CN117770742A - 超声内窥镜检查 - Google Patents
超声内窥镜检查 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117770742A CN117770742A CN202311257190.0A CN202311257190A CN117770742A CN 117770742 A CN117770742 A CN 117770742A CN 202311257190 A CN202311257190 A CN 202311257190A CN 117770742 A CN117770742 A CN 117770742A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrical
- flexible
- ultrasound transducer
- ultrasound
- bending section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001839 endoscopy Methods 0.000 title description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract description 158
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 91
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 19
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 10
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012864 cross contamination Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- 238000009558 endoscopic ultrasound Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012285 ultrasound imaging Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4483—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
- A61B8/4494—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer characterised by the arrangement of the transducer elements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4483—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
- A61B8/4488—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer the transducer being a phased array
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/12—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves in body cavities or body tracts, e.g. by using catheters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
- A61B8/445—Details of catheter construction
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4477—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device using several separate ultrasound transducers or probes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/56—Details of data transmission or power supply
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
- B06B1/0622—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
- B06B1/0625—Annular array
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
- A61B2562/166—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors the sensor is mounted on a specially adapted printed circuit board
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Gynecology & Obstetrics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
披露了一种超声换能器(100)，该超声换能器包括：凸形超声换能器阵列，该阵列包括多个超声换能器元件(180)；用于对该多个超声换能器元件(180)接收和提供电信号的电路；以及具有凸形上表面(102)的支撑结构(101)，该凸形上表面面向该多个超声换能器元件(180)并且沿与第一轴线(191)平行的方向延伸。该电路包括多个第一柔性电导体(150‑162)，该多个第一柔性电导体在第一弯曲区段(140)和第二弯曲区段(141)处围绕该支撑结构(101)弯折，该第一弯曲区段(140)与该第二弯曲区段(141)分开。
Description
技术领域
本公开涉及超声换能器、柔性印刷电路、包括超声换能器的内窥镜以及内窥镜系统。
背景技术
内窥镜在医院中被广泛用于目视检查体腔并获得被识别为潜在病理的组织样本。内窥镜通常包括布置在内窥镜的远端处、用于向前看或向侧面看的图像捕捉装置。
然而，图像捕捉装置受到可见光穿透深度有限的限制。
要检查更深的结构，必须使用其他成像模式。
一种可能性是对内窥镜提供曲线形超声换能器。通过发射超声波，可以检查更深的结构。
现代曲线形超声换能器包括多个超声换能器元件，比如32个或更多个超声换能器元件。每个超声换能器元件必须设有用于提供和接收电信号的电导体。
然而，进行所需的电气布线是一项艰巨且耗时的任务。这也是曲线形超声换能器的制造复杂且昂贵的原因之一。
因此，超声内窥镜比普通内窥镜显著地更贵。
因此，对于某些患者群体来说，内窥镜超声检查的可用性是有限的。
此外，内窥镜难以清洁，并且存在交叉污染的风险，即由于清洁不当，病理状况会在患者之间传播。
最安全的解决方案是引入一次性内窥镜。一次性内窥镜消除了交叉污染的风险。
然而，超声换能器的成本使得难以提供一次性超声内窥镜。这是个问题，因为在内窥镜的远端处设置超声探头使内窥镜更难以清洁。
因此，提供改进的超声换能器仍是个问题。
发明内容
根据第一方面，本公开涉及一种用于接收和发射超声的超声换能器(100)，该超声换能器包括：凸形超声换能器阵列，该阵列包括多个超声换能器元件(180)；用于对该多个超声换能器元件(180)接收和提供电信号的电路；以及具有凸形上表面(102)的支撑结构(101)，该凸形上表面面向该多个超声换能器元件(180)并且沿平行于第一轴线(191)的方向延伸，其中，该电路包括：
柔性基部区段(103)，该柔性基部区段包括多个第一电触点(110-122)，每个第一电触点(110-122)连接至超声换能器元件以对该超声换能器元件提供/接收电信号、并且沿着平行于该第一轴线(191)的中心轴线(193)延伸，该柔性基部区段(103)布置在该支撑结构(101)的凸形上表面(102)上；
多个第一柔性电导体(150-162)，每个第一柔性电导体电连接至第一电触点(110-122)；
接触区段，该接触区段包括多个第二电触点，每个第二电触点电连接至第一电导体(150-162)并且进一步被电连接至或可电连接至超声处理设备的第二电导体或换能器端口；
其中，该多个第一柔性电导体(150-162)在第一弯曲区段(140)和第二弯曲区段(141)处围绕该支撑结构(101)弯折，该第一弯曲区段(140)与该第二弯曲区段(141)分开。
因此，通过使用其柔性基部区段具有多个电触点的电路，可以在单一工艺步骤中对该多个超声换能器元件提供电连接。这使其制造变得简单。另外，通过提供具有在第一弯曲区段和第二弯曲区段处围绕支撑结构弯折的多个柔性电导体的电路，可以使用单一电路来将电信号传输至该多个电触点以及从该多个电触点传输电信号，因为电路可以顺应凸形上表面的曲率。
该柔性基部区段和/或该多个第一柔性导体可以是柔性印刷电路。柔性印刷电路可以使用光刻技术来制作。可以在超声换能器阵列的下侧与柔性基部区段之间设置粘合剂。相应地，可以在柔性基部区段与支撑结构的凸形上表面之间设置粘合剂。在附接至该多个超声换能器元件之后，柔性基部区段的柔性受限于超声换能器阵列的柔性。
每个第一电触点可以直接连接至对应的超声换能器元件，使得在每个第一电触点与其对应的超声换能器元件之间无需布置单独的导体或中间电路系统。该超声换能器元件可以包括一个或多个涂层，其中第一电触点附接至其对应的超声换能器元件的涂层。如果柔性基部区段是柔性印刷电路的一部分，则柔性印刷电路可以经由对应的第一电触点与超声换能器元件之间的直接连接而直接连接至超声换能器元件。
在第一电触点与超声换能器元件之间提供直接连接可以辅助来简化制造，同时确保良好的电连接。
柔性基部区段可以布置在凸形上表面上，以覆盖凸形上表面的表面积的显著部分，比如覆盖凸形上表面的表面积的至少30％、40％、60％、80％、90％或95％。
超声换能器元件可以由压电块制成。压电块可以由任何一种压电材料制成，比如锆钛酸铅(PZT)、石英、钛酸钡、聚偏氟乙烯(PVDF)或压电复合材料。
超声换能器可以设有一个或多个声学匹配层，这些声学匹配层被配置为在组织的声阻抗与超声换能器元件的声阻抗之间提供声阻抗梯度。声学匹配层可以由环氧树脂、聚氨酯或聚苯乙烯制成。
超声换能器可以被配置用于产生中心频率在1MHz至15MHz或2MHz至8MHz之间的超声。
该多个超声换能器元件可以布置在公共参考平面内、并且被配置用于对单一图像平面进行成像。
