(57)【要約】患者に光学信号を提供しかつ患者から光学信号を運ぶ腔内用カテーテルと、外側ハウジングと、操作中にカテーテルシステムが引戻し回転システムにより駆動されている場合外側ハウジングに対して長軸方向に動きかつ外側ハウジングに対して回転する内側キャリッジとを含む光カテーテルシステムを、提供する。光カテーテルシステムは、引戻し回転システムに取り付けられるまで、外側ハウジング内における内側キャリッジの回転および長軸方向移動を防ぐインターロックシステムを持つ。引戻し回転システムは、フレームと、カテーテルシステムが連結される、フレームに取り付けられたカテーテルシステムインターフェースとを含む。カテーテルシステムに回転および長軸方向駆動を提供するためにフレームに対して長軸方向に動きかつ回転するキャリッジ駆動システムをさらに提供する。2010507407.tif 000003
2010507407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側ジャケットと、
該外側ジャケット内で長軸方向に回転しかつ動く内側スキャン用ボディと
を含む、患者に挿入するための腔内用カテーテル；および
該外側ジャケットに機械的に連結された外側ハウジングと、
少なくとも部分的に該外側ハウジング内にありかつ該内側スキャン用ボディに機械的に連結された内側キャリッジと
を含むハンドル部
を含む、カテーテルシステム。
【請求項２】
内側スキャン用ボディが、腔内用カテーテルの頭部と内側キャリッジとの間で光学信号を伝えるための、少なくとも1本の光ファイバーを含む光ファイバー束を含む、請求項1記載のカテーテルシステム。
【請求項３】
内側キャリッジが、光ファイバー束に光学接続を提供するための1つまたは複数の光コネクターを含む、請求項2記載のカテーテルシステム。
【請求項４】
内側スキャン用ボディが、内側キャリッジから該内側スキャン用ボディを通じて腔内用カテーテルの頭部に回転を伝達するためのトルクケーブルを含む、請求項1記載のカテーテルシステム。
【請求項５】
外側ハウジングが、カテーテルシステムを引戻し回転システムに取り付けるためのハンドルとして機能する、請求項1記載のカテーテルシステム。
【請求項６】
内側キャリッジが、引戻し回転システムへの取り付け中に該内側キャリッジを回転整列させるために該内側キャリッジの近位側から軸方向に突出するバイオネット部材を含む、請求項1記載のカテーテルシステム。
【請求項７】
少なくとも輸送中に内側キャリッジを外側ハウジング内に固定するカテーテルキャリッジインターロックシステムをさらに含む、請求項1記載のカテーテルシステム。
【請求項８】
カテーテルキャリッジインターロックシステムが、外側ハウジング内での内側キャリッジの回転を防ぐ、請求項7記載のカテーテルシステム。
【請求項９】
カテーテルキャリッジインターロックシステムが、内側キャリッジの外側ハウジングから引き抜きを防ぐ、請求項7記載のカテーテルシステム。
【請求項１０】
カテーテルキャリッジインターロックシステムが、外側ハウジング内での内側キャリッジの回転を防ぐ、請求項9記載のカテーテルシステム。
【請求項１１】
内側キャリッジが外側ハウジングに対して回転しかつ動けるよう、カテーテルキャリッジインターロックシステムを外すための引戻し回転システム上のレリーズ部材をさらに含む、請求項7記載のカテーテルシステム。
【請求項１２】
カテーテルキャリッジインターロックシステムが、内側キャリッジの回転および／または外側ハウジングからの引き抜きを防ぐために旋回して該内側キャリッジに係合する少なくとも1つのレバーアームを含む、請求項7記載のカテーテルシステム。
【請求項１３】
患者に光学信号を提供しかつ該患者から光学信号を運ぶ腔内用カテーテルと、
外側ハウジングと、
操作中にカテーテルシステムが引戻し回転システムにより駆動されている場合該外側ハウジングに対して長軸方向に動きかつ該外側ハウジングに対して回転する内側キャリッジと
を含む光カテーテルシステムのための、カテーテルキャリッジインターロックシステムであって、
該インターロックシステムが、
該外側ハウジング内における該内側キャリッジの回転および長軸方向移動を防ぐキャリッジロックシステムと、
カテーテルシステムが該引戻し回転システムに接続されている場合該外側ハウジングに対して長軸方向に回転しかつ動けるよう、該内側キャリッジを解放するために該キャリッジロックシステムをロック解除する、該引戻し回転システム上のロック解除システムと
を含む、インターロックシステム。
【請求項１４】
カテーテルロックシステムが、内側キャリッジの回転および／または外側ハウジングからの引き抜きを防ぐために旋回して該内側キャリッジに係合する少なくとも1つのレバーアームを含む、請求項13記載のインターロックシステム。
【請求項１５】
内側キャリッジの外側ハウジングからの引き抜きを防ぐために少なくとも1つのレバーアームが該キャリッジ上の引き抜きショルダーと機械的に干渉する、請求項14記載のインターロックシステム。
【請求項１６】
外側ハウジング内での内側キャリッジの回転を防ぐために少なくとも1つのレバーアームが該キャリッジ上の回転ショルダーと機械的に干渉する、請求項14記載のインターロックシステム。
【請求項１７】
内側キャリッジの外側ハウジングからの引き抜きを防ぐために少なくとも1つのレバーアームが該キャリッジ上の引き抜きショルダーと機械的に干渉する、請求項16記載のインターロックシステム。
【請求項１８】
少なくとも1つのレバーアームを旋回させて内側キャリッジとの係合を外すためにロック解除システムが少なくとも1つのてこアームと係合するリングを含む、請求項14記載のインターロックシステム。
【請求項１９】
患者に光学信号を提供しかつ該患者から光学信号を運ぶ腔内用カテーテルと、
外側ハウジングと、
操作中にカテーテルシステムが引戻し回転システムにより駆動されている場合該外側ハウジングに対して長軸方向に動きかつ該外側ハウジングに対して回転する内側キャリッジと
を含む光カテーテルシステムのための、カテーテルキャリッジインターロック方法であって、
少なくとも該光カテーテルシステムの輸送中、該外側ハウジング内における該内側キャリッジの回転および長軸方向移動を防ぐ段階；ならびに
該光カテーテルシステムが該引戻し回転システムに接続されている場合に該外側ハウジングに対して長軸方向に回転しかつ動けるよう、該内側キャリッジを解放するために該内側キャリッジをロック解除する段階
を含む、方法。
【請求項２０】
外側ジャケットと、
操作中に該外側ジャケット内で長軸方向に回転しかつ動く内側スキャン用ボディと
を含む、患者に挿入するための腔内用カテーテル；
該外側ジャケットに機械的に連結された外側ハウジングを含む、ハンドル部；および
ユーザーによりロック解除されるまで該ハンドル部を引戻し回転システムのフレームに固定するためのカテーテルハウジングロック機構
を含む、カテーテルシステム。
【請求項２１】
ハンドル部をフレームからレリーズするためにカテーテルハウジングロック機構がユーザーにより作動される、請求項20記載のカテーテルシステム。
【請求項２２】
フレーム；
腔内用カテーテルを含むカテーテルシステムが連結される、該フレームに取り付けられたカテーテルシステムインターフェース；
該カテーテルシステムに回転および長軸方向駆動を提供するために該フレームに対して長軸方向に動きかつ回転するキャリッジ駆動システム；ならびに
該キャリッジ駆動システムを前進させるおよび／または引き出すための駆動モーターと
ユーザーが該キャリッジ駆動システムを手動で前進させるおよび／または引き出すことを可能にする手動駆動入力と
を含む、長軸方向駆動システム
を含む、引戻し回転システム。
【請求項２３】
長軸方向駆動システムの駆動モーターを選択的に係合するためのクラッチをさらに含む、請求項22記載の引戻し回転システム。
【請求項２４】
キャリッジ駆動システムが駆動モーターにより駆動されている場合および該キャリッジ駆動システムが手動駆動入力により駆動されている場合の両方において該キャリッジ駆動システムの前進および引き出しを追跡するためのエンコーダーをさらに含む、請求項22記載の引戻し回転システム。
