(57)【要約】【課題】カテーテル用の、駆動ケーブルと伝送線であって、駆動ケーブルのサイズを非常な小径に縮小すること。【解決手段】絶縁層を有する導電性コアと、この絶縁層に隣接し、これを取り囲む遮蔽層とを含む同軸ケーブルと、遮蔽層に隣接し、これを取り囲む内巻層と、内巻層に隣接し、逆巻きでこれを取り囲む外巻層とを含む、カテーテル用の、駆動ケーブルと伝送線であって、同軸ケーブルと駆動ケーブルの間のギャップを除去すべく同軸ケーブルの遮蔽層が内巻層と接触し、前記駆動ケーブルが同軸ケーブルの周囲に一体的に形成されて成り、内巻層と外巻層は、回転すると、同軸ケーブルの導電性コアと絶縁層と遮蔽層とを共に保持するように逆巻きである、駆動ケーブルと伝送線。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層を有する導電性コアと、この絶縁層に隣接し、これを取り囲む遮蔽層とを含む同軸ケーブルと、 
前記遮蔽層に隣接し、これを取り囲む内巻層と、 
前記内巻層に隣接し、逆巻きでこれを取り囲む外巻層とを含む、カテーテル用の、駆動ケーブルと伝送線であって、
前記同軸ケーブルと駆動ケーブルの間のギャップを除去すべく前記同軸ケーブルの遮蔽層が前記内巻層と接触し、前記駆動ケーブルが同軸ケーブルの周囲に一体的に形成されて成り、前記内巻層と外巻層は、回転すると、前記同軸ケーブルの導電性コアと絶縁層と遮蔽層とを共に保持するように逆巻きである、駆動ケーブルと伝送線。
【請求項２】
遮蔽層が、銀めっきされた銅、金、アルミニウム、銀めっきされた銅合金、金合金、およびアルミニウム合金からなる材料群から選択された、少なくとも１つの材料を含む請求項１に記載の駆動ケーブルと伝送線。
【請求項３】
外巻層が、０．００５インチと約０．１５０インチの間の外径を有する請求項１に記載の駆動ケーブルと伝送線。
【請求項４】
内巻層が、ステンレス鋼線を含む請求項１に記載の駆動ケーブルと伝送線。
【請求項５】
外巻層が、ステンレス鋼線を含む請求項１に記載の駆動ケーブルと伝送線。
【請求項６】
内巻層が、形状記憶合金または超弾性合金の金属線を含む請求項１に記載の駆動ケーブルと伝送線。
【請求項７】
形状記憶合金または超弾性合金の金属線が、ニチノールを含む請求項６に記載の駆動ケーブルと伝送線。
【請求項８】
外巻層が、形状記憶合金または超弾性合金の金属線を含む請求項１に記載の駆動ケーブルと伝送線。
【請求項９】
形状記憶合金または超弾性合金の金属線が、ニチノールを含む請求項８に記載の駆動ケーブルと伝送線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、フレキシブルで、トルクを伝達する装置の構築に関し、更に詳細には、血管のカテーテルに使用する、超音波トランスデューサの回転用駆動ケーブルの構築に関する。
【背景技術】
【０００２】
経皮経管動脈形成術、粥腫切除術および他の介入的な処置に先立って、血管病巣の血管内撮像を行うことは、たしかに非常に有益である。血管内撮像用カテーテルのための、とりわけ好結果をもたらす設計は、回転可能な超音波トランスデューサを使用するものであり、このトランスデューサが、フレキシブル駆動ケーブルの遠位端に取り付けられる。トランスデューサは、周知の技法によって、超音波信号を伝送し、ビデオ画像を生成するために、カテーテル本体または被覆内で回転させることができる。
【０００３】
大変好結果が得られるものの、駆動ケーブルのサイズを（非常に小さな冠状動脈への導入に適合するように）非常な小径に縮小する必要があるため、多くの技術的な問題が生じる。非常に小径であることに加えて、駆動ケーブルは、血管系の、特に冠状動脈の蛇行した部位を通過できるように、高度にフレキシブルでなければならない。駆動ケーブルがその全長に沿って均一に回転でき、すなわち、トランスデューサの回転速度の変動を生じ、その結果、画像の歪みを招くような回転の巻き上げを回避することが非常に重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
