CN209108443U - 一种可植入颅骨的超声波换能器 - Google Patents

Abstract

一种可植入颅骨的超声波换能器，包括用于固定安装在颅骨上的外壳、用于颅骨上方并被头皮遮挡的上盖、压电元件、声透镜、电插座以及用于导入外接电插头的连接导轨，上盖设置于外壳上端并与外壳相互匹配且固定连接，压电元件固定安装在外壳内侧凹槽的底部位置，电插座固定设置于外壳内侧的中上端位置且上层为电插座负极下层为电插座正极，压电元件的正负极分别通过导线与电插座正负极连接形成超声波换能器的正负极，连接导轨位于上盖中心的漏斗形通孔内并将外界电插头导入到上盖和外壳内与电插座相接触，该超声波换能器植入颅骨深度可调且其能直接接触脑脊液，超声波衰减小、能直达病灶部位，超声声强也可精确控制，能精准、快速地治疗脑部疾病。

Description

一种可植入颅骨的超声波换能器

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种可植入颅骨的超声波换能器。

背景技术

大量的临床实验研究表明利用超声波能够有效、安全以及可逆地打开血脑屏障治疗疾病，利用超声波可以调整人体功能，促进病理组织的恢复，对于治疗脑部肿瘤或者是一些神经系统疾病有着非常重要的意义。

现有的技术基本上采用外置的超声波治疗头接触于患者头部皮肤实现治疗目的，治疗头通常需要配合庞大的治疗仪才能工作，方便性差，且现有的治疗头无法实现精准定位和可靠固定，很容易因为患者头部轻微的活动而造成超声治疗头移位或脱落进而影响治疗，而且即便是通过头盔内衬安装的换能器阵列，在应用过程中，也会因为患者个体差异等原因无法精准定位到需要治疗的病灶部位，并且大量研究表明超声波穿过颅骨后的能量甚至达不到发射能量的2％，颅骨对超声能量的衰减作用十分明显，超声波治疗头作用于人脑外部，超声波经头皮、颅骨等进入颅脑内部，能量衰减很大，并且不同的人的颅骨厚度不同，即使发射同样声强的超声，也会因为患者不同导致实际到达病灶部位的超声能量不同，这就无法精准控制到达颅脑实质治疗超声的剂量，更无从谈及利用超声打开血脑屏障治疗脑部疾病了，所以亟待出现能够可靠固定并能精准控制超声剂量的装置。

实用新型内容

本实用新型针对现有装置存在的无法精准针对脑部疾病的病灶部位、超声波从外侧进入颅脑内能量衰减过大、无法精准控制超声剂量等弊端，提供一种可植入颅骨的超声波换能器，结构简单、尺寸微小，实用性强，能够轻松安全地植入颅骨固定安装并能够发射一定超声声强的超声波，精准控制超声剂量，快速有效地实现颅内超声治疗的工作，且在使用前应先根据患者医学图像诊断结果确定安装位置及安装深度在颅骨钻孔，因此超声波换能器底部能够直接接触脑脊液，方便超声波穿过血脑屏障直达病灶部位，同时避免超声波经过颅骨造成的大幅衰减，通过精确控制超声声强和安装位置实现脑部疾病的有效治疗。

本实用新型的技术方案如下：

一种可植入颅骨的超声波换能器，包括用于固定安装在颅骨上的柱形凹槽形状的外壳、用于颅骨上方并被头皮遮挡的上盖、压电元件、声透镜、电插座以及用于导入外接电插头的连接导轨，所述上盖设置于外壳上端并与外壳相互匹配且固定连接，所述压电元件固定安装在外壳内侧凹槽的底部位置，所述电插座固定设置于所述外壳内侧的中上端位置且上层为电插座负极下层为电插座正极，所述压电元件的正极通过导线与电插座正极连接形成超声波换能器的正极，所述压电元件的负极通过另一导线与电插座负极连接形成超声波换能器的负极，所述上盖中心设置漏斗形通孔且所述连接导轨固定设置于所述漏斗形通孔内，所述外接电插头穿过所述漏斗形通孔沿连接导轨进入上盖和外壳内并接触相适配的电插座，所述声透镜设置于所述外壳外侧底部位置。

