(57)【要約】【課題】像形成を行い、ドプラーデータを得る単一のトランスジューサを使用する医療装置を提供する。【解決手段】本発明の医療装置は、超音波トランスジューサおよびその先端部近傍の超音波ビーム方向付組立体を備えている。この方法は、体内流体管内の対象領域近傍に該装置の先端部を配置し、前記体内流体管内の像形成を行うために該トランスジューサからの超音波エネルギーを第１の方向に方向づけし、体内流体管のドプラー測定を行うために第２の異なる方向に方向付けし、前記像およびながれ情報を含む反射信号を受け取るようになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一のトランスジューサを使用して体内流体管内のドプラー測定を行い像形成をするための医療装置であって、
装置の軸を定義しており、前記体内流体管の対象領域近くに、先端部を位置決めするように構成された、長い装置本体と、
単一のトランスデューサからの超音波エネルギーのある部分を前記体内流体管内の像形成のためにある方向に方向づけし、前記体内流体管内のドプラー測定を行うために前記超音波エネルギーの他の部分を異なる方向に方向づけするように構成された超音波ビーム方向付組立体とを備え、
前記体内流体管内の像形成のための方向に方向と前記体内流体管内のドプラー測定を行うための方向がいずれも前記単一のトランスデューサから離れる方向であることを特徴とする医療装置。
【請求項２】
請求項１において、前記超音波エネルギーの前記部分が前記体内流体管内の像形成のために前記装置軸に対してほぼ横方向に指向されており、
前記超音波エネルギーの他の部分が前記体内流体管内のドプラー測定を行うために前記装置軸にほぼ沿った方向に指向されていることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１において、前記超音波ビーム方向付組立体が前記トランスジューサからの超音波エネルギーを体内ルーメンの壁の像を与えるための部分と、体内流体管内の流体の流れのドプラー測定を行うための他の部分とに空間的に分離するための超音波ビームスプリッタを備えていることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項３において、前記ビームスプリッタが、前記超音波エネルギーの経路において前記トランスジューサから隔置した部分的に音透過性ポリマー材料であることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項４において、前記部分的に音透過性ポリマー材料が前記装置軸に関して横方向に位置していることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項４において、前記部分的に音透過性ポリマー材料が少なくとも前記装置本体の壁の一部を形成することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６において、前記装置本体の壁が前記装置本体の軸にほぼ沿ってドプラー測定を行うためにエネルギーの前記一部を有効に指向させるような形態を有することを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７において、前記装置本体がフレア状に末広がりになった先端部を有することを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１において、前記ドプラー測定を行うための超音波エネルギーの前記他の部分が前記装置軸に関して１５度あるいはそれ以下の出口角度で指向されていることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１において、前記装置本体の先端部が開いていることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１において前記装置本体の先端部が閉じており、音透過性材料を備えていることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項３において、前記超音波ビームスプリッタの音響インピーダンスを変化させることによって前記ビームスプリッタ方向づけ組立体の透過性および反射性を変化させるように構成されたことを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１２において、前記超音波ビームスプリッタの背後のインピーダンスを変化させる流体を流すことによって前記超音波ビームスプリッタのインピーダンスように構成されたことを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１において、さらに、像形成のための超音波エネルギーの前記部分からの超音波像形成信号が前記信号間の時間遅れによってドプラー測定を行うための超音波エネルギーの他の部分からの超音波ドプラー信号から区別でき、かつドプラー信号および像形成信号が像形成およびドプラー電子機器によって別々に分析されるようにタイミング回路とスイッチとを有する解析回路を有していることを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１２において部分的に音透過性ビーム指向材料の厚さを変えることによって前記超音波ビームスプリッタのインピーダンスを変化させるように構成されたことを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１において、前記ビーム方向付組立体が前記装置本体内に配設された音響的に反射性のリングであり、前記装置本体が音透過性材料から形成されていることを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求項１において、前記トランスジューサが少なくとも２つの角度の間でトランスジューサが回転できるように構成されたヒンジに装着されていることを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１において、少なくとも２つの面が、前記トランスジューサを、２つ空間的に別々の方向に同時に超音波エネルギーを放出することができるように構成された前記トランスジューサに設けられていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響エネルギーを用いて体内管の内部の像形成およびドプラー測定を行うことに関する。
【背景技術】
【０００２】
動脈硬化は、収縮によって特徴づけられる血管の病気であり、一般に、血管の内壁にプラクが形成されることに起因する狭窄症と言われる。血小板は血管患部に集合して、クロットを形成し、さらにそのルーメンを塞ぐ。
【０００３】
動脈硬化は、バルーン血管形成によって一般には処置される。処置に先立って障害を評価するために影響部の正確な視覚的描写を得ることあるいは血液速度データを収集しておくことが望ましくなることが多々ある。処置後、像形成および速度情報は狭窄症が有効に除去されたかどうかを判断するのに有効である。超音波像形成カテーテルおよびガイドワイヤは内部内穴解剖の像を与えることができる。これらの器具は超音波ビームをカテーテル軸をほぼ横断する方向に放射するトランスジューサを備えている。ルーメン壁から反射した超音波エネルギーが検出され、処理されて像を形成する。
【０００４】
ドプラーフローカテーテルおよびガイドワイヤは体内管内の流体の速度を測定するのに使用される。これらの器具は、器具の軸にほぼそった超音波ビームを放射するトランスジューサを備えている。流動する流体の超音波エネルギーは検出されて、ドプラー解析されて速度を決定する。
【０００５】
像形成およびドプラーデータは、像形成カテーテルをドプラーガイドワイヤに配設することによってあるいは多重トランスジューサを有するカテーテルを使用することによって得られる。これらの装置のうち、あるものは、像形成に使用され、あるものはドプラー測定に使用される。像形成データは導管のルーメンの断面積を判断するのに使用することができる。ドプラー測定からの流量速度データと結合することによって、血液流量を計算することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、像形成を行い、ドプラーデータを得る単一のトランスジューサを使用する装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の特徴において、本発明は、単一のトランスジューサを使用して体内流体管内のドプラー測定を行い像形成をするための医療器具として特徴づけられる。この装置は、装置の軸を定義しており、前記体内流体管の対象領域近くに、先端部を位置決めするように構成された、長い装置本体を備えている。装置本体の内部には、超音波ビーム方向付組立体が配置されており、この装置は、体内流体管の像形成のためにある方向に単一のトランスジューサからの超音波エネルギーの部分を方向付けし、体内流体管のドプラー測定を行うためにある方向に超音波エネルギーの他の一部を方向付けするように構成されている。
【０００８】
