JP2007181684A

JP2007181684A - ｚ軸相互接続を有するトランスデューサアセンブリ

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Publication number: JP2007181684A
Application number: JP2006353659A
Authority: JP
Inventors: Rii Uooren; ウォーレン・リー; Charles Edward Baumgartner; チャールズ・エドワード・バウムガートナー; Douglas G Wildes; ダグラス・グレン・ウィルデス; Lewandowski Robert Stephen; ロバート・スティーブン・ルワンドウスキ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2006-01-06
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2007-07-19
Also published as: FR2896043A1; US7622848B2; US20070157732A1; DE102007001304A1

Abstract

【課題】ｚ軸相互接続の複合構造（５０）を提供する。
【解決手段】複合構造（５０）は、複数の相互接続層（３８）の間に交互に配列されている裏当て材の複数の層（４０）を含み、複数の相互接続層（３８）は、ｚ軸相互接続の複合構造（５０）をトランスデューサアレイに接続しやすいように構成され、ｚ軸相互接続の複合構造（５０）は、侵襲的プローブにおいて使用するように構成される。本発明の他の態様により提供されるトランスデューサアセンブリは、ｚ軸相互接続の複合構造と、ｚ軸相互接続の複合構造の近くに配置されたトランスデューサアレイを含み、トランスデューサアレイは、アレイ内に配置された１つまたは複数のトランスデューサ素子を備え、トランスデューサアレイは、ｚ軸相互接続の複合構造と関連して動作可能であり、トランスデューサアセンブリは、侵襲的プローブにおいて使用されるように構成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、一般に、トランスデューサに関するものであり、より具体的には、スペースが重視される用途におけるリアルタイム三次元イメージング処理用のトランスデューサアセンブリに関する。

音響トランスデューサなどのトランスデューサは、医用イメージングに応用されており、音響プローブが患者に宛われ、このプローブにより超音波を送受信することで、患者体内組織の撮像を容易に行うことができる。例えば、トランスデューサは、患者の心臓のイメージングを行うために使用することができる。

心調律の問題つまり心臓不整脈は、死亡および疾病の主要原因である。心房細動は、臨床診療で遭遇する最も一般的に持続する心臓不整脈の１つである。心臓電気生理学は発展して、これらの心臓不整脈を診断するための診断道具につながった。理解されるように、電気生理学的研究の際に、多極カテーテルなどのプローブは、心臓などの生体構造の内部に配置され、異なる心室から電気的記録を行う。

介入手順で使用されるカテーテルベースの技術は、一般に、イメージングカテーテルなどのプローブを大腿静脈などの静脈内に挿入することを伴う。残念なことに、心房細動のアブレーションなどの従来の心臓介入手順は、介入デバイスおよび心臓解剖をリアルタイムで視覚化するための効率のよい方法が欠如しているため、込み入ったものとなっている。

従来の心臓介入手順の欠点を克服するために経胸腔的イメージングなどの技術が使用された。経胸腔的イメージング技術では、典型的には、患者の胸部にトランシーバを宛い、このトランシーバを使用して心臓のイメージングを行う必要がある。しかし、経胸腔的イメージング手順の実行時に、トランシーバと心臓との間に介在する骨およびその他の種類の組織が存在するため、心臓の十分に詳細な像を形成することができない。経食道イメージング法などの他の技術も、心臓のイメージング処理をしやすくするために使用された。これらの経食道技術は、典型的には、患者の食道内にトランシーバを挿入することを伴う。経食道イメージングではトランシーバの位置を心臓に近づけるが、この方法の欠点は、経食道イメージングは一般的な麻酔剤を使って患者を意識不明にする必要があるという点である。しかし、理解されるように、心臓のイメージング処理を行いやすくするために、患者は意識があるのが非常に望ましい。

上述の技術に関連する欠点は、心臓内心エコー図法（ＩＣＥ）を使用して回避できる。心臓内心エコー図法は、例えば、カテーテルの位置決めおよびアブレーションなどの介入手順の案内に使用されるカテーテルイメージング処理の注目技術である。さらに、心臓内心エコー図法では、典型的に、音波を使用して心臓の像を生成する。それに加えて、心臓内心エコー図法を使用することで、このような小型化された超音波先端カテーテルなどのプローブを使用して、心臓の像を取得することができる。

残念なことに、現在利用可能な商用カテーテルベースの心臓内プローブは、二次元イメージングに制約されている。例えば、臨床超音波Ｂ走査イメージングに使用される現在利用可能な商用カテーテルベースの心臓内プローブには、Ｂ走査像の一平面特性に関連する制限がある。

超音波プローブなどの、典型的なプローブは、典型的には、トランスデューサパッケージ、トランスデューサを超音波システムなどのイメージングシステムの残り部分に接続する多線ケーブル、およびプローブハウジング、熱および／または音響陶器材料および静電遮へいなどの他の種々の機械的ハードウェアを含む。しかし、二次元トランスデューサアレイ内のそれぞれのトランスデューサ素子を扱うために必要な相互接続の密度が高いと、トランスデューサアセンブリのスペース効率が悪化し都合が悪い。

トランスデューサアレイを製造する現在利用可能な方法は、複数のトランスデューサ素子を簡単に結合することができる多層フレキシブル相互接続回路を組み込んでいる。これらの多層フレキシブル回路では、複数のフレキシブル層上の導線をトランスデューサ素子の平面に対し平行に引き回している。しかし、このような相互接続回路は、高価であり、カテーテル内でスペースを効率的に利用することができない。それに加えて、このような方法により製造されたトランスデューサの音響性能は、音響的に不利な相互接続回路が能動素子のすぐ下に存在するため、劣っている。不都合なことに、トランスデューサ素子のスペース効率のよい相互接続を可能にする多くの以前の試みは、カテーテルのイメージング性能に対し限定的効果を有していた。
米国特許第６６２５８５４号米国特許第６５４１８９６号

したがって、心臓内イメージングなどのスペースが重視される用途で採用されるプローブにおいて使用するリアルタイム三次元イメージングを行うことができるトランスデューサアセンブリが必要である。特に、アパーチャを最大にしつつプローブのイメージング性能を有利な形で高めるトランスデューサアセンブリの設計が大いに必要である。また、リアルタイム三次元イメージングが可能なトランスデューサアセンブリを製造する単純で、費用効果の高い方法を開発することが望ましいであろう。

簡単にいうと、本発明の技術のいくつかの態様により、ｚ軸相互接続の複合構造が提示される。複合構造は、複数の相互接続層の間に交互に配列されている裏当て材の複数の層を含み、複数の相互接続層は、ｚ軸相互接続の複合構造をトランスデューサアレイに接続しやすいように構成され、ｚ軸相互接続の複合構造は、侵襲的プローブにおいて使用するように構成される。

本発明の技術の他の態様によれば、トランスデューサアセンブリが提示されている。アセンブリは、ｚ軸相互接続の複合構造を含む。それに加えて、アセンブリは、ｚ軸相互接続の複合構造の近くに配置されたトランスデューサアレイを含み、トランスデューサアレイは、アレイ内に配置された１つまたは複数のトランスデューサ素子を備え、トランスデューサアレイは、ｚ軸相互接続の複合構造と関連して動作可能であり、トランスデューサアセンブリは、侵襲的プローブにおいて使用されるように構成される。

本発明の技術のさらに他の態様により、ｚ軸相互接続の複合構造を形成する方法が提示される。この方法は、複数の相互接続層の間に裏当て材の複数の層を交互に配置して第１の端および第２の端を持つｚ軸相互接続の複合構造を形成することを含み、第１の端は、複合構造を１つまたは複数のトランスデューサ素子を持つトランスデューサアレイに結合しやすくするように構成され、第２の端は、複合構造をケーブルアセンブリまたは電子回路に結合しやすくするように構成され、ｚ軸相互接続の複合構造は、侵襲的プローブにおいて使用されるように構成される。

