(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
伸縮可能な表面を有する膨張可能な本体と、
伸縮可能な電子回路とを含み、前記伸縮可能な電子回路は、
少なくとも１つの個別の作動デバイスを含む複数の個別の作動デバイスであって、前記少なくとも１つの個別の作動デバイスは、半導体構造を含むとともに、少なくとも１つの他の個別の作動デバイスと電子通信状態にある複数の個別の作動デバイスと、
前記複数の個別の作動デバイスのうちの少なくともいくつかを電気的に接続するように、前記膨張可能な本体の伸縮可能な表面に取り付けられる複数の伸縮可能な相互連結部と
を含み、
前記伸縮可能な電子回路は前記膨張可能な本体に取り付けられることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記伸縮可能な電子回路は単結晶半導体構造を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記伸縮可能な電子回路は印刷可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記伸縮可能な電子回路は前記膨張可能な本体の膨張時に動作可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記膨張可能な本体は最大５００パーセントまで膨張される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記電子通信は無線通信である、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記装置は、前記少なくとも１つの個別の作動デバイスによって生成されたデータを受信するトランシーバをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記電子通信は物理的な電気接続部である、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記電気接続部は、前記膨張可能な本体が弛緩したときに曲がるように構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記電気接続部は、前記膨張可能な本体が弛緩したときに前記膨張可能な本体と同一平面上にない、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記電気接続部は、前記膨張可能な本体が膨張したときに前記膨張可能な本体と同一平面上にある、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの個別の作動デバイスは増幅器を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記半導体構造は単結晶半導体構造である、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの個別の作動デバイスは、トランスデューサ、少なくとも１つの光検出器、少なくとも１つの超音波エミッタ、または発光電子機器を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの個別の作動デバイスは発光電子機器を含み、かつ前記発光電子機器はＬＥＤを含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記伸縮可能な電子回路は発光電子機器を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記発光電子機器はＬＥＤを含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの個別の作動デバイスはプロセッサと電子通信状態にあり、前記プロセッサは前記少なくとも１つの作動デバイスによって生成されたデータを受信し、前記プロセッサは体腔に関する画像のデータを生成するようにプログラムされている、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの個別の作動デバイスはセンサを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記センサは温度データを検知する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの個別の作動デバイスはプロセッサと電子通信状態にあり、前記プロセッサは前記少なくとも１つの作動デバイスによって生成されたデータを受信し、前記プロセッサは管腔の空間的温度地図を生成するようにプログラムされている、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記センサは静電容量センサまたは圧電センサである、請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
前記センサは圧力に関するデータを検知する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２４】
前記センサは管腔の機械的性質を検知する、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記センサは管腔の初期接触時直径を検知する、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの個別の作動デバイスはプロセッサと電子通信状態にあり、前記プロセッサは前記少なくとも１つの作動デバイスによって生成されたデータを受信し、前記プロセッサは管腔の触覚印象地図を生成するようにプログラムされている、請求項２３に記載の装置。
【請求項２７】
前記センサは導電性に関するデータを検知する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２８】
導電性に関する前記データは管腔内側のプラークの導電性である、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記センサはｐＨに関するデータ、酵素活性に関するデータ、または化学的活性に関するデータを検知する、請求項１９に記載の装置。
【請求項３０】
少なくとも１つの作動デバイスはセンサを含み、前記作動デバイスは連続的にデータを生成する、請求項１に記載の装置。
【請求項３１】
前記連続的に生成されるデータが記録される、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記膨張可能な本体はポリマーから形成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３３】
前記膨張可能な本体はバルーンである、請求項１に記載の装置。
【請求項３４】
前記膨張可能な本体にステントが嵌合されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３５】
薬物を含む薬物送達ポリマーをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３６】
前記伸縮可能な電子回路は前記薬物送達ポリマーを活性化する、請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの作動デバイスは１０μｍ未満の厚さを有する、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２００８年１０月７日出願の「Catheter Balloon Sensor and Imaging Arrays」と題した米国仮特許出願第６１／１０３，３６１号（「３６１仮出願」とする）の利益を主張するものであり、前記出願の全体は参照により本願に組み込まれる。本願はさらに、２００８年１１月１０日出願の「Catheter Balloon with Sensor and Imaging Arrays」と題した米国仮特許出願第６１／１１３，００７号（‘‘‘００７仮出願とする）の利益を主張するものであり、前記出願の全体は参照により本願に組み込まれる。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、拡張可能または伸縮可能な材料上、特にバルーンカテーテル上で拡張可能または伸縮可能な集積回路およびセンサアレイを利用するシステム、装置、および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
管腔内装置は、消化器系に関連した症状から心循環器系に関係する症状に及ぶ様々な医学症状の診断および治療において重要性を増してきた。現在の管腔内感知装置および治療装置は、感知機能、撮像機能、および治療機能に関する精巧さの不足から、様々な欠点を抱えている。ある場合には、そのような精巧さの不足は、多くのそのような装置が受動回路を備えて構成されるという事実に存在する。多機能の作動デバイスを利用する能動集積回路は、様々な精巧な感知機能、撮像機能、および治療機能、例えば（限定するものではないが）圧力感知、光撮像、および薬物送達を提供する。管腔内装置がそのような能動集積回路を有する場合、そのような装置は他の欠点を抱えているが、その中でも重要なものは、装置が身体の計測されている部分との直接的な接触を果たすことができないことである。そのような装置が直接的な接触を果たすことができないのは、作動デバイスおよび付随する回路構成の硬い性質に起因する。この剛性により、軟質であるか、柔軟であるか、湾曲しているか、または不規則に形成されているかのうち少なくともいずれかである組織と装置とが十分に接触するのが妨げられ、このことにより計測値の精度が損なわれる。
