CN101563133A

CN101563133A - 诊疗治疗头、诊疗治疗设备、使治疗头的激活阶段程序化的方法以及间接确定皮肤温度的方法

Info

Publication number: CN101563133A
Application number: CNA2007800467638A
Authority: CN
Inventors: 弗朗索斯·拉科斯特; 舍尔利·皮舒
Original assignee: Theraclion SA
Current assignee: Theraclion SA
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2007-12-18
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2027-12-18
Also published as: US8221338B2; WO2008081147A2; EP2125112B1; JP5190068B2; FR2909885B1; CN101563133B; US20100016764A1; JP2010512892A; EP2125112A2; FR2909885A1; WO2008081147A3

Abstract

一种治疗活体组织(T)的诊疗治疗头，所述治疗头包括：外壳(1)、安装在外壳上的超声诊疗换能器(2)、以及安装在外壳(1)上的隔膜(3)，隔膜(3)被设计成与组织(T)的应用表面(S)(例如皮肤)接触；隔膜(3)、换能器(2)和外壳(1)一起限定腔体(4)，该腔体填充有声学耦合液体(L)，其在入口(41)和出口(42)之间流动通过腔体；换能器(2)被放置成通过腔体的传播区域(Z)向隔膜(3)发射超声；所述治疗头的特征在于，在接近入口(41)处放置有第一温度传感器(51)且在接近出口(42)处放置有第二温度传感器(52)，所述传感器(51，52)发送表示温度的信号，以提供腔体(4)中的耦合液体的温度差(ΔT)，该温度差用于间接确定应用表面(S)的温度(T_s)。

Description

诊疗治疗头、诊疗治疗设备、使治疗头的激活阶段程序化的方法以及间接确定皮肤温度的方法

技术领域

本发明涉及一种用于治疗活体组织的诊疗治疗头。本发明还涉及一种包括这种诊疗治疗头的诊疗治疗设备。此外，本发明还涉及一种使所述治疗头的激活阶段程序化的方法。此外，本发明涉及一种间接确定接受治疗的活体组织的应用表面的温度的方法。因此，本发明的优选应用领域在于用于治疗活体组织的诊疗治疗设备、器具和系统的领域。更特别地，较狭义的应用领域是超声诊疗治疗领域。

背景技术

在现有技术中已知有各种类型的超声诊疗治疗设备，这些设备使用实现超声诊疗换能器(其发射超声)的诊疗治疗头，例如高强度聚焦超声(HIFU)类型的头。通常，超声诊疗换能器安装在形成凹形或圆顶形结构的治疗头的外壳上。超声诊疗换能器安装在凹入圆顶中，因而也呈现凹入圆顶形状。通常，治疗头还具有安装在外壳上的可变形柔软隔膜，以利用外壳和换能器形成腔体。该腔体传统上被声学耦合液体填充，声学耦合液体可以是水。该液体在入口与出口之间流动通过腔体。为了将液体保持在相对低的恒定温度，一般在腔体的出口与入口之间提供有冷却器装置。换能器以使得通过腔体的传播区域向隔膜发射超声(优选是聚焦的超声)的方式位于外壳上。在使用中，隔膜被设计成与接受治疗的组织的应用表面(例如皮肤)接触。由换能器发射的超声因此穿过腔体的传播区域、隔膜、组织的应用表面、以及组织，并且通常聚焦在位于组织中的目标上。因此超声被组织吸收，其中，所吸收功率的量是组织的吸收容量和超声强度的函数。这例如由于血流中的传导而导致组织温度上升，该温度上升取决于所吸收的功率、组织的热容以及热损。当然，流动通过腔体的声学耦合液体用于带走一些热，从而避免灼烧组织。此外，隔膜在与接受治疗的组织的应用表面紧密接触时可利于声学接触。

与组织的超声治疗有关的问题之一在于监测组织的实际吸收，特别是在治疗头与组织之间的界面处(即隔膜接触接受治疗的组织的应用表面的地方)监测组织的实际吸收。当治疗是在体外时，则应用表面为皮肤。如果过多的热留在皮肤上，则皮肤将受到热损伤，例如起水泡或灼烧。

关于组织的超声治疗的另一问题在于对治疗头与接受治疗的组织之间的声学接触进行监测。有可能隔膜与组织并未良好接触，而这引起超声能量被隔膜反射，并且将导致治疗不充分。在有些情况下，当隔膜未与皮肤接触时，甚至存在损坏换能器的风险。尤其当隔膜与皮肤被空气层分开时会出现这种情况。

