(57)【要約】【課題】解剖学的管路に沿った３Ｄボリュメトリック心内撮像及び介入手技に対する改良（特に、空間的制約に対する改良）を提供する。【解決手段】ボリュメトリック超音波撮像及びカテーテルガイド下手技で使用するための撮像カテーテル・アセンブリは、所与の撮像面において画像データを収集するためのトランスジューサアレイ（１１０）と、３次元（３Ｄ）ボリュームを撮像するために撮像面方向と垂直な方向にトランスジューサアレイを並進させるようにトランスジューサアレイに結合させた運動制御装置（１４０）と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボリュメトリック超音波撮像及びカテーテルガイド下手技で使用するための撮像カテーテル・アセンブリであって、
所与の撮像面において画像データ（１２０）を収集するために使用するトランスジューサアレイ（１１０）と、
３次元（３Ｄ）ボリュームを撮像するために前記撮像面の方向と垂直な方向に沿って前記トランスジューサアレイを並進させるように該トランスジューサアレイに結合させた運動制御装置（１４０）と、
を備えるアセンブリ。
【請求項２】
前記トランスジューサアレイ（１１０）は直線状の１次元（１Ｄ）トランスジューサアレイを含む、請求項１に記載の撮像カテーテル・アセンブリ。
【請求項３】
前記運動制御装置（１４０）は複数の位置において前記トランスジューサアレイを並進させるように構成されており、かつ該トランスジューサアレイは３Ｄボリュームに沿って複数の撮像面（１２０）を収集している、請求項１に記載の撮像カテーテル・アセンブリ。
【請求項４】
前記複数の撮像面はボリュメトリック画像データを取得するために合成される、請求項３に記載の撮像カテーテル。
【請求項５】
前記運動制御装置は、
アクチュエータ（１４０）と、
前記アクチュエータ及びトランスジューサアレイに結合された運動ガイド（１３０）と、を備えており、
該アクチュエータ及び運動ガイドが協働して前記トランスジューサアレイを並進させている、請求項３に記載の撮像カテーテル・アセンブリ。
【請求項６】
前記トランスジューサアレイはカテーテルの軸に沿って離隔させた少なくとも２つのトランスジューサアレイ（１１２、１１４）を備えており、該トランスジューサアレイの各々は該カテーテル軸の一部分に沿って並進されており、かつ各トランスジューサは該軸のそれぞれの部分に沿って３Ｄボリュームの画像データを収集している、請求項１に記載の撮像カテーテル・アセンブリ。
【請求項７】
前記トランスジューサアレイはカテーテルの軸と垂直にトランスジューサ素子を配列させて有する円筒状トランスジューサアレイ（２２０）を備えている、請求項１に記載の撮像カテーテル・アセンブリ。
【請求項８】
前記円筒状トランスジューサ（２２０）は、全円筒状、部分円筒状または湾曲状トランスジューサアレイのうちの少なくとも１つを備えている、請求項７に記載の撮像カテーテル・アセンブリ。
【請求項９】
前記トランスジューサはカテーテルの長軸と垂直な方向に配列させたトランスジューサ素子を備えている、請求項１に記載の撮像カテーテル・アセンブリ。
【請求項１０】
ボリュメトリック超音波撮像及びカテーテルガイド下手技を実施するための方法であって、
所与の撮像面において画像データを収集するために使用されるトランスジューサアレイ（１１０）と、
３次元（３Ｄ）ボリュームを撮像するために前記撮像面の方向と垂直な方向に沿って前記トランスジューサアレイを並進させるように該トランスジューサアレイに結合させた運動制御装置（１４０）と、
を備えた撮像カテーテルを用いて３次元（３Ｄ）ボリュームに対する画像データ（１２０）を取得する工程を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般的には撮像カテーテルに関し、またさらに詳細には、心臓介入手技などボリュメトリック超音波撮像及びカテーテルガイド下処置で使用するためのトランスジューサアレイ・アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波撮像では、空間分解能が画質に関する重要な要素の１つである。