用于执行管腔内组织摧毁的系统及其操作方法与流程

本系统涉及一种用于管腔内地获取用于手术流程的动脉的系统，并且更具体而言，涉及一种用于使用管腔内超声技术从周围的结缔组织移除动脉以用于获取的系统及其操作方法。

背景技术：

获取左乳内动脉(lima)(还被称为胸廓内动脉ita)可以被用于冠状动脉旁路移植手术，因为来自该重新路由的血管的血液流动是在心肌梗塞之后对心肌增加血液供应的一种方式。ita获取是要求高技能外科医师的手术流程并且尤其在其使用微创锁孔手术方法执行时能够是相当耗费时间的。例如，使用微创锁孔手术方法的ita获取通常能够要求每患者一到若干小时。最近，在机器人设备(即，davinci^tm设备或其他自定义血管获取设备,诸如超声刀、电烙器或其他专用内窥镜仪器)的帮助下执行该流程，取得一些成功。这些设备通常提供在其从胸壁移除期间保持ita就位的装置，同时还提供还烧灼/凝结ita侧支以在拆卸期间避免流血的装置。然而，外科医师的技术继续是成功并且快速的流程的关键组成部分。

技术实现要素：

在本文中所描述的(一个或多个)系统、(一个或多个)设备、(一个或多个)方法、(一个或多个)布置、(一个或多个)用户接口、(一个或多个)计算机程序、过程等等(在下文中，其中每个将被称为系统，除非上下文另外指明)解决现有技术系统中的问题。

根据本系统的实施例，公开了一种获取血管的方法，所述方法由包括具有至少一个超声换能器的柔性体部分的装置执行，所述装置可以由至少一个控制器控制，所述方法可以包括以下动作中的一个或多个：使所述柔性体经皮位于具有血管壁的所述血管和附接到所述血管壁的结缔组织中；并且激励所述至少一个超声换能器以输出具有血管壁的外部的聚焦区的第一类型的超声信号，从而分解聚焦区中的结缔组织的区域。

还应设想到，所述方法可以包括激励所述至少一个超声换能器以输出第二类型的超声信号来烧灼所述血管的侧支的动作。而且，所述方法可以包括以下等工作：形成包括组织摧毁脉冲的第一类型的超声信号和包括高强度聚焦超声(hifu)脉冲的第二类型的超声信号，其相比于第一类型的超声信号在强度方面更低并且在持续时间方面更长。而且，所述方法可以包括以下动作：形成所述至少一个超声换能器，以包括球面超声换能器和被配置为具有与所述聚焦区相对应的聚焦区的截断球面超声换能器之一。根据又一实施例，所述方法可以包括以下动作：线性地扫掠所述至少一个超声换能器使得结缔组织的所述分解区域形成线性区域。还应设想到，所述方法可以包括以下动作：旋转所述至少一个超声换能器使得结缔组织的所述分解区域形成圆柱形区域。所述方法还可以包括以下动作：部分的体内位置的位置信息控制所述柔性体部分的至少一部分的位置控制耦合到所述柔性体部分的定位机构以根据指示所述柔性体部分的至少部分的位置和取向中的至少一个。所述至少一个超声换能器可以包括跨所述柔性体部分的长度布置的多个超声换能器。而且，应设想到，所述方法可以包括以下动作：同时地激励所述多个超声换能器的选定超声换能器。

根据本系统的实施例，提供了一种用于获取具有附接到结缔组织的血管壁的装置。所述装置可以包括：柔性体部分，其具有沿着所述柔性体的长度定位的至少一个超声换能器并且被配置为经皮位于所述血管中；和控制器，其被配置为激励所述至少一个超声换能器以输出具有所述血管壁的外部的聚焦区的第一类型的超声信号以便分解所述聚焦区中的结缔组织的区域。

还应设想到，所述控制器还可以被配置为激励所述至少一个超声换能器以还输出第二类型的超声信号来烧灼所述血管的侧支。还应设想到，所述控制器还可以被配置为形成包括组织摧毁脉冲的第一类型的超声信号和包括高强度聚焦超声(hifu)脉冲的第二类型的超声信号，其相比于第一类型的超声信号在强度方面更低并且在持续时间方面更长。还应设想到，所述至少一个超声换能器可以包括具有与所述聚焦区相对应的聚焦区的球面超声换能器和被配置为截断球面超声换能器之一。而且，还应设想到，所述控制器还可以被配置为线性地扫掠所述柔性体部分的至少部分和附接到其的所述至少一个超声换能器，使得结缔组织的所述分解区域形成线性区域。还应设想到，所述控制器还可以被配置为旋转所述柔性体部分的至少部分和附接到其的所述至少一个超声换能器，使得结缔组织的所述分解区域形成圆柱形区域。还应设想到，所述装置还可以包括耦合到所述柔性体部分的定位机构并且其可以被配置为控制所述柔性体部分的至少部分和附接到其的所述至少一个超声换能器的位置和取向中的至少一个。还应设想到，所述至少一个超声换能器可以包括跨所述柔性体部分布置的多个超声换能器，并且其中，所述控制器还可以被配置为选择性地导出所述多个超声换能器的所述超声换能器中的个体超声换能器。

