ИНТЕГРИРОВАННАЯ СБОРКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТЕРАПИИ Российский патент 2009 года по МПК A61N7/00 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к компонентам оборудования для ультразвуковой терапии. В частности настоящее изобретение относится к преобразователю, который используется в оборудовании для ультразвуковой терапии.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В клинических применениях оборудования для ультразвуковой терапии очень важно уменьшить объем и вес оборудования, включая полный вес и объем оборудования и вес и объем каждого компонента оборудования, в частности, сборки преобразователя. Существующие преобразователи для ультразвуковой терапии показаны на фигурах 1 и 2. Как показано на этих фигурах, модуль усиления мощности 1 существующего оборудования для ультразвуковой терапии установлен отдельно от терапевтического преобразователя 5, и модуль усиления мощности соединен с терапевтическим преобразователем 5 кабелем 3. Эта конструкция имеет большой размер и вес, и она затрудняет передачу сигнала и согласование сопротивлений компонентов. Раздельная установка модуля усиления мощности 1 и терапевтического преобразователя 5 приводит к тому, что высокочастотные и силовые электрические сигналы передаются на терапевтический преобразователь 5 по кабелю 3. Если параметры кабеля 3 выбраны неудачно или если кабель 3 является слишком длинным, это приводит к электромагнитному излучению в окружающую среду.

Раздельная установка терапевтического преобразователя и модуля усиления мощности приводит к тому, что оборудование ультразвуковой терапии имеет большой объем, и каждый компонент должен быть установлен отдельно. Такая конструкция вызывает ряд проблем при технической разработке и обслуживании этой системы. Поскольку сопротивление и акустическая эффективность излучения каждого терапевтического преобразователя различны, раздельная установка делает вопрос совместимости и взаимозаменяемости терапевтического преобразователя и модуля усиления мощности весьма трудной задачей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является решение вышеупомянутой задачи при установке терапевтического преобразователя отдельно от модуля усиления мощности и обеспечение интегрированной сборки преобразователя для ультразвуковой терапии, соответственно, чтобы преодолеть недостатки установки терапевтического преобразователя отдельно от модуля усиления мощности и улучшить согласование сопротивлений терапевтического преобразователя и модуля усиления мощности, постоянство и взаимозаменяемость электромагнитной совместимости и уменьшить объем терапевтического оборудования.

Настоящее изобретение обеспечивает интегрированную сборку преобразователя ультразвуковой терапии. Устройство включает пьезоэлектрический преобразователь, генерирующий терапевтический ультразвук, опору для крепления пьезоэлектрического преобразователя и модуль усиления мощности для управления пьезоэлектрическим преобразователем. При этом модуль усиления мощности и пьезоэлектрический преобразователь установлены в корпусе терапевтического преобразователя.

Модуль усиления мощности может быть установлен с задней стороны пьезоэлектрического преобразователя и располагаться на стороне, противоположной излучающей поверхности пьезоэлектрического преобразователя. Излучающая поверхность модуля усиления мощности расположена вблизи или на корпусе сборки терапевтического преобразователя и, соответственно, корпус интегрированной сборки терапевтического преобразователя используется как излучающая плата модуля усиления мощности,

Между излучающей поверхностью модуля усиления мощности и пьезоэлектрическим преобразователем сформирован канал, по которому может протекать охлаждающаяся жидкость с тем, чтобы циркулирующая охлаждающая жидкость, входящая в корпус терапевтического преобразователя, могла бы быть использована для охлаждения модуля усиления мощности.

Поперечное сечение модуля усиления мощности интегрированной сборки преобразователя для ультразвуковой терапии может иметь круглую форму, приспособленную к форме корпуса терапевтического преобразователя.

Модуль усиления мощности интегрированной сборки преобразователя для ультразвуковой терапии включает компоненты преобразования сопротивления в виде высокочастотного трансформатора, конденсатора и индуктора.

Кабели интегрированной сборки преобразователя для ультразвуковой терапии включают два провода питания, один коаксиальный кабель и два или несколько кабелей цепей управления.

Пьезоэлектрический преобразователь может иметь плоские пьезоэлектрические кристаллы или пьезоэлектрические кристаллы самофокусировки. Акустические лучи, излучаемые пьезоэлектрическим преобразователем, могут быть сфокусированы акустическими линзами. Пьезоэлектрический преобразователь может быть выполнен как фазированная антенная решетка или как многоэлементная антенная решетка.

