(57)【要約】本発明は、概して、モノリシックシャフトを伴う回転撮像装置およびその使用方法に関する。ある側面では、本装置は、回転可能モノリシック中空伸長シャフトを含む。回転可能駆動部材が、シャフト内に配置され、回転可能伸長電気信号伝送部材が、駆動部材内に配置される。本装置はさらに、撮像デバイスを含み、シャフト、駆動部材および信号伝送部材は、撮像デバイスに結合されている。装置は、シャフトに動作可能に結合された洗浄ポートをさらに備える。撮像デバイスは、シャフトの遠位端に結合されている。
2016501637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転撮像装置であって、前記装置は、
回転可能モノリシック中空伸長シャフトと、
前記シャフト内の回転可能伸長駆動部材と、
前記駆動部材内の回転可能伸長電気信号伝送部材と、
撮像デバイスと
を備え、
前記シャフト、前記駆動部材、および前記信号伝送部材は、前記撮像デバイスに結合されている、装置。
【請求項２】
前記シャフトに動作可能に結合された洗浄ポートをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記撮像デバイスは、前記シャフトの遠位端に結合されている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記シャフトの近位端に結合されたコネクタをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記装置は、前記コネクタを介して、インターフェースモジュールに接続し、前記インターフェースモジュールは、前記シャフト、駆動部材、および前記電気信号伝送部材を回転させる構成要素を備える、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記撮像デバイスは、超音波変換器を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記変換器は、圧電材料を備える、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記シャフト、前記駆動部材、および前記電気信号伝送部材は、可撓性である、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
伸長カテーテルをさらに備え、前記シャフトは、前記カテーテル内に嵌合するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記電気信号伝送部材は、同軸ケーブルである、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
脈管管腔の画像データを得る方法であって、前記方法は、
回転撮像装置を提供することであって、前記装置は、回転可能モノリシック中空伸長シャフトと、前記シャフト内の回転可能伸長駆動部材と、前記駆動部材内の回転可能伸長電気信号伝送部材と、撮像デバイスとを備え、前記シャフト、前記駆動部材、および前記信号伝送部材は、前記撮像デバイスに結合されている、ことと、
前記装置を使用して、画像データを脈管内から得ることと
を含む、方法。
【請求項１２】
前記シャフトに動作可能に結合された洗浄ポートをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記撮像デバイスは、前記シャフトの遠位端に結合されている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記シャフトの近位端に結合されたコネクタをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記装置は、前記コネクタを介して、インターフェースモジュールに接続し、前記インターフェースモジュールは、前記シャフト、駆動部材、および前記電気信号伝送部材を回転させる構成要素を備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記撮像デバイスは、超音波変換器を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記変換器は、圧電材料を備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記シャフト、前記駆動部材、および前記電気信号伝送部材は、可撓性である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
伸長カテーテルをさらに備え、前記シャフトは、前記カテーテル内に嵌合するように構成されている、請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
前記電気信号伝送部材は、同軸ケーブルである、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１２年１２月２１日に出願された米国仮出願第６１／７４０，７２０号の利益、およびそれに対して優先権を主張する。上記文献の内容は、その全体として本明細書において参照することによって援用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、概して、モノリシックシャフトを伴う回転撮像装置およびその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
