CN117398122A - 一种超声诊疗设备及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超声诊疗技术领域，本发明提供了一种超声诊疗设备及控制方法，超声诊疗设备包括：超声换能装置，超声换能装置包括超声成像换能器与超声刺激换能器，超声成像换能器用于对靶区进行超声成像，超声刺激换能器用于对外周神经或人体表皮进行超声刺激；超声电子系统，与超声换能装置连接，用于控制超声换能装置并实现超声成像或超声刺激调控，超声电子系统包括超声成像电路模块与超声刺激电路模块，其中超声刺激电路模块包括脉冲发生电路、功率放大电路与匹配电路，超声成像电路模块包括成像相控阵发射单元、接收单元、图像处理单元与系统控制单元；机械臂，连接于超声换能装置。因此本发明能够实现外周超声诊疗的一体化设计。

Description

一种超声诊疗设备及控制方法

技术领域

本发明属于超声诊疗技术领域，尤其涉及一种超声诊疗设备及控制方法。

背景技术

随着社会发展和老龄化程度逐年加剧，各类运动和感觉功能障碍发病率居高不下。典型的运动和感觉功能障碍诱因包括脑卒中、脊髓损伤、脑瘫、帕金森、截肢、特发性震颤、共济失调等。基于各种物理因子的神经刺激调控技术辅助运动和感觉康复已成为国际学术和应用研究的前沿和热点方向。外周聚焦超声刺激作为一种新型神经调控手段，可将声能量精确地集中于毫米级甚至亚毫米级局部范围内，其穿透深度可达10cm以上。相较于传统电刺激等方案具有无创、穿透深度大、靶点控制灵活、可图像引导等优点。不同于较低强度的医用诊断超声，外周聚焦超声的强度范围可以更广，低强度和高强度超声都可，可以满足从刺激调控到消融等的需求。聚焦超声具有较好的穿透性和较高的空间分辨率，能实现无创、精准的深部生物组织刺激。

然而现有技术中的超声诊疗设备，不能实现对外周超声诊疗的一体化设计，难以完成对靶区的图像引导、跟踪、调控和效果监测等。

发明内容

本发明的目的在于至少克服上述现有技术的不足之一，提供了一种超声诊疗设备及控制方法，能够实现诊疗的一体化设计。

本发明的技术方案是：一种超声诊疗设备，包括：超声换能装置，所述超声换能装置包括超声成像换能器与超声刺激换能器，所述超声成像换能器用于对靶区进行超声成像，所述超声刺激换能器用于对外周神经或人体表皮进行超声刺激；超声电子系统，与所述超声换能装置连接，用于控制所述超声换能装置并实现超声成像或超声刺激调控，所述超声电子系统包括超声成像电路模块与超声刺激电路模块，其中所述超声刺激电路模块包括脉冲发生电路、功率放大电路与匹配电路，所述超声成像电路模块包括成像相控阵发射单元、接收单元、图像处理单元与系统控制单元；机械臂，连接于所述超声换能装置。

作为本技术方案的进一步改进，所述超声诊疗设备还包括控制模块，所述控制模块连接于所述超声换能装置、超声电子系统与机械臂；所述超声诊疗设备还包括连接于所述控制模块的摄像模块，所述摄像模块用于对用户靶区摄像与识别，以使所述控制模块驱动所述机械臂，初步调整所述超声换能装置的位置。

作为本技术方案的进一步改进，所述摄像模块包括深度感应单元与惯性测量单元；所述深度感应单元包括RGB成像部件与深度红外成像部件；所述惯性测量单元包括加速度传感器，用于结合所述摄像模块的运动信息以方便对用户靶区摄像与识别。

作为本技术方案的进一步改进，所述超声诊疗设备还包括连接于所述控制模块的采集模块，所述采集模块包括肌电传感器、肌音传感器、血流传感器与血氧传感器中的至少一个或多个，所述采集模块用于实现对用户生理状况、刺激效果的监测和评估。

