一种超声治疗装置、方法及数据处理装置制造方法及图纸

本申请适用于神经调控技术领域，提供了一种超声治疗装置、方法及数据处理装置。本申请实施例通过产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号；根据电脉冲信号产生预设聚焦范围和预设频率范围的超声波并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗；通过采集大脑的特定功能区的脑电波信号，对脑电波信号进行分析，并在脑电波信号发生异常时调整特定脉冲波形的参数，以使脑电波信号恢复正常，可以利用超声波实现脑神经调控作用，根据脑电波信号的变化实时监控超声治疗的效果并反馈调整超声波的参数，无需进行开颅手术，可以实现对神经系统疾病的无创治疗，并且操作过程简单。

An ultrasound treatment device, method and data processing device

The application is applicable to the field of neural control technology, and provides an ultrasonic treatment device, method and data processing device. In the embodiment of the application, electric pulse signals with specific pulse waveform, preset depth and preset number of focus focus points are generated; ultrasonic waves with preset focus range and preset frequency range are generated according to electric pulse signals and transmitted to specific functional areas of the brain to intervene and treat nervous system diseases; EEG signals are collected from specific functional areas of the brain Wave signal is analyzed, and the parameters of specific pulse waveform are adjusted when the brain wave signal is abnormal, so as to make the brain wave signal return to normal. The function of brain nerve regulation can be realized by using ultrasound. According to the changes of brain wave signal, the effect of ultrasound treatment can be monitored in real time and the parameters of ultrasound can be adjusted by feedback. Without craniotomy, the disease of nervous system can be avoided The operation is simple.

【技术实现步骤摘要】
一种超声治疗装置、方法及数据处理装置
本申请属于神经调控
，尤其涉及一种超声治疗装置、方法及数据处理装置。
技术介绍
神经调控技术是推动神经科学发展的重要工具，其中，深部脑电刺激(DeepBrainStimulation，DBS)、经颅直流电刺激(transcranialdirectcurrentstimulatioin，tDCS)、经颅磁刺激(transcranialmagneticstimulation，TMS)和迷走神经刺激等神经调控技术已在治疗帕金森疾病方面得到应用。深部脑电刺激是将电极植入脑内的丘脑底核、苍白球内侧和丘脑等区域，通过可控的高频电流刺激改善靶点核团的异常神经功能，达到有效干预和治疗疾病的目的，该方法已经被批准用于临床帕金森的治疗。经颅直流电刺激和经颅磁刺激等技术是无创的神经系统异常检测和治疗技术。经颅直流电刺激通过两个贴于头皮的电极片向颅内特定区域输入恒定电流，通过改变大脑皮层神经元膜电位的去极化或超极化方向，来改变自发神经活动的皮质兴奋性。经颅磁刺激是由放置于头皮上的磁性线圈产生垂直于线圈平面的磁场域，几乎无衰减地通过头皮和颅骨，到达大脑的神经核团并产生感应电流，使神经细胞去极化并产生诱发电位。通过单脉冲、双脉冲和重复经颅磁刺激等模式，调控神经细胞的兴奋或抑制特性，从而调节皮层的功能。然而，尽管上述神经调控技术的临床或科学实验效果已得到证实，但仍存在多方面的局限性和技术挑战。例如，深部脑电刺激是有创技术，临床通过开颅手术将1～2根电极植入深脑组织对核团进行刺激会对脑组织和神经环路造成永久的创伤，靶点无法更换、难以实现更多部位核团的刺激，而且刺激参数的设定凭借操作者的经验，不能根据病人病情的变化及时调整刺激参数。经颅直流电刺激和经颅磁刺激只作用在患者运动皮层，不具有穿透颅骨深入刺激核团的能力。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供了一种超声治疗装置、方法及数据处理装置，以解决现有技术中深部脑电刺激会对脑组织和神经环路造成永久的创伤，靶点无法更换、难以实现更多部位核团的刺激，而且刺激参数的设定凭借操作者的经验，不能根据病人病情的变化及时调整刺激参数，以及经颅直流电刺激和经颅磁刺激只作用在患者运动皮层，不具有穿透颅骨深入刺激核团的能力的问题。本申请实施例的第一方面提供了一种超声治疗装置，包括：超声相控阵模块，用于产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号；超声波换能器模块，与所述超声相控阵模块电连接，用于将所述电脉冲信号转换为具有预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗；脑电波信号采集模块，用于采集所述大脑的特定功能区的脑电波信号；数据处理模块，与所述超声相控阵模块、所述超声波换能器模块和所述脑电波信号采集模块电连接，用于对所述脑电波信号进行分析，并在所述脑电波信号发生异常时发出波形调整指令至所述超声相控阵模块；所述超声相控阵模块还用于根据所述波形调整指令调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述脑电波信号恢复正常。本申请实施例的第二方面提供了一种超声治疗方法，包括：产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号；将所述电脉冲信号转换为具有预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗；采集所述大脑的特定功能区的脑电波信号；对所述脑电波信号进行分析，并在所述脑电波信号发生异常时调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述脑电波信号恢复正常。本申请实施例的第三方面提供了一种数据处理装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本申请实施例的第二方面所述超声治疗方法的步骤。本申请实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本申请实施例的第二方面所述超声治疗方法的步骤。本申请实施例通过提供一种包括超声相控阵模块、超声波换能器模块、脑电波信号采集模块和数据处理模块的超声治疗装置，通过超声相控阵模块产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号；通过超声波换能器模块根据电脉冲信号产生预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗；通过脑电波信号采集模块采集大脑的特定功能区的脑电波信号；通过数据处理模块对脑电波信号进行分析，并在脑电波信号发生异常时发出波形调整指令至超声相控阵模块；通过超声相控阵模块根据波形调整指令调整特定脉冲波形的参数，以使脑电波信号恢复正常，可以利用超声波实现脑神经调控作用，通过采集脑电波信号并进行分析，可以根据脑电波信号的变化实时监控超声治疗的效果，还可以根据脑电波信号的变化反馈调整超声波的参数，无需进行开颅手术，可以实现对神经系统疾病的无创治疗，并且操作过程简单。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请实施例提供的超声治疗装置的一种结构示意图；图2是本申请实施例提供的超声治疗装置的另一种结构示意图；图3是本申请实施例提供的特定脉冲波形的示意图；图4是本申请实施例提供的超声治疗方法的一种流程示意图；图5是本申请实施例提供的超声治疗方法的另一种流程示意图；图6是本申请实施例提供的超声治疗方法的又一种流程示意图；图7是本申请实施例提供的数据处理装置的结构示意图。实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。如图1所示，本申请实施例提供一种超声治疗装置100，可发射超声波对神经系统疾病(例如，帕金森病)进行无创治疗，超声治疗装置100包括超声相控阵模块10、超声波换能器模块20、脑电波信号采集模块30和数据处理模块40，超声相控阵模块10、超声波换能器模块20和脑电波信号采集模块30分别与数据处理模块40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声治疗装置，其特征在于，包括：/n超声相控阵模块，用于产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号；/n超声波换能器模块，与所述超声相控阵模块电连接，用于将所述电脉冲信号转换为具有预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗；/n脑电波信号采集模块，用于采集所述大脑的特定功能区的脑电波信号；/n数据处理模块，与所述超声相控阵模块、所述超声波换能器模块和所述脑电波信号采集模块电连接，用于对所述脑电波信号进行分析，并在所述脑电波信号发生异常时发出波形调整指令至所述超声相控阵模块；/n所述超声相控阵模块还用于根据所述波形调整指令调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述脑电波信号恢复正常。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声治疗装置，其特征在于，包括：
超声相控阵模块，用于产生具有特定脉冲波形、预设深度和预设数量个聚焦焦点的电脉冲信号；
超声波换能器模块，与所述超声相控阵模块电连接，用于将所述电脉冲信号转换为具有预设聚焦范围和预设频率范围的超声波，并发射至大脑的特定功能区，对神经系统疾病进行干预和治疗；
脑电波信号采集模块，用于采集所述大脑的特定功能区的脑电波信号；
数据处理模块，与所述超声相控阵模块、所述超声波换能器模块和所述脑电波信号采集模块电连接，用于对所述脑电波信号进行分析，并在所述脑电波信号发生异常时发出波形调整指令至所述超声相控阵模块；
所述超声相控阵模块还用于根据所述波形调整指令调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述脑电波信号恢复正常。