血管内超音波法（ＩＶＵＳ）は、撮像アテローム性動脈硬化症ならびに他の脈管疾患および欠陥を撮像するための重要な介入診断手技である。手技では、ＩＶＵＳカテーテルは、ガイドワイヤにわたって、血管の中に螺入され、画像は、超音波エコーを使用して、アテローム性プラークおよび周囲面積から取得される。その情報は、脈管管腔の２次元陰影のみを示す、血管造影等の他の撮像技法からの情報よりはるかに記述的である。
【０００４】
一般に、使用時、機械／回転式ＩＶＵＳカテーテルおよび固体状態カテーテルの２つのタイプのＩＶＵＳカテーテルがある。固体状態カテーテル（または、位相アレイ）は、回転部品を有していないが、代わりに、変換器要素のアレイ（例えば、６４の要素）を含む。回転式ＩＶＵＳカテーテルでは、圧電結晶を有する単一変換器は、高速で（例えば、約１８００旋回／分）回転される一方、変換器は、電気パルスで断続的に励起される。励起パルスは、変換器を振動させ、一連の伝送パルスを送信する。伝送パルスは、エコー信号の受信のための時間を可能にする周波数で送信される。受信信号が介在された伝送パルスのシーケンスは、脈管の完全断面画像を再構成するために要求される、超音波データを提供する。
【０００５】
典型的には、回転ＩＶＵＳカテーテルは、カテーテル本体内に配置される、２部品から成るシャフトを有する。変換器が、主要シャフトの第２の部品の遠位端に取着される。駆動ケーブルは、主要シャフトの２部品内に配置され、また、その遠位端において、変換器に結合される。同軸ケーブルが、駆動ケーブル内に配置され、また、変換器に結合される。同軸ケーブルは、断続電気伝送パルスを変換器に送達し、変換器から受信された電気エコー信号を受信機増幅器に送達する。ＩＶＵＳカテーテルは、カテーテル本体内のシャフト、駆動ケーブル、および同軸ケーブルの回転を制御し、変換器のための送信機および受信機回路を含有する、インターフェースモジュールに可撤性に結合される。
【０００６】
回転ＩＶＵＳカテーテルに関する問題は、２部品から成るシャフトの第２の部品が、遊離浮動することである。回転の間、遊離浮動する第２の部品は、主要シャフトの第１の部品より大きい振動を被り、シャフトの第２の部品をシャフトの第１の部品と異なる率で回転させる。異なる率で回転する主要シャフトの２つの部品は、駆動ケーブルのねじれまたは曲がりを生じさせる。駆動ケーブルのねじれまたは曲がりは、変換器の非均一回転につながり、画像歪曲を生じさせる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（要約）
本発明は、概して、装置内の駆動部材のねじれまたは曲がりを防止するように構成される、回転撮像装置を提供する。本発明の側面は、２部品から成るシャフトとは対照的に、単一モノリシックシャフトを使用することによって遂行される。１部品から成るモノリシックシャフトを有することは、シャフトにかかる振動の影響を排除し、シャフトの長さに沿って、均一回転を確実にする。シャフトの均一回転は、駆動部材および変換器の均一回転を確実にし、それによって、変換器の非均一回転によって生じる画像歪曲を排除する。
【０００８】
本発明の装置はまた、モノリシックシャフト内に配置される回転可能駆動部材と、駆動部材内に配置される回転可能電気信号伝送部材とを含む。シャフト、駆動部材、および電気信号伝送部材は、撮像デバイスに結合される。本装置はまた、シャフトに動作可能に結合される流体注入ポートを含んでもよい。注入される流体は、画質に悪影響を及ぼす、シャフトの周囲のエアポケットの存在を排除する役割を果たす。流体はまた、潤滑剤としても作用することができる。
【０００９】
当技術分野において公知の任意の撮像デバイスが、本発明の装置と併用されてもよい。例示的デバイスは、超音波デバイスおよび光コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）デバイスを含む。ある実施形態では、撮像デバイスは、超音波デバイスであり、撮像デバイスは、超音波変換器を含む。典型的には、超音波システムは、圧電セラミック（一般に、結晶と称される）から構築され、１つ以上の整合層（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拠する。従来の圧電デバイスに取って代わるための有望性を示す、２つの高度変換器技術は、ＰＭＵＴ（圧電型超微細加工超音波変換器）およびＣＭＵＴ（容量型超微細加工超音波変換器）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改良された画質を提供し得る。
【００１０】
概して、コネクタが、シャフトの近位端に結合され、本装置は、コネクタを介して、インターフェースモジュールに接続してもよい。インターフェースモジュールは、典型的には、シャフト、駆動部材、および電気信号伝送部材を回転させるために必要な構成要素を含む。本発明の装置は、加えて、伸長カテーテルを含んでもよい。それらの実施形態では、シャフトは、カテーテル内に嵌合するように構成される。本発明の装置は、脈管管腔内への挿入から構成され、脈管内の動作を促進する、付加的特徴を含む。例えば、本体の遠位端は、非外傷性先端を含んでもよい。非外傷性先端は、管腔の穿孔を回避しながら、脈管管腔を通して装置を誘導するように構成される。加えて、シャフト、駆動部材、信号伝送部材は、装置が脈管を通してより容易に前進され得るように、可撓性であってもよい。
