CN110064135A - 盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，属于高强度聚焦超声治疗技术领域，其可解决现有前列腺疾病超声治疗的效率、效果、安全性不好的问题。本发明的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备包括超声换能器、治疗床，超声换能器的发声面为具有第一缺口、第二缺口、第三缺口的球面，球面的一个球心面为主球心面，第一缺口和第二缺口位于垂直于主球心面的直径与球面的两个相交处，第三缺口连接第一缺口和第二缺口；发声面在与主球心面平行的截面中为圆弧形；发声面能反射超声，发声单元产生的超声波聚焦于发声面球心；治疗床供人以截石位仰卧，使盆腔部位于发声面球心，双腿通过第一缺口和第二缺口穿出发声面，躯干上部通过第三缺口穿出发声面。
Description
技术领域
本发明属于高强度聚焦超声治疗技术领域，具体涉及一种盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备。
背景技术
高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)技术被广泛用于治疗肝癌、乳腺癌、肾癌、骨肿瘤、子宫肌瘤等良恶性肿瘤，其利用超声的可聚焦性和穿透性，使超声在人体内的病变部位聚焦，将焦域的高能量密度机械能转换为热能，使病变组织凝固性坏死(又称超声热消融)；同时，其声通道上的超声能量密度较低，故可保证病变组织周围和声通道上的正常组织不受影响或受到的影响可接受。
现有体外高强度聚焦超声治疗所用的超声换能器的发声面多为球冠面，其发出的超声为行波，形成的焦域近似于雪茄形或纺锤形，在声轴方向长度较大，一般超过10mm，而在其它两短轴尺寸则在2～3mm(以超声频率为1MHz时为例)，这样的焦域尺寸较大，不仅影响能量的聚焦，而且不利于保证治疗的安全性。另外，现有超声换能器发出的超声会被骨骼、含气器官等非均匀组织散射、反射，使其传播呈严重的非线性，对声通道中的组织造成伤害，同时使焦域产生不可预测的偏移、畸变，影响焦域定位。
由于现有超声换能器的缺点，其在治疗中的应用受到很多限制。例如，前列腺增生和前列腺癌是成年男性的常见疾病，在我国40～79岁的男性中前列腺增生的发病率约为50％，80岁以上的发病率则达80％。但前列腺位于盆腔中，周围存在大量的骨骼、含气器官等非均匀组织，故从体外发射的超声很难通过非均匀组织在前列腺处准确聚焦。因此，现有前列腺疾病的聚焦超声治疗需将超声换能器经尿道或直肠引入体内，这导致患者舒适性差，容易造成尿道或直肠损伤，且超声换能器尺寸受限，能量低，移动不便，故治疗效果、效率、完整度等均差。同时，由于现有超声的焦域为雪茄形，故很难准确将焦域限定在所需位置，当焦域的一部分处于病变组织处时，焦域其它部分很可能已经超出到正常组织处，并对正常组织造成伤害，降低治疗安全性。
发明内容
本发明至少部分解决现有的前列腺疾病聚焦超声治疗设备的治疗效果、效率、安全性不好的问题，提供一种治疗效率高、效果好、安全性好的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，其包括超声换能器、治疗床，其中，
所述超声换能器包括发声面和用于产生超声波的发声单元；所述发声面为具有第一缺口、第二缺口、第三缺口的球面，其对应的球面直径在400～800mm，且球面的一个球心面为主球心面，所述第一缺口和第二缺口分别位于垂直于主球心面的直径与球面的两个相交处，所述第三缺口连接第一缺口和第二缺口；在距离主球心面两侧分别100～200mm的范围内，所述发声面在与主球心面平行的截面中为圆弧形，圆弧形的开口对应第三缺口，圆弧形对应的圆心角大于180度且小于300度；所述发声面具有反射超声的能力，且发声单元产生的超声波聚焦于发声面对应的球心；
治疗床用于供人体以截石位仰卧，当人体以截石位仰卧在治疗床上时，所述人体的盆腔部位于发声面对应的球心处，双腿分别通过所述第一缺口和第二缺口穿出发声面外，躯干上部通过所述第三缺口穿出发声面外。
优选的是，所述第一缺口和第二缺口的边缘分别位于第一平面和第二平面中。
进一步优选的是，所述第一平面与第二平面均平行于所述主球心面。
进一步优选的是，所述第一平面与第二平面间的距离在200～400mm。
进一步优选的是，所述第一平面与主球心面间的距离等于所述第二平面与主球心面间的距离。
优选的是，所述发声面对应的球面直径在420～600mm；
在距离主球心面两侧分别100～150mm的范围内，所述发声面在与主球心面平行的截面中的圆弧形对应的圆心角大于180度且小于300度。
优选的是，所述发声面在任意平行于主球心面的截面中均为圆弧形，所述圆弧形对应的圆心角大于200度且小于260度。
