(57)【要約】  操縦可能な医療カテーテルが、長手軸と、被験者に挿入する遠位部分とを有する、管状体と、第１のプルワイヤと、第２のプルワイヤと、圧電変換器とを含む。圧電変換器は、第１の電極と、第２の電極とを含む。カテーテルの遠位部分で、第１のプルワイヤ及び第２のプルワイヤは、それぞれ、カテーテルの遠位部分に湾曲を与えるために、長手軸に対するそれぞれの第１及び第２のオフセット位置で管状体に機械的に結合される。カテーテルの遠位部分で、第１のプルワイヤは、圧電変換器の第１の電極に電気的に接続され、第２のプルワイヤは、圧電変換器の第２の電極に電気的に接続される。
2021511166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手軸と、被験者に挿入する遠位部分とを有する、管状体と、
第１のプルワイヤと、
第２のプルワイヤと、
第１の電極と、第２の電極とを含む、圧電変換器とを含む、
操縦可能な医療カテーテルであって、
当該医療カテーテルの前記遠位部分で、前記第１のプルワイヤ及び前記第２のプルワイヤは、それぞれ、当該医療カテーテルの前記遠位部分に湾曲を付与するために前記長手軸に対するそれぞれの第１及び第２のオフセット位置で前記管状体に機械的に結合され、
当該医療カテーテルの前記遠位部分で、前記第１のプルワイヤは、前記圧電変換器の前記第１の電極に電気的に接続され、前記第２のプルワイヤは、前記圧電変換器の前記第２の電極に電気的に接続され、
前記管状体は、内側ライナと、補強層と、外側シースとを含み、
前記内側ライナ、前記補強層及び前記外側シースは、それぞれ、前記補強層が前記内側ライナと前記外側シースとの間に配置されるように、当該医療カテーテルの前記長手軸に沿って同軸に延在し、
前記内側ライナは、インターベンショナルデバイスを受け入れるために前記長手軸と同軸な中央管腔を画定し、
当該医療カテーテルの前記遠位部分で、前記第１のプルワイヤ管腔及び前記第２のプルワイヤ管腔は、それぞれ、内側ライナ内に配置され、
前記補強層は、前記第１のプルワイヤ及び前記第２のプルワイヤを電気的に遮蔽する導電性材料を含む、
操縦可能な医療カテーテル。
【請求項２】
前記管状体は、前記長手軸にそれぞれ平行に延在する、第１のプルワイヤ管腔及び第２のプルワイヤ管腔を含み、
前記第１のプルワイヤは、前記第１のプルワイヤ管腔内に配置され、
前記第２のプルワイヤは、前記第２のプルワイヤ管腔内に配置され、
前記第１のプルワイヤ管腔及び前記第２のプルワイヤ管腔は、それぞれ、電気絶縁管腔壁を含む、
請求項１に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項３】
操縦フレームを更に含み、
該操縦フレームは、前記第１のオフセット位置に配置される第１のアンカポイントと、前記第２のオフセット位置に配置される第２のアンカポイントとを含み、
前記第１のプルワイヤ及び前記第２のプルワイヤは、前記操縦フレームが前記第１のプルワイヤ及び前記第２のプルワイヤを前記管状体に機械的に結合するように、前記第１のアンカポイント及び前記第２のアンカポイントにそれぞれ取り付けられる、
請求項１に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項４】
前記操縦フレームは、内側管腔を更に含み、該内側管腔は、前記管状体の前記長手軸と同軸に配置される、請求項３に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項５】
前記操縦フレームは、外周を含み、
前記圧電変換器は、前記操縦フレームの前記外周の周りに配置される、
請求項４に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項６】
前記操縦フレームは、端面を含み、
前記圧電変換器は、前記操縦フレームの前記端面に配置される、
請求項３乃至５のうちのいずれか１項に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項７】
前記操縦フレームは、第１の導電性部材と、第２の導電性部材とを含み、前記第１の導電性部材及び前記第２の導電性部材は、絶縁層によって分離され、
前記第１のアンカポイントは、前記第１の導電性部材に配置され、前記第２のアンカポイントは、前記第２の導電性部材に配置される、
請求項３乃至６のうちのいずれか１項に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項８】
前記第１の導電性部材は、円筒状シェルの第１の部分によって提供され、前記第２の導電性部材は、円筒状シェルの第２の部分によって提供され、
前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記円筒状シェルを提供するよう、前記絶縁層によって前記操縦フレームの軸方向の広がりに沿って互いに機械的に取り付けられ、
前記圧電変換器は、前記円筒状シェルの外周の周りに配置される、
請求項７に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項９】
前記第１の導電性部材は、第１の円筒状部材によって提供され、前記第２の導電性部材は、第２の円筒状部材によって提供され、
前記第１の円筒状部材及び前記第２の円筒状部材は、前記第１の円筒状部材が前記第２の円筒状部材内にあるように、並びに前記絶縁層が前記第１の円筒状部材と前記第２の円筒状部材との間に配置されるように、同軸に配置され、
ｉ）前記圧電変換器は、前記第２の円筒状部材の外周の周りに配置されるか、或いは
ｉｉ）前記第１の円筒状部材は、前記第２の円筒状部材の軸方向の広がりを越えて延びる延長部分を含み、前記圧電変換器は、前記第１の円筒状部材の外周の周りに配置される、
請求項７に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項１０】
前記操縦フレームは、第１の導電性部材と、第２の導電性部材とを含み、前記第１の導電性部材は、前記長手軸と整列させられる軸を有する第１のワッシャの形態にあり、前記第２の導電性部材は、前記長手軸と整列させられる軸を有する第２のワッシャの形態にあり、
前記圧電変換器は、前記第１のプルワイヤが前記第１のワッシャを介して前記圧電変換器の前記第１の電極に電気的に接続されるように、並びに前記第２のプルワイヤが前記第２のワッシャを介して前記圧電変換器の前記第２の電極に電気的に接続されるように、前記第１のワッシャと前記第２のワッシャとの間に挟装される、
請求項３乃至６のうちのいずれか１項に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項１１】
少なくとも第２の圧電変換器を更に含み、
前記圧電変換器及び前記少なくとも第２の圧電変換器は、前記管状体の前記長手軸に沿って軸方向に分離された位置に配置される、
請求項１乃至１０のうちのいずれか１項に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項１２】
前記圧電変換器及び前記少なくとも第２の圧電変換器は、電気的に並列に接続される、請求項１１に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用途における使用のための操縦可能カテーテルに関する。より具体的には、本発明は、その遠位端に圧電変換器(トランスデューサ)を含む操縦可能カテーテルに関する。圧電変換器は、様々な感知及び作動用途において使用されることがある。想定される１つの用途において、圧電変換器は、ビーム形成超音波撮像プローブの超音波場に対するカテーテルの遠位端の位置を追跡するために使用されることがある。
【背景技術】
【０００２】
操縦可能なカテーテルは、数多くの医療診断及び治療用途において使用される。心臓血管処置、血管内処置及び肺処置は、カテーテルの操縦可能な性質が身体内の経路をナビゲートする際に重要である３つのそのような例示的な用途である。操縦可能なカテーテルは、しばしば、カテーテルの長さに沿ってその遠位端にあるアンカポイントまで延びる、１つ又はそれよりも多くのいわゆるプルワイヤを備える。アンカポイントは、プルワイヤを引っ張ることによって、軸方向にオフセットされた力がカテーテルの遠位端に対して湾曲を与えるように、カテーテルの長手軸からオフセットされる。そのようなカテーテルは、特許文献１に記載されている。
【０００３】
一般的に、カテーテルは、ますます、医療処置中の感知及び作動のための変換器を備えている。変換器が提供する広範囲の変換器機能の故に、圧電材料がこれらの変換器において使用されることがある。特定の非限定的な例は、変換すること、すなわち、１つの形態のエネルギから別の形態のエネルギ、すなわち、超音波、音響、振動、及び熱エネルギの形態のエネルギへの信号の変換を含む。そのような変換器は、超音波ベースの追跡、超音波撮像、血流モニタリング、心拍数決定、温度モニタリング、及び高周波超音波「ＨＩＦＵ」処理を含む、広範囲の用途において使用されることがある。Mung,  J.,  et  alによる非特許文献１に記載される１つの例示的な超音波ベースのトラッキング用途には、針に取り付けられた超音波センサを使用してビーム形成超音波撮像プローブからの超音波信号を検出する、超音波ベースの位置決定システムが記載されている。
【０００４】
そのような用途で直面する問題は、カテーテルの遠位端で変換器と電気的に接触する問題である。電気的相互接続は、典型的には、カテーテルのナビゲーション性を制限することがあるカテーテル直径の増加を要求する。この問題に対する１つの解決策において、変換器及びその相互接続部は、カテーテルの自由ルーメン内に一時的に挿入され、医療処置の実行前に除去されることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、その遠位端での圧電変換器への改良された電気的相互接続を有する操縦可能な医療カテーテルを提供することを目指す。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、操縦可能な医療カテーテルが提供される。操縦可能な医療カテーテルは、長手軸と、被験者に挿入する遠位部分とを有する、管状体と、第１のプルワイヤと、第２のプルワイヤと、圧電変換器とを含む。圧電変換器は、第１の電極と、第２の電極とを含む。カテーテルの遠位部分で、第１のプルワイヤ及び前記第２のプルワイヤは、それぞれ、カテーテルの前記遠位部分に湾曲を与えるために、長手軸に対するそれぞれの第１及び第２のオフセット位置で管状体に機械的に結合される。カテーテルの遠位部分で、第１のプルワイヤは、圧電変換器の第１の電極に電気的に接続され、第２のプルワイヤは、圧電変換器の第２の電極に電気的に接続される。
【０００７】
有利には、操縦可能カテーテルのプルワイヤを用いて圧電変換器との電気的接触を行うことは、別個の導電体を収容するためにカテーテルの直径を増加させる必要性を制限する。そうすることにより、操縦可能なカテーテルの可撓性が維持されることがある。
【０００８】
１つの態様によれば、操縦可能カテーテルの管状体は、補強層を含む。補強層は、第１のプルワイヤ及び第２のプルワイヤを取り囲み、それによって、それらを電気的に遮蔽(シールド)する導電性材料を含む。
【０００９】
添付の特許請求の範囲を参照して、更なる態様及び有益な効果を記載する。その上、本発明の更なる利点も当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１のプルワイヤ１０４と、第２のプルワイヤ１０５と、圧電変換器１０６とを含む、操縦可能な医療カテーテル１００を例示している。
【図２】第２の例示的な操縦フレーム１１７を例示している。
【図３】第３の例示的な操縦フレーム１１７を例示している。
【図４】第４の例示的な操縦フレーム１１７を例示している。
【図５】第５の例示的な操縦フレーム１１７を例示している。
【図６】本明細書に記載の操縦可能な医療カテーテルが使用されることある例示的な超音波ベースの位置決定システムＵＢＰＤＳを例示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の原理を例示するために、特に追跡(トラッキング)用途を参照して、操縦可能な医療カテーテルを記載する。この例示的な用途において、心臓血管カテーテルの位置は、カテーテルに取り付けられる圧電変換器(トランスデューサ)によって検出される超音波信号によって追跡される。しかしながら、操縦可能な医療カテーテルは、血管内処置及び肺処置を含む他の医療処置にも用途を見出すことが理解されるべきである。その上、圧電変換器は、例えば、超音波撮像、血流モニタリング、心拍数決定、温度モニタリング、及び高周波超音波「ＨＩＦＵ」処理等のような、位置追跡を越えた感知及び作動用途に用途を見出す。
【００１２】
そこで、図１Ａは、第１のプルワイヤ１０４と、第２のプルワイヤ１０５と、圧電変換器１０６とを含む、操縦可能な医療カテーテル１００を例示している。図１Ｂは、図１Ａの三次元図のＢ−Ｂ’を通じる断面を示しており、図１Ｃは、Ｃ−Ｃ’での遠位端１０３を通じる対応する断面を示している。操縦可能な医療カテーテル１００は、長手軸１０２と、被験者に挿入する遠位部分１０３とを備える、管状体１０１を有する。操縦可能な医療カテーテル１００は、一般には、可撓(フレキシブル)であるが、遠位部分１０３は、血管内の複雑な経路を通じてカテーテルを誘導するのを助けるために、その長さに沿う他の部分よりも大きな程度の可撓性を示すことがある。これは、例えば、管状体１０１に沿う他の場所と比較して、より高い可撓性を有する又はより薄い直径を有する材料から遠位端１０３を形成することによって達成されてよい。遠位端１０３は、代替的に、管状体１０１に沿う他の場所と比較してより高い程度の可撓性を提供するために、遠位端１０３に沿って、１つ又はそれよりも多くの切欠部分を含んでよく、或いは、例えば、十字型パターンの、複数の溝又は穴を含んでよく、或いは螺旋の形態で成形されてよい。
