具有流體旋轉(zhuǎn)接頭的醫(yī)療探針的制作方法
【專利摘要】提供一種導(dǎo)管，其包括外護(hù)套、容納在外護(hù)套中的可旋轉(zhuǎn)管、以及具有可旋轉(zhuǎn)插入件的流體旋轉(zhuǎn)接頭，其中在可旋轉(zhuǎn)管的旋轉(zhuǎn)下可旋轉(zhuǎn)管的內(nèi)腔與外部端口流體連通。可旋轉(zhuǎn)插入件可包括通道結(jié)構(gòu)，該通道結(jié)構(gòu)包括外部環(huán)狀通道?？尚D(zhuǎn)管被接納在通道結(jié)構(gòu)內(nèi)使得內(nèi)腔在可旋轉(zhuǎn)管的旋轉(zhuǎn)下經(jīng)過環(huán)狀通道與外部端口流體連通。外護(hù)套可限定外腔，外腔在遠(yuǎn)離導(dǎo)管的近端部分的位置處可與內(nèi)腔流體連通，外腔可與次級端口流體連通?？尚D(zhuǎn)管可容納在連接至可旋轉(zhuǎn)插入件的扭矩纜線中。
【專利說明】具有流體旋轉(zhuǎn)接頭的醫(yī)療探針
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2011年5月27日提交的、題為“具有流體旋轉(zhuǎn)接頭的導(dǎo)管(CATHETER WITH FLUID ROTARY JOINT)”的第61/490，930號美國臨時(shí)申請的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過引用清楚地并入本文。
【背景技術(shù)】
[0003]本公開涉及醫(yī)療探針，更具體地，本公開涉及諸如導(dǎo)管的醫(yī)療探針，其中流體在該探針的一部分中輸送。
[0004]醫(yī)療探針，諸如導(dǎo)管，通常在診斷和治療醫(yī)療狀況的微創(chuàng)性程序中使用。這種程序可包括對管腔內(nèi)導(dǎo)管、腔內(nèi)導(dǎo)管、血管內(nèi)導(dǎo)管以及心內(nèi)導(dǎo)管及相關(guān)系統(tǒng)的使用。在執(zhí)行這種程序時(shí)，成像和治療導(dǎo)管經(jīng)常在遠(yuǎn)離待診斷和/或治療的血管或器官的位置處經(jīng)由皮膚插入體內(nèi)，并進(jìn)入血管系統(tǒng)的可接入血管。然后導(dǎo)管穿過血管系統(tǒng)的血管行進(jìn)至待治療的身體區(qū)域。
[0005]該導(dǎo)管可配備有采用成像形式(諸如光學(xué)成像、光學(xué)光譜、熒光、紅外心臟內(nèi)窺鏡、聲學(xué)成像、光聲成像、熱成像和磁共振成像)的成像裝置。例如，超聲或光學(xué)成像裝置可用于定位并診斷身體的患病部分，諸如動(dòng)脈的狹窄區(qū)域。導(dǎo)管還可配備有治療裝置，諸如用于執(zhí)行包括氣囊血管成形術(shù)、激光燒蝕、旋轉(zhuǎn)斑塊切除術(shù)、定向斑塊切除術(shù)等的介入技術(shù)的裝置。
[0006]成像導(dǎo)管(諸如血管內(nèi)導(dǎo)管和心內(nèi)超聲導(dǎo)管)通常需要導(dǎo)管管體在操作過程中空氣凈化。進(jìn)行凈化來支持由一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部換能器產(chǎn)生或檢測到的成像能量在導(dǎo)管管體中的有效傳播。例如，容納在血·管內(nèi)超聲導(dǎo)管中的超聲換能器在操作過程中通常浸沒在液體中，從而支持來自換能器的聲波有效地聯(lián)接至待成像的外部介質(zhì)。
[0007]流體一般通過被稱為“沖洗(flushing)”的程序引入導(dǎo)管中，其中流體經(jīng)由近端處的端口注入導(dǎo)管中。該流體通常為液體(諸如鹽水或無菌水)，其沿導(dǎo)管的內(nèi)部主腔的長度行進(jìn)，并且將空氣凈化出導(dǎo)管的遠(yuǎn)端尖部附近的端口。其他導(dǎo)管不支持通過體外可用的端口沖洗導(dǎo)管。這種導(dǎo)管通常需要經(jīng)由附接至注射器的針將流體聯(lián)接介質(zhì)手動(dòng)地注入導(dǎo)管的遠(yuǎn)端尖部。期望使沖洗成為安全、簡單、快速和有效的程序。在許多應(yīng)用中，還希望將導(dǎo)管的內(nèi)部部分與其使用的組織環(huán)境流體隔離。通常，如果醫(yī)師希望將空氣氣泡引入血流的可能性最小化，那么在將導(dǎo)管插入血管之前用液體沖洗導(dǎo)管。
[0008]許多血管內(nèi)成像導(dǎo)管設(shè)置成使得血液在使用過程中可經(jīng)由遠(yuǎn)端沖洗端口進(jìn)入導(dǎo)管。血液會(huì)干擾導(dǎo)管的機(jī)械或成像性能。例如，如果血液在成像導(dǎo)管中形成血栓，血栓會(huì)損壞導(dǎo)管中的精密部件和/或在隨后的沖洗程序過程中被排放，潛在地導(dǎo)致栓塞并發(fā)癥。此外，使用可能使顆粒或可溶性材料從導(dǎo)管的內(nèi)部釋放到血管的遠(yuǎn)端沖洗端口降低了與對導(dǎo)管中所使用的材料進(jìn)行選擇的設(shè)計(jì)適應(yīng)性。其還需要用于沖洗的流體是生理相容的，諸如生理鹽水。
[0009]在一些情況下，導(dǎo)管可能沖洗不充分，并且所得到的成像質(zhì)量可能會(huì)顯著降低。例如，如果氣泡位于聲波或光能量行進(jìn)的區(qū)域中，超聲換能器或光學(xué)部件上的氣泡會(huì)大幅降低圖像質(zhì)量。
[0010]作為經(jīng)由近端端口沖洗且允許流體經(jīng)由遠(yuǎn)端端口離開的替代，一些導(dǎo)管已設(shè)計(jì)成具有作為成像導(dǎo)管的一部分的獨(dú)立腔，以將流體輸送至導(dǎo)管的遠(yuǎn)端，允許流體“回填(backfill)”導(dǎo)管的主腔?？商娲兀摢?dú)立腔可用作排放腔，其中流體經(jīng)由主腔引入并且該獨(dú)立腔允許空氣漏出。
