JP2016536065A - 接触力感知用先端を有する医療デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
ECU24は、アブレーション・カテーテル16によって組織12までアブレーション・エネルギーを送達するのを制御するとともに、カテーテル16、アブレーション発生器18、RCGS20、および表示システム22などのシステム10の様々な構成要素の動作を制御する手段を提供する。ECU24は、St.Jude Medical,Incによって商標EnSite(商標)NavX(商標)の下で販売が申し出されており、米国特許第7,263,397号に説明されている(その開示全体は参照により本明細書に組み込まれる)システム、またはSt.Jude Medical,Inc.によって販売が申し出されており、例えば米国特許第7,386,339号に概して図示および説明されている(その開示全体は参照により本明細書に組み込まれる)MediGuide(商標)Technologyなどのシステムなどの体14内でカテーテル16および同様のデバイスの位置および向きを決定するシステムの一部をさらに形成することができる。ECU24は、1つまたは複数のプログラム可能なマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラを備えることができ、または1つまたは複数のASICを備えることができる。ECU24は、中央処理装置(CPU)および入出力(I/O)インターフェースを備えることができ、それによってECU24は、アブレーション発生器18、カテーテル16上の電極42およびコイル44、46、48、ならびにRCGS20が生成する信号を含む複数の入力信号を受信することができるとともに、カテーテル16上の電極42およびコイル44、46、48、アブレーション発生器18、RCGS20、ならびに表示システム22を制御するおよび/またはこれらにデータを供給するために使用されるものを含む複数の出力信号を生成することができる。
以下の項目は、国際出願時の特許請求の範囲に記載の要素である。
(項目1)
体内の組織を治療または診断するための医療デバイスであって、
前記体内に受け入れられるように構成された細長い管状シャフトであって、近位部分と遠位部分を有しており、この遠位部分は前記近位部分の遠位端に対して移動するように構成されており、この移動は、前記シャフトの長手方向軸に沿って前記近位部分の前記遠位端に向かって及び前記近位部分の前記遠位端から離れるように移動することによるものと、前記長手方向軸から偏向することによるものとを含む、細長い管状シャフトと、
前記シャフトの前記近位部分と前記遠位部分の間に配設され、所定の剛性を有する可撓性部材と、
前記シャフト内に配設された第1の電磁コイルと、
前記シャフト内に配設され、前記第1の電磁コイルの電気的特性に影響を及ぼす材料で構成されている第1の電気的受動素子と、を備え、
前記第1の電磁コイルと前記第1の電気的受動素子のうちの一方は、前記シャフトの前記遠位部分とともに、前記第1の電磁コイルと前記第1の電気的受動素子のうちの他方に対して移動するように構成されており、
前記遠位部分と前記組織の接触及び前記可撓性部材の変形に応じた前記第1の電磁コイルと前記第1の電気的受動素子の間の相対移動は、前記第1の電磁コイルの前記電気的特性の変化を引き起こし、
前記変化は、前記可撓性部材の前記変形及び前記遠位部分と前記組織の間の少なくとも接触力の大きさを示す、医療デバイス。
(項目2)
前記シャフト内に配設された第2及び第3の電磁コイルをさらに備え、
前記第1、第2及び第3の電磁コイルは、前記長手方向軸に平行に延びるとともに、前記長手方向軸を中心にして円周方向に等間隔で配置されている、項目1に記載の医療デバイス。
(項目3)
3つのコイルと1つの受動素子の組み合わせは、軸方向と曲げの接触力のベクトルの大きさの両方の決定、ならびに軸方向と曲げの接触力のベクトルの方向の両方の決定をさらに可能にする、項目2に記載の医療デバイス。
(項目4)
前記第1の電気的受動素子は、前記長手方向軸を中心にした回転対称の形状、前記長手方向軸を中心にして配置されたトーラス、環状部分、円板、またはリングの形状、及び、対向したコイルの近くにまたはその中に突出する突出部を備える素子のうちの1つを備える、項目2に記載の医療デバイス。
