用于冷卻超聲換能器的系統和方法技術方案

在此公開了傳送熱量離開超聲波探頭的系統和方法。在一個實施方式中，手持式超聲探頭包括換能器、被配置成驅動換能器的電子器件，以及圍繞換能器裝配和電子器件的殼體。從殼體的第一側延伸到殼體的第二側的狹槽并且可以允許空氣通過鄰近的換能器和電子器件。狹槽的尺寸可以被設置成防止操作者的手指進入狹槽的內表面的尺寸。

System and method for cooling an ultrasonic transducer

Systems and methods for transferring heat from an ultrasonic probe are disclosed herein. In one embodiment, a hand-held ultrasonic probe includes a transducer, an electronic device configured to drive the transducer, and a housing surrounding the transducer assembly and the electronic device. A slot from a first side of the shell is extended to the second side of the housing and allows air to pass through the adjacent transducer and electronic device. The slot size can be set to prevent the inner surface of the size of the operator's finger into the slot.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請交叉引用本申請是要求于2014年6月10日提交的美國專利申請序列號為14/301,299，標題為“用于冷卻超聲換能器系統和方法”的優先權的國際專利申請，該專利申請通過引用在此引入其全部內容。
所公開的技術一般涉及超聲探頭，并且更具體地涉及減小超聲探頭的熱量的系統和方法。附圖說明圖1A是根據所公開的技術被配置的超聲換能器的等距側視圖。圖1B和1C是圖1A的超聲換能器的等距側面分解圖。圖1D是圖1A的超聲換能器的側面分解圖。具體實施例所公開的技術總體上涉及冷卻超聲換能器的系統和方法。將理解的是，以下闡述的若干細節被提供，以一種足以使相關領域的技術人員能夠實現和使用所公開的實施方式的方式來描述以下實施方式。然而，下面描述的若干細節可能不是實現本技術的某些實施方式所必需的。此外，該技術可以包括在權利要求的范圍內但是并未參照圖1A-D進行詳細描述的其他實施方式。所公開的技術可以減少從超聲探頭的外表面散發的熱量的量。在超聲過程中，例如，在探頭中的超聲換能器生成、發射和接收超聲能量。探頭中的電子器件(例如，波束形成的電子器件)可以處理信號并產生可以被用于形成超聲圖像的超聲數據。在一些情況下，超聲能量的生成和超聲數據的處理可以在探頭內產生超過60攝氏度的溫度。這樣的溫度可以將探頭的外表面的至少一部分的溫度升高到對于操作者持有和/或患者接觸會感到不舒服或不安全的點。本技術的實施方式包括，例如，延伸穿過超聲探頭的一個或多個導管，其允許內部部件向流過導管的空氣散發熱量，從而降低沿著探頭的外表面和/或超聲換能器陣列處的溫度。在一個實施方式中，例如，手持式超聲成像探頭包括換能器裝配、被配置為驅動換能器的電子器件以及圍繞換能器裝配和電子器件的殼體。散熱器被放置在殼體中并且被配置為從換能器裝配和電子器件吸收熱量。導管從殼體的第一側中的狹槽延伸到殼體的第二側中的狹槽，并且允許空氣在散熱器的附近通過。在一個方面，導管具有從殼體的內部部分密封的內表面。一個或兩個狹槽的尺寸可以被設置成防止操作者的手指進入內表面的尺寸。