專利名稱：一種多點發(fā)射的超聲治療裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術領域，涉及一種多點發(fā)射的超聲治療 裝置。
背景技術：
近年來，超聲波被廣泛應用于醫(yī)學成像檢測和無創(chuàng)治療。通過
實驗發(fā)現(xiàn)， 一定頻段的低能超聲波除具有熱效應外，還有機械效應，
生化效應。尤其近年來的實驗研究證明，超聲波的生物化學效應是不
容忽視的，如影響酶的活性，加速細胞新陳代謝、剌激人體成纖維細 胞合成等，特別是低強度脈沖超聲協(xié)同細胞因子促進骨髓間充質干細
胞向關節(jié)軟骨分化，對軟骨損傷的愈合具有重要作用，因此這類超聲 可應用于治療和加快恢復軟組織損傷、促進骨組織生長、緩解并治愈 神經(jīng)性疼痛。低強度脈沖超聲作為無痛無創(chuàng)治療的手段對人體是無害 的，因此有著廣闊的應用前景。
目前多點發(fā)射的低能超聲治療設備，如日本專利JP2004-81645A 所揭露的設備，其單個治療單元不具備聚焦功能，且所發(fā)射的每束超 聲波都是平行的，從理論上講是可以使其覆蓋的某一區(qū)域形成"聚 焦"，但是平面超聲波的發(fā)散性和相互之間的干擾，使其"聚焦"不 能按照預先設定的進行，在聲通路上形成不同強度的能量聚積，不但 達不到治療效果，反而有可能損傷無病變區(qū)域。同時，該設備所產(chǎn)生 的能量微小不能起到快速促進組織生長、緩解疼痛的目的，為了在進 行治療時為達到治療劑量，需要通過外設裝置來進行多重超聲波覆 蓋，其實際操作困難，不易于被非專業(yè)人員迅速掌握，且存在覆蓋過 于集中而出現(xiàn)燒傷的危險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術中的上述不足，提 供一種結構簡單、聚焦性好、能使超聲波能量按照預定的途徑發(fā)射、 且超聲波能量利用率高的多點發(fā)射的低能超聲治療裝置。
解決本發(fā)明技術問題所采用的技術方案是該多點發(fā)射的超聲治 療裝置包括模板，模板上有超聲換能器陣列，其中，超聲換能器陣列 中的每個超聲換能器采用單獨聚焦的超聲換能器。
從制作工藝的方便考慮，所述各超聲換能器優(yōu)選包括有壓電晶 片和聚焦透鏡，所述聚焦透鏡固定在模板的預設孔內(nèi)，壓電晶片通過 固定單元與聚焦透鏡連接。其中，聚焦透鏡采用超聲耦合材料制成的 聲透鏡，從而構成超聲傳播的聲途徑。所述固定單元可采用卡子，卡 子將壓電晶片固定到模板上的預設孔中，聚焦透鏡也通過卡子固定到 模板上。
當然，超聲換能器也可以采用其他形式，只要能實現(xiàn)各超聲換 能器單獨聚焦即可。
本發(fā)明中模板可采用彈性模板，彈性模板由于具有很好的彈性， 可保證在經(jīng)過較大量的變形之后能迅速恢復預先設定的形狀，同時它 還具有一定的剛性，以保證超聲換能器陣列和它的連接可靠且不易脫 落。因此，彈性模板可以更好地適應治療部位的變化，同時還可以針 對病情的嚴重程度通過改變彈性模板的形狀，從而比較改變彎曲程 度，就可以達到使多個超聲換能器發(fā)射的能量集中或者分散的目的。
而現(xiàn)有技術中的每個陶瓷換能器發(fā)射出來的超聲波是從整個陶 瓷平面向外進行發(fā)射，聲場發(fā)散，由于在垂直于換能器表面的方向上 傳播出的能量最大最強，因此，可以把它看作是平行聲波。但除了該 方向上的聲波外，超聲波還會有一定量的散射，多個發(fā)射器發(fā)射的散 射超聲波在介質中傳播時會與其他的超聲波之間產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，影響 超聲波按照預設的直線方向進行能量傳播。而本發(fā)明超聲治療裝置中 的各單個超聲換能器采用單獨聚焦模式，各個超聲換能器之間形成的 聲場互不干擾，從而使超聲波能量能夠按照預定的途徑進行發(fā)射，因 此，不需要其他額外的操作手法就能達到治療效果。
優(yōu)選的是，模板下還可固定有外包裹，外包裹內(nèi)有幫助各超聲
