CN110465006A - 超声媒介液位控制装置、聚焦超声治疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超声媒介液位控制装置、聚焦超声治疗设备，属于高强度聚焦超声技术领域，其可解决现有的高强度聚焦超声对液态传导媒介需求量大，无法控制其高度的问题。本发明的超声媒介液位控制装置的负压腔的第一开口伸入容纳器中；超声换能器产生的超声声通道处于容纳器中；控制负压腔保持负压，从而将容纳器内的超声媒介抽至负压腔内淹没发声面顶部。相当于既满足超声换能器发生面顶部浸泡在的媒介中，使得其发出的超声波完全在媒介中传导，同时降低了对容纳器内的液位高度的要求，避免高液位给患者造成不适等负面影响。同时，该负压腔用于与人体接触的第一侧壁由柔性材料构成，不会令人感到不适。

Description

超声媒介液位控制装置、聚焦超声治疗设备

技术领域

本发明属于高强度聚焦超声的技术领域，具体涉及一种超声媒介液位控制装置、聚焦超声治疗设备。

背景技术

高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)技术通过将超声波聚焦，可以在病灶上形成高强度、连续超声能量，从而产生瞬态高温效应、空化效应、机械效应和声化效应，使细胞膜、核膜破裂，使蛋白质凝固，选择性地使病灶组织凝固性坏死，使病灶失去增殖、浸润和转移的能力。高强度聚焦超声治疗技术作为一种治疗肿瘤和其他疾病的新技术已经得到临床的认可，在临床上广泛应用于多种肿瘤和非肿瘤疾病的治疗。

在使用高强度聚焦超声的设备对患者进行治疗时，超声换能器发出超声波聚焦至病灶部位进行治疗，由于超声波的传导受媒介影响较大，一般超声波不能在空气中传导，通常高强度聚焦超声治疗设备通常采用液体(例如水)作为治疗超声的传导媒介，为了保证治疗超声的聚焦特性，超声换能器的声发生面需完全浸泡在水中。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：受某些治疗体位以及超声换能器的结构、形状、尺寸等限制条件的影响，超声换能器的声发生面若要完全浸泡在水中，就会对整体的水位要求非常高，造成水量需求过大、患者不适应高水压等负面影响。而且在治疗过程中，为达到对病患组织的消融效果，超声换能器通常会上下移动，此时又会带来所需水位高度的变化，大量水的注入或抽出不仅浪费时间，也会造成水的浪费。

发明内容

本发明针对现有的高强度聚焦超声对液态传导媒介需求量大，无法实时控制其高度的问题，提供一种超声媒介液位控制装置、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：

一种超声媒介液位控制装置，包括：

可保持负压的负压腔，所述负压腔的底部设有第一开口，所述第一开口用于供超声换能器的至少部分声发生面进出负压腔；所述负压腔具有侧壁，且其中部分侧壁用于与人体接触，该侧壁为第一侧壁，所述第一侧壁由柔性材料构成；

连通至所述负压腔顶部的压力控制部件，用于控制负压腔内的气压。

可选的是，所述第一侧壁呈波浪式折叠。

可选的是，所述第一侧壁沿高度方向的中部设有支撑条。

可选的是，与所述第一侧壁相邻的两侧壁由柔性材料构成。

可选的是，所述第一侧壁和相邻的两侧壁沿高度方向的中部均设有支撑条，与第一侧壁相邻的两侧壁的底部设有弹性条。

可选的是，所述第一侧壁包括内壁和外壁，所述内壁和外壁均由柔性材料构成，所述内壁与外壁之间可形成封闭空间，内壁与外壁的至少部分位置处设有可闭合的通道，用于向所述封闭空间内注入超声媒介。

