CN117715593A - 用于减少内窥镜旋转成像中的信号噪声的装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明包括用于减少内窥镜旋转成像中的信号噪声的装置、系统和方法。许多实施例包括细长构件，其包括设置在近侧成像芯和远侧成像芯之间的阻抗匹配网络。在许多这样的实施例中，所述细长构件可以在近端处连接控制器并且包括在远端处的旋转换能器。在各种实施例中，所述近侧和远侧成像芯可以包括设置在屏蔽件(例如，屏蔽双绞线)内的多个绝缘导体。在各种这样的实施例中，所述绝缘导体可以用于在所述控制器与所述旋转成像换能器之间传送差分信号。在一些实施例中，在所述近侧成像芯中的所述绝缘导体可以具有比在所述远侧成像芯中的所述绝缘导体更大的直径。

Description

用于减少内窥镜旋转成像中的信号噪声的装置、系统和方法

技术领域

本发明总体涉及内窥镜旋转成像的领域。特别地，本发明涉及用于减少内窥镜旋转成像中的信号噪声的装置、系统和方法。

背景技术

多种医疗装置定位在体腔内以用于诊断或治疗目的。例如，内窥镜检查是使用内窥镜查看身体内部的手术。通常，内窥镜检查手术利用细长构件(例如，内窥镜)来进入、检查身体的中空器官或空腔的内部或与其相互作用，以用于诊断或治疗目的。内窥镜通常具有用于观察身体内部的直接可视化和/或可以配备有超声观察能力。这种镜具有允许镜插入到某个直径的较大体腔(例如，胃肠(GI)道或气管)中的轮廓直径。例如，一种类型的内窥镜，即支气管镜，可以用于可视化气道内部，直至某一代的具有可以容纳支气管镜直径的直径的气道，以用于诊断和治疗目的。支气管镜诸如，通过嘴、鼻子或气管造口术插入气道中。这可以允许执业医师检查患者的气道是否存在异常情况，诸如异物、出血、肿瘤或炎症。有时，可以从肺的内部进行活检。在某些更高代的气道，气道的直径变得太窄以至于无法容纳传统的内窥镜，这对具有在这些较小的气道内或其他具有最小直径的腔内准确导航、定位和活检组织的手段的改进装置提出了挑战。

发明内容

提供本发明内容以简化形式介绍一组概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进行进一步的描述。本发明内容不旨在必然识别所要求保护主题的关键特征或基本特征，也不旨在帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一方面，本发明涉及一种医疗装置，其包括毂、近侧成像芯、远侧成像芯和阻抗匹配网络。毂可以包括连接器和具有第一端和第二端的旋转变压器，第一端可以耦合到连接器，并且连接器可以被配置为与控制器耦合。近侧成像芯可以具有第一和第二端，并且近侧成像芯的第一端可以耦合到旋转变压器的第二端。远侧成像芯可以具有第一和第二端，并且远侧成像芯的第二端可以耦合到旋转成像换能器。阻抗匹配网络可以耦合在近侧成像芯的第二端和远侧成像芯的第一端之间。

在一些实施例中，旋转成像换能器包括旋转超声换能器。在各种实施例中，近侧成像芯可以包括近侧驱动缆线和第一直径的第一屏蔽双绞线(STP)，并且远侧成像芯可以包括远侧驱动缆线和第二直径的第二STP。在各种实施例中，第一STP设置在近侧驱动缆线内，并且第二STP设置在远侧驱动缆线内。在一些这样的实施例中，近侧成像芯设置在近侧导管部段内，并且远侧成像芯设置在远侧导管部段内。在另外这样的实施例中，近侧导管部段经由伸缩接头联接到远侧导管部段。在许多这样的实施例中，第一直径对应于42-50美国线规(AWG)并且第二直径对应于46-53AWG。在几个实施例中，近侧成像芯、远侧成像芯和阻抗匹配网络设置在伸缩护套内。在一些实施例中，阻抗匹配网络包括电感器和电容器。在各种这样的实施例中，电感器和电容器并联电连接。在一些这样的实施例中，电感器在170和210纳亨之间并且电容器在40和60皮法之间。在一些实施例中，阻抗匹配网络包括在55和75欧姆之间的特性阻抗。在各种实施例中，远侧成像芯包括多个信号导体。在各种这样的实施例中，阻抗匹配网络包括用于多个信号导体中的每一个的电感器-电容器匹配电路。

在另一方面，本发明涉及一种系统，其可以包括毂、控制器、近侧成像芯、远侧成像芯和阻抗匹配网络。毂可以包括连接器和具有第一端和第二端的旋转变压器，第一端可以耦合到连接器，并且连接器可以被配置为与控制器耦合。近侧成像芯可以具有第一和第二端，并且近侧成像芯的第一端可以耦合到旋转变压器的第二端。远侧成像芯可以具有第一和第二端，并且远侧成像芯的第二端可以耦合到旋转成像换能器。阻抗匹配网络可以耦合在近侧成像芯的第二端和远侧成像芯的第一端之间。

