一種管內超聲檢測及治療裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提出一種管內超聲檢測及治療裝置，該裝置包括管探測端和后臺處理設備。管探測端包括大功率發射探頭、軟質管、薄膜套、高靈敏接收探頭陣列、透聲液罐、機械控制單元、信號處理單元和通信單元。大功率發射探頭在體外發射超聲波，超聲波沿著軟質管內的透聲液傳播到體內器官，探測后再由插入體內的薄膜套內的高靈敏接收探頭陣列接收，接收的探測數據傳輸到后臺處理設備處理顯示以及提供給醫生診斷。另外增加發射功率還可直接對某些病灶進行超聲治療。本發明針對不同的檢測部位采用不同的薄膜套實現全局耦合或局部耦合或點耦合，實用性強，可以對食管、氣管及部分內臟器官進行體內超聲檢測和治療，立體的掃描數據可以對病癥進行定量分析。
【專利說明】
一種管內超聲檢測及治療裝置
技術領域
[0001]本發明涉及超聲醫療和超聲檢測技術，具體涉及一種進入體內的超聲檢測和治療
目.0
【背景技術】
[0002]在醫學上，由于超聲波對人體的無害性，超聲波檢測技術廣泛應用于組織形貌檢測，器官病變的診斷，判斷血管的通暢程度，胎兒成長情況鑒定等等，讓醫生可以提前看到人體內部組織的病變情況，提早診斷，盡早治療。另外利用超聲波巨大的能量還可以使人體內的結石做劇烈的受迫振動而破碎，從而減緩病痛，達到治愈的目的。除此之外，利用超聲波的高能量還能破壞細菌結構，進行殺菌消毒。利用強度較低的超聲波的熱效應和機械效應，用聚焦或非聚焦聲束對疾病部位進行“加熱”和機械刺激來治療某些疾病，對促進傷口愈合和囊腫的吸收等都有較好的效果。
[0003]以上的超聲診斷和超聲醫療，超聲所有的檢測器件都是在體外的。超聲波在體外發射，經人體組織反射后再由體外的接收裝置接收，所經歷的路徑長，干擾多，接收的回波微弱，影響探測精度。而且超聲波從體外傳到體內，經常會因為骨骼的遮擋或者某些器官氣泡的影響而無法探測到。若能把檢測器件伸入到體內將會克服此不足。
[0004]目前沒有伸入體內的超聲醫療器件，只有伸入到體內檢查的光學檢測器件，稱為內窺鏡，針對不同的器官不同的應用場景有不同的內窺鏡。如，有食管鏡，支氣管鏡等。對于食管，食管鏡是進行食管異物夾、食管檢查和其他重要手術的重要工具，現今多使用纖維軟質食管鏡，它采用電子CCD(電荷耦合元件)光學系統，外接的攝像中心主機和冷光源主機能提供醫生清晰的CCD影像，配合各種各樣的手術器械，醫生可以深入食管內，進行消化道手術，幫助醫生檢查和診斷。此類方法通過光學鏡的照射原理來獲得檢測物表面影像，醫生據此憑借經驗來主觀判斷病情，而沒能獲得檢測物內部組織的數據，從而不能進行定量的分析。且該方法進入人體體內的器械比較多，給患者的器官帶來額外的傷害，增加患者的痛苦。
[0005]前面也提到超聲可以對組織形貌成像，若能把超聲探頭插入到體內，則也可以對內臟、氣管、食管等成像，從而不使用光學鏡。但是超聲探頭若發射和接收探頭(或收發一體的探頭)都插入體內，由于發射探頭一般體積比較大而使得整套系統龐大，插入困難。有專利“具有彩色多普勒超聲掃描功能的食管鏡系統(申請號:201010614344.3)”將醫用彩色多普勒超聲探頭與軟質食管鏡結合使用的內窺鏡系統。該方法是向患者食管插入軟質纖維食管鏡，彩色多普勒超聲探頭的探頭工作端部經軟質纖維食管鏡的器械通道進入食管，對食管壁及周圍組織進行掃描，由此獲取可以進行定量分析的器官組織的數據。該方法是在食管鏡的基礎上加上彩色多普勒超聲系統，因此進入人體體內的器械更多，給患者的器官帶來額外的傷害，增加患者的痛苦。其實插入體內的超聲探頭也可以獲得食管的圖像，從而可以不必使用內窺鏡系統。
