[發明專利]具有被動熱耗散的矩陣超聲波探針

有效

• 申請號: 201280023686.5
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN103533896A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: R·E·戴維森;S·R·弗里曼;B·J·薩沃德
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

發明領域

本發明涉及醫療診斷系統，且尤其涉及具有被動熱耗散的矩陣陣列換能器探針。

背景技術

用于二維（2D）成像的常規一維（1D）陣列換能器探針由位于系統主框架中的傳輸驅動電路致動。探針電纜插入到系統主框架中，且探針表面處的陣列的換能器元件被主框架系統中的驅動電路驅動以進行傳輸。雖然由換能器元件的壓電致動產生的熱必須通過探針耗散，但由系統主框架中的高壓驅動電路產生的熱可由該系統相對容易地耗散。然而，固態3D成像探針具有數以千計的換能器元件的二維矩陣，且具有數千同軸驅動信號導體的電纜是不切實際的。因此，波束成形器ASIC（微波束成形器）被用于具有用于探針自身中的換能器元件的集成驅動電路及接收電路的探針中。波束成形器ASIC控制并執行傳輸和接收波束成形的至少一部分以便電纜中僅需要相對少的信號路徑導體，從而使得能夠將實際細的電纜用于3D成像探針。

在探針中具有傳輸波束成形ASIC和驅動電路的情形下，由此電路產生的熱現在必須自探針而非系統主框架耗散。由于波束成形ASIC直接附接于換能器陣列后面，因此，換能器堆和ASIC的熱現在處于探針之前部處，恰好在接觸患者的透鏡的后面。在過去，已采取各種方法自超聲波探針的前部耗散熱。美國專利5,213,103（Martin等人）中示出的一種方法是使用自探針的前部處的換能器延伸到在后部處的電纜編織層的熱沉。熱通過熱沉自換能器導走且到達電纜編織層中，熱透過電纜和探針殼體自所述電纜編織層耗散。Martin等人僅輸送來自不具有驅動電路的壓電換能器的熱，這是由于Martin等人探針的驅動電路可能在系統主框架中。一種更為主動積極的冷卻方法是使用如美國專利5,560,362（Sliwa、Jr.等人）中所描述的主動冷卻或者美國專利公開案第US2008/0188755號（Hart）中所描述的熱電冷卻器。借助于冷卻劑的主動冷卻需要必要的空間和裝置來使冷卻劑循環以及冷卻劑泄露的危害，且該兩種方法皆使探針內部的部件復雜性和間距復雜化。需要一種比Martin等人的技術更加有效且沒有主動冷卻方法的復雜性的被動冷卻技術。進一步期望此類被動冷卻技術以避免探針中熱點的形成，所述熱點可將熱集中于探針殼的一個特定點或數個特定點且因此集中到探針用戶的手中。

發明內容

根據本發明的原理，描述一種使用被動熱耗散來耗散由矩陣陣列換能器和ASIC產生的熱的矩陣陣列超聲波探針。由這些元件產生的熱傳導到散熱器，所述散熱器透過探針殼體下方的表面區域散布熱。通過散熱器的熱散布防止熱點在探針殼體的手柄部分的一個特定點或者幾個特定點處的形成。所散布的熱然后透過探針殼體和探針電纜耗散。

附圖說明

在圖中：

圖1圖示了根據本發明的原理構建的矩陣陣列超聲波探針的第一橫截面視圖。

圖2圖示了根據本發明的原理構建的矩陣陣列探針的第二橫截面視圖，其正交于圖1。

圖3是圖1和2的矩陣陣列探針的四分之一部分的橫截面視圖。

圖4圖示了安裝于導熱探針框架上的矩陣陣列換能器堆、ASIC和襯塊。

圖5是用于矩陣陣列探針的散熱器的一半的透視圖。

圖6圖示了在探針殼體的一半經移除的情況下組裝的先前附圖的矩陣陣列探針。

圖7圖示了圍繞散熱器的一半模塑的探針殼體。

圖8是圖1到6的矩陣陣列探針的主要部件部分的分解組件圖。

具體實施方式