具体实施方式

以下描述涉及可部署侵入式装置诸如可部署导管的各种实施方案。可部署导管可包括在待插入患者体内的成像系统中，以获得关于内部组织和器官的信息。图1中示出了配备有可部署导管的成像系统的示例。图2中描绘了可部署导管的侧视图，并且图3中示出了可部署导管的内部部件。图4中以示意图的形式示出了可部署导管的横剖视图。可部署导管可包括与形状记忆材料适配的径向换能器。形状记忆材料可使得换能器能够在制造换能器的制造过程期间在第一形状和第二形状之间转变，如图5所示。在图14中，在用于形成径向换能器的方法的示例中进一步描述了制造过程。制造过程可包括切削(例如，切割)换能器，其中可通过形状记忆材料将换能器调节到平面构型来精确地控制切割。可如何对换能器进行切割的示例在图6和图7中示出，并且连同形状记忆材料的另选的定位在图15中进一步示出。将形状记忆材料结合到换能器中还可以允许改变形状记忆材料在换能器的声学叠堆内的定位，如图8至图10所示。径向换能器可实现为360°视场(FOV)换能器，但是在其他示例中可以具有另选的构型，诸如如图11所示的凸面换能器和如图12所示的凸面换能器。制造过程还可应用于利用形状记忆材料调节换能器的占有面积的非径向换能器，如图13中的第二图示所示。

图1至图13以及图15示出了具有各种部件的相对定位的示例性构型。至少在一个示例中，如果被示为彼此直接接触或直接耦接，则此类元件可分别被称为直接接触或直接耦接。相似地，至少在一个示例中，彼此邻接或相邻的元件可分别彼此邻接或相邻。例如，设置成彼此共面接触的部件可被称为共面接触。又如，在至少一个示例中，被定位成彼此间隔开并且其间仅具有空间而不具有其他部件的元件可被如此描述引用。又如，被示为位于彼此的上面/下面、位于彼此相对侧、或位于彼此的左侧/右侧之间的元件可相对于彼此被如此描述引用。此外，如图所示，在至少一个示例中，元件的最顶部元件或点可被称为部件的“顶部”，并且元件的最底部元件或点可被称为部件的“底部”。如本文所用，顶部/底部、上部/下部、上面/下面可为相对图的竖直轴而言的，并且可用于描述图中元件相对于彼此的定位。由此，在一个示例中，被示为位于其他元件上面的元件被竖直地定位在其他元件上面。又如，图中所示的元件的形状可被称为具有这些形状(例如，诸如为圆形的、平直的、平面的、弯曲的、倒圆的、倒角的、成角度的等等)。此外，在至少一个示例中，被示为彼此相交的元件可被称为相交元件或彼此相交。另外，在一个示例中，被示为位于另一个元件内或被示为位于另一个元件外的元件可被如此描述引用。

医学成像技术诸如内窥镜超声成像可用于获得关于患者的组织、器官、血流等的实时数据。然而，可能难以通过使用具有线性阵列的换能器探头来获得提供三维环境的完整视图的高分辨率图像诸如组织和器官的内腔。在此类情况下，可将装备有径向换能器探头的可部署导管插入患者体内并引导至目标部位。径向换能器探头可具有最高至360°视场(FOV)，从而提供可由操作者容易地解释的目标解剖区域的全可视化。径向换能器探头可包括探头的一个或多个换能器阵列的弯曲构型。弯曲构型可包括具有非平面几何形状(例如，弯折的、半圆形的、圆形的、螺旋形的、凹面的、凸面的、折叠的等)的一个或多个换能器阵列。

可部署导管可具有小直径，以允许导管静脉内穿过患者。因此，径向换能器探头的外径可不大于可部署导管的所需外径。然而，制造具有小曲率半径的换能器可能需要繁复的工具和复杂的换能器部件操纵。此外，控制用于将部件层合到弯曲基板上的粘合剂的厚度可能是具有挑战性的。因此，制造过程可能是昂贵且耗时的。

在一个示例中，可通过将形状记忆材料结合到可部署导管的换能器中来至少部分地解决上述问题。形状记忆材料可以是被构造成在至少两种不同形状之间交替的形状记忆聚合物(SMP)。这样，SMP可被调节到简化制造换能器的构象，然后返回到允许换能器在部署在患者体内时获得高质量数据的几何形状。

