CN117355259A - 热耗散改善的超声成像探头 - Google Patents

Abstract

一种超声成像设备或探头(106)，该超声成像设备或探头包括具有外部导热外壳(136)的尖端(134)，成像元件(180)定位在该外部导热外壳内。成像元件(180)与散热器(190)接合，该散热器由也具有高热导率的电绝缘材料形成。散热器(190)与电绝缘封壳(142)接触并且延伸穿过该电绝缘封壳，成像元件(180)设置在该电绝缘封壳内。因此，由成像元件(180)生成的热量可经由散热器(190)和外部导热外壳(136)容易地传导到周围环境，同时还使得成像元件(180)和其他电气部件能够与外壳(136)电绝缘。

Description

热耗散改善的超声成像探头

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年6月11日提交的美国专利申请序列号17/345,136的权益，其全部公开和内容以引用方式并入本文。

背景技术

本公开的实施方案整体涉及超声成像探头，并且更具体地，涉及超声成像探头的热耗散结构。

各种医学病症影响内部器官和身体结构。这些病症的高效诊断和治疗通常需要医师直接观察患者的内部器官和结构。在许多情况下，使用超声成像系统的成像用于以微创方式获得患者的内部器官和结构的图像。可以利用相对于患者来外部或内部定位的探头来获得超声图像。

举例来说，可以通过在操作超声成像系统时将探头抵靠患者胸部的外部放置来获得用于非介入规程的超声图像，诸如用于经胸壁超声心动图(TTE)的获得的那些。另选地，通过在超声成像系统处于操作中时将探头插入患者体内，例如，将探头插入到食道中而获得用于介入规程(诸如用于经食道超声心动图(TEE)和/或心内超声心动图(ICE))的超声图像。

超声规程通常在需要对患者的内部结构进行成像的检查、介入和手术室(心脏直视手术)情况下进行。用于执行超声规程的设备通常包括探头、处理单元和监视器。探头连接到处理单元，该处理单元继而连接到监视器。在操作中，处理单元将触发信号发送到探头。然后探头经由探头内的成像元件将超声信号发射到患者体内。然后探头检测先前发射的超声信号的回波。然后，探头将检测到的信号发送到处理单元，该处理单元将信号转换为图像。然后将该图像显示在监视器上。

通常，在超声成像系统的操作期间，通过设置在探头的尖端处或附近的成像元件发射超声信号生成一定量的来自探头内的成像元件的热量。此外，一些先进的探头包含带有电子器件的专用集成电路(ASIC)，该电子器件用于发送和接收来自成像元件的信号。这些ASIC也耗散功率并生成热量。另外，成像元件和相关联的ASIC用来发射超声信号的功率越高(这增强了获得的图像的质量)，成像元件和ASIC生成的热量就越多。为了耗散热量并且遵守限制探头的最高温度的监管要求，如图1所示，现有技术的探头10包括围绕探头10的尖端11的塑料外壳12，使热量能够被动地传递通过外壳12并且进入围绕探头的周围环境，例如，对于定位在外部的探头而言为空气和/或患者皮肤，或对于设置在内部的探头而言为食道组织。在操作期间，由成像元件13(诸如矩阵阵列换能器14以及相关联的专用集成电路(ASIC)16)生成的热量可直接传导到外壳12并且通过该外壳，诸如直接通过形成塑料外壳12的一部分的塑料声透镜18，或通过声背衬层19传导到设置在探头外壳12内并且例如通过也用作电磁干扰(EMI)屏蔽件的散热片22热耦接在成像元件13和外壳12之间的散热器20，以将热量引导或传导远离成像元件13。

出于安全目的，塑料主要用于探头外壳构造，因为它能够使探头的内部部件与患者电绝缘。然而，虽然热量可传递通过塑料外壳，但是形成外壳的塑料材料的低热导率明显限制了由成像元件13生成的可被塑料外壳分散的热量的量。此外，为了增强探头10的稳健性并且为了适应出于电绝缘目的所需的爬电距离，在许多探头10中，塑料外壳12形成为相对较厚，从而增加了探头的耐久性，但是因此降低了外壳12的热导率并且因此抑制热量传递离开探头10。

