[發(fā)明專利]一種矩形陣列分布式功率超聲裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710564251.6
• 申請(qǐng)日: 2017-07-12
• 公開（公告）號(hào): CN107198834A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔祥清;薛洪惠;楊帥;孔有年
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京廣慈醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): A61N7/00
• 分類號(hào): A61N7/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司32218
• 代理人: 許軻,夏平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種矩形陣列分布式功率超聲裝置，屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

功率超聲在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，常見的一種方式就是從人體外向人體內(nèi)發(fā)射聚焦功率超聲波，在人體內(nèi)特定區(qū)域形成較大的能量聚集而改變?cè)搮^(qū)域內(nèi)的組織生物特性，實(shí)現(xiàn)治療疾病的目的。其中的超聲換能器用于將電能轉(zhuǎn)換成聲能并發(fā)射到人體中，當(dāng)前常用的治療裝置基本都將超聲換能器分布到球冠形支撐結(jié)構(gòu)上，在球冠底部中心位置設(shè)有通孔放置成像引導(dǎo)超聲探頭。

球冠狀超聲換能器與人體接觸的時(shí)候，底部與人體表面有一定距離，在治療前使用成像探頭時(shí)需要將成像探頭伸出一段距離盡量縮短與人體間距離，進(jìn)行治療時(shí)，為了不擋住功率超聲，成像探頭要縮回來，與靶區(qū)距離加大，影響實(shí)時(shí)觀察效果。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種矩形陣列分布式功率超聲裝置。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種矩形陣列分布式功率超聲裝置，其特征在于包括支撐結(jié)構(gòu)件、功率換能器陣列、超聲成像探頭和圓柱形固定件，所述支撐結(jié)構(gòu)件的上表面為曲面，曲面上開有階梯結(jié)構(gòu)，功率換能器陣列通過膠水固定在階梯結(jié)構(gòu)面上,所述支撐結(jié)構(gòu)件的中心位置設(shè)有圓形通孔，在該圓形通孔內(nèi)放置有所述超聲成像探頭，所述超聲成像探頭設(shè)在圓柱形固定件中, 圓柱形固定件與圓形通孔的內(nèi)壁通過防水膠水密封。

所述功率換能器呈條狀，且其包括匹配層、支撐、負(fù)電極、壓電材料層和正電極，所述支撐由長邊以及長邊兩端的短邊構(gòu)成，所述匹配層、負(fù)電極、壓電材料層和正電極均位于支撐內(nèi)，所述負(fù)電極位于匹配層和壓電材料層與支撐的一個(gè)短邊之間，正電極位于壓電材料層下方且與支撐的另一個(gè)短邊相貼合。

所述功率換能器的中心頻率為0.2MHz-5MHz，相對(duì)帶寬不小于50%；所述匹配層的聲學(xué)阻抗范圍2MRayl到15MRayl，所述支撐材料為不銹鋼、鋁等金屬材料或環(huán)氧等非金屬材料，所述負(fù)電極和正電極采用帶絕緣外皮金、銀或銅導(dǎo)線，所述壓電材料層采用以發(fā)射類壓電陶瓷或以其為基底的1-3/2-2結(jié)構(gòu)的壓電復(fù)合材料，其上下表面鍍金、銀、銅或鎳，所述背襯層的聲學(xué)阻抗范圍2MRayl到15MRayl。

所述正電極通過導(dǎo)電膠水粘接或焊接到壓電材料層的一側(cè)，負(fù)電極通過導(dǎo)電膠水粘接或焊接到壓電材料層的另一側(cè)，負(fù)電極的上方通過膠水粘接匹配層，整個(gè)裝置再通過膠水固定到支撐內(nèi)部。

所述支撐結(jié)構(gòu)件材料為不銹鋼、鋁等金屬材料或環(huán)氧等非金屬材料；所述功率換能器可通過電子通道延時(shí)控制焦點(diǎn)深淺位置和偏轉(zhuǎn)位置。

所述支撐結(jié)構(gòu)件曲面中準(zhǔn)線曲率半徑為5cm-25cm，匹配治療區(qū)域體表曲面，支撐結(jié)構(gòu)件曲面中母線為相對(duì)中心呈對(duì)稱狀的折線。

所述超聲成像探頭為二維面陣，基元總數(shù)為64-16384個(gè)，中心頻率為3MHz-8MHz。

所述圓柱形固定件，其內(nèi)表面形狀與超聲成像探頭外殼表面形狀互補(bǔ)以確保完全貼合，并采用硅橡膠粘合超聲成像探頭到圓柱形固定件內(nèi)部，其外表面與支撐結(jié)構(gòu)件緊密貼合并密封。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明支撐結(jié)構(gòu)件表面其一方向?yàn)閮?nèi)凹結(jié)構(gòu)，其曲率可變來匹配不同體表曲面。

本發(fā)明支撐結(jié)構(gòu)件表面內(nèi)凹結(jié)構(gòu)更近距離貼合人體，治療時(shí)成像探頭不用縮回。

本發(fā)明功率換能器采用矩形表面發(fā)射方式，相較于圓形發(fā)射片，波束開角更大，能覆蓋的有效范圍更大。

本發(fā)明的超聲成像探頭采用面陣方式，其相較于采用轉(zhuǎn)動(dòng)和平移的方式，沒有機(jī)械控制，裝配更簡單，合成圖像時(shí)分辨率一致性好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2A為二維面陣成像探頭典型外觀圖。

圖2B為面陣探頭內(nèi)部的發(fā)射陣列結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3A為支撐結(jié)構(gòu)件頂視圖。

圖3B為圖3A結(jié)構(gòu)剖面圖，其中圖3B（a）為A-A面剖視圖，圖3B（b）為B-B面剖視圖。

圖4為功率換能器內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖。

圖5A為圓形功率換能器和矩形功率換能器短邊方向開角對(duì)比，同樣尺度下，可以橫向排列更多矩形功率換能器，圖示為橫向排列4只。

圖5B為圓形功率換能器和矩形功率換能器長邊方向開角對(duì)比。

圖6為治療應(yīng)用圖。

圖中：1-支撐結(jié)構(gòu)件，2-功率換能器，3-超聲成像探頭，4-圓柱形固定件，201-匹配層，202-支撐，203-負(fù)電極，204-壓電材料層，205-正電極。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。