JP2020513259A - 小型センサに対する電気接続 - Google Patents

Abstract

導体装置が、小型センサに対する接続用に提供される。第１及び第２の導体ワイヤが、スペーサにより離間される。ワイヤ長さ方向に垂直な、前記導体装置の最大横寸法が、５００μｍより小さい。離間は、前記小型センサに対する接続を行うためにワイヤ折り曲げプロセスが実行されることを必要としないことを意味する。

Description

本発明は、小型センサに関し、特にこのようなセンサに対する電気接続に関する。一例は、ガイドワイヤの端部に取り付けられたセンサである。

ガイドワイヤは、低侵襲介入中に目標領域までカテーテルを進めるのに使用されることができる。例えば、ガイドワイヤは、低侵襲心臓血管介入中にカテーテルを心臓まで進めるのに使用される。

多くの低侵襲心臓血管介入は、診断用又は治療用搭載機器（例えば、造影剤、圧力トランスデューサ、バルーン、ステント等）とともに血管を通って進められることができる細長い管であるカテーテルを用いて実行される。

様々な理由により、例えば血管形状のねじれ又は血管閉塞を許容するために、ガイドワイヤが、診断用又は治療用カテーテルの導入の前に介入の目標領域まで進められてもよい。

ガイドワイヤは、典型的には、前記ガイドワイヤの端部上の前記診断用又は治療用カテーテルの装填及び前記目標領域に到達するための前記ガイドワイヤ上の前記カテーテルの前進を容易化する特別に設計された材料特性を持つ細いワイヤである。

これらの処置は、一般的には、前記カテーテル及びガイドワイヤの二次元（２Ｄ）投影画像を描くリアルタイムＸ線撮像を用いてガイドされる。しかしながら、Ｘ線撮像を用いる課題は、患者及び医師に対する電離放射線及び撮像の２Ｄ性質を含む。

既知の代替案は、有害な放射線の必要性なしで医療器具の完全な三次元（３Ｄ）形状情報を提供しうる光学的形状感知技術である。例えば、距離に対する特定の幾何学的配向においてファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）ファイバの複数のコアを結合することにより光ファイバを使用して空間的に感知できる折り曲げ及びねじれ感知を実施することが、既知である。

ガイドワイヤの一部として光センサを設け、前記ガイドワイヤの長さに沿って延在する光ファイバに沿った信号を送ることも、既知である。例えば、血流予備量比（ＦＦＲ）感知が、光ファイバ感知を使用して実施されてもよい。したがって、感知目的のガイドワイヤの使用が、周知である。

流れを測定するＣＭＵＴ（容量性マイクロマシン超音波トランスデューサ）、圧力感知圧電性結晶又は温度センサのような、電気的センサをガイドワイヤの先端に設けることも、既知である。センサは、例えば超音波プローブからの超音波信号を取得することにより、追跡装置としてガイドワイヤの先端において使用されることもありうる。超音波のタイミング及び方向に基づいて、体内の位置が、計算されることができる。ＰＶＤＦトランスデューサは、この目的で使用されうる。

本発明は、特に電気的センサ及びこのような電気的センサに対して作成されることを必要とする電気接続に関する。

先端におけるセンサは、信号伝達導体線に接続されることを必要とし、これらの接続は、小さな空間において作成されることを必要とする。例として、導体線のセットの幅は、１００−２００マイクロメートルのオーダでありうる。更に、導体線は、センサに電力を提供してもよい。

導体線のセットは、典型的には、横並び（side-by-side）の絶縁された電気ワイヤの対を有してもよい。これらは、端部においてむき出しにされることを必要とし、裸のワイヤが、この場合、従来は、広げられ、はんだ付け又は溶接によりセンサモジュールのパッドに接続される。

