DE102022113209A1

DE102022113209A1 - Ultraschallsonde mit einstellbarer Blende

Info

Publication number: DE102022113209A1
Application number: DE102022113209.9A
Authority: DE
Inventors: Vasant Salgaonkar; Lex Garbini; William R. Dreschel
Original assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Current assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Priority date: 2021-05-26
Filing date: 2022-05-25
Publication date: 2022-12-01
Also published as: US11911215B2; JP7282233B2; US20220378399A1; JP2022183030A; KR20220159905A

Abstract

Für intraluminale Ultraschallsonden wird der Wandler (12) in mehrere Segmente (32) unterteilt. Die Segmente (32) sind auf eine solche Weise miteinander verbunden, dass sie relativ zueinander gleiten können. Diese Gleitanordnung ermöglicht die Verwendung des Wandlers (12) in zwei verschiedenen Blenden zu unterschiedlichen Zeiten, während er sich im Patienten befindet. Eine Blende ist zur Einführung der Sonde durch einen begrenzten Raum geformt und die andere Blende bildet ein Array mit einer größeren Höhenausdehnung, wodurch Bildgebung mit höherer Qualität entlang der Höhendimension möglich ist.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegenden Ausführungsformen beziehen sich auf intraluminale Ultraschallsonden, wie etwa einen intrakardialen Echo- (ICE-) Katheter, eine endokavitäre Sonde, eine transösophageale Sonde oder eine gynäkologische Sonde. Intraluminale Ultraschallsonden, die zur Darstellung eines Volumens oder mehrerer Ebenen befähigt sind, stellen gegebenenfalls nicht die gewünschte Bildqualität in allen Aufnahmeebenen oder -richtungen bereit. Da sie sich auf einer langen dünnen Sonde oder einem langen dünnen Schaft zur Einführung in ein Lumen befinden, sind die Wandler lang und dünn. Ein ICE-Katheter kann beispielsweise einen mehrdimensionalen Wandler mit einer langen rechteckigen Gestalt (z.B. 7-23 mm x 2-4 mm) aufweisen, um den Gefäßzugang zu ermöglichen. Die Abbildungsqualität in der 2-4 mm Dimension ist geringer als für die 7-23 mm Dimension. Als weiteres Beispiel weist ein ICE-Katheter ein spiralförmig verdrehtes Array für volumetrische Bildgebung um die Katheterachse auf, aber er hat eine verringerte Bildqualität.
ZUSAMMENFASSUNG
Zur Einführung umfassen die unten beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen Verfahren, Systeme und Weiterentwicklungen für intraluminale Ultraschallsonden. Der Wandler ist in mehrere Segmente unterteilt. Die Segmente sind auf eine solche Weise miteinander verbunden, dass sie relativ zueinander gleiten können. Diese Gleitanordnung ermöglicht die Verwendung des Wandlers in zwei verschiedenen Blenden zu unterschiedlichen Zeiten, während er sich im Patienten befindet. Eine Blende ist zur Einführung der Sonde durch einen begrenzten Raum geformt und die andere Blende bildet ein Array mit einer größeren Höhenausdehnung, wodurch Bildgebung mit höherer Qualität entlang der Höhendimension möglich ist. Die Qualität entlang der Höhendimension kann mit der Qualität in der Azimut-Dimension vergleichbar sein.
In einem ersten Aspekt wird eine Ultraschallsonde für die Ultraschallbildgebung bereitgestellt. Ein Gehäuse ist zur Einführung in einen Patienten ausgelegt. Das Gehäuse weist einen expandierbaren Abschnitt auf. Eine Führung befindet sich innerhalb des Gehäuses. Ein erstes zweidimensionales Array von Elementen ist mit der Führung verbunden. Ein zweites zweidimensionales Array von Elementen ist mit der Führung verbunden. Das erste zweidimensionale Array ist entlang der Führung bezüglich des zweiten zweidimensionalen Arrays verschiebbar, um erste und zweite Abbildungsblenden der Ultraschallbildgebung zu bilden, während sich das Gehäuse und die ersten und zweiten zweidimensionalen Arrays im Patienten befinden.
In einem zweiten Aspekt wird ein Ultraschall-Array für einen Katheter oder eine intraluminale Sonde bereitgestellt. Ein Gehäuse ist zur Einführung in einen Patienten ausgelegt. Eine Vielzahl von Multielement-Wandlern ist relativ zueinander innerhalb des Gehäuses verschiebbar. Die Multielement-Wandler sind in erste und zweite Abbildungsblenden konfigurierbar, während sie sich im Patienten befinden. Die erste Abbildungsblende weist eine andere Form als die zweite Abbildungsblende auf. Die erste Abbildungsblende wird durch Verschieben von den Wandlern, die in der zweiten Abbildungsblende angeordnet sind, gebildet.
In einem dritten Aspekt wird ein Verfahren für die Ultraschallbildgebung bereitgestellt. Eine intraluminale Sonde wird in einen Patienten eingeführt. Die intraluminale Sonde weist mindestens zwei Subarrays auf. Die Abbildung des Patienten erfolgt unter Verwendung mindestens eines der zwei Subarrays als eine erste Blende, die sich größtenteils entlang einer Länge der intraluminalen Sonde erstreckt. Die zwei Subarrays liegen entlang der Länge der intraluminalen Sonde nebeneinander. Die zwei Subarrays werden in eine zweite Blende umgeordnet, während sie sich im Patienten befinden. Die zwei Subarrays werden als die zweite Blende zur Abbildung des Patienten verwendet.
Die vorliegende Erfindung wird von den nachfolgenden Ansprüchen definiert und nichts in diesem Abschnitt ist als Einschränkung dieser Ansprüche auszulegen. Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden unten in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen besprochen und können später unabhängig oder in Kombination beansprucht werden.
Figurenliste
Die Komponenten und die Abbildungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, und stattdessen liegt das Augenmerk auf der Veranschaulichung der Grundsätze der Erfindung. Darüber hinaus bezeichnen in den Abbildungen in jeder der verschiedenen Ansichten gleiche Bezugsnummern entsprechende Teile.

