JP2013543747A - 血管内誘導システム - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2010年11月8日に、ウェンカング・クイ(Wenkang Qi)及びブラッド・ヒル(Brad Hill)により、「血管内ナビゲーションシステム及び方法」との名称で出願された米国仮特許出願第61/411,412号に係る優先権を主張するものであり、その全体が、あらゆる目的のために、参照により本明細書に組み入れられる。
本明細書に記載されたすべての刊行物及び特許出願は、これらの個々の刊行物又は特許出願が参照により組み入れられるべきであると特別にかつ個別的に指定されたのと同程度に、参照により本明細書に組み入れられる。
・抗生物質、化学療法薬及びその他のIV薬物(静注薬物)等の薬剤の投与
・流体及び栄養化合物(過栄養)の投与
・血液製剤の輸液
・血液透析
・診断検査のための多数の採血
・血栓形成の危険性の上昇
・薬物毒性に起因する血管の損傷
・感染症の危険性の上昇
・放射線被曝の増加
a) 直接的な方法
カテーテルは、皮膚を下向きに突き抜けて、鎖骨下静脈内に挿入され(鎖骨の下に配置された場合)、又は内頸静脈内に挿入される(頸部内に配置された場合)。カテーテルの、薬剤が投与され又は血液が引き抜かれる部分は、皮膚の外側に留まる。
b) ポートを経由する方法
皮膚から露出するカテーテルとは異なり、ポートは完全に皮膚下に配置される。ポートの存在により、およそ1/4ドル貨幣又は1/2ドル貨幣の寸法の***したディスクの存在が、皮膚下に感じられる。上側の皮膚を突き刺してポート又は容器に小さい針を入れることにより血液が引き抜かれ又は薬剤が供給される。
c) 末梢静脈を経由する間接的な方法
末梢挿入中心カテーテル(PICC:peripherally inserted central catheter)は、中心のカテーテル又はポートとは異なり、中心静脈に直接は挿入されない。PICCの配管は、腕の大きい静脈内に挿入され、より大きい鎖骨下静脈内に前進させられる。
心臓血管サイクルの一部における、特定の周波数における生体内非画像ベースの超音波情報、エネルギのレベル又はタイミング。血管内心電図信号の一部。血流方向。血流速度、例えば最高速度、最低速度、平均速度。血流特徴パターン。特定の周波数における血流特徴。圧力特徴パターン。Aモード情報。流れの優先的な非ランダムな方向。異なる波形の形状及び血管内心電図を特徴づける複合体、例えばP波、QRS複合体、T波。ピーク・ピーク間振幅(最大振幅)。絶対的及び相対的な振幅変化。血管内ECGのその他の特徴的な要素。
このようなパラメータは、ファジー制御器単独で、又は他の制御器と組み合わせて使用するための特徴として前処理することができる。1つの特定の例では、信号は、前処理されてプロセッサに入力信号を供給する。これは、大心房結合部の近傍の洞房結節の近傍であることを示すP波の変化に基づいて、大心房結合部を示す静脈血流特徴パターンと共同して行われる。もう1つの特定の例では、信号は、血管系の位置を示す時間における特徴の挙動を特定するために前処理される。例えば、血流特徴パターンの明らかな脈動変化は、内頸静脈内における位置を示す。
この方法は、血管内器具と少なくとも1つのトランスデューサとを備えたシステムを患者の内腔に挿入する過程と、内腔内に音響信号を送る過程と、反射された信号を前処理して1つ又は複数の音響的特徴を抽出する過程と、コンピュータ可読の一群の規則を用いて1つ又は複数の音響的特徴を処理して、血管内の血管内器具の誘導又は血管内の血管内器具の位置に関連する出力信号を生成する。
血管の内部で位置決めされた血管内器具の上のセンサからの反射された音響信号を処理して、音響信号から1つ又は複数の音響的特徴を抽出する過程。
血管の内部で位置決めされた血管内器具の上のリード(lead)からの電気信号を処理して、電気信号から1つ又は複数の電気的特徴を抽出する過程。
コンピュータ可読の一群の規則を用いて血管の内部の血管内器具の誘導又は位置に関連する出力信号を生成し、1つ又は複数の抽出された特徴を評価する過程。
出力信号に対応する誘導又は位置の、予め設定された数の表示のうちの1つを表示する過程。
抽出された特徴を、1つ又は複数の予め設定されたメンバーシップ関数に入力し、1つ又は複数の位置の状態におけるメンバーシップの可能性ないしは尤度(likelihood of membership)を表示する1つ又は複数のスコア(scores)を生成する過程。
1つ又は複数のスコアを生成する前に、抽出された特徴又は1つ又は複数のメンバーシップ関数を重みづけする(weighting)重みづけ過程。
最も高いスコアを選択し、この最も高いスコアに基づいて位置の状態を決定する過程。
いくつかの実施態様においては、抽出された特徴又は1つ又は複数のメンバーシップ関数を重みづけする比較過程は、重みづけ因子(weighting factors)を抽出された特徴又は1つ又は複数のメンバーシップ関数に適用する過程をさらに有している。いくつかの実施態様においては、重みづけ因子は、弱い音響信号又は電気信号に基づいて、抽出された特徴又は1つ又は複数のメンバーシップ関数に対して、より小さい重み(weight)を適用する。いくつかの実施態様においては、重みづけ因子は、強い音響信号又は電気信号に基づいて、抽出された特徴又は1つ又は複数のメンバーシップ関数に対して、より大きい重みを適用する。
