密封组件、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，尤其涉及一种用于聚焦超声治疗系统及操作方法。


背景技术：

2.超声影像和超声治疗，需要建立一个良好的声通道，这个声通道主要是指超声发射面到患者皮肤之间的空间，这个空间需要符合超声传播的物理属性，而且必须杜绝空气，因为空气全反射超声波。
3.常见符合超声传播要求的物质包括：水、乳胶、硅胶等，符合传播速度快、衰减小的最佳物质是水，其他材料存在较明显的反射、衰减。
4.超声治疗中常见的耦合方式有：湿式耦合和干式耦合。
5.湿式耦合就是把人体需要治疗的部位完全泡在水中，其优点是超声发射面与皮肤之间单纯以水为耦合媒介，衰减少、耦合彻底，效果好；缺点是容易漏水，水处理设备复杂、笨重，封水操作费力、费时。
6.而干式耦合就是用乳胶等透声材料做一个储水囊，超声发射面套入储水囊中，将储水囊与皮肤贴合，完成超声通道构建。其优点是不漏水，简单、轻巧、省时，缺点是多了一层超声反射和衰减面，耦合状态不稳定，容易出现并发症。


技术实现要素：

7.根据上述两者不同耦合方式的不同优缺点，提出一种具有上述耦合液密封组件的聚焦超声治疗系统。
8.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：聚焦超声治疗系统，包括两端开口的囊袋体、防水粘性环、超声发射装置、气压增减组件、耦合液增减组件和压力控制模块；
9.所述超声发射装置包括壳体和超声发射部，所述壳体与所述超声发射部组成一可充气的密闭空间；
10.所述防水粘性环的第一连接面用于粘贴在患者皮肤上；
11.所述防水粘性环的第二连接面与所述囊袋体的第一端粘结，所述囊袋体的第二端与超声发射装置的壳体紧密连接；
12.所述密闭空间内设有气压传感器以检测超声发射部的内侧气压，袋囊体内的耦合液中设有液压传感器以检测超声发射部的外侧压力；
13.所述气压增减组件、耦合液增减组件与所述压力控制模块连接，
14.压力控制模块通过接收气压传感器和液压传感器的压力数据，并控制气压增减组件和耦合液增减组件来增减超声发射部的内外侧压力。
15.本发明解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述气压增减组件包括气泵、充气管和排气管，所述气泵与压力控制模块连接；
16.所述充气管和排气管的开口端伸入密闭空间内。
17.本发明解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述液压增减组件包括液泵、充液管和排液管，所述液泵与压力控制模块连接；
18.所述充液管和排液管的开口端伸入袋囊体内的耦合液中，以增减囊袋体中的耦合液。
19.本发明解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述液压传感器靠近超声发射部的充液管的前端位置，所述液压传感器通过导线与压力控制模块连接，所述导线经充液管的管孔向外引出。
20.本发明解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述超声发射装置的中心设有密封环，所述密封环中间设有超声影像头。
21.本发明解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述囊袋体的第二端通过环形密封件与所述壳体连接，所述充液管和排液管穿过所述的环形密封件的壁。
22.本发明解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述防水粘性环的截面为圆形或方形，所述防水粘性环的下连接面为所述第一连接面，所述防水粘性环的上连接面为所述第二连接面。
23.本发明的另一个保护主题为：聚焦超声治疗系统的操作方法，其特征在于包括如下步骤：