1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Ultraschallsystems für die intraluminale Bildgebung;
2 zeigt eine Ausführungsform einer Querschnittsdraufsicht eines Katheters mit einem segmentierten Wandler;
3 zeigt eine Querschnittsseitenansicht der Ausführungsform aus 2;
4 zeigt den Katheter aus 2, wobei der segmentierte Wandler in einer Volumenabbildungsblende angeordnet ist;
5 zeigt eine andere Ausführungsform zum Umordnen von Segmenten eines Wandlers zur Bildung von zwei verschiedenen Blenden für die Bildgebung;
6 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausrüstungsanordnung zum Umordnen von Segmenten eines Wandlers nach einer Ausführungsform;
7 zeigt eine Ausführungsform eines segmentierten Wandlers, der für hochintensiven fokussierten Ultraschall (HIFU) angeordnet ist; und
8 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahren für die Ultraschallbildgebung mit einem konfigurierbaren Array in einer intraluminalen Sonde.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN UND DERZEIT BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine endoluminale Sonde, wie etwa ein ICE-Katheter, weist eine einstellbare Blende für die Volumen- und/oder multiplanare Bildgebung auf. Für eine Blende werden herkömmliche Abmessungen zum Vorschieben durch das Gefäßsystem oder Lumen bereitgestellt. Der Wandler hat bewegliche Wandlersegmente, die dann in einer Herz- oder anderen Kammer angeordnet werden können, um ein quadratisches oder Volumenbildgebungsprofil (breiter als für die Einführung) zu bilden. Die Sonde kann zur leichteren intraluminalen Einführung und Platzierung lang, dünn und flexibel sein, und die zurückziehbaren Wandlersegmente können ein quadratischeres Profil für die 3D-Volumenbildgebung innerhalb einer Herzkammer erzeugen. Ein Wandler mit breiter, quadratischerer Matrix, ähnlich einer transösophagealen Sonde, kann durch enge und gewundene Gefäßgänge bereitgestellt werden. Die breitere Blende kann besser ausgewogene Bilder in orthogonalen Ebenen bereitstellen.
In einer Ausführungsform können die Ultraschallwandlersegmente relativ zueinander gleiten. Für endoluminale oder ICE-Interventionen wird ein langer, dünner und flexibler Formfaktor des Wandlers für Lumenzugang bereitgestellt. Während der Einführung wird das Array für die Bildgebung zum Führen der Einführung in der längeren schmaleren Konfiguration verwendet. Der Wandler kann zu einem mehr quadratischen Profil umgeordnet werden, wenn er sich im Herz, in der Harnblase, im Magen-Darm-Trakt usw. befindet. Dieses Umordnen vergrößert die effektive Blendengröße und erzeugt eine symmetrischere (z.B. quadratische) Form für qualitativ hochwertige multiplanare und/oder 3D-Bildgebung. Das Sondengehäuse kann eine ausdehnbare Seitenwand, wie ein Ballon, zum Einsetzen der symmetrisch geformten Blende aufweisen.
In einer anderen Ausführungsform können die Wandlersegmente zwischen den verschiedenen Blenden gleiten. Federverbindungen oder Verbindungen aus einer superelastischen Legierung (z.B. Nitinol) machen es möglich, dass die Blende zum Herausziehen wieder in die lange und schmale Konfiguration zurückgebracht werden kann. Die Segmentierung des Wandlers kann für geringere Steifheit im Vergleich zu dem Wandler ohne Segmente sorgen.
In strukturellen Herzverfahren wird transösophageale (TEE) dreidimensionale (3D) Ultraschallbildgebung verwendet. TEE erfordert Allgemeinnarkose und einen Echokardiographer vor Ort zusätzlich zu dem interventionellen Kardiologen. ICE reduziert dies auf ein Verfahren mit nur einem Arzt, jedoch mit stärker eingeschränkter Volumenbildgebungsfähigkeit. Indem ein 3D-ICE-Katheter mit einem matrixartigen Wandler mit einem Aspektverhältnis von ungefähr 1:1 ausgestattet wird, wird gleichbleibende 3D-Bildgebung über alle Aufnahmeebenen bereitgestellt. „Ungefähr“ wird verwendet, um eine Toleranz von 20% zu ermöglichen. Zur Einführung ist der ICE-Katheter nicht breiter als 3-5 mm. Die gleitfähigen Wandlersegmente ermöglichen sowohl das gewünschte Aspektverhältnis für die Volumenbildgebung als auch die Bildgebung entlang einer Ebene zur Einführung.
1 zeigt ein System für die medizinische Ultraschallbildgebung mit einer medizinischen Ultraschallsonde. Das Ultraschallbildgebungssystem wird zur Diagnose und/oder Behandlung verwendet. Die Ultraschallsonde ist eine intraluminale Sonde, wie etwa ein Katheter. Die Ultraschallsonde wird für die Ultraschallbildgebung unter Verwendung verschiedener Blenden, die durch mechanisches Umordnen des Ultraschall-Arrays 12 gebildet werden, verwendet. Die verschiedenen Blenden können zur Abbildung des Patienten verwendet werden, beispielsweise eine Blende zur Bildgebung während der Einführung in oder durch den Patienten und die andere zur Volumenbildgebung in einer Kammer.
Das Ultraschallbildgebungssystem weist das Array 12 von Elementen 24 für medizinischen Ultraschall, einen Beamformer 52, einen Bildprozessor 54 und eine Anzeige 56 auf. Zusätzliche, andere oder weniger Komponenten können bereitgestellt werden. Beispielsweise weist das System ein Array 12 in einer intraluminalen Sonde 18 ohne Beamformer 52, Bildprozessor 54 und/oder Anzeige 56 auf. Diese Bildgebungselektronik kann sich in einem gesonderten Ultraschallbildgebungssystem befinden. Das Wandlerarray 12 und die intraluminale Sonde 18 sind lösbar mit dem Bildgebungssystem verbunden. Als anderes Beispiel können der Beamformer 52 und/oder der Bildprozessor 54 auf einem Chip oder auf Chips mit dem oder benachbart zum Array 12 integriert sein.
Das Array 12 ist durch die Leiter 16 zur Bildgebung mit dem Beamformer 52 verbunden. Der Beamformer 52 weist eine Vielzahl von Kanälen zum Erzeugen von Sendewellenformen und/oder Empfangssignalen auf. Relative Verzögerungen und/oder Apodisationen fokussieren die Sendewellenformen oder empfangenen Signale zur Bildung von Strahlen. Der Beamformer 52 ist mit den Leitern 16 verbunden. Der Beamformer 52 wählt eine Blende aus, die ein, einige oder alle Elemente 24 des Arrays 12 aufweist. Verschiedene Blenden können zu unterschiedlichen Zeiten verwendet werden.
Die intraluminale Sonde 18 weist ein Gehäuse 50, das Array 12 von Elementen 24, die Leiter 16 und einen oder mehrere Führungsdrähte 26 auf. Zusätzliche, andere oder weniger Komponenten können bereitgestellt werden. Beispielsweise ist eine Anschlussöffnung oder ein Schlauch zum Einleiten und/oder Entnehmen von Flüssigkeit aus dem Gehäuse 50 vorhanden. Als anderes Beispiel sind ein oder mehrerer Markierungen zur Positionsbestimmung vorhanden.
Die elektrischen Leiter 16 verbinden die Elemente 24 des Arrays 12 mit dem Empfangs-Beamformer 52. Die Leiter 16 sind Kabel, koaxiale Kabel, Abtastspuren auf flexiblem Schaltungsmaterial, Drähte, flexible Schaltungen, Drahtbrücken, Kombinationen davon oder andere jetzt bekannte oder später entwickelte Leiter. Für jedes Element 24 ist ein Leiter 16 vorgesehen. Alternativ können weniger Leiter 16 als Elemente 24 verwendet werden, beispielsweise für geschaltete Blenden, teilweises Strahlformen oder Multiplexing.