在一些实施例中，阻抗匹配网络包括在170和210纳亨之间的电感器和在40和60皮法之间的电容器。在各种实施例中，阻抗匹配网络包括在55和75欧姆之间的特性阻抗。在几个实施例中，远侧成像芯包括多个信号导体。在几个这样的实施例中，阻抗匹配网络包括用于多个信号导体中的每一个的电感器-电容器匹配电路。

在又一个方面，本发明涉及一种方法。该方法可以包括将远侧成像芯插入体腔中。远侧成像芯可以具有第一和第二端，远侧成像芯的第二端可以耦合到旋转成像换能器，远侧成像芯的第一端可以耦合到阻抗匹配网络，阻抗匹配网络可以耦合到近侧成像芯。该方法还可以包括用旋转成像换能器生成径向图像。

在一些实施例中，阻抗匹配网络包括在170和210纳亨之间的电感器和在40和60皮法之间的电容器。在一些实施例中，阻抗匹配网络包括在55和75欧姆之间的特性阻抗。在各种实施例中，远侧成像芯包括多个信号导体。在各种这样的实施例中，阻抗匹配网络包括用于多个信号导体中的每一个的电感器-电容器匹配电路。

附图说明

参考示意性的且不旨在要按比例绘制的附图以示例的方式描述了本发明的非限制性实施例。在附图中，所示的每个相同或几乎相同的部件通常由单个数字表示。应当理解，本发明中包括的各个附图可以省略一些部件、示出一些部件的部分和/或将一些部件呈现为透明的，以便于对否则可能显得隐藏的部件进行示出和描述。为了清楚起见，其中当说明对于允许本领域普通技术人员理解本公开是不必要的时候，不是每个部件在每个图中都被标记，也不是每个实施例的每个部件都被示出。在附图中：

图1A示出了根据本文公开的一个或多个实施例的示例性医疗成像装置。

图1B示出了根据本文公开的一个或多个实施例的与示例性医疗装置相结合的示例性医疗成像装置。

图2A示出了根据本文公开的一个或多个实施例的示例性毂。

图2B示出了根据本文公开的一个或多个实施例的示例性成像芯。

图2C示出了根据本文公开的一个或多个实施例的细长构件的示例性远端。

图3示出了根据本文公开的一个或多个实施例的示例性伸缩护套。

图4示出了根据本文公开的一个或多个实施例的示例性医疗成像装置。

图5示出了根据本文公开的一个或多个实施例的示例性电路。

图6示出了根据本文公开的一个或多个实施例的示例性布线的示意图。

图7A和图7B示出了根据本文公开的一个或多个实施例的示例性阻抗匹配网络的各个方面。

图8A至图8D示出了根据本文公开的一个或多个实施例的成像信号的各个方面。

具体实施方式

本发明总体上涉及用于内窥镜旋转成像，诸如旋转超声生物显微镜(UBM)的装置、系统和方法。一些实施例特别地涉及减少内窥镜旋转成像中的信号噪声。许多实施例包括细长构件，其包括设置在近侧成像芯和远侧成像芯之间的阻抗匹配网络。在许多这样的实施例中，所述细长构件可以在近端处连接控制器并且包括在远端处的旋转换能器。在各种实施例中，所述近侧和远侧成像芯可以包括设置在屏蔽件(例如，屏蔽双绞线(STP))内的多个绝缘导体。在各种这样的实施例中，所述绝缘导体可以用于在所述控制器与所述旋转成像换能器之间传送差分信号。在一些实施例中，在所述近侧成像芯中的所述绝缘导体可以具有比在所述远侧成像芯中的所述绝缘导体更大的直径。在一些这样的实施例中，阻抗匹配网络可以匹配在近侧和远侧成像芯之间的阻抗。这些和其他实施例进行了描述并且要求保护。

内窥镜旋转成像面临挑战，诸如过多的噪声(例如，电磁(EM)干扰)。过多的噪声会降低或阻止生成清晰图像的能力。例如，旋转UBM装置容易受到20-60兆赫(MHz)频谱中的耦合噪声的影响。该耦合噪声可能至少部分归因于成像芯的长度以及耦合到信号的强屏蔽。在一些实施例中，单端同轴电缆可以用于成像芯中。然而，诸如由于尺寸约束，同轴电缆的外导体可以用作信号载体和屏蔽件，从而导致对诸如来自医院病床电子器件和其他环境源的信号噪声的高度易感性。进一步增加复杂性，使用STP可能具有挑战性，这至少部分是由于空间约束以及平衡特性电缆阻抗的增加与较小直径的信号导体的权衡。这些限制会降低内窥镜旋转成像装置的可用性和适用性，从而导致具有次优能力的效率低下的装置。出于上述考虑，可以通过本发明的装置、系统和/或方法实现多种有利的医疗结果。

