(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接端および遠方端を持つ細長いカテーテル本体と、
前記カテーテル本体中に配置され、近接端および遠方端を有し前記カテーテル本体に関して回転式である駆動ケーブルと、
前記駆動ケーブルの遠方端に配置された操作器材と、
前記カテーテル本体内の遠方端近傍に固定式に配置され、空洞シリンダーを有したステーターと、
前記駆動ケーブルの遠方端近傍に配置され、および前記操作器材と電気的に連通し、前記空洞シリンダー内に回転式に配置されロッドを有するローターとを有し、
前記ステーターとローターは誘導結合器を形成する、カテーテルアセンブリ。
【請求項２】
ステーターはフェライト材料で作られ、更に空洞シリンダーの内側表面上に配置された第一電気伝導コイルを有し、ローターはフェライト材料で作られ、更にロッドの外側表面上に配置された第二電気伝導コイルを有することを特徴とする請求項１に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項３】
操作器材は容量性リアクタンスを持ち、ステーターおよびローターは対抗する表面積を持ち、ここでそれぞれのステーターおよびローターの表面積は、第一および第二電気伝導コイルのそれぞれの直径、大きさおよび捲き数と共に誘導結合器の誘導性リアクタンスの値が容量性リアクタンスに実質的に等しいように選択されることを特徴とする請求項２に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項４】
操作器材は超音波トランスジューサを有することを特徴とする請求項１に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項５】
さらに、第一電磁器材電気的に結合された遠方端および信号トランシーバへの電気的接続用に構成された近接端を持つ導体を有することを特徴とする請求項１に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項６】
導体はカテーテル本体内部に配置されることを特徴とする請求項５に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項７】
前記ステーターは第一電気伝導コイルを有し、
前記ローターは第二電気伝導コイルを有し、
第一および第二電気伝導コイル間の捲き数比は導体から誘導結合器を見た入力インピーダンスが導体の特性インピーダンスと実質的に等しいように選択される請求項５に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項８】
近接端および遠方端を持つ細長いカテーテル本体と、
近接端および遠方端を持ち、およびカテーテル本体に関して回転式である、カテーテル中に配置された駆動ケーブルと、
駆動ケーブルの遠方端近傍に配置された第一および第二操作器材と、
駆動ケーブルの遠方端近傍に配置された第一回転式電磁器材と誘導的に結合されるカテーテルの遠方端近傍に配置された第一静止電磁器材を有する第一誘導結合器と、
駆動ケーブルの遠方端近傍に配置された第二回転式電磁器材と誘導的に結合されるカテーテルの遠方端近傍に配置された第二静止電磁器材を有する第二誘導結合器と、
を有し、第一回転式電磁器材は第一操作器材と電気的に連繋しており、第二回転式電磁器材は第二操作器材と電気的に連繋していることを特徴とするカテーテルアセンブリ。
【請求項９】
第一および第二静止電磁器材はそれぞれカテーテル本体内に固定して配置された第一および第二ステーターを有し、
第一および第二回転式電磁器材はそれぞれ駆動ケーブルに機械的に結合された第一および第二ローターを有することを特徴とする請求項８に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項１０】
第一および第二ステーターは一般に空洞シリンダーを有し、
第一および第二ローターはそれぞれの空洞シリンダー内に回転式に配置されたロッドを有することを特徴とする請求項８に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項１１】
第一および第二操作器材は超音波トランスジューサを有することを特徴とする請求項８に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項１２】
カテーテル本体は、軸、カテーテル本体と軸関係に配列された方向に伝搬する超音波を送信するように構成された第一操作器材、およびカテーテル本体の軸に対して選択された角度で伝搬する超音波を送信するように構成された第二操作器材を形成することを特徴とする請求項１１に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項１３】
第一静止電磁器材に電気的に結合された遠方端および第一信号トランシーバに電気的に結合されるように構成された近接端を持つ第一導体と、
第二静止電磁器材に電気的に結合された遠方端および第二信号トランシーバに電気的に結合されるように構成された近接端を持つ第二導体を有することを特徴とする請求項８に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項１４】
第一および第二導体はカテーテル本体内部に配置されることを特徴とする請求項１３に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項１５】
誘導結合器は第二誘導結合器から電気的に絶縁されることを特徴とする請求項９に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項１６】
更に、第一ステーターに突き当たり、第一ローターを収納する第一凹部を形成する遠方表面と、
第二ステーターに突き当たり、第二ローターを収納する第二凹部を形成する近接表面を有し、カテーテルの遠方端近傍に配置された絶縁ディスクを有する、ことを特徴とする請求項１５に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項１７】
細長い主カテーテル内に移動可能に配置された望遠鏡式カテーテルを持つ細長い主カテーテルであって、前記主カテーテルと前記望遠鏡式カテーテルは、それぞれ前記望遠鏡式カテーテルの長手方向へ移動するドライブユニットに取り付ける近接端を備え、
望遠鏡式カテーテル内に配置され、近接端と遠方端を持ち、望遠鏡式カテーテル本体に対して回転可能である駆動ケーブルと、
駆動ケーブルの遠方端上に配置された操作器材と、
望遠鏡式カテーテルの遠方端近傍に配置されたステーター、
駆動ケーブルの遠方端近傍に配置され、操作器材と電気的に連繋するローターを有し、ステーターおよびローターは誘導結合器を形成することを特徴とするカテーテルアセンブリ。
【請求項１８】
第一電磁器材はカテーテル本体に固定して配置されたステーターを有し、第二電磁器材は駆動ケーブルに機械的に結合されたローターを有することを特徴とする請求項１７に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項１９】
操作器材は超音波トランスジューサを含むことを特徴とする請求項１８に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項２０】
細長いカテーテル本体上に配置された非回転式遠方操作器材と、
カテーテル本体の長手方向に実質的に沿った前記外壁内に突出され、非回転方式遠方操作器材に電気的に結合された遠方端および第一近接操作器材への電気的結合用に構成された近接端を持つ導体を有することを特徴とする請求項１に記載のカテーテルアセンブリ。
【請求項２１】
非回転方式遠方操作器材はカテーテル本体の遠方端に載置された前方監視超音波トランスジューサ器材を有することを特徴とする請求項２０に記載のカテーテルアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明はカテーテルシステムに関し、より詳細には診断および治療分野で使用される管内カテーテルアセンブリに関する。
【０００２】
（発明の背景）
管内カテーテルアセンブリは、人体脈管構造の内部の異常を診断および/または治療するために採用される。一般的な管内カテーテルアセンブリは、例えばRF発電機のような近接設置された操作器材と電気的に繋がる例えば切除電極のような遠方載置操作器材を含む。現在管内カテーテルアセンブリは、遠方載置操作器材と近接設置操作器材間の伝送路を導く目的で内部管腔がその中に突き出される細長いカテーテル本体を含む。
【０００３】
しばしば、管内カテーテルアセンブリは多数の遠方載置操作器材を支持し、それによって医師に一個の多機能プラットフォームを提供する。しかしながら、カテーテル本体の半径は脈管構造を通して送られのに十分に小型でなければならないので、カテーテル本体を通して突き出すことのできる内部管腔の大きさと数は臨界要因となり、それによってこれらのカテーテルアセンブリによって支持される遠方載置操作器材の量、組合せおよび/または性能を制限する。
【０００４】
例えば、図１２に示されるように、一般的な超音波作像／切除カテーテルアセンブリ３００は、医師が異常な脈管構造組織をより容易に作像しおよび切除できるように、遠方載置切除電極３０４および遠方配置回転式超音波トランスジューサ３０６を備えた細長いカテーテル本体３０２を含む。
