CN210753617U - 一种带有波导帽的超声波导 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及超声波导，具体是一种带有波导帽的超声波导。包括波导连接器、波导帽，波导帽包括连接装置、定位波导、传导膜基座；波导帽的上端设置有连接装置；波导帽的中部设置定位波导；定位波导的下部顶端设置传导膜基座，传导膜基座上设置有传导膜；波导连接器包括壳体；壳体上端外侧设置有两个簧片，两个簧片分别电性连接壳体内的工作电路的正极与负极；壳体下端设置有安装连接构件，安装连接构件与连接装置密封相连。本实用新型设置了波导帽，保证超声波焦斑与波导帽顶部传导薄膜界面的精确空间位置关系，从而可以大大提高使用效率；设置冷却结构，防止热损毁；设置簧片插接，节省连接时间。

Description

一种带有波导帽的超声波导

技术领域

本发明涉及超声波导，具体是一种带有波导帽的超声波导。

背景技术

使用超声波作用于生物体，实现对疾病的治疗效果，基本原理是通过超声波换能器发射特定频率、功率、方向及焦斑大小的超声波，并通过超声波传导结构（即超声波导）将超声波能量聚集在生物组织的特定区域，进而对该区域的组织产生生化作用而实现治疗目标。

在此类传统的超声波传导结构中，将超声波换能器连接于一个塑料材质的锥形腔体（即超声波导壳体）的大口上，并加以密封。锥形腔体（简称“锥体”）的小口用传导薄膜封口，使整个锥体呈密封态。锥体内部充满除气水作为超声波传导介质，传导薄膜作为与生物体接触的表面。其工作原理是：超声波换能器发射超声波，超声波从锥体大口通过除气水耦合入锥体，通过水的传导作用到达并汇聚在锥体小口处，并通过传导薄膜耦合从锥体小口发射出去，作用于生物体。

常用的超声波传导结构中其与超声波换能器结构相对复杂，往往需要人工进行穿线操作麻烦，耗时较多。并且往往容易在工作过程中发热，长时间工作后，局部或整体的温度可能超过设备的极限，造成过热损毁。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种带有波导帽的超声波导。

为实现上述发明目的，本发明的方案包括：一种带有波导帽的超声波导，包括波导连接器、波导帽，所述波导帽包括连接装置、定位波导、传导膜基座；所述波导帽的上端设置有连接装置；所述波导帽的中部设置定位波导，用以确定波导帽前端与超声波焦斑的之间的位置关系；定位波导的下部顶端设置传导膜基座，传导膜基座上设置有传导膜；所述波导连接器，包括壳体；壳体上端外侧设置有可与外部连接部件插接的两个簧片，两个所述簧片分别电性连接所述壳体内的工作电路的正极与负极；所述壳体下端设置有安装连接构件，该安装连接构件与所述波导帽的上端设置的连接装置密封相连。

进一步的，所述波导连接器还包括连接线，所述连接线包括与两个所述簧片一一对应的两个连接端，每一所述簧片与对应的所述连接端之间插接，且每一所述簧片与对应所述连接端电性连接。

进一步的，每一所述连接端均设置有插簧，每一所述簧片均插设于对应的所述插簧内，且每一所述簧片与对应所述插簧电性连接。

进一步的，所述波导连接器的壳体外侧还设置有外罩，所述外罩与所述壳体之间形成通道，所述外罩上设有冷却介质入口和冷却介质出口。

进一步的，所述壳体上部设有超声波换能器用以发射超声波。

作为一种替换方案，所述壳体内部分为上下两段，其中上段的壳体内设置有压电陶瓷片及多个电极片，所述压电陶瓷片的两侧均设置所述电极片，用以作为超声波换能器。

进一步的，所述壳体内部的上段与下段密封，且之间设有弹性膜，所述电极片接收激励信号产生。

有益效果：本发明通过在传统超声波导结构的小口顶端增加一个波导帽，保证超声波焦斑与波导帽顶部传导薄膜界面的精确空间位置关系，从而可以大大提高使用效率；加入冷却结构，通过流动的冷却介质带走超声波换能器工作过程中产生的热量，还能调节温度，避免设备长时间工作造成过热损毁；相比传统的结构，使用簧片无需人工进行穿线操作，可以大大节省连接时间，提高连接装配效率。

