JP6154027B2 - 超音波トランスデューサ方向制御 - Google Patents
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Description
この出願は、2013年1月4日に提出され引用によりこの明細書中に援用される米国仮特許出願番号第61/748,774号の利点を主張する。
本開示は、血管内部などの身体領域を画像化するように超音波を用いるための装置および方法を含む、人体内で超音波を使用するための装置および方法に関する。
超音波技術は、身体内部の画像提供を含み得る、治療および診断の医学的手法に用いられてきた。たとえば、血管の状態および/または血管内に配置された装置の配置もしくは状態を調べるために血管内で超音波画像化を行使するための装置が提案されてきた。しかしながら、このような装置にはいくつかの問題が残されている。たとえば、このような多くの装置によって、組織の断面の画像または該当する他の部分の画像、すなわち血管内部を薄くスライスして得られた円盤状の画像、が得られるが、最善の状態の下であっても、その中心部分が超音波ビームの範囲から外れている。他のいくつかの装置においては、超音波ビームは、長手方向軸に対して実質的に垂直ではない固定された角度(たとえば、45度)で方向付けられる。この場合、画像化された領域は、円錐形の表面の一部の形状に変化はないが、この場合も、中心部分が超音波ビームの範囲から外れている。いずれの場合にも、身体(たとえば、組織または装置の表面または部分)内におけるかなり長い部分を全体的に視覚化するために、装置は、その長さに沿って、特定の位置でそれぞれの断面画像を撮影しながら、移動させなければならない。このような動きは不正確であり、不可視の状態で装置を血管内に挿入することによるリスクが生じる可能性があり、また、低速になってしまう。典型的なプルバック画像は、撮影するのに(約0.1mm/sの速度で)約30秒かかる。
中でも、患者の身体内において2つの制御可能な自由度で超音波ビームを与えるための装置および方法が開示される。たとえば、このような装置は、超音波信号を発信および/または受信するためのトランスデューサと、モータとを含み得る。当該モータは、これを動作させることによって軸が回転軸を中心として回転するように、駆動軸と動作可能に結合されている。また、回動機構も含まれる。回動機構は、軸の回転に応じて回転するように軸に動作可能に接続されている。回動機構は、少なくとも1つの回動軸を中心として回動可能な回動部材を有する。回動軸は、回転軸に対して実質的に垂直である。回動部材は磁気層およびトランスデューサを含む。コイルは、モータと回動機構との間において、回転軸に対して同軸に、かつ回転軸に沿って位置決めされる。コイルは、コイルに電流を印加することによって回動軸を中心として回動部材上にトルクを発生させるように、複数の導電性巻線を含む。
本開示の原理を理解し易くする目的で、ここで、添付の図面に示される実施形態を参照し、具体的な文言を用いてそれらを説明する。しかしながら、特許請求の範囲の限定がそれによって意図されるものではないことが理解されるだろう。記載される実施形態におけるいずれかの変更例およびさらなる変形例、ならびにこの明細書中に記載される開示の原理についてのいずれかのさらなる適用例は、本開示が関係する当業者に通常想起され得るものとして企図される。1つ以上の実施形態が図示され、詳細に説明されるが、明確にするために、それほど関連性のないいくつかの特徴が図示されない可能性があることが当業者に明らかになるだろう。
Claims (20)
- 医療装置であって、
超音波信号を送信および/または受信するためのトランスデューサと、
駆動軸と動作可能に結合されたモータとを含み、モータを動作させることにより、軸が回転軸を中心として回転し、前記医療装置はさらに、
軸に動作可能に接続された回動機構を含み、回動機構は軸の回転に応じて回転し、回動機構は、少なくとも1つの回動軸を中心として回動可能な回動部材を有し、回動軸は回転軸に対して実質的に平行ではなく、回動部材は磁気層およびトランスデューサを含み、前記医療装置はさらに、
モータとトランスデューサとの間において、回転軸に対して同心に、回転軸に沿って位置決めされたコイルを含み、コイルは複数の導電性巻線を含み、コイルに電流を印加することにより、回動軸を中心として回動部材上にトルクを発生させる、医療装置。 - 磁気層は、回動軸に対して実質的に垂直に位置合わせされた磁極を備えた第1の磁界を有する径方向永久磁石を含み、コイルに電流を印加することにより、回転軸に沿って実質的に位置合わせされた磁極を有する第2の磁界を発生させ、第1の磁界と第2の磁界と間の相互作用によりトルクを発生させる、請求項1に記載の装置。
