CN109069125B - 具有声波可视化能力的系统 - Google Patents

Abstract

根据本发明的一些方面，公开了一种用于使目标区域可视化的系统(100)，所述系统(100)可包括细长轴(102)。所述细长轴可包括远侧部分、管腔和在所述远侧部分的远侧端部的开口，所述管腔纵向地延伸通过所述远侧部分。开口可与所述管腔连通。所述系统还可包括容纳于所述细长轴的所述远侧部分内的可视化组件(154)。所述可视化组件可包括换能器阵列(158)，所述换能器阵列(158)具有其中所述换能器阵列收发声波的视野。所述换能器阵列的所述视野可覆盖所述细长轴的所述远侧部分的至少一部分和所述目标区域以有利于所述细长轴的所述远侧部分的所述部分和所述目标区域的可视化。

Description

具有声波可视化能力的系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年2月18日提交的美国临时申请No.62/296,656的优先权的权益，该申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明的各个方面通常涉及具有可视化能力的设备和相关方法。更具体地，本发明涉及具有声波可视化能力的设备和相关方法。

发明背景

在其中用户诊察和/或治疗受试者的某些过程中，用户可将系统插入受试者的身体中。用户可将系统定位于受试者的身体内以查看目标区域和/或对目标区域执行手术。目标区域可包括例如受试者身体中的中空器官、腔室或管腔的内部。常规可视化模态可用于帮助用户将系统引导至目标区域，并且将该系统定位于该目标区域。此类可视化模态可包括例如光学可视化或荧光检查。在一些情况下，光学可视化可受阻于遮掩视线的物体或材料。荧光检查将用户和/或受试者暴露于电离辐射。通过置换或补充常规可视化模态而增强系统的可视化能力可导致改善效果。

发明内容

本发明的多个方面涉及具有声波可视化能力的系统和相关方法，等等。本文所公开方面的每一个可包括结合其它所公开方面的任一个所描述的特征中的一个以上。

在本发明的一个方面，一种用于使目标区域可视化的系统可包括细长轴。该细长轴可包括远侧部分、管腔和在远侧部分的远侧端部的开口，该管腔纵向地延伸通过远侧部分。开口可与管腔连通。系统还可包括容纳于细长轴的远侧部分内的可视化组件。该可视化组件可包括换能器阵列，该换能器阵列具有其中换能器阵列收发声波的视野。换能器阵列的视野可覆盖细长轴的远侧部分的至少一部分和目标区域以有利于细长轴的远侧部分的该部分和目标区域的声波可视化。

系统的多个方面可包括以下特征中的一个以上。换能器阵列可环绕管腔的至少一部分。换能器阵列可包括至少一个超声换能器。该超声换能器可包括电容式微加工超声换能器。声波可视化组件可具有最远侧端部，换能器阵列可在该最远侧端部包括至少一个换能器。开口可为第一开口，并且至少一个换能器可包括其上具有多个换能器的环形板，和可延伸通过该环形板的第二开口。开口可为第一开口，细长轴可包括在远侧部分的远侧端部的第二开口，并且系统还可包括容置于第二开口中的光学可视化组件。细长轴可具有最远侧端部，并且换能器阵列可包括至少一个换能器，该至少一个换能器配置成朝向远离最远侧端部远侧的区域传送声波并且从该区域接收声波。换能器阵列可包括可视化组件的侧部上的至少一个换能器。至少一个换能器可包括在其上具有多个换能器的板。至少一个换能器可包括多个板，这些板的每一个可在其上具有多个换能器，并且这些板可以以环构造进行布置。换能器阵列可包括至少一个换能器，该至少一个换能器配置成朝向细长轴的远侧部分侧面的区域传送声波并且从该区域接收声波。系统还可包括控制构件，该控制构件联接至细长轴的远侧部分以将偏转力施加于远侧部分上，使得可视化组件与远侧部分一起偏转。

在本发明的另一方面，用于使目标区域可视化的系统可包括导引器。该导引器可包括第一细长轴和该第一细长轴中的多个管腔。多个管腔可包括纵向地延伸通过第一细长轴的第一管腔。系统还可包括由导引器可滑动地容置的可视化组件。可视化组件可包括第二细长轴和在该第二细长轴的远侧部分处的换能器阵列。换能器阵列可配置成收发声波以用于目标区域的可视化，并且配置成在第一管腔内相对于第一细长轴朝近侧和/或朝远侧滑动。

系统的多个方面可包括以下特征中的一个以上。导引器还可包括光学可视化组件，并且该光学可视化组件可包括在导引器的远侧端部处的成像装置。第一细长轴可具有远侧端部，并且导引器阵列可朝远侧延伸超过第一细长轴的远侧端部。换能器阵列可包括电容式微加工超声换能器阵列。

