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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Ultraschallbildgebungskatheter
und genauer Ultraschallwandler, die bei solchen Kathetern eine verbesserte
Auflösung
bereitstellen.
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Die
intravaskuläre
Abbildung von Blutgefäßen und
umgebendem Gewebe bietet auf einer Vielzahl medizinischer Gebiete
immer noch großen
Nutzen. Eine besonders erfolgreiche Konstruktion eines intravaskulären Katheters 10 ist
in den 1A und 1B gezeigt.
Der Katheter 10 verwendet eine drehbare Bildgebungsanordnung 12 mit
einem distalen Ende 16 und einem proximalen Ende. Ein Ultraschallwandler 14 ist
am distalen Ende 16 befestigt. Das proximale Ende ist betriebsfähig an einem
flexiblen Antriebskabel (nicht gezeigt) befestigt. Der Wandler 14 hat
typischerweise eine elliptische Gestalt mit einer ebenen Außenfläche. Die
Hauptachse der Wandleraußenfläche ist
mit einer Längsachse 20 der Bildgebungsanordnung 12 ausgerichtet.
In anderen Fällen
hat der Wandler 14 eine runde Gestalt mit einer ebenen
Außenfläche, wie
in 1C gezeigt.
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Während des
Betriebs ist eine flexible Ummantelung 18 in einen Patienten
eingeführt,
wobei das Antriebskabel und die Bildgebungsanordnung 12 innerhalb
der Ummantelung 18 angeordnet sind. Die Bildgebungsanordnung 12 wird
während
der Übertragung
von Ultraschallsignalen in den Patienten typischerweise innerhalb
der Ummantelung 18 gedreht. Während der Drehung der Bildgebungsanordnung 12 projiziert
der Wandler 14 Ultraschallsignale in eine 360Grad-Bildebene.
Die Bildebene weist eine In-Ebene- oder X-Ebene-Komponente 22 auf,
die hauptsächlich
durch die Drehung des Wandlers 14 erzeugt wird. Die Bildebene
weist außerdem
eine quer zur Ebene verlaufende Komponente oder Y-Ebene-Komponente 24 auf,
die bei dem in 1B gezeigten Wandler hauptsächlich durch
die Länge der
Hauptachse des Wandlers 14 erzeugt wird. Das Wandlerelement 14 ist
mit Elektronik verbunden, die typischerweise außerhalb des Körpers des
Patienten gehalten wird, um durch wohlbekannte Techniken ein Videobild
wenigstens eines Abschnitts der Bildebene zu erzeugen.
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Zur
Erzeugung von Bildern ist es erwünscht, dass
vom Wandler 14 gesendete Ultraschallsignale durch die Ummantelung 18 hindurchtreten
und von Gewebe oder Flüssigkeiten
reflektiert werden. Ein Teil der vom Wandler 14 gesendeten Ultraschallsignale
wird jedoch typischerweise von der Ummantelung 18 reflektiert.
Ein anderer Teil der Ultraschallsignale tritt durch die Ummantelung 18 hindurch,
wird jedoch während
des Durchtritts durch die Ummantelung 18 abgelenkt.
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Ultraschallsignale
haben typischerweise ein In-Ebene-Profil, das sich von einem Profil
quer zur Ebene unterscheidet, was zumindest zum Teil auf die Wirkung
der Ummantelung auf das Ultraschallsignal und auf die Gestalt des
Wandlers zurückzuführen ist. Das
In-Ebene-Profil ist typischerweise schmäler oder enger als das Profil
quer zur Ebene. Dies ist durch einen Vergleich von 2A (die
ein In-Ebene-Profil 26 bei einem runden Wandler darstellt)
mit 2B (die ein Quer-zur-Ebene-Profil 28 bei
einem runden Wandler darstellt) zu ersehen. Des Weiteren hat das In-Ebene-Profil 26 eine
Brennweite, die im Vergleich zur Brennweite im Quer-zur-Ebene-Profil 28 kürzer ist.
Infolgedessen hat der Wandler 14 in der in der Ebene verlaufenden
Richtung 22 eine bessere laterale Auflösung als in der quer zur Ebene
verlaufenden Richtung 24.
