一种超声诊疗设备及控制方法与流程

本发明属于超声诊疗，尤其涉及一种超声诊疗设备及控制方法。

背景技术：

1、随着社会发展和老龄化程度逐年加剧，各类运动和感觉功能障碍发病率居高不下。典型的运动和感觉功能障碍诱因包括脑卒中、脊髓损伤、脑瘫、帕金森、截肢、特发性震颤、共济失调等。基于各种物理因子的神经刺激调控技术辅助运动和感觉康复已成为国际学术和应用研究的前沿和热点方向。外周聚焦超声刺激作为一种新型神经调控手段，可将声能量精确地集中于毫米级甚至亚毫米级局部范围内，其穿透深度可达10cm以上。相较于传统电刺激等方案具有无创、穿透深度大、靶点控制灵活、可图像引导等优点。不同于较低强度的医用诊断超声，外周聚焦超声的强度范围可以更广，低强度和高强度超声都可，可以满足从刺激调控到消融等的需求。聚焦超声具有较好的穿透性和较高的空间分辨率，能实现无创、精准的深部生物组织刺激。

2、然而现有技术中的超声诊疗设备，不能实现对外周超声诊疗的一体化设计，难以完成对靶区的图像引导、跟踪、调控和效果监测等。

技术实现思路

1、本发明的目的在于至少克服上述现有技术的不足之一，提供了一种超声诊疗设备及控制方法，能够实现诊疗的一体化设计。

2、本发明的技术方案是：一种超声诊疗设备，包括：超声换能装置，所述超声换能装置包括超声成像换能器与超声刺激换能器，所述超声成像换能器用于对靶区进行超声成像，所述超声刺激换能器用于对外周神经或人体表皮进行超声刺激；超声电子系统，与所述超声换能装置连接，用于控制所述超声换能装置并实现超声成像或超声刺激调控，所述超声电子系统包括超声成像电路模块与超声刺激电路模块，其中所述超声刺激电路模块包括脉冲发生电路、功率放大电路与匹配电路，所述超声成像电路模块包括成像相控阵发射单元、接收单元、图像处理单元与系统控制单元；机械臂，连接于所述超声换能装置。

3、作为本技术方案的进一步改进，所述超声诊疗设备还包括控制模块，所述控制模块连接于所述超声换能装置、超声电子系统与机械臂；所述超声诊疗设备还包括连接于所述控制模块的摄像模块，所述摄像模块用于对用户靶区摄像与识别，以使所述控制模块驱动所述机械臂，初步调整所述超声换能装置的位置。

4、作为本技术方案的进一步改进，所述摄像模块包括深度感应单元与惯性测量单元；所述深度感应单元包括rgb成像部件与深度红外成像部件；所述惯性测量单元包括加速度传感器，用于结合所述摄像模块的运动信息以方便对用户靶区摄像与识别。

5、作为本技术方案的进一步改进，所述超声诊疗设备还包括连接于所述控制模块的采集模块，所述采集模块包括肌电传感器、肌音传感器、血流传感器与血氧传感器中的至少一个或多个，所述采集模块用于实现对用户生理状况、刺激效果的监测和评估。

6、作为本技术方案的进一步改进，所述超声诊疗设备还包括力传感器，所述力传感器设于所述机械臂，所述力传感器用于采集所述超声换能装置与用户之间接触力的力信号。

7、作为本技术方案的进一步改进，所述超声刺激换能器为环阵或面阵或单阵元或线阵，所述超声成像换能器为线阵或者面阵，所述超声成像换能器嵌于所述超声刺激换能器的中间，或所述超声成像换能器嵌于所述超声刺激换能器的一侧。

8、作为本技术方案的进一步改进，所述超声换能装置还包括耦合部件，所述耦合部件设于所述超声成像换能器与超声刺激换能器面向用户的表面。

9、本发明还提供了一种控制方法，用于控制上述任一项所述的超声诊疗设备，所述控制方法包括以下步骤：

10、将超声换能装置朝向用户靶区；

11、所述超声换能装置的超声刺激换能器对用户靶区处外周神经或人体表皮进行超声刺激；

12、所述超声换能装置的超声成像换能器对用户靶区的刺激效果进行监测与评估，通过控制模块驱动机械臂调整所述超声换能装置的位置，或者/和，通过控制模块调节超声刺激换能器的参数。

13、作为本技术方案的进一步改进，将超声换能装置朝向用户靶区的步骤包括：使所述控制模块控制所述机械臂运动，以使所述超声换能装置到达用户靶区附近；使摄像模块完成对用户靶区的图像信息的采集，所述控制模块根据得到的靶区的图像信息，利用控制模块完成机械臂轨迹规划，进而初步调整超声换能装置的位置；使超声成像换能器完成对靶区的超声图像信息的采集，力传感器完成对所述超声换能装置与用户之间接触力的力信号的采集，所述控制模块根据所述超声图像信息与力信号，二次调整超声换能装置的位置。

