KR20070024420A - 피부 임피던스 검출 - Google Patents

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KR20070024420A
KR20070024420A KR1020060080974A KR20060080974A KR20070024420A KR 20070024420 A KR20070024420 A KR 20070024420A KR 1020060080974 A KR1020060080974 A KR 1020060080974A KR 20060080974 A KR20060080974 A KR 20060080974A KR 20070024420 A KR20070024420 A KR 20070024420A
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마이클 레빈
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바이오센스 웹스터 인코포레이티드
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Abstract

본 발명에 따른 장치 및 방법은 생체(living body) 내에 위치되는 탐침자(probe)의 위치를 근처에서 실시간으로(realtime) 결정하기 위해 제공된다. 상기 탐침자의 하나 이상의 전극과, 신체면에 위치된 전극 사이에서 전류가 구동된다. 상기 탐침자와 각 신체면 전극 사이의 임피던스는 측정되고, 상기 탐침자의 3차원 위치 좌표는 임피던스 측정에 기초해서 결정된다. 상기 신체면의 국부 임피던스 변화의 동적인 보정과 상기 전극과의 인터페이스는 새로운 전극 형성과 구동 회로를 이용하여 수행된다. 이와 같은 임피던스 변동은 전극이 벗어나는 것 같이 갑작스럽게 발생될 수 있거나 또는 피부 수분이나 피부 온도에 기인하여 점차적으로 발생될 수 있다. 상기 보정은, 특히 심장을 맵핑하거나 또는 심부정맥(cardiac arrhythmias)을 치료하기 위해 절제를 행하는 것 같은 의료 시술의 정확성을 향상시킬 수 있다.
탐침자, 신체면, 임피던스, 전극,

Description

피부 임피던스 검출{DETECTION OF SKIN IMPEDANCE}
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 작동되게 구성된 위치 감지 시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 작동되게 구성된 도 1의 시스템에서 이용되는 카테터(catheter)의 도식도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 도 1의 시스템의 전기회로 및 제어를 나타낸 블록 다이어그램.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 전기전도성 신체면 패치(electroconductive body surface)와 이와 관련된 작동 감지 모드에서 구성되는 전기회로를 나타낸 도식 다이어그램.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 전기전도성 신체면 패치와 작동 캘리브레이션 모드(calibration mode)에서 구성되는 도 4의 회로를 나타낸 도식 다이어그램.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 생체 대상(living subject)의 신체면 임피던스를 검출하는 방법을 나타낸 플로우 차트.
본 발명은 생체 내에 위치된 대상체의 위치 감지에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 생체에서 탐침자(probe)의 위치 감지 동안에 숙련된 임피던스 측정을 이용하여 인공물을 검출 및 보상하는 것에 관한 것이다.
의료 시술의 범위는 센서, 튜브, 카테터, 디스펜싱 장치, 및 임플란트 같은 생체 내에 위치되는 대상체를 포함해서 매우 넓다. 이와 같은 의료 시술 동안에 의사가 대상체 및 대상체의 주위를 시각화하도록 도와주는데 실시간 이미징 방법이 자주 이용된다. 그러나, 대부분의 상황에서 실시간 3차원 이미징은 불가능하거나 바람직하지 않다. 대신에, 내부 대상체의 실시간 공간 좌표를 얻기 위한 시스템이 주로 이용된다.
이와 같은 여러 위치 감지 시스템이 종래에 개발 또는 계획되어 왔다. 일부 시스템은 자기, 전기, 또는 신체의 외부에서 발생되는 초음파장을 감지할 수 있는 변환기나 안테나의 형태로 내부 대상체에 부착되는 센서를 포함한다. 예를 들어, Wittkampf에 의해 제안된 미국특허 제5,697,377호 및 제5,983,126호에는 대략 3개의 직교 교류 신호가 대상을 통해 가해지는 시스템이 제안되어 있고, 이는 여기에 참조로서 통합되어 있다. 적어도 하나의 측정 전극에 카테터가 구비되고, 상기 카테터 팁과 기준 전극 사이에서 전압이 감지된다. 상기 전압 신호는 가해진 3개의 직교 전류 신호에 대응하는 구성요소를 갖고, 이로부터 생체 내의 카테터 팁의 3차원 위치를 측정하기 위한 계산이 이루어진다.