【請求項２５】
該手動駆動入力が該エンコーダーに機械的に連結され、かつ該クラッチが該駆動モーターを該エンコーダーに選択的に連結する、引戻し回転システムであって、
該引戻し回転システムが、
長軸方向駆動システムの駆動モーターを選択的に係合するためのクラッチと、
キャリッジ駆動システムが該駆動モーターにより駆動されている場合および該キャリッジ駆動システムが手動駆動入力により駆動されている場合の両方において該キャリッジ駆動システムの前進および引き出しを追跡するためのエンコーダーと
をさらに含む、請求項22記載の引戻し回転システム。
【請求項２６】
駆動モーターおよび手動駆動入力をキャリッジ駆動システムに連結するためのタイミングベルトシステムをさらに含む、請求項22記載の引戻し回転システム。
【請求項２７】
キャリッジ駆動システムが、駆動フレームと該フレーム上で回転するドラムとをさらに含む、請求項22記載の引戻し回転システム。
【請求項２８】
ドラムが、カテーテルシステムに光学接続を提供するための光コネクターを備える、請求項27記載の引戻し回転システム。
【請求項２９】
駆動フレーム上でドラムを回転させかつ該ドラムの回転をモニターするためのドラム回転モーターエンコーダーをさらに含む、請求項27記載の引戻し回転システム。
【請求項３０】
ドラムの角位置を決定するための角位置検出器をさらに含む、請求項27記載の引戻し回転システム。
【請求項３１】
ドラムが、該回転ドラムとフレームとの間で光学信号を伝えることを可能にする回転式光カプラーを含む、請求項27記載の引戻し回転システム。
【請求項３２】
ドラムが、カテーテルシステムから戻ってくる光学信号を検出するための検出器を含む、請求項27記載の引戻し回転システム。
【請求項３３】
ドラムが、電気信号を該回転ドラムに伝えるための電気スリップリングアセンブリを含む、請求項27記載の引戻し回転システム。
【請求項３４】
該カテーテルシステムをインターフェースに連結する段階；
該カテーテルシステムを長軸方向および回転方向に駆動する段階；ならびに
該カテーテルシステムを手動で長軸方向に前進させるかまたは引き出すためのユーザーによる手動駆動を可能にする段階
を含む、カテーテルシステムの引戻し回転駆動のための方法。
【請求項３５】
フレームと、
腔内用光カテーテルを含むカテーテルシステムが連結される、該フレームに取り付けられたカテーテルシステムインターフェースと、
該カテーテルシステムに回転および長軸方向駆動を提供するために該フレームに対して長軸方向に動きかつ回転するキャリッジ駆動システムと、
該キャリッジ駆動システムを前進させるおよび／または引き出すための駆動モーターを含む長軸方向駆動システムと
を含む、光カテーテルシステムのための引戻し回転システム。
【請求項３６】
長軸方向駆動システムの駆動モーターを選択的に係合するためのクラッチをさらに含む、請求項35記載の引戻し回転システム。
【請求項３７】
キャリッジ駆動システムの前進および引き出しを追跡するためのエンコーダーをさらに含む、請求項35記載の引戻し回転システム。
【請求項３８】
駆動モーターをキャリッジ駆動システムに連結するためのタイミングベルトシステムをさらに含む、請求項35記載の引戻し回転システム。
【請求項３９】
キャリッジ駆動システムが、駆動フレームと該フレーム上で回転するドラムとをさらに含む、請求項35記載の引戻し回転システム。
【請求項４０】
ドラムが、カテーテルシステムに光学接続を提供するための光コネクターを備える、請求項39記載の引戻し回転システム。
【請求項４１】
駆動フレーム上でドラムを回転させかつ該ドラムの回転をモニターするためのドラム回転モーターエンコーダーをさらに含む、請求項39記載の引戻し回転システム。
【請求項４２】
ドラムの角位置を決定するための角位置検出器をさらに含む、請求項41記載の引戻し回転システム。
【請求項４３】
ドラムが、該回転ドラムとフレームとの間で光学信号を伝えることを可能にする回転式光カプラーを含む、請求項41記載の引戻し回転システム。
【請求項４４】
ドラムが、カテーテルシステムから戻ってくる光学信号を検出するための検出器を含む、請求項41記載の引戻し回転システム。
【請求項４５】
ドラムが、電気信号を該回転ドラムに伝えるための電気スリップリングアセンブリを含む、請求項41記載の引戻し回転システム。
【請求項４６】
フレームと、
腔内用カテーテルを含むカテーテルシステムが連結される、該フレームに取り付けられたカテーテルシステムインターフェースと、
該カテーテルシステムに長軸方向駆動を提供するために該フレームに対して長軸方向に動く引戻しキャリッジ駆動システムと
を含むカテーテル引戻しシステムのための引戻しキャリッジインターロックシステムであって、
該キャリッジインターロックシステムが、該カテーテルシステムが該引戻しシステムに取り付けられている場合に該引戻しキャリッジ駆動システムを保持するためのラッチシステムを含む、引戻しキャリッジインターロックシステム。
【請求項４７】
カテーテルシステムを引戻しシステムに接続した際に引戻しキャリッジ駆動システムのフレームに対する長軸方向移動を可能にするよう、ラッチシステムをロック解除するためのレリーズシステムをさらに含む、請求項46記載の引戻しキャリッジインターロックシステム。
【請求項４８】
ラッチシステムが、引戻しキャリッジ駆動システムのキャリッジ駆動フレームと係合する少なくとも1つのラッチアームを含む、請求項46記載の引戻しキャリッジインターロックシステム。
【請求項４９】
ラッチシステムが、カテーテルシステムインターフェースに向かって完全に前進させた場合に引戻しキャリッジ駆動システムのキャリッジ駆動フレームと係合する少なくとも1つのラッチアームを含む、請求項46記載の引戻しキャリッジインターロックシステム。
【請求項５０】
カテーテルシステムを引戻しシステムに接続した際に引戻しキャリッジ駆動システムのフレームに対する長軸方向移動を可能にするよう、ラッチシステムをロック解除するためのレリーズシステムをさらに含む、引戻しキャリッジインターロックシステムであって、
該レリーズシステムがカテーテルシステムインターフェースへの該カテーテルシステムの連結によって係合されている、請求項46記載の引戻しキャリッジインターロックシステム。
【請求項５１】
レリーズシステムが、引戻しキャリッジ駆動システムとの係合から外れるようラッチアームを回転させるピンを含む、請求項50記載の引戻しキャリッジインターロックシステム。
【請求項５２】
カテーテルシステムに接続するための位置に引戻しキャリッジ駆動システムが存在することを検出するための検出器をさらに含む、請求項46記載の引戻しキャリッジインターロックシステム。
【請求項５３】
フレームと、
腔内用カテーテルを含むカテーテルシステムが連結される、該フレームに取り付けられたカテーテルシステムインターフェースと、
該カテーテルシステムに長軸方向駆動を提供するために該フレームに対して長軸方向に動く引戻しキャリッジ駆動システムと
を含むカテーテル引戻しシステムのための、インターロック方法であって、
該引戻しキャリッジ駆動システムの長軸方向移動を防ぐ段階；および
該長軸方向移動を防ぎながら該カテーテルシステムを該カテーテルシステムインターフェースに連結する段階
を含む方法。
【請求項５４】
カテーテルシステムの連結後に引戻しキャリッジ駆動システムをレリーズする段階をさらに含む、請求項53記載の方法。
【請求項５５】
カテーテルシステムに接続するための位置に引戻しキャリッジ駆動システムが存在することを検出する段階をさらに含む、請求項53記載の方法。
【請求項５６】
患者体内の組織の分析を可能にするために該患者に光学信号を提供しかつ該患者から光学信号を運ぶ腔内用光カテーテル；
フレームと、
該光カテーテルに回転駆動を提供するために該フレームに対して回転するキャリッジ駆動システムと
を含む、回転システム；
光学信号を生成するための光源；および
回転式光継手を通り該キャリッジ駆動システムを介して該腔内用光カテーテルに該光学信号を伝えるための送達チャネル
