專利名稱：一種相控制結(jié)構(gòu)的超聲治療換能器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲治療設(shè)備上的換能器組件，特別是涉及一種在單個(gè)平面壓電晶片上 實(shí)現(xiàn)相控結(jié)構(gòu)方式的相控制結(jié)構(gòu)的超聲治療換能器裝置。
背景技術(shù)：
超聲治療設(shè)備的關(guān)鍵部件是聚焦換能器，它的結(jié)構(gòu)形式直接關(guān)系到超聲波聚焦點(diǎn)的大小 和形態(tài)的變化?，F(xiàn)有的聚焦換能器基本上采用的是自聚焦(凹面)壓電晶片，平面壓電晶片 或多陣元(由多個(gè)小型平面或凹面壓電晶片)通過(guò)粘接聲透鏡實(shí)現(xiàn)聚焦，形成具有治療能量 的功率超聲。自聚焦(凹面)壓電晶片換能器制作成本高，易損壞，無(wú)法做成較大口徑的聚 焦換能器，治療過(guò)程中易灼傷皮膚，不易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化。目前市場(chǎng)上使用的平面壓電晶片口徑
也僅有12cm，通過(guò)聲透鏡聚焦，功率超聲作用在患者腫瘤治療通道皮膚表面時(shí)，使患者治療 通道皮膚表面在單位面積上的治療功率超聲能量過(guò)大，易灼傷皮膚。多陣元換能器(由多個(gè) 小型平面或凹面壓電晶片粘接聲透鏡)的工藝結(jié)構(gòu)方式就決定了它的聚焦形態(tài)不好，不能產(chǎn) 生高能量的治療功率超聲，無(wú)法達(dá)到國(guó)家規(guī)定的-6dB聲場(chǎng)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能在同一個(gè)壓電晶片上實(shí)現(xiàn)多種相控輸入并聚焦處理的相控制 結(jié)構(gòu)的超聲治療換能器裝置。
本發(fā)明的目的是通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種相控制結(jié)構(gòu)的超聲治療換能器裝置，包 括圓柱體狀的殼體，殼體徑向的中部為上下通孔的空心結(jié)構(gòu)，殼體包括外殼、內(nèi)殼和底面， 外殼、內(nèi)殼和底面一起形成一個(gè)上端開(kāi)口的凹槽結(jié)構(gòu)，外殼和內(nèi)殼的上端連接有一個(gè)中心開(kāi) 孔的圓環(huán)凹透鏡形狀的聚焦聲透鏡，聚焦聲透鏡的凹陷的一側(cè)和內(nèi)殼連接，另一側(cè)和外殼連 接，外殼、內(nèi)殼、底面和聚焦聲透鏡一起形成一個(gè)封閉的內(nèi)部中空的結(jié)構(gòu)，聚焦聲透鏡的底 面上通過(guò)具有透聲性能的環(huán)氧膠粘接有一個(gè)環(huán)狀的壓電晶片，壓電晶片的兩極通過(guò)電纜線與 功率線插座連接，功率線插座可拆卸連接在底面上。
所述環(huán)狀的壓電晶片由多個(gè)片基分隔為多個(gè)分割電極面，其中每個(gè)分割電極面的兩極通 過(guò)電纜線與功率線插座連接。
所述片基沿環(huán)狀的壓電晶片的徑向?qū)弘娋指魹槎鄠€(gè)等分的分割電極面。所述片基為環(huán)狀，環(huán)狀的壓電晶片由片基分隔為多個(gè)環(huán)狀的分割電極面。
所述多個(gè)分割電極面可以同時(shí)運(yùn)行，也可以是其中的一部分分割電極面單獨(dú)運(yùn)行。
所述聚焦聲透鏡的直徑大于12厘米。
所述聚焦聲透鏡的直徑為17厘米。
所述片基可以為陶瓷體。
從本發(fā)明的上述特征可以看出，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于在同一個(gè)壓電晶片上實(shí)現(xiàn)了多種相
控陣輸出，具有單個(gè)壓電晶片良好的一致特性，而且通過(guò)聲透鏡聚焦，具有焦點(diǎn)形態(tài)好，能
量大的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明的結(jié)構(gòu)方式可以允許采用大口徑的環(huán)形壓電晶片，使聚焦聲透鏡或者說(shuō) 是本裝置的直徑達(dá)到17厘米，而且在運(yùn)行的過(guò)程中，功率超聲入射角的增加，減小了治療功 率超聲在皮膚表面單位面積上作用的超聲能量，從而避免對(duì)皮膚的灼傷；另外較大的內(nèi)孔可 以滿足安裝多種檔次的B超診斷探頭的需要；同時(shí)在本發(fā)明的裝置的結(jié)構(gòu)上可以看出，本發(fā) 明的功率線插座為可拆卸結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)不同焦距的需要更換各種不同的換能器裝置。


本發(fā)明將通過(guò)實(shí)施例并參照附圖的方式說(shuō)明，其中 圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視示意圖 圖2是本發(fā)明的壓電晶片的其中一種結(jié)構(gòu)的示意圖 圖3是本發(fā)明的壓電晶片的另一種結(jié)構(gòu)的示意圖 其中附圖標(biāo)記l是殼體 2是外殼 3是內(nèi)殼 4是底面 5是聚焦聲透鏡 6是壓電晶片 7是電極 8是電纜線 9是功率線插座 IO是片基 ll是分割電極面
