[发明专利]带冷却系统的超声波导

说明书

技术领域

本发明涉及超声波导，具体是带冷却系统的超声波导。

背景技术

使用超声波作用于生物体，实现对疾病的治疗效果。基本原理是通过超声波换能器发射特定频率、功率、方向及焦斑大小的超声波，并通过超声波传导结构（即超声波导）将超声波能量聚集在生物组织的特定区域，进而对该区域的组织产生生化作用而实现治疗目标。

在此类传统的超声波传导结构中，将超声波换能器连接于一个塑料材质的锥形腔体（即超声波导壳体）的大口上，并加以密封。锥形腔体（简称“锥体”）的小口用传导薄膜封口，使整个锥体呈密封态。锥体内部充满除气水作为超声波传导介质，传导薄膜作为与生物体接触的表面。其工作原理是：超声波换能器发射超声波，超声波从锥体大口通过除气水耦合入锥体，通过水的传导作用到达并汇聚在锥体小口处，并通过传导薄膜耦合从锥体小口发射出去，作用于生物体。

传统的超声波传导结构存在的问题包括：

1、超声波治疗中大多使用聚焦换能器。为了保证预定作用位置处于超声波焦斑上，传统的超声波传导结构中需要每次操作前都必须进行定位校准，即使用三维精密定位系统先利用水听器确定焦斑位置。校准用的水听器和三维精密定位系统价格都比较昂贵，操作复杂，且准确性和一致性并不高。

2、用于治疗的超声波具有一定功率，由于超声波本质上是粒子的机械振动，因此必然导致超声波换能器及传导结构在工作过程中发热。传统方法中的未带有针对冷却的结构，因此当聚焦换能器及传导结构在较高功率下长时间工作后，局部或整体的温度可能超过设备的极限，造成过热损毁。

3、传统的超声波传导结构中，用于超声波耦合和传导的介质在超声波作用一段时间后会产生气泡，造成额外的超声传导衰减或屏蔽，从而影响设备工作的效果和稳定性。

4、为了在实际使用过程中避免上述问题对疗效的影响，需要在设备使用过程中人为控制超声波的功率、持续工作时间和工作间隔。操作人员必须熟悉相关的操作方法和注意事项，操作难度大，使用成本高，也不利于操作者的快速培训。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供带冷却系统的超声波导。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的第一种技术方案为一种带冷却系统的超声波导，包括超声波导壳体和超声波换能器，所述超声波导壳体的顶部设有开口，所述超声波换能器通过所述开口与超声波导壳体连接，所述超声波导壳体的外壁上设有热交换器，所述热交换器设有冷却介质入口和冷却介质出口。

本发明采用的第二种技术方案为一种带冷却系统的超声波导，包括超声波导壳体和超声波换能器，所述超声波导壳体的顶部设有开口，所述超声波换能器通过所述开口与超声波导壳体连接，所述超声波导壳体的侧壁设有冷却介质入口和冷却介质出口。

进一步的，还包括波导帽，所述波导帽设置在超声波导壳体的底部。

有益效果：本发明通过在传统超声波导结构的小口顶端增加一个波导帽，保证超声波焦斑与波导帽顶部传导薄膜界面的精确空间位置关系，不再需要三维精密定位进行校准。从而可以大大提高使用效率，降低使用成本；加入热交换结构，通过流动的冷却介质带走超声波换能器工作过程中产生的热量，还能调节温度，避免设备长时间工作造成过热损毁。

附图说明

图1（a）为带波导帽的超声波导的结构示意图；

图1（b）为波导帽的安装示意图（剖视图）；

图1（c）为波导帽的具体实施方式示意图；

图2为内交换冷却的结构示意图；

图3为开放式内交换冷却的结构示意图；

图4为闭合式内交换冷却的结构示意图；

图5为外交换冷却的结构示意图；

图6为开放式外交换冷却的结构示意图；

图7为闭合式外交换冷却的结构示意图；

图8为开环控制方式系统结构框图；

图9为闭环控制方式系统结构框图；

图10为开环控制的开放式外交换冷却的结构示意图；

图11为闭环控制的闭合式内交换冷却的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。