Преимущества интегрированной сборки преобразователя для ультразвуковой терапии по настоящему изобретению состоят в следующем:

1) минимальный размер оборудования для ультразвуковой терапии и его малый объем и вес;

2) значительное ослабление электромагнитных помех и излучения;

3) обеспечение постоянства характеристик оборудования для ультразвуковой терапии при массовом производстве и создание взаимозаменяемости оборудования для ультразвуковой терапии.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фигура 1 - схема секций известных преобразователей для ультразвуковой терапии, иллюстрирующая инсталляционную связь между преобразователем и модулем усиления мощности.

Фигура 2 - схема секций существующего преобразователя для ультразвуковой терапии, иллюстрирующая инсталляционную связь между преобразователем и модулем усиления мощности.

Фигура 3 - схема, иллюстрирующая инсталляционную связь между преобразователем для ультразвуковой терапии и модулем усиления мощности.

Фигура 4 - схема, иллюстрирующая инсталляционную связь между преобразователем для ультразвуковой терапии и модулем усиления мощности.

Фигура 5 - схема, иллюстрирующая инсталляционную связь между преобразователем для ультразвуковой терапии и модулем усиления мощности.

Цифровые обозначения на этих фигурах приведены ниже:

1 - модуль усиления мощности

2 - блок управления

3 - кабель

4 - пьезоэлектрический преобразователь

5 - корпус терапевтического преобразователя

6 - акустическая линза

7 - интерфейс модуля усиления мощности

8 - разделительная плата

9 - вход охлаждающей жидкости

10 - выход охлаждающей жидкости

12 - выходной кабель модуля усиления мощности

13 - радиатор

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА

Ниже описываются предпочтительные варианты настоящего изобретения.

На фигуре 3 показан один из вариантов настоящего изобретения. Данная сборка включает модуль усиления мощности 1, пьезоэлектрический преобразователь 4, корпус 5, акустическую линзу 6, входной интерфейс модуля усиления мощности 7, выходной кабель модуля усиления мощности 12 и радиатор 13. Пьезоэлектрический преобразователь 4, генерирующий терапевтические ультразвуковые волны, и акустическая линза 6 склеены вместе. Акустическая линза 6 установлена на корпусе терапевтического преобразователя 5. Модуль усиления мощности 1 установлен на задней стенке пьезоэлектрического преобразователя 4, и он расположен на стороне, противоположной излучающей поверхности пьезоэлектрического преобразователя 4. Излучающая поверхность модуля усиления мощности 1 соединена с корпусом терапевтического преобразователя 5 и, соответственно, корпус терапевтического преобразователя 5 используется как излучающая плата модуля усиления мощности 1. Теплота, создаваемая модулем усиления мощности 1, излучается радиатором 13 и корпусом терапевтического преобразователя 5.

Выходной кабель модуля усиления мощности 12 подключен к двум электродам пьезоэлектрического преобразователя 4.

Входной интерфейс модуля усиления мощности 7 служит для ввода внешних управляющих сигналов и электропитания устройства. Он расположен у основания или на стенке интегрированной сборки преобразователя для ультразвуковой терапии.

Поперечный разрез модуля усиления мощности 1 является круглым и соответствует форме корпуса терапевтического преобразователя 5.

На фигуре 4 представлен второй вариант настоящего изобретения. Здесь указанная сборка включает модуль усиления мощности 1, пьезоэлектрический преобразователь 4, корпус терапевтического преобразователя 5, акустическую линзу 6, входной интерфейс модуля усиления мощности 7, вход охлаждающей жидкости 9, выход охлаждающей жидкости 10, выходной кабель модуля усиления мощности 12 и радиатор 13. Пьезоэлектрический преобразователь 4, генерирующий терапевтические ультразвуковые волны, и акустическая линза 6 соединены вместе с помощью клея. Акустическая линза 6 установлена на корпусе терапевтического преобразователя 5. Модуль усиления мощности 1 установлен на задней стороне пьезоэлектрического преобразователя 4 и расположен на противоположной стороне излучающей поверхности пьезоэлектрического преобразователя 4. Канал, по которому может протекать охлаждающая жидкость, сформирован между излучающей поверхностью модуля усиления мощности 1 и пьезоэлектрическим преобразователем 4. По направлению стрелки, показанной на фигуре 4, поток охлаждающей жидкости от входного отверстия 9 поступает в интегрированный преобразователь для ультразвуковой терапии для охлаждения модуля усиления мощности 1 и затем вытекает через выходное отверстие 10. Указанная охлаждающая жидкость может быть циркулирующим газом или жидкостью.