在本发明的另一方面，用于使目标区域可视化的系统可包括细长轴。该细长轴可包括远侧端部和在该远侧端部处的开口。系统还可包括细长轴的开口内的光学可视化组件，其中光学可视化组件可包括成像装置，该成像装置配置成生成目标区域的图像。系统还可包括在细长轴的远侧端部处的声波可视化组件，其中声波可视化组件可包括换能器阵列，该换能器阵列配置成传送和接收声波以用于使目标区域可视化。

系统的多个方面还可包括以下特征中的一个以上。开口可在远侧端部处并且可为第一开口，细长轴可包括第一开口旁边的轴的远侧端部处的第二开口，并且声波可视化组件的至少一部分可在该第二开口内。第一开口和第二开口可在细长轴的远侧端部的最远侧表面中。

可理解，前述概述和下述详细描述均仅为示例性的和解释性的，并且均不限制所要求保护的特征。

如本文所用，术语“包括”、“包含”或其任何其它变型旨在涵盖非排他性包括，使得包括元件列表的过程、方法、制品或设备不必仅包括那些元件，而是可包括未明确列出或此类过程、方法、制品或设备非固有的其它元件。术语“示例性”以“实例”而非“理想”的意义来使用。

附图简述

并入并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的示例性方面，并且连同描述一起用于解释本发明的原理；

图1为根据本发明的多个方面的示例性内窥镜系统的透视图，包括端部部分的特写部分剖视图；

图2为根据本发明的多个方面的另一示例性内窥镜系统的端部部分的透视特写部分剖视图；

图3为根据本发明的多个方面的示例性切割系统的透视图；

图4为根据本发明的多个方面的示例性注射系统的透视图，包括特写部分剖视图。

具体实施方式

本发明一般地涉及具有可视化能力的设备和相关方法，并且更具体地，涉及具有声波可视化能力的设备和其相关方法。现将详细地参考本发明的多个方面，其实例示于附图中。在任何可能的情况下，相同的附图标记将在所有附图中使用以指代相同或相似部分。术语“远侧”指将器械引入受试者时离使用者最远的部分。相比之下，术语“近侧”指将器械放入受试者体内时最接近使用者的部分。尽管下述描述指代“内窥镜系统”、“切割系统”和“注射系统”，但是本文所描述的原理/方面可以利用任何合适系统来使用，即使系统超出这些所枚举类别。

图1示出了根据本发明的多个方面的示例性内窥镜系统100。图1包括内窥镜系统100的端部部分的特写图。该特写图为局部剖视图，切除以示出内窥镜系统100的内部的细节。

内窥镜系统100可包括轴102和柄部104。轴102可包括细长柔性本体，该细长柔性本体自柄部104的远侧端部延伸。在一个实例中，轴102可包括设置于其远侧区域处的铰接或弯曲部段106。轴102可由聚醚嵌段酰胺(例如

)、聚氨酯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯、氟化乙丙烯(FEP)、热塑性弹性体、尼龙和/或任何其它合适材料或多种材料的组合构成。虽然轴102通常可为圆柱形，但是图1中的特写图包括轴102的局部剖视图，其中轴102的下部在图中切除以示出轴102的内部方面。

轴102可具有延伸穿过其的一个以上的管腔。例如，轴102可具有工作管腔108，工作管腔108允许各种治疗或诊断器械穿过轴102，包括例如导丝、肾结石取回篮、激光发射器、活检钳、针，和/或任何其它合适器械。轴102可具有一个以上的流体管腔110,112以用于有利于将流体和/或气体插入受检者的身体中和从受检者的身体抽出流体和/或气体。流体管腔110可例如用作冲洗管腔、吹气管腔、吸取管腔和/或抽吸管腔。流体管腔112可类似于流体管腔110。流体管腔112可沿着与流体管腔110的侧部相对的轴102的侧部进行设置。可以设想的是，流体管腔110,112还可容置治疗或诊断器械。轴102可具有光学可视化管腔114以用于容置光学可视化组件136。轴102可具有一个以上的照明管腔116,118。照明管腔116和118可为类似的，但可沿着轴102的相对侧部进行设置。

轴102还可包括一个以上的转向或控制构件(例如，线材)(未示出)。一个以上的转向线可延伸通过轴102内的转向线管腔。在一个实例中，轴102可包括一对的转向线以用于控制轴102沿着第一平面的铰接(例如，在上下方向上)。在另一个实例中，轴102可包括两对的转向线，第一对用于控制轴102沿着第一平面的铰接，并且第二对用于控制轴102沿着横交于第一平面的第二平面的铰接(例如，在左右方向上)。转向线的远侧端部通过例如粘合剂粘结、热粘结、压接、激光焊接、电阻焊接、钎焊和/或任何其它合适形式附接件可联接至轴102的远侧区域，使得施加于转向线上的拉力可应用于轴102的远侧区域(并且特别地，铰接部段106)，转向线和轴102在该远侧区域中联接。

