专利名称：一种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治疗仪器领域，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的肿瘤治疗方法。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。用于该治疗系统的超声换能器需要由一个产生高强度聚焦超声的换能器和一个用于图像引导的B超换能器构成。所述的聚焦超声换能器放置在水囊或其它储水装置的下端，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聚焦超声的换能器由单片或阵列换能器构成，并在该换能器的中心开孔放入B超换能器，组合形成高强度聚焦换能器。
采用单片换能器方式构成的高强度聚焦换能器具有较为简单的结构，但加工精度难以保证，且无法对声波的入射方向和焦域进行调整。采用阵列换能器方式实现的聚焦换能器是将多片换能器在球面内均匀排列，将所有的换能器通过串并联后形成一个大功率的换能器，并由单一控制电源驱动产生高强度聚焦超声，但这种结构也不能实现对入射角和焦域的控制。
聚焦换能器和B超换能器的组合通常采用将B超换能器直接放入聚焦换能器的中心孔，采用硅胶和O圈进行防水密封。这种结构能满足图像引导功能，但对用作耦合剂的纯净水却无法检测和控制，需要加辅助装置来补救。
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阵列超声换能器实现入射方向和焦域形状调整，且能够组合B超换能器和水道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高强度聚焦超声换能器，它包括换能器片、半球面托架、B超换能器、密封圈、水道和压力传感器。该高强度聚焦超声换能器以小片换能器为基础单元，换能器片的排列方式按60°分为6个区均匀对称地排列，粘接在半球面托架的内侧，形成聚焦超声换能器。6个区域分别由独立的驱动电源控制，通过分别调整各部分电源的功率来实现聚焦超声入射方向的变化；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的调整。圆柱体上开有三个孔，中心孔镶嵌B超换能器，一个侧孔镶嵌水压传感器，另一个侧孔为排水孔，用于连接排水管，用固定螺套将圆柱体固定在半球面托架的中心孔中。
B超换能器放置于聚焦换能器的中心轴线上，可观察包括聚焦超声换能器焦域在内的一个扇形区域，实现图像引导功能。
镶嵌于圆柱体一个侧孔中的水压传感器，用于检测位于聚焦换能器上方水的水位。连接于另一个侧孔中的排水管用于将水排出，通过调节出水量大小实现水位的调整。
本实用新型的有益效果该超声换能器能够实现入射方向和焦域形状调整，能够组合B超换能器和水道实现图像引导和水位控制。
图1高强度聚焦超声换能器示意图图2聚焦换能器60°扇形区内多片换能器布置示意图图中换能器片101、半球面托架102、O型圈103、O型圈104、圆柱体105、水压传感器106、排水孔107、B超换能器108、固定螺套109。
具体实施方式
一种高强度聚焦超声换能器，如图1所示结构。它由换能器片101、半球面托架102、O型圈103、O型圈104、圆柱体105、水压传感器106、B超换能器108、固定螺套109连接成。带塑料支架的换能器片101的排列方式按60°分为6个区均匀对称地排列，粘接在半球面托架102的内侧，每个区域由独立驱动电源驱动，形成聚焦超声换能器；通过对外部驱动电源的控制达到入射方向和焦域形状调整。圆柱体105上开有三个孔，中心孔镶嵌B超换能器108，一个侧孔镶嵌水压传感器106，另一个侧孔为排水孔107，用于连接排水管。用固定螺套109将圆柱体105固定在半球面托架102的中心孔中。
采用的B超换能器108为扁平状凸阵探头。排水孔107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。水压传感器用于实现水位的测量。
O型圈104用于圆柱体105与半球面托架102中心孔之间的密封。O型圈103用于与皮囊连接的密封。
所述小片换能器片101以均匀对称方式排列是指以半球的中心轴线为基准，按圆周从内向外均匀对称排列。一个典型的排列方法(见图2)是以60°扇形区为单位，按圆周顺序排列形成6个区域，每个区域由独立驱动电源驱动。
选取直径16mm的小片换能器片为基础单元，排列在φ80mm到φ180mm的圆环区域内。半球面托架102的中心孔为φ70mm，用于安装圆柱体105。
圆柱体105中心孔安装65mm的凸阵扇形扫描B超换能器，中心孔两侧圆孔为φ10mm，用于安装水压传感器106和排水管。
权利要求1.一种高强度聚焦超声换能器，它包括换能器片、半球面托架、B超换能器、密封圈，其特征在于换能器片(101)的排列方式按60°分为6个区均匀对称地排列，粘接在半球面托架(102)的内侧，形成聚焦超声换能器；圆柱体(105)上开有三个孔，中心孔镶嵌B超换能器(108)，一个侧孔镶嵌水压传感器(106)，另一个侧孔为排水孔(107)，用于连接排水管，用固定螺套(109)将圆柱体(105)固定在半球面托架(102)的中心孔中。
专利摘要一种高强度聚焦超声换能器，它包括换能片(101)、半球面托架(102)、水压传感器(106)、B超换能器(108)、圆柱体(105)和密封圈。换能器片(101)的排列方式按60°分为6个区均匀对称地排列，粘接在半球面托架(102)的内侧，形成聚焦超声换能器；圆柱体(105)上开有三个孔，中心孔镶嵌B超换能器(108)，一个侧孔镶嵌水压传感器(106)，另一个侧孔为排水孔(107)，用于连接排水管，固定螺套(109)将圆柱体(105)固定在半球面托架(102)的中心孔中。该超声换能器能够实现入射方向和焦域形状调整，能够组合B超换能器和水道实现图像引导和水位控制。
文档编号A61N7/00GK2693356SQ200420059430
公开日2005年4月20日 申请日期2004年5月14日 优先权日2004年5月14日
发明者胡秉谊, 曾恒, 刘彦余, 任锦, 汤明明 申请人:北京交通大学, 沈阳长江源科技有限公司