专利名称：一种对称分区的多元高强度聚焦超声换能器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于医用超声医疗仪器领域，涉及到高强度聚焦超声和医用B型超声检测技术背景技术高强度聚焦超声治疗系统是一种有效地肿瘤治疗方法。该方法通过高强度聚焦超声换能器在人体内产生高热使得肿瘤组织发生凝固性坏死而达到肿瘤治疗的目的。用于该治疗系统的高强度聚焦超声换能器需要由产生高强度聚焦超声的换能器片和用于图像引导的B超换能器构成。所述的高强度聚焦超声换能器放置在水囊或其他储水装置的下端，通过纯净水将超声耦合到需要治疗的组织。通常所设计的用于产生高强度聚焦超声的换能器由换能器片阵列构成，并在该能产生高强度聚焦超声的换能器片阵列中心开孔放入B超换能器，两者共同组合形成用于该治疗系统的高强度聚焦超声换能器。
采用换能器片阵列方式实现的高强度聚焦超声换能器是将多片换能器片在球面内排列，将所有的换能器片通过串并联后形成一个大功率的高强度聚焦超声换能器片阵列，并由单一控制电源驱动产生高强度聚焦超声，但这种结构不能实现对高强度聚焦超声入射角和焦域的控制。采用换能器片阵列分块排列方式实现的高强度聚焦超声换能器是将多片换能器在球面内排列并分成几个区域，每个区域由单一控制电源驱动产生高强度聚焦超声，所有的区域形成一个大功率的高强度聚焦超声换能器阵列。但由于区域之间关于X轴和Y轴的不同时对称，虽然可以对声波的入射方向和焦域进行调整，但无法精确控制入射方向和焦域，无法使焦域关于X轴和Y轴的同时对称。
高强度聚焦超声换能器片阵列和B超换能器的组合通常采用将B超换能器直接放入高强度聚焦超声换能器片阵列的中心孔，用螺丝紧固后采用硅胶和O圈进行防水密封。这种将B超换能器用螺丝紧固到高强度聚焦超声换能器片阵列的中心孔后再利用O圈和硅胶密封的结构能满足图像引导功能，但由于本身结构复杂，组装零部件较多，密封性能不佳。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种利用对称式超声换能器片阵列实现入射方向和焦域形状的精确调整，且能够组合B超换能器和排水孔实现图像引导和水位控制的高强度聚焦超声换能器。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是
一种对称分区的多元高强度聚焦超声换能器，它包括固定在支架上的换能器片、半球面托架、B超换能器、O型密封圈，排水孔，O型密封圈用于高强度聚焦超声换能器与水囊之间的密封，固定在支架上的换能器片在360°内等分为4N个分区，均匀对称排列并固定在半球面托架的内表面，N为自然数，每个区域放置1～100个固定在支架上的换能器片，换能器片直径为1～50MM；所有分区共同形成高强度聚焦超声换能器片阵列，各个分区分别由独立的电源控制，通过分别调整驱动电源的功率和相位实现聚焦超声焦域形状和入射方向的调整；B超换能器直接镶嵌在半球面托架中心；使用粘接剂将能产生高强度聚焦超声的换能器片阵列密封固定在半球面托架上，能产生高强度聚焦超声的换能器片阵列与B超换能器组合共同形成高强度聚焦超声换能器。
半球面托架采用一体化结构，半球面托架的中心开一长方孔，内镶嵌B超换能器，长方孔一侧或另一侧有一个圆孔为排水孔，内有螺纹，用于连接排水管。
半球面托架的内表面最外环开一个环形防水密封槽，中心凸台上表面最外环开一个环形防水密封槽。
B超换能器放置于半球面托架的中心轴线上，可观察包括高强度聚焦超声换能器片阵列焦域在内的一个扇形区域，实现图像引导功能。
本实用新型的有益效果该高强度聚焦超声换能器能够实现入射方向和焦域形状的精确调整。能够组合B超换能器和水道实现图像引导和水位控制。一体化半球面托架能够直接安装带支架的换能器片和B超换能器，更便于密封和安装。在一体化半球面上采用防水密封槽使防水效果更出色。
图1一种对称分区的多元高强度聚焦超声换能器示意图图2采用8分区方式的一种对称分区的多元高强度聚焦超声换能器45°扇形区内多片超声换能器片布置示意图图中固定在支架上的换能器片101、O型密封圈102、半球面托架103、排水孔104、B超换能器105、防水密封槽106、防水密封槽107。
具体实施方式
方式一，采用对称8分区，每个分区放置直径12MM的带支架的9个医用双面超声换能器片的一种对称分区的多元高强度聚焦超声换能器(图2)一种对称分区的多元高强度聚焦超声换能器，它包括固定在支架上的换能器片101、0型密封圈102、半球面托架103、排水孔104、B超换能器105、防水密封槽106、防水密封槽107。
