TW201523580A - 多點聲波聚焦裝置 - Google Patents

Abstract

一種多點聲波聚焦裝置，用以與一能量產生裝置連接。此多點聲波聚焦裝置包括一能量轉換器與一透鏡單元。能量轉換器用以轉換能量產生裝置提供的電性能量為聲波能量。透鏡單元裝置具有複數個聲透鏡且裝設於能量轉換器發送聲波能量的部位。此等聲透鏡用以將聲波能量進行聚集，且分別聚集於複數個相異的聚集點。此等聲透鏡的軸心與其凝聚聲波能量的所屬聚集點之間各形成有一軸線，且此數條軸線皆為平行。

Description

多點聲波聚焦裝置

本發明係關於聲波聚焦裝置，特別是有關於將聲波能量進行多點聚焦的多點聲波聚焦裝置。

請參閱圖1，先前技術聲波聚焦裝置，依據震波源的產生方式可區分為電液式、電磁式、壓電式...等相關類型的震波產生裝置，其一端裝設有一探頭12，此探頭12的聚焦模組賦予聲波能量形成單點聚焦形式，以適用於人體內的結石擊碎作業。此外，在目前的聲波聚焦裝置，是將單元換能器配置於凹球面透鏡，單元換能器亦具有聚能的凹透鏡面，以讓聲波能進行二次聚焦。或者，將壓電晶片與聚焦平凹透鏡相結合，並於聚焦平凹透鏡的鏡面設計多個球面凹部，而且不同球面凹部所屬區域是由不同的材質形成，以藉此不同金屬合金與多層式凹球面透鏡的設計，將壓電晶片提供的聲波進行聚焦。

然而，醫療人員欲將此類單點能量聚焦裝置運用於慢性傷口治療時，因能量是聚焦於單一焦點，醫療人員必須手動方式控制能量在慢性傷口上的聚焦區域，並在醫療期間不斷的移動探頭12，才能讓聚焦的能量被移遊照射在傷口各部位，對慢性傷口的醫療效益實為不彰，而且能量掃瞄傷口的效率過慢，造成病患需多次進行此類醫療行為，間接造成病患醫療費用過高的問題。而且，不論是採用何種單點能量聚焦裝置，通過聲透鏡的聲波並不一定是朝同一方向行進，進而導致聲波在觸及聲透鏡時，會產生部份聲波反射。這些經過反射的聲波變會在探頭內產生聲波干涉現象，即是在凹透鏡內的聚焦內部區域產生聲波相互衝突干涉的情形，反而造成聲波在傳遞時，因受到阻礙而影響傷口療癒效果。而且，二次聚焦技術是使用相當多的單元換能器，整體運作電路與聚焦運作手法，在設計與運作上複雜較高。

有鑑於此，為解決上述問題，本發明係揭露一種多點聲波聚焦裝置，將聲波能量分別的聚焦在多個相異點上。

本發明所揭露的多點聲波聚焦裝置，其連接於一能量產生裝置。多點聲波聚焦裝置包括一能量轉換器與一透鏡單元。能量轉換器係轉換能量產生裝置提供的電性能量為聲波能量。透鏡單元裝設於能量轉換器發送聲波能量的位置。透鏡單元並具有複數個聲透鏡，此等聲透鏡用以將聲波能量進行能量聚焦，且分別聚集於複數個相異的聚集點上。此等聲透鏡的軸心與其凝聚聲波能量的所屬聚集點之間各形成有一軸線，且此數條軸線皆為平行。

本發明所揭露的多點聲波聚焦裝置，有別於先前技術的單點聚焦方式，聲波能量的被分別聚焦在多個不同的聚焦點上，設計人員可以依據聲透鏡的結構配置，讓各聚焦點形成能量聚焦陣列，將聚焦後的聲波能量適量的散射於較廣範圍的慢性傷口上，對慢性傷口的醫療效益較佳，而且能提升能量掃瞄傷口的效率，同時避免高能量集中在傷口一處而造成二度傷害，較易避免病患多次進行此類醫療行為，進而降低病患花費的醫療費用。其次，通過聲透鏡的聲波是朝同一方向行進，因此並不會產生聲波反射的問題，亦不會在探頭內產生聲波干涉現象，因此不存在凹透鏡內的聚焦內部區域產生聲波相互衝突干涉的問題，故聲波能被有效傳遞以維持或提升傷口療癒效果。再者，本案揭露技術並不需要使用相當多的單元換能器，因此整體運作電路與聚焦運作手法，在設計與運作上複雜較低。

