[发明专利]超声换能器

说明书

本发明公开了一种超声换能器。该超声换能器包括：外壳、换能器壳体和至少一个用于发射超声波的超声发射单元，所述换能器壳体和所述超声发射单元位于所述外壳的内部，所述超声发射单元位于所述换能器壳体上；所述换能器壳体的内表面为超声发射面且具有反射超声波的功能，所述换能器壳体的内表面形成共振腔；所述换能器壳体的内表面发出的超声波与所述换能器壳体的内表面对超声波反射而形成的反射波聚焦于所述超声发射单元的焦域。本发明提供的超声换能器实现了共振聚焦且能够耐高静水压力，从而进一步提高了焦域的声压。

技术领域

本发明涉及超声技术领域，特别涉及一种超声换能器。

背景技术

超声波聚焦后可以获得一个能量高度集中的区域，该区域称为焦域。

利用这一特性，中国已率先将该技术开发为高强度聚焦超声肿瘤治疗设备，并运用于临床开展肝肿瘤、肾肿瘤、骨肿瘤、子宫肌瘤等良恶性肿瘤的治疗，在治疗安全性、有效性、经济性方面取得良好的效果，逐步形成一个新的微无创治疗技术方向。

现有的超声波聚焦方式，例如，球壳式聚焦、透镜聚焦、反射镜聚焦、相控聚焦等均属于行波聚焦方式。行波聚焦方式达到的最高声压为10⁷Pa量级(连续波)，最小焦域尺寸为波长量级，因此焦点能量很难进一步提高。

但是，现有技术中，还没有一种能够进一步提高焦域声压的超声换能器。

发明内容

本发明提供一种超声换能器，用于进一步提高焦域的声压。

为实现上述目的，本发明提供了一种超声换能器，包括：外壳、换能器壳体和至少一个用于发射超声波的超声发射单元，所述换能器壳体和所述超声发射单元位于所述外壳的内部，所述超声发射单元位于所述换能器壳体上；

所述换能器壳体的内表面为超声发射面且具有反射超声波的功能，所述换能器壳体的内表面形成共振腔；

所述换能器壳体的内表面发出的超声波与所述换能器壳体的内表面对超声波反射而形成的反射波聚焦于所述超声发射单元的焦域。

可选地，所述换能器壳体具备匹配层的功能。

可选地，所述换能器壳体的形状为球壳形或者包括球心在内的截球壳形，所述超声发射单元的焦域为所述换能器壳体的球心位置。

可选地，所述超声发射单元位于所述换能器壳体的外表面上。

可选地，所述换能器壳体的内表面为镜面。

可选地，所述换能器壳体的材料为铝合金或者钛铝合金。

可选地，所述超声发射单元的数量为多个，所述超声发射单元为压电阵元。

可选地，还包括：第一背衬和第二背衬；

所述第一背衬位于所述超声发射单元上，所述第二背衬填充于所述外壳和所述第一背衬之间。

可选地，所述第一背衬的材料包括钨粉和环氧材料的混合物；

所述第二背衬的材料包括环氧材料或者油。

可选地，所述超声发射单元的工作频率为400kHz至1200kHz。

可选地，所述超声换能器耐受的静水压大于或等于10MPa。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的超声换能器的技术方案中，超声换能器包括壳体、换能器壳体和至少一个超声发射单元，换能器壳体和超声发射单元位于外壳的内部，超声发射单元位于换能器壳体上，本发明提供的超声换能器实现了共振聚焦且能够耐高静水压力，从而进一步提高了焦域的声压。

附图说明