[发明专利]超声波探头

说明书

提供了一种超声波探头，该超声波探头包括超声换能器和衰减材料，该超声换能器包括换能器元件的阵列。衰减材料包括聚合物组合物，该聚合物组合物包括液晶聚合物和导热颗粒材料。该液晶聚合物具有如根据ISO测试第11443:2005号在高于熔融温度45℃的温度和400s^‑1的剪切速率所测定的约270℃或更高的熔融温度和约500Pa‑s或更低的熔体粘度，以及聚合物组合物具有约0.2W/m‑K或更高的贯通面电导率。

相关申请

本申请要求于2019年7月17日提交的申请号为62/875，025的美国临时申请的优先权，其内容通过引用整体并入本文。

背景技术

超声成像探头持续在医疗领域得到广泛使用。举例来说，超声波探头被用于各种各样的外部、腹腔镜、内窥镜和血管内成像应用。例如，由成像探头提供的超声图像可以用于诊断目的。探头通常包括沿纵向轴线排列的多个平行压电换能器元件，每个元件与一对电极互连。电子电路刺激换能器元件，使它们发射超声能量。然后换能器元件将接收到的超声能量转换成电信号，然后电信号可以被处理并用于生成图像。通常，换能器包括具有声学面的压电材料的有源层，声信号从该声学面发射。通常，声衰减构件通常也设置在有源层的背面上以抑制不希望的声信号(例如，可能从换能器的背面发出并反射回换能器的背面的信号)，否则这些声信号会干扰在声学面上接收的声信号。不幸的是，由于大多数探头设计的复杂性增加，功耗增加，进而导致探头产生的热量增加。由于大多数声衰减构件不是高度热敏感的，因此这种增加的热量产生可能是一个问题。随着时间的推移，这最终会导致相机传感器出现故障。

因此，需要具有更高程度的热敏感性的改进的超声波探头。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，公开了一种超声波探头，该超声波探头包括超声换能器和衰减材料，该超声换能器包括换能器元件的阵列，该换能器元件能够将电能转换为超声声能以向目标区域发射，该衰减材料能够在超声声能向目标区域发射之后抑制超声声能返回到超声换能器。衰减材料包括聚合物组合物，该聚合物组合物包括液晶聚合物和导热颗粒材料。该液晶聚合物具有如根据ISO测试第11443:2005号在高于熔融温度45℃的温度和400s^-1的剪切速率所测定的约270℃或更高的熔融温度和约500Pa-s或更低的熔体粘度，以及聚合物组合物具有约0.2W/m-K或更高的贯通面电导率。

下面更详细地阐述本发明的其他特征和方面。

附图说明

本发明的完整且可行的公开，包括其对本领域技术人员来说的最佳模式，在说明书的其余部分更具体地阐述，包括参考附图，其中：

图1是超声波探头和目标区域的实施方式的示意图；

图2是本发明的超声波探头的一个实施方式的等距视图；和

图3是图2的超声换能器的一部分的示意图。

具体实施方式

本领域普通技术人员将理解，本讨论仅是示例性实施方式的描述，并且不旨在限制本发明的更宽的方面。

一般而言，本发明涉及一种包含超声换能器和衰减材料的超声波探头，该衰减材料能够衰减入射到该材料上的声能，例如频率为100kHz至100MHz的能量。衰减材料包括聚合物组合物，该聚合物组合物包含液晶聚合物和导热颗粒材料。通过选择性地控制聚合物组合物中组分的性质及其相对浓度，所得组合物能够用作有效的声衰减材料，而且还展现出允许热传递的良好热性能，从而可使“热点”被快速消除，在使用过程中可降低零件的整体温度。更特别地，组合物展现出如根据ASTM E 1461-13所测定的约0.2W/m-K或更高的贯通面热导率，在一些实施方式中为约0.4W/m-K或更高，在一些实施方式中为约0.5W/m-K或更高，在一些实施方式中为约1W/m-K至约25W/m-K，在一些实施方式中为约2W/m-K至约20W/m-K，以及在一些实施方式中为约4W/m-K至约15W/m-K。