THERAPIE MIT HOCHINTENSIVEM FOKUSSIERTEM ULTRASCHALL

Technisches Gebiet

Die vorliegende Offenbarung befasst sich mit Ultraschallwandlern. Ausführungsbeispiele betreffen einen Ultraschallwandler, ein Verfahren zur Herstellung eines Ultraschall wandlers und eine Vorrichtung für eine medizinische Therapie mit hochintensivem fokussiertem Ultraschall.

Hintergrund

Beim Betrieb eines Ultraschall wandlers entsteht Wärme im Inneren des Ultraschallwandlers, beispielsweise aufgrund von Verlusten bei der elektrisch-mechanischen Energiekonvertierung oder Materi al dämpfungen der umgebenden Schichten und des zu penetrierenden Mediums. Eine Überhitzung des Ultraschallwandlers kann zu dessen Zerstörung führen.

Es kann daher als Aufgabe der vorliegenden Offenbarung betrachtet werden, Ultraschallwandler mit einer verbesserten Kühlung bereitzustellen.

Zusammenfassung

Die obengenannte Aufgabe kann mithilfe der unabhängigen Ansprüche der vorliegenden Offenbarung gelöst werden. Abhängige Ansprüche der vorliegenden Offenbarung können vorteilhafte Ausführungsbeispiele angeben.

Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf einen Ultraschallwandler. Der Ultraschallwandler umfasst mindestens ein aktives Wandler-Element und eine in das aktive Wandler-Element eingeformte Kühlstruktur. Die Kühlstruktur ist ausgebildet, mithilfe eines Kühlmittels Wärme aus dem aktiven Wandler-Element herauszuleiten.

In manchen Ausführungsbeispielen ist die Kühlstruktur als mindestens eine, vorzugsweise mehrere Aussparungen entlang einer Oberfläche des aktiven Wandler-Elements ausgebildet. In manchen Ausführungsbeispielen ist das aktive Wandler-Element dazu ausgebildet ist, an einer Abstrahlfläche des aktiven Wandler-Elements Ultraschall abzugeben. Die Kühlstruktur kann als mindestens eine Aussparung entlang der Abstrahlfläche des aktiven Wandler-Elements ausgebildet sein.

In manchen Ausführungsbeispielen bildet die Aussparung mehrere Erhöhungen entlang der Abstrahlfläche, wobei die Erhöhungen auf der Abstrahlfläche Ellipsen oder regelmäßige Polygone bilden.

In manchen Ausführungsbeispielen dringt die Aussparung entlang der Ab Strahlfläche unterschiedlich tief in das aktive Wandler-Element ein.

In manchen Ausführungsbeispielen trennt die Aussparung mindestens zwei aktive Wandler- Elemente räumlich voneinander. Der Ultraschallwandler kann dabei ausgebildet sein, die aktiven Wandler-Elemente separat anzusteuern.

In manchen Ausführungsbeispielen ist die die Aussparung als mindestens ein Kanal entlang der Abstrahlfläche ausgebildet.

In manchen Ausführungsbeispielen erstreckt sich der Kanal von einem Randpunkt der Abstrahlfläche zu einem anderen Randpunkt der Abstrahlfläche.

In manchen Ausführungsbeispielen ist die Aussparung als mehrere Kanäle entlang der Abstrahlfläche ausgebildet, wobei die Kanäle zueinander parallel verlaufen und/oder sich gegenseitig schneiden können.

In manchen Ausführungsbeispielen sind die Kanäle regelmäßig oder unregelmäßig auf der Abstrahlfläche verteilt.

In manchen Ausführungsbeispielen ist die Abstrahlfläche des aktiven Wandler-Elements rechteckig, kreisförmig, ringförmig, kreuzförmig oder sechseckig ausgebildet. In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das aktive Wandler-Element mindestens einen piezoelektrischen, einen kapazitiven und/oder einen elektrostatischen Wandler.

In manchen Ausführungsbeispielen setzt sich die Kühlstruktur in einer an das aktive Wandler- Element angrenzenden Träger schicht, Anpassungsschicht und/oder Koppelschicht fort.

In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Kühlmittel Luft, Wasser, Öl und/oder flüssigen Stickstoff.

In manchen Ausführungsbeispielen umfasst der Ultraschallwandler eine Dichtung, die ausgebildet ist, das aktive Wandler-Element gegenüber einer Umgebung des aktiven Wandler-Elements abzudichten.

In manchen Ausführungsbeispielen umfasst der Ultraschallwandler einen Einlass und einen Auslass für das Kühlmittel.

In manchen Ausführungsbeispielen ist der Einlass und/oder der Auslass an einer oder mehreren Seitenflächen des aktiven Wandler-Elements angeordnet.

In manchen Ausführungsbeispielen ist der Einlass zentral auf einer Rückseite des aktiven Wandler-Elements und der Auslass an einem Randbereich der Rückseite angeordnet.

In manchen Ausführungsbeispielen umfasst der Ultraschallwandler ein Leitelement, das ausgebildet ist, einen Kühlmittel ström des Kühlmittels in einer Bewegungsrichtung durch die Kühl Struktur zu verändern.

In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das aktive Wandler-Element eine Piezokeramik oder ein Piezokomposit.

Gemäß einem zweiten Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Ultraschallwandlers. Das Verfahren umfasst ein Einformen einer Kühlstruktur in ein aktives Wandler-Element des Ultraschallwandlers. Die Kühlstruktur ist ausgebildet, mithilfe eines Kühlmittels Wärme aus dem aktiven Wandler-Element herauszuleiten. In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Einformen der Kühlstruktur in das aktive Wandler-Element ein Prägen, Einschneiden oder Durchtrennen einer Schicht des aktiven W andl er-El ements .

In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Einformen der Kühlstruktur in das aktive Wandler-Element ein Drucken oder Spritzen des aktiven Wandler-Elements und ein Aussparen der Kühlstruktur.

Gemäß einem dritten Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Vorrichtung für eine medizinische Therapie mit hochintensivem fokussiertem Ultraschall. Die Vorrichtung umfasst einen Ultraschallwandler wie oben beschrieben. Der Ultraschallwandler ist ausgebildet, den hochintensiven fokussierten Ultraschall für die medizinische Therapie zu erzeugen. Die Vorrichtung umfasst ferner ein Kühlsystem, das ausgebildet ist, ein Kühlmittel durch das aktive Wandler-Element des Ultraschallwandlers zu leiten.