可选的是，所述超声媒介液位控制装置还包括升降部件，所述升降部件与第一侧壁的底端连接，用于控制所述第一侧壁的底端与顶端之间的有效距离。

可选的是，所述升降部件包括升降线和摆动杆，

所述升降线的第一端连接第一侧壁的底端，所述升降线的第二端连接摆动杆的第一端；

所述摆动杆的第二端用于转动连接至负压腔外，所述摆动杆的第一端能以摆动杆的第二端为轴上下摆动。

可选的是，所述升降部件还包括：

凸块，所述凸块具有第一倾斜面和第二倾斜面，所述第一倾斜面与第二倾斜面相交至凸点，如凸点朝向上方；

连接杆，所述连接杆的第一端固接至摆动杆的第一端，所述连接杆的第二端设有滑轮；

其中，在所述凸块由远到近逐渐靠近第一侧壁时，所述滑轮可沿凸块的第一倾斜面升高至凸点后沿第二倾斜面下滑。

本发明还提供一种聚焦超声治疗设备，包括：

超声换能器；

以及上述的超声媒介液位控制装置；

聚焦超声治疗设备中能形成用于容纳超声媒介的容纳器，所述容纳器上方具有第二开口；

其中，所述超声媒介液位控制装置的负压腔设于所述容纳器上方，且负压腔下部的第一开口可通过容纳器的第二开口伸入容纳器中；

所述超声换能器的至少部分发声面可进入负压腔中，且其产生的超声声通道的至少一部分处于所述容纳器中。

可选的是，所述超声换能器和负压腔设于固定部分上，所述聚焦超声治疗设备还包括：

用于支撑人体的、可移动的、可与固定部分对接的转移车，当转移车与固定部分对接后，二者能共同形成容纳器；

所述负压腔朝向固定部分用于进行对接的一侧的侧面为第一侧面。

可选的是，所述凸块固定设于转移车上；

其中，在所述凸块随转移车由远到近逐渐靠近侧壁时，所述滑轮可沿凸块的第一倾斜面升高至凸点后沿第二倾斜面下滑。

本发明的超声媒介液位控制装置使用时，将负压腔的下部的第一开口通过容纳器的第二开口伸入容纳器中；超声换能器的至少部分声发生面设于所述负压腔中，且使其产生的超声声通道的至少一部分处于所述容纳器中，所述容纳器中容纳有至少淹没第一开口的超声媒介；采用压力控制部件对负压腔抽气，使得负压腔保持负压，从而将容纳器内的超声媒介抽至负压腔内淹没发声面顶部。相当于通过改变负压腔内的气压，使得负压腔内液位高度高于容纳器内的液位高度，这样既能满足负压腔内超声换能器发生面顶部浸泡在的媒介中，使得其发出的超声波完全在媒介中传导，同时降低了对容纳器内的液位高度的要求，避免高液位给患者造成不适等负面影响。其用于与人体接触的第一侧壁由柔性材料构成，这样柔性材料构成的第一侧壁不会压迫人体，不会令人感到不适。

附图说明

图1为本发明的实施例1的超声媒介液位控制装置的结构示意图；

图2、图3、图4为本发明的实施例2的超声媒介液位控制装置的结构示意图；

图5、图6、图7、图8为本发明的实施例3的超声媒介液位控制装置的结构示意图；

图9为本发明的实施例4的一种聚焦超声治疗设备的结构示意图；

图10为本发明的实施例4的另一种聚焦超声治疗设备的结构示意图；

其中，附图标记为：1、负压腔；10、第一侧壁；11、第一开口；12、内壁；13、外壁；14、支撑条；15、弹性条；16、通道；17、顶部；2、压力控制部件；3、超声换能器；4、超声媒介；5、容纳器；52、第二开口；6、升降部件；61、升降线；62、摆动杆；63、凸块；64、连接杆；65、滑轮；7、固定部分；8、人体；9、转移车。

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：

本实施例提供一种超声媒介液位控制装置，如图1所示，其包括可保持负压的负压腔1和压力控制部件2，其中，负压腔1的底部设有第一开口11，第一开口11用于供超声换能器3的至少部分声发生面进出负压腔1；负压腔1具有侧壁，且其中部分侧壁用于与人体接触，该侧壁为第一侧壁10，第一侧壁10由柔性材料构成；压力控制部件2与负压腔1的顶部17连通，用于控制负压腔1内的气压。

本实施例的超声媒介液位控制装置使用时，将负压腔1的下部的第一开口11通过容纳器5的第二开口52伸入容纳器5中；超声换能器3的至少部分声发生面设于负压腔1内，且使其产生的超声声通道的至少一部分处于容纳器5中，容纳器5容纳有至少淹没第一开口11的超声媒介4；采用压力控制部件2对负压腔1抽气，使得负压腔1保持负压，从而将容纳器5内的超声媒介4抽至负压腔1内淹没发声面顶部。相当于通过降低负压腔1内的气压，使得负压腔1内液位高度高于容纳器5内的液位高度，这样既能满足负压腔1内超声换能器3发生面顶部浸泡在媒介中，使得其发出的超声波完全在媒介中传导，同时降低了对容纳器5内的液位高度的要求。本实施例中用于与人体接触的第一侧壁10由柔性材料构成，这样柔性材料构成的第一侧壁10不会压迫人体，不会令人感到不适。

