JP7118076B2 - 撮像アセンブリのためのワイヤ相互接続部を含む管腔内撮像デバイス - Google Patents

撮像アセンブリのためのワイヤ相互接続部を含む管腔内撮像デバイス Download PDF

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Description

[0001] 本開示は、全体として、位相配列脈管内超音波（ＩＶＵＳ）撮像などのアレイベースの管腔内撮像に関する。特に、撮像アセンブリのための複数の電気ケーブルを使用した可撓性構造が説明される。
[0002] 脈管内撮像は、治療の必要性の判断、介入のガイド、及び／又は、その有効性の評価を行うのに、人体内の動脈などの患部脈管を評価する診断ツールとして介入性心臓学において広く使用されている。１つ以上の超音波変換器を含む脈管内撮像デバイスが、脈管内に通され、撮像すべき区域へとガイドされる。変換器は、関心脈管の画像を生成するために、超音波エネルギーを放射する。超音波は、組織構造（脈管壁の様々な層など）、赤血球、及び他の関心特徴によって生じる不連続によって部分的に反射される。反射波からのエコーは、変換器により受信され、脈管内撮像システムに送られる。撮像システムは、受信した超音波エコーを処理して、デバイスが配置されている脈管の断面画像を生成する。
[0003] 固体（合成アパーチャとしても知られている）脈管内撮像カテーテルは、今日一般に使用されている２つのタイプの脈管内撮像デバイスのうちの１つであり、もう１つのタイプは、回転脈管内撮像カテーテルである。固体脈管内撮像カテーテルは、変換器アレイに隣接して搭載された１つ以上の集積回路コントローラチップとともにその外周付近に分布した超音波変換器のアレイを含むスキャナアセンブリを搬送する。コントローラは、超音波パルスを送信し、超音波エコー信号を受信する、個々の変換器素子（又は、素子群）を選択する。送受信の組み合わせのシーケンスを通ることによって、固体脈管内撮像システムは、機械的にスキャンされた超音波変換器の効果を合成することができるが、可動部品は有さない（したがって固体指定である）。回転する機械的要素がないので、変換器アレイは、最小限の脈管外傷リスクで、血液及び脈管組織と直接接触させて配置することができる。更に、回転要素がないので、電気インターフェースが単純化される。固体スキャナは、回転脈管内撮像デバイスに求められる複雑な回転電気インターフェースではなく、単純な電気ケーブル及び標準の取外し可能な電気コネクタを用いて、撮像システムに直接配線することができる。
[0004] 人体内の生理機能を効率的に横断することができる管腔内撮像デバイスの製造は困難である。その点に関して、いくつかのＩＶＵＳデバイスは、単一の基板の一部分としてコントローラと変換器とを含む撮像アセンブリを使用する。基板、並びに、基板に形成された変換器及びコントローラは、脈管内撮像デバイスの遠位側部分に高剛性区域を生成する。高剛性区域は、脈管内撮像デバイスを脈管系に通す際に屈折する傾向を増大させる。
[0005] 本発明は、効率的な組立て、及び操作を達成しながら、剛性撮像アセンブリの限界を克服する管腔内超音波撮像システムを提供する。
[0006] 本開示の実施形態は、血管などの、患者の体内における管腔の画像を生成するための改善された管腔内撮像システムを提供する。撮像デバイスの撮像アセンブリは、電子コントローラと変換器との間に延在する電気配線を含む。例えば、コントローラは、第１の可撓性基板に形成されることができ、変換器は、第２の可撓性基板に形成されることができる。基板より可撓性の高い材料から作られた管状部材が、２つの可撓性基板間に延在することができる。より以前のデバイスにおいて見られるような単一の剛性基板ではなく、コントローラと変換器との間に電気配線及び、より可撓性の高い管状部材を採用することにより、本明細書において記載する撮像アセンブリは、剛性部の長さを短くする。バッキング材及び支持部材は、以前のデバイスにおけるコントローラと変換器との両方の下方の場合とは対照的に、変換器の下方のみに延在し、このことが、撮像アセンブリの剛性部の長さを更に短くする。電気配線を使用した限られた範囲の支持部材と、２つの基板間における、より可撓性の高い管状部材とが、以前の撮像アセンブリより高い可撓性を提供する。この点について、電気配線を採用することにより、撮像アセンブリの支持部材に関係した剛性部の長さが、変換器の領域のみを含むように短くされる。電気配線は、コントローラと変換器との間において長さに沿って延在している。撮像アセンブリに関係した剛性部の長さがより短いので、脈管内デバイスは、より効率的に、及び、屈折のリスクをより低くしながら、患者の体内において管腔を通して操縦されることができる。
[0007] 一実施形態では、管腔内撮像デバイスが提供される。管腔内撮像デバイスは、患者の体内における管腔に挿入される可撓性の細長い部材を含む。可撓性の細長い部材は、長手方向軸を備える。管腔内撮像デバイスは、可撓性の細長い部材に連結された撮像アセンブリを更に含む。撮像アセンブリは、可撓性の細長い部材の長手方向軸の周囲に配設された複数の超音波変換器素子を備える。撮像アセンブリは、管腔に関係した撮像データを獲得するために、複数の超音波変換器素子を制御する複数のコントローラを更に含む。撮像アセンブリは、複数の超音波変換器素子と複数のコントローラとの間に延在する複数の電気配線、例えば、マイクロワイヤを更に含み、複数の変換器と複数のコントローラとの間の通信を容易にする。
[0008] いくつかの実施形態では、複数の電気配線は、各々が複数の電気配線のうちの複数個の電気配線を含む複数の束に分割される。いくつかの実施形態では、管腔内撮像デバイスは、可撓性の細長い部材の遠位側部分の向きを変えるための操縦ワイヤを更に含む。操縦ワイヤは、可撓性の細長い部材内における束の間の空間内に位置付けられる。いくつかの例では、複数の超音波変換器素子の数は、複数の電気配線の数に等しい。
[0009] いくつかの実施形態では、管腔内撮像デバイスは、第１の可撓性基板、例えば第１のフレックス回路であって、複数の超音波変換器素子が第１の可撓性基板に形成された、第１の可撓性基板と、第２の可撓性基板、例えば第２のフレックス回路であって、複数のコントローラが第２の可撓性基板に形成された、第２の可撓性基板とを更に含む。複数の電気配線は、第１の可撓性基板と第２の可撓性基板との間に延在する。
[0010] 一実施形態では、管腔内撮像デバイスを組み立てる方法が提供される。本方法は、患者の体内における管腔に挿入されるように構成された可撓性の細長い部材の長手方向軸の周囲に複数の超音波変換器素子を位置付けることを有する。本方法は、可撓性の細長い部材の長手方向軸の周囲に複数のコントローラを位置付けることを更に有する。本方法は複数の超音波変換器素子と複数のコントローラとの間に複数の電気配線を延ばすことにより、複数のコントローラと複数の超音波変換器素子との間の電気通信を確立することを有する。
[0011] いくつかの実施形態では、本方法は、各束が複数個の電気配線を備えるように、複数の電気配線を複数の束に分割することを更に有する。複数の束は、複数の超音波変換器素子と複数のコントローラとの間に延在する。
[0012] いくつかの実施形態では、撮像システムが提供される。撮像システムは、管腔内撮像デバイスを含む。管腔内撮像デバイスは、患者の体内における管腔に挿入される可撓性の細長い部材を含む。可撓性の細長い部材は、長手方向軸を備える。管腔内撮像デバイスは、可撓性の細長い部材に連結された撮像アセンブリを更に含む。撮像アセンブリは、可撓性の細長い部材の長手方向軸の周囲に配設された複数の超音波変換器素子を備える。撮像アセンブリは、複数の超音波変換器素子を制御し、管腔に関係した撮像データを獲得する複数のコントローラを更に含む。撮像アセンブリは、複数の超音波変換器素子と複数のコントローラとの間に延在し、複数の変換器と複数のコントローラとの間の通信を容易にする複数の電気配線、例えばマイクロワイヤを更に含む。撮像システムは、管腔内撮像デバイスと通信するコンピューティングデバイスを更に含む。コンピューティングデバイスは、管腔内撮像デバイスから受信された撮像データを処理し、処理された撮像データをディスプレイに出力する。
[0013] 本開示の更なる態様、特徴、及び利点は、以下の詳細な説明によって明白となるであろう。
[0014] 本開示の例示的な実施形態について添付図面を参照して記載する。