[0011]獨(dú)立沖洗腔占用空間并且通常制作得盡可能小，以避免導(dǎo)管直徑過度增大。這在血管內(nèi)導(dǎo)管的情況下可能不幸地成為明顯限制，血管內(nèi)導(dǎo)管通常需要緊湊的結(jié)構(gòu)，以便能夠輸送至血管中。例如，目前采用的用于血管內(nèi)超聲和心臟內(nèi)超聲的導(dǎo)管直徑大約為0.8至4mm，其中當(dāng)血管管徑逐漸變細(xì)或當(dāng)病變血管狹窄時(shí)，尺寸較小的探針能夠在冠狀動(dòng)脈解剖的血管樹內(nèi)更遠(yuǎn)輸送。此外，這種探針可經(jīng)由預(yù)先存在的相通處(諸如開放性卵圓孔)，或經(jīng)由在程序過程中創(chuàng)建的相通處(諸如跨隔膜穿刺)從心臟的右心房橫穿房間隔行進(jìn)至左心房。較小的尺寸通?？紤]到大部分冠狀動(dòng)脈或心臟解剖，或可考慮到創(chuàng)建通過其進(jìn)入所需的解剖區(qū)域的較小孔。因此，期望將探針及其部件包含在能夠成像的最小外直徑或最小橫截面的區(qū)域積中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本文的實(shí)施方式提供了一種導(dǎo)管，其包括外護(hù)套、容納在外護(hù)套中的可旋轉(zhuǎn)管、以及具有可旋轉(zhuǎn)插入件的流體旋轉(zhuǎn)接頭，其中在可旋轉(zhuǎn)管的旋轉(zhuǎn)下可旋轉(zhuǎn)管的內(nèi)腔與外部端口流體連通?？尚D(zhuǎn)插入件可旋轉(zhuǎn)地支承在外部殼體中，并且可包括通道結(jié)構(gòu)，該通道結(jié)構(gòu)包括外部環(huán)狀通道。可旋轉(zhuǎn)管被接納在通道結(jié)構(gòu)的縱向部分中使得內(nèi)腔在可旋轉(zhuǎn)管的旋轉(zhuǎn)下經(jīng)過環(huán)狀通道與外部端口流體連通。外護(hù)套可限定外腔，該外腔可在遠(yuǎn)離導(dǎo)管的近端部分的位置處與內(nèi)腔流體連通，并且外腔可與次級端口流體連通。可旋轉(zhuǎn)管可容納在連接至可旋轉(zhuǎn)插入件的扭矩纜線中。
[0013]因此，在第一方面中提供了一種醫(yī)療探針，該醫(yī)療探針包括:外護(hù)套、容納在外護(hù)套中的可旋轉(zhuǎn)流體管以及流體旋轉(zhuǎn)接頭，其中該可旋轉(zhuǎn)流體管包括內(nèi)腔，流體旋轉(zhuǎn)接頭包括外部殼體和可旋轉(zhuǎn)插入件，其中外部殼體包括外部端口，外護(hù)套連接至外部殼體，可旋轉(zhuǎn)插入件具有內(nèi)部通道，其中可旋轉(zhuǎn)插入件在外部殼體中可旋轉(zhuǎn)，其中可旋轉(zhuǎn)流體管的近端部分被接納在可旋轉(zhuǎn)插入件的內(nèi)部通道中使得內(nèi)部通道與內(nèi)腔流體連通；其中內(nèi)部通道在可旋轉(zhuǎn)流體管的旋轉(zhuǎn)下與外部端口流體連通，其中可旋轉(zhuǎn)插入件可連接至外部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0014]在另一實(shí)施方式中，提供了一種與醫(yī)療探針一起使用的流體旋轉(zhuǎn)接頭，該醫(yī)療探針包括容納可旋轉(zhuǎn)流體管的外護(hù)套，可旋轉(zhuǎn)流體管具有內(nèi)腔，該流體旋轉(zhuǎn)接頭包括外部殼體和可旋轉(zhuǎn)插入件，其中外部殼體包括外部端口，外部殼體可連接至醫(yī)療探針的外護(hù)套，可旋轉(zhuǎn)插入件包括內(nèi)部通道，其中可旋轉(zhuǎn)插入件在外部殼體中可旋轉(zhuǎn)，其中可旋轉(zhuǎn)插入件的內(nèi)部通道配置成接納可旋轉(zhuǎn)流體管的近端部分，使得內(nèi)部通道與內(nèi)腔流體連通；其中內(nèi)部通道在可旋轉(zhuǎn)流體管的旋轉(zhuǎn)下與外部端口流體連通，其中可旋轉(zhuǎn)插入件可連接至外部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0015]能夠通過參照以下詳細(xì)描述和附圖對本公開的功能和優(yōu)勢方面實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步了解?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0016]現(xiàn)將僅通過示例的方式參照附圖對本公開的實(shí)施方式進(jìn)行描述，在附圖中:
[0017]圖1a示出采用流體旋轉(zhuǎn)接頭以向?qū)Ч艿膬?nèi)腔提供工作流體的導(dǎo)管系統(tǒng)。
[0018]圖1b示出系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)和非旋轉(zhuǎn)部件的連接。
[0019]圖1c示出流體旋轉(zhuǎn)接頭的替代實(shí)施方式，其中次級端口設(shè)置在近端連接器之外的位置。
[0020]圖1d示出由外部泵控制的流體旋轉(zhuǎn)接頭。
[0021]圖2示出圖1中的截面A-A的剖視圖，其中(a)示出同軸實(shí)施方式，(b)示出偏軸實(shí)施方式，(c)示出沖洗管與扭矩纜線緊密結(jié)合的同軸實(shí)施方式。
[0022]圖3a提供穿過流體旋轉(zhuǎn)接頭的剖視圖，示出了外部殼體和可旋轉(zhuǎn)插入件。
[0023]圖3b示出圖3a中的區(qū)域C的近視圖。
[0024]圖3c示出經(jīng)過圖3(a)中的線B-B的橫截面，示出了橫向和環(huán)狀通道的示例配置。
