具有延伸导丝管腔的模制尖端和相关联的设备、系统和方法

文档序号:751276 发布日期:2021-04-02 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 具有延伸导丝管腔的模制尖端和相关联的设备、系统和方法 (Molded tip with extended guidewire lumen and associated devices, systems, and methods ) 是由 J·斯蒂加尔 M·米纳斯 于 2019-08-05 设计创作,主要内容包括:提供了改进的管腔内成像设备和制造该设备的方法。在一个实施例中,管腔内成像设备包括:被配置为定位在患者的身体管腔内的柔性细长构件,该柔性细长构件包括近侧部分和远侧部分;耦合到该柔性细长构件的远侧部分的成像组件,该成像组件围绕管腔;以及耦合到成像组件的尖端构件,该尖端构件包括模制主体,该模制主体包括引导部分和延伸部分。引导部分在成像组件的远侧延伸,并且延伸部分在引导部分的近侧延伸通过成像组件内的管腔。尖端构件包括延伸通过引导部分和延伸部分的导丝管腔。(Improved intraluminal imaging devices and methods of making the same are provided. In one embodiment, an intraluminal imaging device comprises: a flexible elongate member configured to be positioned within a body lumen of a patient, the flexible elongate member comprising a proximal portion and a distal portion; an imaging assembly coupled to a distal portion of the flexible elongate member, the imaging assembly surrounding a lumen; and a tip member coupled to the imaging assembly, the tip member comprising a molded body including a guide portion and an extension portion. The guide portion extends distally of the imaging assembly, and the extension portion extends proximally of the guide portion through a lumen within the imaging assembly. The tip member includes a guidewire lumen extending through the guide portion and the extension portion.)

具有延伸导丝管腔的模制尖端和相关联的设备、系统和方法

技术领域

本公开总体上涉及管腔内医学成像,并且尤其涉及管腔内成像设备的远侧结构。例如,远侧结构可以包括柔性基底,该柔性基底被卷到支撑结构上,接合到柔性细长构件上并且涂覆有膜以促进血管内成像设备的有效组装和操作。

背景技术

血管内超声(IVUS)成像在介入心脏病学中广泛被用作诊断工具,用于评估人体内的患病脉管(诸如动脉)以确定对处置的需要,引导介入和/或评估其有效性。包括一个或多个超声换能器的IVUS设备被传递到脉管中并且被引导到要成像的区。换能器发射超声能量以便创建感兴趣脉管的图像。超声波由起因于组织结构(诸如脉管壁的各个层)、红血球和其他感兴趣特征的不连续性部分地反射。来自反射波的回波由换能器接收并且传递到IVUS成像系统。成像系统处理接收到的超声回波以产生其中设备被放置的脉管的截面图像。

固态(也被称为合成孔径)IVUS导管是现今常用的两种类型的IVUS设备中的一种,另一类型是旋转IVUS导管。固态IVUS导管携带扫描器组件,其包括分布在其周缘周围的超声换能器的阵列,以及邻近于换能器阵列安装的一个或多个集成电路控制器芯片。控制器选择用于发送超声脉冲并且用于接收超声回波信号的个体声学元件(或元件的组)。通过步进通过发送-接收对的序列,固态IVUS系统可以合成机械扫描超声换能器但无移动部分(因此固态指定)的效果。由于不存在旋转机械元件,因此换能器阵列可以在脉管创伤的最小风险的情况下被放置为与血液和脉管组织直接接触。此外,因为不存在元件,因此简化电学接口。固态扫描器可以利用简单电缆和标准可拆卸电学连接器直接连线到成像系统,而不是旋转IVUS设备所需的复杂旋转电学接口。

制造能够有效地穿过人体内部的解剖结构的IVUS设备是具有挑战性的。用于将IVUS设备的各个部件彼此耦合的方法,包括粘合剂和热结合,能够不期望地导致该设备的增加外部轮廓和对成像组件的敏感电子部件的损坏。

发明内容

本公开的实施例提供了克服上述限制的改进的管腔内成像设备和制造该设备的方法。例如,管腔内成像设备可包括具有延伸导丝管腔的尖端构件,该导丝管腔耦合到柔性细长构件的远侧部分。

在一个实施例中,管腔内成像设备包括:被配置为定位在患者的体管腔内的柔性细长构件,该柔性细长构件包括近侧部分和远侧部分;耦合到柔性细长构件的远侧部分的成像组件,成像组件围绕管腔;以及耦合到成像组件的尖端构件,该尖端构件包括模制主体,该模制主体包括引导部分和延伸部分。引导部分在成像组件的远侧延伸,并且延伸部分在引导部分的近侧延伸通过成像组件内的管腔。尖端构件包括延伸通过引导部分和延伸部分的导丝管腔。

在一些实施例中,成像设备还包括围绕引导部分的近侧部分的外表面定位的粘合剂圆角,该粘合剂圆角接触成像组件的远侧端部,使得该圆角密封尖端构件的引导部分与成像组件的远侧端部之间的接合部。在一些实施例中,成像组件包括血管内超声(IVUS)成像组件,并且IVUS成像组件包括位于支撑构件周围的柔性基板。成像组件还可以包括附接到支撑构件的近侧凸缘的延伸管,并且其中,尖端构件的延伸部分的近侧端部附接到延伸管。在一些实施例中,柔性基板包括设置在柔性基板的近侧端部处的电接口,并且电接口被固定到延伸管的外表面。

