專利名稱：超聲減脂治療頭及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)用超聲治療領(lǐng)域，特別是指一種超聲減脂治療頭及其工作方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，超聲波與人體組織相互作用可以產(chǎn)生若干生物組織效應(yīng)。根據(jù)超聲波的局部聲強(qiáng)高低和聲波發(fā)射方式，這些生物組織效應(yīng)可以分為熱效應(yīng)和非熱機(jī)械效應(yīng)。組織熱效應(yīng)指細(xì)胞對超聲波能量的吸收導(dǎo)致其升溫至熱壞死。組織非熱機(jī)械效應(yīng)指由于聲空化、聲流和局部小振幅振動導(dǎo)致的細(xì)胞活動增加進(jìn)而使細(xì)胞形態(tài)產(chǎn)生改變、破裂、凋亡等現(xiàn)象。影響超聲生物組織效應(yīng)的物理因素包括聲場聚焦形式、聲波頻率、聲壓幅度、連續(xù)或脈沖聲發(fā)射方式(脈沖重復(fù)頻率和占空比)、駐波條件、媒質(zhì)靜態(tài)壓強(qiáng)、溫度、黏滯狀態(tài)和邊界條件等因素。近年來，超聲波的生物組織效應(yīng)在治療超聲領(lǐng)域日益受到廣泛研究和應(yīng)用。高強(qiáng)度超聲治療在腫瘤熱消融、體外沖擊波粉碎尿結(jié)石、藥物輸送、阻斷神經(jīng)傳導(dǎo)等方面的應(yīng)用都有新的進(jìn)展。在減肥和美容應(yīng)用領(lǐng)域，超聲波也顯現(xiàn)其獨特的優(yōu)勢，例如采用體外低頻率超聲波輔助微創(chuàng)吸脂手術(shù)可以增強(qiáng)局部脂肪破壞效率。單獨采用體外發(fā)射高強(qiáng)度聚焦超聲波破壞局部脂肪組織的方法和設(shè)備正在經(jīng)歷臨床驗證，并顯現(xiàn)其療效，其安全性也得到初步驗證。此類治療往往先選定需治療區(qū)域，然后采用體外超聲波換能器發(fā)射超聲波聚焦于皮下脂肪層內(nèi)，基于超聲波的人體組織熱效應(yīng)或機(jī)械效應(yīng)原理在當(dāng)前焦斑區(qū)域破壞脂肪組織，并逐點移動換能器改變焦點位置 覆蓋所需的治療區(qū)域。在合適的治療區(qū)域和劑量條件下，超聲波破碎的脂肪組織經(jīng)由人體自體新陳代謝循環(huán)分解。采用聚焦方式可以顯著提升超聲波的局部聚焦聲強(qiáng)，并限制焦斑(_6dB焦點聲強(qiáng)區(qū)域)高聲強(qiáng)區(qū)域在合適的范圍內(nèi)，因而便利在特定區(qū)域精確定位和產(chǎn)生所希望的超聲波組織效應(yīng)。在聚焦超聲減脂治療中，待治療區(qū)域在皮下脂肪層內(nèi)的深度和焦斑大小與治療的安全性和有效性有直接關(guān)系。首先，從治療安全性角度考慮，為避免對焦點遠(yuǎn)場肌肉以及結(jié)締組織和焦點近場皮膚組織的影響，待治療區(qū)域的深度和軸向長度受到脂肪層厚度的限制，其焦斑區(qū)域的內(nèi)外邊界位置應(yīng)被包含在脂肪層內(nèi)并距離脂肪層內(nèi)外邊界有足夠的安全邊界距離。其次，從治療有效性角度考慮，待治療區(qū)域的橫向?qū)挾扔绊憜未屋椪罩委焻^(qū)域的大小，橫向?qū)挾仍綄?，則每次治療區(qū)域就越大，從而影響大面積減脂治療的時間長短。實際治療中，針對不同的脂肪層厚度情況，需要設(shè)置不同的焦斑的深度、軸向長度和橫向?qū)挾龋瑢^厚的脂肪層采用大焦斑增大單次治療區(qū)域，對較薄的脂肪層采用小焦斑，兼顧治療安全性和有效性。但是在大面積減脂治療過程中，可能遇到單個受治者身體部位脂肪層厚度變化較大的情況，這時就需要頻繁改變焦斑的大小、位置和形狀，而頻繁替換治療頭會延誤治療時間
