阅读说明：本技术 一种慢性盆腔疼痛综合征治疗头及其装置 (Head and device for treating chronic pelvic pain syndrome ) 是由 江湛成 李夫进 李光庆 陈明 梁朝朝 王志平 于 2020-03-31 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种慢性盆腔疼痛综合征治疗头及其装置,所述慢性盆腔疼痛综合征治疗头包括：一次性耦合膜、电磁杯、弧形振膜组件、弧形发射器、金属线圈和座套组件,所述一次性耦合膜设置于所述电磁杯上,所述弧形振膜组件设置于所述电磁杯和所述金属线圈之间,所述金属线圈附着设置于所述弧形发射器的内壁上,所述弧形发射器设置于所述座套组件上；其中,所述弧形发射器在预设垂直高度范围内的入射面能流密度等于其出射面能流密度。本发明能使得产生的冲击波在离治疗头发生器端口固定距离处汇聚成一个稳定的能量空间,进而有效区域覆盖整个前列腺以实现冲击波治疗,其过程无创、安全且无副作用,操作简单,治疗快速,人力和时间开销小,治疗成本低。(The invention provides a chronic pelvic pain syndrome treatment head and a device thereof, wherein the chronic pelvic pain syndrome treatment head comprises: the electromagnetic wave receiver comprises a disposable coupling film, an electromagnetic cup, an arc-shaped vibrating diaphragm assembly, an arc-shaped emitter, a metal coil and a seat cover assembly, wherein the disposable coupling film is arranged on the electromagnetic cup, the arc-shaped vibrating diaphragm assembly is arranged between the electromagnetic cup and the metal coil, the metal coil is arranged on the inner wall of the arc-shaped emitter in an attached mode, and the arc-shaped emitter is arranged on the seat cover assembly; and the energy flow density of the incident surface of the arc-shaped emitter in the preset vertical height range is equal to the energy flow density of the emergent surface of the arc-shaped emitter. The invention can lead the generated shock waves to be converged into a stable energy space at a fixed distance from the port of the therapeutic head generator, and further the effective area covers the whole prostate to realize shock wave therapy.)

一种慢性盆腔疼痛综合征治疗头及其装置

技术领域

本发明涉及一种治疗头，尤其涉及一种慢性盆腔疼痛综合征治疗头，并涉及包括了该慢性盆腔疼痛综合征治疗头的慢性盆腔疼痛综合征治疗装置。

背景技术

慢性盆腔痛(Chronic Pelvic Pain Syndromes，CPPS)的病因学复杂，发病机制未明，其主要表现为骨盆区域疼痛、排尿异常和生活质量下降等，疼痛是其最主要的症状，也是影响患者生活质量的主要原因之一，因此临床治疗CPPS以缓解疼痛为主，主要包括抗生素治疗、α-受体阻滞剂类药物治疗、非甾体抗炎类药物治疗、植物制剂、神经调节类药物、其他药物以及手术治疗等，还包括辅助疗法，辅助疗法包括前列腺按摩、生物反馈电刺激和热疗等。

抗生素治疗，对于早期诊断的患者，治疗效果较理想，该疗法对于病程长及非初治患者疗效不明显；α-受体阻滞剂类药物治疗，能够促使紧张的膀胱颈和前列腺组织松弛，降低尿道闭合压改善排尿功能，消除前列腺炎患者的症状，该疗法不适合病程较长的患者，且疗程往往需要12周以上；非甾体抗炎类药物，该类疗法仅对一部分患者有效，且需要至少6周的疗程；植物制剂治疗CPPS，目前处于试验研究阶段，研究提示该类疗法对CPPS有效，有报道槲皮素对非细菌前列腺炎有良好的作用，但是需要寻找依从性好、不良反应少和毒性低的植物；神经调节类药物，针对精神心理因素的患者，在改善患者情绪障碍症状的同时，也明显改善患者身体的不适和疼痛，在使用该类药物时必须重视不良反应；其他类药物，例如降低尿酸类药物对尿液反流的患者可能有效，微量元素、维生素和免疫抑制剂等也只是对某些特定患者有效；手术方法中，大致有3种基本的手术方法用于治疗CPPS：①切除可见的病灶，恢复解剖，尤其是腹腔镜手术；②切除盆腔脏器；③神经去除术，总的来说，对于慢性盆腔痛的治疗现状是针对各种术式均缺乏广泛和规范化的研究，临床医生需谨慎接纳相关结论。

