(57)【要約】  負荷の揺動運動のために使用可能な作動装置。一つの改良された作動装置は、負荷の揺動運動の少なくとも一部分をもたらすように作動可能な少なくとも第一形状記憶部材を有してよい。この作動装置は、さらに、負荷の揺動運動の少なくとも第二部分をもたらすように作動可能な第二形状記憶部材を有してよい。一つ以上の形状記憶部材の利用は、コンパクトな様態で、負荷の制御可能な信頼性のある揺動運動の実現を容易にする。このような作動装置は、関心のある内部領域の横断走査のための揺動運動のために配設された超音波変換器を有する撮像カテーテルに使用されてよい。このような撮像カテーテルは、三次元画像及び実時間三次元（四次元）画像の少なくとも一方を発生させるのに使用されてよい。
2013542784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長いカテーテル本体と、
前記カテーテル本体の末端部に支えられるように配設されて流体を含む密閉容積を区画形成する末端部分と、
前記流体中に浸されて前記密閉容積内の回動軸線回りの角度範囲を渡る揺動回動運動のために配設された超音波変換器であって、前記回動軸線が前記末端部分に対して固定されている超音波変換器と、
前記超音波変換器に作用的に結び付けられた第一及び第二形状記憶部材であって、前記第一形状記憶部材が前記第一形状記憶部材の状態変化を引き起こすことによって作動させられることができ、前記第二形状記憶部材が前記第二形状記憶部材の状態変化を引き起こすことによって作動させられることができ、前記第一及び第二形状記憶部材が前記超音波変換器の前記揺動回動運動の少なくとも一部をもたらすために、少なくとも部分的な時間ずれ関係において作動させられることができる第一及び第二形状記憶部材と、
を具備するカテーテル。
【請求項２】
前記第一及び第二形状記憶部材は、前記密閉容積内において前記超音波変換器に作用的に結び付けられており、前記第一及び第二形状記憶部材の各々の少なくとも一部の回りに配設されて前記流体中に浸される第一及び第二熱絶縁層をさらに具備する、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項３】
前記流体は液体である、請求項２に記載のカテーテル。
【請求項４】
前記第一及び第二熱絶縁層の各々は、フッ素樹脂を有する、請求項３に記載のカテーテル。
【請求項５】
前記第一及び第二熱絶縁層の各々は、ポリテトラフルオロエチレン及び延伸ポリテトラフルオロエチレンからなる一群から選択された少なくとも一つの材料を有する、請求項４に記載のカテーテル。
【請求項６】
前記第一及び第二熱絶縁層の各々は、疎水性の少なくとも一つの材料を有する、請求項３に記載のカテーテル。
【請求項７】
前記第一及び第二熱絶縁層の各々は、微小孔を有する少なくとも一つの材料を有する、請求項３に記載のカテーテル。
【請求項８】
前記第一及び第二熱絶縁層の各々は、約２５℃で測定されたときに約０．０５Ｗ／ｍＫと０．０８Ｗ／ｍＫとの間の熱伝導係数を有する、請求項３に記載のカテーテル。
【請求項９】
前記第一及び第二熱絶縁層の各々は、延伸ポリテトラフルオロエチレンを有する、請求項８に記載のカテーテル。
【請求項１０】
前記第一及び第二熱絶縁層の回りにそれぞれに接着して配設されて前記流体中に浸される第一及び第二外側層をさらに具備する、請求項３に記載のカテーテル。
【請求項１１】
前記第一及び第二外側層の各々は、少なくとも約５００ｋＶ／ｍの絶縁耐圧を有する、請求項１０に記載のカテーテル。
【請求項１２】
前記第一及び第二外側層の各々は、疎水性材料を有する、請求項１０に記載のカテーテル。
【請求項１３】
前記第一及び第二外側層は、約５０ｄｙｎ／ｃｍ2より小さな表面エネルギを有する、請求項１２に記載のカテーテル。
【請求項１４】
前記第一形状記憶部材が前記回動軸線回りの第一方向に前記超音波変換器を回転させるように作動可能であり、前記第二形状記憶部材が前記回動軸線回りの第二方向に前記超音波変換器を回転させるように作動可能であり、前記第一方向は前記第二方向と反対である、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項１５】
前記第一及び第二形状記憶部材が、それぞれに、対応する第一及び第二形状記憶線材の細長部材によって形成され、前記第一形状記憶線材の細長部材の第一端部は、前記回動軸線の一方側において、前記末端部分及び前記超音波変換器の一方に対して固定関係で相互連結され、前記第二形状記憶線材の細長部材の第一端部は、前記回動軸線の前記一方側とは反対の他方側において、前記末端部分及び前記超音波変換器の一方に対して固定関係で相互連結される、請求項１４に記載のカテーテル。
【請求項１６】
前記第一形状記憶線材の細長部材は、第一相互連結位置において、前記超音波変換器及び前記末端部分の対応する他方に相互連結され、前記第二形状記憶線材の細長部材は、第二相互連結位置において、前記超音波変換器及び前記末端部分の対応する他方に相互連結され、前記第一及び第二相互連結位置は、前記回動軸線の反対側にある、請求項１５に記載のカテーテル。
【請求項１７】
前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材の各々は、前記末端部分及び前記超音波変換器の前記対応する一方に対して固定関係で相互連結される対応する第二端部を有し、前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、それぞれに、前記対応する第一及び第二相互連結位置において、前記末端部分及び前記超音波変換器の前記対応する他方へ、それら前記細長部材の対応する第一及び第二端部の間で相互連結され、前記第一及び第二相互連結位置は前記回動軸線の反対側に偏倚する、請求項１６に記載のカテーテル。
【請求項１８】
前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材の各々は、対応する第一及び第二部分を有し、前記対応する第一及び第二部分が、自身の間に対応する第一及び第二夾角をそれぞれ形成する、請求項１７に記載のカテーテル。
【請求項１９】
前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、前記第一及び第二夾角が、それぞれに、前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材の対応する作動及び非作動に応じて増加及び減少するように配置されている、請求項１８に記載のカテーテル。
【請求項２０】
前記第一及び第二相互連結位置は、前記超音波変換器の前記回動軸線から実質的に等距離にある、請求項１６に記載のカテーテル。
【請求項２１】
前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、前記超音波変換器に対して対称に配設されている、請求項２０に記載のカテーテル。
【請求項２２】
前記第一相互連結位置は前記回動軸線の前記他方側に位置させられ、前記第二相互連結位置は前記回動軸線の前記一方側に位置させられる、請求項１６に記載のカテーテル。
【請求項２３】
前記第一形状記憶線材の細長部材は、前記末端部分及び前記超音波変換器の前記対応する一方に対して固定関係で相互連結される対応する第二端部を有し、
前記第一形状記憶線材の細長部材の第一及び第二端部が相互連結される前記末端部分及び前記超音波変換器の他方に対して固定関係で相互連結される係合部材をさらに具備し、前記第一形状記憶線材の細長部材は、前記第一形状記憶線材の細長部材の作動中に前記第一方向に前記超音波変換器を回転するように前記係合部材に係合する、請求項１５に記載のカテーテル。
【請求項２４】
前記第二形状記憶線材の細長部材は、前記末端部分及び前記超音波変換器の前記対応する一方に対して固定関係で相互連結される対応する第二端部を有し、前記第二形状記憶線材の細長部材は、前記第二形状記憶線材の細長部材の作動中に前記第二方向に前記超音波変換器を回転するように前記係合部材に係合する、請求項２３に記載のカテーテル。
【請求項２５】
前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、物理的に分離した第一及び第二線材をそれぞれ具備し得る、請求項１５に記載のカテーテル。
【請求項２６】
前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、一本の連続した形状記憶線材の対応する異なる部分により形成される、請求項１５に記載のカテーテル。
【請求項２７】
前記第一及び第二形状記憶部材の状態を変化させるために前記第一及び第二形状記憶部材の各々に、対応する第一時間期間及び第二時間期間の間において、第一及び第二エネルギ信号を繰り返し提供するための駆動エネルギ源であって、各第一時間期間の終わりと各第二時間期間の始まりとの間の第一時間間隔を有する駆動エネルギ源をさらに具備する請求項１に記載のカテーテルであって、少なくとも前記第二形状記憶部材は、該第二形状記憶部材が各第一時間間隔中に前記超音波変換器の前記揺動回動運動の少なくとも一部をもたらすように作動可能であるように、各第一時間間隔の少なくとも一部の間に弾性張力状態となるように準備される、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項２８】
前記駆動エネルギ源は、各第二時間期間の終わりと各第一時間期間の始まりとの間の第二時間間隔を有して前記第一及び第二エネルギ信号を繰り返し提供し、前記第一形状記憶部材は、該第一形状記憶部材が各第二時間間隔中に前記超音波変換器の前記揺動回動運動の少なくとも一部をもたらすように作動可能であるように、各第二時間間隔の少なくとも一部の間に弾性張力状態となるように準備される、請求項２７に記載のカテーテル。
【請求項２９】
前記第一及び第二形状記憶部材は、前記角度範囲の両端部分に対応する前記超音波変換器の前記揺動回動運動の異なる部分をもたらすように準備される、請求項２８に記載のカテーテル。
【請求項３０】
前記末端部分及び前記超音波変換器の一方に支えられるように接続されて、前記超音波変換器の前記揺動回動運動の少なくとも第一部分をもたらすように設置された第一磁石部材をさらに具備する、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項３１】
前記第一磁石部材は、永久磁石を具備する、請求項３０に記載のカテーテル。
【請求項３２】
前記第一磁石部材は、電磁石部材を具備する、請求項３０に記載のカテーテル。
【請求項３３】
前記末端部分及び前記超音波変換器の一方に支えられるように接続されて、前記超音波変換器の前記揺動回動運動の少なくとも第二部分をもたらすように設置された第二磁石部材をさらに具備する、請求項３０に記載のカテーテル。
【請求項３４】
前記超音波変換器の前記揺動回動運動の前記第一及び第二部分は、前記予め定められた角度範囲の両端部分に対応する、請求項３３に記載のカテーテル。
【請求項３５】
前記第一及び第二磁石部材の各々は、前記末端部分及び前記超音波変換器の対応する他方に相互連結された少なくとも一つの磁化可能部材へ吸引力及び反発力の一方を提供するように作用可能である、請求項３３に記載のカテーテル。
【請求項３６】
前記末端部分は、前記カテーテル本体に対するある角度範囲の中で選択的に位置させることができる、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項３７】
前記末端部分は、前記カテーテル本体に対して選択的に回転させることができる、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項３８】
細長いカテーテル本体の末端部に支えられるように配設された末端部分によって区画形成された密閉容積内に、流体中に浸されて回動軸線回りの回動運動のために配設された超音波変換器を有するカテーテルの使用のための方法であって、
第一方向に前記超音波変換器を回動するために前記超音波変換器に作用的に結び付けられた第一形状記憶部材を作動させる第一作動段階と、
前記第一方向と反対の第二方向に前記超音波変換器を回動するために前記超音波変換器に作用的に結び付けられた第二形状記憶部材を作動させる第二作動段階と、
前記回動軸線に対する角度範囲を通して前記超音波変換器の揺動回動運動をもたらすための予め定められた周期に従って前記第一及び第二作動段階を繰り返す段階と、
前記第一及び第二作動段階の少なくとも一方の各々の発現の少なくとも一部の間に、前記流体を通る音波信号の送信及び受信の少なくとも一方を行うように前記超音波変換器を操作する段階と、
を有する方法。
【請求項３９】
前記第一作動段階は、前記第一形状記憶部材を第一構造形から第二構造形へ変化させることにより、前記超音波変換器へ第一力を与えるために前記第一形状記憶部材へ第一電気信号を供給する第一供給段階を有し、
前記第二作動段階は、前記第二形状記憶部材を第一構造形から第二構造形へ変化させることにより、前記超音波変換器へ第二力を与えるために前記第二形状記憶部材へ第二電気信号を供給する第二供給段階を有する、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記第一及び第二形状記憶部材は、対応する第一及び第二形状記憶線材の細長部材によりそれぞれ形成され、前記第一形状記憶線材の細長部材は前記第一供給段階中に収縮し、前記第二形状記憶線材の細長部材は前記第二供給段階中に収縮する、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材の各々は、前記末端部分に対して固定関係で相互連結された対応する第一及び第二端部を有し、前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、前記回動軸線から偏倚した対応する第一及び第二相互連結位置において、前記超音波変換器へそれら細長部材の対応する第一及び第二端部の間で相互連結され、前記第一及び第二相互連結位置は前記回動軸線の反対側にある、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材の各々は、対応する第一及び第二部分を有し、前記対応する第一及び第二部分は、対応する第一及び第二夾角をそれぞれ形成するために、該第一及び第二部分の対応する第一相互連結位置及び第二相互連結位置から離間して延在しており、
該方法は、前記第一供給段階中に前記第一夾角を増加して前記第二夾角を減少する段階と、前記第二供給段階中に前記第二夾角を増加して前記第一夾角を減少する段階とをさらに有する、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記第二形状記憶部材をその第二構造形からその第一構造形へ戻すために前記第一力を使用する段階と、前記第一形状記憶部材をその第二構造形からその第一構造形へ戻すために前記第二力を使用する段階とをさらに有する、請求項３９に記載の方法。
【請求項４４】
前記超音波変換器の前記揺動回動運動は、１から５０Ｈｚの間の周波数で発生する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記超音波変換器の前記揺動回動運動は、８から３０Ｈｚの間の周波数で発生する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記超音波変換器の前記揺動回動運動は、少なくとも１０Ｈｚの周波数で発生する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４７】
前記超音波変換器の前記揺動回動運動は、少なくとも５０Ｈｚの周波数で発生する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４８】
前記予め定められた周期は、前記第一供給段階の終わりと前記第二供給段階の始まりとの間の第一時間間隔を有しており、
該方法は、前記第二方向における前記超音波変換器の回動運動を開始するために各第一時間間隔中の前記第二形状記憶部材の弾性応答を利用する段階をさらに有する、請求項３９に記載の方法。
【請求項４９】
前記予め定められた周期は、前記第二供給段階の終わりと前記第一供給段階の始まりとの間の第二時間間隔を有しており、
該方法は、前記第一方向における前記超音波変換器の回動運動を開始するために各第二時間間隔中の前記第一形状記憶部材の弾性応答を利用する段階をさらに有する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
少なくとも一つの磁石が、前記末端部分及び前記超音波変換器の一方に相互連結されており、
該方法は、前記超音波変換器への磁力を供給して前記揺動回動運動の少なくとも一部をもたらすために前記少なくとも一つの磁石を使用する段階をさらに有する、請求項３９に記載の方法。
【請求項５１】
第一磁石が前記超音波変換器に相互連結され、第二磁石が前記末端部分に相互連結されており、
該方法は、磁力を供給して前記揺動回動運動の異なる部分をもたらすために前記第一磁石及び前記第二磁石を使用する段階をさらに有する、請求項３９に記載の方法。
【請求項５２】
前記第一及び第二作動段階の少なくとも一方の各々の発現の少なくとも一部の間に、前記流体を通る音波信号を受信して、対応する出力信号を提供するように前記超音波変換器を操作する段階と、前記出力信号を超音波撮像装置において使用する段階とをさらに有する、請求項３８に記載の方法。
【請求項５３】
前記第一及び第二作動段階の少なくとも一方の各々の発現の少なくとも一部の間に、前記流体を通る音波信号を受信して、対応する出力信号を提供するように前記超音波変換器を操作する段階と、少なくとも三次元画像を発生させるためにコンピュータ処置装置を利用して前記出力信号を処理する段階とをさらに有する、請求項３８に記載の方法。
【請求項５４】
さらに、ユーザー・インタフェイスにおいて前記三次元画像を表示する段階を有する、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
負荷の揺動運動のための作動装置であって、
流体を含む密閉容積を区画形成する容器と、
それぞれが前記負荷に作用的に結び付けられた第一及び第二形状記憶部材とを具備し、
前記第一及び第二形状記憶部材は、前記負荷の前記揺動運動の少なくとも一部をもたらすように作動可能であり、前記第一形状記憶部材の少なくとも一部と前記第二形状記憶部材の少なくとも一部とが前記流体中に浸され、第一及び第二熱絶縁層が、前記第一形状記憶部材の前記一部及び前記第二形状記憶部材の前記一部の回りにそれぞれに配置される作動装置。
【請求項５６】
前記第一及び第二熱絶縁層の各々がフッ素樹脂を有する、請求項５５に記載の作動装置。
【請求項５７】
前記第一及び第二熱絶縁層の各々が、ポリテトラフルオロエチレン及び延伸ポリテトラフルオロエチレンからなる一群から選択された少なくとも一つの材料を有する、請求項５６に記載の作動装置。
【請求項５８】
前記流体は液体である、請求項５５に記載の作動装置。
【請求項５９】
前記第一及び第二熱絶縁層の各々は、約２５℃で測定されたときに約０．０５Ｗ／ｍＫと０．０８Ｗ／ｍＫとの間の熱伝導係数を有する、請求項５８に記載の作動装置。
【請求項６０】
前記第一及び第二熱絶縁層は、延伸ポリテトラフルオロエチレンを有する、請求項５９に記載の作動装置。
【請求項６１】
前記第一及び第二熱絶縁層の回りにそれぞれに接着して配設されて前記流体中に浸される第一及び第二外側層をさらに具備する、請求項５９に記載の作動装置。
【請求項６２】
前記第一及び第二外側層の各々は、少なくとも約５００ｋＶ／ｍの絶縁耐圧を有する、請求項６１に記載の作動装置。
【請求項６３】
前記第一及び第二外側層の各々は、疎水性材料を有する、請求項６１に記載の作動装置。
【請求項６４】
前記第一及び第二外側層の各々は、約５０ｄｙｎ／ｃｍ2より小さな表面エネルギを有する、請求項６１に記載の作動装置。
【請求項６５】
前記第一形状記憶部材が前記回動軸線回りの第一方向に前記負荷を回転させるように作動可能であり、前記第二形状記憶部材が前記回動軸線回りの第二方向に前記負荷を回転させるように作動可能であり、前記第一方向は前記第二方向と反対である、請求項５５に記載の作動装置。
【請求項６６】
前記第一及び第二形状記憶部材は、それぞれに、対応する第一及び第二形状記憶線材の細長部材によって形成され、前記第一形状記憶線材の細長部材の第一端部は、前記回動軸線の一方側において、前記容器及び前記負荷の一方に対して固定関係で相互連結され、前記第二形状記憶線材の細長部材の第一端部は、前記回動軸線の前記一方側とは反対の他方側において、前記容器及び前記負荷の一方に対して固定関係で相互連結される、請求項６５に記載の作動装置。
【請求項６７】
前記第一形状記憶線材の細長部材は、第一相互連結位置において、前記負荷及び前記容器の対応する他方に相互連結され、前記第二形状記憶線材の細長部材は、第二相互連結位置において、前記負荷及び前記容器の対応する他方に相互連結され、前記第一及び第二相互連結位置は、前記回動軸線の反対側にある、請求項６６に記載の作動装置。
【請求項６８】
前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材の各々は、前記容器及び前記負荷の前記対応する一方に対して固定関係で相互連結される対応する第二端部を有し、前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、それぞれに、前記対応する第一及び第二相互連結位置において、前記容器及び前記負荷の前記対応する他方へ、該細長部材の対応する第一及び第二端部の間で相互連結され、前記第一及び第二相互連結位置は前記回動軸線の反対側に偏倚する、請求項６７に記載の作動装置。
【請求項６９】
前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材の各々は、対応する第一及び第二部分を有し、前記対応する第一及び第二部分が、自身の間に対応する第一及び第二夾角を形成する、請求項６８に記載の作動装置。
【請求項７０】
前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、前記第一及び第二夾角が、それぞれに、前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材の対応する作動及び非作動に応じて増加及び減少するように配置されている、請求項６９に記載の作動装置。
【請求項７１】
前記第一及び第二相互連結位置は、前記負荷の前記回動軸線から実質的に等距離にある、請求項６７に記載の作動装置。
【請求項７２】
前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、前記負荷に対して対称に配設されている、請求項７１に記載の作動装置。
【請求項７３】
前記第一及び第二形状記憶部材は、対応する第一及び第二形状記憶線材の細長部材によってそれぞれ形成され、前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材の各々は、前記容器に対して固定関係で相互連結された対応する第一及び第二端部を有し、前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、前記負荷の回動軸線から偏倚した対応する第一及び第二相互連結位置において、前記負荷へそれら細長部材の対応する第一及び第二端部の間で相互連結され、前記第一及び第二偏倚位置は前記回動軸線の反対側にある、請求項５５に記載の作動装置。
【請求項７４】
前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材の各々は、対応する第一及び第二夾角をそれぞれ形成するために、該細長部材の対応する第一相互連結位置及び第二相互連結位置からそれぞれに離間して延在する対応する第一及び第二部分を有する、請求項７３に記載の作動装置。
【請求項７５】
前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、前記第一及び第二夾角が、それぞれに、前記第一及び第二形状記憶部材の対応する作動及び非作動に応じて増加及び減少するように配置されている、請求項７４に記載の作動装置。
【請求項７６】
前記第一及び第二相互連結位置は、前記回動軸線から実質的に等距離にある、請求項７５に記載の作動装置。
【請求項７７】
前記第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、前記負荷に対して対称に配設されている、請求項７６に記載の作動装置。
【請求項７８】
前記第一及び第二形状記憶部材に対して、対応する第一時間期間及び第二時間期間の間において第一及び第二作動信号をそれぞれに繰り返し提供するための駆動信号源であって、各第一時間期間の終わりと各第二時間期間の始まりとの間の第一時間間隔を有する駆動信号源をさらに具備する請求項５５に記載の作動装置であって、
少なくとも前記第二形状記憶部材は、該第二形状記憶部材が各第一時間間隔中に前記負荷の前記揺動運動の少なくとも一部をもたらすように作動可能であるように、各第一時間間隔の少なくとも一部の間に弾性張力状態となるように準備される、請求項５５に記載の作動装置。
【請求項７９】
前記駆動信号源は、各第二時間期間の終わりと各第一時間期間の始まりとの間の第二時間間隔を有して前記第一及び第二作動信号を繰り返し提供し、前記第一形状記憶部材は、該第一形状記憶部材が各第二時間間隔中に前記負荷の前記揺動運動の少なくとも一部をもたらすように作動可能であるように、各第二時間間隔の少なくとも一部の間に弾性張力状態となるように準備される、請求項７８に記載の作動装置。
【請求項８０】
前記第一及び第二形状記憶部材は、予め定められた動作範囲の両端部分に対応する前記負荷の前記揺動運動の異なる部分をもたらすように準備される、請求項７９に記載の作動装置。
【請求項８１】
前記負荷の前記揺動運動の少なくとも第一部分をもたらすように設置された第一磁石部材をさらに具備する、請求項５５に記載の作動装置。
【請求項８２】
前記第一磁石部材は、永久磁石を具備する、請求項８１に記載の作動装置。
【請求項８３】
前記第一磁石部材は、電磁石部材を具備する、請求項８１に記載の作動装置。
【請求項８４】
前記負荷の前記揺動運動の少なくとも第二部分をもたらすように、支えられるように設置された第二磁石部材をさらに具備する、請求項８１に記載の作動装置。
【請求項８５】
前記負荷の前記揺動運動の前記第一及び第二部分は、予め定められた動作範囲の両端部分に対応する、請求項８４に記載の作動装置。
【請求項８６】
前記第一及び第二磁石部材の少なくとも一方は、前記負荷に相互連結された少なくとも一つの磁化可能部材へ吸引力を提供するように作用可能である、請求項８４に記載の作動装置。
【請求項８７】
前記第一及び第二磁石部材の少なくとも一方は、前記負荷に相互連結された別の磁石へ吸引力を提供するように作用可能である、請求項８４に記載の作動装置。
【請求項８８】
前記第一及び第二磁石部材の少なくとも一方は、前記負荷に相互連結された別の磁石へ反発力を提供するように作用可能である、請求項８４に記載の作動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年１０月２２日に出願された、名称「形状記憶合金作動装置を備えるカテーテル」の米国仮特許出願第６１／４０５，７８４へ米国特許法第１１９条に基づき優先権を主張し、前記仮特許出願は引用することによりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、負荷の揺動運動を使用することができる作動装置、さらに詳細には、一つ以上の形状記憶部材を使用する作動装置に関する。本発明は、特に、重要内部解剖学的領域を取り囲む容積を走査するための揺動運動のために配設された超音波変換器を有する撮像カテーテルに向けられる。
【背景技術】
【０００３】
作動装置は、機構又は負荷の制御された運動のための様々な用途において使用される。作動装置の用途は、独特な形状の挑戦をもたらす小型化、高い信頼性、及び低動力の要求を有することがますます認識されている。
【０００４】
作動装置は、運動を生み出すために形状記憶部材を使用するかもしれない。形状記憶部材は、温度又は磁界のような外部刺激の使用の下で、寸法変化を受ける材料である。熱的に引き起こされた可逆的な形状変化を実現可能な二種類の形状記憶材料、１）温度変化で二つの異なる結晶学的な相の間の可逆的な相変化を受ける合金である形状記憶合金（ＳＭＡ）と、２）一般的な二つのポリマ要素から成って二相が存在し、一方が他方より高い融点温度を有する形状記憶ポリマ（ＳＭＰ）とが存在する。形状記憶ポリマは特定のガラス転移温度より高く加熱されると、一方の相は、全体的にゴム状の相になり、容易に変形することができる。次に、このガラス転移温度より低く冷却されると、ＳＭＰは、与えられた永久的な形状を維持する。全ての他のポリマと比較してＳＭＰの区別される特徴は、この寸法変化が、永久的な局部材料損傷をもたらすことなく大きな変形を可能とする能力に加えて、急激な移行温度及びゴム状の安定域によって特筆されることである。
【０００５】
重要な形状記憶合金（ＳＭＡ）の例は、ニチノール、ニッケルとチタンとの合金、銅基材の合金、及びＦｅＭｎＳｉＣｒＮｉの形状記憶ステンレス鋼である。これらの合金は、長さの減少を結果として生じる対応するマルテンサイトのオーステナイトへの結晶学的な相転移をもたらすために加熱されることにおいて区別される。次の形状記憶合金の冷却は、結果としてオーステナイトのマルテンサイトへの相転移をもたらし、形状は変化前のままとなり、それにより形状記憶合金は供給応力の下で最初の長さに戻される。もし、形状記憶材料が他部材に作用的に結び付けられたならば、相変化は、他部材の運動をもたらすのに使用され得る力を発生するのに使用され得る。このような加熱は、形状記憶材料を通して電流を流すことによってもたらされる。
【０００６】
カテーテルは、体の血管、空洞、又は導管内へ挿入される医療装置であり、体の外に延在する部分を使用して操縦される。一般的に、カテーテルは、非直線の通路に沿って前進及び引っ込めることを容易にするために比較的細く可撓性である。カテーテルは、診断及び治療のいずれか一方の装置の体内の設置を含む幅広い目的のために使用されてよい。例えば、カテーテルは、埋設可能装置（例えば、ステント、ステント継手、大静脈フィルタ）を配置すること、及び治療（例えば、切除カテーテル、薬品供給）を実施することのいずれか一方のために、内部撮像装置（例えば、超音波変換器）を設置するのに使用される。
【０００７】
この点において、組織の可視画像を得るための超音波撮像技術の使用は、ますます一般化している。大まかに言えば、一般的には、列に配置された個々に作動する多数の圧電素子を具備する超音波変換器は、超音波エネルギのパルスが患者の体内を移動するように、適当な駆動信号を供給される。超音波エネルギは、音響インピーダンスを変化させる組織の間の境界面において反射させられる。同じ又は異なる変換器は、戻りエネルギの受け取りを検出し、対応する出力信号を提供する。この信号は、組織の間の境界面、ゆえに、組織自身の表示装置画面上の可視的な画像をもたらすように、公知の方法において処理されることができる。
【０００８】
心臓内超音波検査（ＩＣＥ）カテーテルは、心臓の軟組織構造の高解像度の二次元超音波画像を提供するので、構造的な心臓介入治療における使用のための好適な撮像方式となってきた。加えて、ＩＣＥ撮像は、処置に電離放射線を加えない。ＩＣＥカテーテルは、他の病院職員を追加することなく、関与心臓専門医及び通常処置流れ内の職員によって使用されることができる。現在のＩＣＥカテーテル技術は制限を有している。一般的なＩＣＥカテーテルは、二次元画像だけを生み出すように制限される。さらに、臨床医は、解剖学的構造内の多数の撮像平面を捕えるために、カテーテルを操縦して位置を変えなければならない。特定の二次元撮像平面を得るために必要なカテーテル操作は、使用者がカテーテル操縦機構に熟練するようになるかなりの時間を使うことを必要とする。
【０００９】
新たな三次元経食道（ＴＥＥ）探触子を動かすフィリップスｉＥ３３超音波検査装置（米国、マサチューセッツ州、アンドーバのフィリップスヘルスケア社から入手可能）は、最初の市場で入手可能な実時間三次元（四次元）のＴＥＥ超音波撮像装置を代表する。この装置は、より複雑な介入治療のために必要とされる四次元撮像能力を臨床医に提供するが、この装置に関する幾つかのかなりの欠点が存在する。ＴＥＥ探触子の大きな寸法（５０ｍｍの周囲長及び１６．６ｍｍの幅）のために、患者は、探触子導入以前に麻酔されるか又はかなりの鎮静状態とされる必要がある(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)。これは、麻酔医が患者を麻酔状態として監視するために存在させられることを必要とする。加えて、患者の血行状態は、監視を必要とするかもしれない。さらに、ＴＥＥ探触子使用からの小さな及び大きな問題は、咽頭痛から食道穿孔までを範囲とする問題を含んで起こることである。フィリップスＴＥＥ装置及び探触子の複雑性は、麻酔医、超音波検査技師、及び超音波技術者のような追加職員の関与を必要とする。これは、処置時間及び費用を増大させる。
【００１０】
格別の興味は、小型作動装置にとって撮像カテーテルへの適用である。本発明者は、カテーテルに基づく撮像プラットフォームであって、実時間（四次元）の能力における三次元撮像で経皮的に接近するのに十分に小さい撮像プラットフォームに対する必要性に理解した。例えば、介入治療中に実時間に基づいて、心臓の三次元（３Ｄ）構造を視覚化するためのこのようなカテーテルに基づく撮像装置を使用することは、この撮像装置が左心房付属器官閉塞、僧帽弁治療、及び心房細動のための切除のようなより複雑な処置を容易にするために、臨床的展望から非常に望まれている。三次元画像は、さらに、臨床医が完全に組織の相対位置を決定することを可能とする。この能力は、一般的な解剖学的構造が存在しない心臓における構造異常の場合において、特に重要である。二次元変換器アレイは、三次元画像をもたらす手段を提供するが、現在の利用可能な二次元変換器アレイは、十分な開口の大きさ及び対応する画像解像度を提供するために、多数の要素を必要とする。この多数の要素総数は、臨床的に満足するカテーテル形状に関して、使用を思い止まらせる二次元変換器を結果としてもたらす。
【００１１】
内部診断及び治療処置は徐々に発展を続け、小型で操縦し易いカテーテルを介して高められた撮像手順の要求は、本発明者により認識されている。さらに詳細には、本発明者は、選択的設置と、カテーテルの末端部に設置された撮像要素（例えば、実時間三次元画像をもたらすための）の作動制御とを容易にするカテーテルの特徴を提供する要求を認識しており、一方、カテーテルは、比較的小さな形状を維持し、それにより、様々な臨床的利用のための高められた機能性をもたらす。理解され得るように、カテーテル上の超音波変換器の利用は、特に血管利用のための寸法的挑戦をもたらす。例えば、心血管使用のためには、右心房又は心臓の他の室への撮像カテーテルの前進中において、約３．８ｍｍ（１２Ｆｒｅｎｃｈ（Ｆｒ））より小さな、より好ましくは３．２ｍｍ（１０Ｆｒ）の最大断面寸法を維持することが望まれる。幾つかの解剖学的な位置、例えば、心臓内における寸法制限のために、所望の観察角度を実現するために必要な選択的な設置は、例えば、約３ｃｍより小さな最大断面寸法を有する容積のような小さな解剖学的な容積内で達成できることが望まれる。
【発明の概要】
【００１２】
本発明は、負荷の揺動運動のために使用可能な作動装置に関する。改良された作動装置は、負荷の揺動運動の少なくとも一部をもたらすように作動可能な少なくとも第一形状記憶部材（例えば、形状記憶材料を有する）を有してよい。意図された実施形態において、作動装置は、さらに、負荷の揺動運動の少なくとも第二の部分をもたらすように作動可能な第二形状記憶部材（例えば、形状記憶材料を有する）を具備してよい。一つ以上の形状記憶部材の利用は、小型で低動力の様態で、負荷の制御可能な信頼性の高い揺動運動を実現することを容易にする、第一及び第二形状記憶部材は、負荷の揺動運動の少なくとも一部をもたらすために、少なくとも部分的な時間ずれ関係において作動可能である。
【００１３】
一つの態様において、作動装置は、密閉容積を区画形成する容器を有してよい。密閉容積は、流体を含有してよい。流体は、液体（例えば、音波信号の伝達を容易にするために）であってよい。作動装置の第一形状記憶部材の少なくとも一部は、流体内に浸されて良く、第一熱絶縁層が第一形状記憶部材の浸された部分回りに配設されてよい。同様に、作動装置の第二形状記憶部材の少なくとも一部は、流体内に浸されて良く、第二熱絶縁層が第二熱絶縁層の浸された部分回りに配設されてよい。理解され得るように、一つ以上の形状記憶部材の熱絶縁層の提供は、含有された流体と形状記憶部材との間の熱エネルギの伝達率に有利に作用する。このような態様において、例えば、負荷は超音波変換器を具備してよい。
【００１４】
一つの実施において、負荷は、流体内に浸され、密閉容積内に回動軸線回りの角度範囲に渡る揺動運動のために配設され、ここで、回動軸線は密閉容積に対して固定されている。この点において、作動装置は、負荷に関連して作用的に第一及び第二形状記憶部材を有してよく、ここで、第一及び第二形状記憶部材は負荷の回動運動の少なくとも一部をもたらすために、少なくとも部分的な時間ずれ関係において作動可能である。このような実施は、例えば、細長いカテーテル本体と、カテーテル本体の末端部に支えられるように配設されて負荷と流体とを含む密閉容積を区画形成する末端部分とを有するカテーテルの形状であってよい。このような実施において、負荷は、超音波変換器であってよく、超音波変換器は、超音波信号の送信及び受信の少なくとも一方のために流体中に浸されてよい。
【００１５】
ある実施形態において、第一及び第二形状記憶部材は、密閉容積内で含有流体中に浸された負荷に相互連結されてよい。次に、第一及び第二熱絶縁層は、密閉容積内で流体中に浸された第一及び第二形状記憶部材それぞれの少なくとも一部の回りに配設されてよい。さらに、第一及び第二形状記憶部材は、個々に、電気絶縁のために絶縁されてよい。
【００１６】
一つの構造において、第一及び第二熱絶縁層の少なくとも一方は、約２５℃において測定されたときに約０．０３ワット・パー・メータ・パー・ケルビン（Ｗ／ｍＫ）と０．２０Ｗ／ｍＫとの間の熱伝導係数を有してよい。一つの構造において、第一及び第二熱絶縁層の少なくとも一方は、約２５℃において測定されたときに約０．０５Ｗ／ｍＫと０．０８Ｗ／ｍＫとの間の熱伝導係数を有してよい。一つの提案において、第一及び第二熱絶縁層の少なくとも一方は、フッ素樹脂を有してよい。一つの実施において、第一及び第二熱絶縁層の少なくとも一方は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）、静電噴霧被覆されたＰＴＦＥ、フッ素化エチレンプロピレン、延伸フッ素化エチレンプロピレン、パーフルオロアルコキシ共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリウレタン、シリコンゴム、プラズマ被覆ポリマフィルム（例えば、低温プラズマ強化トリメチルシラン）、ＰＡＲＹＬＥＮＥ（登録商標）、これらの混合物、及びその共重合体から成る一群から選択された少なくとも一つの材料を有してよい。同様な熱伝導係数を有する他の材料も使用されてよい。一つの提案において、第一及び第二熱絶縁層の少なくとも一方は、微小孔を有する材料を有してよい。
【００１７】
上述されたように、第一及び第二熱絶縁層の少なくとも一方に加えて、作動装置は、第一及び第二熱絶縁層それぞれの少なくとも一方の回りに配設された（例えば、接着して配設された）対応する第一及び第二外側層それぞれの少なくとも一方を有してよい。この点において、第一及び第二外側層の少なくとも一方は、容器内に含まれた流体中に浸されるのに有利に適していてよい。この点において、第一及び第二外側層それぞれの少なくとも一方は、疎水性材料を有してよい。一つの提案において、第一及び第二外側層の少なくとも一方は、約５０ｄｙｎ／ｃｍ2より小さな表面エネルギを有するように選択されてよい。加えて又は代替的に、第一及び第二外側層の少なくとも一方は、少なくとも約５００ｋＶ／ｍの絶縁耐圧を有するように選択されてよい。
【００１８】
一つの提案において、前述されたような第一及び第二熱絶縁層の少なくとも一方に加えて、第一及び第二熱絶縁層の少なくとも一方が、容器内に含まれた流体中に浸されるのに、有利に適してよく、又は有利に形成されてよい。この点において、第一及び第二熱絶縁層の少なくとも一方は、第一及び第二熱絶縁層の少なくとも一方の前述の機能と、第一及び第二外側層の前述の機能との両方を果たしてよい。こうして、第一及び第二熱絶縁層それぞれの少なくとも一方は、疎水性材料を有してよい。一つの提案において、第一及び第二熱絶縁層の少なくとも一方は、約５０ｄｙｎ／ｃｍ2より小さな表面エネルギを有するように選択されてよい。加えて又は代替的に、第一及び第二熱絶縁層の少なくとも一方は、少なくとも約５００ｋＶ／ｍの絶縁耐圧を有するように選択されてよい。この点において、第一及び第二熱絶縁層の少なくとも一方は、前述の疎水性及び絶縁耐圧と共に、前述の絶縁特性を提供することができるかもしれない。
【００１９】
前述の第一及び第二熱絶縁層の少なくとも一方及び前述の第一及び第二外側層の少なくとも一方のような第一及び第二形状記憶部材の少なくとも一部の回りに配設された層は、これらが、形状記憶部材が長さを変えるときに、形状記憶部材と共に動くことを可能とする伸長率を有してよい。この点において、これら層は、剥がれ、割れ、及び薄片に裂けることなく、形状記憶部材と共に、伸長及び収縮することができるかもしれない。これらの層は、形状記憶部材に接着接合されてよい。
【００２０】
一つの実施形態において、密閉容積内では、電気的能動構成要素が、望ましくない電流（例えば、短絡）を制限するために絶縁されてよい。このような電気的能動構成要素は、例えば、流体中に浸された形状記憶部材と超音波変換器との電気的な相互連結部を含み得る。このような絶縁は、密閉容積内の流体が液体である場合において、特に有益であるかもしれない。
【００２１】
別の態様において、第一形状記憶部材は、回動軸線回りの第一方向に負荷（例えば、超音波変換器）を回転するように作動可能であってよい。反対に、第二形状記憶部材は、第一方向が第二方向と反対である場合において、回動軸線回りの第二方向に負荷（例えば、超音波変換器）を回転するように作動可能であってよい。
【００２２】
一つの構造において、形状記憶部材は、作動（例えば、形状記憶部材を通る電流通過による加熱による）によって、少なくとも約１％だけ長さを変えるように作動可能であるかもしれない。別の構造において、形状記憶部材は、作動によって、少なくとも約２％だけ長さを変えるように作動可能であるかもしれない。特定の構造において、形状記憶部材は、作動によって、少なくとも約４％だけ長さを変えるように作動可能であるかもしれない。
【００２３】
様々な実施形態において、第一及び第二形状記憶部材は、それぞれ、対応する第一及び第二形状記憶線材の細長部材によって形成されてよい。一つの提案において、第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、物理的に分離した第一及び第二線材を具備してよい。別の提案において、第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、それぞれ、連続の形状記憶線材の異なる部分、例えば、第一及び第二細長部材によって形成されてよい。
【００２４】
第一形状記憶線材の細長部材の第一端部は、回動軸線の第一側において、容器（例えば、カテーテルの末端部において）及び負荷（例えば、超音波変換器）の一方に対して固定関係で相互連結されてよい。同様に、第二形状記憶線材の細長部材の第一端部は、第一側とは反対の回動軸線の第二側において、容器（例えば、カテーテルの末端部において）及び負荷（例えば、超音波変換器）の一方に対して固定関係で相互連結されてよい。
【００２５】
一つの提案において、第一形状記憶線材の細長部材は、第一相互連結位置において、負荷（例えば、超音波変換器）及び容器の対応する他方に相互連結されてよい。さらに、第二形状記憶線材の細長部材は、第一及び第二相互連結位置が回動軸線の反対側に位置される場合の第二相互連結位置において、負荷（例えば、超音波変換器）及び容器の対応する他方に相互連結されてよい。
【００２６】
一つの実施形態において、第一及び第二形状記憶線材の細長部材の各々は、容器及び負荷（例えば、超音波変換器）の対応する一方に対して固定関係で相互連結される対応する第二端部を有してよい。さらに、第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、容器及び負荷（例えば、超音波変換器）の対応する他方に、対向する第一端部及び第二端部の間において、相互連結されてよい。この点において、記載された第一及び第二相互連結位置は、回動軸線の反対側に偏倚されてよい。一つの実施において、第一及び第二偏倚位置は、回動軸線から実質的に等距離にあってよい。このような構造において、第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、負荷（例えば、超音波変換器）に対して対称に配設されてよい。
【００２７】
第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、対応して第一及び第二夾角をそれぞれ形成する対応する第一及び第二部分を有するように配置されてよい。次いで、第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、第一及び第二夾角が、第一及び第二形状記憶部材の各々の対応する作動及び非作動に応じて増加及び減少して負荷を移動させるように、配置されてよい。このような夾角を有するように第一及び第二形状記憶線材の細長部材を配置することによって、線材の細長部材の少なくとも約１０％から２０％の効果的な移動が達成されるかもしれない。つまり、少なくとも約１０％から２０％の効果的な伸長が達成されるかもしれず、ここで、効果的な伸長とは、負荷に概ね垂直に配置され、夾角を有する形状記憶線材の細長部材と同様な容積内に配置された形状記憶部材によって負荷の同様な運動を生み出すのに必要とされるであろう伸長である。
【００２８】
別の実施形態において、第一形状記憶線材の細長部材は、回動軸線の第一側において容器（例えば、作動装置の末端部分において）に相互連結された第一端部と、第一側と反対の回動軸線の第二側において負荷（例えば、超音波変換器）に相互連結された第二端部とを具備してよい。同様に、第二形状記憶線材の細長部材は、回動軸線の第一側において容器に相互連結された第一端部と、回動軸線の第二側において負荷（例えば、超音波変換器）に相互連結された第二端部とを有してよい。
【００２９】
さらに別の実施形態において、第一形状記憶線材の細長部材は、容器（例えば、カテーテルの末端部分において）及び負荷（例えば、超音波変換器）の一方に対して固定関係で相互連結された第一及び第二端部を具備してよい。さらに、係合部材（例えば、支柱及び柱など）が、容器及び負荷の他方に対して固定されるように設けられてよく、ここで、第一形状記憶線材の細長部材は、第一形状記憶線材の細長部材の作動中に第一方向に負荷を回転するように係合部材に係合する。同様に、第二形状記憶線材の細長部材は、容器及び負荷の前記一方に対して固定関係で相互連結された第一及び第二端部を具備してよく、ここで、第二形状記憶線材の細長部材は、第二形状記憶線材の細長部材の作動中に第二方向に負荷を回転するように係合部材に係合する。
【００３０】
幾つかの実施形態において、負荷（例えば、超音波変換器）の中心軸線は、回動軸線と平行であってよい。他の実施形態において、このような中心軸線は、回動軸線と一致してよい。
【００３１】
様々な実施形態において、駆動エネルギ源は、第一及び第二形状記憶部材の各々に、対応する第一及び第二時間期間中に第一及び第二エネルギ信号を繰り返し供給するために含まれてよい。駆動エネルギ源は、各第一時間期間の終わりと各第二時間期間の始まりとの間の第一時間間隔を確定するように作動可能であり、ここで、少なくとも第二形状記憶部材は、第二形状記憶部材が各第一時間間隔中に負荷（例えば、超音波変換器）の揺動回動運動の少なくとも一部をもたらすように作動可能であるように、各第一時間間隔の少なくとも一部の間に弾性張力状態となるように準備される。さらに、駆動エネルギ源は、各第二時間期間の終わりと、各第一時間期間の始まりとの間に確定された第二時間間隔を有する第一及び第二エネルギ信号を繰り返し提供するように作動可能である。次いで、第一形状記憶部材は、第一形状記憶部材が各第二時間間隔中に負荷（例えば、超音波変換器）の揺動回動運動の少なくとも一部をもたらすように作動可能であるように、各第二時間間隔の少なくとも一部の間に弾性張力状態となるように準備されてよい。理解され得るように、第一及び第二形状記憶部材は、回動運動の角度範囲の両端部分に対応する負荷の揺動回動運動の異なる部分をもたらすのに利用されてよい。
【００３２】
ある実施において、少なくとも第一磁気部材が、容器（例えば、カテーテルの末端部分において）及び負荷（例えば、超音波変換器）の一方に支えられるように相互連結され、負荷（例えば、超音波変換器）の揺動回動運動の少なくとも一部をもたらすように設置されてよい。一つの提案において、第一磁気部材は、永久磁石、例えば、被覆されたネオジム、鉄、及びホウ素から構成された永久磁石、又はサマリウム及びコバルトから構成された永久磁石を含んでよい。別の提案において、第一磁気部材は、電磁石部材を具備してよい。
【００３３】
関連して、第二磁気部材が、負荷の揺動回動運動の少なくとも第二部分をもたらすように、容器及び負荷の一方に支えられるように相互連結されてよい。この点において、負荷の揺動回動運動の第一部分及び第二部分は、負荷の回動運動の予め定められた角度範囲の両端部分に対応してよい。ある実施において、第一磁気部材及び第二磁気部材の少なくとも一方は、吸引力を提供するように作用可能である。同様に、ある構造において、第一磁気部材及び第二磁気部材の少なくとも一方は、反発力を提供するように作用可能である。第一及び第二磁気部材の少なくとも一方による力は、容器及び負荷の他方に相互連結された磁化可能部材へ提供されてよい。別の実施において、第一及び第二磁気部材の少なくとも一方による力は、容器及び負荷の他方に相互連結された少なくとも一つのさらなる磁気部材へ提供されてよい。
【００３４】
記載したように、前述の作動装置は、特にカテーテル機器に適している。この点において、第一及び第二形状記憶部材は、カテーテルの末端部分において超音波変換器アレイの揺動運動をもたらすために容器内に配置されてよい。さらに、末端部分は、カテーテル本体に対して使用者により選択的に設置可能に提供されてよい。幾つかの実施形態において、末端部分は、カテーテル本体に対するある角度範囲の中で選択的に角度付けされるように提供されてよい。例として、カテーテルは、カテーテル本体へ末端部分を相互連結するためのヒンジ部を有してよい。他の実施形態において、末端部分は、カテーテル本体に関する角度範囲回りに選択的に回転させられるように提供されてよい。
【００３５】
さらに別の態様において、負荷の揺動回動運動を生み出す方法が提供される。この方法は、第一方向に負荷を回動するために負荷に対して作用的に結び付けられた第一形状記憶部材を作動させる第一作動段階と、第一方向と反対の第二方向に負荷を回動するために負荷に対して作用的に結び付けられた第二形状記憶部材を作動させる次の第二作動段階とを有してよい。この方法は、さらに、回動軸線に対する角度範囲に渡る負荷の揺動回動運動をもたらすための予め定められた周期に従う第一及び第二作動段階の繰り返す段階を有してよい。一つの実施形態において、この方法はカテーテルにおける使用方法であってよく、負荷は流体中に浸されて密閉容積内の回動軸線回りの回動運動のために配設された超音波変換器であり、密閉容積は細長いカテーテル本体の末端部に支えられるように配設された末端部分によって区画形成される。このような実施形態において、この方法は、さらに、第一及び第二作動段階の少なくとも一方の各々の発現の少なくとも一部の間に流体を通して音波信号の送信及び受信の少なくとも一方を行うための超音波変換器を作動する段階を有してよい。
【００３６】
一つの提案において、第一作動段階は、第一構造形から第二構造形へ第一形状記憶部材を変化させるために第一形状記憶部材へ第一電気信号を供給する第一供給段階を有してよく、それにより、負荷へ第一力を与える。この提案は、さらに、第二作動段階が、第一構造形から第二構造形へ第二形状記憶部材を変化させるために第二形状記憶部材へ第二電気信号を供給する第二供給段階を有することを含んでいてよく、それにより、負荷へ第二力を与える。この方法は、第二構造形から第一構造形へ第二形状記憶部材を戻すために第一力を使用する段階と、第二構造形から第一構造形へ第一形状記憶部材を戻すために第二力を使用する段階とを有していてよい。
【００３７】
一つの実施において、第一及び第二作動段階を繰り返すことにより達成される超音波変換器の揺動回動運動は、１から５０Ｈｚの間又は８から３０Ｈｚの間の周波数で発生してよい。別の実施において、第一及び第二作動段階を繰り返すことにより達成される超音波変換器の揺動回動運動は、少なくとも１０Ｈｚの周波数で発生してよい。さらに別の実施において、この周波数は、少なくとも５０Ｈｚであってよい。
【００３８】
一つの構造において、第一形状記憶部材は、第一供給段階中に短くされてよく、第二形状記憶部材は、第二供給段階中に短くされてよい。形状記憶部材は、形状記憶線材の形態であってよい。
【００３９】
様々な実施形態において、第一及び第二形状記憶部材は、それぞれ、対応する第一及び第二形状記憶線材の細長部材によって形成されてよい。一つの提案において、第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、物理的に分離する第一及び第二線材を具備してよい。別の提案において、第一及び第二形状記憶線材の細長部材は、それぞれ、一本の連続した形状記憶線材の異なる第一及び第二細長部分によって形成されてよい。第一及び第二部分は、それぞれ、連続の形状記憶線材の異なる第一及び第二細長部分によって、又は物理的に分離する第一及び第二線材によって形成されてよい。
【００４０】
ある実施において、第一及び第二形状記憶部材は、それぞれ、対応する第一及び第二夾角の各々を形成する対応する第一及び第二部分を有してよい。このような実施において、この方法は、第一供給段階中の第一夾角を増加して第二夾角を減少させる段階と、第二供給段階中の第二夾角を増加して第一夾角を減少させる段階とを有してよい。
【００４１】
一つの提案において、予め定められた周期は、第一供給段階の終わりと第二供給段階の始まりとの間の第一時間間隔を有してよい。このような提案は、第二方向における負荷の回動運動を起こすための各第一時間間隔中の第二形状記憶部材の弾性応答を利用する段階を有してよい。予め定められた周期は、第二供給段階の終わりと第一供給段階の始まりとの間の第二時間間隔を有してよく、この提案は、さらに、第一方向における負荷の回動運動を起こすための各第二時間間隔の発生中の第一形状記憶部材の弾性応答を利用する段階を有してよい。
【００４２】
一つの構造において、この方法は、揺動回動運動の少なくとも一部をもたらすための負荷に磁力を提供するための磁石を使用する段階を有してよい。この方法は、さらに、揺動回動運動の異なる少なくとも一部をもたらすための磁力を提供するための第二磁石を使用する段階を有してよい。一つの提案において、第一及び第二磁石は、角度範囲の両端部分に作用してよい。
【００４３】
本発明の多数のさらなる特徴及び利点は、以下に提供される実施形態の説明を検討すると当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を構成する作動装置の一実施形態の側面図である。
【図２Ａ】図１の実施形態の作動装置における選択された構成要素の斜視図である。
【図２Ｂ】代わりの作動装置の構成要素と共に図１の実施形態の作動装置における選択された構成要素の斜視図である。
【図３Ａ】作動の異なる時間において図示された図１の実施形態の作動装置における選択された構成要素の端面図である。
【図３Ｂ】作動の異なる時間において図示された図１の実施形態の作動装置における選択された構成要素の端面図である。
【図３Ｃ】第一例の磁気援助を備える図１の実施形態の作動装置における選択された構成要素の端面図である。
【図３Ｄ】第二例の磁気援助を備える図１の実施形態の作動装置における選択された構成要素の端面図である。
【図４Ａ】本発明を構成する作動装置の別の実施形態の側面図である。
【図４Ｂ】本発明を構成する作動装置の追加的な実施形態の側面図である。
【図４Ｃ】本発明を構成する作動装置のさらなる実施形態の側面図である。
【図５Ａ】作動の異なる時間において図示された図４Ａの実施形態の作動装置における選択された構成要素の端面図である。
【図５Ｂ】作動の異なる時間において図示された図４Ａの実施形態の作動装置における選択された構成要素の端面図である。
【図５Ｃ】作動の異なる時間において図示された図４Ａの実施形態の作動装置における選択された構成要素の端面図である。
【図５ＡＡ】作動の異なる時間において図示された図４Ａの実施形態の作動装置の変形構造における選択された構成要素の端面図である。
【図５ＢＢ】作動の異なる時間において図示された図４Ａの実施形態の作動装置の変形構造における選択された構成要素の端面図である。
【図５ＣＣ】作動の異なる時間において図示された図４Ａの実施形態の作動装置の変形構造における選択された構成要素の端面図である。
【図６】本発明を構成する作動装置の別の実施形態の側面図である。
【図７】本発明を構成する作動装置の別の実施形態の側面図である。
【図８】図７の実施形態の作動装置へヒンジ部により接続されるカテーテル本体の末端部を図示している。
【図９】図７の実施形態の作動装置へヒンジ部により接続されるカテーテル本体の末端部を図示している。
【図１０】ハンドル、カテーテル、及び図７の実施形態の作動装置を備える超音波撮像装置を図示している。
【図１１】心臓の右心房内の心臓内超音波検査のための図７の実施形態の作動装置を有する操縦可能なカテーテルの実施形態の設置を示している。
【図１２】心臓の右心房内の心臓内超音波検査のための図７の実施形態の作動装置を有する操縦可能なカテーテルの実施形態の設置を示している。
【図１３】第二位置において心臓の右心房内への図７の実施形態の作動装置を有する図１１の実施形態の設置を示している。
【図１４】第三位置において心臓の右心房内への図７の実施形態の作動装置を有する図１１の実施形態の設置を示している。
【図１５Ａ】形状記憶部材を駆動するために使用される駆動信号及び駆動される負荷の対応位置のグラフである。
【図１５Ｂ】形状記憶部材を駆動するために使用される別の駆動信号及び駆動される負荷の対応位置のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図１は、回動軸線ＡＡ回りの負荷２０の揺動回動運動を生み出すように作動可能な第一形状記憶部材１２及び第二形状記憶部材１４を具備する作動装置１０の一実施形態を図示している。この点において、回動軸線ＡＡは、各端部において軸受取り付けされて容器４０に対して回転可能な軸部材３０によって確定されてよい。容器４０は、第一端部材４２ａ、第二端部材４２ｂ、及び外郭４２ｃ（図１において透明に図示されている）を有している。一方、負荷２０は、軸部材３０と共に回動運動するために軸部材３０に支えられるように取り付けられてよい。
【００４６】
第一及び第二形状記憶部材１２，１４は、それぞれ、形状記憶材料（例えば、ニチノール、ニッケル及びチタンの合金）の細長部材を具備してよく、第一及び第二形状記憶部材１２，１４は、対応するマルテンサイトのオーステナイトへの相転移及び対応する各部材の長さの減少（例えば、収縮）をもたらすために、少なくとも部分的な時間ずれ関係において加熱されてよい。理解されるであろうように、このような交互の長さ減少は、軸部材３０が往復回転することを引き起こし、それにより、負荷２０が、揺動するように、回動軸線ＡＡ回りに往復回動することを引き起こす。このような加熱は、形状記憶部材１２，１４へ電気エネルギを供給することによって実現され得る。供給エネルギは、供給される電圧の形態であってよく、前記電圧は形状記憶部材１２，１４内の電流を引き起こし、前記電流が熱を生み出す。第一及び第二形状記憶部材１２，１４は、それぞれ、形状記線材又は任意の他の適当な形状記憶形態（例えば、形状記憶帯材、多条フィラメント線材のような多要素部材、コイル部材、螺旋巻撚り部材）の細長部材を具備してよい。
【００４７】
第一形状記憶部材１２と、第二形状記憶部材１４と、軸部材３０との間の作用的インタフェイスを図示する図２Ａ、３Ａ、及び３Ｂと共に図１が参照される。説明の目的のために、負荷２０、第一及び第二端部材４２ａ，４２ｂ、及び外郭４２ｃは、図２Ａから３Ｄには示されていない。図示された実施形態において、第一形状記憶部材１２は、第一端部１２ａにおいてアンカー５２ａに固定的に相互連結されてよい。アンカー５２ａは、弾性変形可能部材（例えば、弾力性を有する圧縮可能部材のようなスプリング状部材）５３ａに相互連結されてよく、次いで、この弾性変形可能部材５３ａは、第一端部材４２ａに相互連結される。この点において、弾性変形可能部材５３ａの圧縮を介して、アンカー５２ａは、第一端部材４２ａに対して制限された量の移動が可能である。第一形状記憶部材１２は、第二端部１２ｂにおいてアンカー５２ｂ（図２Ａにおいて部分的に見ることができる）に固定的に相互連結されてよい。同様に、アンカー５２ｂは、弾性変形可能部材５３ｂに相互連結されてよく、次いで、この弾性変形可能部材は、第二端部材４２ｂに相互連結される。同様に、第二形状記憶部材１４は、第一端部１４ａにおいてアンカー５４ａに固定的に相互連結されてよい。アンカー５４ａは、弾性変形可能部材５５ａに相互連結されてよく、次いで、この弾性変形可能部材５３ｂは、第一端部材４２ａに相互連結される。第二形状記憶部材１４は、第二端部１４ｂにおいてアンカー５４ｂ（図２Ａにおいて部分的に見ることができる）に固定的に相互連結されてよい。アンカー５４ｂは、弾性変形可能部材５５ｂに相互連結されてよく、次いで、この弾性変形可能部材５５ｂは、第二端部材４２ｂに相互連結される。
【００４８】
弾性変形可能部材５３ａ，５３ｂ，５５ａ，５５ｂは、形状記憶部材１２，１４が同時に長さを変化させるときに（例えば、形状記憶部材１２，１４の一方は、他方が長くなるときに、長さにおいて収縮してよい）、これら形状記憶部材の長さの間の起こり得る不釣り合いを相殺するように弾性変形する（例えば、弾力的に圧縮及び非圧縮）ように作用可能であるかもしれない。圧縮によって、弾性変形可能部材５３ａ，５３ｂ，５５ａ，５５ｂは、形状記憶部材１２，１４内の過度な弾性張力を防止する助けとなるかもしれない。加えて、弾性変形可能部材５３ａ，５３ｂ，５５ａ，５５ｂは、形状記憶部材１２，１４が負荷２０の揺動運動中に回動するときの寸法変化に起因する弾性張力変化を相殺する助けとなるかもしれない。
【００４９】
第一形状記憶部材１２は、係合部材３２ａを介して軸部材３０に作用的に相互連結されてよく、この係合部材は、回動軸線ＡＡの一方側において、軸部材３０に固定的に相互連結され、軸部材から離れるように横方向に延在する。同様に、第二形状記憶部材１４は、係合部材３２ｂを介して軸部材３０に作用的に相互連結されてよく、この係合部材は、回動軸線ＡＡの他方の側において、軸部材３０に固定的に相互連結され、軸部材から離れるように横方向に延在する。係合部材３２ａ，３２ｂは、形状記憶部材１２，１４を該係合部材に対して確実に設置する助けとなるように溝が形成されてよい。係合部材３２ａとアンカー５２ａとの間の距離と、係合部材３２ａとアンカー５２ｂとの間の距離とが等しくないか、又は係合部材３２ｂとアンカー５４ａとの間の距離と、係合部材３２ｂとアンカー５４ｂとの間の距離とが等しくないか、又は係合部材３２ａとアンカー５２ａとの間の距離と、係合部材３２ａとアンカー５２ｂとの間の距離とが等しくなく、係合部材３２ｂとアンカー５４ａとの間の距離と、係合部材３２ｂとアンカー５４ｂとの間の距離とが等しくない場合の実施形態において、対応する溝は、形状記憶部材の長さが変化して負荷２０が揺動運動を受けるように、対応する形状記憶部材１２，１４が溝内で滑ることを可能とするように形成されてよい。このような距離が実質的に等しい場合の実施形態において、対応する形状記憶部材１２，１４は、対応する係合部材３２ａ，３２ｂに（例えば、対応する係合部材の長さに沿っての中間位置において）固定されてよい。
【００５０】
図３Ａに図示されたように、第一形状記憶部材１２は、第一モーメントアームＩ1を確定するように、回動軸線ＡＡから偏倚する位置において係合部材３２ａを介して軸部材３０に作用的に相互連結されてよい。同様に、第二形状記憶部材１４は、第二モーメントアームＩ2を確定するように、回動軸線ＡＡから偏倚する位置において係合部材３２ｂを介して軸部材３０に作用的に相互連結されてよい。図示された構造において、モーメントアームＩ1及びＩ2は、実質的に等しい。モーメントアームＩ1及びＩ2が等しくない構造が、実施されるかもしれない。
【００５１】
図２Ａ及び３Ａにおいて、第一形状記憶部材１２は、第一形状記憶部材１２が長さにおいて収縮することを引き起こすように、例えば加熱されて作動させられ、それにより、角度ｙ1だけ第一方向（例えば時計回り方向）に軸部材３０を回転する。記載されるように、第一形状記憶部材１２は、第二形状記憶部材１４が作動させられている間の第二期間と少なくとも部分的に重ならない第一期間の間において作動させられてよい。この点において、第一形状記憶部材１２の作動は、伸長状態（例えば、作動後のオーステナイトのマルテンサイトへの相転移と共に）への形状記憶部材１４の戻りを容易にするように、第二形状記憶部材１４へ張力を与えるように機能してよい。
【００５２】
図３Ｂにおいて、第二形状記憶部材１４は、第二形状記憶部材１４が長さにおいて収縮することを引き起こすように作動させられ（例えば、加熱され）、それにより、角度ｙ2だけ第二方向（例えば反時計回り方向）に軸部材３０を回転する。第二形状記憶部材１４が第一形状記憶部材１２の作動への少なくとも部分的な時間ずれ関係において作動させられる構造において、第二形状記憶部材１４の作動は、伸長状態（例えば、作動後のオーステナイトのマルテンサイトへの相転移と共に）への第一形状記憶部材１２の戻りを容易にするように、第一形状記憶部材１２へ張力を与えるように機能してよい。
【００５３】
図１及び２Ａを再び参照すると、第一形状記憶部材１２の一部は、角度ｘ1の夾角を形成するように係合部材３２ａ及び負荷２０から離れて延在する。同様に、第二形状記憶部材１４の一部は、角度ｘ2の夾角を形成するように係合部材３２ｂ及び負荷２０から離れて延在する。理解され得るように、第一形状記憶部材１２の作動中において、夾角ｘ1は増加し、夾角ｘ2は減少し、第二形状記憶部材１４の作動中において、夾角ｘ2は増加し、夾角ｘ1は減少する。図１に図示された第一形状記憶部材１２及び第二形状記憶部材１４の角度構造形は、角度ｙ1＋ｙ2（図３Ａ及び３Ｂ参照）の比較的大きな角度範囲に渡る負荷２０の回動運動を容易にする。この点において、形状記憶部材１２，１４が長さの約１％から５％（例えば４％）を変化させられ、原位置又は中立位置（例えば、水平位置の負荷２０と共に）における角度ｘ1及びｘ2が約１００から１７０度である場合において、角度ｙ1＋ｙ2の全角度範囲は、約５０から６０度の程度であるかもしれない。同じ全角度範囲が、例えば、中立位置の角度ｘ1及びｘ2をより大きくし、対応して形状記憶部材１２，１４の長さ変化を減少することによって、別の実施形態において実現されるかもしれない。このような変更例は、形状記憶部材１２，１４へのより高い応力を結果としてもたらすかもしれない。別の変更例において、中立位置の角度ｘ1及びｘ2をより小さくし、対応して形状記憶部材１２，１４の長さ変化を増加することは、形状記憶部材１２，１４の長さ変化と負荷２０の角度の変化との間の線形性を高めるかもしれない。形状記憶部材１２，１４が係合部材３２ａ，３２ｂと接する場所に対する第一及び第二端部材４２ａ，４２ｂ上の形状記憶部材１２，１４の固定端部の位置は、例えば、負荷２０の周期運動において選択された位置で形状記憶部材１２，１４によって係合部材３２ａ，３２ｂへ与えられる最大の力を提供するように、調整されるかもしれない。形状記憶部材１２，１４の固定端部の位置は、さらに、作動装置１０が占める特定の全体空間容積が実現されるように選択され得る。こうして、特定の適用例のために、作動装置１０は、所定の大きさを実現するように形成されてよく、一方、別の形態において、作動装置は、所定の直線性を実現するように形成されてよく、一方、別の形態において、角度ｙ1＋ｙ2の特定角度範囲が実現され得る。一例において、作動装置は、負荷２０を回動軸線ＡＡ回りに３６０度に渡り回転させることにより形成される想像円筒により区画形成される空間容積を占有するように、形成されてよい。このような例において、作動装置１０の全体直径は、負荷２０を駆動するのに使用される機構の大きさではなく負荷２０の大きさによって決定されてよい。この点において、負荷２０の大きさ（例えば、長さ、幅、厚さ）は、形状記憶部材１２，１４の形状における要素であってよい。
【００５４】
図１、２Ａ、３Ａ、及び３Ｂの実施形態に戻ると、第一形状記憶部材１２の作動は、形状記憶部材１２へ電気的に相互連結されていてよいアンカー５２ａ及び５２ｂへのエネルギ信号の提供により実現され得る。この点において、アンカー５２ａ及び５２ｂは、形状記憶部材１２への電気的な相互連結を容易にする接続ブロックとして働くかもしれない。同様に、第二形状記憶部材１４の作動は、形状記憶部材１４へ電気的に相互連結されていてよいアンカー５４ａ及び５４ｂへのエネルギ信号の提供により実現され得る。例えば、アンカー５２ａ，５２ｂ及び５４ａ，５４ｂは、時間ずれ関係において、アンカー５２ａ，５２ｂ及び５４ａ，５４ｂへの（及びその結果、形状記憶部材１２，１４への）電気信号を提供するための論理回路を有する電気エネルギ源へ電気信号線を介して相互連結されて、ここで、このような電気信号は、予め定められたアルゴリズムにより大きさが変化し得る。このような予め定められたアルゴリズムは、揺動するように回動軸線ＡＡ回りを回動又は回転するときに、負荷２０の比較的一定の角速度を実現することを達成するかもしれない。代りに、予め定められたアルゴリズムは、負荷２０のための他の望ましい動作プロファイルを実現することを達成するかもしれない。実際に、形状記憶部材を駆動するために使用されるアルゴリムズを変更することによって、ここに説明された任意の実施形態の動作プロファイルは、望まれるように調整されるかもしれない。
【００５５】
磁石が負荷２０の運動を制御するために様々な状況に下で使用されてよい。例えば、図３Ｃに図示されたように、磁石６２が、係合部材３２ａの行程端に又はその近傍に設置されてよい。このような形態において、係合部材３２ａ，３２ｂは、磁性材料（例えば、鉄）から形成される。代りに、係合部材３２ａ，３２ｂは、非磁性材料から形成されてよく、磁石６２及び第二磁石６０が係合部材３２ａ，３２ｂへ磁力を与えることを可能とするように、一つ以上の磁性部材が係合部材３２ａ，３２ｂに固定的に相互連結されてよい。磁石６２が係合部材３２ａへ吸引力を与えてよく、こうして、図３Ｃに図示された行程端位置を実現するために第一形状記憶部材１２内で必要な弾性張力を低減する。このような構造は、さらに、行程端位置を実現するために必要な形状記憶部材１２の加熱程度を低減するかもしれない。同様に、第二磁石６０が、他の行程端位置において負荷２０への同じ効果を有するように設置されてよい。図３Ｃに図示された実施形態の変更例において、磁石６２は、行程端位置において係合部材３２ａと直接的に接触するように設置されてよい。このような構造形は、負荷２０の位置を明確に決定するのに役立つかもしれない（すなわち、係合部材３２ａを磁石６２と接触するように駆動することにより、負荷２０の位置が分かるであろう）。さらに、このような構造形は、予め定められた長さの時間において行程端に負荷２０の位置を保持するか又は保持を助けることの出来る力を提供するのに使用されるかもしれない。別の変更例において、非鉄スペーサ（図示せず）は、このスペーサが係合部材３２ａの動作の強固な止め部材として働くように、磁石６２へ（又は代りに係合部材３２ａへ）取り付けされてよく（こうして、負荷２０の位置の明確な決定を提供する）、しかし、非鉄スペーサは磁石６２が係合部材３２ａに直接的に接触することを許容しない。
【００５６】
図３Ｄに図示された磁性補助の別の例において、一対の棒状磁石６６，７０が、負荷２０が図３Ｄに図示された行程端位置に近づくときに、互いに反発力を与えるように設置されてよい。このような構造形は、負荷２０の減速の助けとなるかもしれず、減速援助から利益を得るかもしれない比較的高速の、又は高負荷の、又は高速及び高負荷の質量使用に特に適当であるかもしれない。他の行程端位置において負荷２０への同じ効果を有するように設置される同じ形状の一対の棒状磁石６４，６８が使用されてよい。
【００５７】
前述の磁石は、永久磁石及び電磁石の少なくとも一方であってよい。磁石が電磁石である場合において、これらの電磁石は所望の動作プロファイルの提供を援助するために積極的に制御されてよい。ここに述べられた任意の他の実施形態は、負荷の運動の制御を援助するために前述のように磁石を使用してよい。磁石を利用する実施形態において、磁石と協調する様々な部品は、特別な性能特性を提供するために形作られてよい。例えば、図３Ｃの係合部材３２ａ，３２ｂは、平らな表面が磁石６０，６２へ与えられるように、正方形断面（図１に図示された円形断面とは対照的に）を有してよい。
【００５８】
図１の実施形態の構成要素の代替的な配置において、形状記憶部材１２，１４の端部は、形状記憶部材１２，１４の端部が図１の第一及び第二端部材４２ａ，４２ｂへ固定的に取り付けられる方法と同じように、負荷２０に固定的に相互連結されてよい。このような実施形態において、係合部材又は等価構造体は、形状記憶部材１２，１４が、それぞれ、負荷２０の一端部において負荷２０に固定的に相互連結される第一端部と、負荷２０の他方の端部において負荷２０に固定的に相互連結される第二端部と、固定的に配置された係合部材又は等価構造体の回りに部分的に設置された中央部とを有するように、負荷２０の下側（すなわち、図１に図示された向きにおけるときの下側）に固定的に（外郭４２ｃに対して）配置されてよい。
【００５９】
図１の実施形態の構成要素の追加的な代替の配置構成において、作動装置１０は、形状記憶部材１２，１４の一方又は両方の破損の場合における予備を提供するためにさらなる形状記憶部材を有していてよい。例えば、形状記憶部材１２と同様に形成されたさらなる形状記憶部材が、形状記憶部材１２と同じ負荷２０の運動を生み出すように作用可能であるように配設されてよい。この点において、さらなる形状記憶部材は、形状記憶部材１２と全体的に平行に配置されてよい。一実施形態において、さらなる形状記憶部材は、形状記憶部材１２と協働して作動させられてよい。別の形状記憶部材が、形状記憶部材１４に対して同様に、配置され、又は作動させられ、又は配置されて作動させられてよい。その結果として、このような配置において、もし、形状記憶部材１２，１４の一方又は両方が破損しても、予備の形状記憶部材が負荷２０の往復運動を生み出すのに使用され得る。
【００６０】
図２Ｂは、図２Ａと同じ向きにおいて軸部材３０及び係合部材３２ａ，３２ｂを図示している。図２Ｂの実施形態において、形状記憶部材１２，１４、対応する弾性変形可能部材５３ａ，５３ｂ，５５ａ，５５ｂ、及びアンカー５２ａ，５２ｂ，５４ａ，５４ｂは、螺旋巻形状記憶部材１６，１８及びアンカー２２，２４と置き換えられている。螺旋巻形状記憶部材１６，１８は、非螺旋巻形状記憶部材１２，１４と比較して、より大きな長さの減少割合（例えば、螺旋巻コイルの長手軸線に沿う）を実現するように作用可能であるかもしれない。こうして、図２Ｂに図示されたように、螺旋巻形状記憶部材１６，１８は、形状記憶部材１２，１４によってもたらされるのと同様な軸部材３０の揺動回動運動を生み出すために、係合部材３２ａ，３２ｂの端部と概ね垂直に配置されてよい。さらに、螺旋巻形状記憶部材１６，１８は、同じ空間容積内で（例えば、図１の容器４０内で）このような運動を生み出すように作用可能であるかもしれない。アンカー２２，２４は、弾性変形可能部材を有していてよい。さらに、さらなる螺旋巻形状記憶部材が、さらなる形状記憶部材１２，１４を参照して上述されたのと同様な予備を提供するのに使用されてよい。
【００６１】
図４Ａは、回動軸線ＡＡ回りの負荷１２０の揺動回動運動を生み出すように作動させられることができる第一形状記憶部材１１２及び第二形状記憶部材１１４を具備する作動装置１００の別の実施形態を図示している。回動軸線ＡＡは、各端部において軸受取り付けされて容器１４０に対して回転可能な軸部材１３０によって確定されてよい。容器１４０は、第一端部材１４２ａ、第二端部材１４２ｂ、及び外郭１４２ｃ（図４Ａにおいて透明に図示されている）を有している。図示されたように、負荷１２０は、軸部材１３０と共に回動運動するために軸部材１３０に支えられるように取り付けられてよい。
【００６２】
第一及び第二形状記憶部材１１２，１１４は、それぞれ、形状記線材又は任意の他の適当な形状記憶形態（例えば、形状記憶帯材、多条フィラメント線材のような多要素部材、コイル部材、螺旋巻撚り部材）の細長部材を具備していてよく、対応するマルテンサイトのオーステナイトへの相転移及び対応する各線材の長さの減少（例えば、収縮）をもたらすために、少なくとも部分的な時間ずれ関係において加熱されてよい。次いで、このような交互の長さ減少は、軸部材１３０が往復回動又は回転することを引き起こし、それにより、負荷１２０が、揺動するように、回動軸線ＡＡ回りに往復回動することを引き起こす。
【００６３】
図４Ａに図示されるように、第一形状記憶部材１１２は、第一端部１１２ａにおいて、弾性変形可能部材１５６ａを介して容器１４０に相互連結されたアンカー１５２ａに固定的に相互連結されてよく、第一形状記憶部材１１２は、第二端部１１２ｂにおいて、弾性変形可能部材１５６ｂを介して容器１４０に相互連結されたアンカー１５２ｂに固定的に相互連結されてよい。アンカー１５２ａ及び１５２ｂの各々は、回動軸線ＡＡ及び軸線ＢＢの両方を含む垂直平面の共通側に配置されてよく、この垂直平面は、負荷１２０が中立位置にあるときに（図４Ａに図示されたように）、軸部材１３０に固定された関係において軸部材から離れて下方へ延在する係合部材１３２に沿って位置する（図５Ａ参照）。第二形状記憶部材１１４は、第一端部１１４ａにおいて、弾性変形可能部材１５８ａを介して容器１４０に相互連結されたアンカー１５４ａに相互連結されてよく、第二形状記憶部材１１４は、第二端部１１４ｂにおいて、弾性変形可能部材１５８ｂを介して容器１４０に相互連結されたアンカー１５４ｂに固定的に相互連結されてよい。アンカー１５４ａ及び１５４ｂの各々は、アンカー１５２ａ，１５２ｂが配置された側の反対において、軸線ＡＡ及びＢＢにより確定される垂直平面の共通側に配置されてよい。代りに、単一の弾性変形可能部材（例えば、弾性変形可能部材１５６ａ，１５８ａ）が、形状記憶部材１１２，１１４の各々に相互連結されてよく、又は弾性変形部材が使用されなくてよい。
【００６４】
図４Ａにさらに図示されたように、第一形状記憶部材１１２及び第二形状記憶部材１１４は、係合部材１３２の反対側での係合により軸部材１３０に作用的に相互連結されるように配置される。さらに詳しくは、第一形状記憶部材１１２は、アンカー１５２ａ，１５２ｂが配置される係合部材１３２の側面から反対側を向く係合部材１３２の側面に係合する。逆に、第二形状記憶部材１１４は、第一形状記憶部材１１２によって係合される係合部材１３２の側面とは反対で、アンカー１５４ａ，１５４ｂが配置される係合部材１３２の側面から反対側を向く係合部材１３２の側面に係合する。
【００６５】
図４Ａに図示されるように、第一及び第二形状記憶部材１１２，１１４は、それらが負荷１２０から等距離離間して係合部材１３２と接するように形成されていないことが分かるであろう。こうして、第一及び第二形状記憶部材１１２，１１４は、係合部材１３２に対称的に作用しないかもしれない。図４の作動装置１００の変更例において、第一及び第二形状記憶部材１１２，１１４は、それぞれが負荷１２０から共通の距離で係合部材１３２に接するように形成されてよい。このような構造形において、対称性は、例えば、第一及び第二形状記憶部材１１２，１１４が負荷１２０の回動中に互いに干渉しないように、アンカー１５２ａ，１５２ｂ，１５４ａ，１５４ｂの位置を対称的に調整することによって実現されるかもしれない。
【００６６】
図４Ｂは、図４Ａの実施形態に図示された作動装置１００の変形実施形態を図示している。図４Ａの実施形態に関して、第一及び第二形状記憶部材１１２，１１４が、形状記憶線材の細長部材を具備してよいことが記載された。図４Ａは、物理的に分離した第一及び第二形状記憶部材１１２，１１４を図示している。図４Ｂの実施形態において、第一及び第二形状記憶部材１１２´，１１４´は、連続の形状記憶線材１１３の分離部分又は分離長さによって確定されてよい。例として、形状記憶合金線材１１３は、第一端部１１３ａにおいてかしめアンカー１５３ａへかしめ付けられてよく、第二端部１１３ｂにおいてかしめアンカー１５３ｂへかしめ付けられてよい。さらに、形状記憶合金線材１１３は、第一形状記憶部材１１２´（すなわち、かしめアンカー１５３ａと１５３ｃとの間の）に対応する線材部分を確定するためにかしめアンカー１５３ｃにおいてかしめ付けられてよく、第二形状記憶部材１１４´（すなわち、かしめアンカー１５３ｂと１５３ｄとの間の）を確定するためにかしめアンカー１５３ｄにおいてかしめ付けられてよい。この構造において、形状記憶合金線材１１３は、共通の接地部１５５（例えば、かしめアンカー１５２ｃと１５３ｄとの間の）に電気的に相互連結されてよい。図示されたように、形状記憶合金線材１１３の第一端部１１３ａは、第一電気駆動信号源ＶAに電気的に相互連結されてよく、第二端部１１３ｂは、第二電気駆動信号源ＶBに電気的に相互連結されてよい。第一及び第二電気駆動信号源ＶA，ＶBは、それぞれに、第一及び第二形状記憶部材１１２´，１１４´の作動のために交互に作動させられてよい。
【００６７】
図４Ｃは、図４Ｂの実施形態の変形態様を図示している。図示されたように、形状記憶合金線材１１３は、単一のかしめアンカー１５３ｃにおいてかしめ付けられてよい。このような構造において、第一形状記憶部材１１２´´及び第二形状記憶部材１１４´´は、第一端部材１４２ａと係合部材１３２との間でＶ型形状を確定するかもしれない。かしめアンカー１５３ｃは、共通の接地部１５５に電気的に相互連結してよい。
【００６８】
図４Ａの第一及び第二形状記憶部材１１２，１１４と、図４Ｂの第一及び第二形状記憶部材１１２´，１１４´と、図４Ｃの第一及び第二形状記憶部材１１２´´，１１４´´とは、それぞれ、形状記憶線材の細長部材の形状であってよい。一つの提案において、このような形状記憶線材の細長部材は、物理的に分離した第一及び第二線材（例えば、第一及び第二形状記憶部材１１２，１１４）を具備してよい。別の提案において、このような形状記憶線材の細長部材は、連続の形状記憶線材の異なる部分（例えば、第一及び第二形状記憶部材１１２´，１１４´及び第一及び第二形状記憶部材１１２´´，１１４´´）によって確定されてよい。
【００６９】
係合部材１３２を介しての第一形状記憶部材１１２と軸部材１３０との間及び係合部材１３２を介しての第二形状記憶部材１１４と軸部材１３０との間の作用的な接続を図示する図５Ａ、５Ｂ，及び５Ｃが参照される。図５Ａにおいて、作動装置１００は、中立位置において、例えば、形状記憶部材１１２，１１４の各々がマルテンサイト状態であり、負荷１２０が揺動運動範囲の負荷１２０の両端の間の実質的に中央の位置に配置された作動前において、図示されている。図５Ｂにおいて、第一形状記憶部材１１２は、第一形状記憶部材１１２が長さにおいて収縮することを引き起こし、それにより、係合部材１３２と、軸部材１３０と、負荷１２０とを第一方向（例えば、時計回り方向）に角度ｚ1だけ回転するように、例えば加熱されて作動させられる。記載されるように、第一形状記憶部材１１２は、第二形状記憶部材１１４が作動させられている間の第二時間期間と少なくとも部分的に重ならない第一時間期間中に作動させられてよい。この点において、第一形状記憶部材１１２の動作は、第二形状記憶部材１１４を伸長するように（例えば、作動後のオーステナイトのマルテンサイトへの相転移と共に）、第二形状記憶部材１１４へ張力を与えるように機能してよい。
【００７０】
図５Ｃにおいて、第二形状記憶部材１１４は、第二形状記憶部材１１４が長さにおいて収縮することを引き起こし、それにより、係合部材１３２と、軸部材１３０と、負荷１２０とを第二方向（例えば、反時計回り方向）に角度ｚ2だけ回転するように、作動（例えば、加熱）させられている。第二形状記憶部材１１４が、第一形状記憶部材１１２の作動への少なくとも部分的な時間ずれ関係において作動させられる構造において、第二形状記憶部材１１４の動作は、第一形状記憶部材１１２を伸長するように（例えば、作動後のオーステナイトのマルテンサイトへの相転移と共に）、第一形状記憶部材１１２へ張力を与えるように機能してよい。
【００７１】
図５ＡＡ、５ＢＢ、及び５ＣＣは、図５Ａ、５Ｂ，及び５Ｃの図面に対応しており、図４Ａに図示された実施形態の構造変形例を図示している。図示されたように、係合部材１３２には、それぞれに第一及び第二形状記憶部材１１２，１１４を受け入れるための穴部１３２ａ，１３２ｂが設けられている。
【００７２】
図６は、回動軸線ＡＡ回りの負荷２２０の揺動回動運動を生み出すように作動させられることができる第一形状記憶部材２１２及び第二形状記憶部材２１４を具備する作動装置２００の別の実施形態を図示している。回動軸線ＡＡは、各端部において軸受取り付けされて容器２４０に対して回転可能な軸部材２３０によって確定されてよい。容器２４０は、第一端部材２４０ａ、第二端部材２４０ｂ、及び外郭２４０ｃ（図６において全て透明に図示されている）を有している。
【００７３】
図示されたように、負荷２２０は、軸部材２３０と共に回動運動するために軸部材に支えられるように取り付けられてよい。第一及び第二形状記憶部材２１２，２１４は、それぞれ、形状記憶線材の細長部材を具備し、対応するマルテンサイトのオーステナイトへの相転移及び対応する各線材の長さの減少（例えば、収縮）をもたらすために、少なくとも部分的な時間ずれ関係において加熱されてよい。次いで、このような交互の長さ減少は、軸部材２３０が往復回転することを引き起こし、それにより、負荷２２０が、揺動するように、回動軸線ＡＡ回りに往復回動することを引き起こす。図示されているように、第一形状記憶部材２１２は、第一端部において、弾性変形可能部材２５３ａを介して容器２４０に相互連結されたアンカー２５２ａに固定的に相互連結されてよく、第一形状記憶部材２１２は、第二端部において、負荷２２０の底面に固定的に相互連結されたアンカー２５２ｂに固定的に相互連結されてよい。同様に、第二形状記憶部材２１４は、第一端部において、弾性変形可能部材２５５ａを介して容器２４０に相互連結されたアンカー２５４ａに固定的に相互連結されてよく、第二形状記憶部材２１４は、第二端部において、負荷２４０の底面に固定的に相互連結されたアンカー２５４ｂに固定的に相互連結されてよい。代りに、アンカー２５２ｂは、負荷２２０に相互連結される弾性変形可能部材（図示せず）に固定的に相互連結されてよく、アンカー２５４ｂは、負荷２２０に相互連結される別の弾性変形可能部材（図示せず）に固定的に相互連結されてよい。このような選択的な実施形態において、弾性変形可能部材２５３ａ，２５３ｂは任意選択的である。
【００７４】
アンカー２５２ａ及び２５４ａは、容器２４０の両端部において、回動軸線ＡＡを含む平面であって、負荷が例えば形状記憶部材２１２，２１４の作動前の中立位置にある時の負荷２２０の平面に垂直な平面の対向両側に設置されてよい。さらに、アンカー２５２ｂ及び２５４ｂは、負荷が中立位置にある時の平面に関して偏倚位置に配置されてよい。一実施形態において、アンカー２５２ａ及びアンカー２５２ｂは、負荷が中立位置にある時の平面の反対側に配置されてよく、アンカー２５４ａ及びアンカー２５４ｂは、負荷が中立位置にある時の平面の反対側に配置されてよい。この点において、負荷が中立位置にあるときには、形状記憶部材２１２，２１４の各々は、容器２４０上のそれぞれのアンカー２５２ａ，２５４ａから負荷２２０上の各アンカー２５２ｂ，２５４ｂへ延在するように、前記平面を横断してよい。
【００７５】
図６において、第一形状記憶部材２１２は、軸部材２３０が回転して負荷２２０が時計回り方向（図６に図示されるように作動装置２００の右側から見て）に回動することを引き起こすように作動させられている。理解され得るように、第二形状記憶部材２１４を作動して第一形状記憶部材２１２が非作動のときには、反時計回り方向に第二形状記憶部材２１４によって、軸部材２３０は回転させられ、負荷２２０は回動させられるかもしれない。
【００７６】
図７は、撮像カテーテルへの用途に使用するために形成された図１の実施形態に図示されたのと同様な作動装置３００を図示している。さらに詳細には、図７は、回動軸線ＡＡ回りの負荷３２０の揺動回動運動を生み出すように作動させられることができる第一形状記憶部材３１２及び第二形状記憶部材３１４を具備する作動装置３００を図示している。回動軸線ＡＡは、作動装置３００の中心長手軸線と一致するように図７に図示されている。代りに、一つの実施形態において、回動軸線ＡＡは、作動装置３００の中心長手軸線から偏倚してよい。負荷３２０は、三つの部分、第一端部ブロック３２０ａと、第二端部ブロック３２０ｂと、前記端部ブロック３２０ａ，３２０ｂの間に配置されてこれら端部ブロックを固定的に相互連結する作動ブロック３２０ｃとを具備している。作動ブロック３２０ｃは、超音波変換器アレイの形態であってよい。回動軸線ＡＡは、軸受取り付けされて容器３４０に対して回転可能な同一直線上の軸部材３３０ａ，３３０ｂによって確定されてよい。次いで、負荷３２０は、軸部材３３０ａ，３３０ｂと共に回動運動するためにこれら軸部材に支えられるように取り付けられてよい。容器３４０は、第一端部材３４２ａ、第二端部材３４２ｂ、及び外郭３４２ｃ（図７において透明に図示されている）を有している。容器３４０は、さらに、人体を通る運動を容易にするために丸み付けされてよい端部キャップ３４０ｄを有している。第一端部材３４２ａ及び第二端部材３４２ｂと、その結果として、回動軸線ＡＡは、容器３４０に対して固定されてよい。
【００７７】
作動ブロック３２０ｃが超音波変換器アレイである場合には、超音波変換器アレイは、超音波変換器アレイの長さ方向の次元から延在する二次元平面の像を発生するのに使用されてよい音波信号を伝送するように作動可能であるかもしれない。形状記憶部材３１２，３１４を使用して超音波変換器アレイの揺動運動を生み出すことによって、超音波変換器アレイの二次元撮像平面は、三次元容積を通して走査されてよく、こうして、三次元画像の形成を可能とする。このような三次元画像は、実時間であってよい（四次元）。
【００７８】
第一及び第二形状記憶部材３１２，３１４は、図１の第一及び第二形状記憶部材１２，１４と同様に形成されてよい。理解されるであろうように、第一及び第二形状記憶部材３１２，３１４の交互の長さの減少は、負荷３２０が揺動するように回動軸線ＡＡ回りに往復回動することを引き起こす。
【００７９】
第一形状記憶部材３１２は、第一端部において、アンカー３５２ａに固定的に相互連結されてよい。アンカー３５２ａは、次に第一端部材３４２ａに相互連結される弾性変形可能部材３５３ａに相互連結されてよい。第一形状記憶部材３１２は、第二端部において、アンカー３５２ｂに固定的に相互連結されてよい。同様に、アンカー３５２ｂは、次に第二端部材３４２ｂに相互連結される弾性変形可能部材３５３ｂに相互連結されてよい。こうして、第一形状記憶部材３１２は、図１の第一形状記憶部材１２と同様に形成されてよい。同じように、第二形状記憶部材３１４は、図１の第二形状記憶部材１４と同様に形成されてよい。
【００８０】
第一形状記憶部材３１２は、横軸３３２を介して負荷３２０に作用的に相互連結されてよい。横軸３３２は、次に、負荷３２０に固定的に相互連結されてよい横軸支持部材３３３に固定的に相互連結されてよい。横軸３３２は、図１の係合部材３２ａ，３２ｂと同様な向き及び位置に配置されてよい。
【００８１】
第一及び第二形状記憶部材３１２，３１４は、係合部材３２ａ，３２ｂに接する図１の第一及び第二形状記憶部材１２，１４と同様な方法で横軸３３０に沿って配置されてよい。この点において、第一及び第二形状記憶部材３１２，３１４の動作による負荷３２０の揺動運動は、図１に関して説明されたのと同様な方法で実現され得る。
【００８２】
電気的相互連結部材３６０は、作動ブロック３２０ｃに電気的に相互連結されてよい。例えば、電気的相互連結部材３６０は、作動ブロック３２０ｃへの電気的な相互連結を提供する多芯導体部材である。電気的相互連結部材３６０は、第二端部材３４２ｂを通って横軸３３２と作動ブロック３２０ｃとの間を通って第一端部材３４２ａ近くの作動ブロック３２０ｃの端部まで配設されてよい。この点において、第二端部材３４２ｂと横軸３３２との間に配置された電気的相互連結部材３６０の一部は、作動ブロック３２０ｃへの電気的接続を維持する一方で曲がるように作動可能かもしれない。例として、電気的相互連結部材３６０は、可撓性板部材（可撓性で曲げられることができる電気的な一つ又は複数の部材）を具備してよい。一つの実施形態において、可撓性板部材は、サービスループ又は時計バネ構造で配置されてよい。このような時計バネ構造が、作動装置３００内に配置されてよい。例えば、端部材３６２は、時計バネ構造を収納してよい。
【００８３】
端部材３６２は、端部キャップ３４０ｄから反対の端部において、作動装置３００に相互連結されてよい。端部材３６２は、カテーテル本体のような他の構造体に作動装置３００が相互連結されることを可能とするように、カテーテル本体の構成要素のような外部構成要素に接続することができる構造を提供してよい。端部材３６２は、さらに、密閉容積が端部材３６２と端部キャップ３４０ｄと外郭３４２ｃとによって区画形成されるように、作動部材３００を密閉するように働いてよい。
【００８４】
作動装置３００は、作動装置３００がカテーテル本体の末端部に対して固定されるように、カテーテル本体の末端部に相互連結されてよい。別の構造において、作動装置３００は、作動装置がカテーテル本体の末端部に対して回転可能に設置可能なように、カテーテル本体の末端部に相互連結されてよい。例えば、作動装置３００は、カテーテル本体の末端部から基端部へのカテーテル本体の長さに沿って延在する駆動部材に相互連結されてよく、駆動部材の基端部の回転は、作動装置３００が回転（例えば、末端部におけるカテーテル本体の長手又は中心軸線に一致する軸線回りの回転）することを引き起こす。
【００８５】
代りに、図７に図示されたように、作動装置３００は、ヒンジ部３７０に相互連結されてよい。ヒンジ部３７０は、次に、ヒンジ部３７０の一部がカテーテル本体の末端部に対して固定されるように、カテーテル本体の末端部に相互連結されてよい。ヒンジ部３７０は、カテーテル本体と相互連結するように働くカテーテル接続部３７２と、作動装置３００に相互連結するように働く作動装置接続部と、作動装置接続部３７４と曲げ可能部３７６との間の相対角度運動を可能とするように働く曲げ可能部３７６とを有し、その結果、作動装置３００とカテーテル本体の末端部との間の相対角度運動を可能にする。この点において、作動装置３００は、カテーテル本体に対する（例えば、カテーテル本体の末端部におけるカテーテル本体の長手又は中心軸線に対する）角度範囲において選択的に配置可能であり得る。記載されるように、端部材３６２は、さらに、作動装置３００を密閉するように働いてよく、又は代りに、図７に図示されたように、端部材３６２及び作動装置接続部が共に、作動装置３００を密閉するように働いてよい。カテーテル接続部３７２は、カテーテルの管腔と整列してよい中央管腔を有してよい。
【００８６】
作動ブロック３２０ｃが超音波変換器アレイの形態である場合において、超音波変換器アレイは、超音波変換器アレイの作動表面に取り付けられた音響的結合媒体を有してよい。音響的結合媒体は、液体の吸収することができるヒドロゲルを有してよい。例として、このような音響的結合媒体は、超音波変換器アレイの作動表面への音響的結合のために設けられてよい。
【００８７】
容器４０（図１）、１４０（図４）、２４０（図５）、及び３４０（図７）は、密閉容積を区画形成してよい。密閉容積は、その内に流体を含有してよい。流体は、液体であってよい。この点において、負荷と、第一及び第二形状記憶部材は、密閉容積内の流体内に浸けられてよい。図７の作動装置３００に関して、作動ブロック３２０ｃが超音波変換器アレイの形態である場合において、流体は、外郭３４２ｃへ超音波変換器アレイを音波的に連結するために働いてよい。この点において、外郭３４２ｃの材料は、作動装置３００が撮像中に配置される領域における患者の体の流体の音波的インピーダンス及び音波速度の少なくとも一方に対応する（例えば、正確に一致する）ように選択されてよい。一つ以上の出入口及び弁の少なくとも一方が、作動装置内の流体の交換を容易にするために設けられてよい。流体が液体である場合には、複数の出入口及び弁の少なくとも一方が、密閉容積からの泡の除去をさらに容易にするために使用されてよい。
【００８８】
代りに、作動装置は、上述されたような密閉容積を有しなくてよく、作動装置の内部は周囲環境に開放されてよい。例えば、作動装置３００の容器３４０は、流体が作動装置３００の内部と周囲環境との間を通過することを可能とするであろう穴部又は開口部（図示せず）を有してよい。この点において、作動装置３００が撮像中に配置される領域における患者の体から流体（例えば、心臓を画像化する場合の血液）が、作動装置３００の内部へ流入することが許容されるかもしれない。
【００８９】
別の選択において、作動装置の一部が密閉容積内に配置される一方で、負荷の少なくとも一部が周囲環境に開放される。例えば、作動装置３００の負荷３２０は、容器３４０に対して負荷３２０の周囲回りを密閉して相互連結されてよく（例えば、可撓性蛇腹部材によって）、その場合、上側部と密閉された下側部とが確定される。下側部は、流体と形状記憶部材２１２，２１４とを有してよい。容器３４０の上側部は、穴部を有してよく、作動ブロック３２０ｃ（例えば、超音波変換器アレイ）の表面は、周囲環境（例えば、心臓撮像用途における血液）に晒されてよい。
【００９０】
ここに述べられた形状記憶部材は、形状記憶線材を有する芯部回りに巻かれた材料の一つ以上の層を有してよい。このような層は、熱絶縁層、電気絶縁層、又は熱絶縁層及び電気絶縁層の組み合わせとして機能を果たすかもしれない。例えば、形状記憶部材３１２，３１４は、形状記憶線材を具備する内側芯部と、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の断熱層とを有してよい。絶縁に使用してよい他の例示的な材料は、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）、及び高強度硬化フッ素樹脂（ＨＳＴＦ）を含んでいる。幾つかの熱絶縁層は、微小孔を有してよい。微小孔を有する熱絶縁層は、耐熱性向上に望ましく寄与する空気を捕える。しかしながら、幾つかの微小孔を有する熱絶縁材料は、それらの耐熱性を全体的に低下させるかもしれない血液及び人体の他の流体により濡らされるかもしれない。疎水性材料が、このように濡れることを低減するか、又は防止するか、又は低減して防止するために、微細孔を有する熱絶縁層に使用されてよい。フッ素樹脂のような疎水性材料は、この目的にかなうかもしれない。代りに、非疎水性材料が、この目的に適合させるために、疎水性処理及び親油性処理の少なくとも一方により処理されてよい。好適な熱絶縁材料は、５０ｄｙｎ／ｃｍ2より小さな表面エネルギを有してよい。他の好適な絶縁材料は、４０ｄｙｎ／ｃｍ2より小さな表面エネルギを有してよい。さらに他の好適な絶縁材料は、約３０ｄｙｎ／ｃｍ2より小さな表面エネルギを有してよい。
【００９１】
熱絶縁層は、形状記憶線材からの熱の放散率が有利に選択されるように、形状記憶線材を絶縁するように働いてよい。例えば、予め定められた絶縁程度を達成するように熱絶縁層の予め定めた厚さを選択することによって、熱は形状記憶線材から周囲環境（例えば、流体）へ流れ、一方、加熱される形状記憶線材は、所望の応答時間及び所望の熱伝達レベルの少なくとも一方を実現するために、有利に制御されてよい。すなわち、形状記憶線材へ絶縁性を追加することによって、形状記憶線材の加熱中における周囲環境への熱損失の量は低減され（絶縁なしの構造形に比較して）、こうして、所望の長さ変化をもたらすために形状記憶線材を加熱するのに必要とされる時間及び物理力の少なくとも一方を低減する。さらに、所望の長さ変化をもたらすのに必要とされる物理力を低下させることによって、周囲環境への全体的な熱伝達は低減されるかもしれない（再び、絶縁なしの構造形に比較して）。このようなカテーテルの適用において、このような物理力の低減及び関連する周囲環境（例えば、患者の体）への熱伝達の低減は、カテーテルを作動装置３００の作動中における許容温度範囲内に（例えば、米国の食品医薬品局及び国際電気標準会議の国際基準ＩＥＣ６０６０１によって命令されるかもしれないある規制閾値より低く）維持することを可能とするかもしれない。例示的な実施形態において、熱絶縁層は、約２５℃において測定されたときに、０．０３Ｗ／ｍＫと０．２０Ｗ／ｍＫとの間の熱伝導率を有してよい。別の例示的な実施形態において、熱絶縁層は、約２５℃において測定されたときに、０．０５Ｗ／ｍＫと０．０８Ｗ／ｍＫとの間の熱伝導率を有してよい。
【００９２】
前述された熱絶縁層及び電気絶縁層の少なくとも一方は、許容耐圧及び許容疎水性の少なくとも一方を提供するかもしれず、又はここで述べられた形状記憶部材は、所望の特性を提供するために熱絶縁層の外側に配置された材料のさらなる層を有していてよい。さらなる層は、例えば、形状記憶部材が少なくとも約５００ｋＶ／ｍの全体的な絶縁耐圧を有するように、形状記憶部材の耐圧に加えられてよい。さらなる層は、例えば、疎水性材料を有してよい。このような疎水性材料のさらなる層は、約５０ｄｙｎ／ｃｍ2より小さな表面エネルギを有してよい。他のさらなる層は、４０ｄｙｎ／ｃｍ2より小さな表面エネルギを有してよい。さらに他のさらなる層は、約３０ｄｙｎ／ｃｍ2より小さな表面エネルギを有してよい。疎水性材料は、例えば、ｅＰＴＦＥを含んでいてよい。
【００９３】
疎水性材料は、それらが障壁層として作用して、下側層が比較的液体のないままであり、その結果、その絶縁特性を維持することを可能とすることにおいて有益であり得る。疎水性材料が唯一の層として使用される場合において、疎水性材料の使用は、疎水性材料がその熱伝導性が、かなり変化する程度まで液体を吸収しないことにおいて有益であるかもしれない。疎水性材料と同じ利点（例えば、障壁として作用する能力及び液体に浸される間も絶縁特性を維持する能力の少なくとも一方）を提供する他の材料が使用されてよい。熱絶縁層及び電気絶縁層の少なくとも一方は、さらに、動作中の作動装置において、他の構成要素上の及び他の構成要素回りの少なくとも一方の滑らかな運動を容易にするための平滑な及び／又は低摩擦の境界面を提供するかもしれない。
【００９４】
形状記憶部材回りに配設された前述の層に関して、層の構造形を決定することにおける第一段階は、装置のための所望の一定時間を選択し、次いで、この一定時間を達成するための特別な材料を選択することであってよい。例えば、一定時間は、形状記憶部材の冷却が可能な限りゆっくりである一方で依然として所望の負荷回動速度を満足するように、選択されてよい。こうして、電力消費は最小化されることができる。同様に、特定の電力消費は、特定の用途を可能にするために選択されてよく、次いで、対応する一定時間は、許容電力消費に基づく特定の用途のための最大の負荷回動速度を提供するために選択されてよい。
【００９５】
図１から７に図示されたような負荷の揺動運動を生み出すための形状記憶部材の使用は、このような装置が比較的小さいことにおいて有益であるかもしれない。例えば、作動装置３００は、３．８ｍｍ（１２Ｆｒ）以下（例えば、３．２ｍｍ（１０Ｆｒ））の外径を有する一方で、実時間の三次元像（四次元像）を生成するために揺動するように回動してよい超音波変換器アレイ（例えば、作動ブロック３２０ｃ）を有していてよい。形状記憶部材内に使用される形状記憶線材は、直径約０．０２５ｍｍ（１ｍｉｌ）であってよい。図７の実施形態において、モーメントアームＩ1及びＩ2は、約１．０ｍｍであってよい。
【００９６】
ここで述べられた作動装置は、さらに、作動されている負荷の位置に関してのフィードバックを提供することができる符号器及び位置検出器（例えば、行程端及び中立位置の少なくとも一方における負荷を検出するための）の少なくとも一方を有してよい。このような符号器及び位置検出器の少なくとも一方は、サーボ制御装置が、作動される負荷の位置を制御することを可能とするかもしれない。
【００９７】
ここで述べた作動装置は、５０Ｈｚ以上の負荷の揺動運動を生み出すことができるかもしれない。例えば、作動装置は、１から５０Ｈｚ又は８から３０Ｈｚの範囲の揺動運動を生み出すのに使用されるかもしれない。このような運動は、例えば、四次元画像を容易にするために、超音波変換器の形態の負荷を動かすための安定状態であるかもしれない。ここで述べられた作動装置は、さらに、単一の方向への超音波変換器の単一の回動中において三次元画像を捕えることを容易にするために、比較的素早く（例えば、５０Ｈｚの周波数で）負荷を作動させるのに使用されてよい。このような単一の回動中に捕えられた画像は、比較的遅い負荷の運動中に捕えられた画像よりくっきりした関心容積の瞬間画像を提供するかもしれない。このような瞬間画像は、心臓の部分のような動く対象の画像化において有益であるかもしれない。
【００９８】
図８及び９は、作動装置３００へヒンジ部３７０によって接続される細長いカテーテル本体４０２を有するカテーテル組立体４００の末端部を図示している。図８は、作動装置３００を図示しており、前記作動装置３００は、それがカテーテル本体４０２の末端部に整列される位置においてカテーテル組立体４００の末端部分である。図９は、作動装置３００がカテーテル本体４０２の端部に対する前向き角度の約＋９０度で展開される位置にある作動装置３００を図示している。例示的な目的だけのために、角度値（例えば、図９に図示された配置の＋９０度の角度）は、ここでは、作動装置３００とカテーテル本体４０２が整列された位置から離間する、カテーテル本体４０２の中心軸線に対する作動装置３００の角度量を述べるのに使用されるかもしれない。正値は、作動装置３００が少なくとも部分的に前向き（例えば、中立位置の作動ブロック３２０ｃは前側を向いている）であるように移動させられる場合の角度を述べるのに使用され、負値は、全体的に、作動装置３００が少なくとも部分的に後向きであるように移動させられる場合の角度を述べるのに使用されるであろう。
【００９９】
図８の位置から図９の位置へ作動装置３００を位置変えするために、カテーテル本体４０２の内管４０４は、カテーテル本体４０２の外管４０６に対して前進させられてよい。拘束部材４０８によって外管４０６へ拘束される作動装置３００によって、この前進は、作動装置３００の正方向の角度を引き起こすかもしれない。拘束部材４０８は、一端部において作動装置３００へ、他端部において外管４０６へ固定されてもよい。拘束部材４０８は、拘束固定点が拘束部材４０８の長さより大きく互いから離間して移動することを防止するように作用可能かもしれない。この点において、拘束部材４０８を介して、作動装置３００は、外管４０６に拘束されるように相互連結されてよい。同様に、拘束部材４０８が適当な剛性を有する場合には、図８に図示された位置からの外管４０６に対する内管４０４の引っ込みは、作動装置３００の負方向の角度を引き起こすかもしれない。内管４０４は、それを通る管腔を有していてよい。
【０１００】
拘束部材４０８は、主な機能が作動装置３００の角度位置変更を制御することである別装置であってもよい。別の実施形態において、拘束部材４０８は、拘束機能を提供することに加えて、作動装置３００内の構成要素をカテーテル本体４０２内の構成要素又は他の位置の構成要素に電気的に相互連結する可撓性板部材又は他の多芯導体要素であってもよい。別の実施形態において、拘束部材４０８は、作動装置３００内の一つ以上の構成要素（例えば、形状記憶部材３１２，３１４）を作動装置３００外の構成要素に電気的に相互連結するのに使用される一つ以上の線材であってよい。
【０１０１】
図８及び９は、ヒンジ部３７０が一体丁番である形状が図示されている。一体丁番は、ポリマのような可撓性又はしなやかな材料から形成されるしなやかなヒンジ部（可撓性連結部）である。一般的に、一体丁番は、ヒンジ部の曲り線に沿って二つの部品を互いに対して回動することを可能とするように、二つの部品を互いに連結する。一体丁番は、一般的に、射出成形によって製造される。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、又はＰＥＢＡＸ（登録商標）のようなポリエーテルブロックアミドは、それらの耐疲労性のために一体丁番のためのポリマとすることができる。
【０１０２】
作動ブロック３２０ｃが超音波変換器アレイの形態である図７から９の作動装置３００の適用例が、図１０から１４を参照してここで述べられる。
【０１０３】
図１０は、ハンドル５０１及びカテーテル４００を備えて、実時間三次元（四次元）撮像に適した超音波撮像装置５００を図示している。カテーテル４００は、ヒンジ部３７０を介して作動装置３００へ相互連結されたカテーテル本体４０２を有している。カテーテル本体４０２は、可撓性であり、人体の血管の輪郭に従って曲げることができ、カテーテル本体は、人体の血管内へ挿入され、案内線材上を又は外装を通って追従する。カテーテル本体４０２は、操縦可能なものであってよい。
【０１０４】
超音波撮像装置５００は、さらに、制御部５０５及び超音波制御装置５０６を有していてよい。制御部５０５は、形状記憶部材３１２，３１４の作動と、従って超音波変換器アレイ（すなわち、作動ブロック３２０ｃ）の角度位置とを制御するように作動可能かもしれない。超音波制御装置５０６は、超音波変換器アレイからの信号を処理するように作動可能な画像処理装置と、モニタのような表示装置とを有してよい。制御部５０５及び超音波制御装置５０６を参照して述べられる様々な機能は、単一の構成要素又は任意の適当数の別々の構成要素によって実施されてよい。
【０１０５】
ハンドル５０１は、カテーテル４００の基端部５１１に配置されてよい。カテーテル４００の使用者（例えば、臨床医、専門家、介在者）は、カテーテル本体４０２の操縦と、作動装置３００の角度位置変更と、カテーテル４００の様々な他の機能とを制御してよい。この点において、ハンドル５０１は、カテーテル本体４０２を操縦するための二つの滑動部材５０７ａ，５０７ｂを有している。これらの滑動部材５０７ａ，５０７ｂは、滑動部材５０７ａ，５０７ｂが互いに対して移動させられると、カテーテル本体４０２の一部が制御されて曲げられるように、制御線材に相互連結されてよい。カテーテル本体４０２内の制御線材を制御する任意の他の適当な方法が使用されてもよい。例えば、滑動部材は、回転可能なノブ又はボタンのような代わりの制御手段と置き換えることができる。カテーテル本体４０２内の任意の適当数の制御線材が使用されてよい。
【０１０６】
ハンドル５０１は、さらに、角度位置制御部５０８を有してよい。角度位置制御部５０８は、カテーテル本体４０２の末端部５１２に関する作動装置３００の角度位置を制御するのに使用されてよい。図示された角度位置制御部５０８は、角度位置制御部５０８の回転が作動装置３００の対応する角度位置をもたらす回転可能な円盤の形状である。角度位置制御部５０８の他の形状は、例えば、滑動部材５０７ａと同様な滑動部材を有するように意図される。
【０１０７】
ハンドル５０１は、さらに、作動装置作動ボタン５０９を有してよい。作動装置作動ボタン５０９は、作動装置３００内の超音波変換器アレイの揺動運動を作動させるか及び／又は作動を止めるために使用されてよい。ハンドル５０１は、さらに、カテーテル本体４０２内に穴を有する超音波撮像装置５００の実施形態における出入口５１０を有している。出入口５１０は、この管腔が装置及び材料の少なくとも一方の移送のために使用されるように、この管腔と連通している。
【０１０８】
使用において、使用者は、ハンドル５０１を保持し、カテーテル４００が所望の解剖学的位置へ移動されるとき、カテーテル本体４０２を操縦するために滑動部材５０７ａ，５０７ｂの一方又は両方を操作してよい。ハンドル５０１及び滑動部材５０７ａ，５０７ｂは、ハンドル５０１に対する滑動部材５０７ａ，５０７ｂの位置が維持されて、それにより、カテーテル本体４０２の選択位置を維持又は固定するように、形成されてよい。角度位置制御部５０８は、次いで、作動装置３００を所望位置へ角度的な位置変更するのに使用されてよい。ハンドル５０１及び角度位置制御部５０８は、ハンドル５０１に対する角度位置制御部５０８の位置が維持されて、それにより、作動装置３００の選択角度位置を維持又は“固定”するように、形成されてよい。この点において、作動装置３００は、選択的角度位置変更可能性を有してよく、カテーテル本体４０２は、独立して、選択的に操縦されてよい。さらに、作動装置３００の角度位置は、選択的に固定されてよく、カテーテル本体４０２の形状は、独立して、選択的に固定されてよい。このような位置の維持は、例えば、摩擦、戻り止め、及び任意の他の適当な手段の少なくとも一つによって、少なくとも部分的に実現され得る。操縦、角度的な位置変更、及びモータのための制御は、全て独立してもたらされ、使用者によって制御されてよい。
【０１０９】
超音波撮像装置５００は、三次元撮像容積５１４の画像及び実時間における三次元画像（四次元）の少なくとも一方を捕えるのに使用されてよい。作動装置３００は、カテーテル本体４０２を操縦することによって、又は作動装置３００を角度的に位置変更することによって、又はカテーテル本体を操縦することと作動装置３００の角度的な位置変更との組み合わせによって、位置決めされてよい。さらに、管腔を備える実施形態において、超音波撮像装置５００は、さらに、例えば、装置及び材料の少なくとも一方を選択された領域又は患者内の選択された領域へ配達するのに使用されてよい。
【０１１０】
カテーテル本体４０２は、カテーテル本体４０２の出入口又は他の開口部を通してカテーテルの基端部５１１を出して、変換器駆動装置及び画像処理装置（例えば、超音波制御装置５０６内の）に電気的に接続させる少なくとも一つの電導性線材を有してよい。
【０１１１】
さらに、管腔を有する実施形態において、使用者は、出入口５１０を通して、介在装置（例えば、診断装置及び治療装置の少なくとも一方）又は材料を挿入して、装置及び材料の少なくとも一方を回収してよい。使用者は、次いで、介在装置をカテーテル本体４０２の末端部５１２へ移動させるために、カテーテル本体４０２を通して介在装置を送ってよい。超音波制御装置５０６と作動装置３００との間の電気的な相互接続部は、電子機器接合部５１３を通して及びカテーテル本体４０２を通して配設されてよい。
【０１１２】
一般的なＩＣＥカテーテルの使用に関連する一つの困難さは、処理中に必要な様々な撮像平面を捕えるために、心臓内の多数の位置においてカテーテルを操縦する必要性があることである。ここで、揺動的に回動可能な超音波変換器アレイ３２０ｃを備える角度的に位置変更可能な作動装置３００を組み込むカテーテル４００は、一般的なＩＣＥカテーテルの使用に関連するこのような困難さを軽減する。
【０１１３】
図１１は、心臓６０４の右心房６０２内への心臓内超音波検査のためのカテーテル４００の設置を図示している。図１２は、カテーテル４００が、カテーテル４００の末端部に配置された作動装置３００を所望位置に設置するために位置変更された（カテーテル４００の操縦により）後における心臓６０４の右心房６０２内へのカテーテル４００の設置を図示している。臨床医は、カテーテル４００の位置を固定することによって（図示されないハンドル上の固定機構によって）心臓６０４内のカテーテル４００の位置を確立し、次いで、設定してよい。この点において、設定されると、カテーテル４００の位置は、実質的に変更されないで維持される一方で、作動装置３００は角度的に位置変更される。
【０１１４】
図１２に図示されたように設置された作動装置３００によって、容積画像は、心臓６０４の第一部分の三次元容積６０６から発生されてよい。臨床医は、次に、要求される撮像容積の範囲を捕えるために、作動装置３００の向きを操作してよい。例えば、図１３は、心臓６０４の第二位置の三次元容積６０８の容積画像を捕えるために第二位置へ角度的に位置変更された作動装置３００を図示している。図１４は、心臓６０４の第三位置の三次元容積６１０の容積画像を捕えるために第三位置へ角度的に位置変更された作動装置３００を図示している。ここに述べた作動装置３００の実施形態は、約３ｃｍの横断寸法を有する心臓内容積を有しているかもしれない心臓６０４の右心房６０２内のこのような位置及びそれ以上の位置を実現するように使用可能であってよい。このような三次元容積６０６、６０８、及び６１０の容積画像は、作動装置３００の角度的な位置変更及び超音波変換器アレイの揺動回動を生み出す作動装置３００の作動によって得ることができる一方で、カテーテル４００の末端部は図１２に図示された位置を維持する。
【０１１５】
ここで開示された実施形態により実施されてよい臨床医の処置は、制限隔膜穿刺、隔膜咬合器展開、切除、僧帽弁介在、及び左心房付属器咬合を含まない。実施形態を利用する右心房撮像のための方法は、カテーテル本体４００を右心房へ前進させることと、カテーテル本体４００の末端部５１２を所望位置へ操縦することと、作動装置内に配置された超音波変換器アレイの動作をもたらすために作動装置３００を作動させることとを含む一方で、固定されたカテーテル本体４００の位置を維持することを含んで、少なくとも一つの観察平面上の少なくとも一つの画像を捕えるためにヒンジ部３７０回りに超音波変器アレイを具備する作動装置３００を角度的に位置変更する。
【０１１６】
図１５Ａは、負荷３２０のような負荷の揺動運動を生み出すために、作動装置３００の形状記憶部材３１２，３１４のような形状記憶部材を駆動するのに使用される駆動信号７０２のグラフ７００である。水平軸線は駆動信号７０２のための時間を表し、垂直軸線は提供電圧を表している。例えば、第一駆動信号部分７０６は、形状記憶部材３１２を駆動し、第二駆動信号部分７０８は、形状記憶部材３１４を駆動する。負荷３２０の対応位置７０４は、グラフ７００の上半分に図示されている。位置７０４のために、垂直軸線は、負荷３２０の角度位置を表している。図１５Ａによって図示された駆動案において、各形状記憶部材３１２，３１４は、重ならない方式で連続的に駆動され、すなわち、実質的に、形状記憶部材３１２，３１４の一方だけが時間における特定点で駆動され、形状記憶部材３１２，３１４の一方だけが実質的に常に駆動される。これは、負荷３２０が実質的にその揺動運動の端位置の一方又は他方へ常に能動的に駆動される場合の負荷３２０の位置７０４のグラフに図示された動作様式をもたらす。
【０１１７】
作動装置３００において、形状記憶部材３１２，３１４の一方（高温部材）が、実質的に最小作動長であるように作動させられるときに、他方の形状記憶部材３１２，３１４（低温部材）は、比較的冷たくされ、弾性伸張のために、ある量の弾性張力（例えば、バネ負荷）を有する。これは、比較的小さな弾性張力であるために、高温部材に過度に応力を発生しない。高温部材を加熱するために使用する電流が除去されると、低温部材は、低温部材内に蓄積された弾性エネルギのために、負荷３２０の方向に反転するかもしれない。こうして、形状記憶部材３１２，３１４の一方を常に駆動することは必要ないかもしれない。このような駆動方式７２２は、図１５Ｂのグラフ７２０に図示されている。図１５Ｂにおいて、図１５Ａにおけるように、水平軸線は駆動信号７２２のための時間を表し、垂直軸線は位置７２４のための供給電圧を表し、垂直軸線は負荷３２０の角度位置を表している。図示されたように、パルス７２６，７２８の間の時間間隔７３０が組み込まれてよい。この時間間隔の間において、負荷３２０の運動は、図１５Ａの形状７０４と非常に似ている運動プロファイル７２４をもたらすように、蓄積された弾性エネルギによって生み出されるかもしれない。このような弾性反撥（例えば、蓄積された弾性エネルギの消費）の使用は、図１５Ａの駆動信号７０２に比較して、作動装置３００の全体的な電力消費を低減するかもしれない。弾性変形可能部材は、さらに、弾性反撥に寄与するかもしれない。
【０１１８】
一実施形態において、低温部材は、高温部材がマルテンサイトの開始温度へ冷却されると同時に、オーステナイトの開始温度に達するように加熱されてよい。この手順は、部材が互いに直接作用することを防止するか又は制限する助けとなり、前記直接作用することは、特に形状記憶部材において、過度の弾性張力を引き起こして損傷の危険性又は寿命低下を増大する可能性がある。この点において、絶縁程度は、そのような平衡を可能にする所望の冷却速度をもたらすように選択されてよい。この平衡が正確に制御される場合には、弾性変形部材は必要ないかもしれない。
【０１１９】
両方が冷却（例えば、室温）状態であるときの形状記憶部材３１２，３１４のいずれかにエネルギを供給する以前に、形状記憶部材３１２，３１４の各々が弾性張力状態にあるように、形状記憶部材３１２，３１４が形成されてよい。これは、形状記憶部材３１２，３１４の一方へエネルギを供給する以前に、形状記憶部材３１２，３１４が横軸３３２に接触し続けることを可能とするかもしれない。さらに、作動中において、形状記憶部材３１２，３１４は、各形状記憶部材３１２，３１４が実質的に常にある程度の弾性張力状態であるように制御されてよい。
【０１２０】
形状記憶部材３１２，３１４を駆動するのに使用される駆動信号は、例えば、直流３５Ｖより低い電圧のような比較的低い電圧で作動することができるかもしれない。このような低い作動電圧は、患者に挿入される装置のための許容限度内にあることにおいて有益であるかもしれない。作動装置３００は、秒当たり１サイクル以上の周波数で駆動されるように作動可能である一方で、電圧レベル及び温度（例えば、患者内に配置されている間の最大温度より低く維持する）のための規制及び他の要求の少なくとも一方を満足する。
【実施例】
【０１２１】
負荷を回動することができる第一及び第二形状記憶部材を備える作動装置が構築された。作動装置の全体寸法は、おおよそ、３ｍｍの直径を有して長さ１４ｍｍであった。外郭はステンレス鋼管から形成され、端部材の各々はアルミナセラミックから形成された。負荷は、複合音響支持材を有するピエゾセラミック６４要素の超音波変換器アレイであった。端部材は、中央穴明けされ、負荷のための回動軸線６４を確定した。作動装置は、４４°（中立位置から＋−２２°）の負荷の全体角度範囲で作動させられ、６０°の最大全体角度範囲を有した。第一及び第二形状記憶部材は、直径０．０３８ｍｍ（０．００１５´´）のニチノール線材の形態であった。駆動信号は、おおよそ、直流４．８Ｖの１０Ｈｚの矩形波を有した。作動装置は、２０Ｈｚの超音波変換器アレイのための両方向の走査速度をもたらす１０Ｈｚの揺動負荷運動を生み出した。１０Ｈｚの揺動負荷運動は、１０Ｈｚの矩形波をもたらすハードウェアによって制限された。別の例示的な二つの形状記憶部材作動装置において、第一及び第二形状記憶部材は、水に浸されたパリレン被覆を備える直径０．０３８ｍｍ（０．００１５´´）のニチノール線材の形態であった。駆動信号は、おおよそ、直流４．５Ｖの６Ｈｚの波を有した。作動装置は、５００００回の連続した完全走査を通して５０°（中立位置から＋−２５°）の角度範囲に渡る６Ｈｚの揺動負荷運動を生み出した。別の例示的な二つの形状記憶部材作動装置において、１０％の負荷運動の線形性が、三角波形状及び第一及び第二形状記憶部材の絶縁を使用して達成された。絶縁は、７マイクロの厚さのＨＳＴＦ ｅＰＴＦＥポリマであり、作動装置は、１０００Ｘの作動容積において２．５Ｈｚで作動された。
【０１２２】
本発明の前述の記載は、図示及び説明の目的のために提供されている。さらに、この記載は、ここで開示された形状に本発明を限定することに意図されていない。結果的に、前述の技術と関連分野の技術及び知識とによる同程度の変形及び変更は、本発明の範囲内である。前述の実施形態は、さらに、本発明の実施の公知の方式を説明することを意図し、当業者が、本発明の特定の利用又は使用により必要とされる様々な変更と共に、このような又は他の実施形態において、本発明を使用することを可能とする。添付の特許請求の範囲は、従来技術により可能となる範囲へ選択的な実施形態を含むように解釈されることが意図されている。
【図１】
2013542784.tif 000003
【図２Ａ】
2013542784.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2013542784.tif 000007
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
2013542784.tif 000009
【図４Ａ】
2013542784.tif 000010
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
2013542784.tif 000013
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５ＡＡ】
2013542784.tif 000016
【図５ＢＢ】
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【図５ＣＣ】
2013542784.tif 000018
【図６】
2013542784.tif 000019
【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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【図１４】
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【図１５Ａ】
2013542784.tif 000028
【図１５Ｂ】
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【国際調査報告】
2013542784.tif 000030