CN101791452B - 宽焦距高强度聚焦超声治疗头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种宽焦距高强度聚焦超声治疗头，包括治疗头水箱、升降架、换能器，升降架下端设有回转体，回转体上设有B超探头以及至少两个不同焦距的换能器，升降架上设有定位卡销，当B超探头进入检查工况，或任一换能器进入治疗工况时，回转体上均设有与定位卡销对应的定位槽口，所述回转体、B超探头以及换能器均置于治疗头水箱中。其优点是：可根据临床需要适时自动切换长、短焦距或不同工作频率的HIFU换能器而规避了停机、耗时、复杂的手工切换缺点；机载B超探头所处位置可减弱伪影、避免HIFU声束反射对B超探头匹配层的可能损害；超薄、高刚性、高声速钛薄膜声窗不仅提高了HIFU声焦距的有效利用率，且不辐解、使用寿命长。

Description

宽焦距高强度聚焦超声治疗头
技术领域
本发明涉及一种超声治疗头，尤其是一种宽焦距高强度聚焦超声治疗头。属医疗设备领域。
技术背景
高强度聚焦超声治疗头(下称HIFU治疗头)主要用于实体良、恶性肿瘤治疗。它在临床使用中具有以下特点：可实现无创或微创外科理念；对乏氧肿瘤细胞有更敏感的杀伤性；对增生性和非增生性肿瘤(肝、肾肿瘤等)治疗的无差异性以及可诱发肌体对肿瘤的特异性免疫反应等优点。传统的HIFU治疗头一般只设置一个换能器，它的焦距和工作频率是唯一的，由于人体中实体肿瘤发生部位、深度范围很宽，采用一种换能器的HIFU治疗头，往往难以优化覆盖所期望的肿瘤治疗范围。针对HIFU治疗头使用中暴露的问题，有的HIFU的治疗头也配置多个具有不同焦距和工作频率的换能器，以期扩大治疗范围，但是，这种HIFU治疗头，更换换能器必须需停机由手工更换，不仅病人需要中断治疗，更换后，HIFU治疗头还必须重新对实体肿瘤实施定位。
此外，传统的HIFU治疗头中的B超探头通常位于换能器的中孔位置，实施定位时，B超检测容易形成伪影，直接影响到影像检测的清晰度，且其探头匹配层易受HIFU反射声束损害。
传统的HIFU治疗头中，治疗头透声窗膜一般采用高分子材料膜，高分子材料膜易受大功率高强度超声辐照而变性，影响透声窗膜的使用寿命。尤其是当高分子材质的HIFU透声窗在大功率、高强度运行条件下，其透声率将随运行时间的延长而降低，即使从外观上未观测到任何变化，这种变化往往会造成HIFU治疗头临床剂量未预期性变化。
发明内容
本发明的目的在于：针对传统HIFU治疗头存在的换能器焦距和工作频率单一，或改变焦距和工作频率时换能器更换复杂，或B超探头位于换能器的中孔位置易形成伪影影响到影像检测的清晰度且易受HIFU反射声束损害，或治疗头透声窗膜采用的高分子材料膜易受大功率高强度超声辐照而变性等一系列问题，提供一种新的宽焦距高强度聚焦超声治疗头。
本发明的目的是这样实现的：一种宽焦距高强度聚焦超声治疗头，包括治疗头水箱、升降架、换能器，其特征在于：升降架下端设有回转体，回转体上设有B超探头以及至少两个不同焦距的换能器，升降架上设有定位卡销，当B超探头进入检查工况，或任一换能器进入治疗工况时，回转体上均设有与定位卡销对应的定位槽口，所述回转体、B超探头以及换能器均置于治疗头水箱中。
在本发明中：治疗头水箱的下部为治疗头透声窗，治疗头透声窗由轻金属薄膜或无机材料薄膜构成，其厚度低于治疗头的超声波在轻金属薄膜或无机材料薄膜中的波长。
在本发明中：所述轻金属薄膜或无机材料薄膜应能使通过治疗头透声窗的声强度衰减低于0.3dB，透声窗薄膜在治疗头内水柱压强下其中心最大下沉量低于5mm。
在本发明中：治疗头透声窗采用钛箔膜透声窗，其厚度约为治疗头的超声波在钛(Ti)薄膜中波长的0.5％。其杨氏模量为1.16×1011N/m2，剪切模量为4.40×1011N/m2。
在本发明中：升降架的运动、定位卡销与回转体之间的配合以及回转体的转动均通过计算机控制。
本发明的优点在于：可根据临床需要适时自动切换长、短焦距或不同工作频率的HIFU换能器而规避了停机、耗时、复杂的手工切换缺点；机载B超探头所处的特殊位置可减弱伪影、避免HIFU声束反射对B超探头匹配层的可能损害；超薄、高刚性、高声速钛薄膜声窗不仅大幅度提高了HIFU声焦距的有效利用率，而且其不辐解、长使用寿命更是传统的高分子材料声窗所无法比拟。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的立体效果示意图。
图中：1、治疗头水箱，2、升降架，3、定位卡销，4、回转体，5、A换能器，6、B换能器，7、B超探头，8、治疗头透声窗。
具体实施方式
附图非限制性地公开了本发明实施例的具体结构，下面结合实施例对本发明作进一步地描述。
由图1图2可见，本发明包括治疗头水箱1、升降架2，升降架2下端设有回转体4，回转体4上设有B超探头7以及至少两个不同焦距的换能器(本实施例中的A换能器5和B换能器6)，升降架2上设有定位卡销3，当B超探头7进入检查工况时，或A换能器5、B换能器6之一进入治疗工况时，回转体4均设有与定位卡销3对应的定位槽口，通过所述的定位卡销3和定位槽口对B超探头7及A换能器5、B换能器6实施定位。所述回转体4、B超探头7以及各换能器均置于治疗头水箱1中。治疗头水箱1的下部为治疗头透声窗8，治疗头透声窗8由声速高、弹性模量大的轻金属薄膜构成，其厚度远低于治疗头的超声波在轻金属薄膜中波长。
在本实施例中，A换能器5和B换能器6为具有相同或不同工作频率的换能器；治疗头透声窗8为钛箔膜，厚度小于治疗头的超声波在钛(Ti)中波长的0.5％。通过治疗头透声窗8的声强衰减为0.2dB，在治疗头内水柱压强下，其中心最大下沉为2mm。
具体实施时，升降架2的运动、定位卡销3与回转体4之间的配合、回转体4的转动、以及A换能器5、B换能器6和B超探头7进入工作状态的定位均可以通过计算机控制。
使用中，首先由升降架2将宽焦距高强度聚焦超声治疗头调整到接受治疗的病人病灶附近，通过B超探头7对病灶进行定位，根据病灶的深度、体积等，由于治疗头水箱1内设有多个换能器，在不改变病人体位的情况下，可以直接从治疗头水箱1中选择合适的换能器对病人进行治疗。避免传统的方法中先B超检查，再选择并安装合适的换能器，再B超定位后由换能器进行治疗的繁琐操作。

