JP2020504630A - 融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

本発明で提案している融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置及びその方法によれば、血管内光音響超音波スキャニングシステムにスリップリングと光ロータリージョイントを同一軸上に独立して配置し、スリップリング及び光ロータリージョイントと並列的に仲介軸を配置してモーターの回転動力トルクを伝達することができるように構成することにより、新しい部品の追加に対応するシステム構成の拡張性を高め、スリップリング及び光ロータリージョイント部品の独立した動力伝達駆動制御による回転安定化を図ることができるようにする。

Description

本発明は、融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置及びその方法に係り、より具体的には、血管内光音響超音波スキャニングシステムに仲介軸を挿入してシステム構成の拡張性を高め、部品の独立した駆動制御による回転安定化を図ることができるようにする、融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置及びその方法に関する。

一般に、心血管関連疾患は、全世界の死亡原因の３分の１以上を占めており、学界や医療界で非常に多くの人々の注目を集めている疾患である。このような血管疾患の診断に使用される血管画像カテーテルの技術としては、血管内超音波、血管内近赤外線分光分析法、血管内光干渉断層撮影などの医療装置が当該疾患の診断及び治療のために開発され、臨床で活用されている。

血管内超音波は、カテーテルタイプの機器であって、血管に挿入されて血管の断層画像を取得する技術である。この技術は、血管内施術または心臓内施術に非常に有用であって、これまで病院で最も多く活用されている血管内画像化技術である。超音波を利用した診断法は、超音波を利用してリアルタイムで組織細胞の断面画像を見せることができる。これを用いて、３次元的に病変の種類、長さ、状態を量的・質的に区別することができる。また、血管内近赤外線画像技術は、商用化技術であって、近赤外線光を用いて分光方法によって血管内壁に対する脂質の存否を把握する技術であり、最近、血管内超音波と組み合わせて単一のカテーテルとして開発した。

また、医療分野で使用される光ファイバー技術に基づく光学画像診断法は、光コヒーレンス・トモグラフィー（ＯＣＴ）、血管内視鏡、近赤外線分光法、ラマン分光法及び蛍光分光法を含む。このような光干渉断層撮影技術は、血管内超音波と同様にカテーテルタイプの機器であって、血管に挿入され、光を血管に送り、戻ってくる光を分析して血管の断層画像を得る技術をいう。

このように、心血管関連疾患を診断及び治療するための血管内超音波、血管内近赤外線分光分析法、血管内光干渉断層撮影などの医療技術が、当該疾患の診断及び治療のために使われているが、単一の技術のみでは制限的な情報しか得られないため、正確な診断に困難さがあった。それ故に、正確な病変診断のために、さまざまな種類の血管内カテーテル機器の結合が行われている傾向にある。このような血管の診断及び治療のための医療装置のスキャニングシステムには、スリップリングや光ロータリージョイントなど、特定の目的のためにモーターのトルクを必要とする部品が構成され、モーターのトルクを受ける部品に追加される部品を直接締結して動力の伝達を受ける方式で構成されている。これにより、トルクの伝達を直接受けて回転する部品と、その部品からトルクの伝達を受ける従属部品との回転軸が一致していない場合には、従属部品の質量中心が回転軸から外れてしまう。これは、回転の際に非常に激しい振動を引き起こすとともに、スキャニングシステム全体に振動を誘導して画像の質を低下させるという問題があった。また、従来の場合は、各部品の間に、構造に適したアダプターを製作して組み込まなければならず、アダプターが製作されると、部品間の順序も固定されるので、新しい部品の追加増設が困難であるという問題があった。また、従来の医療装置のスキャニングシステムでは、モーターの速度が一定でない場合には、その速度変化が直ちに駆動部へ伝達されて画像が時計回りまたは反時計回りに回転する現象が発生するという問題があった。韓国登録特許第１０−１３９７２７２号公報、同第１０−１７３７４４０号公報、及び韓国公開特許第１０−２０１４−０１３３３７２号公報が先行技術文献として開示されている。

