(57)【要約】  （ａ）光センシングコンポーネントに結合され、光センシングコンポーネントを回転及び並進させることができ、光センシングコンポーネントに／から光を伝送することができる、光ファイバ、及び（ｂ）光ファイバを囲む環構造体を有し、環構造体が光ファイバとともに回転コンポーネントから光センシングコンポーネントにトルクを伝達する、トルク伝達アセンブリ。環構造体は鋼ワイアトルクばねを有していない。
2016510609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＣＴトルクチューブアセンブリにおいて、
（ａ）ＯＣＴプローブコンポーネント、
（ｂ）前記ＯＣＴプローブコンポーネントに接続された光ファイバ、及び
（ｃ）前記光ファイバを囲み、前記ＯＣＴプローブコンポーネントを並進及び回転させることができる、環構造体、
を有することを特徴とするＯＣＴトルクチューブアセンブリ。
【請求項２】
前記環構造体が軸方向に実質的に伸びることができないチューブであることを特徴とする請求項１に記載のＯＣＴトルクチューブアセンブリ。
【請求項３】
前記チューブが内壁及び外壁を有し、前記内壁が連続であることを特徴とする請求項２に記載のＯＣＴトルクチューブアセンブリ。
【請求項４】
前記環構造体が、（ｉ）曲げ半径ｒまで曲げられるように可撓性であり、ここで２ｃｍ＜ｒ＜５０ｃｍである、及び／または（ii）前記ＯＣＴプローブコンポーネントを回転させる回転力を受けたときに５％より小さい伸びを有し、前記環構造体が、
（ｉ）  ポリマーの多重層、
（ii）  ポリマーの多重層であって、前記ポリマー層の内の少なくとも１つが強化要素をさらに含む、ポリマーの多重層、
（iii） 前記光ファイバを囲むポリマーの多重層であって、前記多重層が、少なくとも１つの剛性が＜１００ＭＰａの層、及び少なくとも１つの剛性が＞４００ＭＰａの層を含む、ポリマーの多重層、及び
（iv）  チューブ体であって、前記チューブ体の周面上に、前記チューブ体の長さに沿って、複数の穿孔を有する、チューブ体、
の内の少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のＯＣＴトルクチューブアセンブリ。
【請求項５】
前記ポリマー層の内の少なくとも１つが、シリコーン、熱硬化性またはＵＶ硬化性のアクリレート、及び／またはポリイミドを含むことを特徴とする請求項４に記載のＯＣＴトルクチューブアセンブリ。
【請求項６】
前記環構造体が、
（ｉ）  ポリマー層の内の少なくとも１つが機械的強化要素を含む多重層、
−前記強化要素は、巻き付けられた絡み合う金属ワイア、ポリマーメッシュ、炭素フィラメント、前記光ファイバを囲む強化ファイバ、または前記ポリマーに埋め込まれている強化ファイバの内の少なくとも１つを含む、
及び／または
（ii）  多重層であって、ＵＶ硬化性熱プラスチックまたは熱硬化性材料でつくられる、多重層、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のＯＣＴトルクチューブアセンブリ。
【請求項７】
（ｉ）  前記環構造体の最外層が、摩擦係数が０.３より小さく、好ましくは０.２より小さい、材料を含む、及び／または
（ii）  前記環構造体の前記最外層が、「テフロン」、ナイロン及び、直径が１０μｍより小さい、低摩擦フィラービーズの内の少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のＯＣＴトルクチューブアセンブリ。
【請求項８】
前記環構造体が前記ファイバを囲む環状被覆であり、前記被覆及び前記ファイバが単一モノリシックコンポーネントを形成し、前記ファイバが前記被覆とともに前記ＯＣＴプローブコンポーネントを並進及び回転させるための構造につくられることを特徴とする請求項１に記載のＯＣＴトルクチューブアセンブリ。
【請求項９】
前記単一モノリシックコンポーネントが前記ファイバを囲むポリマーの多重層を含み、前記多重層が、少なくとも１つの剛性が＜１００ＭＰａの層及び少なくとも１つの剛性が＞４００ＭＰａの層を含むことを特徴とする請求項８に記載のＯＣＴトルクチューブアセンブリ。
【請求項１０】
摩擦係数が０.３より小さい材料で被覆された環構造体を有するトルクチューブアセンブリにおいて、前記材料が「テフロン」、ナイロン及び、直径が１０μｍより小さい、低摩擦フィラービーズの内の少なくとも１つを含み、前記トルクチューブアセンブリが、摩擦係数が０.３より小さい材料で被覆されたチューブ形ＯＣＴプローブハウジングをさらに有し、前記材料が「テフロン」、ナイロン及び、直径が１０μｍより小さい、低摩擦フィラービーズの内の少なくとも１つを含むことを特徴とするトルクチューブアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願への相互参照】
【０００１】
本出願は２０１３年３月４日に出願された米国仮特許出願第６１／７７２２５４号の米国特許法第１１９条の下の優先権の恩典を主張する。本明細書は上記仮特許出願の明細書の内容に依存し、上記仮特許出願の明細書の内容はその全体が本明細書に参照として含められる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は全般にはトルク（直線運動及び回転）伝達アセンブリ、及び、トルク伝達アセンブリを利用する光センシングデバイスに関し、さらに詳しくは、医療用に用いることができる光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）システム及びＯＣＴプローブアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
トルク伝達及びセンシングデバイスは医療センシング用途に、例えば光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）に、適する。光コヒーレンストモグラフィにおいて、これは、撮像光を有機材料（例えば生体組織）に照射するため、及び有機材料によって散乱されて戻る光を収集するために小型光プローブコンポーネント（小型光センサ）を利用することによって生体内部で行うことができる。血管のような組織または腸管の組織の内表面の画像を得るため、例えば血管または胃腸管を介して、光プローブコンポーネントを含む光プローブアセンブリが体内に挿入される。
【０００４】
さらに詳しくは、光プローブコンポーネントは、組織の表面下３Ｄ（三次元）情報を得るため、体内を移動する。異なる深さで組織から散乱されて戻る光が干渉法を用いてモニタされて、組織の３Ｄスキャンが得られる。３Ｄスキャンは光プローブコンポーネントを制御された態様において高速度（例えば１０００ｒｐｍ）で回転させることで達成される。この回転は、ファイバ及び光プローブアセンブリの少なくとも一部が組み込まれているステンレス鋼ワイアコイルトルクばね要素を用いて達成されている。さらに、ステンレス鋼ワイアコイルトルクばね要素及び光プローブアセンブリの残部は、内ルーメンと称される、密接透明ポリマーチューブに通される。ＯＣＴデバイスの動作中、光プローブコンポーネント及びステンレス鋼ワイアコイルトルクばね要素は内ルーメンの内部で回転し、内ルーメンは回転しているプローブとの接触から組織を保護する。
【０００５】
