[发明专利]超声空化云输运装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及传质领域，尤其涉及一种超声空化云输运装置及方法。

背景技术

如今以实现药物的定向输送和定点释放为目的靶向治疗已经成为医学、尤其是对肿瘤的介入治疗的研究热点，超声输运技术在以实现药物的定向输送和定点释放为目的靶向治疗领域具有潜在的、巨大的应用前景。

现有的是超声微泡造影剂与基因和药物相结合的方式。超声微泡造影剂是内含气体的微泡，外壳成分可为白蛋白、脂类、表面活性剂和高分子多聚物等。基因和药物可以粘附在微泡表面或者包裹在微泡内部。通过静脉注射，微泡可以达到靶器官或靶组织。在病灶处进行超声照射，超声的空化效应使细胞膜的通透性增高，微泡携带的基因或药物进入组织细胞，从而达到治疗的目的。但是这种方式定位性能不够强，因为超声照射的范围较广，真正在病灶处发挥作用的微泡并不多。而利用空化云输运技术可以提高药物输送的定位精度，增加作用于病灶处的微泡数量，提高药物输送效率，改善治疗效果。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种超声空化云输运装置及方法，该装置及方法通过换能器将振动能发送到流体后的超声波与反射面反射的超声波形成的驻波声场，驻波声场作用于流体形成的空化云，调节换能器和反射面的位置和相位来调整驻波声场的位置和方向，从而使得进入空化云中的颗粒物沿驻波声场所确定的方向在空化云中运动，实现了在周围流体静止的状态下仍然能完成颗粒物的输运，并且能准确地将颗粒物定向输运和定点释放到目的地。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种超声空化云输运装置，该装置包括：换能器，用于将电能转换为振动能，通过辐射面将振动能发送给流体，振动能与流体作用后生成第一超声波；反射面，用于接收第一超声波，将第一超声波反射至流体，反射后的第一超声波与流体作用生成第二超声波，第二超声波与第一超声波形成驻波声场，驻波声场作用于流体形成空化云，从而使得进入空化云中的颗粒物沿驻波声场所确定的方向在空化云中运动。

优选地，换能器的工作频率为10kHz-50MHz。

优选地，驻波声场的振幅为50kPa-200kPa。

优选地，驻波声场作用于流体形成空化云具体包括：空化云的结构为声李庭博图结构。

优选地，颗粒物是固体颗粒、气泡、不溶于流体的液滴和超声造影剂。

本发明第二方面提供了一种超声空化云输运方法，该方法包括：换能器将电能转换为振动能，通过辐射面将振动能发送给流体；振动能与流体作用后生成第一超声波；反射面接收第一超声波，将第一超声波反射至流体；反射后的第一超声波与流体作用生成第二超声波；第二超声波与第一超声波形成驻波声场；驻波声场作用于流体形成空化云，从而使得进入空化云中的颗粒物沿驻波声场所确定的方向在空化云中运动。

优选地，第二超声波与第一超声波形成驻波声场具体包括：调节换能器和反射面的位置和相位，从而调节第一超声波和第二超声波的相位和方向，由此确定第一超声波和第二超声波形成驻波声场的位置和方向。

优选地，进入空化云中的颗粒物沿驻波声场所确定的方向在空化云中运动具体包括：进入空化云中的颗粒物沿驻波声场的低压力振幅区域向驻波声场的高压力振幅区域方向在空化云中运动。

本发明带来的有益效果是：本发明提供的超声空化云输运装置及方法实现了在周围流体静止的状态下仍然能完成颗粒物的输运，并且能准确地将颗粒物定向输运和定点释放到目的地，因此该装置能将药物输送到病灶处，在医疗领域具有重要的应用价值，对肿瘤的介入治疗具有潜在的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的超声空化云输运装置应用于靶向治疗的示意图；

图2为本发明实施例二提供的超声空化云输运装置示意图；

图3为本发明实施例二提供的超声空化云输运装置产生空化云的原理图；

图4为本发明实施例二中超声空化云输运装置形成空化云的原理图；

图5为本发明实施例二中空化云的结构图；

图6为本发明实施例二中颗粒物在空化云中的运动轨迹；

图7为本发明实施例提供的超声空化云输运方法流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。