[发明专利]有设于超声成像系统换能器上的可膨胀材料的系统和方法

说明书

相关申请的交叉应用

根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求享有于2015年5月5日提交的美国临时专利申请案No.62/157,385的权益，该申请以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及超声成像系统领域及制造和使用该系统的方法。本发明还涉及包括设置于导管内的换能器和设置于换能器上的可膨胀材料的超声成像系统以及制造和使用该超声系统、导管和换能器的方法。

背景技术

已证实可插入患者中的超声装置对于各种疾病和病症具有诊断能力。例如，血管内超声("IVUS")成像系统已用作成像模式用于诊断阻塞的血管并提供信息以协助医生选择和放置支架及其它装置从而恢复或增加血流量。IVUS成像系统已用来诊断在血管内特定位置的动脉粥样硬化斑块积聚。IVUS成像系统可用来确定血管内梗阻或狭窄的存在，以及该梗阻或狭窄的性质和程度。IVUS成像系统可用来使血管系统的片段可视化，由于例如一个或多个结构(例如，不期望成像的一个或多个血管)的移动(例如，心脏跳动)或梗阻，使用其它血管内成像技术(诸如血管造影术)来可视化可能是困难的。IVUS成像系统可用来监测或评估进行中的血管内治疗，诸如血管造影术和实时(或近乎实时)的支架放置。此外，IVUS成像系统可用来监测一个或多个心室。

已研发了IVUS成像系统来提供用于使各种疾病或病症可视化的诊断工具。IVUS成像系统可包括控制模块(具有脉冲发生器、图像处理器和监视器)、导管和设置于导管中的一个或多个换能器。含有换能器的导管可定位于待成像区域(诸如血管壁或接近血管壁的患者组织)内或接近待成像区域的腔或室中。控制模块中的脉冲发生器生成电信号，该电信号递送至一个或多个换能器并转换成声学信号，该声学信号传输通过患者组织。传输的声学信号的反射信号由一个或多个换能器吸收并转换成电信号。转换成的电信号递送至图像处理器并转变成可显示于监视器上的图像。

心内超声心动图("ICE")为另一种超声成像技术，已证实其能够用于诊断血管内疾病和病症。ICE利用超声信号来对患者组织成像。从设置于导管中的ICE成像器发射出的声学信号从患者组织反射并由连接的ICE控制模块收集和处理以形成图像。ICE成像系统可用来对心室内的组织成像。

发明内容

一个实施例为用于超声系统的导管组件。导管组件包括细长导管，该细长导管配置且布置成插入到患者的心血管系统中，该导管具有远端、近端和纵向长度。导管包括具有近侧部分和远侧部分的鞘套，该鞘套界定了沿鞘套从近侧部分延伸至远侧部分的腔。导管组件还包括成像芯部，该成像芯部配置且布置成插入到导管的腔中。成像芯部包括具有近端和远端的细长、可旋转驱动轴和连接至驱动轴的远端的成像装置，其中驱动轴的旋转致使成像装置相应的旋转。成像装置包括至少一个换能器，该至少一个换能器配置且布置成将施加的电信号转换成声学信号并且还将接收到的回波信号转换成电信号。成像芯部还包括可膨胀材料，该可膨胀材料至少设置于至少一个换能器上并且配置且布置成随着驱动轴的旋转而旋转并在暴露于流体时膨胀。在至少一些实施例中，可膨胀材料已膨胀。

在至少一些实施例中，可膨胀材料配置且布置成在暴露于水、盐水或血液中的至少一个时膨胀。在至少一些实施例中，可膨胀材料为水凝胶。在至少一些实施例中，可膨胀材料配置且布置成膨胀并随即填充换能器和鞘套之间的空间，使得源自换能器的声学信号从换能器穿透可膨胀材料直接进入到鞘套中。在至少一些实施例中，可膨胀材料配置且布置成膨胀并随即填充换能器和鞘套之间至少90％的空间。在至少一些实施例中，可膨胀材料机械或化学附接至成像芯部。在至少一些实施例中，可膨胀材料在膨胀时为润滑的。

在至少一些实施例中，导管组件还包括连接至驱动轴的驱动单元，该驱动单元配置且布置成控制驱动轴的旋转。在至少一些实施例中，导管组件还包括连接至成像芯部的控制模块，该控制模块包括电连接至成像芯部的脉冲发生器和电连接至成像芯部的处理器，该脉冲发生器配置且布置成向至少一个换能器提供电信号，该处理器配置且布置成处理从至少一个换能器接收到的电信号从而形成至少一个图像。

另一个实施例为成像装置，该成像装置包括至少一个换能器和设置于至少一个换能器上的可膨胀材料，该至少一个换能器配置且布置成将施加的电信号转换成声学信号并且还将接收到的回波信号转换成电信号。在至少一些实施例中，可膨胀材料已膨胀。