專利名稱：一種超聲波發(fā)生裝置及含有該裝置的超聲治療系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超聲治療領(lǐng)域，具體涉及一種超聲波發(fā)生裝置及含有 上述超聲波發(fā)生裝置的超聲治療系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
超聲治療技術(shù)是利用超聲波所具有的組織穿透性和可聚焦性等物 理特征，將體外低能量超聲波聚焦在體內(nèi)靶區(qū)，通過焦點(diǎn)處高強(qiáng)度超 聲波產(chǎn)生的高溫等效應(yīng)，使靶區(qū)內(nèi)組織完全毀損，不損傷靶區(qū)外組織， 實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)切除靶區(qū)組織的目的，比如切除腫瘤。
此項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)有的應(yīng)用中，有一個(gè)很大的問題就是超聲波聚焦深 度的調(diào)節(jié)。在實(shí)際的治療中，需要進(jìn)行治療的靶區(qū)部位往往是處于不 同深度的位置上，雖然可以通過更換不同的換能器來實(shí)現(xiàn)不同位置上 的超聲聚焦，但這對(duì)于治療過程來說是相當(dāng)麻煩的。
在專利號(hào)為ZL02222881.0的中國(guó)專利中，揭露了一種可變焦的超 聲治療聚焦裝置，該裝置是將多個(gè)換能器單元固定于一個(gè)金屬圓盤上， 其排列形狀為三個(gè)同心圓環(huán)，不同圓環(huán)上換能器單元的聚焦半徑和自 身固有頻率不同，由此得到三個(gè)不同位置的焦點(diǎn)。在此裝置中，各個(gè)
換能器單元的位置是已經(jīng)設(shè)置好并且固定不變的，因此在使用過程中 只能按照預(yù)先設(shè)定的聚焦位置進(jìn)行調(diào)整，并且當(dāng)只需要利用一組換能 器單元在一個(gè)位置進(jìn)行聚焦時(shí)，其他組的換能器單元就被閑置，無法 發(fā)揮作用。
在專利號(hào)為US4938217的美國(guó)專利中，揭露了一種超聲治療系統(tǒng)， 其使用相控陣列換能器單元，通過改變每個(gè)換能器單元電信號(hào)的相位 延遲，來實(shí)現(xiàn)不同的聚焦深度。這種裝置對(duì)聚焦深度的控制要比上述 專利號(hào)為ZL02222881.0的中國(guó)專利更加靈活，但這種裝置設(shè)計(jì)和操作 都比較復(fù)雜，而且是針對(duì)多個(gè)換能器單元進(jìn)行的聚焦深度的調(diào)節(jié)，對(duì)于采用單個(gè)換能器的超聲波源是不能采用這種方式進(jìn)行調(diào)節(jié)的。

發(fā)明內(nèi)容
' 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中超聲治療裝置存在 的上述不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能靈活調(diào)節(jié)超聲波波源聚焦點(diǎn)的位 置的超聲波發(fā)生裝置及含有該超聲波發(fā)生裝置的超聲治療系統(tǒng)。
解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該超聲波發(fā)生裝置包 括超聲波波源和耦合裝置，所述耦合裝置內(nèi)充有第一耦合流體，超聲 波波源設(shè)于所述耦合裝置內(nèi)，其中，還包括有在超聲波傳播路徑上的 焦距調(diào)節(jié)單元，所述焦距調(diào)節(jié)單元置于耦合裝置內(nèi)，焦距調(diào)節(jié)單元可
對(duì)超聲波波源所發(fā)射的超聲波的聚焦點(diǎn)的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
本發(fā)明超聲波發(fā)生裝置所發(fā)出的超聲波在傳播的過程中，通過 調(diào)節(jié)焦距調(diào)節(jié)單元這個(gè)獨(dú)立于超聲波波源設(shè)置的外部裝置以改變超 聲波的傳播方向，從而使超聲波可以在不同的位置上進(jìn)行會(huì)聚，以調(diào) 節(jié)超聲聚焦點(diǎn)的深度。采用這種方式的焦距調(diào)節(jié)單元無須改變超聲波 波源自身的性質(zhì)，僅通過對(duì)焦距調(diào)節(jié)單元進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)，就可達(dá)到 改變超聲波波源聚焦點(diǎn)深度的目的。優(yōu)選焦距調(diào)節(jié)單元可采用以下幾 種形式 《
