用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备的制作方法
【专利摘要】本发明适用于医疗器械【技术领域】，提供了一种用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备，旨在解决现有技术中去气水制备过程中难以获得理想传播介质的问题。该耦合液供给设备包括用于制备由医用酒精和聚乙烯吡咯烷酮形成的混合液的耦合液配置装置、与耦合液配置装置连通且利用抽真空法制备去气水的水循环去气装置以及与水循环去气装置连通且将混合液与去气水融合形成的耦合液传送至高强度聚焦超声治疗头的传送装置。通过在制备去气水的过程中增加充分搅拌后的医用酒精和聚乙烯吡咯烷酮混合液，以使混合液与去气水充分融合，保证传送至高强度聚焦超声治疗头中的耦合液具有良好的传播介质特性。
【专利说明】用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备
【技术领域】
[0001] 本发明属于医疗器械【技术领域】，尤其涉及一种用于高强度聚焦超声治疗系统的耦 合液供给设备。
【背景技术】
[0002] 目前，高强度聚焦超声治疗的应用越来越广泛，高强度聚焦超声治疗技术是指主 要采用高强度聚焦超声（High-Intensity Focused Ultrasound,简称HIFU)治疗系统所进 行的治疗技术。高强度聚焦超声治疗系统由功率源、治疗控制、定位和实时评估、运动控制 等部分组成，其治疗原理主要是利用聚焦于生物组织中的高强度超声产生的热效应，使治 疗焦域处的组织瞬间凝固性坏死，焦域以外组织无显著损伤，凝固坏死组织最终可逐渐被 吸收或瘢痕化。这种局部治疗肿瘤的新技术又称为热"切除"，主要适用于治疗组织器官的 恶性与良性实体肿瘤。
[0003] 由于超声只能在介质中传播，而且在遇到两种不同声阻抗的介质分割面时，会发 生反射和折射，声阻抗差异越大，折射和反射系数越大。人体组织的声阻抗与水、酒精等比 较接近，但与空气差异巨大，所以现在一般通过去除气体的净化水或者专门配置的工业溶 液作为传播介质。但是去气水在制备过程中很难去除全部气体，在放置一段时间之后，气体 又会慢慢的溶解进去，而且在高强度聚焦超声治疗时，高强度聚焦超声通过去气水时，会产 生空化效应，大量的微小气泡产生之后，会融合生成影响超声传播的气泡。而专门配置的工 业溶液则存在配置麻烦、成本高的缺点，同时工业溶液一般具有易挥发、易燃、有毒且不易 保存等缺点，一般需要在密封真空状态下使用，对治疗系统的机构要求很高，同时具有安全 隐患。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备，通 过在去气水制备过程中增加搅拌后的医用酒精和聚乙烯吡咯烷酮混合液，使混合液与去气 水充分融合，旨在解决现有技术中去气水制备过程中难以获得理想传播介质的问题。
[0005] 本发明是这样实现的，一种用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备，包 括用于制备由医用酒精和聚乙烯吡咯烷酮形成的混合液的耦合液配置装置、与所述耦合液 配置装置连通且利用抽真空法制备去气水的水循环去气装置以及与所述水循环去气装置 连通且将所述混合液与所述去气水融合形成的耦合液传送至高强度聚焦超声治疗头的传 送装置；所述水循环去气装置包括与所述耦合液配置装置和所述传送装置连通以形成所述 耦合液的水罐、通过水管连通所述水罐并与所述水罐形成循环通路的水气分离器、连通所 述循环通路的进气通路和进水通路以及设置于所述循环通路上并位于所述进气通路与所 述水气分离器之间的水环真空泵；所述耦合液配置装置包括通过水管与所述水罐相连通的 储液容器，所述储液容器内设置有自动搅拌机并设有用于添加所述混合液的原料添加口。
[0006] 进一步地，所述耦合液配置装置还包括设置于所述水管上以连通所述储液容器之 出口和所述水罐之入口的电磁阀。
[0007] 进一步地，所述水循环去气装置还包括设置于所述水罐上以量测所述水罐内水位 大小的水位计和量测所述水罐内真空度的真空表。
