JP5690343B2 - 超音波診断装置、システム及び作動方法 - Google Patents
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Description
近接端部と遠方端部と長さ方向に沿う長軸とを有する細長い手段と、
前記遠方端部に位置しかつ前記細長い手段の内側にある音響放射を行う1つ以上の超音波トランスデューサと、
前記音響放射の放射経路に位置し、音響放射にとって実質的に透明である伝送要素と
を有し、前記伝送要素及び前記1つ以上の超音波トランスデューサは、前記伝送要素及び前記超音波トランスデューサの間の音響経路長が、前記遠方端部に働く接触力とともに変化するように設けられている、超音波診断装置である。
近接端部と遠方端部とを有する長軸に沿って伸びる細長い手段と、
前記遠方端部に位置しかつ前記細長い手段の中にある音響放射を行う1つ以上の超音波トランスデューサと、
前記音響放射の放射経路に位置し、音響放射にとって実質的に透明である伝送要素と
を有し、前記伝送要素及び前記1つ以上の超音波トランスデューサは、前記伝送要素及び前記1つ以上の超音波トランスデューサの間の音響経路長が、前記遠方端部にかかる接触力とともに変化するように設けられている、超音波診断装置である。
前記1つ以上のトランスデューサを生成モードで動作させることで音響放射を生成し、
前記1つ以上のトランスデューサを検出モードで動作させることで反射した音響放射を検出し、
前記反射した音響放射から、前記伝送要素及び前記超音波トランスデューサの間の前記音響経路長を検出し、
検出した前記音響経路長から接触力を判定するステップを有する方法である。
本発明は本発明の実施形態に従う監視システムを有するRFアブレーションカテーテルに関連して説明される。しかしながらそのような用途は有用ではあるが、本発明はその用途に限定されない。すなわち、本医療装置は、超音波トランスデューサを利用しかつ或る構造形態を使用する任意の装置に関連して使用されてよい。その任意の装置は、伝送要素及び超音波トランスデューサ間の音響経路長が遠方端部にかかる接触力とともに変化することが可能な装置である。
F=(Y・ΔL・A)/L
ここで、Fは接触力であり、Lは圧縮されていないカラーの長さであり、Aは圧縮カラーの断面積である。この数式は、R/t<10である場合に成立し、Rはカラーの半径であり、tはカラーの厚みである。この数式は例えばt=0.2mmのカラーの厚みを有する直径2.5mmのカテーテルに適用されてもよい。R/t>10の場合は以下の数式が適用される:
F=(Y・ΔL・t)/L
20MHzの超音波画像の場合、解像度は0.04mmであり、従って距離変動は正確に測定できるものよりも大きい。7.5F画像処理カテーテルの場合、0.15MPaのヤング率の材料でできている長さ3mmの圧縮カラーは、接触圧力が5グラム(〜0.05N)増える毎に0.05mmのΔLだけ圧縮される。シリコンエラストマ、何らかの種類のゴム及び非常に低密度のポリエチレン(LDPE)は、この範囲内のヤング率を有し、生体適合性(biocompatible)がある。有利なことに、シリコンエラストマは、-70ないし250℃の範囲内の熱抵抗を有し、ゴム及びLDPEは100℃までの熱抵抗しか示さない。しかしながらこの温度は全てではないにしてもほとんどのアブレーション用途にとって充分である。カラーの厚み及び弾性は重要である。接触圧力が5g変化する毎に僅か0.05mmしか変化しないΔLは、カテーテルの先端における動作(すなわち、感じられる柔らかさ、柔軟性等)に無視できる程度の影響しか及ぼさない。一実施形態において、最も近い5g単位で丸められた接触圧力が使用されてもよい。この情報は、医者が10-20gの最適な範囲内に接触力を維持できるようにする。圧縮カラーが構造的な支持を要する場合、内部表面に沿うスプリング状のブレイド(braid)により補強してもよい。一実施形態において、圧縮要素の材料は、0.05MPaないし0.30MPaの範囲内(例えば0.1MPaないし0.25MPaの範囲内、0.15MPaないし0.2MPaの範囲内等)にあるヤング率を有する。一実施形態において、カラーの厚みは0.05mmないし0.5mmの範囲内にあり、例えば0.1mmないし0.4mmの範囲内、0.2mmないし0.3mmの範囲内にある。一実施形態において、圧縮要素の材料は、圧縮要素が0.05Nないし0.5Nの範囲内(例えば、0.1Nないし0.4Nの範囲内、0.2Nないし0.3Nの範囲内)の圧縮力によって圧縮されるように選択される。
Claims (15)
- 近接端部と遠方端部と長さ方向に沿う長軸とを有する細長い手段と、
前記遠方端部に位置しかつ前記細長い手段の内側にある複数の超音波トランスデューサであって、該複数の超音波トランスデューサの各々は前記細長い手段の内側で異なる方向に音響放射を行う、複数の超音波トランスデューサと、
前記音響放射の放射経路に位置し、音響放射にとって実質的に透明である伝送要素と
