[发明专利]具有微小型电机的机械扫描超声换能器

说明书

一种用于与包括超声控制和/或成像系统的超声过程一起使用的系统，所述超声控制和/或成像系统具有微小型电机、可旋转反射器和固定的超声换能器。换能器可以设置在电机和反射器之间，从而消除在超声信号的路径中的对线或其他产生伪像的物件进行设置的需要。在特定的实施方案中，这样的系统可以并入或改装为商业上标准的诊断和治疗导管或其他壳体。可以在多个超声过程中使用示例，例如，执行血管内超声(IVUS)成像。

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年10月12日提交的美国临时申请第61/713,186号的权益，其通过引用而并入本文。

背景技术

血管内超声(IVUS)允许使用超声技术，以从身体的一部分内收集图像。近年中，IVUS技术已经为医师提供了获取重要诊断信息的能力，这对于传统的x射线技术或其他超声技术来说是不可实现的，从而增加了诊断和治疗的有效性。例如，IVUS可以帮助确定血小板体积和动脉管腔内的狭窄程度。通过血管造影成像和外部超声成像通常难以获得这些信息，特别是在具有多重重叠的动脉段区域。

一种类型的超声换能器包括固定的超声阵列，其由于在阵列中的超声的特别定位而可以对体组织的完整切片成像。其他构造包括单一的旋转超声元件，其通过在成像期间机械地旋转超声元件而获得成像数据。在此情况下，通过超声元件在变化的旋转位置处发送顺序的超声脉冲而获得体组织的横截面图像。相比于阵列设计，单一元件旋转设计的优点包括较小尺寸、较好的成像质量、可能更高的中心频率、更低的超声成像操纵台成本以及更少的环晕伪像(死区)。

单一元件设计还可以包括某些缺点，例如，不均匀旋转失真(NURD)。在包括单一元件设计的成像过程中，超声元件通常地随扭矩式电缆旋转。在超声元件的均匀旋转速率的预期情况下，以相等间隔时间顺序的方式发送超声脉冲。每个反射的超声脉冲表示横截面图像的一部分。基于数据点表示来自相等间隔的脉冲的图像假设，图像处理器对数据进行收集。然而，当将扭矩式电缆用作驱动装置时，难以达到超声元件的均匀旋转速率。超声元件可以为距离扭矩式电缆的驱动端部一至两米。扭矩式电缆必须跟随沿血管路径的所有弯曲，以到达待成像的区域，并且从把手端部至应用或操作端部可以在扭矩式电缆的旋转中存在滞后(在传输中的延迟)，这会导致即使当旋转源以均匀速率旋转时，超声元件以不均匀速率旋转。不均匀速率导致作为结果的图像失真。

其他问题存在于当前的设计中。通常地，IVUS元件安装至专用的导管。IVUS导管通常将相同的实体管腔共享为其他治疗管腔，而难以让医师在进行具有其他血管内过程(诸如，例如，部署支撑件或移植或执行活组织检查)的单一过程的同时执行IVUS成像监测，或在具有其他血管内过程的单一过程期间执行IVUS成像监测。

建立单一元件IVUS成像系统而没有扭矩式电缆的尝试出现了进一步的问题。当前商业化的设计使用昂贵的旋转变压器，以将来自操纵台的固定电气线连接至旋转超声换能器。然而，旋转变压器是机械扫描IVUS导管的最昂贵的部件之一。替代性设计将旋转变压器设置在反射器的操纵台(控制)侧上。然而，相比于旋转变压器的成本，联接机械移动和电信号的同轴连接器的成本进一步增加了整体的成本。

因此，需要这样的超声发送设计：其可以集成至一般的导管或其他用于在患者体内使用的装置，成本划算，并且产生的图像不受NURD伪像影响。

发明内容

在本发明的各个方案，公开了存在用于与包括超声控制或成像系统的超声过程一起使用的系统的实施方案，其具有微小型电机、可旋转的反射器和固定的超声换能器，其可安装至或并入体内医疗装置，例如，商业上标准的诊断和治疗导管，并且在特定的示例中，可以执行二维(2D)IVUS成像。