Figurenkurzbeschreibung

Einige Beispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren lediglich beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. la-c Ausführungsbeispiele eines aktiven Wandler-Elements eines Ultraschallwandlers;

Fig. 2a-f weitere Ausführungsbeispiele eines aktiven Wandler-Elements eines Ultraschallwandlers;

Fig. 3a-h beispielhafte Verläufe eines Kühlmittelstroms in einem aktiven Wandler-Element;

Fig. 4a, b ein erstes Ausführungsbeispiel eines Ultraschallwandlers;

Fig. 5a, b ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ultraschallwandlers; Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines Ultraschallwandlers;

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung für eine medizinische Therapie mit hochintensivem fokussiertem Ultraschall.

Beschreibung

Einige Beispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren beschrieben. Weitere mögliche Beispiele sind jedoch nicht auf die Merkmale dieser detailliert beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Diese können Modifikationen der Merkmale sowie Entsprechungen und Alternativen zu den Merkmalen aufweisen. Ferner soll die Terminologie, die hierin zum Beschreiben bestimmter Beispiele verwendet wird, nicht einschränkend für weitere mögliche Beispiele sein.

Gleiche oder ähnliche Bezugszeichen beziehen sich in der gesamten Beschreibung der Figuren auf gleiche oder ähnliche Elemente beziehungsweise Merkmale, die jeweils identisch oder auch in abgewandelter Form implementiert sein können, während sie die gleiche oder eine ähnliche Funktion bereitstellen. In den Figuren können ferner die Stärken von Linien, Schichten und/oder Bereichen zur Verdeutlichung übertrieben sein.

Wenn zwei Elemente A und B unter Verwendung eines „oder“ kombiniert werden, ist dies so zu verstehen, dass alle möglichen Kombinationen offenbart sind, d. h. nur A, nur B sowie A und B, sofern nicht im Einzelfall ausdrücklich anders definiert. Als alternative Formulierung für die gleichen Kombinationen kann „zumindest eines von A und B“ oder „A und/oder B“ verwendet werden. Das gilt Äquivalent für Kombinationen von mehr als zwei Elementen.

Wenn eine Singularform, z. B. „ein, eine“ und „der, die, das“ verwendet wird und die Verwendung nur eines einzelnen Elements weder explizit noch implizit als verpflichtend definiert ist, können weitere Beispiele auch mehrere Elemente verwenden, um die gleiche Funktion zu implementieren. Wenn eine Funktion im Folgenden als unter Verwendung mehrerer Elemente implementiert beschrieben ist, können weitere Beispiele die gleiche Funktion unter Verwendung eines einzelnen Elements oder einer einzelnen Verarbeitungsentität implementieren. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweist“ und/oder „aufweisend“ bei deren Gebrauch das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Komponenten und/oder einer Gruppe derselben beschreiben, dabei aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Komponenten und/einer Gruppe derselben ausschließen.

Fig. la-c zeigen Ausführungsbeispiele eines aktiven Wandler-Elements 100 eines Ultraschallwandlers in einer Schrägperspektive. Das aktive Wandler-Element 100 ist als quaderförmige Struktur in einem durch eine x-, y- und z-Achse aufgespannten Raum dargestellt.

Dabei soll „Ultraschallwandler“ (auch Transducer, Ultraschall sonden, Ultraschall sensoren) als Sammelbegriff für Ultraschallsender, Ultraschallempfänger sowie eine Kombination aus Ultraschall sender und -empfänger verstanden werden. Ultraschall wandler, wie auch der Ultraschallwandler, sind Energiewandler, die eine nicht-mechanische Energieform in mechanische Energie umwandeln, um in einem Medium Ultraschall zu erzeugen (Ultraschall sender) oder umgekehrt: Energiewandler, die mechanische Energie in Form von Ultraschall Schwingungen in eine nicht-mechanische Energieform umwandeln (Ultraschallempfänger). Beispielweise kann ein Ultraschall sender über Elektroden elektrische Impulse auf eine Oberfläche eines aktiven Wandler-Elements aufbringen. Dadurch kommt es zu einer Verschiebung der Ladungsverteilung im aktiven Wandler-Element und das aktive Wandler-Element wird in mechanische Schwingungen versetzt. Das aktive Wandler-Element überträgt die mechanischen Schwingungen auf ein an das aktive Wandler-Element angrenzendes Medium und optional über das angrenzende Medium auf weitere daran angrenzende Medien, wobei sich beim Übertragen der mechanischen Schwingungen die Frequenz oder andere Eigenschaften der mechanischen Schwingungen ändern können. Ein Zielmedium wird dabei zu Ultraschallschwingungen angeregt.

Der Ultraschall wandler kann beispielsweise ein MEMS-Bauteil (Micro-Electro-Mechanical System) sein. Je nach Aufbau des Ultraschallwandlers und Material des aktiven Wandler- Elements 100 kann der Ultraschall wandler z.B. ein CMUT (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer), ein PMUT (Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer) oder ein Ultraschall-NED (Nanoscopic Electrostatic Drive) sein. Als aktive Wandler-Elemente, wie das aktive Wandler-Element 100, sollen im Fall des Ultraschallsenders die Teile des Ultraschallwandlers verstanden werden, die über elektrische Impulse (oder andere nicht-mechanische Impulse) in mechanische Schwingungen versetzt werden, um ein Zielmedium in Ultraschall Schwingungen zu versetzen. Im Fall des Ultraschallempfängers sollen als aktive Wandler-Elemente die Teile des Ultraschallwandlers verstanden werden, die durch Ultraschall Schwingungen in einer Umgebung des Ultraschall wandlers zu mechanischen Schwingungen angeregt werden und die mechanischen Schwingungen in ein elektrisches (oder in ein anderes nicht-mechanisches) Signal übersetzen.

Bei dem aktiven Wandler-Element 100 kann es sich beispielsweise um einen piezoelektrischen, einen kapazitiven oder einen elektrostatischen Wandler handeln. Im Falle eines piezoelektrischen Wandlers kann das Wandler-Element 100 beispielsweise ein Piezoelement (Pie- zokristall) oder ein Piezokomposit umfassen.

In anderen Ausführungsbeispielen kann das aktive Wandler-Element 100 eine andere Form als die in Fig. 1 gezeigte aufweisen, etwa eine zylindrische, eine ellipsoide, eine prismatische Form oder eine andere regelmäßige oder unregelmäßige Form.

In Fig. la weist das aktive Wandler-Element 100 an einer Oberseite 110 der quaderförmigen Struktur eine Kühlstruktur 120 auf, hier beispielhaft in Form von drei schlitzförmigen Aussparungen 120-1, 120-2, 120-3 entlang der Oberseite 110.

