JP6615451B2 - インピーダンス測定を用いた挿入点から心臓までのカテーテルの追跡 - Google Patents
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Description
ここで図面を参照し、まず図1を参照すると、本発明の実施形態による位置追跡システム10の略図的な描図である。システム10のインピーダンスに基づいた位置追跡は、被験者14の心腔などの内部の体腔の中にカテーテル12を挿入することにより行なわれる。典型的には、カテーテル12は、医師16によって行なわれる、心臓の電位のマッピング、又は心臓組織のアブレーションなどの、診断処置又は治療処置に使用される。あるいは、カテーテル12、又は他の体内器具は、それ自体で又は他の治療器具と一緒に、他の用途に使用されてもよい。医療処置に関連するプロセッサ及び回路は、制御装置18内にある。
ここで図3を参照すると、図3は、本発明の実施形態による、マルチロケーションパッド36の概略図である。挿入中にカテーテル38の遠位端を追跡する1つの方法は、マルチロケーションパッド36を採用する。マルチロケーションパッド36の有用な動作体積が心臓40を含むように、マルチロケーションパッド36が患者に対して配置される。そのような状態は、動作体積V1 44を有するパッドユニットP1 42に一致し、心臓40を含む。プロセッサ46は、マルチロケーションパッド36を動作する。動作体積V2 48及び動作体積V3 50は、患者の身体内に導入されるカテーテルが進む経路に沿った領域を含む。動作体積V2 48及び動作体積V3 50はそれぞれ、パッドユニットP2 52及びパッドユニットP3 54の有効範囲に一致する。
図1を再び参照すると、ACLサブシステムの精度を更に改善するために、電磁センサを収容している外部の手持ち式プローブ56が、制御装置18に接続される。システム10、例えば、CARTOシステムは、磁気センサが磁場にさらされるときの磁気センサからの読み取りに基づいた、周知の磁気位置追跡能力(EM追跡)を有する。
ここで図5を参照すると、図5は、本発明の代替実施形態による、カテーテル12(図1)の遠位セグメントの概略図である。ここで、遠位セグメント68は、磁気センサ70を収容しており、それは上述の米国特許第8,456,182号に説明されるセンサであり得る。
この実施形態では、図3に示されるマルチロケーションパッド36は除外される。その代わりに、図1に示されているように、個々のパッドが身体の表面に置かれる。パッド28は、インピーダンスによって計算される位置測定が精密さをあまり必要としない挿入領域の上に、比較的散在して分布される。パッドは、精度がより重要である心臓部位に、比較的数多く密集して配置される。例えば、心臓上のパッドの密度は、心臓から離れたパッドの密度の2〜3回が好適である。
(1) カテーテル挿入の方法であって、
被験者の身体の被験者固有の骨格モデルを作成する工程と、
プローブの挿入点から目標まで通じる前記身体内の前記プローブの目的の経路を前記モデルの中に画定する工程と、
前記プローブを前記身体に挿入する工程であって、前記プローブは、少なくとも1つの電極を含む、工程と、
前記少なくとも1つの電極と前記身体の表面の複数の位置に配置されたそれぞれの導電性ロケーションパッドとの間で電流を前記身体に通過させる工程であって、前記複数の位置は、前記プローブの前記目的の経路に沿って分布される、工程と、
前記複数の位置を通過する前記電流のそれぞれの特性を測定する工程と、
前記プローブが挿入されている間に、前記測定された特性に反応して前記プローブの位置座標を反復して決定する工程と、
前記反復して決定された位置座標を用いて、前記プローブの実際の経路を前記モデルの中で追跡する工程と、
前記実際の経路が前記目的の経路と一致するかどうかを決定する工程と、を含む、方法。
(2) 前記ロケーションパッドが、20〜40mmの間隔で離間して配置される、実施態様1に記載の方法。
(3) 前記ロケーションパッドが動作体積を有し、直接隣接するロケーションパッドの前記動作体積が重なり合う、実施態様1に記載の方法。
(4) 前記少なくとも1つの電極が複数の電極を含み、電流を通過させる工程が、前記複数の電極のうちの1つと前記身体の前記表面の前記複数の位置のうちの1つとの間で前記電流のそれぞれを通過させることを含む、実施態様1に記載の方法。
(5) 電流を通過させる工程が、導電性パッドを前記複数の位置で前記身体とガルバニック接触させて固着させることと、電流を前記導電性パッドに通過させることと、を含む、実施態様1に記載の方法。
(7) 前記プローブの実際の経路を追跡する工程が、前記反復して決定された位置座標を用いて排他的に行なわれる、実施態様1に記載の方法。
(8) 前記プローブの実際の経路を追跡する工程が、別の撮像モダリティを用いて前記身体を撮像することを避けながら行なわれる、実施態様1に記載の方法。
(9) 前記複数の位置が、前記目標の近くで比較的密集して配置され、前記プローブの前記目的の経路に沿った他のところでは、より散在して配置される、実施態様1に記載の方法。
