CN101227860A - 活体器官的成像和治疗头及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及活体的器官或组织的成像和治疗头，其特别对治疗前列腺肿瘤或甲状腺肿瘤有用，所述成像和治疗头包括：成像部件(2)，如超声探头，其能够发射波或射线，以提供待治疗的组织或器官的图像表示；治疗部件(4)，其能够局部治疗所述组织或器官，所述治疗部件能够发射用于治疗组织或器官的波或射线；其特征在于，所述成像部件(2)以可拆卸的方式安装在适配器(3；3’)上，所述适配器保证所述成像部件(2)相对所述治疗部件(4)定位。

Description

活体器官的成像和治疗头及制造方法

技术领域

[01]  本发明涉及活体的器官或组织的成像和治疗头，该成像和治疗头特别用于治疗各种肿瘤，例如甲状腺瘤、乳房瘤或子宫瘤。本发明还涉及该成像和治疗头的一个组成构件的制造方法。因此，本发明涉及医疗装置领域，更特别的是涉及超声控制下的医疗装置，尤其是强超声医疗装置。聚焦强超声治疗还以缩写HIFU(高强度聚焦超声波)著称。

[02]  本发明的治疗和成像头用于安装在一设有马达的臂上，以便能够在不同方向准确地移动该成像和治疗头。该头部还与控制和处理电子柜以及扫瞄仪例如超声扫瞄仪连接。另一方面，该头部还与冷却单元连接，该冷却单元可以使被冷却的传播介质在该头部中流动。这是对例如使用HIFU治疗的超声成像和治疗头及超声成像探头的比较普通的设计。这里只涉及一特殊类型的治疗装置：当然还存在使用其它成像和治疗技术的其它类型的治疗装置，这些都同样不会超出本发明的范围。

背景技术

[03]  该成像和治疗头的治疗部件实现的治疗可以使用聚焦或不聚焦的超声波。在通过聚焦超声波进行的治疗中，已经知道HIFU(HighIntensity Focused Ultrasound)治疗。本发明优选但不排它地使用此类HIFU治疗。实际上，可以在本发明的范围内使用其它类型的治疗，特别是任何使用能够到达位于活体的器官或组织中的靶标的波或射线的治疗。本发明的治疗优选是非侵入性的：但是，也可在本发明的范围内考虑侵入性治疗。

[04]  成像和治疗头除了它的治疗部件外还包括可以是任何性质的例如通过超声探头成像、X射线探头成像或IRM成像的成像部件。但是在本发明的范围内将优选超声回波描记成像。

[05]  已经存在这类成像和治疗头，其可以把治疗部件和用于定位并表现待治疗的靶标所必需的成像部件组合成单一单元。实际上，为了不损伤待治疗的组织或器官的健康部分，非常准确地定位待治疗的靶标是必不可少的。为此，成像部件应给出靶标位点的可靠和准确的呈现。

[06]  为了可以准确确定待治疗的靶标的位置，治疗部件和成像部件非常准确地互相定位是必不可少的。可以首先使成像部件就位，以使其提取待治疗的位点的准确图像。然后可以将成像部件移开，而使治疗部件就位，并非常准确地定位，以使所述治疗部件与成像部件得到的图像相对应。另一技术是使成像部件和治疗部件在同一个单一头部上于准确部位机械地联接。成像部件，例如超声探头，被安装在头部上一适当的槽中，或者通过粘接固定就位。因而成像部件集成在成像和治疗头上。对这种成像和治疗头，由于成像部件粘接在成像和治疗头上，或者安装在专用于所述成像部件的槽中，成像部件的类型因而取决于成像和治疗头。因此不能使用对这种或那种应用、或者这种或那种待治疗的位点可能更适合的其它成像部件。例如根据待治疗的器官，希望使用带有弯曲或线性阵列的或按确定的频率范围运行的超声探头。

发明内容

[07]  本发明的目的是克服现有技术的上述缺点，并确定一种更模块化的成像和治疗头，而同样不会忽视成像部件相对于治疗部件的准确定位。

[08]  为了达到该目的，本发明提出，成像部件以可拆卸的方式安装在保证成像部件相对治疗部件定位的适配器上。有利的是，成像和治疗头包括安装体，该安装体包括固定所述治疗部件的固定区和安装所述治疗部件的安装槽，所述安装槽接纳所述适配器，所述治疗部件以可拆卸的方式安装在所述适配器中。因此适配器可以使成像部件相对成像和治疗头的安装体准确定位。因而适配器构成中间的或过渡的构件，该构件一方面考虑到安装体的安装槽的形状，且另一方面考虑到成像部件的形状。因此适配器可以使成像部件与上面同样安装有治疗部件的成像和治疗头准确联接。但在成像部件和安装槽的各自形状方面，适配器可使成像部件独立于成像和治疗头，因为是适配器允许它们连在一起。在这个意义上说，适配器允许成像部件从成像和治疗头脱离。因此，使用与其它类型的成像部件相适应的另一类型的适配器，就可以把这些其它成像部件准确并可拆卸地安装在本发明的成像和治疗头上。因此，通过设置一组与很大范围的成像部件相容的适配器，就可将任何成像部件安装在本发明的成像和治疗头上。

