[發明專利]帶冷卻系統的超聲波導

無效

• 申請號: 201310348507.1
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN103386171A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 屠娟;章東;郭霞生
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: A61N7/00
• 分類號: A61N7/00
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

技術領域

本發明涉及超聲波導，具體是帶冷卻系統的超聲波導。

背景技術

使用超聲波作用于生物體，實現對疾病的治療效果。基本原理是通過超聲波換能器發射特定頻率、功率、方向及焦斑大小的超聲波，并通過超聲波傳導結構（即超聲波導）將超聲波能量聚集在生物組織的特定區域，進而對該區域的組織產生生化作用而實現治療目標。

在此類傳統的超聲波傳導結構中，將超聲波換能器連接于一個塑料材質的錐形腔體（即超聲波導殼體）的大口上，并加以密封。錐形腔體（簡稱“錐體”）的小口用傳導薄膜封口，使整個錐體呈密封態。錐體內部充滿除氣水作為超聲波傳導介質，傳導薄膜作為與生物體接觸的表面。其工作原理是：超聲波換能器發射超聲波，超聲波從錐體大口通過除氣水耦合入錐體，通過水的傳導作用到達并匯聚在錐體小口處，并通過傳導薄膜耦合從錐體小口發射出去，作用于生物體。

傳統的超聲波傳導結構存在的問題包括：

1、超聲波治療中大多使用聚焦換能器。為了保證預定作用位置處于超聲波焦斑上，傳統的超聲波傳導結構中需要每次操作前都必須進行定位校準，即使用三維精密定位系統先利用水聽器確定焦斑位置。校準用的水聽器和三維精密定位系統價格都比較昂貴，操作復雜，且準確性和一致性并不高。

2、用于治療的超聲波具有一定功率，由于超聲波本質上是粒子的機械振動，因此必然導致超聲波換能器及傳導結構在工作過程中發熱。傳統方法中的未帶有針對冷卻的結構，因此當聚焦換能器及傳導結構在較高功率下長時間工作后，局部或整體的溫度可能超過設備的極限，造成過熱損毀。

3、傳統的超聲波傳導結構中，用于超聲波耦合和傳導的介質在超聲波作用一段時間后會產生氣泡，造成額外的超聲傳導衰減或屏蔽，從而影響設備工作的效果和穩定性。

4、為了在實際使用過程中避免上述問題對療效的影響，需要在設備使用過程中人為控制超聲波的功率、持續工作時間和工作間隔。操作人員必須熟悉相關的操作方法和注意事項，操作難度大，使用成本高，也不利于操作者的快速培訓。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術存在的問題和不足，本發明的目的是提供帶冷卻系統的超聲波導。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用的第一種技術方案為一種帶冷卻系統的超聲波導，包括超聲波導殼體和超聲波換能器，所述超聲波導殼體的頂部設有開口，所述超聲波換能器通過所述開口與超聲波導殼體連接，所述超聲波導殼體的外壁上設有熱交換器，所述熱交換器設有冷卻介質入口和冷卻介質出口。

本發明采用的第二種技術方案為一種帶冷卻系統的超聲波導，包括超聲波導殼體和超聲波換能器，所述超聲波導殼體的頂部設有開口，所述超聲波換能器通過所述開口與超聲波導殼體連接，所述超聲波導殼體的側壁設有冷卻介質入口和冷卻介質出口。

進一步的，還包括波導帽，所述波導帽設置在超聲波導殼體的底部。

有益效果：本發明通過在傳統超聲波導結構的小口頂端增加一個波導帽，保證超聲波焦斑與波導帽頂部傳導薄膜界面的精確空間位置關系，不再需要三維精密定位進行校準。從而可以大大提高使用效率，降低使用成本；加入熱交換結構，通過流動的冷卻介質帶走超聲波換能器工作過程中產生的熱量，還能調節溫度，避免設備長時間工作造成過熱損毀。

附圖說明

圖1（a）為帶波導帽的超聲波導的結構示意圖；

圖1（b）為波導帽的安裝示意圖（剖視圖）；

圖1（c）為波導帽的具體實施方式示意圖；

圖2為內交換冷卻的結構示意圖；

圖3為開放式內交換冷卻的結構示意圖；

圖4為閉合式內交換冷卻的結構示意圖；

圖5為外交換冷卻的結構示意圖；

圖6為開放式外交換冷卻的結構示意圖；

圖7為閉合式外交換冷卻的結構示意圖；

圖8為開環控制方式系統結構框圖；

圖9為閉環控制方式系統結構框圖；

圖10為開環控制的開放式外交換冷卻的結構示意圖；

圖11為閉環控制的閉合式內交換冷卻的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。