(57)【要約】止めピンを伴わないアダプタを有し、湿潤環境において動作可能である超音波医療システムと併用するための可換式変換器である。可換式変換器は、医療システム、超音波変換器、および付加的電子機器と係合し、容易な交換および種々の医療用途における使用のために、内蔵型挿入部を提供するためのアダプタを有する。また、基部およびフランジ構成を有し、パンケーキ型スリップリングの各接触リングの周囲に１つ以上のチャネルを形成する、パンケーキ型スリップリングと併用するためのスリップリングスペーサが開示される。チャネルは、スリップリングが湿潤環境に浸漬される間、各コネクタの周囲に流体隔離を提供し、スリップリングのコネクタパッド間の電子相互干渉および接触腐食を低減することを補助する。
2010522618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療超音波システムと併用するための挿入部であって、
アダプタ端および音響端を有する筐体と、
該アダプタ端における連通ポートであって、該アダプタ端は、医療超音波システムにおけるレセプタクルとの係合のための２つ以上の配向を有する、連通ポートと、
該音響端における変換器であって、該筐体と液密シールを形成する、変換器と、
該連通ポートと該変換器との間の電気的連通のための手段と
を備える、挿入部。
【請求項２】
前記接続ポートは、隔離層をさらに備える、請求項１に記載の挿入部。
【請求項３】
前記隔離層は、スリップリングスペーサである、請求項２に記載の挿入部。
【請求項４】
前記アダプタ端は、半径方向の自由度を有し、任意の半径方向配向においてレセプタクルと係合する、請求項１に記載の挿入部。
【請求項５】
前記電気接点は、バネ装填接触ピンである、請求項１に記載の挿入部。
【請求項６】
前記変換器は、２つ以上の離散的な焦点ゾーンを有する、請求項１に記載の挿入部。
【請求項７】
前記変換器は、不完全焦点領域を有する、請求項１に記載の挿入部。
【請求項８】
前記アダプタ端は、前記医療超音波システム内に摺動可能に係合する、請求項１に記載の挿入部。
【請求項９】
前記電気コネクタは、１つ以上の電気構成要素を備える、請求項１に記載の挿入部。
【請求項１０】
前記電気コネクタは、前記連通ポートとＰＣＢとの間に摩擦係合される第１の組のバネピンと、該ＰＣＢと前記変換器との間に摩擦係合される第２の組のバネピンである、請求項１に記載の挿入部。
【請求項１１】
前記挿入部は、使い捨てである、請求項１に記載の挿入部。
【請求項１２】
高密度焦点超音波（ＨＩＦＵ）医療システムと併用するために適合される可換式変換器装置であって、
軸方向の整列を有し、第１の端部および第２の端部を有する、実質的に剛性かつ中空の筐体と、
該筐体の該第１の端部内に配置される変換器であって、該筐体内に配置されるインターフェースに電気的に接続され、該筐体との液密シールを形成する、変換器と、
該筐体の該第２の端部内に配置される隔離層であって、該インターフェースから延在する複数の電気コネクタを受容するための複数の開口を有する、隔離層と、
該筐体の外表面上に配置されるコネクタであって、超音波医療システムとの該筐体の可撤的な係合を可能にする、コネクタと
を備え、該コネクタおよび電気コネクタは、該筐体と該超音波医療システムとの間の２つ以上の軸方向の整列において、該医療システム内のレセプタクルへの解除可能な機械的および電気的な係合（それぞれ）を提供する、装置。
【請求項１３】
前記超音波医療システムは、高密度焦点超音波（ＨＩＦＵ）医療システムである、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記隔離層は、スリップリングスペーサである、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記スリップリングスペーサは、前記電気コネクタを互いから隔離するように適合される複数の同心リングを有する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記レセプタクルは、湿潤環境にある、請求項１２に記載の超音波医療システム。
【請求項１７】
前記インターフェースは、回路である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記変換器を制御するための少なくとも１つの電子制御構成要素をさらに備える、請求項１７に記載の回路。
【請求項１９】
前記インターフェースは、プリント回路基板またはアセンブリ（ＰＣＢまたはＰＣＢＡ）である、請求項１２に記載の装置。
【請求項２０】
前記電気コネクタは、バネ装填接触ピンである、請求項１２に記載の装置。
【請求項２１】
前記変換器は、２つ以上の離散的焦点ゾーンを有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項２２】
前記変換器は、不完全焦点領域を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項２３】
前記装置は、使い捨てである、請求項１２に記載の装置。
【請求項２４】
前記電気コネクタは、前記シールの中心から特定の半径で配置されて、医療システムのソケット内の対応する組の接続リングと合致する、請求項１２に記載の装置。
【請求項２５】
不活性ガス充填内部をさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項２６】
スリップリングスペーサであって、
非導電性かつ防液性の材料から形成される基部と、
該基部を通って延在する複数の開口であって、複数の電気コネクタに摺動可能に係合可能である、開口と、
該基部から延在する１つ以上のフランジ（リッジ）であって、該複数の開口を複数のセル内に隔離するように配置される、フランジと
を備える、スペーサ。
【請求項２７】
前記フランジは、スリップリングに圧接されると、密閉空間を形成し、該密閉空間は、流体流動に対して実質的にシールされる、請求項２６に記載のスペーサ。
【請求項２８】
前記フランジは、同心リングを形成するように配置される、請求項２６に記載のスペーサ。
【請求項２９】
スリップリングスペーサであって、
実質的に電気絶縁性および防液性の材料から成る基部と、
該基部から隆起する複数の同心円リッジであって、中心リングおよび１つ以上の同心チャネルを形成する、同心円リッジと、
該基部を通って、該中心リングおよび少なくとも１つの同心チャネル内に延在する、複数の開口と
を備える、スペーサ。
【請求項３０】
前記複数の同心円リッジは、前記基部から様々な高さで延在する、請求項２９に記載のスペーサ。
【請求項３１】
前記複数の同心円リッジは、様々な厚さである、請求項２９に記載のスペーサ。
【請求項３２】
前記複数の同心円リッジのうちの少なくとも１つは、２つ以上の同心チャネル間の接続を可能にする空隙空間を有する、請求項２９に記載のスペーサ。
【請求項３３】
前記基部から隆起する前記リッジは、圧縮可能である、請求項２９に記載のスペーサ。
【請求項３４】
電気絶縁材料から成る圧縮可能なスリップリングスペーサであって、
ウェブ状構造であって、該ウェブはウェブストランドを通る流体流動を防止するように十分に高密度である、ウェブと、
スポンジ状構造であって、該スポンジ状構造は、圧縮されると、該スポンジ状構造を通る流体流動を可能にするように十分に多孔性である、スポンジ状構造と、
該スポンジ状構造を通って延在する少なくとも１つの開口と
を備えており、該ウェブ状構造は各開口を隔離するストランドを有することにより、該ストランドは、該スペーサが圧縮されると、開口間の流体流動を防止するが、該スペーサが圧縮されるのに伴って該開口を通る流体流動を可能にする、スリップリングスペーサ。
【請求項３５】
湿潤環境における電気的連通のための装置であって、
ドッキングプラグを有する可撤的な電気器具であって、該ドッキングプラグは、該器具から医療システムまで延在する１つ以上の電気接点を有し、電気絶縁材料から構成されるスリップリングスペーサを有し、かつ、該スリップリングスペーサを通って延在する該電気接点のための１つ以上の開口を有する、電気器具と、
