踏板170),一个或多个超声换能器组件(例如,超声换能器组件 150),一个或多个探头组件(例如,包括柔性传输部件、半柔性传输部件和/或刚性传输部 件的探头组件),电源线,以及任何其它辅助部件或仪器。
[0115] 在一些实施例中,套件可以仅包括将与超声能量源(例如,换能器组件150) -起 使用的消耗品。例如,在一些实施例中,套件可以包括第一传输部件和第二传输部件,例如, 传输部件130、230、330、1030或此处所述的任何其它传输部件。第一传输部件的近端部分 可以固定地耦合至第一耦合器,例如,耦合器330、430、530、630、730、830、930、1030或此处 所述的任何其它耦合器。第一耦合器限定了与第一传输部件的灌注内腔流体连通的通道。 第一耦合器配置成将第一传输部件耦合至超声换能器组件(例如,换能器组件150),以将 第一超声振动的至少一部分从超声换能器组件传递至第一传输部件,使得第一传输部件和 第一耦合器(它们可以一起形成第一探头组件)具有第一共振频率。类似地,第二传输部 件的近端部分可以固定地耦合至第二耦合器,例如耦合器330、430、530、630、730、830、930、 1030或此处所述的任何其它耦合器。第二耦合器限定了与第二传输部件的灌注内腔流体 连通的通道。第二耦合器配置成将第二传输部件耦合至超声换能器组件(例如,换能器组 件150),以将第二超声振动的至少一部分从超声换能器组件传递至第二传输部件。此外, 第二传输部件和第二耦合器(它们可以一起形成第二探头组件)可以具有不同于第一共 振频率的第二共振频率。第一共振频率和第二共振频率中的每一个均可以在大约20kHz 至大约21kHz的范围内。例如,第一共振频率可以是大约20. 8kHz,且第二频率可以是大约 20.lkHz〇
[0116] 在一些实施例中,第一传输部件可以限定第一挠曲刚度,且第二传输部件可以限 定不同于第一挠曲刚度的第二挠曲刚度。例如,第一传输部件可以是半刚性传输部件且第 二传输部件可以是刚性传输部件。因此,第一耦合器可以配置成调整与其耦合的第一传输 部件(例如,半刚性传输部件)的第一共振频率,且第二耦合器可以配置成调整与其耦合的 第二传输部件(例如,刚性传输部件)的第二共振频率,使得第一共振频率与第二共振频率 不同。这可以用来确定传输部件的挠曲刚度,例如,确定传输部件是第一传输部件(例如, 半刚性传输部件)还是第二传输部件(例如,刚性传输部件)。
[0117] 以举例的方式,在一些实施例中,配置成耦合至第一传输部件或第二传输部件的 超声换能器组件(例如,超声换能器组件150),或者与换能器组件电连通的超声发生器,可 以包括控制模块。该控制模块可以配置成检测第一共振频率和第二共振频率。此外,控制 模块可以配置成(a)当第一传输部件耦合至超声换能器组件时产生与第一传输部件相关 联的信号或(b)当第二传输部件耦合至超声换能器组件时产生与第二传输部件相关联的 信号。
[0118] 进一步扩展,控制模块可以包括算法或硬件,该算法或硬件配置成检测传输部件 的共振频率,例如,耦合至超声换能器组件的第一传输部件的第一共振频率或耦合至超声 换能器组件的第二传输部件的第二共振频率。例如,换能器组件可以包括反馈机构,例如振 动传感器、加速度计、压电检测元件或配置成检测与其耦合的传输部件的共振频率(例如, 第一共振频率或第二共振频率)的任何其它电子元件。然后,所检测到的共振频率信号可 以通过控制模块与第一共振频率和第二共振频率的预期大小进行比较。如果所测量的共振 频率信号的大小基本上类似于第一共振频率,则控制模块可以确定第一传输部件耦合到超 声能量源。然后,控制模块可以将传输部件的挠曲刚度通知用户。该通知可以是任何合适的 警报,例如音频警报(例如,宣布哪个传输部件耦合到换能器组件的语音)或视觉警报(例 如,屏幕上的消息,点亮的光源,例如举例来说,对应于第一传输部件或第二传输部件的LED 光,等等)。以该方式,由第一耦合器对第一探头组件的第一共振频率的调整和由第二耦合 器对第二探头组件的第二共振频率的调整可以提供用于确定耦合至换能器组件的传输部 件的挠曲刚度的容易的机制。在一些实施例中,第一传输部件和/或第二传输部件可以配 置成将足以碎裂肾结石(或组织)的第一超声振动和/或第二超声振动输送到肾结石(或 其他组织)。
