CN115024788A - 用于辅助溶栓的超声波换能器及包含其的超声波发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于辅助溶栓的超声波换能器及包含其的超声波发生装置。该超声波换能器包括至少一超声波辐射单元；超声波辐射单元包括：超声波辐射体以及输电件，输电件与超声波辐射体电连接，并用于为超声波辐射体输送电能。该超声波换能器包括多个超声波辐射单元，多个超声波辐射单元通过其输电件首尾相连成列式超声波辐射单元组。本发明实施例还提供了一种超声波发生装置，包括：超声波换能器以及导管；导管用于装载超声波换能器。本发明实施例能够将电能转换成超声波能量，从而通过超声波与溶栓药物结合加速溶栓药物作用，提高溶栓效率、缩短溶栓时间，降低溶栓药物导致的出血风险。

Description

用于辅助溶栓的超声波换能器及包含其的超声波发生装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种用于辅助溶栓的超声换能器及包含其的超声波发生装置。

背景技术

目前，血栓性疾病已成为威胁全人类健康和生命的重要疾病。除了遗传，多数血栓性疾病的发生，都和人们的不良生活方式和习惯有关。在血栓性疾病中，包括缺血性脑血管病、心肌梗死、肺栓塞以及手术或外伤后引起的各种动静脉血栓等，其发病率高且具有很高的致死率和致残率。目前治疗和预防血栓疾病以抗凝和溶栓治疗为主。溶栓治疗主要有系统性溶栓治疗方案和导管接触溶栓。其中，系统性溶栓治疗方案具有引发脑出血或全身性出血的风险；导管接触溶栓虽然降低了溶栓药物使用剂量，但由于溶栓药物的溶栓效率仍不理想，存在溶栓时间长，而长时间置管溶栓还有感染的风险。

因此，提高溶栓效率、缩短溶栓治疗时间对溶栓治疗至关重要。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种用于辅助溶栓的超声换能器及包含其的超声波发生装置，能够将电能转换成超声波能量，从而通过超声波与溶栓药物结合加速溶栓药物作用，提高溶栓效率、缩短溶栓时间。

为解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例提供了一种用于辅助溶栓的超声波换能器，所述超声波换能器包括至少一超声波辐射单元；所述超声波辐射单元包括：

