(57)【要約】      （修正有）【課題】超音波画像用カテーテルで使用するための画像処理プローブ、及び超音波画像用カテーテルに使用する画像処理プローブが提供される。【解決手段】超音波画像用カテーテル１１０は、内部を通って流体を導くための末端に開口を有するシース１２を含むタイプである。画像プローブは、回転のための駆動シャフト４３に結合される遠位ハウジング１６と、超音波を発生及び感知するための遠位ハウジング１６内のトランスジューサ２２と、トランスジューサ２２にわたるシース１２内の流体の流れを促す流体流促進器とを含む。【選択図】図３
2014057866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波画像処理用カテーテルに使用するための画像処理プローブであって、
前記カテーテルは前記カテーテルを貫通して流体を案内するために遠位端に開口を有するシースを含み、
回転のための駆動シャフトに結合された遠位ハウジングと、
超音波を発生及び感知するための前記遠位ハウジング内のトランスジューサと、
前記トランスジューサを覆う前記シース内の前記流体の流れを促す流体流促進器と
を含む画像処理プローブ。
【請求項２】
前記トランスジューサの遠位先端壁をさらに含み、
前記流体流促進器は、前記壁内のかつ前記トランスジューサと隣接する開口を含む、請求項１に記載の画像処理プローブ。
【請求項３】
前記遠位ハウジングは、前記遠位ハウジングの近位端に第１の側面を、及び前記トランスジューサより遠位にある前記壁に第２の側面を有し、
前記流体流促進器は、前記トランスジューサを覆う前記壁の前記開口を通る流体の流れを促すべく前記第１の側面よりも大きな前記第２の側面を含む、請求項２に記載の画像処理プローブ。
【請求項４】
前記カテーテルは中心軸を有し、
前記流体流促進器は、近位方向において前記カテーテルの中心軸に向かって斜面をなす角度に前記トランスジューサを配置するトランスジューサ用台をさらに含む、請求項１に記載の画像処理プローブ。
【請求項５】
前記遠位ハウジングは近位範囲を有し、
前記流体流促進器は、前記遠位ハウジングの前記近位範囲に少なくとも１つの水管を含む、請求項１に記載の画像処理プローブ。
【請求項６】
前記カテーテルは中心軸を有し、
前記少なくとも１つの水管は、前記中心軸に対して一の角度をなして前記遠位ハウジングの前記近位範囲内に形成される、請求項５に記載の画像処理プローブ。
【請求項７】
前記少なくとも１つの水管は、少なくとも２つの水管で構成される、請求項５に記載の画像処理プローブ。
【請求項８】
前記トランスジューサは表側面を含み、
前記少なくとも２つの水管は、前記トランスジューサの前記表側面に流体を直接向ける第１の水管を含み、かつ、
前記少なくとも２つの水管は、前記トランスジューサの側方から前記トランスジューサの前記表側面に流体を向ける第２の水管を含む、請求項７に記載の画像処理プローブ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの水管は近位側及び遠位側を有し、
前記少なくとも１つの水管は、前記近位側が前記遠位側よりも前記遠位ハウジングの回転方向において先行するように形成される、請求項５に記載の画像処理プローブ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの水管は曲率半径を含む、請求項５に記載の画像処理プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは、画像処理用カテーテルの画像処理プローブに関連する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、ともに係属中の２００７年１２月２０日に出願された米国仮特許出願第６１／００８，７２５号及び２００８年１２月８日に出願された米国特許出願第１２／３３０，３０８号の利益を主張し、それらの全体は参照によってここに組み入れられる。
【０００３】
