CN219594729U - 一种超声换能器组件及超声治疗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超声换能器组件及超声治疗装置，该超声换能器组件包括：具有中心腔体的若干压电陶瓷结构，沿所述压电陶瓷结构纵向方向布置并贯穿所述中心腔体的连接件，以及电连接所述压电陶瓷结构并配置于所述压电陶瓷结构外的正极线和负极导通部；压电陶瓷结构形成与所述负极导通部电连接的第一区域，以及与所述正极线电连接并与所述第一区域绝缘的第二区域。本实用新型提供了一种超声换能器组件及超声治疗装置，通过将负极导通部与压电陶瓷结构的焊接点引导到压电陶瓷结构的外部，在环形结构的压电陶瓷的内壁空间较小的场景中，能够解决环形压电陶瓷结构与负极线焊接操作不方便的问题，从而在制作和安装超声换能器时更为简便。

Description

一种超声换能器组件及超声治疗装置

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器组件及超声治疗装置。

背景技术

超声增强溶栓技术是利用超声空化效应所引起的微泡非线性振动或者爆破，裂解血栓中的血细胞或者纤维蛋白网结构，在溶栓剂辅助的超声增强溶栓过程中，还能进一步促进药物向血栓内渗透从而加速溶栓过程。超声增强溶栓技术需要使用到超声换能器，而压电陶瓷结构是制造超声换能器的重要部件。在现有技术中为了解决矩形的压电陶瓷产生压电性能仅有两个面或者一个面，从而导致发射超声波的能量较少及治疗效率较低的问题；同时，如果将矩形压电陶瓷结构替换为环形压电陶瓷结构，则存在环形结构的压电陶瓷的内壁空间较小的问题，并存在对压电陶瓷结构内壁进行焊接操作时不方便的问题，从而对超声换能器的制作和安装带来极大不便。

有鉴于此，有必要对现有技术中的在压电陶瓷结构内壁进行焊接操作时不方便予以改进，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于公开一种超声换能器组件及超声治疗装置，用于解决现有技术中的超声换能器组件所存在的诸多缺陷，尤其是为了解决现有的环形压电陶瓷结构与负极线焊接操作不方便的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种超声换能器组件，包括：

具有中心腔体的若干压电陶瓷结构，沿所述压电陶瓷结构纵向方向布置并贯穿所述中心腔体的连接件，以及电连接所述压电陶瓷结构并配置于所述压电陶瓷结构外的正极线和负极导通部；

所述压电陶瓷结构形成与所述负极导通部电连接的第一区域，以及与所述正极线电连接并与所述第一区域绝缘的第二区域。

作为本实用新型的进一步改进，沿所述压电陶瓷结构纵向方向形成凹槽部，用以使得所述第一区域和所述第二区域绝缘。

作为本实用新型的进一步改进，所述凹槽部沿横向方向的深度为所述压电陶瓷结构壁厚的1/10～1/5。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一区域沿纵向方向的长度占所述压电陶瓷结构沿纵向方向长度的1/30～1/10。

作为本实用新型的进一步改进，该超声换能器组件还包括：

固定层；

所述固定层包括：

用于包覆所述压电陶瓷结构的第一固定层，以及用于包覆所述导通件、第一固定层、正极线和负极导通部的第二固定层。

作为本实用新型的进一步改进，沿所述凹槽部横向方向配置有与所述凹槽部适配的绝缘凸起，所述绝缘凸起形成用于所述正极线或者所述负极导通部通过的容置部。

作为本实用新型的进一步改进，所述压电陶瓷结构的数量为偶数，沿纵向方向相邻两个所述压电陶瓷结构的距离为6～15mm。

作为本实用新型的进一步改进，该超声换能器组件还包括：

沿所述导通件纵向方向布置并配置于相邻两个所述压电陶瓷结构之间的支撑组件；

所述支撑组件包括：

由沿纵向方向连续弯折形成多个交错设置的肋部且相邻肋部之间沿纵向分离构造成的弯折部，以及连接所述弯折部的连接部。

作为本实用新型的进一步改进，所述肋部包括：

第一杆部，与所述第一杆部平行设置的第二杆部，以及纵向连接所述第一杆部和所述第二杆部并分别与所述第一杆部和所述第二杆部形成圆弧部的第三杆部。

基于相同发明思想，本实用新型还揭示了一种超声治疗装置，包括如前述发明创造任一项所揭示的超声换能器组件，以及与所述超声换能器组件电连接的控制装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