[0015] 本開示の態様による撮像システムの概略図である。 [0016] 本開示の態様による平らな状態のスキャナアセンブリの概略上面図である。 [0017] 本開示の態様による変換器のための支持部材の周囲において丸められた状態のスキャナアセンブリの概略側面図である。 [0018] 本開示の態様による撮像アセンブリを含む脈管内デバイスの概略横断面図である。 [0019] 本開示の態様による撮像アセンブリを含む脈管内デバイスの概略横断面図である。 [0020] 本開示の態様による撮像アセンブリを含む脈管内デバイスの概略横断面図である。 [0021] 本開示の態様によるワイヤ束を示す電気配線の束を含むスキャナアセンブリの概略上面図である。 [0022] 本開示の態様によるスキャナアセンブリの概略側面図である。 [0023] 本開示の態様によるワイヤ束を含む丸められた状態のスキャナアセンブリの概略側面図である。 [0024] 本開示の態様による図４Ｃにおける切断線８－８に沿った脈管内デバイスの断面図である。 [0025] 本開示の態様による図４Ｃにおける切断線８－８に沿った脈管内デバイスの断面図である。 [0026] 本開示の態様による図４Ｃにおける切断線８－８に沿った脈管内デバイスの断面図である。 [0027] 本開示の態様による図４Ｃにおける切断線８－８に沿った脈管内デバイスの断面図である。 [0028] 本開示の態様による管腔内撮像デバイスを組み立てる方法のフロー図である。
[0029] 本開示の原理の理解を促進する目的で、以下、図面に例証される実施形態が参照し、それらを説明するのに特定の用語を使用する。それにもかかわらず、本開示の範囲は限定されないものとすることが理解される。記載するデバイス、システム、及び方法、並びに本開示の原理の更なる任意の適用に対する、あらゆる変更及び更なる修正は、本開示が関連する分野の当業者が通常想起するであろうものとして、十分に想到され本開示に含まれる。例えば、集束システムが心臓血管撮像に関して記載される場合、本出願に限定されないものとすることが理解される。システムは、限定された腔内の撮像を必要とするあらゆる用途に等しく良好に適合される。特に、ある実施形態に関して記載される特徴、構成要素、及び／又はステップは、本開示の他の実施形態に関して記載される特徴、構成要素、及び／又はステップと組み合わされてもよいことが十分に想到される。しかしながら、簡潔にするために、これらの組み合わせの多数の反復については別々に記載しない。
[0030] 図１は、本開示の態様による管腔内撮像システム１００の概略図である。管腔内撮像システム１００は、固体又は位相配列管腔内撮像デバイス１０２、例えば、カテーテル、ガイドワイヤ、又はガイドカテーテル、患者インターフェースモジュール（ＰＩＭ）１０４、画像処理システム又はコンソール１０６、及びモニタ１０８を含む。
[0031] 管腔内撮像デバイス１０２は、患者の体内における管腔、例えば、脈管１２０に挿入されるように構成された可撓性の細長い部材１２２を含む。可撓性の細長い部材１２２は、プラスチック又はポリマーなどの可撓性材料から形成された１つ以上の細長い部材を含むことができる。可撓性の細長い部材１２２は、円形の断面形状を含むほぼ管状の形状を有することができる。いくつかの実施形態では、内側管状部材は、外部管状部材内に同心に位置付けられることができる。可撓性の細長い部材１２２は、近位側部分、中央部分、遠位側部分、及び長手方向軸を含む。コネクタ１１４は、可撓性の細長い部材の近位側部分に配設されることができる。中央部分は、近位側部分と遠位側部分との間に延在している。スキャナアセンブリ又は撮像アセンブリ１１０は、可撓性の細長い部材１２２の遠位側部分に位置することができる。図２に示されるように、スキャナアセンブリ１１０は、アレイ１２４の変換器素子２１２と通信するコントローラ２０６Ａ、２０６Ｂを含む。
[0032] ハイレベルにおいて、管腔内撮像デバイス１０２は、カテーテルデバイスの遠位端付近に搭載されたスキャナアセンブリ１１０に含まれる変換器アレイ１２４から超音波エネルギーを放射する。超音波エネルギーは、スキャナアセンブリ１１０の周辺における脈管１２０などの媒質内の組織構造により反射され、超音波エコー信号が、変換器アレイ１２４により受信される。ＰＩＭ１０４は、受信されたエコー信号をコンソール又はコンピュータ１０６に転送し、コンソール又はコンピュータ１０６において、超音波画像がモニタ１０８において再構築及び表示される。コンソール１０６又はコンピュータは、１つ以上のプロセッサと任意の適切なメモリとを含むことができる。コンピュータ又はコンソール１０６は、本明細書において記載する管腔内撮像システム１００の特徴を支援するように動作可能とすることができる。例えば、プロセッサは、非一時的な有形コンピュータ可読媒体に記憶されたコンピュータ可読命令を実行することができる。
[0033] ＰＩＭ１０４は、撮像デバイス１０２に含まれるコンピューティングデバイス１０６とスキャナアセンブリ１１０との間における信号の通信を容易にする。コンピューティングデバイス１０６、ＰＩＭ１０４、及びスキャナアセンブリ１１０の間における信号の通信は、（１）送信及び受信のために使用される特定の変換器アレイ素子２１２を選択するのに、集積回路コントローラチップ２０６Ａ、２０６Ｂ（図２）にコマンドを提供するステップ、（２）送信器回路を活性化し、選択された変換器アレイ素子を励起する電気パルスを発生させるのに、集積回路コントローラチップ２０６Ａ、２０６Ｂに送信トリガー信号を提供するステップ、及び／又は、（３）スキャナアセンブリ１１０の集積回路コントローラチップ２０６に含まれる増幅器を介して、選択された変換器アレイ素子から受信された増幅エコー信号を受理するステップを有する。いくつかの実施形態では、ＰＩＭ１０４は、コンソール１０６にデータを中継する前に、エコーデータの予備処理を実施する。かかる実施形態の例では、ＰＩＭ１０４は、データの増幅、フィルタ処理、及び／又は集約を実施する。一実施形態では、ＰＩＭ１０４は、スキャナアセンブリ１１０内の回路を含む撮像デバイス１０２の動作を支援するために、高電圧及び低電圧ＤＣ電力を更に供給する。
[0034] 管腔内撮像コンソール１０６は、ＰＩＭ１０４を用いてスキャナアセンブリ１１０からエコーデータを受信し、スキャナアセンブリ１１０の周辺における媒質内における組織構造の画像を再構築するためにデータを処理する。脈管１２０の画像、例えば脈管１２０の断面画像がモニタ１０８に表示されるようにコンソール１０６が画像データを出力する。脈管１２０は、天然のものと人造のものとの両方の、流体が満たされた、又は流体で取り囲まれた構造を表す。脈管１２０は、患者の体内にある。脈管１２０は、心臓脈管系、末梢脈管系、神経脈管系、腎臓脈管系、及び／又は体の内側における任意の適切な内腔を含む、患者の脈管系の動脈又は静脈としての血管である。撮像デバイス１０２は、いくつかの実施形態では、脈管内撮像デバイス又はＩＶＵＳ撮像デバイスである。撮像デバイス１０２は、非限定的に、器官（肝臓、心臓、腎臓、胆嚢、膵臓、肺など）、導管、腸、神経系構造（脳、硬膜嚢、脊髄、末梢神経など）、泌尿器系、並びに心臓の血液、心室、又は他の部分の弁、及び／或いは身体の他の系を含む、あらゆる解剖学的位置及び組織タイプを検査するのに使用される。天然構造に加えて、撮像デバイス１０２は、非限定的に、心臓弁、ステント、シャント、フィルタ、及び他のデバイスなど、人造構造を検査するのに使用される。
[0035] いくつかの実施形態では、管腔内撮像デバイスは、Ｖｏｌｃａｎｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＥａｇｌｅＥｙｅ（登録商標）カテーテル、及び、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第７，８４６，１０１号に開示されるものなどの、従来の固体脈管内撮像カテーテルと同様のいくつかの特徴を含む。例えば、管腔内撮像デバイス１０２は、撮像デバイス１０２の遠位端付近におけるスキャナアセンブリ１１０と、撮像デバイス１０２の長手本体に沿って延在する送信線ケーブル１１２とを含む。送信線束又はケーブル１１２は、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、又はそれ以上の導体２１８（図２）を含む複数の導体を含むことができる。任意の適切なゲージワイヤが導体２１８に使用されることができることが理解される。一実施形態では、ケーブル１１２は、例えば、４１ＡＷＧゲージワイヤを含む４導体送信線構成を含むことができる。一実施形態では、ケーブル１１２は、例えば、４４ＡＷＧゲージワイヤを使用した７導体送信線構成を含むことができる。いくつかの実施形態では、４３ＡＷＧゲージワイヤが使用されることができる。導体２１８は、撮像アセンブリ１１０とコンピューティングデバイス１０６との間における電気信号の通信を容易にする。
[0036] 送信線ケーブル１１２は、撮像デバイス１０２の近位端におけるＰＩＭコネクタ１１４において終端している。ＰＩＭコネクタ１１４は、送信線ケーブル１１２をＰＩＭ１０４に電気的に連結し、管腔内撮像デバイス１０２をＰＩＭ１０４に物理的に連結する。一実施形態では、管腔内撮像デバイス１０２は、ガイドワイヤ出口ポート１１６を更に含む。したがって、いくつかの場合において、管腔内撮像デバイスは、ラピッドエクスチェンジ型カテーテルである。ガイドワイヤ出口ポート１１６は、ガイドワイヤ１１８が、脈管１２０を通して撮像デバイス１０２を方向付けするために、遠位端に向けて挿入されることを可能にする。
[0037] 図２は、本開示の一実施形態による超音波スキャナアセンブリ１１０の一部分の上面図である。スキャナアセンブリ１１０は、変換器領域２０４に形成された変換器アレイ１２４、及び、制御領域２０８に形成された（ダイ２０６Ａ及び２０６Ｂを含む）変換器制御論理ダイ２０６を含み、変換器領域２０４と制御領域２０８との間に移行領域２１０が配設されている。変換器制御論理ダイ２０６と変換器２１２とは、図２に平らな状態で示される可撓性基板２１４に搭載されている。撮像アセンブリ１１０の丸められた状態の、又は円筒状の状態が図３に示される。変換器アレイ１２４は、医用センサ素子及び／又は医用センサ素子アレイの非限定例である。変換器制御論理ダイ２０６は、制御回路の非限定例である。変換器領域２０４は、可撓性基板２１４の遠位側部分２２１に隣接して配設されている。制御領域２０８は、可撓性基板２１４の近位側部分２２２に隣接して配設されている。移行領域２１０は、制御領域２０８と変換器領域２０４との間に配設されている。変換器領域２０４、制御領域２０８、及び移行領域２１０の寸法（例えば、長さ２２５、２２７、２２９）は、異なる実施形態において異なることができる。
[0038] 変換器アレイ１２４は、任意の数の、及びタイプの超音波変換器２１２を含むが、明確となるように、限られた数の超音波変換器のみが図２に示される。一実施形態では、変換器アレイ１２４は、６４個の個々の超音波変換器２１２を含む。更なる一実施形態では、変換器アレイ１２４は、３２個の超音波変換器２１２を含む。他の数が想到され、及び提供される。変換器のタイプに関して述べると、一実施形態では、変換器アレイ１２４の超音波変換器は、例えば、同出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，６４１，５４０号に開示されている、ポリマー圧電材料を使用した微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）基板上に組み上げられた圧電型微細加工超音波変換器（ＰＭＵＴ）である。代替実施形態では、変換器アレイとして、圧電性ジルコン酸チタン酸塩変換器（ＰＺＴ）変換器、例えば、バルクＰＺＴ変換器、容量性微細加工超音波変換器（ｃＭＵＴ）、単結晶圧電材料、他の適切な超音波送信器及び受信器、及び／又はそれらの組み合わせが挙げられる。
[0039] スキャナアセンブリ１１０は、示される実施形態において別個の制御論理ダイ２０６に分割された様々な変換器制御論理を含む。様々な例では、スキャナアセンブリ１１０の制御論理は、ケーブル１１２を通してＰＩＭ１０４により送信された制御信号を復号すること、超音波信号を放射するように１つ以上の変換器２１２を駆動すること、超音波信号の反射されたエコーを受信するように１つ以上の変換器２１２を選択すること、受信されたエコーを表す信号を増幅すること、及び／又は、ケーブル１１２を通してＰＩＭに信号を送信することを実施する。示される実施形態において、６４個の超音波変換器２１２を含むスキャナアセンブリ１１０は、制御論理を９つの制御論理ダイ２０６にわたって分割し、９つの制御論理ダイ２０６のうちの５つが図２に示される。８個、９個、１６個、１７個及びそれより多い数を含む他の数の制御論理ダイ２０６を組み込んだ設計が、他の実施形態において使用される。一般に、制御論理ダイ２０６は、それらが駆動することが可能な変換器の数により特徴付けられ、例示的な制御論理ダイ２０６は、４個、８個、及び／又は１６個の変換器を駆動する。
[0040] 制御論理ダイは、一様とは限らない。いくつかの実施形態では、単一のコントローラが主制御論理ダイ２０６Ａに指定され、ケーブル１１２のための通信インターフェースを含む。したがって、主制御回路は、ケーブル１１２を介して受信された制御信号を復号する、ケーブル１１２を介して制御応答を送信する、エコー信号を増幅し、及び／又は、ケーブル１１２を介してエコー信号を送信する制御論理を含む。残りのコントローラは従属コントローラ２０６Ｂである。従属コントローラ２０６Ｂは、超音波信号を放射するように変換器２１２を駆動し、エコーを受信するように変換器２１２を選択する制御論理を含む。図示された実施形態において、主コントローラ２０６Ａは、いずれの変換器２１２も直接制御しない。他の実施形態において、主コントローラ２０６Ａは、従属コントローラ２０６Ｂとしての同数の変換器２１２を駆動するか、又は、従属コントローラ２０６Ｂに比べてより少ない集合の変換器２１２を駆動する。例示的な実施形態において、単一の主コントローラ２０６Ａと８つの従属コントローラ２０６Ｂとに、各従属コントローラ２０６Ｂに割り当てられた８つの変換器が提供される。
[0041] 変換器制御論理ダイ２０６と変換器２１２とが搭載された可撓性基板２１４は、構造的支持、及び、電気的な連結のための相互接続を提供する。可撓性基板２１４は、ＫＡＰＴＯＮＴＭ（ＤｕＰｏｎｔの商標）などの可撓性ポリイミド材料のフィルム層を含むように構築される。他の適切な材料として、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエチレンナプタレートフィルム、又はポリエーテルイミドフィルム、他の可撓性プリント半導体基板、及び、Ｕｐｉｌｅｘ（登録商標）（Ｕｂｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓの登録商標）及びＴＥＦＬＯＮ（登録商標）（Ｅ．Ｉ． ｄｕ Ｐｏｎｔの登録商標）などの製品が挙げられる。図２に示される平らな状態において、可撓性基板２１４は、ほぼ長方形の形状を有する。本明細書に図示し記載するように、可撓性基板２１４の遠位側部分は、いくつかの場合において円環体を形成するように支持部材２３０（図３及び図４Ａ）の周囲に巻き付けられるように構成されている。したがって、可撓性基板２１４のフィルム層の厚さは、一般に、最終的な組み立てられたスキャナアセンブリ１１０における湾曲の程度に関係する。いくつかの実施形態では、フィルム層は、５μｍから１００μｍの間であり、いくつかの特定の実施形態は、１２．７μｍから２５．１μｍの間である。
[0042] 再度図２を参照すると、制御論理ダイ２０６と変換器２１２とを電気的に相互接続するために、一実施形態では、可撓性基板２１４は、制御論理ダイ２０６と変換器２１２との間において信号を搬送する、管腔２３８の内側においてフィルム層上に、又はフィルム層の下に形成された導電トレース２１６、２１７を更に含む。特に、制御論理ダイ２０６と変換器２１２との間の通信を提供する導電トレース２１６は、移行領域２１０内において可撓性基板２１４に沿って延在している。いくつかの場合において、領域２０８内において、導電トレース２１７は、主コントローラ２０６Ａと従属コントローラ２０６Ｂとの間の電気通信を容易にすることができる。ケーブル１１２の導体２１８が可撓性基板２１４に機械的に、及び電気的に連結されたとき、導電トレース２１７がケーブル１１２の導体２１８に接触する導電パッドの集合を更に提供することができる。導電トレース２１６、２１７のための適切な材料として、銅、金、アルミニウム、銀、タンタル、ニッケル、及びスズが挙げられ、導電トレース２１６、２１７のための適切な材料は、スパッタリング、めっき、及びエッチングなどのプロセスにより可撓性基板２１４に堆積される。一実施形態では、可撓性基板２１４は、クロム接着層を含む。導電トレース２１６、２１７の幅及び厚さは、可撓性基板２１４が丸められたとき、適切な導電率及び弾力性を提供するように選択される。この点について、導電トレース２１６、２１７及び／又は導電パッドの厚さに対する例示的な範囲は、１０～５０μｍの間である。例えば、一実施形態では、２０μｍの導電トレース２１６、２１７が、２０μｍの空間により隔離される。可撓性基板２１４における導電トレース２１６、２１７の幅は、トレース／パッドに連結される導体２１８の幅により更に決定される。いくつかの例では、導電トレースの代わりに、導電トレース２１６が可撓性基板２１４のフィルム層の上に形成される。
