用于超声成像探头的导热材料层和内部结构制造技术

一种超声成像探头包括：手柄，其被配置用于手持使用；支撑结构，其被设置在所述手柄内并且包括导热材料，所述支撑结构还包括耦合表面和外表面，所述耦合表面被设置在所述支撑结构的远侧部分处；连续材料层，其被耦合到所述支撑结构，使得所述连续材料层被设置在所述耦合表面和所述外表面上，所述连续材料层由此提供所述耦合表面与所述外表面之间的热传输路径；以及超声传感器，其在所述耦合表面处被耦合到所述支撑结构并且在所述耦合表面处与所述连续材料层直接接触，使得来自所述超声传感器的热经由所述连续材料层的所述热传输路径被一直传输到所述支撑结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于超声成像探头的导热材料层和内部结构
本公开总体上涉及超声成像探头，并且具体涉及通过将探头的内部结构设置有导热材料层来增强超声成像探头的热消散能力。
技术介绍
医学超声传感器或换能器使用高频声波来产生内部器官、脉管和组织的图像。一般来说，超声传感器的声功率越高，图像质量越好。因此，往往希望以高声功率操作医学超声传感器以在医学成像中实现高图像质量。然而，以高功率操作传感器还在声学堆栈或换能器组件处生成大量热。这种高热可以引起换能器的表面温度超过规定的温度限制。通常，散热器通常被应用在声学堆栈下方以帮助消散由换能器产生的热。然而，传统的散热器设计已经不能跟上现代超声换能器的高功率和温度需求。因此，医生和超声技师已经被迫以图像质量为代价来降低声功率。诸如主动冷却的传感器组件的一些备选方案是复杂的且昂贵的。
技术实现思路
医师需要高超声功率输入来产生更高分辨率的超声图像。然而，这种高功率输入产生大量热。通过用高传导性材料层(诸如石墨)包裹超声成像探头的内部部件，本专利技术允许超声学探头比常规超声探头快得多地消散热。因此，使用用导热材料包裹的超声探头的医师可以在延长的时间段内以全功率继续高分辨率成像。相比之下，装备有传统散热器的常规超声探头可能需要使其成像功率和成像分辨率被降低，或甚至被断电，以保持在温度限制内。因此，根据本公开的方面，传统散热器可以有利地用简单的、廉价的且有效导热的材料层设计来替换。具体地，导热材料层可以被应用于内部支撑结构的与超声传感器接触的耦合表面。材料层促进热从超声成像探头的热生成部件(诸如超声传感器)到超声成像探头的非热生成部件(诸如支撑结构)的转移和消散。为了进一步增强热消散，材料层也可以被应用于支撑结构、套圈和通信元件(线缆、电线、光纤等)的外表面。在一些范例中，与传统的材料和设计相比，用石墨包裹内部支撑结构已经导致8摄氏度的温度降低。在一个实施例中，一种超声成像探头包括：手柄，其被配置用于手持使用；支撑结构，其被设置在所述手柄内并且包括导热材料，所述支撑结构还包括耦合表面和外表面，所述耦合表面被设置在所述支撑结构的远侧部分处；连续材料层，其被耦合到所述支撑结构，使得所述连续材料层被设置在所述耦合表面和所述外表面上，所述连续材料层由此提供所述耦合表面与所述外表面之间的热传输路径；以及超声传感器，其在所述耦合表面处被耦合到所述支撑结构并且在所述耦合表面处与所述连续材料层直接接触，使得来自所述超声传感器的热经由所述连续材料层的所述热传输路径被一直传输到所述支撑结构。在一些实施例中，所述超声成像探头的所述耦合表面是平坦表面，并且所述外表面均包括所述支撑结构的平坦表面。在一些实施例中，所述超声传感器包括声学堆栈和邻近所述声学堆栈的声学背衬材料，其中，所述超声传感器的与所述连续材料层直接接触的表面包括所述声学背衬材料的表面。在一些实施例中，所述超声传感器包括声学堆栈、邻近所述声学堆栈的声学背衬材料和邻近所述背衬材料的导热结构，其中，所述超声传感器的与所述连续材料层直接接触的表面包括所述导热结构的表面。在一些实施例中，材料层被设置在所述超声传感器的外表面上，并且所述超声传感器的与所述连续材料层直接接触的表面包括所设置的材料层的表面。在一些实施例中，所述支撑结构包括主体和在所述远侧部分处从所述主体延伸的突出部，其中，所述突出部的表面包括所述耦合表面，并且所述主体的表面包括所述外表面。在一些实施例中，所述外表面沿着所述支撑结构的纵向轴线延伸。在一些实施例中，所述连续材料层包括被粘结到粘合剂的石墨薄片。在一些实施例中，所述超声成像探头还包括第二连续材料层，所述第二连续材料层被设置在所述超声传感器和所述支撑结构的一个或多个外表面上，使得所述第二连续材料层提供从所述超声传感器的所述一个或多个外表面到所述支撑结构的所述一个或多个外表面的第二热传输路径，由此还将所述热一直传输到所述支撑结构。