【００１３】
遠位部分１０３で、第１のプルワイヤ１０４及び第２のプルワイヤ１０５は、それぞれ、遠位部分１０３に湾曲を与えるために、長手軸１０２に対する第１及び第２のオフセット位置１０９、１１０のそれぞれで、管状体１０１に機械的に結合される。プルワイヤ１０４、１０５は、例えば、それぞれ、後述のように、管状体１０１の壁又はフレーム１１７に取り付けられてよい。プルワイヤ１０４、１０５は、それぞれ、別個の管腔１１１、１１２によって管状体１０１内に誘導され、管腔１１１、１１２は、それぞれ、長手軸１０２に平行に延びる。プルワイヤは、管状体１０１の近位端にある張力機構（図示せず）と、それらのそれぞれの第１及び第２のオフセット位置１０９、１１０との間に延在する。プルワイヤ管腔は、それぞれ、電気絶縁を提供する電気絶縁壁を含む。使用中、プルワイヤの一方に対する張力は、長手軸１０２に対するそのオフセット位置によって、遠位端１０３で軸外力をもたらし、それによって、遠位端１０３に湾曲形状を取らせる。よって、プルワイヤ１０４、１０５の各々を引っ張ることによって、ユーザは、脈管構造内の方向の変化をナビゲートすることができ、身体内の意図される位置への操縦可能な医療カテーテル１００の円滑な通過を確実にすることができる。オフセット位置１０９、１１０は、長手軸１０２に対して正反対の位置にあり、それによって、２つの対向する方向のそれぞれに湾曲をもたらするものとして、図１に例示されている。例えば、９０度である、又は、実際には、例えば、５度〜１８０度との間の任意の角度である、長手軸１０２についての回転分離を伴うオフセット位置１０９、１１０を配置することのような、オフセット位置の代替的な配置も想定される。その上、各オフセット位置１０９、１１０の軸外半径は、図１では等しいものとして例示されているが、これらの軸外半径は、代替的に等しくなくてよい。２つ又はそれよりも多くのプルワイヤを有する代替の構成も想定される。
【００１４】
図１を引き続き参照すると、圧電変換器１０６は、第１の電極１０７と、第２の電極１０８とを含む。遠位部分１０３で、第１のプルワイヤ１０４が第１の電極１０７に電気的に接続され、第２のプルワイヤ１０５が第２の電極１０８に電気的に接続される。有利には、操縦可能カテーテルのプルワイヤを用いて圧電変換器と電気的に接触させることは、別個の導電体を収容するためにカテーテルの直径を増加させる必要性を制限する。そうすることにより、操縦可能なカテーテルの可撓性が維持されることがある。
【００１５】
圧電変換器１０６は、管状体１０１の一部分の周りに巻き付けられた層として図１Ｃに例示されている。第１電極１０７及び第２電極１０８は、この層の主要面に配置されており、その結果、図１Ｃに例示する断面において、第１電極１０７及び第２電極１０８は、それぞれ、圧電変換器１０６の内面及び外面に配置されている。各電極１０７、１０８とその対応するプルワイヤ１０４、１０５との間の電気的接触は、例えば、ボンドワイヤ、導電性接着剤又は塗料等を用いて達成されてよい。
【００１６】
圧電変換器１０３は、例えば、ポリフッ化ビニリデン、すなわち、ＰＶＤＦの層、又はポリフッ化ビニリデントリフルオロエチレン（Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ））のようなＰＶＤＦ共重合体の層、又はＰ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ−ＣＴＦＥ）のようなＰＶＤＦ三重合体の層によって提供されてよい。取扱い及び組立てを容易にするために、例示的なＰＶＤＦ層は、感圧接着剤、すなわち、ＰＳＡの層−変換器ストリップの形態の被覆されたＰＥＴ上に配置されてよい。感圧接着剤は、圧力を適用後に接着結合を形成する材料の種類を形成する。そのような感圧接着剤のシートは、３Ｍ社製の製品２８１１ＣＬを含む。これらは、３Ｍ社によって供給される製品９０１９のようなＰＳＡ被覆ポリマシートとして供給されてよい。代替的に、ポリマ材料及びＰＺＴのような従来的な硬質圧電材料から作られる予備製造された別個の圧電素子の使用と同様に、圧電変換器１０６は、他の軟質の、又は、実際には、硬質の圧電材料から作られてよい。浸漬コーティング、成形、ゾルゲル堆積の使用を含む製造技術も想定される。
【００１７】
任意的に、図１に例示するように、操縦可能な医療カテーテル１００は、中央管腔１１６を含んでよい。中央管腔１１６は、カテーテル又は針のようなインターベンショナルデバイス、又は医療カテーテル１００の遠位端で処置を行うための別の医療ツールを受け入れるような大きさとされてよい。好ましい構成において、管状体１０１は、内側ライナ１１３と、補強層１１４と、外側シース１１５とを含む。内側ライナは、例えば、フッ化エチレンプロピレン、すなわち、ＦＥＰ、又はポリテトラフルオロエチレン、すなわち、ＰＴＦＥのような、フルオロポリマ材料から形成されてよい。例示のように、内側ライナ１１３は、好ましくは、円筒形の断面を有するチューブの形態である。補強層１１４は、曲げ中に、管状体１０１をライナのキンク(よじれ)及び楕円化から補強する働きをし、例えば、編組又は１つ又はそれよりも多くのコイルの形態であってよく、タイプ３１４又は３１６のステンレス鋼、ポリエステル、及びポリエーテルエーテルケトン、すなわち、ＰＥＥＫのような材料から形成されてよい。外側シース１１５は、例えば、Arkema, Colombes, Franceによって商標登録されているＰＥＢＡＸとして知られている材料、ＦＥＰ、ナイロン、ポリエチレン、ポリウレタン、エチレンテトラフルオロエチレン、すなわち、ＥＴＦＥ、又はＰＴＦＥのような、ポリエーテルブロックアミドのような材料から形成されてよい。内側ライナ１１３、補強層１１４、及び外側シース１１５は、それぞれ、補強層１１４が内側ライナ１１３と外側シース１１５との間に配置されるように、カテーテル１００の長手軸１０２に沿って同軸に延在する。内側ライナ１１３は中央管腔１１６を画定し、これは長手軸１０２と同軸である。中央管腔１１６は、インターベンショナルデバイスがカテーテル１００に挿入されるときに、医療処置がカテーテル１００の遠位端で実施されることを可能にする。
【００１８】
好ましい構成では、カテーテル１００の遠位部分１０３で、第１のプルワイヤ管腔１１１及び第２のプルワイヤ管腔１１２が、それぞれ、内側ライナ１１３内に配置される。管腔１１１、１１２を備える内側ライナ１１３は、例えば、単一の押出プロセスで形成されてよい。補強層１１４は、任意的に、導電性材料を含んでよい。図１に例示される構成において、補強層１１４は、第１のプルワイヤ１０４及び第２のプルワイヤ１０５を取り囲み、それによって、電気シールド(電気遮蔽)(electrical  shielding)を提供する。
【００１９】
幾つかの実装において、操縦可能な医療カテーテル１００は、操縦フレーム(ステアリングフレーム)を含む。操縦フレームは、第１のオフセット位置１０９に配置される第１のアンカポイントと、第２のオフセット位置１１０に配置される第２のアンカポイントとを含む。その上、第１のプルワイヤ１０４及び第２のプルワイヤ１０５は、操縦フレームが第１のプルワイヤ１０４及び第２のプルワイヤ１０５を管状体１０１に機械的に結合するように、第１のアンカポイント及び第２のアンカポイントにそれぞれ取り付けられる。特に図１Ｄに例示する１つの例示的な実装において、操縦フレーム１１７は、円筒状の形状を有する。操縦フレームは、代替的に、プレート、キャップ、バー等のような、他の形状を有してよい。図１Ｃ及び図１Ｄを参照すると、操縦フレーム１１７は、この例において、一体の材料片から形成されている。プルワイヤ１０４、１０５は、対応するオフセット位置１０９、１１０で、アンカポイントで操縦フレーム１１７に取り付けられる。プルワイヤ１０４、１０５の間に電気絶縁を提供するために、操縦フレーム１１７は、好ましくは、電気絶縁材料から形成される。ポリマ及びセラミックは、操縦フレーム１１７に適した材料の例である。カテーテルの遠位部分１０３に再現可能な曲線を提供することに鑑みれば、高いショア硬度値を有する材料が好ましい。アクリロニトリルブタジエンスチレン、すなわち、ＡＢＳは、この点において、操縦フレーム１１７に適したポリマである。任意的に、図１Ｄに例示するように、操縦フレーム１１７は、管状体１０１の長手軸１０２と同軸に配置された内側管腔１１８を含んでよい。そうすることにより、内側管腔１１８は、中央管腔１１６と連通して、操縦可能な医療カテーテル１００の長さに沿って連続した管腔を提供することがある。任意的に、図１Ｄに例示するように、操縦フレーム１１７は、外周１１９を有してよく、圧電変換器１０６が、この外周の周囲に配置されてよい。代替的に、圧電変換器１０６は、管状体１０１の外周の周りに配置されてよい。圧電変換器１０６は、それによって、操縦可能な医療カテーテルの外周の周りに感知又は作動を提供することがある。圧電変換器１０６は、外周の周りに連続したバンドを形成するか或いはギャップを含んでよく、或いは各サブエレメント間にギャップを有する１つ又はそれよりも多くの電気的に相互接続されたサブエレメントを含んでよい。その上、圧電変換器１０６は、少なくとも部分的に、対応する方向において感知又は作動を提供するために、操縦フレーム１１７の端面１２０に配置されてよい。
【００２０】
代替的に、操縦フレーム１１７は、導電性材料から形成されてよい。ステンレス鋼を含む様々な金属が使用されてよく、強固なアンカポイントを容易にするために、プルワイヤ１０４、１０５は、例えば、溶接によって、そこに確実に取り付けられる。ここで、図２は、第２の例示的な操縦フレーム１１７を例示している。図２の第２の例示的な操縦フレームは、図１Ａのアイテム１１７の位置で使用されてよく、例えば、外側シース１１５からの圧縮力によって提供される摩擦又は接着剤によって所定の場所に保持されてよい。図１のフレーム１１７とは対照的に、図２のフレーム１１７は、第１の導電性部材１２１と、第２の導電性部材１２２とを含む。第１の導電性部材及び第２の導電性部材は、絶縁層１２３によって分離される。その結果、絶縁層１２３は、プルワイヤ１０４、１０５の間に電気絶縁を提供する。絶縁層１２３は、例えば、電気絶縁接着剤、ポリマ、誘電体等によって提供されてよい。その上、第１のアンカポイントは、第１の導電性部材１２１上に配置され、第２のアンカポイントは、第２の導電性部材１２２上に配置される。よって、一般に言えば、第１の導電性部材１２１は、円筒状シェルの第１の部分によって提供され、第２の導電性部材１２２は、円筒状シェルの第２の部分によって提供される。第１の部分及び第２の部分は、絶縁層１２３によって操縦フレーム１１７の軸方向の広がりに沿って互いに対して機械的に取り付けられて、円筒状シェルを提供する。図２において、絶縁層は、長手軸１０２に沿って延在し、導電性部材１２１、１２２は、２つの半シリンダによって提供される。任意的な内側管腔１１８は、操縦フレーム１１７内に含められてもよく、内側管腔１１８は、管状体１０１の長手軸１０２と同軸に配置される。図１におけるように、圧電変換器１０６は、操縦フレーム１１７の外周の周りに配置されてよい。
【００２１】
図３は、第３の例示的な操縦フレーム１１７を例示している。図２の操縦フレーム１１７とは対照的に、図３の操縦フレームの第１の導電性部材１２１及び第２の導電性部材１２２は、それぞれ、長手軸１０２に沿った連動ステップ(interlocking  step)を含む。連動ステップは、長手軸１０２に沿って増大した強度を提供する。例示の容易さのために、圧電変換器１０６は図３において省略されている。図３Ａにおいて、プルワイヤ１０４、１０５は、両方とも、フレーム１１７の近位端に取り付けられるのに対し、図３Ｂにおいて、各プルワイヤ１０４、１０５は、各プルワイヤ１０４、１０５に対する引張力が連動ステップを互いに圧縮的に押し付けるように、そのそれぞれの導電性部材１２１、１２２の連動ステップに取り付けられる。これは導電性部材１２１、１２２の間の接合部の強度を向上させる。アンカポイント１０９及び１１０は、例えば、図３Ｂの導電性部材１０９、１１０の各々の端面１２０に位置付けられてよい。図３Ｂの反対の導電性部材１２１を通過するプルワイヤ１０５間の電気絶縁は、例えば、ワイヤ上又は管腔の表面上に絶縁層を有するプルワイヤ１０５を設けるか或いはプルワイヤ１０５の周りにエポキシ井戸を設けることによって達成されてよい。
【００２２】
図４は、第４の例示的な操縦フレーム１１７を例示している。図４の操縦フレーム１１７は、第１の円筒状部材によって提供される第１の導電性部材１２１と、第２の円筒状部材によって提供される第２の導電性部材１２２とを含む。第１の円筒状部材及び第２の円筒状部材は、第１の円筒状部材が第２の円筒状部材内にあるように、同軸に配置される。その上、絶縁層１２３が、第１の円筒状部材と第２の円筒状部材との間に配置される。図４Ａでは、圧電変換器１０６が、第２の円筒状部材の外周の周りに配置されている。図４Ｂに例示する代替的な実装において、第１の円筒状部材は、第２の円筒状部材の軸方向の広がりを越えて延在する延長部分１２４を含み、圧電変換器１０６は、第１の円筒状部材の外周の周りに配置される。第１及び第２のオフセット位置１０９、１１０にあるアンカポイントは、それぞれ、第１の導電性部材１２１及び第２の導電性部材１２２に設けられる。例えば、プルワイヤ１０５の周りのエポキシ井戸の形態の電気絶縁を使用して、プルワイヤ１０５を第１の導電性部材１２１から電気絶縁してよい。代替的に、絶縁層がプルワイヤ１０５上に又はその管腔の表面上に設けられてよい。
【００２３】
