一种二维复合振动的超声换能器及其设计方法技术

本发明专利技术涉及一种二维复合振动的超声换能器及其设计方法，该超声换能器中的压电元件的尺寸能够满足：当压电元件受到激励时，压电元件在厚度方向与宽度方向上的谐振频率能够耦合为同一频率，以产生厚度方向和宽度方向的二维复合振动，这种二维复合振动能够让超声换能器所发射的超声波在多个方向上进行传播，从而实现更广泛的覆盖范围和更高效的能量传递，可以显著增强超声辅助溶栓治疗效果；通过该设计方法，只需获取初始性能参数和目标性能参数，即可得到相应的压电元件尺寸，在该尺寸下，压电元件即能够实现厚度方向和宽度方向的二维复合振动，并能够避免其在长度方向的耦合效应，避免不必要地消耗超声换能器声输出的能量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及介入医疗器械，尤其涉及一种二维复合振动的超声换能器及其设计方法。

技术介绍

1、血栓性疾病是临床常见病、多发病。在我国，每年的发病人数有数百万之众。血栓由不溶性纤维蛋白、沉积的血小板、积聚的白细胞和陷入的红细胞组成。血栓在血管内形成后，会阻塞血液的正常流动，导致局部组织或器官缺血，甚至坏死。

2、对于静脉血栓栓塞症的治疗，目前有多种手段，超声辅助溶栓术就是其中的一种。在超声辅助溶栓术中，超声波导芯被引导到血管管腔内栓塞的位置，向血栓内辐射超声波，同时还能向血栓中注入溶栓药物，利用超声波的机械振动和空化效应使血栓中紧密的纤维蛋白结构变得松散促进溶栓药物向血栓中的输送，从而提高药物的溶栓效率。

3、在现有技术中，超声波导芯只能朝两个方向发射超声波，因此会存在超声波能量分布不均匀的现象，在某些方向上由于超声波能量不足，导致溶栓效果不理想。基于此，如何设计一种可以产生二维复合振动的超声换能器，便成为了目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本专利技术公开了一种二维复合振动的超本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种二维复合振动的超声换能器，其特征在于，包括至少一个超声发射单元，所述超声发射单元包括第一电极导线、第二电极导线及压电元件；

2.根据权利要求1所述的二维复合振动的超声换能器，其特征在于，所述压电元件的尺寸还进一步满足：所述压电元件的长度方向不发生耦合效应。

3.根据权利要求2所述的二维复合振动的超声换能器，其特征在于，所述压电元件的宽度与厚度之比与所述压电元件的厚度频率常数呈负相关。

4.根据权利要求3所述的二维复合振动的超声换能器，其特征在于，所述厚度频率常数与所述压电元件的材料密度大小呈负相关。

5.根据权利要求4所述的二维复合...

【技术特征摘要】

1.一种二维复合振动的超声换能器，其特征在于，包括至少一个超声发射单元，所述超声发射单元包括第一电极导线、第二电极导线及压电元件；

2.根据权利要求1所述的二维复合振动的超声换能器，其特征在于，所述压电元件的尺寸还进一步满足：所述压电元件的长度方向不发生耦合效应。

3.根据权利要求2所述的二维复合振动的超声换能器，其特征在于，所述压电元件的宽度与厚度之比与所述压电元件的厚度频率常数呈负相关。

4.根据权利要求3所述的二维复合振动的超声换能器，其特征在于，所述厚度频率常数与所述压电元件的材料密度大小呈负相关。

5.根据权利要求4所述的二维复合振动的超声换能器，其特征在于，所述压电元件的宽度与厚度之比被配置为0.3—3，所述压电元件的长度被配置为厚度和/或宽度的3倍以上。

6.根据权利要求1-5任一项所述的二维复合振动的超声换能器，其特征在于，所述压电元件的厚度方向为极化方向，所述压电元件的长度方向为平行于所述第一电极导线的轴线的方向，所述压电元件的宽度方向为垂直于厚度方向及长度方向的另一方向。

7.一种二维复合振动的超声换能器设计方法，所述设计方法用于设计如权利要求1-6任一项所述的二维复合振动的超声换能器，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨涛，吴常生，马云鹏，
申请(专利权)人：上海心弘生命科学有限公司，
类型：发明
国别省市：