(57)【要約】      （修正有）【課題】高度変換器技術を回転式ＩＶＵＳカテーテル内に導入することを可能にする実用化技術を提供する。【解決手段】プローブ３００は、高度変換器技術を支持するために要求される、プローブの回転と静止構成要素との間の境界にわたって、多数の信号の伝達に対応する。これらの高度変換器技術は、帯域幅の増加、ビームプロフィルの改良、より優れた信号対雑音比、製造費の削減、高度組織特性化アルゴリズム、および他の望ましい特徴の可能性をもたらす。さらに、プローブ３００のスピニング３３２側に電子構成要素を含有することは、最大の信号対雑音比および信号忠実度とともに、他の性能効果を保持する観点からも非常に有利となり得る。【選択図】図３
2016073723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管系の中に挿入するための回転式血管内超音波プローブであって、該プローブは、
可撓性本体を有する細長いカテーテルと、
該可撓性本体内に配置される細長い変換器シャフトであって、該変換シャフトは駆動ケーブルと該駆動ケーブルに結合される変換器とを有する、変換器シャフトと、
該変換器シャフトに結合されるスピニング要素であって、該スピニング要素は該変換器と電気的に接触している電子構成要素が自身に結合される、スピニング要素と、
該スピニング要素および該変換器シャフトを回転させるために、該スピニング要素に結合されるモータと
を備える、プローブ。
【請求項２】
前記スピニング要素は、プリント回路基板を有し、前記電子構成要素は、該プリント回路基板に取着される、請求項１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
【請求項３】
前記変換器は、ＰＭＵＴ変換器である、請求項１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
【請求項４】
前記変換器は、ＣＭＵＴ変換器である、請求項１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
【請求項５】
前記スピニング要素は、前記変換器のための電力を発生させる発電機を含む、請求項１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
【請求項６】
前記電子構成要素は、送信機、時間利得制御増幅器、振幅検出器、位相検出器、アナログ／デジタルコンバータ、光学送受信機、エンコーダ回路、無線通信構成要素、およびマイクロコントローラから成る群から選択される、請求項１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
【請求項７】
回転変圧器をさらに備える、請求項１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
【請求項８】
プリント回路基板をさらに備え、該プリント基板は、前記変換器から異なる周波数で得られたデータをインタリーブするアルゴリズムが自身に格納される、請求項１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
【請求項９】
少なくとも３つの導電線をさらに備え、該導電線は、前記スピニング要素を前記変換器に電気的に接続する、請求項１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
【請求項１０】
血管系の中に挿入するための回転式血管内超音波プローブのためのインターフェースモジュールであって、該インターフェースモジュールは、
変換器を有する変換器シャフトを有するカテーテルへの取着のためのコネクタと、
該コネクタに結合されるスピニング要素であって、該スピニング要素は、該コネクタと電気的に接触している電子構成要素に自身が結合されるスピニング要素と、
該スピニング要素を回転させるために、該スピニング要素に結合されるモータと
を備える、インターフェースモジュール。
【請求項１１】
前記スピニング要素は、プリント回路基板を有し、前記電子構成要素は、該プリント回路基板に取着される、請求項１０に記載のインターフェースモジュール。
【請求項１２】
前記スピニング要素は、光結合器に取着される、請求項１０に記載のインターフェースモジュール。
【請求項１３】
前記スピニング要素は、ブラシのためのスリップリング接点を含む、請求項１０に記載のインターフェースモジュール。
【請求項１４】
前記スピニング要素は、前記変換器のための電力を発生させる発電機を含む、請求項１０に記載のインターフェースモジュール。
【請求項１５】
前記電子構成要素は、送信機、時間利得制御増幅器、振幅検出器、位相検出器、アナログ／デジタルコンバータ、光学送受信機、エンコーダ回路、無線通信構成要素、およびマイクロコントローラから成る群から選択される、請求項１０に記載のインターフェースモジュール。
【請求項１６】
回転変圧器をさらに備える、請求項１０に記載のインターフェースモジュール。
【請求項１７】
プリント回路基板をさらに備え、該プリント回路基板は、前記変換器から異なる周波数で得られたデータをインタリーブするアルゴリズムが自身に格納される、請求項１０に記載のインターフェースモジュール。
【請求項１８】
前記コネクタは、前記スピニング要素に電気的に接続される少なくとも３つの導電線を含む、請求項１０に記載のインターフェースモジュール。
【請求項１９】
血管系内に挿入するための回転式血管内超音波プローブのためのインターフェースモジュールであって、該インターフェースモジュールは、
プリント回路基板と、
変換器を有する変換器シャフトを有するカテーテルへの取着のためのコネクタと、
該コネクタに結合されるスピニング要素であって、該スピニング要素は、該スピニング要素を該コネクタに電気的に接続する３つ以上の信号経路を有するスピニング要素と、
該スピニング要素および該変換器シャフトを回転させるために、該スピニング要素に結合されるモータと
を備える、インターフェースモジュール。
【請求項２０】
前記スピニング要素は、回転変圧器、ブラシのためのスリップリング接点、発電機、無線通信構成要素、および光通信構成要素のうちの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載のインターフェースモジュール。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
血管内超音波法（ＩＶＵＳ）は、アテローム性動脈硬化症および他の血管の疾患および欠損を撮像するための重要な介入診断手技となりつつある。この手技では、ＩＶＵＳカテーテルが、ガイドワイヤを介して着目血管内に螺入され、超音波エコーを使用して動脈硬化性プラークおよび周囲領域の画像が取得される。この情報は、血管腔の２次元陰影のみを示す血管造影法の従来の標準と比較して、遥かに描写的である。ＩＶＵＳの重要となる用途のいくつかのものとして、動脈狭窄を拡張させるためのステントの的確な直径および長さを決定し、選択すること、ステント留置後の直径および管腔断面積が適切であることを検証すること、ステントが血管壁に対して良好に並置され、血栓を最小にし、薬物の送達を最適化することを検証すること（薬物溶出ステントの場合）、ならびに側枝血管の正確な場所を識別することが挙げられる。加えて、仮想組織学（ＲＦ信号ベースの組織特性化）等の新しい技術は、不安定プラーク（すなわち、破裂しやすく、心臓発作の発症につながる、プラーク）の識別の支援として有望である。
【０００２】
２種類の一般的に使用される２種類のＩＶＵＳカテーテルが存在する。すなわち、機械式／回転式ＩＶＵＳカテーテルおよび固体式カテーテルである。回転式ＩＶＵＳカテーテルでは、圧電性結晶から構成される単一変換器が、１分間当たり約１８００回転で回転させられる一方、その要素は、電気パルスによって断続的に励起される。この励起は、変換器設計の詳細に応じた周波数で要素を振動させる。変換器の寸法および特性に応じて、この動作周波数は、典型的には８乃至５０ＭＨｚの範囲である。一般に、動作周波数が高い程、より優れた分解能およびより小さいカテーテルを提供することになるが、穿通深度の低下および血液からのエコーの増大が犠牲にされることになる（画像の解釈をより困難にする）。動作周波数が低い程、より大きな血管または心室内のＩＶＵＳ撮像により好適である。