本発明は、従来提案された方法の上述したような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、血管内光音響超音波スキャニングシステムにスリップリングと光ロータリージョイントを同一軸上に独立して配置し、スリップリング及び光ロータリージョイントと並列的に仲介軸を配置してモーターの回転動力トルクを伝達することができるように構成することにより、新しい部品の追加に対応するシステム構成の拡張性を高め、スリップリング及び光ロータリージョイント部品の独立した動力伝達駆動制御による回転安定化を図ることができるようにする、融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置及びその方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、スキャニングシステムにおいて並列的に配置される仲介軸を介してスリップリング及び光ロータリージョイントの各部品に独立して回転動力トルクを伝達するように構成することにより、各部品を直接締結させる必要がなく、各部品の回転軸が一致しなくても回転速度さえ同じであれば、安定な回転が可能であり、特に機械的誤差により中心軸が一致していない場合に発生していた既存の振動問題を根本的に解決することができるようにする、融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置及びその方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、モーターの駆動プーリーまたは仲介軸上の主駆動部のプーリーのいずれかに単一方向ベアリングをさらに含んで構成することにより、モーターの回転動力トルクが変わり続けても、単一方向ベアリングによる一回転方向にのみ動力が伝達され、それに伴うモーター速度の非一定性（nonconstancy）による画像の質の低下を最小限に抑えることができるようにする、融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置及びその方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の特徴による融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置は、
融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置であって、
電線のねじれを防止するためのスリップリングと、
光ファイバーのねじれを防止するための光ロータリージョイントと、
前記スリップリング及び光ロータリージョイントへ回転動力を伝達するためのモーターと、
前記モーターから発生する回転動力を前記スリップリング及び光ロータリージョイントへ伝達し、前記モーターとスリップリング及び光ロータリージョイントとの回転を同期化するための仲介軸とを含むことをその構成上の特徴とする。

好ましくは、前記スリップリングは、
超音波パルサー及びレシーバーからの電気信号をやり取りするための電線を含み、
前記電線は、
融合スキャニングシステムの超音波トランスデューサーに接続され、前記超音波トランスデューサーを介して得られた光音響信号を映像処理部へ伝達する機能を行うことができる。

好ましくは、前記光ロータリージョイントは、
光信号を伝達するための多重モード光ファイバーを含み、
前記光ファイバーは、
融合スキャニングシステムの超音波トランスデューサーの方向にレーザーを伝達する機能を行うことができる。

好ましくは、前記仲介軸は、
前記スリップリング及び前記光ロータリージョイントと並列的に配置できる。

さらに好ましくは、前記仲介軸は、
前記モーターのモータープーリーから回転動力トルクの伝達を受けるために前記仲介軸上に配置される主駆動部と、
前記主駆動部の配置された前記仲介軸上に配置され、前記主駆動部に伝達される回転動力トルクを前記スリップリング及び前記光ロータリージョイントにそれぞれ伝達するための部品駆動部とを含んで構成することができる。

よりさらに好ましくは、前記スリップリングと前記光ロータリージョイントは、
前記仲介軸上に配置される前記部品駆動部それぞれに対応して回転動力トルクの伝達を受けることができるように、それぞれが独立した構造で配置できる。

さらに好ましくは、前記スリップリングと前記光ロータリージョイントは、
振動なしに回転安定化が向上するようにそれぞれが独立した配置構造で構成され、前記スリップリング及び前記光ロータリージョイントの部品の質量中心が常に回転軸上に存在することができる。

さらにより好ましくは、前記仲介軸は、
融合スキャニングシステムへの新しい部品の追加の際に、これに対応して回転動力トルクを伝達するための部品駆動部の追加による拡張を可能にすることができる。

よりさらに好ましくは、前記仲介軸は、
前記モーターのモータープーリーと前記主駆動部のプーリー間のギア比の調整によるモーター速度の非一定性を緩和させることができるように機能することができる。

さらにより好ましくは、前記モーターのモータープーリーまたは主駆動部のプーリーのいずれかには、
前記モーターの加速時には動力伝達が行われるものの、前記モーターの減速時にはベアリングの役割を果たして動力伝達が行われないようにしてモーター速度の非一定性を緩和させることができるようにする単一方向ベアリングをさらに含んで構成することができる。

上記の目的を達成するための本発明の特徴による融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置は、
融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置であって、
電線のねじれを防止するためのスリップリングと、
前記スリップリングと同一軸上に独立して配置され、光ファイバーのねじれを防止するための光ロータリージョイントと、
モータープーリーを備え、前記スリップリング及び前記光ロータリージョイントへ回転動力を伝達するためのモーターと、
前記モーターから発生する回転動力を前記スリップリング及び前記光ロータリージョイントへそれぞれ伝達し、前記スリップリング及び前記光ロータリージョイントと並列的に配置され、前記モーターとスリップリング及び光ロータリージョイントとの回転を同期化するための仲介軸とを含み、
前記仲介軸は、
前記モーターのモータープーリーから回転動力トルクの伝達を受けるために前記仲介軸上に配置される主駆動部と、前記主駆動部の配置された前記仲介軸上に配置され、前記主駆動部に伝達される回転動力トルクを前記スリップリング及び前記光ロータリージョイントにそれぞれ伝達するための部品駆動部とを含んで構成し、
前記モータープーリーと主駆動部のプーリーとの間、並びに前記部品駆動部とこれに対応する前記スリップリング及び前記光ロータリージョイントのプーリーとの間はそれぞれのタイミングベルトで連結接続され、回転動力トルクを伝達することをその構成上の特徴とする。

