[0037]換能器組件150通過換能器線纜167與超聲發(fā)生器180電通信。以這種方式，換能器組件150可以從超聲發(fā)生器180接收電信號ES( S卩，電壓和/或電流)。換能器組件150配置為通過一組壓電構件162 ( S卩，如圖2所示的壓電環(huán))和超聲角163 (也在圖2中示出)產生和放大超聲能量，并且向探頭組件I1和/或傳輸構件120傳遞超聲能量US。換能器組件150可以是任何此處所顯示和描述的類型的合適的組件。超聲角163可以被用作放大單元以放大聲能量和高效地將聲能量從超聲換能器傳遞到所處理的介質中，該介質對于許多生物醫(yī)學應用來說是流體。
[0038]在一些實施例中，如圖2所示，換能器組件150包括具有近端部分152和遠端部分153的殼體151。殼體151配置為容納或者以其它方式包圍換能器角163、一組壓電環(huán)162、一組絕緣體161、底板160、螺栓158和流管157的至少一部分。
[0039]殼體151的近端部分152 (例如，通過粘合劑、壓配合或者摩擦配合、螺紋耦合、機械緊固件等等)耦合至近端蓋154。近端蓋154限定開口 155，使得近端蓋154可以在其近側(例如，基本上在殼體151的外部)上接納連接器156的一部分(例如，魯爾(Iuer)連接器)以及在其遠側(例如，基本上在殼體151的內部)上接納流管157的一部分。進一步擴展，近端蓋154可以接納連接器156和流管157，使得近端蓋154與連接器156和流管157形成基本上流體密封性密封。以這種方式，可以通過連接器156施加真空以沖洗和/或抽吸其內設置有探頭組件110的身體區(qū)域。如類似陳述的，該布置使得連接器156與由傳輸構件120限定的內腔122流體連通。
[0040]殼體151的遠端部分153配置為接納換能器角163，使得換能器角163耦合至殼體151的內表面。更具體地說，換能器角163可以至少部分地設置在殼體151內，使得在正常使用期間換能器角163可以相對于殼體151移動(例如，當放大超聲能量時)，但不會從殼體151移出。換能器角163包括近端部分164和遠端部分165并且限定穿過換能器角163的內腔166。內腔166配置為在換能器角163的近端部分164處接納螺栓158的一部分以及在換能器角163的遠端部分165處接納探頭組件120的一部分，此處將對這兩者進行進一步詳細描述。
[0041]如圖2所示，在殼體151內并且圍繞螺栓158設置底板160、絕緣體161和壓電環(huán)162。更具體地說，這樣布置底板160、絕緣體161和壓電環(huán)162使得底板160設置在相對于絕緣體161和壓電環(huán)162的近端。每個壓電環(huán)162均設置在絕緣體161之間。如類似陳述的，第一絕緣體161設置在相對于壓電環(huán)162的近端而第二絕緣體161設置在相對于壓電環(huán)162的遠端。如此處進一步詳細描述的，壓電環(huán)162 (例如，通過圖1和2中未示出的導線)與超聲發(fā)生器180電通信。
[0042]如圖2所示，螺栓158的一部分配置為設置在由換能器角163限定的內腔166內。更具體地說，螺栓158的部分與限定內腔166的換能器角163的內表面形成螺紋配合。以這種方式，螺栓158可以在內腔166內推進，使得螺栓158對底板160、絕緣體161和壓電環(huán)162施加壓縮力。因此，底板160、絕緣體161和壓電環(huán)162保持在螺栓158的頭部(例如，在近端處)與換能器角163的近端表面之間。施加至螺栓的扭矩和/或施加在螺栓158的頭部與換能器角163的近端表面之間的夾緊力是這樣的以使得換能器自然頻率偏差相對于標稱的偏差在百分之十內。因此，如此處進一步描述的，在使用中，壓電環(huán)162可以使換能器角163振動和/或移動。然而，如本領域技術人員已知的，在其它實施例中，換能器組件150可以利用各種其它方法(例如，磁致伸縮的、氣動的、液壓的等等)產生超聲振動。