전극 사이의 차압(voltage differential)을 감지하기 위한 유사한 방법이 Pfeiffer의 미국특허 제5,899,860호; Panescu의 미국특허 제6,095,150호; Swanson 의 미국특허 제6,456,864호; 및 Nardella의 미국특허 제6,050,267호와 제5,944,022호에 제안되어 있고, 이는 여기에 참조로서 통합되어 있다.
본 발명은 생체 내에 위치된 대상체의 위치 감지에 관한 것으로, 생체에서 탐침자의 위치 감지 동안에 숙련된 임피던스 측정을 이용하여 인공물을 검출 및 보상하는 것을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예는 생체 내에 위치되는 탐침자(probe)의 위치를 근처에서 실시간으로 결정하기 위한 효율적인 장치 및 방법을 제공한다. 이러한 실시예에서, 상기 탐침자의 하나 이상의 전극과 신체면에 위치된 전극 사이에서 전류가 구동된다. 이러한 방식에서, 상기 탐침자와 각 신체면 전극 사이의 임피던스는 측정되고, 상기 탐침자의 3차원 위치 좌표는 임피던스 측정에 기초해서 결정된다. 상기 신체면의 국부 임피던스(local impedance) 변화의 동적인 보정과 상기 전극과의 인터페이스는 새로운 전극 형성과 구동 회로를 이용하여 수행된다. 이와 같은 임피던스 변동은 전극이 벗어나는(electrode peel-off) 것 같이 갑작스럽게 발생될 수 있거나 또는 피부 수분이나 피부 온도에 기인하여 점차적으로 발생될 수 있다. 상기 보정은, 특히 심장을 맵핑하거나 또는 심부정맥을 치료하기 위해 절제를 행하는 것 같은 의료 시술의 정확성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 복수개의 표면 위치 중 적어도 하나에 제 1 전극 및 제 2 전극을 위치결정시켜서 수행되는 생체에서 위치를 감지하는 방법을 제공하고, 상기 제 2 전극은 제 1 전극과 전기적으로 절연되며, 상기 하나의 표면 위치에서 신체면을 통해 제 1 전극으로부터 제 2 전극으로 제 1 전류를 통과시켜 제 1 국부 임피던스를 측정하고, 상기 신체에 적어도 하나의 탐침자 전극을 포함하는 탐침자를 삽입하고, 상기 각각 하나의 표면 위치에서 신체면을 통해 상기 탐침자 전극 및 제 1 전극과 제 2 전극 중 적어도 하나 사이에서 복수의 제 2 전류를 통과시키고, 상기 제 2 전류로 제 2 임피던스를 측정한다. 상기 방법은 상기 제 1 임피던스를 보정하여 제 2 전류의 내부 신체 임피던스를 측정하게 하여 제 2 임피던스에 반응하도록 더 수행되고, 상기 내부 신체 임피던스에 반응하는 탐침자의 위치 좌표를 측정한다.
상기 방법의 일관점에서, 상기 위치결정은 제 1 전극과 제 2 전극을 포함하는 전기전도성 표면 패드를 하나의 표면 위치에 접착하는 것을 포함한다.
상기 방법의 다른 관점에서, 상기 보정은 하나의 표면 위치에서 상기 패드와 표면에 의해 발생되는 하나의 제 2 임피던스의 구성요소를 측정하여 상기 구성요소를 하나의 제 2 임피던스로부터 공제하여 수행된다.
상기 방법의 더 다른 관점에 따르면, 상기 제 1 전류와 제 2 전류는 교류(alternating current)이다.
상기 방법의 더 다른 관점에 따르면, 상기 제 1 임피던스의 측정은 직렬로 제 1 전극과 제 2 전극을 배치하는 것을 포함하고, 상기 제 2 임피던스의 측정은 병렬로 제 1 전극과 제 2 전극을 배치하는 것을 포함한다.
상기 방법의 더 다른 관점은 소정의 간격으로 제 1 국부 임피던스를 측정하는 것을 반복하는 것을 포함한다.
상기 방법의 부가적인 관점에 따르면, 상기 탐침자의 삽입은 탐침자를 이용하여 신체의 의료 치료를 수행하는 것을 포함한다.