ステンレス鋼ワイアコイルトルクばね要素は一般に多重コイルステンレス鋼ばねを含むが、単ワイアコイルを含んでいてもよい（図１Ａ及び１Ｂを参照されたい）。十分な力の下でコイル輪の間隔が広がることができるかまたはコイル輪どうしが接触することができるように、ワイアコイルは伸縮することができる。そのようなワイアコイルトルクばね要素に対するばね率ｋ（ｋはばね定数またはばねの力定数である）は伸張下で約５００Ｎ/ｍである。すなわち、ワイアコイルトルクばね要素は引っ張られると比較的容易に伸びることができる。光ファイバが、ワイアコイルがファイバを囲むように、ワイアコイルトルクばね要素に挿入される。一般にステンレス鋼ワイアコイルトルクばね要素は３つ以上のコイルばねからなり、コイルばねの内の少なくとも２つは時計回り方向または反時計回り方向に巻かれ、少なくとも１つの他のコイルばねは逆方向に巻かれている。多重ステンレス鋼コイル構成により、これらのトルクばね要素は、時計回り方向または反時計回り方向のいずれへの回転も可能になり、ばねの巻きを緩ませずに力の伝達が可能になる。しかし、多重コイルばねを有するトルクばね要素は以下の欠点、（１）これらの多重コイルばねの複雑性及びそれらの寸法公差のため、そのようなトルクばね要素は極めて高価になり得る、（２）そのようなワイアコイルトルクばねは非常に柔軟であるから、特に数ｍの長さにわたって、内ルーメンにそれらを通すことは厄介である、（３）ばねであるから、特にスキャンのためのプローブの引き戻し中に、画像の解像度及び忠実度に問題を生じさせ得るかなりの跳ね返りがあり得る、及び（４）トルクばね要素が内ルーメンの内部に通されている間、ばねコイルの螺旋構造がいくらかの静摩擦を生じさせることがあり、この結果非一様な回転及び直線運動が生じ得る、を有する。単ステンレス鋼コイルでつくられたトルクばね要素は同様の欠点を有する上に、より戻しもおこり得るし、あるいは多重コイルトルクチューブより大きな跳ね返りを受け得る。
【０００６】
本明細書に挙げられるいかなる参考文献も従来技術をなすとは認めていない。出願人は挙げられるいかなる文書についてもその正確さ及び妥当性に異議を申し立てる権利を明白に保持する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一実施形態は、
（ａ）ＯＣＴプローブコンポーネント、
（ｂ）ＯＣＴプローブコンポーネントに接続された光ファイバ、及び
（ｃ）前記光ファイバを囲み、ＯＣＴプローブを並進及び回転させることができる環構造体、
を有するＯＣＴトルクチューブに関する。
【０００８】
本明細書に説明される実施形態にしたがえば、環構造体は軸方向に実質的に伸ばすことができないチューブである。いくつかの実施形態にしたがえば、チューブは内壁及び外壁を有し、内壁は連続である。
【０００９】
本開示の一実施形態は、
（ａ）ＯＣＴプローブコンポーネント、
（ｂ）ＯＣＴプローブコンポーネントに接続された光ファイバ、及び
（ｃ）前記光ファイバを囲み、ＯＣＴプローブコンポーネントを並進及び回転させることができる環構造体、
を有し、
環構造体がばねを含んでいない、
ＯＣＴトルクチューブアセンブリに関する。
【００１０】
本開示の一実施形態は、
（ｄ）ＯＣＴプローブコンポーネント、
（ｅ）ＯＣＴプローブコンポーネントに接続された光ファイバ、及び
（ｆ）前記光ファイバを囲み、ＯＣＴプローブコンポーネントを並進及び回転させることができる環構造体、
を有し、
環構造体が対向方向に巻かれた多重コンポーネントばね要素を含んでいない、
ＯＣＴトルクチューブアセンブリに関する。
【００１１】
本開示の一実施形態は、
（ａ）ＯＣＴプローブコンポーネント、
（ｂ）ＯＣＴプローブコンポーネントに接続された光ファイバ、
（ｃ）ＯＣＴプローブコンポーネントの光軸に対して７０°から９０°の角度で、ＯＣＴプローブコンポーネントから／に光を伝送するための構造につくられた、窓を有するチューブ形ハウジング、及び
（ｄ）前記光ファイバを囲み、ＯＣＴプローブコンポーネントを並進及び回転させることができる環構造体、
を有し、
環構造体が対向方向に巻かれた多重コンポーネントばね要素を含んでいない、
ＯＣＴトルクチューブアセンブリに関する。
【００１２】
環構造体は、（ａ）曲げ半径ｒまで曲がるように可撓性である、ここで２ｃｍ＜ｒである、及び（ｂ）軸方向の力（例えば、１０Ｎの力）がかけられたときに５％より小さい（例えば、２％より小さい、１％より小さい）伸びを有する、ことが好ましい。環構造体は（伸張下で）少なくとも２５００Ｎ/ｍの（ばね定数または力定数とも称される）ばね率ｋを有する、すなわち環構造体は容易に引き伸ばすことができない、ことが好ましい。環構造体はチューブであることが好ましい。いくつかの実施形態にしたがえば、環構造体は、
（ｉ）  多重ポリマー層、
（ii）  多重ポリマー層であって、少なくとも１つのポリマー層が強化要素をさらに有する、多重ポリマー層、
（iii） 多重ポリマー層であって、前記ファイバを囲み、少なくとも１つの剛性が＜１００ＭＰａの層、及び少なくとも１つの剛性が＞４００ＭＰａの層を有する、多重ポリマー層、及び
（iv）  チューブ体の周面上に、チューブ体の長さに沿って、複数の穿孔を有するチューブ体、
の内の少なくとも１つを含む。
【００１３】
いくつかの実施形態にしたがえば、トルクチューブは、摩擦係数が０.３より小さく、好ましくは０.２より小さい、材料で被覆された環構造体を含む。いくつかの実施形態にしたがえば、トルク伝達アセンブリは、摩擦係数が０.３より小さい材料で被覆された環構造体、及び摩擦係数が０.３より小さい材料で被覆されたＯＣＴプローブハウジングを含む（摩擦係数はＡＳＴＭ標準にしたがう標準試験による）。
【００１４】
本開示の一実施形態は、
（ｉ）  光センシングコンポーネントに結合された、光センシングコンポーネントを回転及び並進させることができ、光センシングコンポーネントに／から光を伝送することができる、光ファイバ、及び
（ii）  光ファイバを囲む環構造体、
−環構造体は前記光ファイバとともに回転コンポーネントから光センシングコンポーネントにトルクを伝達する、
を含み、
環構造体が鋼ワイアトルクばねを含まない（例えば、環構造体が対向方向に巻かれた多重コンポーネントばね要素を含まない）、
トルク伝達アセンブリに関する。
【００１５】
いくつかの実施形態にしたがえば、ファイバを囲む環構造体は半径ｒまでの曲げが可能であるような構造につくられ、ここで１ｃｍ＜ｒであり、また、張力の下で５％より小さい伸びΔＬを有する。少なくともいくつかの実施形態にしたがえば、環構造体は２ｃｍ＜ｒ＜５０ｃｍであるように可撓であり、ΔＬ≦５％であることが好ましく、２ｃｍ＜ｒ＜１５ｃｍ及びΔＬ≦２％であることがさらに好ましく、いくつかの実施形態においてはΔＬ≦１％である。いくつかの実施形態にしたがえば、環構造体は１０ニュートンより大きく、好ましくは５０ニュートンより大きい（これはトルクを扱うに十分に強くなるために必要である）張力に耐えるに十分に強く、２ｍｍより大きくはなく、好ましくは１.５ｍｍより大きくはない、例えば１.３ｍｍより小さい、外径を有する。いくつかの実施形態にしたがえば、環構造体は、摩擦係数が０.３より小さく、好ましくは０.２より小さい、材料を含む最外層を有する。
【００１６】
いくつかの実施形態にしたがえば、環構造体はポリマー、例えば、シリコーン、アクリレート及び／またはポリイミドの多重層を有する。いくつかの実施形態にしたがえば、環構造体は多重ポリマー層を有し、少なくとも１つのポリマー層は、少なくとも１つのポリマー及びそのポリマーに埋め込まれた強化要素を含む、複合層である。強化要素は、例えば、編まれているかまたは絡み合う金属ワイア、ポリマーメッシュまたは強化ファイバ及び／または炭素フィラメントとすることができる。いくつかの実施形態にしたがえば、環構造体は光ファイバを囲む多重層ポリマーを有し、多重層は、剛性が１００ＭＰａより低く、好ましくは１０ＭＰａより低い、少なくとも１つの層及び、剛性が４００ＭＰａより高く、好ましくは５００ＭＰａより高い、少なくとも１つの層を含む。いくつかの実施形態にしたがえば、環構造体は、摩擦係数が０.３より小さく、好ましくは０.２より小さい、材料を含む最外層を有する。
【００１７】
本開示の別の実施形態は、
光軸を有するＯＣＴプローブコンポーネント、
ファイバコアを有する光ファイバ、
−光ファイバは、好ましくは光軸及び光ファイバのコアが互いに対して同軸であるように、ＯＣＴプローブコンポーネントに接続されている、及び
ＯＣＴプローブコンポーネントの光軸に対して（例えば、ファイバコアの光軸に対して）７０°から９０°の角度で、ＯＣＴプローブコンポーネントから／に光を伝送するための窓を有する、チューブ形ハウジング、
を有し、
環構造体が、単鋼トルクワイアも、対向方向に巻かれた複トルクワイアも有していない、
ＯＣＴプローブアセンブリに関する。いくつかの実施形態にしたがえば、環構造体はＯＣＴプローブコンポーネントを並進及び回転させ、
（ｉ）  （シリコーン、（熱硬化性またはＵＶ硬化性の）アクリレート及び／またはポリイミドを含む）ポリマーの多重層、または
