一種高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療用換能器陣列的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療用換能器陣列。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波(超聲)換能器(transducer，變換器)是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成超聲信號(hào)或者將超聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置。超聲換能器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于非侵入地探查固體、液體和氣體。
[0003]腫瘤是威脅人類(lèi)生命健康的主要疾病，目前主要的治療手段為化療、放療和手術(shù)治療。但抗腫瘤藥物聯(lián)合化療、放療和手術(shù)治療的手段，其作用無(wú)可置疑，但均存在一定的缺陷，即在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時(shí)，對(duì)周?chē)＜?xì)胞和組織也不可避免地造成損傷，尤其是化療和放療，還會(huì)產(chǎn)生骨髓抑制等毒副作用。因此，尋找靶向性好、沒(méi)有毒副作用的治療手段是當(dāng)前腫瘤治療的發(fā)展趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療用換能器陣列，能夠通過(guò)控制器使換能器依次聚焦，在聚焦腫瘤的基礎(chǔ)上，減少對(duì)正常組織的輻射。
[0005]為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療用換能器陣列，包括用于產(chǎn)生高頻超聲波的第一換能器陣列，以及用于產(chǎn)生低頻超聲波的第二換能器陣列；
[0006]所述第一換能器陣列和第二換能器陣列均包括控制器、弧形支撐架和多個(gè)換能器;
[0007]所述多個(gè)換能器安裝在所述弧形支撐架上，所述多個(gè)換能器分別與所述控制器連接;
[0008]所述第一換能器陣列和所述第二換能器陣列集成為一體。
[0009]進(jìn)一步地，每個(gè)換能器包括凹球面壓電陶瓷片；
[0010]所述凹球面壓電陶瓷片的球心與所述弧形支撐架的球心相同。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述控制器包括時(shí)序控制電路，以及分別與所述時(shí)序控制電路連接的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路；每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路包括頻率合成器、可調(diào)移相器和功率放大器；
[0012]所述時(shí)序控制電路輸出端與頻率合成器輸入端連接，所述頻率合成器的輸出端和所述可調(diào)移相器的輸入端連接，所述可調(diào)移相器的輸出端和所述功率放大器的輸入端連接，所述功率放大器的輸出端和所述凹球面壓電陶瓷片連接。
[0013]進(jìn)一步地，所述時(shí)序控制電路包括第一電阻Rl、第二電阻R2、MOS管Ql、三極管Q2、信號(hào)輸入端CON2、信號(hào)比較端CON3和控制端CONl ；
[0014]所述第二電阻的一端和所述信號(hào)輸入端CON2連接，所訴第二電阻的另一端和所述MOS管Ql的柵極連接，所述MOS管Ql的源極接地，所述MOS管Ql的漏極和所述第一電阻Rl的一端連接，所述第一電阻Rl的另一端和所述信號(hào)比較端C0N3連接；
[0015]所述三極管Q2的基極和所述MOS管Ql的漏極連接，所述三極管Q2的集電極和所述控制端CONl連接，所述三極管Q2的發(fā)射極接地。
[0016]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療用換能器陣列，能夠通過(guò)控制器中的時(shí)序控制電路控制第一換能器陣列和第二換能器陣列的依次聚焦，在聚焦腫瘤的基礎(chǔ)上，減少對(duì)正常細(xì)胞的輻射，使正常細(xì)胞有時(shí)間進(jìn)行散熱；換能器采用凹球面自聚焦，聚焦效果好，減少腫瘤進(jìn)行加熱消融的時(shí)間，提高醫(yī)療效果。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型提供的高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療用換能器陣列中換能器陣列的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是圖1中控制器的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是圖2中時(shí)序控制電路的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0021]參見(jiàn)圖1，是本實(shí)用新型提供的高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療用換能器陣列的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]本實(shí)施例提供一種高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療用換能器陣列，包括用于產(chǎn)生高頻超聲波的第一換能器陣列，以及用于產(chǎn)生低頻超聲波的第二換能器陣列；
[0023]所述第一換能器陣列和第二換能器陣列均包括控制器1、弧形支撐架2和多個(gè)換能器3 ；
[0024]所述多個(gè)換能器3安裝在所述弧形支撐架2上，所述多個(gè)換能器3分別與所述控制器I連接；
[0025]所述第一換能器陣列和所述第二換能器陣列集成為一體。
[0026]需要說(shuō)明的是，第一換能器陣列中的控制器I先控制第一換能器陣列對(duì)腫瘤產(chǎn)生超聲波該超聲波以3MHz至4MHz的頻率聚焦于腫瘤，并持續(xù)作用4秒左右，使血液中的氟碳液滴匯聚在腫瘤中。同時(shí)，該控制器I控制第一換能器陣列中的所有換能器同時(shí)發(fā)生超聲波。然后，第二換能器陣列中的控制器I控制第二換能器陣列對(duì)腫瘤產(chǎn)生超聲波。該超聲波以0.8MHz至2MHz的頻率聚焦到腫瘤，并持續(xù)作用10微秒左右，使匯聚到腫瘤的氟碳液滴氣化。在氣化過(guò)程中，氟碳液滴瞬間增大，導(dǎo)致腫瘤中的血液阻塞，切斷腫瘤供血。其中，氟碳液滴包括氟碳微納顆粒和磷脂的混合溶液。