在一些方面,尖端构件包括在引导部分与延伸部分之间的中间连接部分,该中间连接部分包括远侧地延伸到引导部分中的凹部,并且支撑构件的远侧凸缘被容纳在凹部内。根据一些实施例,柔性细长构件包括导丝出口,并且延伸部分在柔性细长构件内近侧地延伸到导丝出口,使得导丝管腔从导丝出口延伸到尖端构件的远侧端部。在一些实施例中,柔性细长构件包括近侧内部构件和近侧外部构件,并且尖端构件的延伸部分的近侧端部耦合到近侧内部构件的远侧端部。在一些实施例中,延伸部分包括在尖端构件的延伸部分的近侧端部处的径向突起,该径向突起被配置为接合成像组件的近侧表面以将尖端构件机械地固定到成像组件。在一些实施例中,尖端构件的引导部分包括锥形管状形状,该锥形管状形状包括在引导部分的近侧端部处的第一外径和在引导部分的远侧端部处的第二外径,并且其中,延伸部分包括包含第三外径的非锥形形状,其中,第一外径大于第二外径和第三外径。

根据本公开的一些方面,一种用于制造管腔内成像设备的方法包括:提供尖端构件,该尖端构件包括模制主体,该模制主体包括引导部分、在该引导部分的近侧延伸的延伸部分以及设置在引导部分和延伸部分的接合处的中间连接部分;将延伸部分定位在成像组件的管腔内;在中间连接部分上或附近应用粘合剂;并且近侧地移动尖端构件,使得中间连接部分邻接成像组件的远侧端部,并且使得延伸部分的近侧端部延伸到成像组件的近侧部分。

在一些方面,定位粘合剂包括在中间连接部分的外表面上形成粘合剂圆角,使得该圆角在尖端构件的引导部分和成像组件之间提供密封。在一些实施例中,尖端构件的中间连接部分包括远侧地延伸到引导部分中的凹部,并且近侧地移动尖端构件包括将成像组件的远侧凸缘插入到凹部中。在一些实施例中,近侧地移动尖端构件包括将延伸部分的近侧端部定位成与成像组件的近侧凸缘邻近。在一些实施例中,该方法还包括以下操作中的至少一项:将成像组件的近侧凸缘周围的延伸部和延伸部分的近侧端部热结合或以粘合剂结合。在一些实施例中,该方法还包括将柔性细长构件的远侧端部耦合到成像组件,并且近侧地移动尖端构件包括将延伸部分的近侧端部定位在柔性细长构件的导丝出口处。

根据以下详细描述,本公开的额外的方面、特征和优点将变得显而易见。

附图说明

将参考附图描述本公开的说明性实施例,其中:

图1是根据本公开的方面的管腔内成像系统的图解示意性视图。

图2是根据本公开的方面的处于平坦配置的扫描器组件的顶部的图解透视图。

图3是根据本公开的方面的图2所示的扫描器组件的图解透视图,该扫描器组件处于围绕支撑构件的卷绕构造。

图4是具有设置在远侧端部处的柔性尖端构件的常规扫描器组件的图解截面侧视图。

图5是根据本公开的方面的包括延伸导丝管腔的柔性尖端构件的截面侧视图。

图6是根据本公开的方面的包括图5所示的柔性尖端构件的扫描器组件的图解截面侧视图。

图7是根据本公开的方面的管腔内成像设备的远侧部分的图解截面侧视图。

图8是根据本公开的方面的管腔内成像设备的远侧部分的图解截面侧视图。

图9是根据本公开的方面的管腔内成像设备的远侧部分的图解截面侧视图。

图10是根据本公开的方面的制造管腔内成像设备的方法的流程图。

图11A、11B、11C和11D是根据本公开的方面的在组装过程的各个阶段处的扫描器组件和柔性尖端构件的透视图。

具体实施方式

出于促进对本公开的原理的理解的目的,现在将对附图中所图示的实施例进行参考并且特定语言将被用于描述其。然而,应理解,未预期对本公开的范围的限制。所描述的设备、系统和方法的任何变型和其他修改和本公开的原理的任何其他应用被完全预期并且被包括在本公开内,如本公开涉及领域的技术人员将通常将想到的。例如,尽管根据心血管成像描述了聚焦系统,但是应理解,其并不旨在限于该应用。该系统相等地非常适合需要在密闭腔内成像的任何应用。具体而言,应完全预期,关于一个实施例所描述的特征、部件和/或步骤可以与关于本公开的其他实施例所描述的特征、部件和/或步骤组合。出于简洁的缘故,然而,将不分开描述这些组合的许多迭代。

图1是根据本公开的方面的管腔内成像系统100的图解示意性视图。管腔内成像系统100可以是超声成像系统。在一些实例中,系统100可以是血管内超声(IVUS)成像系统。系统100可以包括管腔内成像设备102,诸如导管、导丝或引导导管、患者接口模块(PIM)104、处理系统或控制台106以及监测器108。管腔内成像设备102可以是超声成像设备。在一些实例中,设备102可以是IVUS成像设备,例如固态IVUS设备。

在高水平处,IVUS设备102从包括在安装在导管设备的远侧端部附近的扫描器组件110中的换能器阵列124发射超声能量。超声能量由介质中的组织结构反射,例如脉管120或围绕扫描器组件110的另一身体管腔,并且超声回波信号由换能器阵列124接收。就这一点而言,设备102可以被定尺寸、整形或以其他方式配置为定位在患者的身体管腔内。PIM104将接收到的回波信号传送到控制台或计算机106,在控制台或计算机106中,超声图像(包括流信息)被重建并显示在监测器108上。控制台或计算机106可以包括处理器和存储器。计算机或计算设备106可以可操作于促进本文所描述的IVUS成像系统100的特征。例如,处理器可以执行存储在非瞬态有形计算机可读介质上的计算机可读指令。

