JP6169724B2 - 往復運動超音波装置 - Google Patents

Description

関連出願への参照
この出願は、２０１３年１月４日に提出された、米国仮特許出願番号第６１／７４８，７７３号の恩恵を主張し、それをここに引用により援用する。

開示の分野
この開示は、患者の体内において超音波を用いるための装置および方法に関する。それは、特に、血管内のような小さい身体領域において超音波ビームの効率的な往復運動を可能にする特徴に関する。

背景
超音波技術は治療および診断の医学的手法に対して用いられており、それは、身体の内部部分の画像化を与えることを含むことができる。超音波手法では、典型的には変換器アセンブリを用いて信号を送信および／または受信する。いくつかの場合では、定置型変換器アセンブリは、アレイ状の複数の超音波素子の特定の位置決めまたは電子的操作のため、完全な画像域を見ることができる。他の設計では、三次元の超音波画像が、機械式アクチュエータと接続されて体内で移動される一次元のアレイによって得られ得る。そのような設計は費用がかかり、結果として、一部の脈管または他の使用に対しては大きすぎる装置となり得る。十分な画像の質を達成するために、アレイ変換器は、多くの別個のチャネル上でシーケンシャルに送受信しなければならない。その条件は、多くの、高価でかさ高い同軸ケーブルを必要とする。より少数の同軸ケーブルを用いることができるが、そうすることは、画像の質および画像フレーム率を低減する。

回転する変換器アセンブリを含む設計が提案されている。データの取得は、変化する回転位置でシーケンシャルな超音波パルスを発する変換器アセンブリによって行なわれる。アレイ設計と比較して、単一素子の回転設計の利点は、カテーテル直径がより小さく、画像の質がより良く、考えられ得る中心周波数がより高く、超音波画像化コンソールに対するコストがより低く、および多重反射（ring down artifact）（デッドゾーン）がより少ないことを含む。しかしながら、これらの設計は、カテーテル軸と平行な面において超音波手法を実行することとともに、または三次元の走査を実行するときに、問題を呈し、というのも、変換器をカテーテル軸に垂直な軸のまわりで回転させることが必要であるからである。高さにおける完全な３６０°の回転は典型的には望ましくないので、往復運動するよう働く運動が必要とされる。

単一素子設計は、非一様な回転歪み（ＮＵＲＤ）などのような、ある欠点も含み得る。単一素子設計を含む画像化手順中では、超音波素子は、典型的にはトルクケーブルで回転される。超音波パルスは、超音波素子の一様な回転速度を期待して、均一に離間された時間シーケンシャルな態様において発せられる。各反射された超音波エコー信号は、画像の一部または走査線を表す。画像プロセッサは、データ点が均一に離間されたパルスから画像を表すという仮定に基づいてデータをアセンブルする。しかしながら、トルクケーブルを駆動手段として用いるとき、超音波素子のために一様な回転速度を達成することは困難となり得る。超音波素子は、トルクケーブルの駆動端部から１メートルのあたりにある。理想的には、トルクケーブルは、両端で一様な回転を与えながら同時に操縦し易さを可能にするために、十分な剛さを有する。しかしながら、実際問題として、十分に操作しやすいトルクケーブルは、弾性エネルギを保存し解放するので、ケーブルの一方端から他方端へのトルクの移動において遅延の可能性を生じさせ、それは、回転源が一様な速度で回転するときでさえ、変換器アセンブリを非一様な速度で回転させ得る。非一様な回転速度は、結果として生じる画像を歪める。

このように、カテーテルと統合され得、費用効果的であり、サイズが小さく、ＮＵＲＤアーティファクトおよび遮断された視野領域がない画像を形成する超音波システム設計を有することに対するニーズがある。

概要
１つの方策は、変換器アセンブリの往復運動をカテーテル軸上およびカテーテル軸に垂直な軸上において与えるモータを用いて、回転する機械的／電気的な結合に対する必要性をなくすことが考えられる。しかしながら、モータで往復運動を与えることは、強力なモータおよび複雑なフィードバック制御システムを必要とする。

とりわけ、内部の超音波手法で用いられる装置の実施の形態およびそれらを形成し用いる方法が開示される。たとえば、医療装置は、一方向回転モータと、双方向超音波変換器と、モータと変換器との間に作動的に配置される、一方向から双方向への歯車装置アセンブリとを含む。加えて、内部超音波処置のための装置は、駆動軸と作動的に結合される回転モータを含むことができ、駆動軸は、モータの径方向に内側に位置決めされ、実質的に回転軸に沿って延在し、したがって、モータの動作は、駆動軸を回転軸のまわりで回転させる。超音波信号を送信および／または受信することに対して構成される変換器アセンブリが含まれる。歯車装置アセンブリは、一方向の回転と同時の往復運動する回転との間において変換を行なうように構成され、歯車装置アセンブリは、内歯車と第１および第２の外歯車とを含む。第１および第２の外歯車は互いと相互係合される。内歯車は回転軸のまわりで回転するよう位置決めされる。歯車装置アセンブリは、第１の駆動軸および変換器と作動的に結合される。内歯車は、第１の歯状部分および第１の非歯状部分を有し、内歯車の回転中に、第１の歯状部分が第１および第２の外歯車を交互に係合するように、配置される。

装置は、さらに、直径上の第１の外歯車および直径上の第２の外歯車を含むこともできる。直径上の第１の外歯車は、径方向に第１の外歯車と対向して位置決めされ、直径上の第２の外歯車は、径方向に第２の外歯車と対向して位置決めされる。直径上の第１の外歯車は第２の外歯車および直径上の第２の外歯車の両方を係合する。直径上の第２の外歯車は第１の外歯車および直径上の第１の外歯車の両方を係合する。外歯車の構成は、歯車装置アセンブリを通って回転軸を辿る、径方向に中央の開口を形成する。装置は、変換器から開口を通って延在する導通経路を含むことができる。

装置は、変換器と歯車装置アセンブリとの間において作動的に配置される第２の駆動軸を含むことができる。第１の駆動軸は、そこを通って走る第１の内腔を含むことができ、第２の駆動軸は、そこを通って走る第２の内腔を含むことができる。第１の駆動軸は、内歯車と作動的に接続され、導通経路は変換器から第１および第２の内腔を通って延在することができる。

装置は第３の外歯車および駆動歯車を含むことができ、第３の外歯車は、同軸で、および第２の外歯車の回転に応答して回転するよう配置される。駆動歯車は、第３の外歯車と相互係合され、回転軸のまわりで回転するよう配置されることができる。駆動歯車は径方向に中央の穴を含み、導通経路はその穴を通って延在することができる。第２の駆動軸は、駆動歯車と作動的に接続することができる。

内歯車は、第１の歯状部分の径方向に対向して位置決めされる第２の歯状部分を含むことができる。第１および第２の歯状部分は弧長（Ｌ）が式Ｌ＝θｒによって規定されることができ、ｒは回転軸から歯状部分まで測定された半径であり、θ≦９０°である。装置はカテーテルに取付けることができる。装置は、変換器が各方向に少なくとも３６０°の範囲を通して往復運動するように回転するように、構成することができる。

内部の超音波のための装置の代替的実施の形態は、第１の駆動軸が実質的に回転軸に沿って延在するように、第１の駆動軸と作動的に結合される第１のモータを含むことができ、第１のモータの動作は、第１の駆動軸を回転軸のまわりで回転させる。変換器は、超音波信号を送信および／または受信することに対して構成され、回転軸に実質的に垂直な回動軸のまわりで回転するよう配置される。第１の駆動軸は、第１の駆動軸が回転すると変換器に回動運動を与えるよう配置されるカム表面を含む。装置は、カム表面を受けるよう位置決めされる細長いスロットを含むことができ、カム表面は、回転軸に関して角度的なオフセットで屈曲された、第１の駆動軸の一部上に位置決めされる。装置は、カムプレートを含むことができ、細長いスロットは、カムプレートに位置され、カムプレートは変換器の表面から延在する。

装置は、内腔が中を通って延在する第２の駆動軸と作動的に結合される第２のモータを含むことができ、第２の駆動軸は実質的に回転軸に沿って延在し、第２のモータの動作は、第２の駆動軸を回転軸のまわりで回転させる。変換器は、第２の駆動軸と作動的に接続されることができ、第１のモータの回転速度と第２のモータの回転速度との間の差は、回動軸のまわりの変換器の回転速度を決定する。第１および第２の駆動軸は同心状に位置決めされることができる。第１のモータは回転軸に沿って可動であることができ、回転軸に沿った第１のモータの移動は、回動軸のまわりの変換器の運動の回転範囲を変更する。

内部の超音波のための装置の他の実施の形態は、超音波信号を送信および／または受信することに対して構成される変換器を含むことができる。第１のモータは、回転軸に実質的に垂直な回動軸のまわりで変換器に回転運動を与えるよう作動的に配置される。第２のモータは、回転軸のまわりで変換器に回転運動を与えるよう作動的に配置される。回動軸のまわりの変換器の回転速度は、第１のモータの回転速度と第２のモータの回転速度との間の差によって決定される。第１のモータは第１の駆動軸と作動的に結合されることができ、第１の駆動軸は実質的に回転軸に沿って延在し、第１のモータの動作は、第１の駆動軸を回転軸のまわりで回転させる。第２のモータは第２の駆動軸と作動的に結合されることができ、第２の駆動軸は実質的に回転軸に沿って延在し、第２のモータの動作は、第２の駆動軸を回転軸のまわりで回転させる。変換器は、第２の駆動軸に、回動するように接続されることができる。第２の駆動軸は中空の駆動軸であることができ、第１および第２の駆動軸は同心状に位置決めされる。

