專利名稱：一種環形自聚焦超聲波換能器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種超聲波換能器，特別涉及一種環形自聚焦超聲波換能器。
背景技術：
利用超聲進行減肥的技術在近年來得到重視，其原理是在人體脂肪層外部，利 用超聲發射器將超聲波振動能量通過人體表皮輸送到脂肪層，人體脂肪在高頻劇烈 振動的同時被有效地"燃燒掉"。
這一方法能夠有效的減少患者的痛苦，但是，由于超聲波在傳輸的過程中，其 傳輸通道經過的人體組織也受到超聲波高頻振動的作用而受到可能的損傷。已有多 家公司和研究小組嘗試利用聚焦超聲的技術，將人體外超聲換能器發射的能量通過 體外聚焦的方式發射到待去除的脂肪組織中，使得脂肪組織吸收大量的能量，而不 希望受到損傷的人體組織只接受到小劑量的超聲波能量的照射。聚焦超聲的采用有 效的減少超聲波傳輸通道上的超聲作用效應，提高了需要去除的脂肪組織上的超聲 "燃燒"能量，但同時帶來了另一個問題，聚焦的結果使超聲對脂肪作用的有效面 積減小了，聚焦換能器要長時間工作才能將一定面積的脂肪去除，這就要求換能器、 匹配層及整個聲通路具有良好的散熱性能。較為常用的采用透鏡聚焦的換能器，超 聲在通過透鏡時會有一定的損耗，如圖1所示。而且這種結構壓電陶瓷和聲透鏡之 間采用膠粘劑粘接，長時間工作容易振動開裂，如圖2所示。采用球面壓電陶瓷片 自聚焦方式，通過脫氣水做聲源與人體的耦合劑，可以提高超聲的透射效率，現有 這種換能器的脫氣水循環多采用如圖3所示的結構。由于減肥塑型需要換能器較長 時間工作，由于超聲空化效應的存在，即使是使用脫氣水，也難免會產生少量氣泡， 一定時間后氣泡積累形成如圖4所示的模型，會嚴重影響超聲的發射，甚至造成換 能器的損壞。目前采用聚焦超聲波換能器用于減肥塑型比較重要的公司，例如以色 列的Ultrashape公司，如其專利US6,607,498 B2所述，也沒提出有效的解決散熱問 題的辦法。

實用新型內容
為解決現有技術的減肥過程中換能器的發熱問題，本實用新型提供的一種環形 自聚焦超聲波換能器，包括導線IO、分流三通ll、及同軸設置的橡膠罩l、前蓋2、后蓋4、安裝環5、壓電陶瓷片22、電極片20、中空螺柱18、螺母19和分流管 23。
所述壓電陶瓷片22呈中心開孔的圓環形球面體，壓電陶瓷片22的外環嵌合于 安裝環5的內壁中；所述安裝環5嵌套于后蓋4內，后蓋4的開口端通過螺紋連接 有前蓋2，所述前蓋2為錐形殼體，前蓋2的錐形口處套有橡膠罩1;所述橡膠罩l、 前蓋2、安裝環5與壓電陶瓷片22形成一封閉腔室。
所述中空螺柱18的下端口向外設有凸緣，在所述凸緣自下向上依次套設的壓電 陶瓷片22、電極片20、后蓋4及螺母19，通過螺母19和中空螺柱18將壓電陶瓷片 22、電極片20、后蓋4壓緊固定，提供了一種新穎的壓接供電方式。
所述分流三通ll的下端螺紋孔采用由外到內逐漸變小的三級臺階孔結構，所述 中空螺柱18的上端通過螺紋與三級臺階孔的最大一階連接；所述分流管23穿過中 空螺柱18， 一端通往封閉腔室，另一端內嵌于分流三通ll的三級臺階孔的最小一階 的孔內，與分流三通11的進水螺紋孔連通，形成進水通路；中空螺柱18與分流管 23之間的間隙、三級臺階孔的第二階及分流三通ll的出水螺紋孔形成出水通路。通 過中空螺柱18、分流三通11和分流管23三個關鍵部件，建立了一種新型的換能器 水循環方式；各需要密封的連接處都使用硅橡膠O型圈。
所述導線10分別與電極片20和后蓋4連接。
其中，所述進水螺紋孔和出水螺紋孔通過分別裝有管接頭14，管接頭14外接有 硅膠管15。
其中，還包括中空手柄13，所述中空手柄13的一端與后蓋4螺紋連接，另一端 套有護套16;所述的分流三通11、硅膠管15及導線IO位于中空手柄13內，護套 16將硅膠管15及導線10包住，這樣無論是將換能器安裝到三維治療平臺上使用， 還是手持使用，都保證后面管線的良好柔性，避免交叉打結等不便。