を含む、腔内用光学分析システム。
【請求項５７】
送達チャネル上を伝えられる光学信号をモニターするための送達チャネル検出器と、
患者からの光学信号を検出するための、キャリッジ駆動システム上の集光チャネル検出器と
をさらに含む、請求項1記載の腔内分析システム。
【請求項５８】
送達チャネル検出器がキャリッジ駆動システム上に位置している、請求項58記載の腔内分析システム。
【請求項５９】
送達チャネル検出器および集光チャネル検出器への参照により回転式光継手によって導入されたノイズを患者からの光学信号から減らすために共通モード除去を用いる、回転継手ノイズ抑圧システムをさらに含む、請求項58記載の腔内分析システム。
【請求項６０】
送達チャネル検出器および集光チャネル検出器への参照により光学信号を生成するレーザーによって導入されたノイズを患者からの光学信号から減らすために共通モード除去を用いる、レーザーノイズ抑圧システムをさらに含む、請求項58記載の腔内分析システム。
【請求項６１】
光学信号の一部を送達チャネル検出器に分流するためのタップをさらに含む、請求項58記載の腔内分析システム。
【請求項６２】
光源がチューナブルレーザーである、請求項58記載の腔内分析システム。
【請求項６３】
送達チャネル検出器および集光チャネル検出器の応答を分割するための分割回路をさらに含む、請求項58記載の腔内分析システム。
【請求項６４】
送達チャネル検出器に反応したノイズ抑圧の後に送達チャネル検出器からの電気信号を回転キャリッジ駆動システムから伝えるための電気スリップリングアセンブリをさらに含む、請求項58記載の腔内分析システム。
【請求項６５】
患者体内の組織の分析を可能にするために該患者に光学信号を提供しかつ該患者から光学信号を運ぶ腔内用光カテーテル、および
フレームと、
該光カテーテルに回転駆動を提供するために該フレームに対して回転するキャリッジ駆動システムと
を含む、回転システム
を含む腔内用光学分析システムのための方法であって、
光学信号を生成する段階；
回転式光継手を通り該キャリッジ駆動システムを介して該腔内用光カテーテルに該光学信号を伝える段階；
送達チャネル上を伝えられる該光学信号をモニターする段階；および
該患者からの光学信号を該キャリッジ駆動システム上で検出する段階
を含む方法。
【請求項６６】
送達チャネル検出器および集光チャネル検出器への参照により回転式光継手によって導入されたノイズを患者からの光学信号から減らすために共通モード除去を用いる段階をさらに含む、請求項65記載の方法。
【請求項６７】
送達チャネル検出器および集光チャネル検出器への参照により光学信号を生成するレーザーによって導入されたノイズを患者からの光学信号から減らすために共通モード除去を用いる段階をさらに含む、請求項65記載の方法。
【請求項６８】
光学信号の一部を送達チャネル検出器にタップで分岐させる段階をさらに含む、請求項65記載の方法。
【請求項６９】
送達チャネル検出器を回転キャリッジ駆動システム上に位置させる段階をさらに含む、請求項65記載の方法。
【請求項７０】
光学信号を生成する段階が、チューナブルレーザーで光学信号を生成することを含む、請求項65記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、35 U.S.C. 119（e）に基づき、参照によりその全部が本明細書に組み入れられる2006年10月20日提出の米国特許仮出願第60/862,309号の恩典を主張する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
カテーテル式の光学システムは、多数の診断的および治療的な医学用途に適用できる。通常は光コヒーレンストモグラフィ（OCT）である光トモグラフィは、空間分解能を提供するために使われ、内部構造の撮像を可能にしている。分光法は構造物の組成の特性決定に使われ、例えば癌性、異形成性、および正常な組織構造を区別することによって医学的状態の診断を可能にしている。反射分析は簡便化した形式の分光法で、典型的には指定の波長バンドにおいて、構造物の光学特性を分析する。蛍光スペクトル分析およびスペクトル分析では、1つの波長で組織を励起し、次に、蛍光波長または非弾性光子散乱の過程によりラマンシフトした波長の光を分析する。これらはすべて、光学信号を関心対象の内部構造に送りかつ戻ってきた光を検出することの必要性を含む特定のカテーテル要件を共有している。戻ってきた光の検出は、多くの場合、その光をカテーテルの長さに沿って送り返すことによって行われる。
【０００３】
例えば、1つの特異的な分光分析用途では、近赤外波長すなわち750ナノメートル（nm）〜2.5マイクロメートル（μm）のスキャンバンドまたは1つもしくは複数のサブバンドなど、関心対象のスペクトルバンドを評価またはスキャンするためにチューナブルレーザーなどの光源を用いる。生成された光は、カテーテルを用いてインビボで標的エリアの組織を照明するのに使われる。次に、照明の結果生じた拡散反射光が集められて検出システムに送られ、ここでスペクトル応答が解析される。この応答を用いて組成が評価され、ひいては組織の状態が評価される。
【０００４】
このシステムを用いて、アテローム性動脈硬化を診断、具体的にはアテローム硬化性の病変部またはプラークを同定することができる。これは、しばしば大動脈、頸動脈、冠動脈、および大脳動脈を含む、サイズが中程度または大きな動脈の内膜に関わる動脈疾患である。
【０００５】
ラマン法および蛍光法を含む診断システムも提唱されている。可視光または紫外線など、他の波長を使うこともできる。
【０００６】
OCT用途では、コヒーレント光源を用いて標的エリアの組織を照明する。標的エリアから戻ってくる光と基準アームから戻ってくる光との干渉を分析することによって深度情報が生成され、表面トポロジーおよび表面下構造の両方の情報が提供される。
【０００７】
他の非光学的な技術も存在する。例えば、血管内超音波法（IVUS）は心臓の超音波法（心エコー図）と心臓カテーテルとの組合せを使う。この用途では超音波カテーテルが動脈に挿入され、標的エリアまで動かされ、かつ超音波を生成および受信する。次にこの超音波から標的エリアの表面トポロジーおよび内部構造を示す画像を構成することができる。
【０００８】
これらの用途のためのプローブまたはカテーテルは典型的に側方の寸法が小さい。この特性により、患者への影響または傷害をより少なくして、血管などの管腔または切開部に挿入することが可能となる。プローブの主たる機能は、光学式技術を目的として、患者体内の標的エリアまたは関心対象エリアに光を伝達しおよび／またはこれから光を受け取ることである。例えばアテローム性動脈硬化の診断という文脈において、標的エリアは、アテローム硬化性病変を呈しているかまたはその発生リスクがある、患者の動脈領域である。
【０００９】
これらの各用途において、標的エリアまたは関心対象エリアは典型的にカテーテル頭部の側方に位置している。すなわち、管腔の例では、関心対象エリアに到達するまで管腔の中でプローブを前進させるのであるが、関心対象エリアは典型的にプローブ近傍の管腔壁であり、すなわちプローブの前進方向と平行に伸びている。「側方照射」式のカテーテル頭部はプローブの側面から光信号または超音波信号を放射および／または受信する。光学式用途のカテーテルの例では、プローブまたはカテーテルの頭部に達するまで光がプローブを伝搬する。次に光は、放射方向、またはプローブの前進方向もしくは縦軸に垂直な方向に放射されるよう向きを変えられる。集光の場合は、プローブの側面からの光が集められ、次にプローブを通って分析器まで伝えられる。アテローム性動脈硬化の診断における分光分析の例では、血管壁または管腔壁の組成を決定するために、戻った光のスペクトルがこの分析器で解析される。
【００１０】
標的エリアの特性決定を十分に行うには、血管などの組織の比較的長い領域をスキャンしなくてはならず、かつ、血管の場合は血管周囲360度全体を捉えなくてはならない。この長軸方向および回転方向の動きの組合せを行うために、カテーテルは引戻し回転（PBR）システムと呼ばれる装置で駆動されるのが典型的である。