所述超声波换能器还包括外沿部，所述外沿部采用从上盖外侧壁的底端向外伸出的折边结构，所述上盖内侧壁的底端具有精密内螺纹且所述外壳的外侧壁的顶端具有相匹配的精密外螺纹，所述外壳通过精密外螺纹向上旋紧安装进所述上盖，所述外沿部上设置多于一个的安装孔，所述安装孔搭配设置相应数量的将超声波换能器固定安装在颅骨上的固定螺钉或手术缝合线。

所述超声波换能器还包括外沿部，所述外沿部采用从外壳外侧壁的顶端向外伸出的折边结构，所述外壳内侧壁的顶端具有精密内螺纹且所述上盖的外侧壁的底端具有相匹配的精密外螺纹，所述上盖通过精密外螺纹向下旋紧安装进所述外壳，所述外沿部上设置多于一个的安装孔，所述安装孔搭配设置相应数量的将超声波换能器固定安装在颅骨上的固定螺钉或手术缝合线。

所述外壳内部还设置有在拔出所述外接电插头后实现自封闭的填充胶垫，所述填充胶垫设置于外壳内部的位于电插座上方的空间，所述外壳上端面与所述上盖的下端面之间还设置有密封胶圈且部分密封胶圈与填充胶垫相接触。

所述上盖采用倒碗形且内部上端除中心的漏斗形通孔外均采用实心结构，所述上盖内部下端采用空心结构且内侧壁设置与所述外壳相匹配的精密内螺纹同时外侧壁的底端向外伸出折边结构，所述密封胶圈设置于所述外壳上端面与所述上盖的实心结构的下端面之间；导入的外接电插头为针型电插头，所述漏斗形通孔内固定安装有漏斗状的用于导入针型电插头的连接导轨且连接导轨的底部直接接触所述填充胶垫；

所述电插座采用卡簧结构且与针型电插头相适配。

所述上盖内部还设置有在拔出所述外接电插头后实现自封闭的填充胶垫，所述填充胶垫设置于与上盖外侧壁底端的精密外螺纹对应的上盖内部的空间，所述上盖下端面与所述外壳的电插座的上端面之间还设置有密封胶圈且部分密封胶圈与填充胶垫相接触。

所述上盖采用倒碗形且内部上端除中心的漏斗形通孔外均采用实心结构，所述上盖内部下端空间填充有填充胶垫且外侧壁对应设置与所述外壳相匹配的精密外螺纹；导入的外接电插头为针型电插头，所述漏斗形通孔内固定安装有漏斗状的用于导入针型电插头的连接导轨且连接导轨的底部直接接触所述填充胶垫；

所述电插座采用卡簧结构且与针型电插头相适配。

所述压电元件采用由压电陶瓷元件或压电复合元件或C-MUT元件或聚偏氟乙烯元件或由压电陶瓷元件、压电复合元件、C-MUT元件、聚偏氟乙烯元件中的一种或几种组成的元件组。

所述压电元件采用压电陶瓷晶片，所述压电陶瓷晶片正极朝上，压电陶瓷晶片的下端面及上端面边缘处均为负极，所述压电陶瓷晶片的下端面的负极部分全部粘接在所述外壳的柱形凹槽内侧的底部位置；

和/或，所述声透镜与外壳底部同步浇铸成型且采用聚焦型声透镜或准直型声透镜或发散型声透镜；

和/或，所述上盖顶部中心设置有环形凸起，所述环形凸起位于漏斗形通孔的正上方。

所述外壳的柱形凹槽的外径尺寸≤13㎜且外壳具有不同高度，当安装孔搭配设置相应数量的固定螺钉时所述固定螺丝的长度≤1.8㎜，所述超声波换能器根据外壳高度不同设置成植入深度不同的多个系列；

