耦合器的探头组件，将扭转超声振动输送到目标组织。该方法1400包括在1402处将传输部 件经由耦合器耦合至超声能量源。传输部件可以包括传输部件120、320、1020或此处所述 的任何其它传输部件。此外，传输部件可以具有任何合适的挠曲刚度，即，传输部件可以是 柔性传输部件、半柔性传输部件或刚性传输部件。传输部件的近端部分可以耦合至耦合器， 例如，固定地布置在由耦合器限定的通道中。耦合器可以是配置成将超声振动的线性分量 的至少一部分变换成传输部件内的扭转分量的此处所述的任何耦合器，例如，耦合器730、 830、930或1030或配置成执行如此处所述的变换的任何其它耦合器。超声能量源可以包括 换能器组件150或此处所述的任何其它换能器组件，该换能器组件配置成产生包括线性分 量的超声振动。此外，传输部件、耦合器和超声能量源可以被包括在超声能量消融系统（例 如，系统100)中。
[0136] 在1410处，将传输部件的远端部分插入身体腔道中。身体腔道可以包括脉管系 统、尿道、结肠、体腔或任何其它合适的身体腔道。在1412处，将线性超声振动从超声能量 源传输至传输部件。例如，超声能量源可以产生这样的超声振动，该超声振动的至少一部分 包括线性分量。超声振动的线性分量可以被传递到耦合器并从其传输到传输部件。在1414 处，将线性超声振动的至少一部分变换成传输部件内的扭转超声振动。例如，親合器可以包 括配置成将线性超声振动的至少一部分变换成传输部件内的扭转分量的特征，例如，分别 关于耦合器730、830和930描述的一个或多个直凹槽、直线切削螺旋凹槽或弯曲切削螺旋 凹槽。在一些实施例中，超声振动的基本上所有线性分量可以被变换成传输部件内的扭转 分量，使得通过传输部件输送到目标组织的超声振动基本上由扭转分量组成。在一些实施 例中，仅一部分线性分量被变换成扭转分量，使得通过传输部件输送到目标组织的超声振 动包括线性分量和扭转分量两者（即，双模振动）。超声振动的线性分量和扭转分量的这样 的组合可以例如有利于患者的脉管系统内的超声消融治疗，例如，用于破碎凝块、癌细胞、 脂肪组织等。
[0137] 图16示出了方法1500的示意性流程图，该方法1500用于确定耦合至超声能量源 的传输部件的挠曲刚度，以及使用包括传输部件和耦合器的探头组件来将扭转超声振动输 送到目标组织。该方法1500包括在1502处将传输部件经由耦合器耦合至超声能量源。传 输部件可以包括传输部件120、320、1020或此处所述的任何其它传输部件。此外，传输部件 可以具有任何合适的挠曲刚度，g卩，传输部件可以是柔性传输部件、半柔性传输部件或刚性 传输部件。传输部件的近端部分可以耦合至耦合器，例如，固定地布置在由耦合器限定的通 道中。耦合器可以是配置成将超声振动的线性分量的至少一部分变换成传输部件内的扭转 分量的此处所述的任何耦合器，例如，耦合器730、830、930或1030或配置成执行如此处所 述的变换的任何其它耦合器。超声能量源可以包括换能器组件150或此处所述的任何其它 换能器组件，该换能器组件配置成产生包括线性分量的超声振动。此外，传输部件、耦合器 和超声能量源可以被包括在超声能量消融系统（例如，系统100)中。
[0138] 在1504处，检测传输部件的共振频率。例如，所述传输部件可具有第一挠曲刚度 (例如，半刚性传输部件）或第二挠曲刚度（例如，刚性传输部件）。此外，传输部件或以另 外方式包括传输部件和耦合器的探头组件可以配置成具有基于传输部件的挠曲刚度而变 化的共振频率。例如，如果传输部件具有第一挠曲刚度（例如，半刚性传输部件），则耦合器 可以配置成使得耦合器和传输部件可以配置成具有第一共振频率（例如，大约20. 8kHz)。 另外，如果传输部件具有第二挠曲刚度（例如，刚性传输部件），则耦合器可以配置成使得 耦合器和传输部件具有不同于第一共振频率的第二共振频率（例如，大约20. 1kHz)。以该 方式，耦合器可以配置成将第一共振频率有意地调整到第一预定值，并且将第二共振值有 意地调整到第二预定值。第一和第二共振频率之间的差异能够足以允许第一共振频率和第 二共振频率之间的检测和区分。超声能量源可以包括硬件和软件，例如举例来说，加速计、 振动传感器、压电元件或配置成检测传输部件的共振频率的任何其它合适的部件。