作为本技术方案的进一步改进，所述超声诊疗设备还包括力传感器，所述力传感器设于所述机械臂，所述力传感器用于采集所述超声换能装置与用户之间接触力的力信号。

作为本技术方案的进一步改进，所述超声刺激换能器为环阵或面阵或单阵元或线阵，所述超声成像换能器为线阵或者面阵，所述超声成像换能器嵌于所述超声刺激换能器的中间，或所述超声成像换能器嵌于所述超声刺激换能器的一侧。

作为本技术方案的进一步改进，所述超声换能装置还包括耦合部件，所述耦合部件设于所述超声成像换能器与超声刺激换能器面向用户的表面。

本发明还提供了一种控制方法，用于控制上述任一项所述的超声诊疗设备，所述控制方法包括以下步骤：

将超声换能装置朝向用户靶区；

所述超声换能装置的超声刺激换能器对用户靶区处外周神经或人体表皮进行超声刺激；

所述超声换能装置的超声成像换能器对用户靶区的刺激效果进行监测与评估，通过控制模块驱动机械臂调整所述超声换能装置的位置，或者/和，通过控制模块调节超声刺激换能器的参数。

作为本技术方案的进一步改进，将超声换能装置朝向用户靶区的步骤包括：使所述控制模块控制所述机械臂运动，以使所述超声换能装置到达用户靶区附近；使摄像模块完成对用户靶区的图像信息的采集，所述控制模块根据得到的靶区的图像信息，利用控制模块完成机械臂轨迹规划，进而初步调整超声换能装置的位置；使超声成像换能器完成对靶区的超声图像信息的采集，力传感器完成对所述超声换能装置与用户之间接触力的力信号的采集，所述控制模块根据所述超声图像信息与力信号，二次调整超声换能装置的位置。

作为本技术方案的进一步改进，所述超声换能装置的超声成像换能器对用户靶区的刺激效果进行监测与评估的步骤包括：超声成像换能器对用户靶区进行超声成像，采集模块采集用户生理状况信息，以对用户靶区的刺激效果进行监测与评估，控制模块通过得到的超声成像与用户生理状况信息，实现闭环反馈控制，驱动机械臂调整所述超声换能装置的位置，或者/和，调节超声换能装置的超声刺激换能器与超声成像换能器的参数。

本发明提供了一种超声诊疗设备及控制方法，超声诊疗设备包括：超声换能装置，所述超声换能装置包括超声成像换能器与超声刺激换能器，所述超声成像换能器用于对靶区进行超声成像，所述超声刺激换能器用于对外周神经或人体表皮进行超声刺激；超声电子系统，与所述超声换能装置连接，用于控制所述超声换能装置并实现超声成像或超声刺激调控，所述超声电子系统包括超声成像电路模块与超声刺激电路模块，其中所述超声刺激电子模块包括脉冲发生电路、功率放大电路与匹配电路，所述超声成像电子模块包括成像相控阵发射单元、接收单元、图像处理单元与系统控制单元；机械臂，连接于所述超声换能装置；控制模块，连接于所述超声换能装置与机械臂。使用时能够同时实现超声成像与超声刺激，从而实现对外周超声诊疗的一体化设计，结合对靶区的超声图像能够实现对超声刺激的引导、跟踪、调控和效果监测等。可选的，超声诊疗设备所采集到的信息，可以用于闭环反馈控制，并进一步调整超声刺激和成像系统的参数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的超声诊疗设备的立体图；

图2是本发明实施例提供的超声诊疗设备另一视角的立体图；

图3a、图3b与图3c分别是本发明实施例提供的超声诊疗设备中超声成像换能器与超声刺激换能器不同的设置方式的示意简图；

图4是本发明实施例提供的超声诊疗设备的作用对象的示意简图；

图5是图1中A处的局部放大图；

图6是本发明实施例提供的超声诊疗设备中超声换能装置与人体之间的交互力的示意图；

图7是本发明实施例提供的超声诊疗设备中控制模块、超声电子系统与超声换能装置的工作图；

图8是本发明实施例提供的超声诊疗设备的工作图；

图9是本发明实施例提供的超声诊疗设备作用于人体时的工作图；

图10是本发明第二实施例提供的控制方法的流程图；

图11是本发明第三实施例提供的控制方法的流程图；

图12是本发明第四实施例提供的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。

另外，本发明实施例中若有“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系的用语，其为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位或位置关系、也不是必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。

