一种均衡发热的换能器及制备方法与流程

本发明涉及医疗器械，尤其涉及一种均衡发热的换能器及制备方法。

背景技术：

1、高血压是一种临床常见的疾病，肾动脉超声消融是基于压电效应的消融系统，超声换能器在适应频率信号的激发下，基于压电效应产生震动，在换能器径向发出360°超声波声场，超声波会被外部组织吸收，产生热量，实现360°消融。

2、临床上，现有超声换能器一般直接进行导线焊接，导致在超声换能器的尾端有较厚的焊点，在超声换能器进行工作时，容易导致的换能器发热不均匀的问题，而且普通翻遍电极的设计导致换能器在整个轴向上有约20~30%的区域，未能发生压电效应，消融长度不够，消融效率不高，需要多次调节超声换能器的输送位置，使得未产生病灶处或已消融部分，进行多次或长时间消融，增加患者的临床风险。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种均衡发热的换能器及制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种均衡发热的换能器，包括：

3、压电材料层；

4、所述压电材料层为圆柱状，中间开设有通孔，所述通孔内侧设置有支撑结构，通过所述支撑结构使所述压电材料层与外部设备相连接；

5、所述压电材料层两侧设置有导电层，所述压电材料层上设有隔离带，通过所述隔离带使所述导电层分为正极部和负极部，通电后换能器产生均衡振动，沿着径向发射声波，人体组织吸收后升温，实现均衡发热。

6、作为上述技术方案的进一步描述：所述支撑结构为支撑柱。

7、还包括一种均衡发热的换能器，包括：

8、压电材料层；

9、所述压电材料层为圆柱状，中间开设有通孔；

10、所述压电材料层两侧设置有导电层，所述压电材料层上设有隔离带，通过所述隔离带使所述导电层分为正极部和负极部，通电后换能器产生均衡振动，沿着径向发射声波，人体组织吸收后升温，实现均衡发热。

11、作为上述技术方案的进一步描述：所述正极部位于所述压电材料层的外径面，所述负极部位于所述压电材料层的内径面，形成第一结构或第二结构。

12、作为上述技术方案的进一步描述：第一结构为所述负极部位于所述压电材料层的内径面，不超过所述压电材料层的端面；

13、第二结构为所述负极部位于所述压电材料层的内径面及所述压电材料层一侧端面，并向外径面延伸。

14、作为上述技术方案的进一步描述：所述压电材料层的厚度与直径的比值为2-10之间，所述压电材料层的厚度为0.5-1.5mm。

15、作为上述技术方案的进一步描述：所述导电层的厚度为10μm-200μm。

16、作为上述技术方案的进一步描述：所述支撑结构为螺旋形支撑结构或c型支撑结构。

17、作为上述技术方案的进一步描述：在所述第一结构状态下，所述支撑结构为螺旋形支撑结构。

18、作为上述技术方案的进一步描述：在所述第二结构状态下，所述支撑结构为c型支撑结构，开口尺寸不大于周长的1/6。

19、作为上述技术方案的进一步描述：所述第一结构换能器的支撑结构外径略大于所述压电材料层内径，与所述压电材料层内壁过盈配合，弹性卡接在压电材料层内侧，与所述压电材料层径向重叠部分不超过压电材料层总长的1/10。

20、作为上述技术方案的进一步描述：所述支撑结构位于所述压电材料层外侧部分与导线焊接，作为换能器的一级。

21、作为上述技术方案的进一步描述：焊接的焊点位置位于支撑结构c型开口位置的180°方向。

22、还包括一种换能器的制备方法，所述制备方法适用于上述技术方案中任一项所述换能器，包括：

23、s1：压电材料层通过电场极化、气体极化或热极化后，烧结形成，所述压电材料层的外侧进行预处理，提高表面附着力；

24、s2：在隔离带内侧涂抹高分子层、粘接胶水或包裹胶带；

25、s3：通过pvd或cvd在所述压电材料层的外侧沉积形成导电层，所述导电层形成后，去除所述隔离带位置的导电层，将所述隔离带设置在所述压电材料层处，使所述隔离带将所述压电材料层外侧的导电层分为正极部和负极部；