医療システム上のレセプタクルであって、該ドッキングプラグを可撤的に受容するように適合され、パンケーキ型スリップリングを有することにより電気信号を該可撤的な電気器具に提供する、レセプタクルと
を備え、該電気接点は、該スリップリングランドの半径方向位置に合致し、該スリップリングスペーサは、該スリップリングに嵌合することにより、該ドッキングプラグとレセプタクルとの間に実質的に湿潤シールを形成する、装置。
【請求項３６】
スリップリング構造を組み立てるための方法であって、
請求項１に記載のように、複数の電気接点に隣接してスリップリングスペーサを配置することであって、該接点は、基部内の開口を通って延在する、ことと、
該スリップリングスペーサがスリップリングに嵌合して湿潤シールを有するアセンブリを形成するように、該スリップリングスペーサに対して該スリップリングを係合することと、
該アセンブリを湿潤環境に曝露することと
を包含する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、湿潤環境の変換器筐体内で使用するための可換式変換器と併用するためのシーリングアダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
ある種の高密度焦点超音波（ＨＩＦＵ）変換器は、その物理的構成に負担をかけ得る高出力レベルのため寿命が限られている。これらの変換器は、種々の理由から、他の医療分野（診断用超音波、または他の低出力用途等）において使用される変換器よりも非常に急速に劣化し、機能しなくなる。治療出力レベルを送達する治療用超音波用途のために設計される変換器は、キャビテーション、または非常に高温の温度に曝露されることによる熱的影響によって生じる、そのメタライズ層の剥離、孔食、あるいは変換器の物理的破壊を被る場合がある。
【０００３】
ＨＩＦＵ動作のこれらの悪影響のうちのいくつかに対処するために、システム設計は、損傷が変換器本体に生じ得る閾値を下回るようなＨＩＦＵ変換器を使用してもよい。他のシステムは、脱気した循環水による水浴を使用するか、またはその治療措置を治療パルス間の間隔が長くなるように設計する。このようなパルス間の延長された休止によって、低パルス繰返し周波数（ＰＲＦ）を産生し、変換器を冷却可能とし、組織に及ぼす弊害を消散させる。
【０００４】
残念ながら、いくつかの治療措置は、高ＰＲＦによるＨＩＦＵ、または一定期間の変換器の連続的動作を必要とし、低ＰＲＦ動作を妨げる。これらの高ＰＲＦおよび／または連続波（ＣＷ）式の措置は、一定期間に達成される組織破壊量を最大にするために設計される場合には望ましい。このような種類の動作では、変換器の劣化によって、ＨＩＦＵ変換器の頻繁な交換を余儀なくする。変換器は、概して、高価かつ精巧な構成要素であるため、変換器の取り扱いは最小限にとどめられることから、交換は困難となる。さらに、治療用医療システム内の交換器は、多くの場合、水で充填された大型のバルクチャンバ内に内蔵されるか、または変換器の容易な取外しおよび交換を阻むように取設される。変換器環境は、水を含有する場合があり、電子システムとの混合が許容されるべきではない。変換器交換の際の水の存在は、変換器の交換を厄介かつ困難とし得る。変換器が交換されると、システムと新しい変換器との間の電気コネクタの間に水が残存する可能性がある。システム性能は、水または他の流体の存在によって生じる伝導路間の電極腐食あるいは信号相互干渉によって、劣化する場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、湿潤環境要求に準拠し、性能を劣化させずに、すべてのシステム要件の取り扱いが可能な、変換器の取外しおよび医療超音波デバイスへの接続のより容易な方法を提供する、変換器コネクタ、または接続手段を提供することが望ましいであろう。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、可能な限り少ないステップで、治療ヘッドまたは医療システムに接続可能なコネクタ付き変換器を提供する一方で、接続の環境条件を保持することである。
【０００７】
別の目的は、高度な信頼性および使用の容易性を有し、医療システム内の変換器の取外しおよび／または設置のためのユーザフレンドリーな手順を促進する接続である。
【０００８】
さらに別の目的は、種々の特長および動作パラメータを提供し、ユーザが医療システムと接続し得る変換器の種類を拡張または拡大するような変換器を提供することである。
【０００９】
さらに別の目的は、必要とされるプログラミングおよび主要システムの電子機器を低減するように、その設計特長に特有の必須の駆動電子機器を所有する交換器である。
【００１０】
さらに別の目的は、使用済み構成要素のための単純な廃棄経路を提供することである。
【００１１】
さらに別の目的は、湿潤環境における電気信号隔離または電気コネクタ隔離のためのシーリングデバイスである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
これらおよび他の目的は、高密度焦点超音波（ＨＩＦＵ）医療システムと併用するために適合される可換式変換器を介して達成される。可換式変換器は、略剛性かつ中空である筐体を有する。筐体は、２つの開放端を有し、一端は、ＨＩＦＵ変換器に嵌合するように適合され、他端は、隔離層と、ＨＩＦＵ医療システムとの電気信号および出力伝達のための電気接続とを有する。可換式変換器は、医療システム上のソケット式レセプタクル内に嵌入するように適合される。変換器は、理想的には、ユーザによって交換されるため、ソケット内に嵌入する変換器の部分は、容易な挿入および抜去のために設計される。容易な挿入は、変換器と医療システムとの間の配向自由な低い係合力の接続を介して達成され、ユーザによる変換器への容易なアクセスを可能にする。
【００１３】
また、本明細書では、パンケーキ型スリップリングを有する湿潤電気接続と併用するためのスリップリングスペーサが記載される。スリップリングスペーサは、非電導性材料から形成される基部を有する。複数の開口が、基部を通って延在する。開口は、基部を通って延在する電気コネクタを覆うように設計される。基部から延在する１つ以上のフランジが存在する。フランジは、開口をセル内に隔離するように配列される。
【００１４】
また、本明細書では、付加的な実施形態と、可換式変換器を作製および使用する方法も記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、可換式変換器の外観を示す。
【図２】図２は、可換式変換器の切断図である。
【図３】図３は、可換式変換器と併用するためのシステムを示す。
【図４Ａ】図４Ａ−４Ｅは、変換器を取り替える方法を示す。
【図４Ｂ】図４Ａ−４Ｅは、変換器を取り替える方法を示す。
【図４Ｃ】図４Ａ−４Ｅは、変換器を取り替える方法を示す。
【図４Ｄ】図４Ａ−４Ｅは、変換器を取り替える方法を示す。
【図４Ｅ】図４Ａ−４Ｅは、変換器を取り替える方法を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、可換式変換器の一実施形態の分解図を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、挿入部内で使用するためのＰＣＢの代替実施形態を提供する。
【図６Ａ】図６Ａ−６Ｃは、システムソケットへの可換式変換器接続を示す。
【図６Ｂ】図６Ａ−６Ｃは、システムソケットへの可換式変換器接続を示す。
【図６Ｃ】図６Ａ−６Ｃは、システムソケットへの可換式変換器接続を示す。
【図６Ｄ】図６Ｄ−６Ｅは、代替ＰＣＢを使用する変換器挿入部を示す。
【図６Ｅ】図６Ｄ−６Ｅは、代替ＰＣＢを使用する変換器挿入部を示す。
【図６Ｆ】図６Ｆ−６Ｉは、可能なアダプタ形状の発展を示す。
【図６Ｇ】図６Ｆ−６Ｉは、可能なアダプタ形状の発展を示す。
