專利名稱：一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是涉及淺表組織超聲治療領(lǐng)域，尤其涉及一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中超聲治療設(shè)備的關(guān)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(zhuǎn)變的裝置，它的結(jié)構(gòu)形式直接關(guān)系到超聲波輸出能量的大小、形態(tài)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。由于超聲治療頭口徑僅為 0lOmm左右，目前市場(chǎng)上的同類產(chǎn)品，均是以治療頭前端部聚焦或會(huì)聚(聚能)形式輸出聲功率對(duì)淺表組織正面病灶進(jìn)行治療，而對(duì)淺表組織側(cè)壁的病灶則無(wú)能為力，使治療受到一定的限制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置，通過(guò)超聲波的傳播特性、波導(dǎo)管和反射裝置，改變高能量超聲波束輻射方向?qū)崿F(xiàn)對(duì)淺表組織側(cè)壁病灶的治療，其成本低廉，不改變醫(yī)生的操作習(xí)慣， 治療安全、有效，易于掌握。本實(shí)用新型采用的技術(shù)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(guò)外加電場(chǎng)產(chǎn)生超聲波；底座，用于固定壓電換能器；波導(dǎo)管，用于引導(dǎo)所述的超聲波會(huì)聚；反射裝置，用于改變沿波導(dǎo)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(dǎo)管一端機(jī)械連接；所述反射裝置內(nèi)置于波導(dǎo)管另一端，并與其機(jī)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(jié)構(gòu)包括半球體結(jié)構(gòu)、開(kāi)口端，所述開(kāi)口端周邊分別與反射裝置、波導(dǎo)管過(guò)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(dǎo)管為中空結(jié)構(gòu)，包括大端、小端、大端到小端具有不等直徑流線型曲面結(jié)構(gòu)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(guò)底座與壓電換能器機(jī)械連接，小端另一端與球面套開(kāi)口端周邊過(guò)盈配合連接，波導(dǎo)管的大端與流線型管過(guò)渡切面距離超聲波在波導(dǎo)管軸線方向自會(huì)聚形成高能量區(qū)域焦距F為
2
F =(告)，τ是壓電換能器直徑；λ是超聲波在水中的波長(zhǎng)；波導(dǎo)管流線型管有效長(zhǎng)度為 L，滿足L小于F/2。所述小端為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，所述圓臺(tái)結(jié)構(gòu)底部與流線型管一體化連接，所述圓臺(tái)頂部與球面套過(guò)盈配合連接。所述反射裝置為圓柱結(jié)構(gòu)，其反射面位于圓柱頂部，該反射面與圓柱中軸線成45°夾角，所述圓柱中軸線與波導(dǎo)管軸線重合，圓柱結(jié)構(gòu)底部嵌入球面套開(kāi)口端，并與球面套開(kāi)口端周邊過(guò)盈連接；圓柱結(jié)構(gòu)與小端過(guò)盈配合連接。所述反射裝置為圓錐結(jié)構(gòu)，其圓錐母線與波導(dǎo)管軸線夾角為45° ；圓錐底部嵌入球面套開(kāi)口端，并與球面套開(kāi)口端周邊過(guò)盈配合連接；圓錐結(jié)構(gòu)與小端過(guò)盈配合連接。所述圓錐底面直徑或者圓柱結(jié)構(gòu)端面直徑小于球面套開(kāi)口端直徑，且大于等于球面套開(kāi)口端直徑0.01mm。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是利用超聲波的傳播特性、波導(dǎo)管和改變超聲波束輻射方向的反射裝置，將具有能量的超聲波束經(jīng)過(guò)會(huì)聚，并且折轉(zhuǎn)90°方向的折轉(zhuǎn)處理，利用折轉(zhuǎn)后的超聲波能對(duì)腔內(nèi)側(cè)壁上單點(diǎn)灶或環(huán)形灶進(jìn)行超聲治療，其成本低廉有效，治療過(guò)程中便于掌握和控制。

本實(shí)用新型將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中圖1為反射裝置實(shí)施例一的超聲治療裝置結(jié)構(gòu)圖；圖2為反射裝置實(shí)施例二的超聲治療裝置結(jié)構(gòu)圖；圖3為反射裝置實(shí)施例一的超聲治療裝置波線傳輸示意圖；圖4為反射裝置實(shí)施例二的超聲治療裝置波線傳輸示意圖；圖5是壓電換能器自會(huì)聚示意圖；圖6是壓電換能器與波導(dǎo)管內(nèi)波線傳輸設(shè)計(jì)示意圖；圖7是波導(dǎo)管結(jié)構(gòu)示意圖；圖8實(shí)施例一反射裝置波線反射示意圖；圖9實(shí)施例二反射裝置波線反射示意圖。
具體實(shí)施方式