【０００３】
回転式ＩＶＵＳカテーテルは、カテーテル本体内に配置される駆動シャフトを有する。変換器は、駆動シャフトの遠位端に取着される。典型的な単一要素圧電変換器は、２つの電気導線のみを必要とし、この対の導線は、２つの別個の目的を果たす。すなわち、（１）断続的電気伝送パルスを変換器に送達することと、（２）受信した電気エコー信号を変換器から受信機増幅器に送達することである（伝送パルス間の間隔の間）。ＩＶＵＳカテーテルは、カテーテル本体内の駆動シャフトの回転を制御し、変換器のための送信機および受信機回路網を含有するインターフェースモジュールに取外し可能に結合される。変換器は、回転駆動シャフト上にあって、送信機および受信機の回路網は静止しているので、デバイスを利用して、回転インターフェースを横断して伝送パルスおよび受信したエコーを搬送しなければならない。これは、変圧器の１次と２次巻線との間の電気結合を可能にする一方、２つの半体間の相対運動（回転）を可能にする狭小空隙によって分離される２つの半体を備える回転変圧器を介して達成可能である。スピニング要素（変換器、電気導線、および駆動シャフト）は、回転変圧器のスピニング部分に取着される一方、インターフェースモジュール内に含有される静止送信機および受信機回路網は、回転変圧器の静止部分に取着される。
【０００４】
他の種類のＩＶＵＳカテーテルは、固体（または、位相アレイ）カテーテルである。このカテーテルは、回転部分を有しないが、代わりに、変換器要素のアレイ（例えば、６４の要素）を含む、カテーテル本体の円周の周囲に円筒状に配列される。個々の要素は、変換器アレイに隣接するカテーテルの先端に搭載される、いくつかの小型集積回路の制御下において、特有のシーケンスで焼結される。エコー信号の受信に伴って、散在される伝送パルスのシーケンスは、回転式ＩＶＵＳデバイスによって提供されるものと本質的に類似する、血管の完全断面画像を再構築するために要求される、超音波データを提供する。
【０００５】
現在、ほとんどのＩＶＵＳシステムは、圧電セラミック（一般に、結晶と称される）から構築され、１つ以上の整列層（典型的には、エポキシ複合材またはポリマーの薄層）によって被覆される従来の圧電変換器に依存する。従来の圧電デバイスに替わるものとして見込まれる２つの高度変換器技術は、ＰＭＵＴ（圧電微小超音波変換器）およびＣＭＵＴ（容量微小超音波変換器）である。ＰＭＵＴおよびＣＭＵＴ変換器は、従来の圧電変換器によって提供されるものより優れた画質を提供し得るが、これらの技術は、他の要因の中でもとりわけ、より多数の電気導線を要求するので、回転式ＩＶＵＳ用途に対して採用されていない。
【０００６】
これらの高度変換器技術の多くの潜在的利点が存在するが、そのうちのいくつかが、本明細書に列挙される。ＰＭＵＴおよびＣＭＵＴ技術は両方とも、これらの変換器が、単一シリコンウエハ上に数千のデバイスを大量生産するために、ウエハ加工技法を使用して構築されるという事実から、製造費の削減が見込まれる。これは、ＩＶＵＳカテーテル等の使い捨て医療デバイスにとって重要である。これらの高度変換器技術は、多くの場合、典型的圧電変換器から利用可能な帯域幅の３０−５０％と比較して、広い帯域幅（＞１００％）を提供する。このようなより広い帯域幅は、ＩＶＵＳ画像の深度分解能の改善につながり、また、多周波数動作または高調波撮像を促進し得、いずれも、組織特性化、血液スペックル低減、およびより広範な検出のために、画質の改善に役立ち、および／またはアルゴリズムを改善することが可能であり得る。また、高度変換器技術は、集束変換器開口（一般的に使用される平面非集束開口の代わりに）を提供することによって、または変換器要素のアレイ（従来の単一変換器要素の代わりに）によって、動的可変集束を実装することによって、ビーム特性改善の可能性をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高度変換器技術を回転式ＩＶＵＳカテーテル内に導入することを可能にする実用化技術を提供する。ひいては、これは、画質の改良をもたらし、高度信号処理を支持し、血管内の病状のより正確な診断を促進するであろう。このことのすべては、費用効果のよい方法で、可能性として従来の技術よりも安価に達成可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
血管内超音波プローブの実施形態が、本明細書に開示される。プローブは、回転変換器シャフト上で高度変換器技術を利用するための特徴を有する。特に、プローブは、高度変換器技術を支持するために要求される、プローブの回転構成要素と静止構成要素との間の境界を横断する多数の信号伝達に対応する。これらの高度変換器技術は、帯域幅の増加、ビームプロフィルの改良、より優れた信号対雑音比、製造費の削減、高度組織特性化アルゴリズム、および他の望ましい特徴の潜在性をもたらす。さらに、プローブのスピニング側の電子構成要素の含有は、最大信号対雑音比および信号忠実度とともに、他の性能効果の保持の観点から、非常に有利であり得る。
【０００９】
開示される実施形態では、血管系内に挿入するための回転式血管内超音波プローブについて、説明される。回転式血管内超音波プローブは、細長いカテーテルと、細長い変換器シャフトと、スピニング要素と、モータとを備えることが可能である。細長いカテーテルは、可撓性本体を有することが可能である。細長い変換器シャフトは、可撓性本体内に配置可能であって、駆動ケーブルと、駆動ケーブルに結合される変換器とを有することが可能である。スピニング要素は、変換器シャフトに結合可能であって、変換器と電気的に接触している電子構成要素に結合されることが可能である。モータは、スピニング要素および変換器シャフトを回転させるために、スピニング要素に結合されてもよい。
【００１０】
別の開示される実施形態では、血管系内に挿入するための回転式血管内超音波プローブ用のインターフェースモジュールについて説明される。インターフェースモジュールは、コネクタと、スピニング要素と、モータとを備えることが可能である。コネクタは、変換器を有する変換器シャフトを有するカテーテルに取着するために使用可能である。スピニング要素は、コネクタに結合可能であって、コネクタと電気接触している電子構成要素に結合されることが可能である。モータは、スピニング要素を回転させるために、スピニング要素に結合されてもよい。
【００１１】
さらに別の開示される実施形態では、血管系内に挿入するための回転式血管内超音波プローブ用のインターフェースモジュールについて、説明される。インターフェースモジュールは、プリント回路基板と、コネクタと、スピニング要素と、モータとを備えることが可能である。コネクタは、変換器を有する変換器シャフトを有するカテーテルに取着するために使用可能である。スピニング要素は、コネクタに結合可能である。スピニング要素は、スピニング要素をコネクタに電気的に接続する３つ以上の信号経路を有する。モータは、スピニング要素を回転させるために、スピニング要素に結合されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、回転式ＩＶＵＳプローブの簡素化された断片的略図である。
【図２】図２は、基礎的超音波変換器技術を組み込む、図１の回転式ＩＶＵＳプローブのためのインターフェースモジュールおよびカテーテルの簡素化された断片的略図である。
【図３】図３は、高度超音波変換器技術を組み込む、図１の回転式ＩＶＵＳプローブのためのインターフェースモジュールおよびカテーテルの実施形態の簡素化された断片的略図である。
【図４】図４は、高度超音波変換器技術を組み込む、図１の回転式ＩＶＵＳプローブのためのインターフェースモジュールおよびカテーテルの別の実施形態の簡素化された断片的略図である。
【図５】図５は、高度超音波変換器技術を組み込む、図１の回転式ＩＶＵＳプローブのためのインターフェースモジュールおよびカテーテルの別の実施形態の簡素化された断片的略図である。