血管内の超音波装置用の、トランスデューサ駆動ケーブルの構築は、トランスデューサのリード線または伝送線をケーブルそれ自体の腔中を通すことが望ましいため、いっそう複雑になる。このような設計は、リード線を駆動ケーブルの表面に設置することに起因する、有効径の増大を回避しようとするものである。同軸リード・ケーブルはこれまで利用され続け、また、高周波（ＲＦ）雑音を遮蔽できるという追加の利点がある。しかし同軸ケーブルは、一般に大きくて、最も小さな血管内装置、例えば冠動脈装置中で使用するのが難しい。同軸ケーブルはまた一般に、駆動ケーブルとは別々に製造されるが、それには駆動ケーブルの腔が、同軸ケーブルをその中に送るのに十分に大きいことが必要である。結果として生じた、同軸ケーブルと駆動ケーブルの間のギャップが、駆動ケーブルの全体的外径をいっそう増大させる。
【０００５】
したがって、超音波トランスデューサ、および他の回転可能な電気センサー用の改良された駆動ケーブルを提供することが望ましい。伝送線を組み入れて、小径を有するように構築することのできる駆動ケーブルを提供することが特に望ましい。駆動ケーブルと伝送線の組合せが、歪みが最小の超音波画像を生成するために、駆動ケーブルの全長に沿って、均一にトルクを伝達することが好ましい。駆動ケーブルは、更に、電気伝送線の十分なＲＦを遮蔽する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の概要）
本発明によれば、カテーテル・システムで使用する、一体化されたフレキシブル駆動ケーブルと同軸伝送線が提供される。本発明の一実施態様によれば、遠位端、近位端および作業腔を有するカテーテル本体を含む、カテーテル・システムが提供される。駆動ケーブルは、作業腔を通って延び、外巻層、内巻層および中心腔を含む。導電性コアおよび絶縁層を含む同軸ケーブルが提供される。同軸ケーブルは、中心腔を通って延びかつ中心腔を充填するように配置される。
【０００７】
本発明の一態様においては、内巻層は、ステンレス鋼線と、銅、金、銀、アルミニウム、マグネシウム、またはこれらの金属の少なくとも１つからなる合金を含む、少なくとも１つの材料との組合せを含む。このようにして内巻層は、ステンレス鋼からの典型的な機械的特性と、他の金属あるいは合金からの典型的な遮蔽特性を与える。
【０００８】
他の一態様においては、駆動ケーブルは、０．００５インチと、約０．１５０インチの間の外径を含む。このような口径により、小さなカテーテル本体と共に、駆動ケーブルを使用するのが容易となる。一態様において、内巻層および外巻層の双方が、ステンレス鋼線を含む。このようにして駆動ケーブルは、二層のステンレス鋼線を含む。
【０００９】
別の一態様においては、内巻層は、ニチノール（ニッケル−チタン）、ニッケル−チタン−銅、ニッケル−チタン−アルミニウム、またはその類似物から製造された線などの、形状記憶合金または超弾性合金の金属線を含む。一態様においては、外巻層は、形状記憶合金または超弾性合金の金属線を含む。
【００１０】
特定の一態様において、カテーテル・システムは、更に、駆動ケーブルに作動可能に取り付けられた作動素子を含む。一態様において、作動素子はトランスデューサである。代わりに、作動素子はトランスデューサ素子の環状アレイであってもよい。
【００１１】
他の特定の態様において、同軸ケーブルは更に遮蔽層を含む。このような遮蔽層は、信号に悪影響を及ぼす可能性のある、外部の電気的干渉を受けずに、導電性コアを通る電気信号の伝導を容易にする。一態様において、遮蔽層は、銀めっきされた銅、金、アルミニウム、およびこれらの金属の少なくとも１つからなる合金からなる材料群から選択された、少なくとも１つの材料を含む。このように材料を選択すると、遮蔽層の遮蔽能力が助長される。
【００１２】
他の態様においては、駆動ケーブルは、その中心腔内に配置された遮蔽層を包含する同軸ケーブルを含み、約０．００５インチと、約０．１５０インチの間の外径を有する。
【００１３】
好ましい一実施態様において、本発明によれば、絶縁層を有する導電性コアを含むカテーテルのための、一体化された駆動ケーブルと伝送線が提供される。一体化された駆動ケーブルと伝送線は、更に、絶縁層に隣接してこれを取り囲む内巻層と、その内巻層に隣接してこれを取り囲む外巻層を含む。
【００１４】
一態様において、内巻層は、ステンレス鋼線と、銅、金、銀、アルミニウム、マグネシウム、銅合金、金合金、銀合金、アルミニウム合金、およびマグネシウム合金からなる材料群から選択された、少なくとも１つの材料との組合せを含む。このような内巻の組成物によって、外部の電気的干渉からの遮蔽が助長されるばかりでなく、駆動ケーブルに十分な弾力性と強度が与えられる。別の態様において、外巻層は、約０．００５インチと、約０．１５０インチの間の外径を有する。
