JP2021504083A - 撮像システム - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、2017年11月28日に出願された、発明の名称「撮像システム(“Imaging System”)」の米国仮出願第62/591,403号および2018年5月14日に出願された、発明の名称「撮像システム(“ Imaging System”)」の米国仮出願第62/671,142に基づく優先権を主張し、各出願の内容は、全てこの参照によって本明細書に組み込まれる。
本明細書には、患者の生体構造の画像を作成するための、患者内で使用するシステムを設けている。画像は患者の生体構造の2次元および/または3次元の画像を有してもよい。画像は、さらに、撮像される患者の生体構造の近位に配置された1つまたはそれより多くのデバイスの画像も含んでもよい。システムは、撮像プローブと、回転アセンブリと、格納アセンブリを含む。撮像プローブは患者の位置から画像データを収集する。撮像プローブは、近位端および遠位部分を有し、その間に延在するルーメン(lumen)を有する延在シャフトを含む。回転可能な光学コアが延在シャフトのルーメン(lumen)の中に配置され、光学アセンブリが延在シャフトの遠位部分に配置される。光学アセンブリは患者の位置にある組織に光を当て、組織から反射された光を収集する。回転アセンブリは撮像プローブに接続し、光学アセンブリを回転させる。格納アセンブリは撮像プローブに接続し、光学アセンブリと延在シャフトを同時に格納する。
コネクタアセンブリ150は、コネクタの複数の形態、例えば、バイオネット(bayonet)または他のロッキングコネクタを有してもよい。後述では、バイオネット(bayonet)タイプのコネクタを説明する。バイオネット(bayonet)タイプのコネクタは、撮像プローブ100と回転アセンブリ500との間で接続を形成および維持するために必要な力および制限を設けるように構成および配置される。
Claims (84)
- 患者用の撮像システムであって、
撮像プローブであって、前記撮像プローブは、
近位端と、遠位部分と、前記近位端と前記遠位部分との間に延在するルーメン(lumen)とを有する延在シャフトと、
前記延在シャフトの前記ルーメン(lumen)内に配置され、近位端と遠位端を有する回転可能な光学コアと、
前記延在シャフトの前記遠位部分内におよび前記回転可能な光学コアの前記遠位端に近位に配置され、組織に光を当て、組織から反射された光を収集するために構成された光学アセンブリと、を有し、
前記撮像プローブは、患者の位置から画像データを収集するために構成および配置される、撮像プローブと
前記撮像プローブに光学的におよび機械的に接続すると共に、前記光学アセンブリを回転させるように構成および配置された回転アセンブリと、
前記撮像プローブに機械的に接続すると共に、前記光学アセンブリと前記延在シャフトとを同時に格納するように構成および配置された格納アセンブリと、を備える、撮像システム。 - 前記撮像プローブが、さらに、前記回転アセンブリが静止した状態で、患者に対して前記撮像プローブの格納を実現するために構成されたサービスループを有する、請求項1に記載の撮像システム。
- 前記延在シャフトが第1部分と第2部分とを有し、
前記第1部分が、前記第2部分より柔軟である、請求項1又は2に記載の撮像システム。 - 前記第1部分が螺旋カットを有する、請求項3に記載の撮像システム。
- 前記第1部分が編み目構造を有する、請求項3に記載の撮像システム。
- 前記第1部分が、前記第2部分に近位に配置される、請求項3に記載の撮像システム。
- 前記回転可能な光学コアが非ゼロ分散シフトファイバ(non-zero dispersion shifted fiber)を有する、請求項1から6のいずれか一項に記載の撮像システム。
- 前記システムが、前記非ゼロ分散シフトファイバ(non-zero dispersion shifted fiber)の分散と光学的に一致する、請求項7に記載の撮像システム。
- 前記回転可能な光学コアが放射線耐性ファイバを有する、請求項1から8のいずれか一項に記載の撮像システム。