[0043] 本明細書において記載するように、いくつかの実施形態では、移行領域２１０内の可撓性基板２１４が省略される。かかる実施形態において、複数の電気配線が、コントローラ２０６Ａ、２０６Ｂと変換器２１２との間における電気通信を容易にするために、コントローラ２０６Ａ、２０６Ｂと変換器２１２との間に延在している。電気配線は、可撓性の細長い部材１２２内に位置付けられることができる。
[0044] 再度図２を参照すると、可撓性基板２１４は、いくつかの実施形態では導体インターフェース２２０を含むことができる。導体インターフェース２２０は、ケーブル１１２の導体２１８が可撓性基板２１４に連結されている、可撓性基板２１４の位置であることができる。例えば、ケーブル１１２の裸導体は、導体インターフェース２２０において可撓性基板２１４に電気的に連結される。導体インターフェース２２０は、可撓性基板２１４の主本体から延在するタブであることができる。この点について、可撓性基板２１４の主本体は、変換器領域２０４、コントローラ領域２０８、及び移行領域２１０と集合的に呼ばれることができる。示される実施形態において、導体インターフェース２２０は、可撓性基板２１４の近位側部分２２２から延在している。他の実施形態において、導体インターフェース２２０が可撓性基板２１４の他の部分、例えば、遠位側部分２２１に位置付けられ、又は、可撓性基板２１４が導体インターフェース２２０を省略する。タブ又は導体インターフェース２２０の寸法、例えば、幅２２４の値は、可撓性基板２１４の主本体の寸法、例えば、幅２２６の値未満であることができる。いくつかの実施形態では、導体インターフェース２２０を形成している基板は、同じ材料から作られる、及び／又は、可撓性基板２１４と同様に可撓性がある。他の実施形態において、導体インターフェース２２０は、異なる物質から作られる、及び／又は、可撓性基板２１４より相対的に剛性である。例えば、導体インターフェース２２０は、ポリオキシメチレン（例えば、ＤＥＬＲＩＮ（登録商標））、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ナイロン、及び／又は、他の適切な材料を含む、プラスチック、熱可塑性物質、ポリマー、剛性ポリマーなどから作られることができる。本明細書において更に詳細に記載するように、支持部材２３０、可撓性基板２１４、導体インターフェース２２０、及び／又は、導体２１８は、スキャナアセンブリ１１０の効率的な製造及び操作を支援するように様々に構成されることができる。
[0045] 図３は、本開示の態様による支持部材２３０の周囲において丸められた状態の撮像アセンブリ１１０の概略側面図である。図２及び図３のスキャナアセンブリ１１０は、可撓性基板を含むと記載されるが、変換器及び／又はコントローラは、可撓性基板を省略したものを含め、他の構成においてスキャナアセンブリ１１０を形成するように配置されることが理解される。図１及び図３を参照すると、いくつかの実施形態では、撮像アセンブリ１１０は、可撓性の細長い部材１２２の長手方向軸２５０の周囲において環状の状態に、例えば、円形の状態に、又は多角形の状態に配設された複数の超音波変換器素子２１２を含む。例えば、六角形、七角形、八角形、九角形、十角形などを含む任意の適切な環状の多角形が、例えば、変換器の数、変換器の可撓性などに基づいて採用されることができる。いくつかの例では、撮像アセンブリ１１０は、脈管１２０に関係した撮像データを獲得するために、複数の超音波変換器素子２１２を制御するための複数のコントローラ２０６Ａ、２０６Ｂを更に含む。複数のコントローラ２０６Ａ、２０６Ｂは、例えば、環状の状態に、例えば、円形の状態に、又は多角形の状態に、長手方向軸２５０の周囲に位置付けられることができる。例えば、六角形、七角形、八角形、九角形、十角形などを含む任意の適切な環状の多角形が、例えば、コントローラの数、コントローラの可撓性などに基づいて採用されることができる。
[0046] いくつかの場合において、スキャナアセンブリ１１０は、平らな状態（図２）から丸められた状態、又はより円筒状の状態（図３及び図４Ａ）に移行される。例えば、いくつかの実施形態では、各々の全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲ ＡＲＲＡＹ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ」を名称とする米国特許第６，７７６，７６３号、及び、「ＨＩＧＨ ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ ＩＮＴＲＡＶＡＳＣＵＬＡＲ ＵＬＴＲＡＳＯＵＮＤ ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲ ＡＳＳＥＭＢＬＹ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ」を名称とする米国特許第７，２２６，４１７号のうちの１つ又は複数に開示されているような技術が使用される。
[0047] 図４Ａは、撮像アセンブリ３１０を含む撮像デバイス３０２の概略横断面図である。撮像デバイス３０２及び撮像アセンブリ３１０は、それぞれ、撮像デバイス１０２及び撮像アセンブリ１１０に関係して記載する特徴と同様の特徴をもつことができる。撮像アセンブリ３１０は、移行領域２１０における可撓性基板を省略している。むしろ、撮像アセンブリは、変換器２１２とコントローラ２０６Ａ、２０６Ｂとの間において電気信号が交換されることを可能にする複数の電気配線３１６を含む。変換器２１２は、可撓性基板に形成されることができ、コントローラ２０６Ａ、２０６Ｂは、異なる可撓性基板に形成されることができる。電気配線３１６は、両方の可撓性基板に電気的に、及び／又は機械的に連結され、その間に延在することができる。
[0048] 電気配線３１６を採用することが、脈管内デバイス３０２が患者の体内における管腔を通して動かされるときに剛性かつ屈折による影響を受けやすい撮像アセンブリ３１０の長さを短くする。可撓性部材２５６は、移行領域２１０における変換器２１２とコントローラ２０６Ａ、２０６Ｂとの間に配設されている。可撓性部材２５６は、管状又は円筒状の構成要素であることができる。有利には、可撓性部材２５６は、変換器領域２０４及びコントローラ領域２０８より相対的に高い程度の可撓性をもつ材料から形成されることができる。例えば、可撓性部材２５６は、変換器領域３０４及び／又はコントローラ領域３０８より可撓性の程度の大きな材料から形成されることができる。したがって、導電トレースを含む単一の基板がコントローラ２０６Ａ、２０６Ｂと変換器２１２との間において連続的に延在している場合に比べて、可撓性部材３０４から形成された移行領域２１０は、可撓性の程度が大きい。したがって、撮像デバイス３０２は、屈折のリスクをともなわずに蛇行状の脈管系をより簡単に横断することができる。
[0049] 変換器２１２とコントローラ２０６Ａ、２０６Ｂとの両方を含む撮像アセンブリ３１０が、撮像デバイス３０２の遠位側部分３０４に配設されている。図４Ｂ及び図４Ｃを参照して記載しているように、コントローラ２０６Ａ、２０６Ｂは、代替的に、撮像デバイス３０２の中央部分又は近位側部分に配設されることができる。複数の電気配線３１６は、変換器２１２とコントローラ２０６Ａ、２０６Ｂとの間に延在している。