本発明の技術の他の態様によれば、トランスデューサアセンブリを形成する方法が提示されている。この方法は、複数の相互接続層の間に裏当て材の複数の層を交互に配置して第１の端および第２の端を持つｚ軸相互接続の複合構造を形成することを含み、第１の端は、複合構造をトランスデューサアレイに結合しやすくするように構成され、第２の端は、複合構造をケーブルアセンブリまたは電子回路に結合しやすくするように構成される。さらに、この方法は、間隔をあけて並べた関係を持つように配列された１つまたは複数のトランスデューサ素子を有するトランスデューサアレイをｚ軸相互接続の複合構造に結合することを含み、トランスデューサアレイおよび複合構造は、動作可能なように関連しており、トランスデューサアセンブリは、侵襲的プローブにおいて使用されるように構成される。

本発明の技術の他の態様によれば、システムが提示される。システムは、イメージデータを収集するように構成された収集サブシステムを含み、収集サブシステムは、対象領域を撮像するように構成された侵襲的プローブを備え、侵襲的プローブは、少なくとも１つのトランスデューサアセンブリを備え、少なくとも１つのトランスデューサアセンブリは、ｚ軸相互接続およびトランスデューサアレイの複合構造を備え、ｚ軸相互接続の複合構造は、複数の相互接続層の間に交互に配列された裏当て材の複数の層を備え、複数の相互接続層は、ｚ軸相互接続の複合構造をトランスデューサアレイに結合しやすくするように構成されている。さらに、システムは、収集サブシステムと動作するように関連付けられている処理サブシステムも含み、収集サブシステムを介して収集されたイメージデータを処理するように構成されている。

本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、図面全体を通して類似の文字は類似の部品を表す付属の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むとさらによく理解できる。

以下で詳しく説明するように、心臓内イメージングなどのスペースが重視される用途で採用される侵襲的プローブにおいて使用するリアルタイム三次元イメージングを行うことができるトランスデューサアセンブリおよびトランスデューサアセンブリを形成する方法が提示される。一実施形態では、トランスデューサアレイは、二次元トランスデューサアレイを含むことができることに留意されたい。アパーチャを最大にしつつ、侵襲的プローブなどのプローブのイメージング性能を有利に高めるトランスデューサアセンブリを開発することが望ましい。さらに、トランスデューサ素子の下にある領域の大半を音響裏当て材で占有させることによりプローブのイメージング性能を高めるのは都合がよいことであろう。また、リアルタイム三次元イメージングが可能なトランスデューサアセンブリを製造する単純で、費用効果の高い方法を開発することが望ましいであろう。本明細書で説明されている技術は、これらの問題の一部または全部を解決するものである。

図１は、本発明の技術のいくつかの態様による、イメージングで使用する例示的なシステム１０のブロック図である。システム１０は、プローブ１２を介して患者１１からイメージデータを収集しやすくするように構成することができる。つまり、プローブ１２は、例えば、患者１１の体内の対象領域を表すイメージデータを収集するように構成することができる。本発明の技術のいくつかの態様によれば、プローブ１２は、介入手順を容易に行えるように構成することができる。つまり、本発明で考えられる構成では、プローブ１２は、侵襲的プローブを含むことができる。また、例示されている実施形態は、カテーテルベースのプローブについて説明されているが、内視鏡、腹腔鏡、外科手術用プローブ、経直腸プローブ、経膣プローブ、腔内プローブ、介入手順に適合されたプローブ、またはそれらの組み合わせなどの他の種類のプローブも、本発明の技術と併せて考えられることに留意されたい。参照番号１３は、患者１１の体内に配置されたプローブ１２の一部を表す。

いくつかの実施形態では、プローブは、イメージングカテーテルベースのプローブ１２を含むことができる。さらに、イメージングカテーテル１２のイメージングの向きは、前方視型カテーテル、側方視型カテーテル、または斜位視型カテーテルを含むことができる。しかし、前方視型カテーテル、側方視型カテーテル、および斜位視型カテーテルの組み合わせも、イメージングカテーテル１２として使用することができる。イメージングカテーテル１２は、リアルタイムイメージングトランスデューサアセンブリ（図に示されていない）を含むことができる。

システム１０は、さらに、イメージングカテーテル１２と動作可能なように関連し、イメージデータの収集を容易にするように構成されたイメージングシステム１５も含むことができる。以下に示されている例示的な実施形態は、超音波システムなどの医用イメージングシステムに関して説明されているが、限定はしないが、光学的イメージングシステム、パイプライン検査システム、液体反応炉検査システム、または他のイメージングシステムも考えられることに留意されたい。

さらに、イメージングシステム１５は、患者１１の体内の対象領域内のイメージングカテーテル１２の現在位置を表すイメージを表示するように構成することができる。図１に例示されているように、イメージングシステム１５は、表示領域１６およびユーザインターフェース領域１７を含むことができる。本発明の技術のいくつかの態様によれば、イメージングシステム１５の表示領域１６は、イメージングカテーテル１２を介して収集されたイメージデータに基づきイメージングシステム１５により生成されたイメージを表示するように構成することができる。それに加えて、表示領域１６は、生成されたイメージをユーザ側で視覚化するのを助けるように構成することができる。また、参照番号１４は、イメージングカテーテル１２の一部分を表す。

図２は、イメージングカテーテル１２の部分１４の拡大図を示している。図２に示されているように、侵襲的プローブで使用するように構成されているトランスデューサアセンブリ１８は、シャフト１９の遠位端に配置することができる。イメージングカテーテル１２は、さらに、ユーザがシャフト１９を簡単に操作できるように構成されたハンドル２０を備えることもできる。トランスデューサアセンブリ１８とハンドル２０との間の距離は、プローブおよび用途の種類に応じて約１０ｃｍから約１５０ｃｍまでの範囲とすることができる。

次に図３を参照すると、図１に示されているシステム１０の中で使用されるトランスデューサアセンブリ２４の斜視側面図が示されている。典型的には、トランスデューサアセンブリ２４、例えば、図２に例示されているような音響トランスデューサアセンブリは、１つまたは複数のトランスデューサ素子（図には示されていない）、１つまたは複数のマッチング層（図には示されていない）、およびレンズ（図には示されていない）を含むことができる。限定はしないが、層の上に配置されたトランスデューサ素子のアレイなどの、トランスデューサ素子は、間隔をあけて並べられた関係で配列され、トランスデューサ素子のそれぞれは、トランスデューサ前面２６およびトランスデューサ後面（図には示されていない）を含むことができる。当業者であれば理解するように、トランスデューサ素子は、限定はしないが、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ポリビニリデンジフルオライド（ＰＶＤＦ）、複合ＰＺＴ、または微小機械加工シリコンなどの材料を使用して製造することができる。トランスデューサアセンブリ２４は、さらに、トランスデューサ素子のアレイの前面２６に隣接して配置された１つまたは複数のマッチング層を含み、マッチング層のそれぞれは、マッチング層前面およびマッチング層後面を含むことができる。マッチング層により、高インピーダンスのトランスデューサ素子と低インピーダンスの患者または被検体１１（図１を参照）との間に存在しうるインピーダンス差のマッチングが簡単に行える。レンズは、マッチング層前面に隣接する形で配置することができ、患者とマッチング層との間の界面となる。それに加えて、いくつかの実施形態では、レンズは、超音波ビームを集束することが容易に行えるように構成することができる。それとは別に、レンズは、非集束層を含むことができる。