通过在压电陶瓷结构形成与正极线电连接的第二区域，以及与负极导通部电连接的第一区域，并且第一区域与第二区域绝缘，从而能够将负极导通部与压电陶瓷结构的焊接点引导到压电陶瓷结构的外部，在环形结构的压电陶瓷的内壁空间较小的场景中，能够解决环形压电陶瓷结构与负极线焊接操作不方便的问题，从而在制作和安装超声换能器时更为简便。

附图说明

图1为本实用新型连接件与压电陶瓷结构的连接结构图；

图2为压电陶瓷结构与固定层的连接结构图；

图3为图2中固定层的右视图；

图4为图2中A处的放大结构图；

图5为绝缘凸起与凹槽部的连接结构图；

图6为正极线与压电陶瓷的连接结构图；

图7为一种超声换能组件的立体图；

图8为图7中支撑组件的立体图。

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“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“内”、“外”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。

本文中描述的超声换能器组件10可以用于超声增强溶栓技术。超声增强溶栓技术是指利用超声空化效应所引起的微泡非线性振动或者爆破，裂解血栓中的血细胞或者纤维蛋白网结构，在溶栓剂辅助的超声增强溶栓过程中，还能进一步促进药物向血栓内渗透从而加速溶栓过程。本文中描述的超声波组件10可以用于治疗血栓类等心血管疾病，包括动脉血栓和静脉血栓。然而，应了解，本实施例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)中的超声换能器组件10。

请参图1至图8所揭示的一种超声换能器组件的一种具体实施方式，包括具有中心腔体124的若干压电陶瓷结构12，沿压电陶瓷结构12纵向方向布置并贯穿中心腔体124的连接件11，以及电连接压电陶瓷结构12并配置于压电陶瓷结构12外的正极线15和负极导通部16；压电陶瓷结构12形成与负极导通部16电连接的第一区域121，以及与正极线15电连接并与第一区域121绝缘的第二区域123。

通过在压电陶瓷结构12形成与正极线15电连接的第二区域123，以及与负极导通部16电连接的第一区域121，并且在第一区域121与第二区域123之间形成绝缘，从而能够将负极导通部16与压电陶瓷结构12的焊接点引导到压电陶瓷结构12的外部，在环形结构的压电陶瓷的内壁空间较小的场景中，能够解决环形压电陶瓷结构12与负极线焊接操作不方便的问题，从而在制作和安装超声换能器时更为简便。

优选地，参图1和图3所示，压电陶瓷结构12沿横向方向(即，图1中所示的c的方向)的截面构造为圆形、圆弧形、三角形、四边形、五边形、六边形、八边形等。由于矩形的压电陶瓷产生压电性能仅有两个面或者一个面，其发射超声波的能量较少，导致治疗效率较低，压电陶瓷结构12沿横向方向(即，图1中所示的c的方向)的截面构造为圆形、圆弧形、三角形、四边形、五边形、六边形、八边形等。示例性地，在本实施例中，为了增加压电陶瓷12发射超声波的能量，压电陶瓷结构12沿横向方向(即，图1中所示的c的方向)的截面优选构造为圆形。

其中，继续参图1和图3所示，以压电陶瓷结构12沿横向方向的截面构造成圆形为例，压电陶瓷结构12的外径(即，图3中所示的d7的直径)为0.6～1.2mm。压电陶瓷结构12的外径可以选择0.6～1.2mm中的任意值，比如，压电陶瓷结构12的外径可以为0.6mm、0.8mm、1.2mm等，示例性地，在本实施例中，压电陶瓷结构12沿纵向方向的长度(即，图1中d8的长度)可为2mm；示例性地，在本实施例中，压电陶瓷结构12的壁厚(即，图3中所示的d6的厚度)可为0.1～0.25mm中的任意值，比如，压电陶瓷结构12的壁厚可选为0.1mm或者0.25mm；压电陶瓷结构12的使用频率可为1.5～2.3MHz中的任意值，比如，压电陶瓷结构12的使用频率可选为1.5MHz或者2.3MHz。示例性地，在本实施例中，压电陶瓷结构12的介质损耗≤20％；压电陶瓷结构的电容为30-100pf。

优选地，压电陶瓷结构12的数量为偶数。压电陶瓷结构12的数量可为6-20个；在本实施例中，压电陶瓷结构12的数量可为6个、8个、12个、14个、16个、18个或者20个，可以根据实际的治疗情况选择压电陶瓷结构12的数量。例如，当压电陶瓷结构12的数量为6个时，优选为，治疗血栓的长度为8-15cm；当压电陶瓷结构12的数量为20个时，优选为，治疗血栓的长度为36-55cm；根据不同长度的血栓，选择不同规格的压电陶瓷结构的数量。