[0050] 撮像デバイス３０２は、近位側外側部材２５４と近位内側部材２５８とを含むことができる。近位側外側部材２５４は、コントローラ２０６Ａ、２０６Ｂを含む可撓性基板に連結されている。近位内側部材２５８は、近位側外側部材２５４内に位置付けられることができる。近位内側部材２５８は、撮像アセンブリ３１０の遠位側部分３０４の下方のみに延在する支持部材２３０に連結されている。近位側外側部材２５４、可撓性部材２５６、及び近位内側部材２５８は、可撓性の程度の高いプラスチック又はポリマーなどの材料から形成されることができる。いくつかの実施形態では、近位側外側部材２５４及び／又は近位内側部材２５８は、ＰＩＭコネクタ１１４などの撮像デバイス１０２の近位側部分からスキャナアセンブリ１１０まで延在する可撓性の細長い部材１２２であることができる。近位側外側部材２５４及び／又は可撓性部材２５６が、コントローラ２０６Ａ、２０６Ｂ及び／又は変換器２１２の基板に当接及び接触している。遠位側部材２５２が、支持部材２３０の遠位側部分に連結されている。遠位側部材２５２は、撮像デバイス１０２の最遠位側部分を規定する可撓性構成要素であることができる。例えば、遠位側部材２５２は、遠位側フランジ２３２の周囲に位置付けられる。遠位側部材２５２は、スタンド２４４と変換器２１２が形成されている基板とに当接することができる、及び、接触することができる。遠位側部材２５２は、撮像デバイス１０２の最遠位側構成要素であることができる。
[0051] １つ以上の接着剤が、撮像デバイス１０２の遠位側部分における様々な構成要素間に配設されることができる。例えば、コントローラ２０６Ａ、２０６Ｂと変換器２１２とが形成された基板、支持部材２３０、遠位側部材２５２、可撓性部材２５６、近位内側部材２５８、及び／又は近位側外側部材２５４のうちの１つ又は複数が、接着剤を介して互いに連結されることができる。
[0052] いくつかの実施形態では、超音波変換器２１２をコントローラ２０６に接続する電気配線３１６は、可撓性の細長い部材内に配設される。例えば、電気配線３１６は、可撓性部材２５６の外周内に位置付けられる。いくつかの実施形態では、電気配線３１６は、可撓性部材２５６と近位内側部材２５８との間において撮像デバイス３０２内に位置付けられる。電気配線３１６は、コントローラ２０６Ａ、２０６Ｂと変換器２１２との間における電気通信を容易にする。導体２１８は、コンピューティングデバイス１０６（図１）と撮像アセンブリ３１０との間における電気通信を容易にする。導体２１８は、撮像デバイスの近位側部分におけるコネクタ１１４（図１）とコントローラ２０６Ａ、２０６Ｂとの間において可撓性の細長い部材内に延在することができる。
[0053] 支持部材２３０は、全体が参照により本明細書に組み込まれる２０１４年４月２８日に出願された米国仮特許出願第６１／９８５，２２０号「Ｐｒｅ－Ｄｏｐｅｄ Ｓｏｌｉｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｆｏｒ Ｉｎｔｒａｖａｓｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ」において説明される、金属材料、例えば、ステンレス鋼、又は、非金属材料、例えば、プラスチック又はポリマーから構成されることができる。支持部材２３０は、フェルールであることができる。支持部材２３０は、長手方向に延在する管腔２３６を規定することができる。管腔２３６は、ガイドワイヤ出口ポート１１６と連通しており、ガイドワイヤ１１８（図１）を受け入れるようにサイズ及び形状が決められている。支持部材２３０は、任意の適切なプロセスにしたがって製造されることができる。例えば、支持部材２３０は、例えば、支持部材２３０を形作るためにブランクから材料を取り除くことにより機械加工されるか、又は、例えば、射出成形プロセスによりモールド成形されることができる。いくつかの実施形態では、支持部材２３０は、単一構造として一体的に形成され、他の実施形態において、支持部材２３０は、互いに固定的に連結されるフェルール及びスタンド２４４などの異なる構成要素で形成される。
[0054] 垂直に延在するスタンド２４４は、支持部材２３０のためのバッキングとして提供される。スタンド２４４は、可撓性基板２１４の遠位側部分を持ち上げて支持する。スタンド２４４は、同じ外径又は異なる外径をもつことができる。音響性能を改善するために、可撓性基板２１４と支持部材２３０の表面との間におけるあらゆるキャビティが、バッキング材２４６により充填されている。液状バッキング材２４６は、スタンド２４４における通路２３５を介して可撓性基板２１４と支持部材２３０との間に導入されることができる。いくつかの実施形態では、スタンド２４４のうちの１つの通路２３５を介して吸引を適用することができるとともに、液状バッキング材２４６が、スタンド２４４のうちの他方の通路２３５を介して可撓性基板２１４と支持部材２３０との間に供給される。バッキング材が硬化されて、それが凝固及び固化することを可能にすることができる。様々な実施形態において、支持部材２３０は、２つを越えるスタンド２４４を含むか、スタンド２４４のうちの１つのみを含むか、又は、どちらのスタンドも含まない。
[0055] 支持部材２３０は、いくつかの実施形態では実質的に円筒形であることができる。幾何学的な、非幾何学的な、対称な、非対称な、断面の形状を含む、他の形状の支持部材２３０も想到される。支持部材２３０の異なる部分が、他の実施形態において様々に形作られることができる。いくつかの実施形態では、外径が変わるのにともなって、支持部材２３０の内径（例えば、管腔２３６及び２３８の直径）が、対応して増加又は減少することができる。他の実施形態において、支持部材２３０の内径、又は、管腔２３８の直径は、外径の変動によらず同じまま留まる。
[0056] 図４Ｂ及び図４Ｃは、管腔内又は脈管内デバイス３０２の概略横断面図を示す。図４Ｂの実施形態において、コントローラ２０６Ａ、２０６Ｂは、撮像デバイス３０２の中央部分３０６に配設されている。複数の電気配線３１６は、中央部分３０６におけるコントローラ２０６Ａ、２０６Ｂから遠位側部分３０４における変換器２１２まで延在している。図４Ｃの実施形態において、コントローラ２０６Ａ、２０６Ｂは、撮像デバイス３０２の近位側部分３０８に配設されている。複数の電気配線３１６は、近位側部分３０８におけるコントローラ２０６Ａ、２０６Ｂから遠位側部分３０４における変換器２１２まで延在している。図４Ｂ及び図４Ｃの実施形態は、撮像デバイス３０２が屈折せずに蛇行状の脈管系を簡単に横断することができるように、可撓性部材２５６により、変換器２１２及びコントローラ２０６Ａ、２０６Ｂなどの剛性の構成要素を含む撮像デバイス３０２の一部分を分離している。図４Ｂは、図４Ａに示される近位内側部材２５８を省略している。図８Ａ～図８Ｄにおいて記載しているように、脈管内デバイス３０２の内部は、複数の電気配線３１６、及び、他の構成要素、例えば、操縦ワイヤ、ガイドワイヤ、治療デバイスなどを含むように構成されることができる。
[0057] 図５は、本開示の態様による平らな状態の複数の電気配線３１６を含むスキャナ又は撮像アセンブリ５００の概略上面図である。撮像アセンブリ１１０は、本明細書において記載している管腔内又は脈管内デバイス１０２、３０２において実現されることができる。図５は、コントローラ２０６、電気配線３１６、及び変換器２１２の一部分のみを示す。撮像アセンブリ５００が、図５に示されるものより多くのコントローラ２０６、電気配線３１６、及び変換器２１２を含むことができることが理解される。例えば単一のコントローラ２０６と複数個のそれぞれの変換器素子２１２とに関係したワイヤ３１６の１つの束５１５が示される。撮像アセンブリ５００が、複数個のコントローラ２０６と対応する変換器素子２１２とにそれぞれ関係した複数個の束５１５を含むことができることが理解される。
[0058] 記載しているように、スキャナアセンブリ５００及び可撓性基板５１４は、スキャナアセンブリ１１０及び可撓性基板２１４と同様であることができる。スキャナアセンブリ５００は、遠位側部分における複数の変換器２１２を含む変換器領域５０４と、近位側部分における複数のコントローラ２０６を含むコントローラ領域５０８とを含む。変換器２１２は、可撓性基板５１４に形成されており、コントローラ２０６は、可撓性基板５１６に形成されている。可撓性基板５１４、５１６は互いに離間している。遠位側部分と近位側部分との間の中央部分において延在する複数の伝導電気配線３１６を含む移行領域５１０が、複数の変換器２１２と複数のコントローラ２０６との間の通信を容易にする。
[0059] いくつかの実施形態では、電気配線３１６は、各々が、コントローラ２０６と変換器２１２との間において個々に延在している。他の実施形態において、複数個の電気配線３１６は、１つ以上の束にグループ化されるか、又は、一緒にひとまとめにされる。この点について、各束は、シース、絶縁部材、又は他の適切な管により囲まれる。移行領域５１０は、複数個の電気配線３１６を含む束５１５を備える。例えば、各束５１５は、２つ以上の電気配線３１６を含むことができる。一例では、各束５１５は、例えば、４個のワイヤから１６個のワイヤの間である。いくつかの実施形態では、移行領域５１０は、２つ以上の束５１５を含むことができる。いくつかの例では、複数の束５１５は、可撓性基板５１４と可撓性基板５１６との間に延在しており、及び複数の変換器２１２を複数のコントローラ２０６に連結する。いくつかの例では、各束５１５は、複数のコントローラの別々のコントローラ２０６に連結されている。
