包括具有屏蔽元件的成像换能器的超声探头制造技术

技术编号:8349080 阅读:178 留言:0更新日期:2013-02-21 05:05
本发明专利技术涉及一种具体而言用于HIFU治疗的超声探头(1),该超声探头(1)包括治疗超声换能器(2)和成像超声换能器(3)。成像换能器(3)包括罩元件(4),罩元件(4)构造成使得沿成像换能器(3)的方向反射的超声波(10)的大部分能量被所述罩元件(4)阻挡。罩元件(4)以不干扰成像超声波(7)的发射的方式构造。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求I所述的用于治疗器官或组织的超声探头、根据权利要求10所述的超声设备以及根据权利要求14所述的减少对成像换能器的损坏的方法。
技术介绍
高强度聚焦超声(HIFU)治疗可以用于破坏目标组织或肿瘤。通过将强度非常高的超声波施加于目标区域,细胞受到严重损坏或破坏。这主要是由通过超声波在目标区域中所产生的热造成的。由超声波造成的空化效应以及机械振动能够进一步对细胞造成额外损坏。典型地,HIFU是能够在焦点处达到500W/cm2至50kW/cm2的强度的处于大约O. 2MHz至3. 5MHz范围内的超声。通常通过具有透镜的或者其形状本身能够将治疗超声波聚焦在焦点上的治疗换能器实现HIFU治疗。此外,当探头中的治疗换能器进一步包括成像装置时是有利的,如此能够允许换能器的操作者看到目标区域的图像。通常,成像装置呈诊断成像超声换能器的形式,例如B型超声。同时具有治疗超声以及成像超声的探头是本领域内已知的。例如,WO2010/020730和EP 2125112对这种探头和超声设备进行了描述。通常,联接介质设置在探头与患者的皮肤之间,如此能够使得超声波从换能器传输至患者的组织的效率高。尽管布置在探头上的联接介质以及任何盖构件的声学特性都保持为尽可能接近人体组织的声学特性,但是在超声波的阻抗、密度和传播速度方面总是存在一些差异。这导致一部分超声波在联接液体/盖构件与皮肤的边界处反射。已知探头所具有的一个问题是来自治疗换能器的反射超声波可能损坏成像换能器。这个问题在成像换能器与皮肤之间的距离等于从皮肤到焦点的距离时尤为严重,原因是在这种情况下,最大的反射波将击中成像换能器。
技术实现思路
因此,本专利技术的目的是克服已知的缺点,并且具体而言,提供一种能够降低由反射治疗波对成像换能器造成损坏的风险的探头。该问题通过根据权利要求I所述的探头解决。本专利技术的探头包括-至少一个治疗换能器,该治疗换能器用于发射聚焦在器官或组织内部或表面上的焦点上的超声波,优选高强度聚焦超声波;以及-至少一个成像换能器,该成像换能器优选地具有包括所述治疗换能器的焦点的成像平面。根据本专利技术,成像换能器包括罩元件,罩元件限制将成像换能器暴露于杂散波,使得沿成像换能器的方向反射的由治疗换能器产生的超声波至少部分地被所述罩元件阻挡。此外,罩元件设计和布置成使得从所述成像换能器发射的超声波不受所述罩元件的阻碍。此外,罩元件设计和布置成使得从所述治疗换能器发射的超声波不受所述罩元件的阻碍。通过该构造,由于防止了治疗换能器的一部分反射超声波到达成像换能器,因此对成像换能器造成的损坏大幅减少。罩元件构造成能够不干扰沿焦点方向行进的治疗超声波或成像超声波的传播是重要的。因此,根据治疗换能器和/或成像换能器的几何形状,罩元件在其尺寸和形状方面可以不同。从两种材料在边界处的声阻抗Z可以确定声波在边界处的反射系数R :权利要求1.一种用于治疗器官或组织的超声探头(1),所述超声探头(I)包括 -至少一个治疗换能器(2),所述治疗换能器(2)用于发射聚焦在所述器官或组织内部或表面上的焦点(8)上的超声波,优选高强度聚焦超声波;以及 -至少一个成像换能器(3),所述成像换能器(3)优选地具有包括所述治疗换能器(2)的所述焦点(8)的成像平面;其特征在于,所述成像换能器(3)包括罩元件(4),所述罩元件(4)限制所述成像换能器(3)的暴露,使得由所述治疗换能器(2)产生并且沿所述成像换能器(3)的方向在边界处反射的超声波(6)至少部分地被所述罩元件(4)阻挡并且使得从所述成像换能器(3)发射的超声波(7)不会受到所述罩元件(4)的阻碍。