PIM 104促进了IVUS控制台106与包括在IVUS设备102中的扫描器组件110之间的信号的通信。该通信包括以下步骤:(1)向被包括在扫描器组件110中的图2所图示的(一个或多个)集成电路控制器芯片206A、206B提供命令,以选择要用于发送和接收的(一个或多个)特定换能器阵列元件或(一个或多个)声学元件,(2)将发送触发信号提供给包括在扫描器组件110中的(一个或多个)集成电路控制器芯片206A、206B,以激活发送器电路以生成电脉冲来激发(一个或多个)选定的换能器阵列元件,和/或(3)经由扫描器组件110的(一个或多个)集成电路控制器芯片126上包括的放大器接受从(一个或多个)选定的换能器阵列元件接收的放大的回波信号。在一些实施例中,PIM 104在将数据中继到控制台106之前执行回波数据的初步处理。在此类实施例的示例中,PIM 104对数据进行放大、滤波和/或聚合。在实施例中,PIM 104还供应高压和低压DC功率以支持包括扫描器组件110内的电路的设备102的操作。

IVUS控制台106通过PIM 104从扫描器组件110接收回波数据,并处理该数据以重建在扫描器组件110周围的介质中的组织结构的图像。控制台106输出图像数据,使得在监测器108上显示脉管120的图像,例如脉管120的截面图像。脉管或管腔120可以表示自然和人造两者的流体填充或包围的结构。管腔120可以在患者的身体内。管腔120可以是血管,如患者的血管系统的动脉或静脉,包括心脏脉管系统、周围脉管系统、神经脉管系统、肾脉管系统、和/或身体内的任何其他适合的管腔。例如,设备102可以被用于检查任何数目的解剖位置和组织类型,包括但不限于包括肝、心脏、肾、胆囊、胰腺、肺的器官;导管;肠;神经系统结构,包括脑、硬膜囊、脊髓和周围神经;泌尿道;以及血液内的瓣膜、心腔或心脏的其他部分、和/或身体的其他系统。除了自然结构之外,设备102可以能用于检查人造结构,诸如但不限于心脏瓣膜、支架、分流器、过滤器和其他设备。

在一些实施例中,IVUS设备包括类似于常规固态IVUS导管的一些特征,诸如从Volcano公司可用的导管和美国专利US 7846101中公开的导管,通过引用将其整体内容并入本文。例如,IVUS设备102包括在设备102的远侧端部附近的扫描器组件110和沿着设备102的纵向主体延伸的传输线束112。传输线束或线缆112可以包括多个导体,包括一、二、三、四、五、六、七或更多个导体218(图2)。应理解,任何合适的线规线可以用于导体218。在实施例中,线缆112可以包括具有例如41AWG线规线的四导体传输线布置。在实施例中,线缆112可以包括利用例如44AWG线规线的七导体传输线布置。在一些实施例中,可以使用43AWG线规线。

传输线束112在设备102的近侧端部处终止于PIM连接器114。PIM连接器114将传输线束112电耦合到PIM 104,并将IVUS设备102物理耦合到PIM 104。在实施例中,IVUS设备102还包括导丝出口116。因此,在一些实例中,IVUS设备是快速更换导管。导丝出口116允许导丝118朝向远侧端部插入,以便引导设备102穿过脉管120。

图3是根据本公开的方面的柔性组件200的一部分的图解俯视图。柔性组件200包括形成在换能器区域204中的换能器阵列124和形成在控制区域208中的换能器控制逻辑管芯206(包括管芯206A和206B),在它们之间设置有过渡区域210。换能器阵列124包括超声换能器212的阵列。换能器控制逻辑管芯206安装在柔性基底214上,换能器212先前已经集成到柔性基底214中。在图2中以平坦配置示出了柔性基板214。尽管在图2中示出了六个控制逻辑管芯206,但是可以使用任何数量的控制逻辑管芯206。例如,可以使用一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多个控制逻辑管芯206。

其上安装有换能器控制逻辑管芯206和换能器212的柔性基底214提供结构支撑和用于电耦合的互连。柔性基底214可以被构造为包括诸如KAPTONTM(DuPont的商标)的柔性聚酰亚胺材料的薄膜层。其他合适的材料包括聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚萘二甲酸乙二酯薄膜或聚醚酰亚胺薄膜、液晶聚合物、其他柔性印刷半导体基底以及诸如(UbeIndustries的注册商标)和(E.I.du Pont的注册商标)的产品。在图2所图示的平面构造中,柔性基底214具有大致矩形的形状。如本文所示和所描述的,在一些实例中,柔性基底214被配置为缠绕在支撑构件230(图3)周围。因此,柔性基底214的薄膜层的厚度通常与最终组装的柔性组件110中的弯曲程度有关。在一些实施例中,薄膜层在5μm至100μm之间,而一些特定实施例在5μm与25.1μm之间,例如6μm。

换能器控制逻辑管芯206是控制电路的非限制性示例。换能器区域204设置在柔性基底214的近侧部分221处。控制区域208设置在柔性基底214的近侧部分222处。过渡区域210设置在控制区域208和换能器区域204之间。换能器区域204、控制区域208和过渡区域210的尺度(例如,长度225、227、229)可以在不同的实施例中变化。在一些实施例中,长度225、227、229可以基本相似,或者过渡区域210的长度227可以小于长度225、229,过渡区域210的长度227可以分别大于换能器区域和控制器区域的长度225和229。

