DE69216842T2

DE69216842T2 - Mikromotor mit ständerwicklungen in form flexibler gedruckter schaltkreise für ein ultraschall-instrument

Info

Publication number: DE69216842T2
Application number: DE69216842T
Authority: DE
Inventors: Nicolaas Bom; Charles Theodoor Lancee
Original assignee: Du Med BV
Current assignee: Du Med BV
Priority date: 1991-09-24
Filing date: 1992-09-17
Publication date: 1997-05-22
Anticipated expiration: 2012-09-18
Also published as: US5240003A; DE69216842D1; EP0605573A1; US5375602A; EP0605573B1; WO1993005712A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ultraschall-Instrument zur Untersuchung und/oder Behandlung von Blutgefäßen und ähnlichen Lumina mit kleinem Querschnitt, das einen Katheter umfaßt, der einen Körper und eine Spitze mit einem distalen Ende und einen distalen Endabschnitt zum Einführen in ein Lumen und einen proximalen Abschnitt aufweist, wobei der Katheter einen Durchmesser von höchstens 3 mm aufweist, ein rotierbares Element in der Spitze und einen Mikromotor in der Spitze hat, der mit dem rotierbaren Element verbunden ist, um das rotierbare Element bei ausgewählter Drehzahl rotieren zu lassen, und Schallwellenerzeugungsmittel zur Beaufschlagung des drehbaren Elements mit Schallwellen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Mikromotor, der ein Gehäuse und einen Ständer mit flacher Ständerwindungen aufweist, die an mindestens einer flexiblen Leiterplatte angebracht sind, die in einen Zylinder eingewunden ist.
Ein Ultraschall-Instrument der oben bezeichneten Art ist aus EP-A-0 423 895 bekannt. In dieser Entgegenhaltung sind keine Details offenbart, die den in dem Instrument verwendeten Motor betreffen, mit der Ausnahme, daß gesagt wird, daß der Motor vorzugsweise ein mehrpoliger Mikrosynchronmotor ist. Ein Mikromotor der oben bezeichneten Art ist aus DE-A-1 613 318 bekannt. Dieser bekannte Motor ist ein Gleichstrommotor.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ultraschall-Instrument mit einem Mikromotor zu schaffen, der einfach herzustellen und zuverlässig ist. Es ist auch ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Mikromotor zu schaffen, der ein Zweiphasen- Wechselstrommotor ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die vorgenannten Ziele durch ein Ultraschall-Instrument realisiert, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Mikromotor ein Gehäuse und einen Ständer mit flachen Ständerwindungen aufweist, die an wenigstens einer flexiblen Leiterplatte angebracht sind, die in einen Zylinder eingewunden ist, wobei der Motor ein Zweiphasen-Wechselstrommotor mit vier flachen Ständerwindungszweigen ist, die zwei Rahmenwindungen bilden, um einen zweipoligen Motor zu schaffen, und der einen Permanentmagnetläufer mit einer nordmagnetischen Schicht und einer südmagnetischen Schicht aufweist, der auf einer Welle angebracht ist, wobei das Gehäuse des Motors ein zylindrisches Motorgehäuse umfaßt, die flexible Leiterplatte in diesem Zylinder innerhalb und nahe der Innenfläche des Gehäuses eingewunden ist und vier miteinander verbundene flache Ständerwindungenszweige aufweist, und durch einen Mikromotor mit den im vorhergehenden beschriebenen Merkmalen gekennzeichnet ist.
Es ist zu bemerken, daß in NL-A-87.00632 vorgeschlagen wurde, eine durch Fluid an oder in der Nähe der Katheterspitze betriebene Turbine zu schaffen, wobei die Turbine eine mit einem rotierbaren akustischen Spiegel verbundene kurze Antriebswelle aufweist.
Es wurde bereits in EP-A-0 139 574 vorgeschlagen, eine Innenhohlraums-Sonde mit einem Motor zu schaffen, der an dem distalen Ende einer Ausführungsform der Sonde angebracht ist. Der Motor dreht einen Spiegel, der von einem Wandler ausgesendete Signale reflektiert.
Diese Sonde findet bei Untersuchungen von Organen und dergleichen des Körpers Verwendung. Die Sonde ist etwas voluminös in Form und Größe, ist zum Einführen in Körperhohlräume gedacht, ist nicht für das Einführen in Venen und/oder Arterien geeignet und zeigt keinen in einer Katheterspitze angebrachten Motor mit an einer flexiblen Leiterplatte angebrachten Ständerwindungen und einem Durchmesser, der nicht größer als 3 mm ist.
In der DE-A-3 219 118 ist ein Endoskop mit einem Metallgehäuse offenbart, in dem ein rotierbarer Spiegel und ein Motor zum Rotieren des Spiegel angebracht ist. Ebenso ist eine Faseroptik zur Beobachtung vorgesehen. Diese Patentveröffentlichung offenbart oder schlägt keine Katheterspitze vor, die nicht größer als 3 mm im Durchmesser ist, mit einem dort angebrachten Mikromotor zur Rotation eines akustischen Spiegels, der in der Nähe eines Wandlers in der Katheterspitze positioniert ist.
US-A-4 546 771 offenbart ein akustisches Mikroskop, das einen Wandler aufweist, der hochfrequente Schallstrahlen herstellen und empfangen kann, und sich in einer Nadel befindet. Dieses Patent lehrt die Verwendung von Frequenzen von 100 Megahertz bis 400 Megahertz und vorzugsweise Frequenzen von 500 Megahertz oder größer. Diese Frequenzen haben nicht die notwendige Eindringtiefe, die man mit Frequenzen unter 60 Megahertz erhält, wie sie in dem Ulltraschall-Instrument der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Dieses Patent lehrt die Rotation eines rotierenden Teiles durch eine Anordnung von kleinen Elektromagneten und Permanentmagneten, die an einer Nadel angebracht sind. Die Nadel dieses Patents kann nur in Gewebe für Biopsieuntersuchungen eingeführt werden und ist nicht geeignet für das Einführen in ein Blutgefäß, noch ist es beabsichtigt, sie in ein Blutgefäß einzuführen wie die Katheterspitze der vorliegenden Erfindung, um den Raum rund um die Katheterspitze und insbesondere des Gewebes oder die rund um die Katheterspitze liegenden stenotischen Ablagerungen bis zu einer ausreichenden Tiefe zu beurteilen.
Eine Anzahl von Ultraschall-Instrumenten zur Untersuchung und/oder Behandlung von Blutgefäßen wurden bereits vorgeschlagen. Beispiele dieser bereits vorgeschlagenen Instrumente sind in den folgenden US-Patenten offenbart:
Ein Miniaturschrittmotor zur Verwendung in einem Uhrenbauteil ist in US-A-4 908 808 offenbart.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