Eine Kühlstruktur, wie die Kühlstruktur 120, soll als eine (hauptsächlich) für eine verbesserte Kühlung ausgebildete Teilstruktur des aktiven Wandler-Elements 100 betrachtet werden. Die Kühlstruktur 120 kann dabei helfen, Wärme von einer Oberfläche oder von einem Inneren des aktiven Wandler-Elements 100 herauszuleiten und etwa an eine Umgebung des aktiven Wandler-Elements 100 abzugeben. Wärme entsteht im aktiven Wandler-Element 100 zum Beispiel, da wegen der nicht vollständig verlustfreien Energieumwandlung von mechanischer Energie in nicht-mechanische Energie oder umgekehrt das aktive Wandler-Element 100 als unbeabsichtigte Wärmequelle wirkt. Wärme im Inneren des aktiven Wandler-Elements 100 kann eine Leistungsfähigkeit des aktiven Wandler-Elements 100 einschränken. Umgekehrt kann also die Kühlstruktur 120 die Leistungsfähigkeit des aktiven Wandler-Elements 100 erhöhen. Folglich kann das aktive Wandler-Element 100 (im Falle eines Ultraschall senders) über einen längeren Zeitraum oder auch mit höheren Leistungen Ultraschall abgeben, wie es etwa für HIFU-Therapien (hochintensiver fokussierter Ultraschall) vonnöten ist. Außerdem kann die Lebensdauer des aktiven Wandler-Elements 100 aufgrund der zusätzlichen Kühlung erhöht werden. Und das aktive Wandler-Element 100 kann auch in wärmeren Umgebungen eingesetzt werden.

Die Kühlstruktur 120 kann so im aktiven Wandler-Element 100 angeordnet und geformt sein, dass es besonders vorteilhaft ist für eine Ausleitung der Wärme. Welche Ausführungen der Kühlstruktur 120 geeignet sind, hängt von dem Material, der Form und der Arbeitsweise des aktiven Wandler-Elements 100 sowie von einem generellen Aufbau anderer Teile des Ultraschallwandlers ab. Um die Kühlstruktur 120 für eine bestimmte Anwendung auszulegen, kann beispielsweise eine Wärmesimulation oder eine Wärmemessung für einen Ultraschallwandler ohne die Kühlstruktur 120 vorgenommen werden. Dann können etwa an dabei ermittelten Hotspots im aktiven Wandler-Element 100 Aussparungen vorgesehen werden.

In anderen Ausführungsbeispielen kann die Kühlstruktur 120 im aktiven Wandler-Element 100 eine andere Anzahl an Aussparungen als die in Fig. la gezeigte Anzahl aufweisen. Die Aussparungen können anders als in Fig. la gezeigt auf der Oberfläche des aktiven Wandler- Elements 100 angeordnet sein, beispielweise können die Aussparungen schräg entlang der y- z-Ebene verlaufen, unterschiedliche Abstände zwischen den Aussparungen oder zwischen Aussparung und Rand der Oberfläche aufweisen. Die Kühlstruktur kann alternativ oder zusätzlich Erhöhungen entlang der Oberfläche des aktiven Wandler-Elements 100 aufweisen. Die Kühlstruktur 120 kann an anderen als in Fig. la gezeigten Teilflächen oder zusätzlichen Teilflächen der Oberfläche des aktiven Wandler-Elements 100 angeordnet sein, etwa an einer Unterseite oder an Seitenflächen des aktiven Wandler-Elements 100. Die Kühlstruktur 120 kann eine andere als die in Fig. la gezeigte Form aufweisen, beispielsweise kann die Kühlstruktur 120 mehrere ellipsoid-, Zylinder- oder prismenförmige Aussparungen und/oder Erhöhungen umfassen. Eine Tiefe der Aussparungen (Abmessung entlang der x-Achse) kann für alle Aussparungen gleich (konstant) sein oder sich je nach Aussparung unterscheiden. Die Tiefe kann entlang einer Aussparung variieren, z.B. kann die in Fig. la gezeigte Aussparung 120-1 an einem Ende der Aussparung 120-1 tiefer in das aktive Wandler-Element 100 hineinragen als an einem anderen Ende der Aussparung 120-1. Unterschiedliche Tiefen in den Aussparungen können vorteilhaft sein, wenn anwendungsbedingt verschiedenen Arbeitsfrequenzen der angrenzenden Teilelemente des aktiven Wandler-Elements 100 gewünscht sind. Die in Fig. la gezeigten Aussparungen 120-1, 120-2, 120-3 können sich (teilweise) bis zu einer Unterseite (Seite gegenüber der Oberseite 110, nicht abgebildet) des aktiven Wandler- Elements 100 erstrecken, also das aktive Wandler-Element 100 in seiner Ausdehnung entlang der x-Achse vollständig durchdringen. Dies kann vorteilhaft sein, da ein Kühlmittel das aktive Wandler-Element 100 durchströmen kann, wenn die Oberseite 110 und die Unterseite als Einbeziehungsweise Auslass für das Kühlmittel dienen.

In manchen Ausführungsbeispielen kann die Kühlstruktur 120 entlang einer Abstrahlfläche (Ultraschall sender) oder Aufnahmefläche (Ultraschallempfänger) des aktiven Wandler-Elements 100 angeordnet sein. Beispielsweise kann die Oberseite 110 des aktiven Wandler-Elements 100 die Abstrahlfläche des aktiven Wandler-Elements 100 sein.

Als Abstrahlflächen sollen diejenigen Oberflächen eines aktiven Wandler-Elements verstanden werden, an denen im Falle eines Ultraschall senders mechanische Schwingungen des aktiven Wandler-Elements in einer gewünschten Richtung (Abstrahlrichtung), das heißt in Richtung des Zielmediums, an ein angrenzendes Medium abgegeben wird. Im Falle eines Ultraschallempfängers sollen diejenigen Oberflächen des aktiven Wandler-Elements als Aufnahmeflächen verstanden werden, an denen von einer gewünschten Richtung (Aufnahmerichtung) kommende Ultraschall Schwingungen aus einer Umgebung des Ultraschall wandlers an das aktive Wandler-Element abgegeben werden.

In anderen Ausführungsbeispielen kann die Abstrahlfläche/ Aufnahmefläche des aktiven Wandler-Elements 100 andere Teilflächen (oder alle Flächen) der Oberfläche des aktiven Wandler-Elements 100 umfassen. Im Falle eines quaderförmigen aktiven Wandler-Elements 100 wie in Fig. la können beispielsweise die Oberseite 110 und mehrere Seitenflächen des aktiven Wandler-Elements 100 die Abstrahlfläche/ Aufnahmefläche bilden.

