CN203556070U - 一种提高治疗效率的超声聚焦装置 - Google Patents
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Abstract
一种提高治疗效率的超声聚焦装置，属于医疗器械，它由高声强超声波聚焦器和低声强超声波聚焦器组合而成，高声强超声波聚焦器、低声强超声波聚焦器均设置在各自的丝杆上，所述高声强超声波聚焦器包括高声强超声波换能器，高声强超声波换能器设置在弧形瓣上，4-32个弧形瓣组合成一个球冠，每个弧形瓣上设置一个高声强超声波换能器，弧形瓣设置在固定轴上；所述低声强超声波聚焦器包括低声强超声波换能器，低声强超声波换能器设置在弧形瓣上，4-32个弧形瓣组合成一个球冠，每个弧形瓣上设置一个低声强超声波换能器，弧形瓣设置在固定轴上。本实用新型治疗子宫肌瘤效果好。
Description
技术领域
本实用新型属于医疗器械，具体涉及一种提高治疗效率的超声聚焦装置。
背景技术
超声聚焦刀应用高强度聚焦超声技术（High Intensity Focused Ultrasound，HIFU），通过体外发射的低强度超声波在体内聚焦，形成高强度超声波，使焦点处的温度瞬间达到60℃以上，通过高温效应、空化效应、机械效应等使焦点部位病灶发生凝固性坏死，失去增殖、浸润、转移，从而达到治疗疾病的目的。现有应用HIFU技术治疗疾病的设备存在以下缺点：1. 治疗部位灰度（在彩超中出现灰度表示病灶组织发生凝固性坏死）出现时间较晚。2. 治疗部位灰度难以较快扩散。3.由于治疗时间较长，容易导致超声波经过区域皮肤及组织灼伤。4.由于治疗效率低下，患者不能耐受，导致治疗不彻底。
发明内容
本实用新型的目的旨在设计一种提高治疗效率的超声聚焦装置，使治疗部位灰度快速出现并扩散，以减少皮肤组织灼伤、治疗不彻底等副作用。
本实用新型所提供的一种提高治疗效率的超声聚焦装置的理论与实验依据为：
1、本实用新型方法理论依据：主要通过将超声波聚焦于患者病灶部位形成多个焦点（>=2个）的低声强（焦点部位声强<1000W/cm2）超声波，使病灶部位温度加热至38℃-55℃，同时或随后将超声波聚焦聚焦于患者病灶部位形成单焦点的高声强（焦点部位声强>=3000w/cm2）超声波，将病灶部位温度提高至60℃以上，可以使病灶部位快速出现灰度并迅速扩散，从而提高超声波聚焦治疗效率。
2、本实用新型体外实验依据：应用超声记忆靶模（重庆海扶（HIFU）技术有限公司生产）经过5℃-55℃水浴5分钟后，应用相同声功率（300W）与相同时间（3秒）的高强度超声聚焦治疗，发现随着靶模温度的升高，靶模内的消融面积逐渐增大且分布均匀。实验结果表明，提前将治疗靶区温度升高，可以提高超声波聚焦治疗效率（图1所示）。
3、本实用新型临床观察依据：通过治疗70个子宫肌瘤（平均直径为5.2cm ±1.1cm，平均肌瘤与体表距离9.7±2.4cm，彩超提示为低中度血供）进行临床观察，35个仅应用较高声功率（300-400W）超声聚焦，另外35个应用先较低声功率后较高声功率超声聚焦，即先应用较低功率（75W）的超声波聚焦治疗子宫肌瘤300秒，然后应用患者可耐受的较高功率（300W-400W）超声波聚焦治疗子宫肌瘤，治疗后经增强MRI证实肌瘤95%以上均发生凝固性坏死。结果提示：仅应用较高声功率（300-400W）超声波聚焦治疗肌瘤时间为1437.13 ± 559.68秒，应用先低功率后高功率超声波聚焦治疗肌瘤时间为841.52 ± 163.47秒（包括提前用较低功率75W治疗的300秒），治疗时间显著缩短，如图2所示。
由于治疗所用设备为高强度超声波聚集设备，其为单焦点，因此较低或较高声功率治疗时能量均无法迅速扩散至病灶大部分，且较低声功率运行时声功率不稳定，较高声功率治疗时间长易损伤皮肤，治疗效率不高，所以设计一种提高治疗效率的超声聚焦装置。
本实用新型的技术方案是：一种提高治疗效率的超声聚焦装置，其特征是由高声强超声波聚焦器和低声强超声波聚焦器组合而成，高声强超声波聚焦器、低声强超声波聚焦器均设置在各自的丝杆上，所述高声强超声波聚焦器包括高声强超声波换能器，高声强超声波换能器设置在弧形瓣上，4-32个弧形瓣组合成一个球冠，每个弧形瓣上设置一个高声强超声波换能器，弧形瓣设置在固定轴上；所述低声强超声波聚焦器包括低声强超声波换能器，低声强超声波换能器设置在弧形瓣上，4-32个弧形瓣组合成一个球冠，每个弧形瓣上设置一个低声强超声波换能器，弧形瓣设置在固定轴上；所述高声强为焦点部位声强>=3000w/cm2；所述低声强为焦点部位声强<1000W/cm2。