24.步骤一；清洁人体目标部位皮肤，先将聚焦超声治疗系统定位在人体病灶所在的大致区域处；
25.步骤二；将防水粘性环的第一连接面粘贴在人体皮肤上，所述防水粘性环的第二连接面始终与所述囊袋体的第一端粘结；
26.步骤三；囊袋体与超声发射装置的壳体连接及囊袋体内添加耦合液；
27.步骤四；超声影像头在马达的驱动下独立地作轴向运动或旋转运动，引导、调节超声聚焦范围和角度；
28.步骤五；超声发射装置的超声发射部发射超声波。
29.本发明解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述步骤三中先将耦合液自囊袋体远离防水粘性环的第二端的开口处灌入，在用环形密封件将囊袋体的第二端与超声发射装置的壳体紧密连接。
30.本发明解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述步骤三中先将囊袋体用环形密封件紧密固定于超声发射装置，后通过耦合液增减组件向囊袋体内增加耦合液。
31.本发明解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述步骤二中通过反复挤压、温和加温，将防水粘性环的第一连接面与皮肤间的气泡完全排挤干净，保证防水粘性环与皮肤完全、彻底粘合，使得囊袋体内侧形成可以积蓄耦合液的密封区域。
32.本发明解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述超声发射装置具有位于超声发射部的内侧的密闭空间；
33.所述密闭空间内设有气压传感器以检测超声发射部的内侧气压，袋囊体内的耦合液中设有液压传感器以检测超声发射部的外侧液压，所述气压传感器与液压传感器连接压力控制模块；
34.所述步骤三至步骤五过程中，所述压力控制模块控制气压增减组件和耦合液增减组件分别对密闭空间内的空气和密封区域内的耦合液和进行调节，保持超声发射部的内外
压力平衡。
35.本发明的另一个保护主题为：密封组件，包括两端开口的囊袋体和防水粘性环；
36.所述防水粘性环的第一连接面用于粘贴在患者皮肤上；
37.所述防水粘性环的第二连接面与所述囊袋体的第一端粘结，所述囊袋体的第二端与超声发射装置的壳体紧密连接。
38.本发明另一个主题解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述囊袋体的第二端通过环形密封件与所述壳体连接。
39.本发明另一个主题解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述防水粘性环的截面为圆形、方形或者非共面不规则形，所述防水粘性环的下连接面为所述第一连接面，所述防水粘性环的上连接面为所述第二连接面，所述囊袋体的第一端的端面与第二连接面接触连接。
40.本发明的另一个保护主题为：密封组件，包括囊袋体和防水粘性环；
41.所述囊袋体为两端开口的筒状体；
42.所述防水粘性环的第一连接面用于粘贴在患者皮肤上；
43.所述防水粘性环的第二连接面与所述囊袋体的第一端粘结；
44.所述囊袋体的第二端敞口；
45.所述囊袋体和患者皮肤之间形成可容置耦合液的空间。
46.本发明的另一个保护主题为：聚焦超声治疗系统，包括两端开口的囊袋体、防水粘性环、超声发射装置；
47.所述防水粘性环的第二连接面与所述囊袋体的第一端粘结，所述防水粘性环的第一连接面用于粘贴在患者皮肤上，所述囊袋体和患者皮肤之间形成可容置耦合液的空间；
48.所述囊袋体的第二端敞口，超声发射装置从所述囊袋体的第二端伸入所述空间内。
49.与现有技术相比，本发明的优点是相对于湿式耦合液密封装置，它占用空间小，适用范围广，所需要辅助设备少很多，耦合液的消耗量也少的多，能耗减少约90％。而透声能力、耦合效果完全一样。
50.相对于干式耦合液密封装置，它的消除了密封膜对超声的衰减和吸收，最大限度地避免了由此引起的皮肤损伤，同时由于耦合液的直接热量吸收作用，对于长时间治疗的患者，安全性大大提升。另外，它也避免了干式耦合因囊壁外耦合液蒸发引起的耦合不全，以及由此引发的烧伤风险。而它的占用空间、辅助设备及能耗与干式耦合液密闭装置一样。
