(57)【要約】センサ・カテーテルのための改善された配線構造が、電線対電線クロストークを低減するために提供され、そこにおいては、センサ・カテーテルのセンサを処理装置に接続する電線が、それぞれの被覆部材内に含まれる複数の電線束に分割され、そして一緒に撚られた電線束中の複数の電線は、個々の電線間、又は電線束間の電磁干渉を低減する。
2006500117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近端部と遠端部とを有するカテーテルであって、前記カテーテルの近端部が処理装置と結合されるよう適合されている、前記カテーテルと、
前記カテーテルの遠端部に配設されたセンサと、
前記カテーテルの近端部から前記カテーテルの遠端部まで延在する複数の電線であって、前記センサに結合されている前記複数の電線と、を備え、
前記複数の電線が、第１及び第２の電線束に分割されており、
前記第１及び第２の電線束の中の複数の電線のそれぞれが、一緒に撚られて、それら電線束同士間の電磁干渉を低減し、
前記第１及び第２の電線束のそれぞれが、それぞれの被覆部材の中に収容されている
センサ・カテーテル。
【請求項２】
前記第１及び第２の電線束が、一緒に撚られ、且つ外側被覆部材内に配設されている請求項１記載のセンサ・カテーテル。
【請求項３】
前記複数の電線が更に、第３の電線束に分割され、
前記第３の電線束の中の複数の電線のそれぞれが、一緒に撚られて、それら電線間の電磁干渉を低減し、
前記第３の電線束が、被覆部材の中に収容されている
請求項１記載のセンサ・カテーテル。
【請求項４】
前記第１の電線束が１対の電線を含む請求項１記載のセンサ・カテーテル。
【請求項５】
前記１対の電線が一緒に時計方向に撚られている請求項４記載のセンサ・カテーテル。
【請求項６】
前記１対の電線が一緒に反時計方向に撚られている請求項４記載のセンサ・カテーテル。
【請求項７】
前記第２の電線束が１対の電線を含む請求項１記載のセンサ・カテーテル。
【請求項８】
前記第３の電線束が３つの電線を含む請求項３記載のセンサ・カテーテル。
【請求項９】
３つの電線束の全てが、一緒に撚られ、且つ外側被覆部材内に配設されている請求項３記載のセンサ・カテーテル。
【請求項１０】
前記第１の電線束の中の複数の電線が、一緒に第１の方向に撚られ、
前記第２の電線束の中の複数の電線が、一緒に実質的に反対の第２の方向に撚られる
請求項１記載の配線構造。
【請求項１１】
前記第１の電線束の中の複数の電線が、一緒に第１の方向に撚られ、
前記第２の電線束の中の複数の電線が、一緒に第１の方向に撚られ、
前記第１及び第２の電線束が、一緒に、第１の方向に対して実質的に反対の第２の方向に撚られる
請求項２記載の配線構造。
【請求項１２】
近端部と遠端部とを有するカテーテルであって、前記カテーテルの近端部が処理装置と結合されるよう適合されている、前記カテーテルと、
前記カテーテルの遠端部に配設されたセンサと、
前記カテーテルの近端部から前記カテーテルの遠端部まで延在する複数の電線であって、前記センサに結合されている前記複数の電線と、を備え、
前記複数の電線が、第１及び第２の電線束に分割されており、
前記第１及び第２の電線束の中の複数の電線のそれぞれが、一緒に撚られて、前記第１の電線束及び第２の電線束の中の複数の電線間の電磁干渉を低減し、
前記第１及び第２の電線束のそれぞれが、それぞれの被覆部材の中に収容されている
センサ・カテーテル。
【請求項１３】
前記第１及び第２の電線束が、一緒に撚られ、且つ外側被覆部材内に配設されている請求項１２記載のセンサ・カテーテル。
【請求項１４】
前記複数の電線が更に、第３の電線束に分割され、
前記第３の電線束の中の複数の電線のそれぞれが、一緒に撚られ、
前記第３の電線束が、被覆部材の中に収容されている
請求項１２記載のセンサ・カテーテル。
【請求項１５】
前記第１の電線束の中の複数の電線が一緒に時計方向に撚られている請求項１２記載のセンサ・カテーテル。
【請求項１６】
前記第２の電線束の中の複数の電線が一緒に反時計方向に撚られている請求項１５記載のセンサ・カテーテル。
【請求項１７】
前記第１及び第２の電線束のうちの１つが１対の電線を含む請求項１２記載のセンサ・カテーテル。
【請求項１８】
前記第３の電線束が３つの電線を含む請求項１４記載のセンサ・カテーテル。
【請求項１９】
３つの電線束の全てが、一緒に撚られ、且つ外側被覆部材内に配設されている請求項１４記載のセンサ・カテーテル。
