撮像カテーテル、撮像装置、画像取得方法および医療撮像システム
本発明は、概して、撮像トランスデューサ・アセンブリに関する。一般的に、撮像トランスデューサ・アセンブリは、医療位置決めシステムのセンサと組み合わせられている。１つの態様では、トランスデューサ・アセンブリおよびセンサは同じ電圧源を共有している。本発明の他の態様では、センサが撮像トランスデューサ・アセンブリの１部を囲み、アセンブリを補強するハウジングを形成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、医療撮像システム、特に、改良型撮像トランスデューサ・アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
最小の侵襲手順を利用した、医療状態の管腔内、腔内、血管内および心臓内の治療および診断は、多くの分野の医療行為における有効なツールである。これらの手順は、通常、撮像カテーテルおよび処置カテーテルを用いて実行される。ここで、撮像カテーテルおよび処置カテーテルは、大腿動脈などの、診断および／または治療される血管または器官から遠く離れた部位において、身体内および脈管系での接近可能な血管へ経皮的に挿入される。その後、カテーテルは、脈管系の血管を通して、治療される身体部位へと前進させられる。カテーテルは、動脈の狭窄部分などの身体の患部の位置を確認しかつ診断するのに用いる、超音波撮像装置などの撮像装置を含んでいてもよい。たとえば、参照により本明細書に組み込まれる、ハム（Ｈａｍｍ）他に発行された米国特許第５，３６８，０３５号は、血管内エコー法トランスデューサを有するカテーテルについて説明している。
【０００３】
図ｌＡは、当技術分野で既知の撮像トランスデューサ・アセンブリ１を例示する。通常、撮像トランスデューサ１は、外側管状壁部材５を有するガイドワイヤ（一部を図示）のルーメン（内腔）６０内部にある。撮像トランスデューサ・アセンブリ１は、図１Ｂに示したように、中央導体ワイヤ（芯線）１２０および外側シールドワイヤ（網状のシールド層）１４０を有する同軸ケーブル１１０を含んでいる。直径約５００μｍの導電性線材が、同軸ケーブル１１０の周りに巻きつけられ、ドライブシャフト１０として機能するコイルを形成する。ドライブシャフト１０の遠位端には、撮像トランスデューサ・アセンブリ１の構造補強に役立つステンレス鋼ハウジング２０が結合されている。ハウジング２０内で同軸ケーブル１１０を囲んでいるのは、導電性材料である銀エポキシ部３０である。したがって、ハウジング２０は、同軸ケーブル１１０のシールドワイヤ１４０へ、エポキシ部３０を通して電気的に結合されている。銀エポキシ部１４０の遠位端には、絶縁物質である非導電性エポキシ部３５がある。
【０００４】
非導電性エポキシ部３５の遠位端は、音響吸収性材料（例えば、タングステン粒子を有するエポキシ基板）から形成された、導電性音響レンズ７０と導電性支持基材９０との間に「挟まれる」圧電性結晶（「ＰＺＴ」）層８０である。音響レンズ７０は、非導電性エポキシ部３５により銀エポキシ部３０および基材９０から絶縁されたコネクタ４０を通して、同軸ケーブル１１０の中央導体ワイヤ１２０へ電気的に接続されている。基材９０は、ステンレス鋼ハウジング２０へ結合されている。撮像トランスデューサ・アセンブリ１は、無響媒体により囲まれているのが望ましい。したがって、ガイドワイヤのルーメン６０も、アセンブリ１の周りで生理食塩水で満たされている。ドライブシャフト１０、ハウジング２０および音響レンズ７０は、生理食塩水へ曝されている。動作中、ＰＺＴ層８０は、基材９０および音響レンズ７０の双方により電気的に励起される。基材９０は、銀エポキシ部３０および鋼ハウジング３０を通して、同軸ケーブル１１０のシールドワイヤ１４０からその電荷を受け取り、さらに、たとえば銀エポキシの音響レンズ７０は、たとえば銀エポキシのコネクタ４０を通して、同軸ケーブル１１０の中央導体ワイヤ１２０からその電荷を受け取る。
【０００５】
図１Ｃを参照すると、撮像トランスデューサ・アセンブリ１は、電圧源１５０、２つの端子Ａ、Ｂ、ルーメン６０内に満たされた生理食塩水により生じる負荷８１、およびＰＺＴ負荷８０を有する簡単な電気回路として表現可能である。生理食塩水負荷８１およびＰＺＴ負荷８０は、それぞれ、シールドワイヤ１４０と同軸ケーブル１１０の中央導体ワイヤ１２０とを表している２つの端子Ａ、Ｂを通して電圧源１５０により充電される。加えて、撮像信号を取り扱う信号プロセッサを含み得るトランスデューサ制御回路（図示せず）は、トランスデューサ・アセンブリ１に接続できる。
【特許文献１】米国特許第５，３６８，０３５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
撮像トランスデューサは、血管の断面画像を得る有効なツールである。しかし、いくつかの例では、断面画像に加えて、その血管の３次元的な長さ方向のプロファイルなどの、さらなる情報の取得が望ましいこともある。従って、撮像トランスデューサ・アセンブリを改良することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の改良型撮像装置は、血管のルーメン内での使用を意図している。一般的に、撮像トランスデューサ・アセンブリは、医療位置決めシステムのセンサと組み合わせられる。
【０００８】
１つの実施形態では、撮像トランスデューサ・アセンブリおよびセンサは、第１端子および第２端子を用いて充電できる。撮像トランスデューサ・アセンブリは、中央ワイヤおよび外側ワイヤを有する同軸ケーブルへ結合可能である。ここで、第１端子および第２端子のうちの一方は中央ワイヤへ結合され、第１端子および第２端子のうちの他方は外側ワイヤに結合される。さらに、第１端子および第２端子の少なくとも１つは、撮像トランスデューサ・アセンブリと接触しているいかなる無響媒体からも絶縁されている。さらに、センサは、撮像トランスデューサ・アセンブリを囲んで、アセンブリを強化するハウジング構造を形成している。
【０００９】
他の実施形態では、本発明の方法は、血管の断面画像を取得し、さらに実質的に同時に、同じ血管の長さ方向のプロファイルを取得することを含んでいる。
【００１０】
本発明の他のシステム、方法、特徴および効果は、以下の図面および説明を参照すると当業者には明らかである。全てのこうした追加のシステム、方法、特徴および効果は、この説明の中に含まれ、本発明の範囲内にあり、添付した請求項により保護されることが意図されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、添付した図面に示された特定の実施形態を参照して、より詳細に説明される。なお、図面において、図面内の構成要素は必ずしも正しい縮尺ではなく、むしろ、本発明の原理を示すために強調して配置されていることに留意すべきである。さらに、図面では、同じ参照番号は、異なる図面にわたり、対応する部分を指す。しかし、同じ部分は、常に同じ参照番号を有しているとは限らない。さらに、全ての説明図は、概念を伝えるよう意図されたものであり、相対的なサイズ、形、および他の詳細な属性は、完璧さや正確さを期すというより、むしろ概略的に表されている。
【００１２】
以下で説明されるのは、改良型の撮像トランスデューサ・アセンブリである。
【００１３】
いくつかの例では、血管の断面画像のみならず、同じ血管の３次元的な長さ方向のプロファイルなどの情報も取得可能となるのが望ましい。こうした追加情報取得の１つのアプローチは、一般に当技術分野で既知の医療位置決めシステムを使用することである。図２Ａを参照すると、従来技術の医療位置決めシステム２４０が示されている。一般に、このシステム２４０は、患者の周りに配置可能な複数の送信機および／または受信機ノード２５０を含んでいる。たとえば、ノード２５０は、患者を囲む塔のフレーム構造上に配置できる。システム２４０は、さらに、電磁気信号または電気機械信号を、送信機ノード２５０へ送信し受信機ノード２５０から受信するよう構成された１つ以上のセンサ２６０を含んでいる。