51.通过气压传感器检测超声发射部内侧压力及液压传感器检测超声面外侧压力，并通过压力控制模块控制气压增减组件、耦合液增减组件的方式来达到超声发射部内外侧压力的平衡，从而达到保护超声发射部的目的。
附图说明
52.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。
53.图1为本发明实施例一的聚焦超声治疗系统的示意图；
54.图2为本发明实施例二的聚焦超声治疗系统的示意图。
具体实施方式
55.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。
56.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。
57.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。
58.聚焦超声治疗系统是利用hi fu焦域处的高能量声强对肿瘤组织进行扫描治疗的装置。如图1所示，其包括超声发射装置100和用于聚焦超声的耦合液密封组件200。其中用于聚焦超声的耦合液密封组件200，包括两端开口的囊袋体1和防水粘性环2。超声发射装置100设置于囊袋体1。防水粘性环2的第一连接面201用于粘贴在患者皮肤s上；防水粘性环2的第二连接面202与囊袋体1的第一端101粘结，囊袋体1的第二端102与超声发射装置100的壳体3紧密连接。从而使得囊袋体1、超声发射装置100的壳体3及皮肤三者围合形成可容纳耦合液的密封区域m。
59.与人体完全泡在水中的湿式耦合相比，本聚焦超声治疗系统采用囊袋体1积蓄耦合液与人体进行湿式耦合，保留了以水为单一耦合媒介，因而衰减少、耦合彻底、效果好的优点，同时又克服了设备容易漏水，结构复杂笨重的缺点。、
60.另外，与人体完全泡在水中的湿式耦合，整个过程中患者身体浸泡在耦合液中，超声治疗系统完全浸泡在耦合液中，其与身体及耦合容器的空间关系无法被完全直视，耦合装置与身体接触面积大，密封漏洞多、容易漏水，从而导致操作麻烦，治疗过程费时。
61.而本实施例提供的聚焦超声治疗系统，则可以在治疗开始前就对超声发射装置100和病灶的初步位置进行横向地定位，确定病灶被覆盖于囊袋体1区域，后续只需纵向定位病灶位置确定超声波的发生角度即可。因此操作更加方便省时，治疗效果更佳。
62.可见本实施例的聚焦超声治疗系统占用空间小，适用范围广，所需要辅助设备少很多，耦合液的消耗量也少的多，能耗减少约90％。而透声能力、耦合效果完全一样。
63.与传统的干式耦合相比，本实施例囊袋体1敞口地与人体结合，囊袋体1内充盈耦合液，超声发射装置100的超声发射面与皮肤之间单纯以耦合液为耦合媒介，人体皮肤和耦合液之间没有硅胶等密封膜介质的阻隔，减少了传统传统的干式耦合所存在的多余超声反射和衰减面，从而衰减少、耦合彻底，耦合状态更加稳定，超声效果更好。
64.它消除了密封膜对超声的衰减和吸收，最大限度地避免了由此引起的皮肤损伤，同时由于耦合液的直接热量吸收作用，对于长时间治疗的患者，安全性大大提升。
65.另外，它也避免了干式耦合因囊壁外耦合液蒸发引起的耦合不全，以及由此引发的烧伤风险，同时其保留了传统的干式耦合设备简单，操作灵活的优点，有利于聚焦超声治
疗系统的推广应用。
66.如图1所示，囊袋体1的第二端102通过环形密封件4与壳体3连接，具体为囊袋体1的第二端102的内侧面与壳体3的外侧面通过环形密封件4紧密配合实现密封。
67.防水粘性环2为一种可以与皮肤紧密贴合防水粘性材料，呈平面膜状，有一定厚度，具有良好组织相容性和水密性；根据不同的需要，制作成一定宽度的、不同形状的环带状。其一面与皮肤贴合，可以防止耦合液从皮肤表面渗漏；另一面与囊袋体贴合，防止耦合液从两者之间渗漏。防水粘性环的材质和功能也可以由具有吸附皮肤功能的柔性或半柔性装置所替代。