実施例は、以下のものの１つあるいはそれ以上のものを備えることができる。超音波エネルギーの一部は、体内流体管内の像形成のために装置の軸をほぼ横切る方向に方向付けされており、超音波エネルギーの他の一部は体内流体管内のドプラー測定を行うために装置の軸にほぼ沿った方向に方向付けされている。超音波ビーム方向付組立体は超音波ビームスプリッタに関して配置された超音波トランスジューサを備えており、これによって超音波エネルギーがトランスジューサからビームスプリッタに方向付けされ、ここにおいてその後、体内ルーメンの壁の像を与えるための部分と、体内流体管内の流体の流れのドプラー測定を行うための他の部分とに空間的に分離される。ビームスプリッタは部分的にソノルーセント（音透過性）ポリマー材料から形成され、装置軸に関して横切る方向に位置している。
【０００９】
実施例は、また、以下の１つあるいはそれ以上のものを含むことができる。上記の部分的なソノルーセントポリマー材料は、少なくとも装置本体の壁の一部を形成する。
【００１０】
装置本端の壁は装置本体の軸にほぼ沿ったドプラー測定を行うためのエネルギーの一部を有効に方向づけするような形状を有する。装置本体の先端部はフレア状に広がっており、ドプラー測定を行う超音波エネルギーの出口角度は装置軸に関して１５°以下である。装置本体の先端部は開または閉何れかである。先端部が閉じている場合には、これはソノルーセント材料から形成されている。
【００１１】
また、実施例は以下の一つ以上のものを含むことができる。そのビーム方向づけ組立体の透過性および反射性は超音波ビームスプリッタの音響インピーダンスを変化させることによって変化する。超音波ビームスプリッタのインピーダンスは、超音波ビームスプリッタの背後のインピーダンスを変化させる流体を流動させることによって変化する。超音波ビームスプリッタのインピーダンスは部分的にソノルーセントビームス方向付材料の厚さを変化させることによって変化する。
【００１２】
また、実施例はタイミング回路およびスイッチを有する分析回路を備えており、これによって像形成のための超音波エネルギーの部分からの超音波像形成信号がドプラー測定を行うための超音波エネルギーの他の部分からの超音波ドプラー信号から、これらの信号間の時間遅れによって、区別されるようになっている。超音波像形成信号とドプラー信号は像形成およびドプラー電子機器を用いて別々に解析される。
【００１３】
実施例はまた、以下の１つ以上のものを含むことができる。
【００１４】
ビーム方向付組立体は、装置本体の一部がソノルーセント材料から形成されている装置本体内に配置された音響的に反射性のリングである。トランスジューサは該トランスジューサが２つの角度の間で回転することができるようになったヒンジ上に設けられている。トランスジューサはその上に設置される２つのファセット（面）を有し、これによって、トランスジューサはふたつの空間的に独立した方向に超音波エネルギーを同時に放射する。
【００１５】
別の特徴によれば、本発明は、患者の体内流体管に医療装置を導入することによって体内流体管のドプラー測定を行うとともに、像形成を行う方法として特徴づけられる。
【００１６】
この医療装置は、超音波トランスジューサおよびその先端部近傍の超音波ビーム方向付組立体を備えている。この方法は、体内流体管内の対象領域近傍に該装置の先端部を配置し、前記体内流体管内の像形成を行うために該トランスジューサからの超音波エネルギーを第１の方向に方向づけし、体内流体管のドプラー測定を行うために第２の異なる方向に方向付けし、前記像およびながれ情報を含む反射信号を受け取るようになっている。超音波ビーム方向付組立体は、体内流体管の壁の像を与えるための１部分と体内流体管の流体の流れのドプラー測定を行うための他の部分とにトランスジューサからの超音波信号を空間的に分離する超音波ビームスプリッタである。
【００１７】
本発明は、多くの利点を有する。このシステムは、像形成およびドプラー測定のための単一のトランスジューサを用いることができる。この特徴は、装置の設計を簡単化し、断面形状を小さくすることができ、電気と音の干渉を減少し、像形成とドプラー流量データとの両方が、幾つかの実施例では、同時に、管内においてほぼ同じ位置からとることができるといったものである。これらの利点、特に、ほぼ同じ位置から、ほぼ同じ時間に像形成およびドプラー測定を行うことによって極めて高い正確な血液流量測定を容易にかつ短時間で行うことが可能となる。
【００１８】
（好ましい実施例の詳細な説明）
