技术领域
[0001] 本
申请属于医疗器械领域，具体地说，涉及
聚焦超声治疗装置。
背景技术
[0002]
高强度聚焦超声治疗的应用越来越广泛，高强度聚焦超声治疗技术，是指主要通过采用高强度聚焦超声(high-intensity focused ultrasound,HIFU)治疗系统所进行的治疗技术。系统由功率源、治疗控制、
定位及实时评估、运动控制等部分组成。其治疗原理主要是利用聚焦于
生物组织中的高强度超声产生的热效应，使治疗焦域处的组织瞬间
凝固性
坏死，焦域以外组织无显著损伤，凝固坏死组织最终可逐渐被吸收或瘢痕化。这种局部治疗的新技术又称为热“
消融”，主要适用于治疗组织器官的恶性与良性实体
肿瘤。
[0003] 中国
专利，公开号CN1754586A，公开日2006年4月5日，其公开了超声治疗头及具有该治疗头的超声治疗仪，该超声治疗仪的治疗头包括
外壳、压电晶片
支架、压电晶片、
丝杆、丝杆
支撑座、
挡板、挡
块、
密封圈、
电机、电源线、电源
开关、微动开关、头套和
水管。压电晶片固定连接并被承载在压电晶片支架上，
螺母和压电晶片支架固定连接，螺母套装在丝杆上，丝杆安装在丝杆支撑座上，丝杆穿过挡板连接在电机上，螺母和丝杆的
螺纹是相互匹配的，当电机旋转运动时，带动螺母沿丝杆作直线运动，进而带动压电晶片一起沿丝杆作直线运动。
[0005] 1、该发明的超
声换能器(在该发明中即由压电晶片组成)只能沿丝杆左右移动，进而超声换能器的焦点左右移动，导致治疗深度不能变化。治疗深度为换能器的焦点与待治疗部位的
皮肤的垂直距离。
[0006] 2、该发明的超声换能器(在该发明中即由压电晶片组成)沿丝杆左右移动，导致该治疗头的外壳体积需要足够大，才能提供足够的空间让超声换能器的左右移动；
[0007] 另外，现有的高强度聚焦超声治疗装置将B超
探头放在换能器中间来探测超声换能器的焦点与治疗部位的距离，由于B超探头体积庞大，导致治疗仪的体积庞大。
发明内容
[0008] 1、要解决的问题
[0009] 针对现有超声换能器只能沿丝杆左右移动，进而超声换能器的焦点只能左右移动，导致治疗深度不能变化的问题，本申请提供一种聚焦超声治疗装置。该聚焦超声治疗装置的换能器组件通过一可升降丝杆活动连接所述头本体，所述可升降丝杆远离所述换能器组件的一端伸出所述头本体，并由电机驱动，通过所述可升降丝杆的升降往复运动带动所述换能器组件移动，使得所述换能器组件和所述端头之间的距离可调，从而实现了治疗深度的变化。
[0010] 2、技术方案
[0011] 为解决上述问题，本申请采用如下的技术方案。
[0012] 聚焦超声治疗装置，所述聚焦超声治疗装置包括治疗头；
[0013] 所述治疗头包括：
[0014] 头本体，具有用于
接触待治疗部位的端头；
[0015] 换能器组件，设置在所述头本体内；
[0016] 所述换能器组件通过一可升降丝杆活动连接所述头本体，所述可升降丝杆远离所述换能器组件的一端伸出所述头本体，并由电机驱动，通过所述可升降丝杆的升降往复运动带动所述换能器组件移动，使得所述换能器组件和所述端头之间的距离可调。
[0017] 优选的，所述换能器组件包括安装支架、换能器元件和成像监测探头；
[0018] 所述换能器元件和所述成像监测探头均设置在所述安装支架上，且所述成像监测探头设置在所述换能器元件的中
心轴上；
[0019] 所述安装支架固定连接所述可升降丝杆。
[0020] 优选的，所述成像监测探头为激光探头。
[0021] 优选的，所述可升降丝杆的一侧还设置有平衡杆；
[0022] 所述平衡杆平行所述可升降丝杆设置，且所述平衡杆的一端固定连接所述换能器组件，另一端伸出所述头本体，并固定连接所述可升降丝杆。
[0023] 优选的，所述治疗头还包括拉绳位移
传感器；