超声波辐射体；以及

输电件，其与所述超声波辐射体电连接，并用于为所述超声波辐射体输送电能。

另外，所述超声波辐射体呈空心圆柱体；所述空心圆柱体的外壁和内壁分别用于第一电极和第二电极。

另外，所述输电件包括分别与所述第一电极和第二电极电连接的第一导线和第二导线；

所述超声波辐射单元为多个，且多个所述超声波辐射单元的结构相同；多个所述超声波辐射单元通过所述第一导线和所述第二导线首尾相连成列式超声波辐射单元组。

另外，所述超声波辐射体包括：两个辐射板体以及公共电极板；

所述公共电极板设置于所述两个辐射板体之间且与所述两个辐射板体电连接。

另外，所述公共电极板呈平板状，所述两个辐射板体分别贴合固设于所述公共电极板两侧。

另外，所述两个辐射板体相同且均呈矩形，所述两个辐射板体的厚度大于所述公共电极板的厚度。

另外，所述输电件包括分别与所述两个辐射板体电连接的两个电极导线以及由所述公共电极板延伸形成的电极连接板；

所述超声波辐射单元为多个，且多个所述超声波辐射单元的结构相同，多个所述超声波辐射单元通过所述电极导线和电极连接板首尾相连成列式超声波辐射单元组。

另外，所述列式超声波辐射单元组的公共电极板、电极连接板为一体件。

另外，所述公共电极板包括：板体；

所述板体面向任一所述辐射板体的一侧两端分别凸出形成两个支撑部，所述两个支撑部之间形成振动槽，所述两个支撑部的支撑面与所述辐射板体相连。

另外，所述输电件包括：分别与所述两个辐射板体电连接的两个电极导线以及与所述公共电极板相连的公共极导线；

所述超声波辐射单元为多个，且多个超声波辐射单元的结构相同，所述多个超声波辐射单元之间通过所述电极导线以及所述公共极导线首尾相连成列式超声波辐射单元组。

另外，超声波辐射单元为多个，多个所述超声波辐射单元之间通过所述输电件首尾相连成列式超声波辐射单元组。

第二方面，本发明实施例还提供了一种用于辅助溶栓的超声波发生装置，包括：如前所述的用于辅助溶栓的超声波换能器以及导管；

所述导管用于装载所述超声波换能器。

另外，所述超声波发生装置还包括绝缘结构，所述绝缘结构为填充并包裹所述超声波换能器的绝缘层或者所述导管兼作所述超声波换能器的绝缘结构；

可选地，所述超声波发生装置还包括：电源模块，所述电源模块与所述超声波换能器电连接；

可选地，所述超声波发生装置还包括：设置于所述导管内并用于增强所述超声波换能器轴向强度的增强件；

可选地，当所述超声波换能器的超声波辐射体呈空心圆柱体时，所述增强件为同轴设置于所述超声波辐射体内的增强管。

由上述技术方案可知，本发明至少具有如下优点和积极效果：

本发明实施例的用于辅助溶栓的超声波换能器及超声波发生装置通过输电件为超声波辐射体输送电能，通过超声波辐射体将电能转换成超声波能量并辐射超声波，从而可通过超声波在血液组织内传播，加速溶栓药物向血栓内部渗透、增加药物与血栓的作用面积、增强溶栓药物与纤维蛋白的结合能力以及辅助溶栓药物切断血栓纤维内的分子连接，进而加快纤维蛋白基质的降解，缩短血管再通时间，提高溶栓的成功率；同时还可减少溶栓药物的使用剂量，进而降低溶栓药物导致的出血风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，可以理解地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的用于辅助溶栓的超声波换能器的超声波辐射单元的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的用于辅助溶栓的超声波换能器的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的用于辅助溶栓的超声波换能器的超声波辐射单元的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的用于辅助溶栓的超声波换能器的辐射板体的结构示意图；

图5为本发明实施例二提供的用于辅助溶栓的超声波换能器的公共电极板的结构示意图；

图6为本发明实施例二提供的用于辅助溶栓的超声波换能器的结构示意图；

图7为本发明实施例三提供的用于辅助溶栓的超声波换能器的超声波辐射单元的结构示意图；

图8为本发明实施例三提供的用于辅助溶栓的超声波换能器的辐射板体的结构示意图；

图9为本发明实施例三提供的用于辅助溶栓的超声波换能器的公共电极板的结构示意图；

图10为本发明实施例三提供的用于辅助溶栓的超声波换能器的结构示意图；

图11为本发明实施例四提供的用于辅助溶栓的超声波发生装置的结构示意图；

图12为图11中A-A处的剖面结构示意图；

图13为超声波换能器和绝缘结构的剖面结构示意图；

图14为图11中A-A处的另一种剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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。

需要说明的是，除非另有明确的规定，术语“相连”、“连接”等应做广义理解，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，在介入医疗器械领域，近端是指距离操作者较近的一端，而远端是指距离操作者较远的一端；轴向是指平行于自然状态下的医疗器械远端中心和近端中心连线的方向。上述定义只是为了表述方便，并不能理解为对本发明的限制。

实施例一

请参阅图1所示，本发明实施例提供一种用于辅助溶栓的超声波换能器，可与溶栓药物配合使用，在溶栓时辐射超声波能量，超声波在血液组织内传播时可加速溶栓药物向血栓内部渗透、增加药物与血栓的作用面积、增强溶栓药物与纤维蛋白的结合能力以及辅助溶栓药物切断血栓纤维内的分子连接，进而加快纤维蛋白基质的降解，缩短血管再通时间，提高溶栓的成功率；同时还可减少溶栓药物的使用剂量，进而降低溶栓药物导致的出血风险。本实施例的用于辅助溶栓的超声波换能器至少包括一超声波辐射单元，该超声波辐射单元包括：超声波辐射体以及输电件。输电件与超声波辐射体电连接，并用于为超声波辐射体输送电能。

超声波辐射体作为将电能转换为超声波机械能量并辐射出去的部件，可采用具有压电效应的压电材料制作，包括但不限于：锆钛酸铅(简称PZT)、钛酸钡、钛酸铅、偏铌酸铅等压电材料。锆钛酸铅是PbTiO3和PbZrO3的固溶体，尤其适用于制作压电器件。

输电件可以是导线、金属薄板等适于导电的结构。输电件连接外部供电电源，对超声波辐射体施加频率在20KHz以上的交流电信号，使得超声波辐射体产生超声振动，向周围发射超声波能量。

超声波换能器可以包括多个超声波辐射单元，多个超声波辐射单元之间通过输电件首尾相连成列式超声波辐射单元组。单个超声波辐射单元的辐射范围有限，不能满足较长溶栓段内的使用需求，通过将多个超声波辐射单元组合成超声波辐射单元组，可增大超声波换能器长度，从而可以根据溶栓长度需求使用不同长度的超声波换能器。可以理解的是，多个超声波辐射单元的超声波辐射体的结构可以相同，也可以不同，在此不做具体限制。

