專利名稱：可互換的高強(qiáng)度聚焦超聲換能器的制作方法
可互換的高強(qiáng)度聚焦超聲換能器
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及供可互換的換能器在潮濕環(huán)境的換能器殼體內(nèi)使用的密封轉(zhuǎn) 接器。
一些高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)換能器由于負(fù)擔(dān)其物理結(jié)構(gòu)的高功率水平 而具有有限的壽命長度。因為多種原因，這些換能器的劣化和失效遠(yuǎn)快于其它
醫(yī)療領(lǐng)域(例如診斷超聲波或其它低功率應(yīng)用)中的換能器。針對用于傳遞醫(yī) 療功率水平的醫(yī)療超聲波應(yīng)用設(shè)計的換能器可能遭受因氣穴現(xiàn)象或暴露于非
常高的溫度的熱力作用造成的金屬層的剝離、剝蝕或物理斷裂。
為了應(yīng)付HIFU操作的這些副作用，系統(tǒng)設(shè)計可使用低于換能器本身可能 發(fā)生損害的閾值的HIFU換能器。其它系統(tǒng)采用通過脫氣循環(huán)水的水浴，或設(shè) 計其醫(yī)療方式使其具有醫(yī)療脈沖之間的長間隔。脈沖之間延長的停頓時間產(chǎn)生 允許換能器冷卻并使組織中的消極作用耗散掉的低脈沖重復(fù)頻率(PRF)。
遺憾的是， 一些醫(yī)療方式要求HIFU具有較高的PRF，或要求換能器連續(xù) 工作某一時間長度，該時間長度排除低PRF工作。這些較高的PRF和/或連續(xù) 波(CW)式方法在設(shè)計醫(yī)療以在某一時間周期內(nèi)獲得最大量的組織破壞時是 理想的。在這些類型的操作中，換能器劣化就需要頻繁更換HIFU換能器。更 換的難點在于，換能器一般是昂貴且精巧的器件，因此處理換能器一般保持在 最小程度。此外，醫(yī)療系統(tǒng)領(lǐng)域中的換能器經(jīng)常嵌入到裝滿水的大體積腔室內(nèi)， 或以排除輕易取下和更換換能器的方式附連。換能器環(huán)境可能包含水，水是不 允許與系統(tǒng)電子器件混合的。在換能器更換時水的出現(xiàn)會使換能器的更換變得 污穢和棘手。 一旦更換換能器，水會在系統(tǒng)和新?lián)Q能器之間的電連接器之間徘 徊。系統(tǒng)性能可能因水或其它流體的出現(xiàn)所造成的導(dǎo)電路徑之間的電極腐蝕或 信號串話而退化。
因此，希望提供一種換能器連接器或連接裝置，它可提供將換能器拆下或 連接于與潮濕環(huán)境要求兼容的醫(yī)療超聲波設(shè)備的更容易的方法并能夠應(yīng)對所有系統(tǒng)需求而不會使性能劣化。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠以以實際上盡可能少的步驟連接于醫(yī) 療頭或醫(yī)療系統(tǒng)、同時又保持連接的環(huán)境條件的連接器式換能器。
另一目的是一種具有高可靠性且易于使用的連接，以促成在醫(yī)療系統(tǒng)中拆 下和/或安裝換能器的用戶友好過程。
又一目的是提供一種具有多種特征和工作參數(shù)以拓展或拓寬用戶可將其 連接于醫(yī)療系統(tǒng)的換能器類型的換能器。
再一目的是尤其對設(shè)計特征而言具有必要驅(qū)動電子器件以減少所需要的 編程和主系統(tǒng)的電子器件的換能器。
再一目的是為使用的器件提供一種簡單的設(shè)置路徑。
再一目的是用于潮濕環(huán)境下的電信號隔離或電接頭隔離的密封裝置。
發(fā)明簡述
這些和其它的目的是通過適于用于高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)醫(yī)療系統(tǒng)的
可互換換能器來實現(xiàn)的?？苫Q換能器具有基本剛性和中空的殼體。殼體具有
兩個開放端， 一端用于裝配HIFU換能器，而另一端具有絕緣層和用于與HIFU 醫(yī)療系統(tǒng)電信號和電功率通信的電連接?？苫Q換能器適于配合在醫(yī)療系統(tǒng)上 的槽口式插孔中。換能器理想地由用戶來更換，因此換能器配合在槽口中的那 部分被設(shè)計成易于插入和拔出。易于插入是通過換能器和醫(yī)療系統(tǒng)之間方位自 由的、低接合力的連接器實現(xiàn)的，它使用戶便于觸及換能器。
本文中還描述了用于具有薄餅式滑環(huán)的潮濕性電連接的滑環(huán)間隔件。該滑 環(huán)間隔件具有形成自非導(dǎo)電性材料的底部。多個孔貫穿底部延伸?？妆辉O(shè)計成 包住延伸通過底部的電連接器。從底部伸出有一個或多個凸緣。配置這些凸緣 以將孔隔離成多個單元。
本文中還描述了制造和使用可互換換能器的其它實施例和方法。
附圖簡述

圖1示出可互換換能器的外觀圖。 圖2是可互換換能器的剖視圖。
7圖3示出采用可互換換能器的系統(tǒng)。
圖4A-4E示出更換換能器的方法。
圖5A示出可互換換能器的一個實施例的分解圖。
圖5B提供在插入件中使用的PCB的另一實施例。
圖6A-6C示出可互換換能器與系統(tǒng)槽口的連接。
圖6D-6E示出使用另一 PCB的換能器插入件。
圖6F-6I示出可能的轉(zhuǎn)接器形狀的發(fā)展。
圖7和圖8示出可互換換能器的另一 PCB位置。
圖9A-9E示出滑環(huán)密封件和滑環(huán)。
圖10-15C示出滑環(huán)密封件的替代性實施例。
發(fā)明詳述
本文描述了多種形式用于高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)醫(yī)療系統(tǒng)的可更換性 換能器?？筛鼡Q性換能器的基本設(shè)計包括中空和基本剛性的殼體。殼體中容納 有換能器，例如可與HIFU醫(yī)療系統(tǒng)兼容的換能器；電學(xué)路徑(電子器件)， 用于將換能器連接于醫(yī)療系統(tǒng)以正確控制換能器；以及連接器，該連接器允許 拆下可互換換能器和/或?qū)⑵洳迦脶t(yī)療系統(tǒng)上的插孔。換能器殼體具有一定形狀 并具有允許殼體相對于系統(tǒng)插孔軸線沿任何徑向方位插入的電連接組件?？稍?許兩個或多個方位(理想為無限數(shù)的方位)軸對稱。僅為了具體化，可想像易 于將耳機(jī)的小型插頭插入便攜式音樂播放器的情況。插頭至插孔的徑向方位不 是問題，且如果在使用中使插頭在槽口中轉(zhuǎn)動，不會中斷發(fā)送給頭戴式耳機(jī)的 功率和信號。這個概念類似于本文描述的可互換換能器連接中使用類型的轉(zhuǎn)接
器和槽口。
在下面的段落中，將描述裝置的各個方面和實施例。將對具體細(xì)節(jié)進(jìn)行說 明以提供對本發(fā)明所述實施例的透徹理解。然而，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 所述實施例可僅以所描述方面的一些或全部來實現(xiàn)，并包括或省略一些特定細(xì) 節(jié)。在某些情形下，可省去或簡化公知特征的描述以不混淆本發(fā)明的各方面和 實施例。