另一问题在于控制由换能器发射的能量的量。有可能治疗头会出故障，并且出于某些原因，换能器可能不再发射足够的超声。于是，无法再以满意的方式进行热治疗。

另一问题包括确定将超声能量施加到组织的最佳顺序。在将隔膜放置在皮肤上之前，皮肤处于身体温度。有必要等待几分钟使皮肤和皮下组织被充分冷却，从而确保由声波引起的加热不会导致皮肤损伤或皮下损伤。

总之，本发明的目的在于避免使接受治疗的组织的应用表面(皮肤)受到热损伤，检测在治疗头与接受治疗的组织的应用表面之间的不良接触，以及检测治疗头的换能器的不良操作。

发明内容

为此，本发明提出了一种用于治疗活体组织的诊疗治疗头，所述治疗头包括：外壳、安装在该外壳上的超声诊疗换能器、以及安装在该外壳上的隔膜，所述隔膜被设计成与组织的应用表面(例如皮肤)接触；所述隔膜、换能器和外壳一起限定腔体，该腔体填充有声学耦合液体，该液体在入口和出口之间流动通过所述腔体；换能器以使得通过腔体的传播区域向隔膜发射超声的方式放置；所述治疗头的特征在于，第一温度传感器被放置在接近所述入口处，且第二温度传感器被放置在接近所述出口处，所述传感器发送表示温度的信号。举例而言，这些信号可以用于提供腔体中的耦合液体的温度差，该温度差间接用于确定所述应用表面的温度。接受治疗的组织的应用表面(皮肤)的温度用于确定是否存在以下风险：灼烧、所述治疗头与所述应用表面之间接触不良、或所述换能器的操作有故障。想到的第一解决方案是例如通过在与应用表面接触的隔膜上放置温度传感器来直接测量应用表面的温度。在技术上这是有可能的，但因为传感器被安装在由换能器发射的超声所传播通过的区域中，从而导致传感器吸收一部分超声能量，所以通过安装在隔膜上的该传感器测量出的值可能有错误。由于测量出的温度值可能受到温度传感器与声场之间的交互的干扰，因此它们可能是错误的。因此，不能借助安装在隔膜上的温度传感器来直接测量应用表面(皮肤)的温度。此外，通过将温度传感器放置在超声传播区域之外，仍然不能测量应用表面的温度，即使是间接测量应用表面的温度。这是在本发明中提供被有利地布置在腔体两则的两个温度传感器的原因。有利的是，所述温度传感器位于所述传播区域之外。因此，可以持续测量温度差，并结合其它因素或参数来分析所述温度差的变化，以间接确定、推导或计算所述应用表面(皮肤)的温度。

通常，本发明的诊疗治疗头集成在诊疗治疗设备中，所述诊疗治疗设备有利地包括电子装置，该电子装置接收由温度传感器发送的温度信号，以提供适用于确定所述应用表面的温度的温度差。有利的是，所述电子装置计算由腔体中的液体吸收或者发出的热能。有利的是，所述治疗设备包括液体流速传感器，该液体流速传感器发送流速信号给所述电子装置，以计算由所述腔体中的液体吸收或发出的热能。优选地，所述治疗设备包括冷却器装置，用于在将液体通过入口注入腔体之前对该液体进行冷却。有利的是，所述冷却器装置包括至少一个冷却器板，所述冷却器板对液体的储藏袋施加可调节的压力。这样，所述电子装置接收由所述两个传感器发送的入口温度值和出口温度值，并且可能还接收通过所述流速传感器接收到的液体流速的值。此外，所述电子装置可以将环境温度和来自超声换能器的热损考虑在内。所有超声换能器的效率限于大约50％至80％的范围内。这意味着传递给换能器的电能的50％至20％被转换成热。借助于所有这些测量值和这些参数，所述电子装置能够确定接受治疗的组织的应用表面的温度。

根据本发明另一特征，所述设备可以包括至少一个泵和压力传感器，该压力传感器耦合到用于调节腔体中的压力的压力调节器。

在本发明的另一有利方面，所述治疗设备还包括耦合到所述电子装置的开关装置，当温度差达到表示所述应用表面过热的预定最高值时，该开关装置停用所述换能器。有利的是，当温度差已回到表示所述应用表面的正常温度的预定阈值之下时，该开关装置激活所述换能器。