所述焦距調(diào)節(jié)單元可包括一個(gè)或多個(gè)液囊，各液囊均位于耦合 裝置內(nèi)，在超聲波傳播路徑上依次設(shè)置或依次包含，所述各液囊內(nèi)均 充有耦合流體，第一耦合流體以及所述各液囊內(nèi)的耦合流體相互隔絕 且各具有不同的聲速，超聲波波源所發(fā)射的超聲波依次經(jīng)過第一耦合
流體以及上述各個(gè)液囊內(nèi)的耦合流體后聚焦。
由于各液囊分別設(shè)于超聲發(fā)射路徑上，各液囊內(nèi)有不同聲速的 耦合流體，這樣在超聲波的傳播路徑上就施加了兩種或兩種以上不同 的透聲介質(zhì)，由于超聲波在不同的透聲介質(zhì)中傳播的速度不同，其在 由一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)的過程中會(huì)發(fā)生一定的折射，通過選用 不同的兩種或以上的透聲介質(zhì)的組合，就可以實(shí)現(xiàn)超聲的多次折射， 以此來控制并改變超聲波波源的聚焦深度。
優(yōu)選的是，所述耦合裝置上連接有第一進(jìn)液管和第一出液管，上述的一個(gè)或多個(gè)液囊上也分別連接有相應(yīng)的進(jìn)液管和出液管。耦合 流體不斷從各進(jìn)液管進(jìn)入液囊，又從各出液管流出液囊，這樣進(jìn)液管 和出液管的設(shè)置可以保證耦合流體的流動(dòng)，從而將超聲波波源在工作 過程中產(chǎn)生的熱量帶走，以避免損壞超聲波波源。
當(dāng)釆用上述形式的焦距調(diào)節(jié)單元時(shí)，超聲波波源可采用球殼式 超聲波波源，也可釆用平面式超聲波波源與聲透鏡組合形成的超聲波 波源，其中聲透鏡緊貼于平面式超聲波波源的發(fā)射面上。
優(yōu)選的是，所述超聲波波源可采用多個(gè)，多個(gè)超聲波波源分別 安裝在底座上，底座采用可以使安裝于其上的多個(gè)超聲波波源所發(fā)射 的超聲波會(huì)聚于一點(diǎn)的形狀。
另一種是，焦距調(diào)節(jié)單元可包括設(shè)于超聲波傳播路徑上的一個(gè)
或多個(gè)能改變超聲傳播方向的聲透鏡，如果是采用多個(gè)聲透鏡，各聲 透鏡依次設(shè)于超聲波傳播路徑上。
優(yōu)選的是，所述焦距調(diào)節(jié)單元中還包括與超聲波傳播路徑上的 聲透鏡相連的運(yùn)動(dòng)裝置，運(yùn)動(dòng)裝置可帶動(dòng)聲透鏡在超聲波波源與超聲 聚焦點(diǎn)之間運(yùn)動(dòng)。這樣，當(dāng)聲透鏡的位置改變后，超聲波的傳播路徑 隨之改變，超聲波的聚焦點(diǎn)的位置也發(fā)生變化。
進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述運(yùn)動(dòng)裝置可帶動(dòng)聲透鏡進(jìn)入或退出超聲 波傳播路徑，運(yùn)動(dòng)裝置與聲透鏡之間為可拆卸式連接，以方便及時(shí)更 換不同的聲透鏡。這樣醫(yī)生就可以隨時(shí)根據(jù)治療需要，換用不同的聲 透鏡，以更方便地實(shí)現(xiàn)不同深度上的聚焦。
當(dāng)采用上述焦距調(diào)節(jié)單元時(shí)，超聲波波源可采用球殼式超聲波 波源或平面式超聲波波源。優(yōu)選的是，所述超聲波波源采用多個(gè)，多 個(gè)超聲波波源分別安裝在底座上，底座的形狀可使得安裝于其上的多 個(gè)超聲波波源所發(fā)射的超聲波會(huì)聚焦于一點(diǎn)。
第三種是，所述焦距調(diào)節(jié)單元可包括一柔性材料制成的安裝面、 所述安裝面上密封的由柔性透聲材料制成的透聲膜，超聲波波源設(shè)于 所述安裝面上，透聲膜設(shè)于超聲波傳播路徑上，所述安裝面與所述透 聲膜所構(gòu)成的閉合空間內(nèi)充有耦合流體，透聲膜的柔性小于所述安裝 面的柔性。此安裝面可在力的作用上發(fā)生形變，安裝面的形變帶動(dòng)超聲波波源的位置及方向發(fā)生改變，因此導(dǎo)致超聲波波源的聚焦深度發(fā) 生改變。
優(yōu)選的是，所述耦合裝置上連接有第一進(jìn)液管和第一出液管， 安裝面與透聲膜的接口處分別連接有第二進(jìn)液管和第二出液管。當(dāng)往 安裝面與透聲膜所構(gòu)成的閉合空間中注入或排出耦合流體時(shí)，此安裝 面受力發(fā)生變形而下墜或上升，從而改變超聲波波源的聚焦深度。
進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述第二進(jìn)液管和所述第二出液管上還分別 設(shè)有流量調(diào)節(jié)裝置，用于控制進(jìn)入安裝面與透聲膜所構(gòu)成的閉合空間 內(nèi)的耦合流體的流量。
