[发明专利]一种超声治疗设备及其介质水控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声治疗技术领域，尤其涉及一种超声治疗设备及其介质水控制方法。

背景技术

超声治疗技术是一种利用超声波的穿透性和可聚焦性作用于人体病变组织的技术，目前广泛应用于多种疾病的治疗。在该技术中，由于超声波在空气中衰减得很大，这样进入人体中发挥作用的超声波就很少，影响治疗效果，因此，体外发射的超声波需要通过介质(比如水)耦合，经过皮肤进入人体。对于介质水而言，需要及时合理地调节水位、水温和氧含量，以保障超声治疗的有效性和安全性。但是，在目前的超声治疗过程中，基本上都是由操作医生根据个人经验观察、判断和调节水位、水温和含氧量，如果控制不当或者不小心，很容易造成危险。

以下，以可用于治疗肿瘤的高强度聚焦超声治疗设备为例进行说明。医学研究发现，肿瘤细胞的耐热性比正常细胞要差，在42.5℃以上的温度环境下，30分钟内肿瘤细胞死亡，而正常细胞的损伤较轻且可逆转。根据肿瘤细胞的这一特点，高强度聚焦超声治疗设备一般以超声波为能量源，利用超声波的穿透性和可聚焦性，在体外用超声治疗头发射出高强度聚焦超声通过介质耦合，经过皮肤进入人体，聚焦到肿瘤组织的一个空间点，并瞬时产生强烈的温度升高(高于60℃)，加上其空化作用和机械振荡作用，破坏空间点的组织。通过对肿瘤进行如此由点到线、由线到面、由面到体的逐点治疗，从而治疗整个肿瘤组织，实现治疗目的。

在使用高强度聚焦超声进行治疗的过程中，为了引导超声聚焦定位和监控治疗过程中的人体组织内部及体表的变化情况，高强度聚焦超声治疗设备一般配备有影像监控系统，目前主流的配置为B超声影像监控系统。

大量的超声医学基础研究和临床应用表明：在高强度聚焦超声治疗过程中水位、水温和氧含量的及时合理调节是手术有效性和安全性的重要保障。

就水位和水温而言，当进行高能量的超声治疗时，人体体表(治疗超声通过的部分)聚集了大量的热量，如果将这部分体表皮肤突然暴露在空气中，会产生不同程度的皮肤灼伤，再加上目前超声治疗中越来越少的麻醉剂使用量，致使病人自身的移动加剧了这种皮肤灼伤的可能。其次，较高的水温(低于但接近体温)对于及时冷却体表是不利的甚至是有害的(当水温高于正常体温时)。另外，如果控制不当在声通道(治疗超声通过的路径)区域产生空气与水的界面，治疗超声发射后会在这个界面产生反射，反射回来的声束也会对设备产生一定的损害。

为了在超声治疗过程中监测介质水的水位和水温的变化，一般情况下是在介质水容器内装有水位传感器和水温传感器，并且在软件操作界面提示给操作医生。

对于水温控制，可以利用水温传感器的读取值做出相应的自动化辅助控制过程，但是这种方式缺乏灵活性，这是由于超声输出过程中会释放大量的能量，由于病人的个体差异，病人体表的反应也大相径庭，即使水温在相对合理范围内，部分病人的体表皮肤也会由于散热不及时而产生不同程度的灼伤。

对于水位控制，依赖于操作医生对监控图像甚至是实际水位的观察才能做出调整判断。这种方式很不直观，即使有图形化的显示也仅仅是标示出水在容器中的位置，没有把介质水的状态与人体的状态联系起来，在治疗过程中医生要凭经验通过观察多次调节才能使水达到所需状态。

就含氧量而言，当介质水中空气(主要是氧气)含量越高，超声在水中损耗得越多，导致治疗效率下降越多。当介质水中氧气含量过高(氧含量大于4.0ppm)时，就必须更换介质水以降低氧气含量。但是，目前尚缺乏对介质水中氧含量的定量监测手段，一般也是由操作医生根据对监控图像上水中气泡(如果水中氧含量过多，在治疗超声发射过后会产生气泡)的有无、多少的观察来做出相应的调节。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种超声治疗设备及其介质水控制方法，以实现介质水的水位、水温和氧含量的自动检测和调节。

为了实现以上目的，本发明提供一种超声治疗设备，包括用于获得监控图像的超声影像监控系统和用于检测介质水的水位的水位检测传感器，其特征在于，还包括辅助水控制系统，所述辅助水控制系统包括：体表位置获取单元，其用于通过超声影像监控系统获得的监控图像获取超声通过的人体体表位置；和水位控制单元，其用于通过体表位置获取单元获取的人体体表位置和通过水位检测传感器检测的水位控制进水和排水来使人体浸入到介质水中的预定深度。

优选地，所述人体体表位置利用表示超声通过的人体体表皮肤边界的皮肤曲线来表示。