专利名称：一种超声波治疗头及含有该超声波治疗头的超声波治疗系统的制作方法
技术领域：
本发明属于超声波治疗技术领域，具体涉及一种超声波治疗头及含有该超声波治疗头的超声波治疗系统。
背景技术：
聚焦超声治疗是一种非介入式无创伤治疗方法，尤其适合对肿瘤患者进行治疗，比传统外科手术或化疗对患者的损伤小，因而其应用发展非常迅速，适应症包括肝癌、骨肉瘤、乳腺癌、胰腺癌、肾癌、软组织肿瘤等。
现有技术的聚焦超声治疗多是在B超设备的定位和监控下，利用固定的超声波治疗头对不同群体或个体进行治疗。由于这种固定式治疗头的入射角θ是固定不变的，因此不能根据不同患者来调整超声入射角度，也不能降低声通道范围内单位面积上的声强(即超声波能量)，当单位面积上的声强过大时，容易对人体的其他部位造成损伤。图1为现有技术中超声波治疗系统的结构示意图。图1中，超声波治疗头1为球形凹面，该凹面所对应的入射角θ为65°左右，其外径一般为100-150毫米，这种治疗头所能发射的超声波能量在理论上能够满足治疗的需要。但是在实际的临床应用中，骨头对超声波的反/散射降低了到达目标区域的治疗能量；另外，治疗深部肿瘤时，超声波声通道上其它组织对超声波的衰减也导致了到达目标区域治疗所需能量的降低，影响治疗效果。
使用超声波治疗系统进行治疗时既要保证到达目标区域所需要的总能量，同时还要保证人体内其它组织不受到损害，这是进行超声波治疗的基本条件。确定治疗所需的超声总能量时，必须考虑目标区域到超声发射源之间的组织对超声的作用(如反射、吸收、散射等)，还必须考虑被治疗肿瘤的大小、空间位置，确定其凝固性坏死所需能量范围，同时，超声波声通道上其它组织的声特性、可能承受的单位面积最大声强也需纳入治疗规划中。基于以上因素，要满足治疗能量要求，目前一般采用两种做法1、增加超声波的发射能量；2、切除骨头以降低能量的衰减，比如治疗肝肿瘤时切除肋骨。但增加超声波能量，会使患者的骨头、皮肤及声通道组织损伤的可能性加大；而切除骨头以降低能量衰减的做法会造成患者终生残疾。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中超声治疗设备易对患者造成伤害的缺陷，提供一种既能满足治疗时目标区域所需的超声波能量又不至于给声通道上其它组织带来严重伤害的超声波治疗头及含有该超声波治疗头的超声波治疗系统。
解决本发明技术问题所采用的一种技术方案是该所述超声波治疗头与人体接触处的表面积范围为30000-35000平方毫米。该超声波治疗头的表面积是现有超声波治疗头表面积的1.5-2.5倍，增大超声波治疗头与人体接触处的表面积，有利于在所使用的超声波总能量不变的情况下，降低单位面积上的超声波能量即声强，在保证治疗效果的前提下，不会给声通道上其它组织带来伤害。
优选的是，所述超声波治疗头与人体接触处的形状与人体对应的体表形状相吻合。与人体接触处的体表形状相吻合的超声波治疗头，超声波的入射角度沿体表法线方向，因而减少了超声波能量在超声通道上的损失。所述超声波治疗头与人体体表的几何形状相吻合，是指宏观的吻合，而不是每一处均与人体表面形状相吻合。由于各个人体体表形状不尽相同，因此，要使超声波治疗头与人体表面形状相吻合就可提供一系列球面曲率不相同的超声波治疗头，以保证对病人治疗的需要。不同体形的病人采用不同球面曲率的超声波治疗头，以使超声波治疗头与人体表面形状相吻合，达到最佳的治疗效果。
