往复式体内超声换能器组件的制作方法_4

文档序号:8515216阅读:来源:国知局
,并且与外导体部分电气绝缘。或者内导体部分或者外导体部分中的一个可导电地与主导弹簧92连接,并且或者内导体部分或者外导体部分中的一个可导电地与后续弹簧93连接。可替代地,电缆100可以为PCB电缆、单独的导体或者其他用于携带电信号的合适的结构。
[0045]偏置构件90配置成在可旋转轴80和非可旋转同轴电缆100之间传递电信号,并且也在轴80绕旋转轴往复时存储及释放机械能。在操作其间,由于轴80在来自电机32的力作用下从中间位置绕旋转轴旋转,因此偏置构件90在维持在导体97、98和同轴电缆100之间的导电性的同时进行弹性变形。由于偏置构件90进行弹性变形,所以在偏置构件90中积累弹性力(也即,存储机械能),其作用为抵制轴80的旋转运动。由于轴80在给定方向上接近其完整的旋转路径,所以电机32降低或失去其旋转力,并且轴80停止旋转。在没有来自电机32的旋转力的情况下,在偏置构件90中积累的弹簧力使轴80沿相反方向开始旋转。在操作期间的特定时间时,电机32再次接合轴80,并且与积累的弹簧力一起(或在积累的弹簧力释放后)工作,使得即使在偏置构件90中存储的机械能耗尽并且偏置构件90已恢复到中间(非变形的)位置之后,轴80也继续旋转。由于电机32使轴80从中间位置继续旋转,因此在偏置构件90中再次积累弹性力(这是由于偏置构件90进行弹性变形),并且重复该过程。
[0046]以这种方式,使用偏置构件90以存储和释放机械能允许装置20的更有效的操作。没有偏置构件90的情况下,电机32必须在停止旋转并改变旋转方向时施加扭力,以对抗驱动轴的旋转惯性。在缺少偏置构件90的构造中,在方向改变期间,惯性能量作为热量消散,并且使用来自电机32的能量而再次给予惯性能量。偏置构件90允许在方向改变期间存储和恢复旋转惯性。当轴80往复旋转时,将从电机32给予的能量存储为旋转惯性,所述旋转惯性随后用于辅助停止旋转并改变旋转方向,减轻电机32的这些任务的大量负担。例如,如果偏置构件90朝向0° (或中间位置)偏置,则电机32可以配置成在-180°和180°之间振荡,从而弹簧可以帮助从顺时针方向切换到逆时针方向,并且也可以帮助从逆时针方向切换到顺时针方向。以这种方式,偏置构件90降低了对电机32的需求和性能要求。
[0047]装置20的另一个实施方案在图4中示出。在该实施方案中,在换能器28和导管22的控制端部之间的往复传导是通过线圈110实现的。线圈110为通过管腔72延伸的双通路弹簧。线圈110具有第一通路112和第二通路114,第一通路112连接到导体50并且第二通路114连接到导体52。第一通路112通过使用绝缘层116或涂层而与通路114电气隔离。在示出的实施方案中,通路112放置成靠近通路114。在其他实施方案中,通路112和114位于具有绝缘层放置在其间的堆叠方向上。线圈110通常由弹性材料构成,并且在以与上面描述的偏置构件90相类似的方式维持导电性的同时进行弹性变形。
[0048]装置20可以在一些示例中旋转超过360度。在其他示例中,医师使用操纵台选择旋转角度。选择较小区域可能限制成像体积,但可以提高帧率,反之亦然。以这种方式,旋转角度可以较小(例如,20° )。为了获得完整的切片、锥形或环形图像,换能器28可以在停止旋转之前在一个方向上旋转至少大约360度,在其他方向上倒转方向至少大约360度(例如,大约720度或两次旋转),并且重复。为了提高的帧率和均匀度,装置20可以配置成在每一个方向上(也即,例如1080度或更多)多次旋转,在这种情况下,导体50、52和/或线圈110配置成在一个方向或两个方向上进行多次旋转。正如所提到的,霍尔传感器监控换能器28的旋转位置并且提供旋转位置信息,所述旋转位置信息用于精确地停止和起动往复旋转运动并且用于标引(indexing)图像数据,所述图像数据用于机体组织的精确视觉显示。
