[发明专利]一种HIFU设备控制系统及其无损测温方法

说明书

本发明公开了一种HIFU设备控制系统及其无损测温方法，涉及医疗辅助器械技术领域，本发明通过3D模型规划模块构建病灶的治疗区域模型，通过超声治疗头控制模块控制超声治疗头的定位，通过路径规划模型控制超声波换能器完成治疗过程，通过无损测温模块计算聚焦中心点的温度和焦域尺寸，克服现有技术中存在的功能简单、安全风险监测不足、操作选择性低等技术问题，实现了功能规划多样、安全可靠、操作简便的HIFU设备控制系统。

技术领域

本发明涉及医疗辅助器械技术领域，尤其是一种HIFU设备控制系统及其无损测温方法。

背景技术

高强度聚焦超声技术(High Intensity Focused Ultrasound)，简称HIFU技术，是将超声波聚焦于靶区组织，利用超声波具有的组织穿透性和能量沉积性，将体外发生的超声波聚焦到生物体内病变组织，通过超声的机械效应、热效应和空化效应达到治疗疾病的目的。

现有的基于HIFU的设备存在功能简单、安全风险监测不足、操作选择性低等技术问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种功能完善的一种HIFU设备控制系统。

为此，本发明的第二个目的是提供一种测量精度高的无损测温方法。

本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种HIFU设备控制系统，包括：

3D模型显示模块，用于根据病灶区域形状，构建治疗所述病灶的治疗区域模型；

路径规划模块，用于控制超声波换能器按照规划路径完成治疗过程；

无损测温模块，用于计算聚焦中心点的温度和焦域尺寸；

超声治疗头控制模块，用于控制超声治疗头的定位。

进一步地，还包括：

图像显示模块，用于显示B超或核磁共振采集到的图像信息。

进一步地，还包括：

初始化定位模块，用于控制超声换能器聚焦于预设中心点位置。

进一步地，还包括：

治疗参数配置模块，所述治疗参数配置模块用于配置包括HIFU热消融参数和HIFU超声空化参数。

进一步地，所述HIFU热消融参数包括打击时间、间歇时间、打击次数和打击功率。

进一步地，所述路径规划模块包括：一字形路径规划、S形路径规划和螺旋形路径规划。

第二方面，本发明提供一种无损测温方法，所述方法包括：

根据治疗剂量求出焦域尺寸；

计算焦域内能量；

通过所述焦域尺寸和所述焦域内能量计算焦域温度。

进一步地，所述步骤根据治疗剂量求出焦域尺寸是基于实验数据拟合的函数关系。

进一步地，所述焦域内能量由换能器输出的总能量、在水中消耗的能量、穿透正常组织消耗的能量和血管中的血液流动带走的能量确定。

进一步地，所述焦域尺寸、所述焦域内能量和所述焦域温度关系为：Q＝cmΔt，其中Q为焦域内能量，c为介质比热容，Δt为焦域温度变化值，m为焦域内病灶的质量，所述质量由所述焦域尺寸得到。