医療装置の遠位端から超音波信号を含む血管系内信号を送る送出過程。
反射された超音波信号を受け取る受取過程。
反射された超音波信号から超音波的特徴を抽出する抽出過程。
医療装置のリードから電気信号を受け取る受取過程。
受け取った電気信号からECG特徴を抽出する抽出過程。
抽出された特徴を用いて複数の表示スコア(indicator scores)を計算する計算過程。
表示スコアを比較することにより位置の状態を特定する(identifying)特定過程。
いくつかの実施態様においては、各特徴は、血管系内の明確な(distinct)位置を示す(infer)。
図1及び図2は、カテーテルを備えた典型的な血管内アクセス・誘導システム100を示している。このようなシステム及び典型的なカテーテルは、あらゆる目的のために、その全内容が参照により本明細書に組み入れられる、グランワルドら(Grunwald et al.)に係る米国特許出願公開第2009/0005675号明細書に開示されたシステム及びカテーテルと多くの点で類似している。
(a)心電図(ECG)の全部又は一部を含む心臓の電気的活性
(b)脳電図(EEG)の全部又は一部を含む脳の電気的活性
(c)筋肉又は筋肉群に関連する筋電図(EMG)の全部又は一部を含む筋肉又は筋肉群の電気的活性
以下、少なくとも図2〜図5Bを参照しつつ、細長い本体部105の種々の代替的な構成と、センサのさらなる詳細構造とを説明する。
105又は血管内装置150は、例えば開口部182を経由して、又は内側チューブと外側チューブの間を経由して、薬物、治療用薬剤又は診断用薬剤を供給することにより、患者に治療を施すように構成されている。また、他の代替的な形態の装置においては、細長い本体部105又は血管内装置150は、他の装置のための血管内アクセスを行うように構成されている。
本発明は、異なる生理学的パラメータに対する信号におけるパターンの認識と、これらの信号パターンとカテーテル先端部の位置との相関関係とに基づいて、血管内装置の血管内での誘導及び配置のための新規な方法、装置及びシステムを提供する。さらに、以下でさらに説明するように、付加的又は代替的に、ニューラル・ネットワーク・アルゴリズムを、特徴抽出、パラメータ値の決定のために用いることができ、及び/又は、採点機能(scoring functions)において用いることができる。
(超音波制御システムに関して)
米国特許第6,896,658号明細書、ジ他、発明の名称「同時マルチモード及びマルチバンドの超音波画像化」
米国特許第6,251,073号明細書、イムラン他、発明の名称「小型化された超音波装置及び方法」
米国特許第5,492,125号明細書、キム他、発明の名称「超音波信号処理装置」
米国特許第6,561,979号明細書、ウッド他、発明の名称「医療診断超音波システム及び方法」
米国特許第5,477,858号明細書、ノリス他、発明の名称「超音波血流/組織画像化システム」
(ドプラー超音波に関して)
米国特許第4,324,258号明細書、フブシャ他、発明の名称「超音波ドプラー流量計」
米国特許第4,143,650号明細書、ハトケ他、発明の名称「生体信号取得のための方向性ドプラー超音波システム及びこれを用いる方法」
米国特許第5,891,036号明細書、イズミ、発明の名称「超音波ドプラー診断装置」
(誘導に関して)
米国特許第5,220,924号明細書、フラジン、発明の名称「ガイドワイヤが装着されたトランスデューサを用いるドプラー誘導された逆行カテーテル法」
米国特許第6,704,590号明細書、ハルデマン、発明の名称「検出された血液の乱流レベルを用いるドプラー誘導カテーテル」
米国特許第5,311,871号明細書、ヨック、発明の名称「動脈及び静脈の流れが方向づけられたカニューレのための超音波放射トランスデューサを備えた注射器」
米国特許第6,612,992号明細書、ホサック他、発明の名称「医療診断用超音波カテーテル及び追跡方法と関連する位置決定のための方法」
米国特許第5,785,657号明細書、ブレヤ他、発明の名称「血流測定装置」
(圧力の推算に関して)
米国特許第5,749,364号明細書、スリワJr他、発明の名称「圧力及び組織特性をマッピングするための方法及び装置」
米国特許第6,896,658号明細書、ジ他、発明の名称「同時マルチモード及びマルチバンドの超音波画像化」
米国特許第6,551,244号明細書、ギー、発明の名称「医療超音波画像化システムのためのパラメータ送信波形ジェネレータ」
2つのP-mag:
外部のP-mag及び内部のP-magは、前記のとおり計算される。pRatioは、下記の式で計算される。
pRatio=(内部のP-mag)/(外部のP-mag)
逆行流れに対する順行流れの比
順行流れの速度と逆行流れの速度の差
ドプラー信号の総パワー
高速パワーに対する平均低速パワーの比
