專利名稱：一種聚焦超聲波波源的制作方法
技術領域：
發(fā)明領域本實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)治療機的波源。
背景技術：
目前，體外高能聚焦超聲波治療裝置一般由下述幾個部分構成用以產(chǎn)生高能聚焦超聲波的高能聚焦超聲波波源及驅動電路；用于尋找治療目標并將其移至超聲換能器焦點處的定位系統(tǒng)，其包括一個醫(yī)用影象系統(tǒng)(多為B超機)，一個承載患者的裝置(例如床面)，及將這個裝置與波源間作空間相對位移的位移系統(tǒng)；高能超聲波傳導結構及傳導介質處理系統(tǒng)，由于高能聚焦超聲波適用的超聲波必須通過特殊傳導介質(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容納傳導介質的結構(如水槽、水囊等)以及加入、排出傳導介質及對介質進行處理的裝置。
體外高能聚焦超聲波治療機的上述幾個構成部分中，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。在此，將其發(fā)射面外緣直徑稱為“孔徑”，外緣直徑兩端點到焦點連線的夾角稱為“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)品面對的最主要的問題。對高能聚焦超聲波治療機的大量研究和實踐證明，高能聚焦超聲在焦點處獲得足夠高的聲強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路徑上對人體的損傷卻并不容易。解決這個問題是高能聚焦超聲波治療成敗、優(yōu)劣的關鍵。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，要么會使患者產(chǎn)生明顯疼痛，造成路徑損傷，要么不能在焦點處獲得足夠高的聲強和溫度以殺滅生物組織。
采用焦點前方3-5cm超聲通過路徑范圍內(nèi)最大聲壓與焦點聲壓的百分比值(下文中簡稱為“徑焦聲壓比”)作為評價聚焦性能的指標(該比值愈小聚焦性能愈好)，來研究孔徑角對該項比值的影響。實踐證實，孔徑角較小時，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，使聚焦超聲在焦點處獲得足夠高的聲強和溫度，從而殺滅生物組織，同時還可避免或盡量減少超聲傳導路徑上對人體的損傷。
為了實現(xiàn)上述目的，本實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，其中，其聚焦部件的外緣直徑兩端點到焦點連線的夾角在50°-120°的范圍內(nèi)。
優(yōu)選是，聚焦部件的外緣直徑兩端點到焦點連線的夾角在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°。
本實用新型的超聲波源經(jīng)測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處獲得足夠高的聲強和溫度，從而殺滅生物組織，同時還可避免或盡量減少超聲傳導路徑上對人體的損傷，使患者的疼痛明顯減輕。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行說明。
圖1是本實用新型的聚焦超聲波波源的一種實施例的示意圖，其采用的聚焦方式為球面自聚焦；圖2是本實用新型的聚焦超聲波波源的另一種實施例的示意圖，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用新型的聚焦超聲波波源的結構原理圖，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F，其中，其聚焦部件1的外緣直徑兩端點到焦點連線的夾角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到焦點連線的夾角(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。
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)本實用新型的超聲波源經(jīng)測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處獲得足夠高的聲強和溫度，從而殺滅生物組織，同時還可避免或盡量減少超聲傳導路徑上對人體的損傷，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，其特征在于，其聚焦部件(1)的外緣直徑兩端點到焦點連線的夾角α在50°-120°的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求1所述的聚焦超聲波波源，其特征在于，所述的聚焦部件(1)的外緣直徑兩端點到焦點連線的夾角α在60°以下直至50°的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權利要求2所述的聚焦超聲波波源，其特征在于，所述的聚焦部件(1)的外緣直徑兩端點到焦點連線的夾角α為56°。
4.根據(jù)權利要求1所述的聚焦超聲波波源，其特征在于，所述的聚焦部件(1)的外緣直徑兩端點到焦點連線的夾角α在60°以上直至120°的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權利要求4所述的聚焦超聲波波源，其特征在于，所述的聚焦部件(1)的外緣直徑兩端點到焦點連線的夾角α為110°。
6.根據(jù)權利要求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,其中,其聚焦部件的外緣直徑兩端點到焦點連線的夾角α在50°-120°的范圍內(nèi)。本實用新型的超聲波源經(jīng)測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處獲得足夠高的聲強和溫度,從而殺滅生物組織,同時還可避免或盡量減少超聲傳導路徑上對人體的損傷,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A61N7/00GK2503914SQ0127026
公開日2002年8月7日 申請日期2001年11月5日 優(yōu)先權日2001年11月5日
發(fā)明者何申戌, 于晉生, 蘭江, 吳曉東 申請人:北京源德生物醫(yī)學工程股份有限公司