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Es
ist daher erwünscht,
in der quer zur Ebene verlaufenden Richtung ein engeres Strahlprofil
zu erzeugen, so dass der Brennpunkt näher an der Wandleroberfläche liegt.
Daraus ergibt sich eine verbesserte laterale Auflösung quer
zu Ebene. Es ist ferner erwünscht,
einen kreisförmigeren
oder symmetrischeren Querschnitt für das Ultraschallsignalprofil bereitzustellen,
so dass die laterale Auflösung
sowohl in der Ebene als quer zur Ebene ähnlich oder gleich ist.
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US 4,572,201 offenbart eine
Ultraschallanordnung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird eine
Ultraschalbildgebungsanordnung bereitgestellt, die in dem zugehörigen unabhängigen Anspruch
definiert ist, auf den nun Bezug genommen werden sollte. Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den zugehörigen abhängigen Ansprüchen definiert,
auf die nun ebenfalls Bezug genommen werden sollte.
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Die
vorliegende Erfindung stellt Bildgebungsanordnungen und -katheter
bereit, die Ultraschallwandler verwenden, welche ein verbessertes Bildgebungsvermögen bieten.
Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung infolge der Positionierung
des Wandlers auf der Bildgebungsanordnung eine verbesserte laterale
Auflösung
bereit. Dies er zeugt ein engeres Bildgebungssignal in der quer zur
Ebene verlaufenden Richtung, wodurch die laterale Auflösung verbessert
wird. Das Krümmungsprofil
der Wandleraußenfläche kann
darüber
hinaus für
eine verbesserte Auflösung
ausgestaltet werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
stellt die vorliegende Erfindung eine Ultraschallbildgebungsanordnung
bereit. Die Bildgebungsanordnung umfasst ein Gehäuse mit einem distalen Ende,
einem proximalen Ende und einer Längsachse. Die Anordnung umfasst
ein Wandlerelement mit einer allgemein elliptischen Außenfläche, die
eine Hauptachse und eine Nebenachse festlegt. Das Wandlerelement
ist betriebsfähig
am distalen Ende befestigt, um die Nebenachse allgemein parallel
zur Längsachse
zu positionieren. Auf diese Weise wird quer zur Ebene ein engeres
Strahlprofil erzeugt, weil die Nebenachse allgemein parallel zur
Längsachse
der Bildgebungsanordnung verläuft,
d.h. allgemein mit dieser ausgerichtet ist.
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Bei
einer Ausführungsform
ist die Außenfläche des
Wandlerelements allgemein oval geformt. Es versteht sich für Fachleute
auf dem Gebiet, dass auch andere Wandlerformen innerhalb des Schutzumfangs
der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Bei einer anderen Ausführungsform
ist Außenfläche allgemein
eben.
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Bei
einer Ausführungsform
weist die Außenfläche entlang
der Nebenachse einen ersten Krümmungsradius
und entlang der Hauptachse einen zweiten Krümmungsradius auf. Der zweite
Krümmungsradius
ist vorzugsweise größer als
der erste Krümmungsradius.
Auf diese Weise hat das Wandlerelement in der quer zur Ebene verlaufenden
Richtung einen engeren Krümmungsradius,
um im Vergleich zu dem Fokussiereffekt in der in der Ebene verlaufenden
Richtung einen größeren Fokussiereffekt
in der quer zur Ebene verlaufenden Richtung bereitzustellen. Daraus
ergibt sich im Vergleich zu der in 1 gezeigten
Vorrichtung ein engeres Strahlprofil quer zur Ebene. Alternativ
sind der erste und der zweite Krümmungsradius
allgemein gleich.
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Bei
einer Ausführungsform
ist das proximale Ende so ausgeführt,
dass es mit einem Antriebskabel gekoppelt werden kann. Dadurch kann
das Antriebskabel so betrieben werden, dass es die Bildgebungsanordnung
dreht. Bei einer anderen Ausführungsform
sind eine Anpassungsschicht oder mehrere Anpassungsschichten betriebsfähig an der
Außenfläche des
Wandlerelements befestigt. Daraus können sich eine verbesserte
Effizienz und Bandbreite ergeben.
