(57)【要約】  腔内超音波撮像に対するシステム、装置及び方法が、提供される。腔内超音波撮像システムは、超音波撮像コンポーネントを有し、患者の身体内腔内に配置される腔内装置と通信する患者インタフェースモジュール（ＰＩＭ）を含みうる。前記ＰＩＭは、前記腔内装置から超音波エコー信号を受信し、差動信号経路に沿って前記超音波エコー信号を送信し、前記超音波エコー信号をデジタル化しうる。前記ＰＩＭは、前記超音波を無線で処理システムに送信しうる。前記ＰＩＭは、誘導充電ベースのような無線充電システムで電力供給されうる。
2020537560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理装置と患者の体内に配置されるように構成された感知装置との間に通信可能に配置された患者インタフェースモジュール（ＰＩＭ）であって、前記ＰＩＭが、送信器、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）、通信装置を有し、前記ＰＩＭが、無線充電システムにより電力供給されるように構成され、前記ＰＩＭが、
前記送信器で、第１の信号を前記感知装置に送信し、
前記感知装置から前記第１の信号と関連付けられた測定信号を受信し、
前記ＡＤＣで前記測定信号をデジタル化し、
前記通信装置を介して無線で前記処理システムに前記デジタル化された測定信号を送信する、
ように構成される、前記ＰＩＭ、
を有する感知システム。
【請求項２】
前記感知装置が、前記患者の身体内腔内に配置されるように構成された腔内超音波装置であり、前記測定信号が、超音波エコー信号である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記処理システムが、前記超音波エコー信号を表す腔内超音波画像を生成し、前記処理システムと通信する表示装置上に前記腔内超音波画像を表示するように構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記無線充電システムが、前記ＰＩＭ内に配置された再充電可能バッテリ及びＱｉ誘導充電ベースを有する、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項５】
前記ＰＩＭが、前記Ｑｉ誘導充電ベースに接続されている場合に信号を送信又は受信しない、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記ＰＩＭが、前記Ｑｉ誘導充電ベースに接続されている場合に前記ＰＩＭとの信号の受信又は送信を防ぐスイッチを有する、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記ＰＩＭが、充電ケーブルにより電力供給されるように更に構成される、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項８】
前記ＰＩＭが、前記送信器、前記ＡＤＣ、及び前記通信装置と通信するコントローラを更に有する、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項９】
前記コントローラが、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記腔内超音波装置が、
近位部分及び遠位部分を有する回転可能な可撓性細長駆動ケーブルと、
前記駆動ケーブルの前記遠位部分に配置され、回転している間に前記身体内腔の撮像データを取得するように構成される超音波素子と、
を有する、請求項２に記載のシステム。
【請求項１１】
前記腔内超音波装置が、血管内に配置されるように構成された血管内超音波（ＩＶＵＳ）装置である、請求項２に記載のシステム。
【請求項１２】
前記超音波エコー信号が、前記ＰＩＭ内の前記ＡＤＣに差動信号経路上を移動する、請求項２に記載のシステム。
【請求項１３】
前記差動信号経路が、１以上の増幅器及びバンドパスフィルタを有する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
無線充電システムで、感知装置と処理システムとの間に通信可能に配置された患者インタフェースモジュール（ＰＩＭ）に電力供給するステップと、
前記ＰＩＭの送信器を使用して、患者の体内に配置されている場合に前記感知装置に第１の信号を送信することにより前記感知装置を制御するステップと、
前記ＰＩＭで、前記感知装置から前記第１の信号と関連付けられた測定信号を受信するステップと、
前記ＰＩＭ内のＡＤＣで前記測定信号をデジタル化するステップと、
無線通信装置を介して前記デジタル化された測定信号を前記処理システムに送信するステップと、
を有する、感知方法。
【請求項１５】
前記感知装置が、前記患者の身体内腔内に配置されるように構成された腔内超音波装置であり、前記測定信号が、超音波エコー信号である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記処理システムと通信する表示装置で、前記超音波エコー信号を表す腔内超音波画像を表示するステップを更に有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＰＩＭにより、前記表示装置の画像表示フォーマットによって前記超音波エコー信号をフォーマット化するステップを更に有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記無線充電システムが、前記ＰＩＭ内に配置された再充電可能バッテリ及びＱｉ誘導充電ベースを有する、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＰＩＭが前記Ｑｉ誘導充電ベースに接続されている場合に前記ＰＩＭによる信号の送信を防ぐステップを更に有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
差動信号経路に沿って前記ＰＩＭ内の前記ＡＤＣに前記超音波エコー信号を送信するステップを更に有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記腔内超音波装置が、
近位部分及び遠位部分を有する回転可能な可撓性細長駆動ケーブルと、
前記駆動ケーブルの前記遠位部分に配置され、回転しながら前記身体内腔の撮像データを取得するように構成される超音波素子と、
を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記腔内超音波装置が、血管内に配置されるように構成された血管内超音波（ＩＶＵＳ）装置である、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、広くは、腔内撮像に関し、特には、患者インタフェースモジュール（ＰＩＭ）で撮像信号を受信及び変換することに関する。ＰＩＭは、無線電力システムで電力供給されてもよい。ＰＩＭは、処理システムに無線で信号を通信するように構成されてもよい。
【背景技術】
【０００２】
血管内超音波（ＩＶＵＳ）撮像は、治療の必要性を決定する、インターベンションをガイドする、及び／又はその有効性を評価するように人体内の動脈のような病変血管を評価する診断ツールとして介入心臓学において幅広く使用される。１以上の超音波トランスデューサを含むＩＶＵＳ装置は、血管内を通され、撮像領域までガイドされる。トランスデューサは、関心血管の画像を作成するように２ＭＨｚより高い周波数を持つ超音波エネルギを放射する。超音波は、（血管壁の様々な層のような）組織構造、赤血球細胞、及び他の関心フィーチャから生じる不連続性により部分的に反射される。反射波からのエコーは、トランスデューサにより受信され、ＩＶＵＳ撮像システムに伝えられる。撮像システムは、受信された超音波エコーを処理して、装置が配置される血管の断面画像を生成する。