该多个超声换能器元件可以在附接至柔性基部区段之前就已经被预抛光和金属化。作为示例，可以对该多个超声换能器元件施加一个或两个镍铬合金层。替代性地/另外，还可以施加一个或两个Au层。该层优选地可以是厚度为10-20nm的薄层。这些层可以改善压电块的压电特性。
支撑结构优选地由被配置用于吸收超声能量的材料制成。该材料可以是复合材料。作为示例，该材料可以是环氧树脂与钨粉的混合物。
柔性基部区段、该多个第一柔性电导体、和该电路的接触区段可以作为单一整体元件来生产。这种单一整体元件可以是柔性印刷电路。
超声换能器可以进一步包括用于聚焦超声能量的声透镜。该声透镜可以被配置用于将超声能量聚焦到图像平面内。
该多个第一柔性电导体可以在比第一弯曲区段和第二弯曲区段更多的弯曲区段处围绕支撑结构弯折。作为示例，该多个第一柔性电导体可以至少在三个、四个、六个或八个弯曲区段处围绕支撑结构弯折。
在一些实施例中，支撑结构(101)具有第一侧表面(104)，第一侧表面布置在与第一轴线(191)垂直的平面内，第一侧表面(104)连接至凸形上表面(102)，并且其中，第一弯曲区段(140)沿着凸形上表面(102)与第一侧表面(104)之间的连接部布置。
在一些实施例中，第二弯曲区段(141)沿着凸形上表面与第一侧表面(104)之间的连接部布置、并且与第一弯曲区段(140)通过空隙(142)分隔开。
因此，使得可以以简单紧凑的方式引导大量(或全部)柔性电导体远离支撑结构的凸形上表面。
在一些实施例中，该支撑结构包括与凸形上表面(102)相对的凹形下表面(106)，第一侧表面(104)连接至凹形下表面(106)，空隙(142)沿着支撑结构(101)的整个第一侧(104)延伸，并且其中，该多个第一柔性电导体(150-162)进一步在第三弯曲区段(143)和第四弯曲区段(144)处围绕该支撑结构弯折，第三弯曲区段(143)与第四弯曲区段(144)相隔空隙(142)，并且其中，第三弯曲区段(143)和第四弯曲区段(144)沿着第一侧表面(104)与凹形下表面(106)之间的连接部布置。
因此，凹形下表面可以提供用于引导该多个第一柔性电导体远离超声换能器元件的空间。这可以减少该电路所需的空间。
在一些实施例中，该多个第一柔性电导体包括第一组柔性电导体(150-156)和第二组柔性电导体(157-162)，该支撑结构(101)具有与该第一侧表面(104)相对的第二侧表面(105)，该第二侧表面(105)布置在与该第一轴线(191)垂直的平面内，该第二侧表面(105)连接至该凸形上表面(102)，该第二弯曲区段(141)沿着该凸形上表面(102)与该第二侧表面(105)之间的连接部布置，并且其中，该第一组柔性电导体(150-156)围绕该第一弯曲区段(140)弯折，并且该第二组柔性电导体(157-162)围绕该第二弯曲区段(141)弯折。
因此，使得可以将支撑结构两侧的空间用于该多个第一电导体。
在一些实施例中，该第一组柔性电导体(150-156)沿着其长度的一部分布置在第一平面内，该第二组柔性电导体(157-162)沿其长度的一部分布置在第二平面内，其中，该第一平面布置在该第二平面上方。
因此，通过竖直地包装柔性电导体，可以减少宽度上所需的空间。这可以是有利的，因为柔性电气可以做得很薄，其中可以相对容易地处理高度上所需的增大的空间。
在一些实施例中，第一平面与第二平面平行。
在一些实施例中，该多个第二电触点中的每个第二电触点连接至第二电导体。
第一电路典型地被制造为平面结构，然后将其折叠成超声换能器所需的形状。因此，通过将第二电触点连接至第二电导体，可以简化折叠工作。
在一些实施例中，对于该多个第二电触点中的每个第二电触点，该第二电导体是与该第二电触点永久连接的同轴线缆。
因此，通过使用与柔性电路连接的同轴线缆，可以在远离超声换能器元件的存在更多空间的地方实现同轴线缆与超声换能器元件之间的连接。
在一些实施例中，对于该多个第二电触点中的每个第二电触点，该第二电导体是与该第二电触点永久连接的第二柔性电导体。
因此，通过还使用柔性电导体将电信号传输至离换能器元件较远的地方，可以降低整个电连接的空间需求。
在一些实施例中，该多个第二电触点中的每个第二电触点被配置为可拆卸地可连接至超声处理设备的第二电导体或换能器端口。
在一些实施例中，该柔性基部区段是单一柔性印刷电路。
因此，可以简化基部区段的制造和随后与超声换能器元件的附接。
在一些实施例中，该柔性基部区段和该多个第一柔性电导体是单一柔性印刷电路。
因此，可以简化基部区段的制造和随后与超声换能器元件的附接。
根据第二方面，本公开涉及一种用于对多个超声换能器元件接收和提供电信号的柔性印刷电路，该柔性印刷电路包括：
柔性基部区段(103)，该柔性基部区段包括多个第一电触点(110-122)，每个第一电触点(110-122)可连接至超声换能器元件以对该超声换能器元件提供和接收电信号、并且沿着平行于第一轴线(191)的中心轴线(193)延伸；
多个第一柔性电导体(150-162)，每个第一柔性电导体电连接至第一电触点(110-122)；
接触区段，该接触区段包括多个第二电触点，每个第二电触点电连接至第一电导体(150-162)并且进一步被电连接至或可电连接至超声处理设备的第二电导体或换能器端口；
其中，该多个第一柔性电导体(150-162)可在第一弯曲区段(140)和第二弯曲区段(141)处围绕支撑结构(101)弯折，该第一弯曲区段(140)与该第二弯曲区段(141)分开。
因此，通过提供其柔性基部区段具有多个电触点的电路，可以在单一工艺步骤中对该多个超声换能器元件提供电连接。这使其制造变得简单。另外，通过提供具有可在第一弯曲区段和第二弯曲区段处围绕支撑结构弯折的多个柔性电导体的电路，可以使用单一电路来将电信号传输至该多个电触点以及从该多个电触点传输电信号。
