一種具有超聲聚焦定位功能的聚焦超聲空化治療儀的製作方法
2023-05-28 13:26:06
專利名稱：一種具有超聲聚焦定位功能的聚焦超聲空化治療儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及利用超聲造影劑中微泡的空化效應，用於腫瘤治療、溶栓、缺血心肌治療、前列腺疾病的治療以及藥物靶向釋放和基因靶向歸巢等作用。它由一臺聚焦超聲控制主機，兩種一體化組合治療探頭和一臺具有超聲造影功能的超聲診斷儀(簡稱B超)三部分組成。
背景技術：
目前，據國家衛生部門統計，惡性腫瘤已經成為我國死亡率最高的第一大病症。在腫瘤發現的早期，傳統治療方法首選是外科手術。其它的治療方法還有化療和放療等如雷射，微波，射頻，化學方法有無水酒精注入，藥物栓塞等，這些都是介入的方法。HIFU (高能聚焦超產)也是近年來發展起來的一種屬於熱療的新的腫瘤治療手段。 手術治療的缺點是對人體創傷比較大，使患者免疫力降低，容易產生一系列手術併發症如腫瘤病灶轉移和復發等。對比較敏感的部位或是患腫瘤晚期仍然無法實施手術。介入方法治療的最大缺點就是介入方法本身為有創。同時在治療過程中患者疼痛難忍。有報導腫瘤細胞沿介入針道轉移。另外由於沒有實時監控，治療範圍難以覆蓋全部病灶，極易造成病灶復發。HIFU方法治療的缺點是由於其聚焦點很小，以及無法準確的測量到聚焦點的溫度，因而無法準確掌握和判斷治療是否覆蓋了全部病灶區域，以及治療的程度。藥物靶向治療已在臨床廣泛開展使用，藥物雖然能被靶向帶到指定的部位，但往往停留在血池中，一旦釋放，大量被血流衝走，只有少部分能透過血管壁到達組織內。基因治療由於靶向歸巢和轉染率的的問題，大大降低了基因治療的效果。尋找一種安全有效，毒副作用比較小，實施簡單並能有效抑制腫瘤生長、促使藥物高效被組織吸收和提高基因靶向歸巢和轉染促進基因治療等的治療方法一直是醫生們努力的目標。
發明內容
本發明的主要內容是在腫瘤病灶的內部及周圍等局部區域，利用聚焦的超聲波所產生的空化效應對惡性腫瘤進行無創治療。超聲造影劑的引入，可以在超聲波聚焦的局部區域大幅提高空化效應；惡性腫瘤的內部存有豐富的血管，超聲造影劑進入人體後是沿著血管流動的；因此，在腫瘤病灶的局部區域實施低功率的超聲聚焦定向輻照，進而只在這個局部區域引發血管內微氣泡的空化效應出現，使腫瘤內微血管出現栓塞和毀損，達到「餓死」腫瘤的目的。但在聚焦區域的外周由於超聲的能量未達到發生空化效應的閾值，所以並未產生空化效應，因此對超聲波經過的沿途或周邊組織不會產生損傷，保護了正常組織和器官的功能。超聲空化伴隨的聲孔效應可以提聞藥物從血液向組織間質的滲透，以提聞組織內的有效藥物高峰濃度，發揮藥物的治療作用；打通血前列腺屏障，使得藥物能進人前列腺組織起到治療前列腺疾病的目的；超聲空化促使基因靶向歸巢和轉染促進基因治療的作用。
圖I :治療探頭及其活動機械支架；圖2 :本發明裝置的工作原理示意圖；圖3 :治療探頭上部結構圖；圖4 :治療探頭刨面結構不意圖；圖5 :發生器輸出功率與輸出聲壓關係曲線圖；圖6 :發生器輸出功率與輸出聲壓關係曲線圖； 圖7 :發生器輸出功率與輸出聲壓關係曲線圖；圖8 :發生器輸出功率與輸出聲壓關係曲線圖；圖9 :聚焦面輸出功率分布圖；圖10 :聚焦面彩色編碼輸出功率分布圖；圖11 :縱向輸出功率分布圖；圖12 :縱向彩色編碼輸出功率分布圖；具體實施方法I.聚焦超聲空化治療儀由聚焦超聲能量控制主機，一體化組合治療探頭和一臺超聲診斷儀(簡稱B超)三部分組成。如圖2。2.病人根據需要治療的部位，躺臥在治療床上。3.聚焦超聲空化治療儀推至治療床前恰當的位置，旋轉固定裝置Al、A2、A3至適合治療的位置。如圖I。4.根據治療需要，患者以適當的體位躺臥在治療床上。用B超直接確認治療點至B超探頭表面垂直距離。5.調節聚焦超聲空化治療儀中B超探頭垂直尺寸標註線為B超直接確認的治療點至B超探頭表面垂直尺寸(見下圖3)。6.旋鬆聚焦超聲空化治療儀B1、B2、B3、B4固定裝置，使聚焦超聲空化治療儀的聚焦換能器能輕鬆方便上下、左右移動。