下面的详细描述应参考附图来阅读，附图描绘了说明性实施例。本发明不限于所描述的特定实施例，因此实施例可能发生变化。在本文中使用的术语仅用于描述特定的实施例，且不旨在超出所附权利要求的范围进行限制。除非另有限定外，本文使用的所有技术术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。最后，尽管可以参考用于治疗胃肠系统的医疗装置和系统以及手术来描述本发明的实施例的，但是应当理解，此类医疗装置和方法也可以用于治疗腹腔、消化系统、泌尿道、生殖道、呼吸系统、心血管系统、循环系统等的组织。为了稳定、维持和/或以其他方式促进流体流动路径的部署结构和形态以及方法可以在本文讨论的治疗之外发挥作用。

如本文所使用的，“近端”是指当将装置引入患者体内时沿着装置位于最接近用户(医疗专业人员或临床医生或技术人员或操作者或医师等，这种术语在本文中可互换使用，且不旨在限制，并且包括自动化控制器系统或其他)处的装置的端部，并且“远端”是指在植入、定位或输送期间沿着该装置位于最远离用户处的装置或物体的端部。

如在本说明书和所附的权利要求中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数个指示物，除非内容另有明确指示。如在本说明书和所附的权利要求中使用的，术语“或”通常是按包括“和/或”的意义而采用的，除非内容另有明确指示。

如本文所使用的，连词“和”包括如此连接的结构、部件、特征等中的每一个，除非上下文另有明确指示外，并且连词“或”包括单独地以及以任何组合和数量如此连接的结构、部件、特征等中的一个或其他的，除非上下文另有明确指示外。

所有数值在本文均被假定为受到术语“约”的修饰，而无论是否进行了明确表示。在数值的上下文中，术语“约”通常是指本领域技术人员认为等同于所引用的值(例如，具有相同的功能或结果)的数字范围。在许多实例中，术语“约”可以包括四舍五入到最接近的有效数字的数字。除非另有规定，否则术语“约”(例如，在除数值以外的上下文中)可以被假定为具有其普通和习惯的定义，如根据本说明书的上下文所理解的且与其保持一致。通过端点列举的数字范围或值包括该范围内的所有数字，包括端点(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)及其分数。

应注意，在说明书中对“一个实施例”、“一些实施例”、“其他实施例”等的参考表示所描述的实施例可以包括一个或多个特定特征、结构或特性。然而，这种叙述不一定表示所有实施例均包括该特定特征、结构和/或特性。另外地，当结合一个实施例描述特定特征、结构和/或特性时，应理解的是，无论是否进行了明确描述，这种特征、结构和/或特性还可以结合其他实施例一起使用，除非明确表示与此相反。

可以理解的是，本文包括的公开内容仅仅是示例性和解释性的，而不是限制性的。如本文所使用的，术语“包括”、“包含”或其任何其他的变型旨在涵盖非排他性的内容物，以使得包括一列要素的过程、方法、物品或设备不仅仅包括那些要素，而是可以包括未明确列出或不是这种过程、方法、物品或设备所固有的其他要素。术语“示例性”是按“示例”而非“典范”的意义使用的。尽管在本文中引用了内窥镜和内窥镜系统，但对内窥镜、内窥镜系统或内窥镜检查的引用不应被解释为限制所公开的方面的可能应用。例如，所公开的方面可以与十二指肠镜、支气管镜、输尿管镜、结肠镜、导管、诊断或治疗工具或装置或其他类型的医疗装置或系统结合使用。

现在参考附图，其中相同的附图标记自始至终用于指代相同的元件。在以下描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对其的透彻理解。然而，显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践新颖的实施例。在其他情况下，众所周知的结构和装置以框图形式示出以便于对其进行描述。其意图是涵盖落在权利要求的范围内的所有修改、等同物和替代物。

图1A示出了根据本文公开的一个或多个实施例的医疗成像装置100。医疗成像装置100包括细长构件102和控制器114。细长构件102可以包括近端116和远端118。从近端116移动到远端118，细长构件102包括毂104、近侧成像芯106、阻抗匹配网络108、远侧成像芯110和旋转换能器112。在各种实施例中，细长构件102的远端118可以插入患者体内并且旋转换能器112可以由控制器114操作，以生成患者体内的径向图像。例如，旋转换能器112可以用于生成在肺的外周气道内的径向超声图像。在各种实施例中，细长构件102的外径可以小于1.5mm，诸如0.8mm或1.2mm，以便进入外周体腔。例如，细长构件102的外径可以是1.1mm，以便进入外周气道。在一些实施例中，图1A可以包括与本发明的一个或多个其他部件相同或相似的一个或多个部件。进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，图1A的一个或多个部件或其方面可以并入本发明的其他实施例，或排除在所述实施例之外。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，医疗成像装置100的实施例可以不包括控制器114。更进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的其他实施例的一个或多个部件或其方面可以并入图1A的一个或多个部件。实施例不限于该上下文。