高周波数成分及び低周波数成分の両方についての、逆行流れドプラーに対する順行流れドプラーの比(DF1a)である。ドプラー特徴#1aは、カテーテル先端部が右方向に進んでいるか否かを決定するために用いることができる。いくつかの実施形態において、この特徴では、15000Hz、14000Hz、12000Hz、11000Hz、10000Hz、9000Hz、8000Hz、7000Hz、6000Hz、5000Hz、4500Hz、4000Hz、3500Hz、3000Hz、2500Hz、2000Hz、1500Hz、1000Hz又は500Hzより低い周波数を用いることができる。いくつかの実施形態においては、15000Hz、14000Hz、12000Hz、11000Hz、10000Hz、9000Hz、8000Hz、7000Hz、6000Hz、5000Hz、4500Hz、4000Hz、3500Hz、3000Hz、2500Hz、2000Hz、1500Hz、1000Hz、500Hz又は0Hzより高い周波数を用いることができる。いくつかの実施形態においては、高周波カットオフ周波数と低周波カットオフ周波数の間の帯域幅の周波数を用いることができる。
周波数の帯域幅についての、順行流れドプラーと逆行流れドプラーの差である。ドプラー特徴#1bは、カテーテル先端部が右方向に進んでいるか否かを決定するために用いることができる。いくつかの実施形態において、この特徴では、15000Hz、14000Hz、12000Hz、11000Hz、10000Hz、9000Hz、8000Hz、7000Hz、6000Hz、5000Hz、4500Hz、4000Hz、3500Hz、3000Hz、2500Hz、2000Hz、1500Hz、1000Hz又は500Hzより低い周波数を用いることができる。いくつかの実施形態においては、15000Hz、14000Hz、12000Hz、11000Hz、10000Hz、9000Hz、8000Hz、7000Hz、6000Hz、5000Hz、4500Hz、4000Hz、3500Hz、3000Hz、2500Hz、2000Hz、1500Hz、1000Hz、500Hz又は0Hzより高い周波数を用いることができる。いくつかの実施形態においては、高周波カットオフ周波数と低周波カットオフ周波数の間の帯域幅の周波数を用いることができる。
ノイズフロア(雑音レベル)推算値に対する総ドプラーパワーの比(DF2)である。総ドプラーパワーは、全血液流れに関連づけられる。いくつかの実施形態においては、20000Hz、19500Hz、19000Hz、18500Hz、18000Hz、17500Hz、17000Hz、16500Hz、16000Hz、15500Hz、15000Hz、14500Hz、14000Hz、13500Hz、13000Hz、12500Hz、12000Hz、11500Hz、11000Hz、10500Hz又は10000Hzより低く、かつ0Hz、20Hz、40Hz、60Hz、80Hz、100Hz、120Hz、140Hz、160Hz、180Hz、200Hz、220Hz、240Hz、260Hz、280Hz、300Hz、320Hz、340Hz、360Hz、380Hz、400Hz、420Hz、440Hz、460Hz、480Hz、500Hz、600Hz、700Hz、800Hz、900Hz又は1000Hzより高い周波数を用いることができる。
順行流れ及び逆行流れの両方のドプラーについての、低周波数パワー及び高周波数パワーの合計に対する、低周波数パワーの比(DF3)である。ドプラー特徴#3は、心臓からの距離に関連づけられ、カテーテル先端部が心臓に接近するのに伴ってその値が減少する傾向がある。使用することができる周波数及び周波数帯域幅は、前記のような、低周波数帯域幅、中周波数帯域幅及び高周波数帯域幅を含む。
周波数の帯域幅についての、逆行流れのドプラーと順行流れのドプラーの差である。典型的な周波数帯域は、ドプラー特徴#4を用いるためのものであり、前記のような周波数及び周波数帯域幅を含む。
本発明が以下の原理ないしは理論によって束縛されるものではないことを希望するが、本発明は、その一部の態様において、血管系内の位置は、特定の血流パラメータと、このような位置における血流パターン間の相関関係とによって識別ないしは特定することができる、といった原理ないしは理論に基づいて動作する。これらのパターンは、例えば、ドプラー血流測定に基づいている。この情報は、血管内及び/又は血管外心電図、及び血圧などといった他の情報源に関連するパラメータに基づいて補完及び/又は確認される。さらに、センサを搭載した血管内装置の、血流の方向に対する相対的な方向は、ドプラー情報から導出される。種々の点において、血管内の誘導及び配置のための方法及びシステムは、異なる生理学的パラメータのための信号のパターンと、これらの信号のパターンの相関関係の認識とに基づいている。
1997年11月18日に出願された、発明の名称が「監視されるべき身体信号の間接的測定のためのファジー論理法、及びこれに対応する測定装置」である、欧州特許出願第97830611.6号に係る、欧州特許出願公開第0917069号明細書。
1997年9月30日に出願された、発明の名称が「ファジー論理の組織流れの決定システム」である、米国特許出願第08/938,480号に係る、米国特許第5,857,973号明細書。
2001年3月22日に出願された、発明の名称が「生体の循環系内における血管の位置及びヘモダインパラメータを評価するための方法及び装置」である、国際特許出願第US01/09115号に係る、国際公開第01/70303号。