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種超聲減脂治療頭及其工作方法，能夠?qū)崟r調(diào)整焦斑的位置、大小和形狀，提高超聲治療的安全性和有效性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施例提供技術(shù)方案如下一方面，提供一種超聲減脂治療頭的工作方法，所述超聲減脂治療頭包括一超聲換能器，所述工作方法包括獲取待治療區(qū)域的治療情況；根據(jù)所獲取的治療情況確定超聲換能器的焦斑的大小、位置和形狀；調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小、位置和形狀。進(jìn)一步地，所述待治療區(qū)域的治療情況包括待治療區(qū)域的脂肪層厚度，所述獲取待治療區(qū)域的治療情況包括向所述待治療區(qū)域發(fā)射一超聲波窄脈沖；獲取耦合液體與表皮的層間界面反射的第一超聲回波、和脂肪與肌肉的層間界面反射的第二超聲回波之間的時間間隔；將所述時間間隔乘以脂肪組織的平均聲速后除以2，得到所述待治療區(qū)域的脂肪 層厚度。進(jìn)一步地，所述調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小、位置和形狀包括調(diào)整所述超聲換能器的焦距和孔徑之比，以得到所確定的焦斑的大?。换蛘{(diào)整所述超聲換能器的有效發(fā)射面積，以得到所確定的焦斑的大小。進(jìn)一步地，所述調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小和位置包括調(diào)整所述超聲換能器的焦距和/或所述超聲換能器表面到皮膚表面的距離，以得到所確定的焦斑的位置。進(jìn)一步地，所述焦斑的形狀包括所述焦斑的軸向尺寸和橫向尺寸，所述調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小和位置包括調(diào)整所述超聲換能器的工作波長以及焦距和孔徑之比，以得到所確定的焦斑的軸向尺寸和橫向尺寸。本發(fā)明實施例還提供了一種超聲減脂治療頭，包括一超聲換能器，所述超聲減脂治療頭還包括用于獲取待治療區(qū)域的治療情況的測量模塊；用于根據(jù)所獲取的治療情況確定超聲換能器的焦斑的大小和位置的確定模塊；用于調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小、位置和形狀的控制模塊。進(jìn)一步地，所述待治療區(qū)域的治療情況包括待治療區(qū)域的脂肪層厚度，所述測量模塊包括用于向所述待治療區(qū)域發(fā)射一超聲波窄脈沖的發(fā)射子模塊；用于獲取耦合液體與表皮的層間界面反射的第一超聲回波、和脂肪與肌肉的層間界面反射的第二超聲回波之間的時間間隔的測量子模塊；用于將所述時間間隔乘以脂肪組織的平均聲速后除以2，得到所述待治療區(qū)域的脂肪層厚度的獲取子模塊。進(jìn)一步地，所述控制模塊包括用于調(diào)整所述超聲換能器的焦距和孔徑之比，以得到所確定的焦斑的大??；或調(diào)整所述超聲換能器的有效發(fā)射面積，以得到所確定的焦斑的大小的第一控制子模塊。進(jìn)一步地，所述控制模塊包括用于調(diào)整所述超聲換能器的焦距和/或所述超聲換能器表面到皮膚表面的距離，以得到所確定的焦斑的位置的第二控制子模塊。進(jìn)一步地，所述焦斑的形狀包括所述焦斑的軸向尺寸和橫向尺寸，所述控制模塊包括用于調(diào)整所述超聲換能器的工作波長以及焦距和孔徑之比，以得到所確定的焦斑的軸向尺寸和橫向尺寸的第三控制子模塊。本發(fā)明的實施例具有以下有益效果上述方案中，首先獲取待治療區(qū)域的治療情況，根據(jù)所獲取的治療情況確定超聲換能器的焦斑的大小、位置和形狀，之后調(diào)整超聲換能器的工作參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小、位置和形狀。本發(fā)明能夠根據(jù)待治 療區(qū)域的治療情況，實時調(diào)整焦斑的位置、大小和形狀，從而提高超聲治療的安全性和有效性。


