JP2020099690A - 動的なばねモデルを使用したカテーテル表現 - Google Patents
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Abstract
Description
以下に説明する本発明の実施形態は、プローブの機械的特性のモデリングに基づいて、心臓内部の心臓カテーテルなどの臓器の空洞内部の侵襲性プローブを視覚化する。開示された技術は、医療処置及び拍動する心臓の動きにより時間の経過とともに変化するプローブの形状を視覚化し、ユーザに提示する。粘性(即ち減衰)効果を含む変化する形状を計算するために、本開示の方法は、プロセッサが時間に応じて変化する境界条件を使用して解く、計算効率の高い一次の動質量ばねモデル(以降「DMSモデル」と称する)を適用する。
図1は、本発明の一実施形態による、カテーテルベースの位置追跡システム10の概略描画図である。システム10は、心臓26の心腔などの患者28の臓器の空洞内に挿入されるカテーテルなどの柔軟なプローブ22の位置判定に使用される。典型的には、プローブ22は、心臓26の電位のマッピング又は心臓組織のアブレーションの実行などの診断又は治療処置に使用される。心臓26内の挿入図25に示されるプローブ22の遠位端30は、1つ以上の検知電極50を含む。以下に説明するように、これらの電極は、ワイヤ(図示せず)によってプローブ22を介してコンソール18内のドライバ回路20に接続されている。電気的インターフェース回路24は、例えばコンソール18がプローブ22と相互作用して、検知電極50から位置指示信号を受信することを可能にする。
図2A及び図2Bは、本発明の実施形態による、自由形状から逸脱したカテーテルの遠位端の概略側面図である。
方程式1
方程式2
方程式3
方程式4
(1) 方法であって、
患者の臓器の空洞内のプローブについて測定された経時変化する境界条件値を受信することと、
前記プローブの時間依存性の形状を、
前記プローブの複数の部分を第1のばねとして表現することと、
前記複数の部分に作用する外力を第2のばねとして表現することと、
前記第1のばね及び前記第2のばねについて、前記経時変化する境界条件値を満たすように、一連の結合運動方程式を解くことと、
によって計算することと、
前記形状をユーザに提示することと、
を含む、方法。
(2) 前記形状を前記ユーザに提示することが、前記空洞の少なくとも一部の解剖学的マップ上に前記形状をオーバーレイさせて提示することを含む、実施態様1に記載の方法。
(3) 前記境界条件値が、前記プローブ上の複数の点の測定された位置を含む、実施態様1に記載の方法。
(4) 前記境界条件値が、前記プローブに沿って所定の間隔で前記プローブに加えられる外力を含む、実施態様1に記載の方法。
(5) 前記一連の結合運動方程式を解くことが、
前記プローブを複数の部分に分割することと、
各部分について、それぞれの一次運動方程式を提供することと、
得られた一連の結合一次運動方程式を解くことと、
を含む、実施態様1に記載の方法。
(7) システムであって、
患者の臓器の空洞内のプローブについて測定された経時変化する境界条件値を受信するように構成されたインターフェースと、
プロセッサであって、
前記プローブの時間依存性の形状を、
前記プローブの複数の部分を第1のばねとして表現することと、
前記複数の部分に作用する外力を第2のばねとして表現することと、
前記第1のばね及び前記第2のばねについて、前記経時変化する境界条件値を満たすように、一連の結合運動方程式を解くことと、
によって計算することと、
前記形状をユーザに提示することと、
を行うように構成された、プロセッサと、
を備える、システム。
(8) 前記プロセッサが、前記空洞の少なくとも一部の解剖学的マップ上に前記形状をオーバーレイすることにより、前記形状を前記ユーザに提示するように構成されている、実施態様7に記載のシステム。
(9) 前記インターフェースが、位置指示信号及び接触力指示信号のうちの少なくとも1つを受信することにより前記境界条件値を受信するように構成されている、実施態様7に記載のシステム。
(10) 前記プロセッサが、前記一連の結合運動方程式を、
前記プローブを複数の部分に分割することと、
各部分について、それぞれの一次運動方程式を提供することと、
得られた一連の結合一次運動方程式を解くことと、
によって解くように構成されている、実施態様7に記載のシステム。
Claims (11)
- システムであって、
患者の臓器の空洞内のプローブについて測定された経時変化する境界条件値を受信するように構成されたインターフェースと、
プロセッサであって、
前記プローブの時間依存性の形状を、
前記プローブの複数の部分を第1のばねとして表現することと、
前記複数の部分に作用する外力を第2のばねとして表現することと、
前記第1のばね及び前記第2のばねについて、前記経時変化する境界条件値を満たすように、一連の結合運動方程式を解くことと、
によって計算することと、
前記形状をユーザに提示することと、
を行うように構成された、プロセッサと、
を備える、システム。 - 前記プロセッサが、前記空洞の少なくとも一部の解剖学的マップ上に前記形状をオーバーレイすることにより、前記形状を前記ユーザに提示するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記インターフェースが、位置指示信号及び接触力指示信号のうちの少なくとも1つを受信することにより前記境界条件値を受信するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記プロセッサが、前記一連の結合運動方程式を、
前記プローブを複数の部分に分割することと、
各部分について、それぞれの一次運動方程式を提供することと、
得られた一連の結合一次運動方程式を解くことと、
によって解くように構成されている、請求項1に記載のシステム。 - 前記臓器が前記心臓である、請求項1に記載のシステム。
- 方法であって、
患者の臓器の空洞内のプローブについて測定された経時変化する境界条件値を受信することと、
前記プローブの時間依存性の形状を、
前記プローブの複数の部分を第1のばねとして表現することと、
前記複数の部分に作用する外力を第2のばねとして表現することと、
前記第1のばね及び前記第2のばねについて、前記経時変化する境界条件値を満たすように、一連の結合運動方程式を解くことと、
によって計算することと、
前記形状をユーザに提示することと、
を含む、方法。 - 前記形状を前記ユーザに提示することが、前記空洞の少なくとも一部の解剖学的マップ上に前記形状をオーバーレイさせて提示することを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記境界条件値が、前記プローブ上の複数の点の測定された位置を含む、請求項6に記載の方法。
- 前記境界条件値が、前記プローブに沿って所定の間隔で前記プローブに加えられる外力を含む、請求項6に記載の方法。
- 前記一連の結合運動方程式を解くことが、
前記プローブを複数の部分に分割することと、
各部分について、それぞれの一次運動方程式を提供することと、
得られた一連の結合一次運動方程式を解くことと、
を含む、請求項6に記載の方法。 - 前記臓器が前記心臓である、請求項6に記載の方法。
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