超聲波探針的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲波探針，更具體地，涉及一種具有二維陣列換能器(transducer)的體腔插入型超聲波探針。
【背景技術(shù)】
[0002]在醫(yī)療領(lǐng)域，超聲波診斷裝置正在被使用。超聲波診斷裝置是一種向活體發(fā)送超聲波以及從活體接收超聲波，并且基于通過(guò)超聲波的發(fā)送和接收而獲得的接收信號(hào)來(lái)形成超聲波圖像的裝置。超聲波的發(fā)送和接收由超聲波探針執(zhí)行。各種探針被商品化，其中包括體腔插入型探針。體腔插入型探針插入食道、直腸、陰道等，并且在體內(nèi)發(fā)送和接收超聲波。其中，食道探針是插入食道的探針，更具體地，是當(dāng)處于食道中時(shí)向心臟發(fā)送超聲波并從心臟接收超聲波的探針。
[0003]近年來(lái)，三維超聲波診斷正變得更加普及。在這項(xiàng)技術(shù)中，向活體內(nèi)的三維空間發(fā)送超聲波以及從活體內(nèi)的三維空間接收超聲波，以獲得體數(shù)據(jù)，并且體數(shù)據(jù)被用于形成表示三維空間的三維圖像、表示三維空間的任意剖面的二維斷層圖像等。為了向三維空間發(fā)送超聲波以及從三維空間接收超聲波，在探針頭通常設(shè)置有二維陣列換能器。二維陣列換能器由二維排列的多個(gè)換能器元件(例如，數(shù)千個(gè)換能器元件)形成。
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)I公開(kāi)了一種用于三維超聲波診斷的食道探針。換能器單元被放置在食道探針的頭部。換能器單元包括從活體組織側(cè)起依次設(shè)置的二維陣列換能器、接口層、電子電路(集成電路)、背襯層、散熱器等。電子電路是執(zhí)行信道減少(channel reduct1n)的電路，即，用于減少信號(hào)線數(shù)量的電路。散熱器是帶走產(chǎn)生于電子電路中的熱量的電路。
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:JP2005-507581A

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問(wèn)題
[0008]當(dāng)電子電路板將要被設(shè)置在探針頭中時(shí)，由于在電子電路板中產(chǎn)生大量的熱量，因此從電子電路板散熱就成為了問(wèn)題。具體地，當(dāng)電子電路板中產(chǎn)生的熱量被傳導(dǎo)至二維陣列換能器時(shí)，二維陣列換能器的溫度變高，導(dǎo)致二維陣列換能器的惡化以及發(fā)送/接收面的溫度上升這樣的問(wèn)題。由此，為了盡量避免電子電路板中產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至二維陣列換能器，需要將熱量從電子電路排放至其他構(gòu)件。
[0009]然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I描述的食道探針中，由于散熱器通過(guò)位于其與電子電路板的背面?zhèn)戎g的背襯層而設(shè)置在電子電路板的背面?zhèn)壬希源嬖陔y以提高從電子電路板向散熱器的導(dǎo)熱率的問(wèn)題。
[0010]問(wèn)題解決方案
[0011]本發(fā)明的益處為內(nèi)部單元中產(chǎn)生的熱量被有效地放出至其他構(gòu)件。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，提供一種超聲波探針，包括:內(nèi)部單元，其包括具有多個(gè)換能器元件的陣列換能器、設(shè)置在陣列換能器的背面?zhèn)壬喜⒕哂须娺B接至多個(gè)換能器元件的電子電路的電子電路板、以及傳導(dǎo)來(lái)自電子電路板的熱量的散熱薄板；以及探針頭殼體，其收容內(nèi)部單元，其中，散熱薄板包括:主體部，其接收來(lái)自電子電路板的熱量；以及翼部，來(lái)自主體部的熱量傳導(dǎo)至所述翼部并且所述翼部從主體部向外側(cè)延伸，探針頭殼體具有開(kāi)口結(jié)構(gòu)，并且翼部插入所述開(kāi)口結(jié)構(gòu)并接合至探針頭殼體。
