多個換能器傳送裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明的實施例允許通過使用在血管內(nèi)傳送到狹窄病灶部位的傳感器對狹窄病灶部位兩端的壓降以及狹窄病灶部位的附近的血管內(nèi)腔的大小所進行的測量進行更加完整的表征。在優(yōu)選實施例中，狹窄病灶部位的附近的血管內(nèi)腔的大小(例如，內(nèi)徑、橫截面輪廓)能夠通過一個或多個血管內(nèi)超聲波換能器進行測量。在優(yōu)選實施例中，血管內(nèi)超聲波換能器能夠通過攜帶壓力換能器的相同的傳送裝置被傳送到狹窄病灶部位的位置。
【專利說明】多個換能器傳送裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于對患者的脈管系統(tǒng)中的狹窄病灶部位的嚴重程度進行評估的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]對狹窄病灶部位的嚴重程度進行評估是推薦治療選項中的一個重要部分。在一些情況下，如果狹窄病灶部位被允許不加抑制地發(fā)展，則該狹窄病灶部位能夠?qū)е卵鞯淖枞?，該阻塞能夠引起各種非常嚴重的問題。諸如支架植入術(shù)、血管成形術(shù)等等通常的治療選項通常推薦用于抑制或回降狹窄病灶部位的生長。即便如此，治療選項能夠引起自身的不利后果。因此，如果狹窄病灶部位的特征使其對通過血管的血液流動具有最小的影響，則推薦隨時間監(jiān)測狹窄病灶部位而不采取除了實施藥物療法的介入行為。血管造影是對狹窄病灶部位的嚴重程度進行評估的一般方法，但是在許多情況下，需要額外的采集信息手段以更加完整地表征狹窄病灶部位。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的實施例允許通過使用在血管內(nèi)傳送到狹窄病灶部位的傳感器對狹窄病灶部位兩端的壓降以及狹窄病灶部位附近的血管內(nèi)腔的大小進行測量進行更加完整的表征。在優(yōu)選實施例中，狹窄病灶部位附近的血管內(nèi)腔的大小(例如，內(nèi)徑、橫截面輪廓)能夠通過一個或多個血管內(nèi)超聲波換能器進行測量。在優(yōu)選實施例中，血管內(nèi)超聲波換能器能夠通過攜帶壓力換能器的相同的傳送裝置被傳送到狹窄病灶部位的位置。
[0004]在一些實施例中，提供了一種供患者使用的血管內(nèi)換能器傳送裝置。血管內(nèi)換能器傳送裝置能夠包括遠端套管，遠端套管能夠具有用于滑動地接納醫(yī)用導絲的導絲內(nèi)腔。血管內(nèi)換能器傳送裝置能夠包括近端部分，近端部分可以耦合到遠端套管。血管內(nèi)換能器傳送裝置能夠包括第一壓力換能器，第一壓力換能器能夠耦合到遠端套管和/或近端部分。第一壓力換能器可以適用于進行第一血管內(nèi)流體壓力測量并且生成代表第一血管內(nèi)流體壓力測量的第一壓力信號。血管內(nèi)換能器傳送裝置可以包括與第一壓力換能器連通的第一壓力換能器導體。第一壓力換能器導體可以適用于通過近端部分將第一壓力信號傳達到患者體外。血管內(nèi)換能器傳送裝置可以包括第一超聲波換能器，第一超聲波換能器能夠耦合到遠端套管和/或近端部分。第一超聲波換能器可以適用于進行第一血管內(nèi)物理尺寸測量并且生成代表第一血管內(nèi)物理尺寸測量的第一超聲波信號。血管內(nèi)換能器傳送裝置可以包括與第一超聲波換能器連通的第一超聲波換能器導體。第一超聲波換能器導體能夠適用于通過近端部分將第一超聲波信號傳達到患者體外。
[0005]血管內(nèi)換能器傳送裝置的一些實施例可以具有以下特征中的一個或多個特征。在一些實施例中，第一壓力換能器可以是光導纖維壓力換能器。一些實施例可以包括耦合到遠端套管和/或近端部分的第二壓力換能器。在一些這樣的實施例中，第二壓力換能器能夠適用于進行第二血管內(nèi)流體壓力測量并且生成代表第二血管內(nèi)流體壓力測量的第二壓力信號。在一些這樣的實施例中，第二壓力換能器可以在血管內(nèi)腔中與第一壓力換能器軸向間隔一距離，所述距離與狹窄病灶部位相對應(yīng)。在一些實施例中，第一壓力換能器能夠耦合到遠端套管。在一些實施例中，第一超聲波換能器可以包括超聲波換能器環(huán)。在一些實施例中，第一超聲波換能器能夠稱合到遠端套管。在一些實施例中，第一超聲波換能器可置于第一壓力換能器的遠側(cè)。在一些實施例中，第一血管內(nèi)物理尺寸測量能夠包括從第一超聲波換能器到血管壁的徑向距離。
[0006]血管內(nèi)換能器傳送裝置的一些實施例可以包括第二超聲波換能器和/或第三超聲波換能器，第二超聲波換能器和/或第三超聲波換能器都耦合到遠端套管和/或近端部分。在這樣的實施例中，第二超聲波換能器能夠適用于進行第二血管內(nèi)物理尺寸測量并且生成代表第二血管內(nèi)物理尺寸測量的第二超聲波信號。在這樣的實施例中，第三超聲波換能器能夠適用于進行第三血管內(nèi)物理尺寸測量并且生成代表第三血管內(nèi)物理尺寸測量的第三超聲波信號。在這樣的實施例中，所述第一超聲波換能器、所述第二超聲波換能器以及所述第三超聲波換能器可以圍繞所述遠端套管的圓周和/或所述近端部分彼此隔開大約120°。在一些這樣的實施例中,第一超聲波換能器導體可以與第二超聲波換能器和第三超聲波換能器連通。在一些這樣的實施例中，第一超聲波換能器導體可以適用于通過近端部分將第二超聲波信號和第三超聲波信號傳達到患者體外。在一些實施例中，血管內(nèi)換能器傳送裝置可以包括與第二超聲波換能器連通的第二超聲波換能器導體。在一些這樣的實施例中，第二超聲波換能器導體可以適用于通過近端部分將第二超聲波信號傳達到患者體外。在一些實施例中，血管內(nèi)換能器傳送裝置可以包括與第三超聲波換能器連通的第三超聲波換能器導體。在一些這樣的實施例中，第三超聲波換能器導體可以適用于通過近端部分將第三超聲波信號傳達到患者體外。
[0007]在一些實施例中，提供了一種對關(guān)于狹窄病灶部位的信息進行收集的方法。一些實施例包括在醫(yī)用導絲上滑動血管內(nèi)換能器傳送裝置，以將第一壓力換能器和第一超聲波換能器置于狹窄病灶部位的附近。一些實施例包括使用第一壓力換能器在狹窄病灶部位的附近進行第一血管內(nèi)流體壓力測量。一些實施例包括使用第一超聲波換能器在狹窄病灶部位的附近進行第一血管內(nèi)物理尺寸測量。一些優(yōu)選實施例包括同時進行第一血管內(nèi)流體壓力測量和第一血管內(nèi)物理尺寸測量(例如，在時間上足夠接近以排除:(a)將壓力換能器置于狹窄病灶部位的附近，(b)(通常在充血條件下)進行血管內(nèi)流體壓力測量，(C)從患者體內(nèi)取出壓力換能器，(d)將超聲波換能器插入患者身體，(e)將超聲波換能器置于狹窄病灶部位的附近，以及(f)進行血管內(nèi)物理尺寸測量)。在一些實施例中，第一血管內(nèi)流體壓力測量和第一血管內(nèi)物理尺寸測量可以在例如兩分鐘、一分半鐘、一分鐘、50秒、40秒、30秒、20秒或10秒的前后時間內(nèi)完成。