[0025]圖3d示出經(jīng)過圖 3 Ca)中的線B_B的替代橫截面，使用了非徑向的橫向通道。
[0026]圖3e示出圖3a_c的實(shí)施方式的剖視圖，其中在旋轉(zhuǎn)插入件中形成有環(huán)狀通道。
[0027]圖3f示出在外部殼體中形成有環(huán)狀通道的替代實(shí)施方式的剖視圖。
[0028]圖3g提供流體旋轉(zhuǎn)接頭的另一實(shí)施方式的剖視圖，其中活性管包含光通道。
[0029]圖3h提供流體旋轉(zhuǎn)接頭的一個(gè)實(shí)施方式的剖視圖，其中活性管包含光通道和電通道。
[0030]圖4示出流體旋轉(zhuǎn)接頭的外部殼體，其中(a)示出立體圖，(b)示出分解縱向剖視圖。
[0031]圖5提供包括內(nèi)部流體腔的導(dǎo)管的遠(yuǎn)端的各種實(shí)施方式的剖視圖，其中(a)示出流體在超聲換能器上流動(dòng)，(b)示出工作流體繞超聲換能器流動(dòng)的實(shí)施方式，(c) - Ce)示出工作流體在遇到超聲換能器之前偏離的實(shí)施方式的視圖，Cf)示出流體經(jīng)由遠(yuǎn)端出端口離開，(g)示出與(a)中所示相比較的流體運(yùn)送的替代方向，(h)示出在熱應(yīng)用中使用流體旋轉(zhuǎn)接頭，其中流體進(jìn)入繞機(jī)械工具分布的通道網(wǎng)絡(luò)用于冷卻或加熱工具，以及(i )示出對采用流體旋轉(zhuǎn)接頭的氣囊導(dǎo)管的使用。
[0032]圖6示出導(dǎo)管系統(tǒng)的各個(gè)部件的系統(tǒng)層次圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]將參照下面討論的細(xì)節(jié)描述本公開的各實(shí)施方式和各方面。下面的描述和附圖用于對本公開進(jìn)行說明，而不視為是對本公開的限制。描述了大量具體細(xì)節(jié)以提供對本公開的各種實(shí)施方式的完整理解。然而，在某些示例中，未對公知的或傳統(tǒng)的細(xì)節(jié)進(jìn)行描述以提供本公開實(shí)施方式的簡潔討論。
[0034]如本文中所用，術(shù)語“包括(comprises)”和“包括(comprising)”被認(rèn)為是包含性的，并且是開放而非獨(dú)占的。具體地，當(dāng)在說明書和權(quán)利要求書中使用時(shí)，術(shù)語“包括(comprises)”和“包括(comprising)”及其變型意味著包括具體特征、步驟或部件。這些術(shù)語不被解釋為排除其他特征、步驟或部件的存在。
[0035]如本文中所用，術(shù)語“示例性的”意味著“用作示例、實(shí)施例或說明”，并且不應(yīng)認(rèn)為比本文所公開的其他配置優(yōu)選或有利。
[0036]如本文中所用，當(dāng)術(shù)語“約(about)”和“大約(approximately)”與顆粒尺寸的范圍、混合物成分或其他物理性質(zhì)或特征結(jié)合使用時(shí)，意味著涵蓋尺寸范圍的上限和下限中可能存在的微小變化，從而不排除通常滿足大多數(shù)尺寸但統(tǒng)計(jì)學(xué)的尺寸可能存在于該區(qū)域外的實(shí)施方式。不試圖排除諸如來自本公開的實(shí)施方式。
[0037]以下公開的實(shí)施方式提供具有可旋轉(zhuǎn)流體管的導(dǎo)管，可旋轉(zhuǎn)流體管具有內(nèi)腔，內(nèi)腔在其近端處與流體旋轉(zhuǎn)接頭流體連通。以下所述的實(shí)施方式使工作流體能夠經(jīng)過可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)腔輸送，從而提供與系統(tǒng)尺寸、性能、兼容性和靈活性相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)和益處。
[0038]參照圖1和2 (a)，示出的導(dǎo)管100具有外護(hù)套105。外護(hù)套105是由生理相容材料制成的中空長型軸，并且具有適于允許中空長型軸插入體腔和腔室的直徑。外護(hù)套105可以是柔性的，或在可能需要?jiǎng)傂猿上裉结樀膽?yīng)用(諸如用于一些支氣管鏡、喉鏡或耳鏡應(yīng)用)中可以是剛性的。
[0039]導(dǎo)管100在其近端部包括近端連接器200。近端連接器200包括流體旋轉(zhuǎn)接頭，該流體旋轉(zhuǎn)接頭包括外部殼體210和可旋轉(zhuǎn)插入件215 (如圖3a和圖3b所示)。近端連接器200還可連接至患者接口模塊536，患者接口模塊536將其他外部可旋轉(zhuǎn)部件和非可旋轉(zhuǎn)部件聯(lián)接至導(dǎo)管100的旋轉(zhuǎn)部件和非旋轉(zhuǎn)部件?；颊呓涌谀K536可具有一個(gè)或多個(gè)纜線535，纜線535接收電力并能夠與控制臺(tái)(諸如圖像處理和顯示系統(tǒng))通信。雖然在當(dāng)前示例性實(shí)施方案中示出的流體旋轉(zhuǎn)接頭設(shè)置在導(dǎo)管100的近端處，但是應(yīng)理解，沿導(dǎo)管系統(tǒng)560的旋轉(zhuǎn)部件的長度的任何部件都可包含流體旋轉(zhuǎn)接頭。
[0040]為了清楚起見,“可旋轉(zhuǎn)的(rotatabIe)”或“旋轉(zhuǎn)的(rotating)”部件是指繞可旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的部件?？尚D(zhuǎn)部件的示例是扭矩纜線(如以下描述并示出)，扭矩纜線的至少一部分位于導(dǎo)管100的外護(hù)套中，并且能夠獨(dú)立于外護(hù)套旋轉(zhuǎn)?！胺切D(zhuǎn)的(Non-rotating)”部件是指繞可旋轉(zhuǎn)軸不旋轉(zhuǎn)的·部件，但是盡管如此，在諸如導(dǎo)管的外部殼體或外護(hù)套的手動(dòng)操縱下可旋轉(zhuǎn)。