【００１４】
ガイドワイヤ（一部を図示）に結合されたセンサ２６０は、患者の身体の血管内に配置できる。当業者により理解されるように、センサ２６０とノード２５０との間で交換される信号は、ナビゲーション信号として機能し、患者の身体内におけるセンサ２６０の位置確定に使用できる。換言すれば、センサ２６０はナビゲーション信号をノード２５０へ送信し、ノード２５０に接続されたプロセッサ（図示せず）は、ノード２５０により受信された信号に基づき、センサ２６０の位置を確定する。その代わり、またはそれに追加して、ノード２５０は、ナビゲーション信号をセンサ２６０へ送信し、センサ２６０に接続されたプロセッサ（図示せず）は、ノード２５０により送信された信号に基づき、患者の身体内のセンサ２６０の位置を確定できる。医療位置決めシステム２４０は、センサ２６０が患者の血管内を移動するにつれ、センサ２６０の位置を追跡かつ記録でき、その結果、血管の長さ方向のプロファイルが提供される。
【００１５】
図２Ｂを参照すると、センサ２６０は、２つの端子Ａ、Ｂ、「アンテナ」負荷、および負荷２７０を有する簡略化電気回路として表されている。アンテナは、センサ２６０の一部であり、かなりの量のナビゲーション信号を送受信する。センサ２６０が電磁気信号をノード２５０へ送信するよう構成されている場合は、電磁放送を容易にするために、負荷２７０は、端子Ａ、Ｂを通してアンテナを充電する電圧源２７０となり得る。また、センサ２６０がノード２５０から電磁気信号を受信するように構成されている場合は、負荷２７０は、センサ回路であってもよく、このセンサ回路は、ナビゲーション信号を取り扱う信号プロセッサ（図示せず）を含んでいてもよい。
【００１６】
図３Ａまたは図３Ｂに示した、改良型撮像トランスデューサ・アセンブリの好ましい実施形態では、医療位置決めシステムのセンサは、トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００を形成するために撮像トランスデューサと組み合わせ可能である。図３Ａを参照すると、トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００の側面断面図は、ガイドワイヤの遠位部分のルーメン３０５または外側管状壁３０１を有するカテーテルアセンブリ（一部図示）で示されている。トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００は、図３Ｂに示したように、中央の導体ワイヤ４２０および外側のシールドワイヤ４３０を有する同軸ケーブル４１０を含んでいる。中央導体ワイヤ４２０は、外側シールドワイヤ４３０から絶縁されている。加えて、シールドワイヤ４３０は、絶縁外被４４０により囲まれている。多数の別のケーブル構成が使用可能であることに留意しなければならない。たとえば、同軸ケーブルの代わりに、「ツイストペア」ワイヤを備えるケーブルが使用可能である。
【００１７】
図３Ａを参照すると、同軸ケーブル４１０を囲むのは、非導電性エポキシ部３３０などの絶縁材層である。エポキシ部３３０を囲むのはドライブシャフト３１０であり、これは、エポキシ部３３０／同軸ケーブル３５０の周りに巻かれて第１コイル形状部３１０を形成する導電性ワイヤである。導電性ワイヤはステンレス鋼であり、およそ５００μｍの直径を有する。こうして、同軸ケーブル３５０は、ドライブシャフト３１０から電気的に絶縁されている。
【００１８】
トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００の遠位端は、音響上の吸収材料（例えば、タングステン粒子を有するエポキシ基板）から形成可能な、上部、底部および中央部を有する導電性の支持用基材３９０を含んでいる。基材３９０の中央部は、シールドペレット４００を囲んでおり、これは、同軸ケーブル４１０の遠位端でシールドワイヤ４３０と電気的に結合されている。基材３９０の上部は、圧電性結晶（ＰＺＴ）層３８０の底部へ結合されている。ＰＺＴ層３８０の上部は、導電性音響レンズ３７０へ結合されている。導電性音響レンズ３７０は、たとえば、銀エポキシを含む。音響レンズ３７０は、コネクタ３６０を通して、同軸ケーブル４１０の中央導体ワイヤ４２０へ電気的に結合されている。コネクタ３６０は、たとえば銀エポキシを含む。音響レンズ３７０は、コネクタ３６０が基材３９０から絶縁されるように、非導電性エポキシ３３０を囲む。
【００１９】
トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００は、さらに、医療位置決めシステムのセンサ３２０を含んでいる。センサ３２０の「アンテナ」部は、絶縁された導電性ワイヤ３２５である。ワイヤ３２５は、磁気的性質も有していてもよい。ワイヤ３２５は、同軸ケーブル４１０および非導電性エポキシ部３３０の遠位端の１部の周りにきつく巻き付けられ、さらに、ドライブシャフト３１０の遠位端の周りにきつく巻き付けられて、第２コイル形状部を形成する。第２コイル形状部は、好ましくは、電磁気信号を送受信する能力を増加させるために充電される際は、センサ３２０のアンテナ部分へインダクタンスを提供する。第２コイル形状部は、トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００を補強するハウジングとしても役立つ。しかし、センサ３２０のアンテナ部は、他の様々な形状および構成を有していてもよいことに留意すべきである。たとえば、センサ３２０のアンテナ部は、固形構造であってもよい。ワイヤ３２５は銅であり、直径がおよそ１０μｍであることが好ましい。ワイヤ３２５の直径が小さいことにより、センサ３２０がトランスデューサ／センサ・アセンブリ３００の大きさに与える影響を小さくでき、それにより、トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００は、ガイドワイヤまたはカテーテルアセンブリのルーメン３０５内でも作動可能となる。
【００２０】
ワイヤ３２５の２つの端は、電荷を受ける端子である。ワイヤ３２５の一方の端３５０は、音響レンズ３７０と同軸ケーブル４１０の中央導体ワイヤ４２０とを電気的に結合するコネクタ３６０へ結合されている。ワイヤ３２５の他方の端３４０は、非導電性エポキシ部３３０により囲まれ、ドライブシャフト３１０およびコネクタ３６０から絶縁されている同軸ケーブル４１０のシールドワイヤ４３０へ結合されている。
【００２１】
トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００の撮像トランスデューサ部の動作を容易にするために、好ましくは、ガイドワイヤまたはカテーテルアセンブリのルーメン３０５は、生理食塩水などの無響媒体で満たされる。両端３５０、３４０が生理食塩水へ曝される場合は、生理食塩水の半導体性が端３５０、３４０を短絡させ、それにより、センサ３２０のアンテナが望ましくなく「ショート」してしまい、および／または、ナビゲーション信号のＳＮ比に影響することになる。したがって、センサ３２０のワイヤ３２５の端３５０、３４０のうちの少なくとも１つをルーメン３０５内の生理食塩水から絶縁するのが望ましい。この見地から、トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００は、センサのワイヤ３２５の一方の端３４０が、非導電性エポキシ部３３０により、ドライブシャフト３１０、基材３９０、コネクタ３６０および生理食塩水から絶縁されているのが好ましい。さらに、ワイヤ３２５のコイル部分は、非導電性材料により、ドライブシャフト３１０およびルーメン３０５内の生理食塩水からも絶縁されている。しかし、ワイヤ３２５の他方の端３５０は、生理食塩水へ曝されてもよい。
【００２２】
トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００の動作中に、ＰＺＴ結晶３８０は、シールドワイヤ４３０を通して充電される基材３９０、および、中央導体ワイヤ４２０を通して充電される音響レンズ３７０の両方により、電気的に励起される。さらに、センサ３２０のアンテナ部３２５は、シールドワイヤ４３０および中央導体ワイヤ４２０によっても充電される。センサ３２０が、電磁気信号を医療位置決めシステム（図示せず）のノードに送信するように構成される場合には、充電により送受信が容易になる。しかし、センサ３２０が医療位置決めシステム（図示せず）の１つ以上のノードから電磁気信号を受信するように構成されている場合には、信号プロセッサを含む別の回路が、フィルター処理して所望の電磁気信号を抽出するのに使用可能である。このように、図３Ｃを参照すると、アセンブリ３００は、電圧源５３０、ＰＺＴ層３８０の負荷、このＰＺＴ層３８０の負荷と並列であるセンサ３２０のアンテナ部３２５の負荷、センサ回路５３１、トランスデューサ回路５３２および端子Ａ、Ｂを有する簡略化電気回路として表現されている。センサ回路５３１は、当業者に既知のように、センサ３２０からの電磁気信号すなわちナビゲーション信号を受信かつ処理する信号プロセッサ（図示せず）を含んでいてもよい。トランスデューサ回路５３２は、撮像トランスデューサからの撮像信号を処理する信号プロセッサ（図示せず）も含んでいてもよい。端子Ａ、Ｂは、それぞれ、同軸ケーブル４１０の中央導体ワイヤ４２０およびシールドワイヤ４３０を表している。他の機構および回路は、所望のままに追加可能である。
【００２３】
図４を参照すると、トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００は、ガイドワイヤ５００の遠位部分５２０に配置されていてもよい。ガイドワイヤ５００は、外側壁３０１を有する、柔軟性のある細長い管状部材の形をしたガイドワイヤ部材３０２を含んでいてもよい。ガイドワイヤ部材３０２は、ニチノール・ハイポチューブ、合金、複合材料、プラスチック、編組ポリイミド、ポリエチレン、ピークブレード（peek braids）、ステンレス鋼または他の超弾性材料を含む、当技術分野で既知の任意の材料で形成されてもよい。
【００２４】
ガイドワイヤ５００の長さは、用途に応じて変化してもよい。好ましい実施形態では、ガイドワイヤ５００の長さは３０〜３００ｃｍである。カテーテル（図示せず）は、数個の異なる直径のガイドワイヤ５００を使用するよう構成できる。たとえば、ガイドワイヤ５００は、０．０１０インチ、０．０１４インチ、０．０１８インチまたは０．０３５インチの直径を有していてもよい。ガイドワイヤ５００の直径は、典型的には一定である。
【００２５】
ガイドワイヤ５００の近位部５１０は、撮像トランスデューサからの撮像信号を処理する回路（図示せず）および／またはセンサ３２０からのナビゲーション信号を処理する回路（図示せず）へ接続可能であり、こうした回路は周知である。
【００２６】
以上の説明では、本発明は、その特定の実施形態を参照して説明されてきた。しかし、それに加えて、本発明のより広い趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更がなされ得ることは明らかである。たとえば、読者は、そうでないと述べられていないなら、本明細書に説明された処理作業の特定の順序および組合せは単に例示であり、本発明は、異なるまたは追加的な処理作業、または、異なる組合せまたは処理作業の順序を用いて実行可能である。たとえば、この発明は、特に医療撮像装置を伴う用途に適しているが、一般的に、撮像装置を伴う任意の設計でも使用可能である。別の例として、１つの実施形態の各特徴は、他の実施形態に示した他の特徴と、混合し、合致させることができる。追加して、かつ明白に、特徴は、所望のままに、付加または削減できる。従って、本発明は、請求項およびその均等物の観点を除いて制限されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】当技術分野で既知の撮像トランスデューサ・アセンブリの断面側面図
【図１Ｂ】図１Ａの従来技術の撮像トランスデューサ・アセンブリ内の同軸ケーブルの断面図
【図１Ｃ】図１Ａの従来技術の撮像トランスデューサ・アセンブリにより形成された簡略電気回路図
【図２Ａ】従来技術の医療位置決めシステムの説明図
【図２Ｂ】従来技術の医療位置決めシステムのセンサにより形成された簡略電気回路図
【図３Ａ】本発明の典型的実施形態による撮像トランスデューサ・アセンブリの断面側面図
【図３Ｂ】図３Ａの撮像トランスデューサ・アセンブリ内の同軸ケーブルの断面図
【図３Ｃ】図３Ａの撮像トランスデューサ・アセンブリにより形成された簡略電気回路図
【図４】本発明の典型的実施形態によるカテーテルの部分断面側面図
【符号の説明】
【００２８】
３００ トランスデューサ／センサ／アセンブリ、 ３０５ ルーメン、 ３１０ ドライブシャフト（第１コイル）、 ３２０ センサアンテナ（ハウジング）、 ３２５ アンテナ部、 ３３０ 被導電性エポキシ部、 ３６０ コネクタ、 ３７０ 音響レンズ、 ３８０ 圧電性結晶層、 ３９０ 基材、 ４１０ 同軸ワイヤ、 ４２０ 端子Ａ（中央導電性ワイヤ４２０）、 ４３０ 端子Ｂ（シールドワイヤ４３０）、 ５３１ センサ回路、 ５３２ トランスデューサ回路。
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、医療撮像システム、特に、改良型撮像トランスデューサ・アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
最小の侵襲手順を利用した、医療状態の管腔内、腔内、血管内および心臓内の治療および診断は、多くの分野の医療行為における有効なツールである。これらの手順は、通常、撮像カテーテルおよび処置カテーテルを用いて実行される。ここで、撮像カテーテルおよび処置カテーテルは、大腿動脈などの、診断および／または治療される血管または器官から遠く離れた部位において、身体内および脈管系での接近可能な血管へ経皮的に挿入される。その後、カテーテルは、脈管系の血管を通して、治療される身体部位へと前進させられる。カテーテルは、動脈の狭窄部分などの身体の患部の位置を確認しかつ診断するのに用いる、超音波撮像装置などの撮像装置を含んでいてもよい。たとえば、参照により本明細書に組み込まれる、ハム（Ｈａｍｍ）他に発行された米国特許第５，３６８，０３５号は、血管内エコー法トランスデューサを有するカテーテルについて説明している。
【０００３】
図ｌＡは、当技術分野で既知の撮像トランスデューサ・アセンブリ１を例示する。通常、撮像トランスデューサ１は、外側管状壁部材５を有するガイドワイヤ（一部を図示）のルーメン（内腔）６０内部にある。撮像トランスデューサ・アセンブリ１は、図１Ｂに示したように、中央導体ワイヤ（芯線）１２０および外側シールドワイヤ（網状のシールド層）１４０を有する同軸ケーブル１１０を含んでいる。直径約５００μｍの導電性線材が、同軸ケーブル１１０の周りに巻きつけられ、ドライブシャフト１０として機能するコイルを形成する。ドライブシャフト１０の遠位端には、撮像トランスデューサ・アセンブリ１の構造補強に役立つステンレス鋼ハウジング２０が結合されている。ハウジング２０内で同軸ケーブル１１０を囲んでいるのは、導電性材料である銀エポキシ部３０である。したがって、ハウジング２０は、同軸ケーブル１１０のシールドワイヤ１４０へ、エポキシ部３０を通して電気的に結合されている。銀エポキシ部１４０の遠位端には、絶縁物質である非導電性エポキシ部３５がある。
【０００４】
非導電性エポキシ部３５の遠位端は、音響吸収性材料（例えば、タングステン粒子を有するエポキシ基板）から形成された、導電性音響レンズ７０と導電性支持基材９０との間に「挟まれる」圧電性結晶（「ＰＺＴ」）層８０である。音響レンズ７０は、非導電性エポキシ部３５により銀エポキシ部３０および基材９０から絶縁されたコネクタ４０を通して、同軸ケーブル１１０の中央導体ワイヤ１２０へ電気的に接続されている。基材９０は、ステンレス鋼ハウジング２０へ結合されている。撮像トランスデューサ・アセンブリ１は、無響媒体により囲まれているのが望ましい。したがって、ガイドワイヤのルーメン６０も、アセンブリ１の周りで生理食塩水で満たされている。ドライブシャフト１０、ハウジング２０および音響レンズ７０は、生理食塩水へ曝されている。動作中、ＰＺＴ層８０は、基材９０および音響レンズ７０の双方により電気的に励起される。基材９０は、銀エポキシ部３０および鋼ハウジング３０を通して、同軸ケーブル１１０のシールドワイヤ１４０からその電荷を受け取り、さらに、たとえば銀エポキシの音響レンズ７０は、たとえば銀エポキシのコネクタ４０を通して、同軸ケーブル１１０の中央導体ワイヤ１２０からその電荷を受け取る。