【００１１】
本発明の他の側面は、脈管管腔を撮像するための方法を提供する。そのような方法は、モノリシック中空伸長シャフトを含む、回転撮像装置を提供することを伴う。中空本体は、近位および遠位端を含み、近位端は、コネクタを含む。回転可能駆動部材は、シャフト内に配置され、回転可能電気信号伝送部材は、駆動部材内に配置される。シャフト、駆動部材、および電気信号伝送部材は、撮像デバイスに結合される。本装置は、脈管管腔の中に挿入され、脈管管腔の画像データを得るために使用される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１Ａは、回転ＩＶＵＳプローブの簡略化された断片概略図である。図１Ｂは、シャフト内の概略図である。図は、駆動部材および電気信号伝送部材を示す。
【図２】図２は、基本超音波変換器技術を組み込む、図１の回転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略化された断片概略図である。
【図３】図３は、２部品から成るシャフトを有する、回転式ＩＶＵＳプローブの先行技術バージョンを示す。
【図４】図４は、モノリシックの１部品から成るシャフトを有する、回転式ＩＶＵＳプローブの実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（詳細な説明）
本発明は、概して、モノリシックシャフトを伴う回転撮像装置およびその使用方法に関する。ある側面では、本装置は、回転可能モノリシック中空伸長シャフトを含む。回転可能伸長駆動部材は、シャフト内に配置され、回転可能伸長電気信号伝送部材は、駆動部材内に配置される。本装置はさらに、撮像デバイスを含み、シャフト、駆動部材、および信号伝送部材は、撮像デバイスに結合される。
【００１４】
典型的には、本発明の装置は、カテーテルの形態で提供される。異なる撮像デバイスおよびアセンブリが、限定ではないが、血管内超音波法（ＩＶＵＳ）デバイス、および光コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）デバイスを含む、本発明の撮像装置および方法と併用されてもよいことに留意されたい。
【００１５】
いくつかの実施形態では、撮像デバイスは、ＩＶＵＳ撮像デバイスである。撮像デバイスは、回転式ＩＶＵＳ撮像デバイスを含む、引き戻しタイプＩＶＵＳ撮像デバイスであることができる。ＩＶＵＳ撮像デバイスおよびＩＶＵＳデータの処理は、例えば、Ｙｏｃｋの米国特許第４，７９４，９３１号、第５，０００，１８５号、および第５，３１３，９４９号、Ｓｉｅｂｅｎ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第５，２４３，９８８号および第５，３５３，７９８号、Ｃｒｏｗｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第４，９５１，６７７号、Ｐｏｍｅｒａｎｚの米国特許第５，０９５，９１１号、Ｇｒｉｆｆｉｔｈ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第４，８４１，９７７号、Ｍａｒｏｎｅｙ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第５，３７３，８４９号、Ｂｏｒｎ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第５，１７６，１４１号、Ｌａｎｃｅｅ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第５，２４０，００３号、Ｌａｎｃｅｅ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第５，３７５，６０２号、Ｇａｒｄｉｎｅｅｒ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第５，３７３，８４５号、Ｓｅｗａｒｄ  ｅｔ  ａｌ．のＭａｙｏ  Ｃｌｉｎｉｃ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ７１（７）：６２９−６３５（１９９６年）、Ｐａｃｋｅｒ  ｅｔ  ａｌ．のＣａｒｄｉｏｓｔｉｍ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ８３３（１９９４年），“Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｃａｒｄｉｏｓｃｏｐｙ”，Ｅｕｒ．  Ｊ．Ｃ．Ｐ．Ｅ．４（２）：１９３（１９９４年６月）、Ｅｂｅｒｌｅ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第５，４５３，５７５号、Ｅｂｅｒｌｅ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第５，３６８，０３７号、Ｅｂｅｒｌｅ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第５，１８３，０４８号、Ｅｂｅｒｌｅ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第５，１６７，２３３号、Ｅｂｅｒｌｅ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第４，９１７，０９７号、Ｅｂｅｒｌｅ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第５，１３５，４８６号、および管腔内超音波デバイスおよびモダリティに関連する当技術分野において周知の他の参考文献に示されている。これらの参考文献は全て、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。
