CN216934478U - 一种同体压电换能器治疗头和同体压电换能器 - Google Patents

Abstract

一种同体压电换能器治疗头和同体压电换能器，包括第一陶瓷盘和第二陶瓷盘，第一陶瓷盘的厚度小于第二陶瓷盘的厚度。第一陶瓷盘一面为第一正极化面，相对的另一面为第一负极化面。第二陶一面为第二正极化面，相对的另一面为第二负极化面，第一负极化面和第二正极化面相贴合。第一正极化面上固定第一电极线，第一负极化面和第二正极化面之间固定第二电极线，第二负极化面上固定第三电极线。第一陶瓷盘用于产生超声波，第二陶瓷盘用于产生冲击波，第一正极化面用于发射冲击波或超声波。设计的同体压电换能器能兼容冲击波和超声波，根据治疗需要在冲击波和超声波之间切换，不用专门更换对应波的设备，使得冲击波和超声波的切换操作更便捷、高效。

Description

一种同体压电换能器治疗头和同体压电换能器

技术领域

本申请涉及压电换能器技术领域，具体涉及一种同体压电换能器治疗头和同体压电换能器。

背景技术

已知的压电式体外冲击波(ESWL)技术是通过给压电冲击波换能器提供单次高压脉冲产生冲击波，可用于治疗泌尿结石、骨肌疾病康复、血管钙化、ED疾病等。

已知的压电式高强度聚焦超声(HIFU)治疗技术是通过给压电超声换能器提供连续高频交流电信号产生超声波，超声波通过聚焦用于治疗子宫肌瘤和骨肌软组织疾病康复等。

冲击波特性具有应力作用和空化效应，超声波特性具有分子热力作用和空化效应。两者在同一台设备不能产生相应的声波特性，但冲击波和超声波都具有水声学特性，通过水为介质传递能量。压电冲击波换能器通过单次高压脉冲(5～10KV，≤1ms)产生冲击波(≤1us)，压电超声换能器通过连续高频交流电信号(0.5～2MHz)产生超声波(0.5～2MHz)。

已知的压电冲击波换能器与压电超声换能器不能兼容，无法在同一体压电换能器体产生冲击波或超声波，当对同一患者进行治疗，既需要冲击波治疗，又需要超声波治疗时，需要单独采用不同的压电换能器。导致器械操作繁杂、低效的问题，因此亟需研究一种能够兼容超声波和冲击波的压电换能器。

实用新型内容

本申请提供一种同体压电换能器治疗头和同体压电换能器，其主要目的在于提供一种能够兼容超声波和冲击波的压电换能器。

本申请一种实施例中提供一种同体压电换能器治疗头，包括：治疗锅体、超声影像探头、水囊罩以及多个同体压电换能器装配体；

所述治疗锅体的中心点处固定所述超声影像探头，所述治疗锅体上围绕所述中心点等间隔均匀分布多个所述同体压电换能器装配体；所述水囊罩罩在所述治疗锅体上，所述水囊罩和所述治疗锅体形成一个用于填充液体的空间；

所述同体压电换能器装配体包括换能器安装座和固定在所述换能器安装座上的同体压电换能器；所述同体压电换能器包括第一陶瓷盘和第二陶瓷盘，所述第一陶瓷盘的厚度小于所述第二陶瓷盘的厚度；

所述第一陶瓷盘靠近所述水囊罩的一面为第一正极化面，远离所述水囊罩的一面为第一负极化面；所述第二陶瓷盘靠近所述水囊罩的一面为第二正极化面，远离所述水囊罩的一面为第二负极化面，所述第一负极化面和所述第二正极化面相贴合；

所述第一正极化面上固定第一电极线，所述第一负极化面和所述第二正极化面之间固定第二电极线，所述第二负极化面上固定第三电极线；所述第一电极线和所述第二电极线用于接收超声波的电信号以在所述第一陶瓷盘上产生超声波；所述第二电极线和所述第三电极线用于接收冲击波的电信号以在所述第二陶瓷盘上产生冲击波；所述第一正极化面用于发射所述冲击波或所述超声波；