[09]  根据一有利实施例，成像和治疗头包括传播空间，所述传播空间容纳能够输送由所述成像部件和/或所述治疗部件所发射的波或射线的传播介质，所述安装体形成使所述安装槽与所述传播空间连通的窗口，所述成像部件包括尖端部分和基座部分，所述尖端部分包括被接纳在所述适配器中的波或射线的发射/接收表面，以穿过所述窗口在所述传播空间中进行发射。优选地，所述适配器包括在所述成像部件的发射表面前面就位并至少部分堵塞所述窗口的前壁，所述前壁形成发散透镜，能使穿过所述发射透镜和所述传播空间发射的波或射线的焦点远离。因此利用适配器以使成像部件的焦点移动。这在使用发射/接收表面一般用于与病人皮肤直接接触的超声探头时特别有意义。但是，在成像和治疗头中，超声探头的发射/接收表面不与病人的皮肤接触，而是错开大约3cm的距离。这就是为什么需要使超声探头所发射的波的焦点离开大约3cm的距离。在本发明中，利用适配器形成该发散透镜，该发散透镜可以使超声探头的焦点错开约数厘米、优选大约3厘米的距离。波在探头的发射/接收表面与病人皮肤之间穿过充填有传播介质的传播空间进行传播，传播介质一般为水。

[10]  根据本发明另一有意义的特征，所述适配器包括保证所述成像部件与所述安装槽之间密封性的密封环，当所述成像部件插入到所述密封环时，所述成像部件有利地使该密封环变形。因此，适配器除了它使治疗部件定位的功能外还保证密封功能，密封环的变形进一步改善该密封功能，从而使密封环与安装槽之间、以及密封环与成像部件之间产生紧密接触。因此适配器起密封垫的作用。适配器有利地由高弹体材料制成。

[11]  密封环可以与发散透镜结合，或者不结合。在不结合的情况下，成像部件的发射/接收表面因而与传播空间的传播介质直接接触。

[12]  根据本发明的另一特征，所述成像部件通过能把成像部件促动到所述适配器中的保持系统，被保持就位于所述适配器中。因此该保持系统把成像部件推靠着适配器，因此适配器被卡持在成像部件与安装体的安装槽之间。因此该保持系统可以把成像部件锁止在适配器中，这就保证成像部件的发射/接收表面相对治疗部件的准确定位。另外，保持系统产生的推力改善了适配器处的密封性。

[13]  根据一有利的实施方式，所述成像部件包括带有线性阵列的超声探头。优选地，所述安装体形成长形的窗口，所述线性阵列定位成穿过所述窗口进行发射，所述治疗部件就位于在所述长形的窗口的两侧。由于成像部件以可拆卸方式安装在适配器上，使用位于中间而将治疗部件切割为两个基本相同部分的带有线性阵列的超声探头是可以单独受到保护的特征。换句话说，该特征可以独立受到保护。

[14]  另一方面，所述治疗部件包括HIFU型的聚焦压电换能器。因此，成像部件和治疗部件可以同时使用超声波，从而传播空间可以充填有对成像部件和治疗部件同时适合的传播介质。