図５は、第５の例示的な操縦フレーム１１７を例示している。図５の操縦フレーム１１７は、第１の導電性部材１２１と、第２の導電性部材１２２とを含む。第１の導電性部材１２１は、長手軸１０２と整列させられる軸を有する第１のワッシャの形態であり、第２の導電性部材１２２は、長手軸１０２と整列させられる軸を有する第２のワッシャの形態である。その上、圧電変換器１０６は、第１のプルワイヤ１０４が第１のワッシャを介して圧電変換器１０６の第１の電極１０７に電気的に接続されるように、並びに、第２のプルワイヤ１０５が第２のワッシャを介して圧電変換器１０６の第２の電極１０８に電気的に接続されるように、第１のワッシャと第２のワッシャとの間に挟装される。そうすることにより、導電性部材１２１、１２２の間の追加的な絶縁の必要性が回避される。図５の圧電変換器１０６は、例えば、導電性部材１２１、１２２の間の接触領域から管状体１０１又はフレーム１１７の外周に延びる電極被覆ＰＶＤＦ層によって提供されてよい。代替的に、硬質圧電材料が、軸方向に分離された導電性部材１２１、１２２の間に配置されてよい。
【００２４】
上記実装は及び例は、単一の圧電変換器を有するものとして記載されたが、１つ又はそれよりも多くの追加的な圧電変換器が、管状体１０１の長手軸１０２に沿う軸方向に離間した位置に配置されてよいことが理解されるべきである。これらの追加的な変換器は、任意的に、圧電変換器１０６と並列に電気的に接続されてよい。これは、カテーテルの長さに沿う追加的な電気的相互接続を必要とせずに、追加的な変換器機能性を提供する。そのような並列接続された変換器は、例えば、電気的に相互接続された離散的な圧電変換器によって、或いは、変換器が望まれる位置で、電極が層の両側にのみ存在するように、連続ＰＶＤＦ層上にパターン化された電極を配置することによって、提供されてよい。
【００２５】
上述の実装に対する代替的な実装では、圧電変換器１０６に電気的に接続される１つのプルワイヤと、導電性補強層１１４とを有する、操縦可能な医療カテーテルが開示されている。この操縦可能な医療カテーテルは、長手軸１０２及び被験者に挿入する遠位部分１０３を有する、管状体１０１と、プルワイヤと、第１の電極１０７及び第２の電極１０８を含む、圧電変換器１０６とを含む。管状体１０１は、内側ライナ１１３と、導電性補強層１１４と、外側シース１１５とを有する。内側ライナ１１３、補強層１１４、及び外側シース１１５は、それぞれ、補強層１１４が内側ライナ１１３と外側シース１１５との間に配置されるように、カテーテル１００の長手軸１０２に沿って同軸的に延在する。内側ライナ１１３は、インターベンショナルデバイスを受け入れるための長手軸１０２と同軸な中央管腔１１６を画定する。カテーテル１００の遠位部分１０３で、プルワイヤ１０４は、カテーテルの遠位部分１０３に湾曲を与するために、長手軸１０２に対するオフセット位置１０９で管状体に機械的に結合される。カテーテルの遠位部分１０３で、プルワイヤ１０４は、圧電変換器１０６の第１の電極１０７に電気的に接続され、導電性補強層１１４は、圧電変換器１０６の第２の電極１０８に電気的に接続される。そのようにして、操縦可能な医療カテーテルには、単純化された電気的相互接続を有する圧電デバイスを備える。
【００２６】
図６は、本明細書に記載の操縦可能な医療カテーテルが使用されることがある例示的な超音波ベースの位置決定システムＵＢＰＤＳを例示している。超音波ベースの位置決定システムＵＢＰＤＳは、操縦可能な医療カテーテル１００と、超音波場ＵＦを生成するように構成されるビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰと、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰの超音波場ＵＦに対応する再構成超音波画像を提供するように構成される画像再構成ユニットＩＲＵと、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰと圧電変換器１１６との間で送信される超音波信号に基づいて、超音波場ＵＦに対するインターベンショナルデバイス１１０の圧電変換器１１６の位置を計算するように構成される位置決定ユニットＰＤＵと、圧電変換器１１６の計算された位置に基づいて再構成される超音波画像内にアイコンを提供するように構成されるアイコン提供ユニットＩＰＵとを含む。
【００２７】
図６において、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰは、画像再構成ユニットＩＲＵ、撮像システムプロセッサＩＳＰ、撮像システムインタフェースＩＳＩ及びディスプレイＤＩＳＰと通信している。全体的に、ユニットＢＵＩＰ、ＩＲＵ、ＩＳＰ、ＩＳＩ及びＤＩＳＰは、従来的な超音波撮像システムによって提供されてよい。ユニットＩＲＵ、ＩＳＰ、ＩＳＩ及びＤＩＳＰは、従来的には、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰと有線又は無線通信するコンソール内に配置される。ユニットＩＲＵ、ＩＳＰ、ＩＳＩ及びＤＩＳＰの一部は、代替的に、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰ内に組み込まれてよい。ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰは、超音波場ＵＦを生成する。図６には、関心ボリューム(volume  of  interest)ＶＯＩを遮断する(intercepts)超音波場ＵＦ内で超音波エネルギを送受信する線形超音波送受信器アレイを含む２Ｄビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰが例示されている。超音波場は、図６において扇形状であり、例示の画像平面を全体的に提供する複数の超音波ビームＢ１．．．ｋを含む。図６には、例示の目的で扇形状のビームが例示されているが、本発明は、超音波場の特定の形状に限定されないことに留意のこと。
【００２８】
使用中、上述の従来的な超音波撮像システムは、以下のように作動する。操作者は、撮像システムインタフェースＩＳＩを介して超音波処置を計画してよい。ひとたび操作手順が選択されると、撮像システムインタフェースＩＳＩは、撮像システムプロセッサＩＳＰを始動(トリガ)して、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰに送信され且つビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰによって検出される信号を生成し且つ解釈するアプリケーション特有プログラムを実行する。メモリ（図示せず）を使用してそのようなプログラムを格納してよい。メモリは、例えば、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰによって送信及び／又は受信される超音波信号のシーケンスを制御するように構成される超音波ビーム制御ソフトウェアを格納してよい。画像再構成ユニットＩＲＵは、代替的に、撮像システムプロセッサＩＳＰの一部を形成することがある。画像再構成ユニットＩＲＵは、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰの超音波場ＵＦに対応する再構成された超音波画像を提供する。それによって、ＩＲＵは、超音波場ＵＦによって画定される画像平面に対応する画像を提供し、よって、それは関心ボリュームＶＯＩを遮断する。引き続き、画像は、ディスプレイＤＩＳＰに表示される。再構成された画像は、例えば、さもなければ「２Ｄモード」画像として知られる、超音波輝度モード「Ｂモード」画像、「Ｃモード」画像又はドップラーモード画像であってよく、或いは実際には任意の超音波画像であってよい。
【００２９】
圧電変換器１０６を含む操縦可能な医療カテーテル１００も図６に示されている。この例示的な用途において、圧電変換器１０６、結果的に、操縦可能な医療カテーテル１００は、位置決定ユニットＰＤＵ及びアイコン提供ユニットＩＰＵによって提供される信号に基づいて、それぞれ超音波場ＵＦで追跡されることがある。これらのユニットは、相互接続矢印によって例示するように、互いに、並びにユニットＢＵＩＰ、ＩＲＵ、ＩＳＰ、ＩＳＩ及びＤＩＳＰ、すなわち、従来的な超音波撮像システムと通信する。ユニットＰＤＵ及びＩＰＵの１つ又はそれよりも多くは、従来的な超音波撮像システムのメモリ又はプロセッサ内に組み込まれてよい。
【００３０】
使用中、圧電変換器１０６の位置は、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰと圧電変換器１０６との間で送信される超音波信号に基づいて位置決定ユニットＰＤＵによって超音波場ＵＦに対して計算される。
【００３１】
１つの構成において、圧電変換器１０６は、ビームＢ１．．．ｋに対応する超音波信号を受信する検出器である。位置決定ユニットＰＤＵは、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰによって放射される超音波信号を圧電変換器１０６によって検出される超音波信号と相関させることによって、圧電変換器１０６の位置を識別する。引き続き、アイコン提供ユニットＩＰＵは、圧電変換器１０６の計算された位置に基づいて、再構成された超音波画像内にアイコンを提供する。より具体的には、相関は、ｉ）圧電変換器１０６によって検出される各ビームＢ１．．．ｋに対応する超音波信号の振幅に基づいて、並びにｉｉ）各ビーム１．．．ｋの放射と圧電変換器１０６によるその検出との間の時間遅延、すなわち、飛行時間に基づいて、超音波場ＵＦに対する圧電変換器１０６の最良適合位置(best  fit  position)を決定する。これは以下のように例示されてよい。圧電変換器１０６が超音波場ＵＦの近傍にあるとき、ビーム１．．．ｋのうちの最も近いビームから変換器への超音波信号は、比較的より大きな振幅で検出されるのに対し、より遠いビームは、比較的より小さな振幅で検出される。典型的には、最大振幅で検出されるビームは、圧電変換器１０６に最も近いビームとして識別される。このビームは、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰと圧電変換器１０６との間の面内角θＩＰＡ(in-plane  angle)を画定する。対応する範囲は、最大振幅ビーム１．．．ｋの放射とその後の検出との間の時間遅延、すなわち、飛行時間に依存する。その範囲は、超音波伝搬速度を時間遅延に乗じることによって決定される。よって、その範囲及び最大振幅で検出されるビームの対応する面内角θＩＰＡを用いて超音波場ＵＦに対する圧電変換器１０６の最良適合位置を識別することができる。
【００３２】
別の構成において、圧電変換器１０６は、１つ又はそれよりも多くの超音波パルスを放射するエミッタであってよい。そのようなパルスは、例えば、従来的な超音波撮像システムの撮像フレーム間にインターリーブされる追跡フレームの間に放射されてよい。そのような追跡フレームにおいて、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰは、それが超音波場ＵＦの近傍から発生する超音波信号を聴取する受信専用モードで作動してよい。よって、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰは、そのような追跡フレーム中に一方向受信専用ビームフォーマとして構成される。位置決定ユニットＰＤＵは、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰの受信器素子に遅延を適用することによって、仮想ビームＢ１．．．ｋのどのビームから（複数の）パルスが発生したかを識別する。遅延は、仮想ビームＢ１．．．ｋの各々に対応する。上記検出器構成と同様に、位置決定ユニットＰＤＵは、最大振幅及び飛行時間に基づいて、超音波信号が放射された位置に最も近いビームＢ１．．．ｋ、及び圧電変換器１０６への対応する範囲を識別する、相関手順を使用してよい。引き続き、アイコン提供ユニットＩＰＵは、圧電変換器１０６上の識別された位置に基づいて、再構成された超音波画像内にアイコンを提供する。よって、圧電変換器１０６が超音波エミッタであるときには、相関手順を再び使用して各追跡フレームについての超音波場ＵＦに対する圧電変換器１０６の最良適合位置を決定してよい。
【００３３】
別の構成において、圧電変換器１０６は、受信器及びエミッタの両方として作用するように構成されてよく、或いは別個の受信器及びエミッタを含んでよい。この構成において、圧電変換器１０６は、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰから超音波信号を受信した後に、１つ又はそれよりも多くの超音波パルスを放射するように始動(トリガ)されてよい。このようにして、撮像モード中に圧電変換器１０６によって放射される（複数の）パルスは、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰによって受信され、関連するビームＢ１．．．ｋに対応する面内角度位置で、すなわち、画像ライン(image  line)内に再構成された超音波中のエコーとして現れる。よって、圧電変換器１０６は、再構成された画像において明るいスポットとして現れる。引き続き、位置決定ユニットＰＤＵは、再構成された画像内のこの明るいスポットを識別し、よって、超音波場ＵＦに対する圧電変換器１０６の位置を計算してよい。
【００３４】