附图说明

图1为不带波导帽的超声波导的结构示意图；

图2为带波导帽的超声波导的结构示意图；

图3为波导帽的分解结构示意图；

图4为有外罩结构示意图；

图5为外接换能器结构示意图；

图6为内置换能器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

传统的超声波传导结构利用超声波治疗中大多使用聚焦换能器。为了保证预定作用位置处于超声波焦斑上，传统的超声波传导结构中需要每次操作前都必须进行定位校准，即使用三维精密定位系统先利用水听器确定焦斑位置。校准用的水听器和三维精密定位系统价格都比较昂贵，操作复杂，且准确性和一致性并不高。在本设计在传统超声波导结构的小口顶端增加一个结构件——波导帽，图1所示，图中，1、壳体，4、波导帽，44、传导膜，41、连接装置，42、定位波导，43、传导膜基座。波导帽4包括连接装置41、定位波导42、传导膜基座43；波导帽4的上端设置有连接装置41；波导帽4的中部设置定位波导42，用以确定波导帽4前端与超声波焦斑的之间的位置关系；定位波导42的下部顶端设置传导膜基座43，传导膜基座43上设置有传导膜44。波导帽安装在传统超声波导结构下端。波导帽4上端是连接装置41，壳体1下端设置有安装连接构件3，该安装连接构件3与波导帽4的上端设置的连接装置41密封相连。连接装置41的下部是定位波导42，定位波导的主要作用是确立波导帽前端与超声波焦斑的之间的位置关系。定位波导42的下部顶端是传导膜基座43，用于固定和密封波导帽4下部顶端的传导膜44。波导帽4通过传导膜44与生物体接触，使得超声波良好耦合到生物组织上。

由于常用的超声波传导结构中其与超声波换能器结构相对复杂，往往需要人工进行穿线操作麻烦，耗时耗力。本设计的波导连接器的壳体1上端外侧设置有可与外部连接部件插接的两个簧片2，两个簧片2分别电性连接壳体1内的工作电路的正极与负极；波导连接器还包括连接线，连接线包括与两个簧片2一一对应的两个连接端，每一簧片2与对应的连接端之间插接，且每一簧片2与对应连接端电性连接。每一连接端均设置有插簧，每一簧片2均插设于对应的插簧内，且每一簧片2与对应插簧电性连接。 对于两个簧片2在与连接部件(主要是电线路)连接时，主要采用插接的方式连接，两个簧片2分别插设于对应的连接部件内，簧片2整体呈长条状结构，且簧片2的长度延伸方向为沿远离换能器主体1的方向，簧片2整体为窄耳结构形式。本实用新型中，换能器主体1的电连接通过两个簧片2插接至对应连接部件上实现，非常方便，而由于簧片2呈长条状，同时定义了簧片2的长度延伸方向，可以保证其插入连接部件内的深度，进而使得两者之间的连接稳定性比较高，簧片2不会轻易由连接部件内脱落。当然针对这种结构的簧片2，相比传统的簧片2结构，其无需设置连接孔，进而也无需人工进行穿线操作，可以大大节省连接时间，提高簧片2的连接装配效率。

用于治疗的超声波具有一定功率，由于超声波本质上是粒子的机械振动，因此必然导致超声波换能器及传导结构在工作过程中发热。传统方法中的未带有针对冷却的结构，因此当聚焦换能器及传导结构在较高功率下长时间工作后，局部或整体的温度可能超过设备的极限，造成过热损毁。本设计中，波导连接器的壳体1外侧还设置有外罩6，外罩6与壳体1之间形成通道，外罩6上设有冷却介质入口71和冷却介质出口72。冷却交换形式可为常用的内循环和外循环形式设计，采用开环或闭环设计均可。

超声波换能器是本设计的超声波导能够运行的基础，传统的超声波传导结构利用超声波治疗中大多使用聚焦换能器。在壳体1上部设置超声波换能器5’即可，用以发射超声波，或者通过连接线外接外部的超声波源。