(項目5)
前記コイルは、前記可撓性部材の第1の側で前記シャフトに対して動かないように取り付けられ、前記受動素子は、前記可撓性素子の反対の第2の側で前記シャフトに対して動かないように取り付けられる、項目3に記載の医療デバイス。
(項目6)
前記第1の電気的受動素子は、空気の透磁率よりも大きい透磁率を有する磁気的に透過性の部材を備える、項目1に記載の医療デバイス。
(項目7)
前記磁気的に透過性の部材は、フェライトを備える、項目6に記載の医療デバイス。
(項目8)
前記磁気的に透過性の部材は、分極していない磁性材料を備える、項目6に記載の医療デバイス。
(項目9)
前記第1の電気的受動素子は、少なくとも前記第1の電磁コイルから軸方向に間隔をおいて配置される、項目1に記載の医療デバイス。
(項目10)
前記第1の電気的受動素子は前記第1の電磁コイル内に配設され、前記第1の電気的受動素子は前記第1の電磁コイルに対して静止されたままであるように構成されている、項目1に記載の医療デバイス。
(項目11)
前記電気的受動素子は、前記第1の電気的受動素子に概して面している平坦な端面、円錐形端面、および中央穴またはボアのうちの1つを備える、項目1に記載の医療デバイス。
(項目12)
前記第1、第2および第3の電磁コイルは、カテーテル軸を中心にして全て同じ回転方向の磁場と、前記カテーテル軸を中心にして反対の回転方向である前記カテーテル軸を中心にした磁場との一方を生成する、項目2に記載の医療デバイス。
(項目13)
体内の組織を治療または診断するためのシステムであって、
医療デバイスと電子制御ユニットを備えており、
その医療デバイスは、
前記体内に受け入れられるように構成された細長い管状シャフトであって、近位部分と遠位部分とを有しており、この遠位部分は前記近位部分の遠位端に対して移動するように構成されており、この移動は、前記シャフトの長手方向軸に沿って前記近位部分の前記遠位端に向かって及び前記近位部分の前記遠位端から離れるように移動することによるものと、前記長手方向軸からの偏向によるものとを含む細長い管状シャフトと、
前記シャフトの前記近位部分と前記遠位部分の間に配設され、所定の剛性を有する可撓性部材と、
前記シャフト内に配設された第1の電磁コイルと、
前記シャフト内に配設され、前記第1の電磁コイルの電気的特性に影響を及ぼす材料で構成されている第1の電気的受動素子と、を備えており、
前記第1の電磁コイルと前記第1の電気的受動素子のうちの一方は、前記シャフトの前記遠位部分とともに、前記第1の電磁コイルと前記第1の電気的受動素子のうちの他方に対して移動するように構成されており、
前記遠位部分と前記組織の接触及び前記可撓性部材の変形に応じた前記第1の電磁コイルと前記第1の電気的受動素子の間の相対移動は、前記第1の電磁コイルの前記電気的特性の変化を引き起こし、
前記変化は、前記可撓性部材の前記変形及び前記遠位部分と前記組織の間の接触力の大きさを示し、
前記電子制御ユニットは、前記第1の電磁コイルの前記電気的特性の変化を示す前記第1の電磁コイルによって生成された信号に応じて特定の接触力の大きさを決定するように構成されている、システム。
(項目14)
前記シャフト内に配設された第2及び第3の電磁コイルをさらに備え、
前記第1、第2及び第3の電磁コイルは、前記長手方向軸に平行に延びるとともに、前記長手方向軸を中心にして円周方向に等しい角度間隔で配置されており、
前記第1、第2及び第3の電磁コイルは、軸方向と曲げの接触力の成分ベクトルの両方の前記接触力の大きさ及び空間的な向きの決定を可能にするように構成されている、項目13に記載のシステム。
(項目15)
前記医療デバイスは、前記シャフト内に配設された前記第1の電磁コイルから前記医療デバイスの近位端まで延びる少なくとも1つの導線を備え、
前記電子制御ユニットは、前記接触力の決定時に、前記少なくとも1つ導線と前記第1の電磁コイルに電流を発生させるようにさらに構成されており、前記電流は前記第1の電磁コイルを励磁させ、前記第1の電磁コイルの励磁またはその減衰は、前記第1の電磁コイルに対しての前記受動素子の偏向状態によって予測可能に影響を受ける、項目13に記載のシステム。
(項目16)
前記医療デバイスの外側に配設され、前記第1の電磁コイルに電流を発生させるように構成されている磁場発生器をさらに備える、項目15に記載のシステム。
(項目17)