상기 방법의 하나의 관점에 따르면, 상기 탐침자는 카테터(catheter)를 포함하고, 상기 의료 치료의 수행은 신체의 심장을 맵핑하는 것을 포함한다.
본 발명은 적어도 하나의 탐침자 전극을 포함하며, 신체면을 갖는 생체 대상체의 신체에 삽입되기에 적합한 탐침자를 포함하는 위치 감지 장치를 제공한다. 복수의 전기전도성 신체면 패치는 각 표면 위치에서 신체면에 고정된다. 상기 신체면 패치는 제 1 전극과 상기 제 1 전극과 전기적으로 절연되는 제 2 전극을 포함한다. 상기 장치는 상기 제 1 전극과 제 2 전극을 작동 캘리브레이션 모드(calibration mode)에서 직렬로 배치하며, 상기 제 1 전극과 제 2 전극을 작동 감지 모드에서 병렬로 배치하기 위한 전기회로 및 상기 전기회로를 작동되게 제어하며, 상기 작동 캘리브레이션 모드에서 제 1 전극과 제 2 전극을 통해 제 1 전기 신호를 통과시키며 상기 탐침자 전극과 신체면 패치 사이에서 신체를 통해 각각의 제 2 전기 신호를 통과시키기 위하여 상기 탐침자 및 신체면 패치에 결합되기에 적합한 제어기를 포함한다. 상기 제어기는 상기 신체면 패치의 각각의 하나와 인터페이스하는 신체면의 국부 전기 임피던스를 측정하기 위해 작동 캘리브레이션 모드에서 작동되며, 상기 제 2 전기 신호의 각 임피던스 특징을 측정하여 작동 감지 모드에서 탐침자의 위치 좌표를 결정한다. 상기 제 2 전기 신호의 임피던스 특징은 국부 전기 임피던스의 각 경우에 따라 제어기에 의해 조정된다.
상기 장치의 다른 관점에 따르면, 상기 제어기는 각 표면 위치와 탐침자 전 극 사이에서 일정한 전압을 유지하며 상기 일정한 전압에서 전류를 측정하여 각 임피던스 특징을 측정하기에 적합하다.
상기 장치의 더 다른 관점에 따르면, 상기 제어기는 각 표면 위치와 탐침자 전극 사이에서 일정한 전류를 유지하며 상기 일정한 전류에서 전압을 측정하여 각 임피던스 특징을 측정하기에 적합하다.
상기 장치의 다른 관점에 따르면, 상기 탐침자는 대상체의 의료 치료를 수행하기에 적합하다.
상기 장치의 다른 관점에 따르면, 상기 신체면 패치는 신체면과 접촉하는 접착층을 포함한다.
상기 장치의 부가적인 관점에서, 상기 제어기는 타이머에 의해 측정되는 시간 간격에 반응하여 작동 캘리브레이션 모드와 작동 감지 모드를 교대로 작동되게 한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 당업자라면 본 발명이 다음의 구체적인 항목 없이도 실행될 수 있다는 것을 명백하게 알 것이다. 예를 들어, 공지된 회로, 제어로직, 및 일반적인 알고리즘과 프로세스용 컴퓨터 프로그램 명령의 항목 등은 본 발명을 명백하게 나타내는데 불필요하다면 상세하게 나타내지 않을 것이다.
[시스템 개관]
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 작동되게 구성된 위치 감지 시스템(20)을 나타낸 구성도이다. 상기 시스템(20)은 카테터(22) 같은 탐침자의 위치를 측정하는데 이용되고, 상기 카테터(22)는 대상체(26)의 심장(24)의 챔버 같은 내부 신체 캐비티에 삽입된다. 일반적으로, 상기 카테터는 심장에서 전위를 맵핑하거나 심장 조직의 절제를 수행하는 것과 같은 진단 및 치료의 의료 시술에 이용된다. 상기 카테터 또는 다른 신체 장치는 다른 목적을 위해 그 자체로 또는 다른 치료 장비와 연결하여 이용될 수 있다.