68.优选地，防水粘性环2的截面为方形、圆形或者非共面不规则形，防水粘性环2的下连接面为第一连接面201，防水粘性环2的上连接面为第二连接面202，囊袋体1的第一端101的端面与第二连接面202接触连接。
69.应当理解的是，防水粘性环2的形状、大小可以根据需要制定，其作用是将一定数量的耦合液体限制在皮肤表面的某个区域，被限制的耦合液可以位于皮肤上、下、侧方，作为超声发射装置与皮肤之间的耦合透声通道。
70.优选地，囊袋体1由高分子材料，如塑料、乳胶、纳米材料等的防水薄膜构成，囊袋体1和防水粘性环2连接成为整体。
71.优选地，耦合液可以是水或其他可透声液体。
72.如图1所示，优选地，聚焦超声治疗系统还包括耦合液增减组件10，耦合液增减组件10可向囊袋体1、超声发射装置100的壳体3及皮肤三者围合的密封区域m内补充或排出耦合液。
73.如图1所示，超声发射装置100除壳体3外还包括具有上述超声发射面f的超声发射部5、密封环6和超声影像头7。
74.其中超声发射部5为具有中孔的弧面结构，且凹面朝向患者一侧，凸面背离患者。
75.超声发射部5的凹面是聚焦超声发射面，其发射的高能超声波，经耦合液传播，透过皮肤，进入身体组织，形成聚焦点，在聚焦点处产生高温、高压。聚焦点在病灶处可用于病灶治疗。
76.壳体3是超声发射部5的支撑体，密封环6位于超声发射部5的中孔处，且沿纵向延伸形成一柱状体。密封环6与超声发射部5之间通过桶状体的密封圈紧密套合。
77.超声影像头7可在密封环6内做伸缩、旋转运动，用于探测病灶。具体地，其配置有马达8，超声影像头7在马达8的驱动下独立地作轴向运动或旋转，从而靠近或远离人体。
78.如图1所示，壳体3、超声发射部5和密封环6组成一可充气或排气的密闭空间n，密闭空间n位于超声发射部5的凹凸面侧，密闭空间的气体优选为空气。
79.优选地，聚焦超声治疗系统还包括气压增减组件20，气压增减组件20可调节密闭空间n内的气体的保有量，从而控制作用于超声发射部5的凸面的压强。
80.需要说明的是，超声发射部5一般由压电陶瓷或高分子树脂合成材料制成，因此材质脆弱、易变形及牢固性不高，遇到碰撞或压力容易损坏。而且当超声发射部5形变或破损时，聚焦性能下降，导致超声治疗效果变差，也可能导致皮肤损伤。
81.而气压增减组件20可以对密闭空间充气或排气，从而使得超声发射部5内外表面的压力尽可能达到平衡，进而减小其变形即避免超声发射部5受压损坏，又避免表面变形。
82.如图1所示，优选地，选地，本实施例所提供的聚焦超声治疗系统包括气压传感器24和液压传感器14。气压传感器24设于密闭空间内以用于检测密闭空间n内即超声发射部5的内侧气压；液压传感器14设于密闭空间外即袋囊体内的耦合液中以用于检测超声发射部5外侧的液压。
83.另外，还包括压力控制模块9，压力控制模块9均通过导线连接气压传感器24、液压传感器14、气压增减组件20和耦合液增减组件10。
84.压力控制模块9通过接收气压传感器24和液压传感器14的压力数据，并控制气压增减组件20和耦合液增减组件10来增减超声发射部5的内外侧压力。
85.更为具体地，压力控制模块9接收气压传感器24与液压传感器14的信号，并比较气压传感器24与液压传感器14的数值差异。同时压力控制模块9内设有程序，其对数值差异设定了的阈值。若数值差异超过阈值，其将控制气压增减组件20和耦合液增减组件10进行压力调整。通过这种方式，实现了超声发射部5内外压强的自动化自适应地调节，完成既定的压力增减，保持治疗头内的压力与耦合液压力的平衡，维持超声发射部5的稳定形态、防止形变，保证超声能量的均匀输出。
86.如图1所示，优选地，气压增减组件20包括气泵21、充气管22和排气管23，气泵21与压力控制模块9连接；充气管22和排气管23的开口端伸入密闭空间n内。