[0008] 进一步地，所述用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备还包括第一控 制阀及第一转接头，所述水气分离器的排气口通过管道经所述水环真空泵、所述第一控制 阀、所述第一转接头与所述水罐的进气口相通，形成除气通路，所述进气通路安装于所述第 一转接头并连通所述除气通路，所述第一控制阀位于所述第一转接头与所述水环真空泵之 间。
[0009] 进一步地，所述用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备还包括磁力泵、 第二转接头、第二控制阀和第三转接头，所述水罐的第一出水口通过管道经所述磁力泵、所 述第二转接头、所述第二控制阀、所述第三转接头与所述水气分离器的进水口相通，形成排 水通路，所述排水通路与所述除气通路形成所述循环通路。
[0010] 进一步地，所述用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备还包括截流阀和 第三控制阀，管道连通所述截流阀、所述第三控制阀、所述第一转接头、所述第一控制阀、所 述水环真空泵和所述水气分离器的进气口并形成所述进气通路。
[0011] 进一步地，所述用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备还包括进水球 阀、第四控制阀和过滤器，管道连通所述进水球阀、所述第四控制阀、所述过滤器、所述第三 转接头、所述第二控制阀、所述第二转接头与所述水罐的进水口并形成所述进水通路。
[0012] 进一步地，所述传送装置包括将所述耦合液传输至所述高强度聚焦超声治疗头的 输液通路、与所述输液通路相连并具有排污口的排污通路、第五控制阀以及蠕动泵，所述水 罐的第二出水口通过管道经所述第五控制阀、所述蠕动泵与所述高强度聚焦超声治疗头的 水囊连通，形成所述输液通路。
[0013] 进一步地，所述传送装置还包括连通所述排污通路与所述输液通路的第四转接 头、第六控制阀以及自吸泵，所述排污通路包括通过管道经所述第四转接头、所述第六控制 阀、所述自吸泵与所述排污口而形成的第一排污通路，所述第四转接头设置于所述第五控 制阀与所述懦动泵之间。
[0014] 进一步地，所述传送装置还包括连通所述排污通路与所述输液通路的第五转接头 以及第七控制阀，所述排污通路还包括通过管道经所述第五转接头、所述第七控制阀、所述 自吸泵与所述排污口而形成的第二排污通路，所述第五转接头设置于所述蠕动泵与所述水 囊之间，所述第七控制阀与所述自吸泵之间设置有第六转接头，所述第六控制阀和所述第 七控制阀通过所述第六转接头连通至所述自吸泵。
[0015] 本发明相对于现有技术的技术效果是：利用具有自动搅拌机的耦合液配置装置使 医用酒精和聚乙烯吡咯烷酮充分混合，并采用所述水循环去气装置中的水气分离器去除水 中气体以及使所述耦合液和所述去气水充分融合，通过所述传送装置将所述耦合液传输至 所述高强度聚焦超声治疗头上以作为超声传播介质。通过在制备所述去气水的过程中增 加充分搅拌后的医用酒精和聚乙烯吡咯烷酮混合液，以使所述混合液与所述去气水充分融 合，保证传送至所述高强度聚焦超声治疗头中的耦合液具有良好的传播介质特性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本发明实施例提供的用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备的 结构示意图；
[0017] 图2是图1中水循环去气装置的结构示意图；
