CN110740690B - 用于管腔内成像设备的支撑构件和相关联的设备、系统和方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种管腔内成像设备,其包括:柔性细长构件(115),其被配置用于定位在患者的身体管腔内;支撑构件(300),其耦合到所述柔性细长构件;以及成像组件(110),其耦合到所述支撑构件。所述支撑构件可以包括:近端部分(310),其被配置为与所述柔性细长构件的远端部分进行接合;以及远端部分(320),其被配置为与所述成像组件的近端端部进行接合,其中,所述近端部分具有第一直径,并且所述远端部分具有小于所述第一直径的第二直径。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求享有美国临时申请US 62/504600的权益和优先权,通过引用将其整体并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及管腔内成像,并且具体而言,涉及管腔内成像设备的连接部件。
背景技术
血管内超声(IVUS)成像在介入心脏病学中广泛被用作诊断工具,用于评估人体内的患病血管(诸如动脉)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。换能器发射超声能量以便创建感兴趣血管的图像。超声波由起因于组织结构(诸如血管壁的各个层)、红血球和其他感兴趣特征的不连续性部分地反射。来自反射波的回波由换能器接收并且传递到IVUS成像系统。成像系统处理接收到的超声回波以产生其中设备被放置的血管的截面图像。
固态(也被称为合成孔径)IVUS导管是现今常用的两种类型的IVUS设备中的一种,另一类型是旋转IVUS导管。固态IVUS导管携带扫描器组件,其包括分布在其周缘周围的超声换能器的阵列,以及邻近于换能器阵列安装的一个或多个集成电路控制器芯片。控制器选择用于发送超声脉冲并且用于接收超声回波信号的个体换能器元件(或元件的组)。通过步进通过发送-接收对的序列,固态IVUS系统可以合成机械扫描超声换能器但无移动部分(因此固态指定)的效果。由于不存在旋转机械元件,因此换能器阵列可以在血管创伤的最小风险的情况下被放置为与血液和血管组织直接接触。此外,因为不存在元件,因此简化电学接口。固态扫描器可以利用简单电缆和标准可拆卸电学连接器直接连线到成像系统,而不是旋转IVUS设备所需的复杂旋转电学接口。
电缆和固态扫描器在IVUS设备的组装期间连接。通常,这要求电缆中的导体与固态扫描器上的相应导电垫对齐并且焊接在一起。常常,导体和导电垫的焊接连接在支撑构件附近。支撑构件用作导管的杆与扫描器组件(或成像组件)之间的接口。
通常,支撑构件是具有近似等于导管的杆的内径的均匀直径的圆柱形形状。此外,粘合剂被应用到支撑构件与成像组件之间的接合部以将电学连接与流体(诸如注水和盐水)隔离并且提供额外的机械强度。在该方面中,由于粘合剂主要被应用到杆和成像组件的外表面,因此得到的密封倾于流体进入和水分暴露,从而引起成像组件的故障。另外,粘合剂的得到的团由组件操作者用手整形或平滑以努力定义跨杆与成像组件之间的接合部的相对平滑过渡。因此,该整形和平滑过程经受设备的产生的外部轮廓的高变化和从一个组件操作者人到下一个的流体密封以及甚至由相同操作者组装的设备之间的密封的完整性。此外,由于支撑构件通常由硬材料制成以提供接合部处的结构强度,因此杆与成像组件之间的接合部具有有限柔性,从影响管腔内成像设备的导航能力。
发明内容
本公开的实施例提供了一种用于将管腔内成像设备中的成像组件和外部导管杆互连的支撑构件。支撑构件的至少一部分被放置在外部导管杆的远端部分内,并且所述支撑构件的远端端部与所述成像组件的近端端部接触。所述支撑构件具有沿着其长度的变化外径。所述支撑构件的近端部分具有大于所述支撑构件的远端部分的直径的直径。那样,当所述支撑构件至少部分地被定位在所述外部导管杆内时,所述支撑构件的外表面和所述外部导管杆的远端部分的内表面形成环形管腔。在所述外部导管杆的远端端部与所述成像组件的近端端部之间留下间隙。所述间隙与所述环形管腔流体连通。所述间隙和所述环形管腔两者填充有粘合剂。具有较大直径的近端部分包含所述粘合剂并且防止其溢流,而具有较小直径的远端部分允许通过为所述粘合剂提供较大粘合表面积的较好粘合。所述环形管腔还通过移除通过用手整形并且平滑所述粘合剂引入的过程变异性改进组装过程的组件一致性和再现性。在利用所述粘合剂填充所述间隙和所述环形管腔之后,没有或最小整形和平滑被要求。