それに加えて、トランスデューサアセンブリ２４は、高い音響損失を有する適当な音響減衰材料を使用して製造することができる、前面および後面を持つ、裏当て構造２８を含むことができる。裏当て構造２８は、トランスデューサ素子のアレイの後面に音響的に結合することができ、裏当て構造２８は、トランスデューサ素子のアレイの後面から出てくる音響エネルギーの減衰を促進する。

すでに説明されているように、アパーチャを最大にしつつ、スペースが重視される状況においてプローブのイメージング性能を高めることが望ましいと考えられる。より具体的には、スペース効率および性能改善を促進する相互接続を持つトランスデューサアセンブリを開発することが望ましいと考えられる。したがって、本発明で考えられる構成では、裏当て構造２８は、裏当て材３０の複数の層が相互接続３２の複数の層の間に交互に配置されているｚ軸相互接続の例示的な複合構造を含むことができる。ｚ軸相互接続を持つ例示的なトランスデューサアセンブリ２４については、以下で詳しく説明する。

さらに、トランスデューサアセンブリ２４は、外部環境からトランスデューサ素子を絶縁しやすくする電気的シールド（図には示されていない）も含むことができる。電気的シールドは、金属箔を含むことができ、金属箔は、限定はしないが、銅、アルミニウム、真鍮、および金などの金属を使用して製造することができる。

上述のように、トランスデューサアセンブリ２４（図３を参照）は、例示的なｚ軸相互接続を含む。図４は、ｚ軸相互接続の例示的な一実施形態の組み立て３４を示している。参照番号３６は、ｚ軸相互接続の分解図を表す。本発明で考えられる構成では、ｚ軸相互接続は、裏当て材３８の複数の層が複数の相互接続層４０と交互に積み重ねられている配列を含む。複数の相互接続層４０のそれぞれは、上にパターン形成された少なくとも１つの導体素子４２を備えることができ、ｚ軸相互接続をトランスデューサアレイに結合することを簡単に行えるように構成することができる。裏当て材の複数の層は、構造的機能および／または音響的機能の役目を果たすように構成することができることに留意されたい。一実施形態では、裏当て材の層は、その上に組み立てることができるトランスデューサアレイへの支持材となるように構成することができる。他のいくつかの実施形態では、裏当て材の層は、トランスデューサ素子のアレイから出てくる音響エネルギーの減衰を促進するように構成することができる。しかし、トランスデューサアレイがデマッチング層を含む場合、裏当て層は、トランスデューサアレイの支持だけを行えるように構成することができる。図４の例示されている実施形態では、Ｘ、Ｙ、およびＺ方向は、参照番号４４、４６、および４８によりそれぞれ表される。さらに、図４に示されているように、複数の相互接続層４０は、Ｙ方向４６に裏当て材３８の複数の層と交互に積み重ねることができる。

さらに、複数の相互接続層４０を裏当て材３８の複数の層と交互に配列することにより形成されるスタックをボンディングして、第１の端５２および第２の端５４を持つｚ軸相互接続の複合構造５０を形成することができる。複合構造５０の第１の端５２は、複合構造５０を１つまたは複数のトランスデューサ素子（図に示されていない）を持つトランスデューサアレイ（図に示されていない）に結合しやすくするように構成することができる。それに加えて、複合構造５０の第２の端５４は、例えば、複合構造５０をケーブルアセンブリまたは電子回路（図に示されていない）に動作可能な形で結合しやすくするように構成することができる。いくつかの実施形態では、電子回路は、回路基板、集積回路ダイ、または集積回路パッケージを含むことができる。この複合体構造５０は、裏当て材３８の複数の層のそれぞれの厚さが複数の相互接続層４０のそれぞれの厚さよりも比較的大きくなるように構成することができる。例えば、裏当て材３８の複数の層のそれぞれの厚さは、約５０μｍから約３００μｍの範囲内とすることができるが、複数の相互接続層４０のそれぞれの厚さは、約２５μｍから約１２５μｍの範囲内とすることができる。裏当て材の層の厚さおよび相互接続層の厚さのそれぞれの値は、トランスデューサの動作周波数に依存する、トランスデューサアレイの所望の素子間ピッチに依存する場合があることに留意されたい。上述のような複合構造５０を持つトランスデューサアセンブリを実装することにより、トランスデューサアセンブリの音響性能を有利に高めることができる。

いくつかの実施形態では、複数の相互接続層４０のそれぞれは、フレキシブルな相互接続層を含むことができる。フレキシブルな相互接続層は、最上部側と底部側を持つフレキシブルな基板上にパターン形成された少なくとも１つの導体素子を含むことができ、少なくとも１つの導体素子は、複合構造５０をトランスデューサアレイ上のそれぞれのトランスデューサ素子に結合しやすくするように構成することができる。一実施形態では、フレキシブルな相互接続層は、誘電体膜上にパターン形成された少なくとも１つの金属トレースを含むことができる。

本発明の技術のいくつかの態様による、ｚ軸相互接続５０の複合構造を再び参照すると、第１の端５２上の導体素子のピッチは、第２の端５４上の導体素子のピッチと異なる場合がある。つまり、第１の端５２および第２の端５４上の導体素子のピッチは、複合構造５０の結合先となるそれぞれのデバイスのピッチとマッチするように構成することができる。例えば、すでに指摘されているように、複合構造５０の第１の端５２は、複合構造５０を１つまたは複数のトランスデューサ素子を持つトランスデューサアレイに結合しやすくするように構成することができる。したがって、第１の端５２上の導体素子のピッチは、トランスデューサアレイ上のトランスデューサ素子のピッチとマッチするように構成することができる。さらに、すでに指摘されているように、複合構造５０の第２の端５４は、複合構造５０をケーブルアセンブリまたは電子回路に結合しやすくするように構成することができる。第２の端５４上の導体素子のピッチは、例えば、ケーブルアセンブリ上の接続素子のピッチとマッチするように構成することができる。

さらに、複合構造５０の第１の端５２の断面形状は、複合構造５０の第２の端５４の断面形状と異なる場合があることに留意されたい。したがって、裏当て材３８の複数の層および複数の相互接続層４０は、所定の形状を持つ複合構造５０を形成するように配列することができ、所定の形状は、正方形、長方形、八角形、円形、菱形、三角形、またはそれらの組み合わせを含むことができる。つまり、ｚ軸相互接続の複合構造の幾何学形状は、裏当て材３８の複数の層および複数の相互接続層４０のそれぞれの幾何学形状により決定されうる。また、本発明の技術の例示的な態様によれば、第１の端５２の断面形状は、複合構造５０の第２の端５４の断面形状と異なる場合があることに留意されたい。それとは別に、複合構造５０は、組み立て後、所望の形状に合わせて機械加工することができる。

図５は、図４に例示されているｚ軸相互接続の複合構造の端面図５６であり、複合構造は実質的に長方形の断面を持つものとして示されている。つまり、例示されている実施形態では、複合構造５６は、裏当て材の複数の層および実質的に長方形の形状を持つ複数の相互接続層を使用して形成される。実質的に長方形の形状のこれらの層を積み重ねた結果として、実質的に長方形の体積を持つｚ軸相互接続の複合構造を形成することができる。参照番号６０は、裏当て材の複数の層を表す。複数の相互接続層上の導体素子は、参照番号５８により表される。

さらに、導体素子５８のピッチは、Ｘ方向４４に隣接して配置されている導体素子５８の間の距離「Ａ」６２を決定することができる。同様に、Ｙ方向４６に隣接して配置されている導体素子５８の間の距離「Ｂ」６４は、裏当て層と相互接続層のそれぞれの厚さにより決定されうる。つまり、裏当て材の複数の層のそれぞれおよび複数の相互接続層のそれぞれの厚さは、裏当て材の層および相互接続層が積み重ねられ、複合構造５６を形成したときに、複合構造５６の第１の端上の導体素子の縦間隔は、トランスデューサアレイ上のトランスデューサ素子の所望の縦間隔とマッチするように構成することができるように構成することができる。同様に、それぞれの相互接続層上にパターン形成された導体素子の間の水平間隔は、例えば、ケーブルアセンブリ上のカップリング素子の間の所望の間隔とマッチするように構成することができる。