轴102的近侧端部可联接至柄部104的远侧端部。柄部104可包括铰接控制组件120以用于控制轴102的铰接部段106的铰接。在一个实例中，铰接控制组件120可包括一个以上的控制旋钮122,124以用于将拉力施加于转向线上，该一个以上的控制旋钮122,124可连接至转向线的近侧部分。柄部104可包括一个以上的端口以用于提供从柄部104外部的位置对轴102的管腔中的一个以上的接入。例如，端口128可与工作管腔108连通。

轴102可包括其远侧端部处的端盖130。在一个实例中，端盖130可为圆柱形的。端盖130的远侧面132可具有一个以上的开口。例如，远侧面132可具有与光学可视化管腔114连通的光学可视化开口134以用于容置光学可视化组件136的远侧端部。远侧面132可具有与一个以上的照明管腔116,118连通的一个以上的照明开口138,140以用于容置一个以上的照明组件141,142的远侧端部。远侧面132可具有与一个以上的流体管腔110,112连通的一个以上的流体开口146,148以用于冲洗、吹气、吸取和/或抽吸。远侧面132可具有与工作管腔108连通的工作开口150以用于容置治疗或诊断器械。端盖130可具有锥形区域152以用于有利于将端盖130插入受试者的身体内的小开口中，和暴露工作开口150中的器械的一些部分(如果远侧面132为完全平面的，那么这些部分将以其它方式进行覆盖)，等等。工作开口150的一部分可处于锥形区域152上，并且工作开口150的另一部分可处于远侧面132上。

内窥镜系统100可提供有一种以上的可视化能力。例如，内窥镜系统100可用于将声波可视化组件154导引至目标区域。声波可视化组件154可包括器械，该器械插入102中并且经由工作管腔108引导至端盖130。声波可视化组件154可包括轴156。轴156可为柔性的，以与轴102一起弯曲。换能器或换能器阵列158可位于轴156的远侧部分之上或之中。换能器中的一个以上的可包括例如电容式微加工超声换能器(CMUT)。CMUT可利用以微加工技术所加工的硅来构造。在一个实例中，凹陷部或腔室可形成于硅基板中。隔膜可悬挂于腔室上方。金属化层可设置在隔膜上，并且可用作顶部电极。硅基板可用作底部电极。

当施加横穿电极的电信号时，振动膜可在受试者体内的材料中产生超声波。超声波可产生离开材料的回波。不同材料可反射各种程度的超声波。反射超声波可向后指向CMUT。当将那些反射超声波施加于隔膜上时，随着CMUT的电容改变，CMUT可生成电信号。电信号可指示材料的一种以上的特性，该材料反射超声波。电信号可处理成材料的图像。

因为CMUT可进行微加工，所以其可为紧凑的。其紧凑性赋予其一维、二维和三维阵列的布置。此类布置允许大量的CMUT用于小器械或装置上。大量的CMUT提供了相比于常规换能器技术的较大带宽。

换能器阵列158可包括前视或前端CMUT阵列160。前端CMUT阵列160的远侧表面(其可用于传送和接收超声波)可面向远侧方向，和/或可在大体垂直于轴156和/或轴102的中心纵向轴线的平面中延伸。前端CMUT阵列160的视野可覆盖接收由前端CMUT阵列160所传送的声波的区域，和/或前端CMUT阵列160从其接收所传送声波的反射的区域。例如，前端CMUT阵列160的视野可覆盖紧邻前端CMUT阵列160远侧的区域，和相邻于该区域的一些区域。

前端CMUT阵列160可为板162的形式。板162可为环形的，其中具有开口166。开口166可与延伸通过轴156的管腔168连通。开口166和管腔168可配置成容置治疗或诊断器械，诸如导丝、肾结石取回篮、激光发射器、活检钳、针和/或任何其它合适器械。因此，这些器械可作为声波可视化组件154同时位于工作管腔108和/或工作开口150内，而声波可视化组件154不阻碍这些器械或以其它方式阻止其使用。还可以设想的是，前端CMUT阵列160可与这些器械的使用同时操作，从而允许用户使用经由前端CMUT阵列160所获得的图像以有助于引导这些器械，因为这些器械朝远侧延伸离开开口166并且进入目标区域中以在其中执行诊断或手术。另选地，开口166和/或管腔168可省略，使得声波可视化组件154可阻碍工作管腔108和/或工作开口150，从而允许较大阵列的CMTU用于可视化目的。

除了前端CMUT阵列160之外，或作为前端CMUT阵列160的替代形式，声波可视化组件154可包括侧视或侧面面对CMUT阵列170。侧面面对CMUT阵列170可包括多边形板形式的片材172，其中片材172的传输和接收表面相对于轴156的中心纵向轴线径向向外面向。片材172可布置成形成绕着轴156的环状物。片材172可环绕轴156的管腔168。

