CN113993461A - 超声波传感器阵列、导丝、导丝系统以及导管 - Google Patents

超声波传感器阵列、导丝、导丝系统以及导管 Download PDF

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Abstract

在具备多个超声波传感器的治疗用的超声波传感器阵列中抑制产生机器的串扰。在具备多个超声波传感器的治疗用的超声波传感器阵列中，各超声波传感器具有：压电元件；以及以隔着压电元件的方式配置的第一电极板及第二电极板。第一电极板在多个超声波传感器的每个上分离，对于第二电极板而言，一体的第二电极板在多个超声波传感器中共用。第二电极板在与第一压电元件的连接区域和与第二压电元件的连接区域之间的位置，从配置有各压电元件的一侧的表面遍及厚度方向的至少一部分而被切断。

Description

超声波传感器阵列、导丝、导丝系统以及导管
技术领域
本说明书所公开的技术涉及超声波传感器阵列、成像导丝、导丝系统、成像导管以及导管系统。
背景技术
在进行心脏疾病的治疗的手术中，进行手术的医生一边用X线透视装置进行冠状动脉的造影，一边根据血管的图像将导丝插入到狭窄部、堵塞部(以下称为“病变部”。)。导丝起到用于将之后的气囊导管、支架输送到病变部的一种导轨的作用，导丝是否通过病变部对手术的成功率有较大的贡献。
在使导丝通过特别困难的慢性完全堵塞病变(以下称为“CTO”，Chronic TotalOcclusion)的情况下，无法使造影剂通过作为病变的堵塞部，也不能获得堵塞部内以及该处的血管的图像。该情况下，医生依据手指头的感觉，避开较硬的钙化部等，一边在血管的真腔内探索导丝容易通过的通过线路一边插入导丝。因此，导丝向堵塞部内的插入必然被医生的经验所左右。或者，有时根据堵塞部以及周边的血管的状况，医生未使导丝通过堵塞部内，而选择通过血管壁内的线路。
作为进行CTO这样的缺乏血管的信息的病变部的诊断援助的导丝的例子，公知有如下导丝：在前端安装超声波传感器，一边根据其回声信息监视病变部的硬度、血流的信息，一边向病变部插入(例如，参照专利文献1、2、3)。
作为确认导丝的行进方向的空间的血管信息的技术，确认血管内的前方图像的方法是有效的。在专利文献1以及专利文献2中记载了如下方法：在导丝前端安装超声波传感器元件，使用超声波回声进行图像化。在使用专利文献1以及专利文献2所记载的一个超声波传感器元件来进行超声波的发送和超声波回声的检测的情况下，超声波传感器元件从发送至接收之间需要超声波传感器元件自身的振动停止为止的时间。因此，超声波传感器元件从发送至接收的切换需要时间，难以进行近距离的精细度高的前方图像的获取。
另外，在专利文献3中记载了安装包括超声波传感器的多个感测要素的结构。如果是该结构，则发送和接收能够使用不同的感测要素，感测要素从发送至接收的切换不需要时间。但是，在专利文献3所记载的结构中，存在几个导丝的直径为细径而引起的、与多个感测要素的安装相关的课题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8－112289号公报
专利文献2：日本特开平3－205040号公报
专利文献3：日本特表2018－516623号公报
发明内容
发明所要解决的课题
第一课题与接收信号延迟相关。为了以较小的剖面面积(开口宽度)获得精细度高的图像，并为了弥补开口宽度变小且方位分辨率下降的缺点，需要将高频(10～50MHz)的超声波传感器元件以多个且高密度排列而成的超声波传感器阵列安装在导丝前端。在使用多个独立的超声波传感器元件构成超声波传感器阵列的情况下，独立的超声波传感器元件的配置产生位置偏移，结果产生独立的超声波传感器间的信号接收延迟。这样的信号接收延迟使血管的图像的精细度下降，因此不推荐。在专利文献3中记载了在导丝前端安装多个感测要素的结构，但是与感测要素的配置的位置偏移以及因位置偏移而产生的信号接收延迟相关的具体的解决方案并未记载。
第二课题与机器的串扰的产生相关。在以高密度配置发送侧和接收侧的超声波传感器元件的超声波传感器阵列中，产生在发送侧的超声波传感器元件与接收侧的超声波传感器元件之间传递机器的振动引起的机器的串扰。这样的机器的串扰的产生使血管的图像的精细度下降，因此不推荐。在专利文献3中记载有在导丝前端安装多个感测要素的结构，但是与该机器的串扰相关的具体的解决方案并未记载。
第三课题与因信号的传播而产生的电的串扰相关。在专利文献3中记载了与多个感测要素连接的多个电导体卷绕在导丝的轴上的结构。但是在专利文献3所记载的、向以比较近的分离距离并排设置的电导体流动信号的情况下，产生流动信号的电导体中所流动的电流的变动因其它电导体而产生电流的变化的电的串扰。这样的电的串扰的产生表现为流向其它电导体的信号的劣化，结果使血管的图像的精细度下降，因此不推荐。
一般地，为了抑制电的串扰，使用同轴线、屏蔽线等。另一方面，导丝的前端的轴要求柔软且细径。例如在将同轴线那样的粗的信号线卷绕于导丝的轴来使用的情况下，导丝的横剖面直径变粗，因此血管的通过性下降。另外，在并排设置在导丝的轴上的情况下，由于该同轴线的存在，导丝的横剖面内的方向的刚性不同，因此用于导丝沿血管的弯曲而弯曲的柔软性下降。因此，在导丝中，利用配置在其前端的超声波传感器阵列获取的信号的传播中难以使用同轴线等粗的信号线。但是在专利文献3中与电的串扰相关的具体的解决方案并未记载。
第四课题与在信号线的终端部产生的电信号的反射相关。在信号线中传播来的电信号在信号线的终端部或者信号线的阻抗产生变化的部位(例如信号线的连接进行了改变的部位)产生反射，由于反射的信号，而产生使该信号线内的电信号自身的电压变动畸变的现象。这样的反射引起的电压变动的畸变表现为流向该信号线的信号的劣化，结果使血管的图像的精细度下降，因此不推荐。在专利文献3中，与该电信号的反射相关的具体的解决方案并未记载。
在本说明书中，公开了能够解决上述的课题的技术。
用于解决课题的方案
本说明书所公开的技术例如能够作为以下的方案来实现。
(1)本说明书所公开的超声波传感器阵列是具备多个超声波传感器的治疗用的超声波传感器阵列，各上述超声波传感器具有：压电元件；以及以隔着上述压电元件的方式配置的第一电极板及第二电极板，上述第一电极板在上述多个超声波传感器的每个上分离，对于上述第二电极板而言，一体的上述第二电极板在上述多个超声波传感器中共用，上述第二电极板在与第一上述压电元件连接的连接区域和与第二上述压电元件连接的连接区域之间的位置未被切断，或者从配置有各上述压电元件的一侧的表面在厚度方向的一部分被切断。根据本超声波传感器阵列，准备一个超声波传感器母材，通过从第一电极板的一侧切断压电元件，不切断第二电极板或者切断至第二电极板的厚度方向的中途，从而上述多个超声波传感器成为具有保留第二电极板的厚度方向上未被切断的共用的部分的构造。因而在配置有构成上述超声波传感器阵列的上述多个超声波传感器的配置平面内，能够抑制位置偏移。其结果，能够抑制上述多个超声波传感器间的位置偏移引起的超声波信号的发送接收时机的偏差。
(2)在上述超声波传感器阵列中，在相邻的第一超声波传感器与第二超声波传感器之间，上述第二电极板在上述第一超声波传感器的与上述压电元件的连接区域和上述第二超声波传感器的与上述压电元件的连接区域之间的位置，从配置有各上述压电元件的一侧的表面遍及厚度方向的至少一部分而被切断。根据本超声波传感器阵列，由于第二电极板中的配置有各压电元件的一侧的表面被切断，因此能够抑制某一个超声波传感器的压电元件的振动经由第二电极板沿超声波传感器的排列方向传递。其结果，能够抑制相邻的其它超声波传感器的压电元件也产生振动的机器的串扰。
(3)在上述超声波传感器阵列中，优选为以下结构：还具有非振荡部，该非振荡部配置在被上述多个超声波传感器包围的位置，且共用上述第二电极板，在上述第一超声波传感器与上述非振荡部之间的位置，上述第二电极板未被切断或者遍及厚度方向的一部分而被切断，在上述第一超声波传感器的与上述压电元件的连接区域和上述第二超声波传感器的与上述压电元件的连接区域之间的位置，从配置有各上述压电元件的一侧的表面遍及厚度方向的整体而被切断。根据本超声波传感器阵列，即使一个超声波传感器的压电元件振动，该振动也不会直接传播到其它超声波传感器而是传播到非振荡部，并在非振荡部衰减，因此能够抑制该振动传到其它超声波传感器的压电元件，其结果，能够有效地抑制其它超声波传感器的压电元件也产生振动的机器的串扰。
(4)另外，本说明书所公开的导丝优选为如下结构，具备：导丝主体；以及配置在上述导丝主体的前端部的上述超声波传感器阵列，上述超声波传感器阵列以各上述超声波传感器的超声波发送接收面朝向上述导丝主体的插入方向前方的方式配置。根据本导丝，在直径比较小的导丝中，在导丝主体的前端部以前方可视的方式配置有超声波传感器阵列，因此能够使超声波传感器阵列容易地潜入到血栓内，能够实现使用了超声波传感器阵列的血栓内的精细度高的图像信息的获取。
(5)在上述导丝中，优选为如下结构，上述导丝主体具备金属制的芯轴，上述超声波传感器阵列的上述第二电极板与上述芯轴电连接。根据本导丝，能够将芯轴作为与多个超声波传感器电连接的基准电位线来利用，从而能够实现装置结构的简化。
(6)在上述导丝中，优选为如下结构：还具备：配置在上述导丝主体的基端部的电极端子部；以及在上述多个超声波传感器的各个上述第一电极板与上述电极端子部之间传输信号的信号传输部，上述信号传输部包括信号线，该信号线是针对上述多个超声波传感器的每个而个别设置的信号线，为了发送超声波而将输入到上述超声波传感器的发送电信号从上述电极端子部传输至上述超声波传感器，另外将根据所接收到的超声波从上述超声波传感器输出的接收电信号从上述超声波传感器传输至上述电极端子部。根据本导丝，不使用控制对各超声波传感器的信号传输的IC等就能够实现电极端子部与超声波传感器之间的信号传输，因此能够避免伴随使用IC等的电压值限制，从而能够避免因该电压值限制而导致各超声波传感器的探索深度变浅的情况。
(7)在上述导丝中，优选为如下结构，上述信号传输部并排设置与上述超声波传感器阵列连接的多个信号线，且包括恒定电压配线，该恒定电压配线配置在针对一个上述超声波传感器设置的一个上述信号线(第一信号线)与针对另一个上述超声波传感器设置的另一个上述信号线(第二信号线)之间。另外，优选该恒定电压配线与基准电位线连接。根据这样的结构，上述第二信号线中产生的电压的变动的程度由因流动于上述第一信号线的电流而在上述恒定电压配线中产生的电压的变动程度来决定，因此能够减小电的串扰。因而即使并排设置多个信号线，也能够抑制针对一个超声波传感器设置的第一信号线与针对另一个超声波传感器设置的第二信号线之间的电的串扰的产生，从而能够实现使用了超声波传感器阵列的血管的精细度高的图像信息的获取。
(8)另外，本说明书所公开的导丝系统优选为如下结构，具备：上述导丝；以及控制装置，其具有与上述导丝的上述电极端子部电连接的连接端子部，且控制上述信号的传输，上述控制装置具备显示控制部，该显示控制部基于从各上述超声波传感器输出的上述接收电信号，使表示血管的状态的图像显示于显示部。根据本导丝系统，能够实现使用了超声波传感器阵列的表示血管的状态(例如，血栓的状态)的精细度高的图像的显示。
(9)在上述导丝系统中，优选为如下结构，上述控制装置还具有：终端电阻电路；第一开关电路，其从由经由上述电极端子部以及上述连接端子部而连接的各上述信号线接收的上述接收电信号中依次选择一个上述接收电信号并输送至上述显示控制部；以及第二开关电路，其从由经由上述电极端子部以及上述连接端子部而连接的各上述信号线接收的上述接收电信号中选择未被上述第一开关电路选择的剩余的各上述接收电信号并输送至上述终端电阻电路。在本导丝系统中，通过抑制在上述信号线的终端部产生信号的反射，能够有效地抑制信号线的终端部处的反射引起的信号的畸变的产生，从而能够实现使用了超声波传感器阵列的精细度更高的图像信息的获取。
(10)在上述导丝系统中，优选为如下结构，上述控制装置包括信号修正部，该信号修正部基于针对一个上述超声波传感器设置的一个上述信号线与针对另一个上述超声波传感器设置的另一个上述信号线之间的作为电的串扰量而预先设定的值，来修正由上述一个信号线传输的上述接收电信号。根据本导丝系统，通过把握因系统的结构以及系统周边环境的变动而在信号线中产生的电的串扰的量来进行上述接收电信号的修正，能够减轻该电的串扰的影响，从而能够使实现使用了超声波传感器阵列的精细度更高的图像信息的获取。
(11)另外，本说明书所公开的导管优选具备：导管主体；以及配置在上述导管主体的前端部的上述超声波传感器阵列，上述超声波传感器阵列做成以各上述超声波传感器的超声波发送接收面朝向上述导管主体的插入方向前方的方式配置的结构。根据本导管，能够抑制因各超声波传感器间的信号接收延迟、机器的串扰、电的串扰而产生图像的精细度的下降的情况。
(12)在上述导管中，优选上述导管主体具备金属制的加强体，上述超声波传感器阵列的上述第二电极板做成与上述加强体电连接的结构。根据本导管，能够将加强体作为与多个超声波传感器电连接的基准电位线来利用，从而能够实现装置结构的简化。
此外，本说明书所公开的技术能够以各种方式实现，例如能够以超声波传感器阵列、具备超声波传感器阵列的导丝(成像导丝)或者导管(成像导管)、具备导丝或者导管和控制装置的系统(导丝系统或者导管系统)、它们的制造方法等方式来实现。
附图说明
图1A是概略性地表示第一实施方式中的导丝110的结构的说明图。
图1B是概略性地表示第一实施方式中的导丝110的其它结构的说明图。
图1C是概略性地表示第一实施方式中的导丝110的其它结构的说明图。
图2是概略性地表示本实施方式中的超声波传感器阵列30的结构的说明图。
图3是概略性地表示本实施方式中的超声波传感器阵列30的结构的说明图。
图4是概略性地表示FPC40的结构的说明图。
图5是更详细地表示导丝110中的各部的结构的立体图。
图6是更详细地表示导丝110中的各部的结构的立体图。
图7是概略性地表示导丝系统100的结构的说明图。
图8是概略性地表示构成控制装置150的PIM130以及控制台140的内部结构的说明图。
图9是表示PIM130的动作的一例的时序图。
图10是表示控制台140的控制部141的结构的说明图。
图11是示意性地表示利用导丝系统100显示出表示血管的状态的图像的情形的说明图。
图12是示意性地表示利用导丝系统100显示出表示血管的状态的图像的情形的说明图。
图13是示意性地表示利用导丝系统100显示出表示血管的状态的图像的情形的说明图。
图14是表示示出利用导丝系统100生成的血管的状态的图像的一例的说明图。
图15是表示示出利用导丝系统100生成的血管的状态的图像的一例的说明图。
图16是表示示出利用导丝系统100生成的血管的状态的三维图像的一例的说明图。
图17是表示第一实施方式的变形例中的PIM130的动作的一例的时序图。
图18是概略性地表示第二实施方式中的超声波传感器阵列30的结构的说明图。
图19是概略性地表示第三实施方式的导丝110中的超声波传感器阵列30以及FPC40的周边部分的结构的说明图。
图20是概略性地表示第三实施方式的第一变形例的导丝110中的超声波传感器阵列30以及FPC40的周边部分的结构的说明图。
图21是概略性地表示第三实施方式的第二变形例的导丝110中的超声波传感器阵列30的结构的说明图。
图22是概略性地表示第四实施方式中的导管200的结构的说明图。
具体实施方式
A.第一实施方式：
A－1.导丝110的结构：
图1A是概略性地表示第一实施方式中的导丝110的结构的说明图。图1A中示出了导丝110的侧剖面(YZ剖面)的结构。在图1A中，Z轴正方向侧是向体内插入的前端侧(远位侧)，Z轴负方向侧是由医生等手术者操作的基端侧(近位侧)。此外，在图1A中，示出了导丝110作为整体而成为与Z轴方向大致平行的直线状的状态，但导丝110具有能够弯曲的程度的柔软性。另外，在图1A中，省略了导丝110的一部分的图示。
本实施方式的导丝110是援助诊断中所使用的成像导丝，其使用超声波传感器向血管内发送超声波，并且接收在血管内反射而返回的超声波(回声)，基于从发送至接收的经过时间、接收信号的振幅等，而将血管的状态可视化(图像化)。因此，导丝110具备导丝主体112和配置在导丝主体112的前端部的超声波传感器阵列30。
导丝主体112是整体为细径的(例如直径为0.2mm～0.5mm左右的)丝状的装置。导丝主体112具备芯轴10和线圈体22。另外，在线圈体22的外层，具有由从聚氨酯等氨酯系树脂、聚酰胺等酰胺系树脂的组选择的热塑性树脂构成的树脂包覆层(聚合物护套)18，另外，也可以在树脂包覆层内具有放射线不透过部件(参照图1B所示的其它结构)。此外，在图1B所示的结构中，树脂包覆层18覆盖导丝110的基端面，但树脂包覆层18也可以不覆盖导丝110的基端面的至少一部分。
芯轴10是前端侧为细径、基端侧为粗径的棒状的部件。更具体而言，芯轴10包括：圆形剖面的棒状的细径部11；相对于细径部11位于基端侧且直径比细径部11大的圆形剖面的棒状的粗径部13；以及位于细径部11与粗径部13之间且直径从与细径部11的边界位置朝向与粗径部13的边界位置而逐渐变大的锥形部12。芯轴10例如由金属材料、更具体而言由不锈钢(SUS302、SUS304、SUS316等)、Ni－Ti合金等超弹性合金、钢琴线、镍－铬系合金、钴合金、钨等构成。
线圈体22是通过将线材卷绕成螺旋状而形成为中空圆筒状的线圈状的部件。线圈体22以包围芯轴10的前端部(在本实施方式中为细径部11以及锥形部12)的外周的方式配置。线圈体22例如由金属材料、更具体而言由不锈钢(SUS302、SUS304、SUS316等)、Ni－Ti合金等超弹性合金、钢琴线、镍－铬系合金、或者钴合金之类的放射线透过性合金、金、白金、钨、或者包含这些元素的合金(例如，白金－镍合金)之类的放射线不透过性合金构成。
在导丝主体112的芯轴10的前端部设有背衬件(背面负荷材)60。背衬件60是用于机械地支撑超声波传感器阵列30并且吸收从超声波传感器阵列30发出的不需要的超声波的部件，例如由树脂材料构成。
图2以及图3是概略性地表示本实施方式中的超声波传感器阵列30的结构的说明图。图2中示出了超声波传感器阵列30的平面(XY平面)的结构，图3的A栏中示出了图2的III－III的位置处的超声波传感器阵列30的剖面(XZ剖面)的结构。此外，图3的B栏中示出了后述的其他结构的超声波传感器阵列30X的剖面(XZ剖面)的结构。另外，图3的C栏示出了以往的超声波传感器阵列30Y的剖面的结构。
超声波传感器阵列30是基于发送电信号来进行超声波的发送，接受在血管内反射而返回的超声波(回声)并输出接收电信号的超声波探触件(探针)。超声波传感器阵列30为了安装于导丝主体112的前端部而采用比较小的尺寸(例如，宽度以及高度为0.5mm以下)。
如图2以及图3的A栏或者B栏所示，本实施方式中的超声波传感器阵列30、30X具备二维排列配置的多个超声波传感器31、31X。更具体而言，超声波传感器阵列30、30X具备在X轴方向排列三列、在Y轴方向上排列三列的合计九个超声波传感器31、31X。各超声波传感器31、31X的超声波发送接收面以朝向导丝主体112的插入方向前方(在图1A的状态下为Z轴正方向)的方式配置。即，本实施方式的导丝110能够实现前方可视的图像化。
各超声波传感器31、31X具有：作为超声波振荡部的压电元件32、32X；以及以隔着压电元件32、32X的方式配置的第一电极板33、33X及第二电极板34、34X。压电元件32、32X例如由PZT(锆钛酸铅)等陶瓷、PVDF(聚偏氟乙烯)等高分子体构成。另外，第一电极板33、33X及第二电极板34、34X例如由铜等导电性材料构成。此外，也可以在构成超声波传感器阵列30、30X的各超声波传感器31、31X的超声波发送接收面侧设有用于整合压电元件32、32X与生物体的音响阻抗的音响整合层。
另外，作为超声波振荡部，除了压电元件32以外，也可以使用CMUT(CapacitiveMicro－machined Ultrasound Transducer)等MEMS器件。
在本实施方式的超声波传感器阵列30、30X中，如图3的A栏或者B栏所示，第一电极板33、33X在多个超声波传感器31、31X的每个上分离。即，对各超声波传感器31、31X设有独立的一个第一电极板33、33X。另一方面，对于第二电极板34、34X而言，在各超声波传感器31、31X共用一体的第二电极板34、34X。即，一个第二电极板34、34X作为所有的超声波传感器31、31X的第二电极板34、34X发挥功能。第二电极板34、34X与金属制的芯轴10电连接，第二电极板34、34X的电位设为预定的基准电位(在本实施方式以及附图中记载为0V或者GND)。
另外，在图3的A栏所示的超声波传感器阵列30中，在各超声波传感器31中共用的第二电极板34在与某个压电元件32(第一压电元件)的连接区域和与其它压电元件32(第二压电元件)的连接区域之间的位置，且在配置有各压电元件32的一侧的表面36(在图3的A栏中为上表面)，形成有凹部35。即，第二电极板34在该位置从该表面36遍及厚度方向(Z轴方向)的一部分而被切断。此外，在图3的A栏所示的超声波传感器阵列30中的所有的上述位置，都采用这样的结构(第二电极板34遍及厚度方向的一部分而被切断的结构)。
另外，如图1A所示，导丝110具备：配置在导丝主体112的基端部的电极端子部70；以及在构成超声波传感器阵列30的各超声波传感器31的第一电极板33与电极端子部70之间传输信号的FPC(Flexible Printed Circuits)40。FPC40相当于技术方案的范围中的信号传输部。
图4是概略性地表示FPC40的结构的说明图。图4示出了FPC40的一部分的剖面(XY剖面)的结构。FPC40例如是在由聚酰亚胺等绝缘性材料构成的基底层上配置有由铜等导电性材料构成的配线层，且在配线层之上配置有由与基底层相同的绝缘性材料构成的覆盖层的、具有柔软性的电路基板。此外，也可以代替图4的FPC40而使用大致相同的构造的带状线。
如图4所示，FPC40在配线层中具有n条信号线41(41A、41B、41C、41D···)。此外，n是构成超声波传感器阵列30的超声波传感器31的个数，在本实施方式中，n＝9。各信号线41是针对构成超声波传感器阵列30的多个超声波传感器31的每个而个别设置的信号线(即，针对各超声波传感器31的专用信号线)，与各超声波传感器31的第一电极板33电连接。各信号线41为了发送超声波而将输入到超声波传感器31的发送电信号从电极端子部70传输至超声波传感器31，另外根据接收到的超声波将从超声波传感器31输出的接收电信号从超声波传感器31传输至电极端子部70。另外，FPC40在配线层具有恒定电压配线42，该恒定电压配线42配置在针对一个超声波传感器31设置的一个信号线41(例如41A)与针对另一个超声波传感器31设置的另一个信号线41(例如41B)之间。恒定电压配线42的电位设为预定的基准电位(在本实施方式以及附图中记载为0V或者GND)。
恒定电压配线42与超声波传感器31电连接，或者在导丝110的芯轴10的锥形部12附近与芯轴10电连接，并且在电极端子部70或者控制装置内与芯轴10电连接。此时，也可以如图1C所示的其它结构那样，在前端侧和基端侧这两个部位，例如通过焊接材料19将恒定电压配线42与芯轴10电连接，从而消除前端侧与基端侧的电位差。
在各超声波传感器31中，若经由第一电极板33和第二电极板34而向压电元件32施加与发送电信号相应的电压，则压电元件32伸缩而从压电元件32发送超声波，其中，第一电极板33经由FPC40的信号线41而与电极端子部70连接，第二电极板34通过与芯轴10电连接而成为基准电位。另外，若超声波(来自血管内的反射波)被压电元件32接收，则压电元件32伸缩而在第一电极板33与第二电极板34之间产生电压，朝向电极端子部70输出与所接收的超声波相应的接收电信号。此外，在为了安装于直径比较细的导丝110而尺寸比较小的超声波传感器阵列30中，为了提高分辨率，从超声波传感器31发送的超声波的频率例如优选为10MHz以上，更优选为20MHz以上。
另外，如图1A所示，导丝110具备壳体50。壳体50是在导丝110的前端部覆盖超声波传感器阵列30以及FPC40的一部分的大致圆筒状的部件，例如由金属构成。在本实施方式中，壳体50例如通过焊接而接合于线圈体22的前端。壳体50保护超声波传感器阵列30、FPC40，并且也作为导丝110的前端片发挥功能。此外，壳体50既可以是与线圈体22一体的部件、或者也可以是树脂材料。
另外，如图1A所示，导丝110具备外轴80。外轴80是在比线圈体22更靠基端侧覆盖芯轴10、FPC40的周围的大致圆筒状的部件，例如由金属构成。在本实施方式中，外轴80例如通过焊接而接合于线圈体22的基端。外轴80保护FPC40，并且作为各电信号的屏蔽件发挥功能。此外，外轴80也可以是与线圈体22一体的部件。
图5以及图6是更详细地表示上述的导丝110中的各部的结构的立体图。图5的A栏中示出了安装超声波传感器阵列30的FPC40的结构，图5的B栏中示出了覆盖FPC40的壳体50的结构。如图5的A栏以及B栏所示，安装有超声波传感器阵列30的FPC40被折弯而收纳于壳体50内。
另外，图6的A栏以及B栏中示出了配置于芯轴10的周围的FPC40以及外轴80的结构。如图6的A栏以及B栏所示，FPC40以螺旋状卷绕于芯轴10的周围，外轴80覆盖在这样的FPC40的外侧。在本实施方式中，由于FPC40以螺旋状卷绕于芯轴10的周围，因此能够抑制FPC40的存在引起的芯轴10的刚性增加量产生指向性，从而能够抑制导丝110的操作性的下降。
在FPC40卷绕在芯轴10的周围时，卷绕间距在芯轴10的前端侧与基端侧之间作为整体也可以是均匀间距或者不同的间距，也可以是在前端侧以均匀间距卷绕而间距从中途变化。例如在作为整体而以均匀间距卷绕FPC40的情况下，导丝110不会产生卷绕FPC40引起的每个场所的刚性的变化。另一方面，通过使FPC40的卷绕间距按照每个场所变化，从而能够实现导丝110按照沿长轴的每个场所要求的刚性。另外，在配置有线圈体22的场所，FPC40以紧密卷绕的方式配置，在基端侧的未配置线圈体22的场所，FPC40能够以稀疏卷绕或者不卷绕的方式沿芯轴10并排设置。在配置有线圈体22的场所，导丝110需要沿血管的弯曲能够在任意的方向上弯曲，为了不使横剖面内的方向上的刚性增加量产生指向性而紧密地卷绕。由于导丝110的未配置有线圈体22的场所未进入到冠状动脉内，因此即使在该场所使横剖面内的方向的刚性增加量具有指向性，对导丝110的行进的影响也较小，FPC40也可以相对于芯轴稀疏卷绕或者不卷绕而是并排设置。
或者，在配置线圈体22的过程中，FPC40卷绕在芯轴10的周围，在线圈体22的比基端侧端部更靠基端侧，FPC40也可以沿芯轴10延伸。根据该结构，在配置有线圈体22的范围内，在导丝110的横剖面内，在从芯轴10的中心至横剖面内的任意的方向上，能够获得大致均匀的刚性以及柔软性。另一方面，在比线圈体22更靠近位侧，与抑制FPC40的配置引起的横剖面内的任意的方向上的刚性以及柔软性的不均相比，为了使抑制FPC40内的信号的劣化优先，可以采用该结构。
另外，在图6的A栏中，记载了卷绕芯轴10的FPC40，但通过使用带状线而规则地排列，能够得到相同的构造。或者，也可以在将与超声波传感器阵列30连接的FPC40卷绕于芯轴10的周围之后，在配置线圈体22的过程中，FPC40与带状线连接且变更。从FPC40向带状线的变更在沿导丝110的长轴的刚性的变化较小的部位进行为宜。
另外，图6的C栏中示出了设置在导丝110的基端的电极端子部70的结构。在电极端子部70的附近，除去卷绕在芯轴10的外周的FPC40的覆盖层(覆盖薄膜)，露出配线层。在露出该FPC40的配线层的部分的外侧，配置有形成有开口的电极环72，通过填充于该开口的导电性糊料，电极环72与FPC40的配线层电连接。此外，在电极环72的前端侧以及基端侧配置有绝缘性树脂90。
此外，本实施方式的超声波传感器阵列30的制造方法例如如下。首先，在由压电元件32的材料(例如PZT)构成的板状的压电体晶片的第一表面形成第一电极层(第一电极板33)，并且在压电体晶片的与第一表面相反侧的第二表面形成第二电极层(第二电极板34)，从而形成超声波传感器的母材。接着，使用激光将超声波传感器母材的第一电极层以及压电体晶片切断，由此将第一电极层分割成与多个超声波传感器31对应的多个第一电极板33，而且将压电体晶片分割成与多个超声波传感器31对应的多个压电元件32。此时，参照图3的A栏，如上所述，以在第二电极板34(第二电极层)中的配置有各压电元件32的一侧的表面36形成凹部35的方式，也将第二电极板34的表面一起切断。或者参照图3的B栏，如上所述，将压电体晶片分割成多个压电元件之后，结束切断。这样，通过进行使用了激光的加工，能够制作微小的尺寸并且具备多个超声波传感器31的超声波传感器阵列30。此外，所作制的超声波传感器阵列30配置在FPC40上的预定的位置，例如利用导电性粘接剂接合于FPC40。
A－2.导丝系统100的结构：
以下，对具备上述的结构的导丝110的导丝系统100的结构进行说明。图7是概略性地表示导丝系统100的结构的说明图。导丝系统100除了导丝110以外还具备控制导丝110中的各信号的传输的控制装置150。
控制装置150具备连接器120、PIM(Patient Interface Module)130、以及控制台140。连接器120与PIM130之间、以及PIM130与控制台140之间经由电缆122、124连接。连接器120与导丝110的电极端子部70电连接，是在与导丝110之间进行各信号的交换的连接端子。连接器120相当于技术方案的范围中的连接端子部。另外，电缆124也能够进行无线连接。
图8是概略性地表示构成控制装置150的PIM130以及控制台140的内部结构的说明图。首先，对PIM130的结构进行说明。PIM130主要是控制导丝110中的超声波的发送接收的装置。PIM130具有：与连接器120连接的n条信号线LINE(1)～LINE(n)；与n条信号线LINE(1)～LINE(n)连接的三个开关电路(第一开关电路SW1、第二开关电路SW2、第三开关电路SW3)；与第三开关电路SW3连接且用于发送电信号的发送的TX驱动器131；与第一开关电路SW1连接且用于接收电信号的接收的保护电路132以及前置放大器(前置增幅器)133；以及经由n条信号线G(1)～G(n)而与第二开关电路SW2连接且具有用于不进行超声波的发送及接收的信号线的阻抗整合的终端电阻Rg的n个终端电阻电路X(1)～X(n)。此外，如上所述，n是构成超声波传感器阵列30的超声波传感器31的个数，在本实施方式中，n＝9。
n条信号线LINE(1)～LINE(n)分别经由连接器120以及导丝110的电极端子部70而与导丝110的FPC40所包含的n条信号线41的一个信号线电连接。由此，n条信号线LINE(1)～信号线LINE(n)分别与构成超声波传感器阵列30的n个超声波传感器31的一个第一电极板33电连接。
另外，如图8的右下栏所示，第三开关电路SW3依次选择n条信号线LINE(1)～信号线LINE(n)内的一个，并将所选择的信号线LINE与用于发送电信号的发送的TX驱动器131连接。另外，第一开关电路SW1依次选择n条信号线LINE(1)～信号线LINE(n)内的另一个，并将所选择的信号线LINE与用于接收电信号的接收的保护电路132以及前置放大器133连接。另外，第二开关电路SW2选择n条信号线LINE(1)～信号线LINE(n)内未被第三开关电路SW3以及第一开关电路SW1的任一个选择的(n－2)条信号线LINE，并将所选择的信号线LINE经由对应的信号线G与用于阻抗整合的终端电阻电路X连接。在(n－2)条信号线LINE中产生来自与各个信号线连接的超声波传感器31的接收电信号、或者在与第一开关电路SW1连接的信号线LINE至(n－2)条信号线LINE中产生的信号的反射引起的电位变动。通过(n－2)条信号线LINE与终端电阻电路X连接，能够针对(n－2)条信号线LINE中产生的电位变动，不在该信号线内产生作为反射的进一步的电位变动地与预定的基准电位(在本实施方式以及附图中记载为0V或者GND)连接。对SW3、SW1各自分别选择一条信号线的开关电路的例子进行了说明，但也可以使用同时选择多个信号线的开关电路。
图9是表示PIM130的动作的一例的时序图。图9示出了，在利用PIM130执行导丝110的控制过程中，n条信号线LINE(1)～信号线LINE(n)内的信号线LINE(1)用于超声波的发送、信号线LINE(2)用于超声波的接收、其它信号线LINE(3)～信号线LINE(n)不用于超声波的发送也不用于接收的期间的各信号的一例。
在从控制台140输出的ADD信号从L水平切换为H水平的时机，各开关电路SW1～SW3选择信号线LINE。例如，在图9的例子中，第三开关电路SW3选择信号线LINE(1)，第一开关电路SW1选择信号线LINE(2)，第二开关电路SW2选择信号线LINE(3)～LINE(n)。由此，信号线LINE(1)与TX驱动器131连接，信号线LINE(2)与保护电路132以及前置放大器133连接，信号线LINE(3)～LINE(n)分别与对应的终端电阻电路X(3)～X(n)连接。此外，在该时间点，RESET信号成为H水平，与终端电阻电路X(3)～X(n)连接的信号线LINE(3)～LINE(n)成为与GND连接的状态。另外，在该时间点，RESET＿RX信号也成为H水平，信号线LINE(2)、保护电路132也成为与GND连接的状态。
在从控制台140输出的开始信号从L水平切换为H水平的时机，从TX驱动器131朝向第三开关电路SW3输出发送电信号TXsignal。发送电信号TXsignal是具有预定频率(例如、20MHz)的预定信号水平(例如，+50V/－50V)的脉冲波。发送电信号TXsignal经由第三开关电路SW3输入到信号线LINE(1)。其结果，构成超声波传感器阵列30的多个超声波传感器31内的经由FPC40的信号线41而与信号线LINE(1)连接的超声波传感器31被驱动，发送超声波。此时，如上所述，由于信号线LINE(2)～LINE(n)与GND连接，因此抑制因输入到信号线LINE(1)的发送电信号TXsignal而在各信号线间产生电的串扰。即，例如在图9的A1栏中，能够抑制在信号线LINE(2)～LINE(n)产生虚线所示的信号。其结果，例如在保护电路132中，能够抑制因该电的串扰而导致信号水平切换至极限的事态的产生，另外在前置放大器133中，能够抑制因该电的串扰而导致高水平的信号被输入而输出饱和、至复位花费时间的事态的产生。
在接收从超声波传感器31发送的超声波在血管内反射的反射波(回声)的最早时机之前，RESET＿RX信号从H水平切换为L水平，准备反射波的接收。例如，在接收来自最短1mm处的对象的反射波的情况下，在经过1mm×2(往复)的距离除以生物体内的音速(约1500m/s)的约1.3μs之前，进行用于反射波的接收准备的RESET＿RX信号的切换。由超声波传感器31接收的反射波的信号经由FPC40的信号线41、信号线LINE(2)以及第一开关电路SW1而作为接收电信号RXsignal输入到保护电路132。该接收电信号RXsignal在保护电路132中被转换成为限制为预定的信号水平的接收电信号RX0并输入到前置放大器133，转换成在前置放大器133中被增幅的接收电信号RX1，并朝向控制台140输出。此时，如上所述，由于信号线LINE(3)～LINE(n)与GND连接，因此抑制因信号线LINE(3)～LINE(n)传输接收信号而在各信号线间产生电的串扰。即，例如在图9的A2栏中，能够抑制在信号线LINE(3)～LINE(n)产生虚线所示的信号。其结果，例如提高朝向控制台140输出的接收电信号RX1的精度。
在接收从超声波传感器31发送的超声波在血管内反射的反射波(回声)的最晚时机之后，RESET＿RX信号从L水平切换为H水平，准备下一时序的超声波的发送。例如，在接收来自最长10mm处的对象的反射波的情况下，在经过了10mm×2(往复)的距离除以生物体内的音速(约1500m/s)的约13μs之后，进行下一时序的用于超声波的发送准备的RESET＿RX信号的切换。以后，一边切换各开关电路SW1～SW3中的信号线LINE的选择，一边重复与上述的处理相同的处理，执行构成超声波传感器阵列30的各超声波传感器31进行的超声波的发送接收。
以下，对控制台140的结构进行说明。控制台140是主要控制上述的PIM130的时序动作，并且用于进行基于从PIM130输入的接收电信号RX1来将血管的状态可视化(图像化)的处理的计算机。如图8所示，控制台140具备控制部141、时序控制电路143、A/D转换器(ADC)144、操作部145、显示部146、以及存储部147。上述各部分经由总线148而相互连接。
控制台140的显示部146例如由液晶显示器等构成，显示各种图像、信息。另外，操作部145例如由键盘、鼠标、按钮、麦克风等构成，受理管理者的操作、指示。此外，显示部146具备触摸面板，由此也可以作为操作部145发挥功能。另外，存储部147例如由ROM、RAM、硬盘驱动器(HDD)等构成，作为储存各种程序、数据、或者执行各种程序时的作业区域、数据的临时存储区域来利用。
另外，控制台140的时序控制电路143朝向PIM130输出上述的ADD信号、开始信号。另外，A/D转换器144将从控制台140输出的作为模拟信号的接收电信号RX1转换成数字信号。
另外，控制台140的控制部141例如由CPU等构成，通过执行从存储部147读出的计算机程序，来对控制台140的动作进行控制。例如，如图10所示，控制部141作为信号修正部160、IIR滤波器161、数据抽出部162、定相加法器163、检波部165、log压缩部166、动态范围调整部167以及图像绘制部168发挥功能。控制部141相当于技术方案的范围中的显示控制部。
控制台140的控制部141进行的图像化处理例如如下。即，针对从A/D转换器144输出的作为数字信号的接收电信号RX1，信号修正部160进行后述的修正处理，IIR滤波器161进行过滤，数据抽出部162从进行了超声波传感器阵列30的信号接收后的来自超声波传感器31的信号抽出包括回声信号的数据。定相加法器163使用从存储部147读出的延迟时间数据DD来进行基于整相加算法(DelayAndSum、DAS)的接收波束形成处理。以后，检波部165进行全波整流，log压缩部166进行压缩增幅，动态范围调整部167调整动态范围，图像绘制部168进行用于向显示部146显示图像的图像信号(亮度信号)的转换。控制部141基于该图像信号，使表示血管的状态的图像显示于显示部146。此外，对于接收波束形成处理对提高图像的精细度的处理并不限定于整相加算法，也可以进行其它接收波束形成处理。
此外，在控制台140的存储部147存储有表示作为FPC40的信号线41间的串扰量而预先设定的值的串扰量数据CD。信号修正部160基于从存储部147读出的串扰量数据CD对从A/D转换器144输出的接收电信号RX1进行修正。
另外，存储部147对使用的超声波的频率、超声波传感器的个数等结构不同的每个超声波传感器阵列的校准信息进行存储，并能够与多个超声波传感器阵列对应。此外，存储部147无论其形态如何，都可以是固定于装置内的HDD、固态存储介质(固态驱动器：SSD)等存储介质、或者是能够相对于装置拆卸的便携式存储介质。
图11～图13是示意性地表示利用本实施方式的导丝系统100显示表示血管的状态的图像的情形的说明图。图11～图13示出以下情形：在导丝110被插入到血管BV内的状态下，通过进行超声波传感器阵列30的超声波的发送接收，来在显示部146显示表示血管BV的状态的图像。
例如在图11的例子中，配置在导丝110的前端的超声波传感器阵列30潜入到产生于血管BV的血栓PL内，在显示部146显示出表示血管BV的血管壁VW的状态、血栓PL的状态(包括血栓PL内的空腔CA的状态)的图像。这样，与导管比较，本实施方式的导丝110为细径，因此能够使超声波传感器阵列30容易地潜入到血栓PL内，能够把握血栓PL内的状态。另外，与导管比较，本实施方式的导丝110为细径，因此能够使超声波传感器阵列30潜入到血栓PL内，并使其进一步通过血栓PL，能够把握血栓PL处的状态。
另外，例如在图12的例子中，配置在导丝110的前端的超声波传感器阵列30位于因产生于血管BV的血栓PL而成为狭窄状态的真腔TL，在显示部146显示出表示血管BV的血管壁VW的状态、血栓PL的状态的图像。另外，例如在图13的例子中，配置在导丝110的前端的超声波传感器阵列30位于血管壁VW的假腔FL内，在显示部146显示出表示血管BV的血管壁VW的状态、血栓PL的状态的图像。这样，由于与导管比较，本实施方式的导丝110为细径，因此能够容易把握超声波传感器阵列30进入假腔FL而并非真腔TL，能够获得有助于之后的导丝110的适当的操作的信息。
图14以及图15是表示示出由本实施方式的导丝系统100生成的血管的状态的图像的一例的说明图。如图14以及图15所示，根据本实施方式的导丝系统100，能够获得高精度地示出包括血栓PL的状态在内的血管的状态的图像。
另外，在本实施方式中，由于二维配置构成超声波传感器阵列30的多个超声波传感器31，因此通过进行体绘制也能够获得三维图像。图16是表示示出利用本实施方式的导丝系统100生成的血管的状态的三维图像的一例的说明图。图16中除了表示血管的状态的二维图像I2～I4以外，还示出了表示血管的状态的三维图像I1。
A－3.本实施方式的效果：
如以上说明的那样，本实施方式的超声波传感器阵列30是具备多个超声波传感器31的治疗用的超声波传感器阵列。超声波传感器阵列如下形成：准备由成为第一电极板33的电极层、成为第二电极板34的电极层、以及夹在它们之间的压电元件32构成的超声波传感器的母材，从成为第一电极板33的电极层一侧切断压电元件32，不切断成为第二电极板34的电极层或者切断至该电极层的厚度方向的中途。
在以往进行的、使用切片机切断由电极和压电元件构成的超声波传感器母材并分离成个别的超声波传感器31Y之后、以阵列形状在共用基板300上排列多个超声波传感器31Y的方法(图3C栏)中，若超声波传感器31Y的尺寸微细，则难以在配置有多个超声波传感器31Y的X－Y平面中规则地排列。
图3的A栏表示将成为第二电极板34的电极板切断至厚度方向的中途而形成超声波传感器阵列30的例图。各超声波传感器31具有压电元件32、以及以隔着压电元件32的方式配置的第一电极板33及第二电极板34。第一电极板33在多个超声波传感器31的每个上分离。对于第二电极板34而言，在多个超声波传感器31中共用一体的第二电极板34。第二电极板34在与一个压电元件32(第一压电元件)的连接区域和与另一个压电元件32(第二压电元件)的连接区域之间的位置，从配置有各压电元件32的一侧的表面36遍及厚度方向的至少一部分而被切断(参照图3的A栏)。利用该形成方法，保留在构成超声波传感器阵列30的多个超声波传感器31间共用的第二电极板34的在厚度方向的至少一部分未被切断的部分。其结果，能够抑制配置有多个超声波传感器31的X－Y平面内的位置偏移，从而能够抑制信号接收延迟。
在图3的B栏的超声波传感器阵列30X中，与图3的A栏的超声波传感器阵列30不同，第二电极板34X中的配置有各压电元件32X的一侧的表面36X未被切断。根据该结构，能够抑制各个超声波传感器31X的X－Y平面内的配置位置的偏移，从而能够抑制信号接收延迟。
在图3的A栏的超声波传感器阵列30中，第二电极板34中的配置有各压电元件32的一侧的表面36被切断。因此，在超声波传感器阵列30中，如图3的A栏中箭头所示，能够抑制某一个超声波传感器31的压电元件32的振动经由第二电极板34而沿超声波传感器31的排列方向传递，其结果，除了抑制多个超声波传感器31的配置平面X－Y内的位置偏移得到的信号接收延迟的抑制以外，还能够抑制相邻的其它超声波传感器31的压电元件32所产生的机器的串扰的产生。
另外，本实施方式的导丝110具备：导丝主体112；以及配置在导丝主体112的前端部的超声波传感器阵列30。超声波传感器阵列30以各超声波传感器31的超声波发送接收面朝向导丝主体112的插入方向前方的方式配置。这样，本实施方式的导丝110在直径比较小的导丝中，在导丝主体112的前端部以前方可视的方式配置有超声波传感器阵列30，因此能够使超声波传感器阵列30容易地潜入到血栓PL内，能够实现使用了超声波传感器阵列的血栓PL内的精细度高的图像信息的获取。
另外，在本实施方式的导丝110中，导丝主体112具备金属制的芯轴10，超声波传感器阵列30的第二电极板34与芯轴10电连接。因此，根据本实施方式的导丝110，能够将芯轴10作为与多个超声波传感器31电连接的基准电位线(例如，GND电位线)来利用，从而能够实现装置结构的简化。
另外，本实施方式的导丝110还具备：配置在导丝主体112的基端部的电极端子部70；以及在多个超声波传感器31的每个第一电极板33与电极端子部70之间传输信号的作为信号传输部的FPC40。FPC40包括针对多个超声波传感器31的每个而个别设置的信号线41。各信号线41为了发送超声波而将输入到超声波传感器31的发送电信号从电极端子部70传输至超声波传感器31，另外将根据所接收的超声波从超声波传感器31输出的接收电信号从超声波传感器31传输至电极端子部70。这样，根据本实施方式的导丝110，不使用控制对各超声波传感器31的信号传输的IC等，就能够实现电极端子部70与超声波传感器31之间的信号传输，因此能够避免伴随使用IC等的电压值限制，能够避免因该电压值限制而导致各超声波传感器31的探索深度变浅的情况。
另外，在本实施方式的导丝110中，FPC40包括恒定电压配线42，该恒定电压配线42配置在针对一个超声波传感器31设置的一个信号线41A与针对另一个超声波传感器31设置的另一个信号线41B之间。因此，根据本实施方式的导丝110，由于要求直径比较小、另外沿血管的弯曲能够弯曲的柔软性而难以使用同轴电缆。另外，在进行图像的获取时产生了电的串扰引起的信号劣化的情况下，会导致图像的精细度的下降。通过做成在一个信号线41A与另一个信号线41B之间包括恒定电压配线42的结构，从而即使安装多个信号线41，也能够抑制针对一个超声波传感器31设置的一个信号线41A与针对另一个超声波传感器31设置的另一个信号线41B之间的电的串扰引起的信号的劣化的产生，从而能够实现使用了超声波传感器阵列的对血管的精细度更高的图像信息的获取。
另外，本实施方式的导丝系统100具备导丝110和控制装置150。控制装置150具有与导丝110的电极端子部70电连接的作为连接端子部的连接器120，对信号的传输进行控制。另外，控制装置150(构成控制装置150的控制台140)具备控制部141，该控制部141基于从各超声波传感器31输出的接收电信号来使表示血管的状态的图像显示于显示部146。因此，根据本实施方式的导丝系统100，能够实现使用了超声波传感器阵列的表示血管的状态(例如，血栓PL的状态)的精细度高的图像的显示。
另外，在本实施方式的导丝系统100中，控制装置150(构成控制装置150的PIM130)具有终端电阻电路X、第一开关电路SW1、以及第二开关电路SW2。第一开关电路SW1从由经由电极端子部70以及连接器120而连接的各信号线41接收的接收电信号中依次选择一个接收电信号并发送至控制部141。第二开关电路SW2从由经由电极端子部70以及连接器120而连接的各信号线41接收的接收电信号中选择未被第一开关电路SW1选择的各接收电信号并发送至终端电阻电路X。因此，在本实施方式的导丝系统100中，通过抑制信号线41的终端部的信号的反射的产生，从而即使安装多个信号线41，也能够有效地抑制信号线41的端部的信号反射引起的信号的劣化的产生，从而能够实现使用了超声波传感器阵列的精细度高的图像信息的获取。
另外，在本实施方式的导丝系统100中，控制台140的控制部141包括信号修正部160。信号修正部160基于针对一个超声波传感器31设置的一个信号线41A与针对另一个超声波传感器31设置的另一个信号线41B之间的作为电的串扰量而预先设定的值，来修正由一个信号线41传输的接收电信号。因此，根据本实施方式的导丝系统100，通过把握信号线41间的电的串扰的静电的产生量来进行接收电信号的修正，从而能够减轻该电的串扰的影响，能够实现使用了超声波传感器阵列的精细度高的图像信息的获取。
A－4.第一实施方式的变形例：
图17是表示第一实施方式的变形例中的PIM130的动作的一例的时序图。在图17所示的变形例中，与图9所示的第一实施方式比较，在与RESET＿RX信号从H水平切换为L水平的时机相同的时机，RESET信号也从H水平切换为L水平的这一点不同。在图17所示的变形例中，是将选择了发送的信号线LINE(在图17的例子中为LINE(1))经由第三开关电路SW3而与TX驱动器131连接、将选择了接收的信号线LINE(LINE(2))经由第一开关电路SW1而与保护电路132以及前置放大器133连接、将未选择的信号线LINE(LINE(3)～LINE(n))与任意的终端电阻Rg连接的形态，是利用RESET信号进行其控制的形态。根据按照图17所示的变形例的时序图的动作，也与图9所示的第一实施方式相同，能够利用开关电路SW1～SW3的切换动作来抑制电的串扰的产生。
B.第二实施方式：
图18是概略性地表示第二实施方式中的超声波传感器阵列30A的结构的说明图。以下，对第二实施方式的超声波传感器阵列30A的结构中与上述的第一实施方式的超声波传感器阵列30相同的结构标注相同的符号并适当省略其说明。
如图18的A栏所示，第二实施方式的超声波传感器阵列30A具备二维地排列配置的多个(10个)超声波传感器31A(31A(1)～31A(10))。多个超声波传感器31A配置成俯视时呈环状。即，第二实施方式的超声波传感器阵列30A具有环型的阵列构造。
另外，超声波传感器阵列30A具有配置在被多个超声波传感器31A包围的位置的非振荡部38。与超声波传感器31A相同，非振荡部38具有：压电元件32；以及隔着压电元件32的第一电极板33及第二电极板34。非振荡部38的第二电极板34是与各超声波传感器31A的第二电极板34一体的部件。即，一体的第二电极板在各超声波传感器31A以及非振荡部38中共用。
在此，非振荡部38具有将第一电极板33与第二电极板34导通的贯通孔39。因此，非振荡部38的第一电极板33总是与第二电极板34成为相同电位(例如，0V)。其结果，非振荡部38成为抑制了压电元件32的振动的状态。另外，各超声波传感器31A以及非振荡部38所共用的一体的第二电极板34在与一个压电元件32(第一压电元件)的连接区域和与另一个压电元件32(第二压电元件)的连接区域之间的位置，从配置有各压电元件32的一侧的表面遍及厚度方向的整体而被切断。即，在图18的A栏中的各位置37，第二电极板34遍及厚度方向的整体而被切断。
这样，第二实施方式的超声波传感器阵列30A配置在被多个超声波传感器31A包围的位置，具有共用第二电极板34的非振荡部38。第二电极板34在与一个压电元件32(第一压电元件)的连接区域和与另一个压电元件32(第二压电元件)的连接区域之间的位置37，从配置有各压电元件32的一侧的表面遍及厚度方向的整体而被切断。因此，如图18的B栏所示，即使一个超声波传感器31A(超声波传感器31A(1))的压电元件32振动，该振动也不会直接传递到其它超声波传感器31A而是传递到非振荡部38，在非振荡部38衰减，因此能够抑制该振动传递到其它超声波传感器31A的压电元件32，其结果，能够有效地抑制其它超声波传感器31A的压电元件32也产生振动的机器的串扰。
C.第三实施方式：
图19是概略性地表示第三实施方式的导丝110中的超声波传感器阵列30B以及FPC40B的周边部分的结构的说明图。图19的A栏示出了FPC40B利用折弯线L1折弯的状态下的剖面(YZ剖面)的结构，图19的B栏示出了扩大了FPC40B的状态下的平面的结构。以下，对第三实施方式的超声波传感器阵列30B以及FPC40B的周边部分的结构中与上述的第一实施方式相同的结构标注相同的符号并适当省略其说明。
如图19的A栏以及B栏所示，在第三实施方式的FPC40B上，在连接构成超声波传感器阵列30B的各超声波传感器31B和FPC40B的各信号线41的部位，设有取得阻抗整合的匹配电阻52。在该连接部位产生阻抗的变化，因此产生信号的反射。为了抑制该信号的反射引起的流经各信号线41的信号的劣化，而设有匹配电阻52。更详细而言，FPC40B由基底层43、配线层44以及覆盖层45构成，并设有与配线层44的信号线41以及恒定电压配线42分别连接的导电焊盘46，以跨越设于信号线41上的导电焊盘46和设于恒定电压配线42上的导电焊盘46的方式连接有匹配电阻52。
这样，第三实施方式的导丝110具备取得各超声波传感器31B与信号线41之间的阻抗整合的匹配电阻52。因此，能够抑制各超声波传感器31B与信号线41的连接点处的信号反射的产生。尤其是，在为了安装于直径比较细的导丝110而尺寸比较小的超声波传感器阵列30B中，为了提高分辨率而提高从超声波传感器31B发送的超声波的频率的情况下，虽然上述信号反射引起的信号劣化的影响变大，但根据第三实施方式的导丝110，能够抑制这样的信号反射的产生。
图20是概略性地表示第三实施方式的第一变形例的导丝110中的超声波传感器阵列30C以及FPC40C的周边部分的结构的说明图。在图20所示的第三实施方式的第一变形例中，代替图19所示的第三实施方式中的匹配电阻52，而利用FPC40C的配线层44本身的片材电阻来构成匹配电阻53。即，在FPC40C的配线层44，与信号线41以及恒定电压配线42独立地追加设置与构成超声波传感器阵列30C的各超声波传感器31C连接的部分，并将该部分作为匹配电阻53。在第三实施方式的第一变形例中，也具备取得各超声波传感器31C与信号线41之间的阻抗整合的匹配电阻53，因此能够抑制各超声波传感器31C与信号线41的连接点处的信号反射的产生。
图21是概略性地表示第三实施方式的第二变形例的导丝110中的超声波传感器阵列30D的结构的说明图。在图21所示的第三实施方式的第二变形例中，代替图19所示的第三实施方式中的匹配电阻52，而在构成超声波传感器阵列30D的各超声波传感器31D设置连接第一电极板33D和第二电极板34D的匹配电阻54。这样的匹配电阻54例如可以通过利用激光使压电元件32D的壁面熔融来形成、也可以通过利用蒸镀、外延成长形成电阻元件来形成。在第三实施方式的第二变形例中，也具备取得各超声波传感器31D与信号线41之间的阻抗整合的匹配电阻54，因此能够抑制各超声波传感器31D与信号线41的连接点处的信号反射的产生。
D.第四实施方式：
图22是概略性地表示第四实施方式中的导管200的结构的说明图。第四实施方式是将第一实施方式的超声波传感器阵列30安装于导管200而并非安装于导丝110的实施方式。
如图22所示，导管200具备：导管主体210；以及配置于导管主体210的前端部的超声波传感器阵列30E。安装于导管主体210的超声波传感器阵列30E的结构与在第一实施方式中安装于导丝110的超声波传感器阵列30的结构相同。另外，超声波传感器阵列30E以各超声波传感器31的超声波发送接收面朝向导管主体210的插入方向前方的方式配置。此外，本实施方式的导管200具备经由信号线240而与超声波传感器阵列30E连接的IC250，由IC250控制超声波传感器阵列30E中的超声波的发送接收。第四实施方式的导管200所具备的超声波传感器阵列30E是与第一实施方式的超声波传感器阵列30相同的结构，因此能够抑制各超声波传感器31间产生机器的串扰。
此外，导管主体210也可以具备未图示的金属制的加强体，并做成超声波传感器阵列30E的第二电极板34与加强体电连接的结构。采用这样的结构，能够将加强体作为与多个超声波传感器31电连接的基准电位线(例如，GND电位线)来利用，从而能够实现装置结构的简化。
E.变形例：
本说明书中公开的技术并不限于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式变形，例如也能够如下变形。
上述实施方式中的超声波传感器阵列30的结构始终为一例，能够进行各种变形。例如，在上述第一实施方式中，采用了在超声波传感器阵列30中的与某个压电元件32的连接区域和与另一个压电元件32的连接区域之间的所有的位置，第二电极板34遍及厚度方向的一部分而被切断的结构，但也可以仅在超声波传感器阵列30中的上述位置的一部分采用这样的结构(第二电极板34遍及厚度方向的一部分而被切断的结构)。
另外，在上述第一实施方式中，在构成超声波传感器阵列30的多个超声波传感器31中共用的第二电极板34在与某个压电元件32的连接区域和与另一个压电元件32的连接区域之间的位置，从配置有各压电元件32的一侧的表面36遍及厚度方向的一部分而被切断，但只要该第二电极板34在多个超声波传感器31中共用，则第二电极板34也可以在该位置从该表面36遍及厚度方向的全部而被切断。
另外，在上述实施方式中，一个第二电极板34在构成超声波传感器阵列30的所有的超声波传感器31中共用，但一个第二电极板34也可以仅在构成超声波传感器阵列30的一部分的超声波传感器31(其中为多个超声波传感器31)中共用。该情况下，为了构成超声波传感器阵列30的另一部分超声波传感器31，设置别的第二电极板34即可。
另外，在上述实施方式中，构成超声波传感器阵列30的超声波传感器31的个数、配置始终为一例，能够进行各种变形。例如，在上述实施方式中，二维地排列配置构成超声波传感器阵列30的多个超声波传感器31，但也可以一维地(一列)排列配置多个超声波传感器31。另外，在上述实施方式中，以构成超声波传感器阵列30的各超声波传感器31的超声波发送接收面朝向导丝主体112(或者导管主体210)的插入方向前方的方式配置，但也可以以各超声波传感器31的超声波发送接收面朝向其它方向(例如，导丝主体112或者导管主体210的径向)的方式配置。另外，在上述实施方式中，超声波传感器阵列30的第二电极板34与芯轴10、加强体电连接，但并非必须是这样的结构。
另外，上述实施方式中的导丝110、导管200的结构始终为一例，能够进行变形。例如，在上述实施方式中，导丝110的芯轴10由细径部11、锥形部12以及粗径部13构成，但芯轴10也可以不具有这三个部分内的至少一个、也可以除了该三个部分以外还具有其它部分。另外，芯轴10的一部分与另一一部分的结构材料也可以相互不同。另外，在上述实施方式中，也可以省略导丝110或者导管200的结构的一部分。例如，在上述实施方式中，导丝110具备外轴80，但导丝110也可以不具备外轴80。
另外，在上述实施方式中，控制装置150的结构始终为一例，能够进行各种变形。例如，在上述实施方式中，PIM130所包含的结构也可以包含于控制台140而并非PIM130，相反，包含于控制台140的结构也可以包含于PIM130而并非控制台140。另外，也可以省略PIM130或者控制台140所包含的结构的一部分。另外，控制装置150也可以不分成PIM130和控制台140而是一个装置，也可以具备PIM130以及控制台140以外的装置。另外，在上述各实施方式中，也可以将由硬件实现的结构的一部分置换成软件，相反，将由软件实现的结构的一部分置换成硬件。另外，上述实施方式中的超声波传感器阵列30的驱动控制方法始终为一例，能够进行各种变形。
另外，上述实施方式中的超声波传感器阵列30的制造方法始终为一例，能够进行各种变形。
符号说明
10—芯轴，11—细径部，12—锥形部，13—粗径部，18—树脂包覆层，19—焊接材料，22—线圈体，30—超声波传感器阵列，31—超声波传感器，32—压电元件，33—第一电极板，34—第二电极板，35—凹部，36—表面，37—位置，38—非振荡部，39—贯通孔，40—FPC，41—信号线，42—恒定电压配线，43—基底层，44—配线层，45—覆盖层，46—导电焊盘，50—壳体，52—匹配电阻，53—匹配电阻，54—匹配电阻，60—背衬件，70—电极端子部，72—电极环，80—外轴，90—绝缘性树脂，100—导丝系统，110—导丝，112—导丝主体，120—连接器，122、124—电缆，130—PIM，131—TX驱动器，132—保护电路，133—前置放大器，140—控制台，141—控制部，143—时序控制电路，144—A/D转换器，145—操作部，146—显示部，147—存储部，148—总线，150—控制装置，160—信号修正部，161—IIR滤波器，162—数据抽出部，163—定相加法器，165—检波部，166—log压缩部，167—动态范围调整部，168—图像绘制部，200—导管，210—导管主体，240—信号线。

Claims (16)

1.一种超声波传感器阵列，是具备多个超声波传感器的治疗用的超声波传感器阵列，其特征在于，
各上述超声波传感器具有：压电元件；以及以隔着上述压电元件的方式配置的第一电极板及第二电极板，
上述第一电极板在上述多个超声波传感器的每个上分离，
对于上述第二电极板而言，一体的上述第二电极板在上述多个超声波传感器中共用，
上述第二电极板在与第一上述压电元件连接的连接区域和与第二上述压电元件连接的连接区域之间的位置，从配置有各上述压电元件的一侧的表面遍及厚度方向的至少一部分而被切断。
2.根据权利要求1所述的超声波传感器阵列，其特征在于，
还具有非振荡部，该非振荡部配置在被上述多个超声波传感器包围的位置，共用上述第二电极板，
上述第二电极板在与第一上述压电元件连接的连接区域和与第二上述压电元件连接的连接区域之间的位置，从配置有各上述压电元件的一侧的表面遍及厚度方向的整体而被切断。
3.一种导丝，其特征在于，具备：
导丝主体；以及
配置在上述导丝主体的前端部的权利要求1或2所述的超声波传感器阵列，
上述超声波传感器阵列以各上述超声波传感器的超声波发送接收面朝向上述导丝主体的插入方向前方的方式配置。
4.根据权利要求3所述的导丝，其特征在于，
上述导丝主体具备金属制的芯轴，
上述超声波传感器阵列的上述第二电极板与上述芯轴电连接。
5.根据权利要求4所述的导丝，其特征在于，还具备：
配置在上述导丝主体的基端部的电极端子部；以及
在上述多个超声波传感器的各个上述第一电极板与上述电极端子部之间传输信号的信号传输部，
上述信号传输部包括信号线，该信号线是针对上述多个超声波传感器的每个而个别设置的信号线，为了发送超声波而将输入到上述超声波传感器的发送电信号从上述电极端子部传输至上述超声波传感器，另外将根据所接收到的超声波从上述超声波传感器输出的接收电信号从上述超声波传感器传输至上述电极端子部。
6.根据权利要求5所述的导丝，其特征在于，
上述信号传输部包括恒定电压配线，该恒定电压配线配置在针对一个上述超声波传感器设置的一个上述信号线与针对另一个上述超声波传感器设置的另一个上述信号线之间。
7.一种导丝系统，其特征在于，具备：
权利要求5或权利要求6所述的导丝；以及
控制装置，其具有与上述导丝的上述电极端子部电连接的连接端子部，且控制上述信号的传输，
上述控制装置具备显示控制部，该显示控制部基于从各上述超声波传感器输出的上述接收电信号，使表示血管的状态的图像显示于显示部。
8.根据权利要求7所述的导丝系统，其特征在于，
上述控制装置还具有：
终端电阻电路；
第一开关电路，其从由经由上述电极端子部以及上述连接端子部而连接的各上述信号线接收的上述接收电信号中依次选择一个上述接收电信号并输送至上述显示控制部；以及
第二开关电路，其从由经由上述电极端子部以及上述连接端子部而连接的各上述信号线接收的上述接收电信号中选择未被上述第一开关电路选择的剩余的各上述接收电信号并输送至上述终端电阻电路。
9.根据权利要求7或8所述的导丝系统，其特征在于，
上述控制装置包括信号修正部，该信号修正部基于针对一个上述超声波传感器设置的一个上述信号线与针对另一个上述超声波传感器设置的另一个上述信号线之间的作为串扰量而预先设定的值，来修正由上述一个信号线传输的上述接收电信号。
10.一种导管，其特征在于，具备：
导管主体；以及
配置在上述导管主体的前端部的权利要求1或2所述的超声波传感器阵列，
上述超声波传感器阵列以各上述超声波传感器的超声波发送接收面朝向上述导管主体的插入方向前方的方式配置。
11.根据权利要求10所述的导管，其特征在于，
上述导管主体具备金属制的加强体，
上述超声波传感器阵列的上述第二电极板与上述加强体电连接。
12.一种成像导丝，是包括基端部以及前端部的成像导丝，其特征在于，
在上述前端部具有芯部件、覆盖该芯部件的外周的线圈体、以及以在上述前端部的行进方向上具有超声波照射面的方式配置的超声波传感器阵列，
上述成像导丝具有：
从上述前端部至基端部沿上述芯部件延伸的多个信号线；以及
沿上述芯部件的至少一部分延伸的聚合物护套，
上述超声波传感器阵列具有多个超声波元件，该多个超声波元件分别具有第一电极、第二电极以及超声波振荡部，
上述第二电极在上述多个超声波元件中共用，在与第一上述超声波振荡部连接的连接区域和与第二上述超声波振荡部连接的连接区域之间的位置，从配置有上述第一超声波振荡部和第二超声波振荡部的一侧的表面遍及厚度方向的至少一部分而被切断，
上述多个信号线与上述超声波传感器阵列连接。
13.根据权利要求12所述的成像导丝，其特征在于，
上述成像导丝在上述基端部具有电极，
上述超声波传感器阵列配置在配设有上述多个信号线的连续的柔性基板上，并经由上述柔性基板而与上述电极连接。
14.根据权利要求12所述的成像导丝，其特征在于，
上述成像导丝具有与上述多个信号线连接的带状线，
上述带状线沿上述芯部件延伸至上述基端部。
15.根据权利要求12所述的成像导丝，其特征在于，
上述多个信号线卷绕于上述芯部件，在配置有上述线圈体的场所，卷绕间距紧密，在上述线圈体的比最基端侧靠上述基端部，卷绕间距稀疏。
16.根据权利要求12所述的成像导丝，其特征在于，
上述多个信号线在配置有上述线圈体的场所卷绕于上述芯部件，在上述基端部并排设置于上述芯部件。
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