Das Gehäuse 50 ist eine Hülse aus Plastik oder einem anderen Material zur Einführung in einen Patienten. Das Gehäuse 50 besteht beispielsweise aus Pebax. Andere Materialien, wie andere Nylons oder biologisch neutrale (oder biokompatible) Materialien können verwendet werden. Das Gehäuse 50 ist über dem Array 12 abgedichtet, um Flüssigkeiten des Patienten von der Innenseite der Sonde 18 zu trennen.
Das Gehäuse 50 ist zur Einführung in einen Patienten ausgelegt. Im Allgemeinen weist das Gehäuse 50 eine zylindrische Gestalt auf, beispielsweise in Form einer langen dünnen Röhre. Das Gehäuse 50 kann steif, starr, flexibel und/oder halbflexibel sein. Das Gehäuse 50 weist eine Form und Größe zur Bildung des einführbaren Abschnitts der intraluminalen Sonde 18 auf. Beispielsweise bildet das Gehäuse 50 einen Katheter, TEE- eine transurethrale Sonde oder eine endovaginale Sonde. Die Beispiele hierin gelten für einen Katheter, aber die gleitfähigen Subarrays können in verschiedenen anderen intraluminalen Sonden 18 verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform bilden die Sonde 18 und das entsprechende Gehäuse 50 einen Mikro-TEE für pädiatrische Anwendungen. Die Sonde 18 ist zur Bildgebung oder therapeutischen Anwendung bestimmt, beispielsweise zur Verwendung zum Anlegen von hochintensivem fokussiertem Ultraschall (HIFU).
In einer Ausführungsform bildet das Gehäuse 50 einen ICE-Katheter mit dem Array 12. Das Array 12 kann in einen Katheter mit einem Durchmesser von 10 French (3,33 mm), 12,5 French oder einem anderen Durchmesser passen. Die Leiter 16 werden durch den Katheter zum Beamformer 52 geführt. Der Katheterwandler wird für die Bildgebung verwendet. Die Bilder unterstützen die Diagnose, Katheter- oder Instrumentenführung und/oder Therapieplatzierung.
In einer Ausführungsform, die in 2 gezeigt wird, weist das Gehäuse 50 einen expandierbaren Abschnitt 30 auf. Der expandierbare Abschnitt 30 befindet sich auf einer Seite der Sonde 18 für eine beliebige Länge entlang der Längsachse der Sonde 18. Beispielsweise beträgt der expandierbare Abschnitt ungefähr 1/3 bis 1/2 des Umfangs der Sonde 19 und erstreckt sich ungefähr (z.B. innerhalb von 10%) über eine Länge, die der Länge des Arrays 12 gleicht. Der expandierbare Abschnitt ist ein Ballon, Gummi oder anderes Material, das Dehnen oder Expandieren vor oder beim Umordnen des Arrays 12 ermöglicht. Der expandierbare Abschnitt 30 befindet sich neben dem Array 12. In anderen Ausführungsformen ist das Gehäuse 50 expandierbar, ohne einen getrennten Bereich aus unterschiedlichem Material zur Expansion aufzuweisen.
Der expandierbare Abschnitt 30 ermöglicht die Einführung des Gehäuses 50 durch ein Lumen ohne Expansion und anschließend die Expansion innerhalb eines Hohlraums oder Lumens im Patienten. Das Array 12 kann mechanisch zwei oder mehr verschiedene Blenden bilden, eine zur Verwendung ohne Expansion durch den expandierbaren Abschnitt 30 und einen, der sich aufgrund von Expansion durch den expandierbaren Abschnitt 30 innerhalb des Gehäuses 50 ausdehnt oder dort hinein passt.
Die Rekonfiguration des Arrays 12 kann Expansion verursachen, beispielsweise Dehnen des Gehäuses 50 am expandierbaren Abschnitt. Alternativ wird der expandierbare Abschnitt 30 expandiert, um eine Rekonfiguration des Arrays 12 zu ermöglichen. Beispielsweise injiziert oder entnimmt ein Flüssigkeitskanal Kochsalzlösung oder eine andere Flüssigkeit aus dem Inneren des Gehäuses 50 neben dem expandierbaren Abschnitt 30 zum Ausdehnen oder Entleeren. Das Aufblasen des expandierbaren Abschnitts 30 kann dazu beitragen, die Sonde 18 in einer Öffnung festzuhalten, wie etwa der aufgeblasene Ballon des expandierbaren Abschnitts 30 die Sonde 18 an der Harnröhrenöffnung (z.B. gegen die Harnröhre) zur Darstellung der Harnblase festhält.
Das Array 12 weist eine Vielzahl von Elementen 24, einen Unterstützungsblock, Elektroden und Anpassungsschicht auf. Zusätzliche, andere oder weniger Komponenten können bereitgestellt werden. Beispielsweise werden zwei oder mehr Anpassungsschichten verwendet.
Die Elemente 24 können piezoelektrisches Material enthalten. Es können feste oder zusammengesetzte piezoelektrische Materialien verwendet werden. Jedes Element ist ein rechteckiger Festkörper, Kubus oder weist sechs Seiten auf, aber es können auch andere Oberflächen bereitgestellt werden. Beispielsweise ist die abstrahlende Fläche eines oder mehrerer Elemente 24 konkav oder konvex für Höhenfokussierung oder frequenzbasierte Richtwirkung. Die Elemente können in einem Unterstützungsblock zusammengeführt werden. Alternativ wird eine mikroelektromechanische Vorrichtung, wie etwa eine flexible Membran, verwendet. Jeder jetzt bekannte oder später entwickelte Ultraschallwandler kann verwendet werden.
Es kann eine beliebige Anzahl von Elementen 24 bereitgestellt werden, beispielsweise zehn, Hunderte oder Tausende von Elementen. Für größere Anzahlen von Elementen können ein oder mehrere Subarray-Beamformer vorhanden sein, wie etwa Flip-Chip-montiert auf einer Rückseite des Arrays 12. Die Elemente 24 sind nebeneinander angeordnet und weisen beispielsweise einen Wellenlängen- oder kleineren Abstand zwischen den Mittelpunkten der benachbarten Elemente 24 auf.
Das Array 12 besteht aus mehreren Subarrays oder Segmenten 32. Es kann jede beliebige Anzahl von Segmenten verwendet werden, beispielsweise zwei, drei, vier, fünf oder mehr. Die 2-4 zeigen eine Ausführungsform mit vier Segmenten und 5 zeigt eine Ausführungsform mit drei Segmenten.