実質的に円形の体積を有するｚ軸相互接続の複合構造の端面図６６は、図６に例示されている。実質的に円形の断面を持つｚ軸相互接続の例示的な複合構造は、層が幅の分だけ続くように裏当て材の複数の層および複数の相互接続層を積み重ねることにより形成することができる。例えば、裏当て材の層およびｚ軸相互接続の中心に配置された複数の相互接続層は、相互接続構造の外側の層と比べて比較的広くなるようにできる。参照番号６８は、裏当て材の複数の層を表す。さらに、参照番号７０は、複数の相互接続層（図に示されていない）上にパターン形成された複数の導体素子を表す。

次に図７を参照すると、ｚ軸相互接続の他の例示的な実施形態の分解端面図７２が示されている。例示されている実施形態では、複数の両面相互接続層７４は、裏当て材７８の複数の層と交互に積み重ねられる。複数の両面相互接続層７４のそれぞれは、それぞれの相互接続層７４の第１面および第２面上に配置されている複数の導体素子７６を含むように構成することができる。複数の両面相互接続層７４を持つｚ軸相互接続７２の複合構造を実装することにより、わずか半分の数の相互接続層だけで、複合構造７２をトランスデューサアレイに簡単に結合することができ、それにより、スペースが重視される用途に使用されるトランスデューサアセンブリのコストおよび複雑度を有利に低減することができる。また、例示されている実施形態７２では、挽き目８０が複数の両面相互接続層７４のそれぞれを通過することができる。この例示的な配列を採用することで、トランスデューサの下に配置されている裏当て材の量を有利に最大化することができ、それにより、トランスデューサの音響性能を改善することができる。

いくつかの実施形態では、ｚ軸相互接続の複合構造は、所定の望ましい厚さまで研削した裏当て材の複数の層を含むことができ、裏当て材の複数の層のそれぞれは、それぞれ上部側と底部側を持つ。次いで、複数の導体素子を裏当て材の複数の層のそれぞれの上部側、裏当て材の複数の層のそれぞれの底部側、またはその両方に直接パターン形成することができる。次いで、裏当て材のこれらの層の複数の層を積み重ねてボンディングし、別々の担体ではなくむしろ裏当て材の層上に直接配置された導体トレースを持つｚ軸相互接続の複合構造を形成することができる。

図８は、本発明の技術のいくつかの態様により、トランスデューサアセンブリを形成するための例示的な方法８２を示している。参照番号８４は、ｚ軸相互接続の複合構造を表している。すでに説明されたように、複合構造８４は、複数の相互接続層８８の間に裏当て材８６の複数の層を交互に配列することにより形成することができる。さらに、少なくとも１つの導体素子９０をそれぞれの相互接続層８８上にパターン形成し、複合構造８４をトランスデューサアレイに結合することを容易にすることができる。次いで、裏当て材８６の複数の層および複数の相互接続層８８をボンディングして、ｚ軸相互接続の複合構造を形成することができる。さらに、複合構造８４は、例えば、複合構造８４をトランスデューサアレイに結合しやすくするように構成された第１の端９２および複合構造８４をケーブルアセンブリに結合しやすくするように構成された第２の端９４を持つものとして示されている。

ｚ軸相互接続８４の複合構造を形成した後、トランスデューサ材料９８は、複合構造８４の第１の端９２に隣接して配置することができる。次いで、トランスデューサ材料９８は、トランスデューサアレイ内に構築することができ、トランスデューサアレイは、一実施形態では、間隔をあけて並べられた関係で配列された１つまたは複数のトランスデューサ素子を含むことができる。本発明の技術のいくつかの態様により、トランスデューサアレイは、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）アレイまたは微小機械加工された超音波（ＭＵＴ）アレイを含むことができる。トランスデューサアレイを複合構造８４に動作するように結合し、トランスデューサアセンブリ１００を形成することができる。

トランスデューサアレイの１つまたは複数のトランスデューサ素子への結合がさらに高まるように複合構造８４およびトランスデューサ材料９８を動作可能な形で結合するのに先立って複合構造８４の第１の端９２を研削し、研磨することが望ましい場合があることに留意されたい。例示されている実施形態では、トランスデューサ材料９８は、ＰＺＴトランスデューサ材料を含むことができる。それに加えて、ｚ軸相互接続８４の複合構造を金属化して、複合構造８４とトランスデューサアレイ９８との間の電気的接触を容易に高められるようにすると都合がよい。参照番号１００は、トランスデューサアセンブリを表し、ＰＺＴトランスデューサ材料９８を区分またはダイスカットして個々のトランスデューサ素子１０２を形成することができる。さらに、参照番号１０４は、１つまたは複数のトランスデューサ素子１０２を持つダイスカットされたトランスデューサアセンブリの一部を表す。

図９は、図８に例示されているトランスデューサアセンブリの一部１０４を示す拡大図である。図９に示されているように、一実施形態では、複数の挽き目１０６が裏当て材８６の複数の層内に入り、個々のトランスデューサ素子１０２の分離を容易にすることができる。

次に図１０を参照すると、ｚ軸相互接続のそれぞれの複合構造を持つ複数のトランスデューサアセンブリを形成する方法１０８が例示されている。図１０に示されているように、ｚ軸相互接続の複合構造を持つ単一トランスデューサアセンブリ１１０を１つまたは複数の方向にそってダイスカットし、複数の複合構造を形成することができる。例示されている実施形態では、単一の複合構造１１０を第１の方向１１２および第２の方向１１４にそってダイスカットし、４つのトランスデューサアセンブリ１１６、１１８、１２０、１２２を形成することができる。単一のトランスデューサアセンブリ１１０から複数のトランスデューサアセンブリを形成するこの方法は、ｚ軸相互接続を持つ複数のトランスデューサアセンブリの大量生産を行う単純で費用効果の高い方法を実現することができ、都合がよい。

次に図１１を参照すると、ｚ軸相互接続の複合構造を持つトランスデューサアセンブリおよびＭＵＴトランスデューサアレイを形成する例示的な方法１２４が示されている。参照番号１２６は、ｚ軸相互接続の複合構造を表している。すでに説明されたように、複合構造１２６は、複数の相互接続層１３０の間に裏当て材１２８の複数の層を交互に配列することにより形成することができる。さらに、複数の相互接続層１３０のそれぞれは、上にパターン形成された少なくとも１つの導体素子１３２を備えることができ、少なくとも１つの導体素子１３２は、複合構造１２６をトランスデューサアレイに結合することを簡単に行えるように構成することができる。さらに、複合構造１２６は、例えば、複合構造１２６をトランスデューサアレイに結合しやすくするように構成された第１の端１３４および複合構造１２６をケーブルアセンブリに結合しやすくするように構成された第２の端１３６を持つものとして示されている。

