超声耦合水囊保护装置、聚焦超声治疗系统及操作方法与流程

1.本发明涉及一种聚焦超声设备，尤其涉及一种结合半干式水囊的聚焦超声治疗系统。


背景技术：

2.聚焦超声常用于子宫肌瘤或腺肌症的治疗；但是经常有肠道进入到子宫前方，肠道内含气体，无法透过超声，会严重干扰治疗过程。
3.目前常规的办法是：1、如果是上置式全干水囊封水，通过治疗头下压，将压力透过水囊壁传递到皮肤-肠道-子宫，肠道受到压力会从子宫与腹壁的间隙中向头侧滑脱，从而将肠道从子宫前方挤出，形成皮肤-腹壁-子宫完整流畅的超声通道，进行治疗。此方法见于深圳普罗、无锡海鹰等公司的设备。
4.2、下置式全湿式封水装置，会在治疗头与皮肤之间植入一个球形封闭式水囊，通过治疗头上升时将压力透过水囊传递到皮肤-肠道-子宫，从而完成所需要的超声通道。此方法见于重庆海扶、上海新地等公司的设备。
5.这两种方法在挤压肠道的同时增加了一层水囊，水囊有反射超声的问题，继而导致超声图像模糊、超声影像探头易受损、治疗头发射面变形或损伤、皮肤烧伤等问题。


技术实现要素：

6.根据上述两者封水方式的不同优缺点，本发明提供一种聚焦超声水囊挤压装置，结合半干式水囊，利用耦合液压力挤压肠道功能，并去除了水囊壁对于超声通道的影响，保证了超声影像的质量和超声通道的安全、完整性。
7.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：超声耦合水囊保护装置，其特征在于包括注有耦合液的囊袋体、支撑保护装置和基座；
8.所述囊袋体的下端开口并通过防水粘性环粘贴在患者皮肤上；囊袋体的上端开口连接于基座上；
9.支撑保护装置包括刚性的开口朝向囊袋体的罩体，所述罩体的后端连接于所述基座，所述囊袋体置于所述罩体内腔中，并用于承受囊袋体内的耦合液反向压力，限制囊袋体过渡膨胀引起的破裂；
10.所述罩体跟随基座作三维运动，所述罩体挤压所述囊袋体，所述囊袋体内的耦合液挤压对人体表面以产生压力，将不利于治疗过程的组织推挤出超声通道。
11.本发明进一步的优选技术方案为：所述囊袋体接近患者皮肤部分为壁厚部分，远离患者皮肤的部分为壁薄部分；所述壁厚部分与所述壁薄部分连续延伸；
12.所述壁厚部分用于承受囊袋体升高的压力，维持囊袋体的形状；
13.所述壁薄部分紧贴罩体的内壁，容易随囊内液体量变化而皱缩或伸展，维持超声治疗装置移动所需要的形变；
14.或者囊袋体靠近患者皮肤部分为与所述壁薄部分连接的波纹管，所述波纹管随囊
袋体的挤压、形变而扩展或回缩。
15.本发明进一步的优选技术方案为：所述防水粘性环的下端面粘贴在患者皮肤上；
16.所述囊袋体的下端设有一折叠连接部，所述折叠连接部包括与防水粘性环的上端面粘合的下连接平面、下连接平面通过一限制环后向外折弯形成上连接平面；所述限制环压在防水粘性环的内端上部；
17.所述上连接平面与壁厚部分的下端连接；所述上连接平面引导囊袋体内的水压压在防水粘性环的上方。
18.另一主题：聚焦超声治疗系统，包括可移动的基座及连接于基座上的填充有耦合液的囊袋体、支撑保护装置及超声治疗装置；
19.超声治疗装置包括治疗头和影像头；
20.所述囊袋体的下端开口并通过防水粘性环粘贴在患者皮肤上；囊袋体的上端开口连接于基座上；
21.治疗头的能量发射面与皮肤表面之间的耦合液作为超声媒介，中间无囊壁阻隔；
22.支撑保护装置包括刚性的开口朝向囊袋体的罩体，所述罩体的后端连接于所述基座，所述囊袋体置于所述罩体内腔中，并用于承受囊袋体内的耦合液反向压力，限制囊袋体过渡膨胀引起的破裂；
23.所述罩体跟随基座作三维运动，所述罩体挤压所述囊袋体，囊袋体内的耦合液挤压对人体表面并产生压力，将不利于治疗过程的组织推挤出超声通道。
