(57)【要約】【課題】内部照明カテーテル内の超音波トランスジューサからの信号を像形成システムに伝送するための改良されたシステムを提供する。【解決手段】本発明は、像形成コアから電気的に隔離するための内部証明カテーテルに含まれる超音波トランスジューサのための改良された電気的結合システムであり、リード(60)及び(62)を含む釣合いの取れた伝送ラインを与える。【選択図】図４Ｂ
2006198425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の体に挿入される末端ハウジングとドライブケーブルを含む像形成コアに含まれる電子トランスジューサ組立体によって発生される高周波電気信号を伝送するためのインピーダンスを釣り合わせた伝送ラインを形成するための電気的結合システムであって、
トランスジューサ組立体が、
頂部及び底部主表面と周辺部を有し、電気と超音波信号との間の変換を行うアクティブトランスジューサエレメントと、
前記頂部主表面上に形成される頂部電極と、
前記底部主表面上に形成される底部電極と、
前記アクティブトランスジューサエレメントの周辺部と実質的に同じ形状の頂部、底部主表面と周辺部を有し、前記底部電極に頂部主表面を電気的に接続させた、導電性バッキングエレメントと、
内部に形成されたトランスジューサ装着キャビティを有し、前記トランスジューサがキャビティ内に装着され、該キャビティから電気的に隔離されるようにカテーテルの末端ハウジングが、前記頂部電極に電気的に接続され、前記像形成コアから電気的に隔離された第１リードと、
前記バッキングエレメントに電気的に接続される第２リードとを有し、前記第２リードが電気的に隔離されて像形成コアを形成するとともに、前記第１及び第２リードがインピーダンスを釣り合わせた伝送ラインを形成することを特徴とする電気的結合システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、カテーテル装置に使用する超音波トランスジューサに関し、特に、最適性能とノイズ防止を行う電気接触形態を有するトランスジューサに関する。
【０００２】
内部照明超音波像形成を行う超音波トランスジューサを使用するカテーテルは当業者に公知である。通常、トランスジューサは、３０ＭＨｚのオーダーの高周波電気信号を発生し、この信号は、像を形成するのに使用される。
【０００３】
像の品質は、その信号と混合されて高周波ノイズを減少させる。通常の病院の環境では、多くのノイズ源たとえば、患者モニターシステム、内部大動脈バルーンポンプ、Ｘ線システム及びコンピュータ部品がある。これらのノイズ源は、トランスジューサから像形成システムに信号を伝送するために使用される導電体によってトランスジューサ発生信号と結合する。
【０００４】
ノイズが増加すれば、このシステムによって発生する像の品質は向上するので、手術室に存在するノイズ形成偽高周波信号を発生を減少するための改良された技術については極めて大きな要請がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、内部照明カテーテル内の超音波トランスジューサからの信号を像形成システムに伝送するための改良されたシステムに関する。
【０００６】
本発明の一つの特徴によれば、末端ハウジングとドライブケーブルからはなれたバランス伝送ラインが、使用されている超音波トランスジューサからの高周波電気信号を伝送し、超音波像形成を行う。
【０００７】
本発明の他の特徴によれば、アクティブトランスジューサエレメントは頂部及び底部主平面と、この上に形成された頂部及び底部電極とを有する。導電性バッキングエレメントは底部電極に接続され、上記頂部主平面に向けて延びるバッキング延長エレメントは、上記頂部電極から該バッキング延長エレメントを電気的に隔離する絶縁エレメントを有する上記バッキングエメレントに電気的に結合されている。
【０００８】
本発明の他の特徴によれば、上記バッキングエレメントは、非導電性接着剤によって末端ハウジングに接続されている。第１及び第２リードはそれぞれ、上記頂部電極及びバッキング延長エレメントに接続され、釣り合いのとれた伝送ラインを形成し、ノイズ拒絶及び最適化性能を容易にする。
【０００９】
本発明の利点と特徴は、以下の詳細な説明及び添付の図面を参照して明確になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１Ａ及びＢは、超音波エネルギーのパルスを放射し、検出する超音波トランスジューサを図示した概略図、図２は、カテーテルの末端ハウジングに装着されたトランスジューサの概略ダイヤグラム、及び図３は、トランスジューサを励起して超音波パルスを放射させ、受信された超音波パルスを検出する代表的なシステムの概略ダイヤグラムである。
【００１１】