FIG. 1 ist eine Querschnittsansicht einer Katheterspitze einer Ausführungsform des gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung gebauten Ulltraschall-Instruments für einmalige intraluminale Anwendung.
FIG. 2 ist eine Querschnittsansicht einer Katheterspitze ähnlich der in FIG. 1 gezeigten Ansicht eines weiteren gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung gebauten Ulltraschall-Instruments für einmalige intraluminale Anwendung.
FIG. 3 ist eine Querschnittsansicht einer Katheterspitze ähnlich der in FIG. 1 gezeigten Ansicht noch eines weiteren gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung gebauten Ulltraschall-Instruments für einmalige intraluminale Anwendung.
FIG. 4 ist eine aufgelöste perspektivische Darstellung eines gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung gebauten Mikromotors mit flachen Ständerwindungen, die auf einer flexiblen Leiterplatte angebracht sind, welche zu einer zylindrischen Form gewunden ist.
FIG. 5 ist eine Darstellung des Endes des Mikromotors, die das Ende der abtreibenden Welle des Motors zeigt.
FIG. 6 ist eine Längsschnittansicht des Mikromotors entlang der Linie 6-6 der FIG. 5.
FIG. 7 ist eine Draufsicht auf die flexible Leiterplatte mit den darauf angebrachten flachen Ständerwindungen bevor diese in eine zylindrische Form gedreht wird, wie in FIG. 4 gezeigt.
FIG. 8 ist eine vergrößerte Teildarstellung mit weggebrochenen Teilen eines in FIG. 7 gezeigten Teils der Leiterplatte und der flachen Ständerwindungen darauf.
FIG. 9 ist ein äquivalenter Schaltplan der elektrischen Schaltung der in FIG. 7 gezeigten Ständerwindungen.
FIG. 10 ist eine mechanische schematische Darstellung eines Querschnitts der zwei Windungs-Ständerrahmenwindungen, wobei jede erste und zweite Zweige enthält und wobei jeder Zweig drei Schenkel aufweist, wobei der mit Punkten den Strom darstellt, der am Beginn eines ersten sinusförmigen Wechselstroms eintritt, wobei der Strom in den ersten Zweig einer ersten Rahmenwindung eintritt, und von einem zweiten sinusförmigen Wechselstrom, wobei der Strom in den ersten Zweig einer zweiten Rahmenwindung eintritt, und die Pluszeichen den ersten Strom kennzeichnen, der aus dem zweiten Zweig der ersten Rahmenwindung kommt und den zweiten Strom, der aus dem zweiten Zweig der zweiten Rahmenwindung kommt.
FIG. 11 ist eine graphische Darstellung der zwei Phasen sinusförmiger Stromwellen, die an die zwei Rahmenwindungen und durch die zwei Zweige jeder Windung geführt werden mit der ersten Phase, die in den ersten Zweig der ersten Windung eintritt und dann aus dem zweiten Zweig der ersten Windung austritt, und der zweiten Phase, die in den ersten Zweig der zweiten Windung eintritt und aus dem zweiten Zweig der zweiten Windung austritt, und sie zeigt die mechanische Wirkung der Bauweise der Zweige der Windungen, die die Stromdichte derart beeinflussen, daß die effektive Stromdichte von den drei Schenkeln jedes Zeiges jeder Windung durch ein Rechteck in FIG. 11 repräsentiert ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)