【０００５】
図１Ｃを参照すると、撮像トランスデューサ・アセンブリ１は、電圧源１５０、２つの端子Ａ、Ｂ、ルーメン６０内に満たされた生理食塩水により生じる負荷８１、およびＰＺＴ負荷８０を有する簡単な電気回路として表現可能である。生理食塩水負荷８１およびＰＺＴ負荷８０は、それぞれ、シールドワイヤ１４０と同軸ケーブル１１０の中央導体ワイヤ１２０とを表している２つの端子Ａ、Ｂを通して電圧源１５０により充電される。加えて、撮像信号を取り扱う信号プロセッサを含み得るトランスデューサ制御回路（図示せず）は、トランスデューサ・アセンブリ１に接続できる。
【特許文献１】米国特許第５，３６８，０３５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
撮像トランスデューサは、血管の断面画像を得る有効なツールである。しかし、いくつかの例では、断面画像に加えて、その血管の３次元的な長さ方向のプロファイルなどの、さらなる情報の取得が望ましいこともある。従って、撮像トランスデューサ・アセンブリを改良することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の改良型撮像装置は、血管のルーメン内での使用を意図している。一般的に、撮像トランスデューサ・アセンブリは、医療位置決めシステムのセンサと組み合わせられる。
【０００８】
１つの実施形態では、撮像トランスデューサ・アセンブリおよびセンサは、第１端子および第２端子を用いて充電できる。撮像トランスデューサ・アセンブリは、中央ワイヤおよび外側ワイヤを有する同軸ケーブルへ結合可能である。ここで、第１端子および第２端子のうちの一方は中央ワイヤへ結合され、第１端子および第２端子のうちの他方は外側ワイヤに結合される。さらに、第１端子および第２端子の少なくとも１つは、撮像トランスデューサ・アセンブリと接触しているいかなる無響媒体からも絶縁されている。さらに、センサは、撮像トランスデューサ・アセンブリを囲んで、アセンブリを強化するハウジング構造を形成している。
【０００９】
他の実施形態では、本発明の方法は、血管の断面画像を取得し、さらに実質的に同時に、同じ血管の長さ方向のプロファイルを取得することを含んでいる。
【００１０】
本発明の他のシステム、方法、特徴および効果は、以下の図面および説明を参照すると当業者には明らかである。全てのこうした追加のシステム、方法、特徴および効果は、この説明の中に含まれ、本発明の範囲内にあり、添付した請求項により保護されることが意図されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、添付した図面に示された特定の実施形態を参照して、より詳細に説明される。なお、図面において、図面内の構成要素は必ずしも正しい縮尺ではなく、むしろ、本発明の原理を示すために強調して配置されていることに留意すべきである。さらに、図面では、同じ参照番号は、異なる図面にわたり、対応する部分を指す。しかし、同じ部分は、常に同じ参照番号を有しているとは限らない。さらに、全ての説明図は、概念を伝えるよう意図されたものであり、相対的なサイズ、形、および他の詳細な属性は、完璧さや正確さを期すというより、むしろ概略的に表されている。
【００１２】
以下で説明されるのは、改良型の撮像トランスデューサ・アセンブリである。
【００１３】
いくつかの例では、血管の断面画像のみならず、同じ血管の３次元的な長さ方向のプロファイルなどの情報も取得可能となるのが望ましい。こうした追加情報取得の１つのアプローチは、一般に当技術分野で既知の医療位置決めシステムを使用することである。図２Ａを参照すると、従来技術の医療位置決めシステム２４０が示されている。一般に、このシステム２４０は、患者の周りに配置可能な複数の送信機および／または受信機ノード２５０を含んでいる。たとえば、ノード２５０は、患者を囲む塔のフレーム構造上に配置できる。システム２４０は、さらに、電磁気信号または電気機械信号を、送信機ノード２５０へ送信し受信機ノード２５０から受信するよう構成された１つ以上のセンサ２６０を含んでいる。
【００１４】
ガイドワイヤ（一部を図示）に結合されたセンサ２６０は、患者の身体の血管内に配置できる。当業者により理解されるように、センサ２６０とノード２５０との間で交換される信号は、ナビゲーション信号として機能し、患者の身体内におけるセンサ２６０の位置確定に使用できる。換言すれば、センサ２６０はナビゲーション信号をノード２５０へ送信し、ノード２５０に接続されたプロセッサ（図示せず）は、ノード２５０により受信された信号に基づき、センサ２６０の位置を確定する。その代わり、またはそれに追加して、ノード２５０は、ナビゲーション信号をセンサ２６０へ送信し、センサ２６０に接続されたプロセッサ（図示せず）は、ノード２５０により送信された信号に基づき、患者の身体内のセンサ２６０の位置を確定できる。医療位置決めシステム２４０は、センサ２６０が患者の血管内を移動するにつれ、センサ２６０の位置を追跡かつ記録でき、その結果、血管の長さ方向のプロファイルが提供される。
【００１５】
図２Ｂを参照すると、センサ２６０は、２つの端子Ａ、Ｂ、「アンテナ」負荷、および負荷２７０を有する簡略化電気回路として表されている。アンテナは、センサ２６０の一部であり、かなりの量のナビゲーション信号を送受信する。センサ２６０が電磁気信号をノード２５０へ送信するよう構成されている場合は、電磁放送を容易にするために、負荷２７０は、端子Ａ、Ｂを通してアンテナを充電する電圧源２７０となり得る。また、センサ２６０がノード２５０から電磁気信号を受信するように構成されている場合は、負荷２７０は、センサ回路であってもよく、このセンサ回路は、ナビゲーション信号を取り扱う信号プロセッサ（図示せず）を含んでいてもよい。
【００１６】
図３Ａまたは図３Ｂに示した、改良型撮像トランスデューサ・アセンブリの好ましい実施形態では、医療位置決めシステムのセンサは、トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００を形成するために撮像トランスデューサと組み合わせ可能である。図３Ａを参照すると、トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００の側面断面図は、ガイドワイヤの遠位部分のルーメン３０５または外側管状壁３０１を有するカテーテルアセンブリ（一部図示）で示されている。トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００は、図３Ｂに示したように、中央の導体ワイヤ４２０および外側のシールドワイヤ４３０を有する同軸ケーブル４１０を含んでいる。中央導体ワイヤ４２０は、外側シールドワイヤ４３０から絶縁されている。加えて、シールドワイヤ４３０は、絶縁外被４４０により囲まれている。多数の別のケーブル構成が使用可能であることに留意しなければならない。たとえば、同軸ケーブルの代わりに、「ツイストペア」ワイヤを備えるケーブルが使用可能である。
【００１７】
図３Ａを参照すると、同軸ケーブル４１０を囲むのは、非導電性エポキシ部３３０などの絶縁材層である。エポキシ部３３０を囲むのはドライブシャフト３１０であり、これは、エポキシ部３３０／同軸ケーブル３５０の周りに巻かれて第１コイル形状部３１０を形成する導電性ワイヤである。導電性ワイヤはステンレス鋼であり、およそ５００μｍの直径を有する。こうして、同軸ケーブル３５０は、ドライブシャフト３１０から電気的に絶縁されている。
【００１８】
トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００の遠位端は、音響上の吸収材料（例えば、タングステン粒子を有するエポキシ基板）から形成可能な、上部、底部および中央部を有する導電性の支持用基材３９０を含んでいる。基材３９０の中央部は、シールドペレット４００を囲んでおり、これは、同軸ケーブル４１０の遠位端でシールドワイヤ４３０と電気的に結合されている。基材３９０の上部は、圧電性結晶（ＰＺＴ）層３８０の底部へ結合されている。ＰＺＴ層３８０の上部は、導電性音響レンズ３７０へ結合されている。導電性音響レンズ３７０は、たとえば、銀エポキシを含む。音響レンズ３７０は、コネクタ３６０を通して、同軸ケーブル４１０の中央導体ワイヤ４２０へ電気的に結合されている。コネクタ３６０は、たとえば銀エポキシを含む。音響レンズ３７０は、コネクタ３６０が基材３９０から絶縁されるように、非導電性エポキシ３３０を囲む。
【００１９】
トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００は、さらに、医療位置決めシステムのセンサ３２０を含んでいる。センサ３２０の「アンテナ」部は、絶縁された導電性ワイヤ３２５である。ワイヤ３２５は、磁気的性質も有していてもよい。ワイヤ３２５は、同軸ケーブル４１０および非導電性エポキシ部３３０の遠位端の１部の周りにきつく巻き付けられ、さらに、ドライブシャフト３１０の遠位端の周りにきつく巻き付けられて、第２コイル形状部を形成する。第２コイル形状部は、好ましくは、電磁気信号を送受信する能力を増加させるために充電される際は、センサ３２０のアンテナ部分へインダクタンスを提供する。第２コイル形状部は、トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００を補強するハウジングとしても役立つ。しかし、センサ３２０のアンテナ部は、他の様々な形状および構成を有していてもよいことに留意すべきである。たとえば、センサ３２０のアンテナ部は、固形構造であってもよい。ワイヤ３２５は銅であり、直径がおよそ１０μｍであることが好ましい。ワイヤ３２５の直径が小さいことにより、センサ３２０がトランスデューサ／センサ・アセンブリ３００の大きさに与える影響を小さくでき、それにより、トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００は、ガイドワイヤまたはカテーテルアセンブリのルーメン３０５内でも作動可能となる。
【００２０】
ワイヤ３２５の２つの端は、電荷を受ける端子である。ワイヤ３２５の一方の端３５０は、音響レンズ３７０と同軸ケーブル４１０の中央導体ワイヤ４２０とを電気的に結合するコネクタ３６０へ結合されている。ワイヤ３２５の他方の端３４０は、非導電性エポキシ部３３０により囲まれ、ドライブシャフト３１０およびコネクタ３６０から絶縁されている同軸ケーブル４１０のシールドワイヤ４３０へ結合されている。
【００２１】
トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００の撮像トランスデューサ部の動作を容易にするために、好ましくは、ガイドワイヤまたはカテーテルアセンブリのルーメン３０５は、生理食塩水などの無響媒体で満たされる。両端３５０、３４０が生理食塩水へ曝される場合は、生理食塩水の半導体性が端３５０、３４０を短絡させ、それにより、センサ３２０のアンテナが望ましくなく「ショート」してしまい、および／または、ナビゲーション信号のＳＮ比に影響することになる。したがって、センサ３２０のワイヤ３２５の端３５０、３４０のうちの少なくとも１つをルーメン３０５内の生理食塩水から絶縁するのが望ましい。この見地から、トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００は、センサのワイヤ３２５の一方の端３４０が、非導電性エポキシ部３３０により、ドライブシャフト３１０、基材３９０、コネクタ３６０および生理食塩水から絶縁されているのが好ましい。さらに、ワイヤ３２５のコイル部分は、非導電性材料により、ドライブシャフト３１０およびルーメン３０５内の生理食塩水からも絶縁されている。しかし、ワイヤ３２５の他方の端３５０は、生理食塩水へ曝されてもよい。
【００２２】
トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００の動作中に、ＰＺＴ結晶３８０は、シールドワイヤ４３０を通して充電される基材３９０、および、中央導体ワイヤ４２０を通して充電される音響レンズ３７０の両方により、電気的に励起される。さらに、センサ３２０のアンテナ部３２５は、シールドワイヤ４３０および中央導体ワイヤ４２０によっても充電される。センサ３２０が、電磁気信号を医療位置決めシステム（図示せず）のノードに送信するように構成される場合には、充電により送受信が容易になる。しかし、センサ３２０が医療位置決めシステム（図示せず）の１つ以上のノードから電磁気信号を受信するように構成されている場合には、信号プロセッサを含む別の回路が、フィルター処理して所望の電磁気信号を抽出するのに使用可能である。このように、図３Ｃを参照すると、アセンブリ３００は、電圧源５３０、ＰＺＴ層３８０の負荷、このＰＺＴ層３８０の負荷と並列であるセンサ３２０のアンテナ部３２５の負荷、センサ回路５３１、トランスデューサ回路５３２および端子Ａ、Ｂを有する簡略化電気回路として表現されている。センサ回路５３１は、当業者に既知のように、センサ３２０からの電磁気信号すなわちナビゲーション信号を受信かつ処理する信号プロセッサ（図示せず）を含んでいてもよい。トランスデューサ回路５３２は、撮像トランスデューサからの撮像信号を処理する信号プロセッサ（図示せず）も含んでいてもよい。端子Ａ、Ｂは、それぞれ、同軸ケーブル４１０の中央導体ワイヤ４２０およびシールドワイヤ４３０を表している。他の機構および回路は、所望のままに追加可能である。
【００２３】
図４を参照すると、トランスデューサ／センサ・アセンブリ３００は、ガイドワイヤ５００の遠位部分５２０に配置されていてもよい。ガイドワイヤ５００は、外側壁３０１を有する、柔軟性のある細長い管状部材の形をしたガイドワイヤ部材３０２を含んでいてもよい。ガイドワイヤ部材３０２は、ニチノール・ハイポチューブ、合金、複合材料、プラスチック、編組ポリイミド、ポリエチレン、ピークブレード（peek braids）、ステンレス鋼または他の超弾性材料を含む、当技術分野で既知の任意の材料で形成されてもよい。
【００２４】
ガイドワイヤ５００の長さは、用途に応じて変化してもよい。好ましい実施形態では、ガイドワイヤ５００の長さは３０〜３００ｃｍである。カテーテル（図示せず）は、数個の異なる直径のガイドワイヤ５００を使用するよう構成できる。たとえば、ガイドワイヤ５００は、０．０１０インチ、０．０１４インチ、０．０１８インチまたは０．０３５インチの直径を有していてもよい。ガイドワイヤ５００の直径は、典型的には一定である。
【００２５】
ガイドワイヤ５００の近位部５１０は、撮像トランスデューサからの撮像信号を処理する回路（図示せず）および／またはセンサ３２０からのナビゲーション信号を処理する回路（図示せず）へ接続可能であり、こうした回路は周知である。
【００２６】
以上の説明では、本発明は、その特定の実施形態を参照して説明されてきた。しかし、それに加えて、本発明のより広い趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更がなされ得ることは明らかである。たとえば、読者は、そうでないと述べられていないなら、本明細書に説明された処理作業の特定の順序および組合せは単に例示であり、本発明は、異なるまたは追加的な処理作業、または、異なる組合せまたは処理作業の順序を用いて実行可能である。たとえば、この発明は、特に医療撮像装置を伴う用途に適しているが、一般的に、撮像装置を伴う任意の設計でも使用可能である。別の例として、１つの実施形態の各特徴は、他の実施形態に示した他の特徴と、混合し、合致させることができる。追加して、かつ明白に、特徴は、所望のままに、付加または削減できる。従って、本発明は、請求項およびその均等物の観点を除いて制限されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】当技術分野で既知の撮像トランスデューサ・アセンブリの断面側面図
【図１Ｂ】図１Ａの従来技術の撮像トランスデューサ・アセンブリ内の同軸ケーブルの断面図
【図１Ｃ】図１Ａの従来技術の撮像トランスデューサ・アセンブリにより形成された簡略電気回路図
【図２Ａ】従来技術の医療位置決めシステムの説明図
【図２Ｂ】従来技術の医療位置決めシステムのセンサにより形成された簡略電気回路図
【図３Ａ】本発明の典型的実施形態による撮像トランスデューサ・アセンブリの断面側面図
【図３Ｂ】図３Ａの撮像トランスデューサ・アセンブリ内の同軸ケーブルの断面図
【図３Ｃ】図３Ａの撮像トランスデューサ・アセンブリにより形成された簡略電気回路図
【図４】本発明の典型的実施形態によるカテーテルの部分断面側面図
【符号の説明】
【００２８】
３００ トランスデューサ／センサ／アセンブリ、 ３０５ ルーメン、 ３１０ ドライブシャフト（第１コイル）、 ３２０ センサアンテナ（ハウジング）、 ３２５ アンテナ部、 ３３０ 被導電性エポキシ部、 ３６０ コネクタ、 ３７０ 音響レンズ、 ３８０ 圧電性結晶層、 ３９０ 基材、 ４１０ 同軸ワイヤ、 ４２０ 端子Ａ（中央導電性ワイヤ４２０）、 ４３０ 端子Ｂ（シールドワイヤ４３０）、 ５３１ センサ回路、 ５３２ トランスデューサ回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠位端、近位端およびルーメンを有する撮像カテーテルであって、
カテーテルの遠位部分のルーメン内に配置され、撮像トランスデューサを含む撮像トランスデューサ・アセンブリ、および、
ルーメン内の前記撮像トランスデューサへ結合され、医療位置決めシステムへ通信可能なセンサ
を備える撮像カテーテル。
【請求項２】
前記撮像トランスデューサ・アセンブリが、圧電性結晶層に結合された音響レンズを含み、この圧電性結晶層が基材で支持されている、請求項１記載の撮像カテーテル。
【請求項３】
前記基材がタングステン材料を含んでいる、請求項２記載の撮像カテーテル。
【請求項４】
さらに、前記撮像トランスデューサ・アセンブリに対して近位にドライブシャフトを含んでおり、前記センサが、さらに、前記ドライブシャフトの周りに、ドライブシャフトを囲んでハウジングを形成する導電性材料部を含んでいる、請求項１記載の撮像カテーテル。
【請求項５】
前記センサが、前記ドライブシャフトの周りに巻き付けられてコイル形状部を形成する、絶縁された導電性ワイヤを含んでいる、請求項２記載の撮像カテーテル。
【請求項６】
前記撮像トランスデューサ・アセンブリが、前記センサと電気的に並列に動作する、請求項１記載の撮像カテーテル。
【請求項７】
前記センサが、第１端子および第２端子を有するアンテナ部を含んでいる、請求項１記載の撮像カテーテル。
【請求項８】
前記第１端子および第２端子のうちの少なくとも１つが、前記ルーメンから絶縁されている、請求項７記載の撮像カテーテル。
【請求項９】
前記撮像トランスデューサと前記センサが、前記第１端子および第２端子を共有している、請求項７記載の撮像カテーテル。
【請求項１０】
前記撮像トランスデューサ・アセンブリが、第１および第２のトランスデューサ端子を有し、第１トランスデューサ端子が第１ワイヤへ結合され、第２トランスデューサ端子が第２ワイヤへ結合され、前記撮像トランスデューサ・アセンブリおよび前記センサが前記第１端子および第２端子へ結合され、第１ワイヤが前記アンテナ部の前記第１端子および第２端子の一方へ結合され、第２ワイヤが前記第１端子および第２端子の他方へ結合されている、請求項７記載の撮像カテーテル。
【請求項１１】
前記第１ワイヤが同軸ケーブルの中央ワイヤであり、前記第２ワイヤが同軸ケーブルの外側ワイヤである、請求項１０記載の撮像カテーテル。
【請求項１２】
前記第１ワイヤが、ツイストペアワイヤを備えるケーブルの一方のワイヤであり、前記第２ワイヤが、ツイストペアワイヤを備える前記ケーブルの他方のワイヤである、請求項１０記載の撮像カテーテル。
【請求項１３】
前記センサのアンテナ部の前記第１端子が前記第１ワイヤへ結合され、前記センサのアンテナ部の前記第２端子が前記第２ワイヤへ結合され、前記撮像トランスデューサ・アセンブリおよび前記センサが前記第１端子および第２端子へ結合され、前記第１ワイヤが前記第１端子および第２端子の一方へ結合され、前記第２ワイヤが前記第１端子および第２端子の他方へ結合されている、請求項７記載の撮像カテーテル。
【請求項１４】
前記第１ワイヤが同軸ケーブルの中央ワイヤであり、前記第２ワイヤが同軸ケーブルの外側ワイヤである、請求項１３記載の撮像カテーテル。
【請求項１５】
前記第１ワイヤが、ツイストペアワイヤを備えるケーブルの一方のワイヤであり、さらに、前記第２ワイヤが、ツイストペアワイヤを備える前記ケーブルの他方のワイヤである、請求項１３記載の撮像カテーテル。
【請求項１６】
請求項１記載の撮像カテーテルであって、さらに、
内側ワイヤおよび外側ワイヤを有する同軸ケーブル、
前記同軸ケーブルを囲む非導電性エポキシ部、および
前記非導電性エポキシ部を囲むドライブシャフトを含み、
前記センサは、前記ドライブシャフトの少なくとも遠位部分の周りに巻き付けられた、絶縁された導電性ワイヤを含み、導電性ワイヤは第１ワイヤ端子および第２ワイヤ端子を有しており、前記第１ワイヤ端子および第２ワイヤ端子の少なくとも一方は、前記同軸ケーブルの外側ワイヤへ結合されており、前記第１ワイヤ端子および第２ワイヤ端子の他方は、前記同軸ケーブルの内側ワイヤへ結合され、
前記撮像トランスデューサ・アセンブリは、
前記同軸ケーブルの外側ワイヤと結合した基材、
前記基材と結合した圧電性結晶、および、
前記圧電性結晶と結合し、前記同軸ケーブルの内側ワイヤと結合した音響レンズ
を含む
撮像カテーテル。
【請求項１７】
血管のルーメン内で用いられる撮像装置であって、
内側ワイヤおよび外側ワイヤを有する同軸ケーブル、
前記同軸ケーブルを囲む非導電性エポキシ層、
前記非導電性エポキシ層を囲み、遠位端および近位端を有するドライブシャフトコイル、
前記同軸ケーブルの遠位部分と結合され、第１端子および第２端子を含む撮像トランスデューサ・アセンブリ、および、
前記第１端子および第２端子に結合されたアンテナ部分を有するセンサを備え、
前記第１端子および第２端子の一方は前記同軸ケーブルの内側ワイヤへ結合され、前記第１端子および第２端子の他方は前記同軸ケーブルの外側ワイヤへ結合されている
撮像装置。
【請求項１８】
前記センサが、前記ドライブシャフトコイルに巻き付けられて、コイル形状部を形成している導電性ワイヤである、請求項１７記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記センサのアンテナ部が、前記ドライブシャフトを囲み、前記撮像トランスデューサ・アセンブリの周りにハウジングを形成している、請求項１７記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記センサのアンテナ部が導電性ワイヤからなる、請求項１７記載の撮像装置。
【請求項２１】
前記ワイヤが銅を含んでいる、請求項２０記載の撮像装置。
【請求項２２】
前記撮像トランスデューサ・アセンブリが圧電性結晶層に結合された音響レンズを含み、前記圧電性結晶層が基材で支持されている、請求項１７記載の撮像装置。
【請求項２３】
前記基材がタングステンを含んでいる、請求項２２記載の撮像装置。
【請求項２４】
前記音響レンズが前記第１端子および第２端子の一方に電気的に結合され、前記基材が前記第１端子および第２端子の他方に電気的に結合されている、請求項２２記載の撮像装置。
【請求項２５】
前記ルーメン内の無響媒体をさらに含み、前記第１端子および第２端子の少なくとも１つが、前記撮像トランスデューサ・アセンブリに接触する無響媒体から絶縁されている、請求項１７記載の撮像装置。
【請求項２６】
血管内へ撮像トランスデューサを挿入し、
次に、撮像トランスデューサを用いて、血管の断面画像を取得し、
血管の前記断面画像の取得と同時に、医療位置決めシステムと通信可能であるセンサを用いて血管の長さ方向のプロファイルを取得する
血管内画像取得方法。
【請求項２７】
さらに、同じ電圧源を用いて、撮像トランスデューサおよびセンサを充電する、請求項２６記載の血管内画像取得方法。
【請求項２８】
さらに前記ルーメン内に無響媒体を含み、前記撮像トランスデューサおよび前記センサが第１端子および第２端子を用いて充電され、前記第１端子および第２端子の少なくとも１つが前記撮像トランスデューサに接触している前記無響媒体から絶縁されている、請求項２６記載の血管内画像取得方法。
【請求項２９】
血管のルーメン内で用いる撮像装置であって、
血管の断面画像を取得する第１画像取得手段、および、
血管の前記断面画像の取得中に、血管の長さ方向のプロファイルを同時に取得する第２画像取得手段
を備える撮像装置。
【請求項３０】
前記第１画像取得手段が、撮像トランスデューサを備える、請求項２９記載の撮像装置。
【請求項３１】
前記第２画像取得手段が、医療位置決めシステムと通信可能なセンサを含んでいる、請求項３０記載の撮像装置。
【請求項３２】
前記第２画像取得手段が、医療位置決めシステムと通信可能なセンサを含んでいる、請求項２９記載の撮像装置。
【請求項３３】
医療位置決めシステム、および、
身体のルーメン内へ挿入可能な撮像装置
を含む医療撮像システムであって、
前記撮像装置は、
近位端、遠位端およびルーメンを有するカテーテル、
前記カテーテルの遠位部分のルーメン内に配置され、撮像トランスデューサを含んでいる撮像トランスデューサ・アセンブリ、および、
前記カテーテルのルーメン内の前記撮像トランスデューサと結合され、前記医療位置決めシステムと通信可能なセンサ
を備える
医療撮像システム。
【請求項３４】
前記撮像トランスデューサ・アセンブリが、圧電性結晶層と結合した音響レンズを含んでおり、その圧電性結晶層が基材で支持されている、請求項３３の医療撮像システム。
【請求項３５】
前記カテーテルが、前記撮像トランスデューサ・アセンブリの近位にドライブシャフトを含んでおり、前記センサが、ドライブシャフトの周りに、ドライブシャフトを囲んでハウジングを形成する導電性材料部を含んでいる、請求項３３の医療撮像システム。
【請求項３６】
前記撮像トランスデューサ・アセンブリが、前記センサと電気的に並行して動作する、請求項３３の医療撮像システム。
【請求項３７】
前記センサが、第１端子および第２端子を有するアンテナ部を含んでいる、請求項３３の医療撮像システム。
【請求項３８】
前記撮像トランスデューサおよび前記センサが、前記第１端子および第２端子を共有している、請求項３７の医療撮像システム。
【請求項３９】
前記撮像トランスデューサ・アセンブリが第１トランスデューサ端子および第２トランスデューサ端子を有し、第１トランスデューサ端子が第１ワイヤへ結合され、第２トランスデューサ端子が第２ワイヤへ結合され、前記撮像トランスデューサ・アセンブリおよび前記センサが前記アンテナ部の第１端子および第２端子へ結合され、第１ワイヤが第１端子および第２端子の一方へ結合され、第２ワイヤが前記第１端子および第２端子の他方へ結合されている、請求項３７の医療撮像システム。
【請求項４０】
前記第１ワイヤが同軸ケーブルの中央ワイヤであり、前記第２ワイヤが同軸ケーブルの外側ワイヤである、請求項３９の医療撮像システム。
【請求項４１】
前記第１ワイヤがツイストペアワイヤを備えるケーブルの一方のワイヤであり、さらに、前記第２ワイヤがツイストペアワイヤを備える前記ケーブルの他方のワイヤである、請求項４０の医療撮像システム。
【請求項１】
遠位端、近位端およびルーメンを有する撮像カテーテルであって、
カテーテルの遠位部分のルーメン内に配置され、撮像トランスデューサを含む撮像トランスデューサ・アセンブリ、および、
ルーメン内の前記撮像トランスデューサへ結合され、医療位置決めシステムへ通信可能なセンサ
を備える撮像カテーテル。
【請求項２】
前記撮像トランスデューサ・アセンブリが、圧電性結晶層に結合された音響レンズを含み、この圧電性結晶層が基材で支持されている、請求項１記載の撮像カテーテル。
【請求項３】
前記基材がタングステン材料を含んでいる、請求項２記載の撮像カテーテル。
【請求項４】
さらに、前記撮像トランスデューサ・アセンブリに対して近位にドライブシャフトを含んでおり、前記センサが、さらに、前記ドライブシャフトの周りに、ドライブシャフトを囲んでハウジングを形成する導電性材料部を含んでいる、請求項１記載の撮像カテーテル。
【請求項５】
前記センサが、前記ドライブシャフトの周りに巻き付けられてコイル形状部を形成する、絶縁された導電性ワイヤを含んでいる、請求項２記載の撮像カテーテル。
【請求項６】
前記撮像トランスデューサ・アセンブリが、前記センサと電気的に並列に動作する、請求項１記載の撮像カテーテル。
【請求項７】
前記センサが、第１端子および第２端子を有するアンテナ部を含んでいる、請求項１記載の撮像カテーテル。
【請求項８】
前記第１端子および第２端子のうちの少なくとも１つが、前記ルーメンから絶縁されている、請求項７記載の撮像カテーテル。
【請求項９】
前記撮像トランスデューサと前記センサが、前記第１端子および第２端子を共有している、請求項７記載の撮像カテーテル。
【請求項１０】
前記撮像トランスデューサ・アセンブリが、第１および第２のトランスデューサ端子を有し、第１トランスデューサ端子が第１ワイヤへ結合され、第２トランスデューサ端子が第２ワイヤへ結合され、前記撮像トランスデューサ・アセンブリおよび前記センサが前記第１端子および第２端子へ結合され、第１ワイヤが前記アンテナ部の前記第１端子および第２端子の一方へ結合され、第２ワイヤが前記第１端子および第２端子の他方へ結合されている、請求項７記載の撮像カテーテル。
【請求項１１】
前記第１ワイヤが同軸ケーブルの中央ワイヤであり、前記第２ワイヤが同軸ケーブルの外側ワイヤである、請求項１０記載の撮像カテーテル。
【請求項１２】
前記第１ワイヤが、ツイストペアワイヤを備えるケーブルの一方のワイヤであり、前記第２ワイヤが、ツイストペアワイヤを備える前記ケーブルの他方のワイヤである、請求項１０記載の撮像カテーテル。
【請求項１３】
前記センサのアンテナ部の前記第１端子が前記第１ワイヤへ結合され、前記センサのアンテナ部の前記第２端子が前記第２ワイヤへ結合され、前記撮像トランスデューサ・アセンブリおよび前記センサが前記第１端子および第２端子へ結合され、前記第１ワイヤが前記第１端子および第２端子の一方へ結合され、前記第２ワイヤが前記第１端子および第２端子の他方へ結合されている、請求項７記載の撮像カテーテル。
【請求項１４】
前記第１ワイヤが同軸ケーブルの中央ワイヤであり、前記第２ワイヤが同軸ケーブルの外側ワイヤである、請求項１３記載の撮像カテーテル。
【請求項１５】
前記第１ワイヤが、ツイストペアワイヤを備えるケーブルの一方のワイヤであり、さらに、前記第２ワイヤが、ツイストペアワイヤを備える前記ケーブルの他方のワイヤである、請求項１３記載の撮像カテーテル。
【請求項１６】
請求項１記載の撮像カテーテルであって、さらに、
内側ワイヤおよび外側ワイヤを有する同軸ケーブル、
前記同軸ケーブルを囲む非導電性エポキシ部、および
前記非導電性エポキシ部を囲むドライブシャフトを含み、
前記センサは、前記ドライブシャフトの少なくとも遠位部分の周りに巻き付けられた、絶縁された導電性ワイヤを含み、導電性ワイヤは第１ワイヤ端子および第２ワイヤ端子を有しており、前記第１ワイヤ端子および第２ワイヤ端子の少なくとも一方は、前記同軸ケーブルの外側ワイヤへ結合されており、前記第１ワイヤ端子および第２ワイヤ端子の他方は、前記同軸ケーブルの内側ワイヤへ結合され、
