CN101797424A - 用于治疗肿瘤的超声探头、治疗系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于治疗肿瘤的超声探头、治疗系统及使用方法，所述超声探头包括将接收的超声进行换能的超声换能单元；所述超声换能单元包括探测位置进行成像的超声成像换能器、积聚注入血管的微泡造影剂的超声积聚换能器、对微泡引爆的超声引爆换能器；所述超声成像换能器对探测肿瘤供血血管的超声进行换能成像以找到肿瘤供血血管，所述超声积聚换能器对注入肿瘤供血血管的微泡造影剂的微泡进行积聚以使微泡在肿瘤供血血管中积聚，所述超声引爆换能器对积聚在肿瘤供血血管的微泡进行超声引爆形成气泡栓塞堵塞肿瘤供血血管。

Description

用于治疗肿瘤的超声探头、治疗系统及使用方法

技术领域

本发明涉及一种超声探头、治疗系统及使用方法，尤其涉及一种用于治疗肿瘤的超声探头、治疗系统及使用方法。

背景技术

肿瘤是威胁人类生命健康的主要疾病，目前主要的治疗手段如抗肿瘤药物联合化疗、放疗和手术治疗等的作用无可置疑，但均存在一定的缺陷。在杀伤肿瘤细胞的同时，对周围正常细胞和组织也不加选择地造成损伤，尤其是化疗和放疗还会产生骨髓抑制等毒副作用。因此，寻找靶向性好、没有毒副作用的治疗手段是当前肿瘤治疗的发展趋势。

发明内容

本发明解决的技术问题是：构建一种用于治疗肿瘤的治疗系统，克服现有技术治疗肿瘤的难度高、病人忍受痛苦、靶向性差、毒副作用大的技术问题。

本发明的技术方案是：构建一种用于治疗肿瘤的超声探头，所述超声探头包括将接收的超声进行换能的超声换能单元；所述超声换能单元包括探测位置进行成像的超声成像换能器、积聚注入血管的微泡造影剂的超声积聚换能器、对微泡引爆的超声引爆换能器；所述超声成像换能器对探测肿瘤供血血管的超声进行换能成像以找到肿瘤供血血管，所述超声积聚换能器对注入肿瘤供血血管的微泡造影剂的微泡在肿瘤供血血管中进行积聚，所述超声引爆换能器对积聚在肿瘤供血血管的微泡进行超声引爆形成气泡栓塞堵塞肿瘤供血血管。

本发明的进一步技术方案是：所述超声成像换能器、所述超声积聚换能器及所述超声引爆换能器为线性阵列结构。

本发明的进一步技术方案是：所述超声成像换能器和所述超声积聚换能器为同一个超声换能器。

本发明的进一步技术方案是：所述超声成像换能器或所述超声积聚换能器的线性阵列设置在中间，所述超声引爆换能器的线性阵列为两排分别设置在所述超声成像换能器或所述超声积聚换能器的线性阵列两边。

本发明的进一步技术方案是：所述第一超声换能器的工作频率为1-10MHz。

本发明的进一步技术方案是：所述第三超声换能器的工作频率为0.5-2.5MHz。

本发明的技术方案是：构建一种用于治疗肿瘤的治疗系统，包括超声探头，所述超声探头包括将接收的超声进行换能的超声换能单元；所述超声换能单元包括对探测位置进行成像的超声成像换能器、积聚注入血管的微泡造影剂的超声积聚换能器、对微泡引爆的超声引爆换能器；还包括控制所述超声探头的控制单元；所述控制单元控制所述超声成像换能器对探测肿瘤供血血管的超声进行换能成像以找到肿瘤供血血管，所述控制单元控制所述超声积聚换能器对注入肿瘤供血血管的微泡造影剂的微泡在肿瘤供血血管中进行积聚，所述控制单元控制所述超声引爆换能器对积聚在肿瘤供血血管的微泡进行超声换能引爆形成气泡栓塞堵塞肿瘤供血血管。

本发明的进一步技术方案是：所述微泡造影剂包括氟碳类微泡造影剂、生理盐水制微泡造影剂，还包括如下超声微泡造影剂：Albunex人体白蛋白包膜气泡液体、fso69包膜气泡液体、SHU454半乳糖气泡液体、SHU508半乳糖气泡液体、QW3600微泡造影剂。