一部分說明將使用本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所普遍采用的技術(shù)來表示，以向本領(lǐng)
8域內(nèi)技術(shù)人員傳達(dá)其工作的實質(zhì)內(nèi)容，包括所執(zhí)行的操作和由慣常用于超聲波
系統(tǒng)、醫(yī)療超聲波系統(tǒng)和HIFU系統(tǒng)的組件的術(shù)語。如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員公知
的，操作典型地涉及通過一般使用已知的電子器件和控制器的發(fā)射器信號產(chǎn)生
和控制換能器的波形。信號控制首先取決于使用HIFU的要求目的。在這里以 直接和簡單的方式給出相對現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備具有新穎性的變例，以突出將本發(fā)明 投入實踐所需的那些元素，但對本領(lǐng)域公知的那些細(xì)節(jié)不作冗長的描述。術(shù)語 系統(tǒng)包括獨立、附屬或嵌入這些部件的通用和專用配置。
可將各操作描述成以最有助于理解本發(fā)明的方式來順序執(zhí)行的多個分立 步驟。然而，描述的順序不應(yīng)當(dāng)解釋為暗示這些操作必須以給出的順序、甚至 依賴順序地操作。
本說明書中對"一個實施例"或"一實施例"的說明表示結(jié)合該實施例描 述的具體特征、結(jié)構(gòu)或特點包含在本發(fā)明的至少一個實施例中。因此，在許多 地方出現(xiàn)短語"在一個實施例中"或"在一實施例中"不一定全部指同一實施 例。
本發(fā)明涉及用于醫(yī)療超聲波系統(tǒng)、尤其是那些關(guān)于HIFU醫(yī)療系統(tǒng)的可互 換換能器裝置及其制造方法。
本文描述的換能器包括新穎的物理部件和設(shè)計兩者，它們以新穎方式與已 有材料結(jié)合以形成滿足本發(fā)明的一個或多個目的的換能器插入件。本實施例中 的各新穎元素的組合將滿足一些目的，而新穎元素的不同組合將滿足不同目 的。所有已有部件新的研發(fā)和配置的總和有助于滿足大多數(shù)目的的設(shè)計，盡管 不是在一個設(shè)計中必須達(dá)成所有目的。不同目的需求引發(fā)本文描述的創(chuàng)新性理 念的不同組合。
該換能器插入件可適用于要求使用可方便地更換的換能器的任何數(shù)量醫(yī) 療設(shè)備或醫(yī)療系統(tǒng)。在提交于2004年12月29日的未決美國專利申請 11/027,912 "Ultrasound Therapy Head With Movement Control (具有移動控制的 超聲治療頭)"(共同轉(zhuǎn)讓并以參考目的援引于此)中，所描述的醫(yī)療超聲波 系統(tǒng)具有醫(yī)療頭。該醫(yī)療頭包含濕的、其中設(shè)有換能器的第一腔室。存在第二
腔室，它可以是濕的或干的并包含電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)使用若干 可能裝置中的一種以使換能器在第一腔室內(nèi)移動。所描述的裝置包括使用從電動機(jī)側(cè)腔室延伸至換能器側(cè)腔室的致動器、設(shè)置在電動機(jī)腔室并具有在換能器 腔室內(nèi)磁性連接的換能器的滑動件、或越過兩腔室之間的擋板將電動機(jī)產(chǎn)生的 功轉(zhuǎn)換成換能器的移動的多種機(jī)械平移部件。
本設(shè)計的可互換換能器(在本文中也被稱為連接器式換能器或換能器插入 件)非常適用于之前描述的醫(yī)療頭?？苫Q的換能器或換能器插入件由具有轉(zhuǎn) 接器端和音端的殼體構(gòu)成。在轉(zhuǎn)接器端具有通信端口。轉(zhuǎn)接器端被設(shè)計成配合 入相應(yīng)插孔或醫(yī)療超聲波系統(tǒng)中。在一個實施例中，換能器轉(zhuǎn)接端具有可拆卸 地配合于醫(yī)療超聲波系統(tǒng)中的插孔的多個方位。在音端具有換能器以及在通信 端口和換能器之間形成電氣通信的裝置。
轉(zhuǎn)接器端可以是雄型或雌型部分，而插孔可以是邏輯對應(yīng)類型部件。盡管 我們主要描述了雄型轉(zhuǎn)接器和雌型插孔，應(yīng)當(dāng)理解該轉(zhuǎn)接器插入件的轉(zhuǎn)接器端 可以是雌性組件而系統(tǒng)側(cè)插孔是雄性組件。轉(zhuǎn)接器端和相應(yīng)插孔端以某一方式 設(shè)計以提供將換能器插入件放置在系統(tǒng)中的多個工作方位。在一個實施例中， 多個方位可以簡單為轉(zhuǎn)接器和插孔的帶狹縫的設(shè)計方案。轉(zhuǎn)接器和插孔的電子 器件以某一方式設(shè)置以實現(xiàn)"無縫"式連接。不管插入件在插孔中處于何種方 位，插入件與系統(tǒng)相聯(lián)并恰到好處地工作。轉(zhuǎn)接器和插孔之間的連接可以是具 有軸對稱的任何設(shè)計方案，因此插入件可繞軸轉(zhuǎn)動以使插入件沿至少兩個方向 (正常和倒轉(zhuǎn))配合入插孔中。如果連接形狀類似三角形，則可獲得三個方位。 對于正方形來說，可具有四個方位。這種動態(tài)合理地繼續(xù)且具有圓形轉(zhuǎn)接器的 最理想形狀，其中給予絕對的徑向自由度。插入件可在任何徑向方位置于系統(tǒng) 插孔中并確保正確的電連接。不一定要規(guī)則的形狀來作出轉(zhuǎn)接器連接。也可采 用不規(guī)則形狀，只要它們是對稱的。連接的對稱性給予用戶的優(yōu)點是不必?fù)?dān)心 換能器插入件相對系統(tǒng)槽口 (插孔)的方位。只要連接器的形狀與插孔匹配， 用戶就知道該方位有效。
超聲波醫(yī)療系統(tǒng)和換能器插入件中的換能器之間需要電氣通信。電氣通信 在通信側(cè)進(jìn)入換能器插入件。電氣通信表示提供從換能器經(jīng)過換能器插入件中 的通信端口至超聲波系統(tǒng)的功率連接、信號連接或接地連接的任意組合。這種 通信可使用業(yè)內(nèi)已知的導(dǎo)線、線纜、連接引腳或其它電子傳輸儀器來實現(xiàn)。在 一個實施例中，該連接可以是直接從通信端口延伸至呈"無音"設(shè)計的換能器的導(dǎo)線，其中在插入件中不提供板載智能。在另一實施例中，可通過將電氣部 件添加至用來提供從通信端口至換能器的電氣通信的電路而將智能包含到插 入件中?？稍谥悄茉O(shè)計中使用多種部件。電氣部件可包括優(yōu)化換能器的調(diào)諧 變壓器；位于換能器插入件中、用于測量有關(guān)環(huán)境的各種參數(shù)的傳感器；監(jiān)控 各種換能器性能和/或安全性的傳感器；用于記錄測量或檢測數(shù)據(jù)的器件；用于 運行可編程應(yīng)用或存儲信息至插入件或任何其它要求操作的IC芯片。