根据本系统的实施例，提供了一种存储在计算机可读非暂态存储器介质上的计算机程序，所述计算机程序可以被配置为控制包括具有至少一个超声换能器的柔性体部分的柔性装置以执行血管获取流程，所述计算机程序可以包括程序部分，其被配置为在所述柔性体部分至少部分位于具有血管壁的所述血管和附接到所述血管的结缔组织内时确定所述柔性体部分的至少一部分的位置和取向中的至少一个并且形成对应的位置信息；并且激励所述至少一个超声换能器以输出具有所述血管壁的外部的聚焦区的第一类型的超声信号以便分解所述聚焦区中的结缔组织的区域。

还应设想到，所述程序部分还可以被配置为激励所述至少一个超声换能器以输出第二类型的超声信号以根据体内所获得并且涉及所述柔性体部分的至少部分的位置和取向中的至少一个的所述位置信息烧灼所述血管的侧支。

还应设想到，所述程序部分还可以被配置为根据所述位置信息驱动所述至少一个超声换能器以生成包括组织摧毁脉冲的所述第一类型的超声信号和包括高强度聚焦超声(hifu)脉冲的所述第二类型的超声信号，其相比于所述第一类型的超声信号在强度中更低并且在持续时间中更长。还应设想到，所述程序部分还可以被配置为控制定位机构以线性地扫掠所述柔性体部分的至少部分和附接到其的所述至少一个超声换能器，使得结缔组织的所述分解区域形成线性区域。还应设想到，所述程序部分还可以被配置为控制定位机构以旋转所述柔性体部分的至少部分和附接到其的所述至少一个超声换能器使得结缔组织的所述分解区域形成圆柱形区域。

附图说明

在以下示范性实施例中参考附图更详细地解释了本发明，其中，相同或相似的元件可以部分由相同附图标记指示，并且各种示范性实施例的特征是可组合的。在附图中：

图1示出了根据本系统的实施例的柔性工具的部分的透视图；

图2a示出了根据本系统的实施例的位于胸廓内动脉(ita)内的柔性体的超声换能器阵列的一部分的详细截面视图；

图2b示出了根据本系统的实施例的当其线性地扫掠以形成线性分解组织体积时的柔性体的超声换能器阵列的部分的详细侧截面视图；

图2c示出了根据本系统的实施例的当其旋转地扫掠以形成圆柱形分解结缔组织体积时沿着图2b的线2c-2c取得的柔性体的超声换能器阵列的部分的剖面；

图2d示出了具有根据本系统的实施例所分解的周围圆柱形体积的基本上所有结缔组织的柔性体的超声换能器阵列的部分的截面；

图3a示出了根据本系统的实施例的球面聚焦超声换能器的图形；

图3b示出了根据本系统的实施例的截断球面聚焦超声换能器的图形；

图4示出了对于根据本系统的实施例操作的单个截断球面壳超声换能器的模拟压力分布图的图形；并且

图5示出了根据本系统的实施例的系统的部分。

具体实施方式

以下是对说明性实施例的描述，其在与以下附图相结合时将展示以上提及的特征和优势，以及其他特征和优势。在以下说明中，出于解释而非限制的目的，阐述了说明性细节，例如，构架、接口、技术、元件属性等等。然而，对本领域技术人员显而易见的是，偏离这些细节的其他实施例将仍被理解为在所附权利要求的范围之内。此外，出于清楚的目的，省略了对公知的设备、电路、工具、技术和方法的详细描述从而不使对本系统的描述模糊。应该明确理解，附图出于说明性目的而被包括并且不表示本系统的完整范围。在随附的附图中，不同附图中相似的附图标记可以指代相似的元件。另外，在一些附图中，清晰起见，可能省略剖面线。术语和/或其构词要素应该被理解为意指可能仅需要所记载的元件中的一个或多个以合适地出现在根据权利要求记载和根据本系统的一个或多个实施例中(例如，仅存在所记载的元件中的一个，可以存在所记载的元件中的两个等等，直至可以存在所记载的元件中的所有)。

出于清晰起见，现在将关于ita的选定部分的获取和/或拆卸讨论本系统的实施例。然而，应当理解，所描述的获取和/或拆卸方法可以适合地应用于具有类型结果的其他血管(例如，动脉和/或静脉)。

