專利名稱：一種聚焦超聲波波源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種用于醫(yī)療裝置上的部件，尤其是涉及用于高能聚焦超聲波(HIFU)治療機(jī)的波源。
背景技術(shù)：
目前，體外高能聚焦超聲波治療裝置一般由下述幾個(gè)部分構(gòu)成用以產(chǎn)生高能聚焦超聲波的高能聚焦超聲波波源及驅(qū)動(dòng)電路；用于尋找治療目標(biāo)并將其移至超聲換能器焦點(diǎn)處的定位系統(tǒng)，其包括一個(gè)醫(yī)用影象系統(tǒng)(多為B超機(jī))，一個(gè)承載患者的裝置(例如床面)，及將這個(gè)裝置與波源間作空間相對(duì)位移的位移系統(tǒng)；高能超聲波傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)及傳導(dǎo)介質(zhì)處理系統(tǒng)，由于高能聚焦超聲波適用的超聲波必須通過特殊傳導(dǎo)介質(zhì)(多用經(jīng)脫氣處理的水)傳入患者體內(nèi)，故在高能聚焦超聲波源發(fā)射面的前方必須有一個(gè)容納傳導(dǎo)介質(zhì)的結(jié)構(gòu)(如水槽、水囊等)以及加入、排出傳導(dǎo)介質(zhì)及對(duì)介質(zhì)進(jìn)行處理的裝置。
體外高能聚焦超聲波治療機(jī)的上述幾個(gè)構(gòu)成部分中，高能聚焦超聲波波源是最重要的部件。聚焦超聲波波源不論采用何種聚焦方式(透鏡折射聚焦、曲面反射聚焦、凹球面自聚焦等)，所發(fā)射的超聲波聚焦后總是以接近球面波的形式傳向焦點(diǎn)。在此，將其發(fā)射面外緣直徑稱為“孔徑”，外緣直徑兩端點(diǎn)到焦點(diǎn)連線的夾角稱為“孔徑角”。
妥善解決安全性與有效性的矛盾是醫(yī)療器械產(chǎn)品面對(duì)的最主要的問題。對(duì)高能聚焦超聲波治療機(jī)的大量研究和實(shí)踐證明，高能聚焦超聲在焦點(diǎn)處獲得足夠高的聲強(qiáng)和溫度以殺滅生物組織并不困難，而在此前提下如何避免或盡量減少超聲傳導(dǎo)路徑上對(duì)人體的損傷卻并不容易。解決這個(gè)問題是高能聚焦超聲波治療成敗、優(yōu)劣的關(guān)鍵。盡量提高超聲波源的聚焦性能是解決此問題的主要途徑，而孔徑角則是影響波源聚焦性能的主要參數(shù)。
目前已有的高能聚焦超聲波治療機(jī)波源多數(shù)采用了60°孔徑角，有的采用了更小的孔徑角(小于50°)。而根據(jù)目前的實(shí)踐，具有這些角度孔徑角的波源的聚焦性能并不理想，要么會(huì)使患者產(chǎn)生明顯疼痛，造成路徑損傷，要么不能在焦點(diǎn)處獲得足夠高的聲強(qiáng)和溫度以殺滅生物組織。
采用焦點(diǎn)前方3-5cm超聲通過路徑范圍內(nèi)最大聲壓與焦點(diǎn)聲壓的百分比值(下文中簡(jiǎn)稱為“徑焦聲壓比”)作為評(píng)價(jià)聚焦性能的指標(biāo)(該比值愈小聚焦性能愈好)，來(lái)研究孔徑角對(duì)該項(xiàng)比值的影響。實(shí)踐證實(shí)，孔徑角較小時(shí)，聚焦性能隨孔徑角的增大改善明顯，而孔徑角增大到一定程度后，聚焦性能的改善程度逐漸減少。再加上孔徑角增大帶來(lái)的波源體積、成本增加及治療方面的困難等因素，因此，使波源聚焦部件的孔徑角處在一個(gè)最佳范圍從而解決上述問題是非常必要的。
發(fā)明概述本實(shí)用新型的目的是提供一種聚焦超聲波波源，其能夠具有理想的聚焦性能，使聚焦超聲在焦點(diǎn)處獲得足夠高的聲強(qiáng)和溫度，從而殺滅生物組織，同時(shí)還可避免或盡量減少超聲傳導(dǎo)路徑上對(duì)人體的損傷。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種聚焦超聲波波源，其包括用于發(fā)射超聲波的超聲波發(fā)射部件和用于使所發(fā)射出的超聲波聚焦的聚焦部件，所發(fā)射的超聲波經(jīng)所述聚焦部件聚焦后以接近球面波的形式傳向焦點(diǎn)，其中，其聚焦部件的外緣直徑兩端點(diǎn)到焦點(diǎn)連線的夾角在50°-120°的范圍內(nèi)。
優(yōu)選是，聚焦部件的外緣直徑兩端點(diǎn)到焦點(diǎn)連線的夾角在60°以下直至50°的范圍內(nèi)，例如為56°；或者該夾角在60°以上直至120°的范圍內(nèi)，例如為110°。
本實(shí)用新型的超聲波源經(jīng)測(cè)試聚焦性能均明顯優(yōu)于現(xiàn)有的小孔徑角波源，能夠使聚焦超聲在焦點(diǎn)處獲得足夠高的聲強(qiáng)和溫度，從而殺滅生物組織，同時(shí)還可避免或盡量減少超聲傳導(dǎo)路徑上對(duì)人體的損傷，使患者的疼痛明顯減輕。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明。


圖1是本實(shí)用新型的聚焦超聲波波源的一種實(shí)施例的示意圖，其采用的聚焦方式為球面自聚焦；圖2是本實(shí)用新型的聚焦超聲波波源的另一種實(shí)施例的示意圖，其采用的聚焦方式為透鏡聚焦。