換能器散熱的散熱單元。所述外包裹上有與模板上的預設孔對應的對 應孔，各超聲換能器依次穿過模板上的預設孔及外包裹上的對應孔， 所述散熱單元為緊貼各超聲換能器的柔性囊，柔性囊內(nèi)有散熱物質。 柔性囊柔軟帶有韌性，能很好的貼在超聲換能器上，使超聲換能器產(chǎn) 生的熱量被迅速帶走。
本發(fā)明中，模板和外包裹可以根據(jù)治療病灶的不同，設計成不 同的形狀，比如設計成帶狀、袖帶狀、帽狀等形狀。同時，模板和外 包裹上所預先設置的陣列孔位可以是圓形的、矩形的、正多邊形等， 具體可以根據(jù)超聲換能器的結構進行選擇。
為了方便該超聲治療裝置周定于病灶處，模板或外包裹上的兩 端可分別連接一根固定彈性模板用的綁帶。兩根綁帶可分別采用一根 毛刺多， 一根毛刺少的粘結型松緊帶。


圖1為本發(fā)明實施例1的結構示意圖
圖2為圖l中彈性模板5的俯視圖
圖3為圖1中單個超聲換能器和卡子6的局部放大圖
圖4為圖1中外包裹l上半部分的結構主視圖
圖5為圖4的俯視圖
圖6為本發(fā)明實施例2的結構示意圖
圖中1-外包裹 2 —松緊帶 3 —壓電晶片 4一聲透鏡 5 — 彈性模板 6 —卡子 7 —柔性囊 8 —對應孔 9一預設孔IO —超 聲信號線11-信號線孔
具體實施例方式
下面結合實施例和附圖，對本發(fā)明內(nèi)容作進一步詳細描述。
以下實施例為本發(fā)明的非限定性實施例。
實施例1:
如圖1所示，本實施例的多點發(fā)射的超聲治療裝置包括帶有預 設孔9的彈性模板5、帶有與彈性模板上的預設孔9相對應的對應孔
8的外包裹1、超聲換能器陣列、提供激勵信號給超聲換能器陣列的
超聲信號線10、用于固定整個超聲治療裝置到病灶處的松緊帶2。
由于外包裹1是和患者皮膚直接接觸的，所以采用無毒外包裹
如硅橡膠制成。彈性模板5通過粘結等方法固定在外包裹1上。
如圖2所示，本實施例中，彈性模板5的形狀為長方形，這種
結構形式適用于肢體部位病灶的治療。相應地，外包裹1的形狀也為
長方形(如圖4所示)。彈性模板上的預設孔9以及外包裹上的對應
孔8可采用各種形狀，具體可以根據(jù)超聲換能器陣列中各超聲換能器
的結構形狀進行選擇。
超聲換能器的類型可以根據(jù)需要選擇各種規(guī)格的聚焦型超聲換
能器。如圖3所示，本實施例中，各超聲換能器由壓電晶片3和聚焦
聲透鏡4組成。
為了工藝上的制作方便，聚焦聲透鏡4是采用超聲耦合材料制 成的聲透鏡，如透聲膠。這樣該透鏡不但起到聚焦壓電晶片發(fā)射超聲 波的功能而且構成了超聲傳播的聲通路。聲耦合材料所形成的聲透 鏡，是依據(jù)超聲在這種材料中的聲傳播系數(shù)和外涂聲耦合材料以及人 體中的系數(shù)不一樣的凸透鏡原理制成的，從而使得壓電晶片3發(fā)出的
平行超聲波形成設定焦距的聚焦。
對壓電晶片的選定，由于所需壓電晶片大小與聚焦程度成反比 例，聚焦越強烈，所需晶片的尺寸越小，因此針對于同一個區(qū)域的聚 焦形態(tài)，所需的晶片也就越多，如對于半徑為5mm的圓形陶瓷晶片， 若取其聚焦半徑為0. lmm，則25個同種晶片就可形成0. 5X0. 5mm2的面 狀聚焦區(qū)域。
通過固定單元，即卡子6將壓電晶片3固定到彈性模板5上的 預設孔9和外包裹1上的對應孔8的孔位中，同時，聚焦聲透鏡4 也通過卡子6固定到彈性模板5上，所以卡子6不但有固定超聲換能 器的作用且同時起著將彈性模板5固定到外包裹1的作用。
在彈性模板5下方、外包裹1內(nèi)有散熱單元。本實施例中，散 熱單元采用柔性囊7，囊內(nèi)裝有散熱物質如導熱硅脂。柔性囊7柔軟 帶有韌性，如圖4、 5所示，通過外包裹上的對應孔8，柔性囊7能
很好的貼合在超聲換能器中的壓電晶片3上，使超聲換能器產(chǎn)生的熱 量被迅速帶走。
本實施例中，固定彈性模板5用的綁帶采用一邊毛剌多一邊毛 刺少的粘結型松緊帶2，其分別連接在外包裹1的兩側。
外包裹上有信號線孔11，超聲信號線10通過該信號線孔11連 接到每個壓電晶片3上(圖1中未示出)，使用時可以根據(jù)需要同時 驅動所有或部分壓電晶片3發(fā)射超聲波。