控制逻辑管芯206不一定是同质的。在一些实施例中,单个控制器被指定主控制逻辑管芯206A,并且包含用于线缆142的通信接口,线缆142可以用作处理系统(例如,处理系统106)与柔性组件200之间的电导体,例如,电导体112。因此,主控制电路可以包括控制逻辑,该控制逻辑对通过线缆142接收的控制信号进行解码,通过线缆142发送控制响应,放大回波信号,和/或通过线缆142发送回波信号。其余控制器是从控制器206B。从控制器206B可以包括控制逻辑,该控制逻辑驱动换能器212以发射超声信号并且选择换能器212以接收回波。在所描绘的实施例中,主控制器206A不直接控制任何换能器212。在其他实施例中,主控制器206A驱动与从控制器206B相同数量的换能器212,或者与从控制器206B相比驱动减少的一组换能器212。在示例性实施例中,单个主控制器206A和八个从控制器206B被提供有分配给每个从控制器206B的八个换能器。

为了将控制逻辑管芯206和换能器212电互连,在实施例中,柔性基底214包括形成在薄膜层中的导电迹线216,其在控制逻辑管芯206和换能器212之间承载信号。特别地,提供控制逻辑管芯206和换能器212之间的通信的导电迹线216在过渡区域210内沿着柔性基底214延伸。在一些实例中,导电迹线216还可以促进主控制器206A和从控制器206B之间的电通信。导电迹线216还可以提供一组导电垫,当线缆142的导体218机械地和电学地耦合到柔性基底214时,所述一组导电垫与线缆142的导体218接触。导电迹线216的合适材料包括铜、金、铝、银、钽、镍和锡,并可以通过诸如溅射、电镀和蚀刻的工艺沉积在柔性基底214上。在实施例中,柔性基底214包括铬粘附层。导电迹线216的宽度和厚度被选择为在卷绕柔性基底214时提供适当的导电性和弹性。在这方面,导电迹线216和/或导电垫的厚度的示例性范围在1-5μm之间。例如,在实施例中,5μm导电迹线216由5μm的空间隔开。柔性基底上的导电迹线216的宽度还可以由要耦合到迹线/垫的导体218的宽度确定。

在一些实施例中,柔性基底214可以包括导体接口220。导体接口220可以是柔性基底214的位置,其中,线缆142的导体218被耦合到柔性基底214。例如,线缆142的裸导体在导体接口220处电耦合至柔性基底214。导体接口220可以是从柔性基底214的主体延伸的突片(tab)。在这方面,柔性基底214的主体可以共同指代换能器区域204、控制器区域208和过渡区域210。在所图示的实施例中,导体接口220从柔性基底214的近侧部分222延伸。在其他实施例中,导体接口220位于柔性基底214的其他部分处,诸如近侧部分221处,或柔性基底214可以缺少导体接口220。突片或导体接口220的尺度的值(诸如宽度224)可以小于柔性基底214的主体的尺度的值(诸如宽度226)。在一些实施例中,形成导体接口220的基底由(一个或多个)相同的材料制成和/或与柔性基底214的柔性类似。在其他实施例中,导体接口220由不同的材料制成和/或比柔性基底214相对更刚性。例如,导体接口220可以由塑料、热塑、聚合物、硬质聚合物等等制成,包括聚甲醛(例如)、聚醚醚酮尼龙、液晶聚合物(LCP)和/或其他合适的材料。

图3图示了设备102的透视图,其具有处于滚动配置中的扫描器组件110。在一些实例中,组件110从平坦配置(图2)过渡到卷曲或更圆柱形的配置(图3)。例如,在一些实施例中,利用如以下中的一个或多个公开的技术:题为“ULTRASONIC TRANSDUCER ARRAY ANDMETHOD OF MANUFACTURING THE SAME”的美国专利US 6776763和题为“HIGH RESOLUTIONINTRAVASCULAR ULTRASOUND SENSING ASSEMBLY HAVING A FLEXIBLE SUBSTRATE”的美国专利US 7226417,通过引用将其中每个整体并入本文。

在一些实施例中,换能器元件212和/或控制器206可以围绕支撑构件230的纵轴50以环形配置(例如,圆形配置或多边形配置)定位。将理解,支撑构件230的纵轴50也可以被称为扫描器组件110、柔性细长构件121和/或设备102的纵轴。例如,换能器元件212和/或控制器206处的成像组件110的截面轮廓可以是圆形或多边形。可以实现任何合适的环形多边形形状,诸如基于控制器/换能器的数量、控制器/换能器的柔性等,包括五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形等。在一些示例中,多个换能器控制器206可以用于控制多个超声换能器元件212以获得与脉管120相关联的成像数据。

在一些实例中,支撑构件230可被引用为一体。支撑构件230可以包括金属材料(例如不锈钢)或非金属材料(例如塑料或聚合物),如于2014年4月28日递交的美国临时申请US61/985220“Pre-Doped Solid Substrate for Intravascular Devices”(’220申请)中所描述的,通过引用合将其整体并入本文。支撑构件230可以是具有远侧凸缘或部分232和近侧凸缘或部分234的套圈。支撑构件230可以是管状的并且限定了纵向延伸穿过其中的管腔236。管腔236可以被定尺寸和整形为容纳导丝118。可以使用任何合适的工艺来制造支撑构件230。例如,可以对支撑构件230进行机械加工和/或电化学加工或激光研磨,例如通过从坯料移除材料以整形支撑构件230,或者例如通过注射成型工艺来模制支撑构件230。