関与する寸法のため、この接続プロセスは、複雑であり、センサパッドに接続するのに要求されるワイヤ折り曲げは、ワイヤ品質、したがって製品品質を低下する可能性がある。

したがって、このタイプの小型センサに対する改善された電気接続構成に対する必要性が存在する。

本発明は、請求項により規定される。

本発明の一態様による例によると、小型センサに対する接続に対する導体装置（conductor arrangement）が、提供され、前記導体装置は、
第１の導体ワイヤと、
第２の導体ワイヤと、
前記第１及び第２の導体ワイヤに結合され、前記第１及び第２の導体ワイヤの間に絶縁スペーサを形成するダミーワイヤであって、前記第１及び第２の導体ワイヤ並びに前記ダミーワイヤが、平坦な導体アレイを形成する、当該ダミーワイヤと、
を有し、
ワイヤ長さ方向に垂直な前記導体装置の最大横寸法が、５００μｍより小さい。

この導体装置は、離間されたワイヤの対を提供する。離間は、前記小型センサに対する接続を行うためにワイヤ折り曲げプロセスが実行される必要がないことを意味する。特に、小さなワイヤ寸法、したがって損傷しやすさの結果として、小型センサに対するこのワイヤ結合プロセスを避けることが、望ましい。

前記第１及び第２の導体ワイヤは、好ましくは、金属コア及び絶縁シュラウドを各々有する。各金属コアは、例えば、１００μｍより小さい、例えば５０μｍより小さい寸法を持ち、各絶縁シュラウドは、４０μｍより小さい、例えば２０μｍより小さい厚さを持つ。

前記スペーサは、絶縁円筒を有してもよい。この絶縁円筒は、２つの前記導体ワイヤの間のダミーワイヤであると見なされてもよく、これは、前記導体ワイヤの間の所望の間隔を達成するように選択される直径を持つ。前記ダミーワイヤの直径は、好ましくは、前記導体ワイヤのものと同じであり、全体的な構成は、この場合、寸法的に同等の円筒のセット（いくつかの導電性、１以上の非導電性）を一緒に結合することにより形成される。より大きい空間が必要とされる場合、第２のダミーワイヤが、加えられることができる。

ダミーワイヤの使用は、一様な間隔を提供する実用的な方法を提供する。特に、前記ダミーワイヤの角度的配向は、全体的な構造を形成するように前記ダミーワイヤを前記導体ワイヤと結合するときに可能にされることができる。これは、所望の小さな寸法における全体的な導体装置の製造を単純化する。

正確に２つの導体ワイヤが存在してもよい。

本発明は、センサ装置（sensor arrangement）をも提供し、前記センサ装置は、
第１及び第２の接続パッドを持つセンサモジュールと、
上で規定された導体装置であって、前記第１及び第２の導体ワイヤが、前記接続パッドのそれぞれに接続される裸の端部を有する、当該導体装置と、
を有する。

これは、接続されたセンサモジュール及び導体装置を規定する。前記導体ワイヤの裸の端部は、好ましくは、前記センサに対する接続を行うのに折り曲げが必要とされないようにまっすぐである。

各裸の端部は、はんだ付け又は溶接によりそれぞれの接続パッドに接続されうる。

前記第１及び第２の導体ワイヤのピッチは、好ましくは、前記第１及び第２の接続パッドのピッチに等しい。これは、折り曲げが必要とされないことを意味する。前記ピッチは、例えば３０乃至２００μｍである。

前記センサモジュールは、例えば、圧力センサ及び／又は流れセンサ及び／又は温度センサを有する。

前記センサ装置は、ガイドワイヤセンサ装置を有してもよい。センサ情報は、この場合、前記ガイドワイヤ上でフィードされるカテーテルを使用する手順の前に使用される。

本発明は、上で規定されたセンサ装置を有する、カテーテルに対するガイドワイヤをも提供する。

本発明は、
上で規定されたガイドワイヤと、
前記ガイドワイヤ上でガイドされるように構成されたカテーテル又はステントと、
を有する、カテーテル又はステントシステムをも提供する。