図８を参照しつつすでに述べたように、ｚ軸相互接続１２６の複合構造を形成した後、トランスデューサアレイ１３８は、複合構造１２６の第１の端１３４に隣接して配置することができる。一実施形態では、１つまたは複数のトランスデューサ素子１４０を間隔をあけて並べた関係で配列し、トランスデューサアレイ１３８を形成することができる。ＭＵＴトランスデューサアレイ１３８は、トランスデューサアレイの近くに配置された電子回路１４２の１つまたは複数の層を含むことができ、電子回路１４２の１つまたは複数の層は、トランスデューサ素子１４０をｚ軸相互接続１２６の複合構造に結合しやすくなるように構成することができる。それとは別に、シリコン加工法で加工されたＭＵＴトランスデューサアレイ１３８は、ウェハ貫通ビア（図には示されていない）を含み、トランスデューサ素子１４０をｚ軸相互接続１２６の複合構造上の導体トレース１３２に結合しやすくすることができる。さらに、ＭＵＴトランスデューサアレイ１３８を複合構造１２６に動作するように結合し、トランスデューサアセンブリ１４４を形成することができる。電気的結合がさらに高まるように複合構造１２６およびトランスデューサアレイ１３８を動作可能な形で結合するのに先立って複合構造１２６の第１の端１３４を研削し、研磨することが望ましい場合があることに留意されたい。それに加えて、ｚ軸相互接続１２６の複合構造を金属化して、複合構造１２６とトランスデューサアレイ１３８との間の電気的接触を容易に高められるようにすると都合がよい。

こうして形成されたトランスデューサアセンブリは、前方視型プローブで使用する前方視型トランスデューサアセンブリ、側方視型プローブで使用する側方視型トランスデューサアセンブリ、または斜位視型プローブで使用する斜位視型トランスデューサアセンブリのうちの１つを含むことができ、これは、図１４〜２０を参照しつつ詳しく説明される。

図１２は、本発明の技術のいくつかの態様による、トランスデューサアセンブリの相互接続の例示的な食い違い配置されたターミネーションの斜視図１４６である。図１２に示されているように、ｚ軸相互接続の複合構造を持つトランスデューサアセンブリ１４６を図８を参照しつつすでに説明されているように形成することができる。参照番号１４８は、裏当て材の複数の層を表す。また、参照番号１５０は、複数の相互接続層を表し、参照番号１５２は、相互接続層１５０上にパターン形成された少なくとも１つの導体素子を表す。複数のトランスデューサ素子は、参照番号１５４により表される。本発明で考えられている構成では、複数の相互接続層１５０は、食い違い配置された長さを持つように構成することができる。複数の相互接続層１５０の食い違い配置にされた長さにより、都合よく、ハンダパッド１５６を介して導体素子１５２のすべてを露出しやすくでき、それにより、関連するケーブル配線のターミネーションを比較的容易に行える。

個々の相互接続層１６６上へのプローブに関連付けられたケーブル配線などの関連するケーブル配線のマスターミネーション１５８は、図１３に例示されている。プローブケーブル１６０は、少なくとも１つの導体素子１６２を持つように例示されている。一実施形態では、プローブケーブル１６０は、リボンケーブルであってよい。さらに、プローブケーブル１６０は、露出した導体素子１６４を持ち、これにより、ｚ軸相互接続の複合構造の個々の相互接続層１６６上のターミネーションを容易に行えるようにできる。また、相互接続層１６６は、その上にパターン形成された少なくとも１つの導体素子１６８を備えることができる。それに加えて、相互接続層１６６は、相互接続層１６６の近位端上に配置された少なくとも１つのハンダパッド１７０を備えることができる。これらのハンダパッド１７０を相互接続層１６６上に配列し、プローブケーブル１６０上の導体素子１６４の間の間隔とマッチするようにできる。次いで、ホットバーボンディングなどのマスターミネーション技術を使用して、プローブケーブル１６０を相互接続層１６６に結合することができる。

図１４は、ｚ軸相互接続の複合構造を持つ侵襲的プローブを形成する方法１７２を例示している。いくつかの実施形態では、侵襲的プローブは、すでに述べているように、イメージングカテーテル、内視鏡、腹腔鏡、外科手術用プローブ、腔内プローブ、または介入手順に適合されたプローブを含むことができる。トランスデューサアセンブリ１７４は、すでに説明されているように生産することができる。ｚ軸相互接続の複合構造は、裏当て材１７６の複数の層を複数の相互接続層１７８と交互に積み重ねることにより形成することができ、複数の相互接続層１７８はそれぞれ、その上に配置された少なくとも１つも導体素子１８０を持つことができる。それに加えて、１つまたは複数のトランスデューサ素子１８２を備えるトランスデューサアレイをｚ軸相互接続の複合構造に動作するように結合し、トランスデューサアセンブリ１７４を形成することができる。トランスデューサアセンブリ１７４は、前方視型プローブ１８４で使用する前方視型トランスデューサアセンブリを表している。次いで、トランスデューサアセンブリ１７４は、前方視型プローブ１８４内に配置することができる。

一実施形態では、前方視型トランスデューサアセンブリ１７４は、図１５に例示されているように、前方視型プローブ１８４の先端に配置することができる。図１５は、ｚ軸相互接続の複合構造を持つトランスデューサアセンブリを含む前方視型プローブ１８４の斜視図１８６である。参照番号１８８は、前方視型プローブ１８４の前方視型イメージング体積を表している。

次に図１６を参照すると、側方視型プローブで使用されるｚ軸相互接続の複合構造の例示的な実施形態の斜視図１９０が示されている。いくつかの実施形態では、ｚ軸相互接続１９０の複合構造は、前方視型プローブで使用されるｚ軸相互接続の複合構造を加工するために使用される方法を使用して製造することができるが、側方視型向きを得るために相互接続層を曲げる工程が追加されている。つまり、裏当て材１９２の複数の層を、複数の相互接続層１９４と交互に積み重ねて、ボンディングし、すでに説明されているように、ｚ軸相互接続の複合構造を形成することができる。さらに、参照番号１９６は、複数の相互接続層１９４のそれぞれの上に配置された１つまたは複数の導体素子を表す。次いで、複数の相互接続層１９４のそれぞれを方向１９８に曲げて、側方視型向きを持つｚ軸相互接続１９０の複合構造を形成することができ、側方視型複合構造１９０は、第１の端２００および第２の端２０２を持つ。１つまたは複数の素子（図には示されていない）を持つトランスデューサアレイ（図には示されていない）を複合構造１９０の第１の端２００に動作するように結合して、側方視型トランスデューサアセンブリ（図には示されていない）を形成することができる。それに加えて、複合構造１９０の第２の端２０２は、複合構造１９０をケーブルアセンブリまたは電子回路（図に示されていない）に動作可能な形で結合しやすくするように構成することができる。図１６の例示されている実施形態では、裏当て材１９２の複数の層のそれぞれは、異なる長さでターミネーションを形成するように構成することができる。しかし、一実施形態では、裏当て材１９２の複数の層のそれぞれは、実質的に等しい長さでターミネーションを形成するように構成することができる。

いくつかの実施形態では、複数の相互接続層１９４のそれぞれを裏当て材１９２のそれぞれの層にボンディングして、単一の相互接続裏当てグループ（図には示されていない）にボンディングすることができる。次いで、複数のこのような相互接続裏当てグループをボンディングして、ｚ軸相互接続の複合構造を形成することができる。

次に図１７を参照すると、ｚ軸相互接続の複合構造を持つ側方視型トランスデューサアセンブリ２０８を備える例示的な側方視型プローブの斜視図２０４が示されている。側方視型トランスデューサアセンブリ２０８は、複合構造の第１の端の上に配置された１つまたは複数のトランスデューサ素子２１０を持つものとして例示されている。図１４〜１５を参照しつつすでに説明されているように、側方視型トランスデューサアセンブリ２０８は、側方視型プローブ２０６内に配置することができる。参照番号２１２は、側方視型プローブ２０６の側方視型イメージング体積を表している。