【０００５】
切除電極３０４は、カテーテル本体３０２内部に突出する第一内部管腔３１０を通して導かれる伝送路３０８を経由して近接配置されたRF発電機（図示せず）に電気的に結合される。RF発電機の動作は伝送路３０８を通して切除電極３０４に無線周波の電気エネルギーを伝送し、切除電極３０４は次にRFエネルギーを切除電極３０４に隣接する脈管構造組織に放射する。
【０００６】
超音波トランスジューサ３０６は、カテーテル本体３０２内部に配置されたトランスジューサハウジング３１２に載置される。超音波トランスジューサ３０６は、第二内部管腔３１６内部に回転式に配置された駆動ケーブル３１４を経由して近接配置された駆動ユニット（図示せず）に機械的におよび回転式に結合される。超音波トランスジューサ３０６は、駆動ケーブル３１４内部に配置された伝送路（図示せず）を経由して近接配置された信号トランシーバ（図示せず）に電気的に結合される。駆動ユニットの動作は、駆動ケーブル３１４を回転し、およびこうしてカテーテル本体３０２に対して超音波トランスジューサ３０６を回転する。トランシーバの同時動作は、駆動ケーブルが配置された伝送路を経由して超音波トランスジューサ３０６へおよびそこから電気エネルギーを交互に送信および受信し、それによって医師に超音波トランスジューサ３０６に隣接する脈管構造組織の３６０°映像を提供する。
【０００７】
カテーテルアセンブリ３００は、駆動ケーブル３１４および遠方載置超音波トランスジューサ３０６が第二内部管腔３１６を通して“逆行退動作”（すなわち挿入または後退）されるように構成される。超音波トランスジューサ３０６の大きさおよびこうしてそこから得られた映像データの完全性は、こうして第二内部管腔３１６の大きさで制限される。しかしながら第二内部管腔３１６の大きさは、伝送路３０８を除去することにより増加させられるであろう。
【０００８】
管内のカテーテルアセンブリに関する他の課題は、遠方非回転式操作器材、および例えばカテーテルアセンブリ３００に採用された上記の超音波トランスジューサ３０６およびトランシーバのような近接非回転式操作器材間の電気信号の結合である。一般的にこの誘導結合を与えるために、誘導結合器がカテーテルの近接端の信号電線と平行に接続される。このようであるから、誘導結合器から遠方の信号電線のその部分はトランスジューサと共に回転し、従って駆動ケーブルの全長に亘ってその内部に設置されなければならない。近接配置誘導結合器はトランスジューサとトランシーバ間に誘導結合を十分に提供するけれども、この配列は数々の欠点を持つ。
【０００９】
例えば、単線配置駆動ケーブルは、不均一回転歪み（NURD）と呼ばれる超音波作像カテーテルから蒙る現象を更に悪化させる。NURDは、トランスジューサを患者の身体内部の希望する作像位置に置くことができるために、カテーテルが受けなければならない多くの捻りや回転によって増大される、回転作像コアとカテーテルの内壁間の摩擦力によって生じる。これらの摩擦力は作像コアをその軸の周囲に不均一な仕方で回転させ、それによって歪んだ映像に帰着する。
【００１０】
NURDは、例えば駆動ケーブルの直径、重量、材料等を変更することにより、駆動ケーブルの構造を“最適化”することによって最小化される。しかしながら駆動ケーブルの特性はその中に配置された信号電線によって部分的に指示され、それによってこのNURD最小化の最適化を制限する。更に信号電線は、最適化できない駆動ケーブルに対する不均一性の要因となる。
【００１１】
近接配置誘導結合器の別の欠点は、駆動ケーブルの直径が信号電線を収納するために増大されなければならず、それによって、そうでなければ例えば引上ワイヤー操作性、血管形成バルーン治療、切除治療または血流（ドップラー）測定のような他の機能を支持するために使用されるであろうカテーテル内部の空間を占めることになる。
【００１２】
近接配置誘導結合器の別の欠点は、結合器が遠方にあることにより、トランスジューサの最適化、すなわちトランスジューサの同調および整合またはトランスジューサ低周波成分放射の防止のためのその使用を妨げることである。こうして追加の測定が、トランスジューサを最適化するかまたはその望ましくない効果を最小化するために採用されなければならない。
【００１３】
例えば、その通常の動作周波数において、トランスジューサは正味の容量性リアクタンスを示す。こうして誘導性リアクタンスが、トランスジューサに対する送信／受信信号を効率的に結合するために（例えば信号対雑音比を最大化するために）、この容量性リアクタンスを“取り消す”ように設けられるべきである。しかしながらインダクタンス創出構造は、トランスジューサに極く接近した信号電線に沿って置かれなければならないので、近接配置誘導結合器は必要とするインダクタンスを提供しない。その代わりに、このような結果はPope, Jr. 等に与えられた米国特許No.４，８９９，７５７に示される、信号電線と直列に誘導コイルを置くことによって達成できる。
【００１４】
トランスジューサによって作り出された容量性リアクタンスの取り消しに加えて、信号の反射を最小にするためにトランスジューサのインピーダンスを信号電線の特性インピーダンスと整合させることがまた望ましい。特に近接配置誘導結合器はその限定により信号電線に近接しており、従ってこのような整合を実施するために使用できない。信号電線をそれと整合させるために、トランスジューサの大きさと材料を最適化する試みを為すことができる。しかしながらこのような最適化は限定され、従って信号パワーは如何なる信号反射も除去されない程度に低減されるであろう。
【００１５】
更に励起されたトランスジューサは振動の低周波成分を当然に創出し、それは多数のより高周波数成分（例えば４MHz、８MHz、１２MH等）を作り出す。これらの望ましくない信号は近接配置誘導結合器の使用を通しては除去できず、カテーテルの近接端で濾過されなければならない。しかしながら作像システムがその中で操作される周波数帯域内部の信号は濾過されず、干渉として処理されなければならない。
【００１６】
理論的には、平行誘導体は低周波成分を短絡するためにトランスジューサに極く近接して置くことができ、それによって高周波成分を除去する。しかしながらこのような配列は複雑でかつ高価であり、こうしてトランスジューサ振動の望ましくない成分を除去する目的のみには不充分である。
【００１７】
従って、伝送路を支持する内部管腔の数を除去するか、少なくとも低減することにより、カテーテル本体内部の利用可能空間を増加することが望ましいであろう。遠方回転式操作器材および近接非回転式操作器材を採用するカテーテルの機械的および電気的に性能を改善することが更に望ましいであろう。
【００１８】
（発明の要旨）
本発明は、それぞれの遠方および近接の操作器材間の連繋を設けるために、遠方配置誘導結合組立ておよび／または細長いカテーテル本体の外壁に埋め込まれた少なくとも一本の導体を採用する、改良された管内カテーテルアセンブリを提供することにより、従来の管内カテーテルアセンブリの上記欠点を克服する。
【００１９】
第一実施例において、本発明によるカテーテルアセンブリはカテーテル本体に対して回転式であり、およびその中に駆動ケーブルを配置された近接端および遠方端を持つ細長いカテーテル本体を含む。第一電磁器材は、カテーテル本体の遠方端近傍に、カテーテル本体の近接端近傍の近接操作器材と電気的に連繋して配置される。第二電磁器材は駆動ケーブルに回転式に、および駆動ケーブルと回転式に結合された遠方操作器材と電気的に連繋して結合される。第一および第二電磁器材は、誘導結合器を形成する。
【００２０】
本発明の別の態様によれば、第一電磁器材はカテーテル本体内部に固定して配置されたステーターを有し、第二電磁器材は駆動ケーブルの遠方端に載置されたローターを有し、ここでステーターは一般に空洞シリンダーを有し、ローターは空洞シリンダー内に回転式に配置されたロッドを有する。ステーターおよびローターはフェライト材料で作られているのが好ましく、ステーターは空洞シリンダーの内部表面上に配置された第一電気伝導コイルを持ち、およびローターはロッドの外側表面上に配置された第二電気伝導コイルを持つ。
【００２１】
ステーターおよびローターは対抗する表面積を持ち、ここでそれぞれのステーターおよびローター面積は、第一および第二電気伝導コイルのそれぞれの直径、大きさおよび捲き数と共に、誘導結合器の誘導性リアクタンスの値が例えば超音波トランスジューサでありうる操作器材の容量性リアクタンスに実質的に等しくなるように選択される。
【００２２】
更に本発明の別の態様によれば、カテーテルアセンブリはステーターに電気的に結合された遠方端および信号トランシーバーに電気的に結合されるよう、に構成された近接端を持つ第一導体を含む。第一導体は、伝送路から誘導結合器を見た入力インピーダンスが実質的に伝送路の特性インピーダンスと整合するように選択された、第一および第二電気伝導コイル間の捲き数比を持って、カテーテル本体内部に配置されることが好ましい。カテーテルアセンブリは、ローターに電気的に結合された近接端および超音波トランスジューサに電気的に結合された遠方端を持つ第二導体を含む。信号トランシーバーおよび超音波トランスジューサは、例えば動脈組織のような身体組織の３６０°作像を提供するように構成される。