管腔内成像设备,诸如图1-3所图示的那些,必须导航通过患者的内部管腔,例如患者的脉管系统。为了促进设备通过内部管腔的移动并减少对患者的组织的损坏,成像设备的远侧端部常常装有柔软、柔性尖端。

图4描绘了包括尖端构件152的常规IVUS成像设备102的截面图解侧视图。该设备102包括成像组件110、包括外部构件254和内部构件156的柔性细长构件150、以及耦合到成像组件110的远侧端部的尖端构件152。尖端构件152耦合到内部构件156。尖端构件152必须以确保流程期间不脱离患者脉管系统的方式固定到内部构件156和/或成像组件110。因此,常规尖端构件常常需要大量的粘合剂以将尖端构件接合到其他部件。也可能需要热结合。然而,尖端构件152与成像组件110之间的接合部中的过量粘合剂会不利地增大成像设备102的外部轮廓。此外,当使用热结合时,常规尖端构件152的被结合到内部构件156和/或成像组件110的区域靠近成像组件110的精密电子部件(例如,超声成像元件)。因此,常规尖端构件的几何结构会导致由于热结合对成像部件的电子器件的损坏的增加风险。

因为IVUS成像设备常常在狭窄的空间和脉管系统的曲折区域中导航,因此重要的是减小设备的轮廓并增加灵活性而不损害设备的完整性。此外,制造过程必须适合设备中包括的精密电子器件。因此,本公开提供了有利地改进制造和组装过程并且改进管腔内成像设备的可操纵性的尖端构件。

图5是根据本公开的一些方面的具有延伸导丝管腔346的尖端构件360的截面图解视图。尖端构件360包括柔性材料,并且包括远侧引导部分362、管状延伸部分364和中间连接部分366。尖端构件360可以包括整体形成的部件,例如模制主体。引导部分362向下渐缩至尖端构件360的远侧端部361,使得引导部分362包括圆锥形状。尽管在图6中将锥形引导部分362的外边缘示出为笔直的,但是在一些实施例中,引导部分362的外边缘是弯曲的。管状延伸部分364包括中空圆柱形状,并且在引导部分362的近侧延伸至尖端构件360的近侧端部363。管状延伸部分364和引导部分362围绕或限定延伸导丝管腔336。如下面将更详细解释的,管状延伸部分364可以提供尖端构件360的其他表面,成像组件和/或成像导管的柔性细长构件例如结合到其。

尖端构件360还包括在引导部分362的近侧端部处或附近的中间连接部分366。中间连接部分366包括远侧地延伸到引导部分362中的圆形或环形凹部或狭槽368。在一些实施例中,凹部368被配置为容纳成像组件的远侧凸缘。在其他实施例中,凹部368被配置为容纳诸如护套或导管构件的柔性细长构件的远侧端部。在一些实施例中,凹部368是多边形的,例如六边形、八边形或非对角线。在其他实施例中,凹部368包括椭圆形或任何其他合适的形状。中间连接部分366还包括中间架子365。架子365在中间连接部分366的近侧端部处包括与尖端构件360的纵轴正交的表面。中间连接部分366还包括成角度的外表面369。如将在下面进一步解释的,成角度的外表面369可以提供用于圆角的空间,使得可以最小化或保持成像设备的外部轮廓。尽管成角度的外表面369在图5中被示出为是笔直的,但是在其他实施例中,成角度的外表面369可以包括弯曲的外表面,使得尖端构件360的引导部分362的外表面保持平滑外部轮廓。在其他实施例中,中间连接部分366可以不包括成角度的外表面,使得引导部分362的外表面包括从尖端构件360的远侧端部361延伸到架子365的直线和/或平滑的线或曲线。柔性尖端构件360可以包括多种材料,包括和硅树脂。

柔性尖端构件360可以包括各种尺寸的各种不同幅度。例如,在一些实施例中,从架子365到尖端构件360的远侧端部361测量的远侧引导部分长度381可以包括大约0.2英寸至大约0.5英寸,和在大约0.3英寸与大约0.4英寸之间的长度,包括诸如0.30英寸、0.032英寸、0.35英寸、0.37英寸的值和/或其他更大或更小的合适值。从凹部368的近侧开口到凹部368的远侧端部测量的凹部长度392可以包括大约0.02英寸至大约0.07英寸,以及在大约0.03英寸与大约0.06英寸之间的长度,包括诸如0.040英寸、0.045英寸、0.047英寸、0.050英寸的值和/或其他更大和更小的合适值。导丝管腔直径383可包括约0.005英寸至约0.03英寸以及在约0.01英寸与约0.020英寸之间的直径,包括诸如0.015英寸、0.016英寸、0.017英寸、0.018英寸的值和/或其他更大和更小的合适值。管状延伸部分外径393可以包括约0.01英寸至约0.04英寸以及在约0.015英寸与约0.030英寸之间的直径,包括诸如0.018英寸、0.020英寸、0.022英寸、0.024英寸的值和/或其他更大和更小的合适值。尖端构件的最大外径385可以包括约0.02英寸至约0.06英寸以及在约0.03英寸与约0.05英寸之间的直径,包括诸如0.040英寸、0.042英寸、0.044英寸、0.046英寸的值和/或其他更大和更小的合适值。远侧端部外径386可以包括约0.01英寸至约0.03英寸以及在约0.010英寸与约0.022英寸之间的直径,包括诸如0.015英寸、0.017英寸、0.019英寸、0.021英寸的值和/或其他更大和更小的合适值。从凹部368的远侧端部到尖端构件360的近侧端部363测量的管状延伸部分长度387可以包括大约0.2英寸至大约0.6英寸以及在大约0.3英寸与大约0.5英寸之间的长度,包括诸如0.40英寸、0.42英寸、0.44英寸、0.46英寸的值和/或其他更大或更小的合适值。