现在转到图1，示出了用于医学成像的示例性系统10的框图。应当理解，虽然在本文中被描述为超声成像系统，但系统10是可利用可部署装置来获得医学图像的成像系统的非限制性示例。其他示例可包括结合其他类型的侵入式探头，诸如内窥镜、腹腔镜、外科探头、腔内探头等。系统10可被构造成便于经由成像导管14从患者12采集超声图像数据。例如，成像导管14可被构造成采集表示患者12体内的感兴趣区域(诸如心脏或肺部区域)的超声图像数据。在一个示例中，成像导管14可被构造成用作侵入式探头。附图标号16表示设置在患者12体内(诸如插入静脉中)的成像导管14的一部分。附图标号18指示图2中更详细地描绘的成像导管14的一部分。

系统10还可包括超声成像系统20，该超声成像系统与成像导管14可操作地相关联并且被构造成便于采集超声图像数据。应当指出的是，虽然下文所示的示例性实施方案是在医学成像系统(诸如超声成像系统)的上下文中描述的，但还可以设想其他成像系统和应用(例如，工业应用，诸如非破坏性测试、管道镜以及可以在受限空间内使用超声成像的其他应用)。此外，超声成像系统20可被构造成显示表示成像导管末端在患者12体内的当前位置的图像。如图1所示，超声成像系统20可以包括显示区域22和用户界面区域24。在一些示例中，超声成像系统20的显示区域22可被构造成显示由超声成像系统20基于经由成像导管14采集的图像数据生成的二维图像或三维图像。例如，显示区域22可以是合适的CRT或LCD显示器，在该显示器上可以观看超声图像。用户界面区域24可包括操作者界面装置，该操作者界面装置被构造成帮助操作者识别待成像的感兴趣区域。操作者界面可包括键盘、鼠标、轨迹球、操纵杆、触摸屏或任何其他合适的界面装置。

图2示出了成像导管14的图1所示部分18的放大视图。如图2所示，成像导管14可包括柔性轴28的远侧端部上的末端26。导管末端26可容纳换能器和马达组件。换能器可包括一个或多个换能器阵列，每个换能器阵列包括一个或多个换能器元件。成像导管14还可包括柄部30，该柄部被构造成便于操作者操纵柔性轴28。

图2的导管末端26的示例在图3中示出。提供了指示y轴、x轴和z轴的一组参考轴301。导管末端26可具有壳体302，该壳体围绕可包括至少一个换能器阵列306的换能器304、电容器308和导管缆线310。在一个示例中，换能器304可以是具有弯曲外部几何形状的径向换能器。例如，换能器沿x-y平面截取的横截面可为圆形的或半圆形的，或其他弯曲构型，诸如螺旋形的、略微弯曲的等。图3中未示出的其他部件也可包封在壳体302内，诸如例如马达、马达保持器、热敏电阻器和任选的透镜。此外，在一些示例中，导管末端26可包括用于用流体(诸如声耦合流体)填充末端的系统。

换能器阵列306具有沿y轴堆叠并沿x-z平面延伸的若干层。换能器阵列306的一个或多个层可以是换能器元件312的层。在一个示例中，换能器元件312可以是压电元件，其中每个压电元件可以是由天然材料(诸如石英)或合成材料(诸如锆钛酸铅)形成的块，当通过例如发射器施加电压时，该块变形和振动。在一些示例中，压电元件可为具有晶轴的单晶，诸如铌酸锂和PMN-PT(Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃–PbTiO₃)。压电元件的振动产生由从导管末端26发射出来的超声波形成的超声信号。压电元件还可接收超声波(诸如从目标物体反射的超声波)，并且将超声波转换为电压。电压可被传输到成像系统的接收器并被处理成图像。

声学匹配层314可被定位在换能器元件312上方。声学匹配层314可以是被定位在换能器元件312与待成像的目标物体之间的材料。通过将声学匹配层314布置在其间，超声波可首先穿过声学匹配层314，并且同相地从声学匹配层314发射出去，从而降低在目标物体处反射的可能性。声学匹配层314可缩短超声信号的脉冲长度，从而増加信号的轴向分辨率。

