频率可调谐血管内超声设备制造技术

提供了管腔内超声设备、系统和方法。在一个实施例中，一种管腔内超声设备包括：柔性细长构件，其被配置为定位在患者的身体管腔内，所述柔性细长构件包括远端部分和纵轴；以及换能器阵列，其被设置在所述柔性细长构件的远端部分处并且被圆周定位在所述柔性细长构件的纵轴周围。所述换能器阵列包括多个微机械超声换能器(MUT)。另外，所述换能器阵列被配置为响应于第一电信号而获得所述身体管腔的超声成像数据，并且响应于第二电信号而在所述身体管腔内施加超声治疗。

Frequency tunable intravascular ultrasound equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】频率可调谐血管内超声设备
本公开总体上涉及血管内超声设备，并且具体地涉及具有针对成像和治疗应用两者可调谐的超声换能器阵列的管腔内超声设备。
技术介绍
血管内超声(IVUS)成像在介入心脏病学中广泛被用作用于评估人体内的患病血管(诸如动脉)的诊断工具以确定对处置的需要，引导介入和/或评估其有效性。包括一个或多个超声换能器的IVUS设备被传递到血管中并且被引导到要成像的区域。换能器发射具有高于10MHz的频率的超声能量以创建感兴趣血管的图像。超声波部分地由起因于组织结构(诸如血管壁的各个层)、红血球和其他感兴趣特征的不连续反射。来自反射波的回波由换能器接收并且传递到IVUS成像系统。成像系统处理所接收的超声回波以产生其中放置设备的血管的截面图像。超声已经使用在一些药物递送和治疗应用中。通常，由于两者之间的工作频率的差异，超声成像设备和超声治疗设备是分离并且不同的。在血管内成像和治疗的情况下，超声成像设备和超声治疗设备两者必须在流程工作流程期间插入患者的血管中并且从患者的血管撤回至少一次。为了评价超声治疗的有效性，血管内治疗设备必须从患者的血管撤回，并且成像设备必须重新插入到血管中。超声设备的插入和撤回的该多重性不仅是耗费时间的，而且能够增加临床并发症(诸如血管损坏)的机会。
技术实现思路
本公开的实施例提供了一种包括具有通过柔性电路互连的多个子阵列的换能器阵列的管腔内超声设备。所述换能器阵列被配置为响应于第一电信号而获得超声成像数据，并且响应于第二电信号而施加超声治疗。所述子阵列中的每个包括多个微机械超声换能器(MUT)。所述换能器阵列响应于所述第一电信号而在第一频率范围处工作并且响应于所述第二电信号而在第二频率范围处工作。所述第一频率范围与所述第二频率不同。在一个实施例中，一种管腔内超声设备，包括：柔性细长构件，其被配置为定位在患者的身体管腔内，所述柔性细长构件包括远端部分和纵轴；以及换能器阵列，其设置在所述柔性细长构件的远端部分处并且圆周定位在所述柔性细长构件的纵轴周围。所述换能器阵列包括多个微机械超声换能器(MUT)。另外，所述换能器阵列被配置为响应于第一电信号而获得所述身体管腔的超声成像数据，并且响应于第二电信号而在所述身体管腔内施加超声治疗。本公开的额外方面、特征和优点将从以下详细描述变得显而易见。在一些实施例中，所述管腔内超声设备的换能器阵列响应于所述第一电信号而在第一频率范围处工作，并且响应于所述第二电信号而在与所述第一电学频率范围不同的第二频率范围处工作。在一些实施例中，所述第一频率范围和所述第二频率范围不交叠。在一些实施例中，所述第一频率范围包括10MHz与70MHz之间的频率，并且所述第二频率范围包括1KHz与20MHz之间的频率。在一些实施例中，所述多个MUT包括通过多个柔性电路互连的多个MUT子阵列。在一些实施方式中，所述管腔内超声设备还包括：控制电路，其与所述换能器阵列通信，并且所述控制电路被配置为生成所述第一电信号和所述第二电信号。在一些实例中，所述第一电信号的电压与所述第二电信号的电压不同。在一些实例中，所述多个MUT包括多个压电微机械超声换能器(PMUT)。在一些其他实例中，所述多个MUT包括多个电容式微机械超声换能器(CMUT)。在一些实现中，所述多个CMUT在偏置电压下工作。在一些实例中，所述偏置电压由所述控制电路控制。在一个实施例中，所述管腔内超声设备的多个MUT包括第一多个PMUT和第二多个PMUT。所述第一多个PMUT中的每个包括具有第一厚度的换能器膜，并且所述第二多个PMUT中的每个包括具有与所述第一厚度不同的第二厚度的换能器膜。在另一实施例中，所述管腔内超声设备的多个MUT包括第一多个CMUT和第二多个CMUT。