CN103519849B - 冷却机构及超声探头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冷却机构及超声探头，用于多平面超声探头的散热。本发明技术方案设置于超声探头内部，包括：送冷媒管、排冷媒管和密封挡板，所述密封挡板与外保护壳密封连接，组成放置换能器单元和部分转动机构的密封腔；所述密封挡板上开设第一通孔、第二通孔和供所述转动机构穿过的第三通孔；所述送冷媒管与所述第一通孔密封连接，所述排冷媒管与所述第二通孔密封连接，所述送冷媒管用于向所述密封腔送入冷媒，所述排冷媒管用于从所述密封腔排出冷媒。通过实施本发明技术方案，能够有效冷却处于工作状态的多平面超声探头，将多平面超声探头的工作温度控制在与人体温度相约的37摄氏度左右。

Description

冷却机构及超声探头

技术领域

本发明涉及超声诊断仪技术领域，具体涉及一种冷却机构及超声探头。

背景技术

体内插入式超声探头（Ultrasonic Probe）是一种向受检体腔内插入换能器单元的超声诊断仪，请参见图1，换能器单元110位于插入部11内，插入部11用于插入受检体的腔内，握持部12用于被腔外的操作者握持。换能器单元110工作时产生大量热量使得插入部11温度升高升温，如果散热不及时，将导致换能器单元110损坏或受检体腔内不适。

目前，一种散热方式是采用液冷系统，请参见图2，插入部2内有换能器单元201和散热单元202，换能器单元201与散热单元202直接接触，散热单元202通过送冷媒管211和排冷媒管212与外部的冷源单元22连接，四者组成供冷媒循环流动的密闭腔道系统，散热单元202吸收换能器单元201产生的热量，并由循环流动的冷媒将热量带到冷源单元22；另一种散热方式是在换能器单元与声窗之间填充易于导热的硅脂，将换能器单元产生的热量导向受检体。

但是，上述如图2所示的第一种技术方案中，散热单元需与换能器单元直接接触，即换能器单元与散热单元之间不能有相对的位置移动，这种限制使得该技术方案不能适用于换能器单元能够转动的多平面超声探头；上述第二种技术方案中，硅脂的导热率无法满足多平面超声探头连续使用的散热需求：多平面超声探头插入部的温度会随开机时间递升，当温度达到阈值时需要停机冷却，因此，增加了使用多平面超声探头的诊断时间，给受检体造成额外的生理负担。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种冷却机构及超声探头，用于多平面超声探头的散热。通过实施本发明方案，能够有效冷却处于工作状态的多平面超声探头，将多平面超声探头的工作温度控制在与人体温度相约的37摄氏度左右，因此，人体舒适度将大幅度提高，多平面超声探头也无须停机冷却，减少了受检体的生理负担。

一种冷却机构，设置于多平面超声探头的插入部内，所述插入部包括：外保护壳、换能器单元和用于转动所述换能器单元的转动机构，所述冷却机构包括：送冷媒管、排冷媒管和密封挡板，所述密封挡板与所述外保护壳密封连接，组成放置所述换能器单元和部分所述转动机构的密封腔；所述密封挡板上开设第一通孔、第二通孔和供所述转动机构穿过的第三通孔；所述送冷媒管与所述第一通孔密封连接，所述排冷媒管与所述第二通孔密封连接，所述送冷媒管用于向所述密封腔送入冷媒，所述排冷媒管用于从所述密封腔排出冷媒。

优选地，所述换能器单元的电缆通过所述转动机构引出所述密封腔，所述换能器单元的电缆与所述转动机构之间密封。

优选地，所述多平面超声探头为经食道超声心动图TEE超声探头，所述换能器单元为圆柱形，所述外保护壳侧面开设圆形声窗孔，所述转动机构包括：线轮、空心轴、主动轮和从动轮，所述换能器单元固定于所述从动轮的其中一个端面上；所述从动轮与所述主动轮啮合连接；所述空心轴穿过所述主动轮、所述线轮，并与所述主动轮、所述线轮固定连接。

优选地，所述密封挡板包括：第一板段、第二板段和第三板段，所述第一板段、所述第三板段分别位于所述第二板段的两面，且都垂直于所述第二板段；所述第一通孔和所述第二通孔设置于所述第一板段上；所述第三通孔设置于所述第二板段上，所述空心轴通过所述第三通孔穿过所述第二板段，所述第二板段位于所述主动轮与所述线轮之间。

