專利名稱：包括具有屏蔽元件的成像換能器的超聲探頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求I所述的用于治療器官或組織的超聲探頭、根據(jù)權利要求10所述的超聲設備以及根據(jù)權利要求14所述的減少對成像換能器的損壞的方法。
背景技術：
高強度聚焦超聲(HIFU)治療可以用于破壞目標組織或腫瘤。通過將強度非常高的超聲波施加于目標區(qū)域，細胞受到嚴重損壞或破壞。這主要是由通過超聲波在目標區(qū)域中所產(chǎn)生的熱造成的。由超聲波造成的空化效應以及機械振動能夠進一步對細胞造成額外損壞。典型地，HIFU是能夠在焦點處達到500W/cm2至50kW/cm2的強度的處于大約O. 2MHz至3. 5MHz范圍內(nèi)的超聲。通常通過具有透鏡的或者其形狀本身能夠將治療超聲波聚焦在焦點上的治療換能器實現(xiàn)HIFU治療。此外，當探頭中的治療換能器進一步包括成像裝置時是有利的，如此能夠允許換能器的操作者看到目標區(qū)域的圖像。通常，成像裝置呈診斷成像超聲換能器的形式，例如B型超聲。同時具有治療超聲以及成像超聲的探頭是本領域內(nèi)已知的。例如，WO2010/020730和EP 2125112對這種探頭和超聲設備進行了描述。通常，聯(lián)接介質設置在探頭與患者的皮膚之間，如此能夠使得超聲波從換能器傳輸至患者的組織的效率高。盡管布置在探頭上的聯(lián)接介質以及任何蓋構件的聲學特性都保持為盡可能接近人體組織的聲學特性，但是在超聲波的阻抗、密度和傳播速度方面總是存在一些差異。這導致一部分超聲波在聯(lián)接液體/蓋構件與皮膚的邊界處反射。已知探頭所具有的一個問題是來自治療換能器的反射超聲波可能損壞成像換能器。這個問題在成像換能器與皮膚之間的距離等于從皮膚到焦點的距離時尤為嚴重，原因是在這種情況下，最大的反射波將擊中成像換能器。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是克服已知的缺點，并且具體而言，提供一種能夠降低由反射治療波對成像換能器造成損壞的風險的探頭。該問題通過根據(jù)權利要求I所述的探頭解決。本發(fā)明的探頭包括-至少一個治療換能器，該治療換能器用于發(fā)射聚焦在器官或組織內(nèi)部或表面上的焦點上的超聲波，優(yōu)選高強度聚焦超聲波；以及-至少一個成像換能器，該成像換能器優(yōu)選地具有包括所述治療換能器的焦點的成像平面。根據(jù)本發(fā)明，成像換能器包括罩元件，罩元件限制將成像換能器暴露于雜散波，使得沿成像換能器的方向反射的由治療換能器產(chǎn)生的超聲波至少部分地被所述罩元件阻擋。此外，罩元件設計和布置成使得從所述成像換能器發(fā)射的超聲波不受所述罩元件的阻礙。此外，罩元件設計和布置成使得從所述治療換能器發(fā)射的超聲波不受所述罩元件的阻礙。通過該構造，由于防止了治療換能器的一部分反射超聲波到達成像換能器，因此對成像換能器造成的損壞大幅減少。罩元件構造成能夠不干擾沿焦點方向行進的治療超聲波或成像超聲波的傳播是重要的。因此，根據(jù)治療換能器和/或成像換能器的幾何形狀，罩元件在其尺寸和形狀方面可以不同。從兩種材料在邊界處的聲阻抗Z可以確定聲波在邊界處的反射系數(shù)R :
權利要求
1.一種用于治療器官或組織的超聲探頭(1)，所述超聲探頭(I)包括 -至少一個治療換能器(2)，所述治療換能器(2)用于發(fā)射聚焦在所述器官或組織內(nèi)部或表面上的焦點(8)上的超聲波，優(yōu)選高強度聚焦超聲波；以及 -至少一個成像換能器(3)，所述成像換能器(3)優(yōu)選地具有包括所述治療換能器(2)的所述焦點(8)的成像平面；其特征在于，所述成像換能器(3)包括罩元件(4)，所述罩元件(4)限制所述成像換能器(3)的暴露，使得由所述治療換能器(2)產(chǎn)生并且沿所述成像換能器(3)的方向在邊界處反射的超聲波(6)至少部分地被所述罩元件(4)阻擋并且使得從所述成像換能器(3)發(fā)射的超聲波(7)不會受到所述罩元件(4)的阻礙。