在一个实施例中,提供了一种管腔内成像设备。所述管腔内成像设备包括:柔性细长构件,其被配置用于定位在患者的身体管腔内;支撑构件,其耦合到所述柔性细长构件;以及成像组件,其耦合到所述支撑构件。所述支撑构件可以包括:近端部分,其被配置为与所述柔性细长构件的远端部分进行接合;以及远端部分,其被配置为与所述成像组件的近端端部进行接合,其中,所述近端部分具有第一直径,并且所述远端部分具有小于所述第一直径的第二直径。
在一些实施例中,所述支撑构件的所述近端部分、所述支撑构件的所述远端部分和所述柔性细长构件的所述远端部分定义环形管腔。在一些实施例中,所述柔性细长构件的远端端部与所述成像组件的所述近端端部隔开一间隙,并且所述间隙与所述环形管腔流体连通。在一些实施例中,所述管腔内成像设备还包括被设置在所述环形管腔和所述间隙内的粘合剂。在一些实施例中,所述支撑构件包括纵向地延伸通过所述近端部分和所述远端部分的管腔。在一些实施例中,所述成像组件包括管状构件以及被定位在所述管状构件周围的柔性衬底,并且所述支撑构件的所述管腔被配置为接收所述管状构件。在一些实施例中,所述支撑构件的所述管腔还被配置为接收内部构件,所述内部构件被配置为接收导丝。在一些实施例中,所述支撑构件还包括开口,所述开口延伸通过壁与所述管腔连通,所述开口被配置为接收与所述成像组件相关联的电缆。在一些实施例中,所述成像组件的连接接口被安装到所述支撑构件的外表面。在一些实施例中所述支撑构件包括所述第一直径与所述第二直径之间的过渡,所述过渡包括锥形区域。在一些实施例中,所述成像组件包括超声换能器阵列。
在一些实施例中,提供了一种形成管腔内成像设备的方法。所述方法包括:提供支撑构件,所述支撑构件包括具有第一直径的近端部分和具有小于所述第一直径的第二直径的远端部分;将成像组件的近端部分耦合到所述支撑构件的所述远端部分;将柔性细长构件定位在所述支撑构件之上,使得所述支撑构件的所述近端部分、所述支撑构件的所述远端部分和所述柔性细长构件的远端部分定义环形管腔;并且利用粘合剂来填充所述环形管腔。
在一些实施例中,将柔性细长构件定位在所述支撑构件之上包括将所述柔性细长构件的远端端部与所述成像组件的近端端部隔开一间隙,所述间隙与所述环形管腔流体连通。在一些实施例中,当所述柔性细长构件的所述远端端部以所述间隙与所述成像组件的所述近端端部隔开时,所述支撑构件的所述远端端部与所述成像组件的所述近端端部直接接触。在一些实施例中,利用所述粘合剂来填充所述环形管腔包括通过所述间隙供应所述粘合剂并且填充所述间隙。在一些实施例中,利用所述粘合剂来填充所述环形管腔包括形成所述粘合剂的外表面,并且所述粘合剂的所述外表面与所述成像组件的所述近端部分的外表面和所述柔性细长构件的所述远端部分的外表面共面。在一些实施例中,所述支撑构件包括纵向地延伸通过所述近端部分和所述远端部分的管腔,所述成像组件包括管状构件,并且将所述成像组件的所述近端部分耦合到所述支撑构件的所述远端部分包括将所述管状构件插入到所述管腔中。在一些实施例中,所述方法还包括将所述成像组件的连接接口与电缆耦合。在一些实施例中,将所述成像组件的所述连接接口与所述电缆耦合包括:通过被定位在所述支撑构件的所述近端部分中的开口将所述电缆穿入管腔中,所述管腔纵向地延伸通过所述支撑构件的所述远端部分和所述近端部分;并且将所述电缆电学结合到所述支撑构件的所述近端部分附近的所述连接接口。
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成像系统的图解示意性视图;
图2是根据本公开的方面的采取平坦配置的成像组件的图解俯视图;
图3是根据本公开的方面的采取围绕管状构件的滚动配置的成像组件的图解侧视图;
图4是根据本公开的方面的IVUS设备的图解侧视图;
图5是根据本公开的方面的柔性细长构件与成像组件之间的接合部的图像;
图6是根据本公开的方面的柔性细长构件与成像组件之间的接合部的图解侧视图;
图7是根据本公开的方面的柔性细长构件与成像组件之间的接合部的图解侧视图;
图8是根据本公开的方面的柔性细长构件与成像组件之间的接合部的图解侧视图;
图9A是根据本公开的方面的支撑构件的图解透视图;
图9B是根据本公开的方面的支撑构件的图解侧视图;