[0008]對關(guān)于狹窄病灶部位的信息進行收集的方法的一些實施例可以具有以下特征中的一個或多個特征。在一些實施例中，第一血管內(nèi)流體壓力測量可以從狹窄病灶部位遠側(cè)的位置進行。在一些實施例中，該方法能夠進一步包括使用第一血管內(nèi)流體壓力測量來評估狹窄病灶部位兩端的壓降。在一些這樣的實施例中，評估狹窄病灶部位兩端的壓降可以包括計算血流儲備分數(shù)(FFR)或瞬時無波形比率(iFR)。在一些實施例中，該方法可以進一步包括使用第一血管內(nèi)物理尺寸測量來計算狹窄病灶部位附近的血管內(nèi)腔的直徑或橫截面輪廓和/或使用第一血管內(nèi)流體壓力測量來評估狹窄病灶部位兩端的壓降。在一些實施例中，該方法可以進一步包括使用第一超聲波換能器在狹窄病灶部位的附近進行(例如，同時進行)第二血管內(nèi)物理尺寸測量。在一些這樣的實施例中，所述第二血管內(nèi)物理尺寸測量可以從第二位置進行，所述第二位置與進行所述第一血管內(nèi)物理尺寸測量的第一位置在所述血管內(nèi)腔中軸向隔開。在一些實施例中，該方法可以進一步包括使用所述第一血管內(nèi)物理尺寸測量來計算所述血管內(nèi)腔在第一位置處的第一直徑或者第一橫截面輪廓。在一些實施例中，該方法可以進一步包括使用所述第二血管內(nèi)物理尺寸測量來計算所述血管內(nèi)腔在第二位置處的第二直徑或者第二橫截面輪廓。在一些這樣的實施例中，可以獲得狹窄病灶部位附近的血管內(nèi)腔的直徑和/或橫截面面積的軸向輪廓。在一些實施例中，該方法可以進一步包括基于第一血管內(nèi)流體壓力測量來顯示關(guān)于狹窄病灶部位兩端的壓降的信息。在一些實施例中，該方法可以進一步包括基于第一血管內(nèi)物理尺寸測量來顯示關(guān)于狹窄病灶部位附近的血管內(nèi)腔的直徑或橫截面輪廓的信息。在一些優(yōu)選實施例中，該顯示可以在注入系統(tǒng)控制面板上。在一些實施例中，該方法可以進一步包括在不取出醫(yī)用導絲的情況下在醫(yī)用導絲上取出血管內(nèi)換能器傳送裝置。在一些實施例中，該方法可以進一步包括使用相同的醫(yī)用導絲將介入治療裝置部署到狹窄病灶部位。
[0009]在一些實施例中，一個或多個附加的換能器可以被置于狹窄病灶部位的附近。在一些實施例中，在醫(yī)用導絲上滑動血管內(nèi)換能器傳送裝置可以進一步將第二壓力換能器放置在狹窄病灶部位的附近。在一些這樣的實施例中，該方法可以進一步包括使用第二壓力換能器在狹窄病灶部位的附近進行第二血管內(nèi)流體壓力測量。在一些優(yōu)選實施例中，第二血管內(nèi)流體壓力測量可以與第一血管內(nèi)流體壓力測量以及第一血管內(nèi)物理尺寸測量同時進行。在一些實施例中，第一血管內(nèi)流體壓力測量可以從狹窄病灶部位的遠側(cè)的第一位置進行。在一些實施例中，第二血管內(nèi)流體壓力測量可以從狹窄病灶部位的近側(cè)的第二位置進行。在一些實施例中，該方法可以進一步包括使用第一血管內(nèi)流體壓力測量和第二血管內(nèi)流體壓力測量來評估狹窄病灶部位兩端的壓降。在一些實施例中，在醫(yī)用導絲上滑動血管內(nèi)換能器傳送裝置可以進一步將第二超聲波換能器和第三超聲換能器放置在狹窄病灶部位的附近。在一些實施例中，該方法可以進一步包括使用第二超聲波換能器在狹窄病灶部位的附近進行第二血管內(nèi)物理尺寸測量以及使用第三超聲波換能器在狹窄病灶部位的附近進行第三血管內(nèi)物理尺寸測量。在一些優(yōu)選實施例中，第二血管內(nèi)物理尺寸測量和第三血管內(nèi)物理尺寸測量彼此同時進行并且與第一血管內(nèi)流體壓力測量和第一血管內(nèi)物理尺寸測量同時進行。在一些實施例中，該方法可以進一步包括使用第一血管內(nèi)物理尺寸測量、第二血管內(nèi)物理尺寸測量和第三血管內(nèi)物理尺寸測量來計算狹窄病灶部位的附近的血管內(nèi)腔的直徑或橫截面輪廓。
[0010]在一些實施例中，提供了一種流體注入系統(tǒng)。流體注入系統(tǒng)能夠包括適用于提供所述流體注入系統(tǒng)與患者之間的流體連通的流體管。流體注入系統(tǒng)能夠包括適用于接收第一壓力信號的處理器，所述第一壓力信號代表在患者的狹窄病灶部位的附近進行的第一血管內(nèi)流體壓力測量。在一些實施例中，處理器能夠適用于接收第一超聲波信號，所述第一超聲波信號代表在所述狹窄病灶部位的附近進行的第一血管內(nèi)物理尺寸測量。在一些實施例中，處理器可以適用于同時接收第一壓力信號和第一超聲波信號(例如，在兩分鐘、一分半鐘、一分鐘、50秒、40秒、30秒、20秒或10秒的時間內(nèi))。一些流體注入系統(tǒng)可以包括控制面板?？刂泼姘蹇梢赃m用于從處理器接收基于第一血管內(nèi)流體壓力測量的第一組壓力信息和/或基于第一血管內(nèi)物理尺寸測量的第一組超聲波信息?？刂泼姘蹇梢赃m用于顯不第一組壓力信息和第一組超聲波信息。
[0011]流體注入系統(tǒng)的一些實施例可以具有以下特征中的一個或多個特征。在一些實施例中，第一血管內(nèi)流體壓力測量可以從狹窄病灶部位的遠側(cè)的位置進行。在一些實施例中，第一組壓力信息可以包括關(guān)于狹窄病灶部位兩端的壓降的信息。在一些情況下，第一組壓力信息可以包括FFR或iFR。在一些實施例中，第一組超聲波信息可以包括關(guān)于狹窄病灶部位的直徑或橫截面輪廓的信息和/或第一組壓力信息能夠包括關(guān)于狹窄病灶部位兩端的壓降的信息。
[0012]在一些實施例中，處理器可以進一步適用于接收附加信號。在一些實施例中，處理器可以進一步適用于接收第二壓力信號，所述第二壓力信號代表在所述狹窄病灶部位的附近進行的第二血管內(nèi)流體壓力測量。在一些優(yōu)選實施例中，處理器可以適用于在接收第一壓力信號和第一超聲波信號的同時接收第二壓力信號。在一些實施例中，第一組壓力信息可以基于第一血管內(nèi)流體壓力測量和第二血管內(nèi)流體壓力測量。在一些實施例中，第一血管內(nèi)流體壓力測量可以從狹窄病灶部位的遠側(cè)的第一位置進行，并且第二血管內(nèi)流體壓力測量可以從狹窄病灶部位的近側(cè)的第二位置進行。在一些這樣的實施例中，第一組壓力信息能夠包括關(guān)于狹窄病灶部位兩端的壓降的信息。在一些實施例中，處理器可以進一步適用于接收第二超聲波信號，所述第二超聲波信號代表在所述狹窄病灶部位的附近進行的第二血管內(nèi)物理尺寸測量。在一些實施例中，處理器可以進一步適用于接收第三超聲波信號，所述第三超聲波信號代表在所述狹窄病灶部位的附近進行的第三血管內(nèi)物理尺寸測量。在一些實施例中，處理器可以適用于同時接收第二超聲波信號和/或第三超聲波信號和/或與第一壓力信號和第一超聲波信號同時接收。在一些實施例中，第一組超聲波信息可以基于第一血管內(nèi)物理尺寸測量、第二血管內(nèi)物理尺寸測量和/或第三血管內(nèi)物理尺寸測量。在一些實施例中，第一組超聲波信息可以包括關(guān)于狹窄病灶部位的附近的血管內(nèi)腔的直徑或橫截面輪廓的信息。在一些實施例中，第二血管內(nèi)物理尺寸測量可以從第二位置進行，所述第二位置與進行第一血管內(nèi)物理尺寸測量的第一位置在血管內(nèi)腔中軸向隔開。在一些實施例中，控制面板可以進一步適用于從處理器接收基于第二血管內(nèi)物理尺寸測量的第二組超聲波信息。在一些這樣的實施例中，控制面板可以適用于顯不第二組超聲波信息。在一些情況下，第一組超聲波信息可以包括關(guān)于血管內(nèi)腔在第一位置處的第一直徑或第一橫截面輪廓，并且第二組超聲波信息可以包括關(guān)于血管內(nèi)腔在第二位置處的第二直徑或第二橫截面輪廓。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖和以下描述闡明了一個或多個示例的細節(jié)。其它特征、目的和優(yōu)點將從說明書和附圖以及權(quán)利要求中變得明顯。
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明的實施例的血管傳感系統(tǒng)的透視圖；
[0015]圖2為根據(jù)本發(fā)明的實施例的血管傳感系統(tǒng)的透視圖；
[0016]圖3為根據(jù)本發(fā)明的實施例的血管傳感系統(tǒng)的透視圖；
[0017]圖4為根據(jù)本發(fā)明的實施例的血管傳感系統(tǒng)的透視圖；
[0018]圖5為根據(jù)本發(fā)明的實施例的血管傳感系統(tǒng)的透視圖；
[0019]圖6為根據(jù)本發(fā)明的實施例的血管傳感系統(tǒng)的透視圖；
[0020]圖7為根據(jù)本發(fā)明的實施例的血管傳感系統(tǒng)的透視圖；
[0021]圖8為根據(jù)本發(fā)明的實施例的血管傳感系統(tǒng)的透視圖；
[0022]圖9為根據(jù)本發(fā)明的實施例的血管傳感系統(tǒng)的透視圖；