所述治疗锅体的锅面和所述第一正极化面具有相同的球心。

一种实施例中，所述换能器安装座包括用于固定所述同体压电换能器的圆盘座和用于引出电极线的柱体。

一种实施例中，所述第二负极化面和所述圆盘座之间设置绝缘垫片，所述第二负极化面和所述绝缘垫片之间设置弹性缓冲件。

一种实施例中，所述同体压电换能器装配体还包括盖在所述圆盘座上的压盖，所述压盖正对所述第一正极化面处开设通孔。

一种实施例中，所述治疗锅体的外周侧壁上开设密封凹槽，所述水囊罩的端部通过密封压环固定在所述密封凹槽上。

一种实施例中，所述治疗锅体的中心点处开设探头安装孔，所述探头安装孔和所述超声影像探头之间固定探头密封环。

一种实施例中，所述第一正极化面、第二负极化面以及所述第一负极化面和所述第二正极化面之间均设置镀银层。

一种实施例中，所述第一陶瓷盘和所述第二陶瓷盘的材料均为PZT8陶瓷；所述第一陶瓷盘的厚度为h1，2.1mm≤h1＜4.2mm，所述第二陶瓷盘的厚度为h2，4.2mm≤h2＜8.3mm。

一种同体压电换能器，包括第一陶瓷盘和第二陶瓷盘，所述第一陶瓷盘的厚度小于所述第二陶瓷盘的厚度；

所述第一陶瓷盘靠近所述水囊罩的一面为第一正极化面，远离所述水囊罩的一面为第一负极化面；所述第二陶瓷盘靠近所述水囊罩的一面为第二正极化面，远离所述水囊罩的一面为第二负极化面，所述第一负极化面和所述第二正极化面相贴合；

所述第一正极化面上固定第一电极线，所述第一负极化面和所述第二正极化面之间固定第二电极线，所述第二负极化面上固定第三电极线；所述第一电极线和所述第二电极线用于接收超声波的电信号以在所述第一陶瓷盘上产生超声波；所述第二电极线和所述第三电极线用于接收冲击波的电信号以在所述第二陶瓷盘上产生冲击波；所述第一正极化面用于发射所述冲击波或所述超声波。

一种实施例中，所述第一陶瓷盘和所述第二陶瓷盘的材料均为PZT8陶瓷；所述第一陶瓷盘的厚度为h1，2.1mm≤h1＜4.2mm，所述第二陶瓷盘的厚度为h2，4.2mm≤h2＜8.3mm。

依据上述实施例中的同体压电换能器治疗头，通过第一陶瓷盘以及其上的第一正极化面、第一负极化面、第一电极线以及第二电极线，能够产生超声波。通过第二陶瓷盘以及其上的第二正极化面、第二负极化面、第二电极线以及第三电极线，能够产生冲击波。并将第一陶瓷盘的第一负极化面和第二陶瓷盘的第二正极化面相贴合形成同体压电换能器，通过第一正极化面发射冲击波或超声波。使得采用该同体压电换能器的治疗头能够兼容冲击波和超声波，根据治疗需要在冲击波和超声波之间切换即可，不用专门更换对应波的设备，使得治疗头的操作更佳简单、便捷，治疗效率也更高。

附图说明

图1为本申请一种实施例中同体压电换能器治疗头爆炸结构示意图；

图2为本申请一种实施例中同体压电换能器治疗头立体结构示意图；

图3为本申请一种实施例中同体压电换能器治疗头剖面结构示意图；

图4为本申请一种实施例中治疗锅体结构示意图；

图5为本申请一种实施例中同体压电换能器装配体立体结构示意图；

图6为本申请一种实施例中同体压电换能器装配体剖面结构示意图；

图7为本申请一种实施例中同体压电换能器装配体爆炸结构示意图；

图8为本申请一种实施例中同体压电换能器立体结构示意图；

图9为本申请一种实施例中同体压电换能器爆炸结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

如图1-9所示，一种实施例中，同体压电换能器治疗头，包括：治疗锅体1、超声影像探头3、水囊罩4以及多个同体压电换能器装配体2。

治疗锅体1的中心点处固定超声影像探头3，治疗锅体1上围绕中心点等间隔均匀分布多个同体压电换能器装配体2。水囊罩4罩在治疗锅体1上，水囊罩4和治疗锅体1形成一个用于填充液体的空间。