【００１５】
特定の一態様において、内巻層は、ケーブルの長さにわたる一定に回転させるのを助けるためのステンレス鋼線を含む。別の態様においては、外巻層もステンレス鋼線を含む。
【００１６】
更に、別の好ましい実施態様においては、本発明によれば、絶縁層を有する導電性コアと、その絶縁層に隣接し、これを取り囲む遮蔽層とを含むカテーテル用の、一体化された駆動ケーブルと伝送線が提供される。駆動ケーブルと伝送線は、更に、遮蔽層に隣接し、これを取り囲む内巻層を含む。内巻層に隣接し、これを取り囲む外巻層が提供される。
【００１７】
一態様においては、遮蔽層は、銀めっきされた銅、金、アルミニウム、銀めっきされた銅合金、金合金、およびアルミニウム合金の少なくとも１つを含む。別の態様においては、外巻層は、約０．００５インチと、約０．１５０インチの間の外径を含む。更に、別の一態様において、内巻および外巻層は、ステンレス鋼線を含む。
【００１８】
一態様において内巻層は、ニチノール（ニッケル−チタン）、ニッケル−チタン−銅、ニッケル−チタン−アルミニウム、またはその類似物から製造された線などの、形状記憶合金または超弾性合金の金属線を含む。別の一態様において、外巻層は、形状記憶合金または超弾性合金の金属から製造された線を含む。
【００１９】
（好ましい実施形態の説明）
本発明によれば、カテーテル・システムで使用するための、例示的な、一体化されたフレキシブル駆動ケーブルと同軸伝送線が提供される。具体的には、本発明は、駆動ケーブルの中心腔を通る、フレキシブル駆動ケーブルと同軸伝送線とを一体化する。この一体化された組合せにより、１つまたは複数の層を除去することによって、一般の同軸ケーブル／駆動ケーブルの組合せよりも、小さな外径となる。例えば、一般の同軸ケーブルは、内部層を所定の位置に保持する外部ジャケットを含む。本発明は、このようなジャケットの使用をなくし、その代わりに同軸ケーブルの内部層を所定の位置に保持するために、駆動ケーブルの内部表面を使用する。更に、一般の同軸ケーブルと駆動ケーブルの組合せには、２つの構成要素を分離するギャップがある。このようなギャップは、同軸ケーブルが、駆動ケーブルの中心腔に送られるようにするために不可欠である。本発明は、駆動ケーブルを同軸ケーブルの周囲に形成することによって、このようなギャップをなくす。
【００２０】
同軸ケーブルと駆動ケーブルの組合せから、何層かを除去することによって、一体化された組合せの全体的な外径は、より小さくなる。このような小径のおかげで、より小さなカテーテル内、したがってより小さな血管系内で、一体化された駆動ケーブルと同軸ケーブルの使用がいっそう容易になる。
【００２１】
図１および２に移って、一体化された同軸伝送線とフレキシブル駆動ケーブルの本体１０を説明する。示されたように、一体化されたケーブル本体１０は、ケーブル本体１０の長さ方向に延びる数層を含む。まず、導電性コア１２が設けられている。絶縁層１４は、コア１２に隣接し、これを取り囲む。絶縁層１４は、ＦＥＰ、ＰＦＡおよびその類似物などのフルオロポリマーから製造することが好ましい。遮蔽層１６は、絶縁層１４に隣接し、これを取り囲む。遮蔽層は、銀めっきされた銅、金、アルミニウム、銀めっきされた銅合金、金合金、アルミニウム合金またはその類似物を含むことが好ましい。
【００２２】
内巻層１８は、遮蔽層１６に隣接し、これを取り囲む。内巻層１８は、３０４Ｖステンレス鋼線を含むことが好ましい。内巻層１８はまた、ステンレス鋼と、銅、金、銀、アルミニウム、マグネシウム、銅合金、金合金、銀合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、またはその類似物を含む材料群から選択された、少なくとも１つの材料との組合せを含むことができる。外巻層２０は、３０４Ｖステンレス鋼から製造することが好ましく、内巻層１８に隣接し、これを取り囲む。内巻層１８および外巻層２０はまた、ニチノール（Ｎｉ／Ｔｉ）、Ｎｉ／Ｔｉ／Ｃｕ、Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｌ、またはその類似物から製造される線など、形状記憶合金または超弾性合金の金属線から製造することもできる。
