CN116077096A - 一种超声探头及其制造方法、超声内镜系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声探头及其制造方法、超声内镜系统，超声探头用于超声内镜系统，其中，包括外壳、外鞘管、超声组件、探头芯轴和弹簧管，外壳内形成有空腔和位于空腔侧面的对接通道；外鞘管插接设置在对接通道内；超声组件设置在外鞘管的内腔中，位于外鞘管背离外壳的一端；探头芯轴设置在空腔内；弹簧管设置在外鞘管的内腔中，一端与超声组件连接，另一端与探头芯轴连接；探头芯轴上沿轴向方向形成有中心通道，中心通道与弹簧管对接，用于排布同轴信号线；探头芯轴上沿径向方向形成有与中心通道连通的排气孔。本申请公开的超声探头制造时通过设置排气孔排出弹簧管内的气体，避免了气泡对超声组件的工作影响，提高了超声探头输出的图像质量。

Description

一种超声探头及其制造方法、超声内镜系统

技术领域

本发明涉及超声设备技术领域，特别是涉及一种超声探头及其制造方法、超声内镜系统。

背景技术

目前，医疗领域中超声内镜系统的应用广泛。一般的超声内镜系统包括操控台、机械臂和固定在机械臂的自由端的介入设备，通过介入设备将超声探头导入人体进行检查。超声探头是利用压电晶片发射和接收超声波的装置，主要利用材料的压电效应实现电能、声能转换；做内镜超声检查时，超声小探头前端软管部分直接进入病人上消化道腔体内，具有体积小巧、操作简便、成像清晰等特点。超声探头向被观察部位产生超声波，接收在被观察部位反射的回波信号，与所接收的回波信号相应的电信号输出至操控台；然后，在操控台中实施各种信号处理之后，作为超声波断层图像显示于监视器等。由于需要介入人体，因此超声探头的结构特殊，制造过程比较复杂。超声探头通过设置外鞘管包裹弹簧管和超声换能器，制造过程中需要在弹簧管内填充耦合剂，以提高超声波信号的传输效率。

但是，现有的耦合剂一般是由多种成分的溶剂配比而成，由于不同溶剂的溶解度不一样，所以混合而成的耦合剂中可能存在气泡，而气泡进入弹簧管中无法及时排出，容易影响超声换能器的超声性能，影响超声探头最终输出的图像质量。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种超声探头及其制造方法、超声内镜系统，旨在解决现有的超声探头内部残留气泡，导致影响最终输出的图像质量的问题。

本发明的技术方案如下：

一种超声探头，用于超声内镜系统，其中，包括外壳、外鞘管、超声组件、探头芯轴和弹簧管，所述外壳内形成有空腔和位于所述空腔侧面的对接通道；所述外鞘管插接设置在所述对接通道内；所述超声组件设置在所述外鞘管的内腔中，位于所述外鞘管背离所述外壳的一端；所述探头芯轴设置在所述空腔内；所述弹簧管设置在所述外鞘管的内腔中，一端与所述超声组件连接，另一端与所述探头芯轴连接；所述探头芯轴上沿轴向方向形成有中心通道，所述中心通道与所述弹簧管对接，用于排布同轴信号线；所述探头芯轴上沿径向方向形成有与所述中心通道连通的排气孔。

所述的超声探头，其中，所述排气孔为螺纹孔，所述排气孔用于装配密封螺钉。

所述的超声探头，其中，所述外壳包括探头前盖、锁紧螺母和至少两个密封环，所述探头前盖内形成有所述空腔和所述对接通道；所述锁紧螺母设置在所述空腔内，与所述探头前盖螺接；所述锁紧螺母上朝向所述对接通道的一侧形成有挤压部，所述挤压部用于与所述外鞘管的内表面抵接接触；并且，所述锁紧螺母上背离所述对接通道的一侧形成有装配槽；所述密封环设置在所述装配槽内，所述密封环的外侧与所述锁紧螺母抵接，所述密封环的内侧与所述探头芯轴抵接。

所述的超声探头，其中，所述密封环包括全氟橡胶密封环、耐高温橡胶密封环中的至少一种。

所述的超声探头，其中，所述外壳包括与所述探头前盖螺接的探头后盖；所述超声探头包括一体式防水帽，所述一体式防水帽一端套设在所述探头前盖上，另一端套设在所述探头后盖上。