【０００４】
非限定的な例としては、より十分な接触と、したがってより十分な精度を得る必要が存在するようなある領域は、動脈のプラーク蓄積を分析する領域中にある。動脈腔におけるプラークの蓄積は、心筋梗塞、不安定狭心症、およびまさしく死亡の一般的な原因として広く認められている。動脈腔の内部に見出されるプラークは、「脆弱なもの」または「安定なもの」に分類される。これら２つの種類のプラークは著しく異なる組成を有し、この組成が電気的性質、熱的性質、化学的性質、および材料特性における差異を生じさせている。脆弱なプラークは、大量のコレステロール蓄積物を含有する脂質コア、炎症細胞（マクロファージ）、低レベルのコラーゲンおよび他のマトリックスタンパク質から構成されている。コラーゲンおよび関連する線維状タンパク質は薄い表面層として見出され、全ての他の構造成分を被包している。大きさ、および血液の流れによって加わるずり応力の影響を踏まえると、薄い繊維質の被膜によって形成された封入物は、機械的な破裂を起こしやすい。破裂およびその後のプラーク内部蓄積物の放出は、血栓症および心筋梗塞の根底にある重要な機構である。
【０００５】
対照的に、安定なプラークは破裂することが極めて少なく、従ってはるかに危険が少ない。安定なプラークは、厚い繊維質の被膜から構成された著しく強固な外側シェルを有する。安定なプラークは治療介入を要する場合のある深刻な狭窄症を引き起こす可能性があるが、動脈閉塞の影響は脆弱なプラークの破裂よりも極めて害が小さい。注意すべき重要なことは、脆弱なプラークは典型的には５０％未満の狭細化しか生じないことであり、このことは、脆弱なプラークの有害作用は閉塞の程度だけに基づいて予測することはできないことを示唆している。さらに、純粋に体外撮像技術に基づいて脆弱なプラークと安定なプラークとを識別するのは困難である。
【０００６】
脆弱なプラークの存在を検知する１つの直接的な方法は、プラーク部位付近での温度および圧力の感知によるものである。その理由は、プラークは不均一な表面外形を有し、脆弱なプラークの温度は、正常な管腔および安定狭心症のそれと比べて有意な差があるからである。しかし、現行の温度センサは剛性支持体上に作られてカテーテル本体内部に埋め込まれている。１つのそのようなセンサはカテーテル中のルーメンの中心に位置している。この設計は、プラーク壁から温度センサを隔てている距離に対する補正を必要とする。温度記録値の修正は、管腔内部でプラーク壁とカテーテルとの間の距離を感知する変位センサに基づいて行われる。この種の装置は、プラークの温度を理論的に推測することができるが、複雑性や誤差を生じうる。
【発明の概要】
【０００７】
実施形態において、本発明は、表面を有する膨張可能な本体と伸縮可能な電子回路とを備える装置であって、伸縮可能な電子回路は少なくとも１つの個別の作動デバイスを含むと共に、該作動デバイスは少なくとも１つの他の個別の作動デバイスと電子通信状態にあり、伸縮可能な電子回路は膨張可能な本体に取り付け可能である。
【０００８】
伸縮可能な電子回路は単結晶半導体構造を含むものであってよく、また印刷可能な電子回路であってよい。伸縮可能な電子回路は、膨張可能な本体がその原寸の１５０パーセントまで、また場合によっては３００パーセントまで膨張される場合であっても、膨張可能な本体が膨張されている時に動作可能である。
【０００９】
作動デバイス間の電子通信は無線通信であってもよい。作動デバイスは、個別の作動デバイスからデータを受信するトランシーバをさらに含むこともできる。別例として、電子通信は物理的な電気接続部を介するものでもよい。この物理的な電気接続部は伸縮可能であってもよい。いくつかの実施形態では、物理的な電気接続部は膨張可能な本体が収縮された時に曲がるように構成される。いくつかの実施形態では、物理的な電気接続部は、膨張可能な本体が弛緩している時には膨張可能な本体と同一平面上にはなく、膨張可能な本体が膨張している時に膨張可能な本体と同一平面上にあるように構成される。膨張可能な本体はポリマーから形成されていてもよい。膨張可能な本体はバルーンであってもよく、いくつかの実施形態では、該バルーンにはステントが嵌合されてもよい。
【００１０】
実施形態においては、個別の作動デバイスには、増幅器、半導体構造物、トランスデューサ、センサなどが挙げられる。そのようなセンサは、温度、静電容量、圧力、反射率、化学物質、酵素活性、および機械的性質を検知することができる。いくつかの実施形態では、装置は、空間、温度、触覚印象、視覚的地図などのような体腔に関係する画像用データを生成するようにプログラムされたプロセッサと通信状態にある。
【００１１】
作動デバイスが連続的にデータを生成することができる場合、ならびに連続的に生成されたデータが記録可能である場合は、作動デバイスはセンサを含むことができる。
さらに、本発明の装置は、薬物を含む薬物送達ポリマーであって、伸縮可能な電子回路が薬物送達ポリマーを活性化しうることを特徴とする薬物送達ポリマーを含むことも可能である。
【００１２】
実施形態においては、本発明は、方法であって該方法のステップを実施するようにプログラムされたプロセッサによって実行される方法を提供する。実施形態においては、該方法は管腔内部でパラメータを検知する工程、例えば本発明の装置を管腔内に挿入する工程、膨張可能な本体を膨張させる工程、管腔に接触させる工程、管腔のパラメータを計測する工程を含む。さらに、本発明は、計測値に基づいて治療法を送達し、前記の計測されたパラメータに基づいて画像出力を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】収縮状態で体腔内部にある、本発明の実施形態を示す図。
【図１Ａ】図１の一部分の拡大図。
【図２】膨張状態で体腔内部にある、本発明の実施形態を示す図。
【図３Ａ】本発明の実施形態に関する製作ステップを示す図。
【図３Ｂ】本発明の実施形態に関する製作ステップを示す図。
【図３Ｃ】本発明の実施形態に関する製作ステップを示す図。
【図３Ｄ】本発明の実施形態に関する製作ステップを示す図。
【図３Ｅ】本発明の実施形態に関する製作ステップを示す図。
【図４】本発明のセンサの実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書中で記載されるように、本発明は、拡張可能または膨張可能な表面上で伸縮可能な電子回路を利用する装置、システム、および方法を含む。本発明に関し、用語「伸縮可能」、ならびに該用語の語根および派生は、回路構成またはその構成要素を修飾するために使用される場合、分裂や破壊を伴うことなく長くまたは幅広くすることが可能な軟質または弾性の特性を有する構成要素を含む回路構成を包含することを意味し、また、伸縮可能、膨張可能、またはそうでなければ拡張可能な表面に対して適用されたときに適応して機能を維持するような方法で構成されている構成要素を（上述のように、構成要素自体が個々に伸縮可能か否かに関わりなく）有する回路構成を包含することも意味している。用語「拡張可能」、ならびに該用語の語根および派生も、回路構成またはその構成要素を修飾するために使用される場合、上記に帰する意味を有することを意味している。したがって、「伸張する」および「拡張する」、ならびに該用語の全ての派生は、本発明に言及する場合は互換的に使用されうる。
【００１５】
図１は、伸縮可能な電子回路２００が拡張可能な本体３００の上にある本発明の実施形態を示す。図１に示されるような実施形態では、拡張可能な本体３００は膨張可能であり、（図１に示されるような）いくつかの実施形態では、膨張可能な本体はカテーテル上のバルーンである。当業者は、バルーンおよびカテーテルが合わせて「バルーンカテーテル」と呼ばれ、該バルーンカテーテルはその先端部に膨張可能なバルーンを備えた種類のカテーテルであり、身体内部の狭い開口部または導管を拡げるなどの様々な医学的処置のためのカテーテル挿入処置の際に使用されることを認識するであろう。収縮されたバルーンカテーテルが配置され、次いで必要な処置を実施するために膨張され、除去のために再び収縮される。
【００１６】
図１は、弛緩状態または収縮状態のバルーンカテーテルを示し、該バルーンカテーテルは、本実施形態では動脈である管腔１０００の中へ挿入されている。図１は、動脈の内壁上に形成された動脈プラーク１０１０を示している。伸縮可能な電子回路構成２００は膨張可能な本体３００の表面上にあり、以下にさらに詳細に説明される。
【００１７】
実施形態においては、回路構成２００は相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）技術を利用する。ＣＭＯＳデバイスは、様々な精巧な感知機能、撮像機能、および治療機能、例えば（限定するものではないが）圧力感知、光撮像、および薬物送達を提供する。該デバイスアレイは伸縮および屈曲に耐えるように設計されており、ポリマー材料で作製された表面のような伸縮可能な表面に埋め込むことも該表面上に取り付けることも可能である。
