一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置及實現方法
2023-05-14 11:45:01
專利名稱：一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置及實現方法
技術領域：
本發明是涉及淺表組織超聲治療領域 ，尤其涉及一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置及實現方法。
背景技術：
現有技術中超聲治療設備的關鍵部件是壓電換能器，以及附加在壓電換能器上起到能量轉變的裝置，它的結構形式直接關係到超聲波輸出能量的大小、形態變化和治療效果，特別是受治療空間限制的淺表組織聚能超聲治療及其裝置。由於超聲治療頭口徑僅為010mm左右，目前市場上的同類產品，均是以治療頭前端部聚焦或會聚(聚能)形式輸出聲功率對淺表組織正面病灶進行治療，而對淺表組織側壁的病灶則無能為力，使治療受到一定的限制。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的問題，提供一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置及實現方法，通過超聲波的傳播特性、波導管和反射裝置，改變高能量超聲波束輻射方向實現對淺表組織側壁病灶的治療，其成本低廉，不改變醫生的操作習慣，治療安全、有效，易於掌握。本發明採用的技術方案如下
一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置，包括
壓電換能器，通過外加電場產生超聲波；底座，用於固定壓電換能器；波導管，用於引導所述的超聲波會聚；反射裝置，用於改變沿波導管軸線方向輸出超聲波束的輻射方向；所述壓電換能器與波導管一端機械連接；所述反射裝置內置于波導管另一端，並與其機械連接。一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置，還包括球面套，所述球面套為中空結構包括半球體結構、開口端，所述開口端周邊分別與反射裝置、波導管過盈配合連接。所述壓電換能器為平面壓電陶瓷晶片。所述波導管為中空結構，包括大端、小端、大端到小端具有不等直徑流線型曲面結構的流線型管，其中大端一端、流線型管、小端一端一體化連接，大端另一端通過底座與壓電換能器機械連接，小端另一端與球面套開口端周邊過盈配合連接，波導管的大端與流線型管過渡切面距離超聲波在波導管軸線方向自會聚形成高能量區域焦距F為
2
，T是壓電換能器直徑；λ是超聲波在水中的波長；波導管流線型管有效長度為L，滿足L小於F/2。所述小端為圓臺結構，所述圓臺結構底部與流線型管一體化連接，所述圓臺頂部與球面套過盈配合連接。所述反射裝置為圓柱結構，其反射面位於圓柱頂部，該反射面與圓柱中軸線成45°夾角，所述圓柱中軸線與波導管軸線重合，圓柱結構底部嵌入球面套開口端，並與球面套開口端周邊過盈連接；圓柱結構與小端過盈配合連接。所述反射裝置為圓錐結構，其圓錐母線與波導管軸線夾角為45° ;圓錐底部嵌入球面套開口端，並與球面套開口端周邊過盈配合連接；圓錐結構與小端過盈配合連接。所述圓錐底面直徑或者圓柱結構端面直徑小於球面套開口端直徑，且大於等於球面套開口端直徑O. 01mm。一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置實現方法,包括步驟
a.壓電換能器將外加激勵源輸入電壓信號轉換為超聲波形成第一波源，執行步驟b;
b.通過波導管加強沿軸線方向的第一波源自會聚作用，形成第二波源，執行步驟c;
c.通過反射裝置改變第二波源的輻射方向。所述步驟b中，波導管的大端與流線型管過渡切面距離超聲波在波導管軸線方向
自會聚形成高能量區域焦距F為
權利要求
1.一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置，包括 壓電換能器，通過外加電場產生超聲波； 底座，用於固定壓電換能器； 其特徵在於還包括 波導管，用於引導所述的超聲波會聚； 反射裝置，用於改變沿波導管軸線方向輸出超聲波束的輻射方向； 所述壓電換能器通過底座與波導管一端機械連接；所述反射裝置內置于波導管另一端，並與其機械連接。
2.根據權利要求I所述的一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置，其特徵在於還 包括球面套，所述球面套為中空結構，所述球面套包括半球體結構、開口端，所述開口端周邊分別與反射裝置、波導管過盈配合連接。
3.根據權利要求I所述的一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置，其特徵在於所述壓電換能器為平面壓電陶瓷晶片。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置，其特徵在於所述波導管為中空結構，包括大端、小端、大端到小端具有不等直徑流線型曲面結構的流線型管，其中大端一端、流線型管、小端一端一體化連接，大端另一端通過底座與壓電換能器機械連接，小端另一端與球面套開口端周邊過盈配合連接，波導管的大端與流線型管過渡切面距離超聲波在波導管軸線方向自會聚形成高能量區域焦距F為2F =(表),τ是壓電換能器直徑；λ是超聲波在水中的波長；波導管流線型管有效長度為L，滿足L小於F/2。
5.根據權利要求4所述的一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置，其特徵在於所述小端為圓臺結構，所述圓臺結構底部與流線型管一體化連接，所述圓臺頂部與球面套過盈配合連接。
6.根據權利要求4所述的一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置，其特徵在於所述反射裝置為圓柱結構，其反射面位於圓柱頂部，該反射面與圓柱中軸線成45°夾角，所述圓柱中軸線與波導管軸線重合，圓柱結構底部嵌入球面套開口端，並與球面套開口端周邊過盈連接；圓柱結構與小端過盈配合連接。
7.根據權利要求4所述的一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置，其特徵在於所述反射裝置為圓錐結構，其圓錐母線與波導管軸線夾角為45°，圓錐母線之間夾角為90° ;圓錐底部嵌入球面套開口端，並與球面套開口端周邊過盈配合連接；圓錐結構與小端過盈配合連接。
8.根據權利要求6或7所述的一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置，其特徵在於所述圓錐底面直徑或者圓柱結構端面直徑小於球面套開口端直徑，且大於等於球面套開口端直徑O. 01mm。
9.一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置實現方法，其特徵在於，包括步驟 a.壓電換能器將外加激勵源輸入電壓信號轉換為超聲波形成第一波源，執行步驟b; b.通過波導管加強沿軸線方向的第一波源自會聚作用，形成第二波源，執行步驟c;C.通過反射裝置改變第二波源的輻射方向。
10.根據權利要求9所述的一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置實現方法，其特徵在於所述步驟b中，波導管的大端與流線型管過渡切面距離超聲波在波導管軸線方向自會聚形成高能量區域焦距F為F = ，T是壓電換能器直徑；λ是超聲波在水中的波長；波導管流線型管有效長度為L，滿足L小於F/2。
全文摘要
本發明是涉及淺表組織超聲治療領域，尤其涉及一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置及實現方法。本發明針對現有技術存在的問題，提供一種改變超聲波束輻射方向的治療裝置及實現方法，通過改變高能量超聲波束的輻射方向來實現對腔內側壁病灶的治療，其成本低廉，不改變醫生的操作習慣，治療安全、有效，易於掌握。本發明裝置包括壓電換能器1，固定裝置2、球面套5、波導管3、反射裝置4，壓電換能器1固定於座2上，底座2與波導管3螺紋連接或者螺釘鎖緊裝置連接；波導管3另一端與球面套5機械連接；反射裝置內置于波導管另一端，並與球面套5機械連接，並通過一系列的步驟完成設計。本發明主要應用於淺表組織超聲治療領域。
文檔編號A61N7/02GK102847238SQ20111017700
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月28日 優先權日2011年6月28日
發明者付玉瑞, 壽文德, 蘇強華, 何勇軍 申請人:綿陽索尼克電子有限責任公司, 壽文德