JPH10509343A - 内部照明超音波像形成カテーテル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、像形成コアから電気的に隔離するための内部証明カテーテルに含まれる超音波トランスジューサのための改良された電気的結合システムであり、リード(60)及び(62)を含む釣合いの取れた伝送ラインを与える。

Description

【発明の詳細な説明】 内部照明超音波像形成カテーテル発明の背景 本発明は、カテーテル装置に使用する超音波トランスジューサに関し、特に、 最適性能とノイズ防止を行う電気接触形態を有するトランスジューサに関する。 内部照明超音波像形成を行う超音波トランスジューサを使用するカテーテルは 当業者に公知である。通常、トランスジューサは、３０ＭＨｚのオーダーの高周 波電気信号を発生し、この信号は、像を形成するのに使用される。 像の品質は、その信号と混合されて高周波ノイズを減少させる。通常の病院の 環境では、多くのノイズ源たとえば、患者モニターシステム、内部大動脈バルー ンポンプ、Ｘ線システム及びコンピュータ部品がある。これらのノイズ源は、ト ランスジューサから像形成システムに信号を伝送するために使用される導電体に よってトランスジューサ発生信号と結合する。 ノイズが増加すれば、このシステムによって発生する像の品質は向上するので 、手術室に存在するノイズ形成偽高周波信号を発生を減少するための改良された 技術については極めて大きな要請がある。発明の概要 本発明は、内部照明カテーテル内の超音波トランスジューサからの信号を像形 成システムに伝送するための改良されたシステムに関する。 本発明の一つの特徴によれば、末端ハウジングとドライブケーブルからはなれ たバランス伝送ラインが、使用されている超音波トランスジューサからの高周波 電気信号を伝送し、超音波像形成を行う。 本発明の他の特徴によれば、アクティブトランスジューサエレメントは頂部及 び底部主平面と、この上に形成された頂部及び底部電極とを有する。導電性支持 エレメントは底部電極に接続され、上記頂部主平面に向けて延びる支持延長エレ メントは、上記頂部電極から該支持延長エレメントを電気的に隔離する絶縁エレ メントを有する上記支持エメレントに電気的に結合されている。 本発明の他の特徴によれば、上記支持エレメントは、非導電性接着剤によって 末端ハウジングに接続されている。第１及び第２リードはそれぞれ、上記頂部電 極及び支持延長エレメントに接続され、バランスされた伝送ラインを形成し、ノ イズ拒絶及び最適化性能を容易にする。 本発明の利点と特徴は、以下の詳細な説明及び添付の図面を参照して明確にな る。 図面の説明 図１Ａ及び１Ｂは、標準のトランスジューサのそれぞれ頂部及び断面図、 図２は、末端ハウジングに取り付けられる標準トランスジューサの断面図、 図３は、トランスジューサを起動する標準システムの概略図、 図４Ａ及び４Ｂは、末端ハウジングに取り付けられた標準トランスジューサへ の電気接続のそれぞれ頂部及び断面図、 図５は、好ましい実施例の斜視図、 図６Ａ及び６Ｂは、末端ハウジングに取り付けられた図５に図示したトランス ジューサへの電気接続のそれぞれ頂部及び断面図、 図７Ａ及び７Ｂは、本発明の第２の好ましい実施例におけるトランスジューサ への電気接続のそれぞれ頂部及び断面図、及び 図８Ａ及び８Ｂは、本発明の第２の好ましい実施例におけるトランスジューサ への電気接続のそれぞれ頂部及び断面図である。 実施例の説明 図１Ａ及びＢは、超音波エネルギーのパルスを放射し、検出する超音波トラン スジューサを図示した概略図、図２は、カテーテルの末端ハウジングに装着され たトランスジューサの概略ダイヤグラム、及び図３は、トランスジューサを励起 して超音波パルスを放射させ、受信された超音波パルスを検出する代表的なシス テムの概略ダイヤグラムである。 まず図１Ａ及びＢを参照すると、超音波トランスジューサ１０は、組立体の一 部であるアクティブトランスジューサエレメント１２を備えている。