本発明は、一般に、画像処理用カテーテルの画像処理プローブに関する。本発明は、詳しくは、例えば血管内超音波法（ＩＶＵＳ）または心腔内心エコー法（ＩＣＥ）カテーテルでの使用のために機械的に走査される画像処理プローブに関する。本発明はさらに、画像処理プローブの超音波振動子の近傍で気泡が形成されることを防止するべく、カテーテルシースからの流体の効率的かつ完全なフラッシングを保証するように構成された画像処理プローブに関する。加えて、本発明は、連続的に流体を前記画像処理プローブの伝送表面にわたるように向けることによって回転動作中の気泡の防止を保証する画像処理プローブ構成に関する。
【０００４】
ＩＶＵＳカテーテルは、身体中での内部構造の画像処理を可能にする。ＩＣＥカテーテルは、身体中での大きな内部構造の画像処理を可能にする。冠状動脈ＩＶＵＳカテーテルは、例えば冠動脈疾患を視覚化するために心臓の小動脈内で使われる。冠状動脈ＩＣＥカテーテルは、心房中隔欠損（ＡＳＤ）、卵円孔開存症（ＰＦＯ）を含む構造心疾患を視覚化するため及び中隔穿刺、経皮的弁置換及び種々の切除治療手法を含む様々な処置を処理するために心臓の空洞で使われる。その目的のために、ＩＶＵＳ又はＩＣＥカテーテルは、可視化を可能にするために、圧力波を作り出す少なくとも１つの超音波振動子を使用する。少なくとも１つのトランスジューサが、通常、周囲のシース又はカテーテル部材中に収納され、３６０度の可視化を可能にするために回転する。空気は少なくとも１つのトランスジューサによって引き起こされた超音波の伝送のための効率的な媒体ではないので、トランスジューサと当該トランスジューサが配置されるシースとの流体インタフェースが設けられるのが通常である。残念ながら、現在の画像処理プローブ構成は、トランスジューサの近傍での流体の気泡形成を必ずしも防止しておらず、画像処理用カテーテル性能に障害を引き起こしている。本発明はこれとその他の問題点に対処する。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は超音波画像用カテーテルで使用するための画像処理プローブを提供する。カテーテルは、貫通するように流体を導くために遠位端に開口を有するシースを含むことができる。画像処理用プローブは、回転のための駆動シャフトに結合された遠位ハウジングと、超音波を発生及び感知するための遠位ハウジング内のトランスジューサと、トランスジューサを覆うシース内の流体の流れを促す流体流促進器とを含む。
【０００６】
画像処理プローブはさらに、トランスジューサより遠位に壁を含み、流体流促進器は、前記壁内のかつ前記トランスジューサと隣接する開口を含む。遠位ハウジングは好ましくは、当該遠位ハウジングの近位端に第１の側面を、及びトランスジューサより遠位にある壁に第２の側面を有し、流体流促進器は、トランスジューサを覆い及び前記壁内の前記開口を通る流体の流れを促すべく、第１の側面より大きい第２の側面を含む。
【０００７】
カテーテルは中心軸を有し、流体流促進器はさらに、近位方向においてカテーテルの中心軸に向かって斜面をなす角度にトランスジューサを配置するトランスジューサ用台を含む。
【０００８】
遠位ハウジングは近位範囲を有し、流体流促進器は遠位ハウジングの近位範囲内に少なくとも１つの水管を含む。少なくとも１つの水管は好ましくは、中心軸に対して一の角度をなして遠位ハウジングの近位範囲内に形成される。少なくとも１つの水管は、少なくとも２つの水管で構成することができる。トランスジューサは表側面を含む。少なくとも２つの水管は、トランスジューサの表側面上に流体を直接向ける第１の水管と、前記トランスジューサの側方から前記トランスジューサの前記表側面上に流体を向ける第２の水管を含むことができる。少なくとも１つの水管は近位側及び遠位側を有し、前記近位側が前記遠位側よりも遠位ハウジングの回転方向において先行するように形成することができる。少なくとも１つの水管は、曲率半径を含むことができる。
【０００９】
新規であると信じる本発明の特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に記述されている。本発明は、それのさらなる特徴及び利点と共に、同一の参照符号が同一の要素を示す添付図面を参照しての以下の説明により、最もよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施例に係る超音波画像処理用カテーテルを部分的に破断して示す側面図である。
【図２】図１の前記カテーテルの画像処理プローブの部分的な斜視図である。