本系统的实施例可以提供使用组织摧毁方法(在下文中组织摧毁)以根据本系统的实施例分解(fractionate)组织的系统和方法。通常，组织摧毁是组织分解方法，其依赖于由超声换能器生成以以非热方式乳化组织的高压和高聚焦超声脉冲。更具体而言，组织摧毁依赖于用于分解组织的声空化的机制。作为声空化的结果，由来自溶解在组织中的气体的高压脉冲所生成和所维持的微气泡接近组织并且在其内有力地振荡，在过程中分解组织的细胞。组织分解仅发生在对应的超声换能器的聚焦区中，这使该过程高度局部化，其中，清晰地划界的边界将分解组织与未分解组织分开。在大块组织中，组织摧毁产生导致液化核心的机械碎裂。通常，实现根据本系统的实施例的组织摧毁的操作参数包括以下中的一个或多个：超过10mpa的压力、μs范围中的脉冲持续时间和khz范围中的脉冲重复频率。

本系统的实施例可以采用诸如用于ita获取和/或拆卸的组织摧毁的非热组织分解方法，如参考图1说明性地描述的，图1示出了根据本系统的实施例的柔性工具100的部分的透视图。柔性工具100可以包括分别地具有近端104和远端106的柔性体102。超声换能器阵列(uta)110可以位于远端106处并且可以包括多个超声换能器112(在下文中，出于清晰起见，换能器112)，其可以由控制器(例如，处理器、逻辑设备等等)独立地或一致地驱动，如由控制器可以确定的。柔性体102在至少一些部分中可以是柔性的，使得其可以直接或经由来自切口/入口点的路径经皮引入到选定血管(例如，诸如动脉或静脉的血管，诸如ita)中。因此，柔性体102可以被配置为类似导管状仪器。在一些实施例中，柔性工具100可以包括导丝，其可以提供柔性体102要跟随的路径。因此，柔性体102可以被配置为耦合到导丝，使得其可以被引导到诸如ita的期望的血管内的期望的位置。例如，导丝可以被定位引导到位置，并且柔性工具100可以沿着导丝被馈送以到达位置，如容易理解的。

而且，在一些实施例中，柔性体102可以被配置为从远离ita的引入点(诸如从诸如腿中的切口/入口点)插入在患者的股动脉处。因此，柔性体102可以具有适合的长度，使得如果期望的话，其可以从预期的插入点到达期望的位置。在一些实施例中，如果期望的话，柔性体102的至少部分可以是刚性的(诸如在uta110处)，并且为了清晰起见可以定义纵轴la。

图2a示出了根据本系统的实施例的位于ita内的柔性体102的超声换能器阵列(uta)110的部分的详细截面视图。换能器112可以包括沿着uta110的纵向长度布置的一个或多个换能器112(例如，一系列换能器112，诸如聚焦超声换能器)。换能器112中的至少一个可以电子地耦合到柔性体102内的控制器和/或相对于柔性体102远程定位。换能器112中的至少一个可以具有球面和/或截断球面，其可以将从其所发射的超声信号聚焦在可以具有期望的形状、尺寸和相对于从其发射超声信号的换能器112的位置的期望的聚焦区中。例如，换能器112中的至少一个可以被配置为将超声信号109聚焦在超过ita血管壁105定位的聚焦区111处从而在聚焦区111处分解组织。因此，换能器112中的至少一个可以具有被配置为将对应的超声信号109聚焦在聚焦区111处以在聚焦区111处分解组织的形状、尺寸和/或几何结构。然而，信号109穿过其并且在于聚焦区111的外部的组织(诸如ita的壁)未由超声信号109分解(或否则损伤)。根据本系统的实施例，可以对至少一个换能器进行配置，使得聚焦区111定位在区中，使得其在ita周围的结缔组织107内。因此，分解聚焦区111处的结缔组织107处，并且在操作中，换能器可以形成对应的分解体积。关于聚焦区111，超声换能器(例如，球面和/或截断球面)的形状和尺寸可以被配置为获得分解的期望的聚焦区形状、尺寸和/或位置。而且，换能器111中的一个或多个的聚焦区111、尺寸和/或形状可以与其他换能器112的聚焦区111、尺寸和/或形状相同或不同。

根据本系统的实施例，控制器可以独立于彼此驱动(例如，激励)换能器中的一个或多个选定换能器112，从而令致动的定时、功率等等中的一个或多个变化。然而，在另外的实施例中，控制器可以以相同功率等等同时驱动所有换能器112。根据本系统的实施例，控制器可以驱动换能器在结缔组织107内形成连续或基本上连续的分解组织体积(诸如分解组织体积115，如图2b中所示)，使得可以从结缔组织107的至少部分(诸如结缔组织107的大部分)容易地分开或移除ita。分解组织体积115可以被称为当例如向ita施加力时可以分解的减弱区域。例如，在一些实施例中，在分解结缔组织107之后，当ita与结缔组织107的大部分分开时，结缔组织107中的一些可以保持附接到ita。然而，在另外的实施例中，可以在其初始地附接到ita处或其附近分解结缔组织105。因此，通过改变换能器112的几何结构、励磁功率等等，聚焦区111和因此分解体积115的至少一部分可以如可以期望地裁剪。