同体压电换能器装配体2包括换能器安装座21和固定在换能器安装座21上的同体压电换能器。同体压电换能器包括第一陶瓷盘22和第二陶瓷盘23，第一陶瓷盘22的厚度小于第二陶瓷盘23的厚度。

第一陶瓷盘22靠近水囊罩4的一面为第一正极化面221，远离水囊罩4的一面为第一负极化面222。第二陶瓷盘23靠近水囊罩4的一面为第二正极化面231，远离水囊罩4的一面为第二负极化面232，第一负极化面222和第二正极化面231相贴合。

第一正极化面221上焊接固定第一电极线，第一负极化面222和第二正极化面231之间焊接固定第二电极线，第二负极化面232上焊接固定第三电极线。第一电极线和第二电极线用于接收超声波的电信号以在第一陶瓷盘22上产生超声波。第二电极线和第三电极线用于接收冲击波的电信号以在第二陶瓷盘23上产生冲击波。第一正极化面221用于发射冲击波或超声波。

治疗锅体1的锅面11和第一正极化面221具有相同的球心。

其中，超声影像探头3用于发射超声影像，水囊罩4为硅胶材质，硅胶材质水囊罩作为应用部分与人体接触。同体压电换能器装配体2的个数根据需要设置，治疗锅体1上同体压电换能器装配体2个数越多，能流密度越小，到达治疗焦点的能量越高，较好的，设置8个以上的同体压电换能器装配体2。第一正极化面221、第一负极化面222、第二正极化面231以及第二负极化面232相互平行，均呈现具有相同弧形半径的弧形面。治疗锅体1的锅面11，即靠近水囊罩4一侧的面，也呈弧形面。4个极化面的球心和锅面11上的球心相重合，重合处即治疗焦点。

采用上述实施例中的同体压电换能器治疗头(简称治疗头)，通过第一陶瓷盘22以及其上的第一正极化面221、第一负极化面222、第一电极线以及第二电极线，能够产生超声波。通过第二陶瓷盘23以及其上的第二正极化面231、第二负极化面232、第二电极线以及第三电极线，能够产生冲击波。并将第一陶瓷盘22的第一负极化面222和第二陶瓷盘23的第二正极化面231相贴合形成同体压电换能器，通过第一正极化面221发射冲击波或超声波。使得采用该同体压电换能器的治疗头能够兼容冲击波和超声波，根据治疗需要在冲击波和超声波之间切换即可，不用专门更换对应波的设备，使得治疗头的操作更佳简单、便捷，治疗效率也更高。

如图6所示，一种实施例中，换能器安装座21包括用于固定同体压电换能器的圆盘座211和用于引出电极线的柱体212。第二负极化面232和圆盘座211之间设置绝缘垫片26，第二负极化面232和绝缘垫片26之间设置弹性缓冲件25。同体压电换能器装配体2还包括盖在圆盘座211上的压盖24，压盖24正对第一正极化面221处开设通孔。

治疗锅体1上开设多个换能器安装孔12，圆盘座211固定在换能器安装孔12上，并和换能器安装孔12凹凸配合，较好的，可以在换能器安装孔12和圆盘座211接触处设置密封圈。换能器安装座21上的柱体212为中空结构，便于引出电极线(即第一电极线、第二电极线以及第三电极线)，如图3所示，柱体212穿过换能器安装孔12，通过锁紧螺母实现换能器安装座21固定在治疗锅体1上。通过设置绝缘垫片26，以进行绝缘隔离，防止电极线和同体压电换能器装配体2的其他部分导电出现短路的现象，更好的保障同体压电换能器装配体2的正常使用。将双层的同体压电换能器固定在换能器安装座21上，需要一定的安装预紧力，但第一陶瓷盘22和第二陶瓷盘23相贴合形成的双层结构，比较脆弱，易爆裂，通过设置弹性缓冲件25，能够对同体压电换能器上的预紧力起到一定的弹性缓冲，以将同体压电换能器顺利的固定在换能器安装座21上。具体的，弹性缓冲件25选择碟形弹簧。通过压盖24盖在装有同体压电换能器的圆盘座211上，进一步的将同体压电换能器卡固在圆盘座211上。在压盖24和同体压电换能器的第一正极化面221之间还可以设置密封条或密封垫片，以增强水囊罩4和治疗锅体1所形成空间的密闭性。