【００１６】
カテーテルは、典型的には、近位および遠位領域を有し、遠位領域内に位置する撮像先端を含むであろう。そのようなカテーテルは、患者の身体の内側の着目領域に位置するとき、撮像先端を囲繞する面積のエコーグラフ画像を得る能力を有する。カテーテルおよびその関連付けられた電子回路はまた、着目領域内で得られた各エコーグラフデータセットに対してカテーテル軸の位置を画定可能であろう。
【００１７】
血管内超音波法以外に、他のタイプ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されることができる。一例として、限定ではないが、他の好適なタイプのカテーテルとして、非血管内管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が挙げられる。加えて、プローブは、限定ではないが、冠状動脈、頸動脈、神経、末梢、または静脈を含む、任意の好適な生体構造内で使用されてもよい。
【００１８】
別の実施形態では、撮像装置は、ＯＣＴデバイスを含んでもよい。ＯＣＴは、小型近赤外線発光プローブを使用する医療撮像方法論である。光学信号取得および処理方法として、光学散乱媒体（例えば、生体組織）内からマイクロメートル分解能の３次元画像を捕捉する。最近では、また、冠状動脈疾患を診断するのに役立てるために、介入心臓学でも使用され始めている。ＯＣＴは、干渉測定技術の適用が、例えば、血管の内側から視認し、生体内の血管の内皮（内壁）を視覚化することを可能にする。
【００１９】
ＯＣＴシステムおよび方法は、概して、Ｃａｓｔｅｌｌａ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第８，１０８，０３０号、Ｍｉｌｎｅｒ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許出願公開第２０１１／０１５２７７１号、Ｃｏｎｄｉｔ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許出願公開第２０１０／０２２０３３４号、Ｃａｓｔｅｌｌａ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許出願公開第２００９／００４３１９１号、Ｍｉｌｎｅｒ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許出願公開第２００８／０２９１４６３号、およびＫｅｍｐ，  Ｎ．の米国特許出願公開第２００８／０１８０６８３号に説明されており、それぞれの内容は、参照することによって、全体として組み込まれる。
【００２０】
ＯＣＴでは、光源は、光のビームを撮像デバイスに送達し、標的組織を撮像する。光源として、パルス状光源またはレーザ、連続波光源またはレーザ、同調可能レーザ、広帯域光源、または複数の同調可能レーザが挙げられ得る。光源内には、光増幅器および同調可能フィルタがあり、ユーザが、増幅されるべき光の波長を選択することを可能にする。医療用途において一般に使用される波長として、近赤外線光、例えば、約８００ｎｍ〜約１７００ｎｍが挙げられる。
【００２１】
本発明の側面は、時間ドメインまたは周波数（高精細）ドメインのいずれかにおいて動作するＯＣＴシステムを含む、ＯＣＴシステムから撮像データを得てもよい。時間ドメインＯＣＴと周波数ドメインＯＣＴとの間の基本的差異は、時間ドメインＯＣＴでは、走査機構が、画像取得の間、時間の関数として走査される、可動ミラーであることである。しかしながら、周波数ドメインＯＣＴでは、可動部品は存在せず、画像は、周波数または波長の関数として走査される。
【００２２】
時間ドメインＯＣＴシステムでは、干渉スペクトルは、基準ミラー等の走査機構を縦方向に移動させ、基準経路を変更し、サンプル内の反射による複数の光学経路を一致させることによって取得される。反射率を与える信号が、経時的にサンプリングされ、具体的距離において進行する光は、検出器内に干渉を生成する。サンプルを横断して、走査機構を側方に（または、回転）移動させると、２次元および３次元画像が生成される。
【００２３】
周波数ドメインＯＣＴでは、ある範囲の光学周波数を放出可能な光源が、干渉計を励起させ、干渉計は、サンプルから戻された光と同一の源からの光の基準ビームを結合し、結合された光の強度が、光学周波数の関数として記録され、干渉スペクトルを形成する。干渉スペクトルのフーリエ変換は、サンプル内の深度に沿った反射率分布を提供する。
【００２４】