前記電子制御ユニットは、偏向力の大きさまたは向きを決定するためにコイル応答データのルックアップ・テーブルを使用すること、及び、どのような偏向力の大きさと向きが観察されたコイル応答を引き起こすのか計算するモデルを用いることの一方または両方によって特定の接触力の大きさまたは特定の接触力ベクトルの方向の1つまたは複数を決定するようにさらに構成される、項目13に記載のシステム。
(項目18)
前記第1の電気的受動素子は、空気の透磁率よりも大きい透磁率を有する磁気的に透過性の部材で構成されている、項目14に記載のシステム。
(項目19)
前記第1の電気的受動素子は、前記第1の電磁コイルから間隔をおいて軸方向に配置される、項目14に記載のシステム。
(項目20)
前記第1の電磁コイルは、前記第1の電気的に受動的な部分のまわりにまたはその内に偏向可能に配設される、項目14に記載のシステム。
(項目21)
前記可撓性部材は、軸圧縮方向と曲げ方向の両方に既知の剛性を有するばねを備え、前記ばねは、電磁コイルへの有線接続を含まない、項目14に記載のシステム。
Claims (21)
- 体内の組織を治療または診断するための医療デバイスであって、
前記体内に受け入れられるように構成された細長い管状シャフトであって、近位部分と遠位部分を有しており、この遠位部分は前記近位部分の遠位端に対して移動するように構成されており、この移動は、前記シャフトの長手方向軸に沿って前記近位部分の前記遠位端に向かって及び前記近位部分の前記遠位端から離れるように移動することによるものと、前記長手方向軸から偏向することによるものとを含む、細長い管状シャフトと、
前記シャフトの前記近位部分と前記遠位部分の間に配設され、所定の剛性を有する可撓性部材と、
前記シャフト内に配設された第1の電磁コイルと、
前記シャフト内に配設され、前記第1の電磁コイルの電気的特性に影響を及ぼす材料で構成されている第1の電気的受動素子と、を備え、
前記第1の電磁コイルと前記第1の電気的受動素子のうちの一方は、前記シャフトの前記遠位部分とともに、前記第1の電磁コイルと前記第1の電気的受動素子のうちの他方に対して移動するように構成されており、
前記遠位部分と前記組織の接触及び前記可撓性部材の変形に応じた前記第1の電磁コイルと前記第1の電気的受動素子の間の相対移動は、前記第1の電磁コイルの前記電気的特性の変化を引き起こし、
前記変化は、前記可撓性部材の前記変形及び前記遠位部分と前記組織の間の少なくとも接触力の大きさを示す、医療デバイス。 - 前記シャフト内に配設された第2及び第3の電磁コイルをさらに備え、
前記第1、第2及び第3の電磁コイルは、前記長手方向軸に平行に延びるとともに、前記長手方向軸を中心にして円周方向に等間隔で配置されている、請求項1に記載の医療デバイス。 - 3つのコイルと1つの受動素子の組み合わせは、軸方向と曲げの接触力のベクトルの大きさの両方の決定、ならびに軸方向と曲げの接触力のベクトルの方向の両方の決定をさらに可能にする、請求項2に記載の医療デバイス。
- 前記第1の電気的受動素子は、前記長手方向軸を中心にした回転対称の形状、前記長手方向軸を中心にして配置されたトーラス、環状部分、円板、またはリングの形状、及び、対向したコイルの近くにまたはその中に突出する突出部を備える素子のうちの1つを備える、請求項2に記載の医療デバイス。
- 前記コイルは、前記可撓性部材の第1の側で前記シャフトに対して動かないように取り付けられ、前記受動素子は、前記可撓性素子の反対の第2の側で前記シャフトに対して動かないように取り付けられる、請求項3に記載の医療デバイス。
- 前記第1の電気的受動素子は、空気の透磁率よりも大きい透磁率を有する磁気的に透過性の部材を備える、請求項1に記載の医療デバイス。
- 前記磁気的に透過性の部材は、フェライトを備える、請求項6に記載の医療デバイス。
- 前記磁気的に透過性の部材は、分極していない磁性材料を備える、請求項6に記載の医療デバイス。
- 前記第1の電気的受動素子は、少なくとも前記第1の電磁コイルから軸方向に間隔をおいて配置される、請求項1に記載の医療デバイス。
- 前記第1の電気的受動素子は前記第1の電磁コイル内に配設され、前記第1の電気的受動素子は前記第1の電磁コイルに対して静止されたままであるように構成されている、請求項1に記載の医療デバイス。