【請求項２０】
前記第１の電線束の中の複数の電線が、一緒に第１の方向に撚られ、
前記第２の電線束の中の複数の電線が、一緒に第１の方向に撚られ、
前記第１及び第２の電線束が、一緒に、第１の方向に対して実質的に反対の第２の方向に撚られる
請求項１２記載の配線構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の背景］
本出願は、複数のセンサの遠端部に電気的配線が接続される当該複数のセンサを有するカテーテルのような医療装置に関する。
【０００２】
センサ・カテーテルは、患者を診断及び治療するための医療処置中に情報を収集するため用いられる。例えば、超音波イメージング・カテーテルは、患者の血管の超音波画像を収集するため用いられる。磁気共鳴イメージング、光コヒーレント断層撮影法及び赤外線イメージングのような、代替のイメージング技術も用い得る。或る一定の複数の処理中に、カテーテルは、温度、圧力、ｐＨ、流速、及び／又は流量のような多種多様な生理学的パラメータを収集するため用い得る。関心の範囲にわたる生理学的パラメータの勾配又は変化も決定し得る。
【０００３】
センサ・カテーテルは、通常、制御及び解析装置に接続され、その制御及び解析装置を用いて、生のイメージング・データから画像を生成し、そして生理学的パラメータを表示し得る。カテーテルの近端部に配設された制御及び解析装置を遠端のカテーテル先端部に配線されたセンサに接続するため、多数の電線を典型的なカテーテルの長手方向に沿って走らさなければならない。
【０００４】
多くの場合、電源電圧、接地電位、駆動信号、及び生のセンサ信号をカテーテル・センサへ及びそれから伝送する７本又はそれより多い電線が存在する。これらの電線は、単一のケーブル束として組織化され得る。しかしながら、信号ワイヤ間のクロストーク又は雑音は、センサ測定値を収集するためセンサ・カテーテルを用いるとき干渉源となる。これは、リングダウン（ｒｉｎｇｄｏｗｎ）性能に悪影響を与え得る。
【０００５】
上記に鑑みて、電線対電線クロストークを低減するための改善された配線構造を含むイメージング・カテーテルを提供することが望ましいであろう。
【０００６】
［発明の概要］
前述のことに鑑みて、本発明の目的は、電線対電線クロストークを低減するための改善された配線構造を有するセンサ・カテーテルを提供することにある。
【０００７】
本発明の原理に従って、電線対電線クロストークを低減する改善された配線構造を有するセンサ・カテーテルが提供される。複数の電線は、関連の信号を搬送するための、複数の電線対又は３又はそれより多い電線のグループのような個々のサブグループにグループ化される。従って、７本の電線のグループは、２つの撚り線対と３つの撚られた電線の１つのグループとに分割され得る。このようにして、電線対電線クロストークが低減される。
【０００８】
一例として、超音波イメージング・カテーテルにおいて、センサ信号を超音波イメージング・カテーテルから搬送する２つの電線は、一緒にグループ化され、そして一対として一緒に密接に撚られ得る。その結果、２つの電線間のクロストークは、特に、全ての電線が単一の束に整列されている電線構造と比較して、低減される。その上、超音波駆動信号と関連した電線はまた、一対として一緒にグループ化され得る。同様に、電力供給及びクロック信号（例えば、カテーテルの遠端部におけるマルチプレクサ回路による使用のため）を搬送する複数の電線が、一対として一緒にグループ化され得る。
【０００９】
上記の事例は、単なる例示的構成である。本発明によれば、信号送出の様々な必要性及び複数の信号電線を有するセンサ・カテーテルは、異なる電線サブグループ構造を必要とする。その結果生じる電線サブグループ構造は、一緒に撚られて、複数の電線サブグループから形成された単一の電線グループを形成し得る。
【００１０】
本発明の更なる特徴、その性質及び様々な利点は、添付図面、及び好適な実施形態の以下の詳細な記載から一層明らかであろう。
本発明の上記及び他の目的及び利点は、添付図面と共に以下の詳細な説明を考慮すれば明らかになるであろう。その添付図面においては、類似の参照番号は全体を通して類似の構成要素を指す。
【００１１】
［好適な実施形態の詳細な説明］
図１を参照すると、前に知られているセンサ・カテーテル１０がカテーテル１２を備え、当該カテーテル１２は、処理装置１４に装着された近端部１２ａと、１又はそれより多いセンサを有するセンサ組立体１６を含む遠端部１２ｂとを含む。一例として、センサ組立体１６は、温度、圧力、ｐＨ、流速及び流量を測定するための温度センサ、圧力センサ、ｐＨセンサ、流速センサ、及び／又は流量センサを含み得る。勿論、センサ組立体１６は、上記で列挙したセンサ以外のセンサを含み得る。