[15]  本发明的目的还在于制造被安插在符合上述权利要求之一的聚焦成像和治疗头中的成像部件用的适配器的方法，其中所述方法包括以下阶段：

[16]  (a)提供包括尖端部分的成像部件，该尖端部分包括用于传输波或射线的发射表面；

[17]  (b)使所述成像部件的尖端壁数字化，以便得到该尖端部分的几何表示和对其尺寸的准确估计；

[18]  (c)提供具有与阶段(b)得到结果一致的几何形状和尺寸的模具；

[19]  (d)将一种或多种弹性材料浇注在所述模具中，以得到一种模制产品，该模制产品形成能够完全在所述成像部件的尖端部分上定位的适配器。

[20]  有利地，形成的模具的尺寸略小于尖端部分，从而使得当成像部件插入到成像和治疗头中时适配器受到自然压缩。

附图说明

[21]  现在，参照附图更深入地描述本发明，附图以非限定例子的方式给出本发明的多个实施方式。

[22]  图1是穿过符合本发明第一实施方式的治疗和成像头的垂直横剖面图；

[23]  图2是沿相对图1的剖面错开90°的垂直剖面的与图1类似的图；

[24]  图3是图1和2的成像和治疗头的仰视图，其中气囊被取出；

[25]  图4是符合本发明第二实施方式的治疗头的局部横截面图；

[26]  图5是一现有技术治疗头的与图4类似的图；

[27]  图6是本发明第三实施方式的与图1类似的局部图；

[28]  图7是图6治疗头的类似于图2的局部图；和

[29]  图8是符合本发明第四实施方式的治疗和成像头的示意透视图；

[30]  图9是可以包括本发明的成像和治疗头的完整治疗仪的整体示意图；

[31]  图10是表示确定到靶标的实际距离的方法的不同阶段的框图；知

[32]  图11a和11b是治疗和成像头的在成像探头定位方面不同的两种形态的垂直横剖面示意图。

具体实施方式

[33]  为了详细解释符合本发明第一实施方式的成像和治疗头的结构和运行，首先参照图1、2和3。整体结构重复出现在图6、7和8的第三和第四实施方式中，而图4和5的实施方式不包括成像部件，只包括治疗部件。

[34]  图1-3的成像和治疗头包括七个组成元件，即安装体1、成像部件2、适配器3、治疗部件4、气囊5、保持系统6和罩壳7。

[35]  这里成像部件2由超声回波描记成像探头构成，并且在下面的描述中用术语“探头”表示成像部件。但是需要理解的是，这类探头不是可作为成像部件使用的唯一装置。也可使用X射线探头或IRM探头，这里列举的探头不是全部的。可以使用任何成像部件。

[36]  这里治疗部件4由可以使用聚焦或不聚焦超声波的治疗装置构成。聚焦超声技术一般缩写为HIFU。在下面的描述中，治疗部件将用术语HIFU换能器表示。但是需要理解的是，该HIFU换能器不是可作为治疗部件使用的唯一装置。实际上可以使用任何能够到达位于活体的器官或组织中的靶标的侵入性或优选是非侵入性的装置。

[37]  安装体1优选是由任何适当材料如塑料材料、金属、陶瓷或复合制品形成的整体构件。安装体1优选通过对金属如铝或不锈钢加工或模制而形成。安装体1在某种程度上构成符合本发明该实施方式的成像和治疗头的中央支撑构件。安装体1实际上用于安装超声探头2、HIFU换能器4和气囊5。安装体1安装在罩壳7上，罩壳7用于把成像和治疗头固定在铰接臂(未出示)上。保持系统6也安装在安装体1上，以便使超声探头2轴向保持就位在安装体1上。

[38]  安装体1的整体形状大致为圆柱形。安装体1实际包括整体为带有基本为截锥形或扩张的外壁13的柱形环冠10。环冠10包括固定尾端101，其用于把安装体1固定在罩壳7上。安装体1还在与固定尾端101相对的端部包括环形的自由端缘14。安装体1在该环冠10内形成安装槽11，如下面将要看到的，该安装槽11用于接纳超声探头2。该安装槽11具有按直径地穿过环冠10的长形的形状。所述环冠10形成安装槽11的两个端部，这两个端部通过穿过环冠的两纵向壁110被连接在一起。如可以在图1、2和3中理解的，该安装槽11的基本形状为平行六面体。安装槽11包括呈矩形方式延伸的内侧壁111、和底壁112。壁111有利地向上扩展。壁111优选衬有一种吸收材料，以避免另外会破坏图像的声反射。所述底壁112形成有朝向窗口12内的开口，窗口12的形状与安装槽11的形状大致相似。实际上，正如可以在图1中看到的，窗口12为长形，并且沿直径方向从环冠的一侧延伸到另一侧。正如可以在图3中看到的，环冠所形成的侧壁121和穿过环冠的侧壁122形成窗口12的边缘。因此长形槽11与长形窗口12直接连通。更确切地说，槽11的底壁112被窗口12的侧壁121和122向下延长。

[39]  安装体1在该窗口12以外形成用于固定HIFU换能器4的固定区。

[40]  该固定区的形状非常复杂。实际上，该固定区首先延伸在安装体1的自由端缘14的全部或部分的内轮廓上。该固定区还整个延伸在窗口12周围，即延伸在窗口12的壁121和122的边缘上。这一点可以在图3中更清楚地看到。正如下面将看到的，HIFU换能器4将延伸在端缘14所限定的除窗口12外的整个区域上。这一点可以在图3中看到。正如可以在图1和2中看到的，壁122的边缘以凹曲的方式形成，这赋予整个成像和治疗头一种凹状构形。端缘14是圆形的，但壁122的边缘是凹形的。成像和治疗头的凹形状优选为具有确定曲率半径的球形，从而使半径向图2中可以看到的焦点PF会聚。甚至可以在图1中注意到，壁122的凹形状使得窗口12在它的中心部分处减到最小。壁122的边缘在此处非常靠近安装槽11。

