CN212879470U - 组合波治疗设备及治疗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种组合波治疗设备及治疗系统。组合波治疗设备包括：超声波发生单元(10)，用于发生治疗性超声波；冲击波发生单元(20)，用于发生治疗性冲击波；和组合波发生器(30)，与所述超声波发生单元(10)和所述冲击波发生单元(20)分别耦合，用于将所述治疗性超声波和所述治疗性冲击波组合成组合波，并将所述组合波施加到待治疗部位。本实用新型能够改善治疗效果，降低治疗波的副作用。

Description

组合波治疗设备及治疗系统

技术领域

本实用新型涉及医疗设备领域，尤其涉及一种组合波治疗设备及治疗系统。

背景技术

治疗性超声波是一种将声波能量传输给目标组织，以引起多种生物学作用的超声波。作为一种压力波的机械能量形式，治疗性超声波能够作用于人体组织形成微机械压力，并引起细胞和分子水平的生物化学变化。目前，治疗性超声波主要应用在组织愈合、神经/肌细胞再生和促进心脏血管再生等医疗领域。

治疗性冲击波是一种非侵入式治疗方法，与超声波类似，具有压力效应、张力效应和空化效应。治疗性冲击波可以穿过体液和组织到达患处，根据其在人体内接触的介质不同，例如脂肪、肌腱、韧带等软组织和骨骼组织等，不同声阻抗组织的界面处会产生不同的机械应力，表现为对组织所产生的拉应力和压应力。另外，治疗性冲击波的脉冲尾部负向波段还可引起空化效应，可用于疏通闭塞的微细血管，松解关节软组织的粘连。目前，治疗性冲击波主要应用在结石、镇痛以及骨骼方面的疾病。

经发明人研究，上述两种治疗技术均存在着一定的局限性和副作用。超声波的声波能量可能会引起局部温度升高，从而对人体内的部分酶类活性造成不利影响。超声波和冲击波的空化效应可能会破坏组织细胞的完整性，使得组织的毛细血管损伤，从而发生出血、瘢痕，甚至神经损伤。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种组合波治疗设备及治疗系统，能够改善治疗效果，降低治疗波的副作用。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种组合波治疗设备，包括：

超声波发生单元，用于发生治疗性超声波；

冲击波发生单元，用于发生治疗性冲击波；和

组合波发生器，与所述超声波发生单元和所述冲击波发生单元分别耦合，用于将所述治疗性超声波和所述治疗性冲击波组合成组合波，并将所述组合波施加到待治疗部位。

进一步地，所述治疗性超声波为低能量脉冲超声波。

进一步地，所述低能量脉冲超声波的超声频率范围为1～2MHz，声强范围为0.05～3W/cm²。

进一步地，所述低能量脉冲超声波的超声频率范围为1.5～1.7MHz。

进一步地，所述治疗性冲击波为低强度体外冲击波。

进一步地，所述低强度体外冲击波的频率范围为1～6Hz，能量范围为0.01～0.7mJ/mm²。

进一步地，所述组合波为沿时序组合的治疗用冲击波和治疗用超声波。

进一步地，还包括：

控制器，分别与所述超声波发生单元、所述冲击波发生单元和所述组合波发生器信号连接，用于分别对所述治疗性超声波的参数、所述治疗性冲击波的参数或所述组合波的合成参数进行调整。

进一步地，还包括治疗探头和探头调整机构，所述组合波发生器设置在所述治疗探头的顶端，所述探头调整机构与所述治疗探头可操作性地耦合，用于调整所述治疗探头的位姿。

进一步地，所述探头调整机构包括机械臂，所述治疗探头安装在所述机械臂的端部，所述组合波治疗设备还包括控制器，所述控制器分别与所述机械臂和所述治疗探头信号连接，用于控制所述机械臂来带动所述治疗探头移动到待治疗部位。

进一步地，所述超声波发生单元还包括第一调整透镜，与所述控制器信号连接，用于调整所述超声波发生单元向所述组合波发生器输出的治疗性超声波的类型。

进一步地，所述冲击波发生单元还包括第二调整透镜，与所述控制器信号连接，用于调整所述冲击波发生单元向所述组合波发生器输出的治疗性冲击波的类型。

进一步地，所述类型包括平面波、分散波、聚焦波和半聚焦波中的一种。

进一步地，还包括：

多媒体播放单元，与所述控制器信号连接，用于播放辅助使用和/或辅助治疗的音视频信息。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种治疗系统，包括：