[0023]圖1OA為來自兩個超聲波換能器的響應(yīng)信號關(guān)于時間的說明性波形，其中，血液為超聲波介質(zhì)；
[0024]圖1OB為來自兩個超聲波換能器的響應(yīng)信號關(guān)于時間的說明性波形，其中，血液替代液為超聲波介質(zhì)；
[0025]圖1lA為針對多個超聲波換能器的激勵信號的頻率關(guān)于時間的說明性波形；
[0026]圖1lB為三個不同的超聲波換能器如何響應(yīng)于變化的激勵頻率的說明性波形；
[0027]圖1lC為來自三個不同的超聲波換能器的響應(yīng)信號的幅度關(guān)于時間的說明性波形；
[0028]圖12A為來自三個不同的超聲波換能器的響應(yīng)信號的幅度關(guān)于時間的說明性波形；
[0029]圖12B為具有根據(jù)本發(fā)明的實施例的血管傳感系統(tǒng)的患者的血管的端視圖；
[0030]圖13為來自超聲波換能器環(huán)的響應(yīng)信號的幅度關(guān)于時間的說明性波形；
[0031]圖14為結(jié)合本發(fā)明的實施例使用的說明性超聲波換能器環(huán)的示意性端視圖；
[0032]圖15為結(jié)合本發(fā)明的實施例使用的說明性超聲波換能器環(huán)的示意性端視圖；
[0033]圖16a為具有結(jié)合本發(fā)明的實施例使用的說明性超聲波換能器環(huán)的遠端保護套的示意性側(cè)視圖；
[0034]圖16b為結(jié)合本發(fā)明的實施例使用的說明性超聲波接收器環(huán)的示意性端視圖；
[0035]圖16c為結(jié)合本發(fā)明的實施例使用的說明性超聲波發(fā)送器環(huán)的示意性端視圖。

【具體實施方式】
[0036]以下具體說明本質(zhì)上為示例性的并且不以任何方式對本發(fā)明的范圍、適用性或配置進行限定。更確切地說，以下說明提供了用于實施本發(fā)明的示例性實施例的實際說明。對于所選擇的元件提供有構(gòu)造、材料、尺寸以及制造工藝的示例，并且全部其它的元件使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的構(gòu)造、材料、尺寸以及制造工藝。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到所提供的許多的示例具有能夠使用的合適的替代方式。
[0037]圖1至圖8示出了血管傳感系統(tǒng)10的各種實施例。血管壁32被切除以顯示血管內(nèi)部。箭頭D指向遠端方向，意味著與箭頭D相對的方向為近端方向或者從患者體內(nèi)出來的方向。能夠看到，圖1至圖8示出了血管壁32中形成的狹窄病灶部位36。
[0038]血管傳感系統(tǒng)10的實施例能夠識別出狹窄病灶部位36的至少兩個特征，以用于確定是否應(yīng)當采用介入行為。血管傳感系統(tǒng)10能夠包括壓力換能器40，壓力換能器40能夠用于確定狹窄病灶部位36在血液流過該狹窄病灶部位36時如何影響血液的壓力。附加性地，血管傳感系統(tǒng)10的實施例能夠包括超聲波換能器(例如，圖1、圖4和圖7中的超聲波換能器環(huán)70，或者圖2、圖3、圖5、圖6和圖8中的獨立的超聲波換能器71的陣列)，除其它方面外，超聲波換能器能夠確定狹窄病灶部位36附近的血管內(nèi)腔的內(nèi)徑(和/或針對具有非圓形輪廓的病灶部位的橫截面面積/輪廓)以及血管自身的內(nèi)徑。這些特征——狹窄病灶部位36兩端的壓降以及狹窄病灶部位36附近的血管內(nèi)腔的內(nèi)徑一能夠提供有價值的信息以告知醫(yī)護人員的是否采用介入行為的決定。在一些實施例中，這些特征中的一個特征或兩個特征都能夠與血管造影所提供的信息相結(jié)合，以幫助醫(yī)護人員確定是否進行血管成形、植入支架等等。
[0039]能夠在本發(fā)明的實施例中使用的壓力傳感器能夠采用各種形式。例如，在一些實施例中，壓力換能器40可以是光導纖維壓力傳感器。光導纖維壓力傳感器的一個示例為作為商用傳感器的Fabry-Perot光導纖維壓力傳感器。Fabry-Perot光導纖維傳感器的示例為Opsens (加拿大魁北克省)制造的“0ΡΡ-Μ”基于微電子機械系統(tǒng)(MEMS)的光導纖維壓力傳感器(400微米尺寸)，以及Fiso科技公司(加拿大魁北克省)制造的“FOP-MIV”傳感器(515微米尺寸)。在本發(fā)明的將Fabry-Perot光導纖維壓力傳感器用作壓力換能器40的實施例中，這種換能器通過具有反光膜來工作，該反光膜根據(jù)施加在膜上的壓力來改變腔長測量值。來自光源的相干光順著光纖下行并且穿過傳感器端處的小腔。反光膜將一部分光信號反射回光纖。反射光通過光纖返回位于光纖的光源端處的檢測器。兩個光波、光源光和反射光沿相反方向行進并且彼此干涉。干涉圖樣根據(jù)腔長的不同而變化。腔長將隨著膜在壓力下彎曲而改變。干涉圖樣由條紋圖樣檢測器記錄。在一些實施例中，壓力換能器40可以是壓阻式壓力傳感器(例如，MEMS壓阻式壓力傳感器)。在一些實施例中，壓力換能器40可以是電容式壓力傳感器(例如，MEMS電容式壓力傳感器)。從大約-50mmHg (毫米汞柱)到大約+300mmHg(相對于大氣壓)的壓力傳感范圍可以要求用于使用壓力換能器40進行許多生理測量。
[0040]在一些實施例中，多個壓力傳感器能夠在血管內(nèi)腔中彼此軸向隔開。例如，兩個、三個、四個、五個、六個或更多個壓力換能器可以以相等或不相等的距離彼此間隔。在一些實施例中，多個壓力換能器之間的距離是可變的。在這點上的更多細節(jié)在本申請的其它部分中給出(例如，參見圖9以及相應(yīng)說明)。
[0041]結(jié)合血管傳感系統(tǒng)10使用的超聲波換能器70、71能夠具有各種特征。普遍地，超聲波換能器包括響應(yīng)于預定頻率處的電信號而變形的壓電晶體。晶體變形的頻率取決于晶體的制造方式。當晶體在超聲波頻率處變形時，晶體發(fā)射超聲波能量。在血管內(nèi)超聲波應(yīng)用中，晶體通常軸向放置，以便超聲波能量沿大體軸向的方向穿過血液(或其它流體)傳播。超聲波能量之后被部分反射回晶體，晶體以生成電返回信號的方式再次變形，電返回信號能夠被提供用于處理設(shè)備以用于處理。制造晶體的方式還能夠影響晶體所能夠響應(yīng)的頻率。較高頻率的超聲波能量(例如，大于50MHz)能夠提供非常良好的分辨率，但是血液(或其它流體)與血管壁32之間的差異并不良好。相比之下，較低頻率的超聲波能量能夠提供非常良好的差異，但是分辨率并不良好。超聲波換能器能夠是沿全部徑向方向上基本一致地發(fā)射超聲波能量的超聲波換能器環(huán)70。在一些實施例中，多個獨立的超聲波換能器71可以布置為形成一個環(huán)以沿特定的軸向方向發(fā)射超聲波能量。例如，在一些實施例中，三個獨立的超聲波換能器71可以繞著圓周均勻隔開，由此沿彼此間隔120度的徑向方向發(fā)射超聲波能量。更大數(shù)量或更小量(例如，2個、3個、4個、5個、6個、7個或更多個)的獨立的超聲波換能器71可以被使用，并且它們之間的間隔可以是均勻或不均勻的。在另一示例中，多個獨立的超聲波換能器71可以圍繞圓周隔開，并且信號的相位可以被控制以聚焦為合成的超聲波。焦點位置能夠大體上連續(xù)變化以辨別峰值。
[0042]確定狹窄病灶部位附近的血管內(nèi)腔的直徑或橫截面面積/輪廓能夠有助于表征病灶部位。在一些情況下，直徑或橫截面面積/輪廓能夠用于評估狹窄病灶部位對患者的生理機能造成了多少影響。在一些情況下，直徑或橫截面面積/輪廓能夠用于對以病灶部位附近的血管內(nèi)腔中的物體為基礎(chǔ)的血流儲備分數(shù)(FFR)計算中的誤差進行更正。在一些情況下，相比于通過血管造影估算的直徑或橫截面面積/輪廓，直徑或橫截面面積/輪廓能夠用于更加放心地選擇合適的支架。在一些情況下，直徑或橫截面面積/輪廓能夠用于在支架部署后確定支架是否完全部署。