图1B示出了根据本文公开的一个或多个实施例的与医疗装置124相结合的医疗成像装置100。医疗装置124具有近端120、远端122，并且包括医疗成像装置100、医疗工具130、手柄126和双腔导管128。医疗成像装置100的所示部分包括细长构件102和毂104的一部分。在一些实施例中，图1B可以包括与本发明的一个或多个其他部件相同或相似的一个或多个部件。进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，图1B的一个或多个部件或其方面可以并入本发明的其他实施例，或排除在所述实施例之外。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，医疗成像装置100的实施例可以不包括控制器114。更进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的其他实施例的一个或多个部件或其方面可以并入图1B的一个或多个部件。实施例不限于该上下文。

本文描述的各种医疗成像装置或其部件可以与包括双腔导管128的医疗装置124结合使用。例如，细长构件102可以设置在第一腔中并且医疗工具130(例如，活检针)可以设置在第二腔中。在这样的示例中，由旋转换能器112捕获的图像可以用于引导用活检针进行样本采集。在一些实施例中，可以使用由旋转换能器112捕获的图像来引导用消融探针进行的治疗施用。在各种实施例中，双腔导管的外径可以小于2mm，诸如1.5mm或1.9mm。

在图1B所示的实施例中，阻抗匹配网络108可以设置在手柄126中。因此，近端成像芯106可以包括在手术126近侧的细长构件102的部分，并且远侧成像芯110可以包括在手柄126远侧的细长构件102的部分。进一步地，远侧成像芯110可以设置在双腔导管128中。在其他实施例中，医疗成像装置100可以用作独立装置或与除了医学成像装置之外的附加装置或替代装置结合使用。例如，医疗成像装置100可以通过内窥镜、支气管镜、十二指肠镜、胃镜、结肠镜、输尿管镜等中的一个或多个的工作通道插入。在一些这样的示例中，具有设置在其中的医疗成像装置100的医疗装置124的双腔导管128可以通过工作通道插入。

在许多实施例中，双腔导管128可以将尺寸设置为进入狭窄或外周体腔(例如，肺的外周气道)。在许多这样的实施例中，本文公开的细长构件可以使得实时径向超声成像能够在外周体腔(例如，小于2mm)中与诊断和/或治疗工具结合使用。因此，本文所述的一个或多个实施例可以用于通过减少、去除或阻挡信号噪声来提高在外周体腔中获得的图像的质量。可以在本文中使用的包括双腔导管的附加示例性医疗装置公开于2020年5月15日提交的题为“医疗成像装置、系统和方法”的美国非临时专利申请号16/875,395中，其全部内容通过引用并入本文。

图2A示出了根据本文公开的一个或多个实施例的毂。毂204可以包括连接器206和旋转变压器202。在各种实施例中，连接器206可以用于通信地且导电地联接到控制器(例如，控制器114)。在许多实施例中，在换能器旋转时，旋转变压器202可以在旋转换能器(例如，旋转换能器112)和控制器(例如，控制器114)之间实现通信和导电耦合。在一些实施例中，图2A可以包括与本发明的一个或多个其他部件相同或相似的一个或多个部件。例如，毂204可以与毂104相同或相似。进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，图2A的一个或多个部件或其方面可以并入本发明的其他实施例，或排除在所述实施例之外。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，连接器206可以在毂204的外部。更进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的其他实施例的一个或多个部件或其方面可以并入图2A的一个或多个部件。实施例不限于该上下文。

图2B示出了根据本文公开的一个或多个实施例的成像芯212。成像芯212可以包括驱动缆线210和屏蔽双绞线(STP)216。STP 216可以包括屏蔽件208、绝缘导体218和绝缘导体220。通常，成像芯212可以用于将扭矩和电信号从近端传输到远端。更具体地，驱动缆线210可以传输扭矩并且STP 216可以传输电信号。在各种实施例中，成像芯212可以代表近侧成像芯或远侧成像芯。在各种这样的实施例中，在近侧成像芯中的绝缘导体218、220可以具有比在远侧成像芯中的绝缘导体218、220更大的直径。例如，近侧成像芯可以包括34-54的美国线规(AWG)STP，并且远侧成像芯可以包括40-60的AWG STP。在另一个示例中，近侧成像芯可以包括42-50的美国线规(AWG)STP，并且远侧成像芯可以包括46-52的AWG STP。在一些这样的示例中，近侧成像芯可以向旋转变压器提供50欧姆阻抗，并且远侧成像芯可以向旋转变压器提供75-120欧姆阻抗。在一个示例中，例如，近侧成像芯可以包括50的AWG STP，并且远侧成像芯可以包括48的AWG STP。在各种实施例中，图2B可以包括与本发明的一个或多个其他部件相同或相似的一个或多个部件。例如，成像芯212可以与近侧成像芯106和/或远侧成像芯110相同或相似。进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，图2B的一个或多个部件或其方面可以并入本发明的其他实施例，或排除在所述实施例之外。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，STP 216可以并入近侧成像芯106和/或远侧成像芯110。更进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的其他实施例的一个或多个部件或其方面可以并入图2B的一个或多个部件。实施例不限于该上下文。

