用于深脑刺激与神经调控的超声面阵探头及其制备方法技术

用于深脑刺激与神经调控的超声面阵探头及其制备方法首先制备出M*N型压电复合材料，溅射电极层后进行电极切割划分，此切割工艺将相对面的电极信号引线引在同一面。然后添加第一匹配层、第二匹配层和声透镜。最后用镂空的FPC板焊在面阵的行电极或列电极上。再添加背衬层，用外壳将以上制备的探头封装。采用压电复合材料阵列单面行、列接线方式，每个阵元的工作状态由电压在某一行(或列)、某一列(或行)的通或断来选择控制，减少引线数目。同时，采用单面集中引线方式更加简单、快捷、可靠。因此，对匹配层、背衬层是否导电没有限制，并且不用切割匹配层、背衬材料，降低了工艺难度和复杂度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声辐射力探头，特别是涉及一种工艺简单的用于深脑刺激与神经调控的超声面阵探头及其制备方法。
技术介绍
超声探头是超声设备中关键的部件。比如说，通过超声诊断仪成像，超声诊断仪发射超声信号和处理组织反射的回波信号，通过系统后处理获取组织的性质和结构的图像。众所周知，这种装置对人体是无害的、并且可以获得三维层析成像，相对X-ray诊断仪、磁共振成像、核医学诊断仪器而言。而且超声成像还有实时成像、体积小、价格便宜等优势，二维面阵超声探头采用相控阵方法，可以控制超声束在三维空间指向。由于以上这些原因，二维面阵超声探头广泛的运用在心脏、腹部、乳腺和泌尿器官的检查。也可以利用三维空间指向性做三维声操控，运送药物在人体组织中到达指定位置。二维高能聚焦超声探头还广泛用于超声治疗，本专利所制备的二维面阵超声探头就是用于超声深脑调控。而且特别适用于针对不同脑部神经功能分区进行多点调控。近年来，由于全球重点研究神经发育疾病、精神类疾病等的预防治疗的脑科学计划已正式开始启动，广大科技工作者正在寻找各种手段、方法对患者进行深脑干预和刺激调控，采用二维面阵超声探头非常方便调节焦点的大小、强度和方向因而可成为深脑干预和刺激调控的一种无创工具和手段。在制备二维面阵超声探头的过程中，有些很重要的问题包括材料的性能、工艺的复杂度、引线的焊接质量需要解决。传统二维面阵超声探头的每个阵元有导线单独控制，那么M*N(M、N可以任意取值)的二维面阵超声探头阵列，就需要M*N条引线，在工艺上是很复杂的、操作也不方便。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种工艺简单的用于深脑刺激与神经调控的超声面阵探头的制备方法。一种用于深脑刺激与神经调控的超声面阵探头的制备方法；包括以下步骤：取精磨后的压电复合材料，沿其横向切割出M行凹形槽，并在凹形槽内添加去耦材料；再沿其纵向切割出N列凹形槽，并在凹形槽内添加去耦材料；其中，M行凹形槽和N列凹形槽的朝向一致；将切割后的压电复合材料的M行凹形槽和N列凹形槽的槽体均磨去，使其露出添加的去耦材料，形成M*N压电复合材料阵列；将所述M*N压电复合材料阵列溅射电极层，去除所述M*N压电复合材料阵列沿厚度方向的第一长侧面、第二长侧面上的电极层；所述第一长侧面、所述第二长侧面沿所述M*N压电复合材料阵列的横向延伸；将所述M*N压电复合材料阵列的第一正面沿N列凹形槽去除电极层，保留所述第一正面纵向边缘的电极层且沿M行凹形槽切除横向的电极层；将所述M*N压电复合材料阵列的第一短侧面、第二短侧面、第二正面沿M行凹形槽去除电极层；将所述M*N压电复合材料阵列的第二正面依次粘接第一匹配层、第二匹配层及声透镜；将柔性电路板分别接所述M*N压电复合材料阵列的M行电极层和N列电极层；将背衬层与连接柔性电路板后的所述M*N压电复合材料阵列的电极层粘接，从而形成超声面阵探头。