[0043]在一些實施例中，能夠使用用于測量患者的其它生理參數(shù)的換能器。例如，一些實施例包含用于測量血液參數(shù)的換能器，血液參數(shù)例如為血液溫度、血液酸堿度(pH)、血氧飽和度等等。換能器可以配置為隨后生成一個代表生理參數(shù)的信號。這種換能器可以用于補充壓力換能器和/或超聲波換能器，或者這種換能器可以用于代替壓力傳感器和/或超聲波換能器。這種換能器所提供的信息能夠用于進一步表征狹窄病灶部位和/或用于其它目的。
[0044]血管傳感系統(tǒng)10的實施例包括用于將超聲波換能器70、71與壓力換能器40傳送到狹窄病灶部位36的特定結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，該特定結(jié)構(gòu)包括耦合到近端部分50上的遠端套管20。遠端套管20能夠包括導絲內(nèi)腔22，導絲30可以通過導絲內(nèi)腔22。以此方式，導絲30首先可以被傳送到關(guān)注區(qū)域(例如，包括狹窄病灶部位的區(qū)域)，并且導絲30的近端(即，位于患者身體外部的端部)可以被插入遠端套管20的導絲內(nèi)腔22中，以便遠端套管20可以沿著導絲30被導向關(guān)注區(qū)域。隨著近端部分耦合到遠端套管20，近端部分50同樣可以通過導絲30被傳送到關(guān)注區(qū)域。
[0045]在圖1至圖9中，導體60顯示為連接到壓力換能器40，并且各種導體80、81、82顯示為連接到超聲波換能器70、71。導體的示例包括同軸線纜、雙絞線纜等等。如本申請其它地方所述，電信號經(jīng)由各自的導體發(fā)送到換能器并且發(fā)送自換能器。如圖所示，導體60、80、81、82在近端部分50的一個或多個內(nèi)腔之內(nèi)延伸。在實踐中，導體60、80、81、82通常不暴露于流過血管內(nèi)腔的血液(或者血液替代液)中。在一些配置中，覆蓋件能夠在遠端套管20周圍環(huán)繞，以使導體60、80、81、82與血管內(nèi)腔隔離。在一些配置中，一個或多個導體60、80、81、82可以嵌入遠端套管20中。導體60、80、81、82的電阻抗能夠被設(shè)計/選擇為匹配于各自的換能器40、70、71的電阻抗(通常在10hms與100hms之間)。在一些情況下，導體60、80、81、82可以被設(shè)計/選擇為使得到達或者來自各自的換能器40、70、71的電信號的損耗最小(例如，l-2dB)。在許多情況下,導體60、80、81、82中的每一個的直徑可以被最小化(在其它設(shè)計約束下)，以使得由于導體60、80、81、82中的每一個的額外硬度造成的導管傳送能力的任何下降達到最小。
[0046]正如所看到的，遠端套管20的軸向長度與導絲30的長度相比較小，導絲30從包括狹窄病灶部位36的關(guān)注區(qū)域近側(cè)地一直延伸回到患者身體外部附近。這能夠提供的顯著優(yōu)點在于導管在導絲30上從患者身體外部一直延伸到關(guān)注區(qū)域中。例如，一旦導絲30一直推進到關(guān)注區(qū)域，那么將導絲留在關(guān)注區(qū)域中并且在醫(yī)療程序指示之前都不抽回導絲能夠是非常有益的。另一方面，希望將血管傳感系統(tǒng)10引入患者的血管中，采取相關(guān)測量，移除血管傳感系統(tǒng)10并且將導絲30用于其它目的(例如，將支架傳送到狹窄病灶部位36)。如果壓力換能器40和超聲波換能器70、71由從關(guān)注區(qū)域一直延伸到患者體外的導管進行傳送，則很難在維持導絲30的位置的同時將導管從患者身體移除。相比之下，配備了具有相對較短的軸向長度的遠端套管20的血管傳感系統(tǒng)10可以在將導絲30保持在適當位置的同時從患者身體移除。與使用這種遠端套管20的優(yōu)點相關(guān)的額外細節(jié)能夠在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請 N0.12/557，685 ( “Phys1logical Sensor Delivery Device andMethod^生理傳感器傳送裝置和方法))中找到，其全部內(nèi)容以參考方式包含在本申請中。
[0047]壓力換能器40和超聲波換能器70、71能夠被置于血管傳感系統(tǒng)10中的各種位置。圖1、圖2和圖3示出了耦合到壓力換能器40遠側(cè)的遠端套管20上的超聲波換能器70、71。圖4、圖5和圖6示出了耦合到壓力換能器40近側(cè)的遠端套管20的超聲波換能器70、71。圖7和圖8示出了耦合到近端部分50處的超聲波換能器70、71。在附圖示出了壓力換能器40在相似位置耦合到遠端套管20的同時，壓力換能器40可以位于遠端套管20上的更近端或更遠端或者位于近端部分50上。在一些實施例中，壓力換能器40和/或超聲波換能器70、71能夠位于圍繞遠端套管20和/或近端部分50的圓周的各個位置。正如本申請其它部分所述，多個壓力換能器能夠被提供為在血管內(nèi)腔中彼此軸向間隔和/或圍繞遠端套管20和/或近端部分50的圓周。在一些實施例中，多個超聲波換能器(和/或多組超聲波換能器)可以在血管內(nèi)腔中沿著遠端套管20和/或近端部分50彼此分離地軸向間隔。根據(jù)特定的應(yīng)用可以想到許多其它變形。
[0048]在使用中，壓力換能器40能夠用于測量狹窄病灶部位36兩端的壓降。用于對狹窄病灶部位36阻礙通過血管的流量的程度進行評估的技術(shù)被稱為血流儲備分數(shù)(Fract1nal Flow Reserve,FFR)測量。為了計算針對給定的狹窄病灶部位的FFR而進行兩次血壓讀取，一次血壓讀取在狹窄病灶部位的遠側(cè)(例如，狹窄的下游)，另一次壓力讀取在狹窄病灶部位的近側(cè)(例如，從狹窄的上游朝著主動脈)進行。FFR被定義為狹窄動脈中的病灶部位遠側(cè)得到的最大血液流量與標準最大流量之間的比率，并且通?；谒鶞y量的遠端壓力(減去靜脈壓力)到近端壓力(減去靜脈壓力)的壓力梯度進行計算。FFR因而為遠端壓力與近端壓力的無單位比率。狹窄病灶部位兩端的壓力梯度或壓降是狹窄病灶部位嚴重程度的指標，并且FFR是對壓降進行評估的有用工具。狹窄越加限制，則壓降越大，并且產(chǎn)生的FFR越小。FFR測量可以是有用的診斷工具。例如，臨床研究已經(jīng)表明，小于大約0.75的FFR可以作為某些治療決策的有用標準。Pi jls、DeBruyne等人的Measurementof Fract1nal Flow Reserve to Assess the Funct1nal Severity of Coronary-ArteryStenoses (血流儲備分數(shù)測量以評估冠狀動脈狹窄的功能性嚴重程度)，334 =1703-1708,新西蘭醫(yī)學期刊，1996年6月27日。例如，當對于給定的狹窄病灶部位的FFR低于0.75時，醫(yī)師可以決定執(zhí)行介入程序(例如，血管成形或支架植入)，并且當FFR高于0.75時，醫(yī)師可以決定放棄針對病灶部位的這種治療。關(guān)于FFR的更多細節(jié)能夠在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請 N0.12/557, 685 ( “Phys1logical Sensor Delivery Device and Method”，生理傳感器傳送裝置和方法)中找到，該申請以參考方式包含在本申請中。
[0049]在一些情況下，F(xiàn)FR能夠適應(yīng)于說明在狹窄病灶部位36附近的血管內(nèi)腔中存在傳送設(shè)備。例如，當遠端套管20攜帶壓力換能器40經(jīng)過狹窄病灶部位36到遠端部分，遠端套管20的一部分自身可以停留在由狹窄病灶部位36限定的變窄的血管內(nèi)腔中。這可能引入由于遠端套管20與導絲30的橫截面大小導致的誤差。隨著遠端套管20和導絲30越過病灶部位，遠端套管20和導絲30引入了除了由病灶部位自身所引起的阻塞以外的阻塞。測量的遠端壓力因而可能稍微低于在沒有附加流動障礙的情況下所應(yīng)當?shù)闹?，這可能增大所測量的病灶部位兩端的壓力梯度。對于這樣的誤差的糾正方法在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請 N0.13/469, 485 ( “Intravascular Sensing Method and System”,血管內(nèi)傳感方法和系統(tǒng))中給出，其全部內(nèi)容以參考方式包含在本申請中。在一些實施例中，通過本申請所述的手段聚集的關(guān)于狹窄病灶部位36的附加信息可以用于增強FFR誤差糾正。