所述的超声探头，其中，所述一体式防水帽包括与所述探头前盖过盈配合的第一装配部，与所述探头后盖过盈配合的第二装配部，以及一端与所述第一装配部连接，另一端与所述第二装配部连接的中间部；所述中间部上设有至少一个第一固定孔。

所述的超声探头，其中，所述一体式防水帽包括伸出部，所述伸出部一端与所述第二装配部连接，另一端设有第二固定孔。

本申请还公开了一种超声探头的制造方法，用于制造如上任一所述的超声探头，其中，所述制造方法包括：

提供一探头芯轴和一弹簧管；

将所述探头芯轴和所述弹簧管焊接，组成半成品结构；

将所述半成品结构浸泡在耦合剂中，在真空箱内通过抽真空填充耦合剂至所述弹簧管的内腔和所述探头芯轴的中心通道内；

封闭所述探头芯轴上的排气孔；

将所述半成品结构与外鞘管和外壳组装，使所述弹簧管与超声组件连接。

所述的超声探头的制造方法，其中，所述封闭所述探头芯轴上的排气孔的步骤具体包括：

在所述排气孔内填充螺纹胶；

将一密封螺钉安装到所述排气孔内。

本申请还公开了一种超声内镜系统，其中，包括如上任一所述的超声探头。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：

本发明公开的超声探头制造过程中将探头芯轴与弹簧管对接，并且在弹簧管背离探头芯轴的一端连接超声组件，例如超声换能器。并且，通过向弹簧管和探头芯轴内注入耦合剂以提高超声信号的传输效果，在注入耦合剂的过程中，弹簧管和探头芯轴组成的整体浸泡在耦合剂中，但是探头芯轴上的排气孔伸出至液面之上，使得弹簧管内部的气泡可以沿着轴向方向运动至中心通道内，并从排气孔排出，减少弹簧管和探头芯轴内部的气体残留。最后再组装外壳、外鞘管等作为保护结构。可见，本发明中通过充分填充耦合剂，使得超声探头内部的传输介质均匀，在工作时有利于更加高效地传输超声信号，以提高超声探头输出的图像质量。

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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中超声探头的轴向截面图；

图2为本发明中超声探头的结构爆炸图；

图3为本发明中超声探头的部分结构的截面图；

图4为本发明中一体式防水帽的结构示意图；

图5为本发明中超声探头的制造方法的流程图。

其中，10、外壳；11、空腔；12、对接通道；13、探头前盖；14、锁紧螺母；141、挤压部；142、装配槽；15、密封环；16、探头后盖；20、外鞘管；30、超声组件；40、探头芯轴；41、中心通道；42、排气孔；50、弹簧管；60、同轴信号线；70、密封螺钉；80、一体式防水帽；81、第一装配部；82、第二装配部；83、中间部；831、第一固定孔；84、伸出部；841、第二固定孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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、完整的描述，显然，所描述的实施例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。

参阅图1、图2和图3，本发明申请的一实施例中，公开了一种超声探头，用于超声内镜系统，其中，包括外壳10、外鞘管20、超声组件30、探头芯轴40和弹簧管50，所述外壳10内形成有空腔11和位于所述空腔11侧面的对接通道12；所述外鞘管20插接设置在所述对接通道12内；所述超声组件30设置在所述外鞘管20的内腔中，位于所述外鞘管20背离所述外壳10的一端；所述探头芯轴40设置在所述空腔11内；所述弹簧管50设置在所述外鞘管20的内腔中，一端与所述超声组件30连接，另一端与所述探头芯轴40连接；所述探头芯轴40上沿轴向方向形成有中心通道41，所述中心通道41与所述弹簧管50对接，用于排布同轴信号线60；所述探头芯轴40上沿径向方向形成有与所述中心通道41连通的排气孔42。

本实施例公开的超声探头制造过程中将探头芯轴40与弹簧管50对接，并且在弹簧管50背离探头芯轴40的一端连接超声组件30，例如超声换能器。并且，通过向弹簧管50和探头芯轴40内注入耦合剂以提高超声信号的传输效果，在注入耦合剂的过程中，弹簧管50和探头芯轴40组成的整体浸泡在耦合剂中，但是探头芯轴40上的排气孔42伸出至液面之上，使得弹簧管50内部的气泡可以沿着轴向方向运动至中心通道41内，并从排气孔42排出，减少弹簧管50和探头芯轴40内部的气体残留。最后再组装外壳10、外鞘管20等作为保护结构。

