用于测试超声换能器的准确度和性能的方法技术

本发明专利技术涉及测试能够产生空化气泡的超声换能器的准确度和性能的方法，所述该方法通过以下步骤实现，在超声换能器的预期空化区域处将弹性块放置在一定体积的超声传递介质中，启用超声换能器以在弹性块中产生空化气泡，检测弹性体中与产生的空化气泡对应的标记，并且根据标记推断超声换能器的实际空化区域的三维特征。本发明专利技术还涉及一种系统，该系统包括一定体积的超声传递介质、布置于一定体积的超声传递介质中的弹性块和超声换能器。递介质中的弹性块和超声换能器。递介质中的弹性块和超声换能器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测试超声换能器的准确度和性能的方法


[0001]本专利技术涉及通过在弹性体中产生空化气泡来测试超声换能器的准确度和性能的方法。本专利技术还涉及一种系统，该系统包括一定体积的超声传递介质、超声换能器和布置于一定体积的超声传递介质内的弹性块。

技术介绍

[0002]随着许多潜在应用被发现，对利用超声波的技术的兴趣稳步增长。超声波可以用于通过将超声脉冲聚焦在焦点处来引起空化气泡，以向包括、部分包括或靠近焦点的区域中的特定目标释放机械能。在靠近焦点或焦点处的这种区域中可以产生多个空化气泡，因此可以将这种区域识别为空化区域。引起的空化气泡可以称为空化云。由超声波产生的空化气泡或空化云可以用于医学应用，例如组织破裂术(组织的机械破坏)、血栓破裂术(血栓的机械破坏)和碎石术(结石的破碎)，这些应用具有非侵入性的特殊优势。
[0003]聚焦的超声脉冲的这种应用需要关于焦点和空化区域(其产生空化气泡或空化云)的高准确度水平，特别是对于医学应用。由于预期空化区域可能会根据目标并根据设备的位置而改变，空化区域的位置和/或尺寸的评估和表征仍然具有挑战性。特别重要的是要确保预期空化区域(其对应于预期会产生空化气泡的位置)以最小的不确定性最接近实际空化区域(其对应于产生空化气泡的位置)。
[0004]一种直接的解决方案是在将超声换能器用于治疗过程之前在体外测试超声换能器，在预期空化区域放置可被产生的空化气泡损伤的目标。然而，尽管在目标被损伤的情况下确保了至少在预期空化区域产生了空化，但是这种方法不能可靠地评估实际空化区域的三维特征。因此，这种方法不够精确，不足以确保针对治疗过程的方法的可靠性。
[0005]美国专利8539813公开了一种空化损伤指示剂体模，其包括容器、布置于容器中的凝胶和布置于容器中的指示剂，所述指示剂配置为在向指示剂施加空化超声波能量期间可视地改变。所公开的指示剂包括微球或聚苯乙烯珠、微胶囊化珠或碳颗粒。可视的变化对应于颗粒变暗或它们的尺寸减小，或者颜料渗出。然而，由于指示剂存在于单层中，这些可视的变化不能提供足够的信息来评估实际空化区域的三维特征，因此只能提供有限的三维信息。如果超声换能器以增加的脉冲重复频率使用，并且在重要的中心频率下具有较长的持续时间，则指示剂的结构可能不够耐用并且可能会撕裂。因此，可视的变化会对应于指示剂的撕裂，指示剂的撕裂不会提供关于实际空化区域的信息或提供关于实际空化区域的误导性信息。
[0006]因此，需要一种方法和系统，其能够更精确地识别将产生空化气泡的实际空化区域。此外，特别重要的是可靠地确定实际空化区域的位置和/或三维特征，这是由于使用超声换能器的过程可以包括这样的超声波的发射序列：具有在发射序列期间移位的预期空化区域和/或具有在发射序列期间变化的换能器参数。本专利技术寻求克服现有技术的上述缺点，由于本专利技术旨在提供一种基于关于预期空化区域和实际空化区域的对应性的更可靠信息来测试超声换能器的方法，以确保超声换能器的准确度和性能。