所述第一多个CMUT中的每个在第一偏置电压下工作，并且所述第二多个CMUT中的每个在与所述第一偏置电压不同的第二偏置电压下工作。在一些实例中，第一和第二偏置电压之一是零伏特。在一些实施方式中，所述管腔内超声设备的多个MUT包括多个CMUT和多个PMUT。在另一实施例中，提供了一种用于处置患者的身体管腔内的靶位点的方法。所述方法包括：利用在第一频率范围处工作的换能器阵列获得所述身体管腔的超声成像数据，所述换能器阵列被设置在管腔内超声设备的柔性细长构件的远端部分处；并且利用在第二频率范围处工作的换能器阵列向所述身体管腔内的靶位点施加所述超声治疗。所述管腔内超声设备包括：柔性细长构件，其被配置为定位在所述患者的身体管腔内，所述柔性细长构件包括所述远端部分和纵轴；以及所述换能器阵列，其被设置在所述柔性细长构件的远端部分处并且圆周定位在所述柔性细长构件的纵轴周围。在一些实施例中，所述换能器阵列被配置为响应于第一电信号而获得所述身体管腔的超声成像数据，并且响应于第二电信号而在所述身体管腔内施加超声治疗。所述换能器阵列包括多个MUT。在一些实例中，所述管腔内超声设备与超声处理系统通信，并且所述方法还包括：在获得所述身体管腔的超声成像数据之后，由所述超声处理系统基于所获得的超声成像数据来确定所述身体管腔的直径和所述靶位点的钙化水平；并且基于所确定的所述身体管腔的直径和所述靶位点的钙化水平来修改所述第二电信号。在一些实施例中，所述方法还包括：在向所述靶位点施加所述超声治疗之后使用所述换能器阵列获得所述身体管腔的超声成像数据；通过使用所述超声处理系统基于所获得的超声成像数据来确定所述身体管腔的经更新的直径和所述靶位点的经更新的钙化水平；基于所述身体管腔的经更新的直径和所述靶位点的经更新的钙化水平来修改所述第二电信号；并且利用所述换能器阵列向所述身体管腔内的靶位点施加所述超声治疗。在一些实施方式中，所述方法还包括利用处置导管处置靶位点，其中，所述处置导管包括球囊导管、支架放置导管、药物递送导管、消融导管、或具有电极的导管。本公开的额外方面、特征和优点将从以下详细描述变得明显。附图说明将参考附图描述本公开的说明性实施例，其中：图1是根据本公开的方面的超声系统的图解示意视图；图2是根据本公开的方面的具有配置中的超声换能器阵列的换能器组件的图解俯视图；图3是根据本公开的方面的换能器组件的子阵列的图解放大视图；图4是根据本公开的方面的换能器组件的子阵列的图解放大视图；图5是根据本公开的方面的换能器组件的子阵列的图解放大视图；并且图6A和图6B是根据本公开的方面的使用超声设备处置靶位点的流程图。具体实施方式出于促进对本公开的原理的理解的目的，现在将对附图中所图示的实施例进行参考并且特定语言将被用于描述相同内容。然而，应当理解，未预期对本公开的范围的限制。所描述的设备、系统和方法的任何改变和另外的修改和本公开的原理的任何另外的应用被完全预期并且被包括在本公开内，如本公开涉及的领域的技术人员将通常想到的。例如，尽管ICE系统依据管腔内成像描述，但是应理解，其不旨在限于本申请。具体而言，应完全预期，关于一个实施例所描述的特征、部件和/或步骤可以与关于本公开的其他实施例所描述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管腔内超声设备，包括：/n柔性细长构件，其被配置为被定位在患者的身体管腔内，所述柔性细长构件包括远端部分和纵轴；以及/n换能器阵列，其被设置在所述柔性细长构件的所述远端部分处并且被圆周地定位在所述柔性细长构件的所述纵轴周围，其中，所述换能器阵列包括多个微机械超声换能器(MUT)，/n其中，所述换能器阵列被配置为响应于第一电信号而获得所述身体管腔的超声成像数据，并且/n其中，所述换能器阵列被配置为响应于第二电信号而在所述身体管腔内施加超声治疗。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170815 US 62/5459541.一种管腔内超声设备，包括：
柔性细长构件，其被配置为被定位在患者的身体管腔内，所述柔性细长构件包括远端部分和纵轴；以及
换能器阵列，其被设置在所述柔性细长构件的所述远端部分处并且被圆周地定位在所述柔性细长构件的所述纵轴周围，其中，所述换能器阵列包括多个微机械超声换能器(MUT)，
其中，所述换能器阵列被配置为响应于第一电信号而获得所述身体管腔的超声成像数据，并且
其中，所述换能器阵列被配置为响应于第二电信号而在所述身体管腔内施加超声治疗。


