[發明專利]一種超聲治療設備及其介質水控制方法

有效

• 申請號: 201010624712.2
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102526895A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 王智彪;王慧強;文銀剛
• 申請（專利權）人: 重慶微海軟件開發有限公司
• 主分類號: A61N7/00
• 分類號: A61N7/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 羅建民;鄧伯英

技術領域

本發明涉及超聲治療技術領域，尤其涉及一種超聲治療設備及其介質水控制方法。

背景技術

超聲治療技術是一種利用超聲波的穿透性和可聚焦性作用于人體病變組織的技術，目前廣泛應用于多種疾病的治療。在該技術中，由于超聲波在空氣中衰減得很大，這樣進入人體中發揮作用的超聲波就很少，影響治療效果，因此，體外發射的超聲波需要通過介質(比如水)耦合，經過皮膚進入人體。對于介質水而言，需要及時合理地調節水位、水溫和氧含量，以保障超聲治療的有效性和安全性。但是，在目前的超聲治療過程中，基本上都是由操作醫生根據個人經驗觀察、判斷和調節水位、水溫和含氧量，如果控制不當或者不小心，很容易造成危險。

以下，以可用于治療腫瘤的高強度聚焦超聲治療設備為例進行說明。醫學研究發現，腫瘤細胞的耐熱性比正常細胞要差，在42.5℃以上的溫度環境下，30分鐘內腫瘤細胞死亡，而正常細胞的損傷較輕且可逆轉。根據腫瘤細胞的這一特點，高強度聚焦超聲治療設備一般以超聲波為能量源，利用超聲波的穿透性和可聚焦性，在體外用超聲治療頭發射出高強度聚焦超聲通過介質耦合，經過皮膚進入人體，聚焦到腫瘤組織的一個空間點，并瞬時產生強烈的溫度升高(高于60℃)，加上其空化作用和機械振蕩作用，破壞空間點的組織。通過對腫瘤進行如此由點到線、由線到面、由面到體的逐點治療，從而治療整個腫瘤組織，實現治療目的。

在使用高強度聚焦超聲進行治療的過程中，為了引導超聲聚焦定位和監控治療過程中的人體組織內部及體表的變化情況，高強度聚焦超聲治療設備一般配備有影像監控系統，目前主流的配置為B超聲影像監控系統。

大量的超聲醫學基礎研究和臨床應用表明：在高強度聚焦超聲治療過程中水位、水溫和氧含量的及時合理調節是手術有效性和安全性的重要保障。

就水位和水溫而言，當進行高能量的超聲治療時，人體體表(治療超聲通過的部分)聚集了大量的熱量，如果將這部分體表皮膚突然暴露在空氣中，會產生不同程度的皮膚灼傷，再加上目前超聲治療中越來越少的麻醉劑使用量，致使病人自身的移動加劇了這種皮膚灼傷的可能。其次，較高的水溫(低于但接近體溫)對于及時冷卻體表是不利的甚至是有害的(當水溫高于正常體溫時)。另外，如果控制不當在聲通道(治療超聲通過的路徑)區域產生空氣與水的界面，治療超聲發射后會在這個界面產生反射，反射回來的聲束也會對設備產生一定的損害。

為了在超聲治療過程中監測介質水的水位和水溫的變化，一般情況下是在介質水容器內裝有水位傳感器和水溫傳感器，并且在軟件操作界面提示給操作醫生。

對于水溫控制，可以利用水溫傳感器的讀取值做出相應的自動化輔助控制過程，但是這種方式缺乏靈活性，這是由于超聲輸出過程中會釋放大量的能量，由于病人的個體差異，病人體表的反應也大相徑庭，即使水溫在相對合理范圍內，部分病人的體表皮膚也會由于散熱不及時而產生不同程度的灼傷。

對于水位控制，依賴于操作醫生對監控圖像甚至是實際水位的觀察才能做出調整判斷。這種方式很不直觀，即使有圖形化的顯示也僅僅是標示出水在容器中的位置，沒有把介質水的狀態與人體的狀態聯系起來，在治療過程中醫生要憑經驗通過觀察多次調節才能使水達到所需狀態。

就含氧量而言，當介質水中空氣(主要是氧氣)含量越高，超聲在水中損耗得越多，導致治療效率下降越多。當介質水中氧氣含量過高(氧含量大于4.0ppm)時，就必須更換介質水以降低氧氣含量。但是，目前尚缺乏對介質水中氧含量的定量監測手段，一般也是由操作醫生根據對監控圖像上水中氣泡(如果水中氧含量過多，在治療超聲發射過后會產生氣泡)的有無、多少的觀察來做出相應的調節。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種超聲治療設備及其介質水控制方法，以實現介質水的水位、水溫和氧含量的自動檢測和調節。

為了實現以上目的，本發明提供一種超聲治療設備，包括用于獲得監控圖像的超聲影像監控系統和用于檢測介質水的水位的水位檢測傳感器，其特征在于，還包括輔助水控制系統，所述輔助水控制系統包括：體表位置獲取單元，其用于通過超聲影像監控系統獲得的監控圖像獲取超聲通過的人體體表位置；和水位控制單元，其用于通過體表位置獲取單元獲取的人體體表位置和通過水位檢測傳感器檢測的水位控制進水和排水來使人體浸入到介質水中的預定深度。

優選地，所述人體體表位置利用表示超聲通過的人體體表皮膚邊界的皮膚曲線來表示。