JP2000070270A

JP2000070270A - 脈管内撮像用装置

Info

Publication number: JP2000070270A
Application number: JP11069110A
Authority: JP
Inventors: Wayne Sieben; ウェインシーベン; Mark J Whalen; マークジェイウェイラン
Original assignee: Scimed Life Systems Inc
Current assignee: Boston Scientific Scimed Inc
Priority date: 1991-03-13
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2000-03-07
Also published as: CA2082161A1; JPH05508099A; EP0529069A4; EP0529069A1; WO1992016147A1

Abstract

(57)【要約】【発明の課題】本発明は、特に冠状脈管の超音波撮像
用装置、その使用方法及びその製造方法である。【発明の構成】本装置は、患者の小さい脈管内に位置す
ることができる遠位端部（２８）を有する細長い部材
（２６）と体外に位置する近位端部（３２）、細長い部
材の遠位端部にあって、超音波パルスで遠位の冠状脈管
を走査するために操作できるトランスジューサ及び細長
い部材の近位端とトランスジューサへパルスを発生しま
たトランスジューサからパルスを受信するためのトラン
スジューサとに接続された信号プロセッサ（３４）を含
む。またモータ（３６）はトランスジューサを回転する
ための細長い部材の近位端部に接続され得る。制御装置
（３８）はモータと信号プロセッサを操作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】本発明は、超音波撮像デバイス及びその
使用及び製造方法に関する。本発明は特に、冠状脈管内
に位置づけその画像を得ることのできる超音波撮像デバ
イスに関する。

【０００２】患者の体の一部分の超音波撮像は、最良の
治療タイプ及び推移を決定するためのさまざまな医学的
実践の分野において有効な手段を提供する。超音波技術
による患者の冠状脈管の撮像は、患者の体内の狭搾の程
度についての貴重な情報を医師に提供することができ、
又血管形成術又は関節切除術といった処置を指示するか
又はより侵襲性の処置を認可できるかを見極める上で一
助となりうる。しかしながら、上述のような医学上の決
断を下す上で有効なものでありうる充分に高い解像度で
遠位冠状脈管の超音波画像を得るには、いくつかの重大
な障害を克服する必要がある。これらの障害のうち最も
重大なものは、超音波検知装置のサイズに関するもので
ある。

【０００３】人体器官の高解像度の超音波画像を得るに
は、超音波センサ（すなわち送受信器）をその器官の充
分近くにもってきて超音波パルスで器官を走査すること
が一般に必要である。他の比較的密度の高い器官及び組
織によってとり囲まれた人体内奥深くにある器官の超音
波撮像には、プローブ上にセンサーを接続させセンサー
とプローブをその器官の近くさらにはその器官の内部に
位置づけることが必要である。心臓及びそれに連結され
た脈管はこのタイプの器官である。カテーテル、ガイド
線及びプローブを大腿動脈といったような動脈を介して
遠くの部位から冠状脈管構造内に挿入することが周知の
技術であること、さらには、医師が関心をもつ情報のい
くつかが冠状脈管の内壁上の狭搾の程度であることか
ら、プローブに接続された超音波センサを大腿動脈とい
った遠くの動脈部位を介して冠状脈管構造の遠位領域内
に位置づけして冠状動脈壁の超音波画像を得ることがで
きることが望ましいと思われる。

【０００４】撮像が役立つ脈管路の遠位領域内の脈管と
しては、冠状動脈、頭や脳の脈管に通じる動脈及び後頭
動脈といった外頸動脈に端を発する分岐脈管、脾動脈及
び胸郭の器官に通じる下腸間膜動脈及び腎動脈などがあ
る。これらの領域内に位置づけされるためには、超音波
センサ及びプローブのサイズは、動脈脈管を横断するた
めのみならず脈管の管腔を閉塞しないようにするための
比較的小さいものでなくてはならない。カテーテル、プ
ローブ又はセンサーといった装置が血管内に位置づけさ
れると、これはこの血管内ならびにその近くの脈管内の
血流を制限するような一定の容積を占有する。動脈内に
１つの装置が位置づけされると、その動脈内の血液の流
れは、装置の外周と脈管の内壁の間に実際に作り出され
ている１つの環状領域（すなわち「リング」形断面の部
域）に制約される。このことは通常、脚の大腿動脈又は
大動脈といった大量の血流を伴う大動脈内又はきわめて
近位の冠状動脈においては問題にならない。これらの大
動脈においては、装置によってひき起こされるあらゆる
制約は比較的小さいものであり、血液流は比較的大量で
ある。しかしながら、脳に通じる後頭動脈といった遠い
ところにある小さな動脈又は心臓の右側及び左側に通じ
る3.０mm以下のサイズの冠状動脈においては、血液の流
れの制約はことごとく最小限におさえなくてはならな
い。これらの小さい脳管を閉塞すると結果として心臓の
冠状動脈内の血流が喪失する可能性があり、こうして重
症の胸部の痛み又は不整脈、虚血及び頻拍応答といった
生理学的変化などの有害ないくつかの効果がもたらされ
得る。これらの効果は患者にとって脅威的なものであ
り、その上ひとたび始まってしまうと安定化するのが困
難である。

【０００５】その上、これらの後者の脈管は非常に小さ
いものであるばかりでなくアテローム硬化症といった拘
束性障害が存在する可能もある脈管なのである。アテロ
ーム硬化性疾患ならびに血液の流れを塞ぐその他の血栓
の形成は、血液組織界面の血液動力学のため、これらの
比較的小さい動脈内で発生する。この事実を反映して、
現在血管形成術は主として直径2.０〜3.５mmの寸法範囲
の脈管内で行なわれている。このような障害は、これら
の脈管の管腔の断面積をさらに減少させることになる。

【０００６】従ってこのような脈管の超音波画像を得る
のに脈管内プローブ装置を用いることに対する１つの重
大な障害は、このプローブが、一部分閉塞されている可
能性のあるこれらの小さい動脈の中に位置づけられるば
かりでなくそれが中に位置づけられる脈管の管腔を完全
に又はほぼ完全に閉塞することのないほどに充分小さい
寸法を有するものでなくてはならないという点にある。
従って、遠位冠状利用分野のために用いるべき超音波セ
ンサー装置のためには、このプローブは、冠状脈管内に
適当に位置づけされかつそのまわりに充分な血液の流れ
を可能にするのに充分小さいものでなくてはならない遠
位冠状脈管構造での使用のためには、センサ装置の外径
は、最も遠位の脈管においてでさえ血流の環状領域を提
供するよう直径約0.０４０インチ（１mm）でなくてはな
らない。

【０００７】脈管系内に置くことを目的とする超音波撮
像デバイスは、先行特許（例えば特許第4,７９4,９３１
号）の中で開示されている。しかしながらこれらの先行
技術に基づく装置は、ほとんどが周辺脈管構造のみでの
使用に限って有効であり、冠状深動脈には有効でないと
いった数多くの欠点をもっていた。3.５フレンチ（1.２
mm）以上の直径をもつ先行技術の装置はそのサイズのた
め、非常に近位の冠状動脈のみに制限されることにな
る。4.５フレンチ（1.５mm）以上の直径をもつ先行技術
の装置は、その寸法のため冠状動脈のきわめて近位の場
所、周辺脈管又はきわめて近位の器官脈管に制限され
る。さらに、これらの制約条件に加えて、先行技術に基
づく超音波プローブ装置は、有効な情報を提供するのに
充分な高い詳細度及び解像度が欠如した画像を生成して
いた。

【０００８】これらは、遠位冠状脈管にぴったり合う充
分に小さい寸法をもち、しかも高品質の超音波画像のた
めに必要とされる機械的及び電気的特性を有する超音波
プローブ装置を作る上での重大な障害である。例えば、
大腿動脈を介してといったように遠くの経皮的部位から
深い冠状脈管内にプローブ装置を位置づけするために
は、プローブ装置はその長さ全体にわたり高水準の長手
方向可とう性を有していなくてはならない。このような
深い冠状脈管ならびにこれらの脈管から発する数多くの
分岐へのアクセス用の脈管経路は、極めて曲がりくねっ
たものでありうる。脈管系内のいくつかの部域において
は、超音波プローブ装置は３／１６インチ（4.７mm）以
下の曲率半径のいくつかの屈曲部を横断しなければなら
ない場合がある。従って、プローブ装置は、脈管路のほ
ぼあらゆる曲率でも横断できるようにその長さ全体にわ
たって長手方向に高度の可とう性を有していなくてはな
らない。

【０００９】プローブ装置に望まれるもう１つの機械的
特性は、安定したねじり透過度である。装置は、冠状動
脈の全体面積の半径方向走査を行なうため遠位端部に回
転する超音波センサーを含まなければならない場合、長
手方向に可とう性をもつのみならずねじり剛性も有して
いなくてはならない。超音波装置の回転は、センサーま
で延びている駆動軸が画像のゆがみをひきおこし得る角
度的偏向を受けないように、達成されなくてはならな
い。超音波センサーが走査を行なう場所を命じる連続的
角運動のため、センサーの駆動軸の遠位端部で角度的偏
向が起こった場合、これは、超音波表示画像上で明らか
となる角度的偏向という人工産物を結果としてもたらし
得る。この人工産物は、回転するセンサーの駆動軸が
「ホイップ」を受けたときに発生しうる。「ホイップ」
というのは、回転中のシャフトの角度的偏向の結果とし
ての（ｉｎ→ｏｆ）センサー駆動軸の角度的減速及び加
速であると言うことができる。トランスジューサ駆動軸
が回転するにつれて、駆動軸がねじり荷重下での動的変
化を受けやすくするのに充分なほどこの駆動軸のねじり
剛性が低い場合、駆動軸は角度的偏向を受ける可能性が
ある。これは又、動的ねじり荷重が高く又変化する場
合、角度的偏向を受けうる。

【００１０】作動中、ねじり荷重の相対的変化は最小限
でなくてはならず、従って誘発されたあらゆる「ホイッ
プ」は低いねじり剛性をもつシャフトのせいであるとす
ることができる。シャフトホイップに結びつけられる加
速及び減速は、変化するねじり荷重分布の下での運動エ
ネルギーから位置エネルギーへのエネルギーの変化によ
って説明することができる。例えば、センサー駆動軸が
付加的なねじり抵抗に遭遇するにつれて、その角速度は
低下し、減速及びシャフトの角度的偏向をひき起こす。
シャフトが付加的抵抗を受けない場合、角度的偏向及び
シャフト剛性からの位置エネルギーの形でシャフト内に
保存されたエネルギーは放出され、角度的加速及びシャ
フトの角速度の増加がひき起こされる。

【００１１】画像の質及び精度は、恒常なセンサー角速
度により左右される。画像構成は、恒常なセンサー速度
をとり、従って予想上のセンサ角速度と実際のセンサー
角速度の間の相対的な加速又は減速は画像のゆがみをひ
き起こすことになる。

【００１２】たとえセンサーが上述のような最小のサイ
ズ及び機械的特性を有していたとしても、装置の値は、
それ自体音響パルス信号及び電気信号の伝送の両方に正
比例する超音波画像の質によって左右される。従って、
センサを位置づけ回転させるために必要な機械的特性に
加えて、装置は、高品質の電気及び音響信号も提供しな
ければならない。これには、電気信号の高い信号雑音
比、内部電子整合コンポネントを必要としないシステム
全体のインピーダンス整合及び１つの画像を提供するの
に充分な質の信号を達成するための電圧所要量の極小化
といったいくつかの特定的物性が含まれると考えられ
る。

【００１３】従って、本発明の目的は、先行技術の制限
条件を克服し、中に位置づけ可能なトランスジューサプ
ローブを用いて小さな直径の体内脈管の超音波走査を可
能にするような装置を提供することにある。

【００１４】本発明のもう１つの目的は、高い解像度つ
まり高品質の超音波画像情報を得ることを可能にする装
置、及びその使用・製造方法を提供することにある。

【００１５】

【発明の要約】本発明は、近位端部が体の外側に位置づ
けできるのに対し患者の体の脈管内に位置づけすること
のできる遠位端部を有する細長い部材を含む、脈管内超
音波撮像のための装置及びその使用及び製造方法を提供
する。この装置は同様に、細長い部材の遠位端部にある
トランスジューサ、及びこのトランスジューサへパルス
を発生しこのトランスジューサから受信するために細長
い部材の近位端部に接続された信号プロセッサをも含ん
でいる。装置は好ましくはトランスジューサを回転させ
るためのモータ及びモータと信号プロセッサにトランス
ジューサを連結させるための駆動ケーブルを含む。この
駆動ケーブルは、トランスジューサへ及びトランスジュ
ーサから電気信号を伝送するべく操作可能である。

【００１６】

【実施の形態】Ｉ．システム図１を参照すると、超音波撮像システム２０の概略図が
示されている。このシステムは、細長い部材２６の遠位
端部でシステム２０の遠位端部にあるセンサーアセンブ
リ２４を含む。細長い部材２６は、近位端部が患者の体
から外に延びているのに対して遠隔な部位内又はその近
くに細長い部材の遠位端部が位置づけられることになる
ように、大腿動脈といった遠隔部位を介して患者の心血
管系内に経皮的に位置づけすることができる。この細長
い部材２６はその遠位端部にセンサーアセンブリ２４を
含む。細長い部材２６はさらに、その遠位端部にあるセ
ンサアセンブリと患者の体から外へ延びる近位端部の間
で電気信号を伝送するための手段を含んでいる。細長い
部材２６はさらに遠位脈管部位の走査を行なうべくセン
サーアセンブリを操作するための手段も含んでいる。好
ましい一実施態様においては、センサーアセンブリ２４
を操作するための手段及びセンサアセンブリ及びセンサ
アセンブリから電気信号を伝送するための手段が、細長
い部材２６の内側にある遠位駆動ケーブル２８によって
提供されている。センサーアセンブリ２４は、遠位駆動
ケーブル２８の遠位端部に接続されている。遠位駆動ケ
ーブル２８はその近位端部で結合用部材３０に接続さ
れ、この結合用部材はシステム２０の近位端部にあるコ
ンポーネントに連結する。特定的に言うと、結合用部材
３０は、近位駆動ケーブル３２に遠位駆動ケーブル２８
を解除可能な形で結合し又それらを結合解除するのに役
立つ。近位駆動ケーブル３２は、信号処理ユニット３４
に連結する第１の脚部３３とモータ３６に連結する第２
の脚部３５を含んでいる。信号処理ユニット３４とモー
タ３６の両方に接続されているのは、モーター３６及び
信号処理ユニット３４を作動させるのに役立つ制御ユニ
ット３８である。これらのコンポーネントについては以
下でさらに詳しく記述する。

【００１７】本発明のこの実施態様は、人間の患者の小
さな遠位脈管内での超音波診断用撮像のために特に適合
されている。これらの脈管は標準的に言ってわずか最高
4.５mmの直径をもつ。特に、当該実施態様は、脈管の残
留直径が1.５mm未満でありうるような深層器官脈管内で
用いるように適合されている。しかしながら、本発明の
実施態様はその他の寸法をもつ脈管内でもこれらの他の
サイズの脈管内で相応する利点をもたらしながら利用で
きるように容易に適合できるものであるということも理
解されたい。1.２mmという直径を結果としてもたらすよ
うな潜在的狭搾をもつ約3.５mmの直径の脈管内での使用
のために好ましい実施態様において、超音波撮像システ
ムの遠位部分の全体的最大直径は好ましくは約3.２フレ
ンチ（1.０７mm又は0.４２インチ）以下であり、好まし
くはシステムの遠位部分は3.０フレンチ（1.０mm）未満
の全体的直径をもつ。

【００１８】作動中、信号処理ユニット３４は、近位駆
動ケーブル３２（以下でさらに詳しく記述する）及び遠
位駆動ケーブル２８の内部で近位電気伝送ケーブルを介
してセンサーアセンブリ２４に伝送される電気パルスを
発生する。信号処理ユニット３４は同様にこれらのケー
ブルを介してセンサーアセンブリ２４から電気パルスを
も受けとる。同時に、モーター３６は、近位駆動ケーブ
ル３２（以下に記すような）の内側にある近位駆動軸を
回転させるように作動し、この近位駆動軸の方はそれ自
体、遠位駆動ケーブル２８を介してそれが接続されてい
るセンサーアセンブリ２４を回転させることになる。セ
ンサーアセンブリ２４の回転は、反射をパルス送りし受
理しながら、センサーアセンブリ２４近くの部域の半径
方向超音波走査という効果をもたらす。この実施態様に
おいては、モータ３６は、５００ＲＰＭから１８００Ｒ
ＰＭの速度でトランスジューサアセンブリ２４を回転さ
せるように作動するが、好ましい回転速度は約１０００
ＲＰＭである。

【００１９】システムのさまざまなコンポーネントの設
計及び構造は好ましくはコンピュータによりモデリング
され、最適な全体的システム性能を提供するべく反復さ
れる。例えば、最適な性能を得るためには、信号処理ユ
ニット３４からセンサアセンブリ２４までのシステム全
体を通してのインピーダンスは、インピーダンスの不整
合によってひき起こされる全てのインタフェイスにおけ
る反射を除去するため入念に整合される。反射はパルス
のリンギングをひき起こしかくして半径方向の解像度を
減少させることから、システム内の反射を除去すること
によって、パルスの整定がより迅速なものとなる。その
他の必要条件と一貫して、システムのセンサーアセンブ
リ２４の端部においてはインピーダンスの調整のための
電位が制限されていることから、センサーアセンブリ２
４に近いシステムコンポーネントの残りのものはそれに
整合させられる。この実施態様においては、５０オーム
のシステムインピーダンスが選択される。５０オームの
システムインピーダンスの場合、近位機器として同軸ケ
ーブルといったような容易に入手可能な工業規格コンポ
ーネントを用いることが可能である。このインピーダン
スに整合され0.５０mm² という有効表面積をもつ適切な
センサを製作し使用することが可能である。同様に、５
０オームのインピーダンスで、遠位駆動ケーブル２８及
び近位駆動ケーブル３２が作られる。結合用部材３０の
インピーダンスはシステムの残りのものに特定的に整合
されていない。結合用部材は例えば0.５オーム未満の低
い抵抗を有する。しかしながら、結合用部材の未整合イ
ンピーダンス部分の長さは、わずか約0.７５インチとな
るように作られる。３０Ｍhzの好ましい作動周波数で
は、未整合インピーダンスをもつこの長さの一セグメン
トがシステムの電気伝送導体内に存在する可能性がある
が、これが重大な反射をひき起こすことはない。

【００２０】信号処理ユニット３４（パルサを含む）
は、信号の電圧レベルで、反射で除去するため同様にシ
ステムのインピーダンスすなわち５０オームに整合され
たインピーダンスで選択される。システムの信号処理端
部において成端が整合されたものである場合、信号はケ
ーブル部材の長さに対し感応しない。このことは、モー
タ３６及び信号処理ユニットを医師の通るところ以外例
えばケーブルの下又はその他の適当な場所に位置づけす
ることができるという利点をもたらす。

【００２１】II. センサーアセンブリ図２を参照すると、第１の現在好まれている実施態様の
センサーアセンブリ２４を含む撮像システム２０の遠位
部分の垂直縦断面図が描かれている。センサーアセンブ
リ２４は、細長い部材２６の内側にある。センサーアセ
ンブリ２４は、その近位端部において駆動ケーブル２８
に接続されている。