2.根据权利要求I所述的超声探头,其特征在于,沿所述成像换能器(3)的方向被反射的来自所述治疗换能器(2)的超声波(6)的能量的至少75%,优选地至少85%,最优选地至少95%被所述罩元件(4)阻挡。3.根据权利要求I至2中任意一项所述的超声探头,其特征在于,所述罩元件(4)包括聚合物材料或者由聚合物材料制成,所述聚合物材料优选为填充有玻璃和/或金属材料的环氧树脂。4.根据权利要求I至3中任一项所述的超声探头,其特征在于,所述治疗换能器(2)呈球冠的形式。5.根据权利要求I至4中任一项所述的超声探头,其特征在于,所述成像换能器(3)呈优选地对称定位在所述治疗换能器(2)上的矩形形状。6.根据权利要求I至5中任一项所述的超声探头,其特征在于,所述罩元件(4)呈至少一个壁(5)的形式,优选大体沿所述成像换能器(3)的传播方向具有高度H的周向壁,其中所述高度H为至少7.根据权利要求I至6中任一项所述的超声探头,其特征在于,所述罩元件(4)的所述至少一个壁(5)具有至少4_的高度H,优选至少6_。8.根据权利要求I至7中任一项所述的超声探头,其特征在于,所述罩元件(4)具有至少I. 5mm的最大厚度(T)。9.根据权利要求I至8中任一项所述的超声探头,其特征在于,在与所述成像超声波(6)的传播方向垂直的平面中观察,所述壁的内轮廓在所述罩元件(4)的最大高度(H)处所具有的横截面比在所述罩元件(4)的基部处的横截面小。10.根据权利要求I至9中任一项所述的超声探头,其特征在于,在与所述成像超声波(6)的传播方向垂直的平面中观察,相比所述成像换能器(3)的主动部分的形状和尺寸,所述壁的所述内轮廓具有相等的形状以及相等或较大的尺寸。11.根据权利要求I至10中任一项所述的超声探头,其特征在于,所述罩元件(4)设置成沿所述成像换能器(3)的长度(L)定位的两个壁(5)。12.根据权利要求I至11中任一项所述的超声探头,其特征在于,所述罩元件(4)的所述至少一个壁(5)沿所述成像换能器(3)的所述长度(L)具有长度(LW),所述长度(LW)是所述成像换能器(3)的所述长度(L)的至少10%,优选至少20%。13.根据权利要求I至12中任一项所述的超声探头,其特征在于,所述罩元件(4)的所述至少一个壁(5)沿所述成像换能器(3)的所述长度(L)具有至少6_的长度(LW),优选至少 8mm η14.根据权利要求I至5中任一项所述的超声探头,其特征在于,所述罩元件(4)构造成遮蔽件(19)的形式,所述遮蔽件(19)遮挡所述成像换能器(3)的非主动部分。15.一种超声设备,所述超声设备包括根据权利要求I至14中任一项所述的超声探头(I)。16.一种用于减少由于治疗超声波(6)的反射对定位在超声治疗换能器(2)上的超声成像换能器(3)造成的损坏的方法,其中所述方法包括以下步骤 -朝向目标区域发射治疗超声波(6),其中所述超声波(6)的一部分在边界层处反射; -通过罩元件(4 )相对于所述反射超声波(10 )屏蔽所述成像换能器(3 )。全文摘要本专利技术涉及一种具体而言用于HIFU治疗的超声探头(1),该超声探头(1)包括治疗超声换能器(2)和成像超声换能器(3)。成像换能器(3)包括罩元件(4),罩元件(4)构造成使得沿成像换能器(3)的方向反射的超声波(10)的大部分能量被所述罩元件(4)阻挡。罩元件(4)以不干扰成像超声波(7)的发射的方式构造。文档编号A61N7/02GK102939131SQ201180029872 公开日2013年2月2本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:F·拉考斯特
申请(专利权)人:泰拉克利昂公司
类型:
国别省市:

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