- 磁気層は、トランスデューサ視野角と概ね平行に位置合わせされた磁極を有し、コイルに電流を印加することにより、回転軸に沿って位置合わせされた磁極を有する第2の磁界を発生させ、磁界間の相互作用によりトルクを発生させる、請求項1に記載の装置。
- コイルは駆動軸の同心円外側に位置決めされる、請求項1から3のいずれか1項に記載の装置。
- 付勢部材をさらに含み、付勢部材は、回動軸を中心として、かつ回動機構に対して相対的にトランスデューサを中立位置に付勢する付勢部材力をトランスデューサに加えるように位置決めされる、請求項1から4のいずれか1項に記載の装置。
- トルクはコイルへの電流に依拠し、トルクが付勢部材力に打ち勝つのに不十分である場合、付勢部材力によってトランスデューサが中立位置に戻される、請求項5に記載の装置。
- 付勢部材は、トランスデューサから信号を搬送するように構成された導体である、請求項5に記載の装置。
- 回転軸を中心とした軸の回転および回動軸を中心とした回動部材の回動は、1つ以上の周波数で別個に実施可能である、請求項1から7のいずれか1項に記載の装置。
- 動作モードをさらに含み、回動機構が、超音波信号が回転軸により近い方向を指しているような状態である場合、モータはより高速で回転し、回動機構が、超音波信号が回転軸から遠ざかる方向を指しているような状態である場合、モータはより低速で回転する、請求項8に記載の装置。
- モータおよび回動機構を囲む円筒形のシースをさらに含み、シースはコイルのための構造支持部を提供する、請求項1から9のいずれか1項に記載の装置。
- シースはカテーテル壁である、請求項10に記載の装置。
- 装置はカテーテル内に位置決めされる、請求項1から11のいずれか1項に記載の装置。
- 軸は、その内部を通って延びる内腔を含む、請求項1から12のいずれか1項に記載の装置。
- 回動部材の回動運動を、その回動範囲の両端において範囲規定するように位置決めされたリミットストップをさらに含む、請求項1から13のいずれか1項に記載の装置。
- 回動部材のための取付台を提供する2つのアームをさらに含み、リミットストップは2つのアーム間に延在するバーである、請求項14に記載の装置。
- トランスデューサは、トランスデューサから延在する視界窓を規定する範囲全体にわたって移動可能であり、装置はさらに、視界窓内に位置決めされた不透明な特徴を含み、不透明な特徴は、回動部材についての角度位置情報を提供する、請求項1から15のいずれか1項に記載の装置。
- 磁気層は、トランスデューサに対して平行に位置決めされ、第2の回動軸を中心として回動可能であり、磁気層およびトランスデューサは、トランスデューサが磁気層の回動運動に応じて回動するように接続される、請求項1から16のいずれか1項に記載の装置。
- トランスデューサ、モータおよび回動機構を収容するための管状部材をさらに含み、管状部材は、管状部材の壁部分によって少なくとも部分的に規定された遠位側チャンバを有し、遠位側チャンバは、少なくともトランスデューサおよび媒体を収容し、壁部分および媒体は、管状部材が挿入される身体の部分と同様の超音波通過特徴を有し、このため、媒体と壁部分との境界および壁部分と身体環境との境界における超音波の反射が、境界を介して画像化するのに許容可能なレベルにまで低減される、請求項1から17のいずれか1項に記載の装置。
- 医療装置であって、
超音波信号を送信および/または受信するためのトランスデューサと、
駆動軸と動作可能に結合されたモータとを含み、モータを動作させることにより、軸が回転軸を中心として回転し、前記医療装置はさらに、
軸に動作可能に接続された回動機構を含み、回動機構が軸の回転に応じて回転し、回動機構は、少なくとも1つの回動軸を中心として回動可能な回動部材を有し、回動軸は回転軸に対して実質的に平行ではなく、回動部材は磁気層およびトランスデューサを含み、前記医療装置はさらに、
モータとトランスデューサとの間において、回転軸に対して同心に、回転軸に沿って位置決めされたコイルを含み、コイルは複数の導電性巻線を含み、コイルに電流を印加することにより、回動軸を中心として回動部材上にトルクを発生させ、前記医療装置はさらに、
付勢部材を含み、前記付勢部材は、回動軸を中心として、回動機構に対して相対的に、トランスデューサを中立位置へと付勢する付勢部材力をトランスデューサに加えるように位置決めされ、
回転軸を中心とした軸の回転および回動軸を中心とした回動部材の回動は、1つ以上の周波数で別個に実施可能である、医療装置。 - モータおよび回動機構を囲む円筒形のシースをさらに含み、シースはコイルのための構造支持部を提供する、請求項19に記載の装置。
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