【００２３】
第二の好ましい実施例において、本発明によるカテーテルアセンブリは、その中に配置された駆動ケーブルを備え、およびカテーテル本体に対して回転式な近接端および遠方端を持つ細長いカテーテル本体を含む。第一および第二電磁器材はカテーテル本体の遠方端近傍に配置され、およびそれぞれカテーテル本体の近接端近傍の第一および第二近接操作器材と電気的に連繋している。第三および第四電磁器材は駆動ケーブルと回転式に結合され、および駆動ケーブルと回転式に結合された第一および第二遠方操作器材と電気的に連繋している。第一および第三電磁器材は第一誘導結合器を形成し、および第二および第四電磁器材は第二誘導結合器を形成する。
【００２４】
本発明の別の態様によれば、第一および第二電磁器材はそれぞれカテーテル本体に固定して配置された第一および第二ステーターを有し、並びに、第三および第四電磁器材は駆動ケーブルの遠方端に載置された第一および第二ローターを有し、ここでステーターはそれぞれ一般に空洞シリンダーを有し、およびローターはそれぞれ空洞シリンダーに回転式に配置されたロッドを有する。
【００２５】
更に本発明の別の態様によれば、カテーテルアセンブリはそれぞれ第一および第二ステーターに電気的に結合された遠方端と、それぞれ第一および第二信号トランシーバーに電気的結合に構成された近接端を持つ、第一および第二導体を含む。カテーテルアセンブリはそれぞれ第一および第二ローターに電気的に結合された近接端と、それぞれ第一および第二超音波トランスジューサに電気的に結合された遠方端を持つ、第三および第四導体を含む。第一信号トランシーバーおよび第一超音波トランスジューサは例えば動脈組織のような身体組織の３６０°作像を提供するように構成され、および第二信号トランシーバーおよび第二超音波トランスジューサは動脈のような血管を通る血流のDoppler測定を提供するように構成される。
【００２６】
第三の好ましい実施例では、本発明によるカテーテルアセンブリはその間に配置され、近接端、およびカテーテル本体に対して回転式な駆動ケーブルを備えた遠方端を持つ、細長い望遠鏡式カテーテル本体を含む。第一電磁器材はカテーテル本体の遠方端近傍に配置され、およびカテーテル本体近接端近傍の近接操作器材と電気的に連繋される。第二電磁器材は駆動ケーブルに回転式に結合され、および駆動ケーブルに回転式に結合された遠方操作器材と電気的に連繋される。第一および第二電磁器材は、誘導結合器を形成する。望遠鏡式カテーテル本体は、主カテーテル本体に対する遠方操作器材の縦方向の変位を与えるために主カテーテル本体内に移動可能に配置される。第三の好ましい実施例の特別な態様は、主カテーテル本体に対する望遠鏡式カテーテル本体の制御された縦方向の変位により、縦方向に刻んだ３６０°映像薄片を与える、という点を除いて第一の好ましい実施例のそれらと同様である。
【００２７】
第四の好ましい実施例では、本発明によるカテーテル本体は、そこに配置された第一遠方操作器材を備えた細長いカテーテル本体を含む。第一遠方操作器材は、カテーテル本体の壁に埋め込まれた伝送路を経由して第一近接操作器材と電気的に結合される。カテーテルアセンブリは、駆動ケーブルおよび駆動ケーブルに回転式に結合された第二遠方操作器材を含む。第二遠方操作器材は駆動ケーブル内部の伝送路を経由して第二近接操作器材と電気的に結合される。
【００２８】
本発明の別の態様によれば、第一遠方操作器材は、超音波トランスジューサの面がカテーテル本体の軸に垂直となるようにカテーテル本体の遠方端に載置された第一超音波トランスジューサを有する。第二遠方操作器材は、駆動ケーブルの遠方端に載置された第二超音波トランスジューサを有する。第一および第二近接器材は、それぞれ信号トランシーバを有する。第一信号トランシーバおよび第一超音波トランスジューサは、例えば動脈のような血管を通して血流のDoppler測定を与えるように構成され、並びに、第二信号トランシーバおよび第二超音波トランスジューサは、例えば動脈組織のような身体組織の３６０°映像を与えるように構成される。カテーテル壁は、伝送路の一部として使用できる。
【００２９】
第五の好ましい実施例では、本発明によるカテーテルアセンブリは、その上に配置された第一および第二遠方操作器材を備えた細長いカテーテル本体を含む。第一遠方操作器材は、カテーテル本体の壁に埋め込まれたそれぞれの第一および第二伝送路を経由して第一近接操作器材と電気的に結合される。カテーテルアセンブリは、駆動ケーブルおよび駆動ケーブルに回転式に結合された第三遠方操作器材を含む。第三遠方操作器材は、駆動ケーブル内部の伝送路を経由して第二近接操作器材と電気的に結合される。
【００３０】
本発明の別の態様によれば、第一および第二遠方操作器材は、例えばカテーテル本体の遠方端に載置された切除電極のようなそれぞれの第一および第二電極を有する。第一近接器材は、RF発電機を有する。第三遠方操作器材は、駆動ケーブルの遠方端に載置された超音波トランスジューサを有する。第二近接器材は、信号トランシーバを有する。第一および第二切除器材およびRF発電機は、例えば動脈組織のような隣接身体組織に切除治療を与えるように構成され、並びに、超音波トランスジューサおよび信号トランシーバは、例えば動脈組織のような身体組織の３６０°映像を与えるように構成される。
【００３１】
第六の好ましい実施例では、本発明によるカテーテルアセンブリは、その上に配置された複数の遠方操作器材を備えた細長いカテーテル本体を含む。複数の遠方操作器材は、それぞれカテーテル本体の壁に埋め込まれた複数の伝送路を経由して少なくとも一つの近接操作器材と電気的に結合される。
【００３２】
本発明の別の態様によれば、複数の遠方操作器材は、フェーズドアレイを形成するためにカテーテル本体の周りに周辺を囲むように配列されたそれぞれのトランスジューサ器材を有する。近接器材、は複数のトランスジューサ器材にフェーズド電気信号を与えるように構成されたトランシーバを有する。
【００３３】
本発明の他のそして別の目的、特徴、態様および利点は、添付図面の下記の詳細な記述によってより良く理解されるであろう。図面は、本発明の好ましい実施例の設計および効用の両方を図示する。
【００３４】
（発明の詳細な説明）
図１Ａ、１Ｂおよび２を参照して、患者の内部身体組織、例えば動脈壁の超音波映像用の本発明による第一例示カテーテルアセンブリ１０が与えられている。カテーテルアセンブリ１０は一般に細長いカテーテル本体１２、遠方誘導結合器１４、駆動ケーブル１８、回転式遠方操作器材１６および非回転式近接操作器材１７を含む。駆動ケーブル１８は実質的に全カテーテル本体１２を通して配置されており、その両方共それぞれのその近接端でカテーテルアセンブリ１０に近接する駆動ユニット１９に適切に載置される。
【００３５】
遠方誘導結合器１４はカテーテル本体１２の遠方端に配置され、および一般にステーター２０およびローター２２を含む。ステーター２０は、カテーテル本体１２の遠方端に固定して載置される。特にステーター２０は、ステーター２０を覆ってカテーテル本体１２を熱収縮する方法によるようにカテーテル本体１２の内側表面で支持される。しかしながらステーター２０をカテーテル本体１２内部に固定する他の方法が、例えばステーター２０を少なくとも部分的にカテーテル本体１２の壁内部に埋め込むことによって達成できる、ということが認識できる。
【００３６】
ローター２２は、ステーター２０の内側に回転式に載置される。特にステーター２０は、一般に均一な内径を持つ一般に空洞シリンダー２１を含む。ステーター２０は、その近接端で空洞シリンダー２１の内側表面上に一体的に形成された環状フランジ３８を含む。ステーター２０は、ローター２２がそれを通して伸張するそれぞれの第一および第二開口部３４および３６を含む。
【００３７】
特に、空洞シリンダー２１の遠方端は、空洞シリンダー２１の内径に等しい直径を持つ第一開口部３４を規定する。環状フランジ３８は、第一開口部３４の直径よりも小さい直径を持つ第二開口部３６を規定する。ローター２２は、円柱ロッド４０、および円柱ロッド４０の遠方端上に形成され、そして好ましくはそれと一体である軸受けディスク４２を有する。ロッド４０および軸受けディスク４２の直径は、ステーター２０内のローター２２の配置がその間に第一軸受け表面４４と第二軸受け表面４６を作るように、それぞれ第一開口部３４および第二開口部３６の直径と実質的に等しい。
【００３８】
この仕方で、第一および第二軸受け表面４４および４６は、ステーター２０に対するローター２２の横方向の移動を防止する。ローター２２とステーター２０の位置関係の重要性は、ローター２２とステーター２０間の誘導効率が最大化されるようなその間の密接した近接性である。
【００３９】
すなわち、ローター２２がステーター２０に対して回転する時、ステーター２０またはローター２２の何れかに加えられた交流電流は、他方に対応する交流電流を作る。こうしてローター２２とステーター２０はまた、例えば互いに向き合う回転式および非回転式ディスクをそれぞれ有する。
【００４０】
ローター２２は、スラストディスク４８およびスラストワッシャー５０を含む。スラストディスク４８はロッド４０の遠方端上に形成され、そして好ましくはそれと一体である。スラストワッシャー５０は、ロッド４０の近接端の周囲に配置され、それに固定される。スラストディスク４８およびスラストワッシャー５０は、第一スラスト表面５２と第二スラスト表面５４を形成するために協働する。