另外，散热器20热耦接到成像元件13和散热片25。必须使用粘合剂24将散热片25粘结到外部塑料外壳12上，从而对热量通过外壳12传导远离成像元件13增加更多的热阻。因此，现有技术的探头10的功率输出以及对应的图像质量不定会受到现有技术的探头结构的热导率的限制。

此外，虽然已经开发出用于放置在探头10内的各种主动冷却系统，以增加探头能够耗散的热量的量，使其超过通过外壳12实现的被动耗散的能力，但是这些冷却系统极大地增加了探头构造的复杂性和相关成本。此外，对于介入式探头或内部探头，插入患者的身体内，例如，插入食道中，所需的探头10的尺寸不具有可用于将冷却系统定位在探头外壳内的空间。

因此，希望开发一种用于超声探头的结构，该结构增加探头在操作时的热导率。探头结构的改善的热导率使得能够形成具有与现有技术探头类似的发射区域的尺寸更小的探头，以及允许探头利用增加的功率用于超声信号发射，以显著改善由探头获得的所得图像的质量。

发明内容

在本发明的一个示例性实施方案中，一种超声成像探头包括：成像元件；电绝缘封壳，该电绝缘封壳设置在该成像元件周围，该绝缘封壳包括与成像元件可操作地接合的散热器，该散热器由电绝缘并且导热的材料形成；和导热外壳，该导热外壳设置在绝缘封壳周围并且与散热器接触。

在本发明的另一示例性实施方案中，一种超声成像探头包括：成像元件，该成像元件具有换能器元件和与该换能器元件可操作地接合的散热器，该散热器由电绝缘并且导热的材料形成；电绝缘封壳，该电绝缘封壳设置在成像元件周围；和外壳，该外壳设置在绝缘封壳周围，其中散热器的一部分延伸穿过绝缘封壳到与外壳接触。

在本发明的又一示例性实施方案中，一种超声成像系统包括：处理单元，该处理单元被配置为接收和处理所采集的超声图像数据，以创建根据该超声图像数据得出的超声图像；显示器，该显示器可操作地连接到处理单元以向用户呈现所创建的超声图像；和超声成像探头，该超声成像探头可操作地连接到处理单元以获得超声图像数据，该超声成像探头具有：成像元件，该成像元件具有换能器元件和与该换能器元件可操作地接合的散热器，该散热器由电绝缘并且导热的材料形成；电绝缘封壳，该电绝缘封壳设置在成像元件周围；和导热外壳，该导热外壳设置在绝缘封壳周围，其中散热器的一部分延伸穿过绝缘封壳到与外壳接触。

应当理解，提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1是现有技术超声探头的等轴视图。

图2是沿着图1的现有技术超声探头的线2-2的横截面视图。

图3是根据本公开的实施方案的超声成像系统的示意图。

图4是根据本公开的示例性实施方案的超声探头的等轴视图。

图5是图4的探头的尖端的局部剖开的分解视图。

图6是图5的尖端的分解视图。

图7是沿着图4的线7-7的横截面视图。

图8是根据本公开的另一示例性实施方案的超声探头的等轴视图。

图9是图8的探头的等轴视图，其中外部外壳被移除。

图10是图9的探头的成像端的局部剖开的等轴视图。

图11是沿图8的线10-10的局部剖开的横截面视图。

具体实施方式

图3示出了用于在超声成像规程期间使用的目标结构102的最佳可视化的示例性超声成像系统100。出于讨论目的，参考与系统100结合利用的TEE探头来描述系统100。然而，在某些实施方案中，其他类型的成像探头可与成像系统100结合采用，诸如TTE探头或ICE探头等等。

在一个实施方案中，超声成像系统100采用超声信号来采集对应于受试者的目标结构102的图像数据。此外，超声成像系统100可以将对应于目标结构102(例如心脏区域)的所采集的图像数据与补充图像数据组合。例如，补充图像数据可以包括先前采集的图像和/或由补充成像系统104生成的实时术中图像数据，诸如CT、MRI、PET、超声、荧光透视、电生理学和/或X射线系统。具体地，所采集的图像数据和/或补充图像数据的组合可以允许生成复合图像，该复合图像提供更大量的医学信息以用于介入规程的准确指导和/或用于提供更准确的解剖测量。