优选地，参图1所示，沿纵向方向(即，图1中所示的a的方向)相邻两个压电陶瓷结构12的距离(即，图1中d3的距离)为6～15mm。相邻两个压电陶瓷结构12的距离可为6～15mm中的任意值，在本实施例中，相邻两个环形压电陶瓷结构12之间的距离优选为8mm-12mm；示例性地，在本实施例中，相邻两个环形压电陶瓷结构12之间的距离可为10mm。

优选地，参图1和图6所示，第二区域123与正极线15焊接。在本实施例中，既可以在第二区域123黏贴导电贴片(未标示)，通过导电贴片使得正极线15与压电陶瓷结构12电连接，也可以通过将正极线15与第二区域123的正极焊接点(未示出)焊接进行电连接；在本实施例中，将负极导通部16与压电陶瓷结构12内部的导电材料(未标示)电连接，并将负极导通部16与第一区域121表面的负极焊接点(未标示)焊接，从而能够将负极导通部16与压电陶瓷结构12的焊接点引导压电陶瓷结构12的外部，在环形结构的压电陶瓷的内壁空间较小的场景中，能够解决环形压电陶瓷结构与负极线焊接操作不方便的问题，从而在制作和安装超声换能器时更为简便。

优选地，第一区域121沿纵向方向(即，图1中所示的a的方向)的长度占压电陶瓷结构12沿纵向方向长度的1/30～1/10。第一区域121的长度可以选择压电陶瓷结构12沿纵向方向长度的1/30～1/10中的任意值，可以选择为1/30、1/20或者1/10，只要能够实现负极导通部16与第一区域121电连接，并且能够确保压电陶瓷结构12发射超声波即可。示例性地，在本实施例中，为了保证负极导通部16与第一区域121焊接的便利性，同时也为了保证压电陶瓷结构12发射超声波的效率，第一区域121沿纵向方向的长度占压电陶瓷结构12沿纵向方向的长度优选为1/20。

其中，负极导通部16可为导线，连接件11采用硬质或者软质的绝缘材料制成。连接件11能够对压电陶瓷结构12起到支撑的作用，通过将负极导通部16与压电陶瓷结构12内部的导电材料电连接，能够实现将负极导通部16与压电陶瓷结构12的焊接点引导到第一区域121，便于对负极导通部16与压电陶瓷结构12进行焊接。负极导通部16也可为柔性电极贴片。

优选地，参图1和图2所示，沿压电陶瓷结构12纵向方向形成凹槽部122，用以使得第一区域121和第二区域123绝缘。凹槽部122在横向方向(即，图1中所示的c的方向)的截面可以构造为圆形、半圆形或弧形等任意的形状，只要能够使得第一区域121和第二区域123绝缘即可，示例性地，在本实施例中，当第一区域121和第二区域123沿横向方向的截面构造成圆形结构时，凹槽部122沿横向方向的截面也同样构造成圆形结构。

优选地，继续参图1和图2所示，凹槽部122沿横向方向(即，图1中所示的c的方向)的深度(即，图2中d4的深度)为压电陶瓷结构12壁厚(即，图3中所示的d6的厚度)的1/10～1/5。凹槽部122沿横向方向的深度太深，容易将压电陶瓷结构12损坏；反之，凹槽部122沿横向方向的深度太浅，容易造成正极线15和负极导通部16的短路。因此，凹槽部122沿横向方向的深度为压电陶瓷结构12壁厚的1/10～1/5中的任意值，可以选择为1/10或者1/5，凹槽部122沿横向方向(即，图1中所示的c的方向)的深度只要能够将第一区域121和第二区域123形成绝缘即可。示例性地，在本实施例中，优选为凹槽部122沿横向方向的深度为压电陶瓷结构12壁厚的1/5。

优选地，参图5和图6所示，沿凹槽部122横向方向配置有与凹槽部122适配的绝缘凸起14，绝缘凸起14形成有用于正极线或者负极导通部16穿过的容置部，容置部的形状可以为孔或者凹槽的形状。绝缘凸起14采用绝缘材料制成，比如，绝缘凸起14采用聚氯乙烯(Polyvinyl chloride,PVC)、聚乙烯(polyethylen,PE)、聚四氟乙烯(Poly tetrafluoroethylene,PTFE)、全氟乙烯丙烯共聚物(Fluorinated ethylene propylene,FEP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate,PET)和硅胶中的任意一种。将上述的绝缘材料填充在凹槽部122内，并形成供正极线或者负极导通部16通过的容置部，容置部的形状可以为孔或者凹槽的形状。从操作方便的角度考虑，优选为弧形凹槽；能够使得正极线或者负极导通部16穿过弧形凹槽，进而使其较为整齐的穿过压电陶瓷结构12，可降低正极线或者负极导通部因弯折、缠绕等现象而出现的损坏。