[0043]螺栓158還限定內腔159，使得螺栓158的近端部分可以接納流管157的遠端部分。以這種方式，由螺栓158限定的內腔159和流管157共同地使由換能器角163限定的內腔166與連接器156流體連通。因此，可以將換能器角163的內腔166放置成與基本上在殼體151的近端外部的腔流體連通。
[0044]如圖1和圖2所示，探頭組件110至少包括傳輸構件120和耦合器130。耦合器130包括近端部分131和遠端部分132并且限定延伸穿過耦合器130的內腔133。耦合器130的近端部分131設置在換能器角163的遠端部分165處的內腔166內，并且與限定內腔166的換能器角163的內表面形成螺紋配合。耦合器130的遠端部分配置為接納傳輸構件120的一部分以將傳輸構件120固定地耦合至耦合器130。以這種方式，探頭組件110可以通過耦合器可移除地耦合至換能器組件150。
[0045]傳輸構件120是具有近端部分121和遠端部分122的細長管。傳輸構件120可以是任何合適的形狀、大小或者構造。在一些實施例中，傳輸構件120可以可選地包括任何合適的、配置為增強傳輸構件120的至少一部分的柔性(例如，降低剛度)的特征，由此便于傳輸構件120穿過患者內的曲折內腔(例如，尿路、靜脈、動脈等)而通過。例如，此處顯不和描述的傳輸構件中的任何一個可以包括2012年10月16日提交的標題為“Apparatusand Methods for Transferring Ultrasonic Energy to a Bodily Tissue，，的美國專利申請N0.13/652，881(其全部內容通過引用合并于此)中顯示和描述的特征中的任何一個。例如，在一些實施例中，傳輸構件120的第一部分可以由具有比形成傳輸構件120的第二不同部分的材料的剛度低的剛度的材料形成。在一些實施例中，可以通過限定開口(例如，凹口、凹槽、通道、切口等等)降低傳輸構件120的一部分的剛度，由此減小傳輸構件120的部分的面積慣性矩。
[0046]圖3是傳輸構件120的一部分的示意圖示，其限定了縱軸4。在使用中，用戶(例如，外科醫(yī)生、技術人員、醫(yī)生等等)可以操作超聲系統(tǒng)100(參見圖1)以向患者體內的目標組織T傳送超聲能量US。用戶可以例如接合腳踏開關170的踏板172(參見圖1)，使得超聲發(fā)生器180生成和/或向換能器組件150輸送具有期望特性(例如，以大約500-1500VAC(RMS)的電壓，頻率高達大約20，OOOHz到35，000Hz)的交變電流(AC)和/或電壓。如上所述，換能器組件150產生和放大超聲能量US，該超聲能量US輸送至探頭組件110并且沿著傳輸構件120的長度傳播。
[0047]如圖3所示，傳輸構件120的遠端部分122可以設置在鄰近目標組織T的患者的一部分內，使得傳輸構件120向目標組織T傳遞超聲能量US的至少一部分。例如，在一些實施例中，傳輸構件120的遠側尖端可以影響目標組織T例如以使與目標組織T相關聯(lián)的閉塞分裂。在一些實施例中，傳輸構件120的遠端部分122的移動在患者的部分內產生氣穴。以這種方式，氣穴還可以分裂和/或消融目標組織T。氣穴是由圍繞傳輸構件122的遠側部分的流體不能克服由傳輸構件120的運動引起的應力而產生的空隙或者氣泡。在包括目標組織T的細胞或者其它生物材料中及其周圍的氣穴氣泡的破裂產生侵蝕或者破碎目標組織T的沖擊波。在一些實施例中，超聲系統(tǒng)100可以可選地用于抽吸目標組織部位和/或向目標組織部位提供沖洗，因此允許破碎的目標組織T從身體去除。
[0048]當超聲系統(tǒng)100在使用中時，超聲能量信號或者波US沿著傳輸構件120的長度傳播。在一些實施例中，對超聲波US (或者信號)的頻率進行選擇和/或控制以與超聲能量傳送組件105、超聲換能器組件150和/或探頭組件110的自然頻率基本上匹配，使得在傳輸構件120的至少一部分內產生諧振情況。因此，在使用中，超聲能量US到傳輸構件120的輸送可以被看作產生沿著傳輸構件120的長度形成的駐波。圖4是通過描繪傳輸構件120圍繞縱軸A1的偏轉來顯示駐波SW的表示的圖。