【図６Ｈ】図６Ｆ−６Ｉは、可能なアダプタ形状の発展を示す。
【図６Ｉ】図６Ｆ−６Ｉは、可能なアダプタ形状の発展を示す。
【図７】図７および８は、可換式変換器のための代替ＰＣＢ位置を示す。
【図８】図７および８は、可換式変換器のための代替ＰＣＢ位置を示す。
【図９Ａ】図９Ａ−９Ｅは、スリップリングシールおよびスリップリングを示す。
【図９Ｂ】図９Ａ−９Ｅは、スリップリングシールおよびスリップリングを示す。
【図９Ｃ】図９Ａ−９Ｅは、スリップリングシールおよびスリップリングを示す。
【図９Ｄ】図９Ａ−９Ｅは、スリップリングシールおよびスリップリングを示す。
【図９Ｅ】図９Ａ−９Ｅは、スリップリングシールおよびスリップリングを示す。
【図１０】図１０−１５Ｃは、スリップリングシールの代替実施形態を示す。
【図１１】図１０−１５Ｃは、スリップリングシールの代替実施形態を示す。
【図１２Ａ】図１０−１５Ｃは、スリップリングシールの代替実施形態を示す。
【図１２Ｂ】図１０−１５Ｃは、スリップリングシールの代替実施形態を示す。
【図１２Ｃ】図１０−１５Ｃは、スリップリングシールの代替実施形態を示す。
【図１３Ａ】図１０−１５Ｃは、スリップリングシールの代替実施形態を示す。
【図１３Ｂ】図１０−１５Ｃは、スリップリングシールの代替実施形態を示す。
【図１４Ａ】図１０−１５Ｃは、スリップリングシールの代替実施形態を示す。
【図１４Ｂ】図１０−１５Ｃは、スリップリングシールの代替実施形態を示す。
【図１４Ｃ】図１０−１５Ｃは、スリップリングシールの代替実施形態を示す。
【図１５Ａ】図１０−１５Ｃは、スリップリングシールの代替実施形態を示す。
【図１５Ｂ】図１０−１５Ｃは、スリップリングシールの代替実施形態を示す。
【図１５Ｃ】図１０−１５Ｃは、スリップリングシールの代替実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本明細書では、高密度焦点超音波（ＨＩＦＵ）医療システムと併用するための交換可能変換器の種々の形態が記載される。可換式変換器の基本設計は、中空、かつ略剛性である筐体を組み込む。筐体は、ＨＩＦＵ医療システム、変換器を適切に制御可能である、変換器を医療システムに接続するための電気経路（電子機器）、および可換式変換器を医療システム上のレセプタクルから取外しおよび／またはそこへ挿入可能にするコネクタと互換性のあるもの等、その中に変換器を保持する。変換器筐体は、システムレセプタクル軸に対して、任意の半径方向配向で筐体を挿入可能とする形状および電気接続アセンブリを有する。軸対称であることは、２つ以上の配向、望ましくは、無限の数の配向を可能としてもよい。可視化目的のためだけに、携帯音楽プレーヤにヘッドホン用ミニプラグを挿入するような容易性が想定され得る。レセプタクルに対するプラグの半径方向配向は問題にならず、使用中にプラグがソケット内で回転させられても、ヘッドホンに送信される出力および信号は遮断されない。本概念は、本明細書に記載の可換式変換器接続において使用されるアダプタおよびソケットの形式に類似している。
【００１７】
以下の段落では、装置の種々の側面および実施形態が記載される。記載される本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、具体的詳細が説明される。しかしながら、当業者には、記載される実施形態が、記載される側面の一部のみまたは全部によって、および具体的詳細の一部の有無にかかわらず、実践されてもよいことが明白となるであろう。いくつかの事例では、周知の特徴の説明は、本発明の種々の側面および実施形態が不明瞭とならないように、省略または簡略化され得る。
【００１８】
説明の一部は、当業者によって一般的に採用される専門用語を使用して提示され、実行される動作の条件、または超音波システム、医療超音波システム、およびＨＩＦＵシステムにおいて日常的に使用される構成要素を含む、作業の内容を他の当業者に伝達する。当業者によく理解されているように、動作は、典型的には、概して、よく理解されている電子機器構成要素およびコントローラを使用する送信機信号を介して、変換器の波形を生成および制御するステップを伴う。信号制御は、ＨＩＦＵを使用するための所望の目的に主に依存する。従来の技術デバイスの新規な変形例は、本明細書では本発明を実践するために必要な要素をハイライトするが、当技術分野においてよく理解されている詳細に関する説明については冗長とならないように、直接的かつ単純な態様で提示される。システム条件は、独立、付属、または内蔵型の構成要素の一般目的ならびに特殊目的の配列を含む。
【００１９】
種々の動作は、本発明を理解する際に最も有用な方法で順に実行される複数の個別ステップとして記載され得る。しかしながら、説明の順番は、これらの動作が、必ずしも、提示された順序で実行されるか、または順序依存性であることを含意するものとして解釈されるべきではない。
【００２０】
本明細書を通して言及される「一実施形態」または「ある実施形態」とは、実施形態と関連して記載される特定の特長、構造、または特徴が、少なくとも本発明の一実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通して種々の場所で現れる「一実施形態では」または「ある実施形態では」とは、必ずしも、すべて同一実施形態に言及するわけではない。
【００２１】
本発明は、医療超音波システム、特に、ＨＩＦＵ医療システムとみなされるものと併用するための可換式変換器装置と、それを作製するための方法に関する。
【００２２】
本明細書に記載の変換器は、新規の様式で、既存材料と組み合わせて、新規の物理的構成要素および設計の両方を組み込み、本発明の目的のうちの１つ以上に合致する変換器挿入部を生成する。種々の新規要素の組み合わせは、一実施形態では、いくつかの目的に合致する一方で、新規要素の異なる組み合わせは、異なる目的に合致するであろう。新規開発および既存部品の配列は、集合的に全体として、単一設計において、必ずしも、すべての目的を充足するわけではないが、ほとんどの目的を充足する設計に寄与する。異なる目的要件は、本明細書に記載される発明の概念の異なる組み合わせを必要とするであろう。
【００２３】
変換器挿入部は、容易に交換可能な変換器を使用するために望ましい、任意の数の医療デバイスまたは医療システムに好適であってもよい。２００４年１２月２９日出願の係属中の米国特許出願第１１／０２７，９１２号「Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｔｈｅｒａｐｙ  Ｈｅａｄ  ｗｉｔｈ  Ｍｏｖｅｍｅｎｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ」（本発明の譲受人に譲渡されて、参照することによって本明細書に組み込まれる）では、治療用超音波システムは、治療ヘッドを有するように記載される。治療ヘッドは、変換器が配置される、湿潤状態の第１のチャンバを含有する。モータ駆動システムを含有する、湿潤または乾燥状態であり得る第２のチャンバが存在する。モータ駆動システムは、第１のチャンバ内の変換器を動かすためのいくつかの可能な手段のうちの１つを使用する。記載される手段は、モータ側チャンバから変換器側チャンバに延在するアクチュエータ、変換器チャンバ内に磁気的に接続される変換器を伴うモータチャンバ上に配置されるスライド、または２つのチャンバ間の障壁を通ってモータから生成される仕事量を変換器の運動に変換するための種々の機械的な変換構成要素の使用を含む。
【００２４】
本設計の可換式変換器（本明細書では、コネクタ付き変換器または変換器挿入部とも称される）は、上述の説明の治療ヘッド内での使用に非常に好適である。可換式変換器または変換器挿入部は、アダプタ端および音響端を有する筐体から形成される。アダプタ端には、連通ポートが存在する。アダプタ端は、医療超音波システム上または内の対応するレセプタクルに嵌入するように設計される。一実施形態では、変換器アダプタ端は、医療超音波システム内のレセプタクルに可撤的に係合するための複数の配向を有する。音響端には変換器が存在し、連通ポートと変換器との間には電気的連通のための手段が存在する。