【図６】図６は、高度超音波変換器技術を組み込む、図１の回転式ＩＶＵＳプローブのためのインターフェースモジュールおよびカテーテルの別の実施形態の簡素化された断片的略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を参照すると、そのいくつかは、アクティブなスピニング要素を含む、回転7式血管内超音波（ＩＶＵＳ）プローブの代表的例示が示されている。アクティブなスピニング要素は、ＰＭＵＴ（圧電微小超音波変換器）およびＣＭＵＴ（容量微小超音波変換器）等の高度変換器技術が、回転式ＩＶＵＳプローブと併用可能なように、変換器の動作に利用可能な信号経路数を増加させることが可能である。加えて、アクティブなスピニング要素は、プローブの回転側にアクティブな電子機器を含むことが可能である。
【００１４】
具体的には、図１を参照すると、診断撮像のために、患者内に挿入するための回転式血管内超音波プローブ１００が示されている。プローブ１００は、カテーテル本体１０２と、変換器シャフト１０４とを有するカテーテル１０１を備える。カテーテル本体１０２は、可撓性であって、近位端部分１０６および遠位端部分１０８の両方を有する。カテーテル本体１０２は、変換器シャフト１０４を囲むシールである。説明目的のために、図１におけるカテーテル本体１０２は、その中に配置される変換器シャフト１０４が見えるように、視覚的に透明に例示されるが、カテーテル本体１０２は、視覚的に透明であっても、またはそうでなくてもよいことを理解されるであろう。変換器シャフト１０４は、カテーテル本体１０２内において、生理食塩水等の滅菌流体によって洗浄される。流体は、画質に悪影響を及ぼす、変換器シャフト１０４の周囲の空隙の存在を排除する役割を果たす。また、流体は、潤滑剤としても作用可能である。変換器シャフト１０４は、カテーテル本体１０２の近位端部分１０６内に配置される近位端部分１１０と、カテーテル本体１０２の遠位端部分１０８内に配置される遠位端部分１１２とを有する。
【００１５】
カテーテル本体１０２の遠位端部分１０８および変換器シャフト１０４の遠位端部分１１２は、プローブ１００の動作の際に、患者内に挿入される。プローブ１００の使用可能長（患者内に挿入可能な部分）は、任意の好適な長さであることが可能であって、用途に応じて、可変であることが可能である変換器シャフト１０４の遠位端部分１１２は、変換器サブアセンブリ１１８を含む。
【００１６】
カテーテル本体１０２の近位端部分１０６および変換器シャフト１０４の近位端部分１１０は、インターフェースモジュール１１４（患者インターフェースモジュールまたはＰＩＭと称される場合がある）に接続される。近位端部分１０６、１１０は、インターフェースモジュール１１４に取外し可能に接続されるカテーテルハブ１１６と嵌着される。
【００１７】
カテーテル本体１０２内の変換器シャフト１０４の回転は、ユーザによって操作可能な複数のユーザインターフェース制御を提供するインターフェースモジュール１１４によって制御される。また、インターフェースモジュール１１４は、変換器シャフト１０４内のワイヤを介して、変換器サブアセンブリ１１８へおよびそこから、電気信号を送受信することによって、変換器サブアセンブリ１１８と通信する。インターフェースモジュール１１４は、変換器シャフト１０４を通して受信した情報を受信、分析、および／または表示可能である。任意の好適な機能、制御、情報処理および分析、ならびに表示が、インターフェースモジュール１１４に組み込み可能であることを理解されるであろう。
【００１８】
変換器シャフト１０４は、変換器サブアセンブリ１１８と、変換器筐体１２０と、駆動ケーブル１２２とを含む。変換器サブアセンブリ１１８は、変換器筐体１２０に結合される。変換器筐体１２０は、変換器シャフト１０４の遠位端部分１１２において、駆動ケーブル１２２に取着される。駆動ケーブル１２２は、インターフェースモジュール１１４を介して、カテーテル本体１０２内で回転させられ、変換器筐体１２０および変換器サブアセンブリ１１８を回転させる。変換器サブアセンブリ１１８は、ＰＭＵＴまたはＣＭＵＴ等の１つ以上の高度変換器技術を含むが、それらに限定されない任意の好適な種類であることが可能である。変換器サブアセンブリ１１８は、単一の変換器またはアレイを含むことが可能である。
【００１９】
図２は、共通スピニング要素２３２を利用する回転式ＩＶＵＳプローブ２００を示す。プローブ２００は、カテーテル本体２０２と、変換器シャフト２０４とを伴う、カテーテル２０１を有する。示されるように、カテーテルハブ２１６は、カテーテル本体２０２の近位端部分２０６および変換器シャフト２０４の近位端部分２１０の近傍にある。カテーテルハブ２１６は、静止ハブ筐体２２４と、ドグ２２６と、コネクタ２２８と、軸受２３０とを含む。ドグ２２６は、ハブ２１６とインターフェースモジュール２１４の整列および変換器シャフト２０４へのトルク伝達のために、スピニング要素２３２と嵌合する。ドグ２２６は、軸受２３０を利用して、ハブ筐体２２４内で回転する。この図におけるコネクタ２２８は、同軸である。コネクタ２２８は、本明細書でさらに説明される、スピニング要素２３２とともに回転する。
【００２０】
示されるように、インターフェースモジュール２１４の内部は、モータ２３６と、モータシャフト２３８と、プリント回路基板（ＰＣＢ）２４０と、スピニング要素２３２と、ＩＶＵＳプローブ２００の動作のための任意の他の好適な構成要素とを含む。モータ２３６は、モータシャフト２３８に接続され、スピニング要素２３２を回転させる。プリント回路基板２４０は、変換器のための送信機および受信機を含むが、それらに限定されない、任意の好適な数および種類の電子構成要素２４２を有することが可能である。
【００２１】
スピニング要素２３２は、カテーテルハブ２１６上のコネクタ２２８と嵌合するために、相補的コネクタ２４４を有する。示されるように、スピニング要素２３２は、回転変圧器２４６の回転部分２４８に結合される。変圧器２４６の回転部分２４８は、変圧器２４６の静止部分２５０へおよびそこから信号を送出する。変圧器２４６の静止部分２５０は、プリント回路基板２４０上の送信機および受信機回路網に有線接続される。
【００２２】
変圧器は、環状溝の中に積み重ねられて２巻または３巻の巻線を形成する絶縁ワイヤを含む。各回転部分２５０および静止部分２４８は、それぞれ２５１および２５２等の一組の巻線を有する。変圧器性能は、変圧器２４６の静止部分２５０と回転部分２４８との間の空隙を最小にし、また、巻線２５１、２５２を相互に可能な限り近接するように設置することによって改善することが可能である。
【００２３】
高度変換器技術は、単一の圧電変換器が、従来の回転式ＩＶＵＳプローブにおいて利用可能なように、３つ以上の伝導性信号ラインを必要とし得る。例えば、変換器と通信される超音波情報のための信号経路に加え、ある高度変換器技術は、また動作のために、電源をも必要とする。高度変換器技術とインターフェースモジュールとの間に必要な複数の信号を送出するために好適な構造が、回転と静止機械構成要素との間の境界を横断して超音波信号、電力、および任意の他の好適な信号を伝送するために必要とされ得る。特に、超音波信号の場合、伝達モードは、また過剰雑音を伴わずに、インターフェースモジュールが感知可能な、超音波信号から標的組織の信頼性のある画像を形成するために十分な信頼性のある信号品質を維持しなければならない。任意の好適な信号が、Ａ−スキャンＲＦデータ、電力伝送パルス、低振幅受信信号、ＤＣ電力および／またはバイアス、ＡＣ電力、ならびに／あるいは種々の制御信号を含むが、それらに限定されない、回転と静止機械構成要素との間の境界を横断して通信可能であることを理解されるであろう。回転と静止機械構成要素との間の境界を越える信号伝達は、高周波数能力および広帯域応答を有することが可能である。
【００２４】
本明細書では、回転と静止部品との間の境界を横断して信号を通信するための複数の信号伝達経路が提示される。これらの経路は、それぞれ本明細書においてさらに詳細に説明されるが、議論および説明の目的のために、ある経路は、相互に組み合わされて示される場合がある。しかしながら、これらの経路のいずれもが、相互に任意の好適な組み合わせで利用され、任意の好適な数の全体信号経路を可能にしてもよいことが理解されるであろう。さらに、以下に詳細に説明されるように、ある信号伝達経路は、電力または超音波信号等の他の信号の伝送をより助長することが可能である。
