超声换能器支架及磁共振引导的高强度聚焦超声系统的制作方法

1.本技术涉及超声刀技术领域，尤其是涉及超声换能器支架及磁共振引导的高强度聚焦超声系统。


背景技术：

2.磁共振引导的高强度聚焦超声系统是一项建立在磁共振实时成像基础上的无创热消融技术，近年来在子宫肌瘤、脑肿瘤等肿瘤的临床治疗中表现出了良好的效果。磁共振引导的高强度聚焦超声系统的核心在于一把可移动的超声换能器，当医生确定了消融区域准备进行消融手术时，准确可靠地定位超声换能器对于有选择地消融病变组织起着关键的作用。
3.现有的技术通常将超声换能器布置在装满耦合液的控制盒体内，再将这个控制盒体安装在床板内。在使用上述磁共振引导的高强度聚焦超声系统时，患者需要长时间趴在核磁共振仪的床板上，使得自身的病灶组织能够与超声换能器正对。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为在消融手术的过程中，病人容易因为长时间趴在核磁共振仪的床板上而产生不适感。


技术实现要素：

5.为了改善在消融手术中患者长时间趴在床板上产生不适感的状况，本技术提供一种超声换能器支架及磁共振引导的高强度聚焦超声系统。
6.第一方面，本技术提供一种超声换能器支架，采用如下的技术方案：
7.一种超声换能器支架，包括超声换能器、安装顶板、安装在安装顶板的底部且用于供超声换能器安装的驱动机构；所述驱动机构包括用于驱动超声换能器横向移动的横向驱动机构、用于驱动超声换能器纵向移动的纵向驱动机构和用于驱动超声换能器升降的升降机构。
8.通过采用上述技术方案，上述超声换能器支架是将驱动机构和超声换能器安装在安装顶板上，使得在将上述超声换能器支架安装在核磁共振仪内时，超声换能器是处于床板的上方，也就是说处于患者的上方，使得患者能够平躺在床板上进行消融手术，有助于改善在消融手术中患者长时间趴在床板上产生不适感的状况。
9.其中，上述横向驱动机构、纵向驱动机构和升降机构均能够调节超声换能器的空间位置，能够消融立体的病变组织。
10.可选的，所述纵向驱动机构安装在所述安装顶板的底部；所述纵向驱动机构具有沿纵向滑移的纵向平台；所述横向驱动机构安装在所述纵向平台的底面，所述横向驱动机构具有沿横向滑移的横向平台；所述升降机构安装在所述横向平台上，所述升降机构具有竖直升降且用于供所述超声换能器安装的升降平台。
11.通过采用上述技术方案，纵向方向为平行于检测通孔轴线的方向，横向方向为核磁共振仪的宽度方向。由于现阶段的核磁共振仪中的检测通孔的大小是一定的，将纵向驱
动机构安装在安装顶板的底部，将横向驱动机构布置在纵向平台的底部，增加了横向驱动机构的横向安装空间，有助于增加超声换能器在横向上的平移范围。
12.可选的，所述升降机构还包括竖直旋转安装在所述横向平台上的升降驱动丝杠、水平旋转安装在所述横向平台上的横轴、安装在升降驱动丝杠顶部且与升降驱动丝杠同步转动的第一锥齿轮、安装在所述横轴的端部且与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮、安装在所述升降平台上且与所述升降驱动丝杠螺纹配合的升降丝杠螺母、竖直安装在所述横向平台且用于所述升降平台导向的导向杆以及驱动所述横轴旋转的升降驱动电机。
13.通过采用上述技术方案，升降驱动电机的力矩通过横轴、第二锥齿轮、第一锥齿轮传递给升降驱动丝杠上，使得升降机构的结构紧凑，和驱动机构的其他部件之间发生干涉的概率降低。
14.可选的，还包括安装在所述升降平台底部且用于供所述超声换能器旋转安装的转动支架以及驱动所述超声换能器转动的旋转驱动电机；所述超声换能器的旋转轴线横向布置。
15.通过采用上述技术方案，由于人的骨盆会干扰超声换能器发出的超声波，使得在做前列腺超声消融和子宫肌瘤超声消融手术时，竖直方向发射的超声波无法直接消融病变组织。上述旋转驱动电机能够使得超声换能器旋转，且转动轴线平行于横向，使得发射的超声波避开骨盆结构后能够顺利消融病变组织。
16.可选的，所述纵向驱动机构包括纵向旋转安装在安装顶板底部的纵向驱动丝杠、平行于纵向丝杠且安装在所述安装顶板底部的纵向导轨、安装在所述纵向平台且与所述纵向驱动丝杠配合的纵向丝杠螺母、安装在所述纵向平台的顶面且能够沿所述纵向导轨滑移的纵向滑块以及驱动所述纵向驱动丝杠转动的纵向驱动电机。