図１を参照すると、音響システムは、コントロールシステム４によって駆動されるカテーテル２を備えている。コントロールシステム４は、像アナライザ７およびドプラーアナライザ９の両方を備えるアナライザ／コントローラを備えている。カテーテル２は、高忠実度可撓性駆動シャフト１０によって駆動される使い捨て、小型、回転超音波トランスジューサ８を備えた使い捨てカテーテルシース６を有している。（また、トランスジューサは回転する必要のない可撓性部材上に装着することができる。）カテーテルは、標準的なカテーテル処置によって体に位置決めされるようになっている。たとえば、カテーテルは、曲がりくねった通路に沿って可撓性カテーテルを案内し、大腿部の動脈１４の穴に配置された導入シース１２を介して経皮的な導入から始めることによって、血管内あるいは心臓内に配置される。音響カテーテル２の先端部は動脈１４の内部に位置決めされ、これによって血液は矢印１６の方向に流れる。トランスジューサの位置に対応するカテーテルシースの先端部は、例えば低密度ポリエチレン、のような音響的に伝導性の材料から構成されており、約１.８メガレーリ(MRayles)、たとえば、１.７６メガレーリ(MRayles)の音響インピーダンスを有する。カテーテルの基端部はコントロールシステム４に結合システムによって接続されている。コントロールシステム５は、またはトランスジューサの回転を制御するためのモータコントロール１１を備えている。トランスジューサは音響エネルギーに合焦するための凹表面を有することができる。このシースとドライブシャフトは米国特許第４,９５１,６７７号に詳細に記載されている形式のものであり、その特許の全体の内容は本書にインコーポレイティッドバイリファレンスされている。
【００１９】
図２を参照すると、音響カテーテル２の先端部はプラク１５が血管内に形成される位置において像形成および流れ情報を収集するために動脈１４内に配置されている。この先端部は回転可能な駆動シャフト１０によって駆動され、音響ビームスプリッタ２０に対向して配置されたトランスジューサ８を備えている。トランスジューサ８は、約２０メガヘルツの周波数で動作し、ビームスプリッタ２０に衝突するビームで超音波を伝播させる。ビームスプリッタ２０はラインＡ−Ａに沿って或るエネルギーを反射させ、残りのエネルギーをラインＢ−Ｂに沿って軸方向に連続させるようにすることによって２つのビーム成分に超音波エネルギーを空間的に分離する。ラインＡ−Ａはビームが伝播しカテーテル２を介してビームスプリッタ２０から対象“Ｙ”の血管壁領域にむけて反射するときのビームのトモグラフ像形成部の経路を示している。（ラインＡ−Ａの経路はラインＡ−Ａとカテーテル２の長手方向との軸の間の角度を減少させることによって変更することができ、依然として像形成情報を得ることができる。）ラインＢ−Ｂは対象“Ｘ”領域にビームスプリッタ２０を介して伝播するビームのドプラー流れ測定の経路を示している。この場合、“Ｘ”は、カテーテルの先端を越える距離であり、これによって先端での血液流れによって形成される渦は速度測定と干渉しない。特に、距離Ａ−ＡとＢ−Ｂとの間に実質的な差がある。
【００２０】
特定の実施例においては、ビームスプリッタ２０は、長手方向のカテーテル軸に関して４０°から４５°の角度、角度αで配向されており、水性媒体（食塩水、血液）と僅かなしかし重要な音響インピーダンスの不整合を有する材料からなる。この材料は、音響ビームの重要な部分を横方向に反射させる一方、ビームの大部分を軸方向に伝播するように伝送する。たとえばビームスプリッタは約２.３〜２.４メガレーリの音響インピーダンスを有する高密度ポリエチレンのシートで形成することができる。シートの厚さは、一般にたとえば、約０.００５インチ程度の音響エネルギーの波長の半分以上である。したがって、音響の不整合は重要である。シートはトランスジューサ組立体に取り付けられ、けれと回転するようになったフレーム状のサポート上に配置されている。典型的な例では、像形成領域“Ｙ”に対するラインＡ−Ａの長さは通常、約２.５ｍｍ以下である。ドプラー領域“Ｘ”に対するラインＢ−Ｂに沿った距離は、たとえば、カテーテルの先端から約５ｍｍである。カテーテル２の先端部１８は、たとえば低密度ポリエチレンのようなソノルーセント材料で閉じられている。カテーテル本体のインピーダンスの不整合をさらに減少させるために、カテーテル２は、水、食塩水、血液あるいはオイルで充填してもよい。
【００２１】
また、カテーテルの先端部１８は開いた状態になったおり、ビームスプリッタの背後は体液にさらされている。この構成はカテーテルの先端部であらゆるインピーダンスの不整合を解消する利点を持っている。食塩水あるいは他の溶液は、カテーテルを介してフラッシュすることができ、これは開いた状態の先端部から排出される。図３を参照すると、対象“Ｘ”および“Ｙ”の領域からの戻りの信号は、オシロスコープの追跡で概略的に示されるように時間で分離される。最初に受信される信号セグメントＡは反射した像形成トモグラフ情報を含んでいる。その後検出される信号セグメントＢは、反射したドプラーデータを含んでいる。これらの信号セグメントはつぎに像形成およびドプラー解析回路に送られる。