[0024] 所述拉绳位移传感器用于监测所述换能器组件的移动距离；
[0025] 所述拉绳位移传感器的拉绳伸入所述头本体内，并固定连接所述换能器组件。
[0026] 优选的，所述聚焦超声治疗装置还包括
控制器；
[0027] 所述控制器的一输入端连接所述拉绳位移传感器的输出端，用于接收所述拉绳位移传感器的监测到的所述换能器组件的第一移动距离；
[0028] 所述控制器的另一输入端连接有治疗深度设置模块，所述治疗深度设置模块用于设置所需的治疗深度值；
[0029] 所述控制器的一输出端连接所述电机，用于根据所述待移动距离控制所述电机旋转，通过所述电机旋转带动实现可升降丝杆升降进而带动所述换能器组件移动。
[0030] 优选的，所述控制器的另一输入端连接有功率设定模块，所述控制器的另一输出端连接功率源，所述功率源电连接所述换能器组件。
[0031] 优选的，所述聚焦超声治疗装置还包括多轴
机械臂；
[0032] 所述多轴机械臂与所述治疗头连接，并固定连接工作平台。
[0033] 优选的，所述多轴机械臂包括；
[0034] 第一机械臂，所述第一机械臂的第一端和所述聚焦超声治疗头球轴连接，所述第一机械臂的第二端和第二机械臂的第一端转动连接；
[0035] 第二机械臂，所述第二机械臂的第一端转动连接所述第一机械臂的第二端，所述第二机械臂的第二端和第三机械臂的第一端转动连接；
[0036] 第三机械臂，所述第三机械臂的第一端转动连接所述第二机械臂的第二端；
[0037] 所述第二机械臂的第二端和所述第三机械臂的第一端连接处设置有
转轴，所述转轴连接所述工作平台。
[0038] 优选的，所述多轴机械臂还包括
平衡块，所述平衡块用于保持所述多轴机械臂处于平衡状态，所述平衡块与所述第三机械臂的第二端转动连接。
[0039] 优选的，所述多轴机械臂还包括
弹簧，所述弹簧连接第一机械臂和第二机械臂。
[0040] 3、有益效果
[0041] 相比于
现有技术，本申请的有益效果为：
[0042] (1)本申请的聚焦超声治疗装置的换能器组件通过一可升降丝杆活动连接所述头本体，所述可升降丝杆远离所述换能器组件的一端伸出所述头本体，并由电机驱动，通过所述可升降丝杆的升降往复运动带动所述换能器组件移动，使得所述换能器组件和所述端头之间的距离可调，从而实现了治疗深度的变化；
[0043] (2)现有技术中，成像监测探头采用B超探头，B超探头的直径大概为5cm，而本申请采用的激光探头的直径仅为1cm左右，通过选用激光探头可以让开孔体积大大减少，进一步减少了治疗头的直径；
[0044] (3)本申请的聚焦超声治疗装置通过设置平衡杆，使得可升降丝杆在头本体内做上下升降运动时，始终处于平衡状态，不会晃动，从而保证换能器的焦点一直处于可升降丝杆的中心轴上；
[0045] (4)本申请的聚焦超声治疗装置通过设置控制器和拉绳位移传感器，可以方便的对治疗深度进行调节控制；
[0046] (5)现有技术采用B超探头监控换能器的焦点的
位置和换能器焦点的治疗深度，由于B超探头体积大，导致治疗头的外壳直径庞大。本申请中，采用激光探头获取换能器焦点的位置，激光探头直径减少，拉绳位移传感器获取换能器的治疗深度，由于拉绳位移传感器是通过拉绳的升降运动来获取换能器的治疗深度，拉绳的升降运动不会导致治疗头的外壳直径增大，两者结合，可以进一步减少治疗头的直径。
附图说明
[0047] 图1为本申请的一优选的聚焦超声治疗装置的治疗头示意图；
[0048] 图2为图1的F-F剖面图；
[0049] 图3为本申请的一优选的聚焦超声治疗装置的治疗头示意图；
[0050] 图4为图3的E-E剖面图；
[0051] 图5为本申请的一优选的聚焦超声治疗装置的示意图；
[0052] 图6为本申请的一优选的聚焦超声治疗装置的示意图；