作为一种替换方案，本设计壳体1内部分为上下两段，其中上段的壳体1内设置有压电陶瓷片52及多个电极片51，压电陶瓷片52的两侧均设置电极片51，用以作为超声波换能器。下段的壳体1内盛有除气水。压电陶瓷片52及多个电极片51设置在壳体1的上段，且上段与下段各自孤立密封，且上段与下段之间设有弹性膜。压电陶瓷片52的两侧均设置电极片51，电极片51接收到激励信号后，在压电陶瓷片52两侧的电极片51之间形成电场，压电陶瓷片52在电场压力的作用下会产生收缩或膨胀，从而产生机械振动，发射超声波。压电陶瓷片52发射的超声波传递至弹性膜。通过设置该结构，也就是在壳体内设置了超声波换能器，使得本设计结构较小，使用方便。

每个波导帽4通过其结构尺寸和材质来保证对超声波的耦合效果，使得在规定的工作条件下，最终形成的焦斑大小、空间位置和功率达到不同的规格要求。为实现不同的传导效果，波导帽可以有多种不同类型，类型的差别包括但不限于外形及内部尺寸、结构件材质、工作波长/频率、传导功率大小、与超声波导的连接方式、顶部传导薄膜类型。通过配合不同的超声波换能器（不同的方式包括但不限于：外形尺寸、工作波长/频率、工作原理、发射功率大小、工作模式），及配合不同的超声波导（不同的方式包括但不限于：外形及内部尺寸、工作波长/频率、传导功率大小、结构件材质、超声波传导介质类型），一个型号的波导帽可以用于一个或多个型号的超声波设备。由于是通过设计计算和精确加工来保证超声波焦斑与波导帽顶部传导薄膜界面的精确空间位置关系，所以使用者只需要选择正确的超声波导和波导帽即可获得期望的超声波焦斑，不再需要三维精密定位进行校准。从而可以大大提高使用效率，降低使用成本。

波导帽与超声波导壳体的连接可以是永久性的或可拆卸的。波导帽顶部的传导膜可以是永久的或可更换的。

为避免将一个波导帽与超声波导锥体和超声波换能器错误配合，波导帽与超声波导锥体的连接方式可以定义多种形式，并使各种定义之间互不相容。从而使得一个型号的波导帽不可以安装在规定范围之外的超声波导锥体上。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种带有波导帽的超声波导，包括波导连接器、波导帽，其特征在于：

所述波导帽包括连接装置、定位波导、传导膜基座；所述波导帽的上端设置有连接装置；所述波导帽的中部设置定位波导，用以确定波导帽前端与超声波焦斑的之间的位置关系；定位波导的下部顶端设置传导膜基座，传导膜基座上设置有传导膜；

所述波导连接器，包括壳体；壳体上端外侧设置有可与外部连接部件插接的两个簧片，两个所述簧片分别电性连接所述壳体内的工作电路的正极与负极；所述壳体下端设置有安装连接构件，该安装连接构件与所述波导帽的上端设置的连接装置密封相连。

2.根据权利要求1所述的带有波导帽的超声波导，其特征在于，所述波导连接器还包括连接线，所述连接线包括与两个所述簧片一一对应的两个连接端，每一所述簧片与对应的所述连接端之间插接，且每一所述簧片与对应所述连接端电性连接。

3.根据权利要求2所述的带有波导帽的超声波导，其特征在于，每一所述连接端均设置有插簧，每一所述簧片均插设于对应的所述插簧内，且每一所述簧片与对应所述插簧电性连接。

4.根据权利要求1所述的带有波导帽的超声波导，其特征在于，所述波导连接器的壳体外侧还设置有外罩，所述外罩与所述壳体之间形成通道，所述外罩上设有冷却介质入口和冷却介质出口。

5.根据权利要求1所述的带有波导帽的超声波导，其特征在于，所述壳体上部设有超声波换能器用以发射超声波。

6.根据权利要求1所述的带有波导帽的超声波导，其特征在于，所述壳体内部分为上下两段，其中上段的壳体内设置有压电陶瓷片及多个电极片，所述压电陶瓷片的两侧均设置所述电极片，用以作为超声波换能器。

7.根据权利要求6所述的带有波导帽的超声波导，其特征在于，所述壳体内部的上段与下段密封，且之间设有弹性膜，所述电极片接收激励信号产生。

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