具有压电聚合物传感器的针制造技术

一种医学设备，包括：导电体(14)，其包括表面；以及传感器(10)，其被共形地形成在所述表面上并且包括关于所述表面的部分而形成并且遵循所述表面的轮廓的压电聚合物。所述压电聚合物被配置为生成或接收超声能量。电气连接部(24)与所述表面共形并且被连接到与压电聚合物相接触的电极。所述电气连接部提供到所述压电聚合物的连接并且在所述表面的部分之上与导电体电气隔离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请信息本申请主张于2014年4月10日提交的序列号为61/978193的美国临时申请的优先权，在此通过引用将其整体并入本文。
本公开涉及医学仪器，并且更具体涉及使用在针上形成的超声接收器在超声引导下跟踪针或其他设备的端部的系统和方法。
技术介绍
在超声成像中，由于针表面的将射束反射远离成像探头的镜面属性，针的可见性常常是非常差的。为了缓解该问题，一些针制造商已经生产了具有回波涂层的针，但可视化改善是有限的。超声成像系统制造商已经开发了使用来自变化的角度的多个成像射束的算法，但改善是有限的，并且这样的策略主要仅适用于线性阵列。当针被垂直于成像平面插入或者针路径具有相对于成像平面的小的偏移时，这两种策略都没有帮助。已经提出用来使诸如针但也可以是导管的介入工具的端部可视化的一种解决方案是在工具的端部附近添加超声接收器。在成像射束扫掠视场时，来自传感器的信号指示射束到传感器有多近。该信息被用于以超过0.5mm的位置准确度来计算相对于超声图像的传感器位置，即使在针在超声图像中不可见的情况下也是如此。传感器需要不干扰设备的功能(例如不阻塞管腔、不干扰例如针对自动活检设备的力学特性等)。
技术实现思路
根据本专利技术的原理，一种医学设备包括导电体，所述导电体包括表面。传感器被共形地(confomally)形成在所述表面上并且包括关于所述表面的部分而形成并且遵循所述表面的轮廓的压电聚合物。所述压电聚合物被配置为生成或接收超声能量。电气连接部与所述表面共形并且被连接到与所述压电聚合物接触的电极。所述电气连接部提供到所述压电聚合物的连接并且与所述表面上的所述导电体电气隔离。另一种医学设备包括：具有表面的导电体，以及共形地形成在所述表面上的传感器。所述传感器包括：关于所述表面的部分而形成并且遵循所述表面的轮廓的压电聚合物；以及在所述压电聚合物之上形成并且包括迹线的电极，所述迹线连接到所述电极并沿着所述导电体向近端延伸到所述电极。第一介电层在所述导电体之上与所述压电聚合物相邻地形成并且向近端延伸到所述压电聚合物。第二介电层在所述迹线之上与所述电极相邻地形成并且向近端延伸到所述电极。在所述第二介电层之上形成导电屏蔽。一种用于制造医学设备的方法包括通过以下来在包括表面的导电体上共形地形成传感器：关于所述表面的部分应用压电聚合物，所述压电聚合物遵循所述表面的轮廓；在所述导电体之上与所述压电聚合物相邻地形成第一介电层，并且所述第一介电层向近端延伸到所述压电聚合物；在所述压电聚合物之上形成电极，所述电极包括连接到所述电极并沿着所述第一介电层向近端延伸到所述电极的迹线；在所述迹线之上与所述电极相邻地形成第二介电层，并且所述第二介电层向近端延伸到所述电极；在所述第二介电层之上形成导电屏蔽；并且在所述导电屏蔽和所述电极之上形成外部介电层。结合附图阅读以下对本公开的说明性实施例的详细描述，本公开的这些和其他目的、特征和优势将变得显而易见。附图说明本公开以下将参考附图详细提出对优选实施例的描述，在附图中：图1A是示出了根据本专利技术的原理将在其中形成低剖面(low profile)共形传感器的针的透视图；图1B是示出了根据本专利技术的原理在其上形成有介电层(绝缘体)的图1A的针的透视图；图1C是示出了根据本专利技术的原理在其上形成有共聚物(压电聚合物)的图1B的针的透视图；图1D是示出了根据本专利技术的原理在共聚物上形成有顶部电极并且在介电层上形成有迹线的图1C的针的透视图；图1E是示出了根据本专利技术的原理在迹线上形成有另一介电层(绝缘体)的图1D的针的透视图；图1F是示出了根据本专利技术的原理在其上形成有导电屏蔽的图1E的针的透视图；图2A是示出了根据本专利技术的原理将在其中形成双低剖面共形传感器的针的透视图；图2B是示出了根据本专利技术的原理在远端部分上形成有共聚物(压电聚合物)的图2A的针的透视图；图2C是示出了根据本专利技术的原理在其上形成有分段介电层(绝缘体)的图2B的针的透视图；图2D是示出了根据本专利技术的原理在共聚物上形成有顶部电极并且针对每个电极在介电层上形成有迹线的图2C的针的透视图；图2E是示出了根据本专利技术的原理在迹线上形成有另一介电层(绝缘体)的图2D的针的透视图；图2F是示出了根据本专利技术的原理在其上形成有导电屏蔽的图2E的针的透视图；图3A是示出了根据另一实施例将在其中形成涂覆有介电层的低剖面共形传感器的针的透视图；图3B是示出了根据本专利技术的原理在介电层上形成有电极和迹线的图3A的针的透视图；图3C是示出了根据本专利技术的原理在其上形成有共聚物(压电聚合物)的图3B的针的透视图；图3D是示出了根据本专利技术的原理在共聚物上形成有顶部电极并且在介电层上形成有迹线的图3C的针的透视图；图3E是示出了根据本专利技术的原理在迹线上形成有另一介电层的图3D的针的透视图；图3F是示出了根据本专利技术的原理在其上形成有导电屏蔽的图3E的针的透视图；图4A是示出了根据另一实施例将在其中形成涂覆有介电层的低剖面共形传感器的针的透视图；图4B是示出了根据本专利技术的原理通过介电层形成有沟槽的图4A的针的透视图；图4C是示出了根据本专利技术的原理在沟槽中形成有共聚物(压电