（ii）  ポリマーの多重層であって、少なくとも１つのポリマー層がさらに強化要素（例えば、絡み合っているかまたは編まれている金属ワイア、炭素フィラメント、細い金属チューブ、穿孔された細い金属チューブ、またはポリマーメッシュ、またはポリマーに埋め込まれて透光性ファイバを囲む強化ファイバ）を有する、ポリマーの多重層、または
（iii） 光ファイバを囲むポリマーの多重層、
−多重層は、剛性が１００ＭＰａより低い（好ましくは１０ＭＰａより低い）少なくとも１つの層及び、剛性が４００ＭＰａより高い（好ましくは５００ＭＰａより高い）少なくとも１つの層を含む、
の内の少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態にしたがえば、環構造体は、摩擦係数が０.３より小さく、好ましくは０.２より小さい、被覆または外層を有する。
【００１８】
環構造体及び光ファイバは、一体の、統合コンポーネントを形成することが好ましい。例えば、少なくとも１つの実施形態にしたがえば、光ファイバはファイバの長さに沿って環構造体に永久的に接合される。ＯＣＴプローブコンポーネントを並進及び回転させる環構造体は多重層ファイバ被覆であることが好ましい。いくつかの実施形態にしたがえば、光ファイバは環構造体とともに外被が施されたかまたは被覆されたファイバを形成し、単一の一体コンポーネントを形成する。いくつかの実施形態にしたがえば、この被覆または外被は、摩擦係数が＜０.３であり、好ましくは＜０.２である、少なくとも１つの材料を有する最外層を有する。
【００１９】
さらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、あるいは記述及び添付される特許請求の範囲に、または添付図面にも、説明されるように実施形態を実施することによって認められるであろう。
【００２０】
上述の全般的説明及び以下の詳細な説明がいずれも例示に過ぎず、特許請求の範囲の本質及び特質を理解するための概要または枠組みの提供が目的とされていることは当然である。
【００２１】
添付図面はさらに深い理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて本明細書の一部をなす。図面は１つ以上の実施形態を示し、記述とともに、様々な実施形態の原理及び動作の説明に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】光ファイバＯＦを囲むワイアコイルＷＣでつくられた、従来技術のステンレス鋼ワイアコイルトルクばね要素の略図
【図１Ｂ】光ファイバＯＦを囲むワイアコイルＷＣでつくられた、従来技術のステンレス鋼ワイアコイルトルクばね要素の略図
【図２】ＯＣＴプローブアセンブリの一実施形態の略図
【図３Ａ】強化メッシュが埋め込まれている、押出ポリマーでつくられた環構造体を有するトルク伝達コンポーネントを示した図
【図３Ｂ】穴、穿孔及び／またはスロットを有する環構造体を有するトルク伝達コンポーネントを示した図
【図４Ａ】トルク伝達コンポーネントの別の実施形態を示した図
【図４Ｂ】トルク伝達コンポーネントのまた別の実施形態を示した図
【図５】図５は低摩擦ビーズの１つ以上の実施形態を示した図
【図６Ａ】本発明のトルク伝達コンポーネントの一実施形態を示した図
【図６Ｂ】本発明のトルク伝達コンポーネントの別の実施形態を示した図
【図６Ｃ】本発明のトルク伝達コンポーネントのまた別の実施形態を示した図
【図７】低摩擦被覆で被覆されたトルク伝達コンポーネント、及び、同トルク伝達コンポーネントに取り付けられた金属ＯＣＴプローブコンポーネントを含む一実施形態を示した図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本開示のいくつかの実施形態は、
（ｉ）  光センシングコンポーネント１０に結合された、光センシングコンポーネントに／から光を伝送することができる、光ファイバ２０，及び
（ii）  連続する断面を有する環構造体３０，
を有し、
環構造体３０は光ファイバ２０を囲み、環構造体３０が光ファイバとともに、
（ａ）回転コンポーネントから光センシングコンポーネント１０にトルクを伝達する、及び
（ｂ）光センシングコンポーネント１０を回転及び並進させる、
ように構成され、
環構造体３０が鋼ワイアトルクばねを有していない（例えば、環状構造体が対向方向に巻かれた多重コンポーネントばね要素を有していない）、
トルク伝達アセンブリ５に関する。本明細書に説明される実施形態にしたがえば、環構造体は、光ファイバを囲むチューブであり、張力下で５％より小さい伸びΔＬを有する、例えば、ΔＬ≦２％またはΔＬ≦１％である、ことが好ましい。
【００２４】
いくつかの実施形態にしたがえば、トルク伝達アセンブリ５はＯＣＴプローブアセンブリ５'であり、光センシングコンポーネントはＯＣＴプローブコンポーネントである。
【００２５】
図２に簡略に示されているように、いくつかの実施形態にしたがえば、ＯＣＴプローブアセンブリ５'は、
（ｉ）  光軸ＯＡを有する（本明細書では、超小型光素子、光センシング素子または小型光センサとも称される）ＯＣＴ光プローブコンポーネント１０及び、ファイバコア２０'（図示せず）を有する、光ファイバ２０，
−光ファイバはＯＣＴ光プローブコンポーネントに、光軸ＯＡと光ファイバ２０のコア２０'が互いに対して同軸であるように、機能的に接続される、
（ii）  ＯＣＴ光プローブコンポーネント１０の光軸に対して（すなわち、光ファイバコアに対して）７０°から９０°の角度で、ＯＣＴ光プローブコンポーネント１０から／に光を伝送するための窓４５Ａを有するチューブ形ハウジング４５，及び
（iii） 光ファイバを囲む環構造体３０，
−環構造体３０は単鋼ワイアトルクばねも、対向方向に巻かれた複ワイアトルクばねも有していない、
を有する。環構造体はチューブ体である。いくつかの実施形態にしたがえば、環構造体３０及び光ファイバ２０は一体の統合コンポーネントを形成することが好ましい。本明細書に説明される実施形態において、環構造体３０は軸方向に実質的に伸びることができないチューブである。いくつかの実施形態にしたがえば、チューブは内壁及び外壁を有し、内壁は連続である。
【００２６】
本発明の以下の実施形態は光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）に利用することができる。ＯＣＴシステム２（図示せず）は、本明細書に説明される１つ以上の実施形態にしたがえば、スキャンされる組織の３Ｄスキャンを得るため、異なる深さにある組織から散乱されて戻る光信号を収集し、干渉法を用いて収集した散乱光をモニタまたは解析することで、表面下３Ｄ情報の取得を可能にする。３ＤスキャンはＯＣＴ光プローブコンポーネント１０を制御された態様で高速度、例えば約１０００ｒｐｍ以上で回転させることで達成される。例えば、いくつかの心臓応用において、光プローブコンポーネント１０の回転速度は３０００〜１２０００ｒｐｍとすることができる。回転は、（光プローブコンポーネントに／から光を伝送する）光ファイバ２０及び環構造体３０を用いて達成される。上述したように、環構造体３０は、鋼ワイアトルクばねも、対向方向に巻かれた多重コンポーネント鋼ばね要素も、有していない。環構造体３０はチューブ体を有し、螺旋体ではない。光ファイバ２０を囲む環構造体３０は、光ファイバ２０とともに、回転コンポーネント４０'（図示せず）から光プローブコンポーネント１０（すなわち、光センシングコンポーネント）にトルクを伝達する。さらに詳しくは、環構造体３０は光ファイバ２０を囲み、ＯＣＴ光プローブコンポーネント１０及び／またはそのチューブ形ハウジング４５に機能的に結合されるかまたは物理的に取り付けられて、検査試料（例えば、生体組織）の３Ｄスキャンを得るため、ＯＣＴ光プローブコンポーネント１０の構体の外部に配置された、アクチュエータ４０（図示せず）からの直線運動、及び回転運動アクチュエータ及び／または回転ジョイント４０'のような回転コンポーネントからの回転運動を伝達する機能を果たす。少なくともいくつかの実施形態にしたがえば、チューブ形ハウジング４５はＯＣＴ光プローブコンポーネント１０の少なくとも一部を囲む。チューブ形ハウジング４５は、ＯＣＴプローブコンポーネント２０から観察下にある組織に光を伝送するため及び、好ましくはＯＣＴ光プローブコンポーネントの光軸に対して７０°から９０°の角度をなす、ＯＣＴプローブコンポーネント２０への散乱光の送り返しを可能にするための窓４５Ａを有する。窓４５Ａは透光性のガラスまたはプラスチックとすることができ、あるいは単なるチューブ形ハウジング４５の穿孔とすることができる。光プローブコンポーネント１０，光ファイバ２０，この光ファイバ２０を囲んでいる環構造体３０及びＯＣＴプローブコンポーネント１０の少なくとも一部を囲んでいるチューブ形ハウジング４５は、内ルーメン４８と称される密嵌合する透明ポリマーチューブに通される、ＯＣＴプローブサブアセンブリ５'を形成する。そのようなＯＣＴプローブアセンブリ５'の一実施形態の略図が図２に示されている。