由声学匹配层314和换能器元件312形成的层可沿y-x平面和y-z平面中的至少一者进行切割，以形成单独的声学叠堆316。声学叠堆316中的每个声学叠堆可与相邻的声学叠堆316电绝缘，但可全部耦接到相对于y轴定位在换能器元件312下方或上方的公共层。

电路318可相对于y轴分层于换能器元件312下方。在一个示例中，电路可为直接与声学叠堆316中的每个声学叠堆接触的至少一个专用集成电路(ASIC)318。每个ASIC 318可耦接到一个或多个柔性电路317，该一个或多个柔性电路可在换能器阵列306与导管缆线310之间连续延伸。柔性电路317可电耦接到导管缆线310，以使得能够在换能器阵列306与成像系统(例如，图1的成像系统20)之间传输电信号。电信号可在传输期间由电容器308调谐。

声学背衬层320可以相对于z轴布置在ASIC 318下方。在一些示例中，如图3所示，背衬层320可以是沿x-z平面延伸的连续材料层。背衬层320可被构造成吸收和衰减来自换能器元件312的反向散射波。由换能器元件312产生的声学信号的带宽以及轴向分辨率可以通过背衬层320增大。

如上所述，换能器304、电容器308和导管缆线310可包封在壳体302内。因此，部件的大小(例如，直径或宽度)可由壳体302的内径确定。壳体302的内径继而可由壳体302的外径和期望的厚度确定。壳体302的外径可受到患者身体的插入成像导管的区域的约束。例如，成像导管可以是用于获得患者心脏内的心脏结构和血流的图像的心内回波心动描记法(ICE)导管。

成像导管可通过主动脉、下腔静脉或颈静脉引入心脏中。在一些情况下，成像导管可馈送穿过具有较窄直径的区域，诸如冠状窦、三尖瓣和肺动脉。因此，成像导管的外径可不大于10Fr或3.33mm。成像导管壳体的外径和对应的内径在图4中以沿图3所示的线A-A'截取的导管末端26的壳体302的横截面400示出。

如图4所示，成像导管的壳体302的外表面402可与壳体302的内表面404间隔开壳体302的厚度406。壳体302的厚度406可被优化以为壳体302提供目标程度的结构稳定性(例如，抗变形性)，该结构稳定性与柔性(例如，当施加力时弯折的能力)相平衡。在一个示例中，壳体302的外径408可为3.33mm，厚度406可为0.71mm，并且壳体302的内径410可为2.62mm。在其他示例中，壳体的外径可在2mm-5mm之间，厚度可在0.24mm-1mm之间，并且内径可在1mm-4mm之间。在其他示例中，根据应用，成像导管可具有多种尺寸。例如，内窥镜可具有10mm-12mm的外径。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，成像导管可具有各种直径和大小。

壳体302的内表面404可包括突出到壳体302的内容积或内腔414中的圆形突出部412。圆形突出部412可以是半圆形突出部，每个突出部包封用于容纳成像导管的操纵线的单独内腔416。成像导管的换能器304在壳体302的内腔414内的布置由虚线圆圈指示。换能器304的最大外径418可基于相对布置的圆形突出部412的最内点之间的距离来确定。因此，换能器304的外径418可小于壳体302的内径410。在一些示例中，成像导管可不具有操控线，并且可省略圆形突出部412。在此类情况下，换能器304的外径418可类似于壳体302的内径410。

换能器的圆形几何形状可能在制造过程期间造成困难。例如，以圆形构象层合声学层可导致粘合剂的不均匀施加，这可不利地影响换能器性能。以圆形构象切割声学叠堆可导致昂贵且复杂的器械的低精度和/或需求使用。然而，可通过将换能器构造成具有形状记忆材料来实现径向换能器制造的简便性和效率。形状记忆材料可以是被构造成机械响应于一种或多种刺激的形状记忆聚合物(SMP)。SMP的示例包括线型嵌段共聚物，诸如聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚环氧乙烷和其他热塑性聚合物(诸如聚降冰片烯)。在一个示例中，SMP可为有机硅和钨在丙烯酸类树脂中的粉末混合物。