【０００３】
ＩＶＵＳカテーテルは、回転装置を含んでもよい。典型的な回転式ＩＶＵＳカテーテルに対して、超音波トランスデューサ素子は、関心血管内に挿入されるプラスチックシースの内側で回転する可撓性駆動軸の先端に配置される。トランスデューサ素子は、超音波ビームが組織内に伝搬し、戻るように配向される。トランスデューサは、次いで、様々な組織構造から反射される戻りエコーを聞く。戻りエコーは、一般に、単一のアナログチャネルに沿ってＩＶＵＳ処理システムに伝達される。これらの伝達は、伝達に関連したＩＶＵＳ画像の品質を劣化しうる電気的ノイズ及び電磁結合干渉を受ける傾向にあるかもしれない。更に、既存のＩＶＵＳシステムは、典型的には、超音波トランスデューサ素子と処理システムとの間で信号を伝達するのに高価かつ複雑なカスタムケーブルを必要とする。加えて、既存のＩＶＵＳシステムは、典型的には、携帯性を低減する大きなケーブルにより電力供給される。電力要件は、これらのシステムの多くに対して高いので、これらは、患者を保護する絶縁コンポーネントをも必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、ＩＶＵＳ撮像システムの改良の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
腔内超音波撮像に対するシステム、装置及び方法が、提供される。腔内超音波撮像システムは、患者の身体内腔内に配置された腔内装置と通信する患者インタフェースモジュール（ＰＩＭ）を含んでもよい。前記ＰＩＭは、超音波エコー信号を受信し、差動信号経路（differential signal path）に沿って前記超音波エコー信号を伝達し、前記超音波エコー信号をデジタル化してもよい。前記超音波エコー信号は、処理システムに無線で伝達されてもよい。前記ＰＩＭは、誘導充電システムのような無線充電システムにより電力供給されてもよい。
【０００６】
本開示の実施例は、処理システムと患者の身体内腔内に配置されるように構成された腔内超音波装置との間に通信可能に配置された患者インタフェースモジュール（ＰＩＭ）を含んでもよい腔内超音波撮像システムを提供し、前記ＰＩＭは、送信器と、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）と、通信装置とを有し、前記ＰＩＭは、無線充電システムにより電力供給されるように構成され、前記ＰＩＭは、前記送信器で、第１の信号を前記腔内超音波装置に送信し、前記腔内超音波装置から前記第１の信号と関連付けられた超音波エコー信号を受信し、前記ＡＤＣで前記超音波エコー信号をデジタル化し、前記通信装置を介して無線で前記処理システムに前記超音波エコー信号を伝達するように構成される。
【０００７】
いくつかの実施例において、前記処理システムは、前記超音波エコー信号を表す腔内超音波画像を生成し、前記処理システムと通信する表示装置上に前記腔内超音波画像を表示するように構成される。前記無線充電システムは、前記ＰＩＭ内に配置された再充電可能バッテリとＱｉ誘導充電ベースとを含んでもよい。前記ＰＩＭは、前記Ｑｉ誘導充電ベースに接続されている場合には信号を送信又は受信しなくてもよい。前記ＰＩＭは、前記Ｑｉ誘導充電ベースに接続されている場合に信号を受信又は送信することを防ぐスイッチを含んでもよい。前記ＰＩＭは、更に、充電ケーブルにより電力供給されるように構成されてもよい。
【０００８】
いくつかの実施例において、前記ＰＩＭは、前記送信器、前記ＡＤＣ及び前記通信装置と通信するコントローラを更に有する。前記コントローラは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）であってもよい。前記腔内超音波装置は、近位部分及び遠位部分を有する回転可能な可撓性細長駆動ケーブルと、前記駆動ケーブルの前記遠位部分に配置され、回転しながら前記身体内腔の撮像データを取得するように構成された超音波素子とを含んでもよい。前記腔内超音波装置は、血管内に配置されるように構成された血管内超音波（ＩＶＵＳ）装置であってもよい。前記超音波エコー信号は、前記ＰＩＭ内の前記ＡＤＣまで差動信号経路上を移動してもよい。前記差動信号経路は、１以上の増幅器及びバンドパスフィルタを含んでもよい。
【０００９】
腔内超音波撮像の方法も提供され、これは、無線充電システムで、腔内超音波装置と前記ＰＩＭの処理システムとの間に通信可能に配置された患者インタフェースモジュール（ＰＩＭ）に電力供給するステップと、前記ＰＩＭの送信器を使用して、前記腔内装置が患者の身体内腔内に配置されている間に第１の信号を送信するように前記腔内超音波装置を制御するステップと、前記ＰＩＭで、前記腔内超音波装置から前記第１の信号と関連付けられた超音波エコー信号を受信するステップと、前記ＰＩＭ内のＡＤＣで前記超音波エコー信号をデジタル化するステップと、無線通信装置を介して前記デジタル化された超音波エコー信号を前記処理システムに伝達するステップとを含む。
【００１０】
前記方法は、前記処理システムと通信する表示装置で、前記超音波エコー信号を表す腔内超音波画像を表示するステップを含んでもよい。前記方法は、前記ＰＩＭにより、前記表示装置の画像表示フォーマットによって前記超音波エコー信号をフォーマット化するステップを含んでもよい。前記無線充電システムは、前記ＰＩＭ内に配置された再充電可能バッテリと、Ｑｉ誘導充電ベースとを含んでもよい。前記方法は、前記ＰＩＭが前記Ｑｉ誘導充電ベースに接続されている場合に前記ＰＩＭによる信号の伝達を防ぐステップを含んでもよい。前記方法は、前記ＰＩＭ内の前記ＡＤＣまで差動信号経路に沿って前記超音波エコー信号を伝達するステップを含んでもよい。
【００１１】
いくつかの実施例において、前記腔内超音波装置は、近位部分及び遠位部分を有する回転可能な可撓性細長駆動ケーブルと、前記駆動ケーブルの前記遠位部分に配置され、回転しながら前記身体内腔の画像データを取得するように構成された超音波素子とを含む。前記腔内超音波装置は、血管内に配置されるように構成された血管内超音波（ＩＶＵＳ）装置であってもよい。
【００１２】
本開示の追加の態様、フィーチャ及び利点は、以下の詳細な記載から明らかになる。
【００１３】
本開示の実例的実施例は、添付の図面を参照して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示のいくつかの実施例による腔内超音波撮像システムの概略図である。
【図２】本開示のいくつかの実施例による患者インタフェースモジュール（ＰＩＭ）の概略的な斜視図である。
【図３】本開示のいくつかの実施例による充電ケーブルを持つＰＩＭの概略的な斜視図である。
【図４】本開示のいくつかの実施例による処理システムに信号を伝達するＰＩＭの概略図である。
【図５】本開示のいくつかの実施例による無線充電器上で充電するＰＩＭの概略図である。
【図６】本開示のいくつかの実施例による処理システム上の無線充電器上で充電するＰＩＭの概略図である。
【図７】本開示のいくつかの実施例超音波撮像方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示の原理の理解を促進する目的で、図面に示される実施例が参照され、特定の言語が、同じものを説明するのに使用される。それにもかかわらず、本開示の範囲の限定が意図されないと理解される。記載された装置、システム及び方法に対する任意の変更及び更なる修正、並びに本開示の原理の更なる応用は、本開示が関連する分野の当業者が通常に思いつくので、完全に予期され、本開示内に含まれる。例えば、１つの実施例に対して記載されたフィーチャ、コンポーネント及び／又はステップが、本開示の他の実施例に対して記載されたフィーチャ、コンポーネント及び／又はステップと組み合わせられてもよいことは、完全に予期される。簡潔さのため、しかしながら、これらの組み合わせの多くの反復は、別々に記載されない。
