Катетер с исполнительным элементом из сплава с памятью формы

Катетер с исполнительным элементом из сплава с памятью формы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к исполнительным элементам, применяемым для колебательного движения нагрузки, и, более конкретно, к исполнительным элементам, использующим один или несколько элементов с памятью формы. Изобретение, в частности, пригодно для катетеров, предназначенных для формирования изображения, имеющих ультразвуковой преобразователь, установленный с возможностью колебательного движения для сканирования объема, охватывающего внутреннюю анатомическую область, представляющую интерес.

Уровень техники

Исполнительные элементы используются в различных вариантах применения для управляемого движения механизма или нагрузки. Все чаще используются исполнительные элементы, которые занимают мало места, имеют высокую надежность и имеют низкие требования к питанию, что представляет уникальные конструктивные задачи.

В исполнительных элементах могут использоваться материалы с памятью формы для получения движения. Материалы с памятью формы представляют собой материалы, в которых происходят изменения размеров при приложении внешнего побудителя, такого как температура или магнитное поле. Существуют два типа материалов с памятью формы, которые могут выполнять индуцированные теплом реверсивные изменения формы: 1) сплавы с памятью формы (SMA), которые представляют собой сплавы металлов, в которых происходят реверсивные изменения фазы между двумя разными кристаллографическими фазами после изменения температуры, и 2) полимеры с памятью формы (SMP), которые обычно состоят из двухкомпонентных полимеров и двух фаз, одна с более высокой температурой плавления, чем другая. Когда полимеры с памятью формы нагревают выше определенной температурой стеклования, одна фаза, в общем, находится в резиноподобной фазе и может легко деформироваться. При последующем охлаждении ниже такой температуры стеклования, SMP сохраняет свою заданную постоянную форму. Отличительная особенность SMP по сравнению со всеми другими полимерами состоит в том, что такое изменение размеров отмечается резкой температурой перехода и плато резиноподобного состояния, а также способностью обеспечивать значительные растяжения без образования постоянного локального повреждения материала.

Примеры значимых сплавов с памятью формы (SMA) представляет собой нитинол, сплав никеля и титана, сплавы на основе меди и нержавеющие стали с памятью формы FeMnSiCrNi. Эти сплавы металлов характеризуются тем, что они могут быть нагреты для получения соответствующего мартенситно-аустенитного преобразования кристаллографической фазы, в результате чего происходит уменьшение длины. Последующее охлаждение сплава с памятью формы может привести к аустенитно-мартенситному преобразованию фазы, и форма остается без изменений, в результате чего сплав может вернуться к свой первоначальной длине в условиях приложенной нагрузки. Если материал с памятью формы функционально связан с другими элементами, изменения фазы можно использовать для генерирования сил, которые могут использоваться для создания движения других элементов. Такой нагрев может быть сформирован путем пропускания тока через материал с памятью формы.

Катетеры - медицинские устройства, которые могут быть вставлены в сосуд тела человека, полость или проток и которыми можно манипулировать, используя участок, который выступает за пределы тела. Как правило, катетеры выполнены относительно тонкими и гибкими, что способствует их перемещению/отводу вдоль нелинейных каналов. Катетеры могут использоваться для самого разного назначения, включая в себя установку внутри тела диагностических и/или терапевтических устройств. Например, катетеры могут использоваться для установки устройства формирования внутреннего изображения (например, ультразвуковых преобразователей), для разворачивания имплантируемых устройств (например, стентов-графтов, фильтры для полости вены), и/или выполнения терапевтического лечения (например, катетеры для абляции, подачи лекарства).

В этом отношении, все чаше используется технология формирования ультразвукового изображения для получения видимых изображений структур. В широком смысле, в ультразвуковом преобразователе, обычно состоящем из ряда индивидуально активируемых пьезоэлектрических элементов, установленных в виде массива, подают соответствующие сигналы привода таким образом, что импульс ультразвуковой энергии распространяется внутри тела пациента. Ультразвуковая энергия отражается на границах перехода между структурами с различным акустическим импедансом. Те же самые или другие преобразователи детектируют прием обратной энергии и обеспечивают соответствующий выходной сигнал. Этот сигнал может быть обработан известным способом для получения видимого на экране дисплея изображения границ перехода между структурами и, следовательно, самих структур.