在其中一个实施例中，还包括将连接柔性电路板和粘接背衬层、第一匹配层、第二匹配层及声透镜后的所述M*N压电复合材料阵列使用外壳封装。在其中一个实施例中，在所述取精磨后的压电复合材料的步骤之前包括：将压电复合材料精磨至其厚度达到预设尺寸。在其中一个实施例中，所述将切割后的压电复合材料的M行凹形槽和N列凹形槽的槽体均磨去，使其露出添加的去耦材料的步骤包括：将所述M*N压电复合材料阵列表面进行精磨，去除M行凹形槽和N列凹形槽的槽体，使M*N压电复合材料阵列厚度达到预设厚度。在其中一个实施例中，所述将柔性电路板分别接所述M*N压电复合材料阵列的M行电极层和N列电极层的步骤包括：将所述M*N压电复合材料阵列M行电极层与第一柔性电路板连接，将所述M*N压电复合材料阵列的N列电极层与第二柔性电路板连接。在其中一个实施例中，所述M*N压电复合材料阵列第一正面一短边的M行电极层接所述第一柔性电路板；所述M*N压电复合材料阵列第一正面一长边的N列电极层接所述第二柔性电路板。在其中一个实施例中，所述M*N压电复合材料阵列第一正面两相对短边的M行电极层均分别接所述第一柔性电路板；所述M*N压电复合材料阵列第一正面两相对长边的N列电极层均分别接所述第二柔性电路板。在其中一个实施例中，所述柔性电路板为镂空柔性电路板。此外，还提供一种工艺简单的用于深脑刺激与神经调控的超声面阵探头。一种用于深脑刺激与神经调控的超声面阵探头，声透镜、第一匹配层、第二匹配层及背衬层，其特征在于，还包括如上述所述的用于深脑刺激与神经调控的超声面阵探头的制备方法制备的M*N压电复合材料阵列，所述M*N压电复合材料阵列的第二正面依次粘接第一匹配层、第二匹配层及声透镜；所述柔性电路板分别接所述M*N压电复合材料阵列的M行电极层和N列电极层；所述背衬层与连接所述柔性电路板后的所述M*N压电复合材料阵列的电极层粘接，从而形成超声面阵探头。在其中一个实施例中，所述柔性电路板为镂空柔性电路板。上述用于深脑刺激与神经调控的超声面阵探头及其制备方法首先制备出M*N型压电复合材料，溅射电极层后进行电极切割划分，此切割工艺将相对面的电极信号引线引在同一面。然后添加第一匹配层、第二匹配层和声透镜。最后用镂空的FPC板焊在面阵的行电极或列电极上。再添加背衬层，用外壳将以上制备的探头封装。采用压电复合材料阵列单面行、列接线方式，每个阵元的工作状态由电压在某一行(或列)、某一列(或行)的通或断来选择控制，减少引线数目。同时，采用单面集中引线方式更加简单、快捷、可靠。因此，对匹配层、背衬层是否导电没有限制，并且不用切割匹配层、背衬材料，降低了工艺难度和复杂度。附图说明图1为用于深脑刺激与神经调控的超声面阵探头的制备方法的流程图；图2为单体压电复合材料的结构示意图；图3为切割后的M*N压电复合材料的结构示意图；图4为去除两长侧面溅射电极层后的M*N压电复合材料阵列结构示意图；图5为去除N列电极层的M*N压电复合材料阵列的结构示意图；图6为去除M行、N列电极层的M*N压电复合材料阵列的正视图；图7为去除M行、N列电极层的M*N压电复合材料阵列的仰视图；图8为粘接换能器组件后的M*N压电复合材料阵列的结构示意图；图9为一个实施例中连接柔性电路板的M*N压电复合材料阵列的结构示意图；图10为又一个实施例中连接柔性电路板的M*N压电复合材料阵列的结构示意图；图11为粘贴背衬层后