當(dāng)采用上述類型的焦距調(diào)節(jié)單元時(shí)，所述超聲波波源采用球殼 式超聲波波源，或者采用平面式超聲波波源與聲透鏡組合形成的超聲 波波源，其中聲透鏡緊貼在平面式超聲波波源的發(fā)射面上。
優(yōu)選所述超聲波波源可采用多個(gè)，多個(gè)超聲波波源分別安裝在 所述安裝面上。
第四種是，所述超聲波波源由柔性材料制成，所述焦距調(diào)節(jié)單 元可包括密封在柔性超聲波波源上的由柔性透聲材料制成的透聲膜， 透聲膜設(shè)于超聲波傳播路徑上，所述柔性超聲波波源與所述透聲膜所 構(gòu)成的閉合空間內(nèi)充有耦合流體，所述透聲膜的柔性小于所述超聲波 波源的柔性。此柔性材料制成的超聲波波源可在力的作用上發(fā)生形 變，而柔性超聲波波源的形變又可導(dǎo)致自身聚焦深度發(fā)生變化。
優(yōu)選的是，所述耦合裝置上連接有第一進(jìn)液管和第一出液管， 柔性超聲波波源與透聲膜接口處分別連接有第二進(jìn)液管和第二出液 管。當(dāng)往此柔性超聲波波源與透聲膜所構(gòu)成的閉合空間內(nèi)注入或排出 耦合流體時(shí)，此柔性超聲波波源受力發(fā)生變形而下墜或上升，從而導(dǎo) 致自身聚焦深度發(fā)生變化。
進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述第二進(jìn)液管和所述第二出液管上分別設(shè) 有流量調(diào)節(jié)裝置，用于控制進(jìn)入柔性超聲波波源與透聲膜所構(gòu)成的閉 合空間內(nèi)的耦合流體的流量。
本發(fā)明中，也可將上述四種類型的焦距調(diào)節(jié)單元相互組合使用， 從而形成一種新的焦距調(diào)節(jié)單元。一種超聲治療系統(tǒng)，其中的超聲波發(fā)生裝置采用上述類型的超 聲波發(fā)生裝置。
本發(fā)明通過在超聲波波源的外部進(jìn)行，單的機(jī)械調(diào)節(jié)，利用超 聲波傳播的物理特征來改變超聲波波源的聚焦深度，而并不影響或改 變超聲聲源自身的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，并且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠有效、自由、 方便地調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)超聲聲源的聚焦深度。特別適用于采用單個(gè)換 能器的超聲波源。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中超聲波發(fā)生裝置聚焦的結(jié)構(gòu)原理圖
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖(其聚焦點(diǎn)位置比圖1 中的聚焦位置遠(yuǎn))
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖(其聚焦點(diǎn)位置比圖1 中的聚焦位置近)
圖4 為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖
圖5為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖
圖6為本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖(采用具有會(huì)聚作用的聲 透鏡)
圖7為本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖(采用具有發(fā)散作用的聲 透鏡)
圖8為本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖 圖9 為本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖 圖10為本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖 圖11為圖10的俯視圖
圖中l(wèi)一(原焦點(diǎn))位置 2— (調(diào)節(jié)后焦點(diǎn)的)位置 3 —超 聲波波源31-球殼式超聲波波源 32-平面式超聲波波源 4一聲透 鏡 41一聲透鏡 42— (調(diào)節(jié)后聲透鏡的)位置 51 —第一進(jìn)液管 52 —第二進(jìn)液管 61 —第一出液管 62-第二出液管 7 —透聲膜 71 —耦合裝置 72 —液囊 73 —透聲膜 74— (調(diào)節(jié)后)透聲膜位 置8 —耦合流體81 —第一耦合流體 82 —第二耦合流體 9一機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置 IO —底座 ll一安裝面 12— (調(diào)節(jié)后安裝面的)位 置 13 —柔性超聲波波源 14一 (調(diào)節(jié)后柔性超聲波波源的)位置