[0006]若能直接把超聲探測應用于人體體內(管道內)，則既可以實時獲得立體的探測圖像，即是除了表面還有該組織表面以下的結構圖像，實現內窺鏡的功能;也可以獲取器官組織細致的立體的檢測數據，進而對其病灶進行仔細分析和劃分，在沒有使用光學鏡的情況下提升內窺鏡的作用。另外，伸入體內的超聲更容易利用其熱效應和機械效應，產生能量來排痰、吸收囊腫等，以此來治療某些疾病。

【發明內容】

[0007]針對目前超聲診斷和超聲醫療都是基于體外發射和接收的，接收信號微弱，且對食管、氣管及部分內臟器官檢測困難，而內窺鏡利用光學原理來獲得影像，難以進行器官組織的定量分析等。本發明提出一種管內超聲檢測及治療裝置，在體外發射大功率的超聲波，超聲沿著軟質管內的透聲液傳播到體內，探測后再由插入體內的高靈敏接收探頭陣列接收，接收的探測數據再傳輸到后臺處理設備處理顯示以及提供給醫生診斷。另外當增加發射功率還可以直接對某些病灶在體內進行超聲治療或者理療。
[0008]本發明的目的至少通過如下技術方案之一實現。
[0009]—種管內超聲檢測及治療裝置，包括管探測端和由主機、操作鍵盤或手持操作設備及其顯示器組成的后臺處理設備;管探測端包括大功率發射探頭、透聲液罐、軟質管、薄膜套、高靈敏接收探頭陣列、機械控制單元、信號處理單元和通信單元，探測端通過通信單元與后臺處理設備通信;所述軟質管的頭端和大功率發射探頭連接，另外一端即末端套有薄膜套，在軟質管的頭端附近開有與透聲液罐相連的體外端口，工作時透聲液罐通過體外端口向軟質管注入透聲液;所述高靈敏接收探頭陣列貼在薄膜套內壁上;所述機械控制單元控制插入體內的軟質管、薄膜套、高靈敏接收探頭陣列一起運動，運動包括插入，上升、下降和旋轉;所述信號處理單元主要負責對后臺處理設備傳來的信號進行緩存、數模轉換、功率控制和功率放大，對高靈敏接收探頭陣列接收的信號進行前置放大、模數轉換和緩存。
進一步地，所述通信單元負責管探測端和后臺處理設備之間的無線通信或者有線通
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[0010]進一步地，所述高靈敏接收探頭陣列為接收探頭組成的陣列。
[0011]進一步地，薄膜套采用均勻的厚度時，在整個薄膜套里面均勻放置接收探頭。
[0012]進一步地，薄膜套采用非均勻的厚度，在薄的地方放置接收探頭，接收探頭為電容式微加工超聲探頭或薄膜型探頭。
[0013]進一步地，軟質管管壁涂非透聲材料，使得超聲只在軟質管里面傳播;所述透聲液罐里面暫存透聲液;所述薄膜套采用透聲材料制作。
[0014]進一步地，所述的大功率發射探頭為大功率的壓電陶瓷換能器，發送超聲波。
[0015]進一步地，在工作時透聲液罐通過軟質管的體外端口朝軟質管注入透聲液，透聲液沿著軟質管到達薄膜套，薄膜套膨脹變大，布置在薄膜套內壁上的高靈敏接收探頭陣列和檢測部位緊貼，高靈敏接收探頭陣列的各個接收探頭處于空間不同的位置；當薄膜套均勻厚度時，薄膜套能大面積地和檢測部位全局耦合；當薄膜套非均勻厚度時，則薄膜套膨脹成非規則的形狀，薄的地方凸起，薄膜套和檢測部位局部耦合或者點耦合。
[0016]進一步地，所述的高靈敏接收探頭陣列的接收探頭和信號處理單元之間的電纜線為細導線，沿軟質管的內管壁和薄膜套的內壁布置，工作時軟質管和薄膜套都充滿透聲液，透聲液為絕緣的材料，如食用油等。
[0017]進一步地，所述的管探測端的透聲液罐、機械控制單元、信號處理單元、通信單元和大功率發射探頭位于體外，機械控制單元、信號處理單元、通信單元和大功率發射探頭集成在一塊板子上;軟質管的末端、薄膜套和高靈敏接收探頭陣列工作時插入體內的氣管或者食道。
[0018]上述管探測端的高靈敏接收探頭陣列的接收探頭和信號處理單元之間的電纜線為細導線，沿軟質管的內管壁和薄膜套的內壁布置，工作時軟質管和薄膜套都充滿透聲液，故透聲液選用絕緣的材料，如食用油等。
[0019]進一步地，所述管內超聲檢測及治療裝置有兩種工作模式，一是檢測模式，檢測器官的病理狀況;二是治療模式，進行超聲治療。其中檢測模式，某個部位的一次檢測過程為:
(1)軟質管帶著薄膜套和高靈敏接收探頭陣列插入體內的氣管或者食道等器官，此時薄膜套是癟的；
(2)注入透聲液。透聲液罐里面的透聲液通過軟質管的體外端口被注入軟質管，并沿著軟質管到達薄膜套，使得薄膜套膨脹變大，最后透聲液充滿軟質管和薄膜套；
(3)體外聲激勵。后臺處理設備確定超聲檢測信號的發射功率，由通信單元傳送至信號處理單元;信號處理單元對后臺處理設備通過通信單元傳來的要發送信號進行數模轉換和相應的功率放大后，由大功率發射探頭進行超聲波發送，超聲波穿過軟質管和薄膜套內的透聲液到達薄膜套壁，由于薄膜套采用透聲材料且膨脹后與檢測部位緊貼，耦合好，因此超聲波容易穿過薄膜套壁到達檢測部位；
(4)接收檢測部位的反射超聲波。超聲波到達檢測部位，經過檢測部位下層組織的反射，形成反射波，薄膜套內的高靈敏接收探頭陣列的每個接收探頭都接收到一個反射波，轉換成電信號，由細導線傳至信號處理單元。多個接收探頭使得信號處理單元收到由多個反射波組成的一組信號，信號處理單元對此組信號前置放大、模數轉換和緩存，之后再由通信單元傳給后臺處理設備。
[0020](5)后臺處理設備處理和成像顯示。后臺處理設備收到的數據是多個空間位置不同的接收探頭采集的多個反射波，又由于后臺處理設備已知薄膜套內的高靈敏接收探頭陣列各個接收探頭的位置，故可以進行處理后得到此部位此次檢測的三維立體成像。
[0021]另外，還可以對同一個檢測部位進行不同方向的檢測，即是通過控制后臺處理設備的操作鍵盤或手持操作設備，進而把此控制命令由通信單元傳給機械控制單元，由機械控制單元控制插入體內的軟質管旋轉，進而帶動薄膜套和高靈敏接收探頭陣列旋轉，再重復(3)(4)(5)即可。不同方向的三維立體成像可以由已知位置拼接為更為清晰的可旋轉三維立體成像。要進行下一個部位的檢測，則通過后臺處理設備的操作鍵盤或手持操作設備控制，上下移動軟質管的位置，到達下個檢測部位，再重復(3)(4)(5)即可。
[0022]當某些部位需要進行超聲治療時可以啟用治療模式。此模式需要增加超聲信號的發射功率，使得大功率發射探頭發射的超聲波穿過軟質管和薄膜套內的透聲液到達治療部位，進而進行超聲治療。如食道有痰的時候，可以增加發射功率來達到超聲化痰的目的。
[0023]其工作過程可為:在檢測模式中檢測到某個部位有異常需要治療時直接增加超聲信號的發射功率來對該部位進行超聲治療。也可以是還沒有啟用檢測模式，直接到治療模式，其過程為:
(I)軟質管帶著薄膜套和高靈敏接收探頭陣列插入體內的氣管或者食道等器官； (2)注入透聲液。透聲液罐里面的透聲液通過軟質管的體外端口被注入軟質管，并沿著軟質管到達薄膜套，使得薄膜套膨脹變大，最后透聲液充滿軟質管和薄膜套；
(3)體外聲激勵。后臺處理設備確定超聲治療信號發射功率，由通信單元傳送至信號處理單元;信號處理單元對后臺處理設備通過通信單元傳來的要發送信號進行數模轉換和相應的功率放大后，由大功率發射探頭進行超聲波發送；
(4)體內超聲治療。大功率發射探頭發射的超聲波穿過軟質管和薄膜套內的透聲液到達治療部位，進行超聲治療；
當某個部位的一次治療過程完成后可以對同一個治療部位進行不同方向的治療，即是通過控制后臺處理設備的操作鍵盤或手持操作設備，進而把此控制命令由通信單元傳給機械控制單元，由機械控制單元控制插入體內的軟質管旋轉，進而帶動薄膜套和高靈敏接收探頭陣列旋轉，再重復(3)(4)即可。要進行下一個部位的治療，則通過后臺處理設備的操作鍵盤或手持操作設備控制，上下移動軟質管的位置，到達下個治療部位，再重復(3)(4)即可。
[0024]上述檢測模式和治療模式可以在工作中直接交替進行，不需取出軟質管。若在檢測模式中發現需要治療，則操作人員切換到治療模式，改變發射功率來對該部位進行超聲治療。若在治療模式中發現需要檢測，則操作人員切換到檢測模式，改變發射功率來對該部位進彳丁超聲檢測；