前述的组合波治疗设备；和

网络云平台，与所述组合波治疗设备通信连接，用于向所述组合波治疗设备提供治疗方案。

进一步地，所述网络云平台包括：

信息存储单元，用于存储患者的身份识别信息和病历信息；

方案存储单元，用于存储对应于不同疾病和/或不同患者的治疗方案；

方案下发单元，用于在确认患者的身份识别信息后，根据来自患者终端的下载请求，向与所述患者关联的组合波治疗设备下发对应的治疗方案。

进一步地，所述治疗方案包括待治疗部位、所述治疗性超声波的参数、所述治疗性冲击波的参数和所述组合波的合成参数。

基于上述技术方案，本实用新型通过组合波发生器将超声波发生单元发生的治疗性超声波和冲击波发生单元发生的治疗性冲击波组合成组合波，并将组合波施加到待治疗部位进行治疗，在治疗时能够充分利用治疗性超声波和冲击波发生单元各自的生物学疗效，提高治疗效果，且分别降低了治疗性超声波和治疗性冲击波所需使用的能量，减少或避免较高能量的治疗性超声波或治疗性冲击波的副作用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型组合波治疗设备的一实施例的方框示意图。

图2为本实用新型组合波治疗设备的另一实施例的方框示意图。

图3为本实用新型组合波治疗设备的又一实施例的方框示意图。

图4为本实用新型治疗系统的一实施例的方框示意图。

图5为四组脂肪干细胞增殖试验的结果比较图。

图6-图8为四组脂肪干细胞激活试验在40倍、100倍和200倍下的结果比较图。

图9(a)和图9(b)分别为四组脂肪肝细胞激活试验的EdU掺入率和细胞有丝分裂比率的比较图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，为本实用新型组合波治疗设备的一实施例的方框示意图。在本实施例中，组合波治疗设备包括：超声波发生单元10、冲击波发生单元20和组合波发生器30。超声波发生单元10用于发生治疗性超声波，为获得较好的治疗效果，治疗性超声波优选采用低能量脉冲超声波。冲击波发生单元20用于发生治疗性冲击波，为获得较好的治疗效果，治疗性冲击波优选采用低强度体外冲击波。为了方便使用，组合波治疗设备可具有主机，而超声波发生单元10和冲击波发生单元20可设置在主机的机箱内部。组合波发生器30与所述超声波发生单元10和所述冲击波发生单元20分别耦合，用于将所述治疗性超声波和所述治疗性冲击波组合成组合波，并将所述组合波施加到待治疗部位。组合波发生器30可设置在主机的机箱外部。在主机的机箱还可以设置供用户交互的界面等。

本实施例通过组合波发生器将超声波发生单元发生的治疗性超声波和冲击波发生单元发生的治疗性冲击波组合成组合波，并将组合波施加到待治疗部位进行治疗，在治疗时能够充分利用治疗性超声波和冲击波发生单元各自的生物学疗效，提高治疗效果，且分别降低了治疗性超声波和治疗性冲击波所需使用的能量，减少或避免较高能量的治疗性超声波或治疗性冲击波的副作用。

参考图5，背景技术中已提到治疗性超声波和治疗性冲击波的治疗作用，而且提到当超声波或冲击波的能量级别过高时，可能导致组织损伤。发明人在探索更好的治疗效果和更少的副作用方面，采用了联合序列应用低能量脉冲超声波与低强度体外冲击波。

为了进行效果的对照，发明人将脂肪干细胞分为四组：对照组(ctrl)、低能量脉冲超声波治疗组(LIPUS)、低强度体外冲击波治疗组(Li-ESWT)和低能量脉冲超声波与低强度体外冲击波联合治疗组(US-SW)。其中，低能量脉冲超声波治疗组采用60mW/cm²两分钟，低强度体外冲击波组采用0.02mJ/mm²，3Hz，200pulses。低能量脉冲超声波与低强度体外冲击波联合治疗组首先采用Li-ESWT0.02mJ/mm2，3Hz,100pulses,然后给予低能量脉冲超声波LIPUS60mW/cm²一分钟。

