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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201621076248.7 (22)申请日 2016.09.23 (73)专利权人 上海爱申科技发展股份有限公司 地址 201201 上海市浦东新区瑞庆路590号 6号楼 (72)发明人 李大为陈义胜蒋继伟何烨 (74)专利代理机构 上海智信专利代理有限公司 31002 代理人 邓琪余中燕 (51)Int.Cl. A61N 7/02(2006.01) (54)实用新型名称 一种高强度聚焦超声治疗系统 (57)摘要 本实用新型提供一种高强度聚焦超声治疗 系统， 包括HIFU系统本。
2、体， 还包括用于检测肿瘤 边缘温度的测温系统， 所述HIFU系统本体与所述 测温系统相连。 本实用新型通过HIFU系统本体对 肿瘤进行治疗， 通过测温系统反馈肿瘤边缘温 度， 当肿瘤边缘达到或接近46时， HIFU系统本 体减少超声剂量， 使肿瘤边缘温度控制在46左 右， 保持半小时， 这样既能烧死中心部位的肿瘤， 又能激活肿瘤免疫功能， 一举两得， 从而增强了 治疗效果， 达到了延长病人生命周期， 提高生活 质量的目的。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 206549007 U 2017.10.13 CN 206549007 U 1.一种高强度聚焦超声治疗系统， 包括HIFU系统本。
3、体， 其特征在于， 还包括用于检测肿 瘤边缘温度的测温系统， 所述HIFU系统本体与所述测温系统相连， 其中， 所述测温系统为 DOT测温系统， 所述DOT测温系统包括： DOT控制设备； 串联至所述DOT控制设备输入端的数据采集电路和DOT探头； 以及 串联至所述DOT控制设备输出端的光源驱动电路和光源。 2.根据权利要求1所述的高强度聚焦超声治疗系统， 其特征在于， 所述DOT控制设备还 包括一盒子， 所述DOT探头和所述光源分别通过光纤与所述盒子连接。 3.根据权利要求2所述的高强度聚焦超声治疗系统， 其特征在于， 所述光纤通过FC接口 连接于所述盒子上。 4.根据权利要求1-3中任一项。
4、所述的高强度聚焦超声治疗系统， 其特征在于， 所述光源 为LED。 5.根据权利要求1-3中任一项所述的高强度聚焦超声治疗系统， 其特征在于， 所述探头 为APD。 6.根据权利要求1-3中任一项所述的高强度聚焦超声治疗系统， 其特征在于， 所述HIFU 系统本体包括主控计算机、 治疗床、 龙门架、 治疗头、 B超诊断仪、 功率驱动柜以及水处理系 统。 权利要求书 1/1 页 2 CN 206549007 U 2 一种高强度聚焦超声治疗系统 技术领域 0001 本实用新型涉及医疗设备领域， 尤其涉及一种高强度聚焦超声治疗系统。 背景技术 0002 高强度聚焦超声治疗系统又称HIFU治疗系统， 。
5、常规的HIFU治疗系统如图1所示， 主 要包括操作台1、 主控计算机2、 治疗床3、 龙门架4、 治疗头5、 B超诊断仪6、 功率驱动柜7以及 水处理系统8。 其中， 主控计算机2设于操作台1上， 用于实现定位、 治疗等操作控制； 治疗床3 供患者躺下， 可以进行三维运动； 龙门架4用于安装电气部件(未示出)和治疗头5； 治疗头5 是核心治疗设备， 内置超声换能器(未示出)和B超探头(未示出)等部件， 可以实现三维运动 以及旋转、 升降等功能； B超诊断仪6为一般市面上常见的B超诊断设备， 用于诊断肿瘤、 定位 肿瘤的位置； 功率驱动柜7用于产生高频电源， 以驱动超声换能器工作； 水处理系统8。
6、用于产 生除气水作为超声波传播的介质， 因为超声波在除气水中传播时衰减很小。 0003 常规HIFU治疗系统的基本工作原理是： 通过功率驱动柜7驱动治疗头5中的超声换 能器， 使其产生高强度聚焦超声波， 该超声波经除气水耦合聚焦于患者肿瘤病灶区， 通过超 声波的机械效应、 热效应和空化效应等使肿瘤组织迅速升温(65)， 在短时间内产生凝 固性坏死， 从而达到消融整个肿瘤组织的目的。 0004 使用常规HIFU治疗系统的治疗方法如下： 医生在B超诊断仪6的定位监控下找到肿 瘤组织， 在B超图像上勾画出肿瘤组织的边缘； 医生设定治疗参数(如功率、 时间等)； 主控计 算机2通过图像处理， 计算出所。