상기 카테터(22)의 원위 팁(distal tip)은 후술할 하나 이상의 전극을 포함한다. 이러한 전극은 카테터(22)의 삽입 튜브를 통해 후술할 제어유닛(28)의 구동회로에 와이어로 연결된다. 상기 제어유닛은 케이블(30)을 통해 신체면 전극에 와이어로 연결되고, 상기 신체면 전극은 일반적으로 전기전도성 신체면 패치(32,34,36)에 부착되어 통합된다. 상기 패치(32,34,36)는 탐침자의 부근에서 신체면의 소정의 편리한 위치에 위치될 수 있다. 예를 들어, 심장에 적용하기 위해, 상기 패치(32,34,36)는 일반적으로 대상체(26)의 흉부 주위에 위치된다.
일반적으로, 상기 패치(32,34,36)는 신체의 외면에 위치되지만, 일부나 모든 적용에서 내면에 위치될 수도 있다. 상기 패치는 한 위치에 집중되는 것보다 떨어져서 위치되면 보다 큰 정확성이 달성될 수 있지만, 신체의 좌표나 서로에 대하여 패치의 특별한 방향성을 고려할 필요는 없다. 상기 패치는 고정축에 따라 위치될 필요가 없다. 따라서, 상기 패치는 수행될 의료 시술에서 방해되지 않을 위치에서 측정될 수 있다. 상기 제어유닛(28)은 카테터(22)와 패치(32,34,36) 사이에서 측정된 임피던스의 조정에 기초하여 심장(24)의 내부에서 카테터(22)의 위치 좌표를 결 정할 수 있다. 상기 조정에 대해서는 아래에서 상세히 설명한다. 상기 제어유닛(28)은 디스플레이(40)를 구동시키고, 상기 디스플레이(40)는 신체 내부의 카테터 위치를 나타낸다. 상기 카테터(22)는 심장의 맵(42), 예를 들어 전기 맵을 발생시키는데 이용될 수 있고, 상기 카테터의 전극은 위치 감지와 심장 조직에서 발생되는 전위를 측정하는데 교대로 이용된다. 상기 카테터 위치는 상기 맵 또는 심장의 다른 이미지에 포개질 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 작동되게 구성된 카테터(22)(도 1)의 도식을 상세하게 나타낸 것이다. 상기 카테터(22)에 배치되는 전극(44,46,48)과 패치(32,34,36) 사이에서 상호작용이 나타난다. 상기 전극(44,46,48)은 적절한 형상 및 크기로 이루어질 수 있고, 다른 목적뿐만 아니라 전기생리학 감지나 절제를 위해서 이용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 각 전극(44,46,48)은 모든 패치(32,34,36)(도 1)와 연통한다. 상기 제어유닛(28)(도 1)은 각 카테터 전극과 모든 신체면 전극 사이에서 전류를 구동시키고, 상기 카테터 전극과 패치(32,34,36) 사이의 임피던스를 측정하기 위한 전류를 이용한다. 상기 측정된 임피던스에 기초해서, 상기 제어유닛(28)은 신체면 전극에 대하여 카테터 위치를 결정한다. 또한, 크거나 작은 여러 전극이 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어유닛(28)은 하나의 카테터 전극과 복수의 신체면 전극 사이에서 전류를 다중 송신하도록 셋팅될 수 있다. 다른 예로는, 3개의 신체면 전극 이상이 정확성을 높이는데 이용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 시스템(20)(도 1)의 요소를 나타낸 블록 다이어그램이다. 상기 제어유닛(28)은 전류를 구동하고 임피던스를 측정하기 위한 회 로를 포함한다. 3 회로(50,52,54)의 각각은 카테터 전극과 패치(32,34,36)의 신체면으로 이루어지는 폐쇄 루프를 통하여 전류를 구동한다. 구체적으로, 상기 회로(50)는 신체 조직(58)을 통해 전류를 구동하고, 상기 신체 조직(58)은 전극(44)과 패치(32,34,36) 사이에 놓이며; 상기 회로(52)는 신체 조직(60)을 통해 전류를 구동하고, 상기 신체 조직(60)은 전극(46)과 패치(32,34,36) 사이에 놓이고; 상기 회로(54)는 신체 조직(62)을 통해 전류를 구동하고, 상기 신체 조직(62)은 전극(48)과 패치(32,34,36) 사이에 놓인다. 상기 구동회로에 의해 발생되는 각 전류는 다른 주파수로 작동되게 회로(50,52,54)를 셋팅함으로써 구별될 수 있다.