因此，在图4所示的一个实施方案中，超声成像系统100包括介入设备或探头106，诸如超声探头、腹腔镜、支气管镜、结肠镜、针、导管和/或内窥镜。探头106适于外部使用，即，探头106放置在患者的皮肤上以对患者的内部结构进行成像，或者探头106可被配置成在受限的医疗或外科环境中操作，诸如对应于受试者，例如，患者，的体腔、孔口或腔室。

为此，在图6所示的某些实施方案中，超声成像系统100包括发射电路110，该发射电路可被配置成生成脉冲波形以操作或驱动成像元件180，诸如一个或多个换能器元件182或换能器阵列184，如由用户经由系统100或可操作地连接到作为系统100的一部分的成像元件180的控制设备或手柄(未示出)所控制的。换能器元件182被配置成发射和/或接收超声能量，并且可包含适于将信号转换成声能和/或将声能转换成信号的任何材料。例如，根据示例性实施方案，换能器元件182可以是压电材料，诸如锆钛酸铅(PZT)或电容性微机械加工超声换能器(CMUT)。介入设备106可以包括多于一个换能器元件182，诸如在介入设备106上可选地布置成矩阵换能器阵列184或彼此分离的两个或更多个换能器元件182。换能器元件182产生返回到换能器元件182/阵列184并且由接收电路114接收以进行进一步处理的回波。接收电路114可以操作地耦合到波束成形器116，该波束成形器可以被配置成处理接收到的回波并输出对应的射频(RF)信号。

此外，系统100包括处理单元120，该处理单元通过有线或无线通信网络118通信地耦合到波束成形器116、介入设备/探头106和/或接收电路114。处理单元120可以被配置成在近实时和/或离线模式下根据多个可选超声成像模式接收和处理所采集的图像数据，例如，RF信号。

此外，在一个实施方案中，处理单元120可以被配置成将所采集的体积图像、成像参数和/或查看参数存储在存储器设备122中。例如，存储器设备122可以包括存储设备，诸如随机存取存储器、只读存储器、磁盘驱动器、固态存储器设备和/或闪存存储器。此外，处理单元120可以将体积图像和/或从图像导出的信息显示给用户(诸如心脏病学家)，用于在可操作地连接的显示器126上进行进一步评估，以便使用一个或多个连接的输入-输出设备124进行操纵以传递信息和/或接收来自用户的命令和输入，或者用于由视频处理器128处理，该视频处理器可以被连接并被配置成执行处理单元120的一个或多个功能。例如，视频处理器128可以被配置成将接收到的回波数字化并在显示设备126上输出所得数字视频流。

现在看图4至图7的示例性例示实施方案，探头106，诸如经食道超声心动图(TEE)探头，连接到成像系统100并且能够经由系统100或控制手柄(未示出)操作以控制探头106的功能和/或移动。探头106包括插入管132以及用于在患者体内铰接该管132的移动机构，该插入管围封在系统100与探头尖端134之间延伸的信号传输和控制/电力布线135。

现在看图4至图7，尖端134包括外壳136，该外壳具有顶部部分138和底部部分140，该顶部部分和底部部分围绕内部电绝缘封壳142彼此结合。外壳136的顶部部分138和底部部分140各自由具有高热导率的材料形成，诸如金属材料，包括但不限于具有生物相容性镀层的金、银、铝、镁、不锈钢、钛、镍、铜和/或黄铜，以及它们的合金。底部部分140包括主体144，该主体与绝缘封壳142的形状一致并且形成有封闭下端146和开口上端148。主体144还包括处于主体144的上端148并且从上端148的外周边缘152向内间隔开的唇缘150。唇缘150围绕主体144的外周在形成于主体144的一端处的电缆套管154的相对侧之间延伸。

顶部部分138与底部部分140类似地形成有与绝缘封壳142的形状一致的主体156，主体156具有封闭上端158、开口下端160和设置在主体156的一端处的电缆套管162。顶部部分138的主体156的下端160的尺寸被设定为当顶部部分138和底部部分140被组装以形成外壳136时与底部部分140的唇缘150紧密地一致，使得顶部部分138的下端160与底部部分140的外周边缘152接触并且与唇缘150重叠，其间形成有最小间隙164。