实施例2：

本实施例提供一种超声媒介液位控制装置，如图2所示，其包括可保持负压的负压腔1和压力控制部件2，其中，负压腔1的底部设有第一开口11，第一开口11用于供超声换能器3的至少部分声发生面进出负压腔1；负压腔1具有侧壁，且其中部分侧壁用于与人体接触，该侧壁为第一侧壁10，第一侧壁10由柔性材料构成，且第一侧壁10呈波浪式折叠；压力控制部件2与负压腔1的顶部17连通，用于控制负压腔1内的气压。

本实施例中第一侧壁10由波浪式折叠的柔性材料构成，在此不限定柔性材料的具体材质，例如其可以由橡胶材料构成。具体的该负压腔1在使用时，可先将波浪式折叠的第一侧壁10的底部向上抬，这样在后续人体逐渐进入聚焦超声治疗设备内的过程中，一方面减少第一侧壁10与人体的碰触，另一方面避免人体将柔性的第一侧壁10带入声场中，避免柔性的第一侧壁10对超声产生不良影响。由于在使用时，负压腔1底部的第一开口11通常需要被容纳器5内的超声媒介4淹没，若是手动抬升第一侧壁10的底部，不可避免的需要深入超声媒介4中，不便于操作。

作为本实施例一种可选方案，超声媒介液位控制装置还包括升降部件6，该升降部件6与第一侧壁10的底端连接，用于控制第一侧壁10的底端与顶端之间的有效距离。

也就是说，在此设置一种可以控制第一侧壁10向上抬或回落的部件，这样可以在超声媒介液位控制装置的外部对第一侧壁10的底端的水平高度进行升或降控制，便于控制，利于操作。

在一个实施例中，如图3所示，升降部件6包括升降线61和摆动杆62，升降线61的第一端连接第一侧壁10的底端，升降线61的第二端连接摆动杆62的第一端；摆动杆62的第二端用于转动连接至负压腔1外，摆动杆62的第一端能以摆动杆62的第二端为轴上下摆动。

这样在抬升第一侧壁10时，可以简单的使摆动杆62的第一端以摆动杆62的第二端为轴向上摆动，从而带动摆动杆62的第一端的升降线61拉动第一侧壁10的底端向上。具体的，还可以根据需要在摆动杆62的第二端的位置处设置限位块，以限制摆动角度。

在另一个实施例中，如图4所示，升降部件6还包括凸块63和连接杆64，凸块63具有第一倾斜面和第二倾斜面，第一倾斜面与第二倾斜面相交至凸点，如凸点朝向上方；连接杆64的第一端固接至摆动杆62的第一端，连接杆64的第二端设有滑轮65；其中，在凸块63由远到近逐渐靠近第一侧壁10时，滑轮65可沿凸块63的第一倾斜面升高至凸点后沿第二倾斜面下滑。

本实施例中在凸块63逐渐靠近第一侧壁10过程中，滑轮65先沿着第一倾斜面升高至凸点，这样相当于摆动杆62的第一端以摆动杆62的第二端为轴向上摆动，与此同时摆动杆62的第一端的升降线61拉动第一侧壁10的底端向上。之后滑轮65沿第二倾斜面下滑相当于摆动杆62的第一端以摆动杆62的第二端为轴向下摆动，与此同时摆动杆62的第一端的升降线61松开对第一侧壁10的底端的拉动，在重力作用下，第一侧壁10的底端回落至初始状态。

需要说明的是，连接杆64可与摆动杆62之间呈一定角度，附图4中示出二者角度为90°，可以理解的是，其具体角度可以根据需要进行调整；此外，凸块63可以设置在可相对第一侧壁10移动的部件上，以使其由远到近逐渐靠近第一侧壁10，凸块63的第一倾斜面与第二倾斜面的具体的倾斜角度，以及凸点至凸块63的地面的距离可以根据实际使用情况进行设置和改变。

实施例3：

本实施例提供一种超声媒介液位控制装置，其具有与实施例2的超声媒介液位控制装置类似的结构，其与实施例2的区别在于，如图5-8所示，第一侧壁10包括内壁12和外壁13，内壁12和外壁13均由柔性材料构成，内壁12与外壁13之间可形成封闭空间，内壁12与外壁13的至少部分位置处设有可闭合的通道16，用于向封闭空间内注入超声媒介4。

本实施例中第一侧壁10由较薄的内外两层柔性材料构成，例如其可以由透声的柔韧性较好的塑料构成，其中，内壁12与外壁13之间可形成空腔，用于填充超声媒介4。由于塑料自身较轻较软，在此将其设计为双层，通过在二者形成的封闭空间内填充超声媒介4，以避免在压力控制部件2抽气时，第一侧壁10被吸动，无法维持负压腔1形状。