SMP可受物理刺激(诸如温度、水分、光、磁能、电等)、化学刺激(诸如化学品、pH水平等)和生物刺激(诸如葡萄糖和酶的存在)的刺激。当施加到成像导管时，换能器可结合SMP以使得换能器的形状能够在暴露于至少一种刺激时改变。SMP可具有如下表1中提供的物理特性，其可提供比其他类型的形状记忆材料(诸如形状记忆合金)更理想的特性。例如，SMP可具有较高弹性变形能力、较低成本、较低密度、以及较大生物相容性和生物降解能力。具体地讲，SMP的较低成本对于在一次性可部署导管中的应用可能是期望的。

表1。形状记忆聚合物的物理特性

在一个示例中，SMP可具有双向形状记忆，使得SMP可在两种形状之间调节，而无需重新程序化或施加外力。例如，SMP可响应于第一刺激而转换为暂时形状，并且响应于第二刺激而恢复到持久形状。第一刺激和第二刺激可为相同或不同的类型的刺激，例如，第一刺激可为高温并且第二刺激可为低温，或者第一刺激可为湿度水平并且第二刺激可为阈值温度。双向形状记忆行为既不是机械约束也不是结构约束的，从而允许SMP在不施加外力的情况下在暂时形状和持久形状之间切换。这样，SMP可以被调节到更有利于组装径向换能器的构象，并且返回到用于部署的径向几何形状。

例如，径向换能器的制造在用于制造换能器的方法1400的示例中的图14中示出。方法1400可由一个或多个机器诸如被构造用于切割和/或磨削的机器来实现。机器可包括存储在存储器中能够由过程执行的或用于实现不同步骤的指令。详细来讲，方法步骤中的至少一些方法步骤可实施为自动化机器过程。然而，在其他示例中，步骤中的至少一些步骤可响应于用户输入而实施，或者可经由制造人员手动实施。制造过程在图5中的第一图示500中进一步示出。

在1402处，该方法包括将SMP切削成所需几何形状。SMP可为圆形构型，其可为SMP的持久构型。例如，在图5的图示500的第一步骤501处，SMP 502处于连续圆形构型。SMP 502可以是刚性双向形状记忆材料块，该刚性双向形状记忆材料块被提供作为例如具有厚度(例如，管的外径和内径之间的差值)在200μm至5mm之间的管。该管可被切成所需节段，例如，沿z轴切削成符合换能器的所需方位角孔的节段。在第二步骤503处切割SMP 502以在SMP 502中形成间隙504，使得SMP 502不再是连续的。间隙504可例如介于20μm至40μm宽之间。

返回图14，在1404处，该方法包括将SMP调节到平面构型。例如，如图5所示，SMP502可被编程为在SMP 502暴露于第一刺激S₁时，在图示500的第三步骤505处转变为第二暂时形状。第一刺激S₁可为拉直刺激，例如导致SMP 502拉直，并且可为多种刺激，包括湿度、温度、UV光等。响应于第一刺激S₁，SMP 502可变成平面的，例如与x-z平面平行和对准。

例如，SMP 502在暴露于第一刺激S₁时的转变行为可包括SMP 502从刚性材料转换为柔韧材料，并且一旦足够柔韧就自动变得平坦。当转换为第三步骤505处所示的平面构型时，SMP 502可返回到初始刚度。SMP 502可在处于平面构型时被磨削至所需厚度，诸如例如700μm。在其他示例中，SMP 502的厚度可介于200μm至5mm之间。SMP 502的磨削还可调节纹理，例如，SMP 502的表面的粗糙度。

在图14所示的方法1400的1406处，可通过将声学叠堆耦接到SMP来组装换能器。例如，如图5中的第四步骤507处所示，包括背衬层、柔性印刷电路板、一个或多个压电陶瓷层和匹配层的声学叠堆506可层合到SMP502的一个面。将声学叠堆506层合到SMP 502上形成可在可部署导管中实现的换能器508。

在图14的1408处，切削或切割换能器。例如，如图5中的第五步骤509处所示，切割声学叠堆506形成沿y轴延伸穿过声学叠堆506的多个切口510，该多个切口将声学叠堆506分成单独的换能器元件512。声学叠堆506可通过各种技术切割，包括例如划线和折断、机械锯切或激光切削。下面参考图6至图7以及图15进一步描述换能器的切割的变型，从而产生不同的切口构型。因此，换能器508可包括换能器元件512的至少一个阵列。