[0049]如圖4所示，駐波SW沿著傳輸構件120的縱軸A1產生一系列振動節(jié)點(圖4中標識為節(jié)點&、隊和N 3)和振動反節(jié)點(圖4中標識為反節(jié)點ANpANjP AN 3)。沿著傳輸構件120的節(jié)點的位置與傳輸構件120在使用中時的最小位移(或者有限振動)的位置和/或區(qū)域相對應。沿著傳輸構件120的反節(jié)點的位置與傳輸構件120在使用中時有最大位移(或者最大振動)的位置和/或區(qū)域相對應。因此，反節(jié)點(反節(jié)點中的一個可以位于傳輸構件120的遠端部分122(或者尖端))可以在與傳輸構件120接觸的生物流體(例如，血液、組織液等等)中產生氣穴，并且流體的氣穴可以引起相鄰生物目標組織(例如，圖3中的目標組織T)的破壞。僅為了圖示呈現了圖4的圖，并且因此駐波SW呈現為具有沿著基本上正交于(即，橫向于)縱軸A1的軸的幅度。在使用中，振動方向可以沿著縱軸A1、橫軸或者任何其它合適的方向。
[0050]如圖4所示，傳輸構件的某些部分由于反節(jié)點的位置而經受相對較大的振動和/或位移。因此，傳輸構件120的這些部分因此經受高應力。因此，反節(jié)點所位于的傳輸構件120的區(qū)域處可能潛在地經受降低的可靠性、斷裂和/或破損。從而，在一些實施例中，超聲能量傳輸系統(tǒng)可以配置為在對系統(tǒng)進行操作期間空間地改變節(jié)點和/或反節(jié)點的位置。例如，在一些實施例中，超聲發(fā)生器180配置為在圍繞超聲能量傳送組件105、換能器組件150和/或探頭組件110的自然頻率的范圍內改變發(fā)送至換能器組件150的電子信號ES的頻率(即，驅動頻率)，使得沿著傳輸構件120的縱軸A1的振動節(jié)點和/或振動反節(jié)點的位置在操作超聲系統(tǒng)100期間改變。在其它實施例中，超聲能量傳輸系統(tǒng)100可以配置為在使用期間改變傳輸構件120的特性以空間地改變節(jié)點或者反節(jié)點的位置。例如，在一些實施例中，系統(tǒng)100可以包括配置為在操作系統(tǒng)期間改變節(jié)點和/或反節(jié)點的位置的阻尼器或者其它組件。在圖5中更詳細地描述了節(jié)點和/或反節(jié)點的變化。
[0051]圖5是表示根據此處描述的方法和設備中的任何一個在使用期間沿著傳輸構件120的一部分的縱軸A1的反節(jié)點的位置變化的曲線圖。更具體地，圖5顯示在第一時間處沿著傳輸構件120的縱軸A1的超聲能量傳輸波的曲線，該超聲能量傳輸波顯示為標識為USai)的實線波形。圖5還將第二時間處的超聲能量傳輸波顯示為標識為US(t2)的虛線波形。盡管波形US呈現為具有沿著基本上正交于(即，橫向于)縱軸A1的軸的幅度，但是應當理解，超聲能量的方向可以沿著縱軸A1、橫軸或者沿著傳輸構件120的任何其它合適方向。如圖5所示，超聲信號US的特性變化引起沿著傳輸構件120的長度產生的駐波中的反節(jié)點的空間位置中的變化。具體地，這通過反節(jié)點AN1 (其在第一時間處出現)與反節(jié)點AN2(其在第二時間處出現)之間的標識為Ax的移位顯示。相比在恒定頻率設置下操作系統(tǒng)時，這導致高應力的位置和/或區(qū)域的空間分布沿著傳輸構件120縱軸仏更均勻。因此，傳輸構件120的某些位置不會反復經歷與反節(jié)點相關聯(lián)的高應力和最大振動。因此，當根據此處描述的方法操作時，傳輸構件120可以經歷提高的可靠性。
[0052]另外，根據此處描述的實施例動態(tài)地改變節(jié)點和/或反節(jié)點的位置可以提高系統(tǒng)在消融組織中的有效性。具體地，通過改變反節(jié)點的位置，可以增大傳輸構件120的位移和/或振動輪廓，由此改善系統(tǒng)的功能。可以例如通過由時間域中的駐波的連續(xù)移位產生的駐波幅度的過