專利名稱：一種環(huán)形自聚焦超聲波換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超聲波換能器，特別涉及一種環(huán)形自聚焦超聲波換能器。
背景技術(shù)：
利用超聲進(jìn)行減肥的技術(shù)在近年來得到重視，其原理是在人體脂肪層外部，利 用超聲發(fā)射器將超聲波振動能量通過人體表皮輸送到脂肪層，人體脂肪在高頻劇烈 振動的同時被有效地"燃燒掉"。
這一方法能夠有效的減少患者的痛苦，但是，由于超聲波在傳輸?shù)倪^程中，其 傳輸通道經(jīng)過的人體組織也受到超聲波高頻振動的作用而受到可能的損傷。已有多 家公司和研究小組嘗試?yán)镁劢钩暤募夹g(shù)，將人體外超聲換能器發(fā)射的能量通過 體外聚焦的方式發(fā)射到待去除的脂肪組織中，使得脂肪組織吸收大量的能量，而不 希望受到損傷的人體組織只接受到小劑量的超聲波能量的照射。聚焦超聲的采用有 效的減少超聲波傳輸通道上的超聲作用效應(yīng)，提高了需要去除的脂肪組織上的超聲 "燃燒"能量，但同時帶來了另一個問題，聚焦的結(jié)果使超聲對脂肪作用的有效面 積減小了，聚焦換能器要長時間工作才能將一定面積的脂肪去除，這就要求換能器、 匹配層及整個聲通路具有良好的散熱性能。較為常用的采用透鏡聚焦的換能器，超 聲在通過透鏡時會有一定的損耗，如圖1所示。而且這種結(jié)構(gòu)壓電陶瓷和聲透鏡之 間采用膠粘劑粘接，長時間工作容易振動開裂，如圖2所示。采用球面壓電陶瓷片 自聚焦方式，通過脫氣水做聲源與人體的耦合劑，可以提高超聲的透射效率，現(xiàn)有 這種換能器的脫氣水循環(huán)多采用如圖3所示的結(jié)構(gòu)。由于減肥塑型需要換能器較長 時間工作，由于超聲空化效應(yīng)的存在，即使是使用脫氣水，也難免會產(chǎn)生少量氣泡， 一定時間后氣泡積累形成如圖4所示的模型，會嚴(yán)重影響超聲的發(fā)射，甚至造成換 能器的損壞。目前采用聚焦超聲波換能器用于減肥塑型比較重要的公司，例如以色 列的Ultrashape公司，如其專利US6,607,498 B2所述，也沒提出有效的解決散熱問 題的辦法。

實(shí)用新型內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的減肥過程中換能器的發(fā)熱問題，本實(shí)用新型提供的一種環(huán)形 自聚焦超聲波換能器，包括導(dǎo)線IO、分流三通ll、及同軸設(shè)置的橡膠罩l、前蓋2、后蓋4、安裝環(huán)5、壓電陶瓷片22、電極片20、中空螺柱18、螺母19和分流管 23。
所述壓電陶瓷片22呈中心開孔的圓環(huán)形球面體，壓電陶瓷片22的外環(huán)嵌合于 安裝環(huán)5的內(nèi)壁中；所述安裝環(huán)5嵌套于后蓋4內(nèi)，后蓋4的開口端通過螺紋連接 有前蓋2，所述前蓋2為錐形殼體，前蓋2的錐形口處套有橡膠罩1;所述橡膠罩l、 前蓋2、安裝環(huán)5與壓電陶瓷片22形成一封閉腔室。
所述中空螺柱18的下端口向外設(shè)有凸緣，在所述凸緣自下向上依次套設(shè)的壓電 陶瓷片22、電極片20、后蓋4及螺母19，通過螺母19和中空螺柱18將壓電陶瓷片 22、電極片20、后蓋4壓緊固定，提供了一種新穎的壓接供電方式。
所述分流三通ll的下端螺紋孔采用由外到內(nèi)逐漸變小的三級臺階孔結(jié)構(gòu)，所述 中空螺柱18的上端通過螺紋與三級臺階孔的最大一階連接；所述分流管23穿過中 空螺柱18， 一端通往封閉腔室，另一端內(nèi)嵌于分流三通ll的三級臺階孔的最小一階 的孔內(nèi)，與分流三通11的進(jìn)水螺紋孔連通，形成進(jìn)水通路；中空螺柱18與分流管 23之間的間隙、三級臺階孔的第二階及分流三通ll的出水螺紋孔形成出水通路。通 過中空螺柱18、分流三通11和分流管23三個關(guān)鍵部件，建立了一種新型的換能器 水循環(huán)方式；各需要密封的連接處都使用硅橡膠O型圈。