优选地，供正极线或者负极导通部的外表面均设置有绝缘涂层，以防止正极线或者负极导通部与压电陶瓷结构非焊点区域接触，造成换能器组件短路。

优选地，参图1至图5所示，该超声换能器组件10还包括：固定层13；固定层13包括：用于包覆压电陶瓷结构12的第一固定层131，以及用于包覆连接件11、第一固定层131、正极线15和负极导通部16的第二固定层132。第一固定层131采用聚氯乙烯(Polyvinylchloride,PVC)、聚乙烯(polyethylene,PE)、聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene,PTFE)、全氟乙烯丙烯共聚物(Fluorinated ethylene propylene,FEP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate,PET)和硅胶中的任意一种绝缘材料制成。第一固定层131用于包裹压电陶瓷结构12。第一固定层131的厚度(即，图4中d5的厚度)为0.01mm～0.1mm，第一固定层131的厚度可为0.01mm～0.1mm中的任意值，示例性地，在本实施例中，第一固定层131的厚度可为0.01mm或者0.1mm。在本实施例中，正极线15和负极导通部16在纵向方向沿着第一固定层131和第二固定层132之间的缝隙130布置，第一固定层131可以起到隔离正极线15和压电陶瓷的第一区域；需要说明的是，尽管设置第一固定层，正极线15的焊点依然与压电陶瓷的第一区域直接电连接；负极导通部16与压电陶瓷的第二区域直接电连接。可以理解的是，正极线15和负极导通部16在其表面均做好绝缘处理后，也可以设置在第一固定层的内侧。

负极导通部16和正极线15均可采用导线，导线贴合在第一固定层131和第二固定层132之间的缝隙，由于导线的直径较小，所以在此予以省略。第二固定层132采用硅胶材料制成，且第二固定层132将连接件11、第一固定层131、正极线15和负极导通部16整体塑封，紧密包覆在连接件11、第一固定层131、正极线15和负极导通部16的外部。

优选地，参图7和图8所示，该超声换能器组件10还包括：沿连接件11纵向方向并配置于相邻两个压电陶瓷结构12之间的支撑组件25；支撑组件25包括：由沿纵向方向连续弯折形成多个交错设置的肋部254且相邻肋部254之间沿纵向分离构造成的弯折部253，以及连接弯折部253的连接部251。通过设置有弯折部253，并且弯折部253由多个交错设置的纵向连续弯折的肋部254组成，在保证超声换能器组件10具有刚性的基础上，又增加了柔性，从而使得超声换能器组件10在对病灶介入治疗时，避免插入血管过程中损伤血管，也能够使得超声换能器组件10易于通过血管的弯折处。连接部251的壁厚(即，图8中所示的d1的厚度)为0.1～0.3mm。连接部251的壁厚可以选择0.1～0.3mm中的任意值，只要能够起到增加弯折部253的刚性即可，比如，连接部251的壁厚可以为0.1mm、0.2mm或者0.3mm，在本实施例中优选为0.2mm，通过将连接部251的壁厚设置为0.2mm，不仅能够使得连接部251具有一定的刚性，从而使得超声换能器组件10同时兼具刚性和弹性，在超声换能器组件10插入血管并对血管中的病灶执行介入治疗时，不仅便于超声换能器组件10在血管中前行，也能够使得超声换能器组件10易于通过血管的弯折处。支撑组件25的长度为0.5～1cm。支撑组件25的长度可以选择0.5～1cm任意的数值，比如，可以选择0.5cm、0.7cm或者1cm，支撑组件25，可以根据治疗的实际情况选择支撑组件25的长度。连接部251可构造成具有敞口252的圆柱形结构，也可以被构造成没有敞口252的圆柱形结构，为了避免将超声换能器组件10通过血管介入治疗时损伤血管，只要连接部251被构造成近似圆柱形结构即可，在本实施例中，支撑组件25关于轴b对称设置。

优选地，参图8所示，肋部254包括：第一杆部2541，与第一杆部2541平行设置的第二杆部2542，以及纵向连接第一杆部和第二杆部并分别与第一杆部和第二杆部形成圆弧部2544的第三杆部2543。其中，第一杆部2541、第二杆部2542可以构造成弧形、直线形等一些形状，但是，为了超声换能器组件10插入血管并对病灶介入治疗时，避免插入血管过程中损伤血管，也便于超声换能器组件10在血管中前行，在本实施例中第一杆部2541和第二杆部2542构造成弧形结构，且若干个肋部254构成的弯折部253呈近似圆柱形结构。