17.通过采用上述技术方案，上述纵向驱动机构的结构紧凑，反应速度快，且纵向滑移的精度较高。
18.可选的，所述纵向驱动机构还包括纵向减速器，所述纵向减速器的输出端与所述纵向驱动丝杠连接，所述纵向减速器的输入端与所述纵向驱动电机连接，所述纵向减速器输入端的轴线的水平高度低于所述纵向减速器输出端轴线的水平高度。
19.通过采用上述技术方案，纵向减速器能够使得纵向驱动电机的安装高度得到降低，降低了纵向减速器和核磁共振仪在检测通孔的内顶面发生干涉的概率。
20.可选的，所述横向驱动机构还包括横向旋转安装在纵向平台底部的横向驱动丝杠、平行于横向驱动丝杠且安装在纵向平台底部的横向导轨、安装在所述横向平台且与所述横向驱动丝杠配合的横向丝杠螺母、安装在横向平台且能够沿横向导轨滑移的横向滑块以及驱动所述横向驱动丝杠转动的横向驱动电机。
21.通过采用上述技术方案，上述横向驱动机构的结构紧凑，反应速度快，且横向滑移的精度较高。
22.第二方面，本技术提供一种磁共振引导的高强度聚焦超声系统，采用如下的技术方案：
23.一种磁共振引导的高强度聚焦超声系统，包括核磁共振仪，所述核磁共振仪具有水平布置的检测通孔且在所述检测通孔内滑移安装有床板，其特征在于，还包括上述超声换能器支架，所述超声换能器支架能够布置在所述检测通孔内。
24.通过采用上述技术方案，在进行超声消融手术时，超声换能器位于床板的上方，使得患者能够躺在床板上进行消融手术，有助于改善在消融手术中患者长时间趴在床板上产生不适感的状况。
25.可选的，所述安装顶板固定在所述检测通孔的顶部。
26.通过采用上述技术方案，将安装顶板直接固定在检测通孔的顶部，使得患者在上下床板时不会和超声换能器支架发生干涉。
27.可选的，所述安装顶板的两侧均设有安装支脚，所述安装支脚的底部固定在所述床板上。
28.通过采用上述技术方案，超声换能器支架能够随床板滑移，方便了对超声换能器支架进行维护和检修。
29.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
30.1.在将上述换能器支架安装在核磁共振仪上时，超声换能器处于床板的上方，患者能够平躺在床板上进行消融手术，有助于改善在消融手术中患者长时间趴在床板上产生不适感的状况；
31.2.通过设置旋转驱动电机和转动支架，使得超声换能器发射的超声波避开骨盆结构后能够顺利消融病变组织；
32.3.一种磁共振引导的高强度聚焦超声系统，通过将上述超声换能器支架布置在核磁共振仪的检测通孔内，使得患者能够平躺在床板上进行消融手术，有助于改善在消融手术中患者长时间趴在床板上产生不适感的状况。
附图说明
33.图1是实施例1未安装水囊的结构示意图。
34.图2是实施例1中安装顶板和纵向驱动机构的配合示意图。
35.图3是实施例1中安装顶板和纵向驱动机构在配合状态下的剖面示意图。
36.图4是图3中a处的放大图。
37.图5是实施例1中纵向平台和横向驱动机构的配合示意图。
38.图6是实施例1中纵向平台和横向驱动机构在配合状态下的剖面示意图。
39.图7是图6中b处的放大图。
40.图8是实施例1中横向平台和升降机构在配合状态下的剖面示意图。
41.图9是图8中c处的放大图。
42.图10是实施例1中横向平台和升降机构的配合示意图。
43.图11是实施例1中升降平台和转动机构的配合示意图。
44.图12是实施例1安装有水囊的结构示意图。
45.图13是实施例2的结构示意图。
46.图14是实施例3的结构示意图。
47.图15是实施例4的结构示意图。
48.附图标记说明：1、超声换能器支架；11、安装顶板；111、安装弧面；112、纵向支板；113、安装支脚；12、超声换能器；121、旋转轴；131、纵向驱动丝杠；132、纵向导轨；133、纵向丝杠螺母；134、纵向滑块；1341、纵向导槽；135、纵向驱动电机；136、纵向平台；137、纵向减