【００１１】
引戻し回転システムはカテーテルの近位端に接続し、外側のシースまたはジャケットを動かないよう保持する。一方、カテーテル頭部を含む内部のカテーテルスキャン用ボディは回転されかつ血管の部分を通って引戻される。このスキャンとカテーテル頭部の駆動との組合せによりらせん状スキャンが生じ、これを用いて血管内壁のラスタースキャン像が作成される。
【発明の概要】
【００１２】
1つの局面により、本発明は全体として、患者に挿入するための腔内用カテーテルとハンドル部とを含むカテーテルシステムを特徴とする。腔内用カテーテルは、外側ジャケットと、外側ジャケット内で長軸方向に回転しかつ動く内側スキャン用ボディとを含む。ハンドル部は、外側ジャケットに機械的に連結された外側ハウジング、および内側スキャン用ボディに機械的に連結された内側キャリッジを含む。
【００１３】
この組合せは、内側キャリッジが引戻し回転システムにより引き抜かれかつ駆動される場合に引戻し回転スキャンを提供するが、輸送中またはその他不使用時はシステムが強固であることを確実にする。
【００１４】
この基本構成は、光カテーテル、またはIVUSなど他の分析モダリティを使うカテーテルに使うことができる。光カテーテルの例では、例えば分光分析、光トモグラフィ分析、ラマン分析、および蛍光分析のモダリティを使うシステムがこの基本設計と適合する。
【００１５】
好ましい態様において、内側スキャン用ボディは、腔内用カテーテルの頭部と内側キャリッジとの間で光学信号を伝えるための、少なくとも1本の光ファイバーを含む光ファイバー束を含む。この場合、内側キャリッジは好ましくは、光ファイバー束に光学接続を提供するための1つまたは複数の光コネクターを含む。
【００１６】
内側キャリッジから内側スキャン用ボディを通じて腔内用カテーテルの頭部に回転を伝達するために、好ましくはトルクケーブルが提供される。
【００１７】
典型的に、外側ハウジングはカテーテルシステムを引戻し回転システムに取り付けるためのハンドルとして機能する。整列化を容易にするために、引戻し回転システムへの取り付け中に内側キャリッジを回転整列させるよう内側キャリッジの近位側から軸方向に突出するバイオネット部材が内側キャリッジに提供される。
【００１８】
少なくとも輸送中またはその他不使用時に内側キャリッジを外側ハウジング内に固定するために、好ましくはカテーテルキャリッジインターロックシステムが使われる。このカテーテルキャリッジインターロックシステムは、外側ハウジング内での内側キャリッジの回転および内側キャリッジの外側ハウジングからの引き抜きを防ぐ。
【００１９】
好ましい態様において、内側キャリッジが外側ハウジングに対して回転しかつ動けるよう、引戻し回転システム上のレリーズ部材がカテーテルキャリッジインターロックシステムを外す。
【００２０】
別の局面により、本発明は全体として、患者に光学信号を提供しかつ患者から光学信号を運ぶ腔内用カテーテルと、外側ハウジングと、操作中にカテーテルシステムが引戻し回転システムにより駆動されている場合外側ハウジングに対して長軸方向に動きかつ外側ハウジングに対して回転する内側キャリッジとを含む光カテーテルシステムのための、カテーテルキャリッジインターロックシステムを特徴とする。同インターロックシステムは、外側ハウジング内における内側キャリッジの回転および長軸方向移動を防ぐキャリッジロックシステムを含む。カテーテルシステムが引戻し回転システムに接続されている場合、外側ハウジング内で長軸方向に回転しかつ動けるよう内側キャリッジを解放するために、引戻し回転システム上のロック解除システムがキャリッジロックシステムをロック解除する。
【００２１】
また別の局面により、本発明は全体として、少なくとも光カテーテルシステムの輸送中外側ハウジング内における内側キャリッジの回転および長軸方向移動を防ぐ段階、ならびに、光カテーテルシステムが引戻し回転システムに接続されている場合に外側ハウジング内で長軸方向に回転しかつ動けるよう内側キャリッジを解放するために内側キャリッジをロック解除する段階を含む、キャリッジインターロック方法を特徴とする。
【００２２】
1つの局面により、本発明は全体として、引戻し回転システムを特徴とする。このシステムは、フレームと、腔内用カテーテルを含むカテーテルシステムが連結される、フレームに取り付けられたカテーテルシステムインターフェースとを含む。カテーテルシステムに回転および長軸方向駆動を提供するためにフレームに対して長軸方向に動きかつ回転するキャリッジ駆動システムがさらに提供される。長軸方向駆動システムは、キャリッジ駆動システムを前進させるおよび／または引き出すための駆動モーター、および、ユーザーがキャリッジ駆動システムを手動で前進させるかまたは引き出すことを可能にする手動駆動入力を持つ。
【００２３】
好ましい態様において、長軸方向駆動システムの駆動モーターを選択的に係合するためにクラッチが使われる。キャリッジ駆動システムが駆動モーターにより駆動されている場合およびキャリッジ駆動システムが手動駆動入力により駆動されている場合の両方において、キャリッジ駆動システムの前進および引き出しを追跡するために、エンコーダーも望ましい。理想的には、手動駆動入力はエンコーダーに機械的に連結され、かつクラッチは駆動モーターをエンコーダーに選択的に連結する。
【００２４】
1つの実施形態において、駆動モーターおよび手動駆動入力をキャリッジ駆動システムに連結するためのタイミングベルトシステムが使われる。
【００２５】
好ましい態様において、キャリッジ駆動システムは、駆動フレームと、フレーム上で回転するドラムとをさらに含む。ドラムは、カテーテルシステムに光学接続を提供するための光コネクターを備える。駆動フレーム上でドラムを回転させかつドラムの回転をモニターするための回転モーターエンコーダーが使われる。
【００２６】
回転式光カプラーの提供により、回転ドラムとフレームとの間で光学信号を伝えることが可能になる。カテーテルシステムから戻ってくる光学信号を検出するために、ドラム上の検出器が使われる。
【００２７】
別の局面により、本発明は全体として、カテーテルシステムの引戻し回転駆動のための方法を特徴とする。本方法は、カテーテルシステムをインターフェースに連結する段階、カテーテルシステムを長軸方向および回転方向に駆動する段階、ならびにカテーテルシステムを長軸方向に前進させるかまたは引き出すためのユーザーによる手動制御を可能にする段階を含む。
【００２８】
また別の局面により、本発明は全体として、光カテーテルシステムのための引戻し回転システムを特徴とする。このシステムは、フレームと、腔内用光カテーテルを含むカテーテルシステムが連結される、フレームに取り付けられたカテーテルシステムインターフェースとを含む。カテーテルシステムに回転および長軸方向駆動を提供するためにフレームに対して長軸方向に動きかつ回転するキャリッジ駆動システムがさらに提供される。駆動モーターを含む長軸方向駆動システムがキャリッジ駆動システムを前進させるおよび／または引き出す。
【００２９】
1つの局面により、本発明は全体として、カテーテル引戻しシステムのための引戻しキャリッジインターロックシステムを特徴とする。引戻しシステムは、フレームと、腔内用カテーテルを含むカテーテルシステムが連結される、フレームに取り付けられたカテーテルシステムインターフェースと、カテーテルシステムに長軸方向駆動を提供するためにフレームに対して長軸方向に動く引戻しキャリッジ駆動システムとを含む。引戻しキャリッジインターロックシステムは、カテーテルシステムが引戻しシステムに取り付けられている場合に引戻しキャリッジ駆動システムを保持するためのラッチシステムを含む。
【００３０】
好ましい態様において、カテーテルシステムを引戻しシステムに接続した際に引戻しキャリッジ駆動システムのフレームに対する長軸方向移動を可能にするよう、ラッチシステムをロック解除するためのレリーズシステムが使われる。このラッチシステムは、カテーテルシステムインターフェースに向かって完全に前進させた場合に引戻しキャリッジ駆動システムのキャリッジ駆動フレームと係合する少なくとも1つのラッチアームを含む。