[0018] 图3是图1中传送装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0020] 请参照图1和图2,本发明实施例提供的用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液 供给设备包括用于制备由医用酒精和聚乙烯吡咯烷酮形成的混合液的耦合液配置装置1、 与所述耦合液配置装置1连通且利用抽真空法制备去气水的水循环去气装置2以及与所述 水循环去气装置2连通且将所述混合液与所述去气水融合形成的耦合液传送至高强度聚 焦超声治疗头4的传送装置3 ;所述水循环去气装置2包括与所述耦合液配置装置1和所述 传送装置3连通以形成所述耦合液的水罐20、通过水管连通所述水罐20并与所述水罐20 形成循环通路25的水气分离器21、连通所述循环通路25的进气通路26和进水通路27以 及设置于所述循环通路25上并位于所述进气通路26与所述水气分离器21之间的水环真 空泵22 ;所述耦合液配置装置1包括通过水管与所述水罐20相连通的储液容器10,所述储 液容器10内设置有自动搅拌机12并设有用于添加所述混合液的原料添加口 14。
[0021] 使用时，在耦合液配置装置1中的自动搅拌机12对所述医用酒精和所述聚乙烯吡 咯烷酮进行搅拌的同时，打开进水通路27以将外来水源引入到所述水罐20中，直至所述水 罐20内的水位达到预设值，关闭该进水通路27,此时打开所述耦合液配置装置1以使充分 搅拌后的混合液通过所述水管流入到水罐20中，然后关闭所述水管以停止将所述混合液 流入到所述水罐20中。启动所述水循环去气装置2中的水气分离器21，一方面去除水中的 气体，另一方面使所述耦合液与所述去水气充分均匀融合。启动所述传送装置3,以将所述 耦合液通过传输至所述高强度聚焦超声治疗头4,以用于治疗时作为超声传播媒介。在该实 施例中，该预设值可以是水罐20所能容纳的最大水位值或者是预先设定的任意水位值。
[0022] 在该实施例中，所述医用酒精的浓度为95 %，所述混合液中医用酒精和聚乙烯吡 咯烷酮的质量比为5:1，所述混合液通过所述原料添加口 14投入到所述储液容器10中，并 利用自动搅拌机12进行搅拌，以使聚乙烯吡咯烷酮均匀地溶解到所述医用酒精中。
[0023] 聚乙烯吡咯烷酮，也称作PVP，是一种亲水性聚合物，主要用于制备耦合剂的主体 部分，起到凝胶的作用，由于聚乙烯吡咯烷酮属于高分子聚合物，无固定分子量。在使用过 程中，通过平均分子量来进行选择，选择标识以字母K加数字来判断，数字越大，平均分子 量越大，产生的凝胶越粘稠，优选地，本发明实施例使用的聚乙烯吡咯烷酮是PVP K29-32， 分子量在58000,其作用是吸收水中溶解的气体以及抑制超声传播时对水的空化。医用酒 精，又名乙醇，其主要作用是加快聚乙烯吡咯烷酮的溶解，同时可以抑制细菌的生长，还能 起到降低冷却点的作用。
[0024] 本发明实施例提供的用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备利用具有 自动搅拌机12的耦合液配置装置1使医用酒精和聚乙烯吡咯烷酮充分混合，并采用所述水 循环去气装置2中的水气分离器21去除水中气体以及使所述耦合液和所述去气水充分融 合，通过所述传送装置3将所述耦合液传输至所述高强度聚焦超声治疗头4上以作为超声 传播介质。通过在制备所述去气水的过程中增加充分搅拌后的医用酒精和聚乙烯吡咯烷酮 混合液，以使所述混合液与所述去气水充分融合，保证传送至所述高强度聚焦超声治疗头4 中的耦合液具有良好的传播介质特性。
[0025] 请参照图1和图2,进一步地，所述耦合液配置装置1还包括设置于所述水管上以 连通所述储液容器10之出口和所述水罐20之入口的电磁阀16。可以理解地，利用所述电 磁阀16启动和关闭所述水管，以做到定时定量地将所述医用酒精和所述聚乙烯吡咯烷酮 的混合液投入至所述水罐20中。在其他实施例中，所述电磁阀16也可以用其他的控制开 关取代，以实现启动和关闭所述混合液的投入为准。
[0026] 请参照图1和图2,进一步地，所述水循环去气装置2还包括设置于所述水罐20上 以量测所述水罐20内水位大小的水位计23和量测所述水罐20内真空度的真空表24。可 以理解地，所述水位计23用于量测所述水罐20内的水位大小，当通过进水通道引入外来水 源时，通过该水位计23控制所述水罐20内的水位预设值，以直接通过水位计23的数值显 示而控制水罐20的水位大小。所述真空表24设置于所述水罐20上以量测所述水罐20内 的真空度，以防止在抽真空过程中造成所述水罐20内的真空度过大或者过小，而达不到所 需真空度大小，由此而达不到理想的超声传播媒介特性。
