专利名称：改善hifu系统使用过程热累积的方法
技术领域：
本发明涉及一种改善HIFU系统使用过程中热累积的方法。
背景技术：
HIFU即高强度聚焦超声系统，是利用低兆赫频段超声波的束射性和在组织中良 好的穿透能力，以某种聚焦方式将超声能量聚焦于组织内一处，形成一个声强较高的区 域——焦域，焦域中的组织吸收超声波能并转化为热能，使自身温度升高，当焦域中声强达 到数千乃至上万W/cm2时，即会使温度在0. 5 5s内升高至70°C以上，使组织细胞消融，失 去某些能力。聚焦可用于整形美容或出于实验目的切除组织上某一部分。HIFU主要使用效应是热效应，聚焦超声能量通过组织的聚焦路径，使组织吸收少 量超声能量并转化为热能使自身温度升高，温升与聚焦声束面积成反比，距聚焦焦域愈近 愈高；单点焦域周围声场仍有一定强度声强转化为热能，同时焦域温度随时间扩散至周围 组织，所以焦域周围组织有一定温升。在具体的使用过程中，HIFU系统对组织细胞的消融，通常采用由点至线、由线至 面、由面至体的点阵方式。点阵方式是超声能量在通过聚焦路径时，部分区域组织有多次能 量叠加，这部分区域组织转化为热能使自身温度累积升高；同样焦域周围组织因其周围点 多次聚焦超声能量的作用，其温度也累积升高。焦域点及其周围组织在其邻近已聚焦点的 影响下，使初始温度有所上升；但随邻近已聚焦点个数增多影响，在HIFU系统使用参数不 变情况下，焦域点的初始温度逐渐上升至焦域点在聚焦超声能量辐射下，在焦域温度升高 至组织内水的沸腾产生，导致水蒸气空腔(气泡)的形成(空腔也可能是声空化生成的结 构)。低于空腔产生的极限所形成的损伤域十分接近焦域形状。含有空腔的损伤域(气泡 损伤域)将延伸出焦域范围，形状和尺寸也完全不同。由于焦域上部的聚焦路径组织累积 温升的影响，含有空腔的损伤域向焦域上方延伸；同时，空腔的损伤域的产生，将导致此组 织声性能参数、热性能参数发生改变，对邻近将要聚焦点的声聚焦性能、热传导性能产生影 响，使焦域向上偏移出原焦域，聚焦路径热累积现象加重。而在使用参数控制不好的情况下，聚焦面积(或体积)愈大，热积累现象愈严重。 国内外文献及实验表明，热累积严重的将会使焦域向上偏移目标区域。
发明内容
HIFU系统在使用过程中，应当避免热累积现象加重；HIFU系统在一定使用过程 中，避免热累积现象是必要的。本发明鉴于HIFU系统使用过程中热累积现象加重得不到有效的控制，将严重影 响聚焦效果，提供一种能避免热累积现象加重，有效解决这一弊病的HIFU系统使用控制方 法。本发明解决这一问题的方法是一种改善HIFU系统使用过程热累积的方法，步骤 如下，
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a、利用HIFU系统定位被聚焦组织，b、利用HIFU系统对被聚焦组织扫描、勾画被聚焦组织区域、生成三维轮廓体，进行聚焦操作；作为本发明的改进，所述的HIFU系统使用过程中优先设置运动方向，控制使用总 体热积累方向。作为本发明的进一步改进，所述的HIFU系统使用过程中，均衡使用过程中热累积 效果采用分布使用方式的设置，所述的分布使用方式为将整个被聚焦区域分为若干小区 域。作为本发明的进一步改进，所述的HIFU系统具备每聚焦点超声功率设置、具备功 率持续时间设置、具备停顿时间设置、具备脉冲数设置及每点间隔设置、每点停顿设置、每 层停顿时间设置。作为本发明的进一步改进，所述的HIFU系统具备参数扩展调整设置控制功能，对 单点的超声功率、持续时间、停顿时间进行曲线设置。本发明与现有技术相比较，其有益效果是在不影响HIFU使用效果的条件下，通 过三步骤的使用控制方法，在有效利用热累积现象，达到均衡使用过程中热累积效果。对 HIFU使用参数每点聚焦点超声功率、功率持续时间、停顿时间、脉冲数及每点间隔、每点停 顿时间按的合理设置，减少热累积现象；针对HIFU使用过程中热累积现象突出，增加参数 扩展调整设置功能，对单点超声功率、持续时间、停顿时间进行曲线设置，减缓热累积现象 产生；分布使用方式的选择，能进一步均衡使用过程中热累积效果，提高HIFU使用效率。
图1是本发明HIFU的使用示意图。图2是本发明具体实施方式
的示意图。图2中实线圆便表示焦点为主，虚线框表示小区域范围。
