專利名稱：超聲波波導裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療裝置，具體涉及采用超聲波實施治療的醫(yī)療裝置。
背景技術(shù)：
高強度聚焦超聲(high intensity focused ultrasound，HIFU)作為一種治療腫瘤和其他疾病的新方法已經(jīng)得到臨床的認可，被用于早期局限性前列腺癌、中晚期肝癌、乳腺癌、骨肉瘤、軟組織肉瘤、腎癌等惡性腫瘤以及青光眼、前列腺增生、外陰白斑等良性疾病的治療，并取得了良好的治療效果。
高強度聚焦超聲是把壓電晶片發(fā)出的超聲波聚焦到一點，利用焦點處超聲波的熱效應(yīng)、機械效應(yīng)、空化效應(yīng)等來治療病變組織。為了使焦點處能量足夠大，可以采用兩種辦法，一是增加壓電晶片的驅(qū)動電壓，二是增大壓電晶片的體積。但是，壓電晶片的驅(qū)動電壓不能無限增加，否則壓電晶片將被燒壞，所以臨床上經(jīng)常采用第二種方法，但大體積的壓電晶片在實施治療時移動起來很不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明即是為了解決上述問題，把壓電晶片發(fā)出的超聲波用波導管引導到遠離大體積壓電晶片的地方，然后直接作用于或重新聚焦后再作用于病變部位，這樣就解決了即使不增大壓電晶片的驅(qū)動電壓，也可以方便地將超聲波的焦點移動，這樣給臨床治療提供了更大的方便。
本發(fā)明的目的是提供一種超聲波波導裝置和具有該超聲波波導裝置的高強度聚焦的超聲波治療儀。
本發(fā)明的超聲波波導裝置的特征在于包括壓電晶片和可把壓電晶片發(fā)出的超聲波傳到遠離壓電晶片位置的超聲波通道，該通道的一端與所述的換能器連接，另一端為游離端，也是超聲波的釋放端口。所述的超聲波通道包括外壁和被圍繞在外壁內(nèi)的介質(zhì)。所述的外壁優(yōu)選由全反射超聲波的材料制成，所述的介質(zhì)例如可為水或其他超聲波傳播介質(zhì)。
最優(yōu)選的超聲波通道為波導管，特別是適合傳播超聲波的波導管。波導管包括外層和芯層，所述芯層的聲速小于所述外層的聲速。在所述外層的外面還優(yōu)選有一層保護套。該保護套優(yōu)選由無毒無害的材料構(gòu)成，更優(yōu)選該保護套的材料、特別是位于波導管游離端的保護套材料是生物相容性的。所述的芯層可以為水或其他超聲波傳播介質(zhì)。
由壓電晶片發(fā)出的超聲波在射入波導管之前可以經(jīng)過聚焦，也可以不經(jīng)過聚焦。當超聲波射入波導管的芯層上時，超聲波沿芯層向前傳播；當超聲波在傳輸中遇到外層時，由于芯層聲速遠遠小于外層聲速，超聲波就會在外層和芯層的界面產(chǎn)生全反射，重又射入芯層然后仍沿波導管向前傳播。
所述波導管的一端與所述的壓電晶片固定連接。由于壓電晶片比較脆，直接將壓電晶片與波導管固定連接可能容易造成壓電晶片的損害。因此，可以將壓電晶片先放入一個支撐架并固定好后，再將壓電晶片與波導管固定連接。對于將波導管與壓電晶片連接起來的方式?jīng)]有特別的限制，可以采用任何適當?shù)姆绞?，例如，螺絲固定、套接、粘接等方式。
所述波導管的另一端為游離端，該游離端可插入到生物體內(nèi)進行內(nèi)窺式治療。為了使該波導管游離端盡可能地貼近被治療的靶部位，在該游離端端口的外側(cè)還優(yōu)選裝配一層由透聲材料制成的膜，在該膜與所述端口圍成的空間內(nèi)充滿超聲波傳導介質(zhì)，也稱為耦合介質(zhì)。該介質(zhì)，例如，可為水、水凝膠等物質(zhì)。
優(yōu)選在波導管的游離端部聚焦超聲波或改變超聲波傳播方向。為使由波導管傳出的超聲波聚焦，可以在所述波導管的游離端設(shè)置一超聲波聚焦裝置或使所述芯層在靠近波導管游離端處收縮，或者使所述的芯層在靠近波導管的游離端處具有一收縮段。為使超聲波的傳導方向改變，可以在所述波導管的游離端設(shè)置一超聲波方向改變結(jié)構(gòu)。例如，使芯層的游離端的端面為與超聲波的傳播方向成一定角度(例如，45°)的斜面，即可將使超聲波的傳播方向發(fā)生約90°的改變。
本發(fā)明的超聲波波導裝置中，壓電晶片可以為一個或一個以上。當具有一個以上的壓電晶片時，所述的波導管在與所述的壓電晶片連接的一端是分支狀的，每個壓電晶片單獨連接一根波導管支管，各支管的另一端匯聚成主波導管。波導管支管和主波導管之間的夾角優(yōu)選小于45°。
波導管根據(jù)需要可以是剛性的，也可以是柔性的、可彎曲的。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖。其中示出了三個壓電晶片以及與之相連的具有分支的波導管。該波導管的游離端是可以聚焦的。
圖2是沒有保護套的波導管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是有一層保護套的波導管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是端部聚焦的波導管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是改變超聲發(fā)射方向的波導管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中符號說明1壓電晶片11壓電晶片A12壓電晶片B 13壓電晶片C2波導管 21芯層 22外層 23保護套3耦合介質(zhì)
