一种用于甲状腺治疗的超声换能器及治疗头制造技术

本发明专利技术涉及一种用于甲状腺治疗的超声换能器，包括壳体和安装于壳体的压电陶瓷晶片，壳体包括柱部和换能部，换能部的直径由第一端至第二端逐渐增大，第一端与柱部的一端连接，第二端安装压电陶瓷晶片；压电陶瓷晶片呈球冠形，球冠向柱部凹陷；压电陶瓷晶片在其与柱部中轴线的交点处开设圆形探头孔。本发明专利技术的超声换能器使用特定尺寸的压电陶瓷晶片和探头开孔，在满足聚焦处声强的前提下缩小了焦域尺寸，尽量避免对正常组织产生副损伤；还使超声探头能够在探头孔中旋转伸缩，以便于对甲状腺组织的定位；且由此组成的治疗头尺寸较小，晶片后方尺寸缩小，便于在颈部的狭小空间中运动。动。动。

【技术实现步骤摘要】
一种用于甲状腺治疗的超声换能器及治疗头


[0001]本专利技术属于超声治疗
，具体涉及一种用于甲状腺治疗的超声换能器及治疗头。

技术介绍

[0002]超声治疗是使用超声波进行病变组织治疗的一种方法，用于执行治疗的超声治疗头分为聚焦声能的超声换能器和探测种瘤的形状、部位，引导精准治疗的超声探头两部分。超声换能器中的压电陶瓷晶片中央开设用于放置超声探头的孔洞，超声探头就设于该孔洞中。压电陶瓷晶片通过机械振动产生超声波，并将超声波由其球冠形的发射结构定向聚焦在一起，使晶片表面初始发射的0
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5W/cm2的弱声能在焦点处聚焦形成焦域，焦域即为高强度的声能在此聚焦产生生物学效应、从而形成组织坏充的空间区域，焦域中的声强度一般可以达到5000W/cm2以上。聚焦产生的高能量区穿透表皮组织，在病变组织处构成高温高压的治疗环境，从而对病变组织进行破坏，实现非侵入式治疗的目的。
[0003]焦点处高能量区的声强与压电陶瓷晶片的发射面积密切相关，越大发射面积的压电陶瓷晶片，在相同声功率下能获得的焦点声强越大。但大面积的压电陶瓷晶片所产生的焦域也较大，同时还会使得超声换能器及治疗头的整体体积和体表接触面积增大。
[0004]现有的大多数治疗头应用于甲状腺治疗领域时，甲状腺组织体积的特性对治疗的安全性、准确性均产生了一定影响。为保障治疗效果需要较大面积的压电陶瓷晶片来提供达到治疗标准的声强，而较大面积的压电陶瓷晶片所产生的声波焦域同时也偏大。目前现有的治疗头中压电陶瓷晶片直径一般为15cm
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25cm，所产生的焦域一般为3x3x8mm
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3x3x10mm。在甲状腺组织体积较小的现实情况下，此种大尺寸焦域难以将全部能量作用于需要进行治疗的病变组织处。在焦域范围内，聚焦于病变组织之外的声能极可能对正常人体组织造成副损伤。另外，使用较大尺寸的治疗头进行甲状腺治疗时，颈部较小地可移动空间也使得治疗头难以灵活且精准地调整治疗位置。
[0005]为解决上述问题，泰拉克利昂公司设计了一种特别用于甲状腺治疗的治疗头，在公开号为CN102405077B的专利技术专利中可以知悉：该治疗头的直径选用60mm，以适用于甲状腺组织及颈部空间较小的特性。同时，由于超声探头是设置于压电陶瓷晶片的开孔中，开孔会削减压电陶瓷晶片可用的发射面积，为了满足治疗所需的足够声强，该治疗头尽量缩减了开孔大小，使用了恰好能容置矩形超声探头的矩形开孔。但矩形开孔在压电陶瓷镜片球冠面上的不对称性影响了焦域的形态、尺寸和声场的分布，所产生的焦域尺寸较大，达到了3x3x7mm，在甲状腺治疗时仍然存在造成副损伤的风险。
[0006]另外，矩形开孔仅能恰好容置超声探头，将超声探头的角度锁死，使其无法旋转。在甲状腺治疗时，患者时常会不自觉地进行吞咽动作，使甲状腺的位置变更，需要超声探头始终准确定位甲状腺组织的位置。无法旋转的超声探头难以满足这种情况下的定位灵活性和精准度要求。而且现有超声探头一般是前后等宽甚至前宽后窄的结构，在颈部受限的空间范围内难以移动，以至于不能灵活跟踪甲状腺组织。

