CN217660033U - 一种超声换能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超声换能装置，包括：沿纵向延伸的隔层结构，及沿纵向串联于隔层结构的换能器组件，换能器组件包括第一换能器和/或第二换能器，每组换能器组件内的第一换能器和/或第二换能器以隔层结构为中心周向排布。本实用新型提供的超声换能装置，以第一换能器进行治疗，并增加第二换能器进行成像，在治疗的过程同步实现实时监控的目的；通过隔层结构实现对两组换能器的超声波的隔离，避免了两个换能器发射的超声波之间的相互干扰，以此使得由该超声换能装置制成的治疗系统，具有较高的抗干扰能力，并具有较高的治疗精度。

Description

一种超声换能装置

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，更具体涉及一种超声换能装置。

背景技术

若干医疗应用中，存在使用超声能量增强对各种治疗化合物的作用的情况，例如，使用超声导管来将超声能量和治疗化合物递送至患者体内的治疗位点。此类超声导管通常包括被配置用于产生超声能量的超声波组件和用于将治疗化合物递送至治疗位点的流体递送腔。

具体的，可以使用超声导管来治疗已被斑块、血栓、栓子或减少脉管的携血能力的其它物质部分地或完全地阻塞的人类血管。为了移除或减少阻塞，使用超声导管来将含有治疗化合物的溶液直接递送至阻塞位点。通过超声波组件产生的超声能量增强治疗化合物的作用。此类装置可以用于治疗诸如周边动脉阻塞、深静脉血栓、肺栓塞或急性缺血性卒中等疾病。在此类应用中，超声能量增强治疗化合物(诸如尿激酶、组织纤溶酶原激活剂、重组组织纤溶酶原激活剂等)对阻塞的治疗。

现有的超声波组件配置超声治疗换能器，用于将电能转换成超声能量。例如，超声治疗换能器可以是锆钛酸铅(PZT)超声波换能器，也可以是其它能够产生同样压电效应的材质。但现有的超声波组件仅配置超声治疗换能器，并未配置超声成像换能器，无法对治疗过程进行实时监控。其原因在于配置超声治疗换能器会对超声成像换能器带来信号干扰，使其成像质量较差，同时，超声成像换能器也会对超声治疗换能器带来信号干扰，而现有技术还没有有效解决信号干扰问题的方法。

有鉴于此，有必要对现有技术中的超声波组件予以改进，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种超声换能装置，解决了两个超声换能器之间的信号干扰问题。

本实用新型提供了一种超声换能装置，所述超声换能装置包括：

沿纵向延伸的隔层结构，及沿纵向串联于隔层结构的换能器组件，所述换能器组件包括第一换能器和/或第二换能器，每组换能器组件内的第一换能器和/或第二换能器以隔层结构为中心周向排布。

作为本实用新型的进一步改进，所述隔层结构为实心的板状结构或内部配置腔体的板状结构，所述腔体内填充气体或填充含钨的环氧树脂，或者将所述腔体配置为真空空腔结构。

作为本实用新型的进一步改进，所述换能器组件包括沿厚度方向背对背设置的第一换能器和第二换能器，配置于所述第一换能器和所述隔层结构之间的第一电连接板，及配置于所述第二换能器和所述隔层结构之间的第二电连接板。

作为本实用新型的进一步改进，所述换能器组件包括沿厚度方向背对背设置的第一换能器，及配置于所述第一换能器和所述隔层结构之间的第一电连接板；或者，所述换能器组件包括沿厚度方向背对背设置的第二换能器，及配置于所述第二换能器和所述隔层结构之间的第二电连接板。

作为本实用新型的进一步改进，纵向相邻的所述第一换能器和/或所述第二换能器之间的中心间距为0.7cm-2cm。

作为本实用新型的进一步改进，所述隔层结构上涂覆0.1mm-0.5mm的绝缘涂层，且所述绝缘涂层为多孔结构，所述绝缘涂层的孔隙率为20％-80％。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一换能器和所述第二换能器均包括压电层及沿厚度方向设置于所述压电层外侧的匹配层。