进一步优选的是，所述发声面在任意平行于主球心面的截面中的圆弧形的开口朝向相同，且所述圆弧形对应的圆心角相等。
优选的是，所述发声面相对于主球心面对称设置。
优选的是，当人体以截石位仰卧在治疗床上时，所述发声面的第一区域发出的超声通过人体的腹部进入盆腔部；
当人体以截石位仰卧在治疗床上时，所述发声面的第二区域发出的超声通过人体的尾骨与耻骨联合间的区域进入盆腔部。
进一步优选的是，所述盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备还包括：
用于从所述发声面的第一区域中经人体的腹部向盆腔部发射成像超声以形成盆腔部图像的第一B超头；
和/或，
用于从所述发声面的第二区域中经人体的会阴部向盆腔部发射成像超声以形成盆腔部图像的第二B超头。
优选的是，所述治疗床与超声换能器为分体结构；
所述盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备还包括用于使治疗床与超声换能器接近或远离的运动单元。
优选的是，所述盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备还包括：
媒质容纳单元，用于在人体表面与发声面间保持传声媒质。
优选的是，所述盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备还包括：
驱动单元，用于驱动超声换能器相对于治疗床运动。
优选的是，所述盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备还包括：
用于形成盆腔部图像的成像单元。
优选的是，所述发声单元产生的超声的频率在0.4～1.5MHz，声功率在0～800W/cm2。
本发明的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备采用特定的“C形”
超声换能器，这样的超声换能器焦域接近球形，尺寸小，能量密度高，从而其治疗效果好，效率高，对正常组织的影响小，安全性好；而且，以上超声换能器产生的超声传播受骨骼等非均匀组织的影响小，同时，人体以特定体位仰卧在治疗床上并使盆腔部处于超声换能器的焦域附近，从而允许超声以声通道最大化的方式进入人体，由此，以上盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备可通过体外聚焦超声波的方式治疗盆腔中器官的疾病，这样其超声换能器的超声发射面(即发声面)的尺寸可更大，在单位面积发射的超声能量相同的情况下，可使超声进入人体的声窗面积更大，在焦域处获得的能量密度更高，从而改善治疗效果，提升治疗效率，提高治疗舒适性，增加操作方便性，降低对人体的伤害，提高治疗安全性。
本发明的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备适于治疗盆腔中器官的疾病，如治疗前列腺癌、前列腺增生、子宫肌瘤、子宫腺肌病、子宫颈癌、卵巢癌、直肠癌、结肠癌等，尤其适用于治疗前列腺疾病。
附图说明
图1为本发明的实施例的一种超声换能器的结构示意图；
图2为本发明的实施例的一种超声换能器中发声面的结构示意图；
图3为本发明的实施例的一种超声换能器中发声面沿平行于主球心面的方向的结构示意图；
图4为本发明的实施例的一种超声换能器中发声面沿垂直于主球心面的方向的结构示意图；
图5为本发明的实施例的一种超声换能器中发声面在平行于主球心面的截面中的结构示意图；
图6为本发明的实施例的一种盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备在分体时的侧视结构示意图；
图7为本发明的实施例的一种盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备在分体时的俯视结构示意图；
图8为本发明的实施例的一种盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备在组合时的侧视结构示意图；
图9为本发明的实施例的一种盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备在组合时的俯视结构示意图；
图10为本发明的实施例的一种盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备在组合时结合人体的侧视结构示意图；
图11为本发明的实施例的一种盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备在组合时结合人体的俯视结构示意图；
图12为本发明的实施例的一种盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备在自由声场中焦点处形成的空化区域的照片；