【００１２】
センサ組立体１６はまた、超音波音、磁気共鳴、光コヒーレンス断層撮影法、又は赤外線イメージング・センサのようなイメージング・センサを含み得る。イメージング・センサを通常用いて、外科及び診断処置中に患者の身体の内部の領域からのイメージを収集する。カテーテル１２は、心臓病学的又は周辺介入（ｃａｒｄｉｏｌｏｇｉｃａｌ  ｏｒ  ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ）のような経皮的処置中に患者の血管の内部から画像を収集するよう構成され得る。超音波応用のため用いられ得る例証的カテーテルは、２００２年８月２９日に出願され、普通に譲渡された米国特許出願Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．１０／２３３，８７０に記載されている。
【００１３】
図２を参照すると、センサ１６からの信号は、複数の電線を含む電線束１８を介して処理装置１４へまたそれから送信される。センサ組立体１６は超音波センサを含み得て、当該超音波センサは、信号を処理装置１４へ送信し、当該処理装置１４は、信号データを処理し、そしてその結果生じた画像を適切なディスプレイ・スクリーンに表示する。代替として、センサ組立体１６は、異なる信号を処理装置１４へ送信する他のセンサを含み得る。
【００１４】
処理装置１４はまた、センサ組立体１６の動作を制御する信号を送信する。例えば、カテーテル１２が超音波イメージング・カテーテルである場合、処理装置１４は、センサ組立体１６内に配設された１又はそれより多いトランスデューサ素子のための駆動信号を送信する。これらの駆動信号は、トランスデューサ素子に、患者の身体内の目標範囲へ向けられた音響振動を放出させる。
【００１５】
電力供給信号及びクロック信号（例えば、センサ組立体１６内の回路のタイミングを同期化するため）はまた、処理装置１４から電線束１８を介してセンサ組立体１６へ送信され得る。システム全体の性能を改善するため、送信されている信号のタイプのいかんに拘わらず、異なる電線間のクロストークを低減することが望ましい。
【００１６】
ここで図３を参照すると、センサ・カテーテルのための前に知られている配線構造２０は、中心電線２０ｂを半径方向に取り囲む６本の個別の電線２０ａを有する単一の電線束を備える。配線構造２０は更に、電線２０ａ及び２０ｂを保持するための外側被覆部材２１を備える。この配線構造２０は、比較的コンパクトである利点を有するが、しかし比較的高い程度の電線対電線のクロストークを欠点として有する。
【００１７】
図４を参照すると、本発明の原理に従って構成されたセンサ・カテーテル１２のための配線構造の第１の実施形態が記載されている。配線構造２２は、被覆部材２５内に含まれた第１の電線束２４、被覆部材２７内に含まれた第２の電線束２６、及び被覆部材２９内に含まれた電線束２８を備える。第１の電線束２４は電線２４ａ及び２４ｂを含み、これら電線２４ａ及び２４ｂは、一緒に撚られて、当該電線を環境から電気的に隔離することを支援することにより、個々の電線間の電磁信号干渉を低減する。同様に、第２の電線束２６は、一緒に撚られている電線２６ａ及び２６ｂを含み、そして、第３の電線束２８は、一緒に撚られている２８ａ、２８ｂ及び２８ｃを含む。３つ全部の電線束２４、２６及び２８は、配線構造２２を形成するよう一緒に撚られ、そして外側被覆部材３０内に収容される。
【００１８】
図５を参照すると、本発明の原理に従って構成されたセンサ・カテーテル１２のための配線構造の第２の実施形態が記載されている。配線構造３２は、被覆部材３５内に含まれた第１の電線束３４、被覆部材３７内に含まれた第２の電線束３６、及び被覆部材３９内に含まれた第３の電線束３８を備える。第１の電線束３４は電線３４ａ及び３４ｂを含み、当該電線３４ａ及び３４ｂは、一緒に撚られて、当該電線を環境から電気的に隔離することを支援することにより、個々の電線間の電磁信号干渉を低減する。同様に、第２の電線束３６は、一緒に撚られている電線３６ａ及び３６ｂを含み、そして、第３の電線束３８は、一緒に撚られている電線３８ａ、３８ｂ及び３８ｃを含む。図４の実施形態とは異なって、図５の実施形態の電線束３４、３６及び３８は、撚られてなく、そして外側被覆部材内に保持されてない。