所述超声波治疗头与人体接触处为球面，由于将该球面的表面积增大，为了与人体的体表形状相适应，该球面在水平面的X轴与Y轴两个方向上对应的入射角θ与α的大小不相同，入射角θ取值范围可为90°-110°(沿X轴方向)，另一入射角α取值范围可为50°-65°(沿Y轴方向)。由于超声波入射角大小受患者病灶与治疗头相对位置以及治疗头外径大小的影响，在保证治疗所需超声波能量的前提下，入射角的大小就决定了声通道上其它组织单位面积上声强的大小。入射角越大，单位面积上声强越小，对患者造成伤害的可能性就越小。通过权衡超声波治疗头外径的大小和该治疗头与患者体表皮肤相接触处的表面积的大小，就可以达到既能满足治疗所需总能量，同时又能降低超声波声通道上其它组织单位面积声强的要求。由于本发明超声波治疗头中一个入射角远比现有技术中超声波治疗头的入射角大，因此超声波治疗头与人体接触处的表面积也相应增大，单位面积上的声强小，基本不会对患者造成伤害。
解决本发明技术问题所采用的另一种技术方案是该所述超声波治疗头与人体接触处的形状与人体对应的体表形状相吻合。
当超声波治疗头与患者体表相接触处的形状和患者体表的几何形状相吻合时，本发明所提供的超声波治疗头的表面积比现有的超声波治疗头表面积大1.5-2.5倍，因此增大了超声波穿透患者体表皮肤的表面积，在保证治疗所需超声波能量的前提下，也降低了单位面积声通道上其它组织承受的声强，使得声通道上其它组织受损可能性降低。
优选的是，超声波治疗头与人体接触处的表面积范围为30000-35000平方毫米。
所述超声波治疗头与人体接触处为球面，其一入射角θ取值范围可为90°-110°，另一入射角α取值范围可为50°-65°。
一种含有上述超声波治疗头的超声波治疗系统。
优选的是，超声波治疗头的中心有监控装置，监视装置采用B超探头。
由于病灶通常位于患者肋骨附近区域，而不同患者在该处的体表皮肤形状不一，因此对不同患者可选择具有不同曲率的超声波治疗头。从而选择合适的超声波入射角，有效降低声通道范围内单位面积上的声强，减小了人体内其他器官受损的可能性。
因此，本发明超声波治疗头在保证治疗所需超声波能量的前提下，也降低了单位面积声通道上其它组织承受的声强，使得声通道上其它组织受损可能性降低。
本发明所提供的超声波治疗系统，其所采用的超声波治疗头与患者体表相接触处的形状和患者对应体表的形状相吻合，因此可对患者更好的进行肝肿瘤治疗的定位、检测、监控治疗。
图1为现有技术中超声波治疗系统的结构示意2为图1的俯视3为本发明实施例1中超声波治疗头为球面时超声波治疗系统的结构示意4为图3的俯视5为本发明实施例1中超声波治疗头入射时入射角示意6为本发明实施例2超声波治疗头为球面时超声波治疗系统的结构示意7为图6的俯视中1-超声波治疗头 2-监视装置 3-患者体表皮肤 4-病灶 5-传输介质 6-连接部件 7-运动定位装置 θ、α-入射角具体实施方式
以下结合实施例和附图，对本发明作进一步详细叙述。
如图3、4、6、7所示，本发明的超声波治疗系统包括有超声波治疗头1、监视装置2、以及使超声波治疗头1运动的运动定位机构7，运动定位机构7与超声波治疗头1通过连接部件6连接在一起。其中监视装置可采用B超探头。超声波治疗头1透过传输介质5与患者体表皮肤3接触。
所述超声波治疗头1与人体接触处的形状与人体对应的体表形状相吻合。需要说明的是，本发明技术中所提到的超声波治疗头与人体接触处的体表形状相吻合是指宏观上整体形状上的吻合，在实际应用时，超声波治疗头并不需要一定要和人体表面形状完全吻合，只要达到基本相适即可。
其中，超声波治疗头1与人体接触处的表面积范围为30000-35000平方毫米。如图5所示，当所述超声波治疗头与人体接触处为球面时，与人体的体表相适应，该球面在X轴与Y轴两个方向上对应的入射角θ与α的大小不相同，一入射角θ的取值范围可为90°-110°，另一入射角α的取值范围可为50°-65°。