和/或，所述超声波换能器的上盖、外壳及声透镜的材质均采用与人体接触无毒、无排异反应的与MRI相容的非铁磁性材料；

和/或，所述针型电插头包括位于后端的绝缘手柄以及位于前端的电插头负极和电插头正极，所述电插头负极与电插座负极电连接，所述电插头正极与所述电插座正极电连接，所述电插头负极与电插头正极的前端针头采用304不锈钢材料且针型电插头除前端针头外的所有表面涂有绝缘类隔离材料；

和/或，所述超声波换能器发射超声波的超声声强小于100mw/cm²。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型涉及一种可植入颅骨的超声波换能器，包括外壳、上盖、压电元件、电插座、连接导轨与声透镜，柱形凹槽状的外壳用于固定安装在颅骨上，上盖用于颅骨上方并被头皮遮挡，上盖与外壳优选通过相互匹配的精密螺纹牢固可靠连接并且在二者之间优选设置保证二者接缝部位的密封性的密封胶圈，大大增强了超声波换能器的密封性，压电元件(优选采用压电陶瓷晶片)固定在外壳内侧凹槽的底部位置且正极朝上、下端面及上端面的边缘处均为负极，压电陶瓷晶片的下端面的负极部分全部粘接在外壳的柱形凹槽内侧的底部位置，充分保证了压电陶瓷晶片的牢固稳定安装，能够使压电陶瓷晶片保持与外壳底部声透镜的相对位置，保证发射的超声波的质量，所述压电陶瓷晶片的正负极通过导线分别连接电插座的正负极进而分别形成超声波换能器的正负极，更进一步与经上盖的漏斗形通孔内固定设置的漏斗状连接导轨插入外接的针型电插头至电插座，使得超声波换能器得到外部供电装置的驱动信号从而进行有效工作，所述电插座优选设置卡簧结构使得针型电插头与电插座充分适配并实现稳定有效的电连接，在使用该超声波换能器前需要由临床大夫根据患者头部医学图像诊断结果确定超声波换能器的安装位置及安装深度，然后对颅骨进行钻孔(形成安装洞)，同时选定合适高度的超声波换能器，将结构微小的超声波换能器的下端的外壳植入颅骨并通过在外沿部的多于一个的安装孔(优选设置三个安装孔)上分别设置固定螺钉将超声波换能器固定镶嵌入颅骨或者直接利用缝合术使缝合线穿过三个安装孔将超声波换能器固定缝合在颅骨上(也即颅骨腱膜上)，此时，超声波换能器的柱形凹槽状的外壳植入颅骨上的安装洞内，其上盖位于颅骨上方并被头皮遮挡，其外沿部为向外伸出的折边结构，尺寸超出外壳凹槽尺寸，充分挡住了安装洞与外壳之间的间隙，能够防止脑脊液外渗，且超声波换能器的外沿部、安装孔及上盖均被颅骨表面的头皮遮挡，从而避免外界赃物或污染进入，起到保护作用，其中超声波换能器的外壳植入颅骨上的安装洞内，而安装洞为通透状态，且超声波换能器设置了外壳高度不同的多个系列，能够实现植入颅骨深度可调的效果，故而超声波换能器能直接接触脑脊液，避免压迫脑硬膜或脑实质，在超声波传播途径上也就没有了颅骨的阻挡，超声波衰减小且能直达病灶部位，完全避免了现有技术采用外置的超声波治疗头或者是安全头盔在患者头部颅骨外侧治疗存在的无法精准针对脑部疾病的病灶部位进行治疗以及超声波穿过颅骨进入颅脑内能量衰减过大等问题，也避免了因患者个体不同、头骨厚度存在差异所造成的用同样强度的超声因个体差异造成实际到达病灶部位的超声能量差异很大的问题，进而有效、安全及可逆地打开血脑屏障，实现精准、快速的脑部疾病的治疗，并且超声波换能器内部在外壳与上盖连接处的空间还设置有能够自封闭的填充胶垫，用于在针型电插头拔出后自动封闭遗留下的穿孔，避免脑脊液或人体体液进入超声波换能器内部，保护超声波换能器内部构造的同时更能避免因体液进入导致治疗误差的隐患，安全性更强。