侧面面对CMUT阵列170的视野可覆盖接收由侧面面对CMUT阵列170所传送的声波的区域，和/或侧面面对CMUT阵列170从其接收所传送声波的反射的区域。例如，片材172的每一个可具有覆盖紧邻其侧面的区域和相邻于该区域的一些区域的视野。片材172可围绕着轴156隔开，使得其视野可重叠。该重叠可向侧面面对CMUT阵列170提供使围绕侧面面对CMUT阵列170的360度区域可视化的能力。虽然多个片材172示于图1中，但是应当理解，可使用较少的片材172，或甚至仅单个片材172可用于使更聚焦区域可视化。

前端CMUT阵列160和侧面面对CMUT阵列170可同时操作，其中前端CMUT阵列160提供前端CMUT阵列160远侧的目标区域的区域的声波可视化，并且侧面面对CMUT阵列170提供侧面面对CMUT阵列170旁边或周围的目标区域的一个以上的区域的声波可视化。另选地，仅可一次操作前端CMUT阵列160和侧面面对CMUT阵列170中的一个以例如节省功率。前端CMUT阵列160和/或侧面面对CMUT阵列170可根据用户将希望使之可视化的目标区域的区域而接通。

声波可视化组件154的远侧端部可由用户插入工作端口128中。用户可持续将声波可视化组件154插入轴102的工作管腔108中，使轴156进入工作管腔108中并且将声波可视化组件154的远侧端部推向端盖130。用户可使声波可视化组件154的远侧端部相对于端盖130定位，使得前端CMUT阵列160的远侧传送/接收表面可处于工作管腔108的一部分内，处于工作开口150内，与远侧面132的一部分齐平，处于远侧面132的远侧，或处于其之间的任何位置的远侧。在轴102的一部分处于前端CMUT阵列160的视野内(例如，当前端CMUT阵列160的远侧表面处于工作管腔108或公开开口150内时)的情况下，前端CMUT阵列160可有利于轴102的该部分和目标区域的可视化。这可向用户提供使轴102的该部分相对于例如解剖标志定向的能力。

此外或另选地，用户可使侧面面对CMUT阵列170的一部分或全部相对于端盖定位，使得其处于工作管腔108内，在开口150内，处于远侧面132的远侧，或其之间的任何位置的远侧。前端CMUT阵列160和/或侧面面对CMUT阵列170可能够通过用于构造内窥镜系统100的材料而传送和接收超声波。还可以设想的是，在一个实例中，侧面面对CMUT阵列170的至少下部可暴露，即使侧面面对CMUT阵列170的上部由于锥形152不可暴露。因此，甚至当前端CMUT阵列160处于工作开口150内或与远侧面132齐平时，侧面面对CMUT阵列170的一个以上的部分可传送/接收声波，而不被端盖130阻挡。在轴102的一部分处于侧面面对CMUT阵列170的视野内(例如，当侧面面对CMUT阵列170的径向向外表面的至少一部分处于工作管腔108或工作开口150内时)的情况下，侧面面对CMUT阵列160可有利于轴102的该部分和目标区域的可视化。这可向用户提供使轴102的该部分相对于例如解剖标志定向的能力。

用户可从工作开口150、工作管腔108和/或端口128抽出声波可视化组件154以清除工作开口150、工作管腔108和/或工作端口128的至少一部分以用于接收另一诊断或治疗器械容置。其它诊断或治疗器械可例如朝远侧延伸离开工作开口150并且进入目标区域中。其它诊断或治疗器械的实例可包括例如类似于下文所描述那些的切割系统和注射系统。另选地，用户可将声波可视化组件154原位留置于工作开口150、工作管腔108和/或工作端口128中，并且将其它诊断或治疗器械插入至管腔168中和插入通过管腔168以及朝向目标区域插入。

另选地，声波可视化组件154可固定于内窥镜系统100中和/或固定至内窥镜系统100。在一个实例中，声波可视化组件154的外表面可附接至内窥镜系统100的一个以上的表面，该一个以上的表面限定端口128、工作管腔108和/或工作开口150。在另一实例中，前端CMUT阵列160和/或侧面面对CMUT阵列170可在无轴156的情况下存在，例如直接地整合至轴102中并且固定于轴102内。前端CMUT阵列160可附接至限定工作开口150的端盖130的一个以上的表面，其中前端CMUT阵列160的至少一部分在工作开口150内延伸。侧面面对CMUT阵列170可附接至端盖130和/或轴102的一个以上的表面，该一个以上的表面分别限定工作开口150和工作管腔108。侧面面对CMUT阵列170的至少一部分可在工作开口150和/或工作管腔108内延伸。另选地，侧面面对CMUT阵列170的至少一部分可嵌入或以其它方式容纳于环绕工作开口150和/或工作管腔108的材料内，使得侧面面对CMUT阵列170环绕工作开口150和/或工作管腔108而不延伸至工作开口150和/或工作管腔108中。在又一个实例中，前端CMUT阵列160可附接于远侧面132并且可限定工作开口150、照明开口138、照明开口140、流体开口146、流体开口148或光学可视化开口134。在又一个实例中，前端CMUT阵列160可附接于远侧面132并且可限定多个端盖开口。通过粘合剂粘结、热粘结、压接、激光焊接、电阻焊接、钎焊和/或任何其它合适形式的附接件，声波可视化组件154、前端CMUT阵列160和/或侧面面对CMUT阵列170可附接至内窥镜系统100。