图13为本发明的实施例的一种盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备对离体牛肝进行超声辐照后形成的生物组织坏死区的照片；
图14为用本发明的实施例的一种盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备对盆骨中的离体牛肌肉进行超声辐照的试验装置图；
图15为用本发明的实施例的一种盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备对盆骨中的离体牛肌肉进行超声辐照处理时的B超图像；
图16为用本发明的实施例的一种盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备对盆骨中的离体牛肌肉组织进行超声辐照后形成的生物组织坏死区的照片；
其中，附图标记为：1、超声换能器；11、外壳；12、上盖；13、压电阵元；14、端盖；2、治疗床；3、发声面；31、第一缺口；32、第二缺口；33、第三缺口；35、第一区域；36、第二区域；41、第一B超头；42、第二B超头；91、第一平面；92、第二平面；99、主球心面。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
如图1至图16所示，本实施例提供一种盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备。
以上盆腔疾病体外聚焦超声治疗使用特定形式的超声换能器1，并使人体以特定体位仰卧，让盆腔部进入超声换能器1内，从而超声换能器1发出的超声可在人体盆腔部内特定位置处聚焦，以治疗盆腔中器官的疾病，如前列腺癌、前列腺增生、子宫肌瘤、子宫腺肌病、子宫颈癌、卵巢癌、直肠癌、结肠癌等，尤其适用于治疗前列腺疾病。
本实施例的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备包括超声换能器1、治疗床2，其中，
超声换能器1包括发声面3和用于产生超声波的发声单元；发声面3为具有第一缺口31、第二缺口32、第三缺口33的球面，其对应的球面直径在400～800mm，且球面的一个球心面为主球心面99，第一缺口31和第二缺口32分别位于垂直于主球心面99的直径与球面的两个相交处，第三缺口33连接第一缺口31和第二缺口32；在距离主球心面99两侧分别100～200mm的范围内，发声面3在与主球心面99平行的截面中为圆弧形，圆弧形的开口对应第三缺口33，圆弧形对应的圆心角大于180度且小于300度；发声面3具有反射超声的能力，且发声单元产生的超声波聚焦于发声面3对应的球心；
治疗床2用于供人体以截石位仰卧，当人体以截石位仰卧在治疗床2上时，发声面3对应的球心处位于人体的盆腔内，双腿分别通过第一缺口31和第二缺口32穿出发声面3外，躯干上部通过第三缺口33穿出发声面3外。
本实施例的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备具有超声换能器1，而超声换能器1具有发声单元，发声单元为可产生超声的器件，如为压电陶瓷或1-3型压电复合材料等。通过设计发声单元的形状、数量、位置等，可使其相当于从发声面3的各位置发出超声，且在每个位置发出的超声均沿发声面3在该位置的法线方向传播，而这些超声最终可在所需位置聚焦(包括直接聚焦或经反射后聚焦)。
具体的，如图1所示，发声面3可为具有预定形状的透声面，而发声单元(如压电阵元13)可设于发声面3后；或者，发声面3也可直接就是发声单元本身的发射面。
具体的，发声单元也可采用不同的形式。例如，发声单元可为多个设于发声面3不同位置的压电阵元13(如矩形的压电陶瓷片)，即多个压电阵元13“拼接”出发声面3；或者，发声单元也直接具有与发声面3相同的形状(如为异形的压电陶瓷片)。
当然，如图1所示，超声换能器1中除发声面3和发声单元，还可包括发声单元的驱动电路、封闭驱动电路和发声单元的壳体(外壳11、上盖12、下盖、端盖14等)等其它部件，在此不再详细描述。
不同于传统的球冠面式的发声面，本实施例的超声换能器1的发声面3相当于缺少了三个部分的球面，该球面的直径范围可在400～800mm，优选在420～600mm。
如图2至图4所示，以上发声面3缺少的两个部分(第一缺口31和第二缺口32)是球面在一个直径上两端处的部分，其中，与该直径垂直的球心面(即过球心的面)为主球心面99。而发声面3缺少的第三部分(第三缺口33)则为从侧面将以上第一缺口31和第二缺口32连接起来的部分。
也就是说，若以主球心面99所在平面为水平方向，以垂直于主球心面99的直径的方向为竖直方向，则对一个球面，可先将其在竖直方向上的顶端和底端各切掉一部分，之后将其侧面再切掉一部分，且该侧面被切掉的部分应将顶端和底端的切口连起来，则剩余的球面即为以上发声面3。