[41]  在图2中，窗口12部分地以透视图表示，以便显示剖面中没有的特征。这里特别涉及用参考数字15表示的传播介质供应管。正如可以从图1和3了解的，该供应管15在安装体1的凹形部处通到位于窗口12延长线中的入口151。该入口151在HIFU换能器4的固定区附近形成于环冠14处。然后供应管15绕过安装槽11延伸到安装体1内。图2中可以看到这一点。

[42]  另一方面，安装体1还形成用参考数字16表示的传播介质排放管。该排放管16包括出口161，该出口通到窗口12的侧壁121处、紧邻安装槽11。在图1、2和3的实施方式中，该排放管16包括在安装槽11下方延伸的径向区部162、和就在槽11旁边垂直延伸的轴向区部163。然后区部163通到安装体1的上方，在这里它可以与排出导管连接。对供应管15也是一样，它也可以与供应导管连接。在图6所示的变型中，排放管16’可以包括径向区部162’，该径向区部162’穿过环冠10，以通到外壁13处。然后，被吸入穿过径向区部162’的传播介质可以穿过通到固定尾端101处的基本轴向的区部163’流动。

[43]  这里起成像部件作用的超声探头2是在市场上可获得的完全传统的型号。超声探头2是带有线性阵列210的探头。探头以典型的方式包括下端部分或尖端部分21、主体22、以及上端部分或基座部分23。基座部分23另外设有连接套筒24，用以使探头与供电和取出图像处理的部件连接。线性元件210并排位于尖端部分21处。线性阵列形成波的发射和接收表面212，这些线性阵列呈长矩形状。尖端部分21在该表面212的周围形成整体形状为圆角矩形的外壁211。这是用于超声探头(sondeéchographique)的特殊形状：当然可以想象具有其它形状的超声探头。但是，所有探头都包括波或射线的发射表面、尖端部分和基座部分。

[44]  超声探头2借助适配器3相对安装体1准确、稳定和固定地就位。更确切的是，超声探头2的尖端部分22通过适配器3在安装体1形成的安装槽11内就位并被保持在该槽中。该适配器3优选由一种可弹性变形的柔性材料如高弹体形成。适配器3可以使超声探头2与安装体1结合，并保证表面212的准确定位，且还可能保证安装槽11处的密封性。适配器3插在槽11中，并与侧壁111和底壁112同时接触。适配器3与安装槽11之间的接触优选是对流体密封的。因此，适配器3的外形基本为与安装槽11的形状对应的长矩形。适配器3在内部形成内壁，该内壁的形状与尖端部分21的周边外壁211相适配。优选在壁211与适配器3之间产生紧密的密封接触。总之，适配器3的外部形状与槽11相适应，而其内部形状与超声探头的尖端部分相适应。适配器3形成一长形通道，该通道大致与使槽11和窗口12连通的开口相对应。还可以说：适配器3形成的通道允许超声探头的发射表面212穿过窗口12进行发射。另一种方式可以是发射表面212在槽11处堵塞窗口12。因此，在该实施方式中，适配器3的形状是一整体形状为矩形环状的定位和密封环，并带有用于接纳超声探头2的尖端部分21的中心通道，从而发射表面能够穿过窗口12进行发射。在该实施方式中，适配器包围或围绕尖端部分21，并留出不被覆盖的发射/接收表面212，从而其可以直接发射，而无需穿过适配器。

[45]  适配器3可以用任何制造方法或技术加以制造。例如可以以下方式形成适配器。首先提取超声探头2的尖端部分的数字化模腔，以便得到该尖端部分的几何表示和对该尖端部分的尺寸的准确估计。然后通过使用探头尖端部分数字化时所得到的尺寸来形成一模具部分。该模具部分将确定适配器的将接纳探头尖端部分的内型面。模具的尺寸优选稍小，以使适配器略小于探头的尖端部分。因此，通过使适配器轻微变形而迫使探头的尖端部分被压接在适配器中。这不仅保证探头在适配器中的稳定定位，还保证完全密封。涉及到适配器的外部分，该外部分采用另一模具部分形成，该模具部分的尺寸与安装体1的槽11的尺寸完全一致或基本一致。因此，借助两个模具部分形成适配器，其中一模具部分与探头2的形状相对应，而另一模具部分与槽11的形状相对应。

