【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超声波诊疗，具体涉及一种利用低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全的系统。
技术介绍
1、慢性肾功能不全是由各种原发性或继发性肾脏疾病长期存在，引起的慢性肾实质的进行性损害，高血糖导致慢性肾脏功能不全是糖尿病微血管病变导致的以尿白蛋白排泄率逐渐提高为典型特征的一种慢性肾功能不全，也是导致终末期慢性肾功能不全的最常见原因，其主要特征为肾脏功能减退、形态萎缩，代谢产物潴留，水、电解质、酸碱失衡等。
2、慢性肾功能不全与肾脏纤维化之间有着紧密的关系，是慢性肾功能不全进展的一个关键机制，过程中主要涉及到细胞的表型转变，即正常的肾小管上皮细胞和其他类型的肾脏细胞转化为纤维细胞。这一过程对于肾脏纤维化的发展至关重要。肾脏纤维化积聚的胶原等细胞外基质蛋白最终会导致肾小球和肾小管的结构和功能受损，加速肾功能的下降。慢性肾功能不全可以看作是肾脏纤维化不断进展的一个临床表现。随着肾脏纤维化的不断加剧，肾脏的过滤能力降低，排泄代谢废物的功能受损，从而出现血肌酐增高、尿毒症等一系列临床症状，最终可能导致尿毒症和需要进行透析或肾脏移植的情况。
3、低强度聚焦超声(low-intensity focus ultrasound，lifu)也称之为治疗性超声波(therapeutic ultrasound，tus)是一种新型的超声治疗技术，频率恒定、振幅强度通常在0.125-3w/cm2之间，利用超声对生物组织穿透性和能量沉积性，将较低强度的声能量辐照到靶组织或靶细胞，通过超声生物效应，使微气泡振荡、收缩/扩张、液体微粒振荡，
4、研究表明：低强度聚焦超声可以改善微环境，促进缺血部位毛细血管新生，加速疾病恢复，对于肾代谢功能和纤维化有很好的改善效果。因此需要进一步对低强度聚焦超声对基于高血糖导致慢性肾脏功能不全治疗效果和机制进行研究。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种利用低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全指标的系统，基于低强度聚焦超声相控面阵对目标区域进行治疗，筛选优化后的改善肾脏纤维化指标、肾功能、尿蛋白指标的治疗方案。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供一种低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全的系统，包括：
3、超声相控面阵单元，包括多组阵列式排列的超声换能器阵元，用以将超声能量传送到目标治疗区域；
4、控制单元，通过不同的声参数控制超声相控面阵单元在目标治疗区域进行不同深度、范围和强度的超声治疗；
5、评估单元，基于高血糖导致的慢性肾脏功能不全受测模型获取超声治疗前后肾脏纤维化、肾功能、尿蛋白指标，对高血糖导致慢性肾脏功能不全改善程度进行评估，构建超声不同声参数与指标改善肾脏纤维化程度的关联关系，筛选优化后的治疗糖尿病导致的慢性肾脏功能不全方案。
6、进一步的，所述超声相控面阵单元包括多个按照一定规律排列的超声换能器阵元，单个阵元探头中心频率为0.1～5mhz、输出声强为0.1-3w/cm^2。
7、进一步的，所述控制单元能按照一定算法控制每个超声阵元的发射次序、时延、电压和时长，通过控制振元的发射电压和相位，实现调控系统的工作模式、频率、声强、调制频率、占空比、刺激间隔治疗时长和靶点位置等声参数。
8、进一步的，所述评估单元所述评估单元肾功能指标包括内生肌酐清除率、肌酐、尿素氮、尿酸，所述尿蛋白指标包括：尿总蛋白、白蛋白、蛋白肌酐比值。所述肾脏纤维化指标包括α-sma、col1、col3的蛋白和mrna表达、α-sma、col1、col3的蛋白和mrna表达。
9、进一步的，所述评估单元获取多组不同声参数超声治疗后的肾脏纤维化指标、肾功能、尿蛋白指标，将所述与正常组和糖尿病肾病对照组进行比较，选取具有显著性改善的肾脏纤维化指标、肾功能、尿蛋白声参数指标，将选取的最佳指标与关联的声参数作为数据集。
10、进一步的，所述评估单元将所述数据集划分为训练集和验证集，基于训练集训练筛选优化后的改善糖尿病慢性肾脏功能不全治疗方案的模型，并用验证集对模型输出结果进行验证。
11、进一步的，所述模型采用逻辑回归、随机森林、决策树、支持向量机中的一种。
12、进一步的，所述低强度聚焦超声治疗高血糖导致慢性肾脏功能不全的优选方案包括：超声脉冲工作模式，频率为0.1mhz-5mhz，强度为0.1w/cm2-3w/cm2，调制频率为50-5000hz、占空比为1:1-1:10、刺激间隔为0.1-5s，治疗时长5-99min/次。
13、进一步的，超声脉冲工作模式，频率为0.5mhz-2mhz，强度为0.2w/cm2-1w/cm2，调制频率为100-2000hz、占空比为1:1-1:5、刺激间隔为0.5-2s，治疗时长10-60min/次。
14、进一步的，超声脉冲工作模式，1mhz±20％，强度为0.3w/cm2±20％，，调制频率为1000hz、占空比为1:3、刺激间隔为0.5s，治疗时长15min/次。
15、本专利技术提供一种利用低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全的系统，其特征在于，包括：超声相控面阵单元、控制单元和评估单元，超声相控面阵单元包括多组阵列式排列的超声换能器阵元，用以将超声能量传送到目标治疗区域；控制单元通过不同的参数控制超声相控面阵单元在目标治疗区域进行不同深度、范围和强度的超声治疗；评估单元基于高血糖导致慢性肾脏功能不全大鼠模型获取超声治疗前后的肾脏纤维化指标、肾功能和尿蛋白指标，通过对肾脏损害改善进行评估，构建不同声参数和肾脏纤维化指标、肾功能和尿蛋白指标改善的关联关系，筛选优化后的改善肾脏纤维化指标、肾功能和尿蛋白指标治疗方案，本专利技术研究了低强度聚焦超声治疗高血糖导致慢性肾脏功能不全的作用效果和机制，促进了低强度聚焦超声治疗高血糖导致慢性肾脏功能不全的改善效果。