[0050]在許多情況下，用于計算患者的FFR的壓力測量值在患者處于充血條件下得到。為了造成患者的充血條件，通常給予患者腺苷(或者其他的血管舒張藥物)。腺苷進入患者的下游循環(huán)并且引起血管舒張，從而打開下游血管。這能夠使得對于血流的下游阻力的可變性達到最小，從而使得FFR比率更能夠代表由狹窄病灶部位引起的壓降。使得下游血流的可變性達到最小還能夠具有將FFR比率“標準化”的作用，使得FFR比率相對于在充血條件下得到的其它FFR比率更加穩(wěn)定。
[0051]在一些情況下，給予患者類似于腺苷的血管舒張藥物能夠具有缺陷。它能夠增加大量的額外準備時間，這對于效率有不利影響。在一些情況下，血管舒張藥物能夠引起一些患者的不適。由于這些原因或者其它原因，一些醫(yī)護人員在評估狹窄病灶部位的嚴重程度時寧可避免給予患者血管舒張藥物。
[0052]一項最近的研究提出一種在不使用血管舒張藥物的情況下測量狹窄病灶部位兩端的壓降的方法。這個被稱為瞬時無波形比率(instantaneous wave-Free Rat1, iFR)的方法依賴于冠狀波形的一個很短部段，其中對于血流的下游阻力現(xiàn)對穩(wěn)定。冠狀波形的所述部段上的近端值和遠端值彼此對比以形成類似于FFR的比率，該比率提供關(guān)于狹窄兩端的壓降的信息，這能夠幫助醫(yī)護人員決定是否批準介入行為(例如，支架植入或者血管成形)。
[0053]圖9示出了具有在血管內(nèi)腔中彼此軸向間隔的多個壓力換能器40、41的血管傳感系統(tǒng)10。在一些實施例中，壓力換能器40、41能夠都位于近端部分50上，都位于遠端套管20上，一個壓力換能器位于近端部分50上并且一個壓力換能器位于遠端套管20上，等。具有多個壓力換能器40、41的實施例能夠有利于測量FFR以及iFR。在FFR和iFR中，壓力換能器40能夠位于狹窄病灶部位36的遠側(cè)并且能夠經(jīng)由壓力換能器導體60向處理設(shè)備提供遠端壓力測量值。為了測量狹窄病灶部位36近側(cè)的壓力，第二壓力換能器41能夠位于狹窄病灶部位36的近側(cè)并且能夠經(jīng)由壓力換能器導體向處理設(shè)備提供近端壓力測量值。在一些情況下，近端壓力可以通過與第二壓力換能器41類似的浸潤式壓力換能器比通過外部壓力換能器更加精確且可靠地進行測量，外部壓力換能器通過物理耦合到外部壓力換能器上的引導導管內(nèi)的流體來測量近端壓力。這是因為波形的形狀能夠受到引導導管、引導導管內(nèi)的流體以及外部換能器的“振動”和“衰減”作用的影響。由浸潤式壓力換能器提供的增加的精確度和可靠性尤其能夠有益于不包含血管舒張藥物的程序(例如，iFR)，因為這些程序通?；谠诠跔畈ㄐ蔚奶囟ú慷翁幍玫降膲毫χ?，而FFR通常僅使用平均近端壓力。
[0054]再次參照圖1至圖9，超聲波換能器70、71能夠用于確定狹窄病灶部位36附近的血管內(nèi)腔的內(nèi)徑(或者，對于例如非圓形的狹窄病灶部位為橫截面面積)。在一些實施例中，超聲波換能器70、71能夠用于確定狹窄病灶部位36的整個軸向輪廓兩端的內(nèi)徑。通過隨著超聲波換能器70、71在血管內(nèi)腔中從狹窄病灶部位36的一側(cè)軸向移動到另一側(cè)來發(fā)射和接受超聲波能量，超聲波換能器70、71能夠確定狹窄病灶部位36附近的血管內(nèi)腔在病灶部位的整個軸向輪廓兩端的內(nèi)徑。在一些實施例中，近端部分50以及遠端套管20在超聲波換能器70、71在病灶部位的軸向輪廓連段平移的過程中(例如，在撤回近端部分50的過程中)可以被旋轉(zhuǎn)(例如，手動地)。在一些這樣的實施例中，旋轉(zhuǎn)位置能夠與所發(fā)射/接受的超聲波信號有關(guān)。一些這樣的實施例能夠用于提供各種旋轉(zhuǎn)位置處的尺寸信息，該信息能夠?qū)е陋M窄病灶部位36附近的血管內(nèi)腔的有效表征。超聲波換能器70、71能夠被制造，以響應(yīng)于預定頻率處的激勵信號來發(fā)射超聲波能量。由超聲波換能器70、71發(fā)射的超聲波能量的類型能夠被校準以對血管中流動的流體(例如，血液、諸如生理鹽水之類的血液代替液等等)與血管壁32進行明確區(qū)分。在較高頻率處發(fā)射的超聲波能量提供更好的分辨率但是提供了血管流體與血管壁32之間的更小差別，而在較低頻率處發(fā)射的超聲波能量提供血管流體與血管壁之間更好的差別卻更差的分辨率。在許多情況下，當需要狹窄病灶部位36附近的血管內(nèi)腔的內(nèi)徑而不是狹窄病灶部位36的完整圖像時，強差異能夠比高分辨率更加重要。壓力換能器40、41包括光導纖維傳感器的實施例可能有利于，高頻超聲波能量和/或射頻(RF)電噪聲能夠?qū)鈱Юw維傳感器的操作具有最小的影響。
[0055]在一些情況下，將通過穿過第一流體傳播超聲波能量得到的內(nèi)徑計算值與通過穿過第二流體傳播超聲波能量得到的內(nèi)徑計算值進行對比是有利的。例如，第一組內(nèi)徑計算值能夠通過穿過流經(jīng)患者血管的血液傳播超聲波能量來得到，第二組內(nèi)徑計算值能夠通過穿過流經(jīng)患者血管的血液代替液(例如，生理鹽水)傳播超聲波能量來得到。第一組內(nèi)徑計算值和第二組內(nèi)徑計算值能夠彼此對比以得到更加可靠的測量值。圖1OA至圖1OB提供說明性波形，其中圖1OA示出了穿過血液的響應(yīng)信號且圖1OB示出了穿過血液代替液的響應(yīng)信號。每個響應(yīng)信號中的第一波峰T1B和T1S能夠與病灶部位的內(nèi)壁相對應(yīng)，并且每個響應(yīng)信號中的第二波峰T2B和T2S能夠與病灶部位的外壁相對應(yīng)。T1B和TO之間的差將與T1S和TO之間的差不匹配，因為超聲波能量在兩個流體之間以不同速率行進。另一方面，T2B和T1B之間的差應(yīng)當與T2S和T1S之間的差匹配，因為超聲波能量在這兩個時間段期間從病灶部位以及血管壁反射。此關(guān)系使得更易于識別第一波峰，第一波峰之后能夠用于確定超聲波發(fā)送器與內(nèi)壁和病灶部位之間的距離。
[0056]再次參照圖1至圖9，在使用超聲波換能器環(huán)70的實施例中，單個激勵信號能夠借助于單個超聲波換能器導體80被提供給超聲波換能器環(huán)70。超聲波換能器環(huán)70能夠沿全部徑向方向大體一致地發(fā)射超聲波能量。超聲波換能器環(huán)70能夠基于返回到自身的超聲波能量來建立電信號并且能夠通過超聲波換能器導體80發(fā)送該電信號。該電信號之后能夠用于確定狹窄病灶部位36附近的血管內(nèi)腔的內(nèi)徑。隨著超聲波換能器環(huán)70在狹窄病灶部位36兩端的血管內(nèi)腔中被軸向移動，由超聲波換能器環(huán)70發(fā)送和接收超聲波能量的過程能夠在多個地點被多次執(zhí)行。類似地，獨立的超聲波換能器71能夠接收來自公共導體81或來自分離的獨立導體82的激勵信號。在一些實施例中，獨立的超聲波換能器71可以配置為在接收到激勵信號的基礎(chǔ)上開始發(fā)射超聲波能量，激勵信號與超聲波能量具有近似相同的頻率。在一些實施例中，獨立的超聲波換能器71可以配置為響應(yīng)于多個不同頻率的激勵信號開始發(fā)射超聲波能量。例如，激勵頻率可以隨時間變化而引起:(a)第一超聲波換能器71開始在第一時間和第一頻率發(fā)射超聲波能量，(b)第二超聲波換能器71開始在第二時間和第二頻率發(fā)射超聲波能量，以及(c)第三超聲波換能器71開始在第三時間和第三頻率發(fā)射超聲波能量。在一些實施例中，多個獨立的超聲波換能器可以被電約束在一起(例如，單個同軸導體與三個超聲波換能器連接)。在一些這樣的實施例中，大寬帶信號(例如，短時脈沖或?qū)拵н?能夠被提供為激勵信號，該激勵信號能夠僅激起獨立的超聲波換能器所敏感的那些頻率。當獨立的超聲波換能器71接收超聲波能量時，獨立的超聲波換能器71將接收的超聲波能量轉(zhuǎn)換為電信號并且根據(jù)特定實施例經(jīng)由公共導體81或獨立導體82發(fā)送電信號。