另一方面，物理辅助治疗是常规的镇痛和消炎方法，如按摩、电刺激和热疗，该类疗法通过使前列腺变软、肌肉松弛和促进血液循环等原理改善症状，具有短期内缓解症状的作用，长期的疗效目前还缺少支持性资料。

综上所述，现有技术中，药物单一使用，仅对适应症患者有效，且往往疗程较长，总体效果不理想；联合用药相互作用会引起副作用；采用手术方法有创，切除脏器或神经不能为大多数患者所接受；采用物理辅助治疗，如前列腺按摩、生物反馈治疗和热疗等长期疗效不理想，复发率高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种无创且安全的慢性盆腔疼痛综合征治疗头，进而达到操作简单，治疗快速，降低人力和时间开销，可与药物协同治疗的目的；并进一步提供包括了该慢性盆腔疼痛综合征治疗头的慢性盆腔疼痛综合征治疗装置。

对此，本发明提供一种慢性盆腔疼痛综合征治疗头，包括：一次性耦合膜、电磁杯、弧形振膜组件、弧形发射器、金属线圈和座套组件，所述一次性耦合膜设置于所述电磁杯上，所述弧形振膜组件设置于所述电磁杯和所述金属线圈之间，所述金属线圈附着设置于所述弧形发射器的内壁上，所述弧形发射器设置于所述座套组件上；其中，所述弧形发射器在预设垂直高度范围内的入射面能流密度等于其出射面能流密度。

本发明的进一步改进在于，所述弧形发射器通过弧形发射器的出射能量大小、弧形发射器的出射面面积、垂直高度以及声能衰减系数计算其发射能量大小和入射面面积。

本发明的进一步改进在于，通过前列腺三维尺寸、弧形发射器到前列腺的距离以及声能衰减系数计算所述弧形发射器的弧面夹角及球心半径，具体为：通过公式I＝E₁/S₁＝E₂/S₂和E₂＝(1-αh)E₁，计算入射面的面积S₁＝S₂/(1-αh)，进而通过出射面的面积S₂、入射面的面积S₁以及前列腺的冲击波波束轴向长度h得到冲击波波束的夹角，该冲击波波束的夹角为弧形发射器3的弧度夹角；然后通过选定弧形发射器3与前列腺23的距离H，计算出弧形发射器3的球心半径，从而确定弧形发射器3的发射面尺寸；其中，I为冲击波波束在前列腺入射面和出射面的能流密度，E₁为所述冲击波波束在前列腺入射能量大小，S₁为所述冲击波波束在前列腺入射面的面积，E₂为所述冲击波波束在前列腺出射能量大小，S₂为所述冲击波波束在前列腺出射面的面积，α为水或水凝胶的声能衰减系数，h为前列腺的冲击波波束轴向长度。

本发明的进一步改进在于，所述金属线圈为圆形或椭圆形的金属线圈。

本发明的进一步改进在于，所述弧形振膜组件包括橡胶膜和金属振膜，所述金属振膜为设置于所述橡胶膜底部的圆形或椭圆形金属振膜。

本发明的进一步改进在于，还包括绝缘膜，所述绝缘膜设置于所述金属振膜和金属线圈之间。

本发明的进一步改进在于，还包括磁盘压板，所述弧形发射器通过所述磁盘压板设置于所述座套组件上。

本发明的进一步改进在于，所述座套组件包括把手和杯座套，所述把手套设于所述杯座套内。

本发明还提供一种慢性盆腔疼痛综合征治疗装置，包括了如上所述的慢性盆腔疼痛综合征治疗头，还包括主机，所述主机包括主机前罩、液晶显示屏、治疗头接口、高频高压电源系统、反馈控制系统、高压储能系统、触发系统、主机底板和主机后罩，所述液晶显示屏和治疗头接口设置于所述主机前罩上，所述高频高压电源系统通过所述治疗头接口连接至所述慢性盆腔疼痛综合征治疗头，所述反馈控制系统、高压储能系统和触发系统均设置于所述主机底板上，所述主机前罩、主机底板和主机后罩组合安装；其中，所述高频高压电源系统通过移相软开关PWM逆变电路实现输出电压的调整和控制。

