CN1754587A - 超声波波导装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超声波波导装置，其特征在于包括压电晶片和可把压电晶片发出的超声波传到远离压电晶片位置的波导管，所述波导管的一端与所述的压电晶片固定连接，所述波导管的另一端为游离端。本发明的装置即使不增大压电晶片的驱动电压，也可以方便地将超声波的焦点移动，这样给临床治疗提供了更大的方便。

Description

超声波波导装置

发明领域：

本发明属于医疗装置，具体涉及采用超声波实施治疗的医疗装置。

背景技术：

高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound，HIFU)作为一种治疗肿瘤和其他疾病的新方法已经得到临床的认可，被用于早期局限性前列腺癌、中晚期肝癌、乳腺癌、骨肉瘤、软组织肉瘤、肾癌等恶性肿瘤以及青光眼、前列腺增生、外阴白斑等良性疾病的治疗，并取得了良好的治疗效果。

高强度聚焦超声是把压电晶片发出的超声波聚焦到一点，利用焦点处超声波的热效应、机械效应、空化效应等来治疗病变组织。为了使焦点处能量足够大，可以采用两种办法，一是增加压电晶片的驱动电压，二是增大压电晶片的体积。但是，压电晶片的驱动电压不能无限增加，否则压电晶片将被烧坏，所以临床上经常采用第二种方法，但大体积的压电晶片在实施治疗时移动起来很不方便。

发明内容：

本发明即是为了解决上述问题，把压电晶片发出的超声波用波导管引导到远离大体积压电晶片的地方，然后直接作用于或重新聚焦后再作用于病变部位，这样就解决了即使不增大压电晶片的驱动电压，也可以方便地将超声波的焦点移动，这样给临床治疗提供了更大的方便。

本发明的目的是提供一种超声波波导装置和具有该超声波波导装置的高强度聚焦的超声波治疗仪。

本发明的超声波波导装置的特征在于包括压电晶片和可把压电晶片发出的超声波传到远离压电晶片位置的超声波通道，该通道的一端与所述的换能器连接，另一端为游离端，也是超声波的释放端口。所述的超声波通道包括外壁和被围绕在外壁内的介质。所述的外壁优选由全反射超声波的材料制成，所述的介质例如可为水或其他超声波传播介质。

最优选的超声波通道为波导管，特别是适合传播超声波的波导管。波导管包括外层和芯层，所述芯层的声速小于所述外层的声速。在所述外层的外面还优选有一层保护套。该保护套优选由无毒无害的材料构成，更优选该保护套的材料、特别是位于波导管游离端的保护套材料是生物相容性的。所述的芯层可以为水或其他超声波传播介质。

由压电晶片发出的超声波在射入波导管之前可以经过聚焦，也可以不经过聚焦。当超声波射入波导管的芯层上时，超声波沿芯层向前传播；当超声波在传输中遇到外层时，由于芯层声速远远小于外层声速，超声波就会在外层和芯层的界面产生全反射，重又射入芯层然后仍沿波导管向前传播。

所述波导管的一端与所述的压电晶片固定连接。由于压电晶片比较脆，直接将压电晶片与波导管固定连接可能容易造成压电晶片的损害。因此，可以将压电晶片先放入一个支撑架并固定好后，再将压电晶片与波导管固定连接。对于将波导管与压电晶片连接起来的方式没有特别的限制，可以采用任何适当的方式，例如，螺丝固定、套接、粘接等方式。

所述波导管的另一端为游离端，该游离端可插入到生物体内进行内窥式治疗。为了使该波导管游离端尽可能地贴近被治疗的靶部位，在该游离端端口的外侧还优选装配一层由透声材料制成的膜，在该膜与所述端口围成的空间内充满超声波传导介质，也称为耦合介质。该介质，例如，可为水、水凝胶等物质。

优选在波导管的游离端部聚焦超声波或改变超声波传播方向。为使由波导管传出的超声波聚焦，可以在所述波导管的游离端设置一超声波聚焦装置或使所述芯层在靠近波导管游离端处收缩，或者使所述的芯层在靠近波导管的游离端处具有一收缩段。为使超声波的传导方向改变，可以在所述波导管的游离端设置一超声波方向改变结构。例如，使芯层的游离端的端面为与超声波的传播方向成一定角度(例如，45°)的斜面，即可将使超声波的传播方向发生约90°的改变。