[46]  适配器3可以使探头2的尖端部分21准确、稳定并密封地在安装体1上就位。为了完全轴向保持探头2，另外设有一与探头的基座部分23相接合的保持系统6。因此该保持系统6充当轴向保持的功能和把探头推到或促动到适配器3中的功能。在该非限定实施例中，保持系统6包括由纵向杆62形成的夹箍和设有推力螺钉65的固定板64。滑动杆62通过任何方式与安装体1连接。推力板61滑动安装在杆62上，并且可以被螺钉65促动移动。板61有利地设有与探头的基座部分23接触的推力环63。该推力环63可以用与适配器3相同的方式形成。推力环63的外部分适配于推力板61的基本呈截锥的形状。与此对称的是，推力环63的内表面适配于基座部分23的特殊形状。因此保证基座部分23在推力板61中的准确和稳定定位。可以通过作用在推力螺钉65上使推力板61向安装体1的方向移动，这样做的作用是以受控的力把尖端部分21推到适配器3内。推力环63在推力板61处起着与适配器3的作用完全对称的作用。

[47] HIFU换能器4固定在安装体1上，在此处它形成该凹陷的、优选是球状的构型。换能器4也具有优选是球形的凹形状。正如可以在图3中看到的，换能器4在端缘14内延伸在除了窗口12处以外的整个区域上。在图3的实施方式中，换能器4因此可以分为四个不同的区域，即位于窗口12之上的区域4a、位于窗口12下方的区域4b、窗口12左边的区域4c和窗口12右边的区域4d。因此可以发现，换能器4完全包围窗口12。还可以发现，窗口12基本沿中间切割换能器4，因此形成两个大的区域4a和4b，这两个区域尺寸基本相同，并且形状也相同，并对称于窗口12。这里对称是镜面对称。区域4c和4d构成在窗口两侧连接所述区域4a和区域4b的结合区。还可注意到，换能器4没有延伸在供给传播介质的供应管15的入口151上。在图3中可以看到，换能器4包括周边区域44和窗口边缘区域45。它们都用比用阴影线表示的换能器4其它部分更深的方式表示。边缘44、45和区域4d构成使换能器4固定在安装体的固定区上的部位。在图8所示的实施变型中，换能器4只包括两个互相分开的区域4a和4b。实际上，该实施方式中没有区域4c和4d。代替的是，安装体形成将端缘14连接至窗口12的两个区部141。入口151在其中一区部141处形成。因此，换能器4只延伸在一部分的边缘或周边上。

[48]  现在参照图4和5解释换能器4的有效工作面积如何根据本发明相对现有技术的换能器被扩大。图5表示安装在不包括成像部件的传统治疗头的安装体上的现有技术换能器。这就是为什么换能器4没有像图1-3的成像和治疗头那样被窗口12中断。在该现有技术的实施方式中，换能器4通常包括压电元件40，该压电元件可以从单个或多个压电构件制成。该压电元件40的形状为凹状，优选为球形。元件40可以完全为圆形，或者具有其它任何形状。为了带动压电元件40振动，设有延伸在元件40的凸起面上的有源电极42。元件40在其凹面上设有接地电极41。电极41和42延伸在压电元件40的大部分区域上，以便能够最大程度地激励元件40。压电元件40借助附着接头18在一固定区处被固定在安装体1上。有利的是，附着接头18可以位于安装体1所形成的凹槽中。由于安装体1一般由金属如铝或不锈钢形成，因此不能将有源电极42扩展到与安装体1接触。甚至不能太靠近安装体1，以免产生电弧。因此，正如可以在图5中看到的，必须使有源电极42终止在距安装体1一段小距离d处。因此，压电元件40的边缘区不受激发，这大大减少了换能器4的有效工作面积。