Diese Wandlersegmente 32 sind Arrays von Elementen 24. Jedes Segment 32 weist die gleiche Größe, Form und die gleiche Anzahl von Elementen 24 wie andere Segmente 32 auf. Beispielsweise werden vier Segmente 32 bereitgestellt und jedes Segment 32 weist eine rechteckige Form des Arrays von 48x12 Elementen auf, die ein 7,2×1,8 mm² großes mehrdimensionales oder zweidimensionales (2D) Subarray bilden. Andere Größen und/oder Verteilungen von Elementen können verwendet werden. Der Elementabstand beträgt 150 Mikron in Azimut und Elevation, aber es können auch andere Abstände verwendet werden. Die Segmente 32 sind zum Arbeiten bei einer Mittenfrequenz von 3,5-4 MHz mit einer breiten Bandbreite, die harmonische 5 MHz oder 6 MHz ermöglicht, ausgelegt, aber es können auch andere Betriebsfrequenzen mit oder ohne Harmonische verwendet werden. In alternativen Ausführungsformen weisen unterschiedliche Segmente 32 unterschiedliche Anzahlen von Elementen, Größen, Formen und/oder Betriebsfrequenzen auf.
In einer Ausführungsform weist jedes Segment 32 einen Empfangs-Beamformer für teilweises oder Subarray-Strahlformen auf. Beispielsweise ist eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung des Beamformers mit einem der Segmente 32 zum Strahlformen von 576 Elementen zu 24 oder 48 Ausgängen von teilweise strahlgeformten Daten verbunden, so dass die vier Segmente 32 96 oder 192 Kanäle zum Beamformer 52 des Ultraschallsystems bereitstellen.
Die Elemente 24 der Segmente 32 sind elektrisch mit den Leitern 16 verbunden. Lose Drähte und/oder flexible Schaltungen mit Abtastspuren verbinden die Elektroden der Elemente 24 und/oder Ausgänge von Subarray Beamformern mit den Leitern 16. Jedes Segment 32 kann gesondert mit den Leitern 16 verbunden sein. Alternativ wird eine Daisy-Chain-Verbindung verwendet, wobei Signale von einem Endsegment 32 zum nächsten Segment 32 geleitet werden, das zum nächsten Segment 32 leitet und so weiter, bis die Verbindung mit den Leitern 16 erfolgt.
Das Gehäuse 50 weist eine Führung 36 auf. Die Führung 36 ist eine Rille, Schiene, Kette, Riemenscheibe oder andere Anordnung zur mechanischen Führung der Stifte 38 entlang des Gehäuses 50. Die Führung 36 befindet sich auf einer Innenseite des Gehäuses 50. Die Führung 50 kann eine Rille im Gehäuse selbst sein oder sie kann eine Struktur sein, die auf der Innenseite des Gehäuses 50 getragen wird oder befestigt ist. Die Führung 36 ermöglicht es, dass einige oder alle Stifte 38 längs im Gehäuse 50 gleiten. Dieses Gleiten ermöglicht eine Rekonfiguration des Arrays 12, indem die Segmente 32 verschiedene Positionen relativ zueinander annehmen können. Ein oder mehrere Stifte 38 können bezüglich des Gehäuses 50 fixiert sein.
Die Führung 36 kann von zwei parallelen Strukturen gebildet werden, wie es in 3 durch die gestrichelten Linien gezeigt wird. Die Führung 36 kann eine einzelne Rille oder Struktur in anderen Ausführungsformen sein.
Die Zapfen oder Stifte 38 bestehen aus Metall, Plastik oder anderen Materialien. Ein Rad, Zahnrad oder eine Kugellagerstruktur zum Zusammenpassen mit der Führung 36 kann bereitgestellt werden, während Gleiten entlang der Führung 32 möglich ist. Alternativ passen die Stifte 38 in die Führung 36 und gleiten in dieser ohne Räder oder drehbare Strukturen.
Jedes Segment 32 weist einen oder mehrere Stifte 38 an einem Ende des Segments 32 auf. Die Stifte 38 erstrecken sich von einem Rahmen oder Halter, der mit den Elementen 24 des Segments 32 verbunden ist. Alternativ erstrecken sich die Stifte 38 von Elementen 24 oder sind von diesen umgeben.
Die Segmente 32 können durch Federn 34 oder andere flexible Verbinder miteinander verbunden sein. Die Enden der Segmente 32 gegenüber den Stiften 38 sind durch Federn 34 verbunden. Die Enden der Segmente 32 mit Stiften 38 können durch Federn 34 verbunden sein. Analog können die Enden der Endsegmente 32 Federn 34 aufweisen, die mit dem Gehäuse 50 verbunden sind.
Die Federn 34 sind Metallfedern, elastisches Material und/oder eine geformte (superelastische) Legierung, die zu einer vorgegebenen Gestalt zurückkehren will. Federverbindungen sorgen für größere Flexibilität innerhalb des akustisch aktiven Teils für verbesserte Manövrierbarkeit. Wenn die Segmente 32 durch Gleiten in der Führung 36 verschoben werden, üben die Federn 34 Druck aus, um die Segmente 32 durch Zurückgleiten wieder in ihre ursprüngliche oder eine andere Anordnung zu bringen.
Ein Führungsdraht 26 ist mit einem oder mehreren der Segmente 32 verbunden, um das Segment 32 entlang der Führung 36 zu schieben. Beispielsweise ist ein Führungsdraht 26 mit dem Stifthalter des Segments 32 verbunden, das dem Griff am nächsten oder der Spitze der Sonde 18 am nächsten liegt. Durch Ziehen am Draht 26 gleitet das Segment 32 in der Führung 36. Die Federn 34 verursachen, dass auch die anderen Segmente 34 auf der Führung 36 gleiten, mit Ausnahme des letzten Segments 32, wo der Stift 38 am Gehäuse 50 oder der Führung 36 befestigt ist. Um die Segmente 32 in eine andere oder die ursprüngliche Blendenform zurückzubringen, wird der Führungsdraht 26 freigegeben oder in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Die Federn 34 verursachen mit oder ohne Kraft vom Führungsdraht 26, dass einige der Segmente 32 entlang der Führung 36 gleiten. Die Segmente 32 kehren zur ursprünglichen Blende zurück. Der Führungsdraht 26 ist ein Steuerdraht zum Verschieben der Multielement-Wandler relativ zueinander.
Andere mechanische und/oder manuelle Aktivierungen zum Umordnen der Segmente 32 können verwendet werden. In anderen Ausführungsformen wird eine elektromechanische Aktivierung bereitgestellt. Ein Motor verursacht, dass die Segmente 32 entlang der Führung 36 gleiten. Das Gleiten wird durch piezoelektrische oder elektromagnetische Motoren verursacht, di ein der Nähe des Wandlers oder des Arrays 12 angeordnet sind. Die Motoren werden elektronisch vom Sondengriff gesteuert. Anstelle von oder mit dem Führungsdraht 26 können Betätigungsstangen verwendet werden. Betätigungsstangen können durch Drehen, durch Schieben/Ziehen oder beides verwendet werden.