[0060] いくつかの実施形態では、電気配線３１６の量は、超音波変換器素子２１２の量に等しい。例えば、撮像アセンブリ５００は、６４個の変換器２１２と６４個のワイヤ３１６とを含むことができる。いくつかの例では、各束５１５は、１６個のワイヤ３１６を含む。撮像アセンブリ５００は、かかる実施形態において４つの束５１５を含むことができる。別の一例では、各束５１５が８つのワイヤ３１６を含み、各束５１５が別々のコントローラ２０６に連結されるように８つの束５１５が存在する。撮像アセンブリ５００は、超音波変換器２１２を制御するための８つのＡＳＩＣコントローラ２０６Ｂを含むことができる。撮像アセンブリ５００は、ＡＳＩＣコントローラ２０６Ｂを制御するための独立したＡＳＩＣ主コントローラ２０６Ａを更に含むことができる。コントローラ２０６Ａ、２０６Ｂは、基板５１６に形成された導電トレース２１７を介して電気的に通信することができる。
[0061] ２つ以上の束５１５は、平行又は非平行であることができる。移行領域５１０の１つ以上の束が、変換器及びコントローラ領域５０４、５０８に対して斜角で延在する。いくつかの例では、電気配線３１６は、小さな直径のマイクロワイヤであることができる。例えば、各電気配線３１６は、４０ＡＷＧと５２ＡＷＧとの間の直径をもつことができる。各電気配線３１６は、絶縁材により囲まれた導体を備えることができる。
[0062] いくつかの実施形態では、各電気配線３１６は、単一のコントローラ２０６と単一の変換器２１２との間において電気信号を搬送することができる。いくつかの実施形態では、各コントローラ２０６は、それぞれの電気配線３１６を介して複数個の変換器２１２に対して信号を送信及び受信する。例えば、各コントローラは、４個から１６個の間のワイヤ、例えば、８個のワイヤと関連付けられる。この点について、束５１５は、それぞれのコントローラ２０６に関係付けられることができる。いくつかの例では、電気配線３１６の束５１５は、超音波変換器２１２をコントローラ２０６に連結する８つの電気配線を含む。各変換器２１２は、例えば、単一の電気配線３１６に関係付けられることができる。
[0063] 撮像アセンブリ５００は、接続パッド又は位置５２０及び５３０を含むことができる。接続パッド５２０、５３０は、基板５１４、５１６に形成された電気伝導部材である。接続パッド５２０、５３０は、基板５１４、５１６に形成された導電トレースを介して変換器２１２及びコントローラ２０６と電気的に通信する。電気配線３１６の一端部は、変換器２１２に関係した接続パッド５２０に電気的に、及び機械的に連結されることができる。電気配線３１６の反対側端部は、コントローラ２０６に関係した接続パッド５３０に電気的に、及び機械的に連結されることができる。例えば、電気配線３１６は、接続パッド５２０、５３０にはんだ付け又は溶接されることができる。したがって、コントローラ２０６と変換器２１２との間の電気通信が確立される。
[0064] 図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃに関係して記載しているようにコントローラ２０６が、超音波変換器に近い可撓性の細長い部材１２２の遠位側部分に、可撓性の細長い部材の中央部分に、又は、可撓性の細長い部材の近位側部分に存在することができるように、移行領域２１０、５１０が任意の適切な長さをもつことができる。例えば、移行領域５１０の長さは、例えば、約１ｃｍから約１５０ｃｍの間であることができる。
[0065] 図６及び図７は、本開示の態様による電気配線３１６の束５１５を含むスキャナアセンブリ６００の概略図である。図６は、側面図を示し、図７は、斜視図を示す。撮像アセンブリ６００は、変換器素子２１２を含む基板５１４、コントローラ２０６を含む基板５１６、及び、基板５１４と基板５１６との間に延在する可撓性部材２５６を含む例示的な実施形態を示す。撮像アセンブリ６００の近位側部分６２２は、コントローラ領域２０８を含む。撮像アセンブリ６００の遠位側部分６２０は、変換器領域２０４を含む。可撓性基板５１４は、支持部材６３０の周囲において丸められた状態、又は円筒状の状態で配設されている。支持部材構成要素６３０は、管腔内撮像アセンブリ５００の長さに沿ってコントローラ領域から遠隔に位置付けられる。例えば、遠位側支持部材６３０は、近位側部分６２２と比べて、管腔内撮像アセンブリ５００の長さに沿って相対的により遠位に位置付けられる。円筒状の状態に巻き付けられた長方形可撓性基板５１４、５１６が図６及び図７を参照して示され記載されるが、任意の適切な形状が撮像アセンブリ６００において採用されることができることが理解される。例えば、可撓性基板５１４、５１６及び／又は可撓性部材２５６は、１つ以上のカットアウトを含む非長方形の形状を有することができる。
[0066] 支持部材６３０は、いくつかの態様において支持部材２３０と同様である。支持部材６３０は、実質的に円形又は楕円形の外形を含むほぼ円筒形の形状を有することができる。支持部材６３０は、異なる実施形態において、非円形、多角形断面を有する任意の他の適切な形状を有することができる。支持部材６３０は、遠位側フランジ６３２、近位側フランジ６３４を含む。支持部材６３０は、遠位側スタンド６４２と近位側スタンド６４４とを更に含むことができる。支持部材６３０の中央本体部分は、遠位側スタンド６４２と近位側スタンドと６４４との間に延在している。可撓性基板５１４の変換器領域２０４は、スタンド６４２、６４４に接触して、及び、中央本体部分から径方向に離間して支持部材６３０の周囲に位置付けられる。スタンド６４２及び／又はスタンド６４４は、可撓性基板５１４と支持部材６３０の中央本体部分との間の空間内への音響バッキング材の導入を可能にする、１つ以上の通路を含むことができる。支持部材６３０は、管腔６３６を含む。管腔６３６は、可撓性内側近位側部材（例えば、図４Ａの近位側部材２５８）、ガイドワイヤ、及び／又は、他の適切な構成要素を収容するようにサイズ及び形状が決められることができる。支持部材６３０は、例えば、約０．０２６インチから約０．１３１インチの間の高さ、幅、及び／又は直径６２５をもつことができる。支持部材６３０の長さ６１５は、例えば、約０．５ｍｍから約２．０ｍｍの間であることができる。支持部材６３０の長さ６１５は、いくつかの実施形態では、変換器素子２１２の長さに基づいて選択されることができる。変換器素子２１２の長さは、いくつかの実施形態では１ｍｍであることができる。
[0067] 撮像アセンブリ６００の近位側部分６２２及び／又は遠位側部分６２０は、例えば、約０．０２６インチから０．１３１インチの間の高さ又は幅６２３をもつことができる。管腔内デバイスが例えば、約２Ｆｒから約１０Ｆｒの間の直径をもつように、支持部材６３０及び基板５１４、５１６の寸法が選択されることができる。
[0068] 図６及び図７の構成は、有利には、より剛性の高い支持部材６３０の長さを短くすること、及び、支持部材を超音波変換器２１２の下方における遠位側部分６２０に制限することにより撮像アセンブリ６００の可撓性を改善する。すなわち、支持部材６３０は、変換器２１２内において長手方向に平行にされることができ、及び、移行領域５１０及びコントローラ領域５０８を通って延在している必要があることができる。いくつかの実在の撮像アセンブリにおいて、剛性支持部材は、コントローラ領域５０８から長さに沿って、移行領域５１０を通って変換器領域５０４まで延在している。超音波変換器２１２とコントローラ２０６との間において移行領域５１０において延在する電気配線３１６の１つ以上の束５１５、及び、可撓性部材２５６が、移行領域５１０におけるより高い可撓性を実現する。したがって、撮像アセンブリ５００が患者の体内において管腔を横断している間に、撮像アセンブリ６００が屈折せずに、より簡単に曲がることができる。図６及び図７は、単一のコントローラ２０６と複数個のそれぞれの変換器素子２１２とに関係したワイヤ３１６の１つの束５１５を示す。撮像アセンブリ６００は、複数個のコントローラ２０６と対応する変換器素子２１２とにそれぞれ関係した複数個の束５１５を含むことができることが理解される。