【００４１】
より詳細には、スラストディスク４８は、第一開口部３４の直径よりも大きい直径を持ち、およびスラストディスク４８の近接表面がステーター２０の遠方表面と接触するようにステーター２０に対しその遠方側で隣接している。スラストワッシャー５０は、第二開口部３６の直径よりも大きい直径を持ち、およびスラストワッシャー５０の遠方表面がステーター２０の近接表面と接触するようにステーター２０に対しその近接側で隣接している。この仕方で、それぞれの第一および第二スラスト表面５２および５４は、ステーター２０に対するローター２２の縦方向の移動を防止する。
【００４２】
遠方操作器材１６は、トランスジューサ器材２８の面が細長いカテーテル本体１２の軸と実質的に平行になるように、導電性ハウジング３０に固定して載置された超音波トランスジューサ器材２８を有する。好ましい実施例では、トランスジューサ器材２８の面とカテーテルアセンブリ１０の軸との間に若干の角度があり、それによって作像時の“円錐形掃引”が得られる。
【００４３】
近接器材１７は、カテーテルアセンブリ１０がその中に配置される血管壁作像用のデータを得るために、トランスジューサ器材２８へおよびそこから電気信号を交互に送信しおよび受信するトランシーバを有する。しかしながら遠方操作器材１６および近接操作器材１７は、それぞれトランスジューサ器材２８およびトランシーバに限定されず、本発明の教示する原理から逸脱することなく、それぞれ電気的に互いに連繋する如何なる回転式および非回転式デバイスをも含むことができる、ということが認識できる。
【００４４】
適当な材料で作られた導電性トランスジューサ裏当て材料３２が、トランスジューサ器材２８によってトランスジューサ裏当て材料３２に放射された超音波エネルギーの実質的に総てがその中で減衰されるように、ハウジング３０内でおよびトランスジューサ器材２８の真下に入れられる。
【００４５】
逆に適当な材料で作られたトランスジューサ整合材料が、トランスジューサ裏当て材料３２の反対側のトランスジューサ整合層３３として、トランスジューサ器材２８の表面に接着される。整合層３３、または多重整合層の目的は、整合層を通るエネルギー伝播を最大化してトランスジューサ効率を改善し、および信号帯域を強化することである。トランシーバ１７は、駆動ユニット１９内部に載置される。しかしながらトランシーバ１７は、本発明の教示する原理から逸脱することなく、誘導結合器１４に近接する如何なる静止プラットフォームにも載置できる。
【００４６】
ハウジング３０、ローター２２、および駆動ケーブル１８は、駆動ユニット１９が操作された時、それらがステーター２０に対して一体ユニットとして回転するように、駆動ユニット１９に機械的におよび回転式に結合される。特に駆動ケーブル１８の近接端は、当該技術分野で既知の手段を使用して駆動ユニット１９に適切に載置される。駆動ケーブル１８は、それが高捻れ剛性と低曲げ剛性を所有するように設計されることが好ましい。
【００４７】
例えば、駆動ケーブル１８は、ここに参考文献として十分に組み入れたCrowley等に与えられた米国特許No.４，９５１，６７７に開示される技術を使用して製造されたマルチフィラーコイルの二つの逆捲き層で作られる。ロッド４０の近接端は、溶接のような既知の手段を使用して駆動ケーブル１８の内側に適切に載置される。ローター２２は、ロッド４０の近接端上に形成され、好ましくはそれと一体であるハウジング載置ディスク５６を含む。ハウジング載置ディスク５６は、軸受けディスク４８の遠方にあり、および溶接のような既知の手段を使用してハウジング３０の内側に適切に載置される。
【００４８】
トランシーバ１７は、誘導結合器１４およびそれぞれ第一および第二伝送路２４および２６を通してトランスジューサ器材２８に電気的に接続される。特にトランシーバ１７は、第一伝送路２４を経由してステーター２０に電気的に接続される。第一伝送路２４は捻られた対であることが好ましいが、例えば同軸ケーブルのようなカテーテルの製造に使用される如何なる電気導体でもよい。第一伝送路２４は、ステーター２０に対して固定され、ここに参考文献として十分に組み入れたWoinowskiに与えられた米国特許No.４，２７７，４３２に開示されるような既知の押出法を使用してカテーテル本体１２内部に配置されることが好ましい。しかしながら代案として、第一伝送路２４は、当該技術分野において既知の手段を使用してカテーテル管腔内部に配置することもできる。
【００４９】
トランスジューサ器材２８は、第二伝送路２６を経由して誘導結合器１４のローター２２に電気的に接続される。再度第二伝送路２６も捻られた対で作られていることが好ましいが、また同軸ケーブルでも作られる。第二伝送路２６は、第二伝送路２６がハウジング３０、ローター２２および駆動ケーブル１８と一体的に回転するように、ローター２２およびハウジング３０に適切に接着される。
上記のように、ステーター２０およびローター２２は、誘導的に結合される。特に誘導結合器１４は、空洞シリンダー２１の内側表面とロッド４０の外側表面間に形成された環状空間５７を含む。ステーター２０は環状空間５７内に配置され、空洞シリンダー２１の内側表面に適切に接着された第一電気伝導コイル５８を含む。ローター２２は環状空間５７内に配置され、ロッド４０の外側表面に適切に接着された第二電気伝導コイル５５を含む。環状空間５７により、それぞれ第一および第二コイル５８および５５間に、それらの間に何等接触することなく、密接した位置関係が採られる。
【００５０】
第一伝送路２４は、コイル５８の各端に接続され、第二伝送路２６はコイル５５の各端に接続される。この仕方で、トランシーバ１７およびトランスジューサ器材２８はそれぞれステーター２０およびローター２２に平行に電気的に接続される。
【００５１】
誘導結合器１４の誘導効率を最大化するために、ステーター２０およびローター２２はフェライトのような磁性材料で作られるのが好ましく、およびそれぞれの第一および第二コイル５８および５５は銅製であることが好ましい。誘導結合器１４の特別な特性インピーダンスが、第一伝送路２４の信号搬送能力を適合するように選択されることが好ましい。
【００５２】
すなわち電線の直径、大きさおよびそれぞれ第一および第二コイル５８および５５の捲き数、およびステーター２０およびローター２２の表面積は、誘導結合器１４がその動作周波数におけるトランスジューサ器材の正味の容量性リアクタンスに実質的に等しい誘導性リアクタンスを示すように、選択される。また第二伝送路２６と誘導結合器１４間の信号反射を防止するために、それぞれ第一および第二コイル５８および５５の捲き数は、誘導結合器１４を見る入力インピーダンスが第一伝送路２４の特性インピーダンスと整合するように選択されるべきである。
【００５３】
使用に当たって、カテーテルアセンブリ１０は、患者に対して血管内に挿入される。例えばもしカテーテルアセンブリ１０が患者の冠状動脈を作像するために使用されるならば、それは都合良く、患者の大腿動脈中に経皮的に挿入されるであろう。カテーテルアセンブリ１０は、次いで患者の冠状動脈の希望する領域がトランスジューサ器材２８に隣接するまで、医師によって操作される。
【００５４】
カテーテルアセンブリ１０を適正に置くことにより、隣接する動脈組織の超音波作像が、回転トランスジューサ器材２８へ電気パルスを送信しおよびそこから電気パルスを受信することにより都合良く達成されるであろう。
【００５５】
特に駆動ユニット１９は、トランスジューサ器材２８を高回転速度で回転するように操作される。特に駆動ユニット１９は、駆動ケーブル１８に回転エネルギーを提供し、後者は次に誘導結合器１４のローター２２を経由してトランスジューサ器材２８に回転エネルギーを提供する。それぞれ軸受け表面４４および４６、並びにスラスト表面５２および５４を経由してステーター２０に対するローター２２の横および縦方向の如何なる移動をも防止することにより、ステーター２０およびローター２２間の均一な誘導関係が得られる。
【００５６】
トランシーバ１７は、第一伝送路２４を経由してステーター２２に電気パルスを送信し、それによって第一コイル５８を荷電する。コイル５８の電荷は、コイル５５に誘導的に結合される。誘導的結合は、それぞれの第一および第二軸受け表面４４および４６におけるステーター２０およびローター２２間の密接な位置関係によって最大化される。第二コイル５５の誘導的電荷は、次いで第二伝送路２６を経由してトランスジューサ器材２８に送信される。
【００５７】
電気的に励起されたトランスジューサ器材２８は超音波エネルギーを放射し、それは患者の動脈壁で反射し、トランスジューサ器材２８に戻る。この反射超音波エネルギーは、第二伝送路２６を経由してローター２２に戻って送信されるトランスジューサ器材２８内に帰路電気信号を作り出し、それによって第二コイル５５を荷電する。コイル５５の電荷は、コイル５８に誘導的に結合される。第一コイル５８上の誘導的電荷は、次いで第一伝送路２４を経由してトランシーバ１７へ後方送信される。この帰路電気信号は、更に映像データとして処理される。トランシーバ１７は、更なる映像データを得るために交互にトランスジューサ器材２８へ電気パルスを送信し、およびそこから電気パルスを受信する。
【００５８】