【００２５】
アダプタ端は、オスまたはメス型部品であってもよい一方で、レセプタクルは、論理的に対応する型の部品である。我々は、主に、オス型アダプタおよびメス型レセプタクルを記載するが、変換器挿入部のアダプタ端は、メス型構成要素であり得る一方、システム側レセプタクルは、オス型構成要素であることを理解されたい。アダプタ端および対応するレセプタクル端は、複数の作業配向を提供するように設計され、変換器挿入部は、システム内に配置され得る。一実施形態では、複数の配向は、単に、アダプタおよびレセプタクルのためのスロット付き設計であってもよい。アダプタおよびレセプタクルの電子機器は、「止めピンを伴わない」接続を可能にするように配列される。挿入部がレセプタクル内に配置される配向にかかわらず、挿入部は、システムと接続し、適切に動作する。アダプタとレセプタクルとの間の接続は、軸周りの対称を有する任意の設計であってもよく、したがって、挿入部は、軸周りに回転し、少なくとも２つの方向（正常および反転）からレセプタクル内に嵌入することができる。接続が三角形状に成形される場合、３つの配向が可能となるであろう。四角形の場合、４つの配向が可能であろう。この変遷の形は、絶対的な半径方向の自由度が可能となる円形形状のアダプタを有する論理的かつ最も望ましい形状まで続く。挿入部は、任意の半径方向配向でシステムレセプタクル内に配置されてもよく、適切な電気接続が保証される。規則的な形状は、アダプタ接続を作製するために必要とされない。また、対称である限り、不規則な形状が使用されてもよい。接続の対称性は、システムソケット（レセプタクル）に対する変換器挿入部の配向について懸念する必要がないという利点をユーザに提供する。コネクタの形状がレセプタクルに合致する限り、ユーザは、配向が正常に機能するであろうことが分かる。
【００２６】
電気的連通は、超音波医療システムおよび変換器挿入部内の変換器から必要とされる。電気的連通は、連通側の変換器挿入部に進入する。電気的連通とは、変換器挿入部内の連通ポートを介して、変換器から超音波システムへの出力、信号、または接地接続の任意の組み合わせを提供することを意味する。本連通は、ワイヤ、ケーブル、コネクタピン、または当技術分野において周知の他の電子伝達装置を使用して達成され得る。一実施形態では、接続は、オンボードインテリジェンスが挿入部内に提供されない「ダム」設計において、連通ポートから変換器に直接延設するワイヤであってもよい。別の実施形態では、インテリジェンスは、連通ポートから変換器に電気的連通を提供するために使用される電気回路を電気構成要素に追加することによって、挿入部内に組み込まれてもよい。種々の構成要素は、インテリジェント設計において使用されてもよい。電気構成要素は、変換器を最適化するための同調変圧器、変換器挿入部内の環境に関する種々のパラメータを測定するためのセンサ、変換器性能および／または安全性を監視するためのセンサ、測定または検出されたデータを記録するための構成要素、プログラムされたアプリケーションを起動する、または挿入部内に上方を保存するためのＩＣチップ、あるいは所望される任意の他の動作を含んでもよい。
【００２７】
本発明の別の実施形態では、連通ポートと変換器との間の電気的連通は、２段階バネピン接続方式によって提供されてもよい。第１の段階の組の接続ピンは、連通ポートを電気回路基板に接続する。回路基板は、ＰＣＢ／ＰＣＢＡであってもよく、さらにパンケーキ型スリップリング式ＰＣＢ／ＰＣＢＡであってもよい。第２の段階の組の接続ピンは、電気回路を変換器に接続する。電気的連通は、超音波システムから連通ポートに進入する。次いで、電気的連通は、電子回路に伝わる。回路基板は、種々の電気構成要素の適切な調整およびレイアウトを提供し、システムと変換器との間の電気的連通の適切な取り扱いを保証してもよい。電気的連通は、電気回路から変換器へと続く。変換器からの任意のリターン電気的連通は、変換器から回路基板に戻る類似ルートを辿り、次いで、システムに戻ってもよい。
【００２８】
挿入部は、その中に種々のデータレコーダ、センサ、またはプログラム可能構成要素を有してもよい。これらの要素は、回路基板上にあってもよい。挿入部内に組み込まれ得る種々の可能な構成要素は、変換器が使用された回数を追跡記録するためのチップ、変換器と患者との間の適切な連結を判断するセンサ、変換器が超音波システム内に適切に接地されているかを判断するためのセンサ、または治療出力が提供されている間、変換器の安全動作を判断するためのセンサを含む。また、ユーザまたはシステムに単純画像情報を提供するための「Ａ」線路変換器等の第２の変換器用チューナが存在してもよい。
【００２９】
また、変換器挿入部は、２００４年１２月２９日出願の米国特許出願第１１／０２７，９１９号「ＣＯＭＰＯＮＥＮＴ  ＵＬＴＲＡＳＯＵＮＤ  ＳＹＳＴＥＭ」（本発明の譲受人に譲渡され、参照することによって本明細書に組み込まれる）に記載されるもの等の構成要素式の超音波システムと動作するように構築されてもよい。本実施形態では、挿入部は、２つ以上の種類の挿入部（挿入部のうちの１つは、本明細書に記載の変換器挿入部であってもよい）を受容するための２つ以上の同一のソケットを有する超音波システムに嵌合するためのアダプタを有する。構成要素式の超音波変換器では、治療ヘッド内に２つ以上のソケットが存在する。ソケットは同一であって、ソケット内で使用される挿入部は、ソケットのうちの任意の１つの中に差し込まれてもよい。各挿入部は、その中にプログラムされる認証要求構成要素を有し、したがって、挿入部が差し込まれると、超音波医療システムは、各個々の挿入部を識別し、それをどのように適切に使用すべきかを理解することができる。システムは、複数の種類の挿入部を同時に取り扱うことができる。各挿入部は、異なる焦点深度、性能パラメータ、または使用要件を有してもよく、システムは、すべての挿入部の適切な動作を判断し、適切に取り扱うことができる。望ましくは、変換器挿入部は、システムによって自動的に（特殊なユーザ貢献または変換器挿入部を使用する単一レセプタクルの超音波システムのためのもの以外のシステムへの命令を伴わずに）、適切に利用されるであろう。
【００３０】
最新の材料および電子機器の使用は、本明細書に開示される医療超音波システムのための変換器の製造コストを大幅に削減する。このようなコスト削減および製造容易性によって、消耗または所望されなくなった場合に、交換部品を廃棄することが可能となる。
【００３１】
本明細書に記載の変換器挿入部に加え、ここでは、湿潤環境において電気接続を行なうことが可能な新規構造が開示される。新規構造は、パンケーキ型スリップリングＰＣＢと併用するために設計されるスリップリングシールである。スリップリングシールは、基部と、基部を通って延在する２つ以上の開口と、基部から延在し、開口をセル内に隔離するフランジとを有する。フランジは、各開口、または開口の選択群、あるいはその２つの組み合わせの周囲に個別的に形成されるセルを画定してもよい。
【００３２】
変換器挿入部とシステムとの間の接続は、概して、湿潤環境である。特に、変換器の動作の際に変換器が位置するチャンバは、流体充填される。種々の流体は、本説明の変換器が使用可能な変換器チャンバ内での使用に好適であって、一般に、利用の容易性、コスト、および性能特徴から、最も一般的使用される流体は、水である。本明細書では、流体または水への言及は、別の互換性流体が特定の用途に対して優れている可能性がある場合には、すべての動作に水が好ましいわけではないので、変換器の意図される使用および設計に最も好適であるいずれかを組み込むものと理解されたい。
【００３３】
次に、添付の図面を参照するが、図面は、提供される説明を強化するために提供されることを理解されたい。図に示される要素は、必ずしも、他の図面、または同一図面内の他の部品に対して正確な縮尺で示されていない。部品または図は、本明細書の開示を理解する目的のための実施形態の例示以外に、実際の設計要素の何らかの絶対的意味としてとらえられるべきではない。