如圖所示，其示意性地示出了本實(shí)用新型的聚焦超聲波波源的結(jié)構(gòu)原理圖，其包括用于發(fā)射超聲波的超聲波發(fā)射部件2和用于使所發(fā)射出的超聲波聚焦的聚焦部件1，所發(fā)射的超聲波經(jīng)所述聚焦部件1聚焦后以接近球面波的形式傳向焦點(diǎn)F，其中，其聚焦部件1的外緣直徑兩端點(diǎn)到焦點(diǎn)連線的夾角α(即上文所說的“孔徑角”)在50°-120°的范圍內(nèi)。
優(yōu)選是，聚焦部件的外緣直徑兩端點(diǎn)到焦點(diǎn)連線的夾角(孔徑角)α在60°以下直至50°的范圍內(nèi)，例如56°?；蛘?，該夾角α在60°以上直至120°的范圍內(nèi)，例如110°。
例如波源孔徑角α選為56°，采用凹球面多元陣聚焦，并且聚焦半徑R＝300mm。該波源可用于下置波源高能聚焦超聲波治療機(jī)。
再比如波源孔徑角α選為110°，采用凹球面聚焦，聚焦半徑R＝50mm。該波源可用于表淺部高能聚焦超聲波治療。
其中，所述聚焦部件1可為透鏡，其采用透鏡折射方式聚焦，如圖2所示；所述聚焦部件1也可為凹球面，其采用凹球面自聚焦方式聚焦，如
圖1所示。
如上所述，波源聚焦部件孔徑角范圍在50°-120°范圍內(nèi)較為合適。即，在不同的應(yīng)用條件下，孔徑角為60°以下直至50°或60°以上直至120°的范圍。對(duì)于表淺部位的治療，采用60°以上的孔徑角更為有利。
根據(jù)本實(shí)用新型的超聲波源經(jīng)測(cè)試聚焦性能均明顯優(yōu)于現(xiàn)有的小孔徑角波源，可使聚焦超聲在焦點(diǎn)處獲得足夠高的聲強(qiáng)和溫度，從而殺滅生物組織，同時(shí)還可避免或盡量減少超聲傳導(dǎo)路徑上對(duì)人體的損傷，在臨床治療中使患者的疼痛明顯減輕，獲得了令人滿意的效果。
權(quán)利要求1.一種聚焦超聲波波源，其包括用于發(fā)射超聲波的超聲波發(fā)射部件(2)和用于使所發(fā)射出的超聲波聚焦的聚焦部件(1)，所發(fā)射的超聲波經(jīng)所述聚焦部件(1)聚焦后以接近球面波的形式傳向焦點(diǎn)，其特征在于，其聚焦部件(1)的外緣直徑兩端點(diǎn)到焦點(diǎn)連線的夾角α在50°-120°的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚焦超聲波波源，其特征在于，所述的聚焦部件(1)的外緣直徑兩端點(diǎn)到焦點(diǎn)連線的夾角α在60°以下直至50°的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚焦超聲波波源，其特征在于，所述的聚焦部件(1)的外緣直徑兩端點(diǎn)到焦點(diǎn)連線的夾角α為56°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚焦超聲波波源，其特征在于，所述的聚焦部件(1)的外緣直徑兩端點(diǎn)到焦點(diǎn)連線的夾角α在60°以上直至120°的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚焦超聲波波源，其特征在于，所述的聚焦部件(1)的外緣直徑兩端點(diǎn)到焦點(diǎn)連線的夾角α為110°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的聚焦超聲波波源，其特征在于，所述聚焦部件(1)為透鏡，其采用透鏡折射方式聚焦。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的聚焦超聲波波源，其特征在于，所述聚焦部件(1)為一曲面，其采用曲面反射聚焦。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的聚焦超聲波波源，其特征在于，所述聚焦部件(1)為凹球面，其采用凹球面自聚焦方式聚焦。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種聚焦超聲波波源,其包括用于發(fā)射超聲波的超聲波發(fā)射部件和用于使所發(fā)射出的超聲波聚焦的聚焦部件,所發(fā)射的超聲波經(jīng)所述聚焦部件聚焦后以接近球面波的形式傳向焦點(diǎn),其中,其聚焦部件的外緣直徑兩端點(diǎn)到焦點(diǎn)連線的夾角α在50°-120°的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型的超聲波源經(jīng)測(cè)試聚焦性能均明顯優(yōu)于現(xiàn)有的小孔徑角波源,可使聚焦超聲在焦點(diǎn)處獲得足夠高的聲強(qiáng)和溫度,從而殺滅生物組織,同時(shí)還可避免或盡量減少超聲傳導(dǎo)路徑上對(duì)人體的損傷,在臨床治療中使患者的疼痛明顯減輕,獲得了令人滿意的效果。
文檔編號(hào)A61N7/00GK2503914SQ0127026
公開日2002年8月7日 申請(qǐng)日期2001年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月5日
發(fā)明者何申戌, 于晉生, 蘭江, 吳曉東 申請(qǐng)人:北京源德生物醫(yī)學(xué)工程股份有限公司