Wenn der Benutzer oder Motor an dem am weitesten distal oder proximal gelegenen Zapfen 38 zieht, bewegen sich die Bildgebungswandler oder Segmente 32. Die Segmente 32 sind relativ zueinander innerhalb des Gehäuses 50 verschiebbar und/oder drehbar. Die Segmente 32 bewegen sich gegen Widerstand, der von einem der fixierten Zapfen 38 geleistet wird. Durch Gleiten entlang der Führung 36 können die Segmente 32 zur Bildung verschiedener Blenden angeordnet oder konfiguriert werden. Eine Sperre kann einrasten, um die Segmente 32 in einer der oder in beiden Blenden festzuhalten. Beide Blenden können zum Abbilden desselben Patienten verwendet werden. Beispielsweise erfolgt die Rekonfiguration, während sich das Array 12 und ein Teil des Gehäuses 50 im Patienten befinden.
Die 2-4 zeigen die Bildung von zwei verschiedenen Blenden, wobei eine lang und schmal zur Bewegung durch das Lumen ist und die andere symmetrischer entlang Azimut und Elevation für Volumen- oder multiplanare Bildgebung ist. Das Aspektverhältnis des Arrays 12 oder des Wandlers verändert sich von einem längeren, schmaleren Profil zu einem rechteckigen oder mehr quadratischen Profil durch Gleiten der nichtfaltenden Segmente 32.
Die 2 und 3 zeigen Draufsichten und Seitenansichten der Segmente 32, die zur Einführung der Sonde 18 in den Patienten und/oder zur Bewegung des Arrays 12 durch ein Lumen des Patienten angeordnet sind. In 2 ist die Sende- und Empfangsrichtung (Tiefe) für akustische Energie jedes Segments 32 in das oder aus dem Zeichnungsblatt. In 3 ist die Sende- und Empfangsrichtung (Tiefe) für die akustische Energie periduktulär zur oberen Längskante jedes Segments 32 innerhalb der Ebene des Zeichnungsblatts. In dieser beispielhaften Anordnung sind alternierende Segmente 32 in einem Winkel von 18 Grad und 162 Grad mit der Länge des Katheterkörpers angeordnet. Andere Winkel können verwendet werden. Beispielsweise können die Segmente 32 in derselben Ebene liegen, so dass der Winkel 0 Grad beträgt. Die Elemente 24 der Segmente bilden eine lange (z.B. 192 Elemente) und schmale (z.B. 12 Elemente) Blende der vier Segmente. Beispielsweise ist die Blende mehr als 27,4 mm lang und 2,3 mm breit. Die Halter und Federn 34 können die Teile des Arrays 12 trennen, so dass die aus mehreren Segmenten 32 gebildete Blende gegebenenfalls nicht kontinuierlich ist. Wenn ein Winkel verwendet wird, der nicht Null beträgt, kann ein einzelnes Element 32 für planare Bildgebung verwendet werden, wobei sich die Ebene von der Sonde 18 am Winkel des Segments 32 zur Längsachse der Sonde 18 erstreckt. Alternativ werden mehrere der Segmente mit den Winkeln und Lücken verwendet, die bei der elektronischen Strahlformung berücksichtigt werden. Diese relativ lange und schmale Anordnung der Segmente 32 ermöglicht es der Sonde 18, zur leichteren intravaskulären Einführung und Platzierung lang, dünn und flexibel zu sein.
In einer Ausführungsform bilden die rechteckigen Segmente 32 2D-Arrays oder Subarrays mit kürzeren Enden und längeren Seiten. Zur Einführung sind die Segmente 32 im Allgemeinen mit dem kurzen Ende zum kurzen Ende benachbart (siehe 2 und 3) und sie bilden ein längeres Array 12 mit der gleichen Breite (kurze Endbreite) wie die Segmente 32. Durch Verschieben der Zapfen 38 in der Führung 36 kann die bei der Bildgebung verwendete Blende mechanisch umgeordnet werden. 4 zeigt ein Beispiel. Diese zusätzliche Blende wird gebildet, indem die längeren Kanten der Segmente 32 nebeneinander angeordnet werden, statt der kürzeren Enden. Durch Zusammenziehen oder Zusammenschieben der Zapfen- oder Stiftenden der Segmente 32 wird eine Blende verfügbar, die symmetrischer, quadratischer oder ähnlicher in Bezug auf Azimut- und Höhendimension ist. Die Wandler gleiten in eine quadratischere Blende.
In dem Beispiel von 4 wird eine quadratische Blende bereitgestellt, so dass die Qualität der Bildgebung sowohl in Azimut als auch in Höhe gleich ist. Die Blende wird gebildet, indem die vier Segmente 32 Seite an Seite auf den langen Seiten mit wenigen (z.B. 2 oder weniger Elemente) bis keinen Lücken zwischen den Segmenten platziert werden, wodurch in einer Ausführungsform ein Array 12 von ungefähr 7,2×7,2 mm² bereitgestellt wird. Eine Dimension (z.B. Azimut) hat die gleiche Länge wie die Segmente 32 (in 4 vertikal gezeigt), und die andere Dimension (z.B. Höhe) hat die gleiche Länge wie die Länge der Segmente 32, wird aber von vier kurzen Endbreiten gebildet (in 4 horizontal gezeigt). Die Segmente 32 werden umgeordnet, um ein 2D-Array 12 mit größerer Breite oder Höhe als das Array 12, das von kurzem Ende zu kurzem Ende in Figur bereitgestellt wird, bereitzustellen. Andere rechteckige, aber quadratischere (Breite ähnlicher der Länge oder Elevation ähnlicher dem Azimut) Arrays 12, die von den Segmenten 32 gebildet werden, können bereitgestellt werden.
Das Gleiten eines oder mehrerer Segmente 32 in Bezug auf das jeweils andere verursacht, dass die Segmente 32 ein quadratischeres oder symmetrischeres 2D-Profil für die 3D-, Volumen- oder multiplanare Bildgebung erzeugen. Beispielsweise wird nach vollendeter Einführung das Array 12 aus der langen und schmalen Einführungsanordnung (siehe 2 und 3) in das Array 12 für Volumenbildgebung rekonfiguriert. In einem Herzbeispiel wird das 2D-Array 12 aus 4 innerhalb einer Herzkammer verwendet, während das Array 12 der 2 und 3 während der Führung oder Einführung zum Platzieren des Arrays 12 in der Kammer verwendet wird. Sobald er sich in der Kammer befindet, wird dieser breite, quadratischere Matrix-Wandler ähnlich wie eine transösophageale Sonde bereitgestellt, obwohl er durch schmale und gewundene Gefäßgänge geleitet werden musste. Die zurückziehbaren Wandlersegmente 32 können ein quadratischeres Profil für 3D-Volumenbildgebung erzeugen, ohne die Einführung oder Bewegung im Lumen zu behindern.
Der expandierbare Abschnitt 30 wird aufgeblasen, dehnt sich oder expandiert, um eine Rekonfiguration des Arrays 12 zu ermöglichen. Durch Verwendung von Kraft von den Segmenten 32, eingepumpter Flüssigkeit (z.B. Kochsalzlösung) oder einer anderen mechanischen Anordnung expandiert der expandierbare Abschnitt 30, um Platz für das Array 12 zu schaffen. Die Expansion erfolgt vor und/oder während der Rekonfiguration des Arrays 12. In dem Beispiel von 4 ist der expandierbare Abschnitt 30 ein Ballon, der mit Kochsalzlösung aufgeblasen wird. Die Stifte 38 werden in der Führung 36 verschoben, um das Array 12 in der Volumenbildgebungsblende in dem zuvor aufgeblasenen Ballon zu bilden (z.B. ist der Ballon orthogonal zur Zeichnungsebene).