顶部部分138还包括形成在封闭上端158中的孔166，该孔通常与电缆套管162相对。孔166在其中接收绝缘封壳142的一部分，以便使得超声信号能够通过外壳136从绝缘封壳142发射和由该绝缘封壳接收。

现在参考图6和图7，绝缘封壳142包括绝缘主体168，该绝缘主体在形状上与底部部分140的内部169相对应并且形成有封闭底部表面170和围绕底部表面170延伸以限定开口上端173的外周侧壁172。在示例性例示的实施方案中，绝缘主体168由电绝缘材料，诸如塑料材料，形成，并且包括形成在侧壁172中与设置在底部部分140上的电缆套管154对准的凹口174。

另外，侧壁172包括形成于其中的一对凹部175。虽然可存在一个或多个凹部175，但在例示的示例性实施方案中，一对凹部175在绝缘主体168的相对侧上彼此对准地设置并且从侧壁172的外周边缘176向下延伸到侧壁172中。侧壁172的其余部分包括从外周边缘176向内间隔开并且从侧壁172向上延伸的外周唇缘178。

在绝缘主体168内设置有超声成像元件180。成像元件180可被配置成生成目标结构102的横截面图像，以用于评估一个或多个对应的特征。具体地，在一个实施方案中，成像元件180被配置成采集对应于受试者的一系列三维(3D)和/或四维(4D)超声图像，但成像元件180也可获得一维(1D)和二维(2D)超声图像。在某些实施方案中，成像系统100可被配置成相对于时间生成3D模型，从而生成对应于目标结构(诸如患者的心脏)的4D模型或图像。例如，成像系统100可使用3D和/或4D图像数据来可视化目标结构102的4D模型，以便为医疗从业者提供用于在患者身上或在患者体内导航探头/介入式设备106的实时指导。

如图6和图7中最佳示出的，成像元件180包括作为成像元件180的部件的电磁干扰(EMI)屏蔽件183。在例示的示例性实施方案中，EMI屏蔽件183由金属材料形成，其操作以防止干扰由成像元件180接收的用于超声图像的信号。EMI屏蔽件183在形状上与绝缘主体168的内部184紧密地一致并且限定开口上端186。EMI屏蔽件183还包括可选地与其一体形成的EMI电缆屏蔽件188，该EMI电缆屏蔽件从EMI屏蔽件183向外延伸以穿过绝缘主体168中的凹口174定位并且围封从成像元件180延伸并进入插入管132中的信号和电力布线135。形成为绝缘封壳142的一部分的凸缘189可围绕EMI电缆屏蔽件188并且围绕凹口174定位，以促进插入管132的电绝缘附接。插入管由金属制成，并且为了减轻风险，我们需要插入管与金属外壳电绝缘。凸缘189可由不同的材料形成，诸如电绝缘材料，例如塑料或陶瓷，并且可在其上形成有接合结构191，诸如狭槽193，该接合结构接收形成于电缆套管154、162上的互补凸片195，以帮助将外壳136的顶部部分138和底部部分140对准并固定在绝缘封壳142周围，从而使外壳136与绝缘封壳142内的成像元件180完全绝缘，即，使外壳136相对于成像元件180电浮动。凸缘189也可以是金属外壳136的一体部分，如果它是例如被胶合或包覆成型到金属外壳136的绝缘材料的话。

成像元件180还包括散热器190，该散热器延伸跨过绝缘主体168并且与EMI屏蔽件183的开口上端186接触。散热器190由具有高热导率或热导性(例如，至少2.0W/(mK)，或在其他实施方案中至少20.0W/(mK))但也电绝缘的材料(诸如某些陶瓷材料)形成。在一个示例性实施方案中，该陶瓷材料选自具有高热导率的介电陶瓷，包括但不限于氮化铝、氮化硅或碳化硅。

如图7中最佳示出的，散热器190包括在绝缘主体168中的凹部175之间延伸并与凹部接触的中心部分192、在绝缘主体168的侧壁172之间从中心部分192向下延伸到与EMI屏蔽件183接触的下部部分194、以及从中心部分192的侧面向上延伸并在其间限定空腔或通道197的多个侧面板196。邻近每个凹部175的面板196各自被定位成与底部部分140的唇缘150以及与顶部部分138的主体156的内表面直接热接触。