2004年10月7日に出願された、発明の名称が「ファジー論理による超音波画像化システムパラメータの最適化」である、米国特許出願第10/961,709号に係る、米国特許出願公開第2006/0079778号明細書。
2002年12月24日に出願された、発明の名称が「波形の評価のための方法及び装置」である、米国特許出願第10/329,129号に係る、米国特許第7,043,293号明細書。
本明細書に記載されたデータ取得方法及びデータ処理方法においては、時間ないしは時刻がその基礎をなす。例えば、データ取得の時刻、サンプリング頻度(sampling frequency)及びPRF、及びその他の時間ないしは時刻に係る因子は、本明細書に記載された位置決め方法において役割を果たす。
(a)P波、Q波、R波、S波、T波又はU波などといった、種々の波のいずれか又はその一部
(b)PR部分又はST部分を含む種々の部分(segment)又はその一部
(c)PR間隔、QRS間隔、QT間隔、ST間隔を含む種々の間隔(interval)又はその一部
(d)P波振幅、RS振幅、T波振幅などといったECG波形の一部の振幅
(e)QRS群、J点、又は心電図中の変曲点などといった、信号の一部又は局所点(sub-point)における全体的形状、振幅又は変化の使用
以上の記載は、プリプロセッサの出力信号と、プロセッサによって利用される特徴情報の性質及び質とについてのより良い理解を与える。典型的なシステムは、4つの特定のドプラーパラメータDF1a、DF1b、DF2、DF3と、1つのECG信号E1とに関して説明されているが、本発明に従って種々の特徴を用いることができるということは、何人でも分かるであろう。
a)2方向性流れの各流れのエネルギ(例えば、周波数領域においてスペクトルパワーによって測定される)の比較。
b)大静脈心房結合部を検出するための低速領域における2方向性流れパターン。
c)心房活性を検出するための脈動性
d)本明細書に記載された速度プロフィール等の有意義な最大平均速度
以下、再び図10及び図16を参照しつつ、本発明に係る処理操作を、より詳しく説明する。図16に示すように、ドプラー信号及びその他のオプションの信号は、それらが分離されるところで、プリプロセッサ139に入力される。プリプロセッサは、所望の特徴情報を出力し、この特徴情報をプロセッサ140に送信する。
SR=ΣnWR(n)・SR(n)
以下、再び図17〜19を参照しつつ本発明に係るシステムを用いる方法を説明する。典型的なシステムは、図1と同様に構成される。前記のとおり、本明細書に記載された血管内装置を血管内で誘導し、配置する方法は、一般に、ことなる生理学的パラメータのための信号におけるパターンの認識と、これらの信号パターンの相関づけ(correlation)とに基づいている。
(a)心臓弁の交換処置のための心臓弁の位置の識別
(b)腎静脈又は腎臓における治療のための腎静脈の識別
(c)IVCフィルタの配置のための下大静脈及び/又は腎静脈の識別
(d)ペーシングリード又は僧帽弁改善装置のための冠状静脈洞の位置の識別
(e)心房性細動のためのアブレーション処置などの治療の実施及び/又はセンサの配置のための肺静脈の位置の識別
本明細書に記載されたセンサに関連する技術により識別される血管系内の特定の位置における治療の実施又は装置の配置による有利な効果は、他の種々の診断又は治療の処置においても幅広く得られるものである。
さらに、本明細書に記載された1つ又は複数の方法及び装置のサポートにより、EMG刺激(EMG stimulation)及び/又はセンサコレクション(sensor collection)のために、特定の筋肉又は筋肉群を選択してもよい。この場合、EMG信号は、血管系内における位置を確認し及び/又は関連づけるために用いられる。この態様は、とくに、例えば大伏在静脈内で血管収穫装置(vessel harvesting device)を位置決めし、又は、静脈瘤の位置確認あるいは大腿静脈の位置確認を行うために脚部内の血管系の部分を識別するときに有用である。
種々の実施形態においては、前記の方法の一部又は全部の操作が自動化される。種々の実施形態においては、システムは、リモートコントロールで制御され、ネットワークに接続され、無線インターフェースを介して情報を伝達する。このような情報は、例えば無線ネットワークを介して、中心装置と連携する。
血管内に配置された器具に装着されたセンサからの反射された音響信号を処理し、この音響信号から1つ又は複数の音響的特徴を抽出する過程。
血管内に配置された器具に装着されたリードからの電気信号を処理し、この電気信号から1つ又は複数の電気的特徴を抽出する過程。
コンピュータ可読の一群の規則を用いて血管内の器具の誘導又は位置決め(配置)に関連する出力信号を生成し、1つ又は複数の抽出された特徴を評価する過程。
予め設定された数の出力信号に対応する誘導又は位置決め(配置)の標識のうちの1つの標識を表示する過程。
血管系内の流れに対する、器具の相対的な移動の方向。
センサによって測定された血管系内の全体の流れのエネルギ。
センサによって測定された血管系内の全体の流れの速度。
高周波数のパワーに対する低周波数のパワーの比。
心臓の拍動の一部の期間に取得される音響信号。
心房収縮によって生成される逆行流れの発生時における心臓の拍動の一部分