[0057]圖14、圖15以及圖16a至圖16b提供了說明性的超聲波換能器環(huán)的實施例。圖14示出了具有環(huán)狀換能器元件70a、70b、70c的超聲波換能器環(huán)70，超聲波換能器環(huán)70可以在1MHz到80MHz之間(更加典型地在20MHz到60MHz之間)的標稱中心頻率下工作。環(huán)狀換能器元件70a、70b、70c可以由切口 72機械分離以抑制環(huán)狀換能器元件70a、70b、70c之間的無意識串音。圖15示出了包括三個換能器元件70’ a、70’ b、70’ c的分段環(huán)狀換能器70’。分段環(huán)狀換能器元件70’a、70’b、70’c的大小可以進行優(yōu)化以平衡敏感度與空間分辨率，這些可在某種程度上取決于換能器的孔徑大小。在一些實施例中，換能器元件70’ a、70’ b、70，c可以在1MHz到80MHz之間(更加典型地在20MHz到60MHz之間)的標稱中心頻率下工作。在一些實施例中，換能器元件70’a、70’b、70’c中的每個都可以工作在1MHz到80MHz之間(更加典型地在20MHz與60MHz之間)的不同標稱中心頻率下工作。工作在不同頻率下的分段環(huán)狀換能器元件70’ a、70’ b、70’ c的優(yōu)點是僅僅對反過來可方便物理尺寸測量的特定信號頻率進行監(jiān)測的能力。圖14和圖15的換能器環(huán)70和分段環(huán)狀換能器70’分別可以作為發(fā)送器和接收器工作。圖16a還示出了包括分離的發(fā)送器70" t和接收器70" !■的超聲波換能器70"的另一個實施例。圖16c示出了單元件環(huán)狀換能器70" t，單元件環(huán)狀換能器70 " t可以在1MHz到80MHz之間(更加典型地在20MHz到60MHz之間)的標稱中心頻率下工作。圖16b示出了包括三個換能器元件70" ra、70" rb、70" rc的環(huán)狀換能器70" r。圖16a、圖16b、圖16c的包括分離的發(fā)送器70" t和接收器70" r的換能器70"可以在保留多元件接收器換能器的提高的空間分辨率的同時允許更加簡單的超聲波發(fā)送器。
[0058]超聲波換能器70、71與壓力換能器40的相對位置能夠影響內(nèi)徑的精確度和壓降測量值。在許多實施例中，壓降通過將壓力換能器40置于狹窄病灶部位36的遠側(cè)進行測量。近端壓力能夠通過在血管傳感系統(tǒng)10的近側(cè)得到的流體壓力(例如，大動脈壓力)或者通過例如耦合到近端部分50處(參見圖9)的第二壓力換能器進行測量。對狹窄病灶部位36的遠端壓力進行測量能夠被狹窄病灶部位36附近的血管內(nèi)腔內(nèi)的諸如遠端套管20、近端部分50之類的其它物體影響。在壓力換能器40對狹窄病灶部位36的遠端的壓力進行測量的同時，需要避免將超聲波換能器70、71置于狹窄病灶部位36之內(nèi)。因此，超聲波換能器70、71被置于壓力換能器40的遠側(cè)(例如，圖1至圖3)的實施例在遠端壓力的測量過程中可導致更少的物體在狹窄病灶部位36附近的血管內(nèi)腔中，由此減少了由狹窄病灶部位36附近的血管內(nèi)腔內(nèi)具有物體而引起的誤差。在一些情況下，狹窄病灶部位36遠側(cè)的血管直徑可以在很短距離上大幅減小。在這種情況下，將超聲波換能器70、71放置在壓力換能器40的遠側(cè)可以阻礙遠端套管20向遠端移動過遠，以正確放置壓力換能器40。在這種情況下，將超聲波換能器70、71放置在壓力換能器40的近端可以是合適的(將超聲波換能器70、71完全移動穿過狹窄病灶部位36同樣可能被遠端壓力換能器40阻礙)。在許多實施例中，需要將超聲波換能器70、71放置為相對軸向地靠近壓力換能器40。
[0059]在對遠端壓力進行測量時保持狹窄病灶部位36的血管內(nèi)腔相對地沒有物體的需要還可以對是否將獨立導體82或公共導體81用于連接到獨立超聲波換能器71產(chǎn)生影響。每個超聲波導體81、82能夠包括激勵引線和參考引線或接地引線。如果三個獨立的超聲波換能器71圍繞遠端套管20的圓周放置并且每個獨立超聲波換能器71連接到公共超聲波導體81，則可能產(chǎn)生六個引線(每個獨立的超聲波換能器71有兩個)。狹窄病灶部位36附近的血管內(nèi)腔之內(nèi)的該體積根據(jù)引線的大小、血管的大小、狹窄病灶部位36的大小以及其它因素可能將過大的誤差引入到壓力降測量中或者不會將過大的誤差引入到壓力降測量中。
[0060]圖1lA至圖1lC示出了具有三個獨立的超聲波換能器的實施例，三個獨立的超聲波換能器各自被配置為在不同的激勵頻率處發(fā)射超聲波能量。隨著激勵信號的變化(圖11A)，激勵信號頻率觸發(fā)三個獨立的超聲波換能器的每一個的時間可以被記錄下來。在對響應(yīng)信號進行分析時(圖11B)，可以假定第一峰值對應(yīng)于已經(jīng)觸發(fā)的第一換能器，第二峰值對應(yīng)于已經(jīng)觸發(fā)的第二換能器，并且第三峰值對應(yīng)于已經(jīng)觸發(fā)的第三換能器。峰值可以表示超聲波能量被血管壁而不是被流經(jīng)血管的流體反射。每個超聲波換能器與血管壁之間的徑向距離能夠根據(jù)超聲波換能器被觸發(fā)和其第一峰值響應(yīng)信號被接收之間所經(jīng)歷的時間以及超聲波換能器的相應(yīng)的徑向位置來確定。徑向距離能夠基于流經(jīng)血管的流體的特性(例如，超聲波能量在流體中的行進速度)。許多的距離計算值解釋了超聲波分散效應(yīng)。
[0061]圖12A至圖12B示出了具有三個獨立的超聲波換能器的實施例，三個獨立的超聲波換能器各自被配置為在基本相同的激勵頻率處發(fā)射超聲波能量。圖12B示出了血管傳感系統(tǒng)210，血管傳感系統(tǒng)210攜帶三個獨立的超聲波換能器271并且位于血管232之內(nèi)。在一些實施例中，可以對響應(yīng)信號進行分析以估算血管232的平均內(nèi)徑。例如，
[0062]Davg = 2/3 (DfDJD3)+Dvss
[0063]以及
[0064]2/3 (DADJD3)與 2/3 (WT3)成比例
[0065]其中，Davg為相關(guān)軸向位置的平均內(nèi)徑辦、D2和D3為根據(jù)來自每個超聲波換能器271的響應(yīng)信號所計算的距離；DVSS為攜帶三個獨立的超聲波換能器271的血管傳感系統(tǒng)的直徑；以及!^!^和^為返回信號到達波峰的時間。在一些情況下，血管內(nèi)腔能夠被建模為具有圓形橫截面輪廓，但是應(yīng)當理解，血管內(nèi)腔能夠具有各種橫截面輪廓。
[0066]圖13示出了具有以普遍一致的方式徑向發(fā)射超聲波能量的超聲波換能器環(huán)的實施例。在一些實施例中，響應(yīng)信號曲線下的加權(quán)中心WC可以根據(jù)已知方法確定。與加權(quán)中心WC相對應(yīng)的時間Tw。能夠用于估算從超聲波換能器環(huán)到相關(guān)軸向位置處的病灶部分的平均距離。當這樣的波形相對較窄時，可能指的是超聲波換能器環(huán)大體以患者血管之內(nèi)為中心。當這樣的波形相對較寬時，可能指的是超聲波換能器環(huán)并不以患者血管為中心。