[0139] 在1506处，产生与传输部件的共振频率相关联的信号。所检测到的共振频率可 以例如被转换成数字信号，该数字信号可以被发送到控制模块，例如，包括在超声能量源中 (例如，包括在换能器组件中，例如举例来说，换能器组件150,或包括在超声发生器中，例 如举例来说，超声发生器180)的处理器。数字信号可以配置成对应于传输部件和耦合器的 共振频率。例如，如果传输部件和耦合器具有第一共振频率（例如，与半柔性传输部件相关 联），则可以产生第一信号，并且，如果传输部件和耦合器具有第二共振频率（例如，与刚性 传输部件相关联），可以产生不同于第一信号的第二信号。
[0140] 该方法还包括：在1508处，确定传输部件是具有（a)第一挠曲刚度，还是（b)第二 挠曲刚度。控制模块可以例如包括这样的算法，该算法配置成分析与耦合器和传输部件的 共振频率相关联的信号并确定传输部件的挠曲刚度。例如，控制模块可以配置成检测第一 信号并将该第一信号与第一共振频率相关联，并由此与第一挠曲刚度相关联（例如，与半 柔性传输部件相关联）。类似地，控制模块可以检测第二信号并将该第二信号与第二共振频 率相关联，并由此与第二挠曲刚度相关联（例如，与刚性传输部件相关联）。以该方式，该超 声能量源可以仅通过将传输部件耦合至超声能量源来确定传输部件的挠曲刚度。
[0141] 在1510处，将传输部件的远端部分插入身体腔道中。身体腔道可以包括脉管系 统、尿道、结肠、体腔或任何其它合适的身体腔道。在1512处，将线性超声振动从超声能量 源传输至传输部件。例如，超声能量源可以产生这样的超声振动，该超声振动的至少一部 分包括线性分量。超声振动的线性分量可以被传递到耦合器并从耦合器传输到传输部件。 在1514处，将线性超声振动的至少一部分变换成传输部件内的扭转超声振动。例如，親合 器可以包括配置成将线性超声振动的至少一部分变换成传输部件内的扭转分量的特征，例 如，分别关于耦合器730、830和930描述的一个或多个直凹槽、直线切削螺旋凹槽或弯曲切 削螺旋凹槽。在一些实施例中，基本上所有的线性超声分量可以被变换成传输部件内的扭 转分量，使得通过传输部件输送到目标组织的超声振动基本上由扭转分量组成。在一些实 施例中，仅一部分线性分量被变换成扭转分量，使得通过传输部件输送到目标组织的超声 振动包括线性分量和扭转分量两者（即，双模振动）。超声振动的线性分量和扭转分量的 这样的组合可以例如有利于患者的脉管系统内的超声消融治疗，例如，用于破碎凝块、癌细 胞、脂肪组织等。
[0142] 此处所述的任何耦合器可以由充分牢固和刚性的材料形成，例如举例来说，铝、不 锈钢、增强钢、镍钛诺、黄铜、铜、其它金属或合金、塑料、特氟隆（TEFLON? )、聚合 物、碳纤维、任何其它合适的材料或它们的组合。
[0143] 尽管上面已经描述了各种实施例，但是应当理解对它们的介绍仅仅是作为例子， 而不是作为限制。在上述的方法和/或图解指示某些事件和/或流动模式按照某个顺序发 生的情况下，某些事件和/或流动模式的顺序可以被修改。另外，在可能的情况下可以在并 行过程中同时执行以及顺序地执行某些事件。尽管已具体地显示和描述了实施例，但是将 理解可以在形式和细节上进行各种改变。
[0144] 尽管换能器组件150在图2中显示为包括两个绝缘体161和两个压电环162,但是 在其它实施例中，换能器组件可以包括呈任何合适的布置的任何合适数量的绝缘体161和 /或压电环162。而且，绝缘体161可以由任何合适的绝缘材料、陶瓷材料（例如，聚酰胺、 膨体聚四氟乙烯（EPTFE)等）形成。类似地，压电环162可以是任何合适的压电材料（例 如，锆钛酸铅（PZT-5)、PZT-8、钛酸铅（PT)、偏铌酸铅（PbNb06)、聚偏氟乙烯（PVDF)等）。
[0145] 尽管各种实施例已被描述为具有特定特征和/或部件的组合，但是在适当情况下 具有来自任何实施例的任何特征和/或部件的组合的其它实施例是可能的。例如，在一些 实施例中，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并包 括关于图8中所示耦合器730所描述的凹槽的第三部分。耦合器可以配置成将由超声能量 源所产生的超声振动的线性分量的至少一部分变换成传输部件内的扭转分量，如此处前面 所述的那样。此外，可以改变第一部分的长度与第二部分的长度之间的第一比值和/或第 一部分的长度与第三部分的长度之间的第二比值，从而调整耦合器和与其耦合的传输部件 的共振频率以对应于由超声能量源所产生的超声振动的振动频率。
【主权项】