圖1為本發(fā)明實施例的超聲減脂治療頭的工作方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的超聲減脂治療頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的實施例要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的實施例針對現(xiàn)有技術(shù)中在單個受治者身體部位脂肪層厚度變化較大時，需要頻繁改變焦斑的大小、位置和形狀，而頻繁替換治療頭會延誤治療時間的問題，提供一種超聲減脂治療頭及其工作方法，能夠?qū)崟r調(diào)整焦斑的位置、大小和形狀，提高超聲治療的安全性和有效性。圖1為本發(fā)明實施例的超聲減脂治療頭的工作方法的流程示意圖，如圖1所示，本實施例包括步驟101 :獲取待治療區(qū)域的治療情況；步驟102 :根據(jù)所獲取的治療情況確定超聲換能器的焦斑的大小、位置和形狀；步驟103 :調(diào)整超聲換能器的工作參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小、位置和形狀。本發(fā)明的超聲減脂治療頭的工作方法，首先獲取待治療區(qū)域的治療情況，根據(jù)所獲取的治療情況確定超聲換能器的焦斑的大小、位置和形狀，之后調(diào)整超聲換能器的工作參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小、位置和形狀。本發(fā)明能夠根據(jù)待治療區(qū)域的治療情況，實時調(diào)整焦斑的位置、大小和形狀，從而提高超聲治療的安全性和有效性。
圖2為本發(fā)明實施例的超聲減脂治療頭的結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例的超聲減脂治療頭，包括一超聲換能器，如圖2所示,該超聲減脂治療頭還包括用于獲取待治療區(qū)域的治療情況的測量模塊20 ；用于根據(jù)所獲取的治療情況確定超聲換能器的焦斑的大小和位置的確定模塊21 ；用于調(diào)整超聲換能器的工作參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小、位置和形狀的控制模塊22。進(jìn)一步地，待治療區(qū)域的治療情況包括待治療區(qū)域的脂肪層厚度，測量模塊20包括用于向待治療區(qū)域發(fā)射一超聲波窄脈沖的發(fā)射子模塊；用于獲取耦合液體與表皮的層間界面反射的第一超聲回波、和脂肪與肌肉的層間界面反射的第二超聲回波之間的時間間隔的測量子模塊；用于將時間間隔乘以脂肪組織的平均聲速后除以2，得到待治療區(qū)域的脂肪層厚度的獲取子模塊。進(jìn)一步地，控制模塊22包括用于調(diào)整超聲換能器的焦距和孔徑之比，以得到所確定的焦斑的大?。换蛘{(diào)整超聲換能器的有效發(fā)射面積，以得到所確定的焦斑的大小的第一控制子模塊。進(jìn)一步地，控制模 塊22包括用于調(diào)整超聲換能器的焦距和/或超聲換能器表面到皮膚表面的距離，以得到所確定的焦斑的位置的第二控制子模塊。