作为本实用新型的进一步改进，所述匹配层的厚度为0.3nm-0.6nm，所述匹配层的声阻抗为2MRayls-15MRayls。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一换能器和所述第二换能器还包括沿厚度方向设置于所述压电层内侧的背衬层。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一换能器的中心频率配置为1MHz-10MHz，所述第二换能器的中心频率配置为10MHz-30MHz。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的一种超声换能装置，以第一换能器进行治疗，并增加第二换能器进行成像，在治疗的过程同步实现实时监控的目的；并且通过隔层结构实现对两组换能器的超声波的隔离，避免了两个换能器发射的超声波之间的相互干扰，以此使得由该超声换能装置制成的治疗系统，具有较高的抗干扰能力，并具有较高的治疗精度。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种超声导管的管状主体部分的部件的示意图；

图2为本实用新型提供的一种超声导管的近侧端的部件的示意图；

图3为本实用新型提供的一种超声换能装置的一个实施例的立体示意图；

图4为本实用新型提供的一种超声换能装置的一个实施例的剖面示意图；

图5为本实用新型提供的一种超声换能装置的另一个实施例的剖面示意图；

图6为本实用新型提供的一种超声换能装置的又一个实施例的示意图；

图7为本实用新型提供的一种超声换能器的剖面示意图；

图8为本实用新型提供的一种引导导管的横截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

需要理解的是，术语“中心”、“竖直”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“正方向”、“负方向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术方案的限制。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数量在适当情况下可以互换。

本实用新型希望提供具有各种特征和优点的超声导管，此类特征和优点的实施例包括向治疗位点施加超声能量的能力。在其它实施方案中，所述导管具有将治疗化合物递送至治疗位点的能力。在本文中描述具有这些特征和优点中的某些的超声导管的实施方案。在本文中还描述使用此类超声导管的方法。

可以使用本文中描述的超声导管来增强在患者体内的治疗位点处的治疗化合物的治疗作用。如本文中所使用，术语“治疗化合物”广泛地但不限于药物、药剂、溶解化合物、基因材料、抗癌药物或能够影响生理机能的任何其它物质。对于治疗已被斑块、血栓、栓子或减少脉管的携血能力的其它物质部分地或完全地阻塞人类血管的应用，合适的治疗化合物包括但不限于含有肝素、尿激素、链激酶的水溶液。

本文中公开的超声导管的某些特征和方面还可以用于其中超声能量自身提供治疗作用的应用中。此类治疗作用的实例包括防止或减少狭窄和/或再狭窄；组织消融、磨损或破碎；促进细胞内或细胞间结构中的暂时或永久生理变化；以及使微球囊或微泡劈裂以进行治疗化合物递送。

本文中描述的超声导管可以被配置用于在体腔(诸如，例如，位于下肢动脉)的一大段长度内施加超声能量。在其它实施方案中，导管可以被配置用于治疗肺栓塞(“PE”)，肺栓塞可能会在大血块堵住从心脏通向肺的大血管时发生。然而，应了解，本公开的某些特征和方面可以应用于被配置成插入于其它脉管或腔(诸如小的脑脉管、实心组织、管道系统和体腔)中的导管。

图1示意性地示出了被配置成在患者身体结构的大脉管中使用的超声导管10。举例来说，图1中所示的超声导管10可以用于治疗长段周边动脉阻塞，诸如下肢动脉的脉管系统中的那些长段周边动脉阻塞。或者，在其它实例中，图1中所示的超声导管10可以用于治疗肺栓塞，超声导管10被配置成被引入于患者的从心脏通向肺的大血管(例如，肺动脉)中。在使用的一个实施方案中，可以使用股静脉通路来将超声导管10放入此类脉管中。在此类实施方案中，超声导管10可以被推进通过股通路位点、通过心脏并且进入肺动脉中。基于超声导管10将用于的特定应用来调整超声导管10的尺寸。

