JP2008520309A - 音響トランスデューサを組み込んだインプラント可能な医療機器 - Google Patents

Abstract

インプラント可能な医療機器が、内面にハウジング壁を有する密閉されたハウジングと、超音波音響トランスデューサとを具え、トランスデューサがハウジング壁の内面に固定された１又はそれ以上の圧電ディスクを具えており、ハウジング壁が１又はそれ以上の圧電材料ディスクの誘導運動に応じてダイヤフラムとして機能する。
【選択図】図１ａ−図１ｄ

Description

本発明は、診断及び治療用の医療インプラント及びそれらの間のデータ通信の分野に関する。

体内における診断及び／又は治療用医療機器インプラント間の通信は、非常に有益である。一例は、インプラント可能なセンサとインプラント可能なパルス発生器（ＩＰＧ）との間の情報交換であり、検出情報を使用してその動作を最適化する。公開された米国特許出願番号ＵＳ ２００４−０２０４７４４ Ａ１は、このような目的のための体内での音響通信回路の使用について開示している。この開示が示唆するように、エネルギ消費を最小限にするために、インプラントしたセンサは、別のインプラントした機器から得る音波パルスが音響スイッチ技術を使用してインプラントしたセンサを作動させるまで、停止状態に置かれる（すなわち、電源が投入されない）。このような概念を適用可能な実行できる２つのトランスデューサ構成が、上記出願公開に開示されている。

インプラント可能な医療機器に組み込まれた音響トランスデューサは既知である。例えば、米国特許番号第６，４７７，４０６号は、心臓で発生する音を聴くのに使用するいくつかの音響トランスデューサの構成を開示している。しかしながら、これらのトランスデューサは、音響信号を受信するためだけに構成され、音響信号を送信するために構成されていなかった。さらに、音響通信には、例えば、２０ｋＨｚから１０ＭＨｚの超音波の範囲のかなり高い周波数が使用されるのに対し、この特許のトランスデューサの構成は、５から３００Ｈｚの範囲の周波数の音を低くするのを最適化する。特に、米国特許番号第６，４７７，４０６号は、超音波送信を効率的に発生可能であったり高い音響周波数で効率的な受信機として機能する音響トランスデューサを示唆していない。

また、音響通信は、米国特許番号第５，１１３，８５９号に開示されているように、インプラント可能な機器と外部ユニットとの間でデータ交換するために提案された。しかしながら、この特許もまた、通信を実行可能な音響トランスデューサを示唆又は説明しておらず、音響スイッチを作動させ及び又は第２のインプラントと通信するのに十分なレベルの超音波信号を送信可能な音響トランスデューサを開示又は説明していない。

ある実施例では、インプラント可能な医療機器が、内面を具えたハウジング壁を有する密閉したハウジングを具える。１又はそれ以上の圧電ディスクを具えた超音波音響トランスデューサが、ハウジング壁が１又はそれ以上の圧電材料ディスクの誘導運動に応じてダイヤフラムとして機能するように、ハウジング壁の内面に固定されている。１又はそれ以上の圧電ディスクが、例えば、圧電結晶、電気活性セラミック、セラミック−ポリマー複合材料、ＰＶＤＦ、及びＰＶＤＦ共重合体を具える１群の材料の中から選択される材料を具える。トランスデューサが、２０から２００ＫＨｚの間の共振周波数で動作するよう構成されているのが好ましい。

本発明の実施例では、器具が、さらに、ハウジング壁表面の内壁に取り付けられ１又はそれ以上のディスクを包囲する環状リングを具える。また、この器具は、さらに、壁の内面と圧電ディスクとの間に挟まれたメンブレンを有し、メンブレンが、包囲する壁よりも実質的に厚い。例えば、ある実施例では、メンブレンが台座に取り付けられ、台座が壁面に取り付けられて圧電ディスクよりも短い直径を有する。