進(jìn)一步地，焦斑的形狀包括焦斑的軸向尺寸和橫向尺寸，控制模塊22包括用于調(diào)整超聲換能器的工作波長以及焦距和孔徑之比，以得到所確定的焦斑的軸向尺寸和橫向尺寸的第三控制子模塊。本發(fā)明的超聲減脂治療頭，在進(jìn)行超聲減脂治療時，首先獲取待治療區(qū)域的治療情況，根據(jù)所獲取的治療情況確定超聲換能器的焦斑的大小、位置和形狀，之后調(diào)整超聲換能器的工作參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小、位置和形狀。本發(fā)明能夠根據(jù)待治療區(qū)域的治療情況，實時調(diào)整焦斑的位置、大小和形狀，從而提高超聲治療的安全性和有效性?，F(xiàn)有技術(shù)中，球面聚焦換能器是常用的高強(qiáng)度聚焦超聲換能器，也是聚焦效率最佳的幾種超聲換能器結(jié)構(gòu)之一。下面就以球面聚焦換能器為例，詳細(xì)說明超聲減脂治療頭的工作方法。步驟S1:獲取待治療區(qū)域的治療情況；在進(jìn)行超聲減脂治療之前，首先要獲取待治療區(qū)域的治療情況，以根據(jù)治療情況確定所需要的焦斑的大小、位置和形狀。所獲取的治療情況包括待治療區(qū)域處的脂肪層厚度以及待治療區(qū)域位于脂肪層的深淺，具體地，獲取待治療區(qū)域處的脂肪層厚度可以通過以下方法步驟實現(xiàn)向待治療區(qū)域發(fā)射一超聲波窄脈沖；獲取耦合液體與表皮的層間界面反射的第一超聲回波和脂肪與肌肉的層間界面反射的第二超聲回波之間的時間間隔；將時間間隔乘以脂肪組織的平均聲速后除以2，得到待治療區(qū)域的脂肪層厚度。但實現(xiàn)獲取待治療區(qū)域處的脂肪層厚度不限于上述方法，還可以通過皮褶厚度卡尺測量、CT(COmpUtedtomography,電子計算機(jī)X射線斷層掃描)/MRI (Magnetic Resonance Imaging,磁共振成像)影像測量等方式實現(xiàn)；步驟S2 :根據(jù)待治療區(qū)域的治療情況確定所需要的超聲換能器的焦斑的大小、位置和形狀； 在得到待治療區(qū)域處的脂肪層厚度以及待治療區(qū)域位于脂肪層的深淺之后，就可以確定治療焦點位于皮下的深度、焦斑的大小和形狀，并選擇合適的_6dB聚焦焦斑的軸向長度和橫向長度。舉例說明對于給定約20毫米的脂肪層厚度，希望限制球面聚焦換能器聚焦聲場_6dB焦斑沿聲軸方向的長徑小于20毫米并適當(dāng)留有遠(yuǎn)近場的安全距離(例如_6dB長徑為10毫米，超聲換能器焦點位于脂肪層中間位置)。在脂肪層較薄或單次超聲輻照的焦點位置位于脂肪層淺表或接近肌肉和結(jié)締組織界面時，可以采用小焦斑，以保證治療安全性。在脂肪層較厚且單次超聲輻照的焦點位置位于脂肪層中間深度部位時，可以采用大焦斑，以在保證焦點遠(yuǎn)場和近場安全性的前提下實現(xiàn)單次大體積快速治療；步驟S3 :調(diào)整超聲換能器的各項參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小、位置和形狀。具體地，可以通過改變超聲換能器與皮膚的距離、改變超聲換能器焦距、改變超聲換能器的聚焦匯聚角、改變超聲換能器聚焦方式、改變超聲換能器發(fā)射聲波的頻率等方法，來改變超聲換能器皮下焦點深度和/或焦斑區(qū)域的大小、形狀。下面分別對上述提及的方法的實現(xiàn)過程進(jìn)行說明(I)超聲減脂治療頭調(diào)整超聲換能器的焦距、孔徑和工作波長以得到所確定的焦斑的大小和形狀方案一通過改變超聲換能器的聚焦匯聚角改變超聲換能器的焦斑的大小和聚焦增益。