[0119] 在一些实施例中,第一耦合器和/或第二耦合器可以包括第一部分、第二部分以 及布置在第一部分和第二部分之间的第三部分。第三部分可以包括具有一定宽度的凹槽, 使得第一部分、第二部分和第三部分共同配置成将第一超声振动和/或第二超声振动的线 性分量的至少一部分变换成第一传输部件内的扭转分量。在这样的实施例中,第一耦合器 可以包括例如耦合器730、830、930、或1030,如此处前面描述的那样。
[0120] 在一些实施例中,套件还可以包括第三传输部件。第三传输部件的近端部分可以 固定地耦合至第三耦合器,例如耦合器330、430、530、630、730、830、930、1030或此处所述 的任何其它耦合器。第三耦合器可以限定与第三传输部件的灌注内腔流体连通的通道。第 三耦合器配置成将第三传输部件耦合至超声换能器组件(例如,换能器组件150),从而将 第三超声振动的至少一部分从超声换能器组件传递至第三传输部件,使得第三传输部件和 第三耦合器(它们可以一起形成第三探头组件)具有不同于第一共振频率和第二共振频率 的第三共振频率。第三共振频率可以是在大约20kHz至大约21kHz的范围内。此外,第三 传输部件可以包括不同于第一挠曲刚度和第二挠曲刚度的第三挠曲刚度。换句话说,套件 可以包括三个传输部件或以另外方式三个探头组件,每个具有不同的挠曲刚度。例如,第一 传输部件可以是半柔性传输部件,第二传输部件可以是刚性传输部件,且第三传输部件可 以是柔性传输部件,如此处所述。此外,在这样的实施例中,当第三传输部件耦合至超声换 能器组件时,控制模块还可以操作以检测第三共振频率并产生与第三共振频率相关联的信 号。以该方式,第一、第二或第三传输部件可以可选地与相同的超声能量源(例如,超声换 能器组件150或此处所述的任何其它换能器组件)一起使用,取决于应用。例如,第一传输 部件(例如,半刚性传输部件)和第二传输部件(例如,刚性传输部件)可用于将超声振动 输送至肾结石以碎裂肾结石。此外,第三传输部件(例如,柔性传输部件)可用于将超声振 动输送到患者的脉管系统内的目标组织以碎裂目标组织,例如,血液凝块或癌细胞。在一 些实施例中,第三耦合器可以配置成将从超声能量源接收的超声振动的线性分量的至少一 部分变换成第三传输部件内的扭转分量。在这样的实施例中,第三耦合器可以是配置成将 振动的线性分量的至少一部分变换成扭转分量的任何合适的耦合器,例如耦合器730、830、 930、1030或能够执行该变换的此处所述的任何其它耦合器。包括在套件中的第一、第二和 第三传输部件中的每一个均可以是一次性使用和用完即可丢弃的。
[0121] 在一些实施例中,套件还可以包括非消耗品,例如举例来说,超声能量发生器、一 个或多个换能器组件以及一组具有不同挠曲刚度的传输部件(例如,柔性、半柔性和刚性 传输部件)。例如,在一些实施例中,套件可以包括第一超声换能器组件和第二超声换能器 组件(例如,上面参考图2描述的超声换能器组件150)、柔性传输部件、半柔性传输部件 和刚性传输部件。柔性传输部件具有与其耦合的第一耦合器,例如,分别参考图5A-B和图 6A-B描述的耦合器部件430或530。第一耦合器配置成将柔性传输部件耦合到第一换能 器组件。第一耦合器还操作以将柔性传输部件的振动模式和振动频率匹配到第一换能器 组件,使得所传输的振动频率在20kHz以上的范围内(例如,大约20kHz与大约21kHz之 间)。类似地,半柔性传输部件和刚性传输部件也分别包括与其耦合的第二和第三耦合器 (例如,参考图7A-B描述的耦合器630)。第二耦合器和第三耦合器中的每一个配置成将半 柔性传输部件耦合至第一换能器组件以及将刚性传输部件耦合至第二换能器组件。第二耦 合器和第三耦合器中的每一个还操作以分别将半柔性传输部件和刚性传输部件的振动模 式和振动频率匹配到第二换能器组件,使得所传输的振动频率在大约20kHz与大约21kHz 之间的范围内。
[0122] 在一些实施例中,套件可以包括单个换能器组件。在这样的实施例中,柔性传输部 件、半柔性传输部件和刚性传输部件中的每一个均包括与其耦合的耦合器(例如,耦合器 730、耦合器830或此处限定的任何其它耦合器)。每个耦合器操作以将柔性、半柔性和刚 性传输部件中的每一个的振动模式和振动频率匹配到换能器组件以在大约20kHz至大约 21kHz的范围内。例如,柔性传输部件可以耦合到这样的第一耦合器,该第一耦合器配置成 使得第一柔性传输部件和该第一耦合器具有第一共振频率。另外,半柔性传输部件可以耦 合到这样的第二耦合器,该第二耦合器配置成使得该半柔性传输部件和该第二耦合器具有 第二共振频率。此外,刚性传输部件可以耦合到这样的第三耦合器,该第三耦合器配置使得 该刚性传输部件和该第三耦合器具有第三共振频率,该第一共振频率、第二共振频率和第 三共振频率彼此不同。
