一种血管内超声成像导管及系统技术方案

本申请提供了一种血管内超声成像导管及系统，其中血管内超声成像导管包括：鞘管(10)；柔性驱动轴(20)，设于鞘管(10)内，且第一端用于电连接驱动装置(100)，驱动装置(100)被配置为驱动柔性驱动轴(20)在鞘管(10)内旋转和沿柔性驱动轴(20)的轴向移动；换能器器件，设于柔性驱动轴(20)第二端，包括微机电超声波换能器阵列芯片(30)，用于电连接超声主机(200)以将获得的成像电信号输送到超声主机(200)或者接收超声主机(200)输送的激励电信号。本申请解决了传统血管内超声成像导管采用的超声波换能元件加工工艺复杂、集成度低、制造成本高，而且还限制血管内超声成像系统工作性能提升的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种血管内超声成像导管及系统


[0001]本申请涉及超声导管
，特别涉及一种血管内超声成像导管及系统。

技术介绍

[0002]血管内超声(Intravascular Ultrasound，IVUS)导管在血管介入治疗手术中作为诊断工具被广泛用于评估人体内患病血管(如心脏冠状动脉、外周动脉等)病变的程度及性质，使用时导管经桡动脉或股动脉穿刺推送至血管病灶区域，接着导管内的柔性传动轴在回撤过程中通过设置在其前端的超声换能器对血管管腔和管壁的截面进行成像。
[0003]传统的血管内超声成像导管采用机械式超声探头，机械式超声探头所采用的超声波换能器元件由PZT压电陶瓷、声匹配层、背衬材料、金属电极等组成，涉及高频PZT陶瓷粉体配方，以及高温烧结并将PZT陶瓷研磨至100微米以内、声匹配层和背衬制作等复杂加工工艺，整体集成度低，制造成本高昂；此外，基于PZT压电陶瓷的超声波换能器元件需要较大的驱动电压，噪声电平高，功耗高，接收信号灵敏度低，在一定程度上限制了血管内超声成像系统工作性能的提升。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种血管内超声成像导管及系统，解决了传统血管内超声成像导管采用的超声波换能器元件加工工艺复杂、集成度低、制造成本高，而且还会限制血管内超声成像系统工作性能提升的问题。
[0005]第一方面，提供了一种血管内超声成像导管，包括：
[0006]鞘管；
[0007]柔性驱动轴，所述柔性驱动轴设于所述鞘管内，且第一端用于电连接驱动装置，所述驱动装置被配置为驱动所述柔性驱动轴在所述鞘管内旋转和沿所述柔性驱动轴的轴向移动；
[0008]换能器器件，所述换能器器件设于所述柔性驱动轴的第二端，所述换能器器件包括微机电超声波换能器阵列芯片；
[0009]所述微机电超声波换能器阵列芯片用于电连接超声主机以将获得的成像电信号输送到所述超声主机或者接收所述超声主机输送的激励电信号。
[0010]根据本申请实施例提供的血管内超声成像导管，采用微机电超声波换能器阵列芯片来替换传统的压电陶瓷超声波换能器件作为超声波换能器件，不仅加工工艺简单、集成度高、制造成本低，而且简化了超声波换能器件的结构，使得超声波换能器件获得的血管内超声成像电信号的信噪比得到提升进而提升血管内超声成像电信号处理得到的图像质量。
[0011]在一种可能的设计中，所述换能器器件还包括：
[0012]固定件，所述固定件连接于所述柔性驱动轴的第二端；所述微机电超声波换能器阵列芯片固定在所述固定件上；
[0013]背衬，所述背衬固定在所述微机电超声波换能器阵列芯片的底面，用于消除所述
微机电超声波换能器阵列芯片的底面传导出的超声干扰信号。
[0014]在一种可能的设计中，所述背衬的表面具有锯齿状结构。
[0015]在一种可能的设计中，所述固定件上设有开口，所述开口与所述微机电超声波换能器阵列芯片的超声信号发射接收面相对。
[0016]在一种可能的设计中，所述微机电超声波换能器阵列芯片包括发射阵列子芯片和接收阵列子芯片；
[0017]所述发射阵列子芯片用于在激励电信号的驱动下向垂直于所述柔性驱动轴的直线方向发射超声波；
[0018]所述接收阵列子芯片用于接收超声回波信号，并将超声回波信号转换为电信号输送至所述超声主机。
[0019]在一种可能的设计中，所述换能器器件还包括：
[0020]模拟前端收发芯片，所述模拟前端收发芯片与所述微机电超声波换能器阵列芯片通过三维集成或者晶圆级扇出封装工艺封装为一个整体。
[0021]在一种可能的设计中，所述血管内超声成像导管还包括：
[0022]导线，所述导线用于电连接所述微机电超声波换能器阵列芯片和超声主机；
[0023]所述柔性驱动轴具有内部腔体，所述导线沿着所述内部腔体布置。