声波可视化组件154可用于提供目标区域的二维和三维可视化。例如，声波可视化组件154通过传送和接收超声波同时保持于目标区域的固定位置可提供二维可视化。此外或另选地，声波可视化组件154通过在目标区域的多个位置传送和接收超声波可提供三维可视化。在这些位置的每一个处，声波可视化组件154可产生二维可视化。这些二维可视化可进行处理和组合以形成三维可视化。通过声波可视化组件154相对于内窥镜系统100和目标区域的受控/预定移动，和/或通过内窥镜系统100和声波可视化组件154相对于目标区域的受控/预定移动，可促进三维可视化。受控/预定移动可利用例如滑动件组件来赋予，该滑动件组件配置成使声波可视化组件154和/或内窥镜系统100以预定速率在纵向方向移动和/或移动预定距离。二维可视化可在受控/预定移动期间截取，并可组合以形成三维可视化。

前端CMUT阵列160和/或侧面面对CMUT阵列170可为较大电子电路的一部分，该较大电子电路包括例如一个以上的印刷电路板(PCB)，该一个以上的印刷电路板(PCB)支撑前端CMUT阵列160和/或侧面面对CMUT阵列170(其中PCB可为柔性的，以有利于前端CMUT阵列160和/或侧面面对CMUT阵列170在声波可视化组件154上的布置)；PCB上的集成电路(ICs)；和操作性地联接这些电子部件的导电垫、线材和/或迹线一个以上的。用于使电子部件运行的电力和用于传送指令和/或信息的电信号可传递至这些电子部件和/或从其接收。电子电路的该描述为非穷尽的，并且应当理解，额外电子部件和电路特征可存在。

内窥镜系统100还可包括光学可视化组件136以用于可视化。光学可视化组件136可包括例如端盖130的光学可视化开口134内的图像传感器组件。图像传感器组件可包括例如电荷耦合装置(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)或任何其它合适图像传感器(未示出)以用于以数字格式捕获端盖130的远侧面132处和其周围的图像。图像传感器组件还可包括一个以上的玻璃或聚合物透镜以用于将光聚焦于图像传感器上。图像数据和控制信号可经由一个以上的线材或缆线沿着轴102的长度进行传送以用于处理和/或显示给用户。

在一个实例中，光学可视化组件136可与前端CMUT阵列160和/或侧面面对CMUT阵列170一起同时操作。例如，光学可视化组件136和前端CMUT阵列160可同时操作以提供端盖130和前端CMUT阵列160远侧的目标区域的区域的光学和声波可视化。由光学可视化组件136和前端CMUT阵列160所提供的视觉信息可为不同的，并且可存在这样的情况：其中光学可视化组件136相比于前端CMUT阵列160可提供目标区域的区域更好视觉，反之亦然。作为另一实例，光学可视化组件136和侧面面对CMUT阵列170可同时操作以提供端盖130远侧的目标区域的区域光学可视化，和侧面面对CMUT阵列170旁边或周围的目标区域的一个以上的区域的声波可视化，从而赋予用户更大的视野。另选地，光学可视化组件136和前端CMUT阵列160和/或侧面面对CMUT阵列170可在单独时间操作。

由于工作开口150和光学可视化开口134的接近性，光学可视化组件136和前端CMUT阵列160的视野可重叠。这允许工作开口150中的前端CMUT阵列160和光学可视化开口134中的光学可视化组件136提供关于目标区域的相似区域的信息。这样，利用光学可视化可不明显的目标区域的多个区域的多个方面通过声波可视化为更可视的，反之亦然，从而向用户提供关于目标区域的更大量的信息。该重叠可通过使前端CMUT阵列160和光学可视化组件136沿着横穿远侧面132的中心线对准进行促进。前端CMUT阵列160和/或光学可视化组件136可以关于该中心线为对称的。还可以通过确保没有照明开口138,140和流体开口146,148将前端CMUT阵列160与光学可视化组件136分开来促进重叠。在另一个实例中，前端CMUT阵列160可不置于工作开口150中，而是可限定光学可视化组件136以产生重叠视野同时保持工作开口150不受阻挡。

