一种仿生体系及基于仿生体系的超声聚焦评估系统技术方案

本实用新型专利技术适用于物理治疗技术领域，提供一种仿生体系及基于仿生体系的超声聚焦评估系统，所述仿生体系具有多个仿生层：仿生体系的表皮层，用于模拟人体皮肤层；仿生体系的仿生体模层，用于模拟人体肌肉层；仿生体系的脂肪层，用于模拟人体脂肪层；仿生体系的水囊袋，用于模拟人体膀胱，所述水囊袋上设有一针头口；仿生体系的内嵌式仿生体模层，用于模拟人体子宫和子宫肌瘤的相对位置和相对状态；以及仿生体系的记忆型仿生体模层，用于探测超声聚焦的反射及折射状况，从而得到一个与人体结构特点、声学以及热学特性相似的仿生体系，用于模拟超声聚焦治疗，以实现对肌瘤周围组织、超声通道上的温度监控以及对超声聚焦治疗剂量的安全和性能评估。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术适用于物理治疗
，提供一种仿生体系及基于仿生体系的超声聚焦评估系统，所述仿生体系具有多个仿生层：仿生体系的表皮层，用于模拟人体皮肤层；仿生体系的仿生体模层，用于模拟人体肌肉层；仿生体系的脂肪层，用于模拟人体脂肪层；仿生体系的水囊袋，用于模拟人体膀胱，所述水囊袋上设有一针头口；仿生体系的内嵌式仿生体模层，用于模拟人体子宫和子宫肌瘤的相对位置和相对状态；以及仿生体系的记忆型仿生体模层，用于探测超声聚焦的反射及折射状况，从而得到一个与人体结构特点、声学以及热学特性相似的仿生体系，用于模拟超声聚焦治疗，以实现对肌瘤周围组织、超声通道上的温度监控以及对超声聚焦治疗剂量的安全和性能评估。【专利说明】一种仿生体系及基于仿生体系的超声聚焦评估系统
本技术属于物理治疗
，尤其涉及一种仿生体系及基于仿生体系的超声聚焦评估系统。
技术介绍
高强度聚焦超声(high-1ntensityfocused ultrasound, HIFU)技术是一种利用声波作为能源的医疗手段。通过将很多束超声波从体外射到身体里去，在发射和投射的过程中间发生聚焦，生成一个聚焦点，所述聚焦点通过声波和热能的转化，在0.5-1秒内形成一个70°C _100°C高温治疗点。肿瘤位于所述聚焦点附近的一定区域内时，肿瘤组织将产生凝固性坏死，失去增值、浸润和转移能力，从而达到热切除肿瘤的治疗效果。 然而，由于超声换能器的技术局限以及人体的多界面间出现的反射以及衍射等相关声波的线路变化，会对肿瘤周围的组织产生一定程度的温度变化，因此，需要对周围组织以及超声通道上的温度进行监控。 国内外有很多聚焦超声领域的研究者采用各种透明或者不透明的超声体模，用于超声聚焦焦域形态的呈现和评价。透明的超声体模有鸡蛋清类蛋白质体模、牛血清蛋白(BSA)类蛋白质体模，甚至牛眼睛晶状体，这一类的透明体模可以通过肉眼实时观测到HIFU焦域热效应的变化，并可通过图片或录像拍摄进行记录和测量。不透明的超声体模有蛋白质类体模，所述蛋白质类体模不能实时观测，如同牛肝的HIFU实验一样，辐射后需要切开并寻找到最大焦域切面。通过对透明体模内可视化的焦域观测，确定聚焦超声所形成的焦域形态及位置，从而可以对聚焦超声的聚焦性能进行评估。由上可知，传统意义上对焦斑的大小研究更多的是基于离体组织上进行，由于离体组织不具备可视化以及不能多次重复利用，因此在大量数据输出的平台上，不能高效地进行数据统计与观察。另一方面，在超声治疗中，超声波的辐照剂量的确定也很重要。一个理想的声波剂量计量方法应该能够满足:(1)反应声强和辐照持续时间；(2)较好反应声波辐照下的生物学效应；(3)便于文献见相互比较。但是目前仍没有一种对超声聚焦治疗中声波剂量进行评估的产品或者设备。
技术实现思路
本技术实施例提供一种可重复利用的仿生体系及基于仿生体系的超声聚焦评估系统，以实现模拟超声聚焦治疗，对聚焦焦域处组织、超声通道上的温度监控以及对超声聚焦治疗剂量的安全和性能评估。 本技术实施例是这样实现的，一种仿生体系，所述仿生体系具有多个仿生体层，包括: 仿生体系的表皮层,用于模拟人体皮肤层； 仿生体系的仿生体模层，用于模拟人体肌肉层； 仿生体系的脂肪层，用于模拟人体脂肪层； 仿生体系的水囊袋，用于模拟人体膀胱，所述水囊袋上设有一针头口 ； 仿生体系的内嵌式仿生体模层，用于模拟人体子宫和子宫肌瘤的相对位置和相对状态；以及 仿生体系的记忆性仿生体模层，用于探测超声聚焦的反射及投射状况。 