[发明专利]带有形状记忆合金致动器的导管无效

专利信息
申请号: 201180061591.8 申请日: 2011-10-24
公开(公告)号: CN103347448A 公开(公告)日: 2013-10-09
发明(设计)人: T·W·施林;T·L·托尔特;C·G·奥克利;R·W·丹尼;D·R·迪茨;M·J·弗内什;C·T·诺德豪森 申请(专利权)人: 戈尔企业控股股份有限公司
主分类号: A61B8/00 分类号: A61B8/00
代理公司: 上海专利商标事务所有限公司 31100 代理人: 张兰英
地址: 美国特*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 带有 形状 记忆 合金 致动器 导管
【说明书】:

相关专利申请

本申请根据35U.S.C.§119要求提交于2010年10月22日的名称为“CATHETER WITH SHAPE MEMORY ALLOY ACTUATOR”(带有形状记忆合金致动器的导管)的美国临时专利申请No.61/405,784的优先权,该申请全文以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及可用于负载的摆动运动的致动器,并且更具体地涉及采用一个或多个形状记忆构件的致动器。本发明尤其适于具有超声换能器的成像导管,该超声换能器设置成用于摆动运动以扫描包含所关注的内部解剖区域的体积。

背景技术

致动器在多种应用中被用于机构或负载的受控运动。致动器应用已被越来越多地认识到具有小的空间、高可靠性和低的功率要求,这提出了独特的设计挑战。

致动器可以采用形状记忆材料来产生运动。形状记忆材料是在施加诸如温度或磁场的外部刺激时经受尺寸变化的材料。存在能实现热致可逆形状变化的两种类型的形状记忆材料:1)形状记忆合金(SMA),它是在温度变化时发生在两种不同的晶相之间的可逆相变的金属合金;2)形状记忆聚合物(SMP),它通常由两种聚合物组分和两种相组成,一种具有比另一种更高的熔融温度。当形状记忆聚合物被加热至高于具体的玻璃化转变温度时,一种相通常为橡胶相,并且能容易地变形。当随后冷却至低于该玻璃化转变温度时,SMP保持其给定的永久形状。SMP相比于所有其它聚合物的独特特征在于,这种尺寸变化的特点是急剧的转变温度和橡胶稳定区以及能够在不产生永久性局部材料破损的情况下能够产生较大应变的能力。

重要的形状记忆合金(SMA)的示例为镍和钛的合金、即镍钛诺、铜基合金和FeMnSiCrNi形状记忆不锈钢。这些金属合金的特征在于它们可以被加热至产生对应的马氏体到奥氏体的晶相转变,这导致长度的减小。形状记忆合金的后续冷却可导致奥氏体到马氏体的相变,并且形状保持不变,由此它可以在施加的应力下返回其初始长度。如果形状记忆材料可操作地与其它构件相关联,则可利用相变来产生力,这种力可用来产生其它构件的运动。这样的加热可通过使电流穿过形状记忆材料而形成。

导管是可以插入人体脉管、腔体或管道并且利用伸出身体的部分进行操纵的医疗装置。通常,导管是相对较薄而柔韧,以方便沿非直线的路径前进/回缩。导管可用于多种目的,包括诊断和/或治疗装置的体内定位。例如,导管可用来定位内部成像装置(例如,超声换能器),用来部署可植入装置(例如,支架、支架移植物、腔静脉过滤器),和/或用来递送治疗(例如,消融导管、药物递送)。

就这一点而言,使用超声成像技术来获得结构的可视图像正日益普遍。宽泛地讲,向通常包括多个布置成阵列的单独致动的压电元件的超声换能器提供合适的驱动信号,以使得超声能的脉冲行进到患者体内。超声能在具有变化的声阻抗的结构之间的交界处被反射。相同或不同的换能器检测返回能的接收,并提供对应的输出信号。该信号能以已知方式被处理以产生在结构之间的交界部的和因此结构本身的在显示屏上可见的图像。

心腔内超声心动图描记术(ICE)导管已成为用在构造心脏干预的较佳成像设备,这是因为它们对于心脏软组织结构提供高分辨率的二维超声图像。此外,ICE成像不构成对于手术的电离辐射。在它们的正常处理流程范围内且无需增加其它医务人员的情况下,ICE导管可由干预心脏病专家和工作人员来使用。然而,现有的ICE导管技术的确具有局限性。常规的ICE导管局限于仅生成二维图像。此外,临床医生必须操纵和重定位导管,以便捕获解剖体内的多个图像平面。获得具体的二维图像平面所需的导管操纵需要使用者花费大量时间来熟悉导管操纵机构。

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