Выходной кабель модуля усиления мощности 12 соединен с двумя электродами пьезоэлектрического преобразователя 4.

Входной интерфейс модуля усиления мощности 7 используется для ввода внешних управляющих сигналов и электропитания. Он расположен у основания или со стороны интегрированной сборки преобразователя для ультразвуковой терапии.

Модуль усиления мощности 1 имеет круглую форму и соответствует форме корпуса терапевтического преобразователя 5 с тем, чтобы эффективно использовать свободное пространство.

На фигуре 5 показан третий вариант настоящего изобретения. Здесь сборка включает модуль усиления мощности 1, пьезоэлектрический преобразователь 4, корпус терапевтического преобразователя 5, входной интерфейс модуля усиления мощности 7, разделительную плату 8, вход охлаждающей жидкости 9, выход охлаждающей жидкости 10, выходной кабель модуля усиления мощности 12 и радиатор 13. Устройство включает разделительную плату 8 внутри пьезоэлектрического преобразователя 4 и модуль усиления мощности 1. Эта плата разделяет интегрированную сборку преобразователя для ультразвуковой терапии на две части. Как показано стрелкой на фигуре 5, поток охлаждающей жидкости из входного отверстия 9 поступает в нижнюю часть интегрированного преобразователя для ультразвуковой терапии для охлаждения модуля усиления мощности 1 и затем вытекает через выходное отверстие 10. Указанная охлаждающая жидкость может быть циркулирующим газом или жидкостью. Остальные компоненты фигуры 5 аналогичны компонентам на фигуре 4, и они здесь не повторяются.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для ультразвуковой терапии. Сборка включает пьезоэлектрический преобразователь, генерирующий терапевтический ультразвук, опору для его крепления, модуль усиления мощности для управления пьезоэлектрическим преобразователем. Модуль усиления мощности и пьезоэлектрический преобразователь установлены в корпусе терапевтического преобразователя. Между излучающей поверхностью модуля усиления мощности и пьезоэлектрическим преобразователем сформирован канал для протекания охлаждающей жидкости, причем модуль усиления мощности установлен со стороны пьезоэлектрического преобразователя, противоположной его излучающей поверхности, а излучающая поверхность модуля усиления мощности связана с корпусом сборки терапевтического преобразователя, который используется как излучающая поверхность модуля усиления мощности. Использование изобретения позволяет уменьшить объем и вес оборудования для ультразвуковой терапии, значительно ослабить электромагнитные помехи и излучение во внешнюю среду, а также обеспечить постоянные рабочие характеристики оборудования для ультразвуковой терапии при его массовом производстве. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Интегрированная сборка преобразователя для ультразвуковой терапии, включающая пьезоэлектрический преобразователь, генерирующий терапевтический ультразвук, опору для крепления пьезоэлектрического преобразователя, модуль усиления мощности для управления пьезоэлектрическим преобразователем, в котором модуль усиления мощности и пьезоэлектрический преобразователь установлены в корпусе терапевтического преобразователя, причем между излучающей поверхностью модуля усиления мощности и пьезоэлектрическим преобразователем сформирован канал для протекания охлаждающей жидкости, причем модуль усиления мощности установлен со стороны пьезоэлектрического преобразователя, противоположной его излучающей поверхности, а излучающая поверхность модуля усиления мощности связана с корпусом сборки терапевтического преобразователя, который используется как излучающая поверхность модуля усиления мощности.

2. Интегрированная сборка по п.1, в которой поперечный разрез указанного модуля усиления мощности имеет круглую форму и приспособлен к форме корпуса терапевтического преобразователя.

3. Интегрированная сборка по п.1, в которой указанный пьезоэлектрический преобразователь представляет собой плоский пьезоэлектрический кристалл.

4. Интегрированная сборка по п.3, в которой излучение ультразвуковых волн от указанного пьезоэлектрического преобразователя сфокусировано акустической линзой.

5. Интегрированная сборка по п.1, в которой указанный пьезоэлектрический преобразователь представляет собой пьезоэлектрический кристалл с самофокусировкой.

6. Интегрированная сборка по п.1, в которой указанный пьезоэлектрический преобразователь представляет собой преобразователь с фазовой решеткой для использования при ультразвуковой терапии.

7. Интегрированная сборка по п.1, в котором указанный пьезоэлектрический преобразователь представляет собой многоэлементный преобразователь для использования при ультразвуковой терапии.