一种实施例中，治疗锅体1的外周侧壁上开设密封凹槽15，水囊罩4的端部通过密封压环固定在密封凹槽15上。密封压环和密封凹槽15配合，既能将水囊罩4和治疗锅体1进行固定，又能起到较好的密封效果。

治疗锅体1的中心点处开设探头安装孔13，探头安装孔13和超声影像探头3之间固定探头密封环5。探头密封环5，进一步固定超声影像探头3，并加强超声影像探头3处的密封性。

具体的向水囊罩4和治疗锅体1形成的空间内填充水，在治疗锅体1上开设进水口14和出水口15，以便于及时填充或更换水。

一种实施例中，第一正极化面221、第二负极化面232以及第一负极化面222和第二正极化面231之间均设置镀银层。第一陶瓷盘22和第二陶瓷盘23的材料均为PZT8陶瓷。第一陶瓷盘22的厚度为h1，2.1mm≤h1＜4.2mm，第二陶瓷盘23的厚度为h2，4.2mm≤h2＜8.3mm。

PZT8陶瓷产生冲击波效果更好，使得治疗头的输出能量提高20-30％。所设置第一陶瓷盘22和第二陶瓷盘23的厚度，使得第一陶瓷盘22和第二陶瓷盘23更好的配合，并在第一正极化面221上发射冲击波或超声波。

一种同体压电换能器，包括第一陶瓷盘22和第二陶瓷盘23，第一陶瓷盘22的厚度小于第二陶瓷盘23的厚度。

第一陶瓷盘22靠近水囊罩4的一面为第一正极化面221，远离水囊罩4的一面为第一负极化面222。第二陶瓷盘23靠近水囊罩4的一面为第二正极化面231，远离水囊罩4的一面为第二负极化面232，第一负极化面222和第二正极化面231相贴合。

第一正极化面221上固定第一电极线，第一负极化面222和第二正极化面231之间固定第二电极线，第二负极化面232上固定第三电极线。第一电极线和第二电极线用于接收超声波的电信号以在第一陶瓷盘22上产生超声波。第二电极线和第三电极线用于接收冲击波的电信号以在第二陶瓷盘23上产生冲击波。第一正极化面221用于发射冲击波或超声波。

第一陶瓷盘22和第二陶瓷盘23的材料均为PZT8陶瓷。第一陶瓷盘22的厚度为h1，2.1mm≤h1＜4.2mm，第二陶瓷盘23的厚度为h2，4.2mm≤h2＜8.3mm。

同体压电换能器治疗头，以8个同体压电换能器装配体2为例，说明使用原理：

当需要进行超声波治疗时，向8个同体压电换能器装配体2上的第一电极线和第二电极线连接高频交流电信号。若高频交流电信号为1MHz，第一陶瓷盘22产生1MHz超声波，并通过第一正极化面221发射1MHz超声波，设置30-300V电压时，单个同体压电换能器装配体2输出声强20-300W/cm2，治疗头产生(20-300)×8W/cm2的总能量。

当需要进行冲击波治疗时，向8个同体压电换能器装配体2上的第二电极线和第三电极线连接高压脉冲电信号，若高压脉冲电信号为1mS，在第二陶瓷盘23上产生脉宽小于1us时的冲击波，并通过第一正极化面221发射冲击波。设置5-10KV电压时，单个同体压电换能器装配体2输出声压峰值范围为2-7Mpa，治疗头产生(2-7)×8Mpa的总能量。

关于同体压电换能器治疗头中的使用原理说明中的个数、参数值，仅为更好的说明同体压电换能器治疗头，不应理解为对本身请的限制。同体压电换能器的使用原理和同体压电换能器治疗头中同体压电换能器使用原理相同，不再赘述。

以上应用了具体个例对本申请进行阐述，只是用于帮助理解本申请，并不用以限制本申请。对于本申请所属技术领域的技术人员，依据本申请的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种同体压电换能器治疗头，其特征在于，包括：治疗锅体、超声影像探头、水囊罩以及多个同体压电换能器装配体；