誘導結合器１４はトランスジューサ器材２８に密に隣接して位置決めされるので、より高品質の映像信号がトランシーバ１７に送信されるという利益を持って、効果的に増加した信号対雑音比が得られる。すなわち、誘導結合器１４の誘導性リアクタンスは、トランスジューサ器材２８の正味容量性リアクタンスと等しいので、帰路電気パルスの無効電力は最小化される。
【００５９】
更に、誘導結合器１４は、トランスジューサ器材２８のインピーダンスを第一伝送路２４の特性インピーダンスに整合させるように使用されるので、信号反射は最小化される。最後に、誘導結合器１４はトランスジューサ器材２８に電気的に並列接続されるので、誘導結合器１４はトランスジューサ器材２８によって作り出される振動の如何なる低周波成分も短絡し、こうして非濾過性の高周波成分が更に作り出されることを防止する。このようであるから、帰路電気信号の信号対雑音比は増加し、こうしてより高品質の映像が得られる。
【００６０】
図３Ａ、３Ｂおよび４を参照して、第二例示のカテーテルアセンブリ６０が患者の血管内部の血液速度の測定用に設けられ、一方また血管壁の超音波映像を提供している。カテーテルアセンブリ６０は一般に、細長いカテーテル本体６２、それぞれの第一および第二遠方誘導結合器６４および６５、駆動ケーブル６６、それぞれの第一および第二回転式遠方操作器材６８および７０、およびそれぞれの第一および第二非回転式近接操作器材７２および７４を含む。
【００６１】
駆動ケーブル６６は、実質的にカテーテル本体６２全体を通して配置されており、その両方共カテーテルアセンブリ６０に近接する駆動ユニット７６にそれぞれのその近接端に載置される。それぞれの第一および第二誘導結合器６４および６５は、カテーテル本体６２の遠方端に配置され、および一般にそれぞれ第一ステーター７８および第一ローター８２、並びに、第二ステーター８０および第二ローター８３を含む。それぞれ第一および第二誘導結合器６４および６５は互いに同軸関係にある。
特に、それぞれ第一スおよび第二テーター７８および８０は、それを覆ってカテーテル本体６２を熱収縮する仕方によるように、カテーテル本体６２の内側表面で支持される。しかしながら第一および第二ステーター７８および８０をカテーテル本体６２内部に固定する他の方法が、例えば第一および第二ステーター７８および８０を少なくとも部分的にカテーテル本体６２の壁内部に埋め込むことによって達成できる、ということが認識できる。
【００６２】
それぞれ第一および第二誘導結合器６４および６５の構造は、第一ローター８２はスラストワッシャーを欠き、および第二ローター８３はハウジングディスクとスラストディスク４８を欠くという点を除いてカテーテルアセンブリ１０の誘導結合器１４に関する上記の構造と同様である。第一ステーター７８および第一ローター８２は、第一および第二軸受け表面８５および８７、およびその間に第一環状空間９３を形成し、並びに、第二ステーター８０および第二ローター８３は、第三および第四軸受け表面８９および９１、およびその間に第二環状空間９５を形成する。
【００６３】
カテーテルアセンブリ６０は、それぞれの第一および第二誘導結合器６４および６５間に配置された絶縁ディスク８４を含む。絶縁ディスク８４は、それぞれの第一および第二誘導結合器６４および６５間の電気伝導を防止するために電気絶縁材料で作られる。
【００６４】
特に第一ステーター７８の近接端および第二ステーター８０の遠方端は、それぞれ絶縁ディスク８４の遠方および近接面に突き当たる。第一ローター８２の近接端および第二ローター８３遠方端は、それぞれ絶縁ディスク８４の遠方および近接面に固定して載置される。絶縁ディスク８４の面は、ローター８２および８３のそれぞれの端を受入れるためにその中に形成された凹部を持つことが好ましい。
【００６５】
第二ローター８３は、ロッドローター８３の近接端付近に配置されそこに固定されたスラストワッシャー８６を含む。第一ローター８２の遠方端に形成されたスラストディスク７９、スラストワッシャー８６および絶縁ディスク８４は、カテーテルアセンブリ１０の誘導結合器２２を参照して上記した仕方と殆ど同じ仕方でそれぞれ第一、第二、第三および第四スラスト表面９７、９９、１０１および１０３を形成するために協働する。
【００６６】
この仕方で、それぞれ第一および第二誘導結合器６４および６５の誘導効率は増加される。特に軸受け表面８５、８７、８９および９１、およびスラスト表面９７、９９、１０１および１０３は密接な位置関係を与え、およびそれぞれステーター７８と８０、およびローター８２と８３間の横方向および縦方向の移動を防止する。
【００６７】
第一遠方操作器材６８は、第一超音波トランスジューサ器材８８の面が細長いカテーテル本体６２の軸に実質的に平行するように、伝導性ハウジング８１に固定して載置された第一超音波トランスジューサ器材８８を有する。
【００６８】
好ましい実施例では、第一超音波トランスジューサ器材８８の面とカテーテルアセンブリ６０の軸間に若干の角度があり、それによって作像の間の“円錐形掃引”が得られる。第一近接器材７２は、カテーテルアセンブリ６０がその中に配置される血管壁作像用のデータを得るために第一トランスジューサ器材８８へおよびそこから電気信号を交互に送信しおよび受信する第一トランシーバを有する。
【００６９】
第二遠方操作器材７０は、第二超音波トランスジューサ器材９０の面が細長いカテーテル本体６２の軸に実質的に垂直になるように、導電性ハウジング８１の遠方端に固定して載置された第二超音波トランスジューサ器材９０を有する。
【００７０】
第二近接器材７４は、カテーテルアセンブリ６０がその中に配置される血管内部の血流のDoppler測定用のデータを得るために、第二トランスジューサ器材９０へおよびそこから電気信号を交互に送信しおよび受信する第二トランシーバを有する。しかしながら遠方操作器材６８と７０、および近接操作器材７２と７４はそれぞれトランスジューサ器材８８と９０およびトランシーバに限定されず、本発明の教示する原理から逸脱することなく、それぞれ電気的に互いに連繋する如何なる回転式および非回転式デバイスをも含むことができる、ということが認識できる。
【００７１】
適当な材料で作られた導電性トランスジューサ裏当て材料９２が、トランスジューサ器材８８および９０によってトランスジューサ裏当て材料９２に放射された超音波エネルギーの実質的に総てがその中で減衰されるように、ハウジング８１内に入れられる。
【００７２】
逆に、適当な材料で作られたトランスジューサ整合材料が、トランスジューサ裏当て材料９２の反対側のそれぞれのトランスジューサ整合層１０５および１０７として、それぞれのトランスジューサ器材８８および９０の表面に形成される。整合層１０５および１０７、または多重整合層の目的は、整合層を通るエネルギー伝播を最大化してトランスジューサ効率を改善し、および信号帯域を強化することである。それぞれのトランシーバ７２および７４は駆動ユニット７６内部に載置されるが、しかしながら本発明の教示する原理から逸脱することなく、誘導結合器６４に近接する如何なる静止プラットフォームにも載置できる。
【００７３】
ローター８２および８３は、ローター２２、ハウジング３０および駆動ケーブル１８を参照して上記した仕方と殆ど同じ仕方で、それぞれハウジング８１および駆動ケーブル６６に機械的におよび回転式に載置される。こうしてハウジング８１、それぞれの第一および第二ローター８２および８３、および駆動ケーブル６６が一個のユニットとして回転する。
【００７４】
トランシーバ１７およびカテーテルアセンブリ１０のトランスジューサ器材２８に対して上記した仕方と殆ど同じ仕方で、第一トランシーバ７２は第一誘導結合器６４とそれぞれ第一および第二伝送路９４および９６を通して第一トランスジューサ器材８８に電気的に接続され、および第二トランシーバ７４は第二誘導結合器６５とそれぞれ第三および第四伝送路９８および１００を通して第二トランスジューサ器材９０に電気的に接続される。
【００７５】
特に、トランシーバ７２および７４は、それぞれ第一および第三伝送路９４および９８を経由してステーター７８および８０に電気的に接続される。伝送路９４および９８は捻られた対であることが好ましいが、例えば同軸ケーブルのようなカテーテルの製造に使用される如何なる電気導体でもよい。第一および第三伝送路９４および９８は、それぞれステーター７８および８０に対して固定され、および既知の押出法を使用してカテーテル本体６２内部に配置されることが好ましい。しかしながら第一伝送路９４および９８は、当該技術分野において既知の手段を使用してカテーテル管腔（図示せず）内部に配置することもできる。
【００７６】
トランスジューサ器材８８および９０は、それぞれ第二および第四伝送路９６および１００を経由してそれぞれローター８２および８３に電気的に接続される。ここでも、伝送路９６および１００も捻られた対で作られていることが好ましいが、また同軸ケーブルでも作られる。伝送路９６および１００がハウジング８１、ローター８２と８３および駆動ケーブル６６と一体的に回転するように、第二伝送路９６は、第一ローター８２およびハウジング８１に適切に接着され、および第四伝送路１００は、第二ローター８３およびハウジング８１に適切に接着される。
【００７７】
上記のように、ステーター７８および８０は、それぞれローター８２および８３に誘導的に結合される。特に第一ステーター７８および第二ステーター８０は、それぞれその内側表面に適切に接着された第一電気伝導コイル１０２および第三電気伝導コイル１０６を含み、並びに第一ローター８２および第二ローター８３はその外側表面に適切に接着された第二電気伝導コイル１０４および第四電気伝導コイル１０８を含む。