周波数ドメインＯＣＴのいくつかの方法が、文献に説明されている。「スペクトルレーダ」とも呼ばれる（Ｏｐｔｉｃｓ  ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．１４（１９９６）１０８７−１０８９）、スペクトルドメインＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ）では、回折格子またはプリズムまたは他の手段が、干渉計の出力をその光学周波数成分の中に分散させるために使用される。これらの分離された成分の強度が、各検出器が光学周波数または光学周波数の分画範囲を受信する、光学検出器のアレイを使用して測定される。これらの光学検出器からの測定のセットは、干渉スペクトルを形成し（Ｓｍｉｔｈ，  Ｌ．  Ｍ．  ａｎｄ  Ｃ．  Ｃ．  Ｄｏｂｓｏｎ，  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ  ２８：３３３９−３３４２）、散乱体までの距離が、パワースペクトル内の波長依存縞間隔によって判定される。ＳＤ−ＯＣＴは、奥行走査が必要ではないように、光学検出器のアレイの単一暴露を分析することによって、照明軸に沿って置かれた複数の散乱体の距離および散乱強度の判定を可能にする。典型的には、光源は、広範囲の光学周波数を同時に放出する。
【００２５】
代替として、掃引源ＯＣＴでは、干渉スペクトルは、源の光学周波数がある範囲の光学周波数を通して掃引される、調節可能光学周波数を伴う源を使用し、掃引の間の時間の関数として、干渉された光強度を記録することによって、記録される。掃引源ＯＣＴの実施例は、米国特許第５，３２１，５０１号に説明されている。
【００２６】
概して、時間ドメインシステムおよび周波数ドメインシステムはさらに、システムの光学レイアウトに基づいて、タイプが異なり得る。すなわち、共通ビーム経路システムおよび差分ビーム経路システムである。共通ビーム経路システムは、全ての産生された光を単一光ファイバを通して送信し、基準信号およびサンプル信号を発生させる一方、差分ビーム経路システムは、光の一部がサンプルに指向され、他の部分が基準表面に指向されるように、産生された光を分割する。共通ビーム経路システムは、米国特許第７，９９９，９３８号、米国特許第７，９９５，２１０号、および米国特許第７，７８７，１２７号に説明されており、差分ビーム経路システムは、米国特許第７，７８３，３３７号、米国特許第６，１３４，００３号号、および米国特許第６，４２１，１６４号に説明されており、そのそれぞれの内容は、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。
【００２７】
図１Ａは、診断撮像のために、患者の中に挿入するための回転血管内超音波法プローブ１００を示す。プローブ１００は、カテーテル本体１０２と、モノリシック中空変換器シャフト１０４とを有する、カテーテル１０１を含む。カテーテル本体１０２は、可撓性であり、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、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）から作製される、単一管腔ポリマー押出成形物であってもよいが、他のポリマーが、使用されてもよい。さらに、カテーテル本体１０２は、近位部分が、カテーテル本体の中央および遠位部分に対して、より高い剛性度を呈するように、複数のグレードのＰＥ、例えば、ＨＤＰＥおよびＬＤＰＥから形成されてもよい。本構成は、オペレータに、所望の手技を効率的に行うために要求される、カテーテル取扱特性を提供する。
【００２８】
カテーテル本体１０２は、モノリシック変換器シャフト１０４を囲繞するシースである。説明目的のために、図１Ａにおけるカテーテル本体１０２は、その中に配置されるモノリシック変換器シャフト１０４が見え得るように、視覚的に透明として図示されるが、カテーテル本体１０２は、視覚的に透明であってもよく、またはそうでなくてもよいことを理解されるであろう。
【００２９】
変換器シャフト１０４は、２部品から成るシャフトである、先行技術変換器シャフトとは対照的に、モノリシックの単一部品から成るシャフトである。図３は、カテーテル本体３０２および２部品から成るシャフトを有する、先行技術の回転式ＩＶＵＳプローブを図示する。本図では、変換器シャフトは、第１の部品３０４ａおよび第２の部品３０４ｂを有する。カテーテル本体３０２と２部品から成るシャフト３０４ａおよび３０４ｂとの間には、空間３２３がある。本空間は、流体注入ポート３２４を通して流体の注入を提供する。駆動部材３０５は、第１の部品３０４ａおよび第２の部品３０４ｂを通して同軸方向に延設される。電気信号伝送部材（図示せず）は、駆動部材３０５の長さに同軸方向に延設される。本構成では、シャフトの第２の部品３０４ｂは、遊離浮動する。回転の間、本遊離浮動する第２の部品３０４ｂは、シャフトの第１の部品３０４ａより大きい振動を被り、シャフトの第２の部品３０４ｂをシャフトの第１の部品３０４ａと異なる率で回転させる。異なる率で回転するシャフトの２つの部品は、駆動部材３０５のねじれまたは曲がりを生じさせる。駆動部材３０５のねじれまたは曲がりは、変換器の非均一回転につながり、画像歪曲を生じさせる。
【００３０】
本発明の側面は、モノリシックの１部品から成るシャフトとしてシャフトを提供することによって、本問題を解決する。図４は、カテーテル本体４０２およびモノリシック１部品から成るシャフト４０４を有する、回転式ＩＶＵＳプローブを図示する。カテーテル本体４０２とモノリシック１部品から成るシャフト４０４との間には、空間４２３がある。本空間は、流体注入ポート４２４を通して流体の注入を提供する。流体は、画質に悪影響を及ぼす、変換器シャフト４０４の周囲のエアポケットの存在を排除する役割を果たす。流体はまた、潤滑剤として作用することができる。駆動部材４０５は、シャフト４０４を通して同軸方向に延設される。電気信号伝送部材（図示せず）は、駆動部材４０５の長さに同軸方向に延設される。１部品から成るモノリシックシャフト４０４を有することは、シャフト４０４に及ぼす振動の影響を排除し、シャフト４０４の長さに沿って、均一回転を確実にする。シャフト４０４の均一回転は、駆動部材４０５および変換器の均一回転を確実にし、それによって、変換器の非均一回転によって生じる画像歪曲を排除する。
【００３１】
モノリシックシャフトは、当技術分野において公知の任意の方法によって形成されてもよい。例示的方法は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）から作製される材料のポリマー押出成形を含むが、他のポリマーが、使用されてもよい。さらに、シャフト４０４は、近位部分がシャフトの中央および遠位部分に対して、より高い剛性度を呈するように、複数のグレードのＰＥ、例えば、ＨＤＰＥおよびＬＤＰＥから形成されてもよい。モノリシックシャフトを産生するための他のプロセスとして、熱形成が挙げられる。熱形成では、プラスチックシートが、加熱され、型表面上に付勢される。シートまたはフィルムは、その形成温度まで赤外線、天然ガス、または他の加熱器間で加熱され、次いで、温度制御された単表面型にわたって、またはその中に伸展される。シートは、冷却されるまで、型表面ユニットに対して保持され、形成された部品は、次いで、シートから切り取られる。真空形成、圧力形成、ツインシート形成、ドレープ形成、自由吹き込み成形、単純シート屈曲、および同等物を含む、熱形成のいくつかのカテゴリがある。モノリシックシャフトはまた、金属ハイポチューブであってもよい。
【００３２】
図１Ａに戻って参照すると、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。遠位端部分は、プローブ１００の動作の間、患者の中に挿入される。プローブ１００の使用可能長（患者の中に挿入されることができる部分）は、任意の好適な長さであることができ、用途に応じて、変動されることができる。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。
【００３３】
変換器サブアセンブリ１１８は、脈管内から超音波情報を得るために使用される。任意の好適な周波数および任意の好適な量の周波数が、使用されてもよいことを理解されるであろう。例示的周波数は、約５ＭＨｚ〜約８０ＭＨｚの範囲である。概して、より低い周波数情報（例えば、４０ＭＨｚ未満）は、血液の後方散乱係数の強周波数依存のため、組織対血液分類方式を促進する。より高い周波数情報（例えば、４０ＭＨｚ超）は、概して、血液スペックルと組織との間の不良区別を犠牲にして、より優れた分解能を提供し、管腔境界の識別を困難にし得る。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血液スペックル低減アルゴリズムが、血液から後方散乱される光が問題である画像を向上させるために使用されることができる。
【００３４】
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（時として、患者インターフェースモジュールまたはＰｌＭと称される）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に可撤性に接続される、カテーテルハブ１１６と嵌合される。
【００３５】
カテーテル本体１０２は、可撓性非外傷性遠位先端を含んでもよい。例えば、統合された遠位先端は、遠位先端とカテーテル本体との間の継手を排除することによって、カテーテルの安全性を増加させることができる。一体型先端は、先端内の収集チャンバの中への容易な組織移動のために、より平滑な内径を提供することができる。製造の際、筐体から可撓性遠位先端への遷移は、材料筐体にわたって、ポリマー積層で仕上げられることができる。溶接、圧着、またはねじ継手は、通常、要求されない。非外傷性遠位先端は、カテーテルによって、身体管腔に生じる任意の損傷を低減させながら、血管または他の身体管腔を通してカテーテルを遠位に前進させることを可能にする。典型的には、遠位先端は、カテーテルが、ガイドワイヤにわたって、標的病変に誘導されることを可能にする、ガイドワイヤチャネルを有するであろう。いくつかの例示的構成では、非外傷性遠位先端は、コイルを含む。いくつかの構成では、遠位先端は、丸みを帯びた鈍的遠位端を有する。カテーテル本体は、管状であり、非外傷性先端と連通する、前方に面した円形開口を有することができる。
【００３６】