本発明の例は、ここで添付の図面を参照して詳細に記載される。

導体装置とセンサとの間の従来の接続を示す。 センサ装置を形成する本発明の一例による導体装置とセンサとの間の接続を示す。 図２の導体装置を断面において示す。 ガイドワイヤを断面において示す。 図２のセンサ装置を使用するガイドワイヤ及びカテーテルシステムを示す。

本発明は、小型センサに対する接続に対する導体装置を提供する。第１及び第２の導体ワイヤは、スペーサにより離間される。ワイヤの長さ方向に垂直な、前記導体装置の最大横寸法は、５００μｍより小さい。離間は、前記小型センサに対する接続を行うためにワイヤ折り曲げプロセスが実行される必要がないことを意味する。

本発明は、特に、ガイドワイヤセンサに関心がある。

バイファイラ（bifilar）及びマルチファイラ（multifilar）ワイヤは、ガイドワイヤにおいて、前記ガイドワイヤの先端における前記センサを、信号処理及び分析が行われる前記ガイドワイヤの後ろ（近位）側に接続するのに使用される。

これらの極度に小さいワイヤは、典型的には、対、トリプレット又は複数ワイヤバンドルの絶縁された導体を結合することにより作成される。前記導体の間のギャップは、個別の導体の絶縁厚さにより決定され、例えばほんの数マイクロメートルである。

センサ上の結合パッドの典型的なピッチは、３０乃至２００マイクロメートル、例えば３０乃至６０マイクロメートルの範囲内である。これは、ワイヤ内の導体が、折り曲げプロセスにより所望のピッチにされなければならないことを意味する。この結合プロセスは、複雑であり、ワイヤ及び製品品質を低下する可能性がある。

図１は、導体コア４及び絶縁シュラウド６を各々持つ２つの導体ワイヤを持つ従来の導体装置２に接続されたセンサ１を示す。導体装置２は、各ワイヤの周りの絶縁シュラウド６により接続された、結合されたワイヤの対として形成される。

左の画像に示されるように、絶縁シュラウド６は、裸のワイヤ端部を形成するように端部領域から取り外される。

裸のワイヤ部分は、次いで、真ん中の画像に示されるように曲げ部８において離れるように折り曲げられ、ワイヤ間隔は、結合パッドピッチに対応する。

右の画像は、センサモジュール１の結合パッド１０に接続された前記裸の端部を示す。この接続は、はんだ付け又は溶接によるものでありうる。

図２は、本発明による導体装置２０に対する同様のセンサ接続を示す。同じコンポーネントは、図１と同じ参照番号を与えられる。

導体装置２０は、２つの導体ワイヤの間にスペーサ２２を持つ。前記スペーサは、全て一緒に結合されうるように前記２つのワイヤの絶縁シュラウド６と同じ材料で形成されてもよい。前記スペーサは、前記２つの導体ワイヤの間のダミー（すなわち非導通）ワイヤの形を持ちうる。このようにして、ワイヤトリプレット又はワイヤバンドルを形成する標準的なプロセスが、前記導体ワイヤ及びスペーサに適用されてもよい。

この設計は、前記センサ上の結合パッド１０のピッチと同じピッチを持つ前記導体ワイヤを形成する前記折り曲げプロセス（図１の真ん中の画像）の必要をなくす。

前記導体ワイヤからの絶縁６の取り外し中に、前記スペーサも、取り外される。この剥ぎ取りプロセスは、例えば、有機絶縁物を取り除くが前記導体ワイヤの金属コアを攻撃しない波長を持つレーザにより実行される。２４８ｎｍの波長を持つエキシマレーザは、１つのオプションである。

図３は、前記導体装置の断面を示す。金属コア４及び絶縁シュラウド６を各々持つ２つの導体ワイヤ３０、３２が存在する。スペーサ２２は、シュラウド６と結合される。前記スペーサは、本例において円筒として示され、したがって、前記導体ワイヤの間のダミーワイヤとして機能する。前記シュラウドとの結合は、一体化構造を作成する。