再次转到图14，在1410处，该方法包括使SMP返回到径向(例如，圆形)构型。然后方法结束。例如，在图5的第六步骤511处，换能器508暴露于第二刺激S₂。第二刺激可为卷曲刺激，例如导致SMP卷曲或弯折。响应于第二刺激S₂，SMP 502返回到持久圆形构型。换能器元件512可以圆形构型沿SMP 502的外表面定位，例如，换能器元件512面向外。因此，当被调节到持久构型时，换能器508可具有360°FOV。

SMP 502在暴露于第二刺激S₂时的转变行为可包括软化SMP 502以变得更柔韧。在软化时，平面SMP 502可自动卷曲并返回到圆形构型。在圆形构型中，SMP 502可返回到刚性状态。

第二刺激S₂可为与第一刺激S₁相同或不同的类型。例如，第一刺激S₁和第二刺激S₂均可为温度，其中第一刺激S₁的温度高于第二刺激S₂的温度。另选地，又如，第一刺激S₁可为高于环境温度的温度值，并且第二刺激S2可为相对于环境湿度升高的湿度水平。可基于将可部署导管插入患者体内时的预期条件来选择刺激阈值。作为一个示例，如果基于温度，则第一刺激S₁可以是比患者的内部温度高的温度，以避免在部署在患者体内以用于数据采集(诸如成像)期间将换能器转变为平面构型。又如，换能器将不暴露于患者体内的刺激可用于使SMP在几何形状之间转换，诸如UV光或化学刺激。在另一个示例中，可使用机械约束来保持SMP的形状。刺激可以是在制造环境诸如温度、湿度或UV光中易于受控的一类物理刺激。然而，刺激可以是多种类型，包括化学刺激、生物刺激和物理刺激。

如上所述，换能器的切割将换能器分成换能器元件。通过使得能够切割处于平面构型的换能器，可将声学叠堆的切割调谐至所需切口深度。例如，如图6所示，图5的换能器508的第一切割示例600可包括延伸穿过换能器508的声学叠堆506的高度602的一部分的多个切口510。

声学叠堆506可由声学层形成，相对于y轴从声学叠堆506的顶部到底部包括匹配层604、一个或多个压电晶体606、柔性电路(在下文中称为挠性件)608和背衬层610。声学层可类似于上文相对于图3所述的那些，并且可经由常规方法诸如叠堆层合、涂覆等彼此耦接并耦接到SMP 502。在第一切割示例600中，多个切口510中的每个切口的深度612小于声学叠堆506的高度602。更具体地讲，多个切口510的深度612从声学叠堆506的顶部延伸到背衬层610中，但不完全穿过背衬层610。

相比之下，在换能器508的第二切割示例700中，多个切口可具有与图6所示的多个切口510的深度612不同的深度702。第二切割示例700的多个切口510的深度702大于声学叠堆506的高度602。更具体地讲，多个切口510从声学叠堆506的顶部延伸穿过背衬层610的底部并进入SMP 502的厚度704的一部分中。

同时在图5至图7中描绘了换能器508，其中SMP 502耦接到背衬层610的面向外的表面(例如，底面，相对于y轴)并与该面向外的表面共面接触，在其他示例中，SMP 502可定位在换能器508的相对侧处。例如，如图15所示，SMP可以替代地耦接到匹配层604的面向外的(例如，顶面)表面并与该面向外的表面共面接触。在此类情况下，多个切口510可从背衬层610的底面向上延伸穿过换能器508的高度1502的一部分。

通过改变多个切口510的深度，可控制换能器元件512之间的声学层共享。例如，在图6的第一切割示例600中，背衬层610保持为与换能器元件512中的每个换能器元件电连通的连续公共层。然而，在图7的第二切割示例中，每个换能器元件512通过使多个切口510完全延伸穿过声学叠堆506的高度602而彼此电绝缘。因此，换能器的电气构型可通过换能器的切割来调节，并且当换能器处于平面平坦构型时可易于控制。相比之下，当换能器处于圆形构型时切割换能器可导致切割不精确，从而降低换能器性能。