例如，狹槽中的一個可以具有顯著小于狹槽的寬度的高度。在一些方面，散熱器可以與導管結合和/或與導管成一體。在所公開技術的另一實施方式中，手持式超聲成像探頭包括具有與第二側部相對的第一側部的殼體，以及超聲換能器陣列和設置在殼體內的電路。第一側部中的第一孔通過延伸穿過殼體的導管與第二側部中的第二孔流體連通。導管包括限定了腔體的密封內表面。在一個方面，第一和第二孔的尺寸被設置成防止操作者的手指進入腔體和導管的內表面的尺寸。在另一方面，超聲換能器包括前端和后端，并且導管包括遠端和近端。在導管的遠端處的外表面被成形為限定接收超聲換能器的至少一部分的凹部。在一些方面，在導管的外表面和電路之間的殼體中設置有導熱材料。該導熱材料可以具有比殼體更高的熱導率。在其它方面，殼體被配置為在小于或等于第一溫度的溫度下散熱，并且導管的內表面被配置為在大于第一溫度的第二溫度下散熱。在進一步的實施方式中，導管的內表面包括多個凹槽。在另外的實施方式中，探頭包括穿過殼體的第二導管，其包括限定第二腔體的內表面。第三孔通過第二腔體與第四導管流體連通。該第三和第四孔沿著外殼的不同外表面延伸。在所公開的技術的又一個實施方式中，手持式成像探頭包括超聲波換能器陣列，波束形成電子器件和至少部分地圍繞換能器陣列和波束形成電子器件的外殼。該外殼包括在外殼的不同側面內的第一開口和第二開口。探頭還包括被動熱交換器，其被設置成與換能器陣列和波束形成電子器件熱連通。熱交換器包括在第一和第二開口之間延伸的密封管，至少被置于接近管和/或在管附近的散熱器，以及由管的內表面限定的空氣通道。管被配置為經由空氣通過空氣通道流入和流出管以將熱能從超聲換能器、波束形成電子器件和散熱器傳送離開。在一個方面，第一和第二開口的尺寸被設置成禁止操作者的手指進入管的內表面的尺寸。在另一方面，散熱器具有比外殼更高的熱導率。圖1A是根據所公開的技術的一個實施方式被配置的超聲換能器探頭100的等距側視圖。圖1B和1C是探頭100的分解的等距側視圖。圖1D是探頭100的分解的側視圖。首先如圖1A-1D所示，探頭100包括限定腔體103的殼體102(例如，外殼、主體、殼等)。殼體102包括第一殼體部分102a(例如，上部)，其被附接或以其他方式與第二殼體部分102b(例如，下部)結合。殼體102還包括第一側部104a和位于延伸穿過殼體102的近端部分106、中間部分107和遠端部分108的縱向軸線L的相對側上的第二側部104b。第一孔122a(例如，開口、洞等)形成了沿著第一側部104a縱向延伸的細長狹槽。第二孔122b(例如，開口、洞等)形成了沿著第二側部104b縱向延伸的細長狹槽。第一和第二孔122a和122b被配置為阻止和/或阻擋手指(例如，操作者的手指、患者的手指等)由此進入。第一和第二孔122a和122b各自具有在近端部分106和遠端部分108之間延伸的長度以及在第一殼體部分102a和第二殼體部分102b之間延伸的寬度。在一個實施方式中，第一孔122a或第二孔122b的長度或寬度中的一個或兩個具有小于典型手指的直徑(例如，小于約5mm)的尺寸。在一些實施方式中，例如，第一孔122a和第二孔122b中的一個或兩個可以包括長度(例如，在大約10mm和大約100mm之間，在大約15mm和大約35mm之間，或大約25mm)顯著大于寬度(例如在約2mm和約20mm之間，在約3mm和約5mm之間，或約4mm)。在另外的實施方式中，例如，柵格和/或網篩可以被設置在第一和第二孔122a和122b的一個或兩個內，以阻止手指的進入。殼體102被配置為至少部分地圍繞超聲換能器裝配110(例如，單元件超聲換能器、一維超聲換能器陣列、多維超聲換能器陣列，等)，其被設置為至少接近遠端部分108。換能器裝配110被電連接到系統電子器件114(分別被標識為第一系統電子器件114a、第二系統電子器件114b和第三系統電子器件114c)。