- 前記回転可能な光学コアが、さらに、アクリレートコーティングを有する、請求項9に記載の撮像システム。
- 前記回転可能な光学コアが第1部分と第2部分とを有し、
前記第1部分は第1セットの特徴を有し、
前記第2部分は、前記第1セットの特徴とは異なる第2セットの特徴を有する、請求項1から10のいずれか一項に記載の撮像システム。 - 前記第1部分は、非ゼロ分散シフトファイバ(non-zero dispersion shifted fiber)および/または抑圧クラッド(depressed cladding)を有し、
前記第2部分は、非シフト(non-shifted)光学ファイバを有する、請求項11に記載の撮像システム。 - 前記光学アセンブリがレンズを有する、請求項1から12のいずれか一項に記載の撮像システム。
- 前記レンズが、遠位端を有するGRINレンズを有し、前記遠位端はビーム偏向器を有する、請求項13に記載の撮像システム。
- 前記レンズが、特定の集光要件を与えるために、および/または、意図した光学機能を維持した状態で直接前記レンズ内にビーム偏向表面の研磨を実現するように構成されたドーピングプロフィール(doping profile)を有する、請求項14に記載の撮像システム。
- 前記遠位端がめっきされた遠位端を有する、請求項14に記載の撮像システム。
- 前記遠位端が非球面の遠位端を有する、請求項14に記載の撮像システム。
- 前記遠位端が非球面のめっきされた遠位端を有する、請求項14に記載の撮像システム。
- 前記遠位端が研磨面を有する、請求項14に記載の撮像システム。
- 前記撮像プローブが近位コネクタを有し、
前記格納アセンブリがプルバック(pullback)モジュールと連結アセンブリとを有し、
前記プルバック(pullback)モジュールは、前記プルバック(pullback)モジュールを前記撮像プローブの前記延在シャフトに取り付けるようにおよび前記撮像プローブを格納するように構成され、
前記システムが、さらに、患者インターフェースモジュールを有し、
前記患者インターフェースモジュールは、
前記患者インターフェースモジュールを前記近位コネクタに取り付けて、
前記患者インターフェースモジュールを前記連結アセンブリに取り付けて、
前記連結アセンブリを通じて前記プルバック(pullback)モジュールに格納力を作用させて、および、
前記回転可能な光学コアを回転させるように構成される、請求項1から19のいずれか一項に記載の撮像システム。 - 前記プルバック(pullback)モジュールが、第1位置に配置することができる第1個別要素を有し、
前記患者インターフェースモジュールが、さらに、前記第1位置から離れた第2位置に配置することができる第2個別要素を有する、請求項20に記載の撮像システム。 - 前記撮像プローブが、血管のアクセス位置(vascular access site)にて患者内に侵入し、前記第1位置が前記血管のアクセス位置(vascular access site)に近位な位置を有する、請求項21に記載の撮像システム。
- 前記第2位置が前記第1位置から少なくとも15cm離れている、請求項22に記載の撮像システム。
- 前記第1位置が前記血管のアクセス位置(vascular access site)から30cm以内である、請求項22に記載の撮像システム。
- 前記格納アセンブリが、遠位端を有する外装と、プラーと、動力構成とを含む連結アセンブリを有し、
前記動力構成が、前記連結アセンブリを通じて、プルバック(pullback)力を前記プラーに作用させ、したがって、前記プラーを前記外装の前記遠位端に対して近位に移動させる、請求項20に記載の撮像システム。 - 前記撮像プローブが、近位部分と前記近位部分内に近位コネクタとを有し、
前記システムは、さらに、ハウジングと、第1コネクタと、連結と、を含むコネクタモジュールを有し、
前記ハウジングが前記撮像プローブの前記近位部分を囲み、
前記近位コネクタが前記ハウジングに取り付けられ、
前記連結が前記撮像プローブの前記延在シャフトに取り付けられ、
前記第1コネクタが前記連結を滑りながら受け、
前記システムが、さらに、前記第1コネクタに取り付ける第2コネクタ、および、前記近位コネクタに接続する第3のコネクタを含む患者インターフェースモジュールを有し、
