CN110478631A - 一种超声治疗装置、方法及数据处理装置 - Google Patents

Abstract

本申请适用于神经调控技术领域，提供了一种超声治疗装置、方法及数据处理装置。本申请实施例通过产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号；根据电脉冲信号产生预设聚焦范围和预设频率范围的超声波并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗；通过采集大脑的特定功能区的脑电波信号，对脑电波信号进行分析，并在脑电波信号发生异常时调整特定脉冲波形的参数，以使脑电波信号恢复正常，可以利用超声波实现脑神经调控作用，根据脑电波信号的变化实时监控超声治疗的效果并反馈调整超声波的参数，无需进行开颅手术，可以实现对神经系统疾病的无创治疗，并且操作过程简单。

Description

一种超声治疗装置、方法及数据处理装置

技术领域

本申请属于神经调控技术领域，尤其涉及一种超声治疗装置、方法及数据处理装置。

背景技术

神经调控技术是推动神经科学发展的重要工具，其中，深部脑电刺激(Deep BrainStimulation，DBS)、经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulatioin，tDCS)、经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation，TMS)和迷走神经刺激等神经调控技术已在治疗帕金森疾病方面得到应用。深部脑电刺激是将电极植入脑内的丘脑底核、苍白球内侧和丘脑等区域，通过可控的高频电流刺激改善靶点核团的异常神经功能，达到有效干预和治疗疾病的目的，该方法已经被批准用于临床帕金森的治疗。经颅直流电刺激和经颅磁刺激等技术是无创的神经系统异常检测和治疗技术。经颅直流电刺激通过两个贴于头皮的电极片向颅内特定区域输入恒定电流，通过改变大脑皮层神经元膜电位的去极化或超极化方向，来改变自发神经活动的皮质兴奋性。经颅磁刺激是由放置于头皮上的磁性线圈产生垂直于线圈平面的磁场域，几乎无衰减地通过头皮和颅骨，到达大脑的神经核团并产生感应电流，使神经细胞去极化并产生诱发电位。通过单脉冲、双脉冲和重复经颅磁刺激等模式，调控神经细胞的兴奋或抑制特性，从而调节皮层的功能。

然而，尽管上述神经调控技术的临床或科学实验效果已得到证实，但仍存在多方面的局限性和技术挑战。例如，深部脑电刺激是有创技术，临床通过开颅手术将1～2根电极植入深脑组织对核团进行刺激会对脑组织和神经环路造成永久的创伤，靶点无法更换、难以实现更多部位核团的刺激，而且刺激参数的设定凭借操作者的经验，不能根据病人病情的变化及时调整刺激参数。经颅直流电刺激和经颅磁刺激只作用在患者运动皮层，不具有穿透颅骨深入刺激核团的能力。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种超声治疗装置、方法及数据处理装置，以解决现有技术中深部脑电刺激会对脑组织和神经环路造成永久的创伤，靶点无法更换、难以实现更多部位核团的刺激，而且刺激参数的设定凭借操作者的经验，不能根据病人病情的变化及时调整刺激参数，以及经颅直流电刺激和经颅磁刺激只作用在患者运动皮层，不具有穿透颅骨深入刺激核团的能力的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种超声治疗装置，包括：

超声相控阵模块，用于产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号；

超声波换能器模块，与所述超声相控阵模块电连接，用于将所述电脉冲信号转换为具有预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗；

脑电波信号采集模块，用于采集所述大脑的特定功能区的脑电波信号；

数据处理模块，与所述超声相控阵模块、所述超声波换能器模块和所述脑电波信号采集模块电连接，用于对所述脑电波信号进行分析，并在所述脑电波信号发生异常时发出波形调整指令至所述超声相控阵模块；

所述超声相控阵模块还用于根据所述波形调整指令调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述脑电波信号恢复正常。

本申请实施例的第二方面提供了一种超声治疗方法，包括：

产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号；

将所述电脉冲信号转换为具有预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗；

采集所述大脑的特定功能区的脑电波信号；

对所述脑电波信号进行分析，并在所述脑电波信号发生异常时调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述脑电波信号恢复正常。

本申请实施例的第三方面提供了一种数据处理装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本申请实施例的第二方面所述超声治疗方法的步骤。