【００３１】
さらに、レリーズシステムは、カテーテルシステムインターフェースへのカテーテルシステムの連結によって係合され、好ましくは、カテーテルシステムを引戻しシステムに接続した際にラッチシステムをロック解除する。
【００３２】
別の局面により、本発明は全体として、カテーテル引戻しシステムのためのインターロック方法を特徴とする。該方法は、引戻しキャリッジ駆動システムの長軸方向移動を防ぐ段階、長軸方向移動を防ぎながらカテーテルシステムをカテーテルシステムインターフェースに連結する段階、および、カテーテルシステムの連結後に引戻しキャリッジ駆動システムをレリーズする段階を含む。
【００３３】
1つの局面により、本発明は全体として、患者体内の組織の光学分析を可能にするために患者に光学信号を提供しかつ患者から光学信号を運ぶ腔内用光カテーテルを含む腔内用光学分析システムを特徴とする。同システムは、フレームと、光カテーテルに回転駆動を提供するためにフレームに対して回転するキャリッジ駆動システムとを含む回転システムもさらに持つ。
【００３４】
腔内用分光分析システムは、光学信号を生成するための例えばチューナブルレーザーである光源、および、回転式光継手を通りキャリッジ駆動システムを介して腔内用光カテーテルに光学信号を伝えるための送達チャネルを含む。キャリッジ駆動システム上にあるかまたはその上にない送達チャネル検出器が送達チャネル上を伝えられる光学信号をモニターし、キャリッジ駆動システム上の集光チャネル検出器が患者からの光学信号を検出する。
【００３５】
好ましい態様において、同システムは、送達チャネル検出器および集光チャネル検出器への参照により回転式光継手および／またはレーザーによって導入されたノイズを患者からの光学信号から減らすために共通モード除去を用いる、回転継手ノイズ抑圧システムおよび／またはレーザーノイズ抑圧システムを持つ。現在の実施形態では、タップを用いて光学信号の一部を送達チャネル検出器に分流する。
【００３６】
送達チャネル検出器に反応したノイズ抑圧の後、送達チャネル検出器からの電気信号を回転キャリッジ駆動システムから伝えるために、好ましくは電気スリップリングアセンブリが使われる。
【００３７】
別の局面により、本発明は全体として、腔内用分光分析システムのための方法を特徴とする。このシステムは、患者体内の組織の分光分析を可能にするために患者に光学信号を提供しかつ患者から光学信号を運ぶ腔内用光カテーテルを含む。フレームと、フレームに対して回転するキャリッジ駆動システムとを含む回転システムが、光カテーテルに回転駆動を提供する。本方法は、光学信号を生成する段階、および、回転式光継手を通りキャリッジ駆動システムを介して腔内用光カテーテルに光学信号を伝える段階を含む。送達チャネル上を伝えられる光学信号はキャリッジ駆動システム上またはそれ以外でモニターされる。患者からの光学信号もキャリッジ駆動システム上で検出される。
【００３８】
構成および部品の組合せに関する種々の新規の詳細ならびに他の利点も含め、本発明の上記および他の特徴を、添付の図面を参照しながら以下にさらに具体的に説明し、かつ特許請求の範囲においても指摘する。本発明を具体化した特定の方法および装置は本発明を限定するものとしてではなく実例として示されることが理解されるであろう。本発明の原理および特徴は本発明の範囲から逸脱することなく種々のかつ多数の態様で具体化されうる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
添付の図面において、参照記号は異なる図のすべてにおいて同じ部品を参照する。図面は必ずしも縮尺が一律でなく、本発明の原理を示すことに重点が置かれている。
【図１】本発明に基づくカテーテルシステムを示す側面‐平面図である。
【図２】カテーテルシステムの側断面図である。
【図３】カテーテルシステムの側断面図であり、開状態のキャリッジインターロックシステムを示している。
【図４】本発明に基づく引戻し回転システムの斜視側面図である。
【図５】引戻し回転システムの軸駆動システムを示す部分側面斜視図である。
【図５Ａ】キャリッジ駆動システムのための軸駆動システムを示す略図である。
【図６】引戻し回転システムのキャリッジ駆動システムの部分前面斜視図である。
【図７】引戻し回転システムのキャリッジ駆動システムの部分逆視点斜視図である。
【図７Ａ】本発明のカテーテルおよび引戻し回転システムの光路を示すブロック略図である。
【図８】引戻し回転システムの部分側面斜視図であり、キャリッジ駆動ロックシステムを示している。
【図９】本発明のキャリッジ駆動ロックシステムの部分側面斜視図である。
【図１０】カテーテルロックシステムを示す前面平面図である。
【図１１】本発明に基づくカテーテルロックシステムの前面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
好ましい態様の詳細な説明
図1に、本発明の原理に基づいて構成された引戻し回転システム200に接続されたカテーテルシステム100を示す。
【００４１】
概して、カテーテルシステム100は腔内用カテーテル110を含む。これは典型的に、血管などであり特に動脈である患者体内の管腔内に挿入され、カテーテル頭部130が例えば冠動脈内または頸動脈内の病変の可能性がある部位などの関心対象領域に近接または隣接するまで患者の動脈網を通って動かされる。
【００４２】
図1Aに、外側ジャケット82とカテーテル頭部130を含む内側カテーテルスキャン用ボディsbとを含む腔内用カテーテル110を示す。操作中、スペクトルスキャンバンドにわたって分光的にスキャンもしくはチューンされたチューナブル信号または広帯域光学信号などの光学信号が、内側カテーテルスキャン用ボディsbの光ファイバー束ofbの送達用ファイバー74の頭部まで伝えられる。送達用ファイバーの光学信号は、角度反射鏡78によって、窓76を通って頭部130の側方から出るように導かれる。内部管腔壁2の関心対象領域から来る散乱し拡散反射した光など、戻ってくる光は、集光反射鏡80により捉えられて集光用ファイバー72で伝えられる。
【００４３】
他の実施例において、送達用ファイバーはラマン分析または蛍光分析用の励起光学信号を伝える。反射分析システムでは狭帯域光学信号が使われることが多い。
【００４４】
内部管腔壁2のスキャンを可能にするために、頭部130を含む内側カテーテルスキャン用ボディsbを保護用ジャケットまたはシース82の中で回転させ（矢印84を参照）、典型的には、同時にジャケット82の中で長軸方向に移動させる（矢印86を参照）。スキャン用ボディは典型的に、回転を頭部130に伝達するための外側トルクケーブル85を含む。現在の態様において、トルクケーブル85は、腔内用カテーテル110の長さに沿ってバックラッシュの少ないトルク伝達を行えるよう、逆らせんに巻かれたワイヤ層を含む。ジャケット82は、内側カテーテルスキャン用ボディsbの回転84および長軸方向移動86によって管腔が損傷されないことを確実にする。
【００４５】
図1に戻り、カテーテルシステム100の近位端はカテーテルハンドルハウジング112を持つ。このハウジング112は、典型的には、カテーテルシステム100を引戻し回転システム200に取り付ける場合などいくつかの操作中に医療従事者によって保持される、カテーテルシステム100の一部である。
【００４６】
引戻し回転システム200は、典型的には例えば冠動脈などの内壁2をらせん状にラスタースキャンしてそれら内壁2の中および上の組織、病変部、またはその他の問題を評価および特性決定するために、回転84および長軸方向移動86の両方について内側カテーテルスキャン用ボディsbおよびカテーテル頭部130の動きを制御する。
【００４７】
他の実施例において、カテーテルおよび頭部はOCT分析用に構成される。また別の実施例において、カテーテルおよび頭部はIVUS用途に使われる。そのような場合、光学部品は例えば頭部130内の超音波トランスデューサなどによって置換または増強される。
【００４８】