速器；1371、第一齿轮；1372、第二齿轮；138、横向支板；141、横向驱动丝杠；142、横向导轨；143、横向平台；1431、安装槽；1432、轴承槽；1433、第一通孔；1434、安装孔；144、横向丝杠螺母；145、横向滑块；1451、横向导槽；146、横向驱动电机；15、压力轴承；151、上压力环；152、下压力环；153、滚珠；161、升降驱动丝杠；1611、第一环部；1612、第二环部；162、横轴；163、第一锥齿轮；164、第二锥齿轮；165、升降平台；1651、导向通孔；166、升降丝杠螺母；167、导向杆；168、导向套；169、升降驱动电机；171、底板；172、侧板；1721、旋转孔；173、旋转驱动电机；18、水囊；181、固定套筒；182、柔性罩；2、核磁共振仪；21、检测通孔；22、床板。
具体实施方式
49.以下结合附图1
‑
15对本技术作进一步详细说明。
50.本技术中，超声环能器支架需要安装在核磁共振仪上，因此将超声换能器支架/磁共振引导的高强度聚焦超声系统中平行于核磁共振仪的长度方向定义为纵向，将超声换能器支架/磁共振引导的高强度聚焦超声系统中平行于核磁共振仪支架的宽度方向定义为横向。
51.本技术实施例公开了一种超声换能器支架。
52.实施例1：
53.参照图1，一种超声换能器支架，包括安装顶板11、超声换能器12和安装在安装顶板11且用于供超声换能器12安装的驱动机构。
54.参照图1，安装顶板11的顶面为安装弧面111。安装顶板11的底面为平面，且用于供驱动机构进行安装。安装顶板11的底面在其纵向的两端对称设置有两块纵向支板112。
55.参照图1，驱动机构包括用于驱动超声换能器12横向移动的横向驱动机构、用于驱动超声换能器12纵向移动的纵向驱动机构、用于驱动超声换能器12升降的升降机构以及用于驱动超声换能器12转动的转动机构。
56.参照图2和图3，纵向驱动机构包括纵向旋转安装在两块纵向支板112上的纵向驱动丝杠131、两根纵向安装在安装顶板11的底面且分别布置在纵向驱动丝杠131两侧的纵向导轨132、水平布置且位于安装顶板11底面的纵向平台136、安装在纵向平台136的顶面且与纵向驱动丝杠131螺纹配合的纵向丝杠螺母133、安装在纵向平台136的顶面且与纵向导轨132滑移配合的纵向滑块134以及驱动纵向驱动丝杠131转动的纵向驱动电机135。其中，纵向驱动电机135为无磁超声电机。
57.参照图2和图3，纵向导轨132的横截面呈倒t形。纵向滑块134的顶部开设有与纵向导轨132配合且截面呈倒t形的纵向导槽1341，使得纵向平台136能够倒挂在安装平台的底部。其中，每根纵向导轨132上均设置有两个纵向滑块134。
58.参照图3和图4，纵向驱动机构还包括一个纵向减速器137。纵向减速器137包括转动安装在纵向驱动电机135的输出轴上的第一齿轮1371和安装在纵向驱动丝杠131端部且与第一齿轮1371啮合的第二齿轮1372。其中，第一齿轮1371轴线的水平高度低于第二齿轮1372轴线的水平高度，即上述纵向减速器137输入端轴线的水平高度低于纵向减速器137输出端轴线的水平高度。
59.参照图3，纵向平台136的底面在横向的两端对称设置有两块横向支板138。
60.参照图5和图6，横向驱动机构包括横向旋转安装在两块横向支板138上的横向驱
动丝杠141、两根横向安装在纵向平台136地面且分别布置横向驱动丝杠141两侧的横向导轨142、水平布置且位于纵向平台136下方的横向平台143、安装在横向平台143的顶面且与横向丝杠螺纹配合的横向丝杠螺母144、安装在横向平台143的顶面且与横向导轨142滑移配合的横向滑块145以及安装在横向支板138上且与横向驱动丝杠141连接的横向驱动电机146。其中，横向驱动电机146为无磁超声电机。
61.参照图5和图6，横向导轨142的横截面呈倒t形。横向滑块145的顶部开设有与横向导轨142配合且截面呈倒t形的横向导槽1451，使得横向平台143能够倒挂在纵向平台136的底部。其中，每根横向导轨142上均设置有两个横向滑块145。
62.参照图6和图7，横向平台143在顶面的中心处开设有一个横截面呈正方形的安装槽1431，并在安装槽1431的底面开设有横截面呈圆形的轴承槽1432。横向平台143在轴承槽1432的底面还开设有横截面呈圆形的第一通孔1433。
63.参照图5和图7，横向平台143还设置有纵向布置的安装孔1434。安装孔1434的一端与横向平台143的一侧面连通，且另一端与安装槽1431的内壁相连通。