[0049]换能器28绕旋转轴旋转,使得超声束在扫描方向(sweeping direct1n)上移动,所述扫描方向采用切片或环形形状的形式。以这种方式,当换能器28绕旋转轴旋转时,元件42可以发送并接收对超声成像系统而言足够的超声信号,以便生成代表靠近导管22的机体组织的2D图像。根据过程的细节或执行过程的医师的期望,装置20可以在身体上的孔内在轴向方向上移动,使得在身体上的孔内的不同位置处生成多个二维图像。以这种方式,可以将二维图像处理成三维图像,或者可替代地,医师可以得到靠近导管22的机体组织的物理特征的三维概念性理解。
[0050]在本文中描述的包括中空驱动轴和往复运动的实施方案允许装置20包括直接旋转换能器元件,该直接旋转换能器元件避免了使用旋转镜设计的需要和与这样的设计相关联的缺点。例如,与旋转镜设计相比,装置20更短并且占据更少的空间。在本文中描述的直接旋转换能器实施方案具有比旋转镜设计更深的声焦深度。在公开的实施方案中,与反射器设计相反,超声波在关于旋转轴(也即,导管轴)的通常径向方向上生成,在所述反射器设计中,超声波必须在开始沿径向方向行进之前轴向地(相对于旋转轴)行进若干毫米。
[0051]装置20通过透声窗使得图像的捕捉变得容易,所述透声窗不受不必要的声学衰减(比如,图像中的伪像、障碍或误差)的影响。例如,即使换能器28以完整的360°旋转进行旋转时,在旋转电机32、导体50、52以及其他零件的应用侧上的位置处的换能器28的位置也确保了线或其他产生回声的材料不放置在透声窗内或穿过透声窗。以这种方式,不存在可能在图像中引起伪像或阻挡超声波的再次定向的部分的线或其他产生回声的材料,这为医师提供了整个透声窗的清晰视界。通过轴70的管腔72放置线或其他导体50、52也允许装置20的总体宽度的减少,这是因为在装置的周边不需要给这样的导体提供额外的空间。如在本文中所使用的,术语“透声窗”包括贯穿在换能器28和有机流体或组织之间装置20的结构的基本无障碍通道,在使用期间,所述有机流体或组织可以位于装置20的外部。换言之,整个透声窗具有低声学衰减和/或具有与血液或水的声阻抗基本匹配的声阻抗。
[0052]与导管的应用端部分隔并放置成靠近导管的应用端部的电机32允许通过换能器28实现均匀的角速度。该均匀的角速度产生不受不均匀旋转缺陷(NURD)影响的超声图像,否则所述不均匀旋转缺陷(NURD)可以成为远离给扭矩式电缆通电的换能器的电机使用的冋题。
[0053]装置20配置成与现有的医疗装置一起使用,所述现有的医疗装置设计成用于经由皮肤的、管腔内的或间质的过程。例如,根据特定的构造,装置20可以用作用于不同目的的各种导管,或者与用于不同目的的各种导管一起使用,例如放置在导管的应用侧上或在导管的应用侧内。如前描述的装置20的部件可以位于在导管内的现有管腔中。在可替代的实施方案中,装置20可以包括外部盒体,所述外部盒体类似于具有壁24的导管22但是被缩短,以便简单容纳装置20。装置20可以使用多个安装装置、胶或其他类型的布置而安装在导管的外部。本领域技术人员将理解的是,对于现有医疗装置的用于装置20的特定类型的安装过程可以包括各种不同类型的安装方法。因此,本文中所描述的特定方法并不指示装置20使用功能的任何限制方面。
[0054]本文提到的实施方案中包括的其他特征可以包括比如标引系统和三维超声装置。
[0055]虽然在超声系统申请的上下文中使用了涉及细节的上述讨论,将理解的是装置20的实施方案也可以用于各种其他医疗过程,并和各种其他医疗装置一起使用。在本文中描述的实施方案的多功能性允许装置20用于引导经由皮肤的治疗干预,比如,例如,栓塞线团(embolism coil)、支架、过滤器、描记器(graph)、球塞(balloon)、活组织检查以及辅助治疗(ministering therapeutic)等。装置20可以用于将各种解剖学标志定位,所述各种解剖学标志将用于正确地放置或引导治疗。典型的标志包括汇合、分叉、侧枝、附近血管、附近神经、心脏或靠近容纳换能器的血管或其
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