其中，在主球心面99两侧各100～200mm(优选在100～150mm，且两侧的距离可不同)的范围内，发声面3在平行于主球心面99的截面中被截出的形状为圆弧形，该圆弧形对应的圆心角大于180度且小于300度，优选大于200度且小于260度，其开口则对应以上第三缺口33。也就是说，至少在靠近主圆心面的部分范围内，以上第三缺口33将球面切掉的范围是受限的，而保留下来的部分对应的圆心角应在以上内。
进一步的，以上发声面3具有反射超声的能力，且在至少部分位置，以上第三缺口33只切掉“少于半个”球面，故如图5所示，从圆心角超出180度的圆弧部分发出的超声会被对面的发声面3反射回来，且该超出180度的圆弧部分也可反射对面的发声面3发射的超声，从而在部分区域(图5中画斜线的部分)内可使超声返回，形成驻波，改变超声的聚焦情况和焦域形态；同时，圆弧与开口对应的部分发出的超声不被反射，故圆弧这部分发出的超声仍为行波。
也就是说，本实施例的超声换能器1产生的超声实际是行波与驻波相结合的形式，由此其传播、聚焦等会发生改变。具体的，该超声换能器1可将原雪茄形焦域的长轴压缩，从而使焦域更接近于球形且尺寸变小，能量密度提高，改善治疗效果和效率，减小对正常组织的损伤，提高安全性。同时，该超声换能器1还可降低超声在人体内传播时组织的不均匀性以及骨性组织等对其聚焦的不利影响，减小焦域的偏移、畸变，利于焦域的准确定位。
优选的，第一缺口31和第二缺口32的边缘分别位于第一平面91和第二平面92中。更优选的，第一平面91与第二平面92均平行于主球心面99。
如图3所示，以上第一缺口31和第二缺口32优选是被平面所截去的球冠，更优选是被两个平行平面截去的球冠，即两个被截去的球冠的底面优选相互平行。由此，除去第一缺口31和第二缺口32后的球面相当于两个球台底面对接而得到的结构。当然，两个球台的底面均为主球心面99，且二者的高可不同。以上形式的发声面3形状与球台接近，比较规则，结构简单。
当然，如果以上第一缺口31和第二缺口32是由相互不平行的平面截去的，或者是由非平面的曲面截去的，也都是可行的。
更优选的，第一平面91与第二平面92间的距离在200～400mm，优选在200～300mm。
也就是说，第一缺口31与第二缺口32间的距离(即发声面3在竖直方向上的尺寸)优选处于以上范围内(当然发声面3对应的球面直径应比以上距离大)，这样的发声面3面积足够，可产生适于治疗的超声，同时其尺寸也不是太大，可允许人体双腿伸出。
更优选的，第一平面91与主球心面99间的距离等于第二平面92与主球心面99间的距离。
也就是说，第一缺口31和第二缺口32优选是由与球心距离相等的两个平面截得的，故它们尺寸相等且对称分布，这样有利于焦域的对称和人体双腿的放置。
当然，如果第一缺口31和第二缺口32与球心的距离不同，或者形状根本不同，也是可行的。
优选的，发声面3在任意平行于主球心面99的截面中均为圆弧形，圆弧形对应的圆心角大于180度且小于300度。
以上限定了至少在主球心面99附近，发声面3在平行于主球心面99的截面中为圆弧形，但作为更优选的方式，发声面3在任意平行于主球心面99的截面中均可为以上圆弧形，从而保证发声面3在竖直方向的各位置均可产生驻波。
当然，如果发声面3的部分位置在平行于主球心面99的截面中不是圆弧形(如为分开的两段圆弧)，也是可行的。
进一步优选的，发声面3在任意平行于主球心面99的截面中的圆弧形的开口朝向相同，且圆弧形对应的圆心角相等。
也就是说，在竖直方向的不同位置，以上第三缺口33优选朝向相同，且对应的圆心角也相同，即第三缺口33优选是由与主球心面99垂直的平面截得的。
如图4所示，从垂直于主球心面99的方向上看，以上发声面3是类似于“C形”的形状。
优选的，发声面3相对于主球心面99对称设置。
如图3所示，发声面3优选相对于主球心面99对称分布，即主球心面99两侧的发声面3的形式优选相同，这样，其形成的声场、焦域也是相对于主球心面99对称的，更加规则，易于控制。
如图6至图11所示，以上治疗床2则是用于在治疗时支撑人体的，具体的，人仰卧在治疗床2上，双腿抬起并向两侧分开，呈截石位。
由此，如图10、图11所示，若将超声换能器1的第三缺口33朝向治疗床2，而第一缺口31和第二缺口32分别朝向两侧设置，则当球心位置位于人体的盆腔内部时，人体躯干的上部可通过第三缺口33穿出发声面3外，同时，人的双腿也分别通过第一缺口31和第二缺口32伸出发声面3外。
可见，若要人体与超声换能器1间能呈现这样的姿势，则超声换能器1(发声面3)的尺寸、圆心角必须满足一定的要求，而以上对发声面3中参数的限定，则正好可使超声换能器1与人体相适配。
当然，为让人体以截石位躺在治疗床2上，则治疗床2上应具有靠椅、腿部支架等结构，在此不再详细描述。