本申请实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本申请实施例的第二方面所述超声治疗方法的步骤。

本申请实施例通过提供一种包括超声相控阵模块、超声波换能器模块、脑电波信号采集模块和数据处理模块的超声治疗装置，通过超声相控阵模块产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号；通过超声波换能器模块根据电脉冲信号产生预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗；通过脑电波信号采集模块采集大脑的特定功能区的脑电波信号；通过数据处理模块对脑电波信号进行分析，并在脑电波信号发生异常时发出波形调整指令至超声相控阵模块；通过超声相控阵模块根据波形调整指令调整特定脉冲波形的参数，以使脑电波信号恢复正常，可以利用超声波实现脑神经调控作用，通过采集脑电波信号并进行分析，可以根据脑电波信号的变化实时监控超声治疗的效果，还可以根据脑电波信号的变化反馈调整超声波的参数，无需进行开颅手术，可以实现对神经系统疾病的无创治疗，并且操作过程简单。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的超声治疗装置的一种结构示意图；

图2是本申请实施例提供的超声治疗装置的另一种结构示意图；

图3是本申请实施例提供的特定脉冲波形的示意图；

图4是本申请实施例提供的超声治疗方法的一种流程示意图；

图5是本申请实施例提供的超声治疗方法的另一种流程示意图；

图6是本申请实施例提供的超声治疗方法的又一种流程示意图；

图7是本申请实施例提供的数据处理装置的结构示意图。

实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

如图1所示，本申请实施例提供一种超声治疗装置100，可发射超声波对神经系统疾病(例如，帕金森病)进行无创治疗，超声治疗装置100包括超声相控阵模块10、超声波换能器模块20、脑电波信号采集模块30和数据处理模块40，超声相控阵模块10、超声波换能器模块20和脑电波信号采集模块30分别与数据处理模块40电连接，超声相控阵模块10还与超声波换能器模块20电连接。

在本实施例中，超声相控阵模块10，用于产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号。

在应用中，超声相控阵模块基于超声相控阵技术实现。例如，超声相控阵模块可以包括但不限于信号发射电路、功率放大电路、电子相控电路和阻抗匹配电路。

如图2所示，在一个实施例中，超声相控阵模块10包括：

信号发射电路11，用于产生特定脉冲波形的电脉冲信号；

功率放大电路12，与信号发射电路11电连接，用于对特定脉冲波形的电脉冲信号进行功率放大；

电子相控电路13，与数据处理模块40、信号发射电路11和功率放大电路12电连接，用于将进行功率放大之后的电脉冲信号处理为具有预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号，还用于根据波形调整指令控制信号发射电路11调整特定脉冲波形的参数；

阻抗匹配电路14，与超声波换能器模块20和电子相控电路13电连接，用于与超声波换能器模块20进行阻抗匹配，触发超声波换能器模块20将电脉冲信号转换为具有预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区。

在应用中，特定脉冲波形的参数包括脉冲强度、脉冲频率、脉冲重复频率、脉冲幅度、脉冲宽度(或脉冲长度)、脉冲持续时间和占空比(或脉冲间隔)。可以根据不同参数的特定脉冲波形对大脑的特定功能区的兴奋性和抑制性作用，设定特定脉冲波形的参数的初始值。

在应用中，预设深度可以根据大脑的中需要进行干预和治疗的特定功能区的深度进行设置。预设深度与需要进行干预和治疗的特定功能区的深度相等。

在一个实施例中，所述预设深度小于或等于15cm。

在应用中，预设数量可以根据大脑的中需要进行干预和治疗的特定功能区的数量进行设置。预设数量小于或等于需要进行干预和治疗的特定功能区的数量，当预设数量等于需要进行干预和治疗的特定功能区的数量时，由电脉冲信号转换得到的超声波可以在每个特定功能区位置处形成一个聚焦焦点，从而实现对所有特定功能区的同时干预和治疗；当预设数量小于需要进行干预和治疗的特定功能区的数量时，超声波可以在分别在预设数量个特定功能区中的每个特定功能区位置处形成一个聚焦焦点，从而实现对预设数量个特定功能区的同时干预和治疗，完成对预设数量个特定功能区的干预和治疗之后，可以将超声波聚焦到预设数量个其他特定功能区进行干预和治疗，如此，可以实现对所有特定功能区的分批干预和治疗。