本实施例的超声媒介液位控制装置使用时，如图6所示，可以先在内壁12与外壁13形成的封闭空间中注入超声媒介4，使得内壁12与外壁13形成的第一侧壁10具有一定形状，然后再采用压力控制部件2，由负压腔1的顶部17进行抽气，使得负压腔1保持负压，从而将容纳器5内的超声媒介4抽至负压腔1内淹没发声面顶部。

作为本实施例的一种可选方案，如图7所示，第一侧壁10沿高度方向的中部设有支撑条14。

具体的，支撑条14可以设于内壁12远离外壁13的一侧，也就是说，支撑条14的作用是：由内向外支撑第一侧壁10。在此不限定支撑条14的具体形状或具体材质，例如，其可以是由金属构成，将第一侧壁10的中部撑起。在此也不限定支撑条14的数量或尺寸，可以根据负压腔1的尺寸大小进行调整和改变。

在一个实施例中，与第一侧壁10相邻的两侧壁由柔性材料构成。

本实施例中负压腔1具有多个侧壁，其中，用于与人体接触的第一侧壁10以及与第一侧壁10相邻的两侧壁均由柔性材料构成，这样负压腔1的多个侧壁均为柔性，其应用更方便。

为了进一步使得负压腔1维持负压空间，如图6-8所示，在第一侧壁10和相邻的两侧壁沿高度方向的中部均设有支撑条14，与第一侧壁10相邻的两侧壁的底部设有弹性条15。

也就是说，在柔性侧壁内均设置支撑条14从而达到由内向外支撑侧壁的目的。参见附图6-8，其中，图8为图6的左视图，当内壁12与外壁13形成的封闭空间中注入超声媒介4后，二者鼓起，支撑条14的支撑，使得柔性的侧壁保持腔室形状。与此同时，底部的弹性条15可以带动负压腔1的底面收缩，一方面使得底部配合性的随侧壁的形变而形变；另一方面，还相当于缩小了第一开口11，使得第一开口11仅容纳超声换能器3的上部通过，利于后续的负压腔1的抽气操作、及保持负压状态。

可以理解的是，本实施例中可以采用实施例2中的升降部件，控制第一侧壁的底端的水平高度，其进行升或降具体控制方式在此不再赘述。

实施例4：

本实施例提供一种聚焦超声治疗设备，如图9、图10所示，包括超声换能器3、以及上述实施例的超声媒介液位控制装置，该聚焦超声治疗设备中能形成用于容纳超声媒介的容纳器5，容纳器5上方具有第二开口52；其中，所述超声媒介液位控制装置的负压腔1设于所述容纳器5上方，且负压腔1下部的第一开口11可通过容纳器5的第二开口52伸入容纳器5中；超声换能器3的至少部分发声面可进入负压腔1中，且其产生的超声声场的至少一部分能处于所述容纳器5中。

在一个具体实施例中，如图9所示，选用实施例2所述的超声媒介液位控制装置，超声换能器3和负压腔1设于固定部分7上，聚焦超声治疗设备还包括用于支撑人体8的、可移动的、可与固定部分7对接的转移车9，当转移车9与固定部分7对接后，二者能共同形成容纳器5；负压腔1朝向固定部分7用于进行对接的一侧的侧面为第一侧面。

本实施例的聚焦超声治疗设备使用时，先将转移车9推向固定部分7，当转移车9与固定部分7对接后，二者共同形成容纳器5；然后向内壁12与外壁13形成的封闭空间中注入超声媒介4，使得内壁12与外壁13形成的第一侧壁10具有一定形状，之后再采用压力控制部件2，由负压腔1的顶部17进行抽气，使得负压腔1保持负压，从而将容纳器5内的超声媒介4抽至负压腔1内淹没发声面顶部，再进行后续的超声治疗。

在另一个具体实施例中，如图10所示，选用实施例3所述的超声媒介液位控制装置，且凸块63固定设于转移车9上；在凸块63随转移车9由远到近逐渐靠近侧壁时，滑轮65可沿凸块63的第一倾斜面升高至凸点后沿第二倾斜面下滑。