【００７８】
第一ステーター７８と第一ローター８２間に形成された第一環状空間９３、および第二ステーター８０と第二ローター８３間に形成された第二環状空間９５により、それぞれの第一と第二コイル１０２と１０４間、およびそれぞれの第三と第四コイル１０２と１０４間に、その間に何等の接触もなしに、密接した位置関係が得られる。それぞれの第一、第二、第三および第四伝送路９４、９６、９８および１００は、図示するようにそれぞれの第一、第二、第三および第四コイル１０２、１０４、１０６および１０８の端部にそれぞれ接続される。
【００７９】
この仕方で、それぞれの第一および第二トランシーバは、それぞれの第一および第二ステーター７８および８０に平行に電気的に接続され、並びにそれぞれの第一および第二トランスジューサ器材８８および９０は、それぞれの第一および第二ローター８２および８３に平行にそれぞれ電気的に接続される。
【００８０】
カテーテルアセンブリ１０の誘導結合器１４に関してと同様に、それぞれの第一および第二誘導結合器６４および６５の各種パラメータが、カテーテルアセンブリ６０の効率を最大化するために選択できる。
【００８１】
使用に当たって、カテーテルアセンブリ６０は、カテーテルアセンブリ１０を参照して上記した仕方と殆ど同じ仕方で患者の血管内に挿入される。適切に置かれたカテーテルアセンブリ６０により、隣接する動脈組織の超音波作像が、カテーテルアセンブリ１０に関して上記した仕方と殆ど同じ仕方で第一超音波トランスジューサ器材８８により従来通りに達成されるであろう。
【００８２】
加えて、カテーテルアセンブリ６０は、第二トランスジューサ器材９０へ電気パルス送信しおよびそこから電気信号を受けることにより血管内部の血液速度に関するDopplerデータを提供するために、採用できる。
【００８３】
特に第二トランシーバは第三伝送路９８を経由して第二ステーター８０に電気信号を送信し、それによって第三コイル１０６を荷電する。第三コイル１０６上の電荷は第四コイル１０８に誘導的に結合される。この誘導的結合は、それぞれの第三および第四軸受け表面８９および９１において第二ステーター８０および第二ローター８３間の密接な位置関係によって最大化される。第四コイル１０８上の誘導電荷は次いで第四伝送路１００を経由して第二トランスジューサ器材９０に送信される。
【００８４】
電気的に励起された第二トランスジューサ器材９０は超音波エネルギーを放射し、それは血管内に流れるの血液で反射し、第二トランスジューサ器材９０に戻る。この反射超音波エネルギーは、第四伝送路１００を経由して第二ローター８３に戻って送信される第二トランスジューサ器材９０中に帰路電気信号を作り出し、それによって第四コイル１０８を荷電する。第四コイル１０８の電荷は第三コイル１０６に誘導的に結合される。
【００８５】
第三コイル１０６上の誘導的電荷は、次いで第三伝送路９８を経由して第二トランシーバ１７に戻って送信される。この帰路電気パルスは更にDopplerデータとして処理される。第二トランシーバは、更なるDopplerデータを得るために交互にトランスジューサ器材９０へ電気パルスを送信し、およびそこから電気信号を受信する。
【００８６】
カテーテルアセンブリ６０の遠方端のそれぞれの第一および第二誘導結合器６４および６５を、それぞれの第一および第二トランスジューサ器材８８および９０に隣接して配置することによって得られる利益と利点は、カテーテルアセンブリ１０に関して上記されたものと同じである。
【００８７】
図５Ａ、５Ｂおよび６を参照して、第三例示のカテーテルアセンブリ１２０は、一般に細長い主カテーテル本体１２２、細長い望遠鏡式カテーテル本体１２４、遠方誘導結合器１２６、駆動ケーブル１２８、回転式遠方操作器材１３０および非回転式近接操作器材１３２を含む。望遠鏡式細長いカテーテル本体１２４は、主カテーテル本体１２２中に移動可能に配置される。駆動ケーブル１２８は実質的に望遠鏡式カテーテル本体１２４全体を通して配置される。駆動ケーブル１２８、主カテーテル本体１２２および望遠鏡式カテーテル本体１２４は、そのそれぞれの近接端でカテーテルアセンブリ１２０に近接する駆動ユニット１３４に載置される。駆動ユニット１３４は、当該技術分野においてその多くが既知である望遠鏡式カテーテルと共に使用するのに適する如何なる駆動ユニットでも良い。
【００８８】
誘導結合器１２６は望遠鏡式カテーテル本体１２４の遠方端に配置され、および一般にステーター１３６およびローター１３８を含む。遠方操作器材１３０は、望遠鏡式カテーテル本体１２４から遠方の主カテーテル本体１２２内に配置される。しかしながら遠方操作器材１３０は、部分的にまたは完全に望遠鏡式カテーテル本体１２４の遠方端内に配置される。
【００８９】
特に、誘導結合器１２６のステーター１３６とローター１３８間の構造と位置関係は、カテーテルアセンブリ１０の誘導結合器１４のステーター２０とローター２２に関する上記のものと同様である。遠方操作器材１３０は、カテーテルアセンブリ１０のトランスジューサ２８およびハウジング３０に関して上記した仕方と殆ど同じ仕方で、導電性ハウジング１４２に固定して載置された、トランスジューサ整合および裏当て層（図示せず）を備えた超音波トランスジューサ１４０を有する。
【００９０】
近接器材１３２は、カテーテルアセンブリ１２０がその中に配置される血管壁作像用のデータを得るために、トランスジューサ１４０へおよびそこから電気信号を交互に送信しおよび受信するトランシーバを有する。しかしながら遠方操作器材１３０および近接操作器材１３２は、それぞれトランスジューサ１４０およびトランシーバに限定されず、本発明の教示する原理から逸脱することなく、それぞれ電気的に互いに連繋する如何なる回転式および非回転式デバイスをも含むことができる、ということが認識できる。
【００９１】
トランシーバ１３２は、駆動ユニット１３４内部に載置される。しかしながらトランシーバ１３２は、本発明の教示する原理から逸脱することなく、誘導結合器１２６に近接する如何なる静止プラットフォームにも載置できる。
【００９２】
ハウジング１４２、ローター１３８および駆動ケーブル１２８は、カテーテルアセンブリ１０のハウジング３０、ローター２２、駆動ケーブル１８および駆動ユニット１９に対して上記したと殆ど同じ仕方で、駆動ユニット１３４に機械的におよび回転式に結合される。同様にトランシーバ１３２は、第一伝送路１４４が望遠鏡式カテーテル本体１２４内に配置される点を除いて、カテーテルアセンブリ１０のトランシーバ１７およびトランスジューサ器材２８に対して上記したと殆ど同じ仕方で、誘導結合器１２６およびそれぞれの伝送路１４４と１４６を通してトランスジューサ１４０に電気的に結合される。
【００９３】
使用に当たって、カテーテルアセンブリ１２０は、カテーテルアセンブリ１０を参照して上記した仕方と殆ど同じ仕方で患者の血管内に挿入される。適切に置かれたカテーテルアセンブリ１２０により、隣接する動脈組織の超音波作像が、カテーテルアセンブリ１０に関して上記した仕方と殆ど同じ仕方でトランスジューサ器材１４０により従来通りに達成されるであろう。
【００９４】
加えて、駆動ユニット１３４を手動で操作することにより、望遠鏡式カテーテル本体１２４はトランスジューサ１４０を患者の血管内部の色々な希望する作像位置に隣接して置くために、主カテーテル本体１２２に対して縦方向に移動できる。更に、駆動ユニット１３４を自動的に操作することにより、望遠鏡式カテーテル本体１２４は、患者の内部血管壁の縦方向に刻んだ３６０°の“薄片”を表すサンプルをデータ収集するために、制御された均一な仕方で主カテーテル本体１２２に対して縦方向に移動でき、そのサンプルは次いで既知のアルゴリズムを使用して再構築でき、操作卓のモニター（図示せず）で二次元または三次元フォーマットで表示できる。
【００９５】
図７Ａ、７Ｂおよび８を参照して、第四例示のカテーテルアセンブリ１５０が患者の血管内部の血液速度を測定用に設けられ、一方また血管壁の超音波映像を提供している。カテーテルアセンブリ１５０は、一般に細長いカテーテル本体１５２、駆動ケーブル１５４、回転式遠方操作器材１５６、非回転式遠方操作器材１５８およびそれぞれの第一および第二非回転式近接操作器材１６０および１６２を含む。駆動ケーブル１５４は実質的にカテーテル本体１５２全体を通して配置され、その両者はそのそれぞれの近接端でカテーテルアセンブリ１５０に近接する駆動ユニット１６４に載置される。それぞれの近接操作器材１６０および１６２は駆動ユニット１６４内に配置されるように示されるが、それぞれの近接操作器材１６０および１６２は、本発明の教示する原理から逸脱することなく、駆動ユニット１６４の外部に配置できる。
【００９６】
非回転式遠方操作器材１５８は、Doppler測定血液速度のような診断機能を実施するために第一超音波トランスジューサ器材１６６（前方監視トランスジューサ）を有する。第一超音波トランスジューサ器材１６６は、トランスジューサ器材１６６の面がカテーテル本体１５２の軸に実質的に垂直であるようにカテーテル本体１５２の遠方先端に埋め込まれている。導電性トランスジューサ裏当て材料１６８が第一トランスジューサ器材１６６の真下に入れられ、およびトランスジューサ整合材料１７０が、トランスジューサ裏当て材料１６８に反対側のトランスジューサ整合層１７０としてトランスジューサ器材１６６の面に接着される。