[0053] 图7为本申请的一优选的聚焦超声治疗装置的控制器的控制
流程图；
[0054] 图中：1、治疗头；11、头本体；12、换能器组件；121、安装支架；1210、第一安装支架；1211、第二安装支架；122、换能器元件；123、成像监测探头；13、可升降丝杆；14、端头；15、平衡杆；151、第一固定架；152、第二固定架；16、拉绳位移传感器；161、拉绳；162、拉绳位移传感器固定端；17、电机；171、第一传动
齿轮；172、第二传动齿轮；18、外壳盖板；19、外壳壁；2、控制器；21、治疗深度设置模块；3、多轴机械臂；31、第一机械臂；32、第二机械臂；33、第三机械臂；34、平衡块；35、弹簧；4、工作平台；5、终端。
具体实施方式
[0055] 下面结合具体
实施例对本申请进一步进行描述。
[0056] 实施例1
[0057] 如图1、图2所示，其中，图1中的水囊
薄膜未加入透声介质，所以端头14的横截面平的。
[0058] 聚焦超声治疗装置，所述聚焦超声治疗装置包括治疗头1；
[0059] 所述治疗头1包括：
[0060] 头本体11，具有用于接触待治疗部位的端头14；
[0061] 换能器组件12，设置在所述头本体11内；
[0062] 所述换能器组件12通过一可升降丝杆13活动连接所述头本体11，所述可升降丝杆13远离所述换能器组件12的一端伸出所述头本体11，并由电机17驱动，通过所述可升降丝杆13的升降往复运动带动所述换能器组件12移动，使得所述换能器组件12和所述端头14之间的距离可调。
[0063] 具体实施的时候，所述治疗头1包括头本体11，所述头本体11包括由外壳盖板18、外壳壁19和端头14组成的腔体，端头14可以为水囊薄膜，水囊薄膜可拆卸的连接所述腔体下端，水囊薄膜通过耦合剂或者固态耦合凝胶片与人体皮肤表面接触。电机17安装在外壳盖板18的外表面上，可升降丝杆13一端伸出外壳盖板18，另一端固定连接换能器组件12。当电机17转动时，通过第一齿轮171带动第二齿轮172转动，第二齿轮172带动蜗轮转动，
涡轮与可升降丝杆13是螺纹配合，进而把电机17的转动变成可升降丝杆13在腔体上下升降运动，同时由于换能器组件12固定连接在可升降丝杆13上，进而可以让换能器组件12在头本体11内上下升降运动，从而让换能器组件12与水囊薄膜之间的距离可调。
[0064] 本申请通过控制电机17的转动从而实现换能器组件12在头本体11内上下升降运动，从而让换能器组件12的焦点与皮肤的垂直距离可调。也即治疗深度可调。治疗深度为换能器的焦点与待治疗部位的皮肤的垂直距离，当换能器的焦点离皮肤的外表面还有一段距离时，此时的治疗深度为正，比如+2cm，此时表示换能器的焦点离待治疗部位的皮肤的外表面垂直距离为2cm。当换能器的焦点位于待治疗部位的皮肤的下表面时，此时的治疗深度为负，比如-4cm，表示换能器的焦点离待治疗部位的皮肤的内表面(也即换能器焦点位于人体组织内)垂直距离为4cm。现有技术中，换能器只能沿着丝杆左右水平移动，换能器的焦点与端头的距离一直未变，导致换能器的焦点距离皮肤的距离一直未变，只能实现同一治疗深度的不同治疗部位的治疗。而本申请中，换能器组件12可以上下升降运动，由换能器组件12和水囊薄膜之间的距离可调，从而可以方便的调节治疗深度。另一方面，现有技术中，换能器沿着丝杆左右水平运动，为了流出足够空间让换能器能够左右移动，势必加大治疗头的直径，以方便换能器左右水平运动。而本申请中，换能器组件12通过一可升降丝杆13上下升降运动，大大减少了治疗头1的直径。人体表面凹凸不平，现有的治疗头的直径很大，导致治疗头无法很好的和病灶的表面进行接触，从而很多病灶没有合适的体位治疗。
[0065] 作为本实施例的进一步优选，