5 zeigt eine andere Ausführungsform für ein verschiebbares Umordnen der Segmente 32 zwischen einer relativ langen und schmalen Blende 60 und einer quadratischeren oder weniger langen und breiteten Blende 62. Jedes Segment 32 hat mindestens eine abgewinkelte Oberfläche 64, die mit einer anderen abgewinkelten Oberfläche 64 eines benachbarten Segments 32 zusammenpasst. Jeder Winkel kann verwendet werden, beispielsweise ungefähr 45 Grad. Mehrere abgewinkelte Oberflächen 64 an einem Ende eines Segments 32 können bereitgestellt werden. Die abgewinkelten Oberflächen 64 führen die Segmente 32, so dass sie gestapelt und entstapelt werden, wenn Kraft von einem oder mehreren Führungsdrähten 26 aufgebracht wird. Die lange schmale Blende 60 wird zur Einführung von den Ende zu Ende (kurzes Ende benachbart) ausgerichteten Segmenten 32 gebildet, und die quadratischere Volumenbildgebungsblende 62 wird von den lange Seite an lange Seite gestapelten Segmenten 32 gebildet. Die nebeneinander liegenden abgewinkelten Oberflächen 64 verursachen, dass die Segmente 32 gegeneinander gleiten, um zwischen den zwei Blenden 60, 62 zu wechseln. Die Winkel 64 ermöglichen Gleiten zur Bildung der Blenden 60, 62.
In einer Ausführungsform können die Segmente 32 in ein zweidimensionales Array 12 konfiguriert werden, indem die Segmente 32 aus einer Aufbewahrungstasche innerhalb der Sonde an Ort und Stelle verschoben werden. Die mechanische Aktion wird durch Führungsdrähte 26 gesteuert, die vom Griff der Sonde gezogen werden. Die flexiblen Verbindungen 66, die mindestens einen Teil der Leiter 16 bilden, werden auch mit einem auflaminierten Verstärkungselement kombiniert, wie etwa mit einem Kevlar-Gewebe oder sogar mit einem sehr dünnen, federartigen Metall. Die Führungsdrähte 26 ziehen die Segmente 26 an Ort und Stelle und halten sie während der Bildgebung unter Spannung. Spannung wird auch durch die flexiblen Verbindungen 66 bereitgestellt. Wenn der Vorgang beendet ist, lockern sich die Führungsdrähte 26 und die flexiblen Verbindungen 66 ziehen die Segmente 32 zurück an Ort und Stelle, wodurch die lange schmale Blende 60 gebildet wird. Die Führungsdrähte 26 können stattdessen zusätzliche verstärkte flexible Verbindungen sein, wodurch die Anzahl der elektrischen Verbindungen zu den Segmenten 32 verdoppelt wird.
Indem ein Segment 32 (z.B. Modul 1) fixiert wird, kann dieses Segment 32 stets zur Bildgebung verwendet werden, sogar wenn die Volumenbildgebungsblende 62 nicht zum Einsatz kommt. Während der Führung der Sonde 18 (z.B. Katheter in das Herz) kann beispielsweise dieses Segment 32 (z.B. Modul 1) oder können mehrere Segmente 32 in Inline-Zustand (z.B. 5 oben) in der langen schmalen Blende 60 verwendet werden. Der expandierbare Abschnitt 30 kann ein Ballon sein, der mit einem nichttoxischen Schmiermittel oder Hydrogel gefüllt ist, das mechanische Schmierfähigkeit sowie ein akustisches Kopplungsmittel zwischen den Wandlersegmenten 32 und der Außenumgebung des Patienten bereitstellt.
In anderen Ausführungsformen werden andere Strukturen zum Führen der Segmente 32 relativ zueinander zum Stapeln und Entstapeln oder Umordnen zwischen zwei verschiedenen Blenden bereitgestellt. 6 zeigt ein Beispiel, in dem Arme 68 drehbar zwischen zwei oder mehr Segmenten 32 verbunden sind. Die Arme 68 sind schwenkbar mit den verschiedenen Segmenten 32 verbunden. Zwischen beliebigen zwei oder mehr bestimmten Segmenten 32 sind eine beliebige Anzahl, beispielsweise vier, parallele Arme 68 verbunden. Die Arme 32 drehen sich, um das obere Segment 32 dabei zu unterstützen, platziert zu werden und parallel zum unteren Segment 32 zu bleiben. Dann können ein oder mehrere Segmente 32 zwischen den mit den Armen 68 verbundenen Segmenten 32 gleiten. Führungsdrähte 26 oder Schiebe- oder Zuganordnungen können den Mechanismus betätigen.
Zum Erfassen der Bildung der einen oder der beiden Blenden 60, 62 können ein oder mehrere Sensoren 74 bereitgestellt werden. 4 zeigt ein Beispiel, in dem ein Kontaktsensor 74 die für die Volumenbildgebungsblende angeordneten Segmente 32 erfasst. Andere Arten von Sensoren können verwendet werden, wie Strom-, resistive, optische, Infrarot-, magnetische Positions-, Hall-Effekt-, GMR-, induktive oder kapazitive Sensoren. Der Sensor oder die Sensoren 74 können von den Segmenten 32 getrennt oder in diese eingearbeitet sein. Der Sensor 74 ist ein Positionssensor, so dass die Blendenbildung erkannt und an eine Benutzerschnittstelle oder einen Prozessor, die/der die Bildgebung steuert, übertragen wird. Der Sensor 74 kann den relativen Versatz zwischen jedem Wandlersegment 32 messen. Der Versatz kann dazu verwendet werden, Einstellungen an der Strahlformung vorzunehmen, um Lücken in der Blende 60, 62 aufgrund der Verwendung der verschiedenen Segmente 32 zu berücksichtigen.
7 zeigt eine andere Ausführungsform zur Verwendung bei HIFU. Die Strukturen von 2-4 werden verwendet. Die Segmente 32 haben Elemente mit hohem „Q“ für die Übertragung höherer akustischer Energie und/oder längerer Impulse für HIFU. Zwei Segmente 32 können nur die HIFU-Übertragungselemente aufweisen. Zwei andere Segmente 32 weisen sowohl die HIFU-Übertragungselemente als auch Elemente für Ultraschallbildgebung auf, wie etwa für M-Mode-Bildgebung bei höheren Frequenzen ohne Steuerung. Die zwei inneren Segmente 32 bilden beispielsweise das M-Mode-Bildgebungsarray 72, das von dem HIFU-Array 70 umgeben ist, das von allen vier Segmenten 32 gebildet wird. Die HIFU-Elemente können einen festen Fokus bei Rayleighlänge eines Mittelwandlers aufweisen. HIFU kann zur Behandlung verwendet werden, beispielsweise zur Ablation des Herzens oder der Bauchspeicheldrüse.
