用于超声波测试的设备制造技术

用于超声波测试的设备(1)，包括产生具有不同功率和/或频率的超声波波束的一或多个换能器(4)，波束将朝多个靶标(11)的方向投射，确保对靶标和换能器的温度单独控制，其使得通过优化设备的功能和效率，同时通过确保对于每个测试它们之间的结果相当，能同时执行若干个测试，为此，其包括：第一支撑结构(3)，其至少具有容纳一或多个换能器(4)的本体的封闭室(7；23)，且其通过使接触液体介质的暴露的每个相应振动表面在离相应靶标(11)预定的距离处与传播液体介质分离，封闭室包含与一或多个换能器的本体接触的热制冷流体；用于靶标(11)的第二支撑结构(10)；用于通过热制冷流体制冷一或多个换能器(4)的本体的装置；以及用于将润湿靶标(11)的液体介质保持在预定温度的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于超声波测试的设备描述本专利技术具有作为主题的用于超声波测试的设备，其属于能适合测试具有不同的强度和频率的超声波对多个靶标的效果的类型。不是为了限定的目的，这种类型的设备的应用的一个示例可以是观察超声波和(原核和真核)细胞培养物，或超声波和其中已接种药物(如例如针对肿瘤细胞培养物的抗癌药物)的细胞培养物之间的相互作用的效果，目的在于核实药物效力在相等的剂量下是否增大，或者即使剂量下降了其效力是否仍保持不变。超声波甚至用于诱导生物膜的声孔效应(sonoporation)，以通过产生细胞膜内的孔来转移细胞内的核酸、蛋白质、分子或分子聚集体、示踪剂(即荧光标记物，其用于利用磁共振等成像)，并且为此目的，测试是必需的。然后，其意指超声波的若干其它应用可以是在严格受控条件下的测试，甚至是在与分离的细胞系统不同的场合中，诸如例如在移植的组织或体内组织中，或在位于严格的细胞材料以外的场合中的测试。在执行这种类型的测试中的一般性质的问题包括，一方面，必须在整个测试过程中恒定地保持靶标在预定的温度下，同时通过受控的冷却系统保持近距离地朝靶标发射超声波的换能器在适当的工作温度下，以正确操作换能器，而且甚至保持超声波的发射在完全得到控制的参数范围内，目的在于使所执行的测试有效。其甚至意指，基于能够正确地将所发射的超声波聚焦在靶标上并避免分散的目的，换能器必须相对于靶标本身被保持在精确的且可以调节的位置。此外，本专利技术意图达到的另一个目的是，使得多个靶标能够暴露于超声波，其中目的在于同时或以快速序列执行多个测试，同时，使得未被辐射的靶标在恒定的温度和最佳条件下保持备用。美国专利申请号2010/009424A1描述用于诱导声孔效应的设备，然而其不适合同时进行多样化的测试。与此相反，国际专利申请号WO2007/016605描述了被设计来通过保持换能器和靶标在两种不同温度下作用于多个靶标的超声波设备。靶标和换能器被容纳在同一盆的不同的部分，这些不同的部分由热绝缘隔膜隔开，该隔膜在靶标样品下方的区域上具有由薄膜封闭的开口，该薄膜具有使得超声波波束能够在这些部分之间传输的用途。该膜不能保证热足够热绝缘，导致刚好在样品区形成温度梯度。此外，超声波波束必须跨越两种液体介质，这两种液体介质因它们具有不同的温度而区分，并且这决定了传播声音的速度不同和在这样的液体介质的其声阻抗，以及随后的反射和部分折射的现象，从而阻止对击中靶标的声能的精确控制。这意味着，然后，这种类型的设备可以通过放弃对所有操作参数进行严格控制的制度来使用。在HeeJoongKim等人的文章"Ultrasound-MediatedTransfectionofMammalianCells",见HUMANGENETERAPY,7:1339-1346(7月,1996)中，描述了另一设备，其能够使包含细胞培养物的多个靶标与由两个不同的换能器发射的在两种不同频率下的超声波相互作用。