CN112999534A - 超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超声探头技术领域，尤其是一种超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头，包括高频超声换能器探头和低频超声换能器探头，所述的低频超声换能器探头包括有手柄，所述手柄的前部通过螺纹连接有隔离透声膜，同时手柄的前部还通过O型圈密封连接有温度传感器和超声振子，所述手柄的后部设置有与温度传感器和超声振子电连接的4针航空接插件，所述的高频超声换能器探头包括有壳体，所述壳体的前端内部设置有台阶槽一，台阶槽一处固定有套管一，套管一的前端内部设置有台阶槽二，台阶槽二处固定有压电片，压电片的前部端灌封有透声胶，本发明既可治疗浅表肿瘤组织又可治疗深层肿瘤组织，同时还有温度保护功能，可杜绝烫伤的安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及产生探头技术领域，具体领域为一种超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头。
背景技术
我国恶性肿瘤防控形势逐年严峻，发病与死亡率居高不下。目前的恶性肿瘤治疗方法如手术、化疗、放疗、靶向治疗等，无差别的攻击正常细胞，都存在不同程度的不良反应和副作用，且疗效有待提升，病人比较痛苦和抗拒。
研究表明，超声(Ultrasound)作为一种非侵入性的无创手段，可在机体内产生热效应以及非热效应，可明显减轻患者炎性疼痛症状。同时低频超声可使肿瘤组织加热升温到41℃～43℃，加热深度可达12cm～15cm，由于癌变组织血流量仅为正常组织10％左右，因此当超声能量被组织吸收转化为热量时，正常组织可通过血流循环而散热，而癌变组织因其血流量较小，散热能力较差，从而达到抑制肿瘤生长的作用。随着组织温度升高，将会发生不同的生理效应，适当的组织温升为组织修复提供了理想的环境。当组织温度升高1℃时，新陈代谢速率将会增加。2～3℃的组织温升能够增加血流速度、降低肌肉痉挛、缓解疼痛。至少4℃的组织温升才会增强组织延展性，使组织更容易伸展。当组织温升达到8℃以上时，才会对组织造成热损伤。超声的非热生物学效应能够促进成骨细胞分裂、调节神经递质传递、增加细胞膜的通透性、引起平滑肌细胞节律性运动等。以此来促进药物释放，获得更好的疗效。
但目前市场上的超声肿瘤治疗仪也同时存在两个问题：(1)频率单一无法兼顾治疗浅表和深部肿瘤。高频一般用于检测成像，分辨率较高；低频用于功率和治疗，能量较大，损耗小可远距离传输。总之超声频率越高，致热能力越强，但衰减越严重。(2)没有温度检测和保护功能。当组织温升达到8℃以上时，会对组织造成热损伤。因此，既要利用热效应治疗肿瘤的同时，又要实时监测和保护病人，避免医疗事故的发生。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头，包括高频超声换能器探头和低频超声换能器探头，所述的低频超声换能器探头包括有手柄，所述手柄的前部通过螺纹连接有隔离透声膜，同时手柄的前部还通过O型圈密封连接有温度传感器和超声振子，所述手柄的后部设置有与温度传感器和超声振子电连接的4针航空接插件，
所述的高频超声换能器探头包括有壳体，所述壳体的前端内部设置有台阶槽一，台阶槽一处固定有套管一，套管一的前端内部设置有台阶槽二，台阶槽二处固定有压电片，压电片的前部端灌封有透声胶。
优选的，所述的手柄外部设置有logo标志。
优选的，所述手柄内部的隔离透声膜和超声振子间填充有隔离透声液。
优选的，所述的超声振子由螺杆、后盖板、电极片、压电陶瓷元件、套管二和前盖板组成，套管二穿过电极片和压电陶瓷元件的内孔，螺杆依次穿过后盖板、套管二后拧入前盖板锁紧装配。
优选的，所述的温度传感器通过信号线与4针航空接插件连接，超声振子的正负电极片通过导线与4针航空接插件连接，4针航空接插件通过多芯电缆连接外部超声电源主机。
优选的，所述的前盖板、后盖板采用316L材料制成，螺杆采用40Cr材料制成，电极片采用铍青铜镀银制成，套管二为聚四氟乙烯材料模压成型，所述的手柄由ABS材料制成。