本发明的进一步改进在于，所述高频高压电源系统采用风冷和循环油泵实现双循环冷却系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过相互配合的弧形振膜组件、弧形发射器和金属线圈等设计，使得所述弧形发射器在预设垂直高度范围内的入射面能流密度等于其出射面能流密度，进而产生的冲击波在离治疗头发生器端口固定距离处汇聚成一个稳定的能量空间，其能量空间能够有效区域覆盖整个前列腺以实现冲击波治疗，能够实现对前列腺等慢性盆腔疼痛综合征的治疗，其过程无创、安全且无副作用，操作简单，治疗快速，人力和时间开销小，治疗成本比药物低很多，经济价值大；并且，由于局部治疗对身体其他部位无影响，本发明会比药物引起全身负荷更有优势，可长期使用，可以与药物协同治疗，避免药物在长期使用时的副作用。

附图说明

图1是本发明一种实施例的爆炸结构示意图；

图2-1是本发明一种实施例的冲击波治疗能量空间示意图；

图2-2是本发明一种实施例的冲击波治疗能量空间在实际应用中的示意图；

图3是本发明一种实施例的弧形发射器的剖面结构示意图；

图4是本发明一种实施例的临床应用示意图；

图5是本发明一种实施例的剖面结构示意图；

图6是本发明一种实施例的慢性盆腔疼痛综合征治疗装置的结构示意图；

图7是本发明一种实施例的移相软开关PWM逆变电路原理图；

图8是本发明一种实施例的移相软开关驱动输出波形示意图；

图9是本发明一种实施例的风冷和循环油泵双循环冷却系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。

体外冲击波传递在体内传导的过程中，在不同密度组织间产生能量梯度差和扭拉力，人体软组织与水具有相同的声阻抗，而骨组织声阻抗大约为水的5倍，由于冲击波在相同声阻抗的介质中可无衰减地直线传导，故冲击波在水和人体软组织间传播时损耗较小，当冲击波遇到不同声阻抗的介质(如骨组织或结石)时，因声阻抗突然改变，震波能量得以释放，其所产生的切应力和空化效应可引起结石或骨质破碎，从而引起组织细胞内发生一系列生物化学效应：①通过刺激血管内皮生长因子(vascular endothelial growthfactor，VEGF)增殖，增加局部血供，从而促进新生血管形成；②体外冲击波可使骨组织产生微裂隙，造成骨膜下出血，骨小梁微损伤，髓腔小量出血，引起骨折区新的创伤反应，激惹了炎症和较大的血管反应，增加了局部血供，从而诱导血管化发生，促进骨折愈合；③当体外冲击波传至软组织与骨组织的交界面时，因其抗张和抗压能力不同，体外冲击波会产生不同的机械应力，进而引起软组织弹性形变，松解关节和软组织粘连，尤其对肌肉和肌腱附着点处的松解作用最为明显；④体外冲击波不仅可选择性破坏无髓鞘外周感觉神经纤维，还可对痛觉感受器造成高度刺激，使神经敏感性降低，神经传导受阻，起到长期镇痛的作用。

体外冲击波按照能量大小分为高能量中能量和低能量，高能量体外冲击波的应用有体外冲击波碎石、骨折愈合和治疗股骨头坏死等等；中能量体外冲击波的应用有治疗足底筋膜炎、肱骨外上髁炎、肩周炎、治疗跳跃膝髌腱炎和跟腱损伤等等；低能量体外冲击波的应用有治疗勃起功能障碍和冠心病等等。

体外冲击波对CPPS的治疗作用是多重因素综合作用的结果，一方面是通过机械效应和NO(一氧化氮)直接或间接的舒张血管，促进局部血液循环，加速疼痛介质的稀释和讲解；另一方面可以提高局部转化生产因子(TGF)、血管内皮生长因子(VEGF)的浓度，促进局部组织和血管的生产和修复，同时还可以抑制前列腺组织的细菌繁殖，降低钙盐的沉积，调节局部的免疫反应。另外，体外冲击波特有的降低神经敏感性，提高疼痛阈值，起到长期镇痛的作用能够明显改善CPPS。

