CN105797286B - 一种互背向发射多声束超声组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及介入超声技术领域，公开了一种互背向发射多声束超声组件，其包括第一超声换能器和第二超声换能器，所述第一超声换能器的下表面和所述第二超声换能器的上表面均镀有金属镀层，所述第一超声换能器的上表面与所述第二超声换能器的下表面之间镀有一层共有的金属镀层；或者所述第一超声换能器和第二超声换能器的上下表面均镀有金属镀层，所述第一超声换能器的上表面的金属镀层与所述第二超声换能器的下表面的金属镀层之间设有背衬层；每层所述金属镀层的同一侧连接有金属带，每个所述金属带的尾端分别连接有与其同轴的电极线。本发明能够减少声能损耗、提高电声转换率、节省安装空间和提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及介入超声技术领域，特别是涉及一种互背向发射多声束超声组件。
背景技术
导管组织消融技术已广泛应用于临床，如心律失常、顽固性高血压等交感过度激活相关疾病的器械治疗中。射频消融导管在实现消融时，其原理是通过热传递的方式将射频能量产生大量热能，通过血管内膜逐步传递至血管外膜周围的组织，引起血管外面及外膜周围组织内的神经变性，这种方式不可避免地会对消融区域血管内皮产生损伤，并且已有研究发现，在长期随访中有患者出现血管狭窄的并发症。
超声能量具有良好的方向性和穿透性，与射频能量相比，超声消融使用的能量更低，能量传递不依赖于组织的传导，在治疗过程中可避免对血管内膜组织造成损伤，因此，超声能量可能是临床消融治疗领域理想的能量来源。
目前超声换能器基本构造包括压电片、电极、背衬和匹配层，超声换能器通过背衬控制超声换能器频率和脉冲响应，同时控制超声换能器能量传播的单向性，由于超声换能器背衬多采用高阻尼、高衰减材料，入射到背衬的超声能量部分转换成热能造成能量损耗，这不但降低了超声换能器的电声转换效率，转化生成的热量在人体组织中还可造成不良的后果，如在血管中，过热的换能器表面可能对治疗区域的血管内膜造成损伤，将导致治疗对象发生远期血管狭窄甚至闭塞。又如在血液中，表面温度升高的超声元件将诱发血液凝固并凝聚于换能器表面，导致声能释放受阻，进一步降低了超声换能器的电声转化效率，甚至导致换能器损坏，同时表面血栓的形成增加了发生血栓栓塞的风险。专利WO 2011/130531A2、CN 102596320 A中所使用超声换能器为采用背衬、单向发射超声，两专利对于产热的处理采用球囊包裹、盐水灌注冲洗等方法。US20130090578、US2013123670A1采用单片双向发射的方法增加超声发射的方向，但是存在换能器带宽窄、能量低、增加驱动电压时产热增加危及安全等缺点。WO2006/034000 A1公开一种双压电片叠加的多向超声发射装置，但是单纯的多压电片叠加存在着中间层厚度不同时超声能量损失、压电片声学特性改变的可能，从而不能保证组合后的压电单元的声学稳定性。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何减少声能损耗、提高电声转换率、节省安装空间和提高工作效率。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种互背向发射多声束超声组件，其包括第一超声换能器和第二超声换能器，所述第一超声换能器的下表面和所述第二超声换能器的上表面均镀有金属镀层，所述第一超声换能器的上表面与所述第二超声换能器的下表面之间镀有一层共有的金属镀层；或者所述第一超声换能器和第二超声换能器的上下表面均镀有金属镀层，所述第一超声换能器的上表面的金属镀层与所述第二超声换能器的下表面的金属镀层之间设有背衬层；每层所述金属镀层的同一侧连接有金属带，每个所述金属带的尾端分别连接有与其同轴的电极线。
其中，所述金属带沿所述金属镀层的长度方向设置。
其中，所述金属镀层与所述金属带通过键合连接在一起。
其中，所述第一超声换能器和第二超声换能器均为压电晶片。
其中，所述金属带的外表面和所述电极线的外表面均设有屏蔽层。
其中，所述金属镀层优选为黄金镀层，所述金属带优选为黄金带。
其中，所述背衬层由吸声材料制成。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的一种互背向发射多声束超声组件，采用在第一超声换能器的下表面和第二超声换能器的上表面均镀有金属镀层，所述第一超声换能器的上表面与所述第二超声换能器的下表面之间镀有共有的金属镀层；或者所述第一超声换能器和第二超声换能器的上下表面均镀有金属镀层，所述第一超声换能器的上表面的金属镀层与所述第二超声换能器的下表面的金属镀层之间设有背衬层；从而可以实现第一超声换能器和第二超声换能器分别向两侧背向发射等强度超声束，达到减少声能损耗、提高电声转换率、节省安装空间和提高工作效率的效果。
附图说明
图1为本发明一种实施例的结构示意图；
图2为本发明另一种实施例的结构示意图。