第一实施例：

本发明提供了一种超声诊疗设备，请参阅图1至图9，超声诊疗设备100包括：超声换能装置10，所述超声换能装置10包括超声成像换能器11与超声刺激换能器12，所述超声成像换能器11用于对靶区进行超声成像，所述超声刺激换能器12用于对外周神经或人体表皮进行超声刺激；超声电子系统90，与所述超声换能装置10连接，用于控制所述超声换能装置并实现超声成像或超声刺激调控，所述超声电子系统90包括超声成像电路模块与超声刺激电路模块，其中所述超声刺激电路模块包括脉冲发生电路、功率放大电路与匹配电路，所述超声成像电路模块包括成像相控阵发射单元、接收单元、图像处理单元与系统控制单元；机械臂20，连接于所述超声换能装置10。本发明使用时能够同时实现超声成像与超声刺激，从而实现对外周神经的超声诊疗一体化设计，结合对靶区的超声图像能够实现对超声刺激的引导、跟踪、调控和效果监测等。

可以理解的是，所述超声诊疗设备100的作用对象既可以是人体，也可以是动物，也可以是离体组织等。所述外周神经可以是预先设定的与运动和感觉功能相关的外周神经，如人体下肢坐骨神经、上肢正中神经、背根神经节、迷走神经等(参阅图4)，所述超声诊疗设备100可实现对相应外周神经的有效干预，所述干预可用于包括但不限于脑卒中、脊髓损伤、脑瘫、截肢、各类疼痛等各类运动和感觉功能疾病的功能评估、治疗或康复等；并且通过设置合理的参数，本发明所述超声诊疗设备100也可实现对人体浅表皮肤感受器等的干预，并完成对感受体功能的调节。可选的，所述干预可用于人体外周各类神经、脏器的干预，实现对肾脏、脾脏等深部器官的干预，并实现对内分泌、血压、消化等功能的有效干预。

优选的，请结合图1至图5，所述超声刺激换能器12可以为环阵或面阵或单阵元或线阵等，所述超声成像换能器11可以为线阵或者面阵，所述超声成像换能器11嵌于所述超声刺激换能器12的中间，或所述超声成像部件嵌于所述超声刺激部件的一侧等其他合适位置，从而能够同时实现超声成像与超声刺激，实现诊疗一体化。当然本发明的超声成像换能器11和超声刺激换能器12，不限于上述位置和阵元排列，所述超声成像换能器11和超声刺激换能器12不仅可以为线阵、环阵、或二维面阵，还可以为半球阵元、弧面阵元、平面阵元、圆环(请参阅图3b与图3c)、矩形环(请参阅图3a)或菱形环等，例如，所述超声成像换能器11可以设于所述超声刺激换能器12的一侧，例如所述超声刺激换能器12，可以由多阵元面阵，可实现多个预设刺激深度和刺激焦点尺寸的快速切换，甚至可以实现变深度刺激，以拓宽实际使用场景。

请参阅图7，所述超声电子系统90包括两路，用于控制超声换能装置并实现成像或刺激调控等。其中超声刺激电路模块可以包括脉冲发生电路、功率放大电路、匹配电路等。控制模块可以控制使脉冲发生电路发射出电信号，所述电信号通过功率放大电路之后，经过匹配电路，转化为超声刺激信号，超声刺激信号发射至用于靶区的相应外周神经肌肉组织，从而可以向人体发射脉冲刺激或连续刺激，以将低能量(或高能量)超声波穿过多层人体组织在人体内进行聚焦，并完成对外周神经肌肉的干预。在实际应用中，通过控制调整所述脉冲发生电路的相应参数(例如占空比、能量、脉冲重复频率等)，即可使所述超声刺激换能器12发射出不同的超声刺激信号。

优选的，所述超声成像电路模块可以包括成像相控阵发射单元与接收单元，从而可以向人体发射脉冲刺激并可接受超声反射回波并成像。所述超声成像电路模块包括图像处理单元与系统控制单元等，从而可以分别实现回波放大、滤波与模数转换与系统控制等功能，以提高超声成像质量。所述超声成像电路模块的超声成像参数可以根据实际需要调节，所述超声成像电路模块可以包括B超、彩超、超声多普勒等模态，可完成对神经位移、微血流等的成像。