【００１８】
図２Ａは、装置が収縮状態または非拡張状態にあるときの、特許請求の範囲に記載された発明の回路構成２００の詳細図を示している。本発明の回路構成２００は少なくとも１つの作動デバイス２１０を含み、該作動デバイスは、実施形態においては少なくとも１つの他の作動デバイス２１０と電子通信状態にある。実施形態においては、作動デバイスは個別であり（実施形態においては、下記に記載されるような「デバイスアイランド」配置に配列されている）、それ自身で本明細書中に記載の機能性またはその一部を発揮することができる。実施形態においては、作動デバイス２１０のそのような機能性には、集積回路、物理的センサ（例えば温度、ｐＨ、光、放射線など）、生物学的かつ／または化学的センサ、増幅器、Ａ／ＤおよびＤ／Ａコンバータ、集光器、電気機械トランスデューサ、圧電アクチュエータ、ＬＥＤを備えた発光電子機器、ならびにこれらの組み合わせが挙げられる。標準的なＩＣ（実施形態においては、単結晶シリコン上のＣＭＯＳ）を使用する目的および利点は、周知のプロセスで既に一般的に大量生産もなされ、かつ受動的手段によって生産されたものよりもはるかに優れた一連の機能性およびデータ生成を提供する、高品質、高性能、および高機能の回路構成要素を、備えかつ使用することにある。本発明の目的に関しては、受動的システムは、局所的な増幅の欠如、および上記や本明細書中に記載の任意の機能性を（基板上で）実施する能力の不足の少なくともいずれか一方によって定義される。剛性であってもよいある個別の作動デバイス２１０を、カテーテルバルーンのような拡張可能かつ伸縮可能な基材３００の要求に適応させるために、作動デバイス２００は、該デバイスが個別かつ分離した「デバイスアイランド」の状態に配置され、電気的に相互連結された伸縮可能な相互連結部、または拡張可能もしくは伸縮可能な表面を提供するように構成された相互連結部であるように製作される。相互連結部は２２０とされている。図２Ａに示される実施形態では、相互連結部２２０は可撓性を有し、したがってバルーン３００の膨張（図２Ｂに示されている）によって引き起こされた伸張に適応可能であることが分かる。したがって、回路構成２００の全体は拡張可能または伸縮可能である。図２Ａに示される実施形態では、バルーン３００が収縮された状態であるとき、相互連結部２２０は曲がっているかまたは非同一平面上にある。（図２Ｂに示されるように）バルーン３００が膨張された場合、相互連結部２２０は、膨張時の個別の作動デバイス２１０の間の距離の増大に適応するように、同一平面上に達する、または曲がっていない状態となる。さらに、蛇行状の相互連結部が使用されてもよい。
【００１９】
実施形態において、個別の作動デバイス同士の間、および／または前記デバイスと離れたデバイスとの間の電子通信は、無線通信であることも考えられる。したがって、前記デバイスは、そのような無線送信が可能なトランスデューサ、送信器、または受信器を含むことができる。
【００２０】
そのような回路構成の具体的な製作方法は、装置に組み込むべき具体的な回路の種類によって異なるものであってよく、回路構成の具体的な特徴、例えば個別の作動デバイス、相互連結部などの特徴としては、限定されるものではないが、以下の参照文献に開示されたものが挙げられる。前記参照文献は：「Stretchable Semiconductor Elements and Stretchable Electrical Circuits」と題されたロジャーズ（Rogers）らの米国特許第７，５５７，３６７号明細書；コ（Ko）ら、「A hemispherical electronic eye camera based on compressible silicon optoelectronics」、Nature（2008）（添付の‘００７仮出願付録Ｂであり、‘３６１仮出願において引用されている）；Ｄ．‐Ｈ．キム（Kim）、Ｗ．Ｍ．チョウイ（Choi）、Ｊ．‐Ｈ．アーン（Ahn）、Ｈ．‐Ｓ．キム（Kim）、Ｊ．ソン（Song）、Ｙ．ホアン（Huang）、Ｚ．リウ（Liu）、Ｃ．ルー（Lu）、Ｃ．Ｇ．コー（Koh）およびＪ．Ａ．ロジャーズ（Rogers）、「Complementary Metal Oxide Silicon Integrated Circuits Incorporating Monolithically Integrated Stretchable Wavy Interconnects」、Applied Physics Letters 93, 044102（2008）（‘００７仮出願に付録Ｃとして添付されている）；Ｄ．‐Ｈ．キム（Kim）、Ｊ．‐Ｈ．アーン（Ahn）、Ｗ．‐Ｍ．チョウイ（Choi）、Ｈ．‐Ｓ．キム（Kim）、Ｔ．‐Ｈ．キム（Kim）、Ｊ．ソン（Song）、Ｙ．Ｙ．ホアン（Huang）、Ｌ．チワンジャン（Zhuangjian）、Ｌ．チュン（Chun）およびＪ．Ａ．ロジャーズ（Rogers）、「Stretchable and Foldable Silicon Integrated Circuits」、Science 320, 507-511（2008）（‘００７仮出願に付録Ｄとして添付されている）；Ｒ．ディニアリ（Dinyari）ら、Ｋ．ホアン（Huang）、Ｓ．Ｂ．リム（Rim）、Ｐ．Ｂ．カトリッセ（Catrysse）およびＰ．ピューマンス（Peumans）、「Curved silicon focal plane arrays」、Appl. Phys. Lett．（2008）（‘００７仮出願に付録Ｅとして添付されており、‘３６１仮出願において引用されている）であり、それぞれ全体が参照により本願に組み込まれる。同様に、そのような伸縮可能な回路構成の製作方法を提供し、かつ回路構成の具体的な特徴、例えば個別の作動デバイス、相互連結部などの特徴について説明しているのは、以下の参照文献すなわち：「Methods and Devices for Fabricating Three-Dimensional Nanoscale Structures」と題された米国特許出願公開第２００６／０２８６４８８号明細書；「Composite Patterning Devices for Soft Lithography」と題されたロジャーズ（Rogers）らの米国特許第７，１９５，７３３号明細書；「Stretchable Form of Single Crystal Silicon for High Performance Electronics on Rubber Substrates」と題されたロジャーズ（Rogers）らの米国特許第７，５２１，２９２号明細書；「Pattern Transfer Printing by Kinetic Control of Adhesion to an Elastomeric Stamp」と題されたロジャーズ（Rogers）らの米国特許出願公開第２００９／０１９９９６０号明細書；「Printable Semiconductor Structures and Related Methods of Making and Assembling」と題されたヌッツォ（Nuzzo）らの米国特許出願公開第２００７／００３２０８９号明細書；「Controlled Buckling Structures in Semiconductor Interconnects and Nanomembranes for Stretchable Electronics」と題されたロジャーズ（Rogers）らの米国特許出願公開第２００８／０１５７２３５号明細書；米国特許出願公開第２００８／０１０８１７１号明細書「Release Strategies for Making Transferable Semiconductor Structures, Devices and Device Components」、ならびに同じく米国特許出願であって次のシリアル番号を有するもの、すなわち２００５年６月２日出願の「Methods and Devices for Fabricating and Assembling Printable Semiconductor Elements」と題された第１１／１４５，５７４号、２００７年２月１６日出願の「Devices and Methods for Pattern Generation by Ink Lithography」と題された第１１／６７５，６５９号、および２００９年３月５日出願の「Stretchable and Foldable Electronic Devices」と題された第１２／３９８，８１１号であり、前記参照文献はそれぞれ全体が参照により本願に組み込まれる。
【００２１】
そのような回路は、前述の参照文献に記載された方法またはＭ．Ａ．メイトル（Meitl）、Ｚ．‐Ｔ．チュー（Zhu）、Ｖ．クマール（Kumar）、Ｋ．Ｊ．リー（Lee）、Ｘ．フォン（Feng）、Ｙ．Ｙ．ホアン（Huang）、Ｉ．アデシダ（Adesida）、Ｒ．Ｇ．ヌッツォ（Nuzzo）およびＪ．Ａ．ロジャーズ（Rogers）、「Transfer Printing by Kinetic Control of Adhesion to an Elastomeric Stamp」、Nature Materials 5, 33-38（2006）（‘００７仮出願に付録Ｆとして添付されている）における方法も使用して、バルーンの表面に適用されてもよいし、または部分的もしくは全体的に加工処理された単結晶シリコンデバイスの転写印刷によってバルーンの周りに巻き付けることが可能な伸縮可能もしくは拡張可能な材料に適用されてもよい。