カテーテル装着型トランスジューサによる撮像（心内式心エコー撮像法すなわちＩＣＥ）などの空間的制約が厳しい用途では、主として２つの制限によって３次元（ＲＴ３Ｄ）ボリュメトリック画像（一般に、ボリュームと呼ばれる）のリアルタイムで高品質な収集が妨げられる。その第１の制限は、カテーテルの限られたサイズ域内に物理的に収容可能な信号導体の数に由来するものである。この制限は、ＲＴ３Ｄボリュームを形成するように２次元での電子走査が可能な２次元アレイに関して特に厳しいものである。その理由は、２次元アレイでは典型的にはＭ×Ｎ個の接続（ここで、ＭとＮはそれぞれアレイ内にあるトランスジューサ素子の横列数と縦列数）が必要となるためである。第２の制限は、音響開口にとって利用可能な物理的サイズが小さいことに由来する。この空間範囲に収容されたトランスジューサは典型的には、距離と共に急激に発散する超音波ビームを発生させており、このため空間分解能が悪くなる。一方、分解能が悪いと重要な解剖学的及び生理学的目標物を特定しようとする臨床医の能力が阻害される。
【０００３】
リアルタイムで３次元ボリュームを収集するという課題は２次元アレイ・トランスジューサの出現によって対処できたが、上で検討したように十分な視野域と分解能を備えた画像を作成することは困難である。１次元（１Ｄ）トランスジューサアレイの機械的な走査が現在登場してはいるが、空間的制約が厳しくないようなかなり大型の腹部探触子にしか利用されていない。
【０００４】
３次元（３Ｄ）ボリュームの収集が可能なカテーテルがあれば心臓介入手技などの臨床応用は恩恵を受けることになろう。例えば心房細動に対するアブレーションなどの心臓介入手技は、心臓の解剖構造をリアルタイムで視覚化する効率のよい方法がないために煩雑である。心内心エコー撮像法（ＩＣＥ）は介入型デバイス並びに心臓の解剖構造をリアルタイムで視覚化できる潜在的方法として目下注目を集めている。臨床超音波Ｂ走査撮像で使用される目下のところ市場で入手可能なカテーテルベースの心内探触子はＢ走査画像の単一平面性（ｍｏｎｏｐｌａｎａｒ）の性質に関連した制限を有している。これらの制限はＲＴ３Ｄ撮像で克服することができる。カテーテル全体を回転させることによって既存の１Ｄカテーテル・トランスジューサを用いて３Ｄ  ＩＣＥ画像が作成されるが、得られる画像はリアルタイムではない。利用可能な別のＲＴ３Ｄ  ＩＣＥカテーテルは２次元（２Ｄ）アレイ・トランスジューサを使用して、角錐形状のボリューム全体にわたって超音波ビームをステアリング及び集束させている。しかし素子サイズが小さいことに由来する低感度並びにシステムのコスト及び複雑性の増大など、２Ｄアレイであることに伴って多くの問題が存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
目下のところ、対象の解剖学的管路（例えば、脈管構造その他のキャビティ）に沿って有用な３Ｄボリュームを得るためには、例えばカテーテルの長軸の方向を向いた複数の素子を有する１Ｄアレイを包含したカテーテルが関心領域内に挿入され、所望の解剖学的管路に沿った画像データを得るためにこれを手動で回転させている。これによって１Ｄアレイによって作成された単一面画像を回転させ角錐３Ｄ画像ボリュームが収集される。こうしたカテーテルを図１に表している。図１に示すように、トランスジューサ１１はカテーテルの長軸の方向を向いた複数のトランスジューサ素子１３を含む。こうした回転方法の利用では、解剖学的管路を通る移動を容易にするために手動の制御及びユーザの介入が必要となる。
【０００６】
したがって、心内介入手技がより一般的に利用されるに連れて、上述した問題を克服する必要性が生じている。さらに、解剖学的管路に沿った３Ｄボリュメトリック心内撮像及び介入手技（特に、空間的制約がある場合）に対する改良を可能にすることが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様では、ボリュメトリック超音波撮像及びカテーテルガイド下手技で使用するための撮像カテーテル・アセンブリを提供する。本撮像カテーテル・アセンブリは、所与の撮像面において画像データを収集するためのトランスジューサアレイと、該トランスジューサアレイに結合させた３Ｄボリュームを撮像するために撮像面方向と垂直な方向にトランスジューサアレイを並進させるための運動制御装置と、を備える。
【０００８】