当然，实际的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备中，超声换能器1不可能是悬空的，其中还应具有相应的壳体、支撑结构、驱动电路等，但为简明，这些结构均未在附图中示出。
本实施例的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备中采用特定的“C形”超声换能器1，这样的超声换能器1焦域接近球形，尺寸小，能量密度高，从而其治疗效果好，效率高，对正常组织的影响小，安全性好。
而且，以上超声换能器1产生的超声传播受骨骼等非均匀组织的影响小，同时，人体以特定的体位仰卧在治疗床2上并使盆腔内特定的组织器官处于超声换能器1的焦域附近，从而允许超声以声通道最大化的方式进入人体盆腔，便于对盆腔内特定组织器官上的特定病灶部位进行治疗。
由此，以上盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备可通过体外聚焦超声波的方式治疗盆腔中器官的疾病，这样其超声换能器的超声发射面(即发声面3)尺寸可更大，在单位面积发射的超声能量相同的情况下，可使超声进入人体的声窗面积更大，在焦域处获得的能量密度更高，从而改善治疗效果，提升治疗效率，提高治疗舒适性，增加操作方便性，降低对人体的伤害，提高治疗安全性。
优选的，治疗床2与超声换能器1为分体结构；盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备还包括用于使治疗床2与超声换能器1接近或远离的运动单元。
如图10、图11所示，按照以上的发声面3参数，当换能器发声面3对应的球心位于人体盆腔内时，人的腹部、背部与发声面3端部间的距离较小，故如果是治疗床2已定位在超声换能器1附近，则较难使会阴部从治疗床2与超声换能器1间的间隙进入。因此，如图6、图7所示，治疗床2与超声换能器1优选是分体的，且治疗床2可通过运动单元(如轮子、轨道等)接近或远离超声换能器1，这样，人体可在治疗床2远离超声换能器1时先以截石位在治疗床2上仰卧好，之后再使治疗床2靠近超声换能器1，带动会阴部穿过第三缺口33进入发声面3内，得到如图10、图11所示的结构。
优选的，当人体以截石位仰卧在治疗床2上时，发声面3的第一区域35发出的超声通过人体的腹部进入盆腔部；当人体以截石位仰卧在治疗床2上时，发声面3的第二区域发出的超声通过人体的尾骨与耻骨联合间的区域进入盆腔部。
人体盆腔部的大部分被盆骨包围，而骨骼对超声有较强的阻挡作用；相对的，腹部无骨骼，而尾骨与耻骨联合间的区域(包括会阴部、肛门等)处骨骼较少，故超声通过这两个位置进入盆腔所受的阻挡最小。因此，优选如图10所示，超声换能器1的发声面3中至少应具有第一区域35和第二区域36，而从这两个区域中发出的超声可分别通过腹部，以及尾骨与耻骨联合间的区域进入盆腔，实现声通道的最大化。
当然，发声面3也应具有位于第一区域35和第二区域36间的区域，且由于第一区域35和第二区域36间的圆心角通常不到150度，故如图10所示，实际的发声面3还应有超出第一区域35和第二区域36的部分，例如有对应骶骨的部分；最终，整个发声面3各位置发出的超声可共同形成更好的声场。
优选的，盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备还包括用于形成盆腔部图像的成像单元。
也就是说，盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备中还可包括用于形成盆腔部图像的成像单元(如B超、CT、MRI或它们的组合)，以在治疗前对病变位置进行定位，并在治疗中实时形成治疗部位周围的图像，以随时评价治疗效果，调整治疗方案。
具体的，盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备可包括：
用于从发声面3的第一区域35中经人体的腹部向盆腔部发射成像超声以形成盆腔部图像的第一B超头41；
和/或
用于从发声面3的第二区域36中经人体的会阴部向盆腔部发射成像超声以形成盆腔部图像的第二B超头42。
也就是说，可用B超形成盆腔部的图像以实现监控，而由于B超也是利用超声成像，故其也会受到骨骼的阻挡，因此，应如图10所示，将B超头也设于以上第一区域35和第二区域36中，以从这些位置避开骨骼获取图像，保证图像清晰，并尽量减少B超头对治疗超声的影响。具体的，第一B超头41设于第一区域35中并通过腹部发射超声成像，而第二B超头42则设于第二区域36的特定位置处，即通过会阴部(而不是肛门等位置)发射超声成像。
由于人体是以截石位仰卧的，故通常第一B超头41与竖直方向的夹角约在30度，而第二B超头42与竖直方向的夹角约在80度。