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Bei
einer Ausführungsform
ist das Wandlerelement ein Wandlerelement mit konischem Fokus. Alternativ
ist das Wandlerelement ein Wandlerelement mit echtem Fokus. Das
Wandlerelement wird vorzugsweise aus einer Materialgruppe ausgewählt, die Piezokunststoffe,
Piezoverbundwerkstoffe und Piezokeramiken umfasst.
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Bei
einer speziellen Ausführungsform
ist das Wandlerelement so ausgeführt,
dass es in Antwort auf einen elektrischen Eingang ein Ultraschallsignal propagiert.
Der Ultraschallstrahl umfasst eine In-Ebene-Signalkomponente, die
allgemein rechtwinklig zur Längsachse
ist, und eine Signalkomponente quer zur Ebene, die allgemein parallel
zur Längsachse
ist. Die In-Ebene-Signalkomponente hat eine In-Ebene-Brennweite,
die allgemein gleich einer Quer-zur-Ebene-Brennweite der Signalkomponente quer
zur Ebene ist. Bei einer Ausführungsform
beträgt
die In-Ebene-Brennweite zwischen ungefähr 0,25 mm und ungefähr 2,5 mm.
Ebenso beträgt
die Quer-zur-Ebene-Brennweite
zwischen ungefähr
0,25 mm und ungefähr
2,5 mm. Bei einer speziellen Ausführungsform hat die Außenfläche eine
solche Gestalt und ein solches Krümmungsradiusprofil, dass das
Ultraschallsignal in einer vorgeschriebenen Entfernung vom distalen
Ende, die z.B. zwischen ungefähr
0,25 mm und ungefähr
2,5 mm beträgt,
eine allgemein kreisförmige
Querschnittsform aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ferner Ultraschallbildgebungskatheter
mit einer vorstehend beschriebenen Bildgebungsanordnung bereit.
Der Katheter umfasst ein Antriebskabel, das mit dem proximalen Ende
gekoppelt ist, und eine Ummantelung, in der die Bildgebungsanordnung
und das Antriebskabel angeordnet sind. Gemäß einem spezifischen Aspekt
umfasst die Ummantelung Polyethylen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung,
in der die bevorzugte Ausführungsform
im Detail dargelegt ist, in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen hervor.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1A stellt
eine seitliche Schnittansicht eines bekannten Bildgebungskatheters
dar,
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1B und 1C stellen
alternative seitliche Schnittansichten des bekannten Bildgebungskatheters
aus 1A dar,
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2A–2B stellen
ein In-Ebene-Profil bzw. ein Profil quer zur Ebene der in den 1A und 1C gezeigten
Bildgebungskatheter dar,
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3A stellt
eine Draufsicht einer Bildgebungsanordnung dar, die nicht Teil der
vorliegenden Erfindung ist,
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3B–3C stellen
Schnittansichten des Wandlers, der in der Bildgebungsanordnung gemäß 3A enthalten
ist, von der Seite bzw. von vorne dar,
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4 stellt
eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Bildgebungsanordnung dar,
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5A–5E stellen
alternative Ausführungsformen
einer Wandler-/Anpassungsschichtbaugruppe zur Verwendung in erfindungsgemäßen Bildgebungsanordnungen
dar, und
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6–8 stellen
Bildgebungskatheter dar, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung
sind.
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Beschreibung der spezifischen
Ausführungsformen
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3 stellt eine Bildgebungsanordnung 50 mit
einem distalen Ende 56 und einem proximalen Ende 57 dar,
die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Das proximale Ende 57 ist
so ausgeführt,
dass es betriebsfähig
an einem Antriebskabel (nicht gezeigt) befestigt werden kann. Das
Antriebskabel dreht die Bildgebungsanordnung 50 während des
Betriebs.
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Ein
Wandlerelement 54 ist betriebsfähig am distalen Ende 56 befestigt.
Das Wandlerelement 54 kann ein Trägermaterial (nicht gezeigt)
und eine oder mehrere Anpassungsschichten (nicht gezeigt) umfassen,
die betriebsfähig
an einander entgegengesetzten Oberflächen des Wandlerelements 54 befestigt
sind. Das Wandlerelement 54 ist allgemein elliptisch oder
oval geformt und weist eine Hauptachse 58 und eine Nebenachse 60 auf.
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Während der
Drehung der Bildgebungsanordnung 50 projiziert der Wandler 54 Ultraschallsignale
in eine 360Grad-Bildebene. Die Bildebene weist eine In-Ebene- oder
X-Ebene-Komponente 62 auf, die
hauptsächlich
durch die Drehung des Wandlers 54 erzeugt wird. Die Bildebene
weist außerdem
eine quer zur Ebene verlaufende Kom ponente oder Y-Ebene-Komponente 64 auf,
die hauptsächlich durch
die Länge
der Hauptachse 58 des Wandlers 54 erzeugt wird.
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Wie
in den 3B und 3C gezeigt, weist
das Wandlerelement 54 entlang der Hauptachse 58 einen
ersten Krümmungsradius
(KR) 68 und entlang der Nebenachse 60 einen zweiten
KR 66 auf. Wie gezeigt, ist der KR 68 kleiner
als der KR 66. Mit anderen Worten, der Krümmungsradius
entlang der Nebenachse 60 ist größer als der Krümmungsradius entlang
der Hauptachse 58. Infolgedessen hat die Hauptachse 58 aufgrund
des kleineren Krümmungsradius
einen engeren Fokus. Bei einer spezifischen Anordnung beträgt der KR 68 ungefähr 2,5 Millimeter (mm)
und der KR 66 ungefähr
4,0 mm, obgleich auch andere KRs verwendet werden können.
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Ebenso
weist der Wandler 54 eine Brennweite 70 für die X-Ebene-Komponente 62 und
eine Brennweite 72 für
die Y-Ebene-Komponente 64 auf. Die Brennweite eines Wandlerelements
ist typischerweise eine Funktion der Größe des Wandlerelements und
der Frequenz der von diesem gesendeten Signale. Ein Krümmen des
Wandlerelements 54 stellt einen Fokussiereffekt bereit.
Dadurch, dass der Krümmungsradius
entlang der Hauptachse 58 enger ist, kann die Brennweite
des Wandlers 54 quer zur Ebene und in der Ebene trotz der
größeren Hauptachsenlänge allgemein
gleich sein. Bei einer Anordnung betragen die Brennweiten quer zur
Ebene und in der Ebene zwischen ungefähr 0,25 mm und ungefähr 2,5 mm.
Infolgedessen ähneln
die Bildgebungsprofile sowohl quer zur Ebene als auch in der Ebene
den in 2A dargestellten.
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Bezugnehmend
nun auf 4 wird eine beispielhafte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. 4 stellt
eine Bildgebungsanordnung 100 dar, bei der ein Wandlerelement 104 betriebsfähig an einem
distalen Ende 106 der Bildgebungsanordnung 100 befestigt
ist. Das Wandlerelement 104 weist eine Hauptachse 108 und
eine Nebenachse 110 auf. Bei einer Ausführungsform misst die Hauptachse 108 ungefähr 7,4 × 10–4 m
(0,029 Inch) und die Nebenachse 110 ungefähr 6,4 × 10–4 m (0,025
Inch), obgleich innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung auch andere
Abmessungen verwendet werden können.
Das Wandlerelement 104 weist eine allgemein ebene Außenfläche auf.
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Die
Bildgebungsanordnung 100 wird durch ein Antriebskabel (nicht
gezeigt) gedreht, wie vorstehend ausgeführt. Während der Drehung der Bildgebungsanordnung 100 projiziert
der Wandler 104 Ultraschallsignale in eine 360Grad-Bildebene.