第１のモータは、第１の駆動軸と作動的に結合されることができ、第１の駆動軸は実質的に回転軸に沿って延在し、第１のモータの動作は、第１の駆動軸を回転軸のまわりで回転させる。第１の駆動軸は、第１の駆動軸が回転すると変換器に回動運動を与えるよう配置されるカム表面を含むことができる。第２のモータは、第２の駆動軸と作動的に結合されることができ、第２の駆動軸は実質的に回転軸に沿って延在し、第２のモータの動作は、第２の駆動軸を回転軸のまわりで回転させる。変換器は、第２の駆動軸に、回動するように接続されることができる。装置は、カム表面を受けるよう位置決めされる細長いスロットを含むことができ、カム表面は、回転軸に関して角度的なオフセットで屈曲された、駆動軸の部分に位置決めされる。装置はカムプレートを含むことができ、細長いスロットはカムプレートに位置し、カムプレートは変換器の表面から延在する。

歯車装置アセンブリを有する超音波画像化装置の概略的な部分的断面図である。 歯車装置アセンブリの概略的な部分的断面図である。 図２の歯車装置アセンブリの線３−３でとられた断面図である。 図２の歯車装置アセンブリの線４−４でとられた断面図である。 歯車装置アセンブリを有する超音波画像化装置の概略的な部分的断面図である。 歯車装置アセンブリの概略的な部分的断面図である。 図６の歯車装置アセンブリの線７−７でとられた断面図である。 回動アセンブリを有する超音波画像化装置の概略的な部分的断面図である。 線９−９でとられた、変換器２８および回動アセンブリの部分的な正面概略図である。 回動アセンブリおよび被回動変換器を有する超音波画像化装置の概略的な部分的断面図である。 歯車装置アセンブリの断面図である。 歯車装置アセンブリの概略的な部分的断面図である。 図１２の歯車装置アセンブリの概略的な部分的断面図である。 歯状部分と近接して位置決めされるローブを有する輪歯車の概略的な部分的断面図である。 ローブおよびディスクの構造を含む歯車装置アセンブリの概略的な部分的断面図である。

示される実施の形態の説明
本開示の原理の理解を促進する目的で、ここで、図面に示される実施の形態を参照し、具体的な文言を用いてそれらを記載する。しかしながら、特許請求の範囲の限定は、それによっては意図されないことが理解される。記載される実施の形態における任意の変更およびさらなる修正、ならびにここに記載される開示の原理の任意のさらなる適用が、開示が関係する当業者には通常想起されるであろうように、企図される。

図面を全般的に参照して、腔内医療手法に対して好適な装置２０の実施の形態が示される。装置２０は、超音波変換器から受取られるデータまたは信号を処理するためにコンソール（図示せず）を含むシステムとともに用いることができる。超音波コンソールは、一般に医療用超音波画像化に対して用いられるタイプであり得、たとえば、一般的には、医師によって使用可能な制御装置と、超音波手法中に得られるグラフィカル画像を表示するグラフィックディスプレイとを含む。装置２０は、たとえば、血管、尿道、尿管、膣、直腸、喉、耳のような身体のさまざまな位置で、または経皮的な穿刺によって人工管（または内腔）を通って画像を得るために用いることができる。コンソール部分は、適合するピン配置を有する市販の超音波探触子もしくはカテーテル、または腔内手法のために構成される他の医療装置に接続することができる。装置２０は、超音波信号を送受信し、次いで、超音波信号から得られるデータをコンソールに通信することができる。

図１において概略的に示される実施の形態では、装置２０は、内部のチャンバ２６を規定する壁部２４を有するカテーテル２２または他の可撓性のある細長い部材を含む。カテーテル２２は、身体の開口部または体腔内への挿入および／またはそれらに沿った動程のために、サイズ決めおよび構成される。チャンバ２６内に位置決めされるのは、変換器２８、歯車装置アセンブリ３０、および歯車装置アセンブリ３０を介して変換器２８と作動的に結合される回転モータ３２である。一般に、カテーテル２２は、回転モータ３２が変換器２８に回転運動を与える身体の位置に、変換器２８を搬送する。装置２０は、任意で、回転モータ３２、歯車装置アセンブリ３０および変換器２８に対する構造的な支持を与えるためのモータハウジング（図示せず）を含み得る。変換器２８は、回転モータ３２によって与えられる回転運動と関連して、変換器２８と超音波コンソールとの間のデータ信号通信線に沿って渡される超音波信号をさまざまな方向において送受信することができる。

カテーテル２２は、示される実施の形態においては、プラスチックまたは他の頑強な可撓性材料からなる細長い装置である。カテーテル２２は、使用中においてユーザに最も近い制御端部と、使用中においてユーザの対象の点に最も近い適用端部とを含む。「制御」および「適用」という用語はこれらの位置的な向きを記載するためにこの記載の全体にわたって用いられる。壁部２４はチャンバ２６を取り囲み、チャンバ２６は示される実施の形態では装置２０の適用端部にある。壁部２４および／またはカテーテル２２の制御端部は使用中に患者の外部に延在してもよく（または患者の外部に延在する別のピースに取付けられてもよく）、カテーテル２２を操作するための把手または他の操作部分で終ってもよい。カテーテル２２または少なくともチャンバ２６の特定の実施の形態は円筒形であり、身体の開口部および体腔内への挿入ならびに通過のために、たとえば大腿動脈に挿入しそれを心臓に向かって通過するなどのために、サイズ決めされる。壁部２４は、さらに以下に論じられるように、チャンバ２６内への流体の注入を可能にするためにポートまたは他の構造物を有してもよい。

カテーテル２２は、少なくとも一部が、超音波信号の通過に対する最小の障壁を呈し、それは、超音波画像が障壁を介して妥当に得られ得る程度に十分に小さい。カテーテル２２は、周囲の作業環境に配置されたときに、実質的にエコールーセントである材料から構築される（つまり超音波減衰が小さいか、または音響インピーダンスにおいて周辺環境との差が小さい）少なくとも一部が、装置２０を取り囲み、それは音響窓として作用して、超音波信号の通過を最小の反射で可能にする。たとえば、体組織と血液とを含む血管内において用いられる場合、カテーテル２２は、構造上剛性で、血液のような体液の音響インピーダンスと同様の音響インピーダンスを有する材料から構築されることが好ましい。考えられ得る材料は、たとえば、高密度ポリエチレン、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）またはアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）などの高分子材料を含み得る。いくつかの場合では、少なくとも視界窓として働くカテーテル２２の部分の厚みは、超音波信号の中心周波数に対応する波長のおおよそＮ／２（Ｎは正の整数）であることができる、と判断されている。

変換器２８は、図面において概略的に示される。用語「変換器」は、２つ以上の部品のアセンブリおよび単一ピースを含むよう理解されるべきである。例示的な変換器２８は、少なくとも１つの超音波素子４２が一方側に取付けられた本体または背部支持体４０と、１つ以上のクランプリング４４とを含む。変換器２８は、素子４２の一方側に取付けられる整合層（図示せず）を含むことができる。素子４２は、電気エネルギを音波に、および音波を電気エネルギに変換する能力を有する圧電素子であることができる。示されるような、背部支持体４０の、ある側における素子４２の位置決めは、結果として、方向付けられる超音波ビーム方向をもたらす。背部支持体４０は、超音波信号に対して実質的に不透明であってもよく、したがって、そのような信号は素子４２から外方向にのみ、たとえば背部支持体４０から、一方側に、または（回転軸に関して）径方向に限定された角度範囲において、有効に投射される。整合層は、変換器２８と変換器２８を取り囲む媒体との間の整合されない音響インピーダンスを最小限にするために、音響インピーダンスを、概ね素子４２のそれと変換器２８を取り囲む媒体との間に有する。変換器２８は、論じられるように、たとえば２０ｋＨｚから１００ＭＨｚの範囲のような、医療超音波手法において典型的に用いられる周波数範囲において超音波を送受することができる単一素子変換器であることができる。いくつかの例では、変換器２８は、回転軸に沿って延在する素子の線形アレイを含むことができる。クランプリング４４は、効率を改善し、変換器２８に機械的安定性を付加するよう決定されている。

回転モータ３２は、カテーテル２２のチャンバ２６内における封じ込めに対して好適な小さいサイズの超小型モータである。小さい圧電モータ、電磁気モータまたは形状記憶モータなどのような超小型モータが用いられてもよい。一実施の形態では、モータは、三相のコアレス、ブラシレスＤＣ電磁気モータであり、それは構成要素が少なく、小型であり、複雑さが最小である。他の実施の形態は圧電モータを含む。モータ３２は、好ましくは０．３ｍｍから４ｍｍの範囲に直径を有するような、小型である。カテーテル２２の適用端部におけるそのような超小型モータの使用は、トルクケーブルに関する問題をなくすことができる。

装置２０は、歯車装置アセンブリ３０を介して変換器２８およびモータ３２を接続する回転可能な軸７０、７１を含む。軸７０はモータ３２と結合され、モータの回転に応答して回転する。軸７０は特定の実施の形態ではモータ３２の全体を通って延在し、歯車装置アセンブリ３０と作動的に結合される。軸７１は変換器２８と作動的に結合され、変換器２８は軸７１の回転に応答して回転する。軸７１は変換器２８から延在し、歯車装置アセンブリ３０と作動的に結合される。軸７０、７１は示された実施の形態では中空の円筒軸であることができ、中を通って延在する内腔７２、７３を有している。内腔７２、７３は、導電体（たとえばワイヤ、ケーブル、ガイドワイヤ）、機械的な動作部材（たとえばガイドワイヤ）、および／または他の構造物を通過させて、軸７０、７１を通過することを可能にし、電気的および／もしくは機械的な力またはエネルギが軸７０、７１の回転に影響することなく内腔７２、７３を通って伝達されることを可能にする。

図１の実施の形態では、歯車装置アセンブリ３０はハウジング７６を含む（図２および図３）。ハウジング７６は、カテーテル２２に対して定置状態であるかまたは固定されるように配置される。歯車装置アセンブリ３０は、図３および図４において概略的に示される歯車の構成を含む。輪歯車８０は軸７０と結合され、第１の平歯車８４、８５および第２の平歯車８６、８７と相互に作用するように構成される。駆動歯車８２は、軸７１と結合され、第３の平歯車８８、８９と相互に作用するように構成される。歯車装置アセンブリ３０は、一方向の回転運動を、往復運動する（または双方向の）回転運動に変換するように構成される。一実施の形態では、歯車装置アセンブリ３０はモータ３２から実質的に一方向の回転入力を受け、往復運動する回転運動を変換器２８に出力する。したがって、歯車装置アセンブリ３０は軸７０から実質的に一定の回転入力を受け、往復運動するよう働く回転を軸７１を介して出力する。歯車装置アセンブリ３０の例の部分的な断面の概略図が、図２に示される。軸７０は歯車装置アセンブリ３０の制御側で歯車装置アセンブリ３０と結合し、軸７１は歯車装置アセンブリ３０の適用側で歯車装置アセンブリ３０と結合する。

輪歯車８０は内歯車であり、つまり、その回転軸に向かう歯を有する。輪歯車８０はセクタ歯車または一部の歯が除去された歯車とも呼ばれ、歯状部分９０、９１（またはセクタ）および非歯状部分９２、９３を含むタイプの歯車である。歯状部分９０、９１は、回転軸に関して径方向に互いと対向して位置決めされる。各歯状部分９０、９１は、輪歯車８０の円周の１／４以下の部分を占める。言いかえれば、各歯状部分９０、９１は、弧長（Ｌ）が式Ｌ＝θｒによって規定される輪歯車８０の部分を占め、ｒは、回転軸から歯状部分９０、９１まで測定された半径であり、θ≦９０°（またはπ／２ラジアン）である。同様に、各非歯状部分９２、９３は、輪歯車８０の円周の１／４以上の部分を占める。歯状部分９０、９１は、各歯状部分９０、９１の一方端または両端に位置決めされる食付き部分（図示せず）を含んでもよい。食付き部分は、歯状部分９０、９１の中間に位置決めされる歯に対して、徐々に低減された高さ（または径方向で測定した長さ）を有する歯を含む。輪歯車８０は、軸７０に取付けられるか、または軸７０の適用側端部で軸７０の一体的な部分として構築されてもよい。輪歯車８０は図２においてフランジの一部として示される。しかしながら、輪歯車８０は、さまざまな構成で軸７０とともに組入れられてもよい（たとえば、軸７０は、輪歯車８０の直径より大きくてもよい）。軸７０はハウジング７６によって支持されてもよく、または、代替的に、軸７０はもっぱらモータ３２によって支持されてもよい。

平歯車は外歯車であり、つまり、それらの回転の軸から遠ざかる方向を指す歯を有する。第１の平歯車８４、８５は、軸９４、９５と結合され、軸９４、９５の回転に応答して回転する。第２の平歯車８６、８７は、軸９６、９７と結合され、軸９６、９７の回転に応答して回転する。軸９４、９５、９６、９７は、ハウジング７６によって回転可能に支持され、それは軸受、ハブまたは他の好適な回転式支持体を含み得る。第１の平歯車８５は、回転軸に関して直径上において第１の平歯車８４と対向して位置決めされる。第２の平歯車８７は、回転軸に関して直径上において第２の平歯車８６と対向して位置決めされる。第１の平歯車８４は両方の第２の平歯車８６、８７を係合する。第１の平歯車８５も両方の第２の平歯車８６、８７を係合する。第１の平歯車８４、８５および第２の平歯車８６、８７の位置決めは、平歯車間において径方向に中央の開口を形成し、いくつかの実施の形態（たとえば図４）では、そこを通る軸７１の通過を可能にすることができる。軸７１の位置決めは、その制御側の部分が軸７０の適用側端部の或る部分と同心である、および／またはそれと近接するように、行なうことができる。代替的に、軸７１は開口を通過する必要はない。

第１の平歯車８４、８５の位置決めは、輪歯車８０の、ある回転位置で、歯状部分９０が第１の平歯車８４を係合するとき、歯状部分９１が同時に第１の平歯車８５を係合するように、行なわれる。歯状部分９０が第１の平歯車８５を係合するときは、歯状部分９１が同時に第１の平歯車８４を係合する。歯状部分９０が第１の平歯車８４、８５のどちらも係合しないときは、歯状部分９１も第１の平歯車８４、８５のどちらも係合しない。第２の平歯車８６、８７の位置決めは、輪歯車８０の、ある回転位置で、歯状部分９０が第２の平歯車８６を係合するとき、歯状部分９１が同時に第２の平歯車８７を係合するように、行なわれる。歯状部分９０が第２の平歯車８７を係合するときは、歯状部分９１が同時に第２の平歯車８６を係合する。歯状部分９０が第２の平歯車８６、８７のどちらも係合しないときは、歯状部分９１も第２の平歯車８６、８７のどちらも係合しない。このようにして、輪歯車８０の所与の回転位置で、歯状部分９０、９１は、第１の平歯車８４、８５または第２の平歯車８６、８７のいずれかを排他的に係合する。

第３の平歯車８８は軸９４上に位置決めされ、それは、第１の平歯車８４に関して軸９４の適用側で、第１の平歯車８４の回転に応答して回転する。第３の平歯車８９は軸９５上に位置決めされ、それは、第１の平歯車８５に関して軸９５の適用側で、第１の平歯車８５の回転に応答して回転する。第３の平歯車８８、８９は、この実施の形態では、回転軸に関して直径上において互いと反対に位置決めされ、駆動歯車８２と係合するよう位置決めされる。駆動歯車８２は、径方向に中央の穴を有する外平歯車であり、径方向に中央の穴は、軸７１がそこを通って位置決めされることを可能にする。駆動歯車８２は軸７１に固定的に接続され、軸７１は駆動歯車８２の回転に応答して回転する。他の実施の形態では、駆動歯車は回転軸からずれて位置決めすることができる。

歯車装置機構の動作をここで記載する。輪歯車８０は軸７０から一方向の回転駆動力を受けるように構成される。軸７０がたとえば図３で見て時計回りの方向において回転すると、輪歯車８０も時計回りに回転する。輪歯車８０が時計回りに回転すると、歯状部分９０、９１は、第１の平歯車８４、８５を係合し、第１の平歯車８４、８５を同時に時計回りに回転させる。第１の平歯車８４、８５は、第２の平歯車８６、８７を係合し、第２の平歯車８６、８７を反時計回りに回転させる。第１の平歯車８４、８５の時計回り回転は、第３の平歯車８８、８９を軸９４、９５を介して同時に時計回りに回転させる。第３の平歯車８８、８９の時計回り回転は駆動歯車８２および軸７１を反時計回りに回転させる。輪歯車８０が時計回りに回転し続けると、歯状部分９０、９１は第１の平歯車８４、８５の係合を解除し、その後（または実質的に同時に）第２の平歯車８６、８７を係合し、第２の平歯車８６、８７を時計回りに回転させる。第１の平歯車８４、８５は応答して反時計回りに回転する。第１の平歯車８４、８５の反時計回り回転は、第３の平歯車８８、８９を軸９４、９５を介して同時に反時計回りに回転させる。第３の平歯車８８、８９の反時計回り回転は駆動歯車８２および軸７１を時計回りに回転させる。輪歯車８０が時計回りに回転し続けると、歯状部分９０、９１は第２の平歯車８６、８７の係合を解除し、第１の平歯車８４、８５を再係合し、それは、軸７１を再び反時計回りに回転させる。歯状部分９０、９１の食付き部分は、歯状部分９０、９１が第１の平歯車８４、８５と第２の平歯車８６、８７との間で係合するように遷移する際の歯車の詰まりを伴う潜在的な問題を最小限にするかまたは取除く。このように、軸７０が一様な方向（それは時計回りまたは反時計回りのいずれかであり得る）で回転すると、軸７１は往復運動するよう働く回転運動を経る。

歯車装置アセンブリ３０のさまざまな局面は、変更することができる。たとえば、歯部分９０、９１の弧長は、輪歯車８０の回転中に歯状部分９０、９１が第１の平歯車８４、８５または第２の平歯車８６、８７をどちらも係合しない瞬間を可能にするよう、変更することができる。そのような期間は、歯車を再係合し、歯車の方向を逆転する前に、エネルギが歯車装置アセンブリ３０内で放散することを可能にするか、または超音波画像化の最適化のための特徴として用いられ得る。

加えて、駆動歯車８２のサイズは、各方向において軸７１の回転の範囲を制御するために変更することができる。駆動歯車８２のサイズにおける変動は第３の平歯車８８、８９のサイズにおける逆変動を必要とする。たとえば、駆動歯車８２が低減された直径を有し得る一方で、第３の平歯車８８、８９は増大された直径を有して、駆動歯車８２が第３の平歯車８８、８９との係合を維持するようにする。駆動歯車８２は、増大された軸７１の回転（または領域）範囲（たとえば３６０°以上）を斟酌するために第３の平歯車８８、８９の直径より実質的に小さい直径を有することができる。同様に、駆動歯車８２は、低減された軸７１の回転の範囲を斟酌するために第３の平歯車８８、８９の直径より実質的に大きい直径を有することができる。小さい回転範囲は画像化される量を制限し得るが、フレーム率を改善することができ、およびその逆も可能である。このように、回転の範囲は小さくなり得る（たとえば２０°）。完全なスライス、円錐形または環状面の画像を得るために、変換器２８は各方向において少なくとも約３６０°回転することが好ましい。

歯車装置アセンブリ３０が両方の第３の平歯車８８、８９を有さず、たった１つの第３の平歯車（８８または８９）を有するアセンブリを含むことがあることが注目されるべきである。しかしながら、両方の第３の平歯車８８、８９の追加は、歯車装置アセンブリ３０に機械的安定性を与える。

変換器２８は、その長手方向軸が軸７１の回転軸と平行なように、またはいくつかの場合では軸７１の回転軸と一致するように、この実施の形態では軸７１と作動的に結合される。変換器２８から発せられた超音波ビームまたは信号は、この実施の形態では回転軸から概ね外方向に進む。同様に、変換器２８は、超音波ビームまたは信号を回転軸の外側の方向から受ける。変換器２８は、軸７１に直接結合することができる。代替的に、変換器２８は、一例では、中間支持体（図示せず）の使用を通して軸７１と結合され得る。中間支持体は中空であり得、軸７１と同様の態様で内側内腔を規定することができる。その全体がここに引用により援用される米国出願連続番号第６１／７１３１７２号で説明されるように、中間支持体は、変換器に回動する（または上昇する）回転運動を与えるジンバルマウントまたは他のタイプの支持体の形式であってもよい。

カテーテル２２の適用端部に向かって延在する、変換器２８を直接取り囲むチャンバ２６の部分は、生理食塩水、油剤（たとえば鉱物油もしくはヒマシ油）または混合アルコールのような、血液または組織の音響インピーダンスと同様の音響インピーダンスを有する流体または他の物質で完全に満たすことができる。封止７４、軸受または他の構造を、歯車装置アセンブリ３０および軸７１と近接して位置決めすることにより、歯車装置アセンブリ３０と変換器２８を取り囲むチャンバとの間に流体封止を与える。物質は、回転中に変換器２８に対して作用する摩擦を最小限にするべきである。このようにして、音響的整合を、体液と、カテーテル２２と、変換器２８を直接取り囲む媒体との間において達成することができる。音響的整合は、変換器２８と体組織との間で超音波信号を送受するときに信号損失が最小であることを保証し、結果として生じる画像の明瞭さを高める。流体は装置２０に製造中に加えることができるか、または代替的に使用に先立って加えることがある。変換器が封止されて、結合流体が製造中にチャンバに入れられると、部品との長期的な接触は、製品の保管寿命を維持するために、鉱物油またはヒマシ油などのような非腐食性流体を必要とする。好ましくは、油剤は、生体適合性があり、音響学的に透明であり、低い粘性を有する。代替的に、流体を加えるための到達を可能にするよう、流体流通ポート（図示せず）が、カテーテル内において、またはカテーテル壁部を通って、位置決めされるかまたは形成可能であってもよい。その場合、腐食性流体が装置２０の展開時に追加されてもよい。水、生理食塩水およびアルコールなどのような腐食性流体は、典型的には、生体適合性と音響学的透明度と粘性との、より好ましい組合せを有する。

装置２０は変換器２８から内腔７２、７３を通して電気信号を送るよう設計される。図１の実施の形態では、導体５０、５２は、変換器２８から内腔７２、７３を通って延在し、導通するように作動的にコンソールと結合される導通経路の一部である。たとえば、導体５０は信号チャネルとしてであり、導体５２は接地チャネルとしてである。導体５０、５２は、適用側端部が導通経路の回転する部分に取付けられ、制御側端部（図示せず）が導通経路の回転しない部分に取付けられ、たとえばカテーテル２２の壁部において固定された導体に、または超音波コンソールに延在する。導体５０、５２は、軸７１および変換器２８からの回転運動に応答して、破滅的な損傷を経ることなく、軸７０を通過し、ねじり運動を経ながら、電気信号を伝達することができる。

一例として、導体５０、５２は、特定の構成の要件に依って、変換器素子４２にさまざまな位置で取付けることができる。導体５０、５２は背部支持体４０および／またはクランプリング４４を通って内腔７３内に延在する細いワイヤであり得る。代替的に、導体５０、５２は、変換器２８の両側から延在し、封止されたポート（図示せず）を通って内腔７３に封止するように入り得る。代替的に、背部支持体４０全体が導通経路の一部であるように、背部支持体４０は導電性であり得る。同様に、整合層は導通経路の一部である導電層であり得る。導体５０、５２は変換器２８から超音波コンソールまでカテーテル２２の内腔の全長を通して走ってもよい。代替的に、導体５０、５２は、カテーテル２２内にある中間連結器（図示せず）または制御側取付点まで延在することがある。制御側取付点または連結器は、導体５０、５２と超音波コンソールとの間の電気的通信を容易にする。制御側取付点は、一般的に、駆動軸７０の制御側端部の制御側にある非回転位置に固定される。しかしながら、いくつかの例では、制御側取付点は中空の駆動軸内に位置決めされることがある。他の例では、導体５０、５２は、たとえば同軸であり得る単一のケーブル内に固定され得る。他の例では、導体５０、５２は、変換器２８と導体５０、５２との間に位置決めされる、１つ以上の中間導体（たとえば剛性軸または単一のケーブル）と結合され得る。このように、導通経路は、内腔７２、７３を通って延在し、導体５０、５２を含む、さまざまな態様で達成される。

装置２０の動作中、医師は、患者の体内に装置２０を挿入し、それを所望の位置に、たとえば特定の血管において操作する。一旦、装置２０が画像化されるべき体組織の領域に、またはその領域の近くに適切に位置決めされると、軸７０が回転するように回転モータ３２に電力が供給される。対応して、軸７１および変換器２８は回転軸のまわりを回転する。変換器２８は、コンソールから電力を受ける導通経路（たとえば導体５０）を通って通電される。変換器２８は、この実施の形態では軸７１に関して実質的に外側の方向に、つまり回転軸に実質的に垂直に、超音波信号を送信する。

超音波信号が送信されると、超音波信号は、音響インピーダンス境界（たとえば体液または他の周囲の物質とは十分に異なる音響インピーダンスを有する体組織、プラーク、医療用移植物または他の物質）に遭遇するまで、カテーテル２２の壁部２４を横切って通過し、超音波信号は、その境界で少なくとも部分的に反射される。超音波信号の少なくとも一部は、変換器２８に向かって反射し返される。変換器２８で受取られた、反射された超音波を表す１つ以上の電気信号は、画像化および医師に対する表示のために、変換器２８から導通経路（たとえば導体５０）を介して超音波コンソールに送られる。同時に、または続いて、変換器２８はさらなる超音波信号を発し続け、そのプロセスは、ある実施の形態においては継続的に、所望の期間にわたって繰り返される。

変換器２８は、回転モータ３２の動力下で歯車装置アセンブリ３０を介して往復運動する態様で回転し、ある固定された距離を１つの方向に回転し、次いで、ある固定された距離を反対方向に回転する。図１の例では、導体５０、５２は変換器２８と同期して回転し、特定の実施の形態では、１つの方向において互いに少なくとも部分的に巻付けられ、解かれ、そして反対の方向において互いに少なくとも部分的に巻付けられる（たとえば、３６０°時計回りに巻付けられ、３６０°反時計回りに解かれ、３６０°反時計回りに巻付けられ、３６０°時計回りに解かれる）。導体５０、５２の制御側接続点（図示せず）は、静止したままであり、それは、制御された導体のねじれ、およびコンソールとの回転しない結合を可能にすることを、容易にする。導体５０、５２は、内腔７２、７３内に十分なたるみとともに位置決めされて、導体５０、５２が、導体５０、５２またはそれらの変換器２８もしくは制御側接続点との接続点のいずれも損傷せずに、巻付けられることを可能にする。他の例では、導体５０、５２を、弾性（または他の）特性を伴って構築される単一のケーブル（たとえば同軸の）内に固定して、導体に対する破滅的な損傷を経ることなく、ケーブルのなんらかのねじれを可能にし得る。さらに別の例では、導体５０、５２は、素子４２と導体５０、５２との間に導通するように作動的に位置決めされる中間導体に取付けられたときに、ねじれる応答を経るように、構成される。

装置２０の代替的実施の形態が図５に示される。装置２０は、変換器２８、歯車装置アセンブリ１００およびモータ３２を含む。装置２０は図１の実施の形態と同様であり、歯車装置アセンブリ１００および導通経路（導体１０２、１０４を含む）を注目すべき例外として、同じ態様で機能する。装置２０は、モータ３２と歯車装置アセンブリ１００と変換器２８との間における動作可能な接続のために、回転軸７０、７１を含む。この実施の形態では、軸７０は内腔を含んでも、含まなくてもよい。

歯車装置アセンブリ１００はモータ３２から一定の回転入力を受けて、往復運動する回転を変換器２８に出力するように構成される。歯車装置アセンブリ１００の一部の断面の概略図が図６に示される。軸７０は歯車装置アセンブリ１００の制御側で歯車装置アセンブリ１００と結合し、軸７１は歯車装置アセンブリ１００の適用側で歯車装置アセンブリ１００と結合する。歯車装置アセンブリ１００はハウジング７６を含む。ハウジング７６は、カテーテル２２に対して定置状態であるかまたは固定されるように配置される。歯車装置アセンブリ１００は、図７において概略的に示される歯車の構成を含む。輪歯車１１０は軸７０と結合され、第１の平歯車１１４および第２の平歯車１１６と相互に作用するように構成される。駆動歯車１１２は、軸７１と結合され、第３の平歯車１１８と相互に作用するように構成される。

輪歯車１１０は内歯車であり、つまり、その回転軸に向かう歯を有する。輪歯車１１０はセクタ歯車または一部の歯が除去された歯車とも呼ばれ、歯状部分１２０（またはセクタ）および非歯状部分１２２を含むタイプの歯車である。歯状部分１２０は、輪歯車１１０の円周の半分以下の部分を占める。言いかえれば、歯状部分１２０は、弧長が式Ｌ＝θｒによって規定される輪歯車１１０の部分を占め、ｒは、回転軸から歯状部分１２０まで測定された半径であり、θ≦１８０°である。同様に、非歯状部分１２２は、輪歯車１１０の円周の半分以上の部分を占める。歯状部分１２０は、歯状部分１２０の一方端または両端に位置決めされる食付き部分（図示せず）を含んでもよい。食付き部分は、歯状部分１２０の中間に位置決めされる歯に対して、徐々に低減された高さ（または径方向で測定した長さ）を有する歯を含む。輪歯車１１０は、軸７０に取付けられるか、または軸７０の適用側端部で軸７０の一体的な部分として構築されてもよい。輪歯車１１０は図６においてフランジの一部として示される。しかしながら、輪歯車１１０はさまざまな構成で軸７０とともに組入れられてもよい。

平歯車１１４、１１６、１１８は外歯車であり、つまり、それらのそれぞれの回転軸から遠ざかる方向を指す歯を有する。第１の平歯車１１４は、それが軸１２４の回転に応答して回転するように、軸１２４と結合される。第２の平歯車１１６は、それが軸１２６の回転に応答して回転するように、軸１２６と結合される。軸１２４、１２６は、ハウジング７６によって回転可能に支持され、それは軸受、ハブまたは他の好適な回転式支持体を含み得る。歯車１１４、１１６は、直径上において互いと対向して位置決めされ、第１の平歯車１１４が第２の平歯車１１６を係合するように配置される。第１の平歯車１１４、第２の平歯車１１６および歯状部分１２０の配置および構成は、歯状部分１２０は平歯車１１４または平歯車１１６のいずれかを排他的に係合することはできるが、両方を同時には係合できないように、なされる。第３の平歯車１１８は、それが第２の平歯車１１６の回転に応答して回転するように、軸１２６上に位置決めされる。第３の平歯車１１８は、第２の平歯車１１６に関して軸１２６の適用側に位置決めされる。駆動歯車１１２は外歯車であり、軸７１が駆動歯車１１２の回転に応答して回転するように、軸７１に固定的に取付けられる。

輪歯車１１０は軸７０から一方向の回転駆動力を受けるように構成される。輪歯車１１０が図７で見て時計回りの方向に回転すると、歯状部分１２０は第１の平歯車１１４を係合し、第１の平歯車１１４を軸１２４の軸のまわりで同時に時計回りに回転させる。第１の平歯車１１４は第２の平歯車１１６を係合し、第２の平歯車１１６を軸１２６の軸のまわりで反時計回りに回転させる。第２の平歯車１１６の反時計回り回転は、第３の平歯車１１８を軸１２６のまわりで同時に反時計回りに回転させる。第３の平歯車１１８の反時計回り回転は、駆動歯車１１２および軸７１を時計回りに回転させる。輪歯車１１０が時計回りに回転し続けると、歯状部分１２０は第１の平歯車１１４の係合を解除し、その後第２の平歯車１１６を係合し、第２の平歯車１１６を時計回りに回転させる。第１の平歯車１１４は、応答して反時計回りに回転する。第２の平歯車１１６の時計回り回転は、第３の平歯車１１８を軸１２６を介して同時に時計回りに回転させる。第３の平歯車１１８の時計回り回転は駆動歯車１１２および軸７１を反時計回りに回転させる。輪歯車１１０が時計回りに回転し続けると、歯状部分１２０は第２の平歯車１１６の係合を解除し、その後第１の平歯車１１４を再係合し、それは、軸７１を再び時計回りに回転させる。歯状部分１２０の食付き部分は、歯状部分１２０が第１の平歯車１１４と第２の平歯車１１６との間で係合するように遷移する際の歯車の詰まりとのいかなる潜在的な問題も最小限にするかまたは取除く。このように、軸７０が一方向の方向（それは時計回りまたは反時計回りのいずれかであり得る）で回転すると、軸７１は往復運動するよう働く回転運動を経る。

歯車装置アセンブリ１００のさまざまな局面は、先に図１の実施の形態に対して記載されたように、歯状部分１２０の弧長および駆動歯車１１２のサイズにおける変形のように、およびここに記載されるのと同じ効果になるように、変更することができる。

図５の実施の形態では、導体１０２、１０４は、変換器２８から壁部２４まで通過し、壁部２４に沿って走って、導通を与えるようにコンソールと結合する。導体１０２、１０４はまず中空軸７１に入って通過し、開口部１２８を通って出ることができる。代替的に、導体１０２、１０４は中空軸７１の外部の位置で変換器２８と結合することができる。軸７１が回転するときに、導体１０２、１０４が交互に軸７１のまわりでねじれ、そしてねじりを解くように、導体１０２、１０４は、変換器２８と壁部２４での取付点との間に十分な空間がある状態で位置決めされる。たとえば、変換器２８にとって、各方向にシーケンシャルに７２０°回転することが望ましい場合、導体１０２、１０４は、中立の開始点からの各回転方向における少なくとも完全な３６０°の回転のために軸７１のまわりに巻付くために、十分な余分を有することになる。

図１の実施の形態は図５の導体構成と組み合わせることができる。その場合、軸７１の内腔７３は、たとえばガイドワイヤのような他の構成要素を収容することがある。一例では、ガイドワイヤはモータ軸７０の内腔７２を通り、軸７１の内腔７３を通り、変換器２８を通過し（または通り）、およびカテーテル先端を通って、延在し得る。いくつかの実施の形態では、内腔７２、７３はガイドワイヤおよび導体の両方を収容することがある。

代替的に、またはここに記載されるさまざまな実施の形態の歯状部分食付き部分と関連して、摩擦インターフェイスを平歯車と輪歯車との間に追加することができる。一実施の形態では、ローブ２００が、歯状部分の端部に近接して位置決めされる（図１４）。ローブ２００は輪歯車に取付けられる隆起したこぶであり、特定の場合では、たとえばゴムのような、弾性的に圧縮可能な材料から構築される。動作中、輪歯車が第１または第２の平歯車を係合解除し、第２または第１の平歯車を（それぞれ）係合すると、ローブ２００は、平歯車が方向を変更する際に、平歯車のエネルギ（または運動量）のいくらか吸収する。平歯車が適切な速度で回転して輪歯車を係合するように、ローブ２００は摩擦によって平歯車を係合し、それに方向を逆転させる（または回転を開始させる）。

代替的実施の形態は、平歯車の回転に応答して回転するように、平歯車と近接して位置決めされ、平歯車に接続される、１つ以上の非歯状ディスク２１０を含む（図１５）。この実施の形態では、ローブ２１２は、輪歯車の歯状部分における歯に関して軸方向のオフセットで位置決めされる。ディスク２１０も弾性的に圧縮可能な材料から構築することができ、または代替的に、それは相対的に剛性の材料から構築することができる。動作中、輪歯車が平歯車の係合を解除し、平歯車を再係合するとき、ディスク２１０は摩擦によってローブ２１２を係合し、それは、輪歯車と平歯車との間の歯状歯車係合に先立って、ディスク２１０および平歯車に回転速度を低減させ、方向を変更させる。図１４および図１５の実施の形態は、歯車歯に衝撃を与えて損傷することなく、平歯車の速度を滑らかに逆転するという目的を果たす。言いかえれば、歯車は、他の態様では反対方向に回転する間に歯車の係合から引起されるかもしれない損傷から保護される。このように、ローブ２００、ローブ２１２およびディスク２１０は手動変速機歯車箱における同期装置のそれと同様の機能を供する。

さらに代替的な歯車装置アセンブリの実施の形態が図１１に示される。歯車装置アセンブリ１７０は、先に記載された歯車装置アセンブリ３０に、多くの局面において類似している。歯車装置アセンブリ１７０は、３つの第１の平歯車１７２、３つの第２の平歯車１７４、および輪歯車１７６を含む。輪歯車１７６は３つの歯状部分１７７と３つの非歯状部分１７８とを含む。輪歯車１７６が回転軸のまわりで一方向に回転すると、歯状部分１７７は第１の平歯車１７２および第２の平歯車１７４を交互に係合する。交互する係合は、第１および第２の平歯車の往復運動するよう働く運動を引起し、それから、第３の平歯車がその往復運動するよう働く運動を駆動歯車（図示せず）に変換することができる。６つの平歯車の使用は、直径を低減した平歯車の使用を可能にし、対応して、平歯車は、輪歯車の中心の近くにおいて、より少ない領域を占める。したがって、軸７１はより大きな直径およびより大きな内腔７３で形成することができ、それは、より大きな直径の導体、（たとえば線形アレイを有する変換器のための）より多くの導体、および／またはより大きなガイドワイヤを収容することができる。歯車装置アセンブリ１７０は、さらに、４つの第１の平歯車と４つの第２の平歯車と４つの歯状部分とを有する、８つの平歯車の構成を含むことがある。同様に、歯車装置アセンブリ１７０は、１０個以上の偶数個の平歯車を有する構成を含むことがある。

さらに代替的な歯車装置アセンブリの実施の形態が図１２および図１３に示される。その実施の形態では、歯車装置アセンブリ１８０はモータ３２から一定の回転入力を受けて、往復運動する回転を変換器２８に出力するように構成される。歯車装置アセンブリ１８０の一部の断面の概略図が図１２に示される。軸７０は歯車装置アセンブリ１８０の制御側で歯車装置アセンブリ１８０と結合し、軸７１は歯車装置アセンブリ１８０の適用側で歯車装置アセンブリ１８０と結合する。歯車装置アセンブリ１８０はハウジング７６を含み、それは、カテーテル２２に対して固定されるように配置される。

歯車装置アセンブリ１８０は、図１３において概略的に示される歯車の構成を含む。その例では、輪歯車１８１は軸７０と結合され、第１の平歯車１８２、１８３および第２の平歯車１８４、１８５と相互に作用するように構成される。駆動歯車１８６は、軸７１と結合され、第３の平歯車１８７、１８８と相互に作用するように構成される。輪歯車１８１は、図２の実施の形態に対して記載されるような２つの歯状部分を有する内歯車である。第１の平歯車１８２、１８３は図２の実施の形態に対して記載されるような外歯車である。第１の平歯車１８２、１８３は、ハウジング７６に（またはそれに関して）固定される歯車支持体１９７、１９８に回転可能に取付けることができる。第２の平歯車１８４、１８５は、第１の平歯車１８２、１８３の幅（または歯車の中心軸に沿って測定された長さ）より大きい幅を有する外歯車である。第４の平歯車１９４、１９５は、第３の平歯車１８７、１８８に固定的に取付けられ、第３の平歯車１８７、１８８と一致して回転する。第３および第４の平歯車は、第１の平歯車１８２、１８３の回転軸と平行ではない回転軸上で、ハウジング７６に、回転可能に取付けられる（図１３）。第４の平歯車１９４は第２の平歯車１８４を係合するよう位置決めされる。第４の平歯車１９５は第２の平歯車１８５を係合するよう位置決めされる。駆動歯車１８６は第３の平歯車１８７、１８８を係合するよう位置決めされる。

歯車装置アセンブリ１８０は、３６０°の、往復運動するよう働く回転を、軸７１に与える一方で、軸７１を通る内腔も与えて、複数個の導体および／またはガイドワイヤを収容する。第４の平歯車１９４、１９５は、第２の平歯車１８４、１８５と第４の平歯車１９４、１９５との間の歯車比を増大するために、（第３の平歯車１８７、１８８と比較して）低減された直径および低減された歯数を含むことができる。増大された歯車比は、第２の平歯車１８４、１８５の各完全な回転ごとに、第４の平歯車１９４、１９５に複数の完全な回転（または１つを超える完全な回転）を経させる。第４の平歯車１９４、１９５は第３の平歯車１８７、１８８に取付けられるので、第３の平歯車１８７、１８８も、第２の平歯車１８４、１８５の各完全な回転ごとに、複数の完全な回転を経る。第３の平歯車１８７、１８８と駆動歯車１８６との間の歯車比も、第３の平歯車１８７、１８８の直径を拡大または低減すること、および駆動歯車１８６の直径を拡大または低減することによって、修正することができる。このように、軸７１が、（非歯状部分１９２、１９３によって分離されるおよび）歯状部分１９０、１９１と第１の平歯車１８２、１８３または第２の平歯車１８４、１８５のいずれかとの間における１つの係合（または輪歯車１８１の約９０°の回転）に応答して一方向に完全に３６０°回転する、歯車比を達成することができる。

第４の平歯車１９４、１９５と第２の平歯車１８４、１８５との間の係合を維持しながら、軸７１を通る、より大きな内腔７３に対応するために、第４の平歯車１９４、１９５（および第３の平歯車１８７、１８８）の回転の軸は、回転軸からさらに移動させることができる。内腔は、輪歯車との係合のために、図１２の例を、４つを超える平歯車を有する歯車装置アセンブリ（たとえば図１１）と組み合わせることによって、さらに拡大することができる。

装置２０のさらなる代替的実施の形態が図８から図１０に示される。装置２０は、回転モータ３２、３３と、カテーテル２２（図示せず）と、軸１４０と、変換器２８と、付勢力部材１４２とを含む。変換器２８の特定の位置の前方および／または後方を見るために、装置２０が、装置２０の回転軸のまわりを回転するだけでなく回動可能でもある超音波信号掃引または場を与えるように、変換器２８は、軸１４０に回動するように取付けられる。回動アセンブリ１６０は、回動マウント１５０、変換器マウント１５２、カムプレート１５４、および屈曲軸１４４を含む。回動アセンブリ１６０は回動軸のまわりで中立位置と最大変位位置との間において変換器２８の往復運動するよう働く移動を与える。

回転モータ３２、３３は先に記載されるような超小型のモータである。回転モータ３２は軸１４０と結合され、軸１４０を回転軸のまわりで回転させる。軸１４０は中空の円筒軸であり、中を通って延在する内腔１４１を有している。回転モータ３３は屈曲軸１４４と結合され、屈曲軸１４４を回転軸のまわりで回転させる。屈曲軸１４４はモータ３３から内腔１４１を通って延在する。屈曲軸１４４は軸受１４３によって軸１４０の適用側端部の近くで支持することができる。付勢力部材１４２はモータ３２とモータ３３との間に位置決めされ、モータ３２に向かってモータ３３を引く傾向がある付勢力を引起すように、モータ３２、３３に接続される。付勢力部材１４２は、コイルばね、弾性のゴム部材または他の好適な付勢部材であることができる。

回動マウント１５０は、軸１４０の回転に応答して回転するように、軸１４０と結合される。回動マウント１５０はピン１５６を受入れるように構成される。変換器マウント１５２は、変換器２８と固定的に結合され、ピン１５６を受けるように構成される。変換器マウント１５２は、回動マウント１５０および軸１４０に対して回転可能であるように、ピン１５６を介して、回動マウント１５０と、回転するように結合される。ピン１５６は、変換器２８が回動可能な回動軸を規定する。回動マウント１５０は、２つの延在する部材が変換器マウント１５２の２つの対向する側部（図示せず）に結合するように変換器マウント１５２を受けるよう構成されたスロットを含むことができる。代替的に、回動マウント１５０は、変換器マウント１５２の１つの側に接続する部材であることができる（図８）。

カムプレート１５４は、実質的に回動軸と平行に（しかし必ずしもそれに一致せずに）位置決めされるように、変換器２８（たとえば背部支持体４０）の底部に取付けられる。カムプレート１５４はカム従動子として動作する。カムプレート１５４は、回動軸と概ね平行な、細長いスロット１５８を含む。細長いスロット１５８は頂部表面１６２および底部表面１６３を含む。屈曲軸１４４は屈曲端部１６４を含む。屈曲端部１６４は、回転軸から角度をなしてずれた方向に延在する屈曲軸１４４の部分（つまり屈曲１６６の適用側にある軸１４４の部分）を含む。屈曲端部１６４は細長いスロット１５８を通過するように構成される。屈曲端部１６４は、カム表面として作用し、屈曲軸１４４の回転位置に依って頂部表面１６２および／または底部表面１６３を係合するように構成される表面を有する。

回動アセンブリ１６０は、変換器２８に対して、往復運動する回動運動を可能にする。モータ３３は屈曲軸１４４を回転軸のまわりで回転させることができる。屈曲軸１４４が軸１４０（および同様にカムプレート１５４）に関して回転軸のまわりで回転すると、屈曲端部１６４はカムプレート１５４を係合し、変換器２８を回動軸のまわりで往復運動するよう働くように回動させる。屈曲軸１４４の回転は、屈曲端部１６４を回転軸のまわりで０の変位位置（図８）と最大変位位置（図１０）との間において回転させる。０の変位位置では、屈曲端部１６４は、最大変位位置にあるときよりも概して回動軸に近い。しかしながら、回動軸から細長いスロット１５８までの距離は最大変位位置と０の変位位置との間において変動しない。このように、屈曲端部１６４は、回転軸に関して概ね軸方向において、スロット１５８内で、０の変位位置と最大変位位置との間において、異なるように位置する。

図８の構成では、屈曲軸１４４は中立位置にあり、屈曲端部１６４は０の変位位置にあり、つまり、変換器２８は、回転軸に実質的に垂直な送信角度で位置決めされる。その構成では、屈曲端部１６４の或る部分が、頂部表面１６２および／または底部表面１６３に抗して当接する。屈曲軸１４４が（図９に関して）０の変位位置と最大変位位置との間において９０°時計回りに回転すると、屈曲端部１６４は、スロット１５８内で（回転軸に関して）概ね径方向に、中心の位置からスロット１５８の端部に向かって移動する。表面１６２、１６３に対する屈曲端部１６４の当接、および回動軸からより遠い屈曲端部１６４の位置決めは、カムプレート１５４および変換器２８を、回動軸のまわりで、回転軸に向かう方向に（つまり図８に関して時計回りに）回動させる。

屈曲軸１４４がさらに９０°時計回りに回転すると、屈曲端部１６４は最大変位位置に移動する。同時に、屈曲端部１６４はスロット１５８内で（回転軸に関して）概ね径方向に移動して、スロット１５８内における中央の位置に向かって戻る。表面１６２、１６３は、屈曲端部１６４に沿って、概ね屈曲軸１４４の制御側方向に摺動して、回動軸からスロット１５８および屈曲端部１６４までの距離における相対的な差に対応する。表面１６２、１６３に対する屈曲端部１６４の当接、および屈曲端部１６４の最大変位点に向かう移動は、変換器２８を、回動軸のまわりで、回転軸に向かってさらに回動させる。回転中に屈曲軸１４４がさらに９０°時計回りに回転すると、屈曲端部１６４は、再びスロット１５８内において（回転軸に関して）概ね径方向に移動し、屈曲端部１６４は、０の変位位置と最大変位位置との間の中間位置に戻る。同時に、変換器２８は最大変位位置から中間変位位置に移動する。さらなる９０°の回転は、屈曲軸１４４を０の変位位置に戻させ、変換器２８は中立位置を再開する。このように、回動アセンブリ１６０は、モータ３３の一様な回転に基づいて、変換器２８に、往復運動するよう働く回動運動を与える。

軸１４０の回転運動と組み合わせられるとき、変換器２８は回動軸および回転軸の両方のまわりで可動である。回動運動の速度は、モータ３２とモータ３３との間の速度差（または位相差）によって制御される。たとえば、モータ３２およびモータ３３が同じ速度で回転するとき、変換器２８は回転軸のまわりのみでの回転を経、なぜならば、屈曲軸１４４は回動軸に関して位置を変更しないからである。モータ３２が静止している一方でモータ３３が回転するとき、変換器２８は回動軸のまわりのみでの移動を経る。モータ３３が静止している（または異なる角速度で回転している）一方でモータ３２が回転するとき、変換器２８は回転軸および回動軸の両方のまわりでの移動を経る。この構成では、（モータ３３およびモータ３２を反対方向に回転させることを除き）回転軸のまわりでの回転に対する回動移動の相対速度は最大限にされる。回転軸のまわりでの回転に対する回動移動の相対速度は、モータ３３を係合し、それをモータ３２と同時に回転させることによって、低減することができる。回動速度は、モータ３２とモータ３３との間の回転速度における差が低減されるにつれ、低減される。同様に、回動速度は、モータ３２とモータ３３との間の回転率における差が増大するにつれ、増大する。言いかえれば、モータ３２およびモータ３３が異なる角速度で回転すると、位相差が、回動軸のまわりにおける屈曲軸１４４の回転速度と変換器２８の回転速度との間において蓄積する。

モータ３２および／または３３に対する制御は、一方または両方を特定の回転速度またはパターンで維持するよう与えられてもよい。たとえば、回転軸のまわりの３０〜１００Ｈｚ間のスピンなどのようなモダリティを、回動軸のまわりの約１〜２Ｈｚの、より遅い回動と組み合わせて、明瞭な画像を、前方および後方に、規定されたパターンで与えてもよい。さらに、回転軸のまわりの相対的に遅いスピン（たとえば約１〜２Ｈｚ）を、回動軸のまわりでのより速い、たとえば装置２０の共振周波数付近での回動と組み合わせると、好結果を与えることができる、ということも判断されている。さらに、変換器２８が回転軸により接近して向けられるときに回転軸のまわりでより高速の回転を与え、変換器２８が回転軸からより遠いときに回転軸のまわりでより低速の回転を与えるモダリティも、画像フレーム率および明瞭性を改善するのに有用である。

モータ３３の回転速度に対する回動軸のまわりの運動の回動範囲および速度は、屈曲端部１６４の構成および／またはサイズ（つまり、屈曲部の、軸１４４の適用側端部からの距離）の変更、ならびにカムプレート１５４の変換器２８への取付けの配置の位置および角度の変更によって制御することができる。加えて、スロット１５８の構成および位置を変更することができる（および／またはカムプレート１５４のサイズを変更することができる）。たとえば、回動範囲は、カムプレート１５４を変換器２８の制御側に向かってより近く移動させること、および／または屈曲端部１６４を回転軸に沿って装置２０の制御側により近く移動させることによって、増大させることができる。その場合、カムプレート１５４と回動軸との間の、より短い距離は、０の変位位置と最大変位位置との間において回動軸から屈曲端部１６４まで測定される距離における、より大きな比例する差のため、変換器２８の、より大きい変位を結果として生じる。他の例として、屈曲端部１６４を拡大することによって回動範囲を増大させることができる。

図８の実施の形態は、対象でない領域が画像化された量から省略されてフレーム率を増大させるようにユーザによって調整可能である回動範囲および振幅を有することができる。モータ３３は、それが軸方向において回転軸に沿って可動であるように、カテーテル２２内に配置することができる。その場合、張力ワイヤがモータ３３の制御側に取付けられ、カテーテル２２を通って、ユーザにより作動される回転式ノブまたは他の張力をかける装置まで延在する。ユーザはノブを回転させて、張力ワイヤをノブの或る部分のまわりに巻き付けさせて、張力ワイヤを短くし、モータ３３の制御側に力をかけて、モータ３３を回転軸に関して軸方向に、制御側方向に移動させることができる。この移動は、付勢力部材１４２からモータに作用する力の方向に抗して作用し、モータ３３に作用する張力を増大する。同様に、ユーザはノブを反対方向に回転させて、張力ワイヤを長くして、モータ３３が付勢力部材１４２の張力の元で軸方向に適用側方向に移動することを可能にすることができる。モータ３３を軸方向に装置２０の制御側に向かって移動させることにより、屈曲軸１４４が回転するとき、スロット１５８（および同様に変換器２８）が増大された変位を経るように、概して回転軸からより遠い点で屈曲端部１６４に表面１６２、１６３を係合させることによって、振幅および範囲を増大させることができる。

図８の実施の形態では、変換器２８を取り囲む流体は、さらに、屈曲軸１４４と軸１４０との間において、および付勢力部材１４２に対して、潤滑を与えることもできる。流体は、上に記載されるように使用の前にあらかじめ組入れられるかまたは加えることができる。

ここに記載される実施の形態は、装置２０が直接回転する変換器素子を含むことを可能にし、回転鏡設計の使用に対する必要性、およびそのような設計と関連付けられる欠点を回避する。たとえば、装置２０は、より短く、回転鏡設計より少ない空間を占める。ここに記載される、直接回転する変換器の実施の形態は、回転鏡設計よりも深い音響学的焦点深度を有する。開示される実施の形態では、超音波は、超音波が、対象の方向に進み始める前に反射器に向かって数ミリメートル進まなければならない反射器設計とは対照的に、対象の方向に直接送られる。

装置２０は視界窓を通して画像の捕捉を容易にし、画像内における、アーティファクト、障害物またはエラーなどのような不必要な音響学的減衰を免れる。たとえば、回転モータ３２、導体５０、５２、および他の構成要素の適用側における位置での変換器２８の位置決めは、変換器２８が、回転軸のまわりを完全な３６０°の回転で回転し、回動軸のまわりを回動するのであっても、ワイヤまたは他のエコー源性材料が、変換器２８の視界窓内において、またはそれを横切って位置決めされないことを保証する。このように、方向を変更された超音波の画像またはブロック部分内においてアーティファクトを引起すかもしれないようなワイヤや他の反射材料がない。これは、医師に、視界窓全体の明瞭な視野を与える。ワイヤまたは他の導体５０、５２を軸７０、７１の内腔７２、７３を通して配置することは、装置２０の全体幅における低減も可能にし、なぜならば、装置の周囲上においてそのような導体に対して余分な空間を与える必要はないからである。ここに用いられるように、用語「窓」は、装置２０の構造の全体にわたって、使用中に変換器２８と装置２０の外部に位置決めされ得る有機流体または組織との間において、実質的に妨害物のない経路を含む。

装置２０は、経皮的手順、腔内的手順、または間質的手順のために設計される既存の医療装置とともに用いられるよう構成される。たとえば、装置２０は、異なる目的のために、さまざまなカテーテルとして、またはそれらとともに、特定の構成に依って、たとえば、カテーテルの適用側、またはその内に位置決めされて、用いることができる。先に記載されるような装置２０の部品はカテーテル内において既存の内腔内に位置決めすることができる。ある代替的実施の形態では、装置２０は、壁部２４を有するカテーテル２２と同様であるが、装置２０をコンパクトに含むように短くされている外部筐体を含むことがある。装置２０は、カテーテルの外部において、さまざまな取付装置、接着剤または他のタイプの構成を用いて、取付けられ得る。既存の医療装置に対する装置２０のための特定のタイプの取付手順は、さまざまな異なるタイプの取付方法を含むことができることが、当業者には理解される。したがって、ここに記載される特定の方法は、装置２０の使用の仕方の能力のいかなる限定的な局面も示さない。

ここに記載されるいくつかの実施の形態では、ホールセンサ（図示せず）、光学式エンコーダ（図示せず）、超音波、バックＥＭＦ、モータ突極性またはこれらの１つ以上の組合せを用いて、モータの角度位置を制御および／または監視してもよい。ホールセンサは、それらの小型で成熟した設計のため、フィードバック機構として有利である、と判断されている。いくつかの実施の形態では、変換器２８によって発せられた、および／または受取られた、超音波ビームまたは信号を、フィードバック機構として用いて、装置２０の残りの部分に対する回転モータ３２（およびそれによって回転される超音波ビーム）の回転位置を精密に評価または監視して、変換器２８を通して得られる画像の適切な位置合わせを保証する。索引システムおよび三次元超音波装置のような他の特徴が、ここで注目された実施の形態とともに含まれてもよい。

上記の議論の一部は、超音波システム適用例の文脈における特定の使用に関したが、装置２０の実施の形態は、さまざまな他の医学的手法のためにも、およびさまざまな他の医療装置とともにも用いられ得ることが理解される。ここに記載される実施の形態の多用性は、たとえば塞栓コイル、ステント、フィルタ、グラフ、バルーン、生検および看護療法などのような経皮的な治療の介入を案内するために装置２０が用いられることを可能にする。装置２０を用いて、治療を正確に配置または案内するべく用いられるさまざまな解剖学的目標を見つけ出すことができる。典型的な目標は、変換器を含む脈管または他の開口部と近接する、合流点、分岐、側枝、付近の脈管、付近の神経、心臓、および他の組織を含む。装置２０は、処置または回避される病変組織を見つけ出すために用いることもできる。装置２０を生検中に用いて、組織内に展開されつつある針の画像を提供することができる。ＴＩＰＳ（経頸静脈性肝内門脈大静脈短絡術）手順中に、画像を形成して、医師が、針が門脈に入れられるのを見ることを可能にできる。ＡＡＡ（大動脈腹部大動脈瘤）移植片送給のために、装置２０は、医師が反対側の脚部内にガイドワイヤを配置することを可能にすることができる。装置２０を用いて、展開される移植可能な装置の展開中および展開後の両方の位置を画像化することもできる。

特定の材料が装置２０のいくつかの構成要素についてここに強調されたが、それらの材料は、装置２０において用いられることが好適な材料のタイプの限定であるようには意図されない。加えて、材料が強調されなかった場合では、皮下使用およびＩＶＵＳ画像化手順のための装置における使用のために好適な、あるタイプの金属、ポリマー、セラミック、または他のタイプの材料のような、さまざまな材料が用いられ得る。

装置２０は、さらに、さまざまな他の医学的手法のためにも、およびさまざまな他の医療装置とともにも、用いられ得る。特定の取付手順のタイプは、さまざまな異なるタイプの取付法を含むことができることが、当業者によって理解される。したがって、ここに記載される特定の方法は、装置２０の使用の仕方の能力のいかなる限定的な局面も示さない。

たとえば回転軸に関する「回転」または「回転の」という用語の使用においては、回転は、３６０°よりはるかに大きい角度変化を意味することがしばしばであるが、ここに開示される装置は、ある実施の形態においては、回転角が３６０°未満の角度を通して回転するように、構成されてもよいことが理解されるべきである。いくつかの例では、用語「回動」は、一部では、「回転」より自然であると考えられるかもしれず、またはその逆であるかもしれないが、本願の目的のため、用語「回転」および「回動」は、角度変化の性質または大きさではなく、角度における変化が生じる軸を示すべく明瞭にするために用いられる。

この開示は、図面および前述の記載において詳細に示され記載されたが、この開示は、例示的なものとして考慮され、本質においては限定的ではなく、好ましい実施の形態のみが示され記載されたこと、ならびに特許請求の範囲によって規定される主題の精神内に入るすべての変更、均等物および修正が保護されることが望まれることが理解される。１つの特定の実施の形態または項目に関して記載される構造または他の特徴が、ここに含まれる他の特徴、項目または実施の形態と関連して、またはそれらとともに用いられてもよいことが理解される。この明細書において引用されるすべての刊行物、特許、および特許出願は、各個々の刊行物、特許または特許出願が、引用により援用され、その全体がここに述べられるよう、具体的および個々に示されるかの如く、ここに引用により援用される。

Claims (27)

1. 医療装置であって、
   一方向回転モータと；
   双方向超音波変換器と；
   前記モータと前記変換器との間に作動的に配置される、一方向から双方向への歯車装置アセンブリとを含み、
   前記変換器は超音波信号を送信および／または受信することに対して構成され；
   前記回転モータは、第１の駆動軸と作動的に結合され、前記第１の駆動軸は、実質的に回転軸に沿って延在し、前記モータの動作は前記駆動軸を前記回転軸のまわりで回転させ；
   前記歯車装置アセンブリは内歯車と第１および第２の外歯車とを含み、前記第１の外歯車は前記第２の外歯車と相互係合され、前記内歯車は前記回転軸のまわりで回転するよう位置決めされ、前記歯車装置アセンブリは、前記第１の駆動軸および前記変換器と作動的に結合され；
   前記内歯車は、第１の歯状部分および第１の非歯状部分を有し、前記内歯車は、前記内歯車の回転中に前記第１の歯状部分が前記第１および第２の外歯車を交互に係合するように、配置される、医療装置。
2. 直径上の第１の外歯車と直径上の第２の外歯車とをさらに含み、前記直径上の第１の外歯車は、直径上において前記第１の外歯車と対向して位置決めされ、前記直径上の第２の外歯車は、直径上において前記第２の外歯車と対向して位置決めされ、前記直径上の第１の外歯車は前記第２の外歯車および前記直径上の第２の外歯車の両方を係合し、前記直径上の第２の外歯車は前記第１の外歯車および前記直径上の第１の外歯車の両方を係合し、径方向に中央の開口が前記外歯車間に存在し、前記回転軸と交差する、請求項１に記載の医療装置。
3. 導通経路をさらに含み、前記導通経路は前記変換器から前記開口を通って延在する、請求項２に記載の医療装置。
4. 前記変換器と前記歯車装置アセンブリとの間において作動的に配置される第２の駆動軸をさらに含み、前記第１の駆動軸は、そこを通って走る第１の内腔を含み、前記第２の駆動軸は、そこを通って走る第２の内腔を含み、前記第１の駆動軸は、前記内歯車と作動的に接続され、前記導通経路は前記変換器から前記第２および第１の内腔を通って延在する、請求項３に記載の医療装置。
5. 前記歯車装置アセンブリは、第３の外歯車と駆動歯車とをさらに含み、前記第３の外歯車は、同軸で、および前記第２の外歯車の回転に応答して回転するよう配置され、前記駆動歯車は、前記第３の外歯車と相互係合され、前記回転軸のまわりで回転するよう配置され、前記第２の駆動軸は、前記駆動歯車と作動的に接続される、請求項４に記載の医療装置。
6. 前記内歯車は、前記第１の歯状部分の径方向に対向して位置決めされる第２の歯状部分をさらに含み、前記第１および第２の歯状部分は弧長が式Ｌ＝θｒによって規定され、ｒは前記回転軸から歯状部分まで測定された半径であり、θ≦９０°である、請求項２に記載の医療装置。
7. 第３の外歯車と駆動歯車とをさらに含み、前記第３の外歯車は、同軸で、および前記第２の外歯車の回転に応答して回転するよう配置され、前記駆動歯車は、前記第３の外歯車と相互係合される、請求項１に記載の医療装置。
8. 第２の駆動軸と導通経路とをさらに含み、前記第１の駆動軸は、前記内歯車と作動的に接続され、前記第２の駆動軸は、前記駆動歯車と前記変換器との間に作動的に接続される、請求項７に記載の医療装置。
9. 前記医療装置はカテーテルに取付けられる、請求項１に記載の医療装置。
10. 前記変換器は、各方向に少なくとも３６０°の範囲を通して往復運動するように回転する、請求項１に記載の医療装置。
11. 前記内歯車に関して固定される摩擦インターフェイスをさらに含み、前記摩擦インターフェイスは前記内歯車の回転中に前記第１および第２の外歯車から回転エネルギを吸収するよう位置決めされる、請求項１に記載の医療装置。
12. 前記第１および第２の外歯車の１つ以上の回転に応答して回転するように、前記第１および第２の外歯車の１つ以上に接続される非歯状ディスクをさらに含み、前記非歯状ディスクは前記摩擦インターフェイスを係合するよう位置決めされる、請求項１１に記載の医療装置。
13. 医療装置であって：
    第１の駆動軸と作動的に結合される第１のモータを含み、前記第１の駆動軸は、実質的に回転軸に沿って延在し、前記第１のモータの動作は、前記第１の駆動軸を前記回転軸のまわりで回転させ；前記医療装置はさらに、
    超音波信号を送信および／または受信することに対して構成される変換器を含み、前記変換器は前記回転軸に実質的に垂直な回動軸のまわりで移動するよう配置され；
    前記第１の駆動軸は、前記第１の駆動軸が回転すると前記変換器に回動運動を与えるよう配置されるカム表面を含む、医療装置。
14. 前記カム表面を受けるよう位置決めされる細長いスロットをさらに含み、前記カム表面は、前記回転軸に関して角度的なオフセットで屈曲された、前記第１の駆動軸の一部上に位置決めされる、請求項１３に記載の医療装置。
15. カムプレートをさらに含み、前記細長いスロットは前記カムプレートに位置され、前記カムプレートは前記変換器の表面から延在する、請求項１４に記載の医療装置。
16. 第２の駆動軸と作動的に結合される第２のモータをさらに含み、前記第２の駆動軸は、実質的に前記回転軸に沿って延在し、前記第２のモータの動作は、前記第２の駆動軸を前記回転軸のまわりで回転させ、前記変換器は、第２の駆動軸と作動的に接続され、前記第１のモータの回転速度と前記第２のモータの回転速度との間の差は、前記回動軸のまわりの前記変換器の移動の速度を決定する、請求項１３に記載の医療装置。
17. 前記第２の駆動軸は、そこを通って延在する内腔を有し、前記第１および第２の駆動軸は同心状に位置決めされる、請求項１６に記載の医療装置。
18. 前記第１のモータは、前記回転軸に沿って軸方向に可動であり、前記回転軸に沿った前記第１のモータの移動は、前記回動軸のまわりの前記変換器の運動範囲を変更する、請求項１３に記載の医療装置。
19. 超音波信号を送信および／または受信することに対して構成される変換器と；
    回転軸に実質的に垂直な回動軸のまわりで前記変換器に移動を与えるよう作動的に配置される第１のモータと；
    前記回転軸のまわりで前記変換器に回転運動を与えるよう作動的に配置される第２のモータとを含み；
    前記回動軸のまわりの前記変換器の移動の速度は、前記第１のモータの回転速度と前記第２のモータの回転速度との間の差によって決定される、医療装置。
20. 前記第１のモータは、第１の駆動軸と作動的に結合され、前記第１の駆動軸は、実質的に前記回転軸に沿って延在し、前記第１のモータの動作は、前記第１の駆動軸を前記回転軸のまわりで回転させ；前記２のモータは、第２の駆動軸と作動的に結合され、前記第２の駆動軸は、実質的に前記回転軸に沿って延在し、前記第２のモータの動作は、前記第２の駆動軸を前記回転軸のまわりで回転させ；前記変換器は、第２の駆動軸に、回動するように接続される、請求項１９に記載の医療装置。
21. 前記第２の駆動軸は、そこを通って延在する内腔を有し、前記第１および第２の駆動軸は同心状に位置決めされる、請求項２０に記載の医療装置。
22. 前記１のモータは、第１の駆動軸と作動的に結合され、前記第１の駆動軸は、実質的に前記回転軸に沿って延在し、前記第１のモータの動作は、前記第１の駆動軸を前記回転軸のまわりで回転させ、前記第１の駆動軸は、前記第１の駆動軸が回転すると前記変換器に回動運動を与えるよう配置されるカム表面を含む、請求項１９に記載の医療装置。
23. 前記第２のモータは、第２の駆動軸と作動的に結合され、前記第２の駆動軸は、実質的に前記回転軸に沿って延在し、前記第２のモータの動作は、前記第２の駆動軸を前記回転軸のまわりで回転させ、前記変換器は、第２の駆動軸に、回動するように接続される、請求項２２に記載の医療装置。
24. 前記カム表面を受けるよう位置決めされる細長いスロットをさらに含み、前記カム表面は、前記回転軸に関して角度的なオフセットで屈曲された、前記第１の駆動軸の一部上に位置決めされる、請求項２２に記載の医療装置。
25. カムプレートをさらに含み、前記細長いスロットは前記カムプレートに位置され、前記カムプレートは前記変換器の表面から延在する、請求項２４に記載の医療装置。
26. 前記第２のモータは、第２の駆動軸と作動的に結合され、前記第２の駆動軸は、実質的に前記回転軸に沿って延在し、前記第２のモータの動作は、前記第２の駆動軸を前記回転軸のまわりで回転させ；前記変換器は、第２の駆動軸に、回動するように接続される、請求項２５に記載の医療装置。
27. 前記第１のモータは、前記回転軸に沿って可動であり、前記回転軸に沿った前記第１のモータの移動は、前記回動軸のまわりの前記変換器の運動範囲を変更する、請求項１９に記載の医療装置。

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