In Fig. 1b ist die Kühlstruktur 120 als Kanal entlang der Oberseite 110 ausgebildet. Der Kanal unterteilt die Oberseite in zwei Teilflächen 110-1, 110-2. Der Kanal erstreckt sich über die gesamte Ausdehnung der Oberseite 110 entlang der z- Achse und verläuft durch die Mitte der Oberseite 110 parallel zur z-Achse.

Das in Fig. 1b gezeigte Ausführungsbeispiel kann vorteilhaft sein, da die Kühlstruktur 120 das aktive Wandler-Element 100 in (zumindest teilweise) voneinander räumlich separierte Abschnitte unterteilt, die dadurch bessere Schwingungseigenschaften in x-Richtung aufweisen können. Beispielsweise kann die Kühlstruktur 120 bei einem Ultraschall sender neben verbesserten thermischen Eigenschaften zu einer verbesserten Schwingungsmode des abgestrahlten Ultraschalls beitragen. Damit kann die Kühlstruktur 120 bei einer geeigneten Auslegung der Kühlstruktur 120 eine Fokussierung oder Defokussierung des Ultraschalls unterstützen. Zusätzlich können bei Ultraschall sendern höhere Schalldrücke erreicht werden. Eine Frequenz-Bandbreite der Ultraschallwandler kann erhöht werden, was weitere Vorteile mit sich bringen kann, z.B. eine höhere Stabilität bei einer Leistungsabgabe des Ultraschallwandlers, wenn betriebsbedingte Frequenzverschiebungen auftreten, oder eine einfachere Abstimmung zwischen dem Ultraschallwandler, wenn er in einem System verbaut ist, und einer Systemelektronik des Systems.

In anderen Ausführungsbeispielen des Ultraschallwandlers weist die Kühlstruktur 120 mehr als einen Kanal entlang einer Oberfläche des aktiven Wandler-Elements 100 auf. Der Kanal kann entlang der Oberfläche anders als in Fig. 1b dargestellt angeordnet sein und anders verlaufen, beispielsweise schräg entlang der y-z-Ebene. Der Kanal kann auch, anders als in Fig. 1b dargestellt, nicht geradlinig verlaufen, sondern etwa geschwungen oder gezackt.

In Fig. 1c unterteilt die Kühlstruktur 120 das aktiven Wandler-Element 100 in zwei Teilelemente 100-1 und 100-2. Dabei trennt die Kühlstruktur 120 die Teilelemente 100-1 und 100- 2 räumlich in einer x-z-Ebene voneinander. Die Kühlstruktur 120 ist hierbei als Spalt zwischen den Teilelementen 100-1 und 100-2 ausgebildet.

Mit der in Fig. 1c gezeigten Ausführung der Kühl Struktur 120 können die Teilelemente 100- 1 und 100-2 aufgrund ihrer räumlichen Trennung separat angesteuert werden. Jeder der Teilelemente 100-1, 100-2 kann beispielweise eigene Elektroden aufweisen, die das jeweilige Teilelement 100-1 oder 100-2 kontaktieren. Die Elektroden des Teilelement 100-1 können von den Elektroden des Teilelements 100-2 elektrisch isoliert sein. Alternativ können die Elektroden des Teilelement 100-1 mit den Elektroden des Teilelements 100-2 parallel, seriell oder in einer beliebigen Weise verschaltet sein. Ein zum aktiven Wandler-Element 100 zugehöriger Ultraschallwandler kann eine oder mehrere Steuerungsschaltungen enthalten, die elektrische Impulse über elektrische Leitungen an die Elektroden weitergibt. Die Steuerungsschaltungen können für die Elektroden des Teilelements 100-1 elektrische Impulse erzeugen, die sich von den elektrischen Impulsen des Teilelements 100-2 etwa in Frequenz, Phase oder Amplitude unterscheiden. Dadurch kann beispielsweise Ultraschall kontrolliert von einem Phased-Array erzeugt werden, der unter anderem in der medizinischen Bildgebung oder der zerstörungsfreien industriellen Prüfung Anwendung findet. Im Gegensatz zu monolithischen Ultraschall wandlern (Ein-Element-Ultraschallwandler) können mit Phased-Array-Ultra- schall wandlern größere Strukturen abgetastet werden, ohne den Ultraschallwandler relativ zu den Strukturen bewegen zu müssen.

In anderen Ausführungsbeispielen kann das aktive Wandler-Element 100 eine andere Anzahl an räumlich voneinander getrennten Teilelementen aufweisen. Die Teilelemente können beliebig, etwa in einem Array, angeordnet sein. Die Kühlstruktur 120 kann einen Raum zwischen angrenzenden Teilelementen umfassen. Die Kühlstruktur 120 kann alle oder einen Teil (zumindest zwei) der Teilelemente voneinander trennen. Die Teilelemente können sich in ihrer Form, ihrem Material oder in ihrer Anordnung im x-y -z-Raum unterscheiden. Ein Spalt zwischen einem Paar angrenzender Teilelemente kann sich von einem Spalt zwischen einem anderen Paar angrenzender Teilelemente in seiner Form oder Anordnung/ Ausrichtung im x- y-z-Raum unterscheiden.

Fig. 2a-f zeigen eine Draufsicht (y -z-Ebene) von weiteren Ausführungsbeispielen des aktiven Wandler-Elements 100. Die nachfolgend beschriebenen zweidimensionalen Formen sind als Flächen des aktiven Wandler-Elements 100 in der y-z-Ebene zu verstehen.

In Fig. 2a weist das aktive Wandler-Element 100 eine rechteckige Fläche in der y-z-Ebene auf. Das aktive Wandler-Element 100 umfasst lamellenartig angeordnete Teilelemente 100- 1, 100-2, 100-3, ..., deren Flächen in der y-z-Ebene jeweils ein längliches Rechteck bilden. Die Teilelemente 100-1, 100-2, 100-3, ... sind parallel zueinander angeordnet und sind durch eine Kühl Struktur in Form von zwischen den Teilelementen 100-1, 100-2, 100-3 angeordneten parallelen Kanälen 120-1, 120-2, 130-3, ... räumlich voneinander getrennt.

Die in Fig. 2a gezeigte Anordnung der Kühlstruktur ermöglicht eine Wärmeaufnahme über eine gesamte (y-) Ausdehnung des aktiven Wandler-Elements 100. Ein Einlass beziehungsweise ein Auslass für ein Kühlmittel kann jeweils an einem Ende des aktiven Wandler-Elements 100 (in Fig. 2a unteres und oberes Ende) vorgesehen werden. Alternativ kann für jeden der Kanäle 120-1, 120-2, 120-3, ... ein eigener Einlass und Auslass vorgesehen werden. Somit kann an zwei angrenzenden Kanälen das Kühlmittel in entgegensetzten Richtungen strömen.