각 회로(50,52,54)는 신체 조직(58,60,62)을 통해 각 루프에서 전기 임피던스를 측정한다. 이러한 임피던스 표시는 제어기나 처리유닛(56)으로 통과되고, 상기 제어기나 처리유닛(56)은 신체면 전극에 대한 카테터의 위치 좌표를 계산하는데 상기 표시를 이용한다. 이러한 위치 좌표에 기초해서, 이때 상기 처리유닛(56)은 전술한 디스플레이(40)에 나타나는 실시간 정보를 발생시킨다.
본 발명의 제 1 실시예에서, 상기 회로(50,52,54)는 일정한 전압 신호를 발생시킨다. 상기 회로(50,52,54)는 임피던스를 측정하기 위해 각 루프를 통해 흐르는 전류를 측정하고, 이때 상기 임피던스는 위치 좌표를 계산하는데 이용된다.
본 발명의 제 2 실시예에서, 상기 회로(50,52,54)는 일정한 전류 신호를 발생시킨다. 따라서, 상기 전류 구동기를 교차하는 전압의 측정은 임피던스를 측정하기 위해 처리유닛(56)에 의해 측정될 수 있고, 상기 임피던스는 위치 좌표를 계산하는데 이용된다.
전술한 두 실시예 중 어느 하나에서, 상기 측정된 임피던스는 전극과 패치 사이의 거리에 비례한다. 이때, 이러한 거리는 공지된 방법을 이용하여 카테터(22)의 팁에서 위치를 삼각측량하는데 이용될 수 있고, 상기 공지된 방법으로는 Ben Haim 등에 의해 제안된 미국특허 제5,443,489호 및 국제특허공보 WO 96/05768에 기재되어 있고, 이는 여기에 참조로서 통합되어 있다. 상기 측정의 정확성은 공지된 해부학적 위치(즉, 심장 내의 랜드마크)에서 카테터로 초기 기준 측정을 행하거나 또는 임피던스 크기를 캘리브레이트 하기 위해 공지된 위치에서 별개의 기준 카테터를 이용하여 더 향상될 수 있다.
상기 시스템(20)(도 1)이 부정맥 같은 심장의 상태를 진단 또는 치료하기 위한 카테터에 기초한 시술에 이용될 수 있는 것처럼 본 발명의 실시예를 대표한다. 상기 시스템(20)은 성형술 또는 혈관성형술을 포함할 수 있는 혈관 부조의 진단이나 치료에 이용될 수도 있다. 또한, 상기 시스템(20)의 원리는 필요변경을 가하여 뇌, 척추, 골격 조인트, 방광, 위장관, 복부, 및 자궁 같은 다른 신체 구조의 진단이나 치료를 위한 위치 감지 시스템에 적용될 수 있다.
[신체면 패치]
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 전기전도성 신체면 패치(70)와 이와 관련된 작동 감지 모드에서 구성되는 전기회로를 나타낸 도식 다이어그램이다. 상기 신체면 패치(70)는 하나 이상의 패치(32,34,36)(도 1)로 이용된다. 일반적으로, 모든 패치(32,34,36)는 신체면 패치(70)의 예로 이용된다. 전술한 임피던스 측정을 정확하게 수행하기 위해서, 상기 신체면 임피던스, 예를 들어 피부 임피던스의 안정된 기준선이 필요하다. 본 발명에 따른 신체면 패치(70)를 이용하여 충격을 감소시켜서 상기 신체면 임피던스 변동은 카테터(22)(도 1)의 위치 측정을 갖는다.
상기 신체면 패치(70)는 두개가 전기적으로 절연된 신체면 전극(72,74)을 포함하는 접착성의 전극 패드이고, 상기 신체면 전극(72,74)은 접착층(78)에 의해 신체면(76)에 접착된다. 상기 전극(72,74)은 절연기(insulator)(80)에 의해 분리된다. 전술한 바와 같이, 상기 카테터(22)(도 2)는 대상체를 통해 전극(72,74)에 전류를 통과시킨다. 이중 와이어(82,84)는 각 전극(72,74)으로부터 처리유닛(56) 및 구동기(86)로 전류를 이송한다. 상기 구동기(86)는 회로(50,52,54)(도 3) 중 각 하나에서 교류 전압 또는 전원일 수 있다. 또한, 상기 구동기(86)는 다른 근원일 수 있다. 상기 카테터(22)의 위치가 감지되는 경우, 상기 와이어(82,84)는 스위치(88)에 의해 접속되어 상기 전극(72,74)은 도 4에 나타낸 바와 같이 구동기(86)와 평행하게 배치된다. 상업적으로 Valleylab, 5920 Longbow Drive, Boulder, Colorado 80301-3299의 REM PolyHesiveTM Ⅱ Patient Return Electrode가 상기 신체면 패치(70)로 이용하는데 적절하다.
상기 구동기(86)에 의해 나타난 총 임피던스(Z)는 신체면 패치(70)와 인터페이스되는 신체면의 국부 전기 임피던스(Zlocal)와 카테터(22)와 신체면(76) 사이의 내부 신체 임피던스(Zb)의 합이다. 상기 국부 전기 임피던스(Zlocal)의 구성요소는 전극(72)과 신체면(76)의 임피던스(Zs1) 및 전극(74)과 신체면(76)의 임피던스(Zs2)와 병렬로 이루어진다:
Figure 112006060959841-PAT00001
따라서, 상기 처리유닛(56)에 의해 계산된 총 임피던스(Z)는 다음 식으로 근사화될 수 있다.
Figure 112006060959841-PAT00002
이러한 작동 모드에서, 상기 신체면 패치(70)는 간편하게 단일편 신체면 전극으로 기능한다.
도 5는 신체면 패치(70)와 이와 관련된 작동 캘리브레이션 모드용으로 구성되는 회로를 나타낸 도식 다이어그램이다. 도 5는 도 4와 유사하다. 그러나, 상기 카테터(22)는 스위치(90)에 의해 구동기(86)로부터 지금은 연결되어 있지 않다. 상기 스위치(88)는 직렬회로로 구동기(86)와 전극(72,74)을 즉시 연결한다. 따라서, 상기 구동기(86)는 임피던스(Zs1,Zs2)가 직렬로 이루어지는 캘리브레이션 임피던 스(Zcal)를 나타낸다. 상기 처리유닛(56)은 다음과 같이 Zcal을 계산한다:
Figure 112006060959841-PAT00003
Zs1 ≒ Zs2로 가정하면, 이때 Zcal ≒ 2Zs1, Zs1 ≒ Zcal/2이다. 상기 스위치(88,90)가 도 4에 나타낸 감지 구성으로 복귀되는 경우, 전술한 관계를 이용한 처리유닛(56)은 다음과 같이 표면 임피던스를 위해 보정하여 신체 임피던스(ZB)를계산할 수 있다
Figure 112006060959841-PAT00004
상기 처리유닛(56)은 도 4와 도 5의 구성 사이에서 스위치(88,90)를 교호시키기 위한 적절한 간격 시간 회로 또는 소프트웨어를 포함한다.
선택적으로, 연속적인 간격으로 결정되는 것 같은 캘리브레이션 임피던스(Zcal)의 변화가 분계점을 초과하는 경우, 알람이 활성화될 수 있다. 이와 같은 편위는 전극이 벗어나거나 또는 불연결되는 것으로 나타날 수 있고, 소정의 경우에 각 신체 임피던스 측정의 신뢰성을 손상시키고, 심지어는 보정 후에도 상기 신뢰성을 손상시킬 수 있다.
[작동]
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 생체 대상의 내부에서 탐침자를 위치시키기 위한 임피던스 측정을 이용하는 동안에 신체면 임피던스를 검출하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 상기 처리 단계는 표시를 명확하게 하기 위해 도 6에 일련의 순서대로 나타나 있다. 그러나, 이들 중의 여러 단계는 병렬, 비동시성, 또는 다른 순서로 수행될 수 있다는 것은 명백할 것이다.
초기 단계(92)에서, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같은 전술한 이중 전극 신체면 패드는 일반적으로 삽입 및 맵핑되는 탐침자의 위치 근처인 대상체의 신체면의 편리한 위치에 설치될 수 있다.
다음 단계(94)에서, 상기 신체면 패드 중 하나가 선택된다.
다음 단계(96)에서, 상기 신체면 패드의 전극은 도 5에 나타낸 바와 같이 직렬회로로 연결된다. 상기 대상체의 피부 또는 다른 신체면을 통해 하나의 전극으로 부터 다른 전극으로 시험 전류가 통과된다. 상기 기준선 임피던스는 측정 및 기억된다.