将理解,可以对由本公开预期的尖端构件360做出各种修改。例如,在一些实施例中,尖端构件360可以包括刚性材料或与柔性材料结合或代替柔性材料的具有可变硬度的材料。例如,在一个实施例中,延伸部分可以比引导部分362更刚性,反之亦然。在一些实施例中,延伸部分364可以不是管状的。在一些实施例中,延伸部分364可包括任何合适的形状或其组合,包括椭圆形、圆柱形、圆形、多边形和/或矩形。在一些实施例中,尖端构件360可以直接耦合到成像组件110。在其他实施例中,尖端构件360间接耦合到成像组件110。例如,在一些实施例中,存在用于将尖端构件360耦合到成像组件110的中间连接和连接元件,包括辐射不透明标记、粘合剂、烧蚀元件、治疗元件或其他合适的中间连接元件。

本公开中描述的具有延伸导丝管腔的柔性尖端构件可以被包括在各种管腔内成像设备中,包括旋转IVUS成像设备和固态IVUS成像设备。图6、图7和图9图示了包括具有延伸导丝管腔的柔性尖端构件的固态IVUS成像设备,并且图8图示了包括具有延伸导丝管腔的柔性尖端构件的旋转IVUS成像设备。

现在参考图6,示出了根据本公开的方面的管腔内成像设备302的远侧部分的图解横截面侧视图,该管腔内成像设备302包括柔性基板314和支撑构件330。在一些实例中,支撑构件330可以被引用为一体。支撑构件330可以包括金属材料(例如不锈钢)或非金属材料(例如塑料或聚合物),如于2014年4月28日递交的美国临时申请US 61/985220“Pre-DopedSolid Substrate for Intravascular Devices”中所描述的,通过引用将其整体并入本文。支撑构件330可以是具有远侧部分382和近侧部分384的套圈。支撑构件330可以限定沿着纵向轴LA延伸的管腔336。管腔336与入口/出口端口116连通,并且其被定尺寸和整形为容纳导丝118(图1)。支撑构件330可以根据任何合适的工艺来制造。例如,可以对支撑构件330进行机械加工和/或电化学加工或激光研磨,例如通过从坯料移除材料以整形支撑构件330,或者例如通过注射成型工艺来模制支撑构件330。在一些实施例中,支撑构件330可以整体地形成为一体结构,而在其他实施例中,支撑构件330可以由彼此牢固耦合的不同的部件(例如,套圈和立架342、344)形成。在一些情况下,支撑构件330和/或其一个或多个部件可以与内部构件356完全集成。在一些情况下,内部构件356和支撑构件330可以接合为一个,例如在聚合物支撑构件的情况下。

竖直延伸的立架342、344分别提供在支撑构件330的远侧和近侧部分382、384处。立架342、344升高并支撑柔性基底314的远侧和近侧部分。在这方面,柔性基底314的部分,例如换能器部分304(或换能器区域304),可以与在立架342、344之间延伸的支撑构件330的中央主体部分隔开。立架342、344可以具有相同的外径或不同的外径。例如,远侧立架342可以比近侧立架344具有更大或更小的外径,并且还可以具有用于旋转对准以及控制芯片放置和连接的特殊特征。为了改进声学性能,在柔性基底314和支撑构件330的表面之间的任何腔体被填充有背衬材料345。液体背衬材料345可以经由立架342、344中的通道335引入在柔性基底314和支撑构件330之间。在一些实施例中,可以经由立架342、344之一的通道335施加吸力,而液体背衬材料345经由立架342、344中的另一个的通道335馈送在柔性基底314和支撑构件330之间。背衬材料可以被固化以允许其固体化和凝固。在各种实施例中,支撑构件330包括两个以上的立架342、344、仅立架342、344之一、或没有两个支架中任一个。在这方面,支撑构件330可具有增加直径远侧部分382和/或增加直径近侧部分384,其被定尺寸和整形为升高和支撑柔性基底314的远侧部分和/或近侧部分。

在一些实施例中,支撑构件330可以是实质圆柱形的。还预期支撑构件330的其他形状,包括几何的、非几何的、对称的、非对称的横截面轮廓。如本文中使用的术语,支撑构件330的形状可以参考支撑构件330的横截面轮廓。在其他实施例中,支撑构件330的不同部分可以不同地成形。例如,近侧部分384可以具有比远侧部分382或在远侧部分382与近侧部分384之间延伸的中央部分的外径更大的外径。在一些实施例中,支撑构件330的内径(例如,管腔336的直径)可以随着外径改变而相应地增加或减小。在其他实施例中,不管外径的变化,支撑构件330的内径仍保持相同。

包括近侧内部构件356和近侧外部构件354的柔性细长构件350耦合到支撑构件330的近侧部分384。近侧内部构件356和/或近侧外部构件354可以包括柔性细长构件。近侧内部构件356可以邻接近侧凸缘334。在其他实施例中,近侧内部构件356可以被容纳在近侧凸缘334内,或者近侧凸缘334可以被容纳在近侧内部构件356内。近侧外部构件354与柔性基板314接触。在图6的实施例中,近侧外部构件354部分地容纳在柔性基板314内。在其他实施例中,近侧外部构件354可以邻接基板314,或者基板314可以容纳在近侧外部构件354内。