Катетеры для внутрисердечной эхокардиографии (ICE) стали предпочтительным способом формирования изображения для использования в структурных интервенциях в сердце, поскольку они обеспечивают высокое разрешение 2-D ультразвукового изображения структуры мягкой ткани сердца. Кроме того, формирование ICE изображений не приводит к образованию ионизирующего излучения во время процедуры. Катетеры ICE может использовать хирургический врач-кардиолог и персонал в пределах контекста их нормальной процедурной работы и без привлечения другого персонала больницы. Современные технологии катетера ICE, к сожалению, имеют ограничения. Обычные катетеры ICE ограничены генерированием только 2-D изображений. Кроме того, клинический врач должен управлять положением катетера и изменять его для съемки многоплановых изображений внутри анатомии. Манипуляции катетером, необходимые для получения специфичных планов 2-D изображения, требуют, чтобы пользователь затратил существенное время для получения навыка управления при работе с простыми механизмами катетера.

В эхокардиографической системе Philips iE33, в которой работает новый 3D чреспищеводный (TEE) зонд (поставляемый компанией Philips Healthcare, Andover, MA, USA), представляет собой первое коммерчески доступное, работающее в режиме реального времени 3D (четырехмерное (4D)) TEE устройство формирования ультразвукового изображения. Эта система предоставляет клиническому врачу возможность формирования 4D изображений, необходимых для более сложных интервенций, но при этом существует ряд существенных недостатков, связанных с этой системой. Из-за большого размера зонда TEE (50-миллиметров в окружности и 16,6 мм в ширину), необходима анестезия пациентов или ввод сильных успокоительных веществ перед вводом зонда (G. Hamilton Baker, MD 4t al.. Usefulness of Live Three-Dimensional Transesophageal Echocardiography in a Congenital Heart Disease Center, Am J Cardiol 2009; 103: 1025-1028)). Это требует, чтобы анестезиолог присутствовал для ввода и отслеживания анестезии пациенту. Кроме того, гемодинамическое состояние пациента может потребовать мониторинга. Кроме того, возникают незначительные и большие сложности в результате использования зонда TEE, включая в себя усложнения от боли в горле до перфорации пищевода. Сложность системы Phillips TEE и зонда требует участия дополнительного персонала, такого как анестезиолог, эхокардиолог и специалист по ультразвуковой диагностике. Это увеличивает время и стоимость процедуры.

Особый интерес представляют приложения катетера для формирования изображений для исполнительных элементов с малыми размерами. Авторы настоящего изобретения осознали необходимость в создании платформы для формирования изображения на основе катетера, которая является достаточно малой для чрескожного доступа с возможностями формирования трехмерного изображения в режиме реального времени (4D). Использование такой системы формирования изображений на основе катетера для визуализации трехмерной архитектуры (3D), например, сердца, на основе режима реального времени во время интервенции является весьма желательным с точки зрения клинической перспективы, поскольку это могло бы способствовать выполнению более сложных процедур, таких как окклюзия придатка левого предсердия, восстановление митрального клапана, и абляция фибрилляции предсердий. Формирование 3D изображения также позволило бы клиническому врачу полностью определять относительное положение структур. Такая возможность могла бы оказаться особенно важной в случаях структурных отклонений в сердце, где типичная анатомия не присутствует. Двумерные массивы преобразователей обеспечивают средство генерирования 3D изображений, но доступные в настоящее время 2-D массивы требуют большого количества элементов для получения достаточного размера апертуры и соответствующего разрешения изображения. Такое большое количество элементов приводит к получению 2-D преобразователя, который невозможно использовать в клинически приемлемых профилях катетера.