[0041]圖2 Ca)示出如圖1a中標(biāo)記的截面A-A的橫截面。扭矩纜線120設(shè)置在外護(hù)套105中用于旋轉(zhuǎn)流體管110,并且可以包含容納在活性管(active conduit)125中的一個(gè)或多個(gè)光和/或電通道。這種扭矩纜線通常由以各種方式設(shè)置的金屬線股形成(例如，如由克羅利(Crowley)等人在標(biāo)題為“聲學(xué)成像導(dǎo)管及類似物(Acoustic Imaging Catheter andthe Like)”的第4，951，677號美國專利中所教導(dǎo)的)，還可包括管道，諸如由不銹鋼或鎳鈦諾制成的海波管道(hypotubing)。扭矩纜線還可由諸如聚合物管道的材料形成的可旋轉(zhuǎn)管代替，諸如由聚酰亞胺或PEEK制成的那些。扭矩纜線還可由沿其長度的不同配置制成，諸如沿近端范圍的海波管(hypotube)結(jié)構(gòu)以及沿遠(yuǎn)端范圍的編織或盤繞線股。
[0042]在一些實(shí)施方式中，外導(dǎo)管直徑在大約0.8至4mm的范圍內(nèi)。而且，在一些實(shí)施方式中，導(dǎo)管部分的長度大約5至150cm長。雖然這種尺寸是用于成像導(dǎo)管的典型尺寸，但應(yīng)理解，對于涉及醫(yī)療探針的其他應(yīng)用，其他尺寸也可以是適合的。
[0043]流體管110容納內(nèi)腔115，并且在一些實(shí)施方式中可由液體不可滲透的材料制成，諸如但不限于PEEK、尼龍、聚酰亞胺、PEBAX、PTFE、不銹鋼和鎳鈦諾。流體管110可以沿其所有或大部分的縱向范圍對液體不可滲透。如在下文中進(jìn)一步描述的，在對扭矩纜線120施加外部扭矩的情況下，流體管110和扭矩纜線120是可旋轉(zhuǎn)的且一致地旋轉(zhuǎn)的。如果存在，扭矩纜線120中的一個(gè)或多個(gè)活性管125也會(huì)與扭矩纜線120 —致旋轉(zhuǎn)。
[0044]診斷或治療組件(諸如包括成像換能器的成像部件)或處理裝置(諸如激光燒蝕發(fā)射器)可以在遠(yuǎn)離導(dǎo)管100的近端的位置處連接至活性管125，用于傳遞電力、成像能量和/或接收到的信號。診斷或治療部件的至少一部分與扭矩纜線120—致地旋轉(zhuǎn)。在活性管125包含一個(gè)或多個(gè)電通道的情況下，活性管125可以與包含在導(dǎo)管100中的工作流體絕緣。 [0045]導(dǎo)管100還包括非旋轉(zhuǎn)的外腔130，外腔130可以在遠(yuǎn)離流體管110的近端的位置處與內(nèi)腔115流體連通。在一些實(shí)施方式中，外腔130與其在血管中的周邊環(huán)境流體隔離?？蛇x地，如圖5f中所示，外腔130可以在一個(gè)或多個(gè)位置退出導(dǎo)管100，例如，在導(dǎo)管護(hù)套105的遠(yuǎn)端部分140的遠(yuǎn)端沖洗端口 135處。
[0046]再次參照圖la，在近端150處，導(dǎo)管100由近端連接器200接納。在扭矩纜線120和流體管110的旋轉(zhuǎn)過程中，容納在近端連接器200中的流體旋轉(zhuǎn)接頭為內(nèi)腔115的流體連通提供非旋轉(zhuǎn)的流體端口 205。出于示例目的，流體旋轉(zhuǎn)接頭和流體端口 205示為并入近端連接器200中。
[0047]如圖1 (b)所示，患者接口模塊536部分地作為旋轉(zhuǎn)適配器執(zhí)行，其機(jī)械地支承非旋轉(zhuǎn)部件，旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)可旋轉(zhuǎn)部件，并且將系統(tǒng)的其他旋轉(zhuǎn)部件聯(lián)接至信號處理子系統(tǒng)和其他子系統(tǒng)(諸如在圖6中示出的)?；颊呓涌谀K536還可包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由此將可控馬達(dá)機(jī)械地聯(lián)接至患者接口模塊536的可旋轉(zhuǎn)部分537 (如圖1中所示)?；颊呓涌谀K536的可旋轉(zhuǎn)部分537與可控馬達(dá)(未示出)之間的機(jī)械聯(lián)接可以由皮帶、滑輪、齒輪以及本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)置?？商娲?，可旋轉(zhuǎn)部分537可直接聯(lián)接至可控馬達(dá)的中空孔軸。此外，如圖1a和圖4a所示(在下面進(jìn)一步描述)，外部殼體可以包括用于將流體旋轉(zhuǎn)接頭緊固至患者接口模塊的閉鎖結(jié)構(gòu)330，如以下所述。
[0048]活性管125中的電和/或光通道(諸如同軸電纜或光纖)經(jīng)過流體旋轉(zhuǎn)接頭直接或間接地饋送，并且通過患者接口模塊536聯(lián)接至后端子系統(tǒng)。因此，患者接口模塊536便于信號在任何纖維和/或線內(nèi)傳輸至適當(dāng)?shù)淖酉到y(tǒng)。
[0049]參照圖1 (b)，適配器可包括滑環(huán)、光學(xué)旋轉(zhuǎn)接頭以及用于將旋轉(zhuǎn)部件電或光聯(lián)接至系統(tǒng)的其他部分的非旋轉(zhuǎn)部件的其他用具，并且使必要的電信號和光信號能夠與系統(tǒng)的其他部分進(jìn)行通信。安裝在導(dǎo)管100中的旋轉(zhuǎn)部件上的導(dǎo)體可經(jīng)由金屬滑環(huán)和彈簧、金屬滑環(huán)和刷或固定導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體之間形成導(dǎo)電接觸的其他公知方法聯(lián)接至非旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電元件。