【００３４】
可換式変換器１０の簡略化された外観は、図１に示される。変換器１０は、概して円筒形として表される筐体１６を有する。筐体１６は、望ましくは、剛性かつ中空である。筐体１６は、変換器端２０と、電気コネクタおよびシール端１４とを有する。外部電気コネクタ４０は、シール端１４を通って延在し、医療システムからの適切な電気線に接続するように設計される。これらは、送／受信線と、接地と、電源とを含んでもよい。付加的な線は、医療システムの必要性または用途に応じて提供されてもよい。可換式変換器は、それらの能力を可能にするための付加的な電気コネクタおよび支持回路網を有することのみを必要とする。また、アダプタ３２は、ＨＩＦＵ医療システムへの変換器１０の物理的係合を可能にするために提供される。
【００３５】
次に、可換式変換器１０の簡略化された内観が示される（図２）。再び、シール端１４は、医療システムへの電気接続のための外部電気コネクタ４０を有する。外部電気コネクタ４０は、シール端１４を通って延在し、筐体１６内の構成要素に接続してもよく、または、筐体の内部からシール端を通る中間接続が存在してもよい。望ましくは、外部コネクタは、シール端を通って延在し、医療システムのソケットと可換式変換器の内部との間に電気接点を提供する。変換器２２は、筐体１６の底部または下部に示される。変換器２２は、ワイヤ１２によって、コネクタ４０に電気的に接続される。超音波システムから変換器２２（または、その反対）への電気信号は、出力、接地、送信、受信データ、または所望に応じて、他の信号および情報を含んでもよい。また、筐体は、変換器の制御回路の一部として、１つ以上の電気構成要素を含有してもよい。
【００３６】
可換式変換器１０は、コネクタ、または医療デバイスシステム上のレセプタ内に係合させる他のアダプタを有する（図３）。本明細書に記載のような可換式変換器を使用し得る医療システム３００は、基部３０２と、ディスプレイ画面３０６を有する関節運動アーム３０４と、治療ヘッド３０８とを有するように示される。治療ヘッド３０８内には、可換式変換器を受容するためのアダプタが存在する。また、コンピュータまたは他の電子インテリジェンス（ＣＰＵ）は、システム３００および変換器１０を動作させるために提供される。
【００３７】
治療ヘッド３０８の内部構成要素は、概して、変換器を交換する方法とともに記載される（図４Ａ−４Ｅ）。
【００３８】
治療ヘッド３０８内の任意の水または他の流体は、望ましくは、開放時に水が治療ヘッドから飛び散らないように、治療ヘッドから排水される。治療ヘッド内に水または他の流体を有することは、本明細書に記載の変換器の取外しおよび設置の障害とはならず、したがって、治療ヘッドから完全に排水する必要はない。一実施形態では、治療ヘッド３０８は反転され、したがって、主要変換器チャンバ３１０が、底部に配置される。治療ヘッド３０８は、伝送窓３１６を有する可撤性のキャップ３１２区分を有する（図４Ａ）。
【００３９】
キャップ３１２が取り外されると、治療ヘッド変換器チャンバ３１０の内部が露出する（図４Ｂ）。可換式変換器１０は、レセプタソケット３８に接続されている。キャップ３１２が変換器筐体３１０を閉鎖すると、一対の水系統３２０を使用して、変換器チャンバ内の水が循環させられる。治療キャップ３１２上の嵌合フランジ３２２と、組み立てられるとチャンバの水密シール（図示せず）を生成する変換器筐体３１０上のＯリングシールを含有する隔壁３２４とが存在する。レセプタ３８下に、変換器チャンバは、モータ若しくはモータカム３２６、またはレセプタ３８を動かすための機械的駆動システムに接続される駆動シャフトを有してもよい。
【００４０】
キャップ３１２が取り外されると、可換式変換器１０を取り外すことができる（図４Ｃ）。望ましくは、変換器は、レセプタ３８から真直ぐに持ち上げられるか、または最小の力（ねじりまたは揺動等）によってレセプタから脱着可能である。空のレセプタ３８は、ＰＣＢのスリップリングを有し、本ステップの際に湿潤状態にされ得るが、ＰＣＢ上の水の存在は懸念する必要がない。
【００４１】
次に、新しい変換器１０’が、古い変換器１０の代わりに、レセプタ３８上に着座させられる（図４Ｄ）。再び、新しい変換器１０’を配置するための挿入力は、望ましくは、非常に小さい量であって、任意のユーザは、新しい変換器１０’を容易かつ迅速に挿入可能となる。変換器プラグおよびレセプタ３８の円形形状は、新しい変換器１０’がレセプタ３８内に着座させられる際に、任意の半径方向配向を可能にする。次いで、キャップ３１２は、変換器チャンバ３１０上に再配置され、治療ヘッド３０８を再形成する（図４Ｅ）。
【００４２】
一旦新しい変換器が適所に置かれると、水チャンバを再充填し、医療システム３００を有効化し、システムに新しい変換器１０’と連通させ、変換器がレセプタ３８内に適切に着座させられ、変換器が正常に応答していることを保証することが望ましいであろう。システムは、「認証要求」プロトコルを使用し、変換器の性質を判断し、特定の変換器と併用するための適切な治療措置を確立してもよい。変換器１０は、基板上に集積回路（ＩＣ）３０を有してもよく、適切に接続されると、医療システムに詳細な情報を提供することが可能である。代替として、ＩＣは、他の目的のために使用されてもよい（以下参照）。
【００４３】
コネクタまたはアダプタ３２は、筐体１６の外側に示される（図１）。コネクタ３２は、変換器筐体１６を医療システム３００のソケットまたはレセプタクル３８と嵌合させる。コネクタ３２は、望ましくは、小さい挿入力によって、筐体１６をソケットまたはレセプタクル内に挿入させ、容易な挿入または取外しを提供する。電気コネクタ４０は、変換器１０をレセプタ３８に嵌合するために使用される機構と連動して動作するように設計され、したがって、電気コネクタ４０がレセプタと嵌合すると、変換器の半径方向配向にかかわらず、適切なシステム側の電子チャネルとの接触を確立および維持することが可能である。コネクタ３２は、同様に、任意の半径方向配向でソケット３８と係合可能である。レセプタまたはソケット３８は、コネクタ３２のための受容要素３６を有する。ソケットと係合するためのコネクタ３２は、事実上、機械、磁気、または電磁性であってもよい。コネクタが変換器筐体をソケット内のその適切な場所に保持し、挿入および取外しのための任意の半径方向配向を可能にする限り、コネクタは、意図される使用を充足するであろう。
【００４４】
次に、可換式変換器アセンブリが説明される（図５Ａ）。本実施形態では、筐体１６は、変換器２２を受容するための下部１６Ｂと、医療システムソケット３８と接続するために適合される上部１６Ａの２つの区分から成る。変換器２２は、電気ピン２４が変換器に取設する、一組のピンレセプタ２４ｒを有するように示される。電気ピン２４は、インターフェース２８から変換器まで延在し、同心ライナ２６を通過する。望ましくは、ライナは、インターフェースおよび変換器上の接続点を整列させるための開口を有する。任意の変圧器４２は、インターフェース２８に接続可能であって、同心ライナ２６によって画定される開口内に静置する。
【００４５】
下部１６Ｂは、最初に、変換器２２を下部１６Ｂ内に挿入することによって、組み立てられてもよい。変換器２２は、変換器をシールするための変換器周縁に沿って、エポキシまたは樹脂を使用して、筐体開口部２０によって画定される開口に固着されてもよい。電気コネクタピン２４は、同心ライナ２６内に挿入され、次いで、コネクタピン２４は、変換器受容位置２４ｒに合致するように配向される。次いで、同心ライナ２６は、下部内に配置され、固着される。変圧器４２等の電気構成要素、またはデータＩＣ（図示せず）は、ＰＣＢ２８に取設され、次いで、ＰＣＢ２８は、所望のコネクタピン２４レイアウトに合致するように整列させられてもよい。ＰＣＢ２８は、その上および下表面の両方に所定のランドを有する。これらのランドは、下部の電気コネクタピン２４、および上部４０の電気ピンのピン配向に対応する。