11‧‧‧能量產生裝置

12‧‧‧探頭

21‧‧‧能量轉換器

22‧‧‧透鏡單元

23‧‧‧聲透鏡

24‧‧‧筒型殼體

25‧‧‧螺紋

L‧‧‧軸線

P‧‧‧聚集點

圖1繪示先前技術單點能量聚焦裝置示意圖

圖2繪示本發明實施例的多點能量聚焦裝置架構示意圖。

圖3繪示本發明實施例的聲波聚焦示意圖。

圖4繪示本發明實施例之慢性傷口照射示意圖。

圖5繪示本發明實施例之單一透鏡參數設計示意圖。

圖6繪示本發明實施例的另一種可拆卸結構示意圖。

茲配合圖式將本發明較佳實施例詳細說明如下。

請參閱圖2繪示本發明實施例的多點能量聚焦裝置架構示意圖及圖3繪示本發明實施例的聲波聚焦示意圖。此多點能量聚焦裝置是連接一能量產生裝置11，能量產生裝置11供產生一電性能量。此多點能量聚焦裝置包括一能量轉換器21與一透鏡單元22。

能量轉換器21用以將電性能量轉換為一聲波能量，轉換方式可以依據能量產生裝置11與能量轉換器21的結構，以及能量產生裝置11與能量轉換器21之間的運作形式而定，可為電液式、電磁式、壓電式，但不以此為限，端視設計人員之需求而定。

透鏡單元22與能量轉換器21相鄰而設，裝設的位置在能量轉換器21發送聲波能量的位置。透鏡單元22具有複數個聲透鏡23，類型可為平凹聲透鏡或是其它相關類型的聲透鏡。聲透鏡23的排列方式可為陣列、對稱、蜂巢或是不等間隙的方式設置於透鏡單元22上。此等聲透鏡23用以將聲波能量進行能量聚焦，而且是分別聚焦聲波能量於複數個相異的聚焦點(詳圖3圖面所示之聚集點P)。較佳者，本實施例之聲透鏡23排列方式係選擇為蜂巢狀的對稱排列，以使得該透鏡單元22具有最大且有效的能量聚焦面積；然而，聲透鏡23的類型與排列方式，是依據設計人員及/或實際作業之需求而定，並不設限。

在一些實施例中，透鏡單元22包括一平面鏡座，所有聲透鏡23皆設置於此平面鏡座的同一表面上，且該複數個聲透鏡23的軸心與其凝聚該聲波能量的所屬該聚集點P之間各形成有一軸線L(詳圖3)，而且聲透鏡23的曲率、材質、焦距與設計條件盡可能相近似，使得該數條軸線L可以為平行。或是，將各個聲透鏡23分別的客制化設計。不論何種設計方式，其目標在為使上述的「相異的聚焦點」盡可能的座落於同一平面上， 且經過各個聲透鏡23所傳遞之聲波係朝同一方向(即圖3繪示之X方向)行進，而不致偏折產生相對夾角。

圖4繪示本發明實施例之慢性傷口照射示意圖。如先前所述，聲透鏡23的排列方式可為陣列、對稱、蜂巢或是不等間隙的方式設置於透鏡單元22上。此等聲透鏡23用以將聲波能量分別聚焦不同的聚焦點。而且聲透鏡23的曲率、材質、焦距與設計條件不論如何設計，其目標在為使上述的「相異的聚焦點」盡可能的座落於同一平面上，達到廣範圍、較短距離的散佈聚焦，以較大範圍的方式照射慢性傷口，並提升能量掃瞄傷口的效率，同時避免高能量集中在傷口一處而造成二度傷害。

於本實施例中，該透鏡單元22較佳選擇以高分子材料所製成，尤其係指其聲速大於水之聚酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA，壓克力，有機玻璃)，使得聲波能量得以通透該聲透鏡23而不會產生聲波的偏折效應，確保經該聲透鏡23傳遞出去之聲波能量可以維持同一方向(即圖3繪示之X方向)行進，其實驗特性詳參表一；