【００９７】
代案として、非回転式遠方操作器材１５８は、トランスジューサ器材の表面がガイドシースの軸に実質的に平行であるように、カテーテル本体１５２に埋め込まれた一つ以上の超音波トランスジューサ器材を有する。この仕方で、超音波トランスジューサ器材は例えば微泡被包性薬物吐出のような治療機能を促進できる。この場合、集中された超音波信号が、超音波エネルギーによって破られおよび病的個所に放出される微泡被包性薬物の吐出に関連して、病的個所に提供される。
【００９８】
第一非回転式近接操作器材１６０はカテーテルアセンブリ１５０がその中に配置される血管内部の血流のDoppler測定用のデータを得るために第一トランスジューサ器材１６６へおよびそこから電気信号を交互に送信しおよび受信する第一トランシーバを有する。しかしながら非回転式遠方操作器材１５８および第一非回転式近接操作器材１６０はそれぞれトランスジューサ器材およびトランシーバに限定されず、本発明の教示する原理から逸脱することなく、それぞれ電気的に互いに連繋する如何なる非回転式デバイスをも含む、ということが認識できる。
【００９９】
第一トランシーバ１６０は、第一伝送路１７２を通して第一トランスジューサ器材１６６に電気的に結合される。第一伝送路１７２は捻られた対であることが好ましいが、例えば同軸ケーブルのようなカテーテルの製造に使用される如何なる電気導体でもよい。第一伝送路１７２は押出しプロセスを使用してカテーテル本体１５２の壁の内部に埋め込まれている。均一なインピーダンスを提供するために押出しプロセスの間、気泡のような不正則性の存在を最小化し、およびカテーテル本体１５２内部の伝送路の間隔を一定に保つことが重要である。このことはカテーテル本体１５２内部に均一に埋め込まれ、および最適信号送信用にカテーテル本体１５２の長さを通して均一なインピーダンス持つ伝送路に帰着する。
【０１００】
カテーテル本体１５２は、第一伝送路１７２の一部を形成することが好ましい。例えば図１３に描かれているように、第一伝送路１７２は電線１７３間に絶縁材料として働くカテーテル本体１５２と共に二本の電線１７３から形成される。等式、z=[120/sqr(er)]*[ln(2*s/d)]（ここでｚ＝インピーダンス、ｓ＝インチで表示した電線間の間隔、ｄ＝インチで表示した電線間の直径、およびｅｒ＝電線間の媒体の有効比誘電率）を使用して、伝送路１７２の固有特性インピーダンスが得られる。例えばもし電線１７３の直径（ｄ）が０．０１０インチ、電線間の間隔（ｓ）が０．０２インチおよびカテーテル本体１５２の有効比誘電率（ｅｒ）が２．７である時、伝送路１７２のインピーダンス（ｚ）は１００オームとなろう。電線１７３は押出し加工の際、絶縁されおよび捻られ、その結果捻り対の均一な間隔が得られる。電線の捻りは均一なインピーダンスを達成するのみでなく電線の均一な間隔を促進するためにも使用される、ということを銘記すべきである。
【０１０１】
回転式遠方操作器材１５６は、血管壁の超音波作像を実施するために第二トランスジューサ器材１７４を有する。第二トランスジューサ器材１７４は、第二トランスジューサ器材１７４の面がカテーテル本体１５２の軸に実質的に平行であるように、ハウジング１７６に固定して載置される。好ましい実施例では、第二トランスジューサ器材１７４の面とカテーテルアセンブリ１５０の軸との間に僅かな角度があり、それによって作像の間の“円錐形掃引”が得られる。適当な材料で作られた導電性トランスジューサ裏当て材料１７８がハウジング３０内および第二トランスジューサ器材１７４の真下に入れられ、および適当な材料で作られたトランスジューサ整合材料がトランスジューサ裏当て材料１７８の反対側のトランスジューサ整合層１８０として、第二トランスジューサ器材１７４の表面に接着される。
【０１０２】
第二非回転式近接器材１６２は、カテーテルアセンブリ１５０がその中に配置される血管壁作像用のデータを得るために、第二トランスジューサ器材１７４へおよびそこから電気信号を交互に送信しおよび受信する第二トランシーバを有する。
【０１０３】
しかしながら回転式遠方操作器材１５６および第二非回転式近接器材１６２は、それぞれトランスジューサ器材およびトランシーバに限定されず、本発明の教示する原理から逸脱することなく、それぞれ電気的に互いに連繋する如何なる回転式および非回転式デバイスをも含むことができる、ということが認識できる。
【０１０４】
ハウジング１７６および駆動ケーブル１５４は、駆動ユニット１６４が駆動ケーブル１５４とハウジング１７６を一体ユニットとして回転できるように駆動ユニット１６４に機械的におよび回転式に結合される。特に駆動ケーブル１５４の近接端は当該技術分野において既知の手段を使用して駆動ユニット１６４に適切に載置される。駆動ケーブル１５４は、カテーテルアセンブリ１０に関して記述された駆動ケーブル１８と殆ど同じ仕方で設計されることが好ましい。
【０１０５】
第二トランシーバ１６２は、第二伝送路１８２を通して第二トランスジューサ器材１７４に電気的に結合される。第二伝送路１８２は同軸ケーブルであることが好ましいが、例えば捻られた対のようなカテーテルの製造に使用される如何なる電気導体でもよい。第二伝送路１８２は当該技術分野において既知の手段を使用して駆動ケーブル１５４内に配置される。
【０１０６】
カテーテルアセンブリ１５０は、第一伝送路１７２が第二トランスジューサ器材１７４を覆い、それによってカテーテルアセンブリ１５０の作像能力を若干低減する点を除いて、カテーテルアセンブリ６０に対して上記したと殆ど同じ仕方で、超音波作像および／またはDoppler測定を実施する。
【０１０７】
図９Ａ、９Ｂ、１０および１１を参照して、第五例示のカテーテルアセンブリ１９０が切除治療のような治療適用の実施用に設けられ、一方また血管壁の超音波映像を提供している。カテーテルアセンブリ１９０は、一般に細長いカテーテル本体１９２、駆動ケーブル１９４、回転式遠方操作器材１９６、それぞれの第一および第二非回転式遠方操作器材１９８および２００およびそれぞれの第一および第二非回転式近接操作器材２０２および２０４を含む。駆動ケーブル１９４は実質的にカテーテル本体１９２全体を通して配置され、その両者はそのそれぞれの近接端でカテーテルアセンブリ１９０に近接する駆動ユニット２０６に載置される。それぞれの近接操作器材２０２および２０４は駆動ユニット２０６内に配置されるように示されるが、それぞれの近接操作器材２０２および２０４は本発明の教示する原理から逸脱することなく、駆動ユニット２０６の外部に配置できる。
【０１０８】
特に、第一および第二非回転式遠方操作器材１９８および２００は、それぞれ例えば切除治療を実施する電極のような切除器材を有する。切除電極のより詳細な記述は、ここに参考文献として十分に組み入れたSwanson等の米国特許No.５，５８２，６０９に記載される。第一および第二切除器材１９８および２００は、例えば機械的干渉のような既知の方法でカテーテル本体１９２の外側表面に固定される。代案として、第一および第二切除器材１９８および２００は、例えば導電性インクのような回路の非金属部分との電気的接触を確立するために使用される如何なる導体でも良く、導電性インクの製造はここに参考文献として十分に組み入れた同時係属出願No.０８／８７９，３４３、１９９７年６月２０日提出、に記述される。代案実施例では第一および第二非回転式遠方操作器材１９８および２００は、それぞれ例えばマッピングまたはペーシング電極のような診断器材を有する。
【０１０９】
第一非回転式近接器材２０２は、それぞれ第一および第二切除器材１９８および２００用のエネルギー源を有する。エネルギー源は例えば、ここに参考文献として十分に組み入れたJackson等の米国特許No.５，３８３，８７４、およびEdwards等の米国特許No.５，４５６，６８２に記載されたようなRF発電機を含んでも良い。切除器材１９８および２００は、本発明の教示する原理から逸脱することなく、二つの分離したエネルギー源で個別にエネルギー供給できる、ということが認識できる。またそれぞれの非回転式遠方器材１９８および２００および第一非回転式近接器材２０２は、それぞれ切除器材およびエネルギー源に限定されず、本発明の教示する原理から逸脱することなく、それぞれ互いに電気的に連繋する如何なる非回転式デバイスをも含むことができる、ということが認識できる。例えば非回転式遠方器材１９８および２００および第一非回転式近接器材２０２は、それぞれマッピングまたはペーシング電極および信号発生器を有するであろう。
【０１１０】
RF発電機２０２は、それぞれの第一および第二伝送路２０８および２１０を通して切除器材１９８および２００に電気的に結合される。それぞれの第二伝送路２０８および２１０は、それぞれの切除器材１９８および２００に対して平行に接続された一対のリード線を含むことが好ましい。色々な電線接続技術が、ここに参考文献として明白に組み入れたと先に表明した米国特許No.５，５８２，６０９に記述される。それぞれの伝送路２０８および２１０は、押出しプロセスを使用してカテーテル本体１９２の壁の内部に埋め込まれている。カテーテル本体１９２内に埋め込まれる伝送路の量は二本に限定されない、ということが認識できる。例えば図１１は、四個の切除器材を励磁するように使用できる四個の埋込み型伝送路２１２、２１４、２１６および２１８を採用する代案実施例を図示する。