15—閥
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本發(fā)明中，超聲波發(fā)生裝置包括超聲波波源和耦合裝置，耦合
裝置內(nèi)充有第一耦合流體，超聲波波源設(shè)于所述耦合裝置內(nèi)，還包括
有在超聲波傳播路徑上的焦距調(diào)節(jié)單元，所述焦距調(diào)節(jié)單元設(shè)于耦合
裝置內(nèi)，焦距調(diào)節(jié)單元可對(duì)超聲波波源所發(fā)射的超聲波的聚焦點(diǎn)的位
置進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述超聲波波源本身所發(fā)射的是聚焦超聲波或者與其他 的聲學(xué)元件組合后能產(chǎn)生聚焦的效果，或者經(jīng)過焦距調(diào)節(jié)單元后能產(chǎn)
生聚焦的效果。
下面實(shí)施例為本發(fā)明的非限定性實(shí)施例。
實(shí)施例1:
圖1所示為現(xiàn)有的超聲波發(fā)生裝置聚焦的結(jié)構(gòu)原理圖，圖2和
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示竄圖。
如圖2、 3所示，本實(shí)施例中，超聲波波源使用的是球殼式超聲 波波源31。所述球殼式超聲波波源31置于耦合裝置71內(nèi)，耦合裝 置71的內(nèi)部填充有第一耦合流體81。
所述焦距調(diào)節(jié)單元為設(shè)于超聲波傳播路徑上的液囊72，液囊72 由透聲材料制成，它位于耦合裝置71內(nèi)的第一耦合流體81中，液囊 72內(nèi)部填充有第二耦合流體82。耦合裝置71內(nèi)部的第一耦合流體 81和液囊72內(nèi)部的第二耦合流體82相互隔絕。
在耦合裝置71的外壁上設(shè)有第一進(jìn)液管51和第一出液管61， 在液囊72的液囊壁上設(shè)有第二進(jìn)液管52和第二出液管62，這樣設(shè) 置可以保證第一耦合流體81在耦合裝置71內(nèi)的不斷流動(dòng)，第二耦合 流體82在液囊72內(nèi)的不斷流動(dòng)，耦合流體的流動(dòng)可將超聲波波源在 工作過程中產(chǎn)生的熱量帶走，以避免損壞超聲波波源。第一耦合流體81和第二耦合流體82釆用具有不同聲速的耦合
流體介質(zhì)，本實(shí)施例中，第一耦合流體81和第二耦合流體82分別采 用聲阻抗值不同的生理鹽水和脫氣水(37i:環(huán)境下)，則使得超聲波 波源的焦距相對(duì)于僅使用生理鹽水時(shí)變長(zhǎng)(如圖2所示')；當(dāng)?shù)谝获?合流體81和第二耦合流體82分別采用聲阻抗值不同的脫氣水和生理 鹽水(37'C環(huán)境下)時(shí)，則使得超聲波波源的焦距相對(duì)于僅使用脫氣 水時(shí)變短(如圖3所示)。使用時(shí)，由于第一耦合流體81和第二耦 合流體82釆用不同聲速的耦合介質(zhì)，超聲波在第一耦合流體81和第 二耦合流體82間傳播時(shí)，會(huì)發(fā)生折射，使其原傳播的方向發(fā)生改變， 但是超聲波在通過液囊72后仍然能會(huì)聚于一點(diǎn)，只是超聲波聚焦點(diǎn) 的位置發(fā)生了改變，聚焦點(diǎn)由原來的圖1中的位置l變?yōu)樵趫D2或圖 3中的位置2處進(jìn)行聚焦，其聚焦點(diǎn)改變后的具體位置可以根據(jù)超聲 波傳播過程中所經(jīng)過的各種耦合介質(zhì)的傳播距離及其聲阻抗進(jìn)行計(jì) 算得出。
圖2和圖3的不同之處在于液囊72內(nèi)的第二耦合流體82不相 同，分別是利用兩種具有不同聲速的耦合流體來改變超聲波的傳播路 徑，從而使得超聲波的焦點(diǎn)位置相對(duì)于圖l(僅使用一種耦合流體時(shí)) 的焦點(diǎn)位置1變近或變遠(yuǎn)。這樣就使得超聲波聚焦點(diǎn)深度的改變，可 以通過簡(jiǎn)單地選用兩種不同的耦合流體來實(shí)現(xiàn)。
類似地，本實(shí)施例中的焦距調(diào)節(jié)單元還可以采用設(shè)于超聲波傳 播路徑上的多個(gè)液囊，各液囊均位于耦合裝置內(nèi)，在超聲波傳播路徑 上依次設(shè)置，也可以依次包含。所述各液囊內(nèi)均充有耦合流體，第一 耦合流體81與所述各液囊內(nèi)的耦合流體相互隔絕且各具有不同的聲 速，超聲波波源所發(fā)射的超聲波依次經(jīng)過第一耦合流體81以及上述 各個(gè)液囊內(nèi)的耦合流體后再聚焦。這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)多次改變超聲傳播 路徑，從而達(dá)到改變聚點(diǎn)深度的目的。