可见，本实施例中通过充分填充耦合剂，使得超声探头内部的传输介质均匀，在工作时有利于更加高效地传输超声信号，以提高超声探头输出的图像质量。

具体的，作为本实施例的一种实施方式，公开了所述排气孔42为螺纹孔，所述排气孔42用于装配密封螺钉70。本实施例中公开的超声探头制造过程中，在弹簧管50内注入耦合剂之后，气泡从排气孔42排出，然后组装一个密封螺钉70进行阻塞，将排气孔42封闭，从而防止耦合剂泄露，有利于后续安全地组装外壳10和外鞘管20，不影响超声探头的正常使用。另外，螺纹孔与螺钉的装配方式相对于插孔与栓塞的装配方式密封性更好，而且不易松动，所以更加适合用在需要伸缩、旋转的超声探头中。

如图2和图3所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述外壳10包括探头前盖13、锁紧螺母14和至少两个密封环15，所述探头前盖13内形成有所述空腔11盒所述对接通道12；所述锁紧螺母14设置在所述空腔11内，与所述探头前盖13螺接；所述锁紧螺母14上朝向所述对接通道12的一侧形成有挤压部141，所述挤压部141用于与所述外鞘管20的内表面抵接接触。

本实施例中探头前盖13的对接通道12内插接外鞘管20，但是插接装配不够稳定，而且气密性不足，设置锁紧螺母14与探头前盖13螺接，随着锁紧螺母14朝向空腔11内旋进，挤压部141不断在对接通道12内前进。可设置挤压部141为喇叭口形状，越靠近根部直径越大；或者设置挤压部141的外径大于外鞘管20的内径。总之，使得挤压部141前进的同时挤压外鞘管20，使得外鞘管20的外壁与探头前盖13紧贴，外鞘管20的内壁与挤压部141紧贴，从而减小装配缝隙，并增加摩擦力，使得外鞘管20可以稳定地与探头前盖13保持连接状态。

如图3所示，所述锁紧螺母14上背离所述对接通道12的一侧形成有装配槽142；所述密封环15设置在所述装配槽142内，所述密封环15的外侧与所述锁紧螺母14抵接，所述密封环15的内侧与所述探头芯轴40抵接。本实施例中通过设置密封环15使得锁紧螺母14与探头芯轴40保持相对稳定，而且保持内部环境的气密性良好，避免发生耦合剂泄露的问题。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述密封环15包括全氟橡胶密封环15、耐高温橡胶密封环15中的至少一种。本实施例中公开的密封环15随着探头芯轴40的转动而同步转动，也就是作为动密封环15使用，所以工作过程中反复与锁紧螺母14产生摩擦。所以本实施例中密封设置两个，以此进一步提高密封性能，减少因磨损而降低气密性的情况出现。全氟橡胶、耐高温橡胶等橡胶密封环15具有良好的化学惰性、耐磨性和耐高温的属性，因此在运动过程中可以保持尺寸稳定性，更适用于本实施例中的使用环境，有利于保持超声探头内部良好的密封效果，延长设备的使用寿命。

具体的，本实施例中的密封环15可以采用全氟橡胶材料，并掺入耐300℃高温粉剂，例如有机硅聚合物粉剂，有机氟聚合物粉剂等，以制造出具有耐磨、耐高温、使用寿命长等优点的综合性能好的密封环15。

需要说明的是，本实施例中只是例举密封环15的种类，但本发明的保护范围并不局限于此，其他类型的密封环15只要能达到本申请公开的技术效果，作为本发明构思的等同替换，也应在本申请保护的范围之内。

再如图1、图2和图3所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述外壳10包括与所述探头前盖13螺接的探头后盖16；所述超声探头包括一体式防水帽80，所述一体式防水帽80一端套设在所述探头前盖13上，另一端套设在所述探头后盖16上。本实施例中公开的超声探头后端还连接有信号转接头、拨杆、拨杆安装座等等结构，都与探头后盖16装配。探头后盖16与探头前盖13组装，形成封闭的空腔11，以保护探头芯轴40。