优选地，所述压电元件还可以采用由压电陶瓷元件或压电复合元件或C-MUT元件或聚偏氟乙烯元件或由压电陶瓷元件、压电复合元件、C-MUT元件、聚偏氟乙烯元件中的一种或几种组成的元件组，具体也可以根据应用环境及应用条件等的不同选用不同的压电元件。

进一步地，所述声透镜与外壳底部同步浇铸成型，制作工艺简单迅速，且声透镜可以采用包括但不限于聚焦型声透镜、准直型声透镜、发散型声透镜中的一种，其中聚焦型声透镜、准直型声透镜、发散型声透镜分别对应会聚型超声波束、准直型超声波束和发散型超声波束，针对不同的脑部疾病，选择不同的声透镜，决定超声波换能器发射超声波束的类型，利用超声能量实现脑部疾病的治疗。

进一步地，超声波换能器上盖顶部中心设置有环形凸起，该环形凸起能够随上盖一同被头皮遮挡覆盖，又基于头皮的薄软特性，该环形凸起能够明显的被观察到或者被摸到，能够方便临床大夫或其他医务人员轻松找到根据其确定针型电插头的插入位置。

进一步地，超声波换能器的上盖、外壳及声透镜的材质均采用与人体接触无毒、无排异反应的与MRI相容的非铁磁性材料，具体优选可以采用非脂溶性硬质明胶或非隔离聚合物材料制成，该种材料对人体无毒无害，能够保证不产生排异反应，进而保证治疗工作的顺利及避免产生副作用影响患者身体健康。

针型电插头包括绝缘手柄、电插头负极、电插头正极，绝缘手柄方便人工手持操作，电插头负极与电插头正极的前端针头采用304不锈钢材料以保证导电性能，而针型电插头除前端针头外的所有表面涂有绝缘类隔离材料以方便人工插拔操作，保障操作安全性。

所述超声波换能器根据外壳高度不同设置成植入深度不同的多个系列，能够根据患者个体颅骨差异或具体病症选择优化高度的超声波换能器应用于治疗过程，治疗效果更佳。

进一步地，超声波换能器通过针型电插头与外部供电装置实现电连接，外部供电装置所供特定的驱动信号能够精准控制超声波换能器发射的超声波的超声声强，且优选超声波换能器发射超声波的超声声强小于100mw/cm²，符合人体声学要求，便于超声波在患者颅内传输以治疗脑部疾病。

附图说明

图1是本实用新型一种可植入颅骨的超声波换能器的整体结构示意图。

图2是本实用新型一种可植入颅骨的超声波换能器的优选内部结构示意图。

图3是本实用新型一种可植入颅骨的超声波换能器的工作连接示意图。

图4是本实用新型一种可植入颅骨的超声波换能器的工作连接分解示意图。

图5是本实用新型一种可植入颅骨的超声波换能器工作连接内部结构图。

图6a—图6c分别是声透镜的三种优选类型示意图。

图中各标号列示如下：

1—超声波换能器；2—针型电插头；

11—外壳；12—上盖；13—压电陶瓷晶片；14—电插座；15—连接导轨；16—声透镜；

17—外沿部；18—填充胶垫；19—密封胶圈；

121—环形凸起；171—安装孔；

21—绝缘手柄；22—电插头负极；23—电插头正极。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行说明。