球面聚焦換能器焦斑的大小與其匯聚角有關(guān)，球面聚焦換能器的匯聚角越大，能量聚焦越集中，焦斑則越小，聚焦增益越大，適合單次輻照小體積精細(xì)治療；反之，球面聚焦換能器的匯聚角越小，則能量聚焦越分散，焦斑越大，聚焦增益越小，適合單次輻照大體積快速治療。因此，可以通過控制球面聚焦換能器的匯聚角以實現(xiàn)控制聚焦焦斑的大小和聚焦增益?？梢酝ㄟ^改變球面聚焦換能器的有效發(fā)射面積來控制匯聚角。因為，改變球面聚焦換能器的有效發(fā)射面積可以改變球面聚焦換能器的等效發(fā)射孔徑，因而等同于改變焦距與孔徑之比，而對于球面聚焦換能器，焦距與孔徑半值(超聲換能器半徑)之比即為半?yún)R聚角的正弦函數(shù)值，因此，改變球面聚焦換能器的等效發(fā)射孔徑，可以對匯聚角進(jìn)行細(xì)微調(diào)
難
iF. O方案二 通過改變超聲換能器的焦距和孔徑改變超聲換能器的焦斑的大小和聚焦增益?？梢怨潭ǔ晸Q能器的焦距，調(diào)整超聲換能器的孔徑；或改變超聲換能器的焦距，固定超聲換能器的孔徑；或同時調(diào)整超聲換能器的焦距和孔徑獲得不同的焦距和孔徑比，來改變焦斑的大小和聚焦增益。改變超聲換能器的孔徑的途徑可以包含多電極分環(huán)形區(qū)域激發(fā)超聲換能器壓電材料，采用吸聲材料阻擋超聲換能器部分面積，或采用多超聲換能器結(jié)構(gòu)通過開關(guān)其中若干超聲換能器改變有效發(fā)射孔徑，以及其他類似的方案。
方案三通過改變超聲換能器的工作頻率，改變焦斑區(qū)域的大小以及聚焦增益。具體實施方案對于球面聚焦換能器，焦斑的軸向尺寸與其工作波長(即工作頻率對應(yīng)的波長)和其焦距和孔徑之比的平方有關(guān)，焦斑的橫向尺寸與其工作波長和焦距和孔徑之比有關(guān)。波長或焦距和孔徑之比越大，球面聚焦換能器的軸向尺寸和橫向尺寸就越大。因此，可以通過改變球面聚焦換能器的工作頻率以控制焦斑的大小和形狀。改變超聲換能器的工作頻率可以由驅(qū)動電路配合適當(dāng)?shù)墓Ψ诺匠晸Q能器的阻抗匹配實現(xiàn)。對于寬帶工作模式下的超聲換能器，可以針對脂肪層厚度實時選擇適當(dāng)?shù)母哳l或低頻發(fā)射信號改變焦斑區(qū)域的大小和聚焦增益。 焦斑的軸向尺寸和橫向尺寸的調(diào)整還可以通過改變超聲換能器的聚焦方式(球面自聚焦、柱面自聚焦、軸向屈伸聚焦、橫向壓縮或伸展聚焦)來實現(xiàn)。進(jìn)一步，還可以采用聲透鏡聚焦的方式，制造需要的有效治療區(qū)域；例如，為了擴(kuò)大單次治療的焦斑覆蓋區(qū)域，采用柱面聲透鏡配合矩形平面陶瓷片制造面狀的聚焦區(qū)域可以彌補球面自聚焦焦點過小的局限；或者采用多焦點的聲透鏡實現(xiàn)單次發(fā)射同時獲得多個焦點。再例如，更換不同曲率半徑的透鏡，在不改變超聲換能器壓電元件的情況下改變聚焦匯聚角，獲得不同的聚焦特性。(2)超聲減脂治療頭通過改變超聲換能器焦距、超聲換能器與皮膚的距離以得到所確定的焦斑的位置待治療區(qū)域的治療靶標(biāo)部位往往是指超聲換能器的焦點位置及其焦斑區(qū)域。超聲換能器的焦距是指超聲換能器壓電材料表面到超聲換能器聚焦焦點的距離，在典型的皮下脂肪層超聲減脂治療中，超聲換能器表面距離皮膚的距離與超聲換能器焦點位于皮下的深度之和等于超聲換能器的焦距。在確定焦斑位于皮下的位置之后，可以通過調(diào)整超聲換能器距離表皮的距離或改變超聲換能器的焦距的方式來改變治療靶標(biāo)部位在脂肪層內(nèi)的深度。方案一通過改變換能器與皮膚的距離改變治療靶標(biāo)部位在脂肪層內(nèi)的深度具體實施方案一可以采用合適的彈性材料制作超聲換能器前端耦合液囊，該耦合液囊與超聲換能器耦合液路及儲液容器聯(lián)通。