应当理解，图6和图7所示的换能器的切割的示例为非限制性示例。其他示例可包括多个切口的深度与所示深度的差值、多个切口之间的不均匀深度以及多个切口的不均匀间距。

SMP可在换能器中实现为结构部件(例如，如图5至图7所示)，用作声学叠堆耦接到的背衬基板，从而在SMP从一个几何形状转变为另一个几何形状时改变换能器的形状。然而，在一些示例中，SMP可被定位在声学层之间而不是作为终端层，例如，沿声学叠堆的顶部或底部布置。此外，在其他示例中，SMP可被构造作为换能器的声学层并且主动参与换能器探头的操作。示出SMP的放置和实现的变化的换能器的示例在图9至图11中示出。为简明起见，换能器未示出切割，但可如图6至图7以及图15所示或其他构型所示进行切割。

如图8所示，换能器800的第一布置作为图5至图7所示布置的替代形式相对于y轴从换能器800的顶部到底部可包括匹配层802、一个或多个压电晶体804、挠性件806、SMP808和背衬层810。SMP 808被布置作为挠性件806和背衬层810之间的层，使得挠性件806可耦接到SMP 808的顶面，并且背衬层810可耦接到SMP 808的底面。在该构型中，SMP 808可由对数据传输源透明的材料形成。例如，在超声探头中，SMP 808可以是导电并且不影响超声波的传输的材料。因此，SMP 808不影响信号传输和数据采集。此外，其他示例可包括布置在换能器800的任何层之间(例如，在挠性件806与压电晶体804中的一个压电晶体之间、在压电晶体804中的一个压电晶体与匹配层802之间)的SMP 808。又如，背衬层810可布置在一个或多个压电晶体804与挠性件806之间，并且SMP 808可定位在挠性件806下方并且直接耦接到该挠性件。

另选地，如图9所示，在换能器900的第二布置中，SMP 902可被构造作为换能器900的背衬层。SMP 902可与挠性件806共面接触并耦接到挠性件806的底面。当实现为换能器900的背衬层时，SMP 902可由所需频率处被调谐成在使衰减最大化的材料形成。例如，可将较高密度负载诸如钨粉末、环氧树脂粉末、有机硅粉末等添加到SMP 902的聚合物基体中以增加SMP材料的衰减特性。

在换能器1000的第三布置中，如图10所示，SMP 1002可被构造作为换能器1000的匹配层。SMP 1002可形成换能器1000的顶层，其与压电晶体804中的一个压电晶体的顶面共面接触并且耦接到该顶面。当实现为换能器1000的匹配层时，SMP 1002的材料可能已经具有声阻特性，但SMP1002的声阻抗可通过添加较高密度负载诸如钨粉末、环氧树脂粉末、有机硅粉末等来调节。

通过使得径向换能器能够在处于平面构型时被组装，可根据所需应用来调节SMP在换能器中的定位。SMP的定位可在不需要使用另外的、更复杂的工具的情况下改变，并且SMP可实现为声学层，从而减少换能器中的层数并简化制造。在每种构型中实现换能器的高精度制造，从而保持换能器的性能。

如前所述，在一个示例中，径向换能器可具有针对应用诸如内窥镜超声成像、乳房成像等期望的360°FOV。此外，径向换能器的其他构象可通过上文参照图5至图10所述的过程形成。例如，具有小于360°的径向换能器可与作为结构背衬和/或作为声学层的SMP一起制造，以在制造期间控制换能器的形状。径向换能器可以是凸面换能器或凹面换能器，如图11至图12所示。

凸面换能器1100的示例在图11中示出。凸面换能器1100具有半圆形几何形状，例如半个圆，并且信号传输方向由箭头1102指示。然而，如果SMP 1104用作凸面换能器110的匹配层，则信号传输方向可与箭头1102所指示的方向相反。SMP 1104可形成凸面换能器1100的最内层。换句话讲，与凸面换能器1100的声学叠堆1108相比，SMP 1104可更靠近中心旋转轴线1106并且更远离凸面换能器1100的扫描目标(例如，要从其收集数据的目标区域)。声学叠堆1108可形成凸面换能器的外层并提供180°FOV。凸面换能器可在例如内窥镜和腹腔镜中实现。

图12中描绘了凹面换能器1200的一个示例。凹面换能器1200还具有半圆形几何形状，并且信号传输方向由箭头1202指示。SMP 1204可形成凹面换能器1200的最外层。换句话讲，与凹面换能器1200的声学叠堆1208相比，SMP 1204可更远离凹面换能器1200 1106的中心旋转轴线1206并且更远离扫描目标。凹面换能器1200可具有比图11的凸面换能器1100窄的聚焦FOV，并且可用于应用诸如高强度聚焦超声(HIFU)。