本实施例的聚焦超声治疗设备使用时，先将转移车9推向固定部分7，当转移车9与固定部分7对接后，二者共同形成容纳器5；其中，在转移车9与固定部分7对接过程中，滑轮65先沿着第一倾斜面升高至凸点，这样相当于摆动杆62的第一端以摆动杆62的第二端为轴向上摆动，与此同时摆动杆62的第一端的升降线61拉动第一侧壁10的底端向上。之后滑轮65沿第二倾斜面下滑相当于摆动杆62的第一端以摆动杆62的第二端为轴向下摆动，与此同时摆动杆62的第一端的升降线61松开对第一侧壁10的底端的拉动，在重力作用下，第一侧壁10的底端回落至初始状态，期间柔性材料构成的第一侧壁10不会压迫人体8，不会令人感到不适。对接完成后采用压力控制部件2对负压腔1抽气，使得负压腔1保持负压，从而将容纳器5内的超声媒介4抽至负压腔1内淹没发声面顶部，之后进行后续的超声治疗。

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 (12)

1.一种超声媒介液位控制装置，其特征在于，包括：

可保持负压的负压腔，所述负压腔的底部设有第一开口，所述第一开口用于供超声换能器的至少部分声发生面进出负压腔；所述负压腔具有侧壁，且其中部分侧壁用于与人体接触，该侧壁为第一侧壁，所述第一侧壁由柔性材料构成；

连通至所述负压腔顶部的压力控制部件，用于控制负压腔内的气压。

2.根据权利要求1所述的超声媒介液位控制装置，其特征在于，所述第一侧壁呈波浪式折叠。

3.根据权利要求1所述的超声媒介液位控制装置，其特征在于，所述第一侧壁沿高度方向的中部设有支撑条。

4.根据权利要求1所述的超声媒介液位控制装置，其特征在于，与所述第一侧壁相邻的两侧壁由柔性材料构成。

5.根据权利要求4所述的超声媒介液位控制装置，其特征在于，所述第一侧壁和相邻的两侧壁沿高度方向的中部均设有支撑条，与第一侧壁相邻的两侧壁的底部设有弹性条。

6.根据权利要求1所述的超声媒介液位控制装置，其特征在于，所述第一侧壁包括内壁和外壁，所述内壁和外壁均由柔性材料构成，所述内壁与外壁之间可形成封闭空间，内壁与外壁的至少部分位置处设有可闭合的通道，用于向所述封闭空间内注入超声媒介。

7.根据权利要求1所述的超声媒介液位控制装置，其特征在于，所述超声媒介液位控制装置还包括升降部件，所述升降部件与第一侧壁的底端连接，用于控制所述第一侧壁的底端与顶端之间的有效距离。

8.根据权利要求7所述的超声媒介液位控制装置，其特征在于，所述升降部件包括升降线和摆动杆，

所述升降线的第一端连接第一侧壁的底端，所述升降线的第二端连接摆动杆的第一端；

所述摆动杆的第二端用于转动连接至负压腔外，所述摆动杆的第一端能以摆动杆的第二端为轴上下摆动。

9.根据权利要求7所述的超声媒介液位控制装置，其特征在于，所述升降部件还包括：

凸块，所述凸块具有第一倾斜面和第二倾斜面，所述第一倾斜面与第二倾斜面相交至凸点，如凸点朝向上方；

连接杆，所述连接杆的第一端固接至摆动杆的第一端，所述连接杆的第二端设有滑轮；

其中，在所述凸块由远到近逐渐靠近第一侧壁时，所述滑轮可沿凸块的第一倾斜面升高至凸点后沿第二倾斜面下滑。

10.一种聚焦超声治疗设备，其特征在于，包括：

超声换能器；

以及权利要求1-9任一项所述的超声媒介液位控制装置；

聚焦超声治疗设备中能形成用于容纳超声媒介的容纳器，所述容纳器上方具有第二开口；

其中，所述超声媒介液位控制装置的负压腔设于所述容纳器上方，且负压腔下部的第一开口可通过容纳器的第二开口伸入容纳器中；

所述超声换能器的至少部分发声面可进入负压腔中，且其产生的超声声通道的至少一部分处于所述容纳器中。

11.根据权利要求10所述的聚焦超声治疗设备，其特征在于，所述超声换能器和负压腔设于固定部分上，所述聚焦超声治疗设备还包括：

用于支撑人体的、可移动的、可与固定部分对接的转移车，当转移车与固定部分对接后，二者能共同形成容纳器；

所述负压腔朝向固定部分用于进行对接的一侧的侧面为第一侧面。

12.根据权利要求11所述的聚焦超声治疗设备，其特征在于，所述媒介液位控制装置为权利要求9所述的液位控制装置；其中，所述凸块固定设于转移车上；

其中，在所述凸块随转移车由远到近逐渐靠近侧壁时，所述滑轮可沿凸块的第一倾斜面升高至凸点后沿第二倾斜面下滑。