[0067]在前述詳細說明中，參照具體實施例對本發(fā)明進行了描述。然而，可以理解的是，能夠在不超出本發(fā)明的保護范圍的情況下進行各種修改和變化。因此，本申請中所述的優(yōu)選實施例的特種中的一些特征并非必須包括在本發(fā)明的用于替代性用途的優(yōu)選實施例中。
【權(quán)利要求】
1.一種供患者使用的血管內(nèi)換能器傳送裝置，包括: (a)遠端套管，所述遠端套管具有用于滑動地接納醫(yī)用導絲的導絲內(nèi)腔； (b)近端部分，所述近端部分耦合到所述遠端套管； (C)第一壓力換能器，所述第一壓力換能器被耦合到所述遠端套管和/或所述近端部分，所述第一壓力換能器適用于進行第一血管內(nèi)流體壓力測量并且生成代表所述第一血管內(nèi)流體壓力測量的第一壓力信號； (d)第一壓力換能器導體，所述第一壓力換能器導體與所述第一壓力換能器連通，所述第一壓力換能器導體適用于通過所述近端部分將所述第一壓力信號傳達到患者體外； (e)第一超聲波換能器，所述第一超聲波換能器被耦合到所述遠端套管和/或所述近端部分，所述第一超聲波換能器適用于進行第一血管內(nèi)物理尺寸測量并且生成代表所述第一血管內(nèi)物理尺寸測量的第一超聲波信號；以及 (f)第一超聲波換能器導體，所述第一超聲波換能器導體與所述第一超聲波換能器連通，所述第一超聲波換能器導體適用于通過所述近端部分將所述第一超聲波信號傳達到患者體外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血管內(nèi)換能器傳送裝置，其中，所述第一壓力換能器為光導纖維壓力換能器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血管內(nèi)換能器傳送裝置，進一步包括: (g)第二壓力換能器，所述第二壓力換能器被耦合到所述遠端套管和/或所述近端部分，所述第二壓力換能器適用于進行第二血管內(nèi)流體壓力測量并且生成代表所述第二血管內(nèi)流體壓力測量的第二壓力信號， 其中，所述第二壓力換能器與所述第一壓力換能器軸向相隔一距離，所述距離與狹窄病灶部位相對應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血管內(nèi)換能器傳送裝置，其中，所述第一壓力換能器耦合到所述遠端套管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血管內(nèi)換能器傳送裝置，其中，所述第一超聲波換能器包括超聲波換能器環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血管內(nèi)換能器傳送裝置，進一步包括: (g)第二超聲波換能器，所述第二超聲波換能器被耦合到所述遠端套管和/或所述近端部分，所述第二超聲波換能器適用于進行第二血管內(nèi)物理尺寸測量并且生成代表所述第二血管內(nèi)物理尺寸測量的第二超聲波信號；以及 (h)第三超聲波換能器，所述第三超聲波換能器被耦合到所述遠端套管和/或所述近端部分，所述第三超聲波換能器適用于進行第三血管內(nèi)物理尺寸測量并且生成代表所述第三血管內(nèi)物理尺寸測量的第三超聲波信號， 其中，所述第一超聲波換能器、所述第二超聲波換能器以及所述第三超聲波換能器繞所述遠端套管和/或所述近端部分的圓周彼此隔開大約120°。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的血管內(nèi)換能器傳送裝置，其中，所述第一超聲波換能器導體與所述第二超聲波換能器和所述第三超聲波換能器連通，所述第一超聲波換能器適用于通過所述近端部分將所述第二超聲波信號和所述第三超聲波信號傳達到患者的體外。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的血管內(nèi)換能器傳送裝置，進一步包括: (i)第二超聲波換能器導體，所述第二超聲波換能器導體與所述第二超聲波換能器連通，所述第二超聲波換能器導體適用于通過所述近端部分將所述第二超聲波信號傳達到患者體外；以及 U)第三超聲波換能器導體，所述第三超聲波換能器導體與所述第三超聲波換能器連通，所述第三超聲波換能器導體適用于通過所述近端部分將所述第三超聲波信號傳達到患者體外。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血管內(nèi)換能器傳送裝置，其中，所述第一超聲波換能器被耦合到所述遠端套管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血管內(nèi)換能器傳送裝置，其中，所述第一超聲波換能器位于所述第一壓力換能器的遠側(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血管內(nèi)換能器傳送裝置，其中，所述第一血管內(nèi)物理尺寸測量包括從所述第一超聲波換能器到血管壁的徑向距離。
12.—種對有關(guān)于血管內(nèi)腔內(nèi)的狹窄病灶部位的信息進行收集的方法，包括: (a)使血管內(nèi)換能器傳送裝置在醫(yī)用導絲上滑動穿過所述血管內(nèi)腔，以將第一壓力換能器和第一超聲波換能器置于所述狹窄病灶部位的附近；以及 (b)與此同時，(i)使用所述第一壓力換能器在所述狹窄病灶部位的附近進行第一血管內(nèi)流體壓力測量，以及(ii)使用所述第一超聲波換能器在所述狹窄病灶部位的附近進行第一血管內(nèi)物理尺寸測量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第一血管內(nèi)流體壓力測量從所述狹窄病灶部位的遠側(cè)的位置進行。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括: (c)使用所述第一血管內(nèi)流體壓力測量來評估所述狹窄病灶部位兩端的壓降。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，評估所述狹窄病灶部位兩端的壓降包括計算血流儲備分數(shù)(FFR)或者瞬時無波形比率(iFR)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，(i)使所述血管內(nèi)換能器傳送裝置在所述醫(yī)用導絲上滑動進一步將第二壓力換能器置于所述狹窄病灶部位的附近，以及(ii)所述方法進一步包括，在所述第一血管內(nèi)流體壓力測量和所述第一血管內(nèi)物理尺寸測量的同時使用所述第二壓力換能器在所述狹窄病灶部位的附近進行第二血管內(nèi)流體壓力測量。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第一血管內(nèi)流體壓力測量從所述狹窄病灶部位的遠側(cè)的第一位置進行，并且所述第二血管內(nèi)流體壓力測量從所述狹窄病灶部位的近側(cè)的第二位置進行，其中，所述方法進一步包括: (c)使用所述第一血管內(nèi)流體壓力測量和所述第二血管內(nèi)流體壓力測量來評估所述狹窄病灶部位兩端的壓降。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括: (c)使用所述第一血管內(nèi)物理尺寸測量來計算所述狹窄病灶部位的附近的所述血管內(nèi)腔的直徑或者橫截面輪廓。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進一步包括: (d)使用所述第一血管內(nèi)流體壓力測量來評估所述狹窄病灶部位兩端的壓降。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，(i)使所述血管內(nèi)換能器傳送裝置在所述醫(yī)用導絲上滑動進一步將第二超聲波換能器和第三超聲波換能器置于所述狹窄病灶部位的附近，以及(ii)所述方法進一步包括，在所述第一血管內(nèi)流體壓力測量和所述第一血管內(nèi)物理尺寸測量的同時，使用所述第二超聲波換能器在所述狹窄病灶部位的附近進行第二血管內(nèi)物理尺寸測量并同時使用所述第三超聲波換能器在所述狹窄病灶部位的附近進行第三血管內(nèi)物理尺寸測量。