本発明の第２の態様では、ボリュメトリック撮像及びカテーテルガイド下手技のための方法を提供する。本方法は、撮像カテーテルを用いて３Ｄボリュームの画像データを取得する工程を含む。本撮像カテーテル・アセンブリは、所与の撮像面において画像データを収集するためのトランスジューサアレイと、該トランスジューサアレイに結合させた３Ｄボリュームを撮像するために撮像面と垂直な方向にトランスジューサアレイを並進させるための運動制御装置と、を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に関するこれらの特徴、態様及び利点、並びにその他の特徴、態様及び利点については、同じ参照符号が図面全体を通じて同じ部分を表している添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによってより理解が深まるであろう。
【００１０】
本技法の例示的態様によるカテーテル・アセンブリについてこれ以降で詳細に記載して提示することにする。カテーテル・アセンブリによって収集した画像データに基づいて、解剖学領域の３次元ボリュームを画像化し、該解剖学領域内の治療に関する診断情報及び／または必要性を得ることができる。
【００１１】
本発明の態様によれば、上述の制限は、所与の撮像面において画像データを収集するトランスジューサアレイを用いることによって克服されており、また３Ｄボリュームを撮像するために撮像面と垂直な方向にこのトランスジューサアレイを機械的に並進させるか、あるいはアレイ内のトランスジューサの有効部分を電子的に並進させている。トランスジューサアレイの素子はカテーテルの長軸と垂直にセクター画像を収集するために電子的に位相調整を受けており、また２次元画像を集合させて３次元ボリュームを収集するために該アレイはカテーテル軸に沿って並進させている。したがって、感度やシステムのコスト及び複雑性など２Ｄアレイに関連する問題がこの方法を用いることによって回避される。１Ｄアレイ以外のトランスジューサアレイを用いることもあるが、この場合は複雑性及び空間的制約が加わることになることを理解されたい。
【００１２】
図２は、本技法の態様による１つまたは複数の関心領域に対する撮像及び治療の提供で使用するための例示的なシステム１０のブロック図である。システム１０は、カテーテル１４を介して患者１２から画像データを収集するように構成されることがある。本明細書で使用する場合の「カテーテル」は、従来のカテーテル、トランスジューサ、探触子または撮像に適応させかつ治療の施術に適応させたデバイスを含ませるように広義に用いている。さらに、本明細書で使用する場合の「撮像（ｉｍａｇｉｎｇ）」は、２次元撮像、３次元撮像（また好ましくは、リアルタイム３次元撮像）を含ませるように広義に用いている。参照番号１６は、患者１２の脈管の内部に配置したカテーテル１４の一部分を表している。
【００１３】
本技法の態様では、撮像中の患者１２の解剖学領域内部にある１つまたは複数の関心領域における治療の必要性の評価を容易にするために該解剖学領域を撮像するようにカテーテル１４が構成されることがある。さらに、カテーテル１４は、そのカテーテル内に伝達ポート（図示せず）または治療デバイス（図示せず）を含むことなど特定された１つまたは複数の関心領域に対して治療を伝達するように構成されることもある。本明細書で使用する場合の「治療」とは、アブレーション、経皮的エタノール注入（ＰＥＩ）、寒冷療法、及びレーザー誘導式温熱療法を意味する。さらに「治療」には、例えば遺伝子治療を伝達するための針などのツールの伝達を含むこともある。さらに、本明細書で使用する場合の「伝達（ｄｅｌｉｖｅｒｉｎｇ）」は、１つまたは複数の関心領域に治療を伝えることや治療を１つまたは複数の関心領域の方向に導くことなど１つまたは複数の関心領域に対して治療を提供するための様々な手段を含むことがある。ある種の実施形態では、ＲＦアブレーションなどの治療の伝達には治療を要する１つまたは複数の関心領域との物理的な接触を必要とすることがあることが理解されよう。しかしある種の別の実施形態では、高強度の集束性超音波（ＨＩＦＵ）エネルギーなどの治療の伝達に、治療を要する１つまたは複数の関心領域との物理的な接触を必要としないことがある。
【００１４】