[0013]根據(jù)上述構(gòu)造，內(nèi)部單元(例如，內(nèi)部組件，內(nèi)部分層結(jié)構(gòu))中的電子電路板中產(chǎn)生的熱量通過(guò)散熱薄板能夠傳導(dǎo)至探針頭殼體。散熱薄板包括主體部和至少一個(gè)翼部，并且在主體部處接收的熱量被傳導(dǎo)至翼部，并進(jìn)一步從翼部傳導(dǎo)至接合至翼部的探針頭殼體。在探針頭殼體中，形成有開(kāi)口結(jié)構(gòu)，所述開(kāi)口結(jié)構(gòu)具有至少與探針頭殼體的內(nèi)部連通的開(kāi)口。翼部插入開(kāi)口中。翼部的端部?jī)?yōu)選延伸至探針頭殼體的外側(cè)，并接合至探針頭殼體的外表面，或者插入(即，嵌入)形成在探針頭殼體內(nèi)部的間隙。通常，在收容發(fā)熱結(jié)構(gòu)的探針頭殼體中，外表面具有比內(nèi)表面更低的溫度，并且通過(guò)使用散熱薄板，無(wú)需穿過(guò)探針頭殼體的內(nèi)表面，熱量就能夠被直接傳導(dǎo)至外表面或者內(nèi)部。換言之，針對(duì)散熱，能夠積極地使用溫度傾差。可替換地，可以使用這樣一種構(gòu)造:在該構(gòu)造中，除了上述的熱傳導(dǎo)，還將來(lái)自內(nèi)部單元的熱量傳導(dǎo)至探針頭殼體的內(nèi)表面?？商鎿Q地，可以使用這樣一種構(gòu)造:在該構(gòu)造中，多個(gè)翼部的一部分接合至探針頭的內(nèi)表面。在任一種情況中，通過(guò)向具有更低溫度的部分的積極的熱傳導(dǎo)，熱量能夠有效地被從電子電路板驅(qū)散。
[0014]優(yōu)選地，散熱薄板直接或間接地接合至電子電路板的背面。在這種情況下，為了確保超聲波從電子電路板向背襯構(gòu)件的傳播，優(yōu)選地在散熱薄板上形成容背襯構(gòu)件的一部分通過(guò)的開(kāi)口。可替換地，散熱薄板可放置在電子電路板的正面?zhèn)?發(fā)送/接收側(cè))。在任何情況下，作為散熱薄板，優(yōu)選使用具有良好的熱傳導(dǎo)率的結(jié)構(gòu)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，優(yōu)選地，至少散熱薄板中的翼部是撓性的。根據(jù)這樣的構(gòu)造，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的組裝操作性，并且實(shí)現(xiàn)翼部與探針頭殼體之間的緊密接觸變得容易。對(duì)于翼部的固定，優(yōu)選地，使用具有良好的導(dǎo)熱性的粘合劑?？商鎿Q地，也可使用諸如裝配、螺紋連接、焊接等其他固定方法。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，優(yōu)選地，散熱薄板具有從主體部分別朝向右側(cè)和左側(cè)延伸的右側(cè)翼部和左側(cè)翼部，探針頭殼體具有右側(cè)開(kāi)口結(jié)構(gòu)和左側(cè)開(kāi)口結(jié)構(gòu)，右側(cè)翼部插入并固定在右側(cè)開(kāi)口結(jié)構(gòu)中，而左側(cè)翼部插入并固定在左側(cè)開(kāi)口結(jié)構(gòu)中。根據(jù)這樣的構(gòu)造，能夠使用多個(gè)翼部傳導(dǎo)熱量，導(dǎo)致散熱效率提高。特別地，由于能夠在內(nèi)部單元的兩側(cè)驅(qū)散熱量，因此能夠有效地抑制電子電路板整體的溫度上升。通常，探針頭殼體內(nèi)部在左右方向上的寬度不是很寬，并且因此，如果熱量從電子電路板的右側(cè)和左側(cè)被驅(qū)散，那么從電子電路板到探針頭殼體(外表面或內(nèi)部)的熱傳導(dǎo)距離能夠被減小。