图9C是根据本公开的方面的支撑构件的图解剖视图;并且
图10是根据本公开的方面的形成管腔内成像设备的方法的流程图。
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、系统和方法的任何变型和其他修改和本公开的原理的任何其他应用被完全预期并且被包括在本公开内,如本公开涉及领域的技术人员将通常将想到的。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特征、部件和/或步骤组合。出于简洁的缘故,然而,将不分开描述这些组合的许多迭代。
本文所描述的管腔内成像设备实现许多优点。例如,根据本公开的方面的管腔内成像设备的支撑构件促进用于管腔内设备的更快、更不劳动密集、更一致并且更高效的制造过程。此外,使用支撑构件将柔性细长构件耦合到成像组件产生较不易于破损和流体进入的更鲁棒的成像组件。例如,由于支撑构件的远端部分的直径小于支撑构件的近端部分,因而在支撑构件的外表面与柔性细长构件的远端部分的内表面之间形成环形管腔。环形管腔为粘合剂提供更粘合的表面,从而实现支撑构件、柔性细长构件与成像组件之间的更鲁棒的耦合。那样,粘合剂可以形成流体的更强屏障。根据本公开的管腔内成像设备出于至少以下原因具有经改进的导航能力。环形管腔中的粘合剂向柔性细长构件与成像组件之间的接合部引入柔性和抗拉强度。另外,由于环形管腔为粘合剂提供粘合表面,因此无或最小粘合剂需要在柔性细长构件与成像组件之间的接合部的外表面上。因此,所得到的接合部具有有助于导航能力的较低轮廓。
图1是根据本公开的方面的血管内超声(IVUS)成像系统100的图解示意性图示。IVUS成像系统100可以包括:固态IVUS设备102,诸如导管、导丝、或引导导管;患者接口模块(PIM)104;IVUS处理系统或者控制台106;以及监测器108。
在高电平处,IVUS设备102发射来自包括在成像组件110中的换能器阵列124的超声能量,成像组件110被安装在导管设备的远端端部附近。超声能量由成像组件110周围的介质中的组织结构(诸如血管120)反射,并且超声回波信号由换能器阵列124接收。PIM 104将接收到的回波信号传送到处理系统106,其中,超声图像(包括流量信息)被重建并且显示在监测器108上。处理系统106可以包括处理器和存储器。处理系统106可以可操作以促进本文所描述的IVUS成像系统100的特征。例如,处理器可以运行存储在非瞬态有形计算机可读介质上的计算机可读指令。
PIM 104促进处理系统106与被包括在IVUS设备102中的成像组件110之间的信号的通信。该通信包括以下步骤:(1)向被包括在成像组件110中的图2中所图示的(一个或多个)集成电路控制器芯片206A、206B提供命令以选择要被用于发送和接收的(一个或多个)特定换能器阵列元件,(2)向被包括在成像组件110中的(一个或多个)集成电路控制器芯片206A、206B提供发送触发器信号以激活发射器电路生成电脉冲来激发(一个或多个)选定的换能器阵列元件,和/或(3)经由被包括在成像组件110的(一个或多个)集成电路控制器芯片上的放大器接受从(一个或多个)选定的换能器阵列元件接收到的放大的回波信号。在一些实施例中,PIM 104在将数据中继到处理系统106之前执行回波数据的初步处理。在这样的实施例的范例中,PIM 104执行数据的放大、滤波和/或聚合。在实施例中,PIM 104还供应高和低电压DC电力以支持包括成像组件110内的电路的IVUS设备102的操作。
处理系统106通过PIM 104接收来自成像组件110的回波数据并且处理数据以重建成像组件110周围的介质中的组织结构的图像。处理系统106输出图像数据,使得血管120的图像(诸如血管120的截面图像)被显示在监测器108上。血管120可以表示自然和人造两者的流体填充或周围结构。血管120可以在患者的身体内。血管120可以是血管,如患者的血管系统的动脉或静脉,包括心脏脉管系统、周围脉管系统、神经脉管系统、肾脉管系统、和/或身体内的任何其他适合的管腔。例如,IVUS设备102可以被用于检查任何数目的解剖位置和组织类型,包括但不限于包括肝、心脏、肾、胆囊、胰腺、肺的器官;导管;肠;神经系统结构,包括脑、硬膜囊、脊髓和周围神经;泌尿道;以及血液内的瓣膜、心腔或心脏的其他部分、和/或身体的其他系统。除了自然结构之外,IVUS设备102可以用于检查人造结构,诸如但不限于心脏瓣膜、支架、分流器、过滤器和其他设备。