好ましくは、前記仲介軸は、
融合スキャニングシステムへの新しい部品の追加の際に、これに対応して回転動力トルクを伝達するための部品駆動部の追加による拡張を可能にすることができる。

さらに好ましくは、前記モーターのモータープーリーまたは主駆動部のプーリーのいずれかには、
前記モーターの加速時には動力伝達が行われるものの、前記モーターの減速時にはベアリングの役割を果たして動力伝達が行われないようにしてモーター速度の非一定性を緩和させることができるようにする単一方向ベアリングをさらに含んで構成できる。

上記の目的を達成するための本発明の特徴による融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための方法は、
スリップリング、光ロータリージョイント、モーター及び仲介軸を含む融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための方法であって、
（１）仲介軸の主駆動部のプーリーがモーターのモータープーリーを介して回転動力トルクの伝達を受ける段階と、
（２）前記仲介軸上に配置固定される複数の部品駆動部が前記主駆動部の回転動力トルクに応じて仲介軸上で回転する段階と、
（３）前記仲介軸上に配置固定される前記複数の部品駆動部が前記スリップリングと前記光ロータリージョイントへ回転動力トルクをそれぞれ伝達する段階とを含むことをその構成上の特徴とする。

好ましくは、前記仲介軸は、
前記スリップリング及び前記光ロータリージョイントと並列的に配置できる。

さらに好ましくは、前記仲介軸は、
前記モーターとスリップリング及び光ロータリージョイントとの回転を同期化することができる。

好ましくは、前記スリップリングと前記光ロータリージョイントは、
それぞれが、前記仲介軸上に配置される前記部品駆動部それぞれに対応して回転動力トルクの伝達をそれぞれ受けることができるように、同一軸上に独立した構造で配置できる。

さらに好ましくは、前記仲介軸は、
融合スキャニングシステムへの新しい部品の追加の際に、これに対応して回転動力トルクを伝達するための部品駆動部の追加による拡張を可能にすることができる。

さらにより好ましくは、前記仲介軸は、
前記モーターのモータープーリーと前記主駆動部のプーリーとの間のギア比の調整によるモーター速度の非一定性を緩和させることができるように機能することができる。

よりさらに好ましくは、前記モーターのモータープーリーまたは主駆動部のプーリーのいずれかには、
前記モーターの加速時には動力伝達が行われるものの、前記モーターの減速時にはベアリングの役割を果たして動力伝達が行われないようにしてモーター速度の非一定性を緩和させることができるようにする単一方向ベアリングをさらに含んで構成できる。

本発明で提案している融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置及びその方法によれば、血管内光音響超音波スキャニングシステムにスリップリングと光ロータリージョイントを同一軸上に独立して配置し、スリップリング及び光ロータリージョイントと並列的に仲介軸を配置してモーターの回転動力トルクを伝達することができるように構成することにより、新しい部品の追加に対応するシステム構成の拡張性を高め、スリップリングと光ロータリージョイント部品についての独立した動力伝達駆動制御による回転安定化を図ることができる。

また、本発明によれば、スキャニングシステムにおいて並列的に配置される仲介軸を介してスリップリング及び光ロータリージョイントの各部品に独立して回転動力トルクを伝達するように構成することにより、各部品を直接締結させる必要がなく、各部品の回転軸が一致しなくても回転速度さえ同じであれば、安定な回転が可能であり、特に機械的誤差により中心軸が一致していない場合に発生していた既存の振動問題を根本的に解決することができる。

さらに、本発明によれば、モーターの駆動プーリーまたは仲介軸上の主駆動部のプーリーのいずれかに単一方向ベアリングをさらに含んで構成することにより、モーターの回転動力トルクが変わり続けても、単一方向ベアリングによる一回転方向にのみ動力が伝達され、それに伴うモーター速度の非一定性による画像の質の低下を最小限に抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置の仲介軸使用前と使用後の比較構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置のギア比が同じである一例の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置のギア比が増加した一例の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置の単一方向ベアリング使用前の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置の単一方向ベアリング使用後の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための方法の駆動流れを示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施し得るように好適な実施形態を詳細に説明する。但し、本発明の好適な実施形態を詳細に説明するにあたり、関連した公知の機能または構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要に不明確にするおそれがあると判断された場合は、その詳細な説明を省略する。また、類似した機能及び作用をする部分については、図面全体にわたって同一の符号を使用する。

