一種對稱分區的多元高強度聚焦超聲換能器的製作方法
2023-12-07 08:57:21
專利名稱：一種對稱分區的多元高強度聚焦超聲換能器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於醫用超聲醫療儀器領域，涉及到高強度聚焦超聲和醫用B型超聲檢測技術背景技術高強度聚焦超聲治療系統是一種有效地腫瘤治療方法。該方法通過高強度聚焦超聲換能器在人體內產生高熱使得腫瘤組織發生凝固性壞死而達到腫瘤治療的目的。用於該治療系統的高強度聚焦超聲換能器需要由產生高強度聚焦超聲的換能器片和用於圖像引導的B超換能器構成。所述的高強度聚焦超聲換能器放置在水囊或其他儲水裝置的下端，通過純淨水將超聲耦合到需要治療的組織。通常所設計的用於產生高強度聚焦超聲的換能器由換能器片陣列構成，並在該能產生高強度聚焦超聲的換能器片陣列中心開孔放入B超換能器，兩者共同組合形成用於該治療系統的高強度聚焦超聲換能器。
採用換能器片陣列方式實現的高強度聚焦超聲換能器是將多片換能器片在球面內排列，將所有的換能器片通過串並聯後形成一個大功率的高強度聚焦超聲換能器片陣列，並由單一控制電源驅動產生高強度聚焦超聲，但這種結構不能實現對高強度聚焦超聲入射角和焦域的控制。採用換能器片陣列分塊排列方式實現的高強度聚焦超聲換能器是將多片換能器在球面內排列並分成幾個區域，每個區域由單一控制電源驅動產生高強度聚焦超聲，所有的區域形成一個大功率的高強度聚焦超聲換能器陣列。但由於區域之間關於X軸和Y軸的不同時對稱，雖然可以對聲波的入射方向和焦域進行調整，但無法精確控制入射方向和焦域，無法使焦域關於X軸和Y軸的同時對稱。
高強度聚焦超聲換能器片陣列和B超換能器的組合通常採用將B超換能器直接放入高強度聚焦超聲換能器片陣列的中心孔，用螺絲緊固後採用矽膠和O圈進行防水密封。這種將B超換能器用螺絲緊固到高強度聚焦超聲換能器片陣列的中心孔後再利用O圈和矽膠密封的結構能滿足圖像引導功能，但由於本身結構複雜，組裝零部件較多，密封性能不佳。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種利用對稱式超聲換能器片陣列實現入射方向和焦域形狀的精確調整，且能夠組合B超換能器和排水孔實現圖像引導和水位控制的高強度聚焦超聲換能器。
本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案是
一種對稱分區的多元高強度聚焦超聲換能器，它包括固定在支架上的換能器片、半球面託架、B超換能器、O型密封圈，排水孔，O型密封圈用於高強度聚焦超聲換能器與水囊之間的密封，固定在支架上的換能器片在360°內等分為4N個分區，均勻對稱排列並固定在半球面託架的內表面，N為自然數，每個區域放置1～100個固定在支架上的換能器片，換能器片直徑為1～50MM；所有分區共同形成高強度聚焦超聲換能器片陣列，各個分區分別由獨立的電源控制，通過分別調整驅動電源的功率和相位實現聚焦超聲焦域形狀和入射方向的調整；B超換能器直接鑲嵌在半球面託架中心；使用粘接劑將能產生高強度聚焦超聲的換能器片陣列密封固定在半球面託架上，能產生高強度聚焦超聲的換能器片陣列與B超換能器組合共同形成高強度聚焦超聲換能器。
半球面託架採用一體化結構，半球面託架的中心開一長方孔，內鑲嵌B超換能器，長方孔一側或另一側有一個圓孔為排水孔，內有螺紋，用於連接排水管。
半球面託架的內表面最外環開一個環形防水密封槽，中心凸臺上表面最外環開一個環形防水密封槽。
B超換能器放置於半球面託架的中心軸線上，可觀察包括高強度聚焦超聲換能器片陣列焦域在內的一個扇形區域，實現圖像引導功能。
本實用新型的有益效果該高強度聚焦超聲換能器能夠實現入射方向和焦域形狀的精確調整。能夠組合B超換能器和水道實現圖像引導和水位控制。一體化半球面託架能夠直接安裝帶支架的換能器片和B超換能器，更便於密封和安裝。在一體化半球面上採用防水密封槽使防水效果更出色。
圖1一種對稱分區的多元高強度聚焦超聲換能器示意圖圖2採用8分區方式的一種對稱分區的多元高強度聚焦超聲換能器45°扇形區內多片超聲換能器片布置示意圖圖中固定在支架上的換能器片101、O型密封圈102、半球面託架103、排水孔104、B超換能器105、防水密封槽106、防水密封槽107。
具體實施方式
方式一，採用對稱8分區，每個分區放置直徑12MM的帶支架的9個醫用雙面超聲換能器片的一種對稱分區的多元高強度聚焦超聲換能器(圖2)一種對稱分區的多元高強度聚焦超聲換能器，它包括固定在支架上的換能器片101、0型密封圈102、半球面託架103、排水孔104、B超換能器105、防水密封槽106、防水密封槽107。
