一種用於超聲腫瘤治療機的換能器單探頭的製作方法

2023-12-07 08:04:06

專利名稱：一種用於超聲腫瘤治療機的換能器單探頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種換能器探頭，尤其是指一種用於高強聚焦超聲腫瘤治療機的換能器單探頭。
背景技術：
高強聚焦超聲腫瘤治療機是處於發展階段的治療腫瘤比較有效的前沿設備，其中需要由多個換能器單探頭沿不同角度發射超聲波，從而構成一個超聲波場。換能器的工作原理如圖1所示，它由壓電晶體2產生超聲波，其總能量分為向正方向傳輸的P1和向反方向傳輸的P2，並且P1＝P2。現有換能器單探頭的結構如圖2所示，將壓電晶體2經粘接劑層8粘接在金屬背襯9上，其中向正方向傳輸的超聲波能量P1可以被利用，而向反方向傳輸的超聲波能量除有一部分被粘接劑和金屬背襯所吸收，造成大量不必要的熱能外，還有一部分被壓電晶體、粘接劑和金屬背襯多次反射、折射和散射，這種多次反射、折射和散射不僅造成了能量的浪費，也擾亂了正向傳輸超聲波的場結構，給醫療效果帶來了隱患。

發明內容
本發明要解決的技術問題是，提供一種可以將反向傳輸的超聲波能量有規律地反射回來，使其與正方向傳輸超聲波能量相加，不造成金屬外殼的發熱，同時也不以多次反射、折射和散射的形式擾亂超聲波場結構的換能器單探頭。
為解決上述技術問題所採取的技術方案是一種用於超聲腫瘤治療機的換能器單探頭，由壓電晶體2、接地線5、信號線6、高頻大功率信號源7以及外殼1、絕緣墊3和卡環4所構成。外殼1為圓環形，其一側邊向內延伸有圓臺，卡環4呈圓罩狀，罩面的中心部位為空芯，卡環4從外殼1的內部將壓電晶體2壓接在外殼1的圓臺上，絕緣墊3墊接在壓電晶體2與卡環4之間，壓電晶體2與卡環4之間形成有空腔，壓電晶體2的外表面經接地線5與外殼1焊接在一起，壓電晶體2的內表面經信號線6與高頻大功率信號源7焊接在一起。
壓電晶體2為弧形。
壓電晶體2的內、外表面蒸鍍有導電銀漿層。
與現有技術相比本發明的優點是1、提高換能器的利用效率由於在壓電晶體與卡環之間形成一反射空腔，它可以將反向傳輸的超聲波能量有規律地反射回來，使其與正方向傳輸的超聲波能量相加，使換能器的利用效率達90％以上。
2、降低換能器的熱損耗由於避免了向反方向傳輸的超聲波能量被粘接劑和金屬背襯吸收產生大量的熱能，降低換能器的熱損耗，節省換能器的散熱裝置。
3、減少了對超聲波場的幹擾由於該結構避免了因多次反射、折射和散射在對超聲波場構成的幹擾，加強了治療機對患者病灶的療效。