保持超聲換能器水路系統(tǒng)(耦合液囊、液路、儲液容器)的密閉性，利用液壓原理，采用合適的液壓驅(qū)動方式(例如灌注泵、類似針筒注射抽吸等方法)從儲液容器內(nèi)向液路輸出液體進(jìn)入超聲換能器前端耦合液囊，通過增大液囊體積達(dá)到增加治療靶標(biāo)部位在脂肪層內(nèi)的深度的目的；反之，可以通過抽吸液囊內(nèi)的耦合液體減小液囊體積，減小治療靶標(biāo)部位在脂肪層內(nèi)的深度。由于液體的表面張力各向均勻，彈性膜材料可以在合適的彈性范圍內(nèi)保持光滑和平整，便于透過超聲波能量。超聲換能器前端耦合液囊的結(jié)構(gòu)可以是全向性的彈性結(jié)構(gòu)(例如氣球漲縮的方式)，或是有硬邊界限制的彈性結(jié)構(gòu)(例如液囊側(cè)面采用剛性材料限制其漲縮)，或是有硬邊界限制液囊側(cè)面外加機(jī)械推進(jìn)液囊前端面(例如望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦方式)，或是采用活動式的硬支撐結(jié)構(gòu)(例如雨傘開合結(jié)構(gòu))。由于液路系統(tǒng)的密閉性，距離的改變可以通過測量儲液容器內(nèi)液體容積的變化推算，并據(jù)此信息反饋給液壓驅(qū)動保持或調(diào)整該距離。采用機(jī)電控制方法可以精確控制液囊體積的改變，并適合在治療過程中實時調(diào)整。液囊內(nèi)液體的增減也便于給超聲換能器壓電材料散熱。具體實施方案二 采用機(jī)械方式，例如手動或電動機(jī)構(gòu)上下推拉超聲換能器壓電材料及其封裝基臺，調(diào)整超聲換能器壓電材料在治療頭內(nèi)部的高度改變治療靶標(biāo)部位在脂肪層內(nèi)的深度，此方法也適宜治療中實時調(diào)整距離。具體實施方案三聯(lián)合采用上述兩種具體實施方案調(diào)整距離。具體實施方案四采用不同高度的固態(tài)導(dǎo)聲材料，例如聲阻抗特性接近人體組織的水凝膠作為耦合介質(zhì)，也可以改變超聲換能器表面到皮膚表面的距離。方案二 通過改變超聲換能器焦距改變治療靶標(biāo)部位在脂肪層內(nèi)的深度。具體實施方案一改變超聲換能器壓電材料的球面曲率半徑是最直接的改變超聲換能器焦距的辦法?；诟淖兦蛎媲拾霃降乃悸?，還可以采用分瓣式的超聲換能器結(jié)構(gòu)，通過多個瓣片的開合角度來改變焦距；或是采用環(huán)狀相控超聲換能器方法改變焦距；或是采用其他類似的聚焦面異形的方法改變焦距。上述超聲減脂治療頭先獲取待治療區(qū)域的治療情況，后優(yōu)選超聲換能器的參數(shù)的過程可以在超聲減脂治療過程中順序交叉進(jìn)行，或治療前先測量并標(biāo)記脂肪厚度隨位置的變化，在隨后的治療中根據(jù)厚度信息優(yōu)選超聲換能器的參數(shù)。以上超聲減脂治療頭調(diào)整焦斑的大小、位置和形狀的方法并不局限用于球面聚焦換能器，還可以適用于廣義球面自聚焦、廣義柱面聚焦、多瓣式聚焦、平面壓電片配合聲透鏡單焦點或多焦點聚焦、多環(huán)狀聚焦、相控陣單焦點或多焦點聚焦等結(jié)構(gòu)。除上述超聲減脂治療頭的靜態(tài)治療方案外，本發(fā)明實施例的超聲減脂治療頭還可以進(jìn)行動態(tài)治療，比如通過機(jī)械移動超聲換能器的方法連續(xù)掃描治療區(qū)域，同時超聲換能器連續(xù)以特定的脈沖重復(fù)頻率發(fā)射能量，以便更加靈活迅速地改變焦斑位置、焦斑大小。該方案可能導(dǎo)致若干種人體組 織效應(yīng)，由于緊密相鄰的發(fā)射焦點之間所產(chǎn)生的氣泡云效應(yīng)，在緊鄰上一焦點位置可以借助上次發(fā)射殘余的氣泡云，以較低的超聲能量激發(fā)當(dāng)前位置的聲空化，或產(chǎn)生由于聲空化導(dǎo)致的增強(qiáng)的組織熱效應(yīng)，或兼具同時產(chǎn)生組織熱效應(yīng)和非熱機(jī)械效應(yīng)。