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明具有波導管的超聲波治療裝置包括三個壓電晶片1、一端具有分支的波導管2、和耦合介質(zhì)3。各壓電晶片1(11、12、13)的一端連接波導管2的支管，各分支波導管的另一端匯聚成一個主波導管。波導管2可把壓電晶片1發(fā)出的超聲波能量傳到治療部位。波導管2根據(jù)需要可以是剛性的，也可以是柔性可彎曲的。
圖2為波導管的結(jié)構(gòu)示意圖。波導管2包括芯層21、外層22。芯層21聲速遠遠小于外層22聲速。當超聲波射入芯層21上時，超聲波沿芯層21向前傳播，當超聲波在傳輸中遇到外層22時，由于芯層21聲速遠遠小于外層22聲速，超聲波就會在外層22和芯層21的界面產(chǎn)生全反射，這樣射入芯層21的超聲波能量就會沿波導管2向前傳播。
如圖3所示，波導管2的外層22外面可以有一層保護套23，保護套23優(yōu)選由無毒無害的材料構(gòu)成，更優(yōu)選該保護套的材料是生物相容性的。保護套23可保護波導管2的外層22不受到腐蝕，也可以防止外層22直接接觸人體組織。
圖4給出的是端部能聚焦的波導管結(jié)構(gòu)示意圖。當超聲能量傳播到波導管的游離端部時，為了獲得高強度的超聲能量，需要把芯層中超聲能量進行聚焦。芯層21在端部收縮，這樣，超聲波沿芯層21傳到收縮部位時，超聲能量按芯層21形狀傳播，在端部匯聚到一起。
圖5給出的是改變超聲發(fā)射方向的波導管結(jié)構(gòu)示意圖。芯層21在波導管的游離端的端面與其軸向方向成45°角，當超聲波傳播到該位置時，超聲波在45°角界面上發(fā)生全反射，超聲傳播方向改變。
以上所述僅為本發(fā)明具體實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的專利申請范圍，凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在所述的專利申請的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種超聲波波導裝置，其特征在于包括壓電晶片和可把壓電晶片發(fā)出的超聲波傳到遠離壓電晶片位置的波導管，所述波導管的一端與所述的壓電晶片固定連接，所述波導管的另一端為游離端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波波導裝置，其特征在于具有至少兩個壓電晶片，所述的波導管在與所述的壓電晶片連接的一端為分支狀的，每個壓電晶片單獨連接一波導管支管，各支管的另一端匯聚成主波導管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波波導裝置，其特征在于所述波導管支管和主波導管之間的夾角小于45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的超聲波波導裝置，其特征在于所述的芯層在靠近波導管的游離端處具有一聚焦裝置
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波波導裝置，其特征在于所述的波導管包括外層和芯層，所述芯層的聲速小于所述外層的聲速。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波波導裝置，其特征在于在所述波導管的外部有一層保護套。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的超聲波波導裝置，其特征在于在靠近波導管的游離端處具有一用于改變超聲波傳播方向的結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲波波導裝置，其特征在于所述的用于改變超聲波傳播方向的結(jié)構(gòu)為所述波導管的芯層的游離端具有與所述波導管的軸向成一定角度的斜面端面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的超聲波波導裝置，其特征在于所述波導管的游離端可被插入到生物體內(nèi)進行內(nèi)窺式治療。
10.一種高強度聚焦超聲治療儀，其特征在于包括權(quán)利要求1-9任一項所述的超聲波波導裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超聲波波導裝置，其特征在于包括壓電晶片和可把壓電晶片發(fā)出的超聲波傳到遠離壓電晶片位置的波導管，所述波導管的一端與所述的壓電晶片固定連接，所述波導管的另一端為游離端。本發(fā)明的裝置即使不增大壓電晶片的驅(qū)動電壓，也可以方便地將超聲波的焦點移動，這樣給臨床治療提供了更大的方便。
文檔編號A61N7/02GK1754587SQ20041007934
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者趙純亮, 王智彪, 王芷龍 申請人:重慶海扶(Hifu)技術(shù)有限公司