【００２７】
いくつかの実施形態にしたがえば、環構造体３０はＯＣＴ光プローブコンポーネント１０を並進及び回転させ、さらに、
（ｉ）  （シリコーン、（熱硬化性またはＵＶ硬化性の）アクリレート及び／またはポリイミドを含む）ポリマーの多重層、
（ii）  ポリマーの多重層であって、ポリマー層の少なくとも１つが強化要素Ｒ（例えば、絡み合っているかまたは編まれている金属ワイア、細い金属チューブ、穿孔を有する細い金属チューブ、またはポリマーメッシュ、強化ファイバ、及び／またはポリマーに埋め込まれて光ファイバを囲む炭素フィラメント）をさらに含む、ポリマーの多重層、または
（iii） 光ファイバを囲むポリマーの多重層、
−これらの層は、少なくとも１つの剛性が１００ＭＰａより低い（好ましくは１０ＭＰａより低い）層、及び少なくとも１つの剛性が４００ＭＰａより高い（好ましくは５００ＭＰａより高い）層を含む、
の内の少なくとも１つを有する。別の実施形態にしたがえば、環構造体３０は複数の穴または穿孔を有するプラスチックまたは金属のチューブである。これらの穴または穿孔は、例えば、レーザカッティング及び／またはドリル加工によって形成される。また別の実施形態にしたがえば、環構造体１０は光ファイバ２０を囲むポリマー外被（例えば、押出ポリマー外被）である。外被及び光ファイバ２０は単一体コンポーネントを形成する（すなわち、これらは相互に融着されるか、そうではなくとも接合される）。
【００２８】
例えば、これらの実施形態の少なくともいくつかにしたがえば、光ファイバ２０はファイバの長さに沿って環構造体３０に永久的に接合される。ＯＣＴプローブコンポーネントを並進及び回転させる環構造体３０は多重層ファイバ被覆であることが好ましい。いくつかの実施形態にしたがえば、この被覆は、摩擦係数が０.３より小さく、好ましくは０.２より小さい、少なくとも１つの材料を有する最外層を有する。
【００２９】
環構造体３０は可撓性であり、本明細書に開示される実施形態例にしたがえば、時計回り（ＣＷ）及び半時計回り（ＣＣＷ）の回転のいずれに対してもトルクを伝達することができ、同時に、アクチュエータの運動を跳ね返り無しに光プローブコンポーネント１０に忠実に伝達することができる。さもなければ、再生画像には跳ね返りにともなう誤差が含まれるであろう。環構造体３０の実施形態例は、環構造体３０の血管、食道または腸管のような狭いチャネルの通過を可能にするため、可撓性である。食道へのＯＣＴ応用に対して、曲げ半径ｒは約５インチ〜６インチ（すなわち、１２.５ｃｍ≦ｒ≦１５.５ｃｍ）であるが、細い血管が関わる心臓及びその他への応用に対しては、曲げ半径ｒは１インチ〜２インチ（すなわち、２.５ｃｍ≦ｒ≦５.１ｃｍ）である。
【００３０】
いくつかの実施形態にしたがえば、環構造体３０は半径ｒまで曲り得る構造につくられ、ここで２ｃｍ＜ｒであり、また張力の下で１０％より小さく、好ましくは５％より小さい、伸びΔＬを有する。いくつかの実施形態においては、２ｃｍ＜ｒ＜５０ｃｍ及びΔＬ≦５％であることが好ましく、ΔＬ≦２％であることがさらに好ましく、ΔＬ≦１％であることがさらに一層好ましい。開示される実施形態にしたがえば、環構造体３０は高速回転及び強い軸方向の力（引張力）にともなう力及びトルク、例えば、１０ニュートンより大きく、好ましくは５０ニュートンより大きい、張力に耐えるに十分に強い。例えば、食道へのＯＣＴ応用において受ける引張力は約１０ニュートンの範囲にある。環構造３０は（伸張の下で）少なくとも２５００Ｎ/ｍ、さらに好ましくは少なくとも３０００Ｎ/ｍの（本明細書においてはばね定数または力定数とも称される）ばね率ｋを有する。すなわち、環構造体３０は容易には引き伸ばすことができない。ＯＣＴプローブアセンブリについて、環構造体３０のＯＣＴ光プローブコンポーネント１０及び／またはチューブ形ハウジング４５への密着力は１０ニュートンより大きい。環構造体３０は、３ｍｍより大きくはなく、好ましくは２ｍｍより大きくはない、外径ｄを有し、さらに一層好ましくはｄ＜１.５ｍｍである（例えば、ｄ＜１.３ｍｍまたはｄ＜１.２ｍｍであり、本明細書に説明される実施形態においてはｄ≦１ｍｍである）。
【００３１】
本明細書に説明される実施形態例にしたがえば、環構造体３０の外径ｄは環構造体３０の長さにわたって約１００μｍより大きくは変化しない。環構造体３０の内径は、その中に入る光ファイバ２０を収めるため、光ファイバ２０の外径より大きい。環構造体３０の内径は１００μｍより大きいことが好ましく、１２５μｍより大きいことがさらに好ましい。
【００３２】
例えば、いくつかの実施形態において、環構造体３０の外径ｄは０.８ｍｍ≦ｄ≦１ｍｍであり、環構造体３０の内径は約４００μｍから約６００μｍであって、被覆されるファイバの外径は２００μｍ〜３００μｍである。ｄ＝９５０μｍである一実施形態において、被覆されるファイバ２０の外径は２５０μｍであり、環構造体３０の内径は約５００μｍである。すなわち、この実施形態においては、環構造体３０の内径が環構造体３０に挿入される被覆される光ファイバ２０の外径より２５０μｍ大きい。
【００３３】
本明細書に説明される環構造体３０を有するＯＣＴプローブアセンブリは、有利なことに、以下の要件、
（１）低摩擦、
（２）トルク力をＯＣＴ光プローブコンポーネント１０及び／または、ＯＣＴ光プローブコンポーネント１０を少なくともある程度囲む、チューブ形ハウジング４５に伝達するための強度、
（３）よじれを生じさせずに小半径の曲りを通すための可撓性、及び
（４）良好な画像の解像度及び忠実度のため、光プローブ先端またはＯＣＴ光プローブコンポーネント１０への回転運動アクチュエータ及び直線運動アクチュエータの運動の伝達における忠実度及び低跳ね返り、
の内の少なくとも１つを満たすことができる。
【００３４】
環構造体３０は、光プローブコンポーネント１０（すなわち、光センシングコンポーネント）及び光ファイバ２０が高損失または破壊を受けることを防止するため、抗よじれ性であることが好ましい。したがって、環構造体３０の外表面３０'は、トルク伝達アセンブリ５（例えばＯＣＴプローブアセンブリ）の簡単な内ルーメン４８通過を容易にするため及び静摩擦を最小限に抑えるかまたは防止するため、低い（例えば＜０.３，いくつかの実施形態では≦０.２の）摩擦係数を有することが好ましい。チューブ形ハウジング４５の少なくとも１つの表面（例えば、前端面または外表面４５'）も、トルク伝達アセンブリ５（例えばＯＣＴプローブアセンブリ５'）の簡単な内ルーメン４８通過を容易にするため並びに静摩擦及び／または内ルーメンの断裂を最小限に抑えるかまたは防止するため、低い（例えば＜０.３，いくつかの実施形態では≦０.２の）摩擦係数を有することが好ましい。いくつかの実施形態にしたがえば、環構造体３０はその最外層上または最外層内の低摩擦材料により抗よじれ性であり、この材料は＜０.３の、好ましくは＜０.２の、摩擦係数を有する。最後に、環構造体３０は特定の応用の環境条件及び要件に耐える材料でつくられる。例えば、ＯＣＴプローブアセンブリ５の実施形態は、保管温度、湿度条件及び所要の組立条件に耐えるような構造につくられる。例えば、ＯＣＴプローブアセンブリ５は１００℃もの高温及び０℃もの低い保管温度に耐えることができる。これらの実施形態は、有利なことに、良好な解像度及び忠実度のため、回転運動アクチュエータ及び直進運動アクチュエータの運動の光プローブ先端への伝達において低跳ね返りを提供する。この要件は、器官をスキャンするために回転し、引き戻されている間、一様に回転することができるＯＣＴプローブアセンブリによって満たされる。有利なことに、本明細書に説明される実施形態において、一様回転からの変動は１０％より小さく、例えば、好ましくは５％以内、例えば、≦２％または≦１％である。