(10) 前記プローブが磁気センサを含み、
前記磁気センサによって生成された信号から追加の位置座標を算出する工程と、
前記位置座標間の相関を前記追加の位置座標で決定する工程と、
前記相関に反応して前記位置座標を精密化する工程と、を更に含む、実施態様1に記載の方法。
手持ち式プローブを前記身体のそれぞれの目印に当てることであって、前記手持ち式プローブは磁気センサを有する、当てることと、
前記磁気センサに磁場を印加することと、
前記磁場に反応して前記磁気センサから信号を受け取ることと、
前記信号に反応して前記目印のそれぞれの位置を計算することと、
前記目印の前記位置を基準位置として前記モデルの中に含めることと、を含む、実施態様1に記載の方法。
(12) 位置検知の装置であって、
被験者の身体に挿入されるように適合された、少なくとも1つの探査電極を含むプローブと、
前記身体の表面にそれぞれの位置で固着されるように適合された、複数の体表面電極と、
前記少なくとも1つの探査電極と前記複数の体表面電極との間で、電流を前記身体に通過させるために、前記プローブ及び前記体表面電極に連結されるように適合され、前記複数の体表面電極を通過する前記電流のそれぞれの特性を測定することによって、前記プローブの位置座標を反復して決定するように適合された、制御装置と、
プロセッサであって、
前記身体の被験者固有の骨格モデルを作成する工程と、
前記プローブの挿入点から目標まで通じる前記身体内の前記プローブの目的の経路を前記モデルの中に画定する工程と、
前記反復して決定された位置座標を用いて、前記プローブ挿入中に前記プローブの実際の経路を前記モデルの中で追跡する工程と、
前記実際の経路が前記目的の経路と一致するかどうかを決定する工程と、を行うように動作する、プロセッサと、を備える、位置検知の装置。
(13) 前記少なくとも1つの探査電極が複数の電極を含み、電流を通過させることが、前記複数の電極のうちの1つと前記複数の体表面電極のうちの選択されたものとの間に前記電流のそれぞれを通すことを含む、実施態様12に記載の装置。
(14) 前記体表面電極のうちの少なくとも1つが、複数のロケーションパッドユニットを有するマルチロケーションパッドを含む、実施態様12に記載の装置。
(15) 前記プローブに配置された磁気センサを更に含み、前記プロセッサが、
前記磁気センサによって生成された信号から追加の位置座標を算出する工程と、
前記位置座標間の相関を前記追加の位置座標で決定する工程と、
前記相関に反応して前記位置座標を精密化する工程と、を行なうように動作する、実施態様12に記載の装置。
前記磁気センサに磁場を印加する工程と、
前記磁場に反応して前記磁気センサから信号を受け取る工程と、
前記信号に反応して前記目印のそれぞれの位置を計算する工程と、
前記目印の前記位置を基準位置として前記モデルの中に含める工程と、を行うように動作する、実施態様12に記載の装置。
(17) 前記体表面電極が、前記被験者の前記身体とガルバニック接触するように適合された複数のロケーションパッドユニットを有するマルチロケーションパッドを含む、実施態様12に記載の装置。
(18) 前記ロケーションパッドユニットが、20〜40mmの間隔で離間して配置される、実施態様17に記載の装置。
(19) 前記ロケーションパッドユニットが動作体積を有し、直接隣接するロケーションパッドユニットの前記動作体積が重なり合う、実施態様17に記載の装置。
(20) 前記ロケーションパッドユニットが、前記目標の近くで比較的密集して配置され、前記プローブの前記目的の経路に沿った他のところでは、より散在して配置される、実施態様17に記載の装置。
Claims (20)
- 位置検知の装置であって、
被験者の身体に挿入されるように適合された、少なくとも1つの探査電極を含むプローブと、
前記身体の表面にそれぞれの位置で固着されるように適合された、複数の体表面電極と、
前記少なくとも1つの探査電極と前記複数の体表面電極との間で、電流を前記身体に通過させるために、前記プローブ及び前記体表面電極に連結されるように適合され、前記複数の体表面電極を通過する前記電流のそれぞれの特性を測定することによって、前記プローブの位置座標を反復して決定するように適合された、制御装置と、
プロセッサであって、
前記身体の被験者固有の骨格モデルを作成する工程と、
前記プローブの挿入点から目標まで通じる前記身体内の前記プローブの目的の経路を前記モデルの中に画定する工程と、
前記反復して決定された位置座標を用いて、前記プローブ挿入中に前記プローブの実際の経路を前記モデルの中で追跡する工程と、
前記実際の経路が前記目的の経路と一致するかどうかを決定する工程と、を行うように動作する、プロセッサと、を備える、位置検知の装置。 - 前記少なくとも1つの探査電極が複数の電極を含み、電流を通過させることが、前記複数の電極のうちの1つと前記複数の体表面電極のうちの選択されたものとの間に前記電流のそれぞれを通すことを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記体表面電極のうちの少なくとも1つが、複数のロケーションパッドユニットを有するマルチロケーションパッドを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記プローブに配置された磁気センサを更に含み、前記プロセッサが、