在本發(fā)明的另一實施例中，通信端口和換能器之間的電氣通信可由兩級彈 性引腳連接布置來提供。連接引腳的第一級組將通信端口連接于電路板。電路 板可以是PCB/PCBA并進(jìn)一步為薄餅滑環(huán)PCB/PCBA。連接引腳的第二級組 將電路連接于換能器。電氣通信進(jìn)入來自超聲波系統(tǒng)的通信端口。電氣通信隨 后前進(jìn)至電子電路。電路板可提供各電氣部件合適的協(xié)調(diào)和布局，并確保系統(tǒng) 和換能器之間正確的電氣通信處理。電氣通信從電路延續(xù)至換能器。來自換能 器的任何回程電氣通信遵循相同的路徑從換能器回到電路板，并隨后回到系 統(tǒng)。
插入件中可具有各種數(shù)據(jù)記錄器、傳感器或可編程器件。這些元件可在電 路板上?？砂诓迦爰?nèi)的各種可能的器件包括跟蹤換能器已被使用的次數(shù) 的芯片、確定換能器和病患之間的正確連接的傳感器、確定換能器是否正確地 安裝在超聲波系統(tǒng)的傳感器或確定換能器在提供醫(yī)療輸出的同時安全工作的 傳感器。也可為用于例如"A"線換能器之類的第二換能器的調(diào)諧器以將簡單 的成像信息提供給用戶或系統(tǒng)。
換能器插入件也可構(gòu)造成與例如提交于2004年12月29日的題為"器件 超聲波系統(tǒng)"的11/027,919美國專利申請(共同轉(zhuǎn)讓并以參照方式援引于此) 中描述的器件式超聲波系統(tǒng)一同工作。在該實施例中，插入件具有配合于具有 兩個或多個相似槽口以接納一種以上類型的插入件的超聲波系統(tǒng)的轉(zhuǎn)接器，其 中一個插入件可以是本文描述的換能器插入件。在一種器件超聲波換能器中， 在醫(yī)療頭中具有兩個或多個槽口。這些槽口是相同的，而用于槽口的插入件可 插入任何一個槽口，每個插入件具有編程于其中的提問和識別部件，因此當(dāng)插 入件插入時，超聲波醫(yī)療系統(tǒng)可識別每個單獨的插入件并了解如何正確地使用 它。系統(tǒng)可同時處理多種插入件。每個插入件可具有不同的焦深、性能參數(shù)或使用要求，系統(tǒng)可確定和正確地處理所有插入件的正確操作。理想地，換能器 插入件可由系統(tǒng)自動地正確使用(無需專門的用戶作用或發(fā)指令給用戶，除了
使用換能器插入件的單插孔超聲波系統(tǒng)外)。
使用現(xiàn)代材料和電子器件大為減小了制造本文公開的用于醫(yī)療超聲波系 統(tǒng)的換能器的成本。成本減小和便于制造使更換部件在用壞或不再理想時可將 其丟棄。
除了本文描述的換能器插入件外，現(xiàn)在披露一種允許在潮濕環(huán)境下作出電 連接的新穎結(jié)構(gòu)。該新穎結(jié)構(gòu)是滑環(huán)密封件，它被設(shè)計成用于薄餅式滑環(huán)PCB。 該滑環(huán)密封件具有底部、貫穿底部延伸的兩個或多個孔以及從底部延伸以將孔 分隔成多個單元的凸緣。凸緣可界定獨立界定在每個孔周圍或在選定的一組孔 周圍或兩者組合位置的單元。
換能器插入件和系統(tǒng)之間的連接通常處于潮濕環(huán)境。尤其在換能器工作 時，其中設(shè)有換能器的腔室充滿流體。各種流體適用于可使用本發(fā)明的換能器 的換能器腔室內(nèi)，水由于其易獲得性、成本和性能特征一般是最常見的流體。 由于當(dāng)其它兼容流體對于具體場合來說較優(yōu)時水對所有操作不一定都是最佳 的，因此本文中對流體或水的引用應(yīng)當(dāng)理解為包括最適于換能器所想要的使用 和設(shè)計的任何流體。
現(xiàn)在參照附圖，應(yīng)當(dāng)理解，提供附圖為所提供的說明作出補(bǔ)充。附圖中的 部分不一定相對其它附圖或同一附圖中的其它部分按比例繪出。對于這些部分 或附圖不應(yīng)當(dāng)理解為實際設(shè)計部分的任何絕對含義，而是作為理解本文的公開 的實施例的示例。
互換換能器10的簡化外觀圖示出于圖1。換能器IO具有圖示為基本圓柱 形的殼體16。殼體16為理想剛性和中空的。殼體16具有換能器端20、電連 接器和密封端14。外部電連接器40貫穿密封端14延伸并設(shè)計成連接于來自醫(yī) 療系統(tǒng)的正確電氣線路。這些線路包括發(fā)送/接收線、接地線和電源線。可根據(jù) 醫(yī)療系統(tǒng)的需要或引用提供附加線路?？苫Q換能器只需具有可實現(xiàn)那些能力 的附加電連接器和支持電路。還設(shè)有轉(zhuǎn)接器32以允許將換能器IO物理連接于 HIFU醫(yī)療系統(tǒng)。
現(xiàn)在示出可互換換能器10的簡化內(nèi)部圖(圖2)。密封端14同樣具有用于電連接于醫(yī)療系統(tǒng)的外部電連接器40。外部電連接器40可貫通密封端14 延伸以連接于殼體16中的器件，或可以有來自殼體內(nèi)部的貫通密封端的中間 連線。理想地，外部連接器貫通密封端地延伸以提供醫(yī)療系統(tǒng)的槽口和可互換 換能器內(nèi)部之間的電接觸。換能器22示出于殼體16的底部或下部。換能器22 通過導(dǎo)線12電連接于連接器40。從超聲波系統(tǒng)至換能器22 (或從換能器22 至超聲波系統(tǒng))的電信號可根據(jù)需要包括電源、接地、發(fā)送、接收、數(shù)據(jù)或其 它的信號和信息。殼體也可包含作為換能器控制電路的一部分的一個或多個電 氣組件。
可互換換能器10具有允許其配合在醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)上的接受體內(nèi)的連接器 或轉(zhuǎn)接器(圖3)?？赡苋缟纤龅厥褂每苫Q換能器的醫(yī)療系統(tǒng)300在圖中 具有底部302、帶顯示屏幕306和醫(yī)療頭308的關(guān)節(jié)式臂桿304。在醫(yī)療頭308 中，存在用于接納可互換換能器的轉(zhuǎn)接器。還設(shè)有計算機(jī)或其它電子智能 (CPU)以使系統(tǒng)300和換能器IO工作。
醫(yī)療頭308的內(nèi)部器件一般連同更換換能器的方法一起予以說明(圖4A 一4E)。
醫(yī)療頭308中的任何水或其它流體理想地從醫(yī)療頭抽出以在打開時使水 不濺出醫(yī)療頭之外。使醫(yī)療頭中的水或其它流體不成為本文描述的換能器的拆 卸和安裝的阻礙，因此不需要完全抽干醫(yī)療頭。在一個實施例中，醫(yī)療頭308 是翻轉(zhuǎn)的，因此主換能器腔室310位于底部上。醫(yī)療頭308具有含透視窗316 的可移除罩312部(圖4A)。