システム１０はさらに、カテーテル１４と動作連係すると共に１つまたは複数の関心領域を撮像するように構成させた医用撮像システム１８を含むことがある。撮像システム１０はさらに、カテーテルまたは別の治療デバイス（図示せず）によって伝達された治療に関するフィードバックを提供するように構成させることがある。さらに、医用撮像システム１８は患者１２の解剖学領域を表す画像データをカテーテル１４を介して収集するように構成させることがある。
【００１５】
図２に示したように、撮像システム１８は、表示エリア２０及びユーザインタフェース・エリア２２を含むことがある。しかしタッチスクリーンの場合などある種の実施形態では、その表示エリア２０とユーザインタフェース・エリア２２が重複することがある。さらに幾つかの実施形態では、表示エリア２０とユーザインタフェース・エリア２２が共通エリアを含むことがある。本技法の態様では、医用撮像システム１８の表示エリア２０は、カテーテル１４を介して収集した画像データに基づいて医用撮像システム１８が作成した画像を表示するように構成させることがある。さらに、表示エリア２０はユーザがユーザ規定による治療または手術経路を規定し視覚化するのを支援するように構成させることがある。表示エリア２０は３次元表示エリアを含むことがあることに留意すべきである。一実施形態では、その３次元表示は、３次元形状を特定しかつ視覚化するのを支援するように構成させることがある。
【００１６】
さらに、医用撮像システム１８のユーザインタフェース・エリア２２は、表示エリア２０上に表示した解剖学領域の画像を用いてユーザが治療（例えば）を伝達する１つまたは複数の関心領域を特定するのを支援するように構成させたヒューマンインタフェース・デバイス（図示せず）を含むことがある。このヒューマンインタフェース・デバイスは、表示エリア２０上に表示させる１つまたは複数の関心領域のユーザによる特定を容易にするように構成させたマウスタイプのデバイス、トラックボール、ジョイスティック、針（ｓｔｙｌｕｓ）、またはタッチスクリーンを含むことがある。
【００１７】
これ以降で例証する例示的実施形態は超音波システムのコンテキストで記載しているが、カテーテルガイド下の撮像用途（特に、スペースが限られる用途）では光学撮像システム（ただし、これに限らない）など別の医用撮像システムも企図されることに留意されたい。
【００１８】
図２に示したように、システム１０は、ユーザからの入力に応答して患者１２内部でカテーテル１４を位置決めし直すように構成させた任意選択のカテーテル位置決めシステム２４を含むことがある。さらにシステム１０は、カテーテル位置決めシステム２４及び医用撮像システム１８と動作連係する任意選択フィードバック・システム２６も含むことがある。フィードバック・システム２６は、カテーテル位置決めシステム２４と医用撮像システム１８の間の連絡を容易にするように構成させることがある。
【００１９】
図３を参照すると、図２の撮像システムで使用するためのカテーテル・アセンブリ１４の一実施形態を表している。図示したように、カテーテル・アセンブリ１４はトランスジューサアレイ１１０、運動ガイド１３０及びアクチュエータ１４０を備える。アセンブリ１４はさらに、トランスジューサアレイ１１０及び運動ガイド１３０を囲繞するためのカテーテル・ハウジング１６０を含む。アクチュエータ１４０をカテーテル・ハウジング１６０の外部にあるように図示しているが、代替的な一実施形態では、アクチュエータ１４０をカテーテル・ハウジングの内部とすることがある。本発明の実施形態に適用可能な小型化構成においてアクチュエータと運動制御装置が利用可能となることを理解されたい。さらにカテーテル・ハウジング１６０は、図２に示したトランスジューサアレイ１１０と撮像システムに結合させてトランスジューサと撮像システムの間での信号の送受信に利用するためのケーブルやその他の接続（図示せず）も囲繞している。一実施形態では、トランスジューサアレイ１１０は、アジマス方向（カテーテルの長軸と垂直な方向）に配列させた複数の素子１７０を有する高周波数（例えば、約７ＭＨｚ〜約４０ＭＨｚ）の１Ｄアレイ・トランスジューサである。本明細書に記載したカテーテル１６０の構成及び用途では、こうしたカテーテルの利用に比較的小型のサイズ（例えば、カテーテル直径が約１〜約４ｍｍ）が必要となる。したがって、開口サイズも比較的小さくなり、このため超音波ビームの急激な発散が生じる。