挑战
癌症是“世纪之魔”，是严重威胁人类健康的“第一杀手”。据世界卫生组织统计，当今世界每隔6秒就有一个生命被癌症夺去。因此，战胜癌症成为人类不懈努力的目标。随着科学技术的发展，随着人们对肿瘤的不断了解和认识，医学专家们发现并验证了多种有效的抗癌方法，其中手术、化疗、放疗、生物免疫治疗等抗癌手段在很大程度上解除患者的痛苦，改善了患者的生活质量。但是由于手术的创伤、放化疗的副作用、生物免疫治疗的不完善，使另外一部分患者被拒于门外。为了挽救更多的患者，医学专家们发现并验证另一种有效的抗癌方法——热疗。
目前，流行并应用于临床热疗方法很多，按治疗范围可分为局部热疗和全身热疗；按加热的方式不同可分为微波热疗、射频热疗、超声热疗、红外线热疗等。他们的区别如下：
■ 微波热疗：仅用于浅表肿瘤的治疗，对于皮下4厘米以下的肿瘤无效。
■ 射频热疗：由于测温技术不完善，缺乏临床疗效评估标准，目前仅用于理疗。
■ 红外线热疗：目前技术不完善。
■ 超声热疗：局部温度可达70℃～100℃，在0.1～0.25秒内瞬间杀死肿瘤细胞。
我国首台该类设备原型是由北京大学人民医院与北京源德医疗设备有限公司共同开发研制的。原型机主要用于功能的临床检测。而结构则比较单纯和简单。
高能聚焦超声肿瘤治疗机利用大功率超声波体外发射、体内聚焦， 直接作用于肿瘤组织，在焦点区可实现 70℃以上的高温，使肿瘤细胞在很短的瞬间被杀死。 高能聚焦超声热疗是一种新兴的肿瘤局部治疗方法。它的诞生，是继手术、化疗、放疗三大肿瘤治疗手段之后的又一新的抗癌手段，开辟了无创伤杀灭局部肿瘤的新的有效途径。
间断发射可减低皮肤的超声透射总量，从而避免灼伤发生
新的技术催生新的“物种”。如何使创新的技术成果转化为实用的产品同时营造全新的产品价值形象是工业设计面临的挑战。
北京工业设计促进中心在医疗器械设计领域具有多年的实践经验，因此成为北京源德生物医学工程股份有限公司开发FEP-BY系列高能聚焦超声肿瘤治疗机的设计合作伙伴。这是具有我国自主知识产权的高新技术产品。
设计过程
高能聚焦超声肿瘤治疗机具有很高的技术含量，是一个非常复杂的系统。包括精确的定位系统和复杂的治疗要求。为了达到理想的设计目标，我们首先进行了一系列的研究分析。
累积治疗原理
1. 治疗原理和实现过程
基本工作原理是由大功率超声波体外发射，产生大功率超声波，在病员上方，经水介质耦合，进入人体，在病灶处聚焦、通过声热转换效应，在肿瘤组织内迅速提高温度（≥65℃），在短时间内杀死肿瘤细胞。
实现过程是通过B超对病灶做精确的定位。治疗时，以扫描的方式对病灶逐点进行加热，从而达到完全消融肿瘤的目的。
这里面有几个关键：
■ 首先要发现病灶并精确定位
■ 把超声波聚焦在病灶处，再以点点成线、线线成面、面面成体的累积扫描方式进行治疗
■ 超声波工作时必须经过水介质，也就是在超声波和人体之间不得有空气间隙。
■ 由于病灶有可能出现在人体的任何部位，因此，治疗头应能够有充分的自由度来接近病灶。
2. 人机工程和心理因素
治疗时患者需固定在床上并随着床有各种运动。另外，患者上下治疗床时要方便、安全。医生在工作时也要安全方便和有效率。因此，人机方面的考虑也是设计研究的重要方面。
另外，为了减轻患者的恐惧心理和心理负担，整机的设计应能体现出亲切友好的形象。并通过色彩等手段消除患者的不安，创造有利的治疗环境。
3. 文化差异
北京源德生物医学工程股份有限公司开发高能聚焦超声肿瘤治疗机的一个重要目标市场是美国。调查资料显示，由于文化的差异影响，美国患者在治疗位于身体下部的病灶时（例如肛肠部）通常取坐姿而不是俯卧姿势。这就要求治疗发射器能够移动到患者座椅的下面向上发射超声波进行治疗。这就给设备提出了新的要求。
立柱式
4. 结构方案
为满足治疗要求，发射器必须要能够绕X、Y轴旋转并可移动到治疗床下部。治疗床必须能够沿其长短轴移动并绕长轴旋转。治疗床或者发射器须能够上下移动以便使发射器靠近病灶。实现以上要求的结构形式主要有下列几种：
C型臂方案发射器在下部治疗时需沿C型臂运动，由于发射器本身结构就很复杂因此实现难度大。C型臂制造工艺也很复杂，成本较高。
立柱式方案是在一根立柱上安装上下两个发射器，两个发射器除可以完成本身的运动外还可沿立柱上下运动。虽然增加了一个下发射器但省去了发射器从上到下的翻转运动及相应机构，因此结构相对简单可靠。制造可行性好。
经反复论证最终决定采取上下两个治疗头的方案。