组织摧毁换能器需要高度聚焦以便实现其聚焦区处的期望的组织摧毁强度。根据本系统的实施例，这样的设备可以具有≤1的f/数目(即，焦距/孔径)。可以通过血液和血管壁完成将超声能量从换能器的表面耦合到其聚焦区。该换能器的几何结构由ita的内径和外径驱动，因为其聚焦区必须总是定位在血管壁的外部。例如，根据本系统的实施例，具有4mm曲率半径的4x2mm孔径换能器将生成远离其表面4mm的聚焦区，从而将其放置在ita外部和结缔组织内部。这样的设备将分解在尺寸方面近似1x0.5x0.5mm的椭球体积。如下文所描述的，导管/换能器线性平移和旋转产生针对ita拆卸的更大的分解体积。

现在将参考图3a和图3b描述球面聚焦超声换能器的说明性几何结构，图3a示出了根据本系统的实施例的球面聚焦超声换能器的图形300a，并且图3b示出了根据本系统的实施例的分解球面聚焦超声换能器的图形300b。分解球面聚焦超声换能器还可以被称为分解球壳。因此，根据本系统的实施例，换能器112可以具有球面和/或截断球面超声换能器几何结构。包括这些几何结构的换能器112中的一个或多个能够生成在其聚焦区处的适于执行根据本系统的实施例的组织摧毁方法的高声压。如可以容易理解地，能够生成其聚焦区处的高声压的其他几何结构适于执行根据本系统的实施例的组织摧毁方法，然而，不能够具有用于执行组织摧毁方法的足够的几何增益的其他几何结构(例如，平面、圆柱形等等)将不适于根据本系统的实施例的应用。而且，由于超声换能器的几何结构可以匹配柔性体102的几何结构，因而其可以容易地与根据本系统的实施例的柔性体102集成。

因此，通过考虑血管几何结构(例如，血管内部直径、壁厚度(tw)等等)和结缔组织的厚度，可以确定柔性体102和换能器112的几何结构使得对应的换能器112的聚焦区111中的一个或多个可以定位在血管壁的外部，但是在保持血管就位的结缔组织的内部。例如，uta处的柔性体的外直径应当是较小的(例如，稍微较小的，诸如比(如由血管的腔壁所限定的)血管的内径小5％)，使得换能器接近血管壁定位并且仍然可在血管内移动。而且，可以根据血管壁的厚度和血管直径确定聚焦区111。

图2b示出了根据本系统的实施例的当其被驱动并且线性地扫掠(sweep)以形成线性分解组织体积115时的柔性体102的超声换能器阵列(uta)110的部分的详细侧截面视图。一旦柔性体102被确定为位于ita的期望的部分内的期望的位置中，控制器就可以驱动uta110的选定换能器112(例如，单独地或同时地)以分解驱动的对应的换能器112的聚焦区111处的组织。一旦将ita的选定部分耦合到胸壁的结缔组织107的部分(例如，基本上所有结缔组织107)被分解，就可以从胸壁移除ita的对应的部分。在该过程期间，在控制器的控制下的定位机构可以被配置为以相对于ita的期望的距离来回地滑动地移动柔性体102(或其部分，诸如uta110)使得对应的换能器112中的每个的聚焦区111可以沿着ita扫掠以便沿着ita的长度形成线性分解结缔组织体积115。例如，在一些实施例中，控制器可以控制定位机构以滑动地移动柔性体102(例如，诸如在来回运动中)使得每个对应的换能器112的聚焦区111在被驱动时(例如，连续地、周期性地、一起地、独立地等等)扫掠其当前位置与邻近聚焦区111之间的距离(例如，邻近换能器112，所述距离可以被定义为如由箭头121所图示的内换能器距离(itd))。以这种方式，根据本系统的实施例，可以生成分解结缔组织115的线性区域。因此，例如，柔性体102的来回运动可以分解结缔组织107的线性区域从而形成分解结缔组织体积115。在一些实施例中，来回运动可以限于itd。然而，在本系统的另外实施例中，来回运动可以小于或大于itd，如可以期望的。但是在其他实施例中，用户可以手动地操纵柔性体102以来回地移动柔性体102从而生成分解结缔组织115的线性区域。在另外的实施例中，控制器可以接收指示柔性体102的线性位置和/或取向的传感器信息并且可以因此控制定位机构使得尚未被分解结缔组织可以放置在换能器111的聚焦区域中以用于分解。来回地移动柔性体102的至少部分的上述过程可以被称为线性扫掠过程。在一些实施例中，uta可以包括超声换能器的多个行和/或列。而且，在一些实施例中，邻近行和/或列中的超声换能器可以彼此对齐或稍微偏移。

然而，在另外的实施例中，传感器(例如，回波传感器)和/或外部成像设备(例如，ct、超声等等)可以对结缔组织107进行采样或以其他方式进行成像以检测其是否已经分解，并且将该信息提供给控制器以用于另外的处理。因此，如果确定经采样的结缔组织107尚未被分解，那么控制器可以控制定位机构以对柔性体102进行定位和/或取向使得换能器112正确地定位以分解经采样的结缔组织107。然而，如果确定经采样的结缔组织107已经被分解，则控制器可以对另一位置处的其他结缔组织107进行采样。