これに加え、明細書全体において、ある部分が他の部分に「接続」されているとすると、これは「直接接続」されている場合だけでなく、それらの間に別の素子を挟んで「間接接続」されている場合も含む。また、ある構成要素を「含む」とすると、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を排除するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

図１は本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置の構成を示す図、図２は本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置の仲介軸使用前と使用後の比較構成を示す図、図３は本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置のギア比が同じである一例の構成を示す図、図４は本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置のギア比が増加した一例の構成を示す図、図５は本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置の単一方向ベアリング使用前の構成を示す図、図６は本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置の単一方向ベアリング使用後の構成を示す図である。図１乃至図６にそれぞれ示すように、本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置１００は、スリップリング１１０、光ロータリージョイント１２０、モーター１３０、及び仲介軸１４０を含んで構成することができる。

本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置１００は、血管内にカテーテルを挿入して連続的な回転をしながら、血管内壁から得られた信号を画像化する血管内超音波、血管内近赤外線分光分析法、血管内光干渉断層撮影などを利用した医療装置に使用される構成である。

つまり、より高い精度の病変診断のために、最近では、各医療装置の組み合わせが行われているが、この場合、電気信号と光信号を同時にカテーテルの端まで伝達しなければならず、高速画像化のためにはカテーテルの連続的な回転が不可欠である。すなわち、本発明は、医療装置の固定されたシステムと回転するカテーテルとの間で電気信号と光信号を伝達するスキャニングシステムに適用される構成として理解できる。以下では、医療装置の画像処理部分の構成が通常の構成に該当するので、その詳細な説明は省略し、融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置１００の部分について説明する。

スリップリング１１０は、電線１１１のねじれを防止するための構成である。このようなスリップリング１１０は、超音波パルサー及びレシーバーからの電気信号をやり取りするための電線１１１を含み、電線１１１は、融合スキャニングシステムの超音波トランスデューサーに接続され、超音波トランスデューサーを介して得られた光音響信号を画像処理部へ伝達する機能を行う役割を果たす。ここで、スリップリング１１０は、後述する光ロータリージョイント１２０とは独立して配置され、仲介軸１４０上に配置される部品駆動部１４２に対応して回転動力トルクの伝達を受けることができるように構成される。このとき、スリップリング１１０は、図２の（ｂ）に示すように、振動なしに回転安定化を向上させるために光ロータリージョイント１２０とは独立した配置構造で構成されることにより、スリップリング１１０の部品の質量中心が常に回転軸上に存在するようにすることができる。

光ロータリージョイント１２０は、光ファイバー１２１のねじれを防止するための構成である。このような光ロータリージョイント１２０は、光信号を伝達するための多重モード光ファイバー１２１を含み、光ファイバー１２１は、融合スキャニングシステムの超音波トランスデューサーの方向にレーザーを伝達する機能を行う役割を果たす。ここで、光ロータリージョイント１２０は、前述したスリップリング１１０とは独立して配置され、仲介軸１４０上に配置される部品駆動部１４２に対応して回転動力トルクの伝達を受けることができるように構成される。このとき、光ロータリージョイント１２０は、図２の（ｂ）に示すように、振動なしに回転安定化を向上させるためにスリップリング１１０とは独立した配置構造で構成されることにより、光ロータリージョイント１２０の部品の質量中心が常に回転軸上に存在するようにすることができる。

モーター１３０は、スリップリング１１０及び光ロータリージョイント１２０に回転動力を伝達するための構成である。このようなモーター１３０は、医療装置の固定されたシステムと回転するカテーテルとの間で電気信号と光信号を伝達するスキャニングシステムに適用される通常の動力源の構成に該当するので、詳細な説明は省略する。

仲介軸１４０は、モーター１３０から発生する回転動力をスリップリング１１０と光ロータリージョイント１２０に伝達するが、モーター１３０とスリップリング１１０及び光ロータリージョイント１２０との回転を同期化するための構成である。このような仲介軸１４０は、図１に示すように、スリップリング１１０及び光ロータリージョイント１２０と並列的に配置できる。ここで、仲介軸１４０は、モーター１３０のモータープーリー１３１から回転動力トルクの伝達を受けるために仲介軸１４０上に配置される主駆動部１４１と、主駆動部１４１の配置された仲介軸１４０上に配置され、主駆動部１４１に伝達される回転動力トルクをスリップリング１１０と光ロータリージョイント１２０にそれぞれ伝達するための部品駆動部１４２とを含んで構成することができる。