На примере того, как внутренние диагностические и терапевтические процедуры продолжают развиваться, авторы настоящего изобретения осознали потребность в улучшенном формировании изображения в ходе процедуры с использованием компактных и маневрируемых катетеров. Более конкретно, авторы настоящего изобретения распознали желательность обеспечения свойств катетеров, которые способствуют избирательной установке положения и управлению исполнительными элементами для компонентов формирования изображения (например, для получения 3D изображения в режиме реального времени), расположенных на дистальном конце катетера, при поддержании относительно малого профиля, способствуя, таким образом, улучшенной функциональности для различных клинических приложений. Как можно видеть, использование ультразвуковых преобразователей в катетерах представляет проблемы, связанные с размерами, в частности, для васкулярного применения. Например, для кардиоваскулярного применения может быть желательным поддерживать максимальный поперечный размер меньше чем приблизительно 12 единиц френч (фр), и более предпочтительно меньше чем приблизительно 10 фр, во время продвижения катетера для формирования изображения в правое предсердие или в другие камеры сердца. Из-за ограничения размера в некоторых анатомических местах положения, например, внутри сердца, желательно, чтобы можно было обеспечить избирательную установку положения, необходимую для достижения требуемых углов обзора в пределах малого анатомического объема, такого как, например, объем с максимальным поперечным размером меньше чем приблизительно 3 см.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение относится к исполнительным элементам, используемым для колебательного движения нагрузки. Улучшенный исполнительный элемент может включать в себя, по меньшей мере, первый элемент с памятью формы (например, содержащий материал с памятью формы), который может быть активирован для обеспечения, по меньшей мере, участка колебательного движения нагрузки. В рассматриваемых вариантах осуществления исполнительный элемент может дополнительно содержать второй элемент с памятью формы (например, содержащий материал с памятью формы), активируемый для выполнения, по меньшей мере, второго участка колебательного движения нагрузки. Использование одного или нескольких элементов с памятью формы способствует реализации управляемого и надежного колебательного движения нагрузки при компактных размерах и низком потреблении энергии. Первый и второй элементы с памятью формы могут быть активированы, по меньшей мере, с частичным смещением по времени, для выполнения, по меньшей мере, части колебательного движения нагрузки.

В одном аспекте исполнительный элемент может включать в себя корпус, определяющий замкнутый объем. Замкнутый объем может содержать текучую среду. Текучая среда может представлять собой жидкость (например, которая способствует передаче акустического сигнала). По меньшей мере, участок первого элемента с памятью формы исполнительного элемента может быть погружен в текучую среду, и первый теплоизолирующий слой может быть расположен вокруг погруженного участка первого элемента с памятью формы. Точно так же, по меньшей мере, участок второго элемента с памятью формы исполнительного элемента может быть погружен в текучую среду, и второй теплоизолирующий слой может быть расположен вокруг погруженного участка второго теплоизолирующего слоя. Как можно понимать, размещение теплоизолирующего слоя на одном или больше из элемента (элементов) с памятью формы может предпочтительно влиять на скорость передачи тепловой энергии между содержащейся текучей средой и элементом (элементами) с памятью формы. В таком аспекте, например, нагрузка может содержать ультразвуковой преобразователь.

В одном варианте осуществления нагрузку погружают в текучую среду и устанавливают для колебательного движения в угловом диапазоне вокруг оси поворота внутри замкнутого объема, в котором ось поворота является фиксированной относительно замкнутого объема. В этом отношении; исполнительный элемент может включать в себя первый и второй элементы с памятью формы, функционально ассоциированные с нагрузкой, в котором первый и второй элементы с памятью формы могут быть активированы, по меньшей мере, с частичным смещением по времени, для выполнения, по меньшей мере, части поворотного движения нагрузки. Такой вариант осуществления, например, может быть представлен в форме катетера, имеющего удлиненный корпус катетера и участок дистального конца, который расположен на дистальном конце корпуса катетера и определяет замкнутый объем, содержащий нагрузку и текучую среду. В таком варианте осуществления нагрузка может представлять собой ультразвуковой преобразователь, и ультразвуковой преобразователь может быть погружен в текучую среду для передачи и/или приема ультразвукового сигнала.