上述檢測或者治療完成之后，用一個吸收裝置把透聲液從薄膜套和軟質管內吸出，薄膜套變癟變小，再把帶著薄膜套和高靈敏接收探頭陣列的軟質管取出。
[0025]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
(I)本發明直接把超聲探測應用于人體體內(管道內)，與體外的超聲探測醫療技術相比，大大縮短超聲反射波到接收探頭的距離，大幅提高接收信號的強度，故可以提高信噪比，提尚探測精度。
[0026](2)本發明可以獲取器官組織細致的立體的探測數據，即是除了表面還有該組織表面以下的結構組織圖像，進而對其病灶進行仔細分析和劃分，在沒有使用光學鏡的情況下提升內窺鏡的作用。
[0027](3)本發明針對不同的探測組織采用不同的薄膜套實現全局耦合或局部耦合或點耦合，耦合好使得超聲探測組織時受其他氣泡等的干擾小，提高探測精度，同時實用性強。
[0028](4)本發明采用的高靈敏接收探頭陣列的接收探頭體積小，可以在薄膜套里面布置很多接收探頭，接收探頭多利于高精度的成像。
[0029](5)本發明增加發射功率可以在體內進行超聲治療。大功率發射探頭發射的超聲治療信號穿過軟質管和薄膜套內的透聲液到達治療部位，進行超聲治療。伸入體內的超聲器件還可以順帶進行藥物的噴涂，更容易利用其熱效應和機械效應，產生能量來排痰、吸收囊腫，以及有利于治療的器官組織對藥物的吸收等。
[0030](6)本發明伸入患者體內的器件比較小和少，可以減輕患者的不適感;另外除了應用到人體，也可以應用到其他的生物體。
[0031]【附圖說明】
[0032]圖1是本實施例管內超聲檢測裝置的示意圖。
[0033]圖2是本實施例管內超聲檢測裝置管探測端的示意圖。
[0034]圖3是本實施例管內超聲檢測裝置的結構示意圖。
[0035]圖4a是本實施例管內超聲檢測裝置的均勻厚度的薄膜套工作膨脹時候的示意圖。
[0036]圖4b是本實施例管內超聲檢測裝置的非均勻厚度的薄膜套工作膨脹時候的示意圖。
[0037]圖5是本實施例管內超聲檢測裝置的管探測端的使用示意圖。
[0038]圖6是本實施例管內超聲檢測方法檢測模式的工作過程。
[0039]圖7是本實施例管內超聲檢測方法治療模式的工作過程。
[0040]圖8是本實施例管內超聲檢測方法的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0041]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步說明，但本發明的實施不限于此。
[0042]如圖1所示，是本實施例所述一種管內超聲檢測裝置的示意圖。一種管內超聲檢測裝置包括管探測端I和由主機(可采用超聲系統主機)、操作鍵盤或手持操作設備(如操作手柄)及其顯示器組成的后臺處理設備2。管探測端負責探測采集數據，后臺處理設備負責對采集的數據進行處理成像顯示和人機交互。主機負責整套系統的控制，操作鍵盤或手持操作設備主要是主機的輸入設備以及對管探測端的插入位置控制，顯示器主要對設置參數顯示以及探測數據的成像顯示。管探測端與后臺處理設備可以通過有線或者無線的方式連接，圖示了無線的連接方式。
