一种机器人辅助型聚焦超声治疗装置的制作方法

本发明属于超声设备技术领域，具体涉及一种机器人辅助型聚焦超声治疗装置。

背景技术：

高强度聚焦超声治疗也称为hifu治疗，其原理是利用超声波对生物组织的热效应和空化效应并将高强度超声波聚集于一个较小的区域对患者体内的病灶组织进行超声治疗。以此为原理的高强度聚焦超声治疗装置被广泛用于乳腺癌、子宫肌瘤和肝癌等恶性肿瘤的治疗当中。由于高强度聚焦超声治疗属无创治疗，对患者损伤较小，因此在医疗行业取得了飞速发展。

目前大多高强度聚焦超声治疗装置为固定式的结构形式，在进行肿瘤治疗时患者需要躺在或者坐在指定的位置进行治疗，一种高强度聚焦超声治疗装置往往只能适应一类肿瘤疾病的治疗。同时由于个体身材差异和病灶位置的不同，现有高强度聚焦超声治疗装置无法确保高强度聚焦超声换能器的焦域完全对准病灶位置，容易造成正常组织的损伤，从而给患者带来不必要的痛苦。现有装置多为固定式结构，不同病灶类型适应性差；相同类型病灶时，不同个体差异下超声治疗焦域和病灶位置对应精度不能保证。

针对上述不足，现需要一种能够较好地适应个体差异和较多病灶类型，同时能保证较好的病灶定位精度的高强度聚焦超声治疗装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种机器人辅助型聚焦超声治疗装置，能较多地适应不同病灶类型的超声治疗。同时利用机器人的高精度特性保证超声治疗焦域和病灶位置的对应精度。

本发明提供了如下的技术方案：

一种机器人辅助型聚焦超声治疗装置，包括治疗头、运行主控制软件的上位机和中空结构的可移动平台、机器手和用于控制机器手的控制柜；

所述可移动平台内腔部设有机器人控制柜和供电设备；所述可移动平台的上平面通过螺栓与机器手底座连接，所述可移动平台的上平面设有上位机；治疗头与机器手前端面通过螺栓连接；

且上位机中的主机控制软件可发出指令给控制柜，通过控制柜驱动机器手到达指定病灶位置；

且治疗头可扫描灶部位的图像和位置信息实时反馈到主机控制软件；

且主机控制软件可发出治疗命令，主机控制软件可通过病灶的位置信息解算出机器手的坐标信息，通过控制柜驱动机器手带动治疗头到达治疗位置。

优选的，所述治疗头包含b超探头、高强度聚焦超声换能器和超声耦合剂水囊，可实现病灶位置的b超扫描成像以及超声治疗；上述治疗结构均为现有技术，

本技术：
只是将多种结构组合，获得更优的技术效果，因此具体治疗原理和结构不再赘述；

优选的，所述上位机选用一体式触屏电脑，操作方便并能节省可移动平台存储空间；

优选的，所述可移动平台脚轮采用福马轮，可方便地实现装置的移动和定位；

优选的，所述机器手选用六关节或以上的协作机器人，六关节协作机器人为现有技术，其具体原理不再赘述，如此可保证治疗过程的柔性化和高精度。

本发明的有益效果：

(1)采用机器人辅助高强度聚焦超声治疗的方式，增加了高强度聚焦超声治疗的精度；

(2)采用机器人辅助高强度聚焦超声治疗的方式，增加了一台装置适应不同个体和不同病灶类型的能力；

(3)采用机器人辅助高强度聚焦超声治疗结合上位机软件控制的方式，大大提高了治疗效率；装置采用可移动设计，适应了不同环境的需求。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明结构图；

图2为本发明系统原理图；

附图标记：10、治疗头；20、机器手；30、上位机；40、控制柜；50、可移动平台；51、福马轮。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明一种机器人辅助型聚焦超声治疗装置，包括治疗头10、机器人部分、上位机30和可移动平台50；所述机器人部分包括机器手20和机器人控制柜40；所述上位机30主要负责运行主控制软件；所述可移动平台50中间部分用于存放机器人控制柜40和相关供电设备，其上平面通过螺栓与机器手20底座连接，上平面还用于摆放上位机30。所述治疗头10与机器手20前端面通过螺栓连接。