В некоторых вариантах осуществления первый и второй элементы с памятью формы могут быть соединены с нагрузкой внутри замкнутого объема и погружены в содержащуюся в ней текучую среду. В свою очередь, первый и второй теплоизолирующие слои могут быть расположены вокруг, по меньшей мере, участка первого и второго элементов с памятью формы, соответственно, внутри замкнутого объема и могут быть погружены в текучую среду. Кроме того, первый и второй элементы с памятью формы могут быть индивидуально изолированы для обеспечения электроизоляции.

В вариантах осуществления первый и/или второй теплоизолирующие слои могут иметь теплопроводность от приблизительно 0,03 Вт/(м·К) и 0,20 Вт/(м·К), при измерении при температуре приблизительно 25°C. В вариантах осуществления первый и/или второй теплоизолирующие слои могут иметь теплопроводность от приблизительно 0,05 Вт/(м·К) до 0,08 Вт/(м·К) при измерении при температуре приблизительно 25°C. В одном подходе первый и/или второй теплоизолирующие слои могут содержать фторполимер. В одном варианте осуществления первый и/или второй теплоизолирующие слои могут содержать, по меньшей мере, один материал, выбранный из группы, состоящей из:

политетрафторэтилена (PTFE), расширенного политетрафторэтилена (ePTFE), нанесенного с электростатическим распылением покрытия PTFE, фторированного этиленпропилена, расширенного фторироваванного этиленпропилена, перфторалкокси сополимера, поливинилиден фторида, полиуретана, кремнийорганического каучука, полимерной пленки с плазменным покрытием (например, из низкотемпературного триметилсилана с улучшенными плазмой свойствами), PARYLENE™ и из их смеси и сополимеров. Другие материалы, имеющие аналогичную теплопроводность, также можно использовать. В одном подходе первый и/или второй теплоизолирующие слои могут содержать микропористый материал.

В добавление к первому и/или второму теплоизолирующим слоям, как отмечено выше, исполнительный элемент может включать в себя соответствующий первый и/или второй внешние слои, соответственно, расположенные (например, установленные с помощью клея) вокруг первого и/или второго теплоизолирующих слоев, соответственно. В этом отношении, первый и/или второй внешние слои, предпочтительно, могут быть выполнены с возможностью погружения их в текучую среду, содержащуюся внутри корпуса. В этом отношении, первый и/или второй внешние слои каждый может содержать гидрофобный материал. В одном подходе первый и/или второй внешние слои могут быть выбраны так, чтобы они имели поверхностную энергию меньше чем приблизительно 50 дин/см². Кроме того, или в качестве альтернативы, первый и/или второй внешние слои могут быть выбраны так, чтобы они имели напряжение, выдерживаемое диэлектриком, по меньшей мере, приблизительно 500 кВ/м.

В одном подходе, в дополнение к тепловым свойствам первого и/или второго теплоизолирующих слоев, как отмечено выше, первый и/или второй теплоизолирующие слои, предпочтительно, могут быть выполнены с возможностью или могут быть выполнены для погружения в текучую среду, содержащуюся внутри корпуса. В этом отношении, первый и/или второй теплоизолирующие слои могут выполнять, как и описанную выше функцию первого и второго теплоизолирующих слоев, так и описанную выше функцию первого и/или второго внешних слоев. Таким образом, каждый из первого и/или второго теплоизолирующих слоев может содержать гидрофобный материал. В одном подходе первый и/или второй теплоизолирующие слои могут быть выбраны так, чтобы они имели поверхностную энергию меньше, чем приблизительно 50 дин/см². Кроме того, или в качестве альтернативы, первый и/или второй теплоизолирующие слои могут быть выбраны так, чтобы они имели напряжение, которое выдерживает диэлектрик, по меньшей мере, приблизительно 500 кВ/м. В этом отношении, первый и/или второй теплоизолирующие слои могут быть выполнены с возможностью обеспечения упомянутых выше изолирующих свойств совместно с упомянутой выше гидрофобностью и напряжением, которое выдерживает диэлектрик.