前端CMUT阵列160和/或侧面面对CMUT阵列170可与系统控制器(未示出)电子通信。系统控制器可包括任何合适的计算或处理装置。通过例如将电子信号发送至前端CMUT阵列160和/或侧面面对CMUT阵列170以引起超声波发射，和从前端CMUT阵列160和/或侧面面对CMUT阵列170接收指示所接收超声波(例如，回波)的电子信号，系统控制器可运行一个以上的模块或算法以用于控制前端CMUT阵列160和/或侧面面对CMUT阵列170的操作。系统控制器还可运行一个以上的模块或算法以用于处理电子信号来根据这些电子信号产生画面以用于用户观察。系统控制器可运行相似模块或算法以用于经由光学可视化组件136的光学可视化。系统控制器可包括独立于内窥镜系统100和/或声波可视化组件154的一件以上的设备，和/或可包括容纳于内窥镜系统100和/或声波可视化组件154内的部件。

系统控制器还可控制与内窥镜系统100相关联的辅助系统(未示出)的操作，诸如流体或抽吸源和/或照明源。流体或抽吸源可将流体传递至流体管腔110,112中，和/或可在流体管腔110,112中产生抽吸力。照明源可包括例如发光二极管(LED)，该LED可将照明光递送至延伸通过照明管腔116,118的光纤或光纤束以用于发射出端盖130的照明开口138,140。系统控制器还可控制电力至上述电子部件中的一个以上的供应。

图2示出了根据本发明的多个方面的另一示例性内窥镜系统200。图2为为局部剖视图，切除以示出内窥镜系统200的内部的细节。

内窥镜系统200可包括类似于轴102和端盖130的具有端盖204的轴202。声波可视化组件206可经由轴202导引至目标区域。内窥镜系统200和内窥镜系统100之间的区别在于，对于内窥镜系统200而言，侧视或侧面面对CMUT阵列208可设置于端盖204和/或轴202的另一部分之上或之中，而非设置于声波可视化组件206的轴220上。即，侧面面对CMUT阵列208可以以环状物布置于端盖204和/或轴202的周边之上或之内。前视或前端CMUT阵列210可布置于轴22的远侧端部上。另选地，侧面面对CMUT阵列208可以以环状物布置于声波可视化组件206上，而前视或前端CMUT阵列210可布置于围绕着例如工作开口212或光学可视化开口214的端盖204的远侧面218上。前端CMUT阵列210可类似于前端CMUT阵列160。二维和三维可视化可通过声波可视化组件206以类似于声波可视化组件154的方式来提供。

图3示出了根据本发明的多个方面的示例性切割系统300。切割系统300可包括轴302和柄部304。轴302可为细长柔性本体，该细长柔性本体自柄部304的远侧端部延伸。轴302可具有延伸穿过其的一个以上的管腔。例如，轴302可具有工作管腔306，工作管腔306允许插入工作管腔306中的导丝308(或其它器械)经由例如柄部304上的端口310的穿过。轴302可以用端盖312终止。端盖312可为圆形、锥形、阶梯、放大或球形形状，或以其它方式配置成进入受试者身体中的小开口和/或配置成无创伤的。工作管腔306可延伸通过端盖312，从而终止于开口314，导丝308可延伸和/或回缩通过开口314。

切割系统300还可包括切割线316。切割线316可沿着轴302延伸。在一个实例中，切割线316的近侧部分可延伸通过工作管腔306，或平行于工作管腔306延伸的另一管腔。在轴302的远侧区域处，切割线316可通过其壁中的开口(未示出)从轴302退出，并且可延伸至轴302的外部。切割线316的远侧端部可锚固至轴302的更远侧区域。切割线316的近侧端部可锚固至，例如，柄部304的可滑动致动器318。通过使致动器318朝近侧滑动，用户可在近侧方向上将拉力施加于切割线316上，这可引起轴302的远侧端部偏转。切割线316可经由柄部304中的电连接部340和一个以上的导体(未示出)电联接至电源，使得切割线316可通电以有利于组织的切割。在一个实例中，切割系统300可用作括约肌切开器以用于切割受试者身体中小开口周围的组织。还可以设想的是，类似于上文相对于内窥镜系统100所描述的那些，一个以上的转向/偏转线(未示出)可提供于轴302中以用于使轴302的远侧部分转向/偏转。