心臓収縮期の終期における逆行流れの発生時の心臓の拍動の一部分
心臓拡張期における順行流れの発生時の心臓の拍動の一部分
QRS群の一部分
外部電極によって測定されたP波のマグニチュードに対する、検出電極によって測定されたP波のマグニチュードの比
二相性のP波の存在の指摘
Claims (81)
- 血管内器具の遠位端に取り付けられるトランスデューサと、
前記トランスデューサに接続され、該トランスデューサを用いて音響信号を生成し、かつ受け取るように構成された制御システムと、
前記音響信号を入力信号として受け取り、前記入力信号を処理して該入力信号から1つ又は複数の音響的特徴を抽出するための、コンピュータ可読の指令を有するプリプロセッサと、
前記1つ又は複数の抽出された音響的特徴を受け取るように構成されたプロセッサであって、コンピュータ可読の一群の規則を有し、前記規則を用いて前記の抽出された特徴を評価し、血管内の前記血管内器具の誘導又は血管内の前記血管内器具の位置に関する出力信号を生成するプロセッサと、
前記プロセッサによって生成された前記出力信号の表示事項を表示するための出力装置とを備えていることを特徴とする位置決めシステム。 - 該位置決めシステムが、前記制御システムに接続された、前記血管内器具に取り付けるための検出電極をさらに備えていて、
前記制御システムは、前記検出電極から電気信号を受け取るように構成され、
前記プリプロセッサは、前記の受け取った電気信号を処理して、前記電気信号に関連する1つ又は複数の特徴を抽出し、
前記のコンピュータ可読の一群の規則が、1つ又は複数の電気的特徴を評価するための規則を含むことを特徴とする、請求項1に記載の位置決めシステム。 - 前記音響信号が非画像化超音波信号を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の位置決めシステム。
- 前記プロセッサが、前記1つ又は複数の電気的特徴を評価して、血管の内部の前記血管内器具の誘導又は位置に関連する出力信号を確認することを特徴とする、請求項2又は3に記載の位置決めシステム。
- 前記電気信号がECG信号を含むことを特徴とする、請求項2〜4のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記電気信号がEMG信号を含むことを特徴とする、請求項2〜5のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記電気信号がEEG信号を含むことを特徴とする、請求項2〜6のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記プロセッサが有する前記コンピュータ可読の一群の規則は、人工知能プログラムを含むことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記プロセッサが有する前記コンピュータ可読の一群の規則は、推論規則、エキスパートシステム、ニューラルネットワーク及び論理のうちの少なくとも1つに基づいて、前記抽出された特徴を評価することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記コンピュータ可読の一群の規則は、前記音響信号のパワーレベルがしきい値より低いか否かを評価するための規則をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記コンピュータ可読の一群の規則は、血管の内部の順行流れが、血管の内部の逆行流れよりも優勢であるか否かを評価するための規則をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記コンピュータ可読の一群の規則は、血管の内部の逆行流れが、血管の内部の順行流れよりも支配的であるか否かを評価するための規則をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記コンピュータ可読の一群の規則は、低周波数の信号が、血管の内部の順行流れ及び血管の内部の逆行流れの両方よりも支配的であるか否かを評価するための規則をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記制御システムが、前記音響信号と前記電気信号とを同期させるように構成されていることを特徴とする、請求項2〜13のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記コンピュータ可読の一群の規則は、受け取った電気信号中のP波を基準値に対して相対的に評価するための規則をさらに含むことを特徴とする、請求項2〜14のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 受け取った電気信号中のP波を基準値に対して相対的に評価するための前記規則は、受け取った電気信号中のP波が前記基準値を超えて高められたときに出力信号を出すように構成されていることを特徴とする、請求項15に記載の位置決めシステム。
- 受け取った電気信号中のP波を基準値に対して相対的に評価するための前記規則は、受け取った電気信号中のP波が前記基準値であるとき、又は前記基準値より低いときに出力信号を出すように構成されていることを特徴とする、請求項15に記載の位置決めシステム。