如图1中所示，超声导管10可以包括多部件、细长的柔性引导导管11，引导导管11具有远侧端12和近侧端13。引导导管11可以包括位于超声导管10的远侧端12中的超声换能管体14，为更清晰地示出超声换能管体14的结构，图1中以超声换能管体14延伸出引导导管11的远侧端12作为示意。可以根据导管制造领域中众所周知的各种技术中的任一种来制造引导导管11和超声导管10的其它部件。可以基于治疗位点的自然和解剖尺寸以及基于所要的经皮进入位点来容易地选择合适的材料和尺寸。

举例来说，在一些实施方案中，引导导管11的远侧端12可以包括具有足以将超声换能管体14推动通过患者的脉管系统而达到治疗位点的柔性、扭结阻力、刚性和结构支撑的材料。此类材料的实例包括但不限于聚四氟乙烯、聚乙烯、聚酰胺和其它类似材料。在某些实例方案中，通过编结、网状或其它构造来加固引导导管11的近侧端13以提供增加的扭结阻力和可推动性。举例来说，可以将镍钛丝或不锈钢丝沿着引导导管11放置或合并至引导导管11中以减少扭结。

引导导管11的横截面的形状可以为圆形、方形或者其他不规则的形状。在被配置用于治疗下肢动脉中的血栓的一些实施方案中，引导导管11具有在约0.15cm与约0.19cm的外径。在另一个实施方案中，引导导管11具有约0.18cm的外径。在某些实施方案中，引导导管11的长度为10cm-200cm，例如，优选106cm至135cm的轴向长度，具体的长度根据治疗所需要的长度进行确定。

超声换能管体14可以包括比引导导管11的近侧端13的材料薄的材料或具有较大声波透射性的材料。较薄的材料通常比较厚的材料具有较大的声波透射性。用于超声换能管体14的合适材料可以包括但不限于高或低密度聚乙烯、尿烷、尼龙等。在某些经修改实施方案中，超声换能管体14可以由与近侧端13相同的材料或相同厚度的材料形成。

结合图1和图2所示，本实用新型提供一种超声治疗系统，包括超声导管10、进液装置15、控制系统16。其中，进液装置15包括多个注液口，通过多个注液口将流体注入至超声导管10的近侧端13。在一些实施例中，进液装置15可以包括进药口、进生理盐水口等。在一些实施方案中，为了提供与超声换能管体14的电连接，超声导管10可以进一步包括缆线(未图示)，缆线可以在近侧端13处通过近侧进入口(未标示)电连接至控制系统16。

结合图1、图2至图5所示，超声换能管体14内设置沿纵向a延伸的隔层结构24，及沿纵向a串联于隔层结构24上的多个超声换能装置20。控制系统16连接主机与超声导管10，用以控制超声换能装置20的频率等参数。超声换能装置20包括超声治疗换能器21和/或超声成像换能器22，每组超声换能装置20内的超声治疗换能器21和/或超声成像换能器22以隔层结构24为中心周向排布。根据实际治疗的病灶的大小，超声换能装置20可以为1组、2组或多组，优选为3组以上。

本实用新型提供的超声换能装置20，在配置超声治疗换能器21的基础上，增加超声成像换能器22，以实现对治疗的过程进行实时监控，便于指导医生下一步的行动。具体的，在引导导管11进入血管时，可以先由超声成像换能器22观察血栓的成像信息，然后由成像信息情况判断血栓的位置与大小，然后进行超声治疗换能器21与血栓进行精准配位，进而避免了超声治疗换能器21未能设置在血栓部位，降低治疗效果。