根据第三方面，本公开涉及一种内窥镜，该内窥镜包括：手柄、插入管、图像捕捉装置、第一柔性线缆、和如关于第一方面披露的超声换能器，该手柄附接至该插入管的近端，该图像捕捉装置和该超声换能器附接至该插入管的远端，并且该第一柔性线缆从该手柄延伸并且经由电路电连接至该多个超声换能器元件，并且其中，该第一柔性线缆可连接至超声处理设备并且被配置用于对该超声处理设备提供由该多个超声换能器元件产生的电信号并接收由该超声处理设备产生的用于该多个超声换能器元件的电信号。
超声处理设备是本领域熟知的。超声处理设备被配置用于生成超声换能器元件为了产生超声波所需的电信号。该电信号的中心频率应与超声换能器元件的中心频率基本上匹配。此外，该信号的长度和振幅应确保实现足够的SNR。此外，超声处理设备被配置为通过处理由超声换能器元件产生的信号来生成超声图像。这种超声成像可以通过使用超声波束成形技术、比如接收时延迟求和波束成形来完成。在传输时，可以通过对各个超声换能器元件施加适合的延迟，来将超声能量聚焦在特定点上。替代性地，在传输时，还可以使用平面波或发散超声波。
超声处理设备可以适于使显示器显示从超声换能器接收到的电信号的实时表示。超声处理设备可以与显示器可联接。超声处理设备可以包括显示器，用于显示从超声换能器和/或图像捕捉装置接收到的电信号的实时表示。
超声处理设备可以是便携式超声处理设备。
在一些实施例中，第一柔性线缆进一步被配置用于接收来自图像捕捉装置的电信号，并且将所接收到的电信号提供至超声处理设备。
因此，通过使用单一柔性线缆来传递来自超声换能器和图像捕捉装置两者的信号，可以使用户操作内窥镜变得更加简单。
超声处理设备可以包括一个或多个处理单元，这些处理单元被配置用于处理从超声换能器接收到的信号和从图像捕捉装置接收到的信号。
替代性地，超声处理设备可以包括被配置用于处理从超声换能器接收到的信号的第一组一个或多个处理单元、以及被配置用于处理从图像捕捉装置接收到的信号的第二组一个或多个处理单元。第一组和第二组一个或多个处理单元可以设置在同一壳体中或者在分开的壳体中，其中分开的壳体是通信地联接的。
在一些实施例中，该内窥镜进一步包括第二柔性线缆，该第二柔性线缆被配置用于接收来自图像捕捉装置的电信号、并将所接收到的电信号提供至视频处理设备。
因此，将内窥镜连接至单独的超声处理设备和视频处理设备可以变得更加简单。
视频处理设备可以适于使显示器显示从图像捕捉装置接收到的电信号的实时表示。视频处理设备可以与显示器可联接。视频处理设备可以包括显示器，用于显示从图像捕捉装置接收到的电信号的实时表示。
视频处理设备可以是便携式视频处理设备。
在一些实施例中，第一柔性线缆和第二柔性线缆沿着其长度的第一部分连接并且沿着其长度的第二部分断开。
因此，用户操作内窥镜并将线缆连接至单独的超声处理设备和视频处理设备两者可以变得更加简单。
第一柔性线缆可以通过使用粘合剂附接至第二线缆。另外/替代性地，可以围绕第一柔性线缆和第二柔性线缆沿着其长度的第一部分布置外部线缆。
根据第四方面，本公开涉及一种系统，该系统包括超声处理设备和关于本公开第三方面披露的内窥镜，其中该第一柔性线缆可连接至该超声处理设备。
在一些实施例中，该第一柔性线缆进一步被配置用于接收来自该图像捕捉装置的电信号、并且将所接收到的电信号提供至该超声处理设备，并且其中，该超声处理设备包括一个或多个处理单元，该一个或多个处理单元被配置用于处理从该超声换能器接收到的信号和从该图像捕捉装置接收到的信号两者。
在一些实施例中，该系统进一步包括视频处理设备，并且其中，该内窥镜进一步包括第二柔性线缆，该第二柔性线缆被配置用于接收来自该图像捕捉装置的电信号、并且将所接收到的电信号提供至该视频处理设备。
在一些实施例中，第一柔性线缆和第二柔性线缆沿着其长度的第一部分连接并且沿着其长度的第二部分断开。
可以以不同方式实施本公开的不同方面，包括如以上和以下描述的超声换能器、柔性印刷电路、包括超声换能器的内窥镜以及内窥镜系统，各自产生结合以上描述的至少一个方面描述的一个或多个益处和优点，并且各自具有一个或多个优选实施例，这些实施例与结合以上描述的和/或从属权利要求中披露的至少一个方面描述的优选实施例相对应。此外，将理解的是，结合本文描述的方面之一所描述的实施例可以同等地应用于其他方面。
附图说明
将通过以下参照附图对本公开内容的实施例进行的说明性且非限制性的详细说明进一步阐述本公开内容的上述和/或附加的目的、特征和优点，在附图中：
图1a至图1b示意性地示出了根据本公开实施例的超声换能器的支撑结构。
图2a至图2c示意性地示出了根据本公开实施例的超声换能器的支撑结构和电路。
图3a至图3c示意性地示出了根据本公开实施例的超声换能器的支撑结构和电路。
图4a至图4b示意性地示出了根据本公开实施例的超声换能器的支撑结构和电路。
图5示意性地示出了根据本公开实施例的超声换能器。
图6示意性地示出了根据本公开实施例的系统。
图7示意性地示出了根据本公开实施例的系统。
具体实施方式
在以下描述中，参考了附图，这些附图通过图示的方式示出了可以如何实践本公开内容的实施例。
图1a至图1b示意性地示出了根据披露实施例的超声换能器的支撑结构(101)，其中图1a示出俯视图，而图1b示出了侧视图。支撑结构(101)具有面向多个超声换能器元件的凸形上表面(102)。凸形上表面(102)沿平行于第一轴线(191)的方向延伸。进一步示出了第二轴线(190)和第三轴线(192)。第二轴线(190)垂直于第一轴线(191)，并且第三轴线(192)垂直于第一轴线(191)和第二轴线(190)。除了支撑超声换能器元件之外，支撑结构还可以辅助吸收超声能量。因此，支撑结构(101)优选地由被配置用于吸收超声能量的材料制成。该材料可以是复合材料。该材料可以是环氧树脂与钨粉的混合物。