【００２３】
好ましい内巻層および外巻層の物理的特性は、米国特許第５５０３１５５号、米国特許第５２０８４１１号、およびＲｏｙ Ｗ．ＭａｒｔｉｎとＣｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ Ｃ．Ｊｏｈｎｓｏｎ著「Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｉｎｔｒａｖａｓｃｕｌａｒ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｃａｔｈｅｔｅｒｓ」に開示されており、その開示を参照により本明細書に組み込む。
【００２４】
本発明において、内巻層１８および外巻層２０は、一体化されたケーブル本体１０が回転させられたときに、層１８、２０の一方を締め付けることができるように逆巻である。例えば、一体化されたケーブル本体１０に時計回りの回転が生じると、内巻層１８が締め付けられる。一体化されたケーブル本体１０が反時計回りに回転させられると、次に外巻層２０が締め付けられる。このようにして、一体化されたケーブル本体１０が回転すると、締め付けられた内巻１８または外巻２０の層によって、コア１２、絶縁１４および遮蔽１６は、依然として共に保持される結果となる。一体化されたケーブル本体１０の回転により、外巻層２０が締め付けられることが好ましい。
【００２５】
外巻層２０および内巻層１８は、中心腔２２を作り出し、その中にコア１２、絶縁層１４および遮蔽層１６が一体的に配置される。これは、同軸伝送線を覆って駆動ケーブルを形成することにより、達成することができる。
【００２６】
一体化された伝送線とフレキシブル駆動ケーブルは、小型の同軸ケーブルを製造するために使用されるのと同一の技法を使用して、製造することができる。絶縁層１４を、コア１２の外部表面に押出す。次に、絶縁層１４の外部表面に遮蔽層１６を供給する。次に、遮蔽層１６の頂部に内巻層１８を供給する。内巻層１８の頂部に外巻層２０を供給する。この製造方法は、伝送線とフレキシブル駆動ケーブルの間の、ギャップを除去するのに役立つ。
【００２７】
一体化されたケーブル本体１０の配置は、駆動ケーブルが同軸ケーブルの周囲に一体的に形成されてはいない、一般の駆動ケーブルと同軸ケーブルの組合せとは異なる。そのような場合、中心腔は、同軸ケーブルを腔を通って送ることができるのに十分な大きさでなければならない。同軸ケーブルを腔中に送った後、同軸ケーブルの外部表面と内巻層の内部表面の間にギャップが残る。この間隙は、２つのケーブルを別々に製造し、共にはめこむことができるようにするために必要である。このような状況では、駆動ケーブルの全体的外径が増大する。しかし本発明では、内巻と同軸伝送線間のこのギャップがなくなる。
【００２８】
次に図３と４に移って、本発明による、代替の、一体化された同軸伝送線とフレキシブル駆動ケーブルの本体３０を説明する。一体化されたケーブル本体３０は、隣接する絶縁層３４に取り囲まれた、導電性コア３２を含む。内巻層３８と外巻層４０は、絶縁層３４の周囲で逆巻である。換言すればこの２層は、一体化されたケーブル本体３０が回転すると、層の一方が収縮し（外巻層４０が好ましい）、他方が伸張する（内巻層３８が好ましい）ように巻かれている。このようにして、内巻層３８と外巻層４０は、一体化されたケーブル本体３０の回転中、協働して、内巻層３８内に含まれるコア３２および絶縁層３４を共に保持する。
【００２９】
中心腔４２は、導電性コア３２と絶縁層３４によって充填された、内巻層３８の内側に存在する。以前に指摘したように、このような配置では、中心腔が、別々に製造された同軸ケーブルに適合するのに十分に大きいことが必要とされる、一般の同軸ケーブルと駆動ケーブルの組合せとは異なっている。
【００３０】
一体化されたケーブル本体３０の製造方法は、一体化されたケーブル本体１０のそれと類似しているが、遮蔽層を使用する必要がない。絶縁層３４を、コア３２の外部表面に押出す。次に、絶縁層３４の外部表面頂部に内巻層３８を供給する。内巻層３８の頂部に外巻層４０を供給する。この製造方法は、２つの構成要素間のギャップをなくすのに役立つ。
【００３１】