また、仲介軸１４０は、融合スキャニングシステムへの新しい部品の追加の際に、これに対応して回転動力トルクを伝達するための部品駆動部１４２の追加による拡張を可能にすることができる。このような仲介軸１４０は、図４に示すように、モーター１３０のモータープーリー１３１と主駆動部１４１のプーリー間のギア比の調整によるモーター速度の非一定性を緩和させることができるように機能することもできる。また、モーター１３０のモータープーリー１３１または主駆動部１４１のプーリーのいずれかには、図６に示すように、モーター１３０の加速時には動力伝達が行われるものの、モーターの減速時にはベアリングの役割を果たして動力伝達が行われないようにしてモーター速度の非一定性を緩和させることができるようにする単一方向ベアリング１４３をさらに含んで構成することもできる。

本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置１００は、電線１１１のねじれを防止するためのスリップリング１１０と、スリップリング１１０と同一軸上に独立して配置され、光ファイバー１２１のねじれを防止するための光ロータリージョイント１２０と、モータープーリー１３１を備え、スリップリング１１０及び光ロータリージョイント１２０へ回転動力を伝達するためのモーター１３０と、モーター１３０から発生する回転動力をスリップリング１１０と光ロータリージョイント１２０へそれぞれ伝達するが、スリップリング１１０及び光ロータリージョイント１２０と並列的に配置され、モーター１３０とスリップリング１１０及び光ロータリージョイント１２０との回転を同期化するための仲介軸１４０とを含んで構成できる。ここで、仲介軸１４０は、モーター１３０のモータープーリー１３１から回転動力トルクの伝達を受けるために仲介軸１４０上に配置される主駆動部１４１と、主駆動部１４１の配置された仲介軸１４０上に配置され、主駆動部１４１に伝達される回転動力トルクをスリップリング１１０と光ロータリージョイント１２０にそれぞれ伝達するための部品駆動部１４２とを含んで構成することができる。また、モータープーリー１３１と主駆動部１４１のプーリーとの間、並びに部品駆動部１４２とこれに対応するスリップリング１１０及び光ロータリージョイント１２０のプーリーとの間はそれぞれのタイミングベルトで連結接続され、回転動力トルクを伝達することができるようにしている。

また、仲介軸１４０は、融合スキャニングシステムへの新しい部品の追加の際に、これに対応して回転動力トルクを伝達するための部品駆動部１４２の追加による拡張を可能にすることができ、モーター１３０のモータープーリー１３１または主駆動部１４１のプーリーのいずれかには、モーター１３０の加速時には動力伝達が行われるものの、モーターの減速時にはベアリングの役割を果たして動力伝達が行われないようにしてモーター速度の非一定性を緩和させることができるようにする単一方向ベアリング１４３をさらに含んで構成する。

図２は、本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置の仲介軸使用前と使用後の比較構成を示している。図２の（ａ）は、スキャニングシステムに備えられる２つの部品が直接締結される従来の場合であって、第２部品の中心軸が第１部品の回転軸と一致しない場合には、第２部品の中心軸は第１部品の回転軸を中心に回転しながら振動を発生させる一例の構成を示している。図２の（ｂ）は、スキャニングシステムに備えられる２つの部品が仲介軸１４０から独立してトルクの伝達を受ける本発明の場合であって、２つの部品間の回転軸及び中心軸が一致するか否かに関係なく、各部品の中心軸を一定に維持させることができ、これにより、回転安定化を図ることができ、画像の質の向上を図ることができる。

図３は本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置のギア比が同じである一例の構成を示す図であり、図４は本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置のギア比が増加した一例の構成を示す図である。図３及び図４はギア比の増加に伴う画像の回転誤差の補正を示す比較図である。一般に、モーターは完全に同じ速度を維持することはできない。この場合、モーターの速度と画像収集トリガーとの間の誤差が生じて画像が一方向に回転したりぶれたりする。これを補完するための方法として、図４に示すように、ギア比とモーターの速度を同じ割合で増加させると、駆動部のギアの回転速度は一定に維持しながら、モーター速度の非一定性による画像ぶれを同じ割合で減少させることができる。

図５は本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置の単一方向ベアリング使用前の構成を示す図、図６は本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置の単一方向ベアリング使用後の構成を示す図である。図５及び図６は、単一方向ベアリング１４３を用いて駆動部の速度偏差を減少させる比較の例を示す図であって、単一方向ベアリング１４３は、一回転方向には一般のベアリングと同様であるが、反対方向にはローラーが回転せず動力を伝達することができる部品である。すなわち、一般のタイミングプーリーを使用する場合、モーター軸の速度変化がそのままモーターのプーリーに伝達され、これは再び駆動部プーリーを経て最終的に駆動部軸に伝達される。図６に示すように、駆動部タイミングプーリーに単一方向ベアリングを挿入する場合、モーター１３０が加速する区間では、ベアリング内のローラーが回転せず一般のタイミングプーリーのように動力を伝達する役割を果たす。これに対し、モーター１３０が減速する区間では、反対の回転方向に力を受けることとなり、単一方向ベアリング１４３のローラーが回転し始めることにより動力伝達が行われなくなり、駆動部軸の速度は維持できる。