在本实施例中，超声波换能器模块20，用于将电脉冲信号转换为具有预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗。

在应用中，超声波换能器模块包括与超声相控阵模块配套的超声波换能器，例如，超声波换能器模块可以包括双模或多模超声波换能器，双模或多模超声波换能器包括两个或多个多阵元相控阵探头，超声波换能器的模数指的是其相控阵探头的数量，多阵元相控阵探头的阵元数量为多个，多阵元相控阵探头的多个阵元可以规则分布排列成一维线形阵、二维矩形阵、一维环形阵、二维圆形阵或二维扇形阵等，还可以排列成三维U型阵或任意自由曲面阵。

如图2所示，在一个实施例中，超声波换能器模块20包括N模超声波换能器21，N模超声波换能器21包括N个多阵元相控阵探头；

其中，N≥2且为整数。

在应用中，预设聚焦范围可以根据大脑的中需要进行干预和治疗的特定功能区的面积进行设置。预设聚焦范围小于或等于需要进行干预和治疗的特定功能区的面积。预设频率范围可以设定在能够对需要进行干预和治疗的特定功能区产生兴奋性或抑制性作用，但是不对特定功能区产生伤害的频率范围内。

在一个实施例中，所述预设聚焦范围为(0mm，5mm]，所述预设频率范围为30KHz～5MHz。

在本实施例中，脑电波信号采集模块30，用于采集大脑的特定功能区的脑电波信号。

在应用中，脑电波信号采集模块包括若干电极和脑电波信号采集卡，若干电极设置在与大脑的特定功能区对应的头皮区域，脑电波信号采集卡通过若干电极采集特定功能区的脑电波信号。脑电波信号采集模块可以设置于一个头戴式支架，或者，若干电极设置于一个头戴式支架，便于在用户头部戴有该头戴式支架时，通过电极采集用户的脑电波信号。

如图2所示，在一个实施例中，脑电波信号采集模块30包括：

若干电极31，用于设置在与大脑的特定功能区对应的头皮区域；

脑电波信号采集卡32，与电极和数据处理模块电连接，用于通过若干电极31采集大脑的特定功能区的脑电波信号并发送至数据处理模块40。

在应用中，若干电极的具体数量大于或等于需要采集脑电波信号的特定功能区的数量，可以通过一个或一个以上的电极采集一个特定功能区的脑电波信号。

在本实施例中，数据处理模块40，与超声相控阵模块10、超声波换能器模块20和脑电波信号采集模块30电连接，用于对脑电波信号进行分析，并在脑电波信号发生异常时发出波形调整指令至超声相控阵模块10；

超声相控阵模块10还用于根据波形调整指令调整特定脉冲波形的参数，以使脑电波信号恢复正常。

在应用中，数据处理模块可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。数据处理模块还可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备，当计算设备不具备显示屏时，计算设备还可以电连接显示器，以通过显示器显示脑电波信号的分析结果以及超声相控阵模块、超声波换能器模块和脑电波信号采集模块的工作状态参数，例如，电脉冲信号的特定脉冲波形的参数、预设深度、预设数量，超声波的预设聚焦范围和预设频率范围等。计算设备还可以电连接人机交互设备，以使得用户可以通过人机交互设备对超声相控阵模块、超声波换能器模块和脑电波信号采集模块的工作状态及工作状态参数进行设定，工作状态包括开关机状态、待机状态、工作时长、单次治疗总时间等。在对大脑的特定功能区进行单次治疗的过程中，超声相控阵模块产生电脉冲信号的总时长和超声波换能器发射超声波的总时长等于单次治疗总时间。

如图3所示，示例性的示出了特定脉冲波形的示意图。

在应用中，数据处理模块通过在发射超声波对神经系统疾病进行干预和治疗的过程中，对脑电波信号进行分析，可以根据脑电波信号获知干预和治疗效果，实现对干预和治疗效果的实时监控，从而可以在脑电波信号发生异常时，发出波形调整指令至超声相控阵模块，及时调整特定脉冲波形的参数，以使脑电波信号恢复正常。若一次调整无法使脑电波信号恢复正常，则可以根据实时监控结果，反复调整特定脉冲波形的参数，直到脑电波信号恢复正常时为止。