Im folgenden wird detaillierter auf die Figuren Bezug genommen. Dabei wird in FIG. 1 ein Katheter 1 dargestellt in der Form eines dünnen flexiblen Rohres, das aus einem geeigneten Einwegmaterial, beispielsweise einem Kunststoffmaterial, hergestellt ist, das einen Teil eines Ultraschall-Instrumentes für einmalige intraluminale Anwendung 1' bildet. Der Durchmesser des Rohres ist nicht größer als 2,7 Millimeter und ist 0,62 Millimeter, wenn das Instrument für die Untersuchung und/oder Behandlung von Koronargefäßen verwendet wird.
Eine kleine Kappe 2 aus einem geeigneten Material, beispielsweise Kunststoffmaterial, wird auf dem distalen Endteil des flexiblen Rohres 1 befestigt, um eine Katheterspitze 2' zu definieren. Die Kappe 2 ist aus einem Stoff hergestellt, der für Ultraschallstrahlung oder Schallwellen durchgängig ist, wenn das Instrument mit Mitteln zur Emission von Ultraschallstrahlung oder zum Empfang der Echos der emittierten Strahlung ausgestattet ist. Auf jeden Fall hat die Kappe 2 ein Fenster, welches dieser Ultraschallstrahlung das Durchdringen der Kappe 2 ermöglicht.
Ein zylindrischer Motor 3 ist in dem distalen Endteil des flexiblen Rohres 1 in der Nähe des distalen Endes des Rohrs 1 befestigt, wobei der Motor 3 im wesentlichen koaxial mit der Achse des Katheterrohres 1 ist.
In dieser Ausführungsform des Instrumentes 1' ist der Motor 3 in einiger Entfernung von dem distalen Ende der Katheterspitze 2' angeordnet.
Eine Antriebswelle 4 erstreckt sich distal von dem Motor 3, ist Teil des Motors 3 und wird durch den Motor 3 angetrieben.
Ein rotierbares Element, das in dieser Ausführungsform 1' ein rotierbarer akustischer Spiegel 5 ist, ist an der Antriebswelle 4 angebracht und weist eine Spiegelfläche 6 auf, die in einer Ebene liegt, die die Achse des Katheterrohrs 1 unter einem Winkel schneidet, wobei ebenso die Achse der Antriebswelle 4 des Motors 3 geschnitten wird. Der Spiegel 5 ist mit und auf der Antriebswelle 4 während des Betriebs des Motors 3 rotierbar.
Der Motor 3 kann bei einer Geschwindigkeit zwischen 600 und 4 000 Upm, beispielsweise 1 200 Upm, 1 800 Upm, 3 000 Upm oder 3 600 Upm bis zu 6 000 Upm, aber nicht dahingehend eingeschränkt betrieben werden.
Die Rotationsgeschwindigkeit des Motors ist mit einem Raster über eine optische Anzeige (nicht gezeigt) korreliert, die mit dem Instrument 1' verbunden ist.
Ein Wandler 7 ist in dem distalen Endteil des Katheterrohrs 1 zwischen dem Motor 3 und der Spiegelfläche 6 gegenüber oder dem Spiegel 6 zugekehrt angeordnet.
Der Wandler 7 weist, wie dargestellt, ein zentralen Durchgang oder Kanal 8 auf, durch welchen sich die Antriebswelle 4 erstreckt.
Bei kritisch ausgewählten Frequenzen wird Ultraschallstrahlung von dem Wandler 7 auf die Spiegelfläche 6 emittiert und durch die Spiegelfläche 6 nach außen reflektiert in eine Richtung, wie sie allgemein durch die Pfeile 9 dargestellt ist. Dieses reflektierte Bündel von Strahlungswellen 9 tritt von der Katheterspitze 2' über ein Fenster aus, welches in der Kappe 2 ausgebildet ist oder durch die Kappe 2 definiert wird.
Wenn die Ultraschallwelle von einem Hindernis, wie beispielsweise einer Arterienwand reflektiert wird, wenn die Katheterspitze in einer Arterie eingeführt ist, werden die reflektierten oder so erzeugten Echosignale durch das Fenster passieren, auf die Spiegelfläche 6 auftreffen und reflektiert werden oder von dem Wandler 7 empfangen werden. Die reflektierten Schallwellen werden dann von dem Wandler 7 einer optischen Anzeige zugeleitet, auf der ein Ultraschallbild von dem die Katheterspitze 2' umgebenden Raum und der Materie in diesem Raum auf einer optischen Anzeige angezeigt werden kann, deren Raster mit der Rotationsgeschwindigkeit des akustischen Spiegels 5 koordiniert ist. Die Frequenz der Schallwelle bestimmt die Schärfentiefe dieser Ultraschallabbildung.
Es wurde festgestellt, daß in dem Megahertz-Frequenzbereich die unteren Frequenzen, z.B., unter 10 Megahertz, eine tiefere Schärfentiefe aber mit geringer Auflösung schaffen, die nicht als ausreichend empfunden wird. Andererseits wurde festgestellt, daß Frequenzen zwischen 45 und 60 Megahertz, obwohl sie eine gute Auflösung schaffen, eine flachere Schärfentiefe zur Folge haben. Demgemäß werden bei dem Instrument 1' der vorliegenden Erfindung die von dem Wandler 7 erzeugten Ultraschalllwellen bei einer Frequenz erzeugt, die nicht größer als 60 Megahertz ist, im typischen Fall im Bereich von 15 bis 45 Megahertz und vorzugsweise von etwa 30 Megahertz liegt, um einen guten Kompromis zwischen Schärfentiefe und Auflösung zu schaffen.
Die Art und Weise, in der Ultraschallbilder von der die Katheterspitze 2' umgebenden Region mit Hilfe von Echos oder Ultraschallstrahlung gebildet werden können, wird in der Holländischen Patentanmeldung Nr.87.00632 beschrieben.
Der Motor 3 ist vorzugsweise ein Synchronmotor. Die Stromquelle für den Motor 3 kann außerhalb des Katheterrohrs 1 sein, wobei der Motor 3 mit der Stromquelle über eine Vielzahl von elektrischen Leitungsdrähten 10 und 11 verbunden ist. Diese Leitungsdrähte 10 und 11 erstrecken sich durch das Innere des Katheterrohrs 1 zwischen der Stromquelle und dem Motor 3, mit dem sie verbunden sind. Der Leitungsdraht 10 kann eine Vielzahl von Stromzuführungsleitungen 10 und der Leitungsdraht 11 kann eine Vielzahl von Stromabführung, Erde oder allgemein Leitungen 11 sein.
Elektrische Leitungsdrähte 12 und 13 zur Übertragung der elektrischen Signale zu und von dem Wandler 7 befinden sich ebenso im Innern des Katheterrohrs 1 und erstrecken sich dort zwischen dem Wandler 7 an dem distalen Ende der Leitungsdrähte 12 und 13 zu einem externen Antrieb und optischen Antrieb bei dem proximalen Antrieb der Leitungsdrähte 12 und 13.
Bei der in FIG. 2 gezeigten Ausführungsform des Ultraschall-Instrumentes für einmalige intraluminale Anwendung 1", ist der Motor 3 in dem äußeren distalen Endteil 3" der Kappe 2 angeordnet. In dieser Ausführungsform erstreckt sich die Antriebswelle 4 proximal von dem Motor 3 und weist einen Spiegel 5 mit einer darauf angebrachten Spielgelfläche 6 auf. Der Wandler 7 ist dann proximal von dem Spiegel 5 gegenüber oder der Spiegelfläche 6 zugekehrt innerhalb des flexiblen Katheterrohrs 1 an dessem distalen Ende angeordnet.
Es ist beachtenswert, daß die Endkappe 2 und der Motor 3 als eine integrale Einheit gebaut werden können und dann an dem distalen Ende des flexiblen Katheterrohrs 1 angeordnet werden, wobei der Umfangsbereich der Kappe 2, der die Spiegelfläche 6 umgibt, eine reduzierte Dicke aufweist, um das Bündel der durch die Spiegelfläche 6 reflektierten Ultraschallwellen 9 durch die dünne Wand der Kappe 2 durchgehenzulassen, und dann zu gestatten, daß reflektierte Schallwellen oder Echos durch die dünne Wand der Kappe 2 zurückkommen. Die elektrischen Leitungsdrähte 10 und 11 für den Motor 3 und die elektrischen Leitungsdrähte 12 und 13 für den Wandler 7 erstrecken sich wiederum durch das Innere des Katheterrohrs 1, wie in der in FIG. 1 gezeigten Ausführungsform des Instruments 1'.
Unter Bezugnahme auf FIG. 3 ist im folgenden eine weitere Ausführungsform 1"' des Ultraschall-Instrumentes für einmalige intraluminale Anwendung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform hat das Instrument 1"' den Wandler 7 in einem distalen Endteil 3"' der Kappe 2 angeordnet. Der Motor 3 ist dann in dem distalen Endteil des Katheterrohres 1 in der gleichen Weise wie in der Ausführungsform des Instruments 1' in FIG. 1 angeordnet. Der Spiegel 5 mit der Spiegelfläche 6 ist dann ähnlich wie der in FIG. 2 gezeigte Spiegel 5 zwischen dem Wandler 7 und dem Motor 3 angeordnet, wobei die Spiegelfläche 6 dem Wandler 7 zugekehrt ist, und der akustische Spiegel 5 an der Antriebswelle 4 des Motors 3 angebracht ist.
In den FIGUREN 1 und 2 ist somit die Spiegelfläche 6 proximal der Katheterspitze 2" zugekehrt und in FIG. 3 ist die Spiegelfläche 6 distal der Katheterspitze 2" zugekehrt.
Bei dem in FIG. 3 gezeigten Instrument 1"' erstreckt sich außerdem ein Kapillarröhrchen 14 durch passend ausgerichtete Bohrungen in dem Motor 3, der Antriebswelle 4, dem Spiegel 5, dem Wandler 7 und dem distalen Ende des distalen Endteils 3"' der Kappe 2.
Bei dieser Bauweise des Instruments 1"' kann ein Führungsdraht durch das Katheterrohr 1 eingeführt werden, nämlich durch das Kapillarröhrchen 14, und aus dem distalen Ende des distalen Endteils 3"' der Kappe 2 für verschiedene bekannte Katheterprozeduren herausragen.
Der elektronische Schalter 15 ist ein integrierter Schalter, der eine Schaltung enthält, um das von Wandler 7 erhaltene reflektierte Signal und Echosignal zu verstärken, bevor dieses Signal über die Leitungsdrähte 12 und 13 zu der optischen Anzeige übertragen wird.
Zudem können die Leitungsdrähte 10 und 11 zu dem Motor 3 und/oder die Leitungsdrähte 12 und 13 zu dem Wandler 7 gemeinschaftlich als Mittel zur Bestimmung der Postion eines Katheters in einem Lumen verwendet werden, d.h., um die relative Position einer Katheterspitze 2 im bezug auf den umgebenden Raum zu bestimmen.
Bei dem in FIG. 1 gezeigten Instrument 1" erstrecken sich die Leitungsdrähte 12 und 13 von dem Wandler 7 durchgehend oder sind in den distalen Endteil des Katheterrohres 1 eingebettet, und die Leitungsdrähte 10 und 11 erstrecken sich proximal von dem Motor 3 aus.
Bei dem in FIG. 2 gezeigten Instrument 1" sind die Leitungsdrähte 10 und 11 in dem distalen Endteil 3"' der Katheterspitze 2 festgelegt und überqueren oder schneiden den Weg der emittierten und reflektierten Schallwellen 9 und erstrecken sich dann durch den distalen Endteil des Katheterspitzenteils 1 zum Innenraum des Katheterrohrs 1. Der Abschnitt der Leitungsdrähte 10 und 11 in der Nähe des Spiegels 5 kann so auf der optischen Anzeige gesehen werden, so daß die Position der Katheterspitze bezüglich des Bereichs des untersuchten Lumens oder Blutgefäßes festgestellt werden kann.
In ähnlicher Weise kann die Position eines Abschnitts der Drähte 12 und 13, die sich innerhalb der Kappe 2 in der Nähe des Spiegels 5 erstrecken, auf der optischen Anzeige zur Bestimmung der Orientierung und Lokalisation der Katheterspitze 2" bezüglich des Bereichs des untersuchten Lumens oder Blutgefäßes gesehen werden.
Diese Orientierungsmethode ist mit der Orientierungsmethode vergleichbar, die in der Holländischen Patentanmeldung Nr.89.01084 beschrieben ist.
Bei der in den FIGUREN 1-3 gezeigten vorhergehenden Beschreibung der Ausführungsformen 1', 1", 1"' können die Positionen des Motors 3, des Spiegels 5 und des Wandlers 7 jeweils, wie gewünscht, eingerichtet werden.
Die Spiegelfläche 6 ist in einem Winkel zu der Katheterachse in einer Weise eingestellt wie es in der Holländischen Patentanmeldung Nr.87.00632 berichtet ist.
Bei der in FIG. 1 gezeigten Ausführungsform weist der Wandler 7 einen zentralen Kanal 8 auf, durch den die Antriebswelle 4 sich erstrecken kann.
Der Motor 3 des Intraluminal-Ultraschall-Instruments 1', 1" oder 1"' ist im wesentlichen zylindrisch und hat eine Länge von weniger als etwa 6 Millimeter und einen Durchmesser von etwa höchstens 2,4 Millimeter, vorzugsweise nicht mehr als etwa 1 Millimeter.
Wie im vorhergehenden beschrieben können Geräte, wie beispielsweise die elektrischen Leitungsdrähte und ihre Position, zur Bestimmung der Orientierung der Katheterspitze bezüglich der umgebenden Region verwendet werden, wie es in der Holländischen Patentanmeldung Nr.8 9.01084 berichtet ist.
Das Instrument 1', 1" oder 1"' kann in einer geeigneten Weise mit Geräten ausgestattet werden, um Untersuchungen innerhalb der Arterie oder Vene durchzuführen, nachdem eine Untersuchung stattgefunden hat, oder sogar während der Untersuchung zur Verwendung einer obstruktiven Methode, zum Beispiel bei der Plaquebeseitigung.
Das Instrument 1', 1" oder 1"' kann beispielsweise mit Geräten ausgestattet sein zur Durchführung einer Funken-Erosions-Methode, wie es in der Holländischen Patentanmeldung Nr.87.00632 beschrieben ist.
Es ist auch möglich, das Instrument 1', 1" oder 1"' mit einem Ballon auszurüsten zur Verwendung bei der Ballon-Dilatations-Mehode, die auf dem Gebiet der Angioplastie bekannt ist. Bei der Durchführung einer Angioplastie-Methode kann ein geeigneter Ballon um die Katheterspitze 2" befestigt werden, und ein separater Kanal kann entlang des Katheterrohrs 1 hergestellt werden, der mit dem Ballon in Verbindung steht, um diesen aufzublasen, während man damit arbeitet, und dann zu ermöglichen den Ballon wieder zu entleeren.
Wie im Zusammenhang mit der Beschreibung der FIG. 3 beschrieben ist, kann ein zentraler Kanal oder ein Kapillarröhrchen 14 zur Aufnahme eines Führungsdrahtes durch das Katheterrohr 1 und die Katheterspitze 2" vorgesehen sein.
Der Raum in der Katheterspitze 2", in dem sich der Wandler 7 und der Spiegel 5 befinden, ist anfänglich bevor das Instrument 1', 1" oder 1"' in Betrieb genommen wird mit einer Flüssigkeit gefüllt, um einen wirksamen akustischen Betrieb des Instruments 1', 1" oder 1"' sicherzustellen. Der im vorhergehenden beschriebene Raum kann mit Hilfe von Vakuumtechniken vorevakuiert werden, und Flüssigkeit kann über geeignete Kanäle in den Raum gesaugt werden. Es ist auch möglich, Flüssigkeit direkt in den Raum über einen Füllschlauch einzuleiten, so daß die Luft oder anderes vorhandenes Gas über geeignete Entgasungskanäle in dem Katheterrohr 1 ausgetrieben werden. Der Füllschlauch kann ein getrenntes Lumen in dem Katheterrohr 1 sein oder kann ein kleines Röhrchen sein, das entlang oder in das Katheterrohr 1 selbst eingepaßt ist und das nach Verwendung herausgezogen werden kann.
Zudem kann ein integrierter Schalter 15, wie in FIG. 3 gezeigt, in der Katheterspitze 2" des Instruments 1', 1" oder 1"' nahe dem Motor 3 und dem Wandler 7 angebracht sein. Diese Bauweise unterstützt die Verstärkung des von dem Wandler 7 emittierten Echosignals bevor es durch die Leitungsdrähte 12 und 13 zu der optischen Anzeige übertragen wird; und diese Verstärkung gestattet es eine bestimmte, sonst bevorzugte Bauart in oder auf dem Katheterrohr 1 wegzulassen, z.B. das Vorsehen eines Metalldrahts, der mit dem Kathetermantel integriert ist und als Faraday'scher Käfig wirkt und in dem Katheterrohr 1 verborgen ist, kann weggelassen werden.
Das Instrument 1', 1" oder 1"' arbeitet gut mit einem 5-French-Katheter mit einem Durchmesser von etwa 1,6 Millimeter.
Außerdem ist der Wandler 7 so konstruiert, angeordnet und wird betrieben, um Schallwellen mit höchstens 60 Megahertz zu emittieren, im typischen Fall etwa zwischen 15 und 45 Megahertz und bei einer bevorzugten Verwendung des Instruments 1', 1" oder 1"' bei etwa 30 Megahertz.
Es wurde festgestellt, daß die verwendeten Frequenzen, insbesondere etwa 30 Megahertz, ein Ultraschallbild mit einer Schärfentiefe von wenigsten 1,2 mm mit guter Auflösung ergeben, so daß die Struktur und Beschaffenheit, beispielsweise hartes verkalktes oder weiches Fettmaterial, des Gewebes oder zu untersuchender stenotischer Ablagerungen festgestellt werden können. Zudem ist das Instrument 1', 1" oder 1"' mit der vorher unter Bezugnahme auf die FIGUREN 1-3 beschiebenen Bauweise in einer einfachen und kostengünstigen Weise gebaut, was es gestattet, daß das Instrument 1', 1" oder 1"' ein Einmalinstrument ist.
In den FIGUREN 4-6 ist ein Mikromotor 20 dargestellt, wobei es sich um einen Mikromotor 20 mit flexibler gedruckter Schaltung handelt, der besonders für die Verwendung in dem in den FIGUREN 1-3 gezeigten Intraluminal-Ultraschall-Instrument 1, 1',1" oder 1"' eingerichtet ist. Wie in den FIGUREN 4-6 gezeigt, enthält der Mikromotor 20 mit flexibler gedruckter Schaltung einen nichtmagnetischen Ständermantel oder ein Gehäuse 22. An dem einen Ende und typischerweise dem distalen Ende 24 des Motors 20 ist ein erstes Lager 26 angebracht, und in dem Ständergehäuse 22 ist ein ähnliches zweites Lager 28 (FIG. 6) angebracht. Jedes der Lager 26 und 28 hat vier Seitenvertiefungen oder Nuten 30, die um das Lager 26, 28 abstandsgleich räumlich getrennt sind, um einen Fluiddurchfluß durch das Lager 26 oder 28 und dann durch den Motor 20 zu schaffen und ebenso Durchgangsmittel für die Ständerwindungsleitungen 31, 32, 33 und 34 vorzusehen. Eine Läuferwelle 36 aus rostfreiem Stahl ist in und zwischen den Lagern 26 und 28 angebracht, wobei ein distaler Endteil 38 der Welle 36 sich von dem Motor 20 auswärts erstreckt. Ein Läufer 39 des Motors 20 trägt Permanentmagneten mit entgegengesetzten Polaritäten, um einen zweipoligen Läufer 39 zu schaffen, wie in FIG. 6 gezeigt ist.
Gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung ist in der Nähe der Innenfläche des Ständergehäuses 22 eine flexible Leiterplatte 40 angebracht, auf der vier flache Ständerwindungszweige 41, 42, 43 und 44 (FIG. 7) angebracht sind. Die auf die flexible Leiterplatte 40 gedruckte geometrische Anordnung der Ständerwindungszweige 41-44 konvertiert einen Zweiphasen-Wechselstrom in eine rotierende sinusförmige Stromverteilung, wobei die notwendige konstante Rotation und der für den Motor 20 erforderliche niedrigere Leistungsverlust geschaffen wird, wie es im folgenden beschrieben und in FIG. 12 gezeigt wird.
Am poximalen Ende 46 des Motors 20 ist typischerweise eine Endkappe 48 mit Vertiefungen 50 angebracht, durch die sich die Leitungen 31' 32, 33 und 34 erstrecken können und ein zentraler Durchführungsweg 52' durch welchen ein Rohr 54 zum Einführen oder Abziehen von Fluid aus dem Inneren des Motors 20 aufgenommen wird. Derartiges Fluid kann durch die Nuten 30, den Durchführungsweg 52 in dem Lager 28V rund um den Läufer 39 und durch die Nuten 30 in dem Lager 26 strömen, wenn es erwünscht ist, um Fluid in den Behälter einzuleiten, in dem der Motor 20 sich befindet.
Alternativ, kann Fluid aus dem Behälter über diese Kanäle zu dem Rohr 54 abgezogen werden, wenn beispielsweise ein Vakuum an das Rohr 54 angelegt ist.
Bezugnehmend auf FIG. 7 ist im folgenden zu sehen, daß die Ständerwindungszweige 41, 42, 43 und 44 integriert miteinander zu einer Ständerwindungsbildung 60 verbunden sind mit einer ersten Eingangsleitung 31, die zu drei Schenkeln 61, 62 und 63 des Windungszweiges 41 einer ersten Rahmenwindung 64 führt, wobei die Schenkel 61-63 zwischen inneren Nuten 65 und 66, die aus einem Blatt 70 aus leitendem, beispielsweise Metall oder metallartigem, Material, aus dem die Windungsbildung 60 gebildet ist, geätzt oder in anderer Weise ausgebildet sind, und durch eine Seitenkante 71 des Blattes 70 und einen Einschnitt 72 definiert wird, der sich von der oberen Kante 74 des Blattes 70, von dem sich die Leitungen 31-34 erstrecken, zu einer unteren Kante 76 aber nur bis zu einem unteren Randbereich 78 erstreckt.
Die Leiterplatte ist aus Kapton hergestellt und weist eine Dicke zwischen 0,01 und 0,03 Millimeter (mm) auf. Das Blatt aus leitendem Material wird vorzugsweise aus Kupfer hergestellt und weist eine Dicke zwischen 0,01 und 0,03 mm auf.
Die bevorzugten, angenäherten Abmessungen der Windungen und Leitungen sind wie folgt:
Windungsleitungslänge: zwischen 1,0 und 10,0 mm,
Windungsleitungbreite: zwischen 0,1 und 0,5 mm,
Windungsschenkelbreite: zwischen 0,02 und 10,0 mm,
Windungsbreite: zwischen 0,5 und 10,0 mm,
Windungslänge: zwischen 0,1 und 10,0 mm,
Windungsbildungslänge: zwischen 0,5 und 50,0 mm,
Windungsbildungsdicke: zwischen 0,02 und 2,0 mm,
Einschnitts- und Nutenbreite: zwischen 0,02 und 5,0 mm,
Nutenlänge: zwischen 0,1 und 10,0 mm,
Einschnittslänge: zwischen 0,1 und 10,0 mm.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Leitungen etwa 0,2 mm breit und etwa 1,70 mm lang. Die Windungen sind etwa 0,625 mm breit und etwa 1,50 mm lang. Die Einschnitte und Nuten sind etwa 0,050 mm breit. Der erste und dritte Schenkel jedes Windungszweiges ist etwa 0,1 54 mm breit, wobei der zweite oder mittlere Schenkel etwa 0,217 mm ist. Die Windungbildung 60 weist eine Länge von etwa 2,65 mm auf. Die Leiterplatte ist etwa 0,01 5 mm dick und das Blatt aus leitendem Material ist etwa 0,01 5 mm dick.
Ein Strom l0 fließt in die Leitung 31 duch die Schenkel 61-63 des ersten Windungsweiges 41 und in und entlang dem unteren Randbereich 78 der Windungsbildung 60 zu dem dritten Windungszweig 43, der durch den Randbereich 78 mit dem ersten Windungszweig 41 zur Bildung der ersten Rahmenwindung verbunden ist. Der dritte Windungszweig 43 wird aus drei Schenkeln 81, 82 und 83 zwischen zwei inneren Nuten 84 und 86 und weiteren zwei Nuten 88 und 90 gebildet, welche den zweiten Windungszweig 42 von dem dritten Windungszweig 43 und den dritten Windungszweig 43 von dem vierten Windungszweig 44 trennen. Die drei Schenkel des Windungszweigs 43 sind gegenüber den drei Schenkeln des Windungszweigs 41 zur Bildung der Rahmenwindung 64 angeordnet, wenn die Windungsbildung 60 in einen Zylinder gewunden wird.
In gleicher Weise geht ein Strom l1 in die zweite Leitung 32 zu dem zweiten Windungszweig 42 und durch die drei Schenkel 91, 92 und 93, die zwischen zwei inneren Nuten 94 und 96 und den Einschnitten 72 und 88 gebildet sind, die sich zu dem Randbereich 78 erstrecken. Der Strom l1 wird dann durch den Randbereich 78 zu dem vierten Windungszweig 44 fließen und dann durch drei Schenkel 101, 102 und 103, die zwischen einem Seitenrand 104 der Windungbildung 60, dem Einschnitt 90 und zwei inneren Nuten 106 und 108 ausgebidet sind, zu der Leitung 34 fließen. Der zweite Windungszweig 42 und der vierte Windungszweig 44 bilden eine zweite Rahmenwindung 110, die um 90º zu der Rahmenwindung 64 versetzt ist.
Der Fluß der Ströme l0 und l1 ist detaillierter in den FIGUREN 8 und 9 gezeigt.
Die Stromdichte ist einer sinusförmigen Verteilung angenähert durch Aufteilen der zwei Phasenströme in drei Komponenten, nämlich l0,1 plus l0,2 plus l0,3 und l1,1 plus l1,2 plus l1,3, wie in FIG. 8 gezeigt.
In FIG. 9 ist ein äquivalentes Schaltungsdiagramm der Ständerwindungsschaltungen dargestellt mit zwei Stromgeneratoren l1 und l0. Hier wird der Fluß des Stroms l0 und l1 durch den Ständerwindungszweig 41, 42, 43 und 44 gezeigt.
Die Ausführung des in dem Katheter angebrachten Mikromotors 20 und das Bauschema und die Arbeitsweise der Rahmenwindungen 64 und 110 schaffen einen sehr kleinen Motor ohne Bürsten und von minimaler Komplexität, welcher ideal ist für die räumliche Begrenzung in Blutgefäßen.
Die erste und zweite Rahmenwindung ergeben zusammen einen zweipoligen, zweiphasigen Synchronmotor mit einem Permanentmagnetläufer.
Wegen der damit verbundenen äußerst kleinen Abmessungen ist der Läufer 39 vorzugsweise ein Verbundmagnet (ein eingebettetes Polymer, das von der Firma Kinetron in Tilburg, Niederlande vertrieben wird).
Das Prinzip des Synchronmotors erfordert zwei magnetische Pole und einen Satz von zwei Rahmenwindungspaaren, wobei jede Windung ein Stromdichteprofil von einer Sinusform entlang des Umfangs erzeugt.
Dies erreicht man durch die Rahmenwindungen 64 und 11 0, wobei in jeder Rahmenwindung die Anzahl der Leiter entlang des Umfangs in einer Sinusform variiert.
Bei Verwendung eines flexiblen gedruckten Systems, ist es möglich, eine sinusförmige Stromdichte bei Verwendung von Leitern mit Standardgröße aber durch Variation der Höhe zu erreichen. Daraus ergibt sich eine diskrete Näherung der Sinuskurve.
Wegen des begrenzten Durchmessers des kleinen Mikromotors ist eine einschichtige flexible gedruckte Schaltung die bevorzugte Bauweise, da sie eine Gesamtdicke von 15 µm Cu + 15 π Kapton benötigt. Diese erfordert, daß sich jeder Windungszweig nur über 1/4 des Umfanges ausdehnt.
Die Sinuskurve muß daher über den Winkelbereich von 1/4π bis 3/4π anstelle von bis π angenähert werden. Der Anteil der Flächen 0 - 1/4π und 3/4π - π ist minimal:
Bei Verwendung der Gesamtfläche ergibt sich:
oder für die Leistung ohne Einbeziehnug der Flächen 0 - 1 /4π und 3/4π - π ergibt sich:
oder für die Leistung:
1. Bei Verwendung der Gesamtflächen ergibt sich:
2. Bei Verwendung eines Quadraten ergibt sich:
3. Unter Berücksichtigung der Leistung wie in 1. ergibt sich:
4. Bei Verwendung eines Quadranten wie in 1. ergibt sich:
Diese Überlegungen betreffend Leistung und Stromdichte führen zu der Auslegung der Windungszweige 41-44, wobei dem zentralen Leiter oder den mittleren Schenkeln 62, 92, 82 und 102 jedes Windungszweiges 41-44 ein Wert von 100% Stromdichte zugeordnet wird, und die seitlichen Leiter oder seitlichen Schenkel 61, 63, 91, 93, 81, 83, 101 und 103 dann 71% (1/2 2) der Stromdichte des mittleren Schenkels aufweisen.
Es ist zu bemerken, daß es schwierig ist, echte Rahmenwindungen mit einer einschichtigen gedruckten Schaltung zu schaffen, da das Überkreuzen von Leitern nicht möglich ist. Zudem würde eine Leitungsbrücke zu voluminös sein und sehr schwierig zu realisieren.
Aus diesem Grund sind die getrennten Windungszweige 41-44 alle an einer Seite miteinander verbunden. Dieses Bauschema kann nur arbeiten, wenn die Summe aller eintretenden Ströme gleich Null ist. Daher muß eine ausgeglichene Stromquelle für jede der zwei Phasen verwendet werden.
FIG: 10 zeigt die die Rahmenwindung 64 bildende Anordnung der Windungszweige 41 und 43 und die die zweite Rahmenwindung 110 bildende Anordnung der Windungs- zweige 42 und 44. Dort ist ebenso die Richtung des Stroms dargestellt, der durch die Windungszweige 41-44 am Beginn des Anlegens der zwei Phasen des Stroms fließt, die um 90º zu einander phasenverschoben sind.
In FIG. 11 ist das Anlegen der zwei sinusförmigen Phasenströme 120 und 130 dargestellt, wobei der Phasenstrom 130 um 90º zum Phase nstrom 120 phasenverschoben ist. Auf Grund dieser zwei um 90º phasenverschobenen sinusförmigen Ströme 120 und 130, wie sie durch die mechanische Bauweise und Anordnung der Windungszweige 41-44 und besonders ihrer Schenkel erzielt wird, hat die Stromdichte in dem Motor effektive Stromdichten in Form von Stromimpulsen durch jeden Schenkel jeden Windungszweiges 41-44 der zwei Rahmenwindungen 64 und 110 zur Folge, wie es durch die Rechtecke in FIG. 11 gezeigt ist.
Der Kombinationseffekt dieser effektiven Windungsdichten (die Rechtecke in FIG. 11) ist eine im allgemeinen sinusförmige, nahezu Rechteckwelle der elektromagnetischen Kraft. Diese im allgemeinen sinusförmige Welle der elektromagnetischen Kraft weist wenige Oberschwingungen auf im Vergleich zu idealen Zweiphasen-Motoren und besonders geringe zweite Harmonische. Wie zudem durch die im vorhergehenden aufgestellten Formeln dargestellt ist, wird eine sehr hohe Leistungsausgabe von 82% mit dem Mikromotor 20 der vorliegenden Erfindung erhalten, der Ständerwindungszweige 41-44 für auf einer gedruckten Leiterplatte ausgebildete zwei Rahmenwindungen 64 und 110 aufweist.
Aus der vorausgehenden Beschreibung ist zu ersehen, daß das Instrument 1', 1" oder 1"' und der Mikromotor 20 der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von Vorteilen aufweisen, von denen einige im vorhergehenden beschrieben wurden und andere in der Erfindung begründet sind. Demgemäß ist der Umfang der Erfindung nur wenn nötig durch die anliegenden Ansprüche limitiert.

