一种用于超声理疗仪的矩阵式探头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及超声理疗仪设计技术领域，特别涉及一种用于超声理疗仪的矩阵式探头。
【背景技术】
[0002]目前超声理疗所用探头多是单波束的非聚焦探头，即使是可聚焦的凹面探头，其焦点也是固定不能变化的，所以要在人体表面下一定深度上有足够的超声波能量对人体组织发挥作用，必须使超声波的功率达到一定的水平。但当超声功率比较大时，又有人体浅表组织或部位等非病灶区域吸收的能量过多而导致组织损伤的风险，所以只能采用吸收率低或所谓半吸收层厚度大的低频超声波。
[0003]对于一维相控阵探头(这种探头在超声成像方面被普遍应用)，其偏转与聚焦原理如图1中所示，通过控制各个阵元的触发时间，可以让声束偏转不同的角度。其在长轴方向进行电子聚焦和扫描，焦点可调；在短轴方向采用几何聚焦，焦距不可调。
[0004]单波束探头无法针对不同病灶或部位的组织特性和皮下深度进行焦距的调整，而且为了使目标处接收到足够的超声波能量以达到治疗效果，必须有足够大的发射功率。
[0005]为了避免过大的超声波能量对皮肤和非病灶组织的损伤，系统的发射功率又必须限制在规定的安全范围内。这样带来的主要问题一个是皮下深处的病灶很难获得需要的能量强度，因而治疗效果始终不理想，同时非病灶组织又吸收了很多能量，使每次治疗的时间比较长而且两次治疗中间必须有足够的时间间隔，令非病灶组织机能恢复避免不可逆的损伤，从而大大增加了理疗疗程周期。
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【发明内容】
[0007]为了解决上述问题，本发明提供了一种用于超声理疗仪的矩阵式探头，包括有: 压电晶片阵，由若干晶片组成，这些晶片呈矩阵式分布；所述晶片与超声理疗仪主机相连，所述超声理疗仪主机发出的激励信号经由所述压电晶片阵转化为超声波，从而辐射到病患处。
[0008]匹配层，设置在所述压电晶片阵的一侧，所述压电晶片阵一侧辐射面发射的超声波能量穿过所述匹配层发射出去，所述匹配层用于提高超声的辐射效率；
背衬层，设置在所述压电晶片阵的另一侧，所述背衬层主要用于反射所述压电晶片阵另一侧辐射面发射的超声波能量。
[0009]较佳地，所述晶片可以采用圆形晶片。
[0010]较佳地，所述用于超声理疗仪的矩阵式探头还包括一壳体，所述壳体一端开口，所述背衬层、压电晶片阵和匹配层均设置在所述壳体内，且辐射面位于所述开口处。
[0011]较佳地，所述壳体上还设置有一与所述超声理疗仪主机相连的电缆，每个所述晶片的正负极通过电线与所述电缆连接。
[0012]较佳地，所述晶片采用压电陶瓷材料制成或压电单晶材料制成或压电复合材料制成。
[0013]较佳地，所述匹配层的阻抗介于所述晶片层的声阻抗和人体声阻抗之间。
[0014]本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:
1)本发明提供的用于超声理疗仪的矩阵式探头中，若干晶片呈矩阵式分布，既可以在与发射面垂直的方向上变焦，也可以同时在平行的方向变焦，即在仰角和方位角方向均能进行聚焦，从而大大扩大了探头的聚焦、扫描范围，实现针对人体不同部位或病灶进行低强度能量聚焦式治疗，提高治疗的效果，更方便快捷；
2)本发明提供的用于超声理疗仪的矩阵式探头，通过在晶片层和人体之间设置一匹配层，且使得匹配层的阻抗介于晶片层声阻抗和人体声阻抗之间，提高辐射效率，使得更多的超声波能量进入到人体内用于理疗，从而大大的提高了工作效率和理疗效果；
3)本发明提供的用于超声理疗仪的矩阵式探头，通过设置背衬层，使得晶片层背对壳体开口的一侧发射的能量大部分被背衬层反射，且射向壳体开口一侧，从而加强了发射到人体上的超声波能量，有效的提高了理疗效果。
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【附图说明】
[0016]结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中:
图1为现有技术中平面单波束探头的偏转与聚焦原理图；
图2为本发明提供的矩阵式探头的结构示意图；
图3为本发明中晶片层的结构示意图；
图4为本发明矩阵式探头的偏转与聚焦原理图。
[0017]符号说明:
1-晶片层 101-晶片
2-匹配层
3-背衬层
4-壳体
5-电线
6-电缆。
【具体实施方式】
[0018]参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以通过许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。
[0019]参照图2-图4，本发明提供了一种矩阵式探头，主要是针对临床超声理疗用途开发的，其与超声理疗仪结合使用；相比现有技术中超声理疗仪使用的平面单波束探头或凹面单波束探头而言，本发明提供的矩阵式探头的超声能量聚焦效果更好、病灶或部位针对性更强，而且操作更简单方便，具有安全性高、适用性广等特点。
[0020]具体的，该矩阵式探头包括有一壳体4、压电叠层和电缆6，压电叠层包括压电晶片阵1、背衬层3和匹配层2 ;壳体4 一端开口，电缆6与超声理疗仪主机相连。如图3中所示，其中压电晶片阵I上设置有若干晶片101，且这些晶片呈矩阵式分布；压电晶片阵I上晶片101的行数和列数的设置此处均不作限制，可根据具体情况来进行调整。晶片101可以采用压电陶瓷材料、压电单晶材料、压电复合材料等制作而成，此处不作限制；每个晶片101的正负极均通过电线5与壳体4另一端的电缆6连接；每个晶片101均通过电缆6与超声理疗仪主机相连接，主机将激励信号传递到每个晶片101上，并通过晶片101将电信号转换为超声波，从而来进行超声理疗。
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