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CN116916851A - 用于超声导管的柔性电子电路 - Google Patents

用于超声导管的柔性电子电路 Download PDF

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CN116916851A CN202280017328.7A CN202280017328A CN116916851A CN 116916851 A CN116916851 A CN 116916851A CN 202280017328 A CN202280017328 A CN 202280017328A CN 116916851 A CN116916851 A CN 116916851A
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Abstract

可用于血管内导管的柔性电子电路包括具有相对的第一表面和第二表面的柔性基板、凹入第一表面内的一个或多个凹陷、分别设置在多个凹陷内的一个或多个定位元件以及基板上的导电连接垫。附加元件比如热敏电阻和超声传感器也可安装至基板。

Description

用于超声导管的柔性电子电路
与本申请有关的交叉引用
本申请要求2021年3月5日提交的美国临时申请号63/157,232的权益,其被援引纳入本文,如同在本文中被完全阐述一样。
背景技术
本发明总体涉及用于人体的导管。特别地,本发明涉及一种适于结合到血管内导管中的小的尺寸规格(small form-factor)柔性电子电路,比如在此类导管的尖端内的小型柔性电子电路。
导管用于越来越多的手术。仅举几例,例如,导管用于诊断、治疗和消融手术。通常,导管被操纵通过患者的血管并到达预定部位,例如患者心脏内的部位。
已知将各种电子部件结合到血管内导管的尖端内。例如,压电超声换能器和支持的电子封装件(例如,实施为专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA))可安装在心腔内超声心动图(ICE)导管的尖端内,比如美国专利申请公开号2018/0289356和美国临时申请号62/987,574中公开的那样,二者被援引纳入本文,如同在本文中被完全阐述一样。然而,此类部件的相对较小尺寸增加了制造的复杂性,因此增加了制造成本。
发明内容
本文公开了一种柔性电子电路,其包括:柔性基板,其具有第一表面和与第一表面相背的第二表面,其中第一表面包括凹部;设置在凹部内的定位元件;以及设置至柔性基板的导电连接垫。
柔性基板可以包括具有第一厚度的第一部分和具有比第一厚度薄的第二厚度的第二部分。凹部可设置在柔性基板的第一部分内,并且导电连接垫可设置至柔性基板的第二部分。
定位元件可以包括磁定位元件和/或基于阻抗的定位元件。
在本发明的实施例中,具有多个凹陷和分别设置在多个凹陷内的相应的多个定位元件。
本发明的各个方面还包括安装至基板的热敏电阻,例如,安装至凹部内的热敏电阻。
本发明的进一步方面包括安装至基板的超声换能器组件,例如,安装至基板的第二表面的超声换能器组件。
本发明的更进一步的方面包括覆盖基板的至少一部分的粘合剂。
本文还公开了用于血管内导管的尖端组件。该尖端组件包括壳体;以及设置在壳体内的柔性电子电路。柔性电子电路又包括:柔性基板,其具有第一表面和与第一表面相背的第二表面,其中第一表面包括凹部;设置在凹部内的定位元件;以及设置至柔性基板的导电连接垫。
在尖端组件的实施例中,柔性电子电路包括多个凹陷和分别设置在多个凹陷内的相应的多个定位元件。柔性电子电路还可包括安装至柔性基板的热敏电阻和/或超声换能器组件。热敏电阻可以安装至凹部内。
本发明还涉及一种血管内导管,其包括终止于远端的细长导管主体;固定至细长导管主体的远端的尖端组件;以及设置至尖端组件内的柔性电子电路。柔性电子电路包括:柔性基板,其具有第一表面和与第一表面相背的第二表面,其中第一表面包括凹部;设置在凹部内的定位元件;以及设置至柔性基板的导电连接垫。
在血管内导管的实施例中,柔性电子电路包括多个凹陷和分别设置在多个凹陷内的相应的多个定位元件。柔性电子电路还可包括安装至柔性基板的热敏电阻和/或超声换能器组件。热敏电阻可安装至凹部内。
本发明的上述及其他方面、特征、细节、实用性和优点将通过阅读以下说明书和权利要求书以及附图而显而易见。
附图说明
图1是根据本发明的各个方面的代表性导管的立体图。
图2示意性地示出了图1的代表性导管的远侧区域,其包括尖端部分的内部。
图3A是根据本发明的各个方面的柔性电子电路的俯视图。
图3B是根据本发明的各个方面的柔性电子电路的侧视图。
图4示出了根据本文公开的多个实施例的柔性电子电路组件。
虽然公开了多个实施例,但是从以下示出并描述示意性实施例的具体实施方式中,本发明的其他实施例对于本领域技术人员来说将显而易见。因此,附图和具体实施方式应被视为说明性的而非限制性的。
具体实施方式