请参阅图1所示，超声波辐射体11呈空心圆柱体，空心圆柱体的外壁用于第一电极111，空心圆柱体的内壁用于第二电极112。输电件包括与第一电极111电连接的第一导线12和与第二电极112电连接的第二导线13。

通过第一导线12和第二导线13对超声波辐射体11施加频率在20KHz以上的交流电信号，使得作为超声辐射面的外壁(即第一电极111)向外输出超声振动。

空心圆柱体结构的超声波辐射体11能够以径向向外辐射的模式发射超声波，从而可以从血管内部各个方向作用于血栓。

本实施例的用于辅助溶栓的超声波换能器1包括多个超声波辐射单元，多个超声波辐射单元的结构相同。多个超声波辐射单元通过第一导线12和第二导线13首尾相连成列式超声波辐射单元组。

根据血管患处的长度大小，可将多个超声波辐射单元串联成超声换能器组，超声波换能器1包括n个超声波辐射单元，第1个超声波辐射单元的超声波辐射体11的第一电极111与第2、3、……n个超声波辐射体11的第一电极111通过第一导线12依次连接，类似地，第1个超声波辐射体11的第二电极112与第2、3、……n个超声波辐射体11的第二电极113通过第二导线13依次连接。请参阅图2，超声波换能器1包括由3个超声波辐射单元通过第一导线12和第二导线13首尾相连成列式超声波辐射单元组。可以理解的是，超声波辐射单元的数量可以根据溶栓长度以及单个超声波辐射单元的长度确定，可以是更多个，比如9个等，在此不做具体限制。

实施例二

本发明实施例二提供的一种用于辅助溶栓的超声波换能器与实施例一的超声波换能器的主要不同之处在于超声波辐射体和输电件的具体结构不同，对于两者的相同之处此处不再赘述。

请参阅图3～图6所示，本实施例的辅助溶栓的超声波换能器的超声波辐射体包括：两个辐射板体21以及公共电极板231。公共电极板231设置于两个辐射板体21之间且与两个辐射板体21电连接。两个辐射板体21分别用于将电能转换成超声波振动能量并发射超声波能量。辐射板体21采用压电材料制成。两个辐射板体21的结构可以相同，比如两个辐射板体21形状和尺寸均相同。示例性地，两个辐射板体21可以均呈矩形。其中，每个辐射板体21包含第一端面211和第二端面212。第一端面211和第二端面212均为矩形平面，第一端面211或者第二端面212与公共电极板231贴合连接，空余的第一端面或者第二端面用于输出超声振动能量。两个辐射板体21相对于公共电极板231对称设置，因此，本实施例的超声波辐射体在工作时通过两个对称的辐射表面向外发射超声波。

公共电极板231呈平板状，公共电极板231为金属电极，可采用导向性佳的金属材料制成，公共电极板231作为两个辐射板体21的接地电极。两个辐射板体21分别贴合固设于公共电极板231两侧。公共电极板231和辐射板体21之间可采用导电胶相连，在此不做具体限制。

输电件可包括分别与两个辐射板体21电连接的两个电极导线22以及由公共电极板231延伸形成的电极连接板232。辐射板体21的辐射表面作为其另一个电极，与电极导线22相连，电极导线22沿平行于辐射板体21的方向延伸。电极连接板232用于连接外部供电电源或者与其他超声波辐射单元的公共电极板231相连。公共电极板231和电极连接板232为一体件，用于超声波辐射单元的公共电极230。可以理解的是，电极连接板232也可以采用导线替代。

可选地，两个辐射板体21的厚度大于公共电极板231的厚度，从而使得超声波辐射体具有更佳的辐射性能。

本实施例的超声波换能器2也可以包含多个超声波辐射单元。多个超声波辐射单元的结构可以相同，多个超声波辐射单元通过电极导线22和电极连接板首尾相连成列式超声波辐射单元组。其中，列式超声波辐射单元组的公共电极板231、电极连接板232可以为一体件，即多个超声波辐射单元的公共电极230为一体件，用于超声波换能器2的一个电极23。

具体地，超声波换能器2包括n个超声波辐射单元，第1个超声波辐射单元的超声波辐射体与第2、3、……n个超声波辐射体通过电极导线22依次连接，电极23可以作为多个超声波辐射单元的公共电极。请参阅图6，超声波换能器2包括由3个超声波辐射单元首尾相连而成的列式超声波辐射单元组。