【００２２】
本発明の実施形態、すなわち温度センサが装備されたカテーテルバルーンの完全な製作ステップの非限定的な例は、次の段落から記載されている。下記に記載された実施形態は膨張可能なシステム（特にカテーテルバルーン）を指しているが、熟練した技術者であれば、そのような作動のプリンシパルは、回路構成が適用される本体が他の方式で伸縮可能または拡張可能であるが膨張可能ではない状況に対して当てはまることを認識するであろうことに、注意すべきである。
【００２３】
個別の作動デバイス２１０のアレイは、温度センサおよび関連する差動増幅器、緩衝器、Ａ／Ｄコンバータ、論理回路、メモリ、刻時機構ならびにアクティブマトリクス・スイッチングトランジスタを備えていてもよく、「デバイスアイランド」配置に配列される。デバイスアイランドは、５０μｍ×５０μｍ四方であって、その大部分が単一の従来型センサ回路、例えば、１つの温度センサであって緩衝器に接続され、緩衝器自体は増幅器に接続されたものを提供することができる。温度センサは、より詳細に後述するように、抵抗センサ、ダイオードベースのセンサなどであってよく、温度（または温度変化）を反映する信号を供給し、残りのセンサ回路構成はその後の処理のための信号を調整する。
【００２４】
実施形態においては、個別の作動デバイス２１０はアクティブマトリクススイッチおよびアナログの温度信号をデジタル形式に転換するためのＡ／Ｄコンバータを提供し、また一部の作動デバイスは、デジタル信号で読み取って該信号を（例えば感知された温度または温度変化に値を割り当てるために）処理することが可能な論理回路構成を提供する。これらの回路は、温度の読み取りを別のモジュールに対して出力することが可能であり、またデータの出力または内蔵メモリセルへのデータの格納を行うことができる。
【００２５】
回路構成は、好ましくは約１個のみであるが約１００個を超えない電気的な相互連結が任意の２つのデバイスアイランドの間に必要とされるように構成かつ設計される。実施形態においては、回路はその後、標準的なＣＭＯＳ製作技術を使用してＳＯＩウェハ（当然ながら標準的なウェハを使用することも考えられる）（１．２μｍ厚の上部Ｓｉ、１μｍ厚の埋設酸化物）の上に製作され、各アイランド同士の間のシリコン域がエッチングで除去されて各アイランドが分離される。回路はポリイミドのパッシベーション層によって保護され、次いで短時間のＨＦエッチングが行われてアイランドが部分的にアンダーカットされる。パッシベーション層が除去され、次いでＰＥＣＶＤまたは他の堆積技法をリフトオフ法と併用することによりＳｉＯ２の薄膜が堆積かつパターン形成されて（１００ｎｍ厚）、該酸化被膜が、約５μｍ幅の各デバイスアイランドの周りの領域を除いて個別の作動デバイスの間のほとんどの空間を覆うようになされる。これは、製作過程においてその後使用するための付加的な犠牲材料になる。別のポリイミド層が回転塗布およびパターン形成されて、相互連結部の形状になされる。典型的には、１つの相互連結部は、あるデバイスの中央から別のデバイスの中央へと伸びることができる。別例として、２つの相互連結部が、デバイスのそれぞれの角部から２つの異なるデバイス角部へと伸びていてもよい。他の相互連結部の構成も考えられる。この相互連結架橋部は幅約２５μｍであってよく、多数の電線を提供することができる。ポリイミドは、アンダーカットされたデバイスアイランド下部を部分的に埋めるが、これは、後に離型工程においてアイランドを安定させて、アイランドが離れて浮き上がるのを防止する役割を果たす。ＰＩ層中にＶＩＡがエッチングされて、次のステップでパターン形成される金属ワイヤが回路と接触して１つのアイランドを別のアイランドに接続するのを可能にする。（このステップは、第１のワイヤセットの上に追加のワイヤセットを形成するために繰り返すこともできる。）別のＰＩ層が回転塗布される（ワイヤおよびその他全てのものを覆う）。その後、ＰＩ（両方の層）は、Ｏ２  ＲＩＥにおいて、堆積ＳｉＯ２ハードマスクを用いたエッチングにより分離される。デバイスおよび架橋部の外側に位置するＰＩ、ならびに外部から電気的に接続される予定の領域および下層をなす酸化物に通じる小領域を覆うＰＩがエッチングされる。必要であればエッチング孔が形成され、次いで、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってシリコンまたは金属の層を通り抜けるようになされてもよい。下層をなす埋設酸化物がＨＦエッチング剤を使用したエッチングで除去されてデバイスが解放されるが、該デバイスは、デバイスの周りの境界部付近のハンドルウェハと接触する第１のポリイミドのパッシベーション層を介してハンドル基材に取り付けられたままである。
【００２６】
ＨＦエッチングが十分に制御可能ではなく、ＰＩ分離層の下に漏出してＣＭＯＳデバイスを攻撃する通路が生じる場合には、第１のＰＩのパッシベーションに先立ち短時間のアルゴンスパッタリングを行って全ての自然酸化物を除去し、次いでアモルファスシリコンスパッタリングを行い、次いでＰＩのパッシベーションおよび残りの処理を行ってもよい。
【００２７】
すすぎの後、デバイスは大気乾燥のため放置される。乾燥の後、デバイスはＰＤＭＳスタンプを用いて拾い上げられ、拡張可能／膨張可能な本体３１０の表面、または薄いＰＤＭＳ層で被覆された拡張可能／膨張可能な本体の表面、または別個の薄いＰＤＭＳ層（後にバルーンの周囲に巻き付けることができる）のいずれかの上に転写される。図３Ａは、バルーン３００の表面の周囲に巻き付けられたＰＤＭＳ層２３０を備えたバルーンの側面図を示す。図３Ｂは、カテーテル３２０、バルーン３００の表面、およびバルーン３００に適用された薄いＰＤＭＳ層２３０を示す断面図である。
【００２８】
さらに、（膨張した）バルーンの半分の形状の薄いＰＤＭＳのモールドが作製されて、該モールドが、平坦に引き伸ばし可能であり、平坦な状態においてその上に回路が転写され、次いで解放されて急速に半バルーンの形状に戻るようになされることも可能である。この半バルーンは、その後本物のバルーンに容易に取り付けることが可能であり、接着剤付けすら可能である。留意すべきことは、いずれの転写例においても、回路はバルーンの外面上にあること、架橋部（本明細書中では相互連結部および物理的な電気接続部とも呼ばれる）は、デバイスが圧縮される時、またはそうでなければ使い捨て型（expendable）／膨張可能な本体が弛緩もしくは収縮した状態にある時、外側へ向かって突出するかあるいは曲げられるということである。架橋部は、収縮状態において該架橋部が曲がることで十分な圧縮応力に適応することができるように、膨張状態では全く曲がっていないかまたは膨張可能な本体３００の表面と同一平面上にあるべきである。別例として、この工程が、バルーンの収縮状態で作製され、大幅に拡張されるように平面以上に引き伸ばされたモールドを用いて繰り返され、回路が転写されてモールドが解放された後に回路が大幅に圧縮するようになされてもよい。この場合、回路は、本物のバルーンへの転写後、該バルーンが完全に拡張された時に架橋部がほとんど平坦であるかまたは完全に伸長されてほとんど曲がらないように、十分に圧縮されるべきである。
【００２９】
回路構成２００がバルーンに直接転写される場合には、ＰＤＭＳスタンプは薄く（およそ１００〜５００μｍ厚に）作製されることによりバルーンの形状に一致するのに十分な柔軟性を有するべきである。
【００３０】
回路構成が最初に別個の薄いＰＤＭＳ層に転写される場合には、ＰＤＭＳ層は、転写が容易に行われうるように剛性の基材上にあってもよい。その後、ＰＤＭＳ層は基材から剥がされて、回路構成が何らかの予歪を備えて転写されたか否かに応じて膨張状態または収縮状態いずれかのバルーンの周りに巻き付けられてもよい。回路構成を２Ｄアレイではなく１Ｄアレイで作製することが望ましい場合もある。この方法では、薄いＰＤＭＳ層は、バルーン表面全体を覆うようにバルーンの周りに容易に巻き付けることが可能な、長く幅の狭いリボンである。別例として、回路構成がバルーンに対して内側に面していることが望ましい場合、バルーンは、図３Ｄに示されるようにＰＤＭＳキャリア基板４００の上の回路構成２００の平面状アレイに沿って直接回転されてもよい。バルーンはその後収縮かつ／または再膨張可能である。収縮により、図３Ｅに示されるように、回路構成中の相互連結部を曲げさせて収縮で加わった圧縮力を負荷することができる。当然のことであるが、バルーンカテーテルに適用された上記のスタンピング方法は、後述の実施形態の全てにおいて電子回路構成をスタンピングするために適用可能である。
【００３１】
回路構成がバルーン上で外側に面している実施形態では、バルーンを、別のＰＤＭＳ層で（圧縮状態の間に）被包してもよいし、または流体被包を行うためにＰＤＭＳの液体層、続いて固体ＰＤＭＳの上部層で被包してもよい。
【００３２】