将半球面托架103内表面在360°内等分为8个分区，选取直径12mm的医用双面超声换能器片固定在支架上，每个区域放置9个固定在支架上的换能器片，排列在φ76mm到φ160mm的圆环区域内。所有分区共同形成高强度聚焦超声换能器片阵列，各个分区分别由独立的电源控制，通过分别调整驱动电源的功率和相位实现聚焦超声焦域形状和入射方向的调整；使用超声振子环氧胶粘接剂将能产生高强度聚焦超声的换能器片阵列密封固定在半球面托架上。能产生高强度聚焦超声的换能器片阵列与B超换能器组合共同形成高强度聚焦超声换能器。65mm的凸阵扇形扫描B超换能器安装在半球面托架103中心孔中。排水孔104为φ8mm，连接排水管。
O型密封圈102用于高强度聚焦超声换能器与水囊之间的密封。
半球面托架103采用一体化结构，半球面托架的中心开一长方孔，内镶嵌B超换能器105，长方孔一侧或另一侧有一个圆孔为排水孔104，内有螺纹，用于连接排水管。排水孔104处于整个聚焦换能器储水部分的最低位置，在阀门打开时可将水全部排出，通过排水调节水位的高低。半球面托架(103)的内表面最外环开一个环形防水密封槽(107)，中心凸台上表面最外环开一个环形防水密封槽(106)。
防水密封槽106与防水密封槽107用于使固定在支架上的换能器片101与半球面托架103之间用超声振子环氧胶粘剂密封时，使超声振子环氧胶粘剂灌注于防水密封槽106与防水密封槽107中，以提高密封性。
粘接剂还可采用硅胶，环氧树脂等。
方式二，采用对称4分区，每个分区放置直径14MM的带支架的18个医用双面超声换能器片的一种对称分区的多元高强度聚焦超声换能器，其余部分同方式一。
方式三，采用对称12分区，每个分区放置直径10MM的带支架的5个医用双面超声换能器片的一种对称分区的多元高强度聚焦超声换能器，其余部分同方式一。
随着半球面托架直径增大，每个分区可放置的固定在支架上的换能器片的数量可增加，一般不超过100个。
权利要求1.一种对称分区的多元高强度聚焦超声换能器，它包括固定在支架上的换能器片、半球面托架、B超换能器、O型密封圈，排水孔，O型密封圈用于高强度聚焦超声换能器与水囊之间的密封，固定在支架上的换能器片在半球面托架内表面分区排列，所有分区共同形成高强度聚焦超声换能器片阵列，各个分区分别由独立的电源控制，通过分别调整驱动电源的功率和相位实现聚焦超声焦域形状和入射方向的调整；B超换能器直接镶嵌在半球面托架中心；使用硅胶粘接剂将能产生高强度聚焦超声的换能器片阵列密封固定在半球面托架上，能产生高强度聚焦超声的换能器片阵列与B超换能器组合共同形成高强度聚焦超声换能器，其特征在于固定在支架上的换能器片(101)在360°内等分为4N个分区，均匀对称排列并固定在半球面托架(103)的内表面，N为自然数，每个区域放置1～100个固定在支架上的换能器片，换能器片直径为1～50MM。
2.根据权利要求1所述的对称分区的多元高强度聚焦超声换能器，其特征在于半球面托架(103)采用一体化结构，半球面托架的中心开一长方孔，内镶嵌B超换能器(105)，长方孔一侧或另一侧有一个圆孔为排水孔(104)，内有螺纹，用于连接排水管。
3.根据权利要求2所述的对称分区的多元高强度聚焦超声换能器，其特征在于半球面托架(103)的内表面最外环开一个环形防水密封槽(107)，中心凸台上表面最外环开一个环形防水密封槽(106)。
专利摘要一种对称分区的多元高强度聚焦超声换能器，属于医用超声医疗仪器领域，它包括固定在支架上的换能器片(101)、O型密封圈(102)、半球面托架(103)、B超换能器(105)。固定在支架上的换能器片(101)在360°内等分为4N个分区均匀对称排列在半球面托架(103)的内表面，N为自然数，形成高强度聚焦超声换能器片阵列。高强度聚焦超声换能器片阵列与B超换能器共同构成高强度聚焦超声换能器。半球面托架(103)采用一体化结构使固定更容易，密封效果更好。该超声换能器能够实现入射方向和焦域形状的精确调整，避免焦域关于X轴和Y轴不同时对称。能够组合B超换能器和水道实现图像引导和水位控制。
文档编号A61N7/00GK2894640SQ200620022889
公开日2007年5月2日 申请日期2006年4月17日 优先权日2006年4月17日
发明者胡秉谊, 李源, 袁海城, 王允 申请人:北京交通大学, 河南迈松医用设备制造有限公司