實(shí)施例2:
圖4為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖4所示，本實(shí)施例中超聲波波源使用的是平面式超聲波波源32與聲透鏡4的組合，聲透鏡4緊貼于平面式超聲聲源32的發(fā)射 面上，以使得由平面式超聲波波源32發(fā)出的超聲波能夠?qū)崿F(xiàn)聚焦。
與實(shí)施例1相比，.本實(shí)施例除了將實(shí)施例1中的球殼式超聲波 波源31改為平面式超聲波波源32與聲透鏡4的'組合以外，其余部分 同實(shí)施例l完全相同。
實(shí)施例3:
圖5為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖5所示，本實(shí)施例使用了多個(gè)超聲波波源3，超聲波波源3 可以使用球殼式超聲波波源，也可以使用平面式超聲波波源與聲透鏡 的組合來實(shí)現(xiàn)。所有的超聲波波源3都安裝于底座10上，底座10 的形狀可以使得安裝于其上的多個(gè)超聲波波源3所發(fā)射的超聲波能 夠聚焦于一點(diǎn)，各超聲波波源發(fā)射的超聲波傳播路徑如圖中所示。
與實(shí)施例1相比，本實(shí)施例除了將實(shí)施例1中的球殼式超聲波 波源31改為多個(gè)超聲波波源3加底座10以外，其余部分同實(shí)施例1 完全相同。
實(shí)施例4:
如圖6和圖7所示，為本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖6、 7所示，本實(shí)施例中，超聲波波源使用了球殼式超聲波 波源31。所述焦距調(diào)節(jié)單元為設(shè)于超聲波傳播路徑上的可改變超聲 波傳播方向的聲透鏡41。圖6和圖7分別為采用兩種不同性質(zhì)的聲 透鏡時(shí)改變焦點(diǎn)深度的效果，聲透鏡4可采用圖6中起會(huì)聚作用的聲 透鏡，也可以采用圖7中起發(fā)散作用的聲透鏡。
本實(shí)施例中，球殼式超聲波波源31和聲透鏡41都設(shè)于耦合裝 置71內(nèi)部，所述耦合裝置71內(nèi)填充有第一耦合流體81。在耦合裝 置71上還可設(shè)有第一進(jìn)液管51和第一出液管61 (圖中未示出)。
聲透鏡41連接在機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置9上，機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置9可以帶動(dòng) 聲透鏡41在超聲波傳播路徑上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)聲透鏡41原來的位置移動(dòng)到 調(diào)節(jié)后的位置42處時(shí)，超聲波的傳播路徑也隨之改變，聚焦點(diǎn)由位置l改變到位置2處。
需要注意的是，本實(shí)施例中如果只設(shè)置聲透鏡41而沒有機(jī)械運(yùn) 動(dòng)裝置9，也可^使得焦點(diǎn)的位置相對(duì)于未設(shè)置聲透鏡前發(fā)生改變， 只不過在使用機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置9后可以使焦'點(diǎn)的改變方式更多更靈活。
類似地，本實(shí)施例焦距調(diào)節(jié)單元中的聲透鏡41不限于一個(gè)，可 以釆用多個(gè)聲透鏡，各聲透鏡的類型可以為不同性質(zhì)的聲透鏡。如果 采用多個(gè)聲透鏡，各聲透鏡依次設(shè)于超聲波傳播路徑上。
優(yōu)選的是，本實(shí)施例中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置9除了具有可以移動(dòng)聲 透鏡的功能外，機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置9還可帶動(dòng)聲透鏡進(jìn)入或退出超聲波傳 播路徑，機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置9與聲透鏡41之間的連接為可拆卸式連接， 這樣它就具有更換聲透鏡的功能，可以對(duì)位于超聲傳播路徑上的聲透 鏡進(jìn)行更換，以便于在治療的過程中根據(jù)不同的治療需要對(duì)聲透鏡 41進(jìn)行更換或移動(dòng)，從而更方便地實(shí)現(xiàn)不同深度上的聚焦。