【０１１１】
カテーテルアセンブリ１５０に関してと同様に、回転式遠方操作器材１９６は、それぞれ反対側にある整合および裏当て層２２２および２２４を備えた超音波トランスジューサ器材２２０を有する。トランスジューサ器材２２０は、駆動ケーブル１９４を経由して駆動ユニット２０６に機械的、および回転式に結合されるトランスジューサハウジング２２６に載置される。第二近接非回転式操作器材２０４は駆動ケーブル１９４内に配置された伝送路２２８を経由してトランスジューサ器材２２０に電気的に結合されるトランシーバを有する。
【０１１２】
使用に当たって、カテーテルアセンブリ１９０は患者に対して血管内に挿入され、患者の冠状動脈の希望する領域がトランスジューサ器材２２０に隣接するまで医師によって操作される。カテーテルアセンブリ１９０を適正に置くことにより、隣接する動脈組織の超音波作像が、例えば不整脈組織のような異常組織に隣接して切除器材を置くために実施される。不整脈組織は、異常組織に隣接したマッピングカテーテル電極を識別するように使用される超音波作像によって、マッピングカテーテルを使用して位置決めできる。医師は次いで、それぞれの切除器材１９８および２００を識別されたマッピングカテーテル電極に隣接して、およびこうして異常組織に隣接して置く。RF発電機２０４は次いで、それぞれの伝送路２０８および２１０を経由してそれぞれの切除器材１９８および２００を励磁するように操作され、それによって異常組織を切除する。それぞれの伝送路２０８および２１０はトランスジューサ器材２２０を覆い、それによってそれによってカテーテルアセンブリ１９０の作像能力を若干低減する。
【０１１３】
図１４Ａおよび１４Ｂを参照して、第六例示のカテーテルアセンブリ２３０が血管壁の超音波映像を提供するために設けられている。カテーテルアセンブリ２３０は一般に細長いカテーテル本体２３２、複数の遠方操作器材２３４および遠方操作器材２３４に結合された近接操作器材２３６を含む。
【０１１４】
特に複数の遠方操作器材２３４は、それぞれカテーテル本体２３２の遠方端に埋め込まれフェーズドアレイを形成するようにその周りに周辺を囲むように配列されたそれぞれのトランスジューサ器材を有する。図示の容易さのために、制限された数のトランスジューサ器材が示される。フェーズドアレイは通常更に多いトランスジューサ器材（一般的に３２個のトランスジューサ器材）から構成される。フェーズドアレイの構造および効用のより詳細な記述は、ここに参考文献として明白にそして十分に組み入れたとBomの米国特許No.３，９３８，５０２に与えられている。
【０１１５】
近接操作器材２３６はそれぞれの伝送路２３６（仮想線で部分的に示す）を経由して複数のトランスジューサ器材２３４に電気的に結合されるトランシーバを含む。トランシーバは、それぞれのトランスジューサ器材２３２に複数のフェーズド電気信号をそれぞれ与えるように構成される。伝送路２３６は押出しプロセスを使用してカテーテル本体２３２の壁内部に埋め込まれている。カテーテル本体２３２は、作像領域へのカテーテル本体２３２の電線経由のガイドを提供するために、それを通して形成されるガイド線管腔２３８を含む。
【０１１６】
カテーテルアセンブリ１０、６０、１２０、１５０および１９０に関して記述された多くの特徴は別の実施例を作り出すために色々に組合される。例えば対応する伝送路およびRF発電機を備えた切除器材は、切除治療能力を与えるために、それぞれのカテーテルアセンブリ１０、６０、１２０、１５０および２３０に加えることができる。血流のDoppler測定を与えるために、前方監視トランスジューサ器材が、ハウジング２２６の前部に設置されるか、またはカテーテル本体１９２に埋め込まれるかの何れかによってカテーテルアセンブリ１９０に追加できる。カテーテルアセンブリ１５０および１９０は、それぞれ血流のDoppler測定、または切除治療を単独して与える回転式トランスジューサ器材専用に製造できる。
【０１１７】
ガイドシースの壁内に埋め込まれ得る伝送路の数、およびこうして特別のカテーテルアセンブリによって支持される遠方操作器材の数は、空間の利用性とインピーダンス整合によって制限される。埋め込まれた伝送路の特性インピーダンスの決定に際し、二本の電線間の距離および伝送路の電線の直径が考慮にいれられなければならない。一般に、伝送路の特性インピーダンスは伝送路の二本の電線間の距離の自然対数に逆比例する。こうして埋め込まれる伝送路の電線の与えられた直径に対するそれぞれの電線間の間隔は、それぞれ伝送路の希望するインピーダンスレベルに一致する仕方で選択されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】  遠方誘導結合器を採用する第一の好ましいカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図１Ｂ】  遠方誘導結合器を採用する第一の好ましいカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図２】  図１Ａおよび１Ｂのカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図３Ａ】  遠方誘導結合器を採用する第二の好ましいカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図３Ｂ】  遠方誘導結合器を採用する第二の好ましいカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図４】  図３Ａおよび３Ｂのカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図５Ａ】  遠方誘導結合器を採用する第三の好ましいカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図５Ｂ】  遠方誘導結合器を採用する第三の好ましいカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図６】図５Ａおよび５Ｂのカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図７Ａ】  埋め込み伝送路を採用する第四の好ましいカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図７Ｂ】  埋め込み伝送路を採用する第四の好ましいカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図８】  図７Ａおよび７Ｂのカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図９Ａ】  二つの埋め込み伝送路を採用する第五の好ましいカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図９Ｂ】  二つの埋め込み伝送路を採用する第五の好ましいカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図１０】  図９Ａおよび９Ｂのカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図１１】  四つの埋め込み伝送路を採用する図９Ａおよび９Ｂのカテーテルアセンブリの断面図である。
【図１２】  内部管腔配置伝送路を採用する先行技術のカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図１３】  図７Ａおよび７Ｂのカテーテルアセンブリのガイドシースおよび伝送路の部分側面断面図である。
【図１４Ａ】  二つの埋め込み伝送路を採用する第五の好ましいカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図１４Ｂ】  二つの埋め込み伝送路を採用する第五の好ましいカテーテルアセンブリの部分側面断面図である。
【図１Ａ】
0004373605.tif 000002
【図１Ｂ】
0004373605.tif 000003
【図２】
0004373605.tif 000004
【図３Ａ】
0004373605.tif 000005
【図３Ｂ】
0004373605.tif 000006
【図４】
0004373605.tif 000007
【図５Ａ】
0004373605.tif 000008
【図５Ｂ】
0004373605.tif 000009
【図６】
0004373605.tif 000010
【図７Ａ】
0004373605.tif 000011
【図７Ｂ】
0004373605.tif 000012
【図８】
0004373605.tif 000013
【図９Ａ】
0004373605.tif 000014
【図９Ｂ】
0004373605.tif 000015
【図１０】
0004373605.tif 000016
【図１１】
0004373605.tif 000017
【図１２】
0004373605.tif 000018
【図１３】
0004373605.tif 000019
【図１４Ａ】
0004373605.tif 000020
【図１４Ｂ】
0004373605.tif 000021