Слои, расположенные вокруг, по меньшей мере, участка первого и второго элементов с памятью формы, такие как описанные выше первый и/или второй теплоизолирующие слои и описанные выше первый и/или второй внешние слои, могут иметь модуль удлинения, который позволяет перемещать слои вместе с элементами с памятью формы, когда элементы с памятью формы изменяют длину. В этом отношении, слои могут иметь функцию удлинения и растяжения вместе с элементами с памятью формы без отслаивания, растрескивания или отслоения. Слои могут быть соединены с помощью клея с элементами с памятью формы.

В варианте осуществления, внутри замкнутого объема, электрически активные компоненты могут быть изолированы для ограничения протекания нежелательного тока (например, тока короткого замыкания). Такие электрически активные компоненты могут включать в себя, например, электрически взаимные соединения с элементами с памятью формы и ультразвуковым преобразователем, погруженным в текучую среду. Такая изоляция может, в частности, быть полезной, когда текучая среда внутри замкнутого объема представляет собой жидкость.

В другом аспекте первый элемент с памятью формы может быть активирован для поворота нагрузки (например, ультразвукового преобразователя) в первом направлении вокруг оси поворота. И, наоборот, второй элемент с памятью формы может быть активирован, для поворота нагрузки (например, ультразвукового преобразователя) во втором направлении вокруг оси поворота, в котором первое направление противоположно второму направлению.

В одной компоновке элементы с памятью формы могут работать так, что изменяется их длина, по меньшей мере, приблизительно на 1%, в результате активации (например, в результате нагрева, при пропускании через них тока). В другой компоновке элементы с памятью формы могут работать с изменением длины, по меньшей мере, приблизительно на 2%, в результате активации. В конкретном варианте осуществления длина элементов с памятью формы может изменяться приблизительно на 4%, в результате активации.

В разных вариантах осуществления первый и второй элементы с памятью формы могут быть определены, как соответствующие первой и второй длинам провода с памятью формы, соответственно. В одном подходе первая и вторая длины провода с памятью формы могут содержать физически отдельные первый и второй провода. В другом подходе длина первого и второго проводов с памятью формы может быть определена разными участками, например, первой и второй длиной, соответственно, непрерывного провода с памятью формы.

Первый конец первого отрезка провода с памятью формы может быть жестко соединен с одним элементом из корпуса (например, на дистальном концевом участке катетера) и нагрузки (например, с ультразвуковым преобразователем) на первой стороне оси поворота. Аналогично, первый конец второго отрезка провода с памятью формы может быть жестко соединен с одним элементом из корпуса (например, на дистальном участке катетера) и нагрузки (например, с ультразвуковым преобразователем) на второй стороне оси поворота, противоположной первой стороне.

В одном подходе первый отрезок провода с памятью формы может быть соединен с соответствующим другим элементом из нагрузки (например, с ультразвуковым преобразователем) и корпуса в первом положении соединения. Кроме того, второй отрезок с памятью формы может быть соединен с соответствующим другим элементом из нагрузки (например, с ультразвуковым преобразователем) и корпуса во втором местоположении соединения, в котором первое и второе местоположения соединения расположены на противоположных сторонах оси поворота.

В одном варианте осуществления каждый из первого и второго отрезков провода с памятью формы может иметь соответствующие вторые концы, которые жестко соединены с соответствующим одним элементом из корпуса и нагрузки (например, с ультразвуковым преобразователем). Кроме того, первый и второй отрезки провода с памятью формы могут быть соединены между их противоположными первым и вторым концами с соответствующим другим элементом из корпуса и нагрузки (например, с ультразвуковым преобразователем). В этом отношении, отмеченные первое и второе места положения соединения могут быть смещены на противоположных сторонах оси поворота. В одном варианте осуществления первое и второе места положения смещения могут быть, по существу, эквидистантными от оси поворота. При такой компоновке первый и второй отрезки провода с памятью формы могут быть расположены симметрично относительно нагрузки (например, ультразвукового преобразователя).

