[发明专利]具有高频超音波换能器阵列的医疗仪器

说明书

本申请公开了具有相位阵列超音波换能器的医疗装置。所述换能器包括电耦合到相应电导体的多个换能器元件。于一实施例中，所述导体被包括在柔性电路中并且通过导电表面接合相应的换能器元件，所述导电表面形成在持有超音波阵列的框架的向外延伸的肋部上。于一实施例中，医疗装置中的相位阵列为前向，并且元件节距等于或小于0.75λ，更优选为等于或小于0.6λ。于一实施例中，换能器可在+/‑90度的角度上旋转，从而可提供装置远端周围组织的360度视角。

相关申请

本发明申请要求于2015年11月25日申请的美国临时申请号62/260,219的优先权，其全部内容通过引用并入于此。

技术领域

公开的技术涉及医疗装置，尤其涉及包括超音波换能器的医疗装置。

背景技术

超音波导管通常用于血管和其他组织的体内成像。大多数情况下，超音波导管型换能器(例如血管内超音波(IVUS)换能器)需在高频(＞15MHz中心频率)下工作，从而使阵列式换能器难以制造，并且在导管轴的严格限制下电互连和包装均具有挑战性。市场上无法获得高频相位阵列(高于15MHz中心频率)，从而基于导管的前向超音波换能器需依赖机械扫描的单元件解决方案，而侧视线形阵列或环阵列有时与单独的前向换能器结合使用。大多数情况下，导管的最大尺寸会限制使用常规超音波阵列技术和内窥镜应用相关的电互连技术。

典型的超音波导管包括侧面发光的单元件或多元件阵列，其位于细小可转向轴的远端处。一些装置中，将一种机制连接到换能器，使其可+/-180度或全方位360度旋转，从而在围绕导管的所有方向上对组织进行成像。这种机制通常涉及一个或多个滑环或其它可移动电连接的使用。此类导管包括以下问题：单元件换能器所需的可移动连接经常会发生故障，并且多元件环形阵列换能器无法对导管前面的组织进行成像，通常需要额外使用前向换能器来实现该功能。为了使换能器阵列在部分前向方向上定向，常会受到连接到各换能器元件的电缆或电线尺寸的限制，并且需依靠机械扫描来生成血管壁圆周的完整图像。此外，针对基于导管的应用所需的小包装高频曲线阵列无法从市场上买到。

考虑到这些问题，需要一种可减小换能器阵列的连接尺寸以及阵列元件和互连尺寸的机制，从而使其可像前向方向上定位的高频相位阵列一样工作，或在允许导管的直径足够小可对小血管或其他组织进行成像的同时，可使用侧面发光定位或部分侧面发光定位(例如向前45度)的较大换能器。

附图说明

图1所示为根据公开的技术的一个实施例的超音波导管；

图2A为根据公开的技术的一个实施例的位于导管内的前向超音波换能器的近视图；

图2B为根据公开的技术的一个实施例的如何将一对柔性电路中的迹线连接到换能器元件的阵列的图示；

图3A为根据公开的技术的一个实施例的超音波换能器元件的阵列和导电框架的图示；

图3B为根据公开的技术的一个实施例的压电材料片中的换能器元件的阵列的图示；

图3C为根据公开的技术的一个实施例的换能器阵列的一部分、匹配层堆叠和透镜元件的等距横截面视图；

图3D为根据公开的技术的一个实施例的换能器阵列的一部分、匹配层堆叠和透镜元件的等距横截面图；

图4所示为根据公开的技术的一个实施例的导电换能器框架和配准特征的一角的近视图；

图5所示为根据公开的技术的一个实施例的框架上形成的多个向外延伸的肋部的近视图，所述肋部设为与柔性电路上的电迹线接合；

图6所示为包括多个暴露迹线的简化柔性电路；

图7所示为根据公开的技术的一个实施例的柔性电路，其包括一对可使迹线与连接到换能器元件的导体对准的对准特征；