本发明的技术方案是：提供一种肿瘤治疗系统的使用方法，包括如下步骤：

注入微泡造影剂：向血管注入微泡造影剂；

找肿瘤供血血管：对于肿瘤血管进行超声成像以找到肿瘤供血血管；

积聚微泡：在肿瘤供血血管中对微泡造影剂的微泡进行超声积聚；

引爆微泡：对肿瘤供血血管中积聚的微泡造影剂的微泡进行超声引爆形成气泡栓塞堵塞肿瘤供血血管。

本发明的技术效果是：采用一种用于治疗肿瘤的超声探头，通过所述超声探头中的所述超声成像换能器对肿瘤血管成像以找到肿瘤供血血管，所述超声积聚换能器对肿瘤供血血管注入的微泡造影剂的微泡进行超声换能积聚以使微泡在肿瘤供血血管中积聚，所述超声引爆换能器对积聚在肿瘤供血血管的微泡进行超声换能引爆形成气泡栓塞堵塞肿瘤供血血管，从而阻断供血血管对肿瘤的供血，达到“饿死”肿瘤的目的。本发明操作方便、易于推广，同时可以重复治疗。此外，本发明的治疗器具和系统对于人体无毒性和副作用，还可用于良性肿瘤的治疗。

附图说明

图1为本发明超声探头结构示意图。

图2为本发明的治疗系统的结构示意图。

图3为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明技术方案进一步说明。

如图1所示，本发明的具体实施方式是：所述超声探头1包括将接收的超声进行换能的超声换能单元，超声换能单元包括多个组件，本图中未示出。所述超声换能单元包括对探测位置进行成像的超声成像换能器4，所述超声成像换能器对探测肿瘤供血血管的超声进行换能成像以找到肿瘤供血血管。具体实施过程为：首先超声成像换能器4对可能有肿瘤供血血管的位置发射超声，超声成像换能器4通过发射一定频率的超声对探测位置进行成像，再对图像的进行辨认以找到肿瘤供血血管。本发明中，超声成像换能器4的工作频率为1-10MHz。

本发明还包括积聚注入血管的微泡造影剂的超声积聚换能器5，在具体使用时，首先对找到的肿瘤供血血管根据具体情况确定注入微泡造影剂的位置以及剂量和种类，然后在确定的位置注入微泡造影剂。超声积聚换能器5对注入微泡造影剂的位置发出一定频率的超声将该位置的微泡造影剂的微泡积聚起来。具体实施过程中，超声积聚换能器5利用高频、低声压超声波对肿瘤供血血管的分叉处微泡造影剂的微泡进行定点辐照，利用超声辐射力作用，实现微泡造影剂微泡的定点聚集。

本发明还包括对微泡引爆的超声引爆换能器3，在具体使用时，须待肿瘤供血血管中的微泡造影剂的微泡积聚到一定数量后，启动超声引爆换能器3，将超声引爆换能器3对着积聚的微泡施加一个频率较低、声压较大的超声信号，超声引爆换能器3对积聚的微泡进行加热、爆破，使得微泡气化膨胀转化为直径更大的气泡，从而阻塞血管供血，这样就达到了切断对肿瘤的供血，即相当于“饿死”肿瘤，以实现对肿瘤的根治。本发明的具体实施例中，超声引爆换能器3的工作频率为0.5-2.5MHz。

本发明用于治疗肿瘤的超声探头，通过所述超声探头中的所述超声成像换能器对肿瘤血管成像以找到肿瘤供血血管，所述超声积聚换能器对肿瘤供血血管注入的微泡造影剂的微泡进行超声换能积聚以使微泡在肿瘤供血血管中积聚，所述超声引爆换能器对积聚在肿瘤供血血管的微泡进行超声换能引爆形成气泡栓塞堵塞肿瘤供血血管，从而阻断供血血管对肿瘤的供血，达到“饿死”肿瘤的目的。本发明操作方便、易于推广，同时可以重复治疗。此外，本发明的治疗器具和系统对于人体无毒性和副作用，还可用于良性肿瘤的治疗。

如图1所示，本发明的优选实施方式中，所述超声成像换能器4、所述超声积聚换能器5及所述超声引爆换能器3为压电陶瓷构成，呈线性阵列结构。本发明的具体实施例中，所述超声成像换能器4和所述超声积聚换能器5为同一个超声换能器，所述超声成像换能器4或所述超声积聚换能器5的线性阵列设置在中间，所述超声引爆换能器3的线性阵列为两排分别设置在所述超声成像换能器或所述超声积聚换能器的线性阵列两边。在超声换能器线性的多排阵列结构中，所述超声成像换能器4或所述超声积聚换能器5的工作频率为1-10MHz，128个单元分别放置在1.1个波长处，相对带宽为73％时下降6dB。在另一侧的低频阵列64个单元分别放置在1.67个波长处，工作频率为0.5-2.5MHz，相对带宽为50％时下降6dB。所述超声引爆换能器3的线性阵列采用高介电压电陶瓷，因此有较低的电阻抗。所述超声成像换能器4或所述超声积聚换能器5的的线性阵列声束在距离探头的0.5-5.5cm处重叠，所述超声引爆换能器3的线性阵列与中心线的夹脚为2.75到12.75度。