【００１６】
図１は、本開示のいくつかの実施例による超音波システム１００の概略図である。超音波システム１００は、患者の内腔の血管内超音波撮像を実行するのに使用されてもよい。システム１００は、超音波装置１１０、患者インタフェースモジュール（ＰＩＭ）１５０、超音波処理システム１６０、及び／又はモニタ１７０を含んでもよい。超音波装置１１０は、患者の生体構造１０２内に配置されるように構造的に構成される（例えば、サイズ及び／又は形状にされる）。超音波装置１１０は、生体構造１０２内から超音波撮像データを取得する。超音波処理システム１６０は、超音波撮像の取得を制御することができ、（ＰＩＭ１５０を介して受信された超音波撮像データを使用して）モニタ１７０上に表示される生体構造１０２の画像を生成するのに使用されてもよい。
【００１７】
いくつかの実施例において、システム１００及び／又はＰＩＭ１５０は、各々が参照により全体的に組み込まれる、２０１７年１０月１９日に出願された「DIGITAL ROTATIONAL PATIENT INTERFACE MODULE」と題された米国特許出願第６２／５７４４５５、１０月１９日に出願された「INTRALUMINAL DEVICE REUSE PREVENTION WITH PATIENT INTERFACE MODULE AND ASSOCIATED DEVICES, SYSTEMS, AND METHODS」と題された米国特許出願第６２／５７４６８７、２０１７年１０月２０日に出願された「INTRALUMINAL MEDICAL SYSTEM WITH OVERLOADED CONNECTORS」と題された米国特許出願第６２／５７４８３５、及び２０１７年１０月１９日に出願された「HANDHELD MEDICAL INTERFACE FOR INTRALUMINAL DEVICE AND ASSOCIATED DEVICES, SYSTEMS, AND METHODS」と題された米国特許出願第６２／５７４６１０に記載されたものと同様のフィーチャを含むことができる。
【００１８】
一般に、超音波装置１１０は、カテーテル、ガイドカテーテル、又はガイドワイヤであることができる。超音波装置１１０は、可撓性細長部材１１６を含む。ここで使用される「細長部材」又は「可撓性細長部材」は、生体構造１０２の内腔１０４内に配置されるように構造的に構成された（例えば、サイズ及び／又は形状にされた）少なくとも任意の細い、長い、可撓性の構造を含む。例えば、可撓性細長部材１１６の遠位部分１１４は、内腔１０４内に配置され、可撓性細長部材１１６の近位部分１１２は、前記患者の体外に配置される。可撓性細長部材１１６は、長手軸ＬＡを含むことができる。いくつかの例において、長手軸ＬＡは、可撓性細長部材１１６の中心長手軸であることができる。いくつかの実施例において、可撓性細長部材１１６は、様々なグレードのナイロン、ペバックス、ポリマ複合材料、ポリイミド、及び／又はテフロンで形成された１以上のポリマ／プラスチック層を含むことができる。いくつかの実施例において、可撓性細長部材１１６は、編組金属及び／又はポリマストランドの１以上の層を含むことができる。前記編組層は、任意の適切なパー・イン・カウント（ｐｉｃ、per in count）を含む、任意の適切な構成で密に又は緩く編組されることができる。いくつかの実施例において、可撓性細長部材１１６は、１以上の金属及び／又はポリマコイルを含むことができる。可撓性細長部材１１６の全て又は一部が、任意の適切な幾何学的断面プロファイル（例えば、円形、卵形、長方形、正方形、楕円等）又は非幾何学的断面プロファイルを持ってもよい。例えば、可撓性細長部材１１６は、可撓性細長部材１１６の外径を規定する円形断面プロファイルを持つ概して円筒形のプロファイルを持つことができる。例えば、可撓性細長部材１１６の外径は、３．５Ｆｒ（１．１７ｍｍ）、５Ｆｒ（１．６７ｍｍ）、７Ｆｒ（２．３３ｍｍ）、８．２Ｆｒ（２．７３ｍｍ）、９Ｆｒ（３ｍｍ）及び／又はより大きい及びより小さい他の適切な値を含む、約１Ｆｒ（０．３３ｍｍ）乃至約１５Ｆｒ（５ｍｍ）を含む、生体構造１０２内に配置するのに適した任意の値であることができる。
【００１９】
超音波装置１１０は、可撓性細長部材１１６の長さの全て又は一部に沿って延在する１以上の内腔を含んでも、含まなくてもよい。超音波装置１１０の内腔は、１以上の他の診断及び／又は治療器具を受ける及び／又はガイドするように構造的に構成される（例えば、サイズ及び／又は形状にされる）ことができる。超音波装置１１０が、内腔を含む場合、前記内腔は、装置１１０の前記断面プロファイルに対して中心にされる又はオフセットされるかもしれない。図示された実施例において、超音波装置１１０は、カテーテルであり、可撓性細長部材１１６の遠位部分１１４において内腔を含む。ガイドワイヤ１４０は、入口／出口ポート１４２と可撓性細長部材１１６の遠位端１１８における出口／入口ポートとの間に超音波装置１１０の前記内腔を通って延在する。一般に、ガイドワイヤ１４０は、生体構造１０２の内腔１０４内に配置されるように構造的に構成される（例えば、サイズ及び／又は形状にされる）細い、長い、可撓性の構造である。診断及び／又は治療処置中に、医療専門家は、典型的には、まず、生体構造１０２の内腔１０４内にガイドワイヤ１４０を挿入し、閉塞１０６に隣接するような、生体構造１０２内の所望の場所までガイドワイヤ１４０を移動する。ガイドワイヤ１４０は、生体構造１０２内の前記所望の場所における、超音波装置１１０を含む、１以上の他の診断及び／又は治療器具の導入及び配置を容易化する。例えば、超音波装置１１０は、ガイドワイヤ１４０に沿って生体構造１０２の内腔１０４を通って移動する。いくつかの実施例において、超音波装置１１０の前記内腔は、可撓性細長部材１１６の全体的な長さに沿って延在することができる。図示された実施例において、出口／入口ポート１４２は、超音波装置１１０のコンポーネント１３０の近位に配置される。いくつかの実施例において、出口／入口ポート１４２、遠位端１１８における出口／入口ポート、及び／又は超音波装置１１０の前記内腔は、コンポーネント１３０の遠位に配置される。いくつかの実施例において、超音波装置１１０は、ガイドワイヤとともに使用されず、出口／入口ポート１４２は、超音波装置１１０から省略されることができる。
【００２０】
生体構造１０２は、自然及び人工の両方の任意の流体で満たされた又は囲まれた構造を表してもよい。例えば、生体構造１０２は、患者の身体内であることができる。流体は、生体構造１０２の内腔１０４を通って流れることができる。いくつかの例において、超音波装置１１０は、内腔装置として参照されることができる。生体構造１０２は、血液が内腔１０４を通って流れる血管であることができる。いくつかの例において、超音波装置１１０は、内腔装置として参照されることができる。様々な実施例において、血管は、心臓血管系、末梢血管系、神経血管系、腎血管系、及び／又は体内の他の適切な生体構造／内腔を含む、患者の血管系の動脈又は静脈である。生体構造１０２は、いくつかの例において、曲がりくねっていることができる。例えば、装置１１０は、肝臓、心臓、腎臓、胆嚢、膵臓、肺、食道、導管、腸、脳、硬膜嚢、脊髄及び末梢神経を含む神経系構造、尿路、心臓の血液内の弁、心室又は他の部分、及び／又は身体の他のシステムを含む器官を含むがこれらに限定されない、任意の数の解剖学的場所及び組織タイプを検査するのに使用されうる。自然な構造に加えて、装置１１０は、心臓弁、ステント、シャント、フィルタ、及び他の装置のような人工構造を検査するのに使用されうるが、これらに限定されない。
【００２１】