罩312被拆下(圖4B)，露出醫(yī)療頭換能器腔室310的內(nèi)部?？苫Q換 能器10連接于接受體槽口38。當(dāng)罩312密封于換能器殼體310時，采用一對 水管320來使換能器腔室內(nèi)的水循環(huán)。在醫(yī)療罩312上具有匹配凸緣322以及 在換能器殼體310上含O形環(huán)密封件的艙壁324，當(dāng)將艙壁324組裝起來時構(gòu) 成腔室(未示出)的防水密封。在接受體38下面，換能器腔室可具有連接于 機(jī)械驅(qū)動系統(tǒng)的電動機(jī)或電動機(jī)凸輪326或驅(qū)動軸，以使接受體38移動。
一旦罩312被拆下，可拆下可互換換能器IO (圖4C)。理想地，換能器 可直接提出到接受體38之外，或以最少量的力(例如扭力或擺動力)從接受 體上拆下?？盏慕邮荏w38具有在該步驟中可能弄濕的PCB滑環(huán)，而水出現(xiàn)在
13PCB上是無關(guān)緊要的。
現(xiàn)在將新?lián)Q能器10'取代舊換能器10安裝在接受體38上(圖4D)。設(shè)置 新?lián)Q能器10'的插入力同樣理想地非常低，允許任何用戶輕易和迅速地插入新 換能器10'。當(dāng)新的換能器10'坐落于接受體38時，換能器插頭和接受體38的 圓形狀允許任何徑向的方位。罩312隨后重新定位在換能器腔室310中以再次 形成醫(yī)療頭308 (圖4E)。
一旦新?lián)Q能器到位，理想的是重新填滿儲水腔室、激活醫(yī)療系統(tǒng)300并允 許系統(tǒng)與新?lián)Q能器10'通信，從而確保換能器正確地位于接受體38中并確保換 能器正常地作出響應(yīng)。系統(tǒng)可使用"提問和回答"協(xié)議來確定換能器的性質(zhì)， 并建立用于特定換能器的正確醫(yī)療方式。換能器10可具有板載集成電路 (IC)30， 一旦正確連接即向醫(yī)療系統(tǒng)提供詳細(xì)信息?；蛘?，可針對其它目的采 用IC (見下文)。
連接器或轉(zhuǎn)接器32在圖中位于殼體16的外部(圖1)。連接器32使換 能器殼體16匹配于醫(yī)療系統(tǒng)300的槽口或接受體38。理想地，連接器32使殼 體16以低插入力插入槽口或接受體以提供方便的插入或拆下。電連接器40被 設(shè)計成與用于將換能器10匹配于接受體38的機(jī)構(gòu)協(xié)同工作，以使電連接器40 與相應(yīng)系統(tǒng)側(cè)電子通道建立并保持接觸，而不管匹配于接受體時換能器的徑向 方位如何。連接器32同樣能夠在任何徑向方位配合于槽口 38。接受體或槽口 38具有用于連接器32的接納元件36。配合于槽口的連接器32本質(zhì)上可以是 機(jī)械的、磁性的或電磁性的。只要連接器能將換能器殼體保持在槽口中的正確 位置并允許任何徑向方位的插入和拆下，連接器就足以實現(xiàn)所要的用途。
現(xiàn)在描述可互換換能器組件(圖5A)。在本實施例中，殼體16由兩部分 組成:用于接納換能器22的下部16B;適于與醫(yī)療系統(tǒng)槽口 38連接的上部16A。 圖示的換能器22具有一組引腳接受體24r，其中電氣引腳24附連于換能器。 電氣引腳24從接口 28延伸至換能器并經(jīng)過同軸襯套26。理想地，襯套具有使 接口和換能器上的連接點對齊的孔。選用的變壓器42可連接于接口 28，并坐 落在由同軸襯套26界定的孔中。
下部16B可通過首先將換能器22插入下部16B而開始組裝。換能器22 可使用環(huán)氧樹脂或樹脂沿?fù)Q能器緣口固定以將換能器密封于由殼體開口 20界
14定的孔中。將電連接器引腳24插入同軸襯套26，并隨后定位連接器引腳24 以匹配換能器接受器布置24r。隨后將同軸襯套26放置在下部并固定。例如變 壓器42或數(shù)據(jù)IC (未示出)的電氣組件可附連于PCB 28，并隨后將PCB28 對齊以匹配要求的連接器引腳24布置。PCB 28在其上表面和下表面均具有預(yù) 定義的焊區(qū)。這些焊區(qū)對應(yīng)于下部的電連接器引腳24以及上部40的電氣引腳 的引腳方位。
類似地組裝上部16A。上部16A密封在頂部周圍，且貫通上部16A的頂 部延伸的電氣引腳40密封隔離從殼體外部流至內(nèi)部的流體?？蓪㈦姎庖_40 焊接在位，或用環(huán)氧樹脂或其它溶劑固定以提供上部16A和孔之間的流體密 封，這是引腳需要的。上部連接器引腳40插入與PCB28上端焊區(qū)匹配的預(yù)定 配置中的絕緣層34。連接器引腳可以是適用于可互換設(shè)計方案的任何類型的電 氣引腳。由于其易膨脹的特性，彈性引腳、高蹺式引腳、彈性夾和其它張緊的 電連接器是一個實施例中所需要的。彈性加載的連接器允許換能器和PCB之 間的物理距離具有更大的安全余量。 一旦連接引腳40就位，絕緣層34下降進(jìn) 入上殼體16A。理想地，絕緣層34附連于上部以使上部16A和絕緣層34作為 一個單元移動。絕緣層34可使用粘附化合物附連在絕緣層和上殼體頂部之間。 或者，可構(gòu)造絕緣層34以在絕緣層和殼體的上部之間具有壓配合。理想地， 粘合劑或壓配合防止水滲漏至絕緣層和殼體下面。隨后上殼體下降至下殼體組 件上以使連接器引腳40匹配于PCB焊區(qū)布置(圖5A)。整個換能器殼體可 充滿惰性氣體以增進(jìn)內(nèi)部器件的穩(wěn)定性和工作壽命。
在另一實施例中，換能器插入件10用滑環(huán)PCB29代替標(biāo)準(zhǔn)PCB28 (圖 5B)。在本實施例中具有直接附連于具體器件(變壓器、IC芯片等)的分立 焊區(qū)LD或跡線以及連接于各種連接器的制造成滑環(huán)102a-i的跡線。在本實施 例中，換能器插入件通過與換能器插入件不直接附連于PCB 29的諸個部分的 電氣通信實現(xiàn)組裝優(yōu)勢，那些不附連的器件能免除相對于PCB 29的分立方位。 理想地，直接連接于PCB29的部件可連接于分立的焊區(qū)點LD，同時引腳連接 24、 40可連接于焊區(qū)環(huán)。換能器22也可具有焊區(qū)環(huán)而不是分立的連接點24r。 通過在換能器的各個器件中使用焊區(qū)環(huán)，可獲得特定方位的自由度，并因此提 供制造/組裝這些部件和子器件方面的優(yōu)勢。
15盡管示出醫(yī)療系統(tǒng)槽口 38 (圖5A)，然而該器件不是可互換換能器10 的一個部件，且在這里僅示出所有所述部件的排列。理想地，槽口利用薄餅式 滑環(huán)來改善接觸，不管徑向方位如何。
