一种控制药物释放的方法与系统技术方案

本发明专利技术提供一种控制药物释放的方法与系统，包括：驱动超声波发射装置发射用于激发注入体内药物的超声波；接收超声波反馈信号，获取超声波反馈信号中用于反映药物释放状态的特征信号；对所述特征信号进行实时监测，通过调整超声波发射装置的发射信号强度，控制注入体内药物的释放状态；本发明专利技术中的控制药物释放的方法与系统，可以通过监控体内的声信号，对超声发射单元进行反馈，根据超声波反馈信号中用于反映药物释放状态的特征信号，调整超声的发射参数，从而实现实时调控药物释放量，达到精确定量释放药物的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种控制药物释放的方法与系统
本专利技术涉及医疗器件技术基础研究领域，尤其涉及一种控制药物释放的方法与系统。
技术介绍
高强度聚焦超声(High-intensityfocusedUltrasound，简称HIFU)可以在无需手术的情况下，将体外发射的超声波透过表面组织，聚焦于体内靶区，产生瞬态高温、空化、机械作用等生物学效应，达到杀死靶区内的肿瘤细胞的目的，近年来，HIFU在医疗领域发展迅速，并且，已经可以用实验证明在一些应用中达到了临床效果，例如：各种恶性良性的肿瘤以及诸如脑、前列腺、肝、乳腺、肾脏、青光眼、眼黑色素瘤、子宫纤维瘤、良性的前列腺肥大和心脑血管疾病等方面。超声空化是指存在于液体中的微小气泡(空化核)在超声场的作用下振动、生长并崩溃的过程。该过程可以引起载药微泡的破裂，释放药物，因为聚焦超声良好的穿透性、定位性和能量沉积性，可以作为一种释放药物的控制手段。但是，目前现有技术缺乏对组织中声信号的监控，无法形成反馈，在超声引起药物释放后无法及时根据超声作用情况调整释放量，无法对释放药物做药精确的定量释放，成为了药物释放精确性的瓶颈，因此，亟需一种新的技术手段，能够解决药物精准释放的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术提供一种控制药物释放的方法与系统，以解决上述技术问题。本专利技术提供的控制药物释放的方法，包括：驱动超声波发射装置发射用于激发注入体内药物的超声波；接收超声波反馈信号，获取超声波反馈信号中用于反映药物释放状态的特征信号；对所述特征信号进行实时监测，通过调整超声波发射装置的发射信号强度，控制注入体内药物的释放状态。进一步，将超声波反馈信号转换为频域信号，并对所述频率信号进行信号处理，获取特征频率信号，将所述特征频率信号作为特征信号，根据所述特征频率信号确定超声波发射装置的发射参数。进一步，对所述超声波反馈信号进行快速傅立叶变换，将超声波反馈信号由时域信号转换为频域信号，所述信号处理包括对所述频率信号采用不同的滤波方式进行滤波处理，获取特征频率信号，所述特征频率信号包括次谐波信号和宽带噪声信号。进一步，根据所述次谐波信号监测反馈信号的稳态空化，并获取稳态空化剂量；根据所述宽带噪声信号监测反馈信号的瞬态空化，并获取瞬态空化剂量；根据所述稳态空化剂量和/或瞬态空化剂量，调整超声波发射装置的发射信号强度。本专利技术还提供一种控制药物释放的系统，包括：超声波发射单元，用于发射激发注入体内药物的超声波；超声波接收单元，用于接收超声波反馈信号；信号处理单元，用于对超声波反馈信号进行信号处理，获取反映药物释放状态的特征信号；控制单元，用于根据超声波反馈信号调整超声波发射装置的发射信号强度，控制注入体内药物的释放状态。进一步，所述信号处理单元与超声波接收单元连接，信号处理单元将超声波反馈信号转换为频域信号，并对所述频率信号进行信号处理，获取特征频率信号，将所述特征频率信号作为特征信号，控制单元根据所述特征频率信号确定超声波发射装置的发射参数。进一步，所述信号处理单元包括：变换模块，用于对超声波反馈信号进行快速傅立叶变换，将超声波反馈信号由时域信号转换为频域信号；滤波模块，用于对所述频率信号采用不同的滤波方式进行滤波处理，获取特征频率信号，所述特征频率信号包括次谐波信号和宽带噪声信号。进一步，根据所述次谐波信号监测反馈信号的稳态空化，并获取稳态空化剂量；根据所述宽带噪声信号监测反馈信号的瞬态空化，并获取瞬态空化剂量；控制单元根据所述稳态空化剂量和/或瞬态空化剂量，调整超声波发射装置的发射信号强度。进一步，所述超声波发射单元和超声波接收单元共焦设置，且所述超声波接收单元的频率范围大于超声波发生单元的频率范围。本专利技术的有益效果：本专利技术中的控制药物释放的方法与系统，可以通过监控体内的声信号，对超声发射单元进行反馈，根据超声波反馈信号中用于反映药物释放状态的特征信号，调整超声的发射参数，从而实现实时调控药物释放量，达到精确定量释放药物的目的。