In Fig. 2b umfasst das aktive Wandler-Element 100 eine schachbrettartige Anordnung von Teilelementen 100-1, 100-2, 100-3, .... Die Teilelemente 100-1, 100-2, 100-3, ... weisen jeweils eine quadratische Fläche entlang der y-z -Ebene auf und sind mit regelmäßigen Abständen in Zeilen und Spalten angeordnet. Die Teilelemente 100-1, 100-2, 100-3, ... sind durch eine Kühlstruktur in Form von gitterartig angeordneten Kanälen 120-1, 120-2, 120-3, . . . voneinander getrennt. Die gitterartig angeordneten Kanäle 120-1, 120-2, 120-3 ergeben sich beispielsweise durch parallele in z-Richtung verlaufende Kanäle und durch parallele in y-Rich- tung verlaufende Kanäle.

Die in Fig. 2b gezeigte Anordnung der Kühlstruktur erstreckt sich über eine gesamte y-z- Ausdehnung des aktiven Wandler-Elements 100 und ermöglicht somit eine verbesserte Wärmeabgabe im aktiven Wandler-Elements 100. Außerdem können mehrere Ein- und Auslässe für ein Kühlmittel an mehreren Enden des aktiven Wandler-Elements 100 (in der y-z-Ebene) vorgesehen werden.

In Fig 2c weist das aktive Wandler-Element 100 eine kreisförmige Fläche in der y-z-Ebene auf. Das aktive Wandler-Element 100 umfasst, ähnlich wie in Fig. 2b, eine schachbrettartige Anordnung von quadratförmigen Teilelementen 100-1, 100-2, 100-3, ... und eine Kühl Struktur mit gitterartig angeordneten Kanälen 120-1, 120-2, 120-3, ... auf.

In Fig. 2d weist das aktive Wandler-Element 100 eine sechseckige Fläche in der y-z-Ebene auf. Das aktive Wandler-Element 100 umfasst Teilelemente 100-1, 100-2, 100-3, ..., die als gleichseitige Dreiecke auf der y-z-Ebene ausgebildet sind. Angrenzende Dreiecke sind um 180° gegeneinander verdreht. Das aktive Wandler-Element 100 umfasst außerdem eine Kühlstruktur in Form von Kanälen 120-1, 120-2, 120-3, ..., die zwischen den Dreiecken verlaufen.

In Fig. 2e weist das aktive Wandler-Element 100 eine ringförmige Fläche in der y-z-Ebene auf. Das aktive Wandler-Element 100 umfasst Teilelemente 100-1, 100-2, 100-3, ..., die als wabenartig angeordnete Hexagone in der y-z-Ebene ausgebildet sein. Das aktive Wandler- Element 100 umfasst außerdem eine Kühlstruktur, die als zackenartig verlaufenden Kanälen 120-1, 120-2, 120-3, ...zwischen den Hexagonen ausgebildet ist.

In Fig. 2f weist das aktive Wandler-Element 100 eine kreuzartige Fläche in der y-z-Ebene auf. Das aktive Wandler-Element 100 umfasst Teilelemente 100-1, 100-2, 100-3, ..., die als regelmäßig beabstandete Kreise in der y-z-Ebene ausgebildet sind. Das aktive Wandler-Element umfasst eine Kühl Struktur, die sich aus Aussparungen 120-1, 120-2, 120-3, ... zwischen den Kreisen zusammensetzt.

Es sei angemerkt, dass die in Fig. 1 und 2 erwähnten geometrischen Formen wie Würfel, Quadrate, Kreise, Sechsecke, Dreiecke, usw. und geometrische Eigenschaften wie Geradlinigkeit, Parallelität, Gleichheit, usw. als angenäherte geometrische Formen und Eigenschaften im Sinne von Fertigungstoleranzen bei einer Herstellung des Ultraschallwandlers zu verstehen sind.

In anderen Ausführungsbeispielen können die in Fig. 2a-f gezeigten Formen (oder andere geeignete Formen) des aktiven Wandler-Elements 100 miteinander kombiniert sein. Zum Beispiel kann das aktive Wandler-Element 100 in manchen Bereichen in der y-z-Ebene kreisförmige Teilelemente und in anderen Bereichen dreieckige Teilelemente aufweisen.

Fig. 3a-h zeigen ein Schema beispielhafter Verläufe eines Kühlmittel Stroms 300 in einem aktiven Wandler-Element 100. Beispielhaft werden in den Fig. 3a und den Fig. 3b-h die Ausführungsbeispiele des aktiven Wandler-Elements 100 aus Fig. 2a beziehungsweise Fig. 2b gezeigt. Das aktive Wandler-Element 100 wird in einer Draufsicht (Fig. 3a-f) oder einem Längsschnitt entlang der y-z-Ebene (Fig. 3g und Fig. 3gh) gezeigt. Der Verlauf des Kühlmittelstroms 300 wird in den Fig. 3a-h mithilfe einer oder mehrerer Richtungspfeile angedeutet.

Es sei angemerkt, dass der Kühlmittel ström 300 zur Veranschaulichung auf der in Fig. 3a-h gezeigten Fläche in der y-z-Ebene dargestellt ist. Dies soll einen Verlauf des Kühlmittelstroms in einem Inneren des aktiven Wandler-Elements 100 andeuten.

Der Kühlmittel ström 300 soll als ein Fluss eines Kühlmittels durch eine Kühl Struktur des aktiven Wandler-Elements 100 aufgefasst werden. Das Kühlmittel kann etwa Luft, Wasser (mit oder ohne Zusätze), (dünnflüssiges) Öl, flüssigen Stickstoff oder andere gasförmige, flüssige oder feste Kühlmittel oder eine Kombination aus den genannten Kühlmitteln umfassen. Der Kühlmittel ström kann passiv oder aktiv hervorgerufen werden, d.h. durch thermische Strömung (passiv) oder durch Lüfter/Pumpe (aktiv). Das aktive Wandler-Element 100 kann gegenüber einer Umgebung des aktiven Wandler-Elements 100, etwa gegenüber anderen Bestandteilen des Ultraschallwandlers, abgedichtet sein.

