一種用于超聲理療儀的矩陣式探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲理療儀設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于超聲理療儀的矩陣式探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]目前超聲理療所用探頭多是單波束的非聚焦探頭，即使是可聚焦的凹面探頭，其焦點(diǎn)也是固定不能變化的，所以要在人體表面下一定深度上有足夠的超聲波能量對人體組織發(fā)揮作用，必須使超聲波的功率達(dá)到一定的水平。但當(dāng)超聲功率比較大時(shí)，又有人體淺表組織或部位等非病灶區(qū)域吸收的能量過多而導(dǎo)致組織損傷的風(fēng)險(xiǎn)，所以只能采用吸收率低或所謂半吸收層厚度大的低頻超聲波。
[0003]對于一維相控陣探頭(這種探頭在超聲成像方面被普遍應(yīng)用)，其偏轉(zhuǎn)與聚焦原理如圖1中所示，通過控制各個(gè)陣元的觸發(fā)時(shí)間，可以讓聲束偏轉(zhuǎn)不同的角度。其在長軸方向進(jìn)行電子聚焦和掃描，焦點(diǎn)可調(diào)；在短軸方向采用幾何聚焦，焦距不可調(diào)。
[0004]單波束探頭無法針對不同病灶或部位的組織特性和皮下深度進(jìn)行焦距的調(diào)整，而且為了使目標(biāo)處接收到足夠的超聲波能量以達(dá)到治療效果，必須有足夠大的發(fā)射功率。
[0005]為了避免過大的超聲波能量對皮膚和非病灶組織的損傷，系統(tǒng)的發(fā)射功率又必須限制在規(guī)定的安全范圍內(nèi)。這樣帶來的主要問題一個(gè)是皮下深處的病灶很難獲得需要的能量強(qiáng)度，因而治療效果始終不理想，同時(shí)非病灶組織又吸收了很多能量，使每次治療的時(shí)間比較長而且兩次治療中間必須有足夠的時(shí)間間隔，令非病灶組織機(jī)能恢復(fù)避免不可逆的損傷，從而大大增加了理療療程周期。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種用于超聲理療儀的矩陣式探頭，包括有: 壓電晶片陣，由若干晶片組成，這些晶片呈矩陣式分布；所述晶片與超聲理療儀主機(jī)相連，所述超聲理療儀主機(jī)發(fā)出的激勵(lì)信號經(jīng)由所述壓電晶片陣轉(zhuǎn)化為超聲波，從而輻射到病患處。
[0008]匹配層，設(shè)置在所述壓電晶片陣的一側(cè)，所述壓電晶片陣一側(cè)輻射面發(fā)射的超聲波能量穿過所述匹配層發(fā)射出去，所述匹配層用于提高超聲的輻射效率；
背襯層，設(shè)置在所述壓電晶片陣的另一側(cè)，所述背襯層主要用于反射所述壓電晶片陣另一側(cè)輻射面發(fā)射的超聲波能量。
[0009]較佳地，所述晶片可以采用圓形晶片。
[0010]較佳地，所述用于超聲理療儀的矩陣式探頭還包括一殼體，所述殼體一端開口，所述背襯層、壓電晶片陣和匹配層均設(shè)置在所述殼體內(nèi)，且輻射面位于所述開口處。
[0011]較佳地，所述殼體上還設(shè)置有一與所述超聲理療儀主機(jī)相連的電纜，每個(gè)所述晶片的正負(fù)極通過電線與所述電纜連接。
[0012]較佳地，所述晶片采用壓電陶瓷材料制成或壓電單晶材料制成或壓電復(fù)合材料制成。
[0013]較佳地，所述匹配層的阻抗介于所述晶片層的聲阻抗和人體聲阻抗之間。
[0014]本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
1)本發(fā)明提供的用于超聲理療儀的矩陣式探頭中，若干晶片呈矩陣式分布，既可以在與發(fā)射面垂直的方向上變焦，也可以同時(shí)在平行的方向變焦，即在仰角和方位角方向均能進(jìn)行聚焦，從而大大擴(kuò)大了探頭的聚焦、掃描范圍，實(shí)現(xiàn)針對人體不同部位或病灶進(jìn)行低強(qiáng)度能量聚焦式治療，提高治療的效果，更方便快捷；
2)本發(fā)明提供的用于超聲理療儀的矩陣式探頭，通過在晶片層和人體之間設(shè)置一匹配層，且使得匹配層的阻抗介于晶片層聲阻抗和人體聲阻抗之間，提高輻射效率，使得更多的超聲波能量進(jìn)入到人體內(nèi)用于理療，從而大大的提高了工作效率和理療效果；
3)本發(fā)明提供的用于超聲理療儀的矩陣式探頭，通過設(shè)置背襯層，使得晶片層背對殼體開口的一側(cè)發(fā)射的能量大部分被背襯層反射，且射向殼體開口一側(cè)，從而加強(qiáng)了發(fā)射到人體上的超聲波能量，有效的提高了理療效果。
[0015]
【附圖說明】
[0016]結(jié)合附圖，通過下文的詳細(xì)說明，可更清楚地理解本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)，其中:
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中平面單波束探頭的偏轉(zhuǎn)與聚焦原理圖；
圖2為本發(fā)明提供的矩陣式探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明中晶片層的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明矩陣式探頭的偏轉(zhuǎn)與聚焦原理圖。
[0017]符號說明:
1-晶片層 101-晶片
2-匹配層
3-背襯層
4-殼體
5-電線
6-電纜。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參見示出本發(fā)明實(shí)施例的附圖，下文將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以通過許多不同形式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)解釋為受在此提出之實(shí)施例的限制。相反，提出這些實(shí)施例是為了達(dá)成充分及完整公開，并且使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員完全了解本發(fā)明的范圍。這些附圖中，為清楚起見，可能放大了層及區(qū)域的尺寸及相對尺寸。
[0019]參照圖2-圖4，本發(fā)明提供了一種矩陣式探頭，主要是針對臨床超聲理療用途開發(fā)的，其與超聲理療儀結(jié)合使用；相比現(xiàn)有技術(shù)中超聲理療儀使用的平面單波束探頭或凹面單波束探頭而言，本發(fā)明提供的矩陣式探頭的超聲能量聚焦效果更好、病灶或部位針對性更強(qiáng)，而且操作更簡單方便，具有安全性高、適用性廣等特點(diǎn)。
[0020]具體的，該矩陣式探頭包括有一殼體4、壓電疊層和電纜6，壓電疊層包括壓電晶片陣1、背襯層3和匹配層2 ;殼體4 一端開口，電纜6與超聲理療儀主機(jī)相連。如圖3中所示，其中壓電晶片陣I上設(shè)置有若干晶片101，且這些晶片呈矩陣式分布；壓電晶片陣I上晶片101的行數(shù)和列數(shù)的設(shè)置此處均不作限制，可根據(jù)具體情況來進(jìn)行調(diào)整。晶片101可以采用壓電陶瓷材料、壓電單晶材料、壓電復(fù)合材料等制作而成，此處不作限制；每個(gè)晶片101的正負(fù)極均通過電線5與殼體4另一端的電纜6連接；每個(gè)晶片101均通過電纜6與超聲理療儀主機(jī)相連接，主機(jī)將激勵(lì)信號傳遞到每個(gè)晶片101上，并通過晶片101將電信號轉(zhuǎn)換為超聲波，從而來進(jìn)行超聲理療。
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