まず図１Ａ及びＢを参照すると、超音波トランスジューサ１０は、組立体の一部であるアクティブトランスジューサエレメント１２を備えている。アクティブトランスジューサエレメントの機能は、超音波パルスを電気パルスに、電気パルスを超音波パルスに変換することである。トランスジューサエレメント１２は、ＰＺＴセラミック材料から製造され、ブロック状の形状を有し、表面及び裏面対向主表面１２Ｆ及び１２Ｂを備えている。この主平面１２Ｆ及び１２Ｂは、任意の材料たとえば、クロム、金のような材料から形成される、金属性導電フィルムによって覆われている。このフィルムは、頂部及び底部電極１４及び１６として機能する。フィルム材料は箔とすることができ、トランスジューサエレメント１２の対向表面上に蒸着あるいはスパッタリングによって形成されたフィルムの形態とすることができる。頂部電極１４は、ワイヤに接続されるようにその上に設けられた銀エポキシドット１８を有している。トランスジューサエレメント１２は図示しない前部表面の１／４波インピーダンスマッチング層を有することができる。
【００１２】
任意の支持材料のバッキングエレメント２２はトランスジューサエレメント１２の裏面に結合され、トランスジューサエレメント１２の裏面１２Ｂによって放射された超音波エネルギーを減衰する。バッキングエレメント２２はトランスジューサエレメント１２の裏面１２Ｂに結合された表面２２Ｆを有する。絶縁層２３は、トランスジューサエレメント１２及びバッキングエレメント２２の周辺を取り囲んでいる。
【００１３】
図２は、末端ハウジング２４に装着されるトランスジューサ１０を図示している。トランスジューサエレメント１２は、シルバーエポキシのような接着剤充填材料からなるベッド２６に取り付けられており、バッキングエレメント２２の裏面２２Ｂはベッド２６と接触している。通常、バッキングエレメント２２とベッド２６は導電性材料から製造され、底部電極１６に対する電気接触を形成する導電パスとして機能する。
【００１４】
図３を参照すると、超音波パルスを発信し、受信パルスを検出するためのトランスジューサ１０を起動する代表的なシステムが図示されている。このシステムは、本発明の一部ではないので、簡単に説明する。タイミング及びコントロールブロック３０は、トランスミッタ３２を制御して、所定のインターバルで分離された所定の幅の一連の電圧パルスを発信する。スイッチ３４は、パルスが発生したときトランスミッタ３２をトランスジューサ１０に接続し、パルスの間のインターバル中はレシーバ３６をトランスジューサ１０に接続する。
【００１５】
受信パルスは、像形成システムによって処理されるが、この像形成システムは本発明の一部ではない。像形成に使用される主な情報は、超音波パルスの発信と受信パルスの遅れ時間である。受信パルスの大きさ及び位相といった他の情報も同様に処理される。
【００１６】
周知のように電圧パルスが電極１４及び１６に付加されると、トランスジューサエレメント１２は発振してトランスジューサ１０の機械的及び圧電特性によって決まる共鳴周波数に中心が合わせられたパルスを発生する。したがって、所定のインターバルで分割された一連の超音波パルスが発信される。
【００１７】
反対に、超音波パルスがトランスジューサ１０で受信された場合には、電圧パルスの形態の像形成信号が、電極１４及び１６で発生する。この信号は、レシーバ３６で増幅され、像形成システム３８に伝送される。このパルスは通常は、３０ＭＨｚのオーダーの極めて高い周波数のパルスであり、カテーテルを介してルートが形成された一対の導電体を介して増幅器に伝送される。
【００１８】
図２のトランスジューサに対するリードの電気接続が、図４Ａ及び図４Ｂに図示されている。第１リード６０は上部電極上に配置されたシルバーエポキシドット１８に接続されており、第２リード６２は、第２電極に電気的に接続されている。底部電極への第２リード６２の電気接続は、ドライブケーブル６６に結合する導電性接着剤６４を介しての第２リード６２からの通路に続いており、末端ハウジング２４への溶接を介し、導電性音響バッキングエレメント２２を介して末端ハウジング２４から底部電極に続いている。電気リード６０及び６２は、カテーテル像形成コアの長さにわたっている。
【００１９】
上記の第２リードから底部電極への電気通路は電気接続自体としては適当なものではあるが、カテーテル伝送ラインのインピーダンスの不均衡を形成する。第１リード６０はアクティブトランスジューサエレメント１２のみに接続されるが、第２リード６２は、アクティブトランスジューサエレメント２２に接続されるだけでなく、導電性接着剤２６を介して末端ハウジング２４及び像形成コアのドライブケーブル６６にも接続されている。したがって、第１及び第２リード６０及び６２の異なる末端インピーダンスによって釣合いのとれない伝送ラインが生じる。この不釣り合いは外部発生源からの高周波ノイズを遮断するためのカテーテルの極めて大きな能力減少を生じる。
【００２０】