在一些实施例中，uta110可以包括可以彼此相似或不同的多个换能器112。uta110可以延伸可以插入uta的柔性体102的任何长度。可以使用任何适合的方法诸如导航辅助手术成像方法等等确定柔性体102的位置。然后，仅被确定为(例如，由控制器)位于要与附接到其的结缔组织分开的ita的部分内的那些超声换能器由控制器驱动以分解结缔组织。相反地，未被确定为位于要分开的ita的部分内的那些超声换能器未被驱动(例如，保持断开)。然后，一旦位于针对获取选定ita的该部分的周围的区域中的结缔组织被分解，则ita的对应的部分可以被分开以用于获取。根据一些实施例，选定超声换能器可以根据期望单独地驱动(基于位置、时间等等)或可以全部同时驱动。

图2c示出了根据本系统的实施例的当其旋转地扫掠以形成圆柱形分解结缔组织体积117时沿着图2b的线2c-2c取得的柔性体102的超声换能器阵列(uta)110的部分的截面。根据本系统的实施例，在生成线性分解结缔组织体积115之后，柔性体102可以旋转(例如，关于其纵轴la)以分解结缔组织107的圆柱形区域从而形成圆柱形分解结缔组织体积117的至少部分。例如，在生成沿着ita的长度的线性分解结缔组织体积115之后，柔性体102可以以期望的旋转角(ωi)(关于纵轴(la))旋转以便形成圆柱形分解结缔组织体积117的至少部分。根据一些实施例，可以对旋转角(ωi)进行设置使得当前和紧接的聚焦区位置可以交叠。因此，控制器可以控制定位机构来以旋转角(ωi)旋转柔性体102，使得聚焦区在针对当前取向的不同(邻近)取向上使得尚未暴露于(例如，组织摧毁超声脉冲的)聚焦区111的结缔组织可以暴露于聚焦区111并且因此可以被分解。

来回地旋转柔性体102的至少部分的该过程可以被称为旋转扫掠过程。因此，在完成旋转扫掠过程之后，过程可以重复线性扫掠过程并且反之亦然。可以重复线性和旋转扫掠过程直到分解将ita的选定部分耦合到胸壁的全部(或基本上全部)结缔组织107并且可以从胸壁容易地移除ita的对应的部分。根据一些实施例，旋转角(ω)可以由系统和/或用户设置并且可以存储在系统的存储器中以供之后使用。而且，在一些实施例中，应设想到，取决于可以存储在系统的存储器中的系统设置，旋转角(ω)可以小于、等于或大于360度。如可以容易理解，取决于结缔组织关于ita的定位，选定超声换能器可以个体地驱动(基于位置、时间等等)可以在旋转的全部或部分期间根据期望同时驱动。根据本系统的实施例，可以选择驱动换能器的旋转角(ω)和时间以确保换能器仅在期望分解的聚焦区中存在结缔组织时驱动。例如，在其中ita或其他血管未经由其整个周周围的结缔组织附接到身体的情况下，可能不期望360度或更多的旋转。

根据一些实施例，柔性体部分可以沿着ita的长度前进并且在下文中可以重复线性和旋转扫掠。如可以容易理解，旋转扫掠可以在线性运动前面(例如，跟随有来回运动或简单地一个方向的运动，诸如如从插入位置撤回柔性体的一个方向上的线性运动的旋转运动)。

例如，图2d示出了具有根据本系统的实施例分解的周围的圆柱形体积中的基本上所有结缔组织107的柔性体102的超声换能器阵列(uta)110的一部分的剖面。图2d与图2c类似，然而，在血管(例如，ita)周围完整地说明性地示出了圆柱形分解结缔组织体积117。因此，ita的对应的部分为获取做准备并且可以从胸壁容易地拆卸。如容易理解的，为了从胸壁或其他相关结缔组织移除ita或任何其他血管，血管的至少一侧的组织层被分解或以其他方式拆卸以实现血管到心脏的移动以便提供如所描述的血管再生。例如，在其中结缔组织的圆柱形层被分解但是保持在不同的组织层内的情况下，然后血管的至少一侧上的不同的组织层根据本系统的实施例被分解或以其他方式拆卸。

而且，关于柔性体102的尺寸和形状，柔性体102可以具有带稍微小于ita(did)的流动通道的内直径的外直径dod(例如，参见图2a)的剖面从而建立换能器112可以接近ita壁的邻近部分并且uta100可以在位于ita内时自对齐的适贴配合。例如，在一些实施例中，柔性体102的dod可以与ita的内直径(大约3mm)相对应以用于获取ita。然而，针对dod的其他值或值范围还设想并且可以基于期望的应用。