在一些实施例中,IVUS设备包括类似于常规固态IVUS导管的一些特征,诸如从Volcano公司可用的导管和美国专利US 7846101中公开的导管,通过引用将其整体内容并入本文。例如,IVUS设备102包括IVUS设备102的远端端部附近的成像组件110和沿着IVUS设备102的纵向主体延伸的电缆112。电缆112可以包括多个导体,包括一、二、三、四、五、六、七、或更多个导体218(图2)。将理解,任何适合的量规线可以被用于导体218。在实施例中,电缆112可以包括具有例如41个AWG量规线的四导体传输线布置。在实施例中,电缆112可以包括利用例如44个AWG量规线的七导体传输线布置。在一些实施例中,可以使用43个AWG量规线。
电缆112在IVUS设备102的近端端部处的PIM连接器114中终止。PIM连接器114将电缆112电学耦合到PIM 104并且将IVUS设备102物理耦合到PIM 104。在实施例中,IVUS设备102还包括导丝出口116。因此,在一些实例中,IVUS设备是快速交换导管。导丝出口116允许导丝118朝向远端端部插入以便通过血管120引导设备102。
IVUS设备102包括具有近端部分和远端部分的柔性细长构件115。成像组件110被定位在柔性细长构件115的远端部分处。柔性细长构件115包括纵轴LA。纵轴LA可以与IVUS设备102和/或成像组件110相关联。
图2是根据本公开的实施例的超声成像组件110的部分的俯视图。成像组件110包括形成在换能器区域204中的换能器阵列124和形成在控制区域208中的换能器控制逻辑芯片206(包括芯片206A和206B),其中,过渡区域210被布置在其之间。换能器控制逻辑芯片206和换能器212被安装在以图2中的平坦配置示出的柔性衬底214上。图3图示了柔性衬底214的滚动配置。换能器阵列是医学传感器元件和/或医学传感器元件阵列的非限制性范例。换能器控制逻辑芯片206是控制电路的非限制性范例。换能器区域204邻近柔性衬底214的远端部分221设置。控制区域208邻近柔性衬底214的近端部分222设置。过渡区域210被设置在控制区域208与换能器区域204之间。在不同实施例中,换能器区域204、控制区域208和过渡区域210的尺寸(例如,长度225、227、229)可以变化。在一些实施例中,长度225、227、229可以基本上类似或过渡区域210的长度227可以分别大于换能器区域和控制器区域的长度225、229。尽管成像组件110被描述为包括柔性衬底,但是将理解,换能器和/或控制器可以被布置为以其他配置形成成像组件110,包括省略柔性衬底的配置。
换能器阵列124可以包括任何数目和类型的超声换能器212,但是为了清晰起见,在图2中仅图示了有限数目的超声换能器。在实施例中,换能器阵列124包括64个个体超声换能器212。在另一实施例中,换能器阵列124包括32个超声换能器212。预期并且提供了其他数目。相对于换能器的类型,在实施例中,超声换能器212是例如如在美国专利US6641540中公开的使用聚合物压电材料制造在微机电系统(MEMS)衬底上的压电微机械超声换能器(PMUT),通过引用将其整体并入本文。在备选实施例中,换能器阵列包括诸如块状PZT换能器的压电锆酸盐换能器(PZT)换能器、电容性微机械超声换能器(cMUT)、单晶体压电材料、其他适合的超声发射器和接收器、和/或其组合。
成像组件110可以包括各个换能器控制逻辑,其在所图示的实施例中被分成分立控制逻辑芯片206。在各种范例中,成像组件110的控制逻辑执行:解码跨电缆112由PIM 104传送的控制信号;驱动一个或多个换能器212以发射超声信号;选择一个或多个换能器212以接收超声信号的反射回波;放大表示接收到的回波的信号;和/或跨电缆112将信号发送到PIM。在所图示的实施例中,具有64个超声换能器212的成像组件110跨九个控制逻辑芯片206划分控制逻辑,其中五个控制逻辑芯片示出在图2中。在其他实施例中,利用包含其他数目的控制逻辑芯片206(包括8、9、16、17和更多)的设计。一般而言,控制逻辑芯片206通过其能够驱动的换能器的数目表征,并且示范性控制逻辑芯片206驱动4、8和/或16个换能器。