[0027] 请参照图2,进一步地，所述用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备还包 括第一控制阀280及第一转接头282,所述水气分离器21的排气口通过管道经所述水环真 空泵22、所述第一控制阀280、所述第一转接头282与所述水罐20的进气口相通，形成除气 通路28,所述进气通路26安装于所述第一转接头282并连通所述除气通路28,所述第一控 制阀280位于所述第一转接头282与所述水环真空泵22之间。可以理解地，利用所述第一 转接头282以使所述进气通路26与所述除气通路28共用一段管道，所述第一转接头282邻 近于所述水罐20的进气口而设置，当进气通路26工作时，所述第一控制阀280将所述除气 通路28关闭，空气沿所述进气通路26并通过所述第一转接头282和所述管道进入到所述 水罐20的进气口，以实现对所述水罐20充气；当除气通路28工作时，所述第一控制阀280 处于开启状态，且所述进气通路26处于关闭状态，所述水气分离器21将制备去气水过程中 产生是气体通过水环真空泵22沿所述管道、第一控制阀280和所述第一转接头282进入所 述水罐20内。在该实施例中，所述第一控制阀280可以是流量控制阀或者电磁阀，以控制 管道的开启和关闭；所述第一转接头282为一三通转接头，以使所述除气通路28和所述进 气通路26在工作时互不影响。
[0028] 请参照图2,进一步地，所述用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备还包 括磁力泵290、第二转接头291、第二控制阀292和第三转接头293,所述水罐20的第一出水 口通过管道经所述磁力泵290、所述第二转接头291、所述第二控制阀292、所述第三转接头 293与所述水气分离器21的进水口相通，形成排水通路29,所述排水通路29与所述除气通 路28形成所述循环通路25。可以理解地，利用所述第二转接头291和所述第三转接头293 以使所述排水通路29与所述进水通路27共用一段管道。利用所述排水通路29与所述除 气通路28形成所述水循环去气装置2的循环通路25,保证整个过程可循环进行。在该实施 例中，所述第二转接头291和所述第三转接头293均为三通转接头，以使所述排水通路29 与所述进水通路27工作时互不影响。当开启所述磁力泵290和所述第二控制阀292时，所 述水罐20中的液体沿所述排水通路29进入所述水气分离器21中。在该实施例中，所述第 三转接头293与所述水气分离器21之间的管道上还设有进水球阀294,在开启所述磁力泵 290和所述第二控制阀292的同时，开启所述进水球阀294,以使所述水罐20内的液体通过 所述排水通路29进入到所述水气分离器21中，此处设置进水球阀294是防止所述液体流 入所述进水通路27中。
[0029] 请参照图2,进一步地，所述用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备还包 括截流阀260和第三控制阀262,管道连通所述截流阀260、所述第三控制阀262、所述第一 转接头282、所述第一控制阀280、所述水环真空泵22和所述水气分离器21的进气口并形 成所述进气通路26。可以理解地，开启所述第三控制阀262以打开所述进气通路26,并使 所述外部气体沿所述进气通路26进入到该所述水循环去气装置2中。所述第三控制阀262 为流量控制阀或者电磁阀，以控制管道的开启和关闭。利用截流阀260控制外部其他进入 所述进气通路26中的流量大小。