用于可互換換能器設(shè)計中的換能器可具有一個固定區(qū)或設(shè)計成具有兩個 或多個聚焦區(qū)。換能器可具有因形成在換能器中的機(jī)械變形而獲得的有缺陷聚 焦區(qū)，例如2004年3月31日提交的題為"VORTEX TRANSDUCER(渦式換 能器)"的10/816197美國專利申請和2006年5月23日提交的題為"Medical Ultrasound Transducer Having Non-Ideal Focal Region (具有非理想聚焦區(qū)的醫(yī) 療超聲換能器)"的11/439706美國專利申請(兩項申請共同轉(zhuǎn)讓并以參照方 式援引于此)中記載的那樣。漩渦式換能器和非理想聚焦域換能器允許產(chǎn)生呈 圓形或圓環(huán)形圖案聚焦域，其中該圖案由換能器的碗形件的機(jī)械位移形成。絕 緣層34主要用于防止電觸頭40之間的電氣串話和觸頭腐蝕。聚焦域的形狀和 尺寸可以數(shù)學(xué)方式計算出并為換能器制造出合適的機(jī)械形狀。這使換能器以具 體要求的形狀和圖案聚焦超聲而不需要電控?fù)Q能器的復(fù)雜性和成本。換能器也 可以是電聚合裝置，例如2D陣列或經(jīng)移相的陣列換能器。
現(xiàn)在描述換能器槽口連接的內(nèi)部細(xì)節(jié)(圖6A)。在一個實施例中，存在 基本呈圓柱形的殼體16。該殼體16具有位于絕緣層34附近的瓶頸區(qū)以及在換 能器22附近的較大直徑。換能器側(cè)20是開啟的或具有使超聲波能量無阻地放 送至殼體16之外的窗。換能器22固定在開口端20附近，并經(jīng)由一組連接引 腳24連接于接口 28。連接引腳24用殼體16內(nèi)的同軸襯套26保持在位。接口 28可以是如前所述的一組連接線或包括電路、PCB、 PC(B)A或其它硬件器件。 接口也可具有附加的電子器件，例如用于調(diào)諧換能器22的變壓器42、幫助為 醫(yī)療系統(tǒng)300識別可互換換能器10的數(shù)據(jù)芯片或集成電路(IC) 30。附加的 器件描述如下。
在換能器22的反面，存在防止水或大氣進(jìn)入換能器10內(nèi)室的密封件14。 與密封件14結(jié)合工作的是減少外部電連接器40之間的引腳腐蝕和/或串話的絕 緣層34。注意，換能器側(cè)20也與外部環(huán)境密封隔離。盡管換能器側(cè)20可通過 換能器22本身和用來防止泄漏的許多化合物密封，然而密封件14具有一個或 多個孔50以使外部電連接器40凸出。理想地，孔50足夠大以使電連接器40通過。孔可依靠壓配合以防止孔和引腳之間的液體滲出，或使用密封劑，或兩 者兼用。
一旦外部電連接器40使用焊料、環(huán)氧樹脂、樹脂、粘合劑或其它合
適的密封劑就位，就可將孔50密封。連接器32位于殼體上并設(shè)計成配合于醫(yī) 療系統(tǒng)槽口 38上的相應(yīng)連線。接納元件36和連接器32形成換能器-系統(tǒng)連接。 這種連接理想地為高耐久性的。重復(fù)可靠性是理想的，但對換能器連接器卻并 不需要，因為不會預(yù)見到任何一種特定的換能器將被拆下和插入很多次。
換能器連接器32和系統(tǒng)側(cè)連接(接受體)36的設(shè)計允許各換能器在需要 時可與醫(yī)療系統(tǒng)300互換。這使一個醫(yī)療系統(tǒng)在其工作范圍內(nèi)具有各種變化。 每種新的換能器可提供額外的性能并更換用舊或過時的部件。理想地，換能器 10與系統(tǒng)300的匹配可用低插入力連接器32和接受體36的組合來實現(xiàn)。盡管 插入力很低，但連接很牢固，因此換能器10安裝在槽口 38是穩(wěn)固的。槽口 38 理想地通過一組凸輪326連接于電動機(jī)組件。不管槽口 38如何移動，系統(tǒng)300 和換能器10之間的電氣通信得以維持。
電氣引腳40貫通密封件34延伸的布局被設(shè)計成與內(nèi)建在槽口 38中的附 加焊區(qū)形成接觸(圖6B)。槽口焊區(qū)102a-c形成槽口中的同軸結(jié)構(gòu)。在電連 接焊區(qū)之間具有絕緣環(huán)104。在這里分別表示為40a、 40b、 40c (圖6B)的電 氣引腳40各自攜帶從醫(yī)療系統(tǒng)100至可互換換能器10的獨立電信號。各連接 器根據(jù)需要可攜帶功率、發(fā)送/接收器信號信息、IC芯片檢測、接地或其它信 號。槽口 PCB中的相應(yīng)焊區(qū)形成同心環(huán)以與每個引腳單獨連接。這是通過將 電氣引腳40a-d設(shè)置在從換能器連接器端部的中心引出的不連續(xù)半徑處而實現(xiàn) 的。那么，換能器殼體與槽口配合，換能器殼體的引腳與滑環(huán)的相應(yīng)同軸焊區(qū) 相匹配。如此，即使換能器在槽口中轉(zhuǎn)動，合適的電氣引腳40a-c—直與形成 相應(yīng)引腳焊區(qū)連接102a—40a、 102b—40b、 102c—40c的相應(yīng)焊區(qū)環(huán)保持接觸。 對于焊區(qū)102x和連接器引腳40x不存在什么限制，并且在設(shè)計中可包含如需 要那么多個對。當(dāng)換能器與系統(tǒng)匹配時，電氣引腳和PCB焊區(qū)配合，并提供 可靠的電連接(圖6C)。理想地，用系統(tǒng)側(cè)槽口 38將可拆卸換能器10保持 在位的壓力提供施加在絕緣層34上的足夠力以防止流體滲入絕緣層34和殼體 16A的凹口之間的區(qū)域內(nèi)，在該區(qū)域內(nèi)設(shè)置絕緣層。該絕緣層也可通過底面上 的凸緣制造而成(未示出)以使絕緣層對每個電連接器或多組電連接器形成分立的通道或腔室，作為絕緣層上部的凸緣或脊結(jié)構(gòu)。
本文中描述并示出于附圖的引腳布置和滑環(huán)代表一個實施例，然而該實施 例不旨在對連接器布置構(gòu)成限制。換能器"插頭"端的電氣引腳的數(shù)目可如要 求或需要地那么多以實現(xiàn)提供電連接或甚至為結(jié)構(gòu)完整性而使插頭穩(wěn)固的必 要任務(wù)。滑環(huán)的焊區(qū)同樣可如要求地那么多并且不一定要遵循每個焊區(qū)具有相 應(yīng)電連接器這一原則。焊區(qū)可用作串話傳感器，只要沒有物理引腳被設(shè)計成與 之接觸即可，但形成連接時其仍然監(jiān)視電信號。焊區(qū)本身可用作電傳感器以監(jiān) 視焊區(qū)之間的電連接和/或絕緣的安全性和穩(wěn)定性。
現(xiàn)在描述在插入件中使用薄餅式滑環(huán)PCB 29的另一實施例。換能器插入 件類似于之前描述的組件。例如變壓器42之類的各器件仍然直接連接于經(jīng)改 型的PCB29 (圖6D)。電氣引腳24、 40不再連接于PCB 29上的分立跡線。 電氣引腳24、 40現(xiàn)在壓靠在PCB 29上的跡線環(huán)102a-c。這使頂部16A和底 部16B壓配合在一起而不管諸部件相對彼此的方位為何。無論頂部16A對于 底部16B的方位為何，電氣引腳24、 40仍然配合于跡線以提供從通信端口至 換能器的正確電氣通信。
在要么使用標(biāo)準(zhǔn)PCB 28要么使用滑環(huán)PCB 29的另一實施例中，換能器 22在其周緣具有跡線環(huán)24 LR以使換能器也能被安裝于底部16B而不必考慮 電氣引腳24相對換能器22的方位和布置。