[0026]本說(shuō)明書中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，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。即，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。圖3到圖6中由壓電換能器產(chǎn)生的第一波源、第二波源在波導(dǎo)管中傳輸時(shí)，是經(jīng)過(guò)多次反射最后將超聲波束通過(guò)反射裝置，進(jìn)行了波束輻射方向的改變，在圖3到圖6中，只是對(duì)波束的總體輻射方向進(jìn)行了標(biāo)注。具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，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1，底座2、波導(dǎo)管3、反射裝置4、球面套5，壓電換能器1通過(guò)底座2與波導(dǎo)管3 —端機(jī)械連接(可以是螺紋連接或者螺釘鎖緊裝置連接);波導(dǎo)管3另一端與球面套5過(guò)盈連接；反射裝置4內(nèi)置于波導(dǎo)管另一端，并與球面套5過(guò)盈連接。超聲波在裝置中的傳輸示意圖如圖 3、圖4所示。1.波導(dǎo)管設(shè)計(jì)
4[0032]原理如圖5所示，壓電換能器1采用平面壓電陶瓷晶片，將其發(fā)出的超聲波束作為第一波源，此波源在輸出路徑上具有自會(huì)聚的特性，自會(huì)聚形成焦距為F的高能量區(qū)域。 波導(dǎo)管3的大端31與壓電換能器1螺紋連接，波導(dǎo)管3的大端31與流線型管32過(guò)渡切面距離超聲波在波導(dǎo)管3軸線方向自會(huì)聚形成高能量(對(duì)于治療超聲作用在病灶組織上，使組織發(fā)生變性的能量，而使組織達(dá)到變性的溫度在醫(yī)學(xué)上為43°C以上，即使得組織細(xì)胞可
以受損達(dá)到溫度43°C上的高能量區(qū)域)區(qū)域的焦距為F，焦距F按公式計(jì)算=F = (^j式中T-換能器晶片直徑；λ -超聲波在水中的波長(zhǎng)；從波束入射方向看，平面波入射到波導(dǎo)管3的流線型管32上時(shí)，超聲波沿波導(dǎo)管 3光滑的內(nèi)壁多次反射至波導(dǎo)管小端33與流線型管結(jié)合處，即將壓電換能器1發(fā)出的低能量(相對(duì)于高能量區(qū)域，即不使得組織細(xì)胞發(fā)生變性的能量)超聲波束作為第一波源，將其會(huì)集成具有較高能量的超聲波束，該波束沿著主聲束軸線傳輸至反射裝置入射端面處形成第二波源。如圖6所示，波導(dǎo)管3曲面有效長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為L(zhǎng)，且滿足2L < F的條件，即可加強(qiáng)超聲波束的匯集形態(tài)作用。結(jié)構(gòu)圖如圖7所示，波導(dǎo)管3為中空結(jié)構(gòu)，包括大端31、具有圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的小端33、 大端31到小端33具有不等直徑的流線型曲面結(jié)構(gòu)的流線型管32，其中大端31 —端、流線型管32、小端33 —端一體化連接，大端另一端通過(guò)底座2與壓電換能器1螺紋密封連接，小端33另一端與球面套開(kāi)口端周邊過(guò)盈配合連接。2.反射裝置根據(jù)腔內(nèi)結(jié)構(gòu)環(huán)境治療的需要，采用具有會(huì)聚超聲能量功能的波導(dǎo)管與反射裝置改變第二波源輻射方向達(dá)到最終設(shè)計(jì)目的。治療裝置可對(duì)裝置側(cè)壁病灶進(jìn)行超聲治療，就必須對(duì)波導(dǎo)管軸線方向輸出的治療波源進(jìn)行折轉(zhuǎn)90°方向的處理，利用折轉(zhuǎn)后的超聲波束對(duì)病灶進(jìn)行超聲治療。反射裝置優(yōu)選實(shí)施一如圖8所示，反射裝置4 一端為圓柱結(jié)構(gòu)，其反射面(第二波源入射端面)位于圓柱頂部，該反射面與圓柱中軸線成45°夾角，所述圓柱中軸線與波導(dǎo)管 3軸線重合，圓柱結(jié)構(gòu)底部嵌入球面套5開(kāi)口端，并與球面套5開(kāi)口端周邊過(guò)盈連接，最終將壓電換能器1生成的超聲波源形成的第二波源，經(jīng)過(guò)如圖8所示的反射裝置4的反射面，形成單點(diǎn)波源對(duì)淺表組織側(cè)壁單點(diǎn)灶進(jìn)行治療。反射裝置優(yōu)選實(shí)施例二 如圖9所示，反射裝置4 一端為圓錐結(jié)構(gòu)，其圓錐母線與波導(dǎo)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(kāi)口端，并與球面套開(kāi)口端周邊過(guò)盈配合連接，圓錐結(jié)構(gòu)與波導(dǎo)管過(guò)盈配合連接，第二波源經(jīng)過(guò)反射裝置4 的圓錐表面(第二波源入射端面)形成環(huán)形波源對(duì)淺表組織側(cè)壁多點(diǎn)灶進(jìn)行治療。3.球面套設(shè)計(jì)所述球面套為中空結(jié)構(gòu)，所述球面套包括半球體結(jié)構(gòu)、開(kāi)口端，所述開(kāi)口端周邊分別與反射裝置1、波導(dǎo)管3的小端33過(guò)盈配合連接。一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置實(shí)現(xiàn)方法，包括步驟a.電換能器1將外加激勵(lì)源輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為超聲波形成第一波源，執(zhí)行步驟 b
5[0045]b.波導(dǎo)管3的大端31與流線型管32過(guò)渡切面距離超聲波在波導(dǎo)管3軸線方向
自會(huì)聚形成高能量區(qū)域的焦距F為F 二 (‘)，τ是壓電換能器1直徑；λ是超聲波在水