[0066] 所述换能器组件12包括安装支架121、换能器元件122和成像监测探头123；
[0067] 所述换能器元件122和所述成像监测探头123均设置在所述安装支架121上，且所述成像监测探头123设置在所述换能器元件122的中心轴上；
[0068] 所述安装支架121固定连接所述可升降丝杆13。
[0069] 具体实施的时候，安装支架121包括第一安装支架1210、第二安装支架1211和换能器元件，其中换能器元件122可以为换能器。换能器固定连接在第二安装支架1211上，第二安装支架1211固定连接在第一安装支架1210上，第一安装支架1210固定连接在可升降丝杆13上。第一安装支架1210中间开孔，成像监测探头123放置于该孔中，且位于换能器元件122的中心轴上。
[0070] 当电机17转动时，通过第一齿轮171带动第二齿轮172转动，第二齿轮172带动蜗轮转动，涡轮与可升降丝杆13是螺纹配合，进而把电机17的转动变成可升降丝杆13上下升降运动，同时由于换能器固定连接在第二安装支架1211上，第二安装支架1211固定连接在第一安装支架1210上，第一安装支架1210固定连接在可升降丝杆13上，从而可升降丝杆13的上下升降运动，可以带动换能器在头本体11内上下升降运动，从而让换能器与水囊薄膜之间的距离可调。从而通过控制电机17的转动可以实现治疗头1的治疗深度可调节。
[0071] 成像监测探头123可为B超探头，也可以为激光探头，作为本实施例的进一步优选，成像监测探头123优选为激光探头。现有技术中，成像监测探头123采用B超探头，B超探头的直径大概为5cm，而本申请采用的激光探头的直径仅为1cm左右，通过选用激光探头可以让开孔体积大大减少，进一步减少了治疗头1的直径。
[0072] 实施例2
[0073] 如图1、图2所示，其中，图1中的水囊薄膜未加入透声介质，所以端头14的横截面平的。
[0074] 本实施例和实施例1基本相同，不同之处在于：
[0075] 可升降丝杆13的一侧还设置有平衡杆15；
[0076] 所述平衡杆15平行所述可升降丝杆13设置，且所述平衡杆15的一端固定连接所述换能器组件12，另一端伸出所述头本体11，并固定连接所述可升降丝杆13。
[0077] 具体实施的时候，平衡杆15平行所述可升降丝杆13设置，平衡杆15伸出所述头本体11的一端通过第二固定架152固定连接在可升降丝杆13上。平衡杆15处于头本体11内部的一端通过第一固定架151固定连接在第一安装支架1210上，进而与可升降丝杆13固定连接。通过平衡杆15的设置，使得可升降丝杆13在头本体11内做上下升降运动时，始终处于平衡状态，不会晃动，从而保证换能器的焦点一直处于可升降丝杆13的中心轴上。再结合成像监测探头123，可以方便的定位换能器的焦点。
[0078] 实施例3
[0079] 如图3、图4所示，其中，图3中的水囊薄膜未加入透声介质，所以端头14的横截面平的。
[0080] 本实施例和实施例1基本相同，不同之处在于：
[0081] 所述治疗头1还包括拉绳位移传感器16；
[0082] 所述拉绳位移传感器16用于监测所述换能器组件12的移动距离；
[0083] 所述拉绳位移传感器16的拉绳161伸入所述头本体11内，并固定连接所述换能器组件12。
[0084] 具体实施的时候，拉绳位移传感器16位于外壳盖板18的外表面，拉绳位移传感器16的拉绳161伸入所述头本体11内，且与拉绳位移传感器固定端162连接，拉绳位移传感器固定端162固定连接在第一安装支架1210上，第一安装支架1210固定连接可升降丝杆13，第一安装支架1210固定连接第二安装支架1211，第二安装支架1211固定连接换能器组件12。
所以当换能器组件12随着可升降丝杆13上下升降运动时，拉绳位移传感器16的拉绳161也进行相应的上下运动，拉绳161的尺寸的变化导致拉绳位移传感器16的