【図３】血管内超音波（ＩＶＵＳ）カテーテルの駆動ケーブルと接続された本発明を具体化する他の画像処理プローブを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施例に関する画像処理用カテーテル１０を示す。画像処理用カテーテル１０は、特に、ＩＶＵＳカテーテルとして使用するのに適するが、当業者は、本発明から逸脱することなく超音波カテーテルの多くの他の形態で本発明が使われることを理解するであろう。前記カテーテル１０は、一般的に、シースすなわちカテーテル部材１２と、画像処理プローブ１４とを含む。図示のとおり、画像処理プローブ１４はシース１４内に配置されている。画像処理プローブ１４は、当該画像処理プローブが視覚化される体の内部構造を走査すべく移動するときにシース１２が静止し続けることを可能にすべく当該シース内で軸方向に移動可能である。また、よく知られているように、画像処理プローブ１４は、３６０度の走査を可能とすべく、回転可能である。
【００１２】
画像処理プローブ１４は、一般的に、遠位ハウジング１６、柔軟な駆動シャフト１８及び同軸ケーブル２０を含む。遠位ハウジング１６は、既知の方法で柔軟な駆動シャフト１８の遠位端に担持されている。駆動シャフト１８は、針金の一連の同心円の又は巻線の繰り返しを含む長いばねを作るべく、例えば心棒上に金属針金を螺旋構造に複数回巻くことによって形成することができる。隣接したばねの一方が他方を包み込む状態で互いに逆方向となるように、２以上のばねを巻き付けることができる。これは、駆動シャフトに柔軟性及び高いねじり剛性の両方を付与する。
【００１３】
遠位ハウジング１６は、一般的に、超音波トランスジューサ２２、遠位先端壁２４及び近位切り出し面２６を含む。トランスジューサ２２はトランスジューサ支持体２８に取り付けられている。支持体２８及び遠位先端壁２４は、導電性の接着剤２７によって、相互に付着されている。支持体２８は、超音波トランスジューサ２２の裏側からの超音波を吸収するような寸法及び材料である。その結果、トランスジューサの表側面からのエネルギーだけが、画像処理プローブから、トランスジューサ２２の露出面を横切る一般に参照符号３０で示される方向へ放出される。同軸ケーブル２０は、駆動シャフト１８を下流へ延び、中心導体３２と、遮蔽されたリード線３４とを含む。図示のとおり、中心導体３２と、遮蔽されたリード線３４とは、トランスジューサ２０に交差して結合されている。同軸ケーブル２０は、トランスジューサ２２がシース１２の管腔３６内へ圧力波を発生するべくトランスジューサ２２とエネルギー結合されている。管腔３６の内部は、好ましくは生理食塩水などの流体で満たされる。生理食塩水はカテーテル１０の近位端からカテーテル１０の遠位端へ流れ、超音波エネルギーをシース内へさらに身体へ効率的に伝えるように作用する。この流体の流れを支援すべく、シースは、その遠心端に流体のための出口箇所（図示せず）を含む。先に述べたように、トランスジューサ２２の近傍における気泡の形成又は滞留を防止することは重要である。
【００１４】
トランスジューサ２２の近傍での気泡形成を確実に防止するために、また図２をさらに参照するに、遠位ハウジング１６の遠位範囲は、トランスジューサ２２より遠位かつこれに隣接する遠位先端壁２４を含む。遠位先端壁２４は、トランスジューサ２２に隣接する開口３８を有する。遠位ハウジング１６は、トランスジューサ２２に近接したところに、トランスジューサ２２に向かって延びるテーパー付き表面２６を形成する近位の切り出しを有する。トランスジューサ２２の近位からトランスジューサ２２の遠位へのシース内の流体の流れは、テーパー付き切り出し面２６を下り、トランスジューサ２２を覆い、及び遠位先端壁開口３８を出るように連続的に乱流を生じることなく案内されるので、前記トランスジューサの近傍での気泡形成が防止される。
【００１５】
遠位ハウジング１６は、テーパー付き切り出し面２６の近位範囲において、カテーテル中心軸４０及び流体の流れを実質的に横切る第１の側面を有するか又は画定する。遠位先端壁２４は、カテーテル中心軸４０及び流体の流れを実質的に横切る第２の側面を画定する。第２の側面は前記第１の側面より寸法が大きい。それゆえ、これは、遠位先端開口３８を通り及びトランスジューサ２２を覆う流体の流れを促すように作用する。