中的波長(zhǎng)；波導(dǎo)管3的流線型管32有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，滿足L小于F/2。通過(guò)波導(dǎo)管3加強(qiáng)沿軸線方向的第一波源自會(huì)聚作用，形成第二波源，執(zhí)行步驟c ；c.反射裝置改變第二波源的輻射方向。本實(shí)用新型并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本實(shí)用新型擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
權(quán)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(guò)外加電場(chǎng)產(chǎn)生超聲波；底座，用于固定壓電換能器；其特征在于還包括波導(dǎo)管，用于引導(dǎo)所述的超聲波會(huì)聚；反射裝置，用于改變沿波導(dǎo)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(guò)底座與波導(dǎo)管一端機(jī)械連接；所述反射裝置內(nèi)置于波導(dǎo)管另一端，并與其機(jī)械連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置，其特征在于還包括球面套，所述球面套為中空結(jié)構(gòu)，所述球面套包括半球體結(jié)構(gòu)、開(kāi)口端，所述開(kāi)口端周邊分別與反射裝置、波導(dǎo)管過(guò)盈配合連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置，其特征在于所述壓電換能器為平面壓電陶瓷晶片。
4.根據(jù)權(quán)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，其特征在于所述波導(dǎo)管為中空結(jié)構(gòu)，包括大端、小端、大端到小端具有不等直徑流線型曲面結(jié)構(gòu)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(guò)底座與壓電換能器機(jī)械連接，小端另一端與球面套開(kāi)口端周邊過(guò)盈配合連接，波導(dǎo)管的大端與流線型管過(guò)渡切面距離超聲波在波導(dǎo)管軸線方向自會(huì)聚形成高能量區(qū)域焦距F為2F =(告),τ是壓電換能器直徑；λ是超聲波在水中的波長(zhǎng)；波導(dǎo)管流線型管有效長(zhǎng)度為 L，滿足L小于F/2。
5.根據(jù)權(quán)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，其特征在于所述小端為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，所述圓臺(tái)結(jié)構(gòu)底部與流線型管一體化連接，所述圓臺(tái)頂部與球面套過(guò)盈配合連接。
6.根據(jù)權(quán)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，其特征在于所述反射裝置為圓柱結(jié)構(gòu)，其反射面位于圓柱頂部，該反射面與圓柱中軸線成45°夾角，所述圓柱中軸線與波導(dǎo)管軸線重合，圓柱結(jié)構(gòu)底部嵌入球面套開(kāi)口端，并與球面套開(kāi)口端周邊過(guò)盈連接；圓柱結(jié)構(gòu)與小端過(guò)盈配合連接。
7.根據(jù)權(quán)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，其特征在于所述反射裝置為圓錐結(jié)構(gòu)，其圓錐母線與波導(dǎo)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(kāi)口端，并與球面套開(kāi)口端周邊過(guò)盈配合連接；圓錐結(jié)構(gòu)與小端過(guò)盈配合連接。
8.根據(jù)權(quán)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，其特征在于所述圓錐底面直徑或者圓柱結(jié)構(gòu)端面直徑小于球面套開(kāi)口端直徑，且大于等于球面套開(kāi)口端直徑0. Olmm0
專利摘要本實(shí)用新型是涉及淺表組織超聲治療領(lǐng)域，尤其涉及一種改變超聲波束輻射方向的超聲治療裝置。本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種改變超聲波束輻射方向的治療裝置，通過(guò)改變高能量超聲波束的輻射方向來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)腔內(nèi)側(cè)壁病灶的治療，其成本低廉，不改變醫(yī)生的操作習(xí)慣，治療安全、有效，易于掌握。本實(shí)用新型裝置包括壓電換能器1，固定裝置2、球面套5、波導(dǎo)管3、反射裝置4，壓電換能器1固定于座2上，底座2與波導(dǎo)管3螺紋連接或者螺釘鎖緊裝置連接；波導(dǎo)管3另一端與球面套5機(jī)械連接；反射裝置內(nèi)置于波導(dǎo)管另一端，并與球面套5機(jī)械連接，并通過(guò)一系列的步驟完成設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型主要應(yīng)用于淺表組織超聲治療領(lǐng)域。
文檔編號(hào)A61N7/02GK202136703SQ201120222579
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者付玉瑞, 何勇軍, 壽文德, 蘇強(qiáng)華 申請(qǐng)人:壽文德, 綿陽(yáng)索尼克電子有限責(zé)任公司