本实用新型涉及了一种可植入颅骨的超声波换能器，结构如图1和图2所示，包括外壳11、上盖12、压电元件、电插座14、连接导轨15以及声透镜16，所述外壳11为柱形凹槽形状且用于固定安装在颅骨上，所述上盖12用于颅骨上方并被头皮遮挡且所述上盖12设置于外壳11上端并与外壳11优选通过相互匹配的精密螺纹牢固可靠连接，所述压电元件优选采用压电陶瓷晶片13并固定安装在外壳11内侧凹槽的底部位置，用于发射超声波，可将压电陶瓷晶片13的正极朝上，其下端面及上端面的边缘处均为负极，压电陶瓷晶片13的下端面的负极部分全部粘接在外壳11的柱形凹槽内侧的底部位置，充分保证了压电陶瓷晶片13的牢固稳定安装，能够使压电陶瓷晶片13保持与声透镜16的相对位置，保证发射的超声波的质量，所述电插座14固定设置于所述外壳11内侧的中上端位置且上层为电插座负极下层为电插座正极，所述压电陶瓷晶片13的正极通过导线与电插座正极连接形成超声波换能器1的正极，所述压电陶瓷晶片13的负极通过另一导线与电插座负极连接形成超声波换能器1的负极，所述上盖12中心设置漏斗形通孔且所述连接导轨15(优选设置为漏斗状)固定设置于所述漏斗形通孔内，本实施例中超声波换能器1通过如图3所示的外接电插头(优选采用针型电插头2)与外部供电装置进行电连接使得超声波换能器1得到外部供电装置的驱动信号从而进行有效工作，所述外接的针型电插头2经上盖12的漏斗形通孔内固定设置的漏斗状连接导轨15进入上盖12和外壳11内进而插入至电插座14，并且电插座14优选设置为卡簧结构使其能够与针型电插头2充分适配，使得电连接可靠、稳定、有效，所述声透镜16设置于所述外壳11外侧的底部位置，用于控制发射的超声波束的类型。该实施例的超声波换能器1优选还包括外沿部17，所述外沿部17采用从上盖12外侧壁的底端向外伸出的折边结构，所述上盖12内侧壁的底端具有精密内螺纹且所述外壳11的外侧壁的顶端具有相匹配的精密外螺纹，所述外壳11通过精密外螺纹向上旋紧安装进所述上盖12，所述外沿部17上设置多于一个的安装孔171(优选设置为三个安装孔)，所述三个安装孔171搭配设置相应数量的固定螺钉或手术缝合线将超声波换能器1固定安装在颅骨上。所述外壳11内部还设置有在拔出所述外接的针型电插头2后实现自封闭的填充胶垫18，所述填充胶垫18设置于外壳11内部的位于电插座14上方的空间，所述外壳11上端面与所述上盖12的下端面之间还设置有密封胶圈19且部分密封胶圈19与填充胶垫18相接触，大大增强了超声波换能器1的密封性。进一步地，所述上盖12采用倒碗形且内部上端除中心的漏斗形通孔外均采用实心结构，所述上盖12内部下端采用空心结构且内侧壁设置与所述外壳11相匹配的精密内螺纹同时空心结构处外侧壁的底端向外伸出折边结构，此时密封胶圈19位于所述外壳11上端面与所述上盖12的实心结构的下端面之间，上盖12中心漏斗形通孔内的连接导轨15的底部直接接触所述填充胶垫18，所述填充胶垫18可以用于在针型电插头2拔出后自动封闭遗留下的穿孔，避免脑脊液或人体体液进入超声波换能器1内部，保护超声波换能器1内部构造的同时更能避免因体液进入导致治疗误差的隐患，安全性更强；并且所述上盖12顶部中心还设置有环形凸起121，所述环形凸起121位于漏斗形通孔的正上方，该环形凸起121能够随上盖12一同被头皮遮挡覆盖，又基于头皮的薄软特性，该环形凸起121能够明显的被观察到或者被摸到，能够方便临床大夫或其他医务人员轻松找到根据其确定针型电插头2的插入位置，在使用该超声波换能器1前需要由临床大夫根据患者头部医学图像诊断结果确定超声波换能器1的安装位置及安装深度，然后对颅骨进行钻孔(形成安装洞)，同时选定合适高度的超声波换能器1，将结构微小的超声波换能器1的下端的外壳11植入颅骨并通过在外沿部17的三个安装孔171上分别设置固定螺钉将超声波换能器1固定镶嵌入颅骨或者直接利用缝合术使缝合线穿过三个安装孔171将超声波换能器1固定缝合在颅骨腱膜上，此时，超声波换能器1的外壳11植入颅骨上的安装洞内且安装洞为通透状态，其上盖12位于颅骨上方并被头皮遮挡，其外沿部17(折边结构)尺寸超出外壳11凹槽尺寸，能够充分挡住安装洞与外壳11之间的间隙，防止脑脊液外渗，且外沿部17、安装孔171及上盖12均被颅骨表面的头皮遮挡，从而避免外界赃物或污染进入，起到保护作用，其外沿部17的折边结构还具有一定的厚度，安装孔171具体可表现为条状的安装槽，且安装孔171可以等间距设置也可以不等间距设置，本实施例中优选将三个安装孔171等间距设置，能够充分平衡超声波换能器1的安装角度，并且超声波换能器1根据外壳11高度不同设置的多个系列能够实现植入颅骨深度可调的效果，再结合安装洞的通透状态使得超声波换能器1能直接接触脑脊液，避免压迫脑硬膜或脑实质，在超声波传播途径上也就没有了颅骨的阻挡，超声波衰减小且能直达病灶部位，完全避免了现有技术采用外置的超声波治疗头或者是安全头盔在患者头部颅骨外侧治疗存在的无法精准针对脑部疾病的病灶部位进行治疗以及超声波穿过颅骨进入颅脑内能量衰减过大等问题，也避免了因患者个体不同、头骨厚度存在差异所造成的用同样强度的超声因个体差异造成实际到达病灶部位的超声能量差异很大的问题，进而有效、安全及可逆地打开血脑屏障，实现精准、快速的脑部疾病的治疗。