在面板196之间并且在空腔197中的中心部分192上方，散热器190支撑声背衬材料层198。形成声背衬层198的材料具有至少2W/(mK)的高热导率，并且其上支撑与散热器190的中心部分192相对的专用集成电路(ASIC)200。ASIC 200支撑与背衬层198相对的一个或多个换能器元件182/阵列184，并且可操作地连接到设置在ASIC 200与声堆栈/元件182/阵列184之间的柔性电子电路202。柔性电路202远离并围绕散热器190延伸，以用于连接到信号和电力布线135，以将控制信号和电力从布线135供应到ASIC 200和换能器元件182/阵列184，以便根据需要操作换能器元件182/阵列184以获得目标结构102的超声图像。

为了使形成成像元件180的一部分的换能器元件182/阵列184、ASIC 200和柔性电路202在绝缘封壳142内绝缘，由电绝缘材料，诸如塑料材料，形成的盖206被设置成与绝缘主体的开口上端173接合。盖206被成形为与绝缘主体168的构造互补以形成绝缘封壳142，从而使设置在其中的成像元件180电绝缘，并且在主体168和盖206和/或它们的重叠部件中具有足够的厚度以适应绝缘封壳142中所需的爬电距离。在图5至图7中最佳示出的示例性例示的实施方案中，盖206包括与绝缘主体168中的第一凹部175对准的一对侧面或第二凹部208，以限定绝缘封壳142中的开口209。凹部208的尺寸被设定为在绝缘封壳142的外部上接合和定位散热器190的面板196，其中面板196基本上形成绝缘封壳142的外部的一部分，同时使成像元件180的其余部分在绝缘封壳142内电绝缘。凹部175包括锥形下边缘210，该锥形下边缘抵靠面板196的内部上的互补成形表面212定位，这允许凹部175被放置成紧邻背衬层198，从而最大化盖206的绝缘特性。

此外，为了帮助聚焦由换能器元件182/阵列184生成和接收的超声信号，将设置在换能器元件182/阵列184上的盖206的一部分形成为声透镜214。透镜214的形状对应于外壳136的顶部部分138中的孔166的形状，使得超声信号可无阻碍地穿过外壳136。

在操作中，当探头106定位在患者身上以获得内部结构102的超声图像，例如，抵靠患者的皮肤或进入患者的食道，时，功率被供应到成像元件180以从换能器元件182/阵列184生成超声信号。同时，形成绝缘封壳142的各种部件即，绝缘主体168、凸缘189、盖206和散热器190的面板196的材料的电绝缘特性否定了在绝缘封壳142的外部将电传导到患者的任何路径。这样，金属外壳136与设置在探头106的绝缘封壳142内的EMI屏蔽件183、188和电路202电隔离或主体浮动。

此外，当在操作中时，由换能器元件182/阵列184和/或ASIC 200生成的热量通过绝缘封壳142沿着热路径300传导到周围环境以进行耗散。如图7所示，热路径300被限定为从ASIC 200通过背衬层198、散热器190/面板196并且最终通过金属外壳136到达探头106周围的患者组织上。额外的热耗散通过外壳138的底部部分140发生，因为其与外壳136的顶部部分热接触。作为探头106的形成热路径300的各个部件的高热导率/低热阻的结果，沿着热路径300的增加的热耗散率使得能够向探头106的换能器元件182/阵列184供应增加的功率以获得更高质量的图像。

除了由形成外壳136的材料，例如，金属，提供的改善的热耗散特性之外，金属的耐久性也使得外壳136的厚度与现有技术的塑料探头外壳相比能够显著减小。这又导致探头106的横截面积较小，使得较小的探头106能够以较大的功率进行操作，以在高度耐用的外壳136内获得更高质量的图像。

在如图8至图10中所示的替代示例性实施方案中，探头406可被构造用于外部使用，诸如具有凸形、线性或其他配置的经胸超声心动图(TTE)探头，该探头被构造为类似于TEE探头106，但是其中尖端414用作手柄或棒400，该手柄或棒由用户直接抓握以将探头406抵靠患者的外部/皮肤进行定位，以用于对患者的内部目标结构102进行成像。手柄400包括在一端的连接器401和与连接器401相对设置的成像端402，该连接器经由布线护套403连接到成像系统100，该布线护套围封用于探头406的操作的信号和电力布线(未示出)。如图8和图9所示，探头406包括内部电绝缘封壳442和形成手柄400的外部的导热外壳436，该导热外壳与封壳442的形状一致。类似于外壳136形成的外壳436，例如，由金属材料形成，在成像端402处限定孔466，在探头406的操作期间通过该孔发送和接收超声信号以获得超声图像。