【００２２】センサーアセンブリ２４は、トランスジュ
ーサセンサ４２が中に取りつけられているセンサーハウ
ジング４０を含んでいる。トランスジューサハウジング
４０は、円筒形の壁と開放端部を有する中空の一般に管
状の部材である。ハウジング４０は、細長い管状部材２
６の内腔４３の内側での位置づけ及び回転を提供するよ
うな寸法をもつ。好ましい一実施態様においては、ハウ
ジング４０は0.０３０インチの外径をもつ。これは駆動
ケーブル２８の直径に等しいものでありうる。好ましい
一実施態様においては、ハウジング４０は、３０４ステ
ンレス鋼の金属管である。

【００２３】トランスジューサセンサは、交互にパルス
送りモードと検知モードで作動する。パルス送りモード
では、電気的に励起された時点でトランスジューサセン
サ４２は、細長い部材を通って動脈環境内へと走行する
圧力波パルスを生成する。検知モードでは、トランスジ
ューサセンサ４２は、トランスジューサに反射し戻され
た圧力波を受理した結果として１つの電気信号を生成す
る。これらの反射は、撮像中の動脈環境内の密度の変化
を通して走行する圧力波によって生成される。トランス
ジューサセンサ４２によって生成された電気信号は、当
該技術分野においては既知の以下にさらに詳述する方法
により動脈環境の画像の生成のため信号処理ユニット３
４に伝送し戻される。

【００２４】図２及び図３を参照すると、トランスジュ
ーサセンサ４２は、第１及び第２の金属被覆された導電
性表面層４５ａ及び４５ｂが接着されているトランスジ
ューサコア材料４４、整合層４６、金属被覆された表面
に接着された裏打ち層４７及び単数又は複数の接着剤層
を含む複数の全く異なる層から構成されている。この構
造は、トランスジューサに約1.０×0.５mmの作用面積を
提供する。トランスジューサのインピーダンスは作用面
積の一次関数であり、従って約1.０×0.５mmの作用表面
積をもつ装置についてインピーダンスは約５０オームで
ある。

【００２５】トランスジューサセンサのコア材料好ましい一実施態様において、トランスジューサセンサ
４２のトランスジューサコア４４は平坦なＰＺＴ（ジル
コンチタン酸鉛）タイプのセラミックス材料の矩形片で
ある。このようなＰＺＴ材料は、２０代半ばの音響イン
ピーダンスと約５０００ｍ／秒の音速を有する。この速
度で、３０MHz のセンサの厚みは約0.００３インチであ
る。この厚みでＰＺＴ材料は、処理中に短絡が発生しな
いように小さな粒子サイズで選択されなくてはならな
い。ＰＺＴ材料は、0.５×1.２５mmの矩形形状に合わせ
てカットされる。電線及び整合層がとりつけられた後の
作用面積は約0.５×1.０mmである。

【００２６】トランスジューサセンサの導電性層第１及び第２の導電性層４５ａ及び４５ｂは、それぞれ
トランスジューサコア４４の各面上に位置づけされる。
導電性層４５ａ及び４５ｂは、金、銀、銅又はニッケル
といった一定数の導電性材料で構成されていてよい。し
かしながら、いくつかのその他の材料、元素又は合金も
適している。例えば金の下にクロムを使用するなどコア
材料に対する接着性を提供するべく各導電性層の下には
付加的な層が必要とされる可能性もある。優れた性能を
得るためには、導電性層の抵抗は、その一方の端部から
もう一方の端部まで１オーム未満でなくてはならない。

【００２７】トランスジューサセンサの整合層：整合層
４６は、流体内へのエネルギーのより優れた結合を可能
にするべくトランスジューサセンサ４２とそのまわりの
流体の間のインピーダンス変換を提供する。この変換は
周波数に依存する。トランスジューサとそれに隣接する
媒体の間に差が存在する場合、整合層を使用することが
できる。整合層の使用は、より強くより鋭いパルス、従
ってより優れた画像を提供する。整合層の最適化された
値範囲は3.８〜4.２（×１０⁶ kg／m²秒）である。整合
層に用いられる材料は、0.９５×（４分の１波長厚み）
の厚みのＰＶＤＦ（Kynar)であってよい。整合層４６
は、薄いにかわ層を用いて第１の導電性層４５ａに接着
される。整合層４６は、トランスジューサの有効サイズ
すなわち0.５×1.０mmにほぼ適合する表面寸法をもつ。

【００２８】トランスジューサセンサ裏打ち層：整合層
４６からコア４４の反対側の表面上で導電性層４５ｂに
接着されているのが、裏打ち層４７である。この裏打ち
層は、トランスジューサの非撮像側から発出する音響エ
ネルギーを吸収するのに役立ち、又トランスジューサに
戻ってくるエネルギー反射を最小限におさえるのを助け
る。トランスジューサコアから裏打ち層まで走行するエ
ネルギー量は、コア及び裏打ち層の音響インピーダンス
の関数である。生成され裏打ち材料内に入るエネルギー
は、コア内に反射し戻されてそこで信号にゆがみを与え
ることができるようにならないよう充分前に減衰されな
くてはならない。裏打ち層４７のインピーダンスは、ト
ランスジューサセンサ４２が電気的励起が停止された後
わずかな間だけ振動しエネルギーが動脈壁へ又は動脈壁
からトランスジューサの裏側へ反射されるのを妨げるよ
うに最適な減衰を提供するように選択される。こうして
トランスジューサセンサ４２は、パルスからのリンギン
グによる干渉が全く無いか又は最小限しか無い状態で動
脈環境から反射された圧力波をいつでも受理できるよう
になる。裏打ち層のインピーダンスは、コンピュータモ
デリングによって決定することができ、この実施態様に
おいては、５〜７（×１０⁶ kg／m² sec）の範囲内で選
択される。裏打ち層のために用いられる化合物は好まし
くはタングステン及びシリコンゴムの混合物である。こ
の混合物の音響インピーダンスは、さまざまなサイズの
タングステン粉末粒子をシリコンゴム内に混合すること
により変化させることができる。この混合物は、非常に
高い減衰を有することから、裏打ちのために非常に優れ
ている。裏打ち層４７は、裏打ちタイプの材料上に塗布
された薄いにかわ層を用いて導電性非４５ｂに接着され
ていてよい。

【００２９】裏打ち層４７は、作用面積のサイズすなわ
ち約0.５×1.０mmに適合する表面寸法を有する。パルス
送り後の充分なリングダウンを可能にするため、裏打ち
層４７には好ましくはセンサハウジング４０、駆動ケー
ブル、細長い部材などの寸法と一貫性ある最大厚みつま
り深さの寸法が備えられる。

【００３０】図３に示されているように、当該実施態様
においては、裏打ち層４７は駆動ケーブル２８及び／又
はハウジング４０の断面に等しい寸法に合わせて作られ
ていてよい。こうして、センサのリングダウン時間を提
供するため最大サイズを有ししかも冠状動脈環境内深く
はめ込まれるのに充分小さい裏打ち層が可能となる。裏
打ち層の厚みは約0.０１２インチであってよい。

【００３１】トランスジューサセンサ２４は、その側面
４８及び４９によりハウジング４０の壁５０の内部に連
結されている。トランスジューサセンサ４２は、センサ
アセンブリ２４の中心軸が、トランスジューサセンサ４
２の平坦な表面によって規定された平面の中を通るか又
はそれに近づくようにとり付けられている。従って、ト
ランスジューサの平坦な表面はその回転軸に対して垂直
に面している。こうして、整合層及び裏打ち層の寸法を
最大限にすることが可能となる。この構造は同様に、駆
動ケーブル２８の遠位端部にハウジングを挿入、接続す
ることによりセンサーアセンブリ２４を駆動ケーブル２
８にしっかりと取りつけることをも可能にする。

【００３２】ハウジング４０は、その円筒壁の中に互い
から反対側に位置づけされた第１の音響ウィンドウ（又
はアパーチャ）５２及び第２のウィンドウ５３を有して
いる。これらのウィンドウは好ましくは矩形の形状をも
ち、その平行な辺はハウジング４０の長手方向にあり、
丸味を帯びた辺は弦方向にある。これらのウィンドウ
は、ハウジングの円筒形の壁の材料の一部分を除去する
ものの、トランスジューサの側面４８及び４９を上に接
着できるハウジング４０の壁５０の狭い帯状部５４及び
５５は残すことによって、形成することができる。好ま
しい実施態様においては、両方のウィンドウ５２及び５
３は約0.６×2.０mmである。センサーアセンブリ２４に
おいては、トランスジューサセンサ４２は、超音波信号
がトランスジューサセンサ４２から第１のウィンドウ５
２を通った発出されるように、第１のウィンドウ５２に
直接面したハウジング４０内に取りつけられ位置づけら
れる。

【００３３】ウィンドウのサイズ及び幾何形状はパルス
発生特性に関係づけられ、開示されているウィンドウ幾
何形状の利点は、パルサの作動の説明と合わせて以下に
記されている。

【００３４】これらのウィンドウ５２及び５３は、セン
サーアセンブリ２４の製造及び試験の間も役立ち得る。
センサーアセンブリは、ウィンドウの内側で試験される
センサと試験されるケーブルの間で電線を接続すること
によって駆動ケーブル２８へ取り付ける前に製造・試験
されうる。駆動ケーブルへの取付けに先立ってセンサー
アセンブリをふるい分けするこの能力は、トランスジュ
ーサ駆動軸アセンブリの歩どまりを劇的に増加させる。
同様にハウジングの設計は又、平滑な丸味を帯びた端部
及び細長い部材２６とハウジング４０の間のはめ合いに
より、回転中の細長い部材の中のトランスジューサの心
合せをも可能にする。

【００３５】図４を参照すると、センサアセンブリ２４
はその近位端部で駆動ケーブル２８の遠位端部に接続さ
れている。特定的に言うと、トランスジューサセンサ４
２の第１の導電性層４５ａは、駆動ケーブルの心線６０
の内部導体５８の遠位端部に接続されている。駆動ケー
ブル２８の外部層化コイル部分６２の遠位端部が、ハウ
ジング４０に接続される。これらの接続は、エポキシ接
着剤を用いて行なうことができる。心線６０の外部導体
６３（基準面導体とも呼ばれる）が、エポキシ樹脂を用
いて密封されている。心線６０の基準面導体６３は、駆
動ケーブル２８の外部層化コイル部分６２を介してハウ
ジング４０に電気的に接続されている。

【００３６】好ましい一実施態様においては、駆動ケー
ブルの遠位端部で接続されている単一のトランスジュー
サハウジング内に単一のトランスジューサが取り付けら
れている。しかしながら、その他の実施態様において
は、以下で記述するように、脈管の一定長の走査を行な
うため駆動ケーブルの端部で、単数又は複数のハウジン
グを伴う複数のトランスジューサを直列に接続すること
が可能である。このような多重トランスジューサの実施
態様においては、信号処理ユニット及びトランスジュー
サと合わせて適切な切換え用装置を用いてパルス送り及
びデータ受信を調整することができる。

【００３７】III. 駆動ケーブル図５を参照すると、部分的に分解された状態で駆動ケー
ブル２８の一部分が描かれている。組立てられた撮像シ
ステム２０においては、駆動ケーブル２８は細長い部材
２６の内側に位置づけされ、上述のとおり、センサーア
センブリ２４に接続されている。駆動ケーブル２８はセ
ンサーアセンブリ２４に対する機械的及び電気的リンク
の両方として役立つ。

【００３８】駆動ケーブル２８は、センサーアセンブリ
２４に対して近位にある信号処理ユニットから（近位駆
動ケーブル３２を介して）電気信号を導きセンサーアセ
ンブリ２４から信号処理ユニット３４まで検知された信
号を送り戻す。必要な機械的特性及び電気的特性の両方
を提供しながら冠状脈管での利用のために適する最小限
の寸法の駆動ケーブルを提供するために、駆動ケーブル
の電気コンポーネントは機械的動作の伝達も同様に提供
する。従って駆動ケーブル２８は、超音波信号で冠状脈
管構造を走査するためセンサーアセンブリ２４を回転さ
せる目的で、近位駆動ケーブル３２内にある駆動軸を介
して近位にあるモータ３６にセンサーアセンブリ２４を
連結している。

【００３９】高品質の電気信号伝送を提供するため、駆
動ケーブル２８は、制御された整合インピーダンス、低
い信号損失そして高周波数での高い遮へいと導電率を有
する。上述のように、駆動ケーブル２８内の整合インピ
ーダンスに対する需要は、反射を除去するために信号処
理ユニット３４からセンサーアセンブリ２４まで撮像シ
ステム全体のインターフェイスにおけるインピーダンス
を整合することに対する必要条件から生じるものであ
る。システムのセンサーアセンブリ２４の端部における
インピーダンスを調整することが比較的むずかしいこと
から、駆動ケーブル２８を含むシステムの残りのコンポ
ーネントはトランスジューサセンサ４２のインピーダン
スに整合される。従って、駆動ケーブル２８のインピー
ダンスはセンサーアセンブリ２４のインピーダンスに整
合され、この実施態様においては５０オームに設定され
る。

【００４０】機械的に言うと、駆動ケーブル２８は高い
ねじり剛性（すなわち作用ねじり荷重の下での最小限の
角度的偏向）を有していながら、しかも、冠状脈管内の
経皮的位置づけを可能にするべく長手方向（軸方向）の
可とう性も有している。さらに、上述のように、駆動ケ
ーブル２８は同様に、患者の冠状脈管構造内での位置づ
けに適した寸法的特性も有し、特定的に言うと、駆動ケ
ーブル２８は曲がりくねった冠状動脈を通り抜けるため
の低い縦断面直径をもつ。当該実施態様はこれらの特徴
を一部分、同軸多層駆動ケーブル構造によって提供して
いる。駆動ケーブル２８は、以下で説明するように、外
側層化コイルアセンブリ６２の内側にある心線６０を含
んでいる。

【００４１】心線６０は、駆動ケーブル２８の中心にあ
る。心線６０は、絶縁された内部導体５８を含む。心線
の直径は0.０１４インチで、その内部導体は３８ＡＷＧ
（４６ＡＷＧのより線７本）の銅線である。内部導体５
８は、絶縁体層６６を形成するテフロンコーティングに
よってとり囲まれている。テフロンは、一定のインピー
ダンスについてより小さいケーブル、より低い損失そし
てより高い電気的伝送速度を可能にする比較的低い誘電
率のため、心線６０の内部導体５８のための絶縁体とし
て用いられる。

【００４２】絶縁された内部導体５８のまわりには、心
線６０の外部電気シールドを形成する編組みシールドの
形の外部導体６３がある。この編組みシールドは好まし
くは、各回転方向に４本ずつの８本の銀メッキされた矩
形銅より線７０で構成されている。特定的に言うと、各
々のより線は、５０マイクロインチの銀メッキを伴う0.
００１×0.００７インチの無酸素高導電性（ＯＦＨＣ）
銅である。

【００４３】編組みシールドの構成のためにこれらの寸
法の平線を使用することによって、低い編組縦断面を保
ちながら心線６０のすぐれた被覆が可能となる。この平
線編組は、駆動ケーブル２８の断面全体に対してわずか
約0.００４インチしか貢献しない。さらに、各々のより
線の７ミルの断面積は、標準的な編組用機器で編組を形
成するのに充分な強度を提供する。外部導体６３の編組
みシールドに平線を使用することも同様に、駆動ケーブ
ル２８を通しての電気的伝送にとっての利点を提供す
る。

【００４４】本質的に大きな表面積をもつ平線編組みシ
ールドは、寸法的に同等の丸線編組みシールドに比べる
と低い抵抗の導体を作り出す（すなわち低いケーブル損
失）。電流は抵抗の最も少ない経路に従って編組みシー
ルドの中を走行するため、シールドのために矩形の編組
を用いると重複する電線において大きい表面積を提供
し、そこにおけるより低い抵抗接触が可能となる。

【００４５】外部導線６３上に銀メッキを使用すること
は、さらにいくつかの利点を提供する。まず第１に、銀
メッキは、腐食に対する高品質の環境的密封性を提供す
る。その上、外部導線６３の編組シールドの平導線上の
銀メッキは同様に、「表皮効果」により高い電気周波数
でのシールドの電気抵抗を有利にも減少させる。高周波
数での導線を通っての電気的伝送は、信号周波数が増大
するにつれて電流が増々導体の外周内を走行する傾向を
もつという現象である「表皮効果」を示す。撮像システ
ムの作動周波数においては、大部分の電流は、導体の表
面から0.０００５インチ未満以内のところで導体内を運
ばれることになる。これは、銀が銅に比べ低い抵抗率を
有することから外部導線６３が銀メッキを伴って作られ
ている１つの理由である。一定の与えられた厚みについ
て、銅ベース内よりも銀層内でより多くの電流が流れる
ことになる。

【００４６】銀メッキを用いるもう１つの理由は、外部
導体６３の編組みシールドの重複する接合部において低
い電気抵抗を維持する一助となるその非腐食特性にあ
る。従って、絶縁された内部電線に対する銀メッキされ
た編組みシールドの適用は、かくして、合計直径0.０３
０インチ（0.７５mm）未満で５０オームの高品質小型同
軸ケーブルを形成する。

【００４７】駆動ケーブル２８の中には、心線６０のま
わりに層化コイルアセンブリ６２がある。好ましい一実
施態様においては、層化コイルアセンブリ６２は、最適
なトルク伝達のための多層多より線コイルを含む。当該
実施態様の層化コイルアセンブリ６２は、三つの層７
４、７６及び７８で構成されている。各コイル層は３つ
の別々の電線のより線から成り、例えばコイル層７８は
より線８０、８２及び８４から成る。各々のより線は、
0.００１×0.００７インチの寸法をもつ５０マイクロイ
ンチの銀メッキのほどこされた無酸素高導電性（ＯＦＨ
Ｃ）銅リボン線で構成されていてよい。層化コイルアセ
ンブリのこの構造は、より線１本あたりのねじり荷重を
減少させることにより適切なトルク伝達（又は剛性）を
提供する。

【００４８】これら３つの層７４、７６及び７８は、相
対する巻き方向ですぐ隣り層に適用される。例えば、コ
イル層７４はコイル層７６とは反対のらせん方向に巻き
とられ、コイル層７６はコイル層７８の方向とは反対の
らせん方向に巻きとられている（ただし、コイル層７８
はコイル層７４と同じらせん方向に巻きとられることに
なる）。コイルの巻きとり方向は、システムの作動中に
層化コイルアセンブリが自らの上に締まる傾向をもち、
位置づけ中ケーブルの長手方向可とう性を減少させるこ
となく作動中に駆動ケーブルに付加的なねじり剛化効果
を与えることになるような形で、駆動ケーブルの回転方
向と一貫性をもつように決定される。トルク剛性を増加
させると、１コイル層あたりの角度的偏向は減少する。

【００４９】ここでも又、層化コイルアセンブリに平線
を使用することにはいくつかの利点がある。平線を使用
すると、駆動ケーブルの低い断面形状、例えばわずか約
0.０２８インチという断面形状を維持する一助となる。
これは、等価の慣性モーメントの丸線が使用された場合
に可能であるものに比べて著しく小さいものである。さ
らに、多数の平線コイルを使用すると、冠状動脈内の駆
動ケーブルの設置を容易にするコイルとより線の間の固
有のすべり面による著しいシャフトの可とう性が得られ
る。

