用于修改背衬的方法和系统与流程

本文所公开的主题的实施方案涉及用于医疗设备的换能器探头。

背景技术：

1、换能器探头用于各种应用中，以将能量从物理形式转换成电形式。例如，换能器探头可包括压电材料，当在该材料上施加机械应力或应变时，该压电材料可以谐振频率振动。可由振动压电材料生成声学信号，该声学信号可从换能器探头的前端传输。为了吸收和衰减在远离换能器探头的前端的方向上(诸如朝向换能器探头的后端)散射的声能，背衬可被包括在换能器探头的声学叠层中。背衬可相对于信号传播方向布置在压电材料后面，并且可由抑制散射声能的材料形成，从而减少声能的回响并且减轻对换能器探头处的信号接收的干扰。

技术实现思路

1、在一个实施方案中，一种探头包括具有多孔基质和一个或多个热管理结构的增材制造的背衬。该多孔基质可衰减声能，并且该一个或多个热管理结构可使得热能够从该探头的前部传递到该探头的后部。因此，该背衬可根据特定探头类型和应用而容易地优化，并且降低制造的成本和复杂性。

2、应当理解，提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的具体实施。

技术特征：

1.一种探头(1500)，所述探头包括：

2.根据权利要求1所述的探头，其中所述多孔基质(302)具有非均质结构，并且其中通过在所述多孔基质的制作期间改变激光通过功率、打印速度、打印方向、打印角度、打印影线和打印取向中的一者或多者来修改所述多孔基质的孔的均匀性、大小、形状和间距。

3.根据权利要求1所述的探头(1500)，其中所述至少一种填料(908)包括有损耗环氧树脂、有机硅、散射颗粒和相变材料中的一者或多者，并且其中所述至少一种填料修改所述多孔基质(302)的声学衰减和热导率中的一者或多者。

4.根据权利要求3所述的探头(1500)，其中所述相变材料在固体与液体之间转变，并且其中所述相变材料的相变温度在30℃至50℃的范围内。

5.根据权利要求1所述的探头(1500)，其中所述一个或多个热管理结构包括所述多孔基质(302)的孔，并且其中改变所述多孔基质的孔形状、孔大小、孔密度和总孔隙率中的一者或多者会改变所述多孔基质的热导率。

6.根据权利要求1所述的探头(1500)，其中所述一个或多个热管理结构(502)包括与所述多孔基质(302)连续和接续的至少一个支撑结构，并且其中所述至少一个支撑结构和所述多孔基质形成单个集成单元。

7.根据权利要求6所述的探头(1500)，其中所述至少一个支撑结构由具有高热导率的材料形成，并且包括外壁(402)、内部内含物(502)和散热器(1104)中的一者或多者，并且其中所述内部内含物被嵌入在所述多孔基质(302)中并且修改所述多孔基质的声学衰减和热导率两者。

8.根据权利要求1所述的探头(1500)，其中所述多孔基质(302)由铝、氮化铝、铜、钛、钨、金属合金和不锈钢中的一者或多者形成。

9.根据权利要求1所述的探头(1500)，其中所述增材制造的背衬(200)被形成为近净形状，并且其中当所述增材制造的背衬被形成为所述近净形状时，所述增材制造的背衬的机加工和/或研磨被最小化以实现最终净形状。

10.一种用于制造换能器探头(1500)的方法，所述方法包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述目标声学衰减在3mhz下为至少10db/mm，并且所述目标热导率为至少20w/m·k。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述目标热导率为至少40w/m·k。

13.根据权利要求10所述的方法，其中当所述至少一个结构元件提供所述目标热导率时，所述至少一个结构元件包括用于填充所述背衬(200)的多孔基质(302)和/或对其进行排气的端口(906)。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少一个结构元件包括所述背衬(200)的多孔基质(302)的孔、连续地联接到所述多孔基质的外壁(402)、嵌入在所述多孔基质中的一个或多个内部内含物(502)以及连续地联接到所述外壁和所述多孔基质中的至少一者的散热器(1104)。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述外壁(402)至少部分地包围所述多孔基质(302)并在所述多孔基质周围传递热，并且所述一个或多个内部内含物(502)沿着信号传播方向(101)延伸穿过所述多孔基质(302)，并且其中改变所述一个或多个内部内含物的几何形状、密度、材料和取向会修改所述多孔基质的声学衰减和热导率。

技术总结
提供了用于医疗设备的探头(1500)的各种方法和系统。在一个示例中，该探头包括具有多孔基质(302)和一个或多个热管理结构的增材制造的背衬(200)。该多孔基质可衰减声能，并且该一个或多个热管理结构可使得热能够从该探头的前部(1503)传递到该探头的后部(1505)。

技术研发人员：沃伦·李,C·T·斯特罗贝尔,J·库尔扎克,J·J·范博加特,王艳菊,陈国邦,赵志达,T·J·费奥里洛,J·A·比彻姆
受保护的技术使用者：通用电气精准医疗有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/31