판단 단계(98)에서 제어가 즉시 처리되고, 상기 판단 단계(98)는 여러 패드가 평가되기 위해 남을 것인지를 결정한다. 상기 판단 단계(98)에서의 결정이 긍정이면, 이때 상기 제어는 상기 단계(94)로 복귀한다.
상기 판단 단계(98)에서의 결정이 부정이면, 이때 상기 제어는 다음 단계(100)로 진행한다. 상기 신체의 작동 영역, 예를 들어 대상체 심장의 좌심실에 탐침자가 삽입되어 구성된다.
다음 단계(102)에서, 간격 타이머가 셋팅된다. 상기 타이머의 목적은 단계(94), 단계(96), 및 판단 단계(98)에서 수행되는 임피던스 측정의 통과, 제동 반복에 따라 시간 간격을 정하는 것이다. 상기 간격의 길이는 중요하지 않다. 그러나, 상기 간격이 너무 길면, 하나 이상의 신체면 임피던스에서 방해 변화로 탐침자의 위치에 오류가 유도될 수 있다. 상기 간격이 너무 짧으면, 상기 시험 신체면 패드에 초래된 가공 시스템이 탐침자의 위치 측정이 획득될 수 있는 주파수를 제한할 수 있다. 약 1, 2초의 간격이 실제적임을 알 수 있다.
다음 단계(104)에서, 상기 신체에서 탐침자의 위치는 도 4에 나타낸 바와 같은 신체면 패드를 구성하여 탐침자와 신체면 패드 사이의 임피던스를 측정하고 전술한 바와 같이 삼각 측량을 수행하여 맵핑된다. 상기 삼각 측량 계산용으로 이용되기 위한 임피던스의 측정에서, 각 신체면 패드의 국부 임피던스의 기억된 값은 탐침자와 신체면 사이의 정확한 내부 임피던스를 측정하기 위해 총 임피던스로부터 공제된다. 따라서, 상기 신체면 임피던스에서 국부 변동의 영향은 제거된다. 이에 따라, 상기 탐침자 위치 결정의 정확성은 향상된다.
판단 단계(106)에서 제어가 즉시 처리되고, 상기 판단 단계(106)는 상기 단계(102)에서 셋팅된 타이머가 만료되는 지를 결정한다. 상기 판단 단계(106)에서의 결정이 부정이면, 이때 제어는 탐침자의 위치 결정을 갱신하기 위해 상기 단계(104)로 복귀한다.
상기 판단 단계(106)에서의 결정이 긍정이면, 이때 상기 신체면 임피던스의 새로운 측정이 얻어진다. 제어는 단계(108), 단계(110), 및 판단 단계(112)로 이루어지는 일련의 단계로 진행한다. 이는 상기 단계(94), 단계(96), 및 판단 단계(98)와 각각 동일하게 수행되고, 이들의 상세한 설명은 간결성을 위해 반복하지 않는다. 판단 단계(112)에서의 결정이 일련 단계의 완료를 나타내는 경우, 상기 제어는 상기 단계(102)로 복귀하고, 상기 간격 타이머는 리셋된다. 상기 탐침자의 위치 좌표는 전술한 갱신된 신체면 임피던스용으로 보정함으로써 즉시 결정될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
본 발명은 생체 내에 위치된 대상체의 위치 감지에 관한 것으로, 생체에서 탐침자의 위치 감지 동안에 숙련된 임피던스 측정을 이용하여 인공물을 검출 및 보 상할 수 있다.