図2にカテーテルシステム100の近位端を示す。この近位端は、ハンドルハウジング112を含み、これによりカテーテルシステム100の内部構成部品周囲に無菌野を提供する。ハンドルハウジング112は、ハウジング112内に収容されている連結用構成部品を保護するために近位方向に動きながら開くハウジングエプロン112aをさらに含む。対照的に、遠位方向に動くと、ハウジングはジャケット固定ブロック112bをさらに含む。カテーテルジャケット82は、ジャケット82がハウジング112に対して動かないようジャケット固定ブロック112bにしっかり接着されており、これにより、内側カテーテルスキャン用ボディsbがジャケット82に対して動くことを確実にする。最終的に、ハウジングの遠位端は、カテーテルの折れ曲がりを防ぐため可撓性ノーズ部112cを含む。
【００４９】
ハウジング112の内部にはカテーテルキャリッジ118がある。キャリッジの回転52または長軸方向移動50がカテーテル頭部130に伝達されるよう、光ファイバー束ofbがキャリッジ118に固定される。1つの態様において、光ファイバー束ofbは、1つの実施例においてチューナブルレーザーにより生成されたチューナブル信号などの分光信号をカテーテル頭部130に伝える単一空間モードファイバーである送達用ファイバー74、および、カテーテル頭部130により集められた光をカテーテルシステム100の長さを貫いて伝える、多くの場合多モードファイバーである集光用ファイバー72を含む。
【００５０】
カテーテルシステム100は、カテーテルシステム100が引戻し回転システム200に機械的に接続されていない場合にキャリッジ118がハウジングボディ112内で回転方向および長軸方向50に動くことを防ぐカテーテルキャリッジインターロックシステム180を形成する一連の構成部品を持つ。ただし、カテーテルシステム100が引戻し回転システム200に接続されている場合は、引戻し回転システム200上のロック解除システムまたは鍵システムがキャリッジインターロックシステム180をロック解除し、ハウジング112内で長軸方向に回転しかつ動けるよう内側キャリッジ118を解放する。
【００５１】
インターロックシステム180は、カテーテルシステム100が引戻し回転システム200に接続されていない場合はキャリッジ118が回転すること52およびハウジング112から引き抜かれることを防ぐが、カテーテルシステム100が引戻し回転システム200に接続されている場合はキャリッジ118がハウジングボディ112内で回転することおよびボディ112から出て軸方向に動くことを可能にする、一連のカテーテルロックレバー116を含む。具体的には、1つの実施例においてロックレバーは3つ以上使われ、例えば1つの実施形態では4つ使われる。
【００５２】
各カテーテルロックレバーは、レバーピボット116p、リング係合ノーズ116n、およびレバーアーム116aを含む。カテーテルシステム100が引戻し回転システム200に接続されていない場合、カテーテルロックレバー116のレバーアーム116aはキャリッジ118の外周118pと係合する。このことは、レバーアーム116aとキャリッジ118のキャリッジ回転ショルダー118との間の干渉によって、ハウジングボディ内におけるキャリッジ118の回転を防ぐ。具体的には、キャリッジ118がボディに十分挿入されている場合、レバーアーム116aは、領域118pにおいてカテーテルキャリッジ118に対し弾性的にバイアスをかけられて、軸方向に伸びる隣り合ったキャリッジ回転ショルダー118sの間に入り込み、これにより、カテーテルキャリッジ118がハウジングボディ112内で回転することを防ぐ。
【００５３】
レバーアーム116の弾性バイアシング（biasing）は、レバーアーム116の列の外周周囲にわたる可撓性の円形バンド116bにより提供される。現在の態様において、バンド116bはEPDM（エチレンプロピレンジエンモノマー）ゴムなどの合成ゴム材料で作成される。これは、クリープが小さく滅菌耐性のある材料である。他の実施形態において、弾性バイアシングは、レバーアーム116と一体式に形成された、板ばねなどのばね要素によって行われる。
【００５４】
カテーテルキャリッジ118の領域118pに対するレバーアーム116aの係合は、カテーテルキャリッジ118がハウジングボディ112から引き抜かれることも防ぐ。具体的には、カテーテルキャリッジ118をハウジングボディ112に対して引き抜く力が印加される場合には、レバーアーム116aがカテーテルキャリッジ118の部分118pに沿って滑動して引き抜きショルダー118eと係合する。こうして、カテーテルシステム100が引戻し回転システム200に連結されていない場合は、この機械的干渉が、カテーテルキャリッジ118がハウジングボディ112から引き抜かれることまたは落下することを防ぐ。
【００５５】
図3に、引戻し回転システム200に連結されたカテーテルシステム100、具体的にはインターフェースレリーズリング210とのその相互作用を示す。リングショルダー210sはカテーテルロックレバー116のリング係合ノーズ116nと係合する。これにより、軸方向内向きに向けられたバンド116bのバイアス力に逆らってロックレバー116が対応するレバーピボット116p上で旋回し、これに伴いロックレバー116のレバーアーム部116aが外向きに回転し、これによって、レバーアーム116aがカテーテルキャリッジ118の領域118pとの係合から外れる。このことにより、レバーアーム116aはもはやキャリッジ回転ショルダー118sと干渉しなくなるので、カテーテルキャリッジ118はハウジング112内で回転できるようになる。さらに、レバーアーム116aがキャリッジ引き抜きショルダー118eから引き離された状態になるので、これによりキャリッジはハウジングボディ112に対して矢印10の方向に動くことおよび矢印50'の方向に回転することが可能になる。
【００５６】
図4に引戻し回転システム200を示す。これは概して引戻し回転フレーム212を含む。フレーム212の前部部材212fは、カテーテルシステム100の接続先であるカテーテルインターフェース205の一部を形成するインターフェースレリーズリング210を保持する。前部部材212fから後部部材212cまで横方向に中央部部材212bが走行する。
【００５７】
引戻し回転システム200は、カテーテルキャリッジ118に連結するキャリッジ駆動システム300も含む。このキャリッジ駆動システム300は概して、カテーテルキャリッジ118を介してカテーテルシステム100の内側カテーテルスキャン用ボディsbおよびカテーテル頭部130の回転を駆動し、かつ、カテーテルシステム100内における内側カテーテルスキャン用ボディsbおよびカテーテル頭部130の長軸方向移動も駆動する。長軸方向移動は、キャリッジ駆動システム300が矢印50の方向に前後移動することによって提供され、回転は、キャリッジ駆動システム300のドラムシステム325が矢印52の方向に回転することによって実現される。
【００５８】
より詳しくは、中央部部材212bのいずれかの側に形成されたフレームレール212r上で、キャリッジ駆動システム300が引戻し回転フレーム212上を長軸方向に移動する。具体的には、キャリッジローラー330がレール212r上を転がり、これにより、キャリッジ駆動システム300がフレーム212上で横方向に動くことを可能にする。キャリッジローラー30は、それぞれ前部キャリッジフレームプレート333fおよび後部キャリッジフレームプレート333bに取り付けられたローラープレート331でジャーナル軸受けされる。
【００５９】
キャリッジドラムシステム325は前部キャリッジフレームプレート333fおよび後部キャリッジフレームプレート333b上で回転するように取り付けられる。具体的には、キャリッジドラムシステム325は前部キャリッジドラムローラー314および後部キャリッジドラムベース330を含む。光学／電子基板335がドラムベース330とドラムローラー314との間に伸び、これら基板には回転ドラムシステム325の電子構成部品、光学構成部品、および光学電子構成部品が含まれる。前部キャリッジドラムローラー314はキャリッジカプラーマウント310を支持する。キャリッジカプラーマウント310は、カテーテルシステム100の雌二重光カプラー120に接続する雄二重光カプラー312を保持する。具体的には、これにより、光ファイバー束ofbの送達用ファイバー74により提供される送達チャネルと集光用ファイバー72により提供される集光チャネルとの間に光学接続を提供する。雌二重光カプラー120から近位方向にカテーテル整列用バイオネット114が突出する。