【００４６】
上部１６Ａは、同様に、組み立てられる。上部は、頂部全体がシールされ、上部１６Ａの頂部を通って延在する電気ピン４０は、筐体の外側から内側に流入する流体に対してシールされる。電気ピン４０は、適所にはんだ付けされるか、あるいはエポキシまたは他の薬剤によって固定され、上部１６Ａとピンに必要とされる開口との間に液体シールを提供してもよい。上コネクタピン４０は、ＰＣＢ２８の上ランドに合致する所定の配列において、隔離層３４を通って挿入される。コネクタピンは、可換式設計での使用に好適な任意の種類の電気ピンであってもよい。一実施形態では、その膨張的性質のために、バネピン、ポゴピン、バネクリップ、および他の引張力を受ける電気コネクタが望ましい。バネ装填コネクタは、変換器とＰＣＢとの間の物理的距離において、さらに安全性を高める。接続ピン４０が適所に置かれると、隔離層３４は、上筐体１６Ａ内に下ろされる。隔離層３４は、望ましくは、上筐体１６Ａおよび隔離層３４が単一ユニットとして動くことが可能なように上部に取設される。隔離層３４は、接着性化合物を使用して、隔離層と上筐体の頂部との間に取設されてもよい。代替として、隔離層３４は、隔離層と筐体の上区分との間に締まり嵌めが存在するように構築されてもよい。望ましくは、接着剤または締まり嵌めは、隔離層および筐体下方に水が貯留するのを防止するであろう。次いで、コネクタピン４０がＰＣＢランドレイアウトに合致するように、上筐体は、下筐体アセンブリ上に下ろされる（図５Ａ）。変換器筐体全体が、不活性ガスによって充填され、内部構成要素の安定性および動作寿命を促進してもよい。
【００４７】
代替実施形態では、変換器挿入部１０は、標準的ＰＣＢ２８をスリップリングＰＣＢ２９と交換する（図５Ｂ）。本実施形態では、特定の構成要素（変圧器、ＩＣチップ等）への直接取設のための離散的ランドＬＤまたはトレース、ならびに種々のコネクタへの接続のためのスリップリング１０２ａ−ｉに作製されるトレースが存在する。本実施形態では、変換器挿入部は、ＰＣＢ２９に直接取設されない変換器挿入部の部分との電気的連通を有することによって、それらの非取設構成要素が、ＰＣＢ２９に対する離散的な配向がないという点において、アセンブリにおいて利点を実現する。望ましくは、ＰＣＢ２９に直接接続される部品は、離散的ランド部位ＬＤに接続する一方で、ピン接続２４、４０は、ランドリングに接続し得る。また、変換器２２は、離散的接続点２４ｒの代わりに、ランドリングを有してもよい。変換器内の種々の構成要素においてランドリングを利用することによって、特定の配向からの自由度が達成され、したがって、部品およびサブ構成要素の製造／組み立てにおいて利点を提供する。
【００４８】
医療システムソケット３８が示されているが（図５Ａ）、本構成要素は、ここでは、可換式変換器１０の一部ではなく、所望されるすべての部品の整列を示すために単に示されているだけである。望ましくは、ソケットは、パンケーキ型スリップリングを利用し、半径方向配向にかかわらず、接触を改善させる。
【００４９】
可換式変換器設計において使用される変換器は、単一の固定ゾーンを有するか、または２つ以上の焦点ゾーンを有するように設計されてもよい。変換器は、２００４年３月３１日出願の米国特許出願第１０／８１６１９７号「ＶＯＲＴＥＸ  ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲ」、および２００６年５月２３日出願の米国特許出願第１１／４３９７０６号「Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｎｏｎ−Ｉｄｅａｌ  Ｆｏｃａｌ  Ｒｅｇｉｏｎ」（両出願は、本発明の譲受人に譲渡され、参照することによって本明細書に組み込まれる）に記載のもの等、変換器内で形成される機械的ひずみを介して達成される、不完全焦点ゾーンを有してもよい。渦流変換器および非理想焦点領域変換器は、変換器のボウル内の機械的ずれによって生成される、円形またはドーナッツ形状パターンの焦点領域を可能にする。隔離層３４は、主に、電気接点４０間の電気相互干渉および接触腐食を防止するために使用される。焦点領域の形状およびサイズは、数学的に計算可能であって、変換器に対する適切な機械的形状が製造され得る。これによって、複雑かつ高価な電子的に操作された変換器を必要とせずに、特に所望の形状およびパターンの超音波に焦点を当てる変換器が可能となる。また、変換器は、２Ｄアレイまたは位相アレイ変換器等、電子的に焦点が当てられたデバイスであってもよい。
【００５０】
次に、変換器／ソケット接続の内部詳細が説明される（図６Ａ）。一実施形態では、略円筒形の形状を有する筐体１６が存在する。筐体１６は、隔離層３４の近傍に位置するネックダウン領域と、変換器２２の近傍の大きい直径とを有する。変換器側２０は開放しているか、または窓を有し、したがって、超音波エネルギーは、筐体１６からスムーズに伝播し得る。変換器２２は、開放端２０の近傍に固着され、一組の接続ピン２４を介して、インターフェース２８に接続する。接続ピン２４は、筐体１６内の同心ライナ２６とともに、適所に保持される。インターフェース２８は、上述のように、一組の接続ワイヤであってもよく、あるいは回路、ＰＣＢ、ＰＣ（Ｂ）Ａ、または他のハードウェア構成要素を含んでもよい。また、インターフェースは、変換器２２を同調するための変圧器４２、データチップ、または集積回路（ＩＣ）３０等の付加的な電子機器を有し、医療システム３００に対して可換式変換器１０を識別する補助をしてもよい。付加的構成要素は、後述される。
【００５１】
変換器２２の反対端には、水または大気が変換器１０の内部区画に進入することを防止するためのシール１４が存在する。シール１４と連動して作用するのは、外部電気コネクタ４０間のピン腐食および／または相互干渉を低減するための隔離層３４である。また、変換器側２０は、外部環境に対してもシールされることに留意されたい。変換器側２０は、変換器２２本体および漏出を防止するために使用可能な種々の化合物とともにシールされ得るが、シール１４は、外部電気コネクタ４０の突起のための１つ以上の開口５０を有する。開口５０は、望ましくは、電気コネクタ４０の通過を可能にするために十分大きい。開口は、開口とピンとの間の流体の浸潤を防止するための締まり嵌め、またはシーリング剤の使用、あるいは両方に依存してもよい。開口５０は、外部電気コネクタ４０が、はんだ、エポキシ、樹脂、接着剤または他の好適なシーリング剤を使用して配置されると、シールされてもよい。コネクタ３２は、筐体上に位置し、医療システムソケット３８上の対応する接続の係合のために設計される。受容要素３６およびコネクタ３２は、変換器／システム接続を形成する。本接続は、望ましくは、高耐性を有するものである。任意の１つの特定の変換器が、何度も取外しおよび挿入されることは想定されないため、変換器コネクタ３２には必要ないが、反復的信頼性が望ましい。
【００５２】
変換器コネクタ３２とシステム側との接続（レセプタ）３６の設計は、要求に応じて、個々の変換器を医療システム３００と交換可能にする。これによって、単一医療システムが、その動作範囲において、多くの多様性を有することが可能となる。新しい変換器はそれぞれ、追加的能力、ならびに消耗または老朽化部品の交換を提供することができる。望ましくは、システム３００への交換器１０の嵌合は、低挿入力コネクタ３２およびレセプタ３６の組み合わせによって達成され得る。挿入力が弱くても、接続は強固であって、したがって、ソケット３８内に搭載されている間、変換器１０は安定するであろう。ソケット３８は、望ましくは、一組のカム３２６を介してモータアセンブリに接続される。システム３００と変換器１０との間の電気的連通は、どのようにソケット３８が移動し得るかにかかわらず、維持される。
【００５３】