7、有的治疗点； 主控计算机2控制超声换能器对准第一点， 并按 照设定的参数进行治疗， 通过高强度聚焦超声波的热效应， 消融焦点处的肿瘤； 然后移动超 声换能器到下一个治疗点继续治疗， 直至将整个肿瘤组织治疗完成。 0005 可见， HIFU治疗是一种无创伤治疗方法， 治疗时不开刀、 不穿刺、 不留瘢痕； 不含放 射线； 治疗只对病变部位产生作用， 不会伤害邻近组织以及脏器； 患者完全可以耐受。 然而， 采用常规HIFU治疗系统仅能消融局部肿瘤却不能达到刺激机体免疫的作用， 无法产生全身 性的抗肿瘤效应。 实用新型内容 0006 针对上述现有技术的不足， 本实用新型提供一种改进的高强度聚焦超声治疗。
8、系 统， 该治疗系统不仅能消融局部肿瘤， 还能达到刺激机体免疫的作用， 通过免疫作用杀死扩 散的肿瘤组织。 0007 为了实现上述目的， 本实用新型采用如下技术方案： 0008 一种高强度聚焦超声治疗系统， 包括HIFU系统本体， 还包括用于检测肿瘤边缘温 度的测温系统， 所述HIFU系统本体与所述测温系统相连。 0009 进一步地， 所述测温系统为DOT测温系统。 0010 进一步地， 所述DOT测温系统包括:DOT控制设备； 串联至所述DOT控制设备输入端 的数据采集电路和DOT探头； 以及串联至所述DOT控制设备输出端的光源驱动电路和光源。 说明书 1/3 页 3 CN 20654900。
9、7 U 3 0011 进一步地， 所述DOT控制设备还包括一盒子， 所述DOT探头和所述光源分别通过光 纤与所述盒子连接。 0012 优选地， 所述光纤通过FC接口连接于所述盒子上。 0013 优选地， 所述光源为LED。 0014 优选地， 所述探头为APD。 0015 进一步地， 所述HIFU系统本体包括主控计算机、 治疗床、 龙门架、 治疗头、 B超诊断 仪、 功率驱动柜以及水处理系统。 0016 本实用新型通过HIFU系统本体对肿瘤进行治疗， 通过测温系统反馈肿瘤边缘温 度， 当肿瘤边缘达到或接近46时， HIFU系统本体减少超声剂量， 使肿瘤边缘温度控制在46 左右， 保持半小时， 。
10、这样既能烧死中心部位的肿瘤， 又能激活肿瘤免疫功能， 一举两得， 从 而增强了治疗效果， 达到了延长病人生命周期， 提高生活质量的目的。 附图说明 0017 图1为常规高强度聚焦超声治疗系统的系统结构示意图； 0018 图2为本实用新型高强度聚焦超声治疗系统的系统结构示意图； 0019 图3为图2中测温系统的系统结构框图。 具体实施方式 0020 下面结合附图， 给出本实用新型的较佳实施例， 并予以详细描述， 使能更好地理解 本实用新型的功能、 特点。 0021 如图2所示， 本实用新型的高强度聚焦超声治疗系统包括图1中示出的全部装置， 这些装置在此统称为HIFU系统本体， 除HIFU系统本体。
11、外， 本实用新型还增设了用以检测肿 瘤边缘温度的测温系统9。 0022 在一个实施例中， 测温系统采用佛罗里达大学的生物医学工程实验室的研究成 果DOT(光学散射层析成像)测温系统， 该系统能以较高时空分辨率检测生物体内部光 学特性的三维分布， 并根据预先建立的生物光学特性参数和温度对应的关系， 进一步得到 生物体内部的温度三维分布。 0023 上述DOT测温系统的系统结构如图3所示， 包括DOT控制设备91、 串联至所述DOT控 制设备91输入端的DAQ(数据采集)电路92和DOT探头93、 以及串联至所述DOT控制设备91输 出端的光源驱动电路94和光源95。 其中， 光源95用以照射肿瘤。