附图说明图1是本专利技术实施例中控制药物释放的系统原理示意图。图2是本专利技术实施例中控制药物释放的方法的流程示意图。图3是本专利技术实施例中控制药物释放的方法的检测算法流程示意图。图4是本专利技术实施例中控制药物释放的方法的检测结果示意图。图5是本专利技术实施例中控制药物释放的系统结构示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图2所示，本实施例中的控制药物释放的方法，包括：驱动超声波发射装置发射用于激发注入体内药物的超声波；接收超声波反馈信号，获取超声波反馈信号中用于反映药物释放状态的特征信号；对所述特征信号进行实时监测，通过调整超声波发射装置的发射信号强度，控制注入体内药物的释放状态。在本实施例中，将超声波反馈信号转换为频域信号，并对所述频率信号进行信号处理，获取特征频率信号，将所述特征频率信号作为特征信号，根据所述特征频率信号确定超声波发射装置的发射参数。如图3所示，在本实施例中，接收到的超声波反馈信号时声学信号，声学信号是时域信号，本实施例通过对所述超声波反馈信号进行快速傅立叶变换，将超声波反馈信号由时域信号转换为频域信号，信号处理包括对所述频率信号采用不同的滤波方式进行滤波处理，获取特征频率信号，所征频率信号包括次谐波信号和宽带噪声信号，根据所述次谐波信号监测反馈信号的稳态空化(stablecavitation)，并获取稳态空化剂量；根据所述宽带噪声信号监测反馈信号的瞬态空化(inertialcavitation)，并获取瞬态空化剂量；根据所述稳态空化剂量和/或瞬态空化剂量，调整超声波发射装置的发射信号强度，不同条件下的结果如图4所示，由图4可以看出不同条件下的瞬态空化和稳态空化的剂量(也就是空化程度强弱)，每个柱子代表一个条件下的空化强度，其中图4-a表示瞬态空化，图4-b表示稳态，通过空化强度的检测来调整发射的超声波。如图1所示，本实施例还提供一种控制药物释放的系统，包括：超声波发射单元，用于发射激发注入体内药物的超声波；本实施例中的超声波发射打算能源采用聚焦超声探头；超声波接收单元，用于接收超声波反馈信号；本实施例中的超声波接收单元采用监测探头；信号处理单元，用于对超声波反馈信号进行信号处理，获取反映药物释放状态的特征信号；控制单元，用于根据超声波反馈信号调整超声波发射装置的发射信号强度，控制注入体内药物的释放状态。优选地，控制单元可以由控制器、信号发生器和功率放大器组成，通过功率放大器来驱动超声波发射单元发射超声波，血管内的药物被超声波激发，开始释放。同时，超声波接收单元将检测到的超声信号传输给控制器，控制器根据检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制药物释放的方法，其特征在于，包括：驱动超声波发射装置发射用于激发注入体内药物的超声波；接收超声波反馈信号，获取超声波反馈信号中用于反映药物释放状态的特征信号；对所述特征信号进行实时监测，通过调整超声波发射装置的发射信号强度，控制注入体内药物的释放状态。

【技术特征摘要】
1.一种控制药物释放的方法，其特征在于，包括：驱动超声波发射装置发射用于激发注入体内药物的超声波；接收超声波反馈信号，获取超声波反馈信号中用于反映药物释放状态的特征信号；对所述特征信号进行实时监测，通过调整超声波发射装置的发射信号强度，控制注入体内药物的释放状态。2.根据权利要求1所述的控制药物释放的方法，其特征在于：将超声波反馈信号转换为频域信号，并对所述频率信号进行信号处理，获取特征频率信号，将所述特征频率信号作为特征信号，根据所述特征频率信号确定超声波发射装置的发射参数。3.根据权利要求2所述的控制药物释放的方法，其特征在于：对所述超声波反馈信号进行快速傅立叶变换，将超声波反馈信号由时域信号转换为频域信号，所述信号处理包括对所述频率信号采用不同的滤波方式进行滤波处理，获取特征频率信号，所述特征频率信号包括次谐波信号和宽带噪声信号。4.根据权利要求3所述的控制药物释放的方法，其特征在于：根据所述次谐波信号监测反馈信号的稳态空化，并获取稳态空化剂量；根据所述宽带噪声信号监测反馈信号的瞬态空化，并获取瞬态空化剂量；根据所述稳态空化剂量和/或瞬态空化剂量，调整超声波发射装置的发射信号强度。5.一种控制药物释放的系统，其特征在于，包括：超声波发射单元，用于发射激发注入体内药物的超声波；超声波接收单元，用于接收超声波反馈信号；信号处理单元，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹华，王振宇，李雁浩，
申请(专利权)人：重庆医科大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50