图2a至图2c示意性地示出了根据披露实施例的超声换能器的支撑结构(101)和电路，其中图2a示出了俯视图，图2b示出了第一侧视图，而图2c示出了第二侧视图。支撑结构(101)与图1a至图1b所示的支撑结构(101)相对应。该电路包括柔性基部区段(103)，该基部区段包括多个第一电触点(110-122)，每个第一电触点(110-122)可连接至超声换能器元件以对超声换能器元件提供/接收电信号。每个第一电触点(110-122)沿着平行于第一轴线(191)的中心轴线(193)延伸。为简单起见，仅示出了第一电触点110的中心轴线(193)。柔性基部区段(103)布置在支撑结构(101)的凸形上表面(102)上。在所示的示例中，柔性基部区段(103)覆盖了凸形上表面(102)的基本上整个表面区域。第一电触点(110-122)应由具有高导电性的材料(比如铜、铝、银或金)制成。柔性基部区段(103)的在该多个第一电触点(110-122)之间的区域应是电绝缘的，以防止超声换能器元件之间发生串扰。相应地，柔性基部区段(103)优选地设有一个或多个电绝缘下层。为简单起见，仅示出了13个第一电触点(110-122)。然而，在其他实施例中，可以存在至少16个、32个、或64个第一电触点。该电路进一步包括多个第一柔性电导体(150-162)，每个第一柔性电导体电连接至第一电触点(110-122)。该多个第一柔性电导体(150-162)负责将来自该多个第一电触点(110-122)的电信号朝向超声处理设备传递，并且将来自超声处理设备的电信号朝向该多个第一电触点(110-122)传递。该多个第一柔性电导体(150-162)应由具有高导电性的材料(比如铜、铝、银或金)制成。该多个第一柔性电导体(150-162)之间的区域应是电绝缘的，以防止超声换能器元件之间发生串扰。相应地，该多个第一柔性电导体(150-162)优选地设有一个或多个电绝缘上层和一个或多个电绝缘下层。该多个第一柔性电导体(150-162)在第一弯曲区段(140)和第二弯曲区段(141)处围绕该支撑结构(101)弯折，该第一弯曲区段(140)与该第二弯曲区段(141)分开。该多个第一柔性电导体包括第一组柔性电导体(150-156)和第二组柔性电导体(157-162)。支撑结构(101)具有第一侧表面(104)，该第一侧表面布置在与第一轴线(191)垂直的平面(未示出)内，第一侧表面(104)连接至该凸形上表面(102)，并且其中，第一弯曲区段(140)沿着凸形上表面(102)与第一侧表面(104)之间的连接部布置。支撑结构(101)具有与第一侧表面(104)相对的第二侧表面(105)，第二侧表面(105)布置在与第一轴线(191)垂直的平面(未示出)内，第二侧表面(105)连接至凸形上表面(102)，第二弯曲区段(141)沿着凸形上表面(102)与第二侧表面(105)之间的连接部布置。第一组柔性电导体(150-156)围绕第一弯曲区段(140)弯折，并且第二组柔性电导体(157-162)围绕第二弯曲区段(141)弯折。图2a至图2b中仅示出了该多个第一电导体的第一部分。图2c中用虚线示意性地展示了第一电导体的其余部分。该电路进一步包括接触区段(170)，该接触区段包括多个第二电触点，每个第二电触点电连接至第一电导体(150-162)并且进一步被电连接至或可电连接至超声系统的第二电导体或换能器端口。
在一些实施例中，接触区段(170)是插入超声处理设备的换能器端口中的超声连接器，并且第一电导体(150-162)负责该多个第一电触点(110-122)与该超声连接器之间的整个电联接。
在其他实施例中，接触区段(170)的该多个第二电触点中的每一个连接至第二电导体，而第一电导体(150-162)仅负责该多个第一电触点(110-122)与超声连接器之间的部分电联接。第二电导体可以是同轴线缆或柔性印刷电导体。
图3a至图3c示意性地示出了根据披露实施例的超声换能器的支撑结构(101)和电路，其中图3a示出了俯视图，图3b示出了第一侧视图，而图3c示出了第二侧视图。支撑结构(101)与图1a至图1b所示的支撑结构(101)相对应。该电路包括柔性基部区段(103)，该基部区段包括多个第一电触点(110-122)，每个第一电触点(110-122)可连接至超声换能器元件以对超声换能器元件提供/接收电信号。每个第一电触点(110-122)沿着平行于第一轴线(191)的中心轴线(193)延伸。为简单起见，仅示出了第一电触点110的中心轴线(193)。柔性基部区段(103)布置在支撑结构(101)的凸形上表面(102)上。该电路进一步包括多个第一柔性电导体(150-162)，每个第一柔性电导体电连接至第一电触点(110-122)。该多个第一柔性电导体(150-162)负责将来自该多个第一电触点(110-122)的电信号朝向超声处理设备传递，并且将来自超声处理设备的电信号朝向该多个第一电触点(110-122)传递。支撑结构(101)具有第一侧表面(104)，该第一侧表面布置在与第一轴线(191)垂直的平面(未示出)内，第一侧表面(104)连接至凸形上表面(102)。该多个第一柔性电导体(150-162)在第一弯曲区段(140)和第二弯曲区段(141)处围绕该支撑结构(101)弯折，该第一弯曲区段(140)与该第二弯曲区段(141)分开。第一弯曲区段(140)和第二弯曲区段(141)沿着凸形上表面(102)与第一侧表面(104)之间的连接部布置、并且通过空隙(142)分隔开。图3a至图3c示出了该多个第一电导体的仅第一部分。该电路可以进一步包括接触区段(170)，该接触区段包括多个第二电触点，每个第二电触点电连接至第一电导体(150-162)并且进一步被电连接至或可电连接至超声系统的第二电导体或换能器端口。