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1.一种利用低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全的系统，其特征在于，包括：超声相控面阵单元，包括多组阵列式排列的超声换能器阵元，用以将超声治疗传送到目标治疗区域；
2.如权利要求1所述的一种低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全的系统，其特征在于，所述超声相控面阵单元包括多个的超声换能器阵元，单个阵元探头中心频率为0.1～5MHz、输出声强为0.1-3W/cm2。
3.如权利要求2所述的一种利用低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全的系统，其特征在于，所述控制单元能按照一定算法控制每个超声阵元的发射次序、时延、电压和时长，通过控制振元的发射电压和相位，实现调控系统的工作模式、频率、声强、调制频率、占空比、刺激间隔治疗时长和靶点位置等声参数。
4.如权利要求3所述的一种利用低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全的系统，其特征在于，所述评估肾脏纤维化指标，包括α-SMA、Col1、Col3的蛋白和mRNA表达、α-SMA、Col1、Col3的蛋白和mRNA表达；所述评估单元肾功能指标包括内生肌酐清除率、肌酐、尿素氮、尿酸，所述尿蛋白指标包括：24小时尿微量白蛋白
5.如权利要求4所述的一种利用低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全系统，其特征在于，所述评估单元获取多组不同声参数超声治疗后的肾脏纤维化指标、肾功能、尿蛋白指标，将所述与正常组和对照组进行比较，选取具有显著性改善的肾脏纤维化指标、肾功能、尿蛋白指标，将选取其综合最有效指标与关联的声参数作为数据集。
6.如权利要求5所述的一种低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全的系统，其特征在于，所述评估单元将所述数据集划分为训练集和验证集，基于训练集训练筛选优化后的通过肾脏纤维化指标、肾功能、尿蛋白指标改善肾功能不全治疗方案的模型，并用验证集对模型输出结果进行验证。
7.如权利要求6所述的一种利用低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全的系统，其特征在于，所述模型采用逻辑回归、随机森林、决策树、支持向量机中的一种。
8.如权利要求7所述的一种利用低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全改善肾脏纤维化指标、肾功能、尿蛋白指标的系统，其特征在于，所述低强度聚焦超声治疗高血糖导致慢性肾脏功能不全的优选方案包括：超声脉冲工作模式，频率为0.1MHz-5MHz，强度为0.1W/cm2-3W/cm2，调制频率为50-5000Hz、占空比为1:1-1:10、刺激间隔为0.1-5S，治疗时长5-99min/次。
9.如权利要求8所述的一种利用低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全的系统，其特征在于，超声脉冲工作模式，频率为0.5MHz-2MHz，强度为0.2W/cm2-1W/cm2，调制频率为100-2000Hz、占空比为1:1-1:5、刺激间隔为0.5-2S，治疗时长10-60min/次。
10.如权利要求9所述的一种利用低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全的系统，其特征在于，超声脉冲工作模式，1MHz±20％，强度为0.3W/cm2±20％，，调制频率为1000Hz、占空比为1:3、刺激间隔为0.5S，治疗时长15min/次。
...【技术特征摘要】
1.一种利用低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全的系统，其特征在于，包括：超声相控面阵单元，包括多组阵列式排列的超声换能器阵元，用以将超声治疗传送到目标治疗区域；
2.如权利要求1所述的一种低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全的系统，其特征在于，所述超声相控面阵单元包括多个的超声换能器阵元，单个阵元探头中心频率为0.1～5mhz、输出声强为0.1-3w/cm2。
3.如权利要求2所述的一种利用低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全的系统，其特征在于，所述控制单元能按照一定算法控制每个超声阵元的发射次序、时延、电压和时长，通过控制振元的发射电压和相位，实现调控系统的工作模式、频率、声强、调制频率、占空比、刺激间隔治疗时长和靶点位置等声参数。
4.如权利要求3所述的一种利用低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全的系统，其特征在于，所述评估肾脏纤维化指标，包括α-sma、col1、col3的蛋白和mrna表达、α-sma、col1、col3的蛋白和mrna表达；所述评估单元肾功能指标包括内生肌酐清除率、肌酐、尿素氮、尿酸，所述尿蛋白指标包括：24小时尿微量白蛋白、尿蛋白/尿肌酐比值。
5.如权利要求4所述的一种利用低强度聚焦超声治疗慢性肾脏功能不全系统，其特征在于，所述评估单元获取多组不同声参数超声治疗后的肾脏纤维化指标、肾功能、尿蛋白指标，将所述与正常组和对照组进行比较，选取具有显著性改善的肾脏纤维化指标、肾功能、尿蛋白指标，将选取其综合最有效指标与关联的声参数作为数据集。
6.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：段俊丽，郝长宁，
申请(专利权)人：上海常声医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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