【００１６】
トランスジューサ２２を覆う流体の流れをさらに促すために、トランスジューサは、流体が覆って流れる表面２２ａを有し、当該表面は、近位方向においてカテーテル中心軸に向かって斜面をなす角度で配置されている。これは、流体の流れに対して大きな表面抵抗を示し、表面との流体接触を保証する。
【００１７】
図３は、本発明のさらなる実施例に係る他の画像処理用カテーテル１１０を示す。カテーテル１１０は、図１及び２のカテーテル１０に類似しており、それゆえ、同様な要素のための参照符号が図３で繰り返されている。回転動作中のトランスジューサ２２の近傍での気泡形成防止をさらに確実にすべく、及び図３をさらに参照すると、遠位ハウジング２６の近位範囲には水管４１及び４２が設けられている。図３に示されているように、一方の水管が遠位ハウジング２６の近位端の頂部からトランスジューサ表面２２上に流体を向け、他方の水管４１は側方からトランスジューサ表面２２に流体を向ける。さらに、両水管は、カテーテル駆動シャフト４３に沿って延びる線に対して一の角度をなして遠位ハウジング１６の近位端部分２６に組み込まれる。これは図３に角度θで示されており、角度θはカテーテル駆動シャフト１３に平行に延びる線４３と、水管４１の一方の中心を通って延びる線４４との交差で形成される。各水管４１及び４２は、各水管の近位端側が遠位端側よりも回転方向において先行する角度で組み立てられる。これは、図３において、４５による時計回り方向（カテーテル駆動シャフト１３に沿って遠位方向に見る視点から）で指示されている。さらに、各水管の各側部には、図３に４６で示された小さな曲率半径が形成される。管側の曲率を達成する１つの方法は、例えば０．１インチ（０．２５４センチメートル）のオーダーのように小さなピッチを有する螺旋体に管を構築することである。図１中に示された遠位ハウジング１６の回転及び流体流促進構造と組み合わされた管の角度及び曲率は、遠位ハウジング１６より近位のカテーテルシース１２内に滞留する流体を、トランスジューサ２２の表側面に連続的に引き込むように機能する。流体は、シース内をトランスジューサ２２の近位からトランスジューサ２２の遠位まで流れ、連続的に乱流を生じることなく、テーパー付き切り出し面２６を下り、トランスジューサ２２を覆い、及び遠位先端壁開口３８を出るように構成されるので、トランスジューサの近傍での気泡形成が防止される。
【００１８】
本発明の特定の実施例が示されて、説明されたが、変更が可能であり、したがって、それは、添付の請求の範囲が当該請求の範囲によって定義されるような発明の真の精神及び範囲内にあるような変更及び修正のすべてを含むことを意図する。
【図１】
2014057866.tif 000003
【図２】
2014057866.tif 000004
【図３】
2014057866.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月14日(2013.11.14)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
遠位ハウジング１６は、一般的に、超音波トランスジューサ２２、遠位先端壁２４及び近位切り出し面２６を含む。トランスジューサ２２はトランスジューサ支持体２８に取り付けられている。支持体２８及び遠位先端壁２４は、導電性の接着剤２７によって、相互に付着されている。支持体２８は、超音波トランスジューサ２２の裏側からの超音波を吸収するような寸法及び材料である。その結果、トランスジューサの表側面からのエネルギーだけが、画像処理プローブから、トランスジューサ２２の露出面を横切る一般に参照符号３０で示される方向へ放出される。同軸ケーブル２０は、駆動シャフト１８を下流へ伸び、中心導体３２と、遮蔽されたリード線３４とを含む。図示のとおり、中心導体３２と、遮蔽されたリード線３４とは、トランスジューサ２２に交差して結合されている。同軸ケーブル２０は、トランスジューサ２２がシース１２の管腔３６内へ圧力波を発生するべくトランスジューサ２２とエネルギー結合されている。管腔３６の内部は、好ましくは生理食塩水などの流体で満たされる。生理食塩水はカテーテル１０の近位端からカテーテル１０の遠位端へ流れ、超音波エネルギーをシース内へさらに身体へ効率的に伝えるように作用する。この流体の流れを支援すべく、シースは、その遠心端に流体のための出口箇所（図示せず）を含む。先に述べたように、トランスジューサ２２の近傍における気泡の形成又は滞留を防止することは重要である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波画像処理用カテーテルに使用するための画像処理用プローブであって、