具体的，B超头可以是设于发声面3相应位置后，并通过非接触的方式进行成像；或者，也可如图10所示，B超头可凸出于发声面3并且可伸缩，从而可根据需要选择其中一个或两个B超头伸出并与人体接触，进行成像。
可见，针对本实施例的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，通过在特定位置设置B超头，可在尽量不对治疗超声造成影响的情况下，从最佳位置获得质量最好的超声图像；而且，以上B超头是设于发声面3(即超声换能器1)上的，故当超声换能器1运动时，其会随着超声换能器1一起运动，从而随时对准最佳的成像位置。
优选的，盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备还包括驱动单元，用于驱动超声换能器1相对于治疗床2运动。
可见，在治疗时需将超声焦域置于病变位置，而依据体型、疾病种类、治疗状况等的不同，准确的病变位置也是不同的，故在治疗过程中还需要对焦域位置进行实时调整。因此，可设置驱动单元驱动超声换能器1运动，进而带动焦域移动。
其中，以上运动可包括在三个相互垂直的轴向上的平移，这样的运动可使焦域也平移；或者，以上运动还可包括使超声换能器1沿不同轴向转动，从而使超声从不同方向进入人体。
优选的，盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备还包括媒质容纳单元，用于在人体表面与发声面3间保持传声媒质。
为降低超声在空气传播中的衰减，在超声换能器1的发声面3和人体之间可设置脱气水等传声媒质，为此，优选设置能容纳传声媒质(如脱气水)的媒质容纳单元，以使本实施例的超声换能器1的发声面3与超声需进入的人体表面间充满传声媒质，该媒质容纳单元可为水盆等形式，在此不再详细描述。
优选的，发声单元产生的超声的频率在0.4～1.5MHz，声功率在0～800W/cm2。
对于以上形式的超声换能器1，当其用于治疗盆腔中器官的疾病时，其发出的超声参数优选处于以上范围，以达到较好的治疗效果。
用本实施例的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备以200W的声功率向脱气水中发射超声，使焦域处的水空化，从第一缺口31处拍摄得到的空化处的照片如图12所示。可见，以上照片中的空化区域(即焦域)接近于圆形，尺寸为1.8mm*1.2mm，长宽比在3∶2，这表明，与传统行波聚焦超声换能器相比，本实施例的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备采用的聚焦超声换能器的焦域的长轴被明显压缩，由雪茄形变为近似球形，尺寸减小，能量密度提高且形状更规则。
用本实施例的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备以400W的声功率超声辐照处理离体牛肝2秒，如图13所示，深度80mm的靶区在短时间内即形成明显损伤，且损伤呈梭形，边界清晰，损伤范围尺寸在4.4mm*1.5mm，长宽比小于3∶1，低于传统聚焦超声换能器造成的损伤的长宽比(一般大于5∶1)，这也表明了本实施例的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备的焦域形状更为规则。
如图14所示，将盆骨置于盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备的超声换能器1内侧的预定位置处，使其模拟人体盆骨所处位置，之后将离体牛肌肉组织放在盆骨中，如图15所示，将焦域定位在相当于距人体直肠10mm处，模拟对前列腺的治疗过程，其中超声功率400W，靶区深度55mm，超声辐照时间2秒*5次。超声辐照后的牛肌肉组织如图16所示，可见其靶区损伤明显，边界清晰，包膜无损伤，未在模拟的直肠/前列腺界面形成损伤。这表明，本实施例的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备发出的超声受人体内的骨骼等非均匀组织的影响小，在面对实际人体环境时，仍可实现声通道的最大化，并形成尺寸小、形态优、位置准确的焦域，既达到良好的治疗效果和效率，又避免对正常组织的伤害。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (16)
1.一种盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，包括超声换能器、治疗床，其特征在于，
所述超声换能器包括发声面和用于产生超声波的发声单元；所述发声面为具有第一缺口、第二缺口、第三缺口的球面，其对应的球面直径在400～800mm，且球面的一个球心面为主球心面，所述第一缺口和第二缺口分别位于垂直于主球心面的直径与球面的两个相交处，所述第三缺口连接第一缺口和第二缺口；在距离主球心面两侧分别100～200mm的范围内，所述发声面在与主球心面平行的截面中为圆弧形，圆弧形的开口对应第三缺口，圆弧形对应的圆心角大于180度且小于300度；所述发声面具有反射超声的能力，且发声单元产生的超声波聚焦于发声面对应的球心；
