[发明专利]一种改变超声波束辐射方向的超声治疗装置及实现方法

说明书

技术领域

本发明是涉及浅表组织超声治疗领域，尤其涉及一种改变超声波束辐射方向的超声治疗装置及实现方法。

背景技术

现有技术中超声治疗设备的关键部件是压电换能器，以及附加在压电换能器上起到能量转变的装置，它的结构形式直接关系到超声波输出能量的大小、形态变化和治疗效果，特别是受治疗空间限制的浅表组织聚能超声治疗及其装置。由于超声治疗头口径仅为?10mm左右，目前市场上的同类产品，均是以治疗头前端部聚焦或会聚（聚能）形式输出声功率对浅表组织正面病灶进行治疗，而对浅表组织侧壁的病灶则无能为力，使治疗受到一定的限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题，提供一种改变超声波束辐射方向的超声治疗装置及实现方法，通过超声波的传播特性、波导管和反射装置，改变高能量超声波束辐射方向实现对浅表组织侧壁病灶的治疗，其成本低廉，不改变医生的操作习惯，治疗安全、有效，易于掌握。

本发明采用的技术方案如下：

一种改变超声波束辐射方向的超声治疗装置，包括：

压电换能器，通过外加电场产生超声波；底座，用于固定压电换能器；波导管，用于引导所述的超声波会聚；反射装置，用于改变沿波导管轴线方向输出超声波束的辐射方向；所述压电换能器与波导管一端机械连接；所述反射装置内置于波导管另一端，并与其机械连接。

一种改变超声波束辐射方向的超声治疗装置，还包括球面套，所述球面套为中空结构包括半球体结构、开口端，所述开口端周边分别与反射装置、波导管过盈配合连接。

所述压电换能器为平面压电陶瓷晶片。

所述波导管为中空结构，包括大端、小端、大端到小端具有不等直径流线型曲面结构的流线型管，其中大端一端、流线型管、小端一端一体化连接，大端另一端通过底座与压电换能器机械连接，小端另一端与球面套开口端周边过盈配合连接，波导管的大端与流线型管过渡切面距离超声波在波导管轴线方向自会聚形成高能量区域焦距F为：                                                ，T是压电换能器直径；λ是超声波在水中的波长；波导管流线型管有效长度为L，满足L小于F/2。

所述小端为圆台结构，所述圆台结构底部与流线型管一体化连接，所述圆台顶部与球面套过盈配合连接。

所述反射装置为圆柱结构，其反射面位于圆柱顶部，该反射面与圆柱中轴线成45°夹角，所述圆柱中轴线与波导管轴线重合，圆柱结构底部嵌入球面套开口端，并与球面套开口端周边过盈连接；圆柱结构与小端过盈配合连接。

所述反射装置为圆锥结构，其圆锥母线与波导管轴线夹角为45°；圆锥底部嵌入球面套开口端，并与球面套开口端周边过盈配合连接；圆锥结构与小端过盈配合连接。

所述圆锥底面直径或者圆柱结构端面直径小于球面套开口端直径，且大于等于球面套开口端直径0.01mm。

一种改变超声波束辐射方向的超声治疗装置实现方法，包括步骤：

a、压电换能器将外加激励源输入电压信号转换为超声波形成第一波源，执行步骤b；

b．通过波导管加强沿轴线方向的第一波源自会聚作用，形成第二波源，执行步骤c；

c．通过反射装置改变第二波源的辐射方向。

所述步骤b中，波导管的大端与流线型管过渡切面距离超声波在波导管轴线方向自会聚形成高能量区域焦距F为：，T是压电换能器直径；λ是超声波在水中的波长，其中；波导管流线型管有效长度为L，满足L小于F/2。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

利用超声波的传播特性、波导管和改变超声波束辐射方向的反射装置，将具有能量的超声波束经过会聚，并且折转90°方向的折转处理，利用折转后的超声波能对腔内侧壁上单点灶或环形灶进行超声治疗，其成本低廉有效，治疗过程中便于掌握和控制。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为反射装置实施例一的超声治疗装置结构图；

图2为反射装置实施例二的超声治疗装置结构图；

图3为反射装置实施例一的超声治疗装置波线传输示意图；

图4为反射装置实施例二的超声治疗装置波线传输示意图；

图5是压电换能器自会聚示意图；

图6是压电换能器与波导管内波线传输设计示意图；

图7是波导管结构示意图；

图8实施例一反射装置波线反射示意图；

图9实施例二反射装置波线反射示意图。