Die Bildebene weist eine In-Ebene- oder X-Ebene-Komponente 112,
die hauptsächlich
durch die Drehung des Wandlers 104 erzeugt wird, und eine
quer zur Ebene verlaufende Komponente oder Y-Ebene-Komponente 114 auf,
die hauptsächlich
durch die Länge
der Nebenachse 110 erzeugt wird. Bei dieser Ausführungsform
ist die Hauptachse 108 mit der In-Ebene-Komponente 112 und
die Nebenachse 110 mit der quer zur Ebene verlaufenden
Komponente 114 ausgerichtet. Das Ausrichten der kürzeren Nebenachse 110 des
Wandlers 104 mit der quer zur Ebene verlaufenden Komponente
kompensiert zumindest einige der Ablenkeffekte der Ummantelung (nicht
gezeigt). Infolgedessen haben in die quer zur Ebene verlaufende Komponente 114 propagierte
Ultraschallsignale ein engeres Profil und eine kürzere Brennweite, im Vergleich
zu den in 2B dargestellten. Somit erzeugt die
Anordnung 100 ein symmetrischeres Strahlprofil als das
in 2 dargestellte.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
weist der Wandler 104 eine gekrümmte Außenfläche auf. Der Wandler 104 kann
beispielsweise überall
einen relativ gleichförmigen
Krümmungsradius
haben. Wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform mit der ebenen Wandleraußenfläche, stützt sich
diese Ausführungsform
hauptsächlich
auf die koaxiale Ausrichtung der Nebenachse 110 mit der
Bildgebungsanordnungslängsachse,
um quer zur Ebene eine verbesserte Auflösung bereitzustellen. Des Weiteren
ist das Strahlprofil sowohl in der in der Ebene als auch in der
quer zur Ebene verlaufenden Richtung verengt, da eine gekrümmte Wandleraußenfläche mit
relativ gleichförmigem
Krümmungsradius, verglichen
mit dem Wandler 104 mit ebener Außenfläche, vorhanden ist.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
weist der Wandler 104 ein Krümmungsradiusprofil auf, das dem
in Verbindung mit 3 beschriebenen ähnlich ist.
Bei dieser Ausführungsform
weist jedoch die Nebenachse 110 einen Krümmungsradius
auf, der enger als der Krümmungsradius
der Hauptachse 108 ist. Auf diese Weise hat die quer zur
Ebene verlaufende Komponente 114 der Bildebene eine verbesserte Auflösung, weil
die Nebenachse 110 allgemein mit der Längsachse der Bildgebungsanordnung 100 ausgerichtet
ist, und auch weil die Nebenachse 110 ein engeres Krümmungsradiusprofil
aufweist.
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Bezugnehmend
nun auf die 5A–5E werden
beispielhafte Wandlerelemente und Anpassungsschichten zur Verwendung
mit der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die 5A–5C beschreiben
eine Wandlerbaugruppe 150 mit konischem Fokus. Die Wandlerbaugruppe 150 umfasst einen
Wandler 152 mit einer Außenfläche 154 und einer
zweiten Stirnfläche 156.
Die Außenfläche 154 und
die zweite Stirnfläche 156 sind
mit Abstand voneinander angeordnet, um eine Wandlerdicke 158 zu erzeugen.
Wie in den 5A–5C gezeigt,
ist die Außenfläche 154 relativ
zur zweiten Stirnfläche 156 gekrümmt. Infolgedessen
variiert die Wandlerdicke 158 über den Wandler. Wandler dieses
Typs zeigen eine erhöhte
Bandbreite im Vergleich zu ähnlichen Wandlern
mit gleichförmiger
Dicke. Die 5A–5C umfassen
ferner eine Anpassungsschicht 160 mit einer ersten Anpassungsschichtstirnfläche 162 und
einer zweiten Anpassungsschichtstirnfläche 164. Die zweite
Anpassungsschichtstirnfläche 164 ist
unter Verwendung von Epoxid oder dergleichen betriebsfähig an der
Wandleraußenfläche 154 befestigt.
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Bei
der in 5A gezeigten Ausführungsform
weist die Anpassungsschicht 160 eine allgemein gleichförmige Dicke
auf. Auf diese Weise weisen die erste Anpassungsschichtstirnfläche 162 und die
zweite Anpassungsschichtstirnfläche 164 eine Krümmung auf,
die der der Wandleraußenfläche 154 gleicht.
Alternativ und wie in 5B gezeigt, ist die erste Anpassungsschichtstirnfläche 162 allgemein eben.