図１８は、側方視型プローブで使用されるトランスデューサアセンブリの他の例示的な実施形態の斜視図２１４である。ｚ軸相互接続２１４のこの例示的な実施形態は、比較的少数の相互接続層を都合よく使用して、ｚ軸相互接続の複合構造をトランスデューサアレイ（図には示されていない）上の行内に、また列にそって配列されたトランスデューサ素子に結合することにより形成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、相互接続層の数は、トランスデューサアレイ上のトランスデューサ素子の行の数の半分に実質的に等しいものとすることができる。相互接続層２１８上の導体素子２２０は、例えば、相互接続層２１８の基板を取り除くことにより分離することができる。次いで、裏当て材を分離された導体素子２２０の間に織って、トランスデューサ素子の２つまたはそれ以上の行の上に導体素子２２０を分配することができる。

次いで、上述のように形成された裏当て材２１６の複数の層および複数の相互接続層２１８は、図１８に例示されているような「Ｓ」字型スタック２１４を形成するように配列することができる。図１８に例示されているようにｚ軸相互接続の複合構造を実装することにより、複合構造２１４を通る距離を、すべての導体素子２２０について実質的に等しくなるように構成することができる。さらに、複数の相互接続層２１８のそれぞれの端を都合よく揃えることができる。ツーリングピンを使用することで、組み立て時に相互接続層２１８の位置を揃え、保持することができる。それに加えて、「Ｓ」字型複合構造２１４を方向２２２にそって切断して、ｚ軸相互接続の複数の複合構造を形成することができる。上述のように、複合構造のそれぞれの第１の端を研削し、研磨することができる。それに加えて、トランスデューサアレイを複合構造のそれぞれの第１の端に結合し、それぞれの側方視型トランスデューサアセンブリを形成することができる。

次に図１９を参照すると、斜位視型プローブで使用されるｚ軸相互接続の複合構造の例示的な実施形態の斜視図２２４が示されている。いくつかの実施形態では、ｚ軸相互接続２２４の複合構造は、前方視型プローブで使用されるｚ軸相互接続の複合構造を加工するために使用される方法を使用して製造することができるが、斜位視型向きを得るために複合構造の第１の端を研削する工程が追加されている。つまり、裏当て材２２６の複数の層を、複数の相互接続層２２８と交互に積み重ねて、ボンディングし、すでに説明されているように、ｚ軸相互接続の複合構造を形成することができる。さらに、参照番号２３０は、複数の相互接続層２２８のそれぞれの上に配置された導体素子を表している。また、複合構造の第１の端および第２の端は、それぞれ参照番号２３２および２３３により表すことができる。複合構造２２４の第１の端２３２を所定の傾斜角２３４で研削し、研磨して、斜位視型プローブで使用する複合構造を形成することができる。一実施形態では、傾斜角２３４は、約０度から約６０度までの範囲内とすることができる。１つまたは複数の素子（図には示されていない）を持つトランスデューサアレイ（図には示されていない）を複合構造２２４の第１の端２３２に動作するように結合して、斜位視型トランスデューサアセンブリを形成することができる。それに加えて、複合構造２２４の第２の端２３３は、複合構造２２４を例えばケーブルアセンブリ（図に示されていない）に動作可能な形で結合しやすくするように構成することができる。

図２０を参照すると、ｚ軸相互接続の複合構造を持つ斜位視型トランスデューサアセンブリ２４０を備える例示的な斜位視型プローブの斜視図２３６が示されている。斜位視型トランスデューサアセンブリは、トランスデューサアレイ２４２を持つものとして示されている。図１４〜１５を参照しつつすでに説明されているように、斜位型トランスデューサアセンブリ２４０は、斜位視型プローブ２３８内に配置することができる。参照番号２４４は、斜位視型プローブ２３８の斜位視型イメージング体積を表している。

所定の形状の複合構造は、ｚ軸相互接続の複合構造を機械加工または研削することにより形成することができることに留意されたい。つまり、上述のｚ軸相互接続の複合アレイを形成する技術を使用することにより、広範にわたる所望の形状の複合構造を形成することができる。例えば、比較的広い視野を都合よく使用できる実質的に円柱状の形状または実質的に球状の形状を持つｚ軸相互接続の複合構造を製造することができる。

図２１は、ｚ軸相互接続の複合構造を持つトランスデューサアセンブリを形成するための例示的なロジック２４６の流れ図である。本発明の技術の例示的な態様により、侵襲的プローブで使用するｚ軸相互接続の複合構造を形成する方法が提示される。この方法は、裏当て材の複数の層がその上にパターン形成された少なくとも１つも導体素子を持つ複数の相互接続層の間に交互に配置されるステップ２４８から始まる。一実施形態では、裏当て材の複数の層は、複数の相互接続層の間に交互に積み重ねることができる。

ステップ２５０で、裏当て材の層および相互接続層のスタックをボンディングして、第１の端および第２の端を持つｚ軸相互接続の複合構造を形成することができる。したがって、複数の相互接続層および裏当て材の層のそれぞれに対し、表面処理を実行して、スタック内の層の間の接着性を高めることができる。いくつかの実施形態では、表面処理は、金属スパッタリング、エッチング、プラズマエッチング、脱水ベーキング、機械的ラフニング、研削、またはこれらの組み合わせを含むことができる。

次いで、スタック内の層のそれぞれの間にエポキシを配置することができる。一実施形態では、エポキシは、Ｂステージ可能エポキシを含むことができる。次いで、Ｂステージ可能エポキシにＢステージングを実行することができる。理解されるように、硬化性材料にＢステージングを実行することは、適宜真空状態において所定の時間の間加熱すること、溶媒の一部または全部を取り除くこと、材料を少なくとも一部は凝固すること、および／または未硬化状態から完全にではないが部分的硬化している状態へ部分的硬化性樹脂の硬化または架橋を促進することのうちの１つまたは複数を含むことができる。他の実施形態では、エポキシは、Ｂステージエポキシを含むことができる。その後、裏当て材の複数の層および相互接続層を持つスタックおよびそれらの間に配置されたエポキシは、熱を加え、および／または圧力を加えて、複数の層を結合して、第１の端および第２の端を持つ相互接続構造を形成することにより硬化させることができる。

すでに述べたように、第１の端は、複合構造を１つまたは複数の素子を持つトランスデューサアレイに結合しやすくするように構成することができるが、第２の端は、電子回路またはケーブルアセンブリに関連するケーブル配線への結合がやすくなるように構成することができる。また、トランスデューサアレイは、ＰＺＴトランスデューサアレイまたはＭＵＴトランスデューサアレイを含むことができる。トランスデューサアレイと複合構造との間の結合が高まるように複合構造の第１の端を研削し、研磨することが望ましい場合があることに留意されたい。それに加えて、ｚ軸相互接続の複合構造を金属化して、複合構造とトランスデューサアレイとの間の電気的接触を容易に高められるようにすると都合がよい。

さらに、ステップ２５２で、トランスデューサアレイをｚ軸相互接続の複合構造に動作するように結合し、トランスデューサアセンブリを形成することができる。トランスデューサアセンブリは、前方視型プローブで使用する前方視型トランスデューサアセンブリ、側方視型プローブで使用する側方視型トランスデューサアセンブリ、または斜位視型プローブで使用する斜位視型トランスデューサアセンブリのうちの１つを含むことができる。

図２２は、ｚ軸相互接続の複合構造を持つ、侵襲的プローブなどのプローブを形成するための例示的なロジック２５４の流れ図である。本発明の技術の例示的な態様により、ｚ軸相互接続の複合構造を含むプローブを形成する方法が提示される。この方法は、裏当て材の複数の層がその上にパターン形成された少なくとも１つも導体素子を持つ複数の相互接続層の間に交互に配置されるステップ２５６から始まる。一実施形態では、裏当て材の複数の層は、複数の相互接続層の間に交互に積み重ねることができる。