使用本實施例的超聲治療裝置時，利用松緊帶2將整個治療裝 置固定到肢體(比如胳膊)病灶處來治療關節(jié)疼痛疾病。接著利用 超聲信號線10提供激勵信號給壓電晶片3，壓電晶片3發(fā)射超聲波， 并利用聚焦聲透鏡4聚焦到一焦點，由于同時驅動多個壓電晶片3， 則同時形成多個焦點，只要晶片足夠小，就可以在病灶處形成線狀、 片狀的聚焦，可以根據(jù)需要調節(jié)超聲波激勵信號的大小，從而調節(jié)超 聲波的強度，使得本發(fā)明治療裝置能夠快速的催進組織生長，起到緩 解關節(jié)疼痛的目的。
在整個治療過程中，柔性囊7 —直在吸收超聲換能器所產(chǎn)生的 熱量，并將熱量散發(fā)出去。這樣一方面保護了各個超聲換能器，使超 聲換能器不會出現(xiàn)過熱而使其性能降低或損壞，另一方面又保護了病 人，使其不會因超聲換能器過熱而灼傷皮膚。
本發(fā)明治療裝置操作過程簡單，容易為對于操作人員所快速掌 握。同時，因本發(fā)明中超聲換能器采用多晶片陣列方式，形狀為帶狀 或圓盤形結構，所有超聲換能器的焦點不會集中到一點上，故不會出 現(xiàn)能量過于集中從而出現(xiàn)對病灶處組織燒傷的危險。
實施例2:
如圖6所示，本實施例與實施例1的區(qū)別在于彈性模板5和外 包裹1是外形采用圓形，這種結構形式的超聲治療裝置適用于頭部等 病灶的治療，可以用于治療頭部神經(jīng)疼痛等疾病。
本實施例的其它結構及使用方法都與實施例l相同。
權利要求
1.一種多點發(fā)射的超聲治療裝置，包括模板，模板上有超聲換能器陣列，其特征在于超聲換能器陣列中的每個超聲換能器采用單獨聚焦的超聲換能器。
2. 根據(jù)權利要求l所述的多點發(fā)射的超聲治療裝置，其特征在于每個超聲換能器包括有壓電晶片和聚焦透鏡，所述聚焦透鏡固定在 模板上的預設孔內(nèi)，壓電晶片通過固定單元與聚焦透鏡連接。
3. 根據(jù)權利要求2所述的多點發(fā)射的超聲治療裝置，其特征在 于聚焦透鏡采用超聲耦合材料制成的聲透鏡。
4. 根據(jù)權利要求2所述的多點發(fā)射的超聲治療裝置，其特征在 于所述固定單元采用卡子，卡子將壓電晶片固定到模板上的預設孔 中，聚焦透鏡也通過卡子固定到模板上。
5. 根據(jù)權利要求l一4之一所述的多點發(fā)射的超聲治療裝置， 其特征在于所述模板采用彈性模板。
6. 根據(jù)權利要求5所述的多點發(fā)射的超聲治療裝置，其特征在 于模板下固定有外包裹，外包裹內(nèi)有幫助各超聲換能器散熱的散熱單 元。
7. 根據(jù)權利要求6所述的多點發(fā)射的超聲治療裝置，其特征在 于所述外包裹上有與模板上的預設孔對應的對應孔，各超聲換能器依 次穿過模板上的預設孔及外包裹上的對應孔，所述散熱單元為緊貼各 超聲換能器的柔性囊，柔性囊內(nèi)有散熱物質。
8. 根據(jù)權利要求7所述的多點發(fā)射的超聲治療裝置，其特征在于散熱物質采用導熱硅脂。
9. 根據(jù)權利要求6所述的多點發(fā)射的超聲治療裝置，其特征在于模板或外包裹的兩端可分別連接一根固定模板用的綁帶。
10. 根據(jù)權利要求9所述的多點發(fā)射的超聲治療裝置，其特征 在于兩綁帶可采用一根毛刺多， 一根毛刺少的粘結型松緊帶。
全文摘要
一種多點發(fā)射的超聲治療裝置，包括模板，模板上有超聲換能器陣列，其特征在于超聲換能器陣列中的每個超聲換能器采用單獨聚焦的超聲換能器。本發(fā)明結構簡單、聚焦性好、各超聲換能器之間不會產(chǎn)生相互干擾，因此能使超聲波能量按照預定的途徑發(fā)射、超聲波能量利用率高。
文檔編號A61N7/00GK101190360SQ200610160810
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月28日 優(yōu)先權日2006年11月28日
發(fā)明者張春彥, 燕思源, 陳文直 申請人:重慶融海超聲醫(yī)學工程研究中心有限公司