【００１９】
図６を参照すると、本発明のセンサ・カテーテル１２のための配線構造の第３の実施形態が記載されている。配線構造４２は、被覆部材４５内に含まれた第１の電線束４４、被覆部材４７内に含まれた第２の電線束４６、及び被覆部材４９内に含まれた第３の電線束４８を備える。電線の第１の対は、電線４４ａ、４４ｂ及び４４ｃを含み、これらの電線４４ａ、４４ｂ及び４４ｃは、一緒に一緒に撚られて、当該電線を環境から電気的に隔離することを支援することにより、個々の電線間の電磁信号干渉を低減する。同様に、第２の電線束４６は、一緒に撚られている電線４６ａ、４６ｂ及び４６ｃを含み、そして、第３の電線束４８は、一緒に撚られている４８ａ、４８ｂ及び４８ｃを含む。３つ全部の電線束４４、４６及び４８は、配線構造４２を形成するよう一緒に撚られ、そして外側被覆部材５０内に収容される。
【００２０】
電線束における電線を撚ることを観察して、電線間の電磁干渉を低減することが分かった。或る実施形態においては、電線は、時計方向に撚られるのに対して、他の実施形態では、電線は、反時計方向に撚られ得る。代替として、異なる電線束内の電線は、センサ・カテーテルの応用に応じて異なる方向に撚られ得る。更に、複数の電線束が、単一の電線グループを形成するよう一緒に撚られ得る。複数の電線束から単一の電線グループを形成するとき、電線束を撚る方向は、個々の電線が複数の電線束を形成するとき撚られる方向と反対の方向であることが好ましい。
【００２１】
図４から図６の配線構造は単なる例示である。当業者により認められるように、本発明の範囲を逸脱することなしに、多くの異なる配線構造が可能である。例えば、配線構造は、それぞれの電線束が２又はそれより多い個々の電線を含む、２又はそれより多い電線束を含み得る。
【００２２】
本発明の好適な例示的実施形態が上記で説明されたが、本発明から逸脱することなしに、様々な変化及び変更を行い得ることが当業者に明らかであろう。本発明の真の趣旨及び範囲内に入る全てのそのような変化及び変更を含むことが添付の特許請求の範囲において意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、前に知られているセンサ・カテーテル・システムの側面図である。
【図２】図２は、図１の前に知られているセンサ・カテーテルの側方断面図である。
【図３】図３は、センサ・カテーテルのための前に知られている電線束の断面図である。
【図４】図４は、本発明の原理に従って構成されたセンサ・カテーテルのための配線構造の第１の実施形態の断面図である。
【図５】図５は、本発明の原理に従って構成されたセンサ・カテーテルのための配線構造の第２の実施形態の断面図である。
【図６】図６は、本発明のセンサ・カテーテルのための配線構造の第３の実施形態の断面図である。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成17年3月24日(2005.3.24)
【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】
近端部と遠端部とを有するカテーテルであって、前記カテーテルの近端部が処理装置と結合されるよう適合されている、前記カテーテルと、
前記カテーテルの遠端部に配設されたセンサと、
前記カテーテルの近端部から前記カテーテルの遠端部まで延在する複数の電線であって、前記センサに結合されている前記複数の電線と、を備え、
前記複数の電線が、第１及び第２の電線束に分割されており、
前記第１及び第２の電線束の中の複数の電線のそれぞれが、一緒に撚られて、前記電線束同士間の電磁干渉を低減する
センサ・カテーテル。
【請求項２】
前記第１及び第２の電線束が、一緒に撚られ、且つ外側被覆部材内に配設されている請求項１記載のセンサ・カテーテル。
【請求項３】
前記複数の電線が更に、第３の電線束に分割され、
前記第３の電線束の中の複数の電線のそれぞれが、一緒に撚られて、前記電線束同士間の電磁干渉を低減する
請求項１記載のセンサ・カテーテル。
【請求項４】
前記第１の電線束が１対の電線を含む請求項１記載のセンサ・カテーテル。
【請求項５】
前記１対の電線が一緒に時計方向に撚られている請求項４記載のセンサ・カテーテル。
【請求項６】
前記１対の電線が一緒に反時計方向に撚られている請求項４記載のセンサ・カテーテル。
【請求項７】
前記第２の電線束が１対の電線を含む請求項１記載のセンサ・カテーテル。
【請求項８】