[0043]如圖2所示，是本實施例所述一種管內超聲檢測裝置管探測端的示意圖。管探測端I包括大功率發射探頭11、軟質管12、薄膜套13、高靈敏接收探頭陣列14、透聲液罐15、機械控制單元16、信號處理單元17和通信單元18。其中大功率發射探頭11為大功率的壓電陶瓷換能器，發送超聲波;透聲液罐15里面暫存透聲液;軟質管12—端(頭端)和大功率發射探頭連接，另外一端(末端)系薄膜套，在頭端附近開一小口(稱為體外端口)和透聲液罐用軟管相連，軟質管管壁涂非透聲材料，工作時打開透聲液罐的開關閥19透聲液罐通過體外端口向軟質管注入透聲液，使得超聲只在軟質管里面傳播，軟質管的尺寸根據檢測器官的大小選擇管壁涂非透聲材料;薄膜套13套在軟質管的末端，高靈敏接收探頭陣列14為接收探頭組成的陣列，貼在薄膜套13內壁上;接收探頭可以是電容式微加工超聲探頭或薄膜等多類型的探頭。機械控制單元16控制插入體內的軟質管、薄膜套、高靈敏接收探頭陣列一起運動，包括插入，上升、下降和旋轉。信號處理單元17是對后臺處理設備傳來的要發送信號的緩存、DA、功率控制和功率放大，以及對高靈敏接收探頭陣列接收的信號進行前置放大、AD和緩存。通信單元18是負責和后臺處理設備之間的無線通信或者提供有線的通信接口。大功率發射探頭11、機械控制單元16、信號處理單元17和通信單元18集成固定在一塊板子上。
[0044]如圖3所示，是本實施例所述所述一種管內超聲檢測裝置的結構示意圖。后臺處理設備確定超聲檢測信號的發射功率以及發送信號，由通信單元傳送至信號處理單元;另外后臺處理設備的操作鍵盤或手持操作設備的發出控制命令，由通信單元傳給機械控制單元，由機械控制單元控制插入體內的軟質管帶著薄膜套和高靈敏接收探頭陣列到確定的位置;信號處理單元對后臺處理設備通過通信單元傳來的要發送信號進行數模轉換和相應的功率放大后，由大功率發射探頭進行超聲波發送。超聲波到達檢測部位(探測組織)，經過檢測部位下層組織的反射，形成反射波，薄膜套內的高靈敏接收探頭陣列的每個接收探頭都接收到一個反射波，轉換成電信號，由細導線傳至信號處理單元。多個接收探頭使得信號處理單元收到由多個反射波組成的一組信號，信號處理單元對此組信號前置放大、模數轉換和緩存，之后再由通信單元傳給后臺處理設備。后臺處理設備收到的數據是多個空間位置不同的接收探頭采集的多個反射波，又由于后臺處理設備已知薄膜套內的高靈敏接收探頭陣列各個接收探頭的位置，故可以進行處理后得到此部位此次檢測的三維立體成像。
[0045]如圖4a、圖4b所示，是本實施例所述一種管內超聲檢測裝置管探測端薄膜套工作時膨脹的示意圖。管探測端的薄膜套13套在軟質管的末端，薄膜套根據應用的需要可以采用均勻或者非均勻的厚度。薄膜套采用均勻的厚度，則在整個薄膜套里面均勻放置接收探頭;采用非均勻的厚度，則在薄的地方放置接收探頭。圖示4a示意了薄膜套采用均勻的厚度，圖示4b示意了薄膜套采用非均勻的厚度。在工作時透聲液罐通過軟質管的體外端口朝軟質管注入透聲液，透聲液沿著軟質管到達薄膜套，薄膜套膨脹變大，布置在薄膜套內壁上的高靈敏接收探頭陣列和檢測部位緊貼，高靈敏接收探頭陣列的各個接收探頭處于空間不同的位置。當薄膜套均勻厚度時(圖示4a)，薄膜套可以大面積地和檢測部位全局耦合;當薄膜套非均勻厚度時(圖示4b)，則薄膜套膨脹成非規則的形狀，薄的地方凸起，薄膜套和檢測部位局部耦合或者點耦合。
[0046]從上圖中都可以看到，管探測端的高靈敏接收探頭陣列的接收探頭和信號處理單元之間的電纜線110為細導線沿軟質管的內管壁和薄膜套的內壁布置，工作時軟質管和薄膜套都充滿透聲液，故透聲液選用絕緣的材料，如食用油等。
[0047]如圖5所示，是本實施例所述一種管內超聲檢測裝置管探測端的使用示意圖。如檢測食管，患者平躺，做適當體位，向患者口腔部放入支撐器并固定，做好準備工作，然后向患者食管緩慢插入軟質管，軟質管12帶著癟的薄膜套13和高靈敏接收探頭陣列14插入體內的食道，而管探測端的大功率發射探頭11，以及透聲液罐15、機械控制單元16、信號處理單元17和通信單元18，都是在體外的。后臺處理設備的操作鍵盤或手持操作設備發出控制命令，由通信單元傳給機械控制單元，機械控制單元控制軟質管伸入合適的位置，開始工作。先打開透聲液罐的開關閥19，透聲液罐里面的透聲液注入軟質管，沿著軟質管到達薄膜套，薄膜套變大，最后充滿軟質管和薄膜套。薄膜套處的高靈敏接收探頭陣列和檢測部位全局耦合。體外的大功率發射探頭發射超聲，穿過軟質管和薄膜套內的透聲液到達檢測部位，反射的超聲波由高靈敏接收探頭陣列接收，接收的探測數據由細電纜線傳輸到信號處理單元，再通過通信單元傳輸到后臺處理設備處理顯示以及提供給醫生診斷。檢測完成之后，用一個吸收裝置把透聲液從薄膜套和軟質管內吸出，薄膜套變癟變小，再把帶著薄膜套和高靈敏接收探頭陣列的軟質管取出。