本发明还限定一种使如上限定的治疗头的换能器的激活阶段程序化的方法，其中，依照根据测得的温度差而间接确定的应用表面温度的函数来激活和停用所述换能器。这样，用于间接确定应用表面(皮肤)温度的所述温度差用作激活和停用所述超声换能器的触发因素。因此，所述换能器的工作周期由所述温度差直接确定，或者，根据所述温度差间接确定所述应用表面的温度。这避免了损伤所述应用表面的风险，以及所述隔膜与所述应用表面之间接触不良的风险。

本发明还限定一种间接确定与如上限定的诊疗治疗头的隔膜接触的应用表面的温度的方法，其特征在于，将腔体的出口和入口之间的温度差与穿过腔体的液体的流速相关联，以确定所述应用表面的温度。有利的是，将所述温度差与环境温度相关联，以确定所述应用表面的温度。有利的是，将所述温度差与以热的形式散发到腔体的液体中的换能器能量相关联，以确定所述应用表面的温度。

根据温度差、环境温度以及由换能器散发的热来间接确定应用表面的温度的步骤由电子装置的合适的软件来实现。在有利的操作模式下，在所述换能器激活之前的初始阶段中，将所述隔膜与所述应用表面接触，直到所述应用表面的估计温度充分稳定。

通过间接确定应用表面(皮肤)的温度，因而可以监测皮肤的温度，以在开始诊疗治疗(激活换能器)之前将皮肤充分冷却，以避免灼烧的风险。

本发明的有利原理在于通过测量腔体中声学耦合液体的温度差以及通过将该温度差与作用于耦合液体温度的其它外部参数或内部参数相关联，间接确定接受治疗的活体组织的应用表面的温度。总之，所述温度差成为直接表示所述应用表面温度的值。

附图说明

以下参照附图更详细地描述本发明，附图通过非限制性示例示出本发明的实施例。

图1是与电子装置关联的、本发明的包括诊疗治疗头的诊疗治疗设备的示意性分解视图。

具体实施方式

本发明的诊疗治疗设备包括诊疗治疗头，该诊疗治疗头在图1中仅部分示出。仅示出本发明所关心的治疗头的底部部分。治疗头还具有顶部部分(未示出)，用于例如使得治疗头能够被安装在支撑结构上，并且能够电连接到图像数据通道。在图1中，治疗头的底部部分与声学耦合液体回路一起被示意性示出。治疗头(并且有可能还有所述回路)连接到处理器电子装置E，该装置E由计算机表示。治疗头与电子装置之间的连接以虚线绘制。该设备还具有开关K，其连接到所述治疗头和电子装置E两者。在此，治疗头被示出为与待治疗的组织T的应用表面S接触。在以下描述中，假设应用表面S是皮肤，但是，应用表面S可以由其它类型的表面(例如黏膜)或没有皮肤或黏膜的组织构成。

诊疗治疗头包括主体或外壳1，其可以由任何其它合适的材料(例如金属)制成，或者有利地，由例如

的材料制成。有利的是外壳以隔热材料制成。外壳1用作构成治疗头的大量元件(例如，超声诊疗换能器2、可变形柔软隔膜3和回声图形(echographic)探针6)的支撑。外壳1还限定入口通道41和出口通道42。外壳1具有球形或圆顶形的凹入结构的底部表面。超声诊疗换能器2固定到这个凹入结构，从而占据其主要部分，但这在图1中不可见。因此，换能器2也呈现出圆顶形结构，该结构在回声图形探针6所处的窗口处中断。然而，探针和窗口是任选的。通常，回声图形探针6是布置在将诊疗换能器2分成两个基本对称的部分的长窗口中的长探针，该探针例如为条带形式。换能器2有利的是围绕回声图形探针6所处的窗口。当然，回声图形探针6具有提供接受治疗的组织的回声图形显示的功能。诊疗探针2的功能是向组织T内部的目标发射超声，优选是HIFU类型的聚焦超声。在图1中还可以看到，通道41和42开在外壳的凹入结构中，接近回声图形探针6的窗口。