回路構成がバルーン上で外側に面している実施形態では、それらは、バルーンの基部に位置するように設計されるべき導電性パッドにおいて電気的に外部から接続されてもよい。異方性導電フィルム（ＡＣＦ）のコネクタが使用されて、フィルムをパッド上に押し付けて加熱することにより、上記の導電性パッドに接続されてもよい。フィルムは非常に薄く可撓性を有するので、フィルムを次いでカテーテルの長さに沿って徐々に減少させることができる。
【００３３】
回路構成が被包されているかまたは内側に面している実施形態では、ウェット化学エッチングもしくはドライ化学エッチングで導電性パッド上の被包用ポリマーの一部を最初に除去することにより、または材料の物理的な機械的除去、例えば限定するものではないがドリル加工により、電気的に外部から接続されてもよい。この時点でＡＣＦが組み込まれてもよい。別例として、伸縮可能な回路構成は、転写または被包処理に先立ってＡＣＦに電気的に接続されてもよい。
【００３４】
実施形態では、導波路としてカテーテルチューブを使用し、残りの回路構成に加えて伸縮可能な形式で作製されたＰＶ電池を備えさせて、回路構成に外部から光学的に動力を供給することが可能な場合もある。さらに、カテーテル導波路に沿って光データ通信を行うためにＬＥＤアイランドが作製されてもよい。別例として、回路構成に動力を供給するために薄膜バッテリが使用されてもよい。別例として、装置上のＲＦ通信回路は本体の外部で無線通信するために使用されてもよく、回路に動力を供給するためにＲＦ電源を受け入れることもできる。これらの手法を使用すれば、外部との電気的なインターフェースの必要性を排除することができる。
【００３５】
実施形態では、伸縮可能な基材は典型的にはポリマーであり、例えばポリイミドまたはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）である。単結晶半導体デバイス自体は、所望の機能性を実装している回路設計に従ってシリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）担体ウェハ上に作出可能である。また、より小さい回路アイランドを接続するために、このステップの際に相互連結システムが作出されてもよい。加工処理された単結晶デバイスは、ＳＯＩウェハから（例えばエッチングにより）取り外され、次いで所望の可撓性ポリマー基材上に（ソフトリソグラフィによる）転写印刷を行うためのエラストマースタンプに接触するように配置される。
【００３６】
その後、回路構成は伸縮可能な基材上に転写されるが、該基材は転写に先立ってあらかじめ引き伸ばされていてもよい。伸縮可能な基材はカテーテルバルーンとしての役割を果たし、モールドによって膨張したバルーンの形状に一致させることができる。バルーンポリマーは、回路構成に損傷をもたらすことなく、大きな伸び率（３００パーセント以上）で引き伸ばし可能である。回路構成は、亀裂または局所的な接触応力からのさらなる保護を提供するために、追加の薄いポリマー層で被包されてもよい。
【００３７】
当然のことであるが、伸縮可能な回路構成は、上述の技法以外の技法、上記に列挙された技法の組み合わせ、および当業者には明白であろう上述の技法からの軽微な変法を使用して、実現される場合もある。例えば、伸縮可能な回路は、スパッタリング、化学蒸着法、インクジェット印刷、またはパターン形成技法と組み合わせた有機材料堆積法によって、プラスチック、エラストマー、またはその他の伸縮可能な材料の上に形成されてもよい。回路の作製に使用可能な半導体材料には、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン、導電性酸化物、カーボンアノテート（carbon annotate）、および有機材料が挙げられる。表面のミクロ機械加工またはバルクエッチングにより作製された螺旋状の相互連結部によって接続されたシリコンのアイランドが使用されてもよい。
【００３８】
使用時には、個別の作動デバイス２１０のアレイを有する伸縮可能な回路構成２００で覆われた膨張可能な本体３００は、管腔１０００の中に挿入されうる。個別の作動デバイスには温度センサが挙げられる。温度センサは、例えば、シリコンダイオードから構成されたシリコンバンドギャップ温度センサであってもよい。これらのシリコンダイオードの順電圧は温度の変化を感知することができる。別例として、異なる熱電材料間の温度変化を感知する電気抵抗回路または熱電対回路において温度により引き起こされた変化に基づいて温度を計測する、白金薄膜抵抗温度デバイス（ＲＴＤ）が利用可能である。熱抵抗器については、正規化された抵抗の変化（Ｒ）、抵抗器の温度係数（α）は、温度の変化（Ｔ）に対して
ΔＲ／Ｒ＝αＴ
によって関係づけられる。
【００３９】
白金（５００Å）、およびクロムの粘着層（１５０Å）は、個々のＲＴＤセンサを画成するために、ｅビームによる熱蒸着を使用してＳＯＩウェハ上でパターン形成および堆積されうる。ＲＴＤセンサは、先に記述されたのと同じデバイスアイランド上で、ＣＭＯＳをベースとした増幅器、トランスデューサ、計算論理素子、およびＡ／Ｄ回路構成と共に集積化可能である。
【００４０】
回路構成２００が拡張可能な本体（この実施形態ではバルーンカテーテル３００）の上に転写されると、複数方向の引張歪みもしくは圧縮歪みを不安定に適用することができる機械的曲げステージを用いて、または反復した膨張および収縮の負荷サイクルをかけることにより、引張試験および疲労試験を実施可能である。機械的曲げステージは、回路半導体に連結される電気的な探査端末（アジレント社（Agilent）、５１５５Ｃ）と並行して作動することができる。実施形態では、回路構成の性能を評価するために、加熱試験および冷却試験の複合サイクル化が実施されてもよい。回路が１６０℃で５分間加熱され、続いて、各電気計測の前および後に冷却されうる。
【００４１】
外的損傷から回路構成を保護するために、被包用のポリマーの薄層が回路構成に、例えば回路構成が膨張可能な本体に適用された後の該本体の表面上の回路構成に、適用されてもよい。この被包用ポリマー層は、センサとの直接接触が必要でない領域での選択的硬化を可能にするために、非常に薄く（＜１００ｕｍ）かつ光硬化性である。上述の実施形態では、ＲＴＤ温度センサは、光硬化の際の直接接触のために優先的に露出されてもよい。被包用層の優先的な光硬化に使用可能ないくつかのポリマーがあり、例えば、限定するものではないが２‐ヒドロキシ‐２‐メチルプロピオフェノン光重合開始剤を併せたポリエチレングリコール（ＰＥＧ）が挙げられる。光硬化性のＰＥＧ被包は、紫外線に曝露されると硬化する。ＡＵＴＯＣＡＤを使用して設計されたフォトマスクが印刷されて、膨張可能な本体の表面の選択的硬化を可能にすることができる。これらのマスクは、広域励起ＵＶフィルタが連結されたＵＶ光源ステージの中へフィルタとして挿入可能である。位置調整されたマスクを用いた曝露により、膨張可能な本体の戦略的領域における重合が可能となる。重合時の視覚的な位置調整は、ＣＣＤカメラを用いて達成される。
【００４２】
実施形態では、温度センサを含む作動デバイスのアレイが装備された膨張可能な本体は、該温度センサが膨張可能な本体の膨張時に管腔内でプラークの表面と直接接触して配置されるように、展開配置可能である。そのような実施形態では、センサ間の分離距離は製造可能な任意の距離であってよく、有効な範囲は、限定するものではないが１０μｍ〜１００００μｍとなりうる。個々のセンサは、差動増幅器および／または緩衝器および／またはアナログデジタル変換器に連結されてもよい。これらの回路は、温度センサと同一または異なる個別の作動デバイス上に形成可能である。回路は、多数の温度センサからの読み取り値が１または数個の増幅器／論理回路へ切り替えられて該増幅器／論理回路によって処理されることが可能なように、アクティブマトリクス方式で配列されてもよい。これらのセンサアレイは入力信号を記録し、入力信号はその後、バルーン表面とカテーテルチューブとの間の接合部付近に置かれた金属電極を使用して、バルーンの表面からガイドワイヤおよびプロセッサへと送られることが可能である。別例として、ワイヤボンダを使用してバルーン回路構成をカテーテルガイドワイヤの表面に取り付けるために金の金属ワイヤが用いられてもよい。センサのアレイからの信号は、２００９年３月１２日に出願された国際公開第２００９／１１４６８９号（全体が参照により本願に組み込まれる）に記載されたものを含む多重化技術を使用して処理されうる。カテーテルガイドワイヤの基部にあるマルチプレクサ構成要素の回路構成は、この種のデータ解析／処理を促進することができる。
【００４３】
装置の操作者は、Ｘ線血管造影術の際に、ガイドワイヤがプラークのある領域に到着すると、バルーンカテーテルを展開配置するために視覚的ガイダンスを使用してもよい。カテーテルバルーンの変形可能かつ伸縮可能な性質により、動脈の管腔および蓄積したプラーク（図１および２Ｂに１０１０として示されている）の表面外形のような不均一な表面外形の上での多数の接触ポイントにおける温度計測が可能となる。展開配置されると、インターフェース電子装置により送信信号が処理され、管腔内のプラークの空間的温度地図が作られる。装置の操作者は、このデータを使用してプラークに沿った温度不均一の存在を検知し、プラークの種類を決定することができる。プラークの種類が決定されて表面外形の特徴付けがなされると、バルーンカテーテルは収縮および除去されうる。