本优选实施方式的实施过程如下：设置在中间超声换能器在超声成像和超声积聚功能上进行切换，在切换时，通过调节所述超声换能器的工作频率来实现超声成像和超声积聚功能上的切换。当设置在中间的超声换能器要实现成像时，将超声换能器设置到超声成像的高频率，通常为1-10MHz；当设置在中间的超声换能器要实现超声积聚时，将超声换能器设置到超声积聚的高频率，通常为1-10MHz。本发明中超声换能器采用压电陶瓷呈陈列的结构制成，其排列结构有多种方式，所述超声成像换能器4或所述超声积聚换能器5的线性阵列与所述超声引爆换能器3的线性阵列成两排排列。本发明的具体实施方式中，所述超声成像换能器4或所述超声积聚换能器5的线性阵列设置在中间，所述超声引爆换能器3的线性阵列为两排分别设置在所述超声成像换能器或所述超声积聚换能器的线性阵列两边。

如图2所示，本发明的具体实施方式是：构建一种用于治疗肿瘤的治疗系统，包括超声探头1，所述超声探头1包括将接收的超声进行换能的超声换能单元，超声换能单元包括多个组件，本图中未示出。所述超声换能单元包括对探测位置进行成像的超声成像换能器4，对注入血管的微泡造影剂的微泡积聚的超声积聚换能器5，对微泡引爆的超声引爆换能器3。本发明中还包括控制所述超声探头1的控制单元2，具体的说，所述控制单元2控制所述超声成像换能器4对探测肿瘤供血血管的超声进行换能成像以找到肿瘤供血血管，所述控制单元2控制所述超声积聚换能器5对注入肿瘤供血血管的微泡造影剂的微泡进行超声积聚以使微泡在肿瘤供血血管中积聚，所述控制单元2控制所述超声引爆换能器3对积聚在肿瘤供血血管的微泡进行超声换能引爆形成气泡栓塞堵塞肿瘤供血血管。

本发明中，所述控制单元2通过与计算机、智能设备等进行连接，通过输入指令或者操作控制按钮进行控制。在具体控制过程中，控制单元2在控制控制所述超声成像换能器4对探测肿瘤供血血管的超声进行换能成像时，将所述超声成像换能器4与图像显示装置连接，控制单元2根据图像显示装置显示的超声成像换能器4所成的图像进行移位控制以找到肿瘤供血血管，这样更方便操作。所述控制单元2在控制所述超声积聚换能器5时，控制单元2通过对所述超声积聚换能器5的超声辐射位置、工作频率和声压进行控制，以更好地将微泡造影剂的微泡进行积聚。所述控制单元2在控制所述超声引爆换能器3时，控制单元2通过对所述超声引爆换能器3的超声辐射位置、工作频率和声压进行控制以达到对积聚的微泡进行气化的目的，从而使得微泡气化膨胀转化为直径更大的气泡，从而阻塞血管供血，达到对肿瘤治疗的目的。

本发明用于治疗肿瘤的治疗系统，通过控制单元的应用，使治疗肿瘤的超声探头更智能化、操作更加方便。

本发明的优选实施方式是：所述微泡造影剂包括氟碳类微泡造影剂、生理盐水制微泡造影剂，还包括如下超声微泡造影剂：Albunex人体白蛋白包膜气泡液体、fso69包膜气泡液体、SHU454半乳糖气泡液体、SHU508半乳糖气泡液体、QW3600微泡造影剂。

如图3所示，本发明的技术方案是：提供一种肿瘤治疗系统的使用方法，包括如下步骤：

步骤100：注入微泡造影剂，即：向肿瘤供血血管注入微泡造影剂。在找到的肿瘤供血血管中注入适当剂量和种类的微泡造影剂。

步骤200：找肿瘤供血血管，即：对于肿瘤血管进行超声成像以找到肿瘤供血血管。首先对可能有肿瘤供血血管的位置发射超声，通过发射一定频率的超声对探测位置进行成像，再对图像的进行辨认以找到肿瘤供血血管。