Первый и второй отрезки провода с памятью формы могут быть расположены так, что каждый из них включают в себя соответствующие первый и второй участки, которые, соответственно, определяют первый и второй углы раствора. В свою очередь, первый и второй отрезки провода с памятью формы могут быть расположены так, чтобы первый и второй углы раствора увеличивались и уменьшались для перемещения нагрузки, в ответ на соответствующие активацию и деактивацию первого и второго элементов с памятью формы, соответственно. Путем размещения первого и второго отрезков с памятью формы так, что они включают в себя углы раствора, может быть достигнуто эффективное смещение, по меньшей мере, приблизительно от 10% до 20% длины провода. Другими словами, может быть достигнуто эффективное удлинение, по меньшей мере, приблизительно от 10% до 20%, в котором эффективное удлинение представляет собой удлинение, которое могло бы потребоваться для получения аналогичного движения нагрузки с помощью элемента с памятью формы, расположенного, в общем, перпендикулярно нагрузке и расположенного в аналогичном объеме, что и у отрезков провода с памятью формы с углами раствора.

В другом варианте осуществления первый отрезок провода с памятью формы может содержать первый конец, соединенный с корпусом (например, дистальный концевой элемент исполнительного элемента) на первой стороне оси поворота, и второй конец, соединенный с нагрузкой (например, ультразвуковым преобразователем) на второй стороне оси поворота, противоположной первой стороне. Аналогично второй отрезок провода с памятью формы может иметь первый конец, соединенный с корпусом на первой стороне оси поворота, и второй конец, соединенный с нагрузкой (например, ультразвуковым преобразователем) на второй стороне оси поворота.

В еще одном варианте осуществления первый отрезок провода с памятью формы может содержать первый и второй концы, жестко соединенные с одним элементом из корпуса (например, на участке дистального конца катетера) и нагрузки (например, с ультразвуковым преобразователем). Кроме того, элемент соединения (например, опора, столбик и т.д.) может быть предусмотрен и зафиксирован на другом одном элементе из корпуса и нагрузки, при этом первый отрезок с памятью формы соединен с элементом соединения для поворота нагрузки в первом направлении во время активации первого отрезка провода с памятью формы. Аналогично, второй отрезок провода с памятью формы может содержать первый конец и второй конец, жестко соединенные с одним элементом из корпуса и нагрузки, при этом второй отрезок провода с памятью формы соединен с элементом соединения для поворота нагрузки во втором направлении во время активации второго отрезка провода с памятью формы.

В некоторых вариантах осуществления центральная ось нагрузки (например, ультразвукового преобразователя) может быть параллельна оси поворота. В других вариантах осуществления такая центральная ось может совпадать с осью поворота.

В различных вариантах осуществления источник энергии привода может быть включен для многократной подачи первого и второго сигналов энергии во время соответствующих первого и второго периодов времени в первый и второй элементы с памятью формы, соответственно. Источник энергии привода может работать так, что он определят первый интервал времени между концом каждого из первого периода времени и началом каждого из второго периода времени, при этом, по меньшей мере, второй элемент с памятью формы предусмотрен с упругим натяжением во время, по меньшей мере, части каждого из первого интервала времени так, что второй элемент с памятью формы может работать так, что он влияет, по меньшей мере, на часть колебательного поворотного движения нагрузки (например, ультразвукового преобразователя) во время каждого из первого интервала времени. Кроме того, источник энергии привода может работать так, что он многократно подает первый и второй сигналы энергии со вторым интервалом времени, определенными между концом каждого второго периода времени и началом каждого первого периода времени. В свою очередь, первый элемент с памятью формы может быть предусмотрен с упругим натяжением во время, по меньшей мере, части каждого второго интервала времени так, что первый элемент с памятью формы во время работы влияет, по меньшей мере, на часть колебательного, поворотного движения нагрузки (например, ультразвукового преобразователя) во время каждого второго интервала времени. Как можно видеть, первый и второй элементы с памятью формы могут использоваться для влияния на разные части колебательного, поворотного движения нагрузки, соответствующего противоположным конечным частям углового диапазона поворотного движения.