ある実施例では、内壁がくぼみを規定する凹部を具えており、トランスデューサがくぼみの中の壁に取り付けられている。ある実施例では、１又はそれ以上の圧電ディスクが２枚のディスクを具えており、さらに圧電ディスクの間に設けられた電極を具え、リード線が２枚のディスク及び電極の各々に接続される。増幅器が１又はそれ以上の圧電ディスクと一体となり、寄生効果及びノイズを最小限にする。

ある実施例では、１又はそれ以上のトランスデューサ・ディスクが、ディスクの外周の支持構造体に取り付けられた１枚のディスクを具えており、支持構造体が、包囲する壁面に取り付けられて、ディスクがディスクと包囲する壁との間で規定される空間に曲がるようトランスデューサ・ディスクを壁から持ち上げている。支持構造体は、例えば、内壁面と圧電ディスクとの間に挟まれたメンブレンを具える。このような実施例では、メンブレンが台座に取り付けられ、台座が壁面に取り付けられ、台座が圧電ディスクよりも短い直径を有する。本発明の実施例では、トランスデューサは、撓み型又は曲げ−引張型音響トランスデューサであってよい。

本発明のさらなる実施例によれば、インプラント可能な医療機器が、少なくとも１の密閉した給電手段を有する密閉したハウジングを有する。音響リードが設けられ、この音響リードは、給電手段に接続された近位端と、音響信号を送信及び受信するよう構成された遠位端とを有する。音響リードが、音響リードに接続された１又はそれ以上の圧電ディスクを具える超音波音響トランスデューサを有する。様々な実施例では、トランスデューサを音響リードの遠位部に接続するか、又は代替的に、音響リードの近位部に接続してもよい。例えば、トランスデューサをリードの近位部に接続して、リードの遠位部が導波路を具えてもよい。

器具は、さらに、音響リードを体腔の所定の位置に固定させる手段を具えてもよい。例えば、リードを固定する手段は、ラジアルアンカー、フック、ネジ、及び弾性バンドを具える１群から選択される１又はそれ以上の項目を具える。ある実施例では、この器具が、さらに、ハウジングに接続されたリード線を具え、音響リードがリード線に固定されている。

本発明は、音響通信リンクを用いて、別のインプラント機器（図示せず）、又は体外機器（図示せず）と通信するペースメーカ、インプラント可能な心臓除細動器（ＩＣＤ）、心調律治療（ＣＲＴ）、スタンドアロン型の血流モニタリング、又はインプラント可能な薬物ポンプといった、（活性化）インプラント可能な医療機器を対象としている。この目的を達成するために、活性化インプラント型機器は、米国特許第６，６２８，９８９号に記載されているような受信装置の音響スイッチが作動するのに十分な音響パルスを送信可能な音響トランスデューサを具えている。この目的のために、少なくとも０．１ｍｓｅｃ幅で、少なくとも５０Pａのピーク圧の音響パルスが好ましい。ある実施例では、例えば、０．５ｍｓｅｃで５００Pａのパルスを使用してもよい。音響トランスデューサは、少なくとも０．０５Pａの圧力（体外の２０ｃｍの位置で測定）の音響パルスを送信できて、０．０５Ｐａの信号を受信できるのが好ましい。システムが動作可能な周波数範囲は、２０ｋＨｚから３ＭＨｚの間が好ましい。トランスデューサの性能を最大限にするために、その共振周波数で作動するよう構成するのが好ましい。

ある実施例では、音響トランスデューサが、インプラント型機器ハウジングの内面、一般に密閉容器に設けられ、容器の収容壁の一部がトランスデューサに接続されて振動ダイヤフラムとして機能する。図１ａは、このような音響トランスデューサの一例を示しており、一組の圧電ディスク１６０が密閉したインプラント型容器の壁１１０の内側の平らな面に取り付けられていて、トランスデューサ・ディスク１６０が取り付けられた壁１１０の一部１３５が振動ダイヤフラムとして機能する。