结合图3和图4所示，在一实施例中，每组超声换能装置20配置背对背设置的超声治疗换能器21和超声成像换能器22，隔层结构24沿厚度方向b配置于超声治疗换能器21和超声成像换能器22之间。超声换能装置20还包括第一电连接板231和第二电连接板232，第一电连接板231配置于超声治疗换能器21和隔层结构24之间，第二电连接板232配置于超声成像换能器22和隔层结构24之间。对于隔层结构24，可以设置成具有腔体240的板状结构，例如，在上述腔体240内填充气体或者含钨的环氧树脂，或者将腔体240直接配置为真空空腔结构。在另一实施例中，隔层结构24为实心的板状结构，隔层结构24的材质可以为例如铜、银等金属。

结合图3、图4和图7，超声治疗换能器21的压电层212和超声成像换能器22的压电层212连接至各自对应的正极线233，第一电连接板231和第二电连接板232连接至各自对应的负极线(未图示)。具体的，超声治疗换能器21包括由其压电层引出的第一正极线和由第一电连接板231引出的第一负极线，超声成像换能器22包括由其匹配层引出的第二正极线和由第二电连接板232引出的第二负极线。相邻的超声治疗换能器21引出的第一正极线依次电连接，延伸至近侧端13，并连接至控制系统；相邻的第一电连接板231引出的第一负极线依次电连接，延伸至近侧端13，并连接至控制系统16；相邻的超声成像换能器22引出的第二正极线依次电连接，延伸至近侧端13，并连接至控制系统16；相邻的第二电连接板232引出的第二负极线依次电连接，延伸至近侧端13，并连接至控制系统16。

结合图1、图3和图4所示，相邻的超声换能装置20沿纵向a串联排列，超声治疗换能器21和超声成像换能器22沿厚度方向b背对背配置。在纵向a上，相邻的超声换能装置20的中心间距为0.7cm-2cm，即，相邻的超声治疗换能器21之间的中心间距为0.7cm-2cm，相邻的超声成像换能器22之间的中心间距为0.7cm-2cm。对于超声治疗换能器21而言，相邻的超声治疗换能器21之间的距离过大会导致超声发射的能量不均匀，进而引起治疗区域的不均匀；相邻的超声治疗换能器21之间的距离过小，会造成换能器之间电磁信号的干扰，影响超声治疗换能器21的能量发射。对于超声成像换能器22而言，接收到的信号受干扰，导致图像的噪音较大。因此，通过多次实验分析，本实用新型将相邻的超声换能装置20的中心间距设置为0.7cm-2cm，能有效避免相邻的两个换能器间距过大或过小而导致的上述问题。优选地，相邻的超声治疗换能器21之间的中心间距为1.1cm-1.5cm；经进一步研究，将相邻的超声换能装置20之间的中心间距设置为1.2cm，可以避免各个换能器之间的信号干扰，同时，有利于维持超声导管10的远侧端12的刚度。值得说明的是，超声导管10的远侧端12需要适当的刚度，有利于超声导管10在体内前行，但刚度过大，又不利于超声导管10通过体内弯折部位。实用新型人发现，当将相邻的超声换能装置20的中心间距设置为1.2cm，可以维持最佳超声导管10的刚度，同时，配合隔层结构24能够解决换能器之间的电磁信号干扰问题。在本实施例中，超声治疗换能器21和超声成像换能器22可为矩形，例如，超声治疗换能器21的大小为2mm*0.4mm*0.3mm；超声成像换能器22的大小为1mm*0.2mm*0.1mm。

在其它可替换的实施例中，超声治疗换能器21和超声成像换能器22可为矩形，1组换能器组件可包括3个矩形的超声治疗换能器21和/或超声成像换能器22，3个矩形的换能器可以是换能器与换能器的中心点之间的夹角为120°；1组换能器组件还可包括4个矩形的超声治疗换能器21和/或超声成像换能器22，4个矩形的换能器可以是换能器与换能器的中心点之间的夹角为90°。