图2C示出了根据本文公开的一个或多个实施例的细长构件222的远端224。细长构件222的远端224包括驱动缆线210、旋转换能器214和具有屏蔽件208、绝缘导体218和绝缘导体220的STP 216。如所示实施例中所示的，绝缘导体218、220可以联接到旋转换能器214。在几个实施例中，绝缘导体218、220可以用于在旋转换能器214和控制器(例如，控制器114)之间运送差分信号。在一些实施例中，图2C可以包括与本发明的一个或多个其他部件相同或相似的一个或多个部件。例如，旋转换能器214可以与旋转换能器112相同或相似。进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，图2C的一个或多个部件或其方面可以并入本发明的其他实施例，或排除在所述实施例之外。更进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的其他实施例的一个或多个部件或其方面可以并入图2C的一个或多个部件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，阻抗匹配网络108可以并入细长构件222。实施例不限于该上下文。

图3示出了与伸缩护套细长构件302相结合的伸缩护套304。伸缩护套304(或伸缩导管)可以包括远侧护套部段306、伸缩接头308和近侧护套部段310。在各种实施例中，伸缩接头308可以集成至远侧护套部段306和/或近侧护套部段310中。在一些实施例中，伸缩护套304可以使得细长构件302的一个或多个部分能够选择性地暴露。例如，伸缩接头308可以使得细长构件302的远端能够延伸出伸缩护套304并且进入体腔。如下面将更详细描述的，在各种实施例中，细长构件(例如，细长构件302)的一个或多个部分可以设置在伸缩护套304内。在一些实施例中，图3可以包括与本发明的一个或多个其他部件相同或相似的一个或多个部件。例如，细长构件302可以与细长构件102相同或相似。进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，图3的一个或多个部件或其方面可以并入本发明的其他实施例，或排除在所述实施例之外。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，伸缩护套304可以并入医疗成像装置100。更进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的其他实施例的一个或多个部件或其方面可以并入图3的一个或多个部件。在各种实施例中，护套和导管可以互换使用。实施例不限于该上下文。

图4示出了根据本文公开的一个或多个实施例的医疗成像装置400。医疗成像装置400具有近端432、远端434，并且包括设置在伸缩护套430内的细长构件402。在所示实施例中，细长构件402包括旋转换能器412、远侧成像芯410、阻抗匹配网络408、近侧成像芯406、毂404。毂404包括连接器414、识别码板416、轴承/密封件418和旋转变压器422。伸缩护套430包括远侧护套部段426、伸缩接头428和具有冲洗端口420的近侧护套部段424。在各种实施例中，伸缩护套430可以与细长构件402一体地形成。在一些实施例中，图4可以包括与本发明的一个或多个其他部件相同或相似的一个或多个部件。例如，医疗成像装置400可以与医疗成像装置100相同或相似。进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，图4的一个或多个部件或其方面可以并入本发明的其他实施例，或排除在所述实施例之外。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，伸缩护套430可以并入医疗成像装置100。更进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的其他实施例的一个或多个部件或其方面可以并入图4的一个或多个部件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，控制器114可以并入医疗成像装置400。实施例不限于该上下文。

在各种实施例中，轴承/密封件418可以允许细长构件402旋转，同时防止流体回流到旋转变压器422或连接器414中。例如，用于改进在旋转换能器412和体腔之间的超声耦合的流体可以经由冲洗端口420引入。在这样的示例中，轴承/密封件418可以防止流体向近侧移动经过轴承/密封件418。在一个或多个实施例中，识别码板416可以包括独特的标识符，其包括医疗成像装置400或其部件的一个或多个特性，诸如旋转换能器的类型、阻抗匹配网络408的类型、导体直径、特性阻抗等。在一个或多个这样的实施例中，416可以包括计算机可读存储器。在几个实施例中，除了连接器414之外，控制器(例如，控制器114)还可以连接到识别码板416。在几个这样的实施例中，控制器可以读取识别码板416的内容。

图5示出了根据本文公开的一个或多个实施例的电路502。在各种实施例中，电路502可以包括在本文所述的一个或多个医疗装置和/或细长构件中。在所示的实施例中，电路502具有近端518、远端520，并且包括旋转变压器504、绝缘导体510、绝缘导体512、屏蔽件514、传输驱动器516、低噪声放大器506和保护电路508。在各种实施例中，绝缘导体510、512和屏蔽件514可以包括或连接到STP(例如，STP 216)。在许多实施例中，绝缘导体510、512可以将差分信号运送至旋转换能器(例如，旋转换能器112)。在几个实施例中，传输驱动器516可以基于高电压输入和逻辑输入生成用于绝缘导体510、512的信号。在一个或多个实施例中，保护电路508可以监测电路502中的信号并且响应于检测到可能的危险信号来实现一种或多种保护措施(例如，切断电源和/或将信号指引至地)。在一个或多个实施例中，低噪声放大器506可以与保护电路508结合操作，以响应于保护电路508检测到可能的危险信号来生成信号。例如，保护电路508可以检测到绝缘导体510、512之间的短路并且响应地防止对部件(例如，旋转变压器504、传输驱动器516、控制器114)的进一步的损坏。