[0123] 在一些实施例中,套件可以包括类似于上面所示和所述的超声发生器180的超声 发生器。超声发生器可以配置成区分包含在套件内的每个传输部件,并且可以自动地调整 产生和/或传送到超声换能器组件的电子信号以对应于与其耦合的传输部件。例如,由于 限定不同水平的挠曲刚度的传输部件也可能具有不同的固有(或共振)频率,因此在这样 的实施例中,超声发生器可以调整产生的电子信号的频率以对应于耦合至超声换能器组件 的传输部件的固有频率。在一些实施例中,超声发生器或换能器组件可以包括控制模块 (例如处理器),被配置成检测第一共振频率、第二共振频率和第三频率,如此处所述,并产 生与第一传输部件、第二传输部件和第三传输部件相关联的、对应于耦合至换能器组件的 任何传输部件的信号。以该方式,超声发生器可以自动地确定哪个传输部件被耦合至换能 器组件。
[0124] 包括在任何超声发生器中的处理器可以是通用处理器(例如,中央处理单元 (CPU))或配置成执行存储在存储器中的一个或多个指令的其它处理器。在一些实施例中, 处理器可以替代地是专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。处理器可以配置 成执行特定模块和/或子模块,所述模块例如可以是硬件模块、存储在存储器中并且在处 理器中执行的软件模块和/或它们的任何组合。在一些实施例中,超声发生器180可以包括 存储器,例如闪速存储器、一次性可编程存储器、随机存取存储器(RAM)、存储缓冲器、硬盘 驱动器、只读存储器(R0M)、可擦写可编程只读存储器(EPROM)等。在一些实施例中,存储器 包括指令集以使得处理器执行用于生成、控制、放大和/或传递电流至系统的另一部分(例 如,换能器组件150)的模块、过程和/或函数。
[0125] 此处所述的一些实施例(例如举例来说,与上述的超声发生器相关的实施例)涉 及具有非暂时性计算机可读介质(也可以被称为非暂时性处理器可读介质)的计算机存储 产品,所述非暂时性计算机可读介质具有在其上的指令或计算机代码用于执行各种通过计 算机实现的操作。计算机可读介质(或处理器可读介质)在它本身不包括暂时性传播信号 (例如,在诸如空间或电缆的传输介质上的携带信息的传播电磁波)的意义上是非暂时性 的。介质和计算机代码(也可以被称为代码)可以是为了一个或多个特定目的而设计和构 造的介质和计算机代码。非暂时性计算机可读介质的例子包括但不限于:磁存储介质,如硬 盘、软盘和磁带;光存储介质,如光盘/数字视频光盘(CD/DVD)、光盘只读存储器(CD-ROM) 和全息设备;磁光存储介质,如光磁盘;载波信号处理模块;以及专门配置成存储并且执行 程序代码的硬件设备,如专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、只读存储器(ROM) 和随机存取存储器(RAM)设备。此处所述的其它实施例涉及例如可以包括此处所讨论的指 令和/或计算机代码的计算机程序产品。
[0126] 计算机代码的例子包括但不限于微代码或微指令、机器指令(例如由编译器产 生)、用于产生网络服务的代码以及包含由计算机使用解释器执行的高级指令的文件。例 如,实施例可以使用Java、C++或其它编程语言(例如,面向对象编程语言)和开发工具来 实现。计算机代码的附加例子包括但不限于控制信号、加密代码和压缩代码。
[0127] 此处所述的超声传输部件可以使用任何合适的方法制造和/或生产。在一些实施 例中,传输部件可以经由一种或多种制造工艺来形成。例如,在一些实施例中,传输部件可 以经由拔管形成(例如,通过逐渐减小的模具拉拔(挤出工艺))。
[0128] 尽管某些传输部件(例如,传输部件320)在上面描述为是整体构造的,但是在其 它实施例中,此处所述的任何传输部件可以由随后联结在一起的两个或更多个独立构造的 部件来构造。
[0129] 尽管通过改变传输部件的尺寸或形状在空间上改变上述的传输部件的挠曲刚度, 但是在替代实施例中,制造技术可以用于在空间上改变传输部件的挠曲刚度,同时保持均 匀的截面形状。例如,在一些实施例中,传输部件的一部分(例如,传输部件220的第三部 分222)可以被热处理使得传输部件的该部分的弹性模量相对于未被热处理的部分的弹性 模量发生变化。例如,在一些实施例中,传输部件的一部分可以被回火。在其它实施例中, 传输部件可以整体上可变地被热处理。例如,在一些实施例中,第一部分可以在第一温度下 回火并且第二部分可以在不同于第一温度的第二温度下回火。以该方式,第一部分的柔性 和第二部分的柔性可以根据回火的温度而改变。