前記カテーテルは、前記カテーテルを通る流体を案内するべく遠位端に開口を有するシースを含み、
前記画像処理用プローブは、
（ａ）超音波を発生及び感知するべく構成されたトランスジューサと、
（ｂ）近位方向においてカテーテル中心軸を向く斜面をなす一の角度で前記トランスジューサを収容し、かつ、回転する駆動シャフトに結合された遠位ハウジングと
を含み、
前記遠位ハウジングは、前記トランスジューサよりも近位にテーパー付き切り出し面を、かつ、前記トランスジューサよりも遠位に遠位先端壁を含み、
前記遠位先端壁は遠位先端壁開口を有し、
前記遠位ハウジングは、流体の流れが前記テーパー付き切り出し面を下り、前記トランスジューサを覆い、及び前記遠位先端壁開口を出ることを促して前記トランスジューサの近くでの気泡形成を防止する画像処理用プローブ。
【請求項２】
前記テーパー付き切り出し面は、前記カテーテル中心軸を実質的に横切る第１側面を含み、
前記遠位先端壁は、前記カテーテル中心軸を実質的に横切る第２側面を含み、
前記第２側面は前記第１側面よりも寸法が大きい、請求項１に記載の画像処理用プローブ。
【請求項３】
前記遠位ハウジングは、前記遠位ハウジングの近位範囲内に少なくとも一つの水管をさらに含む、請求項１に記載の画像処理用プローブ。
【請求項４】
前記少なくとも一つの水管は、前記カテーテル中心軸に対して一の角度をなして前記遠位ハウジングの前記近位範囲内に形成される、請求項３に記載の画像処理用プローブ。
【請求項５】
前記少なくとも一つの水管は、ピッチが０．２５４センチメートルである、請求項３に記載の画像処理用プローブ。
【請求項６】
前記少なくとも一つの水管は近位側及び遠位側を有し、
前記少なくとも一つの水管は、前記近位側が前記遠位側よりも前記遠位ハウジングの回転方向において先行するように形成される、請求項３に記載の画像処理用プローブ。
【請求項７】
前記少なくとも一つの水管は第１水管及び第２水管を含み、
前記第１水管は、前記トランスジューサの頂部から前記トランスジューサの表側面に対して流体を向け、
前記第２水管は、前記トランスジューサの側部から前記トランスジューサの表側面に対して流体を向ける、請求項３に記載の画像処理用プローブ。
【請求項８】
前記画像処理用プローブはＩＶＵＳ画像処理用プローブである、請求項１に記載の画像処理用プローブ。
【請求項９】
患者の解剖学的構造の画像処理を行う方法であって、
（ａ）（ｉ）遠位端に開口を有するシースと、
（ｉｉ）遠位ハウジングと、近位方向においてカテーテル中心軸を向く斜面をなす一の角度で前記遠位ハウジング内に配置されたトランスジューサと
を有する前記シース内の画像処理プローブとを含む画像処理用カテーテルを用意することであって、前記遠位ハウジングは、前記トランスジューサの表側と非平行な軸を有する遠位先端壁をさらに含むことと、
（ｂ）前記画像処理用カテーテルを前記患者の前記解剖学的構造内に位置決めすることと、
（ｃ）前記トランスジューサによって超音波を発生及び感知して前記患者の前記解剖学的構造の視覚化を可能にすることと、
（ｄ）前記トランスジューサの近くでの気泡形成を防止するべく、超音波を発生及び感知している間、流体を前記シースの中、前記トランスジューサの前記表側を覆い、前記遠位先端壁を出て、及び前記シースの前記遠位端の前記開口を出るように向けることと
を含む方法。
【請求項１０】
前記画像処理プローブの遠位ハウジングは、前記トランスジューサよりも近位にテーパー付き切り出し面を含み、
流体を前記シースの中及び前記トランスジューサの前記表側を覆うように向けることは、流体を前記テーパー付き切り出し面を下り及び前記トランスジューサの前記表側を覆うように向けることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記画像処理プローブの遠位ハウジングは、前記カテーテル中心軸を実質的に横切る第１側面を含む前記テーパー付き切り出し面の近位範囲を有し、