在该装置中，超声波换能器简单地浸渍在含有润湿靶标的相同液体介质的盆中。然而，超声波的发射在换能器中产生热，并且该热在换能器的操作期间通过接近靶标样品放入的液体消除。然后在换能器的发射表面和该靶标的表面之间产生热梯度。即使有用于控制盆温度的总体系统，但也不能保证恰好在超声束的路径上的温度的必要的均匀性，并且不均匀的温度不可避免地影响波束传播，使波束传播不稳定，并且不能以精确的方式控制。此外，该设备即使有以不同的频率发射超声波的两个换能器，也以离靶标相同的距离定位它们，因为对于所执行的研究设置的目的，不需要对单一换能器的聚焦平面的定位进行控制。该设备以非结构方式面对使得即使在不同的频率下也达到等能声波强度的技术问题。事实上，在实验的开始，必须执行校准测量，其按如下方式进行：将水听器浸渍在每个样品，随后进行一系列的功率校准测量，结果导致人力、实验时间增加以及污染样品的风险增大。总之，本设备接着导致不合适于在对所有运行参数进行严格控制的制度下执行的科学实验。本专利技术的基本的技术问题是提供用于超声波的测试设备，其使得能够避免参照现有技术所提到的缺点。这样的问题通过如上述说明的、在所附的权利要求1中所定义的设备来解决。根据本专利技术所述的设备的主要优点在于：保证超声波换能器的不同波束投射到多个靶标上，这些靶标的温度与超声波换能器的温度相互独立地保持在严格的控制下。若干个换能器的可能存在和多个靶标的可能存在进一步使得，对于每一个测试，通过优化测试设备的功能和效率，同时保证测试之间的结果是相当的，能够同时执行若干个测试。本专利技术将在下文根据其两个优选实施方式进行描述，这两个优选实施方式以举例的方式而不是用于限制性的目的参考所附的附图提供，其中：图1根据本专利技术示出了测试设备的第一实施方式的实施例的立体图；图2示出了图1的测试设备的升高的截面图；图3示出了图1的测试设备的一个部件的立体的部分截面图，具有附加的放大细节；图3A示出了根据前图的部件的另一细节的节距的立体图；以及图4示出了具有在图3所示的部件的变体的一些被强调的细节的立体图，其根据本专利技术实现了测试设备的第二实施方式的实施例。参照图1到3A，用于对特定靶标进行超声波应用的测试设备被指定作为整体，用1表示。其包括容器2，容器2基本上为盆，由底部且由侧壁界定。容器2用流体填充，特别是用蒸馏水填充，其温度保持在严格的控制下。这样的流体构成用于超声波波束传播的液体介质，在下文将对其详细说明。就超声波的传输而言，流体被脱气，以及可以提供用于将该流体脱气的装置。在本实施方式的实施例中，容器2由盆来实现，该盆具有玻璃(或塑料或金属材料)侧壁，完全充满了水；这使得在透明的玻璃或塑料材料的情况下盆的内容物能够被直接看到。从热的观点而言，水的质量构成相对于其他现有的组分的质量的相关的热惯性；提供了用于保持该流体在预定的和受控的温度下的装置，该温度尤其是基于待被处理的靶标而选定的恒定温度。用于保持该温度的这样的装置可以包括使得流体在容器2的外部循环的装置，其中将设置恒温器；在其他情况下，恒温器，例如具有电阻的类型的恒温器，可以直接浸入与流体直接接触的容器中。可以提供用于搅动在容器2内的流体的装置，以防止具有不同温度的流体的停滞和分层，以及提供用于控制在容器2的一个或多个位点的温度的仪器。设备1包括用于多个换能器4的第一支撑结构3，每一个换能器4易于产生超声波波束。这样的换能器可以是压电式的，由控制室馈送电流，其是具有合适的频率和功率的多重射频信号。每个换能器4包括换能器本体，其包含用以阻尼振动并使热量消散的材料，以及其终止于振动表面，振动表面将不得不与液体介质连接，以便被润湿，以使得超声波波束能直接传播到靶标，该靶标进而将被液体介质润湿。这种类型的换能器4为了能够提供在效率方面的适当的操作必须有其自身的保持在涉及连续致冷的受控温度下的换能器本体。