现有技术对用户靶区实现外周神经刺激时，靶区附近的韧带、血管、骨组织等容易干扰刺激导致脱靶误伤，现有技术中的缺乏有效引导、监测和功能评估，难以完成对靶区的精准识别和重建，更无法实现路径规划与交互，造成定位、诊断、刺激监测等困难。而所述超声成像换能器11，可以用于对用户靶区的超声成像，可以帮助完成对靶区的精准识别和重建，从而完成对超声刺激换能器12的运动规划、交互与引导，减小超声换能装置10脱靶误伤周围人体组织的可能，增大临床应用范围，并且在超声刺激时实现对用户靶区的监测，并且进一步反馈超声刺激效果，从而可以据此调整超声刺激的参数。

在实际应用中，为满足不同部位、不同深度、不同粗细的外周神经超声刺激及实时成像需求，超声成像换能器11与超声刺激换能器12的频率范围可以在0.3至10MHz之间，频率范围也可根据需要拓展。

在一些实施例中，请参阅图5与图6，所述超声换能装置10还包括耦合部件13，所述耦合部件13可以设于所述超声成像换能器11与超声刺激换能器12面向用户的表面。所述耦合部件13不仅能够有效地传导超声波，保证成像和治疗的准确性，还具有良好的生物相容性，能够与生物组织良好地接触，减少不适感。

在一些实施例中，请参阅图7与图8，所述超声诊疗设备100还包括控制模块，控制模块连接于所述超声换能装置10、超声电子系统90与机械臂20，以实现对所述超声换能装置10、超声电子系统90与机械臂20的控制。进一步的，控制模块还可以实现对超声换能装置10、超声电子系统90、机械臂20、摄像模块30、力传感器40与采集模块的总体控制与交互，实现超声成像和超声刺激的有效集成，实现对超声换能装置10的超声刺激换能器12的自动化路径规划与引导、刺激效果监测和功能评估，实现高精度和高可靠性的外周聚焦超声刺激，并通过控制机械臂20实现超声换能装置10与人体的稳定良好接触。

在一些实施例中，所述超声诊疗设备100还包括连接于所述控制模块的摄像模块30，所述摄像模块30用于对用户靶区摄像与识别，以使所述控制模块驱动所述机械臂20，初步调整所述超声换能装置10的位置，实现对所述超声换能装置10路径的规划与交互。所述摄像模块30可实现对目标区域(用户靶区)的高分辨率成像与监测。所述摄像模块30可以设于所述机械臂20，摄像模块30的固定方式可以是永久、半永久或可拆卸的方式。

优选的，所述摄像模块30包括深度感应单元与惯性测量单元；所述深度感应单元包括RGB成像部件与深度红外成像部件，可以用于捕捉目标区域(用户靶区)；所述惯性测量单元可以包括加速度传感器，加速度传感器用于结合所述摄像模块30的运动信息，实现在运动过程中对目标区域(用户靶区)的有效捕捉，以方便对用户靶区摄像与识别。

在一些实施例中，请结合图6、图8与图9，所述超声诊疗设备100还包括连接于所述控制模块的采集模块，所述采集模块可以包括肌电传感器、肌音传感器、血流传感器与血氧传感器中的至少一个或几个，所述采集模块用于实现对用户生理状况的监测和评估。在应用过程中，对外周神经的聚焦超声干预可以引发外周神经等响应，并引起周围血流、血氧、肌电、肌声、脑神经信号等的变化，这些信号可以被所述采集模块接收，进而完成对刺激效果的监测。优选的，所述采集模块既可以是刺激原位采集，也可以按需与刺激区域有一定距离。优选的，所述采集模块既可以由多种不同传感器(不限于上述传感器)分别采集而成，也可以由同一组高度集成的多功能一体化传感器完成信息整合。所述采集模块既可以是硬质结构；也可以是柔性结构，以提高用户的使用感。

