阅读说明：本技术 一种用于hifu治疗的b超监视运动机构 (B-ultrasonic monitoring movement mechanism for HIFU treatment ) 是由 张立坤 陈铃 陈义胜 何烨 肖峰 于 2019-11-13 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于HIFU治疗的B超监视机构,包括：升降马达模块,包括升降电机和丝杆螺母机构；升降机构导向模块,与丝杆螺母机构连接；升降缸筒,与升降机构导向模块相互配合,以形成精密导向运动副；以及B超探头固定模块,通过一压力变送器与所述升降机构导向模块相连,其上设有一B超探头。本发明的B超监视机构采用设置在升降机构导向模块和B超探头固定模块的压力变送器,通过施加于两侧的压力差产生测量信号,使得压力变送器仅测量施加于患者的压力,而不测量系统摩擦力,可实现根据治疗需要带动B超探头精确运动,准确定位和监视病灶区,提高治疗的区域设定精度和过程的监视质量。(The invention provides a B ultrasonic monitoring mechanism for HIFU treatment, comprising: the lifting motor module comprises a lifting motor and a screw rod nut mechanism; the lifting mechanism guide module is connected with the screw rod nut mechanism; the lifting cylinder barrel is matched with the lifting mechanism guide module to form a precise guide kinematic pair; and the B ultrasonic probe fixing module is connected with the lifting mechanism guide module through a pressure transmitter, and is provided with a B ultrasonic probe. The B-ultrasonic monitoring mechanism of the invention adopts the pressure transmitters arranged on the lifting mechanism guide module and the B-ultrasonic probe fixing module, generates a measuring signal by the pressure difference applied to two sides, ensures that the pressure transmitter only measures the pressure applied to a patient, but not measures the friction force of the system, can realize the driving of the B-ultrasonic probe to accurately move according to the treatment requirement, accurately position and monitor the focus area, and improves the setting precision of the treatment area and the monitoring quality of the process.)

一种用于HIFU治疗的B超监视运动机构

技术领域

本发明属于上置式高强度聚焦超声(HIFU)治疗超声引导领域，涉及一种B超监视运动机构。

背景技术

高强度聚焦超声治疗(HIFU治疗)是近些年发展起来的一种无创治疗方法，特别是在肿瘤消融领域有良好的效果。该技术是将体外低能量超声波聚焦于体内靶区，在肿瘤内产生瞬间高温、空化和机械作用等生物学效应，杀死靶区内的肿瘤细胞。

目前国内外广泛应用的是以B超图像引导的HIFU治疗系统。该系统是利用B超图像对病灶进行定位和监控，精准治疗。B超距病灶的距离越短，其图像质量越好，定位监控也就越精准。

B超探头工作在高强度聚焦超声治疗环境中，B超探头的停留位置应避开或远离治疗超声发射或反射的焦点，降低受损的几率。因此大多数情况下，HIFU治疗中，B超探头应远离治疗焦点至安全位置，实现远距离监控。B超监视机构依靠B超图像实现病灶定位、治疗过程监控以及治疗前后效果影像对比等作用。B超监视机构的运动的位置精度、稳定可靠性直接影响整个系统的治疗精度和效果。

现有的B超探头是采用机械机构驱动，为防止医疗事故的发生，当B超探头对患者施加的压力需要准确测量控制。然而，现有的B超监视运动设备采用弹簧支撑传动装置作为压力保护装置，由于设备本身摩擦力较大和长时间泡水使用，常因水垢影响增加摩擦阻力，致使B超探头不能有效按设计要求进行移动和定位，因此不能保证精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于HIFU治疗的B超监视运动机构，以解决因运动部件摩擦阻力影响导致系统故障的问题，同时可以有效控制B超探头施加于患者的压力和其刚度，保持B超探头相对治疗焦点静止，提高治疗精度和安全性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于HIFU治疗的B超监视机构，包括：升降马达模块，包括升降电机和丝杆螺母机构；升降机构导向模块，与所述丝杆螺母机构连接；升降缸筒，与升降机构导向模块相互配合，以形成精密导向运动副；以及B超探头固定模块，通过一压力变送器与所述升降机构导向模块相连，其上设有一B超探头。

所述升降马达模块固定于一基体平台上。

所述丝杆螺母机构包括相互配合的升降丝杆和升降螺母，升降丝杆与所述升降马达模块的升降电机连接，升降螺母与所述升降机构导向模块连接。

所述升降机构导向模块包括导向环件和嵌入导向环的外壁上的开孔内的支撑轴承，且所述升降机构导向模块和升降缸筒采用刚性接触。

所述支撑轴承采用钢珠或滚轮。

所述压力变送器的数量为多个，且沿圆周均分布置在所述升降机构导向模块和所述B超探头固定模块之间。

所述压力变送器的数量为2个或4个。

所述压力变送器与所述升降机构导向模块和所述B超探头固定模块均刚性连接，且所述压力变送器还与一控制模块相连。

所述B超探头通过一B超探头夹具刚性固定在所述B超探头固定模块上。

所述B超探头固定模块为中间设有开孔的圆柱体，该开孔与所述B超探头的尾部圆锥面接触，B超探头夹具为下部开口且内部中空的长方体，B超探头夹具的下端部的开口和所述B超探头的头部开口吻合。