控制逻辑芯片不必是同质的。在一些实施例中,单个控制器被指定主控制逻辑芯片206A并且包含用于电缆112的通信接口。因此,主控制电路可以包括控制逻辑,其解码通过电缆112接收到的控制信号,通过电缆112传送控制响应,放大回波信号,和/或通过电缆112发送回波信号。剩余的控制器是从属控制器206B。从属控制器206B可以包括控制逻辑,其驱动换能器212以发射超声信号并且选择换能器212来接收回波。在所描绘的实施例中,主控制器206A未直接控制任何换能器212。在其他实施例中,主控制器206A驱动与从属控制器206B相同数目的换能器212或与从属控制器206B相比较驱动一组减少的换能器212。在示范性实施例中,单个主控制器206A和八个从属控制器206B被提供有分配给每个从属控制器206B的八个换能器。
换能器控制逻辑芯片206和换能器212被安装的柔性衬底214为电学耦合提供结构支撑和互连。柔性衬底214可以被构建以包括柔性聚酰亚胺材料的薄膜层,诸如KAPTONTM(DuPont的注册商标)。其他适合的材料包括聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚乙烯萘薄膜、或聚醚酰亚胺薄膜、其他柔性印刷半导体衬底以及诸如(Ube Industries的注册商标)和(E.I.du Pont的注册商标)的产品。在图2中所图示的平坦配置中,柔性衬底214具有大致矩形形状。如本文中所示和所描述的,在一些实例中,柔性衬底214被配置为回绕管状构件230(图3)以形成圆柱圆环面。因此,柔性衬底214的薄膜层的厚度通常与最后组装的成像组件110的弯曲程度有关。在一些实施例中,薄膜层在5μm与100μm之间,对于一些特定实施例在12.7μm与25.1μm之间。
为了将控制逻辑芯片206和换能器212电学互连,在实施例中,柔性衬底214还包括携带控制逻辑芯片206与换能器212之间的信号的薄膜层上成形的导电迹线216。具体而言,提供控制逻辑芯片206与换能器212之间的通信的导电迹线216沿着过渡区域210内的柔性衬底214延伸。在一些实例中,导电迹线216还可以促进主控制器206A与从属控制器206B之间的通信。导电迹线216还可以提供当电缆112的导体218机械并且电学耦合到柔性衬底214时接触电缆112的导体的一组导体垫。用于导电迹线216的适合的材料包括铜、金、铝、银、钽、镍、和锡,并且可以通过诸如溅射、电镀和蚀刻的过程沉积在柔性衬底214上。在实施例中,柔性衬底214包括铬粘合层。导电迹线216的宽度和厚度被选择以当柔性衬底214滚动时提供适当的传导性和弹性。在该方面中,导电迹线216和/或导电垫的厚度的示范性范围在10-50μm之间。例如,在实施例中,20μm导电迹线216通过20μm的空间分离。柔性衬底214上的导电迹线216的宽度还可以由要耦合到迹线/垫的导体218的宽度确定。
在一些实施例中,柔性衬底214可以包括连接接口220。连接接口220可以是柔性衬底214的位置,其中,电缆112的导体218耦合到柔性衬底214。例如,电缆112的裸导体电学耦合到连接接口220处的柔性衬底214。连接接口220可以是从柔性衬底214的主体延伸的标签。在该方面中,柔性衬底214的主体可以共同指代换能器区域204、控制器区域208和过渡区域210。在所图示的实施例中,连接接口从柔性衬底214的近端部分222延伸。在其他实施例中,连接接口220被定位在柔性衬底214的其他部分(诸如远端部分221)处,或者柔性衬底214省略连接接口220。标签或连接接口220的尺寸的值(诸如宽度224)可以小于柔性衬底214的主体的尺寸的值(诸如宽度226)。在一些实施例中,形成连接接口220的衬底由与柔性衬底214相同(一种或多种)材料制成和/或是与其相似柔性的。在其他实施例中,连接接口220由不同材料制成和/或比柔性衬底214相当地更刚性。例如,连接接口220可以由塑料、热塑、聚合物、硬聚合物等制成,包括聚甲醛(例如,)、聚醚醚酮(PEEK)、尼龙、和/或其他适合的材料。如本文中更详细描述的,管状构件230、柔性衬底214、连接接口220和/或(一个或多个)导体218可以不同地被配置为促进成像组件110的高效制造和操作。