根据本系统的实施例，在执行分解过程之后，可以测试分解以查看分解过程是否成功地执行。因此，控制器可以确定分解过程是否已经成功地分解所有期望的结缔组织。例如，控制器可以驱动超声换能器并且在下文中获得来自可以被用于确定ita是否保持附接到结缔组织的超声换能器的信息。例如，控制器可以操作为驱动选定超声换能器作为简单脉冲回波设备以确定最后的回波接口的位置(大概地，在拆卸的ita的情况下的外部血管壁)或超过血管壁的额外散射体的存在(如将是在ita仍然附接到周围的结缔组织时的情况)。因此，如果控制器检测到超过血管壁(例如，ita壁)的额外散射体的存在，则控制器可以确定当分解过程未成功地完成时重复分解过程。相反地，如果控制器未检测到超过血管壁的额外散射体的存在，则控制器可以在当前组织上的分解过程成功地完成时对结缔组织的另一区域执行分解过程。控制器可以重复该动作，直到针对其中应当存在分解组织的结缔组织检查分解结缔组织的全部或期望的部分。

图4示出了针对根据本系统的实施例操作的单个截断球面壳超声换能器的模拟压力分布图的图形400。聚焦区411示出在图的中心中并且符合用于执行根据本系统的实施例的组织摧毁方法的压力要求。更具体地，具有距其表面(f/数目＝1)5mm的聚焦区的并且在4mhz处操作的5mm长和3mm宽截断球面壳超声换能器的模拟指示聚焦区尺寸近似是2.5mm长并且在直径方面是0.36mm(例如，椭圆形状的)。而且，已经发现，上文所描述的超声换能器能够生成其聚焦区中的4.5kw/cm2的强度，其对应于11.7mpa的压力(例如，当由晶体换能器的晶体表面上的脉冲激励时生成小于25w/cm2的强度)。而且，这些激励脉冲是利用当前超声换能器晶体技术可实现的。而且，这些压力能够使用根据本系统的实施例所执行的组织摧毁方法递送对于组织分解所期望的高压脉冲。

根据本系统的实施例的ita获取的优点(其中，柔性体可以被称为导管)可以包括：

(1)个体换能器的导管和定位的对齐可以由ita内的导管自动地完成。这至少部分归因于例如导管的远端处的超声换能器的配置。

(2)导管和其超声换能器的几何结构可以被用于确保换能器的聚焦区可以总是定位在血管壁的外部，这消除了组织摧毁脉冲的施加期间血管壁(例如，ita壁)破裂的可能性。

(3)组织摧毁和组织分解仅发生在每个对应的换能器的聚焦区中。在其他地方，所发射的压力不足以生成组织分解，因此这减少/消除了辅助组织损伤。作为换能器几何结构的结果和换能器激励的水平，产生该“自限制”机制。

(4)导管和换能器周围的血流量可以提供换能器冷却和自动耦合机制以将超声能量从换能器传送到管腔外空间。

(5)流程期间的管腔内导管的最小运动和操纵简化使用。

(6)而且，通过稍微远离所获取的血管(例如，ita)的外部周界定位聚焦区，健康筋膜层可以围绕所获取的血管。该健康筋膜层可以改进冠状动脉旁路流程的长期结果。

根据本系统的实施例，可以执行被称为分支血管管理/声烙术(acoustocautery)流程的烧灼过程，如本文所描述的。烧灼过程可以声学地烧灼ita(或其他血管)的ita侧支(例如，分支血管)从而防止来自ita的失血并且可以在分解结缔组织和从其移除血管的上文所描述的血管获取流程/组织摧毁流程之前执行。在执行烧灼过程之后，可以在很少或没有流血的情况下从其分支血管移除ita。根据本系统的实施例，不是递送组织摧毁脉冲，换能器可以递送较低的强度但是较长的持续时间高强度聚焦超声(hifu)脉冲以烧灼组织。因此，这些hifu脉冲可以被用于烧灼血管。该过程可以被称为声烙术过程，其中，诸如包含在ita侧支中的血液和形成ita侧支的组织的血液和组织分别热凝结，因此这停止了ita侧支内的血液流动。

根据本系统的实施例，可以使用任何适合的(一个或多个)成像方法(诸如(体外)成像模态(即，x射线、超声、ct等等)和导航辅助手术成像方法等等)来识别和定位ita侧支。然后，使用与ita侧支的所确定的位置有关的信息，控制器可以控制定位机构以对柔性体102进行定位和/或取向使得换能器112(或选定超声换能器)正确地定位以递送高强度聚焦超声(hifu)脉冲来根据本系统的实施例烧灼这些ita侧支。然而，在另外的实施例中，应设想到，控制器可以选择当前定位以递送高强度聚焦超声(hifu)脉冲以烧灼这些ita侧支的换能器112并且然后驱动这些选定超声换能器以递送hifu脉冲来根据本系统的实施例烧灼对应的ita侧支。例如，在一些实施例中，一旦已经识别ita侧支的位置，则可以对柔性体102进行定位和/或取向使得其聚焦换能器112中的至少一个可以朝向对应的ita侧支取向并且在下文中根据本系统的声灼术过程被激活以递送hifu脉冲。