アクティブ トランスジューサエレメントの機能は、超音波パルスを電気パルスに、電気パル スを超音波パルスに変換することである。トランスジューサエレメント１２は、 ＰＺＴセラミック材料から製造され、ブロック状の形状を有し、表面及び裏面対 向主表面１２Ｆ及び１２Ｂを備えている。この主平面１２Ｆ及び１２Ｂは、任意 の材料たとえば、クロム、金のような材料から形成される、金属性導電フィルム によって覆われている。このフィルムは、頂部及び底部電極１４及び１６として 機能する。フィルム材料は箔とすることができ、トランスジューサエレメント１ ２の対向表面上に蒸着あるいはスパッタリングによって形成されたフィルムの形 態とすることができる。頂部電極１４は、ワイヤに接続されるようにその上に設 けられた銀エポキシドット１８を有している。トランスジューサエレメント１２ は図示しない前部表面の１／４波インピーダンスマッチング層を有することがで きる。 任意の支持材料の支持エレメント２２はトランスジューサエレメント１２の裏 面に結合され、トランスジューサエレメント１２の裏面１２Ｂによって放射され た超音波エネルギーを減衰する。支持エレメント２２はトランスジューサエレメ ント１２の裏面１２Ｂに結合された表面２２Ｆを有する。絶縁層２３は、トラン スジューサエレメント１２及び支持エレメント２２の周辺を取り囲んでいる。 図２は、末端ハウジング２４に装着されるトランスジューサ１０を図示してい る。トランスジューサエレメント１２は、シルバーエポキシのような接着剤充填 材料からなるベッド２６条に取り付けられており、支持エレメント２２の裏面２ ２Ｂはベッド２６と接触している。通常、支持エレメント２２とベッド２６は導 電性材料から製造され、底部電極１６に対する電気接触を形成する導電パスとし て機能する。 図３を参照すると、超音波パルスを発信し、受信パルスを検出するためのトラ ンスジューサ１０を起動する代表的なシステムが図示されている。このシステム は、本発明の一部ではないので、簡単に説明する。タイミング及びコントロール ブロック３０は、トランスミッタ３２を制御して、所定のインターバルで分離さ れた所定の幅のの一連の電圧パルスを発信する。スイッチ３４は、パルスが発生 したときトランスミッタ３２をトランスジューサ１０に接続し、パルスの間のイ ンターバル中はレシーバ３６をトランスジューサ１０接続する。 受信パルスは、像形成システムによって処理されるが、この像形成システムは 本発明の一部ではない。像形成に使用される主な情報は、超音波パルスの発信と 受信パルスの遅れ時間である。受信パルスの大きさ及び位相といった他の情報も 同様に処理される。 周知のように電圧パルスが電極１４及び１６に付加されると、トランスジュー サエレメント１２は発振してトランスジューサ１０の機械的及び圧電特性によっ て決まる共鳴周波数に中心が合わせられたパルスを発生する。したがって、所定 のインターバルで分割された一連の超音波パルスが発信される。 反対に、超音波パルスがトランスジューサ１０で受信された場合には、電圧パ ルスの形態の像形成信号が、電極１４及び１６条で発生する。この信号は、レシ ーバ３６で増幅され、像形成システム３８に伝送される。このパルスは通常は、 ３０ＭＨｚのオーダーの極めて高い周波数のパルスであり、カテーテルを介して ルートが形成された一対の導電体を介して増幅器に伝送される。 図２のトランスジューサに対するリードの電気接続が、図４Ａ及び図４Ｂに図 示されている。第１リード６０は上部電極上に配置されたシルバーエポキシドッ ト１８に接続されており、第２リード６２は、第２電極に電気的に接続されてい る。底部電極への第２リード６２の電気接続はリードは、ドライブケーブル６６ に結合する導電性接着剤６４を介しての第２リード６２からの通路に続いており 、末端ハウジング２４への溶接を介し、導電性音響支持体２２を介して末端ハウ ジング２４から底部電極に続いている。電気リード６０及び６２は、カテーテル 像形成コアの長さにわたっている。 