优选地，继续参图8，第三杆部2543分别与第一杆部2541和第二杆部2542形成圆弧部2544，设置圆弧部2544的目的是为了缓解应力集中。所谓应力集中，指物体中应力局部增高的现象，一般出现在物体形状急剧变化的地方，比如，本实施例中弯折部253在弯曲时，应力集中能使物体产生疲劳裂纹，在本实施例中使弯折部253产生裂纹或者发生静载断裂。圆弧部2544的半径为0.1～0.2mm。圆弧部2544的半径可以选0.1～0.2mm中的任意值，比如，0.1mm或者0.2mm，只要能够缓解弯折部253的集中应力即可，在本实施例中在圆弧部2544的半径为0.1-0.2mm时，能够最大限度的缓解应力集中问题。

优选地，继续参图8所示，第一杆部2541和第二杆部2542沿纵向方向的宽度为0.1～0.5mm。第一杆部2541和第二杆部2542沿纵向方向的宽度可以为0.1～0.5mm任意值，比如，0.1mm、0.2mm或者0.5mm。第一杆部2541与第二杆部2542之间沿纵向方向上所形成的宽度(即，图8中d2的宽度)为0.1～0.5mm。第一杆部2541与第二杆部2542之间沿纵向方向上所形成的宽度可以为0.1～0.5mm任意值，比如，0.1mm、0.2mm或者0.5mm。示例性地，在本实施例中，将第一杆部2541和第二杆部2542沿纵向方向的宽度设为0.2mm，将第一杆部2541与第二杆部2542之间沿纵向方向的宽度设置成0.2mm。

同理，基于前述实施例所揭示的任一种超声换能器组件10，本实施例还揭示了一种超声治疗装置。

该超声治疗装置包括超声换能器组件10，以及与超声换能器组件10电连接的控制装置(未示出)，控制装置与正极线15、负极导通部16电连接，用以提供环形压电陶瓷结构12产生超声波所需要的能量和频率。鉴于控制装置并非本申请的发明点，故，在本实施例中予以省略阐述。

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)

1.一种超声换能器组件，其特征在于，包括：

具有中心腔体的若干压电陶瓷结构，沿所述压电陶瓷结构纵向方向布置并贯穿所述中心腔体的连接件，以及电连接所述压电陶瓷结构并配置于所述压电陶瓷结构外的正极线和负极导通部；

所述压电陶瓷结构形成与所述负极导通部电连接的第一区域，以及与所述正极线电连接并与所述第一区域绝缘的第二区域。

2.根据权利要求1所述的超声换能器组件，其特征在于，沿所述压电陶瓷结构纵向方向形成凹槽部，用以使得所述第一区域和所述第二区域绝缘。

3.根据权利要求2所述的超声换能器组件，其特征在于，所述凹槽部沿横向方向的深度为所述压电陶瓷结构壁厚的1/10～1/5。

4.根据权利要求1所述的超声换能器组件，其特征在于，所述第一区域沿纵向方向的长度占所述压电陶瓷结构沿纵向方向长度的1/30～1/10。

5.根据权利要求3所述的超声换能器组件，其特征在于，该超声换能器组件还包括：

固定层；

所述固定层包括：

用于包覆所述压电陶瓷结构的第一固定层，以及用于包覆所述连接件、第一固定层、正极线和负极导通部的第二固定层。

6.根据权利要求2所述的超声换能器组件，其特征在于，沿所述凹槽部横向方向配置有与所述凹槽部适配的绝缘凸起，所述绝缘凸起形成用于所述正极线或者所述负极导通部通过的容置部。

7.根据权利要求1所述的超声换能器组件，其特征在于，所述压电陶瓷结构的数量为偶数，沿纵向方向相邻两个所述压电陶瓷结构的距离为6～15mm。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的超声换能器组件，其特征在于，该超声换能器组件还包括：

沿所述连接件纵向方向布置并配置于相邻两个所述压电陶瓷结构之间的支撑组件；

所述支撑组件包括：

由沿纵向方向连续弯折形成多个交错设置的肋部且相邻肋部之间沿纵向分离构造成的弯折部，以及连接所述弯折部的连接部。

9.根据权利要求8所述的超声换能器组件，其特征在于，所述肋部包括：

第一杆部，与所述第一杆部平行设置的第二杆部，以及纵向连接所述第一杆部和所述第二杆部并分别与所述第一杆部和所述第二杆部形成圆弧部的第三杆部。

10.一种超声治疗装置，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的超声换能器组件，以及与所述超声换能器组件电连接的控制装置。