寬焦距高強度聚焦超聲治療頭的製作方法
2023-06-10 00:42:26 1
專利名稱：寬焦距高強度聚焦超聲治療頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種超聲治療頭，尤其是一種寬焦距高強度聚焦超聲治療頭。屬醫療
設備領域。
背景技術：
高強度聚焦超聲治療頭(下稱HIFU治療頭)主要用於實體良、惡性腫瘤治療。它 在臨床使用中具有以下特點可實現無創或微創外科理念；對乏氧腫瘤細胞有更敏感的殺 傷性；對增生性和非增生性腫瘤(肝、腎腫瘤等)治療的無差異性以及可誘發肌體對腫瘤 的特異性免疫反應等優點。傳統的HIFU治療頭一般只設置一個換能器，它的焦距和工作頻 率是唯一的，由於人體中實體腫瘤發生部位、深度範圍很寬，採用一種換能器的HIFU治療 頭，往往難以優化覆蓋所期望的腫瘤治療範圍。針對HIFU治療頭使用中暴露的問題，有的 HIFU的治療頭也配置多個具有不同焦距和工作頻率的換能器，以期擴大治療範圍，但是，這 種HIFU治療頭，更換換能器必須需停機由手工更換，不僅病人需要中斷治療，更換後，HIFU 治療頭還必須重新對實體腫瘤實施定位。 此外，傳統的HIFU治療頭中的B超探頭通常位於換能器的中孔位置，實施定位時， B超檢測容易形成偽影，直接影響到影像檢測的清晰度，且其探頭匹配層易受HIFU反射聲 束損害。 傳統的HIFU治療頭中，治療頭透聲窗膜一般採用高分子材料膜，高分子材料膜易 受大功率高強度超聲輻照而變性，影響透聲窗膜的使用壽命。尤其是當高分子材質的HIFU 透聲窗在大功率、高強度運行條件下，其透聲率將隨運行時間的延長而降低，即使從外觀上 未觀測到任何變化，這種變化往往會造成HIFU治療頭臨床劑量未預期性變化。
發明內容
本發明的目的在於針對傳統HIFU治療頭存在的換能器焦距和工作頻率單一，或 改變焦距和工作頻率時換能器更換複雜，或B超探頭位於換能器的中孔位置易形成偽影影 響到影像檢測的清晰度且易受HIFU反射聲束損害，或治療頭透聲窗膜採用的高分子材料 膜易受大功率高強度超聲輻照而變性等一系列問題，提供一種新的寬焦距高強度聚焦超聲 治療頭。 本發明的目的是這樣實現的一種寬焦距高強度聚焦超聲治療頭，包括治療頭水 箱、升降架、換能器，其特徵在於升降架下端設有迴轉體，迴轉體上設有B超探頭以及至少 兩個不同焦距的換能器，升降架上設有定位卡銷，當B超探頭進入檢查工況，或任一換能器 進入治療工況時，迴轉體上均設有與定位卡銷對應的定位槽口，所述迴轉體、B超探頭以及 換能器均置於治療頭水箱中。
在本發明中治療頭水箱的下部為治療頭透聲窗，治療頭透聲窗由輕金屬薄膜或 無機材料薄膜構成，其厚度低於治療頭的超聲波在輕金屬薄膜或無機材料薄膜中的波長。
在本發明中所述輕金屬薄膜或無機材料薄膜應能使通過治療頭透聲窗的聲強度衰減低於0. 3dB，透聲窗薄膜在治療頭內水柱壓強下其中心最大下沉量低於5mm。 在本發明中治療頭透聲窗採用鈦箔膜透聲窗，其厚度約為治療頭的超聲波在鈦
(Ti)薄膜中波長的0. 5%。其楊氏模量為1. 16X10"N/m2，剪切模量為4. 40X10"N/m2。 在本發明中升降架的運動、定位卡銷與迴轉體之間的配合以及迴轉體的轉動均
通過計算機控制。 本發明的優點在於可根據臨床需要適時自動切換長、短焦距或不同工作頻率的 HIFU換能器而規避了停機、耗時、複雜的手工切換缺點；機載B超探頭所處的特殊位置可減 弱偽影、避免HIFU聲束反射對B超探頭匹配層的可能損害；超薄、高剛性、高聲速鈦薄膜聲 窗不僅大幅度提高了 HIFU聲焦距的有效利用率，而且其不輻解、長使用壽命更是傳統的高 分子材料聲窗所無法比擬。
圖1是本發明實施例的結構示意圖；
圖2是本發明實施例的立體效果示意圖。 圖中1、治療頭水箱，2、升降架，3、定位卡銷，4、迴轉體，5、 A換能器，6、B換能器， 7、B超探頭，8、治療頭透聲窗。
具體實施例方式