如图2所示，具体工作时，根据病灶类型在上位机30中的主机控制软件选择或设定机器手扫描路径程序。程序通过机器人控制柜40驱动机器手20到达人体附近的指定位置。此时组合式超声治疗头与人体皮肤接触，b超探头开启，机器手20按预设轨迹进行患者病灶部位的扫描成像。机器手20停止扫描后，病灶部位的图像和位置信息全部反馈到主机控制软件。当医疗工作人员设定软件下达治疗命令后，主机控制软件会根据病灶的位置信息解算出机器手的坐标信息，通过机器人控制器40驱动机器手20到达治疗位置，此时高强度聚焦超声换能器开启，开始病灶部位的超声治疗。

在高强度聚焦超声换能器进行超声治疗的过程中，b超探头会同步将图像反馈给控制软件，医疗工作人员可以实时观察治疗情况，在确认完成治疗后可关闭程序，则治疗停止，高强度聚焦超声换能器和b超探头均关闭，机器手20则自动回到设定的初始位置，超声治疗结束。本装置采用可移动设计，可根据实际临床需要移动到合适的位置或环境进行超声治疗工作。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种机器人辅助型聚焦超声治疗装置，其特征在于：包括治疗头、运行主控制软件的上位机和中空结构的可移动平台、机器手和用于控制机器手的控制柜；

所述可移动平台内腔部设有机器人控制柜和供电设备；所述可移动平台的上平面通过螺栓与机器手底座连接，所述可移动平台的上平面设有上位机；治疗头与机器手前端面通过螺栓连接；

且上位机中的主机控制软件可发出指令给控制柜，进而驱动机器手到达指定病灶位置；

且治疗头可扫描病灶部位的图像和位置信息实时反馈到主机控制软件；

且主机控制软件可发出治疗命令，主机控制软件可通过病灶的位置信息解算出机器手的坐标信息，通过控制柜驱动机器手带动治疗头到达治疗位置。

2.根据权利要求1所述的一种机器人辅助型聚焦超声治疗装置，其特征在于：所述治疗头包含b超探头或高强度聚焦超声换能器或超声耦合剂水囊。

3.根据权利要求2所述的一种机器人辅助型聚焦超声治疗装置，其特征在于：所述上位机选用一体式触屏电脑。

4.根据权利要求1所述的一种机器人辅助型聚焦超声治疗装置，其特征在于：所述可移动平台下端设有脚轮，脚轮采用福马轮。

5.根据权利要求1所述的一种机器人辅助型聚焦超声治疗装置，其特征在于：所述机器手选用六关节或以上的协作机器人。

技术总结
本发明提供一种机器人辅助型聚焦超声治疗装置，具体涉及超声设备技术领域，可移动平台内腔部设有机器人控制柜和供电设备；可移动平台的上平面通过螺栓与机器手底座连接，可移动平台的上平面设有上位机；治疗头与机器手前端面通过螺栓连接；且上位机中的主机控制软件可发出指令给控制柜，通过控制柜驱动机器手到达指定病灶位置；且治疗头可扫描病灶部位的图像和位置信息实时反馈到主机控制软件；且主机控制软件可发出治疗命令，主机控制软件可通过病灶的位置信息解算出机器手的坐标信息，通过控制柜驱动机器手带动治疗头到达治疗位置。本发明能适应不同病灶类型的超声治疗；同时利用机器人的高精度特性保证超声治疗焦域和病灶位置的对应精度。

技术研发人员：钱登林;颜学俊;卢明辉;钱斯文;钱利强
受保护的技术使用者：南京光声超构材料研究院有限公司
技术研发日：2020.02.28
技术公布日：2020.05.19