前記撮像トランスデューサ・アセンブリは、
前記同軸ケーブルの外側ワイヤと結合した基材、
前記基材と結合した圧電性結晶、および、
前記圧電性結晶と結合し、前記同軸ケーブルの内側ワイヤと結合した音響レンズ
を含む
撮像カテーテル。
【請求項１７】
血管のルーメン内で用いられる撮像装置であって、
内側ワイヤおよび外側ワイヤを有する同軸ケーブル、
前記同軸ケーブルを囲む非導電性エポキシ層、
前記非導電性エポキシ層を囲み、遠位端および近位端を有するドライブシャフトコイル、
前記同軸ケーブルの遠位部分と結合され、第１端子および第２端子を含む撮像トランスデューサ・アセンブリ、および、
前記第１端子および第２端子に結合されたアンテナ部分を有するセンサを備え、
前記第１端子および第２端子の一方は前記同軸ケーブルの内側ワイヤへ結合され、前記第１端子および第２端子の他方は前記同軸ケーブルの外側ワイヤへ結合されている
撮像装置。
【請求項１８】
前記センサが、前記ドライブシャフトコイルに巻き付けられて、コイル形状部を形成している導電性ワイヤである、請求項１７記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記センサのアンテナ部が、前記ドライブシャフトを囲み、前記撮像トランスデューサ・アセンブリの周りにハウジングを形成している、請求項１７記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記センサのアンテナ部が導電性ワイヤからなる、請求項１７記載の撮像装置。
【請求項２１】
前記ワイヤが銅を含んでいる、請求項２０記載の撮像装置。
【請求項２２】
前記撮像トランスデューサ・アセンブリが圧電性結晶層に結合された音響レンズを含み、前記圧電性結晶層が基材で支持されている、請求項１７記載の撮像装置。
【請求項２３】
前記基材がタングステンを含んでいる、請求項２２記載の撮像装置。
【請求項２４】
前記音響レンズが前記第１端子および第２端子の一方に電気的に結合され、前記基材が前記第１端子および第２端子の他方に電気的に結合されている、請求項２２記載の撮像装置。
【請求項２５】
前記ルーメン内の無響媒体をさらに含み、前記第１端子および第２端子の少なくとも１つが、前記撮像トランスデューサ・アセンブリに接触する無響媒体から絶縁されている、請求項１７記載の撮像装置。
【請求項２６】
血管内へ撮像トランスデューサを挿入し、
次に、撮像トランスデューサを用いて、血管の断面画像を取得し、
血管の前記断面画像の取得と同時に、医療位置決めシステムと通信可能であるセンサを用いて血管の長さ方向のプロファイルを取得する
血管内画像取得方法。
【請求項２７】
さらに、同じ電圧源を用いて、撮像トランスデューサおよびセンサを充電する、請求項２６記載の血管内画像取得方法。
【請求項２８】
さらに前記ルーメン内に無響媒体を含み、前記撮像トランスデューサおよび前記センサが第１端子および第２端子を用いて充電され、前記第１端子および第２端子の少なくとも１つが前記撮像トランスデューサに接触している前記無響媒体から絶縁されている、請求項２６記載の血管内画像取得方法。
【請求項２９】
血管のルーメン内で用いる撮像装置であって、
血管の断面画像を取得する第１画像取得手段、および、
血管の前記断面画像の取得中に、血管の長さ方向のプロファイルを同時に取得する第２画像取得手段
を備える撮像装置。
【請求項３０】
前記第１画像取得手段が、撮像トランスデューサを備える、請求項２９記載の撮像装置。
【請求項３１】
前記第２画像取得手段が、医療位置決めシステムと通信可能なセンサを含んでいる、請求項３０記載の撮像装置。
【請求項３２】
前記第２画像取得手段が、医療位置決めシステムと通信可能なセンサを含んでいる、請求項２９記載の撮像装置。
【請求項３３】
医療位置決めシステム、および、
身体のルーメン内へ挿入可能な撮像装置
を含む医療撮像システムであって、
前記撮像装置は、
近位端、遠位端およびルーメンを有するカテーテル、
前記カテーテルの遠位部分のルーメン内に配置され、撮像トランスデューサを含んでいる撮像トランスデューサ・アセンブリ、および、
前記カテーテルのルーメン内の前記撮像トランスデューサと結合され、前記医療位置決めシステムと通信可能なセンサ
を備える
医療撮像システム。
【請求項３４】
前記撮像トランスデューサ・アセンブリが、圧電性結晶層と結合した音響レンズを含んでおり、その圧電性結晶層が基材で支持されている、請求項３３の医療撮像システム。
【請求項３５】
前記カテーテルが、前記撮像トランスデューサ・アセンブリの近位にドライブシャフトを含んでおり、前記センサが、ドライブシャフトの周りに、ドライブシャフトを囲んでハウジングを形成する導電性材料部を含んでいる、請求項３３の医療撮像システム。
【請求項３６】
前記撮像トランスデューサ・アセンブリが、前記センサと電気的に並行して動作する、請求項３３の医療撮像システム。
【請求項３７】
前記センサが、第１端子および第２端子を有するアンテナ部を含んでいる、請求項３３の医療撮像システム。
【請求項３８】
前記撮像トランスデューサおよび前記センサが、前記第１端子および第２端子を共有している、請求項３７の医療撮像システム。
【請求項３９】
前記撮像トランスデューサ・アセンブリが第１トランスデューサ端子および第２トランスデューサ端子を有し、第１トランスデューサ端子が第１ワイヤへ結合され、第２トランスデューサ端子が第２ワイヤへ結合され、前記撮像トランスデューサ・アセンブリおよび前記センサが前記アンテナ部の第１端子および第２端子へ結合され、第１ワイヤが第１端子および第２端子の一方へ結合され、第２ワイヤが前記第１端子および第２端子の他方へ結合されている、請求項３７の医療撮像システム。
【請求項４０】
前記第１ワイヤが同軸ケーブルの中央ワイヤであり、前記第２ワイヤが同軸ケーブルの外側ワイヤである、請求項３９の医療撮像システム。
【請求項４１】
前記第１ワイヤがツイストペアワイヤを備えるケーブルの一方のワイヤであり、さらに、前記第２ワイヤがツイストペアワイヤを備える前記ケーブルの他方のワイヤである、請求項４０の医療撮像システム。
【図１Ｃ】
【図２Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図２Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【公表番号】特表２００６−５１３８０１（Ｐ２００６−５１３８０１Ａ）
【公表日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５７１１８９（Ｐ２００４−５７１１８９）
【出願日】平成１５年１２月２９日（２００３．１２．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０４１４１０
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０９３６７０
【国際公開日】平成１６年１１月４日（２００４．１１．４）
【出願人】（５００２３８４４６）ボストン サイエンティフィック リミテッド (53)
【氏名又は名称原語表記】Ｂｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１２月２９日（２００３．１２．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０４１４１０
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０９３６７０
【国際公開日】平成１６年１１月４日（２００４．１１．４）
【出願人】（５００２３８４４６）ボストン サイエンティフィック リミテッド (53)
【氏名又は名称原語表記】Ｂｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ
【Ｆターム（参考）】
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