除上述实施例外，进一步地，超声波换能器1的外沿部17还可以是采用从外壳11外侧壁的顶端向外伸出的折边结构，所述外壳11内侧壁的顶端具有精密内螺纹且所述上盖12的外侧壁的底端具有相匹配的精密外螺纹，所述上盖12通过精密外螺纹向下旋紧安装进所述外壳11，所述外沿部17上设置多于一个的安装孔171，所述安装孔171搭配设置相应数量的将超声波换能器1固定安装在颅骨上的固定螺钉或手术缝合线，所述上盖12内部还优选设置有在拔出所述外接的针型电插头2后实现自封闭的填充胶垫18，所述填充胶垫18设置于与上盖12外侧壁底端的精密外螺纹对应的上盖12内部的空间，所述上盖12下端面与所述外壳11的电插座14的上端面之间还设置有密封胶圈19且部分密封胶圈19与填充胶垫18相接触，所述上盖12也可采用如图1和图2实施例所示的倒碗形且内部上端除中心的漏斗形通孔外均采用实心结构，所述上盖12内部下端空间填充有填充胶垫18且外侧壁对应设置与所述外壳11相匹配的精密外螺纹；上盖12中心漏斗形通孔内的连接导轨15的底部直接接触所述填充胶垫18，这种由上盖12向下沿精密螺纹旋紧安装进外壳11的结构同样能够满足安装条件，并能通过安装孔171将超声波换能器1固定安装在颅骨上，实现可靠固定安装。

进一步地，所述压电元件除上述优选的压电陶瓷晶片13之外还可以采用由压电陶瓷元件或压电复合元件或C-MUT元件或聚偏氟乙烯元件或由压电陶瓷元件、压电复合元件、C-MUT元件、聚偏氟乙烯元件中的一种或几种组成的元件组，具体也可以根据应用环境及应用条件等的不同选用不同的压电元件，进而能够发射出更准确的超声波，达到更好的治疗效果。

进一步地，所述声透镜16优选与外壳11底部同步浇铸成型，制作工艺简单迅速，且声透镜16可以采用包括但不限于聚焦型声透镜、准直型声透镜、发散型声透镜中的一种，即可以采用如图6a所示的发散型声透镜，或图6b所示的准直型声透镜，或图6c所示的聚焦型声透镜，其中聚焦型声透镜、准直型声透镜、发散型声透镜分别对应会聚型超声波束、准直型超声波束和发散型超声波束，针对不同的脑部疾病，选择不同的声透镜，决定超声波换能器发射超声波束的类型，利用超声能量实现脑部疾病的治疗，本实施例中优选采用发散型声透镜来控制超声波换能器1发射出发散型超声波束，实现脑部疾病的超声治疗。