В определенных вариантах осуществления, по меньшей мере, первый магнитный элемент может быть соединен с удержанием с одной из корпуса (например, на дистальном конечном участке катетера) и нагрузки (например, с ультразвуковым преобразователем) и расположен так, что он влияет на, по меньшей мере, часть колебательного поворотного движения нагрузки (например, ультразвукового преобразователя). В одном подходе первый магнитный элемент может включать в себя постоянный магнит; например, постоянный магнит типа неодим-железо-бор с покрытием или самарий-кобальтовый магнит. В другом подходе первый магнитный элемент может содержать электромагнитный элемент.

Аналогично, второй магнитный элемент может быть соединен с удержанием на одном элементе из корпуса и нагрузки для влияния, по меньшей мере, на вторую часть колебательного поворотного движения нагрузки. В этом отношении, первая и вторая части колебательного поворотного движения нагрузки могут соответствовать противоположным конечным частям заданного углового диапазона поворотного движения нагрузки. В некоторых вариантах осуществления первый магнитный элемент и/или второй магнитный элемент могут во время работы прикладывать силу притяжения. Аналогично, в некоторых вариантах осуществления первый магнитный элемент и/или второй магнитный элемент могут во время работы прикладывать силу отталкивания. Приложение силы первым и/или вторым магнитными элементами может быть направлено на намагничивающийся элемент, соединенный с другим одним элементом из корпуса и нагрузки. В другом варианте осуществления приложение силы первым и/или вторым магнитными элементами может быть направлено, по меньшей мере, на один дополнительный магнитный элемент, соединенный с другим одним элементом из корпуса и нагрузки.

Как отмечено, описанные выше исполнительные элементы, в частности, пригодны для воплощения в катетере. В этом отношении, первый и второй элементы с памятью формы могут быть расположены внутри корпуса для выполнения колебательного движения массива ультразвукового преобразователя на дистальном конечном участке катетера. Кроме того, дистальный конечный участок может быть предусмотрен так, чтобы пользователь мог его избирательно устанавливать относительно корпуса катетера. В некоторых вариантах осуществления дистальный конечный участок может быть предусмотрен для избирательной установки угла в диапазоне углов относительно корпуса катетера. В качестве примера катетер может включать в себя шарнир для соединения дистального конечного участка в корпусе катетера. В других вариантах осуществления дистальный конечный участок может быть предусмотрен для избирательного поворота в диапазоне углов относительно корпуса катетера.

В еще одном, другом аспекте, способ влияния на колебания, поворотные движения и нагрузку предусмотрен. Способ может включать в себя первую активацию первого элемента с памятью формы, функционально взаимосвязанного с нагрузкой, для поворота нагрузки в первом направлении, и затем вторую активацию второго элемента с памятью формы, функционально взаимосвязанного с нагрузкой, для поворота нагрузки во втором направлении, противоположном первому направлению. Способ может дополнительно включать в себя повторение первого и второго этапов активации в соответствии с заданным циклом, для выполнения колебаний, поворотного движения нагрузки в угловом диапазоне относительно оси поворота. В варианте осуществления способ может представлять собой способ для использования в катетере, где нагрузка представляет собой ультразвуковой преобразователь, погруженный в текучую среду и установленный с возможностью поворотного движения вокруг оси поворота в замкнутом объеме, где замкнутый объем определен дистальным концом участка, расположенного с удержанием на дистальном конце удлиненного корпуса катетера. В таком варианте осуществления способ может дополнительно включать в себя работу ультразвукового преобразователя, для передачи и/или приема акустических сигналов через текучую среду во время, по меньшей мере, части возникновения каждого первого и/или второго этапов активации.