【００２２】
図４および図４Ａを参照すると、コントローラユニットは、像形成回路３７あるいはドプラー回路３９の何れかに接続するためのレシーバ／スイッチ３６を制御するＣＰＵを備えることができる。ＣＰＵは、レシーバ／スイッチ３６を作動するためのパルストレイン２４（図４）を与え、戻り信号３２（“Ａ”および“Ｂ”）を交互に像形成解析回路３７またはドプラー解析回路３９に指向させる。たとえば、像形成領域“Ｙ”の、トランスジューサに最も近い領域から反射した音波はまずトランスジューサに戻るので、ＣＰＵからのタイミングパルス２６はつぎにレシーバ／スイッチ３６を制御するタイミング情報を与え、これによって戻り信号“Ａ”を像形成解析回路３７（“ｔ”は時間０を表す）に指向させる。さらにトランスジューサからの領域“Ｘ”から反射した音波はその後検出され、パルス２８はレシーバ／スイッチ３６にタイミング情報を与えて、戻り信号“Ｂ”をドプラー解析回路３９に指向させる。（この切換は、図３の時間“Ｓ”までに発生する。
【００２３】
タイミングパルス２６および２８の間には、デッドスペース３０（すなわち待ち時間）が存在する。ドプラー解析回路、すなわち、すなわち、反射した流れ情報に関する戻り信号“Ｂ”は、像形成情報に使用されるより弱いエコーよりも低い少なくとも５−１０デシベルであるので、ドプラー解析回路に指向された信号のための増幅は像形成解析回路に指向された信号に対する増幅よりも大きくなければならない。
【００２４】
図５を参照すると、戻り像形成およびドプラー信号は両方の回路に同時に指向することができるとともに、そのデータを超音波カテーテル像形成スクリーン４０上に表示することができる。スクリーンは、超音波像形成データから得られた３６０°トモグラムすなわち像を表示する。像はまた、時間表示を示す。像の中心において、原点４２はトランスジューサからの音響エネルギーの時間的空間的な原点を示す。原点４２からの半径方向の距離は、音響エネルギーがトランスジューサから対象位置に伝播し、トランスジューサに戻ってくるまでの時間を表す。像形成バンド４４は、原点４２を直ぐに越えて対象領域を越えて外側に広がり、超音波像の大きさおよび位置情報を表示する。ドプラー情報が像形成解析回路を介して供給されると、ドプラーバンド４６が像バンド４４を越えて現れ、通常白いリングとして現れる。ドプラーバンド４６の表示によって、外科医に流量の大きさすなわちドプラー位置からの戻りの信号の強さの直観的な画像を与える。特に、血液の流れが遅いときには赤血球が容易に集合し、音響エネルギーのより高い反射性が示されることになるので、ドプラー４６（白いリング）は血液の流れがゆるい時には、明るくなる。さらにパルスレート、たとえば、１サイクル、１心臓サイクル、と同期するように、走査レート(トランスジューサの回転速度)を遅くすると、患者の心臓鼓動に対応する明暗バンドがスクリーン上に形成される。さらに、前進あるいは場合によっては後退流れをこのバンド上で表示することができる。また、ドプラー４６を像形成スクリーン４０上に表示しなくともよい。そのかわりに、速度あるいは体積流量の数字的なあるいはその他の図形表示を行うことができる。
【００２５】
血液の流れ体積は血液流れが血管内部で回復しているかどうかを示すことができるのみならず、どの程度血液流れが現実に組織すなわち筋肉に到達しているかを示すことができる。たとえば、冠状大動脈においては、どの程度酸素リッチの血液流れが心臓の筋肉に供給されているかを確認することが重要である。したがって、一つの狭窄が特定の治療技術を用いて広げられたのち、血液の流れが回復したことを確認することが重要である。もし血液の流れが回復していない場合には、外科医はさらなる手段、たとえば、血管内の他の狭窄を探して処置するか、あるいは、患者を一時的にニトログリセリンを用いて、たとえば、組織あるいは筋肉を活性化する処置を行うといった、処置を講じることを考えるであろう。
【００２６】
（他の実施例）
図６を参照すると、他の実施例においては、ビームスプリッタは部分的にソノルーセント材料の壁、たとえば、ポリエチレン、のような壁を形成して、その壁に向けて適当な角度でエネルギーを放出するトランスジューサ５０を与えることによってカテーテル本体の壁５２と一体に形成される。トランスジューサ５０は角度θに向けて、わずかに傾斜しており、これによって音響エネルギーの一部はカテーテル壁５２を通過し、音響エネルギーの一部はカテーテルの内部壁から何回も反射して先端部に到達し、その後、エネルギーはドプラーデータが採取される領域に伝播する。傾斜角は疑似ブルースター角(Brewster)を避けるように（このブルースタ角において、ビームの全内部反射が生じる。）かつ、その壁を介してのほぼ全透過を回避するように選択される。そのシステムは、カテーテルの先端部５４に十分近接したトランスジューサを配置することによって内部反射の数を最小にするように構成することができる。さらに、カテーテルの端部を出るエネルギーの量を増大させるために、ドプラー情報の検出能力を増大するために、傾斜角、すなわち角度θ、および出口角すなわち、角度βが最適化される。好ましくは、傾斜角θは約８乃至１２度であり、出口角βは約１２から１５度である。
【００２７】
図７を参照すると、他の実施例では、カテーテルの端部は末広がり(フレア状)になっている。フレア端部はカテーテルを出る音響エネルギーの方向を変更させ、これによって、出口角βが減少し、これによって音響エネルギーがカテーテルに入るとき、装置に沿った方向に音響エネルギーを伝播させることによってドプラー情報を検出する能力を増大させる。
【００２８】
図８を参照すると、他の実施例においては、カテーテルの内部壁５８はテイパーの付いたリッジあるいは、角度の付いたリッジを有することができ、あるいは音響ビームを徐々に再指向させるような方法で形成することができ、これによって、ビームはドプラー情報を得るためにカテーテル軸にほぼ沿って伝播してカテーテルをでる。カテーテルの壁はまた像形成情報を得るように音響に透過性を有する。
【００２９】
図９を参照すると、他の実施例において、音響リフレクタ５６はソノルーセントウインド５７に近接して設けられ、軸方向に可動のトランスジューサ５０が像形成用のエネルギーを透過させ、ドプラー測定のために装置軸に沿ってエネルギーを反射させるのを交互に行うように設けられている。リングリフレクタ５６は、ドプラー測定のために前進方向に音響エネルギーを指向するように、カテーテルルーメンの壁に設けられている。トランスジューサを軸方向に(矢印５３の方向)に、すなわち、基端部方向あるいは先端部方向のいずれかの方向にスライドさせることによって、ビームをソノルーセントウインド５７を介して指向することができる。(また、カテーテル壁５２は、ソノルーセント材料から作ってもよい。)さらに、リングリフレクタ５６は、音伝送性の材料で構成することができ、これによって、これをドプラー測定のために前方向に音響エネルギーを指向させるだけでなく、音響エネルギーの一部を横方向に透過させることによって像形成情報を得るようになっている。
【００３０】
さらに別の実施例において、活動型ビームスプリッタすなわち、ビームモジュレータがそのスプリッタの反射的あるいは透過的特性を変更するように設けることができる。図１０を参照すると、ビームスプリッタ６４は、トランスジューサ６２に対向して設けられている。ビームスプリッタの裏面はノーズピース６６によって囲まれた空間と連通している。ノーズピースの流体はビームスプリットミラー６４の音響反射性を変更するように変えることができる。流体は、導管６５を介して圧力あるいは真空をかけることによって変更することができる。たとえば、ノーズピース６６はたとえば、食塩水、水のような音響的に伝導性を有する材料で充填されているとき、トランスジューサから放出された音響信号はカテーテルの軸に沿って、すなわち線６８にそって伝播する。さらに、音響信号の一部は線７０にそって横方向にミラー６４に反射して、像形成情報が得られる。ノーズピース内の音響伝導性材料を例えば空気のような、ミラーと音響的に一致していない材料であるいは、トランスジューサの作動周波数で音響的に伝導性を有しない材料で置換すると、ミラーの前面で全反射が生じる。音響信号がすべて横方向に反射すると、像形成情報だけが得られる。したがって、ユーザは、ノーズピースの流体を変えることによってドプラー情報を有効にオン、オフすることができる。代表的な実施例においては、音響ミラー／ビームスプリッタは、上記のポリマーから形成される。
【００３１】
図１１を参照すると、活動的ビームスプリッタ８０は前方向放射トランスジューサ８２と固定スプリッタ８４を備えている。電気ワイヤ８７はミラーに接続されるとともに、ミラー内に配設されている。そして、活性化フィルム層、例えば、圧電ポリマー、例えば、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）といった層がミラーの裏面を覆っている。ワイヤ８７の電圧は変化させることは活性フィルム層８８の厚さを増加あるいは減少させることのいずれかの効果を有し、そして、このことは、音響信号の透過性を増加あるいは減少させることによってミラーのシステムのインピーダンスを変更する。また、薄い（５マイクロインチ）の金属層（図示せず）をミラー８４の両側に配置してもよい。ミラーの音響長さの変更はさらにより高い音響振動数またはより低い振動数のいずれかを減少させることができ、この結果、透過したビームのバンド幅を狭めることによって超音波エネルギーの周波数変調が結果として生じる。
【００３２】
図１２を参照すると、他の実施例においては、単一のトランスジューサの角度は像形成およびドプラー情報が時間ごとに交代して得られるように変更される。音響カテーテル９０はトランスジューサ９２を備えており、カテーテル９６内でヒンジ９４で表現されている。トランスジューサはテンションワイヤを使用することによって機械的に、あるいは、たとえば、モータを使用することによって自動的に、トランスジューサの方向を変えるように回転させることができ、これによって音響エネルギーを横方向に放射して、像形成情報を得るようにし、あるいは軸方向に放射して、ドプラー情報を得ることができる。
【００３３】
図１３を参照すると、さらに他の実施例では、単一のトランスジューサが二つの区間的に分離された方向に同時に超音波エネルギーを放射するように使用することができる。トランスジューサ１００は、ファセット１０２および１０４を備えている。ファセット１０２は、像形成が得られるようにほぼ横方向を指向しており、一方、ファセット１０４は、超音波エネルギーを軸方向に指向してドプラー情報を得るようになっている。
【００３４】
上記のいずれの実施例においても、カテーテルの先端部はソノルーセント材料用いて開状態あるいは閉状態とすることができる。本発明は、血管以外の体内ルーメンに適用することができるものである。例えば、これを尿道プローブとして尿の流量速度およびルーメンサイズを監視するのにも使用することができる。ビーム方向付実施例はさまざまな音響装置で実施することができる。たとえば、ガイドワイヤ、バルーンカテーテル、米国特許第４、９５１、６７７号、米国特許出願０７／９４６、３１９（１９９０年８月２１出願）、０７／９４６、８０９(１９９２年９月１７出願)、０７／９８８、３２２(１９９２年１２月９出願)、０８／０８６、５２３（１９９３年７月１出願）に記載されるような形態の他の形式のプローブで実施することができる。
【００３５】
上記のものの全ての内容は、本書でインコーポレイティッドバイリファレンスされている。加えて、上記のさまざまな実施例で示されているさまざまな特徴は単一の装置に一緒に組み込むことができる。
【００３６】
さらに他の実施例は添付の特許請求の範囲に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に従う音響システムの概略である。
【図１ａ】図１の音響システムの部分拡大図である。
【図２】体内ルーメンの図１にある音響カテーテルの先端部の拡大断面図である。
【図３】図２の対象領域からの戻り信号を検出するオシロスコープの概略説明図である。
【図４】像形成およびドプラーデータを検出するための電子機器をスイッチングするパルストレインおよびダイヤグラムである。
【図４Ａ】像形成およびドプラーデータを検出するための電子機器をスイッチングするパルストレインおよびダイヤグラムである。
【図５】音響像形成およびドプラーデータのビデオスクリーン表示の概略図である。
【図６】本発明の異なる実施例の先端部の拡大断面図である。
【図７】本発明の異なる実施例の先端部の拡大断面図である。
【図８】本発明の異なる実施例の先端部の拡大断面図である。
【図９】本発明の異なる実施例の先端部の拡大断面図である。
【図１０】本発明の異なる実施例の先端部の拡大断面図である。
【図１１】本発明の異なる実施例の先端部の拡大断面図である。
【図１２】本発明の異なる実施例の先端部の拡大断面図である。
【図１３】本発明の異なる実施例の先端部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
２  カテーテル
４  コントロールシステム
７  像アナライザ
６  カテーテルシース
９  ドプラーアナライザ
１０  高忠実度可撓性駆動シャフト
１２  導入シース
１４  動脈
【図１】
2006223843.tif 000003
【図１ａ】
2006223843.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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