[发明专利]超声设备

说明书

一种超声设备包括位于轴的远端处的超声头。用于驱动所述超声头的电路包括电路部件，所述电路部件被安装在柔性载体上，使得所述电路部件不要求所述设备的完全刚性部分。然后，对于给定尺寸的刚性基板，能够使换能器孔径尽可能大。减小的刚性基板的长度改善了设备的可操纵性。柔性部件载体能在平行于长度方向的所有平面中弯曲，使得所述柔性部件载体形成所述轴的端部部分，并且所述柔性部件载体能够遵循任何期望的路径。

技术领域

本发明涉及在轴的尖端处结合超声成像的设备。

背景技术

心腔内超声(ICE)导管是众所周知的。它们通常在导管尖端处结合压电或单晶超声元件以用于执行局部成像。

需要导管轴是柔性的，以使得导管能够在动脉内和心脏内转向。然而，需要超声头被形成为刚性结构，并且它通常被形成在导管的刚性尖端部分处。

在使用压电换能器或单晶超声元件的设计中，与刚性尖端长度相比，导管具有大孔径(即，刚性尖端仅用于超声头)并且在尖端中没有有源设备。这使得能够在心脏中具有最大的可操纵性的同时还具有良好的图像性能和穿透深度。

然而，期望利用电容式微机械超声换能器(CMUT)。CMUT设备正变得越来越流行，因为它们能够提供优异的带宽和声阻抗特性，这使得它们优于例如压电换能器。能够通过施加压力(例如使用超声波)来触发CMUT膜的振动，或者能够以电方式引起CMUT膜的振动。

CMUT设备使得能够形成换能器的阵列，例如使得在2D或3D中进行电子束形成成为可能。然后以尺寸为λ/2的换能器元件的阵列产生换能器，其中，λ是在身体组织中使用的超声频率的波长。

CMUT阵列设备需要本地集成电路(特别是ASIC)来实现对CMUT元件的操作。例如，脉冲发生器电路的高压脉冲和高压DC偏压由探头电路生成，该探头电路通常是位于超声探头内(即，位于探头位置处)的专用集成电路(ASIC)。ASIC促进设备的发送模式和接收模式。在接收模式中，膜位置的变化引起电容的变化，电容的变化能够以电子方式得到记录。在发射模式中，施加电信号而引起膜的振动。

除了ASIC之外，还需要若干电容器来为ASIC和CMUT提供稳定的电源。这些电容器通常相当大。

用于组装ASIC和电容器的大多数互连技术都是在刚性基板上实施的。通过在局部向这些ASIC和电容器提供换能器元件，这些刚性基板会消耗大量超声孔径，从而导致图像性能和穿透深度降低，并且/或者这些ASIC和电容器会延长刚性尖端的长度，从而降低可操纵性。

另一个问题是通向超声头的电缆。使用了大量微同轴电缆，并且这些电缆必须全部端接在同一刚性基板上。这些电缆还消耗了一些孔径空间或者延长了刚性尖端的长度。

因此，需要在使换能器头孔径最大化的同时在需要诸如ASIC或无源电路元件之类的局部超声探头电路的设计中使刚性尖端的长度最小化。

WO 2016/008690公开了一种光学换能器装置，其中，部件被安装在柔性载体上。然后折叠所述载体以形成紧凑的部件块

Wildes Douglas等人的“4-D ICE:A 2-D Array Transducer with IntegratedASIC in a 10-Fr Catheter for Real-Time 3-D Intracardiac Echocardiography”(XP011635446)公开了一种处于柔性电路的端部处的换能器阵列，其中，部件被安装在柔性电路的更柔性部分上。

Pekar Martin等人的“Frequency-agility of collapse mode 1-D CMUTarrays”(XP032988396)公开了一种处于柔性PCB的端部处的换能器，其上提供有无源部件和ASIC。

发明内容

本发明由权利要求来限定。