所述治疗锅体的中心点处固定所述超声影像探头，所述治疗锅体上围绕所述中心点等间隔均匀分布多个所述同体压电换能器装配体；所述水囊罩罩在所述治疗锅体上，所述水囊罩和所述治疗锅体形成一个用于填充液体的空间；

所述同体压电换能器装配体包括换能器安装座和固定在所述换能器安装座上的同体压电换能器；所述同体压电换能器包括第一陶瓷盘和第二陶瓷盘，所述第一陶瓷盘的厚度小于所述第二陶瓷盘的厚度；

所述第一陶瓷盘靠近所述水囊罩的一面为第一正极化面，远离所述水囊罩的一面为第一负极化面；所述第二陶瓷盘靠近所述水囊罩的一面为第二正极化面，远离所述水囊罩的一面为第二负极化面，所述第一负极化面和所述第二正极化面相贴合；

所述第一正极化面上固定第一电极线，所述第一负极化面和所述第二正极化面之间固定第二电极线，所述第二负极化面上固定第三电极线；所述第一电极线和所述第二电极线用于接收超声波的电信号以在所述第一陶瓷盘上产生超声波；所述第二电极线和所述第三电极线用于接收冲击波的电信号以在所述第二陶瓷盘上产生冲击波；所述第一正极化面用于发射所述冲击波或所述超声波；

所述治疗锅体的锅面和所述第一正极化面具有相同的球心。

2.如权利要求1所述的同体压电换能器治疗头，其特征在于，所述换能器安装座包括用于固定所述同体压电换能器的圆盘座和用于引出电极线的柱体。

3.如权利要求2所述的同体压电换能器治疗头，其特征在于，所述第二负极化面和所述圆盘座之间设置绝缘垫片，所述第二负极化面和所述绝缘垫片之间设置弹性缓冲件。

4.如权利要求2所述的同体压电换能器治疗头，其特征在于，所述同体压电换能器装配体还包括盖在所述圆盘座上的压盖，所述压盖正对所述第一正极化面处开设通孔。

5.如权利要求1所述的同体压电换能器治疗头，其特征在于，所述治疗锅体的外周侧壁上开设密封凹槽，所述水囊罩的端部通过密封压环固定在所述密封凹槽上。

6.如权利要求1所述的同体压电换能器治疗头，其特征在于，所述治疗锅体的中心点处开设探头安装孔，所述探头安装孔和所述超声影像探头之间固定探头密封环。

7.如权利要求1所述的同体压电换能器治疗头，其特征在于，所述第一正极化面、第二负极化面以及所述第一负极化面和所述第二正极化面之间均设置镀银层。

8.如权利要求1所述的同体压电换能器治疗头，其特征在于，所述第一陶瓷盘和所述第二陶瓷盘的材料均为PZT8陶瓷；所述第一陶瓷盘的厚度为h1，2.1mm≤h1＜4.2mm，所述第二陶瓷盘的厚度为h2，4.2mm≤h2＜8.3mm。

9.一种同体压电换能器，其特征在于，包括第一陶瓷盘和第二陶瓷盘，所述第一陶瓷盘的厚度小于所述第二陶瓷盘的厚度；

所述第一陶瓷盘靠近水囊罩的一面为第一正极化面，远离所述水囊罩的一面为第一负极化面；所述第二陶瓷盘靠近所述水囊罩的一面为第二正极化面，远离所述水囊罩的一面为第二负极化面，所述第一负极化面和所述第二正极化面相贴合；

所述第一正极化面上固定第一电极线，所述第一负极化面和所述第二正极化面之间固定第二电极线，所述第二负极化面上固定第三电极线；所述第一电极线和所述第二电极线用于接收超声波的电信号以在所述第一陶瓷盘上产生超声波；所述第二电极线和所述第三电极线用于接收冲击波的电信号以在所述第二陶瓷盘上产生冲击波；所述第一正极化面用于发射所述冲击波或所述超声波。

10.如权利要求9所述的同体压电换能器，其特征在于，所述第一陶瓷盘和所述第二陶瓷盘的材料均为PZT8陶瓷；所述第一陶瓷盘的厚度为h1，2.1mm≤h1＜4.2mm，所述第二陶瓷盘的厚度为h2，4.2mm≤h2＜8.3mm。

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