2.根據(jù)權利要求I所述的超聲探頭，其特征在于，沿所述成像換能器(3)的方向被反射的來自所述治療換能器(2)的超聲波(6)的能量的至少75%，優(yōu)選地至少85%，最優(yōu)選地至少95%被所述罩元件(4)阻擋。
3.根據(jù)權利要求I至2中任意一項所述的超聲探頭，其特征在于，所述罩元件(4)包括聚合物材料或者由聚合物材料制成，所述聚合物材料優(yōu)選為填充有玻璃和/或金屬材料的環(huán)氧樹脂。
4.根據(jù)權利要求I至3中任一項所述的超聲探頭，其特征在于，所述治療換能器(2)呈球冠的形式。
5.根據(jù)權利要求I至4中任一項所述的超聲探頭，其特征在于，所述成像換能器(3)呈優(yōu)選地對稱定位在所述治療換能器(2)上的矩形形狀。
6.根據(jù)權利要求I至5中任一項所述的超聲探頭，其特征在于，所述罩元件(4)呈至少一個壁(5)的形式，優(yōu)選大體沿所述成像換能器(3)的傳播方向具有高度H的周向壁，其中所述高度H為至少
7.根據(jù)權利要求I至6中任一項所述的超聲探頭，其特征在于，所述罩元件(4)的所述至少一個壁(5)具有至少4_的高度H,優(yōu)選至少6_。
8.根據(jù)權利要求I至7中任一項所述的超聲探頭，其特征在于，所述罩元件(4)具有至少I. 5mm的最大厚度(T)。
9.根據(jù)權利要求I至8中任一項所述的超聲探頭，其特征在于，在與所述成像超聲波(6)的傳播方向垂直的平面中觀察，所述壁的內(nèi)輪廓在所述罩元件(4)的最大高度(H)處所具有的橫截面比在所述罩元件(4)的基部處的橫截面小。
10.根據(jù)權利要求I至9中任一項所述的超聲探頭，其特征在于，在與所述成像超聲波(6)的傳播方向垂直的平面中觀察，相比所述成像換能器(3)的主動部分的形狀和尺寸，所述壁的所述內(nèi)輪廓具有相等的形狀以及相等或較大的尺寸。
11.根據(jù)權利要求I至10中任一項所述的超聲探頭，其特征在于，所述罩元件(4)設置成沿所述成像換能器(3)的長度(L)定位的兩個壁(5)。
12.根據(jù)權利要求I至11中任一項所述的超聲探頭，其特征在于，所述罩元件(4)的所述至少一個壁(5)沿所述成像換能器(3)的所述長度(L)具有長度(LW)，所述長度(LW)是所述成像換能器(3)的所述長度(L)的至少10%，優(yōu)選至少20%。
13.根據(jù)權利要求I至12中任一項所述的超聲探頭，其特征在于，所述罩元件(4)的所述至少一個壁(5)沿所述成像換能器(3)的所述長度(L)具有至少6_的長度(LW)，優(yōu)選至少 8mm η
14.根據(jù)權利要求I至5中任一項所述的超聲探頭，其特征在于，所述罩元件(4)構造成遮蔽件(19)的形式，所述遮蔽件(19)遮擋所述成像換能器(3)的非主動部分。
15.一種超聲設備，所述超聲設備包括根據(jù)權利要求I至14中任一項所述的超聲探頭(I)。
16.一種用于減少由于治療超聲波(6)的反射對定位在超聲治療換能器(2)上的超聲成像換能器(3)造成的損壞的方法，其中所述方法包括以下步驟 -朝向目標區(qū)域發(fā)射治療超聲波(6)，其中所述超聲波(6)的一部分在邊界層處反射； -通過罩元件(4 )相對于所述反射超聲波(10 )屏蔽所述成像換能器(3 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具體而言用于HIFU治療的超聲探頭(1)，該超聲探頭(1)包括治療超聲換能器(2)和成像超聲換能器(3)。成像換能器(3)包括罩元件(4)，罩元件(4)構造成使得沿成像換能器(3)的方向反射的超聲波(10)的大部分能量被所述罩元件(4)阻擋。罩元件(4)以不干擾成像超聲波(7)的發(fā)射的方式構造。
文檔編號A61N7/02GK102939131SQ201180029872
公開日2013年2月20日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權日2010年6月15日
發(fā)明者F·拉考斯特 申請人:泰拉克利昂公司