- 受け取った電気信号中のP波を基準値に対して相対的に評価するための前記規則は、受け取った電気信号中のP波が二相性であるときに出力信号を出すように構成されていることを特徴とする、請求項15に記載の位置決めシステム。
- 前記誘導又は位置に関連する出力信号は、複数の状態のうちの1つを含み、前記複数の状態は、それぞれ、予め設定された器具の移動又は位置についての一群の状態に関連することを特徴とする、請求項1〜18のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記誘導又は位置に関連する出力信号は、望ましい方向へ移動している器具と、望ましくない方向へ移動している器具と、望ましい位置に位置決めされた器具とで構成されるグループの中から選択された最も可能性の高い状態の表示を含むことを特徴とする、請求項1〜19のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 望ましい方向に移動している器具の表示は、望ましい位置に位置決めされた器具の表示とは異なることを特徴とする、請求項20に記載の位置決めシステム。
- 前記電気信号に関連する前記1つ又は複数の特徴は、生体によって生成された規則的な電気の波において予め選択された部分に対応することを特徴とする、請求項2〜21のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記電気の波は心電図であり、前記予め選択された部分はRS振幅であることを特徴とする、請求項22に記載の位置決めシステム。
- 前記電気の波は心電図であり、前記予め選択された部分は心電図の一部分であることを特徴とする、請求項22に記載の位置決めシステム。
- 前記電気の波は心電図であり、前記予め選択された部分は心電図の間隔であることを特徴とする、請求項22に記載の位置決めシステム。
- 前記電気信号に関連する前記1つ又は複数の特徴は、身体によって生成された不規則な電気の波の予め選択された部分に対応することを特徴とする、請求項2〜25のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記電気信号に関連する前記1つ又は複数の特徴は、不整脈をもつ生体によって生成された電気の波の予め選択された部分に対応することを特徴とする、請求項26に記載の位置決めシステム。
- 前記1つ又は複数の音響的特徴は、単一のECGサイクルにおける血管の内部の流れの順行方向の力に対する、血管の内部の流れの逆行方向の力の比に対応することを特徴とする、請求項1〜27のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記1つ又は複数の音響的特徴は、高周波数の流れパワーに対する、低周波数の流れのパワーの比に対応することを特徴とする、請求項1〜28のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記少なくとも1つの音響的特徴は、心臓の拍動の一部の時期において取得される音響信号に対応することを特徴とする、請求項1〜29のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記少なくとも1つの音響的特徴は、心房収縮により生成される逆行流れの発生時における心臓の拍動の一部に対応することを特徴とする、請求項1〜30のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記少なくとも1つの音響的特徴は、心臓収縮期において順行流れが発生するときの心臓の拍動の一部に対応することを特徴とする、請求項1〜31のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記少なくとも1つの音響的特徴は、心臓収縮の終期において逆行流れが発生するときの心臓の拍動の一部に対応することを特徴とする、請求項1〜32のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記少なくとも1つの音響的特徴は、心臓拡張期において順行流れが発生するときの心臓の拍動の一部に対応することを特徴とする、請求項1〜33のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記電気信号に関連する前記1つ又は複数の特徴は、心電図のQRS群の一部分に対応することを特徴とする、請求項2〜34のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記電気信号に関連する前記1つ又は複数の特徴は、前記検出電極によって測定されたP波のマグニチュードと外部電極によって測定されたP波のマグニチュードの比に対応することを特徴とする、請求項2〜35のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 前記電気信号に関連する前記1つ又は複数の特徴は、二相性のP波の存在の表示に対応することを特徴とする、請求項2〜36のいずれか1つに記載の位置決めシステム。