治疗床用于供人体以截石位仰卧，当人体以截石位仰卧在治疗床上时，所述人体的盆腔部位于发声面对应的球心处，双腿分别通过所述第一缺口和第二缺口穿出发声面外，躯干上部通过所述第三缺口穿出发声面外。
2.如权利要求1所述的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，其特征在于，
所述第一缺口和第二缺口的边缘分别位于第一平面和第二平面中。
3.如权利要求2所述的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，其特征在于，
所述第一平面与第二平面均平行于所述主球心面。
4.如权利要求3所述的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，其特征在于，
所述第一平面与第二平面间的距离在200～400mm。
5.如权利要求3所述的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，其特征在于，
所述第一平面与主球心面间的距离等于所述第二平面与主球心面间的距离。
6.如权利要求1所述的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，其特征在于，
所述发声面对应的球面直径在420～600mm；
在距离主球心面两侧分别100～150mm的范围内，所述发声面在与主球心面平行的截面中的圆弧形对应的圆心角大于180度且小于300度。
7.如权利要求1所述的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，其特征在于，
所述发声面在任意平行于主球心面的截面中均为圆弧形，所述圆弧形对应的圆心角大于200度且小于260度。
8.如权利要求7所述的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，其特征在于，
所述发声面在任意平行于主球心面的截面中的圆弧形的开口朝向相同，且所述圆弧形对应的圆心角相等。
9.如权利要求1所述的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，其特征在于，
所述发声面相对于主球心面对称设置。
10.如权利要求1所述的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，其特征在于，
当人体以截石位仰卧在治疗床上时，所述发声面的第一区域发出的超声通过人体的腹部进入盆腔部；
当人体以截石位仰卧在治疗床上时，所述发声面的第二区域发出的超声通过人体的尾骨与耻骨联合间的区域进入盆腔部。
11.如权利要求10所述的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，其特征在于，还包括：
用于从所述发声面的第一区域中经人体的腹部向盆腔部发射成像超声以形成盆腔部图像的第一B超头；
和/或，
用于从所述发声面的第二区域中经人体的会阴部向盆腔部发射成像超声以形成盆腔部图像的第二B超头。
12.如权利要求1所述的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，其特征在于，
所述治疗床与超声换能器为分体结构；
所述盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备还包括用于使治疗床与超声换能器接近或远离的运动单元。
13.如权利要求1所述的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，其特征在于，还包括：
媒质容纳单元，用于在人体表面与发声面间保持传声媒质。
14.如权利要求1所述的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，其特征在于，还包括：
驱动单元，用于驱动超声换能器相对于治疗床运动。
15.如权利要求1所述的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，其特征在于，还包括：
用于形成盆腔部图像的成像单元。
16.如权利要求1所述的盆腔疾病体外聚焦超声治疗设备，其特征在于，
所述发声单元产生的超声的频率在0.4～1.5MHz，声功率在0～800W/cm2。
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