在一些实施例中，所述超声成像探头还包括套圈和第二连续材料层，所述第二连续材料层被设置在所述超声传感器、所述支撑结构和所述套圈的一个或多个外表面上，使得所述第二连续材料层提供从所述超声传感器的所述一个或多个外表面到所述支撑结构和所述套圈的所述一个或多个外表面的第二热传输路径，由此还将所述热一直传输到所述支撑结构和所述套圈。在一个实施例中，一种超声成像探头包括：手柄，其被配置用于手持使用；支撑结构，其被设置在所述手柄内并且包括导热材料，所述支撑结构还包括套圈，其中，所述套圈被设置在所述支撑结构的近侧部分处；超声传感器，其被耦合到所述支撑结构的远侧部分；以及连续材料层，其被设置在所述超声传感器、所述支撑结构和所述套圈的外表面上，所述连续材料层由此提供从所述超声传感器到所述支撑结构和所述套圈的热传输路径，其中，所述超声传感器与被设置在所述超声传感器的所述外表面上的所述连续材料层直接接触，使得来自所述超声传感器的热经由所述连续材料层的所述热传输路径被一直传输到所述支撑结构和所述套圈。在一些实施例中，所述超声成像探头还包括通信线缆，所述通信线缆被设置在所述套圈内并且与所述套圈的内表面直接接触。在一些实施例中，所述通信线缆被热耦合到所述套圈，使得所述热还经由所述连续材料层的所述热传输路径从超声传感器被一直传输到所述通信线缆。在一些实施例中，所述超声传感器包括声学堆栈和邻近所述声学堆栈的声学背衬材料，其中，所述超声传感器的与所述连续材料层直接接触的表面包括所述声学背衬材料的表面。在一些实施例中，所述超声传感器包括声学堆栈、邻近所述声学堆栈的声学背衬材料和邻近所述背衬材料的导热结构，其中，所述超声传感器的与所述连续材料层直接接触的表面包括所述导热结构的表面。在一些实施例中，所述外表面沿着所述支撑结构的纵向轴线延伸。在一些实施例中，所述连续材料层包括被粘结到粘合剂的石墨薄片。在一些实施例中，所述支撑结构包括主体，并且其中，所述套圈在所述支撑结构的近侧部分处被耦合到所述主体。在一些实施例中，所述超声成像探头还包括第二连续材料层，所述第二连续材料层被设置在所述支撑结构的耦合表面和外表面上，所述超声传感器在所述耦合表面处被耦合到所述支撑结构并且与所述第二连续材料层直接接触，使得所述第二连续材料层提供所述耦合表面与所述外表面之间的第二热传输路径，由此还将所述热一直传输到所述支撑结构。根据以下详细描述，本公开的额外方面、特征以及优点将变得显而易见。附图说明本公开的说明性实施例将参考附图进行描述，在附图中：图1是根据本公开的方面的超声成像系统的图解性示意图。图2A是根据本公开的方面的与支撑结构、超声传感器和材料层相关的耦合表面的示范性剖视图。图2B是根据本公开的方面的与支撑结构、超声传感器和材料层相关的耦合表面的另一示范性剖视图。图2C是根据本公开的方面的与支撑结构、超声传感器和材料层相关的耦合表面的又一示范性剖视图。图3A是根据本公开的方面的与被设置在支撑结构的各种表面上的材料层相关的支撑结构的示范性图示。图3B是根据本公开的方面的与被设置在支撑结构的各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声成像探头，包括：/n手柄，其被配置用于手持使用；/n支撑结构，其被设置在所述手柄内并且包括导热材料，所述支撑结构还包括耦合表面和外表面，所述耦合表面被设置在所述支撑结构的远侧部分处；/n连续材料层，其被耦合到所述支撑结构，使得所述连续材料层被设置在所述耦合表面和所述外表面上，所述连续材料层由此提供所述耦合表面与所述外表面之间的热传输路径；以及/n超声传感器，其在所述耦合表面处被耦合到所述支撑结构并且在所述耦合表面处与所述连续材料层直接接触，使得来自所述超声传感器的热经由所述连续材料层的所述热传输路径被一直传输到所述支撑结构。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180330 US 62/650,7991.一种超声成像探头，包括：
手柄，其被配置用于手持使用；
支撑结构，其被设置在所述手柄内并且包括导热材料，所述支撑结构还包括耦合表面和外表面，所述耦合表面被设置在所述支撑结构的远侧部分处；
连续材料层，其被耦合到所述支撑结构，使得所述连续材料层被设置在所述耦合表面和所述外表面上，所述连续材料层由此提供所述耦合表面与所述外表面之间的热传输路径；以及
超声传感器，其在所述耦合表面处被耦合到所述支撑结构并且在所述耦合表面处与所述连续材料层直接接触，使得来自所述超声传感器的热经由所述连续材料层的所述热传输路径被一直传输到所述支撑结构。