【００２５】
図３を参照すると、高度変換器技術と併用するために好適なインターフェースモジュール３１４と、カテーテル３０１とを有する、回転式ＩＶＵＳプローブ３００の実施形態が、提示されている。示されるように、プローブ３００は、カテーテル本体３０２と、変換器シャフト３０４と、カテーテルハブ３１６とを有する。カテーテル本体３０２は、近位端３０６を有し、変換器シャフト３０４は、近位端３１０を有する。カテーテルハブ３１６は、静止外側筐体３２４と、ドグ３２６と、コネクタ３２８とを含む。コネクタ３２８は、本実施形態では、６つの導電線３５４を伴って示される。しかしながら、任意の好適な数の導電線が利用可能であることを理解されるであろう。
【００２６】
示されるように、インターフェースモジュール３１４の内部は、モータ３３６と、モータシャフト３３８と、主要プリント回路基板（ＰＣＢ）３４０と、スピニング要素３３２と、ＩＶＵＳプローブ３００の動作のための任意の他の好適な構成要素とを含むことが可能である。モータ３３６は、モータシャフト３３８に接続され、スピニング要素３３２を回転させる。プリント回路基板３４０は、任意の好適な数および種類の電子構成要素３４２を有することが可能である。
【００２７】
スピニング要素３３２は、カテーテルハブ３１６上のコネクタ３２８と嵌合するために、相補的コネクタ３４４を有する。コネクタ３４４は、コネクタ３２８上の３５４等の導電線に接触する、３５５等の導電線を有することが可能である。示されるように、スピニング要素３３２は、回転変圧器３４６の回転部分３４８に結合される。変圧器３４６の回転部分３４８は、変圧器３４６の静止部分３５０へおよびそこから信号を送出する。変圧器３４６の静止部分３５０は、プリント回路基板３４０に電気的に接続される。
【００２８】
本実施形態では、変圧器３４６は、変圧器３４６を横断して複数の信号を伝送するために、複数組の巻線を有する。具体的には、示されるように、変圧器３４６の回転部分３４８および静止部分３５０は、それぞれ静止部分３５０上の巻線３５２、３５３ならびに回転部分３４８上の巻線３５１、３５７等、２組の巻線を有し、変圧器３４６を横断して２つの信号を伝送する。このように、より多くの信号経路が、高度変換器技術を利用するプローブ３００のために利用可能である。任意の好適な数の巻線が、変圧器３４６を横断して任意の好適な数の信号を伝送するために使用されてもよいことが理解されるであろう。代替実施形態では、平面フレックス回路が、変圧器内の巻線の代わりに使用可能である。平面フレックス回路は、相互に非常に近接して設置され、信号品質を向上させることが可能である。
【００２９】
高度変換器技術のための別の配慮としては、プローブ３００が、変換器の動作を促進および／または補完するために、あるアクティブな電子構成要素および回路網の利用が有効であることである。スピニング要素３３２上のアクティブな電子構成要素および回路網を通して、より複雑な電気通信が、インターフェースモジュール３１４と変換器との間で行うことが可能である。さらに、スピニング要素３３２上のある信号処理機能に対処することによって、スピニング要素３３２を横断して送出する必要がある信号の数は、いくつかの実施形態では、減少させることが可能である。
【００３０】
示されるように、プリント回路基板３５６は、スピニング要素３３２に結合可能である。プリント回路基板３５６は、そこに結合される任意の好適な数の電子構成要素３５８を有することが可能である。任意の好適な数および種類の電子構成要素３５８を有する任意の好適な数のプリント回路基板３５６が、スピニング要素３３２上で利用可能である。スピニング要素３３２上の電子構成要素は、信号が回転／静止境界を横断して通信される前に、信号処理をプローブ３００のスピニング側で行うことを可能にする。
【００３１】
典型的には、高度変換器技術は、ＤＣ電源を必要とする。ＤＣ電力を変換器に提供するために、スピニング要素３３２は、それぞれインターフェースモジュール３１４内の静止ブラシ３６２、３６３によって係合されるスリップリング接点３６０、３６１等の接点と嵌着可能であるスリップリング３６０、３６１は、それぞれコネクタ３４４内の３５５等のそれぞれの導電線に結合される。
【００３２】
他の実施形態では、変換器は、ＡＣ電源によって電力供給可能である。例えば、ブラシおよび接点を使用する代わりに、ＡＣ電力は、変圧器３４６内の一組の巻線を介して伝送可能である。電力が、変圧器３４６の静止部分３５０から変圧器３４６の回転部分３４８を横断して送出されると、電力は、ＡＣ電力をＤＣ電力に整流する、スピニング要素３３２上のダイオード整流器等の電源回路に送出可能である。整流器は、電子構成要素３５８の１つとして、スピニング要素３３２上のプリント回路基板３５６に結合可能である。ＡＣ電力がＤＣ電力に変換された後に、ＤＣ電力を使用して、変換器ならびにプリント回路基板３５６上に含まれる他の電子構成要素３５８に電力供給可能である。
【００３３】
図４を参照すると、高度変換器技術との併用に好適なインターフェースモジュール４１４と、カテーテル４０１とを有する、回転式ＩＶＵＳプローブ４００の実施形態が提示される。示されるように、プローブ４００は、カテーテル本体４０２と、変換器シャフト４０４と、カテーテルハブ４１６とを有する。カテーテル本体４０２は、近位端部分４０６を有し、変換器シャフト４０４は、近位端部分４１０を有する。カテーテルハブ４１６は、静止外側筐体４２４と、ドグ４２６と、コネクタ４２８とを含む。コネクタ４２８は、本実施形態では、４つの導電線４５４を伴って示される。しかしながら、任意の好適な数の導電線が利用可能であることが理解されるであろう。
【００３４】
示されるように、インターフェースモジュール４１４の内部は、モータ４３６と、モータシャフト４３８と、主要プリント回路基板（ＰＣＢ）４４０と、スピニング要素４３２と、ＩＶＵＳプローブ４００の動作のための任意の他の好適な構成要素とを含むことが可能である。モータ４３６は、モータシャフト４３８に接続されて、スピニング要素４３２を回転させる。プリント回路基板４４０は、任意の好適な数および種類の電子構成要素４４２を有することが可能である。
【００３５】
スピニング要素４３２は、カテーテルハブ４１６上のコネクタ４２８と嵌合するために、相補的コネクタ４４４を有する。コネクタ４４４は、コネクタ４２８上の４５４等の導電線と接触する、４５５等の導電線を有することが可能である。示されるように、スピニング要素４３２は、回転変圧器４４６の回転部分４４８に結合される。変圧器４４６の回転部分４４８は、変圧器の静止部分４５０へおよびそこから信号を送出する。変圧器４４６の静止部分４５０は、プリント回路基板４４０に電気的に接続される。
【００３６】
示されるように、変圧器４４６の回転部分４４８および静止部分４５０は、それぞれ一組の巻線４５１、４５２を有し、変圧器４４６を横断して信号を伝送する。任意の好適な数の巻線が、変圧器４４６を横断して任意の好適な数の信号を伝送するために使用されてもよいことが理解されるであろう。本実施形態では、変圧器４４６を使用して、超音波信号に変換可能である。また、平面フレックス回路が、上述のように、巻線の複数組の１つ以上の代わりに使用されてもよいことが理解されるであろう。
【００３７】
プローブ４００は、変換器の動作を促進および／または補完するために、ある電子構成要素および回路網の利用が有効である。示されるように、１つ以上のプリント回路基板４５６、４５７は、スピニング要素４３２に結合可能である。プリント回路基板４５６、４５７は、そこに結合される４５８および４５９等の任意の好適な数の電子構成要素を有することが可能である。任意の好適な数および種類の電子構成要素４５８、４５９を有する、任意の好適な数のプリント回路基板４５６、４５７が、スピニング要素４３２上で利用可能であることが理解されるであろう。スピニング要素４３２上の電子構成要素は、信号が回転／静止境界を横断して通信される前に、信号処理をプローブ４００のスピニング側で行うことを可能にする。
【００３８】