Infolgedessen variiert die Dicke der Anpassungsschicht 160,
wobei die Anpassungsschicht 160 nahe der Mitte am dicksten
ist. Aufgrund der kleinen Größen des
Wandlers 152 und der Anpassungsschicht 160 bei
Bildgebungskathetern, hat eine Anpassungsschicht 160 variabler
Dicke wahrscheinlich keine ernsthaft schädlichen Auswirkungen auf die Bildgebungsleistung
als Folge einer über
die Anpassungsschicht 160 variierenden Dicke. Des Weiteren kann
es einfacher sein, die erste Anpassungsschichtstirnfläche 162 eben
herzustellen. Eine weitere Ausführungsform,
die in 5C gezeigt ist, weist eine Anpassungsschicht 160 auf,
die verjüngt
ist und eine Dicke aufweist, die von der Mitte des Wandlerelements 152 zum
Rand oder Umfang des Wandlerelements 152 hin in gleicher
Weise wie die Dicke des Wandlerelements 152 zunimmt. Die
Dicke der Anpassungsschicht 160 variiert bei dieser Ausführungsform,
so dass das Verhältnis
der Dicke der Anpassungsschicht 160 zur Dicke des Wandlerelements 152 über die
gesamte Wandlerstirnfläche 154 allgemein
konstant oder nahezu konstant bleibt.
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Wie
in den 5A–5E gezeigt,
kann eine Wandlerbaugruppe 170 mit echtem Fokus mit den
erfindungsgemäßen Bildgebungsanordnungen, die
die Bildgebungsanordnungen 50, 100 umfassen, verwendet
werden. Die 5A–5E stellen
einen Wandler 172 mit echtem Fokus dar, der eine Außenfläche 174 und
eine zweite Stirnfläche 176 aufweist. Die
Stirnflächen 174, 176 sind
mit Abstand voneinander angeordnet, um eine Wandlerdicke 178 festzulegen.
Bei der Wandlerbaugruppe 170 mit echtem Fokus ist die Wandlerdicke 178 über den
Wandler 172 allgemein gleichförmig. Die 5D und 5E umfassen
ferner eine Anpassungsschicht 180 mit einer ersten Anpassungsschichtstirnfläche 182 und
einer zweiten Anpassungsschichtstirnfläche 184. Die zweite
Anpassungsschichtstirnfläche 184 ist
unter Verwendung eines Epoxids oder dergleichen betriebsfähig an der
Wandleraußenfläche 174 befestigt.
Wiederum kann die Anpassungsschicht 180 eine gleichmäßige Dicke
(wie in 5D gezeigt) oder eine variable
Dicke (wie in 5E gezeigt) aufweisen.
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Die
Anpassungsschichten
160,
180 können eine breite Palette an
Materialien umfassen und vorzugsweise eine akustische Impedanz aufweisen,
die geringer als die akustische Impedanz des Wandlers
162 bzw.
172 ist.
Derartige Anpassungsschichten
160,
180 tragen
dazu bei, die akustische Kopplung mit dem abzubildenden Gewebe oder
der abzubildenden Flüssigkeit
zu erleichtern. Die erfindungsgemäßen Anpassungsschichten können auch
ein Thermoplast umfassen, wie genauer in der
US-Anmeldung
Nr. US 6,406,433 (Anwaltsaktenzeichen 12553-009500) mit
dem Titel "Off-Aperture
Electrical Connect Transducer and Methods of Making" beschrieben.
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Bezugnehmend
nun auf 6 wird ein Bildgebungskatheter 200 beschrieben,
der nicht Teil der Erfindung ist. Der Katheter 200 umfasst
eine vorstehend beschriebene Bildgebungsanordnung. Der Katheter 200 ist
mit der Bildgebungsanordnung 50 dargestellt, die ein Wandlerelement 54 mit
einem Krümmungsradiusprofil
umfasst, wie vorstehend beschrieben. Es versteht sich jedoch für Fachleute
auf dem Gebiet, dass auch die Bildgebungsanordnung 100 und
andere Bildgebungsanordnungen mit dem Katheter 200, welcher
nicht Teil der Erfindung ist, verwendet werden können.
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Die
Bildgebungsanordnung 50, wie vorstehend genauer beschrieben,
ist zur Drehung der Bildgebungsanordnung 50 betriebsfähig an einen
Antriebskabel 210 befestigt. Die Bildgebungsanordnung 50 und
das Antriebskabel 210 sind in einer Ummantelung 220 angeordnet.