1. 一种装置，包括： 耦合器，所述耦合器包括第一部分和第二部分，所述耦合器限定配置成固定地容纳传 输部件的近端部分的通道，所述第一部分配置成耦合至超声能量源，所述耦合器配置成将 由所述超声能量源所产生的超声振动的至少一部分传递至所述传输部件，所述第一部分和 所述第二部分共同配置成调整所述传输部件的共振频率以对应于由所述超声能量源所产 生的超声振动的振动频率。2. 根据权利要求1所述的装置，其中所述第一部分具有第一直径和第一长度，并且所 述第二部分具有第二直径和第二长度，所述第一直径大于所述第二直径，所述第一长度与 所述第二长度的比值使得所述传输部件的共振频率在大约20kHz至大约21kHz的范围内。3. 根据权利要求1所述的装置，其中所述传输部件是半柔性传输部件。4. 根据权利要求3所述的装置，其中所述耦合器配置成将所述半柔性传输部件的共振 频率调整为大约20. 9kHz。5. 根据权利要求2所述的装置，其中所述耦合器包括布置在所述第一部分和所述第二 部分之间的第三部分，所述第三部分具有第三直径和第三长度，所述第三直径小于所述第 一直径并且大于所述第二直径，所述第一长度、所述第二长度和所述第三长度的比值使得 所述传输部件的共振频率在大约20kHz至大约21kHz的范围内。6. 根据权利要求1所述的装置，其中所述第一部分的外表面与所述第二部分的外表面 是不连续的。7. 根据权利要求1所述的装置，其中： 所述超声振动的一部分包括线性分量；并且 所述第一部分和所述第二部分共同配置成将所述超声振动的线性分量的至少一部分 变换成所述传输部件内的扭转分量。8. 根据权利要求1所述的装置，其中： 所述第一部分具有第一直径和第一长度； 所述第二部分具有第二直径和第二长度；并且 所述耦合器包括布置在所述第一部分和所述第二部分之间的第三部分，所述第三部分 具有第三直径和第三长度，所述第一直径大于所述第二直径和所述第三直径，所述第二直 径小于所述第三直径并且大于所述第二直径， 所述第一长度与所述第二长度的比值大约为2. 35,所述第一长度与所述第三长度的比 值大约为0.61。9. 根据权利要求5所述的装置，其中所述第一长度与所述第二长度的比值大约为1，并 且所述第一长度与所述第三长度的比值大约为〇. 83。10. 根据权利要求1所述的装置，其中所述耦合器包括布置在所述第一部分和所述第 二部分之间的第三部分，所述第三部分限定凹槽，所述第一部分、所述第二部分和所述第三 部分共同配置成将所述超声振动的线性分量的至少一部分变换成所述传输部件内的扭转 分量。11. 根据权利要求10所述的装置，其中所述凹槽是具有宽度和深度的配置成产生扭转 振动力的圆周凹槽。12. 根据权利要求10所述的装置，其中所述凹槽是具有角宽度和切削角的螺旋凹槽， 所述螺旋凹槽配置成产生扭转振动力。13. 根据权利要求12所述的装置，其中所述螺旋凹槽是直线切削螺旋凹槽和弯曲切削 螺旋凹槽中的至少一个。14. 根据权利要求1所述的装置，其中所述耦合器限定与所述通道流体连通的侧向开 口，所述侧向开口定位成与由所述传输部件限定的内腔流体连通。15. -种装置，包括： 耦合器，所述耦合器包括第一部分和第二部分，所述耦合器限定配置成固定地容纳传 输部件的近端部分的通道，所述第一部分配置成耦合至超声能量源，所述耦合器配置成将 由所述超声能量源所产生的超声振动的至少一部分传递至所述传输部件，所述超声振动的 部分包括线性分量，所述第一部分和所述第二部分共同配置成将所述超声振动的线性分量 的至少一部分变换成所述传输部件内的扭转分量。16. 根据权利要求15所述的装置，其中所述第一部分的外表面与所述第二部分的外表 面是不连续的。17. 根据权利要求15所述的装置，其中所述耦合器包括布置在所述第一部分和所述第 二部分之间的第三部分，所述第三部分限定凹槽，所述第一部分、所述第二部分和所述第三 部分共同配置成产生所述传输部件内的所述扭转分量。18. 根据权利要求17所述的装置，其中所述凹槽是具有宽度和深度的配置成产生扭转 振动力的圆周凹槽。19. 根据权利要求17所述的装置，其中所述凹槽是具有角宽度和切削角的螺旋凹槽， 所述螺旋凹槽配置成产生扭转振动力。20. 根据权利要求19所述的装置，其中所述螺旋凹槽是直线切削螺旋凹槽和弯曲切削 螺旋凹槽中的至少一个。