[49]  图4表示本发明如何解决该换能器4的工作面积减少的问题。根据本发明，可考虑在有源电极42靠近安装体1处，在安装体1上施加一电绝缘衬垫17。也可以将一绝缘衬垫施加在换能器上，以代替安装体的绝缘衬垫，或作为安装体绝缘衬垫的补充。可以把换能器4固定在安装体1上的附着接头18施加在安装体1上，或优选施加在电绝缘衬垫17上。因此可以使有源电极42扩展到附着接头18处，而由于存在衬垫17而不会产生电弧的危险。该衬垫17在安装体1上延伸在换能器4固定于安装体1上的各处。这类密封衬垫17可以用在任何使用或没有使用成像部件的治疗头上。图4中部分示出的治疗头不包括成像部件。相反，在图1-3的实施方式中，治疗头包括成像部件，并且换能器4通过与图1和2中可以看见的与密封衬垫17结合的附着接头18固定在安装体1上。这些电绝缘衬垫17可以由任何适当材料例如塑料材料形成。甚至可以考虑利用该密封衬垫17来将换能器4固定在安装体1上。在这种情况下，衬垫的形式为具有准确确定尺寸并在安装体上就位的基本刚性的构件。换能器直接安装在衬垫上，因而衬垫作为支撑部件。如果需要，可以把胶施加在衬垫上。衬垫的形状可以是同时适配安装体形状和换能器形状的刚性绝缘环。衬垫可以通过复合模制(surmoulage)安装在安装体上。由于该绝缘衬垫17，换能器4的有效工作面积可以相对图5所示的现有技术换能器增加约20％。更特别地推荐在端缘14处使用该绝缘衬垫17，因为由此得到的工作面积增加更大，而由于窗口的中间位置，在窗口12处得到的工作面积更小。

[50]  为了完成图1和2的实施方式的成像和治疗头，将柔软材料并优选是可弹性变形的材料形成的气囊5套在头部1上。气囊50在安装体1的固定尾端101处被密封固定在安装体1上。因此换能器4以及阵列210位于其中的窗口12被气囊5覆盖。由于换能器4密封固定在安装体1上，并且阵列210密封固定在槽110中，因此利用气囊5产生一内传播空间50，该传播空间优选地可以充填有传播探头2和换能器4所发出的波的传播介质。事实上，传播介质可以是水或超声波凝胶。传播空间50延伸在换能器4的凹形部中且一直延伸到安装体1的外壁13处。由于HIFU换能器4产生在焦点PF处(图2)聚焦的热量，波将穿过位于空间50中的传播介质。因此换能器4所产生的热量将加热传播介质。为了避免传播介质的温度过度升高，已经知道使传播介质在传播空间50内流动。为此，成像和治疗头设有供水件和排水件。更确切的说，如上所述，安装体1形成供给管15和排放管16或16’。水通过供给管15进入到空间50中，并通过排放管16或16’从该空间排出。因此保证传播介质的温度恒定并且比较低。另外，为了避免在传播空间内形成气泡，本发明考虑使排放管16或16’的出口161位于窗口12处，并优选尽可能靠近探头的发射表面212。实际上，人们凭经验发现，气泡有在探头发射表面处聚集的趋势，并因此产生遮挡，不产生恼人的衍射探头就无法穿过该遮挡发射。通过使出口161尽可能高地位于发射表面附近，而避免形成这样的气泡遮挡。

[51]  现在参照图6和7解释一有利的适配器实施变型。图1和2的适配器3只形成一个定位密封环，并且该环嵌插在探头周围，并留出发射表面不被覆盖，但图6和7的适配器3’包括前壁32，该前壁延伸在探头发射表面的前面，并同时堵塞槽11与窗口12之间的开口。因此，探头的发射表面不再与传播空间50中存在的传播介质接触。因此适配器3’形成包围探头整个下部分的一种罩套。有利地，这样来实施该前壁32：它形成一位于探头发射表面前面的发散透镜，以便使探头所发射的波的焦点离开或移动数厘米的距离，该距离优选为两厘米。超声探头的焦点一般位于气囊5处，但发散透镜32却可使该焦点向气囊外部移动数厘米的距离，以便能够给出位于活体皮肤下两厘米处的活体器官或组织的可靠表示。因此适配器3’应由一种适当材料形成，以便可使探头产生的超声波通过。

[52]  本发明另一有意义的特征在于，探头相对换能器基本在中间延伸，因此将换能器分为镜面对称的两个基本相同的部分。更确切的说，接纳表面212的缝隙12将换能器一分为二。采用这种构形，使用带有线性的或平坦的阵列的探头特别有利。如可以从图11a和11b理解的，也可通过扩展或收缩缝隙12的宽度很容易地改变表面212相对于换能器的位置。

[53]  刚才描述的成像和治疗头可以包括在如图9示意性表示的治疗仪中。在该治疗仪中，成像和治疗头T与多个元件结合，这些元件例如为用于给治疗部件(换能器4)提供功率的功率发生器G、用于使成像和治疗头移动的移动控制器C、与探头2连接的超声扫描仪S、显示屏幕D和用于管理该治疗仪的计算机PC。治疗仪的所有元件都与PC连接。屏幕D用于显示与扫描仪S连接的成像和治疗头的探头所采集到的靶标位点。另外，治疗头的排放管16设有能够测量离开传播空间的传播介质温度的温度传感器Ct。测量值直接传送给PC。该温度测量值的使用将在下面给出。治疗头的发射/接收表面发射波，这些波首先在一定厚度dm上穿过传播介质，并在另一厚度dp上穿过活组织，即穿过总的累积厚度为dt。