- 血管系内で血管内器具を位置決めする方法であって、
請求項1〜37のいずれか1つに記載のシステムを患者の管腔に挿入する過程と、前記システムの出力信号に基づいて前記血管内器具を進行させる過程とを有することを特徴とする方法。 - 血管系内で血管内器具を位置決めする方法であって、
血管内器具と少なくとも1つのトランスデューサとを備えたシステムを患者の管腔内に挿入する挿入過程と、
前記管腔内で音響信号を送る送信過程と、
反射された信号に前処理を施して、1つ又は複数の音響的特徴を抽出する抽出過程と、
コンピュータ可読の一群の規則を用いて前記1つ又は複数の音響的特徴を処理し、血管の内部における前記血管内器具の誘導又は血管の内部における前記血管内器具の位置に関連する出力信号を生成する処理過程とを有することを特徴とする方法。 - 前記処理過程を、一群の誘導状態のうちの1つに関連する予め設定された一群の推論規則に基づいて実施することを特徴とする、請求項39に記載の方法。
- 一群の誘導状態のうちの1つに関連する予め設定された一群の可能性に基づいて、前記処理過程を実施することを特徴とする、請求項39又は40に記載の方法。
- 1つ又は複数のパラメータを、データベース中の予め設定された一群のパラメータと比較し、この比較に基づいて前記処理過程を実施することを特徴とする、請求項39〜41のいずれか1つに記載の方法。
- 血管の内部の前記血管内器具の誘導又は血管の内部の前記血管内器具の位置に関連する出力信号を表示する過程をさらに有することを特徴とする、請求項39〜42のいずれか1つに記載の方法。
- 前記出力信号は、望ましい方向へ移動している器具と、望ましくない方向へ移動している器具と、望ましい位置に位置決めされた器具とで構成されるグループの中から選択された最も可能性の高い状態を表示する過程をさらに含むことを特徴とする、請求項39〜43のいずれか1つに記載の方法。
- 前記望ましい方向は、心臓に向かう方向であることを特徴とする、請求項43に記載の方法。
- 前記望ましくない方向は、心臓から離反する方向であることを特徴とする、請求項44又は45に記載の方法。
- 前記望ましい方向は、心臓に還流する血液の流れに沿う方向であることを特徴とする、請求項44〜46のいずれか1つに記載の方法。
- 前記望ましくない方向は、心臓に還流する血液の流れに逆行する方向であることを特徴とする、請求項44〜47のいずれか1つに記載の方法。
- 前記望ましい位置は、上大静脈の下から三分の一の位置より下側の位置であることを特徴とする、請求項44〜48のいずれか1つに記載の方法。
- 前記望ましい位置は、大静脈心房結合部の近傍であることを特徴とする、請求項44〜49のいずれか1つに記載の方法。
- 前記望ましい位置は、大静脈心房結合部の近傍の上大静脈内であることを特徴とする、請求項44〜50のいずれか1つに記載の方法。
- 前記出力信号に応答して血管の内部の前記血管内器具を誘導する誘導過程をさらに有することを特徴とする、請求項39〜51のいずれか1つに記載の方法。
- 前記誘導過程が、前記血管内器具を引き戻す過程を有することを特徴とする、請求項52に記載の方法。
- 前記誘導過程が、前記血管内器具を進行させる過程を有することを特徴とする、請求項52に記載の方法。
- プロセッサによって実行され、血管系内で血管内器具を位置決めする方法を実施するプログラムが搭載された、コンピュータ可読の記録媒体であって、
前記方法は、
血管の内部で位置決めされた血管内器具の上のセンサからの反射された音響信号を処理して、前記音響信号から1つ又は複数の音響的特徴を抽出する過程と、
血管の内部で位置決めされた血管内器具の上のリードからの電気信号を処理して、前記電気信号から1つ又は複数の電気的特徴を抽出する過程と、
コンピュータ可読の一群の規則を用いて血管の内部の前記血管内器具の誘導又は位置に関連する出力信号を生成し、前記1つ又は複数の抽出された特徴を評価する過程と、
前記出力信号に対応する誘導又は位置の、予め設定された数の表示のうちの1つを表示する過程とを有することを特徴とするコンピュータ可読の記録媒体。 - 前記1つ又は複数の抽出された特徴を評価するための前記コンピュータ可読の一群の規則は、前記血管内器具の1つ又は複数の位置の状態を示す1つ又は複数の予め設定されたメンバーシップ関数を有することを特徴とする、請求項55に記載のコンピュータ可読の記録媒体。
- 前記方法は、前記抽出された特徴を、前記1つ又は複数の予め設定されたメンバーシップ関数に入力し、1つ又は複数の位置の状態におけるメンバーシップの可能性を表示する1つ又は複数のスコアを生成する過程をさらに有することを特徴とする、請求項55又は56に記載のコンピュータ可読の記録媒体。
- 前記方法は、1つ又は複数のスコアを生成する前に、前記の抽出された特徴又は1つ又は複数のメンバーシップ関数を重みづけする重みづけ過程をさらに有することを特徴とする、請求項55〜57のいずれか1つに記載のコンピュータ可読の記録媒体。
- 前記の抽出された特徴又は1つ又は複数のメンバーシップ関数を重みづけする前記重みづけ過程は、重みづけ因子を前記の抽出された特徴又は1つ又は複数のメンバーシップ関数に適用する過程をさらに有していて、