前記磁気センサによって生成された信号から追加の位置座標を算出する工程と、
前記位置座標間の相関を前記追加の位置座標で決定する工程と、
前記相関に反応して前記位置座標を精密化する工程と、を行なうように動作する、請求項1に記載の装置。 - 磁気センサを有する手持ち式プローブを更に備え、前記プロセッサが、前記手持ち式プローブが前記身体のそれぞれの目印に当てられたとき、
前記磁気センサに磁場を印加する工程と、
前記磁場に反応して前記磁気センサから信号を受け取る工程と、
前記信号に反応して前記目印のそれぞれの位置を計算する工程と、
前記目印の前記位置を基準位置として前記モデルの中に含める工程と、を行うように動作する、請求項1に記載の装置。 - 前記体表面電極が、前記被験者の前記身体とガルバニック接触するように適合された複数のロケーションパッドユニットを有するマルチロケーションパッドを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記ロケーションパッドユニットが、20〜40mmの間隔で離間して配置される、請求項6に記載の装置。
- 前記ロケーションパッドユニットが動作体積を有し、直接隣接するロケーションパッドユニットの前記動作体積が重なり合う、請求項6に記載の装置。
- 前記ロケーションパッドユニットが、前記目標の近くで比較的密集して配置され、前記プローブの前記目的の経路に沿った他のところでは、より散在して配置される、請求項6に記載の装置。
- 位置検知の装置の作動方法であって、
前記装置が、
プロセッサと、
少なくとも1つの探査電極を含むプローブと、
被験者の身体の表面にそれぞれの位置で固着されるように適合された、複数の体表面電極と、
前記少なくとも1つの探査電極と前記身体の表面の複数の位置に配置されたそれぞれの導電性ロケーションパッドとの間で、電流を前記身体に通過させるために、前記プローブ及び前記体表面電極に連結されるように構成され、前記複数の体表面電極を通過する前記電流のそれぞれの特性を測定することによって、前記プローブの位置座標を反復して決定するように構成された、制御装置と、を備え、
前記プロセッサが、
前記被験者の身体の被験者固有の骨格モデルを作成する工程と、
前記プローブの挿入点から目標まで通じる前記身体内の前記プローブの目的の経路を前記モデルの中に画定し、前記複数の位置が、前記プローブの前記目的の経路に沿って分布される工程と、
前記反復して決定された位置座標を用いて、前記プローブの実際の経路を前記モデルの中で追跡する工程と、
前記実際の経路が前記目的の経路と一致するかどうかを決定する工程と、を行う、方法。 - 前記ロケーションパッドが、20〜40mmの間隔で離間して配置される、請求項10に記載の方法。
- 前記ロケーションパッドが動作体積を有し、直接隣接するロケーションパッドの前記動作体積が重なり合う、請求項10に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの電極が複数の電極を含み、前記複数の電極のうちの1つと前記身体の前記表面の前記複数の位置のうちの1つとの間で前記電流のそれぞれを通過させるように構成されている、請求項10に記載の方法。
- 前記ロケーションパッドが、前記複数の位置で前記身体とガルバニック接触させて固着される、請求項10に記載の方法。
- 前記導電性パッドの少なくとも1つが、複数のロケーションパッドユニットを有するマルチロケーションパッドである、請求項14に記載の方法。
- 前記プローブの実際の経路を追跡する工程が、前記反復して決定された位置座標を用いて排他的に行なわれる、請求項10に記載の方法。
- 前記プローブの実際の経路を追跡する工程が、別の撮像モダリティを用いて前記身体を撮像することを避けながら行なわれる、請求項10に記載の方法。
- 前記複数の位置が、前記目標の近くで比較的密集して配置され、前記プローブの前記目的の経路に沿った他のところでは、より散在して配置される、請求項10に記載の方法。
- 前記プローブが磁気センサを含み、
前記磁気センサによって生成された信号から追加の位置座標を算出する工程と、
前記位置座標間の相関を前記追加の位置座標で決定する工程と、
前記相関に反応して前記位置座標を精密化する工程と、を更に含む、請求項10に記載の方法。 - 被験者固有の骨格モデルを作成する工程が、
前記身体のそれぞれの目印に当てられた、磁気センサを有する手持ち式プローブから信号を受け取る工程であって、
前記磁気センサに磁場を印加することと、
前記磁場に反応して前記磁気センサから信号を受け取る工程と、を含み、
更に、前記信号に反応して前記目印のそれぞれの位置を計算することと、
前記目印の前記位置を基準位置として前記モデルの中に含めることと、を含む、請求項10に記載の方法。
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