进一步地，所述超声波换能器1的外壳11的柱形凹槽的外径尺寸≤13㎜，且外壳11具有不同高度具体优选可以采用以0.5㎜的高度差递增设置若干个外壳高度不同的超声波换能器1，能够根据患者个体颅骨差异或具体病症选择优化高度的超声波换能器1应用于治疗过程，治疗效果更佳，并且当所述安装孔171搭配相应数量的固定螺钉时优选所述固定螺丝的长度≤1.8㎜，超声波换能器1的部件及相应的固定螺钉的尺寸均足够微小，只需很小的手术切口就都可以轻松植入颅骨，实现微创，有利于后期恢复，效果良好。

进一步地，所述超声波换能器1的上盖12、外壳11及声透镜16的材质均采用与人体接触无毒、无排异反应的与MRI相容的非铁磁性材料，且上盖12、外壳11及声透镜16的材质最好相同，具体优选可以采用非脂溶性硬质明胶或非隔离聚合物材料，该种材料对人体无毒无害，能够保证不产生排异反应，能够避免超声波换能器植入颅骨对患者产生副作用的问题，进而保证治疗工作的顺利及避免影响患者身体健康。

进一步地，超声波换能器1在工作时外接的所述针型电插头2的结构优选如图4和图5所示，包括后端的绝缘手柄21以及前端针头，绝缘手柄21方便人工手持操作，该前端针头具有电插头负极22和电插头正极23，针型电插头2的前端针头通过连接导轨15向下插入至外壳11内部的电插座14上，即电插头负极22和电插头正极23插入至外壳11内部的电插座14上，电插头负极22与电插座负极电连接，电插头正极23与电插座正极电连接，使得超声波换能器1与外部供电装置实现电连接，并且所述针型电插头2的前端针头优选采用304不锈钢材料以保证导电性能，而针型电插头2除前端针头外的所有表面涂有绝缘类隔离材料，方便人工插拔操作，保障操作安全性，且绝缘类隔离涂层能够很好地保护针型电插头2的正负极，避免造成短路，且能够避免漏电接触患者皮肤，保证患者的人体安全。

进一步地，超声波换能器1通过针型电插头2与外部供电装置实现电连接，外部供电装置所供特定的驱动信号能够精准控制超声波换能器1发射的超声波的超声声强，且优选超声波换能器1发射超声波的超声声强小于100mw/cm²，在此声强下，人脑不会因声强过大而受到伤害，符合人体声学要求，能够保证患者的人身安全。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种可植入颅骨的超声波换能器，其特征在于，包括用于固定安装在颅骨上的柱形凹槽形状的外壳、用于颅骨上方并被头皮遮挡的上盖、压电元件、声透镜、电插座以及用于导入外接电插头的连接导轨，所述上盖设置于外壳上端并与外壳相互匹配且固定连接，所述压电元件固定安装在外壳内侧凹槽的底部位置，所述电插座固定设置于所述外壳内侧的中上端位置且上层为电插座负极下层为电插座正极，所述压电元件的正极通过导线与电插座正极连接形成超声波换能器的正极，所述压电元件的负极通过另一导线与电插座负极连接形成超声波换能器的负极，所述上盖中心设置漏斗形通孔且所述连接导轨固定设置于所述漏斗形通孔内，所述外接电插头穿过所述漏斗形通孔沿连接导轨进入上盖和外壳内并接触相适配的电插座，所述声透镜设置于所述外壳外侧底部位置。

2.根据权利要求1所述的超声波换能器，其特征在于，还包括外沿部，所述外沿部采用从上盖外侧壁的底端向外伸出的折边结构，所述上盖内侧壁的底端具有精密内螺纹且所述外壳的外侧壁的顶端具有相匹配的精密外螺纹，所述外壳通过精密外螺纹向上旋紧安装进所述上盖，所述外沿部上设置多于一个的安装孔，所述安装孔搭配设置相应数量的将超声波换能器固定安装在颅骨上的固定螺钉或手术缝合线。