次いで、ステップ２５８で、裏当て材の層および相互接続層のスタックをボンディングして、第１の端および第２の端を持つｚ軸相互接続の複合構造を形成することができる。図２１を参照しつつ指摘したように、エポキシは、スタック内の複数の層の間に配置することができる。次いで、エポキシは、熱および／または圧力を加えることにより硬化されてスタック内の層をボンディングし、それにより、ｚ軸相互接続の複合構造を形成することができる。すでに指摘したように、トランスデューサアレイと複合構造との間の結合が高まるように複合構造の第１の端を研削し、研磨し、金属化することが望ましい場合があることに留意されたい。

その後、ステップ２６０で、トランスデューサアレイをｚ軸相互接続の複合構造に動作するように結合し、トランスデューサアセンブリを形成することができる。上述のように、トランスデューサアセンブリは、前方視型プローブで使用する前方視型トランスデューサアセンブリ、側方視型プローブで使用する側方視型トランスデューサアセンブリ、または斜位視型プローブで使用する斜位視型トランスデューサアセンブリのうちの１つを含むことができる。また、ステップ２６２で、こうして形成されたトランスデューサアセンブリは、次いで、プローブハウジング内に配置され、ｚ軸相互接続の例示的な複合構造を持つプローブを形成することができる。

ｚ軸相互接続の複合構造のさまざまな実施形態および複合構造のさまざまな実施形態を生産する方法により、都合よく、実質的に高い密度の相互接続を容易に実現することができ、相互接続の密度は、それぞれの相互接続層上の導体素子の間の最小間隔および相互接続層および裏当て材の層のそれぞれの厚さに依存する。さらに、実質的に大きな体積の複合構造が裏当て材からなるので、トランスデューサアセンブリの音響性能を劇的に高められる。

また、複数の相互接続層のそれぞれは、比較的薄くなるように構成でき、これにより、側方視型トランスデューサアセンブリで使用するために必要に応じて相互接続層の曲げやすさを大幅に高められる。それに加えて、比較的小さい曲率半径が可能であり、プローブ内の無駄なスペースを最小限に留められ都合がよい。ｚ軸相互接続の複合構造の設計は、スペース効率がよく、有利である。その結果、プローブ内の利用可能スペースを使用して、トランスデューサアセンブリのアパーチャを最大にし、それにより、プローブのイメージング性能を高めることができる。

さらに、上述のｚ軸相互接続の複合構造を形成する技術を採用すると、現在利用可能な標準の製造方法を用いてｚ軸相互接続の複合構造を大量生産できるので、イメージングシステムで使用する費用効果の高いプローブを容易に組み立てることができる。それに加えて、モーターおよび他の可動部品の点数が減るため、リアルタイム三次元イメージの生成が大幅に向上する。現在のシステムは、市販の一平面、二次元ＢモードＩＣＥイメージングを採用しているが、上述のイメージングカテーテルなどの侵襲的プローブを使用することで、真のリアルタイム三次元イメージの収集が非常に容易になる。また、プローブのケーブル配線の相互接続層へのマスターミネーションも簡単にできる。

本発明のいくつかの特徴のみが本明細書では例示され、説明されているが、当業者であれば、多くの修正および変更が可能であることを理解するであろう。したがって、付属の請求項は、本発明の真の精神の範囲内にあるようなすべての修正および変更を対象とすることが意図されている。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。

本発明の技術のいくつかの態様による例示的なプローブベースのイメージングシステムのブロック図である。本発明の技術のいくつかの態様による、図１に例示されているシステムで使用される例示的なトランスデューサアセンブリを含む侵襲的プローブの一部を示す図である。本発明の技術のいくつかの態様による、図１に例示されているシステムで使用されるトランスデューサアセンブリの斜視図である。本発明の技術のいくつかの態様による、トランスデューサアセンブリで使用されるｚ軸相互接続の複合構造の例示的な実施形態の分解図である。本発明の技術のいくつかの態様による、図４に例示されているｚ軸相互接続の複合構造の端面図である。本発明の技術のいくつかの態様による、ｚ軸相互接続の複合構造の他の例示的な実施形態の端面図である。本発明の技術のいくつかの態様による、ｚ軸相互接続の複合構造のさらに他の例示的な実施形態の分解端面図である。本発明の技術のいくつかの態様による、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）トランスデューサアレイおよび図４に例示されているｚ軸相互接続を含むトランスデューサアセンブリの例示的な実施形態の組み立てを示す図である。図８に例示されているトランスデューサアセンブリの一部を示す拡大図である。本発明の技術のいくつかの態様による、図４に例示されているｚ軸相互接続を備える複数のトランスデューサアセンブリの分解図である。本発明の技術のいくつかの態様による、微小機械加工超音波トランスデューサ（ＭＵＴ）アレイおよび図４に例示されているｚ軸相互接続を含むトランスデューサアセンブリの例示的な実施形態の組み立てを示す図である。本発明の技術のいくつかの態様による、トランスデューサアセンブリの相互接続の食い違い配置されたターミネーションの斜視図である。本発明の技術のいくつかの態様による、ｚ軸相互接続上へのプローブケーブル配線のマスターミネーションの斜視図である。本発明の技術のいくつかの態様による、図８に例示されているトランスデューサアセンブリを含む侵襲的プローブの例示的な実施形態を示す図である。本発明の技術のいくつかの態様による、図８に例示されているトランスデューサアセンブリを含む前方視型プローブの斜視図である。本発明の技術のいくつかの態様による、側方視型プローブで使用される複合構造の例示的な実施形態の斜視図である。本発明の技術のいくつかの態様による、側方視型トランスデューサアセンブリを含む側方視型プローブの斜視図である。本発明の技術のいくつかの態様による、側方視型プローブで使用されるトランスデューサアセンブリの他の例示的な実施形態の斜視図である。本発明の技術のいくつかの態様による、斜位視型プローブで使用されるｚ軸相互接続の複合構造の例示的な実施形態の斜視図である。本発明の技術のいくつかの態様による、斜位視型トランスデューサアセンブリを含む斜位視型プローブの斜視図である。本発明の技術のいくつかの態様による、ｚ軸相互接続の複合構造を含むトランスデューサアセンブリを形成するための例示的な方法を示す流れ図である。本発明の技術のいくつかの態様による、ｚ軸相互接続の複合構造を持つトランスデューサアセンブリを含むプローブを形成するための例示的な方法を示す流れ図である。