步骤300：积聚微泡，即：在肿瘤供血血管中对微泡造影剂的微泡进行超声积聚。对注入微泡造影剂的位置发出一定频率的超声将该位置的微泡造影剂的微泡积聚起来。利用高频、低声压的超声波对肿瘤供血血管的分叉处微泡造影剂的微泡进行定点辐照，利用超声辐射力作用，实现微泡造影剂微泡的定点聚集。本发明的具体实施例中，超声信号的工作频率为1-10MHz。

步骤400：引爆微泡，即：对肿瘤供血血管中积聚的微泡造影剂的微泡进行超声引爆形成气泡栓塞堵塞肿瘤供血血管。待肿瘤供血血管中的微泡造影剂的微泡积聚到一定数量后，对积聚的微泡施加一个频率较低、声压较大的超声信号，通过超声信号进行加热、爆破，使得微泡气化膨胀转化为直径更大的气泡，从而阻塞血管供血，这样就达到了切断对肿瘤的供血，即相当于“饿死”肿瘤，以实现对肿瘤的根治。本发明的具体实施例中，超声信号的工作频率为0.5-2.5MHz。

本发明肿瘤治疗系统的使用方法，通过对肿瘤的治疗系统的使用，达到对治疗肿瘤的超声探头的控制使用。本发明通过对肿瘤治疗系统以及更进一步的治疗肿瘤的超声探头的使用，达到对肿瘤的治疗。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于治疗肿瘤的超声探头，其特征在于，所述超声探头包括将接收的超声进行换能的超声换能单元；所述超声换能单元包括探测位置进行成像的超声成像换能器、积聚注入血管的微泡造影剂的超声积聚换能器、对微泡引爆的超声引爆换能器；所述超声成像换能器对探测肿瘤供血血管的超声进行换能成像以找到肿瘤供血血管，所述超声积聚换能器对注入肿瘤供血血管的微泡造影剂的微泡在肿瘤供血血管中进行积聚，所述超声引爆换能器对积聚在肿瘤供血血管的微泡进行超声引爆形成气泡栓塞堵塞肿瘤供血血管。

2.根据权利要求1所述用于治疗肿瘤的超声探头，其特征在于，所述超声成像换能器、所述超声积聚换能器及所述超声引爆换能器为线性阵列结构。

3.根据权利要求2所述用于治疗肿瘤的超声探头，其特征在于，所述超声成像换能器和所述超声积聚换能器为同一个超声换能器。

4.根据权利要求3所述用于治疗肿瘤的超声探头，其特征在于，所述超声成像换能器或所述超声积聚换能器的线性阵列设置在中间，所述超声引爆换能器的线性阵列为两排分别设置在所述超声成像换能器或所述超声积聚换能器的线性阵列两边。

5.根据权利要求4所述用于治疗肿瘤的超声探头，其特征在于，所述第一超声换能器的工作频率为1-10MHz。

6.根据权利要求4所述用于治疗肿瘤的超声探头，其特征在于，所述第三超声换能器的工作频率为0.5-2.5MHz。

7.一种用于治疗肿瘤的治疗系统，其特征在于，包括超声探头，所述超声探头包括将接收的超声进行换能的超声换能单元；所述超声换能单元包括对探测位置进行成像的超声成像换能器、积聚注入血管的微泡造影剂的超声积聚换能器、对微泡引爆的超声引爆换能器；还包括控制所述超声探头的控制单元；所述控制单元控制所述超声成像换能器对探测肿瘤供血血管的超声进行换能成像以找到肿瘤供血血管，所述控制单元控制所述超声积聚换能器对注入肿瘤供血血管的微泡造影剂的微泡在肿瘤供血血管中进行积聚，所述控制单元控制所述超声引爆换能器对积聚在肿瘤供血血管的微泡进行超声换能引爆形成气泡栓塞堵塞肿瘤供血血管。

8.根据权利要求1所述用于治疗肿瘤的治疗系统，其特征在于，所述微泡造影剂包括氟碳类微泡造影剂、生理盐水制微泡造影剂，还包括如下超声微泡造影剂：Albunex人体白蛋白包膜气泡液体、fso69包膜气泡液体、SHU454半乳糖气泡液体、SHU508半乳糖气泡液体、QW3600微泡造影剂。

9.一种肿瘤治疗系统的使用方法，包括如下步骤：

注入微泡造影剂：向血管注入微泡造影剂；

找肿瘤供血血管：对于肿瘤血管进行超声成像以找到肿瘤供血血管；

积聚微泡：在肿瘤供血血管中对微泡造影剂的微泡进行超声积聚；

引爆微泡：对肿瘤供血血管中积聚的微泡造影剂的微泡进行超声引爆形成气泡栓塞堵塞肿瘤供血血管。

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