[0050]在一些實(shí)施方式中，活性通道125可附加地或替代地包括與設(shè)置在成像組件中的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)部件光連通的光纖，其中成像組件可連接至扭矩纜線120。適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)部件的示例包括透鏡、光偏轉(zhuǎn)元件和光學(xué)間隔件。如圖1 (a)所示，導(dǎo)管可選地包括導(dǎo)絲180，以“快速交換”配置所示，其中導(dǎo)絲180在第一導(dǎo)絲端口 185處進(jìn)入導(dǎo)管外護(hù)套105，在第二導(dǎo)絲端口 190處退出導(dǎo)管100。應(yīng)理解，導(dǎo)絲可替代地以“線之上(over the wire)”的配置使用。
[0051]圖1 (a)還示出了一個(gè)示例性實(shí)施方式，其中近端連接器200還包括非旋轉(zhuǎn)次級流體端口 320。如下文進(jìn)一步描述，次級端口 320可以與導(dǎo)管100的外部非旋轉(zhuǎn)腔流體連通，其中外腔在導(dǎo)管100內(nèi)的、遠(yuǎn)離導(dǎo)管100的近端的位置處與內(nèi)腔流體連通，由此形成將端口 205與次級端口 320連接的閉合的內(nèi)部流體路徑。
[0052]圖1 (c)和I (d)不出了導(dǎo)管系統(tǒng)的兩個(gè)替代實(shí)施方式。在圖1 (C)中不出了一個(gè)示例性實(shí)施方式，其中次級端口 320位于沿外護(hù)套的、遠(yuǎn)離導(dǎo)管100的近端的位置處。
[0053]圖1 (d)示出了以下實(shí)施方式，其中示出泵機(jī)構(gòu)550用于使流體在端口 205與次級端口 320之間以流動(dòng)通道552和554循環(huán)。泵機(jī)構(gòu)可以是任何合適類型的泵，諸如蠕動(dòng)泵、離心泵或隔膜泵。可替代地，可以使用非循環(huán)泵，并且通道554可以指向廢物容器。
[0054]圖2(b)示出了導(dǎo)管的另一實(shí)施方式的橫截面(截面A-A)，其中流體管110和活性管125分別容納在扭矩纜線120中，流體管110用作不容納活性管125的專用流動(dòng)通道。
[0055]雖然在圖2 (a)和2 (b)中示出了外腔130位于扭矩纜線120與外護(hù)套105之間，但是應(yīng)理解，外腔130也可與扭矩纜線120和流體管110之間的區(qū)域流體連通。例如，扭矩纜線通常對流體是高度可滲透的，使工作流體能夠通過扭矩纜線120的壁流動(dòng)。
[0056]可替代地，扭矩纜線120可制成為對工作流體是較低可滲透或不可滲透的，例如通過涂覆或其他方式使諸如聚合物的液體不可滲透材料與扭矩纜線的壁相結(jié)合。這種實(shí)施方式在圖2 (c)中示出，其中扭矩纜線120直接沿流體管110排列作為扭矩纜線的內(nèi)表面上的襯里?？商娲?，該襯里可在扭矩纜線的外側(cè)上，嵌入扭矩纜線內(nèi)或它們的結(jié)合中。
[0057]雖然本文公開的很多實(shí)施方式包括用于為遠(yuǎn)離導(dǎo)管100的近端的部件或裝置提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的扭矩纜線，但是應(yīng)理解，可以包括任何合適的軸、管子或旋轉(zhuǎn)管。在一些實(shí)施方式中，為遠(yuǎn)處的組件或裝置提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)管與內(nèi)部管可以是同一個(gè)。例如，在一些實(shí)施方式中，扭矩纜線120可以是不可滲透的，或可用不可滲透的可旋轉(zhuǎn)管(諸如海波管部件)代替，由此扭矩纜線或旋轉(zhuǎn)管也可用作流體管110。
[0058]導(dǎo)管100可以包括允許旋轉(zhuǎn)部件(諸如扭矩纜線120和流體管110)在外護(hù)套105中縱向一致平移的特征(諸如`包括兩個(gè)或更多個(gè)伸縮段的外護(hù)套)。該平移能力通常稱為“拉回(pullback)”能力。在包括伸縮段的外護(hù)套的實(shí)施方式中，伸縮段彼此之間可具有嚴(yán)密的密封，諸如通過在兩個(gè)零件之間具有緊密度容限來構(gòu)造或通過包含一個(gè)或多個(gè)0型環(huán)、粘性流體或類似的密封部件。
[0059]圖3 Ca)和3 (b)示出流體旋轉(zhuǎn)接頭160的實(shí)施方式，流體旋轉(zhuǎn)接頭160配置成將工作流體如圖3 (b)中所示的流動(dòng)路徑輸送經(jīng)過非旋轉(zhuǎn)初級端口 205并進(jìn)入導(dǎo)管100的可旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔115中。流體旋轉(zhuǎn)接頭160包括非旋轉(zhuǎn)外部殼體210 (也在圖4 (a)中示出)以及在殼體210中旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)插入件215。如圖3 (b)所示，其提供圖3 (a)中標(biāo)記為“C”的區(qū)域的詳細(xì)視圖，可旋轉(zhuǎn)管110的近端部分被接納在可旋轉(zhuǎn)插入件215中，使得內(nèi)腔115在可旋轉(zhuǎn)管110的旋轉(zhuǎn)下與初級端口 205流體連通。
