一种柔性可弯曲的超声骨密度探头的制作方法

1.本实用新型涉及超声骨密度探头装置，具体为一种柔性可弯曲的超声骨密度探头。


背景技术：

2.定量超声技术是一种无电离辐射、简便快速的骨密度检测技术，在医疗机构中被广泛用于骨折风险评估和骨质酥松早期筛查。超声骨密度探头通常包括一组超声传感器，其中发射端传感器发射超声波，穿过皮肤进入骨骼后，由接收端超声传感器接收，通过轴向反射技术测量超声波沿平行于骨骼方向的声速，同时计算出一组参数来反应骨质状况。目前医院中使用的超声波探头均为刚性设计，医护人员需要在探头表面和被检人员的躯干或者手指上涂敷医用耦合剂，然后通过调试探头的角度和位置才能采集到相应的数据。
3.一方面由于传统超声骨密度探头的刚性结构设计，检测过程中需要使用大量医用耦合剂，被检人员的就诊体验较差；另一方面，医护人员需要一定的操作经验，才能找到探头测试所需的角度和位置，检查效率不高，不便于基层医疗机构和家庭用户的使用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种柔性可弯曲的超声骨密度探头，该探头采用柔性壳体，使得匹配层容易贴合在人体皮肤表面，不需要使用医用耦合剂，使得该探头即贴即测，不需要操作经验便可正确使用，可以提高医疗机构的检查效率。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种柔性可弯曲的超声骨密度探头，包括柔性壳体和位于柔性壳体背面的匹配层，在柔性壳体和匹配层之间设置压电晶片组，所述压电晶片组包括左右对称分布的两个发射端压电晶片和两个接收端压电晶片；由柔性壳体和匹配层组成的壳体能够弯曲成弧形。
6.在上述技术方案中，该探头采用柔性壳体，通过弯曲变形，可使匹配层完全贴合在人体皮肤表面，而且不需要使用医用耦合剂，使得该探头即贴即测，不需要操作经验便可正确使用，可以提高医疗机构的检查效率。
7.优选地，该探头内阵列设置若干压电晶片组，适当增加压电晶片组的数量可以增加信号采集的数量和方向，提高该探头的检测精度。
8.优选地，在匹配层上设置沟槽，沟槽将整个匹配层分成若干与压电晶片组一一对应的接触区，且接触区内的匹配层的表面完整。开设沟槽后匹配层在沟槽处的抗弯性能降低，在弯曲整个探头时，匹配层会在沿着沟槽的位置优先弯曲，从而使整个探头呈弧形，而接触区只做轻微的弯曲，这可以避免接触区因过渡挤压而扭曲褶皱，同时可以避免接触区材料因挤压而造成密度不均匀并影响超声信号的传递的现象。
9.优选地，所述柔性壳体采用高声阻抗、高声衰减的复合材料。
10.优选地，制作柔性壳体的复合材料选用钨基复合材料，以提高声衰减系数，起到声学背衬层的作用，同时可以增加基料的柔性，即进行改性处理，进一步提高柔性壳体的弯曲
性能和理论使用寿命。
11.优选地，所述匹配层采用跟人体皮肤声阻抗差小、容易跟人体皮肤贴合的柔性高分子材料，匹配层作为压电晶片与人体之间的中间部件，可以保证超声信号通畅地进入人体，并在从人体发出后可以顺畅地被接收端压电晶片接收，整个过程信号衰减量小，从而保证所获得的检测数据的精准性。
12.优选地，所述柔性壳体的背面设置与匹配层吻合的凹陷部，所述匹配层设置于凹陷部内，通过凹陷部的边缘对匹配层的边缘进行保护。
13.综上所述，本实用新型采用了不同于传统超声骨密度探头的柔性结构设计，匹配层容易贴合在人体皮肤表面，不需要使用医用耦合剂，阵列的设计增加了信号采集的数量和方向，使得该类探头即贴即测，不需要操作经验便可使用，提高了医疗机构的检查效率。简化操作流程后，也有助于推广到基层社区医疗机构和家庭用户。
附图说明
14.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
15.图1为本实用新型的实施例的立体结构示意图。
16.图2为本实用新型实施例的纵向剖切结构示意图。
17.图3为本实用新型的实施例的横向剖切结构示意图。
18.图4为本实用新型中压电晶片的排列结构示意图。
19.图中，柔性壳体1、匹配层2、沟槽3、同轴线缆4、压电晶片组5、负电极导线6、正极导线7、翻边电极8、发射端压电晶片51、接收端压电晶片52。
具体实施方式
20.以下将配合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
21.图1
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4为本实用新型的实施例，一种柔性可弯曲的超声骨密度探头。该探头包括柔性壳体1和位于柔性壳体1背面的匹配层2。其中，柔性壳体采用高声阻抗、高声衰减的钨基复合材料，以提高声衰减系数，起到声学背衬层的作用，同时可以增加基料的柔性，即进行改性处理，进一步提高柔性壳体1的弯曲性能和理论使用寿命；匹配层采用跟人体皮肤声阻抗差小、容易跟人体皮肤贴合的柔性高分子材料。且在柔性壳体的下表面设置与匹配层2 吻合的凹陷部，匹配层2设置于凹陷部内。
22.具体地，在柔性壳体1和匹配层2之间呈矩形阵列设置七组压电晶片组 5，每组压电晶片组5包括左右对称分布的两个发射端压电晶片51和两个接收端压电晶片52，且在柔性壳体1和匹配层2组成的壳体的保护下，整个探头能够弯曲成弧形。上述压电晶片的上下两面通过磁控溅射镀有金属电极，其中压电晶片上表面焊接正电极导线7、下表面使用翻边电极8焊接负电极导线6，所有线束通过同轴线缆4跟骨密度仪主机相连。
23.为使该探头更好地贴合人体，在匹配层2上开设6条横向的三角形沟槽 3和一条纵向的三角形沟槽3，这7条沟槽将整个匹配层2平均分成14块小的矩形接触区，且接触区与压电晶片组5一一对应，并使得发射端压电晶片 51和接收端压电晶片52分别对应一个接触
区。开设沟槽后匹配层2在沟槽处的抗弯性能降低，在弯曲整个探头时，匹配层2会在沿着沟槽的位置优先弯曲，从而使整个探头呈弧形，而接触区只做轻微的弯曲，这可以避免接触区因过渡挤压而扭曲褶皱，同时可以避免接触区材料因挤压而造成密度不均匀并影响超声信号的传递的现象。
24.该实施例中的探头采用柔性外壳，并在内部阵列设置多组压电晶片组5，能将该探头贴合在人体表面，匹配层跟人体皮肤声阻抗差小、容易跟人体皮肤贴合，可以保证超声信号通畅地进入人体，并在从人体发出后可以顺畅地被接收端压电晶片52接收，整个过程信号衰减量小，从而保证所获得的检测数据的精准性。整个探头便于使用，多组压电晶片组5的共同作用，可以增加信号采集的数量和方向，使得该类探头即贴即测，不需要操作经验便可使用，提高了医疗机构的检查效率。
25.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
26.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
27.上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。