In Fig. 3a verläuft der Kühlmittel ström 300 unidirektional und parallel zur y-Achse. Der Kühlmittelstrom 300 verläuft durch Kanäle 120-1, 120-2, 120-3, ... entlang von Teilelementen 100-1, 100-2, 100-3, ... des aktiven Wandler-Elements 100. Dabei kann ein Kühlmittel an einem Einlass 310 am unteren Ende des aktiven Wandler-Elements 100 über die Kanäle 120-1, 120-2, 120-3, ... in das aktive Wandler-Element 100 eintreten. Das Kühlmittel kann an einem Auslass 320 aus dem aktiven Wandler-Element 100 austreten. Der Kühlmittel ström 300 wird durch Leitelemente 330-1, 330-2, die an Seiten des aktiven Wandler-Elements 100 angeordnet sind, begrenzt. Die Leitelemente 330-1, 330-2 können etwa dafür vorgesehen sein, ein Austreten des Kühlmittels an den Seiten des aktiven Wandler-Elements 100 zu verhindern. Die Leitelemente 330-1, 330-2 können für das Kühlmittel undurchlässige Begrenzungen sein, die ausgebildet sind, den Verlauf des Kühlmittelstroms 300 zu lenken.

In Fig. 3b verläuft der Kühlmittel ström 300 parallel zur y-Achse und durch Kanäle 120-1, 120-2, 120-3, ... entlang von Teilelementen 100-1, 100-2, 100-3, ... des aktiven Wandler- Elements 100. Es sind wir in Fig. 3a zwei Leitelemente 330-1, 330-2 an den Seiten des aktiven Wandler-Elements 100 vorgesehen.

In Fig. 3c sind neben Leitelementen 330-1, 330-2 an den Seiten des aktiven Wandler-Elements 100 weitere Leitelemente 330-3, 330-4 am oberen Ende des aktiven Wandler-Elements 100 beziehungsweise parallel zu den Leitelementen 330-1, 330-2 durch eine Mitte des aktiven Wandler-Elements 100 vorgesehen. Die Leitelemente 330-3, 330-4 kann zu einer Strömungsumkehr des Kühlmittels führen. Der Kühlmittel ström 300 verläuft gekrümmt von einem Einlass 310 am linken unteren Ende des aktiven Wandler-Elements 100 zu einem Auslass 320 an einem rechten unteren Ende des aktiven Wandler-Elements 100. Der in Fig. 3c gezeigte Verlauf des Kühlmittel Stroms 300 kann vorteilhaft sein für Anwendungen, bei denen Einlass und Auslass an einer Seite des aktiven Wandler-Elements 100 vorgesehen werden, etwa um Bauraum im Ultraschallwandler zu sparen.

In Fig. 3d begrenzen Leitelemente 330-1, 330-2, 330-3, . . . den Verlauf des Kühlmittelstroms 300. Die Leitelemente 330-1, 330-2 sind an den Seiten des aktiven Wandler-Elements 100 vorgesehen. Das Leitelement 330-3 ist an einem oberen Ende des aktiven Wandler-Elements 100 vorgesehen, schließt mit dem Leitelement 330-1 ab und lässt einen Auslass 320 am rechten oberen Ende des aktiven Wandler-Elements 100 frei. Das Leitelement 330-4 ist an einem unteren Ende des aktiven Wandler-Elements 100 vorgesehen, schließt mit dem Leitelement 330-2 ab und lässt einen Einlass 310 am linken unteren Ende des aktiven Wandler-Elements 100 frei. Das Leitelement 330-5 verläuft parallel zu den Leitelementen 330-1 und 330-2 und ragt ausgehend von einer Seite des Einlass 310 in das aktive Wandler-Element 100 hinein. Das Leitelement 330-6 verläuft parallel zu den Leitelementen 330-1 und 330-2 und ragt ausgehend von einer Seite des Auslass 320 in das aktive Wandler-Element 100 hinein. Dabei teilen die Leitelemente 330-5 und 330-6 eine Fläche des aktiven Wandler-Elements 100 in drei Kühlmittelschleusen ein.

Der Kühlmittel ström 300 verläuft vom Einlass 310 entlang des Leitelements 330-5 bis zum Leitelement 330-3, dann zwischen den Leitelementen 330-5 und 330-6 bis zu Leitelement 330-4, dann zwischen den Leitelementen 330-6 und 330-2 zum Auslass 320. Diese Anordnung kann vorteilhaft sein, wenn die Verschaltung mehrerer zu kühlender Wandler-Elemente notwendig ist und der Auslass eines Wandler-Elements als Eingang eines anderen Wandler- Elements genutzt werden soll.

In Fig. 3e ist jeweils ein Einlass 310-1, 310-2 an einem unteren Ende beziehungsweise einem linken Ende des aktiven Wandler-Elements 100 angeordnet. Es ist jeweils ein Auslass 320-1, 320-2 an einem oberen Ende beziehungsweise einem rechten Ende des aktiven Wandler-Elements 100 angeordnet. Der Kühlmittel ström (300) teilt sich in zwei Teilströme 300-1 und 300-2 auf. Der Teilstrom 300-1 verläuft gekrümmt vom Einlass 310-1 zum Auslass 320-2, Der Teilstrom 300-2 verläuft gekrümmt vom Einlass 310-2 zum Auslass 320-2.

In Fig. 3f sind zwei Leitelemente 330-1, 330-2 an einer linken oberen Ecke das aktive Wandler-Element 100 beziehungsweise einer rechten unteren Ecke des aktiven Wandler-Elements 100 angeordnet. Der Kühlmittel ström 300 verläuft schräg über eine Fläche (y-z-Ebene) des aktiven Wandler-Elements 100 von einem Einlass links unten am aktiven Wandler-Element 100 zu einem Auslass rechts oben am aktiven Wandler-Element 100.

In Fig. 3g ist ein Einlass 310 in einem Bereich um die Mitte einer Rückseite des aktiven Wandler-Elements 100 angeordnet. Es sind vier Auslässe 320-1, 320-2, 320-3, 320-4 an den Seiten des aktiven Wandler-Elements 100 angeordnet. Der Kühlmittel ström (300) verläuft entlang der x-Achse von der Rückseite des aktiven Wandler-Elements 100 in Richtung einer Vorderseite des aktiven Wandler-Elements 100 zumindest bis zu dem in Fig. 3g gezeigten Längsschnitt des aktiven Wandler-Elements 100 in der y-z-Ebene. Dann verläuft der Kühlmittelstrom (300) von der Mitte des in Fig. 3g gezeigten Längsschnitts radial zu den Auslässen 320-1, 320-2, 320-3, 320-4.

