• / 8
  • 下載費用:30 金幣  

一種用于超聲理療儀的矩陣式探頭.pdf

摘要
申請專利號:

CN201520052424.2

申請日:

20150126

公開號:

CN204522037U

公開日:

20150805

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:

IPC分類號:

A61N7/02

主分類號:

A61N7/02

申請人:

上海愛聲生物醫療科技有限公司

發明人:

陳友偉,葛恒麗,張野

地址:

201203 上海市浦東新區張江高科技園區祖沖之路887弄77-78號樓1樓

優先權:

CN201520052424U

專利代理機構:

上海漢聲知識產權代理有限公司

代理人:

胡晶

PDF完整版下載: PDF下載
內容摘要

本實用新型提供了一種用于超聲理療儀的矩陣式探頭,包括殼體、壓電疊層和電纜。壓電疊層包括壓電晶片陣、匹配層和背襯層。壓電晶片陣由若干晶片組成,晶片可以是圓片、矩形片等形狀,且這些晶片呈矩陣式分布;晶片通過電纜與超聲理療儀相連,超聲理療儀發出電激勵信號通過晶片轉化為超聲波,輻射到病患處;匹配層設置在壓電晶片陣的輻射面一側,用于提高晶片的超聲輻射效率;背襯層設置在另一側,壓電晶片陣另一側發射的超聲波被背襯層反射。本實用新型提供的矩陣式探頭,是專門針對臨床理療用途開發的,與超聲波理療儀配套使用,具有能量聚焦效果好、病灶或部位針對性更強、操作簡單方便、安全性高、適用性廣等特點。

權利要求書

1.一種用于超聲理療儀的矩陣式探頭,其特征在于,包括有:壓電晶片陣,由若干晶片組成,且這些晶片呈矩陣式分布;所述晶片與超聲理療儀主機相連,所述超聲理療儀主機發出的激勵信號經由所述壓電晶片陣轉化為超聲波,從而輻射到病患處;匹配層,設置在所述壓電晶片陣的一側,所述壓電晶片陣一側輻射面發射的超聲波能量穿過所述匹配層發射出去,所述匹配層用于提高超聲的輻射效率;背襯層,設置在所述壓電晶片陣的另一側,所述背襯層用于反射所述壓電晶片陣另一側輻射面發射的超聲波能量。2.據權利要求1所述的用于超聲理療儀的矩陣式探頭,其特征在于,所述晶片采用圓形晶片。3.據權利要求1所述的用于超聲理療儀的矩陣式探頭,其特征在于,所述用于超聲理療儀的矩陣式探頭還包括一殼體,所述殼體一端開口,所述背襯層、壓電晶片陣和匹配層均設置在所述殼體內,且輻射面位于所述開口處。4.據權利要求3所述的用于超聲理療儀的矩陣式探頭,其特征在于,所述殼體上還設置有一與所述超聲理療儀主機相連的電纜,每個所述晶片的正負極均通過電線與所述電纜連接。5.據權利要求1所述的用于超聲理療儀的矩陣式探頭,其特征在于,所述晶片采用壓電陶瓷材料制成或壓電單晶材料制成或壓電復合材料制成。6.據權利要求1所述的用于超聲理療儀的矩陣式探頭,其特征在于,所述匹配層的聲阻抗介于所述晶片層的聲阻抗和人體聲阻抗之間。

說明書

技術領域

本實用新型涉及超聲理療儀設計技術領域,特別涉及一種用于超聲理療儀的矩陣式探頭。

背景技術

目前超聲理療所用探頭多是單波束的非聚焦探頭,即使是可聚焦的凹面探頭,其焦點也是固定不能變化的,所以要在人體表面下一定深度上有足夠的超聲波能量對人體組織發揮作用,必須使超聲波的功率達到一定的水平。但當超聲功率比較大時,又有人體淺表組織或部位等非病灶區域吸收的能量過多而導致組織損傷的風險,所以只能采用吸收率低或所謂半吸收層厚度大的低頻超聲波。

對于一維相控陣探頭(這種探頭在超聲成像方面被普遍應用),其偏轉與聚焦原理如圖1中所示,通過控制各個陣元的觸發時間,可以讓聲束偏轉不同的角度。其在長軸方向進行電子聚焦和掃描,焦點可調;在短軸方向采用幾何聚焦,焦距不可調。

單波束探頭無法針對不同病灶或部位的組織特性和皮下深度進行焦距的調整,而且為了使目標處接收到足夠的超聲波能量以達到治療效果,必須有足夠大的發射功率。

為了避免過大的超聲波能量對皮膚和非病灶組織的損傷,系統的發射功率又必須限制在規定的安全范圍內。這樣帶來的主要問題一個是皮下深處的病灶很難獲得需要的能量強度,因而治療效果始終不理想,同時非病灶組織又吸收了很多能量,使每次治療的時間比較長而且兩次治療中間必須有足夠的時間間隔,令非病灶組織機能恢復避免不可逆的損傷,從而大大增加了理療療程周期。