[0048]如圖6所示，是本實施例所述一種管內超聲檢測裝置檢測模式的工作過程。某個部位的一次檢測過程為:
(1)軟質管帶著薄膜套和高靈敏接收探頭陣列插入體內的氣管或者食道等器官，此時薄膜套是癟的；
(2)注入透聲液。透聲液罐里面的透聲液通過軟質管的體外端口被注入軟質管，并沿著軟質管到達薄膜套，使得薄膜套膨脹變大，最后透聲液充滿軟質管和薄膜套；
(3)體外聲激勵。后臺處理設備確定超聲檢測信號的發射功率，由通信單元傳送至信號處理單元;信號處理單元對后臺處理設備通過通信單元傳來的要發送信號進行數模轉換和相應的功率放大后，由大功率發射探頭進行超聲波發送，超聲波穿過軟質管和薄膜套內的透聲液到達薄膜套壁，由于薄膜套采用透聲材料且膨脹后與檢測部位緊貼，耦合好，因此超聲波容易穿過薄膜套壁到達檢測部位；
(4)接收檢測部位的反射超聲波。超聲波到達檢測部位，經過檢測部位下層組織的反射，形成反射波，薄膜套內的高靈敏接收探頭陣列的每個接收探頭都接收到一個反射波，轉換成電信號，由細導線傳至信號處理單元。多個接收探頭使得信號處理單元收到由多個反射波組成的一組信號，信號處理單元對此組信號前置放大、模數轉換和緩存，之后再由通信單元傳給后臺處理設備。
[0049](5)后臺處理設備處理和成像顯示。后臺處理設備收到的數據是多個空間位置不同的接收探頭采集的多個反射波，又由于后臺處理設備已知薄膜套內的高靈敏接收探頭陣列各個接收探頭的位置，故可以進行處理后得到此部位此次檢測的三維立體成像。
[0050]另外，還可以對同一個檢測部位進行不同方向的檢測，即是通過控制后臺處理設備的操作鍵盤或手持操作設備，進而把此控制命令由通信單元傳給機械控制單元，由機械控制單元控制插入體內的軟質管旋轉，進而帶動薄膜套和高靈敏接收探頭陣列旋轉，再重復(3)(4)(5)即可。不同方向的三維立體成像可以由已知位置拼接為更為清晰的可旋轉三維立體成像。要進行下一個部位的檢測，則通過后臺處理設備的操作鍵盤或手持操作設備控制，上下移動軟質管的位置，到達下個檢測部位，再重復(3)(4)(5)即可。
[0051]如圖7所示，是本實施例所述一種管內超聲檢測裝置治療模式的工作過程。當某些部位需要進行超聲治療時可以啟用此模式。此模式需要增加超聲信號的發射功率，使得大功率發射探頭發射的超聲波穿過軟質管和薄膜套內的透聲液到達檢測部位，進而進行超聲治療。如食道有痰的時候，可以增加發射功率來達到超聲化痰的目的。
[0052]其工作過程可為:在檢測模式中檢測到某個部位有異常需要治療時直接增加超聲信號的發射功率來對該部位進行超聲治療。也可以是還沒有啟用檢測模式，直接到治療模式，則過程為:
(1)軟質管帶著薄膜套和高靈敏接收探頭陣列插入體內的氣管或者食道等器官；
(2)注入透聲液。透聲液罐里面的透聲液通過軟質管的體外端口被注入軟質管，并沿著軟質管到達薄膜套，使得薄膜套膨脹變大，最后透聲液充滿軟質管和薄膜套；
(3)體外聲激勵。后臺處理設備確定超聲治療信號發射功率，由通信單元傳送至信號處理單元;信號處理單元對后臺處理設備通過通信單元傳來的要發送信號進行數模轉換和相應的功率放大后，由大功率發射探頭進行超聲波發送；
(4)體內超聲治療。大功率發射探頭發射的超聲波穿過軟質管和薄膜套內的透聲液到達治療部位，進行超聲治療；