在一些实施例中，图5可以包括与本发明的一个或多个其他部件相同或相似的一个或多个部件。例如，旋转变压器504可以与旋转变压器202相同或相似。进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，图5的一个或多个部件或其方面可以并入本发明的其他实施例，或排除在所述实施例之外。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，电路502可以并入细长构件102和/或控制器114。更进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的其他实施例的一个或多个部件或其方面可以并入图5的一个或多个部件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，旋转换能器412、远侧成像芯410、阻抗匹配网络408和近侧成像芯406可以并入电路502(例如，通过将近侧成像芯406连接到远端520进行)。实施例不限于该上下文。

图6示出了根据本文公开的一个或多个实施例的与一个或多个电磁噪声源620相结合的布线示意图602。在各种实施例中，布线示意图602可以包括在本文所述的一个或多个医疗装置、细长构件和/或控制器中。在所示的实施例中，布线示意图602包括阻抗匹配网络604、旋转换能器606、绝缘导体608a、608b、连接器610、绝缘导体612a、612b、电容器614、电容器616和屏蔽件618。在一些实施例中，图6可以包括与本发明的一个或多个其他部件相同或相似的一个或多个部件。例如，连接器610可以与连接器414相同或相似。进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，图6的一个或多个部件或其方面可以并入本发明的其他实施例，或排除在所述实施例之外。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，可以不包括电磁噪声源620。更进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的其他实施例的一个或多个部件或其方面可以并入图6的一个或多个部件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，电路502可以并入布线示意图602中。实施例不限于该上下文。

在所示的实施例中，连接器610包括8个引脚。第一引脚连接到屏蔽件618。第二和第三引脚经由电容器616连接到绝缘导体612a。在一些实施例中，电容器616可以包括200皮法(pF)的电容器。在各种实施例中，电容器616的额定电压为500伏。第四和第五引脚经由电容器614连接到绝缘导体608a。在一些实施例中，电容器614可以包括200pF的电容器。在各种实施例中，电容器614的额定电压为500伏。进一步地，第二引脚可以传导用于差分信号的正脚的发送和接收信号，并且第四引脚可以传导用于差分信号的负脚的发送和接收信号。第六和第七引脚连接到绝缘导体612a。第八和第九引脚连接到绝缘导体608a。进一步地，第七引脚可以传导正偏置信号，并且第八引脚可以传导负偏置信号。在几个实施例中，绝缘导体612a、612b可以承载差分信号的正脚，并且绝缘导体608a、608b可以承载差分信号的负脚。

屏蔽件618可以用于阻挡来自一个或多个电磁噪声源620的干扰。在许多实施例中，屏蔽件618连接到参考电压(例如，地)。电磁噪声源620可以包括任何电磁干扰源。在一些实施例中，电磁噪声源620包括医院病床电子器件、无线通信信号、监测装置、泵电子器件、输注装置、成像装置等中的一个或多个。

图7A和图7B示出了根据本文公开的一个或多个实施例的阻抗匹配网络700和电感器-电容器匹配网络702的各个方面。在一个或多个实施例中，信号导体的近侧部分可以耦合到电感器的第一端，并且信号导体的远侧部分可以耦合到电感器的第二端。在许多实施例中，电感器和电容器并联电连接。在一些实施例中，图7A和/或图7B可以包括与本发明的一个或多个其他部件相同或相似的一个或多个部件。例如，阻抗匹配网络700可以与阻抗匹配网络108相同或相似。进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，图7A和/或图7B的一个或多个部件或其方面可以并入本发明的其他实施例，或排除在所述实施例之外。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，电感器-电容器匹配电路702可以并入阻抗匹配网络408。更进一步地，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的其他实施例的一个或多个部件或其方面可以并入图7A和/或图7B的一个或多个部件。实施例不限于该上下文。

在电子器件中，阻抗匹配包括实行电气负载的输入阻抗(Zin)的设计，以使功率传递最大化或使来自负载的信号反射最小化。这可以通过使用阻抗匹配网络700将输入阻抗与导体的特性阻抗(Z0)进行匹配来实施。在本文所述的各种实施例中，阻抗匹配网络700可以用来从近侧成像芯的特性阻抗进行到远侧成像芯的特性阻抗。例如，近侧成像芯的STP可以具有50欧姆的特性阻抗，并且远侧成像芯的STP可以具有75欧姆的特性阻抗(其中远侧成像芯的阻抗由RL表示)。在许多实施例中，远侧成像芯的较高阻抗可以归因于远侧STP相比近侧成像芯的STP具有较小直径。因此，阻抗匹配网络700可以放置在近侧和远侧成像芯之间。更具体地，阻抗匹配网络700可以放置在近侧和远侧成像芯的绝缘导体之间。