在一些实例中,成像组件110从平坦配置(图2)过渡到滚动或更圆柱形配置(图3和4)。例如,在一些实施例中,利用如在题为“ULTRASONIC TRANSDUCER ARRAY AND METHOD OFMANUFACTURING THE SAME”的美国专利US 6776763和题为“HIGH RESOLUTIONINTRAVASCULAR ULTRASOUND TRANSDUCER ASSEMBLY HAVING A FLEXIBLE SUBSTRATE”的美国专利US 7226417中的一个或多个中公开的技术,通过引用将其中每个整体并入本文。
如图3中所示,柔性衬底214以滚动配置被定位在管状构件230周围。图3是根据本公开的方面的围绕管状构件230的滚动配置的柔性衬底214的图解侧视图。在一些实例中,管状构件230可以引用为单体。管状构件230可以包括诸如不锈钢的金属材料,或非金属材料,诸如如于2014年4月28日提交的美国临时申请US 61/985220,“Pre-Doped SolidSubstrate for Intravascular Devices”中描述的塑料或聚合物,通过引用将其整体并入本文。管状构件230可以具有远端部分232、近端部分234和纵向延伸通过其的管腔236。管腔236可以与出口116连通并且调整大小和整形以接收导丝118(图1)。管状构件230可以根据任何适合的过程制造。例如,管状构件230可以机械加工(诸如通过从空白移除材料以整形管状构件230),或者模塑(诸如通过注入模制过程)。在一些实施例中,管状构件230可以整体地形成为单一结构,而在其他实施例中,管状构件230可以由不同部件形成。
图4图示了根据本公开的示范性实施例的IVUS设备102。IVUS设备102包括成像组件110、尖端305、支撑构件300和柔性细长构件115。柔性细长构件115可以包括柔性外部导管杆和/或柔性内部构件。成像组件110通过支撑构件300连接到柔性细长构件115。在一些实施例中,如在图4中所示,柔性细长构件115的远端部分预扩展以将支撑构件300接收在其中,从而导致与更近端部分相比较的柔性细长构件115的远端部分附近或处的相对大的直径。然而,在未示出在图4中的一些其他实施例中,当支撑构件300被接收在柔性细长构件115的远端部分内时,柔性细长构件的外径和成像组件110的外径具有基本上相同的直径。在一些实施例中,支撑构件300由金属或金属合金制成。在一些其他实施例中,支撑构件300由塑料或聚合物制成,诸如聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚酯或其混合物。在一些实施例中,支撑构件300是两层材料的同心复合物以实现柔性。支撑构件300可以构造为允许用于粘合剂的更粘合表面以提供接合部处的耐用性、柔性和完全的电学密封,同时维持低导管轮廓。
图5是柔性细长构件115与成像组件110之间的接合部的图像。如可以通过半透明柔性细长构件115看到的,来自成像组件110的连接接口220被结合到电缆112。电缆112沿着柔性细长构件115的长度延伸。在图2中还示出了连接接口220和电缆112。
现在参考图6、7和8,其中示出了根据本公开的管腔内成像设备的成像组件110与柔性细长构件115之间的接合部的方面。特别地,图6是柔性细长构件115与成像组件110之间的接合部的图解侧视图;图7是柔性细长构件115与成像组件110之间的接合部的图解侧透视图;并且图8是柔性细长构件115与成像组件110之间的接合部的图解侧视图。图6、7和8图示了根据本公开的方面的支撑构件300的各种特征和支撑构件300如何与IVUS 102的不同部件进行接合。
如图6中所示,支撑构件300包括近端部分310和远端部分320。远端部分320具有小于近端部分310的直径的直径。在一些实施例中,近端部分310和远端部分320两者是贯穿其相应长度具有均匀直径的圆柱形。该设计包括当近端部分310过渡到远端部分320中时直径的阶跃变化。在一些实施例中,远端部分320是圆锥形并且从接近近端部分310的过渡点处的直径过渡到远端部分320的远端端部处的较小直径。在一些其他实施例中,远端部分320的侧轮廓具有不同特征以增强柔性细长构件115与成像组件110之间的接合部的粘合剂粘合或机械强度。例如,远端部分320的侧轮廓可以具有脊状物(未示出)。