26、s4：在所述压电材料层内侧安装有支撑结构，通过所述支撑结构与外部设备连接。

27、作为上述技术方案的进一步描述：所述压电材料层的材料为陶瓷或聚合物复合晶片。

28、作为上述技术方案的进一步描述：所述导电层的正极部和负极部的材料相同。

29、作为上述技术方案的进一步描述：支撑结构的材料为镍钛、不锈钢、钛合金。

30、上述技术方案具有如下优点或有益效果：

31、1、通过支撑结构与外部设备连接，解决了换能器内腔无法焊接导线的难点，整个换能器轴向均可发生压电效应，具有良好发热长度的同时，环形发热效果良好，激励信号完整的流经整个压电材料层，产生的能量更均匀，可实现更好的消融效果，在血管内360°同时消融，加工难度小，制作成本低。

技术特征：

1.一种均衡发热的换能器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的换能器，其特征在于：所述支撑结构（2）为支撑柱。

3.一种均衡发热的换能器，其特征在于，包括：

4.根据权利要求1或3所述的换能器，其特征在于：所述正极部（31）位于所述压电材料层（1）的外径面，所述负极部（32）位于所述压电材料层（1）的内径面，形成第一结构或第二结构。

5.根据权利要求1或3所述的换能器，其特征在于：第一结构为所述负极部（32）位于所述压电材料层（1）的内径面，不超过所述压电材料层（1）的端面；

6.根据权利要求1或3所述的换能器，其特征在于：所述压电材料层（1）的厚度与直径的比值为2-10之间，所述压电材料层（1）的厚度为0.5-1.5mm。

7.根据权利要求1或3所述的换能器，其特征在于：所述导电层（3）的厚度为10μm-200μm。

8.根据权利要求1或3所述的换能器，其特征在于：所述支撑结构为螺旋形支撑结构或c型支撑结构。

9.根据权利要求5所述的换能器，其特征在于：在所述第一结构状态下，所述支撑结构（2）为螺旋形支撑结构。

10.根据权利要求5所述的换能器，其特征在于：在所述第二结构状态下，所述支撑结构（2）为c型支撑结构，开口尺寸不大于周长的1/6。

11.根据权利要求10所述的换能器，其特征在于：所述第一结构换能器的支撑结构（2）外径略大于所述压电材料层（1）内径，与所述压电材料层（1）内壁过盈配合，弹性卡接在压电材料层（1）内侧，与所述压电材料层（1）径向重叠部分不超过压电材料层（1）总长的1/10。

12.根据权利要求11所述的换能器，其特征在于：所述支撑结构（2）位于所述压电材料层（1）外侧部分与导线焊接，作为换能器的一级。

13.根据权利要求12所述的换能器，其特征在于：焊接的焊点位置位于支撑结构（2）c型开口位置的180°方向。

14.一种换能器的制备方法，其特征在于：所述制备方法适用于上述权利要求1-13中任一项所述换能器，包括：

15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于：所述压电材料层（1）的材料为陶瓷或聚合物复合晶片。

16.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于：所述导电层（3）的正极部（31）和负极部（32）的材料相同。

17.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于：支撑结构（2）的材料为镍钛、不锈钢、钛合金。

技术总结
本发明公开了一种均衡发热的换能器及制备方法，包括：压电材料层；所述压电材料层为圆柱状，中间开设有通孔，所述通孔内侧设置有支撑结构，通过所述支撑结构使所述压电材料层与外部设备相连接；所述压电材料层表面设置有导电层，所述导电层上设有隔离带，通过所述隔离带使所述导电层分为正极部和负极部，通电后换能器产生均衡振动，沿着径向发射声波，人体组织吸收后升温，可以实现均衡发热。该装置通过支撑结构与外部设备连接，避免消融部位产生较多焊点，具有良好的环形发热效果，激励信号完整的流经整个压电材料层，产生的能量更均匀，在血管内360°同时消融，可实现更好的消融效果；同时优化了组装制作工艺，提升了换能器振动性能。

技术研发人员：房艺,赵万金,彭刚,罗鑫,曾张泽
受保护的技术使用者：上海汉通医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22