本发明的B超监视机构采用设置在升降机构导向模块和B超探头固定模块之间的压力变送器，通过施加于两侧的压力差产生测量信号，压力变送器相对于B超探头静止，因此压力变送器仅测量探头传递来的静压力，且避免了设置在马达连接部分时测量系统摩擦力的问题。此外，本发明的B超监视机构采用刚性的升降机构导向模块，并采用压力变送器进行刚性连接、传力和测力，既满足传递压力又实现测力功能，使得本发明的B超监视机构在受侧向压力作用时不变形，确保图像定位系统稳定精确，又保护患者安全，避免了弹簧的设置，使得本发明的B超监视机构不会因为弹簧压缩而形成变化。再者，本发明的B超监视机构因采用刚性连接传动，可实现B超探头行程范围内任意位置定位，定位精度不受系统摩擦力影响。由此，本发明的B超监视机构可实现根据治疗需要带动B超探头精确运动，准确定位和监视病灶区，提高治疗的区域设定精度和过程的监视质量。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的用于HIFU治疗的B超监视机构的结构示意图。

图2是如图1所示的用于HIFU治疗的B超监视机构的局部结构放大图，其示出了升降机构导向模块和升降缸筒。

图3是如图1所示的用于HIFU治疗的B超监视机构的升降机构导向模块和升降缸筒的俯视图。

具体实施方式

如图1所示为根据本发明的一个实施例的用于HIFU治疗的B超监视运动机构，其包括升降马达模块1、相互配合的升降机构导向模块2和升降缸筒3、压力变送器4、B超探头固定模块5、B超探头夹具6和B超探头7。

升降马达模块1固定于一基体平台10上。所述基体平台10作为本发明的B超监视运动机构的固定机架和安装平台。所述升降马达模块1设置为为B超探头的升降提供动力，其包括升降电机11和丝杆螺母机构12、13。其中，升降电机11为本发明的B超监视运动机构提供旋转运动的动力，所述丝杆螺母机构12、13包括相互配合的升降丝杆13和升降螺母12，升降丝杆13与所述升降马达模块的升降电机11连接，升降螺母12与下文所述的升降机构导向模块2连接。

升降机构导向模块2与升降缸筒3相互配合，以形成精密导向运动副，为B超探头的升降运动提供精密导向；其中，升降机构导向模块2作为精密导向运动副的滑块，升降缸筒3的内壁作为精密导向运动副的导轨，从而实现上下精确导向运动。其中，升降机构导向模块2与所述升降马达模块1的丝杆螺母机构12、13连接，设置为通过所述丝杆螺母机构12、13接受所述升降电机11施加的动力，进而为B超探头的升降提供动力。

如图2、图3所示，所述升降机构导向模块2包括导向环件21和嵌入导向环件21的外壁上的开孔内的支撑轴承22，该支撑轴承22可根据结构需要采用钢珠，滚轮之类的零件。由此，升降机构导向模块2通过支撑轴承22与升降缸筒3组成点面接触滚动运动副，从而有效减小摩擦系数。此外，升降机构导向模块2和升降缸筒3采用刚性接触，因此可以有效避免导向机构的受力弹性变形。

再请参见图1，B超探头固定模块5通过一压力变送器4与所述升降机构导向模块2相连。

其中，压力变送器4为刚性且具有微变特性的压力传感器如拉压传感器等，其灵敏度较高，压力变送器4的压力范围0-5kg，压力分辨率0.001kg。压力变送器4的数量为多个，优选为2个或4个，多个压力变送器4沿圆周均分布置在所述升降机构导向模块2和所述B超探头固定模块5之间。所述压力变送器4与所述升降机构导向模块2和所述B超探头固定模块5均刚性连接，且压力变送器4还与一控制模块相连，由此，使B超探头固定模块5、B超探头7、B超探头夹具6和升降机构导向模块2形成一个刚性整体，保证B超探头相对于治疗头的刚度，又可以将B超探头施加于患者的压力测量并传送给控制单元。

B超探头固定模块5上设有通过一B超探头夹具6刚性固定在其上的一B超探头7。其中，压力变送器4、B超探头固定模块5位于升降缸筒3内部但不与升降缸筒3摩擦接触。B超探头固定模块5为中间设有开孔的圆柱体，其作为固定B超探头的平台，B超探头固定模块5的开孔与B超探头7的尾部圆锥面接触，实现中心定位和上限位。B超探头夹具6为下部开口且内部中空的长方体，其通过螺钉与B超探头固定模块5连接，并根据B超探头7的形状的不同进行适配，B超探头夹具6的下端部的开口和B超探头7的头部开口吻合，通过B超探头7的头部的锥面接触面实现中心定位和下部限位，以包裹B超探头7并将B超探头7固定于B超探头固定模块5上。由此，上下中心定位可保证B超探头7的垂直度，上下限位可使B超探头7相对于B超探头夹具6刚性固定，B超探头7被封装于B超夹具和B超探头固定模块5内部，方便后续的水密封工艺。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。凡是依据本发明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，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。