前記遠位ハウジングは、前記カテーテル中心軸を実質的に横切る第２側面を含み、
前記第２側面は前記第１側面よりも寸法が大きい、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記画像処理プローブの遠位ハウジングの前記テーパー付き切り出し面は、前記トランスジューサの前記表側に向かって延びて流体を前記テーパー付き切り出し面を下り及び前記トランスジューサの前記表側を覆うように向ける、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記画像処理用プローブは、前記トランスジューサに結合された駆動シャフトを有し、
前記方法は、
（ｅ）超音波を発生及び感知している間、前記画像処理用プローブを回転させることをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記画像処理用プローブの遠位ハウジングは、前記遠位ハウジングの近位範囲内に少なくとも一つの水管をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも一つの水管は、前記カテーテル中心軸に対して一の角度をなして前記遠位ハウジングの前記近位範囲内に形成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも一つの水管は近位側及び遠位側を有し、
前記少なくとも一つの水管は、前記近位側が前記遠位側よりも前記遠位ハウジングの回転方向において先行するように形成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも一つの水管は第１水管及び第２水管を含み、
流体を前記トランスジューサの前記表側を覆うように向けることは、
（ｉ）流体を前記トランスジューサの頂部から前記第１水管を介して前記トランスジューサの前記表側に向けることと、
（ｉｉ）流体を前記トランスジューサの側部から前記第２水管を介して前記トランスジューサの前記表側に向けることと
を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記画像処理用プローブはＩＶＵＳ画像処理用プローブである、請求項９に記載の方法。
【請求項１９】
超音波画像処理用カテーテルにおいて使用される画像処理用プローブであって、
前記カテーテルは、前記カテーテルを通る流体を案内するべく遠位端に開口を有するシースを含み、
前記画像処理用プローブは、
（ａ）超音波を発生及び感知するべく構成されたトランスジューサと、
（ｂ）前記トランスジューサを収容し、かつ、回転する駆動シャフトに結合された遠位ハウジングと、
（ｃ）前記トランスジューサの近くでの気泡形成を防止するべく前記トランスジューサを覆う非乱流の流れを促す流体流促進器と
を含む画像処理用プローブ。
【請求項２０】
前記流体流促進器は、流体を前記トランスジューサの表側面に向ける水管手段を含む、請求項１９に記載の画像処理用プローブ。
【請求項２１】
前記画像処理用プローブはＩＶＵＳ画像処理用プローブである、請求項１９に記載の画像処理用プローブ。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2014057866.tif 000006
【外国語明細書】
2014057866.tif 000007
2014057866.tif 000008
2014057866.tif 000009
2014057866.tif 000010
2014057866.tif 000011
2014057866.tif 000012
2014057866.tif 000013
2014057866.tif 000014
2014057866.tif 000015
2014057866.tif 000016
2014057866.tif 000017
2014057866.tif 000018
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