現(xiàn)在示出與滑環(huán)PCB 29的電氣引腳連接40的特寫圖(圖6E)。這里， 變壓器42的分立連接以一系列分立焊區(qū)LD或跡線位置的形式表示。
換能器插入件10的轉(zhuǎn)接器不一定是圓形的，盡管圓形設(shè)計是理想的。允 許換能器插入件多種方位的各種其它形狀示出于圖6G-6I。為了簡化用戶更換 換能器插入件10的過程，換能器轉(zhuǎn)接器在系統(tǒng)側(cè)對"槽口"具有"無鍵"方 位。因此轉(zhuǎn)接器對于兩個方位是長方形的、對于三個方位是三角形的、直至圓 形插入件和槽口 (圖61)。轉(zhuǎn)接器的形狀也不限于規(guī)則形狀，只要轉(zhuǎn)接器形狀 沿一軸線對稱以使轉(zhuǎn)接器在沿另一對稱準(zhǔn)直方向取向時仍與超聲波系統(tǒng)匹配 即可。不管插入連接器和槽口的物理形狀為何，槽口具有滑環(huán)形狀的電觸頭(圖 6F-6I中的虛線)，其中電觸頭引腳設(shè)置在理想的半徑外以與相應(yīng)焊區(qū)物理接 觸，由此相應(yīng)的引腳40a-x與相應(yīng)焊區(qū)102a-x通信。圖5、 6A-6C所示的接口 28的方位不一定垂直于換能器殼體的軸線。接 口 28連同任何附加組件可處于任何要求的方位。在一個實施例中，接口28是 與殼體16的軸線對齊的PCB或PCA (圖7)并具有從外部電子連接器40至 PCB式接口 28的連接線12，所述PCB式接口 28具有變壓器42和數(shù)據(jù)IC 30 加上可能要求的其它電子器件。
在另一實施例中，接口可以是具有含附加內(nèi)置信息的數(shù)據(jù)IC的PCB。數(shù) 據(jù)IC 30可包括關(guān)聯(lián)于換能器使用允許啟用的使用次數(shù)的數(shù)據(jù)，或者它可記錄 有助于改善未來的可互換換能器設(shè)計的使用數(shù)據(jù)(例如測量衰減、反饋、去耦、 熱力信息等)。盡管該采集數(shù)據(jù)可存儲在數(shù)據(jù)IC中，然而也可將附加的傳感 器4021-i附加至接口28以記錄所要求的數(shù)據(jù)(圖8)。
用于可互換換能器的絕緣層34可以是電絕緣材料的墊圈或墊盤。盡管絕 緣層可以是固體或其它均一的部件，然而對電絕緣層的獨立新穎設(shè)計是允許 的。
適于在潮濕環(huán)境下在各觸頭之間提供絕緣的絕緣層以滑環(huán)密封件(間隔 件)的形式實現(xiàn)。該滑環(huán)間隔件被設(shè)置在連接器式換能器的入口端?；h(huán)間隔 件可具有與本文描述的一般說明和要求一致的多種形式中的任何一種，或者類
似或等效于任何列舉出的所述實施例。滑環(huán)間隔件在醫(yī)療系統(tǒng)的連接器式換能 器和槽口之間提供減震器。此外，密封件提供孔或允許透過密封件在連接器式 換能器和槽口之間提供電氣通信的其它手段。另外，密封件允許潮濕環(huán)境下多 個隔絕的電連接器之間同時進(jìn)行電氣通信。密封件提供每個單獨的電連接器類 型的隔離，從而減少不同種類的信號和/或功率連接器之間的串話?；h(huán)密封件 理想地由具有或其中包含有耐水或耐電特性的材料。如果材料略為可導(dǎo)，即使 給出局部或完全流體密封也會在電氣引腳之間產(chǎn)生短路。
現(xiàn)在如圖9A-9E所示地描述滑環(huán)間隔件?；h(huán)間隔件900具有底部902 和從底部凸起的一個或多個凸緣或脊9041-i。脊或凸緣適于壓靠在滑環(huán)SR上 并形成一個或多個通道9061-i以使滑環(huán)SR的每個電連接環(huán)通過脊9041-i與其 它電連接環(huán)分離。當(dāng)滑環(huán)密封件900壓靠在滑環(huán)SR時，通道9061-i由滑環(huán)的 脊或凸緣形成。脊壓靠在滑環(huán)SR上，在分離的通道9061-i之間形成對流體流 動的密封?；h(huán)對流體移動形成一個阻擋物，而滑環(huán)密封件形成通道的邊和底部。如此限制導(dǎo)電流體在諸通道之間的流動，并減少其暴露于電氣引腳。這使 電氣引腳中和電氣引腳之間的腐蝕和串話減至最小。底部理想地具有針對電氣 引腳或連接器設(shè)計以與滑環(huán)上的電連接環(huán)形成接觸的孔。在操作中，滑環(huán)間隔 件900允許每個連接器與相應(yīng)滑環(huán)焊點通信而不會在其它通道之間產(chǎn)生串話， 即使環(huán)境是潮濕的。
引腳連接器可組織成多個組而使多個引腳與滑環(huán)焊區(qū)形成接觸。在這種情
形下，引腳可組織成組，比如共享一個電路通道的兩個引腳40b、40i(圖9A)。 該示例是設(shè)計成與一個焊區(qū)形成接觸的一個以上引腳的例子，而對編組成一個 通道或組的引腳數(shù)目或用于換能器和槽口之間的互連配置的組數(shù)目不存在限 制。
或者，滑環(huán)間隔件可在底部(未示出)的下側(cè)上以類似于間隔件的上表面 上的凸緣或脊圖案的圖案形成凸緣或脊。在間隔件底部上出現(xiàn)的凸緣或脊有助 于在工作中流體滲漏至滑環(huán)密封件之下的情況下使電觸頭引腳彼此隔絕。
滑環(huán)間隔件卯0可采用無數(shù)可代替的實施例?；h(huán)間隔件900具有單獨隔 絕的電氣引腳區(qū)(圖IO)。在本實施例中，滑環(huán)間隔件900的每個孔40具有 包圍每個孔的一個或多個凸起脊904。底部902的外緣也被凸緣或脊904R環(huán) 繞以使從連接器的外側(cè)流向內(nèi)部器件的水或流體減至最小。從諸孔凸出的各電 氣引腳各自絕緣以減少電極腐蝕和/或串話的風(fēng)險。
一個螺旋通道可形成有螺旋形脊(圖11)，在螺旋圖案中設(shè)有周期式隔 板。間隔件可采用多種從底部延伸出的脊或凸緣配置。脊可以是錐形的、塊狀 的，或設(shè)置成成組工作的一連串薄隔板(圖12A—12C)。理想地，間隔件由 具有高耐水性和耐電性的材料(例如橡膠、RTV(室溫硫化)硅橡膠、聚合物等) 制成。該材料理想地具有足夠低的硬度以允許凸緣或脊在壓靠于滑環(huán)時變形， 以使凸緣略微變形以密封壓靠在滑環(huán)上。結(jié)構(gòu)上更強(qiáng)健的設(shè)計理想地具有含更 大接觸面積的較低硬度材料(圖12A、 12B)，同時具有更剛性構(gòu)成的密封件 結(jié)構(gòu)可使用更高硬度材料但較小接觸面積的材料(圖12C)。
在另一實施例中，間隔件具有直接壓在滑環(huán)上的頂部，且壓力迫使任何流 出滑環(huán)本身的表面積以使電連接相對地?zé)o任何流體。在另一實施例中，臨時通
道1301可使電氣引腳的孔結(jié)合于滑環(huán)密封件的外緣，因此水能夠逸出或被迫
20離開電氣引腳出口 (圖13A—13B)。當(dāng)密封件壓靠在滑環(huán)時，通道壓向滑環(huán) 表面，由此將電連接之間的流體流動減少至滑環(huán)焊區(qū)之間的串話可以接受的程 度。