在一些实施例中，请结合图1与图6，所述超声诊疗设备100还包括力传感器40，所述力传感器40设于所述机械臂20，所述力传感器40用于采集所述超声换能装置10与用户之间接触力的力信号。所述力传感器40也可以直接设于所述超声换能装置10，只要能够采集所述超声换能装置10与用户之间接触力的力信号即可。优选的，所述力传感器40，可以是三维力传感器，也可以是六维力传感器。所述力传感器40既可以是硬质结构；也可以是柔性结构，以提高用户的使用感。

在一些实施例中，所述超声诊疗设备100还包括底座50，所述机械臂20可以设于所述底座50，所述控制模块可以设于所述底座50内，以方便设置所述机械臂20与控制模块，所述控制模块也可与主机及显示器60集成。

在一些实施例中，所述超声诊疗设备100还包括主机及显示器60，所述主机及显示器60连接于所述控制模块。在使用时，所述摄像模块30、力传感器40、超声成像换能器11与采集模块所采集到的图像、信号或信息可以由所述控制模块处理后，通过文字、图案、图表、曲线或动画等可视方式于所述主机及显示器60显示。所述主机及显示器60可以设于所述底座50以方便观测。

在一些实施例中，所述超声诊疗设备100还包括移动轮70，所述移动轮70设于所述底座50的一端，以方便移动所述底座50。优选的，所述底座50与所述移动轮70之间还设有可以使所述移动轮70固定的固定结构，例如固定结构可以为电插销锁，通电后电磁铁产生磁场，使插销离开设于移动轮70的插销孔，电流停止后，插销重新插入插销孔以实现固定，从而能够方便用户方便移动或固定所述底座50。

在一些实施例中，所述超声诊疗设备100还包括操作台80，用户可坐于或躺于所述操作台80，以方便对用户进行诊疗。

第二实施例：

请结合图1至图9，本发明提供了一种控制方法，控制方法用于控制权所述的超声诊疗设备100，所述控制方法如图10所示，包括以下步骤：

S101:将超声换能装置10朝向用户靶区；

S102:所述超声换能装置10的超声刺激换能器12对用户靶区处外周神经或人体表皮进行超声刺激；

S1013:所述超声换能装置10的超声成像换能器11对用户靶区的刺激效果进行监测与评估，通过控制模块驱动机械臂20调整所述超声换能装置10的位置，或者/和，通过控制模块调节超声刺激换能器12的参数。

第三实施例：

本发明提供了一种控制方法，所述控制方法如图11所示，控制方法用于控制权所述的超声诊疗设备100，第二实施例提供的控制方法与第二实施例不同的是，将超声换能装置10朝向用户靶区的步骤，进一步包括：

S1011:使所述控制模块控制所述机械臂20运动，以使所述超声换能装置10到达用户靶区附近；

S1012:使摄像模块30完成对用户靶区的图像信息的采集，所述控制模块根据得到的靶区的图像信息，利用控制模块完成机械臂20轨迹规划，进而初步调整超声换能装置10的位置；

S1013:使超声成像换能器11完成对靶区的超声图像信息的采集，力传感器40完成对所述超声换能装置10与用户之间接触力的力信号的采集，所述控制模块根据所述超声图像信息与力信号，二次调整超声换能装置10的位置。

首先，可以通过控制模块设置超声换能装置10的参数和目标区域(用户靶区)的大概位置，根据用户指令以自动或者半自动方式驱动协作机械臂20运动，同时机械臂20带动超声换能装置10、力传感器40、摄像模块30等到达用户靶区附近。

使摄像模块30完成对用户靶区的图像信息的采集，所述控制模块根据得到的靶区的图像信息，初步调整超声换能装置10的位置的步骤可以为：首先将底座50、机械臂20末端(设置所述超声换能装置10的一端)、超声换能装置10、力传感器40、摄像模块30与用户靶区等的坐标系统一到以机械臂20为核心的全局坐标系。其中，将机器臂末端坐标系协作于底座50的坐标系可由正向运动学求解，而将摄像模块30的坐标系协作于底座50坐标系可基于校准基板由手眼标定等方法完成，用户靶区的坐标系到摄像模块30的坐标系的转化可由点云模型完成，另外力传感器40、摄像模块30、超声换能装置10的探头的坐标系之间的坐标系转换可由其于机械臂20末端设置的相对位置得出。

