[发明专利]用于评估超声波换能器的性能的装置和方法

说明书

一种用于评估超声波换能器的性能的装置包括：具有超声波换能器和声介质并且配置为发射和接收超声波的换能器组件；存储单元，其配置为存储表示超声波换能器的性能的参考信号值；和处理单元，其配置为控制所述换能器组件以发射超声波，并且接收对其的响应(回波)信号以测量所述响应信号的大小或者能量的量，所述处理单元将测量值与存储在存储单元中的参考信号值进行比较，以评估所述超声波换能器的性能。

技术领域

本公开涉及用于产生超声波和接收响应信号的超声波换能器，特别涉及用于评估治疗用超声波换能器的性能以检查与初始状态相比，所述治疗用超声波换能器的性能退化了多少的装置和方法，以及记录所述方法的记录介质。

背景技术

超声波用于医学领域，如图像诊断设备、超声波治疗设备、超声波清洗设备或各种装置诊断设备，因此需要用于测量和控制超声波换能器的输出水平的技术。

过去，为了测量超声波换能器的声输出，已经使用辐射力平衡法、平面扫描法、量热计法等。

辐射力平衡法是一种通过将超声波能量简单地施加到吸声材料来以简单的方式测量声输出的方法。由于辐射力平衡法仅可以测量吸声材料的平均声压，而没有找出治疗点或特定点处的声强，因此很难判断局部点的治疗效果。特别地，用于测量的测量目标在暴露于功率为大约20W或更多的超声波时熔化，因此，辐射力平衡法不能用于测量功率为大约20W或更多的超声波的功率。

平面扫描法是通过使用水听器扫描超声波分布区域的方法。在平面扫描法中，使用基于马达控制的至少五个轴将换能器垂直和水平地对齐，因此可以精确测量所有传送超声波能量的介质中的声压或声强。因此，平面扫描法有助于定量分析治疗用换能器的声压，但是由于应该扫描大面积以测量超声波的输出，因此其需要长的测量时间。

量热计法是测量由超声波引起的上升水温的方法。由于水中的声压的空间分布不均匀，需要通过使用多个温度计来测量几个位置处的温度。因此，测量过程复杂并且安装这些温度计需要很长时间。

同时，在治疗用超声波治疗中，应该施加高电压，并且治疗用换能器应该长时间振动，这可能产生退化效应。此外，与通常的超声波图像换能器不同，治疗用换能器可以在非常短的时段期间使用。这种退化效应是使治疗用超声治疗效果退化的最大因素，并且及时确定超声波换能器的更换时间以保证疗效是非常重要的。然而，对于操作员，例如医生来说，通过使用声学测量设备(例如水听器)来评估换能器的声输出是不容易的，价格非常昂贵而且不现实。

因此，与上述测量超声波换能器的声输出不同，需要提出用于在使用治疗用超声波换能器的基本结构的同时以简单方式评估换能器的性能退化并选择更换时间的技术手段。下面的文献介绍了用于测量超声波换能器的声输出的各种技术，但这些技术仍然不适用于实际的医疗环境。

相关文献

韩国未经审查的专利公布第10-2009-0052592号，用于利用潜热测量超声功率的装置和方法，韩国标准科学研究院，2009年5月26日公开。

发明内容

技术问题

本公开是为了解决在实际医疗环境，不具有高配置的实验室中，操作员无法简单检查治疗用超声波换能器的输出退化的问题，从而克服如下的局限性：由于超声波换能器的更换时间仅通过由超声波换能器制造商标定的保障输出的换能器的治疗次数来决定而不管超声波换能器的实际输出如何，因此不能获知超声波换能器的性能和合适的更换时间。

技术方案

在一个方面，提供了一种用于评估超声波换能器的性能的装置，包括：换能器组件，其具有超声波换能器和声介质并且配置为发射和接收超声波；存储单元，其配置为存储表示所述超声波换能器的性能的参考信号值；以及处理单元，其配置为控制所述换能器组件以发射超声波，并且接收对其的响应(回波)信号以测量所述响应信号的大小或者能量的量，所述处理单元将测量值与存储在所述存储单元中的参考信号值进行比较，以评估所述超声波换能器的性能。