在一个实施例中，所述特定脉冲波形的参数包括脉冲重复频率或占空比。

在应用中，本实施例中需要调整的特定波形的参数仅包括脉冲重复频率或占空比。

在一个实施例中，大脑的特定功能区包括神经元和脑区，所述脑电波信号为β波；

所述脑电波信号采集模块用于采集所述神经元和所述脑区的β波；

所述数据处理模块用于检测所述神经元和所述脑区的β波的振幅变化；获取β波的振幅变化量大于预设振幅阈值的神经元的数量；当所述数量大于治疗之前的数量或所述脑区的β波的振幅大于治疗之前的振幅时，发出波形调整指令至所述超声相控阵模块；

所述超声相控阵模块还用于根据所述波形调整指令调整所述特定脉冲波形的参数，以使β波的振幅变化量大于预设振幅阈值的神经元的数量小于治疗之前的数量且所述脑区的β波的振幅小于治疗之前的振幅。

在应用中，本实施例中的大脑的特定功能区可以是神经元和脑区所在区域，神经元主要是指位于脑区或与脑区之间存在神经反射关系的神经元。脑电波信号特指β波。根据神级系统疾病类型的不同，脑区可以是与神经系统疾病相关的特定大脑区域。

在一个实施例中，所述神经系统疾病为帕金森病，所述脑区包括丘脑底核、苍白球内侧和丘脑。

在应用中，预设振幅阈值可以根据实际需要进行设置，神经元的β波的振幅变化量大于预设振幅阈值时，即表明神经元发生β波振荡异常。在对患者大脑中的特定功能区进行干预和治疗之前，可以通过脑电波信号采集模块采集相关神经元的β波，并根据神经元的β波的振幅变化量确定发生β波振荡异常的神经元数量。在对患者大脑中的特定功能区进行干预和治疗之后，若发生β波振荡异常的神经元数量相对于治疗之前增加，则通过数据处理模块发出波形调整指令至超声相控阵模块，调整特定脉冲波形的参数，以使发生β波振荡异常的神经元数量小于治疗之前的数量。脑区的β波的振幅大于治疗之前的振幅时，即表明脑区发生β波振荡异常。在对患者大脑中的特定功能区进行干预和治疗之前，可以通过脑电波信号采集模块采集相关脑区的β波。在对患者大脑中的特定功能区进行干预和治疗之后，若脑区的β波相对于治疗之前增强，则通过数据处理模块发出波形调整指令至超声相控阵模块，调整特定脉冲波形的参数，以使脑区的β波的振幅小于治疗之前的振幅。

在一个实施例中，所述数据处理模块还用于根据所述脑电波信号发生异常时和所述脑电波信号恢复正常时所述特定脉冲波形的参数，分析所述特定脉冲波形的参数对所述大脑的特定功能区的兴奋性和抑制性作用，并根据所述兴奋性和抑制性作用发出波形调整指令至所述超声相控阵模块，以调整所述特定脉冲波形的参数。

在应用中，数据处理模块可以根据历史记录的脑电波信号发生异常时和脑电波信号恢复正常时特定脉冲波形的参数，分析特定脉冲波形的参数对大脑的特定功能区的兴奋性和抑制性作用，从而可以在之后对神经系统疾病进行干预和治疗的过程中，根据兴奋性和抑制性作用发出波形调整指令至超声相控阵模块，以调整特定脉冲波形的参数。

在应用中，超声治疗装置中除N个多阵元相控阵探头和若干电极之外的其他硬件结构可以通过固定连接或可拆卸式连接方式集成设置于一体，并设置于一个壳体或支架中，构成一个结构紧凑、体积小巧的超声治疗装置的主体结构，N个多阵元相控阵探头和若干电极可以通过固定连接方式或可拆卸式连接方式与主体结构电连接。超声治疗装置可以设置为一个可穿戴式装置，便于对用户的大脑进行干预和治疗，例如，头戴式装置或肩背式装置。