由于人体表面皮肤组织结构有较为复杂的形状，可以基于摄像模块30和点云模型，完成对用户靶区表面结构的三维重建。基于此，在三维环境下，定位目标区域(用户靶区)位置，根据目标区域(用户靶区)采用半监督或者全自动化的方式，结合摄像模块30完成机械臂20的运动轨迹规划。根据所述机械臂20实时三维位置坐标和所述预定三维位置坐标之间的坐标差，确定相应位置偏差向量，并综合考虑所述加速度信息、机械臂20位移信息等，动态调整相关运动参数，其中机械臂20预设的移动方式包括横向移动方式、竖向移动方式或者螺旋移动方式等。所述运动轨迹规划需避开人肢体区域，保证安全区域，以防伤害人体。

在超声换能装置10移动至目标区域后，因皮肤组织容易变形，可以通过力传感器40采集到的信息，使所述控制模块控制耦合部件13，和/或，操作者配合使用超声耦合剂，使超声换能装置10与人体有效耦合。考虑组织变形带来的扫描阻力，研究统计在不同三维方向角度条件下超声换能装置10引起的组织变形情况，从而建立起接触力和组织变形之间的回归模型。基于所述回归模型，校正超声换能装置10引起的接触力变化情况。初步获得用户靶区周边信息，以预设的移动方式控制超声换能装置10等在用户靶区周边移动，并采集加速度信息、力信息与超声图像信息，直到遍历完整个目标区域周边(用户靶区周边)，进而识别出外周聚焦超声刺激的用户靶向区域。

为保证超声换能装置10与人体能够长时间稳定可靠接触，可以基于力-速度混合控制模型的控制策略完成对机械臂20的有效控制。其中，所述力-速度混合控制模型，主要基于机械臂20的力传感器40测量得到的超声换能装置10与人皮肤之间的接触力的力信息，所述力传感器40与人体接触产生的方向法向力可用于对人体的导纳控制，结合轨迹规划，既可以完成对力传感器40轨迹的校正和阻抗控制，进而实现稳定可靠的超声成像与刺激。

第四实施例：

本发明提供了一种控制方法，所述控制方法如图12所示，控制方法用于控制权所述的超声诊疗设备100，第四实施例提供的控制方法与第二实施例不同的是，所述超声换能装置10的超声成像换能器11对用户靶区的刺激效果进行监测与评估的步骤，进一步包括：

S1031:超声成像换能器11对用户靶区进行超声成像，采集模块采集用户生理状况信息，以对用户靶区的刺激效果进行监测与评估，控制模块通过得到的超声成像与用户生理状况信息，实现闭环反馈控制，驱动机械臂20调整所述超声换能装置10的位置，或者/和，调节超声换能装置10的超声刺激换能器12与超声成像换能器11的参数。

超声成像换能器11所采集到的超声成像，与采集模块采集到的用户生理状况信息可以通过控制模块进行处理分析，然后传输至主机及显示器60，通过主机及显示器60显示。根据刺激效果的分析结果，可以进一步实现对超声刺激换能器12的参数进行调整。

本发明提供了一种超声诊疗设备及控制方法，超声诊疗设备100包括：超声换能装置10，所述超声换能装置10包括超声成像换能器11与超声刺激换能器12，所述超声成像换能器11用于对靶区进行超声成像，所述超声刺激换能器12用于对外周神经或人体表皮进行超声刺激；超声电子系统90，与超声换能装置10连接，用于控制超声换能装置10并实现超声成像或超声刺激调控，超声电子系统包括超声成像电路模块与超声刺激电路模块，其中超声刺激电路模块包括脉冲发生电路、功率放大电路与匹配电路，超声成像电路模块包括成像相控阵发射单元、接收单元、图像处理单元与系统控制单元；机械臂20，连接于所述超声换能装置10。本发明能够同时实现超声成像与超声刺激，从而实现对外周超声诊疗的一体化设计，结合对靶区的超声图像能够实现对超声刺激的引导、跟踪、调控和效果监测等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超声诊疗设备，其特征在于，包括：

