[实用新型]高强度聚焦超声聚焦器

说明书

技术领域

本实用新型涉及医疗器械，具体涉及医用超声波治疗机中的一种高强度聚焦超声(HIFU)的聚焦部件——聚焦器。

背景技术

超声医学在现代医学中占有重要的地位。超声医学从机制而言，主要是将超声辐射至人体组织，利用其相互作用，达到医疗上的作用，有以下两方面运用：一是超声诊断，即利用组织细胞的反作用，即反射、散射及透射等规律，提取其超声信号，加以显示；二是超声治疗，即利用超声辐射到组织细胞而产生的生物效应来达到治疗效果。

超声诊断，在上世纪末就得到了临床广泛的重视与应用。超声影像也从一维、二维向三维及立体、动态显示过渡，目前已从观察人的大体解剖学发展到可以观察人体组织内的细微结构。超声影像已成为如今应用得十分广泛的X光及CT拍片、超声显像、核磁共振成像和核医学显像被称为影像医学“四大金刚”中的重要一员。

而超声治疗方面，在21世纪初，高强度聚焦超声(height intension focusulterasond HIFU)技术才发生了突破性的发展，彻底改变了超声治疗一度徘徊不前的局面，近年来超声治疗的方法种类也是日益增多，超声治疗展现出广阔的发展前景。

从超声治疗上说，超声的强度在0.1W/cm²以上时，才会引起人体组织发生功能性和器质性变化。低强度超声治疗一般为0.2～2.5W/cm²，为非损伤性治疗，而高强度聚焦超声(HIFU)，其超声强度超过3W/cm²以上，为高强度损伤性超声治疗，高的可达20000W/cm²。高强度聚焦超声(HIFU)治疗是应用超声波具有良好的生理组织穿透性和定位性的特点，将体外发射的超声波穿过软组织而聚焦到体内病变组织(靶区)，由于聚焦部位的强大能量的存积，使局部组织内的温度即可上升到65℃以上，其结果会导致蛋白变性及组织细胞凝固性坏死，从而达到靶区破坏病变的目的，而周围组织以及超声波通过的组织则没有损伤。高强度聚焦超声(HIFU)治疗由于其治疗的无创性，及其无放射性与无化学毒副作用，带来了肿瘤治疗方法的革命性创新，被誉为“绿色治疗”，代表着21世纪医学的发展方向。

高强度聚焦超声(HIFU)治疗的核心技术就是如何将发出的高强度超声波聚焦，因此在高强度聚焦超声(HIFU)治疗机中，超声波聚焦器是核心部件。

现有技术中，高强度聚焦超声(HIFU)聚焦器主要有一支撑体(或支架)，支撑体(或支架)的上面向前设有布置成内凹球冠形的超声换能器，超声换能器是一种能把高频电能转化为机械能的一种装置，一般有磁致伸缩式和压电陶瓷式；在球冠形的超声换能器的冠顶处设一B超探头定位孔，用以固定B超探头。具体超声换能器的布置细分有如下几种：

一、单片曲面聚焦型；就是将超声换能器直接做成一球冠状，超声波发出后直接聚焦于球心处。这是HIFU技术发展时最原始的一种设计。存在的问题有：

1、球冠状超声换能器的加工难度很大；

2、超声换能器的材料有较大的脆性，在球冠的厚度有较薄要求时，较大球冠的加工在制作上将是件难事，使超声换能器尺寸受限，并且，在使用和运输中也易损坏；

3、由于这种设计在加工上存在尺寸的限制，使得发射强度的进一步提高受到限制；

4、由于这种设计在加工上存在尺寸的限制，使得超声波在传播过程中能量过于集中，临床中患者有疼痛感，使得治疗中需要实施麻醉。

二、多片曲面聚焦型；这是在单片曲面式聚焦型基础上的改进，它是将多片曲面型的超声换能器(如“瓦片”或圆冠片)按球冠的几何面固定，使各曲面型的超声换能器的各自的焦点再汇聚于一点上。这种改进减小了各片曲面型超声换能器的尺寸，分散了超声波在到达焦点前的能量密度，有效地减少了患者的疼痛，治疗中一般不再用麻醉。但这种设计仍存在的问题有：

1、各曲面型超声换能器的加工为曲面加工，仍较困难，比平面加工要难得多；

2、各曲面型超声换能器按球冠的几何面的组装固定与安装检验仍有一定的复杂性，以及现场安装调试与定期校正也将存在相当的难度，而这些直接影响到治疗的有效性与患者的安全性。

三、平圆片曲面阵列聚焦型；就是将几十～几百片平面圆片型的超声换能器安装于一球冠面上，将各片发出的超声波都指向球心。这种设计虽然使各片平面圆片型的超声换能器好制作了，但是仍带来以下问题：

1、将几十～几百片平面圆片指向一点，工艺上将有极大的难度。

2、使用中如有几片坏了，维修难度较大，主要是校准，如整体更换，则成本较大。