[54]  因此，存在确定探头发射/接收表面与要观测然后待治疗的靶标位点之间距离的问题。实际上，超声探头远离病人，并且超声探头所发射和接收的超声波在被冷却的传播液体中传播很大距离。然而人们知道，超声波的速度取决于介质的温度和性质。相反，超声检查术基于这样的原理加以调节：超声波在病人组织中传播，且因此从在一典型组织中的速度计算到靶标的距离，并假设它们在37℃。但是在另外包括治疗部件的成像头的情况下，探头所发射的波应穿过一定厚度的传播介质，而传播介质的温度有利地保持10℃左右的恒温。因此，波不仅应经过比甚至施加在病人皮肤上的探头经过的距离更大的距离，而且波还另外穿过一种在性质和温度都与活组织不同的介质。因此穿过传播介质导致在计算到靶标的距离中的畸变，最好校正该畸变，以便能够进行准确和有效的治疗。

[55]  实际上，声音在传播介质中的传播比在组织中慢。超声波检查术把这种增加的通过时间解释为更长的距离，且因此靶标表现出比它的实际距离更远。给出的例子表明该差距可能很大，特别是对焦点位置非常准确的高聚焦系统。

[56]  然而，介质的温度一般不会改变或很少改变治疗部件所发射的治疗超声波的聚集点。实际上，治疗部件例如换能器4所发射的超声波总是集中在球形的中心。在一不同的系统中，温度可能改变超声波的效应，且因此应予以考虑。

[57]  图10所示的框图通过一些方块示意性表示确定表面212到靶标的实际距离的方法的不同步骤。在步骤a)首先借助传感器Ct测量传播介质的温度。然后在步骤b)计算在阶段a)测得的温度下探头的波在传播介质中的传播速度。在步骤c)确定或了解波所穿过的传播介质的厚度。因此可以在步骤d)计算距离误差或距离校正。

[58]  例如假设：

[59]  -靶标位于换能器4的焦点，距探头的发射/接收表面40mm。

[60]  -靶标位于皮肤下面dp＝15mm。因此波应穿过的传播介质的厚度dm＝25mm。

[61]  -传播介质为冷却到10℃的水，水的速度为1449m/s。该速度可以从根据传播介质、一般为水的性质所预设的数值表确定。

[62]  -可以借助加载在PC中的软件确定距离校正。校正等于1.2mm。

[63]  如图10所示，可以用多种方式列记该距离校正。例如在图9的仪器中，来自探头的超声波图象重现在计算机PC的屏幕D上，还通过一标记在屏幕上表示出焦点的位置。第一校正可以为改变所计算的距离的焦点的标记位置。在本例中，探头给出靶标的位置在距表面212为41.2mm处，且因此必须把焦点标记向超声波图象的起始部靠近1.2mm。第二校正仅在于在运行中沿治疗头的轴线移动治疗头(在本例中缩回1.2mm)。这两个施加距离校正的可能性在图10中用e和e’表示。第三校正可以是改变超声波检查参数，例如声速在组织中的内部值。

[64]  现在参照图12、13a和13b看到，适配器3可以在它的槽11中通过压缩套筒35受到压缩、变形或侧向膨胀，套筒35本身又被推力构件36推动，构件36在图12上箭头所示方向于套筒上施加一力。适配器3包括一更厚且因此更硬并且尺寸更稳定的下部分33。相反，适配器包括一更薄并因此可变形的上部分34。套筒在可变形的上部分处按压在适配器上。因此，上部分由于轴向挤压和侧向膨胀而发生变形，以便有利地以密封方式支靠在探头2的尖端部分21上。刚性下部分保持基本不变形，且因此保证探头的准确和稳定定位。套筒优选以规则的方式在探头的周围支靠在适配器上。

[65]  观察图13a可以发现，可以采用两种不同的材料例如通过双注入或复合模制法以单块形式形成适配器3，其中所述两种不同的材料即：基本刚性的第一材料，用以形成下部分33；和第二可变形材料，用以形成上部分34。在图13a的该实施方式中，上部分34形成将被套筒35挤压的周沿带区，以便同时支靠着槽11和探头2。

[66]  在图13b的实施方式中，适配器用单一材料模制。它的上部分34形成一周沿沟槽，套筒支靠在该周沿沟槽中，从而使该周沿沟槽扩大，并把它的侧壁分别推向槽和探头。