電子器件114可以包括，例如，一個或多個數字信號處理器、波束形成器(例如，模擬和/或數字波束形成器)、圖像處理器(例如，能夠處理B模式圖像、M模式圖像、多普勒圖像等的一個或多個處理器)、電子濾波器等。在近端部分106處的電纜109將換能器裝配110和系統電子器件114通信地耦合到外部計算機和/或顯示器(未示出)。導管120(例如，管道、管子等)從第一孔122a朝向第二孔122b延伸穿過殼體102。導管120分別包括鄰近第一孔122a定位的第一導管開口130a(例如，入口/出口)和鄰近第二孔122b定位的第二導管開口130b。導管120進一步包括相對于遠端部分125b的近端部分125a。該遠端部分125b包括外表面，其限定了被構造成接收換能器裝配110的至少一部分的槽腔(pocket)或凹部。在所示的實施方式中，導管120被示出為被置于探頭100的中間部分107中。然而，在其它實施方式中，導管120可以被設置在殼體102內的任何合適的位置。另外，在圖1A-1D中的探頭100包括單導管120。然而，在其它實施方式中，探頭100可包括延伸穿過殼體102的多個導管120。導本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種手持式超聲成像探頭，包括：換能器裝配；電子器件，其被配置為驅動所述換能器；殼體，其圍繞所述換能器裝配和所述電子器件；散熱器，其被配置為從所述換能器裝配和所述電子器件吸收熱量；以及至少一個導管，其從所述殼體的第一側延伸到所述殼體的第二側，其中所述導管被配置成允許空氣在所述散熱器附近通過。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.06.10 US 14/301,2991.一種手持式超聲成像探頭，包括：換能器裝配；電子器件，其被配置為驅動所述換能器；殼體，其圍繞所述換能器裝配和所述電子器件；散熱器，其被配置為從所述換能器裝配和所述電子器件吸收熱量；以及至少一個導管，其從所述殼體的第一側延伸到所述殼體的第二側，其中所述導管被配置成允許空氣在所述散熱器附近通過。2.根據權利要求1所述的探頭，其中所述導管具有從所述殼體的內部密封的內表面。3.根據權利要求2所述的探頭，其中所述導管從所述殼體的第一側內的第一狹槽延伸到所述殼體的第二側的第二狹槽，并且其中所述第一狹槽和第二狹槽的尺寸被設置成防止操作者的手指進入內表面的尺寸。4.根據權利要求3所述的探頭，其中所述第一狹槽和第二狹槽的每一個具有長度和寬度，其中所述長度顯著地小于所述寬度。5.根據權利要求1所述的探頭，其中所述散熱器被結合到所述導管。6.根據權利要求1所述的探頭，其中所述散熱器與所述導管成一體。7.一種手持式超聲成像探頭，包括：殼體，其具有與第二側部相對的第一側部；在所述殼體內放置的超聲換能器裝配和電路；在所述第一側部中的第一孔通過延伸穿過所述殼體的導管與所述第二側部中的第二孔流體連通，其中所述導管包括限定了腔體的密封的內表面。8.根據權利要求7所述的超聲探頭，其中所述第一孔和第二孔被配置成防止操作者的手指進入所述腔體和所述導管的所述內表面。9.根據權利要求7所述的超聲探頭，其中在所述導管的遠端處的外表面包括被配置為接收所述超聲換能器的至少一部分的凹部。10.根據權利要求7所述的超聲探頭，進一步包括被設置在所述殼體內的鄰近于所述導管的導熱材料，其中所述導熱材料具有比所述殼體更高的導熱率。11.根據權利要求7所述的超聲探頭，所述的殼體被配置為在小于或等于第一溫度的溫度下進行散熱，并且其中所述管道的所述內表面被配置為在比所述第一溫度更高的第二溫度下散熱。12.根據權利要求7所述的超聲探頭，其中所述導管的所述表面包括多個凹槽。13.根據權利要求7所述的超聲探頭，其中所述導管是第一導管以及所述腔體是第一腔體，并進一步包括：穿過所述殼體的第二導管，其中所述第二導管包括限定了第...

【專利技術屬性】
技術研發人員：格雷格·涅米寧，托德·威爾西，伊凡·麥克柯邁，
申請(專利權)人：富士膠片索諾聲公司，
類型：發明
國別省市：美國;US