Wieder bezugnehmend auf 1 fokussiert der Beamformer 52 elektronisch entlang der Azimut- und/oder Elevationsrichtungen. Es wird eine Vielzahl von Scanlinien mit einer Blende abgetastet. Während Empfangsvorgängen kann der Fokus in Abhängigkeit von der Tiefe variieren (d. H. dynamische Fokussierung).
Der Bildprozessor 54 ist ein Detektor, ein Filter, ein Prozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ein Field Programmable Gate Array, ein digitaler Signalprozessor, ein Steuerprozessor, ein Bildrasterwandler, ein dreidimensionaler Bildprozessor, ein Grafikprozessor, eine Analogschaltung, eine Digitalschaltung oder Kombinationen davon. Der Bildprozessor 54 empfängt strahlgeformte Daten und erzeugt Bilder auf der Anzeige 56. Die Bilder sind mit einer zweidimensionalen Abtastung während der Einführung unter Verwendung zumindest eines Teils der langen schmalen Blende assoziiert. Die Bilder sind mit einer dreidimensionalen Abtastung nach der Einführung unter Verwendung der symmetrischeren Volumenbildgebungsblende assoziiert. Daten, die ein Volumen repräsentieren, werden durch Abtasten erfasst und ein Bild wird aus der 3D-Aufnahme erzeugt.
8 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahren für die Ultraschallbildgebung mit einer endoluminalen Ultraschallsonde. Gleitfähige Subarrays in der Sonde werden zur Abbildung mit zwei verschiedenen Blenden verwendet. Die Sonden aus 2-5 und 7 oder andere intraluminale Sonden mit gleitfähigen Subarrays werden zur Abbildung mit verschiedenen Blenden von innerhalb des Patienten verwendet.
Zusätzliche, andere oder weniger Handlungen können bereitgestellt werden. Beispielsweise sind Handlungen zum Konfigurieren des Ultraschallbildgebungssystems und/oder Handlungen für Diagnose oder Behandlung enthalten. Die Handlungen werden in der gezeigten Reihenfolge oder in einer anderen Reihenfolge durchgeführt.
In Handlung 80 wird eine intraluminale Sonde in einen Patienten eingeführt. Die Sonde wird in ein Lumen, beispielsweise in ein Blutgefäß, eingeführt. Beispielsweise ist die Sonde ein intrakardialer Katheter.
Die intraluminale Sonde weist mindestens zwei Subarrays auf. Die zwei Subarrays sind getrennte Vorrichtungen, die relativ zueinander bewegt werden können. Die zwei Subarrays sind zur Einführung auf eine solche Weise angeordnet, dass Wölbungen oder andere Störungen mit der sich in das Lumen im Patienten bewegenden Sonde und/oder mit der in den Patienten eindringenden Sonde vermieden werden. Beispielsweise sind die zwei Subarrays mit dem kurzen Ende am kurzen Ende angeordnet, wodurch ein langes und schmales Array mit einer Breite von 3, 5 oder 10 mm oder weniger gebildet wird. Für andere Arten von Sonden kann die Breite größer sein, beispielsweise 25 mm oder weniger.
In Handlung 82 werden ein oder mehrere der Subarrays zur Abbildung des Patienten verwendet. Die Subarrays bilden eine Blende, die sich mehr entlang der Länge der Sonde als entlang der Breite erstreckt. Beispielsweise liegen die Subarrays mit dem kurzen Ende am kurzen Ende während der Einführung. Ein, mehrere oder alle Subarrays verbinden sich mit dem Beamformer zur Bildung einer Blende für die 2D-Bildgebung.
In der Anordnung von 2 liegen ein oder mehrere der Subarrays in einem Winkel, der nicht Null beträgt, zur Länge der Sonde. Der Winkel führt dazu, dass sich die Abbildungsebene im Winkel zur Länge der Sonde befindet. In anderen Ausführungsformen ist der Winkel Null oder der Beamformer steuert zum Scannen in einer Ebene entlang der Länge der Sonde. Wenn die Subarrays im Null-Winkel ausgerichtet sind (siehe 5) oder wenn Strahlformen zur Berücksichtigung verschiedener Winkel verwendet wird, kann die für die Bildgebung verwendete Blende mehr als ein Subarray aufweisen.
Zur Unterstützung der Einführung werden Bilder erzeugt. Durch Scannen unter Verwendung der Blende zur Einführung werden zweidimensionale Bilder erzeugt.
In Handlung 84 werden die zwei Subarrays neu angeordnet. Unter Verwendung manueller oder motorisierter Kraft werden ein oder mehrere der Subarrays innerhalb der Sonde verschoben. Beispielsweise wird ein Steuerdraht geschoben oder gezogen.
Ein oder mehrere Subarrays gleiten bezüglich anderer Subarrays, beispielsweise relativ zueinander. Das Umordnen erfolgt von einer Blende, die zur Bildgebung während der Einführung gebildet wurde, zu einer Blende zur Bildgebung nach Platzierung der Sonde im Patienten. Sobald sich die Spitze der Sonde innerhalb einer Herzkammer befindet, werden die Subarrays beispielsweise zu einer anderen Blende für Volumenbildgebung umgeordnet.
Die Umordnung kann die Subarrays bewegen, um sie zur Ausrichtung entlang der langen Seiten statt der kurzen Seiten zu stapeln oder zu drehen. Beispielsweise werden die Winkel der Subarrays aus 5 zum Stapeln der Arrays verwendet. Als anderes Beispiel verursachen die Zapfen in den Führungen eine Drehung der Segmente aus 2 und 3 gegeneinander, wodurch das Array aus 4 gebildet wird.
Das Sondengehäuse kann aufgrund der Umordnung oder zum Ermöglichen der Umordnung expandiert werden. Beispielsweise wird Flüssigkeit in das Gehäuse der Sonde an einem expandierbaren Abschnitt, wie an einem Ballon, gepumpt. Die zugefügte Flüssigkeit verursacht eine Ausdehnung des expandierbaren Abschnitts in den Patienten, wodurch mehr Raum für die größere oder breitere Blende erzeugt wird, die durch das Umordnen der Subarrays gebildet wurde.
In Handlung 86 werden mehrere der Subarrays zur Abbildung des Patienten verwendet. Die Subarrays bilden eine Blende, die breiter als die Sonde während der Einführung ist. Die erhöhte Breite ermöglicht Volumenabtastung und -bildgebung. Beispielsweise werden die Subarrays so gestapelt, dass die längsten Seiten nebeneinander liegen, wie es in den 4 und 5 zu sehen ist.
Die Subarrays verbinden sich mit dem Beamformer zur Bildung einer Blende für Volumen-, 3D- oder multiplanare Bildgebung. Die Blende wird für Volumenabtastung verwendet. Zur Unterstützung der Diagnose und/oder Behandlung werden Bilder erzeugt. Durch Scannen unter Verwendung der Blende für Volumenbildgebung werden aus 3D wiedergegebene Bilder erzeugt.
