[發(fā)明專利]具有預(yù)成型的球面形匹配層的彎曲超聲HIFU換能器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080050669.1
• 申請日: 2010-11-03
• 公開（公告）號: CN102596432A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·克拉克;B·C·謝勒;R·曼寧;H·王
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06;G10K11/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種醫(yī)療診斷超聲系統(tǒng)，特別是涉及超聲換能器，其用于通過稱作HIFU的高強(qiáng)度聚焦超聲受控地加熱身體組織。

背景技術(shù)

超聲產(chǎn)生的升溫處理用于各種各樣治療目的。在HIFU處理中，超聲能量聚焦在身體內(nèi)的某一小的點(diǎn)，以將該組織加熱到足以產(chǎn)生期望的治療效果的溫度。該技術(shù)與碎石術(shù)類似，在所述碎石術(shù)中，聚焦的能量高到足以破碎腎結(jié)石，但在長的時(shí)間上產(chǎn)生明顯較小的能量，而不是突然的脈沖。HIFU技術(shù)可用于選擇性地破壞身體內(nèi)的不希望的組織。例如，腫瘤或其它病態(tài)組織可通過施加聚焦的超聲波能量以將該細(xì)胞加熱到足以殺死該組織的溫度、通常達(dá)到大約60-大約80度而被破壞，但不會(huì)破壞鄰近的正常組織。其它升溫處理包括：選擇性地加熱組織以選擇性地激活藥物或在客體的所選部分中促使一些其它的生理改變。

HIFU換能器通常作為球面形或拋物線形盤形成，所述盤具有使換能器具有幾何焦點(diǎn)的曲率半徑。例如，參看國際專利申請公開文獻(xiàn)WO?98/52465(Acker等)中描述的HIFU換能器。該公開文獻(xiàn)中描述的換能器由多個(gè)換能器區(qū)段形成，所述換能器區(qū)段固定到具有期望曲率的框架上。當(dāng)各個(gè)區(qū)段或區(qū)段中的換能器元件可利用不同相位和幅度的驅(qū)動(dòng)信號被單獨(dú)地激勵(lì)時(shí)，整個(gè)換能器可以以定相陣列的方式被操縱和聚焦，以繞著正常的幾何焦點(diǎn)操縱能量的焦點(diǎn)。

需要大量換能器區(qū)段提供要由換能器產(chǎn)生的高的能量。Acker等人的專利公開的換能器具有大約15cm的直徑，且具有連接到其盤形框架的許多換能器區(qū)段。需要換能器區(qū)段在框架上的精確放置，以使最終的組件具有其期望的球面形狀和聲學(xué)特性。這需要具有明顯較多的制作和構(gòu)造工作，且需要進(jìn)行辛苦的質(zhì)量控制和測試，以確認(rèn)每個(gè)區(qū)段均完全是可運(yùn)行的。因此，希望提供一種換能器結(jié)構(gòu)，所述換能器結(jié)構(gòu)可更容易地形成為其期望的形狀，且優(yōu)選使用在球面形換能器的聲學(xué)性能中起作用的構(gòu)件。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的原理，提供了一種球面形HIFU換能器，所述HIFU換能器由多個(gè)復(fù)合壓電陶瓷瓦片形成，所述瓦片繞著預(yù)成型的球面形匹配層裝配。匹配層在為換能器組裝壓電瓦片之前單獨(dú)地形成，然后將匹配層用作用于組裝球面形換能器的形狀。匹配層被形成為連續(xù)的結(jié)構(gòu)體，所述連續(xù)的結(jié)構(gòu)體在壓電元件與換能器的前發(fā)射側(cè)之間提供電隔離和環(huán)境隔離。

附圖說明

附圖包括：

圖1以透視圖示出了被單獨(dú)形成用于本發(fā)明的HIFU換能器的球面形換能器匹配層。

圖2a示出了壓電陶瓷材料片的端視圖，所述壓電陶瓷材料片已被切割形成用于本發(fā)明的HIFU換能器的復(fù)合換能器陣列。

圖2b示出了具有根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的復(fù)合換能器陣列，所述復(fù)合換能器陣列具有非磁性通路。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的復(fù)合換能器陣列，所述復(fù)合換能器陣列具有發(fā)射元件和非磁性通路。

圖4示出了在球面成型之前用于本發(fā)明的HIFU換能器的復(fù)合壓電瓦片。

圖5以剖視圖示出了復(fù)合壓電瓦片在用于本發(fā)明的HIFU換能器的匹配層上的布置。

圖6以透視圖示出了本發(fā)明的九個(gè)瓦片的HIFU換能器的后部。

圖7a和7b示出了彎曲印刷電路板的前表面和后表面，所述彎曲印刷電路板具有用于本發(fā)明的HIFU換能器的延伸的順從性接觸部。

圖8以透視圖示出了本發(fā)明的HIFU換能器的后部，所述HIFU換能器具有被加裝用于圖7a和7b的印刷電路板的支撐框架。

圖9是印刷電路板的延伸的順從性接觸部與本發(fā)明的HIFU換能器的換能器區(qū)域的連接部位的詳細(xì)圖示。

圖10是本發(fā)明的HIFU換能器的局部剖切透視圖，其具有周邊框架和后管蓋。

圖11是圖10的后管蓋的俯視圖。

圖12是圖10的HIFU換能器的剖視圖。

圖12a是圖12的HIFU換能器的周邊的放大視圖。

圖13是本發(fā)明的HIFU換能器當(dāng)安裝在患者支持臺(tái)中時(shí)的透視圖。

具體實(shí)施方式