以下为本发明的非限定性实施例实施例1如图3、4所示，本实施例的超声波治疗系统包括有超声波治疗头1、监视装置2、以及使超声波治疗头1运动的运动定位机构7，运动定位机构7与超声波治疗头1通过连接部件6连接在一起。其中监视装置2采用B超探头，超声波治疗头1透过传输介质5与患者体表皮肤3接触，本实施例中，传输介质5采用脱气水。
本实施例中，超声波治疗头1与人体接触处的形状与人体对应的体表形状(即患者体表皮肤3)相吻合，由于病灶4为患者的肋骨区域，因此本实施例中，超声波治疗头1与人体接触处的形状为球面，该球面的一个入射角θ为105°，另一入射角α为60°，该球面的表面积约为34000平方毫米。
在使用本发明的超声波治疗系统时，首先固定患者的体位，在监视装置2的引导下，调节运动定位机构7，并调节超声波治疗头1使其处于向病灶4发射的最佳位置，超声波治疗头1对病灶4发射超声波，使超声波入射方向尽可能沿患者体表皮肤3法线方向，避开可能伤及的其它组织，超声波透过传输介质5到达病灶4对患者进行治疗，这样不但保证了治疗所需的超声波总能量而且可以使声通道上其它组织的平均声强最小。
现有技术中超声波治疗头外径一般为100-150毫米，而本实施例中超声波治疗头的外径为220毫米，显然，声通道面积加大，在总输出声功率相同的前提下可以降低单位面积上的声强，治疗的安全性得到提高。
实施例2如图6、7所示，在本实施例中，另一患者的病灶4的位置与实施例1不同，超声波治疗头1仍采用与人体接触处的体表形状相吻合的球面，该球面的一个入射角θ为110°，另一入射角α为65°，其表面积约为35000平方毫米，超声波治疗头1与患者体表皮肤3相接触处的形状和患者体表皮肤3的形状相吻合。
本实施例的其它组成部分及功能均与实施例1相同，在此不再赘述。
权利要求
1.一种超声波治疗头，其特征在于所述超声波治疗头与人体接触处的表面积范围为30000-35000平方毫米。
2.根据权利要求1所述的超声波治疗头，其特征在于所述超声波治疗头与人体接触处的形状与人体对应的体表形状相吻合。
3.根据权利要求2所述的超声波治疗头，其特征在于所述超声波治疗头与人体接触处为球面，其一入射角θ的取值范围为90°-110°，另一入射角α的取值范围为50°-65°。
4.一种超声波治疗头，其特征在于所述超声波治疗头与人体接触处的形状与人体对应的体表形状相吻合。
5.根据权利要求4所述的超声波治疗头，其特征在于所述超声波治疗头与人体接触处的表面积范围为30000-35000平方毫米。
6.根据权利要求5所述的超声波治疗头，其特征在于所述超声波治疗头与人体接触处为球面，其一入射角θ的取值范围为90°-110°，另一入射角α的取值范围为50°-65°。
7.一种含有权利要求1-6之一所述的超声波治疗头的超声波治疗系统。
8.根据权利要求7所述的超声波治疗系统，其特征在于超声波治疗头的中心有监控装置，监控装置采用B超探头。
全文摘要
本发明涉及一种超声波治疗头及含有该超声波治疗头的超声波治疗系统。该超声波治疗头与人体接触处的表面积范围为30000－35000平方毫米。超声波治疗头与人体接触处的形状与人体对应的体表形状相吻合。该超声波治疗系统采用上述超声波治疗头。本发明既能满足治疗时目标区域所需的超声波能量，又不至于给声通道上其它组织带来严重伤害。
文档编号A61B8/00GK1966109SQ20051012360
公开日2007年5月23日 申请日期2005年11月18日 优先权日2005年11月18日
发明者汪龙, 古月, 燕思源, 木木, 汪海 申请人:重庆融海超声医学工程研究中心有限公司