所述導(dǎo)線10分別與電極片20和后蓋4連接。
其中，所述進(jìn)水螺紋孔和出水螺紋孔通過分別裝有管接頭14，管接頭14外接有 硅膠管15。
其中，還包括中空手柄13，所述中空手柄13的一端與后蓋4螺紋連接，另一端 套有護(hù)套16;所述的分流三通11、硅膠管15及導(dǎo)線IO位于中空手柄13內(nèi)，護(hù)套 16將硅膠管15及導(dǎo)線10包住，這樣無論是將換能器安裝到三維治療平臺上使用， 還是手持使用，都保證后面管線的良好柔性，避免交叉打結(jié)等不便。
其中，所述導(dǎo)線10的中心軸線端與電極片20焊接，護(hù)套線端焊接有接線端子8， 通過螺釘9壓緊到后蓋4上。
其中，所述橡膠罩l采用生物兼容性良好的硅橡膠材料制成，為一次性使用。
其中，所述前蓋2采用透明有機(jī)材料制成，控制治理焦點(diǎn)的距離。
其中，所述導(dǎo)線10采用BNC型同軸電纜。
本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于
1、本實(shí)用新型提供的環(huán)形自聚焦超聲波換能器，由于采用了球面環(huán)形自聚焦壓 電陶瓷片，較使用透鏡聚焦的換能器有更高的效率，環(huán)形結(jié)構(gòu)最大限度的利用了有效發(fā)射面積。
2、 本實(shí)用新型提供的環(huán)形自聚焦超聲波換能器選用新型水循環(huán)方式，使超聲順 利通過脫氣水耦合入人體的同時，又保證了進(jìn)出水可以循環(huán)到整個錐形腔體，有效 利用了最大的散熱面積，有利于換能器的迅速散熱，值得注意的是，進(jìn)水通路要走 分流管，出水經(jīng)過分流管與中空螺柱間的空隙，這樣在保證最大循環(huán)體積的同時， 可以帶走超聲工作時由于空化作用在水中形成的少量氣泡。
3、 本實(shí)用新型提供的環(huán)形自聚焦超聲波換能器采用壓接供電方式，避免了傳統(tǒng) 的焊接供電的焊點(diǎn)脫落問題，使換能器具有更長的使用壽命。
4、 本實(shí)用新型提供的環(huán)形自聚焦超聲波換能器采用的硅橡膠0型圈具有優(yōu)良的 耐熱耐老化性能，也避免了使用膠粘劑粘接造成的換能器維護(hù)和維修不便。
5、 本實(shí)用新型提供的環(huán)形自聚焦超聲波換能器采用有機(jī)玻璃等透明性好的材料 制成的錐形殼前蓋，方便了治療前換能器超聲發(fā)射、焦點(diǎn)測量、水循環(huán)等的調(diào)試， 根據(jù)需要的焦點(diǎn)位置，可以把前蓋錐體加工成不同高度，用于調(diào)整超聲焦點(diǎn)相對皮 膚的位置，來決定治療的脂肪組織深度。
6、 本實(shí)用新型提供的環(huán)形自聚焦超聲波換能器的前蓋端部的橡膠套為與受治人 體直接接觸的部件，具有良好的透聲性能和生物兼容性能，是一種一次性使用的耗 材，能夠使經(jīng)過脫氣水通路傳遞來的超聲順利進(jìn)入人體組織，具有良好的皮膚接觸 感，也避免了需要重復(fù)使用可能帶來的交叉感染。