切割系统300可具有可视化能力。例如，切割系统300可包括声波可视化组件320。声波可视化组件320可附连至端盖312。声波可视化组件320可包括类似于前端CMUT阵列160的前视或前端CMUT阵列322。前端CMUT阵列322的远侧表面(其可用于传送和接收超声波)可面向远侧方向，并且/或者可在大体上垂直于轴302的中心纵向轴线的平面中延伸。前端CMUT阵列322的视野可覆盖紧邻前端CMUT阵列322远侧的区域，和相邻于该区域的一些区域。前端CMUT阵列322可包括板324。板324可为环形的，在其中具有开口326。开口326可与工作管腔306连通。导丝308可穿过开口326。在一个实例中，工作管腔306可宽于开口326，并且因此，前端CMUT阵列322的径向内部部分可突出至工作管腔306中。在另一个实例中，开口326可至少与工作管腔306一样宽，使得开口326可环绕工作管腔306而不突出至工作管腔306中。

除了前端CMUT阵列322之外，或作为前端CMUT阵列322的替代形式，声波可视化组件320可包括类似于侧面面对CMUT阵列170的侧视或侧面面对CMUT阵列328。侧面面对CMUT阵列328可包括多边形板形式的片材330，其中片材330的传输和接收表面相对于轴302的中心纵向轴线径向向外面向。片材330可布置成形成绕着轴302的环状物。片材330可环绕轴302的工作管腔306。片材330可围绕着管腔306隔开以具有重叠视野。应当理解，相比于用于使目标区域的较小区域可视化所示，可使用较少的片材330。

通过粘合剂粘结、热粘结、压接、激光焊接、电阻焊接、钎焊和/或任何其它合适形式的附接件，前端CMUT阵列322和/或侧面面对CMUT阵列328可附接至端盖312。前端CMUT阵列322和/或侧面面对CMUT阵列328可附接至例如端盖312的内部表面和/或外部表面。另选地，前端CMUT阵列322和/或侧面面对CMUT阵列328可嵌入用于形成端盖312的材料内，使得前端CMUT阵列322和/或侧面面对CMUT阵列328可置于端盖312的内部表面和外部表面之间。

另选地，声波可视化组件320可类似于声波可视化组件154，其中前端CMUT阵列322和/或侧面面对CMUT阵列328布置于类似于轴156的轴(未示出)上。声波可视化组件320可插入通过端口310和工作管腔306以将前端CMUT阵列322和/或侧面面对CMUT阵列328定位于端盖312处。导丝308可插入通过轴的管腔(类似于管腔168)并且可操纵至端盖312以用于延伸离开开口314和回缩至开口314中。二维和三维可视化可通过声波可视化组件320以类似于声波可视化组件154的方式来提供。

图4示出了根据本发明的多个方面的示例性注射和/或活组织检查系统300。图4包括注射系统400的端部部分的特写图。该特写图为局部剖视图，切除以示出注射系统400的内部的细节。

注射系统400可包括轴402和柄部404。轴402可为细长柔性本体，该细长柔性本体自柄部404的远侧端部延伸。轴402可具有延伸通过其的工作管腔406，工作管腔406允许一个以上的器械的穿过。轴402可以用端盖408终止。端盖408可为圆形、锥形、阶梯、放大或球形形状，或以其它方式配置成进入受试者身体中的小开口和/或配置成无创伤的。工作管腔406可延伸通过端盖408，从而终止于开口410处。工作管腔406可与柄部404上的一个以上的端口412,414连通。注射系统400可包括例如血管内超声导管。

类似于声波可视化组件154的声波可视化组件416可插入端口412或端口414中并且通过工作管腔406。声波可视化组件416可包括例如类似于轴156和管腔168的轴418和管腔420、类似于前端CMUT阵列160的前视或前端CMUT阵列422，和类似于侧面面对CMUT阵列170的侧视或侧面面对CMUT阵列424。前端CMUT阵列422可为环形板423的形式，环形板423在其中具有开口426。开口426可与管腔420连通。针428可延伸通过管腔420和开口426以从前端CMUT阵列422朝远侧突出。另选地，针428的近侧端部可附接至开口426的周边。注射材料可导引至针428中以用于注射至目标区域处的组织中。用户可使声波可视化组件416和/或针428单独地或一致地移动以使针428从开口410暴露来注射材料，和以在将针428引导至目标区域时覆盖针428。二维和三维可视化可通过声波可视化组件416以类似于声波可视化组件154的方式来提供。还可设想的是，类似于上文相对于内窥镜系统100和/或切割系统300所描述的那些，一个以上的转向/偏转线(未示出)可设置于轴402之上或之中以用于使轴402的远侧部分转向/偏转。虽然轴402通常可为圆柱形，但是图4中的特写图包括轴402的局部剖视图，其中轴402的下部在图中切除以示出轴416的内部方面，包括声波可视化组件416。

内窥镜系统100、内窥镜系统200、切割系统300和注射系统400中的一个以上可用于诊断和/或治疗受试者的胆管树中的目标区域。受试者的胆管树可包括来自受试者的胆囊的胆囊管、来自受试者的肝脏的肝管，和来自受试者的胰腺的胰管。这些管的每一个可连结至受试者的总胆管中。总胆管可与胃下方稍微距离处的十二指肠相交。乳突可控制胆管和十二指肠之间的相交处的开口的大小。乳突可必须被横穿以到达总胆管来执行胆道手术。