前記患者インターフェースモジュールが前記コネクタモジュールの前記連結を格納し、
前記コネクタモジュールの前記ハウジングが前記撮像プローブの格納された部分を囲み、
前記患者インターフェースモジュールが前記回転可能な光学コアを回転させる、請求項1から25のいずれか一項に記載の撮像システム。 - 前記撮像プローブがコネクタを含む近位端を有し、
前記回転アセンブリが前記コネクタを操作的に係合する回転ジョイントを有し、
前記回転ジョイントが、前記コネクタを通じて、前記回転可能な光学コアを回転させる、請求項1から26のいずれか一項に記載の撮像システム。 - 前記回転ジョイントが光学コネクタと浮遊部分とを有し、
前記浮遊部分が前記光学コネクタの直線移動を補正するように構成される、請求項27に記載の撮像システム。 - 前記浮遊部分が光学コネクタに対してバイアスを有する、請求項28に記載の撮像システム。
- 前記浮遊部分がバイアスを設けるバネを有する、請求項29に記載の撮像システム。
- 前記回転ジョイントが、さらに、回転カプラと光学ファイバケーブルとを有し、
前記回転カプラは前記光学ファイバケーブルを通じて前記浮遊部分に接続され、
前記光学ファイバケーブルは、前記浮遊部分による直線移動の補正の間、降伏(buckle)するように構成される、請求項28に記載の撮像システム。 - 前記回転ジョイントが、さらに、前記光学ファイバケーブルの降伏(buckling)を制限するように構成されたチャネルを有する、請求項31に記載の撮像システム。
- 前記チャネルが、前記光学ファイバケーブルの降伏(buckling)を1つの平面内に制限するように構成される、請求項32に記載の撮像システム。
- 前記光学ファイバケーブルが、降伏(buckling)に対応するように構成された部分を有し、前記部分がS字型を有する、請求項32に記載の撮像システム。
- 前記チャネルがS字型を有する、請求項34に記載の撮像システム。
- 前記S字型が、前記光学ファイバケーブルを通じた光の損失を最小に制限するように構成された半径を有する、請求項35に記載の撮像システム。
- 前記格納アセンブリが、基準点に取り付けるよう構成されたコネクタアセンブリを有する、請求項1から36のいずれか一項に記載の撮像システム。
- 前記基準点が患者導入デバイスおよび/または手術台を有する、請求項37に記載の撮像システム。
- 前記撮像プローブが、さらに、近位端と、前記近位端に配置されたコネクタアセンブリとを有する、請求項1から38のいずれか一項に記載の撮像システム。
- 前記コネクタアセンブリが前記回転アセンブリに操作的に取り付けられるよう構成される、請求項39に記載の撮像システム。
- 前記コネクタアセンブリが、光学ファイバコネクタと、1つまたはそれより多くの位置合わせ要素と、を含み、
前記1つまたはそれより多くの位置合わせ要素は、前記回転アセンブリに対する前記光学ファイバコネクタの回転的な向きを維持するように構成され、
前記回転的な向きが、前記回転アセンブリに対する前記コネクタアセンブリの取り付けおよび取り外しの際に維持される、請求項40に記載の撮像システム。 - 前記システムが、前記回転的な向きを維持するために、追加の位置合わせ工程を必要としない、請求項41に記載の撮像システム。
- 前記コネクタアセンブリが、前記回転可能な光学コアに操作的に取り付けた回転アセンブリを有し、
前記回転アセンブリが、前記コネクタアセンブリの前記回転アセンブリを通じて、前記回転可能な光学コアを回転させる、請求項39に記載の撮像システム。 - 前記回転アセンブリが、1つまたはそれより多くの突出部、および/または、1つまたはそれより多くのリリーフ、を有し、
前記1つまたはそれより多くの突出部、および/または、前記1つまたはそれより多くのリリーフが、前記回転アセンブリを回転的に安定させるように構成される、請求項43に記載の撮像システム。 - 前記コネクタアセンブリが光学コネクタを有し、
前記光学コネクタが回転的に不安定な光学コネクタを有する、請求項44に記載の撮像システム。 - 前記回転アセンブリが、前記コネクタアセンブリが前記回転アセンブリに取り付けられていない場合に、前記回転アセンブリの回転を防止するように構成されたロッキングアセンブリを有する、請求項43に記載の撮像システム。