优选地，所述空心轴与所述第二板段之间使用密封圈进行密封。

优选地，所述换能器单元的电缆穿过所述空心轴，所述换能器单元的电缆与所述空心轴之间使用密封胶进行密封。

优选地，所述空心轴上、下端各包括一个缺口，所述缺口用于收纳所述换能器单元的电缆。

一种多平面超声探头，包括：插入部、握持部和连接部，所述插入部包括：外保护壳、换能器单元、用于转动所述换能器单元的转动机构，以及如上所述的冷却机构。

优选地，所述握持部包括：转动调节单元，所述多平面超声探头还包括：线材，所述线材一端绕设于所述转动调节单元，另一绕设于所述转动机构的线轮。

优选地，所述换能器单元的电缆、所述冷却机构的送冷媒管、所述冷却机构的排冷媒管和所述线材收纳于所述连接部内。

本发明的有益效果是，通过密封挡板与插入部的外保护壳的密封连接，组成放置换能器单元和部分转动机构的密封腔，密封腔、送冷媒管、排冷媒管和外部的冷源单元形成一个封闭循环的空间，换能器单元设置于该空间内，处于任何转动位置均能与冷媒充分接触，该机构工作时还需向该空间内注入冷媒。本技术方案能够通过冷媒的循环流动有效冷却处于工作状态的能够转动换能器单元的多平面超声探头，控制超声探头的工作温度，使其维持在与受检体体温相约度数，因此，受检体舒适度将大幅度提高，多平面超声探头无须停机冷却，减少了受检体的生理负担。

附图说明                                                                                                             

图1为现有技术的体内插入式超声探头结构示意图；

图2为现有技术带液冷系统的体内插入式超声探头插入部结构示意图；

图3为本发明第一实施例的带冷却机构的多平面超声探头插入部结构示意图；

图4为现有技术的TEE超声探头插入部结构爆炸图；

图5为本发明第二实施例的TEE超声探头插入部结构爆炸图；

图6为本发明第二实施例的密封挡板结构图；

图7为本发明第二实施例的转动机构结构图；

图8为本发明第二实施例的密封挡板与转动机构连接示意图；

图9为本发明第二实施例的TEE超声探头插入部总装剖面图；

图10为本发明第三实施例的多平面超声探头结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的说明书附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明第一实施例将对一种冷却机构进行详细说明，本实施例所述的冷却机构能够应用于多平面超声探头，该冷却机构设置于多平面超声探头的插入部内。

请参见图3，多平面超声探头的插入部3包括：冷却机构30、外保护壳31、换能器单元32以及用于转动该换能器单元32的转动机构33。

具体地，冷却机构30包括：送冷媒管301、排冷媒管302和密封挡板303。其中，密封挡板303上开设第一通孔3031、第二通孔3032以及能够供转动机构33穿过的第三通孔3033。送冷媒管301与第一通孔3031密封连接，排冷媒管302与第二通孔3032密封连接。

其中，密封挡板303与外保护壳31密封连接，具体密封方式不作限定，二者密封连接后组成一个密封腔，该密封腔用于放置换能器单元32以及部分转动机构33，转动机构33通过第三通孔0033穿过密封腔。

转动机构33仅有部分位于将注入冷媒的密封腔内，该部分的工作不受冷媒浸没和流动的影响，转动机构33的其它部分位于该密封腔外部，该部分主要包括线轮。同现有技术，转动机构33通过一线材连接受控于转动调节机构，线轮与线材的连接部分不能浸没于冷媒中。由此可见，实现转动机构33的结构方式是多种的，这里不作具体限定。

换能器单元32是多平面超声探头的核心部件，能够执行超声波的收发操作。多平面超声探头的换能器单元32能够根据需要转动，从而调整检测角度。

优选地，换能器单元32的电缆321通过转动机构33引出该密封腔，并且，换能器单元32的电缆321与转动机构33之间密封连接。

送冷媒管301用于向该密封腔内送入冷媒，排冷媒管302用于从该密封腔内排出前述的冷媒。送冷媒管301、排冷媒管302、密封腔以及外部的冷源单元34构成一条密封的回路，启动冷源单元34使冷媒在该回路中循环流动，就能够将换能器单元32的热量导走。