In Fig. 3h ist ein Einlass 310 in einem Bereich um die Mitte einer Rückseite des aktiven Wandler-Elements 100 angeordnet. Es sind vier Auslässe als Reihe kreisförmiger Öffnungen 320-1, 320-2, 320-3, 320-4 an einem linken, rechten, oberen und unteren Randbereich der Rückseite vorgesehen. Der Kühlmittel ström (300) verläuft entlang der x-Achse von der Rückseite des aktiven Wandler-Elements 100 in Richtung einer Vorderseite des aktiven Wandler- Elements 100 zumindest bis zu dem in Fig. 3h gezeigten Schnittebene des aktiven Wandler- Elements 100 in der y-z-Ebene. Dann verläuft der Kühlmittel ström (300) von der Mitte des in Fig. 3h gezeigten Längsschnitts radial zu den Seiten des aktiven Wandler-Elements 100 und dann zu den Auslässen 320-1, 320-2, 320-3, 320-4 auf der Rückseite.

In anderen Ausführungsbeispielen kann eine Kühlstruktur des aktiven Wandler-Elements 100 auf andere als in Fig. 3a-h gezeigte Weise von einem Kühlmittel durchströmt werden. Das Kühlmittel kann an einer oder mehreren Seiten des aktiven Wandler-Elements 100, einer Vor- und/oder Rückseite des aktiven Wandler-Elements 100 in die Kühlstruktur hineinströmen und an einer oder mehreren Seiten des aktiven Wandler-Elements 100, einer Vor- und/oder Rückseite des aktiven Wandler-Elements 100 herausströmen. Es können ein oder mehrere Ein- und Auslässe für das Kühlmittel vorgesehen sein. Die Ein- und Auslässe können sich je nach Anwendung in ihrer Größe unterscheiden. Für Teilstrukturen der Kühlstruktur, beispielsweise für verschiedene Kanäle, kann ein jeweiliger Ein- und Auslass vorgesehen sein. Ein- und Auslässe können so angeordnet sein, dass sie in der Zielanwendung vorteilhaft bezüglich des Bauraums, der Form oder der Komplexität des Ultraschallwandlers sind. Über eine Anordnung von Ein- und Auslässen, von Leitelementen und Dichtungen sowie der Kühlstruktur kann ein Verlauf des Kühlmittel stroms festgelegt werden. Leitelemente können an Seiten oder in Teil Strukturen des aktiven Wandler-Elements 100 angeordnet sein. Für eine bessere Wärmeaufnahme kann das Kühlmittel das aktive Wandler-Element 100 entlang einer größtmöglichen Oberfläche durchströmen. Der Verlauf des Kühlmittel Stroms kann so ausgelegt werden, dass das Kühlmittel ungehindert und mit möglichst geringen Verwirbelungen durch das aktive Wandler-Element 100 strömt.

In manchen Ausführungsbeispielen kann sich eine Kühlstruktur des aktiven Wandler-Elements 100 in einer an das aktive Wandler-Element 100 angrenzenden Struktur, etwa einer Trägerschicht, Anpassungsschicht und/oder Koppelschicht, fortsetzen.

Fig. 4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ultraschall wandlers 400. Fig. 4a zeigt den Ultraschallwandler 400 (ohne Gehäuse) in einer Zentralperspektive. Fig. 4b zeigt den Ultraschallwandler 400 mit Gehäuse 410 in einem Querschnitt.

Der Ultraschallwandler 400 umfasst stäbchenförmige Teilelemente 100-1, 100-2, 100-3, ..., die ein aktives Wandler-Element des Ultraschall wandlers 400 bilden. Die Teilelemente 100- 1, 100-2, 100-3, . . . sind in einem runden und konkav nach innen gewölbtem Array (räumlich fokussierend) angeordnet.

Der Ultraschallwandler 400 umfasst einen Einlass 310 (Zufluss) für ein Kühlmittel. Der Einlass 310 ist zentral an einer Unterseite des Arrays angeordnet. Ein Spalt zwischen einem Rand des Arrays und dem Gehäuse 410 bildet einen Auslass 320 für das Kühlmittel zur Unterseite.

Die in Fig. 4 gezeigte Anordnung von Einlass 310 und Auslass 320 kann eine Querströmung des Kühlmittels im aktiven Wandler-Element hervorrufen, so dass die Teilelemente 100-1, 100-2, 100-3, . . . von dem Kühlmittel umströmt werden. Der Ultraschallwandler 400 ermöglicht eine verbesserte Kühlung des aktiven Wandler-Elements.

Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ultraschall wandlers

400. Fig. 5a zeigt den Ultraschallwandler 400 (ohne Gehäuse) in einer Schrägperspektive.

Fig. 5b zeigt den Ultraschallwandler 400 mit Gehäuse 410 in einem Querschnitt. Der Ultraschallwandler 400 umfasst quaderförmige Teilelemente 100-1, 100-2, 100-3, ..., die zusammen ein aktives Wandler-Element des Ultraschallwandlers 400 bilden. Die Teilelemente 100-1, 100-2, 100-3, ... sind schachbrettartig in einem rechteckigen Array angeordnet. Die Teilelemente 100-1, 100-2, 100-3, . . . können einzeln elektrisch kontaktiert sein, um etwa die Teilelemente 100-1, 100-2, 100-3, ... separat anzusteuern.

Spalten zwischen den Teilelementen 100-1, 100-2, 100-3, ... bilden eine Kühlstruktur des aktiven Wandler-Elements und setzen sich in einer Trägerschicht 520 des aktiven Wandler- Elements fort.

Der Ultraschallwandler 400 umfasst einen Einlass 310 für ein Kühlmittel. Der Einlass 310 ist zentral an einer Unterseite des Arrays angeordnet. Ein Spalt zwischen einem Rand des Arrays und dem Gehäuse 410 bildet einen Auslass 320 für das Kühlmittel zur Unterseite.

Die in Fig. 5 gezeigte Anordnung von Einlass 310 und Auslass 320 kann eine Querströmung des Kühlmittels durch das aktive Wandler-Element und Teile der Trägerschicht 520 hervorrufen. Der Ultraschallwandler 400 ermöglicht eine verbesserte Kühlung des aktiven Wandler- Elements.

In anderen Ausführungsbeispielen kann eine erfindungsgemäße Kühlungsmethode für ein aktives Wandler-Element eines Ultraschallwandlers mit herkömmlichen Kühlungsmethoden kombiniert werden. Beispielweise kann der Ultraschallwandler ein Kühlkissen an einer Seite des aktiven Wandler-Elements umfassen oder ein Spalt zwischen dem aktiven Wandler-Element und einer angrenzenden (Träger-) Schicht wird von einem Kühlmittel durchströmt.

Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm eines Verfahrens 600 zur Herstellung eines Ultraschallwandlers. Das Verfahren 600 umfasst ein Einformen 610 einer Kühlstruktur in ein aktives Wandler- Element des Ultraschallwandlers. Die Kühlstruktur ist ausgebildet, mithilfe eines Kühlmittels Wärme aus dem aktiven Wandler-Element herauszuleiten.

Das Einformen 610 kann etwa ein Prägen, Einschneiden oder Durchtrennen einer Schicht des aktiven Wandler-Elements umfassen. Alternativ kann das Einformen 610 ein Drucken oder Spritzen des aktiven Wandler-Elements und ein Aussparen der Kühlstruktur umfassen. Das aktive Wandler-Element (und gegebenenfalls daran angrenzende Schichten sowie Kontaktierungen) können etwa aus Halbzeug aufgebaut und dann strukturiert werden. Alternativ kann das aktive Wandler-Element inklusive Strukturierung durch direkte Herstellungsverfahren (z.B. Druck- und/oder Gießverfahren) hergestellt werden. Das aktive Wandler-Element kann alternativ durch Mischformen aus verschiedenen subtraktiven und/oder additiven Fertigungsverfahren hergestellt werden.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 700 für eine medizinische Therapie mit hochintensivem fokussiertem Ultraschall. Die Vorrichtung 700 ist ausgebildet, den Ultraschall in einer Ausstrahlrichtung 710 abzugeben.

Die Vorrichtung 700 umfasst einen Ultraschallwandler 400 mit einem aktiven Wandler-Element 100 in einem Gehäuse 410. In das aktive Wandler-Element 100 und (optional) in eine angrenzende Trägerschicht 520 ist eine Kühlstruktur eingeformt. In Fig. 7 ist die Kühlstruktur in Form von vier Kanälen 120-1, 120-2, 120-3, 120-4 angedeutet.

Die Vorrichtung 700 umfasst außerdem ein Kühlsystem 720, das ausgebildet ist, ein Kühlmittel durch das aktive Wandler-Element 100 zu leiten. Im Falle einer aktiven Kühlung mit einem flüssigen Kühlmittel kann das Kühlsystem 720 etwa eine Kühlmittelpumpe 722 umfassen, die ausgebildet ist, das Kühlmittel in Umlauf zu halten. Das Kühlsystem 720 kann Kühlmittelschläuche 724 umfassen, die ausgebildet sind, das Kühlmittel zu einem Kühlmitteleinlass (etwa an einer Rückseite des aktiven Wandler-Elements 100) zu transportieren. Zusätzlich kann das Kühlmittelsystem 720 beispielsweise Dichtungen, ein Thermostat und ein Ausgleichsbehälter für das Kühlmittel umfassen.

Die Kühlstruktur des aktiven Wandler-Elements 100 ermöglicht eine verbesserte Wärmeableitung und damit eine verbesserte Leistungsfähigkeit des Ultraschallwandlers 400.

Weitere Anwendungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Ultraschallwandlers, etwa dem Ultraschallwandler 400, sind fokussierende therapeutische Ultraschall -Arrays, planare Ein-Ele- mentwandler und Arrays zur Ultraschall-Therapie, Schallwandler für eine Stimulation oder gezielte Veränderung von Gewebe, Applikatoren für Hyperthermie, Ablation oder Li- thotripsie, bildgebende Ultraschall sensoren mit erhöhten Leistungsanforderungen, Leistungsapplikatoren für Reinigungsanwendungen, Schweiß-Sonotroden, Ultraschall sensoren für einen Einsatz unter erhöhten Umgebungstemperaturen, Ultraschall sensoren - insbesondere für die Lebensmittelverarbeitung und Prozesstechnik -, Ultraschall-Therapie-Aktuatoren - insbesondere für Anwendungen im Volumen -, Sonar- Antennen, Ultraschallwandler für die zerstörungsfreie Prüftechnik, Mehr-Element-Schallwandler mit beliebiger Elementanordnung in der Fläche, Mehr-Element-Schallwandler mit beliebiger Elementanordnung im Volumen (z.B. für eine Adaption an vorgegebene Geometrien), Multifrequenz-Schallwandler.

Die Aspekte und Merkmale, die im Zusammenhang mit einem bestimmten der vorherigen Beispiele beschrieben sind, können auch mit einem oder mehreren der weiteren Beispiele kombiniert werden, um ein identisches oder ähnliches Merkmal dieses weiteren Beispiels zu ersetzen oder um das Merkmal in das weitere Beispiel zusätzlich einzuführen.

Es versteht sich ferner, dass die Offenbarung mehrerer, in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Schritte, Prozesse, Operationen oder Funktionen nicht als zwingend in der beschriebenen Reihenfolge befindlich ausgelegt werden soll, sofern dies nicht im Einzelfall explizit angegeben oder aus technischen Gründen zwingend erforderlich ist. Daher wird durch die vorhergehende Beschreibung die Durchführung von mehreren Schritten oder Funktionen nicht auf eine bestimmte Reihenfolge begrenzt. Ferner kann bei weiteren Beispielen ein einzelner Schritt, eine einzelne Funktion, ein einzelner Prozess oder eine einzelne Operation mehrere Teilschritte, -funktionen, -prozesse oder -Operationen einschließen und/oder in dieselben aufgebrochen werden.

Wenn einige Aspekte in den vorhergehenden Abschnitten im Zusammenhang mit einer Vorrichtung oder einem System beschrieben wurden, sind diese Aspekte auch als eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens zu verstehen. Dabei kann beispielsweise ein Block, eine Vorrichtung oder ein funktionaler Aspekt der Vorrichtung oder des Systems einem Merkmal, etwa einem Verfahrensschritt, des entsprechenden Verfahrens entsprechen. Entsprechend dazu sind Aspekte, die im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben werden, auch als eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks, eines entsprechenden Elements, einer Eigenschaft oder eines funktionalen Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung oder eines entsprechenden Systems zu verstehen. Die folgenden Ansprüche werden hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann. Ferner ist zu beachten, dass - obwohl ein abhängiger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine bestimmte Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen bezieht - andere Beispiele auch eine Kombi- nation des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen oder unabhängigen Anspruchs umfassen können. Solche Kombinationen werden hiermit explizit vorgeschlagen, sofern nicht im Einzelfall angegeben ist, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Ferner sollen auch Merkmale eines Anspruchs für jeden anderen unabhängigen Anspruch eingeschlossen sein, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt als abhängig von diesem anderen unabhängigen Anspruch definiert ist.