図７は本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための方法の駆動流れを示す図である。図７に示すように、本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための方法は、仲介軸の主駆動部のプーリーがモーターのモータープーリーを介して回転動力トルクの伝達を受ける段階（Ｓ１１０）と、仲介軸上に配置固定される複数の部品駆動部が主駆動部の回転動力トルクに応じて仲介軸上で回転する段階（Ｓ１２０）と、仲介軸上に配置固定される複数の部品駆動部がスリップリングと光ロータリージョイントへ回転動力トルクをそれぞれ伝達する段階（Ｓ１３０）とを含んで実現できる。

段階Ｓ１１０では、仲介軸１４０の主駆動部１４１のプーリーがモーター１３０のモータープーリー１３１を介して回転動力トルクの伝達を受け、段階Ｓ１２０では、仲介軸１４０上に配置固定される複数の部品駆動部１４２が主駆動部１４１の回転動力トルクに応じて仲介軸１４０上で回転し、段階Ｓ１３０では、仲介軸１４０上に配置固定される複数の部品駆動部１４２がスリップリング１１０及び光ロータリージョイント１２０へ回転動力トルクをそれぞれ伝達するように駆動できる。ここで、仲介軸１４０は、スリップリング１１０及び前記光ロータリージョイント１２０と並列的に配置され、モーター１３０とスリップリング１１０及び光ロータリージョイント１２０との回転を同期化する。

また、スリップリング１１０と光ロータリージョイント１２０は、それぞれが、仲介軸１４０上に配置される部品駆動部１４２それぞれに対応して回転動力トルクの伝達をそれぞれ受けることができるように、同一軸上に独立構造で配置できる。また、仲介軸１４０は、融合スキャニングシステムへの新しい部品の追加の際に、これに対応して回転動力トルクを伝達するための部品駆動部１４２の追加による拡張を可能にすることができる。また、仲介軸１４０は、モーター１３０のモータープーリー１３１と主駆動部１４１のプーリーとの間のギア比の調整によりモーター速度の非一定性を緩和させることができるように機能し、モーター１３０のモータープーリー１３１または主駆動部１４１のプーリーのいずれかには、モーター１３０の加速時には動力伝達が行われるものの、モーターの減速時にはベアリングの役割を果たして動力伝達が行われないようにしてモーター速度の非一定性を緩和させることができるようにする単一方向ベアリング１４３をさらに含んで構成することもできる。

上述したように、本発明の一実施形態に係る融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置及びその方法は、血管内光音響超音波スキャニングシステムにスリップリングと光ロータリージョイントを同一軸上に独立して配置し、スリップリング及び光ロータリージョイントと並列的に仲介軸を配置してモーターの回転動力トルクを伝達することができるように構成することにより、新しい部品の追加に対応するシステム構成の拡張性を高め、スリップリングと光ロータリージョイント部品の独立した動力伝達駆動制御による回転安定化を図るようにすることができ、特に、スキャニングシステムで並列的に配置される仲介軸を介してスリップリングと光ロータリージョイントの各部品に独立して回転動力トルクを伝達するように構成することにより、各部品を直接締結させる必要がなく、各部品の回転軸が一致しなくても回転速度さえ同じであれば、安定な回転が可能であり、特に機械的誤差により中心軸が一致していない場合に発生していた従来の振動問題を根本的に解決することができる。また、モーターの駆動プーリーまたは仲介軸上の主駆動部のプーリーのいずれかに単一方向ベアリングをさらに含んで構成することにより、モーターの回転動力トルクが変わり続けても、単一方向ベアリングによる一回転方向にのみ動力が伝達され、それに伴うモーター速度の非一定性による画像の質の低下を最小限に抑えることができる。

以上説明した本発明は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって様々な変形や応用が可能であり、本発明に係る技術的思想の範囲は、以下の特許請求の範囲によって定められるべきである。