其中，所述導線10的中心軸線端與電極片20焊接，護套線端焊接有接線端子8， 通過螺釘9壓緊到后蓋4上。
其中，所述橡膠罩l采用生物兼容性良好的硅橡膠材料制成，為一次性使用。
其中，所述前蓋2采用透明有機材料制成，控制治理焦點的距離。
其中，所述導線10采用BNC型同軸電纜。
本實用新型優點在于
1、本實用新型提供的環形自聚焦超聲波換能器，由于采用了球面環形自聚焦壓 電陶瓷片，較使用透鏡聚焦的換能器有更高的效率，環形結構最大限度的利用了有效發射面積。
2、 本實用新型提供的環形自聚焦超聲波換能器選用新型水循環方式，使超聲順 利通過脫氣水耦合入人體的同時，又保證了進出水可以循環到整個錐形腔體，有效 利用了最大的散熱面積，有利于換能器的迅速散熱，值得注意的是，進水通路要走 分流管，出水經過分流管與中空螺柱間的空隙，這樣在保證最大循環體積的同時， 可以帶走超聲工作時由于空化作用在水中形成的少量氣泡。
3、 本實用新型提供的環形自聚焦超聲波換能器采用壓接供電方式，避免了傳統 的焊接供電的焊點脫落問題，使換能器具有更長的使用壽命。
4、 本實用新型提供的環形自聚焦超聲波換能器采用的硅橡膠0型圈具有優良的 耐熱耐老化性能，也避免了使用膠粘劑粘接造成的換能器維護和維修不便。
5、 本實用新型提供的環形自聚焦超聲波換能器采用有機玻璃等透明性好的材料 制成的錐形殼前蓋，方便了治療前換能器超聲發射、焦點測量、水循環等的調試， 根據需要的焦點位置，可以把前蓋錐體加工成不同高度，用于調整超聲焦點相對皮 膚的位置，來決定治療的脂肪組織深度。
6、 本實用新型提供的環形自聚焦超聲波換能器的前蓋端部的橡膠套為與受治人 體直接接觸的部件，具有良好的透聲性能和生物兼容性能，是一種一次性使用的耗 材，能夠使經過脫氣水通路傳遞來的超聲順利進入人體組織，具有良好的皮膚接觸 感，也避免了需要重復使用可能帶來的交叉感染。
7、 本實用新型提供的環形自聚焦超聲波換能器的手柄后端套有薄壁硅橡膠護 套，包住電纜和進出水管，這樣無論是將換能器安裝到三維治療平臺上使用，還是 手持使用，都保證后面管線的良好柔性，避免交叉打結等不便。


圖l是現有技術透鏡方式聚焦的結構及聲通路示意圖2是現有技術透鏡方式聚焦的結構開裂示意圖3是現有技術聚焦換能器脫氣水循環結構示意圖4是現有技術脫氣水循環容易產生空化氣泡積累的結構示意圖5是本實用新型環形自聚焦超聲波換能器的結構剖示圖6是本實用新型環形自聚焦超聲波換能器的循環水系統細節視圖7是本實用新型環形自聚焦超聲波換能器的陶瓷連接部分細節視圖8是本實用新型環形自聚焦超聲波換能器的水循環結構示意圖9是本實用新型采用的環形球面自聚焦壓電陶瓷片結構圖。附圖標識
1、橡膠罩2、目u蓋3、前蓋O型圈
4、后蓋5、安裝環6、安裝環O型圈
7、絕緣墊8、接線端子9、螺釘
10、導線11、分流三通12、橡膠塞
13、中空手柄14、管接頭15、硅膠管
16、護套17、三通o型圈18、中空螺柱
19、螺母20、電極片21、絕緣墊O型圈
22、壓電陶瓷片23、分流管
具體實施方式
本實施例提供的用于減肥的環形自聚焦超聲波換能器，如圖5 圖8所示，采用 的壓電陶瓷片22為中間有孔的球面環形結構(如圖9所示)，其外環嵌入于安裝環5 中，中空螺柱18穿過壓電陶瓷片22的內環，自下向上依次套有安裝環0型圈21、 電極片20、絕緣墊7、后蓋4和螺母19，通過螺母19和中空螺柱18將二者之間的 零件包括壓電陶瓷片22連接固定。后蓋4的下面通過螺紋連接有前蓋2，兩者之間 通過前蓋0型圈3保證密封，前蓋錐形口處套有橡膠罩1。如圖8所示，中空螺柱 18上端通過螺紋連接有分流三通11，兩者間壓有密封用的三通O型圈，分流三通 11上面左右兩個螺紋孔都擰有管接頭14，左右兩側的工藝孔使用橡膠塞12堵住， 下側是由大漸小的三級臺階孔，分流管23粘接在最小級孔內，上端和孔底#一定距 離，保證管內和左側管接頭14連通，形成進水通路。硅膠管15套在管接頭14上， 中空手柄13下端與后蓋4螺紋連接，上端套有護套16。導線10為BNC型同軸電纜， 軸線與電極片20焊接，護套線端焊接有接線端子8，通過螺釘9壓緊到后蓋4上。
