[發明專利]具有CMUT陣列和固態冷卻的醫療設備以及相關方法和系統

在審

• 申請號: 201880073516.5
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN111372523A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 阿里夫·桑利·埃爾根;安德烈·科里;布特魯斯·T·庫里-雅庫布;約翰·N·三世·艾溫
• 申請（專利權）人: 奧卓霍姆有限責任公司
• 主分類號: A61B8/14
• 分類號: A61B8/14;A61N7/00;A61N7/02;H01L23/48
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

1.一種醫療設備，包括：

電容式微機械超聲波換能器(CMUT)陣列，被配置為向目標組織發射超聲波；以及

至少一個熱電冷卻器，與CMUT陣列機械地耦合并且被配置為冷卻由超聲波加熱的非目標組織。

2.根據權利要求1所述的設備，CMUT陣列被配置為從CMUT陣列的第一側投射超聲波，每個熱電冷卻器熱耦合到CMUT陣列的第二側。

3.根據權利要求2所述的設備，還包括設置在CMUT陣列的第一側的聲透鏡，聲透鏡被配置為與非目標組織熱耦合，以在非目標組織與至少一個熱電冷卻器之間通過CMUT陣列和聲透鏡提供熱通路。

4.根據權利要求2所述的設備，還包括固體熱導體，固體熱導體熱耦合到每個熱電冷卻器以從熱電冷卻器移除熱量。

5.根據權利要求4所述的設備，每個熱電冷卻器被實現為層，層具有(a)熱耦合到CMUT陣列的第二側的第一側以及(b)背對層的第一側并且熱耦合到固體熱導體的第二側。

6.根據權利要求4所述的設備，固體熱導體包括金屬。

7.根據權利要求1所述的設備，包括具有CMUT陣列的硅基板，每個熱電冷卻器經由導熱粘合劑粘合到硅基板。

8.根據權利要求1所述的設備，還包括用于感測非目標組織的特性的一個或多個傳感器，特性選自由溫度、壓力以及溫度和壓力的組合組成的組。

9.一種具有固態冷卻的用于超聲波治療的導管，包括：

電容式微機械超聲波換能器(CMUT)陣列，被配置為向目標組織發射超聲波；

熱電冷卻器，被配置為冷卻由超聲波加熱的非目標組織，超聲波換能器被設置在導管的遠端處；以及

固體熱導體，被耦合到熱電冷卻器并沿著導管遠離遠端朝向導管的近端延伸，以將熱量從熱電冷卻器傳導走。

10.根據權利要求9所述的導管，熱電冷卻器與CMUT陣列機械地耦合。

11.根據權利要求9所述的導管，還包括用于感測非目標組織的溫度的溫度傳感器。

12.根據權利要求9所述的導管，還包括用于感測非目標組織的壓力的壓力傳感器。

13.根據權利要求9所述的導管，導管被配置用于插入到尿道中，目標組織是前列腺，非目標組織是尿道壁的至少一部分。

14.根據權利要求13所述的導管，在導管末端中實現CMUT陣列和熱電冷卻器，并且還包括耦合到導管末端并且具有從前列腺到達尿道出口的長度的導管套。

15.根據權利要求14所述的導管，導管套包括用于防止由固體熱導體傳導的熱量損壞尿道壁的熱絕緣層。

16.根據權利要求14所述的導管，還包括圍繞導管末端和導管套設置的可移除套筒，可移除套筒包括用于將可移除套筒固定到膀胱的可充氣氣囊，并且具有至少從膀胱到達尿道出口的長度，并且被配置為在從尿道中抽出導管末端之后在尿道中保留一段時間。

17.根據權利要求16所述的導管，可移除套筒還包括用于防止由固體熱導體傳導的熱量損壞尿道壁的熱絕緣層。

18.一種具有固態冷卻的用于超聲波治療的方法，包括：

將目標組織暴露于由電容式微機械超聲波換能器(CMUT)陣列產生的超聲波；

使用一個或多個熱電冷卻器冷卻非目標組織，以防止損壞非目標組織；以及

從一個或多個熱電冷卻器和從非目標組織移除熱量。