因此，如图1至图5所示，本例提供一种慢性盆腔疼痛综合征治疗头，包括：一次性耦合膜1、电磁杯2、弧形振膜组件、弧形发射器3、金属线圈4和座套组件，所述一次性耦合膜1设置于所述电磁杯2上，所述弧形振膜组件设置于所述电磁杯2和所述金属线圈4之间，所述金属线圈4附着设置于所述弧形发射器3的内壁上，所述弧形发射器3设置于所述座套组件上；其中，所述弧形发射器3在预设垂直高度范围内的入射面能流密度等于其出射面能流密度，所述入射面能流密度指的是入射面21的能流密度；所述出射面能流密度指的是出射面22的能流密度；所述弧形发射器3指的是内壁为弧形的冲击波发射构件；所述弧形振膜组件指的是包括了金属振膜6的振膜组件，其弧形优选为椭圆形；所述预设垂直高度范围指的是针对前列腺23位置所预先设定的垂直高度范围值。

如图2-1和图3所示，本例由主机产生触发能量，触发能量通过高压传输的电极线传导至所述金属线圈4，电能通过所述金属线圈4释放推动金属振膜6使得瞬间振动产生冲击波，冲击波能量通过弧形发射器3而产生汇聚作用；所述弧形发射器3优选为圆弧形发射器，优选通过陶瓷实现其基座。治疗头能量传导可使用水传导或采用一次性水凝胶24传递，易于安装更换，每次治疗结束更换水凝胶24则带走波源的热量，更换新的水凝胶24则保持舒适的温度，保证了设备连续使用的舒适度。

值得一提的是，本例所述弧形发射器3所发射的冲击波波束在预设垂直高度范围内在前列腺23入射面能流密度等于其在前列腺出射面能流密度，这样设计的原因在于，人体的前列腺23体积和深度是有一定的范围的，但是对前列腺23的治疗，不能通过冲击波的焦点20的能量来实现，一来，冲击波的焦点20的能量过于集中，其能量不能有效覆盖整个前列腺23；另一方面，前列腺23近似椭球体，对前列腺23治疗，就不仅仅要考虑面治疗，还要考虑入射和出射的治疗能量一致性问题，这是本领域中从来没有人提出过，也没有解决的技术问题。因此，本例通过前列腺三维尺寸、弧形发射器3到前列腺23的距离以及声能衰减系数计算所述弧形发射器的弧面夹角及球心半径，具体为：通过公式I＝E₁/S₁＝E₂/S₂和E₂＝(1-αh)E₁，计算入射面的面积S₁＝S₂/(1-αh)，进而通过出射面的面积S₂、入射面的面积S₁以及前列腺的冲击波波束轴向长度h得到冲击波波束的夹角，该冲击波波束的夹角为弧形发射器3的弧度夹角，其中，图2-2的θ为波束边缘线与波束轴线的夹角，而冲击波波束的夹角和弧形发射器3的弧度夹角则为2θ，即波束边缘线与波束轴线的夹角θ的两倍；然后通过选定弧形发射器3与前列腺23的距离H，计算出弧形发射器3的球心半径，从而确定弧形发射器3的发射面尺寸；其中，I为冲击波波束在前列腺23入射面和出射面的能流密度，E₁为所述冲击波波束在前列腺23入射能量大小，S₁为所述冲击波波束在前列腺23入射面的面积，E₂为所述冲击波波束在前列腺23出射能量大小，S₂为所述冲击波波束在前列腺23出射面的面积，α为水或水凝胶的声能衰减系数，h为前列腺23的冲击波波束轴向长度。