本実施形態では、電力が、電力を局所的に発生させる発電機機構４６４を使用して、変換器に提供される。図に例示されるように、発電機機構４６４は、発電機コイル４６６と、複数の静止子磁石４６８、４６９とを含む。発電機コイル４６６は、スピニング要素４３２に取着され、スピニング要素４３２とともに回転し、電力を発生可能である。発生される電力は、ＡＣ電力であって、したがって、ダイオード整流器等の電源回路を使用して、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換可能である。整流器は、スピニング要素４３２上のプリント回路基板４５６、４５７に結合可能である。整流後、ＤＣ電力を使用して、変換器ならびにプリント回路基板４５６、４５７上に含まれる他の電子構成要素４５８、４５９に電力供給可能である。任意の好適な発電機を利用して、変換器に電力を提供可能であることが理解されるであろう。
【００３９】
高度変換器技術と併用するために好適なインターフェースモジュール５１４と、カテーテル５０１とを有する回転式ＩＶＵＳプローブ５００の別の実施形態が、図５に提示される。示されるように、プローブは、カテーテル本体５０２と、変換器シャフト５０４と、カテーテルハブ５１６とを有する。カテーテル本体５０２は、近位端部分５０６を有し、変換器シャフト５０４は、近位端部分５１０を有する。カテーテルハブ５１６は、静止外側筐体５２４と、ドグ５２６と、コネクタ５２８とを含む。コネクタ５２８は、本実施形態では、４つの導電線５５４を伴って示される。しかしながら、任意の好適な数の導電線が利用可能であることが理解されるであろう。
【００４０】
示されるように、インターフェースモジュール５１４の内部は、モータ５３６と、モータシャフト５３８と、主要プリント回路基板（ＰＣＢ）５４０と、スピニング要素５３２と、ＩＶＵＳプローブ５００の動作のための任意の他の好適な構成要素とを含むことが可能である。モータ５３６は、モータシャフト５３８に接続され、スピニング要素５３２を回転させる。プリント回路基板５４０は、任意の好適な数および種類の電子構成要素５４２を有することが可能である。
【００４１】
スピニング要素５３２は、カテーテルハブ５１６上のコネクタと嵌合するために、相補的コネクタ５４４を有する。コネクタ５４４は、コネクタ５２８上の５５４等の導電線に接触する５５５等の導電線を有することが可能である。示されるように、スピニング要素５３２は、回転変圧器５４６の回転部分５４８に結合される。変圧器５４６の回転部分５４８は、変圧器５４６の静止部分５５０へおよびそこから信号を送出する。変圧器５４６の静止部分５５０は、プリント回路基板５４０に電気的に接続される。
【００４２】
示されるように、変圧器５４６の回転部分５４８および静止部分５５０は、それぞれ一組の巻線５５１、５５２を有し、変圧器５４６を横断して信号を伝送する。任意の好適な数の巻線５５１、５５２が、変圧器５４６を横断して任意の好適な数の信号を伝送するために使用されてもよいことを理解されるであろう。本実施形態では、変圧器５４６を使用して、ＡＣ電力を伝達する。電力が、変圧器５４６の静止部分５５０から変圧器５４６の回転部分５４８まで送出されると、電力は、ＡＣ電力をＤＣ電力に整流する、スピニング要素５３２上のダイオード整流器等の電源回路に送出可能である。整流器は、スピニング要素５３２上のプリント回路基板５５６、５５７に結合可能である。ＡＣ電力が、ＤＣ電力に変換された後に、ＤＣ電力を使用して、変換器ならびにプリント回路基板５５６、５５７上に含まれる他の電子構成要素５５８、５５９に電力供給可能である。また、平面フレックス回路が、上述のように、巻線の複数組の１つ以上の代わりに、使用されてもよいことが理解されるであろう。
【００４３】
上述のように、プローブ５００は、変換器の動作を促進および／または補完するために、ある電子構成要素および回路網の利用が有効であり得る。示されるように、１つ以上のプリント回路基板５５６、５５７は、スピニング要素５３２に結合可能である。プリント回路基板５５６、５５７は、そこに結合される、５５８および５５９等の任意の好適な数の電子構成要素を有することが可能である。任意の好適な数および種類の電子構成要素５５８、５５９を有する任意の好適な数のプリント回路基板５５６、５５７が、スピニング要素５３２上で利用可能であることが理解されるであろう。スピニング要素５３２上の電子構成要素５５８、５５９は、信号が回転／静止境界を横断して通信される前に、信号処理をプローブ５００のスピニング側で行うことを可能にする。
【００４４】
本実施形態では、光結合器５７０を使用して、超音波信号を伝送する。任意の好適な光結合器が使用されてもよいことが理解されるであろう。光結合器は、第１の端部５７２と、第２の端部５７４とを有することが可能である。第１の端部５７２は、静止しており、スピニング要素５３２に直接または間接的に結合可能である第２の端部５７４から光信号を受信可能である。超音波信号は、プリント回路基板５４０上の回路網に伝送可能であるか、またはインターフェースモジュール５１４外部に搬送可能である。
【００４５】
超音波信号がこの光経路を介して通信される方法の一例示的実施例は、プリント回路基板５５６、５５７が、電子構成要素５５８、５５９間に高速アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）を含み得ることである。このＡＤＣは、超音波エコー信号をデジタル化し、得られたデジタルデータをシリアルビットストリームに変換するために使用されるであろう。次いで、このシリアルデータは、同様に、プリント回路基板５５８、５５９上に含まれるレーザダイオード回路等の光送信機に提供され、回転光結合器５７０を介して、プリント回路基板５４０上に含まれるか、またはインターフェースモジュール５１４から遠隔に位置する光受信機回路に、高速シリアルビットストリームを伝送するであろう。
【００４６】
示されるように、構造は、変換器の角度位置に関して、フィードバックを提供可能なように提供されてもよい。例えば、光デバイス５７６は、静止エンコーダホイール５７８と、光検出器５８０とを含むように提供されてもよい。光検出器５８０は、スピニング要素５３２上のプリント回路基板５５７に取着可能である。
【００４７】
高度変換器技術と併用するために好適なインターフェースモジュール６１４と、カテーテル６０１とを有する回転式ＩＶＵＳプローブ６００の別の実施形態が、図６に提示される。示されるように、プローブ６００は、カテーテル本体６０２と、変換器シャフト６０４と、カテーテルハブ６１６とを有する。カテーテル本体６０２は、近位端部分６０６を有し、変換器シャフト６０４は、近位端部分６１０を有する。カテーテルハブ６１６は、静止外側筐体６２４と、ドグ６２６と、コネクタ６２８とを含む。コネクタは、本実施形態において示されるように、６５４等の４つの導電線を伴って示される。しかしながら、任意の好適な数の導電線６５４が利用可能であることが理解されるであろう。
【００４８】
示されるように、インターフェースモジュール６１４の内部は、モータ６３６と、モータシャフト６３８と、主要プリント回路基板（ＰＣＢ）６４０と、スピニング要素６３２と、ＩＶＵＳプローブ６００の動作のための任意の他の好適な構成要素とを含むことが可能である。モータ６３６は、モータシャフト６３８に接続され、スピニング要素６３２を回転させる。主要プリント回路基板６４０は、変換器のための送信機および受信機を含むが、それらに限定されない、任意の好適な数および種類の電子構成要素６４２を有することが可能である。
【００４９】
スピニング要素６３２は、カテーテルハブ６１６上のコネクタ６２８と嵌合するために、相補的コネクタ６４４を有する。コネクタ６４４は、コネクタ６２８上の６５４等の導電線に接触する、６５５等の導電線を有することが可能である。示されるように、スピニング要素６３２は、回転変圧器６４６の回転部分６４８に結合される。変圧器６４６の回転部分６４８は、変圧器６４６の静止部分６５０へおよびそこから信号を送出する。変圧器６４６の静止部分６５０は、プリント回路基板６４０に電気的に接続される。
【００５０】