高声强超声波聚焦器由丝杆、丝套、支撑杆、固定轴、旋转球冠组成，丝套设置在丝杆上，支撑杆的一端与丝套连接，支撑杆的另一端与弧形瓣连接，弧形瓣固定在固定轴上，弧形瓣上设置高声强超声波换能器；
低声强超声波聚焦器由丝杆、丝套、支撑杆、固定轴、旋转球冠组成，丝套设置在丝杆上，支撑杆的一端与丝套连接，支撑杆的另一端与弧形瓣连接，弧形瓣固定在固定轴上，弧形瓣上设置低声强超声波换能器；
高声强超声波聚焦器的固定轴为空心轴。超声波换能器，包括外壳、匹配层即声窗、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆、Cymbal阵列接收器，Cymbal阵列接收器由引出电缆、8～16只Cymbal换能器、金属圆环和橡胶垫圈组成；Cymbal阵列接收器位于圆盘式压电换能器之上；压电陶瓷圆盘换能器用作基本的超声波换能器，由它发射和接收超声波信号；Cymbal阵列接收器位于圆盘式压电换能器之上，作为超声波接收器，用于接收圆盘换能器频带之外的多普勒回波信号；
所述的低声强超声波换能器为多焦点聚焦，其焦点为2-16个，焦点距球冠球体中心横向距离为0.1-0.5cm之间固定或可变，焦距在50-500mm可变；
所述的高声强超声波换能器为单焦点聚焦，即焦点为1个，焦距在50-500mm之间可变。
所述高声强超声波聚焦器的下方连接支撑杆，支撑杆固定于丝杆上端，通过丝杆旋转，调节焦距；所述低声强超声波聚焦器的下方连接支撑杆，支撑杆固定于丝杆上端，通过丝杆旋转，调节相应可旋球冠上下角度，形成多个低声强超声聚焦焦点和调节焦距；
所述高声强超声波聚焦器位于低声强超声波聚焦器的外围，通过丝杆调节高声强超声波聚焦器和低声强超声波聚焦器的升降；
所述低声强超声波聚焦器位于高声强超声波聚焦器的外围，通过丝杆调节高声强超声波聚焦器和低声强超声波聚焦器的升降；
所述低声强超声波聚焦器位于高声强超声波聚焦器的一边，通过丝杆调节低声强超声波聚焦器和高声强超声波聚焦器的升降，通过导轨调节低声强超声波聚焦器和高声强超声波聚焦器的左右位移。
本实用新型用于治疗时，先应用8个低声强超声波换能器多焦点（4个）聚焦加热病灶（使焦点处温度达到38℃-55℃），再应用8个高声强超声波换能器单焦点聚焦消融病灶（使焦点处温度提高至60℃以上），或边加热边消融病灶。
通过旋转丝杆调节装有高声强超声波换能器的可旋部分球体升降，从而根据治疗需要实现超声波聚焦不同焦距的调节（焦距调节范围50-500mm）。
超声聚焦治疗疾病不仅仅限于子宫肌瘤，还包括子宫腺肌病、乳腺纤维瘤、肝血管瘤、乳腺癌、肝癌、肾癌、胰腺癌等适合超声聚焦刀治疗的疾病，通过应用本实用新型所提供的超声聚焦装置，可以显著提高治疗疾病的效率。
附图说明
图1为不同预热温度靶模消融面积统计
图2为不同功率超声聚焦治疗子宫肌瘤所用时间统计
图3为本实用新型实施例一中低声强超声波换能器的结构图。
图4为本实用新型实施例一中高声强超声波换能器的结构图。
图5为本实用新型实施例一的俯视结构图。
图6为本实用新型实施例二的结构图。
图7为图6的俯视图。
图8为本实用新型实施例三的结构图。
图9为图8的俯视图。
图中，1. 多焦点；2. 低声强超声波换能器；3. 低声强超声波换能器的可旋球冠；4. 绝缘螺钉；5. 空心轴；6.支撑杆；7. 空心丝杆；8. 单焦点；9. 高声强超声波换能器；10. 高声强超声波换能器的可旋球冠；11. 固定轴；12.丝杆；13. 丝套；14. 摄像头；15. 超声探头；16. 水下灯；17. 温度探针，18、滑轨， A、低声强超声波聚焦器，B、高声强超声波聚焦器。
具体实施方式
实施例一：图3、图4、图5所示，本实施例由高声强超声波聚焦器和低声强超声波聚焦器组合而成。低声强超声波聚焦器设置在高声强超声波聚焦器的外周。
低声强超声波聚焦器包括低声强超声波换能器2，低声强超声波换能器2设置在低声强超声波换能器的可旋球冠3上，低声强超声波换能器的可旋球冠3通过绝缘螺钉4固定安装在空心轴5上，支撑杆6连接低声强超声波换能器的可旋球冠3和空心丝杆7，丝套13设置在空心丝杆7上；