下面結合附圖和實施例對本發明的具體實施方式
作進一步詳細地描述。
圖1為換能器工作原理示意圖。
圖2為現有換能器單探頭的結構示意圖。
圖3為本發明換能器單探頭的主視圖。
圖4為圖3的A-A剖視圖。
具體實施例方式
如圖3、圖4所示，一種用於超聲腫瘤治療機的換能器單探頭，包壓電晶體2、接地線5、信號線6、高頻大功率信號源7以及括外殼1、絕緣墊3和卡環4，外殼1為圓環形，其一側邊向內延伸有圓臺，卡環4呈圓罩狀，罩面的中心部位為空芯，卡環4從外殼1的內部將壓電晶體2壓接在外殼1的圓臺上，並保持其良好接觸，絕緣墊3墊接在壓電晶體2與卡環4之間，並使壓電晶體2的內表面的鍍銀層與外殼1之間相互絕緣。外殼1和卡環4由鋁合金材料製成。壓電晶體2與卡環4之間形成有空腔，該空腔可構成超聲波的反射空間，當壓電晶體與卡環的內表面做得足夠光潔時，再通過對超聲波的相位角給予適當補償，完全可以形成反方向超聲波能量的全反射，並和正方向傳輸的超聲波同相相加，大大提高其向正方向傳輸的超聲波能量，從而節省激勵超聲的電功率，避免了金屬背襯的發熱和因多次反射、折射和散射而影響聲場結構。壓電晶體2的外表面經接地線5與外殼1焊接在一起，壓電晶體2的內表面經信號線6與高頻大功率信號源7焊接在一起。壓電晶體2為弧形，其內、外表面蒸發有導電銀漿層，以便於接地線5和信號線6的牢固焊接。高頻大功率信號源7的功率由30W～100W可調，高頻大功率信號源7的頻率為2MHz。
使用本發明時，可將多個換能器單探頭組裝在同一個球冠內壁上，可製作成超聲波高強聚焦裝置。
權利要求
1.一種用於超聲腫瘤治療機的換能器單探頭，包括壓電晶體(2)、接地線(5)、信號線(6)和高頻大功率信號源(7)，其特徵在於，還包括外殼(1)、絕緣墊(3)和卡環(4)，所述的外殼(1)為圓環形，其一側邊向內延伸有圓臺，所述的卡環(4)呈圓罩狀，罩面的中心部位為空芯，卡環(4)從外殼(1)的內部將壓電晶體(2)壓接在外殼(1)的圓臺上，絕緣墊(3)墊接在壓電晶體(2)與卡環(4)之間，壓電晶體(2)與卡環(4)之間形成有空腔，壓電晶體(2)的外表面經接地線(5)與外殼(1)焊接在一起，壓電晶體(2)的內表面經信號線(6)與高頻大功率信號源(7)焊接在一起。
2.根據權利要求1所述的用於超聲腫瘤治療機的換能器單探頭，其特徵在於，所述的壓電晶體(2)為弧形。
3.根據權利要求1所述的用於超聲腫瘤治療機的換能器單探頭，其特徵在於，所述的壓電晶體(2)的內、外表面蒸鍍有導電銀漿層。
4.根據權利要求1或3所述的用於超聲腫瘤治療機的換能器單探頭，其特徵在於，所述的壓電晶體(2)的內表面的鍍銀層與外殼(1)之間相互絕緣。
5.根據權利要求1所述的用於超聲腫瘤治療機的換能器單探頭，其特徵在於，所述的外殼(1)和卡環(4)由鋁合金材料製成。
6.根據權利要求1所述的用於超聲腫瘤治療機的換能器單探頭，其特徵在於，所述的高頻大功率信號源(7)的功率由10W～100W可調。
7.根據權利要求1或6所述的用於超聲腫瘤治療機的換能器單探頭，其特徵在於，所述的高頻大功率信號源(7)的頻率為1-3MHz。
全文摘要
本發明涉及一種用於高強聚焦超聲腫瘤治療機的換能器單探頭，它將壓電晶體安裝在環形外殼內，然後經絕緣墊由卡環給以反向扣壓，壓電晶體與卡環之間形成一反射空腔，接地線將壓電晶體的外表面與外殼焊接在一起，高頻大功率信號源經信號線與壓電晶體的內表面焊接在一起。它可以將反向傳輸的超聲波能量有規律地反射回來，使其與正方向傳輸的超聲波能量相加，提高了換能器的利用效率，降低了換能器的熱損耗，節省了換能器的散熱裝置，避免了因多次反射、折射和散射對超聲波場構成的幹擾，加強了治療機對患者病灶的療效。
文檔編號A61N7/00GK1416922SQ0214879
公開日2003年5月14日 申請日期2002年11月21日 優先權日2002年11月21日
發明者任愛卿 申請人:北京仁德盛科技有限責任公司