图4a至图4b示意性地示出了根据披露实施例的超声换能器的支撑结构(101)和电路，其中图4a示出俯视图，而图4b示出了侧视图。图4a至图4b所示的实施例与图3a至图3c所示的实施例相对应，不同之处在于，支撑结构(101)包括与凸形上表面(102)相对的凹形下表面(106)，第一侧表面(104)连接至凹形下表面(106)，并且空隙(142)沿着支撑结构(101)的整个第一侧(104)延伸。该多个第一柔性电导体(150-162)进一步在第三弯曲区段(143)和第四弯曲区段(144)处围绕支撑结构弯折，第三弯曲区段(143)与第四弯曲区段(144)相隔空隙(142)，其中第三弯曲区段(143)和第四弯曲区段(144)沿着第一侧表面(104)与凹形下表面(106)之间的连接部布置。因此，凹形下表面可以提供用于引导该多个第一柔性电导体远离超声换能器元件的空间。这可以减少该电路所需的空间。
图5示意性地示出了根据本公开实施例的超声换能器。该超声换能器包括与关于图2a至图2c所披露的支撑结构和电路相对应的支撑结构(101)和电路。此外，该超声换能器包括凸形超声换能器阵列，该换能器阵列包括多个超声换能器元件(180)，其中每个第一电触点(110-122)连接至超声换能器元件以对超声换能器元件提供/接收电信号。
图6示意性地示出了根据本公开实施例的包括内窥镜和超声处理设备(206)的系统(200)。该内窥镜包括手柄(201)、插入管(202)、图像捕捉装置(203)、第一柔性线缆(204)、以及超声换能器(205)。该超声换能器可以是图1至图5中所披露的超声换能器。手柄(201)附接至插入管(202)的近端，并且图像捕捉装置(203)和超声换能器(205)附接至插入管(202)的远端。第一柔性线缆(204)从手柄(201)延伸并且电连接至超声换能器(205)，并且其中，第一柔性线缆连接至超声处理设备(206)并且被配置用于对超声处理设备(206)提供由超声换能器(205)产生的电信号并接收由超声处理设备(206)产生的用于超声换能器(205)的电信号。在该实施例中，第一柔性线缆(204)进一步被配置用于接收来自图像捕捉装置(203)的电信号，并且将所接收到的电信号提供至超声处理设备(206)。超声处理设备(206)包括第一处理单元(210)和第二处理单元(211)，第一处理单元被配置用于处理由超声换能器(205)产生的电信号，第二处理单元被配置用于处理由图像捕捉装置(203)记录的图像信号。
图7示意性地示出了根据本公开实施例的包括内窥镜、超声处理设备(206)、以及成像单元(207)的系统(200)。该内窥镜包括手柄(201)、插入管(202)、图像捕捉装置(203)、第一柔性线缆(204)、第二柔性线缆(209)、以及超声换能器(205)。超声换能器(205)可以是图1至图5中所披露的超声换能器。手柄(201)附接至插入管(202)的近端，并且图像捕捉装置(203)和超声换能器(205)附接至插入管(202)的远端。第一柔性线缆(204)从手柄(201)延伸并且经由电路电连接至多个超声换能器元件，并且其中，第一柔性线缆连接至超声处理设备(206)并且被配置用于对超声处理设备(206)提供由超声换能器(205)产生的电信号并接收由超声处理设备(206)产生的用于超声换能器(205)的电信号。在该实施例中，第二柔性线缆(209)被配置用于接收来自图像捕捉装置(203)的电信号、并且将所接收到的电信号提供至成像单元(209)。
虽然已经详细描述并示出了一些实施例，但是本发明不局限于此，而是还可以在所附权利要求中所限定的主题的范围内以其他方式来实施。具体而言，应理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下可以利用其他实施例并且可以做出结构和功能改变。
在列举了若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干装置可以由一个和同一项硬件来实施。在相互不同的从属权利要求中叙述或在不同实施例中描述了某些措施这一单纯事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
应强调的是，当在本说明书中使用时，术语“包括/包含”是用于指明所陈述的特征、整体、步骤或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、部件或其组的存在或添加。
Claims (15)
1.一种用于接收和发射超声的超声换能器(100)，所述超声换能器包括：凸形超声换能器阵列，该阵列包括多个超声换能器元件(180)；用于对所述多个超声换能器元件(180)接收和提供电信号的电路；以及具有凸形上表面(102)的支撑结构(101)，该凸形上表面面向所述多个超声换能器元件(180)并且沿与第一轴线(191)平行的方向延伸，其中，所述电路包括：
柔性基部区段(103)，所述柔性基部区段包括多个第一电触点(110-122)，每个第一电触点(110-122)连接至超声换能器元件以为所述超声换能器元件提供电信号和从所述超声换能器元件接收电信号、并且沿着与所述第一轴线(191)平行的中心轴线(193)延伸，所述柔性基部区段(103)布置在所述支撑结构(101)的凸形上表面(102)上；
