[发明专利]具有嵌在挠性箔片内的超声波换能器的医疗设备

说明书

发明领域

本发明涉及适用于最低限度侵入的超声波诊断设备的超声波成像装置。本发明可用于在心脏消融监测和肿瘤消融监测中使用的介入设备的制造。

背景技术

射频（RF）导管消融是用于将故障电途径从有可能发展成心律不齐如心房颤动（AF）的患者去除的一种介入式过程。在AF消融过程中，将肺静脉的完全电绝缘作为目标，这种目标通过产生具有消融导管的损害线来实现。

大多数导管消融过程用“单点消融导管”来进行。可通过顺序点到点消融用这些导管来产生损害线。为了实现肺静脉的完全电绝缘，产生满足透壁和连续两个要求的损害线。

对RF导管的要求是一种更加充分的控制。能够提供组织内损害进展的实时反馈并且能够提供在治疗位置的组织厚度方面的损害的深度的实时信息的系统往往能够避免（RF）导管消融过程中的过热所导致的伤害和可能的死亡，而加热不足会导致心律失常的复发。现已证明高频超声波能够用于监测M型成像中的损害边界的演化。

将超声波换能器嵌在消融导管内使损害前沿的演化的实时反馈成为可能。

US 7,846,101公开了一种包括换能器组件的血管内超声波成像装置。该组件包括挠性电路，该挠性电路包括附接到挠性基板的多个换能器元件。然而，由于该挠性基板是形成该组件的材料堆的一部分，所以该挠性箔片可产生不利于这些换能器元件的性能的声学影响。

本发明的发明人已经认识到改进的换能器组件是有利的，结果构思出了本发明。实现具有仅依赖于换能器元件材料的声学性能的换能器组件将会是特别有益的。而且还希望使RF导管的用户能够在RF导管消融过程期间获得组织中的损害进展的实时反馈。

发明内容

从总体上而言，本发明优选寻求单独或以任何组合的方式减少、减轻或消除上面所提及的一个或多个缺陷。特别地，可将提供一种解决现有技术中的上面所提及的问题或其它问题的方法视为本发明的目的。

为了较好地处理这些问题中的一个或多个，在本发明的第一方面，提供一种超声波换能器组件，该超声波换能器组件包括挠性箔片、一个或多个压电元件以及一个或多个导电层，该挠性箔片具有从该挠性箔片的顶面延伸到底面的开口，所述一个或多个压电元件包含在这些开口中并且紧固到这些开口的内缘，且所述一个或多个导电层沉积在该挠性箔片和所述一个或多个压电元件上。

通过将这些压电元件置入该挠性箔片的这些开口内，压电元件的性能就不会受到该挠性箔片的材料的影响，并因此而能够获得该换能器组件性能的理想调整。由于该换能器组件包括嵌入该挠性箔片内的一个或多个压电元件，所以该挠性箔片并不对该换能器的声学性能造成影响。该挠性箔片的开口的内边即内缘紧固到该压电元件，即该压电元件的外边。

该挠性箔片可以是一种，例如，Kapton箔片，这种箔片用，例如，铜金属化，并且具有开口，即用于容纳压电元件的孔。这些压电元件是，例如，压电片。

在一些实施例中，该挠性箔片包括金属化迹线。

在一些实施例中，所述一个或多个导电层沉积在该挠性箔片的顶面和底面上以及所述一个或多个压电元件的顶面和底面上。

在另外的一些实施例中，所述一个或多个导电层为两层，第一层沉积在该挠性箔片的顶面上以及所述一个或多个压电元件的顶面上，且第二层沉积在该挠性箔片的底面上以及所述一个或多个压电元件的底面上。通过这些导电层的沉积，该组件设有在这些压电元件上的顶部电极以及在这些压电元件上的底部电极，该顶部电极连接到该挠性箔片的顶部金属化层，且该底部电极连接到该挠性箔片的底部金属化层。

在另外的一些实施例中，所述一个或多个导电层为一层，该导电层沉积在该挠性箔片的底面上以及所述一个或多个压电元件的底面上。这为保护该换能器的电信号不受外部微扰的不利影响提供了很多优点，并且有利于实现该底部电极周围的法拉第笼，从而避免了消融期间的RF信号对超声波信号的干扰。

在本发明的第二方面，提供一种超声波换能器系统，该超声波换能器系统包括：置于基部结构内的根据本发明的第一方面的超声波换能器组件；包括腔体的基部结构，其中用衬底材料填充这些腔体；涂覆层，该涂覆层沉积在该超声波换能器组件的外表面上。

在一些实施例中，该超声波换能器系统的至少一个腔体从该基部结构的顶面延伸到底面。可将该基部结构的这些腔体视为该基部结构中的孔隙，这些孔隙提供接近置于该基部结构上的压电元件的背侧或背面的通路。该基部结构中的这些腔体可相互连通，例如，在存在多个压电元件时，或者能够单独地接近这些腔体。