实施例三

本发明实施例三提供的一种用于辅助溶栓的超声波换能器与实施例二的超声波换能器的主要不同之处在于超声波辐射体的公共电极板的结构不同，对于两者的相同之处此处不再赘述。

请参阅图7～图10所示，超声波换能器的超声波辐射体包括：两个辐射板体31以及公共电极板32。公共电极板32设置于两个辐射板体31之间且与两个辐射板体31电连接。两个辐射板体31分别用于将电能转换成超声波振动能量并发射超声波能量。辐射板体31采用压电材料制成。两个辐射板体31的形状和尺寸可以相同。两个辐射板体31可以均呈矩形。

其中，每个辐射板体31包含第一端面311和第二端面312。第一端面311和第二端面312均为矩形平面，第一端面311或者第二端面312与公共电极板32相连。

公共电极板32包括：板体321。板体321面向任一辐射板体31的一侧两端分别凸出形成两个支撑部322，两个支撑部322之间形成振动槽323，两个支撑部322的支撑面与辐射板体31相连。通过两个支撑部322支撑辐射板体31且振动槽323作为辐射板体31和公共电极板32之间的间隙，使得每个辐射板体31可以整体振动并输出超声振动，从而能够发射更强的超声波。

输电件包括：分别与两个辐射板体31电连接的两个电极导线33以及与公共电极板32相连的公共极导线34。辐射板体31的远离公共电极板32的辐射表面作为其另一个电极，与电极导线33相连，电极导线33沿平行于辐射板体31的方向延伸。

本实施例的超声波换能器3也可以包含多个超声波辐射单元。多个超声波辐射单元的结构可以相同，多个超声波辐射单元之间通过电极导线33以及公共极导线34首尾相连成列式超声波辐射单元组。具体地，假如超声波换能器3包括n个超声波辐射单元，第1个超声波辐射单元的超声波辐射体与第2、3、……n个超声波辐射体通过电极导线33和公共极导线34依次连接。请参阅图10，超声波换能器3包括由3个超声波辐射单元首尾相连而成的列式超声波辐射单元组。

实施例四

请参阅图11～图14所示，本发明实施例四提供一种用于辅助溶栓的超声波发生装置。本实施例的超声波发生装置包括如实施例一、二或者三任一实施例所述的用于辅助溶栓的超声波换能器42、导管41以及电源模块。

本实施例中，用于辅助溶栓的超声波换能器42以实施例一所述的超声波换能器为例进行说明。可以理解的是，本文其他实施例提及的超声波换能器同样适用于本实施例的超声波发生装置。

导管41用于装载超声波换能器42，以便于将装载超声波换能器42输送至溶栓位置。其中，导管41的材料包括但不限于聚氯乙烯，聚酰亚胺，聚乙烯，聚四氟乙烯等。

可选地，该超声波发生装置还包括绝缘结构，绝缘结构用于使超声波换能器42与外界绝缘隔离，从而保证超声波发生装置4使用的安全性。如图12所示，绝缘结构可以采用填充并包裹超声波换能器42的绝缘层43。通过绝缘层43填充并包裹超声波换能器42可使超声波换能器42的通电部件良好地与外界隔离，保证用电安全性。或者，如图13所示，导管41兼作超声波换能器42的绝缘结构。可以理解的是，也可以采用其他方式实现超声波换能器的绝缘目的，在此不做具体限制。

电源模块与超声波换能器42电连接，用于为超声波换能器42供电。其中，电源模块可包括：能量源45以及电缆44。能量源45和超声波换能器42之间通过电缆44电性连接。以超声波换能器42为实施例一所述的超声波换能器为例，电缆44可与其第一导线12和第二导线13连接，从而为其提供电能。当超声波换能器42为实施例二、三所述的超声波换能器时，电缆44与其输电件对应连接即可，在此不再赘述。

在一些例子中，超声波发生装置4还可包括：设置于导管41内并用于增强超声波换能器42轴向强度的增强件46。当超声波换能器42的超声波辐射体呈空心圆柱体时，增强件46可以为同轴设置于超声波辐射体内的增强管。增强管可采用金属或者塑料制成。增强管可与超声波辐射体紧配合或者两者之间径向留有间隙。增强管的形状可以为圆形、长方形、三角形或其它合适的形状，增强管的长度可以略大于或者等于超声波换能器42的长度。可以理解的是，当超声波换能器42的超声波辐射体为其他形状时，增强件46的形状与超声波换能器42的形状适配即可。本实施例对于增强件的结构、材料以及安装方式均不做具体限制。通过增强件46对超声波换能器42的轴向刚度进行增强，便于在血管中推送超声波发生装置4。