可变形柔软隔膜3通过任何适当的装置固定到外壳1的外部。隔膜分布在安装有换能器2和回声图形探针6的外壳的凹入结构的前面。假定隔膜3是可变形的，则隔膜3、外壳1、换能器2和回声图形探针6一起限定体积可变的腔体4。腔体4填充有声学耦合液体L，声学耦合液体L可以是水或合适的凝胶。填充了液体的腔体连同其隔膜被统称为“囊”。腔体4经由入口通道41和出口通道42与外部相通。通道41和42连接到回路C，回路C使得声学耦合液体L通过腔体4循环。在通道42的出口处，该回路可以例如设置有流速传感器53，其测量回路C中的耦合液体的流速。流速传感器53发送流速信号，流速信号被发送到电子装置E。回路C包括液体耦合储藏袋R。这个袋插入在两个冷却板F(例如通过Peltier效应热电元件被冷却的板)之间的冷水槽中，以对它进行冷却。这两个板F可以通过铰链连接在一起，因而使得能够通过压缩所述板之间的袋R来调节回路中的压力。在此情况下，单个板F对袋R施加压力可能就足够了。回路C还包括至少一个泵，更特别地，包括两个泵：出口泵Po和入口泵Pi。还可以设想在回路C中使用单个泵。然而，使用两个泵使得可以确保恒定的流速和恒定的压力。有利的是，压力传感器54位于治疗头中，与耦合液体相通，并且能够测量腔体中的压力。来自压力传感器54以及泵Pi和Po的信息被发送到压力调节器C。因此，可以依照压力信息的函数，以及任选地依照流体流速信息的函数，控制这两个泵。通过使这两个泵Pi和Po存在速度差异来调节压力。因此，具有两个泵也使得容易通过使它们的旋转反向而在腔体中填充液体和清空腔体中的液体。可以在袋R的顶部设置排放口，以利于从腔体去除液体以及将液体转移到袋中。因此，经由入口通道41注入到治疗头中的液体是经过冷却的，并且呈现比出口通道42中的液体更低的温度。箭头F2表示由冷却后液体的流动而注入的热通量。箭头F3表示由在腔体4中经过加热的液体的流动而取出的热通量。从腔体4可见，可以认为入口通道41构成到腔体4的入口，而出口通道42构成离开腔体4的出口。因此，应当理解，在整个说明书中，术语“入口通道”表示到腔体4的入口，而术语“出口通道”表示离开腔体4的出口。

参照图1，可见，隔膜3与组织T的皮肤S接触，有利的是，在它们之间放入接触凝胶G。隔膜3在隔膜形成腔体4的地方与皮肤S接触。因此，处于大约30℃温度的皮肤将热传递给腔体4内部的液体L。箭头F1表示从皮肤S到液体L的热流。

此外，隔膜3和外壳还与周围空气接触，周围空气通常处于比液体L的温度更高的温度。因此，空气也将热传递给液体L。箭头F4表示从周围空气到液体L的热流动。

超声诊疗换能器2也将热散发在液体L内，任选地，回声图形探针6也将热散发在液体L内。箭头F5表示从换能器2(以及也可能有从探针6)到液体L的热流。应当理解，所有的超声换能器2都将供应给它们的一小部分能量以热的形式散发出去。其余能量用于产生超声。假定所散发的热占供给换能器的能量的20％至50％，则散发在液体L内的热的量相当多。在图1中，以阴影来表示从换能器2进入腔体4的超声的传播区域Z。在腔体外部，传播区域Z由虚线来表示。因此可以看到，来自换能器2的超声穿过腔体4的主要部分。相反，还可以看出，通道41和42，进而其温度传感器51和52既不位于来自换能器2的超声的传播区域Z中，也不位于回声图形探针6中。

在本发明中，第一温度传感器51放置在腔体4的入口附近或该入口处，并且第二温度传感器52位于离开腔体4的出口附近或该出口处。更准确地说，传感器51放置在入口通道41中，且第二传感器52放置在出口通道42中。还可以将传感器51和52直接放置在腔体4中入口和出口附近，但优选是在换能器2和探针6的波传播区域之外。因此，第一温度传感器51用于测量进入腔体4的液体的温度T_i，而第二温度传感器52用于测量离开腔体4的液体的温度T_o。例如，通过将温度T_i减去温度T_o，可关于通道中的耦合液体获得温度差ΔT。这个温度差ΔT间接用于确定皮肤的温度。