當某個部位的一次治療過程完成后可以對同一個治療部位進行不同方向的治療，即是通過控制后臺處理設備的操作鍵盤或手持操作設備，進而把此控制命令由通信單元傳給機械控制單元，由機械控制單元控制插入體內的軟質管旋轉，進而帶動薄膜套和高靈敏接收探頭陣列旋轉，再重復(3)(4)即可。要進行下一個部位的治療，則通過后臺處理設備的操作鍵盤或手持操作設備控制，上下移動軟質管的位置，到達下個治療部位，再重復(3)(4)即可。
[0053]如圖8所示，是本實施例所述一種管內超聲檢測方法的工作過程。
[0054](I)參數設置。在后臺處理設備端設置好要發送的信號，發射功率選擇、模式選擇、顯示參數。要發送的信號根據檢測或者治療部位不同可以采用不同頻帶的超聲檢測或者超聲治療信號;發射功率選擇，也是根據檢測或者治療部位不同選擇不同的發射功率;模式選擇有檢測模式和治療模式兩種可選;顯示參數則主要是成像的參數。
[0055](2)軟質管帶著薄膜套和高靈敏接收探頭陣列插入體內的氣管或者食道等器官；
(3)注入透聲液。透聲液罐里面的透聲液通過軟質管的體外端口被注入軟質管，并沿著軟質管到達薄膜套，使得薄膜套膨脹變大，最后透聲液充滿軟質管和薄膜套；
若選擇檢測模式:
(4)體外聲激勵。后臺處理設備確定超聲檢測信號的發射功率，由通信單元傳送至信號處理單元;信號處理單元對后臺處理設備通過通信單元傳來的要發送信號進行數模轉換和相應的功率放大后，由大功率發射探頭進行超聲波發送，超聲波穿過軟質管和薄膜套內的透聲液到達薄膜套壁，由于薄膜套采用透聲材料且膨脹后與檢測部位緊貼，耦合好，因此超聲波易穿過薄膜套壁到達檢測部位；
(5)接收檢測部位的反射超聲波。超聲波到達檢測部位，經過檢測部位下層組織的反射，形成反射波，薄膜套內的高靈敏接收探頭陣列的每個接收探頭都接收到一個反射波，轉換成電信號，由細導線傳至信號處理單元。多個接收探頭使得信號處理單元收到由多個反射波組成的一組信號，信號處理單元對此組信號前置放大、模數轉換和緩存，之后再由通信單元傳給后臺處理設備；
(6)后臺處理設備處理和成像顯示。后臺處理設備收到的數據是多個空間位置不同的接收探頭采集的多個反射波，又由于后臺處理設備已知薄膜套內的高靈敏接收探頭陣列各個接收探頭的位置，故可以進行處理后得到此部位此次檢測的三維立體成像；
(7)旋轉檢測。通過控制后臺處理設備的操作鍵盤或手持操作設備，進而把此控制命令由通信單元傳給機械控制單元，由機械控制單元控制插入體內的軟質管旋轉，進而帶動薄膜套和高靈敏接收探頭陣列旋轉一定的方向(或角度)，再對此檢測部位進行檢測。重復步驟(4)(5)(6)(7)，直至全方位旋轉完成。后臺處理設備得到此部位全方向的檢測數據，以此得到更為細致的可旋轉超聲三維立體成像以及分析；
(8)下一個部位的檢測。通過控制后臺處理設備的操作鍵盤或手持操作設備，進而把此控制命令由通信單元傳給機械控制單元，由機械控制單元控制插入體內的軟質管移動，進而帶動薄膜套和高靈敏接收探頭陣列移動到下一個部位，對此檢測部位進行檢測。重復步驟(4)(5)(6)(7)(8)，直至所有部位檢測完成；
若選擇治療模式:
(4)體外聲激勵。后臺處理設備確定超聲治療信號發射功率，由通信單元傳送至信號處理單元;信號處理單元對后臺處理設備通過通信單元傳來的要發送信號進行數模轉換和相應的功率放大后，由大功率發射探頭進行超聲波發送；
(5)體內超聲治療。大功率發射探頭發射的超聲波穿過軟質管和薄膜套內的透聲液到達治療部位，進行超聲治療； (6 )旋轉治療。通過控制后臺處理設備的操作鍵盤或手持操作設備，進而把此控制命令由通信單元傳給機械控制單元，由機械控制單元控制插入體內的軟質管旋轉，進而帶動薄膜套和高靈敏接收探頭陣列旋轉一定的方向(或角度)，再對此治療部位進行治療。重復步驟(4)(5)(6)，直至全方位旋轉完成；
(7)下一個部位的治療。通過控制后臺處理設備的操作鍵盤或手持操作設備，進而把此控制命令由通信單元傳給機械控制單元，由機械控制單元控制插入體內的軟質管移動，進而帶動薄膜套和高靈敏接收探頭陣列移動到下一個部位，對此治療部位進行治療。重復步驟(4)(5)(6)(7)，直至所有部位治療完成；