具体参考图9至图11中所示的示例性实施方案，封壳442由电绝缘材料，诸如塑料，的一个或多个部件443形成，该一个或多个部件与连接器401接合或形成为在部件403或其重叠部分中具有足够厚度以适应绝缘封壳442中所需的爬电距离。封壳442远离连接器401朝向成像端402延伸并且在封壳442的一个或多个侧面上，例如，在封壳442的相对侧上，限定邻近成像端402的一个或多个开口481。在成像端402处，封壳442包括电绝缘盖506，该电绝缘盖结合到部件443并且部分地由声透镜574形成，该声透镜突出到由外壳436限定的孔466中。

在封壳442内，包括散热器490的成像元件480跨封壳442邻近盖506进行定位。散热器490与散热器190类似地形成，即，由诸如陶瓷材料等高热导率和电绝缘材料形成，其中中心部分492设置在封壳442内并且一个或多个侧面板496设置在中心部分492的侧面上。每个面板496包括突出497，该突出从面板496向外延伸成与限定在封壳442中的相邻开口481接合并穿过该开口。中心部分492和侧面板496还在声透镜514下方限定空腔或通道520，由高导热材料形成的声背衬材料层498定位在该空腔或通道中。在与中心部分492相对的背衬材料层498上设置有ASIC 500和一个或多个换能器元件482/阵列484，该ASIC和该一个或多个换能器元件/阵列形成成像元件480的附加部件，这些附加部件彼此连接、与透镜514对准并且可操作以通过透镜514发射和接收超声信号。ASIC 500和换能器元件482/阵列484也连接到柔性电子电路530。柔性电路530被固定在ASIC 500/换能器元件482/阵列484之间，并且围绕散热器490的中心部分492并沿着封壳442的内部从该ASIC/换能器元件/阵列延伸到连接器401，以用于连接到包含在护套403内的信号和电力布线。

在该构造中，由ASIC 500、换能器元件482/阵列484和柔性电路530形成的电路通过封壳442与散热器490的接合在封壳442中的开口482内并延伸穿过该开口的突出497的组合而与探头406的外部电绝缘。此外，探头406限定热路径600，该热路径有效地耗散由于探头406的发热部件即，ASIC 500和换能器元件482/阵列484的操作而产生的热量。热路径600被限定为从发热部件通过背衬材料层498进入散热器480，并且通过散热器480上的突出497进入金属外壳436。由于金属外壳436与周围环境即，探头406周围的空气和/或探头406可放置在患者或用户身上的皮肤直接接触，所以金属外壳436的高热导率使得能够利用比现有技术探头配置中可实现的外壳更薄的外壳436来从探头406耗散更多的热量，同时维持设置在探头406的外壳436内的电路的完全电绝缘。

在本公开的替代实施方案中，探头106、406的各种部件能够以维持探头106、406的电绝缘和热导率属性的任何适当方式彼此固定。在一个特定的示例性实施方案中，这些部件可利用任何合适的粘合剂来彼此固定，诸如具有合适的粘结线厚度的高热导率环氧树脂(未示出)，该高热导率环氧树脂将这些部件彼此固定而不干扰部件沿着热路径300、600的电绝缘和热导率。

在探头106、406的其他替代示例性实施方案中，外壳136可至少部分地由金属形成和/或在外壳136、436的与散热器190、490接触的部分上包括金属涂层以用于改善热耗散的目的。此外，外壳136、436可由除金属以外的材料形成，这些材料提供高热导率以从探头106、406耗散热量。例如，外壳136可由与用于散热器190、490的材料类似的陶瓷材料形成，从而维持金属的热导率并且增加外壳136、436的电绝缘能力。此外，在某些示例性替代实施方案中，散热器190、490和外壳136、436可形成为单一部件。

此外，探头106、406的其他替代示例性实施方案可包括与散热器190、490一体形成的声背衬层198、498，从而增强发热部件，即，ASIC 200/换能器元件182/阵列184，与散热器190、490之间的热导率。