实际上，高于临界温度的温度变化不仅能够确定换能器的操作容受性(sufferance)，而且甚至可以使超声波的产生不稳定。在本实施例中，换能器是圆柱型的，具有产生超声波波束的平的振动表面，由压电陶瓷材料制成，并通过金属壳体保护；振动换能表面与固体物质本体直接接触，该固体物质本体适于通过接触有效地热弥散。在使用四个传感器的情况下，工作频率将是650千本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于超声波测试的设备(1)，其包括用于产生具有不同的功率和/或频率的超声波波束的一个或多个换能器(4)，所述波束将朝多个靶标(11)的方向投射穿过容器(2)内的润湿所述靶标的液体介质，所述换能器包括本体和发射超声波波束的振动表面，其包括：至少具有封闭室(7；23)的第一支撑结构(3)，所述封闭室(7；23)容纳所述一个或多个换能器(4)的本体，并且，其通过使接触所述液体介质的暴露的每一个相应的振动表面处于离相应的所述靶标(11)预先指定的距离处而与所述液体介质分离，所述封闭室包含与所述一个或多个换能器的本体接触的热制冷流体；用于所述靶标(11)的第二支撑结构(10)；用于通过所述热制冷流体制冷所述一个或多个换能器(4)的本体的装置；以及用于将润湿所述靶标(11)的所述液体介质保持在预定的温度的装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.21 IT RM2014A0000311.一种用于超声波测试的设备(1)，其包括用于产生具有不同的功率和/或频率的超声波波束的一个或多个换能器(4)，所述波束将朝多个靶标(11)的方向投射穿过容器(2)内的润湿所述靶标的液体介质，所述换能器包括本体和发射超声波波束的振动表面，其包括：至少具有封闭室(7；23)的第一支撑结构(3)，所述封闭室(7；23)容纳所述一个或多个换能器(4)的本体，并且，其通过使接触所述液体介质的暴露的每一个相应的振动表面处于离相应的所述靶标(11)预先指定的距离处而与所述液体介质分离，所述封闭室包含与所述一个或多个换能器的本体接触的热制冷流体；用于所述靶标(11)的第二支撑结构(10)；用于通过所述热制冷流体制冷所述一个或多个换能器(4)的本体的装置；以及用于将润湿所述靶标(11)的所述液体介质保持在预定的温度的装置。2.根据权利要求1所述的用于超声波测试的设备(1)，其中，用于所述靶标(11)的所述第二支撑结构(10)具有用于沿两个轴平移所述靶标(11)的第一装置，所述两个轴限定对应于所述一个或多个换能器的聚焦平面的水平平面。3.根据权利要求1或2所述的用于超声波测试的设备(1)，其中所述靶标(11)按所述换能器(4)的数目的倍数以矩阵布置，所述换能器(4)也布置成矩阵，相邻的所述换能器(4)的中心之间的距离是相邻的所述靶标(11)的中心之间的距离的倍数。4.根据权利要求1所述的用于超声波测试的设备(1)，其中，设置了用于改变由每个换能器(4)发射的在每个换能器(11)的特定范围的特征内的所述超声波波束的所述功率和/或频率的装置。5.根据前述权利要求中任一项所述的用于超声波测试的设备(1)，其包括第二装置，该第二装置用于沿平行于超声波波束的传播方向的轴线平移所述靶标(11)以在所述相应的聚焦平面的近场或远场移动所述靶标。6.根据前述权利要求中任一项所述的用于超声波测试的设备(1)，其中所述第一支撑结构(3)为每个换能器...

【专利技术属性】
技术研发人员：加埃塔诺·巴尔巴托，纳迪亚·卡塔洛，克里斯蒂亚诺·科尔索，吉安·卢卡·斯夸鲁吉，埃里克·杜蒙特，
申请(专利权)人：普罗美迪卡生物电子学公司，影像引导治疗公司，加埃塔诺·巴尔巴托，
类型：发明
国别省市：意大利,IT