示されるように、変圧器６４６の回転部分６４８および静止部分６５０は、それぞれ一組の巻線６５１、６５２を有し、変圧器６４６を横断して信号を伝送する。任意の好適な数の巻線が、変圧器６４６を横断して任意の好適な数の信号を伝送するために使用されてもよいことを理解されるであろう。本実施形態では、変圧器６４６を使用して、ＡＣ電力を伝達する。電力が、変圧器６４６の静止部分６５０から変圧器６４６の回転部分６４８まで送出されると、電力は、ＡＣ電力をＤＣ電力に整流する、スピニング要素６３２上のダイオード整流器等の電源回路に送出可能である。整流器は、スピニング要素６３２上のプリント回路基板６５６、６５７に結合可能である。ＡＣ電力が、ＤＣ電力に変換された後に、ＤＣ電力を使用して、変換器ならびにプリント回路基板６５６、６５７上に含まれる他の電子構成要素６５８、６５９に電力供給可能である。また、平面フレックス回路が、上述のように，巻線の複数組の１つ以上の代わりに、使用されてもよいことを理解されるであろう。
【００５１】
上述のように、プローブは、変換器の動作を促進および／または補完するために、ある電子構成要素および回路網の利用が有効であり得る。示されるように、１つ以上のプリント回路基板６５６、６５７は、スピニング要素６３２に結合可能である。プリント回路基板６５６、６５７は、そこに結合される、６５８および６５９等の任意の好適な数の電子構成要素を有することが可能である。任意の好適な数および種類の電子構成要素６５８、６５９を有する、任意の好適な数のプリント回路基板６５６、６５７が、スピニング要素６３２上で利用可能であることを理解されるであろう。スピニング要素６３２上の電子構成要素６５８、６５９は、信号が回転／静止境界を横断して通信される前に、信号処理をプローブ６００のスピニング側で行うことを可能にする。
【００５２】
本実施形態では、無線通信機構を使用して、超音波信号を伝送する。無線周波数または赤外線を利用する無線機構を含むが、それらに限定されない、任意の好適な無線通信機構が使用されてもよい。示されるように、無線通信機構は、送信機および／または受信機構成要素６８２ならびに６８４を含む。送信機および／または受信機構成要素６８２は、スピニング要素６３２上のプリント回路基板６５７等、任意の好適な場所に取着可能である。同様に、送信機および／または受信機構成要素６８４も、インターフェースモジュール６１４内の主要プリント回路基板６４０を含む任意の好適な場所に設置可能である。
【００５３】
したがって、信号は、変圧器、光結合器、無線通信機構、発電機、および／またはブラシ／接点を含むが、それらに限定されない任意の好適な機構を介して、回転および静止機械構成要素を横断して搬送可能であることを理解されるであろう。ある実施形態では、変圧器、光結合器、および／または無線通信機構を利用して、超音波信号等の信号を搬送可能である。ある実施形態では、変圧器、発電機、および／またはブラシ／接点を利用して、変換器に電力を伝達可能である。
【００５４】
さらに、スピニング要素は、好適な数および種類のアクティブな電子構成要素ならびに回路網を伴う１つ以上のプリント回路基板を有し、したがって、スピニング要素をアクティブなスピニング要素にすることが可能である。アクティブなスピニング要素と併用可能な電子構成要素の実施例として、電源回路（発電機、整流器、調整器、高圧逓昇コンバータ等）、送信機（三極送信機を含む）、時間利得制御（ＴＧＣ）増幅器、振幅および／または位相検出器、ＡＤＣコンバータ、光学送受信機、エンコーダ回路、無線通信構成要素、マイクロコントローラ、および任意の他の好適な構成要素を含むが、それらに限定されない。加えて、スピニング要素は、伝送トリガを内部で発生させることが可能であり、したがって、スピニング要素を横断してタイミング信号を通信する必要性を排除することが可能なように、エンコーダおよびタイミング論理を含むことが可能である。本明細書に説明される実施形態を通して、広帯域幅、周波数アジリティ、低リングダウン、集束ビーム（動的集束ビームを含む）、および高調波能力を含む、優れた画質が可能となる。
【００５５】
上述のように、単一変換器またはアレイとして、ＰＭＵＴおよびＣＭＵＴ変換器を含むが、それらに限定されない、任意の好適な高度変換器技術が使用されてもよい。実施例として、ＰＭＵＴ変換器は、圧電ポリマー（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等）を微小シリコン基板上に蒸着することによって、形成可能である。シリコン基板は、増幅器および保護回路を含み、ＰＶＤＦ変換器からの信号を緩衝可能である。電気ケーブルの静電容量は、高インピーダンスＰＶＤＦ変換器からの信号を減衰させ得るために、ＰＶＤＦ要素に直接隣接する増幅器を含むことが重要となり得る。増幅器は、典型的には、ＤＣ電力、伝送入力、および増幅器出力接続を必要とする。ＰＶＤＦ変換器は、集束変換器であって、優れた分解能を提供可能である。
【００５６】
上述のように、本明細書に説明されるようなアクティブなスピニング要素を有することは、回転式ＩＶＵＳプローブ上の高度変換器技術の利用を可能にする。加えて、アクティブなスピニング要素を有することは、プローブのある高度動作を促進可能である。アクティブなスピナを利用するプローブの帯域幅の向上によって、プローブは、複数の異なる周波数において、情報を取得することが可能となる。限定ではなく、例として、プローブを利用して２０ＭＨｚおよび４０ＭＨｚ等の２つの多様な周波数で得られた超音波情報を取得可能である。任意の好適な周波数および任意の好適な周波数の質が使用されてもよいことを理解されるであろう。
【００５７】
概して、より低い周波数の情報は、血液の後方散乱係数の強力な周波数依存のため、組織対血液の分類方法を容易にする。より高い周波数の情報は、概して、血液スペックルと組織との間の低い分化度を犠牲にして、より優れた分解能を提供するが、内腔境界を識別することを困難にし得る。したがって、情報が、より低い周波数およびより高い周波数で取得されるならば、アルゴリズムを利用して、２つのデータセットをインタリーブおよび表示することにより、時間および空間において密接に整列させられる周波数が異なる情報が取得可能である。結果として、血液と組織との間の明確な分化および血液境界の正確な描写を伴う、高分解能の超音波画像が生成可能である。
【００５８】
単一フレームの画像を構成する典型的な５１２のＡ−ラインは、交互する高および低周波数Ａ−ラインとして散在可能である。実施例として、２０ＭＨｚ画像は、血液を黒色、組織を灰色として示すことが可能である一方、４０ＭＨｚ画像は、血液および組織を灰色として示すことが可能であるが、仮に可能であっても、相互にほとんど区別不可能である。提供されたアルゴリズムを介して、２０ＭＨｚにおいて黒色であって、４０ＭＨｚにおいて灰色であるのは血液であり、両方の周波数において灰色であるのは組織であり、両方の周波数において黒色であるのは、透明な流体であることが認識可能である。アクティブなスピニング要素によって促進される、ＰＭＵＴ等の高度変換器技の広帯域能力は、可能性として、パルス反転Ａ−ライン対を含む、２つ以上の異なる中心周波数の厳密にインタリーブされたＡ−ラインを可能にし、次いで、組み合わせられ、組織対血液のためのロバストな分類方式を提供する、高調波ならびに基礎的情報を生成する。
【００５９】
二重周波数血液分類方式は、運動アルゴリズム（ＣｈｒｏｍａＦｌｏ、Ｑ−Ｆｌｏｗ等）、時間アルゴリズム、高調波信号処理等の他の血液スペックル低減アルゴリズムによってさらに増強可能である。任意の好適なアルゴリズムが使用可能であることが理解されるであろう。
【００６０】
血管内超音波法に加え、他の種類の超音波カテーテルも、本明細書に提供される教示を使用して作製可能である。限定ではなく、例として、他の好適な種類のカテーテルは、非血管内腔内超音波カテーテル、心内エコーカテーテル、腹腔鏡、および間質カテーテルを含む。加えて、プローブは、冠状動脈、頸動脈、神経、末梢、または静脈を含むが、それらに限定されない、任意の好適な生体構造内で使用されてもよい。
【００６１】
本明細書の値の範囲の列挙は、本明細書に別途示されない限り、範囲内にある各別個の値を個々に参照する便宜的方法としての役割を果たすことを単に意図するものであって、各別個の値は、本明細書で個々に引用されるかのように、本明細書に組み込まれる。
【００６２】
図中の同一参照番号および／または同一図示特徴は、同一特徴を表し得ることを理解されるであろう。任意の実施形態における同一参照番号および／または同一図示特徴の議論は、任意の他の実施形態に適用可能であってもよいことを理解されるであろう。