可以在管腔内成像设备302的远侧部分处的各种部件之间设置一种或多种粘合剂。例如,柔性基板314、支撑构件330、尖端构件360、近侧内部构件356和/或近侧外部构件354中的一种或多种可经由粘合剂彼此耦合。

成像设备302包括图5中所示的柔性尖端构件360。柔性尖端构件360设置在成像设备302的远侧端部处。尖端构件360的管状延伸部分364插入到成像组件302的管腔336中。在一些实施例中,管腔336是围绕尖端构件360的中心纵轴居中的中央管腔。在其他实施例中,管腔336可以从纵轴径向偏移。尖端构件360围绕从尖端构件360的近侧端部363延伸到远侧端部361的延伸导丝管腔346。成像组件302的远侧凸缘332被插入或容纳在尖端构件360的中间连接部分366的环形凹部368中。架子365邻接远侧支架342。在一些实施例中,在在将尖端构件360定位在成像组件内期间或之前,将粘合剂应用到中间连接部分366、管状延伸部分364和/或引导部分362。在图6的实施例中,粘合剂圆角367沉积在尖端构件360的中间连接部分366的成角度的外表面369与成像组件302的远侧端部361之间的空间内。粘合剂圆角367可以在保持成像设备302的平滑外部轮廓的同时,在尖端构件360与成像组件302之间提供密封。就这一点而言,圆角367的粘合剂可以填充远侧法兰332的表面(例如,外表面、远侧表面、内表面)、尖端构件360的相对表面(例如,环形凹部368)、远侧支架342的表面(例如,远侧表面)和/或挠性电路314的表面(例如,外表面、远侧表面)之间的一个或多个空间。粘合剂圆角367可以接触多个这样的表面以耦合尖端构件360和支撑构件330,并且密封成像组件310的各种部件。在其他实施例中,设备302可以不包括圆角。

成像组件302包括耦合到成像组件302的近侧凸缘334的耦合构件374。耦合构件374可以提供表面以耦合或接合成像组件的一个或多个部件。耦合构件374可以包括以围绕近侧凸缘334的圆柱形配置设置的聚合物膜,例如聚酰亚胺。就这一点而言,在一些方面中,耦合构件374可以被称为延伸管。导体接口320可以耦合到耦合构件374的外表面。在一些实施例中,导体接口320可以连接至挠性电路314的电接口。此外,近侧内部构件356被耦合到耦合构件374的内表面。导体接口和/或近侧内部构件356可以通过任何合适的方法耦合到耦合构件374,包括过盈配合、粘合剂和/或热结合。耦合构件374可以通过过盈配合、粘合剂、热结合和/或任何其他合适的耦合方法耦合到近侧凸缘334。

尖端构件360的管状延伸部分364在尖端构件360的近侧端部363处耦合到近侧内部构件356,使得近侧内部构件356与尖端的近侧端部363交叠或围绕尖端的近侧端部363。管状延伸部分364可以通过任何合适的方法(包括粘合剂、热结合和/或过盈配合)而耦合到近侧内部构件356。将理解,在一些实施例中,近侧内部构件356可不交叠或围绕尖端构件360的管状延伸部分364。相反,尖端构件360的管状延伸部分364可交叠或围绕近侧内部构件356。在其他实施例中,尖端构件360的近侧端部363邻接近侧内部构件356的远侧端部。此外,在一些实施例中,耦合构件374可以耦合到近侧凸缘334,使得耦合构件374的外表面与近侧凸缘334的内表面接触。

近侧外部构件354被耦合到成像组件302,使得挠性电路314部分地重叠近侧外部构件354。近侧外部构件354可以通过任何合适的方法(包括粘合剂和/或热结合)被耦合到成像组件302。在其他实施例中,近侧外部构件354与挠性电路314交叠。在另外的实施例中,近侧外部构件354邻接挠性电路314的近侧端部。

通过将尖端构件360的延伸的管状部分364引入到成像组件310的管腔336中,尖端构件360可以在远离挠性电路314的敏感电子部件的位置处耦合到成像组件310和/或柔性细长构件350,例如超声换能器元件。此外,在成像组件310的远侧端部与尖端构件360之间的接合部处可能需要很少粘合剂或不需要粘合剂,这可以帮助减小成像设备302的外部轮廓。尖端构件360耦合到成像组件310以及在尖端构件360的近侧端部处的近侧内部构件356和/或近侧外部构件354可以提供牢固的连接而不增加成像设备302的外部轮廓,并且可以帮助降低损坏挠性电路314的电子部件的风险。在这方面,尖端构件360的近侧端部363可以热结合到成像组件310和/或导管外部/内部构件354、356,以减少挠性电路314暴露于来自热结合的热量。

图7描绘了根据本公开的另一个实施例的IVUS成像设备402的远侧部分。图7所示的IVUS成像设备402可以包括与图6所描绘的实施例相似或相同的部件。例如,IVUS成像设备402包括成像组件410,该成像组件410包括支撑构件430和围绕支撑构件430以圆柱形配置定位的挠性电路414。成像组件402耦合到近侧内部构件456和近侧外部构件454。尖端构件460相对于成像组件410以与图6的实施例相似的配置定位。然而,在图7中,尖端构件460包括管状延伸部分464,该管状延伸部分464延伸至导丝出口476。就这一点而言,导丝出口476可以包括用于在导丝上定位成像设备402的快速交换端口。因为管状延伸部分464延伸到导丝出口476,因此尖端构件460可以限定整个导丝管腔446。尽管在一些实施例中示出尖端构件460的近侧端部463朝向导丝出口476向外弯曲,但是导丝出口476包括在管状延伸部分464的壁中的开口,其为管状延伸部分464内的导丝管腔446提供进入/退出点。