2.根据权利要求1所述的探头，其中，所述耦合表面是平坦表面，并且所述外表面均包括所述支撑结构的平坦表面。


3.根据权利要求1所述的探头，其中，所述超声传感器包括声学堆栈和邻近所述声学堆栈的声学背衬材料，其中，所述超声传感器的与所述连续材料层直接接触的表面包括所述声学背衬材料的表面。


4.根据权利要求1所述的探头，其中，所述超声传感器包括：
声学堆栈；
邻近所述声学堆栈的声学背衬材料；以及
邻近所述背衬材料的导热结构，其中，所述超声传感器的与所述连续材料层直接接触的表面包括所述导热结构的表面。


5.根据权利要求1所述的探头，其中，材料层被设置在所述超声传感器的外表面上，并且其中，所述超声传感器的与所述连续材料层直接接触的表面包括所设置的材料层的表面。


6.根据权利要求1所述的探头，其中，所述支撑结构包括主体和在所述远侧部分处从所述主体延伸的突出部，其中，所述突出部的表面包括所述耦合表面，并且所述主体的表面包括所述外表面。


7.根据权利要求1所述的探头，其中，所述外表面沿着所述支撑结构的纵向轴线延伸。


8.根据权利要求1所述的探头，其中，所述连续材料层包括被粘结到粘合剂的石墨薄片。


9.根据权利要求1所述的探头，还包括第二连续材料层，所述第二连续材料层被设置在所述超声传感器和所述支撑结构的一个或多个外表面上，使得所述第二连续材料层提供从所述超声传感器的所述一个或多个外表面到所述支撑结构的所述一个或多个外表面的第二热传输路径，由此还将所述热一直传输到所述支撑结构。


10.根据权利要求1所述的探头，还包括套圈和第二连续材料层，所述第二连续材料层被设置在所述超声传感器、所述支撑结构和所述套圈的一个或多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·宋，E·陈，S·M·塔沃莱蒂，M·H·德哈甘尼，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL