JPH10137207A - 可動電極要素を複数電極構造体内で誘導するためのシステム及び方法 - Google Patents
可動電極要素を複数電極構造体内で誘導するためのシステム及び方法Info
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Abstract
単かつ信頼性のあるように、所望の位置に正確に誘導す
るシステム及びその方法を提案する。 【解決手段】 体内に位置する複数電極のアレイ内にあ
る可動電極を誘導するシステム及びそれに関連する方
法。当該システム及び方法は、可動電極、又はアレイ上
の複数電極のうちの少なくとも1つを使用して、電気又
は音波のエネルギーを規定の方法で生成、感知し、アレ
イ内の可動電極の位置を識別する出力を生成する。
Description
治療用の電極要素を体内の内部領域に誘導又は位置づけ
るためのシステム及び方法に関する。更に具体的には、
本発明は、診断又は治療用の電極要素を心臓病の治療の
ために心臓内に誘導又は位置づける操作に関する。
ーテルを使用して診断及び治療目的のために体内の内部
領域へアクセスしている。医師にとって、カテーテルを
体内に正確に位置付けて所望の組織の位置と接触させる
ことは重要なことである。
臓内から心筋組織をアブレーションする際に、特に重要
となる。このような処置はアブレーション治療と呼ば
れ、心臓のリズム障害の治療に使用されている。
脈又は動脈から治療する心臓の内部領域に誘導する。医
師は次に、更にステアリング機構を操作し、カテーテル
の遠位端が把持している電極を心臓組織と直接接触させ
る。医師は、電極から心筋組織を通じて中性電極(単極
電極の配置)又は近隣の電極(双極電極の配置)にエネ
ルギーを送り、組織をアブレーションする。
心臓組織の電気インパルスの伝播を検査して異常な伝導
性の経路を見つけ出し、アブレーションする不整脈病巣
を識別することがよくある。これらの経路を分析し、病
巣を見つけ出すために使用する技術は通常「マッピン
グ」と呼ばれている。
組織に接触している複数電極を使用して複数のエレクト
ログラムを取得する。このような従来のマッピング技術
は、電極を心臓の内部又は外部の表面に位置付けるため
に侵襲の関心手術を必要とする。
イを静脈又は動脈を通じて心臓に誘導し、心筋組織のマ
ッピングを行う技術も知られている。従来の関心マッピ
ング技術と比較して、心臓内のマッピング技術は比較的
非侵襲的であり、大きな期待が寄せられている。心臓内
から取得した複数のエレクトログラム信号は、外部処理
により局所的な電気事象を検出し、病巣と思われる場所
を識別することができる。
が識別されると、アブレーション電極が病巣に接触する
位置に誘導される。少なくとも、理論上では、これが達
成すべき目標である。しかし、実際には、アブレーショ
ン要素を鼓動する心臓の血液プール内で待定の病巣位置
に遠隔的に誘導する作業は、最良の条件が整っている時
でさえ困難である。 心臓内又は体内のその他の領域内
で電極要素を診断又は治療のために正確な位置に誘導す
るための、簡単で、それでいて信頼性の高い方法が必要
とされている。
電極要素を遠隔的に位置付けるための安全で有効なシス
テム及び方法を実現することである。
可動電極を体内の複数電極のアレイ内で誘導するための
システム及びそれに関連する方法を提供している。この
システム及び方法は、放射電極を電気エネルギー生成要
素に結合する。放射電極は、可動電極、又はアレイの電
極のうちの少なくとも1つを有する。エネルギー生成要
素は、可動電極がアレイ内に位置している間に放射電極
を調整して電気エネルギーを放射させる。
方法は感知電極を感知要素に結合する。感知電極は、可
動電極、又はアレイの電極のうちの少なくとも1つを有
する。感知要素は、感知電極を調整して放射電極が放射
した電気エネルギーを感知する。
及び方法は処理要素を感知要素に結合する。処理要素
は、感知された電気エネルギーを分析し、分析結果に基
づいて、可動電極のアレイ内での位置を識別する出力を
生成する。
レーションするためのシステム及び方法を提供してい
る。このシステム及び方法は、アブレーションを行うこ
とが適切な病巣を見つけ出すために心臓内に位置付けら
れた複数電極のアレイ、及び病巣にアブレーション・エ
ネルギーを適用するためにアレイ内で移動できるアブレ
ーション電極と共に使用できる。
方法は、放射電極を調整し、アブレーション電極がアレ
イ内に存在する間に電気エネルギーを放射する。放射電
極は、アブレーション電極、又はアレイの電極のうちの
少なくとも1つを有する。アブレーション電極がアレイ
内に存在する間、システム及び方法はまた、感知電極を
使用して放射された電気エネルギーを感知する。感知電
極は、アブレーション電極、又はアレイの電極のうちの
少なくとも1つを有する。システム及び方法は、感知さ
れた電気エネルギーを処理し、アレイ上の複数電極に相
対してアブレーション電極の位置を識別する出力を生成
する。
は、医師がアブレーション電極をアレイ内で移動させて
いる間に位置を示す出力を継続的に生成する。この方法
により、システム及び方法は、アブレーション電極を目
的のアブレーション場所に誘導する上で医師を援助する
ことができる。
態様を具体化するシステム及び方法は、アレイ内に電界
を生成し、一方でこの電界内の電極の電位を感知する。
この実施例において、処理要素は、アレイ内の電位の空
間的変動を分析することにより出力を生成する。この変
動値として、位相の変化、振幅の変化、又はその両方を
使用することができる。このようにする代わりに、処理
要素は、放射電極と感知電極との間のインピーダンスの
空間的変動を分析することにより出力を生成する。
態様を具体化するシステム及び方法は、電気エネルギー
を体内組織に注入し、一方で注入された電気エネルギー
に対する組織の反応を感知する。この実施例において、
処理要素は感知された組織反応の変化を分析して出力を
生成する。1つの具体例では、処理要素は感知された組
織反応の経時変化を分析する。別の具体例では、感知要
素は心筋組織の減極を感知し、処理要素は感知された組
織減極の経時変化を分析する。
アブレーションするシステム及び方法を提供する。この
システム及び方法は、複数電極のアレイを心臓内の組織
に接触するように位置付け、心臓組織の電気的活動を感
知して、アブレーションすることが適切な病巣を見つけ
出す。このシステム及び方法はまた、アレイ内に可動ア
ブレーション電極を位置付ける。システム及び方法は、
アブレーション電極又はアレイの電極のうちの少なくと
も1つを有する放射電極を調整して、アブレーション電
極がアレイ内に位置付けられている間に超音波エネルギ
ーを放射する。アブレーション電極がアレイ内に位置付
けられている間に、システム及び方法はまた、感知電極
を使用して放射された超音波エネルギーを感知する。感
知電極は、アブレーション電極が放射電極でない場合に
は、アブレーション電極を有するが、それ以外は、アレ
イの電極のうちの少なくとも1つを有する。システム及
び方法は、感知された超音波エネルギーを処理し、アレ
イの複数電極に相対させてアブレーション電極の位置を
識別する出力を生成する。
システム及び方法は、上記の放射、感知、及び処理の各
ステップを繰り返す間に、アレイ内でアブレーション電
極を移動させる。結果として、アブレーション電極がア
レイ内で移動する際にこのアブレーション電極の位置を
継続的に識別する出力が得られる。
説明及び図面、更に特許請求の範囲で述べられている。
内の目的の組織領域にアクセスするためのシステム10
の構成要素を示している。図示されている実施例では、
システム10が心臓の組織をアブレーションするために
使用されている。これは、本発明がこのアプリケーショ
ンに非常に適しているためである。
ーションするアプリケーションにおける使用にも適用で
きる。例えば、本発明の様々な態様は、前立腺、脳、胆
嚢、子宮、及び体内のその他の領域の組織を、必ずしも
カテーテルを基本としないシステムを使用してアブレー
ションする処置に適用できる。
2で展開され、使用準備が整っているシステム10を示
している。図1は、心臓の左心室に展開されたシステム
10を一般的に示している。もちろん、システム10
は、心臓のその他の領域に展開することもできる。ま
た、図1に示されている心臓は、解剖学上正確でないこ
とを記する必要がある。図1は、本発明の特徴を示すた
めに心臓を概略的に表示している。
4及びアブレーション・プローブ16を具備している。
図1では、各プローブは別々に、適切な経皮的侵入経路
から静脈又は動脈(通常は大腿静脈又は大腿動脈)を通
じ、選択された心臓領域12に誘導されている。このよ
うにする代わりに、マッピング・プローブ14及びアブ
レーション・プローブ16は、心臓領域12内に同時に
誘導し、展開する目的で、統合された構造体を形成する
ことができる。
細は、1993年3月16日に出願された係属中の米国
特許出願、第08/033,641号、”Systems and Methods Us
ingGuide Sheaths for Introducing, Deploying, and S
tabilizing Cardiac Mapping and Ablation Probes ”
(心臓のマッピング・プローブ及びアブレーション・プ
ローブを誘導、展開、固定するためのガイド・シースを
使用したシステム及び方法)で述べられている。
18を具備している。カテーテル本体18の遠位端は、
3次元の複数電極構造体20を把持している。図示され
ている実施例では、構造体20は開いた内部空間22を
形成するバスケット形状になっている(図2参照)。ま
た、その他の3次元構造体を使用することもできる。
ット構造体20は、ベース・メンバ26及びエンド・キ
ャップ28を含んでいる。通常可撓性のスプライン30
は、ベース・メンバ26及びエンド・キャップ28の間
で円周に沿って間隔を開けて延長している。
素ゴムのような弾性のある不活性の材料でできているこ
とが望ましい。スプライン30は、ベース・メンバ26
及びエンド・キャップ28の間に、弾力のある、張られ
た状態で接続しており、湾曲し、接触する心臓組織表面
の輪郭に沿うようになっている。図示されている実施例
では(図2参照)、8本のスプライン30がバスケット
構造体20を形成している。これより多い、又は少ない
スプライン30を使用することもできる。
持している。図示されている実施例では、各スプライン
30は8つの電極24を把持している。もちろん、これ
より多い、又は少ない電極24を使用することもでき
る。
18の軸に沿って移動できる(図2の矢印参照)。シー
ス19を前方に移動すると、シースがバスケット構造体
20を覆い、心臓領域12に誘導できるようにバスケッ
ト構造体20をまとまった、断面の小さくなった状態
に、縮小する。シース19を後方に移動すると、バスケ
ット構造体20が解放され、バスケット構造体20は広
がって図2に示される張った状態になる。
年3月4日に出願された係属中の米国特許出願、第08/2
06,414号、”Multiple Electrode Support Structure
s”(複数電極支持体)で述べられている。
結合している(図1参照)。信号ワイヤ(図示省略)
は、各電極24に電気的に結合している。ワイヤはプロ
ーブ14の本体18を通ってハンドル21に延長してお
り、ハンドル21で外部の多端子コネクタ23に結合し
ている。コネクタ23は、電気的に電極を処理システム
32(そして後に詳細が述べられるが、処理要素48に
も)結合している。
する。感知された活動は、処理システム32により処理
され、アブレーションを行うことが適切な心臓内の1つ
又は複数の場所を識別する上で医師を援助する。
師の選択に応じて様々な方法で行うことができる。
て心臓組織による電流の流れを複数回に渡り連続して計
測し、組織の抵抗率の値を取得することができる。適切
なアブレーション場所を識別するための組織抵抗率値の
処理は、1994年1月28日に出願された同時係属中
の米国特許出願、第08/197,236号、”Systems and Meth
ods for Matching Electrical Characteristics and Pr
opagation Velocitiesin Cardiac Tissue to Locate Po
tential Ablation Sites”(心臓組織の電気的特徴及び
伝播速度を照合し、アブレーションが必要と思われる場
所を識別するためのシステム及び方法)で公開されてい
る。
の測定と連係して、医師は処理システム32を調整し、
従来の方法でエレクトログラムを取得し、処理すること
ができる。処理システム32は、エレクトログラム情報
を処理し、心筋層の電気インパルスの伝導をマッピング
することができる。
は感知した情報を処理し、プローブ16を使用したアブ
レーションが適切な場所を識別する。
は複数のアブレーション電極36を把持する可撓性のカ
テーテル本体34を具備している。図示の目的で、図3
はカテーテル本体34の遠位端に把持されているアブレ
ーション電極36を1つのみ示している。もちろん、複
数のアブレーション電極を使用するその他の構成も可能
で、これに関しては、1994年8月8日に出願された
係属中の合衆国特許出願、第08/287,310号、”Systems
and Methods for Ablating HeartTissue Using Multipl
e Electrode Elements”(複数電極要素を使用して心臓
組織をアブレーションするためのシステム及び方法)で
述べられている。
位端に付属している。ハンドル38及びカテーテル本体
34は、カテーテル本体34そのものを図3の矢印が示
すように長さ方向に選択的に曲げる又は撓ませるための
ステアリング機構40を把持している。
ることができる。図示されている実施例では(図4参
照)、ステアリング機構40は外部のステアリング・レ
バー43(図3参照)と共に回転カム・ホイール42を
具備している。図4が示すように、カム・ホイール42
は、左右の近位端に、44R及び44Lとして示されて
いるステアリング・ワイヤを保持している。ワイヤ44
R及び44Lは、カテーテル本体34を通じて本体34
の遠位端にある弾性の可曲性のワイヤすなわちバネ(図
示省略)の左右両側に接続している。
り、本体34の遠位端が曲がり、電極36が心臓の組織
に沿って密接に接触するようになる。
許、第5,254,088号で示されており、これはこの出願書
で参考として取り入れられている。
ているワイヤ(図示省略)は、カテーテル本体34を通
じてハンドル38に延長しており、ハンドル38で外部
のコネクタ45に電気的に結合してしいる。コネクタ4
5は、電極36をアブレーション・エネルギーの生成器
46に(そして更に、後に詳細が記述されるが、処理要
素48にも)(図1参照)結合する。アブレーションに
使用するエネルギーは、様々な種類のものを使用でき
る。通常は、生成器46は電磁高周波エネルギーを供給
し、これは電極36により組織に放射される。
ーブ14が識別したアブレーション場所の心臓組織に接
触するようにアブレーション電極36を配置する。アブ
レーション電極は、アブレーション・エネルギーを放射
して接触している組織を加熱し、熱で破壊する。
ステム 図1が示すように、システム10はマッピング・プロー
ブ14及びアブレーション・プローブ16に電気的に結
合している処理要素48を具備している。要素48は、
バスケット構造体20が形成した空間22内のアブレー
ション・プローブ16の、電極24の位置に相対した位
置情報を収集し、処理する。処理要素は、アブレーショ
ン電極36を、識別されたアブレーション位置の組織と
接触させる際に医師を援助する位置識別のための出力を
提供する。
48は出力表示装置50(例えば、CRTディスプレ
イ、LEDディスプレイ、又はプリンタ)を具備してい
る。装置50は、医師がアブレーション電極36をバス
ケット構造体20内に遠隔誘導するのに最も有効である
ようリアルタイム方式で位置識別のための出力を提示す
ることが望ましい。
る情報を処理し、提供することができる。要素48の代
表的な操作モードは、以下で説明される。
の望ましい具体例を示している。この具体例では、要素
48(1)はバスケット構造体20の内部空間22内に
電界を生成する。要素48(1)は、電位の位相及び振
幅を感知し、アブレーション電極36の位置に関する出
力を提供する。
に、要素48(1)は位置に関する出力を、i指数、j
指数、及びk指数を持つ3次元の離散座標系で表現す
る。i、j、及びkの指数は、バスケット構造体20が
境界を形成する3次元の離散空間22内のアブレーショ
ン電極36の位置を示す。
れている、横方向に隣接する電極24のセット間の空間
の横方向セクタを示す。図示されている実施例では(図
6参照)、i指数は7つの横方向セクタ(i=1からi
=7)の1つを示す。指数i=1は、一番上の電極24
(E1)のセットとその隣の電極24(E2)のセット
との間のセクタを示す。指数i=2は、上から2番目と
3番目の電極24のセットの間(すなわちE2とE3の
間)のセクタを示す。以下同様で、指数i=7は、2つ
の一番下の電極24のセットの間(すなわちE7とE8
の間)のセクタを示す。
の空間、つまり、各i指数セクタの縦の範囲は、所望す
る正確さの度合いによって物理的に増加又は減少でき
る。また、隣接する電極のセットの間の間隔は、より高
い解像度を得るために更に電子的に区分けすることがで
きる。この実施例は、符号付きの正規化電圧振幅に基づ
いた参照テーブルを使用して、隣接するセット間の空間
内の位置を決定する。
7でS1からS8として示されている、空間内の弧状の
セクタを示し、各セクタはスプライン30により対称的
に2等分されている。これらのセクタはバスケット構造
体24の中心軸54から放射状に延長しており、各セク
タは中心軸54から2π/nの角度で広がっている。こ
こで、nはスプラインの数である。
の弧状のセクタ(j=1からj=8)の1つを示してい
る。指数j=1は、スプラインS1で対称的に2等分さ
れたセクタを示す。指数j=2は、スプラインS2で対
称的に2等分された、円周上の次のセクタを示す。以下
同様で、指数j=8は、スプラインS8で対称的に2等
分されたセクタを示す。
隔が、広がり角度、つまり各j指数のセクタの大きさを
決定することになる。これらは、所望の解像度によって
電子的に増加又は減少できる。例えば、広がり角は、ど
れが次に近いスプラインであるかを決定することにより
半分にできる。
てられた値は任意の球状のセクタ(j指数で示される)
と任意の横方向セクタ(i指数で示される)の交差する
空間内に含まれる、バスケット構造体20内の複数のパ
イ型領域52のうちの1つを示す。領域52の寸法は、
電極24間の横方向及び円周方向の間隔によって異な
る。
6の1つの範囲を定める。k指数は、バスケット構造体
20の中心軸54から半径方向に向かう距離で区画56
を位置付ける。区画56は、k指数で定められた距離だ
け中心軸54から半径方向に離れた位置の領域52内の
弧に沿って形成される。
とまって、領域52(i指数及びj指数)のうちの1つ
にある区画56(k指数)の1つに沿った空間内にアブ
レーション電極36を配置する。
58を具備している。制御バス62により発振器58に
結合しているホスト・プロセッサ60は、発振器58を
調整して規定の振幅及び周波数で交流波形を生成する。
mpから約5mAmp間での間で選択できる。周波数もまた、
約5kHzから約100kHzの間で選択できる。約5mAmpよ
りもかなり大きい電流及び5kHzよりもかなり小さい周
波数は、細動を引き起こす危険性があるため、避けるべ
きである。
されている望ましい実施例では、波形は正弦波である。
しかし、矩形波形又はパルスを使用することもできる。
但し、この場合、静電結合が行われていると、調波に遭
遇する場合がある。
発振器58は律動的な波形を生成することができる。
サ60を第1の電子切替要素66に結合し、この電子切
替要素66はまた、各電極24に結合している。ホスト
・プロセッサ60は、第1の切替要素66を調整して規
定の方法で1つ又は複数の電極24に並列で発振器58
の交流出力を送る。
ム68を具備している。システム68は、差動増幅器7
0を具備している。アブレーション電極36は、増幅器
70の非反転入力に結合している。
独立して結合している。ホスト・プロセッサ60は、第
2のアドレス・バス74を介して第2の切替要素72を
調整し、アレイ上の1つの選択された電極24を増幅器
70の反転入力に結合する。
ブレーション電極36の電位を、切替要素72によって
その時増幅器70に結合している電極24の電位と相対
させて読み取る。増幅器70の出力は、交流電圧信号で
ある。
器76及びピーク検出器78を具備している。整流器7
6は、増幅器70の交流信号電圧出力を受け取り、その
位相を発振器58の出力の位相と相対させて感知する。
検出器78は、増幅器70の交流電圧信号出力のピーク
振幅を検出する。別の具体例では、整流器76及び検出
器78は、同期位相検出器、又は位相及び振幅(RMS
値、ピーク値、平均整流値、又はその他の値としての)
を検出するあらゆるその他の要素の形式を取ることがで
きる。
力のピーク振幅に対応する値、及び交流電圧出力が発振
器58と同調しているか(+)、又は発振器58と同調
していないか(−)を示す符号(+又は−)を持つアナ
ログ信号である。
要素80によりその時増幅器70に結合している電極2
4に関連させてこのアナログ信号を記録する。アナログ
−デジタル変換器82は、アナログ信号をホスト・プロ
セッサ60が処理できるデジタル信号に変換する。連係
している制御バス54は、標本及び保持要素80、変換
器82、及び差動増幅器70を、機能の調整及び制御を
行うホスト・プロセッサ60に結合する。例えば、ホス
ト・プロセッサ60は、標本及び保持要素80のサンプ
リング率、変換器82の入力範囲、及び増幅器70の増
幅を設定することができる。
参照)、ホスト・プロセッサ60は、第1の切替要素6
6を調整して一番下の電極のセットE8を発振器58の
絶縁アース86に接続する。絶縁アース86はまた、患
者が身に付けるパッチ電極に接続している。
60はまた、第1の切替要素66を調整して発振器58
からの交流電流を一番上の電極のセットE1の全ての電
極24に並列で送る。交流電流は、ほとんどが心室内の
血液プールを通って流れる。
替要素72を調整して第2のセットE2にある1つの選
択された電極24を差動増幅器70の反転入力に結合す
る。増幅器70は、セットE2中の選択された電極24
が計測した電位をアブレーション電極36が計測した電
位から差し引く。その差の電位に増幅器70のゲインを
掛け合わせたものが、整流器76への入力になる。
感知する間、整流器76の入力電圧の位相と発振器58
の位相との同期を感知する。この符号付きアナログ値
は、標本及び保持要素80に渡され、変換器82により
デジタル形式に変換され、電極セットE2の電極と関連
してホスト・プロセッサ60に記録される。
替要素72を調整して次の電極セットE3の電極24の
うちの選択された1つを増幅器70の反転入力に結合
し、セットE3のこの電極24の出力電圧信号を取得す
る。ホスト・プロセッサ60は、セットE2に対する出
力電圧信号と同じ方法でセットE3の信号を処理する。
プロセッサ60は、同様に全ての残りの電極セット、E
4、E5、E6、及びE7を続けて処理し、各セットに
対する出力電圧信号を取得し、処理する。プロセッサ6
0は、各電極セットに対する、デジタル値に変換された
ピーク電圧及び位相の同期を記録する。
電気的なキャパシタンス及びインダクタンスは最小限に
なる。従って、増幅器70の出力電圧信号の位相と発振
器58の位相の同期は、アブレーション電極36が増幅
器70の反転入力にその時結合している電極24のセッ
トより縦方向に上又は下に位置するかによって変化す
る。
位置より縦方向に上に位置する場合(図11が示す電極
のセットE1からE3)、増幅器70の出力電圧信号は
発振器58の位相とは同調しなくなる(すなわち、標本
及び保持要素80が受け取るアナログ信号はマイナス
(−)の符号になる)。これは、増幅器70の非反転入
力で感知されたアブレーション電極36の電位(発振器
の出力が正の位相である間)が増幅器の反転入力におい
て感知された、縦方向においてより高い電極のセットで
の電位よりもさらに負になるためである。アブレーショ
ン電極36の電位がこれらの条件の下でより負になって
いる限り、増幅器70の出力電圧信号は負になり、位相
状態が同調していないことを示す。
位置より縦方向に下に位置する場合(図11が示すセッ
トE4からE8)、増幅器70の出力電圧信号は発振器
58の位相と同調する。これは、増幅器70の非反転入
力で感知されたアブレーション電極36の電位(発振器
の出力が正の位相である間)が増幅器70の反転入力に
おいて感知された、より低い電極のセットにおける電位
よりもさらに正になるためである。アブレーション電極
36の電位がこれらの条件の下で、より正になっている
限り、増幅器70の出力電圧信号は正になり、位相状態
が同調していることを示す。
78の出力がどこで符号を(−)から(+)に、又はそ
の反対に切り替えるかを決定する。図11では、この切
り替えは、電極面E3及びE4の間で発生する。この切
替点は、アブレーション電極36のi指数をi=3に固
定するが、これはアブレーション電極36が位置してい
る横方向のセクタである。
位相を感知することによりj指数を決定することができ
る。
j指数を決定することにおいて(図12参照)、ホスト
・プロセッサ60は第1の切替要素66を調整して発振
器58から1つの選択されたスプライン(S1)上の全
ての電極への交流電流を、直径上に向かい合って位置す
るスプライン(S5)の全ての電極に送るようにする。
これらのスプライン(S5)の電極は、切替要素66に
より絶縁されている患者のアース86に結合している。
交流電流は、従ってスプラインS1から心室内の血液プ
ールを通って反対側のスプラインS5に横方向に流れ
る。
ン電極36が増幅器70の非反転入力に結合している間
に、第2の切替要素72を調整して反対側のスプライン
S5にある全ての電極24を差動増幅器70の反転入力
に結合する。増幅器は反対側のスプラインS5にある電
極で計測された電位をアブレーション電極36で計測さ
れた電位から差し引く。その差の電位と増幅器70のゲ
インを掛け合わせたものが整流器76への入力になる。
る。ピーク検出器78の出力は、標本及び保持要素80
に渡され、変換器82によりデジタル形式に変換され
る。このデジタル形式に変換されたピーク電圧は、その
時増幅器70に結合しているスプラインS5と関連させ
てホスト・プロセッサ60に記録される。
に結合しているスプラインに関連させて、感知されたピ
ーク電圧を記録する間、第1及び第2の切替要素66及
び72を調整し、上記と同じ方法で向かい合っているペ
アのスプラインを発振器58と増幅器70の反転入力の
間で順番に連続して結合させる。例えば、スプラインの
ペアは、(S2,S6)、(S3,S7)、(S4,S
8)、(S5,S1)、(S6,S2)、(S7,S
3)、及び(S8,S4)になる。
が、アブレーション電極に最も近いスプラインを識別す
る。j指数は、そのスプラインが2分しているセクタで
ある。
り、スプラインS4が2分しているセクタ内のアブレー
ション電極36を識別している(図9も参照)。
ような方法で、差動位相の推移を感知することにより取
得できる。
ロセッサ60は第1の切替要素66を調整し、発振器5
8からの交流電流を1つの選択されたスプライン(例え
ば、S1)に沿った全ての電極24から、直径上で向か
い合って位置するスプライン(例えば、S5)に沿った
全ての電極24に送る。反対側のスプラインに沿った電
極は、絶縁されている患者のアース86に結合してい
る。
ン電極を非反転入力に結合している間、第2の切替要素
72を調整して連続的に残りのスプライン(例えば、S
2からS4及びS6からS8)上の電極を差動増幅器7
0の反転入力に順番に結合する。増幅器は、反転入力に
結合している電極24が計測した電位を、アブレーショ
ン電極36が計測した電位から差し引く。差動電位に増
幅器70のゲインを掛け合わせたものが整流器76への
入力になる。
器76は、発振器58の位相と電圧信号の位相の同期を
感知する。ホスト・プロセッサ60は、ピーク電圧及び
この同期を、選択された電極のi指数及び選択された電
極を把持するスプラインに関連させて記録する。
58の位相の同期は、アブレーション電極36が増幅器
70の反転入力に結合している選択された電極24に対
して横方向に左又は右に位置するかによって変化する。
ピーク振幅は、選択された電極24からアブレーション
電極36までの距離に応じて変化する。
に対して横方向に左に位置する場合は、増幅器70の出
力電圧信号は発振器58の位相と同調しない。これは、
増幅器70の非反転入力で感知されたアブレーション電
極36の電位が、増幅器70の反転入力で感知された
(発振器出力の位相が正である間)、アブレーション電
極36に対して横方向に左にある電極24での電位より
負になるためである。アブレーション電極36の電位が
これらの条件の下でより負になっている限り、ピーク検
出器78の出力電圧信号は負になり、位相状態が同調し
ていないことを示す。
6の位置に対して横方向に右に位置する場合は、増幅器
70の出力電圧信号は発振器58の位相と同調する。こ
れは、増幅器70の非反転入力で感知されたアブレーシ
ョン電極36の電位が、増幅器70の反転入力で感知さ
れた(発振器出力の位相が正である間)、アブレーショ
ン電極36に対して横方向に右にある電極24での電位
より正になるためである。アブレーション電極36の電
位がこれらの条件の下でより正になっている限り、ピー
ク検出器78の出力電圧信号は正になり、位相状態が同
調していることを示す。
その反対への変化を分析することにより、ホスト・プロ
セッサ60は、アブレーション電極に対して電極24の
位置を左又は右にするかを決定する。より大きなピーク
電圧振幅が最も近いスプラインを識別し、それによりj
指数が決定される。
れたj指数(j=4)は、バスケット構造体20内の1
つのパイ型の領域52を指し示す。この領域は、スプラ
インS4で2分され、電極24のセットE3とセットE
4の間に位置し、「領域電極」と呼ばれる。
ン電極36の位置を、中心軸54からの半径方向への距
離で指し示す。図9では、異なる半径方向の距離が領域
52に広がる同等半径の弧A1からA8に沿って輪郭で
示されている。k指数k=1で示される領域は、中心線
54及び弧A1との間に位置する。k指数k≧2で示さ
れる領域は、弧A(k)及びA(k−1)の間に位置す
る。例えば、k指数k=5で示される領域は、弧A5及
びA4の間に位置する。
れた際に記録された、デジタル変換されたピークに基づ
いて、k指数領域を決定する。
レーション電極36から領域電極24までの距離によっ
て変化する。ピーク電圧は、アブレーション電極が領域
電極24のすぐ隣にある場合に最大になる。ピーク電圧
は、アブレーション電極36が領域電極24から直径上
で向かい合っている場所に位置する領域電極のすぐ隣に
ある場合(図9では、反対側のスプラインS8(j=
8)上のセットE3及びセットE4)、最小になる。ピ
ーク電圧は、アブレーション電極36が中心軸54のす
ぐ隣にある場合に中間の値になる。発振器58の任意の
出力電圧に対するバスケット構造体20内のピーク電圧
の変化は、経験に基づいて決定できる。この変化はま
た、有限要素分析により予想することができる。
ク電圧の変化は発振器58の出力電圧に相関して正規化
されている。正規化された電圧の範囲は、電極が領域電
極に対して直径上の向かい側にある場合のゼロから、領
域電極側にある場合の1.0までに渡る。中心軸54に
おける(これらの電極の中間地点)正規化電圧は、従っ
て0.5になる。
0内の正規化された電圧の分布は同等の電圧の線(等電
圧線)に沿って配置できる。図10が更に示すように、
等半径の弧A1からA8及びk指数領域k=1からk=
8(図9の輪郭線)は、正規化された等電圧線上に重ね
ることができる。
示された正規化されている電圧の分布は、j指数j=1
からj=8及びi指数i=1からi=7で指し示される
全ての領域52に存在する。従って、図10が示す正規
化された分布パターンは、どの領域52と関連させても
配置でき、その領域内で定義される規定の等半径の弧と
整合できる。
びグレーの陰で示している。実際に、具体例では、正規
化された分布は色の変化で示すことが望ましい。例え
ば、最も高いピーク電圧の領域(スプラインS4上の電
極のセットE3及びE4の位置するところ)は赤で示
す。この赤は次に隣接する領域では黄色に変化し、次に
ディスプレイの中心に向かって色は明るい緑色から濃い
緑色へと変化していく。更に中心から直径上で向かい合
って位置する電極に向かって(すなわち、スプラインS
8上の電極のセットE3及びE4に向かって)緑色は明
るい青色から濃い青色へと変化する。最低のピーク電圧
の領域(スプラインS8上の電圧のセットE3及びE4
に隣接するところ)は、濃い青になる。
の等半径の弧A1からA8及び正規化された等電圧線の
間の相称的な重なり(図10が示すように)は、以下の
ように、「参照用」テーブル形式で表現し、正規化され
た感知電圧値に基づいてk指数を取得することができ
る。
60は上記で示される一般的な形式での参照用テーブル
を具備している。実際の操作では、ホスト・プロセッサ
60はj指数を決定する際にアブレーション電極が感知
したピーク電圧を(絶対値で)記録する。ホスト・プロ
セッサ60は、この感知されたピーク絶対値を発振器5
8が提供した電圧の振幅と関連させて正規化する。ホス
ト・プロセッサ60は、感知された正規化値を参照用テ
ーブルの値と比較してk指数を取得する。
から0.70Vの間の範囲にあるものと仮定するため、
参照用テーブルから得られたk指数はk=6になる。こ
の得られたk指数k=6と、得られたi指数i=3及び
j指数j=4が合わさって、バスケット構造体20が定
義した空間22内にある特定の弧状の地帯56を指し示
す領域(i=3、j=4、k=6)にあるアブレーショ
ン電極36の位置を識別する。
の数は、所望する解像度の度合いにより、8より多く、
又は少なくすることができる。もちろん、領域内に提供
されるkの指数の数が多くなるほど、解像度が大きくな
る。
方法は、電極24の異なるグループ間を励磁し、アブレ
ーション電極36で電圧を感知することに依存してい
る。この方法のバリエーション(例えば、4倍長ポート
に適用される相反定理によるもの)も同様に本発明の趣
旨及び特徴を具体化することができる。
サ60は上記の方法でリアルタイムで継続的にi、j、
及びkの指数を取得する。ホスト・プロセッサ60は、
取得したi、j、及びkの指数をリアルタイム表示装置
50に出力し、医師が確認できるようにすることが望ま
しい。
は、3次元座標系で感知電極24の位置を算出する。望
ましい実施例では、図6が一般的に示すような、3次元
の球状座標系が使用される。ホスト・プロセッサ60
は、バスケット表面内に3次元の網目を生成する。網目
が交差する地点は、ノードと呼ばれる規定の位置により
定義されている。各ノードはi指数、j指数、及びk指
数により一意的に識別できる。
るものがある(図示されている実施例では、これらのノ
ードは全て8のk指数を持っている)。ホスト・プロセ
ッサ60は、装置50上に出力ディスプレイ88を作成
する(図13のように)。ディスプレイ88は、1つの
特徴的なしるし(例えばアスタリスクなど)を使用して
電極24の位置を識別する。ディスプレイ88はまた、
その他のしるし(例えば、実線など)を使用してスプラ
インS1からS8に対応する電極24の全て又は一部の
縦方向のセットの間の空間を埋め、構造及び向きを更に
表示する。図13では示されていないが、ディスプレイ
88はまた、E1からE8(図6参照)までのセットに
対応する電極24の一部又は全ての横方向のセットの間
の空間を埋めることができる。ホスト・プロセッサ60
はまた、別の特徴的なしるしを選択されたアブレーショ
ン場所に最も近い電極24に割り当てることが望ましい
(例えば、図13が示すように、最も近い電極を示すア
スタリスクを丸で囲むなど)。
特徴的なしるしを、得られたi、j、及びkの指数の交
差によって形成された領域56に割り当てる。図13で
は、交差の境界は、3次元の長方形の形を形成する線で
囲まれている。この形は、アブレーション電極36の位
置を識別する。
を更新することにより、処理要素48(1)は、アブレ
ーション電極36をバスケット構造体20内で目的のア
ブレーション領域(図13の丸で囲まれたアスタリス
ク)に向けて誘導する上で医師を援助する。
の具体例を示している。この具体例では、要素48
(2)はアブレーション電極36及び電極24の間のバ
スケット構造体20の内部空間22内に超音波フィール
ドを生成する。要素48(2)は、この超音波情報を分
析して空間22内のアブレーション電極の位置を識別す
る。
6上又はその近くに担持される超音波変換器92に結合
している超音波生成器90を具備している。変換器92
は、平面波形を生成する圧電結晶の位相アレイの形式を
取ることができる。このようにする代わりに、変換器9
2は、単一の圧電結晶にすることができる。これは、超
音波波形の正確な配置が要素48(2)の図示されてい
る具体例では要求されないためである。Breyerらは、米
国特許第4,706,681号において、要素48(2)に使用
できる変換器92の例を示している。
れに隣接して配置される小型の超音波変換器94を具備
している。変換器94は、超音波受信器96に結合して
いる。 要素48(2)はまた、ホスト・プロセッサ9
8を具備している。プロセッサ98は、変換器92によ
る超音波フィールドの伝播を空間22内に誘導する。受
信器96は、各変換器94が変換器92により放射され
た超音波パルスを受け取ると、それを検出する。ホスト
・プロセッサ98は、検出された超音波パルスを分析
し、各電極24に連係している変換器94の時間遅延を
計算する。時間遅延及び血液プールの既知の音の伝播速
度が得られたところで、ホスト・プロセッサ98は、各
電極24とアブレーション電極36との距離を算出す
る。
て三角測量を採用し、アブレーション電極36の位置を
3次元で配置することが望ましい。ホスト・プロセッサ
98は、継続してこの検出及び三角測量プロセスを行
い、バスケット構造体空間22内のアブレーション電極
の誘導をリアルタイムで行う。
な球状の3次元の離散座標ディスプレイ88を生成し、
表示装置50上に処理した超音波情報を表示することが
望ましい。要素48(1)の具体例でi、j、及びkの
指数の表示に使用したように、ディスプレイ88は電極
24の位置、バスケット20のその他の構造(例えば、
スプライン)、及び目的のアブレーション領域を示す。
要素48(2)の三角測量プロセスは、要素48(1)
が取得するi、j、及びkの指数に相当するデータ・セ
ットを提供するが、これも図13が示す方法で表示する
ことができる。
超音波情報をリアルタイムで図式的に表示する。これに
より、医師は目的のアブレーション領域に相対するアブ
レーション電極36の位置を見ながら継続的にバスケッ
ト構造体20内の電極36を少しずつ操作することがで
きる。
素48(2)による超音波時間遅延の感知により、バス
ケット構造体空間22内のアブレーション電極36のお
おまかな位置は、i、j、及びkの指数の空間的な正確
性又は超音波受診器の感度が許す限りの範囲で判断され
る。心臓内のアブレーションのために正確な目的位置に
アブレーション電極を誘導する上で医師を援助するに
は、より高い正確性が要求される場合がある。
ンピーダンスを感知し、いつアブレーション電極がアブ
レーション場所に最も近い電極24に非常に接近してい
るか(例えば、1mmから2mmの範囲)、又はその電極2
4に実際に接触しているかを示すことができる。インピ
ーダンスの感知は、電圧位相/振幅の感知又は超音波時
間遅延の感知と共に行うことができるため、通常のリア
ルタイムでの誘導に非常に高い正確性を持たすことがで
き、識別された、アブレーションの必要な位置に最終的
に正確にアブレーション電極36を位置付けることがで
きる。
スの感知を行っている要素48(3)を示している。要
素48(3)は、発振器100を具備し、これは一定
の、比較的小さい電流(0.1mAmpから約5mAmpまでの
範囲で、約4〜5mAmpが望ましい)を選択された周波数
(約5kHzから100kHzの範囲で、約16kHzが望まし
い)で提供する。5mAmpよりはるかに大きな電流及び5
kHzよりはるかに小さい周波数を使用すると、細動を引
き起こす危険性が伴う。
及びダミーの抵抗荷重102(約1.0kOhmの前後)に
結合している。この抵抗荷重102のもう一方の端は、
既に記述された、絶縁されている患者のアース86に結
合している。ダミー抵抗荷重102の目的は、後に詳細
に渡って述べられる。発振器100は、ゼロ直流コンポ
ーネントを持つ電流をアブレーション電極36に注入す
る。
結合しているマルチプレクサ(MUX)104を具備し
ている。コントローラ106も、アドレス/制御バス1
08を介してMUX104に電気的に結合している。コ
ントローラ106は、MUX104を操作して、各電極
24を絶縁されている患者のアース86に連続的に切り
替える。コントローラ106はまた、別のアドレス制御
バス112を介して出力表示装置50(例えば、CRT
ディスプレイ、LEDディスプレイ、又はプリンタ)に
結合している。
備している。比較器116は所望の低しきい電圧ソース
118(1.0ボルト前後の電圧を供給するもの)から
の入力を受け取る。比較器116はまた、MUX104
が連続的に各電極24を切り替える際に、アブレーショ
ン電極36及びアース86間の電圧降下を入力として受
け取る。電圧降下は固定された利得増幅器120(例え
ば、約X2からX3の増幅定数を持っている)により増
幅され、ピーク増幅値を比較器116に提示する整流器
122により整流される。
た各電極24に対して、ソース118からのしきい電圧
をアブレーション電極36及びアース86間の電圧降下
と比較する。
もあまり近くない場合には、血液プールのインピーダン
ス(アブレーション電極36が放射した固定電流フィー
ルドの流れを通じて)がそれぞれの切り替えられた電極
24に対してより高い電圧降下を生成する。このより高
い電圧降下は、しきい電圧ソース118の過剰電圧であ
る。比較器116は、出力を何も生成しない。アブレー
ション電極36及び電極24の間のより高い電圧降下
は、これらがインピーダンスを避ける目的でお互いに離
れすぎている場合に存続する。これは、電極24及び3
6が、位相/振幅の感知又は超音波情報に基づいて位置
に関する出力を生成するのに十分近くに位置する場合に
も言えることである。
極24の1つに非常に接近すると(例えば、約1mmから
2mmの前後で実験的に決定される)、血液プール経路の
減少インピーダンスがソース118のしきい電圧と同じ
又はそれより低い電圧入力を比較器116に対して生成
する。比較器116は、アブレーション電極36及び切
り替えられた電極24の間の感知された電圧降下が設定
されたしきい値レベルと同じかそれより低くなると、出
力を生成する。
は、低い電圧降下状態が生成されたところの特定の電極
24をMUX104から記録する。コントローラ106
は、出力表示50上でこのアレイ電極を識別し(例え
ば、点滅インジケータ及び音を出すプロンプトによ
り)、それによりアブレーション電極36の位置と識別
された電極24の位置が本質的に同じであることを医師
に示すことができる。
マイクロ秒以下)の間、電極24はアース86には接続
されない。アース86とアブレーション電極36間のイ
ンピーダンスは、従って切り替えが発生すると高くな
り、高い過渡電圧降下状態を作り出す。発振器のダミー
抵抗荷重102は、この過渡電圧を限定し、これにより
細動の発生を防いでいる。
はその他の直接的な画像処理法と組み合わせることによ
り、アブレーション電極をアブレーションを行うことが
適切な場所に正確に誘導することができる。
刺激を与えるペーシング信号により発生した心臓組織の
減極事象のタイミングを感知することによりバスケット
構造体20内のアブレーション電極36の位置を識別す
るものである。
6に電気的に結合している供給経路を持つパルス生成器
124を具備している。中性電極130は、パルス生成
器124の戻り経路132に結合している。要素48
(4)はまた、データ獲得システム(DAQ)128を
具備している。DAQ128は、電極24及び(既に説
明された)絶縁されている患者のアース86に電気的に
結合している。
活動を受け取り、エレクトログラムの形式で処理する。
ホスト・コンピュータ134は、DAQ128に結合し
ており、エレクトログラムを処理して位置に関する出力
を得る。
(図1参照)は、エレクトログラムを使用して心臓領域
をマッピングし、病巣を識別することができる。従っ
て、要素48(4)の具体例では、エレクトログラムに
基づいて心臓領域をマッピングし、アブレーションが適
切な場所を識別する同じ処理システム32を使用して、
構造体20内のアブレーション電極36を識別し、アブ
レーションを行うことができる。
ザー・インターフェイス136と通信を行う。インター
フェイス136は、表示装置50(既に記述されてい
る)を具備しており、医師が参照できるように位置に関
する出力を表示する。
ス生成器124はアブレーション電極36を通じてペー
シング信号をアブレーション電極36に接触している心
筋層に注入する。ペーシング信号は、中性電極130に
よりパルス生成器124に戻される。
するのに十分な電圧又は電流をアブレーション電極36
に提供する。それでいて、ペーシング信号は、約2mmよ
り離れた距離で心筋層を刺激するほど大きくはならな
い。望ましい具体例で.は、ペーシング信号は、約0.
5ミリ秒のパルス幅で約3ミリアンプ(3ボルト)にな
っている。
数より速くなっている(つまり、通常は約毎分70鼓動
より大きい)。ペーシング速度は、基準の心拍数より少
なくとも20%高くなっている(つまり、通常毎分84
鼓動より大きい)ことが望ましい。
ーション電極36の場所で生命力のある心筋組織を減極
する。ペーシング信号が生成する電界の強度は、放射電
極36からの距離の二乗で減少するため、ペーシング信
号は放射電極36が生命力のある心筋層の非常に近くに
あるか、又はそれに接触していない限り有効ではない。
従って、要素48(4)を効果的に使用して位置に関す
る出力を生成するには、医師はX線透視又はその他の適
切な方法により、アブレーション電極36が心筋層と電
気的に接触していることを確認しなければならない。
減極前線が電極24に届いた折に電気的事象を感知す
る。DAQ128は、感知された電気的事象を受け取
り、これはホスト・コンピュータ134により、ディス
プレイ50上でエレクトログラムとして表示するために
処理される(図17に、図示の目的で4つの代表的なエ
レクトログラムが示されている)。従来の方法におい
て、DAQ128はエレクトログラムの分析を妨げるよ
うな際立ったペーシング・アーチファクトをふるいにか
ける、すなわち取り除くことが望ましい。
分析し、医師はエレクトログラムのうなりを集中させる
という従来の目的のために、参照時間を手動で選択す
る。ユーザー・インターフェイス136は、この目的の
ための入力装置138(例えば、マウス又はキーボー
ド)を具備している。医師は、図17が示すように、各
エレクトログラムの活性化遅延を計算するために、参照
時間に関連させてうなりを集める。活性化遅延は、ペー
シング・パルス及び最も早い減極事象(図17でt1、
t2、t3、及びt4として示されている)との間で計測
される。選択された集まりの中の全てのうなりに対し、
医師は手動で各電極24に対して最も早い減極事象を選
択する。ユーザー・インターフェイス136は、医師が
選択したものをホスト・コンピュータ134に伝送し、
ここで、計算された活性化遅延の行列が作成される。
ュータ134は、エレクトログラムを電子的に分析し、
最も早い減極事象を検出することができる。この具体例
(図示省略)は、エレクトログラムから低周波要素、特
に、直流電流信号を取り除くための高域フィルタ、信号
を正にするための二乗機能、及び活性化点を決定するた
めのしきい値技術を具備している。この具体例はまた、
しきい値機能を実行する前に、ウィンドウ機能を実行す
ることができる。
ピュータ134は、各電極24の活性化点とアブレーシ
ョン電極36が放射したペーシング・パルスの活性化時
間との時間差を算出する。ペーシング信号及びその活性
化点との間の時間差が最も小さい電極24が、アブレー
ション電極36に最も近い電極24である。ペーシング
・アーチファクトの振幅もまた分析し、電極24からア
ブレーション電極36までの距離を決定することができ
る。
ト・コンピュータ134は装置50上に表示するための
活性化時間の等遅延ディスプレイ140を作成する。図
18が示すように、ディスプレイ140は、最も小さい
活性化時間遅延が感知されたところの領域を示すことに
より、アブレーション電極36の位置を内在的に示す。
ディスプレイ140の生成にあたり、ホスト・コンピ
ュータ134は球状座標系内の電極24の位置を算出す
る。システムは、バスケット構造体20上に3次元の網
目を生成する。網目が交差している点は、ノードと呼ば
れる。ノードの中には、バスケット構造体20上の電極
24と重なるものがある。これらは結び目を表し、そこ
では算出された活性化時間遅延の値が知られている。3
次元の網目の残りのノードの算出活性化時間遅延の値
は、直接的には計測されない。しかし、これらの値は各
結び目における既知の値に基づいてそれぞれの残りのノ
ードに補間することができる。3次元の立体スプライン
補間をこの目的に使用することができるが、他の方法も
同様に使用できる。
を算出した活性化時間遅延の最大値(実際に計測した値
又は補間した値)に割り当て、別の色を算出した活性化
時間遅延の最小値(同様に、実際に計測した値又は補間
した値)に割り当てる。コンピュータで生成された2つ
の色の間の中間の色合いは、均等目盛に基づいて、計測
した又は補間した中間の値に割り当てられる。
網目内のノードの位置に基づいてバスケット構造体20
上に生成されたカラー・マップを描画し、ディスプレイ
140を生成する。最小の活性化時間に割り当てられた
色を持つ領域(図18で142として示されている)
は、アブレーション電極36の位置を指し示している。
要素48(4)は、医師がアブレーション電極36をバ
スケット構造体20内で移動させる際に、リアルタイム
で継続的にディスプレイ140を更新することが望まし
い。継続的に更新されるディスプレイ140(アブレー
ション電極36の移動に呼応して領域142の移動を示
す)は、アブレーション電極36を、アブレーションを
行うために識別された場所に誘導することにおいて医師
を援助する。
的の電極24、通常は識別されたアブレーション場所に
最も近い電極24、を通じてペーシング・パルスを放射
する。要素48(4)は、アブレーション電極36でペ
ーシング・パルスにより生成された電気的事象を感知す
る。このようにする代わりに、アブレーション電極36
を放射源とし、目的の電極24を感知器として使用する
ことができる。
ュータ134は、医師がアブレーション電極36を移動
する際、ペーシング・パルス及び感知された局所的減極
事象との間の時間差を継続的に算出する。アブレーショ
ン電極36が目的の電極24にだんだんに近づくにつ
れ、時間遅延はだんだんに短くなり、またその逆も成り
立つ。
34はリアルタイムのディスプレイ144(図19参
照)を生成し、アブレーション電極36を目的の電極2
4に相関させて移動した結果として得られる感知された
時間差の変化を示す。例えば(図19が示すように)、
ディスプレイ144は可変長の棒を描く。時間遅延が長
くなるにつれて棒は長くなり、医師がアブレーション電
極36を目的の電極24から遠ざけていることを示す。
反対に、時間遅延が短くなるにつれて棒は短くなり、医
師がアブレーション電極36を目的の電極24に近づけ
ていることを示す。
る際にリアルタイムで継続的に更新されるこのフィード
バックは、アブレーション電極36を、選択したアブレ
ーション場所に位置付ける上で医師を援助する。
述べられる。
で、診断又は治療のために体内の目的の組織領域に到達
するためのものである。
使用する複数電極構造体の拡大斜視図である。
使用するアブレーション・プローブ及びそのステアリン
グ機構の拡大図である。
使用するアブレーション・プローブ及びそのステアリン
グ機構の拡大図である。
電極の位置を、位相/振幅を感知することにより判断す
るための要素の概略図である。
略側面図で、複数電極構造体内のアブレーション電極の
位置を示すために使用するi指数を示している。
略図で、複数電極構造体内のアブレーション電極の位置
を示すために使用するj指数を示す概略側面図である。
略図で、複数電極構造体内のアブレーション電極の位置
を示すために使用するj指数を示す概略正面図である。
間部の概略斜視図であり、複数電極構造体内のアブレー
ション電極の位置を示すために使用するi、j、及びk
の指数を示している。
ット構造体の中間部にある正規化された等電圧アレイの
概略図で、アブレーション電極が指数(i=3、j=
4)の示す領域に位置しており、その領域内における等
電圧アレイのk指数との関連を示している。
いる概略図で、i指数を決定するためのものである。
いる概略図で、j指数を決定するためのものである。
ョン電極の位置を示す代表的なリアルタイム・ディスプ
レイである。
ョン電極の位置を、時間遅延超音波感知により判断する
ための要素の概略図である。
ョン電極の位置を、インピーダンス感知により判断する
ための要素の概略図である。
ョン電極の位置を、心臓組織の減極事象の伝導遅延によ
り判断するための要素の概略図である。
図で、図16に示された要素の使用と連係して活動の時
間遅延を得るためにうなりが集められている。
た代表的等遅延ディスプレイで、複数電極構造体内のア
ブレーション電極の位置を示している。
て得られた減極事象の伝導遅延に基づく、アブレーショ
ン電極と選択された電極との距離関係を示すための代替
的ディスプレイである。本発明は、その趣旨及び重要な
特徴から逸脱することなく様々な形態で具体化できる。
本発明の範囲は、特許請求の範囲で定義されるもので、
それ以後の特定の記述で定義されるものではない。請求
と同等の意味及び範囲内に収まる全ての実施例は、従っ
て特許請求の範囲に含まれるものとする。
Claims (18)
- 【請求項1】 可動電極を体内に位置する複数電極のア
レイ内に誘導するためのシステムにおいて、 可動電極又はアレイの電極のうちの少なくとも1つを有
する放射電極に結合していて、可動電極がアレイ内に位
置している間に放射電極を調整して電気エネルギーを放
射させる電気エネルギー生成要素と、 可動電極又はアレイの中の少なくとも1つの電極を有す
る感知電極に結合していて、感知電極を調整して放射電
極が放射した電気エネルギーを感知する感知要素と、 感知要素に結合していて、感知電極が感知した電気エネ
ルギーを分析し、分析結果に基づいてアレイ内の可動電
極の位置を識別する出力を生成する処理要素とを有する
ことを特徴とするシステム。 - 【請求項2】 心臓内の組織をアブレーションするため
のシステムにおいて、 心臓内の組織に接触して心臓組織の電気的活動を感知
し、外部の処理システムに接続して感知した電気的活動
を分析し、アブレーションを行うことが適切な病巣を見
つけ出すための複数電極のアレイと、 外部のアブレーション・エネルギーのソースに接続して
アブレーション・エネルギーを組織に放射する、アレイ
内で移動できる電極と、 可動電極又はアレイの中の少なくとも1つの電極を有す
る放射電極に結合していて、可動電極がアレイの中に位
置している間に放射電極を調整して電気エネルギーを放
射する電気エネルギー生成要素と、 可動電極又はアレイの中の少なくとも1つの電極を有す
る感知電極に結合していて、感知電極を調整して放射電
極が放射した電気エネルギーを感知する感知要素と、 感知要素に結合していて、感知電極が感知した電気エネ
ルギーを分析し、分析結果に基づいてアレイ内の可動電
極の位置を識別する出力を生成する処理要素とを有する
ことを特徴とするシステム。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載のシステムにおい
て、電気エネルギー生成要素が放射電極を調整してアレ
イ内に電界を生成し、感知要素が感知電極でアレイ内の
電界の電位を感知し、処理要素がアレイ内の電位の空間
的変化を分析して出力を生成することを特徴とするシス
テム。 - 【請求項4】 請求項3記載のシステムにおいて、 感知要素がアレイ内の電位の位相を感知電極で感知し、 処理要素がアレイ内で感知された位相の空間的変化を電
気エネルギー生成要素が生成した電気エネルギーの位相
と相関させて分析することにより出力を生成することを
特徴とするシステム。 - 【請求項5】 請求項3記載のシステムにおいて、 感知要素がアレイ内の電位の振幅を感知電極で感知し、 処理要素がアレイ内の振幅の空間的変化を分析して出力
を生成することを特徴とするシステム。 - 【請求項6】 請求項5記載のシステムにおいて、 感知要素がアレイ内の電位の位相を感知電極で感知し、 処理要素がアレイ内で感知された位相の空間的変化を電
気エネルギー生成要素が生成した電気エネルギーの位相
と相関させて分析することにより出力を生成することを
特徴とするシステム。 - 【請求項7】 請求項1又は2記載のシステムにおい
て、 電気エネルギー生成要素が放射電極を調整してアレイ内
に電界を生成し、 感知要素がインピーダンスを感知し、 処理要素がアレイ内のインピーダンスの空間的変化を分
析することにより出力を生成することを特徴とするシス
テム。 - 【請求項8】 請求項1又は2記載のシステムにおい
て、 電気エネルギー生成要素が放射電極を調整して電気エネ
ルギーを放射電極が接触している生体組織に注入し、 感知要素が注入された電気エネルギーに対する組織反応
を感知電極で感知し、処理要素が感知された組織反応の
変化を分析することにより出力を生成することを特徴と
するシステム。 - 【請求項9】 請求項8記載のシステムにおいて、 処理要素が感知された組織反応の経時変化を分析するこ
とを特徴とするシステム。 - 【請求項10】 請求項8記載のシステムにおいて、 感知要素が心筋組織の減極を感知電極で感知し、 処理要素が感知された組織の減極の経時変化を分析する
ことを特徴とするシステム。 - 【請求項11】 請求項1又は2記載のシステムにおい
て、 電気エネルギー生成要素が放射電極を通じて電気エネル
ギーのパルスを放射することを特徴とするシステム。 - 【請求項12】 請求項1又は2記載のシステムにおい
て、 電気エネルギー生成要素が放射電極を通じて規定の波形
で電気エネルギーを放射することを特徴とするシステ
ム。 - 【請求項13】 請求項1又は2記載のシステムにおい
て、 処理要素に結合し、アレイの中の可動電極の位置を継続
的に識別する出力をリアルタイム形式で提供するディス
プレイ要素を更に含むことを特徴とするシステム。 - 【請求項14】 心臓内で組織をアブレーションするた
めのシステムにおいて、 心臓内の組織に接触して心臓組織の電気的活動を感知
し、外部処理システムに接続して感知した電気的活動を
分析し、アブレーションを行うことが適切な病巣を識別
するための複数電極のアレイと、 複数電極のうち少なくとも3つの電極上に、又はそれら
に隣接して配置される受信超音波変換器と、 アレイ内で移動でき、アブレーション・エネルギーの外
部ソースに接続してアブレーション・エネルギーを組織
に放射するための電極と、 可動電極上又はそれに隣接する放射超音波変換器と、 可動電極上の放射変換器に結合し、可動電極がアレイ内
に位置している間に放射変換器が放射した超音波エネル
ギーのパルスを送信するための超音波生成器と、 受信変換器に結合し、放射変換器が放射した超音波エネ
ルギーの受信を経時的に感知する超音波受信器と、 感知要素に結合し、放射変換器による超音波エネルギー
・パルスの放射と各受信変換器が感知した超音波パルス
の受信の間の時間遅延を分析し、この時間差に基づい
て、可動電極と各受信変換器に連係している複数電極と
の間の距離で示す出力を生成する処理要素とを有するこ
とを特徴とするシステム。 - 【請求項15】 心臓内の組織をアブレーションする方
法において、 心臓内の組織と接触させて複数電極のアレイを位置づ
け、心臓組織の電気的活動を感知してアブレーションを
行うことが適切な病巣を見つけ出すステップと、 アレイ内に可動アブレーション電極を位置づけるステッ
プと、 アブレーション電極又はアレイ内の電極の少なくとも1
つを有する放射電極を調整して、アブレーション電極が
アレイ内に位置している間に電気エネルギーを放射する
ステップと、 アブレーション電極又はアレイの電極の少なくとも1つ
を有する感知電極により、アブレーション電極がアレイ
内に位置している間に放射された電気エネルギーを感知
するステップと、 感知された電気エネルギーを処理してアブレーション電
極の位置をアレイの複数電極と相関させて示す出力を生
成するステップを有することを特徴とするシステム。 - 【請求項16】 心臓内の組織をアブレーションする方
法において、 (a)心臓内の組織と接触させて複数電極のアレイを位
置づけ、心臓組織の電気的活動を感知してアブレーショ
ンを行うことが適切な病巣を見つけ出すステップと、 (b)アレイ内に可動アブレーション電極を位置づける
ステップと、 (c)アブレーション電極又はアレイ内の電極の少なく
とも1つを有する放射電極を調整して、アブレーション
電極がアレイ内に位置している間に電気エネルギーを放
射するステップと、 (d)アブレーション電極又はアレイ内の電極の少なく
とも1つを有する感知電極により、アブレーション電極
がアレイ内に位置している間に放射された電気エネルギ
ーを感知するステップと、 (e)感知された電気エネルギーを処理してアブレーシ
ョン電極の位置をアレイの複数電極と相関させて示す出
力を生成するステップと (f)ステップ(c)、(d)、及び(e)を繰り返す
間にアレイ内のアブレーション電極を移動させるステッ
プを有することを特徴とするシステム。 - 【請求項17】 心臓内の組織をアブレーションするた
めの方法において、 心臓内の組織と接触させて複数電極のアレイを位置づ
け、心臓組織の電気的活動を感知してアブレーションを
行うことが適切な病巣を見つけ出すステップと、 アレイ内に可動アブレーション電極を位置づけるステッ
プと、 アブレーション電極又はアレイ内の電極の少なくとも1
つを有する放射電極を調整して、アブレーション電極が
アレイ内に位置している間に超音波エネルギーを放射す
るステップと、 アブレーション電極が放射電極でない場合はアブレーシ
ョン電極を有し、そうでない場合にはアレイ内の電極の
少なくとも1つを有する感知電極により、アブレーショ
ン電極がアレイ内に位置している間に放射された超音波
エネルギーを感知するステップと、 感知された超音波エネルギーを処理してアブレーション
電極の位置をアレイ内の複数電極と相関させて示す出力
を生成するステップを有することを特徴とするシステ
ム。 - 【請求項18】 心臓内の組織をアブレーションするた
めの方法において、 (a)心臓内の組織と接触させて複数電極のアレイを位
置づけ、心臓組織の電気的活動を感知してアブレーショ
ンを行うことが適切な病巣を見つけ出すステップと、 (b)アレイ内に可動アブレーション電極を位置づける
ステップと、 (c)アブレーション電極又はアレイ内の電極の少なく
とも1つを有する放射電極を調整して、アブレーション
電極がアレイ内に位置している間に超音波エネルギーを
放射するステップと、 (d)アブレーション電極が放射電極でない場合はアブ
レーション電極を有し、そうでない場合にはアレイ内の
電極の少なくとも1つを有する感知電極により、アブレ
ーション電極がアレイ内に位置している間に放射された
超音波エネルギーを感知するステップと、 (e)感知された超音波エネルギーを処理してアブレー
ション電極の位置をアレイ内の複数電極と相関させて示
す出力を生成するステップと (f)ステップ(c)、(d)、及び(e)を繰り返す
間にアレイ内のアブレーション電極を移動させるステッ
プを有することを特徴とするシステム。
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