實(shí)施例5:
圖8為本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖8所示，本實(shí)施例中超聲波波源使用的是平面式超聲波波 源32，采用這種波源時(shí)，聲透鏡必須要具有聚焦功能，才能使得由 平面式超聲波波源所發(fā)射的超聲波能夠聚焦于一點(diǎn)。
與實(shí)施例4相比，本實(shí)施例除了將實(shí)施例4中的球殼式超聲波 波源31改為平面式超聲波波源32以外，其余部分同實(shí)施例4完全相 同。
類似地，本實(shí)施例中的超聲波波源也可以不只選用一個(gè)，可以 是多個(gè)球殼式超聲波波源或平面式超聲波波源的不同組合。
實(shí)施例6:
圖9為本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖9所示，本實(shí)施例中，所述超聲波波源13由柔性材料制成 (如釆用壓電復(fù)合材料或壓電薄膜)。所述焦距調(diào)節(jié)單元包括密封在 柔性超聲波波源13上的由柔性透聲材料制成的透聲膜73，透聲膜73設(shè)于超聲波傳播路徑上，所述柔性超聲波波源13與所述透聲膜73
所構(gòu)成的閉合空間內(nèi)充有耦合流體8，所述透聲膜73的柔性小于所 述柔性超序波波源13的柔性。
耦合裝置71的內(nèi)部充滿耦合流體8，柔性超聲波波源13放置于 耦合裝置71內(nèi)的耦合流體8中，耦合裝置71的外壁上連接有第一進(jìn) 液管51和第一出液管61，柔性超聲波波源13與透聲膜73的接口處 分別連接有第二進(jìn)液管52和第二出液管62。本實(shí)施例中，耦合裝置 71內(nèi)的耦合流體以及柔性超聲波波源13與所述透聲膜73所構(gòu)成的 閉合空間內(nèi)的耦合流體釆用相同的耦合流體。
第二進(jìn)液管52和第二出液管62上還分別裝有流量調(diào)節(jié)裝置， 本實(shí)施例中。流量調(diào)節(jié)裝置采用閥15。
當(dāng)從第二進(jìn)液管52往透聲膜73與柔性超聲波波源13構(gòu)成的密 封空間內(nèi)注入耦合流體8時(shí)，透聲膜73和柔性超聲波波源13受到流 體的壓力都會(huì)發(fā)生一定程度的形變，其形變方向如圖9中箭頭的方向 ,所示。由于柔性超聲波波源13的柔性大于透聲膜73,柔性超聲波波 源13的形變比透聲膜73更大。柔性超聲波波源13的位置及形狀發(fā) 生變化，由圖9中所示的位置變化到位置14，透聲膜73的位置也變 化到位置74。柔性超聲波波源13的形狀發(fā)生改變，其聚焦點(diǎn)位置也 發(fā)生相應(yīng)改變，從而使聚焦焦點(diǎn)從位置1變化到位置2處。通過利用 第二進(jìn)液管52和第二出液管62上的兩個(gè)閥15來控制注入到柔性超 聲波波源13與透聲膜73所構(gòu)成的閉合空間中的耦合流體8的量，就 可以控制柔性超聲波波源13的形變程度，也就實(shí)現(xiàn)了對(duì)柔性超聲波 波源13聚焦深度的控制。
本實(shí)施例中的超聲波波源13也可直接在力的作用下(而不一定 需要通過第二進(jìn)液管52和第二出液管62)發(fā)生形變使柔性超聲波波 源13發(fā)生形變，從而使超聲波波源13的位置及方向發(fā)生改變，因此 導(dǎo)致超聲波波源的聚焦深度發(fā)生改變。
類似地，耦合裝置71中的耦合流體和柔性超聲波波源13與所 述透聲膜73所構(gòu)成的閉合空間形成的密封空間內(nèi)的耦合流體也可以 為聲速不同的流體，此時(shí)超聲波在兩種耦合流體的接觸面上會(huì)發(fā)生類似于實(shí)施例1的折射，相當(dāng)于是本發(fā)明實(shí)施例l和本實(shí)施例的結(jié)合使 用。
實(shí)施例7:
如圖10所示，為本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖，圖11為圖10 的俯視圖。
如圖10所示，本實(shí)施例中，焦距調(diào)節(jié)單元包括一柔性材料制成 的安裝面11、所述安裝面ll上密封的由柔性透聲材料制成的透聲膜
73。透聲膜73設(shè)于超聲波傳播路徑上，所述安裝面11與所述透聲膜 73所構(gòu)成的閉合空間內(nèi)充有耦合流體8，透聲膜73的柔性小于所述 安裝面11的柔性。
所述焦距調(diào)節(jié)單元放置于耦合裝置71內(nèi)，耦合裝置71內(nèi)充滿 耦合流體8，耦合裝置71的外壁上連接有第一進(jìn)液管51和第一出液 管61，安裝面11與透聲膜73的接口處分別連接有第二進(jìn)液管52和 第二出液管62。超聲波波源3固定在安裝面11上。