更为具体的，如图2-2所示，人体的前列腺23大约是前后径40mm(即图2-2中的r2的两倍)、上下径30mm(即图2-2中的h)以及左右径30mm，这里的前后、上下、左右是以人体的方向来定的，如前后就是人体的前后；前列腺23位于会阴部皮肤深度约30mm位置的特点，本例通过设计所述弧形发射器3在预设垂直高度范围内的入射面能流密度等于其出射面能流密度，其产生的冲击波波束能够完全覆盖前列腺23，并保证冲击波波束的能流密度在覆盖前列腺23的体积内保持稳定，能流密度控制为稳定可调的0.1mJ/mm2～0.4mJ/mm2。水或水凝胶的声能衰减系数α，所述弧形发射器3的入射面21与出射面22的距离为h(即前列腺23的冲击波波束轴向长度)，所述弧形发射器3的入射面21面积S1，对应的所述弧形发射器3的发射能量大小E1，所述弧形发射器3的出射面22面积是S2，对应的所述弧形发射器3的出射能量大小E2。根据入射面和出射面能流密度相等，E1/S1＝E2/S2，出射面能量E2＝(1-αh)E1，可计算入射面面积S1＝S2/(1-αh)，进而计算出冲击波波束的夹角2θ，亦即弧形发射器3的弧度夹角；再通过选定弧形发射器3与前列腺23的距离H，计算出弧形发射器3的球心半径，从而确定弧形发射器3的发射面尺寸。

优选的，如图2-2，所述弧形发射器3的出射面22优选为直径是40mm的圆，弧形发射器3与前列腺23的距离H优选为60mm；或者，所述弧形发射器3的出射面22为长径是40mm，短径是30mm的椭圆，弧形发射器3与前列腺23的距离H为60mm。入射能流密度等于出射能流密度的设计，能在前列腺体范围内产生能量稳定的冲击波能量空间，如图2-1、图2-2和图4所示，进而作用于整个前列腺体，以实现不同于现有的聚焦冲击波小范围多段治疗，且针对前列腺体位置的入射面能流密度等于其出射面能流密度，能量空间内的能量均匀，治疗效果稳定且可靠，这对于慢性盆腔疼痛综合征治疗来说，是一大突破。

优选的，本例所述金属线圈4为圆形或椭圆形的金属线圈，所述金属线圈设计成圆形，则对所述弧形发射器3的圆弧度进行设计；所述金属线圈4设计成椭圆形，则可以直接通过椭圆形的金属线圈4发出推动金属振膜6的椭圆形振动产生冲击波，椭圆形的冲击波能量通过弧形发射器3而产生汇聚，进而得到的波束横截面会更加适合于前列腺体的治疗。

如图1所示，本例所述弧形振膜组件包括橡胶膜5和金属振膜6，所述金属振膜6为设置于所述橡胶膜5底部的椭圆形金属振膜，这样的设计是为了适应前列腺体治疗的特殊应用环境需求，这一点，也是现有技术所没有披露过的。

如图1所示，本例还包括绝缘膜7，所述绝缘膜7设置于所述金属振膜6和金属线圈4之间，进而实现冲击波的能量传递，且达到很好的绝缘效果。

如图1所示，本例还包括磁盘压板8，所述弧形发射器3通过所述磁盘压板8设置于所述座套组件上；所述座套组件包括把手9和杯座套10，所述把手9套设于所述杯座套10内。所述磁盘压板8设置有通孔802，用于实现电极线等设置；所述把手9的两侧设置有用于卡合的第一凹槽901，用于增加安装的稳定性；相应的，所述磁盘压板8的两侧也设置有用于卡合的第二凹槽801，所述第二凹槽801的位置与所述第一凹槽901的位置对应设置；所述磁盘压板8的外侧设置有固定孔803，用于实现与所述把手9之间的固定。

如图6所示，本例还提供一种慢性盆腔疼痛综合征治疗装置，包括了如上所述的慢性盆腔疼痛综合征治疗头，还包括主机，所述主机包括主机前罩11、液晶显示屏12、治疗头接口13、高频高压电源系统14、反馈控制系统、高压储能系统15、触发系统、主机底板16和主机后罩17，所述液晶显示屏12和治疗头接口13设置于所述主机前罩11上，所述高频高压电源系统14通过所述治疗头接口13连接至所述慢性盆腔疼痛综合征治疗头，所述反馈控制系统、高压储能系统15和触发系统均设置于所述主机底板16上，所述主机前罩11、主机底板16和主机后罩17组合安装；其中，所述高频高压电源系统14通过移相软开关PWM逆变电路19实现输出电压的调整和控制，所述高频高压电源系统14通过电极线将触发能量传导至所述金属线圈4；所述慢性盆腔疼痛综合征治疗头在图6中标识为治疗头25。其中，反馈控制系统和触发系统为集成于所述主机的辅助系统，该主机配合所述慢性盆腔疼痛综合征治疗头能够产生稳定度非常好的能流密度为0.1mJ/mm²～0.4mJ/mm²的冲击波能量，非常适合于慢性盆腔疼痛综合征的临床应用。