21. -种套件，包括： 第一传输部件，所述第一传输部件的近端部分固定地耦合至第一耦合器，所述第一耦 合器限定与所述第一传输部件的灌注内腔流体连通的通道，所述第一耦合器配置成将所述 第一传输部件耦合至超声换能器组件，以将第一超声振动的至少一部分从所述超声换能器 组件传递至所述第一传输部件，所述第一耦合器配置成使得所述第一传输部件和所述第一 耦合器具有第一共振频率；和 第二传输部件，所述第二传输部件的近端部分固定地耦合至第二耦合器，所述第二耦 合器限定与所述第二传输部件的灌注内腔流体连通的通道，所述第二耦合器配置成将所述 第二传输部件耦合至所述超声换能器组件，以将第二超声振动的至少一部分从所述超声换 能器组件传递至所述第二传输部件，所述第二耦合器配置成使得所述第二传输部件和所述 第二耦合器具有第二共振频率，所述第二共振频率不同于所述第一共振频率。22. 根据权利要求21所述的套件，其中所述第一共振频率和所述第二共振频率配置成 在大约20kHz至大约21kHz的范围内。23. 根据权利要求21所述的套件，其中所述第一共振频率为大约20. 8kHz及所述第二 共振频率为大约20. 1kHz。24. 根据权利要求21所述的套件，其中： 所述第一传输部件限定第一挠曲刚度；并且 所述第二传输部件限定第二挠曲刚度，所述第二挠曲刚度不同于所述第一挠曲刚度。25. 根据权利要求22所述的套件，其中所述第一耦合器包括第一部分、第二部分和第 三部分，所述第三部分布置在所述第一部分和所述第二部分之间，所述第三部分包括具有 宽度的凹槽，所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分共同配置成将所述第一超声振 动的线性分量的至少一部分变换成所述第一传输部件内的扭转分量。26. 根据权利要求24所述的套件，还包括： 第三传输部件，所述第三传输部件的近端部分固定地耦合至第三耦合器，所述第三耦 合器限定与所述第三传输部件的灌注内腔流体连通的通道，所述第三耦合器配置成将所述 第三传输部件耦合至所述超声换能器组件，以将第三超声振动的至少一部分从所述超声换 能器组件传递至所述第三传输部件，所述第三耦合器配置成使得所述第三传输部件和所述 第三耦合器具有第三共振频率，所述第三共振频率不同于所述第一共振频率和所述第二共 振频率。27. 根据权利要求26所述的套件，其中所述第三传输部件具有第三挠曲刚度，所述第 三挠曲刚度不同于所述第一挠曲刚度和所述第二挠曲刚度。28. 根据权利要求21所述的套件，还包括： 包括控制模块的超声换能器组件，所述控制模块配置成检测所述第一共振频率和所述 第二共振频率，并且（a)当所述第一传输部件耦合至所述超声换能器组件时产生与所述第 一传输部件相关联的信号，或（b)当所述第二传输部件耦合至所述超声换能器组件时产生 与所述第二传输部件相关联的信号。29. 根据权利要求24所述的套件，其中所述第一传输部件和所述第二传输部件中的至 少一个配置成将所述超声振动输送到肾结石，所述超声振动配置成碎裂所述肾结石。30. 一种方法，包括： 将传输部件经由耦合器耦合至超声能量源，所述传输部件的近端部分固定地耦合至所 述耦合器； 将所述传输部件的至少远端部分插入身体腔道中； 将线性超声振动从所述超声能量源传输至所述传输部件；以及 将所述线性超声振动的至少一部分变换成所述传输部件内的扭转超声振动。31. 根据权利要求30所述的方法，还包括： 检测所述传输部件的共振频率； 产生与所述传输部件的共振频率相关联的信号；以及 确定所述传输部件是（a)第一挠曲刚度还是（b)第二挠曲刚度。32. 根据权利要求31所述的方法，其中所述耦合器包括第一部分、第二部分和第三部 分，所述第三部分限定凹槽，所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分共同配置成将所 述线性超声振动的至少一部分变换成所述传输部件内的扭转超声振动。
【专利摘要】耦合器包括第一部分和第二部分，并限定配置成固定地容纳传输部件的近端部分的通道。第一部分配置成耦合至超声能量源。该耦合器配置成将由超声能量源所产生的超声振动的至少一部分传递至传输部件。此外，第一部分和第二部分共同配置成调整传输部件的共振频率以对应于由超声能量源所产生的超声振动的振动频率。在一些实施例中，该超声振动的部分包括线性分量。在这样的实施例中，该第一部分和第二部分共同配置成将超声振动的线性分量的至少一部分变换成传输部件内的扭转分量。
【IPC分类】A61B17/32
【公开号】CN105307584
【申请号】CN201480032833
【发明人】杜蜀, 宋涛
【申请人】迈迪生医疗器械公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年6月9日
【公告号】EP3007634A1, US20140364775, WO2014200908A1