2.如权利要求1所述的超声治疗装置，其特征在于，所述大脑的特定功能区包括神经元和脑区，所述脑电波信号为β波；
所述脑电波信号采集模块用于采集所述神经元和所述脑区的β波；
所述数据处理模块用于检测所述神经元和所述脑区的β波的振幅变化；获取β波的振幅变化量大于预设振幅阈值的神经元的数量；当所述数量大于治疗之前的数量或所述脑区的β波的振幅大于治疗之前的振幅时，发出波形调整指令至所述超声相控阵模块；
所述超声相控阵模块还用于根据所述波形调整指令调整所述特定脉冲波形的参数，以使所述数量小于治疗之前的数量且所述脑区的β波的振幅小于治疗之前的振幅。


3.如权利要求1所述的超声治疗装置，其特征在于，所述数据处理模块还用于根据所述脑电波信号发生异常时和所述脑电波信号恢复正常时所述特定脉冲波形的参数，分析所述特定脉冲波形的参数对所述大脑的特定功能区的兴奋性和抑制性作用，并根据所述兴奋性和抑制性作用发出波形调整指令至所述超声相控阵模块，以调整所述特定脉冲波形的参数。


4.如权利要求1～3任一项所述的超声治疗装置，其特征在于，所述超声波换能器模块包括N模超声波换能器，所述N模超声波换能器包括N个多阵元相控阵探头；
其中，N≥2且为整数。


5.如权利要求1～3任一项所述的超声治疗装置，其特征在于，所述超声相控阵模块包括：
信号发射电路，用于产生特定脉冲波形的电脉冲信号；
功率放大电路，与所述信号发射电路电连接，用于对所述特定脉冲波形的电脉冲信号进行功率放大；
电子相控电路，与所述数据处理模块、所述信号发射电路和所述功率放大电路电连接，用于将进行功率放大之后的所述电脉冲信号处理为具有预...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑海荣，周慧，牛丽丽，孟龙，夏向向，邹俊杰，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44