[0060]如圖3 (a) - (d)所示，形成流體旋轉(zhuǎn)接頭160的腔室的初級端口 205、環(huán)狀流動(dòng)通道260、橫向流動(dòng)通道265以及縱向流動(dòng)通道270與流體管110的內(nèi)腔115流體連通。在可旋轉(zhuǎn)插入件215的徑向最外側(cè)范圍與外部殼體210的內(nèi)表面之間的流體密封由遠(yuǎn)端密封件225和近端密封件230 (諸如0型環(huán))提供，遠(yuǎn)端密封件225和近端密封件230容納在可旋轉(zhuǎn)插入件215中的適當(dāng)尺寸的密封凹槽內(nèi)。除了由內(nèi)腔115在導(dǎo)管100的遠(yuǎn)端部分提供的流體路徑之外，遠(yuǎn)端密封件225和遠(yuǎn)端密封插入件275 (在下文進(jìn)一步詳細(xì)描述)防止流體旋轉(zhuǎn)接頭160的腔室中的流體與導(dǎo)管100的外腔130直接流體連通。
[0061]在一些實(shí)施方式中，可旋轉(zhuǎn)插入件215的尺寸在外徑的范圍大約3至10_，在長度上的范圍大約20至50mm。
[0062]圖3 (c) -3 (d)示出流體旋轉(zhuǎn)接頭沿圖3 Ca)的線B-B的橫截面配置的各種示例實(shí)施方式。雖然圖3a示出了兩個(gè)橫向流動(dòng)通道，但是縱向流動(dòng)通道270與環(huán)狀流動(dòng)通道260之間可包括任何數(shù)量的徑向流動(dòng)通道。當(dāng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或更多個(gè)徑向流動(dòng)通道時(shí)，它們可圍繞環(huán)狀流動(dòng)通道的圓周均勻分布以將振動(dòng)最小化。而且，雖然圖3 (c)示出了橫向流動(dòng)通道265是徑向流動(dòng)通道的實(shí)施方式，但是應(yīng)理解，橫向流動(dòng)通道在形狀上無需為徑向的，并且能夠以非徑向幾何形狀提供，例如，由圖3 Cd)中的通道267所示。
[0063]圖3 (e)和3 (f)示出環(huán)狀通道的可選配置的剖視圖。在圖3 (e)中，環(huán)狀通道260示出為形成在可旋轉(zhuǎn)插入件215中。替代實(shí)施方式在圖3 (f)中示出，其中環(huán)狀通道261被示出為形成在外部殼體210中。在其他實(shí)施方式中，環(huán)狀通道可以形成在可旋轉(zhuǎn)插入件215中和在外部殼體210中。
[0064]在一個(gè)實(shí)施方式中，可旋轉(zhuǎn)插入件215由患者接口模塊(或合適的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu))的可旋轉(zhuǎn)軸537旋轉(zhuǎn)地支承?？尚D(zhuǎn)插入件215可以由固位螺釘220縱向保持在外部殼體210中，固位螺釘220可緊靠圈式件219，并阻止可旋轉(zhuǎn)插入件215在縱向方向上平移?？尚D(zhuǎn)插入件215可由軸承(諸如，Teflon? (特氟龍)軸承)可替代地或附加地旋轉(zhuǎn)地支承，該軸承可存在于近端連接器200或接口部件中。
[0065]如下文進(jìn)一步描述，遠(yuǎn)端密封件225可以是局部密封件，使得流體旋轉(zhuǎn)接頭160的腔室中的流體與導(dǎo)管100的內(nèi)腔115和外腔130流體連通，但由此遠(yuǎn)端密封件225增加了對流體旋轉(zhuǎn)接頭160的腔室與導(dǎo)管的外腔130之間的流動(dòng)的阻力。這種具有局部密封的遠(yuǎn)端密封件對于與圖5f類似的實(shí)施方式是期望的。近端密封件230有助于阻止流體從導(dǎo)管100的充滿流體的腔室和近端連接器200泄漏到近端連接器200的近端范圍296。
[0066]因?yàn)橛袃蓚€(gè)密封`件而非只有一個(gè)近端密封件230，所以包含遠(yuǎn)端密封件225增大(例如，加倍)了運(yùn)行摩擦。該摩擦增大會(huì)引起不希望的發(fā)熱，導(dǎo)致有可能對用戶不安全或?qū)ζ渌考哂衅茐男缘臏囟取Ｓ糜跍p小運(yùn)行摩擦的3個(gè)因素是:旋轉(zhuǎn)速度、密封直徑和密封壓縮。旋轉(zhuǎn)速度可由醫(yī)療探針的功能確定，并且在一些應(yīng)用中可以在仍提供合適的旋轉(zhuǎn)速率的同時(shí)降低以產(chǎn)生較少熱量。但是，近端密封件230和遠(yuǎn)端密封件225的直徑可保持較小以減少熱量的產(chǎn)生，并設(shè)計(jì)成具有最小的預(yù)壓縮力。為了將溫度上升最小化，流體旋轉(zhuǎn)接頭可適于將產(chǎn)生的熱迅速消散至周圍空氣中。例如，外部殼體210的壁可以保持較薄，如果可能，由導(dǎo)熱材料諸如鋁制成。為了消散內(nèi)部產(chǎn)生的熱，在外部殼體上包括外部特征可能是有利的。這些特征可以包括散熱片和其他已知的散熱結(jié)構(gòu)。
[0067]如圖3 (a)和3 (b)所示，次級端口 320可以附接至非旋轉(zhuǎn)部件(諸如近端連接器200的非旋轉(zhuǎn)外部殼體210)或在非旋轉(zhuǎn)部件中形成，由此形成往返于導(dǎo)管100的遠(yuǎn)端區(qū)域的封閉內(nèi)部流體路徑。次級端口 320可選地可為與初級端口 205的連接器屬性(gender)相反的魯爾(Luer)連接器。可替代地，圖5f中所示的可選遠(yuǎn)端沖洗端口 135可以作為次級端口 320的替代。如圖5 (a)- (i)進(jìn)一步描述的，內(nèi)腔115中流動(dòng)的工作流體可以在導(dǎo)管100的遠(yuǎn)離導(dǎo)管100的近端的區(qū)域中與外腔130流體連通。