冷媒可以为冷却液，选用的冷却液需保证对超声波的衰减尽可能小，从而确保超声波从换能器单元32到人体的这段距离中材料的声阻抗不存在突变，提高超声图像成像的质量。

在本实施例中，密封挡板303与超声探头插入部3的外保护壳31的密封连接，组成放置换能器单元32和部分转动机构33的密封腔，密封腔、送冷媒管301、排冷媒管302和外部的冷源单元34能够形成一个封闭循环的空间，换能器单元32设置于该空间内，处于任何转动位置均能与冷媒充分接触。因此，本实施例的技术方案能够通过冷媒的循环流动有效冷却处于工作状态的能够转动换能器单元32的多平面超声探头，控制超声探头的工作温度，使其维持在与受检体体温相约的度数。因此，受检体舒适度将大幅度提高，多平面超声探头也无须停机冷却，减少了受检体的生理负担。

本发明第二实施例将对第一实施例所述的冷却机构进行详细说明，本实施例所述的冷却机构能够应用于TEE（TransEsophageal Echocardiography，经食道超声心动图）超声探头，该冷却机构设置于TEE超声探头的插入部内。

请参见图4，为现有技术一个TEE超声探头的传统例，在该传统例中，TEE超声探头的插入部4主要包括：换能器单元40、线轮单元41、第一外保护壳42、第二外保护壳43和声窗片44。

具体地，第二外保护壳43侧面上开设声窗孔431，声窗片44与声窗孔431组成插入部4的声窗，换能器单元40紧贴声窗安装，二者之间填充硅脂。

换能器单元40与线轮单元41固定连接，线轮单元41用于通过钢丝绳与外部的转动调节机构连接，以上结构设置于第一外保护壳42和第二外保护壳43组成的腔体内。当转动调节机构工作时，通过钢丝绳带动线轮单元41转动，从而联动调节换能器单元40的检测角度。

由此可见，传统例中的TEE超声探头中转动换能器单元40的线轮单元41为插入部4的转动机构，该转动机构结构简单以致于难以直接应用第一实施例所述的冷却机构。因此，在本实施例中，针对TEE超声探头的转动机构进行重新设计。

请参见图5，TEE超声探头的插入部5包括：冷却机构50、外保护壳51、换能器单元52以及用于转动该换能器单元52的转动机构53。

具体地，冷却机构50包括：送冷媒管501、排冷媒管502和密封挡板503。

请参见图6，其中，密封挡板503包括：第一板段5031、第二板段5032以及第三板段5033，第一板段5031、第三板段5033分别位于第二板段5032的两面，且都垂直于第二板段5032。第一通孔50311和第二通孔50312设置于第一板段5031上，第三通孔50321设置于第二板段5032上。

如图5示，送冷媒管501与第一通孔50311密封连接，排冷媒管502与第二通孔50312密封连接。

请参见图7和图5，转动机构53包括：

线轮531、空心轴532、主动轮533、从动轮534。

其中，换能器单元52固定于从动轮534的其中一个端面上，从动轮534与主动轮533啮合连接，空心轴532穿过主动轮533、线轮531，并与主动轮533、线轮531固定连接。换能器单元52的电缆521穿过空心轴532，优选地，换能器单元52的电缆521与空心轴532之间使用密封胶进行密封，进一步地，空心轴532上、下端各包括一个缺口，该两处缺口用于收纳换能器单元52的连接线521。

请参见图8，空心轴532通过密封挡板503的第二板段5032上的第三通孔50321穿越第二板段5032，第二板段5032位于主动轮533与线轮531之间。优选地，空心轴532与第二板段5032之间使用密封圈进行密封。

请参见图9，换能器单元52为圆柱形，外保护壳51侧面开设圆形声窗孔511。

密封挡板503与外保护壳51密封连接，具体密封方式不作限定，二者密封连接后组成一个密封腔，该密封腔用于放置换能器单元52以及部分转动机构53。

换能器单元52是TEE超声探头的核心部件，能够执行超声波的收发操作。TEE超声探头的换能器单元52能够根据需要转动，从而调整检测角度。

送冷媒管501用于向该密封腔内送入冷媒，排冷媒管502用于从该密封腔内排出前述的冷媒。送冷媒管501、排冷媒管502、密封腔以及外部的冷源单元构成一条密封的回路，开动冷源单元使冷媒在该回路中循环流动，就能够将换能器单元52的热量导走。