技术实现思路

[0007]为了该效果，本专利技术公开了一种测试能够引起空化气泡的产生的超声换能器的准确度和性能的方法，所述方法包括：将弹性块放置在一定体积的超声传递介质中的超声换能器的预期空化区域处；启用超声换能器以在弹性块中产生空化气泡；检测弹性块中与产生的空化气泡对应的标记；根据标记推断超声换能器的实际空化区域。
[0008]有利地，弹性块具有至少20％的总透光率。该总透光率的百分比使得能够在产生了空化气泡时用肉眼观察弹性体中的可视变化。优选地，总透光率为至少50％，或者甚至更优选地为至少95％。
[0009]有利地，弹性块包括选自硅树脂、氨基甲酸乙酯、聚氨酯或其组合的材料。
[0010]有利地，所述方法包括验证一个或更多个成像系统与超声换能器的正确对准的步骤。
[0011]有利地，弹性块的硬度包括在肖氏硬度10A至肖氏硬度80D之间，优选地包括在肖氏硬度30A至肖氏硬度80D之间，甚至更优选地包括在肖氏硬度30A至肖氏硬度95A之间。弹性块的优选硬度包括在肖氏硬度30A至肖氏硬度35A之间。
[0012]有利地，所述方法进一步包括嵌入在弹性块中的多个刻度元件，所述刻度元件不受到由产生的空化气泡造成的变形或机械损伤。
[0013]有利地，刻度元件是肉眼可见的和/或利用影像学成像方法(优选地，医学影像学成像方法)可见的线或标记。通过影像学成像方法，可以理解利用X射线、计算机断层扫描、超声成像或磁共振成像的成像方法。这些影像学成像方法可以包括一个或更多个成像系统，所述一个或更多个成像系统可以包括成像探头。例如，线或标记可以是回声的，以能够通过回波描记术来观察到它们，和/或对X射线是不透明的，以能够通过放射学来观察到它们。“刻度元件”是指能够将这些元件与在弹性块中形成的标记进行比较以确定实际空化区域的三维特征的任何类型的元件。具体地，刻度元件可以对应于在弹性块中规则地间隔开的元件。
[0014]有利地，超声传递介质是液体或半液体并且包含在容器内。
[0015]或者，一定体积的超声传递介质形成固体块，所述固体块包括进入端口，所述进入端口适于使弹性块的表面的一部分暴露于由超声换能器发射的超声波。
[0016]有利地，固体块进一步包括至少一个开口，所述至少一个开口适于观察和/或替换弹性块。
[0017]有利地，超声换能器是治疗用超声换能器。
[0018]本专利技术还公开了一种系统，所述系统包括：一定体积的超声传递介质、弹性块、超声换能器，所述一定体积的超声传递介质包括声学耦合介质；所述弹性块布置于一定体积的超声传递介质中；所述超声换能器安装在支撑结构上，以使超声换能器位于声学耦合介质内或者与一定体积的超声传递介质声学耦合。
[0019]有利地，所述系统进一步包括一个或更多个成像系统。
[0020]有利地，所述系统的超声传递介质是液体或半液体并且包含在容器内。
[0021]或者，一定体积的超声传递介质形成固体块，所述固体块包括进入端口，所述进入端口适于使弹性块的表面的一部分暴露于由超声换能器发射的超声波。
[0022]有利地，固体块进一步包括至少一个开口，所述至少一个开口适于观察和/或替换
弹性块。
[0023]有利地，在25℃的温度和1atm的压力下，声音在一定体积的超声传递介质中和在弹性块中的速度包括在500m/s至2500m/s之间，并且相差不大于10％，甚至更优选地包括在1200m/s至1800m/s之间，并且相差不大于5％；和/或一定体积的超声传递介质的声阻抗包括在0.5MRayl至2.5MRayl之间，并且相差不大于10％，甚至更优选地包括在0.8MRayl至2.1MRayl之间，并且相差不大于5％。
[0024]另外且优选地，在一定体积的超声传递介质中和在弹性块中的声学衰减低于20dB/(cm
·
MHz)，并且相差不大于20％，甚至更优选地低于1dB/(cm
·
MHz)，并且相差不超过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种测试超声换能器的准确度和性能的方法，所述超声换能器能够产生空化气泡，所述方法包括：
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将弹性块放置在一定体积的超声传递介质中的超声换能器的预期空化区域处；
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启用超声换能器以在弹性块中产生空化气泡；
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检测弹性块中与产生的空化气泡对应的标记；
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根据标记推断超声换能器的实际空化区域的三维特征。2.根据权利要求1所述的方法，所述弹性块具有至少20％的总透光率。3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法包括验证一个或更多个成像系统与超声换能器的正确对准的步骤。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述弹性块包括选自硅树脂、氨基甲酸乙酯、聚氨酯或其组合的材料。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述弹性块的硬度包括在肖氏硬度10A至肖氏硬度80D之间，优选地包括在肖氏硬度30A至肖氏硬度80D之间，甚至更优选地包括在肖氏硬度30A至肖氏硬度95A之间。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，进一步包括嵌入在弹性块中的多个刻度元件，所述刻度元件不受到由产生的空化气泡造成的变形或机械损伤。7.根据权利要求6所述的方法，所述刻度元件是肉眼可见的和/或用影像学成像方法可见的线或标记。8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述超声传递介质是液体或半液体并且包含在容器内。9.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，所述一定体积的超声传递介质形成固体块，所述固体块包括进入端口，所述进入端口适于使弹性块的表面的一部分暴露于由超声换能器发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：卡尔迪亚韦弗公司，
类型：发明
国别省市：