超声换能装置，所述超声换能装置包括超声成像换能器与超声刺激换能器，所述超声成像换能器用于对靶区进行超声成像，所述超声刺激换能器用于对外周神经或人体表皮进行超声刺激；

超声电子系统，与所述超声换能装置连接，用于控制所述超声换能装置并实现超声成像或超声刺激调控，所述超声电子系统包括超声成像电路模块与超声刺激电路模块，其中所述超声刺激电子模块包括脉冲发生电路、功率放大电路与匹配电路，所述超声成像电子模块包括成像相控阵发射单元、接收单元、图像处理单元与系统控制单元；

机械臂，连接于所述超声换能装置。

2.根据权利要求1所述的超声诊疗设备，其特征在于，所述超声诊疗设备还包括控制模块，所述控制模块连接于所述超声换能装置、超声电子系统与机械臂；所述超声诊疗设备还包括连接于所述控制模块的摄像模块，所述摄像模块用于对用户靶区摄像与识别，以使所述控制模块驱动所述机械臂，初步调整所述超声换能装置的位置。

3.根据权利要求2所述的超声诊疗设备，其特征在于，所述摄像模块包括深度感应单元与惯性测量单元；所述深度感应单元包括RGB成像部件与深度红外成像部件；所述惯性测量单元包括加速度传感器，用于结合所述摄像模块的运动信息以方便对用户靶区摄像与识别。

4.根据权利要求1所述的超声诊疗设备，其特征在于，所述超声诊疗设备还包括连接于所述控制模块的采集模块，所述采集模块包括肌电传感器、肌音传感器、血流传感器与血氧传感器中的至少一个或多个，所述采集模块用于实现对用户生理状况的监测和评估。

5.根据权利要求1所述的超声诊疗设备，其特征在于，所述超声诊疗设备还包括力传感器，所述力传感器设于所述机械臂，所述力传感器用于采集所述超声换能装置与用户之间接触力的力信号。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的超声诊疗设备，其特征在于，所述超声刺激换能器为环阵或面阵或单阵元或线阵，所述超声成像换能器为线阵或者面阵，所述超声成像换能器嵌于所述超声刺激换能器的中间，或所述超声成像换能器嵌于所述超声刺激换能器的一侧。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的超声诊疗设备，其特征在于，所述超声换能装置还包括耦合部件，所述耦合部件设于所述超声成像换能器与超声刺激换能器面向用户的表面。

8.一种控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1至7任一项所述的超声诊疗设备，所述控制方法包括以下步骤：

将超声换能装置朝向用户靶区；

所述超声换能装置的超声刺激换能器对用户靶区处外周神经或人体表皮进行超声刺激；

所述超声换能装置的超声成像换能器对用户靶区的刺激效果进行监测与评估，通过控制模块驱动机械臂调整所述超声换能装置的位置，或者/和，通过控制模块调节超声刺激换能器的参数。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，将超声换能装置朝向用户靶区的步骤包括：

使所述控制模块控制所述机械臂运动，以使所述超声换能装置到达用户靶区附近；

使摄像模块完成对用户靶区的图像信息的采集，所述控制模块根据得到的靶区的图像信息，利用控制模块完成机械臂轨迹规划，进而初步调整超声换能装置的位置；

使超声成像换能器完成对靶区的超声图像信息的采集，力传感器完成对所述超声换能装置与用户之间接触力的力信号的采集，所述控制模块根据所述超声图像信息与力信号，二次调整超声换能装置的位置。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，对所述超声换能装置的超声成像换能器对用户靶区的刺激效果进行监测与评估的步骤包括：

超声成像换能器对用户靶区进行超声成像，采集模块采集用户生理状况信息，以对用户靶区的刺激效果进行监测与评估，控制模块通过得到的超声成像与用户生理状况信息，实现闭环反馈控制，驱动机械臂调整所述超声换能装置的位置，或者/和，调节超声换能装置的超声刺激换能器与超声成像换能器的参数。