电阻或
电压变化，从而可以计算出换能器组件12移动的距离。
[0085] 作为本实施的进一步优选，
[0086] 所述聚焦超声治疗装置还包括控制器2；
[0087] 所述控制器2的一输入端连接所述拉绳位移传感器16的输出端，用于接收所述拉绳位移传感器16的监测到的所述换能器组件12的第一移动距离；
[0088] 所述控制器2的另一输入端连接有治疗深度设置模块21，所述治疗深度设置模块21用于设置所需的治疗深度值；
[0089] 所述控制器2的一输出端连接所述电机17，用于根据所述待移动距离控制所述电机17旋转，通过所述电机17旋转带动实现可升降丝杆13升降进而带动所述换能器组件12移动。
[0090] 具体实施的时候，如图4、图5、图7所示，控制器2位于工作平台4内，工作平台4底部装有轮子，可以移动。换能器在治疗头1的初始位置固定，换能器的初始位置为换能器的焦点处于水囊薄膜的最低点。治疗深度设置模块21位于终端5内，在治疗深度设置模块21中输入治疗深度值，控制器2接收到治疗深度值
信号后，存储在控制器2内，然后控制器2发送电机转动信号给电机17，电机17接收到电机转动信号后，电机17开始转动，电机17转动带动换能器升降运动，同时电机17转动带动拉绳位移传感器16的拉绳161伸缩。当换能器往上运动时，拉绳161收缩，当换能器往下运动时，拉绳161伸长。拉绳位移传感器16将拉绳161长度变化值转变成电阻信号，发送到控制器2，控制器2接收到电阻信号后与治疗深度值信号进行比对。电阻信号可以反应出换能器组件12的第一移动距离。当电阻信号后与治疗深度值信号相等时，控制器2发送电机停止转动信号给电机17，电机17接收到电机停止转动信号后，电机17停止转动，进而换能器停止移动。当然根据需要，电阻信号也可以换成电压信号。
[0091] 对于第一次治疗时，比如需要的治疗深度为皮下2cm，也即治疗深度值为-2cm，那么可以在终端5的治疗深度设置模块21输入治疗深度值-2，然后转换成
电信号发送给控制器2，控制器2接收到治疗深度值信号后，存储在控制器2后，然后发送电机转动信号给电机17，电机17接收到电机转动信号后，电机17开始转动，电机17转动带动换能器下降，同时电机17转动带动拉绳位移传感器16的拉绳161伸长。拉绳位移传感器16将拉绳161长度变化值转变成电阻信号，发送到控制器2，当拉绳伸长2cm后，控制器2发送电机停止转动信号给电机17，电机17接收到电机停止转动信号后，电机17停止转动，进而换能器停止移动。
[0092] 对于同一病人治疗不同部位时，需要更换治疗深度时，只需要在上一次治疗深度上进行移动即可，不需要将换能器重新归位到初始位置上。比如第二次治疗的深度为-3cm，只需要将换能器焦点往下再移动1cm即可。
[0093] 本申请中，换能器的焦点位于激光探头发出激光的
中轴线上，通过激光探头可以知道换能器焦点的位置，再结合拉绳位移传感器16可以知道换能器治疗深度，两者结合知道换能器的焦点的位置和换能器的治疗深度。通过治疗深度可以知道换能器的焦点距离皮肤的距离。现有技术采用B超探头监控换能器的焦点的位置和换能器焦点的治疗深度，由于B超探头体积大，导致治疗头1的外壳直径庞大。本申请中，采用激光探头获取换能器焦点的位置，激光探头直径减少，拉绳位移传感器16获取换能器的治疗深度，由于拉绳位移传感器16是通过拉绳161的升降运动来获取换能器的治疗深度，拉绳161的升降运动不会导致治疗头1的外壳直径增大，两者结合，可以进一步减少治疗头1的直径。
[0094] 作为本实施例的进一步优选，所述控制器2的另一输入端连接有功率设定模块，所述控制器2的另一输出端连接功率源，所述功率源电连接所述换能器组件12。