7.在水囊中放入約五分之一的(脫氣)水。注聚焦超聲空化治療儀C是調節上下臂重量平衡旋鈕，調至在水囊中放入約三分之二水狀態下上下臂移動輕便即可。8.移動聚焦換能器使聚焦換能器內的B超探頭表面中心點移至治療樣品的治療點上方，B超探頭表面通過水囊薄膜與治療樣品表面緊密接觸(見圖4)。9.固定聚焦超聲空化治療儀B1、B2、B3、B4固定裝置。沿中心線旋轉聚焦換能器內的B超探頭,進一步確認其中心點在治療點垂直上方,否則重新旋鬆聚焦超聲空化治療儀B1、B2、B3、B4固定裝置，重新定位。10.固定聚焦超聲空化治療儀BI、B2、B3、B4固定裝置後，可升起聚焦換能器內的B超探頭至不影響超聲治療的位置(距焦點約108毫米)，水囊內注入(脫氣)水至聚焦換能器頂口處。設定治療參數工作頻率238KHz。信號發生器輸出設為500_900mV(焦點對應聲壓1.08-1.58MPa，見下曲線圖6，7，8，9)。時間設定根據治療要求。
11.腳踏開關控制單點治療次數，完成單點治療。其它點治療。旋鬆聚焦超聲空化治療儀BI、B2、B3、B4固定裝置，移動、重複上面過程，重新定位。
12.聚焦探頭聚焦聲場性能_6dB :Φ6Χ36毫米。
權利要求
1.一種具有超聲聚焦定位功能的聚焦超聲空化治療儀。
它包括 兩種組合式治療探頭①第一種一體化組合探頭是一種複合式的面陣探頭。②第二種一體化組合治療探頭是由一個超聲空化探頭和一個超聲定位探頭，水囊以及起支撐作用的電腦控制的機械壁組成。
-超聲空化探頭用於治療目的； -超聲定位探頭就是一個常規的二維超聲探頭，用於實時定位和監控； -水囊則起到與病人體表良好接觸，耦合和調節超聲聚焦位置的作用； -機械臂是由一組可伸縮，旋轉及固定的裝置組成； -通過控制主機上的鍵盤調節組合探頭的位置； -超聲定位探頭可獨立調節便於治療；
2.根據權利要求I的組合探頭裝置①，其特徵在於，治療探頭的陣元和診斷探頭的陣元融合在一起形成一個複合式的，具有電子偏轉聚焦功能的電子相控陣面陣探頭。
3.根據權利要求I的組合探頭裝置②，其特徵在於，超聲空化探頭和超聲定位探頭，以及水囊是一體化的；超聲定位探頭位於正中央，超聲空化探頭的陣元環形排列在其外圍。
4.根據權利要求I的組合探頭裝置②，其特徵在於，超聲空化探頭通過均勻排列在一個球形拋物面上的超聲換能器陣列，實現聚焦，定向和定位空化治療。
5.根據權利要求3的組合探頭裝置，其特徵在於，超聲空化探頭聚焦的範圍是一個立體的，固定的區域。
6.根據權利要求I的組合探頭裝置，其特徵在於，一體化組合治療探頭通過內置的常規二維探頭與一臺具有超聲造影功能的超聲診斷儀相連接，實現實時超聲定位和實時監控的功能，以及治療前後的評估。
7.根據權利要求I的組合探頭裝置，其特徵在於，在使用過程前水囊內部要填充(脫氣)水，水囊可變形並通過施加壓力達到調節治療不同深度靶目標的目的。
8.根據權利要求I的聚焦超聲控制主機，其特徵在於，聚焦超聲控制主機包括隔離電源輸入，功率放大器，時間控制，頻率選擇，機械臂調整等控制功能。
全文摘要
本發明涉及利用超聲造影劑微泡的空化效應，用於腫瘤治療、溶栓、缺血心肌、前列腺疾病的治療。它由一臺控制主機，兩種組合治療探頭和一臺具有超聲造影功能的B超機三部分組成。本發明的主要內容是在病灶的局部區域，利用微泡的空化效應對腫瘤進行無創治療。微泡可大幅提高空化效應，因此，在病灶的局部區域實施精確地低功率的超聲聚焦定向輻照，進而只在這個局部區域引發血管內微泡的空化效應出現，使腫瘤內微血管出現栓塞和毀損，達到「餓死」腫瘤的目的。但在聚焦區域的外周由於超聲的能量未達到發生空化效應的閾值，所以並未產生空化效應，因此對超聲波經過的沿途或周邊組織不會產生損傷，保護了正常組織和器管的功能。
文檔編號A61N7/00GK102836505SQ201110161278
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月15日 優先權日2011年6月15日
發明者黃品同 申請人:黃品同, 耿曉鳴