一种聚焦超声治疗系统技术方案

本发明专利技术公开了一种聚焦超声治疗系统，包括超声发射设备、信号采集设备、成像设备、中央处理设备以及反馈控制设备。其中，超声发射设备向目标区域或靶点部位发射聚焦超声，信号采集设备和成像设备配合中央处理设备及反馈控制设备实现靶点部位的定位、实时调整聚焦超声焦点与靶点部位的相对位置。实现对治疗靶点更好的跟踪，实时调节超声治疗剂量，以提升治疗定位的精确性和靶点跟踪能力，保障治疗需要剂量的精确性和稳定性，此外，在治疗过程中，还能确定温度变化参数，反馈控制设备根据回波和温度变化参数调整超声发射设备的工作参数，从而有效避免了患者局部组织温度过高，提高了治疗的效率，减轻了患者的痛苦和副作用。

A focused ultrasound treatment system

The invention discloses a focused ultrasound treatment system, which comprises an ultrasound transmitting device, a signal acquisition device, an imaging device, a central processing device and a feedback control device. Among them, the ultrasonic transmitting equipment transmits focused ultrasound to the target area or the target position. The signal acquisition equipment and imaging equipment cooperate with the central processing equipment and feedback control equipment to realize the positioning of the target position and adjust the relative position of the focused ultrasound focus and the target position in real time. In order to improve the accuracy of treatment positioning and target tracking ability, and ensure the accuracy and stability of the dose needed for treatment, we can also determine the temperature change parameters in the treatment process, and the feedback control equipment can adjust the working parameters of the ultrasound transmitting equipment according to the echo and temperature change parameters, so as to be effective To avoid the local tissue temperature is too high, improve the efficiency of treatment, reduce the pain and side effects of patients.