權利要求1、一種環形自聚焦超聲波換能器，其特征在于，包括導線(10)、分流三通(11)、同軸設置的橡膠罩(1)、前蓋(2)、后蓋(4)、安裝環(5)、中空螺柱(18)、螺母(19)、電極片(20)、壓電陶瓷片(22)和分流管(23)；所述壓電陶瓷片(22)呈中心開孔的圓環形球面體，壓電陶瓷片(22)的外環嵌合于安裝環(5)的內壁中；所述安裝環(5)嵌套于后蓋(4)內，后蓋(4)的開口端通過螺紋連接有前蓋(2)，所述前蓋(2)為錐形殼體，前蓋(2)的錐形口處套有橡膠罩(1)；所述橡膠罩(1)、前蓋(2)、安裝環(5)與壓電陶瓷片(22)形成一封閉腔室；所述中空螺柱(18)的下端口向外設有凸緣，在所述凸緣自下向上依次套設壓電陶瓷片(22)、電極片(20)、后蓋(4)及螺母(19)，通過螺母(19)和中空螺柱(18)將壓電陶瓷片(22)、電極片(20)和后蓋(4)壓緊固定；所述分流三通(11)的下端采用由外到內逐漸變小的三級臺階孔結構，所述中空螺柱(18)的上端通過螺紋與三級臺階孔的最大一階連接；所述分流管(23)穿過中空螺柱(18)，一端通往封閉腔室，另一端內嵌于分流三通(11)的三級臺階孔的最小一階的孔內，與分流三通(11)的進水螺紋孔連通，形成進水通路；中空螺柱(18)與分流管(23)之間的間隙、三級臺階孔的第二階及分流三通(11)的出水螺紋孔形成出水通路；所述導線(10)分別與電極片(20)和后蓋(4)連接。
2、 根據權利要求l所述的環形自聚焦超聲波換能器，其特征在于，所述進水螺 紋孔和出水螺紋孔通過分別裝有管接頭(14)，管接頭(14)外接有硅膠管(15)。
3、 根據權利要求2所述的環形自聚焦超聲波換能器，其特征在于，還包括中空 手柄(13)，所述中空手柄(13)的一端與后蓋(4)螺紋連接，另一端套有護套(16); 所述的分流三通(11)、硅膠管(15)及導線(10)位于中空手柄(13)內，護套(16) 將硅膠管(15)及導線(10)包住。
4、 根據權利要求1所述的環形自聚焦超聲波換能器，其特征在于，所述導線(10) 的一條軸線與電極片(20)焊接，另一軸線的護套線端焊接有接線端子(8)，通過 螺釘(9)壓緊到后蓋(4)上。
5、 根據權利要求l所述的環形自聚焦超聲波換能器，其特征在于，所述橡膠罩 (1)采用硅橡膠材料制成。
6、 根據權利要求1所述的環形自聚焦超聲波換能器，其特征在于，所述前蓋(2)采用透明有機材料制成。
7、根據權利要求1所述的環形自聚焦超聲波換能器，其特征在于，所述導線(10) 采用BNC型同軸電纜。
專利摘要本實用新型涉及一種環形自聚焦超聲波換能器，該超聲換能器的自聚焦陶瓷片呈中心開孔的圓環形球面體，該陶瓷片的外環由環氧樹脂模壓嵌入固定，其內環由中空的銅螺柱和環氧樹脂螺母擰緊固定；通過分流三通、中空螺柱及分流管組成特有的循環水系統；通過螺母和中空螺柱將壓電陶瓷片、電極片、后蓋壓緊固定，形成壓接供電方式。本實用新型采用環形球面自聚焦方法，與使用聲透鏡的平面陶瓷換能器相比，具有小焦域高能量的特點；中空螺柱安裝方法的應用，保證了換能器工作時候的脫氣水循環，結構簡單，安裝使用方便。
文檔編號A61B18/00GK201369686SQ20082023394
公開日2009年12月23日 申請日期2008年12月30日 優先權日2008年12月30日
發明者于晉生, 孫德興, 春 李, 靈 肖, 費興波, 雒自清 申請人:北京奧麥特科技有限公司