[发明专利]具有CMUT阵列和固态冷却的医疗设备以及相关方法和系统

权利要求书

1.一种医疗设备，包括：

电容式微机械超声波换能器(CMUT)阵列，被配置为向目标组织发射超声波；以及

至少一个热电冷却器，与CMUT阵列机械地耦合并且被配置为冷却由超声波加热的非目标组织。

2.根据权利要求1所述的设备，CMUT阵列被配置为从CMUT阵列的第一侧投射超声波，每个热电冷却器热耦合到CMUT阵列的第二侧。

3.根据权利要求2所述的设备，还包括设置在CMUT阵列的第一侧的声透镜，声透镜被配置为与非目标组织热耦合，以在非目标组织与至少一个热电冷却器之间通过CMUT阵列和声透镜提供热通路。

4.根据权利要求2所述的设备，还包括固体热导体，固体热导体热耦合到每个热电冷却器以从热电冷却器移除热量。

5.根据权利要求4所述的设备，每个热电冷却器被实现为层，层具有(a)热耦合到CMUT阵列的第二侧的第一侧以及(b)背对层的第一侧并且热耦合到固体热导体的第二侧。

6.根据权利要求4所述的设备，固体热导体包括金属。

7.根据权利要求1所述的设备，包括具有CMUT阵列的硅基板，每个热电冷却器经由导热粘合剂粘合到硅基板。

8.根据权利要求1所述的设备，还包括用于感测非目标组织的特性的一个或多个传感器，特性选自由温度、压力以及温度和压力的组合组成的组。

9.一种具有固态冷却的用于超声波治疗的导管，包括：

电容式微机械超声波换能器(CMUT)阵列，被配置为向目标组织发射超声波；

热电冷却器，被配置为冷却由超声波加热的非目标组织，超声波换能器被设置在导管的远端处；以及

固体热导体，被耦合到热电冷却器并沿着导管远离远端朝向导管的近端延伸，以将热量从热电冷却器传导走。

10.根据权利要求9所述的导管，热电冷却器与CMUT阵列机械地耦合。

11.根据权利要求9所述的导管，还包括用于感测非目标组织的温度的温度传感器。

12.根据权利要求9所述的导管，还包括用于感测非目标组织的压力的压力传感器。

13.根据权利要求9所述的导管，导管被配置用于插入到尿道中，目标组织是前列腺，非目标组织是尿道壁的至少一部分。

14.根据权利要求13所述的导管，在导管末端中实现CMUT阵列和热电冷却器，并且还包括耦合到导管末端并且具有从前列腺到达尿道出口的长度的导管套。

15.根据权利要求14所述的导管，导管套包括用于防止由固体热导体传导的热量损坏尿道壁的热绝缘层。

16.根据权利要求14所述的导管，还包括围绕导管末端和导管套设置的可移除套筒，可移除套筒包括用于将可移除套筒固定到膀胱的可充气气囊，并且具有至少从膀胱到达尿道出口的长度，并且被配置为在从尿道中抽出导管末端之后在尿道中保留一段时间。

17.根据权利要求16所述的导管，可移除套筒还包括用于防止由固体热导体传导的热量损坏尿道壁的热绝缘层。

18.一种具有固态冷却的用于超声波治疗的方法，包括：

将目标组织暴露于由电容式微机械超声波换能器(CMUT)阵列产生的超声波；

使用一个或多个热电冷却器冷却非目标组织，以防止损坏非目标组织；以及

从一个或多个热电冷却器和从非目标组织移除热量。