7、 本實(shí)用新型提供的環(huán)形自聚焦超聲波換能器的手柄后端套有薄壁硅橡膠護(hù) 套，包住電纜和進(jìn)出水管，這樣無論是將換能器安裝到三維治療平臺上使用，還是 手持使用，都保證后面管線的良好柔性，避免交叉打結(jié)等不便。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)透鏡方式聚焦的結(jié)構(gòu)及聲通路示意圖2是現(xiàn)有技術(shù)透鏡方式聚焦的結(jié)構(gòu)開裂示意圖3是現(xiàn)有技術(shù)聚焦換能器脫氣水循環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖4是現(xiàn)有技術(shù)脫氣水循環(huán)容易產(chǎn)生空化氣泡積累的結(jié)構(gòu)示意圖5是本實(shí)用新型環(huán)形自聚焦超聲波換能器的結(jié)構(gòu)剖示圖6是本實(shí)用新型環(huán)形自聚焦超聲波換能器的循環(huán)水系統(tǒng)細(xì)節(jié)視圖7是本實(shí)用新型環(huán)形自聚焦超聲波換能器的陶瓷連接部分細(xì)節(jié)視圖8是本實(shí)用新型環(huán)形自聚焦超聲波換能器的水循環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖9是本實(shí)用新型采用的環(huán)形球面自聚焦壓電陶瓷片結(jié)構(gòu)圖。附圖標(biāo)識
1、橡膠罩2、目u蓋3、前蓋O型圈
4、后蓋5、安裝環(huán)6、安裝環(huán)O型圈
7、絕緣墊8、接線端子9、螺釘
10、導(dǎo)線11、分流三通12、橡膠塞
13、中空手柄14、管接頭15、硅膠管
16、護(hù)套17、三通o型圈18、中空螺柱
19、螺母20、電極片21、絕緣墊O型圈
22、壓電陶瓷片23、分流管
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例提供的用于減肥的環(huán)形自聚焦超聲波換能器，如圖5 圖8所示，采用 的壓電陶瓷片22為中間有孔的球面環(huán)形結(jié)構(gòu)(如圖9所示)，其外環(huán)嵌入于安裝環(huán)5 中，中空螺柱18穿過壓電陶瓷片22的內(nèi)環(huán)，自下向上依次套有安裝環(huán)0型圈21、 電極片20、絕緣墊7、后蓋4和螺母19，通過螺母19和中空螺柱18將二者之間的 零件包括壓電陶瓷片22連接固定。后蓋4的下面通過螺紋連接有前蓋2，兩者之間 通過前蓋0型圈3保證密封，前蓋錐形口處套有橡膠罩1。如圖8所示，中空螺柱 18上端通過螺紋連接有分流三通11，兩者間壓有密封用的三通O型圈，分流三通 11上面左右兩個螺紋孔都擰有管接頭14，左右兩側(cè)的工藝孔使用橡膠塞12堵住， 下側(cè)是由大漸小的三級臺階孔，分流管23粘接在最小級孔內(nèi)，上端和孔底#一定距 離，保證管內(nèi)和左側(cè)管接頭14連通，形成進(jìn)水通路。硅膠管15套在管接頭14上， 中空手柄13下端與后蓋4螺紋連接，上端套有護(hù)套16。導(dǎo)線10為BNC型同軸電纜， 軸線與電極片20焊接，護(hù)套線端焊接有接線端子8，通過螺釘9壓緊到后蓋4上。
權(quán)利要求1、一種環(huán)形自聚焦超聲波換能器，其特征在于，包括導(dǎo)線(10)、分流三通(11)、同軸設(shè)置的橡膠罩(1)、前蓋(2)、后蓋(4)、安裝環(huán)(5)、中空螺柱(18)、螺母(19)、電極片(20)、壓電陶瓷片(22)和分流管(23)；所述壓電陶瓷片(22)呈中心開孔的圓環(huán)形球面體，壓電陶瓷片(22)的外環(huán)嵌合于安裝環(huán)(5)的內(nèi)壁中；所述安裝環(huán)(5)嵌套于后蓋(4)內(nèi)，后蓋(4)的開口端通過螺紋連接有前蓋(2)，所述前蓋(2)為錐形殼體，前蓋(2)的錐形口處套有橡膠罩(1)；所述橡膠罩(1)、前蓋(2)、安裝環(huán)(5)與壓電陶瓷片(22)形成一封閉腔室；所述中空螺柱(18)的下端口向外設(shè)有凸緣，在所述凸緣自下向上依次套設(shè)壓電陶瓷片(22)、電