圧電材料は周知のものであって、提案されたトランスデューサの構成は、電歪セラミック、圧電セラミック、圧電セラミック−ポリマー複合材料及び圧電ポリマーを含む材料群のうちのいずれかを使用するものであってよい。提案された構成を、ディスク間に電極を具えた１又はそれ以上の圧電ディスクに使用することができる。例えば、トランスデューサ１６０は、電極１５５を挟む２枚のディスクを有している。このような構造により、ディスク状電極の電気接点を用いて圧電ディスクの直列、並列、又はこれらの組み合わせによる電気的接続が可能である。３本のリード線１３０，１４０及び１５０は、このような目的のために設けられ、トランスデューサ１６０を最適化して特定のタスクを実行できる。

ＩＰＧで利用できる電圧は、その内部の２−３ボルトのバッテリで発生する通常比較的低いものである。音響スイッチを作動させるのに要する音響信号を送信するために、比較的高電圧（例えば数百ボルト）を要する。並列に繋いだ複数の薄型の圧電材料ディスクを使用して、実質的に低電圧で１枚の厚めのディスクに相当する音響出力を発生する。例えば、並列に繋いだ各々０．５ｍｍ厚の２枚の圧電ディスクは、１ｍｍ厚の圧電ディスクの半分の電圧で同じ音響出力を発生する。しかしながら、トランスデューサの受信感度の最適化を望む場合、薄型圧電ディスクの直列接続によって、与えられた音響信号により１枚の厚いディスクよりも高電圧の信号が生じる。また、セラミックを逆平行に接続して圧電バイモルフとして曲げモーメントを発生させてもよい。

送信音響信号が発生するために、提案された音響トランスデューサは効率的で耐久性の有るものでなければならない。トランスデューサは、その共振周波数で動作することで、トランスデューサの性能及び感度を最適化するのが好ましい。図１ａに示す音響トランスデューサは、撓み型トランスデューサとして知られる種類に属している。その共振周波数は、圧電材料１６０の型式、厚さ及び直径、ダイヤフラム１３５の材質及び厚さ、トランスデューサを囲んでダイヤフラム１３５を規定する壁面１１０に取り付けられた剛体リング１７０の材質、直径、肉厚、高さといったものを含むいくつかのパラメータに依存する。例えば、１ｍｍ厚で直径１０ｍｍの圧電セラミックディスク（１６０）；１ｍｍ厚で直径１３ｍｍのチタン製ダイヤフラム（１３５）；外径２０ｍｍで少なくとも１ｍｍの高さの周囲のチタンリング（１７０）といった、パラメータを具えた音響トランスデューサは、約４０ＫＨｚの共振周波数を有する。音響トランスデューサを設計する当業者にとって明らかなように、様々なパラメータを変えることで共振周波数の変更を行うことができる。

圧電ディスク１６０を、接着剤、導電性接着剤、ゲル又は液体継手を用いたり、又はダイヤフラム１３５に圧電材料１６０を直接製造するといったことを含む様々な既知の方法でダイヤフラムに取り付けてもよい。図１ａでは、ダイヤフラム１３５は、その振動モードが、その厚さ及び材質、ダイヤフラム１３５に取り付けた同心の硬質リング１７０の寸法で規定される、密閉容器の壁１１０の一部となっている。リング１７０を、例えば、溶接、ろう付、拡散接合、接着又は機械加工でダイヤフラムに取付可能である。