例示のビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰは、操縦可能な医療カテーテル１００が使用されることがあるビーム形成超音波撮像システムの一例に過ぎないことも理解されるべきである。操縦可能な医療カテーテル１００は、他のタイプの２Ｄ又は３Ｄビーム形成超音波撮像システムを含む超音波ベースの位置決定システムにも用途を見出す。これらは、例えば、「ＴＲＵＳ」経直腸超音波検査プローブ、「ＩＶＵＳ」血管内超音波プローブ、「ＴＥＥ」経食道プローブ、「ＴＴＥ」経胸腔プローブ、「ＴＮＥ」経鼻プローブ、「ＩＣＥ」心臓内プローブを含んでよい。
【００３５】
その上、圧電変換器は、位置決定以外の医療分野における他の感知及び作動用途にも用途を見出すことも理解されるべきである。
【００３６】
様々な例示的な実装を以下に例１〜１５によって記載する。
【００３７】
例１。長手軸（１０２）と、被験者に挿入する遠位部分（１０３）とを有する、管状体（１０１）と、
第１のプルワイヤ（１０４）と、
第２のプルワイヤ（１０５）と、
第１の電極（１０７）と、第２の電極（１０８）とを含む、圧電変換器（１０６）とを含む、
操縦可能な医療カテーテル（１００）であって、
カテーテル（１００）の遠位部分（１０３）で、第１のプルワイヤ（１０４）及び第２のプルワイヤ（１０５）は、それぞれ、カテーテルの遠位部分（１０３）に湾曲を付与するために、長手軸（１０２）に対するそれぞれの第１及び第２のオフセット位置（１０９，１１０）で管状体に機械的に結合され、
カテーテルの遠位部分（１０３）で、第１のプルワイヤ（１０４）は、圧電変換器（１０６）の第１の電極（１０７）に電気的に接続され、第２のプルワイヤ（１０５）は、圧電変換器（１０６）の第２の電極（１０８）に電気的に接続される、
操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００３８】
例２。管状体（１０１）は、それぞれ長手軸（１０２）に平行に延在する、第１のプルワイヤ管腔（１１１）及び第２のプルワイヤ管腔（１１２）を含み、
第１のプルワイヤ（１０４）は、第１のプルワイヤ管腔（１１１）内に配置され、
第２のプルワイヤ（１０５）は、第２のプルワイヤ管腔（１１２）内に配置され、
第１のプルワイヤ管腔（１１１）及び第２のプルワイヤ管腔（１１２）は、それぞれ、電気絶縁管腔壁を含む、
例１に従った操縦可能な医療カテーテル。
【００３９】
例３。管状体（１０１）は、内側ライナ（１１３）と、補強層（１１４）と、外側シース（１１５）とを含み、
内側ライナ（１１３）、補強層（１１４）及び外側シース（１１５）は、それぞれ、補強層（１１４）が内側ライナ（１１３）と外側シース（１１５）との間に配置されるように、カテーテル（１００）の長手軸（１０２）に沿って同軸に延在し、
内側ライナ（１１３）は、インターベンショナルデバイスを受け入れるために長手軸（１０２）と同軸な中央管腔（１１６）を画定する、
例１又は２に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４０】
例４。カテーテル（１００）の遠位部分（１０３）で、第１のプルワイヤ管腔（１１１）及び第２のプルワイヤ管腔（１１２）は、それぞれ、内側ライナ（１１３）内に配置される、例３に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４１】
例５。補強層（１１４）は、第１のプルワイヤ（１０４）及び第２のプルワイヤ（１０５）を電気的に遮蔽する導電性材料を含む、例４に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４２】
例６。操縦フレーム（１１７）を更に含み、
操縦フレーム（１１７）は、第１のオフセット位置（１０９）に配置される第１のアンカポイントと、第２のオフセット位置（１１０）に配置される第２のアンカポイントとを含み、
第１のプルワイヤ（１０４）及び第２のプルワイヤ（１０５）は、操縦フレームが第１のプルワイヤ（１０４）及び第２のプルワイヤ（１０５）を管状体（１０１）に機械的に結合するように、第１のアンカポイント及び第２のアンカポイントにそれぞれ取り付けられる、
例１に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４３】
例７。操縦フレーム（１１７）は、内側管腔（１１８）を更に含み、内側管腔は、管状体（１０１）の長手軸（１０２）と同軸に配置される、例６に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４４】
例８。操縦フレーム（１１７）は、外周（１１９）を含み、
圧電変換器（１０６）は、操縦フレームの外周の周りに配置される、
例７に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４５】
例９。操縦フレーム（１１７）は、端面（１２０）を含み、
圧電変換器（１０６）は、操縦フレームの端面に配置される、
例６乃至８のうちのいずれか１つに従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４６】
例１０。操縦フレーム（１１７）は、第１の導電性部材（１２１）と、第２の導電性部材（１２２）とを含み、第１の導電性部材及び第２の導電性部材は、絶縁層（１２３）によって分離され、
第１のアンカポイントは、第１の導電性部材（１２１）に配置され、第２のアンカポイントは、第２の導電性部材（１２２）に配置される、
例６乃至９のうちのいずれか１つに従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４７】
例１１。第１の導電性部材（１２１）は、円筒状シェルの第１の部分によって提供され、第２の導電性部材（１２２）は、円筒状シェルの第２の部分によって提供され、
第１の部分及び第２の部分は、円筒状シェルを提供するよう、絶縁層（１２３）によって操縦フレーム（１１７）の軸方向の広がりに沿って互いに機械的に取り付けられ、
圧電変換器（１０６）は、円筒状シェルの外周の周りに配置される、
例１０に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４８】
例１２。第１の導電性部材（１２１）は、第１の円筒状部材によって提供され、第２の導電性部材（１２２）は、第２の円筒状部材によって提供され、
第１の円筒状部材及び第２の円筒状部材は、第１の円筒状部材が第２の円筒状部材内にあるように、並びに絶縁層（１２３）が第１の円筒状部材と第２の円筒状部材との間に配置されるように、同軸に配置され、
ｉ）圧電変換器（１０６）は、第２の円筒状部材の外周の周りに配置されるか、或いは
ｉｉ）第１の円筒状部材は、第２の円筒状部材の軸方向の広がりを越えて延びる延長部分（１２４）を含み、圧電変換器（１０６）は、第１の円筒状部材の外周の周りに配置される、
例１０に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４９】
例１３。操縦フレーム（１１７）は、第１の導電性部材（１２１）と、第２の導電性部材（１２２）とを含み、第１の導電性部材（１２１）は、長手軸（１０２）と整列させられる軸を有する第１のワッシャの形態にあり、第２の導電性部材（１２２）は、長手軸（１０２）と整列させられる軸を有する第２のワッシャの形態にあり、
圧電変換器（１０６）は、第１のプルワイヤ（１０４）が第１のワッシャを介して圧電変換器（１０６）の第１の電極（１０７）に電気的に接続されるように、並びに第２のプルワイヤ（１０５）が第２のワッシャを介して圧電変換器（１０６）の第２の電極（１０８）に電気的に接続されるように、第１のワッシャと第２のワッシャとの間に挟装される、
例６乃至９のうちのいずれか１つに従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００５０】
例１４。少なくとも第２の圧電変換器を更に含み、
圧電変換器（１０６）及び少なくとも第２の圧電変換器は、管状体（１０１）の長手軸（１０２）に沿う軸方向に分離された位置に配置される、
例１乃至１３のうちのいずれか１つに従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００５１】
例１５。圧電変換器（１０６）及び少なくとも第２の圧電変換器は、並列に電気的に接続される、例１４に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００５２】
要約すると、操縦可能な医療カテーテルが記載されている。操縦可能な医療カテーテルは、長手軸と、被験者に挿入する遠位部分とを有する、管状体と、第１のプルワイヤと、第２のプルワイヤと、圧電変換器とを含む。圧電変換器は、第１の電極と、第２の電極とを含む。カテーテルの遠位部分で、第１のプルワイヤ及び第２のプルワイヤは、それぞれ、カテーテルの遠位部分に湾曲を与えるために、長手軸に対するそれぞれの第１及び第２のオフセット位置で管状体に機械的に結合される。カテーテルの遠位部分で、第１のプルワイヤは、圧電変換器の第１の電極に電気的に接続され、第２のプルワイヤは、圧電変換器の第２の電極に電気的に接続される。
【００５３】
様々な実装及び選択肢が操縦可能な医療カテーテルに関連して記載されており、様々な実施形態を組み合わせて更なる有利な効果を達成してよいことに留意のこと。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】米国特許第６，２２４，５８７Ｂ１号明細書
【非特許文献】
【００５５】
【非特許文献１】”A  Non-disruptive  Technology  for  Robert  3D  Tool  Tracking  for  Ultrasound-GuidedInterventions”  in  Fitchinger,  G.,  Martel,  A.,  Peters,  T.,  (Eds.)  MICCAI  2011,  Part I,  LNCS,  Vol. 6891,  pp.  153-160,  Springer,  Heidelberg (2011)
【図１Ａ】
2021511166.tif 000003
【図１Ｂ】
2021511166.tif 000004
【図１Ｃ】
2021511166.tif 000005
【図１Ｄ】
2021511166.tif 000006
【図２】
2021511166.tif 000007
【図３Ａ】
2021511166.tif 000008
【図３Ｂ】
2021511166.tif 000009
【図４Ａ】
2021511166.tif 000010
【図４Ｂ】
2021511166.tif 000011
【図５】
2021511166.tif 000012
【図６】
2021511166.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月21日(2020.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手軸と、被験者に挿入する遠位部分とを有する、管状体と、
第１のプルワイヤと、
第２のプルワイヤと、
第１の電極と、第２の電極とを含む、圧電変換器とを含む、
操縦可能な医療カテーテルであって、
前記管状体は、前記長手軸にそれぞれ平行に延在する、第１のプルワイヤ管腔及び第２のプルワイヤ管腔を含み、
前記第１のプルワイヤは、前記第１のプルワイヤ管腔内に配置され、
前記第２のプルワイヤは、前記第２のプルワイヤ管腔内に配置され、
前記第１のプルワイヤ管腔及び前記第２のプルワイヤ管腔は、それぞれ、電気絶縁管腔壁を含み、
当該医療カテーテルの前記遠位部分で、前記第１のプルワイヤ及び前記第２のプルワイヤは、それぞれ、当該医療カテーテルの前記遠位部分に湾曲を付与するために前記長手軸に対するそれぞれの第１及び第２のオフセット位置で前記管状体に機械的に結合され、
当該医療カテーテルの前記遠位部分で、前記第１のプルワイヤは、前記圧電変換器の前記第１の電極に電気的に接続され、前記第２のプルワイヤは、前記圧電変換器の前記第２の電極に電気的に接続され、
前記管状体は、内側ライナと、補強層と、外側シースとを含み、
前記内側ライナ、前記補強層及び前記外側シースは、それぞれ、前記補強層が前記内側ライナと前記外側シースとの間に配置されるように、当該医療カテーテルの前記長手軸に沿って同軸に延在し、
前記内側ライナは、インターベンショナルデバイスを受け入れるために前記長手軸と同軸な中央管腔を画定し、
当該医療カテーテルの前記遠位部分で、前記第１のプルワイヤ管腔及び前記第２のプルワイヤ管腔は、それぞれ、内側ライナ内に配置され、
前記補強層は、前記第１のプルワイヤ及び前記第２のプルワイヤを電気的に遮蔽する導電性材料を含む、
操縦可能な医療カテーテル。
【請求項２】
操縦フレームを更に含み、
該操縦フレームは、前記第１のオフセット位置に配置される第１のアンカポイントと、前記第２のオフセット位置に配置される第２のアンカポイントとを含み、
前記第１のプルワイヤ及び前記第２のプルワイヤは、前記操縦フレームが前記第１のプルワイヤ及び前記第２のプルワイヤを前記管状体に機械的に結合するように、前記第１のアンカポイント及び前記第２のアンカポイントにそれぞれ取り付けられる、
請求項１に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項３】
前記操縦フレームは、内側管腔を更に含み、該内側管腔は、前記管状体の前記長手軸と同軸に配置される、請求項２に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項４】
前記操縦フレームは、外周を含み、
前記圧電変換器は、前記操縦フレームの前記外周の周りに配置される、
請求項３に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項５】
前記操縦フレームは、端面を含み、
前記圧電変換器は、前記操縦フレームの前記端面に配置される、
