环形自聚焦超声相控阵列换能器的制作方法

本发明涉及医疗用高强度超声治疗系统领域，尤其涉及一种环形自聚焦超声相控阵列换能器。

背景技术：

超强度聚焦超声(highintensityfocusedultrasound，简称hifu)技术是近年来蓬勃发展起来的一种无创外科技术，在临床医学中已经得到了广泛的应用和推广。由于其在治疗过程中无创、无害、安全、有效并且能确保组织的安全性和完整性，因此，得到国内外许多大学和研究机构的重视和关注。目前，使用比较广泛的是单阵元聚焦换能器，这类换能器具有结构简单、价格经济等优点。然而，其聚焦形式单一，焦点扫描需要依靠机械运动来完成，在治疗一些肿瘤时，超声能量会被位于声传播路径上的骨骼大量吸收，使其迅速升温以致造成损伤。一些医院采取剔除声通道上的骨骼再进行治疗的方法，这给病人造成了巨大的生理和心理痛苦。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种环形自聚焦超声相控阵列换能器，可以解决现有技术中由于换能器聚焦形式单一，使得治疗时，采用剔除声通道上的肋骨再进行治疗，或者直接治疗时，位于声传播路径上的骨骼会大量吸收超声能量，造成骨骼损伤，给患者造成巨大的生理和心理痛苦的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种环形自聚焦超声相控阵列换能器，所述换能器包括：

冠状球壳和若干扇环形压电陶瓷晶片；

所述冠状球壳的中心设置有一个圆孔，以便安装b超探头；

多片所述扇环形压电陶瓷晶片在所述冠状球壳的凹球面粘贴后拼接成一个圆环状，若干所述扇环形压电陶瓷晶片形成一组同心圆环且同心圆环的中心线与所述冠状球壳的中心线重合，每片所述扇环形压电陶瓷晶片均与独立控制端连接。

本发明公开了一种环形自聚焦超声相控阵列换能器，该换能器包括冠状球壳和若干扇环形压电陶瓷晶片。冠状球壳的中心设置有一个圆孔，以便安装b超探头，若干扇环形压电陶瓷晶片形成一组同心圆环且每片扇环形压电陶瓷晶片均与独立控制端连接，保证了对每一片扇环形压电陶瓷晶片的独立控制，进而具有焦距可变、单点和多点聚焦模式等优点。在医学治疗时，相控阵列换能器能够有效避开声通道上的骨骼，避免骨骼吸收超声能量以致组织损伤，从而减少了患者的疼痛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种环形自聚焦换能器的一种压电陶瓷晶片设置在冠状球壳的凹球面上的示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种圆环形压电陶瓷晶片示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于现有技术中存在由于换能器聚焦形式单一，使得治疗时，采用剔除声通道上的骨骼再进行治疗，或者直接治疗时，位于声传播路径上的骨骼会大量吸收超声能量，造成骨骼损伤，给患者造成巨大的生理和心理痛苦的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种环形自聚焦超声相控阵列换能器。该换能器包括冠状球壳和若干扇环形压电陶瓷晶片。冠状球壳的中心设置有一个圆孔，以便安装b超探头，若干扇环形压电陶瓷晶片形成一组同心圆环且每片扇环形压电陶瓷晶片均与独立控制端连接，保证了对每一片扇环形压电陶瓷晶片的独立控制，进而具有焦距可变、单点和多点聚焦模式等优点。在医学治疗时，相控阵列换能器能够有效避开声通道上的骨骼，避免骨骼吸收超声能量以致组织损伤，从而减少了患者的疼痛。

请参阅图1，为本发明实施例所提供的一种环形自聚焦换能器的一种压电陶瓷晶片设置在冠状球壳的凹球面上的示意图。该换能器包括：冠状球壳1和若干扇环形压电陶瓷晶片2。

具体的，冠状球壳1的中心设置有一个圆孔3，以便安装b超探头。多片扇环形压电陶瓷晶片2在冠状球壳1的凹球面粘贴后拼接成一个圆环状，若干扇环形压电陶瓷晶片2形成一组同心圆环且同心圆环的中心线与冠状球壳1的中心线重合，每片扇环形压电陶瓷晶片2均与独立控制端(图中未标出)连接。

需要说明的是，冠状球壳1具有凹球面，但不一定具有凸球面。冠状球壳1的形状可以为剖开的球壳体，也可以为圆柱体且该圆柱体的一端挖有一个凹球面。若干扇环形压电陶瓷晶片2形成的一组同心圆环，包含的圆环个数是不定的，且每个圆环上包含的扇环形压电陶瓷晶片2的个数也是不定的，可以根据实际应用情况，灵活选择圆环个数和每个圆环上扇环形压电陶瓷晶片2的个数。

优选的，扇环形压电陶瓷晶片2相对的第一表面和第二表面均包含镀银层，且第一表面与冠状球壳1的凹球面粘贴。

优选的，该换能器还包括若干第一导线(图中未标出)，一片扇环形压电陶瓷晶片2的第一表面与一根第一导线的一端连接，且第一导线的另一端连接独立控制端。需要说明的是，由于扇环形压电陶瓷晶片2的第一表面与冠状球壳1的凹球面粘贴，因此，与扇环形压电陶瓷晶片的第一表面连接的第一导线的一端，该端也是与冠状球壳1的凹球面接触的。

优选的，该换能器还包括若干第二导线(图中未标出)，一片扇环形压电陶瓷晶片2的第二表面与一根第二导线的一端连接，且第二导线的另一端为公共端。

可选的，一片扇环形压电陶瓷晶片2的第一表面与一根第一导线的一端连接，其实施方式为焊接；同样的，一片扇环形压电陶瓷晶片2的第二表面与一根第二导线的一端连接，其实施方式也为焊接。

需要说明的是，扇环形压电陶瓷晶片2实际上是可以由圆环形压电陶瓷晶片制作的。请参阅图2，为本发明实施例所提供的一种圆环形压电陶瓷晶片示意图。图2中共有三片圆环形压电陶瓷晶片4，对圆环形压电陶瓷晶片4进行切分，即可得到扇环形压电陶瓷晶片2。切分成扇环形压电陶瓷晶片2，能够保证晶片的同步性较好。且扇环形压电陶瓷晶片2的规格可以相同，也可以不同。优选的，若干片扇环形压电陶瓷晶片2的技术参数保持一致。

需要强调的是，若干扇环形压电陶瓷晶片2之间互不接触，且冠状球壳1的材料为绝缘类材料。扇环形压电陶瓷晶片2的曲率与冠状球壳1的凹球面的曲率相匹配。即，扇环形压电陶瓷晶片2能够实现与冠状球壳1的凹球面完全贴合。

在本发明实施例中，提出一种环形自聚焦超声相控阵列换能器。由于换能器中每片扇环形压电陶瓷晶片2均与独立控制端连接，保证了对每一片扇环形压电陶瓷晶片2的独立控制，进而具有焦距可变、单点和多点聚焦模式等优点。在医学治疗时，相控阵列换能器能够有效避开声通道上的骨骼，避免骨骼吸收超声能量以致组织损伤，从而减少了患者的疼痛。

在本申请所提供的实施例中，以上所描述的实施例仅仅是示意性的。另外，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例。

以上为对本发明所提供的一种环形自聚焦超声相控阵列换能器的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。