１００ 本発明の一実施形態に係る回転安定化及び拡張性の向上のための装置
１１０ スリップリング
１１１ 電線
１２０ 光ロータリージョイント
１２１ 光ファイバー
１３０ モーター
１３１ モータープーリー
１４０ 仲介軸
１４１ 主駆動部
１４２ 部品駆動部
１４３ 単一方向ベアリング
Ｓ１１０ 仲介軸の主駆動部のプーリーがモーターのモータープーリーを介して回転動力トルクの伝達を受ける段階
Ｓ１２０ 仲介軸上に配置固定される複数の部品駆動部が主駆動部の回転動力トルクに応じて仲介軸上で回転する段階
Ｓ１３０ 仲介軸上に配置固定される複数の部品駆動部がスリップリングと光ロータリージョイントへ回転動力トルクをそれぞれ伝達する段階

Claims (20)

1. 融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置（１００）であって、
   電線（１１１）のねじれを防止するためのスリップリング（１１０）と、
   光ファイバー（１２１）のねじれを防止するための光ロータリージョイント（１２０）と、
   前記スリップリング（１１０）及び前記光ロータリージョイント（１２０）へ回転動力を伝達するためのモーター（１３０）と、
   前記モーター（１３０）から発生する回転動力を前記スリップリング（１１０）及び前記光ロータリージョイント（１２０）へ伝達し、前記モーター（１３０）と前記スリップリング（１１０）及び前記光ロータリージョイント（１２０）との回転を同期化するための仲介軸（１４０）とを含むことを特徴とする、融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置。
2. 前記スリップリング（１１０）は、
   超音波パルサー及びレシーバーからの電気信号をやり取りするための電線（１１１）を含み、
   前記電線（１１１）は、
   融合スキャニングシステムの超音波トランスデューサーに接続され、前記超音波トランスデューサーを介して得られた光音響信号を映像処理部へ伝達する機能を行うことを特徴とする、請求項１に記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置。
3. 前記光ロータリージョイント（１２０）は、
   光信号を伝達するための多重モード光ファイバー（１２１）を含み、
   前記光ファイバー（１２１）は、
   融合スキャニングシステムの超音波トランスデューサーの方向にレーザーを伝達する機能を行うことを特徴とする、請求項１に記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置。
4. 前記仲介軸（１４０）は、
   前記スリップリング（１１０）及び前記光ロータリージョイント（１２０）と並列的に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置。
5. 前記仲介軸（１４０）は、
   前記モーター（１３０）のモータープーリー（１３１）から回転動力トルクの伝達を受けるために前記仲介軸（１４０）上に配置される主駆動部（１４１）と、
   前記主駆動部（１４１）の配置された前記仲介軸（１４０）上に配置され、前記主駆動部（１４１）に伝達される回転動力トルクを前記スリップリング（１１０）と前記光ロータリージョイント（１２０）にそれぞれ伝達するための部品駆動部（１４２）とを含んで構成することを特徴とする、請求項４に記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置。
6. 前記スリップリング（１１０）と前記光ロータリージョイント（１２０）は、
   前記仲介軸（１４０）上に配置される前記部品駆動部（１４２）それぞれに対応して回転動力トルクの伝達を受けることができるように、それぞれが独立した構造で配置されることを特徴とする、請求項５に記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置。
7. 前記スリップリング（１１０）と前記光ロータリージョイント（１２０）は、
   振動なしに回転安定化が向上するようにそれぞれが独立した配置構造で構成され、前記スリップリング（１１０）と前記光ロータリージョイント（１２０）の部品の質量中心が常に回転軸上に存在することを特徴とする、請求項６に記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置。
8. 前記仲介軸（１４０）は、
   融合スキャニングシステムへの新しい部品の追加の際に、これに対応して回転動力トルクを伝達するための部品駆動部（１４２）の追加による拡張を可能にすることを特徴とする、請求項５に記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置。
9. 前記仲介軸（１４０）は、
   前記モーター（１３０）のモータープーリー（１３１）と前記主駆動部（１４１）のプーリーとの間のギア比の調整によりモーター速度の非一定性を緩和させることができるように機能することを特徴とする、請求項８に記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置。
10. 前記モーター（１３０）のモータープーリー（１３１）または主駆動部（１４１）のプーリーのいずれかには、
    前記モーター（１３０）の加速時には動力伝達が行われるものの、前記モーターの減速時にはベアリングの役割を果たして動力伝達が行われないようにしてモーター速度の非一定性を緩和させることができるようにする単一方向ベアリングをさらに含んで構成することを特徴とする、請求項９に記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置。
11. 融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置（１００）であって、
    電線（１１１）のねじれを防止するためのスリップリング（１１０）と、
    前記スリップリング（１１０）と同一軸上に独立して配置され、光ファイバー（１２１）のねじれを防止するための光ロータリージョイント（１２０）と、
