異性的事實的優(yōu)點，其中晶體平面的結(jié)構(gòu)以不同的速率刻蝕，以便優(yōu)先去除在{1，O, 0}和{1，I, 0}晶面上的硅，同時本質(zhì)上形成與{1，1，1}晶面對準(zhǔn)的表面。因此，可制造基本上單一的換能器支撐的波導(dǎo)，以向遠(yuǎn)側(cè)端部提供優(yōu)越的聲增益，而無需昂貴且完全三維的機加工設(shè)備和技術(shù)，并且為了所需的端部執(zhí)行器位移量，利用此類波導(dǎo)的超聲手持件可用較小的超聲芯制造。
[0056]盡管本發(fā)明的各方面已經(jīng)通過描述若干實施例來說明，但申請人并非旨在將所附權(quán)利要求書的實質(zhì)和范圍約束或限制在此類細(xì)節(jié)。在不脫離本發(fā)明的范圍的條件下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作出各種變型、改變和置換。此外，可將與本發(fā)明相關(guān)的每一個元件的結(jié)構(gòu)另選地描述為用于提供由該元件執(zhí)行的功能的裝置。因此，本發(fā)明旨在僅受所附權(quán)利要求書的實質(zhì)和范圍限制。
【主權(quán)項】
1.一種用于超聲外科器械的超聲芯，所述超聲芯包括: 縱向伸長的大體為平面的波導(dǎo)，所述波導(dǎo)具有從所述波導(dǎo)的第一側(cè)朝向所述波導(dǎo)的中間平面延伸的孔；和 換能器元件，所述換能器元件固定到所述孔的相對壁，其中所述換能器元件的尺寸和形狀設(shè)定成與所述孔的尺寸和形狀基本相符。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲芯，其中所述換能器元件通過膠層固定到所述孔的所述相對壁，所述膠層設(shè)置在所述換能器元件與所述孔的所述相對壁之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲芯，其中所述膠層設(shè)置在所述孔的端部處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲芯，其中所述膠層設(shè)置在所述孔的整個周邊的周圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲芯，其中所述膠層包括多個剛性珠。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲芯，其中所述剛性珠為玻璃珠。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲芯，其中所述孔從所述波導(dǎo)的所述第一側(cè)延伸到所述波導(dǎo)的相對的第二側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲芯，其中所述孔為具有封閉端的盲孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲芯，其中所述換能器元件通過膠層固定到所述孔的所述封閉端。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲芯，其中所述波導(dǎo)為包括多個平面層的層合結(jié)構(gòu)。
11.一種組裝包括縱向伸長的大體為平面的波導(dǎo)的超聲芯的方法，所述方法包括以下步驟: 獲得限定具有第一長度的孔的縱向伸長的大體為平面的波導(dǎo)，和具有大于所述第一長度的第二長度的換能器元件，但在施加驅(qū)動電流時，所述換能器元件能夠可逆地收縮至小于所述第一長度的第三長度； 向所述換能器元件施加所述驅(qū)動電流，并且將所述換能器元件插入所述孔內(nèi)； 從所述換能器元件去除所述驅(qū)動電流，使得所述換能器元件在所述孔內(nèi)展開， 由此，所述換能器元件被壓縮固定在所述孔的所述相對壁內(nèi)并且由所述孔的所述相對壁預(yù)約束。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括在從所述換能器元件去除所述驅(qū)動電流之前，在所述換能器元件與所述孔的相對壁之間設(shè)置膠層的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述膠層設(shè)置在所述孔的端部處。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述膠層設(shè)置在所述孔的整個周邊的周圍。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述膠層包括多個剛性珠。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述剛性珠為玻璃珠。