更に、図３の一体化されたフレキシブル駆動ケーブルと同軸伝送線の外径は、一般の駆動ケーブルと同軸ケーブルの組合せよりも小さい。これは、駆動ケーブルの内部表面と同軸ケーブルの外部表面間のギャップをなくすことによって、また、同軸ケーブルの内部層を所定の位置に保持するために通常使用される、一般の同軸ケーブル・ジャケットをなくすことによって達成される。換言すれば、同軸ケーブル層（図４中のコア３２と絶縁層３４）が、一体化されたケーブル本体３０内の中心腔を充填する。
【００３２】
図３および４に示した好ましい実施形態においては、遮蔽層はなく、内巻層３８は、遮蔽品質を持つように構築され、その結果、駆動ケーブルと同軸ケーブルの組合せの外径はいっそう縮小される。このような内巻層３８は、独立した遮蔽層および内巻層の特性と類似の機械的特性および電気的特性をもたらす材料から製造することが好ましい。このような材料としては、ステンレス鋼と銅、ステンレス鋼と銀などの組合せが含まれる。この実施形態は、遮蔽層がなくなっているものの、遮蔽特性を有する材料を内巻層３８に組み込むことによって、依然として典型的な遮蔽品質を提供する。
【００３３】
図５に、遠位端５４と近位端５８を有するフレキシブル駆動ケーブルを示す。作動素子５２が遠位端５４に作動可能に取り付けられる。作動素子は、単素子トランスデューサ、トランデューサ素子の環状アレイ、またはその類似物を含むことができ、同様に導電性コアに作動可能に取り付けられる。このようにして電気信号を、作動素子に伝送し、また作動素子から伝送することができる。例えば本発明は、同時に出願された同時係属の米国特許出願第０９／０１７，５８１号（弁理士整理番号１２５５３−００６３００）に開示される環状アレイなどの作動素子を使用することができ、この開示を参照により本明細書に組み込む。
【００３４】
結合素子５６は、駆動ケーブル５０の近位端５８に、作動可能に取り付けられる。結合素子５６は、カテーテルの制御を操作する、画像処理装置および／または制御装置（図示せず）に、駆動ケーブル５０を結合するために使用される。例えば、このような結合素子５６は、同時に出願された同時係属の米国特許出願第  号（弁理士整理番号１２５５３−００６５００）に開示される回転変圧器に結合することができ、その開示を参照により本明細書に組み込む。
【００３５】
次に図６に移って、本発明によるカテーテル・システム６０を説明する。カテーテル・システム６０は、遠位端６４、近位端６６および作業腔６８を有するカテーテル本体６２を含む。図１および２、または図３および４に関連して説明した、ケーブル本体などのフレキシブル駆動ケーブル７０も提供される。作動素子７２は、フレキシブル駆動ケーブル７０に、作動可能に取り付けられる。伝送線用の同軸ケーブルを使用することによって、同軸ケーブルによって伝送される電気信号に対して典型的なＲＦ遮蔽が提供される。
【００３６】
以上、本発明を詳細に述べてきた。しかし、何らかの変更および修正を施してもよいことを理解されたい。したがって、本発明の範囲および内容は、前述の説明によって限定されるものではなく、その範囲および内容は、頭記の特許請求の範囲によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による一体化されたフレキシブル駆動ケーブルと同軸伝送線の、部分切開側面図である。
【図２】図１に示した線２−２に沿って切断された、一体化された駆動ケーブルと伝送線の断面図である。
【図３】本発明による一体化された駆動ケーブルと同軸伝送線の代替え実施形態の、部分的な切開側面図である。
【図４】図３に示した線４−４に沿って切断された、一体化された駆動ケーブルと伝送線の断面図である。
【図５】図１の一体化されたフレキシブル駆動ケーブルと同軸伝送線を、その終端部に接続された作動素子および結合素子とともに示す図である。
【図６】本発明による一体化されたフレキシブル駆動ケーブルと同軸伝送線を有する、カテーテル・システムの断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０：一体化されたフレキシブル駆動ケーブルと同軸伝送線の本体
１２：導電性コア
１４：絶縁層
１６：遮蔽層
１８：内巻層
２０：外巻層
２２：中心腔
【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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