24.本发明进一步的优选技术方案为：所述囊袋体接近患者皮肤部分为壁厚部分，远离患者皮肤的部分为壁薄部分；所述壁厚部分与所述壁薄部分连续延伸；
25.所述壁厚部分用于承受囊袋体升高的压力，维持囊袋体的形状；
26.所述壁薄部分紧贴罩体的内壁，维持超声治疗装置移动所需要的形变；
27.或者囊袋体靠近患者皮肤部分为与所述壁薄部分连接的波纹管，所述波纹管随囊袋体的挤压、形变而扩展或回缩。
28.本发明进一步的优选技术方案为：所述防水粘性环的下端面粘贴在患者皮肤上；囊袋体的下端设有一折叠连接部，所述折叠连接部包括与防水粘性环的上端面粘合的下连接平面、下连接平面通过一限制环后向外折弯形成上连接平面；所述限制环压在防水粘性环的内端上部；
29.所述上连接平面与壁厚部分的下端连接；所述上连接平面引导囊袋体内的水压压在防水粘性环的上方。
30.本发明进一步的优选技术方案为：所述基座受机械臂驱动，可作三维运动。
31.本发明进一步的优选技术方案为：治疗头包括一连接基座的柱状体、壳体及弧形发射面，所述柱状体、壳体及弧形发射面形成一密闭充气腔；所述柱状体受第一马达驱动可轴向运动；
32.所述影像头设于所述柱状体的内孔中，且受第二马达驱动可轴向运动。
33.本发明进一步的优选技术方案为：所述密闭充气腔内设有可调节内部气压的充气管和排气管；所述充气管或排气管上设有一气压传感器，所述气压传感器以检测密闭充气腔内的气压；
34.所述囊袋体内设有可调节耦合液的充液管和排液管，所述充液管或排液管上设有
液压传感器，所述液压传感器一检测囊袋体内的液压；
35.压力控制器通过检测气压传感器和液压传感器的压力，控制充气管或排气管向密闭空气腔充气或排气，以调节弧形发射面的内外压力平衡。
36.本发明的又一主题为：聚焦超声治疗系统的操作方法，其特征在于包括如下具体步骤：
37.步骤一：将防水粘性环第一面粘贴在皮肤上，将囊袋体的第一端粘合在防水粘性环的第二面上，囊袋体的第二端与基座连接；囊袋体中充满耦合液，超声治疗装置的治疗头浸泡在耦合液中；
38.步骤二：通过机械臂驱动基座作三维运动，使超声治疗装置移动到患者病灶所在区域的体表；
39.步骤三：启动第二马达驱动超声影像头独立运行，贴近皮肤，发现肿瘤；
40.步骤四：向囊袋体内增加耦合液，囊袋体内的液压加大，由于囊袋体的壁薄部分紧贴于罩体的内壁，罩体承受囊袋体内的耦合液反向压力，限制囊袋体过渡膨胀引起的破裂；所述囊袋体内部压力向人体皮肤方向传导，经由皮肤-腹壁压迫肠道，肠道向上腹部移动，利用超声影像头观察病灶，聚焦超声治疗的超声通道构建完成；
41.步骤五：完成超声通道构建后，超声影像头引导机械臂微调，第一马达驱动治疗头向病灶移动，直到超声聚焦点位置准确定位在病灶内，超声影像头回缩，启动治疗。
42.与现有技术相比，本发明的优点是囊袋体的下端开口并通过防水粘性环与患者皮肤固定，囊袋体注入耦合液以形成可使呈像更为清晰、能量损耗更低的超声通道；这样的超声通道仅以单一耦合液(如水)为媒介，消除了囊壁的反射和吸收，明显提高了能量传输的效率。且囊袋体的外部罩设有刚性的罩体，以用于承受囊袋体内耦合液反向压力，同时可限制囊袋体过渡膨胀而避免引起破裂，实际使用时，基座带动罩体作运动以挤压囊袋体，进一步使囊袋体内的耦合液挤压对人体表面以产生压力，将不利于治疗过程的组织推挤出超声通道，进一步保证超声通道的安全、完整，减少治疗所需能量的损耗。
附图说明
43.以下将结合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。
44.图1为聚焦超声治疗系统的结构示意图一；
45.图2为聚焦超声治疗系统的结构示意图二；
46.图3为超声耦合水囊保护装置使用状态示意图一；
47.图4为超声耦合水囊保护装置使用状态示意图二；