例として、前記導体装置の合計幅ｗは、１２５μｍでありうる。各導体ワイヤのコア４は、３０μｍの直径及び５μｍのシュラウド厚さを持ちうる。中心スペーサは、各導体ワイヤと同じ４０μｍの合計直径を持つ。これは、示された例において、７５μｍのピッチを与える。

円筒スペーサ設計は、設けられた間隔が前記スペーサの向きと独立であるので、好適である。これは、導体ワイヤ及びスペーサの一群が、導体ワイヤの従来のセットと同じように結合されうることをも意味する。

中心スペーサ円筒の直径は、したがって、好ましくは、前記導体ワイヤの直径と同じであり、これらは、一緒に結合される前に一次元（平坦）アレイに、より容易に形成されうる。より大きい空間が、前記導体ワイヤの間で必要とされる場合、第２のダミーワイヤが、例えば、設けられてもよい。前記導体ワイヤの直径は、同じ直径の１以上のスペーサが、所要の結合パッド間隔を生じるように、選択されてもよい。

個別の導電体は、例えば、（溶媒内の）液体として材料を塗布し、続いて硬化ステップによりポリアミド又はポリイミドで絶縁される。

バイファイラ構造は、例えば、２つの絶縁されたワイヤ及びダミースペーサワイヤを、例えばエポキシを使用してこれらのワイヤを結合するプロセスにフィードすることにより作成される。

前記スペーサは、したがって、好ましくは、ダミーワイヤの形式を持ち、これは、結合された全体的な構造を形成するときに従来のワイヤであるかのように加工されることができる。これは、所望の小さい寸法のマルチファイラワイヤのアレイに対する標準的な結合プロセスが使用されうることを意味する。

しかしながら、前記スペーサは、理論的には、前記導体ワイヤの間の所望の間隔を維持するのに適したいかなる形状をも持ちうる。各ワイヤ３０、３２の外径に等しい又はそれより小さい幅のバー形状を持ちうる。このような場合に、前記スペーサは、個別の導体ワイヤのコアの周りに絶縁シュラウドを設けるステップの一部として前記導体ワイヤの絶縁シュラウドと一体で形成されてもよい。

図示された例は、２つの導体ワイヤを持つ。しかしながら、２より多い導体ワイヤが存在してもよい。複数の導体ワイヤは、好ましくは、平坦なアレイとして形成され、前記導体ワイヤは、前記導体装置を変形する必要なしに結合パッドの平面アレイに取り付けられうる。

本発明は、センサのパッドのピッチに等しいピッチを持つ導体ワイヤを持つことに利益が存在するいかなる応用にも使用されうる。上で説明されたように、本発明は、小型センサ及び導体ワイヤに特に関心がある。寸法のセットの一例は、上で与えられている。

より一般的には、各金属コアは、１００μｍより小さい、例えば５０μｍより小さい直径を持ち得、各絶縁シュラウドは、４０μｍより小さい、例えば２０μｍより小さい厚さを持ちうる。合計幅ｗは、典型的には、５００μｍより小さい。

特に関心のある１つの分野は、カテーテル又はステント送達システムのガイドワイヤの一部として使用するガイドワイヤセンサである。

図４は、導電体構成４２が中を通る外側シース４０を有する、ガイドワイヤの断面を示す。例えば光センサからの光信号に対する光ファイバ４４が、存在してもよい。

図５は、関心領域５２内で、先端においてセンサ１を持つガイドワイヤ５０を有するカテーテルシステムを示す。カテーテル５４は、ガイドワイヤ５０の周りでガイドされる。信号処理システム５６は、光及び電気センサ素子を持ちうるセンサ１から信号を受信する。前記ガイドワイヤの長さに沿って分散されたセンサ素子が存在してもよい。