In Handlung 87 wird die zweite Blende deaktiviert. Die Subarrays werden zur Bildung der ersten Blende umgeordnet. Federkraft, über den Steuerdraht aufgebrachte Kraft oder eine andere Kraft ordnet die Subarrays um, um sie zur Anordnung aus Handlung 82 zurückzuführen.
In Handlung 88 wird der Ballon oder expandierbare Abschnitt des Gehäuses entleert oder abgeflacht. Die Sonde kann dann in Handlung 89 entfernt werden.
Während die Erfindung oben mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurde, können viele Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass die obige detaillierte Beschreibung nicht als einschränkend sondern als der Veranschaulichung dienend angesehen wird, und dass die folgenden Ansprüche, einschließlich aller Äquivalente, den Geist und Umfang dieser Erfindung definieren sollen.

Claims

Ultraschallsonde für Ultraschallbildgebung, wobei der Ultraschallwandler umfasst: ein Gehäuse (50), das zur Einführung in einen Patienten ausgelegt ist, wobei das Gehäuse (50) einen expandierbaren Abschnitt (30) aufweist; eine Führung (36) innerhalb des Gehäuses(50); ein erstes zweidimensionales Array (32) von Elementen (22), das mit der Führung (36) verbunden ist; und ein zweites zweidimensionales Array (32) von Elementen (22), das mit der Führung (36) verbunden ist; wobei das erste zweidimensionale Array (12) entlang der Führung (36) bezüglich des zweiten zweidimensionalen Arrays (32) verschiebbar ist, um erste und zweite Bildgebungsblenden der Ultraschallbildgebung zu bilden, während sich das Gehäuse (50) und die ersten und zweiten zweidimensionalen Arrays (32) im Patienten befinden.
Ultraschallsonde nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (50) einen expandierbaren Abschnitt (30) neben den ersten und zweiten zweidimensionalen Arrays (32) umfasst, wobei sich die erste Bildgebungsblende innerhalb des Gehäuses (50) ohne Expansion des expandierbaren Abschnitts (30) befindet, und wobei sich die zweite Bildgebungsblende innerhalb des Gehäuses (50) mit Expansion des expandierbaren Abschnitts (30) befindet.
Ultraschallsonde nach Anspruch 1, wobei ein erstes Ende des ersten zweidimensionalen Arrays (32) mit einem ersten Stift (38) mit der Führung (36) verbunden ist, und ein erstes Ende des zweiten zweidimensionalen Arrays (32) mit einem zweiten Stift (38) mit der Führung (36) verbunden ist, und wobei eine Feder das erste zweidimensionale Array (32) mit dem zweiten zweidimensionalen Array (32) verbindet, wobei die Feder an einem zweiten Ende des ersten zweidimensionalen Arrays (32) und einem zweiten Ende des zweiten zweidimensionalen Arrays (32) verbunden ist; ferner umfassend einen Draht (26), der mindestens mit dem ersten zweidimensionalen Array (32) verbunden ist, um das erste zweidimensionale Array (32) entlang der Führung (36) zu verschieben.
Ultraschallsonde nach Anspruch 1, wobei die erste Bildgebungsblende länger und schmaler als die zweite Bildgebungsblende ist, wobei die ersten und zweiten zweidimensionalen Arrays (32) rechteckige Arrays (32) umfassen, deren Enden jeweils kürzer als die Seiten sind, wobei in der ersten Bildgebungsblende eines der Enden des ersten zweidimensionalen Arrays (32) neben einem der Enden des zweiten zweidimensionalen Arrays (32) liegt, und in der zweiten Bildgebungsblende eine der Seiten des ersten zweidimensionalen Arrays (32) neben einer der Seiten des zweiten zweidimensionalen Arrays (32) liegt, wobei die zweite Bildgebungsblende eine quadratische oder rechteckige Form mit einer Länge der Seite des ersten zweidimensionalen Arrays (32) und einer Breite von mindestens einer Summe der Längen der Enden des ersten und des zweiten zweidimensionalen Arrays (32) aufweist.
Ultraschallsonde nach Anspruch 1, wobei in der ersten Bildgebungsblende eine längste Achse der ersten und zweiten zweidimensionalen Arrays (32) an verschiedenen Winkeln, die nicht Null betragen, zu einer Längsachse des Gehäuses (50) angeordnet ist.
Ultraschallsonde nach Anspruch 1, wobei das erste zweidimensionale Array (32) eine erste abgewinkelte Oberfläche (64) aufweist und das zweite zweidimensionale Array (32) eine zweite abgewinkelte Oberfläche (64) aufweist, wobei die ersten und zweiten abgewinkelten Oberflächen (64) nebeneinander liegen, um zu verursachen, dass das erste zweidimensionale Array (32) mit dem zweiten zweidimensionalen Array (12) gestapelt wird, indem die erste abgewinkelte Oberfläche (64) entlang der zweiten abgewinkelten Oberfläche (64) gleitet.
Ultraschallsonde nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Sensor (74), der zum Erfassen der Bildung der zweiten Blende und/oder der Bildung der ersten Blende ausgelegt ist.
Ultraschall-Array (12) für einen Katheter oder eine intraluminale Sonde, wobei das Ultraschall-Array (12) umfasst: ein Gehäuse (50), das zur Einführung in einen Patienten ausgelegt ist; eine Vielzahl von Multielement-Wandlern (32), die relativ zueinander innerhalb des Gehäuses (50) verschiebbar sind, wobei die Multielement-Wandler (32) in erste und zweite Bildgebungsblenden konfigurierbar sind, während sie sich im Patienten befinden, wobei die erste Bildgebungsblende eine andere Form als die zweite Bildgebungsblende aufweist, wobei die erste Bildgebungsblende durch Verschieben von den in der zweiten Bildgebungsblende angeordneten Wandlern gebildet wird.
Ultraschall-Array (12) nach Anspruch 8, wobei das Gehäuse (50) einen Ballonabschnitt (30) aufweist, wobei Flüssigkeit den Ballonabschnitt (30) für die zweite Bildgebungsblende aufbläst, und einen Steuerdraht, der mit mindestens einem der Multielement-Wandler (32) verbunden ist, wobei der Steuerdraht (26) zum Verschieben der Multielement-Wandler (32) relativ zueinander ausgelegt ist.
Verfahren für die Ultraschallbildgebung, wobei das Verfahren umfasst: Einführen (80) einer intraluminalen Sonde in einen Patienten, wobei die intraluminale Sonde mindestens zwei Subarrays (32) aufweist; Abbilden (82) unter Verwendung mindestens eines der zwei Subarrays (32) als eine erste Blende, die sich größtenteils entlang einer Länge der intraluminalen Sonde erstreckt, wobei die zwei Subarrays (32) entlang der Länge der intraluminalen Sonde nebeneinander liegen; Umordnen (84) der zwei Subarrays (32) in eine zweite Blende, während sie sich im Patienten befinden; und Abbilden (86) unter Verwendung der zwei Subarrays (32) als die zweite Blende.