另外，因为超声探头用于医疗工作中，对于工作设备的卫生条件要求较高，所以超声探头使用时需要经常消毒、清洗，为了防止消毒液、蒸汽或者水进入超声探头内部，在超声探头的前后两端套上防水帽，对超声探头起到保护作用。而且，防水帽设置为一体的可以方便拆装和运输，有利于降低制造成本。

如图4所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述一体式防水帽80包括与所述探头前盖13过盈配合的第一装配部81，与所述探头后盖16过盈配合的第二装配部82，以及一端与所述第一装配部81连接，另一端与所述第二装配部82连接的中间部83；所述中间部83上设有至少一个第一固定孔831。本实施例中一体式防水帽80通过过盈配合连接探头前盖13和探头后盖16，提高了装配的紧密程度，减小装配缝隙，降低了渗水的几率。一体式防水帽80从探头前盖13延伸到探头后盖16上，中间部83既作为连接部分，又可以作为与挂钩、挂杆等结构装配的固定结构，通过在第一固定孔831内穿过固定结构可以将一体式防水帽80进行固定，进而固定超声探头。

再如图4所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述一体式防水帽80包括伸出部84，所述伸出部84一端与所述第二装配部82连接，另一端设有第二固定孔841。本实施例中在一体式防水帽80上进一步设置伸出部84，通过第二固定孔841与固定结构的组装，也可以固定一体式防水帽80，即增加一体式防水帽80的固定方式，使一体式防水帽80的使用更加灵活。

具体的，在本实施例中公开的一体式防水帽80为硅胶防水帽。硅胶的使用寿命长，而且防水性好，还有弹性，可以起到缓冲作用，保护探头前盖13和探头后盖16。

如图5所示，作为本申请的另一实施例，公开了一种超声探头的制造方法，用于制造如上任一所述的超声探头，其中，所述制造方法包括：

S100、提供一探头芯轴40和一弹簧管50；

S200、将所述探头芯轴40和所述弹簧管50焊接，组成半成品结构；

S300、将所述半成品结构浸泡在耦合剂中，在真空箱内通过抽真空填充耦合剂至所述弹簧管50的内腔和所述探头芯轴40的中心通道41内；

S400、封闭所述探头芯轴40上的排气孔42；

S500、将所述半成品结构与外鞘管20和外壳10组装，使所述弹簧管50与超声组件30连接。

本实施例中通过先注入耦合剂，并排出气泡，然后再封闭探头芯轴40的方法制造超声探头，使得超声探头内部的超声信号传输介质均匀，有利于提高信号传输效果，提高超声探头的最终成像质量，提高成像清晰度。

具体的，作为本实施例的一种实施方式，公开了所述步骤S400具体包括：

S401、在所述排气孔42内填充螺纹胶；

S402、将一密封螺钉70安装到所述排气孔42内。

本实施例中通过先填充螺纹胶再安装密封螺钉70，利用螺纹胶填充排气孔42与密封螺钉70之间的装配缝隙，提高排气孔42的封闭效果，有效避免耦合剂漏出的问题。

作为本申请的另一实施例，公开了一种超声内镜系统，其中，包括如上任一所述的超声探头。

综上所述，本申请公开了一种超声探头，用于超声内镜系统，其中，包括外壳10、外鞘管20、超声组件30、探头芯轴40和弹簧管50，所述外壳10内形成有空腔11和位于所述空腔11侧面的对接通道12；所述外鞘管20插接设置在所述对接通道12内；所述超声组件30设置在所述外鞘管20的内腔中，位于所述外鞘管20背离所述外壳10的一端；所述探头芯轴40设置在所述空腔11内；所述弹簧管50设置在所述外鞘管20的内腔中，一端与所述超声组件30连接，另一端与所述探头芯轴40连接；所述探头芯轴40上沿轴向方向形成有中心通道41，所述中心通道41与所述弹簧管50对接，用于排布同轴信号线60；所述探头芯轴40上沿径向方向形成有与所述中心通道41连通的排气孔42。本实施例公开的超声探头组成零件较少，结构简单，组装简便。制造过程中将探头芯轴40与弹簧管50对接，并且在弹簧管50背离探头芯轴40的一端连接超声组件30，例如超声换能器。并且，通过向弹簧管50和探头芯轴40内注入耦合剂以提高超声信号的传输效果，在注入耦合剂的过程中，弹簧管50和探头芯轴40组成的整体浸泡在耦合剂中，但是探头芯轴40上的排气孔42伸出至液面之上，使得弹簧管50内部的气泡可以沿着轴向方向运动至中心通道41内，并从排气孔42排出，减少弹簧管50和探头芯轴40内部的气体残留。最后再组装外壳10、外鞘管20等作为保护结构。可见，本实施例中通过充分填充耦合剂，使得超声探头内部的传输介质均匀，在工作时有利于更加高效地传输超声信号，以提高超声探头输出的图像质量，提高超声探头的出货良率。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