[0030] 请参照图2,进一步地，所述用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备还包 括进水球阀270、第四控制阀271和过滤器272,管道连通所述进水球阀270、所述第四控制 阀271、所述过滤器272、所述第三转接头293、所述第二控制阀292、所述第二转接头291与 所述水罐20的进水口并形成所述进水通路27。可以理解地，利用该进水通路27以将外部 水源引入所述水罐20中，通过在进水通路27中依次设置所述进水球阀270、所述第四控制 阀271和所述过滤器272,以使所述外部水源公告所述第二控制阀292和所述第二转接头 291流入所述水罐20中。当启动所述进水球阀270时，所述磁力泵290和所述排水通路29 中的进水球阀270处于关闭状态，所述外部水源沿所述进水通路27进入所述水罐20中，通 过进水通路27的开启，以使所述水罐20中的水位值达到预设值。
[0031] 请参照图1和图3,进一步地，所述传送装置3包括将所述耦合液传输至所述高强 度聚焦超声治疗头4的输液通路31、与所述输液通路31相连并具有排污口 35的排污通 路32、第五控制阀310以及蠕动泵312,所述水罐20的第二出水口通过管道经第五控制阀 310、蠕动泵312与所述高强度聚焦超声治疗头4的水囊（未图示）连通，形成所述输液通 路31。可以理解地，所述输液通路31与所述排污通路32相通，以利用排污通路32去除输 液通路31中的多余耦合液，保证每次从所述水罐20中输出的耦合液均具有最佳的传播介 质特性。在所述输液通路31商设置所述第五控制阀310和所述蠕动泵312,通过开启所述 第五控制阀310和所述蠕动泵312以使所述耦合液传送至所述高强度聚焦超声治疗头4的 水囊中。
[0032] 请参照图1和图3,进一步地，所述传送装置3还包括连通所述排污通路32与所 述输液通路31的第四转接头330、第六控制阀332以及自吸泵334,所述排污通路32包括 通过管道经所述第四转接头330、所述第六控制阀332、所述自吸泵334与所述排污口 35 而形成的第一排污通路33,所述第四转接头330设置于所述第五控制阀310与所述蠕动泵 312之间。可以理解地，通过管道经所述第四转接头330、所述第六控制阀332和所述自吸 泵334形成所述第一排污通路33,该第四转接头330设置于所述第五控制阀310与所述蠕 动泵312之间，利用该所述第一排污通路33去除所述第五控制阀310中的残留耦合液。
[0033] 请参照图1和图3,进一步地，所述传送装置3还包括连通所述排污通路32与所述 输液通路31的第五转接头340以及第七控制阀342,所述排污通路32还包括通过管道经所 述第五转接头340、所述第七控制阀342、所述自吸泵334与所述排污口 35而形成的第二排 污通路34,所述第五转接头340设置于所述蠕动泵312与所述水囊之间，所述第七控制阀 342与所述自吸泵334之间设置有第六转接头344,所述第六控制阀332和所述第七控制阀 342通过所述第六转接头344连通至所述自吸泵334。可以理解地，通过管道经所述第五转 接头340、所述第七控制阀342和所述自吸泵334形成所述第二排污通路34,利用所述第五 转接头340以使所述第二排污通路34与所述输液通路31连通，并利用该所述第二排污通 路34去除所述蠕动泵312中的残留耦合液。利用所述第六转接头344以使所述第一排污 通路33和所述第二排污通路34共用所述自吸泵334,可以同时或者先后开启所述第六控制 阀332和所述第七控制阀342,以达到同时或者先后清除所述第五控制阀310和所述蠕动泵 312中的残留耦合液。通过设置第二排污通路34,也可以达到对所述第五控制阀310中残 留奉禹合液的进一步清除。
[〇〇34] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备，其特征在于：包括用于制备 由医用酒精和聚乙烯吡咯烷酮形成的混合液的耦合液配置装置、与所述耦合液配置装置连 通且利用抽真空法制备去气水的水循环去气装置以及与所述水循环去气装置连通且将所 述混合液与所述去气水融合形成的耦合液传送至高强度聚焦超声治疗头的传送装置；所述 水循环去气装置包括与所述耦合液配置装置和所述传送装置连通以形成所述耦合液的水 罐、通过水管连通所述水罐并与所述水罐形成循环通路的水气分离器、连通所述循环通路 的进气通路和进水通路以及设置于所述循环通路上并位于所述进气通路与所述水气分离 器之间的水环真空泵；所述耦合液配置装置包括通过水管与所述水罐相连通的储液容器， 所述储液容器内设置有自动搅拌机并设有用于添加所述混合液的原料添加口。