- 前記ロッキングアセンブリが回転ロックとバネとを含み、
前記回転ロックが、前記バネを通じて、前記回転アセンブリにロックする、請求項46に記載の撮像システム。 - 前記回転アセンブリが1つまたはそれより多くの凹部を有し、
前記回転ロックが、前記1つまたはそれより多くの凹部と係合する1つまたはそれより多くの突出部を有する、請求項47に記載の撮像システム。 - 前記撮像プローブが、さらに、前記延在シャフトと前記光学アセンブリとの間に配置された粘性ダンピング(damping)材料を有する、請求項1から48のいずれか一項に記載の撮像システム。
- 前記粘性ダンピング(damping)材料が、さらに、前記延在シャフトと前記回転可能な光学コアの少なくとも一部との間に配置される、請求項49に記載の撮像システム。
- 前記粘性ダンピング(damping)材料がずり減粘流体を有する、請求項49に記載の撮像システム。
- 前記粘性ダンピング(damping)材料が少なくとも500センチポイズの静的粘度を有する、請求項51に記載の撮像システム。
- 前記粘性ダンピング(damping)材料がせん断粘度および静的粘度を有し、
前記せん断粘度は前記静的粘度より小さい、請求項51に記載の撮像システム。 - 前記せん断粘度と静的粘度との比が、1:1.2から1:100の間である、請求項53に記載の撮像システム。
- 前記撮像プローブが、さらに、レンズと、
前記レンズを囲み、前記レンズより遠方に延在する外装と、
前記レンズに対して遠位な前記外装内に配置され、前記粘性ダンピング(damping)材料と接触しているシーリング構成と、
前記レンズと前記シーリング構成との間に配置されるチャンバと、を有する、請求項49に記載の撮像システム。 - 前記シーリング構成が多孔質なシーリング構成を有する、請求項55に記載の撮像システム。
- 前記シーリング構成が、前記粘性ダンピング(damping)材料が前記レンズに接触することを防止するように構成される、請求項55に記載の撮像システム。
- 前記シーリング構成が、前記チャンバ内の圧力を一様にできるように構成される、請求項55に記載の撮像システム。
- 前記シーリング構成が多孔質なシーリング構成を有する、請求項58に記載の撮像システム。
- 前記シーリング構成が開口を有する、請求項58に記載の撮像システム。
- 前記チャンバがガスで満たされる、請求項55に記載の撮像システム。
- 前記撮像プローブの前記延在シャフトが近位端を有し、
前記撮像プローブが、さらに、遠位端を含み、前記延在シャフトの前記近位部分を囲むトルクシャフトを有する、請求項1から61のいずれか一項に記載の撮像システム。 - 前記トルクシャフトが1方向に回転するように構成される、請求項62に記載の撮像システム。
- 前記撮像プローブが近位端を有し、
前記トルクシャフトの前記遠位端が、前記撮像プローブの前記近位端から約100cm離れて配置される、請求項62に記載の撮像システム。 - 前記トルクシャフトが、前記回転可能な光学コアに固定的に取り付けられる、請求項62に記載の撮像システム。
- 前記回転可能な光学コアが近位部分を有し、
前記撮像プローブが、
前記トルクシャフトと前記回転可能な光学コアとの間に配置される位置合わせ回転構成と、
前記トルクシャフトと前記回転可能な光学コアの前記近位部分とを囲む外側シャフトと、
前記トルクシャフトに対して遠位な前記回転可能な光学コアを囲む中間シャフトと、
前記外側シャフトと前記中間シャフトとの間に配置されるチューブと、を備え、
前記位置合わせ回転構成と前記チューブとは、前記トルクシャフトを前記中間シャフトに回転的に取り付けるように回転ジョイントを形成する、請求項62に記載の撮像システム。 - 前記撮像プローブが、さらに、前記光学アセンブリに対して遠位な位置にある前記延在シャフト内に配置されたシーリング構成を含む遠位先端部分を有する、請求項1から66のいずれか一項に記載の撮像システム。
- 前記遠位先端部分が近位端を有し、
前記光学アセンブリがレンズを含み、