87.优选地，耦合液增减组件10包括液泵11、充液管12和排液管13，充液管12和排液管13的一端穿过环形密封件4的壁后连接液泵11，另一端开口端伸入囊袋体1中，以增减囊袋体1中的耦合液。液泵11与压力控制模块9连接，受压力控制模块9控制而启闭实现充液和排液。
88.进一步优选地，液压传感器14靠近超声发射部5的充液管12的前端位置，液压传感器14通过导线与压力控制模块9连接，导线经充液管12的管孔向外引出。
89.应当理解的是，在初始状态下，囊袋体1一端密封连接超声发射装置100，另一端保持敞口，囊袋体1内部无耦合液。
90.使用过程中，清洁目标部位皮肤，先将聚焦超声治疗系统与患者人体之间进行粗定位，将系统定位在病灶所在的大致区域处。
91.将防水粘性环2的第一连接面201按部位需要，平整地贴合到该部位的皮肤上，通过反复挤压、温和加温，将防水粘性环2的第一连接面201与皮肤间的气泡完全排挤干净，保证防水粘性环2与皮肤完全、彻底粘合，使得囊袋体1内侧形成可以积蓄耦合液的密封区域m。
92.然后，将耦合液自囊袋体1远离防水粘性环2的另一端的开口处灌入，接近灌满时，用环形密封件4紧密固定于超声发射装置。当然也可以直接将囊袋体1用环形密封件4紧密固定于超声发射装置，然后通过耦合液增减组件10向密封区域m增加耦合液。
93.这一过程中，可以利用超声发射装置旁附设的排液管，完成残余气体排空，调整耦合液体量和压力，达到超声发射的要求。
94.与此同时气压传感器24与液压传感器14工作，气压增减组件20同步向壳体3、超声发射部5和密封环6组成的密闭空间n内充气，保持压力平衡。
95.超声影像头7在马达8的驱动下独立地作轴向运动，从而靠近或远离人体以探测病灶的具体位置，进而调节超声发射装置100纵向位置，以调节超声聚焦范围和角度，实现有
效治疗。
96.过程中，气压传感器24与液压传感器14始终保持工作，气压增减组件20协同耦合液增减组件10分别对密封区域m内的耦合液和密闭空间n内空气进行调节，保持超声发射部的内外压力平衡，实时保护超声发射部。
97.实施例二：
98.本实施例是在实施例一的基础上，对超声发射装置与用于聚焦超声的耦合液密封组的结合方式进行调整，以下仅对区别部分进行参数，其他与实施例一相同的不再累述。
99.如图2所示，聚焦超声治疗系统包括超声发射装置和用于聚焦超声的耦合液密封组件200
，
。其中用于聚焦超声的耦合液密封组件，包括两端开口的筒状体的囊袋体1
，
和防水粘性环2
，
。防水粘性环2
，
的第一连接面201
，
用于粘贴在患者皮肤s
，
上；防水粘性环2
，
的第二连接面202
，
与囊袋体1的第一端101
，
粘结，囊袋体1
，
的第二端102
，
敞口。从而使得囊袋体1
，
、皮肤围合形成上端开口的可容纳耦合液的空间m，超声发射装置从所述囊袋体的第二端伸入所述空间内
100.优选地，囊袋体1
，
包括不透水的柔性袋和可伸缩的支撑件组成，从而可以被展开呈筒状体。或者囊袋体1
，
为一体制成的刚性件或可伸缩件。
101.如图2所示，优选地，聚焦超声治疗系统还包括导气管和气泵21
，
，可调节超声发射装置的密闭空间n
，
内的气体的保有量，从而控制作用于超声发射部5
，
的凸面的压强。
102.聚焦超声治疗系统包括气压传感器24
，
和液压传感器14
，
。气压传感器24设于密闭空间内以用于检测密闭空间n
，
内即超声发射部
，
的内侧气压；液压传感器14
，
超声发射部5外侧以用于检测超声发射部5
，
外侧的耦合液的液压。
103.另外，还包括压力控制模块9
，
，压力控制模块9
，
均通过导线连接气压传感器24
，
、液压传感器14
，
和气泵。
104.压力控制模块9
，
通过接收气压传感器24
，
和液压传感器14
，
的压力数据，并控制气泵来保持超声发射部内的压力与耦合液压力的平衡。
105.以上对本发明所提供的密封组件、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。