第二進(jìn)液管52和第二出液管62上分別裝有流量調(diào)節(jié)裝置，用 于控制注入的耦合流體量，本實(shí)施例中，流量調(diào)節(jié)裝置采用閎15。 . 本實(shí)施例中使用了多個(gè)超聲波波源，超聲波波源可以使用球殼 式超聲波波源，也可以使用平面式超聲波波源與聲透鏡的組合。
當(dāng)從第二進(jìn)液管52往透聲膜73與安裝面11所構(gòu)成的密封空間 內(nèi)注入耦合流體8時(shí)，透聲膜73和安裝面11受到流體的壓力都會(huì)發(fā) 生一定程度的形變，如圖10中箭頭方向所示。由于安裝面11的柔性 大于透聲膜73，因此安裝面11的形變比透聲膜7更大。透聲膜73 的位置及形狀發(fā)生變化，由圖中所示的位置變化到位置74，安裝面 的位置及形狀也發(fā)生變化，由圖中所示的位置變化到位置12，其上 安裝的多個(gè)超聲波波源的位置及發(fā)射方向也就隨安裝面11的形變發(fā) 生改變，聚焦點(diǎn)位置隨之發(fā)生改變，焦點(diǎn)位置由位置1變化到位置2 處。這樣，利用第二進(jìn)液管52和第二出液管62上的兩個(gè)閥15來控 制注入的耦合流體8的量，就可以控制安裝面11的形變程度，也就 實(shí)現(xiàn)了對(duì)多個(gè)超聲波波源聚焦深度的控制。類似地，耦合裝置71中的耦合流體和安裝面11與所述透聲膜 73所構(gòu)成的閉合空間形成的密封空間內(nèi)的耦合流體也可以為聲速不 同的流體，此時(shí)超聲波在兩種耦合流體的接觸面上會(huì)發(fā)生類似于實(shí)施 例1的折射，相當(dāng)于是本發(fā)明實(shí)施例l和本實(shí)施例的結(jié)合使用。
權(quán)利要求
1.一種超聲波發(fā)生裝置，包括超聲波波源和耦合裝置，所述耦合裝置內(nèi)充有第一耦合流體，超聲波波源設(shè)于所述耦合裝置內(nèi)，其特征在于還包括有在超聲波傳播路徑上的焦距調(diào)節(jié)單元，所述焦距調(diào)節(jié)單元置于耦合裝置內(nèi)，焦距調(diào)節(jié)單元可對(duì)超聲波波源所發(fā)射的超聲波的聚焦點(diǎn)的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超聲波發(fā)生裝置，其特征在于所述焦距調(diào)節(jié)單元包括一個(gè)或多個(gè)液囊，各液囊均位于耦合裝置內(nèi)，在超聲 波傳播路徑上依次設(shè)置或依次包含，所述各液囊內(nèi)均充有耦合流體， 第一耦合流體以及所述各液囊內(nèi)的耦合流體相互隔絕且各具有不同 的聲速，超聲波波源所發(fā)射的超聲波依次經(jīng)過第一耦合流體以及上述 各個(gè)液囊內(nèi)的耦合流體后聚焦。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波發(fā)生裝置，其特征在于所述耦 合裝置上連接有第一進(jìn)液管和第一出液管，所述一個(gè)或多個(gè)液囊上各'分別連接有進(jìn)液管和出液管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的超聲波發(fā)生裝置，其特征在于所 述超聲波波源采用球殼式超聲波波源，或者采用平面式超聲波波源與 聲透鏡組合形成的超聲波波源，其中聲透鏡緊貼于平面式超聲波波源 的發(fā)射面上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波發(fā)生裝置，其特征在于所述超聲波波源采用多個(gè)，多個(gè)超聲波波源分別安裝在底座上，底座采用能 使安裝于其上的多個(gè)超聲波波源所發(fā)射的超聲波會(huì)聚于一點(diǎn)的形狀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波發(fā)生裝置，其特征在于所述焦 距調(diào)節(jié)單元包括設(shè)于超聲波傳播路徑上的一個(gè)或多個(gè)能改變超聲傳播方向的聲透鏡，如果采用多個(gè)聲透鏡，各聲透鏡依次設(shè)于超聲波傳 播路徑上。
