[發明專利]一種帶中心旋轉成像探頭的雙曲面條狀功率超聲裝置

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• 申請號: 201710168016.7
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106964083A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 孔祥清;薛洪惠;楊帥;孔有年
• 申請（專利權）人: 南京廣慈醫療科技有限公司
• 主分類號: A61N7/02
• 分類號: A61N7/02;A61B8/00;B23P15/00;B06B1/06
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 夏平

1.一種帶中心旋轉成像探頭的雙曲面條狀功率超聲裝置，其特征在于：包括超聲聚焦換能器（1）、支撐結構件（4）、水囊（2）和超聲成像探頭（5），所述超聲聚焦換能器（1）通過防水膠水密封在支撐結構件（4）內部的左右兩側，所述支撐結構件（4）的四周設有作為防水全包結構件的水囊（2），所述水囊（2）與支撐結構件（4）之間的空隙填充滿耦合劑（3），所述支撐結構件（4）的上表面為圓弧狀的單曲面，并且支撐結構件（4）中心位置設有圓形通孔，在該圓形通孔內放置有所述超聲成像探頭（5），所述超聲成像探頭（5）設在在圓柱形固定件（17）中, 圓柱形固定件（17）與圓形通孔的內壁相互貼合并可滑動接觸，在超聲成像探頭（5）的后端端部設有可帶動超聲成像探頭360度轉動的機械傳動結構；所述超聲聚焦換能器（1）包括薄背襯組件，厚背襯（9）和保護層（6），所述厚背襯（9）和保護層（6）的上表面均為圓弧雙曲面，所述薄背襯組件的內部開有切槽（12），薄背襯組件通過膠水粘貼在厚背襯（9）的曲面上，所述保護層（6）完全包裹住薄背襯組件和厚背襯（9）上部隔離換能器內部組件與耦合劑（3）。

2.根據權利要求1所述的一種帶中心旋轉成像探頭的雙曲面條狀功率超聲裝置，其特征在于：所述超聲聚焦換能器（1）的中心頻率為0.2MHz-5MHz，相對帶寬不小于50%；所述厚背襯（9）的聲學阻抗范圍2MRayl到15MRayl，表面曲率半徑為5cm-25cm，其曲面為圓弧雙曲面。

3.根據權利要求1所述的一種帶中心旋轉成像探頭的雙曲面條狀功率超聲裝置，其特征在于：所述切槽（12）內灌滿膠水或膠水混合物，該膠水為絕緣類膠水；所述保護層（6）中聲速大于水中聲速，中心最大厚度為0.5mm-5mm。

4.根據權利要求1所述的一種帶中心旋轉成像探頭的雙曲面條狀功率超聲裝置，其特征在于：所述薄背襯組件包括薄背襯（8），以及依次設在薄背襯（8）上表面的FPC正電極層（13）、壓電材料層（11）、內匹配層（10），FPC導電銅箔一側用導電膠水粘貼到壓電材料層（11）上，FPC絕緣一側用膠水粘貼到薄背襯（8）上，壓電材料層（11）另一側用膠水粘貼內匹配層（10），并通過劃片機切割出多條切槽（12）。

5.根據權利要求4所述的一種帶中心旋轉成像探頭的雙曲面條狀功率超聲裝置，其特征在于：所述薄背襯（8）聲學阻抗范圍2MRayl到15MRayl；所述壓電材料層（11）采用以發射類壓電陶瓷為基底的1-3結構的壓電復合材料；所述FPC正電極層（13）為帶銅導電層的軟板；所述內匹配層（10）聲學阻抗范圍3MRayl-15MRayl，其寬度小于壓電材料層。

6.根據權利要求1或4所述的一種帶中心旋轉成像探頭的雙曲面條狀功率超聲裝置，其特征在于：所述切槽（12）的深度為切穿壓電材料層（11），并深入薄背襯（8），深度至少達到薄背襯厚度的1/2，切槽（12）寬度0.05mm-0.2mm，切槽數目大于20，陣元間距為0.5mm-2mm，或者在每個切槽(12)之間附加深度與壓電材料層(11)厚度一樣的次級切槽,形成基元,基元數為1-3個。

7.根據權利要求1所述的一種帶中心旋轉成像探頭的雙曲面條狀功率超聲裝置，其特征在于：所述支撐結構件（4）材料為不銹鋼或鋁，其內部掏長方體區域用于鑲嵌所述超聲聚焦換能器（1），圍繞超聲聚焦換能器（1）的四個面方向可調，支撐結構件（4）表面曲率半徑為5cm-25cm，匹配治療區域體表曲面，其可通過上部機械結構進行平移運動；所述超聲聚焦換能器（1）可通過電子通道延時控制焦點深淺位置和偏轉位置；所述超聲成像探頭（5）為線陣、凸陣或相控陣，基元總數為64-256個，中心頻率為3MHz-8MHz，其可通過機械傳動結構進行360度轉動；所述水囊（2）中裝載耦合劑充當換能器與水囊之間的聲傳播過渡介質，水囊（2）材料為符合生物相容性材料；所述耦合劑（3）為脫氣水，其可以通過外部蠕動泵進行循環流動。

8.根據權利要求1所述的一種帶中心旋轉成像探頭的雙曲面條狀功率超聲裝置，其特征在于：所述機械傳動結構包括馬達（14），主動齒輪（15）和從動齒輪（16），所述主動齒輪（15）與從動齒輪（16）相互嚙合，主動齒輪（15）與馬達（14）傳動軸連接，從動齒輪（16）與超聲成像探頭連接，所述馬達（14）接受控制裝置的控制并通過主動齒輪（15）帶動從動齒輪（16）再帶動超聲成像探頭（5）進行轉動。

9.根據權利要求1所述的一種帶中心旋轉成像探頭的雙曲面條狀功率超聲裝置，其特征在于：所述圓形固定件（17），其內表面形狀與超聲成像探頭（5）外殼表面形狀互補以確保完全貼合，并采用硅橡膠粘合超聲成像探頭（5）到圓形固定件（17）內部，其外表面與支撐結構件（4）緊密貼合并密封；在圓形固定件（17）外表面設有密封圈（18），該密封圈（18）卡在圓形固定件（17）的外表面開好的槽中并壓進支撐結構件（4）中心的圓形通孔中，過量配合保證可滑動和密封。