多个第一柔性电导体(150-162)，每个第一柔性电导体电连接至第一电触点(110-122)；
接触区段，所述接触区段包括多个第二电触点，每个第二电触点电连接至第一电导体(150-162)并且进一步被电连接至或可电连接至超声处理设备的第二电导体或换能器端口；
其中，所述多个第一柔性电导体(150-162)在第一弯曲区段(140)和第二弯曲区段(141)处围绕所述支撑结构(101)弯折，所述第一弯曲区段(140)与所述第二弯曲区段(141)分开。
2.根据权利要求1所述的超声换能器，其中，所述支撑结构(101)具有第一侧表面(104)，所述第一侧表面布置在与所述第一轴线(191)垂直的平面内，所述第一侧表面(104)连接至所述凸形上表面(102)，并且其中，所述第一弯曲区段(140)沿着所述凸形上表面(102)与所述第一侧表面(104)之间的连接部布置。
3.根据权利要求2所述的超声换能器，其中，所述第二弯曲区段(141)沿着所述凸形上表面与所述第一侧表面(104)之间的连接部布置、并且通过空隙(142)与所述第一弯曲区段(140)分隔开。
4.根据权利要求3所述的超声换能器，其中，所述支撑结构包括与所述凸形上表面(102)相对的凹形下表面(106)，所述第一侧表面(104)连接至所述凹形下表面(106)，所述空隙(142)沿着所述支撑结构(101)的整个第一侧(104)延伸，并且其中，所述多个第一柔性电导体(150-162)进一步在第三弯曲区段(143)和第四弯曲区段(144)处围绕所述支撑结构弯折，所述第三弯曲区段(143)通过所述空隙(142)与所述第四弯曲区段(144)分开，并且其中，所述第三弯曲区段(143)和所述第四弯曲区段(144)沿着所述第一侧表面(104)与所述凹形下表面(106)之间的连接部布置。
5.根据权利要求2所述的超声换能器，其中，所述多个第一柔性电导体包括第一组柔性电导体(150-156)和第二组柔性电导体(157-162)，所述支撑结构(101)具有与所述第一侧表面(104)相对的第二侧表面(105)，所述第二侧表面(105)布置在与所述第一轴线(191)垂直的平面内，所述第二侧表面(105)连接至所述凸形上表面(102)，所述第二弯曲区段(141)沿着所述凸形上表面(102)与所述第二侧表面(105)之间的连接部布置，并且其中，所述第一组柔性电导体(150-156)围绕所述第一弯曲区段(140)弯折，并且所述第二组柔性电导体(157-162)围绕所述第二弯曲区段(141)弯折。
6.根据权利要求5所述的超声换能器，其中，所述第一组柔性电导体(150-156)沿着其长度的一部分布置在第一平面内，所述第二组柔性电导体(157-162)沿其长度的一部分布置在第二平面内，其中，所述第一平面布置在所述第二平面上方。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的超声换能器，其中，所述多个第二电触点中的每个第二电触点连接至第二电导体。
8.根据权利要求7所述的超声换能器，其中，对于所述多个第二电触点中的每个第二电触点，所述第二电导体是与所述第二电触点永久连接的同轴线缆。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的超声换能器，其中，所述多个第二电触点中的每个第二电触点被配置为可拆卸地可连接至超声处理设备的第二电导体或换能器端口。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的超声换能器，其中，所述柔性基部区段和所述多个第一柔性电导体是单一柔性印刷电路。
11.一种用于对多个超声换能器元件接收和提供电信号的柔性印刷电路，所述柔性印刷电路包括：
柔性基部区段(103)，所述柔性基部区段包括多个第一电触点(110-122)，每个第一电触点(110-122)可连接至超声换能器元件以对所述超声换能器元件提供和接收电信号、并且沿着与第一轴线(191)平行的中心轴线(193)延伸；
多个第一柔性电导体(150-162)，每个第一柔性电导体电连接至第一电触点(110-122)；
接触区段，所述接触区段包括多个第二电触点，每个第二电触点电连接至第一电导体(150-162)并且进一步被电连接至或可电连接至超声处理设备的第二电导体或换能器端口；
其中，所述多个第一柔性电导体(150-162)可在第一弯曲区段(140)和第二弯曲区段(141)处围绕支撑结构(101)弯折，所述第一弯曲区段(140)与所述第二弯曲区段(141)分开。
12.一种内窥镜，包括：手柄、插入管、图像捕捉装置、第一柔性线缆、和根据权利要求1至11中任一项所述的超声换能器，所述手柄附接至所述插入管的近端，所述图像捕捉装置和所述超声换能器附接至所述插入管的远端，并且所述第一柔性线缆从所述手柄延伸并且经由所述电路电连接至所述多个超声换能器元件，并且其中，所述第一柔性线缆可连接至所述超声处理设备、并且被配置对所述超声处理设备提供由所述多个超声换能器元件产生的电信号并接收由所述超声处理设备产生的用于所述多个超声换能器元件的电信号。
13.一种系统，包括超声处理设备和根据权利要求12所述的内窥镜，其中，所述第一柔性线缆可连接至所述超声处理设备。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述第一柔性线缆进一步被配置用于接收来自所述图像捕捉装置的电信号、并且将所接收到的电信号提供至所述超声处理设备，并且其中，所述超声处理设备包括一个或多个处理单元，所述一个或多个处理单元被配置用于处理从所述超声换能器接收到的信号和从所述图像捕捉装置接收到的信号两者。