M*N压电复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于深脑刺激与神经调控的超声面阵探头的制备方法；包括以下步骤：取精磨后的压电复合材料，沿其横向切割出M行凹形槽，并在凹形槽内添加去耦材料；再沿其纵向切割出N列凹形槽，并在凹形槽内添加去耦材料；其中，M行凹形槽和N列凹形槽的朝向一致；将切割后的压电复合材料的M行凹形槽和N列凹形槽的槽体均磨去，使其露出添加的去耦材料，形成M*N压电复合材料阵列；将所述M*N压电复合材料阵列溅射电极层，去除所述M*N压电复合材料阵列沿厚度方向的第一长侧面、第二长侧面上的电极层；所述第一长侧面、所述第二长侧面沿所述M*N压电复合材料阵列的横向延伸；将所述M*N压电复合材料阵列的第一正面沿N列凹形槽去除电极层，保留所述第一正面纵向边缘的电极层且沿M行凹形槽切除横向的电极层；将所述M*N压电复合材料阵列的第一短侧面、第二短侧面、第二正面沿M行凹形槽去除电极层；将所述M*N压电复合材料阵列的第二正面依次粘接第一匹配层、第二匹配层及声透镜；将柔性电路板分别接所述M*N压电复合材料阵列的M行电极层和N列电极层；将背衬层与连接柔性电路板后的所述M*N压电复合材料阵列的电极层粘接，从而形成超声面阵探头。

【技术特征摘要】
1.一种用于深脑刺激与神经调控的超声面阵探头的制备方法；包括以下步
骤：
取精磨后的压电复合材料，沿其横向切割出M行凹形槽，并在凹形槽内添
加去耦材料；再沿其纵向切割出N列凹形槽，并在凹形槽内添加去耦材料；其
中，M行凹形槽和N列凹形槽的朝向一致；
将切割后的压电复合材料的M行凹形槽和N列凹形槽的槽体均磨去，使其
露出添加的去耦材料，形成M*N压电复合材料阵列；
将所述M*N压电复合材料阵列溅射电极层，去除所述M*N压电复合材料
阵列沿厚度方向的第一长侧面、第二长侧面上的电极层；所述第一长侧面、所
述第二长侧面沿所述M*N压电复合材料阵列的横向延伸；
将所述M*N压电复合材料阵列的第一正面沿N列凹形槽去除电极层，保留
所述第一正面纵向边缘的电极层且沿M行凹形槽切除横向的电极层；
将所述M*N压电复合材料阵列的第一短侧面、第二短侧面、第二正面沿M
行凹形槽去除电极层；
将所述M*N压电复合材料阵列的第二正面依次粘接第一匹配层、第二匹配
层及声透镜；
将柔性电路板分别接所述M*N压电复合材料阵列的M行电极层和N列电
极层；
将背衬层与连接柔性电路板后的所述M*N压电复合材料阵列的电极层粘
接，从而形成超声面阵探头。
2.根据权利要求1所述的用于深脑刺激与神经调控的超声面阵探头的制备
方法，其特征在于，还包括将连接柔性电路板和粘接背衬层、第一匹配层、第
二匹配层及声透镜后的所述M*N压电复合材料阵列使用外壳封装。
3.根据权利要求1所述的用于深脑刺激与神经调控的超声面阵探头的制备
方法，其特征在于，在所述取精磨后的压电复合材料的步骤之前包括：
将压电复合材料精磨至其厚度达到预设尺寸。
4.根据权利要求1所述的用于深脑刺激与神经调控的超声面阵探头的制备
方法，其特征在于，所述将切割后的压电复合材料的M行凹形槽和N列凹形槽

\t的槽体均磨去，使其露出添加的去耦材料的步骤包括：
将所述M*N...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑海荣，郭瑞彪，钱明，李永川，薛术，陈然然，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44