【００５０】層化コイルアセンブリ６２のための銀メッ
キされたＯＦＨＣ銅の利用は有利にも駆動ケーブルの電
気特性にも利益を与える。銀メッキされたＯＦＨＣ銅の
使用は、その他の導体よりも低い抵抗（導体内の「表皮
効果」による高周波数抵抗と直流抵抗の両方）及び遮へ
いの有効性を提供する。これらの特性は、駆動ケーブル
２８を通しての電気信号の減衰を減少させ、ケーブルの
整合インピーダンスの生成の一助となる。これらの電気
特性は、信号対雑音比を改善しインピーダンス整合用コ
ンポーネントに対する必要性を無くすることにより、シ
ステム全体の性能を高める。

【００５１】駆動ケーブルの製造方法駆動ケーブル２８は、次の手順に従って作ることができ
る。

【００５２】まず第１に、心線６０が作られる。基準面
導体のための編組シールドはコクブン編組機を用いて直
径0.０１４インチのテフロン絶縁心線の全体にわたって
構成される。コクブン編組み機は、１つのからみ合った
編組を作り上げるために織合わさる惑星動作で動く編組
線を収納する１６個のボビンを使用する。軌道速度で表
わしたボビンの運動及び編組部域を通っての中央心線の
送り速度は、２¹/₄ 馬力の Emerson Motors,Ｐ／Ｎ３１
２０−４０６といった２つの調速モータにより制御され
る。心線巻きとりプーリのモータ速度とボビンの回転
は、仕上がったシャフトの機械的及び電気的特性を確実
なものにするため予め定められた値に調整される。これ
は、Focus １．速度制御装置を用いて行なうことができ
る。

【００５３】コクブン編組機をセットアップするには、
以下の方法に従う。テフロンの絶縁された内部線５８
を、編組機のボビンキャリッジのセンターガイドの中に
通す。内部線及びその上に編組むべきリボン線はもろい
ものであることから、線サポート、逆張力及び編組線進
入角誘導を提供する付加的な心線ガイド装置をコクブン
編組機につけ加える。同様に、編組平線用のボビンで与
えられる逆張力をそのもとの値の約３５％にまで減少さ
せた。編組み工程中の小さな直径の編組み線の動きを制
御するため、修正した上部ガイドをつけ加えた。

【００５４】コクブン編組機は、１６のより線編組を作
り出す１６個のボビンのためのポジションを提供してい
る。比較的粗い編組を生成するためには、これらのボビ
ンのうち８つを除去する。除去される８つのボビンは、
残りのとじ込まれた編組が各方向の４本のより線で構成
されるように、交互に各方向の４本から成る。

【００５５】編組機を始動させ、ボビンキャリッジ及び
編組巻き取りホイールモータ速度を調整する。ボビンキ
ャリッジ速度を３９５＋／−５ＲＰＭに設定する。編組
巻き取りホイール速度は５３０＋／−５ＲＰＭに設定す
る。編組機の構成は、ボビンキャリッジモータに５：１
の歯車減速機がとりつけられ同様に編組巻きとりホイー
ルモータが３０：１の歯車減速機を使用し適切なキャリ
ッジ及び巻き取り速度を提供するように、修正される。

【００５６】内部線は、編組機の主ガイド及び上部広幅
ガイドを通って導かれ、巻きとりホイールにしっかりと
取りつけられる。

【００５７】0.００１インチ×0.００７インチの銀メッ
キされたＯＦＨＣ銅リボン線を収納するボビンを上部ガ
イドの中に通し、一度に１本のより線の割合で編組機の
巻きとりホイールに取りつける。手動式キャリッジクラ
ンクを用いて、内部線上で編組を開始させるため５回ボ
ビンキャリッジを全回転させる。

【００５８】内部線上への編組の開始後、編組をシアノ
アクリレート接着剤を用いて既存の編組長さ全体にわた
って心線に接着させる。

【００５９】キャリッジモータと巻き取りホイールモー
タの両方を同時に切り換えることによって編組機を始動
させる。モータ速度をその予め設定された値との関係に
おいて確認する。次に、0.３３フィート／分の編組機の
おおよその生産量に基づいて編組されたコアケーブルの
所要長さを生産するのに充分な時間、編組機を作動させ
る。

【００６０】編組長さの完了時点で、編組は0.５インチ
の接合長にわたりシアノアクリレート接着剤を用いて編
組を接着する。編組を接合部域でカットし編組機からと
り外す。心線部分を完成させる。

【００６１】次に、心線６０に層化コイル部分６３をつ
け加える。６６インチの一定長の心線を提供する。編組
がほぐれないように0.５インチの長さにわたりシアノア
クリレート接着剤を用いて外部導体６３の編組線端部を
接着することによって、層化コイル部分６２の付加のた
めに心線６０を準備する。

【００６２】Accuwinder. ＣＷ−１６Ａ型を用いて心線
６０に対する層化コイル部分６２の適用を行なう。心線
を、巻線機の主軸台及び心押し台のチャックの中に装荷
する。0.００１インチ×0.００７インチの銀メッキされ
たＯＦＨＣ銅リボン線の３つのスプールを巻線機のスプ
ールキャリッジ上に装てんする。線を個別に巻線機の２
つのガイド及び２つのテンショニングクランプの中そし
て最後に３線リード角ガイドの中に通す。線は３線ガイ
ドホイールの下そしてリード角ガイドの上に導かれなく
てはならない。テンショニングクランプは軽いテンショ
ンに設定される。スプールキャリッジをその初期巻取り
位置へと移動させる。これは、リード角線ガイドが主軸
台から約0.２５インチ（軸方向に）そして心線から約0.
００５インチ（半径方向に）となるように位置づけされ
る。ガイド調整は、その止めネジをゆるめることによっ
て行なわれる。

【００６３】第１の多重より線コイル７４は、巻線機の
回転方向スイッチが時計回り（ＣＷ）位置にある状態で
巻かれる。この巻線回転方向には、３本のコイルより線
が心線の下側に導かれ主軸台スピンドルに固定されてい
ることが必要である。

【００６４】巻線コンピュータ制御装置には巻線機自体
と合わせて動力供給を行なう。巻線機に対するコンピュ
ータによる制御は、巻線プログラムＵＬＴＲＡ−ＳＤを
介して、コイルピッチ＝0.０２３２インチ、最大巻線速
度＝１７８０ＲＰＭといった巻線パラメータを開始する
ことによって得られる。線が心線に近づくリード角はリ
ード角ガイドとコイルピッチを用いて制御する。巻線制
御プログラムを巻線機へとダウンロードする。

【００６５】0.３〜0.５重量ポンドに達するまで、心線
にゆっくりと軸方向テンションを加える。操作レバーを
低下させる。速度制御ノブを用いて巻線機速度をゆっく
りと６０％の最大値まで増大させる。0.３〜0.５重量ポ
ンドに維持するよう、巻線工程中心線テンションを連続
的に監視する。

【００６６】リード角ガイドが心押し台チャックから軸
方向に１インチ以内になるまで、巻線を続行する。操作
レバーをもち上げ速度制御を０％まで低下させることに
よって巻取り工程を停止させる。0.５インチの接合長全
体にわたり主軸台および心押し台の場所で心線コイルを
接着する。コイル７４を形成するために用いた３本のよ
り線を心線６０でカットし、このとき心線６０に損傷を
与えないように気をつける。第２の相対するコイル７６
への適用に備えて、スプールキャリッジを主軸台の場所
に戻す。

【００６７】心押し台プーリーを、巻線機駆動軸とは独
立して動くことができるようにゆるめる。第１のコイル
に予め装荷する目的で（心押し台チャックの前部を見た
時）ＣＣＷ（反時計回り）方向に心押し台スピンドルを
５回全回転させる。心押し台プーリを締める。

【００６８】巻取るべき３本のリボン線をリード角ガイ
ド上で３線ガイドの下に導き、心線上に置く；線を一時
的に主軸台スピンドルに固定する。巻線機の回転方向ス
イッチを反時計回り（ＣＣＷ）位置まで移動させる。操
作レバーを下げ、速度制御を６０％まで漸進的に増大さ
せる。心線テンションは、0.３〜0.５重量ポンドに維持
する。

【００６９】リード角ガイドが心押し台チャックから軸
方向に１フィート以内にくるまで、巻取りを続行する。
操作レバーをもち上げ速度制御を０％まで低下させるこ
とにより、巻取り工程を止める。この層７６内のコイル
を、0.５インチの接合長さ全体にわたり、主軸台及び心
押し台の場所で心線６０に接着する。コイル７６を形成
するのに使用された３本のより線を心線６０でカット
し、このとき心線６０を損傷しないように注意する。第
３のコイル７８の適用に備えてスプールキャリッジを主
軸台の場所まで戻す。

【００７０】巻線機駆動軸とは独立して動くことができ
るように、心押し台プーリーをゆるめる。第２のコイル
を予め装荷する目的で（心押し台チャックの前面を見
て）ＣＷ（時計）回り方向に心押し台スピンドルを５回
全回転させる。心押し台プーリを締める。

【００７１】巻取るべきリボン線を、３線ガイドの下、
リードガイドの上で導き、心線の下に置く。線を一時的
に主軸台スピンドルに固定する。巻線機の回転方向スイ
ッチを時計回り（ＣＷ）位置に移動させる。操作レバー
を下げ、速度制御を６０％まで漸進的に増加させる。心
線テンションを、0.３〜0.５重量ポンドに維持する。

【００７２】巻取りは、リード角ガイドが心押し台チャ
ックから軸方向に１フィート以内にくるまで続けられ
る。操作レバーをもち上げ速度制御を０％まで減少させ
ることにより巻取り工程を停止させる。0.５インチの接
合長にわたり主軸台及び心押し台の場所で心線にコイル
を接着させる。コイル７８を形成するのに用いられた３
本のより線を心線６０でカットし、ここでも又心線６０
に損傷を与えないように注意する。スプールキャリッジ
は主軸台の場所まで戻される。

【００７３】巻線コンピュータプログラムからは、コン
ピュータキーボードで拡張（エスケープ）キー（esc)を
押し、操作レバーを下げ、漸進的に速度制御を０％以上
に持ち上げることによって退出することができる。この
シーケンスは、主メニューまで退出するか続行するかの
ユーザープロンプトを作成する。ユーザーを主メニュー
まで戻すには、「Ｍ」キーを押す。

【００７４】完成した駆動ケーブル２８は巻線機から除
去する。主軸台にある残りのコイルより線は、トリミン
グによって除去する。

【００７５】上述の方法を用いて、５０オームのインピ
ーダンス、１０〜１２％の低い電気信号損失及び、１０
〜５０MHz の範囲内の高い周波数（３０Mhz の好ましい
作動周波数を含む）における高いシールド及び信号伝導
率をもつ駆動ケーブル２８の好ましい一実施態様が得ら
れる。上述の方法に従って作られたケーブルは、所要周
波数範囲全体にわたり0.９〜1.４Ｄｂ損失という比較的
低い損失を有することができる。好ましい実施態様にお
いて、駆動ケーブル２８は、約0.０３５インチの内径を
もつ細長い部材の内腔内部での使用に適した0.０２８イ
ンチの直径を有する。

【００７６】IV シース上述のように、脈管内撮像システム２０の作動中、駆動
ケーブル２８及びセンサーアセンブリ２４は、トランス
ジューサセンサ４２が励起され監視されている間一定の
角速度で回転する。この回転を人体内に収容するため
に、駆動ケーブル２８及びセンサーアセンブリ２４は可
とう性の細長い部材２６の中に置かれる。この細長い部
材２６は、駆動ケーブル２８とセンサーアセンブリ２４
の両方を閉じ込めるばかりでなくトランスジューサセン
サ４２を冠状脈管構造内の望ましい場所に位置づけする
のにも役立つ非回転式で生体適合性のあるシースで構成
されている。図６を参照すると、好ましい実施態様にお
いては、細長い部材２６は、患者の体外に延びる近位部
分８４と冠状動脈内に位置づけることのできる遠位部分
８２を有する管状シース８０を含んでいる。このシース
８０の近位部分８４は、定置（回転しない）コンポーネ
ント、特定的に言うとそれ自体結合解除用部材３０のハ
ウジング（以下に説明され図１４に描かれているよう
な）に連結されているカテーテルマニホルド８５に固定
されている。図１、２及び４に示されているように、セ
ンサーアセンブリ２４は、細長い部材２６の内腔特定的
に言うとその遠位部分内のシース８０の内腔８６の中に
置かれている。

【００７７】シース８０の内側にあるトランスジューサ
センサ４２から患者の体内への超音波信号の伝送を可能
にし（又それを再び反射し戻す）ために、シース８０又
は少なくともその遠位部分は、超音波信号に対する透過
性をもつ材料で作られている。当該実施態様において
は、シース８０又はその遠位部分はＴＰＸ材料特定的に
言うと、メチルペンテン共重合体プラスチックで作られ
ている。ＴＰＸ材料は水に近い音響インピーダンス、低
い摩擦係数及び優れた機械特性を有する。ＴＰＸ材料の
音響インピーダンスは水に近いことから、シースと血液
との界面ではきわめてわずかな信号反射しか作り出され
ない。この特性のため、ＴＰＸ材料はトランスジューサ
に対し透明に見えることができる。

【００７８】最も好ましい実施態様においては、シース
８０は、ポリウレタン材料で形成されている。シースを
超音波の通路に対し透過性あるものにするため、トラン
スジューサセンサ４３は、例えば１０度といったやや前
方向の傾動角度でハウジング４０の中にとりつけられて
いる。こうして、反射無しに超音波がシース８０の中を
通過できることになる。冠状脈管構造内での位置づけに
適した低い断面形状をもつシース８０が形成される。好
ましい一実施態様においては、このシース８０は、0.０
４０インチの外径をもつ。ＴＰＸ材料は押出し成形プロ
セスに向いており、容易に非常に壁寸法まで引き抜きで
きる。この実施態様においては、シースの壁直径は0.０
０２５であり、内側内腔の直径は0.０３５である。

【００７９】身体に対して非回転界面を提供することに
加えて、シース８０はその他の特徴を提供する。ＴＰＸ
材料は低い摩擦係数を有するため、内部駆動ケーブル２
８とシース８０の内腔８６の壁の間に低い摩擦抵抗支え
面を提供する。

【００８０】その上、シース８０は、ケーブル取扱いの
ための優れた「押し可能性」を発達させるため駆動ケー
ブル２８に対する機械的サポートを提供する。ＴＰＸ材
料は、押出し成形された共重合体としての優れた機械的
特性を有する。ＴＰＸ材料の機械的強度は駆動ケーブル
２８の軸方向剛性と合いまって充分な「押し可能性」度
すなわち、冠状動脈内にセンサーアセンブリ２４を位置
づけするためのシースアセンブリ内の構造的サポートを
生み出す。

【００８１】遠位端部近くのシース８０の内腔８６内に
あるのは、内側内腔シール８７である。この内側内腔シ
ール８７はシース８０の内部と患者の血管の間に障壁を
打ち立てるのに役立つ。こうして血管は、駆動ケーブル
２８及びセンサーアセンブリ２４の回転によってひき起
こされた乱流から遮へいされる。センサーアセンブリ２
４がシース８０内に位置づけされると、センサアセンブ
リ２４の遠位端部は、内側内腔シール８７から約0.０５
０インチのところにくる。

【００８２】シース８０の遠位端部には、誘導用先端部
（チップ）８８がある。誘導用先端部８８は、内側内腔
シール８７から遠位で、シース８０の内腔８６内に位置
づけられてよい。誘導用先端部８８は薄い白金線のコイ
ルといった放射線不透過性の材料で構成されていてよ
い。白金は、固有の放射線不透過性をもちコイル形状に
巻きとられた状態で、柔かく可とう性ある放射線不透過
性の破砕耐性ある先端部を作り出す。シース８０の内腔
８６内部にコイルをとりつけることにより、シース８０
の平滑な外部表面を保持することが可能となり、かくし
て誘導用カテーテルを通しての又場合によっては冠状動
脈内へのシース８０の操作が容易になる。

【００８３】上述のように、シース８０の近位端部には
カテーテルマニホルド８５がある。このカテーテルマニ
ホルド８５は、シース８０の内腔８６と連絡し一般に心
合せされた第１のつまり主のポート８９及び、同じくシ
ース８０の内腔８６と連絡した第２のポート９０を有す
る。シース８０の近位端部の外側のまわりにはひずみ軽
減コイル９１がありシース８０とカテーテルマニホルド
８５の間に延び接着されている。カテーテルマニホルド
８５は、以下で説明するように結合解除用部材３０にシ
ース８０を連結するために用いられる。駆動ケーブル２
８は、主ポート８９を介してシース８０内に設置され
る。以下で説明するように、シース８０の洗浄（フラッ
シング）のために第２のポート９０を用いることができ
る。

【００８４】シース８０は同様に、作動中にトランスジ
ューサの角度的方向づけを連続的に較正するための回転
補償手段をも提供できる。回転する超音波式撮像デバイ
スに付随する欠点の１つは、近位端部の符号器とカテー
テルの遠位先端部にあるセンサの間の角度的ゆがみであ
る。このゆがみには主として２つのタイプがある。すな
わち経時的に変化するものと回転段階に固定されたもの
である。固定されたゆがみは各サイクル毎に反復可能な
トルク変動をひき起こす摩擦又は剛性によってひき起こ
される。これは、ほぼ全ての回転要素に或る程度発見で
きるものである。経時的に変化するゆがみは、画像を周
期的に回転させる。この主要な源は心臓の動きであり、
これは細長い部材を湾曲させ心臓の拍動と周期的な摩擦
トルクの変動をひき起こす。

【００８５】当該実施態様は、音響インデクサを用いて
この問題に対する解決法を提供している。音響インデク
サというのは、回転の見当合せを提供するためシース上
に置かれるか又はシース内に組込まれる場所のマーキン
グである。この見当合せは、信号処理に容易に識別され
うるような形で構成される。

【００８６】図７ａ及び７ｂを参照すると、シース８０
の遠位部分内の壁内に円周方向に回転補償マーカー９２
を組み入れることができる。マーカー９２は、図７ａに
描かれているようにシース８０の内部表面上に組入れら
れたスプライン又はパターンであってもよいし、或いは
又図７ｂに描かれているようにシースの外表面上にある
ものでもよい。好ましくは、マーカー９２はシースの壁
の円周のまわりに互いから４５度の周期的位置で置かれ
ている。マーカー９２は、可変的厚みのシース材料から
できていてよいが、２つの異なる材料でできていてもよ
い。これらのマーカー９２はちょうどセンサーの領域内
に作られていてもよいし、或いは又シースの長さ全体に
わたって延びていてもよい。各々の壁厚変化は、信号処
理ユニット３４によって認識することができ、作動中の
トランスジューサの角度的位置を確認するのに用いるこ
とができる。厚みの段階は、さまざまな傾斜率で作るこ
とができる。シース壁内の１つのパターンで、信号処理
ユニットは画像の距離的変動を追従することができる。
１つのエッジ又は特徴を追従し不変に保つことにより、
経時的に変動するゆがみが補正される。この補正能力
は、トランスジューサの角速度変化による１つの画像内
のあらゆる不一致を除去する。

【００８７】４５度毎に厚みが変化する図７ａ及び７ｂ
に示されているような音響位置合せマーカーの１パター
ンを使用することにより、固定ゆがみを補正することが
できる。周期的に、シースを表わす画像のデータを解析
して、トリガーの適正な時間的間隔どりを決定する。こ
のデータは、可変的な時間的間隔どりがなされたパルス
の能力をもつパルサーに転送される。パルサーにモータ
ーの同期化を提供するモータに接続された一回転あたり
１０００パルスの符号器を用いることにより、必要とさ
れるパターンを生成するのに十二分な解像度が得られ
る。スクリーンは２００個のパイ形の角度的部分に分割
され、これらの部分は各々ベクトルと呼ばれる。２００
ベクトルのスクリーンについて、パルサーは、１０００
パルスを必要とされる間隔に分割することによって一回
転あたり２００パルスを発生する必要がある。

【００８８】図８ａ及び８ｂには、位置合せデータ処理
のブロックダイヤグラムが示されている。実時間構成は
実時間でエッジをトラッキングし、図８ａに表わされて
いるように非常に急速にパルスパターンを調整する。デ
ータは、生データパイプラインからインターセプトされ
処理されてパルサーコンピュータに転送される。心臓の
鼓動に合わせて画像を較正し時間−動作効果を除去する
ために、ＥＫＧ信号が有効である。非実時間構成も、図
８ｂに表わされているとおり、ほぼ同じように効果的に
用いることができる。ここでは、データは主プロセッサ
により捕獲され処理され、結果は適切な時間で励起をパ
ルス送りするパルサーコンピュータまで送られる。

【００８９】基本的に同じ結果を生み出すもののこの方
法の一変形態様は、モーター符号器の増分毎にセンサに
パルスを加え、パイプライン処理における各ベクトルの
位置を決定する。

【００９０】細長い部材の製造上述のように、エポキシ樹脂又はその他の適当な接着剤
を用いてカテーテルマニホルド８５内に管状部分をまず
接着することによって、シース８０を作ることができ
る。シース８０は、洗浄ポートマニホルド８５内への進
入の遠位側まで延びていなくてはならない。接着剤がシ
ースの内腔８６内に流れ込まれないように注意しなくて
はならない。次に、マニホルドハブ内にひずみ軽減コイ
ル９１を設置することができる。このとき、ハブに接着
剤が充てんされる。その後、このアセンブリを硬化させ
る。

【００９１】最大直径0.０２５インチの先端部をもつ接
着剤塗布用注射器を用いて、接着性内腔シール８７がシ
ース８０の遠位端部に設置される。シール８７は好まし
くはシース８０の遠位先端部から0.５インチのところに
ある。シール８７は全長0.１００インチでなくてはなら
ない。次に、遠位マーカーコイルが設置される。注射器
を用いて、設置に先立ちマーカーの遠位端部から0.０５
インチのところに接着剤が塗布される。遠位マーカー
は、シース８０の遠位端部内に設置される。マーカーコ
イルはシースのシール８７と0.０５インチだけ干渉して
よい。その後４時間１４０°Ｆでアセンブリを硬化させ
る。

【００９２】洗浄方法シース８０は、センサアセンブリ２４とシースの内腔８
６を洗浄（フラッシング）するための手段を含んでい
る。センサーアセンブリ２４のまわりにため込まれた気
体や汚染物質が存在すると、撮像システムの性能は低下
する。トランスジューサセンサ４２の表面上のあらゆる
気体又は汚染物質は、重大な反射を発生させ基本的にそ
の領域においてトランスジューサを盲にする可能性があ
る。洗浄プロセスは、全ての気体及び汚染物質が除去さ
れるようにする。

【００９３】センサーアセンブリ２４及びシース８０の
洗浄は次の３つの代替的システムによって提供されう
る：すなわち、図９を参照すると、洗浄システムの第１
の実施態様では、シース８０の内腔８６の直径よりも小
さい直径をもつ可とう性の管状部材でありうるような洗
浄用内腔９３が使用される。この洗浄用内腔９３には、
内腔８６の遠位シール８７近くのカテーテルマニホルド
の第２のポート９０を通して送り込むことができる。次
にこの洗浄用内腔９３は洗浄用媒体と共に加圧される。
洗浄用内腔９３はゆっくりとシース８０から引き出さ
れ、この間圧力は洗浄用媒体上で維持されている。この
プロセスは、洗浄用媒体がマニホルドの主ポート８９の
近位端部から流れ、洗浄用内腔が除去されてしまうまで
続行される。

【００９４】図１０及び１１を参照すると、洗浄用シス
テムの第２の実施態様が描かれている。この第２の洗浄
の実施態様では、２重内腔つまり主内腔９５と外側内腔
９６を有するシース９４が用いられている。外側内腔９
６は、シース９４の遠位端部への洗浄用流路を提供し、
この遠位端部において内腔９５及び９６の間の開口部９
７を通して主内腔９４の遠位端部と連絡している。

【００９５】代表的には水である洗浄用媒体は、圧力下
で近位カテーテルマニホルドの洗浄ポート９８を通っ
て、近位端部から遠位端部まで洗浄用内腔９６を通っ
て、開口部９７を通して主内腔９５内へと連続的に供給
され、媒体がマニホルドの主ポートから流れ出るまで遠
位端部から近位端部まで主内腔９５を通って送り戻され
る。

【００９６】図１２を参照すると、洗浄システムの第３
の実施態様が描かれている。この実施態様には、ため込
まれた気体が洗浄用加圧の間に外に拡散できるようにシ
ースの遠位先端部内に透気性シール１００を有するシー
ス９９が含まれている。シール１００は、シース内腔内
の空気質量を適正に短い時間内に遠位先端部部域を通っ
て拡散させることができるような透気性をもつ、相補的
な形で、シールの多孔率は水の質量移送を制限するのに
充分低いものである。すなわち、シールの多孔率と合い
まって水の表面張力は質量移送を妨げている。このシー
ルは、２〜２００0.０００ng／（ｓ−ｍ−Ｐａ）の範囲
内の透過率をもつ材料で作られていてよい。この透過率
範囲は、6.８９５kPa 〜６８9.５kPa の洗浄用圧力の変
動及び１秒〜１２００秒の洗浄時間の両方を網羅する。
好ましい実施態様においては、2.５４mmの長さのシール
を通しての２０2.７kPa の洗浄用圧力での２０秒以内で
のシース洗浄のための透過率は１２９0.１ng／（ｓ−ｍ
−Ｐａ）である。

【００９７】IV. 結合と結合解除図１３を参照すると、細長い部材２６（その内側に遠位
駆動ケーブルを伴う）は、その近位端部でマニホルド８
５を用いて結合用部材３０に連結されている。結合用
（及び結合解除用）部材３０は、遠位駆動ケーブル２８
を近位駆動ケーブル３２に連結し、この近位駆動ケーブ
ル３２の方は近位にあるコンポーネントすなわち信号処
理ユニット３４及びモータ３６に連結する。結合用部材
３０を用いて、撮像システム２０は、システムの遠位ト
ランスジューサ側を患者の体の外側にある一カ所で近位
コンポーネントから結合及び結合解除する手段を提供す
る。

【００９８】この結合用部材３０は、撮像システム２０
にとってのいくつかの利点を提供する。遠位センサの結
合及び結合解除を提供することにより、駆動ケーブル２
８及びセンサーアセンブリ２４の細長い部材２６内への
装荷及び取り扱いが容易になる。同様に、結合及び結合
解除用の手段を提供することにより、撮像システム２０
は、コンポーネントの寸法が冠状脈管構造内の位置づけ
の制約条件によって制限されていない結合場所から近位
での電気的及び機械的伝達のためのより大きいサイズの
より安価なコンポーネントを利用することができる。か
くして、モータ３６とセンサアセンブリ２４の間の機械
的リンクを維持する一方で、回転する駆動ケーブル２８
からより安価で市販されている走置式の５０オームの同
軸ケーブルまで、非常に重要な電気的情報を転送するこ
とができる。

【００９９】電気的伝送のために用いられる残りのコン
ポーネントのために要求されるように、結合用部材３０
による電気的情報の転送は好ましくはトランスジューサ
に整合された制御されたインピーダンス環境内で維持さ
れる。

【０１００】結合場所において、機械的トルクの伝達
は、より安価に製造できるより大きい市販のコンポーネ
ントの近くで移送されうる。さらに近位駆動ケーブル３
２と遠位駆動ケーブル２８の間の結合点で、体内での駆
動ケーブルに対するねじり過荷重を防ぐため、機械的
「ヒューズ」を具備することも可能である。

【０１０１】結合用部材３０の中で、遠位駆動ケーブル
２８内で同じコンポーネントにまとめられた電気的及び
機械的機能は、近位駆動ケーブル３２の内側の機械的伝
送用のものと電気的伝送用のものという別々の隣接する
ケーブルに分割される。従って、結合解除用部材３０の
中では、遠位駆動ケーブル２８内では作用速度で回転し
ている心線によって行なわれる電気信号の伝送は、近位
信号処理ユニットに接続された非回転同軸ケーブルへ転
送される。

【０１０２】結合用部材３０は、患者の体の外にくるよ
うに、センサーアセンブリ２４から約６０インチの近位
に位置づけることができる。結合用部材３０は、内部に
かみ合せ可能な同軸コネクタ対が収納されているスリー
ブ１０１で構成されている。撮像システムのこの実施態
様における結合用部材３０は、機械的に結合された２つ
のアセンブリによって提供される。すなわち、センサー
アセンブリ２４及び細長い部材２６といったシステムの
遠位側のコンポーネントに連結するトランスジューサピ
ンアセンブリ１０２と、信号処理ユニット３４やモータ
３６などのシステムの近位端部上のコンポーネントに連
結するスリップリングアセンブリ１０４である。

【０１０３】結合用部材スリーブ１０１は、トランスジ
ューサピンアセンブリ１０２の一部である第１のつまり
遠位のスリーブ部分１０６及びスリップリングアセンブ
リ１０４の一部である第２のつまり近位のスリーブ部分
１０８によって形成されている。これらのスリーブ部分
１０６及び１０８は、アルミニウムといった金属で作ら
れていてよい。スリーブ部分１０６及び１０８は、結合
用ナット１１０を用いて合わせて保持される。従って、
結合用ナット１１０は、以下で説明するようにシステム
の作動中近位にあるスリップリングアセンブリ１０４及
びその中に合わせて置かれたそれぞれの同軸コネクタの
半部分に遠位にあるトランスジューサピンアセンブリ１
０２を固定するための手段を提供する。このナット１１
０は遠位コンポーネントを近位にあるコンポーネントか
ら切断又は連結するよう除去することも締めつけること
もできる。

【０１０４】図１４及び図１５を参照すると、連結用ナ
ット１１０はスリーブ部分１０６の上に滑動可能な形で
はめ合わさり、スリーブ部分の近位端部上の肩部１１２
に突き当たる。結合用ナット１１０は、図１５に示され
ているように、スリップリングスリーブ部分１０８の外
部上の相応する雄ねじ１１５と係合するため、近位方向
に向けられたその内部の雌ねじ１１４を有している。

【０１０５】スリーブ部分１０６及び１０８の各々の中
には、かみ合い可能な同軸コネクタ対の１つの半部分が
具備されている。図１４及び図１５に示されているよう
に、かみ合せ可能な同軸コネクタ対の雄コンポーネント
１１６はトランスジューサピンアセンブリ１０２の内に
あり、かみ合せ可能な同軸コネクタ対の雌コンポーネン
ト１１７はスリップリングアセンブリ１０４内にある。
この同軸コネクタのかみ合さった対１１６及び１１７
は、トランスジューサピンアセンブリ１０２とスリップ
リングアセンブリ１０４の間の電気的及び機械的の両方
の分離点を提供する。かみ合ったコネクタの半部分の間
の機械的結合は、雄同軸コネクタシールドバネ接点１１
６と雌同軸コネクタシェル１１９の間の干渉により加え
られたバネ力によって制御される。かみ合せ可能な同軸
対の雄および雌コンポーネントの間に生成されたこのバ
ネ力は、トルクが結合用部材３０を横切って伝達されう
るようにする。このかみ合せ可能な同軸対は、結合用部
材３０内で連結されるべく変更された Amphenol Corp.
によって作られているような市販の同軸コネクタ対であ
ってよい。

【０１０６】この内部同軸連結は、駆動ケーブル２８及
びトランスジューサセンサ４２に整合された制御された
インピーダンスつまり５０オームのインピーダンスで行
なわれる。結合用部材３０内のインピーダンスをこれら
のコンポーネントと整合させることにより、上述のよう
に不整合信号反射を避けることができる。

【０１０７】図１４を参照すると、トランスジューサピ
ンアセンブリ１０２は、トランスジューサピンアセンブ
リ１０２内部での駆動ケーブルの回転を可能にするため
駆動ケーブル２８の近位端部に連結されている。

【０１０８】トランスジューサピンアセンブリ１０２の
スリーブ部分１０６の遠位端部にありこれを覆っている
のは、中に１本の通路１２１をもつスリーブキャップ１
２０である。このスリーブキャップ１２０は、スタンピ
ング又は圧縮ばめ又はその他の手段によりスリーブ部分
１０６に固定されている。スリーブキャップ１２０は、
遠位に延び、中には通路１２１の遠位部分があるような
ニップル部分１２２を含んでいる。このニップル部分１
２２は、スリーブキャップ１２０に連結されているか或
いは又スリーブキャップ１２０で形成されていてもよ
い。ニップル１２２の外部にあるネジ山１２８は、マニ
ホルド８５の近位端部内にある雌ネジと係合する。圧縮
Ｏリング１２９がニップル１２２の遠位端部とマニホル
ド８５の間に具備され、しっかりとしたはめ合いを確保
していてもよい。

【０１０９】エンドキャップ１２０から近位でスリーブ
１０６内部にありスリーブ１０６に連結されているの
は、コネクタ軸受１３０及び軸受保持リング１３１であ
る。軸受１３０及びエンドキャップ１２０はトランスジ
ューサピンアセンブリ１０２の内部部分１３２を構成す
る。軸受１３０は、ピンアセンブリの外部シェルの内部
で自由に回転するよう、青銅でできていてもよいし或い
は又油が含浸されていてもよい。トランスジューサピン
アセンブリ１０２の内部部分１３２にくるように、駆動
ケーブル２８には駆動ケーブルクランプ１３４が固定さ
れている。クランプ１３４は、接着剤又はその他の手段
により駆動ケーブル２８に固定することができる。ひず
み軽減スリーブ１３６がクランプ１３４に連結されてい
てもよいし、或いは又クランプ１３４の遠位表面上に形
成されていてもよく、このスリーブは、ニップル１２２
を通って１つの場所（例えば0.７５インチのところ）ま
で駆動ケーブル２８上で遠位に延びる。ひずみ軽減スリ
ーブ１３６はテフロンでできていてよい。

【０１１０】クランプ１３４のまわりにあるのは、シェ
ル１３８である。シェル１３８は、ネジ山などを用いて
一緒に固定することのできる第１のシェル半部分１３９
と第２のシェル半部分１４０で構成されている。シェル
半部分１３９及び１４０が合わせて固定されると、これ
らは同様に圧縮によってその間にクランプ１３４をも固
定する。シェル１３８は、両方共駆動ケーブル２８を収
容するよう通路１２１と心合せされている遠位開口部１
４１と近位開口部１４２を含んでいる。開口部１４１は
同様にひずみ軽減スリーブ１３６の一部分も収答するこ
とができる。近位開口部１４２内にブッシング１４３を
置くことも可能である。このブッシング１４３はテフロ
ン製でよい。シェル１３８の遠位側に連結されているの
は、同軸コネクタ対の雄部分１１６である。

【０１１１】駆動ケーブル２８はこうして、トランスジ
ューサピンアセンブリ１０２内に回転可能な形で固定さ
れている。駆動ケーブル２８、クランプ１３４、ひずみ
軽減スリーブ１３６、シェル半部分１３９及び１４０、
ブッシング１４３及び雄同軸コネクタ１１６は回転可能
である。

【０１１２】図１５を参照すると、結合用部材３０の近
位半部分を形成するスリップリングアセンブリ１０４が
描かれている。スリップリングアセンブリ１０４内で
は、電気信号は回転可能な遠位コンポーネントから回転
不可能な近位コンポーネントまで転送される。すなわ
ち、遠位で回転するコンポーネントによって運ばれてい
る電気信号の伝送は非回転コンポーネントに近位で転送
される。さらにスリップリングアセンブリ１０４におい
ては、機械的トルクを遠位で伝送するのと同じコンポー
ネントによって運ばれる電気信号は、機械的トルクを伝
達するものとは分離したコンポーネントによって近位で
運ばれる。

【０１１３】上述のように、スリップリングアセンブリ
１０４は、非回転式結合用部材スリーブ１０１を形成す
るためネジ山１１５及び結合用ナット１１０によってト
ランスジューサピンスリーブ部分１０６に連結する近位
端部を有するスリーブ部分１０８を含んでいる。スリッ
プリングエンドキャップ１５８がスリップリングスリー
ブ１０８の近位端部に連結しこれを覆っている。スリッ
プリングエンドキャップ１５８は、中で中央に心合せさ
れた第１の開口部１６０及びこの第１の開口部１６０か
らオフセットされた第２の開口部１６２を含む。第１の
開口部１６０内にありこの中に延びているのはスリップ
リング駆動軸１６４である。近位ブッシング１６６が第
１の開口部１６０の中でスリップリング駆動軸１６４の
まわりに位置づけされている。外部スリップリング１６
７及び内部スリップリング１６８が、スリップリング駆
動軸１６４に連結されている。外部及び内部スリップリ
ング１６７及び１６８は、かみ合わされたコネクタ対の
雌部分１１７の近位部分を形成する修正された同軸コネ
クタ１７０に遠位で連結されている。近位プッシング１
７１は、かみ合った同軸対の雌部分１１７のまわりでス
リーブ部分１０８の近位端部内にとりつけられている。

【０１１４】スリップリングエンドキャップ１５８内の
第２の開口部１６２を通して、近位駆動ケーブル３２か
らリード線１７２及び１７４が延びている。特定的に言
うと、リード線１７２は信号導体に接続し、リード線１
７４は、以下で説明するとおり近位駆動ケーブル３２内
に同軸ケーブルの基準面導体に接続している。リード線
１７２の遠位端部は内部ブラシリング１７６に接続し、
リード線１７４の遠位端部は外部ブラシリング１７８に
接続している。内部及び外部ブラシリング１７６及び１
７８は真ちゅうで作られていてよく、幅は約0.０６３イ
ンチでよい。内部ブラシリング１７６とエンドキャップ
１５８の間には内部バネ１８０があり、外部ブラシリン
グ１７８とエンドキャップ１５８の間には外部バネ１８
２がある。内部及び外部バネ１８０及び１８２は、それ
ぞれ内部及び外部ブラシリング１７６及び１７８をエン
ドキャップ１５８から離れて遠位方向にバイアスさせ
る。

【０１１５】内部ブラシリング１７６は一組の内部ブラ
シ１８４を圧迫し、外部ブラシリング１７３は一組の外
部ブラシ１８６を圧迫する。これら２組のブラシ１８４
及び１８６は互いに同軸的に取りつけられている。好ま
しい一実施態様においては、各組のブラシ１８４及び１
８６には３つのブラシが含まれている（各組の２つのブ
ラシのみが図１５に示されている）。各ブラシは、その
それぞれの組の中のもう２つのブラシに対して１２０度
の間隔で位置づけされている。

【０１１６】内部ブラシ組１８４と外部ブラシ組１８６
はブラシガイド１８８により滑動可能な形で保持されて
いる。ブラシガイド１８８は、スリップリングスリーブ
１０８の内部内にとりつけられている。ブラシガイド１
８８は、各々３本ずつの２組のブラシ１８４及び１８６
を保持するため中を通って互いから１２０度のところに
ある各々３つの２組のスロット（すなわち合計６つのス
ロット）をもつ円筒形のプラグである。ブラシガイド１
８８は同様に、スリップリング駆動シャフト１６４が中
を通る大きな中央開口部１８９をも含んでいる。

【０１１７】内部バネ１８０によりバイアスされて内部
ブラシ組１８４は内部リング１６８を圧迫しその上に載
っている。内部リング１６８は信号を導くために用いら
れ、同軸コネクタ１１７の内部導体にとりつけられてい
る。外部バネ１８２にバイアスされた状態で、外部ブラ
シ組１８６は外部リング１６７を圧迫しその上に載って
いる。基準面信号に対する接続のため外部リング１６７
が用いられ、同軸コネクタ１１７及び／又はスリーブ１
０８内の基準面導体にとりつけられている。

【０１１８】ブラシは、静止した内部及び外部ブラシリ
ング１７６及び１７８及び回転する内部及び外部スリッ
プリング１６８及び１６７の間で電気信号情報を転送す
るための径路を提供する。好ましい一実施態様において
は、ブラシは、銀グラファイトで作られている。銀グラ
ファイトは非常に導電性が高く自己潤滑性あるブラシ材
料を提供する。スリップリングと同軸コネクタ１１７及
びスリップリングとブラシの両方の間で利用できる導電
性接触部域を増大させるため、比較的大きい真ちゅうの
スリップリングが使用される。大きい接触部域を使用す
ることにより、スリップリングアセンブリ１０４を通し
ての信号損失及び電気抵抗が低減されることになる。

【０１１９】スリップリングアセンブリ１０４内では、
同軸コネクタ１１７、スリップリング駆動軸１６４及び
スリップリング１６７及び１６８のみが、作動中に回転
する。ブラシ組１８４及び１８６、ブラシリング１７６
及び１７８、ブラシガイド１８８及びスリーブ１０８は
全て、作動中定置状態にとどまっている。機械的結合電
気的伝送の提供に加えて、スリップリングアセンブリ１
０４は同様に結合部材３０を横切っての機械的トルクの
伝達をも供給する。スリップリングアセンブリ１０４内
のバネ１８０及び１８２は、トランスジューサ駆動ケー
ブル２８によって生み出されたねじり荷重を支持する摩
擦力を発達させる。かみ合わさったコネクタの半部分１
０４と１０６の間の機械的結合は、雄同軸コネクタシー
ルド接点１１６と雌同軸コネクタシェル１１７の間の干
渉によって生成されるバネ力によって提供される。この
バネ力は、かみ合ったコネクタ対１１６及び１１７の間
に摩擦ばめを生み出し、結合用部材３０を横切ってトル
クが伝達できるようにする。好ましい実施態様において
は、スリップリングアセンブリ１０４内のトルク伝達
は、コネクタ半部分１１６及び１１７の間の相対的なす
べりが発生する前に３インチ−オンスの最大トルクを提
供するようバネ力を調整することによって調整される。
こうして、ピンアセンブリシェルではなく駆動軸アセン
ブリに対するトルク伝達を確実に行なうシステム内の機
械的「ヒューズ」機能が与えられる。トランスジューサ
ピンアセンブリ１０２とスリップリングアセンブリ１０
４から成る結合用部材３０は使用が容易であり、患者の
部域内の閉塞を削除するか又は削減する。こうして、患
者のすぐ近くにかさ高いコンポーネントを置く必要なく
患者の冠状脈管構造内で細長い部材２６及びセンサーア
センブリ２４を容易に設置し操作することができるよう
になる。組立てた状態の結合用部材３０は、直径0.７５
インチ長さ約４インチの円筒形状を有する。（トランス
ジューサピンアセンブリ１０２は直径約0.７５インチ長
さ1.７５インチである）。

【０１２０】スリップリングアセンブリ１０４が0.５イ
ンチ未満の長さの部分を除いて電気的伝送のための制御
されたインピーダンスのコンポーネントを使用してい
る。この特徴により、インピーダンスの不整合による信
号反射の減少が得られる。

【０１２１】Ｖ．近位駆動ケーブル近位駆動ケーブル３２の遠位端部は、図１５に示されて
いるようにスリップリングスリーブ部分１０８の近位端
部に連結する。近位駆動ケーブル３２の遠位端部は、ス
リップリングアセンブリスリーブ部分１０８に連結する
近位ケーブルシース１９０を含む。近位ケーブルシース
１９０は熱収縮管材料の一区分で形成されている。ケー
ブルシース１９０の内部に具備されているのは、モータ
ー３６に対し近位で連結している駆動軸と信号処理ユニ
ット３４に近位で連結している近位同軸ケーブル１９４
である。駆動軸１９２及び近位同軸ケーブル１９４は、
駆動軸１９２がシース１９０の中心軸にほぼ沿って心合
せされ同軸ケーブル１９４がそこからオフセットされた
状態で互いに隣接している。ケーブルシース１９０から
近位で、駆動ケーブル１９２と近位同軸ケーブル１９４
は近位ケーブル被覆１９５内にとじ込められている。

【０１２２】駆動軸１９２はシース１９０内部のスリッ
プリング駆動軸１６４に連結する。この連結はＤＥＬ−
ＲＩＮ（登録商標）で作られた環状部材でありうる軸継
手１９６を用いて行なわれる。上述のように、スリップ
リング駆動軸１６４はその連結部から遠位に駆動軸１９
２までスリップリングアセンブリ１０４内へとスリップ
リングアセンブリエンドキャップ１５８内の開口部１６
０を通って延びている。駆動軸１９２は好ましくは、モ
ータの作動によって回転しこの回転をスリップリングア
センブリまで駆動ケーブル及びトランスジューサアセン
ブリ２４上へと伝達できるよう長手方向の可とう性を有
ししかもねじり剛性がある。駆動軸１９２は高張力鋼又
はステンレス鋼で作られた可とう性ケーブルであってよ
い。S. SWhite Industrial Products, Inc. のシャ
フト＃０９８−９といったような市販の可とう性駆動軸
を用いることも可能である。

【０１２３】同様に近位ケーブルシース１９０内部にあ
るのは、近位同軸ケーブル１９４の遠位端部である。近
位同軸１９４の基準面導体１９８の遠位端部は基準面リ
ード線１７４の近位端部に連結し、近位同軸ケーブル１
９４の信号導体２００の遠位端部は信号リード線１７２
の近位端部に接続する。同軸ケーブル１９４は好ましく
は可とう性があり定置型である。すなわち、駆動軸１９
２と共に回転しない。インピーダンス整合を目的として
同軸ケーブル１９４の信号及び基準面導体２００及び１
９８の間には整合用コンデンサ２０２を接続してもよ
い。（整合用コンデンサ２０２は通常、図１５に示され
ていない熱収縮カバーを有する）。近位同軸ケーブル１
９４は、Belden Corporationから入手できるＲＧ１７８
Ｂ／Ｎといった市販の５０オームの同軸ケーブルであっ
てよい。

【０１２４】図１６を参照すると、近位ケーブル３２、
駆動軸１９２及び近位同軸ケーブル１９４は、近位ケー
ブルカバー１９５の内側で互いに隣接して近位ケーブル
シース１９０から近位に延びている。近位同軸ケーブル
１９４は、すずメッキされた鋼の編組で作ることのでき
る絶縁シールド２０６の中に閉じ込めることができる。
駆動軸１９２は、回転しない金属スリーブ２０８内に閉
じ込められる。分岐用部材２１０において、同軸ケーブ
ル１９４及び駆動軸１９２は分離する。分岐部材２１０
は熱収縮管材料で作ることができる。分岐用部材２１０
から、同軸ケーブル１９４は、信号処理ユニット３４に
はめ込むことのできる同軸コネクタ２１４まで同軸ケー
ブルジャケット２１２の内部を近位で延びている。分岐
用部材２１０から、駆動軸１９２は、モーター３６に対
する接続を提供するべく結合用コネクタ２１８まで駆動
軸ジャケット２１６の内部を近位で延びている。モータ
は、Maxon Motor Co.,型番号ＲＥＯ３５−０７１−３９
ＥＡＢ２００Ａといった直流４０ワットの希土類モータ
であってよい。

【０１２５】Ｖ．バルサー及び信号処理作業信号処理ユニット３４は、センサーによって撮像に使用
される音波に変換される高エネルギーパルスを発生する
パルサーを含んでいる。同じピーク電圧について半サイ
クルパルサーの２倍のエネルギーを与えさらにより優れ
た整定を与えることから、全単サイクルパルサが用いら
れる。高圧回路と細長い部材の間の絶縁のためには、変
圧器が用いられる。高速整定が重要である場合、直流周
波数成分無しの巡回波形のためには、高周波変圧器が比
較的設計しやすい。センサの１つの全単セイクルパルス
は、１つのインパルスに比べてリングダウン時間の増大
がほとんど無い戻り信号を生成する。１を超えるサイク
ル数の増大は全て、ほぼ正比例してリングダウン時間を
増大させる。

【０１２６】優れた画像のためには、信号の質が非常に
重要である。このことはすなわち、急速な−４０ｄＢレ
ベルまでのリングダウンを伴う高い振幅を意味する。よ
りシャープなパルス及びより優れた信号のリングダウン
を提供するパルサー技術が利用される。従来のパルサー
は、一定の与えられた周波数で整数の半サイクル数のバ
ルス形状を実現する。疑似ランダムパルスを発生するこ
とのできるパルサーは、トランスジューサを励起し、一
定の振幅及び正しい時刻で一連のパルスにより反射を整
定してしまうことができる。

【０１２７】上述のように、センサーウィンドウのサイ
ズ及び形状は、得られる超音波画像の質に直接関係して
いる。２次元での超音波撮像（すなわち動脈壁の断面
の）は、音響的に言って３次元の問題である。ここで再
び図２〜４を参照すると、優れた撮像システムのための
目標は、例えば動脈壁に対して半径方向のｙ方向に、対
象となる距離全体にわたり薄くシャープな回転ビームを
得ることにある。しかしながらこのビームは、当然のこ
とながら全ての方向に伝播する。半径方向から２つの側
面方向におけるビームの性能は、センサーの音響光学と
呼ばれる。２つの側面方向ｘ₁ 及びｘ₂ （すなわち半径
方向に対して垂直な方向）において、ビームの形状はセ
ンサーからの距離、センサの焦点、物理的形状及び作動
周波数の関数である。動脈壁の円形走査を行なう撮像デ
バイスについては、半径方向の解像度はパルス波形の伝
播サイクル数によって制限される。

【０１２８】この時間又は距離は、代表的には図１７に
示されているように、波形の４０dBの振幅点によって決
定される。

【０１２９】矩形のトランスジューサセンサーを用いる
ことは、冠状脈管の奥深くで用いるための非常に小さい
脈管内超音波装置を作るための１つの鍵である。円形ア
パーチャに関して幾分かのトレードオフはあるものの、
非常に小さいサイズにおいては、矩形のアパーチャから
最高の性能が得られる。

【０１３０】ビーム形状は、それぞれの方向におけるハ
ウジングのアパーチャサイズの関数である。この関数
は、Ｚを近視野距離、ＡをアパーチャサイズそしてＬを
波長として、Ｚ＝Ａ² ／Ｌで表わされる。（音の周波数
及び媒体速度によって規定されるような）波長が0.０５
６mmの上述の0.５×1.０mmのウィンドウについては、近
視野はｘ方向に1.１mm、ｙ方向に4.５mmである。近視野
の意義は、進点合せされていないセンサについて、ビー
ム幅がほぼ近視野の長さを通るアパーチャの幅であると
いうことにある。近視野においては、ビームは全ての方
向で急速に変化する。これは建設的及び破壊的干渉パタ
ーンからのものである。遠視野においては、ビームはよ
り均質で発散する。遠視野は、光源が点光源であるかの
ように挙動する。集束された結晶については、ビームは
近視野の限界まで集束されうる。集束されたビーム、集
束された領域においてこの領域の外側の集束されていな
い領域に比べ狭いが、より急速に発散する。

【０１３１】冠状領域内の脈管内超音波のためには、半
径約５mmまでの画像を得ることが追求されている。前述
のような寸法をもつウィンドウについては、矩形の形状
の利点は、エネルギーがｘ方向に広がっている場合でも
ｙ方向のエネルギーは図１８−２１に示されているよう
に対象領域の距離全体を通して比較的一定にとどまって
いるという点にある。ｘ方向において又はこの明細書で
用いられているように側面方向においては、ビームのサ
イズは、対象半径全体を通して優れた脈管内画像を生成
するのに確かに使用可能なものである。このサイズの円
形アパーチャについては、ビームが全ての方向に均等に
広がっていることから強さは非常に急速に減少すること
になる。矩形アパーチャは、表面積が大きくなればなる
ほど優れた距離対エネルギー減少の関係をもつ。0.５mm
以下のアパーチャについては、矩形の形状は、円形形状
に比べアパーチャにとってより望ましいいくつかの特性
を有する。

【０１３２】較正波形パルサー上述のように、半径方向解像度にとって、信号のリング
ダウンは非常に重要であり、インパルス励起に対する単
サイクル応答を有することが望ましくなる。代表的に
は、使用される励起は、半サイクルタイプのインパルス
励起が或いは又整数の正弦波サイクルである。

【０１３３】より速い−４０Ｄｂのリングダウン時間を
ひき起こすのに修正パルス波形よりもむしろ主パルスを
使用する励起を用いることには著しい利点がある。その
理由としては主として２つある。トランスジューサのコ
ンピュータモデリングから結果として得られる反復最適
化プログラムの目標は、最も幅広い周波数範囲にわたり
平滑な位相及び絶対値をもつシステム伝達関数を生成す
ることにある。これは、ピークパルス振幅の２乗の値を
ピーク後の時間加重された絶対値の積分で除去した値を
最適化することによって達成される。非インパルス励起
を用いることにより、励起のフーリエ変換は励起の周波
数スペクトルが１インパルスと異なるような形で異なっ
ている。理想的なインパルスは、一定の絶対値の周波数
成分を有する。コンピュータが１つの離散的時間増分か
ら次の増分に波形を変動させることができるようにする
ことにより、最適な励起波形を生成することができる。

【０１３４】コンピュータモデルには、無限でない裏打
ち距離、表面の不規則性、機械的許容限界、インピーダ
ンスの不整合などの制限がある。これらの変数の結果、
現在の装置の性能はモデルが予測したものから逸脱する
ものとなっている。基本的に装置を較正するのに同じ技
術を用いることにより、最適化された励起を使用して或
る種の反射や不完全さを阻止することができる。

【０１３５】この回路は、１つのコンピュータによって
予め定められた波形に出力をプログラミングできるよう
な高速デジタルーアナログ（Ｄ／Ａ）変換器を用いて実
施可能である（図２２を参照のこと）。この出力は、必
要とされるあらゆる所要レベルまで増幅可能である。最
適化された波形は数百ナノセカンドにわたり生成され、
画像データが受信される前に整定される。

【０１３６】VI. 付加的な好ましい実施態様Ａ．センサーの構造：図２３を参照すると、トランスジ
ューサセンサの構造についての一変形実施態様が描かれ
ている。センサを製造するにあたっては、１つの装置か
ら次の装置まで均質なビームを与え、製造の容易な構成
にすることが望ましい。システム性能のすぐれたくり返
し精度のためと同時に画像強化に必要なその他のより先
進的なデータ条件づけアルゴリズムを実施するために、
均質なビームが必要である。

【０１３７】図２３を参照すると、トランスジューサセ
ンサの一変形実施態様が描かれている。図２〜４に示さ
れている上述の実施態様の場合と同様に、図２３のトラ
ンスジューサセンサは、トランスジューサコア、そのい
ずれかの側面に接着された導電性層、裏打ち層及び整合
層を含む複数の別々の層で構成されている。図２３に示
されている実施態様において、整合層3 0 1(ＰＶＤＦ材
料でできていてよい）は、センサーコア４４よりも寸法
が大きく、近位端部上に張り出し３０３を含んでいる。
この張り出し３０３は、センサコア４４上の導電性表面
４５ａと同軸駆動ケーブル（図示せず）の中心導体の間
の電気的接触を可能にしている。こうして非常に均等な
作用面積と共により優れたトランスジューサ表面も同時
に得られることになる。この実施態様は同様に、構造を
著しく容易にする。これらの特長は、導電性裏打ち３０
５を使用することによってさらに強められる。この導電
性裏打ち３０５はセンサの裏面とセンサーホルダの間に
電気的接触を提供する。センサーホルダは、駆動ケーブ
ルの外部導体（図示せず）に電気的に接続されている。
導電性裏打ちは、銀、タングステン、銅、金又はその他
のいくつかの元素又は合金といった数多くの異なる材料
で構成することができる。整合層３０１はＰＶＤＦ又は
その他の材料で作られていてよい。

【０１３８】その他の変形実施態様には、信号をその接
続部まで運ぶためセンサーの前面及び裏面の両方の上に
導電性層を有するＰＶＤＦタイプの材料を使用するもの
などがある。センサーの裏側には、その方向に出てくる
エネルギーを吸収するのに減衰層が必要となりうる。２
つの接続は駆動ケーブル同軸電気接続部にて終結される
ことになる。さらにもう１つの変形態様は、駆動ケーブ
ルの構造内に可とう性回路を組込むことにらりセンサコ
アから駆動ケーブルの近位部分まで導電性仕上げの整合
層及び導電性仕上げの裏打ち層を延ばすことである。２
つ導電性表面を電気的に絶縁させるために、層の間に絶
縁層が組込まれている。これには、カテーテル内で電気
センサ構造内の継手が全く必要でない。Ｂ．撮像用ガイド線本発明の一変形実施態様は、ガイド線の機能を超音波撮
像装置のものと組合わせることができるものである。ガ
イド線の役目は、患者の脈管構造内の対象となる場所ま
で通り抜けし、バルーン血管形成術といった処置のため
ガイド線上のカテーテルを所定の場所に位置づけること
にある。このような処置の前、最中及び後で動脈を撮像
する装置があることが望まれることから、ガイド線と撮
像デバイスの機能を組合せることが有利であろう。大部
分のカテーテルは、それがひとたび所定の位置に来た時
点でガイド線をひき出し撮像用ガイド線をその代りに入
れることができるような形で同軸設計のものとなってい
る。

【０１３９】現在、ガイド線は、0.０１８インチ以下の
寸法で用いられる。上述の実施態様においては、駆動ケ
ーブル２８は0.０２６インチの直径を有し、約0.００２
×0.０４０インチの作用面積をもつトランスジューサセ
ンサを収納している。駆動ケーブルの機能をガイド線の
機能と組み合わせるためには、駆動ケーブルの寸法は直
径約0.０１８インチのサイズまで減小されることにな
る。トランスジューサセンサは0.０１７インチに近いハ
ウジングアパーチャを伴うものとして作られる。このサ
イズでは、画像の解像度は上述の実施態様におけるもの
とほぼ同じである。本明細書の他の箇所で記述されてい
る画像強度化技術を用いると、現在達成されているもの
と同じ位に又はそれ以上に優れた画像を得ることが可能
である。センサーのためには、より高い周波数をもつよ
り薄いトランスジューサ又は異なる材料を使用すること
ができる。

【０１４０】撮像用ガイド線３５０の遠位端部が図２４
に示されている。サイズを0.０２６インチから0.０１８
インチまで減小させるために３つのコイルと１つの８線
編組の代りに２０のコイルと１つの２重編組を使用する
という点を除いて、駆動ケーブル３５２は上述のものと
ほぼ同様に構成することができる。これは、中心導体及
び絶縁のために0.０１０インチを残して0.００８インチ
まで外部コイルと導体を減小させるという結果をもたら
す。

【０１４１】１つの態様においては、撮像用ガイド線の
構成は、駆動ケーブルに対するトランスジューサセンサ
の取りつけにおいて上述の実施態様から逸脱する可能性
が高い。この撮像用ガイド線において、センサの作用面
積の幅は駆動ケーブルの直径にほぼ等しい。その他の点
においては、撮像用ガイド線のトランスジューサセンサ
部分の構成は、上述の実施態様のものに極めて類似した
ものとなる。この駆動ケーブル３５２は、その遠位端部
に取りつけられたセンサーホルダ３５４を有する。反対
側にあるウィンドウをもつ上述のセンサハウジングとは
異なり、この実施態様のセンサーマウント３５４は、ト
ランスジューサ開口部から反対側にある第２のウィンド
ウを含まない。その代り、マウント３５４は、トランス
ジューサセンサ３５６の下の物理的サポートを提供す
る。同様に、サイズ制約条件のため、トランスジューサ
センサの裏側には裏打ち材料のための余地がほとんど無
い。このことは、いくつかの異なる方法によって補償さ
れうる。例えば、液体への結合に整合層が全く必要とさ
れないようにセンサーを低い音響インピーダンスをもつ
共重合体材料で作ることができ、こうしてさらに裏打ち
サポートとセンサ材料の間のインピーダンス差は充分大
きいものとなるため直接取りつけられたＰＺＴに比べは
るかに小さいエネルギーしか裏打ち内に入らなくなる。
代替的には、裏打ちサポート内に入るエネルギーは、裏
打ちサポートのために多孔性焼結型金属といったような
材料を用い較正されたパルス波形で反射を削除すること
によって、幾分か散逸かつ散乱させることができる。共
重合体材料での主要な問題は、Ｄ33係数が比較的低いこ
とである。（Ｄ３３は、厚み方向における誘電率であ
る）。これにより、同じ表面積のセンサはより大きいイ
ンピーダンスをもつことになる。これにより、同じ表面
積のセンサはより大きいインピーダンスをもつことにな
る。このインピーダンス差は、本明細書内の他の場所で
記述されている技術のいくつかを用いることにより補償
され得る。或いは又、信号を更に低いインピーダンスま
でバッファリングするためセンサのとなりに能動回路を
設置することもできる。撮像用ガイド線の実施態様に
おいてはＰＺＴ材料を使用することもできるが、これら
には、前面整合層と裏面減結合層が必要である可能性が
高い。裏打ち構成には、センサーと裏打ちサポートの両
方との関係においてそのインピーダンスが体いものであ
る半波長減結合器が含まれていてよい。この裏打ち減結
合器は整合層のものとは反対の要領で作動する。すなわ
ち、４分の１波長が結合を助けているところで、半波長
厚が２つのインピーダンス間のエネルギー伝達を減結合
するのを助けている。

【０１４２】撮像用ガイド線においては、センサーの裏
側及び駆動ケーブルの外部導体まで、裏打ちサボートを
通して電気的接続が行なわれる。前面接続は、上述の実
施態様においてと同じ方法で行なわれる。共重合体の変
形態様については、接続は、中心駆動ケーブル線の１本
を用いて、導電性エポキシ又は低温はんだを用いて金属
被覆された共重合体表面に直接リード線を接続すること
により行なわれる。１．撮像用ガイド線−全体的構造本書に記されているように撮像用ガイド線は、脈管内処
置のために用いられる従来のカテーテルのガイド線内腔
内に位置づけられるべく寸法決定され適合された脈管内
線の遠位端部にある超音波センサを有する脈管何撮像デ
パイスである。このような形でこの撮像用ガイド線はい
くつかの著しい利点を有する。例えば、この撮像用ガイ
ド線は、カテーテルが前送りされる目的地である動脈の
地点で撮像するべく従来のカテーテルのガイド線内腔に
より提供される経路を利用することができる。さらに、
いくつかの実施態様において、この撮像用ガイド線に
は、脈管内カテーテルを位置づけするため従来のガイド
線として撮像用ガイド線を使用できるようにするための
例えば柔軟性あるバネ先端部といった従来のガイド線の
機能、ならびにアクセス可能な脈管内領域を撮像するこ
とを可能にするための例えばセンサーといった撮像の機
能、を具備することができる。

【０１４３】上述の要領で利用されるために、図３４に
示されているような撮像ガイド線４５０の一実施態様が
提供される。撮像用ガイド線４５０は、先端部区分４５
２、センサー区分４５４、駆動ケーブル区分４５６及び
近位コネクタ区分４５８を含む。上述のように、撮像用
ガイド線のための基本的必要条件は、それが、従来の介
入用カテーテル内のガイド線内腔を通してはめ合えるよ
うなサイズの外部断面形状を有することである。OWPWPC
COMSPECPRPMPTQを用いるカテーテルにおいて、＠＾Ｗ＾
Ａ＾Ｎ＊Ｙ₀ さらに駆動ケーブル区分４５６はきわめて
直線であるべきである。電気的に言うと、駆動ケーブル
４５６は好ましくは最小限の損失で片端からもう一方の
端部へ信号を送ることができる。センサーインピーダン
スを適切に整合するためには、駆動ケーブル４５６内の
高いインピーダンスが好ましい。駆動ケーブル４５６の
電気インピーダンスは好ましくは２０〜１００オームの
間にある。

【０１４４】駆動ケーブル４５６の一実施態様が図４８
に示されている。駆動ケーブル４５６は、心線５６４、
絶縁層５６６、シールド層５６８及びコイル層５７０を
含んでいる。心線５６４はいくつかの代替的構造を有し
ていてもよい。１つの実施態様では、心線５６４は単線
で形成されている。代替的には、心線を多量より線の銅
又は銀メッキされた銅線で形成してもよい。後者の実施
態様は優れた電気的特性を提供し、駆動ケーブル４５６
を比較的柔軟性あるものにする。しかしながら多重より
線構造は充分な長手方向の剛性を提供できない。従っ
て、好ましくは、高い弾性係数を有し従って長手方向の
剛性を増大させるような材料で心線を形成することが可
能である。ステンレス鋼、タングステン及びベリリウム
銅といった材料が好まれる。当然のことながら、最も高
い降伏強さ（耐力）及び最も高い導電率を有することか
らタングステンが最も好まれる。

【０１４５】心線５６４において低い電気損失を提供す
るため、心線５６３の外部表面に対して高い導電率の材
料が適用される。心線５６３の外部表面に適用するため
の好まれる材料としては、銀又は銅がある。最高の導電
率を有することから銀が最も好まれる。これらの材料
は、優れた電気的伝送に適した厚みまで容易にメッキさ
れる。高い周波数では、電流は導体の表面近くにとどま
り、従って心線全体にわたる0.００１インチの導体メッ
キで充分である。好ましい実施態様においては、機械的
及び電気的な両方の必要条件を考慮に入れて、コーティ
ングの理想廷厚みは0.００１インチ未満である。

【０１４６】撮像用ガイド線内の絶縁層５６６は導電性
のコア層５６４を導電性のシールド層５６８から分離し
ている。電気的な目的で、この層５６６は非導電性であ
り、好ましくはできるかぎり低い誘電率を有する。心線
５６４のために単線が用いられる場合、心線５６４と外
部コイル５６８の間の長手方向の動作を制限するための
手段を絶縁性層５６６の中に組み入れることが好まし
い。この絶縁性層５６４がテフロンで作られている場
合、層間で直接接着を行なうことはむずかしいかもしれ
ない。この場合には、駆動ケーブル４５６とセンサーハ
ウジング３５４の間の継手において心線５６４と外部層
の間の動きを制限することができる。これは好ましく
は、センサーハウジング３５４に連結されることになる
外部層とコア５６４の間の接着のための非導電性のスリ
ーブを用いることによって達成される。このスリーブは
ガラスセラミック又はその他の硬質の非導電性材料から
作られる。駆動ケーブルの一定長に沿って層の間を接着
するために、層を合わせて連結するのににかわ又はその
他の接着用材料を用いることができるようさまざまなパ
ターンでテフロン内に穴が形成される。

【０１４７】絶縁層５６６のためには、テフロン以外の
材料も使用できる。このようなその他の材料としては、
ガラスより線又はガラスの中実押出し成形材、カイナー
ルより線又はセラミック押出し成形材などがある。押出
し成形材は、心線上に外へ一定の与えられた直径まで中
実で均質な層を形成する。次により線をエポキシ樹脂で
接着して、唯一の高強度材料を生み出すのに繊維及び結
合剤を使用するファイバーグラス又はその他の複合構造
物ときわめて似た複合材層を形成する。

【０１４８】シールド層５６８は同軸信号ケーブルの外
部層を作り上げるため絶縁層５６６全体の上にわたって
位置づけられている。シールド５６８は電線の編組又は
コイルから作ることができる。好ましい一実施態様にお
いては、これらの電線は矩形の銀メッキされた銅線であ
る。最小直径の駆動ケーブルを提供するため、単一層の
コイルを用いることができる。低い抵抗のシールド層
が、ＲＦ（高周波）発出の遮へい及び妨害感受性を提供
している。ケーブル損失は、コアとシールドの合計抵抗
の関数であり、従ってできるかぎり低い抵抗をもつシー
ルドを提供することが望ましい。このような理由から、
シールド層のために編組又は２重コイルが用いられるこ
とが好まれる。

【０１４９】駆動ケーブルとガイド線の両方の機能を遂
行するため、優れたトルク伝達のために外部コイル層５
７０が必要とされる。この外部コイル層５７０は、銅又
は代替的にはステンレス鋼といったその他の金属で形成
てされる。外部コイル層５７０の近位区分においては、
全ての層をその一定長にわたって結合して撮像用ガイド
線のその部分を直線で剛性あるものにするよう、結合剤
が用いられる。この近位区分は、撮像用ガイド線の近位
コネクタからこの撮像用ガイド線と共に用いられること
になるガイドカテーテルの端部に相応する場所までであ
る。この距離は、代表的には１３０cmである。こうし
て、撮像用ガイド線の遠位区分は、それが隙間のない湾
曲部を突き進まなければならない場合に比較的可とう性
の高いものとなることができる。

【０１５０】撮像用ガイド線駆動ケーブル４５６の近位
区分内に付加的な剛性を提供するためのもう１つの代替
的方法は、近位区分に沿って金属コイル外部層５７０の
上にもう１つの材料層を提供することである。この付加
的な層は、ガラス、ケブラー又はその他の高強度材料の
金属以外のより線で形成することができる。このより線
は、コアケーブル５７０全体にわたってコイル又は編組
層の中で用いられることになる。次により線をエポキシ
樹脂で接着して、独特の高強度材料を結果として得るべ
く繊維及び結合剤を用いるファイバグラス又はその他の
複合構造物にきわめて似た複合材層を形成することがで
きる。上述のように、これは、１つの区分が１つの繊維
及び結合剤からできもう１つの区分が同じ又は異なる繊
維及び結合剤又はその組合せからできているような２重
区分複合材であってよい。５．撮像用ガイド線の近位区分ここで再び図３４を参照すると、撮像用ガイド線の近位
区分４５８が複数の機能を提供している。シースは、シ
ース上に配置され、トランスジューサのパルシング(pul
sing)によって検出できる位置合わせまーかをゆうし、
それによりトランスジューサの位置が決定される。位置
合わせ用部材は、更に、円周の位置合わせパターンを有
することもでき、それによりトランスジューサの角度位
置を決定することができる。又、位置合わせ用部材は、
長手方向にも位置合わせパターンを有することもでき、
それによりトランスジューサの長手方向の位置を決定す
ることができる。長手方向の位置合わせパターンの位置
合わせ用部材は、グレースケールパターンであっても、
バイナリーパターンであってもよい。絶対的な位置情報
については、グレースケール符号化が好ましいものであ
りうる。グレースケール符号化は、１つの状態から他の
状態まで進む上でわずか１個のビットだけが変化すると
いう犠牲をもつ。２進スケーリングで、２進又はその他
のコードのための２つの符号化された値の間の境界にお
いて全てのビットを確実に同時に変化させる方法は全く
存在しないことから、こうして、例えば、２進スケール
に比べ誤りは防止される。半径方向の音響位置合わせ及
び３次元側方位置合わせの両方のためのパターンがシー
ス上に同時に存在することも可能である。両方のパター
ンは共に、シース材料で形成されていてもよいし又は異
なる材料から形成されていてもよい。一方のパターンを
シースの内側に形成するのに対し、他方のパターンをも
う一方の側に形成してもよい。同様にこれらのパターン
を同一表面上に形成することもできる。

【０１５１】Ｆ．油圧駆動機構及び音響位置合わせ音響的回転位置合せを使用することにより、機械的駆動
軸又はケーブルの近位角位置とは無関係にセンサーの角
位置を決定することが可能になる。この能力により、機
械的駆動軸以外の手段を回転する音響ビームで脈管を走
査するために用いることが可能である。図３０に描かれ
た本発明のもう１つの実施態様においては、機械的駆動
ケーブル以外の手段によって駆動される回転音響ビーム
で患者の脈管を走査するための回転式撮像デバイス４０
８が提供されている。図示されている実施態様において
は、回転式油圧減４０９によって回転可能な鏡４１０が
駆動されている。回転する油圧源は、ジェット形又はフ
ィン形タービンであると考えられる。タービン４１２は
回転方向に鏡４１０を推進することになる。鏡４１０の
回転速度は流体の流速を変化させることによって制御す
ることができる。流体を用いることにより、機械的駆動
装置に比べ回転するシャフトからの摩擦がほとんど無い
ことから鏡４１０の回転は非常に平滑なものとなる。平
滑な回転を提供するため軸受４１４を具備することが可
能である。パルス送り及び速度監視のためのパルサーへ
のフィードバックは、上述のように回転方向にシース上
の音響位置合せパターン４１６を用いて提供されること
になる。鏡から遠位又は近位にトランスジューサセンサ
４１８を取りつけることができ、音響パルスを回転する
鏡４１０の角度づけされた面の方へ導くべくその照準を
定めることができる。

【０１５２】この構成は、その他の機能を装置に組込む
ための利点を提供する。装置の長さの大部分にわたり運
動する部分が全く無いため、その他の機構を付加するた
めに利用可能な実質的な余地が存在する。例えば、装置
にバルーンを組入れることも可能である。油圧行程はす
でに存在することになり、バルーンが鏡を駆動するため
に使用されたものと同じ流体に対しポートを有している
場合、バルーンを膨張させるのになすべきことは、出力
流速とは無関係に入力圧力を制御することだけである。
こうして膨張圧力ならびに鏡回転速度の両方を制御する
ことが可能となる。

【０１５３】もう１つの実施態様においては、回転セン
サ４２０へ及び回転センサからの信号を、図３１に示さ
れているようにカテーテル上の信号ケーブルへ結合する
のにスリップリングホルダ４２２を用いることによっ
て、回転式鏡の代りに回転するセンサ４２０を使用する
ことができる。鏡の場合について上述の実施態様で記述
しているのとちょうど同じように、油圧タービン４２４
がこの装置を駆動することになる。前述の実施態様の場
合と同様に、装置のシース部分上に音響符号化パターン
４２６が含み込まれることになる。この実施態様は、装
置の中心を通ってガイド線４２８を取り込むのに充分な
大きさの穴を中に有する薄い裏打ちを伴った形でセンサ
４２０を設計できるという利点をもつ。こうして、装置
を線上設置できることになる。Ｇ．データ図形パイプラインアーキテクチャ超音波脈管内撮像においては、パルス送り中のトランス
ジューサと表示中の画像の間で大量のデータが処理され
る必要があり、この処理のためにはさまざまな手段を使
用することができる。例えば、処理は全アナログから全
デジタルまでの範囲でありうる。大部分のデジタルシス
テムにおいては、条件づけされた信号がデータ収集を通
して収集され、コンピュータによって処理されいくつか
の図形ハードウェアを通して表示される。このことは、
制限された量の転送しか行なわれていないかぎり、コン
ピュータ母線の上で達成されうる。現行のシステムは、
デジタル条件づけ及び画像処理において非常に基礎的な
ものであり、このアプローチを利用することができる。

【０１５４】超音波画像を強化し特徴抽出を提供するた
めには、デジタル条件づけ機能を用いることが好まし
い。このことは、画像を合理的に迅速に生成するのに必
要な付加的なデータ伝送を提供するため異なるデータフ
ローアーキテクチャを必要とする可能性が高い。図３２
は、このアーキテクチャを提供するパイプライン構造を
描いている。このアーキテクチャには、２重のパイプラ
インすなわち生データ用のパイプラインと図形データ用
のパイプラインが含まれている。センサー／条件づけか
らのアナログ入力は、高速データ収集回路から収集され
る。この回路は生データパイプラインを同期化し、デー
タをパイプラインを下ってより低速で転送する。データ
は、実時間又はほぼ実時間で１つの機能から次の機能へ
と移行させられる。このパイプラインは基本的に極線デ
ータを処理する。極領域内にははるかに少ないデータし
かないので、できるかぎりこのデータを処理するのが好
ましい。これらの処理機能には、たたみこみ（重畳）解
除、フーリエ変換処理、神経計算処理又はその他の生デ
ータの強化及び特徴抽出を行なうための技術が含まれて
いると考えられる。

【０１５５】生データパイプラインの端部では、データ
は「参照用テーブル」（ＬＵＴ）を通して図形データス
トリームへと変換される。このＬＵＴは基本的に、極線
から矩形への変換を実行する。生データから図形データ
を生成する方法はこの他にもあるが、これが好ましい方
法である。図形データを次に図形パイプライン内で取り
扱うことができる。ここで実行される処理機能は、好ま
しくは極座標ではなく直交座標で行なわれるべきもので
ある。これらの機能には、エッジ検出、面積計算／操
作、論理面素エッジ平滑化、その他のオペレーション及
び画像オーバーレイが含まれていると考えられる。

【０１５６】このアーキテクチャは、最小限の時間的遅
延でデータを収集し１つの機能から次の機能へ処理でき
ることから、脈管内撮像用の利用分野には理想的なもの
である。パイプライン構造は特徴強化（エンハンスメン
ト）及び付加のために非常に柔軟性あるものであり、新
しいパイプライン機能を付加するためには適切な場所の
間でケーブルを交換するだけでよいのである。この構造
は、必要なかぎりの可変的な数のパイプライン要素を収
容することができる。これらのパイプライン機能のいく
つかは生データの記録及び再生のための備えを含んでい
る。同様に、介入用カテーテルのガイド線内腔を通して
カテーテルを前送りされたり引き出されたりするにつれ
て生データをバッファリングする機能も具備することが
できる。こうして、切開場所から冠状脈管までの動脈全
体についての情報を医師に提供されることになる。この
データは、それが獲得した時点で目に見えるものとなる
必要がない可能性が高いが、処置後のオフライン解析の
ために利用可能となる。生データは、最高１ギガバイト
のデータを記憶できるＷＯＲＭなどの光ディスク上に記
憶できる。カテーテルのガイド線内腔内を撮像用ガイド
線が前進又は引き戻しされている比較的短かい時間中、
データは約１００Ｍbyte／分の速度で生成されていると
見積られている。

【０１５７】このアーキテクチャでの小さな変化として
は、平行なパイプラインの付加がある。これは例えば、
生データ収集出力を取り込み、第２のＬＵＴへ分岐させ
次に初期図形パイプライン機能において２つを組合わせ
ることによって行なうことができる。こうしてスクリー
ンの異なる場所で同時に同じ生データの２つの表示を行
なうことが可能となる。より低速の３次元再構成又は強
化された特徴検出を同時に示しながら実時間強化表示が
望まれる場合に、このことが望ましいものとなる。

【０１５８】上述のようなデータパイプライン及び図形
パイプラインアーキテクチャは１つのシステム環境内に
有利にも組込まれている。図５６は、１つのタイプのシ
ステム環境内に統合されたパイプライン構造を示してい
る。図５６は、中央システムＣＰＵがパイプラインのセ
ットアップ及び構成を取り扱うことができるようにする
ためアーキテクチャの通信部分をいかる実現できるかを
示している。これによりユーザ入力は、データのオーバ
ーレイ、画像及び信号条件づけの変更を遂行で着るよう
になる。すべてのパイプライン機能がコモンバスへの直
線的インターフェイスを必要とするわけではない。コモ
ンバス接続に対する一つの代替案は、いもづる接続され
た通信である。ここでは、共通のプロセッサが、直列又
は並列の通信リンクを用いてセットアップ及び構成のタ
スクを実行することができる。全体的システム構成の中
に外部制御装置を具備することも可能である。この制御
装置はシステムに指令を出すこともできるし、或いは又
システム上の機能に対し直接メモリマッピングされても
よい。このシステム間通信は、当業者には既知で認めら
れたものである技術を使用することができる。第１の方
法では、外部制御装置を直列又は並列に接続してシステ
ムのＣＰＵと通信させることができる。キーホールドの
場合と同様に、これらの指令は待合せされ処理されても
よいし、或いは又同期化された指令の実行及び通信のた
め初期接続手順が起こってもよい。メモリマッピングさ
れた外部システム制御は、外部システムにシステムコモ
ンバスの制御をとらせ、ハードウェア及びメモリを直接
アクセスすることによって実行される。Ｈ．音波波形のたたみ込み解除（デコンボリューショ
ン）音波撮像における重要な最終目的は、画像の高い解像度
である。できるだけ特徴が解明な画像を得ることが望ま
れる。解像度に対する制限条件の１つは、周波数に伴う
信号の減衰である。はるかに高い信号対雑音比が存在す
るならば、より高い周波数が使用でき、一定の与えられ
たサイズのアパーチャの装置に対しより高い解像度の画
像が生み出されることになる。代替的には、同じ解像度
をもつより小さい装置を製造することが可能である。解
像度は、２つの点がかろうじて区別できる距離として定
義づけできる。従来の撮像技術を使った音波ビームで
は、画像の解像度は、対象となる点におけるビーム幅の
一関数である。

【０１５９】超音波撮像においては、干渉性の音響フィ
ールドが使用されているため一定の離れた距離のところ
で２つの反射体が干渉位相に応じて１つ又は２つの物体
に見え得るという事実により、このことは複雑になって
いる。干渉パターン又は「スベックル」は、一定の与え
られた幅のビームで実際可能なものに比べ高い解像度の
物体分離の意味を与えることができる。このスペックル
パターンは、いくつかの物性を連関させるか又は材料を
識別するために有意なものの可能性がある質感（テクス
チャー）を材料に与えることから、役に立つものであり
うる。

【０１６０】近視野においては、集束されていないビー
ムは、センサ表面から半径方向に又ビームを通して横方
向に点から点へ急速に変化する。解像度を数量化し定義
づけすることは、近視野においては困難である。より均
等なビーム内での撮像は、より予測可能な結果を提供す
ることができる。集束されたビーム内では、ビームが幾
分か予測可能である領域が２つある。遠視野では、ビー
ムは、円形アパーチャについては風通しのよいディスク
の形をしており矩形アパーチャについては数字的正弦関
数の形をしている。

【０１６１】信号に関しては、たたみ込み（コンボリュ
ーション）というのは、伝達関数を用いて１つの出力パ
ターンの形に有限パターン入力を時間的に合計すること
である。たたみ込み解除というのは、一定の与えられた
出力から入力パターンが見い出される逆のプロセスであ
る。たたみ込み解除に関しては、決定された入力の精度
は、測定された出力関数の精度と伝達関数の精度であ
る。

【０１６２】伝達関数は、音波撮像についても同様に存
在するが、同様に２次元空間及び時間においてである。
２次元空間伝達関数は、一定の与えられた半径における
音波ビームの強度に正比例する。この問題は上述のもの
よりもさらにむずかしいものであるが、同じ基本原理が
あてはまる。

【０１６３】音波ビームについては、時間の一関数とし
てのビーム形状及び点強度の知識は、収集された情報に
ついてたたみ込み解除を行なうにあたっての主要な変数
である。ビーム形状及び点強度の値は、ビームがそこか
らやってきてそこを通り進んできた場所の回析／反射、
センサーのアパーチャ、表面、均質性、センサー構造許
容誤差の関数である。何らかの詳細度でビームの値を知
ることは、計算又は測定される場合非常に時間のかかる
仕事である。集束された領域においてではなく近視野に
おいては、ビーム形状はセンサーからの距離が変化する
につれて急速に変動していく。集束された領域及び遠視
野においては、ビームはより均質でかつ予測可能であ
る。これらの領域内では、たたみ込み解除は幾分か役に
立つものとなる。ビームのその他の部域内では、センサ
ー技術がより均質な音波ビームを生成するにつれて、こ
の技術は画像全体を強化することになる。現行のシステ
ムについては、大部分の撮像は、回転的に側面方向に遠
視野内で行なわれる。このルーチンから結果として得ら
れる恩恵は、より鮮明な見かけの解像度とより高い信号
対雑音比でしる。サイドローブの絶対値及び主ビームサ
イズは、画像の解像度の主要な決定因子である。たたみ
込み解除は、これらの因子の両方によって設定された限
界に改良を加えることになる。大部分の場合そうである
ように、雑音波形音波伝達関数とわずかな類似性を有し
ている場合、雑音は減少する。たたみ込み解除を実行す
るための標準的技術は、フーリエ解析を用いることであ
る。これは、出力のフーリエ変換をとり、これをフーリ
エ伝達関数で除し、逆フーリエ変換をとり、結果を用い
ることによって行なわれる。伝達関数が時間及び空間と
共に変化するシステムについては、精確な手順はこの単
純な例よりもさらに複雑なものである。これは、現行の
条件づけ機器にとっては非常に時間のかかるルーチンで
あるが、プロセスがいかに高速であるか及びどれほどの
画像改善が結果として得られるかに応じて直接的又は並
行した形で前述のデータパイプライン内にプロセッサの
並列ネットワークを組み入れることが可能である。

【０１６４】Ｉ．神経回路網特徴検出特徴検出は非常に複雑な問題である。最終目的は、コン
ピュータが動脈のさまざまな層及びアテロームを識別し
標識付けすることができるようにすることにある。表示
されたパターンから眞に識別可能なものであるアテロー
ムのタイプは、灰化斑である。これは、後方に閉塞され
た領域を伴う明るい部域により表されているため目で見
まちがうことはない。アテローム性動脈硬化症を患って
動脈の表示画像のこの特徴をいかに識別するかを学ぶこ
とは人間にとって容易なことであるにせよ、領域を識別
しマーキングするためのプログラムを書くことは非常に
むずかしいものである。物体及び特徴の検出のための技
術と画像処理は現在、技術的精巧度に関して言うと非常
に初期の段階にある。ほとんどのコンピュータ物体検出
は、一連の画像変換オペレーションを行なうことによっ
て実行される。正しい順序は通常オペレーションライブ
ラリからのオペレーションの異なる組合せを試行するこ
とによって反復的に発見される。正しい物体検出はなお
いくつかの組合せかその他の組合せに比べて、より高い
ヒット率を有するような確率的な事象である。

【０１６５】その他の技術としては、異なる特徴を見極
めるためデータを解析するべくフーリエ解析又はその他
の数学的モデリング技術を行なうことが含まれる。材料
の公表された初期解析のいくつかから、特徴検出のため
に互いに区分されなくてはならない材料の大部分がひじ
ょうに近い物理的特性を有するということがわかる。関
心の的である音響特性は、音響インピーダンス、インピ
ーダンス変動、テクスチャ、密度、速度、減衰であり、
全て周波数の関数である。物理的パラメータには幾分か
変動が見られるが、それでもなお、超音波データから獲
得した情報から変数を相関関係づけするのはすばらしい
仕事である。

【０１６６】神経回路網は、非常に困難な一定数の問題
を解決する上でひじょうに役に立つものであることがわ
かっている。これらは現在、音声認識、自律的車両誘導
及び入力を望ましい出力にモデリングするための明確か
つ高速な規則が全く無いようなこの問題に似たようなそ
の他数多くの複雑な問題のために使用されている。神経
回路網は、層状化された形で組織された一定数の加重総
和ノードとして定義づけされるスケーリング可能なアー
キテクチャである。図３３では、３層回路網の相互接続
を示すダイヤグラムが描かれている。各層のノードは、
その値を前送りすると共にその他の層にフィードバック
する。層の数ならびに一層あたりのノード数はいくつで
あってもよい。

【０１６７】神経回路網に対する主要な利点は、入力ノ
ード上の正しい加重（重みづけ）が学習プロセスによっ
て確認できるということにある。回路網は、それを入力
し露呈しそれに正しい出力を告げることによってプログ
ラミングされる。数多くの例でこれを反復的に行なうこ
とにより、回路網は、最も精確な答えを与えるには加重
値がどんなものである必要があるのかを決定することが
できる。

【０１６８】神経回路網を用いて動脈の超音波走査にお
いて特徴を決定することは、最も良いアプローチであ
る。回路網が正しい答えを学習した後、データを実時間
で処理するため回路を開発することができる。当初、回
路網は、生データパイプライン内を進むデータについて
作動するように設計されることになる。ここで回路網
は、入力として一度に制限された数のベクトルに対して
作用することができる。こうして回路は、部品の実際的
レベルに保たれる。１つのベクトルからの入力生データ
を取り扱うには、５００の点を取り扱うことが必要であ
る。一定数の完全なベクトルが処理されるためには、多
数の入力が結果としてもたらされる。さらに合理的なア
プローチは、各ベクトルからの制限された数の点を有す
る回路網を用い、より多くのベクトルを使うことであ
る。２５の半径方向の点及び５乃至１０個のベクトルを
取り扱う回路を現在利用可能なハードウェアと共に開発
することができ、しかもこの回路はデータを１つの出力
特徴に低減するのに役立つような音波ビームからの全て
の近隣情報を収納している。

【０１６９】Ｊ．非接触形スリップリング機械的に回転する撮像トランスジューサの場合、主要な
関心事の１つは、撮像デバイスの近位端部から回転駆動
軸と近位電子部品の間で優れた電気的接触を作り上げる
ことに関するものである。上述の３Ｆr サイズの撮像装
置内の第１の好ましい実施態様においては、撮像装置の
細長いシャフトから近位電子部品までの電気信号の伝送
は機械的接触形スリップリングアセンブリ１０４によっ
て提供される。上述のようにこのスリップリングアセン
ブリは優れた伝送を提供するが、変形実施態様において
は、回転部品と非回転部品の間で電気信号を結合するの
に非接触形の手段を用いたならば、有利でしかもインタ
フェイスを単純化できる可能性がある。この伝送リング
を提供するための２つの代替的手段は、静電結合と電磁
結合である。

【０１７０】信号結合アセンブリの第１の変形実施態様
は図５７に示されている。この実施態様は、静電結合を
利用している。回転式接触リングと非回転式接触リング
の間のキャパシタンス（静電容量）が充分大きいもので
ある場合、静電結合を用いることができる。キャパシタ
ンスは、表面積、ギャップ距離及び実効誘電率の関数で
ある。３０Ｍhaの信号について、１００ pＦは、適当な
結合を提供するのに十二分なキャパシタンスである。こ
れより大きいか又は小さい値でも大丈夫である。容量
性接触リング６００は長手方向に間隔どりされた形で示
されているが、代替的にはリング６００を半径方向に位
置づけすることも可能である。半径方向に位置づけする
場合、１つのリングを内径上に、又もう１つの接触リン
グをアセンブリの外径上に置くことになる。

【０１７１】静電又は電磁のいずれかの非接触形スリッ
プリングの場合には、機械的エネルギーはくさび構成又
は摩擦ばめによって伝達される。例えば磁気駆動機構に
よってというふうに、機械的エネルギーを伝達するのに
用いることのできる手段は他にもある。回転する接触リ
ングを磁気材料から外に出すことによって又アセンブリ
内に永久磁石を設置することによって、スリップ及び駆
動軸は物理的接触無しに回転されうる。同様な原理ガス
テッパ（ステップ）モーターにおいても用いられる。回
転式接触リングが追従することになる適切な回転磁界を
生成するか又はステッパの回転に続く回転段階を通して
中心を駆動させることになる階段形多相磁界を生成する
周知の方法がいくつか存在する。図５８は、磁気非接触
形スリップリングアセンブリ６０４の一実施態様を示し
ている。この変形実施態様は、回転式及び非回転式の変
圧器コイル６０８及び６１０を含んでいる。エネルギー
は磁界により磁気回路を通して伝達される。この実施態
様での考慮事項は、２つのコイルの間の結合を減少する
エアギャップである。このような理由から、ギャップ面
積６１２はこの問題を最小限におさえるべく拡大され
る。

【０１７２】Ｋ．ＥＥＰＲＯＭカテーテル情報記憶超音波式撮像カテーテルのこれらの好ましい実施態様及
び変形実施態様においては、装置に依存するパラメータ
が沢山ある。現在、全ての撮像デバイス依存情報は手動
式に入力されるか又はいくつかの装置タイプ情報を提供
すべく接触ピンを入れ換えることによって入力される。
これらのパラメータは、装置タイプ、周波数、装置通し
番号及び生産情報といったような単純なものでありう
る。センサに依存するその他の撮像パラメータとして
は、較正波形パルサのために用いられるパラメータ又
は、上述のように画像強化ルーチン内で用いられる音波
波形を記述する係数などが含まれる。この情報は、撮像
が始まる前にシステム内ち入力されなくてはならない。
しかしながら、ユーザーに強制的にシステム内に手動式
に情報を入力させるのは、ユーザーにあまり好まれる方
法ではない。

【０１７３】本書で論述されている実施態様のいずれか
の中に組入れることのできる１つの機能は、自動的撮像
装置情報入力を提供する。この機能を組込んだ実施態様
が図５９に示されている。装置依存型の情報は持久記憶
装置媒体６１４内に記憶される。このような記憶媒体は
ＥＥＰＲＯＭである。この実施態様においては、情報
は、撮像用カテーテル又は撮像用ガイド線が駆動装置及
び制御システム３８内にブラグ差込みされた時点で、入
手可能となる。接続のための手段は直接配線であっても
良いし、或いは又絶縁された読取り手段を用いることも
できる。情報を伝達するには、最低２本の電線が標準的
に必要とされる。３本の線の外で作動し広い記憶容量範
囲を有する共通の逐次ＥＥＰＲＯＭ装置が利用可能であ
る。同様に利用可能ではあるもののさほど望ましくない
のは並列アクセス持久記憶装置である。この情報を入力
するもう１つの容易な方法は、別のデータカード又はデ
ィスクを具備することである。これはシステムにブラグ
インでき、コンピュータ制御装置は撮像前に情報を設け
ることができる。

【０１７４】Ｌ．カテーテルラボシステムの統合撮像用カテーテル又はガイド線を用いるためには、駆動
用及び電気的接続を行なわなくてはならない。この種の
活動を達成し容易にするためのセットアップが、図６０
に示されている。図６０は、患者用テーブル６２２の縁
部にとりつけられた状態でモーターポックス６２０を示
している。ガチョウの首のように曲った装置６２４がテ
ーブル６２２上にカテーテルコネクタを延ばし、撮像用
カテーテル又はガイド線を所定の位置に保持している。
撮像中、撮像用カテーテル又はガイド線をまっすぐに保
つことが重要である。このガチョウの首のように曲った
装置６２４は、撮像が遂行されるにつれて医者に追従す
べく前後運動を容易に可能にする。撮像の前後で、この
ガン首形装置６２４及び撮像用カテーテルは、患者用テ
ーブル６２２上のクラッタのいくつかを除去し撮像用駆
動軸が曲がらないよう保護するため押し戻して外すこと
ができる。このガン首装置６２４はその支持用構造の内
外にケーブルを有していてよい。ガチョウの首のように
曲った装置６２４は好ましくは、一定の距離のところで
重量を支え２０の３次元点の間で移動できるような物理
的構成及び構造を有する。

【０１７５】カテーテルラボラトリにおける超音波式撮
像は現在、超音波撮像システムをカテーテルラボの中に
車で運び、システムとカテーテルをセットアップして次
に撮像するといったやり方で行なわれている。カテーテ
ル・ラボのセットアップによって異なるその他のシステ
ム統合方法も存在する。従来のカテーテルラボのセット
アップでは、モータ６３０と条件づけユニット（ＭＣ
Ｕ）６３２の間で直接接続が行なわれる。モータは標準
的にカート上のキャビネット内にあり、ＭＣＵはテーブ
ル上に取りつけられている。この構成では、近位駆動ケ
ーブルは床を横切って横たわり、システムが医師のとな
りに無い場合人がつまづく可能性がある。システムが医
師のとなりに無い場合には、ＭＣＵは床、テーブル上又
は天井から吊るしたコネクタを有しているべきである。

【０１７６】好ましいセットアップに従うと、ＭＣＵ６
３２のケーブルがテーブル６２２が動かされた時点でこ
れに追従するよう、テーブル６２２にコネクタ６３４が
取りかつけられている。システムは同様にプラグ６３６
を有し、ポータブル構成のためにプラグを外すことが可
能である。この構成においては、Ｘ線透視装置からのビ
デオ入力端及び医師のオーバーヘッドモニター上での表
示のためのビデオ出力端のためのコネクタも存在する。

【０１７７】その他のシステム構成としては、既存の又
は修正されたカテーテルラボ制御ハードウェアの中に統
合されたラックマウントシステムがある。この構成で
は、システムはすでにオンライン状態にあり、医師が撮
像処置を行なう必要がある時点でＭＣＵ６２０がテーブ
ル６２２に取りつけられ、プラグが差込まれる。この時
点で撮像を開始することができる。外部制御装置はシス
テム指令を出すことができ、ビテオ出力は多重化され、
医師のオーバーヘッドスクリーンに表示される。もう１
つの代替的構成は、システムをＭＣＵ６２０内部に設置
できるようにするものである。これは、システムの電子
部品が、テーブルラック上に置く適正サイズの箱の中に
入るのに充分小さいものである場合に可能となる。ここ
では、外部制御装置から遠隔操作できるユニット上の手
動インターフェイスがある。同様に、内部に小型モニタ
を具備することもできるが、好ましいヴューイング方法
は、外部でオーバーヘッドモニタ上で見ることである。
この構成においては、通信、ビデオ信号及び電源用のプ
ラグが１つある。

【０１７８】以上で詳述した説明は制限的意味をもつも
のではなくむしろ例示的なものとみなされ、全ての等価
物を含む以下のクレームは本発明の範囲を規定する目的
をもつものであるということを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】超音波式撮像用装置の現在好まれている実施態
様の概略図である。

【図２】図１に描かれている超音波式撮像装置の遠位部
分の垂直縦断面図である。

【図３】図２のライン３−３′に沿って切り取った超音
波式撮像用装置の遠位部分の断面図である。

【図４】図２内のライン４−４′に沿って切りとられた
超音波式撮像用装置の遠位部分の断面図である。

【図５】駆動ケーブルの部分的に分解した一部分の平面
図である。

【図６】図１に描かれているシステムの細長い部材の一
実施態様の断面図である。

【図７】（Ａ）は第１の代替的位置合せ機能の構成を示
す図６に描かれた細長い部材の実施態様のライン７−
７′に沿って切りとった断面図であり、（Ｂ）は第２の
代替的位置合せ機能の構成を示す図６に描かれた細長い
部材の実施態様のライン７−７′に沿って切りとった断
面図である。

【図８】音響的位置合せに関する処理段階のブロックダ
イヤグラムである。

【図９】第１の洗浄方法を示す図６に示された細長い部
材の変形実施態様の断面図である。

【図１０】第２の洗浄方法を示す細長い部材の変形実施
態様の断面図である。

【図１１】図９の実施態様のライン１０−１０′に沿っ
た断面図である。

【図１２】第３の洗浄方法を示す細長い部材の第３の変
形実施態様の一部分の断面図である。

【図１３】図１に示された結合解除部材の平面図であ
る。

【図１４】図１３に示されたトランスジューサピンアセ
ンブリの垂直縦断面図である。

【図１５】図１３に示されたスリップリングアセンブリ
の垂直縦断面図である。

【図１６】図１に示された近位駆動ケーブルの部分断面
図を伴う平面図である。

【図１７】本発明の第１の実施態様におけるパルサにつ
いての信号振幅と時間の関係を表わすダイアグラムであ
る。

【図１８】駆動方向に対して垂直なセンサからの半径方
向距離と信号強度の関係を示すダイアグラムである。

【図１９】駆動方向に対して垂直なセンサからの半径方
向の距離と信号の強度の関係を示すダイアグラムであ
る。

【図２０】図１８の断面図Ａ−Ａ′に沿った位置と信号
強度の関係を表わすダイアグラムである。

【図２１】図１８の断面図Ｂ−Ｂ′に沿った位置と信号
強度の関係を表わすダイアグラムである。

【図２２】パルサの較正済み波形のブロックダイアグラ
ムである。

【図２３】トランスジューサセンサのもう１つの実施態
様の斜視図である。

【図２４】本発明のもう１つの実施態様である撮像用ガ
イド線の遠位端部の平面図である。

【図２５】本発明のセンサハウジングのさらにもう１つ
の実施態様の平面図である。

【図２６】本発明のセンサハウジングのさらにもう１つ
の実施態様の平面図である。

【図２７】３次元撮像のための本発明のもう１つの実施
態様の平面図である。

【図２８】３次元位置合せのためのバリエーションが表
わされた、細長い部材の変形実施態様の遠位区分の図で
ある。

【図２９】ラインＡ−Ａ′に沿った図２８に示されてい
る実施態様の断面図である。

【図３０】代替的駆動機構を使用する本発明のさらにも
う１つの実施態様の遠位端部の平面図である。

【図３１】図３０に示されているものの一変形実施態様
である。

【図３２】本発明の一変形実施態様のデータ及び図形パ
イプラインのブロックダイアグラムである。

【図３３】本発明の一変形実施態様における神経回路網
アーキテクチャの利用を示すダイアグラムである。

【図３４】撮像用ガイド線の第１の好ましい実施態様の
側面立面図である。

【図３５】図３４の撮像用ガイド線で使用するためのス
ライスされたトランスジューサセンサの好ましい実施態
様の側面立面図であり、（Ａ）図３４のスライスされた
トランスジューサセンサの断面図である。

【図３６】図３５のトランスジューサの側面図である。

【図３７】図３５及び図３５（Ａ）のスライスされたト
ランスジューサセンサの上面図である。

【図３８】図３５及び３５（Ａ）のスライスされたトラ
ンスジューサセンサの代替的構造の平面図を示す。

【図３９】図３５及び図３５（Ａ）のスライスされたト
ランスジューサセンサの代替的構造の平面図を示す。

【図４０】トランスジューサセンサ上にシースを組込ん
だ図３５の撮像用ガイド線内で用いるためのトランスジ
ューサセンサの好ましい実施態様の側面立面図であり、
（Ａ）は図４０のトランスジューサセンサのラインＡ−
Ａ′に沿った断面図である。

【図４１】指数整合層を組込んだ図３５の撮像用ガイド
線内で用いるためのトランスジューサの一変形実施態様
の側面立面図である。（Ａ）はそのトランスジューサセ
ンサのラインＡ−Ａ′に沿った断面図である。

【図４２】成形シース整合層を組込んだ図３５の撮像用
ガイド線内で使用するためのトランスジューサセンサの
好ましい実施態様の側面立面図であり、（Ａ）はそのト
ランスジューサセンサのラインＡ−Ａ′に沿った断面図
である。

【図４３】スプライン減衰裏打ち支持体を組込んだ図３
５の撮像用ガイド線内で使用するためのトランスジュー
サセンサの一実施態様の側面立面図であり、（Ａ）はそ
のトランスジューサセンサのラインＡ−Ａ′に沿った断
面図である。

【図４４】図３５の撮像用ガイド線において使用するた
めのくさび形トランスジューサセンサの一実施態様の側
面立面図であり、（Ａ）はそのトランスジューサセンサ
のラインＡ−Ａ′に沿った断面図である。

【図４５】図３５の撮像用ガイド線において使用するた
めの多重トランスジューサセンサの一実施態様の側面立
面図であり、（Ａ）はそのトランスジューサセンサのラ
インＡ−Ａ′に沿った断面図である。

【図４６】図３５の撮像用ガイド線の遠位先端部の構造
の一実施態様の側面立面図である。

【図４７】ロック用先端部機構を組込んだ図３５の撮像
用ガイド線の遠位先端部構造の一変形態様の側面立面図
である。

【図４８】図３５の撮像用ガイド線の駆動ケーブル構造
の一実施態様の部分的分解された斜視図である。

【図４９】図３５の撮像ガイド線の近位端部区分の変形
実施態様の斜視図を示している。

【図５０】図３５の撮像ガイド線の近位端部区分の変形
実施態様の斜視図を示している。

【図５１】図３５の撮像ガイド線の近位端部区分の変形
実施態様の斜視図を示している。

【図５２】図３５の撮像用ガイド線と共に用いるための
延長線の側面立面図である。

【図５３】図３５の撮像用ガイド線を駆動するための電
気的及び機械的接続を行なうための駆動インターフェイ
スの側面断面図である。

【図５４】図３５の撮像用ガイド線の近位端部区分のた
めの支持用手段の変形実施態様を示している。

【図５５】図３５の撮像用ガイド線のためのホルダー装
置の側面断面図である。

【図５６】図１又は３５の撮像装置のためのパイプライ
ンアーキテクチャの一実施態様を示す流れ図である。

【図５７】容量性非接触スリップリングアセンブリを内
蔵する図１５のスリップリングアセンブリの一変形実施
態様の側面断面図である。

【図５８】電磁式非接触スリップリングアセンブリを内
蔵する図１５のスリップリングアセンブリの一変形実施
態様の側面断面図である。

【図５９】基本的製品情報を記録するための撮像装置内
にＥＥＰＲＯＭを組込んだ図１又は図３５の撮像装置の
一変形実施態様の側面断面図である。

【図６０】図１又は３５の撮像装置と共に使用するため
のcath lab（カテーテルラボ）の患者テーブル及び備品
の一実施態様の斜視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者シーベンウェインアメリカ合衆国ミネソタ州 56308 アレクサンドリアノコミス 3707 アパートメント６ (72)発明者ウェイランマークジェイアメリカ合衆国ミネソタ州 56308 アレクサンドリアリッジウッドドライヴ 2001

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】患者の冠状血管のための超音波撮像装置で
あって、近位端部は体の外に配置することができ、遠位端部は脈
管内に配置されることができる最大直径が約１．０７ｍ
ｍの可とう性の細長い部材と、前記細長い部材の遠位端部に配置され脈冠壁を操作する
ように走査可能なトランスジューサセンサと、前記トランスジューサセンサへ、及びこのトランスジュ
ーサセンサからパルスを発生し、又受信するための前記
細長い部材の近位端部に接続された信号条件付け装置
と、前記トランスジューサへ、及びこのトランスジューサか
らパルスを発生し、又受信するための前記トランスジュ
ーサの近位端部に接続された駆動ケーブルを備え、前記駆動ケーブルは、外側に層のあるコイルアッセブリ
と、前記コイルアッセンブリの内側に配置されたコアワ
イヤを有することを特徴とする装置。
【請求項２】前記細長い部材の遠位端部は、１．０ｍｍ
より小さな直径を有することを特徴とする請求項１に記
載の装置。
【請求項３】更に、前記細長い部材を信号プロセッサへ
接続するための結合部材を有し、前記結合部材は、患者
の身体の外側に配置されるような大きさであることを特
徴とする装置。
【請求項４】前記細長い部材、前記トランスジューサセ
ンサおよび前記信号条件付け装置が整合した電気インピ
ーダンスをもち、それにより別々のインピーダンス整合
用コンポーネントの必要がないことを特徴とする請求項
１に記載の装置。
【請求項５】前記駆動ケーブルは、前記トランスジュー
サセンサに接続された遠位駆動ケーブル、前記信号プロ
セッサに接続された近位駆動ケーブル、前記遠位及び近
位駆動ケーブルを接続する結合部材を含み、更にこれら
の遠位及び近位駆動ケーブルは、前記トランスジューサ
の電気的伝送インピーダンスに整合した電気的伝送イン
ピーダンスを含むことを特徴とする請求項４に記載の装
置。
【請求項６】前記結合部材の長さは、不整合インピーダ
ンスによる信号の反射が前記信号処理ユニットの作動周
波数において生じないものであることを特徴とする請求
項５に記載の装置。
【請求項７】前記細長い部材は、可とう性の管状トランスジューサシースと、前記シースとの関係において駆動ケーブルを回転させる
ため近位端部においてモータに接続され、又電気パルス
を発生し、受理するためその近位端部において信号処理
ユニットにも接続されている、前記シースの内腔内にあ
る駆動ケーブルと、前記駆動ケーブルの遠位端部に接続され、前記シースと
の関係において前記遠位端部と共に回転可能であり、前
記シース内で一般に前記駆動ケーブルの中央軸にそって
位置付けられ、且つ前記軸に対し垂直に面するように方
向付けられた一般に平坦な表面を有するトランスジュー
サ部分を含む、センサー部分、を有することを特徴とす
る請求項１に記載の装置。
【請求項８】前記トランスジューサ部分は、更に、コア部分と、前記コア部分の相対する面上にある導電性層と、前記コア部分の一面上の導電性層全体にわたり位置付け
れた整合用層と、前記整合用層から見て前記コア部分の反対側の面上で導
電性層全体にわたり位置付けられた裏打ち層、を有する
ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】前記裏打ち層は、約０．３ｍｍ（０．０１
２インチ）であることを特徴とする請求項８に記載の装
置。
【請求項１０】前記センサ部分は、更に、前記トランスジューサ部分が中に取り付けられ、前記ト
ランスジューサ部分の表面に隣接し、前記駆動ケーブル
に対し半径方向に向けられた第１のウィンドウを有する
細長い中空部材を含むハウジング部材、を有することを
特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１１】前記ハウジング部材は、更に、ケーブルに対して半径方向に向けられた第２のウィンド
ウを有する細長い中空部材を有することを特徴とする請
求項１０に記載の装置。
【請求項１２】前記第１のウィンドウは、軸に平行な方
向に大きな寸法を有して、全体として矩形であることを
特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】前記トランスジューサ部分は、前記軸に
平行な方向に大きな寸法を有する全体として矩形の活性
領域を有することを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１４】前記細長い部材は、トランスジューサか
らの超音波信号に対し透過性のある材料で形成され、そ
れにより前記信号は、その超音波走査をするためシース
の壁を通して患者の体へ伝送されることを特徴とする請
求項１に記載の装置。
【請求項１５】前記シースは、更に、前記シース上に配
置され、トランスジューサの前記パルス化によって検出
可能なインデッキシングマーカを有し、それによりトラ
ンスジューサの位置を決定できることを特徴とする請求
項１４に記載の装置。
【請求項１６】前記インデッキシング部材は、更に、円
周方向のインデッキシングパターンを有し、それにより
トランスジューサの角度位置を決定することができるこ
とを特徴とする請求項１５に装置。
【請求項１７】前記インデッキシング部材は、更に、長
手方向のインデッキシングパターンを有し、それにより
トランスジューサの長手方向位置を決定することができ
ることを特徴とする請求項１５に装置。
【請求項１８】前記長手方向のインデッキシングパター
ン用のインデッキシング部材は、グレースケールパター
ンであることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】前記長手方向のインデッキシングパター
ン用のインデッキシング部材は、バイナリーパターンで
あることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】患者の体の小さな脈管の超音波式撮像の
ための撮像装置に使用するための駆動ケーブルであっ
て、前記撮像装置は、患者の体の小さな脈管内に位置付け可
能な遠位端部及び体の外側に位置付け可能な近位端部を
伴う細長い部材、前記細長い部材の遠位端部の位置に位
置付けられ、脈管の壁を走査するために操作可能である
トランスジューサ、トランスジューサへ及びドランスジ
ューサからパルスを発生及び受け取るためのトランスジ
ューサの近位端部に接続された駆動ケーブル、及び駆動
ケーブルを用いて前記トランスジューサへ及び前記トラ
ンスジューサから電気信号を伝送するように操作可能な
信号プロセッサを有し、前記駆動ケーブルは、外側に層のあるコイルアセンブ
リ、及び前記コイルアセンブリの内側にある心線を有す
ることを特徴とする装置。
【請求項２１】前記外側に層のあるコイルアッセンブリ
は、更に、前記心線の周りに複数の同軸コイル層を有す
ることを特徴とする請求項２０に記載の駆動ケーブル。
【請求項２２】前記複数の同軸コイル層は、前記心線の
周りに３つの同軸コイル層を有することを特徴とする請
求項２１に記載の駆動ケーブル。
【請求項２３】前記外側に層のあるコイルアセンブリ
は、更に、平らなワイヤの少なくとも１つの層で構成さ
れていることを特徴とする請求項２１に記載の駆動ケー
ブル。
【請求項２４】前記コイル層の各々は、平らなワイヤの
らせん状巻線の複数の個々のより線で構成されているこ
とを特徴とする請求項２２に記載の駆動ケーブル。
【請求項２５】前記複数のコイル層の各々の層は、多数
の個々のより線で構成されていることを特徴とする請求
項２１に記載の駆動ケーブル。
【請求項２６】前記複数の個々の層の各々は、すぐ隣の
層から反対のらせん方向に巻かれていることを特徴とす
る請求項２１に記載の駆動ケーブル。
【請求項２７】前記外側に層のあるコイルアッセンブリ
は、高導電率材料のメッキを有していることを特徴とす
る請求項２０に記載の駆動ケーブル。
【請求項２８】前記心線は、内部導体と、絶縁体によっ
て前記内部導体から分離された外部導体を有することを
特徴とする請求項２０に記載の駆動ケーブル。
【請求項２９】前記外部導体は、複数のワイヤから構成
された編組みシールドを有することを特徴とする請求項
２８に記載の駆動ケーブル。
【請求項３０】前記編組みシールドは、複数の平らなワ
イヤで構成されることを特徴とする請求項２９に記載の
駆動ケーブル。
【請求項３１】前記外部導体は、高導電率材料のメッキ
を有することを特徴とする請求項２８に記載の駆動ケー
ブル。
【請求項３２】約０．４６ｍｍ（０．０１８インチ）の
直径を有することを特徴とする駆動ケーブル。
【請求項３３】遠位端部でトランスジューサに接続さ
れ、前記トランスジューサへ及びトランスジューサから
電気信号を伝送するために操作可能な遠位駆動ケーブ
ル、近位駆動ケーブル、トランスジューサへ及びトラン
スジューサからパルスを発生及び受け取るための近位駆
動ケーブルの近位端部に接続された信号プロセッサ、ト
ランスジューサを回転させるための、近位駆動ケーブル
の近位端部に接続されたモータ、及び遠位駆動ケーブル
と近位駆動ケーブルを接続するための結合用部材を有す
る撮像装置において、細長い部材及び遠位駆動ケーブルの近位端部に接続さ
れ、細長い部材と遠位駆動ケーブルの間の回転運動を可
能にするように適合された遠位区分、及び遠位区分に解
除可能な形で連結でき、駆動ケーブルの近位部分に接続
されている近位区分、を有することを特徴とする請求項
１に記載の装置。
【請求項３４】前記遠位区分は、細長い部材に接続されたスリーブ部分と、遠位駆動ケーブルに接続された前記スリー部分の内側に
ある第１の回転同軸部材、を有することを特徴とする請
求項３３に記載の装置。
【請求項３５】前記近位部分は、前記近位駆動ケーブルに接続されたスリーブ部分と、前記スリーブ部部の内側にあり、前記第１の回転同軸部
材とかみ合い可能な形で係合可能な第２の回転同軸部材
と、前記第２の回転同軸部材から定置型電気導体まで電気信
号を転送するため、前記第２の回転同軸部材に接続され
た電気信号転送装置と、近位にはモータが、遠位には第２の回転可能な同軸部材
が接続された回転駆動軸、を有することを特徴とする請
求項３４に記載の装置。
【請求項３６】前記電気信号伝送装置は、前記第２の回転同軸部材と、前記第１の導体へ及び第１の導体から前記第２の導体へ
電気信号を伝送することができる第１の導体に対して滑
動可能な形で係合された第２の導体、を有することを特
徴とする請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】前記第１と第２の導体は、ブラッシとス
リップリングであることを特徴とする請求項３６に記載
の装置。
【請求項３８】前記トランスジューサに接続され、前記
トランスジューサへ及びトランスジューサから電気信号
を伝送するために操作可能な遠位端部を持つ回転可能な
遠位部分と、回転する近位部分とそれに隣接する定置式近位部分を含
む近位部分を有する駆動ケーブル、前記駆動ケーブルの前記定置型近位部分に接続された、
前記トランスジューサへ及び前記トランスジューサから
パルスを発生させ、且つ受け取るための信号プロセッサ
と、前記駆動ケーブルの前記回転可能な近位端部に接続さ
れ、前記トランスジューサを回転させるためのモータ
と、前記駆動ケーブルの前記近位及び遠位部分を解除可能に
接続するための結合部材、を有することを特徴とする請
求項１に記載の装置。