一種用于超聲理療儀的矩陣式探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及超聲理療儀設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種用于超聲理療儀的矩陣式探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]目前超聲理療所用探頭多是單波束的非聚焦探頭,即使是可聚焦的凹面探頭,其焦點也是固定不能變化的,所以要在人體表面下一定深度上有足夠的超聲波能量對人體組織發(fā)揮作用,必須使超聲波的功率達(dá)到一定的水平。但當(dāng)超聲功率比較大時,又有人體淺表組織或部位等非病灶區(qū)域吸收的能量過多而導(dǎo)致組織損傷的風(fēng)險,所以只能采用吸收率低或所謂半吸收層厚度大的低頻超聲波。
[0003]對于一維相控陣探頭(這種探頭在超聲成像方面被普遍應(yīng)用),其偏轉(zhuǎn)與聚焦原理如圖1中所示,通過控制各個陣元的觸發(fā)時間,可以讓聲束偏轉(zhuǎn)不同的角度。其在長軸方向進(jìn)行電子聚焦和掃描,焦點可調(diào);在短軸方向采用幾何聚焦,焦距不可調(diào)。
[0004]單波束探頭無法針對不同病灶或部位的組織特性和皮下深度進(jìn)行焦距的調(diào)整,而且為了使目標(biāo)處接收到足夠的超聲波能量以達(dá)到治療效果,必須有足夠大的發(fā)射功率。
[0005]為了避免過大的超聲波能量對皮膚和非病灶組織的損傷,系統(tǒng)的發(fā)射功率又必須限制在規(guī)定的安全范圍內(nèi)。這樣帶來的主要問題一個是皮下深處的病灶很難獲得需要的能量強(qiáng)度,因而治療效果始終不理想,同時非病灶組織又吸收了很多能量,使每次治療的時間比較長而且兩次治療中間必須有足夠的時間間隔,令非病灶組織機(jī)能恢復(fù)避免不可逆的損傷,從而大大增加了理療療程周期。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決上述問題,本實用新型提供了一種用于超聲理療儀的矩陣式探頭,包括有:
[0007]壓電晶片陣,由若干晶片組成,這些晶片呈矩陣式分布;所述晶片與超聲理療儀主機(jī)相連,所述超聲理療儀主機(jī)發(fā)出的激勵信號經(jīng)由所述壓電晶片陣轉(zhuǎn)化為超聲波,從而輻射到病患處。
[0008]匹配層,設(shè)置在所述壓電晶片陣的一側(cè),所述壓電晶片陣一側(cè)輻射面發(fā)射的超聲波能量穿過所述匹配層發(fā)射出去,所述匹配層用于提高超聲的輻射效率;
[0009]背襯層,設(shè)置在所述壓電晶片陣的另一側(cè),所述背襯層主要用于反射所述壓電晶片陣另一側(cè)輻射面發(fā)射的超聲波能量。
[0010]較佳地,所述晶片可以采用圓形晶片。
[0011 ] 較佳地,所述用于超聲理療儀的矩陣式探頭還包括一殼體,所述殼體一端開口,所述背襯層、壓電晶片陣和匹配層均設(shè)置在所述殼體內(nèi),且輻射面位于所述開口處。
[0012]較佳地,所述殼體上還設(shè)置有一與所述超聲理療儀主機(jī)相連的電纜,每個所述晶片的正負(fù)極通過電線與所述電纜連接。
[0013]較佳地,所述晶片采用壓電陶瓷材料制成或壓電單晶材料制成或壓電復(fù)合材料制成。
[0014]較佳地,所述匹配層的聲阻抗介于所述晶片層的聲阻抗和人體聲阻抗之間。
[0015]本實用新型由于采用以上技術(shù)方案,使之與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下的優(yōu)點和積極效果:
[0016]I)本實用新型提供的用于超聲理療儀的矩陣式探頭中,若干晶片呈矩陣式分布,既可以在與發(fā)射面垂直的方向上變焦,也可以同時在平行的方向變焦,即在仰角和方位角方向均能進(jìn)行聚焦,從而大大擴(kuò)大了探頭的聚焦、掃描范圍,實現(xiàn)針對人體不同部位或病灶進(jìn)行低強(qiáng)度能量聚焦式治療,提高治療的效果,更方便快捷;
[0017]2)本實用新型提供的用于超聲理療儀的矩陣式探頭,通過在晶片層和人體之間設(shè)置一匹配層,且使得匹配層的阻抗介于晶片層聲阻抗和人體聲阻抗之間,提高輻射效率,使得更多的超聲波能量進(jìn)入到人體內(nèi)用于理療,從而大大的提高了工作效率和理療效果;
[0018]3)本實用新型提供的用于超聲理療儀的矩陣式探頭,通過設(shè)置背襯層,使得晶片層背對殼體開口的一側(cè)發(fā)射的能量大部分被背襯層反射,且射向殼體開口一側(cè),從而加強(qiáng)了發(fā)射到人體上的超聲波能量,有效的提高了理療效果。
【附圖說明】
[0019]結(jié)合附圖,通過下文的詳細(xì)說明,可更清楚地理解本實用新型的上述及其他特征和優(yōu)點,其中:
[0020]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中平面單波束探頭的偏轉(zhuǎn)與聚焦原理圖;
[0021]圖2為本實用新型提供的矩陣式探頭的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0022]圖3為本實用新型中晶片層的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0023]圖4為本實用新型矩陣式探頭的偏轉(zhuǎn)與聚焦原理圖。
[0024]符號說明:
[0025]1-壓電晶片陣
[0026]101-晶片
[0027]2-匹配層
[0028]3-背襯層
[0029]4-殼體
[0030]5-電線
[0031]6-電纜
【具體實施方式】
[0032]參見示出本實用新型實施例的附圖,下文將更詳細(xì)地描述本實用新型。然而,本實用新型可以通過許多不同形式實現(xiàn),并且不應(yīng)解釋為受在此提出之實施例的限制。相反,提出這些實施例是為了達(dá)成充分及完整公開,并且使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員完全了解本實用新型的范圍。這些附圖中,為清楚起見,可能放大了層及區(qū)域的尺寸及相對尺寸。
[0033]參照圖2-圖4,本實用新型提供了一種矩陣式探頭,主要是針對臨床超聲理療用途開發(fā)的,其與超聲理療儀結(jié)合使用;相比現(xiàn)有技術(shù)中超聲理療儀使用的平面單波束探頭或凹面單波束探頭而言,本實用新型提供的矩陣式探頭的超聲能量聚焦效果更好、病灶或部位針對性更強(qiáng),而且操作更簡單方便,具有安全性高、適用性廣等特點。
[0034]具體的,該矩陣式探頭包括有一殼體4、壓電疊層和電纜6,壓電疊層包括壓電晶片陣1、背襯層3和匹配層2 ;殼體4 一端開口,電纜6與超聲理療儀主機(jī)相連。如圖3中所示,其中壓電晶片陣I上設(shè)置有若干晶片101,且這些晶片呈矩陣式分布;壓電晶片陣I上晶片101的行數(shù)和列數(shù)的設(shè)置此處均不作限制,可根據(jù)具體情況來進(jìn)行調(diào)整。晶片101可以采用壓電陶瓷材料、壓電單晶材料、壓電復(fù)合材料等制作而成,此處不作限制;每個晶片101的正負(fù)極均通過電線5與殼體4另一端的電纜6連接;每個晶片101均通過電纜6與超聲理療儀主機(jī)相連接,主機(jī)將激勵信號傳遞到每個晶片101上,并通過晶片