14、作为本技术方案的进一步改进，所述超声换能装置的超声成像换能器对用户靶区的刺激效果进行监测与评估的步骤包括：超声成像换能器对用户靶区进行超声成像，采集模块采集用户生理状况信息，以对用户靶区的刺激效果进行监测与评估，控制模块通过得到的超声成像与用户生理状况信息，实现闭环反馈控制，驱动机械臂调整所述超声换能装置的位置，或者/和，调节超声换能装置的超声刺激换能器与超声成像换能器的参数。

15、本发明提供了一种超声诊疗设备及控制方法，超声诊疗设备包括：超声换能装置，所述超声换能装置包括超声成像换能器与超声刺激换能器，所述超声成像换能器用于对靶区进行超声成像，所述超声刺激换能器用于对外周神经或人体表皮进行超声刺激；超声电子系统，与所述超声换能装置连接，用于控制所述超声换能装置并实现超声成像或超声刺激调控，所述超声电子系统包括超声成像电路模块与超声刺激电路模块，其中所述超声刺激电子模块包括脉冲发生电路、功率放大电路与匹配电路，所述超声成像电子模块包括成像相控阵发射单元、接收单元、图像处理单元与系统控制单元；机械臂，连接于所述超声换能装置；控制模块，连接于所述超声换能装置与机械臂。使用时能够同时实现超声成像与超声刺激，从而实现对外周超声诊疗的一体化设计，结合对靶区的超声图像能够实现对超声刺激的引导、跟踪、调控和效果监测等。可选的，超声诊疗设备所采集到的信息，可以用于闭环反馈控制，并进一步调整超声刺激和成像系统的参数。

技术特征：

1.一种超声诊疗设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的超声诊疗设备，其特征在于，所述超声诊疗设备还包括控制模块，所述控制模块连接于所述超声换能装置、超声电子系统与机械臂；所述超声诊疗设备还包括连接于所述控制模块的摄像模块，所述摄像模块用于对用户靶区摄像与识别，以使所述控制模块驱动所述机械臂，初步调整所述超声换能装置的位置。

3.根据权利要求2所述的超声诊疗设备，其特征在于，所述摄像模块包括深度感应单元与惯性测量单元；所述深度感应单元包括rgb成像部件与深度红外成像部件；所述惯性测量单元包括加速度传感器，用于结合所述摄像模块的运动信息以方便对用户靶区摄像与识别。

4.根据权利要求1所述的超声诊疗设备，其特征在于，所述超声诊疗设备还包括连接于所述控制模块的采集模块，所述采集模块包括肌电传感器、肌音传感器、血流传感器与血氧传感器中的至少一个或多个，所述采集模块用于实现对用户生理状况的监测和评估。

5.根据权利要求1所述的超声诊疗设备，其特征在于，所述超声诊疗设备还包括力传感器，所述力传感器设于所述机械臂，所述力传感器用于采集所述超声换能装置与用户之间接触力的力信号。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的超声诊疗设备，其特征在于，所述超声刺激换能器为环阵或面阵或单阵元或线阵，所述超声成像换能器为线阵或者面阵，所述超声成像换能器嵌于所述超声刺激换能器的中间，或所述超声成像换能器嵌于所述超声刺激换能器的一侧。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的超声诊疗设备，其特征在于，所述超声换能装置还包括耦合部件，所述耦合部件设于所述超声成像换能器与超声刺激换能器面向用户的表面。

8.一种控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1至7任一项所述的超声诊疗设备，所述控制方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，将超声换能装置朝向用户靶区的步骤包括：

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，对所述超声换能装置的超声成像换能器对用户靶区的刺激效果进行监测与评估的步骤包括：

技术总结
本发明涉及超声诊疗技术领域，本发明提供了一种超声诊疗设备及控制方法，超声诊疗设备包括：超声换能装置，超声换能装置包括超声成像换能器与超声刺激换能器，超声成像换能器用于对靶区进行超声成像，超声刺激换能器用于对外周神经或人体表皮进行超声刺激；超声电子系统，与超声换能装置连接，用于控制超声换能装置并实现超声成像或超声刺激调控，超声电子系统包括超声成像电路模块与超声刺激电路模块，其中超声刺激电路模块包括脉冲发生电路、功率放大电路与匹配电路，超声成像电路模块包括成像相控阵发射单元、接收单元、图像处理单元与系统控制单元；机械臂，连接于超声换能装置。因此本发明能够实现外周超声诊疗的一体化设计。

技术研发人员：鲍时春,李飞,郑海荣
受保护的技术使用者：深圳高性能医疗器械国家研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22