實用新型內容

為了解決上述問題,本實用新型提供了一種用于超聲理療儀的矩陣式探頭,包括有:

壓電晶片陣,由若干晶片組成,這些晶片呈矩陣式分布;所述晶片與超聲理療儀主機相連,所述超聲理療儀主機發出的激勵信號經由所述壓電晶片陣轉化為超聲波,從而輻射到病患處。

匹配層,設置在所述壓電晶片陣的一側,所述壓電晶片陣一側輻射面發射的超聲波能量穿過所述匹配層發射出去,所述匹配層用于提高超聲的輻射效率;

背襯層,設置在所述壓電晶片陣的另一側,所述背襯層主要用于反射所述壓電晶片陣另一側輻射面發射的超聲波能量。

較佳地,所述晶片可以采用圓形晶片。

較佳地,所述用于超聲理療儀的矩陣式探頭還包括一殼體,所述殼體一端開口,所述背襯層、壓電晶片陣和匹配層均設置在所述殼體內,且輻射面位于所述開口處。

較佳地,所述殼體上還設置有一與所述超聲理療儀主機相連的電纜,每個所述晶片的正負極通過電線與所述電纜連接。

較佳地,所述晶片采用壓電陶瓷材料制成或壓電單晶材料制成或壓電復合材料制成。

較佳地,所述匹配層的聲阻抗介于所述晶片層的聲阻抗和人體聲阻抗之間。

本實用新型由于采用以上技術方案,使之與現有技術相比,具有以下的優點和積極效果:

1)本實用新型提供的用于超聲理療儀的矩陣式探頭中,若干晶片呈矩陣式分布,既可以在與發射面垂直的方向上變焦,也可以同時在平行的方向變焦,即在仰角和方位角方向均能進行聚焦,從而大大擴大了探頭的聚焦、掃描范圍,實現針對人體不同部位或病灶進行低強度能量聚焦式治療,提高治療的效果,更方便快捷;

2)本實用新型提供的用于超聲理療儀的矩陣式探頭,通過在晶片層和人體之間設置一匹配層,且使得匹配層的阻抗介于晶片層聲阻抗和人體聲阻抗之間,提高輻射效率,使得更多的超聲波能量進入到人體內用于理療,從而大大的提高了工作效率和理療效果;

3)本實用新型提供的用于超聲理療儀的矩陣式探頭,通過設置背襯層,使得晶片層背對殼體開口的一側發射的能量大部分被背襯層反射,且射向殼體開口一側,從而加強了發射到人體上的超聲波能量,有效的提高了理療效果。

附圖說明

結合附圖,通過下文的詳細說明,可更清楚地理解本實用新型的上述及其他特征和優點,其中:

圖1為現有技術中平面單波束探頭的偏轉與聚焦原理圖;

圖2為本實用新型提供的矩陣式探頭的結構示意圖;

圖3為本實用新型中晶片層的結構示意圖;

圖4為本實用新型矩陣式探頭的偏轉與聚焦原理圖。

符號說明:

1-壓電晶片陣

101-晶片

2-匹配層

3-背襯層

4-殼體

5-電線

6-電纜

具體實施方式

參見示出本實用新型實施例的附圖,下文將更詳細地描述本實用新型。然而,本實用新型可以通過許多不同形式實現,并且不應解釋為受在此提出之實施例的限制。相反,提出這些實施例是為了達成充分及完整公開,并且使本技術領域的技術人員完全了解本實用新型的范圍。這些附圖中,為清楚起見,可能放大了層及區域的尺寸及相對尺寸。

參照圖2-圖4,本實用新型提供了一種矩陣式探頭,主要是針對臨床超聲理療用途開發的,其與超聲理療儀結合使用;相比現有技術中超聲理療儀使用的平面單波束探頭或凹面單波束探頭而言,本實用新型提供的矩陣式探頭的超聲能量聚焦效果更好、病灶或部位針對性更強,而且操作更簡單方便,具有安全性高、適用性廣等特點。

具體的,該矩陣式探頭包括有一殼體4、壓電疊層和電纜6,壓電疊層包括壓電晶片陣1、背襯層3和匹配層2;殼體4一端開口,電纜6與超聲理療儀主機相連。如圖3中所示,其中壓電晶片陣1上設置有若干晶片101,且這些晶片呈矩陣式分布;壓電晶片陣1上晶片101的行數和列數的設置此處均不作限制,可根據具體情況來進行調整。晶片101可以采用壓電陶瓷材料、壓電單晶材料、壓電復合材料等制作而成,此處不作限制;每個晶片101的正負極均通過電線5與殼體4另一端的電纜6連接;每個晶片101均通過電纜6與超聲理療儀主機相連接,主機將激勵信號傳遞到每個晶片101上,并通過晶片101將電信號轉換為超聲波,從而來進行超聲理療。