本实施例通过提供一种包括超声相控阵模块、超声波换能器模块、脑电波信号采集模块和数据处理模块的超声治疗装置，通过超声相控阵模块产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号；通过超声波换能器模块根据电脉冲信号产生预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗；通过脑电波信号采集模块采集大脑的特定功能区的脑电波信号；通过数据处理模块对脑电波信号进行分析，并在脑电波信号发生异常时发出波形调整指令至超声相控阵模块；通过超声相控阵模块根据波形调整指令调整特定脉冲波形的参数，以使脑电波信号恢复正常，可以利用超声波实现脑神经调控作用，通过采集脑电波信号并进行分析，可以根据脑电波信号的变化实时监控超声治疗的效果，还可以根据脑电波信号的变化反馈调整超声波的参数，无需进行开颅手术，可以实现对神经系统疾病的无创治疗，并且操作过程简单。

如图4所示，本申请实施例提供一种超声治疗方法，基于超声治疗装置100实现，该超声治疗方法可以是由数据处理模块40执行的软件程序方法，数据处理模块40在执行该软件程序方法时，自动控制超声相控阵模块10、超声波换能器模块20和脑电波信号采集模块30执行相应的操作。该超声治疗方法，包括：

步骤S401、产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号。

在应用中，步骤S401可以由数据处理模块40控制超声相控阵模块10执行。

步骤S402、将所述电脉冲信号转换为具有预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗。

在应用中，步骤S402可以由数据处理模块40控制超声波换能器模块20执行。

步骤S403、采集所述大脑的特定功能区的脑电波信号。

在应用中，步骤S403可以由数据处理模块40控制脑电波信号采集模块30执行。

步骤S404、对所述脑电波信号进行分析，并在所述脑电波信号发生异常时调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述脑电波信号恢复正常。

在应用中，步骤S404可以由数据处理模块40来执行，数据处理模块40在脑电波信号发生异常时，向超声相控阵模块10发出波形调整指令，以控制超声相控阵模块10执行调整特定脉冲波形的参数的操作。

在应用中，用户可以通过数据处理模块40所支持的人机交互方式，输入用于调整特定脉冲波形的参数的控制指令，然后输入用于控制数据处理模块40发出波形调整指令的控制指令，以控制数据处理模块40发出波形调整指令至超声相控阵模块10。

如图5所示，在一个实施例中，所述大脑的特定功能区包括神经元和脑区，所述脑电波信号为β波；

步骤S404包括：

步骤S501、检测所述神经元和所述脑区的β波的振幅变化。

在应用中，数据处理模块40还用于控制脑电波信号采集模块10采集神经元和脑区的β波，并执行步骤S501。

在一个实施例中，步骤S501包括：

获取所述神经元与相同类型的正常神经元的β波的振幅之间的差值，作为所述神经元的振幅变化量；

比较所述神经元的振幅变化量与预设振幅阈值之间的大小；

比较所述脑区的β波的振幅与治疗之前的脑区的β波的振幅之间的大小。

在应用中，可以通过数据处理模块40中的逻辑运算电路来获取神经元与相同类型的正常神经元的β波的振幅之间的差值。可以通过数据处理模块40中的比较电路或比较器来比较神经元的振幅变化量与预设振幅阈值之间的大小，以及脑区的β波的振幅与治疗之前的脑区的β波的振幅之间的大小。

步骤S502、获取β波的振幅变化量大于预设振幅阈值的神经元的数量。

在应用中，可以通过统计数据处理模块40中的比较电路或比较器输出的表征神经元的振幅变化量大于预设振幅阈值的比较结果的数量，来获得β波的振幅变化量大于预设振幅阈值的神经元的数量。

步骤S503、当所述数量大于治疗之前的数量时，调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述数量小于治疗之前的数量；

步骤S504、当所述脑区的β波的振幅大于治疗之前的振幅时，调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述脑区的β波的振幅小于治疗之前的振幅。

在应用中，数据处理模块40向超声相控阵模块10发出波形调整指令，以控制超声相控阵模块10执行调整特定脉冲波形的参数的操作。

如图6所示，在一个实施例中，所述超声治疗方法，还包括由数据处理模块40执行的以下操作：

步骤S601、根据所述脑电波信号发生异常时和所述脑电波信号恢复正常时的所述特定脉冲波形的参数，分析所述特定脉冲波形的参数对所述大脑的特定功能区的兴奋性和抑制性作用；