5-chloromethylfluorescein diacetate(简称CFDA)具有细胞膜渗透性，本身不具有荧光发光性。当通过被动运输穿透细胞膜进入活细胞后，可被胞浆内的酯酶催化生成羧基荧光素琥珀酰亚胺酯(carboxyfluorescein succinimidyl ester,CFSE)，后者可发强烈的绿色荧光，不能穿透细胞膜，能完好的保留在胞内。采用10uM的CFDA标记培养皿中的活细胞。然后荧光显微镜照相和图像分析。结合图5所示的图像和活跃细胞/每高倍镜视野(Alive cell/HPF)，可以看到相比于控制组，低能量脉冲超声波治疗组和低强度体外冲击波组均能够显著地促进细胞增殖，提高细胞数量。而分别采用半量的低能量脉冲超声波与低强度体外冲击波联合治疗组则可达到更强的效果，体现了治疗性超声波和治疗性冲击波的协同作用。基于较低的超声波和冲击波的施加能量，联合使用时对组织的损伤较少，而且还能够达到更强的治疗效果。

下面参考图6-图9(b)，采用EdU掺入试验来监测低能量脉冲超声波与低强度体外冲击波对干细胞的激活作用，并检测细胞分裂标记物H3P的表达。为了进行效果的对照，发明人将脂肪干细胞分为四组：对照组(ctrl)、低能量脉冲超声波治疗组(LIPUS)、低强度体外冲击波治疗组(Li-ESWT)和低能量脉冲超声波与低强度体外冲击波联合治疗组(US-SW)。其中，低能量脉冲超声波治疗组采用60mW/cm²两分钟，低强度体外冲击波组采用0.02mJ/mm²，3Hz，200pulses。低能量脉冲超声波与低强度体外冲击波联合治疗组首先采用Li-ESWT0.02mJ/mm2，3Hz,100pulses,然后给予低能量脉冲超声波LIPUS 60mW/cm²一分钟。在治疗后各组均立即加入10uM EdU孵育6小时，然后更换常规细胞培养液。24小时后检测EdU的表达和H3P的表达。

结合图6-图8所示的不同倍数的图像，可以看到相比于控制组，低能量脉冲超声波治疗组和低强度体外冲击波组均能够显著地提高EdU的掺入率，这表明两者均可以促进干细胞的S期DNA合成。而分别采用半量的低能量脉冲超声波与低强度体外冲击波联合治疗组则可达到更强的效果，体现了治疗性超声波和治疗性冲击波的协同作用。另外，无论是低能量脉冲超声波治疗组和低强度体外冲击波组，还是分别采用半量的低能量脉冲超声波与低强度体外冲击波联合治疗组则都能够非常显著的提高干细胞有丝分裂。基于较低的超声波和冲击波的施加能量，联合使用时对组织的损伤较少，而且还能够达到更强的治疗效果。

通过上述联合治疗组的机体刺激方式，可以促进组织的再生愈合，可用于多种疾病的治疗过程，例如男性勃起功能障碍、大小便失禁或者妇女产后恢复等。

在上述实施例中，低能量脉冲超声波的超声频率范围优选为1～2MHz，声强范围为0.05～3W/cm²。更优选地，低能量脉冲超声波的超声频率范围为1.5～1.7MHz。这样低能量脉冲超声波就能够以较低的能量获得比较良好的治疗效果，且减少对组织的损伤。低强度体外冲击波的频率范围优选为1～6Hz，能量范围为0.01～0.7mJ/mm²。这样低强度体外超声波就能够以较低的能量获得比较良好的治疗效果，且减少对组织的损伤。

参考图1，组合波发生器30在对待治疗部位施加组合波时，可采用沿时序组合的治疗用冲击波和治疗用超声波作为组合波。在另一些实施例中，治疗用冲击波和治疗用超声波可以根据治疗需要同时或者以多次交替方式或以不同次序进行施加。