符号の説明

１０プローブ誘導システム
１１患者
１２イメージングカテーテル
１３患者体内に挿入されたイメージングカテーテル
１４イメージングカテーテルの一部
１５イメージングシステム
１６表示領域
１７ユーザインターフェース領域
１８トランスデューサアセンブリ
１９シャフト
２０ハンドル
２４プローブ／トランスデューサアセンブリ
２６プローブの正面
２８プローブの裏面
３０裏当て材の層
３２相互接続層
３４ｚ軸相互接続の複合構造の組み立てを例示する概略流れ図
３６交互に配置されている裏当て材の層と相互接続層のスタック
３８裏当て材の層
４０相互接続層
４２導体素子
４４Ｘ方向
４６Ｙ方向
４８Ｚ方向
５０ｚ軸相互接続の複合構造
５２第１の端
５４第２の端
５６ｚ軸相互接続の複合構造の実施形態の側面図
５８裏当て材の層
６０導体トレース
６２水平ピッチ
６４縦ピッチ
６６ｚ軸相互接続の複合構造の実施形態の側面図
６８裏当て材の層
７０導体素子
７２ｚ軸相互接続の複合構造の実施形態の側面図
７４相互接続層
７６導体トレース
７８裏当て材の層
８０挽き目
８２ｚ軸相互接続の複合構造を含むＰＺＴトランスデューサアセンブリの形成を例示する概略流れ図
８４ｚ軸相互接続の複合構造
８６裏当て材の層
８８相互接続層
９０導体トレース
９２複合構造の第１の端
９４複合構造の第２の端
９６トランスデューサアセンブリ
９８ＰＺＴトランスデューサ材料
１００トランスデューサアセンブリ
１０２トランスデューサ素子
１０４トランスデューサアセンブリの領域
１０６挽き目
１０８複数のトランスデューサアセンブリを形成するステップを例示する概略流れ図
１１０トランスデューサアセンブリ
１１２ダイスカットの第１の方向
１１４ダイスカットの第２の方向
１１６第１のトランスデューサアセンブリ
１１８第２のトランスデューサアセンブリ
１２０第３のトランスデューサアセンブリ
１２２第４のトランスデューサアセンブリ
１２４ｚ軸相互接続の複合構造を含むＭＵＴトランスデューサアセンブリの形成を例示する概略流れ図
１２６ｚ軸相互接続の複合構造
１２８裏当て材の層
１３０相互接続層
１３２導体素子
１３４複合構造の第１の端
１３６複合構造の第２の端
１３８ＭＵＴトランスデューサアセンブリ
１４０トランスデューサ素子
１４２電子回路の層
１４４トランスデューサアセンブリ
１４６食い違い配置された相互接続層を持つトランスデューサアセンブリ
１４８裏当て材の層
１５０相互接続層
１５２導体素子
１５４トランスデューサ素子
１５６ハンダパッド
１５８ｚ軸相互接続上へのカテーテルケーブル配線のマスターミネーション
１６０プローブケーブル
１６２導体素子
１６４露出されている導体素子
１６６ｚ軸相互接続の複合構造からの個別の相互接続層
１６８導体素子
１７０ハンダパッド
１７２プローブを形成するステップを例示する概略流れ図
１７４トランスデューサアセンブリ
１７６裏当て材の層
１７８相互接続層
１８０導体素子
１８２トランスデューサ素子
１８４前方視型プローブ
１８６プローブ
１８８イメージング体積
１９０ｚ軸相互接続の複合構造
１９２裏当て材の層
１９４相互接続層
１９６導体素子
１９８曲がりの方向
２００第１の端
２０２第２の端
２０４側方視型プローブ
２０６プローブ
２０８ｚ軸相互接続の複合構造
２１０トランスデューサ素子
２１２イメージング体積
２１４ｚ軸相互接続の複合構造の実施形態
２１６裏当て材の層
２１８相互接続層
２２０導体素子
２２２ダイスカットの方向
２２４ｚ軸相互接続の複合構造
２２６裏当て材の層
２２８相互接続層
２３０導体素子
２３２第１の端
２３３第２の端
２３４研削の角度
２３６斜位視型プローブ
２３８プローブ
２４０ｚ軸相互接続の複合構造
２４２トランスデューサアレイ
２４４イメージング体積
２４６ｚ軸相互接続の複合構造を含むトランスデューサアセンブリを形成する例示的な方法を示す流れ図
２４８〜２５２流れ図２４６に含まれるステップ
２５４トランスデューサアセンブリを含むプローブを形成する例示的な方法を示す流れ図
２５６〜２６２流れ図３００に含まれるステップ

Claims

ｚ軸相互接続の複合構造（５０）であって、
複数の相互接続層（３８）の間に交互に配列され、前記ｚ軸相互接続の前記複合構造（５０）をトランスデューサアレイに結合しやすくするように構成された裏当て材（４０）の複数の層を備え、
ｚ軸相互接続（５０）の前記複合構造は、侵襲的プローブで使用するように構成されているｚ軸相互接続の複合構造（５０）。
裏当て材の前記複数の層（４０）および前記複数の相互接続層（３８）は、ボンディングされ、第１の端（５２）および第２の端（５４）を持つ前記複合構造（５０）を形成し、前記第１の端（５２）は、前記複合構造（５０）を１つまたは複数のトランスデューサ素子を持つトランスデューサアレイに結合しやすくするように構成され、前記第２の端（５４）は、前記複合構造（５０）をプローブに結合しやすくするように構成され、プローブは、プローブケーブルアセンブリまたは電子回路を含む請求項１記載の複合構造（５０）。
前記複合構造（５０）の前記第１の端（５２）の断面形状は、前記第２の端（５４）の断面形状と異なる請求項２記載の複合構造（５０）。
裏当て材の前記複数の層（４０）および前記複数の相互接続層（３８）は、前記複合構造（５０）の所定の形状を形成するように配置される請求項１記載の複合構造（５０）。
トランスデューサアセンブリ（１００）であって、
ｚ軸相互接続の複合構造（８４）と、
前記ｚ軸相互接続の前記複合構造（８４）の近くに配置された、アレイ内に配置された１つまたは複数のトランスデューサ素子（１０２）を備え、前記ｚ軸相互接続の前記複合構造（８４）と動作可能な形で関連する、トランスデューサアレイとを備え、
侵襲的プローブで使用するように構成されるトランスデューサアセンブリ（１００）。
ｚ軸相互接続の複合構造を形成する方法であって、
複数の相互接続層の間に裏当て材の複数の層を交互に配置して第１の端および第２の端を持つｚ軸相互接続の前記複合構造を形成することを含み、前記第１の端は、前記複合構造を１つまたは複数のトランスデューサ素子を持つトランスデューサアレイに結合しやすくするように構成され、前記第２の端は、前記複合構造をケーブルアセンブリまたは電子回路に結合しやすくするように構成され、
ｚ軸相互接続の前記複合構造は、侵襲的プローブで使用するように構成されている方法。
トランスデューサアセンブリを形成する方法であって、
複数の相互接続層の間に裏当て材の複数の層を交互に配置して第１の端および第２の端を持つｚ軸相互接続の複合構造を形成することを含み、前記第１の端は、前記複合構造をトランスデューサアレイに結合しやすくするように構成され、前記第２の端は、前記複合構造をケーブルアセンブリまたは電子回路に結合しやすくするように構成され、
間隔をあけて並べた関係を持つように配列された１つまたは複数のトランスデューサ素子を有するトランスデューサアレイを前記ｚ軸相互接続の前記複合構造に結合することを含み、前記トランスデューサアレイおよび前記複合構造は、動作可能なように関連しており、
ｚ軸相互接続の前記トランスデューサアセンブリは、侵襲的プローブで使用するように構成されている方法。
さらに、前記複数の相互接続層のそれぞれに配置された複数の導体素子を分離することを含む請求項７記載の方法。
システム（１０）であって、
イメージデータを収集するように構成された収集サブシステムであって、前記収集サブシステムは、対象領域を撮像するように構成された侵襲的プローブ（１２）を備え、前記侵襲的プローブは、少なくとも１つのトランスデューサアセンブリを備え、前記少なくとも１つのトランスデューサアセンブリは、ｚ軸相互接続およびトランスデューサアレイの複合構造を備え、前記ｚ軸相互接続の前記複合構造は、複数の相互接続層の間に交互に配列された裏当て材の複数の層を備え、前記複数の相互接続層は、前記ｚ軸相互接続の前記複合構造を前記トランスデューサアレイに結合しやすくするように構成されている、収集サブシステムと、
前記収集サブシステムと動作可能な形で関連している処理サブシステムとを備え、前記収集サブシステムを介して収集された前記イメージデータを処理するように構成されているシステム（１０）。
前記処理サブシステムは、イメージングシステム（１５）を備え、前記イメージングシステム（１５）は、超音波イメージングシステム、磁気共鳴画像システム、Ｘ線イメージングシステム、核イメージングシステム、陽電子放射断層撮影システム、またはこれらの組み合わせを含む請求項９記載のシステム（１０）。