ステントシステムは、同様に機能してもよく、ステントは、前記ガイドワイヤに沿って送達される。

センサタイプのいくつかの例は、上で与えられている。圧力感知ＭＥＭＳ、流れ感知ＭＥＭＳ、気圧計ＭＥＭＳのような、ガイドワイヤシステムの一部として設けられうる様々なＭＥＭＳセンサ装置が、存在する。電気接続は、アンテナ又は電子撮像構成に対して同様に行われうる。上で説明されたワイヤ接続ソリューションは、これらの可能なセンサの全てに適用されうる。

上の例は、前記ガイドワイヤの先端に前記センサを配置する。前記センサは、代わりに、前記ガイドワイヤの端部から奥まって配置され、例えば前記ガイドワイヤの側壁内に埋め込まれてもよい。

前記ガイドワイヤが使用される様式及び前記カテーテルシステムの詳細は、従来の方法及びシステムが使用されるので、詳細には記載されない。

本発明は、例えば（ガイドワイヤを必要としない）カテーテル、又は針若しくは他の小径検査プローブの先端におけるセンサに対する、いかなる小型センサシステムにも適用されうる。このような感知に対する医療及び非医療応用が存在する。

開示された実施例に対する他の変形例は、図面、開示及び添付の請求項の検討から、請求された発明を実施する当業者により理解及び達成されることができる。請求項において、単語「有する」は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を除外しない。特定の方策が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。請求項内のいかなる参照符号も、範囲を限定するように解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. 小型センサに対する接続用の導体装置において、前記導体装置が、
   第１の導体ワイヤと、
   第２の導体ワイヤと、
   前記第１及び第２の導体ワイヤに結合され、前記第１及び第２の導体ワイヤの間に絶縁スペーサを形成するダミーワイヤであって、前記第１及び第２の導体ワイヤ並びに前記ダミーワイヤが平坦な導体アレイを形成する、当該ダミーワイヤと、
   を有し、
   ワイヤ長さ方向に垂直な、前記導体装置の最大横寸法が、５００μｍより小さい、
   導体装置。
2. 前記第１及び第２の導体ワイヤが、金属コア及び絶縁シュラウドを各々有する、請求項１に記載の導体装置。
3. 各金属コアが、１００μｍより小さい、例えば５０μｍより小さい直径を持つ、請求項２に記載の導体装置。
4. 各絶縁シュラウドが、４０μｍより小さい、例えば２０μｍより小さい厚さを持つ、請求項２又は３に記載の導体装置。
5. 前記スペーサが、絶縁円筒を有する、請求項２、３又は４に記載の導体装置。
6. 前記スペーサが、各導体ワイヤの外径に等しい外径を持つ、請求項５に記載の導体装置。
7. 正確に２つの導体ワイヤが存在する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の導体装置。
8. 第１及び第２の接続パッドを持つセンサモジュールと、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の導体装置であって、前記第１及び第２の導体ワイヤが、前記接続パッドのそれぞれに接続される裸の端部を各々有する、当該導体装置と、
   を有するセンサ装置。
9. 前記裸の端部が、まっすぐである、請求項８に記載のセンサ装置。
10. 各裸の端部が、はんだ付け又は溶接により前記それぞれの接続パッドに接続される、請求項８又は９に記載のセンサ装置。
11. 前記第１及び第２の導体ワイヤのピッチが、前記第１及び第２の接続パッドのピッチに等しく、例えば前記ピッチが３０乃至２００μｍである、請求項８、９又は１０に記載のセンサ装置。
12. 前記センサモジュールが、圧力センサ及び／又は流れセンサ及び／又は温度センサ及び／又は超音波トランスデューサを有する、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載のセンサ装置。
13. ガイドワイヤセンサ装置を有する、請求項８乃至１２のいずれか一項に記載のセンサ装置。
14. 請求項８乃至１３のいずれか一項に記載のセンサ装置を有するガイドワイヤ。
15. 請求項１４に記載のガイドワイヤと、
    前記ガイドワイヤ上でガイドされるカテーテル又はステントと、
    を有するカテーテル又はステントシステム。

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