[发明专利]具有用于成像和压力感测的集成控制器的导管

说明书

一种血管内超声(IVUS)装置，其包括具有近侧部分和远侧部分的柔性细长构件；联接到该柔性细长构件的远侧部分的控制器；设置于该柔性细长构件的远侧部分处并与控制器通信的超声换能器；设置于该柔性细长构件的远侧部分并与控制器通信的压力换能器；以及从控制器延伸到该导管的近侧部分的多个导体，这多个导体中的至少一个导体被构造成用以承载表示由超声换能器捕获到的信息及由压力换能器捕获到的信息的信号。

本申请是2015年4月21日提交的发明名称为“具有用于成像和压力感测的集成控制器的导管”的201580020949.0号中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开主要涉及将用于成像传感器和压力传感器的控制器用于按照诊断评估患者的目标区域的系统、装置和方法。更具体地，本公开涉及利用共用控制器来执行血管内超声(IVUS)成像和压力感测以按照诊断评估患者的目标区域(例如，患者的脉管系统)的系统、装置和方法。

背景技术

血管内超声(IVUS)成像在介入心脏病学中被广泛地用作诊断工具，用于评估人体内的病变脉管(例如动脉)，用于确定需要治疗，用于引导该介入和/或用于评估其效能。IVUS成图使用超声回波以形成所关注的脉管的横截面图像。通常，IVUS导管上的超声换能器发射超声脉冲并接收所反射的超声回波。超声波很容易穿过大部分的组织和血液，但它们被通过由组织结构(例如多层脉管壁)、红细胞以及所关注的其它特征所引起的不连续性部分地反射。通过患者界面模块连接到IVUS导管的IVUS成像系统处理接收到的超声回波以产生定位有导管的脉管的横截面图像。

现今在常规用途中存在两类IVUS导管：固态的和可旋转的，每类IVUS导管都具有优点和缺点。固态的IVUS导管使用分布在导管的圆周周围并且连接到电子多路复用器电路的超声换能器阵列(通常为64个)。多路复用器电路选择用于发射超声脉冲并接收回波信号的阵列元件。通过单步调试一系列发射-接收对，固态的IVUS系统能够合成机械扫描换能器元件的效果，但没有移动部件。由于不存在旋转的机械元件，因此换能器阵列可被放置成与血液和脉管组织直接接触，并且这具有最小的脉管损伤的风险，并且固态扫描仪可被利用简单的电缆和标准的可拆式电连接器直接有线地连接到该成像系统。

在常规的可旋转IVUS导管中，单个由压电陶瓷材料制成的超声换能器元件位于柔性驱动杆的末端，该柔性驱动杆在被插入到所关注的脉管中的塑料护套内旋转。换能器元件被定向成，使得超声波束大致垂直于该导管的轴线传播。流体填充的护套保护脉管组织不受旋转的换能器和驱动杆的影响，同时允许超声信号从换能器自由地传播到组织中并返回。随着驱动杆旋转(通常以每秒30转)，利用高压脉冲周期性地激励该换能器以发射出超声波的短脉冲群。同一换能器随后侦听从不同组织结构反射的返回回波，并且IVUS成像系统利用在换能器的单个回转期间发生的由几百个这些超声脉冲构成的序列/回波采集序列来组合成脉管横截面的二维显示。

虽然固态IVUS导管使用是简单的，但由于其缺乏移动部件，它不能匹配可从可旋转的IVUS导管获得的图像质量。在同一高频下很难操作固态IVUS导管作为可旋转的IVUS装置，并且与较高频率的可旋转的IVUS导管的工作频率相比，固态IVUS导管的较低工作频率转化为较差的分辨率。还存在由于基于阵列的成像而产生的利用可旋转的IVUS装置被极大地减少或完全不存在的假象(artifact)，例如旁瓣、栅瓣以及不良的仰角聚焦(elevationfocus)(垂直于该成像平面)。尽管可旋转的IVUS导管的图像质量具有优点，但这些装置中的每一个都已经发现了在介入心脏病学市场中的适当位置(niche)，固态IVUS在易用性是至关重要的且降低的图像质量对于特定的诊断需求是可接受的情况下是优选的，同时可旋转的IVUS在图像质量是至关重要的且更为费时的导管制备被证明是合理的情况下是优选的。

在可旋转的IVUS导管中，超声换能器通常是一种具有低电阻抗的压电陶瓷元件，该压电陶瓷元件能够直接驱动将换能器连接到成像系统硬件的电缆。在这种情况下，单对电导线(或同轴线缆)被用于将来自该系统的发射脉冲承载到该换能器，并且将来自换能器的接收到的回波信号通过患者界面模块承载回到该成像系统，在该患者界面模块中，它们被组合成图像。