代替的な構成（図１ｂ参照）を、容器の壁１１０に溝部１０５を形成して、非常に薄いダイヤフラム部１３５の壁、すなわち溝部に圧電ディスク１６０を取り付けることで実施できる。この実施例は、容器の壁１１０が比較的薄くなっていて、より適したものとなっている。別の代替例では、（図１ｃに示すように）打抜き加工又はコイニングで、又は別のダイヤフラム部材１３７を取り付けることで、壁１１０に同心のリング部１２５を含む凹部１０７を形成する。この部分を、例えば、溶接、ろう付、拡散接合、接着又は機械加工といった従来の方法で取り付けることができる。トランスデューサの受信感度を最適化するために、伝送に使用する圧電セラミックディスク１６０に取り付けられたＰＶＤＦ層といった高い音響感度の別の圧電材料のディスクを使用してもよい。受信信号のノイズを改善する別の方法は、ディスク構造１６０にアンプ１６５を組み込むもので（図１ｄ参照）、寄生効果及びノイズを最小限にする。当然のことながら、図１ｄに示すアンプの追加は、本書で開示され記載されている他の実施例に同様に適用可能である。

代替的な実施例では、特性が実質的に容器の壁に依存しないトランスデューサが好ましい。様々なＩＰＧ及び他の活性化医療機器は、異なる容器の材質、厚さ及び熱処理を、これらのパラメータのそれぞれについての誤差とともに、有してもよい。ダイヤフラムとして容器の壁を使用するトランスデューサの共振周波数及び得られる性能は、それらを変えることで著しく変化し、又は壁の性質が所望のトランスデューサの特性を発生させるのに適さない可能性がある。

このような理由により、音響性能が容器の壁とは係わりなくトランスデューサの構造によって左右されるトランスデューサを具えることは有益なことである。このような構成の一例は、図２ａに示され、圧電ディスク１６０が、容器の壁面１１０に取り付けられた別のメンブレンに取り付けられている。図示の実施例では、メンブレン１３２は、金属製であり、図１ａ及び図１ｄの実施例におけるリング１７０と同様な方法で圧電ディスク１６０を取り囲む一体形成された環状リング部１２０を有してもよい。

例えば、ＩＰＧでは、容器の壁は、通常約０．１２５ｍｍ−０．５ｍｍの肉厚のチタンでできている。一方、金属メンブレン１３２及び圧電セラミックディスクは、トランスデューサの性能に対する比較的薄い容器の壁１１０の影響が実質的に小さくなるように、各々約１ｍｍ厚が好ましい。音響トランスデューサを設計する当業者にとって明らかなように、材料の他の厚さ及び直径を使用できる。

図２ｂは、図２の実施例の変更例を示す。トランスデューサ表面の振動の通常モードが、音響性能を阻害する逆方向に振動する領域を有している。共に運動する表面のみが容器の壁１１０に取り付けられるように、基台１３６にトランスデューサを取り付けることで、金属に伝わる運動を最適化可能である。例えば、図２ｂでは、（トランスデューサ・ディスク１６０を含む）メンブレン容器１３２が、直径がトランスデューサのそれよりも小さい金属又はポリマー材料のディスク１３６によって容器の壁１１０に取り付けられている。このような構成では、トランスデューサの中央部の運動のみが壁１１０及び音響媒体に伝わるが、逆の極性である端部の運動は伝わらない。当然ながら、他の取付方法を、特定のトランスデューサ及び容器構造に合致するよう構成することができる。

本発明の実施に有用な他の類のトランスデューサが、図３に示されており、「曲げ引張型」トランスデューサとして知られる。この機器は、曲げ引張アクチュエータ構成の原理に基づいている。特に、電気活性な基板５２０を有するアクチュエータを使用しており、アクチュエータは、エンドキャップを駆動する平らな又はドーム形の少なくとも１の好ましくはそれらの組の表面を有する。インプラント可能な機器の容器中の利用可能なスペースが限られているため、曲げ引張原理の使用により、インプラント可能な出力アクチュエータにおける著しい改善をもたらす。本書に記載されている独創的な出力アクチュエータの使用により、圧電素子の運動が曲げ引張アクチュエータの大きな運動に部分的に変換される。