[67]  因此套筒在适配器上的作用导致适配器至少局部或部分变形，使其侧向地膨胀。

[68]  尽管已经参照同时包括成像部件和治疗部件的成像和治疗头对本发明进行了描述，但很容易理解的是，某些特征、尤其是绝缘衬垫17，可以用在不一定包括成像部件的其它类型的治疗头上。各种创新特征允许形成准确、有效和强有力的治疗头。实际上，适配器可以使成像部件可拆卸但准确的定位，排放管的位置保证有效除泡，并且绝缘衬垫可以大大增加治疗部件的功率。这类治疗头可以治疗肿瘤、结石、骨骼，或更广泛地治疗活体的任何器官。

Claims (12)

1.活体的器官或组织的成像和治疗头，其特别对治疗前列腺肿瘤或甲状腺肿瘤有用，所述成像和治疗头包括：

-成像部件(2)，如超声探头，其能够发射波或射线，以提供待治疗的组织或器官的图像表示；

-治疗部件(4)，其能够局部治疗所述组织或器官，所述治疗部件能够发射用于治疗组织或器官的波或射线；

其特征在于，所述成像部件(2)以可拆卸的方式安装在适配器(3；3’)上，所述适配器保证所述成像部件(2)相对所述治疗部件(4)定位。

2.如权利要求1所述的成像和治疗头，其包括安装体(1)，该安装体包括固定所述治疗部件的固定区和安装所述治疗部件(2)的安装槽(11)，所述安装槽(11)接纳所述适配器(3；3’)，所述治疗部件以可拆卸的方式安装在所述适配器中。

3.如权利要求2所述的成像和治疗头，其包括传播空间(50)，所述传播空间容纳能够输送由所述成像部件和/或所述治疗部件所发射的波或射线的传播介质，所述安装体(1)形成使所述安装槽(11)与所述传播空间(50)连通的窗口(12)，所述成像部件(2)包括尖端部分(21)和基座部分(23)，所述尖端部分(21)包括被接纳在所述适配器(3；3’)中的波或射线的发射表面(212)，以穿过所述窗口(12)在所述传播空间(50)中进行发射。

4.如权利要求3所述的成像和治疗头，其特征在于，所述适配器(3’)包括在所述成像部件的发射表面(212)前面就位并至少部分堵塞所述窗口(12)的前壁(32)，所述前壁(32)形成发散透镜，能使穿过所述发射透镜和所述传播空间发射的波或射线的焦点(PF)远离。

5.如权利要求2至4中任一项所述的成像和治疗头，其特征在于，所述适配器(3；3’)包括保证所述成像部件与所述安装槽之间密封性的密封环，当所述成像部件(2)插入到所述密封环时，所述成像部件有利地使该密封环变形。

6.如权利要求2至5中任一项所述的成像和治疗头，其另外包括压缩套筒，该压缩套筒使所述适配器在它的安装槽中至少部分变形，以使该适配器以密封方式支靠着所述成像部件。

7.如权利要求6所述的成像和治疗头，其特征在于，所述适配器包括基本不变形并且尺寸稳定的下部分和可变形的上部分，所述下部分保证所述成像部件的准确定位，而所述上部分保证密封性，所述下部分和上部分有利地由不同的材料形成。

8.如上述权利要求中任一项所述的成像和治疗头，其特征在于，所述成像部件(2)通过能把成像部件促动到所述适配器中的保持系统(6)，被保持就位于所述适配器(3；3’)中。

9.如上述权利要求中任一项所述的成像和治疗头，其特征在于，所述成像部件包括带有线性阵列(210)的超声探头。

10.如权利要求7所述的成像和治疗头，其特征在于，所述安装体形成长形的窗口(12)，所述线性阵列(210)定位成穿过所述窗口进行发射，所述治疗部件(4)就位于在所述长形的窗口(12)的两侧。

11.如上述权利要求中任一项所述的成像和治疗头，其特征在于，所述治疗部件(4)包括HIFU型的聚焦压电换能器。

12.制造用于成像部件(2)的适配器(3；3’)的方法，而所述成像部件被安插在如上述权利要求中任一项所述的成像和治疗头中，其特征在于，所述方法包括以下阶段：

(a)提供包括尖端部分的成像部件，该尖端部分包括用于传输波或射线的发射表面；

(b)使所述成像部件的尖端壁数字化，以便得到该尖端部分的几何表示和对其尺寸的准确估计；

(c)提供具有与阶段(b)得到结果一致的几何形状和尺寸的模具；

(d)将一种或多种弹性材料浇注在所述模具中，以得到一种模制产品，该模制产品形成能够完全在所述成像部件的尖端部分上定位的适配器。

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