請求項２乃至４のうちのいずれか１項に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項６】
前記操縦フレームは、第１の導電性部材と、第２の導電性部材とを含み、前記第１の導電性部材及び前記第２の導電性部材は、絶縁層によって分離され、
前記第１のアンカポイントは、前記第１の導電性部材に配置され、前記第２のアンカポイントは、前記第２の導電性部材に配置される、
請求項２乃至５のうちのいずれか１項に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項７】
前記第１の導電性部材は、円筒状シェルの第１の部分によって提供され、前記第２の導電性部材は、円筒状シェルの第２の部分によって提供され、
前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記円筒状シェルを提供するよう、前記絶縁層によって前記操縦フレームの軸方向の広がりに沿って互いに機械的に取り付けられ、
前記圧電変換器は、前記円筒状シェルの外周の周りに配置される、
請求項６に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項８】
前記第１の導電性部材は、第１の円筒状部材によって提供され、前記第２の導電性部材は、第２の円筒状部材によって提供され、
前記第１の円筒状部材及び前記第２の円筒状部材は、前記第１の円筒状部材が前記第２の円筒状部材内にあるように、並びに前記絶縁層が前記第１の円筒状部材と前記第２の円筒状部材との間に配置されるように、同軸に配置され、
ｉ）前記圧電変換器は、前記第２の円筒状部材の外周の周りに配置されるか、或いは
ｉｉ）前記第１の円筒状部材は、前記第２の円筒状部材の軸方向の広がりを越えて延びる延長部分を含み、前記圧電変換器は、前記第１の円筒状部材の外周の周りに配置される、
請求項６に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項９】
前記操縦フレームは、第１の導電性部材と、第２の導電性部材とを含み、前記第１の導電性部材は、前記長手軸と整列させられる軸を有する第１のワッシャの形態にあり、前記第２の導電性部材は、前記長手軸と整列させられる軸を有する第２のワッシャの形態にあり、
前記圧電変換器は、前記第１のプルワイヤが前記第１のワッシャを介して前記圧電変換器の前記第１の電極に電気的に接続されるように、並びに前記第２のプルワイヤが前記第２のワッシャを介して前記圧電変換器の前記第２の電極に電気的に接続されるように、前記第１のワッシャと前記第２のワッシャとの間に挟装される、
請求項２乃至５のうちのいずれか１項に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項１０】
少なくとも第２の圧電変換器を更に含み、
前記圧電変換器及び前記少なくとも第２の圧電変換器は、前記管状体の前記長手軸に沿って軸方向に分離された位置に配置される、
請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項１１】
前記圧電変換器及び前記少なくとも第２の圧電変換器は、電気的に並列に接続される、請求項１０に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用途における使用のための操縦可能カテーテルに関する。より具体的には、本発明は、その遠位端に圧電変換器(トランスデューサ)を含む操縦可能カテーテルに関する。圧電変換器は、様々な感知及び作動用途において使用されることがある。想定される１つの用途において、圧電変換器は、ビーム形成超音波撮像プローブの超音波場に対するカテーテルの遠位端の位置を追跡するために使用されることがある。
【背景技術】
【０００２】
操縦可能なカテーテルは、数多くの医療診断及び治療用途において使用される。心臓血管処置、血管内処置及び肺処置は、カテーテルの操縦可能な性質が身体内の経路をナビゲートする際に重要である３つのそのような例示的な用途である。操縦可能なカテーテルは、しばしば、カテーテルの長さに沿ってその遠位端にあるアンカポイントまで延びる、１つ又はそれよりも多くのいわゆるプルワイヤを備える。アンカポイントは、プルワイヤを引っ張ることによって、軸方向にオフセットされた力がカテーテルの遠位端に対して湾曲を与えるように、カテーテルの長手軸からオフセットされる。そのようなカテーテルは、特許文献１に記載されている。
【０００３】
一般的に、カテーテルは、ますます、医療処置中の感知及び作動のための変換器を備えている。変換器が提供する広範囲の変換器機能の故に、圧電材料がこれらの変換器において使用されることがある。特定の非限定的な例は、変換すること、すなわち、１つの形態のエネルギから別の形態のエネルギ、すなわち、超音波、音響、振動、及び熱エネルギの形態のエネルギへの信号の変換を含む。そのような変換器は、超音波ベースの追跡、超音波撮像、血流モニタリング、心拍数決定、温度モニタリング、及び高周波超音波「ＨＩＦＵ」処理を含む、広範囲の用途において使用されることがある。Mung,  J.,  et  alによる非特許文献１に記載される１つの例示的な超音波ベースのトラッキング用途には、針に取り付けられた超音波センサを使用してビーム形成超音波撮像プローブからの超音波信号を検出する、超音波ベースの位置決定システムが記載されている。
【０００４】
そのような用途で直面する問題は、カテーテルの遠位端で変換器と電気的に接触する問題である。電気的相互接続は、典型的には、カテーテルのナビゲーション性を制限することがあるカテーテル直径の増加を要求する。この問題に対する１つの解決策において、変換器及びその相互接続部は、カテーテルの自由ルーメン内に一時的に挿入され、医療処置の実行前に除去されることがある。
【０００５】
特許文献２は、プルワイヤカテーテルのような医療デバイスに関する。１つの開示のプルワイヤカテーテルは、近位端領域と、遠位端領域と、近位端領域と遠位端領域との間に延在する管腔とを有する、細長い管状部材を含むことがある。治療要素が遠位端領域に配置されることがある。プルワイヤが管腔を通じて遠位端領域まで延びることがあり、プルワイヤと管状部材近位領域との間の相対的な動きが遠位端領域を変更するように遠位端領域に固定されることがある。プルワイヤは、第１の伝導率を有する第１の材料を含むコアと、第２の伝導率を有する第２の材料を含むクラッディングとを有することがある。
【０００６】
別の特許文献３は、超音波の波をリング状の焼灼領域に方向付けて集束させることによって心房細動を処置する心臓切除デバイスに関する。デバイスは、操縦可能であることが望ましく、ループ状の損傷を切除するために切除領域が心臓の壁と平行に位置する通常配置と、短い実質的に線形の損傷のみを切除するようリング状の焦点領域が心臓の壁に対して傾けられる傾斜配置との間の移動可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、その遠位端での圧電変換器への改良された電気的相互接続を有する操縦可能な医療カテーテルを提供することを目指す。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、操縦可能な医療カテーテルが提供される。操縦可能な医療カテーテルは、長手軸と、被験者に挿入する遠位部分とを有する、管状体と、第１のプルワイヤと、第２のプルワイヤと、圧電変換器とを含む。圧電変換器は、第１の電極と、第２の電極とを含む。カテーテルの遠位部分で、第１のプルワイヤ及び前記第２のプルワイヤは、それぞれ、カテーテルの前記遠位部分に湾曲を与えるために、長手軸に対するそれぞれの第１及び第２のオフセット位置で管状体に機械的に結合される。カテーテルの遠位部分で、第１のプルワイヤは、圧電変換器の第１の電極に電気的に接続され、第２のプルワイヤは、圧電変換器の第２の電極に電気的に接続される。
【０００９】
有利には、操縦可能カテーテルのプルワイヤを用いて圧電変換器との電気的接触を行うことは、別個の導電体を収容するためにカテーテルの直径を増加させる必要性を制限する。そうすることにより、操縦可能なカテーテルの可撓性が維持されることがある。
【００１０】
１つの態様によれば、操縦可能カテーテルの管状体は、補強層を含む。補強層は、第１のプルワイヤ及び第２のプルワイヤを取り囲み、それによって、それらを電気的に遮蔽(シールド)する導電性材料を含む。
【００１１】
添付の特許請求の範囲を参照して、更なる態様及び有益な効果を記載する。その上、本発明の更なる利点も当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１のプルワイヤ１０４と、第２のプルワイヤ１０５と、圧電変換器１０６とを含む、操縦可能な医療カテーテル１００を例示している。
【図２】第２の例示的な操縦フレーム１１７を例示している。
【図３】第３の例示的な操縦フレーム１１７を例示している。
【図４】第４の例示的な操縦フレーム１１７を例示している。
【図５】第５の例示的な操縦フレーム１１７を例示している。
【図６】本明細書に記載の操縦可能な医療カテーテルが使用されることある例示的な超音波ベースの位置決定システムＵＢＰＤＳを例示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の原理を例示するために、特に追跡(トラッキング)用途を参照して、操縦可能な医療カテーテルを記載する。この例示的な用途において、心臓血管カテーテルの位置は、カテーテルに取り付けられる圧電変換器(トランスデューサ)によって検出される超音波信号によって追跡される。しかしながら、操縦可能な医療カテーテルは、血管内処置及び肺処置を含む他の医療処置にも用途を見出すことが理解されるべきである。その上、圧電変換器は、例えば、超音波撮像、血流モニタリング、心拍数決定、温度モニタリング、及び高周波超音波「ＨＩＦＵ」処理等のような、位置追跡を越えた感知及び作動用途に用途を見出す。
【００１４】
そこで、図１Ａは、第１のプルワイヤ１０４と、第２のプルワイヤ１０５と、圧電変換器１０６とを含む、操縦可能な医療カテーテル１００を例示している。図１Ｂは、図１Ａの三次元図のＢ−Ｂ’を通じる断面を示しており、図１Ｃは、Ｃ−Ｃ’での遠位端１０３を通じる対応する断面を示している。操縦可能な医療カテーテル１００は、長手軸１０２と、被験者に挿入する遠位部分１０３とを備える、管状体１０１を有する。操縦可能な医療カテーテル１００は、一般には、可撓(フレキシブル)であるが、遠位部分１０３は、血管内の複雑な経路を通じてカテーテルを誘導するのを助けるために、その長さに沿う他の部分よりも大きな程度の可撓性を示すことがある。これは、例えば、管状体１０１に沿う他の場所と比較して、より高い可撓性を有する又はより薄い直径を有する材料から遠位端１０３を形成することによって達成されてよい。遠位端１０３は、代替的に、管状体１０１に沿う他の場所と比較してより高い程度の可撓性を提供するために、遠位端１０３に沿って、１つ又はそれよりも多くの切欠部分を含んでよく、或いは、例えば、十字型パターンの、複数の溝又は穴を含んでよく、或いは螺旋の形態で成形されてよい。
【００１５】
遠位部分１０３で、第１のプルワイヤ１０４及び第２のプルワイヤ１０５は、それぞれ、遠位部分１０３に湾曲を与えるために、長手軸１０２に対する第１及び第２のオフセット位置１０９、１１０のそれぞれで、管状体１０１に機械的に結合される。プルワイヤ１０４、１０５は、例えば、それぞれ、後述のように、管状体１０１の壁又はフレーム１１７に取り付けられてよい。プルワイヤ１０４、１０５は、それぞれ、別個の管腔１１１、１１２によって管状体１０１内に誘導され、管腔１１１、１１２は、それぞれ、長手軸１０２に平行に延びる。プルワイヤは、管状体１０１の近位端にある張力機構（図示せず）と、それらのそれぞれの第１及び第２のオフセット位置１０９、１１０との間に延在する。プルワイヤ管腔は、それぞれ、電気絶縁を提供する電気絶縁壁を含む。使用中、プルワイヤの一方に対する張力は、長手軸１０２に対するそのオフセット位置によって、遠位端１０３で軸外力をもたらし、それによって、遠位端１０３に湾曲形状を取らせる。よって、プルワイヤ１０４、１０５の各々を引っ張ることによって、ユーザは、脈管構造内の方向の変化をナビゲートすることができ、身体内の意図される位置への操縦可能な医療カテーテル１００の円滑な通過を確実にすることができる。オフセット位置１０９、１１０は、長手軸１０２に対して正反対の位置にあり、それによって、２つの対向する方向のそれぞれに湾曲をもたらするものとして、図１に例示されている。例えば、９０度である、又は、実際には、例えば、５度〜１８０度との間の任意の角度である、長手軸１０２についての回転分離を伴うオフセット位置１０９、１１０を配置することのような、オフセット位置の代替的な配置も想定される。その上、各オフセット位置１０９、１１０の軸外半径は、図１では等しいものとして例示されているが、これらの軸外半径は、代替的に等しくなくてよい。２つ又はそれよりも多くのプルワイヤを有する代替の構成も想定される。
【００１６】
図１を引き続き参照すると、圧電変換器１０６は、第１の電極１０７と、第２の電極１０８とを含む。遠位部分１０３で、第１のプルワイヤ１０４が第１の電極１０７に電気的に接続され、第２のプルワイヤ１０５が第２の電極１０８に電気的に接続される。有利には、操縦可能カテーテルのプルワイヤを用いて圧電変換器と電気的に接触させることは、別個の導電体を収容するためにカテーテルの直径を増加させる必要性を制限する。そうすることにより、操縦可能なカテーテルの可撓性が維持されることがある。
【００１７】