3.根据权利要求1所述的超声波换能器，其特征在于，还包括外沿部，所述外沿部采用从外壳外侧壁的顶端向外伸出的折边结构，所述外壳内侧壁的顶端具有精密内螺纹且所述上盖的外侧壁的底端具有相匹配的精密外螺纹，所述上盖通过精密外螺纹向下旋紧安装进所述外壳，所述外沿部上设置多于一个的安装孔，所述安装孔搭配设置相应数量的将超声波换能器固定安装在颅骨上的固定螺钉或手术缝合线。

4.根据权利要求2所述的超声波换能器，其特征在于，所述外壳内部还设置有在拔出所述外接电插头后实现自封闭的填充胶垫，所述填充胶垫设置于外壳内部的位于电插座上方的空间，所述外壳上端面与所述上盖的下端面之间还设置有密封胶圈且部分密封胶圈与填充胶垫相接触。

5.根据权利要求4所述的超声波换能器，其特征在于，所述上盖采用倒碗形且内部上端除中心的漏斗形通孔外均采用实心结构，所述上盖内部下端采用空心结构且内侧壁设置与所述外壳相匹配的精密内螺纹同时外侧壁的底端向外伸出折边结构，所述密封胶圈设置于所述外壳上端面与所述上盖的实心结构的下端面之间；导入的外接电插头为针型电插头，所述漏斗形通孔内固定安装有漏斗状的用于导入针型电插头的连接导轨且连接导轨的底部直接接触所述填充胶垫；

所述电插座采用卡簧结构且与针型电插头相适配。

6.根据权利要求3所述的超声波换能器，其特征在于，所述上盖内部还设置有在拔出所述外接电插头后实现自封闭的填充胶垫，所述填充胶垫设置于与上盖外侧壁底端的精密外螺纹对应的上盖内部的空间，所述上盖下端面与所述外壳的电插座的上端面之间还设置有密封胶圈且部分密封胶圈与填充胶垫相接触。

7.根据权利要求6所述的超声波换能器，其特征在于，所述上盖采用倒碗形且内部上端除中心的漏斗形通孔外均采用实心结构，所述上盖内部下端空间填充有填充胶垫且外侧壁对应设置与所述外壳相匹配的精密外螺纹；导入的外接电插头为针型电插头，所述漏斗形通孔内固定安装有漏斗状的用于导入针型电插头的连接导轨且连接导轨的底部直接接触所述填充胶垫；

所述电插座采用卡簧结构且与针型电插头相适配。

8.根据权利要求5或7所述的超声波换能器，其特征在于，所述压电元件采用由压电陶瓷元件或压电复合元件或C-MUT元件或聚偏氟乙烯元件或由压电陶瓷元件、压电复合元件、C-MUT元件、聚偏氟乙烯元件中的一种或几种组成的元件组。

9.根据权利要求8所述的超声波换能器，其特征在于，所述压电元件采用压电陶瓷晶片，所述压电陶瓷晶片正极朝上，压电陶瓷晶片的下端面及上端面边缘处均为负极，所述压电陶瓷晶片的下端面的负极部分全部粘接在所述外壳的柱形凹槽内侧的底部位置；

和/或，所述声透镜与外壳底部同步浇铸成型且采用聚焦型声透镜或准直型声透镜或发散型声透镜；

和/或，所述上盖顶部中心设置有环形凸起，所述环形凸起位于漏斗形通孔的正上方。

10.根据权利要求9所述的超声波换能器，其特征在于，所述外壳的柱形凹槽的外径尺寸≤13㎜且外壳具有不同高度，当安装孔搭配设置相应数量的固定螺钉时所述固定螺丝的长度≤1.8㎜，所述超声波换能器根据外壳高度不同设置成植入深度不同的多个系列；

和/或，所述超声波换能器的上盖、外壳及声透镜的材质均采用与人体接触无毒、无排异反应的与MRI相容的非铁磁性材料；

和/或，所述针型电插头包括位于后端的绝缘手柄以及位于前端的电插头负极和电插头正极，所述电插头负极与电插座负极电连接，所述电插头正极与所述电插座正极电连接，所述电插头负极与电插头正极的前端针头采用304不锈钢材料且针型电插头除前端针头外的所有表面涂有绝缘类隔离材料；

和/或，所述超声波换能器发射超声波的超声声强小于100mw/cm²。