超声探头和对准探针引导件系统的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本公开通常涉及医学成像和诊断，并且更具体地涉及超声探头和对准探针引导件系统。
[0002]通过体腔进入人体的器官和结构是标准的医疗技术。在一些程序中，诊断工具被插入体腔内来检查或活组织检查器官或其它身体结构。然后，所收集的信息被用于各种医学病症的检测和评估。特别是，超声设备通过发射和接收超声波被用于识别腔内结构，例如前列腺。所接收到的波被转换成腔内结构的图像，然后能够将其用于导航活组织检查探针到图像内所希望的位置。
[0003]在这些医疗应用中使用的超声换能器在插入患者体内期间通常被封装在解剖学兼容壳体内，以改善患者的舒适度。超声换能器的壳体属于两大结构类型中的一种端射”和“侧射”。端射型从壳体的前端发射超声波，而侧射型从壳体的侧壁发射。无论哪种壳体类型，超声图像能够用于导航活组织检查探针到腔内身体结构的外表面。
[0004]概要
[0005]在一个实施例中，本公开的超声探头包括圆柱形壳体，其包括在壳体的表面上的探针引导对准特征。该对准特征被用于连接探针引导件到圆柱形壳体并对准探针引导件，以使得被转移通过引导件的探针在超声换能器的成像平面中被转移。该对准特征被配置以使得即使当保护鞘被设置在壳体和探针引导件之间时，探针在成像平面中被对准。该保护鞘可以促进卫生、消毒和探头的重复使用。
[0006]说明书附图
[0007]图1示出了一个实施例中具有对准探针引导件的超声探头的示例。
[0008]图2是在一个实施例中的超声探头的前端的立体图，其中该探头被封装在保护鞘中，并使用探针引导件，探针在由超声换能器产生的成像平面中被对准，通过设置在壳体上的对准特征促进对准。
[0009]图3是在一个实施例中由保护鞘覆盖的超声探头和与该探头对准的所附着的探针引导件的立体图。
[0010]附图对本发明的各个实施例中的描述仅出于说明的目的。本领域技术人员将容易从如下的讨论认识到本文描述的结构和方法的替代实施例可以在不脱离本文描述的发明的情况下被采用。
【具体实施方式】
[0011]概述
[0012]本文所描述的实施例包括具有对准特征的侧射超声探头，当它被用于为腔内医疗过程(例如，活组织检查器官或者其他身体腔内结构，提供腔内疗法)将探头连接到探针引导件时，它以超声换能器的成像平面促进被转移通过探针引导件的一个或多个探针的对准。即使当保护鞘被设置在对准特征和探针引导件之间时，对准特征被配置以使得成像平面内的探针的对准完成。
[0013]通过将被转移的探针定位在侧射型超声探头的成像平面内，超声图像能够用于对关于感兴趣的腔内结构的前进的探针成像。当超声换能器具有足以对内部结构或内部器官特征成像的频率和/或分辨率时，这种能力特别有用。同时对感兴趣的结构和探针的成像允许将探针导航到人体内的特定的腔内结构，或者给定超声换能器的足够分辨率，将探针导航到结构内的特定位置。然后这可以提高该过程的诊断能力和治疗的有效性。允许对以关于探头的不同角度被导向的探针进行定位使得能够通过该探针进入身体或结构内的位置的范围，同时减少探针的操纵。这可以提高过程中患者的舒适度，以及患者的安全。
[0014]超声探头和对准探针组件
[0015]图1示出了具有能够使探针引导件110对准的对准功能的侧射超声探头组件100的一个实施例，以使得被转移通过引导件的探针(例如，任意探针114A-C中，简写为“114”)被转移进入由超声换能器阵列产生的成像平面。成像平面由超声换能器产生的超声波的路径来定义。超声探头组件100包括具有纵向轴线108的圆柱形壳体104，以及具有斜面120的换能器壳体116。换能器器壳体116包围用于产生超声波的超声换能器阵列，其反射被转化成图像。设置在圆柱形壳体104和探针引导件110之间的保护鞘124覆盖一部分的圆筒形壳体和换能器壳体116。超声换能器组件100还包括探针组件对准特征128，在图2和3中更详细地示出。