[0068]如圖3 Ca)和3 (b)中進(jìn)一步所示，可旋轉(zhuǎn)插入件215可以通過緊固件或夾緊機(jī)構(gòu)(諸如固定螺釘245)連接至扭矩纜線120的近端。因此，旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)插入件215聯(lián)接至扭矩纜線120，接著旋轉(zhuǎn)容納在外護(hù)套105中的導(dǎo)管100的旋轉(zhuǎn)部件。[0069]如上所述，可旋轉(zhuǎn)插入件215還可在其近端295處連接至可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件，用于對容納在扭矩纜線120中或連接至扭矩纜線120的導(dǎo)管100的旋轉(zhuǎn)部件施加旋轉(zhuǎn)并且控制旋轉(zhuǎn)。如上所述，可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件可以設(shè)置在患者接口模塊536中。
[0070]通過進(jìn)一步參照圖3 Ca)和3 (b)，經(jīng)過外部殼體210中的初級端口 205所輸送的工作流體與可旋轉(zhuǎn)插入件215中設(shè)置的環(huán)狀流動(dòng)通道260流體連通，環(huán)狀流動(dòng)通道260自身與使環(huán)狀通道260連接至縱向流動(dòng)通道270的徑向流動(dòng)通道265流體連通?？v向通道270中的工作流體與內(nèi)腔115流體連通。
[0071]如圖3 (b)所示，流體管110可延伸穿過遠(yuǎn)端密封插入件275中的內(nèi)孔或以其他方式與遠(yuǎn)端密封插入件275中的內(nèi)孔聯(lián)接，使得流體管110的內(nèi)表面與遠(yuǎn)端密封插入件275的內(nèi)孔在內(nèi)腔115與縱向流動(dòng)通道270之間形成基本防漏的通道。遠(yuǎn)端密封插入件275被示為通過摩擦配合(例如，壓入配合)固定到位以產(chǎn)生密封。遠(yuǎn)端密封插入件275可由直接結(jié)合至可旋轉(zhuǎn)插入件215中的功能類似的特征替代?？商娲?，遠(yuǎn)端密封插入件275可以包括用于容納密封材料的外部環(huán)狀通道(未示出)，諸如0型環(huán)、膠、填縫件或其他適合的密封材料。
[0072]在替代的示例性實(shí)施方式中，遠(yuǎn)端密封插入件275可省略，諸如當(dāng)扭矩纜線120對流體流動(dòng)不可滲透且用作扭矩纜線120和流體管110時(shí)。
[0073]圖3 (a)和3 (b)示出了中心導(dǎo)體290經(jīng)過接地管道287連接至連接器315 (例如，SMB連接器)的中心導(dǎo)體。外部導(dǎo)體285可以連接至接地管道287，并且通過可旋轉(zhuǎn)插入件215的主體連接至地(例如 ，通過使用固定螺釘246壓靠導(dǎo)體285)?？商娲?，如果可旋轉(zhuǎn)插入件215是不導(dǎo)電的，那么導(dǎo)體285和290可通過其他適當(dāng)?shù)膶?dǎo)體或?qū)щ娧b置電連接至電連接器315，諸如焊接、使用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂、激光焊接和壓接。
[0074]在對于導(dǎo)電體重要的是通過工作流體沒有電相通的可替代實(shí)施方式中，可提供在圖3h中示出的近端密封插入件277，以便確保工作流體不會(huì)進(jìn)入導(dǎo)體分離且電路由的區(qū)域。這種近端密封插入件可以包括用于容納密封材料的外環(huán)狀通道諸如0型環(huán)、膠、填縫件或其他適合的密封材料?？商娲兀嗣芊獠迦爰杀粔号涞轿灰援a(chǎn)生密封，或近端密封插入件可以由直接結(jié)合到可旋轉(zhuǎn)插入件215中的功能類似的特征替代。近端插入件的孔可以用密封材料密封或通過該孔與活性管之間的緊密度容限密封，使得縱向腔室270中的流體不會(huì)泄漏超出可旋轉(zhuǎn)插入件115中的近端插入件。如附圖所示，活性管可以容納一對電通道，諸如雙絞線或同軸纜線。
[0075]如上所述，環(huán)狀通道260在可旋轉(zhuǎn)插入件215的旋轉(zhuǎn)過程中保持初級端口 260與徑向通道265之間的流體連通。在另一實(shí)施方式中，環(huán)狀通道260可以不存在，使得徑向通道265延伸至可旋轉(zhuǎn)插入件215的外表面，并且在給定的角位置形成孔隙。這種實(shí)施方式使得當(dāng)徑向通道265與初級端口 260對準(zhǔn)時(shí)，初級端口 260與徑向通道265之間能夠流體連通。該對準(zhǔn)在初始沖洗操作過程中實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)管100在初始沖洗操作中在程序之前被預(yù)沖洗?？商娲?，環(huán)狀通道可以并入外部殼體210中，而不是并入可旋轉(zhuǎn)插入件215中。
[0076]圖3 (b)進(jìn)一步示出了外腔130中的工作流體如何經(jīng)過流動(dòng)路徑209與外部殼體210中的腔室240以及次級端口 320流體連通。外護(hù)套105的外表面固定至外部殼體210的內(nèi)表面，該內(nèi)表面可位于外部殼體210的遠(yuǎn)端部分。例如，如附圖所示，外部殼體210在其遠(yuǎn)端處可包括應(yīng)變消除靴式件250，外護(hù)套105固定至該應(yīng)變消除靴式件250 (例如，使用環(huán)氧樹脂、UV膠、氰基丙烯酸酯或其他防漏粘合劑)。應(yīng)變消除靴式件250可以包括一個(gè)或多個(gè)可變形的材料，諸如橡膠、硅樹脂、聚氨酯、其他聚合物或其他合適的材料。