また、曲げ引張機器のエンドキャップのレバー動作により、圧電素子の有効インピーダンスが減少して、駆動させる人体の部位のインピーダンスが最適状態に適合する。２つの構成が提供されており、（図３ａに示すように）１つはトランスデューサ５２０がディスク５２０の外周の支持構造体５１０に取り付けられており、支持構造体５２０が容器の壁面１１０に取り付けられて、ディスク５２０がディスク５２０と容器の壁１１０との間で規定される空間５３０に曲がるように、そこからトランスデューサ・ディスク５２０を持ち上げている。導線の組が設けられており、一方（１４２）がトランスデューサ・ディスク５２０に接続され、他方（１５２）が支持構造体５１０に接続されている。第２の構成（図３ｂ参照）では、付加的な金属メンブレン５３５が容器の壁１１０に支持構造体を５１０を取り付けるよう構成されており、メンブレン５２０は容器の壁１１０よりも実質的に硬いため、トランスデューサの性能に対する壁１１０の影響を最小限にする。図３ｃの実施例は、図２ｂ及び図３ｂの双方に態様を含んでおり、金属メンブレン５３５自身は金属の中央基台１３６に取り付けられている。

上記の実施例は、いくつかのトランスデューサ構成を使用するが、他のトランスデューサ構成及び又は本書が示唆する概念の変更例又は修正は、当業者にとって明らかである。医療機器容器の中に音響トランスデューサを一体化することは、インプラントする医師にとって実質的に明白である。また、このような構成により、密閉容器がトランスデューサ及びその電子回路を周囲の環境から保護する。しかしながら、活性化医療機器のインプラント位置は、その大きさ及び侵襲的なインプラント処置を最小限にする要求により通常限られている。その結果、インプラント部位を音響通信にとって次善の部位にしてもよい。例えば、多くの場合、ＩＰＧを鎖骨の下の皮下にインプラントする。音波が肺を透過できないという解剖学的及び身体的事実により、ＩＰＧと心臓の中に設けられた第２のインプラントとの間の通信を次善のものとしてもよい。

図４は、ＩＰＧ３０５の位置とトランスデューサの位置との間の繋がりが切れている本発明の別の実施例を示す。図４に示すように、音響トランスデューサ３２０又は３３０を、本書で「音響リード」と称されるリード線３００の先端に設けてもよい。音響リード３００は、（例えばぺーシングのための）ＩＰＧで一般に使用されるリード線と同じである。好ましい実施例では、音響リード３００が心臓の中に設けられておらず、例えば、鎖骨下静脈、橈側皮静脈、左右の腕頭静脈、上下の大静脈、内頸静脈といった、むしろ右心房に通じる静脈に設けられている。電気的に密封したＩＰＧ３０５の標準的なフィードスルー３０３を介して、ＩＰＧ３０５に前記音響リード３００を接続することができる。

音響リード３００のインプラントを、ＩＰＧリード線のインプラントに使用するのと同じカテーテル法で実行できる。しかしながら、右心房（場合によっては右心室）に入れる代わりに、音響リードを心臓の外部に設けるのが好ましく、音響源と第２のインプラントとの間の「視野方向」に設けるのが好ましい。心臓に入れず又は心臓弁を通さないことで、血栓形成又は心臓弁の障害といった、ＩＰＧリード線のインプラントに係わるリスクの多くを避けることができる。音響リード３００の固定は、例えば、ステント状器具を用いて血管壁に機器をラジアル固着したり、又は血管壁にネジ又はフック式に固定する方法でもよい。

代替的に、音響リードを、例えば、図６に示すように弾性バンド６４０を用いて別のリード線に固定してもよい。このような構成では、（例えば）ＩＰＧ６６０から延びる第１のリード線６３０を、患者の右心室６１０のペーシングのためにインプラントする。ガイドワイヤ、及び好ましくはカテーテルが、第１のリード線６３０又はその周りに取り付けられた弾性バンド６４０に通される。そして、音響リード６５０をワイヤ又はカテーテルの向こうにインプラントする。このような提案された処置は、ほんの一例とみなすべきであり、音響リードをインプラントして固定する他の技術及び方法は、当業者にとって明らかである。