超声波发生装置4作为超声能量辐射部件，将其置于血管内治疗部位，可达到辅助溶解血栓的目的。

基于上述技术方案本发明至少具有如下优点和积极效果：

本发明实施例的用于辅助溶栓的超声波换能器及超声波发生装置通过输电件为超声波辐射体输送电能，通过超声波辐射体将电能转换成超声波能量并辐射超声波，从而可通过超声波在血液组织内传播，加速溶栓药物向血栓内部渗透、增加药物与血栓的作用面积、增强溶栓药物与纤维蛋白的结合能力以及辅助溶栓药物切断血栓纤维内的分子连接，进而加快纤维蛋白基质的降解，缩短血管再通时间，提高溶栓的成功率；同时还可减少溶栓药物的使用剂量，进而降低溶栓药物导致的出血风险。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种用于辅助溶栓的超声波换能器，其特征在于，所述超声波换能器包括至少一超声波辐射单元；所述超声波辐射单元包括：

超声波辐射体；以及

输电件，其与所述超声波辐射体电连接，并用于为所述超声波辐射体输送电能。

2.根据权利要求1所述的用于辅助溶栓的超声波换能器，其特征在于，所述超声波辐射体呈空心圆柱体；所述空心圆柱体的外壁和内壁分别用于第一电极和第二电极。

3.根据权利要求2所述的用于辅助溶栓的超声波换能器，其特征在于，所述输电件包括分别与所述第一电极和第二电极电连接的第一导线和第二导线；

所述超声波辐射单元为多个，且多个所述超声波辐射单元的结构相同；多个所述超声波辐射单元通过所述第一导线和所述第二导线首尾相连成列式超声波辐射单元组。

4.根据权利要求1所述的用于辅助溶栓的超声波换能器，其特征在于，所述超声波辐射体包括：两个辐射板体以及公共电极板；

所述公共电极板设置于所述两个辐射板体之间且与所述两个辐射板体电连接。

5.根据权利要求4所述的用于辅助溶栓的超声波换能器，其特征在于，所述公共电极板呈平板状，所述两个辐射板体分别贴合固设于所述公共电极板两侧。

6.根据权利要求4所述的用于辅助溶栓的超声波换能器，其特征在于，所述两个辐射板体相同且均呈矩形，所述两个辐射板体的厚度大于所述公共电极板的厚度。

7.根据权利要求5或6所述的用于辅助溶栓的超声波换能器，其特征在于，所述输电件包括分别与所述两个辐射板体电连接的两个电极导线以及由所述公共电极板延伸形成的电极连接板；

所述超声波辐射单元为多个，且多个所述超声波辐射单元的结构相同，多个所述超声波辐射单元通过所述电极导线和电极连接板首尾相连成列式超声波辐射单元组；

可选地，所述列式超声波辐射单元组的公共电极板、电极连接板为一体件。

8.根据权利要求4所述的用于辅助溶栓的超声波换能器，其特征在于，所述公共电极板包括：板体；

所述板体面向任一所述辐射板体的一侧两端分别凸出形成两个支撑部，所述两个支撑部之间形成振动槽，所述两个支撑部的支撑面与所述辐射板体相连。

9.根据权利要求8所述的用于辅助溶栓的超声波换能器，其特征在于，所述输电件包括：分别与所述两个辐射板体电连接的两个电极导线以及与所述公共电极板相连的公共极导线；

所述超声波辐射单元为多个，且多个超声波辐射单元的结构相同，所述多个超声波辐射单元之间通过所述电极导线以及所述公共极导线首尾相连成列式超声波辐射单元组。

10.根据权利要求1所述的用于辅助溶栓的超声波换能器，其特征在于，所述超声波辐射单元为多个，多个所述超声波辐射单元之间通过所述输电件首尾相连成列式超声波辐射单元组。

11.一种用于辅助溶栓的超声波发生装置，其特征在于，包括：如权利要求1至10中任一项所述的用于辅助溶栓的超声波换能器以及导管；

所述导管用于装载所述超声波换能器。

12.根据权利要求11所述的用于辅助溶栓的超声波发生装置，其特征在于，所述超声波发生装置还包括绝缘结构，所述绝缘结构为填充并包裹所述超声波换能器的绝缘层或者所述导管兼作所述超声波换能器的绝缘结构；

可选地，所述超声波发生装置还包括：电源模块，所述电源模块与所述超声波换能器电连接；

可选地，所述超声波发生装置还包括：设置于所述导管内并用于增强所述超声波换能器轴向强度的增强件；

可选地，当所述超声波换能器的超声波辐射体呈空心圆柱体时，所述增强件为同轴设置于所述超声波辐射体内的增强管。

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