需要说明的是，本发明以用于超声内镜系统的超声探头为例对本发明的具体结构及工作原理进行介绍，但本发明的应用并不以超声探头为限，也可以应用到其它类似工件的生产和使用中。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (10)

1.一种超声探头，用于超声内镜系统，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳内形成有空腔和位于所述空腔侧面的对接通道；

外鞘管，插接设置在所述对接通道内；

超声组件，设置在所述外鞘管的内腔中，位于所述外鞘管背离所述外壳的一端；

探头芯轴，设置在所述空腔内；

弹簧管，设置在所述外鞘管的内腔中，一端与所述超声组件连接，另一端与所述探头芯轴连接；

其中，所述探头芯轴上沿轴向方向形成有中心通道，所述中心通道与所述弹簧管对接，用于排布同轴信号线；所述探头芯轴上沿径向方向形成有与所述中心通道连通的排气孔。

2.根据权利要求1所述的超声探头，其特征在于，所述排气孔为螺纹孔，所述排气孔用于装配密封螺钉。

3.根据权利要求1所述的超声探头，其特征在于，所述外壳包括：

探头前盖，所述探头前盖内形成有所述空腔和所述对接通道；

锁紧螺母，设置在所述空腔内，与所述探头前盖螺接；所述锁紧螺母上朝向所述对接通道的一侧形成有挤压部，所述挤压部用于与所述外鞘管的内表面抵接接触；并且，所述锁紧螺母上背离所述对接通道的一侧形成有装配槽；

至少两个密封环，设置在所述装配槽内，所述密封环的外侧与所述锁紧螺母抵接，所述密封环的内侧与所述探头芯轴抵接。

4.根据权利要求3所述的超声探头，其特征在于，所述密封环包括全氟橡胶密封环、耐高温橡胶密封环中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的超声探头，其特征在于，所述外壳包括与所述探头前盖螺接的探头后盖；所述超声探头包括一体式防水帽，所述一体式防水帽一端套设在所述探头前盖上，另一端套设在所述探头后盖上。

6.根据权利要求5所述的超声探头，其特征在于，所述一体式防水帽包括与所述探头前盖过盈配合的第一装配部，与所述探头后盖过盈配合的第二装配部，以及一端与所述第一装配部连接，另一端与所述第二装配部连接的中间部；所述中间部上设有至少一个第一固定孔。

7.根据权利要求6所述的超声探头，其特征在于，所述一体式防水帽包括伸出部，所述伸出部一端与所述第二装配部连接，另一端设有第二固定孔。

8.一种超声探头的制造方法，用于制造如权利要求1至7任意一项所述的超声探头，其特征在于，所述制造方法包括：

提供一探头芯轴和一弹簧管；

将所述探头芯轴和所述弹簧管焊接，组成半成品结构；

将所述半成品结构浸泡在耦合剂中，在真空箱内通过抽真空填充耦合剂至所述弹簧管的内腔和所述探头芯轴的中心通道内；

封闭所述探头芯轴上的排气孔；

将所述半成品结构与外鞘管和外壳组装，使所述弹簧管与超声组件连接。

9.根据权利要求8所述的超声探头的制造方法，其特征在于，所述封闭所述探头芯轴上的排气孔的步骤具体包括：

在所述排气孔内填充螺纹胶；

将一密封螺钉安装到所述排气孔内。

10.一种超声内镜系统，其特征在于，包括如权利要求1至7任意一项所述的超声探头。

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