[0077]外護(hù)套105的一部分示出為延伸進(jìn)外部殼體210中，使得外腔130被保持并被放置為通過間隙255與腔室240流體連通。腔室240被示為在外部殼體中的小的縱向部分，僅與次級端口 320的小部分重疊。在其他實(shí)施方式中，腔室240可以在較大的縱向部分上延伸，使得腔室240與較大部分重疊。間隙255通過將外護(hù)套105和扭矩纜線120分別同軸固定至外部殼體210和可旋轉(zhuǎn)插入件215來保持。如上所述,扭矩纜線120可對流動(dòng)是可滲透的，從而加強(qiáng)外腔130與腔室240之間的流體連通
[0078]圖3 (g)示出了一個(gè)實(shí)施方式，其中活性管125包括光纖417，光纖417以與上述類似的方式路由穿過遠(yuǎn)端密封插入件275的中心孔。光纖連接至光學(xué)連接器317，光學(xué)連接器317可以是標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)連接器，諸如角拋光連接器。如上所述，光學(xué)旋轉(zhuǎn)接頭可以設(shè)置在患者接口模塊536中用于將來自旋轉(zhuǎn)光纖的光聯(lián)接至非旋轉(zhuǎn)光纖或光學(xué)元件。
[0079]應(yīng)理解，以上所公開的實(shí)施方式不限于單個(gè)活性通道，并且兩個(gè)或更多個(gè)不同的活性通道可以容納在扭矩纜線120中。在其他實(shí)施方式中，可以提供不止一個(gè)電或光活性通道。在一個(gè)實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)活性通道可便于與成像形式(諸如光學(xué)或聲學(xué)成像形式)相關(guān)的信號傳遞。在其他實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)活性通道可以為位于導(dǎo)管100的遠(yuǎn)端部分的其他非成像有源元件提供電力或啟動(dòng)信號。非成像有源元件的示例包括治療處理元件，諸如高強(qiáng)度聚焦超聲換能器、激光燒蝕發(fā)射器、冷凍治療裝置和其他裝置。
[0080]圖3 (h)示出了一個(gè)實(shí)施方式，其中活性管125在活性通道419中包括光通道和電通道。光纖417和電導(dǎo)體285、290可路由穿過遠(yuǎn)端密封插入件275的中心孔，并可進(jìn)一步路由經(jīng)過，從而如單個(gè)活性通道實(shí)施方式所描述地連接至其各自的連接器。
[0081]在另一實(shí)施方式中，次級端口可以位于與圖la、3、4和6中所示的不同的縱向位置。例如，如圖1c所示，次級端口 320可設(shè)置在遠(yuǎn)離近端連接器200定位的單獨(dú)組件中。在又一實(shí)施方式中，次級端口可以由外護(hù)套105中的開口替代，其中該開口設(shè)置在將位于可用于沖洗腔體或腔的對象的縱向位置處。
[0082]圖4 Ca)示出了包括初級端口 205和次級端口 320的近端連接器200的立體圖。導(dǎo)管100的外護(hù)套105的近端部被示出從近端連接器200的遠(yuǎn)端延伸。
[0083]圖4 (b)示出了近端連接器200的分解縱向剖視圖。示出了活性管125、流體管110、扭矩纜線120和外護(hù)套105的簡略長度，以簡化對近端連接器200中的流體旋轉(zhuǎn)接頭的結(jié)構(gòu)的圖示。
[0084]圖5 (a)至(e)示出了內(nèi)腔115在導(dǎo)管100的遠(yuǎn)端140處與外腔130流體連通的多種實(shí)施方式。機(jī)械聯(lián)接至扭矩纜線120和流體管110的可選遠(yuǎn)程外殼400可以支持遠(yuǎn)程組件，諸如具有活性部分410的超聲換能器405，其在附圖中作為示例性組件示出。超聲換能器405與信號425和地420線電接觸，信號425和地420線連接至容納在扭矩纜線120中的同軸纜線415，并且外部連接或可連接至信號采集系統(tǒng)。
[0085]在圖5 Ca)所示的實(shí)施方式中，工作流體經(jīng)過內(nèi)腔115輸送至導(dǎo)管的遠(yuǎn)端140，并在返回外腔130中的導(dǎo)管100的近端之前經(jīng)過超聲換能器405。箭頭430示出了流的示例方向，如上所述，該方向可選地可反向。這種實(shí)施方式能夠有利于去除或減少在超聲換能器405的表面上或附近存在的氣泡，否則這些氣泡會(huì)阻礙圖像質(zhì)量和整體系統(tǒng)性能。[0086]在操作過程中，扭矩纜線120、流體管110、遠(yuǎn)程外殼400、和超聲換能器405在外部扭矩的應(yīng)用下旋轉(zhuǎn)，從而能夠?qū)?dǎo)管100外部的空間區(qū)域進(jìn)行掃描。因此，整個(gè)導(dǎo)管100或?qū)Ч苤械男D(zhuǎn)元件的掃描和縱向平移能夠在管腔位置的范圍上收集圖像。外護(hù)套105的遠(yuǎn)端部分由允許超聲波通過其壁大量傳播的材料形成。尼龍、Pebax (尼龍彈性體)、TPX、聚乙烯和幾個(gè)其他組成是具有這種屬性的材料的示例。
[0087]圖5 (b)示出了另一實(shí)施方式，其中換能器405可傾斜地安裝在樞軸440上，其中換能器405的角度定向通過改變扭矩纜線120的旋轉(zhuǎn)速度選擇。這種實(shí)施方式以及涉及固定換能器和配置成響應(yīng)于成像組件的角速度變化而改變換能器的成像角度的可偏轉(zhuǎn)、可移動(dòng)、或可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的相關(guān)實(shí)施方式在(題為“用于成像探針的掃描機(jī)構(gòu)(Scanningmechanism for imaging probe)” 且于 2008 年 I 月 22 日提交)的
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