【技术实现步骤摘要】
一种聚焦超声治疗系统
本专利技术涉及医疗器械
，更具体地说，涉及一种聚焦超声治疗系统。
技术介绍
体外聚焦超声(ExtracorporalFocusedUltrasound，EFU)利用超声良好的靶向性、汇聚性和穿透性特点，在体外将低能量密度的超声经皮肤及路径组织后，于体内靶点部位进行聚焦，可在目标区域形成能量密度极高的焦域，通过超声的热、空化以及机械效应等，使组织在短时间内出现凝固性坏死，而较少或不损伤超声路径及周围的组织，实现无创、治疗，消融或切除靶点组织的目的，已广泛应用于肿瘤的消融治疗中。研究发现，神经组织具有特殊的脂质双层膜结构，使其对于超声能量十分敏感，因此，较低剂量的超声能量即可导致神经组织功能改变，或发生不可逆的坏死，因此，近年来EFU消融已逐步拓展应用于神经调节领域，例如去肾脏交感神经治疗高血压、心衰等自主神经功能失调性疾病之中。近年还发现较低的聚焦超声能量可用于组织、器官或整体的功能调控。作为无创和非电离能量，患者有好的治疗方式，EFU在疾病治疗和机体功能调节具有重要的前景。例如，在目前的EFU去肾交感神经治疗过程中，一般依靠影像设备的成像来定位，但是该成像只能显示出肾动脉而无法显示出肾交感神经，由于肾交感神经分布在肾动脉周围，所以操作者根据肾动脉影像并结合自身经验在肾动脉周围随机投递能量，但是由于肾交感神经的分布在个体之间的差异较大，仅靠操作者的经验是无法准确判断不同个体的肾交感神经的分布的，导致投递的能量对肾动脉周围的微血管、淋巴等不需要治疗的组织成分也收到损伤，因此该种定位方式存在一定的盲目性。另一方面，肾动脉在实际情况下往往迂曲走行于血管周围组织中，现有EFU消融中常用的单平面二维超声，在某一时刻仅能显示肾动脉的部分节段，而无法提供其整体的解剖学信息；同时，患者的呼吸运动也将导致血管的空间位置不断变化，因此，操作者需不断移动探头、更换切面，以确认焦点与肾血管的位置关系，大大增加了治疗时间、影响操作者的满意度。虽然利用CT或MRI可以通过图像增强和三维重建，以构建血管的空间走行，但是存在成像时间长、实时性差、辐射剂量大、价格昂贵的缺点。此外，目前的EFU治疗过程，对靶点消融的效果以及终止治疗的时机也缺乏相应的判定方法。为了保证治疗效果而增加能量剂量或者延长靶点消融的时间，可能导致局部组织温度过高，大大增加了患者的痛苦。因此，为了有效消融靶点而又不造成过度损伤，焦点温度的检测将直接影响到治疗效果。传统的有创测温会给病人带来痛苦，如：疼痛、感染、邻近器官损伤，因此其应用受到很大的限制。综上所述，传统的聚焦超声治疗系统存在以下问题：定位靶点时依靠操作者的主观性，且靶点会随着患者呼吸等发生移动，导致治疗效率较低，此外，聚焦超声工作参数控制不准确导致局部组织温度过高增加了患者的痛苦，上述问题亟待本领域技术人员解决。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种聚焦超声治疗系统，用以解决传统聚焦超声治疗系统无法准确定位靶点导致治疗效率较低，且聚焦超声工作参数控制不准确增加患者痛苦和损伤的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种聚焦超声治疗系统，包括：超声发射设备，用于在接收到定位指令时，向目标区域发射聚焦超声，在接收到消融指令时，向靶点部位发射聚焦超声，所述目标区域包括所述靶点部位；还用于根据反馈控制设备发送的调整指令，调整所述超声发射设备的工作参数，调整聚焦超声焦点与所述目标区域的相对位置，或调整所述聚焦超声焦点与所述靶点部位的相对位置；信号采集设备，用于在定位过程中，采集所述目标区域及所述靶点部位的组织回波，并将所述回波转化为相应的回波信号，并将所述回波信号发送到中央处理设备；成像设备，用于在定位过程中，构建所述目标区域的图像信息，并将所述图像信息发送到所述中央处理设备；还用于采集所述靶点部位在治疗或消融开始时的第一纹理信息，以及采集所述靶点部位在治疗或消融过程中的第二或第N纹理信息，计算纹理信息变量，并将所述纹理信息变量发送到所述中央处理设备，其中，N为大于等于3的正整数；还用于通过测量聚焦声束的轴线确认体表至所述靶点部位的深度信息，或通过二维或三维影像探测体表边界，确定聚焦声锥的体积，生成靶点能量计算结果，发送至所述反馈控制设备；中央处理设备，用于在定位开始时，向所述超声发射设备发送所述定位指令，并在定位过程中，根据所述信号采集设备传输的所述回波信号，构建所述靶点部位在所述目标区域的分布信息；还用于在治疗或消融开始时，向所述超声发射设备发送所述消融指令，并在消融过程中，根据所述纹理信息变量构建所述靶点部位的温度变化参数；还用于根据所述回波信号，构建聚焦声束声通道上的声阻信息；所述反馈控制设备，用于根据所述靶点部位的分布信息、所述温度变化参数、所述聚焦声锥的体积、所述靶点能量计算结果以及所述声阻信息，生成所述调整指令，并将所述调整指令发送到所述超声发射设备。优选的，所述超声发射设备包括：超声发射模块和聚焦超声换能器或换能器组；其中，所述超声发射模块用于生成工作指令，并将所述工作指令发送到所述聚焦超声换能器或换能器组，所述工作指令包括定位指令和消融指令；所述聚焦超声换能器或换能器组包括一组、两组或两组以上聚焦超声换能器阵元，分别为第一阵元组、第二或第N阵元组，所述第一阵元组用于在接收到所述定位指令时，向所述目标区域发射差频聚焦超声或扫频聚焦超声，所述第二或第N阵元组用于在接收到所述消融指令时，向所述靶点部位发射同频聚焦超声、差频聚焦超声或扫频聚焦超声，其中，N为大于等于3的正整数。优选的，各个所述聚焦超声换能器阵元均受到独立的信号发生器和功率放大器的控制。优选的，所述信号采集设备包括信号接收模块和信号转化模块；其中，所述信号接收模块位于所述聚焦超声焦点周围，用于采集所述目标区域在所述聚焦超声刺激下产生的组织回波；还用于采集所述靶点部位在消融开始时的第一反射回波，以及采集所述靶点部位在消融过程中的第二或第N反射回波；还用于采集所述目标区域和/或靶点部位的衰减回波，其中，N为大于等于3的正整数；所述信号转化模块与所述信号接收模块相连接，用于将所述组织回波转化为对应的回波信号，还用于分别将所述第一反射回波、所述第二或第N反射回波转化为所述第一反射信号、所述第二或第N反射信号；还用于将所述衰减回波转化为衰减信号；所述信号转化模块与所述中央处理设备相连接，并将所述回波信号、第一反射信号、第二或第N反射信号、所述衰减信号发送至所述的中央处理设备。优选的，所述信号采集设备还用于对回波射频信号的回声声强或背向散射积分进行采集和计算，根据所述回声声强或背向散射积分确定所述聚焦超声声束到达所述靶点部位的声衰减，发送至所述反馈控制设备，以调节所述超声发射设备的工作参数。优选的，所述成像设备包括成像探头组和成像主机；其中，所述成像探头组包括多个成像探头，所述成像探头的排列方式如以下任意一项或多项：“工”字型、“十”字型、“L字型”“T”字型、“口”字型；所述成像探头用于根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚焦超声治疗系统，其特征在于，包括：/n超声发射设备，用于在接收到定位指令时，向目标区域发射聚焦超声，在接收到消融指令时，向靶点部位发射聚焦超声，所述目标区域包括所述靶点部位；还用于根据反馈控制设备发送的调整指令，调整所述超声发射设备的工作参数，调整聚焦超声焦点与所述目标区域的相对位置，或调整所述聚焦超声焦点与所述靶点部位的相对位置；/n信号采集设备，用于在定位过程中，采集所述目标区域及所述靶点部位的组织回波，并将所述回波转化为相应的回波信号，并将所述回波信号发送到中央处理设备；/n成像设备，用于在定位过程中，构建所述目标区域的图像信息，并将所述图像信息发送到所述中央处理设备；还用于采集所述靶点部位在治疗或消融开始时的第一纹理信息，以及采集所述靶点部位在治疗或消融过程中的第二或第N纹理信息，计算纹理信息变量，并将所述纹理信息变量发送到所述中央处理设备，其中，N为大于等于3的正整数；还用于通过测量聚焦声束的轴线确认体表至所述靶点部位的深度信息，或通过二维或三维影像探测体表边界，确定聚焦声锥的体积，生成靶点能量计算结果，发送至所述反馈控制设备；/n中央处理设备，用于在定位开始时，向所述超声发射设备发送所述定位指令，并在定位过程中，根据所述信号采集设备传输的所述回波信号，构建所述靶点部位在所述目标区域的分布信息；还用于在治疗或消融开始时，向所述超声发射设备发送所述消融指令，并在消融过程中，根据所述纹理信息变量构建所述靶点部位的温度变化参数；还用于根据所述回波信号，构建聚焦声束声通道上的声阻信息；/n所述反馈控制设备，用于根据所述靶点部位的分布信息、所述温度变化参数、所述聚焦声锥的体积、所述靶点能量计算结果以及所述声阻信息，生成所述调整指令，并将所述调整指令发送到所述超声发射设备。/n...