圧電変換器１０６は、管状体１０１の一部分の周りに巻き付けられた層として図１Ｃに例示されている。第１電極１０７及び第２電極１０８は、この層の主要面に配置されており、その結果、図１Ｃに例示する断面において、第１電極１０７及び第２電極１０８は、それぞれ、圧電変換器１０６の内面及び外面に配置されている。各電極１０７、１０８とその対応するプルワイヤ１０４、１０５との間の電気的接触は、例えば、ボンドワイヤ、導電性接着剤又は塗料等を用いて達成されてよい。
【００１８】
圧電変換器１０３は、例えば、ポリフッ化ビニリデン、すなわち、ＰＶＤＦの層、又はポリフッ化ビニリデントリフルオロエチレン（Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ））のようなＰＶＤＦ共重合体の層、又はＰ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ−ＣＴＦＥ）のようなＰＶＤＦ三重合体の層によって提供されてよい。取扱い及び組立てを容易にするために、例示的なＰＶＤＦ層は、感圧接着剤、すなわち、ＰＳＡの層−変換器ストリップの形態の被覆されたＰＥＴ上に配置されてよい。感圧接着剤は、圧力を適用後に接着結合を形成する材料の種類を形成する。そのような感圧接着剤のシートは、３Ｍ社製の製品２８１１ＣＬを含む。これらは、３Ｍ社によって供給される製品９０１９のようなＰＳＡ被覆ポリマシートとして供給されてよい。代替的に、ポリマ材料及びＰＺＴのような従来的な硬質圧電材料から作られる予備製造された別個の圧電素子の使用と同様に、圧電変換器１０６は、他の軟質の、又は、実際には、硬質の圧電材料から作られてよい。浸漬コーティング、成形、ゾルゲル堆積の使用を含む製造技術も想定される。
【００１９】
任意的に、図１に例示するように、操縦可能な医療カテーテル１００は、中央管腔１１６を含んでよい。中央管腔１１６は、カテーテル又は針のようなインターベンショナルデバイス、又は医療カテーテル１００の遠位端で処置を行うための別の医療ツールを受け入れるような大きさとされてよい。好ましい構成において、管状体１０１は、内側ライナ１１３と、補強層１１４と、外側シース１１５とを含む。内側ライナは、例えば、フッ化エチレンプロピレン、すなわち、ＦＥＰ、又はポリテトラフルオロエチレン、すなわち、ＰＴＦＥのような、フルオロポリマ材料から形成されてよい。例示のように、内側ライナ１１３は、好ましくは、円筒形の断面を有するチューブの形態である。補強層１１４は、曲げ中に、管状体１０１をライナのキンク(よじれ)及び楕円化から補強する働きをし、例えば、編組又は１つ又はそれよりも多くのコイルの形態であってよく、タイプ３１４又は３１６のステンレス鋼、ポリエステル、及びポリエーテルエーテルケトン、すなわち、ＰＥＥＫのような材料から形成されてよい。外側シース１１５は、例えば、Arkema, Colombes, Franceによって商標登録されているＰＥＢＡＸとして知られている材料、ＦＥＰ、ナイロン、ポリエチレン、ポリウレタン、エチレンテトラフルオロエチレン、すなわち、ＥＴＦＥ、又はＰＴＦＥのような、ポリエーテルブロックアミドのような材料から形成されてよい。内側ライナ１１３、補強層１１４、及び外側シース１１５は、それぞれ、補強層１１４が内側ライナ１１３と外側シース１１５との間に配置されるように、カテーテル１００の長手軸１０２に沿って同軸に延在する。内側ライナ１１３は中央管腔１１６を画定し、これは長手軸１０２と同軸である。中央管腔１１６は、インターベンショナルデバイスがカテーテル１００に挿入されるときに、医療処置がカテーテル１００の遠位端で実施されることを可能にする。
【００２０】
好ましい構成では、カテーテル１００の遠位部分１０３で、第１のプルワイヤ管腔１１１及び第２のプルワイヤ管腔１１２が、それぞれ、内側ライナ１１３内に配置される。管腔１１１、１１２を備える内側ライナ１１３は、例えば、単一の押出プロセスで形成されてよい。補強層１１４は、任意的に、導電性材料を含んでよい。図１に例示される構成において、補強層１１４は、第１のプルワイヤ１０４及び第２のプルワイヤ１０５を取り囲み、それによって、電気シールド(電気遮蔽)(electrical  shielding)を提供する。
【００２１】
幾つかの実装において、操縦可能な医療カテーテル１００は、操縦フレーム(ステアリングフレーム)を含む。操縦フレームは、第１のオフセット位置１０９に配置される第１のアンカポイントと、第２のオフセット位置１１０に配置される第２のアンカポイントとを含む。その上、第１のプルワイヤ１０４及び第２のプルワイヤ１０５は、操縦フレームが第１のプルワイヤ１０４及び第２のプルワイヤ１０５を管状体１０１に機械的に結合するように、第１のアンカポイント及び第２のアンカポイントにそれぞれ取り付けられる。特に図１Ｄに例示する１つの例示的な実装において、操縦フレーム１１７は、円筒状の形状を有する。操縦フレームは、代替的に、プレート、キャップ、バー等のような、他の形状を有してよい。図１Ｃ及び図１Ｄを参照すると、操縦フレーム１１７は、この例において、一体の材料片から形成されている。プルワイヤ１０４、１０５は、対応するオフセット位置１０９、１１０で、アンカポイントで操縦フレーム１１７に取り付けられる。プルワイヤ１０４、１０５の間に電気絶縁を提供するために、操縦フレーム１１７は、好ましくは、電気絶縁材料から形成される。ポリマ及びセラミックは、操縦フレーム１１７に適した材料の例である。カテーテルの遠位部分１０３に再現可能な曲線を提供することに鑑みれば、高いショア硬度値を有する材料が好ましい。アクリロニトリルブタジエンスチレン、すなわち、ＡＢＳは、この点において、操縦フレーム１１７に適したポリマである。任意的に、図１Ｄに例示するように、操縦フレーム１１７は、管状体１０１の長手軸１０２と同軸に配置された内側管腔１１８を含んでよい。そうすることにより、内側管腔１１８は、中央管腔１１６と連通して、操縦可能な医療カテーテル１００の長さに沿って連続した管腔を提供することがある。任意的に、図１Ｄに例示するように、操縦フレーム１１７は、外周１１９を有してよく、圧電変換器１０６が、この外周の周囲に配置されてよい。代替的に、圧電変換器１０６は、管状体１０１の外周の周りに配置されてよい。圧電変換器１０６は、それによって、操縦可能な医療カテーテルの外周の周りに感知又は作動を提供することがある。圧電変換器１０６は、外周の周りに連続したバンドを形成するか或いはギャップを含んでよく、或いは各サブエレメント間にギャップを有する１つ又はそれよりも多くの電気的に相互接続されたサブエレメントを含んでよい。その上、圧電変換器１０６は、少なくとも部分的に、対応する方向において感知又は作動を提供するために、操縦フレーム１１７の端面１２０に配置されてよい。
【００２２】
代替的に、操縦フレーム１１７は、導電性材料から形成されてよい。ステンレス鋼を含む様々な金属が使用されてよく、強固なアンカポイントを容易にするために、プルワイヤ１０４、１０５は、例えば、溶接によって、そこに確実に取り付けられる。ここで、図２は、第２の例示的な操縦フレーム１１７を例示している。図２の第２の例示的な操縦フレームは、図１Ａのアイテム１１７の位置で使用されてよく、例えば、外側シース１１５からの圧縮力によって提供される摩擦又は接着剤によって所定の場所に保持されてよい。図１のフレーム１１７とは対照的に、図２のフレーム１１７は、第１の導電性部材１２１と、第２の導電性部材１２２とを含む。第１の導電性部材及び第２の導電性部材は、絶縁層１２３によって分離される。その結果、絶縁層１２３は、プルワイヤ１０４、１０５の間に電気絶縁を提供する。絶縁層１２３は、例えば、電気絶縁接着剤、ポリマ、誘電体等によって提供されてよい。その上、第１のアンカポイントは、第１の導電性部材１２１上に配置され、第２のアンカポイントは、第２の導電性部材１２２上に配置される。よって、一般に言えば、第１の導電性部材１２１は、円筒状シェルの第１の部分によって提供され、第２の導電性部材１２２は、円筒状シェルの第２の部分によって提供される。第１の部分及び第２の部分は、絶縁層１２３によって操縦フレーム１１７の軸方向の広がりに沿って互いに対して機械的に取り付けられて、円筒状シェルを提供する。図２において、絶縁層は、長手軸１０２に沿って延在し、導電性部材１２１、１２２は、２つの半シリンダによって提供される。任意的な内側管腔１１８は、操縦フレーム１１７内に含められてもよく、内側管腔１１８は、管状体１０１の長手軸１０２と同軸に配置される。図１におけるように、圧電変換器１０６は、操縦フレーム１１７の外周の周りに配置されてよい。
【００２３】
図３は、第３の例示的な操縦フレーム１１７を例示している。図２の操縦フレーム１１７とは対照的に、図３の操縦フレームの第１の導電性部材１２１及び第２の導電性部材１２２は、それぞれ、長手軸１０２に沿った連動ステップ(interlocking  step)を含む。連動ステップは、長手軸１０２に沿って増大した強度を提供する。例示の容易さのために、圧電変換器１０６は図３において省略されている。図３Ａにおいて、プルワイヤ１０４、１０５は、両方とも、フレーム１１７の近位端に取り付けられるのに対し、図３Ｂにおいて、各プルワイヤ１０４、１０５は、各プルワイヤ１０４、１０５に対する引張力が連動ステップを互いに圧縮的に押し付けるように、そのそれぞれの導電性部材１２１、１２２の連動ステップに取り付けられる。これは導電性部材１２１、１２２の間の接合部の強度を向上させる。アンカポイント１０９及び１１０は、例えば、図３Ｂの導電性部材１０９、１１０の各々の端面１２０に位置付けられてよい。図３Ｂの反対の導電性部材１２１を通過するプルワイヤ１０５間の電気絶縁は、例えば、ワイヤ上又は管腔の表面上に絶縁層を有するプルワイヤ１０５を設けるか或いはプルワイヤ１０５の周りにエポキシ井戸を設けることによって達成されてよい。
【００２４】
図４は、第４の例示的な操縦フレーム１１７を例示している。図４の操縦フレーム１１７は、第１の円筒状部材によって提供される第１の導電性部材１２１と、第２の円筒状部材によって提供される第２の導電性部材１２２とを含む。第１の円筒状部材及び第２の円筒状部材は、第１の円筒状部材が第２の円筒状部材内にあるように、同軸に配置される。その上、絶縁層１２３が、第１の円筒状部材と第２の円筒状部材との間に配置される。図４Ａでは、圧電変換器１０６が、第２の円筒状部材の外周の周りに配置されている。図４Ｂに例示する代替的な実装において、第１の円筒状部材は、第２の円筒状部材の軸方向の広がりを越えて延在する延長部分１２４を含み、圧電変換器１０６は、第１の円筒状部材の外周の周りに配置される。第１及び第２のオフセット位置１０９、１１０にあるアンカポイントは、それぞれ、第１の導電性部材１２１及び第２の導電性部材１２２に設けられる。例えば、プルワイヤ１０５の周りのエポキシ井戸の形態の電気絶縁を使用して、プルワイヤ１０５を第１の導電性部材１２１から電気絶縁してよい。代替的に、絶縁層がプルワイヤ１０５上に又はその管腔の表面上に設けられてよい。
【００２５】
図５は、第５の例示的な操縦フレーム１１７を例示している。図５の操縦フレーム１１７は、第１の導電性部材１２１と、第２の導電性部材１２２とを含む。第１の導電性部材１２１は、長手軸１０２と整列させられる軸を有する第１のワッシャの形態であり、第２の導電性部材１２２は、長手軸１０２と整列させられる軸を有する第２のワッシャの形態である。その上、圧電変換器１０６は、第１のプルワイヤ１０４が第１のワッシャを介して圧電変換器１０６の第１の電極１０７に電気的に接続されるように、並びに、第２のプルワイヤ１０５が第２のワッシャを介して圧電変換器１０６の第２の電極１０８に電気的に接続されるように、第１のワッシャと第２のワッシャとの間に挟装される。そうすることにより、導電性部材１２１、１２２の間の追加的な絶縁の必要性が回避される。図５の圧電変換器１０６は、例えば、導電性部材１２１、１２２の間の接触領域から管状体１０１又はフレーム１１７の外周に延びる電極被覆ＰＶＤＦ層によって提供されてよい。代替的に、硬質圧電材料が、軸方向に分離された導電性部材１２１、１２２の間に配置されてよい。
【００２６】
上記実装は及び例は、単一の圧電変換器を有するものとして記載されたが、１つ又はそれよりも多くの追加的な圧電変換器が、管状体１０１の長手軸１０２に沿う軸方向に離間した位置に配置されてよいことが理解されるべきである。これらの追加的な変換器は、任意的に、圧電変換器１０６と並列に電気的に接続されてよい。これは、カテーテルの長さに沿う追加的な電気的相互接続を必要とせずに、追加的な変換器機能性を提供する。そのような並列接続された変換器は、例えば、電気的に相互接続された離散的な圧電変換器によって、或いは、変換器が望まれる位置で、電極が層の両側にのみ存在するように、連続ＰＶＤＦ層上にパターン化された電極を配置することによって、提供されてよい。
【００２７】
上述の実装に対する代替的な実装では、圧電変換器１０６に電気的に接続される１つのプルワイヤと、導電性補強層１１４とを有する、操縦可能な医療カテーテルが開示されている。この操縦可能な医療カテーテルは、長手軸１０２及び被験者に挿入する遠位部分１０３を有する、管状体１０１と、プルワイヤと、第１の電極１０７及び第２の電極１０８を含む、圧電変換器１０６とを含む。管状体１０１は、内側ライナ１１３と、導電性補強層１１４と、外側シース１１５とを有する。内側ライナ１１３、補強層１１４、及び外側シース１１５は、それぞれ、補強層１１４が内側ライナ１１３と外側シース１１５との間に配置されるように、カテーテル１００の長手軸１０２に沿って同軸的に延在する。内側ライナ１１３は、インターベンショナルデバイスを受け入れるための長手軸１０２と同軸な中央管腔１１６を画定する。カテーテル１００の遠位部分１０３で、プルワイヤ１０４は、カテーテルの遠位部分１０３に湾曲を与するために、長手軸１０２に対するオフセット位置１０９で管状体に機械的に結合される。カテーテルの遠位部分１０３で、プルワイヤ１０４は、圧電変換器１０６の第１の電極１０７に電気的に接続され、導電性補強層１１４は、圧電変換器１０６の第２の電極１０８に電気的に接続される。そのようにして、操縦可能な医療カテーテルには、単純化された電気的相互接続を有する圧電デバイスを備える。