当组装时,近端部分310接合或接触柔性细长构件115的至少一部分,并且远端部分320的远端端部接合或接触成像组件110的近端端部。连接接口220从成像组件110并且在支撑构件300上延伸。如在图6中所示,在一些实施例中,连接接口220在远端部分320和近端部分310的一部分上延伸。在一些实施例中,连接接口220仅在远端部分320或远端部分320的一部分上延伸。在一些实施例中,连接接口220被安装在支撑构件300上。例如,连接接口220可以被安装在近端部分310的外表面上。
近端部分310的面向远端表面、远端部分320的外表面和柔性细长构件115的远端部分330的内表面形成环形管腔340。如从图6可以看到,当远端部分320是具有沿着其长度的均匀直径的圆柱形时,环形管腔340是环状或环形的。当远端部分320的侧轮廓是圆锥形或包含其他特征时,所得的环形管腔340将具有对应或相互的形状。当远端部分320的远端端部接合或耦合到成像组件110的近端端部时,柔性细长构件115的远端端部与成像组件110的近端端部350分开一间隙。间隙350与环形管腔340流体连通,使得当粘合剂通过间隙350供应时,粘合剂填充环形管腔340并且最终也填充间隙350。在一些实施例中,间隙是大约0.5mm。
如在图7中所示,在一些实施例中,支撑构件300包括纵向延伸通过近端部分310和远端部分320的管腔。在一些实施例中,成像组件100包括从成像组件110的近端端部近端地延伸的管状构件460。支撑构件300被配置为接收管状构件460。为了加强管状构件460与支撑构件300之间的耦合,在一些实施例中,管腔的内表面通过等离子体或利用其他表面粗糙化过程处理。在一些实施例中,表面粗糙化过程包括表面处理剂的应用,诸如引物。在一些实施例中,连接接口220朝向柔性细长构件115延伸并且在连接点420处结合到电缆112。在一些实施例中,电缆112穿过支撑构件300的近端部分310上或附近的开口430。开口430邻近连接点420。在一些实施例中,电缆112在近端部分310与柔性细长构件115的内表面之间的近端部分310上延伸,并且支撑构件300不具有开口430。在一些实施例中,内部构件450延伸通过柔性细长构件115、支撑构件300内的管腔和管状构件460。内部构件450被配置为接收导丝,使得IVUS设备102可以沿着导丝行进到患者的血管中的靶位置。
图8图示了粘合剂500如何填充环形管腔340和间隙350。粘合剂500通过间隙350供应并且填充环形管腔340和间隙350两者。在一些实施例中,环形管腔340和间隙350中的粘合剂500需要固化。在一些实施例中,粘合剂500是水可固化的并且通过暴露于水分来固化。在其他实施例中,粘合剂500是热可固化的并且通过暴露于实质上高于室温的温度处的热源来固化。在另外的实施例中,粘合剂500是UV可固化的并且通过暴露于来自UV源的紫外(UV)光来固化。如在图5中所示,柔性细长构件115是半透明的并且当成像设备暴露于UV时,UV能量可以有效地穿过柔性细长构件115并且固化环形管腔340内的粘合剂500。间隙350中的粘合剂具有外表面510。外表面510基本上水平并且与柔性细长构件115的外表面和成像组件110的外表面共面。粘合剂500当其固化时是柔性的。例如,粘合剂500可以是丙烯酸、基于环氧树脂的、或氰丙烯酸酯。
现在参考图9A、9B和9C,其中示出了管腔内成像设备的支撑构件300的方面。特别地,图9A是支撑构件300的图解透视图;图9B是支撑构件300的图解侧视图;并且图9C是支撑构件的图解侧视图。图9A-9C图示了根据本公开的方面的支撑构件300的各种特征。
如图9A中所示,在一些实施例中,支撑构件300包括经由锥形部分315过渡到远端部分320的近端部分310。在一些实施例中,支撑构件300包括开口430。如上文参考图7所描述的,诸如电缆112的电缆可以穿过开口430以与连接接口220(在图9A中未示出)结合。开口430保持电缆112与连接接口220之间的连接/结合固定。如在图9A中所图示的,由于开口430的开口朝向远端部分320倾斜,因而穿过开口430的任何电缆经历最小或无弯曲并且较不易于破损或电学短路。
如在图9B中所图示的,支撑构件300具有长度L;远端部分320具有外径D1和内径D2;近端部分310具有长度Lp、外径D3和内径D4;并且开口430具有直径D5。在一些实施例中,L在近似0.060英寸与0.157英寸之间。在一些实施例中,Lp在近似0.05英寸与0.1英寸之间。在一些实施例中,D1在近似0.030英寸与0.035英寸之间,并且D2在近似0.025英寸与0.030英寸之间。在一些实施例中,D3在近似0.035英寸与0.040英寸之间,并且D4在0.030与0.035英寸之间。在一些实施例中,D5在近似0.01英寸与近似0.02英寸之间,包括诸如近似0.015英寸的值。在示范性实施例中,D1是大约0.033英寸,D2是大约0.027英寸,D3是大约0.037到0.038英寸,并且D是大约0.032英寸。