生体構造１０２の閉塞１０６は、一般に、例えば、前記患者の健康に対して有害である形で、内腔１０４を通る流体の流れに対する制限を生じる任意の妨害物又は他の構造的構成を表す。例えば、閉塞１０６は、内腔１０４の断面積及び／又は内腔１０４を通って流れるのに利用可能な流体に対する空間が減少されるように内腔１０４を狭くする。生体構造１０２が、血管である場合、閉塞１０６は、線維性、線維性脂質（線維性脂肪）、壊死性コア、石灰化（高密度カルシウム）、血液、新しい血栓、及び／又は発達した血栓のようなプラーク成分を限定なしで含む、プラーク蓄積の結果であってもよい。いくつかの例において、閉塞１０６は、血栓、狭窄、及び／又は病変として参照されることができる。一般に、閉塞１０６の構成は、評価される生体構造のタイプに依存する。生体構造１０２の健康な部分は、一様な又は対称的なプロファイル（例えば、円形断面プロファイルを持つ円筒形プロファイル）を持ちうる。閉塞１０６は、一様又は対称的なプロファイルを持ち得ない。したがって、閉塞１０６を持つ生体構造１０２の病変部分は、非対称及び／又は他の形で不規則なプロファイルを持つ。生体構造１０２は、図１において単一の閉塞１０６を持つものとして示されるが、ここに記載される装置、システム及び方法が、複数の閉塞を持つ生体構造に対して同様の応用を持つと理解される。
【００２２】
超音波装置１１０は、可撓性細長部材１１６の遠位部分１１４に配置された超音波撮像コンポーネント１３０を含んでもよい。超音波撮像コンポーネント１３０は、装置１１０が内腔１０４内に配置されている間に生体構造１０２内に超音波エネルギを放射するように構成されてもよい。いくつかの実施例において、コンポーネント１３０は、様々な数及び構成を含みうる。例えば、コンポーネント１３０のいくつかは、超音波パルスを送信するように構成されてもよいのに対し、他のものは、超音波エコーを受信するように構成されてもよい。コンポーネント１３０は、撮像される組織のタイプ及び使用される撮像のタイプに依存して異なる周波数の超音波エネルギ生体構造１０２内に放射するように構成されてもよい。
【００２３】
いくつかの実施例において、コンポーネント１３０は、超音波トランスデューサを含む。例えば、コンポーネント１３０は、電気信号により作動されるのに応答して生体構造１０２内に超音波エネルギを生成及び放射するように構成されることができる。いくつかの実施例において、コンポーネント１３０は、単一の超音波トランスデューサを含む。いくつかの実施例において、コンポーネント１３０は、１より多い超音波トランスデューサを含む超音波トランスデューサアレイを含む。例えば、超音波トランスデューサアレイは、２、４、３６、６４、１２８、５００、８１２、及び／又はより大きい及びより小さい他の値のような、２乃至１０００の任意の適切な数の個別のトランスデューサを含むことができる。コンポーネント１３０を含む前記超音波トランスデューサアレイは、平面アレイ、湾曲アレイ、周辺アレイ、環状アレイ等を含むフェーズドアレイのような、任意の適切な構成であることができる。例えば、コンポーネント１３０を含む前記超音波トランスデューサアレイは、いくつかの例において、一次元アレイ又は二次元アレイであることができる。
【００２４】
いくつかの例において、超音波撮像コンポーネント１３０は、２０１７年１０月１９日に出願された「DIGITAL ROTATIONAL PATIENT INTERFACE MODULE」と題された米国特許出願第６２／５７４４５５に記載された回転式超音波装置の一部であってもよい。
【００２５】
いくつかの実施例において、超音波撮像コンポーネント１３０のアクティブ領域は、一様に又は独立して制御及び作動されることができる超音波要素の１つ以上のトランスデューサ材料及び／又は１つ以上のセグメント（例えば、１つ以上の行、１つ以上の列、及び／又は１つ以上の配向）を含むことができる。コンポーネント１３０のアクティブ領域は、様々な基本的又は複雑な幾何形状でパターン化又は構造化されることができる。コンポーネント１３０は、側方視配向（例えば、長手方向軸ＬＡに垂直に及び／又は直交して放射される超音波エネルギ）及び／又は前方視配向（例えば、長手方向軸ＬＡに平行に及び／又は沿って放射される超音波エネルギ）に配置されることができる。いくつかの実施例において、コンポーネント１３０は、近位方向又は遠位方向に、長手方向軸ＬＡに対して斜めの角度で超音波エネルギを放射及び／又は受信するように構造的に構成される。いくつかの実施例において、超音波エネルギ放射は、アレイ内の超音波撮像コンポーネント１３０の選択的なトリガにより電子的に操縦されることができる。
【００２６】
コンポーネント１３０の前記超音波トランスデューサは、圧電性マイクロマシン超音波トランスデューサ（ＰＭＵＴ）、容量性マイクロマシン超音波トランスデューサ（ＣＭＵＴ）、単結晶、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ＰＺＴ複合材料、他の適切なトランスデューサタイプ、及び／又はこれらの組み合わせであることができる。トランスデューサ材料に依存して、超音波トランスデューサの製造プロセスは、ダイシング、カーフィング、研削、スパッタリング、ウェハ技術（例えば、ＳＭＡ、犠牲層堆積）、他の適切なプロセス、及び／又はこれらの組み合わせを含むことができる。
【００２７】
いくつかの実施例において、コンポーネント１３０は、閉塞１０６のような、生体構造１０２と関連付けられた超音波撮像データを取得するように構成される。超音波撮像コンポーネント１３０により取得された超音波撮像データは、生体構造１０２の閉塞１０６を評価することを含む、前記患者を診断するのに医療専門家により使用されることができる。撮像のために、コンポーネント１３０は、内腔１０４及び／又は生体構造１０２内に超音波エネルギを放射すること、並びに内腔１０４及び／又は生体構造１０２の組織及び／又は流体を表す反射超音波エコーを受信することの両方に対して構成されることができる。ここに記載されるように、コンポーネント１３０は、超音波トランスデューサ及び／又は超音波トランスデューサアレイのような、超音波撮像素子を含むことができる。例えば、コンポーネント１３０は、コンポーネント１３０に対する電気信号の伝達に応答して超音波エネルギを生成し、生体構造１０２内に放射する。撮像のために、コンポーネント１３０は、生体構造１０２からの受信された反射超音波エコーを表す電気信号を生成し、（例えば、ＰＩＭ１５０及び／又は処理システム１６０に）伝達してもよい。超音波撮像コンポーネント１３０により取得された前記ＩＶＵＳ撮像データに基づいて、ＩＶＵＳ撮像システム１６０は、超音波撮像コンポーネント１３０の単一の回転中に発生するこれらの数百の超音波パルス／エコー取得シーケンスのシーケンスからの血管断面の二次元画像を集める。
【００２８】
様々な実施例において、超音波撮像コンポーネント１３０は、血管内超音波（ＩＶＵＳ）撮像、前方視血管内超音波（ＦＬ−ＩＶＵＳ）撮像、血管内光音響（ＩＶＰＡ）撮像、心臓内心エコー（ＩＣＥ）、経食道心エコー（ＴＥＥ）、及び／又は他の適切な撮像モダリティと関連付けられた撮像データを取得することができる。いくつかの実施例において、装置１１０は、光学的撮像、光コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）等のような、任意の適切な撮像モダリティの撮像コンポーネントを含むことができる。いくつかの実施例において、装置１１０は、圧力センサ、流れセンサ、温度センサ、光ファイバ、反射体、鏡、プリズム、アブレーション素子、無線周波数（ＲＦ）電極、導体、及び／又はこれらの組み合わせを含む、任意の適切な感知コンポーネントを含むことができる。前記撮像及び／又は感知コンポーネントは、超音波コンポーネント１３０に加えて又は代えて装置１０内に実装されることができる。
【００２９】
診断及び／又は撮像に対して、コンポーネント１３０の中心周波数は、２ＭＨｚ乃至７５ＭＨｚであることができ、例えば、２ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、４５ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、７０ＭＨｚ、７５ＭＨｚ、及び／又はより大きい又はより小さい他の適切な値を含む。例えば、低い周波数（例えば、２ＭＨｚ乃至１０ＭＨｚ）は、有利には、生体構造１０２のより多くが超音波画像において可視であるように、生体構造１０２内に更に浸透することができる。高い周波数（例えば、５０ＭＨｚ、７５ＭＨｚ）は、内腔１０４内の流体及び／又は生体構造１０２のより詳細な超音波画像を生成するのに、より適していることができる。いくつかの実施例において、超音波撮像コンポーネント１３０の周波数は、調整可能である。撮像に対して、いくつかの例において、コンポーネント１３０は、前記中心周波数及び／又は前記中心周波数の１以上の高調波と関連付けられた波長を受信するように調整されることができる。いくつかの例において、前記放射された超音波エネルギの周波数は、印可される電気信号の電圧及び／又は超音波撮像コンポーネント１３０に対するバイアス電圧の印可により修正されることができる。
【００３０】
いくつかの実施例において、超音波撮像コンポーネント１３０は、可撓性細長部材１１６の遠位部分に配置される。超音波撮像コンポーネント１３０は、可撓性細長部材１１６から長さに沿って延在する１以上の電気導体を含むことができる。前記電気導体は、遠位部分１１４において超音波撮像コンポーネント１３０と、近位部分１１２においてインタフェース１５６と通信する。前記電気導体は、超音波処理システム１６０と超音波撮像コンポーネント１３０との間で電気信号を運ぶ。例えば、作動及び／又は制御信号は、処理システム１６０から超音波撮像コンポーネント１３０に前記電気導体を介して伝達されることができる。前記反射超音波エコーを表す電気信号は、超音波撮像コンポーネント１３０から処理システム１６０に前記電気導体を介して伝達されることができる。いくつかの実施例において、同じ電気導体が、処理システム１６０と超音波撮像コンポーネント１３０との間の通信に対して使用されることができる。
【００３１】
超音波装置１１０は、可撓性細長部材１１６の近位部分１１２においてインタフェース１５６を含む。いくつかの実施例において、インタフェース１５６は、ハンドルを含むことができる。例えば、ハンドルは、遠位部分１１４の偏向のような、装置１１０の移動を制御する１以上の作動機構を含むことができる。いくつかの実施例において、インタフェース１５６は、前記内腔を通る装置１１０の引戻しを可能にする入れ子式機構を含むことができる。いくつかの実施例において、インタフェース１５６は、装置１１０の１以上のコンポーネント（例えば、可撓性細長部材１１６及び超音波撮像コンポーネント１３０）を回転させる回転機構を含むことができる。いくつかの実施例において、インタフェース１５６は、医療専門家が超音波撮像コンポーネント１３０を選択的に作動するためのユーザインタフェースコンポーネント（例えば、１以上のボタン、スイッチ等）を含む。他の実施例において、ＰＩＭ１５０、処理システム１６０及び／又はモニタ１７０のユーザインタフェースコンポーネントは、医療専門家が超音波撮像コンポーネント１３０を選択的に作動することを可能にする。例えば、電気導体を含む導管は、インタフェース１５６とコネクタ１０８との間に延在する。コネクタ１０８は、装置１１０をＰＩＭ１５０に機械的に及び／又は電気的に結合するように構成されることができる。
【００３２】
超音波処理システム１６０、ＰＩＭ１５０、及び／又は血管内超音波装置１１０（例えば、インタフェース１５６、超音波撮像コンポーネント１３０等）は、１以上のコントローラを含むことができる。前記コントローラは、いくつかの実施例において、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のような集積回路であることができる。前記コントローラは、送信及び／又は受信に使用される特定のトランスデューサ素子を選択する、前記選択されたトランスデューサ素子を励起する電気パルスを生成するように送信器回路を作動する送信トリガ信号を提供する、及び／又はコントローラの増幅器を介して前記選択されたトランスデューサ素子から受信された増幅されたエコー信号を受け入れるように構成されることができる。様々な数のマスタ回路及びスレーブ回路を持つ複数のＡＳＩＣ構成は、単一超音波又はマルチ発火超音波装置を作成するのに使用されることができる。
【００３３】
いくつかの実施例において、ＰＩＭ１５０は、コンソール又は処理システム１６０にデータを中継する前に超音波エコーデータの前処理を実行する。このような実施例の例において、ＰＩＭ１５０は、前記データの増幅、フィルタ処理、及び／又は集計を実行する。一実施例において、ＰＩＭ１５０は、超音波トランスデューサ１３０と関連付けられた回路を含む装置１１０の動作をサポートするように高及び低電圧ＤＣ電力をも供給する。
【００３４】
いくつかの実施例において、ＰＩＭ１５０は、無線充電システムにより電力供給される。前記無線充電システムは、誘導充電システムを含んでもよい。例えば、ＰＩＭ１５０は、Ｑｉ誘導充電ベースで充電されるバッテリを含んでもよい。これは、携帯型ＰＩＭ１５０を可能にする。更に、ＰＩＭ１５０の内部バッテリは、電気絶縁コンポーネントが必要とされない十分に低い電流を生成してもよい。他の実施例において、ＰＩＭ１５０は、前記内部バッテリに加えて充電ケーブルを含む。この場合、ＰＩＭ１５０は、様々な外科的構成において、患者安全要件が１以上の高電圧コンポーネントからの前記患者の物理的及び電気的絶縁を要求するので、絶縁装置であってもよい。
【００３５】
超音波処理システム１６０は、ＰＩＭ１５０を用いて超音波撮像コンポーネント１３０から撮像データ（例えば、前記超音波エコーデータを表す電気信号）を受信する。処理システム１６０は、プロセッサ及び／又はメモリのような処理回路を含むことができる。超音波処理システム１６０は、前記生体構造の画像を再構成するように前記データを処理する。処理システム１６０は、血管の断面ＩＶＵＳ画像のような生体構造１０２の画像が、モニタ１７０上に表示されるように、画像データを出力する。処理システム１６０及び／又はモニタ１７０は、医療専門家が、超音波撮像コンポーネント１３０の１以上のパラメータを含む、装置１１０を制御することを可能にするように、１以上のユーザインタフェース要素（例えば、タッチスクリーン、キーボード、マウス、グラフィックユーザインタフェース上の仮想的ボタン、物理的ボタン等）を含むことができる。
【００３６】
いくつかの実施例において、撮像データは、ＰＩＭ１５０から超音波処理システム１６０に無線で送信される。例えば、ＰＩＭ１５０は、無線イーサネット（登録商標）プロトコルで撮像データを伝達するように構成されてもよい。ＰＩＭ１５０及び超音波処理システム１６０は、無線ルータのような、無線送信器及び受信器を含んでもよい。いくつかの実施例において、前記無線ルータは、超音波処理システム１６０に含まれ、ＰＩＭ１５０に含まれない。ＰＩＭ１５０は、ＰＩＭ１５０が充電している場合、有線及び無線の全ての伝達を停止する機能を含んでもよい。
【００３７】
図２は、ＰＩＭ１５０の概略図である。いくつかの実施例において、ＰＩＭ１５０は、超音波装置１１０と処理システム１６０との間に通信可能に配置される。ＰＩＭ１５０は、超音波装置１１０にコマンド及び信号を伝達し、超音波装置１１０からの超音波エコー信号を受信、処理及び送信するのに使用されてもよい。いくつかの実施例において、これらの超音波エコー信号は、ＰＩＭ１５０内の差動信号経路に沿って伝達され、超音波処理システム１６０へのイーサネット伝達に対してデジタル化及びフォーマット化される。
【００３８】
ＰＩＭ１５０は、外側ハウジング３０４を含んでもよい。ハウジング３０４は、無菌環境（すなわち、防水）で使用するのに適していてもよく、手術台上の使用に適切であるようなサイズにされてもよい。いくつかの実施例において、ハウジング３０４は、様々なコンポーネントを収容するように内部セクションを含む。例えば、ハウジング３０４は、電力システム３４０、信号チェーン３５０、並びにコントローラ３１０及び関連するコンポーネントを包含するように特定のハウジングセクションを含んでもよい。
【００３９】
ＰＩＭ１５０のコントローラ３１０は、ＰＩＭ１５０の他の要素並びに超音波装置１１０、処理システム１６０及びモニタ１７０のような外部装置に信号を伝達するように構成されてもよい。いくつかの実施例において、コントローラ３１０は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）である。他の実施例において、コントローラ３１０は、上で図２に示されるようにコントローラ３１０を参照してここに記載される動作を実行するように構成された中央処理ユニット（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、他のハードウェア装置、ファームウェア装置、又はこれらの任意の組み合わせである。
【００４０】
コントローラ３１０は、メモリ３１８に接続されてもよい。いくつかの実施例において、前記メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）である。他の実施例において、メモリ３１８は、キャッシュメモリ（例えば、コントローラ３１０のキャッシュメモリ）、磁気抵抗ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読取専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電子消去可能プログラマブル読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、半導体メモリ装置、ハードディスクドライブ、他の形式の揮発性及び不揮発性メモリ、又は異なるタイプのメモリの組み合わせである。いくつかの実施例において、メモリ３１８は、非一時的コンピュータ可読媒体を含んでもよい。メモリ３１８は、命令を記憶してもよい。前記命令は、プロセッサにより実行される場合に、本開示の実施例に関連してコントローラ３１０を参照してここに記載された動作を前記プロセッサに実行させる命令を含んでもよい。
【００４１】
コントローラ３１０は、カテーテルモータ３２６、ＥＥＰＲＯＭ３２４、送信器３２２、及び時間利得補償（ＴＧＣ）制御３２０に接続されてもよい。いくつかの実施例において、カテーテルモータ３２６は、内腔を持つ超音波装置１１０を移動するように構成される。カテーテルモータ３２６は、超音波装置１１０の一部を回転させる回転コンポーネントを含んでもよい。カテーテルモータ３２６は、前記患者の体内の内腔に沿って超音波装置１１０を移動するモータを含んでもよい。
【００４２】
送信器３２２は、超音波装置１１０に信号を送信する任意のタイプの伝達装置であってもよい。いくつかの実施例において、コントローラ３１０は、送信器３２２により信号を送信することにより超音波装置１１０を制御するように構成される。このようにして、コントローラ３１０は、超音波装置１１０による超音波信号の送信を駆動するように構成されてもよい。前記超音波信号の送信の方向及び信号強度は、コントローラ３１０により制御されてもよい。送信器３２２は、送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ３２８に接続されてもよい。いくつかの実施例において、Ｔ／Ｒスイッチ３２８は、送信モードと受信モードとの間で変化するように構成されてもよい。例えば、コントローラ３１０は、Ｔ／Ｒスイッチ３２８が送信モードである間に、超音波装置１１０に信号を送信してもよい。（超音波エコー信号のような）データは、超音波装置１１０からＰＩＭ１５０に送り返されてもよい。このデータは、ＥＥＰＲＯＭ３２４により記憶されてもよい。前記超音波エコー信号が、超音波装置１１０からＰＩＭ１５０に送り返される場合、Ｔ／Ｒスイッチ３２８は、前記超音波エコー信号を受信し、正しい信号ルートに沿って向けるように受信モードに設定されてもよい。
【００４３】
前記超音波エコー信号は、ＰＩＭ１５０により受信され、差動信号ルートに沿って向けられてもよい。いくつかの実施例において、前記差動信号ルートは、１以上の要素３５２、３５４、３５６、３５８、３６０、３６２を含む信号チェーン３５０を含んでもよい。前記差動信号ルートは、コモンモードノイズ、特に既存の画像処理システムにおいて生じることができる「白色ノイズ／フリッカ」を相殺するのを助けてもよい。前記差動信号ルート及び関連する信号チェーン３５０は、よりノイズフリーな信号及び改善された画質を生じうる。信号チェーン３５０は、フィルタ処理及びプログラマブル利得機能を提供してもよい。いくつかの実施例において、ＴＧＣ制御３２０は、ＰＩＭ１５０と超音波装置１１０との間の距離が増加するので、信号損失に対して調整する時間変化利得である。前記利得は、典型的には、近くの反射に対して減少され、離れた反射に対して次第に増大される。距離に対する利得の量は、例えば、ＰＩＭ１５０のコントローラ３１０により、制御されてもよい。いくつかの実施例において、前記ＴＧＣ制御は、前記受信された超音波エコー信号の信号増幅を制御するように構成されてもよい。ＴＧＣ制御３２０は、信号チェーン３５０に沿った前記超音波エコー信号に対する受信経路を設定するように構成されてもよい。信号チェーン３５０は、バンドパスフィルタ３５２、３６０及び増幅器３５４、３５６、３５８、３６２を含んでもよい。例えば、超音波装置１１０からの超音波エコー信号は、第１のバンドパスフィルタ３５２、第１の固定増幅器３５４、可変利得増幅器３５６、第１のバッファ増幅器３５８、第２のバンドパスフィルタ３６０、及び第２のバッファ増幅器３６２を順番に通過されてもよい。いくつかの実施例において、バンドパスフィルタ３５２、３６０は、２０乃至４０ＭＨｚの信号を可能にする。他の実施例において、前記バンドパスフィルタは、１０乃至５０ＭＨｚ、５乃至６０ＭＨｚ、及び他の範囲のような、他の範囲の信号を可能にする。
【００４４】
前記信号が、信号チェーン３５０を通過した後に、これらは、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）３３０に送信されてもよい。ＡＤＣ３３０は、コントローラ３１０による処理のために前記超音波エコー信号をデジタル化してもよい。前記信号は、次いで、超音波処理システム１６０に対する送信のために準備されてもよい。いくつかの実施例において、超音波装置１１０からの前記信号は、超音波処理システム１６０に対する無線接続により伝達されてもよい。例えば、前記信号は、無線送信器３１２により送信されてもよい。無線送信器３１２は、無線信号を送信するように構成された任意のタイプの送信器であってもよい。無線送信器３１２は、ハウジング３０４の外面又はハウジング３０４内に配置されたアンテナを含んでもよい。一般に、無線送信器３１２は、任意の現在の又は将来開発される無線プロトコルを使用するように構成されてもよい。例えば、前記無線送受信は、ＷｉＦｉ、ブルートゥース、ＬＴＥ、Ｚ波、ジグビー、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤ、ＷｉＧｉｇ等を含む無線プロトコルに対して構成されてもよい。いくつかの実施例において、無線送信器３１２は、無線イーサネット信号を送信するように構成される。この場合、（ＡＤＣ３３０によりデジタル化されている）超音波装置１１０からの信号は、イーサネット物理層（ＰＨＹ）３１６に送信される。イーサネットＰＨＹは、イーサネット接続に対して超音波装置１１０からの信号を変換するように構成されてもよい。前記変換された信号は、次いで、無線送信器３１２に送られ、超音波処理システム１６０に送信されてもよい。いくつかの実施例において、無線送信器３１２は、有線イーサネット接続をも含む。この場合、無線送信器３１２は、１以上のイーサネットケーブル及び関連したポートを含んでもよい。
【００４５】
他の実施例において、ＰＩＭ１５０は、ＵＳＢ（特にＵＳＢ３．０）のような他のプロトコルを介して超音波装置１１０から超音波処理システム１６０にデータを送信するように構成されてもよい。この場合、ＰＩＭ１５０は、無線ＵＳＢ送信器を含んでもよく、超音波装置１１０からの信号は、ＵＳＢとともに使用するように構成されてもよい。
【００４６】
ＰＩＭ１５０は、撮像データを収集するように内腔を通って超音波装置１１０を引っ張るのに使用されうる引戻しモータ３３２を含んでもよい。引戻しモータ３２２は、一定の速度で超音波装置１１０を引っ張るように構成されてもよい。引戻しモータ３３２は、外部引戻しスレッド（sled）３３４に接続されてもよい。
【００４７】
ＰＩＭ１５０は、無線電力システム３４０を含んでもよい。いくつかの実施例において、この無線電力システムは、誘導充電システムを含んでもよい。前記誘導充電システムは、Ｑｉ誘導充電システムのような誘導結合システムを含んでもよい。この電力システム３４０は、誘導充電ベース３４２、ＰＩＭ１５０内のバッテリ３４４、及びＰＩＭ１５０の様々なコンポーネントに電力を提供するように構成された電力分配器３４６を含んでもよい。いくつかの実施例において、誘導充電ベース３４２は、無線であり、バッテリ３４４は、再充電可能である。ＰＩＭ１５０は、バッテリ３４４を再充電するように誘導充電ベース３４２上に配置されてもよい。ＰＩＭ１５０と誘導充電ベース３４２との間の分離により、絶縁コンポーネントは、例えば、ＰＩＭ１５０が超音波装置１１０又は誘導充電ベース３４２からの絶縁の４ｍｍの最小沿面距離を持つ場合、ＰＩＭ１５０内で要求されなくてもよい。他の実施例において、前記最小沿面距離は、２ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍ、又は他の距離であってもよい。他の実施例において、前記無線電力システムは、共鳴誘導結合システム、容量結合システム、又は磁気力学（magnetodynamic）結合システムである。いくつかの実施例において、ＰＩＭ１５０は、マイクロ波、レーザ、及び／又は光波から電力を受けるように構成される。
【００４８】
いくつかの実施例において、ＰＩＭ１５０は、充電ベース３４２に接続されている間、全ての伝達を停止するように構成される。これは、患者に対する損傷を引き起こす可能性があるＰＩＭ１５０と（超音波装置１１０のような）他のコンポーネントとの間を通過される高レベルの電流を防ぐのを助けてもよい。充電中に伝達を停止するこの機能は、ＰＩＭ１５０内で必要とされる絶縁コンポーネントの数を減少させうる。いくつかの実施例において、この機能は、ＰＩＭ１５０のコネクタ３４８により提供される。コネクタ３４８は、ハウジング３０４の外側部分に配置されてもよく、ＰＩＭ１５０が充電ベース３４２に接続されている間に、ＰＩＭ１５０からの伝達を停止するように構成されてもよい。コネクタ３４８は、誘導充電ベース３４２にＰＩＭ１５０を効果的に結合するように、ピン、フランジ、突起、拡張、又は他の装置のような機械的フィーチャを含み、接続されるＰＩＭ１５０に信号を提供してもよい。いくつかの実施例において、コネクタ３４８は、「オン」及び「オフ」モードを持つ、図３と同様のスイッチ３４９を含む。スイッチ３４９は、ＰＩＭ１５０のコントローラ３１０に接続されてもよい。ＰＩＭ１５０が、充電ベース３４２に接続されている場合、スイッチ３４９は、ＰＩＭ１５０が超音波装置１１０のような他の装置に信号を伝達することを防ぎうる「オフ」モードでありうる。ＰＩＭ１５０が、充電ベース３４２から切断されている場合、スイッチ３４９は、ＰＩＭ１５０から他の装置に対する伝達を可能にする「オン」モードである。
【００４９】
いくつかの実施例において、ＰＩＭ１５０は、イーサネット（ＰｏＥ）上の電力により電力供給される。この場合、電力は、送信器３１２を通して又はＰＩＭ１５０上の他のイーサネット接続を通して入力されてもよい。前記電力は、この場合、電力分配器３４６によりＰＩＭ１５０全体にわたって分配されてもよい。
【００５０】
図３は、充電ケーブル３７０に接続されてもよいＰＩＭ１５０の概略図である。この場合、ＰＩＭ１５０は、誘導充電ベース３４２を含む電力システム３４０又は充電ケーブル３７０により電力供給されうる。充電ケーブル３７０は、パワー・オーバー・イーサネット（ＰｏＥ）装置又はカスタム電力ケーブルのような他のタイプの電力装置であってもよい。充電ケーブル３７０は、電力分配器３４６に接続されてもよい。絶縁装置３７２は、充電ケーブル３７０と電力分配器３４６との間に配置されてもよい。
【００５１】
いくつかの実施例において、電力は、ＰＩＭ１５０が充電ケーブル３７０に接続されている場合、絶縁装置３７２を通過されるのみである。これは、ユーザが、ＰＩＭ１５０を使用して、前記患者を高電流レベルから保護しながら、無線バッテリ給電モード又は有線ケーブル充電モードの間で選択することを可能にしうる。この実施例は、有線電力入力に沿って絶縁装置３７２を含むので、ＰＩＭ１５０は、ＰＩＭ１５０が充電ケーブル３７０に接続されている場合でさえ信号を送信及び受信するように構成されうる。
【００５２】
図４は、超音波処理システム１６０に信号を伝達するＰＩＭ１５０の概略図４００である。いくつかの実施例において、ＰＩＭ１５０は、無線送信器４０４を含み、超音波処理システム１６０は、無線受信器４０６を含む。いくつかの実施例において、無線受信器４０４は、無線ルータ４０２に接続される。図４の例において、（超音波エコー信号のような）撮像データは、前記患者の内腔内に配置された超音波装置１１０からＰＩＭ１５０にケーブル４０８を通って伝達される。この撮像データは、ＰＩＭ１５０によりデジタル化及び処理されてもよい。前記デジタル化されたデータは、次いで、ＰＩＭ１５０から超音波処理システム１６０に無線で伝達されてもよい。この場合、ＰＩＭ１５０は、ＰＩＭ１５０が携帯型であるようにバッテリにより電力供給されてもよい。上で論じられたように、ＰＩＭ１５０内の前記バッテリは、誘導充電ベース３４２を介して充電可能でありうる。しかしながら、信号の送信及び受信の間に、ＰＩＭ１５０は、誘導充電ベース３４２に接続されないかもしれない。
【００５３】
図５は、誘導充電ベース３４２に接続されているＰＩＭ１５０の概略図５００である。この例において、ＰＩＭ１５０は、超音波装置１１０又は超音波処理システム１６０のような他の装置から信号を受信又は送信しないかもしれない。図５に示されるように、ＰＩＭ１５０は、超音波装置１１０に接続されず、超音波処理システム１６０に送信しない。他の実施例において、ＰＩＭ１５０が誘導充電ベース３４２に接続されている場合、信号の無線送信は、有線送信が停止されている間に続行しうる。例えば、ＰＩＭ１５０が充電ベース３４２に接続されている間、ＰＩＭ１５０は、超音波処理システム１６０に無線で送信しうるが、超音波装置１１０から信号を受信又は送信しない。
【００５４】
図６は、一体化された誘導充電ベース３４２を含む処理システム１６０の概略図６００である。ＰＩＭ１５０は、充電するためにこの誘導充電ベース３４２上に配置され（及び処理システム１６０に接続され）てもよい。誘導充電ベース３４２は、接続されている場合にＰＩＭ１５０が超音波装置１１０に接続されることを防ぐ装置３４３を含んでもよい。装置３４３は、ＰＩＭ１５０と超音波装置１１０との間の接続を防ぐ任意のタイプの機械的又は電気的装置でありうる。例えば、装置３４３は、（図３で論じられているように）接続を防ぐスイッチを自動的に入れてもよく、又は装置３４３は、装置３４３が作動される場合に超音波装置１１０がＰＩＭ１５０に接続されえないように物理的にプラグを刺すか又は他の形でＰＩＭ１５０との信号の送信及び受信を停止しうる。装置３４３は、ＰＩＭ１５０が誘導充電ベース３４２に接続されている間、ＰＩＭ１５０との信号の送信及び受信を電気的に停止してもよい。
【００５５】
図７は、血管内超音波撮像の方法７００を示すフロー図を提供する。図示されるように、方法７００は、複数の列挙されたステップを含むが、方法７００の実施例は、列挙されたステップの前、後、及び間に追加のステップを含んでもよい。いくつかの実施例において、列挙されたステップの１以上が、省略されてもよく、異なる順序で実行されてもよく、又は同時に実行されてもよい。方法７００は、図１乃至６において参照されたシステム及び装置のいずれかを使用して実行されてもよい。
【００５６】
ステップ７０２において、方法７００は、患者の身体内腔内に超音波装置を配置するステップを含みうる。前記超音波装置は、図１乃至６に示される超音波装置１１０と同様であってもよい。特に、前記超音波装置は、回転駆動ケーブルの遠位部分において１以上の撮像超音波トランスデューサ素子を持つ血管内回転式超音波装置であってもよい。ステップ７０２は、前記生体構造の内腔内にシース及び前記撮像コア／駆動ケーブルを配置することを含むことができる。前記駆動ケーブルは、前記超音波装置の前記シース内に配置されることができる。
【００５７】
ステップ７０４において、方法７００は、図２及び３に示される電力システム３４０のような無線充電システムで患者インタフェースモジュール（ＰＩＭ）に電力を提供するステップを含みうる。前記ＰＩＭは、前記ＰＩＭが充電していない場合に、前記超音波装置に接続され、前記超音波装置から信号を受信及び信号を送信するように構成される。いくつかの実施例において、前記無線充電システムは、（Ｑｉ誘導充電ベースのような）誘導充電ベースと、前記ＰＩＭ内のバッテリとを含む。前記無線充電システムは、充電しながら、前記超音波装置のような他の装置に対する前記ＰＩＭの接続を防ぐ１以上の装置を含んでもよい。
【００５８】
ステップ７０６において、方法７００は、前記超音波装置で第１の超音波信号を前記内腔内に送信するステップを含みうる。前記第１の超音波信号は、前記超音波装置の１以上の超音波素子で送信されうる。いくつかの実施例において、前記第１の超音波信号の送信は、図１乃至６に示されるＰＩＭ１５０のような患者インタフェースモジュール（ＰＩＭ）により制御されてもよい。例えば、前記ＰＩＭのコントローラは、前記超音波装置に信号を送信するのに使用されてもよく、これは、前記超音波装置の前記１以上の超音波素子により前記内腔内に送信されてもよい。ステップ７０４は、前記超音波装置の前記駆動ケーブル及び前記１以上の超音波素子が前記内腔の内側に配置された前記シース内で回転している間に実行されてもよい。これに関して、方法７００は、前記超音波装置及び／又は前記駆動ケーブルを、引戻し装置のような、前記超音波装置を回転及び／又は長手方向に並進移動するように構成される移動装置に接続することを含むことができる。前記第１の超音波信号は、超音波エコーの形で、前記内腔内の生体構造（例えば、組織、血管、プラーク等）に反射され、前記超音波エコーの一部は、第１の超音波素子に向けて戻りうる。これらの超音波エコー信号は、１以上のトランスデューサ素子を持つような前記超音波装置により受信されうる。
【００５９】
ステップ７０８において、前記第１の超音波信号と関連付けられた超音波エコー信号は、前記ＰＩＭに送信されうる。いくつかの実施例において、前記超音波エコー信号は、図２及び３に示されるＴ／Ｒスイッチ３２８のような、送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチにより受信される。前記超音波エコー信号は、前記内腔の超音波画像を作成するのに使用する準備において前記ＰＩＭにより処理されうる。
【００６０】
ステップ７１０において、前記超音波エコー信号は、前記ＰＩＭ内の差動信号経路上で送信されうる。いくつかの実施例において、前記差動信号経路は、ノイズを減少させるのを助けうる。前記差動信号経路は、１以上の増幅器及びバッファを持つ信号チェーンを含んでもよい。いくつかの実施例において、前記差動信号経路は、順番に、第１のバンドパスフィルタ、第１の固定増幅器、可変利得増幅器、第１のバッファ増幅器、第２のバンドパスフィルタ、及び第２のバッファ増幅器を含む。他の実施例において、前記差動信号経路は、要素の他の組み合わせを含む。
【００６１】
ステップ７１２において、前記超音波エコー信号は、デジタル化されうる。いくつかの実施例において、前記差動信号経路に沿って通過した後に、前記超音波エコー信号は、前記ＰＩＭ内のＡＤＣに送信される。前記ＡＤＣは、前記超音波エコー信号をデジタル化するのに使用されうる。前記デジタル化された超音波エコー信号は、次いで、前記ＰＩＭ内のコントローラに送信されてもよい。
【００６２】
ステップ７１４において、前記デジタル化された超音波エコー信号は、超音波処理システムのような他の装置に送信するように構成されうる。いくつかの実施例において、これは、前記ＰＩＭの前記コントローラで前記デジタル化された超音波エコー信号をイーサネット物理層（ＰＨＹ）に送信することを含む。ステップ７１４は、前記超音波エコー信号を無線送信器に送り、前記デジタル化された超音波エコー信号を無線送信に対して構成することを含んでもよい。
【００６３】
ステップ７１６において、前記デジタル化された超音波信号は、前記処理システムに無線で送信されうる。前記処理システムは、図１に示される超音波処理システム１６０であってもよい。ステップ７１６は、前記ＰＩＭにおける無線送信器及び前記処理システムにおける無線受信器を使用することにより実行されてもよい。送信される前記無線信号は、無線イーサネット信号であってもよい。前記処理システムは、前記デジタル化された超音波エコー信号を更に処理して、前記患者の内腔の超音波画像を生成するのに使用されてもよい。
【００６４】
ステップ７１８において、前記超音波エコー信号を表す超音波画像は、オプションとして、表示装置上に表示されうる。前記表示装置は、図１に示されるモニタ１７０と同様であってもよい。例えば、前記画像は、血管のＩＶＵＳ画像であることができる。
【００６５】
当業者は、上記の装置、システム及び方法が、様々な形で修正されることができることを認識する。本開示において、主に腔内超音波装置、腔内超音波システム及び腔内超音波撮像方法が参照されるが、前記装置は、体内の測定（例えば、圧力、流れ速度、電気活性化信号のような生理学的測定）を提供するように構成された任意の感知装置、対応する感知システム及び感知方法であってもよい。前記感知装置は、これらの代替実施例に対してここに開示されたシステム及び方法における腔内超音波装置を置き換える。したがって、当業者は、本開示に含まれる実施例が、上記の特定の典型的な実施例に限定されないことを理解する。これに関して、実例的な実施例が、図示及び記載されているが、幅広い修正、変更及び置換が、穿孔する開示において考えられる。このような変形が、本開示の範囲から逸脱することなしに前述のものになされうると理解される。したがって、添付の請求項が、本開示と一貫した形で幅広く解釈されると理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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