技术实现思路

[0007]基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本专利技术的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本专利技术的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种用于甲状腺治疗的超声换能器及治疗头。
[0008]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于甲状腺治疗的超声换能器，包括壳体和安装于壳体的压电陶瓷晶片，壳体包括柱部和换能部，换能部的直径由第一端至第二端逐渐增大，第一端与柱部的一端连接，第二端安装压电陶瓷晶片；压电陶瓷晶片呈球冠形，球冠向柱部凹陷；压电陶瓷晶片在其与柱部中轴线的交点处开设圆形探头孔。
[0009]作为优选方案，压电陶瓷晶片的直径为5
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7cm。
[0010]作为进一步优选的方案，压电陶瓷晶片的圆形探头孔直径为压电陶瓷晶片直径的45%
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55%。
[0011]作为进一步优选的方案，压电陶瓷晶片的直径为6cm，圆形探头孔的直径为2.7
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3.3cm，焦域尺寸小于1mm
×
1mm
×
3.5mm。
[0012]作为优选方案，压电陶瓷晶片的工作频率为3
‑
3.5MHz。
[0013]另一方面，本专利技术还提供一种用于甲状腺治疗的超声治疗头，包括超声探头和如上述任一项的超声换能器；超声探头为凸阵探头，长度与圆形探头孔的直径相同；超声探头容置于压电陶瓷晶片的圆形探头孔中，能够以柱部的中轴线为旋转轴旋转，并能够沿柱部的中轴线方向位移。
[0014]另一方面，本专利技术还提供一种用于甲状腺治疗的超声治疗仪，使用如上述的超声治疗头。
[0015]本专利技术与现有技术相比，有益效果是：本专利技术的超声换能器及治疗头，使用特定尺寸的压电陶瓷晶片和探头开孔，在满足聚焦处声强的前提下缩小了焦域尺寸，尽量避免对正常组织产生副损伤；还使超声探头能够在探头孔中旋转伸缩，以便于对甲状腺组织的定位；本专利技术的超声换能器及治疗头尺寸较小，晶片后方尺寸缩小，便于在颈部的狭小空间中运动。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例的超声治疗头的结构示意图；图2是本专利技术实施例的7cm超声换能器的焦域测量图；图3是本专利技术实施例的6cm超声换能器的焦域测量图；图4是本专利技术实施例的5cm超声换能器的焦域测量图。
具体实施方式
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来
讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
[0018]实施例：本实施例提供一种用于甲状腺治疗的超声换能器，其结构示意图如图1所示：该超声换能器包括壳体和安装于壳体上的压电陶瓷晶片2，其中，壳体包括柱部11和设于柱部11下端的换能部12，柱部11与换能部12一体成型，换能部12的外轮廓以柱部11的柱面底端为起点向外延伸，构成一半径逐渐增大的外扩型开口。换能部12背向柱部11的端面挖空，其中嵌入压电陶瓷晶片2。
[0019]压电陶瓷晶片2以球冠面形状弯曲，球冠面的球心背离柱部11，使压电陶瓷晶片2向柱部11所在的方向凹陷。
[0020]压电陶瓷晶片2的球冠面中央开设有供超声探头伸出的圆形探头孔，该中央位置亦是压电陶瓷晶片2与柱部11中轴线的交点。
[0021]在上述结构的超声换能器的基础上，本实施例还提供如图1所示的一种超声治疗头，包括了上述超声换能器和设于圆形探头孔中的超声探头3，超声探头采用矩形的凸阵探头，与柱部11安装于同一中轴线上，能够在圆形探头孔中绕中轴线自由转动，还能够沿中轴线内外伸缩移动。
[0022]进一步的，上述结构的超声换能器使用特定的尺寸参数构建。在设计本专利技术的超声本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于甲状腺治疗的超声换能器，其特征在于，包括壳体和安装于所述壳体的压电陶瓷晶片，所述壳体包括柱部和换能部，所述换能部的直径由第一端至第二端逐渐增大，所述第一端与所述柱部的一端连接，所述第二端安装所述压电陶瓷晶片；所述压电陶瓷晶片呈球冠形，所述球冠向所述柱部凹陷；所述压电陶瓷晶片在其与所述柱部中轴线的交点处开设圆形探头孔。2.如权利要求1所述的一种用于甲状腺治疗的超声换能器，其特征在于，所述压电陶瓷晶片的直径为5
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7cm。3. 如权利要求2所述的一种用于甲状腺治疗的超声换能器，其特征在于，所述压电陶瓷晶片的圆形探头孔直径为所述压电陶瓷晶片直径的45%
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55%。4.如权利要求2所述的一种用于甲状腺治疗的超声换能器，其特征在于，所述压电陶瓷晶片的直...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨峂，孙伟，
申请(专利权)人：杭州福嵩科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：