2. 如权利要求1所述的用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备，其特征在 于：所述耦合液配置装置还包括设置于所述水管上以连通所述储液容器之出口和所述水罐 之入口的电磁阀。
3. 如权利要求1所述的用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备，其特征在 于：所述水循环去气装置还包括设置于所述水罐上以量测所述水罐内水位大小的水位计和 量测所述水罐内真空度的真空表。
4. 如权利要求1所述的用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备，其特征在 于：还包括第一控制阀及第一转接头，所述水气分离器的排气口通过管道经所述水环真空 泵、所述第一控制阀、所述第一转接头与所述水罐的进气口相通而形成除气通路，所述进气 通路安装于所述第一转接头并连通所述除气通路，所述第一控制阀位于所述第一转接头与 所述水环真空泵之间。
5. 如权利要求4所述的用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备，其特征在 于：还包括磁力泵、第二转接头、第二控制阀和第三转接头，所述水罐的第一出水口通过管 道经所述磁力泵、所述第二转接头、所述第二控制阀、所述第三转接头与所述水气分离器的 进水口相通，形成排水通路，所述排水通路与所述除气通路形成所述循环通路。
6. 如权利要求4所述的用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备，其特征在 于：还包括截流阀和第三控制阀，管道连通所述截流阀、所述第三控制阀、所述第一转接头、 所述第一控制阀、所述水环真空泵和所述水气分离器的进气口并形成所述进气通路。
7. 如权利要求4所述的用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备，其特征在 于：还包括进水球阀、第四控制阀和过滤器，管道连通所述进水球阀、所述第四控制阀、所述 过滤器、所述第三转接头、所述第二控制阀、所述第二转接头与所述水罐的进水口并形成所 述进水通路。
8. 如权利要求1所述的用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备，其特征在 于：所述传送装置包括将所述耦合液传输至所述高强度聚焦超声治疗头的输液通路、与所 述输液通路相连并具有排污口的排污通路、第五控制阀以及蠕动泵，所述水罐的第二出水 口通过管道经所述第五控制阀、所述蠕动泵与所述高强度聚焦超声治疗头的水囊连通，形 成所述输液通路。
9. 如权利要求8所述的用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备，其特征在 于：所述传送装置还包括连通所述排污通路与所述输液通路的第四转接头、第六控制阀以 及自吸泵，所述排污通路包括通过管道经所述第四转接头、所述第六控制阀、所述自吸泵与 所述排污口而形成的第一排污通路，所述第四转接头设置于所述第五控制阀与所述蠕动泵 之间。
10.如权利要求9所述的用于高强度聚焦超声治疗系统的耦合液供给设备，其特征在 于：所述传送装置还包括连通所述排污通路与所述输液通路的第五转接头以及第七控制 阀，所述排污通路还包括通过管道经所述第五转接头、所述第七控制阀、所述自吸泵与所述 排污口而形成的第二排污通路，所述第五转接头设置于所述蠕动泵与所述水囊之间，所述 第七控制阀与所述自吸泵之间设置有第六转接头，所述第六控制阀和所述第七控制阀通过 所述第六转接头连通至所述自吸泵。
【文档编号】A61N7/00GK104096321SQ201410323927
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】江剑晖, 牛牧, 杨兴文 申请人:深圳市普罗惠仁医学科技有限公司