聚合物)的图4B的针的透视图；图4D是示出了根据本专利技术的原理在介电层上形成有电极/迹线的针的图4C的透视图；图4E是示出了根据本专利技术的原理在电极/迹线上形成有另一介电层的图4D的针的透视图；图4F是示出了根据本专利技术的原理在其上形成有导电屏蔽的图4E的针的透视图；图5A是示出了根据本专利技术的原理将在其中形成低剖面共形传感器的针的透视图；图5B是示出了根据本专利技术的原理在其上形成有介电层(绝缘体)并且包括通过所述介电层的环的图5A的针的透视图；图5C是示出了根据本专利技术的原理在沟槽中形成有共聚物(压电聚合物)的图5B的针的透视图；图5D是示出了根据本专利技术的原理在共聚物上形成有顶部电极、在介电层上形成有迹线并且具有通过所述迹线被连接到顶部电极的近端集线环的图5C的针的透视图；图5E是示出了根据本专利技术的原理在迹线上形成有另一介电层的图5D的针的透视图；图5F是示出了根据本专利技术的原理在其上形成有导电屏蔽的图5E的针的透视图；图6是图示了根据本专利技术的原理的具有针对传感器的电容关系的分压器电路的示意图；图7是图示了根据本专利技术的原理的驱动屏蔽放大器电路的示意图；并且图8是示出了根据说明性实施例的用于制造具有共形传感器的医学设备的方法的流程图。具体实施方式根据本专利技术的原理，提供了用于通过将小的超声接收器附接到设备上来在超声引导下跟踪针(或其他设备)的系统、设备和方法。本专利技术的原理提供了包括每设备非常低的成本的一个或多个低剖面传感器的针、设备或系统，并且其允许针对批量生产进行缩放以维持低成本。所述超声传感器可以形成在针或其他设备上，并且可以使用压电聚合物(例如聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚偏氟乙烯-三氟乙烯P(VDF-TrFE)来制造。P(VDF-TrFE)能够被溶入在丙酮中并且通过蒸发过程被应用到针。传感器是高阻抗的，并且能够被建模为与小电容器(例如2.2pF)串联的电压源。这样的传感器对电气互连的电容性负载非常敏感，并且能够采用特别的电容消除电子器件(例如类似于驱动屏蔽技术)来避免大的信号损失。承载信号的线优选地被屏蔽(例如包括围绕导体的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医学设备，包括：导电体(14)，其包括表面；传感器(10)，其被共形地形成在所述表面上并且包括关于所述表面的部分而形成的并且遵循所述表面的轮廓的压电聚合物，所述压电聚合物被配置为生成或接收超声能量；以及电气连接部(24)，其与所述表面共形并且被连接到与所述压电聚合物相接触的至少一个电极，所述电气连接部提供到所述压电聚合物的连接并且在所述表面的至少部分之上与所述导电体电气隔离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.10 US 61/978,1931.一种医学设备，包括：导电体(14)，其包括表面；传感器(10)，其被共形地形成在所述表面上并且包括关于所述表面的部分而形成的并且遵循所述表面的轮廓的压电聚合物，所述压电聚合物被配置为生成或接收超声能量；以及电气连接部(24)，其与所述表面共形并且被连接到与所述压电聚合物相接触的至少一个电极，所述电气连接部提供到所述压电聚合物的连接并且在所述表面的至少部分之上与所述导电体电气隔离。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述压电聚合物(20)包括以下中的一种：聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚偏氟乙烯-三氟乙烯P(VDF-TrFE)。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述传感器(10)关于所述设备的圆周的至少部分而共形地形成。4.根据权利要求1所述的设备，还包括在介电材料上的所述电气连接部之上共形地形成的导电屏蔽(28)。5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述导电屏蔽和所述电气连接部提供驱动屏蔽配置以降低电容。6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述导电屏蔽和所述电气连接部连接到电容消除放大器电路(600)以降低电容。7.根据权利要求1所述的设备，还包括在所述表面上共形地形成的彼此相邻的多个传感器(110、112)。8.根据权利要求1所述的设备，还包括在所述压电聚合物下方形成的第二电极(222)，所述第二电极与所述表面电气隔离。9.一种医学设备，包括：导电体(14)，其包括表面；传感器(10)，其在所述表面上共形地形成，所述传感器包括：压电聚合物(20)，其关于所述表面的部分而形成并且遵循所述表面的轮廓；以及电极(22)，其在所述压电聚合物之上形成并且包括迹线(24)，所述迹线连接到所述电极并且沿所述导电体向近端延伸到所述电极；第一介电层(16)，其在所述导电体之上与所述压电聚合物相邻地形成并且向近端延伸到所述压电聚合物；第二介电层(26)，其在所述迹线之上与所述电极相邻地形成并向近端延伸到所述电极；以及导电屏蔽(28)，其在所述第二介电层之上形成。10.根据权利要求9所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·Q·埃尔坎普，A·K·贾殷，F·G·G·M·维尼翁，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL