(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カテーテル実装撮像システムであって、
入れ子式近位端と、遠位シース及び遠位ルーメンを有する遠位端と、ワーキングルーメンと、超音波撮像コアとを有するカテーテルであって、前記超音波撮像コアは、回転及び直線並進をするべく配列され、前記ワーキングルーメンは、前記入れ子式近位端から前記超音波撮像コアに隣接する前記遠位端に向かって延びるカテーテルと、
カテーテルインタフェースと、モータと、前記超音波撮像コアに接続された超音波エネルギー発生器及び超音波エネルギー受け入れ器とを含む患者用インタフェースモジュールであって、前記超音波撮像コアに対する制御された回転を与え、かつ、前記超音波撮像コアに対する制御された周期的な直線双方向の並進を与える患者用インタフェースモジュールと、
画像を生成するべく前記超音波エネルギー受け入れ器に結合された撮像エンジンと
を含み、
前記患者用インタフェースモジュールの前記モータは、前記超音波撮像コアに対する制御された回転を与え、かつ、前記超音波撮像コアに対する制御された周期的な直線双方向の並進を与え、
前記患者用インタフェースモジュールは、並進ステージ、歯車、リンクアーム及びリンクアームマウントを含み、
前記並進ステージは、前記歯車及び前記モータ双方に剛的に固定され、
前記リンクアームは、前記歯車を前記リンクアームマウントに結合し、
前記モータは、前記並進ステージが前記リンクアームを介して前記リンクアームマウントに対して直線並進するように、前記歯車を回転させることによる周期的な直線双方向並進を与えるカテーテル実装撮像システム。
【請求項２】
前記カテーテルは、カテーテルは心内での使用に適応する、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項３】
前記カテーテルは経食道での使用に適応する、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項４】
さらにカテーテル先端部に柔軟なバルーンを含む、請求項３に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項５】
前記カテーテルは、前記バルーンと流体連通する膨張ルーメンを含む、請求項４に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項６】
前記カテーテルは、前記バルーンと流体連通する膨張ルーメン及び収縮ルーメンを含む、請求項４に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項７】
前記カテーテルは、経鼻搬送用に寸法付けされている、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項８】
前記超音波撮像コアは、少なくとも１つのトランスデューサを含む、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項９】
前記患者用インタフェースモジュールは直線並進位置センサーを含む、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項１０】
前記超音波撮像コアにより取得された画像データから計算された超音波組織分類子に応答して感受性基質の識別を提供する識別子をさらに含む、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項１１】
前記超音波撮像コアにより取得された画像データから計算された超音波組織分類子に応答して食道内腔温度を監視する温度モニタをさらに含む、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項１２】
スキャンされたサブ画像容積をつなぎ合わせてスキャンされた大画像容積にする段階をさらに含む、請求項９に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項１３】
前記カテーテルの遠位端は組織を傷つけない先端を含み、
前記先端は針が挿入される隔壁穿刺ポートを含み、
前記先端の近位側には前記針が引き抜かれると自己封止する隔壁が設けられる、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項１４】
前記カテーテルの遠位端の先端は、短い単軌道誘導ワイヤ受け入れ器を含む、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項１５】
前記カテーテルは、操舵部分を含む、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項１６】
前記カテーテルの遠位端は、前記バルーンと流体連通する、請求項４に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項１７】
前記超音波撮像コアは、少なくとも１つのトランスデューサアレイを含む、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項１８】
前記モータは、超音波圧電モータを含む、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項１９】
前記患者用インタフェースモジュールは、センサーアレイ及び前記患者用インタフェースモジュールの中に配置された磁石を含む直線並進位置センサーを含み、
前記超音波撮像コアの直線並進により、それに対応する前記磁石の前記センサーアレイに対する直線並進が引き起こされ、
前記センサーアレイのセンサーは、前記磁石を感知するべく構成され、かつ、前記磁石の移動範囲に沿って整列される、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項２０】
合成開口画像を与えるべく前記超音波撮像コアに応答する段階をさらに含む、請求項８に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項２１】
合成開口画像を与えるべく前記少なくとも１つのトランスデューサアレイに応答する段階をさらに含む、請求項１７に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項２２】
合成開口ビーム操舵を与えるべく前記超音波撮像コアに応答する段階をさらに含む、請求項８に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項２３】
合成開口ビーム操舵を与えるべく前記少なくとも１つのトランスデューサアレイに応答する段階をさらに含む、請求項８に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項２４】
前記カテーテルは、ワイヤを覆う案内ワイヤ受け入れ器を含む、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項２５】
前記カテーテルは、第２ワーキングルーメンを含む、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項２６】
前記超音波撮像コアは、磁気追跡センサーを含む、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項２７】
前記カテーテルの遠位シースは、放射線不透過マーカーバンドを含む、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項２８】
前記モータは、前記超音波撮像コアに対して連続する制御された周期的な並進を与える、請求項１に記載のカテーテル実装撮像システム。
【請求項２９】
カテーテル実装撮像システムであって、
入れ子式近位端と、遠位シース及び遠位ルーメンを有する遠位端と、ワーキングルーメンと、超音波撮像コアとを有するカテーテルであって、前記超音波撮像コアは、回転及び直線並進をするべく配列され、前記ワーキングルーメンは、前記入れ子式近位端から前記超音波撮像コアに隣接する前記遠位端に向かって延びるカテーテルと、
カテーテルインタフェースと、モータと、前記超音波撮像コアに結合された超音波エネルギー発生器及び超音波エネルギー受け入れ器とを含む患者用インタフェースモジュールと、
画像を生成するべく前記超音波エネルギー受け入れ器に結合された撮像エンジンと
を含み、
前記患者用インタフェースモジュールの前記モータは、前記超音波撮像コアに対する制御された回転を与え、かつ、前記超音波撮像コアに対する制御された周期的な直線双方向の並進を与え、
前記患者用インタフェースモジュールは、並進ステージを含み、
前記並進ステージは、前記モータに剛的に固定され、
前記モータは、前記並進ステージを直線並進させるべく構成されるカテーテル実装撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは、超音波撮像カテーテルに関する。本発明は、詳細には、心臓治療の誘導（guiding cardiac interventions）のための経食道心エコー検査カテーテルに関する。本発明は、より詳細には、心臓治療の誘導のための心内心エコー検査カテーテルに関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、２００８年１２月８日付けで出願された米国仮特許出願第６１／１２０，７６２号及び２００９年３月６日付けで出願された米国仮特許出願第６１／１５８，０７５号の同時係属出願に基づく優先権を主張し、それらの全体は参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００３】
心房細動(ＡＦ)は、米国や他の先進国で、最も一般的な不整脈である。米国の約２００万人がＡＦを患っている。カテーテルアブレーションは、ますます選択されているＡＦ治療法である。高周波アブレーションが最も一般的である。
【０００４】
しかしながら、ＡＦアブレーション手術に重大なリスクが無くはない。そのようなリスクには心房食道瘻及び血栓の形成がある。ＲＦアブレーション手術の功を奏する成果は、１つにはアブレーションによる損傷の広がり及び経壁性に依存し、主として施術者の技量に依存している。
【０００５】
蛍光透視法、電気解剖学的マッピング（ＥＡＭ）及び心エコー検査法などの画像誘導技術は、そのような処置を容易にする。しかしながら、これらの既存の技術には、大きな制限がある。蛍光透視法は、外部構造の二次元図を提供し、柔らかい組織のコントラストが弱く、造影剤の注入を必要とし、患者及び職員を放射線に晒す。ＥＡＭは、感受性基質（susceptible substrate）やＡＦを持続させる局所誘因位置を決定するために、左心房壁及び肺静脈の電気特性マッピングを作ることに有益である。ＥＡＭは、カテーテルの位置決めを容易にするためにしばしばカテーテル追跡技術と組み合わされる。しかしながら、ＥＡＭは、時間がかかり、複雑であり、心臓組織のリアルタイムの撮像を提供しない。さらに、記録は、心臓の動きによって失われる。心腔内心エコー検査(ＩＣＥ)は、ＡＦアブレーション画像誘導のために最も一般的に使われる超音波を使用した技術である。しかしながら、ＩＣＥカテーテルは、それらの比較的大きな寸法のために、右心房からの撮像に事実上制限される。これは、特に左の肺静脈などの重要な心臓構造のために比較的低い画像性能を引き起こす。経食道心エコー検査(ＴＥＥ)は、食道から左心房の撮像を可能にする。しかし、現在のＴＴＥプローブの近視野解像度の低さは、左心房後壁など重要な心臓構造の撮像を困難にする。さらに、ＴＥＥは、大きなプローブ寸法によってしばしば患者に不快感を与えるため、全身麻酔を必要としている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来注目されているＡＦアブレーションのための画像誘導技術への制限に鑑み、
左心房後壁及び肺静脈のリアルタイムの視覚化処理、感受性基質の治療前マッピング、アブレーション損傷の評価及び合併症の軽減のための技術が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施例によれば、カテーテル実装の撮像システムは、入れ子式の近位端と、遠位シース及び遠位ルーメンを有する遠位端と、ワーキングルーメンと、超音波撮像コアとを備えるカテーテルを含む。前記超音波撮像コアは、回転及び直線並進するように配置される。前記システムは、さらに、カテーテルインタフェースを含む患者用インタフェースと、前記超音波撮像コアに制御された回転を与える回転運動制御系と、前記超音波撮像コアに制御された直線並進を与える直線並進制御系と、前記超音波撮像コアに接続された超音波エネルギー発生器及び受け入れ器とを含む。前記システムは、さらに、画像を生成する前記超音波エネルギー受け入れ器に接続される画像生成器を含む。
【０００８】
前記カテーテルは、心蔵内での使用又は経食道的な使用に適応することができる。前記カテーテル実装の撮像システムは、さらに、前記カテーテル遠位端に柔軟なバルーンを含むことができる。前記カテーテルは、前記バルーンに流体連通する膨張ルーメンを含むことができる。前記カテーテルは、前記バルーンに流体連通する収縮ルーメンを含むことができる。前記カテーテル遠位端は、前記バルーンと流体連通することができる。前記カテーテルは、また経鼻搬送のために寸法付けすることができる。
【０００９】
超音波撮像コアは、少なくとも１つのトランスデューサを含むことができる。超音波撮像コアは、少なくとも１つのトランスデューサアレイを含むことができる。前記直線並進制御系は、超音波圧電モータを含むことができる。前記直線並進制御系は、歯車及びリンクアームを含むことができる。前記患者用インタフェースモジュールは、直線並進位置センサーを含むことができる。
【００１０】
前記カテーテル実装の撮像システムは、さらに、超音波組織分類子に応答して感受性基質の識別を提供する識別子を含むことができる。前記カテーテル実装の撮像システムは、さらに、超音波組織分類子に応答して食道内腔温度を監視する温度モニタを含むことができる。前記カテーテル実装の撮像システムは、さらに、超音波組織分類子に応答してアブレーションによる損傷の広がり及び経壁性のマッピングを作る滴定装置を含むことができる。前記カテーテル実装の撮像システムは、さらに、スキャンされたサブ画像容積をつなぎ合わせてスキャンされた大画像容積にする段階を含むことができる。
【００１１】
前記カテーテル実装の撮像システムは、さらに、前記超音波撮像コアに応答して合成開口撮像を提供するための段階を含むことができる。前記カテーテル実装の撮像システムは、さらに、前記少なくとも１つのトランスデューサアレイに応答して合成開口撮像を提供するための段階を含むことができる。
【００１２】
前記カテーテル実装の撮像システムは、さらに、前記超音波撮像コアに応答して合成開口ビーム操舵を提供するための段階を含むことができる。前記カテーテル実装の撮像システムは、さらに、前記少なくとも１つのトランスデューサアレイに応答して合成開口ビーム操舵を提供するための段階を含むことができる。前記カテーテル遠位端は、隔壁と、組織を傷つけない先端と、隔壁穿刺ポートとを含むことができる。
【００１３】
前記カテーテル遠位の先端は、短い単軌条案内ワイヤの受け入れ器を含むことができる。前記カテーテルは、前記ワイヤを覆う案内ワイヤ受け入れ器を含むことができる。前記カテーテルは、操舵部分を含むことができる。前記カテーテルは、第２のワーキングルーメンを含むことができる。
【００１４】
前記超音波撮像コアは、磁気追跡センサーを含む。前記カテーテル遠位シースは、放射線不透過性のマーカーバンドを含むことができる。
【００１５】
前記直線並進制御系は、前記超音波撮像コアに制御された連続的な並進を与えるように配置され得る。前記直線並進制御系は、前記超音波撮像コアに制御された双方向の並進を与えるように配置され得る。
【００１６】
斬新であると信じる本発明の特徴は、添付された特許請求の範囲に詳細に記述されている。本発明は、さらなる特徴及び利点と共に、同一要素を同一参照数字で示す添付された図面に関連した以下の説明を参照することにより、さらに理解することができよう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例を有効に組み込むことができるタイプのカテーテル実装のイメージングシステムのハイレベルブロック図である。
【図２】本発明の実施例に係る心エコー検査カテーテルの遠位部の一部を破断して示す側面図である。
【図３】本発明の実施例に係る経食道心エコー検査バルーンカテーテルの遠位部の一部を破断して示す側面図である。
【図４】本発明を具体化する他の経食道心エコー検査バルーンカテーテルの遠位部の一部を破断して示す側面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施例に係る経食道心エコー検査バルーンカテーテルの遠位部の側面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施例に係る経食道心エコー検査バルーンカテーテルの遠位部の側面図である。
【図７】本発明の一態様を具体化する患者用インタフェースモジュール（ＰＩＭ）の側面図である。
【図８】本発明の態様を具体化する他の患者用インタフェースモジュールの側面図である。
【図９】本発明の態様を具体化するさらに他の患者用インタフェースモジュールの側面図である。
【図１０】本発明を具体化する経食道心エコー検査バルーンカテーテルの遠位部の一部を破断して示す側面図である。
【図１１】本発明の実施例に係る感受性基質を識別するための一連の処理段階を示す。
【図１２】本発明の実施例に係るアブレーション損傷の監視及び評価のための一連の処理段階を示す。
【図１３】本発明の態様を具体化する画像撮像コアの遠位部の側面図である。
【図１４Ａ】本発明の実施例に係る合成開口撮像のための撮像シーケンス（Ａ）を示す。
【図１４Ｂ】本発明の実施例に係る合成開口撮像のための撮像シーケンス（Ｂ）を示す。
【図１４Ｃ】本発明の実施例に係る合成開口撮像のための撮像シーケンス（Ｃ）を示す。
【図１４Ｄ】本発明の実施例に係る合成開口撮像のための撮像シーケンス（Ｄ）を示す。
【図１５】本発明の態様を具体化する撮像コアの遠位部の側面図である。
【図１６】本発明の態様を具体化するさらに他の撮像コアの遠位部の側面図である。
【図１７Ａ】本発明の態様に係る合成開口撮像のための他の撮像シーケンス（Ａ）を示す。
【図１７Ｂ】本発明の態様に係る合成開口撮像のための他の撮像シーケンス（Ｂ）を示す。
【図１７Ｃ】本発明の態様に係る合成開口撮像のための他の撮像シーケンス（Ｃ）を示す。
【図１８】本発明の態様を具体化する他の撮像コアの遠位部の側面図である。
【図１９】本発明の態様に係る合成開口撮像のための一連の処理段階を示す。
【図２０】本発明の実施例に係る合成開口ビーム形成の説明図である。
【図２１】本発明の他の態様に係る合成開口ビーム操舵の説明図である。
【図２２】本発明を具体化する短い単軌条撮像カテーテルの遠位部の一部を破断して示す側面図である。
【図２３】本発明の態様を具体化する長単軌条撮像カテーテルの遠位部の側面図である。
【図２４】本発明の態様に係る可動撮像カテーテルの遠位部の側面図である。
【図２４Ａ】図２４の線A-Aに沿って得られた断面図である。
【図２５】本発明を具体化する心内エコー検査カテーテルの遠位部の一部を破断して示す側面図である。
【図２６】本発明の他の態様を具体化する経食道心エコー検査カテーテルの遠位部の一部を破断して示す側面図である。
【図２７】本発明の態様を具体化す他の経食道心エコー検査カテーテルの遠位部の一部を破断して示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、心エコーシステム及びカテーテルのハイレベルブロック図を示す。前記システムは、撮像エンジン３１００と、患者用インタフェースモジュール（ＰＩＭ）２０００とを含む。撮像エンジン３１００は、前記システムの中心的な構成要素であり、すべての画像生成、表示及びシステム構成要素の制御を実行する。撮像エンジン３１００は、汎用処理ユニット３１１０、デジタル信号処理（ＤＳＰ）モジュール３１２０及びＰＩＭインタフェースモジュール３１３０から成る。ＰＩＭ２０００は、心エコーカテーテル１０００と機械的及び電気的に接続されている。
【００１９】
カテーテルは、近位端及び遠位端を有する柔軟な管状体から成る一般的な医療器具である。本発明の実施例に従って構成されたカテーテルは、近位端を有する外方チューブと、該外方チューブ内に滑動可能に受け入れられ、前記外方チューブから遠位へ延在する内方シースと、前記外方チューブの前記近位端から前記内方シースに該内方シース内を伸長する回転軸（又は駆動ケーブル）とを含むことができる。前記回転軸は、前記外方チューブに関して軸方向に固定されており、前記内方シースに関して該内方シース内を軸方向に可動である。入れ子式部分を含むそのようなカテーテルの近位部の実施例は、例えば、米国特許出願番号第１２／３３６，４４１明細書に詳細に開示されており、参照によってその全体が本明細書に含まれる。
【００２０】
図２は、超音波撮像コア１１が配置される撮像ルーメン５を有する遠位シャフト３から成るカテーテルの遠位部を示す。前記遠位部は、一般的にポリエチレン又はナイロンなどの熱可塑性物質の押し出し成形によって形成される。前記遠位シャフトは、また熱可塑性物質の多層で形成することができる。前記遠位部は、さらに、隔壁１５と、組織を傷つけない遠位先端１７と、隔壁穿刺ポート１９とを含む。隔壁１５は、室温硬化型（ＲＴＶ）シリコーンなどのポリマー材料で作ることができる。超音波を透過する無菌食塩水などの流体で遠位シースルーメン５を満たすために、注射針（図示せず）が、隔壁穿刺ポート１９を通って挿入され、隔壁１５を突き刺す。前記注射針が引き抜かれると、隔壁１５は自己封止する。自己封止の隔壁の使用は、超音波撮像コア１１が前記近位端に向けて並進するとき、前記遠位シース内への血液や空気などの流体の引き込みを防止する。
【００２１】
超音波撮像コア１１は、遠位ハウジング組立体１０１に取り付けられた駆動ケーブル９１を含む。遠位ハウジング組立体１０１は、遠位ハウジング１１１、トランスデューサ１２１及び伝送線１３１を含む。そのような遠位ハウジング１１１は、またトランスデューサスタック１２１の面を横切る流体の流れを促進する遠位開口１１３を含む。前記遠位ハウジングは、米国特許出願第１２／３３０，３０８明細書に詳細に開示されており、ここに参照によってその全体が本明細書に含まれる。
【００２２】
遠位シャフト３は、少なくとも１つの層を有する細長い管から成る。前記遠位シャフトは、先細りにするか、又は直線状とすることができる。例えば、前記遠位シャフトは、心内経食道のカテーテルのために、０．０８０インチから０．３５０インチ（約２．０３ｍｍ〜約８．８９ｍｍ）の範囲の外径を有する直管とすることができる。前記外径は、心臓カテーテルのためには、より一般的に１０Ｆｒ（０．１３１インチ）あるいはそれより小さいかもしれない。外径が８Ｆｒ（０．１０５インチ）以下の心臓カテーテルは、右心房からよりもＡＦアブレーション誘導に結像性能が良い場合がある左心房への経中隔ルート経由で送る方がよい。前記外径は、より一般的には、経鼻で送ることができる経食道カテーテルのために１２Ｆｒ（０．１５８インチ）と、２５Ｆｒ（０．３２８インチ）との間にあるかもしれない。
【００２３】
駆動ケーブル９１は、一般的に少なくとも１つの単一又は多数の糸状ステンレス鋼又は同様な材料で、外形が一般的に０．１０ｍｍから３．５０ｍｍの範囲の丸、四角あるいは平らなワイヤを含む。正確な位置決めを確実にするために、加速中の駆動ケーブル９１の伸び縮みは、最小化されなければならない。駆動ケーブル９１は、また超音波撮像コア１１の不均一な回転を最小化するべきである。
【００２４】
トランスデューサスタック１２１は、５MHｚから６０MHｚ、心内経食道撮像のためには一般的に５MHｚから２０MHｚの間の周波数範囲で動作する。トランスデューサスタック１２１は、少なくとも圧電層を含む。トランスデューサスタック１２１は、さらに、一般的に、伝導層、少なくとも１つのマッチング層及びバッキング層を含む。撮像カテーテルのためのトランスデューサスタックは、当業者によく知られている。８Fr（フレンチ）の寸法のカテーテルのための典型的なトランスデューサは、約１．６ｍｍ×２．４ｍｍの開口を有し、１ｃｍと４ｃｍとの間、一般的には２ｃｍと３ｃｍとの間に焦点距離を有する。トランスデューサの合焦方法は、トランスデューサ製造の当業者によく知られている。伝送線１３１は、前記患者用インタフェースモジュールに収納されたトランシーバ電子機器に、トランスデューサスタック１２１を電気的に接続する。
【００２５】
次に図３から６を参照するに、経食道心エコーカテーテルの遠位部のいくつかの実施例が図示されている。図３は、バルーンエンベロープ７０、膨張ルーメン６０、膨張ポート６２及び超音波撮像コア１０を含むカテーテルの遠位部の実施例の側面図を示す。超音波撮像コア１０は駆動ケーブル９０及び遠位ハウジング組立体１００を含み、該遠位ハウジング組立体は、また、遠位ハウジング１１０、トランスデューサスタック１２０及び伝送線１３０を含む。遠位ハウジング１１０は、また、前記トランスデューサスタックの面を横切る流体の流れを促進する遠位開口１１２を含む。トランスデューサスタック１２０は、焦点を合わせ、あるいは焦点が合っていないようにすることができる。１５Fr（フレンチ）の寸法のカテーテルのための典型的なトランスデューサは、最大約４．２ｍｍの円形のアパーチャーを有し、１ｃｍと４ｃｍとの間、一般的には２ｃｍと３ｃｍとの間に焦点距離を有する。トランスデューサの合焦方法は、トランスデューサ製造の当業者によく知られている。
【００２６】
前記バルーン撮像カテーテルの前記遠位部は、また、シース２、遠位シースルーメン４、隔壁１５、組織を傷つけない遠位先端１６及び隔壁穿刺ポート１８を含む。隔壁１５は、室温硬化型（ＲＴＶ）シリコーンなどのポリマー材料で作ることができる。使用に際し、超音波を透過する無菌食塩水などの流体で遠位シースルーメン４を満たすために、注射針（図示せず）が、隔壁穿刺ポート１８を通って挿入され、隔壁１５を突き刺す。前記注射針が引き抜かれると、隔壁１５は自己封止する。自己封止の隔壁の使用は、超音波撮像コア１０が前記近位端に向けて並進するとき、前記遠位シース内への空気などの流体の引き込みを防止する。
【００２７】
前記バルーンカテーテルは、一般的に１５Frであるか、それより小さく、経鼻ルートで食道へアクセスされるように十分に小さい。バルーンエンベロープ７０は、ポリエチレン／ＥＶＡなどの柔軟なポリマーブレンドで形成することができ、前記遠位カテーテルシースの、前記膨張ポートの近位及び遠位の部分に、一般的に、接合又は溶融によって取り付けられている。前記バルーン組合せ体は、長さが２ｃｍから１０ｃｍとすることができ、一般的に６ｃｍである。バルーンエンベロープ７０は、超音波を透過する無菌食塩水など流体を使って膨らませることができる。前記バルーンは、最大４ｃｍ、一般的には２ｃｍと３ｃｍとの間の直径に膨らませることができる。膨らんだ前記バルーンは、食道壁及び心臓構造の撮像を容易にする。
【００２８】
次に図４を参照するに、経食道心エコー検査カテーテルの遠位部の代替実施例の側面図が示されている。前記遠位部は、バルーンエンベロープ７０、膨張ルーメン６０、膨張ポート６２、収縮ルーメン６１、収縮ポート６３及び超音波撮像コア１０を含む。超音波撮像コア１０は駆動ケーブル９０及び遠位ハウジング組立体１００を含み、該遠位ハウジング組立体はさらに、遠位ハウジング１１０、トランスデューサスタック１２０及び伝送線１３０を含む。遠位ハウジング１１０は、また前記トランスデューサスタックの面を横切る流体の流れを促進する遠位開口１１２を含む。トランスデューサスタック１２０は、焦点を合わせ、あるいは焦点が合っていないようにすることができる。１５Fr（フレンチ）の寸法のカテーテルのための典型的なトランスデューサは、最大約４．２ｍｍの円形のアパーチャーを有し、１ｃｍと４ｃｍとの間、一般的には２ｃｍと３ｃｍとの間に焦点距離を有する。トランスデューサの合焦方法は、トランスデューサ製造の当業者によく知られている。
【００２９】
前記バルーン撮像カテーテルの前記遠位部はさらに、シース２、遠位シースルーメン４、隔壁１５、組織を傷つけない遠位先端１６及び隔壁穿刺ポート１８を含む。隔壁１５は、室温硬化型（ＲＴＶ）シリコーンなどのポリマー材料で作ることができる。超音波を透過する無菌食塩水などの流体で遠位シースルーメン４を満たすために、注射針（図示せず）が、隔壁穿刺ポート１８を通って挿入され、隔壁１５を突き刺す。前記注射針が引き抜かれると、隔壁１５は自己封止する。自己回復作用の隔壁の使用は、超音波撮像コア１０が前記近位端に向けて並進するとき、前記遠位シース内への空気などの流体の引き込みを防止する。
【００３０】
前記バルーンカテーテルは、一般的に１５Frであるか、それより小さく、経鼻ルートで食道へアクセスされるように十分に小さい。バルーンエンベロープ７０は、ポリエチレン／ＥＶＡなどの柔軟なポリマーブレンドで形成されており、前記遠位カテーテルシースの、前記膨張ポート６２の近位及び遠位の部分に、一般的に、接合又は溶融によって取り付けられている。前記バルーン組合せ体は、長さが２ｃｍから１０ｃｍとすることができ、一般的に６ｃｍである。バルーンエンベロープ７０は、超音波を透過する無菌食塩水など流体を使って膨らませることができる。前記バルーンは、最大４ｃｍ、一般的には２ｃｍと３ｃｍとの間の直径に膨らませることができる。膨らんだ前記バルーンは、食道壁及び心臓構造の撮像を容易にする。敏活な膨張／収縮の繰り返しは、無菌食塩水の循環を可能にする。循環する前記塩水は、潜在的に、食道壁で熱を取り除き、心房食道瘻の形成を防止するのに使用することができる。
【００３１】
次に図５を参照するに、経食道心エコー検査カテーテルの遠位部の他の実施例の側面図が示されている。前記遠位部は、バルーンエンベロープ７０、膨張ルーメン６０、膨張ポート６２及び超音波撮像コア１０を含む。超音波撮像コア１０は駆動ケーブル９０及び遠位ハウジング組立体１００を含み、該遠位ハウジング組立体は、また遠位ハウジング１１０、トランスデューサスタック１２０及び伝送線１３０を含む。遠位ハウジング１１０は、また前記トランスデューサスタックの面を横切る流体の流れを促進する遠位開口１１２を含む。トランスデューサスタック１２０は、焦点を合わせ、あるいは焦点が合っていないようにすることができる。１５Fr（フレンチ）の寸法のカテーテルのための典型的なトランスデューサは、最大約４．２ｍｍの円形のアパーチャーを有し、１ｃｍと４ｃｍとの間、一般的には２ｃｍと３ｃｍとの間に焦点距離を有する。トランスデューサの合焦方法は、トランスデューサ製造の当業者によく知られている。
【００３２】
前記バルーン撮像カテーテルの前記遠位部はさらに、シース２、遠位シースルーメン４、隔壁１５、組織を傷つけない遠位先端１６及び隔壁穿刺ポート１８を含む。隔壁１５は、室温硬化型（ＲＴＶ）シリコーンなどのポリマー材料で作ることができる。超音波を透過する無菌食塩水などの流体で遠位シースルーメン４を満たすために、注射針（図示せず）が、隔壁穿刺ポート１８を通って挿入され、隔壁１５を突き刺す。前記注射針が引き抜かれると、隔壁１５は自己封止する。自己封止の隔壁の使用は、超音波撮像コア１０が前記近位端に向けて並進するとき、前記遠位シース内への空気などの流体の引き込みを防止する。
【００３３】
前記バルーンカテーテルは、一般的に１５Ｆｒであるか、それより小さく、経鼻ルートで食道へアクセスされるように十分に小さい。バルーンエンベロープ７０は、ポリエチレン／ＥＶＡなどの柔軟なポリマーブレンドで形成することができ、前記遠位カテーテルシースの、前記膨張ポートの近位及び遠位の部分に、一般的に、接合又は溶融によって取り付けられている。前記バルーン組合せ体は、長さが２ｃｍから１０ｃｍとすることができ、一般的に６ｃｍである。バルーンエンベロープ７０は、超音波を透過する無菌食塩水など流体を使って膨らませることができる。前記バルーンは、最大４ｃｍ、一般的には２ｃｍと３ｃｍとの間の直径に膨らませることができる。膨らんだ前記バルーンは、食道壁及び心臓構造の撮像を容易にする。遠位シースルーメン４と前記バルーンエンベロープの内面との間の流体交換ポート６４、６６、６８は、超音波撮像コア１０の進行及び後退に伴い、超音波を透過する流体の交換を可能にする。前記流体交換ポートは、超音波撮像コア１０が遠位シース２の範囲内で後退するとき、負圧ポテンシャルの発生を有効に防止する液溜めを提供する。
【００３４】
次に図６を参照するに、経食道心エコー検査カテーテルの遠位部のさらに他の実施例の側面図が示されている。前記遠位部は、バルーンエンベロープ７２、膨張ルーメン６０、膨張ポート６２及び超音波撮像コア１０を含む。超音波撮像コア１０は駆動ケーブル９０及び遠位ハウジング組立体１００を含み、該遠位ハウジング組立体はさらに、遠位ハウジング１１０、トランスデューサスタック１２０及び伝送線１３０を含む。遠位ハウジング１１０はさらに、前記トランスデューサスタックの面を横切る流体の流れを促進する遠位開口１１２を含む。トランスデューサスタック１２０に焦点を合わせることも、あるいは焦点を合わせないこともできる。１５Ｆｒ（フレンチ）の寸法のカテーテルのための典型的なトランスデューサは、最大約４．２ｍｍの円形のアパーチャーを有し、１ｃｍと４ｃｍとの間、一般的には２ｃｍと３ｃｍとの間に焦点距離を有する。トランスデューサの合焦方法は、トランスデューサ製造の当業者によく知られている。
【００３５】
前記バルーン撮像カテーテルの前記遠位部はさらに、シース２、遠位シースルーメン４、隔壁１５、組織を傷つけない遠位先端１６及び隔壁穿刺ポート１８を含む。隔壁１５は、室温硬化型（ＲＴＶ）シリコーンなどのポリマー材料で作ることができる。超音波を透過する無菌食塩水などの流体で遠位シースルーメン４を満たすために、注射針（図示せず）が、隔壁穿刺ポート１８を通って挿入され、隔壁１５を突き刺す。前記注射針が引き抜かれると、隔壁１５は自己封止する。自己封止の隔壁の使用は、超音波撮像コア１０が前記近位端に向けて並進するとき、前記遠位シース内への空気などの流体の引き込みを防止する。
【００３６】
遠位シース２は、超音波ゲル伝達媒質などの超音波伝達媒質を使用して食道壁につながれる（coupled）。前記カテーテルは、食道壁に関する適所位置に前記バルーンの膨張によって保持される。前記バルーンは、一般的に、前記カテーテルの心臓から遠位側に拡大する。前記バルーンカテーテルは、一般的に１５Frであるか、それより小さく、経鼻ルートで食道へアクセスされるように十分に小さい。バルーンエンベロープ７２は、ポリエチレン／ＥＶＡなどの柔軟なポリマーブレンドで形成することができ、前記遠位カテーテルシースの、前記膨張ポート６２の近位及び遠位の部分に、一般的に、接合又は溶融によって取り付けられている。前記バルーン組合せ体は、長さが２ｃｍから１０ｃｍとすることができ、一般的に６ｃｍである。バルーンエンベロープ７２は、放射線不透過性の造影剤、無菌食塩水又はその混合物などの流体を使って膨らませることができる。膨らんだ前記バルーンは前記撮像コア及び食道壁より後にあるので、前記流体は超音波を透過する必要はない。膨らんだ前記バルーンは食道壁と心臓の構造との撮像を容易にする。
【００３７】
次に図７から９を参照するに、前記患者用インタフェースモジュールのいくつかの実施例が示されている。前記患者用インタフェースモジュールは、前記カテーテル及び前記撮像エンジン間の電気−機械インタフェースである。前記患者用インタフェースモジュールは、超音波発生器、受け入れ器及びスキャンニング機構を含む。図７は、患者用インタフェースモジュール２０００の一実施例の側面図を示す。患者用インタフェースモジュール２０００は、前記撮像カテーテルの超音波撮像コア（図示せず）と機械的及び電気的に接続されている。患者用インタフェースモジュール２０００は、前記超音波撮像コアの直線並進及び回転のための手段を含む。前記カテーテルの入れ子式部分の前記近位端は、アンカーマウント２０３２に取り付けられる。回転装置２６０２は、機械的及び電気的に前記カテーテル撮像コアの前記近位端に結合し、該カテーテル撮像コアの回転及び直線並進の双方を可能にする。
【００３８】
患者用インタフェースモジュール２０００は、さらに、電力回路基板２１００、トランシーバ（ＸＣＶＲ）回路基板２２００、動作制御（Ｍ／Ｃ）モジュール２３００及び直線位置感知アレイ２４２０を含む。電力回路基板２１００は、トランシーバ回路基板２２００、動作制御モジュール２３００及び直線位置感知アレイ２４２０と、電気的に接続されている（図示せず）。
【００３９】
動作制御モジュール２３００は、直線圧電モータ２４０２、直線位置感知アレイ２４２０、回転モータ２５０２及び回転エンコーダリーダ２５１６と電気接続（２３０２、２３０４、２３０６、２３０８）された電子機器を含む。動作制御モジュール２３００は、さらに、前記撮像エンジン（図示せず）と電気接続（２３１０、３０５０）されており、位置情報を提供する。動作制御モジュール２３００は、さらに、前記患者用インタフェースモジュールの外面に配置される一組の患者用インタフェースモジュール運転制御ボタン（図示せず）と電気接続することができる。
【００４０】
前記直線圧電モータは、モータハウジング２４０２、ロッド２４０６及び板ばね２４０８、２４１０を含む。圧電モータの利点は、低質量、急な加速及び減速、双方向の並進（又は循環運動）及び高速度（最高４５０ｍｍ／秒）にある。圧電モータハウジング２４０２、並進ステージ２４９０、回転モータ２５０２及び取付けブロック２５１０は剛的に固定される。圧電モータハウジング２４０２と並進ステージ２４９０などの剛的に固定された構成要素とは、ロッド２４０６に沿って動く。
【００４１】
回転モータ２５０２は、第１及び第２の歯車２５０６、２５０８に機械的に結合される。代替的に、回転モータ２５０２は、第１及び第２のプーリに機械的に結合することができる。回転モータ２５０２は、前記超音波撮像コアの連続回転を可能にする。回転モータは、少なくとも８０００回／分（ＲＰＭ）まで動作する。第２の歯車２５０８は、駆動軸２６０４に固定的に取付けられている。前記駆動軸は、また回転装置２６０２を含む。
【００４２】
駆動軸２６０４は取付けブロック２５１０内に収納されている。前記取付けブロックは、アルミニウム又はチタンなどの軽量材料で機械加工するか、鋳造することができ、さらに電気的遮蔽を提供することができる。また、エンコーダホイール２５１４は、駆動軸２６０４に固定的に取り付けられており、その結果、エンコーダリーダ２５１６がエンコーダホイール２５１４の位置を読むことができる。エンコーダホイール２５１４及びエンコーダリーダ２５１６は、駆動軸２６０４の回転位置の追跡を可能にする。
【００４３】
前記直線位置感知装置は、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサー２４２２〜２４５０のアレイ２４２０と、永久磁石２４０４とを含む。永久磁石２４０４は、圧電モータハウジング２４０２に固定的に取り付けられている。アレイ２４２０は、正確かつ精密な永久磁石２４０４の位置感知を可能にする。前記カテーテル撮像コアが圧電モータハウジング２４０２及び永久磁石２４０４に機械的に結合されるので、前記カテーテル撮像コアの遠位ハウジング及びトランスデューサスタックの相対的な軸方向位置を決めることができる。前記ＡＭＲセンサーは、磁石の移動範囲に沿って周期的にかつ該磁石からずれて置かれている。前記ＡＭＲセンサーの間隔は８ｍｍにまですることができる。前記ＡＭＲセンサーは、位置感知の移動範囲を拡張するために追加することができる。前記センサーの前記永久磁石との離隔距離は、該永久磁石の磁極面での電界の強さに依存する。前記離隔距離は、セラミック及びアルニコの磁石については最高０．２５インチ（約６ミリメートル）まで、またネオジムタイプなどの希土類磁石については最高０．５インチ（約１３ミリメートル）とすることができる。位置解像度は、８ｍｍのＡＭＲセンサー間隔では１％よりも良好な精度で約０．００２インチ（５０μｍ）である。解像度及び精度は、センサー間隔を小さくすることによって改善することができる。
【００４４】
トランシーバ回路基板２２００は、超音波信号の送受信のためのアナログ電子機器を含む。トランシーバ回路基板２２００は、前記撮像エンジン（図示せず）と電気接続（２０２２、３０５０）されている。さらに、トランシーバ回路基板２２００は、液体金属ロータリカプラー２６１０及び駆動軸２６０４と電気接続２２０２されている。駆動軸２６０４の電気部品は、電気ジャック２６０８、変圧器２６０６及び回転装置２６０２内の電気接触子組立体（図示せず）を含む。前記電気接触子組立体は、前記カテーテル撮像コアの前記伝送線と電気接続されている。
【００４５】
次に図８を参照するに、患者用インタフェースモジュール２０００の他の実施例の側面図が示されている。患者用インタフェースモジュール２０００は、前記撮像カテーテルの超音波撮像コア（図示せず）と機械的及び電気的に接続されている。患者用インタフェースモジュール２０００は、前記超音波撮像コアの直線並進及び回転のための手段を含む。前記カテーテルの入れ子式部分の前記近位端は、アンカーマウント２０３２に取り付けられている。回転装置２６０２は、前記カテーテル撮像コアの前記近位端に機械的に結合され、前記カテーテル撮像コアの回転及び直線並進の双方を可能にする。
【００４６】
患者用インタフェースモジュール２０００は、さらに、電力回路基板２１００、トランシーバ（ＸＣＶＲ）回路基板２２００及び動作制御（Ｍ／Ｃ）モジュール２３００を含む。電力回路基板２１００、トランシーバ回路基板２２００及び動作制御モジュール２３００と電気接続（図示せず）されている。
【００４７】
動作制御モジュール２３００は、直線圧電モータ及びエンコーダ装置２４６０、回転モータ２５０２及び回転エンコーダリーダ２５１６と電気接続２３０５、２３０６、２３０８する電子機器を含む。動作制御モジュール２３００は、さらに、前記撮像エンジン（図示せず）と電気接続２３１０、３０５０されており、位置情報を提供する。動作制御モジュール２３００は、さらに、前記患者用インタフェースモジュールの外面に置かれる一組の患者用インタフェースモジュール操作制御ボタン（図示せず）と電気接続され得る。
【００４８】
前記直線圧電モータは、モータハウジング２４６０、ロッド２４０６及び板ばね２４０８、２４１０を含む。圧電モータの利点は、低質量、急な加速及び減速、双方向の並進（又は循環運動）及び高速度（最高４５０ｍｍ／秒）にある。直線圧電モータ及びエンコーダ装置のハウジング２４６０、並進ステージ２４９０、回転モータ２５０２及び取付けブロック２５１０は剛的に固定される。直線圧電モータ及びエンコーダ装置のハウジング２４６０と、並進ステージ２４９０などの剛的に固定された構成要素とは、ロッド２４０６に沿って動く。回転モータ２５０２は、第１及び第２の歯車２５０６、２５０８に機械的に結合される。代替的に、回転モータ２５０２は、第１及び第２のプーリに機械的に結合することができる。
【００４９】
回転モータ２５０２は前記超音波撮像コアの連続回転を可能にする。回転モータは、少なくとも最高８０００回／分（ＲＰＭ）で動作する。第２の歯車２５０８は駆動軸２６０４に固定的に取り付けられている。前記駆動軸は、さらに回転装置２６０２を含む。前記直線エンコーダ装置は、駆動軸２６０４の軸線方向位置の追跡を可能にする。
【００５０】
駆動軸２６０４は，取付けブロック２５１０内に収納されている。前記取付けブロックは、アルミニウム又はチタンなどの軽量材料で機械加工されるか、鋳造することができ、さらに電気的遮蔽を提供することができる。また、エンコーダホイール２５１４は、駆動軸２６０４に固定的に取り付けられており、その結果、エンコーダリーダ２５１６がエンコーダホイール２５１４の位置を読むことができる。エンコーダホイール２５１４及びエンコーダリーダ２５１６は、駆動軸２６０４の回転位置の追跡を可能にする。
【００５１】
トランシーバ回路基板２２００は、超音波信号の送受信のためのアナログ電子機器を含む。トランシーバ回路基板２２００は、前記撮像エンジン（図示せず）と電気接続（２０２２、３０５０）されている。さらに、トランシーバ回路基板２２００は、液体金属ロータリカプラー２６１０及び駆動軸２６０４と電気接続２２０２されている。駆動軸２６０４の電気部品は、電気ジャック２６０８、変圧器２６０６及び回転装置２６０２内の電気接触子組立体（図示せず）を含む。前記電気接触子組立体は、前記カテーテル撮像コアの前記伝送線と電気接続されている。
【００５２】
次に図９を参照するに、患者用インタフェースモジュール２０００のさらに他の実施例の側面図が示されている。患者用インタフェースモジュール２０００は、前記撮像カテーテルの超音波撮像コア（図示せず）と機械的及び電気的に接続されている。患者用インタフェースモジュール２０００は、前記超音波撮像コアの直線並進及び回転のための手段を含む。前記カテーテルの入れ子式部分の前記近位端は、アンカーマウント２０３２に取り付けられている。駆動軸２６０３及び回転装置２６０は、前記カテーテル撮像コアの前記近位端に機械的及び電気的に結合され、前記カテーテル撮像コアの回転及び直線並進の双方を可能にする。
【００５３】
患者用インタフェースモジュール２０００は、さらに、電力回路基板２１００、トランシーバ（ＸＣＶＲ）回路基板２２００及び動作制御（Ｍ／Ｃ）モジュール２３００を含む。電力回路基板２１００、トランシーバ回路基板２２００及び動作制御モジュール２３００と電気接続（図示せず）されている。
【００５４】
動作制御モジュール２３００は、回転モータ２５０２及び回転エンコーダリーダ２５１６と電気接続２３０６、２３０８する電子機器を含む。動作制御モジュール２３００は、さらに、前記撮像エンジン（図示せず）と電気接続２３１０、３０５０されており、位置情報を提供する。動作制御モジュール２３００は、さらに、前記患者用インタフェースモジュールの外面に置かれる一組の患者用インタフェースモジュール操作制御ボタン（図示せず）と電気接続され得る。低摩擦並進ステージ２４７８及びカテーテル撮像コアの相対的な直線位置は、回転位置から決定される。代替的に図３で示すように直線位置感知装置などの直線位置センサーは、前記カテーテル撮像コアの長手方向位置の曖昧さを低減するために含ませ得る。
【００５５】
回転モータ２５０２は、第１のピニオン歯車２５０５に機械的に結合されている。前記第１のピニオン歯車は、第１の歯車２４７６に噛合する。第１の歯車２４７６は第２のピニオン歯車２５０７に噛合する。第１の歯車２４７６は、またリンクアーム２４７２の第１の端部２４７３に固定的に取り付けられている。リンクアーム２４７２の第２の端部２４７１は、リンクアームマウント２４７０に固定的に取り付けられている。第１の歯車２４７６及び回転モータ２５０２は、低摩擦並進ステージ２４７８に固定的に取り付けられている。第２のピニオン歯車２５０７は、第２の歯車２５０９に固定的に取り付けられている。第２の歯車２５０９は、駆動軸２６０３に固定的に取り付けられた第３の歯車２５１１に噛合する。代替的に、第２及び第３の歯車２５０７、２５０９に代えて第１及び第２のプーリを使うことができる。
【００５６】
回転モータ２５０２は、超音波撮像コアの連続回転及び並進を可能にする。第１のピニオン歯車２５０５が回転するに伴い、リンクアーム２４７２の第１の歯車２４７６及び第１の端部２４７３は、第１の歯車２４７６の回転軸のまわりで回転する。リンクアーム２４７２の周期的な運動は、低摩擦並進ステージ２４７８を前後に滑らせる。低摩擦並進ステージ２４７８の前記前後の運動は、前記撮像コアを対応して前後に並進させる、すなわち長手方向へ反復させる。直線並進の範囲は、リンクアーム２４７２の第１の端部２４７３から第１の歯車２４７６の回転軸までの距離で決まる。歯車及びリンクアーム系の利点は、直線並進モータから成っている実施例に比較して、ある程度、より簡素な構造、低重量及び低コストにある。
【００５７】
駆動軸２６０３は取付けブロック２５１１内に収納されている。前記取付けブロックは、アルミニウム又はチタンなどの軽量材料で機械加工するか、鋳造することができ、さらに電気的遮蔽を提供することができる。また、エンコーダホイール２５１４は、駆動軸２６０３に固定的に取り付けられており、その結果、エンコーダリーダ２５１６がエンコーダホイール２５１４の位置を読むことができる。エンコーダホイール２５１４及びエンコーダリーダ２５１６は、駆動軸２６０４の回転位置の追跡を可能にする。
【００５８】
トランシーバ回路基板２２００は、超音波信号の送受信のためのアナログ電子機器を含む。トランシーバ回路基板２２００は、前記撮像エンジン（図示せず）と電気接続（２０２２、３０５０）されている。さらに、トランシーバ回路基板２２００は、液体金属ロータリカプラー２６１０及び駆動軸２６０３と電気接続２２０２されている。駆動軸２６０４の電気部品は、電気ジャック２６０８、変圧器２６０６及び回転装置２６０２内の電気接触子組立体（図示せず）を含む。前記電気接触子組立体は、前記カテーテル撮像コアの前記伝送線と電気接続されている。
【００５９】
前記超音波撮像コアの高速直線並進及び回転と正確な位置感知との組合せは、心臓構造などの動く構造体の容積測定のスキャンを可能にする。周期的な直線並進は、関心容積の連続するリアルタイム撮像を可能にする。代わりのトランスデューサ構造は、心臓のアブレーション手術の画像誘導のためにさらなる利点を提供することができる。
【００６０】
次に図１０を参照するに、多重トランスデューサ組立体を含む経食道心エコー検査カテーテルの遠位部の実施例が部分的に破断して示されている。前記遠位部は、バルーンエンベロープ７０、膨張ルーメン６０、膨張ポート６２及び超音波撮像コア４０を含む。超音波撮像コア４０は駆動ケーブル４９０及び遠位ハウジング組立体４００を含む。遠位ハウジング組立体４００は、４つのトランスデューサハウジング４１２、４１４、４１６、４１８、４つのトランスデューサスタック４２２、４２４、４２６、４２８及び可撓性を有する３つのハウジング継ぎ手４０４、４０６、４０８を含む。前記４つのトランスデューサハウジングは、さらに、前記トランスデューサスタックの面を横切る流体の流れを促進する遠位開口４４２、４４４、４４６、４４８を含む。前記個々のトランスデューサ及びハウジングは、図２に示されたと実質的に類似の構造である。
【００６１】
前記多重トランスデューサ組立体は、いくつかの技術に従って組み立てることができる。典型的な構造では、前記多重のトランスデューサハウジング及び継ぎ手は、単一のステンレス鋼ハイポチューブから組み立てることができる。前記トランスデューサハウジングは、適合したスロットによって個々の前記トランスデューサ組立体に剛的支持を提供する。前記継ぎ手は、前記ハイポチューブを渦巻状に切断した部分であり、前記多重トランスデューサ組立体のために軸方向の剛性と曲げの柔軟性とを釣り合わせる。渦巻状の切断ピッチは、一定に、あるいは目標とする剛性に応じて変化させることができる。前記ピッチは、柔軟性を下げるために増大するか、柔軟性を上げるために減少させることができる。ある柔軟性は、カテーテルの経鼻位置決めを容易にする。典型的な構造では、前記トランスデューサハウジングは長さ約４ｍｍであり、前記トランスデューサ継ぎ手は長さ約６ｍｍであり、前記トランスデューサの直径は２．５ｍｍである。渦巻状に切断した前記継ぎ手のピッチは典型的には１ｍｍであり、１００ミクロンの切り口幅を有する。前記多重トランスデューサ組立体の代わりの実施例では、前記トランスデューサハウジング継ぎ手は、前記トランスデューサハウジングに取り付けられたステンレス鋼駆動ケーブルなどの別個の素材とすることができる。
【００６２】
図１０に示されているように、相互に最も近接するトランスデューサの方向は、互いに９０°だけずれている。第１のトランスデューサスタック４２２は図面の頂部に向き、第２のトランスデューサスタック４２４は紙背方向へ向き、第３のトランスデューサスタック４２６は図面の底部に向き、第４のトランスデューサスタック４２８は図面から出る方向へ向く。前記複数のトランスデューサの回転オフセットは、トランスデューサ間での、組織からの散乱した超音波エネルギーの潜在的な相互干渉を最小化する。多重トランスデューサ組立体の利点は、増大した３Ｄ画像撮像フレームレートにある。前記トランスデューサ組立体の周期的な直線並進移動範囲は、前記トランスデューサの数と、トランスデューサ離隔距離とに応じて減少することができる。完全な３Ｄ画像は、個々のトランスデューサからのより小さな３Ｄ画像から形成することができる。図１０に示された典型的な構造で４ｃｍの高さの画像容積のために、約１ｃｍの移動経路が必要とされる。これは、１つの要素トランスデューサ組立体のそれに比べての約４倍のフレームレートの増加をもたらす。
【００６３】
前記バルーン撮像カテーテルの前記遠位部はさらに、シース２、遠位シースルーメン４、隔壁１５、組織を傷つけない遠位先端１６及び隔壁穿刺ポート１８を含む。隔壁１５は、室温硬化型（ＲＴＶ）シリコーンなどのポリマー材料で作られる。超音波を透過する無菌食塩水などの流体で遠位シースルーメン４を満たすために、注射針（図示せず）が、隔壁穿刺ポート１８を通って挿入され、隔壁１５を突き刺す。前記注射針が引き抜かれると、隔壁１５は自己封止する。自己封止の隔壁の使用は、超音波撮像コア１０が前記近位端に向けて並進するとき、前記遠位シース内への空気などの流体の引き込みを防止する。
【００６４】
前記バルーンカテーテルは、一般的に１５Ｆｒであるか、それより小さく、経鼻ルートで食道へアクセスされるように十分に小さい。バルーンエンベロープ７０は、ポリエチレン／ＥＶＡなどの柔軟なポリマーブレンドで形成され、前記遠位カテーテルシースの、前記膨張ポート６２の近位及び遠位の部分に、一般的に、接合又は溶融によって取り付けられている。前記バルーン組合せ体は、長さが２ｃｍから１０ｃｍであり、一般的に６ｃｍである。バルーンエンベロープ７０は、超音波を透過する無菌食塩水など流体を使って膨らませられる。前記バルーンは、最大４ｃｍ、一般的には２ｃｍと３ｃｍとの間の直径に膨らませることができる。膨らんだ前記バルーンは、食道壁及び心臓構造の撮像を容易にする。
【００６５】
ここで図１１を参照するに、これまでに記載された経食道心エコー検査カテーテル及びシステムによって左心房壁の感受性基質を識別する例示的な一組の処理段階が示される。ステップ３２００で最初に画像データが取得される。次に、ステップ３２０２で、心臓壁は、例えば左心房室の血液、食道壁、脂肪体及びアブレーション機器を含む周辺の組織及び機器から分けられる。次に、分けられた画像データは、ステップ３２０４で、レンジに依存する振幅及び周波数変化を含むシステム及びトランスデューサ効果を補償される。次に、ステップ３２０６で、左心房壁に一致する分けられた画像データから組織分類子（tissue classifier）が計算される。組織分類子は画像データの分析によって計算することができ、時間領域解析と称されている。組織分類子は、また画像データのスペクトル特性の分析によって計算することができ、周波数領域分析と称されている。典型的な組織分類子は、超音波の組織分類技術の当業者に知られている積分後方散乱（integrated backscatter）と減衰傾斜（slope-of-attenuation）を含むことができる。当業者に知られている組織分類への一つのアプローチは、サンプルから成る容積測定の関心領域（ＲＯＩ）を近隣の画像ベクトルから選ぶことである。サンプルの数とベクトルの数は、機器とアプリケーションとに依存する。例えば図１０に示されたような多重トランスデューサ組立体から２ｃｍの範囲で約１ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍの容積の画像データからのＲＯＩは、０．７°の面内ベクトル間隔、１００×１０６サンプル／秒のサンプリングレート及び２ｍｍの厚みのスライスを仮定すると、５ベクトル×１２９サンプル×１スライスを必要とする。組織分類子は、次に、補償された画像データから計算される。左心房壁の感受性基質は、ステップ３２０８で、計算された組織分類子によって識別される。感受性基質は、増大した間質線維症の容積によって特徴付けられることが知られている。間質性線維症の主要成分はコラーゲンであり、コラーゲンはその超音波特性によって識別することができる。正常な左心房壁からの感受性基質を区別は、経験的に決定される。積分後方散乱、減衰傾斜及び音速などの典型的な超音波組織分類子は、コラーゲン含有量に相関する。洞律動の患者にとって、心臓の拍動サイクルでの組織分類子の変化は、また、感受性基質を識別するために使うことができる。
【００６６】
図１２は、アブレーションの滴定、潜在的有害事象の表示、心臓のアブレーション手術の結果として生じる左心房壁の壊死組織の識別のための典型的な一組の処理段階を示す。ステップ３４０２のアブレーションに先立って、ステップ３４００で左心房壁のベースライン画像データが取得される。組織は、ＲＦアブレーション及び冷凍アブレーションを含む複数の技術によって除去することができる。アブレーション後の画像データは、ステップ３４０４で取得され、アブレーション箇所毎で評価される。アブレーション前後の画像データは、同じ組織ボリュームが分析されることを保証するために、共同で登録される。動きに対する補償は、共同登録の前に必要に応じて画像収集間にステップ３４０６で提供される。次に、ステップ３４０８で、左心房壁は、例えば左心房室の血液、食道壁、脂肪体及びアブレーション機器を含む周辺の組織及び機器から分けられる。次に、分けられた画像データは、ステップ３４１０で、レンジに依存する振幅及び周波数変化を含むシステム及びトランスデューサ効果を補償される。次に、ステップ３４１２で、左心房壁に一致する分けられた画像データから組織分類子（tissue classifier）が計算される。積分後方散乱、熱歪み及び減衰傾斜の計算が当業者に知られている。潜在的な有害事象は、計算された組織分類子によってステップ３４１４で示される。有害事象の表示は、微小な泡形成、食道壁などの組織の過熱及び血栓形成を含むことができる。例えば、無脂肪の組織の温度上昇は、エコー輝度の増大、より大きな熱歪み及び減衰傾斜の減少に相関する。潜在的な有害事象と一致する組織分類子のレンジは、経験的に決定される。また、左心房壁の壊死組織は、計算された組織分類子によって、ステップ３４１６で識別される。壊死組織は、エコー輝度の増大によって、ある程度、特徴付けられることが知られている。洞律動の患者にとって、心臓の拍動サイクルでの組織分類子の変化は、また、感受性基質を識別するために使うことができる。生存する左心房壁からの壊死組織の区別は経験的に決定される。
【００６７】
複数のトランスデューサを含む超音波撮像コアの高速直線並進及び回転は、容積測定の撮像レートを増大させることができる。特定の画像処理アルゴリズムは、心臓アブレーション手術のための画像誘導を容易にする。複数のトランスデューサ及びアレイのさらに他の構成は、合成開口が複数の物理的（すなわち現実の）開口の組み合わせから成るリアルタイムの合成開口撮像を可能にする。合成開口撮像は、画質を高めることを可能にする。周期的な直線並進は、関心容積の連続するリアルタイムの３Ｄ合成開口撮像を可能にする。
【００６８】
次に図１３を参照するに、２個式トランスデューサ組立体の撮像コア２０の実施例の側面図が示されている。撮像コア２０は、駆動ケーブル２９０及び遠位ハウジング組立体２００を含む。遠位ハウジング組立体２００は、トランスデューサハウジング２１０、第１のトランスデューサスタック２２２及び第２のトランスデューサスタック２２４を含む。トランスデューサハウジング２１０は、さらに、第２のトランスデューサスタック２２４の面を横切る流体の流れを促進する遠位開口２１２を含む。典型的なレイアウトでは、トランスデューサハウジング２１０は、第１及び第２のトランスデューサスタック２２２、２２４が反対方向に向いて配置される、レーザカットのステンレス鋼ハイポチューブを含む。端と端との素子間隔は、トランスデューサ幅、直線並進速度、回転速度及び送信シーケンスに依存する合成開口撮像要件を満たすように、設計される。
【００６９】
次に図１４Ａから１４Ｄを参照するに、図１３に示された前記２個式トランスデューサ撮像コアのための送信及び運動シーケンスの一実施例が示されている。第１及び第２のトランスデューサスタック２２２、２２４は、開口寸法及び撮像周波数を含めてほぼ同じ物理特性を有する。合成開口２２０は、前記送信及び運動シーケンスが前記撮像コアの回転毎にトランスデューサ開口幅を追加するように、形成される。前記撮像コアの完全な３６０°の回転は時間ΔTで生じる。前記素子間の間隔はトランスデューサ開口幅の半値である。図１４Ａに見られるように、第２のトランスデューサスタック２２４が最初に起動（fired）される（２２４−１）。前記撮像コアは、１８０°（πラジアン）回転した後、図１４Ｂに見られるようにトランスデューサ開口幅の半値だけ遠位側へ並進する。次に、第１のトランスデューサスタック２２２が起動し始める（２２２−１）。前記撮像コアは、さらに１８０°回転し、図１４Ｃに示されている位置へトランスデューサ開口幅の半値だけ遠位側へ並進する。完全な一回転で、前記撮像コアはトランスデューサ幅を並進する。図１４Ｄに見られるように、前記遠位側のトランスデューサは、次に第２の起動シーケンスを開始する（２２４−２）。前記撮像コアのそれぞれのさらなる回転は、トランスデューサ幅だけ合成開口の幅を増大させ、サブ開口の重複のための信号平均を可能にする。開口の広がりに伴い、合成開口の有効方位分解能は改善する。前記トランスデューサ幅、素子間隔、直線並進速度、回転速度及び送信シーケンスは、合成開口寸法、合成開口の要素数及びサブ開口重複範囲を修正するために、変更することができる。
【００７０】
ＡＦアブレーションの画像誘導にとって、４ｃｍの視野は心内経食道の撮像に適するであろう。血管内への超音波適用に使われる機械的に回転する撮像カテーテルに適するように、図１３及び１４の前記撮像コアの前記２個式トランスデューサ構成は、完全な３６０°のセクタというよりも１８０°のセクタにわたる撮像が適している。各送受信シーケンスのために約５０μ秒を必要とする。１８０°セクタ（角度幅）及び２５６のベクトルから成る画像フレームは、その取得のために約１３ｍ秒を必要とする。１．６ｍｍ幅のトランスデューサ及び０．８ｍｍの素子間隔を有する２つのトランスデューサ構成では、２０ｍｍ／秒の並進速度及び１８００ＲＰＭの回転速度は、１秒あたり６０個の２Ｄフレームを実現する。それぞれのさらなる回転は、約２５ミリ秒以内に２つの画像フレームを取得し、合成開口の幅を１．６ｍｍ分だけ拡張する。４ｃｍの移動距離では、前記急速な周期的並進は、１秒あたり約２個の３Ｄ画像の連続的な３Ｄ画像フレームレートを可能にする。３Ｄ画像フレームレートは、画像範囲と移動距離とを低減することによって、増大することができる。
【００７１】
次に図１５を参照するに、４個式トランスデューサ組立体を含む撮像コア５０の実施例の側面図が示されている。撮像コア５０は、駆動ケーブル５９０及び遠位ハウジング組立体５００を含む。前記遠位ハウジング組立体は、トランスデューサハウジング５１０及び４個のトランスデューサスタック５２２、５２４、５２６、５２８を含む。前記４個のトランスデューサ組立体のレイアウトは、一般的に、９０°セクタフレームを表示する撮像応用によく適している。前記トランスデューサ幅、素子間隔、直線並進速度、回転速度及び送信シーケンスは、合成開口寸法、合成開口の要素数及びサブ開口重複範囲を修正するために、変更することができる。５個分のトランスデューサ幅を合わせた幅を有しサブ開口の重複のない合成開口は、前記素子間隔がトランスデューサ幅の半値であるとき達成され、前記撮像コアは９０°回転毎に前記素子間隔を並進し、また前記トランスデューサは、第１のトランスデューサスタック（最遠位）５２８から、第２のトランスデューサスタック５２６、第３のトランスデューサスタック５２４、その次に第４のトランスデューサスタック（最近位）５２２の順で起動（ｆｉｒｅ）する。
【００７２】
次に図１６を参照するに、２列のトランスデューサアレイを含む撮像コア９０の実施例の側面図が示されている。撮像コア９０は、駆動ケーブル９９０及び遠位ハウジング組立体９００を含む。遠位ハウジング組立体９００は、トランスデューサハウジング９１０、第１の４要素のトランスデューサアレイ９２０及び第２の４要素のトランスデューサアレイ９３０を含む。第１のトランスデューサアレイ９２０は、切り口により実質的に機械的に分離された４個の独立な素子９２２、９２４、９２６、９２８を含む。トランスデューサアレイ９３０は、切り口により実質的に機械的に分離された４個の独立な素子９３２、９３４、９３６、９３８を含む。各トランスデューサ素子は、一般的に、はんだ付けするか、導電性接着剤によって、伝送線（図示せず）に取り付けられている。各トランスデューサアレイの前記トランスデューサ素子は独立して作動することができる。前記撮像エンジンに十分な数の信号チャンネルがあれば、第１及び第２のトランスデューサアレイ９２０、９３０をさらに独立して作動させることができる。前記撮像エンジンの信号チャンネルを共有する必要がある場合、第１及び第２のトランスデューサアレイ９２０、９３０を多重化することができる。
【００７３】
前記トランスデューサアレイは、背合わせに配置される。各トランスデューサは、別個の基材を有することができる。背合わせのトランスデューサは、共通基材を共有することもできる。２つのトランスデューサアレイ組立体９００は、連続するリアルタイムの３Ｄ合成開口撮像のための図１３に示された２個式トランスデューサ組立体２００と同様に作動することができる。トランスデューサアレイの利点には、動的送信フォーカス（dynamic transmit focusing）も含まれる。
【００７４】
図１７Ａから１７Ｃは、前記撮像コアの一回転で取得されるトランスデューサアレイ幅の３倍の幅を有する合成開口９４０を生成するための撮像シーケンスを示す。前記撮像コアの完全な３６０°の回転は時間ΔTで生じる。第１のトランスデューサアレイ９２０が、図１７Ａに見られるように１８０°セクタにわたって、最初に起動（fired）される（９２０−１）。前記撮像コアは、１８０°（πラジアン）回転した後、トランスデューサアレイ開口幅だけ遠位側へ並進する。次に、第２のトランスデューサアレイ９３０が図１７Ｂに見られるように１８０°セクタにわたって起動し始める（２２２−１）。前記撮像コアは、さらに１８０°回転し、またトランスデューサアレイ開口幅だけ遠位側へ並進する。完全な一回転で、前記撮像コアは、２トランスデューサアレイ幅を並進する。図１７Ｃに見られるように、次に遠位トランスデューサはその第２の起動シーケンス（９２０−２）を開始する。
【００７５】
典型的な心内カテーテル撮像コアでは、心臓構造の連続するリアルタイムの３Ｄ合成開口撮像に適当なトランスデューサ組立体は、０．４８５ｍｍの素子幅と、２０μｍの切り口寸法とを有する、４個のトランスデューサのアレイを含む。トランスデューサアレイ幅は２ｍｍである。１秒あたり約１つの３Ｄ画像の連続する３Ｄ画像フレームレートは、１２００RＰＭの回転速度と、４０ｍｍ／秒の直線並進速度とによって達成される。１２個の素子から成る６ｍｍの合成開口幅は、５０ミリ秒以内に取得され得る。
【００７６】
典型的な経食道カテーテル撮像コアでは、心臓構造の連続するリアルタイムの３Ｄ合成開口撮像に適当なトランスデューサ組立体は、約４．２ｍｍの高さ×０．５ｍｍの幅の素子寸法及び２０μｍの切り口寸法を有する４個式のトランスデューサアレイを含む。前記トランスデューサアレイの大きさは、カテーテル寸法にある程度は拘束される。１５Ｆｒのカテーテル内のトランスデューサアレイの最大高さは約４．２ｍｍである。前記トランスデューサアレイの幅は、１ｍｍから６ｍｍ、一般的に２ｍｍまで変えることができる。切り口幅は、５μｍ程度の狭さとすることができ、一般的には２０μｍである。約４．２ｍｍ高さ×０．５ｍｍ幅の素子寸法及び２０μｍの切り口寸法を有するアレイでは、該アレイの寸法は約４．２ｍｍ高さ×２ｍｍ幅である。
【００７７】
次に図１８を参照するに、８個式トランスデューサアレイの撮像コア８０の実施例の側面図が示されている。撮像コア８０は、駆動ケーブル８９０及び遠位ハウジング組立体８００を含む。遠位ハウジング組立体８００は、遠位トランスデューサハウジング８１０及びトランスデューサアレイ８２０を含む。トランスデューサアレイ８２０は、切り口によって実質的に機械的に分離された８個のトランスデューサ素子８２２、８２４、８２６、８２８、８３０、８３２、８３４、８６３を含む。各トランスデューサ素子は、一般的に、はんだ付けするか、導電性接着剤によって、伝送線（図示せず）に取り付けられている。前記各トランスデューサアレイのトランスデューサ素子は、独立して作動することができる。前記８個素子のトランスデューサアレイ組立体のレイアウトは、一般的に、図２に示された単一素子トランスデューサと同様な３６０°セクタフレームを表示する撮像応用によく適している。各トランスデューサ素子の独立な動作は、単一素子トランスデューサ又は合成開口撮像に比較して優れた画質を提供できる動的送信フォーカスを可能とする。
【００７８】
図１９は、合成開口画像を生成するための典型的なプロセスを示す。超音波エネルギーの生成及び検出は、当業者によく知られている。得られるサブ開口数は、部分的にトランスデューサアレイの寸法及び目標とされる合成開口寸法及び組織運動による潜在的な時間制約に依存する。２ｍｍ幅及び４ｍｍの目標合成開口幅を有するトランスデューサアレイには２つのサブ開口が必要とされる。図１９のプロセスは、サブ開口アレイ画像が取得されるステップ３１００で開始する。これが合成開口の像を映すプロセスの開始であり、追加のサブ開口アレイ画像データが取得されることになっているなら、他のサブ開口アレイ画像が追加されるべきであることは、決定ブロック３１０２で決定される。次に、前記撮像コアは、ステップ３１０４で回転され、ステップ３１０６で並進される。第２のサブ開口がステップ３１００の反復によって取得される。前記回転速度及び並進速度は、ある程度、トランスデューサアレイ構成、最大の撮像範囲、ベクトル密度及び目標とするフレームレートに依存する。動作速度は、さらに組織運動に依存する。２ｍｍのアレイ幅を有する２個式トランスデューサアレイ組立体９００の図１４に示された典型的な場合では、４ｃｍの最大撮像範囲、１８０°画像スイープ毎に２５６本の走査線ベクトル密度及び１２００ＲＰＭの回転速度を仮定して、１秒あたり４０フレームを達成できる。追加のサブ開口アレイ画像の取得が全く必要とされないなら、追加のサブ開口アレイ画像が合成開口に追加されないことを決定ブロック３１０２で決定する。次に、サブ開口画像がステップ３１０８で生成される。サブ開口の取得の間に起こる組織運動は、ステップ３１１０で補償される。運動補償技術は、当業者に知られており、ブロック相関手法から成る。次に、合成開口画像は、ステップ３１１２で、両サブ開口画像データセットから生成される。像形成は、当業者に知られているアポディゼーション及び遅延和ビームフォーミング法（delay-and-sum beamforming techniques）でなされる。
【００７９】
図２０を参照するに、２列トランスデューサアレイから作られた図１６の８素子合成開口撮像コア９０のための超音波信号遅延プロフィール９４０が示されている。超音波信号は、最初に、第１のトランスデューサアレイ９２０の４つの素子９２２、９２４、９２６、９２８によって生成され、検出される。第１のトランスデューサアレイ９２０からの超音波信号は、その後の分析のためにコンピュータが読み込み可能な媒体に記憶される。次に、超音波信号は、第２のトランスデューサアレイ９３０の４つの素子９３２、９３４、９３６、９３８によって生成され、検出される。第２のトランスデューサアレイ９３０からの超音波信号は、また、その後の分析のためにコンピュータが読み込み可能な媒体に記憶される。第１及び第２のトランスデューサアレイ９２０、９３０からの前記記憶された信号は、次に、予め決められた焦点９５０に信号の焦点を合わせるように処理される。第１及び第２のトランスデューサアレイ９２０、９３０の端から端までの位置決めは、高速直線並進及び回転による前記撮像コアの精密な位置決めによって達成される。図２０は、合成開口の平面と直角な方向への超音波信号の合焦を示す。
【００８０】
空間合成撮像技術は、アブレーション手術中に起こる温度差に起因する画像アーチファクトを減らすために使うことができる。標準のビーム形成アルゴリズムは音の定速を仮定するので、アブレーションカテーテルによる組織の加熱又は冷却による音速の局部的変化は、超音波画像アーチファクトを引き起こす。複数の方向から組織の関心容積を撮像することによって、空間合成撮像技術は、熱音響レンズ像アーチファクトを和らげる。より少ない熱的変動を有する超音波伝播経路を含む撮像方向は、画像アーチファクトをより少なくする。
【００８１】
次に図２１を参照するに、図１６の撮像コア９０のような８素子合成開口のための超音波信号遅延プロフィール９４２は、合成開口面の垂線から超音波信号を２０°ずらすように操縦するために使われる。超音波信号は、最初に、第１のトランスデューサアレイ９２０の４つの素子９２２、９２４、９２６、９２８によって生成され、検出される。第１のトランスデューサアレイ９２０からの超音波信号は、その後の分析のためにコンピュータが読み込み可能な媒体に記憶される。次に、超音波信号は、第２のトランスデューサアレイ９３０の４つの素子９３２、９３４、９３６、９３８によって生成され、検出される。第２のトランスデューサアレイ９３０からの超音波信号は、また、その後の分析のためにコンピュータが読み込み可能な媒体に記憶される。第１及び第２のトランスデューサアレイ９２０、９３０からの前記記憶された超音波信号は、次に、所定の焦点９５２に信号の焦点を合わせるように処理される。第１及び第２のトランスデューサアレイ９２０、９３０の端から端までの位置決めは、高速直線並進及び回転による前記撮像コアの精密な位置決めによって達成される。前記撮像コアの高速直線並進及び回転と組み合わされた空間合成は、関心容積が複数の方向から高周波音波を当てられることを可能にする。典型的な空間合成画像の取得は、８素子合成開口面の垂線から−１０°、−５°、０°、＋５°、＋１０°の５つの撮像方向を含む。次に、異なる撮像方向で取得された複数の画像は、１つの空間合成画像に統合される。空間合成撮像技術は当業者に知られている。心臓のアブレーション監視のための空間合成角度及び開口寸法の最適な値は、経験的に決定される。
【００８２】
代替的なカテーテル形態は、ＡＦアブレーション手術の画像誘導のために利点をもたらすことができる。次に図２２及び２３を参照するに、代替的な実施例は、関心解剖学的部位へのカテーテルの搬送を容易にするために、案内ワイヤ受け入れルーメンを含む。
【００８３】
図２２はシース５１、遠位先端５０及び撮像コア１１を含む心エコー検査カテーテルの遠位部を示す。遠位シース５１は、遠位先端５０と接合する。遠位先端５０は、案内ワイヤＧＷを受け入れるように適合された短い単軌条(又は高速交換)構成である。遠位先端５０の長手方向軸は、遠位シャフト５１の長手方向軸線にほぼ平行であり、該軸線からずれている。撮像コア１１は、遠位ハウジング１１１、トランスデューサスタック１２１及び伝送線１３１を含む遠位ハウジング組立体１０１に取り付けられた駆動ケーブル９１を含む。遠位ハウジング１１１は、さらに、トランスデューサスタック１２１の面を横切る流体の流れを促進する遠位開口１１３を含む。前記遠位先端は、参照により本書に含まれる米国特許出願番号１２／５４７，９７２号に記載されている。
【００８４】
図２３は、長い単軌条又はワイヤ通しの構成を含む心エコー検査カテーテルの遠位部を示す。前記遠位部は、超音波撮像コア１１が配置された撮像ルーメン５を有する遠位シャフト３を含む。前記遠位部は、さらに、隔壁１５、組織を傷つけない遠位先端１７及び隔壁穿刺ポート１９を含む。隔壁１５は、室温硬化型(ＲＴＶ)シリコーンなどのポリマー材料で作ることができる。隔壁１５を突き刺し、超音波を透過する無菌食塩水などの流体で遠位シースルーメン５を満たすために、注射針（図示せず）を隔壁穿刺ポート１９を通って挿入することができる。前記注射針が引き抜かれると、隔壁１５は自己封止する。自己封止の隔壁の使用は、撮像コア１１が前記近位端に向けて並進するとき、前記遠位シース内への空気のような流体の引き込みを防止する。
【００８５】
撮像コア１１は、遠位ハウジング１１１、トランスデューサスタック１２１及び伝送線１３１を含む遠位ハウジング組立体１０１に取り付けられた駆動ケーブル９１を含む。遠位ハウジング１１１は、さらに、トランスデューサスタック１２１の面を横切る流体の流れを促進する遠位開口１１３を含む。前記遠位部は、さらに、また案内ワイヤＧＷを受け入れるように適合された追加のルーメン５９を含む。
【００８６】
心エコーカテーテルの代替の実施例は、操舵機能を含む。次に図２４を参照するに、操舵可能のカテーテルの遠位部が示されている。図２４Ａは、操舵可能のカテーテルの操舵リング８０でのカテーテルの断面図を示す。操舵リング８０は、前記カテーテルシースの前記遠位部の操舵部分３０内の第１及び第２の熱可塑性層７０、７２間に埋設されている。前記操舵部分は、一般的に前記バルーン及び前記カテーテルの撮像窓の近位にある。前記操舵リングは、ステンレス鋼ハイポチューブをレーザー切断して形成することができる。ステンレス鋼操舵コード８６、８８が、前記カテーテルの近位端（図示せず）から操舵コードルーメン６、８を通って操舵リング８０に伸長する。前記操舵コードは、ユーザによる前記カテーテル先端の操舵を可能にする操舵制御機構（図示せず）に結合される。前記操舵コードは、一般的に、はんだ付け、ろう付け、又はレーザ溶接により、操舵リング８０に取り付けられる。前記カテーテルの操舵部分３０は、前記カテーテルの前記遠位部の曲がりを可能とする、より硬い近位部分（図示せず）に取り付けられている。操舵可能のカテーテルの構成及び動作は当業者に知られている。
【００８７】
次に図２５を参照するに、心内心エコーカテーテルの遠位部の実施例の側面図が示されている。前記遠位部は、撮像コア１１及びワーキングルーメン４５を含む。ワーキングルーメン４５は、電気解剖学的マッピング及びアブレーションカテーテルなどの追加の機器の使用を可能にする。前記ワーキングルーメンの出口４７は、撮像ルーメンの前記撮像窓の近位に位置する。撮像コア１１は、遠位ハウジング１１１、トランスデューサスタック１２１及び伝送線１３１を含む遠位ハウジング組立体１０１に取り付けられた駆動ケーブル９１を含む。遠位ハウジング１１１は、さらに、トランスデューサスタック１２１の面を横切る流体の流れを促進する遠位開口１１３を含む。前記撮像カテーテルの前記遠位部は、さらに、シース３、遠位シースルーメン５、隔壁１５、組織を傷つけない遠位先端１７及び隔壁穿刺ポート１９を含む。隔壁１５は、室温硬化型（ＲＴＶ）シリコーンなどのポリマー材料で作ることができる。注射針（図示せず）が、超音波を透過する無菌食塩水などの流体で遠位シースルーメン５を満たすために、隔壁穿刺ポート１９を通って挿入され、隔壁１５を突き刺す。前記注射針が引き抜かれると、隔壁１５は自己封止する。自己封止の隔壁の使用は、撮像コア１１が前記近位端に向けて並進するとき、前記遠位シース内への血液のような流体の引き込みを防止する。
【００８８】
前記撮像カテーテルは、左心房が経中隔ルートによってアクセスされるように十分に小さく、一般的に８Ｆｒ以下である。追加のワーキングルーメンを有する心内心エコー検査カテーテルは、潜在的に、ＡＦアブレーション手術の画像誘導のために必要とされている経中隔穿刺の数を減らすことができる。
【００８９】
次に図２６を参照するに、経食道心エコー検査カテーテルの遠位部の他の実施例の側面図が示されている。前記カテーテルの前記遠位部は、バルーンエンベロープ７２、超音波撮像コア１０及びワーキングルーメン４４を含む。ワーキングルーメン４４は、アブレーション手術中にアブレーションカテーテルに関する食道の再配置に有益であろう操舵探り針などの追加の機器の使用を可能にする。食道を再配置する能力は、潜在的に心房食道瘻の形成などの有害事象を和らげることができる。前記ワーキングルーメンの出口４６は、前記撮像ルーメンの前記撮像窓の近位に位置する。超音波撮像コア１０は駆動ケーブル９０及び遠位ハウジング組立体１００を含み、該遠位ハウジング組立体は、また遠位ハウジング１１０、トランスデューサスタック１２０及び伝送線１３０を含む。遠位ハウジング１１０は、また前記トランスデューサスタックの面を横切る流体の流れを促進する遠位開口１１２を含む。トランスデューサスタック１２０は、焦点を合わせ、あるいは焦点が合っていないようにすることができる。
【００９０】
前記バルーン撮像カテーテルの前記遠位部は、また、シース２、遠位シースルーメン４、隔壁１５、組織を傷つけない遠位先端１６及び隔壁穿刺ポート１８を含む。隔壁１５は、室温硬化型（ＲＴＶ）シリコーンなどのポリマー材料で作ることができる。隔壁１５を突き刺し、超音波を透過する無菌食塩水などの流体で遠位シースルーメン４を満たすために、隔壁穿刺ポート１８を通って注射針（図示せず）を挿入することができる。前記注射針が引き抜かれると、隔壁１５は自己封止する。自己封止の隔壁の使用は、超音波撮像コア１０が前記近位端に向けて並進するとき、前記遠位シース内への空気などの流体の引き込みを防止する。
【００９１】
遠位シース２は、超音波ゲル伝達媒質などの超音波の伝達媒質によって食道の壁に結合される。前記カテーテルは、食道壁に関する適所位置に前記バルーンの膨張によって保持される。前記バルーンは、一般的に、前記カテーテルの心臓から遠位側に拡大する。前記バルーンカテーテルは、一般的に１５Ｆｒ以下であり、経鼻ルートで食道へアクセスできるように十分に小さい。バルーンエンベロープ７２は、ポリエチレン／ＥＶＡなどの柔軟なポリマーブレンドで形成されており、前記遠位カテーテルシースの、前記膨張ポート６２の近位及び遠位の部分に、一般的に、接合又は溶融によって取り付けられている。前記バルーン組立体は、長さが２ｃｍから１０ｃｍであり、一般的に６ｃｍである。バルーンエンベロープ７０は、超音波を透過する無菌食塩水など流体を使って膨らませられる。膨らんだ前記バルーンは、食道壁及び心臓構造の撮像を容易にする。
【００９２】
次に図２７を参照するに、経食道カテーテルの遠位部のさらに他の実施例が示されている。前記遠位部は、バルーンエンベロープ７０、膨張ルーメン６０、膨張ポート６２及び超音波撮像コア１４を含む。超音波撮像コア１４は、駆動ケーブル９０及び遠位ハウジング組立体１０４を含み、該遠位ハウジング組立体は、また、遠位ハウジング１１０、トランスデューサスタック１２０及び伝送線１３０を含む。遠位ハウジング１１４はさらに、前記トランスデューサスタックの前記面を横切る流体の流れを促進する遠位開口１１２を含む。トランスデューサスタック１２０は、焦点を合わせ、あるいは焦点が合っていないようにすることができる。１５Ｆｒ（フレンチ）の寸法のカテーテルのための典型的なトランスデューサは、最大約４．２ｍｍの円形のアパーチャーを有し、１ｃｍと４ｃｍとの間、一般的には２ｃｍと３ｃｍとの間に焦点距離を有する。トランスデューサの合焦方法は、トランスデューサ製造の当業者によく知られている。遠位ハウジング組立体１０４は、さらに磁気センサー５４を含む。磁気センサー５４は、相互に直角な巻線を備える１軸、２軸又は３軸のコイルを含む。前記センサーは、外部のトランスミッター（図示せず）によって発生させられたＡＣ又はＤＣ磁場を検出する。前記センサーの出力は、外部の磁気追跡システム（図示せず）によって、前記カテーテル撮像コアの追跡を可能にする。
【００９３】
前記バルーン撮像カテーテルの前記遠位部は、さらに、シース２、遠位シースルーメン４、隔壁１５、組織を傷つけない遠位先端１６、隔壁穿刺ポート１８及び放射線不透過性マーカーバンド５０を含む。隔壁１５は、室温硬化型（ＲＴＶ）シリコーンなどのポリマー材料で作ることができる。隔壁１５を突き刺し、超音波を透過する無菌食塩水などの流体で遠位シースルーメン５を満たすために、隔壁穿刺ポート１９を通って注射針（図示せず）を挿入することができる。前記注射針が引き抜かれると、隔壁１５は自己封止する。自己封止の隔壁の使用は、撮像コア１４が前記近位端に向けて並進するとき、前記遠位シース内への空気のような流体の引き込みを防止する。
【００９４】
前記バルーンカテーテルは、一般的に１５Ｆｒ以下であり、経鼻ルートで食道へアクセスされるように十分に小さい。バルーンエンベロープ７０は、ポリエチレン／ＥＶＡなどの柔軟なポリマーブレンドで形成され、前記遠位カテーテルシースの、前記膨張ポート６２の近位及び遠位の部分に取り付けられている。前記バルーン組合せ体は、長さが２ｃｍから１０ｃｍであり、一般的に６ｃｍである。バルーンエンベロープ７０は、超音波を透過する無菌食塩水など流体を使って膨らませられる。前記バルーンは、最大４ｃｍ、一般的には２ｃｍと３ｃｍとの間の直径に膨らませることができる。膨らんだ前記バルーンは、食道壁及び心臓構造の撮像を容易にする。放射線不透過性マーカーバンド５０は、バルーンエンベロープ７０よりも遠位側に置かれる。放射線不透過性マーカーバンド５０は、エックス線透視法で、カテーテル位置の確認を可能にする。
【００９５】
本発明の特定の実施例を示し、説明したが、部分修正がなされてもよく、添付の特許請求の範囲には、これにより定義される発明の精神及び範囲に含まれる変更及び修正のすべてが含まれる。
【符号の説明】
【００９６】
２、３、５１、  シース（シャフト）
４  遠位ルーメン
１０、１１、１４、２０、４０、５０、８０、９０  超音波撮像コア
１５  隔壁
１６、１７、５０  遠位先端
１８、１９  隔壁穿刺ポート
３０  操舵部分
４４  ワーキングルーメン
４５  第２のワーキングルーメン
５０  放射線不透過性マーカーバンド
５４  磁気センサー
５９  ワイヤ受け入れルーメン（ワイヤ受け入れ器）
６０  膨張ルーメン
６１  収縮ルーメン
７０、７２  バルーンエンベロープ
１２０、１２１、２２２、２２４、４２２、４２４、４２６、４２８、５２２、５２４、５２６、５２８、８２０、８２２、８２４、８２６、８２８、８３０、８３２、８３４、９２０、９３０  トランスデュー（サスタック、アレイ）
１０００  カテーテル
２０００、３１３０  患者用インタフェースモジュール（ＰＩＭ）
２４０２  圧電モータ
２４２０  位置感知アレイ
２４７２  リンクアーム
２４７６  歯車
３１００  撮像エンジン（画像生成器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【図１４Ａ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２４Ａ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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