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，優(yōu)選地，右側(cè)開(kāi)口結(jié)構(gòu)與左側(cè)開(kāi)口結(jié)構(gòu)分別為與探針頭殼體的內(nèi)部和外部連通的右側(cè)狹縫和左側(cè)狹縫，右側(cè)翼部插入右側(cè)狹縫并固定在探針頭殼體的外表面，而左側(cè)翼部插入左側(cè)狹縫并固定在探針頭殼體的外表面。根據(jù)這樣的構(gòu)造，來(lái)自電子電路板的熱量通過(guò)右側(cè)翼部和左側(cè)翼部，即，通過(guò)右側(cè)狹縫和左側(cè)狹縫被傳導(dǎo)至探針頭的外表面。在探針頭殼體中，外表面的溫度通常低于面向發(fā)熱結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面的溫度，并且因此，熱量能夠被直接排放出至具有較低溫度的部分，而且能夠提高散熱效率。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一種方案，優(yōu)選地，在探針頭殼體的外表面上形成有與右側(cè)狹縫連通的右側(cè)凹槽，并且右側(cè)翼部的端部收容在右側(cè)凹槽中，而且在探針頭殼體的外表面上形成有與左側(cè)狹縫連通的左側(cè)凹槽，并且左側(cè)翼部的端部收容在左側(cè)凹槽中。根據(jù)這樣的構(gòu)造，在探針頭的外表面上引起的端部的膨出以及妨礙探針頭的外部形狀的平滑性的問(wèn)題能夠被解決或者緩解。特別地，在體腔插入型超聲波探針中，強(qiáng)烈期望使探針頭的形狀平滑，并且通過(guò)上述的構(gòu)造，滿足了這樣的期望。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，優(yōu)選地，翼部包括:具有允許翼部穿過(guò)開(kāi)口結(jié)構(gòu)的橫向?qū)挾鹊牡谝徊糠郑灰约白鳛檫B接至第一部分的部分的第二部分，所述第二部分能夠被展開(kāi)，在展開(kāi)狀態(tài)下所述第二部分具有比第一部分的橫向?qū)挾雀蟮臋M向?qū)挾?，并且所述第二部分在展開(kāi)狀態(tài)下固定在探針頭殼體的外表面。根據(jù)這樣的構(gòu)造，由于第二部分形成為能夠被展開(kāi)的部分，處于折疊狀態(tài)的第二部分插入開(kāi)口結(jié)構(gòu)之后能夠被展開(kāi)，并且第二部分能夠被固定在探針頭的外表面上。換言之，不管開(kāi)口結(jié)構(gòu)的尺寸如何，都能夠增加翼部接觸探針頭殼體的外表面的部分的尺寸(接觸面積)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，優(yōu)選地，探針頭殼體由第一殼體部和第二殼體部形成，在位于第一殼體部與第二殼體部之間的開(kāi)口結(jié)構(gòu)中形成有間隙，并且翼部插入所述間隙。根據(jù)這樣的構(gòu)造，翼部的兩個(gè)表面能夠用作導(dǎo)熱表面。另外，當(dāng)?shù)谝粴んw部和第二殼體部結(jié)合時(shí)翼部能夠被夾持和固定。
[0021]上述電子電路形成發(fā)送信號(hào)處理電路和接收信號(hào)處理電路中的至少一個(gè)，并且優(yōu)選形成全部?jī)蓚€(gè)處理電路。電子電路優(yōu)選為信道減少電路。在發(fā)送期間，信道減少電路針對(duì)陣列換能器全體或者在預(yù)定的單元中根據(jù)一個(gè)發(fā)送觸發(fā)信號(hào)生成多個(gè)發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且，在接收期間，在預(yù)定的單元中根據(jù)多個(gè)接收信號(hào)生成組接收信號(hào)。優(yōu)選地，電子電路板為表面上形成有電子電路，并且不具有厚封裝的半導(dǎo)體板。這樣的電子電路板可直接接合在陣列換能器的背面?zhèn)壬?，但?yōu)選地，電子電路板通過(guò)電子電路板與陣列換能器之間的接口板連接至陣列換能器。作為接口板，可使用具有配