電気ピン４０のレイアウトは、シール３４を通って延在するので、ソケット３８内に内蔵される付加的ランドと接触するように設計される（図６Ｂ）。ソケットランド１０２ａ−ｃは、ソケット内に同心構造を形成する。電気接続ランド間には、隔離リング１０４が存在する。ここでは、個々に４０ａ、４０ｂ、４０ｃ（図６Ｂ）と識別されている電気ピン４０はそれぞれ、医療システム１００から可換式変換器１０に、別個の電気信号を搬送する。個々のコネクタは、所望に応じて、出力、送信／受信機信号情報、ＩＣチップ検出、接地、または他の信号を搬送してもよい。ソケットＰＣＢ内の対応するランドは、別々に、各ピンとの接続のための同心リングを形成する。これは、変換器コネクタ端の中心から個別の半径に電気ピン４０ａ−ｄを配列することによって達成される。次いで、変換器筐体は、ソケットに係合し、変換器筐体のピンは、スリップリングの適切な同心ランドに合致する。このように、変換器がソケット内で回転しても、適切な電気ピン４０ａ−ｃが、対応するランドリングと常に接触したままであって、対応するピン／ランド接続１０２ａ−４０ａ、１０２ｂ−４０ｂ、１０２ｃ−４０ｃを形成する。ランド１０２ｘおよびコネクタピン４０ｘに制限はなく、所望の数の対を設計に組み込んでもよい。変換器がシステムと嵌合すると、電気ピンおよびＰＣＢランドが合致し、安定した電気接続を提供する（図６Ｃ）。システム側ソケット３８とともに、可撤性の変換器１０を適所に保持するために使用される圧力は、望ましくは、隔離層３４上に付与される十分な力を提供し、隔離層３４と隔離層が配置される筐体１６Ａの陥凹との間の領域内に流体が浸透することを防止する。また、隔離層が各電気コネクタまたはコネクタ群用の個別チャネルあるいはチャンバを形成するように、隔離層は、隔離層の頂部側のフランジまたはリッジ構成として、底部（図示せず）上のフランジとともに製造されてもよい。
【００５４】
本明細書に記載され、図面に示されるピンレイアウトおよびスリップリングは、一実施形態を表すが、しかしながら、本実施形態は、コネクタレイアウトの限定を意味するものではない。変換器の「プラグ」端内の電気ピンの数は、電気接続を提供する、または構造的完全性のためにプラグを安定化させる必要タスクを実行するのに所望あるいは必要な数であってもよい。同様に、スリップリングのランドも、所望の数であってもよく、必ずしも、各ランドが対応する電気コネクタを有すると理解されない。ランドは、それと接触するように設計される物理的ピンを有さないことによって、相互干渉センサとして使用されるが、依然として、接続されるときには電子信号を監視してもよい。ランド自体が、電気センサとして使用され、ランド間の電気接続および／または隔離の安全性および安定性を監視することができる。
【００５５】
次に、挿入部内でパンケーキ型スリップリングＰＣＢ２９を使用する代替実施形態を説明する。変換器挿入部は、上述のアセンブリに類似する。変圧器４２等の個々の構成要素は、依然として、修正されたＰＣＢ２９に直接接続される（図６Ｄ）。電気ピン２４、４０は、もはやＰＣＢ２９上の個々のトレースに接続されない。ここでは、電気ピン２４、４０は、ＰＣＢ２９上のトレースリング１０２ａ−ｃに圧接される。これによって、頂部区分１６Ａおよび底部区分１６Ｂは、互いに対する部品の配向に関係なく、ともに圧入されることができる。底部１６Ｂに対して、頂部１６Ａがどのような配向を有しても、電気ピン２４、４０は、依然として、トレースに合致し、連通ポートから変換器に適切な電気的連通を提供するであろう。
【００５６】
標準的ＰＣＢ２８またはスリップリングＰＣＢ２９を使用する別の実施形態では、また、変換器２２に対する電気ピン２４の配向および配置に配慮せずに、変換器が底部１６Ｂ区分に対して組み立てられ得るように、変換器２２は、変換器の外周の周囲にトレースリング２４ＬＲを有してもよい。
【００５７】
次に、スリップリングＰＣＢ２９の頂部への電気ピン接続４０の拡大図が示される（図６Ｅ）。ここでは、変圧器４２の離散的接続が、一連の離散的ランドＬＤまたはトレース位置の形態で示される。
【００５８】
変換器挿入部１０のためのアダプタは、円形である必要はないが、円形設計が望ましい。変換器挿入部の複数の配向を可能にする種々の他の形状は、図６Ｇ−６Ｉに示される。ユーザに対して、変換器挿入部１０を交換するプロセスを簡潔にするために、変換器アダプタは、システム側の「ソケット」に対して「止めピンを伴わない」配向を有する。したがって、アダプタは、２つの配向用の楕円形、３つの配向用の三角形であってもよく、円形の挿入部およびソケットへと発展する（図６Ｉ）。また、アダプタ形状が、１つの軸の周りに対称である限り、左右対称の形状であるアダプタの形状に制限はなく、したがって、別の対称な整列に配列される場合、アダプタは、依然として、超音波システムと嵌合可能である。挿入部コネクタおよびソケットの物理的形状にかかわらず、ソケットは、スリップリング（図６Ｆ−６Ｉの点線）の形態で電気接点を有し、電気接点ピンは、所望の半径に設定され、対応するランドと物理的接触を成し、したがって、適切なピン４０ａ−ｘは、対応するランド１０２ａ−ｘと連通する。
【００５９】
図５、６Ａ−６Ｃに示されるインターフェース２８の配向は、変換器筐体の軸に対して垂直である必要はない。インターフェース２８は、任意の付加的構成要素を伴って、所望の任意の配向にあってもよい。一実施形態では、インターフェース２８は、筐体１６の軸と整列されるＰＣＢまたはＰＣＡ（図７）であって、外部電子コネクタ４０から、変圧器４２と、データＩＣ３０と、所望に応じて、他の電子機器とを有するＰＣＢ式インターフェース２８への接続ワイヤ１２を有する。
【００６０】
別の実施形態では、インターフェースは、付加的な埋め込み情報を有するデータＩＣを伴うＰＣＢであってもよい。データＩＣ３０は、変換器が作動可能な使用回数に関するデータを含んでもよく、または将来的な可換式変換器設計の改良に役立つために使用可能な使用データを記録してもよい（測定減衰量、フィードバック、減結合、熱情報等）。本収集データは、データＩＣ内に格納されてもよいが、付加的センサ４０２１−ｉが、インターフェース２８に追加され、所望のデータを記録することも可能である（図８）。
【００６１】
可換式変換器とともに使用される隔離層３４は、電気絶縁材料のワッシャまたはディスクであってもよい。隔離層は、固体または別様に一様な構成要素であってもよいが、電気絶縁層のための独立的な新規設計が望ましい。
【００６２】
湿潤環境における個々の接点間に隔離を提供するために好適な隔離層は、スリップリングシール（スペーサ）の形態で実現される。スリップリングスペーサは、コネクタ付き変換器のドッキング端に提供される。スリップリングスペーサは、本明細書に記載の全般的説明および要件と一致する種々の形態のうちの任意の１つ、あるいは記載された列挙実施形態のうちのいずれかに類似またはその同等物を有してもよい。スリップリングスペーサは、コネクタ付き変換器と医療システムのソケットとの間の緩衝を提供する。さらに、シールは、コネクタ付き変換器とソケットとの間に、シールを通って電気的連通を可能にする開口または他の手段を提供する。加えて、シールは、湿潤環境において、複数の隔離された電気コネクタ間の同時電気的連通を可能にする。シールは、各別個の電気コネクタタイプの隔離を提供し、異なる種類の信号および／または出力コネクタ間の相互干渉を低減する。スリップリングシールは、望ましくは、水および電気抵抗を提供するものから成る、またはその中に組み込まれる特性を有する。材料が若干導電性である場合、部分的または完全な流体シールが存在しても、電気ピン間にショートが生じる可能性がある。
【００６３】