[0130] 此处所述的传输部件可以是任何合适的尺寸。例如,在一些实施例中,传输部件 (例如,传输部件320)可以具有大约0. 032英寸的外径d。和大约0. 020英寸的内径cU。以 该方式,传输部件可以具有大约〇. 006英寸的壁厚度。在其它实施例中,传输部件的外径4 可以是大约0. 014至0. 050英寸之间并且内径山可以是大约0. 010至0. 040英寸之间。在 一些实施例中,传输部件(例如,传输部件320)的工作长度的范围可以从大约15英寸到大 约32英寸,包括它们之间的所有范围。例如,在一些实施例中,刚性传输部件可以具有大约 0. 120英寸的外径d。和大约16英寸的工作长度。在一些实施例中,半柔性传输部件可以具 有大约0. 063英寸的外径d。和大约22英寸的工作长度。在一些实施例中,柔性传输部件 可以具有大约〇. 032英寸的外径d。和大约32英寸的工作长度。
[0131] 在一些实施例中,此处所述的任何流管(例如,流管157)可以具有大约0. 35英寸 的外径和大约0. 24英寸的内径。
[0132] 在一些实施例中,超声消融系统可以包括配置成容纳柔性或半柔性传输部件的换 能器组件。图12示出了配置成容纳柔性传输部件(例如,此处所述的任何柔性传输部件) 的换能器组件1150的透视图。传输部件1150可以被包括在超声消融系统中,例如,超声 消融系统100,或此处所述的任何其它超声消融系统。传输部件1150也可以被包括在套件 中,例如,此处所述的任何套件。换能器组件1150具有近端部分1152、远端部分1153、外壳 1151以及换能器变幅杆1163。可以设置换能器变幅杆1163的形状和尺寸,以能够可去除 地耦合至柔性传输部件,例如,包括耦合器430、530的柔性传输部件,或此处所述的任何其 它柔性传输部件。在一些实施例中,换能器变幅杆1163还可以包括配置成将柔性传输部件 耦合至该换能器变幅杆1163的凸起、特征、与其附接的任何其它耦合机构和/或耦合部件。 流管1157耦合至换能器组件1150的远端部分1152。换能器组件1150还包括陶瓷环、背 块、第一电极、第二电极、密封垫圈、凹头螺钉、〇形环、换能器电缆、后盖、绝缘管、前盖、倒钩 连接器、绝缘环、平头螺钉和应力螺钉。
[0133] 在一些实施例中,超声消融系统可以包括配置成容纳刚性传输部件的换能器组 件。图13示出了配置成容纳半柔性和/或刚性传输部件(例如,此处所述的任何半柔性和 刚性传输部件)的换能器组件1250的透视图。传输部件1250可以被包括在超声消融系统 中,例如,超声消融系统100,或此处所述的任何其它超声消融系统。传输部件1250也可以 被包括在套件中,例如,此处所述的任何套件。换能器组件1250具有近端部分1252、远端部 分1253、外壳1251以及换能器变幅杆1263。可以设置换能器变幅杆1263的形状和尺寸, 以能够可去除地耦合至半柔性和/或刚性传输部件,例如,包括耦合器630的半柔性或刚性 传输部件或此处所述的任何其它半柔性或刚性传输部件。在一些实施例中,换能器变幅杆 1263还可以包括配置成将半柔性传输部件和或刚性传输部件耦合至该换能器变幅杆1263 的凸起、特征和/或与其附接的任何其它耦合机构或部件。流管1257耦合至换能器组件 1250的远端部分1252。换能器组件1250还包括陶瓷环、背块、第一电极、第二电极、密封垫 圈、凹头螺钉、〇形环、换能器电缆、后盖、绝缘管、前盖、倒钩连接器、绝缘环、平头螺钉和应 力螺钉。
[0134] 图14示出根据实施例的超声发生器1380的分解图,该超声发生器1380可以被包 括在超声消融系统(例如,超声消融系统100,或此处所述的任何其它超声消融系统)中。 超声发生器1380也可被包括在套件中,例如此处所述的任何套件。超声发生器1380包括 盖1381、驱动板1382、控制板1383、包括螺母的机壳1384、风扇1385、电源输入1386、电源 开关1387、脚踏开关插座1388、换能器插座1389、圆形缓冲垫1390、盘头螺钉1391、风扇护 罩1392、电源1393和贴纸1394。
[0135] 图15示出了方法1400的示意性流程图,该方法1400用于:使用包括传输部件和