【実施例】
【００３５】
様々な実施形態が以下の実施例によりさらに明確に説明されるであろう。
【００３６】
実施例１
トルク伝達チューブ  図３Ａ，３Ｂ及び４〜６Ｃを参照すれば、トルク伝達コンポーネント（すなわち、環構造体３０）の実施形態のいくつかの例は、光ファイバ２０を囲む、強化共押出被覆または強化チューブである。環構造体３０の被覆またはチューブ３０Ａは、例えば、細金属ワイアメッシュ、螺旋ワイア、ポリマーメッシュ、強化ファイバまたは炭素フィラメントのような強化要素Ｒによって、強化することができる。すなわち、強化コンポーネントＲは環構造体３０のチューブ体に埋め込むことができる。環構造体３０を形成するトルク伝達チューブ３０Ａは光ファイバ３０の外形よりやや大きい内径を有する。
【００３７】
図３Ａは、トルク伝達用途のための環構造体３０として用いることができる、いくつかの（本明細書においてはトルク伝達チューブとも称される）医用ポリマーチューブ構造３０Ａを示す。トルク伝達チューブ３０Ａは、図３Ａに示されるように、強化メッシュが埋め込まれている押出ポリマーである。トルク伝達ポリマーベースチューブ３０Ａは、チューブ３０Ａに光ファイバ２０を通すことができるように、十分に大きい内径を有する。トルク伝達チューブ３０Ａは光ファイバ２０を囲み、ＯＣＴ光プローブコンポーネント１０及び／またはそのチューブ形ハウジング４５に機能的に結合されるかまたは物理的に取り付けられて、検査試料（例えば生体組織）の３Ｄスキャンを得るため、ＯＣＴ光プローブコンポーネント１０の本体の外部に配置された、アクチュエータ４０からの直進運動、及び回転運動アクチュエータ及び／または回転コンポーネント（図示されていない、回転ジョイント４０'）からの回転運動を、伝達する機能を果たす。例えば、いくつかの実施形態において、トルク伝達チューブ３０Ａの外形ｄは０.８ｍｍ≦ｄ≦１ｍｍであり、内径は約４００μｍから６００μｍであって、トルク伝達チューブ３０Ａの内部に挿入される被覆されるファイバ２０の外径は約２００μｍ〜３００μｍである。
【００３８】
トルク伝達チューブ３０Ａは、強度、摩擦係数及びその他の要件を満たす、種々の材料を用いて作製することができる。強化メッシュは種々の寸法の金属またはポリマーから作ることができ、可撓性と強度及び抗よじれ性とのバランスをとるために種々のメッシュ構造に編まれた、メッシュでつくることができる。チューブ３０Ａは、５０μｍより高い、非常に優れた寸法公差で押し出すことができる。図３Ａは、ポリマー材料及び強化ワイアメッシュ構造の詳細を示す、強化編組チューブ（環構造体３０）の拡大図を示す（下から２段目を参照されたい）。ワイアメッシュは編まれ、織り交ぜられる。強化ワイアの太さは５０μｍ〜１００μｍであり、ワイアは鋼とすることができる。ワイアは丸ワイアまたは平ワイアとすることができる。ワイアを囲み、このタイプの環構造体３０のチューブ体を形成するポリマー材料は、ポリイミド、ＰＴＦＥ、ナイロンまたはウレタンとすることができる。これらのタイプの環構造体３０は様々な商業ベンダーによって作製され得る。例えば、同様のチューブを、米国,34677,フロリダ州オールズマー(Oldsmar)、マイクロルーメン・ウエイ(Microlumen Way)１番地に所在するマイクロルーメン社(Microlumen Inc.)から入手することができ、いくつかの実施形態にしたがえば、光ファイバの周囲に配置し、一端で直進アクチュエータ４０及び回転ジョイント４０'に、他端で光センシングコンポーネント１０に、結合させて、トルク伝達のための環構造体３０として用いることができる。強化編組チューブ環構造体３０の構成は、基板層、編組されているかまたはコイル巻きされている層及び外部層を含む。基板層は、ポリイミド、ＰＴＦＥ複合物または純ＰＴＦＥライナーを含むことができる。純ＰＴＦＥライナーまたはＰＴＦＥ複合物は減じられた表面摩擦を提供する。外部層は一般にポリイミドで構成されるが、ペバックス、ナイロン及びウレタンのような熱可塑性プラスチックからなることができる。環構造体３０は強化ワイアメッシュ構造体であることに注意されたい。環構造体３０内に配されたワイアまたはメッシュは構造強化要素としてはたらき、ばねとしてははたらかない。すなわち、機械的ばね要素として作用するための構造につくられてはおらず、あるいは機械的ばね要素として作用するために配されているのではない。
【００３９】
実施例２
穿孔チューブ  トルク伝達コンポーネント（すなわち、環構造体３０）の別の実施形態は、「開口領域」を形成するため、チューブ体の周面に、チューブ体の長さに沿って、複数の穴Ｈ、スロットまたはその他の穿孔が開けられている、ポリマーまたは金属のチューブ３０Ｂ，３０Ｂ'である。トルク伝達チューブ３０Ｂ，３０Ｂ'は、例えば、レーザ加工してチューブ体に穴のアレイ及び／または螺旋配置スロットを切開することができる（例えば図３Ｂを参照されたい）。すなわち、環構造体３０はレーザ加工されたチューブ３０Ｂ，３０Ｂ'とすることができ、チューブは、例えば、プラスチックまたは金属でつくられる。チューブ３０Ｂは、好ましくは０.３より小さく、さらに好ましくは０.２以下である、摩擦係数を有する低摩擦被覆６０で被覆することができる。低摩擦被覆の詳細は次節で与えられる。トルク伝達チューブ３０Ｂは、検査試料の３Ｄスキャンを得るため、本体の外部に配されたアクチュエータ４０及び回転ジョイント４０'からの並進運動及び回転運動を、ＯＣＴ光プローブコンポーネント１０のような光センシングコンポーネントに伝達する機能を果たす。
【００４０】
ポリマーベースチューブ３０ＢはＯＣＴ応用に適する材料でつくることができ、優れた寸法制御の下で押し出すことができる。可撓性及びその他の機能を与えるため、穴及びスロット等がチューブ３０Ｂに組み込まれる。これらの制御されたパターンを生成するためにレーザを用いることができ、これらのプロセスは大量生産に受け入れられる。開口領域（例えば、レーザ加工によって除去される領域）の残りの材料に対する比は０.２から０.８の範囲にある。可撓性を犠牲にせずに十分なねじり剛性を与えるに好ましい比は０.５に近い（例えば、０.４〜０.５である）。レーザは金属チューブ３０Ｂ'に穴、スロットまたは穿孔を形成するためにも用いることができる。
【００４１】
さらに詳しくは、図３Ｂは、環構造体３０が、穴、スロット等のアレイを有するように、また可撓性及び低摩擦力を与えるために、レーザ加工された硬質チューブ３０Ｂでつくられた、ポリマーチューブ構造体を示す。図３Ｂは、環構造体３０が、穴Ｈ、スロット等のアレイを有するように、また可撓性及び低摩擦力を与えるために、レーザ加工された硬質チューブ３０Ｂ'でつくられた、金属チューブ構造体も示す。
【００４２】
実施例３
外被一体化ファイバ  いくつかの実施形態例にしたがえば、ＯＣＴプローブアセンブリ５'は低コスト環構造体３０，例えば、（本明細書では外被付ファイバトルクチューブとも称される）外被一体化ファイバ３０Ｃのような一体構造体を含む。外被一体化ファイバ３０は適する光ファイバ２０（例えば単一モードファイバ）が適する外被３０と一体化されて単一コンポーネント３０Ｃになっている。この（一体化外被３０'による）環構造体３０は光プローブコンポーネント１０を高速度で回転させるに必要なトルクを伝達するためにはたらくことができる。すなわち、環構造体３０は、検査試料の３Ｄスキャンを得るため、本体の外部に配された直進運動アクチュエータ４０及び回転ジョイント４０'から回転運動を、ＯＣＴ光プローブコンポーネント１０のような光センシングコンポーネントに伝達し、同時に光プローブコンポーネント１０に／から光を供給する、機能を果たす。本明細書に開示される環構造体３０の外被一体化ファイバ実施形態は従来技術のステンレス鋼ワイアコイルトルクチューブと同様の機能を提供するが、それらの限界の少なくともいくつかを乗り越える。例えば、本明細書に開示される外被一体化ファイバ実施形態では光ファイバ２０（例えば単一モードファイバ）と一体化外被３０'が組み合わされて単一の一体化ユニット３０Ｃにされ、別個のステンレス鋼ワイアコイルトルクチューブ及び付随するコスト及び組立工程の必要が排除され、同時に、跳ね返りが低減されるかまたは排除され、及び／または向上した回転一様性が提供される。この実施形態において、ＯＣＴプローブアセンブリに用いられる単一モードファイバまたはその他の適するファイバ２０は、適切な寸法の外被材料とともに押し出すかまたは線引きすることができる。例えば、食道ＯＣＴ応用に対し、光ファイバ２０は、図４Ａに示されるように、直径が９００μｍ〜９５０μｍの外被３０'とともに押し出すことができる。すなわち、外被３０'は光ファイバ２０を囲み、ファイバに永久的に取り付けられる。すなわち、外被３０'は外被付ファイバトルクチューブ３０Ｃを形成する。一体化外被３０'は、この応用の要件を満たすに適切な材料、例えば、ナイロン、シリコーン、ハイトレル等でつくられる。例えば、外被材料は、光ファイバ２０を保護するように、及び、有利なことに、ＯＣＴプローブによって満たされるべき、可撓性、強度並びにその他の機械的な及び環境上の要件も満たすように、選ばれる。これらの要件の例は、