配以合適的實時監(jiān)控手段，緊鄰的連續(xù)發(fā)射治療模式可以利用更少的能量維持整個治療過程中的聲空化效應(yīng)，加快治療速度，縮短治療時間，達(dá)到更加均勻的體積治療效果O具體實現(xiàn)方式可以為利用機(jī)械位移控制系統(tǒng)制造患者皮膚和治療頭之間的相對滑動位移，保證治療頭的運動軌跡(焦點移動軌跡)覆蓋整個治療區(qū)域。同時，治療頭內(nèi)的超聲換能器根據(jù)治療頭移動速度和方向，采用優(yōu)選聲發(fā)射參數(shù)(超聲波頻率、脈沖幅度、脈沖寬度和脈沖重復(fù)頻率)發(fā)射超聲波進(jìn)行治療。使用超聲波或紅外線傳感器對治療過程中的聲空化和皮下組織溫度、或?qū)崟r的超聲影像反饋進(jìn)行實時監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整下一次聲發(fā)射的參數(shù)。下一個治療位置可以根據(jù)上一個治療位置的空化強(qiáng)度、范圍或溫度變化大小，適當(dāng)調(diào)整間隔距離(加快或減慢治療頭移動速度)，提高有效治療的把握。其他實現(xiàn)方式可以在治療頭內(nèi)置控制超聲換能器小范圍移動或擺動的機(jī)械裝置(微型馬達(dá)傳動、液壓、氣動、彈簧等方式)來實現(xiàn)治療頭和超聲換能器的復(fù)合運動，或采用相控陣方式代替超聲換能器內(nèi)置移動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)焦點電子偏轉(zhuǎn)；其目的在于實現(xiàn)靈活的焦點移動方式。連續(xù)移動中調(diào)整焦點位移速度和優(yōu)選發(fā)射參數(shù)的方案可以優(yōu)化治療模式，綜合選用以機(jī)械效應(yīng)或熱效應(yīng)為主、或組合效應(yīng)進(jìn)行脂肪破壞治療。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍?！?br> 權(quán)利要求
1.一種超聲減脂治療頭的工作方法，所述超聲減脂治療頭包括一超聲換能器，其特征在于，所述工作方法包括獲取待治療區(qū)域的治療情況；根據(jù)所獲取的治療情況確定超聲換能器的焦斑的大小、位置和形狀；調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小、位置和形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲減脂治療頭的工作方法，其特征在于，所述待治療區(qū)域的治療情況包括待治療區(qū)域的脂肪層厚度，所述獲取待治療區(qū)域的治療情況包括向所述待治療區(qū)域發(fā)射一超聲波窄脈沖；獲取耦合液體與表皮的層間界面反射的第一超聲回波、和脂肪與肌肉的層間界面反射的第二超聲回波之間的時間間隔；將所述時間間隔乘以脂肪組織的平均聲速后除以2，得到所述待治療區(qū)域的脂肪層厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲減脂治療頭的工作方法，其特征在于，所述調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小、位置和形狀包括調(diào)整所述超聲換能器的焦距和孔徑之比，以得到所確定的焦斑的大??