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明 優(yōu)選實(shí)施例
如圖l、圖2和圖3所示的一種相控制結(jié)構(gòu)的超聲治療換能器裝置，包括圓柱體狀的殼體 1，殼體l徑向的中部為上下通孔的空心結(jié)構(gòu)，殼體1包括外殼2、內(nèi)殼3和底面4，外殼2、內(nèi) 殼3和底面4一起形成一個(gè)上端開(kāi)口的凹槽結(jié)構(gòu)，外殼2和內(nèi)殼3的上端連接有一個(gè)中心開(kāi)孔的 圓環(huán)凹透鏡形狀的聚焦聲透鏡5，聚焦聲透鏡5的凹陷的一側(cè)和內(nèi)殼3連接，另一側(cè)和外殼2連 接，外殼2、內(nèi)殼3、底面4和聚焦聲透鏡5—起形成一個(gè)封閉的內(nèi)部中空的結(jié)構(gòu)，聚焦聲透鏡 5的底面上通過(guò)具有良好透聲性能的環(huán)氧膠粘接有一個(gè)環(huán)狀的壓電晶片6，壓電晶片6的兩個(gè) 電極7通過(guò)電纜線8與功率線插座9連接，功率線插座9可拆卸連接在底面4上。為了使本發(fā)明達(dá)到各種新型的相控，即可以使壓電晶片6按照單陣元模式工作，也可以 按照多陣列相控陣多種組合模式進(jìn)行工作，針對(duì)本發(fā)明的壓電晶片6，可以將其結(jié)構(gòu)優(yōu)化為 :壓電晶片6由多個(gè)片基10分隔為多個(gè)分割電極面11，其中每個(gè)分割電極面11的兩個(gè)電極7通 過(guò)電纜線8與功率線插座9連接，其中片基10可以是陶瓷體或者是其他類似的材料做成，用于 將壓電晶片6分隔為多個(gè)分割電極面l 1 ，使各分割電極面ll單獨(dú)運(yùn)行。
作為更為優(yōu)化的結(jié)構(gòu)或者是根據(jù)不同的需要，可以將壓電晶片6通過(guò)片基10分隔為各種 形狀，比如所述片基10沿環(huán)狀的壓電晶片6的徑向?qū)弘娋?分隔為多個(gè)等分的分割電極 面ll;所述片基10為環(huán)狀，環(huán)狀的壓電晶片6由片基10分隔為多個(gè)環(huán)狀的分割電極面11，當(dāng) 然還可以根據(jù)需要分隔為其他的形狀。
在本發(fā)明運(yùn)行的過(guò)程中，主要是各個(gè)分割電極面的單獨(dú)運(yùn)行和組合運(yùn)行，達(dá)到不同方式 的聚焦，以滿足不同超聲通道的需要，最大限度的保護(hù)患者的安全，也就是說(shuō)，各個(gè)分割電 極面ll可以同時(shí)運(yùn)行，也可以是其中的一部分分割電極面ll單獨(dú)運(yùn)行。
另外，由于現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中的換能器裝置由于壓電晶片的設(shè)置不合理或是技術(shù)條件達(dá)不到 要求，所以其整體直徑能做到的最大值是12厘米左右，無(wú)法做到更大，所以在通過(guò)聲透鏡聚 焦后，其功率超聲作用在患者的皮膚表面時(shí)，造成單位面積上的治療功率超聲能量過(guò)大，容 易灼傷皮膚，這個(gè)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中的換能器裝置無(wú)法解決的一個(gè)問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)將壓 電晶片的結(jié)構(gòu)加以改進(jìn)之后，可以將換能器裝置的直徑達(dá)到12厘米以上，以達(dá)到更好的效果 ，在經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)之后，發(fā)現(xiàn)將本發(fā)明的換能器直徑控制在17厘米左右，其運(yùn)行效果比較 理想。
本發(fā)明的工作過(guò)程可以描述為通過(guò)外部控制裝置將所需要的信號(hào)通過(guò)功率線插座以及 電纜線傳輸至壓電晶片，壓電晶片與聚焦聲透鏡通過(guò)環(huán)氧膠粘接，由于環(huán)氧膠具有良好的透 聲性能以及耐超聲波振動(dòng)和沖擊的性能(現(xiàn)有市場(chǎng)上能買到透聲性能和耐超聲波振動(dòng)和沖擊 性能比較優(yōu)良的環(huán)氧膠)，這樣壓電晶片的聲能經(jīng)過(guò)聚焦聲透鏡輸出，并聚焦成為具有高能 量的聚焦點(diǎn)從而達(dá)到運(yùn)行的目的。
本說(shuō)明書中公開(kāi)的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式組合。