这是通过电子装置E来完成，其中，温度传感器51和52二者以及流速传感器53都连接到该电子装置E。电子装置E接收来自传感器51和52的温度信号以及来自传感器53的流速信号。电子装置E集成有合适的软件，该软件用于根据由传感器51和52测量出的入口温度T_i和出口温度T_o提供温度差ΔT。电子装置E还考虑流速的值、环境温度T_a的值以及由腔体4内的换能器2(并且有可能还有探针6)散发的热的值。电子装置E因此能够计算由腔体4中的液体L所吸收或者发出的热能。电子装置E能够计算所有的热流F2至F5，并且基于这些热流，电子装置E能够间接确定热流F1，并最终确定皮肤的温度。

由物理公式表示的能量平衡给出更清楚的描述。应当考虑耦合液体在腔体中所经过的所有热交换。因此，这些交换可以再分成四个主要的热流，即：

a)F3-F2：入液体流与出液体流之间的差。进入腔体的冷的液体提供的热不止是被离开腔体的加热后液体中的热所抵消。

b)穿过隔膜的热流F1：由于皮肤的温度高于液体L的温度，因此热从皮肤流向腔体中的液体。

c)周围空气热流F4。周围空气的温度高于液体的温度，所以热从周围空气传递到腔体中的液体。

d)电声(electro-acoustic)流F5：由于换能器并非是理想高效的，因此换能器发热并且将热传递给腔体中的液体。

a)F3-F2：这与由液体带走的功率对应。F3表示出功率，而F2表示入功率。总之，可以如下计算取出的功率：

取出功率Pe＝4.1855(T_oD_o-T_iD_i)

其中：

T_i＝输入的水(incoming water)的温度，以℃为单位；

D_i＝输入的水的质量流率(mass flow rate)，以克每秒(g/s)为单位；

T_o＝输出的加热后的水的温度，以℃为单位；以及

D_o输出的水的质量流率，以g/s为单位。在稳定的流体流条件下，D_o＝D_i。

b)F1：由于皮肤的温度高于液体的温度，因此可以如下表示从皮肤到液体的热流：

其中：

T_s＝交换结构S上的平均皮肤温度，以℃为单位；

T₁＝腔体中液体的平均温度，以℃为单位；

S＝隔膜与皮肤的交换面积，以平方厘米(cm2)为单位；

E_m＝隔膜厚度，以厘米(cm)为单位；以及

λ_m＝隔膜的热导率，以瓦特每摄氏度每厘米(W/℃/cm)为单位。

可以将所有的常量组合为以W/℃为单位的单个常量k_m：

供给功率＝k_m(T_s-T_l)

其中，

k_{m} = \frac{λ_{m} S}{E_{m}}

c)F4：供给的功率＝Ka(T_a-T_l)

其中：

T_a＝治疗头附近的周围空气的平均温度，以℃为单位；

T₁＝腔体中液体的平均温度，以℃为单位；以及

Ka＝与用于治疗头的形状和材料有关的常数，以W/℃为单位。

其中：

tOn＝HIFU脉冲发射的持续时间，以秒(s)为单位；

tOff＝HIFU脉冲之间的静止持续时间，以s为单位；

P_e在各脉冲期间传送给换能器的电功率，以瓦特(W)为单位；以及

K_e将换能器的声效率以及声混响(acoustic reverberation)效应考虑在内的相关系数，并且其没有单位。

根据这些功率，可以建立稳定条件下热平衡的公式。这表示如下：

K_{e} P_{e} (\frac{tOn}{tOn + tOff}) + K_{a} (T_{a} - T_{l}) + k_{m} (T_{s} - T_{l}) = 4.1855 (T_{o} D_{o} - T_{i} D_{i})

因此，可以如下推导皮肤的温度：

T_{s} = T_{l} + \frac{4.1855 (T_{o} D_{o} - T_{i} D_{i}) - K_{e} P_{e} (\frac{tOn}{tOn + tOff}) - K_{a} (T_{a} - T_{l})}{k_{m}}

还可以建立瞬时条件下的热平衡公式。如果热平衡的上述公式不平衡，则治疗头中液体的温度将变化。如果供给的功率大于取出的功率，则该温度增加，反之则相反。

其中：

dT₁/dt＝通道中液体的温度的时间导数，以℃每秒(℃/s)为单位；

M₁＝腔体中液体的质量，以克(g)为单位；

K_{e} P_{e} (\frac{tOn}{tOn + tOff}) + K_{a} (T_{a} - T_{l}) + k_{m} (T_{s} - T_{l}) - 4.1855 (T_{o} D_{o} - T_{i} D_{i})