另外，當本發明用於慢性傷口修復時，聲波聚焦於傷口處之焦距約略為10~30毫米；此時，依據照鏡者公式且配合焦距大小，該聲透鏡23的曲率半徑遂隨焦距漸增可以選擇為4.6~13.8毫米，以使聲波能量透過該些聲透鏡23個別聚焦，而朝同一行進方向落於一水平面，藉此於傷口處呈現多點聚焦作用，達到傷口療癒效果。本實施例較佳之透鏡單元22設計包含有焦距、曲率半徑、中心厚度、直徑、曲面厚度及整體厚度等參數，該些設計參數基於相同概念係可微調之，詳請同時參閱圖3、圖5繪示本發明實施例之單一透鏡參數設計示意圖與表二單位為毫米(mm))。

續請參閱圖2，其同時繪示本發明實施例的第一種可拆卸結 構示意圖。透鏡單元22包括一筒形殼體24，筒形殼體24用以供能量轉換器21與透鏡單元22裝設其中。透鏡單元22裝設於筒形殼體24的開口處，並與筒形殼體24之間設置有一可拆卸結構。此實施例中，透鏡單元22的外緣以及筒形殼體24開口處內側，設置有相互對應的螺紋25。透鏡單元22可依據此對應螺紋25而被旋入筒形殼體24，或是自筒形殼體24卸除。 而且，透鏡單元22卸除後，可以依此方式而旋入單點聚焦用的透鏡組件，以藉由透鏡的置換而達到一機多用的效益。

請參閱圖6繪示本發明實施例的第二種可拆卸結構示意 圖。與前例不同在於，透鏡單元22為一蓋體的形狀設計，可以套設而固定於筒形殼體24的開口處。或者，透鏡單元22的內側與筒形殼體24開口處外側，可以設置有相互對應的螺紋25。透鏡單元22可依據此對應螺紋25而被旋至筒形殼體24，或是自筒形殼體24卸除。

綜上所述之，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術 手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

21‧‧‧能量轉換器

22‧‧‧透鏡單元

23‧‧‧聲透鏡

L‧‧‧軸線

P‧‧‧聚集點

Claims (10)

1. 一種多點聲波聚焦裝置，用以與一能量產生裝置連接，該多點聲波聚焦裝置包括：一能量轉換器，用以轉換該能量產生裝置提供的電性能量為聲波能量；以及一透鏡單元，裝設於該能量轉換器發送該聲波能量的位置並具有複數個聲透鏡，該等聲透鏡用以將該聲波能量進行個別聚焦，且分別聚集於複數個相異的聚集點；其中，該複數個聲透鏡的軸心與其凝聚該聲波能量的所屬該聚集點之間各形成有一軸線，且該數條軸線皆為平行。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的多點聲波聚焦裝置，其中，該複數個聲透鏡的曲率半徑為4.6~13.8毫米。
3. 根據申請專利範圍第1項所述的多點聲波聚焦裝置，其中，該等聲透鏡係以陣列或蜂巢方式設置於該透鏡單元。
4. 根據申請專利範圍第1項所述的多點聲波聚焦裝置，其中，該等聲透鏡係以相異間隙方式設置於該透鏡單元。
5. 根據申請專利範圍第1項所述的多點聲波聚焦裝置，其包括一筒形殼體，該透鏡單元裝設於該筒形殼體的開口處，並與該筒形殼體之間設置有一可拆卸結構。
6. 根據申請專利範圍第5項所述的多點聲波聚焦裝置，其中該可拆卸結構包括該筒形殼體的開口與該透鏡單元的周緣形成的對應螺紋。
7. 根據申請專利範圍第5項所述的多點聲波聚焦裝置，其包括該透鏡單元為一蓋體，用以套設及固定於該筒形殼體的開口處。
8. 根據申請專利範圍第1項所述的多點聲波聚焦裝置，其中該等聲透鏡為平凹聲透鏡。
9. 根據申請專利範圍第1項所述的多點聲波聚焦裝置，其中該透鏡單元包括一平面鏡座，該等聲透鏡設置於該平面鏡座的同一表面。
10. 根據申請專利範圍第1項所述的多點聲波聚焦裝置，其中該透鏡單元為高分子材質。