本发明的各个方面涉及柔性电子电路,其适用于连接集成到血管内导管的远端(例如,定位在此类导管的远侧尖端组件内)的多个电子封装件。本领域普通技术人员将理解,本文的教导可很好地应用于各种类型的导管,包括但不限于心腔内超声心动图(ICE)导管。
为说明起见,图1描绘了代表性导管100的立体图,该导管包括具有近侧部分110和远侧部分190的轴杆105,轴杆105终止于尖端195。由于本领域普通技术人员熟悉导管100的基本结构,因此除非与理解本发明相关程度之外,其细节将在此省略。
图2是表示导管100的远侧部分190的内部的示意图,该远侧部分包括尖端195。尖端195可以包括壳体198和设置在壳体198内的柔性电子电路200。
柔性电子电路200又包括柔性基板202和安装至基板202的换能器封装件(例如,电子封装件204和超声换能器组件206)。包括多根电线的线束208将柔性电子电路200与外部装置(比如电解剖标测系统(例如雅培实验室的EnSite PrecisionTM心脏标测系统)或导管接口模块)互连。线束208内仅示出三根电线,但应理解这仅是示例性的,并且根据本教导的装置中可使用更多或更少的电线。
图3A和图3B中示出了柔性电子电路200的各种细节。一般而言,基板202包括第一表面(在图3A的平面中可见)和与第一表面相背的第二表面。基板202在任何给定点的厚度限定在该点的第一表面和第二表面之间。
更特别地,如图3B中的最佳图示,基板202的厚度可以沿其长度变化。例如,在本发明的实施例中,基板202包括较厚的第一部分304(例如,用于支撑定位元件)和较薄的第二部分306(例如,用于增加与线束208互连点的柔性)。第一表面301和第二表面302分别限定基板202较厚的第一部分304的厚度,而第一表面300和第二表面302分别限定基板202的较薄的第二部分306的厚度。可以设想通过将一个或多个附加柔性电路层结合至第一表面300来形成基板202的较厚的第一部分304以构建附加厚度。
基板202的第一表面301还包括凹入基板202的厚度的凹部308(例如,沟槽或凹槽)。通常,尽管不是必须的,但是凹部308将位于基板202的较厚第一部分304内。
凹部308有助于可靠且准确地定位基板202上的部件。在本发明的实施例中,一对定位元件310(例如,基于磁或阻抗的定位元件)作为电子封装件204的一部分被安装到基板202的相应一对凹陷308中。例如,如图3A所示,以相对于彼此的微小角度安装在相应的凹部308内的一对五自由度(5DOF)磁定位元件310形成六自由度(6DOF)定位传感器,如美国专利申请公开号2018/0289356所述。焊接垫312实现与定位元件310的电连接。
一个或多个导电连接垫314设置至基板202。尽管图3A仅在基板202的第一表面300描绘了导电连接垫314,但这仅是示例性的,并且普通技术人员将理解导电连接垫314可以放置在基板202的其他位置而不脱离本发明的范围。
导电连接垫314提供用于与线束208互连的点。导电连接垫314还与定位元件310导电联接(例如,与焊接垫312导电联接),以便携载来自定位元件310和温度感测元件(如下文进一步详细讨论的)的信号(比如电源和通信信号)或将该信号携载至定位元件310和温度感测元件。本领域普通技术人员熟悉用于线束208的附接点与柔性电路部件之间的导电联接,因此无需在此进一步描述。
在本发明的实施例中,柔性电子电路200可包括附加部件。例如,图3A和3B描述了安装到基板202的热敏电阻316。根据本发明的各个方面,热敏电阻316可安装在类似于凹部308的附加凹部内。这不仅有利于热敏电阻316的可靠和精确定位,而且由于其通过相应减小的基板202的厚度接近超声换能器组件206而允许更快的热响应。其他部件(比如电源、前置放大器、多路复用器、成像元件驱动器、附加定位元件等)也可以安装到基板202。
根据本发明的各个方面,可以以覆盖基板202的第一表面300和/或第二表面302的至少一部分的方式应用粘合剂。
图4示出柔性电子电路200,其上安装有定位元件310和超声换能器组件206,以装配到尖端195中。
尽管上文以一定程度的特殊性描述了若干实施例,但本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下对所公开的实施例进行大量修改。
例如,线束208可以利用一个或多个长柔性电路和/或印刷电路,而不是使用单根线。
所有方向性参考(例如,上、下、向上、向下、左、右、向左、向右、上、下、上方、下方、垂直、水平、顺时针和逆时针)仅用于识别目的,以帮助读者理解本发明,并且不产生限制,特别是关于本发明的位置、方向或用途的限制。接合参考(例如,附接、联接、连接等)应作广义解释,并且可包括元件连接和元件间相对运动的中间构件。因此,接合参考并不一定推断两个元件直接连接且相互之间具有固定关系。
上述说明书中包含的或附图中所示的所有主题应仅被解释为说明性的而非限制性的。在不脱离所附权利要求书中限定的本发明精神的情况下,可对细节或结构进行更改。