極片(20)、后蓋(4)及螺母(19)，通過螺母(19)和中空螺柱(18)將壓電陶瓷片(22)、電極片(20)和后蓋(4)壓緊固定；所述分流三通(11)的下端采用由外到內(nèi)逐漸變小的三級臺階孔結(jié)構(gòu)，所述中空螺柱(18)的上端通過螺紋與三級臺階孔的最大一階連接；所述分流管(23)穿過中空螺柱(18)，一端通往封閉腔室，另一端內(nèi)嵌于分流三通(11)的三級臺階孔的最小一階的孔內(nèi)，與分流三通(11)的進(jìn)水螺紋孔連通，形成進(jìn)水通路；中空螺柱(18)與分流管(23)之間的間隙、三級臺階孔的第二階及分流三通(11)的出水螺紋孔形成出水通路；所述導(dǎo)線(10)分別與電極片(20)和后蓋(4)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的環(huán)形自聚焦超聲波換能器，其特征在于，所述進(jìn)水螺 紋孔和出水螺紋孔通過分別裝有管接頭(14)，管接頭(14)外接有硅膠管(15)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)形自聚焦超聲波換能器，其特征在于，還包括中空 手柄(13)，所述中空手柄(13)的一端與后蓋(4)螺紋連接，另一端套有護(hù)套(16); 所述的分流三通(11)、硅膠管(15)及導(dǎo)線(10)位于中空手柄(13)內(nèi)，護(hù)套(16) 將硅膠管(15)及導(dǎo)線(10)包住。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形自聚焦超聲波換能器，其特征在于，所述導(dǎo)線(10) 的一條軸線與電極片(20)焊接，另一軸線的護(hù)套線端焊接有接線端子(8)，通過 螺釘(9)壓緊到后蓋(4)上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的環(huán)形自聚焦超聲波換能器，其特征在于，所述橡膠罩 (1)采用硅橡膠材料制成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形自聚焦超聲波換能器，其特征在于，所述前蓋(2)采用透明有機(jī)材料制成。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形自聚焦超聲波換能器，其特征在于，所述導(dǎo)線(10) 采用BNC型同軸電纜。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種環(huán)形自聚焦超聲波換能器，該超聲換能器的自聚焦陶瓷片呈中心開孔的圓環(huán)形球面體，該陶瓷片的外環(huán)由環(huán)氧樹脂模壓嵌入固定，其內(nèi)環(huán)由中空的銅螺柱和環(huán)氧樹脂螺母擰緊固定；通過分流三通、中空螺柱及分流管組成特有的循環(huán)水系統(tǒng)；通過螺母和中空螺柱將壓電陶瓷片、電極片、后蓋壓緊固定，形成壓接供電方式。本實(shí)用新型采用環(huán)形球面自聚焦方法，與使用聲透鏡的平面陶瓷換能器相比，具有小焦域高能量的特點(diǎn)；中空螺柱安裝方法的應(yīng)用，保證了換能器工作時候的脫氣水循環(huán)，結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便。
文檔編號A61B18/00GK201369686SQ20082023394
公開日2009年12月23日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者于晉生, 孫德興, 春 李, 靈 肖, 費(fèi)興波, 雒自清 申請人:北京奧麥特科技有限公司