具体实施例方式参见图1-2，本实施案例利用HIFU系统聚焦组织的方法，步骤如下，a、利用HIFU系统定位被聚焦组织la，b、利用HIFU系统对扫描被聚焦组织la、勾画被聚焦组织Ia区域，并生成三维轮廓 体，进行聚焦操作；其中HIFU系统使用过程中优先设置运动方向，本发明根据HIFU系统的热累积方 向的特性，及先聚焦点热累积弱，后聚焦点热累积强的实验结果，在使用过程中通过控制方 法中运动方式也就是运动方向优先进行线性设置，控制使用总体热累积方向。HIFU系统使用过程中，均衡使用过程中热累积效果采用分布使用方式的设置，所 述的分布使用方式为将整个被聚焦区域分为若干小区域。本发明HIFU系统控制方法中分 布使用方式的设置，可进一步均衡使用过程中热累积效果或提高HIFU系统效率。分布使用 方式是将整个被聚焦区域分为若干小区域，如图2所示，选择“随机模式”时，则每一个小区 域中的点聚焦完后，随机选择下一个小区进行聚焦。如图2所示的聚焦点为la-2a-3a-lb -2b-3b-lc-2c-3c-ld-2d-3d后，随机跳跃另一小区域继续顺序聚焦。选择“分布模式”则按运动优先设置顺序地聚焦每一个小区域内相同点位后，再顺序地聚焦每一个小区域内前 相同点位下一个相邻点，如此循环直至整个聚焦平面所有点完成聚焦。如图2所示顺序为 la-4a-7a_10a-..· le-4e_7e-..· 2a-5a-8a_lla..· 3a-6a_9a-..· lb-4b-7b_."0HIFU系统具备每聚焦点超声功率设置、具备功率持续时间设置、具备停顿时间设 置、具备脉冲数设置及每点间隔设置、每点停顿设置、每层停顿时间设置，参数扩展调整设 置控制功能，对单点功率、持续时间、停顿时间进行曲线设置。对每聚焦点超声功率设置、功率持续时间设置、停顿时间设置、脉冲数设置；对平 面聚焦或整体聚焦设置每点间隔、每点停顿时间、每层停顿时间的功能。通过这些参数的合 理设置，可以减少热累积现象，但在HIFU使用过程中，特别是对大体积、大面积组织消融， 调整这些参数能有效地控制热累积，所以，本发明HIFU系统控制方法中增加参数扩展调整 设置功能，对单点功率、持续时间、停顿时间进行曲线设置，达到调整使用参数控制热累积 效果的目的。HIFU系统在控制系统合理设置HIFU使用参数的基础上，根据HIFU系统热累积先 弱后强现象，通过对聚焦过程运动方向优先设置，控制使用总体热累积方向，有效利用和控 制热累积的产生。
权利要求
一种改善HIFU系统使用过程热累积的方法，其特征在于所述的HIFU系统使用过程中优先设置运动方向，控制使用总体热积累方向。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于均衡使用过程中热累积效果采用分布使用 方式的设置，所述的分布使用方式为将整个被聚焦区域分为若干小区域。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的HIFU系统a、具备每聚焦点超声功率设置，b、具备功率持续时间设置， C、具备停顿时间设置，d、具备脉冲数设置，及每点间隔设置、每点停顿设置、每层停顿时间设置。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述的HIFU系统具备参数扩展调整设置控 制功能，对单点的超声功率、持续时间、停顿时间进行曲线设置。
全文摘要
本发明提供一种能避免热累积现象加重，有效解决这一弊病的HIFU系统使用控制方法。本发明在不影响HIFU使用效果的条件下，通过三步骤的使用控制方法，在有效利用热累积现象，达到均衡使用过程中热累积效果。对HIFU使用参数每点聚焦点超声功率、功率持续时间、停顿时间、脉冲数及每点间隔、每点停顿时间按的合理设置，减少热累积现象；针对HIFU使用过程中热累积现象突出，增加参数扩展调整设置功能，对单点超声功率、持续时间、停顿时间进行曲线设置，减缓热累积现象产生；分布使用方式的选择，能进一步均衡使用过程中热累积效果，提高HIFU使用效率。
文档编号A61B18/00GK101984927SQ201010518278
公开日2011年3月16日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者宋文虎, 王信红, 王国英, 耿晓鸣 申请人:无锡海鹰电子医疗系统有限公司