【００６０】
キャリッジカプラーマウント310も、カテーテル整列用バイオネット114を受けるためのポートであるバイオネットさや310sを持つ。従って、カテーテルシステム100を引戻し回転システム200に挿入すると、カテーテル整列用バイオネット114がバイオネットさや310sの中に伸びて、カテーテルシステム100および具体的にはカテーテルキャリッジ118をキャリッジシステム300のドラムシステム325に回転整列させることを確実にし、これにより、雌二重光カプラー120と雄二重光カプラー312との整列化を確実にする。
【００６１】
さらに、キャリッジカプラーマウント310はカテーテル整列用バイオネット114の存在を感知するバイオネット存在検出器310dをさらに含み、これにより、カテーテルシステム100がPBRシステムに適切に接続している場合PBRシステム200に信号を送る。
【００６２】
ドラムシステム325は、キャリッジモーターエンコーダー320力のもとで、キャリッジフレームプレート333f、333bに対して回転する。具体的には、キャリッジモーターエンコーダー320は、前部ドラム314の外周上の歯と係合するローラー323を駆動する。こうしてモーターエンコーダー320は、ドラムシステム323がエンコーダーの角度制御下で回転52するよう駆動する。各々が雌のV字型断面を持つ3つのキャリッジローラー327が、分布した3つの接点で前部ドラム314のV字型の外周314pと係合することによってドラム325に支持を提供し、これによりドラムの回転を可能にする。
【００６３】
キャリッジ駆動システム200はドラム角位置検出システムも含む。具体的には、キャリッジフレームの後部キャリッジフレーム333bに角位置検出器324が取り付けられる。ドラムベース330はさらに、角位置検出器324の近くを通過するフラグ322をさらに含む。これによりキャリッジ駆動システム300内のドラムシステム325の角位置、具体的にはカテーテルシステム100を受けるための適切な配向が検出され、かつ代替としては既知の基準に対するモーターエンコーダー320のエンコーダーの校正に使われる。
【００６４】
図5にキャリッジ駆動システム300用の長軸方向駆動システムを示す。長軸方向駆動システムは、オペレーターの直接制御下およびモーター制御下の両方において動きを提供する。キャリッジ駆動システム300の手動操作、すなわち長軸方向移動（矢印50）は、手動プーリー214をユーザーが回転させることによって実現される。このことは、手動ベルトプーリー218を回転させる手動駆動ベルト216を駆動する。この動きにより、オペレーターが手動プーリー214を回転させる方向に従って、キャリッジ駆動システム300が矢印50の方向に前後に動く。より詳しくは、タイミングベルト駆動ベルト246が、手動ベルトプーリー218の下のプーリーと第二のタイミングベルトプーリー（図4の219を参照）との間で伸長する。タイミングベルト246はさらにキャリッジ駆動システム300に取り付けられる。あるいは、後部部材212cに掛けられている長軸方向駆動モーターまたはタイミングベルト駆動モーター240も、キャリッジ駆動システム300を矢印50の方向に前後に駆動するために使われる。具体的には、長軸方向駆動モーター240はクラッチ242を介してタイミングベルト246に係合する。従って、クラッチ242が係合している場合、駆動モーター240はキャリッジ駆動システム300を長軸方向に駆動するよう接続する。後部部材212cに取り付けられたエンコーダー244も駆動経路上に提供される。具体的には、エンコーダー244は、エンコーダープーリー247を介してタイミングベルト246に係合し、具体的にはタイミングベルト246の外周に係合して、レール212r上のキャリッジシステム300の軸方向位置をモニターする。
【００６５】
図5Aにキャリッジ駆動システム300を駆動するための機械システムの概略を示す。具体的には、このシステムは、キャリッジ駆動システム300の直線駆動が手動プーリー214を用いてオペレーターにより手動で提供されているかまたは長軸方向駆動モーター240の制御下にあるかに関わらず、エンコーダー244がタイミングベルト246を介してキャリッジシステム300の軸方向位置をモニターすることを可能にする。具体的には、手動プーリー214および可能性として駆動モーター240の両方が、エンコーダー244へ行くタイミングベルト246を駆動する。このようにして、開または閉であるクラッチ242の状態と独立して、エンコーダー244はキャリッジ駆動システム300の位置をモニターしつづける。
【００６６】
図6は雄二重光カプラー312を示す拡大図である。具体的には、カプラーはキャリッジカプラーマウント310の中に収容されている。1つは多モード集光用ファイバー（312c）用であり1つは単一モード送達用ファイバー（312d）用である、2つの雄光アダプターが提供される。各アダプターは、コネクターが係合していない場合に閉じ、これによりカプラー内の敏感な光ファイバー端面を保護する、前部ダストカバー312dを持つ。現在、アクティブなプッシュプル保持を提供するDiamond社製F-3000 Backplaneアダプターが使われている。
【００６７】
図7は、キャリッジ駆動システム300の光学接続および電気接続をよりよく示す、より詳細な逆視点部分図である。具体的には、送達チャネルの入力用光ファイバー361は、入力用光ファイバー回転式連結360を介して回転キャリッジドラム325に接続する。これにより、入力用光ファイバー361が静止状態を保つ、すなわち回転しないことが可能となる。現在の実施形態ではチューナブルレーザーが入力用光ファイバー361にチューナブル光学信号を提供する。他の用途では反射分析用に狭帯域の光源が使われる。他のシステムでは広帯域の光源が使われる。
【００６８】
電気スリップリングシステム363が電力および電気信号を回転ドラムへとおよび回転ドラムから伝える。具体的には、スリップリングシステム363からスペクトルデータを受け取って標的組織の分析を可能にするために、1つの態様においてスペクトル分析システム22が提供される。安定化ブラケット365が、回転式連結の公称静止側が回転ドラム325からの連結を通じたトルク伝達によって回転することを防ぐ。
【００６９】
図7Aに、光学系および電気系、ならびにそれらと回転ドラム325との関係を示す。
【００７０】
チューナブルレーザー20で生成されたものなどの送達チューナブル光学信号は、ファイバー361上を伝えられ入力用光ファイバー回転式連結360を通って回転ドラム325まで行く。ドラム325内の入力用光ファイバー361dはタップ368に接続する。このタップ368は、送達チャネルである入力用光ファイバー361dで伝えられた光学信号の一部をドラム325の送達信号検出器364に導く。残りの信号は、二重カプラー312/120を介してカテーテルシステム100の送達用光ファイバー74のファイバー361e上を伝えられる。カテーテル頭部110で集められた光学信号は、カテーテルシステム100の集光用ファイバー72を通って伝えられ、かつ集光チャネルの集光用光ファイバー370で受け取られる。この光ファイバーは集光用光検出器366で終端する。
【００７１】
概して、送達チャネルは、回転継手360を通り回転ドラム325を介して腔内用カテーテル100に光学信号を伝え、かつ回転キャリッジ上の送達チャネル検出器364が送達チャネル上を伝えられている光学信号をモニターする。集光チャネル検出器366は、患者からの光学信号を検出する。回転継手360および／またはレーザーのノイズによって導入された、患者からの光学信号中のノイズを減らすために、ノイズ抑圧システムが送達チャネル検出器364を使う。
【００７２】