[0027]進(jìn)一步地，每個(gè)換能器3包括凹球面壓電陶瓷片5 ;
[0028]所述凹球面壓電陶瓷片5的球心與所述弧形支撐架2的球心相同。
[0029]需要說(shuō)明的是，凹球面壓電陶瓷片5在弧形支撐架2上的角度及距離需根據(jù)聚焦點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。一般，相鄰的兩個(gè)凹球面壓電陶瓷片5的間距小于5毫米。換能器3的個(gè)數(shù)根據(jù)需求可進(jìn)行增加或減少。
[0030]進(jìn)一步地，所述控制器I包括時(shí)序控制電路11，以及分別與所述時(shí)序控制電路11連接的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路；每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路包括頻率合成器12、可調(diào)移相器13和功率放大器14 ;
[0031]所述時(shí)序控制電路11輸出端與頻率合成器12輸入端連接，所述頻率合成器12的輸出端和所述可調(diào)移相器13的輸入端連接，所述可調(diào)移相器13的輸出端和所述功率放大器14的輸入端連接，所述功率放大器14的輸出端和所述凹球面壓電陶瓷片5連接。
[0032]需要說(shuō)明的是，每個(gè)功率放大器14與凹球面壓電陶瓷片5對(duì)應(yīng)連接，因此，驅(qū)動(dòng)電路與換能器一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)一個(gè)換能器工作。
[0033]進(jìn)一步地，所述時(shí)序控制電路11包括第一電阻R1、第二電阻R2、MOS管Ql、三極管Q2、信號(hào)輸入端CON2、信號(hào)比較端CON3和控制端CONl ；
[0034]所述第二電阻的一端和所述信號(hào)輸入端C0N2連接，所訴第二電阻的另一端和所述MOS管Ql的柵極連接，所述MOS管Ql的源極接地，所述MOS管Ql的漏極和所述第一電阻Rl的一端連接，所述第一電阻Rl的另一端和所述信號(hào)比較端C0N3連接；
[0035]所述三極管Q2的基極和所述MOS管Ql的漏極連接，所述三極管Q2的集電極和所述控制端CONl連接，所述三極管Q2的發(fā)射極接地。
[0036]需要說(shuō)明的是，時(shí)序控制電路根據(jù)預(yù)先的設(shè)置控制兩個(gè)換能器陣列依次聚焦和每個(gè)換能器陣列聚焦的時(shí)長(zhǎng)。
[0037]以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療用換能器陣列，其特征在于，包括用于產(chǎn)生高頻超聲波的第一換能器陣列，以及用于產(chǎn)生低頻超聲波的第二換能器陣列； 所述第一換能器陣列和第二換能器陣列均包括控制器、弧形支撐架和多個(gè)換能器； 所述多個(gè)換能器安裝在所述弧形支撐架上，所述多個(gè)換能器分別與所述控制器連接； 所述第一換能器陣列和所述第二換能器陣列集成為一體。
2.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療用換能器陣列，其特征在于，每個(gè)換能器包括凹球面壓電陶瓷片； 所述凹球面壓電陶瓷片的球心與所述弧形支撐架的球心相同。
3.如權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療用換能器陣列，其特征在于，所述控制器包括時(shí)序控制電路，以及分別與所述時(shí)序控制電路連接的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路；每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路包括頻率合成器、可調(diào)移相器和功率放大器； 所述時(shí)序控制電路輸出端與頻率合成器輸入端連接，所述頻率合成器的輸出端和所述可調(diào)移相器的輸入端連接，所述可調(diào)移相器的輸出端和所述功率放大器的輸入端連接，所述功率放大器的輸出端和所述凹球面壓電陶瓷片連接。
4.如權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療用換能器陣列，其特征在于，所述時(shí)序控制電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、MOS管Ql、三極管Q2、信號(hào)輸入端C0N2、信號(hào)比較端C0N3和控制端CONl ； 所述第二電阻的一端和所述信號(hào)輸入端C0N2連接，所訴第二電阻的另一端和所述MOS管Ql的柵極連接，所述MOS管Ql的源極接地，所述MOS管Ql的漏極和所述第一電阻Rl的一端連接，所述第一電阻Rl的另一端和所述信號(hào)比較端C0N3連接； 所述三極管Q2的基極和所述MOS管Ql的漏極連接，所述三極管Q2的集電極和所述控制端CONl連接，所述三極管Q2的發(fā)射極接地。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療用換能器陣列，包括用于產(chǎn)生高頻超聲波的第一換能器陣列，以及用于產(chǎn)生低頻超聲波的第二換能器陣列；所述第一換能器陣列和第二換能器陣列均包括控制器、弧形支撐架和多個(gè)換能器；所述多個(gè)換能器安裝在所述弧形支撐架上，所述多個(gè)換能器分別與所述控制器連接；所述第一換能器陣列和所述第二換能器陣列集成為一體。采用本實(shí)用新型實(shí)施例，能夠通過(guò)控制器使換能器依次聚焦，在聚焦腫瘤的基礎(chǔ)上，減少對(duì)正常組織的輻射。
【IPC分類(lèi)】A61N7-00
【公開(kāi)號(hào)】CN204380005
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420770301
【發(fā)明人】向丹, 岑健
【申請(qǐng)人】廣東技術(shù)師范學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2014年12月8日