如图2所示，为本实用新型组合波治疗设备的另一实施例的方框示意图。与上一实施例相比，组合波治疗设备还包括控制器60。控制器60可分别与所述超声波发生单元10、所述冲击波发生单元20和所述组合波发生器30信号连接，用于分别对所述治疗性超声波的参数、所述治疗性冲击波的参数或所述组合波的合成参数进行调整。这里治疗性超声波的参数可包括超声频率范围、声强范围以及治疗性超声波的类型等。治疗性冲击波的参数可包括频率范围、能量范围以及治疗性冲击波的类型等。组合波的合成参数可包括治疗性超声波所施加的时长、治疗性冲击波的脉冲数以及两种波的施加时序关系等。

为了对治疗性超声波的类型进行调整，在一些实施例中，超声波发生单元10还可包括第一调整透镜，与所述控制器60信号连接，用于调整所述超声波发生单元10向所述组合波发生器30输出的治疗性超声波的类型。同理，为了对治疗性冲击波的类型进行调整，在一些实施例中，冲击波发生单元20还可以包括第二调整透镜，与所述控制器60信号连接，用于调整所述冲击波发生单元20向所述组合波发生器30输出的治疗性冲击波的类型。这里的类型可根据波的聚焦方式包括平面波、分散波、聚焦波和半聚焦波中的一种。

这几种类型的波是波发射出去时的表现形式，并主要从波的密度进行区分。其中，平面波就是所有的波束都是平行的，不聚焦也不发散；分散波就是波束成发散状，波密度比平面波小；聚焦波的波束会汇聚到一个焦点上，能量更集中，波密度更大；半聚焦波从波密度上来讲是介于聚焦波和平面波之间的波，相对来说波密度也在两者之间，大于平面波小于聚焦波。第一调整透镜和第二调整透镜可采用声透镜，以改变超声波或冲击波的聚焦程度，通过改变不同的聚焦类型来改变能量集中的程度，进而获得不同的治疗效果。

为了方便用户使用本实用新型的组合波治疗设备，在组合波治疗设备中还可以包括多媒体播放单元70。该多媒体播放单元70与所述控制器60信号连接，用于播放辅助使用和/或辅助治疗的音视频信息。多媒体播放单元70可以是与组合波治疗设备主机通信连接的上位机，也可以是组合波治疗设备主机上的显示器及声卡等，或者可佩戴在用户头上的耳机等。多媒体播放单元70可以以音视频的方式告知用户组合波治疗设备的使用方式，以及提供一些治疗时可以辅助治疗的音乐、画面或白噪音等。

如图3所示，为本实用新型组合波治疗设备的又一实施例的方框示意图。与之前各实施例相比，本实施例的组合波治疗设备还可以包括治疗探头40和探头调整机构50。组合波发生器30可设置在所述治疗探头40的顶端，所述探头调整机构50与所述治疗探头40可操作性地耦合。用户可手持治疗探头40，将其顶端对准待治疗部位进行治疗，或者通过探头调整机构50来调整所述治疗探头40的位姿，即运动位置和发射角度，以使得治疗探头40能够更准确、更方便地对准治疗部位，从而获得更好的治疗效果。

探头调整机构50包括机械臂，所述治疗探头40安装在所述机械臂的端部，所述组合波治疗设备还包括控制器60，所述控制器60分别与所述机械臂和所述治疗探头40信号连接，用于控制所述机械臂来带动所述治疗探头40移动到待治疗部位。控制器60可根据预先设置的指令或者来自用户本地或网络侧的指令控制机械臂运动，并带动治疗探头40在多个待治疗部位之间移动。

上述组合波治疗设备可以在用户家庭或者医疗场所离线使用，也可以上线与网络云平台进行信息交互。如图4所示，为本实用新型治疗系统的一实施例的方框示意图。在本实施例中，治疗系统包括前述任一种组合波治疗设备实施例和网络云平台80。网络云平台80与所述组合波治疗设备通信连接，用于向所述组合波治疗设备提供治疗方案。参考图4，在一些实施例中，网络云平台80可以具体包括：信息存储单元81、方案存储单元82和方案下发单元83。其中，信息存储单元81用于存储患者的身份识别信息和病历信息。方案存储单元82用于存储对应于不同疾病和/或不同患者的治疗方案。治疗方案可以包括待治疗部位、所述治疗性超声波的参数、所述治疗性冲击波的参数和所述组合波的合成参数。方案下发单元83用于在确认患者的身份识别信息后，根据来自患者终端的下载请求，向与所述患者关联的组合波治疗设备下发对应的治疗方案。患者终端可以使患者自己使用的移动或固定终端，也可以是设置在组合波治疗设备上的可操作界面。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (17)