在又一替代示例性实施方案中，绝缘封壳142、442可被构造成使封壳142、442的一部分由电绝缘并且导热的材料，诸如陶瓷材料，形成。绝缘封壳142、442的该部分可被定位成与外部外壳136、436接触并且与散热器190、490或成像元件180/480的其他导热部件接触，以促进通过绝缘封壳142、442的热耗散。

本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何包含的方法。本发明的专利范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构元素，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有微小差别的等效结构元素，则此类其他示例旨在落入权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种超声成像探头(106)，所述超声成像探头包括：

-成像元件(180)，所述成像元件包括：

-换能器元件(182)；和

-散热器(190)，所述散热器与所述换能器元件(182)可操作地接合，所述散热器由电绝缘并且导热的材料形成；

-电绝缘封壳(142)，所述电绝缘封壳设置在所述成像元件(180)周围；和

-外壳(136)，所述外壳设置在所述绝缘封壳周围，

其中所述散热器(190)的一部分(196)延伸穿过所述绝缘封壳(142)到与所述外壳(136)接触。

2.根据权利要求1所述的超声成像探头(106)，其中所述散热器(190)由热导率为至少2.0W/(mK)的陶瓷材料形成。

3.根据权利要求2所述的超声成像探头(106)，其中所述陶瓷材料选自由以下项组成的组：氮化铝、氮化硅和碳化硅。

4.根据权利要求1所述的超声成像探头(106)，其中所述散热器(190)的所述部分(196)直接接合所述绝缘封壳(142)。

5.根据权利要求4所述的超声成像探头(106)，其中所述散热器(190)的所述部分(196)定位成接合在开口(209)内，所述开口形成于所述绝缘封壳(142)中。

6.根据权利要求1所述的超声成像探头(106)，其中所述外壳(136)至少部分地由高导热材料形成。

7.根据权利要求6所述的超声成像探头(106)，其中所述外壳(136)由金属形成。

8.根据权利要求1所述的超声成像探头(106)，其中所述超声成像探头(106)是介入式超声成像探头。

9.根据权利要求1所述的超声成像探头(106)，其中所述超声成像探头(106)是非介入式超声成像探头。

10.一种超声成像探头(106)，所述超声成像探头包括：

-成像元件(180)；

-电绝缘封壳(142)，所述电绝缘封壳设置在所述成像元件(180)周围，所述电绝缘封壳(142)包括散热器(190)，所述散热器与所述成像元件(180)可操作地接合，所述散热器(190)由电绝缘并且导热的材料形成；和

-导热外壳(136)，所述导热外壳设置在所述绝缘封壳(142)周围并且与所述散热器(190)接触。

11.根据权利要求10所述的超声成像探头(106)，其中所述导热外壳(136)由金属形成。

12.根据权利要求10所述的超声成像探头，其中所述散热器(190)由热导率为至少2.0W/(mK)的陶瓷材料形成。

13.一种超声成像系统(100)，所述超声成像系统包括：

-处理单元(120)，所述处理单元被配置成接收和处理所采集的超声图像数据，以创建根据所述超声图像数据得出的超声图像；

-显示器(126)，所述显示器可操作地连接到所述处理单元(120)以向用户呈现所创建的超声图像；和

-超声成像探头(106)，所述超声成像探头可操作地连接到所述处理单元(120)以获得所述超声图像数据，所述超声成像探头(106)包括：

-成像元件(180)，所述成像元件包括：

-换能器元件(182)；和

-散热器(190)，所述散热器与所述换能器元件(180)可操作地接合，所述散热器(190)由电绝缘并且导热的材料形成；

-电绝缘封壳(142)，所述电绝缘封壳设置在所述成像元件(180)周围；和

-导热外壳(136)，所述导热外壳设置在所述绝缘封壳(142)周围，

其中所述散热器(190)的一部分(196)延伸穿过所述绝缘封壳(142)到与所述外壳(136)接触。

14.根据权利要求13所述的超声成像系统(100)，其中所述散热器(190)由陶瓷材料形成。

15.根据权利要求13所述的超声成像系统(100)，其中所述散热器(190)的所述部分(196)直接接合所述绝缘封壳(142)。