トランスジューサアレイ１１０の実施形態において、トランスジューサ素子１７０はカテーテル軸と垂直な方向に配列させている。これらの素子の全体幅Ｄはカテーテル直径の大部分に及んでおり、これにより得られるビームの分解能が最大となる。さらに、このトランスジューサは、開口サイズが小さいことに由来する分解能の損失を補償するために高周波数で動作させることがある。図３に示すように、トランスジューサ素子１７０はカテーテルの短軸方向（アジマス方向で示す）、すなわちカテーテル１６０の直径方向に沿って配列させている。実施形態では、トランスジューサ素子１７０の高さＨを大きくするとトランスジューサアレイの感度及び遠距離場分解能が高くなる効果がある。このトランスジューサ自身は、ＰＺＴ、マイクロマシン加工超音波トランスジューサ（ＭＵＴ）、あるいはポリふっ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）（ただし、これらに限らない）など多種多様な材料から製作されることがある。図示した実施形態は、カテーテルベースのトランスジューサのコンテキストで記載しているが、経食道トランスジューサや経胸腔的トランスジューサなどの別のタイプのトランスジューサも企図されることに留意すべきである。超音波ビームはアジマス方向（カテーテル長軸と垂直な方向）に電子的にステアリングを受け、単一面のＢ走査画像１２０が生成される。トランスジューサアレイ１１０は運動ガイド１３０に取り付けられており、またアクチュエータ１４０は、運動ガイド及びトランスジューサを上昇方向（撮像面と垂直でかつカテーテルの長軸と平行な方向）に移動させるように構成させている。撮像面１２０はＢ走査からの例示的な２Ｄ画像として図示している。カテーテルはさらに、トランスジューサアレイ１１０からの音響エネルギーの関心対象の領域または媒体への結合を可能とさせるために流体を満たした音響ウィンドウ（図示せず）を含む。
【００２０】
さらに図３を参照すると動作において、カテーテル・アセンブリは所与の撮像面（例えば、アジマス方向）において画像データを収集する１次元トランスジューサアレイ１１０を備えており、次いでこのトランスジューサアレイ１１０は３Ｄボリュームを撮像するために運動ガイド１３０に沿って撮像面と垂直な方向（カテーテルの長軸に対応する上昇方向）に並進させる。この実施形態では、上昇方向で運動ガイド１３０と連係させてトランスジューサアレイ１１０をアクチュエータ１４０によって機械的に移動させており、これによりＢ走査１２０が各上昇方向位置で収集される。Ｂ走査１２０は３Ｄボリュームを形成するように集合させる。
【００２１】
ここで図４を参照すると、トランスジューサアレイの代替的な一実施形態を表している。この実施形態では、トランスジューサアレイは距離ｄだけ互いに離隔させた運動ガイド１３０に対して固定の複数の１Ｄアレイ（１１２、１１４）を備えており、これにより３Ｄボリュームの収集に要する直線運動の量を少なくさせると共に、走査速度の増大を可能にしている。一実施形態では、複数のアレイに関連する撮像走査シーケンスは先ず撮像面１２２を収集するようにアレイ１１４を起動させることを含むことがある。次いで撮像面１２４を収集するようにアレイ１１２を起動させる。運動ガイド１３０をある量だけ移動させると共に、これらの撮像面によって連続ボリュームが形成されるまで運動ガイド１３０に沿った複数の位置でシーケンスを反復する。別の実施形態では、アレイ１１２及び１１４を同時に起動させており、このため所与のボリュームサイズに対する収集速度が向上する。
【００２２】
図５を参照すると、トランスジューサアレイの代替的な一実施形態を表している。この実施形態のトランスジューサアレイは、アジマス方向で円形平面画像を形成するように電子走査を受ける単一円筒状アレイ２００を備えている。図３を参照して記載した動作と同様に、円筒状アレイ２００は運動ガイド１３０に沿って上昇方向に移動させる。各上昇方向位置において、円形画像２２０が作成され、このため円筒状ボリューム２７０が収集される。
【００２３】