低声强超声波换能器的可旋转球冠3为8块弧形瓣组合在一起组成一个可旋转球冠；高声强超声波换能器的可旋转球冠10为为8块弧形瓣组合在一起组成一个可旋转球冠；
高声强超声波聚焦器包括高声强超声波换能器9，高声强超声波换能器9设置在高声强超声波换能器的可旋球冠10上，高声强超声波换能器的可旋球冠10通过绝缘螺钉4固定安装在固定轴11上，支撑杆6连接高声强超声波换能器的可旋球冠10和丝杆12，丝套13设置在丝杆12上。
高声强超声波聚焦器的丝杆12穿过空心丝杆7设置在低声强超声波换能器的空心轴5内，即空心轴5设有与丝杆12的丝扣配套的内螺纹，可旋转球冠10位于可旋转球冠3的中心位置。
高声强超声波聚焦器的固定轴11的轴端设有温度探针、水下灯、针孔摄像头和超声探头。
实施例二：图6、图7所示，本实施例的高声强超声波聚焦器，它的固定轴11上设置温度探针 17、 水下灯16、 针孔摄像头 14和 超声探头15，高声强超声波换能器9设置在高声强超声波换能器的可旋球体10上，高声强超声波换能器的可旋球体10通过绝缘螺钉4固定安装在固定轴11上，支撑杆6连接高声强超声波换能器的可旋球体10和丝杆12，丝套13设置在丝杆12上。
实施例三：图8、图9所示，本实施例的高声强超声波聚焦器B和低声强超声波聚焦器A设置在滑轨18上，即滑轨18设有内螺纹，高声强超声波聚焦器B和低声强超声波聚焦器A的固定轴上设有外螺纹。
实施例四：本实施例的内圈设置低声强超声波聚焦器，外圈设置高声强超声波聚焦器，即高声强超声波聚焦器设置在低声强超声波聚焦器的外周。
低声强超声波聚焦器的固定轴为空心轴，低声强超声波聚焦器的丝杆为空心杆，空心轴上设有内丝扣，高声强超声波聚焦器的丝杆与低声强超声波聚焦器的固定轴为空心轴配合使用，使高声强超声波聚焦器的丝杆设置在低声强超声波聚焦器的固定轴孔内，高声强超声波聚焦器的固定轴的端部设置温度探针、水下灯、针孔摄像头和超声探头，其它结构与实施例一相同。
Claims (8)
1.一种提高治疗效率的超声聚焦装置，其特征是由高声强超声波聚焦器和低声强超声波聚焦器组合而成，高声强超声波聚焦器、低声强超声波聚焦器均设置在各自的丝杆上，所述高声强超声波聚焦器包括高声强超声波换能器，高声强超声波换能器设置在弧形瓣上，4-32个弧形瓣组合成一个球冠，每个弧形瓣上设置一个高声强超声波换能器，弧形瓣设置在固定轴上；所述低声强超声波聚焦器包括低声强超声波换能器，低声强超声波换能器设置在弧形瓣上，4-32个弧形瓣组合成一个球冠，每个弧形瓣上设置一个低声强超声波换能器，弧形瓣设置在固定轴上；所述高声强为焦点部位声强>=3000w/cm2；所述低声强为焦点部位声强<1000W/cm2。
2.根据权利要求1所述的一种提高治疗效率的超声聚焦装置，其特征是所述的低声强超声波换能器为多焦点聚焦，其焦点为2-16个，焦点距球冠球体中心横向距离为0.1-0.5cm之间固定或可变，焦距在50-500mm可变。
3.根据权利要求1所述的一种提高治疗效率的超声聚焦装置，其特征是所述的高声强超声波换能器为单焦点聚焦，即焦点为1个，焦距在50-500mm之间可变。
4.根据权利要求1所述的一种提高治疗效率的超声聚焦装置，其特征是所述高声强超声波聚焦器的下方连接支撑杆，支撑杆固定于丝杆上端，通过丝杆旋转，调节焦距；所述低声强超声波聚焦器的下方连接支撑杆，支撑杆固定于丝杆上端，通过丝杆旋转，调节相应可旋球冠上下角度，形成多个低声强超声聚焦焦点和调节焦距。
5.根据权利要求1所述的一种提高治疗效率的超声聚焦装置，其特征是所述高声强超声波聚焦器位于低声强超声波聚焦器的外围，通过丝杆调节高声强超声波聚焦器和低声强超声波聚焦器的升降。
6.根据权利要求1所述的一种提高治疗效率的超声聚焦装置，其特征是所述低声强超声波聚焦器位于高声强超声波聚焦器的外围，通过丝杆调节高声强超声波聚焦器和低声强超声波聚焦器的升降。
7.根据权利要求1所述的一种提高治疗效率的超声聚焦装置，其特征是所述低声强超声波聚焦器位于高声强超声波聚焦器的一边，通过丝杆调节低声强超声波聚焦器和高声强超声波聚焦器的升降，通过导轨调节低声强超声波聚焦器和高声强超声波聚焦器的左右位移。
8.根据权利要求1所述的一种提高治疗效率的超声聚焦装置，其特征是所述固定轴的轴端设置温度探针、水下灯、针孔摄像头和超声探头。
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