1.一种组合波治疗设备，其特征在于，包括：

超声波发生单元(10)，用于发生治疗性超声波；

冲击波发生单元(20)，用于发生治疗性冲击波；和

组合波发生器(30)，与所述超声波发生单元(10)和所述冲击波发生单元(20)分别耦合，用于将所述治疗性超声波和所述治疗性冲击波组合成组合波，并将所述组合波施加到待治疗部位。

2.根据权利要求1所述的组合波治疗设备，其特征在于，所述治疗性超声波为低能量脉冲超声波。

3.根据权利要求2所述的组合波治疗设备，其特征在于，所述低能量脉冲超声波的超声频率范围为1～2MHz，声强范围为0.05～3W/cm²。

4.根据权利要求3所述的组合波治疗设备，其特征在于，所述低能量脉冲超声波的超声频率范围为1.5～1.7MHz。

5.根据权利要求1所述的组合波治疗设备，其特征在于，所述治疗性冲击波为低强度体外冲击波。

6.根据权利要求5所述的组合波治疗设备，其特征在于，所述低强度体外冲击波的频率范围为1～6Hz，能量范围为0.01～0.7mJ/mm²。

7.根据权利要求1所述的组合波治疗设备，其特征在于，所述组合波为沿时序组合的治疗用冲击波和治疗用超声波。

8.根据权利要求7所述的组合波治疗设备，其特征在于，还包括：

控制器(60)，分别与所述超声波发生单元(10)、所述冲击波发生单元(20)和所述组合波发生器(30)信号连接，用于分别对所述治疗性超声波的参数、所述治疗性冲击波的参数或所述组合波的合成参数进行调整。

9.根据权利要求1所述的组合波治疗设备，其特征在于，还包括治疗探头(40)和探头调整机构(50)，所述组合波发生器(30)设置在所述治疗探头(40)的顶端，所述探头调整机构(50)与所述治疗探头(40)可操作性地耦合，用于调整所述治疗探头(40)的位姿。

10.根据权利要求9所述的组合波治疗设备，其特征在于，所述探头调整机构(50)包括机械臂，所述治疗探头(40)安装在所述机械臂的端部，所述组合波治疗设备还包括控制器(60)，所述控制器(60)分别与所述机械臂和所述治疗探头(40)信号连接，用于控制所述机械臂来带动所述治疗探头(40)移动到待治疗部位。

11.根据权利要求8所述的组合波治疗设备，其特征在于，所述超声波发生单元(10)还包括第一调整透镜，与所述控制器(60)信号连接，用于调整所述超声波发生单元(10)向所述组合波发生器(30)输出的治疗性超声波的类型。

12.根据权利要求8所述的组合波治疗设备，其特征在于，所述冲击波发生单元(20)还包括第二调整透镜，与所述控制器(60)信号连接，用于调整所述冲击波发生单元(20)向所述组合波发生器(30)输出的治疗性冲击波的类型。

13.根据权利要求11或12所述的组合波治疗设备，其特征在于，所述类型包括平面波、分散波、聚焦波和半聚焦波中的一种。

14.根据权利要求8所述的组合波治疗设备，其特征在于，还包括：

多媒体播放单元(70)，与所述控制器(60)信号连接，用于播放辅助使用和/或辅助治疗的音视频信息。

15.一种治疗系统，其特征在于，包括：

权利要求1～14任一所述的组合波治疗设备；和

网络云平台(80)，与所述组合波治疗设备通信连接，用于向所述组合波治疗设备提供治疗方案。

16.根据权利要求15所述的治疗系统，其特征在于，所述网络云平台(80)包括：

信息存储单元(81)，用于存储患者的身份识别信息和病历信息；

方案存储单元(82)，用于存储对应于不同疾病和/或不同患者的治疗方案；

方案下发单元(83)，用于在确认患者的身份识别信息后，根据来自患者终端的下载请求，向与患者关联的组合波治疗设备下发对应的治疗方案。

17.根据权利要求16所述的治疗系统，其特征在于，所述治疗方案包括待治疗部位、所述治疗性超声波的参数、所述治疗性冲击波的参数和所述组合波的合成参数。

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