结合SMP以在制造期间将换能器调节到平面构型的径向换能器的其他示例可包括形成圆形的各个部分的换能器。例如，径向换能器可以凹面构型或凸面构型中的任一者形成四分之一圆、四分之三圆。径向换能器可在10°至360°之间的任何位置具有FOV。

本文所述的径向换能器的制造过程还可应用于非径向换能器(诸如线性阵列换能器)的制造。例如，换能器可被构造成具有SMP，以在第一构象和第二构象之间调节换能器的大小和形状，当在可部署导管中实现时，该第一构象更有利于换能器的静脉内通过，该第二构象增加换能器的有效区域以增强换能器的性能。

例如，在图13的图示1300中示出了换能器1302在第一形状1301和第二形状1303之间的转换，其中第二形状1303可为折叠形状。换能器1302包括通过SMP 1308连接的第一换能器阵列1304和第二换能器阵列1306。SMP 1308可以多种构型结合到换能器1302中。例如，SMP 1308可以是形状记忆材料的节段，该节段在第一换能器阵列1304和第二换能器阵列1306之间延伸并且耦接到换能器阵列的内边缘。另选地，SMP 1308可形成换能器1302的声学层，诸如背衬层或匹配层。又如，SMP 1308可沿换能器区域中的每个换能器区域的边缘附接到换能器1302的一侧并且定位在换能器1302的有效区域之外，其中有效区域被定义为面向相同方向的换能器阵列的总表面区域。

无论SMP 1308的定位如何，都可以将SMP 1308调节到平面构型以使得能够组装和切割换能器1302。例如，SMP 1308可以持久构象作为管提供，如图5所示，并且可根据SMP1308的所需形状进行切削。例如，可将管切成两半，使得SMP 1308具有半圆形构型。SMP1308可暴露于第一刺激S₁，如上文参考图5所述，以将SMP 1308调节到平面构型。在平面构型中，换能器1302可被组装和切割，这可包括将SMP 1308耦接到声学叠堆的一个或多个部件，例如耦接到背衬层或匹配层的边缘，并且/或者将声学叠堆层合到SMP 1308上等。组装的换能器1302可处于第一形状1301。

当换能器1302被组装时，换能器1302可暴露于第二刺激S₂，该第二刺激可为与第一刺激S₁相同或不同的类型。暴露于第二刺激可诱导SMP1308转变为持久半圆形状，这将换能器1302调节到折叠的第二形状1303。在第二形状1303中，换能器1302的有效区域减小并且换能器的占有面积减小，从而允许换能器1302插入穿过狭窄通道，诸如患者的动脉或静脉。当换能器1302被部署并到达目标部位时，换能器1302可暴露于第一刺激S₁以将换能器1302调节到第一形状1301，从而增加有效区域。这样，可以提高换能器1302的分辨率、穿透度和数据采集速度。

应当理解，图13所示的换能器的折叠构象是换能器的占有面积可如何减小的非限制性示例。其他示例可包括除弯折或折叠之外的其他形状变化方式。例如，SMP可沿至少一个维度卷曲成卷芯构型和/或收缩。

这样，可以在不使用复杂工具的情况下以增大的精度制造径向换能器。换能器可包括作为惰性层或作为声学层结合的SMP，以响应于一种或多种刺激而调节换能器的几何形状。因此，换能器可在换能器的组装期间处于平面构型，并且当声学叠堆与SMP的耦接和叠堆的切割完成时返回到径向构象。因此，可增大制造过程的成品率，同时能够以高精度和一致性以及低成本修改换能器的布置。

使径向换能器与形状记忆材料适配的技术效果是简化了径向换能器的高精度制造。

如本文所用，以单数形式列举并且以单词“一个”或“一种”开头的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明此类排除。此外，对本发明的“一个实施方案”的引用不旨在被解释为排除也包含所引用特征的附加实施方案的存在。此外，除非明确地相反说明，否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定特性的元件或多个元件的实施方案可包括不具有该特性的附加此类元件。术语“包括”和“在…中”用作相应的术语“包含”和“其中”的简明语言等同形式。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而不旨在对其对象施加数字要求或特定位置次序。