48.图5为图1中a处的局部结构放大图；
49.图6为图1中b处的局部结构放大图；
50.图7为聚焦超声治疗系统的结构示意图三。
具体实施方式
51.以下将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本发明的保护范围。
52.应注意到：相似的标号在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可能不再对其进行进一步定义和解释。
53.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，基于附图所示的方位或位置关系，或者是该基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
54.本发明可用于子宫肌瘤、胰腺癌等腹腔内肿瘤的实例应用；本发明所采用的挤压装置，结合半干式水囊，利于外置圆筒支架协同肠道挤压功能，去除了水囊壁对于超声通道的影响，保证了超声影像的质量和超声通道的安全、完整性。具体的技术方案如下：
55.如图1和图2所示，聚焦超声治疗系统100，包括可移动的基座30及连接于基座30上的填充有耦合液s的囊袋体10、支撑保护装置20及超声治疗装置50；超声治疗装置50包括治疗头51和影像头52；治疗头51的能量发射面与皮肤表面的耦合液作为超声媒介。
56.其中，注有耦合液s的囊袋体10、支撑保护装置20和基座30为超声耦合水囊保护装置101的基本结构。实际使用时，囊袋体10的下端开口并通过防水粘性环40粘贴在患者皮肤f上；囊袋体10的上端开口连接于基座30上。
57.支撑保护装置20包括刚性的开口朝向囊袋体的罩体21，罩体21的后端连接于基座30，囊袋体10置于罩体21内腔中，并用于承受囊袋体10内的耦合液反向压力，限制囊袋体10过渡膨胀引起的破裂。
58.罩体21跟随基座30作三维运动，罩体21挤压囊袋体10，囊袋体10内的耦合液s挤压对人体表面以产生压力，将不利于治疗过程的组织推挤出超声通道h。
59.本发明的优点是，囊袋体10的下端开口并通过防水粘性40环与患者皮肤f固定，囊袋体10注入耦合液s以形成可使呈像更为清晰、能量损耗更低的超声通道h；且囊袋体10的外部罩设有刚性的罩体21，以用于承受囊袋体10内耦合液s反向压力，同时可限制囊袋体10过渡膨胀而避免引起破裂，实际使用时，基座带动罩体21作运动以挤压囊袋体10，进一步使囊袋体10内的耦合液s挤压对人体表面以产生压力，将不利于治疗过程的组织推挤出超声通道h，进一步保证超声通道h的安全、完整，减少治疗所需能量的损耗。
60.优选地，本实施例中的囊袋体10接近患者皮肤部分为壁厚部分12，远离患者皮肤的部分为壁薄部分11；壁厚部分12与壁薄部分11连续延伸、自然过渡。
61.壁厚部分12用于承受囊袋体10升高的压力，维持囊袋体10的形状。壁薄部分11紧贴罩体21的内壁，维持超声治疗装置移动所需要的形变。
62.具体地说，在实际使用时，为了提高囊袋体10接近患者皮肤区域的灵活性和运动范围，罩体21并未完全罩盖住整个囊袋体10，因而需要将没有罩体21罩设的囊袋体10的下部区域的制成壁厚较厚的结构，从而可以承受耦合液s对囊壁产生的压力而不至于过分变形或破裂。且具有一定厚度的囊袋体10部分也不失其流动特性，以便囊袋体10可对患者皮肤f产生挤压。
63.另一种方案，如图7所示，囊袋体10接近患者皮肤部分为波纹管12'，波纹管12'可随囊袋体10的挤压、形变而发生扩展或回缩，从而提高囊袋体10接近患者皮肤区域的灵活性和运动范围。