    モータープーリー（１３１）を備え、前記スリップリング（１１０）及び前記光ロータリージョイント（１２０）へ回転動力を伝達するためのモーター（１３０）と、
    前記モーター（１３０）から発生する回転動力を前記スリップリング（１１０）及び前記光ロータリージョイント（１２０）へそれぞれ伝達し、前記スリップリング（１１０）及び前記光ロータリージョイント（１２０）と並列的に配置され、前記モーター（１３０）と前記スリップリング（１１０）及び前記光ロータリージョイント（１２０）との回転を同期化するための仲介軸（１４０）とを含み、
    前記仲介軸（１４０）は、
    前記モーター（１３０）のモータープーリー（１３１）から回転動力トルクの伝達を受けるために前記仲介軸（１４０）上に配置される主駆動部（１４１）と、前記主駆動部（１４１）の配置された前記仲介軸（１４０）上に配置され、前記主駆動部（１４１）に伝達される回転動力トルクを前記スリップリング（１１０）と前記光ロータリージョイント（１２０）にそれぞれ伝達するための部品駆動部（１４２）とを含んで構成し、
    前記モータープーリー（１３１）と前記主駆動部（１４１）のプーリーとの間、並びに前記部品駆動部（１４２）とこれに対応する前記スリップリング（１１０）及び光ロータリージョイント（１２０）のプーリーとの間はそれぞれのタイミングベルトで連結接続され、回転動力トルクを伝達することを特徴とする、融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置。
12. 前記仲介軸（１４０）は、
    融合スキャニングシステムへの新しい部品の追加の際に、これに対応して回転動力トルクを伝達するための部品駆動部（１４２）の追加による拡張を可能にすることを特徴とする、請求項１１に記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置。
13. 前記モーター（１３０）のモータープーリー（１３１）または主駆動部（１４１）のプーリーのいずれかには、
    前記モーター（１３０）の加速時には動力伝達が行われるものの、前記モーターの減速時にはベアリングの役割を果たして動力伝達が行われないようにしてモーター速度の非一定性を緩和させることができるようにする単一方向ベアリング（１４３）をさらに含んで構成することを特徴とする、請求項１２に記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための装置。
14. スリップリング（１１０）、光ロータリージョイント（１２０）、モーター（１３０）及び仲介軸（１４０）を含む融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための方法であって、
    （１）仲介軸（１４０）の主駆動部（１４１）のプーリーがモーター（１３０）のモータープーリー（１３１）を介して回転動力トルクの伝達を受ける段階と、
    （２）前記仲介軸（１４０）上に配置固定される複数の部品駆動部（１４２）が前記主駆動部（１４１）の回転動力トルクに応じて仲介軸（１４０）上で回転する段階と、
    （３）前記仲介軸（１４０）上に配置固定される前記複数の部品駆動部（１４２）が前記スリップリング（１１０）と前記光ロータリージョイント（１２０）へ回転動力トルクをそれぞれ伝達する段階とを含むことを特徴とする、融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための方法。
15. 前記仲介軸（１４０）は、
    前記スリップリング（１１０）及び前記光ロータリージョイント（１２０）と並列的に配置されることを特徴とする、請求項１４に記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための方法。
16. 前記仲介軸（１４０）は、
    前記モーター（１３０）と前記スリップリング（１１０）及び前記光ロータリージョイント（１２０）との回転を同期化することを特徴とする、請求項１５に記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための方法。
17. 前記スリップリング（１１０）と前記光ロータリージョイント（１２０）は、
    それぞれが、前記仲介軸（１４０）上に配置される前記部品駆動部（１４２）それぞれに対応して回転動力トルクの伝達をそれぞれ受けることができるように、同一軸上に独立した構造で配置されることを特徴とする、請求項１４乃至１６のいずれかに記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための方法。
18. 前記仲介軸（１４０）は、
    融合スキャニングシステムへの新しい部品の追加の際に、これに対応して回転動力トルクを伝達するための部品駆動部（１４２）の追加による拡張を可能にすることを特徴とする、請求項１７に記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための方法。
19. 前記仲介軸（１４０）は、
    前記モーター（１３０）のモータープーリー（１３１）と前記主駆動部（１４１）のプーリー間のギア比の調整によりモーター速度の非一定性を緩和させることができるように機能することを特徴とする、請求項１７に記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための方法。
20. 前記モーター（１３０）のモータープーリー（１３１）または主駆動部（１４１）のプーリーのいずれかには、
    前記モーター（１３０）の加速時には動力伝達が行われるものの、前記モーターの減速時にはベアリングの役割を果たして動力伝達が行われないようにしてモーター速度の非一定性を緩和させることができるようにする単一方向ベアリング（１４３）をさらに含んで構成することを特徴とする、請求項１９に記載の融合スキャニングシステムの回転安定化及び拡張性の向上のための方法。

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