前記重みづけ因子は、弱い音響信号又は電気信号に基づいて、抽出された特徴又は1つ又は複数のメンバーシップ関数に対して、より小さい重みを適用する一方、
前記重みづけ因子は、強い音響信号又は電気信号に基づいて、抽出された特徴又は1つ又は複数のメンバーシップ関数に対して、より大きい重みを適用することを特徴とする、請求項58に記載のコンピュータ可読の記録媒体。 - 前記方法は、最も高いスコアを選択し、該最も高いスコアに基づいて位置の状態を決定する過程をさらに有することを特徴とする、請求項55〜58のいずれか1つに記載のコンピュータ可読の記録媒体。
- 前記1つ又は複数のスコアのうちの1つのスコアは、抽出された音響的特徴を、前記血管系内の流れに対する相対的な前記血管内器具の移動の方向に関連づけることを特徴とする、請求項58に記載のコンピュータ可読の記録媒体。
- 前記1つ又は複数のスコアのうちの1つのスコアは、音響的特徴を、前記センサによって測定された前記血管系内の全体の流れのエネルギに関連づけることを特徴とする、請求項58に記載のコンピュータ可読の記録媒体。
- 前記1つ又は複数のスコアのうちの1つのスコアは、音響的特徴を、前記センサによって測定された前記血管系内の全体の流れの速度に関連づけることを特徴とする、請求項58に記載のコンピュータ可読の記録媒体。
- 前記1つ又は複数の音響的特徴は、高周波数の流れのパワーに対する低周波数の流れのパワーの比に対応することを特徴とする、請求項55〜63のいずれか1つに記載のコンピュータ可読の記録媒体。
- 前記少なくとも1つの音響的特徴は、心臓の拍動の一部の時期において取得される音響信号に対応することを特徴とする、請求項55〜64のいずれか1つに記載のコンピュータ可読の記録媒体。
- 前記少なくとも1つの音響的特徴は、心房収縮により生成される逆行流れの発生時における心臓の拍動の一部に対応することを特徴とする、請求項65に記載のコンピュータ可読の記録媒体。
- 前記少なくとも1つの音響的特徴は、心臓収縮の終期において逆行流れが発生するときの心臓の拍動の一部に対応することを特徴とする、請求項65に記載のコンピュータ可読の記録媒体。
- 前記少なくとも1つの音響的特徴は、心臓拡張期において順行流れが発生するときの心臓の拍動の一部に対応することを特徴とする、請求項65に記載のコンピュータ可読の記録媒体。
- 前記1つ又は複数の電気的特徴は、心電図のQRS群の一部分に対応することを特徴とする、請求項55〜68のいずれか1つに記載のコンピュータ可読の記録媒体。
- 前記1つ又は複数の電気的特徴は、前記検出電極によって測定されたP波のマグニチュードと外部電極によって測定されたP波のマグニチュードの比に対応することを特徴とする、請求項55〜69のいずれか1つに記載のコンピュータ可読の記録媒体。
- 前記1つ又は複数の電気的特徴は、二相性のP波の存在の表示に対応することを特徴とする、請求項55〜70のいずれか1つに記載のコンピュータ可読の記録媒体。
- 患者の血管系内における医療装置の位置を決定する方法であって、
医療装置の遠位端から超音波信号を含む血管系内信号を送り出す送出過程と、
反射された超音波信号を受け取る受取過程と、
前記反射された超音波信号から超音波的特徴を抽出する抽出過程と、
前記医療装置のリードから電気信号を受け取る受取過程と、
前記受け取った電気信号からECG特徴を抽出する抽出過程と、
前記抽出された特徴を用いて複数の表示スコアを計算する計算過程と、
前記表示スコアを比較することにより位置の状態を特定する特定過程とを有することを特徴とする方法。 - 各特徴は、前記血管系内の明確な位置を示すことを特徴とする、請求項72に記載の方法。
- 前記計算過程は、前記抽出された特徴を、位置決めの可能性をあらわす複数の表示方程式に入力する過程を有することを特徴とする、請求項72又は73に記載の方法。
- 前記表示方程式は、メンバーシップ関数に対応することを特徴とする、請求項74に記載の方法。
- 前記表示方程式は、該表示方程式で用いられる前記抽出された特徴に関連する重みづけ因子を適用する過程を有することを特徴とする、請求項74に記載の方法。
- 前記特定過程は、最も高い表示スコアに対応する位置状態を選択する過程を有していることを特徴とする、請求項72〜76のいずれか1つに記載の方法。
- 前記計算過程は、抽出された特徴と、前記医療装置の特定の位置又は誘導の状態の可能性との間の相関関係に基づいて予め設定された方程式を解く過程を有していることを特徴とする、請求項72〜77のいずれか1つに記載の方法。
- 前記複数の表示スコアのうちの1つの表示スコアが、抽出された音響的特徴を、血管系内の流れと相対的な前記医療装置の移動の方向に関連づけることを特徴とする、請求項72〜78のいずれか1つに記載の方法。
- 前記複数の表示スコアのうちの1つの表示スコアが、音響的特徴を、前記センサによって測定された血管系内の全体の流れのエネルギに関連づけることを特徴とする、請求項72〜79のいずれか1つに記載の方法。
- 前記複数の表示スコアのうちの1つの表示スコアが、音響的特徴を、前記センサによって測定された血管系内の全体の流れの速度に関連づけることを特徴とする、請求項72〜80のいずれか1つに記載の方法。
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