[发明专利]具有预成型的球面形匹配层的弯曲超声HIFU换能器

说明书

技术领域

本发明涉及一种医疗诊断超声系统，特别是涉及超声换能器，其用于通过称作HIFU的高强度聚焦超声受控地加热身体组织。

背景技术

超声产生的升温处理用于各种各样治疗目的。在HIFU处理中，超声能量聚焦在身体内的某一小的点，以将该组织加热到足以产生期望的治疗效果的温度。该技术与碎石术类似，在所述碎石术中，聚焦的能量高到足以破碎肾结石，但在长的时间上产生明显较小的能量，而不是突然的脉冲。HIFU技术可用于选择性地破坏身体内的不希望的组织。例如，肿瘤或其它病态组织可通过施加聚焦的超声波能量以将该细胞加热到足以杀死该组织的温度、通常达到大约60-大约80度而被破坏，但不会破坏邻近的正常组织。其它升温处理包括：选择性地加热组织以选择性地激活药物或在客体的所选部分中促使一些其它的生理改变。

HIFU换能器通常作为球面形或抛物线形盘形成，所述盘具有使换能器具有几何焦点的曲率半径。例如，参看国际专利申请公开文献WO 98/52465(Acker等)中描述的HIFU换能器。该公开文献中描述的换能器由多个换能器区段形成，所述换能器区段固定到具有期望曲率的框架上。当各个区段或区段中的换能器元件可利用不同相位和幅度的驱动信号被单独地激励时，整个换能器可以以定相阵列的方式被操纵和聚焦，以绕着正常的几何焦点操纵能量的焦点。

需要大量换能器区段提供要由换能器产生的高的能量。Acker等人的专利公开的换能器具有大约15cm的直径，且具有连接到其盘形框架的许多换能器区段。需要换能器区段在框架上的精确放置，以使最终的组件具有其期望的球面形状和声学特性。这需要具有明显较多的制作和构造工作，且需要进行辛苦的质量控制和测试，以确认每个区段均完全是可运行的。因此，希望提供一种换能器结构，所述换能器结构可更容易地形成为其期望的形状，且优选使用在球面形换能器的声学性能中起作用的构件。

发明内容

根据本发明的原理，提供了一种球面形HIFU换能器，所述HIFU换能器由多个复合压电陶瓷瓦片形成，所述瓦片绕着预成型的球面形匹配层装配。匹配层在为换能器组装压电瓦片之前单独地形成，然后将匹配层用作用于组装球面形换能器的形状。匹配层被形成为连续的结构体，所述连续的结构体在压电元件与换能器的前发射侧之间提供电隔离和环境隔离。

附图说明

附图包括：

图1以透视图示出了被单独形成用于本发明的HIFU换能器的球面形换能器匹配层。

图2a示出了压电陶瓷材料片的端视图，所述压电陶瓷材料片已被切割形成用于本发明的HIFU换能器的复合换能器阵列。

图2b示出了具有根据本发明的原理构造的复合换能器阵列，所述复合换能器阵列具有非磁性通路。

图3示出了根据本发明的原理构造的复合换能器阵列，所述复合换能器阵列具有发射元件和非磁性通路。

图4示出了在球面成型之前用于本发明的HIFU换能器的复合压电瓦片。

图5以剖视图示出了复合压电瓦片在用于本发明的HIFU换能器的匹配层上的布置。

图6以透视图示出了本发明的九个瓦片的HIFU换能器的后部。

图7a和7b示出了弯曲印刷电路板的前表面和后表面，所述弯曲印刷电路板具有用于本发明的HIFU换能器的延伸的顺从性接触部。

图8以透视图示出了本发明的HIFU换能器的后部，所述HIFU换能器具有被加装用于图7a和7b的印刷电路板的支撑框架。

图9是印刷电路板的延伸的顺从性接触部与本发明的HIFU换能器的换能器区域的连接部位的详细图示。

图10是本发明的HIFU换能器的局部剖切透视图，其具有周边框架和后管盖。

图11是图10的后管盖的俯视图。

图12是图10的HIFU换能器的剖视图。

图12a是图12的HIFU换能器的周边的放大视图。

图13是本发明的HIFU换能器当安装在患者支持台中时的透视图。

具体实施方式