[0024]在一种可能的设计中，所述微机电超声波换能器阵列芯片(30)采用微机电超声波换能器PMUT制造工艺在硅基上制备而成。
[0025]第二方面，提供了一种血管内超声成像导管系统，包括：
[0026]如上述的血管内超声成像导管；
[0027]驱动装置，所述驱动装置与所述血管内超声成像导管连接，用于驱动所述柔性驱动轴在所述鞘管内沿垂直于所述柔性驱动轴的直线方向旋转或者向体外方向撤回；
[0028]超声主机，所述超声主机与所述驱动装置电连接，用于通过所述驱动装置向所述微机电超声波换能器阵列芯片输送激励电信号以驱动所述微机电超声波换能器阵列芯片发射超声波信号，或者接收所述微机电超声波换能器阵列芯片发送的其获得的成像电信号。
[0029]本技术实现的有益效果为：本申请采用基于微机电超声波换能器PMUT制造工艺制备的微机电超声波换能器阵列芯片作为超声波换能器件，不仅加工工艺简单、集成度高、制造成本低，而且简化了超声波换能器件的结构；此外，设置表面为锯齿状的背衬可以消除微机电超声波换能器阵列芯片的底面传导出的超声干扰信号；设置发射阵列子芯片和接收阵列子芯片以使超声波发射和超声波接收分隔开，避免互相干扰；将模拟前端收发芯片和微机电超声波换能器阵列芯片集成在一起，有利于对微机电超声波换能器阵列芯片包含的多个换能阵元分别进行收发控制，使得超声波换能器件获得的血管内超声成像电信号的信噪比得到提升进而提升血管内超声成像电信号处理得到的图像质量。
附图说明
[0030]图1是本申请实施例提供的血管内超声成像导管的结构示意图。
[0031]图2是本申请实施例提供的鞘管的结构示意图。
[0032]图3是本申请实施例提供的微机电超声波换能器阵列芯片的结构示意图。
[0033]图4是本申请实施例提供的血管内超声成像导管系统的结构示意图。
[0034]图5是模拟前端收发芯片与微机电超声波换能器阵列芯片集成在一起的电路原理框图。
[0035]附图标记：10、鞘管；11、端接口；12、伸缩管；13、管体；14、导丝腔；101、冲洗口；131、近端管；132、远端管；
[0036]20、柔性驱动轴；21、内部腔体；
[0037]30、微机电超声波换能器阵列芯片；31、固定件；32、背衬；33、模拟前端收发芯片；310、开口；301、发射阵列子芯片；302、接收阵列子芯片；
[0038]40、导线；
[0039]100、驱动装置；200、超声主机；300、血管内超声成像导管。
具体实施方式
[0040]下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0041]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种血管内超声成像导管，其特征在于，包括：鞘管(10)；柔性驱动轴(20)，所述柔性驱动轴(20)设于所述鞘管(10)内，且第一端用于电连接驱动装置(100)，所述驱动装置(100)被配置为驱动所述柔性驱动轴(20)在所述鞘管(10)内旋转和沿所述柔性驱动轴(20)的轴向移动；换能器器件，所述换能器器件设于所述柔性驱动轴(20)的第二端，所述换能器器件包括微机电超声波换能器阵列芯片(30)；所述微机电超声波换能器阵列芯片(30)用于电连接超声主机(200)以将获得的成像电信号输送到所述超声主机(200)或者接收所述超声主机(200)输送的激励电信号。2.根据权利要求1所述的血管内超声成像导管，其特征在于，所述换能器器件还包括：固定件(31)，所述固定件(31)连接于所述柔性驱动轴(20)的第二端；所述微机电超声波换能器阵列芯片(30)固定在所述固定件(31)上；背衬(32)，所述背衬(32)固定在所述微机电超声波换能器阵列芯片(30)的底面，用于消除所述微机电超声波换能器阵列芯片(30)的底面传导出的超声干扰信号。3.根据权利要求2所述的血管内超声成像导管，其特征在于，所述背衬(32)的表面具有锯齿状结构。4.根据权利要求2所述的血管内超声成像导管，其特征在于，所述固定件(31)上设有开口(310)，所述开口(310)与所述微机电超声波换能器阵列芯片(30)的超声信号发射接收面相对。5.根据权利要求1所述的血管内超声成像导管，其特征在于，所述微机电超声波换能器阵列芯片(30)包括发射阵列子芯片(301)和接收阵列子芯片(302)；所述发射阵列子芯片(301)用于在激励电信号的驱动下向垂直于所述柔性驱动轴(20)的直线方向发射超...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌，何精才，胡军，
申请(专利权)人：深圳市赛禾医疗技术有限公司，
类型：新型
国别省市：