前記シーリング構成が、前記光学アセンブリの前記レンズと、前記遠位先端部分の前記近位端との間の光のカプリングを抑制するように構成された傾斜された近位端を有する、請求項67に記載の撮像システム。 - 前記システムが、さらに、前記撮像プローブが圧縮限界を超過することを防止するよう構成された圧縮解放アセンブリを有し、
前記圧縮解放アセンブリが、
近位端と遠位端とその間に第1ルーメン(lumen)とを有する第1シャフトと、
近位端と遠位端とその間に第2ルーメン(lumen)とを有する第2シャフトと、
近位端と遠位端とその間に開口とを有するハウジングと、を備え、
前記第1シャフトの前記遠位端は前記ハウジングの前記近位端に接続し、
前記第2シャフトの前記近位端は前記ハウジングの前記遠位端に接続し、
前記撮像プローブが、前記第1ルーメン(lumen)を通過し、前記開口を通過し、前記第2ルーメン(lumen)に入るように構成され、
前記開口が、前記撮像プローブが圧縮限界を超過した場合において、前記開口内に配置された前記延在シャフトの一部の降伏(buckling)を収容できるような寸法を有する、請求項1から68のいずれか一項に記載の撮像システム。 - 前記システムが、さらに、アルゴリズムを有する、請求項1から69のいずれか一項に記載の撮像システム。
- 前記アルゴリズムが前記システムの格納パラメータを調整する、請求項70に記載の撮像システム。
- 前記格納パラメータが格納の開始を有し、前記アルゴリズムは次のグループから選定された条件に基づいて格納を開始し、
前記グループは、前記光学アセンブリが配置された前記ルーメン(lumen)がフラッシング(flush)されたこと;流体インジェクタデバイスよりインジケータ(indicator)信号が受信されたこと;収集された画像データにおいて望ましい変化が探知できること;およびこれらの組み合わせと、からなる、請求項71に記載の撮像システム。 - 前記アルゴリズムが、前記撮像プローブに関連したシステムパラメータを調整する、請求項70に記載の撮像システム。
- 前記撮像プローブが、前記システムによって探知できるIDを含み、前記IDに基づいて前記システムパラメータを調整する、請求項73に記載の撮像システム。
- 前記システムパラメータ調整が、アームパスの長さパラメータを含む、請求項74に記載の撮像システム。
- 前記システムが、さらに、第2撮像デバイスを有する、請求項1から75のいずれか一項に記載の撮像システム。
- 前記第2撮像デバイスが、X線;単一平面または二平面蛍光透視装置等の蛍光透視装置;CTスキャナ;MRI;PETスキャナ;超音波撮像装置;回転血管撮像デバイス;およびこれらの組み合わせと、からなるグループから選定される、請求項76に記載の撮像システム。
- 前記システムが、前記撮像プローブによって提供されたデータと、前記第2撮像デバイスによって提供されたデータと、に基づいて画像を提供する、請求項76に記載の撮像システム。
- 前記第2撮像デバイスが回転血管撮像デバイスを有する、請求項78に記載の撮像システム。
- 前記撮像プローブが遠位端を含むバネ先端を有する、請求項1から79のいずれか一項に記載の撮像システム。
- 前記撮像プローブが、臨床医が第1位置において前記光学アセンブリを配置でき、続いてプルバック(pullback)撮像処置を実施できるように構成された長さを有し、前記バネ先端の前記遠位端は、前記プルバック(pullback)撮像処置の終了において、前記第1位置に、または、第1位置に対して遠位に配置される、請求項80に記載の撮像システム。
- 前記撮像プローブが、さらに、前記バネ先端の前記遠位端に相対的に配置されたマーカーを有し、前記マーカーは、前記プルバック(pullback)撮像処置の終了において、前記バネ先端の位置に関する情報を提供する、請求項81に記載の撮像システム。
- 前記撮像プローブが、さらに、前記光学アセンブリに相対的に配置されたマーカーを有し、前記マーカーは、前記プルバック(pullback)撮像処置の終了において、前記光学アセンブリの位置に関する情報を提供する、請求項81に記載の撮像システム。
- 前記バネ先端が少なくとも35mmの長さを有する、請求項80に記載の撮像システム。
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