64.如图1和图5所示，防水粘性环40的下端面粘贴在患者皮肤f上，为了保证囊袋体10与防水粘性环40的连接更为稳固，囊袋体10的下端设有一折叠连接部c。具体地说，折叠连接部c包括与防水粘性环40的上端面粘合的下连接平面c1、下连接平面c1通过一限制环c2后向外折弯形成上连接平面c3；此时限制环c2压在防水粘性环40的内端上部，上连接平面c3与壁厚部分12的下端连接，上连接平面c3引导囊袋体10内的水压压在防水粘性环40的上方。设置折叠连接部c可使限制环c2更稳固地将囊袋体10的下端与防水粘性环40固定连接。
65.优选地，聚焦超声治疗系统100的基座30受机械臂102驱动，可作三维运动。需要具体说明的是，治疗头51包括一连接基座30的柱状体a1、壳体a2及弧形发射面a3，柱状体a1、壳体a2及弧形发射面a3形成一密闭充气腔a4；柱状体a1受第一马达b1驱动可轴向运动；影像头52设于柱状体a1的内孔中，且受第二马达b2驱动可轴向运动。
66.如图1和图6所示，密闭充气腔a4内设有可调节内部气压的充气管e1和排气管e2；充气管e1或排气管e2上设有一气压传感器e3，气压传感器e3以检测密闭充气腔a4内的气压。
67.囊袋体10内设有可调节耦合液的充液管13和排液管14，充液管13或排液管14上设有液压传感器15，液压传感器15用于检测囊袋体10内的液压；压力控制器通过检测气压传感器e3和液压传感器15的压力，控制充气管13或排气管14向密闭空气腔a4充气或排气，以调节弧形发射面a3的内外压力平衡。
68.实际在进行治疗时，聚焦超声治疗系统的操作方法，包括如下具体步骤：
69.步骤一：如图1和图5所示，将防水粘性环40第一面t1粘贴在皮肤f上，将囊袋体10的第一端d1粘合在防水粘性环40的第二面t2上，囊袋体10的第二端d2与基座30连接；囊袋体10中充满耦合液s，超声治疗装置50的治疗头51浸泡在耦合液s中。从而在治疗头51与病灶v之间形成超声通道h，由于囊袋体10底部与患者皮肤f之间没有囊壁阻隔，该优化的超声通道h可使超声呈像更为清晰，且减少治疗能量的损耗。
70.步骤二：继而操作机械臂102以驱动基座30作三维运动，进一步使超声治疗装置50移动到患者病灶v所在区域的体表。
71.步骤三：然后启动第二马达b2驱动超声影像头52独立运行，将超声影像头52贴近皮肤并形成超声影像以发现肿瘤所在位置及肿瘤的形状等。
72.步骤四：通过充液管13向囊袋体10内增加耦合液s，从而使囊袋体10内的液压加大，由于囊袋体10的壁薄部分11紧贴于罩体21的内壁，罩体21承受囊袋体10内的耦合液s反向压力，限制囊袋体10过渡膨胀引起的破裂。在罩体21的限制下，囊袋体10的内部压力向人体皮肤f方向传导，经由皮肤-腹壁压迫肠道g，并促使肠道g向上腹部移动以避开病灶v，然后进一步利用超声影像头52观察病灶v，此时聚焦超声治疗的超声通道h构建完成。
73.步骤五：完成超声通道h构建后，超声影像头52回缩，第一马达b1驱动治疗头51向病灶v移动，直到超声聚焦点位置在病灶v内，启动治疗。
74.本发明重点是为说明，囊袋体10的下端开口并通过防水粘性40环与患者皮肤f固定，囊袋体10注入耦合液s以形成可使呈像更为清晰、能量损耗更低的超声通道h；且囊袋体
10的外部罩设有刚性的罩体21，以用于承受囊袋体10内耦合液s反向压力，同时可限制囊袋体10过渡膨胀而避免引起破裂，实际使用时，基座带动罩体21作运动以挤压囊袋体10，进一步使囊袋体10内的耦合液s挤压对人体表面以产生压力，将不利于治疗过程的组织推挤出超声通道h，进一步保证超声通道h的安全、完整，减少治疗所需能量的损耗。
75.以上对本发明所提供的超声耦合水囊保护装置及聚焦超声治疗系统及操作方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。