Claims

1. Ultraschall-Instrument zur Untersuchung und/oder Behandlung von Blutgefäßen und ähnlichen Lumina mit kleinem Querschnitt, das einen Katheter (1) umfaßt, der einen Körper und eine Spitze (2') mit einem distalen Ende und einem distalen Endabschnitt zum Einführen in ein Lumen und einen proximalen Abschnitt aufweist, wobei der Katheter (1) einen Durchmesser von höchstens 3 mm aufweist, eine rotierbares Element (5) in der Spitze (2') und einen Mikromotor (3) in der Spitze (2') hat der mit dem rotierbaren Element (5) verbunden ist, um das rotierbare Element (5) bei ausgewählter Drehzahl rotieren zu lassen, und Schallwellenerzeugungsmittel (7) aufweist zur Beaufschlagung des drehbaren Elements (5) mit Schallwellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikromotor (3) ein Gehäuse und einen Ständer mit flachen Ständerwindungen (41,42,43,44) aufweist, die an wenigstens einer flexiblen Leiterplatte (40) angebracht sind, die in einen Zylinder (22) eingewunden ist, wobei der Motor (20) ein Zweiphasen-Wechselstrommotor mit vier flachen Ständerwindungszweigen (41,42,43,44) ist, die zwei Rahmenwindungen (64,110) bilden, um einen zweipoligen Motor zu schaffen, und der einen Permanentmagnetläufer (39) mit einer nordmagnetischen Schicht und einer südmagnetischen Schicht aufweist, der auf einer Welle (36) angebracht ist, wobei das Gehäuse (22) des Motors ein zylindrisches Motorgehäuse (22) umfaßt, die flexible Leiterplatte (40) in diesem Zylinder (22) innerhalb und nahe der Innenfläche des Gehäuses (22) eingewunden ist und vier miteinander verbundene flache Ständerwindungenszweige (41,42,43,44) aufweist.

2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (3) eine dem distalen Ende zugekehrte Seite aufweist und mit einer Antriebswelle (4) auf der dem distalen Ende zugekehrten Seite versehen ist, das rotierbare Element (5) ein rotierbarer akustischer Spiegel (5) ist, der sich in dem distalen Endabschnitt befindet und mit der Antriebswelle (4) verbunden ist, und der rotierbare Spiegel (5) eine Spiegelfläche (6) aufweist, die in einer Ebene liegt, die die Achse der Antriebswelle und die Achse der Ausbreitung der Schallwellen aus den Schallwellenerzeugungsmitteln (7) unter einem Winkel schneidet.

3. Instrument nach Anspruch 2' dadurch gekennzeichnet, daß die Schallwellenerzeugungsmittel (7) einen in der Spitze (2V) angeordneten Wandler (7) enthalten, der der Spiegelfläche (6) zugekehrt ist und einen zentralen Durchgang (8) aufweist, durch den sich die Antriebswelle (4) erstreckt.

4. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (3) in dem distalen Endabschnitt angeordnet ist und eine Antriebswelle (4) enthält, die sich von dem distalen Ende rückwärts erstreckt, das rotierbare Element (5) einen rotierbaren akustischen Spiegel (5) aufweist, der an der Antriebswelle (4) angeordnet ist, der akustische Spiegel (5) eine Fläche (6) hat, die in einer Ebene liegt, die die Achse der Antriebswelle (4) und die Achse der Ausbreitung von Schallwellen aus den Schallwellenerzeugungsmitteln (7) unter einem Winkel schneidet, und die Schallwellenerzeugungsmittel (7) sich in der Spitze gegenüber der Spiegelfläche (6) befinden.

5. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (3) eine im allgemeinen zylindrische Form hat und eine Länge von maximal etwa 6 mm und einen Durchmesser von maximal etwa 2,4 mm aufweist.

6. Instrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (3) eine Länge von maximal etwa 4 mm und einen Durchmesser von maximal etwa 1mm aufweist.

7. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (3) bei einer Umlaufgeschwindigkeit betrieben wird, die mit einem Raster über eine optische Anzeige synchronisiert ist, der die Echos der von dem Spiegel empfangenen Schallwellen zugeführt werden, und die Drehung des akustischen Spiegels (5) in bezug auf den Raster orientiert ist.

8. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katheter (1) elektrische Leiter (10,11,12,13) enthält, um dem Motor (3) und den Schallwellenerzeugungsmitteln (7) elektrische Energie zuzuleiten.

5 9. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katheter (1) einen zentralen Kanal aufweist, der sich auch durch die Schallwellenerzeugungsmittel (7) und durch die Welle (4) und bis zu dem distalen Ende des distalen Abschnitts der Spitze erstreckt.

10. Instrument nach Anspruch 1' dadurch gekennzeichnet, daß die Schallwellenerzeugungsmittel (7) ausgelegt sind, um Schallwellen bei einer Frequenz von höchstens 60 Megahertz zu erzeugen.

11. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallwellenerzeugungsmittel (7) ausgelegt sind, um Schallwellen bei einer Frequenz zwischen annähernd 15 und 45 Megahertz zu erzeugen.

12. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallwellenerzeugungsmittel (7) ausgelegt sind, um Schallwellen bei einer Frequenz von etwa 30 Megahertz zu erzeugen, um eine genügende Schärfentiefe mit ausreichender Auflösung zur Bestimmung der Struktur oder Beschaffenheit der Materie, wie beispielsweise Gewebe oder Plaque, in dem zu untersuchenden Raum um die Katheterspitze zu erhalten.

13. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es für die einmalige intraluminale Anwendung ausgelegt ist.

14. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vier flachen Ständerwindungszweige (41,42,43,44) aus einem Blatt (70) aus leitendem Material geformt sind, das auf der flexiblen Leiterplatte (40) angeordnet ist.

15. Instrument nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Materialblatt (70) eine oberen Kante (74) und eine untere Kante (76) aufweist, wobei die untere Kante einen durchgehenden Randbereich (78) aufweist, der einen durchgehenden Leiter bildet, und in den sich vier Zuleitungen (31,32,33,34) von der oberen Kante (74) des Materialblattes (70) hinein erstrecken.

16. Instrument nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Materialblatt (70) drei Einschnitte (72, 88, 90) aufweist, die sich von der oberen Kante (74) in Richtung auf die untere Kante (76), aber nicht ganz dorthin, erstrecken, um so das Materialblatt (70) in vier flache Ständerwindungszweige (41,42,43,44) zu teilen.

17. Instrument nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschnitt des Materialblatts (70), der einen Ständerwindungszweig umfaßt, zwei innenliegende, parallel beabstandete Schlitze (65,66; 94,96; 84,86; 104,106) parallel zu den Einschnitten (72,88,90) darin aufweist, um jeden Windungszweig (41,42,43,44) mit drei Schenkeln (61,62,63; 91,92,93; 81,82,83; 101,102,103) zu bilden, die einstückig miteinander und mit dem einstückigen unteren Randbereich (78) des Materialblatts (70) verbunden sind.

18. Instrument nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der dritte Windungszweig (41,43) eine erste Rahmenwindung (64) bilden und zum Empfangen einer Phase eines Wechselstroms ausgelegt sind und der zweite und vierte Windungszweig (42,44) eine zweite Rahmenwindung (110) bilden und zum Empfangen einer zweiten Phase eines Wechselstroms ausgelegt sind.

19. Instrument nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jeder seitliche Schenkel (61,63; 91,93; 81,83; 101,103) eines jeden Windungszweigs (41,42,43,44) eine Stromdichte aufweist, die 71% der Stromdichte des mittleren Schenkels (62,92,82,102) eines jeden Windungszweigs (41,42,43,44) ist.

20. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikromotor eine an einem Ende (46) des Motorgehäuses (22) angebrachte Endkappe aufweist und vier Vertiefungen (50) darin hat, durch die vier Leitungen (31,32,33,34) sich von den Ständerrahmenwindungen (64,110) zum Anschluß der Leiter erstrecken können, die zu zwei phasenverschobenen Stromquellen führen (Fig. 9).

21. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikromotor zwei beabstandete Lagerteile (26,28) mit vier beabstandeten Nuten (30) an ihrem Außenumfang aufweist, wobei die Nuten (30) einen Fluiddurchfluß in und durch das Ständergehäuse (22) ermöglichen und die Nuten (30) in dem Lagerteil (28) an einem Ende des Ständergehäuses (22) einen Durchgang für die sich von den Ständerrahmenwindungen (64,110) erstreckenden flachen Metalleitungen (31,32,33,34) schaffen.

22. Mikromotor (20), der ein Gehäuse (22) und einen Ständer mit flachen Ständerwindungen (41,42,43,44) aufweist, die an wenigsten einer flexiblen Leiterplatte (40) angebracht sind, die in einen Zylinder (22) eingewunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (20) ein Zweiphasen-Wechselstrommotor mit vier flachen Ständerwindungszweigen (41,42,43,44) ist, die zwei Rahmenwindungen (64, 110) bilden, um einen zweipoligen Motor zu schaffen, und einen Permanentmagnetläufer (39) mit einer nordmagnetischen Schicht und einer südmagnetischen Schicht aufweist, der auf einer Welle (36) angebracht ist, wobei das Gehäuse (22) ein zylindrisches Motorgehäuse (22) umfaßt, die flexible Leiterplatte (40) in dem Zylinder (22) in der Nähe der Innenfläche des Gehäuses (22) eingewunden ist und die vier miteinander verbundene flache Ständerwindungszweige (41,42,43,44) aufweist.

23. Motor nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die vier flachen Ständerwindungszweige (41,42,43,44) aus einem Blatt (70) aus leitendem Material geformt sind, das auf der flexiblen Leiterplatte (40) angeordnet ist.

24. Motor nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Materialblatt (70) eine oberen Kante (74) und eine untere Kante (76) aufweist, wobei die untere Kante einen durchgehenden Randbereich (78) aufweist, der einen durchgehenden Leiter bildet, und in den sich vier Zuleitungen (31,32,33,34) von der oberen Kante (74) des Materialblattes (70) hinein erstrecken.

25. Motor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Materialblatt (70) drei Einschnitte (72, 88, 90) aufweist, die sich von der oberen Kante (74) in Richtung auf die untere Kante (76), aber nicht ganz dorthin, erstrecken, um so das Materialblatt (70) in vier flache Ständerwindungszweige (41,42,43,44) zu teilen.

26. Motor nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschnitt des Materialblatts (70), der einen Ständerwindungszweig umfaßt, zwei innenliegende, parallel beabstandete Schlitze (65,66; 94,96; 84,86; 104,106) parallel zu den Einschnitten (72,88,90) darin aufweist, um jeden Windungszweig (41,42,43,44) mit drei Schenkeln (61,62,63; 91,92,93; 81,82,83; 101,102,103) zu bilden, die einstückig miteinander und mit dem einstückigen unteren Randbereich (78) des Materialblatts (70) verbunden sind.

27. Motor nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der dritte Windungszweig (41,43) eine erste Rahmenwindung (64) bilden und zum Empfangen einer Phase eines Wechselstroms ausgelegt sind und der zweite und vierte Windungszweig (42,44) eine zweite Rahmenwindung (110) bilden und zum Empfangen einer zweiten Phase eines Wechselstroms ausgelegt sind.

28. Motor nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß jeder seitliche Schenkel (61,63; 91,93; 81,83; 101,103) eines jeden Windungszweigs (41,42,43,44) eine Stromdichte aufweist, die 71% der Stromdichte des mittleren Schenkels (62,92,82,102) eines jeden Windungszweigs (41,42,43,44) ist.

29. Motor nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor eine an einem Ende (46) des Motorgehäuses (22) angebrachte Endkappe aufweist und vier Vertiefungen (50) darin hat, durch die vier Leitungen (31,32,33,34) sich von den Ständerrahmenwindungen (64,110) zum Anschluß der Leiter erstrecken können, die zu zwei phasenverschobenen Stromquellen führen (Fig. 9).

30. Motor nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor zwei beabstandete Lagerteile (26,28) mit vier beabstandeten Nuten (30) an ihrem Außenumfang aufweist, wobei die Nuten (30) einen Fluiddurchfluß in und durch das Ständergehäuse (22) ermöglichen und die Nuten (30) in dem Lagerteil (28) an einem Ende des Ständergehäuses (22) einen Durchgang für die sich von den Ständerrahmenwindungen (64,110) erstreckenden flachen Metalleitungen (31,32,33,34) schaffen.