优选的，所述低频超声换能器探头的总长为155mm，外径为46mm，谐振频率f为18-21kHz，谐振阻抗为50-90Ω，谐振电容为1.5-2.2nF，功率容量为60-130W。
优选的，所述的温度传感器选用pt100铂热电阻，温度传感器的阈值温度设置为45-46℃范围可调。
优选的，所述的压电陶瓷元件采用P82配方材料制成。
优选的，所述的压电片采用P44配方材料制成，套管一为聚四氟乙烯材料模压成型，高频超声换能器的总长为51mm，外径为28mm，谐振频率f为1MHz±100kHz，谐振阻抗为10-35Ω，谐振电容1.3-2.0nF，功率容量为1-6W。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头，含高低频两个探头，高频超声换能器探头可治疗浅表肿瘤组织，低频超声换能器探头可治疗深部肿瘤组织，同时探头内设置有温度传感器，可杜绝烫伤的安全隐患。总之，本发明疗效较好，适用范围较广，无明显不良反应，安全性较高。
附图说明
图1为本发明的低频超声换能器探头的结构示意图；
图2为本发明的高频超声换能器探头的结构示意图。
图中：1、手柄；2、隔离透声膜；3、O型圈；4、温度传感器；5、航空接插件；6、logo标记；7、隔离透声液；8、螺杆；9、后盖板；10、电极片；11、压电陶瓷元件；12、套管二；13、前盖板；14、信号线；15、导线；16、电缆；17、壳体；18、套管一；19、压电片；20、透声胶；21、导线；22、橡胶塞；23、BNC堵头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。
本发明提供一种技术方案：一种超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头，包括高频超声换能器探头和低频超声换能器探头，
如图1所示，所述的低频超声换能器探头包括有手柄，所述手柄的前部通过螺纹连接有隔离透声膜，同时手柄的前部还通过O型圈密封连接有温度传感器和超声振子，所述手柄的后部设置有与温度传感器和超声振子电连接的4针航空接插件，
低频超声换能器探头包括手柄1，手柄1前部一方面通过螺纹连接隔离透声膜2，另一方面通过o型圈3连接温度传感器4和超声振子。手柄1后部连接4针航空接插件5。
手柄1的外部上设置有logo标记6，隔离透声膜2和超声振子之间充满了隔离透声液7，O型圈3起到密封隔离透声液7的作用。
超声振子由螺杆8、后盖板9、电极片10、压电陶瓷元件11、套管12、前盖板13组成，套管12穿过电极片10和压电陶瓷元件11的内孔，螺杆8依次穿过后盖板9、套管12拧入前盖板13锁紧装配而成。
温度传感器4通过信号线14与航空接插件5连接，超声振子的正负电极片10通过导线15也与航空接插件5连接，航空接插件5通过多芯电缆16连接外部超声电源主机。
超声振子的前盖板13、后盖板9采用316L材料制作而成，螺杆8采用40Cr材料制成，电极片10为铍青铜镀银制成，压电元件11为P82配方材料制成，尺寸为Φ20xΦ10x5mm，套管二12为聚四氟乙烯材料制成。
手柄1的外壳材质选用ABS，低频超声换能器探头(含手柄外壳1)的总长为155mm，外径为Φ46mm。谐振频率f为18-21kHz，谐振阻抗为50-90Ω，谐振电容为1.5-2.2nF，功率容量为60-130W。
温度传感器4选用pt100铂热电阻，温控模块选用单路RS485型PT100温度变送器MODBUSRTU通信协议。温度传感器4的阈值温度设置为45-46℃范围可调。
如图2所示，所述的高频超声换能器探头包括有壳体，所述壳体的前端内部设置有台阶槽一，台阶槽一处固定有套管一，套管一的前端内部设置有台阶槽二，台阶槽二处固定有压电片，压电片的前部端灌封有透声胶。
高频超声换能器探头包括壳体17，壳体17的前端内部设置有台阶槽一，台阶槽一处固定有套管一18，套管一18的前端内部设置有台阶槽二，台阶槽二处固定有压电片19。压电片19的前部灌封有透声胶20。压电片19采用翻电极工艺，压电片连接导线21，导线21依次穿过壳体17尾部的橡胶塞22和BNC堵头23连接超声电源主机。