（１）低摩擦、
（２）トルク力を伝達するための強度（または回転剛性）、
（３）よじれを生じさせずに小半径の曲りに通すための可撓性、及び
（４）良好な画像の解像度及び忠実度のための、光プローブコンポーネント先端への回転運動アクチュエータ及び直線運動アクチュエータの運動の伝達における低跳ね返り、
である。実施形態のいくつかは、さらなる抗よじれ性のため、及び、外被一体化ファイバ及びチューブが回転運動アクチュエータから光プローブコンポーネントに高速回転運動を伝達するに必要な強度を有するように、外被一体化ファイバ及びチューブに構造「強化」を与えるため、例えば、金属メッシュ及び／またはポリマーワイア及びメッシュのような、複合強化構造Ｒを有する。
【００４３】
図４Ａの外被一体化ファイバトルクチューブ３０Ｃの外被３０'内に、別の強化構造は組み込まれていない。被覆（外被）材料は可撓性であり、所望の可撓性、強度及び摩擦係数特性を満たすように選ぶことができる。外被一体化ファイバトルクチューブ３０Ｃに選ばれる材料の例は、ＰＶＣ、ハイトレル、ナイロン及びＬＣＰＣ（液晶ポリマーコーティング）である。これらの一体化外被３０'をＳＭ（単一モード）光ファイバ上に着けるために用いられるプロセスは、例えば、押出プロセスまたはファイバ線引きコーティングプロセスとすることができる。図４Ａの外被一体化ファイバトルクチューブ３０ＣはＯＣＴプローブアセンブリ５'のハウジング４５に取り付けられる。外被一体化ファイバトルクチューブ３０Ｃの他端は、例えば、外被一体化ファイバトルクチューブ３０Ｃを囲むことができる鋼チューブガイド３１に取り付けられる。これは、例えば、図４Ｂに示される。鋼チューブガイド３１及び外被付光ファイバ２０は光回転ジョイント（図示されていない、回転ジョイント４０'）に結合することができるファイバコネクタＣ（図４Ｂ）に接続される。回転ジョイント４０'（図示せず）は光源からの光を光ファイバ２０に結合する。回転ジョイント４０'はＯＣＴトルクチューブアセンブリの自由回転も可能にする。図４に示される実施形態において、外被一体化ファイバトルクチューブ３０Ｃの長さは約２.５ｍである。
【００４４】
強度をさらに高めるため、図３Ａに示される強化要素と同様の、強化要素を外被一体化ファイバトルクチューブ３０Ｃに埋め込むことができる。この実施形態において、外被３０'は、この実施形態の単一モードファイバとともに共押出しされるかまたは線引きされる、金属またはポリマーの強化要素を含む。ポリマーまたは金属の強化ワイアは、例えば、ナイロン及び鋼でつくることができ、約５０μｍから約１００μｍの範囲にある直径を有することができる。外被材料は、例えば、ＰＶＣ、ハイトレル、ナイロンまたはシリコーンのような押出適合ポリマーのいずれかとすることができる。ファイバ線引きプロセスに用いられる外被材料は、例えば、ＵＶ硬化性のアクリレートまたはシリコーンのようなＵＶ硬化性材料、あるいは他の熱硬化性材料とすることができる。外被は単被覆または多重被覆でつくることができる。外層被覆は、テフロン（登録商標）等のような、薄い低摩擦材料からなることができる。外被一体化ファイバ実施形態はいくつかの利点を有する。本明細書に開示される外被一体化ファイバ実施形態は光ファイバとトルクチューブを組み合わせて単一の一体化ユニットにし、別個のトルクチューブ及び付随するコストと組立工程の必要を排除する。一体化ファイバ外被は、例えば、ナイロン、シリコーン、ハイトレル等のような適切な材料でつくることができる。外被材料は、光ファイバ（例えば単一モードファイバ）を保護するように、また、ＯＣＴプローブが満たすべき、可撓性、強度並びにその他の機械的な及び環境上の要件も満たすように、選ばれる。
【００４５】
外被一体化ファイバ３０Ｃの外被３０'は、外被３０'を一層滑り易くするため、低摩擦外層を有することができ、低摩擦被覆６０で被覆することができる。低摩擦外層は、外被３０'の外表面上に「テフロン」またはフルオロシランポリマーのミクロン／サブミクロン被覆を施すことによって得ることができる。低摩擦被覆６０は、例えば、低摩擦材料の直径が０.５μｍ〜５０μｍのビーズ６０ＡをＵＶ被覆材料に埋めることによって得ることもできる。低摩擦材料及びビーズの例は、「テフロン」の薄い被覆またはビーズ、あるいは直径が２５〜３０μｍのＴｅｘＭａｔｔｅ６０２５（ＰＭＭＡ）粒子である（例えば図５を参照されたい）。そのようなビーズまたは粒子は摩擦力を１/２ないし１/３に、またはさらに大きく、低減することができる。低摩擦被覆６０及び／またはビーズ６０Ａは、例えば、
（１）外被材料に混合することができ、外被として押し出すかまたは線引きすることができる、または
（２）他の表面の上の外層被覆として低摩擦材料及びビーズを施すことができる、
の２つの方法で作製することができる。これらの被覆は０.１〜２μｍほどに薄くすることができ、あるいはさらに厚く（例えば１００μｍに）することができる。例えば、「テフロン」またはフルオロポリマーの被覆６０のいくつかは、ディップコーティング法またはスプレーコーティング法を用いて外被３０’の外表面上の外層被覆として塗布し、次いで熱またはＵＶ光で硬化させることができる。低摩擦ビーズ６０Ａは外被材料に組み入れることができ、あるいは標準外被材料を覆う追加の被覆３０として施すことができる。
【００４６】
図３Ｂ（上から２段目のチューブ形コンポーネント）に示されるように、外被３０'は、可撓性を向上させると同時にねじり剛性を維持するため、より厚いかまたは薄い領域（例えば、レーザ加工で材料が除去された領域）を有することができる。薄い材料領域に対する厚い材料領域の比は０.２から０.８の範囲にあることができる。可撓性を犠牲にせずに十分なねじり剛性を提供するため、この比は０.５に近い（例えば、０.４〜０.６である）ことが好ましい。
【００４７】
実施例４
ファイバ被覆  いくつかの実施形態にしたがえば、環構造体３０は光ファイバ２０上の被覆３０Ｄである。被覆３０Ｄはポリマー、例えば、シリコーン、アクリレート及び／またはポリイミドの多重層５０ｉである。例えば、いくつかの実施形態にしたがえば、環構造体３０はポリマーの多重層５０ｉを含み、ポリマー層の少なくとも１つは少なくとも１つのポリマー及びこのポリマーに埋め込まれた強化要素Ｒを含む複合層である。上述したように、強化要素Ｒは、編まれているかまたは絡み合う金属ワイア、ポリマーメッシュ、強化ファイバ及び／または炭素フィラメントとすることができる。いくつかの実施形態にしたがえば、この実施形態の環構造体３０は、摩擦係数が＜０.３、例えば≦０.２の材料を含む最外層を有する。いくつかの実施形態にしたがえば、環構造体３０は、摩擦係数が＜０.３、好ましくは＜０.２の被覆層６０を有する。いくつかの実施形態にしたがえば、多重層５０ｉは、剛性が１００ＭＰａより小さく、好ましくは１０ＭＰａより小さい、少なくとも１つの層及び、剛性が４００ＭＰａより大きく、好ましくは５００ＭＰａより大きい、少なくとも１つの層を含む。被覆光ファイバは、光プローブコンポーネント１０を高速度で回転させるに必要なトルクを伝達することができ、同時に、光プローブコンポーネント１０に／から光を供給することができる、単一の一体コンポーネントを形成する。