Claims (14)

  1. 표면과 복수의 표면 위치를 갖는 생체에서 위치를 감지하는 방법으로서,
    제 2 전극은 제1 전극과 전기적으로 절연되며, 상기 표면 위치 중 하나에 제 1 전극 및 제 2 전극을 위치결정하는 단계;
    상기 하나의 표면 위치에서 신체면을 통해 제 1 전극으로부터 제 2 전극으로 제 1 전류를 통과시켜 제 1 국부 임피던스(local first impedence)를 측정하는 단계;
    상기 신체에 적어도 하나의 탐침자(probe) 전극을 포함하는 탐침자를 삽입하는 단계;
    상기 각각 하나의 표면 위치에서 신체면을 통해 상기 탐침자 전극 및 제 1 전극과 제 2 전극 중 적어도 하나 사이에서 복수의 제 2 전류를 통과시키는 단계;
    상기 제 2 전류로 제 2 임피던스를 측정하는 단계;
    제 2 임피던스에 반응하여 상기 제 1 임피던스를 보정하여 제 2 전류의 내부 신체 임피던스를 측정하는 단계; 및
    상기 내부 신체 임피던스에 반응하는 탐침자의 위치 좌표를 측정하는 단계를 포함하는 생체에서의 위치 감지 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 위치결정 단계는 제 1 전극과 제 2 전극을 포함하는 전기전도성 표면 패드를 하나의 표면 위치에 접착하여 수행되는 생체에서의 위치 감지 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 보정 단계는 하나의 표면 위치에서 상기 패드와 표면에 의해 발생되는 하나의 제 2 임피던스의 구성요소를 측정하여 상기 구성요소를 하나의 제2 임피던스로부터 공제하여 수행되는 생체에서의 위치 감지 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전류와 제 2 전류는 교류인 생체에서의 위치 감지 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 임피던스의 측정은 직렬로 제 1 전극과 제 2 전극을 배치하는 것을 포함하고, 상기 제 2 임피던스의 측정은 병렬로 제 1 전극과 제 2 전극을 배치하는 것을 포함하는 생체에서의 위치 감지 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 소정의 간격으로 제 1 국부 임피던스를 측정하는 단계를 반복하는 것을 더 포함하는 생체에서의 위치 감지 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 탐침자의 삽입은 탐침자를 이용하여 신체의 의료 치료를 수행하는 것을 포함하는 생체에서의 위치 감지 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 탐침자는 카테터를 포함하고, 상기 의료 치료의 수 행은 신체의 심장을 맵핑하는 것을 포함하는 생체에서의 위치 감지 방법.
  9. 적어도 하나의 탐침자 전극을 포함하며, 신체면을 갖는 생체 대상체의 신체에 삽입되기에 적합한 탐침자;
    각 표면 위치에서 신체면에 고정되기에 적합하며, 제 1 전극과 상기 제 1 전극과 전기적으로 절연되는 제 2 전극을 포함하는 복수의 전기전도성 신체면 패치;
    상기 제 1 전극과 제 2 전극을 작동 캘리브레이션 모드에서 직렬로 배치하며, 상기 제 1 전극과 제 2 전극을 작동 감지 모드에서 병렬로 배치하기 위한 전기회로; 및
    상기 전기회로를 작동되게 제어하며, 상기 작동 캘리브레이션 모드에서 제 1 전극과 제 2 전극을 통해 제 1 전기 신호를 통과시키며 상기 탐침자 전극과 신체면 패치 사이에서 신체를 통해 각각의 제 2 전기 신호를 통과시키기 위하여 상기 탐침자 및 신체면 패치에 결합되기에 적합하고, 상기 신체면 패치의 각각의 하나와 인터페이스하는 신체면의 국부 전기 임피던스를 결정하기 위해 작동 캘리브레이션 모드에서 작동되며, 상기 제 2 전기 신호의 각 임피던스 특징을 측정하여 작동 감지 모드에서 탐침자의 위치 좌표를 결정하는 제어기를 포함하며,
    상기 제 2 전기 신호의 임피던스 특징은 국부 전기 임피던스의 각 경우에 따라 제어기에 의해 조정되는 위치 감지 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제어기는 각 표면 위치와 탐침자 전극 사이에서 일 정한 전압을 유지하며 상기 일정한 전압에서 전류를 측정하여 각 임피던스 특징을 측정하기에 적합한 위치 감지 장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 제어기는 각 표면 위치와 탐침자 전극 사이에서 일정한 전류를 유지하며 상기 일정한 전류에서 전압을 측정하여 각 임피던스 특징을 측정하기에 적합한 위치 감지 장치.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 탐침자는 대상체의 의료 치료를 수행하기에 적합한 위치 감지 장치.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 신체면 패치는 신체면과 접촉하는 접착층을 포함하는 위치 감지 장치.
  14. 제 9 항에 있어서, 타이머를 더 포함하며, 상기 제어기는 타이머에 의해 측정되는 시간 간격에 반응하여 작동 캘리브레이션 모드와 작동 감지 모드를 교대로 작동되게 하는 위치 감지 장치.
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