17.一種用于超聲外科器械的超聲芯，所述超聲芯包括: 縱向伸長的大體為平面的波導(dǎo)； 固定到所述波導(dǎo)的換能器元件；和 夾持機構(gòu)，所述夾持機構(gòu)包括從所述波導(dǎo)的近側(cè)端部朝近側(cè)設(shè)置的基座、從所述基座朝遠(yuǎn)側(cè)突出并且經(jīng)配置以便在容納所述波導(dǎo)的通道上彼此互相相對的一對限制臂、和在所述一對限制臂之間的從所述基座朝遠(yuǎn)側(cè)突出的夾持臂， 其中所述基座和所述夾持臂彼此機械地接合，以便允許所述夾持臂的遠(yuǎn)側(cè)端部牢固地定位在所述通道內(nèi)；并且 其中每個限制臂包括在定位在所述換能器元件遠(yuǎn)側(cè)的節(jié)點處接合所述波導(dǎo)的底座。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的超聲芯，其中所述一對臂為圍繞所述換能器元件的手持件外殼的一體構(gòu)件。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的超聲芯，其中所述基座包括孔，并且所述夾持臂包括用于與所述孔接合的鋸齒狀棱紋截面。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的超聲芯，其中每個底座包括鉤，并且所述波導(dǎo)包括在所述節(jié)點近側(cè)設(shè)置并且接合所述底座的鉤的互補鉤。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的超聲芯，其中每個底座包括狹槽，并且所述波導(dǎo)包括在所述節(jié)點近側(cè)從所述波導(dǎo)的所述邊緣向外延伸并且接合所述底座的狹槽的突出部。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的超聲芯，其中每個底座包括突出到所述通道中的銷或螺桿，并且所述波導(dǎo)包括在所述節(jié)點近側(cè)從所述波導(dǎo)的所述邊緣向內(nèi)延伸并且接合所述底座的銷或螺桿的承窩。
23.一種用于超聲外科器械的超聲手持件，所述超聲手持件包括: 縱向伸長的大體為平面的波導(dǎo)； 固定到所述波導(dǎo)的換能器元件； 至少圍繞所述換能器元件的外殼；和 夾持機構(gòu)，所述夾持機構(gòu)在所述換能器元件近側(cè)固定到所述外殼并且在換能器節(jié)點處接合所述換能器元件； 其中所述夾持機構(gòu)和所述換能器元件包括用于向所述換能器元件施加驅(qū)動電流的互補電接觸部。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的超聲手持件，其中所述換能器元件固定到所述波導(dǎo)的第一偵U，并且其中所述夾持機構(gòu)包括在所述換能器節(jié)點處接合所述換能器元件的第一夾持臂和在所述換能器節(jié)點處接合所述波導(dǎo)的相對的第二側(cè)的第二夾持臂。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的超聲手持件，其中所述換能器元件為固定到所述波導(dǎo)的第一側(cè)的第一換能器元件，并且還包括: 固定到所述波導(dǎo)的相對的第二側(cè)的相對的第二換能器元件； 其中所述夾持機構(gòu)包括在所述換能器節(jié)點處接合所述第一換能器元件的第一夾持臂和在所述換能器節(jié)點處接合所述第二換能器元件的第二夾持臂。