[0016]超声探头组件100的圆柱形壳体104具有多种用途，包括但不限于，
[0017]包围用于操作超声换能器的布线和/或电子元件，为结构提供连接到组件的其它元件(例如，探针引导件110)，并提供由操作者使用的近端(即，把手)用于操纵该组件。在这个示例中，圆柱形壳体104具有圆形或椭圆形的横截面，其符合人体工程学可插入体腔内，如直肠，以成像、活组织检查和/或提供对感兴趣的身体结构如前列腺的治疗。尽管圆柱形壳体104的其它实施例不限于圆柱体或圆形或椭圆形的横截面，具有点或边缘的壳体可能导致患者的不适感或损伤敏感的组织。在描述实施例的其他特征时，圆柱形壳体104的纵向轴线108平行于圆柱形壳体的长轴线并被用作简单参考。
[0018]一个或多个探针114能够被插入其中的包括单个引导通道112A-C (统称为“ 112”)的探针引导件110使用对准特征128被在保护鞘124之上附着到圆柱形壳体104。探针引导件110的细节在图2和3的上下文中被更详细地描述。
[0019]探针114的一个探针被用于活组织检查感兴趣的腔内结构，如前列腺(由图1中的椭圆示出)，通过被转移通过探针引导件I1的通道112，通过端口 113 (在图2和3中示出)，并进入超声成像平面。三个通道112以关于探头组件100的水平轴线108的不同角度被导向，以使得身体结构内的不同的位置都能由探针114进入，而不在患者体内移动探头。因为探针(例如，针114A)和感兴趣的结构都同时在成像平面中，因此使用反射的超声波成像，探针能够被导航到感兴趣的特定位置。只要超声换能器具有足够腔内结构的分辨率(通常达到约20兆赫的高换能器频率)，这个位置能够在身体结构的表面上，或者甚至是在特定身体结构内。
[0020]换能器壳体116被定位在圆柱形壳体104的远端。换能器壳体116大致包围用于产生超声波的超声换能器。在这个示例中，换能器壳体116符合人体工程学形状以在组件100插入体腔期间，改善患者的舒适度。该符合人体工程学的形状也能够在用于对腔内的人体结构成像和活组织检查的组件100的操作期间改善患者的舒适度。
[0021]在这个示例中，由于超声换能器发射超声波通过圆柱形壳体104的侧壁，该组件100的设计有时称为“侧射”设计。本发明的其他实施例可以与“端射”设计一同使用，其中超声波从换能器壳体116的终端(即，沿大体平行于纵向轴线108的方向)发射。
[0022]由换能器壳体116容纳的换能器可以包括当被电触发时，产生超声波的压电元件阵列。在一些实例中，换能器阵列能够产生具有集中在约I兆赫到12兆赫之间的频率分布的超声波。在这些较低的频率产生的图像的分辨率可以足以辨别腔内身体结构的轮廓和/或外表面。在其它示例中，换能器阵列能够产生具有集中在约20MHz的频度分布和约27MHz的6分贝转角频率的超声波。在这些较高频率产生的图像的分辨率可以足以对腔内身体结构内的结构(即，器官内分辨率)。这较高的分辨率和成像便于将探针114A-C导航到身体结构，然后可以活组织检查。此外，因为器官或身体结构的内部可以被成像，所以分辨率也能够帮助防止对身体结构的意外损伤。
[0023]由于对换能器运行频率在本领域中不一致的描述，上文对频率分布的近似中心的描述是很重要的:当一些技术人员通过引用频率分布的中心频率描述运行频率时，其他技术人员描述通过引用分布的上限描述运行频率。
[0024]换能器壳体116的侧射设计包括斜面120，其促进换能器和将被成像的本体结构之间的声耦合。通过将斜面120的角度与身体结构的形状相匹配，换能器，以及因此用于对身体结构成像的超声波被带到靠近身体结构