【技术特征摘要】
1.一种聚焦超声治疗系统，其特征在于，包括：
超声发射设备，用于在接收到定位指令时，向目标区域发射聚焦超声，在接收到消融指令时，向靶点部位发射聚焦超声，所述目标区域包括所述靶点部位；还用于根据反馈控制设备发送的调整指令，调整所述超声发射设备的工作参数，调整聚焦超声焦点与所述目标区域的相对位置，或调整所述聚焦超声焦点与所述靶点部位的相对位置；
信号采集设备，用于在定位过程中，采集所述目标区域及所述靶点部位的组织回波，并将所述回波转化为相应的回波信号，并将所述回波信号发送到中央处理设备；
成像设备，用于在定位过程中，构建所述目标区域的图像信息，并将所述图像信息发送到所述中央处理设备；还用于采集所述靶点部位在治疗或消融开始时的第一纹理信息，以及采集所述靶点部位在治疗或消融过程中的第二或第N纹理信息，计算纹理信息变量，并将所述纹理信息变量发送到所述中央处理设备，其中，N为大于等于3的正整数；还用于通过测量聚焦声束的轴线确认体表至所述靶点部位的深度信息，或通过二维或三维影像探测体表边界，确定聚焦声锥的体积，生成靶点能量计算结果，发送至所述反馈控制设备；
中央处理设备，用于在定位开始时，向所述超声发射设备发送所述定位指令，并在定位过程中，根据所述信号采集设备传输的所述回波信号，构建所述靶点部位在所述目标区域的分布信息；还用于在治疗或消融开始时，向所述超声发射设备发送所述消融指令，并在消融过程中，根据所述纹理信息变量构建所述靶点部位的温度变化参数；还用于根据所述回波信号，构建聚焦声束声通道上的声阻信息；
所述反馈控制设备，用于根据所述靶点部位的分布信息、所述温度变化参数、所述聚焦声锥的体积、所述靶点能量计算结果以及所述声阻信息，生成所述调整指令，并将所述调整指令发送到所述超声发射设备。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述超声发射设备包括：超声发射模块和聚焦超声换能器或换能器组；
其中，所述超声发射模块用于生成工作指令，并将所述工作指令发送到所述聚焦超声换能器或换能器组，所述工作指令包括定位指令和消融指令；
所述聚焦超声换能器或换能器组包括一组、两组或两组以上聚焦超声换能器阵元，分别为第一阵元组、第二或第N阵元组，所述第一阵元组用于在接收到所述定位指令时，向所述目标区域发射差频聚焦超声或扫频聚焦超声，所述第二或第N阵元组用于在接收到所述消融指令时，向所述靶点部位发射同频聚焦超声、差频聚焦超声或扫频聚焦超声，其中，N为大于等于3的正整数。


3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，各个所述聚焦超声换能器阵元均受到独立的信号发生器和功率放大器的控制。


4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号采集设备包括信号接收模块和信号转化模块；
其中，所述信号接收模块位于所述聚焦超声焦点周围，用于采集所述目标区域在所述聚焦超声刺激下产生的组织回波；还用于采集所述靶点部位在消融开始时的第一反射回波，以及采集所述靶点部位在消融过程中的第二或第N反射回波；还用于采集所述目标区域和/或靶点部位的衰减回波，其中，N为大于等于3的正整数；
所述信号转化模块与所述信号接收模块相连接，用于将所述组织回波转化为对应的回波信号，还用于分别将所述第一反射回波、所述第二或第N反射回波转化为所述第一反射信号、所述第二或第N反射信号；还用于将所述衰减回波转化为衰减信号；
所述信号转化模块与所述中央处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晶，马长生，肖灵，刘光聪，钱俊，容顺康，熊波，姚沅清，
申请(专利权)人：黄晶，
类型：发明
国别省市：重庆;50