12、； 光源95驱动电路94用以驱动 光源95点亮； DOT探头93用以检测肿瘤内部光学特性参数并将其转换为电信号； 数据采集电 路92用以采集经DOT探头93转换的光学特性参数并将采集到的参数发送至DOT控制设备91； DOT控制设备91用以根据预先建立的生物光学特性参数和温度对应的关系得到肿瘤内部的 温度三维分布， 达到实时监控HIFU治疗中肿瘤边缘温度变化的目的， 然后将得到的温度数 据反馈给主控计算机。 0024 在优选的实施例中， 上述光源95采用LED， 与传统DOT测温系统中使用的LD(半导体 激光器)光源95相比， LED更加便宜、 体积更小， 而且由于LED的驱动电路已经非常成熟。
13、， 因此 可以将其设计得更加紧凑合理； DOT探头93采用APD(雪崩光电二极管)， 保证良好的灵敏度 和信噪比。 此外， 为了保证系统的便携性， 光源95及DOT探头93通过光纤96集成在一个可以 说明书 2/3 页 4 CN 206549007 U 4 方便移动的盒子97中， 并且光纤96采用了通用的FC接口与盒子97连接， 保证了整个系统的 使用灵活性。 0025 采用本实用新型治疗肿瘤的过程如下： 0026 步骤S1， 通过HIFU系统本体中配备的B超诊断仪和B超探头初步确定肿瘤病灶的位 置。 0027 步骤S2， 对病灶进行逐层勾边， 确定肿瘤的精确位置。 0028 步骤S3， 设置。
14、治疗参数(包括功率、 时间及治疗头中超声换能器的个数等)。 0029 步骤S4， 设置治疗目标温度46。 0030 步骤S5， 设置肿瘤边缘的范围。 0031 步骤S6， 开始治疗， 具体步骤如下。 0032 首先， 将治疗头5自动移动到肿瘤的中心； 0033 其次， 按照设定的治疗参数进行治疗； 0034 然后， 通过DOT测温系统， 检测肿瘤边缘的温度； 0035 而后， 控制肿瘤边缘的温度， 使之保持在46左右的温度， 同时由于肿瘤不是规则 的形状， 若有的地方温度低， 有的地方温度高， 则向温度较低的地方移动治疗点， 总之是将 肿瘤边缘的温度控制在465范围内， 保持半小时。 0036。
15、 步骤S7， 在治疗过程中， 实时监控病人的B超图像， 医生可以检查病人的生命体征， 并询问病人的感受， 确保安全。 0037 步骤S8， 治疗完成。 0038 可见， 利用本实用新型治疗肿瘤时， 治疗头5产生的高强度聚焦超声波的热效应能 够导致肿瘤组织坏死或变性萎缩； 与此同时， 控制肿瘤边缘的温度为46摄氏度左右， 能促进 免疫细胞的活性及细胞因子的合成， 而且4050的温度不会引起蛋白质凝固， 血液仍 具有流动性， 从而可以增强人体免疫细胞， 通过免疫细胞杀死扩散的肿瘤细胞， 延长病人生 命周期， 提高生活质量。 0039 需要说明的是， 本实用新型中虽然设置了DOT控制设备和主控计算机。
16、， 但DOT控制 设备根据预先建立的生物光学特性参数和温度对应的关系得到肿瘤内部的温度三维分布 的方法是现有的， 主控计算机对HIFU系统本体中的其它设备的控制方法也是现有的， 同时 主控计算机控制肿瘤边缘的温度保持在46左右的温度是本领域的常规技术手段(例如采 用常用的PID算法等)， 因而本实用新型实质上是仅对硬件部分的组成及连接关系进行的改 进， 不涉及对软件程序(方法)本身进行的改进， 属于专利法第二条第三款所规定的实用新 型保护客体。 0040 以上所述的， 仅为本实用新型的较佳实施例， 并非用以限定本实用新型的范围， 本 实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。 即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及 说明书内容所作的简单、 等效变化与修饰， 皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。 本 实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。 说明书 3/3 页 5 CN 206549007 U 5 图1 说明书附图 1/2 页 6 CN 206549007 U 6 图2 图3 说明书附图 2/2 页 7 CN 206549007 U 7 。