將半球面託架103內表面在360°內等分為8個分區，選取直徑12mm的醫用雙面超聲換能器片固定在支架上，每個區域放置9個固定在支架上的換能器片，排列在φ76mm到φ160mm的圓環區域內。所有分區共同形成高強度聚焦超聲換能器片陣列，各個分區分別由獨立的電源控制，通過分別調整驅動電源的功率和相位實現聚焦超聲焦域形狀和入射方向的調整；使用超聲振子環氧膠粘接劑將能產生高強度聚焦超聲的換能器片陣列密封固定在半球面託架上。能產生高強度聚焦超聲的換能器片陣列與B超換能器組合共同形成高強度聚焦超聲換能器。65mm的凸陣扇形掃描B超換能器安裝在半球面託架103中心孔中。排水孔104為φ8mm，連接排水管。
O型密封圈102用於高強度聚焦超聲換能器與水囊之間的密封。
半球面託架103採用一體化結構，半球面託架的中心開一長方孔，內鑲嵌B超換能器105，長方孔一側或另一側有一個圓孔為排水孔104，內有螺紋，用於連接排水管。排水孔104處於整個聚焦換能器儲水部分的最低位置，在閥門打開時可將水全部排出，通過排水調節水位的高低。半球面託架(103)的內表面最外環開一個環形防水密封槽(107)，中心凸臺上表面最外環開一個環形防水密封槽(106)。
防水密封槽106與防水密封槽107用於使固定在支架上的換能器片101與半球面託架103之間用超聲振子環氧膠粘劑密封時，使超聲振子環氧膠粘劑灌注於防水密封槽106與防水密封槽107中，以提高密封性。
粘接劑還可採用矽膠，環氧樹脂等。
方式二，採用對稱4分區，每個分區放置直徑14MM的帶支架的18個醫用雙面超聲換能器片的一種對稱分區的多元高強度聚焦超聲換能器，其餘部分同方式一。
方式三，採用對稱12分區，每個分區放置直徑10MM的帶支架的5個醫用雙面超聲換能器片的一種對稱分區的多元高強度聚焦超聲換能器，其餘部分同方式一。
隨著半球面託架直徑增大，每個分區可放置的固定在支架上的換能器片的數量可增加，一般不超過100個。
權利要求1.一種對稱分區的多元高強度聚焦超聲換能器，它包括固定在支架上的換能器片、半球面託架、B超換能器、O型密封圈，排水孔，O型密封圈用於高強度聚焦超聲換能器與水囊之間的密封，固定在支架上的換能器片在半球面託架內表面分區排列，所有分區共同形成高強度聚焦超聲換能器片陣列，各個分區分別由獨立的電源控制，通過分別調整驅動電源的功率和相位實現聚焦超聲焦域形狀和入射方向的調整；B超換能器直接鑲嵌在半球面託架中心；使用矽膠粘接劑將能產生高強度聚焦超聲的換能器片陣列密封固定在半球面託架上，能產生高強度聚焦超聲的換能器片陣列與B超換能器組合共同形成高強度聚焦超聲換能器，其特徵在於固定在支架上的換能器片(101)在360°內等分為4N個分區，均勻對稱排列並固定在半球面託架(103)的內表面，N為自然數，每個區域放置1～100個固定在支架上的換能器片，換能器片直徑為1～50MM。
2.根據權利要求1所述的對稱分區的多元高強度聚焦超聲換能器，其特徵在於半球面託架(103)採用一體化結構，半球面託架的中心開一長方孔，內鑲嵌B超換能器(105)，長方孔一側或另一側有一個圓孔為排水孔(104)，內有螺紋，用於連接排水管。
3.根據權利要求2所述的對稱分區的多元高強度聚焦超聲換能器，其特徵在於半球面託架(103)的內表面最外環開一個環形防水密封槽(107)，中心凸臺上表面最外環開一個環形防水密封槽(106)。
專利摘要一種對稱分區的多元高強度聚焦超聲換能器，屬於醫用超聲醫療儀器領域，它包括固定在支架上的換能器片(101)、O型密封圈(102)、半球面託架(103)、B超換能器(105)。固定在支架上的換能器片(101)在360°內等分為4N個分區均勻對稱排列在半球面託架(103)的內表面，N為自然數，形成高強度聚焦超聲換能器片陣列。高強度聚焦超聲換能器片陣列與B超換能器共同構成高強度聚焦超聲換能器。半球面託架(103)採用一體化結構使固定更容易，密封效果更好。該超聲換能器能夠實現入射方向和焦域形狀的精確調整，避免焦域關於X軸和Y軸不同時對稱。能夠組合B超換能器和水道實現圖像引導和水位控制。
文檔編號A61N7/00GK2894640SQ200620022889
公開日2007年5月2日 申請日期2006年4月17日 優先權日2006年4月17日
發明者胡秉誼, 李源, 袁海城, 王允 申請人:北京交通大學, 河南邁松醫用設備製造有限公司