Claims (20)

1.一种柔性电子电路,其包括:
柔性基板,其具有第一表面和与第一表面相背的第二表面,其中第一表面包括凹部;
设置在凹部内的定位元件;以及
导电连接垫,其设置至柔性基板。
2.根据权利要求1所述的柔性电子电路,其中柔性基板包括具有第一厚度的第一部分和具有比第一厚度薄的第二厚度的第二部分。
3.根据权利要求2所述的柔性电子电路,其中凹部位于柔性基板的第一部分内。
4.根据权利要求2所述的柔性电子电路,其中导电连接垫设置于柔性基板的第二部分。
5.根据权利要求1所述的柔性电子电路,其中定位元件包括磁定位元件。
6.根据权利要求1所述的柔性电子电路,其中定位元件包括基于阻抗的定位元件。
7.根据权利要求1所述的柔性电子电路,其中:
凹部包括多个凹陷;并且
设置在凹部内的定位元件包括分别设置在多个凹陷内的多个定位元件。
8.根据权利要求1所述的柔性电子电路,其还包括安装至基板的热敏电阻。
9.根据权利要求8所述的柔性电子电路,其中热敏电阻在凹部内安装至柔性基板。
10.根据权利要求1所述的柔性电子电路,其还包括安装至基板的超声换能器组件。
11.根据权利要求10所述的柔性电子电路,其中换能器组件安装至基板的第二表面。
12.根据权利要求1所述的柔性电子电路,其还包括覆盖基板的至少一部分的粘合剂。
13.一种用于血管内导管的尖端组件,其包括:
壳体;以及
柔性电子电路,其设置在壳体内,柔性电子电路包括:
柔性基板,其具有第一表面和与第一表面相背的第二表面,其中第一表面包括凹部;
设置在凹部内的定位元件;以及
设置至柔性基板的导电连接垫。
14.根据权利要求13所述的尖端组件,其中:
凹部包括多个凹陷;并且
设置在凹部内的定位元件包括分别设置在多个凹陷内的多个定位元件。
15.根据权利要求13所述的尖端组件,其还包括安装至凹部内的柔性基板的热敏电阻。
16.根据权利要求13所述的尖端组件,其还包括安装至柔性基板的第二表面的超声换能器组件。
17.一种血管内导管,其包括:
细长导管主体,其终止于远端;
尖端组件,其固定至细长导管主体的远端;以及
柔性电子电路,其设置至尖端组件内,所述柔性电子电路包括:
柔性基板,其具有第一表面和与第一表面相背的第二表面,其中第一表面包括凹部;
设置在凹部内的定位元件;以及
导电连接垫,其设置至柔性基板。
18.根据权利要求17所述的血管内导管,其中:
凹部包括多个凹陷;并且
设置在凹部内的定位元件包括分别设置至多个凹陷内的多个定位元件。
19.根据权利要求17所述的血管内导管,其还包括安装至凹部内的柔性基板的热敏电阻。
20.根据权利要求17所述的血管内导管,其还包括安装至柔性基板第二表面的超声换能器组件。
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