過(guò)瞳孔聚焦于晶狀體，而實(shí)驗(yàn)10-12穿過(guò)虹膜聚焦于晶狀體側(cè)面。實(shí)驗(yàn)13-15穿過(guò)鞏膜聚焦于玻璃體。實(shí)驗(yàn)16-21穿過(guò)角膜聚焦于前房。
[0354] 圖27示出了實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果。使用表3中描述的HIFU參數(shù)在角膜表面引起非熱空化以在角膜侵蝕的中央部位內(nèi)生成直徑約2mm的中央角膜穿刺，因此證明本文公開(kāi)的方法和系統(tǒng)以非熱方式侵蝕組織的能力。這樣的侵蝕可以具有治療應(yīng)用，例如創(chuàng)造用于晶狀體乳化術(shù)的白內(nèi)障切口或者侵蝕腫瘤或感染性病變。
[0355] 圖28A-圖28C示出了實(shí)驗(yàn)10的結(jié)果。使用表3中描述的HIFU參數(shù)，使用經(jīng)角膜和經(jīng)虹膜遞送的HIFU在晶狀體側(cè)面引起非熱空化。圖28A示出了由超聲成像系統(tǒng)拍攝的用于監(jiān)測(cè)HIFU治療效果的超聲圖像。換能器位于眼睛上方，并且HIFU能量束聚焦于下方的眼睛上，使得波束穿過(guò)角膜導(dǎo)向晶狀體的側(cè)面。由于低占空比HIFU的場(chǎng)擾動(dòng)，當(dāng)使用高速超聲成像系統(tǒng)(例如，具有50Hz至100Hz，例如60Hz的幀速率的UBM系統(tǒng))時(shí)，可能在顯示器上看到HIFU能量束引起的偽影。圖28B示出了在HIFU期間在空化開(kāi)始出現(xiàn)之后的眼睛超聲圖像。圖28C示出了在HIFU治療期間在空化進(jìn)一步累積時(shí)的后續(xù)眼睛超聲圖像。
[0356] 這樣的治療可以用于例如遠(yuǎn)程小切口晶狀體乳化術(shù)、老視的囊非傷害性區(qū)域整體或梯度晶狀體軟化和白內(nèi)障液化、或者體內(nèi)US彈性成像或OCE晶狀體刺激技術(shù)。
[0357] 圖29A-圖29D示出了實(shí)驗(yàn)14的結(jié)果。使用表3中描述的HIFU參數(shù)在玻璃體液中引起非熱空化。圖29A示出了由超聲成像系統(tǒng)拍攝的用于監(jiān)測(cè)HIFU治療效果的超聲圖像。換能器位于眼睛上方，并且HIFU能量束聚焦于下方的眼睛上，使得波束穿過(guò)角膜導(dǎo)向玻璃體。圖29B示出了在HIFU治療期間在生成空化之前的眼睛超聲圖像。圖29C示出了在HIFU期間在空化開(kāi)始出現(xiàn)之后的眼睛超聲圖像。圖29D示出了在HIFU治療期間在空化進(jìn)一步累積時(shí)的后續(xù)眼睛超聲圖像。
[0358] 使用HIFU治療玻璃體可以用于液化組織、引起梯度或整體軟化或者使靠近鞏膜的玻璃體更順應(yīng)于輔助老視治療。此外，如在玻璃體后視網(wǎng)膜脫離的情況下或者用于粉碎飛蚊，可以引起玻璃體液中的空化以將玻璃體分層。
[0359] 圖30A-圖30D示出了實(shí)驗(yàn)16的結(jié)果。使用表3中描述的HIFU參數(shù)在前房中引起非熱空化。圖30A示出了由超聲成像系統(tǒng)拍攝的用于監(jiān)測(cè)HIFU治療效果的超聲圖像。換能器位于眼睛上方，并且HIFU能量束聚焦于下方的眼睛上，使得波束穿過(guò)角膜導(dǎo)向前房。圖30B示出了在HIFU治療期間在生成空化之前的眼睛超聲圖像。圖30C示出了在HIFU期間在空化開(kāi)始出現(xiàn)之后的眼睛超聲圖像。圖30D示出了在HIFU治療期間在空化進(jìn)一步累積時(shí)的后續(xù)眼睛超聲圖像。
[0360] 在一個(gè)示例中，這樣的治療可以用于撕囊術(shù)。
[0361] 圖31A-圖31D示出了實(shí)驗(yàn)19的結(jié)果。如圖30中所示，HIFU能夠引起前房中的非熱空化。然而，PRF和周期數(shù)參數(shù)是變化的，使得盡管PRF較低，但治療仍能引起空化。圖31A示出了由超聲成像系統(tǒng)拍攝的用于監(jiān)測(cè)HIFU治療效果的超聲圖像。換能器位于眼睛上方，并且HIFU能量束聚焦于下方的眼睛上，使得波束穿過(guò)角膜導(dǎo)向前房。圖31B示出了在HIFU治療期間在生成空化之前的眼睛超聲圖像。圖31C示出了在HIFU期間在空化開(kāi)始出現(xiàn)之后的眼睛超聲圖像。圖31D示出了在HIFU治療期間在空化進(jìn)一步累積時(shí)的后續(xù)眼睛超聲圖像。