步骤S602、根据所述兴奋性和抑制性作用调整所述特定脉冲波形的参数。

本实施例通过提供一种超声治疗方法，通过数据处理模块控制超声相控阵模块产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号；通过数据处理模块控制超声波换能器模块根据电脉冲信号产生预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗；通过数据处理模块控制脑电波信号采集模块采集大脑的特定功能区的脑电波信号；通过数据处理模块对脑电波信号进行分析，并在脑电波信号发生异常时发出波形调整指令至超声相控阵模块；通过数据处理模块控制超声相控阵模块根据波形调整指令调整特定脉冲波形的参数，以使脑电波信号恢复正常，可以利用超声波实现脑神经调控作用，通过采集脑电波信号并进行分析，可以根据脑电波信号的变化实时监控超声治疗的效果，还可以根据脑电波信号的变化反馈调整超声波的参数，无需进行开颅手术，可以实现对神经系统疾病的无创治疗，并且操作过程简单。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

如图7所示，本申请的又一个实施例提供的一种数据处理装置7包括：处理器(processor)70，通信接口(Communications Interface)71，总线72，存储器(memory)73，以及存储在所述存储器71中并可在所述处理器70上运行的计算机程序74，例如超声治疗程序。处理器70，通信接口71，存储器73通过总线72完成相互间的通信。所述处理器70执行所述计算机程序74时实现上述超声治疗方法实施例中的步骤，例如图4所示的步骤S401至S404。数据处理装置7可以是数据处理模块40。通信接口71用于与外界设备，例如，超声相控阵模块、超声波换能器模块、脑电波信号采集模块、人机交互设备、个人电脑、智能手机、云端服务器等通信。

示例性的，所述计算机程序74可以被分割成一个或多个计算机程序单元，所述一个或者多个计算机程序单元被存储在所述存储器71中，并由所述处理器70执行，以完成本申请。所述一个或多个计算机程序单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序74在所述数据处理装置7中的执行过程。例如，所述计算机程序74可以被分割成信号产生单元、信号转换单元、信号采集单元和信号分析单元，各计算机程序单元功能如下：

信号产生单元，用于产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号；

信号转换单元，用于将所述电脉冲信号转换为具有预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗；

信号采集单元，用于采集所述大脑的特定功能区的脑电波信号；

信号分析单元，用于对所述脑电波信号进行分析，并在所述脑电波信号发生异常时调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述脑电波信号恢复正常。

在一个实施例中，所述信号分析单元的功能还包括：

检测所述神经元和所述脑区的β波的振幅变化；

获取β波的振幅变化量大于预设振幅阈值的神经元的数量；

当所述数量大于治疗之前的数量时，调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述数量小于治疗之前的数量；

当所述脑区的β波的振幅大于治疗之前的振幅时，调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述脑区的β波的振幅小于治疗之前的振幅。

在一个实施例中，所述信号分析单元的功能还包括：

根据所述脑电波信号发生异常时和所述脑电波信号恢复正常时的所述特定脉冲波形的参数，分析所述特定脉冲波形的参数对所述大脑的特定功能区的兴奋性和抑制性作用；

根据所述兴奋性和抑制性作用调整所述特定脉冲波形的参数。

所述数据处理装置7可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述数据处理装置7可包括，但不仅限于，处理器70，通信接口71，总线72，存储器73。本领域技术人员可以理解，图7仅仅是数据处理装置7的示例，并不构成对数据处理装置7的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述数据处理装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器70可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器71可以是所述数据处理装置7的内部存储单元，例如数据处理装置7的硬盘或内存。所述存储器71也可以是所述数据处理装置7的外部存储设备，例如所述数据处理装置7上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器71还可以既包括所述数据处理装置7的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器71用于存储所述计算机程序以及所述数据处理装置所需的其他程序和数据。所述存储器71还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/数据处理装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/数据处理装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的计算机程序单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超声治疗装置，其特征在于，包括：

超声相控阵模块，用于产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号；

超声波换能器模块，与所述超声相控阵模块电连接，用于将所述电脉冲信号转换为具有预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗；