檢測模式和治療模式可以在工作中直接交替進行，無需取出軟質管。若在檢測模式中發現需要治療，則操作人員切換到治療模式，增加超聲信號的發射功率來對該部位進行超聲治療。若在治療模式中發現需要檢測，則操作人員切換到檢測模式，減少超聲信號的發射功率來對該部位進行超聲檢測。
[0056]上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種管內超聲檢測及治療裝置，其特征在于包括管探測端和由主機、操作鍵盤或手持操作設備及其顯示器組成的后臺處理設備;管探測端包括大功率發射探頭、透聲液罐、軟質管、薄膜套、高靈敏接收探頭陣列、機械控制單元、信號處理單元和通信單元，探測端通過通信單元與后臺處理設備通信;所述軟質管的頭端和大功率發射探頭連接，另外一端即末端套有薄膜套，在軟質管的頭端附近開有與透聲液罐相連的體外端口，工作時透聲液罐通過體外端口向軟質管注入透聲液;所述高靈敏接收探頭陣列貼在薄膜套內壁上;所述機械控制單元控制插入體內的軟質管、薄膜套、高靈敏接收探頭陣列一起運動，運動包括插入，上升、下降和旋轉;所述信號處理單元主要負責對后臺處理設備傳來的信號進行緩存、數模轉換、功率控制和功率放大，對高靈敏接收探頭陣列接收的信號進行前置放大、模數轉換和緩存。2.根據權利要求1所述的一種管內超聲檢測及治療裝置，其特征在于所述通信單元負責管探測端和后臺處理設備之間的無線通信或者有線通信。3.根據權利要求1所述的一種管內超聲檢測及治療裝置，其特征在于所述高靈敏接收探頭陣列為接收探頭組成的陣列。4.根據權利要求3所述的一種管內超聲檢測及治療裝置，其特征在于薄膜套采用均勻的厚度時，在整個薄膜套里面均勻放置接收探頭。5.根據權利要求3所述的一種管內超聲檢測及治療裝置，其特征在于薄膜套采用非均勻的厚度，在薄的地方放置接收探頭，接收探頭為電容式微加工超聲探頭或薄膜型探頭。6.根據權利要求3所述的一種管內超聲檢測及治療裝置，其特征在于軟質管管壁涂非透聲材料，使得超聲只在軟質管里面傳播;所述透聲液罐里面暫存透聲液;所述薄膜套采用透聲材料制作。7.根據權利要求1所述管內超聲檢測及治療裝置，其特征在于所述的大功率發射探頭為大功率的壓電陶瓷換能器，發送超聲波。8.根據權利要求1所述管內超聲檢測及治療裝置，其特征在于在工作時透聲液罐通過軟質管的體外端口朝軟質管注入透聲液，透聲液沿著軟質管到達薄膜套，薄膜套膨脹變大，布置在薄膜套內壁上的高靈敏接收探頭陣列和檢測部位緊貼，高靈敏接收探頭陣列的各個接收探頭處于空間不同的位置；當薄膜套均勻厚度時，薄膜套能大面積地和檢測部位全局耦合；當薄膜套非均勻厚度時，則薄膜套膨脹成非規則的形狀，薄的地方凸起，薄膜套和檢測部位局部耦合或者點耦合。9.根據權利要求1所述管內超聲檢測及治療裝置，其特征在于所述的高靈敏接收探頭陣列的接收探頭和信號處理單元之間的電纜線為細導線，沿軟質管的內管壁和薄膜套的內壁布置，工作時軟質管和薄膜套都充滿透聲液，透聲液為絕緣的材料。10.根據權利要求1?9任一項所述管內超聲檢測及治療裝置，其特征在于所述的管探測端的透聲液罐、機械控制單元、信號處理單元、通信單元和大功率發射探頭位于體外，機械控制單元、信號處理單元、通信單元和大功率發射探頭集成在一塊板子上;軟質管的末端、薄膜套和高靈敏接收探頭陣列工作時插入體內的氣管或者食道。
【文檔編號】A61N7/00GK106073828SQ201610365299
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】韋崗, 曹燕, 楊萃, 王歌, 王一歌, 馬碧云, 劉嬌蛟, 李 杰, 趙明劍
【申請人】華南理工大學