2.根据权利要求1所述的管腔内超声设备，其中，所述换能器阵列响应于所述第一电信号而在第一频率范围处工作，并且所述换能器阵列响应于所述第二电信号而在与所述第一频率范围不同的第二频率范围处工作。


3.根据权利要求1所述的管腔内超声设备，其中，所述多个MUT包括由多个柔性电路互连的多个MUT子阵列。


4.根据权利要求1所述的管腔内超声设备，还包括与所述换能器阵列通信的控制电路，所述控制电路被配置为生成所述第一电信号和所述第二电信号。


5.根据权利要求4所述的管腔内超声设备，其中，所述第一电信号的电压与所述第二电信号的电压不同。


6.根据权利要求4所述的管腔内超声设备，其中，所述多个MUT包括多个压电微机械超声换能器(PMUT)。


7.根据权利要求4所述的管腔内超声设备，其中，所述多个MUT包括多个电容式微机械超声换能器(CMUT)。


8.根据权利要求7所述的管腔内超声设备，其中，所述多个CMUT在偏置电压下工作。


9.根据权利要求8所述的管腔内超声设备，其中，所述偏置电压由所述控制电路控制。


10.根据权利要求1所述的管腔内超声设备，
其中，所述多个MUT包括第一多个压电微机械超声换能器(PMUT)和第二多个PMUT，
其中，所述第一多个PMUT中的每个PMUT包括具有第一厚度的换能器膜，并且
其中，所述第二多个PMUT中的每个PMUT包括具有与所述第一厚度不同的第二厚度的换能器膜。


11.根据权利要求1所述的管腔内超声设备，
其中，所述多个MUT包括第一多个电容式微机械超声换能器(CMUT)和第二多个CMUT，
其中，所述第一多个CMUT中的每个CMUT在第一偏置电压下工作，并且
其中，所述第二多个CMUT中的每个CMUT在与所述第一偏置电压不同的第二偏置电压下工作。


12.根据权利要求11所述的管腔内超声设备，其中，所述第一偏置电压和所述第二偏置电压中的一个是零伏特。


13.根据权利要求1所述的管腔内超声设备，其中，所述多个MUT包括多个电容式微机械超声换能器(CMUT)和多个压电微机械超声换能器(PMUT)。


14.根据权利要求2所述的管腔内超声设备，其中，所述第一频率范围和所述第二频率范围不交叠。


15.根据权利要求2所述的管腔内超声设备，其中，所述第一频率范围包括10MHz与70MHz之间的频率，...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·E·卡尼，J·斯蒂加尔，P·萨罗哈，
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