Claims (6)

1.一种宽焦距高强度聚焦超声治疗头，包括治疗头水箱、升降架、换能器，其特征在于：升降架下端设有回转体，回转体上设有B超探头以及至少两个不同焦距的换能器，升降架上设有定位卡销，回转体上设有与B超探头、各换能器进入检查工况时对应的定位槽口，所述回转体、B超探头以及换能器均置于治疗头水箱中。
2.根据权利要求1所述的宽焦距高强度聚焦超声治疗头，其特征在于：所述不同焦距的换能器具有相同或不同工作频率。
3.根据权利要求1或2所述的宽焦距高强度聚焦超声治疗头，其特征在于：治疗头水箱的下部为治疗头透声窗，治疗头透声窗由轻金属薄膜或无机材料薄膜构成，其厚度低于治疗头的超声波在轻金属薄膜或无机材料薄膜中的波长。
4.根据权利要求3所述的宽焦距高强度聚焦超声治疗头，其特征在于：所述轻金属薄膜或无机材料薄膜应能使通过治疗头透声窗的声强度衰减低于0.3dB，透声窗薄膜在治疗头内水柱压强下其中心最大下沉量低于5mm。
5.根据权利要求4所述的宽焦距高强度聚焦超声治疗头，其特征在于：治疗头透声窗采用钛箔膜透声窗，其厚度约为治疗头的超声波在钛(Ti)薄膜中波长的0.5％。其杨氏模量为1.16×1011N/m2，剪切模量为4.40×1011N/m2。
6.根据权利要求1所述的宽焦距高强度聚焦超声治疗头，其特征在于：升降架的运动、定位卡销与回转体之间的配合以及回转体的转动均通过计算机控制。
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