附圖非限制性地公開了本發明實施例的具體結構，下面結合實施例對本發明作進 一步地描述。 由圖l圖2可見，本發明包括治療頭水箱1、升降架2，升降架2下端設有迴轉體4， 迴轉體4上設有B超探頭7以及至少兩個不同焦距的換能器(本實施例中的A換能器5和 B換能器6)，升降架2上設有定位卡銷3，當B超探頭7進入檢查工況時，或A換能器5、 B 換能器6之一進入治療工況時，迴轉體4均設有與定位卡銷3對應的定位槽口 ，通過所述的 定位卡銷3和定位槽口對B超探頭7及A換能器5、 B換能器6實施定位。所述迴轉體4、 B超探頭7以及各換能器均置於治療頭水箱1中。治療頭水箱1的下部為治療頭透聲窗8， 治療頭透聲窗8由聲速高、彈性模量大的輕金屬薄膜構成，其厚度遠低於治療頭的超聲波 在輕金屬薄膜中波長。 在本實施例中，A換能器5和B換能器6為具有相同或不同工作頻率的換能器；治 療頭透聲窗8為鈦箔膜，厚度小於治療頭的超聲波在鈦(Ti)中波長的0.5%。通過治療頭 透聲窗8的聲強衰減為0. 2dB，在治療頭內水柱壓強下，其中心最大下沉為2mm。
具體實施時，升降架2的運動、定位卡銷3與迴轉體4之間的配合、迴轉體4的轉 動、以及A換能器5、B換能器6和B超探頭7進入工作狀態的定位均可以通過計算機控制。
使用中，首先由升降架2將寬焦距高強度聚焦超聲治療頭調整到接受治療的病人 病灶附近，通過B超探頭7對病灶進行定位，根據病灶的深度、體積等，由於治療頭水箱1內 設有多個換能器，在不改變病人體位的情況下，可以直接從治療頭水箱1中選擇合適的換 能器對病人進行治療。避免傳統的方法中先B超檢查，再選擇並安裝合適的換能器，再B超 定位後由換能器進行治療的繁瑣操作。
權利要求
一種寬焦距高強度聚焦超聲治療頭，包括治療頭水箱、升降架、換能器，其特徵在於升降架下端設有迴轉體，迴轉體上設有B超探頭以及至少兩個不同焦距的換能器，升降架上設有定位卡銷，當B超探頭進入檢查工況，或任一換能器進入治療工況時，迴轉體上均設有與定位卡銷對應的定位槽口，所述迴轉體、B超探頭以及換能器均置於治療頭水箱中。
2. 根據權利要求1所述的寬焦距高強度聚焦超聲治療頭，其特徵在於所述不同焦距的換能器具有相同或不同工作頻率。
3. 根據權利要求1或2所述的寬焦距高強度聚焦超聲治療頭，其特徵在於治療頭水箱的下部為治療頭透聲窗，治療頭透聲窗由輕金屬薄膜或無機材料薄膜構成，其厚度低於治療頭的超聲波在輕金屬薄膜或無機材料薄膜中的波長。
4. 根據權利要求3所述的寬焦距高強度聚焦超聲治療頭，其特徵在於所述輕金屬薄膜或無機材料薄膜應能使通過治療頭透聲窗的聲強度衰減低於0. 3dB，透聲窗薄膜在治療頭內水柱壓強下其中心最大下沉量低於5mm。
5. 根據權利要求4所述的寬焦距高強度聚焦超聲治療頭，其特徵在於治療頭透聲窗採用鈦箔膜透聲窗，其厚度約為治療頭的超聲波在鈦(Ti)薄膜中波長的0.5%。其楊氏模量為1. 16X10"N/m2，剪切模量為4. 40X10"N/m2。
6. 根據權利要求1所述的寬焦距高強度聚焦超聲治療頭，其特徵在於升降架的運動、定位卡銷與迴轉體之間的配合以及迴轉體的轉動均通過計算機控制。
全文摘要
本發明涉及一種寬焦距高強度聚焦超聲治療頭，包括治療頭水箱、升降架、換能器，升降架下端設有迴轉體，迴轉體上設有B超探頭以及至少兩個不同焦距的換能器，升降架上設有定位卡銷，當B超探頭進入檢查工況，或任一換能器進入治療工況時，迴轉體上均設有與定位卡銷對應的定位槽口，所述迴轉體、B超探頭以及換能器均置於治療頭水箱中。其優點是可根據臨床需要適時自動切換長、短焦距或不同工作頻率的HIFU換能器而規避了停機、耗時、複雜的手工切換缺點；機載B超探頭所處位置可減弱偽影、避免HIFU聲束反射對B超探頭匹配層的可能損害；超薄、高剛性、高聲速鈦薄膜聲窗不僅提高了HIFU聲焦距的有效利用率，且不輻解、使用壽命長。
文檔編號A61N7/00GK101791452SQ20101011500
公開日2010年8月4日 申請日期2010年2月26日 優先權日2010年2月26日
發明者俞蘇安, 劉可凡, 賴啟基, 賴寧磊, 錢可漢, 陳家軍 申請人:南京海克醫療設備有限公司