结合图3和图5所示，在一实施例中，超声换能装置20'包括沿纵向a设置的超声治疗换能器组件21'和超声成像换能器组件22'，其中，超声治疗换能器组件21'包括两个背对背设置的超声治疗换能器及沿厚度方向b配置于两个超声治疗换能器之间的隔离结构24'，超声成像换能器组件22'包括两个背对背设置的超声成像换能器及沿厚度方向b配置于两个超声成像换能器之间的隔离结构24'。

具体的，超声治疗换能器组件21'包括第一超声治疗换能器21a'和第二超声治疗换能器21b'，第一超声治疗换能器21a'和第二超声治疗换能器21b'沿厚度方向b背对背配置。第一电连接板231'设置于隔离结构24'的外圈，第一电连接板231'配置于第一超声治疗换能器21a'和隔层结构24'之间，同时，第一电连接板231'配置于第二超声治疗换能器21b'和隔层结构24'之间。

超声成像换能器组件22'包括第一超声成像换能器22a'和第二超声成像换能器22b'，第一超声成像换能器22a'和第二超声成像换能器22b'沿厚度方向b背对背配置。第二电连接板232'设置于隔离结构24'的外圈，第二电连接板232'配置于第一超声成像换能器22a'和隔层结构24'之间，同时，第二电连接板232'配置于第二超声成像换能器22b'和隔层结构24'之间。

第一超声治疗换能器21a'和第二超声治疗换能器21b'沿厚度方向背对背配置，相邻的超声治疗换能器组件21'和超声成像换能器组件22'的中心间距为0.7cm-2cm，即相邻的第一超声治疗换能器21a'和第一超声成像换能器22a'的中心间距为0.7cm-2cm，相邻的第二超声治疗换能器21b'和第二超声成像换能器22b'的中心间距为0.7cm-2cm。由于，在同一纵向a上的两个换能器之间的距离过大会导致超声发射的能量不均匀；因此，通过多次实验分析，本实用新型将相邻的超声治疗换能器组件21'和的超声成像换能器组件22'的中心间距设置为0.7cm-2cm，能有效避免两个换能器间距过大或过小而导致的上述问题。

经进一步研究，将相邻的超声换能器组件(例如，如图5中，相邻的超声治疗换能器组件21'和超声成像换能器组件22')的中心间距设置为1.2cm，可以避免各个换能器之间的信号干扰，同时，有利于维持超声导管10的远侧端12的刚度。值得说明的是，超声导管10的远侧端12需要适当的刚度，有利于超声导管10在体内前行，但刚度过大，不利于超声导管10通过体内弯折部位。实用新型人发现，当相邻的超声换能器组件的中心间距设置为1.2cm，可以维持最佳超声导管的刚度，同时，配合隔层结构24能够解决换能器之间的电磁信号干扰问题。

在本实施例中，第一超声治疗换能器21a'、第二超声治疗换能器21b'、第一超声成像换能器22a'、第二超声成像换能器22b'均可为矩形，例如，第一超声治疗换能器21a'、第二超声治疗换能器21b'大小为2mm*0.4mm*0.3mm；第一超声成像换能器22a'、第二超声成像换能器22b'的大小为1mm*0.2mm*0.1mm。本实施例提供的超声换能装置20'，在配置超声治疗换能器组件21'的基础上，增加超声成像换能器组件22'，以实现对治疗的过程进行实时监控，便于指导医生下一步的行动。在应用时，超声成像换能器组件22'设置在超声治疗换能器组件21'的前方的一段距离，在引导导管11进入血管时，可以先由超声成像换能器22'观察血栓的成像信息，然后由成像信息情况判断血栓的位置与大小，然后进行超声治疗换能器21'与血栓进行精准配位，进而避免了超声治疗换能器组件21'未能设置在血栓部位，降低治疗效果。

超声成像换能器组件22'和超声治疗换能器组件21'可以间隔固定的距离，进而方便医生观察判断导管区域，例如固定距离为2cm、5cm、8cm、10cm等。

超声成像换能器组件22'和超声治疗换能器组件21'可沿纵向a依次间隔设置，也可以根据治疗需求进行相应数量的设置，例如，超声治疗换能器组件21'设置1-15组，优选为3-12组；超声成像换能器组件22'设置2-4组，优选为2组。