音響トランスデューサ６５５は、音響リード６３０の先端と一体化するいかなるタイプのトランスデューサであってもよい。例えば、図４は、上記の２つの構成、すなわち曲げ構成３１０、及び曲げ引張構成３３０の典型的な使用例を示している。トランスデューサの電気接点及びＩＰＧに繋がるリード線は、体液から絶縁されているのが好ましい。トランスデューサのインピーダンスがＩＰＧリード線のインピーダンスと同程度（数百オームのオーダー）であるため、標準的なＩＰＧに使用するのと同じ絶縁方法もまた音響リードに使用可能である。また、トランスデューサ３５０のダイヤフラムを、リード線と同じようにポリマー材料、例えばポリウレタン又はシリコーンでコーティング可能である。しかしながら、音波の伝送が減衰しないように、気泡がこのような層に含まれてはならないことに注意しなければならない。

別の実施例では、図５に示すように、別の音響リード構成を有している。この実施例では、音響リードが、一端が音響トランスデューサ４００に接続された導波路４５０に基づいている。このような構成では、音波が導波路４５０に沿って伝播して、導波路４５０の他端４０５に出る。（図５に示すように）音響トランスデューサをＩＰＧの外部に設けたり、ＩＰＧの容器（図示せず）の中に一体化してもよい。じょうご状の構造又は音波が（４２０から４３０に）伝播する材料特性の段階的変化を使用して、その機械的インピーダンスに合わせることで、導波路へのトランスデューサの接続を最適化するのが好ましい。このような構成により、小さなサイズのカテーテル式の適合可能な導波路を用いて最適な位置に音響エネルギを向けたまま、音波を発生するより大きなトランスデューサの使用が可能となる。さらに、トランスデューサは、所望のタイプ及び構成であってよい。

導波路４５０の構成により、音響トランスデューサモジュール４００で発生する音響エネルギの大部分がリード線の先端４０５から確実に放出される。導波路の材料として、良好な音波の伝導体で作製したものか、又はこれを充填したものが好ましい。水分又は塩分を含む液体、又はポリウレタン、ナイロン、又はゴムといったポリマーを、このような目的のために使用可能である。リード４５０の壁４３０は、音波の反射部として機能して音波エネルギが導波路から外に漏れるのを防止する。壁４３０を、金属又はグラスファイバーによって半径方向に拘束された金属チューブ、又はポリマーチューブといった実質的に硬質な材料で作成してもよい。

代替的に、導波路４５０を、縦波で音響振動を伝える柔軟な金属チューブ又はワイヤで構成してもよい。このような金属ワイヤ又はチューブを、周囲の流体から物理的に隔離する薄い固体又はガスを含んだ被覆で覆ってもよい。音波ガイド４０５の先端は、人体に音響的に取り付けられた音波源として機能する。例えば、ポリマー又は金属でできた薄膜４４０が、音響ダイヤフラムとして機能するようにしてもよい。このような音響メンブレン４４０を、動作中所望の周波数で共振させて、その音響放射体としての性能を増加させもよい。代替的に、リードの先端が、メンブレン４４０に取り付けられた機械的構造又はヘルムホルツ共鳴器といった、共振構造を有してもよい。

上記のように、インプラント可能なトランスデューサは、第２のインプラントの活性化及び通信に加えて、第２のインプラントに音響的に電圧を印加したりチャージするのにも使用できえる。好ましくは、第２のインプラントに対するこのような配置により最適化したトランスデューサの位置を活用して、図４及び図５の音響リードの構成はこのような目的に使用すべきである。リードの付いたトランスデューサと第２のインプラントとの間の可能な視線方向は、数ミリメートルから数センチメートルのそれらの間のできるだけ短い距離とともに、第２のインプラントバッテリ又はコンデンサをチャージするのに要するエネルギを著しく減らす。ＩＰＧバッテリ、又は（遠隔操作又はＩＰＧのインプラント部位を小さく切開することで）体外の電源からのエネルギを用いてチャージを行うことで可能であり、ＩＰＧコントローラから音響リードを外して外部電源に音響リードを接続し、音響リードで発生した音響エネルギを使用して第２のインプラントの中のバッテリをチャージする。