[0362] 圖32A1示出了在晶狀體處經(jīng)治療的眼睛。圖32A2示出了在治療之后當(dāng)照亮角膜時(shí)沿著圖32A1中所示的線獲取的OCT橫截面切片。盡管通過(guò)非熱HIFU治療使晶狀體部分液化，但角膜膠原和上皮的完整性得以維持。圖32B1示出了在晶狀體處經(jīng)治療的眼睛。圖32B2示出了當(dāng)照亮晶狀體時(shí)沿著圖32B1中所示的線獲取的OCT橫截面切片。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解的，由于混疊，角膜呈現(xiàn)上下顛倒。晶狀體已部分液化而無(wú)渾濁，并保持透明。可以通過(guò)控制非熱HIFU分離的劑量來(lái)控制液化的程度。圖32C1示出了在晶狀體處經(jīng)治療的另一只眼睛。圖32C2示出了沿著圖32C1中所示的線獲取的OCT橫截面。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解的，由于混疊，角膜呈現(xiàn)上下顛倒。非熱HIFU治療引起完整的囊下晶狀體液化，但不傷害角膜和上皮。圖32D1示出了在晶狀體處經(jīng)治療的另一只眼睛。圖32D2示出了沿著圖32D1中所示的線獲取的OCT橫截面。使用熱HIFU治療通過(guò)在治療期間長(zhǎng)時(shí)間暴露，例如約10分鐘，引起晶狀體凝固來(lái)產(chǎn)生核性白內(nèi)障。治療能夠到達(dá)晶狀體，同時(shí)不傷害角膜和上皮。
[0363] 圖33A1示出了在角膜處經(jīng)治療的眼睛。圖33A2示出了在治療后沿著圖33A1中所示的線獲取的OCT橫截面切片。非熱HIFU治療引起具有統(tǒng)一均勻圖案和區(qū)分治療區(qū)的清晰治療邊緣的上皮侵蝕。治療未引起角膜混濁。圖33B1示出了在角膜處經(jīng)治療的另一只眼睛。圖33B2示出了沿著圖33B1中所示的線獲取的OCT橫截面切片。將非熱HIFU治療用于平穩(wěn)地侵蝕由角膜中央3mm構(gòu)成的治療區(qū)。治療未引起角膜混濁。治療未破壞上皮或超過(guò)治療邊緣的治療區(qū)外的膠原。圖33C1示出了在角膜處經(jīng)治療的又一只眼睛。圖33C2示出了沿著圖33C1中所示的線獲取的OCT橫截面切片。使用非熱HIFU來(lái)侵蝕或分離由治療邊緣界定的治療區(qū)內(nèi)的角膜。治療區(qū)內(nèi)顯得較暗的區(qū)域已被液化?？梢钥刂埔夯⑵鋵?dǎo)向組織的不連續(xù)區(qū)域?；谥委煏r(shí)間，總晶狀體體積的至少10％和至多25％的體積液化比可能是可行的。不識(shí)別所有液化區(qū)域以在讀取圖片時(shí)提供更好的清晰度。治療不傷害治療區(qū)周圍的組織的角膜和上皮。例如，這樣的治療可以用于老視軟化和低級(jí)別白內(nèi)障治療。在實(shí)時(shí)成像的指導(dǎo)下，
100um寬度的撕囊術(shù)可能是可行的。
100um寬度的撕囊術(shù)可能是可行的。
[0364] 如本文所述的處理器包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的電路以處理信號(hào)，并且可以包括邏輯電路、中央處理器、微處理器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、閃速存儲(chǔ)器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)、可編程陣列邏輯(PAL)、視頻顯示電路、觸摸屏顯示電路、觸摸屏顯示器及其如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)輕易理解的組合。
[0365] 雖然本文已經(jīng)顯示和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，這樣的實(shí)施方式僅以示例的方式提供。在不脫離本發(fā)明的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)將想到許多變化、改變和替換。應(yīng)當(dāng)理解，在實(shí)施本發(fā)明的過(guò)程中可以采用本文描述的本發(fā)明實(shí)施方式的各種替代方案。意圖在于以下權(quán)利要求限定本發(fā)明的范圍，并且由此涵蓋這些權(quán)利要求范圍內(nèi)的方法和結(jié)構(gòu)及其等同物。
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