【００４４】
本発明の別の実施形態では、伸縮可能な回路構成は圧力センサのアレイを含む。そのようなセンサアレイは、シリコンベースであってピエゾ抵抗性または容量性の検知を利用してもよいし、またはポリマーベースもしくは光学ベースであってもよい。実施形態では、圧力センサは用途に適した動作範囲および大きさを有するべきであり、本明細書中に記載されるような用途に適用可能であり、かつ加えられる伸縮力に耐えるものであるべきである。図４は、薄い単結晶シリコン、ポリシリコン、および／または窒化ケイ素の薄膜のような可撓性材料の、可撓性かつ懸架されたダイヤフラム６００を含む１つの例示的な圧力センサを示す。ダイヤフラム６００は、ＳＯＩウェハから取り出された金属電極層で構成されているドープシリコンの基層の真上に懸架可能である。ポリシリコンのダイヤフラム層は、シリコン電極６１０の上に最初にＳｉＯ２層を堆積させることにより、懸架された層として形成可能である。その後、ＳｉＯ２層の上にポリシリコンが堆積されてもよく、次にＳｉＯ２層が選択的にエッチングされうる。このエッチングステップにより、懸架された可撓性のポリシリコン構造物の形成が可能となる。厚さが制御されたダイヤフラムを生産するためには、ＨＦを使用する正確なエッチング速度が使用されなければならない。既知の厚さ（２〜１０μｍ厚）、材料係数および表面積を備えたこのダイヤフラムおよび下層をなすシリコン電極は、総体として平行板キャパシタを形成する。該センサの静電容量は、上部のポリシリコン層と下層をなすシリコン電極との間の距離に依存する。静電容量の記録は、ダイヤフラムのたわみ（力Ｐによって引き起こされる）を静電容量の変化に関連づける。
【００４５】
本発明の実施形態では、伸縮可能な回路構成は接触センサのアレイを含む。接触センサは、圧力に応じてオン／オフ電気抵抗変化を提供するように設計されて、加えられた圧力が所定の閾値を越えた時に、センサが例えば動脈壁と接触していることを示す電気信号を提供するようになっている。接触センサを形成する方法の一例は、単純な機械的電気スイッチであって一方の導電体が他方の導電体上に機械的に押し付けられるものを作製することである。表面のバルーン上に置かれる下方の導電体は、開放回路を形成するために１つ以上の場所において不連続な金属ワイヤで構成される。この開放回路の周囲で被包されるのが、ＰＤＭＳから形成されたダイヤフラムである。ＰＤＭＳはダイヤフラムの形状にモールド成型されてもよいしエッチングされてもよい。ダイヤフラムの上部壁は、フォトリソグラフィパターニング、電気化学的エッチング、エッチング、斜め蒸着などの標準的手段によって金属導電体で被覆される。ダイヤフラムは位置調整されてバルーンの表面に結合される。ダイヤフラムは、一定の圧力が加えられたときに、下方へ屈曲して上方の導電体が下方の不連続な導電体と接触かつ短絡することが可能になるように設計されている。これは、ダイヤフラムの幾何学的形状（高さと幅）および材料の制御によって行われる。さらに別の非限定的な例においては、ダイヤフラムは、上部にポリシリコン架橋部を備えた二酸化ケイ素犠牲層など、ＭＥＭＳ技術で作製されてもよい。
【００４６】
本発明の実施形態では、相対圧力を計測するために、各圧力センサは、感圧性が著しく低いことを除いて同一の電気特性を有する参照センサユニットと連結されてもよい。センサと参照ユニットとの間の圧力計測値の差により、多数の寄生効果に関する補正が可能となる。参照ユニットは、ポリシリコン電極の頂面にパッシベーション層を残すことにより作出可能である。圧力センサユニットと共に参照ユニットを有することにより、差圧の記録が可能となる。そのようなセンサアレイは、配備されると、動脈の管腔およびプラークの存在および機械的性質を感知することができる。それらはさらに、バルーンおよび管腔の直径を推定し、かつこの時点でバルーンの膨張を終了させるべく装置の操作者にフィードバックを供給するために使用されてもよい。この種の感知は、単一のバルーンを展開配置する試みの際に組織の機械的かつ熱的性質の完全な評価を行うために温度センサアレイと組み合わされてもよい。圧力感知により、プラークの表面外形の触覚印象地図の作出も可能となる。バルーンカテーテルにおけるこの種の機械的な撮像は、バルーンの膨張時にステントが首尾よく展開配置されたか否かを示すことができる。
【００４７】
本発明の実施形態では、プラークの種類が温度センサを用いて最初に決定され、その直後に、薬物送達ポリマーとバルーンポリマーに埋め込まれた回路構成とが活性化されて、炎症が存在するプラーク上の局所部位への局所的な冷却および／または化学的作用薬（例えば抗炎症薬）の放出がもたらされる。実施形態では、薬物送達ポリマーを活性化するために発光エレクトロニクス（ＬＥＤなど）を利用することもできる。
【００４８】
本発明の実施形態では、伸縮可能な回路構成は、アクティブピクセルセンサの充填アレイを含む。アレイ中の各ピクセルは、一片の単結晶シリコン（５０×５０μｍ２；１．２μｍ厚）の中に形成された、光検出器、ｐｎ接合ブロッキングダイオード、能動増幅器、およびアナログデジタル変換器を含むことができる。上記の製作された作動デバイスは、例えば、コ（Ko）ら、「A hemispherical electronic eye camera based on compressible silicon optoelectronics」、Nature（2008）に従って製作される。この実施形態では、膨張可能な本体の上の回路構成の、接触応力により引き起こされる損傷を防止するために、ＰＤＭＳのようなポリマー層で全ての回路構成を被包してもよいが、これは、管腔を光検出器アレイと直接接触させる必要がないからである。動脈管腔内部のプラーク部位のすぐ近くに配置された膨張可能な本体の上の光検出器のアレイは、光検出器が管腔に近接していることにより、レンズベースの焦点合わせの必要のない高空間分解能の撮像を提供することができる。カテーテルガイドワイヤは、プラークおよび管腔表面を撮像するために光検出器に照明を提供する光ファイバまたはＬＥＤのような光源を含むことができる。
【００４９】
本発明の実施形態では、膨張可能な本体は、プラークおよび動脈管腔の側方の深部組織画像を作成するために、超音波エミッタおよび超音波レシーバで覆われている。
本発明の実施形態では、膨張可能な本体は、プラーク導電性の計測に使用される刺激用および記録用電極で覆われている。脆弱なプラークは安定したプラークおよび動脈組織よりも著しく導電性が低いので、この形態のセンサアレイは、計測されたプラークの導電性に基づいてプラークの種類を判定するのを支援することができる。膨張可能な本体が展開配置されると、電極はプラーク蓄積物と直接接触するように配置され、導電性が計測される。ここでも、この装置は、多重感知および治療上の機能性を同時に提供するために、伸縮可能な膨張可能な本体に埋め込まれた他の種類のセンサアレイと組み合わせることができる。
【００５０】
プラークの部位でセンサによって集められたデータは、管腔内のプラークが無い別の場所で同一の膨張可能な本体（または同一カテーテル上の第２の膨張可能な本体）を展開配置することにより確立されたベースラインに対して解読されてもよい。
【００５１】
本発明の実施形態では、作動デバイスのアレイは、可撓性かつ伸縮可能なポリマーベースのバルーンカテーテル基材の中で総体として製作された、温度検出器、圧力センサ、および光検出器を含んでいる。これらの能動素子構成要素は、０．６μｍまたはそれよりも小さい設計の特徴分解能（feature resolution）を使用して設計可能である。該構成要素は、数個の単結晶シリコン（５０×５０μｍ２；１．２μｍ厚）である作動デバイスに集積されてもよい。バルーンが動脈の管腔に挿入されると、装置の操作者はバルーンをプラークの場所ヘと導くガイドワイヤを操縦する。バルーンの展開配置により血流を断続的に停止させることができる。ガイドワイヤには、光ファイバまたはＬＥＤが嵌合されることが好ましい。撮像アレイが管腔に密接に接触することにより光学レンズアレイの必要性が回避されるが、これは、光源からの光がアレイ間の相互連結ギャップ領域を通り抜け、管腔／プラークを通って散乱し、光検出器に直接達することができるからである。
【００５２】
この実施形態では、圧力センサアレイは、膨張可能な本体がいつ最初にプラークと接触したかを検知し、良好な展開配置を確実にするために接触の全領域を空間的にマッピングする。温度センサはデータを連続的に記録し、動脈のプラークにおいてどこに炎症およびマクロファージ沈着が存在し得るかを検知する方法として温度を空間的にマッピングする。装置の操作者はデータを検討し、薬物送達手段、ステントの展開配置、またはプラーク上でのさらなる試験によって直ちに処置を行うべきか否かを判断することができる。装置の操作者はさらに、プラークを視覚化するために光撮像を利用してもよい。バルーン上に集積された圧力センサおよび撮像センサアレイ、加えて温度センサを有することにより、バルーンがプラークと接触する領域の詳細な触覚および視覚的な地図の作出が可能となる。アレイ状の圧力センサおよび光検出器を用いたこの種の分散型の機械的な感知および撮像により、ステントおよび／またはバルーンはプラークの表面全体と確実に接触することになる。バルーンカテーテルのこの実施形態は、バルーンの能動的な感知および撮像領域の周囲に嵌合されうるステントと共に展開配置可能である。