本說(shuō)明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述， 均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。S卩，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一 系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原 則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種相控制結(jié)構(gòu)的超聲治療換能器裝置，包括圓柱體狀的殼體(1)，殼體(1)徑向的中部為上下通孔的空心結(jié)構(gòu)，殼體(1)包括外殼(2)、內(nèi)殼(3)和底面(4)，外殼(2)、內(nèi)殼(3)和底面(4)一起形成一個(gè)上端開(kāi)口的凹槽結(jié)構(gòu)，其特征在于外殼(2)和內(nèi)殼(3)的上端連接有一個(gè)中心開(kāi)孔的圓環(huán)凹透鏡形狀的聚焦聲透鏡(5)，聚焦聲透鏡(5)的凹陷的一側(cè)和內(nèi)殼(3)連接，另一側(cè)和外殼(2)連接，外殼(2)、內(nèi)殼(3)、底面(4)和聚焦聲透鏡(5)一起形成一個(gè)封閉的內(nèi)部中空的結(jié)構(gòu)，聚焦聲透鏡(5)的底面上通過(guò)具有透聲性能的環(huán)氧膠粘接有一個(gè)環(huán)狀的壓電晶片(6)，壓電晶片(6)的兩個(gè)電極(7)通過(guò)電纜線(8)與功率線插座(9)連接，功率線插座(9)可拆卸連接在底面(4)上。
2 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種相控制結(jié)構(gòu)的超聲治療換能器裝置，其 特征在于所述環(huán)狀的壓電晶片(6)由多個(gè)片基(10)分隔為多個(gè)分割電極面(11)，其中 每個(gè)分割電極面(11)的兩個(gè)電極(7)通過(guò)電纜線(8)與功率線插座(9)連接。
3 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種相控制結(jié)構(gòu)的超聲治療換能器裝置，其 特征在于所述片基(10)沿環(huán)狀的壓電晶片(6)的徑向?qū)弘娋?6)分隔為多個(gè)等分的 分割電極面(11)。
4 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種相控制結(jié)構(gòu)的超聲治療換能器裝置，其 特征在于所述片基(10)為環(huán)狀，環(huán)狀的壓電晶片(6)由片基(10)分隔為多個(gè)環(huán)狀的分 割電極面(11)。
5 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4其中之一所述的一種相控制結(jié)構(gòu)的超聲治療 換能器裝置，其特征在于所述多個(gè)分割電極面(11)可以同時(shí)運(yùn)行，也可以是其中的一部分 分割電極面(11)單獨(dú)運(yùn)行。
6 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4其中之一所述的一種相控制結(jié)構(gòu)的超聲 治療換能器裝置，其特征在于所述聚焦聲透鏡(5)的直徑大于12厘米。
7 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種相控制結(jié)構(gòu)的超聲治療換能器裝置，其特征在于所述聚焦聲透鏡(5)的直徑為17厘米。
8 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4其中之一所述的一種相控制結(jié)構(gòu)的超聲治療 換能器裝置，其特征在于所述片基(10)可以為陶瓷體。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種相控制結(jié)構(gòu)的超聲治療換能器裝置，涉及一種超聲治療設(shè)備上的換能器組件。本發(fā)明的目的是提供一種能在同一個(gè)壓電晶片上實(shí)現(xiàn)多種相控輸入并聚焦處理的相控制結(jié)構(gòu)的超聲治療換能器裝置。采用的技術(shù)方案是包括中部上下通孔的殼體以及位于殼體上端的聚焦聲透鏡，聚焦聲透鏡底面粘接有一個(gè)環(huán)形的壓電晶片，壓電晶片通過(guò)電纜線和功率線插座與外部控制裝置連接，其中壓電晶片可以通過(guò)片基分隔為若干個(gè)各種形狀的分割電極面，利用外部信號(hào)傳輸至壓電晶片，壓電晶片的聲能經(jīng)過(guò)聚焦聲透鏡輸出，聚焦形成高能量的聚焦點(diǎn)，達(dá)到運(yùn)行的目的。本發(fā)明主要應(yīng)用于超聲波治療裝置當(dāng)中的換能器。
文檔編號(hào)A61B8/00GK101664322SQ20091030790
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者何勇軍, 何躍明, 張正新, 漆曉紅, 蘇強(qiáng)華, 鄭國(guó)策, 陳祠松 申請(qǐng)人:綿陽(yáng)索尼克電子有限責(zé)任公司