在一个实例中，在直接可视化条件下已沿着患者的食道向下行进并且通过胃到达胃的底部处的十二指肠处之后，十二指肠镜或其它合适外部导引器/外部护套(未示出)可插入受试者体内并且定位于受试者的总胆管(乳突)入口的外部。在将十二指肠镜的远侧端部定位于适当位置之后，内窥镜系统100、内窥镜系统200或任何其它合适内部导引器/内部护套可前行通过并离开十二指肠镜以用于对乳突进行插管。在对乳突进行插管之后，内窥镜系统100或内窥镜系统200可进一步前行至总胆管中。声波可视化组件154、声波可视化组件206、切割系统300和/或注射系统400可至少部分地容纳于内窥镜系统100或内窥镜系统200内，并且可用于可视化以有利于乳突的插管和/或插入总胆管中。

在一个实例中，一旦内窥镜系统100或内窥镜系统200处于适当位置，则声波可视化组件154、声波可视化组件206、切割系统300和/或注射系统400通过穿过工作管腔108或工作管腔216可推进至目标区域。前端CMUT阵列(例如，前端CMUT阵列160,218,322或424)和/或侧面面对CMUT阵列(例如，侧面面对CMUT阵列170,208,328或424)可向用户提供胆管中组织的二维和/或三维可视化以用于诊断和/或治疗。切割系统300可用于切割胆管的组织，例如，在内窥镜式胆道括约肌切开手术中。注射系统400利用针428可用于将材料注射至胆管或其组织中，或可用于移除(例如，去核)胆管组织。

然而，应当理解，可执行类似步骤以诊断和/或治疗受试者身体的其它区域。例如，内窥镜系统100或内窥镜系统200可导引至受试者的肺部中。在肺部中，声波可视化组件154、声波可视化组件206、切割系统300和/或注射系统400可向用户提供肺部中组织的二维和/或三维可视化以用于诊断和/或治疗。切割系统300可用于切割肺部组织。注射系统400利用针428可用于将材料注射至肺部或其组织中，或可用于移除(例如，去核)肺部组织。

对于本领域的技术人员将显而易见的是，可在不脱离本发明的范围的情况下，对所公开设备和方法做出各种修改和变型。考虑到文中所公开的特征的说明和实践，本发明的其它方面对于本领域的技术人员将是显而易见的。说明书和实例旨在仅被视为示例性的。

Claims (10)

1.一种用于使目标区域可视化的系统，所述系统包括：

细长轴，所述细长轴包括：

远侧部分，

管腔，所述管腔纵向地延伸通过所述远侧部分，和

开口，所述开口在所述远侧部分的远侧端部，其中所述开口与所述管腔连通；和

可视化组件，所述可视化组件容纳于所述细长轴的所述远侧部分内，其中所述可视化组件包括换能器阵列，所述换能器阵列具有其中所述换能器阵列收发声波的视野，并且所述换能器阵列的所述视野覆盖所述细长轴的所述远侧部分的至少一部分和所述目标区域以有利于同时可视化所述细长轴的所述远侧部分的所述部分和所述目标区域，

其中所述换能器阵列包括板，并且第二开口延伸穿过所述板，并且

其中所述细长轴的所述远侧部分的所述远侧端部的一部分包括锥形，使得所述换能器阵列的径向最外表面的至少一部分通过所述锥形从所述细长轴暴露。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述换能器阵列包括至少一个超声换能器。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述超声换能器包括电容式微加工超声换能器。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述开口为第一开口，所述细长轴包括在所述远侧部分的所述远侧端部的第三开口，并且所述系统还包括容置于所述第三开口中的光学可视化组件。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述细长轴具有最远侧端部，并且所述换能器阵列包括至少一个换能器，所述至少一个换能器配置成朝向所述最远侧端部远侧的区域传送声波并且从所述区域接收声波。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述换能器阵列包括所述可视化组件的侧部上的至少一个换能器。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个换能器包括多个板，所述板的每一个在其上具有多个换能器，并且所述板以环形构造进行布置。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述换能器阵列包括至少一个换能器，所述至少一个换能器配置成朝向所述细长轴的所述远侧部分侧面的区域传送声波并且从所述区域接收声波。

9.根据权利要求1所述的系统，还包括控制构件，所述控制构件联接至所述细长轴的所述远侧部分以将偏转力施加于所述远侧部分上，使得所述可视化组件与所述远侧部分一起偏转。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述细长轴为第一细长轴，所述可视化组件包括可滑动地容置于所述第一细长轴的所述管腔中的第二细长轴，并且所述换能器阵列处于所述第二细长轴的远侧端部。

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