【００６３】
本明細書に引用される刊行物、特許出願、および特許を含む、任意の参考文献は、各参考文献が、参照することによって組み込まれていることが個別にかつ具体的に示され、全体として本明細書に記載されるかのように参照することによって、本明細書に組み込まれる（その中に含有される任意の参考文献を含む）。
【００６４】
本明細書において、高度超音波変換器技術を組み込む回転式ＩＶＵＳプローブの例示的実施形態が説明される。開示される実施形態の変形例は、上述の例示的実施例に照らして、当業者には明白となるであろう。当業者は、必要に応じてそのような変形例を採用し、代替の実施形態において具現化される、そのような変形例は、開示される発明の範囲内であると想定される。したがって、本発明は、本明細書に説明される実施例に限定されることを意図しない。故に、本発明は、適用される法律が許す範囲で、本明細書に添付の請求項に列挙される主題のあらゆる修正および均等物を含む。さらに、そのあらゆる可能性のある変形例における上述の要素の任意の組み合わせも、別途本明細書において示されるか、またはそれに関連して明示的に否定されない限り、本発明に包含される。
【図１】
2016073723.tif 000003
【図２】
2016073723.tif 000004
【図３】
2016073723.tif 000005
【図４】
2016073723.tif 000006
【図５】
2016073723.tif 000007
【図６】
2016073723.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月28日(2015.12.28)
【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】
血管系の中に挿入するための回転式血管内超音波プローブであって、該プローブは、
細長いカテーテルであって、該細長いカテーテルは、可撓性本体と、該可撓性本体内に配置される細長いトランスデューサシャフトと、前記可撓性本体の近位部に接する近位部コネクタを有し、前記トランスデューサシャフトは、
駆動ケーブルと、前記可撓性本体の遠位部の隣に位置し該駆動ケーブルに結合されるトランスデューサとを有する、細長いカテーテルと、
前記細長いカテーテルの近位部コネクタとのインターフェースとなるように設計されたインターフェースモジュールと
を備え、
前記インターフェースモジュールは、
該トランスデューサシャフトの近位端に固定結合されるように設計された回転要素であって、該回転要素はフレックス回路及び電子構成要素を含み、その結果前記回転要素が前記トランスデューサシャフトの近位部に固定結合された際に前記電子構成要素が前記トランスデューサと電気的に接触している、回転要素と、
静止要素であって、前記回転要素の隣に位置し、且つ前記回転要素から離れており、前記静止要素は、前記回転要素に信号を送り、且つ前記回転要素から信号を受信するように設計され、前記静止要素はフレックス回路を含み、前記回転要素の前記フレックス回路に信号を送り、且つ前記回転要素の前記フレックス回路から信号を受信するように構成される、静止要素と、
前記トランスデューサシャフトの近位部に前記回転要素が固定結合されたときに前記回転要素および前記トランスデューサシャフトを回転させるために、該回転要素に結合されるモータと
を備える、プローブ。
【請求項２】
前記回転要素は、プリント回路基板を有し、前記電子構成要素は、該プリント回路基板に取着される、請求項１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
【請求項３】
前記トランスデューサは、ＰＭＵＴトランスデューサである、請求項１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
【請求項４】
前記トランスデューサは、ＣＭＵＴトランスデューサである、請求項１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
【請求項５】
前記回転要素は、前記トランスデューサのための電力を発生させる発電機を含む、請求項１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
【請求項６】
前記電子構成要素は、送信機、時間利得制御増幅器、振幅検出器、位相検出器、アナログ／デジタルコンバータ、光学送受信機、エンコーダ回路、無線通信構成要素、およびマイクロコントローラから成る群から選択される、請求項１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
【請求項７】
プリント回路基板をさらに備え、該プリント回路基板は、前記トランスデューサから異なる周波数で得られたデータをインタリーブするアルゴリズムを実行するように設計される、請求項１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
【請求項８】
少なくとも３つの導電線をさらに備え、該導電線は、前記回転要素を前記トランスデューサに電気的に接続する、請求項１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
【請求項９】
血管系の中に挿入するための回転式血管内超音波プローブのためのインターフェースモジュールであって、該インターフェースモジュールは、
トランスデューサを有するトランスデューサシャフトを有するカテーテルの近位部への取着のためのコネクタであって、前記コネクタが前記トランスデューサシャフトと固定取着するように設計され、その結果前記コネクタが前記トランスデューサと電気的に通信する、コネクタと、
該コネクタに固定結合される回転要素であって、該回転要素は、平面フレックス回路及び電子構成要素を含み、前記電子構成要素は、該コネクタと電気的に接触しており、その結果前記コネクタが前記トランスデューサシャフトに固定取着された際に前記電子構成要素が前記トランスデューサと電気的に通信している、回転要素と、
静止要素であって、前記回転要素の隣に位置し、且つ前記回転要素から離れており、前記静止要素は、前記回転要素に信号を送り、且つ前記回転要素から信号を受信するように設計され、前記静止要素は平面フレックス回路を含み、前記回転要素の前記平面フレックス回路に信号を送り、且つ前記回転要素の前記平面フレックス回路から信号を受信するように構成される、静止要素と、
前記回転要素と前記コネクタを回転させるために、該回転要素に結合されるモータであって、前記トランスデューサシャフトに前記コネクタが固定取着されたときに前記トランスデューサシャフトが前記回転要素と前記コネクタと共に回転する、モータと
ハウジングであって、少なくとも前記回転要素、静止要素、及びモータが該ハウジング内に位置する、ハウジングと
を備える、インターフェースモジュール。
【請求項１０】
前記回転要素は、プリント回路基板を有し、前記電子構成要素は、該プリント回路基板に取着される、請求項９に記載のインターフェースモジュール。
【請求項１１】
前記回転要素は、光結合器に取着される、請求項９に記載のインターフェースモジュール。
【請求項１２】
前記回転要素は、ブラシのためのスリップリング接点を含む、請求項９に記載のインターフェースモジュール。
【請求項１３】
前記回転要素は、前記トランスデューサのための電力を発生させる発電機を含む、請求項９に記載のインターフェースモジュール。
【請求項１４】
前記電子構成要素は、送信機、時間利得制御増幅器、振幅検出器、位相検出器、アナログ／デジタルコンバータ、光学送受信機、エンコーダ回路、無線通信構成要素、およびマイクロコントローラから成る群から選択される、請求項９に記載のインターフェースモジュール。
【請求項１５】
プリント回路基板をさらに備え、該プリント回路基板は、前記トランスデューサから異なる周波数で得られたデータをインタリーブするアルゴリズムを実行するように設計される、請求項９に記載のインターフェースモジュール。
【請求項１６】
前記コネクタは、前記回転要素に電気的に接続される少なくとも３つの導電線を含む、請求項９に記載のインターフェースモジュール。