参见图6所示，在一实施例中，超声换能装置20”包括沿纵向a设置的超声治疗换能器组件和超声成像换能器组件，其中，超声治疗换能器组件包括圆环状的超声治疗换能器21”及沿纵向a贯穿超声治疗换能器21”的隔离结构24”，超声成像换能器组件包括橄榄形的超声成像换能器22”及沿纵向a贯穿超声成像换能器22”之间的隔离结构24”。

超声成像换能器22”和超声治疗换能器21”可以间隔固定的距离，进而方便医生观察判断导管区域，例如固定距离为2cm、5cm、8cm、10cm等。

超声成像换能器22”和超声治疗换能器21”可沿纵向a依次间隔设置，也可以根据治疗需求进行相应数量的设置，例如，超声治疗换能器组件21”设置1-15组，优选为3-12组；超声成像换能器组件22”设置2-4组，优选为2组。

需要说明的是，对于本实用新型提供的超声换能装置，治疗超声换能器或成像超声换能器的形状可以各自选自：长方体、正方体、圆柱状、圆台状、橄榄状、球状中的任意一种。

对于本实用新型提供的超声换能装置20、20'、20”，其内的隔层结构24、24'、24”上涂覆0.1mm-0.5mm的绝缘涂层，优选为涂覆0.1mm-0.3mm的绝缘涂层。绝缘涂层厚度过低则会起不到绝缘的作用，厚度过大则会增大体积，因此，绝缘涂层的厚度更优选为0.2mm。对于绝缘涂层的材料的选择并不限定，凡是能起到绝缘作用的均可，例如聚酰亚胺、聚氨酯等。对于绝缘涂层性能的选择，优选为介电强度为900-7000V/m。

由于整个超声溶栓治疗系统机器工作时长较长，至少为2个小时，长则达到6个小时。超声换能器处于持续的工作状态，会产生较多的热量，较多热量的聚集容易影响超声治疗换能器21或超声成像换能器22的性能。同时，组件的温度过高，对于人体组织也会产生一定的影响，例如容易灼伤人体组织。

对于现有技术中，通常会采用导热的材料来解决散热性不好的技术问题，对于本方案中，若加入导热层，会使得超声导管10的体积增加，从而增加进入血管的阻力，尤其是进入血栓部位的阻力。对于本申请的方案中，并不是需要导热性越高越好，因为导热能力太高会带走过多的热量，反而不利于促进溶栓的进行。

空气的导热系数在常温常压下，为0.025W/(mK)，在本申请的方案中，绝缘涂层的导热系数只需要大于空气的导热系数，可实现一定的散热性能即可。例如，绝缘涂层采用瑞派林、尼龙、特弗龙、陶瓷等绝缘材料，其导热系数均高于空气，例如，采用导热性为1.0-5.0×104Cal/cm.s.℃的绝缘涂层进行应用。进一步的，设置孔隙率以调节绝缘涂层的散热性能。经多次实验认证，实用新型人发现，将超声换能装置20的温度控制在45℃较为合适。

本申请的方案通过在隔层结构24的绝缘涂层上设置多孔结构的技术方案，以达到隔层结构24散热的效果。对于绝缘涂层的孔隙率有一定的要求限制，本实用新型提供的技术方案为：绝缘涂层的孔隙率配置为20％-80％。优选地，绝缘涂层的孔隙率为25％-55％；进一步优选为20％-45％，有利于维护超声换能器组件的温度为35-45℃。

对于超声治疗换能器和超声成像换能器的具体结构，以超声换能装置20为例，对于超声治疗换能器的结构可以设置成仅有压电层，即压电陶瓷层，也可设置为如图4和图7所示，超声成像换能器22和超声治疗换能器21的具体结构相同，均包括层叠设置的背衬层211、压电层212和匹配层213。