[0069] 図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、及び図８Ｄは、本開示の態様による図４Ｃの切断線８－８に沿った撮像又はスキャナアセンブリの断面画像である。撮像アセンブリの実施形態８００、８３０、８５０、及び８７０は、境界８０４、スキャナアセンブリ１１０の内側における１つ以上の管腔８０２、及び、電気配線３１６の複数個の束８０６を示す。管腔８０２は、可撓性の細長い部材内における管状構成要素により形成される。境界８０４は、撮像デバイス１０２（図１）の可撓性の細長い部材１２２の表面を表す。例えば、境界８０４は、いくつかの実施形態では可撓性部材２５６（図４Ｃ）を表すことができる。図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、及び図８Ｄは、撮像デバイス１０２の例示的な内部構造を示す。図８Ａに示されるように、管腔８０２及びワイヤ束８０６は、可撓性の細長い部材１２２の長手方向軸２５０に平行に延在している。管腔８０２は、径方向において可撓性の細長い部材の中心に位置付けられる。管腔８０２は、いくつかの実施形態では、近位内側部材２５８（図４Ａ）の管腔であることができる。ワイヤ束８０６は、可撓性の細長い部材の長手方向軸２５０の周囲において環状の状態に配置されている。いくつかの例では、束５１５は、可撓性の細長い部材１２２の外周において一様に離間している。一般に、管腔８０２は、任意の適切な構成要素を収容するように、及び／又は囲むようにサイズ及び形状が決められることができる。例えば、ガイドワイヤ、操縦ワイヤ、治療デバイス、例えば、針、アブレーション先端部などが、管腔８０２を通って延在することができる。
[0070] 図８Ｂに示されるように、管腔８０２及びワイヤ束８０６は、可撓性の細長い部材の長手方向軸２５０に平行に延在している。図８Ａとは対照的に、束８０６が可撓性の細長い部材の一方側に位置付けられるように、電気配線３１６の束８０６が中心長手方向軸から径方向にずれた位置にある。例えば、複数の束８０６は、可撓性の細長い部材１２２の長手方向軸２５０の第１の側においてクラスター構成をとって配設されている。管腔８０２は、反対側である可撓性の細長い部材の第２の側に位置付けられる。
[0071] 図８Ｃは、図８Ｂに示される実施形態と同様である。可撓性の細長い部材の実施形態８５０は、中心長手方向軸に対して両方ともワイヤ束８０６の反対側にある２つの管腔８０２を含む。
[0072] 図８Ｄに示されるように、複数個の管腔８０２及び複数個のワイヤ束８０６は、すべて、可撓性の細長い部材の長手方向軸２５０に平行に延在している。管腔８０２とワイヤ束８０６との両方が、中心長手方向軸を囲んだ配置をとっている。いくつかの例では、ワイヤ束８０６は、円又は多角形を囲んだ環状の状態に配設される。いくつかの実施形態では、管腔８０２は、束８０６の間の空間内に位置付けられる。いくつかの実施形態では、１つ以上の操縦ワイヤが、長手方向軸２５０に沿ってそれぞれの管腔８０２を通って延在している。操縦ワイヤは、脈管内デバイス１０２の近位端におけるユーザー操作に応答して、可撓性の細長い部材１２２の遠位側部分の向きを変えるように構成されることができる。操縦ワイヤは、束８０６の間の空間、例えば、管腔８０２内に位置付けられる。
[0073] 図９は、本明細書において記載する支持部材を含む撮像アセンブリを含む管腔内撮像デバイスを組み立てる方法９００のフロー図である。方法９００のステップは、図９に示される順序とは異なる順序で実施されてもよく、ステップの前、途中、及び後に追加のステップを提供することができ、及び／又は、記載するステップのうちのいくつかが、他の実施形態において置換されるか、又は排除することができることが理解される。方法９００のステップは、管腔内撮像デバイス１０２のメーカーによって実施することができる。
[0074] ステップ９０２において、方法９００は、撮像アセンブリを可撓性の細長い部材に連結することを有する。可撓性の細長い部材１２２は、近位側部分、中央部分、遠位側部分、及び長手方向軸を含む。可撓性の細長い部材１２２は、例えば、図１、図４Ａ～図４Ｃ、及び図８Ａ～図８Ｃに関係して記載される。撮像アセンブリは、例えば、例として、図４Ａ～図７に関係して記載される。
[0075] ステップ９０４において、方法９００は、環状の状態に複数の超音波変換器素子を位置付けることを有する。図３及び図７に示されるように、超音波変換器２１２は、可撓性の細長い部材の長手方向軸２５０の周囲に配設されている。いくつかの例では、超音波変換器は、円又は多角形を囲むように配設される。図６及び図７に示されるように、超音波変換器２１２は可撓性基板５１４に連結される。可撓性基板５１４は、支持部材６３０の周囲において丸められた状態、又は円筒状の状態に巻き付けられる。
[0076] ステップ９０６において、方法９００は、可撓性の細長い部材の長手方向軸の周囲に複数のコントローラを位置付けることを有する。例えば、コントローラは、例えば、円又は多角形を囲んだ環状の状態に位置付けられることができる。図３及び図７に示されるように、コントローラ２０６は、可撓性の細長い部材の長手方向軸２５０の周囲に配設されている。図６及び図７に示されるように、コントローラ２０６は、可撓性基板５１６に連結される。可撓性基板５１６は、支持部材６３０の周囲において丸められた状態、又は円筒状の状態に巻き付けられる。
[0077] ステップ９０８において、方法９００は、複数の変換器と複数のコントローラとの間に複数の電気配線を延ばすことを有する。図６及び図７を参照してここまでに記載されているように、例えば、超音波変換器２１２は、変換器領域５０４において可撓性基板５１４に連結され、コントローラ２０６が、コントローラ領域５０８において可撓性基板５１６に連結される。複数の電気配線が、変換器領域２０４と制御領域２０８との間における移行領域５１０における、コントローラ２０６と変換器２１２との間に延在している。ステップ９０６は、電気配線の端部を基板５１４、５１６に機械的に、及び／又は電気的に連結することを有することができる。
[0078] ステップ９１０において、方法９００は、複数の電気配線を複数の束に分割することを有する。電気配線３１６の束５１５は、図５～図７に関係して示される。いくつかの例では、個々のコントローラ２０６は、８つの超音波変換器２１２を制御し、電気配線３１６の束５１５は、制御領域２０８におけるコントローラ２０６から移行領域２１０を介して、変換器領域２０４における８個の超音波変換器２１２までの間に延在する８つの電気配線３１６を含む。
[0079] 当業者であれば、上述した装置、システム、及び方法を様々な形で修正できることを認識するであろう。したがって、当業者であれば、本開示に包含される実施形態は上述した特定の例示的実施形態に限定されないことを理解するであろう。この点に関して、例証となる実施形態を図示し記載してきたが、広範囲の修正、変更、及び置換が上述の開示において想到される。かかる変形は、本開示の範囲から逸脱することなく、上記に対して行われることが理解される。したがって、添付の特許請求の範囲は概括的に、また本開示と一貫した形で解釈されることが適切である。

Claims (20)

  1. 患者の体内における管腔に挿入される可撓性の細長い部材であって、長手方向軸をもつ、可撓性の細長い部材と、
    前記可撓性の細長い部材に連結された撮像アセンブリと、
    を備え、前記撮像アセンブリが、
    前記可撓性の細長い部材の前記長手方向軸の周囲に配設された複数の超音波変換器素子と、
    前記管腔に関係した撮像データを獲得するように前記複数の超音波変換器素子を制御する複数のコントローラと、
    前記複数の超音波変換器素子と前記複数のコントローラとの間に延在し、前記複数の超音波変換器素子と前記複数のコントローラとの間の通信を容易にする複数の電気配線と、
    を備え、
    可撓性部材が、前記複数の超音波変換器素子と前記複数のコントローラとを分離する、
    管腔内撮像デバイス。
  2. 前記複数の超音波変換器素子の数が、前記複数の電気配線の数に等しい、請求項１に記載の管腔内撮像デバイス。
  3. 前記複数の電気配線が、複数の束に分割されており、前記複数の束の各々が、前記複数の電気配線のうちの複数個の電気配線を備える、請求項１に記載の管腔内撮像デバイス。
  4. 前記複数の束が、前記可撓性の細長い部材内の外周付近において離間している、請求項３に記載の管腔内撮像デバイス。
  5. 患者の体内における管腔に挿入される可撓性の細長い部材であって、長手方向軸をもつ、可撓性の細長い部材と、