冷媒可以为冷却液，选用的冷却液需保证对超声波的衰减尽可能小，从而确保超声波从换能器单元52到人体的这段距离中材料的声阻抗不存在突变，提高超声图像成像的质量。

在本实施例中，密封挡板503与TEE超声探头插入部5的外保护壳51的密封连接，组成放置换能器单元52和部分转动机构53的密封腔，密封腔、送冷媒管501、排冷媒管502和外部的冷源单元能够形成一个封闭循环的空间，换能器单元52设置于该空间内，处于任何转动位置均能与冷媒充分接触。因此，本实施例的技术方案能够通过冷媒的循环流动有效冷却处于工作状态的能够转动换能器单元52的TEE超声探头，控制超声探头的工作温度，使其维持在与受检体体温相约的度数。因此，受检体舒适度将大幅度提高，TEE超声探头也无须停机冷却，减少了受检体的生理负担。

本发明第三实施例将对一种多平面超声探头进行详细说明，请参见图10，本实施例所述的多平面超声探头包括：

插入部010、握持部011和连接部012，具体地，插入部010包括：外保护壳、换能器单元、用于转动换能器单元的转动机构，以及如第一实施例所述的冷却机构，优选地，当所述多平面超声探头具体为TEE超声探头时，该冷却机构还可以用如第二实施例所述的冷却机构代替。

握持部011包括：转动调节单元0111，多平面超声探头还包括：线材0121，线材0121一端绕设于转动调节单元0111，另一绕设于转动机构的线轮。插入部010内部换能器单元的电缆、冷却机构的送冷媒管、冷却机构的排冷媒管和线材0121收纳于连接部012内。

以上对本发明实施例所提供的一种冷却机构及超声探头进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的结构及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种冷却机构，设置于多平面超声探头的插入部内，所述插入部包括：外保护壳、换能器单元和用于转动所述换能器单元的转动机构，其特征在于，所述冷却机构包括：送冷媒管、排冷媒管和密封挡板，

所述密封挡板与所述外保护壳密封连接，组成放置所述换能器单元和部分所述转动机构的密封腔；

所述密封挡板上开设第一通孔、第二通孔和供所述转动机构穿过的第三通孔；

所述送冷媒管与所述第一通孔密封连接，所述排冷媒管与所述第二通孔密封连接，所述送冷媒管用于向所述密封腔送入冷媒，所述排冷媒管用于从所述密封腔排出冷媒；

所述多平面超声探头为经食道超声心动图TEE超声探头，所述换能器单元为圆柱形，所述外保护壳侧面开设圆形声窗孔，所述转动机构包括：线轮、空心轴、主动轮和从动轮，

所述换能器单元固定于所述从动轮的其中一个端面上；

所述从动轮与所述主动轮啮合连接；

所述空心轴穿过所述主动轮、所述线轮，并与所述主动轮、所述线轮固定连接；

所述密封挡板包括：第一板段、第二板段和第三板段，

所述第一板段、所述第三板段分别位于所述第二板段的两面，且都垂直于所述第二板段；

所述第一通孔和所述第二通孔设置于所述第一板段上；

所述第三通孔设置于所述第二板段上，所述空心轴通过所述第三通孔穿过所述第二板段，所述第二板段位于所述主动轮与所述线轮之间。

2.根据权利要求1所述的冷却机构，其特征在于，

所述换能器单元的电缆通过所述转动机构引出所述密封腔，所述换能器单元的电缆与所述转动机构之间密封。

3.根据权利要求1或2所述的冷却机构，其特征在于，

所述空心轴与所述第二板段之间使用密封圈进行密封。

4.根据权利要求1或2所述的冷却机构，其特征在于，

所述换能器单元的电缆穿过所述空心轴，所述换能器单元的电缆与所述空心轴之间使用密封胶进行密封。

5.根据权利要求4所述的机构，其特征在于，

所述空心轴上、下端各包括一个缺口，所述缺口用于收纳所述换能器单元的电缆。

6.一种多平面超声探头，包括：插入部、握持部和连接部，其特征在于，所述插入部包括：外保护壳、换能器单元、用于转动所述换能器单元的转动机构，以及如权利要求1至5任一项所述的冷却机构。

7.根据权利要求6所述的多平面超声探头，其特征在于，所述握持部包括：转动调节单元，所述多平面超声探头还包括：线材，

所述线材一端绕设于所述转动调节单元，另一绕设于所述转动机构的线轮。

8.根据权利要求7所述的多平面超声探头，其特征在于，

所述换能器单元的电缆、所述冷却机构的送冷媒管、所述冷却机构的排冷媒管和所述线材收纳于所述连接部内。