[实用新型]超声聚焦换能器

说明书

技术领域

本实用新型涉及超声聚焦换能器，特别涉及一种医疗用的超声聚焦换能器。

背景技术

超声聚焦换能器已用于医疗上，如高强度超声聚焦肿瘤治疗技术是近年来发展很快的新兴医疗技术，它是使用超声波对病人进行治疗，而超声聚焦换能器是这项技术的核心部分，直接关系到该医疗技术在临床应用上的安全性及治疗效果。现有超声聚焦换能器分为单元换能器与多元换能器两类，单元换能器又分为平面透镜形和曲面自聚焦型两种，目前技术主要有以下几种：

平板压电陶瓷片附加声透镜换能器，用大孔径平面圆盘压电陶瓷换能器与固定声透镜组合实现聚焦，这种方法导致超声波衰减大，效率难以提高。

相控聚焦阵列式超声换能器，用若干小平面压电陶瓷片(离散或连续分布)安装在一个大孔径刚性聚焦球面体上，各压电陶瓷片的法线汇于一处焦点。这种方法焦斑较大，而且生产、安装、调试和维修等都很复杂，且成本高，如：申请号为200410017185.3，相控聚焦高强度超声换能器陈列。

多元环形二次聚焦超声换能器，将若干个凹球面压电陶瓷片固定在一个大圆环上，使其各自的焦点汇聚于一点，实现二次聚焦。这种方法的缺陷是二次聚焦对准焦点的过程较为复杂，而且所产生的声场不均匀，影响治疗效果。如：申请号为03158000.9，多焦点多重聚焦超声换能器；申请号为200510038963.1，压电式多阵元高强度聚焦超声换能器及聚焦方法。

上述超声换能器在治疗应用中，要么因超声波射线不够分散对皮肤刺激过大，要么因超声波射线进入人体时不能够选择部分通道闭合会造成对皮肤或通道神经的伤害，因而在临床实践中往往会选择整体调低治疗剂量，从而严重影响治疗的效果。

因此，如何实现在保证治疗剂量的情况下使聚焦的射线更加分散，可选择性地自由调节治疗通道的剂量来减少超声波对患者的伤害是业内亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种医疗用的超声聚焦换能器，旨在实现在保证治疗剂量的情况下使聚焦的射线更加分散，可选择性地自由调节治疗通道的剂量来减少超声波对患者的伤害。

本实用新型提出一种超声聚焦换能器，其包括球面外壳、环压电陶瓷片和若干个瓣压电陶瓷片，其中：

所述球面外壳，球冠上设置有圆孔，以供安装超声探测器；

所述环压电陶瓷片，采用圆环形结构，适配设置在所述球面外壳内侧，圆环的内圆与所述圆孔大小相一致；

所述瓣压电陶瓷片，分别设置在所述球面外壳内侧，环绕在所述环压电陶瓷片的外圆周上；

所述环压电陶瓷片和各个所述瓣压电陶瓷片分别与超声聚焦换能器的控制装置连接。

优选地，所述瓣压电陶瓷片采用厚薄均匀的圆弧形结构并与所述球面外壳的半径曲率相同。

优选地，各个所述瓣压电陶瓷片的大小一致。

优选地，所述环压电陶瓷片和各个所述瓣压电陶瓷片的相互之间不接触。

优选地，所述球面外壳采用金属材料或橡胶材料制成。

本实用新型又提出一种超声聚焦换能器的另一实施方案，其包括控制装置、球面外壳、环压电陶瓷片和若干个瓣压电陶瓷片，其中：

所述球面外壳，球冠上设置有圆孔，以供安装超声探测器；

所述环压电陶瓷片，采用圆环形结构，适配设置在所述球面外壳内侧，圆环的内圆与所述圆孔大小相一致；

所述瓣压电陶瓷片，分别设置在所述球面外壳内侧，环绕在所述环压电陶瓷片的外圆周上；

所述控制装置包括：

控制器，统一控制直接数字式频率合成器的工作频率和相位的调整；

直接数字式频率合成器，由所述控制器进行控制，产生同步使能信号，数量与所述环压电陶瓷片和瓣压电陶瓷片的数量相同；

时钟信号发生器，控制所述直接数字式频率合成器在相同的时间基准信号下工作；

功率放大模块，将所述直接数字式频率合成器的输出功率放大，数量与所述直接数字式频率合成器的数量相同，分别与所述环压电陶瓷片和各个所述瓣压电陶瓷片连接。

优选地，所述瓣压电陶瓷片采用厚薄均匀的圆弧形结构并与所述球面外壳的半径曲率相同。

优选地，各个所述瓣压电陶瓷片的大小一致。

优选地，所述环压电陶瓷片和各个所述瓣压电陶瓷片的相互之间不接触。

优选地，所述球面外壳采用金属材料或橡胶材料制成。