；或調(diào)整所述超聲換能器的有效發(fā)射面積，以得到所確定的焦斑的大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲減脂治療頭的工作方法，其特征在于，所述調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小和位置包括調(diào)整所述超聲換能器的焦距和/或所述超聲換能器表面到皮膚表面的距離，以得到所確定的焦斑的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲減脂治療頭的工作方法，其特征在于，所述焦斑的形狀包括所述焦斑的軸向尺寸和橫向尺寸，所述調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小和位置包括調(diào)整所述超聲換能器的工作波長以及焦距和孔徑之比，以得到所確定的焦斑的軸向尺寸和橫向尺寸。
6.一種超聲減脂治療頭，包括一超聲換能器，其特征在于，所述超聲減脂治療頭還包括用于獲取待治療區(qū)域的治療情況的測量模塊；用于根據(jù)所獲取的治療情況確定超聲換能器的焦斑的大小和位置的確定模塊；用于調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小、位置和形狀的控制豐吳塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲減脂治療頭，其特征在于，所述待治療區(qū)域的治療情況包括待治療區(qū)域的脂肪層厚度，所述測量模塊包括用于向所述待治療區(qū)域發(fā)射一超聲波窄脈沖的發(fā)射子模塊；用于獲取耦合液體與表皮的層間界面反射的第一超聲回波、和脂肪與肌肉的層間界面反射的第二超聲回波之間的時間間隔的測量子模塊；用于將所述時間間隔乘以脂肪組織的平均聲速后除以2，得到所述待治療區(qū)域的脂肪層厚度的獲取子模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲減脂治療頭，其特征在于，所述控制模塊包括用于調(diào)整所述超聲換能器的焦距和孔徑之比，以得到所確定的焦斑的大小；或 調(diào)整所述超聲換能器的有效發(fā)射面積，以得到所確定的焦斑的大小的第一控制子模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲減脂治療頭，其特征在于，所述控制模塊包括 用于調(diào)整所述超聲換能器的焦距和/或所述超聲換能器表面到皮膚表面的距離，以得到所確定的焦斑的位置的第二控制子模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲減脂治療頭，其特征在于，所述焦斑的形狀包括所述焦斑的軸向尺寸和橫向尺寸，所述控制模塊包括 用于調(diào)整所述超聲換能器的工作波長以及焦距和孔徑之比，以得到所確定的焦斑的軸向尺寸和橫向尺寸的第三控制子模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超聲減脂治療頭及其工作方法，屬于醫(yī)用超聲治療領(lǐng)域。其中，該超聲減脂治療頭的工作方法，所述超聲減脂治療頭包括一超聲換能器，所述工作方法包括獲取待治療區(qū)域的治療情況；根據(jù)所獲取的治療情況確定超聲換能器的焦斑的大小和位置；調(diào)整所述超聲換能器的工作參數(shù)，以得到所確定的焦斑的大小和位置。本發(fā)明的技術(shù)方案能夠提高超聲治療的安全性和有效性。
文檔編號A61N7/02GK103028203SQ201110302600
公開日2013年4月10日 申請日期2011年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月9日
發(fā)明者印向濤, 費興波, 于晉生, 姜克明, 王宏圖 申請人:北京匯?？滇t(yī)療技術(shù)有限公司