さらに、本発明者らは、ドライブケーブル６６が運転室温環境で発生する偽の高周波ノイズ信号を受信するアンテナとして作用することを発見した。第２リード６２が電気的にドライブケーブル６６に接続されているので、この受信信号はトランスジューサ１０で発生する像形成信号と混合される。したがって、リード６０と６２を前記ケーブル６６から電気的に隔離することによって疑似高周波信号と像形成信号との混合を減少させることができる。
【００２１】
本発明の好ましい実施例の電気接続の形態を図５、図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明する。
【００２２】
図５は、斜視図、図６Ａは、平面図、及び図６Ｂは、図５の線６Ｂ’及び６Ｂ’に沿って切断された断面図である。これらの図を参照すると、導電性バッキングエレメント２２は、トランスジューサ組立体１０の頂面に延びる延長部７０を有している。この延長エレメントは、絶縁ストリップ７２によって頂部電極から電気的に隔離されている。図５から分かるように、アクティブエレメントと支持部材と絶縁ストリップ７２の周辺を囲む絶縁層２３は頂部電極１４をバッキングエレメント／延長部２２／７０から電気的に隔離する。図６Ｂに図示するように、絶縁ストリップ７２は、バッキングエレメントを貫通して介延びておらず、これによって、延長部７０からアクティブエレメント１０の底部電極１６への導電性通路が形成される。
【００２３】
したがって、図６Ａ及び図６Ｂに図示されるように、リード６０及び６２の両方が第２シルバードット７４を介して延長部７０に接続されている。非導電性接着剤７６が音響支持装着技術として使用されており、トランスジューサ組立体１０を末端ハウジング２４に接続している。したがって、第２リード６２は末端ハウジング２４及びドライブケーブル６６から電気的に隔離されており釣り合いのとれた伝送ラインを与える。
【００２４】
図７Ａ及び図７Ｂ及び、図８Ａ及び図８Ｂは、釣り合いのとれた伝送ラインを与え、ドライブケーブルで受信されたノイズを像形成信号から隔離するための別の実施例を図示している。
【００２５】
図７Ａ及び図７Ｂに図示された実施例では、第２リード６２は第２シルバーエポキシドット７４によって延長部７０の裏面に接続されている。
【００２６】
図８Ａ及び図８Ｂに図示された実施例では、バッキング延長部７０あるいは絶縁ストリップ７２を備えていない。第２リード６２はトランスジューサ１０の底部においてバッキングエレメント２２に接続されており、非導電接着剤７６によって末端ハウジング２４及びドライブケーブル６６から絶縁されている。
【００２７】
第２ケーブル６２は、非導電接着剤７６を有するトランスジューサ１０を装着する前にあるいは非導電性接着剤７６の穴をドリルで開けることによって装着したあとに接続することができる。
【００２８】
本発明は、好ましい実施例を参照して説明された。別の実施例及び代用的な内容が当業者にとっては明瞭となった。したがって、添付の特許請求の範囲に記載されたもの以外では本発明を限定することを意図していない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】標準のトランスジューサの頂部である。
【図１Ｂ】標準のトランスジューサの断面図である。
【図２】末端ハウジングに取り付けられる標準トランスジューサの断面図である。
【図３】トランスジューサを起動する標準システムの概略図である。
【図４Ａ】末端ハウジングに取り付けられた標準トランスジューサへの電気接続の頂部である。
【図４Ｂ】末端ハウジングに取り付けられた標準トランスジューサへの電気接続の断面図である。
【図５】好ましい実施例の斜視図である。
【図６Ａ】末端ハウジングに取り付けられた図５に図示したトランスジューサへの電気接続の頂部である。
【図６Ｂ】末端ハウジングに取り付けられた図５に図示したトランスジューサへの電気接続の断面図である。
【図７Ａ】本発明の第２の好ましい実施例におけるトランスジューサへの電気接続の断面図である。
【図７Ｂ】本発明の第２の好ましい実施例におけるトランスジューサへの電気接続の頂部である。
【図８Ａ】本発明の第２の好ましい実施例におけるトランスジューサへの電気接続の頂部である。
【図８Ｂ】本発明の第２の好ましい実施例におけるトランスジューサへの電気接続の断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  超音波トランスジューサ
１２  トランスジューサエレメント
１４  頂部電極
１６  底部電極
【図１Ａ】
2006198425.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
2006198425.tif 000009
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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