图9C是支撑构件300的图解侧视图。在一些实施例中,锥形部分315具有从近端部分310延伸到远端部分320的圆锥表面。圆锥表面具有倾斜角A。在一些实施例中,A在大约4度与大约5.6度之间,包括诸如4.8度的值。在一些实施例中,由于该倾斜角A,因此开口430的开口朝向远端部分320倾斜。
图10示出了根据本公开的方面的形成管腔内成像设备的方法600的流程图。方法600包括步骤610、620、630、640、和650。在步骤610处,提供了支撑构件300。支撑构件300包括具有第一直径的近端部分310和具有小于第一直径的第二直径的远端部分320。在步骤620处,成像组件110的连接接口220被耦合到电缆112。在一些实施例中,电缆112在耦合到连接接口220之前穿过开口430。在那些实施例中,步骤620包括将电缆112穿过开口430。在630处,成像组件110的近端部分被耦合到支撑构件300的远端部分320。在步骤640处,柔性细长构件115被定位在支撑构件300上,使得柔性细长构件115的远端端部与成像组件110的近端端部分开间隙350。最后,在步骤650处,粘合剂通过间隙350供应并且允许填充由支撑构件300和柔性细长构件115定义的间隙350和环形管腔340。在一些实施例中,粘合剂需要固化,并且步骤650包括通过热、水分或UV固化粘合剂。
本领域的技术人员将认识到,可以以各种方式修改上文所描述的装置、系统和方法。因此,本领域的普通技术人员将意识到,由本公开涵盖的实施例不限于上文所描述的特定示范性实施例。在该方面中,尽管已经示出并且描述说明性实施例,但是在前述公开中预期各种各样的修改、改变和替代。应理解,在不脱离本公开的范围的情况下,可以对前述内容做出这样的变型。因此,随附的权利要求宽广地并且以与本公开一致的方式理解是适当的。
Claims (10)
1.一种管腔内成像设备,包括:
柔性细长构件,其被配置用于定位在患者的身体管腔内;
支撑构件,其耦合到所述柔性细长构件;以及
成像组件,其耦合到所述支撑构件,
其中,所述支撑构件包括:近端部分,其被配置为与所述柔性细长构件的远端部分进行接合;以及远端部分,其被配置为与所述成像组件的近端端部进行接合,所述近端部分包括第一直径,所述远端部分包括小于所述第一直径的第二直径;
其中,所述柔性细长构件被设置在所述支撑构件上,所述支撑构件的所述近端部分、所述支撑构件的所述远端部分和所述柔性细长构件的所述远端部分定义环形管腔,并且,所述环形管腔被填充有粘合剂。
2.根据权利要求1所述的管腔内成像设备,其中,所述柔性细长构件的远端端部与所述成像组件的所述近端端部隔开一间隙,所述间隙与所述环形管腔流体连通。
3.根据权利要求2所述的管腔内成像设备,还包括所述间隙。
4.根据权利要求1所述的管腔内成像设备,其中,所述支撑构件包括纵向地延伸通过所述近端部分和所述远端部分的管腔。
5.根据权利要求4所述的管腔内成像设备,其中,所述成像组件包括管状构件以及被定位在所述管状构件周围的柔性衬底,并且其中,所述支撑构件的所述管腔被配置为接收所述管状构件。
6.根据权利要求5所述的管腔内成像设备,其中,所述支撑构件的所述管腔还被配置为接收内部构件,所述内部构件被配置为接收导丝。
7.根据权利要求4所述的管腔内成像设备,其中,所述支撑构件还包括开口,所述开口延伸通过壁与所述管腔连通,所述开口被配置为接收与所述成像组件相关联的电缆。
8.根据权利要求7所述的管腔内成像设备,其中,所述成像组件的连接接口被安装到所述支撑构件的外表面。
9.根据权利要求1所述的管腔内成像设备,其中,所述支撑构件包括所述第一直径与所述第二直径之间的过渡,所述过渡包括锥形区域。
10.根据权利要求1所述的管腔内成像设备,其中,所述成像组件包括超声换能器阵列。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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