26.一種超聲芯，包括: 縱向伸長的大體為平面的硅波導(dǎo)，所述硅波導(dǎo)具有大體為平面的換能部分和包括傾斜側(cè)表面的楔形射聲器部分，其中至少一個換能器元件固定到所述大體為平面的換能部分， 其特征在于，所述傾斜側(cè)表面沿著硅材料的{1，1，1}晶面取向。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的超聲芯，其中所述傾斜側(cè)表面的所述邊緣在至少所述楔形射聲器部分中朝向所述波導(dǎo)的中心縱向軸線會聚。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的超聲芯，其中所述邊緣朝向所述波導(dǎo)的所述中心縱向軸線直線會聚。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的超聲芯，其中所述邊緣朝向所述波導(dǎo)的所述中心縱向軸線曲線會聚。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的超聲芯，其中所述楔形射聲器部分包括一體的外科手術(shù)刀部分，并且其中所述楔形射聲器部分和外科手術(shù)刀部分都包括所述傾斜側(cè)表面。
31.—種用于超聲外科器械的硅波導(dǎo)的制造方法，所述硅波導(dǎo)具有沿著所述硅材料的{I, 1，1}晶面取向的傾斜側(cè)表面，所述方法包括以下有序步驟: 獲得硅晶片切割，以便具有以相對于晶片面的非零銳角設(shè)置的{1，1，1}晶面； 在所述硅晶片上生長熱氧化物涂層； 將光致抗蝕劑涂層施加到所述硅晶片的一個面； 將所施加的光致抗蝕劑暴露到通過光掩模顯示的光下，所述光掩模承載第一圖案，所述第一圖案表示所述波導(dǎo)的所述傾斜側(cè)表面； 在通過所述光致抗蝕劑涂層的所述光誘導(dǎo)破壞而暴露的所述熱氧化物涂層上執(zhí)行氧化物刻蝕； 在通過所述熱氧化物涂層的所述氧化物刻蝕而暴露的所述硅上執(zhí)行氫氧化物刻蝕，直到將硅去除到預(yù)定的最大深度；以及 將所述硅晶片切片，以產(chǎn)生縱向伸長的大體為平面的波導(dǎo)，所述波導(dǎo)至少具有包括所述傾斜側(cè)表面的楔形射聲器部分， 由此，所述傾斜側(cè)表面沿著所述硅材料的{1，1，1}晶面取向。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的制造的方法，還包括在執(zhí)行氫氧化物刻蝕的步驟之后并且在將所述硅晶片切片的步驟之前執(zhí)行的以下有序步驟: 在所述硅晶片上去除并且然后再生長所述熱氧化物涂層； 向所述硅晶片的所述相對面施加光致抗蝕劑涂層； 將所施加的光致抗蝕劑暴露在通過光掩模顯示的光下，所述光掩模承載第二圖案，所述第二圖案表示所述波導(dǎo)的所述傾斜側(cè)表面的所述邊緣和遠(yuǎn)側(cè)端部； 在通過所述光致抗蝕劑涂層的所述光誘導(dǎo)破壞而暴露的所述熱氧化物涂層上執(zhí)行氧化物刻蝕； 在通過所述熱氧化物涂層的所述氧化物刻蝕而暴露的所述硅上執(zhí)行DRIE刻蝕，以刻蝕通過所述硅晶片的所述傾斜側(cè)表面的所述邊緣和遠(yuǎn)側(cè)端部。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的制造方法，其中所述楔形射聲器部分具有從其朝遠(yuǎn)側(cè)突出的一體的外科手術(shù)刀部分，并且其中所述楔形射聲器部分和外科手術(shù)刀部分都包括所述傾斜側(cè)表面。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的制造方法，其中所述預(yù)定的最大深度剛好小于所述硅晶片的深度。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種超聲芯，該超聲芯包括縱向伸長的大體為平面的波導(dǎo)并且具有換能器元件，該波導(dǎo)限定從波導(dǎo)的第一側(cè)朝向波導(dǎo)的中間平面延伸的孔，并且該換能器元件的尺寸和形狀設(shè)定成與孔的尺寸和形狀基本相符且至少部分地嵌入在波導(dǎo)內(nèi)。在其他方面，超聲芯包括縱向伸長的大體為平面的硅波導(dǎo)，該硅波導(dǎo)具有固定到該硅波導(dǎo)的至少一個換能器元件和包括傾斜側(cè)表面的楔形射聲器，其特征在于傾斜側(cè)表面沿著硅材料的{1,1,1}晶面取向。另外，本發(fā)明還提供了制造相應(yīng)超聲芯和包含此類芯的用于超聲外科器械的超聲手持件的方法。
【IPC分類】A61B17-3211, A61B17-32
【公開號】CN104640512
【申請?zhí)枴緾N201380048925
【發(fā)明人】T·G·迪茨, Y·塔迪, J·伯格, P·馬蓋拉茲, T·伯克
【申請人】伊西康內(nèi)外科公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年9月19日
【公告號】EP2897539A2, US20140081299, WO2014047241A2, WO2014047241A3