在各种实施例中，阻抗匹配网络700可以提供临时阻抗以实现从近侧成像芯至远侧成像芯的更好过渡。在一些实施例中，单独的阻抗匹配网络可以用于STP中的每个信号导体。可以通过将近侧成像芯的特性阻抗乘以远侧成像芯的特性阻抗并且然后取平方根来确定临时阻抗。因此，继续前面的示例，将近侧成像芯的50欧姆乘以远侧成像芯的75欧姆并且取平方根得到约62欧姆的临时阻抗。因此，阻抗匹配网络700可以被设计为具有62欧姆的特性阻抗。在许多实施例中，阻抗匹配网络700可以被设计为具有40与100欧姆之间或其任何子集范围(例如，50至70欧姆)中的特性阻抗。

在各种实施例中，旋转换能器的基频可以在30MHz范围内(例如，对于超声成像换能器而言)。在一些实施例中，可以利用1/4匹配阻抗跟踪的工程化巴伦。然而，在其他实施例中，由于尺寸约束，1/4匹配阻抗跟踪的工程化巴伦可能不切实际。在这样的其他实施例中，电感器-电容器匹配电路702可以用在STP的每个脚(例如，绝缘导体218和绝缘导体220)上。另外地，屏蔽件可以共用地。在一些实施例中，可以利用π型网络或T型网络。然而，在许多实施例中，电感器-电容器匹配电路702可能是优选的，这是因为与具有π型或T型网络的三个部件相比，仅需要两个部件。在30MHz的特性阻抗下，电感器-电容器匹配电路702中的电感器(L)可以是190纳亨(nH)并且电容器(C)可以是50pF。在一些实施例中，电感器-电容器匹配电路702中的电感器可以在150和230nH之间(或其之间的任何范围)和/或702中的电容器可以在25和75pF之间(或其之间的任何范围)。在几个实施例中，每个信号导体可以包括单独的阻抗匹配网络。因此，实施例可以包括用于近侧和远侧成像芯中的每个信号导体的电感器-电容器匹配电路702。换句话说，电感器-电容器匹配电路可以将成像芯中的每个信号导体的近侧部分连接到远侧部分。例如，实施例可以包括阻抗匹配网络，其包括用于第一信号导体的第一电感器和第一电容器以及用于第二信号导体的第二电感器和第二电容器。在一些这样的示例中，第一信号导体可以对应于差分信号的正脚，并且第二信号导体可以对应于差分信号的负脚。

图8A至图8D示出了根据本文公开的一个或多个实施例的成像信号的各个方面。图8A示出了具有低信噪比(SNR)的信号，并且图8C示出了具有高SNR的信号。此外，图8B示出了从具有低SNR的信号产生的径向图像，并且图8D示出了从具有高SNR的信号产生的径向图像。实施例不限于该上下文。

上述讨论具有广泛的适用性，并且已经为了说明和描述的目的而提出，以及不旨在将本发明限制于本文公开的形式。应当理解，在不脱离本发明的概念、精神和范围的情况下，可以对本文公开的实施例进行各种补充、修改和替换。特别地，对于本领域的技术人员来说，在不脱离其概念、精神或范围或特性的情况下，本发明的原理可以以其他形式、结构、布置、比例以及用其他元件、材料和部件来具体化。例如，为了简化本发明，本发明的各种特征在一个或多个方面、实施例或形态中被组合在一起。然而，应当理解，本发明的某些方面、实施例或形态的各种特征可以在替代的方面、实施例或形态中进行组合。虽然本发明是以实施例的形式提出的，但是应当理解，本主题的各种单独的特征不需要全部存在，以便实现本主题或此类个别特征的所需特性和/或益处中的至少一些。本领域的技术人员将理解，本发明可以在对在本发明的实践中所使用的结构、布置、比例、材料、部件以及其他进行许多修改或变更的情况下使用，这些修改或变更特别适于具体环境和操作要求，而没有脱离本发明的原理或精神或范围。例如，被示为一体形成的元件可以由被示为可以一体形成的多个零件的多个零件或元件构成，元件的操作可以反转或以其他方式变化，元件的大小或尺寸可以变化。类似地，虽然操作或行动或程序是以特定的顺序描述的，但这不应被理解为需要这种特定的顺序，或所有的操作或行动或程序都要执行以实现所需的结果。另外地，其他实施方式也在下列权利要求的范围内。在一些情况下，权利要求中叙述的动作可按不同的顺序执行并仍可实现所需的结果。因此，目前公开的实施例在所有方面都应被示为说明性的而非限制性的，所要求保护的主题的范围由所附的权利要求指出，并且不限于本文所述或所示的前面的描述或特定的实施例或布置。鉴于上述情况，任何实施例的个别特征都可以使用并且可以单独地或与该实施例或任何其他实施例的特征相结合地要求保护，该主题的范围由所附的权利要求书指出，并且不限于前面的描述。