【００２８】
図６は、本明細書に記載の操縦可能な医療カテーテルが使用されることがある例示的な超音波ベースの位置決定システムＵＢＰＤＳを例示している。超音波ベースの位置決定システムＵＢＰＤＳは、操縦可能な医療カテーテル１００と、超音波場ＵＦを生成するように構成されるビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰと、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰの超音波場ＵＦに対応する再構成超音波画像を提供するように構成される画像再構成ユニットＩＲＵと、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰと圧電変換器１１６との間で送信される超音波信号に基づいて、超音波場ＵＦに対するインターベンショナルデバイス１１０の圧電変換器１１６の位置を計算するように構成される位置決定ユニットＰＤＵと、圧電変換器１１６の計算された位置に基づいて再構成される超音波画像内にアイコンを提供するように構成されるアイコン提供ユニットＩＰＵとを含む。
【００２９】
図６において、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰは、画像再構成ユニットＩＲＵ、撮像システムプロセッサＩＳＰ、撮像システムインタフェースＩＳＩ及びディスプレイＤＩＳＰと通信している。全体的に、ユニットＢＵＩＰ、ＩＲＵ、ＩＳＰ、ＩＳＩ及びＤＩＳＰは、従来的な超音波撮像システムによって提供されてよい。ユニットＩＲＵ、ＩＳＰ、ＩＳＩ及びＤＩＳＰは、従来的には、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰと有線又は無線通信するコンソール内に配置される。ユニットＩＲＵ、ＩＳＰ、ＩＳＩ及びＤＩＳＰの一部は、代替的に、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰ内に組み込まれてよい。ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰは、超音波場ＵＦを生成する。図６には、関心ボリューム(volume  of  interest)ＶＯＩを遮断する(intercepts)超音波場ＵＦ内で超音波エネルギを送受信する線形超音波送受信器アレイを含む２Ｄビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰが例示されている。超音波場は、図６において扇形状であり、例示の画像平面を全体的に提供する複数の超音波ビームＢ１．．．ｋを含む。図６には、例示の目的で扇形状のビームが例示されているが、本発明は、超音波場の特定の形状に限定されないことに留意のこと。
【００３０】
使用中、上述の従来的な超音波撮像システムは、以下のように作動する。操作者は、撮像システムインタフェースＩＳＩを介して超音波処置を計画してよい。ひとたび操作手順が選択されると、撮像システムインタフェースＩＳＩは、撮像システムプロセッサＩＳＰを始動(トリガ)して、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰに送信され且つビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰによって検出される信号を生成し且つ解釈するアプリケーション特有プログラムを実行する。メモリ（図示せず）を使用してそのようなプログラムを格納してよい。メモリは、例えば、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰによって送信及び／又は受信される超音波信号のシーケンスを制御するように構成される超音波ビーム制御ソフトウェアを格納してよい。画像再構成ユニットＩＲＵは、代替的に、撮像システムプロセッサＩＳＰの一部を形成することがある。画像再構成ユニットＩＲＵは、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰの超音波場ＵＦに対応する再構成された超音波画像を提供する。それによって、ＩＲＵは、超音波場ＵＦによって画定される画像平面に対応する画像を提供し、よって、それは関心ボリュームＶＯＩを遮断する。引き続き、画像は、ディスプレイＤＩＳＰに表示される。再構成された画像は、例えば、さもなければ「２Ｄモード」画像として知られる、超音波輝度モード「Ｂモード」画像、「Ｃモード」画像又はドップラーモード画像であってよく、或いは実際には任意の超音波画像であってよい。
【００３１】
圧電変換器１０６を含む操縦可能な医療カテーテル１００も図６に示されている。この例示的な用途において、圧電変換器１０６、結果的に、操縦可能な医療カテーテル１００は、位置決定ユニットＰＤＵ及びアイコン提供ユニットＩＰＵによって提供される信号に基づいて、それぞれ超音波場ＵＦで追跡されることがある。これらのユニットは、相互接続矢印によって例示するように、互いに、並びにユニットＢＵＩＰ、ＩＲＵ、ＩＳＰ、ＩＳＩ及びＤＩＳＰ、すなわち、従来的な超音波撮像システムと通信する。ユニットＰＤＵ及びＩＰＵの１つ又はそれよりも多くは、従来的な超音波撮像システムのメモリ又はプロセッサ内に組み込まれてよい。
【００３２】
使用中、圧電変換器１０６の位置は、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰと圧電変換器１０６との間で送信される超音波信号に基づいて位置決定ユニットＰＤＵによって超音波場ＵＦに対して計算される。
【００３３】
１つの構成において、圧電変換器１０６は、ビームＢ１．．．ｋに対応する超音波信号を受信する検出器である。位置決定ユニットＰＤＵは、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰによって放射される超音波信号を圧電変換器１０６によって検出される超音波信号と相関させることによって、圧電変換器１０６の位置を識別する。引き続き、アイコン提供ユニットＩＰＵは、圧電変換器１０６の計算された位置に基づいて、再構成された超音波画像内にアイコンを提供する。より具体的には、相関は、ｉ）圧電変換器１０６によって検出される各ビームＢ１．．．ｋに対応する超音波信号の振幅に基づいて、並びにｉｉ）各ビーム１．．．ｋの放射と圧電変換器１０６によるその検出との間の時間遅延、すなわち、飛行時間に基づいて、超音波場ＵＦに対する圧電変換器１０６の最良適合位置(best  fit  position)を決定する。これは以下のように例示されてよい。圧電変換器１０６が超音波場ＵＦの近傍にあるとき、ビーム１．．．ｋのうちの最も近いビームから変換器への超音波信号は、比較的より大きな振幅で検出されるのに対し、より遠いビームは、比較的より小さな振幅で検出される。典型的には、最大振幅で検出されるビームは、圧電変換器１０６に最も近いビームとして識別される。このビームは、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰと圧電変換器１０６との間の面内角θＩＰＡ(in-plane  angle)を画定する。対応する範囲は、最大振幅ビーム１．．．ｋの放射とその後の検出との間の時間遅延、すなわち、飛行時間に依存する。その範囲は、超音波伝搬速度を時間遅延に乗じることによって決定される。よって、その範囲及び最大振幅で検出されるビームの対応する面内角θＩＰＡを用いて超音波場ＵＦに対する圧電変換器１０６の最良適合位置を識別することができる。
【００３４】
別の構成において、圧電変換器１０６は、１つ又はそれよりも多くの超音波パルスを放射するエミッタであってよい。そのようなパルスは、例えば、従来的な超音波撮像システムの撮像フレーム間にインターリーブされる追跡フレームの間に放射されてよい。そのような追跡フレームにおいて、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰは、それが超音波場ＵＦの近傍から発生する超音波信号を聴取する受信専用モードで作動してよい。よって、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰは、そのような追跡フレーム中に一方向受信専用ビームフォーマとして構成される。位置決定ユニットＰＤＵは、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰの受信器素子に遅延を適用することによって、仮想ビームＢ１．．．ｋのどのビームから（複数の）パルスが発生したかを識別する。遅延は、仮想ビームＢ１．．．ｋの各々に対応する。上記検出器構成と同様に、位置決定ユニットＰＤＵは、最大振幅及び飛行時間に基づいて、超音波信号が放射された位置に最も近いビームＢ１．．．ｋ、及び圧電変換器１０６への対応する範囲を識別する、相関手順を使用してよい。引き続き、アイコン提供ユニットＩＰＵは、圧電変換器１０６上の識別された位置に基づいて、再構成された超音波画像内にアイコンを提供する。よって、圧電変換器１０６が超音波エミッタであるときには、相関手順を再び使用して各追跡フレームについての超音波場ＵＦに対する圧電変換器１０６の最良適合位置を決定してよい。
【００３５】
別の構成において、圧電変換器１０６は、受信器及びエミッタの両方として作用するように構成されてよく、或いは別個の受信器及びエミッタを含んでよい。この構成において、圧電変換器１０６は、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰから超音波信号を受信した後に、１つ又はそれよりも多くの超音波パルスを放射するように始動(トリガ)されてよい。このようにして、撮像モード中に圧電変換器１０６によって放射される（複数の）パルスは、ビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰによって受信され、関連するビームＢ１．．．ｋに対応する面内角度位置で、すなわち、画像ライン(image  line)内に再構成された超音波中のエコーとして現れる。よって、圧電変換器１０６は、再構成された画像において明るいスポットとして現れる。引き続き、位置決定ユニットＰＤＵは、再構成された画像内のこの明るいスポットを識別し、よって、超音波場ＵＦに対する圧電変換器１０６の位置を計算してよい。
【００３６】
例示のビーム形成超音波撮像プローブＢＵＩＰは、操縦可能な医療カテーテル１００が使用されることがあるビーム形成超音波撮像システムの一例に過ぎないことも理解されるべきである。操縦可能な医療カテーテル１００は、他のタイプの２Ｄ又は３Ｄビーム形成超音波撮像システムを含む超音波ベースの位置決定システムにも用途を見出す。これらは、例えば、「ＴＲＵＳ」経直腸超音波検査プローブ、「ＩＶＵＳ」血管内超音波プローブ、「ＴＥＥ」経食道プローブ、「ＴＴＥ」経胸腔プローブ、「ＴＮＥ」経鼻プローブ、「ＩＣＥ」心臓内プローブを含んでよい。
【００３７】
その上、圧電変換器は、位置決定以外の医療分野における他の感知及び作動用途にも用途を見出すことも理解されるべきである。
【００３８】
様々な例示的な実装を以下に例１〜１５によって記載する。
【００３９】
例１。長手軸（１０２）と、被験者に挿入する遠位部分（１０３）とを有する、管状体（１０１）と、
第１のプルワイヤ（１０４）と、
第２のプルワイヤ（１０５）と、
第１の電極（１０７）と、第２の電極（１０８）とを含む、圧電変換器（１０６）とを含む、
操縦可能な医療カテーテル（１００）であって、
カテーテル（１００）の遠位部分（１０３）で、第１のプルワイヤ（１０４）及び第２のプルワイヤ（１０５）は、それぞれ、カテーテルの遠位部分（１０３）に湾曲を付与するために、長手軸（１０２）に対するそれぞれの第１及び第２のオフセット位置（１０９，１１０）で管状体に機械的に結合され、
カテーテルの遠位部分（１０３）で、第１のプルワイヤ（１０４）は、圧電変換器（１０６）の第１の電極（１０７）に電気的に接続され、第２のプルワイヤ（１０５）は、圧電変換器（１０６）の第２の電極（１０８）に電気的に接続される、
操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４０】
例２。管状体（１０１）は、それぞれ長手軸（１０２）に平行に延在する、第１のプルワイヤ管腔（１１１）及び第２のプルワイヤ管腔（１１２）を含み、
第１のプルワイヤ（１０４）は、第１のプルワイヤ管腔（１１１）内に配置され、
第２のプルワイヤ（１０５）は、第２のプルワイヤ管腔（１１２）内に配置され、
第１のプルワイヤ管腔（１１１）及び第２のプルワイヤ管腔（１１２）は、それぞれ、電気絶縁管腔壁を含む、
例１に従った操縦可能な医療カテーテル。
【００４１】
例３。管状体（１０１）は、内側ライナ（１１３）と、補強層（１１４）と、外側シース（１１５）とを含み、
内側ライナ（１１３）、補強層（１１４）及び外側シース（１１５）は、それぞれ、補強層（１１４）が内側ライナ（１１３）と外側シース（１１５）との間に配置されるように、カテーテル（１００）の長手軸（１０２）に沿って同軸に延在し、
内側ライナ（１１３）は、インターベンショナルデバイスを受け入れるために長手軸（１０２）と同軸な中央管腔（１１６）を画定する、
例１又は２に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４２】