[0095] 具体实施的时候，通过功率设定模块可以设定换能器组件12中的换能器的功率源的功率大小，在功率设定模块中设定一功率值后，发送功率信号到控制器2中，控制器2接收到后，调节换能器的功率源的功率大小。
[0096] 实施例4
[0097] 如图5、图6所示，本实施例和实施例3基本相同，不同之处在于：
[0098] 所述聚焦超声治疗装置还包括多轴机械臂3；
[0099] 所述多轴机械臂3与所述治疗头1连接，并固定连接工作平台4。
[0100] 具体实施的时候，多轴机械臂3与所述治疗头1连接，并固定在工作平台4上。通过多轴机械臂3的设置，可以方便的调节治疗头1的移动方向和移动距离。
[0101] 作为本实施例的进一步优选，
[0102] 所述多轴机械臂3包括；
[0103] 第一机械臂31，所述第一机械臂31的第一端和所述聚焦超声治疗头1球轴连接，所述第一机械臂31的第二端和第二机械臂32的第一端转动连接；
[0104] 第二机械臂32，所述第二机械臂32的第一端转动连接所述第一机械臂31的第二端，所述第二机械臂32的第二端和第三机械臂33的第一端转动连接；
[0105] 第三机械臂33，所述第三机械臂33的第一端转动连接所述第二机械臂32的第二端；
[0106] 所述第二机械臂32的第二端和所述第三机械臂33的第一端连接处设置有转轴，所述转轴连接所述工作平台4。
[0107] 具体实施的时候，治疗头1和第一机械臂31的第一端通过球轴连接，从而可以让治疗头1进行360°运动。第一机械臂31的第二端和第二机械臂32的第一端转轴连接，作为本实施例的进一步优选，该转轴可以在XZ的平面内转动。
[0108] 第二机械臂32的第二端和第三机械臂33的第一端转轴连接，作为本实施例的进一步优选，该转轴可以在XZ的平面内转动。同时第二机械臂32的第二端和第三机械臂33的第一端的连接处还有一转轴，通过该转轴与工作平台4连接，作为本实施例的进一步优选，该转轴可以在XY平面内转动。
[0109] 本申请中，换能器的焦点可以上下升降运动，可以实现同一治疗部位的治疗深度的变换，再结合通过多轴机械臂3，可以方便对治疗头1在不同平面移动，同时由于工作平台4是可以移动，所以能方便实现不同的治疗深度、治疗
角度和改变治疗部位，同时大大简化了聚焦超声治疗装置。现有技术中把对换能器的水平移动、上下移动都集成在治疗头内，则需要在治疗头内增加传动装置及电机，增加了治疗头的体积及复杂程度，增加了治疗头出故障的概率。
[0110] 作为本实施例的进一步优选，
[0111] 所述多轴机械臂3还包括平衡块34，所述平衡块34用于保持所述多轴机械臂3处于平衡状态，所述平衡块34与所述第三机械臂33的第二端转动连接。
[0112] 具体实施的时候，平衡块34与第三机械臂33的第二端转动连接，通过平衡块34的设置，利用利用杠杆原理，可以让多轴机械臂3处于微平衡状态。
[0113] 作为本实施例的进一步优选，所述多轴机械臂3还包括弹簧35，所述弹簧连接第一机械臂31和第二机械臂32。
[0114] 具体实施的时候，弹簧35可以为气压弹簧，气压弹簧的两端分别连接第一机械臂31和第二机械臂32，当多轴机械臂需要压缩时，由气压弹簧提供
稳定性，施加给治疗头1一定的
力，即可保持治疗头1处于稳定位置。作为本实施例的进一步优选，气压弹簧和第一机械臂31为转轴连接，该转轴可以在XZ的平面内转动。作为本实施例的进一步优选，气压弹簧和第二机械臂32为转轴连接，该转轴可以在XZ的平面内转动。
[0115] 作为本实施例的进一步优选，所述工作平台4的外表面上设置有终端5，所述工作平台4内设置有控制器2、治疗深度设置模块21和功率设定模块。终端5带有显示装置和外部输入装置，比如显示装置可以为屏幕，外部输入装置为
硬件，比如可以为
键盘。