前記第３の電線束が３つの電線を含む請求項３記載のセンサ・カテーテル。
【請求項９】
３つの電線束の全てが、一緒に撚られ、且つ外側被覆部材内に配設されている請求項３記載のセンサ・カテーテル。
【請求項１０】
前記第１の電線束の中の複数の電線が、一緒に第１の方向に撚られ、
前記第２の電線束の中の複数の電線が、一緒に実質的に反対の第２の方向に撚られる
請求項１記載の配線構造。
【請求項１１】
前記第１の電線束の中の複数の電線が、一緒に第１の方向に撚られ、
前記第２の電線束の中の複数の電線が、一緒に第１の方向に撚られ、
前記第１及び第２の電線束が、一緒に、第１の方向に対して実質的に反対の第２の方向に撚られる
請求項２記載の配線構造。
【請求項１２】
近端部と遠端部とを有するカテーテルであって、前記カテーテルの近端部が処理装置と結合されるよう適合されている、前記カテーテルと、
前記カテーテルの遠端部に配設されたセンサと、
前記カテーテルの近端部から前記カテーテルの遠端部まで延在する複数の電線であって、前記センサに結合されている前記複数の電線と、を備え、
前記複数の電線が、第１及び第２の電線束に分割されており、
前記第１及び第２の電線束の中の複数の電線のそれぞれが、一緒に撚られて、前記第１の電線束及び第２の電線束の中の複数の電線間の電磁干渉を低減する
センサ・カテーテル。
【請求項１３】
前記第１及び第２の電線束が、一緒に撚られ、且つ外側被覆部材内に配設されている請求項１２記載のセンサ・カテーテル。
【請求項１４】
前記複数の電線が更に、第３の電線束に分割され、
前記第３の電線束の中の複数の電線のそれぞれが、一緒に撚られている
請求項１２記載のセンサ・カテーテル。
【請求項１５】
前記第１の電線束の中の複数の電線が一緒に時計方向に撚られている請求項１２記載のセンサ・カテーテル。
【請求項１６】
前記第２の電線束の中の複数の電線が一緒に反時計方向に撚られている請求項１５記載のセンサ・カテーテル。
【請求項１７】
前記第１及び第２の電線束のうちの１つが１対の電線を含む請求項１２記載のセンサ・カテーテル。
【請求項１８】
前記第３の電線束が３つの電線を含む請求項１４記載のセンサ・カテーテル。
【請求項１９】
３つの電線束の全てが、一緒に撚られ、且つ外側被覆部材内に配設されている請求項１４記載のセンサ・カテーテル。
【請求項２０】
前記第１の電線束の中の複数の電線が、一緒に第１の方向に撚られ、
前記第２の電線束の中の複数の電線が、一緒に第１の方向に撚られ、
前記第１及び第２の電線束が、一緒に、第１の方向に対して実質的に反対の第２の方向に撚られる
請求項１２記載の配線構造。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
センサ組立体１６はまた、超音波音、磁気共鳴、光コヒーレンス断層撮影法、又は赤外線イメージング・センサのようなイメージング・センサを含み得る。イメージング・センサを通常用いて、外科及び診断処置中に患者の身体の内部の領域からのイメージを収集する。カテーテル１２は、心臓病学的又は周辺介入（ｃａｒｄｉｏｌｏｇｉｃａｌ  ｏｒ  ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ）のような経皮的処置中に患者の血管の内部から画像を収集するよう構成され得る。超音波応用のため用いられ得る例証的カテーテルは、２００４年３月１８日に公開された米国特許公開公報Ｎｏ．２００４／００５４２８７−Ａ１に記載されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
図４を参照すると、本発明の原理に従って構成されたセンサ・カテーテル１２のための配線構造の第１の実施形態が記載されている。配線構造２２は、被覆部材２５内に含まれた第１の電線束２４、被覆部材２７内に含まれた第２の電線束２６、及び被覆部材２９内に含まれた第３の電線束２８を備える。第１の電線束２４は電線２４ａ及び２４ｂを含み、これら電線２４ａ及び２４ｂは、一緒に撚られて、当該電線を環境から電気的に隔離することを支援することにより、個々の電線間の電磁信号干渉を低減する。同様に、第２の電線束２６は、一緒に撚られている電線２６ａ及び２６ｂを含み、そして、第３の電線束２８は、一緒に撚られている２８ａ、２８ｂ及び２８ｃを含む。３つ全部の電線束２４、２６及び２８は、配線構造２２を形成するよう一緒に撚られ、そして外側被覆部材３０内に収容される。
【国際調査報告】
2006500117.tif 000009