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磁共振引导高强度聚焦超声小动物肿瘤治疗系统

成果类型:: 实用新型专利

发布时间: 2023-08-30 09:48:49

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-09-05 13:52:04
一种磁共振引导高强度聚焦超声小动物肿瘤治疗系统,包括压电陶瓷电机、三维运动轴、导轨、玻璃光栅、聚焦超声换能器、容有脱气水的水箱、驱动单元以及控制单元,驱动单元与控制单元及所述压电陶瓷电机连接,接收控制单元的控制信号控制压电陶瓷电机工作并;三维运动轴与压电陶瓷电机,并连接活动设置于导轨上;聚焦超声换能器通过运动臂设置于三维运动轴上,并置于水箱内;聚焦超声换能器在压电陶瓷电机的驱动下实现三维运动,并通过玻璃光栅反馈位置信号至驱动单元。采用无磁电机驱动运动控制,可分别自动控制三维自由度平稳运动;其次,运动距离采用光栅读数反馈,运动精度可达到微米级。
一种磁共振引导高强度聚焦超声小动物肿瘤治疗系统,其特征在于,包括压电陶瓷电机、三维运动轴、导轨、玻璃光栅、聚焦超声换能器、容有脱气水的水箱、驱动单元以及控制单元,其中:所述驱动单元与所述控制单元及所述压电陶瓷电机连接,接收所述控制单元的控制信号控制所述压电陶瓷电机工作;所述三维运动轴与所述压电陶瓷电机,并活动设置于所述导轨上;所述聚焦超声换能器通过运动臂设置于所述三维运动轴上,并置于所述水箱内;所述聚焦超声换能器在所述压电陶瓷电机的驱动下实现三维运动,并通过所述玻璃光栅反馈位置信号至所述驱动单元。

高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)治疗是一种新兴的无创性治疗良恶性实体肿瘤的新方法,其机制是在短时间内通过聚焦超声将肿瘤组织温度瞬间提高到60°以上,导致肿瘤细胞产生不可逆坏死、组织凝固性坏死和蛋白质变性。聚焦超声治疗的关键是要把超声能量聚焦到深部靶组织并形成凝固性坏死,而周围和声通道上正常组织不受影响或可接受的影响,即同时保证聚焦超声治疗的安全性和高效性。监控成像是实现安全治疗的基本保障,也是图像引导的高效、精细和个性化治疗的基础。基于磁共振成像(MRI)高分辨率和无创性实时监测的特性,发展MRI实时引导和监控下的HIFU治疗技术与设备已成为HIFU治疗的一个重要发展方向。

[0003]目前,磁共振引导的高强度聚焦超声治疗动物肿瘤治疗装置主要存在以下不足:

(I)靠手动移动置物台,来实现HIFU靶向治疗。运动精度差,误差大(2)无法自动控制运动,不能实现实时监控治疗。

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所述信号传输模块连接在所述压电陶瓷电机和所述电机驱动模块之间,以传输驱动信号和所述位置信号。

[0013] 进一步地,所述电源模块包括电源接口和开关电源,所述电源接口接入市电,所述开关电源将市电变换成直流电给所述控制板模块和电机驱动模块供电。

[0014] 进一步地,所述光纤接口模块包括光纤接口和与该光纤接口连接的光纤转网口模块,所述光纤接口通过光纤与控制单元连接,所述光纤转网口模块通过网线与所述控制板模块连接。

[00Ί5] 进一步地,所述控制单元为计算机。

[0016] 上述磁共振引导高强度聚焦超声治疗小动物肿瘤系统采用无磁电机驱动运动控制,可分别自动控制三维自由度平稳运动;其次,运动距离采用光栅读数反馈,运动精度可达到微米级。本方案设计结构稳定,所有组成构件及螺钉都采用磁兼容或无磁性材料,确保对磁共振图像没有影响。

技术合作

 本方案具有以下优点:

[0028] (I)采用无磁性压电陶瓷电机10驱动,可自动控制三维自由度运动;

[0029] (2)采用光纤传输控制信号,电源控制箱经过严密的电磁屏蔽,确保对MRI成像无影响;

[0030] (3)微米级运动控制、精度高,提高治疗精度及安全性;

[0031] ⑷控制聚焦超声换能器14动作,设计合理,操作便捷;

[0032] (5)结构稳定性好,平行度高,靶向定位准确,可实现实时监控治疗损伤效果及安全性检测。

[0033]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。