压电层212由钛酸钡(BTO)、锆钛酸铅(PZT)、铌酸钾钠(KNN)、铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)、铌镁酸铅-铪酸铅-钛酸铅(PMN-PH-PT)等压电材料制成，优选为具有多孔结构的锆钛酸铅，且压电层212的孔隙率为35％-60％。当压电层212的孔隙率为35％-60％时，可以使得超声成像换能器的阻抗维持在10MRayls以下，若超出该孔隙率的范围，阻抗均超出10MRayls，而人体正常组织的阻抗都为10MRayls以下。因而，将压电层212的孔隙率控制在35％-60％，能够减少超声能量的衰减，能够提高成像图像的分辨率。尤其是，将压电层212的孔隙率控制在48％，能够控制阻抗维持在8.3MRayls，在超声成像换能器22不添加匹配层213的情况下，能够较好的与人体组织进行匹配，最大限度地减少超声能量的衰减损失。

匹配层213的厚度为0.3nm-0.6nm，例如，匹配层213的厚度为0.5nm，或者，匹配层213的厚度在0.3nm-0.49nm之间，又或者，匹配层213的厚度在0.51nm-0.6nm之间。匹配层213的声阻抗优选为2MRayls-15MRayls，因为，当匹配层213的声阻抗超过15MRayls，会加大超声能量的衰减。

在一实施例中，对于超声治疗换能器21的结构，优选为仅为压电层结构，对于超声治疗换能器22的材料优选为铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)、铌镁酸铅-铪酸铅-钛酸铅(PMN-PH-PT)、锆钛酸铅(PZT)(例如，PZT4、PZT5A、PZT5H、PZT8)等。压电层的孔隙率控制在40％-70％时，能够使其阻抗控制在10MRayls以下，尤其是控制孔隙率控制在55％时，可以使得超声的衰减率降至10％以下。

对于本申请中，超声治疗换能器21和超声成像换能器22均可以未设置背衬层，且在均未设置背衬层的情况下，由于设置特殊的隔层结构，可以避免超声治疗换能器21和超声成像换能器22之间的干扰。

超声成像换能器22和超声治疗换能器21通过材料和频率设置的不同，并且通过不同的激励源电信号进行驱动控制，以实现不同的成像和治疗的不同的功能。根据后续的病症，还可能的一种实施方式，根据病症的特点通过电控制的方式进行控制激励的时间间隔，进行间隔性的控制，例如，先启动超声成像换能器22，运行一段时间后，在开启超声治疗换能器21，开启超声治疗换能器21可以采取间歇发射激励信号的方式进行。

超声治疗换能器21的中心频率介于1MHz-10MHz，优选的，超声治疗换能器21的中心频率控制在2.5MHz；超声成像换能器22的中心频率介于10MHz-30MHz，优选的，超声成像换能器22的中心频率控制在18MHz。

经实验得出，当超声治疗换能器21的中心频率为2.5MHz、材质为锆钛酸铅、孔隙率为35％时，可以使得超声的折射率高达70％左右。

在制备本实用新型提供的超声换能装置20、20'、20”时，先将灌封胶注射至具有热缩材料的管道中，然后放入组装好的超声换能装置20、20'、20”，通过加热热缩得到封装后的超声换能管体14。

结合图1和图8所示，本实用新型提供一种超声导管10，包括细长的引导导管11，及配置于引导导管11内的超声换能管体14。参见图8所示，引导导管11采用多腔体设置，包括沿引导导管11的延伸方向(即纵向a)延伸的中心腔体110及配置于中心腔体110外周的至少一个子腔体。超声换能管体14通过引导导管11的中心腔体110设置在引导导管11的远侧端12。