【００４８】
環構造体３０として用いられることになる、一体化トルクチューブへの多重層被覆の利用により、熱硬化性及び熱可塑性のエポキシ樹脂及びポリマーを用いるＵＶ硬化性被覆及び押出プロセスによる、低コストのファイバ線引きプロセスの使用が可能になる。この多重層一体化トルクチューブの例が図６Ａ〜６Ｃに示される。多重層構造は標準単一モードファイバ２０上に、交互する、剛性の異なるＵＶ硬化性被覆を被覆することで積層される。高剛性材料層と低剛性材料層の層厚を制御することで、剛性と可撓性の調和が達成される。これらの多重層５０ｉは多段線引きプロセスまたは多段押出プロセスによって積層することができる。この多段線引きプロセスの一例は、（一次ＵＶ硬化性アクリレート被覆層及び二次ＵＶ硬化性アクリレート被覆層を有する１２５μｍ単一モードガラスファイバを含む）２５０μｍ（外）径ＳＭＦファイバのスプールを用いることができ、２５０μｍ径ＳＭＦファイバは、線引きタワーを通って低剛性のＵＶ硬化性被覆及び高剛性のＵＶ硬化性被覆がさらに着けられ、外径が被覆ファイバの２５０μｍから例えば６００μｍまで太くされて、巻取りスプール上に巻き取られる。この被覆塗布プロセスは被覆ファイバの所望の外径ＯＤ（例えば、ＯＤ＝９５０μｍ）が達成されるまで被覆層を積層するために反復される。この多段線引きプロセスにより、ＵＶ硬化性被覆の良好な硬化及び一層良く制御された被覆の形状寸法及び特性を得ることが可能になる。
【００４９】
この実施形態の環構造体３０はポリマーでつくられた多重被覆層５０ｉを有することができ、多重被覆層５０ｉは、剛性が＜１００ＭＰａの少なくとも１つの層及び剛性が＞４００ＭＰａの少なくとも１つの層を含む。例えば、環構造体４０は、剛性が＜５０ＭＰａの少なくとも１つの層（例えば、０.３〜１０ＭＰａの剛性を有する、ファイバに隣接して配される一次被覆層Ｐ）及び剛性が＞６００ＭＰａの少なくとも１つの被覆層（一次被覆層に重ねて配され、７００ＭＰａと１２００ＭＰａの間の剛性を有する、二次被覆層Ｓ）を含むことができる。最外層は０.３より小さい摩擦係数を有することができ、図６Ａ〜６Ｃに示されるような、本明細書に説明される被覆６０になり得る。低摩擦外層は、例えば、上述した多重被覆層５０ｉに重ねて「テフロン」またはフルオロシランポリマーのミクロン／サブミクロン被覆を被覆することで得ることができる。低摩擦被覆６０は低摩擦材料のミクロンサイズのビーズ、例えば低摩擦材料の直径が０.５μｍ〜５０μｍのビーズを、ＵＶ硬化性被覆材料に充填することによっても得ることができる。例えば、低摩擦材料のビーズは「テフロン」またはＴｅｘＭａｔｔｅ６０２５（ＰＭＭＡ）の直径が２５μｍ〜３０μｍの粒子とすることができる。いくつかの実施形態においてビーズ直径は≦１０μｍ（例えば、１〜８μｍ）であり、いくつかの実施形態においては≦５μｍ（１〜５μｍ）である。そのようなビーズまたは粒子は摩擦力を１/２から１/３に、またはさらに大きく、低減することができる。低摩擦被覆６０及びビーズは、例えば、
（１）外被材料に混合することができ、外被として押し出すかまたは線引きすることができる、または
（２）他の表面の上の外層被覆として低摩擦材料及びビーズを施すことができる、
の２つの方法で作製することができる。低摩擦被覆６０は０.１〜２μｍほどに薄くすることができ、あるいはさらに厚くすることができる。例えば、「テフロン」またはフルオロポリマーの被覆のいくつかは、ディップコーティング法またはスプレーコーティング法を用いてファイバの多重層被覆を覆う外層被覆として塗布し、次いで熱硬化またはＵＶ硬化させることができる。低摩擦ビーズをこれらの材料に組み入れるかまたはファイバの多重層被覆３０Ｄを覆う追加の被覆として施すこともできる。
【００５０】
多層構造及び約９５０μｍのＯＤを有するそのような一体化トルクチューブＳＭＦ−２８ファイバのいくつかのリール（１，２及び１０ｋｍ）を、多段線引きプロセスを用いて線引きした。得られたトルクチューブ上に低摩擦外層被覆も施した。
【００５１】
多重層被覆５０ｉのための材料の例及び／またはこれらの材料の特性が以下に与えられる。これらの材料のいくつかは電気通信用途に対して設計された光ファイバのために開発された。出願人等はＯＣＴ一体化トルクチューブ用途のための多重層被覆５０ｉに対して同様の材料を用い得ることを見いだした。ＯＣＴトルクチューブ用途においては、電気通信用途のファイバの数１０〜数１００ｋｍに対して、ＯＣＴ用途では用いられる光ファイバは数ｍでしかないから、マイクロベンディング要件及び環境要件は電気通信用途におけるほど厳格ではない。すなわち、ＯＣＴ用途においてファイバのマイクロベンド損失は重大にならない。したがって、出願人等は、ＯＣＴ用途においては、ＵＶ硬化性のアクリレート及びシリコーンでつくられた多重層被覆５０ｉも用い得ることを見いだした。
【００５２】
マイクロベンディングによる損失は、１４０００ｐｓｉ（〜１００ＭＰａ）の弾性率を有する軟質内層被覆、及び１４００００ｐｓｉ（約１０００ＭＰａ）の弾性率を有する材料でつくられた（本明細書では外層被覆とも称される）硬質外殻を用いることで、外力から光ファイバ２０を守ることによって低減できるであろう。内層被覆はショックアブソーバーとして作用するように設計され、マイクロベンディングによる減衰を最小限に抑えるため、より強靱な外層被覆の下に配される。この実施形態において、内層被覆は非常に低い架橋密度及び０.５ＭＰａ〜３ＭＰａの弾性率を有する。内層被覆は（光ファイバ２０のクラッド層がガラスの場合に）ガラスに密着するが、スプライシング及び接続を容易にするため、ガラスからきれいに剥けるような構造につくられることが好ましい。
【００５３】
（少なくとも一次被覆層を囲む）外層被覆は、時に二次被覆と呼ばれ、機械的損傷に対して（本明細書では一次被覆Ｐとも称される）内層被覆を保護し、横方向の力に対するバリアとして作用する。外層被覆は水分に対するバリアとしてもはたらく。外層被覆は、良好なハンドリング及び耐久性を容易にするため、高弾性率及び高Ｔｇ（ガラス転移温度）を有する、硬質被覆である。外層被覆は一般に、プロセスの容易さのために高速硬化性であり、溶剤、ケーブル充填ゲル及び水分に対して良好な化学耐性を有する。二次被覆層Ｓの表面特性は、色による識別に用いられるインクの良好な付着を可能にし、同時に巻取りスプール上への良好な巻付きを可能にするように、慎重に制御することができる。二次被覆層Ｓは軟質一次被覆層Ｐより高い剛性を有する。
【００５４】
低摩擦被覆  トルク伝達コンポーネント（すなわち、環構造体３０）のいくつかの実施形態は、チューブ形ハウジング４５及び／または環構造体３０のようなＯＣＴプローブコンポーネント上に低摩擦被覆６０を用いる。トルク伝達コンポーネント（すなわち、環構造体３０）に対する要件の１つは、環構造体３０と内ルーメンチューブ４８の間の低摩擦である。トルクチューブと内ルーメンの間のクリアランスは、環構造体３０の制御された高速度回転を可能にするため、可能な限り小さく保たれる必要がある。低摩擦の被覆または材料が用いられていなければ、クリアランスが小さいと、特に環構造体３０を小半径の曲りに通す間の、摩擦力が重大になり得る。トルク力のこの増大はＯＣＴプローブアセンブリに故障を生じさせ得る。そのような効果を最小限に抑えるためには、摩擦力を低減することが有益である。
【００５５】
環構造体３０の表面上の低摩擦被覆６０は、
１）最終被覆層としての、ファイバ被覆線引き中の低摩擦被覆材料の被覆の施工、
２）（例えば、ファイバ周囲の低摩擦外被を形成するための）押出プロセス、
３）別の被覆上の、または環構造体３０の外表面上の、低摩擦被覆材料のスプレーコーティング、または
４）別の被覆上への、または環構造体３０の外表面上への、低摩擦被覆材料のディップコーティング、
によって形成することができる。
【００５６】
いくつかの実施形態において、環構造体３０の表面上の低摩擦被覆６０の厚さは５μｍから約１５００μｍである。
【００５７】
いくつかの実施形態にしたがえば、低摩擦被覆６０のための低摩擦被覆材料は、以下の材料とされ得る。
【００５８】