例４。カテーテル（１００）の遠位部分（１０３）で、第１のプルワイヤ管腔（１１１）及び第２のプルワイヤ管腔（１１２）は、それぞれ、内側ライナ（１１３）内に配置される、例３に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４３】
例５。補強層（１１４）は、第１のプルワイヤ（１０４）及び第２のプルワイヤ（１０５）を電気的に遮蔽する導電性材料を含む、例４に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４４】
例６。操縦フレーム（１１７）を更に含み、
操縦フレーム（１１７）は、第１のオフセット位置（１０９）に配置される第１のアンカポイントと、第２のオフセット位置（１１０）に配置される第２のアンカポイントとを含み、
第１のプルワイヤ（１０４）及び第２のプルワイヤ（１０５）は、操縦フレームが第１のプルワイヤ（１０４）及び第２のプルワイヤ（１０５）を管状体（１０１）に機械的に結合するように、第１のアンカポイント及び第２のアンカポイントにそれぞれ取り付けられる、
例１に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４５】
例７。操縦フレーム（１１７）は、内側管腔（１１８）を更に含み、内側管腔は、管状体（１０１）の長手軸（１０２）と同軸に配置される、例６に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４６】
例８。操縦フレーム（１１７）は、外周（１１９）を含み、
圧電変換器（１０６）は、操縦フレームの外周の周りに配置される、
例７に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４７】
例９。操縦フレーム（１１７）は、端面（１２０）を含み、
圧電変換器（１０６）は、操縦フレームの端面に配置される、
例６乃至８のうちのいずれか１つに従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４８】
例１０。操縦フレーム（１１７）は、第１の導電性部材（１２１）と、第２の導電性部材（１２２）とを含み、第１の導電性部材及び第２の導電性部材は、絶縁層（１２３）によって分離され、
第１のアンカポイントは、第１の導電性部材（１２１）に配置され、第２のアンカポイントは、第２の導電性部材（１２２）に配置される、
例６乃至９のうちのいずれか１つに従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００４９】
例１１。第１の導電性部材（１２１）は、円筒状シェルの第１の部分によって提供され、第２の導電性部材（１２２）は、円筒状シェルの第２の部分によって提供され、
第１の部分及び第２の部分は、円筒状シェルを提供するよう、絶縁層（１２３）によって操縦フレーム（１１７）の軸方向の広がりに沿って互いに機械的に取り付けられ、
圧電変換器（１０６）は、円筒状シェルの外周の周りに配置される、
例１０に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００５０】
例１２。第１の導電性部材（１２１）は、第１の円筒状部材によって提供され、第２の導電性部材（１２２）は、第２の円筒状部材によって提供され、
第１の円筒状部材及び第２の円筒状部材は、第１の円筒状部材が第２の円筒状部材内にあるように、並びに絶縁層（１２３）が第１の円筒状部材と第２の円筒状部材との間に配置されるように、同軸に配置され、
ｉ）圧電変換器（１０６）は、第２の円筒状部材の外周の周りに配置されるか、或いは
ｉｉ）第１の円筒状部材は、第２の円筒状部材の軸方向の広がりを越えて延びる延長部分（１２４）を含み、圧電変換器（１０６）は、第１の円筒状部材の外周の周りに配置される、
例１０に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００５１】
例１３。操縦フレーム（１１７）は、第１の導電性部材（１２１）と、第２の導電性部材（１２２）とを含み、第１の導電性部材（１２１）は、長手軸（１０２）と整列させられる軸を有する第１のワッシャの形態にあり、第２の導電性部材（１２２）は、長手軸（１０２）と整列させられる軸を有する第２のワッシャの形態にあり、
圧電変換器（１０６）は、第１のプルワイヤ（１０４）が第１のワッシャを介して圧電変換器（１０６）の第１の電極（１０７）に電気的に接続されるように、並びに第２のプルワイヤ（１０５）が第２のワッシャを介して圧電変換器（１０６）の第２の電極（１０８）に電気的に接続されるように、第１のワッシャと第２のワッシャとの間に挟装される、
例６乃至９のうちのいずれか１つに従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００５２】
例１４。少なくとも第２の圧電変換器を更に含み、
圧電変換器（１０６）及び少なくとも第２の圧電変換器は、管状体（１０１）の長手軸（１０２）に沿う軸方向に分離された位置に配置される、
例１乃至１３のうちのいずれか１つに従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００５３】
例１５。圧電変換器（１０６）及び少なくとも第２の圧電変換器は、並列に電気的に接続される、例１４に従った操縦可能な医療カテーテル（１００）。
【００５４】
要約すると、操縦可能な医療カテーテルが記載されている。操縦可能な医療カテーテルは、長手軸と、被験者に挿入する遠位部分とを有する、管状体と、第１のプルワイヤと、第２のプルワイヤと、圧電変換器とを含む。圧電変換器は、第１の電極と、第２の電極とを含む。カテーテルの遠位部分で、第１のプルワイヤ及び第２のプルワイヤは、それぞれ、カテーテルの遠位部分に湾曲を与えるために、長手軸に対するそれぞれの第１及び第２のオフセット位置で管状体に機械的に結合される。カテーテルの遠位部分で、第１のプルワイヤは、圧電変換器の第１の電極に電気的に接続され、第２のプルワイヤは、圧電変換器の第２の電極に電気的に接続される。
【００５５】
様々な実装及び選択肢が操縦可能な医療カテーテルに関連して記載されており、様々な実施形態を組み合わせて更なる有利な効果を達成してよいことに留意のこと。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】米国特許第６，２２４，５８７Ｂ１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１４／０２５７１３０Ａ１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／０１７６７５７Ａ１号明細書
【非特許文献】
【００５７】
【非特許文献１】”A  Non-disruptive  Technology  for  Robert  3D  Tool  Tracking  for  Ultrasound-GuidedInterventions”  in  Fitchinger,  G.,  Martel,  A.,  Peters,  T.,  (Eds.)  MICCAI  2011,  Part I,  LNCS,  Vol. 6891,  pp.  153-160,  Springer,  Heidelberg (2011)
【手続補正書】
【提出日】令和3年3月10日(2021.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手軸と、被験者に挿入する遠位部分とを有する、管状体と、
第１のプルワイヤと、
第２のプルワイヤと、
第１の電極と、第２の電極とを含む、圧電変換器とを含む、
操縦可能な医療カテーテルであって、
前記管状体は、前記長手軸にそれぞれ平行に延在する、第１のプルワイヤ管腔及び第２のプルワイヤ管腔を含み、
前記第１のプルワイヤは、前記第１のプルワイヤ管腔内に配置され、
前記第２のプルワイヤは、前記第２のプルワイヤ管腔内に配置され、
前記第１のプルワイヤ管腔及び前記第２のプルワイヤ管腔は、それぞれ、電気絶縁管腔壁を含み、
当該医療カテーテルの前記遠位部分で、前記第１のプルワイヤ及び前記第２のプルワイヤは、それぞれ、当該医療カテーテルの前記遠位部分に湾曲を付与するために前記長手軸に対するそれぞれの第１及び第２のオフセット位置で前記管状体に機械的に結合され、
当該医療カテーテルの前記遠位部分で、前記第１のプルワイヤは、前記圧電変換器の前記第１の電極に電気的に接続され、前記第２のプルワイヤは、前記圧電変換器の前記第２の電極に電気的に接続され、
前記管状体は、内側ライナと、補強層と、外側シースとを含み、
前記内側ライナ、前記補強層及び前記外側シースは、それぞれ、前記補強層が前記内側ライナと前記外側シースとの間に配置されるように、当該医療カテーテルの前記長手軸に沿って同軸に延在し、
前記内側ライナは、インターベンショナルデバイスを受け入れるために前記長手軸と同軸な中央管腔を画定し、
当該医療カテーテルの前記遠位部分で、前記第１のプルワイヤ管腔及び前記第２のプルワイヤ管腔は、それぞれ、内側ライナ内に配置され、
前記補強層は、前記第１のプルワイヤ及び前記第２のプルワイヤを電気的に遮蔽する導電性材料を含むことを特徴とする、
操縦可能な医療カテーテル。
【請求項２】
操縦フレームを更に含み、
該操縦フレームは、前記第１のオフセット位置に配置される第１のアンカポイントと、前記第２のオフセット位置に配置される第２のアンカポイントとを含み、
前記第１のプルワイヤ及び前記第２のプルワイヤは、前記操縦フレームが前記第１のプルワイヤ及び前記第２のプルワイヤを前記管状体に機械的に結合するように、前記第１のアンカポイント及び前記第２のアンカポイントにそれぞれ取り付けられる、
請求項１に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項３】
前記操縦フレームは、内側管腔を更に含み、該内側管腔は、前記管状体の前記長手軸と同軸に配置される、請求項２に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項４】
前記操縦フレームは、外周を含み、
前記圧電変換器は、前記操縦フレームの前記外周の周りに配置される、
請求項３に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項５】
前記操縦フレームは、端面を含み、
前記圧電変換器は、前記操縦フレームの前記端面に配置される、
請求項２乃至４のうちのいずれか１項に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項６】
前記操縦フレームは、第１の導電性部材と、第２の導電性部材とを含み、前記第１の導電性部材及び前記第２の導電性部材は、絶縁層によって分離され、
前記第１のアンカポイントは、前記第１の導電性部材に配置され、前記第２のアンカポイントは、前記第２の導電性部材に配置される、
請求項２乃至５のうちのいずれか１項に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項７】
前記第１の導電性部材は、円筒状シェルの第１の部分によって提供され、前記第２の導電性部材は、円筒状シェルの第２の部分によって提供され、
前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記円筒状シェルを提供するよう、前記絶縁層によって前記操縦フレームの軸方向の広がりに沿って互いに機械的に取り付けられ、
前記圧電変換器は、前記円筒状シェルの外周の周りに配置される、
請求項６に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項８】
前記第１の導電性部材は、第１の円筒状部材によって提供され、前記第２の導電性部材は、第２の円筒状部材によって提供され、
前記第１の円筒状部材及び前記第２の円筒状部材は、前記第１の円筒状部材が前記第２の円筒状部材内にあるように、並びに前記絶縁層が前記第１の円筒状部材と前記第２の円筒状部材との間に配置されるように、同軸に配置され、
ｉ）前記圧電変換器は、前記第２の円筒状部材の外周の周りに配置されるか、或いは
ｉｉ）前記第１の円筒状部材は、前記第２の円筒状部材の軸方向の広がりを越えて延びる延長部分を含み、前記圧電変換器は、前記第１の円筒状部材の外周の周りに配置される、
請求項６に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項９】
前記操縦フレームは、第１の導電性部材と、第２の導電性部材とを含み、前記第１の導電性部材は、前記長手軸と整列させられる軸を有する第１のワッシャの形態にあり、前記第２の導電性部材は、前記長手軸と整列させられる軸を有する第２のワッシャの形態にあり、
前記圧電変換器は、前記第１のプルワイヤが前記第１のワッシャを介して前記圧電変換器の前記第１の電極に電気的に接続されるように、並びに前記第２のプルワイヤが前記第２のワッシャを介して前記圧電変換器の前記第２の電極に電気的に接続されるように、前記第１のワッシャと前記第２のワッシャとの間に挟装される、
請求項２乃至５のうちのいずれか１項に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項１０】
少なくとも第２の圧電変換器を更に含み、
前記圧電変換器及び前記少なくとも第２の圧電変換器は、前記管状体の前記長手軸に沿って軸方向に分離された位置に配置される、
請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【請求項１１】
前記圧電変換器及び前記少なくとも第２の圧電変換器は、電気的に並列に接続される、請求項１０に記載の操縦可能な医療カテーテル。
【国際調査報告】
2021511166.tif 000014
2021511166.tif 000015