= 4.1855 \frac{d T_{l}}{dt} M_{l}

这样，可以根据以下推导出皮肤的温度：

T_{s} = T_{l} + \frac{4.1855 \frac{d T_{l}}{dt} M_{l} + 4.1855 (T_{o} D_{o} - T_{i} D_{i}) - K_{e} P_{e} (\frac{tOn}{tOn + tOff}) - K_{a} (T_{a} - T_{l})}{k_{m}}

大多数数据由可以通过设置参数来确定的常数组成。温度T_i和T_o由温度传感器51和52来测量。流速由传感器53测量，或者是预先已知的。环境温度可以由温度计来测量。平均温度T_m可以取作T_i和T_o的平均值。作为T_m和T_i的函数或T_o的函数的流F4可以通过校准获得。

电子装置E中的软件计算上述温度平衡公式，并确定接受治疗的组织的皮肤温度。通过十分普通的方式，电子装置E计算温度差ΔT，并且将其与流体流速、外部环境温度以及由换能器在液体中散发的热量进行相关，以通过间接的方式确定皮肤的温度。因为有了这种测量的温度差和关联的电子装置E，所以可以知道隔膜3与皮肤S之间的接触是否良好，或者反之，确定隔膜是否已与皮肤局部分离或全部分离。例如，隔膜可能在皮肤上移动了。如果接触面积大因而接触的质量良好，则移动隔膜仅仅引起温度差的最小限度变化。与之相反，如果面积较小因而接触的质量不好，则移动隔膜将改变接触区域，并引起温度差的相当大的变化。还可以利用温度差来确定换能器是否实际正在工作。如果换能器出故障，则换能器不接收任何电力所以没有热量散发到液体中并且温度差将改变很小，或者换能器接收电力但不发射超声，在此情况下温度差将剧烈增加。当换能器被激活并且正在发射超声时，估计应用表面的温度使得在皮肤的温度上升过多时操作者能够得到告警。为此，有利的是，在换能器未被激活的初始阶段期间，将隔膜放置在接受治疗的组织的皮肤上，并使液体通过腔体流动，直到皮肤的温度稳定，使得皮肤与腔体中的液体之间交换的热接近于最小。一旦实现稳定的皮肤温度，则可以非常安全地开始对皮肤的治疗。类似地，可以通过监测腔体中的压力来检测患者的运动。例如，如果治疗头离开皮肤，则压力将下降，并且囊将填充以补偿该压力。通过(经由泵的速度变化)检测囊的体积变化，可以看出耦合已发生变化。

假定测量的温度差通常较小，则重要的是测量要准确。为了消除差异，有利的是例如在校准阶段期间使液体流的方向反向，从而执行两个测量，一个测量是在前向方向上，而另一个测量是在反向方向上。此外，为了使得热交换最小，有利的是使用隔热特性已知的材料(例如

)来制成外壳。

再次参照图1，可以看出，诊疗治疗设备可以包括开关K，其用于激活和停用诊疗换能器2。开关K被示为耦合到电子装置E。根据本发明的有利特征，温度差ΔT或从温度差ΔT间接测量出的皮肤的温度Ts用作触发开关K的值。更准确地说，一旦ΔT或T_s达到表示皮肤过热的预定最高值，开关K停用换能器2。此外，一旦ΔT或T_s下降到表示皮肤的正常温度或低温度的预定阈值，开关K将激活换能器2。换句话说，受电子装置E控制的开关K实施激活换能器和停用换能器的顺序，该电子装置E使用温度差或皮肤温度以触发开关K。鉴于换能器2根据皮肤温度或温度差的函数被自动激活和停用，负责诊疗治疗的操作者于是不再需要担心接受治疗的组织的皮肤温度。这用于减少伤害皮肤的风险。

估计出应用表面温度的异常低的值(例如，比液体温度低的温度)与换能器的故障对应，更具体地说，与缺少热散发对应，但是这是在预期中的。

开关K由电子装置E自动、直接地触发。在一变型中，也可以将开关K与电子装置E去耦合。在此情况下，一旦皮肤温度或温度差达到最高值和所述阈值时，由执行诊疗治疗的操作者来决定激活和停用换能器。