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進一步包括: (c)使用所述第一血管內(nèi)物理尺寸測量、所述第二血管內(nèi)物理尺寸測量和所述第三血管內(nèi)物理尺寸測量來計算所述狹窄病灶部位的附近的所述血管內(nèi)腔的直徑或橫截面輪廓。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括: (c)與此同時，使用所述第一超聲波換能器在所述狹窄病灶部位的附近進行第二血管內(nèi)物理尺寸測量，其中，所述第二血管內(nèi)物理尺寸測量從第二位置進行，所述第二位置與進行所述第一血管內(nèi)物理尺寸測量的第一位置在所述血管內(nèi)腔中軸向隔開。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，進一步包括: (C)使用所述第一血管內(nèi)物理尺寸測量來計算所述血管內(nèi)腔在所述第一位置處的第一直徑或者第一橫截面輪廓；以及 (d)使用所述第二血管內(nèi)物理尺寸測量來計算所述血管內(nèi)腔在所述第二位置處的第二直徑或者第二橫截面輪廓。
24.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括: (c)顯示(i)與基于所述第一血管內(nèi)流體壓力測量的所述狹窄病灶部位兩端的壓降相關(guān)的信息，以及(ii)與基于所述第一血管內(nèi)物理尺寸測量的所述狹窄病灶部位的附近的所述血管內(nèi)腔的直徑或橫截面輪廓相關(guān)的信息。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述顯示在注入系統(tǒng)控制面板上進行。
26.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第一血管內(nèi)流體壓力測量和所述第一血管內(nèi)物理尺寸測量彼此在一分鐘之內(nèi)進行。
27.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括: (C)在不取出所述醫(yī)用導絲的情況下在所述醫(yī)用導絲上取出所述血管內(nèi)換能器傳送裝置；以及 (d)使用所述相同的醫(yī)用導絲將介入治療裝置部署到所述狹窄病灶部位。
28.一種流體注入系統(tǒng)，包括: (a)流體管，所述流體管適用于提供所述流體注入系統(tǒng)與患者之間的流體連通； (b)處理器，所述處理器適用于同時接收(i)代表在患者的狹窄病灶部位的附近的血管內(nèi)腔中進行的第一血管內(nèi)流體壓力測量的第一壓力信號，以及(ii)代表在所述狹窄病灶部位的附近的所述血管內(nèi)腔中進行的第一血管內(nèi)物理尺寸測量的第一超聲波信號；以及 (C)控制面板，所述控制面板適用于(i)從所述處理器接收(A)基于所述第一血管內(nèi)流體壓力測量的第一組壓力信息和(B)基于所述第一血管內(nèi)物理尺寸測量的第一組超聲波信息，以及(ii)顯示所述第一組壓力信息和所述第一組超聲波信息。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中，所述第一血管內(nèi)流體壓力測量從所述狹窄病灶部位的遠側(cè)的位置進行。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中，所述第一組壓力信息包括關(guān)于所述狹窄病灶部位兩端的壓降的信息。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中，所述第一組壓力信息包括FFR或iFR。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器進一步適用于在接收所述第一壓力信號和所述第一超聲波信號的同時，接收(iii)代表在所述狹窄病灶部位的附近進行的第二血管內(nèi)流體壓力測量的第二壓力信號。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中，所述第一組壓力信息基于所述第一血管內(nèi)流體壓力測量和所述第二血管內(nèi)流體壓力測量。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述第一血管內(nèi)流體壓力測量從所述狹窄病灶部位的遠側(cè)的第一位置進行，并且所述第二血管內(nèi)流體壓力測量從所述狹窄病灶部位的近側(cè)的第二位置進行，并且其中，所述第一組壓力信息包括關(guān)于所述狹窄病灶部位兩端的壓降的信息。
35.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中，所述第一組超聲波信息包括關(guān)于所述狹窄病灶部位的附近的所述血管內(nèi)腔的直徑或橫截面輪廓的信息。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，所述第一組壓力信息包括關(guān)于所述狹窄病灶部位兩端的壓降的信息。
37.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器進一步適用于在接收所述第一壓力信號和所述第一超聲波信號的同時，接收(iii)代表在所述狹窄病灶部位的附近進行的第二血管內(nèi)物理尺寸測量的第二超聲波信號，以及(iv)代表在所述狹窄病灶部位的附近進行的第三血管內(nèi)物理尺寸測量的第三超聲波信號。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中，所述第一組超聲波信息基于所述第一血管內(nèi)物理尺寸測量、所述第二血管內(nèi)物理尺寸測量以及所述第三血管內(nèi)物理尺寸測量。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其中，所述第一組超聲波信息包括關(guān)于所述狹窄病灶部位的附近的所述血管內(nèi)腔的直徑或橫截面輪廓的信息。
40.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)， 其中，所述處理器進一步適用于在接收所述第一壓力信號和所述第一超聲波信號的同時，接收(iii)代表在所述狹窄病灶部位的附近進行的第二血管內(nèi)物理尺寸測量的第二超聲波信號， 其中，所述第二血管內(nèi)物理尺寸測量從第二位置進行，所述第二位置與進行所述第一血管內(nèi)物理尺寸測量的第一位置在所述血管內(nèi)腔中軸向隔開，以及 其中，所述控制面板進一步適用于(i)從所述處理器接收(C)基于所述第二血管內(nèi)物理尺寸測量的第二組超聲波信息，以及(ii)顯示所述第二組超聲波信息。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述第一組超聲波信息包括關(guān)于所述血管內(nèi)腔在所述第一位置處的第一直徑或第一橫截面輪廓，并且所述第二組超聲波信息包括關(guān)于所述血管內(nèi)腔在所述第二位置處的第二直徑或第二橫截面輪廓。
42.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器適用于在一分鐘內(nèi)接收所述第一壓力信號和所述第一超聲波信號。
【文檔編號】A61B8/00GK104349714SQ201380025608
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月14日
【發(fā)明者】詹森·F·希爾特納, K·R·沃特斯, 托馬斯·C·摩爾, R·澤倫卡 申請人:阿西斯特醫(yī)療系統(tǒng)有限公司