В одном подходе первый этап активации может включать в себя первое приложение первого электрического сигнала к первому элементу с памятью формы для изменения первого элемента с памятью формы с первой конфигурации на вторую конфигурацию и, таким образом, для воздействия первой силы на нагрузку. Этот подход может также включать в себя второй этап активации, содержащий второе приложение второго электрического сигнала ко второму элементу с памятью формы, для изменения второго элемента с памятью формы с первой конфигурации на вторую конфигурацию и, таким образом, для приложения второй силы к нагрузке. Способ может также включать в себя, использование первой силы для возврата второго элемента с памятью формы из его второй конфигурации в его первую конфигурацию, и использование второй силы для возврата первого элемента с памятью формы из его второй конфигурации в его первую конфигурацию.

В варианте осуществления, колебательное, поворотное движение ультразвукового преобразователя, достигаемое в результате повторения первого и второго этапов активации, может возникать с частотой от 1 до 50 Гц, или от 8 до 30 Гц. В другом варианте осуществления, колебательное, поворотное движение ультразвукового преобразователя, достигаемое в результате повторения первого и второго этапов активации, может выполняться с частотой, по меньшей мере, 10 Гц; в еще одном, другом варианте осуществления, частота может составлять, по меньшей мере, 50 Гц.

В одной компоновке первый элемент с памятью формы может сокращаться во время первого этапа приложения, и второй элемент с памятью формы может сокращаться во время второго этапа приложения. Элементы с памятью формы могут быть выполнены в форме проводов с памятью формы.

В различных вариантах осуществления первый и второй элементы с памятью формы могут быть определены соответствующими первым и вторым отрезками провода с памятью формы, соответственно. В одном подходе первый и второй отрезки провода с памятью формы могут содержать физически отдельные первый и второй провода. В другом подходе первый и второй отрезки провода с памятью формы могут быть определены разными первым и вторым отрезками, соответственно, непрерывного провода с памятью формы. Первый и второй участки могут быть определены разными первым и вторым отрезками, соответственно, непрерывного провода с памятью формы или путем физического разделения первого и второго проводов.

В некоторых вариантах осуществления каждый из первого и второго элементов с памятью формы может включать в себя соответствующие первый и второй участки, которые определяют соответствующие первый и второй углы раствора, соответственно. В таких вариантах осуществления способ может включать в себя увеличение первого угла раствора и уменьшение второго угла раствора во время первого этапа приложения, и увеличение второго угла раствора и уменьшения первого угла раствора во время второго этапа приложения.

В одном подходе заданный цикл может включать в себя первый временной интервал между концом первого этапа приложения и началом второго этапа приложения. Такой подход может включать в себя использование упругого отклика второго элемента с памятью формы во время каждого первого интервала для инициирования поворотного движения нагрузки во втором направлении. Заданный цикл может включать в себя второй временной интервал между концом второго этапа приложения и началом первого этапа приложения, и настоящий подход может дополнительно включать в себя использование упругого отклика первого элемента с памятью формы во время каждого возникновения второго интервала, для инициирования шарнирного движения нагрузки в первом направлении.

В варианте осуществления способ может включать в себя: используют магнит для приложения магнитной силы к нагрузке, для воздействия, по меньшей мере, на части колебательного поворотного движения. Способ также может включать в себя использование второго магнита для приложения магнитной силы, для влияния, по меньшей мере, на другой участок колебательного, поворотного движения. В одном подходе первый и второй магниты могут влиять на противоположные концевые элементы углового диапазона.

Множество дополнительных свойств и преимуществ настоящего изобретения будут понятны для специалиста в данной области техники после рассмотрения описаний вариантов осуществления, представленных ниже.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан вид сбоку одного варианта осуществления исполнительного элемента, содержащего настоящее изобретение.

На фиг.2A показан вид в перспективе выбранных компонентов варианта осуществления исполнительного элемента по фиг.1.

На фиг.2B показан вид в перспективе выбранных компонентов варианта осуществления исполнительного элемента