7. 根據(jù)權(quán)利要-求6所述的超聲波發(fā)生裝置，其特征在于所述焦 距調(diào)節(jié)單元中還包括與所述聲透鏡相連的運(yùn)動(dòng)裝置，運(yùn)動(dòng)裝置可帶動(dòng) 聲透鏡在超聲波波源與超聲聚焦點(diǎn)之間運(yùn)動(dòng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲波發(fā)生裝置，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)裝置可帶動(dòng)聲透鏡迸入或退出超聲波傳播路徑，運(yùn)動(dòng)裝置與聲透鏡 之間為可拆卸式連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6 — 8之一所述的超聲波發(fā)生裝置，其特征在 于所述超聲波波源采用球殼式超聲波波源或平面式超聲波波源。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波發(fā)生裝置，其特征在于所述 超聲波波源采用多個(gè)，多個(gè)超聲波波源分別安裝在底座上，底座采用 能使安裝于其上的多個(gè)超聲波波源所發(fā)射的超聲波會(huì)聚于一點(diǎn)的形 狀。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波發(fā)生裝置，其特征在于所述 焦距調(diào)節(jié)單元包括一柔性材料制成的安裝面、所述安裝面上密封的由 柔性透聲材料制成的透聲膜，有一個(gè)或多個(gè)超聲波波源設(shè)于所述安裝 面上，透聲膜設(shè)于超聲波傳播路徑上，所述安裝面與所述透聲膜所構(gòu) 成的閉合空間內(nèi)充有耦合流體，透聲膜的柔性小于所述安裝面的柔 性。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的超聲波發(fā)生裝置，其特征在于所述 耦合裝置上連接有第一進(jìn)液管和第一出液管，所述安裝面與透聲膜的 接口處分別連接有第二進(jìn)液管和第二出液管。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波發(fā)生裝置，其特征在于所述 第二進(jìn)液管和所述第二出液管上分別設(shè)有流量調(diào)節(jié)裝置，用于控制進(jìn) 入安裝面與透聲膜所構(gòu)成的閉合空間內(nèi)的耦合流體的流量。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11-13之一所述的超聲波發(fā)生裝置，其特征在于所述超聲波波源采用球殼式超聲波波源，或者采用平面式超聲波 波源與聲透鏡組合形成的超聲波波源，其中聲透鏡緊貼在平面式超聲 波波源的發(fā)射面上。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波發(fā)生裝置，其特征在于所述超聲波波源由柔性材料制成，所述焦距調(diào)節(jié)單元包括密封在柔性超聲 波波源上的由柔性透聲材料制成的透聲膜，透聲膜設(shè)于超聲波傳播路 徑上，所述柔性超聲波波源與所述透聲膜所構(gòu)成的閉合空間內(nèi)充有耦 合流體，所述透聲膜的柔性小于所述超聲波波源的柔性。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的超聲波發(fā)生裝置，其特征在于所述 耦合裝置上連接有第一進(jìn)液管和第一出液管，所述柔性超聲波波源與 透聲膜接口處分別連接有第二進(jìn)液管和第二出液管。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的超聲波發(fā)生裝置，其特征在于所述 第二進(jìn)液管和所述第二出液管上分別設(shè)有流量調(diào)節(jié)裝置，用于控制進(jìn) 入柔性超聲波波源與透聲膜所構(gòu)成的閉合空間內(nèi)的耦合流體的流量。
18. —種超聲治療系統(tǒng)，其特征在于包含有權(quán)利要求1-3、 6-8、 11-13、 15—17之一所述的超聲波發(fā)生裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超聲波發(fā)生裝置，其包括超聲波波源和耦合裝置，所述耦合裝置內(nèi)充有第一耦合流體，超聲波波源設(shè)于所述耦合裝置內(nèi)，還包括有在超聲波傳播路徑上的焦距調(diào)節(jié)單元，所述焦距調(diào)節(jié)單元設(shè)于耦合裝置內(nèi)，焦距調(diào)節(jié)單元可對(duì)超聲波波源所發(fā)射的超聲波的聚焦點(diǎn)的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。一種含有上述超聲波發(fā)生裝置的超聲治療系統(tǒng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能靈活調(diào)節(jié)超聲波波源聚焦點(diǎn)的位置。
文檔編號(hào)A61N7/00GK101683549SQ20081016884
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日
發(fā)明者李 敬, 華 王, 普 譚 申請(qǐng)人:重慶海扶(Hifu)技術(shù)有限公司