在間隔件的又一實施例中，間隔件可包括具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的耐水和耐電材料
(圖14A-14C)。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之間的間距充當(dāng)電氣引腳的孔以從換能器和醫(yī)療系 統(tǒng)槽口凸出?？蛇x擇地，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可在網(wǎng)幅(web strands)之間具有附加材料 以當(dāng)滑環(huán)密封件壓配在可互換換能器和系統(tǒng)槽口之間的位置時進(jìn)一步限制水 在網(wǎng)幅之間的流動。當(dāng)間隔件壓靠在滑環(huán)且同時連接器式換能器被推入醫(yī)療系 統(tǒng)的槽口時，(具有或不具有附加材料的)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)崩潰并擠壓流體流出單元 并離開電接觸器。崩潰的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成在網(wǎng)幅之間流動的流體的障礙。網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)可組織(圖14A-14c)或隨機(jī)分布于密封件的構(gòu)形中(圖15A-15C)。
在操作中，換能器如本文描述可從槽口拆下，且隨后將新的一個插入而不 管換能器相對于槽口的徑向方位如何。如果包含槽口的環(huán)境是潮濕的，則換能 器上的密封件允許換能器殼體在槽口側(cè)的電焊區(qū)上形成良好的連接，同時確保 與換能器和可互換換能器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剛性連接。如有必要，可用樹脂或環(huán)氧 樹脂密封焊縫或組件接頭。焊縫和組件接頭也可通過釬焊、超聲波熔焊或類似 的技術(shù)密封。
除了上述實施例外，現(xiàn)在描述適用于本發(fā)明的另一互連方案。另一換能器 信號連接包括采用經(jīng)由引腳和槽口的直接電連接、經(jīng)由釬焊的彈性觸頭和PCB 跡線的直接電連接、經(jīng)由PCB跡線至(例如載體中的)浮動彈性觸頭的至PCB 跡線的直接電連接、經(jīng)由接線柱和含多個連接的槽口 (例如立體聲耳機(jī)插孔) 的直接電接觸以及例如電感耦合和電容耦合的無線式互連。
換能器可通過膠合或機(jī)械附連于殼體而固定在殼體中。換能器可夾在殼體 的預(yù)制口承和電連接引腳24之間。在另一實施例中，換能器可使用可溶性粘 合劑附連以在可互換換能器失效時允許更換換能器陶瓷。
換能器殼體和槽口之間的物理連接器結(jié)構(gòu)上可與電連接器組合。人們可以 展望出設(shè)計成與槽口中的相應(yīng)引腳連接器相匹配的一串疊置的電連接器環(huán)。或 者，槽口和插入件之間的關(guān)系可顛倒而使換能器具有用于接納來自醫(yī)療系統(tǒng)的 雄性端轉(zhuǎn)接器的槽口。
21在其它實施例中，換能器殼體和槽口之間的物理連接可通過適用于所要求 的醫(yī)療系統(tǒng)和醫(yī)療過程的任何低插入力機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)。這些可包括支承環(huán)、卡環(huán) 或簡單的摩擦配合。槽口內(nèi)的換能器殼體的旋轉(zhuǎn)能力并非關(guān)鍵，只要換能器通 過非對齊的電連線電連接于醫(yī)療系統(tǒng)的電子器件即可。
對本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員而言，在細(xì)閱本說明書后就容易理解本發(fā)明的其它實 施例。本文中未闡述的內(nèi)容和實施例不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是唯一的或僅僅是對可互換換 能器提供的方法和裝置。本發(fā)明的范圍不應(yīng)當(dāng)受本公布的限制，除非如所附權(quán) 利要求書定義的那樣。
權(quán)利要求
1.一種用于醫(yī)療超聲系統(tǒng)的插入件，所述插入件包括具有轉(zhuǎn)接器端和音端的殼體；在所述轉(zhuǎn)接器端的通信端口，所述轉(zhuǎn)接器端具有配合于醫(yī)療超聲系統(tǒng)中的接受體的兩個或兩個以上方位；在所述音端的換能器，所述換能器與所述殼體形成流體封閉密封；以及在所述通信端口和所述換能器之間電氣通信的裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的插入件，其特征在于，所述連接端口還包括絕緣層。
3. 如權(quán)利要求2所述的插入件，其特征在于，所述絕緣層是滑環(huán)間隔件。
4. 如權(quán)利要求1所述的插入件，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接器端具有徑向自 由度以沿任何徑向方位配合接受體。
5. 如權(quán)利要求1所述的插入件，其特征在于，所述電觸頭是彈性加載的 觸頭引腳。
6. 如權(quán)利要求1所述的插入件，其特征在于，所述換能器具有兩個或兩 個以上的分立的聚焦區(qū)。
7. 如權(quán)利要求1所述的插入件，其特征在于，所述換能器具有有缺陷的 聚焦域。
8. 如權(quán)利要求1所述的插入件，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接器端可滑動地配 合在所述醫(yī)療超聲系統(tǒng)中。
9. 如權(quán)利要求1所述的插入件，其特征在于，所述電連接器包括一個或 多個電氣部件。
10.如權(quán)利要求1所述的插入件，其特征在于，所述電連接器是摩擦配合在 所述通信端口和PCB之間的第一組彈性引腳以及摩擦配合在PCB和換能器之 間的第二組彈性引腳。
11. 如權(quán)利要求1所述的插入件，其特征在于，所述插入件是一次性的。
