相控阵列聚焦超声换能器的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体地，涉及一种相控阵列聚焦超声换能器。

背景技术：

聚焦超声换能器球冠体常采用树脂材料3d打印或金属机加工，树脂材料绝缘性、抗氧化性能好但加工精度难以保证，金属机加工精度高但绝缘性差，长期使用表面易氧化。在聚焦超声肿瘤手术前需要给病人肿瘤定位，定位时间的长短也决定了治疗的效率，而定位最重要的部分在于快速使肿瘤出现在换能器中央的实时监测b超探头成像范围内。手术过程中在换能器的持续辐照下，水囊内的水温会持续上升，当温度过高时会导致产生气泡影响治疗结果，因此对温度的监控十分必要。当水囊内的水压过大时会使病人产生不适感，过低则可能导致水囊与病人皮肤表面产生空隙而导致不良后果，因此对水压的监控也十分必要。聚焦超声换能器水囊通常采用伸缩性较好的硅胶材质制成，水囊与换能器通常采用卡箍进行紧固连接，但这种连接常出现连接处渗水现象。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种相控阵列聚焦超声换能器。

根据本实用新型提供的一种相控阵列聚焦超声换能器，包括换能器球冠体和多个阵列分布的超声阵元，所述换能器球冠体由金属机身加工而成，换能器球冠体的球冠面的表面设置有聚焦超声阵元安装槽，球冠面的中心设置有中心圆孔，球冠体上部设有空心圆柱体，以安装b超实时监测探头，所述超声阵元安装于球冠面离散分布的聚焦超声阵元安装槽中。

优选地，所述中心圆孔上安装有超声耦合声透镜，超声耦合声透镜通过声透镜环形压片和螺栓紧固连接在换能器球冠体的中心圆孔处，使得b超实时监测探头能够与水囊部分隔离开，并紧贴超声耦合声透镜做旋转运动。

优选地，所述超声耦合声透镜的凸出部分为球面，凸出部分的半径等于b超实时监测探头的半径和b超实时监测探头与凸出部分之间的间隙之和。

优选地，所述超声耦合声透镜与换能器球冠体顶部空心圆柱形成的水密空腔内注有植物油，作为超声耦合液。

优选地，所述超声耦合声透镜采用pe材质制成。

优选地，所述换能器球冠体的边缘开有激光支架安装槽口，激光支架安装槽口之间间隔90°均匀分布在换能器球冠体的圆环外侧，激光支架通过紧定螺丝紧固连接在相邻的激光支架安装槽口内，激光支架内部安装有单束一字红外激光器。

优选地，所述换能器球冠体的边沿设有水压传感器管路安装孔、第一测温探头安装孔、第二测温探头安装孔，通过b超实时监测探头和水压传感器实现手术过程中治疗头水温、水压的实时监控。

优选地，所述球冠面和聚焦超声阵元安装槽内分别设有特氟龙涂层。

所述换能器球冠体的底部与硅胶水囊的连接处呈凹凸齿形槽。所述硅胶水囊的凸出部位卡入换能器球冠体的下凹部位，凸出部位与下凹部位之间通过水囊卡箍紧固连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型能够避免换能器水囊连接处的渗水现象，长效避免金属换能器球冠体发生氧化或引起超声阵元短路，实现激光快速粗定位，并设有水温及水压实时检测。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为换能器的正面视图，视图下方的o点为焦点，十字叉为激光束交点；

图2为换能器的底部视图；

图3为换能器0°平面剖视图；

图4为超声耦合声透镜与b超探头装配位置示意图；

图5为换能器与硅胶水囊、卡箍装配示意图。

图中示出：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型的相控阵列聚焦超声换能器，包括一个刚性球冠体和若干个按规则分布的超声换能器阵元，所述换能器阵元安装于球冠体表面离散分布的安装槽中，每个超声换能器阵元均有独立的电激励信号馈线。如图2所示，球冠体由金属机身加工而成，球冠面共开设144个聚焦超声阵元安装槽，球冠体中央开有圆孔，上部设有空心圆柱体，以安装b超实时监测探头。球冠体中心孔上安装有超声耦合隔离声透镜，将b超实时监控探头模块与换能器水囊部分隔离开。

如图1所示，视图下方的o点为焦点，十字叉为激光束交点，具有激光粗定位功能，本换能器并设有水温及水压实时检测。换能金属球冠体1绝缘性较差，而超声阵元2彼此之间需要绝缘，否则会造成短路引起设备损坏，且金属部件长时间浸泡在水中易氧化影响美观，因此将其长期浸在水中的内表面和超声阵元2的安装孔内镀一层致密的特氟龙涂层，特氟龙涂层优选0.1mm。经实践证明，这种工艺可以长时间保护金属球冠体，避免发生氧化或引起阵元短路。

如图2、图3、图4所示，所述超声耦合声透镜8通过声透镜环形压片10和螺栓5固定在换能球冠体1的中心圆孔处，球冠体上部设有空心圆柱体，超声耦合声透镜8采用pe材质制成，凸出部分为球面，其半径r0等于b超实时监测探头9的半径r1与两者之间间隙k之和，使b超实时监测探头9能够与水囊部分隔离开，并紧贴超声耦合声透镜8做旋转运动。所述超声耦合声透镜与换能器球冠体顶部空心圆柱形成的水密空腔内注有植物油，作为超声耦合液。激光支架3通过紧定螺丝安装在换能器球冠体1外沿的安装槽中，安装槽呈90°均匀布置，激光支架3内部固定有单束一字红外激光器，实际使用中仅需要安装相邻的两个激光支架即可，通过调整使两个激光器的光束相互垂直，其交叉点就是换能器超声聚焦焦点所在的轴线上。手术前医生通过手持探头找到肿瘤位置并在皮肤上做标记，再调整换能器水平位置使激光束交叉点位于皮肤上的标记处，调整换能器高度使水囊与皮肤接触并耦合，此时肿瘤便可出现在实时监测b超的成像范围内。优选地，球冠体边缘开有4个激光支架安装槽口，间隔90°均匀分布与球冠体圆环外侧，激光支架通过紧定螺丝固定在相邻的安装槽中，激光支架内部安装有单束一字红外激光器。

所述换能器球冠体1内表面开设有2个测温探头固定孔，1个水压传感器水管安装孔，通过传感器实现对水温、水压的实时监控，当水温、水压数值偏离正常范围时通过调整水循环进出水速度来调整水温、水压。

如图5所示，换能器球冠体底部与硅胶水囊12连接处设计成凹凸槽型，硅胶水囊12上部也设计成与之对应的凹凸槽型，两者连接部位呈凹凸齿形槽。安装时将硅胶水囊12凸出部分卡入球冠体下凹部位，再通过水囊卡箍13进行紧固连接，可极大提高连接的可靠性且有效避免连接处渗水。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。