Bei einer Version umfasst die Ummantelung 220 Polyethylen
hoher Dichte, niedriger Dichte, Kombinationen daraus und dergleichen. Die
Ummantelung 220 weist bevorzugt eine akustische Impedanz
auf, die dem abgebildeten umgebenden Gewebe oder den abgebildeten
Flüssigkeiten ähnelt, um
die Auswirkungen von Signalen zu verringern, die von der Ummantelung 220 reflektiert
werden. Das Antriebskabel 210 dreht sich während des Betriebs
des Wandlers 54, wie durch den Pfeil 230 gezeigt.
Der Wandler 54 propagiert Ultraschallsignale in eine Bildebene,
die eine In-Ebene-Komponente 62 und eine quer zur Ebene
verlaufende Komponente 64 aufweist. Die quer zur Ebene
verlaufende Komponente 64 weist im Vergleich zu der in
den 1A–1B dargestellten
Anordnung eine verbesserte laterale Auflösung auf, was zum Teil darauf zurückzuführen ist,
dass der Wandler 54 in der quer zur Ebene verlaufenden
Richtung einen engeren Krümmungsradius
hat.
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Bei
einer Ausführungsform
umfasst der Katheter 200 eine Bildgebungsanordnung 100,
wie in Verbindung mit 4 beschrieben. Auf diese Weise weist
der Katheter 200 im Vergleich zu der in den 1A–1B dargestellten
Anordnung quer zur Ebene eine verbesserte laterale Auflösung auf,
was auf die Ausrichtung der Nebenachse 110 des Wandlers 104 mit
der Längsachse
des Katheters 200 zurückzuführen ist.
Auch durch Versehen des Wandlers 104 mit einem engeren
KR in der quer zur Ebene verlaufenden Richtung als in der in der
Ebene verlaufenden Richtung wird die laterale Auflösung quer
zur Ebene weiter verbessert.
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Wie
in 7 gezeigt, führt
die Verwendung der Bildgebungsanordnung 50 mit einem Wandler 54, der
das gewünschte
Krümmungsradiusprofil
aufweist, zu einer allgemein kreisförmigen Brennebene 250.
Genauer verengt der engere Krümmungsradius des
Wandlers 54 in der quer zur Ebene verlaufenden Richtung
und/oder die parallele Anordnung der Nebenachse des Wandlers zur
Längsachse
des Katheters das Ultraschallprofil quer zur Ebene in ausreichendem
Maße,
so dass die Brennweite in der quer zur Ebene verlaufenden Richtung
und die Brennweite in der in der Ebene verlaufenden Richtung allgemein
gleich sind. Infolgedessen wird ein engeres und gleichförmigeres
Ultraschallstrahlprofil erzeugt.
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8 stellt
einen Bildgebungskatheter 80 dar, ersichtlich wie in Verbindung
mit den 6 und 7 beschrieben,
außer
dass der Katheter 80 ein Wandlerelement 82 mit
einer allgemein runden Außenfläche aufweist.
Bei dieser Anordnung hat das Wandlerelement 82 in der quer
zur Ebene verlaufenden Richtung 84 einen engeren Krümmungsradius als
in der in der Ebene verlaufenden Richtung 86. Das durch
das Wandlerelement 82 erzeugte Strahlprofil ist in der
quer zur Ebene verlaufenden Richtung in ausreichendem Maße verengt,
um wenigstens einige der Strahlprofilerweiterungseffekte der Ummantelung 88 zu
kompensieren. Auf diese Weise erzeugt der Katheter 80 ein
Strahlprofil mit einer allgemein kreisförmigen Querschnittsgestalt
in der Brennebene 90.
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Die
Erfindung wurde nun im Detail beschrieben. Es versteht sich jedoch,
dass gewisse Änderungen
und Modifikationen durchgeführt
werden können.
Die obige Beschreibung umfasst beispielsweise Bildgebungsanordnungen
mit einem einzelnen Wandlerelement, obgleich die vorliegende Erfindung nicht
darauf beschränkt
ist. Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass Bildgebungsanordnungen mit
mehreren Wandlerelementen, einschließlich ringförmiger Anordnungen, innerhalb
des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen. Daher werden
der Umfang und Inhalt dieser Erfindung nicht durch die vorstehende
Beschreibung eingeschränkt. Der
Schutzumfang ist vielmehr durch die folgenden Ansprüche festgelegt.