第２のインプラントのバッテリ容量は、ＩＰＧバッテリが要するのよりも長い時間をチャージに要しないのが好ましい。ＩＰＧコントローラの交換時に、音響リードを外部電源に接続して第２のインプラントのバッテリをチャージできる。代替的に、音響カテーテルを、第２のインプラントのバッテリを音響的にチャージするのに使用可能である。このカテーテルを、先端に音響トランスデューサを具え、又は、音響的な導波路として機能する音響リードと同様に組み立てることができる。音響的なカテーテルを、右心カテーテル検査に使用するのと同じような方法で体内に導入可能である。このような処置は、通常カテーテル検査に基づく標準的なガイドワイヤ又は浮動バルーン（例えば、Ｓｗａｎ−Ｇａｎｚカテーテル）を使用して、大腿静脈及び頸部鎖骨下静脈を介して実行される。Ｘ線透視法又は気圧配置測定を用いて処置をガイドできる。カテーテルの音響源を第２のインプラントに密接して設けることができるため、チャージングのプロセスは非常に効率的で局所的であるのが好ましい。

図面は、本発明に係る実施例の構成及び効用を示しており、同じ部品は共通の符号で参照される。これらの図面は本発明の典型的な実施例のみを表しているため、その範囲を限定するものとは考えないという理解の下で、本実施例は、添付図面の使用を通して付加的な特異性及び詳細を記載し説明する。

図１ａ−１ｄは、ＩＰＧ又は薬物ポンプといった、活性化医療用インプラント機器のハウジング内面に設けられた典型的な音響トランスデューサの実施例を表している。図２ａ−２ｂは、活性化医療用インプラント機器のハウジング内面に接続された代替的な音響トランスデューサの構成を表している。図３ａ−３ｃは、活性化医療用インプラント機器のハウジング内面に接続された代替的な音響トランスデューサの構成を表している。図４は、インプラント可能な音響リードの端部に組み込まれた音響トランスデューサの典型的な構成であって、トランスデューサの視線方向を第２のインプラントの位置に対して最適化することを表している。図５は、音波が、導波路として機能する導管の先端から送信（又は受信）され、音響トランスデューサが活性化医療用インプラント機器に近接して（又は中に）置かれ導管に接続された音響リードの代替的な構成を表している。図６は、音響リードが弾性バンドを用いて別のリードに固定されているさらなる代替的な構成を表している。

Claims (29)