上記の第２リードから底部電極への電気通路は電気せつく自体としては適当な ものではあるが、カテーテル伝送ラインのインピーダンスの不均衡を形成する。 第１リード６０は使用中トランスジューサエレメント１２のみに接続されるが、 第２リード６２は、使用中トランスジューサエレメント２２に接続されるだけで なく、導電性接着剤２６を介して末端ハウジング２４及び像形成コアのドライブ ケーブル６６にも接続されている。したがって、第１及び第２リード６０及び６ ２の異なる末端インピーダンスによって釣合いのとれない伝送ラインが生じる。 この不釣り合いは外部発生源からの高周波ノイズを遮断するためのカテーテルの 極めて大きな能力減少を生じる。 さらに、本発明者らは、ドライブケーブル６６が運転室温環境で発生する偽の 高周波ノイズ信号を受信するアンテナとして作用する。第２リード６２が電気的 にドライブケーブル６６に接続されているので、この受信信号はトランスジュー サ１０で発生する像形成信号と混合される。 本発明の好ましい実施例の電気接続の形態を図５、図６Ａ及び図６ＢＡ 参照 して説明する。 図５は、斜視図、図６Ａは、平面図、及び図６Ｂは、図５の線６Ｂ’及び６Ｂ ’に沿って切断された断面図である。これらの図を参照すると、導電性支持エレ メント２２は、トランスジューサ組立体１０の頂面に延びる延長部７０を有して いる。この延長エレメントは、絶縁ストリップ７２によって頂部電極から電気的 に隔離されている。図５から分かるように、使用中エレメントと支持部材と絶縁 ストリップ７２の周辺を囲む絶縁層２３は頂部電極１４を支持エレメント／延長 部２２／７０を電気的に隔離する。図６Ｂに図示するように、絶縁ストリップ７ ２は、支持エレメントを介して延びておらず、これによって、延長部７０から使 用中エレメント１０の底部電極１６への導電性パスが形成される。 したがって、図６Ａ及び図６Ｂに図示されるように、リード６０及び６２の両 方が第２シルバードット７４を介して延長部７０に接続されている。非導電性接 着剤７６が音響支持装着技術として使用されており、トランスジューサ組立体１ ０を末端ハウジング２４に接続している。したがって、第２リード６２は末端ハ ウジング２４及びドライブケーブル６６から電気的に隔離されており釣合いのと れた伝送ラインを与える。 図７Ａ及び図７Ｂ及び、図８Ａ及び図８Ｂは、釣合いのとれた伝送ラインを与 え、ドライブケーブルで受信されたノイズを像形成信号から隔離するための別の 実施例を図示している。 図７Ａ及び図７Ｂに図示された実施例では、第２リード６４は第２シルバーエ ポキシドット７４によって延長部７０の裏面に接続されている。 図８Ａ及び図８Ｂに図示された実施例では、支持延長部７０あるいは絶縁スト リップ７２を備えていない。第２リード６２はトランスジューサ１０の底部にお いて支持エレメント２２に接続されており、非導電接着剤７６によって末端ハウ ジング２４及びドライブケーブル６６から絶縁されている。 第２ケーブル６２は、非導電接着剤７６を有するトランスジューサ１０を装着 する前にあるいは非導電性接着剤７６の穴をドリルで開けることによって装着し たあとに接続することができる。 本発明は、好ましい実施例を参照して説明された。別の実施例及び代用的な内 容が当業者にとっては明瞭となった。したがって、添付の特許請求の範囲に記載 されたもの以外では本発明を限定することを意図していない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．患者の体の超音波像形成を行うためのカテーテルにおいて使用される超音波 トランスジューサ組立体であって、 頂部及び底部主表面と周辺部を有し、電気と超音波信号との間の変換を行う 使用中トランスジューサエレメントと、 前記頂部主表面上に形成される頂部電極と、 前記底部主表面上に形成される底部電極と、 前記使用中トランスジューサエレメントの周辺部と実質的に同じ形状の頂部 、底部主表面と周辺部を有し、前記底部電極に頂部主表面を前期的に接続させた 、導電性支持エレメントと、 前記支持エレメントに電気的に接続され、前記使用中トランスジューサエレ メントの頂部主表面に向かって延びる導電性支持延長部エレメントと、 前記支持延長エレメントを前記頂部電極から電気的に絶縁する絶縁部材とを 備えたことを特徴とする該トランスジューサ組立体。 ２．患者の体の超音波像形成を行うためのカテーテルにおいて使用される超音波 トランスジューサ組立体であって、 頂部及び底部主表面と周辺部を有し、電気と超音波信号との間の変換を行う 使用中トランスジューサエレメントと、 前記頂部主表面上に形成される頂部電極と、 前記底部主表面上に形成される底部電極と、 前記使用中トランスジューサエレメントの周辺部と実質的に同じ形状の頂部 、底部主表面と周辺部を有し、前記底部電極に頂部主表面を前期的に接続させた 、導電性支持エレメントと、 前記支持エレメントに電気的に接続され、前記使用中トランスジューサエレ メントの頂部主表面とほぼ同一平面上の頂部と、前記導電性支持エレメントの底 部表面とほぼ同一平面上の底部表面を有する導電性支持延長部エレメントと、 前記支持延長エレメントと前記支持エレメントとをを前記頂部電極から電気 的に絶縁する絶縁部材とを備えたことを特徴とする該トランスジューサ組立体。 ３．患者の体に挿入されるカテーテルに含まれる電子トランスジューサ組立体に よって発生される高周波電気信号を伝送するための釣合いのとれた伝送ラインを 形成するための電気的結合システムであって、 トランスジューサ組立体が、 頂部及び底部主表面と周辺部を有し、電気と超音波信号との間の変換を行う 使用中トランスジューサエレメントと、 前記頂部主表面上に形成される頂部電極と、 前記底部主表面上に形成される底部電極と、 前記使用中トランスジューサエレメントの周辺部と実質的に同じ形状の頂部 、底部主表面と周辺部を有し、前記底部電極に頂部主表面を電気的に接続させた 、導電性支持エレメントと、 前記支持エレメントに電気的に接続され、前記使用中トランスジューサエレ メントの頂部主表面に向かって延びる導電性支持延長部エレメントと、 前記支持延長エレメントを前記頂部電極から電気的に絶縁する絶縁部材とを 有し、 内部に形成されたトランスジューサ装着キャビティを有し、前記トランスジ ューサがキャビティ内に装着され、該キャビティから電気的に隔離されるように カテーテルの末端ハウジングが、 前記頂部電極に電気的に接続された第１リードと、前記支持延長エレメント に電気的に接続される第２リードとを有し、前記第２リードが前記末端ハウジン グから電気的に隔離されるとともに、前記第１及び第２リードが釣合いのとれた 伝送ラインを形成することを特徴とする電気的結合システム。 ４．患者の体に挿入される末端ハウジングとドライブケーブルを含む像形成コア に含まれる電子トランスジューサ組立体によって発生される高周波電気信号を伝 送するための釣合いのとれた伝送ラインを形成するための電気的結合システムで あって、 トランスジューサ組立体が、 頂部及び底部主表面と周辺部を有し、電気と超音波信号との間の変換を行う 使用中トランスジューサエレメントと、 前記頂部主表面上に形成される頂部電極と、 前記底部主表面上に形成される底部電極と、 前記使用中トランスジューサエレメントの周辺部と実質的に同じ形状の頂部 、底部主表面と周辺部を有し、前記底部電極に頂部主表面を前期的に接続させた 、導電性支持エレメントと、 内部に形成されたトランスジューサ装着キャビティを有し、前記トランスジ ューサがキャビティ内に装着され、該キャビティから電気的に隔離されるように カテーテルの末端ハウジングが、 前記頂部電極ドに電気的に接続され、前記像形成コアから電気的に隔離され た第１リードと、前記支持エレメントに電気的に接続される第２リードとを有し 、前記第２リード電気的に隔離されて像形成コアを形成するとともに、前記第１ 及び第２リードが釣合いのとれた伝送ラインを形成することを特徴とする電気的 結合システム。