本實用新型提供的矩陣式探頭中將若干晶片101設計成矩陣式分布,超聲理療儀主機采用相控陣電子掃描來進行超聲波聲束的控制,經由壓電晶片陣1后能夠讓超聲波波束在與發射面(即晶片層所在平面)垂直的方向上掃描和聚焦,也可以同時在平行的方向上進行掃描和聚焦,即在仰角和方位角方向均能進行聚焦,從而使得探頭在輻射區域任意點上聚焦,如圖4中所示;因此,矩陣式探頭大大擴大了探頭的聚焦、掃描范圍,能夠同時進行空間的掃描,同時也能進行空間的聚焦,實現針對人體不同部位或病灶進行低強度能量聚焦式治療,提高治療的效果,更方便快捷。尤其在用于顱外溶栓方面的理療時,相對于現有技術中采用單波束探頭或環陣探頭焦點區域受限的問題,本實用新型可以在輻射區域任意點聚焦,使得顱外超聲溶栓的受限區域大大的縮小。

在本實施例中,晶片101厚度的改變會導致超聲波頻率的改變,因此可根據所需理療的部位的深度來決定晶片101的厚度,此處不作限制。在本實施例中,這些晶片101優選的采用圓形晶片,?晶片101也可以是方形或者其他形狀,此處不作限制。

在本實施例中,背襯層3和匹配層2分別設置在壓電晶片陣1的兩側,且覆蓋壓電晶片陣1兩側的輻射面。匹配層2設置在壓電晶片陣1的輻射面一側,壓電晶片陣1上產生的超聲波能量經過匹配層2后輻射到人體上來進行理療;由于人體和晶片101均具有一定的聲阻抗,且人體的聲阻抗通常大幅度低于晶片101的聲阻抗,若壓電晶片陣1上發射的超聲波能量直接發射到人體上,由于較大的聲阻抗差異會導致壓電晶片陣1發射到人體上的能量大部分被反射回來,從而使得用于理療的超聲波能量大量損失,起不到理療效果;本實用新型通過在壓電晶片陣1和人體之間設置一匹配層2,且使得匹配層2的聲阻抗介于壓電晶片陣1的聲阻抗和人體聲阻抗之間,減少能量的反射,使得更多的超聲波能量進入到人體內用于理療,從而提高了工作效率和理療效果。匹配層2材料的確定,可根據晶片101和人體的聲阻抗來選擇,此處不作限制。

在本實施例中,背襯層3設置在壓電晶片陣1的另一側;由于晶片101接收超聲理療儀主機的激勵電信號后兩面都會發射超聲波,而只有輻射面一側發射的能量來用于人體理療;本實用新型通過設置背襯層3,使得壓電晶片陣1背對輻射面一側發射的能量大部分被背襯層3反射回輻射面一側,從而加強了發射到人體上的超聲波能量,可有效的提高理療效果。背襯層3具體可采用環氧樹脂等低阻抗材料制作而成,可根據具體情況進行選擇,此處不作限制。

綜上所述,本實用新型提供了一種用于超聲理療儀的矩陣式探頭,包括殼體和設置在殼體內的壓電晶片陣、匹配層和背襯層。壓電晶片陣由若干晶片組成,且這些晶片呈矩陣式分布;晶片與超聲理療儀主機相連,所述超聲理療儀主機發出的激勵電信號經由所述壓電晶片陣轉化為超聲波,從而輻射到病患處;匹配層設置在壓電晶片陣的輻射面,晶片層輻射面一側發射的能量穿過匹配層發射出去,匹配層用于提高晶片的輻射效率;背襯層設置在晶片層的另一側,晶片層另一側發射的超聲波大部分被背襯層反射。本實用新型提供的矩陣式探頭,是專門針對臨床超聲理療用途開發的,與超聲理療儀結合使用,具有能量聚焦效果好、病灶或部位針對性更強、操作簡單方便、安全性高、適用性廣等特點。

本技術領域的技術人員應理解,本實用新型可以通過許多其他具體形式實現而不脫離本實用新型的精神或范圍。盡管已描述了本實用新型的實施例,應理解本實用新型不應限制為這些實施例,本技術領域的技術人員可如所附權利要求書界定的本實用新型精神和范圍之內作出變化和修改。

關 鍵 詞:
一種 用于 超聲 理療儀 矩陣 探頭
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:一種用于超聲理療儀的矩陣式探頭.pdf
鏈接地址:http://www.955770.tw/p-8571680.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
云南快乐10分怎么玩