本发明的超声波波导装置中，压电晶片可以为一个或一个以上。当具有一个以上的压电晶片时，所述的波导管在与所述的压电晶片连接的一端是分支状的，每个压电晶片单独连接一根波导管支管，各支管的另一端汇聚成主波导管。波导管支管和主波导管之间的夹角优选小于45°。

波导管根据需要可以是刚性的，也可以是柔性的、可弯曲的。

附图说明：

图1为本发明结构原理图。其中示出了三个压电晶片以及与之相连的具有分支的波导管。该波导管的游离端是可以聚焦的。

图2是没有保护套的波导管的结构示意图。

图3是有一层保护套的波导管的结构示意图。

图4是端部聚焦的波导管结构示意图。

图5是改变超声发射方向的波导管结构示意图。

图中符号说明：

1压电晶片    11压电晶片A    12压电晶片B     13压电晶片C

2波导管      21芯层         22外层          23保护套

3耦合介质

具体实施方式：

如图1所示，本发明具有波导管的超声波治疗装置包括三个压电晶片1、一端具有分支的波导管2、和耦合介质3。各压电晶片1(11、12、13)的一端连接波导管2的支管，各分支波导管的另一端汇聚成一个主波导管。波导管2可把压电晶片1发出的超声波能量传到治疗部位。波导管2根据需要可以是刚性的，也可以是柔性可弯曲的。

图2为波导管的结构示意图。波导管2包括芯层21、外层22。芯层21声速远远小于外层22声速。当超声波射入芯层21上时，超声波沿芯层21向前传播，当超声波在传输中遇到外层22时，由于芯层21声速远远小于外层22声速，超声波就会在外层22和芯层21的界面产生全反射，这样射入芯层21的超声波能量就会沿波导管2向前传播。

如图3所示，波导管2的外层22外面可以有一层保护套23，保护套23优选由无毒无害的材料构成，更优选该保护套的材料是生物相容性的。保护套23可保护波导管2的外层22不受到腐蚀，也可以防止外层22直接接触人体组织。

图4给出的是端部能聚焦的波导管结构示意图。当超声能量传播到波导管的游离端部时，为了获得高强度的超声能量，需要把芯层中超声能量进行聚焦。芯层21在端部收缩，这样，超声波沿芯层21传到收缩部位时，超声能量按芯层21形状传播，在端部汇聚到一起。

图5给出的是改变超声发射方向的波导管结构示意图。芯层21在波导管的游离端的端面与其轴向方向成45°角，当超声波传播到该位置时，超声波在45°角界面上发生全反射，超声传播方向改变。

以上所述仅为本发明具体实施例而已，并非用以限定本发明的专利申请范围，凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在所述的专利申请的范围内。

Claims (10)

1.一种超声波波导装置，其特征在于包括压电晶片和可把压电晶片发出的超声波传到远离压电晶片位置的波导管，所述波导管的一端与所述的压电晶片固定连接，所述波导管的另一端为游离端。

2.根据权利要求1所述的超声波波导装置，其特征在于具有至少两个压电晶片，所述的波导管在与所述的压电晶片连接的一端为分支状的，每个压电晶片单独连接一波导管支管，各支管的另一端汇聚成主波导管。

3.根据权利要求2所述的超声波波导装置，其特征在于所述波导管支管和主波导管之间的夹角小于45°。

4.根据权利要求1-3任一项所述的超声波波导装置，其特征在于所述的芯层在靠近波导管的游离端处具有一聚焦装置

5.根据权利要求4所述的超声波波导装置，其特征在于所述的波导管包括外层和芯层，所述芯层的声速小于所述外层的声速。

6.根据权利要求5所述的超声波波导装置，其特征在于在所述波导管的外部有一层保护套。

7.根据权利要求1-3任一项所述的超声波波导装置，其特征在于在靠近波导管的游离端处具有一用于改变超声波传播方向的结构。

8.根据权利要求7所述的超声波波导装置，其特征在于所述的用于改变超声波传播方向的结构为所述波导管的芯层的游离端具有与所述波导管的轴向成一定角度的斜面端面。

9.根据权利要求1-3任一项所述的超声波波导装置，其特征在于所述波导管的游离端可被插入到生物体内进行内窥式治疗。

10.一种高强度聚焦超声治疗仪，其特征在于包括权利要求1-9任一项所述的超声波波导装置。

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