利索能及
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专利号: 2016112223796
申请人: 南京师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高强度聚焦超声治疗疗效监测和超声剂量控制方法,其特征在于:控制系统包括顺序相连的计算机、信号发生器、功率放大器、HIFU换能器、电极以及阻抗分析仪,所述HIFU换能器在水中产生的超声波在组织中心聚焦,组织表面相对应的两面对称布置电极并通过平衡输出连接阻抗分析仪,所述阻抗分析仪同时连接计算机;

控制方法包括以下步骤:

(1)建立HIFU治疗系统和电阻抗监测系统,通过计算机控制信号源输出和HIFU换能器同频且幅度可调的正弦信号,经过功率放大器放大后驱动HIFU换能器产生超声波,通过水的传播后在组织中间聚焦,形成椭球形的HIFU治疗热损伤焦域,组织表面的电极连接阻抗分析仪,在计算机的控制下实时测量电阻抗并保存;

(2)通过固定信号源输出信号的幅度,在治疗时间内以0.1~1s的固定时间间隔实时测量组织电阻抗,并计算得到RIV随时间的分布曲线,结合时间间隔计算RIVR,利用组织RIV与治疗时间、声功率与组织电阻抗之间的线性关系,得到当前驱动条件下HIFU换能器的输出声功率;

(3)设定HIFU焦域径向±0.4mm范围内达到组织热损伤临界温度70℃,认为在该范围内达到了HIFU治疗疗效,基于达到治疗疗效时RIV和声功率的反比关系,根据步骤(2)计算出的当前声功率,进而利用RIV实时测量来监测组织的HIFU治疗疗效,实现剂量控制;

(4)根据所需治疗时间和声功率平方的反比关系,根据步骤(2)所计算出的当前声功率,计算达到HIFU治疗疗效时所需要的治疗时间,实现剂量控制。

2.根据权利要求1所述的高强度聚焦超声治疗疗效监测和超声剂量控制方法,其特征在于:所述电极包括2根或4根条状银电极,电极和组织之间设置导电胶。

3.根据权利要求1所述的高强度聚焦超声治疗疗效监测和超声剂量控制方法,其特征在于:所述HIFU换能器为直径10cm、焦距10cm、中心频率1.13MHz的球壳聚焦超声换能器。

4.根据权利要求1所述的高强度聚焦超声治疗疗效监测和超声剂量控制方法,其特征在于:步骤(2)电阻抗测量和超声频率设定不同,所述HIFU换能器发出的超声频率范围为

0.5-5MHz,电阻抗测量的频率范围50–500kHz。

5.根据权利要求1所述的高强度聚焦超声治疗疗效监测和超声剂量控制方法,其特征在于:步骤(2)组织电阻抗相对变化率与声功率的关系为:RIVR≈0.015PA×100%/s。

6.根据权利要求1所述的高强度聚焦超声治疗疗效监测和超声剂量控制方法,其特征在于:步骤(3)在达到HIFU治疗疗效时,RIV和声功率的反比关系:RIV≈9.8/PA;治疗时间和声功率的平方反比关系:Δt≈680/PA2。