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されることができる、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。インターフェースモジュール１１４はまた、変換器シャフト１０４内の少なくとも１つの電気信号伝送部材１２６（例えば、ワイヤまたは同軸ケーブル）を介して、電気信号を変換器サブアセンブリ１１８に送信し、そこから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。電気信号伝送部材１２６、駆動部材１２２、および変換器シャフト１０４の関係は、図１Ｂに示される。インターフェースモジュール１１４は、変換器シャフト１０４を通して受信された情報を受信、分析、および／または表示することができる。任意の好適な機能性、制御、情報処理および分析、ならびに表示は、インターフェースモジュール１１４の中に組み込まれることができることを理解されるであろう。インターフェースモジュールのさらなる説明は、例えば、Ｃｏｒｌ（米国特許出願第２０１０／０２３４７３６号）に提供されている、その内容は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。
【００３７】
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、駆動部材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、変換器シャフト１０４および駆動部材１２２に取着される。駆動部材１２２は、カテーテル本体１０２内で回転され、インターフェースモジュール１１４を介して、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、限定ではないが、ＰＭＵＴまたはＣＭＵＴ等の１つ以上の高度変換器技術を含む、任意の好適なタイプであることができる。変換器サブアセンブリ１１８は、単一変換器またはアレイのいずれかを含むことができる。
【００３８】
図２は、共通スピン要素２３２を利用して、回転ＩＶＵＳプローブ２００を示す。プローブ２００は、カテーテル本体２０２および変換器シャフト２０４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、定常ハブ筐体２２４と、ドッグ２２６と、コネクタ２２８と、軸受２３０とを含む。ドッグ２２６は、ハブ２１６とインターフェースモジュール２１４の整合および変換器シャフト２０４へのトルク伝送のために、スピン要素２３２と噛合する。ドッグ２２６は、軸受２３０を利用して、ハブ筐体２２４内で回転する。本図におけるコネクタ２２８は、同軸である。コネクタ２２８は、本明細書にさらに説明される、スピン要素２３２とともに回転する。
【００３９】
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、印刷回路基板（ＰＣＢ）２４０と、スピン要素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、スピン要素２３２を回転させる。印刷回路基板２４０は、限定ではないが、変換器のための送信機および受信機を含む、任意の好適な数およびタイプの電子構成要素２４２を有することができる。
【００４０】
スピン要素２３２は、カテーテルハブ２１６上のコネクタ２２８と噛合するための相補的コネクタ２４４を有する。示されるように、スピン要素２３２は、回転式変圧器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の定常部分２５０へおよびそこから信号をパスする。変圧器２４６の定常部分２５０は、印刷回路基板２４０上の送信機および受信機回路に有線接続される。
【００４１】
変圧器は、環状溝の中に層化され、２回または３回巻線を形成する、絶縁ワイヤを含む。回転部分２５０および定常部分２４８はそれぞれ、それぞれ、２５１および２５２等の一式の巻線を有する。変圧器性能は、変圧器２４６の定常部分２５０と回転部分２４８との間の間隙を最小限にすることを通してと、また、相互に可能な限り近接して巻線２５１、２５２を設置することの両方によって改良されることができる。
【００４２】
（参照による引用）
特許、特許出願、特許刊行物、雑誌、書籍、論文、ウェブ内容等の他の文書の参照および引用が、本開示全体を通して行われた。そのような文書は全て、あらゆる目的のために、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。
【００４３】
（均等物）
本発明は、その精神または本質的特性から逸脱することなく、他の具体的形態で具現化されてもよい。前述の実施形態は、したがって、あらゆる点において、本明細書に説明される本発明の限定ではなく、例証と見なされる。発明の範囲は、したがって、前述の説明によってではなく、添付の請求項によって示され、請求項の均等物の意味および範囲内にある全ての変更は、したがって、その中に包含されるものと意図される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図４】
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【図３】
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【国際調査報告】
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