在上方的描述和下方的权利要求中，将理解以下内容。如本文所使用的短语“至少一个”、“一个或多个”以及“和/或”是开放式的表达，其在操作上既是连词又是非连词的。术语“一个”、“一个”、“该”、“第一”、“第二”等不排除多个。例如，如本文使用的术语“一个”或“一个”实体是指一个或多个该实体。因此，术语“一个”(或“一个”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文可互换使用。所有方向参考(例如，近侧、远侧、上、下、向上、向下、左、右、侧向、纵向、前、后、顶部、底部、上方、下方、竖直、水平、径向、轴向、顺时针、逆时针和/或类似的)仅用于标识目的，以帮助读者理解本发明，和/或用于使相关联的元件的区域彼此区别开，并且不限制相关联的元件，特别是不限制本发明的位置、取向或使用。除非另有指示，否则连接参考(例如，附接、联接、连接和结合)将进行广义地解释，并且可以包括在元件集合之间的中间构件以及在元件之间的相对移动。就这点而言，连接参考不一定暗示两个元素直接相连接且与彼此成固定的关系。识别参考(例如，主要的、次要的、第一、第二、第三、第四等)并不旨在意味着重要性或优先权，而是用于区别一个特征与另一个特征。

以下权利要求在此通过这种参考并入具体实施方式中，其中每个权利要求作为本发明的单独的实施例独立存在。在权利要求中，术语“包括/包含”并不排除其他元件或步骤的存在。另外地，尽管个别特征可能被包括在不同的权利要求中，但这些特征可能有利地进行组合，而且包括在不同的权利要求中并不意味着特征的组合是不可行的和/或有利的。另外，单数参考并不排除复数。权利要求中的参考符号仅作为澄清的示例提供，且不应被解释为以任何方式限制限制要求的范围。

根据本发明，能够在不需要过多实验的情况下制造和执行在本文中公开且要求保护的所有装置和/或方法。虽然已经鉴于优选实施例描述了本发明的装置和方法，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的概念、精神和范围的情况下，可以对装置和/或方法以及本文所公开的方法的步骤或步骤顺序应用变化。对于本领域的技术人员来说显而易见的所有这样的类似替代和修改被认为是在由所附权利要求限定的本发明的精神、范围和概念内。

Claims (15)

1.一种医疗成像装置，其包括：

毂，所述毂包括连接器和具有第一端和第二端的旋转变压器，所述第一端耦合到所述连接器，所述连接器被配置为与控制器耦合；

具有第一端和第二端的近侧成像芯，所述近侧成像芯的第一端耦合到所述旋转变压器的第二端；

具有第一端和第二端的远侧成像芯，并且所述远侧成像芯的所述第二端耦合到旋转成像换能器；以及

耦合在所述近侧成像芯的第二端和所述远侧成像芯的第一端之间的阻抗匹配网络。

2.根据权利要求1所述的医疗成像装置，所述旋转成像换能器包括旋转超声换能器。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的医疗成像装置，所述近侧成像芯包括近侧驱动缆线和第一直径的第一屏蔽双绞线(STP)，并且所述远侧成像芯包括远侧驱动缆线和第二直径的第二STP。

4.根据权利要求3所述的医疗成像装置，其中所述第一STP设置在所述近侧驱动缆线内，并且所述第二STP设置在所述远侧驱动缆线内。

5.根据权利要求1所述的医疗成像装置，其中所述近侧成像芯设置在近侧导管部段内，并且所述远侧成像芯设置在远侧导管部段内。

6.根据权利要求5所述的医疗成像装置，其中所述近侧导管部段经由伸缩接头联接到所述远侧导管部段。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的医疗成像装置，其中所述第一直径对应于42-50美国线规。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的医疗成像装置，其中所述第二直径对应于46-53美国线规。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的医疗成像装置，其中所述近侧成像芯、所述远侧成像芯和所述阻抗匹配网络设置在伸缩护套内。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的医疗成像装置，其中所述阻抗匹配网络包括电感器和电容器。

11.根据权利要求10所述的医疗成像装置，其中所述电感器在170和210纳亨之间。

12.根据权利要求10至11中任一项所述的医疗成像装置，其中所述电容器在40和60皮法之间。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的医疗成像装置，其中所述阻抗匹配网络包括在55和75欧姆之间的特性阻抗。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的医疗成像装置，其中所述电感器和所述电容器并联电连接。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的医疗成像装置，其中所述远侧成像芯包括多个信号导体，并且所述阻抗匹配网络包括用于所述多个信号导体中的每一个的电感器-电容器匹配电路。