关于hifu脉冲，这些脉冲可以生成较低强度(例如，大约500-2000w/cm2)的持续几十秒(例如，1-30秒)的连续波(cw)曝光的超声曝光以凝结对应的(一个或多个)ita侧支血管中的血液。当分支中的血液流动(由于ita的柔性体102的存在)被预期是最小时，甚至还可以促进凝结。

在执行声灼术过程以烧灼侧支来防止血液流动之后，过程可以检查在烧灼的ita侧支中是否存在任何血液流动。过程可以使用任何适合的方法来进行这。例如，根据本系统的实施例，超声多普勒技术可以被用于在执行声灼术过程之后检测在ita侧支中是否存在任何血液流动。因此，如果确定在对应的ita侧支中存在血液流动，则过程可以重复(或取决于实施例第一次执行)声灼术过程以烧灼对应的ita侧支。然而，如果确定在对应的ita侧支中不存在血液流动(例如，指示成功的声灼术过程)，则过程可以重复以下动作：检测在其他ita侧支中是否存在任何血液流动并且执行确定动作直到在过程可以结束时已经测试所有ita侧支(例如，沿着将移除的ita的路径)。根据本系统的实施例，可以使用换能器112中的一个或多个执行超声多普勒技术。

根据本系统的实施例，柔性体可以耦合到图像引导系统使得可以体内地实时确定柔性体和/或其部分(诸如超声换能器)的确切位置和/或取向。根据本系统的实施例，柔性体可以耦合到具有多个自由度(例如，6或更多个自由度)的机器臂。机器臂可以由控制换能器的控制器控制和/或可以与换能器分开地被控制。而且，多个传感器可以实时提供与柔性体和/或超声换能器的位置和/或取向有关的信息并且可以控制机器臂在期望的位置和/或取向上对柔性体进行定位和/或取向。在另外的实施例中，柔性体可以形成机器导管的至少部分。机器导管还可以用作围绕动脉壁(诸如ita的壁)旋转和/或平移超声换能器的致动机构。

根据本系统的实施例，过程可以生成图形用户接口(gui)，其可以显示包括使用任何适合的医学成像方法获得的感兴趣区域的患者的二维或三维图像并且可以叠加柔性设备相对于患者的图像以方便用户(例如，外科医师等等)。如果期望的话，过程可以然后生成并且提供用户可以与其交互以改变参数、选择设置和/或至少部分控制柔性设备的用户接口。因此，如果期望的话，用户可以覆盖某些动作和/或过程。而且，过程可以生成和/报告(例如，通过渲染等等)当前状态诸如烧灼进行中、烧灼成功、组织摧毁进行中、组织摧毁成功、导管移除等等，该信息可以由用户和/或其他过程被用于完成其他动作。例如，一旦确定组织摧毁成功地执行，则另一过程或用户可以执行拆卸流程以将ita从胸壁移除以用于放置在旁路位置。

图5示出了根据本系统的实施例的系统500的部分。例如，系统500的部分可以包括操作地耦合到存储器520的处理器510(例如，控制器)、用户接口530(例如，显示器)、传感器540、致动器550以及用户输入设备570。存储器520可以是用于存储应用数据以及涉及所描述的操作的其他数据的任何类型的设备。应用数据和其他数据由处理器510接收用于将处理器510配置(例如，编程)为执行根据本系统的操作动作。这样配置的处理器510变为特别适合于执行根据本系统的实施例的专用机器。传感器可以包括根据本系统的实施例的导管的传感器。例如，传感器可以包括图像传感器、位置传感器(例如，线性、旋转、偏离等等)、温度传感器、压力传感器、回波传感器、流量传感器、状态传感器等等，其中每个可以将对应的信息提供给控制器510以用于另外的处理。

操作动作可以包括通过例如将处理器510配置为获得来自用户输入、传感器540和/或存储器520的信息并且根据本系统的实施例处理该信息以获得涉及根据本系统的实施例的导管的使用的信息，来对系统500进行配置。用户输入部分570可以包括键盘、鼠标、轨迹球、旋转轮、操纵杆和/或其他设备，包括触敏显示器，其可以是单独的或是系统的部分，诸如个人计算机、笔记本计算机、上网本、平板电脑、智能电话、个人数字助理(pda)、移动电话和/或用于经由任何操作链路与处理器510通信的其他设备的一部分。用户输入部分570可以可操作用于与包括ui内的使能交互的处理器510交互，如本文所描述的。清楚地，处理器510、存储器520、ui530、致动器550和/或用户输入设备570可以全部或部分是计算机系统或其他设备的一部分，如本文所描述的。

操作动作可以包括请求、提供和/或绘制例如涉及导航辅助手术成像方法的信息以确定手术期间的患者内的导管的一个或多个部分的位置。导航辅助手术成像方法还可以使用任何适合的一个或多个方法提供用户的二维或三维图像，所述方法诸如计算机断层摄影(ct)扫描、x射线成像、磁共振成像(mri)、超声成像等等。处理器510可以绘制ui530上(诸如系统的显示器上)的信息，诸如状态信息、图像信息(例如，实时)，其可以包括感兴趣区域的图像。传感器可以包括将期望的传感器信息提供给处理器510以用于根据本系统的实施例的另外的处理的适合的传感器。