- 前記電気的受動素子は、前記第1の電気的受動素子に概して面している平坦な端面、円錐形端面、および中央穴またはボアのうちの1つを備える、請求項1に記載の医療デバイス。
- 前記第1、第2および第3の電磁コイルは、カテーテル軸を中心にして全て同じ回転方向の磁場と、前記カテーテル軸を中心にして反対の回転方向である前記カテーテル軸を中心にした磁場との一方を生成する、請求項2に記載の医療デバイス。
- 体内の組織を治療または診断するためのシステムであって、
医療デバイスと電子制御ユニットを備えており、
その医療デバイスは、
前記体内に受け入れられるように構成された細長い管状シャフトであって、近位部分と遠位部分とを有しており、この遠位部分は前記近位部分の遠位端に対して移動するように構成されており、この移動は、前記シャフトの長手方向軸に沿って前記近位部分の前記遠位端に向かって及び前記近位部分の前記遠位端から離れるように移動することによるものと、前記長手方向軸からの偏向によるものとを含む細長い管状シャフトと、
前記シャフトの前記近位部分と前記遠位部分の間に配設され、所定の剛性を有する可撓性部材と、
前記シャフト内に配設された第1の電磁コイルと、
前記シャフト内に配設され、前記第1の電磁コイルの電気的特性に影響を及ぼす材料で構成されている第1の電気的受動素子と、を備えており、
前記第1の電磁コイルと前記第1の電気的受動素子のうちの一方は、前記シャフトの前記遠位部分とともに、前記第1の電磁コイルと前記第1の電気的受動素子のうちの他方に対して移動するように構成されており、
前記遠位部分と前記組織の接触及び前記可撓性部材の変形に応じた前記第1の電磁コイルと前記第1の電気的受動素子の間の相対移動は、前記第1の電磁コイルの前記電気的特性の変化を引き起こし、
前記変化は、前記可撓性部材の前記変形及び前記遠位部分と前記組織の間の接触力の大きさを示し、
前記電子制御ユニットは、前記第1の電磁コイルの前記電気的特性の変化を示す前記第1の電磁コイルによって生成された信号に応じて特定の接触力の大きさを決定するように構成されている、システム。 - 前記シャフト内に配設された第2及び第3の電磁コイルをさらに備え、
前記第1、第2及び第3の電磁コイルは、前記長手方向軸に平行に延びるとともに、前記長手方向軸を中心にして円周方向に等しい角度間隔で配置されており、
前記第1、第2及び第3の電磁コイルは、軸方向と曲げの接触力の成分ベクトルの両方の前記接触力の大きさ及び空間的な向きの決定を可能にするように構成されている、請求項13に記載のシステム。 - 前記医療デバイスは、前記シャフト内に配設された前記第1の電磁コイルから前記医療デバイスの近位端まで延びる少なくとも1つの導線を備え、
前記電子制御ユニットは、前記接触力の決定時に、前記少なくとも1つ導線と前記第1の電磁コイルに電流を発生させるようにさらに構成されており、前記電流は前記第1の電磁コイルを励磁させ、前記第1の電磁コイルの励磁またはその減衰は、前記第1の電磁コイルに対しての前記受動素子の偏向状態によって予測可能に影響を受ける、請求項13に記載のシステム。 - 前記医療デバイスの外側に配設され、前記第1の電磁コイルに電流を発生させるように構成されている磁場発生器をさらに備える、請求項15に記載のシステム。
- 前記電子制御ユニットは、偏向力の大きさまたは向きを決定するためにコイル応答データのルックアップ・テーブルを使用すること、及び、どのような偏向力の大きさと向きが観察されたコイル応答を引き起こすのか計算するモデルを用いることの一方または両方によって特定の接触力の大きさまたは特定の接触力ベクトルの方向の1つまたは複数を決定するようにさらに構成される、請求項13に記載のシステム。
- 前記第1の電気的受動素子は、空気の透磁率よりも大きい透磁率を有する磁気的に透過性の部材で構成されている、請求項14に記載のシステム。
- 前記第1の電気的受動素子は、前記第1の電磁コイルから間隔をおいて軸方向に配置される、請求項14に記載のシステム。
- 前記第1の電磁コイルは、前記第1の電気的に受動的な部分のまわりにまたはその内に偏向可能に配設される、請求項14に記載のシステム。
- 前記可撓性部材は、軸圧縮方向と曲げ方向の両方に既知の剛性を有するばねを備え、前記ばねは、電磁コイルへの有線接続を含まない、請求項14に記載のシステム。
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