を有し、前記伝送要素及び前記複数の超音波トランスデューサは、前記伝送要素及び前記複数の超音波トランスデューサの間の音響経路長が、前記遠方端部に働く接触力とともに変化するように設けられ、前記音響経路長が検出されるとき、検出された音響経路長から前記接触力が判定される、超音波診断装置。 - 前記伝送要素が、前記超音波トランスデューサに面する背面と反対側に面する正面とを有し、前記音響経路長が、前記伝送要素の前記背面の表面又は前記伝送要素の前記正面の表面から反射した音響放射に基づいて検出される、請求項1記載の超音波診断装置。
- 当該超音波診断装置が前記遠方端部に設けられた圧縮要素を更に有し、前記圧縮要素は作用する圧縮力の関数として変化することが可能であり、前記音響経路長は前記圧縮要素のサイズの関数として変化する、請求項1記載の超音波診断装置。
- 前記圧縮要素は、0.05Nないし0.5Nの範囲内の圧縮力によって圧縮可能である、請求項3記載の超音波診断装置。
- 前記圧縮要素が前記細長い手段内に組み込まれている、請求項3記載の超音波診断装置。
- 前記圧縮要素は、前記伝送要素内に組み込まれている又は前記伝送要素に取り付けられている1つ以上の圧縮要素の形式に設けられている、請求項3記載の超音波診断装置。
- 前記伝送要素は、1つ以上の圧縮要素によって前記細長い手段の前記遠方端部に取り付けられており、前記細長い手段及び前記伝送要素の間の領域が、該領域を覆う弾性材料によりカバーされている、請求項1記載の超音波診断装置。
- 当該超音波診断装置が少なくとも2つの超音波トランスデューサを有し、第1の超音波トランスデューサは前記長軸に沿って音響放射を出力し、少なくとも1つの第2の超音波トランスデューサは前記長軸に対して傾斜している軸に沿って音響放射を出力し、前記伝送要素及び前記第1の超音波トランスデューサの間の音響経路長が検出され、前記伝送要素及び前記少なくとも第2の超音波トランスデューサの間の音響経路長が検出され、前記長軸に沿った及び前記長軸に対して傾斜している少なくとも1つの軸に沿った音響経路長の変動を検出する、請求項1記載の超音波診断装置。
- 前記伝送要素は、音響放射に対して実質的に透明なポリマを用いたボディ部を有し、音響放射に対して実質的に透明な電極でカバーされている、請求項1記載の超音波診断装置。
- 前記伝送要素が身体組織の処置に対する処置モダリティを有する、請求項1記載の超音波診断装置。
- 当該超音波診断装置が、一体化されたアブレーション電極を有する超音波カテーテルであり、前記伝送要素は前記一体化されたアブレーション電極を有する、請求項1記載の超音波診断装置。
- 近接端部と遠方端部と長さ方向に沿う長軸とを有する細長い手段と、
前記遠方端部に位置しかつ前記細長い手段の内側にある複数の超音波トランスデューサであって、該複数の超音波トランスデューサの各々は前記細長い手段の内側で異なる方向に音響放射を行う、複数の超音波トランスデューサと、
前記音響放射の放射経路に位置し、音響放射にとって実質的に透明である伝送要素と、
前記超音波トランスデューサに動作可能に接続されたコントローラユニットと
を有し、前記伝送要素及び前記複数の超音波トランスデューサは、前記伝送要素及び前記複数の超音波トランスデューサの間の音響経路長が、前記遠方端部に働く接触力とともに変化するように設けられており、前記コントローラユニットは、前記複数の超音波トランスデューサ及び前記伝送要素の間の前記音響経路長を検出し、かつ検出した前記音響経路長から接触力を判定する、システム。 - 前記伝送要素が身体組織の処置に対する処置モダリティを更に有し、前記処置モダリティが前記コントローラユニットに動作可能に接続され、前記処置モダリティが予め指定されている接触力の範囲内で動作するように制御可能である、請求項12記載のシステム。
- 医療装置の作動方法であって、前記医療装置は、
近接端部と遠方端部と長さ方向に沿う長軸とを有する細長い手段と、
前記遠方端部に位置しかつ前記細長い手段の内側にある複数の超音波トランスデューサであって、該複数の超音波トランスデューサの各々は前記細長い手段の内側で異なる方向に音響放射を行う、複数の超音波トランスデューサと、
前記音響放射の放射経路に位置し、音響放射にとって実質的に透明である伝送要素とを有し、当該作動方法は、
前記複数の超音波トランスデューサを生成モードで動作させることで音響放射を生成し、
前記複数の超音波トランスデューサを検出モードで動作させることで反射した音響放射を検出し、
前記反射した音響放射から、前記伝送要素及び前記超音波トランスデューサの間の音響経路長を検出し、
検出した前記音響経路長から接触力を判定するステップを有する、作動方法。 - データストレージ手段を有する少なくとも1つのコンピュータを有するコンピュータシステムに、請求項14に記載の作動方法を実行させるコンピュータプログラム。
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