其中，本例还优选包括与所述高频高压电源系统14相连接的高压散热系统18，所述高压散热系统18为风冷和循环油泵的双循环冷却系统；本例还优选包括波源机械臂，所述主机前罩11上安装有液晶显示屏12和治疗头接口13，所述液晶显示屏12优选含有人机交换控制系统，选择适合的系统参数，控制所述高压电容箱等高压储能系统15、高压散热系统18(图9所示的风冷和循环油泵双循环冷却系统)以及触发系统工作；主机底板16安装有控制系统、高频高压电源系统14、触发系统；波源机械臂安装在主机后罩17的安装槽内，用于放置治疗头，并通过机械臂能够调整治疗头使用角度。反馈控制系统将整机系统的输出参数加以实时监测，并反馈至控制端，以保证系统可靠稳定运行；但当整机输出系统产生超过设定限值时，系统将停止工作并显示故障代码信息。

如图7和图8所示，本例优选采用移相软开关PWM逆变电路19实现冲击波能量的控制，现有的硬开关PWM(脉宽调制)逆变电路结构存在较大开关损耗使功率开关管发热的缺陷，并且难以达到较高频率的开关速度；因此，本例采用软件控制的移相软开关PWM逆变电路，并在整机使用风冷的基础上加装油冷方法，如图9所示，以大大提高了整机系统的散热条件。

本例所述移相软开关PWM逆变电路19也称电源电路，该电源电路的充放电能够稳定的达到较高频率，输出的冲击波性能更加稳定，能够保证整机在触发频率范围内聚焦体区域冲击波能流密度可达到并保持稳定的最高能流密度0.4mJ/mm2，因此，本例的工作效率高、频率快且性能更稳定，其冲击波能量空间(也称冲击波能量作用面所在的空间)可以覆盖整个前列腺体或慢性盆腔疼痛部位。

如图7和图8所示，本例所述移相软开关PWM逆变电路19通过软件信号控制驱动4个开关管的栅极，控制开关管Q1和开关管Q2相位差180°，开关管Q3和开关管Q4相位差180°，开关管Q1、开关管Q2和开关管Q3、开关管Q4共通一个移相角θ，通过控制该相位角的大小来调节输出电压U_O，当然输出电压U_O信号的频率是由软件控制信号驱动开关管来决定的，本系统优选采用40kHz高频信号。

如图9所示，本例所述高频高压电源系统14采用风冷和循环油泵实现双循环冷却系统。具体的，本例所述高频高压电源系统14选用两个风扇，一进一出气流顺畅；所述高频高压电源系统14的高压组件配有循环油泵利于变压器油循环带走热量，经此双循环冷却系统足以保证所述高频高压电源系统14不会因为系统温升而导致故障，提高了产品的稳定性。

在此基础上，本例还可以通过调整弧形发射器3的不同弧度，配合以金属线圈4和金属振膜6，进而实现不同高度及范围的能量汇聚体，可拓展冲击波多适应症的应用。

综上所述，本例通过相互配合的弧形振膜组件、弧形发射器3和金属线圈4等设计，使得所述弧形发射器3在预设垂直高度范围内的入射面能流密度等于其出射面能流密度，进而产生的冲击波在离治疗头发生器端口固定距离处汇聚成一个稳定的能量空间，其能量空间能够有效区域覆盖整个前列腺23以实现冲击波治疗，能够实现对前列腺等慢性盆腔疼痛综合征的治疗，其过程无创、安全且无副作用，操作简单，治疗快速，人力和时间开销小，治疗成本比药物低很多，经济价值大；并且，由于局部治疗对身体其他部位无影响，本申请会比药物引起全身负荷更有优势，可长期使用，可以与药物协同治疗，避免药物在长期使用时的副作用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。