図６は、３Ｄ円筒状ボリュームの収集に要する直線運動の量を低減させるために複数のアレイを有する運動ガイド１３０に対して固定でありかつ図４を参照しながら記載したように動作可能な複数の円筒状アレイ２２２及び２２４を用いたさらに別の代替的実施形態を表している。図５及び６に示した実施形態では、円筒状アレイは、全円筒状、部分円筒状または湾曲状のトランスジューサアレイを含むことがある。その動作は、図３及び４を参照しながら記載したのと同様となる。
【００２４】
さらに別の実施形態では、ボリュメトリック超音波撮像及びカテーテルガイド下手技のための方法は、本明細書に記載したような、所与の撮像面において画像データを収集するためにその内部にトランスジューサアレイが使用されており、かつ３次元（３Ｄ）ボリュームを撮像するために撮像面方向と垂直な方向にこのトランスジューサアレイを並進させるためにこのトランスジューサアレイに結合させた運動制御装置が使用されているカテーテル・アセンブリの実施形態を使用することを含む。図３〜６を参照しながら記載したトランスジューサアレイの実施形態を使用する動作の際に、上昇方向に沿って収集される３次元ボリュームの視野域すなわちサイズは、トランスジューサアレイ（複数のこともある）の並進量によって決定される。並進が大きいほど、収集されるボリュームがそれだけ大きくなる。ある種のケースでは、大きな視野域を維持しながら必要となる並進量を低減させることが望ましい。こうした状況では、上昇方向である距離だけ離隔させた複数のトランスジューサアレイを使用すると共に、これらのアレイを交代式シーケンスで電子的に起動させ、これにより各並進位置において、画像が各アレイの上昇方向位置で収集される。達成される並進の低減は、使用するアレイの数に対応する。さらに別の実施形態では、複数のアレイを同時に起動させることがあり、これによれば所与のボリュームからデータを収集するのに要する時間が短縮される。さらに別の実施形態では、その撮像方法は、トランスジューサアレイの並進に対する電気的制御を含む（これについては、図７を参照しながらより詳細に記載することにする）。
【００２５】
運動制御システムには、アクチュエータの運動をトランスジューサアレイに伝達する役割をする直線状アクチュエータ１４０と運動ガイド１３０という２つの主たる構成要素がある。運動制御は電子式とすることや機械式とすることがある。運動ガイド１３０は可撓性であるがその長軸に関しては剛性の材料から製作されることがある。アクチュエータ１４０は、空間的制約環境内（すなわち、カテーテル・ハウジング１６０内）に配置し得る直線作動機構であり、あるいはその運動がガイドを通してアレイに伝達されるようにして空間的制約環境の外部に配置することもある。カテーテルなど極めて小さい医用デバイスの内部に組み入れて利用可能な作動機構の種類やパワーは限られるため、空間的制約環境の外部にアクチュエータ１４０を配置できることは重要である。
【００２６】
図７を参照すると、カテーテル・アセンブリの代替的一実施形態は、電気ひずみまたはマイクロマシン加工超音波トランスジューサ（ＭＵＴ）アレイとしたトランスジューサアレイを備えており、ここでトランスジューサアレイは所与の撮像面において画像データ１２０を収集するための起動可能領域３００を有している。この実施形態では、運動制御装置はトランスジューサの作用領域を選択するバイアス制御用電子回路を備えている。したがって、電子走査した２次元画像を集合させることによって３次元データ組を収集することができる。別法として、運動制御装置は、各横列内のトランスジューサ作用領域の位置を制御するために使用されるバイアス制御用電子回路３１０の層を備えている。撮像面１２０を集合させることによって３Ｄボリュームが収集される。さらにこれらの実施形態では、そのトランスジューサは横列と縦列の形に配列させた素子からなる。横列の方向がカテーテル長軸にあたり、また縦列の方向がカテーテル軸と垂直方向となる。トランスジューサ素子の各横列は単一のシステムチャンネルに接続されている。バイアス制御用電子回路３１０からなる層は縦列の素子を起動するために使用され、これによりトランスジューサ作用領域の位置が制御される。この作用領域は、バイアス制御用電子回路を用いてカテーテル長軸に沿って電子的に並進させることがある。作用領域の各位置において、１つの撮像面が収集される。これらの撮像面を集合させることによって、１つの３Ｄボリュームが収集される。バイアス制御式の電気ひずみセラミックまたはＭＵＴアレイを用いることによる電子走査によって、必要とするシステムのチャンネル数の制限にのみ関連する単純化を保持しながら可動部を必要とせずに３次元データの迅速な収集が可能となる。