15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述系统进一步包括视频处理设备，并且其中，所述内窥镜进一步包括第二柔性线缆，所述第二柔性线缆被配置用于接收来自所述图像捕捉装置的电信号、并且将所接收到的电信号提供至所述视频处理设备。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP22198073.3A EP4344653A1 (en) | 2022-09-27 | 2022-09-27 | Ultrasound endoscopy |
| EP22198073.3 | 2022-09-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117770742A true CN117770742A (zh) | 2024-03-29 |
Family
ID=83505804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311257190.0A Pending CN117770742A (zh) | 2022-09-27 | 2023-09-26 | 超声内窥镜检查 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240099697A1 (zh) |
| EP (1) | EP4344653A1 (zh) |
| CN (1) | CN117770742A (zh) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2984457B2 (ja) * | 1992-02-29 | 1999-11-29 | 日本電波工業株式会社 | 超音波探触子 |
| JPH07274295A (ja) * | 1994-03-31 | 1995-10-20 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 超音波探触子及びその製造方法 |
| CN1646065B (zh) * | 2002-04-17 | 2012-02-08 | 株式会社日立医药 | 体腔内超声波探头 |
| CN108882919B (zh) * | 2016-04-01 | 2021-02-05 | 富士胶片株式会社 | 超声波振子单元及使用该单元的超声波内窥镜 |
| WO2019212068A1 (ko) * | 2018-04-30 | 2019-11-07 | 서강대학교 산학협력단 | Fpcb를 이용한 초음파 프로브 조립체 |
-
2022
- 2022-09-27 EP EP22198073.3A patent/EP4344653A1/en active Pending
-
2023
- 2023-09-26 CN CN202311257190.0A patent/CN117770742A/zh active Pending
- 2023-09-26 US US18/373,006 patent/US20240099697A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20240099697A1 (en) | 2024-03-28 |
| EP4344653A1 (en) | 2024-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4583901B2 (ja) | 体腔内診断用超音波プローブ、および体腔内診断用超音波プローブの作製方法 | |
| CN109069126B (zh) | 超声波振子单元 | |
| CN108882919B (zh) | 超声波振子单元及使用该单元的超声波内窥镜 | |
| CN107205726B (zh) | 超声波探头 | |
| JP6625746B2 (ja) | 超音波内視鏡、及びその製造方法 | |
| JP6571870B2 (ja) | 超音波内視鏡 | |
| CN109414250B (zh) | 超声波内窥镜 | |
| CN109069127B (zh) | 超声波振子单元 | |
| CN108882921B (zh) | 超声波振子单元 | |
| CN117770742A (zh) | 超声内窥镜检查 | |
| CN117770879A (zh) | 超声内窥镜检查 | |
| JP6596158B2 (ja) | 超音波内視鏡 | |
| JP6132963B2 (ja) | ケーブル接続構造、超音波探触子および超音波内視鏡システム | |
| JP7324180B2 (ja) | 超音波内視鏡 | |
| JP7324181B2 (ja) | 超音波内視鏡 | |
| JP2017225621A (ja) | 超音波振動子および超音波内視鏡 | |
| JP6581302B2 (ja) | 超音波振動子モジュールおよび超音波内視鏡 | |
| JP6952533B2 (ja) | 超音波内視鏡 | |
| JP2009285257A (ja) | 超音波トランスデューサ及び超音波探触子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication |