JP2002502622A - 環状アレイ構造の超音波カテーテル - Google Patents

環状アレイ構造の超音波カテーテル

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JP2002502622A
JP2002502622A JP2000530148A JP2000530148A JP2002502622A JP 2002502622 A JP2002502622 A JP 2002502622A JP 2000530148 A JP2000530148 A JP 2000530148A JP 2000530148 A JP2000530148 A JP 2000530148A JP 2002502622 A JP2002502622 A JP 2002502622A
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annular array
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transmission line
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JP2000530148A
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スオーサ，ヴェイジョ・ティ
ベイアン，ニヤジ
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ボストン・サイアンティフィック・リミテッド
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    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4483—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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Abstract

(57)【要約】 カテーテル・システムが遠位端（７４）、近位端（７６）及び動作空所（７８）を有するカテーテル本体（７２）を備える。環状アレイ（１０）に構成された複数のトランスデューサ素子がケーブル（８０）の遠位端に動作可能に取り付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） 本発明は、医療用カテーテルの分野に係り、特に、超音波撮像医療用カテーテ
ルに関する。
【０００２】 近年、医学的診断のために超音波システムを使用することが増加し続けている
。超音波システムは多くの医療分野および広範囲の診断領域で使用されている。
超音波撮像システムを使用したいという欲求が増すにつれて、これらのシステム
についての知識レベルも成長している。
【０００３】 医師やスタッフが診断および治療手順を行うのを援助するために、カテーテル
と併せて用いるための多くの超音波撮像システムが設計されてきた。通常、これ
らのシステムは、多くの場合圧電材料からできている単一のトランスデューサ素
子（変換素子）を含み、撮像カテーテルの遠位部分に接続されている。行われる
手順に応じ、撮像カテーテルを患者に挿入し、トランスデューサを患者体内に配
置して、患者の体の所望の領域を撮像する。
【０００４】 そのようなカテーテルは、電気信号すなわち励振パルスをトランスデューサに
送ることによって動作する。トランスデューサは、電気エネルギを機械エネルギ
に変換し、その機械エネルギは周囲の体組織中を超音波として伝播する。放射さ
れる超音波の周波数は、トランスデューサ素子の共鳴周波数と、励振パルスの周
波数との関数である。超音波は、トランスデューサへと反射信号すなわちエコー
として、反射により戻る。そのエコーは、トランスデューサにより電気信号に変
換される。この電気信号は、患者の体の画像の生成に使用される。
【０００５】 しかし、単一のトランスデューサの動作では、生成される画像は、単一の２次
元平面に制限される。その結果として、広範な領域にわたる画像を生成するには
、トランスデューサを患者の体内で移動させなければならない。さらに、単一の
トランスデューサ素子の共鳴周波数は１つであるから、単一トランスデューサの
撮像カテーテルでは、フォーカシング能力が制限される。放射される音波の周波
数は、トランスデューサ素子の共鳴周波数および帯域幅と、励振パルスの周波数
成分の関数であるので、励振パルスの周波数を変えると変化する。その結果、単
一トランスデューサ素子によって体の異なる深さにフォーカシングをする能力は
制限されてしまう。
【０００６】 それ故、望まれているのは、ハイ・クオリティの超音波画像を提供できる撮像
カテーテル・システムである。また、１以上の面にフォーカシングできるような
してラテタル解像度の向上を図ることが望ましい。さらに、多重超音波信号を生
成し受信する能力が望まれる。さらにまた、超音波撮像カテーテルに使用するカ
テーテル・システムの提供が望まれる。
【０００７】 （発明の概要） 本発明は、カテーテル・システムおよびその使用方法を提供することにある。
本発明の１つの態様によれば、カテーテル・システムは、遠位端と近位端および
動作空所を持つカテーテル本体を備える。ケーブルが動作空所内に配置される。
環状アレイに構成された、複数のトランスデューサ素子が、ケーブルの遠位端に
取り付けられている。
【０００８】 本発明の１つの側面において、ケーブルは駆動ケーブルから成る。そのような
ケーブルは、トランスデューサ素子の回転に使用され、それによって、トランス
デューサ素子の周囲の患者組織の画像の生成が可能となる。
【０００９】 本発明の他の側面において、カテーテル・システムは、動作空所に配置され、
トランスデューサ素子に接続された伝送ラインを含む。伝送ラインは、一例では
、同軸ケーブルであり、他の例ではより対線のケーブルである。このようにして
、電気信号は、トランスデューサ素子へ送られたり、トランスデューサ素子から
送られる。
【００１０】 カテーテル・システムは、動作空所に配置された複数の伝送ラインを含む。各
トランスデューサ素子は１つの伝送ラインに接続される。環状アレイは、少なく
とも２つのほぼ同心のトランスデューサを含む。
【００１１】 環状アレイは、円形状の放射面を有している。放射面は、一例では平板状であ
り、他の例では球面状である。放射面が球面状の環状アレイでは、板状のものに
比べて、焦点が放射面に接近する。この構成によって、トランスデューサ放射面
により近い位置に存在する患者の体の鮮明な画像の生成が可能となる。環状アレ
イの放射面は、楕円または長円形であっても良い。楕円または長円形の放射面も
、平板状、または、球面状ないし楕円曲線状であって良い。
【００１２】 トランスデューサ・システムは、伝送ラインにつながった少なくとも１つのフ
ィルタを含み、伝送ラインを送られる通信信号のフィルタ処理が行われる。フィ
ルタは、所定の周波数範囲の通信信号の通過を許容するよう設定されている。こ
のようにして、フィルタは、望ましくない周波数範囲の信号を除去して所望の周
波数範囲の信号のみを画像処理装置へと通過させる。フィルタは、ハイパス・フ
ィルタまたはローパス・フィルタを含み、別の例ではバンドパス・フィルタを含
む。
【００１３】 カテーテル・システムは、伝送ラインにつながった複数のフィルタを含み、伝
送ラインを送られる複数の通信信号のフィルタ処理を行うようにすることもでき
る。それぞれのフィルタは、異なる周波数範囲の通信信号を通すようにされる。
かくして、単一の伝送ラインを複数のトランスデューサ素子に対して使用するこ
とができる。
【００１４】 本発明のカテーテル・システムは、遠位端と近位端および動作空所を持つカテ
ーテル本体を備える。ケーブルが動作空所内に配置され、そして、環状アレイに
構成された、複数のトランスデューサ素子が、ケーブルの遠位端に取り付けられ
ている。少なくとも１つの伝送ラインが、トランスデューサ素子に接続されて動
作空所に納められる。カテーテル本体は、約２０フレンチスケール（Ｆｒｅｎｃ
ｈ）未満の外径を有して、体腔への挿入が可能となる。
【００１５】 カテーテル・システムは、少なくとも２つの同心のトランスデューサ素子を含
む。カテーテル・システムは動作空所内に納められた複数の伝送ラインを含む。
各トランスデューサ素子は１つの伝送ラインに接続される。カテーテル本体は、
１〜２０フレンチスケールの外径を有している。
【００１６】 カテーテル・システムは、伝送ラインに接続された少なくとも１つのフィルタ
を含み、そのフィルタは伝送ラインを通る通信信号にフィルタ処理を施す。フィ
ルタは、所定の周波数範囲の通信信号を通過させる。フィルタは、ローパス・フ
ィルタである。または、フィルタは、ハイパス・フィルタまたはバンドパス・フ
ィルタである。
【００１７】 カテーテル・システムは、伝送ラインに接続された複数のフィルタを含み、そ
れらのフィルタは伝送ラインを通る複数の通信信号にフィルタ処理を施す。各フ
ィルタは、異なる周波数範囲の通信信号を通過させる。このようにして、単一の
伝送ラインを複数のトランスデューサ素子に対して使用でき、より小さな外径の
カテーテル本体の使用が可能となる。
【００１８】 本発明は、体腔を撮像する模範的方法も提供する。この方法には、遠位端と近
位端および動作空所を持つカテーテル本体を備えたカテーテルを準備するステッ
プが含まれる。カテーテルには、動作空所に納められたケーブルと、そのケーブ
ルに取り付けられていて環状アレイに配置された複数のトランスデューサ素子と
が含まれている。本発明の方法は、さらに、カテーテルをコントローラに接続す
るステップを含む。そして、カテーテルは患者内へと導入され、トランスデュー
サ素子が体腔内に位置される。本方法には、さらに、トランスデューサ素子を付
勢してトランスデューサ素子を回転させ、その間に、少なくとも１つの反射され
てきた信号（反射信号）が捕獲される。反射信号をコントローラへと送り、この
反射信号に基づいて少なくとも１つの体腔画像が生成される。
【００１９】 本方法によれば、反射信号を送るステップでは、動作空所に納められた伝送ラ
インを通して反射信号を送る。伝送ラインは、トランスデューサから反射信号を
送れるように、トランスデューサ素子に接続される。
【００２０】 本方法の他の面によれば、反射信号を送るステップでは、複数の反射信号を、
動作空所に納められた複数の伝送ラインを通して送る。各トランスデューサ素子
は、１つの伝送ラインに接続されている。別のやり方では、複数の反射信号を、
動作空所に納められて複数のトランスデューサに接続された単一の伝送ラインを
通して送る。
【００２１】 環状アレイは、少なくとも２つのトランスデューサ素子を含むことができ、反
射信号を捕獲するステップには、少なくとも２つの反射信号を捕獲することが含
まれる。他の側面によれば、反射信号にフィルタ処理を施し、体腔の画像を生成
する前における信号処理を可能とする。本方法の１つの面においては、反射信号
は、ローパス・フィルタで処理される。他の面におては、反射信号は、ハイパス
・フィルタまたはバンドパス・フィルタでもってフィルタ処理される。さらに他
の面においては、複数の反射信号は、複数のフィルタで処理される。
【００２２】 トランスデューサ素子を付勢するステップは、トランスデューサ素子の一部を
付勢することによっって、環状アレイの有効口径（アパーチャ）を小さくさせる
ような付勢法が含まれる。この付勢の方法は、環状アレイの近傍の撮像に有利で
ある。一つのやり方では、最も中央の１つのトランスデューサ素子が付勢される
。他のやり方では、中央に近い２つのトランスデューサ素子が付勢される。
【００２３】 体腔の画像は、ゾーン・フォーカシング手法を用いて生成される。他のやり方
では、体腔の画像は、ダイナミック・フォーカシング手法で生成される。複数の
反射信号が、体腔の単一の画像の生成に使用され得る。
【００２４】 （好ましい実施形態の説明） 本発明は、カテーテル・システムを提供し、かつその使用方法を提供する。特
に、本発明は撮像カテーテル・システムで使用するトランスデューサ素子（変換
素子）の環状アレイを提供する。
【００２５】 本発明に係わる環状アレイは、中心軸の周りに同心的に配置された複数のトラ
ンスデューサ素子を含む。そのようなアレイは一般的に「ダイナミック・フォー
カシング」または「ゾーンフォーカシング」として知られるフォーカシング技術
に用いることができる。
【００２６】 ダイナミック・フォーカシングはトランスデューサ素子が電気的エネルギー・
パルスによって同時に励振されるときに用いられる。（圧電性セラミック材、圧
電性複合材、圧電性プラスチック材などの）トランスデューサ素子は、電気的な
パルスを機械的なエネルギーに変換する。そのエネルギーは超音波の形状として
トランスデューサの表面から伝搬される。この超音波の周波数は励振周波数及び
トランスデューサ素子の固有共鳴周波数とその帯域幅とに依存する。
【００２７】 超音波が体内腔内の物質が変化するような対象物へ入射すると、超音波はトラ
ンスデューサへ反射して戻り、機械的なエネルギーを電気的な信号に変える。各
トランスデューサからの電気的な信号は、カテーテルの遠位端からカテーテル・
システムの撮像装置へ伝送ラインを通して送られる。
【００２８】 しかしながら、環状アレイの構造によって、反射信号が個々のトランスデュー
サ素子から異なった時間に受信される。言い換えると、超音波が環状アレイの中
心軸に沿って対象物に入射すると、反射してきた超音波は、中心の素子では環状
アレイの外側のリングに沿った素子より早く受信される。
【００２９】 本発明は、コントローラに備えられた補償回路を用いて、波の行程の距離の差
による時間遅延を考慮して反射してきた信号を調整する。一般的に「ダイナミッ
ク・フォーカシング」と呼ばれるこの補償方法は、解像度の改良、特にトランス
デューサ面の近くでの解像度の改良をもたらす。
【００３０】 代わりに、本発明は、一般的に「ゾーン・フォーカシング」として知られる撮
像方法を用いる。ゾーン・フォーカシングは、中心アレイ素子に伝送された信号
が外側の素子に比べて遅れさせられたときに生じる。超音波の波頭は周囲の組織
に伝搬され、内側と外側の間の伝送遅延時間によって組織内の第１フォーカル・
ゾーンに集中する。このゾーンからトランスデューサ素子へ戻った反射信号は、
同じ時間遅延シーケンスを用いて処理され、かつ合算され、その第１ゾーンから
のフォーカスされた画像を生成する。
【００３１】 アレイからの距離が第１フォーカル・ゾーンよりも遠く離れた組織内の第２フ
ォーカル・ゾーンへ集中したアレイ素子からの波頭を生成するために伝送遅延が
調整される。同様に、第２フォーカル・ゾーン内の受信器にフォーカスするよう
に反射信号が処理される。このアプローチが周囲の組織の十分な深さの画像を生
成するのに必要なだけ多くのゾーンに対して継続する。結果として、ゾーンフォ
ーカシング技術はダイナミック・フォーカシングに比べて遅いが、良いラテラル
解像度で生成し、感度に優れている。
【００３２】 ダイナミック及びゾーンフォーカシング技術は、米国特許第４，１５５，２５
９号、１９７６年ＩＥＥＥ Ｃａｔ．＃７６ ＣＨ １１２０−５ＳＵ Ｕｌｔ ｒａｓｏｎｉｃｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ におけるＲ．
Ｂ．Ｂｅｒｎａｒｄｉらによる「Ａ Ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ Ｆｏｃｕｓｅｄ
Ａｎｎｕｌａｒ Ａｒｒｅｙ」、およびＵｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｉｍａｇｉｎ
ｇ ４，ｐ．１−３１（１９８２）におけるＭ．Ａｒｄｉｔｉらによる「Ａｎ
Ａｎｎｕｌａｒ Ａｒｒａｙ Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕ
ｔｉｏｎ Ｂｒｅａｓｔ Ｅｃｈｏｇｒａｐｈｙ」にさらに述べられている。こ
れらは参照によって組み込まれる。
【００３３】 ダイナミック・フォーカシングかゾーン・フォーカシングのいずれかを備えた
本発明によるトランスデューサ素子の環状アレイを含むカテーテルを用いること
によって、カテーテルは、単一のトランスデューサカテーテルに比べて改良され
たラテラル解像度のハイ・クォリティの超音波画像を生成することができる。特
に、本発明のトランスデューサ素子の環状アレイは、多重超音波信号を生成でき
、かつ周囲の組織の異なった深さに超音波をフォーカシングすることができる。
多重超音波信号を画像処理装置へ運ぶことは、例えば、同時出願の米国特許出願
番号 （代理人参照番号１２５５３−００６５００）に開示された回転変
圧器を用いて行うことができる。その開示はここに参照として組み込まれる。
【００３４】 図１に本発明による環状アレイ１０が示されている。環状アレイ１０は二つの
トランスデューサ素子、第２のトランスデューサ素子によって囲まれている中心
トランスデューサ素子１２からなる。トランスデューサ素子１２，１４は同心で
あり、圧電性複合材で構成されることが望ましい。しかしながら、それらは圧電
性セラミック材（ＰＺＴなど）、圧電性プラスチック、その他同様のものでもよ
い。圧電素子又は圧電性セラミック材からなるトランスデューサ素子を用いた環
状アレイに対しては、スペーサ又はカーフ（kerf）１６を素子の間に必要とする
。電気的信号又は音響信号がトランスデューサ素子１２、１４の間に伝達される
チャンスを少なくするために、カーフ１６は、空気又はエポキシのような非導電
性物質を備えている。複合材のような他のトランスデューサ素子物質はカーフを
必要としない。従って、トランスデューサ素子１２とトランスデューサ素子１４
を互いに近づけることができる。
【００３５】 図２ａに４素子の断面が示されている。図１の実施形態と同様に、環状アレイ
２０はほぼ同心のトランスデューサ素子２２，２４，２６，２８を備えている。
トランスデューサの物質によってカーフ３０，３２，３４のいくつかがトランス
デューサ素子の間に要求される（説明の便宜のために断面ハッチングは示さない
）。図２Ｂは本発明による環状アレイの他の実施形態の断面図である。環状アレ
イ２００はほぼ同心のトランスデューサ素子２２０，２４０，２６０，２８０を
備えている。トランスデューサ物質によってカーフ３００，３２０，３４０のい
くつかがトランスデューサ素子の間に要求される（説明の便宜のために断面ハッ
チングは示さない）。図２Ａ、２Ｂは４つのトランスデューサ素子を備えた環状
アレイを示しているが、トランスデューサ素子の数は４より多くても少なくても
良い。本発明による環状アレイは２個と１５個の間であることが望ましい。より
好ましくは２個と７個の間である。
【００３６】 図３に図２Ａに関して述べた環状アレイ２０の横断面図を示す。特に図３Ａは
平坦な放射面３６を有する環状アレイ２０を示す。この平坦面構成の結果として
、トランスデューサ素子２２，２４，２６，２８によって受信された電気信号は
機械エネルギに変換され、各トランスデューサ素子２２、２４、２６、２８から
超音波として伝搬される。各４つの素子からの超音波は環状アレイの中心軸３８
に沿ったフォーカル点に集まる。
【００３７】 図３Ｂはトランスデューサ素子４０の環状アレイの他の実施形態である。環状
アレイ４０はトランスデューサ素子４２，４４，４６、４８を備えている。図３
Ａのように、この実施形態は、使用するトランスデューサ物質によって、トラン
スデューサ素子４２，４４，４６，４８の間にカーフ５０，５２，５４のいずれ
かを必要とする。トランスデューサ素子４０の環状アレイの面５６は球面である
。そのような構成は、環状アレイ４０のフォーカル点を中心軸５８に沿って面５
６に近づける。長円曲面のような面５６の他の曲面を用いることもできる。図２
Ａと２Ｂに示すように、環状アレイの面はシャープな円でもよく、また楕円であ
ってもよい。
【００３８】 図４には、単一の伝送ライン６０に取り付けられた環状アレイ２０を示してい
る。前述したように、環状アレイ２０はトランスデューサ素子２２、２４、２６
、２８を備えている。これは環状アレイのほぼ中心を通る、すなわち、トランス
デューサ素子２２のほぼ中心を通る中心軸の周りに同心的に構成されている。伝
送ライン６０は画像処理装置へトランスデューサ素子２２、２４、２６、２８接
続するために使用されている。いくつかのリード線がトランスデューサ素子２２
、２４、２６、２８を伝送ライン６０に接続している。カテーテル本体の長さに
わたって通り、画像処理装置に接続される単一伝送ラインは、電気信号を環状ア
レイ２０のトランスデューサ素子２２、２４、２６、２８の全てへ送り及びそれ
から受けるために用いられる。
【００３９】 図５に示示されている他の実施形態においては、トランスデューサ素子２２、
２４、２６、２８は別々の伝送ライン６４にそれぞれ接続されている。この構成
においては伝送ライン６４は、トランスデューサ素子２２、２４、２６、２８か
ら来る電気信号を受信して処理するためにカテーテル本体の外側にある画像処理
装置に接続されている。伝送ラインの数と種類とによっては、この構成は複数の
伝送ライン６４を収容するためにより大きな直径を持つカテーテル本体が必要で
ある。
【００４０】 環状アレイ１０が組み込まれ、遠位端７４と近位端７６とを有するカテーテル
本体７２を備えたカテーテル・システムが図６に示されている。カテーテル・シ
ステム７０はケーブル８０を受ける動作空所７８を含む。環状アレイ１０は、ケ
ーブル８０の遠位端に動作可能なように取り付けられている。このようにして、
通常静止しているカテーテル本体７２に対するケーブル１０の、すなわち環状ア
レイ１０の回転が生じる。環状アレイ１０は他の様々な形に構成することもでき
る。前述したように、環状アレイは円形の同心的なトランスデューサを複数有し
ている。代わりに、複数の長円形の同心的トランスデューサを用いることもでき
る。
【００４１】 トランスデューサ素子１０の環状アレイとともに用いる例示的なカテーテル本
体は、米国特許第４，７９４，９３１、米国特許第５，２０３，３３８、米国特
許第５，６２０，４１７に開示されているものを含む。それらに開示されたもの
は参照により本明細書に組み込まれる。本発明に用いられるケーブルと伝送ライ
ンは同時出願の米国特許出願番号 （代理人参照番号１２５５３−００６
４００）、米国特許第５，５０３，１５５、米国特許題５，１０８，４１１に開
示されたものを含む。それらに開示されたものは参照により本明細書に組み込ま
れる。
【００４２】 図７Ａと図７Ｂは、ケーブル８０の遠位端に動作可能に取り付けられた環状ア
レイの他の配置である。ケーブル８０の回転に従って患者の周囲組織へ超音波を
送ることができるトランスデューサ素子１００の環状アレイを示している。環状
アレイの面１０２は患者の周囲組織へ向いている。同様に、図７Ｂは周囲組織へ
超音波を放射するように構成されている。しかし、図７Ｂではトランスデューサ
素子１１０の環状アレイはケーブル８０の軸方向に並んでいる。このような構成
では、超音波を周囲組織に放射させるために約４５度の角度のミラー１１２で超
音波を反射させる必要がある。同様に、組織から反射した信号はミラーで反射し
、トランスデューサ素子１１０の環状アレイで受信される。
【００４３】 図４に関連して前に説明した環状アレイ２０がフィルター／コントローラ１２
０に接続されている状態を図８に示す。本実施形態は複数のトランスデューサ素
子２２、２４、２６、２８へ及びトランスデューサ素子２２、２４、２６、２８
から電気信号を伝送するのに単一伝送ライン６０を使用しているので、電気信号
を制御し、処理するシステムが設けられている。以下詳細に説明するように、フ
ィルター／コントローラ１２０を用いて、トランスデューサ素子２２、２４、２
６、２８へ送り、トランスデューサ素子２２、２４、２６、２８から受信した信
号を制御する。
【００４４】 以下、多重トランスデューサ素子信号を伝送するために単一伝送ライン６０を
用いた方法説明する。トランスデューサ素子２２、２４、２６、２８が超音波を
放射する周波数は、各トランスデューサ素子２２、２４、２６、２８の共鳴周波
数とトランスデューサ素子２２、２４、２６、２８へ送られた励振パルスの周波
数の関数である。異なった周波数で共鳴させるために環状アレイ２０に異なった
トランスデューサ素子２２、２４、２６、２８を構成させること、及びアレイの
全てのトランスデューサ素子２２、２４、２６、２８の全周波数範囲にわたって
放射する高帯域幅励振パルスを使用することによって、トランスデューサ素子か
ら受ける戻り信号の周波数を変えることができる。図９は、トランスデューサ素
子２２、２４、２６、２８を励振するために用いる励振パルスの周波数と振幅を
プロットしたものを示している。そのパルスの広い帯域幅の性質によって各トラ
ンスデューサ素子２２、２４、２６、２８が励振される。
【００４５】 トランスデューサ素子２２、２４、２６、２８をそれぞれ異なった共鳴周波数
で動作するように構成すると、トランスデューサ素子２２、２４、２６、２８か
ら戻った電気信号は、信号が戻ってきたトランスデューサ素子に依存して分離さ
れた周波数特性を備えている。その結果、単一伝送ライン６０を用いて、トラン
スデューサ素子２２、２４、２６、２８から複数の信号をフィルター／コント路
０ら２０へ運ぶ。フィルタ／コントローラ２０は、ハイパス、ローパス、バンド
パスフィルタのような複数のフィルターを用いて、望ましくない範囲をフィルタ
ーし、かつ信号を分離する。
【００４６】 例えば、単一伝送ラインは４つの信号をフィルター／コントローラに送ること
ができ、フィルター／コントローラは、４つの異なったフィルタに信号を送る。
各フィルターは、各フィルタが１つのトランスデューサ素子に対応する周波数範
囲の部分のみを通過させるように、特定のトランスデューサ素子の周波数に同調
させることができる。所望の周波数範囲の周波数フィルタを用いて、フィルタ／
コントローラは戻ってきた信号を分離することができる。図１０は４つのトラン
スデューサ素子２２、２４、２６、２８から受信した４つのフィルターされた信
号を示している。フィルター／コントローラ１２０は１つ又は複数の信号を用い
て体腔の画像を生成する。
【００４７】 環状アレイ２０の面３６に近い撮像に対して、環状アレイ２０の中心の近くの
トランスデューサ素子のみを用いるのが望ましい。トランスデューサそしの中心
部のみを励振することによって環状アレイ２０の有効口径を減少させることがで
きる。例えば、図５に示された環状アレイ２０においては、トランスデューサ素
子２２のみを励振させる。このようにして、アレイの面３６に近い画像を生成す
るために中央部のトランスデューサ素子２２のみが用いられる。同様に、トラン
スデューサ素子２２，２４を励振することもできる。このようにして、環状アレ
イ２０の中央部の２つのトランスデューサ素子２２，２４を用いて、環状アレイ
２０の有効口径を減少させることができる。
【００４８】 本発明が詳細に説明された。しかしながら、いくつかの変形又は修正がなされ
ても良い。したがって、本発明の範囲と内容は上記した説明限定されない。範囲
と内容は下記の請求項によって決められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従ったトランスデューサ素子の環状アレイの斜視図であ
る。
【図２】 本発明に従ったトランスデューサ素子の環状アレイにおける、異
なる実施形態の横断面図である。
【図３】 Ａは、トランスデューサ素子の図２Ａに示した環状アレイの縦断
面図であり、Ｂは、本発明に従ったトランスデューサ素子の環状アレイの他の実
施形態の横断面図である。
【図４】 図２に示したトランスデューサ素子の環状アレイが単一の伝送ラ
インに接続されている場合の模式図である。
【図５】 図２に示したトランスデューサ素子の環状アレイが複数の伝送ラ
インに接続されている場合の模式図である。
【図６】 本発明に従った、トランスデューサ素子の環状アレイを持つカテ
ーテル・システムの断面図である。
【図７】 図６のカテーテル・システムの環状アレイの異なる２つの実施形
態を示す図である。
【図８】 図４に示したトランスデューサ素子の環状アレイをフィルタ／コ
ントローラに接続した状態を示す図。
【図９】 本発明の方法に従って使用される励振パルスについての周波数( ｆ)と振幅(Ａ)とを示す線図である。
【図１０】 本発明の方法に従って受信される複数の反射信号についての周
波数(ｆ)と振幅(Ａ)とを示す線図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ベイアン，ニヤジ アメリカ合衆国・95051・カリフォルニア 州・サンタ クララ・ラス パルマス ド ライブ・1031 Ｆターム(参考） 4C301 AA01 BB30 EE02 FF09 GB08 GB19 HH25 HH47 JA17 JB38 JB46

Claims (51)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 遠位端と近位端および動作空所を持つカテーテル本体と、 前記動作空所に納められたケーブルと、 このケーブルの遠位端に取り付けられる環状アレイに構成された複数のトラン
    スデューサ素子と を備えている、カテーテル・システム。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のカテーテル・システムにおいて、ケーブルは
    駆動ケーブルからなることを特徴とするカテーテル・システム。
  3. 【請求項３】 請求項１記載のカテーテル・システムにおいて、前記動作空
    所内に配置され、前記トランスデューサ素子に接続された伝送ラインを含んでい
    ることを特徴とするカテーテル・システム。
  4. 【請求項４】 請求項３記載のカテーテル・システムにおいて、前記伝送ラ
    インは同軸ケーブルから成ることを特徴とするカテーテル・システム。
  5. 【請求項５】 請求項３記載のカテーテル・システムにおいて、前記伝送ラ
    インはより対線のケーブルから成ることを特徴とするカテーテル・システム。
  6. 【請求項６】 請求項１記載のカテーテル・システムにおいて、前記動作空
    所内に配置され、前記トランスデューサ素子にそれぞれ接続された複数の伝送ラ
    インを含んでいることを特徴とするカテーテル・システム。
  7. 【請求項７】 請求項１記載のカテーテル・システムにおいて、前記環状ア
    レイは、少なくとも２つの同心のトランスデューサ素子を含むことを特徴とする
    カテーテル・システム。
  8. 【請求項８】 請求項１記載のカテーテル・システムにおいて、前記環状ア
    レイは、円形状の放射面を形成していることを特徴とするカテーテル・システム
    。
  9. 【請求項９】 請求項８記載のカテーテル・システムにおいて、前記放射面
    は平板状であることを特徴とするカテーテル・システム。
  10. 【請求項１０】 請求項８記載のカテーテル・システムにおいて、前記放射
    面は球面状であることを特徴とするカテーテル・システム。
  11. 【請求項１１】 請求項１記載のカテーテル・システムにおいて、前記環状
    アレイは、楕円状の放射面を形成していることを特徴とするカテーテル・システ
    ム。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載のカテーテル・システムにおいて、前記放
    射面は平板状であることを特徴とするカテーテル・システム。
  13. 【請求項１３】 請求項１１記載のカテーテル・システムにおいて、前記放
    射面は球面状であることを特徴とするカテーテル・システム。
  14. 【請求項１４】 請求項１１記載のカテーテル・システムにおいて、前記放
    射面は楕円曲面状であることを特徴とするカテーテル・システム。
  15. 【請求項１５】 請求項３記載のカテーテル・システムにおいて、前記伝送
    ラインにつながった少なくとも１つのフィルタが含まれて、前記伝送ラインを通
    して送られる通信信号のフィルタ処理が行われ、前記フィルタは、所定の周波数
    範囲の通信信号の通過を許容するものであることを特徴とするカテーテル・シス
    テム。
  16. 【請求項１６】 請求項１５記載のカテーテル・システムにおいて、前記フ
    ィルタは、ハイパス・フィルタであることを特徴とするカテーテル・システム。
  17. 【請求項１７】 請求項１５記載のカテーテル・システムにおいて、前記フ
    ィルタは、ローパス・フィルタであることを特徴とするカテーテル・システム。
  18. 【請求項１８】 請求項１５記載のカテーテル・システムにおいて、前記フ
    ィルタは、バンドパス・フィルタであることを特徴とするカテーテル・システム
    。
  19. 【請求項１９】 請求項３記載のカテーテル・システムにおいて、前記伝送
    ラインにつながった複数のフィルタが含まれて、前記複数の伝送ラインを通して
    送られる通信信号のフィルタ処理が行われ、前記各フィルタは、異なる周波数範
    囲の通信信号の通過を許容するものであることを特徴とするカテーテル・システ
    ム。
  20. 【請求項２０】 遠位端と近位端および動作空所を持つカテーテル本体と、 前記動作空所に納められたケーブルと、 このケーブルの遠位端に取り付けられる環状アレイに構成された複数のトラン
    スデューサ素子と、 前記動作空所内に配置され、前記トランスデューサ素子に接続された少なくと
    も１つの伝送ラインと を備え、前記カテーテル本体は、２０フレンチスケール以下の外径であって体腔
    への導入が可能になっている ことを特徴とするカテーテル・システム。
  21. 【請求項２１】 請求項２０記載のカテーテル・システムにおいて、少なく
    とも２つの同心のトランスデューサ素子を含んでいることを特徴とするカテーテ
    ル・システム。
  22. 【請求項２２】 請求項２０記載のカテーテル・システムにおいて、前記環
    状アレイは、円形状の放射面を形成していることを特徴とするカテーテル・シス
    テム。
  23. 【請求項２３】 請求項２２記載のカテーテル・システムにおいて、前記放
    射面は平板状であることを特徴とするカテーテル・システム。
  24. 【請求項２４】 請求項２２記載のカテーテル・システムにおいて、前記放
    射面は球面状であることを特徴とするカテーテル・システム。
  25. 【請求項２５】 請求項２０記載のカテーテル・システムにおいて、前記環
    状アレイは、楕円状の放射面を形成していることを特徴とするカテーテル・シス
    テム。
  26. 【請求項２６】 請求項２５記載のカテーテル・システムにおいて、前記放
    射面は平板状であることを特徴とするカテーテル・システム。
  27. 【請求項２７】 請求項２５記載のカテーテル・システムにおいて、前記放
    射面は球面状であることを特徴とするカテーテル・システム。
  28. 【請求項２８】 請求項２５記載のカテーテル・システムにおいて、前記放
    射面は楕円曲面状であることを特徴とするカテーテル・システム。
  29. 【請求項２９】 請求項２０記載のカテーテル・システムにおいて、前記動
    作空所内に配置され、前記トランスデューサ素子にそれぞれ接続された複数の伝
    送ラインを含んでいることを特徴とするカテーテル・システム。
  30. 【請求項３０】 請求項２０記載のカテーテル・システムにおいて、前記カ
    テーテル本体は、１〜２０フレンチスケールの範囲の外径を有することを特徴と
    するカテーテル・システム。