64.横向平台143在轴承槽1432内安装有一个压力轴承15。压力轴承15由钛合金制成，且包括上压力环151、下压力环152和布置在上压力环151和下压力环152之间的滚珠153。
65.参照图8、图9和图10，升降机构包括竖直旋转安装在第一通孔1433处的升降驱动丝杠161、水平旋转安装在安装孔1434内的横轴162、安装在升降驱动丝杠161的顶部且位于安装槽1431内的第一锥齿轮163、安装在横轴162的端部且位于安装槽1431内的第二锥齿轮164、位于横向平台143下方的升降平台165、安装在升降平台165上且与升降驱动丝杠161螺纹配合的升降丝杠螺母166、竖直安装在横向平台143的底面的导向杆167、安装在升降平台165且与导向杆167配合的导向套168以及安装在横向平台143的侧壁且与横轴162的另一端连接的升降驱动电机169。
66.参照图8和图9，升降驱动丝杠161的顶部包括与上压力环151的顶面贴合的第一环部1611以及插入到上压力环151内且与上压力环151过盈配合的第二环部1612。
67.第一锥齿轮163通过键结构安装在升降驱动丝杠161的顶部，第二锥齿轮164通过键结构安装在横轴162的端部，第一锥齿轮163和第二锥齿轮164相互啮合，使得升降驱动电机169能够将扭矩通过横轴162、第二锥齿轮164、第一锥齿轮163传递给升降驱动丝杠161上。
68.横向平台143的底部设置有两根导向杆167。两个导向杆167关于升降驱动丝杠161的轴线对称布置。升降平台165开设有用于供导向套168安装的导向通孔1651，且导向套168过盈固定在导向通孔1651内。
69.参照图11，转动机构包括固定在升降平台165底面且横向布置的底板171、两块分别设于底板171两端且竖直布置的侧板172和一个旋转驱动电机173。两块侧板172对称开设有旋转孔1721。超声换能器12上设有对称布置的两根旋转轴121，且两根旋转轴121均焊接固定在超声换能器12上。两个旋转轴121能够旋转安装在旋转孔1721内。
70.旋转驱动电机173安装在一块侧板172上且旋转驱动电机173的输出轴与该侧板172上的旋转轴121连接，以驱动超声换能器12以平行横向的轴线转动。旋转驱动电机173采用无磁超声防水电机。
71.参照图1和图12，超声换能器支架1在横向平台143的底部还安装有水囊18。水囊18
包括固定在横向平台143底面的固定套筒181和安装在固定套筒181底端且将固定套筒181的下端开口盖合的柔性罩182。水囊18内填充耦合剂，并将超声换能器12浸没。
72.本技术实施例一种超声换能器支架1的实施原理为：将上述超声换能器支架1安装在核磁共振仪2后，让患者平躺在核磁共振仪2的床板22上，此时超声换能器12位于患者的上方，水囊18的柔性罩182与患者的病变组织处的体表贴合，通过核磁共振仪2对患者体内的病变组织进行定位后，通过驱动机构移动超声换能器12的空间位置和旋转角度，从而达到对病变组织进行消融的目的。
73.实施例2
74.参照图13，本实施例与实施例1的不同之处在于，安装顶板11在横向的两侧均设置有向下延伸的安装支脚113。两个安装支脚113均为弧形板。
75.本技术实施例还公开了一种磁共振引导的高强度聚焦超声系统。
76.实施例3
77.参照图14，一种磁共振引导的高强度聚焦超声系统，包括核磁共振仪2和实施例1中的超声换能器支架1。
78.核磁共振仪2具有纵向布置的检测通孔21，且在检测通孔21内滑移安装有床板22。上述超声换能器支架1安装在检测通孔21内，且安装顶板11固定在检测通孔21的内顶面上。其中，安装顶板11的安装弧面111与检测通孔21的内顶面相贴合。
79.实施例4
80.参照图15，一种磁共振引导的高强度聚焦超声系统，包括核磁共振仪2和实施例2中的超声换能器支架1。
81.核磁共振仪2具有纵向布置的检测通孔21，且在检测通孔21内滑移安装有床板22。上述超声换能器支架1安装在床板22上，且安装顶板11的两个支脚底端分别固定在床板22的两侧。其中，安装顶板11的安装弧面111与检测通孔21的内顶面相贴合，安装支脚113与检测通孔21的内壁相贴合。
82.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。