[发明专利]具有被动热耗散的矩阵超声波探针

说明书

发明领域

本发明涉及医疗诊断系统，且尤其涉及具有被动热耗散的矩阵阵列换能器探针。

背景技术

用于二维（2D）成像的常规一维（1D）阵列换能器探针由位于系统主框架中的传输驱动电路致动。探针电缆插入到系统主框架中，且探针表面处的阵列的换能器元件被主框架系统中的驱动电路驱动以进行传输。虽然由换能器元件的压电致动产生的热必须通过探针耗散，但由系统主框架中的高压驱动电路产生的热可由该系统相对容易地耗散。然而，固态3D成像探针具有数以千计的换能器元件的二维矩阵，且具有数千同轴驱动信号导体的电缆是不切实际的。因此，波束成形器ASIC（微波束成形器）被用于具有用于探针自身中的换能器元件的集成驱动电路及接收电路的探针中。波束成形器ASIC控制并执行传输和接收波束成形的至少一部分以便电缆中仅需要相对少的信号路径导体，从而使得能够将实际细的电缆用于3D成像探针。

在探针中具有传输波束成形ASIC和驱动电路的情形下，由此电路产生的热现在必须自探针而非系统主框架耗散。由于波束成形ASIC直接附接于换能器阵列后面，因此，换能器堆和ASIC的热现在处于探针之前部处，恰好在接触患者的透镜的后面。在过去，已采取各种方法自超声波探针的前部耗散热。美国专利5,213,103（Martin等人）中示出的一种方法是使用自探针的前部处的换能器延伸到在后部处的电缆编织层的热沉。热通过热沉自换能器导走且到达电缆编织层中，热透过电缆和探针壳体自所述电缆编织层耗散。Martin等人仅输送来自不具有驱动电路的压电换能器的热，这是由于Martin等人探针的驱动电路可能在系统主框架中。一种更为主动积极的冷却方法是使用如美国专利5,560,362（Sliwa、Jr.等人）中所描述的主动冷却或者美国专利公开案第US2008/0188755号（Hart）中所描述的热电冷却器。借助于冷却剂的主动冷却需要必要的空间和装置来使冷却剂循环以及冷却剂泄露的危害，且该两种方法皆使探针内部的部件复杂性和间距复杂化。需要一种比Martin等人的技术更加有效且没有主动冷却方法的复杂性的被动冷却技术。进一步期望此类被动冷却技术以避免探针中热点的形成，所述热点可将热集中于探针壳的一个特定点或数个特定点且因此集中到探针用户的手中。

发明内容

根据本发明的原理，描述一种使用被动热耗散来耗散由矩阵阵列换能器和ASIC产生的热的矩阵阵列超声波探针。由这些元件产生的热传导到散热器，所述散热器透过探针壳体下方的表面区域散布热。通过散热器的热散布防止热点在探针壳体的手柄部分的一个特定点或者几个特定点处的形成。所散布的热然后透过探针壳体和探针电缆耗散。

附图说明

在图中：

图1图示了根据本发明的原理构建的矩阵阵列超声波探针的第一横截面视图。

图2图示了根据本发明的原理构建的矩阵阵列探针的第二横截面视图，其正交于图1。

图3是图1和2的矩阵阵列探针的四分之一部分的横截面视图。

图4图示了安装于导热探针框架上的矩阵阵列换能器堆、ASIC和衬块。

图5是用于矩阵阵列探针的散热器的一半的透视图。

图6图示了在探针壳体的一半经移除的情况下组装的先前附图的矩阵阵列探针。

图7图示了围绕散热器的一半模塑的探针壳体。

图8是图1到6的矩阵阵列探针的主要部件部分的分解组件图。

具体实施方式