次に、図９Ａ−９Ｅに示されるように、スリップリングスペーサが説明される。スリップリングスペーサ９００は、基部９０２と、基部から隆起する１つ以上のフランジまたはリッジ９０４１−ｉとを有する。スリップリングＳＲの各電気接続リングが、リッジ９０４１−ｉによって、他の電気接続リングから分離されるように、リッジまたはフランジは、スリップリングＳＲに圧接され、１つ以上の同心チャネル９０６１−ｉを形成するように適合される。スリップリングシール９００がスリップリングＳＲに圧接されると、チャネル９０６１−ｉは、スリップリングのリッジまたはフランジによって形成される。リッジは、スリップリングＳＲに圧接され、個別チャネル９０６１−ｉ間の流体流動に対してシールを形成する。スリップリングは、流体移動に対して１つの障壁を形成する一方で、スリップリングシールは、チャネルの側部および底部を形成する。このように、導電性流体は、チャネル間の流動を制限され、電気ピンへの曝露が低減される。これは、電気ピン間の腐食および相互干渉を最小にする。基部は、望ましくは、スリップリング上の電気接続リングと接触するために、電気ピンまたはコネクタ用の開口を有する。操作では、スリップリングスペーサ９００によって、各コネクタは、環境が湿潤である場合でも、他のチャネルとの間の相互干渉を生じさせずに、対応するスリップリングパッドとの連通が可能となる。
【００６４】
複数のピンがスリップリングランドと接触するように意図され得るように、ピンコネクタは、群として編成されてもよい。この場合、ピンは、単一の円形チャネルを共有する２つのピン４０ｂ、４０ｉに類似するように、群として編成されてもよい（図９Ａ）。本図は、単一のランドと接触するように設計される２つ以上のピンの実施例であって、単一のチャネルまたは群に群化され得るピンの数、または変換器とソケットとの間の相互接続配列において使用可能な群の数に制限されない。
【００６５】
代替として、スリップリングスペーサは、スペーサの頂部表面上のフランジまたはリッジパターンに類似するパターンで、基部の下面（図示せず）にフランジまたはリッジを有してもよい。スペーサの底部のフランジまたはリッジの存在は、動作の際に、流体がスリップリングシール下に浸透する場合、互いから電気接点ピンを隔離することに役立ち得る。
【００６６】
スリップリングスペーサ９００は、多数の代替実施形態を利用してもよい。スリップリングスペーサ９００は、個々に隔離される電気ピンゾーンを有する（図１０）。本実施形態では、スリップリングスペーサ９００の各開口４０は、各開口を囲む１つ以上の隆起リッジ９０４を有する。また、基部９０２の外側周縁は、フランジまたはリッジ９０４Ｒで取り囲まれ、コネクタの外側から内側の構成要素への水または流体の流入を最小にする。開口から突出するであろう個々の電気ピンは、電極腐食および／または相互干渉の危険を低減するように個々に絶縁される。
【００６７】
単一の螺旋チャネルは、螺旋パターンに配置される断続的隔壁を有する螺旋形状のリッジ（図１１）によって形成され得る。スペーサは、基部から延在するリッジまたはフランジの種々の配列を使用してもよい。リッジは、先細のブロック形状であっても、または群として作用する一連の薄い隔壁に配列されてもよい（図１２Ａ−１２Ｃ）。望ましくは、スペーサは、高度の耐水性および電気抵抗（ゴム、ＲＴＶ（室温加硫）シリコーンゴム、ポリマー等）を有する材料から成る。材料は、望ましくは、フランジまたはリッジがスリップリングに圧接されると変形可能なように、十分低いデュロメータ値を有し、したがって、フランジは、若干変形し、スリップリングに対してシールを形成する。構造的により丈夫な設計は、望ましくは、広い接触面積を有する低デュロメータ値材料を有する（図１２Ａ、１２Ｂ）一方で、より剛な構造を有するシールの構成は、高デュロメータ値材料であるが、狭い接触面積の材料を使用してもよい（図１２Ｃ）。
【００６８】
別の実施形態では、スペーサは、スリップリング上に直接圧着可能な頂部部分を有し、圧力によって、スリップリング自身の表面領域から流体を外へ付勢し、したがって、電気接続は、比較的に流体のない状態で行なわれ得る。別の実施形態では、一時的チャネル１３０１が、電気ピンのための開口をスリップリングシールの外周に継合してもよく、したがって、水は、電気ピンから外へ漏出または付勢され得る（図１３Ａ−１３Ｂ）。シールがスリップリングに圧接されると、チャネルがスリップリング表面に圧着され、したがって、電気接続間の流体の流動が、スリップリングランド間の相互干渉が容認可能なレベルまで低減される。
【００６９】
スペーサのさらに別の実施形態では、スペーサは、ウェブ（ｗｅｂ）状構造を有する耐水性および電気抵抗材料とを備えてもよい（図１４Ａ−１４Ｃ）。ウェブ間の空隙空間は、電気ピンが変換器および医療システムソケットから突出するための開口として機能する。選択的に、ウェビング（ｗｅｂｂｉｎｇ）は、ウェブストランド間に付加的材料を有し、スリップリングシールが可換式変換器とシステムソケットとの間の位置に圧着されると、ウェブストランド間の水の流動をさらに制限してもよい。コネクタ付き変換器が医療システムのソケット内に挿入される間、スペーサがスリップリングに圧接されると、ウェビング（ウェブ内の付加的材料の有無にかかわらず）が圧壊し、セルから流体を圧搾し、電気コネクタから離す。圧壊したウェブは、ウェブストランド間の流体流動に対して障壁を形成する。ウェビングは、シールの形態に構成（図１４Ａ−１４Ｃ）またはランダムに分布させられてもよい（図１５Ａ−１５Ｃ）。
【００７０】
操作では、本明細書に記載の変換器は、ソケットから取り外され、次いで、ソケットに対する変換器の半径方向配向に関係なく、新しい変換器が挿入され得る。ソケットを含有する環境が湿潤である場合、変換器上のシールによって、変換器筐体は、ソケット側の電気ランド上の良好な接続を成すことが可能となる一方で、変換器および可換式変換器の内部の仕組みとの堅固な接続を確実とする。継目またはアセンブリ継合は、必要に応じて、樹脂またはエポキシによってシールされてもよい。また、継目またはアセンブリ継合は、はんだ、超音波溶接、または類似技術によってシールされてもよい。
【００７１】
次に、上述の実施形態に加えて、本発明と併用するための好適な代替の相互接続方式が説明される。代替の変換器信号接続は、ピンおよびソケットを介した直接電気接続、はんだ付けされたバネ接点およびＰＣＢトレースを介した直接電気接続、ＰＣＢトレースを介した浮動バネ接点（例えば、担体内）からＰＣＢトレースへの直接電気接続、複数の接続（例えば、ステレオヘッドホンジャック）を伴う支柱およびソケットを介した直接電気接触、ならびに誘導結合および静電結合等の無線タイプの相互接続の使用を含む。
【００７２】
変換器は、筐体に接着剤で接着または機械的に接着することによって、筐体内に固着可能である。変換器は、筐体内に事前形成されたリップと電気接続ピン２４との間に挟着されてもよい。別の実施形態では、変換器は、可換式変換器が機能しなくなると、変換器セラミックを交換することを可能にする可溶性接着剤を使用して取設されてもよい。
【００７３】
構造的に、変換器筐体とソケットとの間の物理的コネクタは、電気コネクタと組み合わせてもよい。ソケット内の対応するピンコネクタと合致するように設計される一連の積層型電気コネクタリングが想定され得る。代替として、ソケットおよび挿入部の関係が反転されてもよく、したがって、変換器は、医療システムからのオス型端部アダプタを受容するためのソケットを有する。
【００７４】
他の実施形態では、変換器筐体とソケットとの間の物理的接続は、医療システムおよび所望の医療手技に好適な低圧力挿入機構を介して達成可能である。これらは、軸受リング、スナップリング、または単に摩擦係合を含んでもよい。変換器が、整列していない電気接続を介して、医療システム電子機器と電子的に接続している限り、ソケット内での変換器筐体の回転能力は重要ではない。
【００７５】
本発明の付加的な代替実施形態は、本開示の検討によって、当業者には容易に明白となるであろう。説明の欠如または本明細書に記載の実施形態が、可換式変換器を提供する唯一の方法および装置としてみなされるべきではない。本発明の範囲は、添付の請求項に定義される場合を除き、本開示によって限定されるものと解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ−６Ｉ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【国際調査報告】
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