【００５３】
本明細書中に記載された発明に関して記載された方法およびシステム（「主題の方法およびシステム」）は、コンピュータソフトウェア、プログラムコード、および／またはプロセッサへの命令を実行する機械を通じて部分的または全体的に展開されうる。本明細書中に記載された能動的な伸縮可能な回路構成を、主題の方法およびシステムを完全または部分的に展開するのに必要な機械と考えることも可能であるし、別々に配置された機械が主題の方法およびシステムを全体または一部として展開してもよい。したがって、本明細書中で言及される「機械」は、上述の能動的な回路構成、個々のプロセッサ、個々のインターフェース電子装置またはこれらの組み合わせに適用可能である。
【００５４】
主題の方法およびシステムの発明は、機械で実施される方法として、該機械の部分的なまたは該機械に関連したシステムもしくは装置として、または１つ以上の機械で実行されるコンピュータ読取り可能媒体として具体化されるコンピュータプログラム製品として、実施されうる。プロセッサは、サーバ、クライアント、ネットワークインフラストラクチャ、モバイル・コンピューティング・プラットフォーム、ステーショナリー・コンピューティング・プラットフォーム、または他のコンピューティング・プラットフォームの一部であってよい。プロセッサは、プログラム命令、コード、二進法インストラクションなどを実行することができる任意の種類の計算デバイスまたは処理デバイスであってよい。プロセッサは、そこに格納されたプログラムコードまたはプログラム命令の実行を直接的または間接的に促進しうる、信号プロセッサ、デジタルプロセッサ、埋め込みプロセッサ、マイクロプロセッサまたは任意の変形物であって例えばコプロセッサ（演算コプロセッサ、グラフィックコプロセッサ、通信コプロセッサなど）などであってもよいし、前記のものを備えていてもよい。さらにプロセッサは、多数のプログラム、スレッドおよびコードの実行を可能にすることができる。スレッドは、プロセッサの性能を増強し、かつアプリケーションの同時処理操作を促進するために同時に実行されてもよい。実装のためには、本明細書中に記載された方法、プログラムコード、プログラム命令などは１つ以上のスレッドに実装されてもよい。スレッドは、他の複数のスレッドを生成してもよく、該複数のスレッドはそれらに関連して割り当てられた優先順位を有することが可能である。プロセッサは、プログラムコード中に提供された命令に基づいた優先順位または任意の他の順序に基づいてスレッドを実行することができる。プロセッサ、またはプロセッサを利用する任意の機械は、本明細書中および他所に記載されるような方法、コード、命令およびプログラムを格納するメモリを備えることができる。プロセッサは、本明細書中および他所に記載されるような方法、コード、および命令を格納することができる記憶媒体にインターフェースを介してアクセスしてもよい。計算デバイスまたは処理デバイスによって実行されうる方法、プログラム、コード、プログラム命令または他の種類の命令を格納するための、プロセッサに関連した記憶媒体には、限定するものではないが、１つまたは複数のＣＤ‐ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリ、ハードディスク、フラッシュドライブ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、キャッシュなどが挙げられる。
【００５５】
プロセッサは、マルチプロセッサの速度および性能を増強しうる１つ以上のコアを含むことができる。実施形態では、プロセスは、デュアルコアプロセッサ、クアッドコアプロセッサ、他のチップレベルマルチプロセッサおよび２つ以上の独立したコア（ダイと呼ばれる）を組み合わせる同様のものであってよい。
【００５６】
本明細書中に記載された主題の方法およびシステムは、サーバ、クライアント、ファイアウォール、ゲートウェイ、ハブ、ルータ、または他のそのようなコンピュータハードウェアおよび／またはネットワークハードウェアにおいてコンピュータソフトウェアを実行する機械によって部分的にまたは全体的に展開可能である。ソフトウェアプログラムは、ファイルサーバ、プリントサーバ、ドメインサーバ、インターネットサーバ、イントラネットサーバ、および他の変形物、例えばセカンダリサーバ、ホストサーバ、分散サーバなどのようなサーバに関連付けられることが可能である。サーバは、１つ以上のメモリ、プロセッサ、コンピュータ読取り可能媒体、記憶媒体、ポート（物理的ポートおよび仮想ポート）、通信デバイス、ならびに有線または無線媒体を介して他のサーバ、クライアント、機械およびデバイスにアクセスすることができるインターフェース、などを備えることができる。本明細書中および他所に記載されるような方法、プログラムまたはコードは、サーバによって実行されてもよい。さらに、本願において記載されているような方法の実行に必要な他のデバイスは、サーバに関連付けられたインフラストラクチャの一部と見なされてもよい。
【００５７】
サーバは、限定するものではないが、クライアント、他のサーバ、プリンタ、データベースサーバ、プリントサーバ、ファイルサーバ、通信サーバ、分散サーバなどの他のデバイスにインターフェースを提供してもよい。さらに、この連結および／または接続は、ネットワークを介したプログラムの遠隔実行を容易にすることができる。これらのデバイスの一部または全てのネットワーク化により、本発明の範囲から逸脱することなく、１つ以上の場所でのプログラムまたは方法の並列処理を容易にすることができる。さらに、インターフェースを介してサーバに取り付けられたいずれのデバイスも、方法、プログラム、コードまたは命令のうち少なくともいずれかを格納することができる少なくとも１つの記憶媒体を備えることができる。中央レポジトリが、異なるデバイス上で実行されるプログラム命令を提供してもよい。この実装においては、リモートレポジトリは、プログラムコード、命令、およびプログラムの記憶媒体としての役割を果たすことができる。
【００５８】
主題の方法およびシステムがソフトウェアプログラムとして具体化される場合、該ソフトウェアプログラムは、ファイルクライアント、プリントクライアント、ドメインクライアント、インターネットクライアント、イントラネットクライアント、および他の変形形態であって例えばセカンドクライアント、ホストクライアント、分散クライアントなどを挙げることができるクライアントに関連付けることが可能である。クライアントは、１つ以上のメモリ、プロセッサ、コンピュータ読取り可能媒体、記憶媒体、ポート（物理的ポートおよび仮想ポート）、通信デバイス、ならびに有線または無線媒体を介して他のクライアント、サーバ、機械、およびデバイスにアクセスすることができるインターフェース、などを備えることができる。本明細書中および他所に記載されるような方法、プログラムまたはコードは、クライアントによって実行されてもよい。さらに、本願に記載されているような方法の実行に必要な他のデバイスは、クライアントに関連付けられたインフラストラクチャの一部と見なすことができる。
【００５９】
クライアントは、限定するものではないが、サーバ、他のクライアント、プリンタ、データベースサーバ、プリントサーバ、ファイルサーバ、通信サーバ、分散サーバなどの他のデバイスにインターフェースを提供してもよい。さらに、この連結および／または接続は、ネットワークを介したプログラムの遠隔実行を容易にすることができる。これらのデバイスの一部または全てのネットワーク化により、本発明の範囲から逸脱することなく、１つ以上の場所でのプログラムまたは方法の並列処理を容易にすることができる。さらに、インターフェースを介してクライアントに取り付けられたいずれのデバイスも、方法、プログラム、アプリケーション、コードまたは命令のうち少なくともいずれかを格納することができる少なくとも１つの記憶媒体を備えることができる。中央レポジトリが、異なるデバイス上で実行されるプログラム命令を提供してもよい。この実装においては、リモートレポジトリは、プログラムコード、命令、およびプログラムの記憶媒体としての役割を果たすことができる。
【００６０】
本明細書中に記載された主題の方法およびシステムは、ネットワークインフラストラクチャによって部分的にまたは全体的に展開されてもよい。ネットワークインフラストラクチャは、計算デバイス、サーバ、ルータ、ハブ、ファイアウォール、クライアント、パーソナルコンピュータ、通信デバイス、ルーティングデバイス、ならびに他の能動型および受動型のデバイス、モジュールおよび／または当分野で周知の構成要素、のような要素を含むことができる。ネットワークインフラストラクチャに関連付けられる計算デバイスおよび／または非計算デバイスには、他の構成要素とは別に、記憶媒体、例えばフラッシュメモリ、バッファ、スタック、ＲＡＭ、ＲＯＭなどが含まれうる。本明細書中および他所に記載された処理、方法、プログラムコード、命令は、ネットワークインフラストラクチャの要素のうちの１つ以上によって実行可能である。
【００６１】