例如，在本实施例中，在中心腔体110的外周配置三个子腔体，包括第一子腔体112、第二子腔体113和第三子腔体114。第一子腔体112、第二子腔体113和第三子腔体114均以引导导管11的延伸方向(即纵向a)延伸，且以中心腔体110为中心沿环向均匀排布。在治疗时，中心腔体110内用于配置超声换能管体14及注入生理盐水，第一子腔体112、第二子腔体113和第三子腔体114分别用于配置热电偶，注入生理盐水及药剂等。

结合图2和图8所示，在一实施例中，将配置于超声导管10的中心腔体110外周的子腔体与进液通道相连通，用以流通药物以及微泡流体，药物以及微泡流体通过超声导管10的远侧端12的释药口流出，释药口能够精准对准血栓部位，进而激发血栓溶解。

进一步的，本实用新型提供的一种超声波治疗系统，在超声导管10、进液装置15和控制系统16的基础上，还配置转动装置17。其中，转动装置17连接于超声导管10的近侧端13，用以带动超声换能装置20在引导导管11的内部进行旋转，通过旋转带动超声成像换能器22进行旋转，使得超声成像换能器22能够捕获周围环境360°的成像信息，从而使其获得的成像信息更加精确。同时实用新型人发现，通过引入转动装置17后，远侧端12的释药口处由于离心力的作用，能够增加释药的速度。

本实用新型的一种超声换能装置，在配置超声治疗换能器的基础上，增加超声成像换能器，实现对治疗的过程进行实时监控；并且，在超声治疗换能器和超声成像换能器之间设置隔层结构，以通过隔层结构实现对两组超声波的隔离，避免了两个超声换能器发射的超声波之间的相互干扰，以此使得由该超声换能装置制成的治疗系统，具有较高的抗干扰能力，并具有较高的治疗精度。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种超声换能装置，其特征在于，所述超声换能装置包括：

沿纵向延伸的隔层结构，及沿纵向串联于隔层结构的换能器组件，所述换能器组件包括第一换能器和/或第二换能器，每组换能器组件内的第一换能器和/或第二换能器以隔层结构为中心周向排布。

2.根据权利要求1所述的超声换能装置，其特征在于，所述隔层结构为实心的板状结构或内部配置腔体的板状结构，所述腔体内填充气体或填充含钨的环氧树脂，或者将所述腔体配置为真空空腔结构。

3.根据权利要求1所述的超声换能装置，其特征在于，所述换能器组件包括沿厚度方向背对背设置的所述第一换能器和所述第二换能器，配置于所述第一换能器和所述隔层结构之间的第一电连接板，及配置于所述第二换能器和所述隔层结构之间的第二电连接板。

4.根据权利要求1所述的超声换能装置，其特征在于，所述换能器组件包括沿厚度方向背对背设置的所述第一换能器，及配置于所述第一换能器和所述隔层结构之间的第一电连接板；或者，所述换能器组件包括沿厚度方向背对背设置的第二换能器，及配置于所述第二换能器和所述隔层结构之间的第二电连接板。

5.根据权利要求1所述的超声换能装置，其特征在于，纵向相邻的所述换能器组件之间的中心间距为0.7cm-2cm。

6.根据权利要求1所述的超声换能装置，其特征在于，所述隔层结构上涂覆0.1mm-0.5mm的绝缘涂层，且所述绝缘涂层为多孔结构，所述绝缘涂层的孔隙率为20％-80％。

7.根据权利要求1所述的超声换能装置，其特征在于，所述第一换能器和所述第二换能器均包括压电层及沿厚度方向设置于所述压电层外侧的匹配层。

8.根据权利要求7所述的超声换能装置，其特征在于，所述匹配层的厚度为0.3nm-0.6nm，所述匹配层的声阻抗为2MRayls-15MRayls。

9.根据权利要求7所述的超声换能装置，其特征在于，所述第一换能器和所述第二换能器还包括沿厚度方向设置于所述压电层内侧的背衬层。

10.根据权利要求1所述的超声换能装置，其特征在于，所述第一换能器的中心频率配置为1MHz-10MHz，所述第二换能器的中心频率配置为10MHz-30MHz。

Images