1. 内面を具えたハウジング壁を有する密閉されたハウジングと、
   前記ハウジング壁の前記内面に固定された１又はそれ以上の圧電ディスクを具えた超音波音響トランスデューサとを具えたインプラント可能な医療器具であって、
   前記ハウジング壁が前記１又はそれ以上の圧電材料ディスクの誘導運動に応じてダイヤフラムとして機能することを特徴とする医療器具。
2. 前記１又はそれ以上の圧電ディスクが、圧電結晶、電気活性セラミック、セラミック−ポリマー複合材料、ＰＶＤＦ、及びＰＶＤＦ共重合体を具える１群の材料の中から選択される材料を具えることを特徴とする請求項１に記載の器具。
3. 前記トランスデューサが、２０から２００ＫＨｚの間の共振周波数で動作するよう構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の器具。
4. さらに、前記ハウジング壁表面の内壁に取り付けられ前記１又はそれ以上のディスクを包囲する環状リングを具えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の器具。
5. さらに、前記壁の内面と前記圧電ディスクとの間に挿入されたメンブレンを具えており、前記メンブレンが、包囲する前記壁よりも実質的に厚いことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の器具。
6. 前記メンブレンが台座に取り付けられ、
   前記台座が前記壁面に取り付けられ、
   前記台座が前記１又はそれ以上の圧電ディスクよりも短い直径を有することを特徴とする請求項５に記載の器具。
7. 前記内面がくぼみを規定する凹部を具えており、
   前記トランスデューサが前記くぼみの中の壁に取り付けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の器具。
8. 前記１又はそれ以上の圧電ディスクが２枚のディスクを具えており、さらに前記圧電ディスクの間に設けられた電極を具えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の器具。
9. さらに、前記２枚のディスク及び前記電極の各々に接続されたリード線を具えることを特徴とする請求項８に記載の器具。
10. さらに、前記１又はそれ以上の圧電ディスクと一体となり寄生効果及びノイズを最小限にするための増幅器を具えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の器具。
11. 前記１又はそれ以上のトランスデューサ・ディスクが、前記ディスクの外周の支持構造体に取り付けられた１枚のディスクを具えており、
    前記支持構造体が、包囲する前記壁面に取り付けられて、前記ディスクが前記ディスクと前記包囲する壁との間で規定される空間へと曲がるよう前記トランスデューサ・ディスクを前記壁から持ち上げていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の医療器具。
12. 前記支持構造体が内側の前記壁面と前記圧電ディスクとの間に挿入されたメンブレンを具えることを特徴とする請求項１１に記載の器具。
13. 前記メンブレンが台座に取り付けられ、
    前記台座が前記壁面に取り付けられ、
    前記台座が前記圧電ディスクよりも短い直径を有することを特徴とする請求項１２に記載の器具。
14. 前記トランスデューサが、撓み型音響トランスデューサであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の器具。
15. 前記トランスデューサが、曲げ−引張型音響トランスデューサであることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の器具。
16. 少なくとも１の密閉された給電手段を有する密閉されたハウジングと、
    前記給電手段に接続された近位端と、音響信号を送信及び受信するよう構成された遠位端とを有する音響リードと、
    を具えることを特徴とするインプラント可能な医療器具。
17. さらに、前記音響リードに接続された１又はそれ以上の圧電ディスクを具える超音波音響トランスデューサを具えることを特徴とする請求項１６に記載の器具。
18. 前記トランスデューサが、前記音響リードの遠位部に接続されていることを特徴とする請求項１７に記載の器具。
19. 前記トランスデューサが、前記音響リードの近位部に接続されていることを特徴とする請求項１７に記載の器具。
20. 前記トランスデューサが、２０から２００ＫＨｚの間の共振周波数で動作するよう構成されていることを特徴とする請求項１６から１９のいずれか１項に記載の器具。
21. 前記トランスデューサが、撓み型音響トランスデューサであることを特徴とする請求項１６から２０のいずれか１項に記載の医療器具。
22. 前記トランスデューサが、曲げ−引張型音響トランスデューサであることを特徴とする請求項１６から２０のいずれか１項に記載の器具。
23. 前記音響リードが導波路を具えることを特徴とする請求項１９に記載の器具。
24. 前記音響リードが放射状区間を具えることを特徴とする請求項１９に記載の器具。
25. 前記トランスデューサが、円筒型音響トランスデューサであることを特徴とする請求項１６から２０のいずれか１項に記載の器具。
26. 前記トランスデューサが、棒型音響トランスデューサであることを特徴とする請求項１６から２０のいずれか１項に記載の器具。
27. さらに、前記音響リードを体腔の所定の位置に固定させる手段を具えることを特徴とする請求項１６から２６のいずれか１項に記載の器具。
28. 前記リードを固定する手段が、ラジアルアンカー、フック、ネジ、及び弾性バンドを具える１群から選択される１又はそれ以上の項目を具えることを特徴とする請求項２７に記載の器具。
29. さらに、前記ハウジングに接続されたリード線を具え、前記音響リードが前記リード線に固定されていることを特徴とする請求項１６に記載の器具。

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