本明細書中および他所に記載の主題の方法およびシステムに関係する方法、プログラムコード、および命令は、多数のセルを有するセルラーネットワーク上に実装されてもよい。セルラーネットワークは、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）ネットワークまたはコード分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワークのいずれかであってよい。セルラーネットワークは、モバイル機器、セルサイト、基地局、リピータ、アンテナ、タワーなどを含むことができる。セルネットワークは、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、３Ｇ、ＥＶＤＯ、メッシュ、または他の種類のネットワークであってよい。
【００６２】
本明細書中および他所に記載された主題の方法およびシステムに関係する方法、プログラムコード、および命令は、モバイル機器に、またはモバイル機器を介して実装されてもよい。モバイル機器には、ナビゲーションデバイス、携帯電話、移動式電話、モバイル型個人用デジタル情報処理端末、ラップトップ、パームトップ、ネットブック、ポケットベル、電子書籍端末、音楽プレーヤなどが挙げられる。これらのデバイスは、他の構成要素とは別に、フラッシュメモリ、バッファ、ＲＡＭ、ＲＯＭのような記憶媒体および１つ以上の計算デバイスを備えていてもよい。モバイル機器に関連付けられた計算デバイスは、そこに格納されたプログラムコード、方法、および命令を実行することができるようになされてもよい。別例として、モバイル機器は他のデバイスと共同で命令を実行するように構成されてもよい。モバイル機器は、サーバに接続されてプログラムコードを実行するように構成された基地局と通信してもよい。モバイル機器は、ピアツーピアネットワーク、メッシュネットワーク、または他の通信ネットワーク上で通信することもできる。プログラムコードは、サーバに関連付けられた記憶媒体に格納され、サーバ内に埋め込まれた計算デバイスによって実行されてもよい。基地局は計算デバイスおよび記憶媒体を備えていてもよい。記憶媒体は、基地局に関連付けられた計算デバイスによって実行されるプログラムコードおよび命令を格納することができる。
【００６３】
主題の方法およびシステムに関係するコンピュータソフトウェア、プログラムコード、および／または命令は、機械読み込み可能な媒体に格納され、かつ／またはアクセスを受けることが可能であり、該媒体には：ある時間にわたって計算するために使用されるデジタルデータを保持するコンピュータ部品、デバイスおよび記録媒体；ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）として知られている半導体記憶装置；典型的にはより恒久的な格納のためのマス・ストレージ、例えば光ディスク、磁気記憶装置の形態であって例えばハードディスク、テープ、ドラム、カードおよび他の型態；プロセッサレジスタ、キャッシュメモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ；ＣＤ、ＤＶＤのような光記憶装置；取り外し可能な媒体、例えばフラッシュメモリ（例えば、ＵＳＢスティックまたはキー）、フロッピーディスク、磁気テープ、紙テープ、パンチカード、スタンドアロン型のＲＡＭディスク、Ｚｉｐドライブ、取り外し可能なマス・ストレージ、オフラインなど；他のコンピュータメモリ、例えばダイナミックメモリ、スタティックメモリ、読み／書き記憶装置、可変記憶装置、読み出し専用型、ランダムアクセス型、順次アクセス型、位置アドレス可能なもの、アドレス可能なファイル、アドレス可能なコンテンツ、ネットワーク接続型記憶装置、記憶域ネットワーク、バーコード、磁気インクなどが挙げられる。
【００６４】
本明細書中に記載された主題の方法およびシステムは、物理的かつ／または無形のアイテムをある状態から別の状態へと変容させることができる。本明細書中に記載された方法およびシステムはさらに、物理的かつ／または無形のアイテムを表すデータをある状態から別の状態へと変容させることもできる。
【００６５】
本明細書中に記載かつ描出された要素およびその機能は、モノリシックなソフトウェア構造として、スタンドアロン型のソフトウェアモジュールとして、または外部のルーティン、コード、サービスなど、もしくはこれらの組み合わせを使用するモジュールとしてプロセッサに格納されたプログラム命令を実行することができる該プロセッサを有するコンピュータ実行可能な媒体を介して機械に実装可能であり、そのような実装は全て本開示の範囲内にある。そのような機械の例には、限定するものではないが、個人用デジタル情報処理端末、ラップトップ、パーソナルコンピュータ、移動式電話、他の携帯型の計算デバイス、医療用具、有線または無線の通信デバイス、トランスデューサ、チップ、計算器、サテライト、タブレットＰＣ、電子書籍、ガジェット、電子デバイス、人工知能を有するデバイス、計算デバイス、ネットワーク機器、サーバ、ルータなどが挙げられる。さらに、フローチャートおよびブロック図に描出された要素または他の論理構成要素が、プログラム命令を実行することができる機械に実装されてもよい。したがって、先の記述は開示されたシステムの機能面について述べているが、これらの機能面を実装するためのソフトウェアの特定の構成は、明示的に示されているかまたは文脈から明らかである場合を除き、上記の記述から推論されるべきではない。同様に、当然ながら、上記に特定かつ記載された様々なステップは可変的であり、またステップの順序は本明細書中に開示された技法の特定の用途に適合させることができる。そのような変更および改変は全て本開示の範囲内にあることが意図されている。そのため、様々なステップの順序の描写および／または記載は、特定の用途によって必要とされるか、または明示的に示されるかもしくは文脈から明らかである場合を除き、そのステップについて特定の実行順序を必要とするものと理解されるべきではない。
【００６６】
主題の方法およびシステム、ならびに該方法およびシステムに関連するステップは、具体的な用途に適した、ハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェアとソフトウェアとの任意の組み合わせにおいて実現されうる。ハードウェアには、汎用コンピュータおよび／または専用の計算デバイスもしくは特定の計算デバイスもしくは特定の計算デバイスの特定の態様もしくは構成要素が挙げられる。処理は、１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、埋め込み型マイクロコントローラ、プログラマブルデジタル信号プロセッサまたはその他のプログラマブルデバイスにおいて、内部メモリおよび／または外部メモリと共に実現されうる。処理は、さらに、または代替として、特定用途向け集積回路、プログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、または電子信号を処理するように構成可能な他のデバイスもしくはデバイスの組み合わせとして具体化されてもよい。さらに、当然のことではあるが、１つ以上の処理は、機械可読媒体上で実行されうるコンピュータ実行可能コードとして実現されうる。
【００６７】
コンピュータ実行可能コードは、上記デバイスのうちの１つで動作するように格納、翻訳または解読されうる、Ｃ言語のような構造化プログラミング言語、Ｃ＋＋言語のようなオブジェクト指向プログラミング言語、または任意の他の高レベルもしくは低レベルのプログラミング言語（アセンブリ言語、ハードウェア記述言語、およびデータベースプログラミングの言語および技法を含む）、ならびに多様な組み合わせのプロセッサ、プロセッサアーキテクチャ、もしくは異なるハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせ、またはプログラム命令を実行することができる任意の他の機械、を使用して作出可能である。
【００６８】
したがって、１つの態様では、主題のシステムおよび方法ならびにそれらの組み合わせに関連して上述された方法はそれぞれ、１つ以上の計算デバイスで実行される場合に、そのステップを実施するコンピュータ実行可能なコードとして具体化されてもよい。別の態様では、該方法はそのステップを実施するシステムとして具体化され、様々な方法でデバイス全体に分散されてもよいし、全ての機能が専用のスタンドアロン型デバイスまたは他のハードウェアに統合されてもよい。別の態様では、上述の処理に関連したステップを実施するための手段には、上述のハードウェアおよび／またはソフトウェアのうち任意のものが挙げられる。そのような置換および組み合わせは全て本開示の範囲内にあることが意図される。
【００６９】
本発明について、詳細に表示および記載された好ましい実施形態に関して開示してきたが、該実施形態についての様々な改変形態および改良が当業者には容易に明白となろう。従って、本発明の趣旨および範囲は先述の例示によって限定されるものではなく、法によって許される最も広い意味に理解されるべきである。
【００７０】
本明細書中で参照された文献は全て参照により本願に組み込まれる。
【図１−１Ａ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
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