典型的には回転式光カプラー360がノイズを注入する。別のノイズ源はレーザー自体であり、これは光学出力の時間的変動に起因する。タップ368は、ノイズも含めて、この送達光学信号の一部を送達光学信号検出器364に提供する。次に、カテーテル頭部100から戻ってきた光学信号が受け取られかつ集光用検出器366で検出される場合に、回転式連結360により追加されたノイズおよびレーザーノイズが、ディバイダー368が行う処理によって除去される。具体的には、同システムは、回転継手360により導入されたノイズおよびレーザーノイズを除去する共通モード除去を提供する。このようにして、ノイズのない出力光学信号は次に、患者組織のスペクトル応答を解析するスペクトル分析エンジン22にさらに提供され、これにより例えば組織の状態決定などの分析を可能にする。他の実施例では、組織のトポロジーを決定するためOCT分析が行われる。
【００７３】
他の態様において、送達光学信号検出器は、回転ドラム325上ではなく、ドラム325とレーザー20との間に置かれる。このことは、回転式カプラー360からのノイズが非常に少ないかまたは信号帯域外である場合に使われる。
【００７４】
光検出器364、366を回転ドラム325に組み込むことは多数の利点を提供する。第一に、集光用光検出器366がドラム325上にあるために、第二の回転式光カプラーが必要ない。光学信号中の情報は電気スリップリングシステム363を介して回転ドラム325から電気的に伝えられる。回転式の光連結を使う場合に生じる1つの問題は、カプラー360の回転運動によって光学ノイズが生成される可能性があることである。このことは、現在のシステムにおいて回転ドラム325に送達検出器364を組み込むことによって対処されている。
【００７５】
図8および図9にキャリッジ駆動インターロックシステムを示す。このインターロックシステムは、特に引戻し回転システム200へのカテーテルシステム100の取り付け中に、キャリッジ駆動システム300が引戻し回転フレームの近位端またはその近く、前部部材212fの近くに保持されることを確実にする。
【００７６】
概して、キャリッジ駆動インターロックは、カテーテルシステム100が引戻し回転システム200に取り付けられている場合に引戻し回転システム200のキャリッジ駆動システム300が動かないよう保持するためのラッチシステム252である。同インターロックは、カテーテルシステム100を引戻し回転システム200に接続した際にラッチシステム252をロック解除してフレーム212に対するキャリッジ駆動システム300の長軸方向移動を可能にするためのレリーズシステムをさらに持つ。インターロックラッチシステム252は、具体的にはカテーテルシステム100を引戻し回転システム200のインターフェース205に取り付けるためにオペレーターが供給するいかなる取り付け力に対しても、キャリッジ駆動システム300が自由に動かないことを確実にする。
【００７７】
具体的には、2つのキャリッジラッチ250が、前部キャリッジフレーム片333fの前面から伸びる、対向する2つのキャリッジラッチプレート370にロックおよび係合する。具体的には、各キャリッジラッチ250が対応するキャリッジラッチプレート371（例えば図8を参照）と係合して、キャリッジ駆動システム300を前進位置でロックする。フレーム212上の前進位置センサー290がフラグアーム390の存在を検出して、キャリッジ駆動システム300が最前進位置にあることを確認する。この位置において、キャリッジカプラーマウント310はフレーム212の前部部材212fのポート212pを通って突出し、これにより、カテーテルシステム100のキャリッジ118が機械的および光学的にキャリッジ駆動システム300と結合することを可能にする。キャリッジラッチ250の各々はバイアスばねによってバイアスをかけられプレート371と係合する。
【００７８】
キャリッジ駆動システム300は、カテーテルシステム100が引戻し回転システム200に十分に挿入された際にのみ、レリーズシステムの作動によってラッチ解除される。具体的には、キャリッジシステム100の十分な挿入および取り付けにより、カテーテル感知ピン256が矢印25の方向に動く。この動きによりキャリッジラッチ250が矢印26の方向に旋回してキャリッジラッチプレート371から外れ、これによってキャリッジ駆動システム300が、フレームレール212r上を長軸方向に動けるよう解放される。
【００７９】
図10に、カテーテルシステム100および具体的にはカテーテルハウジング112が引戻し回転システム200から偶然に外れないようにするためのカテーテルハウジングインターロックシステム270を示す。カテーテルハウジングインターロックシステム270は、カテーテルハウジング112を引戻し回転システム200の前部フレーム部材212fに固定するための4つのカテーテルハウジングロック機構272を含む。
【００８０】
具体的には、カテーテルハウジングインターロックシステム270はカテーテルロックラックフレーム158を含む。タブ266に下向きの力を印加することによってこのカテーテルロックラックフレーム158がオペレーターにより矢印32の方向に押される場合に、ロックカムギヤ260が矢印34の方向に回転する。より詳しくは、前部部材212fに取り付けられたガイドピンボルト410が、バイアスラックばね159の力に逆らって垂直方向に滑動するようラックフレームを案内する。ラックフレーム158のラックギヤ158r（図11を参照）がロックカムギヤ260の外周上の歯と係合する。カムギヤの回転により、領域260c1がロックローラー262から離れかつ領域260c2がローラー262と接触状態になるのに伴って、カテーテルカムギヤ260の内面のカム表面260cが4つのロックローラー262と係合しかつこれらを放射方向内向きに押し込む。これにより、ロックローラー262およびラッチ264がばね要素267に逆らって動く。
【００８１】
図11にカテーテルインターロックシステム270の前面を示す。通常はインターフェースリング210のポート210pを通って伸びているラッチ264を露出させるために、インターフェースリング110を除去してある（図4を参照）。カムギヤ260の回転によりラッチ264が中心ポート212pに対して放射方向外向きに旋回する。図11を参照されたい。ラッチ264の外向き回旋により、ラッチショルダー265がカテーテルシステム100のハウジングロックショルダー112sから離れるように引っ張られる。図3を参照されたい。このようにして、オペレーターがタブ266に下向きの力を印加してラック158をバイアスばね159に逆らって動かした場合にのみ、カテーテルシステム100が引戻し回転システム200から解放される。このことは、カテーテルハウジング112がオペレーターの意図に反して非制御下の様式で引戻し回転システム200から外れないことを確実にする。
【００８２】
本発明をその好ましい態様を参照しながら具体的に提示および説明したが、当業者には添付の特許請求の範囲に包含される本発明の範囲から逸脱することなく形態および細部に種々の変更を行いうることが理解されるであろう。
【図１】
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【図１Ａ】
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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５Ａ】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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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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【国際調査報告】
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