图8描绘了根据本公开的一个实施例的旋转IVUS设备502。旋转IVUS设备502包括设置在外部护套550内的成像组件510。设备502包括耦合到外部护套550的远侧部分551的柔性尖端构件560。类似于图6和图7中所示的实施例,尖端构件560包括引导部分562、管状延伸部分564和中间连接部分566。中间连接部分566包括延伸到引导部分562中的环形凹部568,其中,外部护套550的远侧端部553设置在环形凹部568内。管状延伸部分564延伸到或超过导丝出口576。导丝出口576包括外部护套550中的开口,该开口通向管状延伸部分564中的延伸导丝管腔546以利于插入和移除导丝。在这方面,导丝出口576可包括快速交换端口。尖端构件560设置在外部护套550内的成像组件510的远侧。在图8的实施例中,设备502包括设置在外套550内在成像组件510远侧的密封构件590以在成像组件510与延伸导丝管腔546之间提供流体密封。

图9描绘了根据本公开的另一个实施例的IVUS成像设备602。在图9的实施例中,模制尖端构件660包括在尖端构件660的近侧端部663处从管状延伸部分664径向向外延伸的近侧附接部分678。就这一点而言,在一些方面,近侧附接部分678可以被描述为径向突起。近侧附接部分678接合成像组件610的近侧凸缘634。在一些实施例中,近侧附接部分678可以将尖端构件660固定到成像组件610,而不需要其他耦合方法(例如,粘合剂、热结合)。在其他实施例中,近侧附接部分678与粘合剂、热结合和/或任何其他合适的耦合方法结合使用,以将尖端构件660固定到成像组件610和/或柔性细长构件650。

图10是图示根据本公开的一些实施例的用于将管腔内成像设备302与包括延伸导丝管腔的柔性尖端构件360组装在一起的方法700的流程图。例如,方法700可以使用图6所示的柔性尖端构件360和成像设备302来执行。方法700的步骤也在对应的图11A-11D中图示。在方法700的步骤710中,提供了柔性尖端构件360,该柔性尖端构件360包括模制(例如,一体形成)主体,该主体包括引导部分362、中间连接部分366和管状延伸部分364。引导部分362可以是锥形的,使得引导部分362的直径从引导部分362的近侧部分向引导部分362的远侧部分减小。管状延伸部分364可以在引导部分362的近侧延伸。中间连接部分366可以包括被配置为容纳IVUS成像组件310的远侧部分的凹部,例如图5所示的凹部368,以及被配置为邻接成像组件的远侧端部的架子。

在步骤720中(也在图11A中示出),尖端构件360的管状延伸部分364至少部分插入到成像组件310的管腔中。在其他实施例中,例如图8的旋转IVUS实施例中,可以将管状延伸部分插入柔性细长构件中。如图11A所示,将柔性尖端构件360和成像组件310定位在组件心轴394之上或周围。在组装期间使用组件心轴394,并且然后将其移除。在组装期间的另一点,内部导管构件和/或外部导管构件耦合到成像组件310。在成像组件310的远侧端部与中间连接部分366的架子之间留有间隙以用于粘合剂。在图11B中所示的步骤730中,将粘合剂珠375应用到管状延伸部分364、成像组件310的远侧凸缘以及中间连接部分366的表面。在在图11C中所示的步骤740中,柔性尖端构件360近侧地移动,使得中间连接部分366(例如,架子)邻接成像组件310的远侧端部,并且使得管状延伸部分364的近侧端部延伸到成像组件310的近侧部分。如上所述,中间连接部分366可包括被配置为容纳成像组件310的远侧凸缘或柔性细长构件(例如,护套)的远侧端部的凹部。在这方面,步骤740可以包括将成像组件310的远侧凸缘或柔性细长构件的远侧端部插入到凹部中。

在也在图11C中所示的步骤750中,柔性尖端构件360的近侧端部耦合到成像组件310和/或柔性细长构件。例如,在固态IVUS设备中,步骤750可以包括将柔性尖端构件360的近侧端部耦合到近侧内部构件的远侧端部、IVUS成像组件的近侧凸缘和/或耦合到IVUS成像组件的近侧凸缘334的耦合构件374。柔性尖端构件360可以通过粘合剂、热结合或任何其他合适的耦合方法耦合到成像组件310和/或柔性细长构件。例如,如图9所示,柔性尖端构件660可以包括被配置为接合成像组件610的近侧表面的近侧附接构件678,诸如近侧凸缘634。

如图11D所示,在一些实施例中,方法700还可以包括在柔性尖端构件360的中间连接部分366周围应用粘合剂圆角367,以提供设备302的平滑外部轮廓并密封成像组件310的各个部件。

本领域技术人员将认识到,可以以各种方式修改上文所描述的装置、系统和方法。因此,本领域普通技术人员将意识到,由本公开涵盖的实施例不限于上文所描述的特定示范性实施例。在该方面中,尽管已经示出并且描述了说明性实施例,但是在前述公开中预期各种各样的修改、改变和替代。应理解,在不脱离本公开的范围的情况下,可以对前述内容做出这样的变型。因此,随附的权利要求宽广地并且以与本公开一致的方式理解是适当的。

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