脑电波信号采集模块，用于采集所述大脑的特定功能区的脑电波信号；

数据处理模块，与所述超声相控阵模块、所述超声波换能器模块和所述脑电波信号采集模块电连接，用于对所述脑电波信号进行分析，并在所述脑电波信号发生异常时发出波形调整指令至所述超声相控阵模块；

所述超声相控阵模块还用于根据所述波形调整指令调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述脑电波信号恢复正常。

2.如权利要求1所述的超声治疗装置，其特征在于，所述大脑的特定功能区包括神经元和脑区，所述脑电波信号为β波；

所述脑电波信号采集模块用于采集所述神经元和所述脑区的β波；

所述数据处理模块用于检测所述神经元和所述脑区的β波的振幅变化；获取β波的振幅变化量大于预设振幅阈值的神经元的数量；当所述数量大于治疗之前的数量或所述脑区的β波的振幅大于治疗之前的振幅时，发出波形调整指令至所述超声相控阵模块；

所述超声相控阵模块还用于根据所述波形调整指令调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述数量小于治疗之前的数量且所述脑区的β波的振幅小于治疗之前的振幅。

3.如权利要求1所述的超声治疗装置，其特征在于，所述数据处理模块还用于根据所述脑电波信号发生异常时和所述脑电波信号恢复正常时所述特定脉冲波形的参数，分析所述特定脉冲波形的参数对所述大脑的特定功能区的兴奋性和抑制性作用，并根据所述兴奋性和抑制性作用发出波形调整指令至所述超声相控阵模块，以调整所述特定脉冲波形的参数。

4.如权利要求1～3任一项所述的超声治疗装置，其特征在于，所述超声波换能器模块包括N模超声波换能器，所述N模超声波换能器包括N个多阵元相控阵探头；

其中，N≥2且为整数。

5.如权利要求1～3任一项所述的超声治疗装置，其特征在于，所述超声相控阵模块包括：

信号发射电路，用于产生特定脉冲波形的电脉冲信号；

功率放大电路，与所述信号发射电路电连接，用于对所述特定脉冲波形的电脉冲信号进行功率放大；

电子相控电路，与所述数据处理模块、所述信号发射电路和所述功率放大电路电连接，用于将进行功率放大之后的所述电脉冲信号处理为具有预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号，还用于根据所述波形调整指令控制所述信号发射电路调整所述特定脉冲波形的参数；

阻抗匹配电路，与所述超声波换能器模块和所述电子相控电路电连接，用于与所述超声波换能器模块进行阻抗匹配，触发所述超声波换能器模块将所述电脉冲信号转换为具有预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区。

6.如权利要求1～3任一项所述的超声治疗装置，其特征在于，所述脑电波信号采集模块包括：

若干电极，用于设置在与所述大脑的特定功能区对应的头皮区域；

脑电波信号采集卡，与所述电极和所述数据处理模块电连接，用于通过所述若干电极采集所述大脑的特定功能区的脑电波信号并发送至所述数据处理模块。

7.一种超声治疗方法，其特征在于，包括：

产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号；

将所述电脉冲信号转换为具有预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗；

采集所述大脑的特定功能区的脑电波信号；

对所述脑电波信号进行分析，并在所述脑电波信号发生异常时调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述脑电波信号恢复正常。

8.如权利要求7所述的超声治疗方法，其特征在于，所述大脑的特定功能区包括神经元和脑区，所述脑电波信号为β波；

对所述脑电波信号进行分析，并在所述脑电波信号发生异常时调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述脑电波信号恢复正常，包括：

检测所述神经元和所述脑区的β波的振幅变化；

获取β波的振幅变化量大于预设振幅阈值的神经元的数量；

当所述数量大于治疗之前的数量时，调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述数量小于治疗之前的数量；

当所述脑区的β波的振幅大于治疗之前的振幅时，调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述脑区的β波的振幅小于治疗之前的振幅。

9.如权利要求7或8所述的超声治疗方法，其特征在于，还包括：

根据所述脑电波信号发生异常时和所述脑电波信号恢复正常时的所述特定脉冲波形的参数，分析所述特定脉冲波形的参数对所述大脑的特定功能区的兴奋性和抑制性作用；

根据所述兴奋性和抑制性作用调整所述特定脉冲波形的参数。

10.一种数据处理装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求7至9任一项所述超声治疗方法的步骤。