本系统的方法特别地适于由计算机软件程序执行，这样的程序包含对应于由本系统所描述和/或所设想的单独的步骤或动作中的一个或多个。

处理器510可操作用于响应于来自用户输入设备570的输入信号以及响应于网络的其他设备提供控制信号和/或执行操作和执行存储在存储器520中的指令。例如，处理器510可以从传感器540获得反馈信息并且可以处理该信息以定位、取向和/或以其他方式调节和/或报告导管的部分的状态。处理器510可以确定根据本系统的实施例执行的动作。处理器510可以控制执行对应的动作的致动器。致动器可以包括电机(例如，线性、旋转等等)，其可以在处理器510的控制下控制柔性体的位置和/或取向。处理器510可以包括以下中的一个或多个：微处理器、(一个或多个)专用或通用集成电路、逻辑设备等等。而且，处理器510可以是用于根据本系统执行的专用处理器或可以是通用处理器，其中仅许多功能之一操作于根据本系统进行执行。处理器510可以利用程序部分、多个程序分段操作，和/或可以是利用专用或多用集成电路的硬件设备。

尽管已经参考特定示范性实施例示出并且描述了本发明，但是本领域的技术人员将认识到，本发明不限于此，而是在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中做出形式和细节的各种改变，包括各种特征和实施例的组合。例如，尽管关于ita描述了本系统，但是其还可以适合地应用于根据本系统的实施例的其他血管。

因此，本系统的实施例可以通过提供从周围的结缔组织移除诸如动脉的选定血管来简化血管获取(例如，ita获取)；并且管理血管侧支(例如，较小的血管)以针对旁路移植手术准备血管。而且，本系统的实施例可以在很少或没有所要求的用户介入的情况下在控制器的控制下执行血管获取和/或拆卸。根据本系统的实施例，该自动化可以减少手术期间的诸如外科医师的用户的负载并且可以减少对于执行冠状动脉旁路流程所要求的时间并且从而可以改进这样的流程中的结果。而且，本系统的实施例可以使用可以减少患者恢复时间和患者发病率二者的微创方法提供冠状动脉旁路移植手术。

尽管参考对于冠状动脉旁路移植手术的lima/ita获取/拆卸示出并且描述了本系统的实施例，但是应当理解，本系统的实施例可以被用于执行其他微创血管获取流程，诸如隐静脉获取等等。根据本系统的实施例，柔性工具的直径可以被选择/设计/构建为符合针对获取/拆卸选定动脉或静脉的直径。例如，为了执行隐静脉获取，可以因此改变包括超声换能器阵列的导管的直径和/或尺寸使得其可以在考虑隐静脉的直径的情况下适合地应用。

根据本系统的实施例，柔性体可以被配置为一次使用/一次性类型导管并且一旦血管获取流程已经完成可以从患者移除例如以允许其他管腔内设备的安置和操纵以完成冠状动脉旁路移植手术，其可以将根据本系统的实施例所获取的血管用作移植血管。然而，在另外的实施例中，柔性体可以并入其他功能性诸如激光动脉切除术等等，如可以期望完成或以其他方式执行流程的其他部分。

本系统的其他变型将容易由本领域的普通技术人员想到并且由以下权利要求书所涵盖。

最后，以上讨论旨在仅说明本系统并且不应被理解为将所附权利要求限制到任何特定实施例或实施例的组。因此，尽管己参考示范性实施例描述了本系统，但是也应理解，本领域普通技术人员可以设置多种变型和备选的实施例，而不偏离如后面的权利要求中所阐述的本系统的更为宽泛和旨在的精神和范围。因此，说明和附图旨在被视为说明性方式并且不旨在限制权利要求的范围。

说明和附图旨在被视为说明性方式并且不旨在限制随附权利要求的范围。

在解释权利要求时，应当理解：

a)“包括”一词不排除在给定权利要求中所列举的其他元件或动作之外的元件或动作的存在；

b)在元件之前的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在；

c)在权利要求中的任何附图标记不限制其范围；

d)若干“单元”可以由相同的项或硬件或软件实施的结构或动能来表示；

e)任何所公开的元件可以包括硬件部分(例如，包括分立的和集成的电子电路)、软件部分(例如，计算机程序)、以及它们的任何组合；

f)硬件部分可以包括逻辑和数字部分中的一种或两者；

g)任何所公开的设备或其部分可以被组合到一起或者被分割成进一步的部分，除非专门另行陈述；

h)并不旨在需要动作或步骤的特定顺序，除非专门指出；并且

i)术语“多个”元件包括要求保护的元件中的两个或更多个，并且不暗示若干元件的任何特定范围；也就是说，多个元件可以少至两个元件，并且可以包括无数的元件。