压电片19采用P44配方材料制成，套管一18为聚四氟乙烯材料模压成型。高频超声换能器的总长为51mm，外径为Φ28mm，谐振频率f为1MHz±100kHz，谐振阻抗为10-35Ω，谐振电容1.3-2.0nF，功率容量为1-6W。导线21选用RG174 50-1.5同轴射频线屏蔽96网编织款。
通过本技术方案，既可治疗浅表肿瘤组织又可治疗深层肿瘤组织，同时还有温度保护功能，可杜绝烫伤的安全隐患。总之，本发明疗效较好，适用范围较广，无后遗症无明显不良反应，风险低安全性高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头，其特征在于：包括高频超声换能器探头和低频超声换能器探头，所述的低频超声换能器探头包括有手柄，所述手柄的前部通过螺纹连接有隔离透声膜，同时手柄的前部还通过O型圈密封连接有温度传感器和超声振子，所述手柄的后部设置有与温度传感器和超声振子电连接的4针航空接插件，
所述的高频超声换能器探头包括有壳体，所述壳体的前端内部设置有台阶槽一，台阶槽一处固定有套管一，套管一的前端内部设置有台阶槽二，台阶槽二处固定有压电片，压电片的前部端灌封有透声胶。
2.根据权利要求1所述的超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头，其特征在于：所述的手柄外部设置有logo标志。
3.根据权利要求1所述的超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头，其特征在于：所述手柄内部的隔离透声膜和超声振子间填充有隔离透声液。
4.根据权利要求1所述的超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头，其特征在于：所述的超声振子由螺杆、后盖板、电极片、压电陶瓷元件、套管二和前盖板组成，套管二穿过电极片和压电陶瓷元件的内孔，螺杆依次穿过后盖板、套管二后拧入前盖板锁紧装配。
5.根据权利要求1所述的超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头，其特征在于：所述的温度传感器通过信号线与4针航空接插件连接，超声振子的正负电极片通过导线与4针航空接插件连接，4针航空接插件通过多芯电缆连接外部超声电源主机。
6.根据权利要求4所述的超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头，其特征在于：所述的前盖板、后盖板采用316L材料制成，螺杆采用40Cr材料制成，电极片采用铍青铜镀银制成，套管二为聚四氟乙烯材料模压成型，所述的手柄由ABS材料制成。
7.根据权利要求1所述的超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头，其特征在于：所述低频超声换能器探头的总长为155mm，外径为46mm，谐振频率f为18-21kHz，谐振阻抗为50-90Ω，谐振电容为1.5-2.2nF，功率容量为60-130W。
8.根据权利要求1所述的超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头，其特征在于：所述的温度传感器选用pt100铂热电阻，温度传感器的阈值温度设置为45-46℃范围可调。
9.根据权利要求4所述的超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头，其特征在于：所述的压电陶瓷元件采用P82配方材料制成。
10.根据权利要求1所述的超声肿瘤治疗仪用多频超声换能器探头，其特征在于：所述的压电片采用P44配方材料制成，套管一为聚四氟乙烯材料模压成型，高频超声换能器的总长为51mm，外径为28mm，谐振频率f为1MHz±100kHz，谐振阻抗为10-35Ω，谐振电容1.3-2.0nF，功率容量为1-6W。
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