一体化トルク外被（ＩＪＴ）：（ファイバ線引き被覆）に対しては、フルオロアクリレート及び／またはフルオロシラン添加剤を含むＵＶアクリレートファイバ被覆。
【００５９】
一体化トルク外被（ＩＪＴ）：（押出外被）に対しては、工業用ＭＢ５０−００２低摩擦スリップ剤を３〜５％含む高密度ポリエチレン（ＨＤＰ）。一例のＨＤＰは、ＳＡＰ Ｎｒ.０４１５４５ Ｂｏｒｓｔａｒ ＨＥ６０６２−電力ケーブル及び通信ケーブル用黒色二頂高密度ポリエチレン外被コンパウンドである。
【００６０】
被覆６０の使用にはいくつかの利点がある：
（１）被覆は、摩擦力を最小限に抑えるため及びより良い性能を与えるため、環構造体３０のような構造コンポーネントに施すことができる；
（２）「テフロン」及びナイロンまたはポリイミドのような低摩擦材料の使用は、全環構造体３０の全てがそのような材料でつくられれば、費用が高くなり得る。環構造体３０の外表面上に薄い被覆６０を用いることで費用が低くなるであろう。
【００６１】
「テフロン」ＡＦ被覆溶液作製例：  ポリマー重量において合わせて１重量％の溶液を作製するため、テフロン（登録商標）ＡＦ（デュポン（商標）：フルオロエーテル溶剤ＦＣ４０内１％）が結着剤溶液（ＨＦＥ７２００内１重量％）と合わされる。溶液は使用前に粗ペーパーフィルタで濾過される。
【００６２】
被覆及び硬化条件例：  一実施形態にしたがえば、穴、スロットまたはその他の穿孔を有する（環構造体３０の）金属チューブ体が、表面上の有機汚染物を除去するため、使用前に、エタノールに浸したＫｉｍｗｉｐｅ（登録商標）で拭うことによって清掃され、完全に乾燥される。被覆は、被覆溶液内への浸漬によるか、または他の被覆方法（接触転写、スプレーコーティング、等）によって、金属チューブ体に施される。被覆されたパーツはオーブン内で、１００℃から１６５℃への５℃/分での温度ランピング、１６５℃での１５分間保持、次いで２８０℃への５℃/分での温度ランピング、次いで２８０での６０分間保持、によって硬化される。
【００６３】
シラン被覆及び硬化条件例：  ペルフルオロシランを無水ヘプタンと合わせることにより、ヘプタデカフルオロテトラヒドロドデシルトリクロロシラン（米国ペンシルバニア州モーリスビル(Morriscille)、ゲレスト(Gelest)社）の０.５％溶液を作製した。鋼チューブ（基板）を、使用前に、エタノールに浸したＫｉｍｗｉｐｅで拭うことによって清掃し、完全に乾燥させた。基板を被覆溶液に浸漬して１分間そのままにしておき、取り出して、ヘプタンでリンスし、続いてエタノールでリンスした。
【００６４】
結着バインダの作製及び詳細は、例えば米国特許出願公開第２０１２／０１８９８４３号明細書に説明されている。
【００６５】
チューブ形ハウジング  上述したように、ＯＣＴプローブコンポーネントの（例えば図７に示されるような）鋼ハウジング４５上に低摩擦被覆６０を用いることができる。ハウジング４５はＯＣＴプローブアセンブリの最も先端であり、３Ｄスキャン中に内ルーメンにＯＣＴプローブアセンブリを通しているときの摩擦力のかなりの割合の源となり得る。被覆６０は摩擦力をかなり（例えば、１/２に、またはさらに大きく）低減し、よじれ及び内ルーメン穿孔の可能性を大きく低減する。そのような被覆６０は「テフロン」、低摩擦（典型的には、ヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリクロロシランのようなフルオロアルキルシランや、ダウコーニング社のフルオロエーテルシラン、ＤＣ２６３４，ＤＣ２６０４）、シラン表面処理を含み、その他のシリコーン被覆を、必要であれば、モノレイヤー程度から数１００ｎｍまたはさらに厚い（μｍ範囲の）、薄い被覆または表面処理として施すことができる。チューブ形ハウジング４５の表面上の低摩擦被覆６０は、例えば、ハウジング４５の１つ以上の表面上への低摩擦被覆材料のスプレーコーティングによるか、または低摩擦被覆材料のディップコーティング、例えばハウジング４５の外表面及び／または内表面のディップコーティングによって、作製することができる。いくつかの実施形態において、チューブ形ハウジング４５の外表面４５'（内ルーメン４８に最も近い表面）が低摩擦被覆６０で被覆される。いくつかの実施形態において、例えばＯＣＴ光プローブコンポーネントの挿入中の摩擦を最小限に抑えるため、ハウジング４５の内表面（内ルーメンに最も近い表面）が低摩擦被覆６０で被覆される。いくつかの実施形態において、ハウジング４５の（内表面及び外表面のいずれも含む）全表面が低摩擦被覆６０で被覆される。いくつかの実施形態において、ハウジング４５の表面上の低摩擦被覆６０の厚さは１００μｍより小さく、例えば０.１μｍから１０μｍである。いくつかの実施形態において、低摩擦被覆６０はチューブ形ハウジング４５の１つ以上の表面上に、また環構造体３０の外表面上にも、配される。いくつかの実施形態にしたがえば、チューブ形ハウジング４５のための低摩擦被覆６０は「テフロン」被覆またはナイロン被覆である。
【００６６】
チューブ形ハウジング上の被覆６０の使用にはいくつかの利点がある。被覆６０は、チューブ形ハウジング４５と内ルーメンの間の摩擦力を最小限に抑えるため及びより良い性能を与えるため、構造コンポーネント、例えばＯＣＴプローブコンポーネントのハウジング４５に施すことができる。梱包及び機械的構造の理由のため、ＯＣＴ光プローブコンポーネント１０を収めるには鋼ハウジング４５を用いることが好ましい。ハウジング４５を形成するため、いくつかの実施形態にしたがえば、市販の医用チューブ／ニードルが適切な寸法に切断され、次いで窓４５Ａを形成するために穿孔される。次いで低摩擦被覆６０がハウジング４５のチューブ体の外表面及び／またはその他の表面上に施される。
【００６７】
チューブ形ハウジング４５のための被覆及び硬化条件例：  鋼ハウジング４５が、表面上の有機汚染物を除去するため、使用前に、エタノールに浸したＫｉｍｗｉｐｅで拭うことによって清掃され、完全に乾燥される。ポリマー重量において合わせて１重量％の溶液を作製するため、「テフロン」ＡＦ（デュポン：フルオロエーテル溶剤ＦＣ４０内１％）が結着剤バインダー（ＨＦＥ７２００内１重量％）と合わされる。溶液は使用前に粗ペーパーフィルタで濾過される。被覆溶液内への浸漬によるか、または別の被覆方法（接触転写、スプレーコーティング、等）により、金属チューブ体に被覆が施される。被覆されたパーツはオーブン内で、例えば、１００℃から１６５℃への５℃/分での温度ランピング、１６５℃での１５分間保持、次いで２８０℃への５℃/分での温度ランピング、次いで２８０℃での６０分間保持、によって硬化される。
【００６８】
本発明の精神または範囲を逸脱することなく、様々な改変及び変形がなされ得ることが当業者には明らかであろう。当業者には、本発明の精神及び実質を組み入れている、開示される実施形態の改変組合せ、サブ組合せ及び変形が思い浮かび得るから、本発明は添付される特許請求項及びそれらの均等形態の範囲内にある全てを含むと解されるべきである。
【符号の説明】
【００６９】
５    トルク伝達アセンブリ
５'    ＯＣＴプローブアセンブリ
１０    光センシングコンポーネント
２０    光ファイバ
３０    環構造体
３０'    環構造体の外表面／外被
３０Ａ    環構造体に被覆またはチューブ（トルク伝達チューブ）
３０Ｂ，３０Ｂ'    ポリマーチューブまたは金属チューブ
３０Ｃ    外被一体化ファイバ
３０Ｄ    光ファイバ上の被覆
３１    鋼チューブガイド
４５    チューブ形ハウジング
４５Ａ    窓
４８    内ルーメン
５０ｉ    多重層被覆
６０    低摩擦被覆
６０Ａ    低摩擦材料のビーズ
Ｃ    ファイバコネクタ
Ｈ    穴
Ｐ    一次被覆層
Ｒ    強化層／要素
ＯＦ    光ファイバ
Ｓ    二次被覆層
ＷＣ    ワイアコイル
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2016510609.tif 000016
2016510609.tif 000017
2016510609.tif 000018
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