进一步地，所述仿生体系的表皮层为表面经过打蜡防腐处理的猪皮； 所述仿生体系的表皮层按照预设的距离间隔嵌有多个热电偶。 进一步地，所述仿生体系的仿生体模层为凝胶聚合反应原液； 所述仿生体系的仿生体模层内按照预设的距离间隔嵌有多个热电偶。 进一步地，所述仿生体系的水囊袋为装有预设水量的水袋。 进一步地，所述仿生体系的内嵌式仿生体模层内按照预设的距离间隔嵌有多个热电偶。 进一步地，所述仿生体系的记忆型仿生体模层内按照预设的距离间隔嵌有多个热电偶。 进一步地，所述距离间隔为10毫米。 本技术实施例还提供了一种基于仿生体系的超声聚焦评估评估系统，所述系统包括上述的仿生体系和多个热电偶，以及聚焦超声波发射设备； 所述聚焦超声波发射设备向所述仿生体系发送超声波，以模拟超声聚焦治疗。 进一步地，所述系统还包括主控计算机、报警器，所述主控计算机与所述多个热电偶连接；所述报警器与所述主控计算机连接。 本技术实施例提供了一个与人体结构特点、声学和热学特性相似的仿生体系，以实现模拟超声聚焦治疗。在模拟超声聚焦治疗的超声聚焦过程中，通过内嵌在所述仿生体系内的热电偶探测肌瘤周围组织的温度信息，主控计算机采集并分析所述温度信息，以实现对肌瘤周围组织、超声通道上的温度监控以及对超声聚焦治疗剂量的安全和性能评估；所述仿生体系可重复使用，并且设备布线简单、使用方便，有助于对超声聚焦治疗的研究。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术实施例一提供的仿生体系的组成结构图； 图2是本技术实施例二提供的基于仿生体系的超声聚焦评估系统的组成结构； 图3是本技术实施例二提供的仿生体系的超声聚焦通道示意图。 【具体实施方式】 为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。 本技术实施例提供了一个与人体结构特点、声学和热学特性相似的仿生体系，以实现模拟超声聚焦治疗。在模拟超声聚焦治疗的超声聚焦过程中，通过内嵌在所述仿生体系内的热电偶探测肌瘤周围组织的温度信息，主控计算机采集并分析所述温度信息，以实现对肌瘤周围组织、超声通道上的温度监控以及对超声聚焦治疗剂量的安全和性能评估；所述仿生体系可重复利用，且设备布线简单、使用方便，有助于对超声聚焦治疗的研究。 图1示出了本技术实施例一提供的仿生体系的组成结构，为了便于说明，仅示出了与本技术相关的部分。 所述终仿生体系I具有多个仿生层，包括: 仿生体系的表皮层11，用于模拟人体皮肤层； 仿生体系的仿生体模层12，，用于模拟人体肌肉层； 仿生体系的脂肪层13，用于模拟人体脂肪层； 仿生体系的水囊袋14，用于模拟人体膀胱，所述水囊袋上设有一针头口 ； 仿生体系的内嵌式仿生体模层15，用于模拟人体子宫和子宫肌瘤的相对位置和相对状态；以及 仿生体系的记忆型仿生体模层16，用于探测超声聚焦的反射及投射状况。 在离体实验以及相关声学测量试验发现，人体皮肤层(或脂肪层)声学参数与猪皮(或猪的脂肪)声学参数相近。本技术实施例中采用接近人体皮肤的猪皮，对其表面进行打蜡防腐处理，从而得到仿生体系的表皮层，用于模拟人体的皮肤层，并将多根(优选为三根)热电偶2按照10毫米的相隔距离并排插入所述猪皮中，同时做好标记。 由于超声聚焦仿生体模在声学特性上与人体的肌肉组织有着比较相近的参数，因此，以仿生体模层来模拟人体的肌肉层。本技术实施例可根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿生体系，其特征在于，所述仿生体系具有多个仿生层，包括： 仿生体系的表皮层，用于模拟人体皮肤层； 仿生体系的仿生体模层，用于模拟人体肌肉层； 仿生体系的脂肪层，用于模拟人体脂肪层； 仿生体系的水囊袋，用于模拟人体膀胱，所述水囊袋上设有一针头口； 仿生体系的内嵌式仿生体模层，用于模拟人体子宫和子宫肌瘤的相对位置和相对状态；以及 仿生体系的记忆型仿生体模层，用于探测超声聚焦的反射及折射状况。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄汉年，江剑晖，
申请(专利权)人：深圳市普罗惠仁医学科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44