在一变型中，可以瞬间减少流体回路的流速，以增加ΔT和提高测量准确度。

通过本发明，可以使用由两个传感器测得的温度差，以间接确定接受治疗的组织的应用表面的温度。

Claims

1、一种用于治疗活体组织(T)的诊疗治疗头，所述治疗头包括：外壳(1)、安装在所述外壳上的超声诊疗换能器(2)、以及安装在所述外壳上的隔膜(3)，所述隔膜(3)被设计成与所述组织(T)的应用表面(S)接触，该应用表面(S)例如为皮肤；所述隔膜(3)、所述换能器(2)和所述外壳(1)一起限定腔体(4)，所述腔体填充有声学耦合液体(L)，该液体在入口(41)和出口(42)之间流动通过所述腔体；所述换能器(2)以使得通过所述腔体的传播区域(Z)向所述隔膜(3)发射超声的方式放置；

所述治疗头的特征在于，在接近所述入口(41)处放置有第一温度传感器(51)，并且在接近所述出口(42)处放置有第二温度传感器(52)，所述传感器(51，52)发送表示温度的信号。

2、根据权利要求1所述的诊疗治疗头，其中，所述温度传感器(51，52)位于所述传播区域(Z)之外。

3、一种包括根据权利要求1或权利要求2所述的治疗头的诊疗治疗设备，所述设备包括电子装置(E)，所述电子装置(E)接收由所述温度传感器(51，52)发送的温度信号，以提供温度差(ΔT)，该温度差用于确定所述应用表面(S)的温度(T_s)。

4、根据权利要求3所述的诊疗治疗设备，其中，所述电子装置(E)计算由所述腔体(4)中的液体(L)吸收或发出的热能。

5、根据权利要求3或权利要求4所述的诊疗治疗设备，包括：液体流速传感器(53)，其将流速信号发送给所述电子装置(E)，以计算由所述腔体(4)中的液体(L)吸收或发出的热能。

6、根据权利要求3、4或5所述的诊疗治疗设备，包括冷却器装置(F)，其用于在将所述液体(L)通过所述入口(41)注入所述腔体(4)之前对所述液体(L)进行冷却。

7、根据权利要求6所述的治疗设备，其中，所述冷却器装置包括至少一个冷却器板(F)，所述冷却器板(F)对液体(L)的储藏袋(R)施加可调节的压力。

8、根据任一前述权利要求所述的治疗设备，包括至少一个泵(Pi，Po)以及压力传感器(54)，所述压力传感器(54)耦合到用于调节所述腔体(4)中的压力的压力调节器(C)。

9、根据权利要求3至7中的任意一项所述的诊疗治疗设备，包括开关装置(K)，其耦合到所述电子装置(E)，当所述温度差(ΔT)达到表示应用表面(S)过热的预定最高值时，所述切换装置停用所述换能器(2)。

10、根据权利要求9所述的诊疗治疗设备，其中，当所述温度差(ΔT)已回到表示所述应用表面(S)的正常温度的预定阈值之下时，所述开关装置(K)激活所述换能器(2)。

11、一种使根据权利要求1至10中任意一项所述的治疗头的换能器的激活阶段程序化的方法，其中，所述换能器(2)依照根据测得的温度差(ΔT)而间接确定的应用表面(S)温度的函数被激活和停用。

12、一种间接确定与根据权利要求1至9中任意一项所述的诊疗治疗头的隔膜接触的应用表面的温度的方法，其特征在于，将所述腔体的出口(42)和入口(41)之间的温度差(ΔT)与穿过所述腔体(4)的液体(L)的流速相关联，以确定所述应用表面(S)的温度(T_s)。

13、根据权利要求12所述的方法，其中，将所述温度差(ΔT)与环境温度(T_a)相关联，以确定所述应用表面(S)的温度(T_s)。

14、根据权利要求12或权利要求13所述的方法，其中，将所述温度差(ΔT)与以热的形式散发到所述腔体的液体(L)中的换能器能量相关联，以确定所述应用表面(S)的温度(T_s)。

15、根据权利要求12至14中任意一项所述的方法，其中，在激活所述换能器(2)之前的初始阶段期间，将所述隔膜(3)与所述应用表面(S)接触，直到所述液体(L)与所述应用表面(S)之间交换的热达到最小。