本公开还提供了对用于形成换能器的方法的支持，该方法包括：在处于平面构型时，将声学叠堆耦接到形状记忆材料，以形成换能器；以及使形状记忆材料暴露于卷曲刺激，以将换能器调节到弯曲构型。在该方法的第一示例中，该方法还包括：在将声学叠堆耦接到形状记忆材料之前，将形状记忆材料暴露于拉直刺激，以使形状记忆材料从弯曲构象转变为平面构型。在该方法的第二示例中，任选地包括第一示例，使形状记忆材料暴露于拉直刺激包括使形状记忆材料暴露于物理刺激、化学刺激或生物刺激中的至少一者。在该方法的第三示例中，任选地包括第一示例和第二示例，使形状记忆材料暴露于卷曲刺激包括在使形状记忆材料暴露于拉直刺激并且处于平面构型之后，使形状记忆材料暴露于卷曲刺激，以激活形状记忆材料的卷曲。在该方法的第四示例中，任选地包括第一示例至第三示例，使形状记忆材料暴露于卷曲刺激包括使形状记忆材料暴露于与拉直刺激相同或不同类型的刺激。在该方法的第五示例中，任选地包括第一示例至第四示例，拉直刺激的阈值高于在由换能器进行数据采集期间插入患者体内时施加在形状记忆材料上的拉直刺激的范围，高于该阈值，该形状记忆材料的拉直被激活。在该方法的第六示例中，任选地包括第一示例至第五示例，使形状记忆材料从弯曲构型转变为平面构型包括减小形状记忆材料的刚度以使得能够从弯曲构型转变为平面构型，以及当处于平面构型时，恢复形状记忆材料的刚度，并且其中使形状记忆材料从平面构型返回到弯曲构型包括减小形状记忆材料的刚度以使得形状记忆材料能够卷曲，以及当处于弯曲构型时，恢复形状记忆材料的刚度。在该方法的第七示例中，任选地包括第一示例至第六示例，将声学叠堆耦接到形状记忆材料包括将背衬材料、柔性电路、压电晶体和匹配层中的至少一者层合到形状记忆材料的表面。在该方法的第八示例中，任选地包括第一示例至第七示例，形成换能器包括在形状记忆材料处于平面构型时将多个切口切割到换能器中。在该方法的第九示例中，任选地包括第一示例至第八示例，形成换能器包括由形状记忆材料形成匹配层和背衬层中的一者。

本公开还提供了对用于可部署导管的换能器的支持，该换能器包括：声学叠堆，该声学叠堆耦接到形状记忆聚合物，该形状记忆聚合物被构造成响应于一种或多种刺激而在第一构型和第二构型之间转变。在该系统的第一示例中，第一构型为折叠、凸面、凹面、螺旋形和圆形几何形状中的任一者，并且其中第二构型为平面的。在该系统的第二示例中，任选地包括第一示例，该系统还包括：被切割到换能器中的多个切口，并且其中多个切口延伸到换能器的高度的一部分中。在该系统的第三示例中，任选地包括第一示例和第二示例，形状记忆聚合物耦接到换能器的背衬层和匹配层中的一者的面向外的表面。在该系统的第四示例中，任选地包括第一示例至第三示例，形状记忆聚合物是换能器的背衬层或匹配层中的一者。在该系统的第五示例中，任选地包括第一示例至第四示例，形状记忆聚合物被定位在换能器的任何层之间。在该系统的第六示例中，任选地包括第一示例至第五示例，换能器是具有最高至360°视场的径向换能器。

本公开还提供了对用于制造换能器的方法的支持，该方法包括：将形状记忆聚合物(SMP)调节到非径向构型；在处于非径向构型时，将换能器部件层合到SMP；切割换能器部件；以及将SMP调节到径向构型以形成具有宽视场的换能器。在该方法的第一示例中，将SMP调节到径向构型包括将换能器调节到圆形、折叠、螺旋形、凸面和凹面构象中的任一者。在该方法的第二示例中，任选地包括第一示例，将SMP调节到径向构型包括使换能器转变为具有使得换能器能够被包封在可部署导管内的曲率半径的几何形状。

该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使相关领域中的普通技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何包含的方法。本发明可取得专利权的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有微小差别的等效结构元件，则此类其他示例旨在落入权利要求书的范围内。