12. —種適用于高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)醫(yī)療系統(tǒng)的可互換換能器裝置， 所述裝置包括具有軸線對齊并具有第一端和第二端的基本剛性和中空的殼體；位于所述殼體的第一端內(nèi)的換能器，所述換能器電連接于設(shè)置在所述殼體 內(nèi)并與所述殼體形成流體封閉密封的接口；位于所述殼體的第二端內(nèi)的絕緣層，所述絕緣層具有用于容納從接口伸出 的多個電連接器的多個孔；位于所述殼體的外表面上的連接器，所述連接器允許所述殼體可拆卸地配 合于超聲醫(yī)療系統(tǒng)；其中所述連接器和電連接器在所述殼體和所述超聲醫(yī)療系統(tǒng)之間以兩軸 或兩個以上的軸對齊的方式(各自)為醫(yī)療系統(tǒng)中的接受體提供可釋放的機(jī)械 和電氣配合。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述超聲醫(yī)療系統(tǒng)是高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)醫(yī)療系統(tǒng)。
14. 如權(quán)利要求12所述的裝置，
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置， 將電連接器彼此隔絕的多個同心環(huán)。
16. 如權(quán)利要求12所述的裝置，
17. 如權(quán)利要求12所述的裝置，
18. 如權(quán)利要求17所述的裝置，至少-電子控制器件。
19. 如權(quán)利要求12所述的裝置, 印刷電路板組件(PCB或PCBA)。
20. 如權(quán)利要求12所述的裝置, 的觸頭引腳。
21. 如權(quán)利要求12所述的裝置， 個以上的分立的聚焦區(qū)。
22. 如權(quán)利要求12所述的裝置, 聚焦域。
23. 如權(quán)利要求12所述的裝置，
24. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于， 其特征在于，其特征在于， 其特征在于， 其特征在于，所述隔離層是滑環(huán)間隔件。 所述滑環(huán)間隔件具有適于所述接受體處于潮濕環(huán)境。 所述接口是電路。 還包括用于控制換能器的其特征在于，所述接口是印刷電路板或其特征在于，所述電連接器是彈性加載其特征在于，所述換能器具有兩個或兩其特征在于，所述換能器具有有缺陷的其特征在于， 其特征在于,所述裝置是一次性的。 所述電連接器設(shè)置在距離所述密封件的中心的特定半徑處，以匹配醫(yī)療系統(tǒng)的插座中的相應(yīng)一組連接 環(huán)。
25. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，還包括充滿惰性氣體的內(nèi)部。
26. —種滑環(huán)間隔件，包括由非導(dǎo)電和抗流體的材料形成的底部；貫通所述底部延伸的多個孔，所述孔可滑動地與多個電連接器配合； 從所述底部延伸出的一個或多個凸緣(脊)，所述凸緣被設(shè)置成將所述多 個孔分隔成多個單元。
27. 如權(quán)利要求26所述的間隔件，其特征在于，所述凸緣當(dāng)壓靠于滑環(huán) 時形成密封空間，所述密封空間基本上密封住流體流動。
28. 如權(quán)利要求26所述的間隔件，其特征在于，所述凸緣被配置成形成 同心環(huán)。
29. —種滑環(huán)間隔件，包括 由基本電絕緣和抗流體的材料形成的底部；從所述底部凸起的多個同心環(huán)形脊，所述脊形成中心環(huán)以及一個或多個同 軸通道；以及貫通所述底部延伸入所述中心環(huán)和至少一個同軸通道的多個孔。
30. 如權(quán)利要求29所述的間隔件，其特征在于，所述多個同心環(huán)形脊具 有不同的從所述底部延伸的高度。
31. 如權(quán)利要求29所述的間隔件，其特征在于，所述多個同心環(huán)形脊具 有不同的厚度。
32. 如權(quán)利要求29所述的間隔件，其特征在于，所述多個同心環(huán)形脊中 的至少一個具有間隙空間以實現(xiàn)兩個或兩個以上的同軸通道之間的連接。
33. 如權(quán)利要求29所述的間隔件，其特征在于，所述從底部凸起的脊是 可受壓的。
34. —種由電絕緣材料制成的可受壓滑環(huán)間隔件，包括 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)足夠密集以防止流體流過網(wǎng)蝤；以及 海綿狀結(jié)構(gòu)，所述海綿狀結(jié)構(gòu)足夠多孔以當(dāng)所述海綿狀結(jié)構(gòu)受壓時使流體流過所述海綿狀結(jié)構(gòu)；以及貫通所述海綿狀結(jié)構(gòu)延伸的至少一個孔，其中所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有分隔每個 孔的幅條，以當(dāng)所述間隔件受壓時防止流體在各孔之間流動，但當(dāng)所述間隔件 受壓時允許流體流過所述孔。
35. —種在潮濕環(huán)境下電氣通信的裝置，所述裝置包括具有對接插頭的可取下的電氣器件，所述對接插頭具有從所述設(shè)備延伸至 醫(yī)療系統(tǒng)的一個或多個電觸頭，所述對接插頭具有由電絕緣材料構(gòu)成的滑環(huán)間隔件并具有用于所述電觸頭以延伸通過所述滑環(huán)間隔件的一個或多個孔；在醫(yī)療系統(tǒng)上的接受體，所述接受體適于可取下地接納所述對接插頭，所 述接受體具有薄餅滑環(huán)以向可取下的電氣器件提供電信號；其中所述電觸頭匹配所述滑環(huán)焊區(qū)的徑向位置，且所述滑環(huán)間隔件匹配于 所述滑環(huán)以在所述對接插頭和所述接受體之間形成基本潮濕密封。
36. —種組裝滑環(huán)結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括將權(quán)利要求1所述的滑環(huán)間隔件設(shè)置在多個電觸頭附近，其中所述觸頭延伸通過所述底部的所述孔；使滑環(huán)配合于所述滑環(huán)間隔件，從而使所述滑環(huán)間隔件與所述滑環(huán)匹配以 形成潮濕密封的組件；以及使所述組件暴露于潮濕環(huán)境。
全文摘要
一種用于具有無鍵轉(zhuǎn)接器并能夠在潮濕環(huán)境下工作的超聲波醫(yī)療系統(tǒng)的可互換換能器。可互換換能器具有配合于醫(yī)療系統(tǒng)的換能器、超聲波換能器和附加電子器件以提供易于更換并在多種醫(yī)療場合使用的獨立插入件。還公布了一種滑環(huán)間隔件，這種用于薄餅式滑環(huán)的滑環(huán)間隔件具有底部和凸緣結(jié)構(gòu)以在薄餅式滑環(huán)的每個接觸環(huán)周圍形成一個或多個通道。通道在每個連接器周圍提供流體隔離以當(dāng)滑環(huán)沉浸于潮濕環(huán)境時幫助減少滑環(huán)的諸連接器焊點之間的電子器件串話和觸頭腐蝕。
文檔編號A61B8/14GK101677811SQ200880010134
公開日2010年3月24日 申請日期2008年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者J·R·克魯克爾頓 申請人:麥迪斯技術(shù)公司