  31. 【請求項３１】 請求項２０記載のカテーテル・システムにおいて、前記伝
    送ラインにつながった少なくとも１つのフィルタが含まれて、前記伝送ラインを
    通して送られる通信信号のフィルタ処理が行われ、前記フィルタは、所定の周波
    数範囲の通信信号の通過を許容するものであることを特徴とするカテーテル・シ
    ステム。
  32. 【請求項３２】 請求項３１記載のカテーテル・システムにおいて、前記フ
    ィルタは、ハイパス・フィルタであることを特徴とするカテーテル・システム。
  33. 【請求項３３】 請求項３１記載のカテーテル・システムにおいて、前記フ
    ィルタは、ローパス・フィルタであることを特徴とするカテーテル・システム。
  34. 【請求項３４】 請求項３１載のカテーテル・システムにおいて、前記フィ
    ルタは、バンドパス・フィルタであることを特徴とするカテーテル・システム。
  35. 【請求項３５】 請求項２０記載のカテーテル・システムにおいて、前記伝
    送ラインにつながった複数のフィルタが含まれて、前記複数の伝送ラインを通し
    て送られる通信信号のフィルタ処理が行われ、前記各フィルタは、異なる周波数
    範囲の通信信号の通過を許容するものであることを特徴とするカテーテル・シス
    テム。
  36. 【請求項３６】 体腔を撮像する方法であって、 遠位端と近位端および動作空所を持つカテーテル本体を備えたカテーテルであ
    って、動作空所に納められたケーブルと、そのケーブルに取り付けられていて環
    状アレイに配置された複数のトランスデューサ素子とが含まれている、カテーテ
    ルを準備するステップと、 前記カテーテルをコントローラに接続するステップと、 前記カテーテルを患者内へと導入して体腔内に位置させるステップと、 少なくとも１つのトランスデューサ素子を付勢するステップと、 前記トランスデューサ素子を回転させ、その間に、少なくとも１つの反射され
    てきた反射信号を捕獲するステップと、 前記反射信号を前記コントローラへと伝送するステップと、 前記反射信号に基づいて少なくとも１つの体腔画像を生成するステップと を備えている体腔の撮像をする方法。
  37. 【請求項３７】 伝送ステップが、動作空所内に配置され、トランスデュー
    サ素子に動作可能に接続された伝送ラインを通して反射した信号を伝送すること
    を含む請求項３６の方法。
  38. 【請求項３８】 伝送ステップが、動作空所内に配置され、それぞれがトラ
    ンスデューサ素子に動作可能に接続された複数の伝送ラインを通して複数の反射
    した信号を伝送することを含む請求項３６の方法。
  39. 【請求項３９】 伝送ステップが、動作空所内に配置され、トランスデュー
    サ素子に動作可能に接続された単一の伝送ラインを通して複数の反射した信号を
    伝送することを含む請求項３６の方法。
  40. 【請求項４０】 環状アレイが少なくとも２つのトランスデューサ素子を含
    み、捕獲ステップが少なくとも２つの反射した信号を捕獲することを含む請求項
    ３６記載の方法。
  41. 【請求項４１】 体腔の画像を生成する前に信号処理を促進するために反射
    した信号をフィルタ処理するステップをさらに含む請求項３６記載の方法。
  42. 【請求項４２】 フィルタ処理するステップは、反射した信号をローパスフ
    ィルタでフィルタ処理することを含む請求項３６の方法。
  43. 【請求項４３】 フィルタ処理するステップは、反射した信号をハイパスフ
    ィルタでフィルタ処理することを含む請求項３６の方法。
  44. 【請求項４４】 フィルタ処理するステップは、反射した信号をバンドパス
    フィルタでフィルタ処理することを含む請求項３６の方法。
  45. 【請求項４５】 フィルタ処理するステップは、反射した信号を複数のフィ
    ルタでフィルタ処理することを含む請求項３６の方法。
  46. 【請求項４６】 付勢するステップがトランスデューサ素子の全てより少な
    い素子のみを付勢し、環状アレイの有効口径を減少させる請求項３６記載の方法
    。
  47. 【請求項４７】 付勢するステップが環状アレイの１つの中心部のトランス
    デューサ素子のみを付勢する請求項３６記載の方法。
  48. 【請求項４８】 付勢するステップが環状アレイの２つの中心部のトランス
    デューサ素子のみを付勢する請求項３６記載の方法。
  49. 【請求項４９】 体腔の画像をゾーン・フォーカシング技術を使用して生成
    する請求項３６記載の方法。
  50. 【請求項５０】 体腔の画像をダイナミック・フォーカシング技術を使用し
    て生成する請求項３６記載の方法。
  51. 【請求項５１】 前記伝送ステップは複数の反射信号の伝送を含み、かつ前
    記生成ステップは前記複数の反射信号に基づいて体腔の単一の画像を生成するこ
    とを含む請求項３６記載の方法。
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