【請求項１７】
血管系内に挿入するための回転式血管内超音波プローブのためのインターフェースモジュールであって、該インターフェースモジュールは、
ハウジングと、
前記ハウジング内に位置するプリント回路基板と、
トランスデューサを有するトランスデューサシャフトを有するカテーテルの近位部への取着のためのコネクタであって、前記コネクタが前記トランスデューサシャフトと固定結合するように設計され、前記コネクタが前記トランスデューサと電気的に通信する、コネクタと、
該コネクタに固定結合される回転要素であって、該回転要素は、フレックス回路及び前記回転要素に結合した電子構成要素を含み、該電子構成要素は前記コネクタと電気的に接続し、その結果前記コネクタが前記トランスデューサシャフトと固定取着されたときに前記電子構成要素が前記トランスデューサと電気的に結合する、回転要素と、
静止要素であって、ハウジング内に位置し、前記回転要素の隣に位置し、且つ前記回転要素から離れており、前記静止要素は、前記回転要素に信号を送り、且つ前記回転要素から信号を受信するように設計され、前記静止要素は前記プリント回路基板と電気的に結合しており、前記静止要素はフレックス回路を含み、前記回転要素の前記フレックス回路に信号を送り、且つ前記回転要素の前記フレックス回路から信号を受信するように構成される、静止要素と、
モータであって、前記モータは、前記ハウジング内に位置し、前記モータは、該回転要素および前記コネクタを回転させるために、該回転要素に結合され、その結果前記コネクタが前記トランスデューサシャフトと固定取着されると、前記トランスデューサシャフトが前記静止要素及び前記コネクタと共に回転するモータと
を備える、インターフェースモジュール。
【請求項１８】
前記回転要素は、回転変圧器、ブラシのためのスリップリング接点、発電機、無線通信構成要素、および光通信構成要素のうちの少なくとも１つを含む、請求項１７に記載のインターフェースモジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
本明細書において、高度超音波変換器技術を組み込む回転式ＩＶＵＳプローブの例示的実施形態が説明される。開示される実施形態の変形例は、上述の例示的実施例に照らして、当業者には明白となるであろう。当業者は、必要に応じてそのような変形例を採用し、代替の実施形態において具現化される、そのような変形例は、開示される発明の範囲内であると想定される。したがって、本発明は、本明細書に説明される実施例に限定されることを意図しない。故に、本発明は、適用される法律が許す範囲で、本明細書に添付の請求項に列挙される主題のあらゆる修正および均等物を含む。さらに、そのあらゆる可能性のある変形例における上述の要素の任意の組み合わせも、別途本明細書において示されるか、またはそれに関連して明示的に否定されない限り、本発明に包含される。
一側面において本発明は以下の発明を包含する。
（発明１）
血管系の中に挿入するための回転式血管内超音波プローブであって、該プローブは、
可撓性本体を有する細長いカテーテルと、
該可撓性本体内に配置される細長い変換器シャフトであって、該変換シャフトは駆動ケーブルと該駆動ケーブルに結合される変換器とを有する、変換器シャフトと、
該変換器シャフトに結合されるスピニング要素であって、該スピニング要素は該変換器と電気的に接触している電子構成要素が自身に結合される、スピニング要素と、
該スピニング要素および該変換器シャフトを回転させるために、該スピニング要素に結合されるモータと
を備える、プローブ。
（発明２）
前記スピニング要素は、プリント回路基板を有し、前記電子構成要素は、該プリント回路基板に取着される、発明１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
（発明３）
前記変換器は、ＰＭＵＴ変換器である、発明１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
（発明４）
前記変換器は、ＣＭＵＴ変換器である、発明１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
（発明５）
前記スピニング要素は、前記変換器のための電力を発生させる発電機を含む、発明１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
（発明６）
前記電子構成要素は、送信機、時間利得制御増幅器、振幅検出器、位相検出器、アナログ／デジタルコンバータ、光学送受信機、エンコーダ回路、無線通信構成要素、およびマイクロコントローラから成る群から選択される、発明１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
（発明７）
回転変圧器をさらに備える、発明１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
（発明８）
プリント回路基板をさらに備え、該プリント基板は、前記変換器から異なる周波数で得られたデータをインタリーブするアルゴリズムが自身に格納される、発明１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
（発明９）
少なくとも３つの導電線をさらに備え、該導電線は、前記スピニング要素を前記変換器に電気的に接続する、発明１に記載の回転式血管内超音波プローブ。
（発明１０）
血管系の中に挿入するための回転式血管内超音波プローブのためのインターフェースモジュールであって、該インターフェースモジュールは、
変換器を有する変換器シャフトを有するカテーテルへの取着のためのコネクタと、
該コネクタに結合されるスピニング要素であって、該スピニング要素は、該コネクタと
電気的に接触している電子構成要素に自身が結合されるスピニング要素と、
該スピニング要素を回転させるために、該スピニング要素に結合されるモータと
を備える、インターフェースモジュール。
（発明１１）
前記スピニング要素は、プリント回路基板を有し、前記電子構成要素は、該プリント回路基板に取着される、発明１０に記載のインターフェースモジュール。
（発明１２）
前記スピニング要素は、光結合器に取着される、発明１０に記載のインターフェースモジュール。
（発明１３）
前記スピニング要素は、ブラシのためのスリップリング接点を含む、発明１０に記載のインターフェースモジュール。
（発明１４）
前記スピニング要素は、前記変換器のための電力を発生させる発電機を含む、発明１０に記載のインターフェースモジュール。
（発明１５）
前記電子構成要素は、送信機、時間利得制御増幅器、振幅検出器、位相検出器、アナログ／デジタルコンバータ、光学送受信機、エンコーダ回路、無線通信構成要素、およびマイクロコントローラから成る群から選択される、発明１０に記載のインターフェースモジュール。
（発明１６）
回転変圧器をさらに備える、発明１０に記載のインターフェースモジュール。
（発明１７）
プリント回路基板をさらに備え、該プリント回路基板は、前記変換器から異なる周波数で得られたデータをインタリーブするアルゴリズムが自身に格納される、発明１０に記載のインターフェースモジュール。
（発明１８）
前記コネクタは、前記スピニング要素に電気的に接続される少なくとも３つの導電線を含む、発明１０に記載のインターフェースモジュール。
（発明１９）
血管系内に挿入するための回転式血管内超音波プローブのためのインターフェースモジュールであって、該インターフェースモジュールは、
プリント回路基板と、
変換器を有する変換器シャフトを有するカテーテルへの取着のためのコネクタと、
該コネクタに結合されるスピニング要素であって、該スピニング要素は、該スピニング要素を該コネクタに電気的に接続する３つ以上の信号経路を有するスピニング要素と、
該スピニング要素および該変換器シャフトを回転させるために、該スピニング要素に結合されるモータと
を備える、インターフェースモジュール。
（発明２０）
前記スピニング要素は、回転変圧器、ブラシのためのスリップリング接点、発電機、無線通信構成要素、および光通信構成要素のうちの少なくとも１つを含む、発明１９に記載のインターフェースモジュール。
【外国語明細書】
2016073723000001.pdf