[发明专利]一种多核素MRI引导的HIFU聚焦探头定位装置及其使用方法

权利要求书

1.一种多核素MRI引导的HIFU聚焦探头定位装置，其特征在于：包括多自由度机械臂和聚焦探头，多自由度机械臂一端设置有夹持装置，夹持装置用于固定聚焦探头，另一端设置于升降机构上，升降机构滑动设置于治疗床上，多自由度机械臂为七轴机械臂，七轴机械臂的各节机械臂之间均设有关节模块，所述关节模块包括超声波电机，超声波电机用于控制对应机械臂的旋转角度。

2.根据权利要求1所述的一种多核素MRI引导的HIFU聚焦探头定位装置，其特征在于：七轴机械臂包括基座、第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂、第五机械臂和第六机械臂，基座与第一机械臂之间、相邻机械臂之间以及第六机械臂端部均设置关节模块，关节模块依次定义为第一关节模块、第二关节模块、第三关节模块、第四关节模块、第五关节模块、第六关节模块和第七关节模块，第一关节模块驱动第一机械臂绕Z轴方向的旋转运动，旋转角度范围为0至360°，第二关节模块可驱动第二机械臂进行绕Y轴方向的旋转运动，旋转角度范围为0至90°～120°；第三关节模块可驱动第三机械臂进行绕X轴方向的旋转运动，旋转角度范围为0至120°～150°；第四关节模块可驱动第四机械臂进行绕Y轴方向的旋转运动，旋转角度范围为0至120°～150°；第五关节模块可驱动第五机械臂进行绕X轴方向的旋转运动，旋转角度范围为0至90°～120°；第六关节模块可驱动第六机械臂进行绕Y轴方向的旋转运动，旋转角度范围为0至90°～120°；第七关节模块可驱动夹持装置固定的聚焦探头进行绕X轴方向以及Y轴方向的旋转运动，旋转角度范围为0至40°～90°。

3.根据权利要求2所述的一种多核素MRI引导的HIFU聚焦探头定位装置，其特征在于：第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂、第五机械臂及第六机械臂的臂长比为3:2:5:5:2:1。

4.根据权利要求1所述的一种多核素MRI引导的HIFU聚焦探头定位装置，其特征在于：治疗床的两侧均设置有滑轨，升降机构包括与七轴机械臂相连的支撑板，支撑板下端的两侧均设置有顶升伸缩杆，顶升伸缩杆的下端设置有沿滑轨滑动的滑轮。

5.根据权利要求1所述的一种多核素MRI引导的HIFU聚焦探头定位装置，其特征在于：所述夹持装置为三爪机械手。

6.根据权利要求1所述的一种多核素MRI引导的HIFU聚焦探头定位装置，其特征在于：所述聚焦探头的前端连接有充盈脱气水的准直器。

7.根据权利要求1或2所述的一种多核素MRI引导的HIFU聚焦探头定位装置，其特征在于：七轴机械臂还包括与关节模块一一对应的控制器，关节模块与对应的控制器相连，控制器与操作手柄相连。

8.一种权利要求1-7之一所述的多核素MRI引导的HIFU聚焦探头定位装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)初始MRI扫描成像，确定需要进行HIFU治疗的病灶；

(2)确定病灶后，通过升降机构将七轴机械臂调整至所需高度，升降机构沿滑轨移动，将七轴机械臂沿治疗床平行移动到靠近的病灶位置处；

(3)预设聚焦探头移动路径，并将预设路径输入各个控制器，通过控制器控制对应关节模块的运动：通过第一关节模块的绕Z轴方向的转动调节七轴机械臂的初始位置，并联合第二关节模块、第四关节模块、第六关节模块的绕Y轴方向的转动以及第三关节模块、第五关节模块的绕X轴方向的转动，最后通过调节第七关节模块的绕X轴、Y轴方向的转动，带动聚焦探头定位至病灶治疗靶区，确定聚焦探头的焦点位于病灶中心；

(4)HIFU治疗病灶阶段，同时利用MRI梯度回波序列实施实时监测聚焦探头的焦点温度变化图，照射后进行MRI T2扫描和T1增强扫描。

9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，步骤(1)中，初始MRI扫描成像具体步骤如下：患者被安置于MRI装置的治疗床上，使患者的病灶位于磁共振成像区域内，利用MRI线圈接受成像信息，并将接收到的信息传递给磁共振床体上的成像信息接收单元，最后成像信息接收单元将该信息传输到信息处理单元进行处理，信息处理单元处理后，将需要进行HIFU治疗的病灶建立的二维图像通过显示器呈现给操作者。