【００２７】
本発明の態様によれば、本明細書に記載した実施形態によって、空間的制約環境内部からの高空間分解能の３Ｄ超音波画像の作成を妨げている２つの主たる制限が克服される。第１の制限は、超音波ビームの急激な発散を生じさせるような開口サイズの小ささである。この制限はトランスジューサアレイを高周波数で動作させることによって補償することができる。さらに、トランスジューサアレイ及び対応するトランスジューサ素子の上昇方向は、トランスジューサアレイの感度及び上昇方向分解能が増大するように選択することができる。第２の制限は、カテーテル内部に物理的に収容可能な信号導体の本数である。カテーテルは、高分解能で高周波数の２Ｄアレイ・トランスジューサに対する十分な導体数を収容することができない。この制限は、本発明のトランスジューサアレイが２次元アレイではなく線形アレイである（したがって、必要とする接続はＮ×Ｍ個ではなくＭ個（ここで、Ｎはトランスジューサの縦列数またＭは横列数）である）ことによって、本発明では回避されている。さらに実施形態では、信号チャンネルの数もカテーテルの短軸の方向を向いたトランスジューサ素子の数に対応して減少させることができる。１Ｄアレイによって単一面内で高品質画像が提供され、アレイ（すなわち、有効開口）の並進によって撮像面を移動させて３Ｄボリューム全体を掃引してこれを撮像する。
【００２８】
本発明のある種の特徴についてのみ本明細書において図示し説明してきたが、当業者によって多くの修正や変更がなされるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神の範囲に属するこうした修正や変更のすべてを包含させるように意図したものであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来技術によるカテーテル・アセンブリの図である。
【図２】本技法の態様による例示的な超音波撮像／治療システムのブロック図である。
【図３】図２の撮像システムで使用するための単一の直線状トランスジューサアレイ・アセンブリを有するカテーテル・アセンブリの一実施形態の側面内部図である。
【図４】図２の撮像システムで使用するための複数のトランスジューサアレイ・アセンブリを有するカテーテル・アセンブリの別の実施形態の図である。
【図５】図２の撮像システムで使用するための円筒状トランスジューサアレイを有するカテーテル・アセンブリに関する別の実施形態及び対応する動作を表した側面内部図である。
【図６】複数の円筒状トランスジューサアレイ・アセンブリを有するカテーテル・アセンブリの別の実施形態の図である。
【図７】図２の撮像システムで使用するために電気ひずみセラミックまたはマイクロマシン加工超音波トランスジューサ（ＭＵＴ）アレイを備えたトランスジューサアレイを有するカテーテル・アセンブリの別の実施形態の図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  撮像／治療システム
１２  患者
１４  撮像／治療カテーテル
１６  撮像／治療カテーテルの患者内への挿入部分
１８  医用撮像システム
２０  ディスプレイ
２２  ユーザインタフェース
２４  カテーテル位置決めシステム
２６  フィードバック・システム
１００  カテーテル・アセンブリ
１１０  トランスジューサアレイ
１２０  走査面
１２２  走査面
１２４  走査面
１３０  運動ガイド
１４０  運動制御装置
１６０  カテーテル円筒
１７０  トランスジューサ素子
２００  円筒状アレイ
２２０  円筒状走査面
２７０  ボリュメトリック走査面
３００  起動可能領域
【図１】
2007167650.tif 000003
【図２】
2007167650.tif 000004
【図３】
2007167650.tif 000005
【図４】
2007167650.tif 000006
【図５】
2007167650.tif 000007
【図６】
2007167650.tif 000008
【図７】
2007167650.tif 000009
【外国語明細書】
2007167650000001.pdf