图中：1：第一超声换能器；2：第二超声换能器；3：共有的金属镀层；4：金属带；5：电极线；6：背衬层；101：第一超声换能器下表面的金属镀层；102：第一超声换能器上表面的金属镀层；201：第二超声换能器上表面的金属镀层；202：第二超声换能器下表面的金属镀层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1所示，为本发明提供的一种互背向发射多声束超声组件，其包括第一超声换能器1和第二超声换能器2，所述第一超声换能器1和第二超声换能器2均为压电晶片，所述第一超声换能器1的下表面和所述第二超声换能器2的上表面均镀有金属镀层，所述第一超声换能器1的上表面与所述第二超声换能器2的下表面之间镀有一层共有的金属镀层3，构成背衬；每层所述金属镀层的同一侧连接有金属带4，每个所述金属带4的尾端分别连接有与其同轴的电极线5。当发射能量时，所述第一超声换能器1的上表面和第二超声换能器2的下表面能量互相抵消，从而可以保证所述第一超声换能器1的下表面与所述第二超声换能器2的上表面发射能量的一致性，提高能量转换效率，具有更少的能量损失，在发射能量时能更少地产生热量，减少热量积累带来的危险性。
具体地，为了安装的方便，所述金属带4沿所述金属镀层的长度方向设置。
为了连接的可靠性，所述金属镀层与所述金属带4通过键合连接在一起。
所述金属带4的外表面和所述电极线5的外表面均设有屏蔽层，以保证相邻所述金属带4之间相互绝缘，以及相邻的所述电极线5之间相互绝缘。
为了达到更好的效果，所述金属镀层优选为黄金镀层，所述金属带4优选为黄金带。
具体地，当需要同时发射能量时，可以将所述第一超声换能器下表面的金属镀层101与所述第二超声换能器上表面的金属镀层201通过与各自连接的电极线5连接到超声波发生设备的正极上，将位于两者之间的所述金属镀层3通过与其连接的电极线5连接到超声波发生设备的负极上，这样第一超声换能器下表面的金属镀层101和第二超声换能器上表面的金属镀层201共用一个电极，而且当超声波发生设备发射能量时所述第一超声换能器下表面的金属镀层101和第二超声换能器上表面的金属镀层201表面就会同时发射两束一样的超声能量，从而能够提高消融效率。
当需要独立发射能量时，将所述第一超声换能器下表面的金属镀层101与所述第二超声换能器上表面的金属镀层201通过与各自连接的电极线5分别连接到超声波发生设备的两个正极，将位于两者之间的所述金属镀层3通过与其连接的电极线5连接到超声波发生设备的负极，当超声波发生设备发射能量时，所述第一超声换能器1的下表面与第二超声换能器2的上表面可以选择性的发射能量；即第一超声换能器下表面的金属镀层101和所述第二超声换能器上表面的金属镀层201可以选择性的发射能量。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于：如图2所示，所述第一超声换能器1和第二超声换能器2的上下表面均镀有金属镀层，所述第一超声换能器1的上表面的金属镀层与所述第二超声换能器2的下表面的金属镀层之间设有共用的背衬层6；所述背衬层6可以由硅橡胶材料制成或者由具有多孔结构的吸声材料制成，设置所述背衬层6，超声转换效率会极大的提高，第一超声换能器下表面的金属镀层101和所述第二超声换能器上表面的金属镀层201均能发射超声转换效率较高的能量，既提高了超声转换效率，又提高了消融效率。
当需要同时发射能量时，所述第一超声换能器下表面的金属镀层101和所述第二超声换能器上表面的金属镀层201共同连接到超声波发生设备的正极，第一超声换能器上表面的金属镀层102和第二超声换能器下表面的金属镀层202共同连接到超声波发生设备的负极，当超声波发生设备发射能量时，所述第一超声换能器下表面的金属镀层101和所述第二超声换能器上表面的金属镀层201表面就会同时发射两束一样的超声能量，能够提高消融效率。
当需要独立发射能量时，所述第一超声换能器下表面的金属镀层101和所述第二超声换能器上表面的金属镀层201分别连接到超声波发生设备的两个正极，第一超声换能器上表面的金属镀层102和第二超声换能器下表面的金属镀层202共同连接到超声波发生设备的负极，当超声波发生设备发射能量时，第一超声换能器下表面的金属镀层101和所述第二超声换能器上表面的金属镀层201可以选择性的发射能量。
由以上实施例可以看出，本发明能够提高超声换能器的工作效率，减少热量的产生，并提高超声消融治疗的安全性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种互背向发射多声束超声组件，其特征在于，包括第一超声换能器和第二超声换能器，所述第一超声换能器的下表面和所述第二超声换能器的上表面均镀有金属镀层，所述第一超声换能器的上表面与所述第二超声换能器的下表面之间镀有一层共有的金属镀层；或者所述第一超声换能器和第二超声换能器的上下表面均镀有金属镀层，所述第一超声换能器的上表面的金属镀层与所述第二超声换能器的下表面的金属镀层之间设有背衬层，所述背衬层由吸声材料制成；每层所述金属镀层的同一侧连接有金属带，每个所述金属带的尾端分别连接有与其同轴的电极线。
2.如权利要求1所述的互背向发射多声束超声组件，其特征在于，所述金属带沿所述金属镀层的长度方向设置。
3.如权利要求1所述的互背向发射多声束超声组件，其特征在于，所述金属镀层与所述金属带通过键合连接在一起。
4.如权利要求1所述的互背向发射多声束超声组件，其特征在于，第一超声换能器和所述第二超声换能器均为压电晶片。
5.如权利要求1所述的互背向发射多声束超声组件，其特征在于，所述金属带的外表面和所述电极线的外表面均设有屏蔽层。
6.如权利要求1所述的互背向发射多声束超声组件，其特征在于，所述金属镀层为黄金镀层，所述金属带为黄金带。
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