    前記可撓性の細長い部材に連結された撮像アセンブリと、
    を備え、前記撮像アセンブリが、
    前記可撓性の細長い部材の前記長手方向軸の周囲に配設された複数の超音波変換器素子と、
    前記管腔に関係した撮像データを獲得するように前記複数の超音波変換器素子を制御する複数のコントローラと、
    前記複数の超音波変換器素子と前記複数のコントローラとの間に延在し、前記複数の超音波変換器素子と前記複数のコントローラとの間の通信を容易にする複数の電気配線と、
    を備え、
    前記複数の電気配線が、複数の束に分割されており、前記複数の束の各々が、前記複数の電気配線のうちの複数個の電気配線を備え、
    前記複数の束が、前記可撓性の細長い部材内の外周付近において離間し、
    前記可撓性の細長い部材の遠位側部分を偏向させる操縦ワイヤを更に備え、前記操縦ワイヤが、前記可撓性の細長い部材内における前記複数の束の間に位置付けられる、管腔内撮像デバイス。
  6. 前記可撓性の細長い部材が、ガイドワイヤ又は治療デバイスのうちの少なくとも１つを囲む管腔を更に備え、前記管腔が、前記可撓性の細長い部材内における前記複数の束の間に位置付けられる、請求項４に記載の管腔内撮像デバイス。
  7. 前記撮像アセンブリが、第１の可撓性基板と第２の可撓性基板とを更に備え、
    前記複数の超音波変換器素子が前記第１の可撓性基板上に形成され、前記複数のコントローラが前記第２の可撓性基板上に形成され、
    前記複数の電気配線が、前記第１の可撓性基板と前記第２の可撓性基板との間に延在している、
    請求項１に記載の管腔内撮像デバイス。
  8. 前記可撓性部材が、前記第１の可撓性基板と前記第２の可撓性基板との間に位置付けられ、前記複数の電気配線が、前記可撓性部材内に配設されている、請求項７に記載の管腔内撮像デバイス。
  9. 前記第１の可撓性基板が、支持部材の周囲に位置付けられており、前記第２の可撓性基板が、前記支持部材の周囲に位置付けられていない、請求項７に記載の管腔内撮像デバイス。
  10. 前記可撓性の細長い部材が、中央部分と遠位側部分とを備え、前記複数の超音波変換器素子が、前記可撓性の細長い部材の前記遠位側部分に配設され、前記複数のコントローラが、前記可撓性の細長い部材の前記中央部分に配設され、前記複数の電気配線が、前記中央部分と前記遠位側部分との間に延在している、請求項１に記載の管腔内撮像デバイス。
  11. 前記可撓性の細長い部材が、近位側部分と遠位側部分とを備え、前記複数の超音波変換器素子が、前記可撓性の細長い部材の前記遠位側部分に配設され、前記複数のコントローラが、前記可撓性の細長い部材の前記近位側部分に配設され、前記複数の電気配線が、前記近位側部分と前記遠位側部分との間に延在している、請求項１に記載の管腔内撮像デバイス。
  12. 患者の体内における管腔に挿入される可撓性の細長い部材の長手方向軸の周囲に複数の超音波変換器素子を位置付けるステップと、
    前記可撓性の細長い部材の前記長手方向軸の周囲に複数のコントローラを位置付けるステップと、
    前記複数の超音波変換器素子と前記複数のコントローラとの間に複数の電気配線を延ばすことにより、前記複数のコントローラと前記複数の超音波変換器素子との間の電気通信を確立するステップと、
    前記複数の超音波変換器素子と前記複数のコントローラとを可撓性部材により分離するステップと、
    を有する、管腔内撮像デバイスを組み立てる方法。
  13. 前記複数の電気配線のうちの各電気配線の第１の端部を、前記複数のコントローラのうちの或るコントローラに関係した接続パッドに連結するステップと、
    前記複数の電気配線のうちの各電気配線の第２の端部を、前記複数の超音波変換器素子のうちの或る超音波変換器素子に関係した接続パッドに連結するステップと、
    を更に有する、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記複数の電気配線を複数の束に分割するステップであって、各束が、前記複数の電気配線のうちの幾つかの電気配線を備える、分割するステップを更に有し、
    前記複数の電気配線を延ばすステップが、前記複数の超音波変換器素子と前記複数のコントローラとの間に前記複数の束の電気配線を延ばすステップを有する、
    請求項１２に記載の方法。
  15. 前記複数の束のうちの各束を、前記複数のコントローラのうちの別々のコントローラに結合するステップを更に有する、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記可撓性の細長い部材内において環状の構成で前記複数の束の電気配線を分布させるステップを更に有する、請求項１４に記載の方法。
  17. 患者の体内における管腔に挿入される可撓性の細長い部材の長手方向軸の周囲に複数の超音波変換器素子を位置付けるステップと、
    前記可撓性の細長い部材の前記長手方向軸の周囲に複数のコントローラを位置付けるステップと、
    前記複数の超音波変換器素子と前記複数のコントローラとの間に複数の電気配線を延ばすことにより、前記複数のコントローラと前記複数の超音波変換器素子との間の電気通信を確立するステップと、
    を有し、
    前記複数の電気配線を複数の束に分割するステップであって、各束が、前記複数の電気配線のうちの幾つかの電気配線を備える、分割するステップを更に有し、
    前記複数の電気配線を延ばすステップが、前記複数の超音波変換器素子と前記複数のコントローラとの間に前記複数の束の電気配線を延ばすステップを有し、
    前記可撓性の細長い部材内において環状の構成で前記複数の束の電気配線を分布させるステップを更に有し、
    前記複数の束の電気配線の間において、前記可撓性の細長い部材内において前記可撓性の細長い部材の遠位側部分を偏向させる操縦ワイヤを延ばすステップを更に有する管腔内撮像デバイスを組み立てる方法。
  18. 患者の体内における管腔に挿入される可撓性の細長い部材の長手方向軸の周囲に複数の超音波変換器素子を位置付けるステップと、
    前記可撓性の細長い部材の前記長手方向軸の周囲に複数のコントローラを位置付けるステップと、
    前記複数の超音波変換器素子と前記複数のコントローラとの間に複数の電気配線を延ばすことにより、前記複数のコントローラと前記複数の超音波変換器素子との間の電気通信を確立するステップと、
    を有し、
    前記複数の電気配線を複数の束に分割するステップであって、各束が、前記複数の電気配線のうちの幾つかの電気配線を備える、分割するステップを更に有し、
    前記複数の電気配線を延ばすステップが、前記複数の超音波変換器素子と前記複数のコントローラとの間に前記複数の束の電気配線を延ばすステップを有し、
    前記長手方向軸からずれた位置にある第１の側において、前記可撓性の細長い部材内においてクラスター構成で前記複数の束の電気配線を位置付けるステップを更に有する管腔内撮像デバイスを組み立てる方法。
  19. 前記第１の側の反対側である第２の側において、前記可撓性の細長い部材内においてガイドワイヤ又は治療デバイスのうちの少なくとも１つを延ばすステップを更に有する、請求項１８に記載の方法。
  20. 管腔内撮像デバイスと、前記管腔内撮像デバイスと通信するコンピューティングデバイスとを備える、撮像システムであって、
    前記管腔内撮像デバイスは、
    患者の体内における管腔に挿入される可撓性の細長い部材であって、長手方向軸をもつ、可撓性の細長い部材と、
    前記可撓性の細長い部材に連結された撮像アセンブリとを備え、
    前記撮像アセンブリは、
    前記可撓性の細長い部材の前記長手方向軸の周囲に配設された複数の超音波変換器素子と、
    前記管腔に関係した撮像データを獲得するように前記複数の超音波変換器素子を制御する複数のコントローラと、
    前記複数の超音波変換器素子と前記複数のコントローラとの間に延在し、前記複数の超音波変換器素子と前記複数のコントローラとの間の通信を容易にする複数の電気配線とを備え、
    前記コンピューティングデバイスは、前記管腔内撮像デバイスから受信された撮像データを処理し、処理された前記撮像データをディスプレイに出力し、
    可撓性部材が、前記複数の超音波変換器素子と前記複数のコントローラとを分離する、
    撮像システム。
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