JP2017113560A - 器具を視覚化するための座標系の間の位置合せ - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、本出願と同日で出願した米国特許出願、名称「器具を視覚化するための位置及び向きの確認(Ascertaining a position and orientation for visualizing a tool)」、代理人整理番号1002〜1402、に関連する。
本発明の実施形態は、医療処置、例えば、心臓組織のマッピング及び/又は焼灼を伴う処置に関する。
カテーテル本体の遠位端の表示を較正画像内で特定することによって、撮影システムの座標系に対するカテーテル本体の遠位端の位置及び向きを確認することと、センサからの信号に基づき、センサの座標系に対するセンサの位置及び向きを確認することと、(i)撮影システムの座標系に対するカテーテル本体の遠位端の確認した位置及び向き、(ii)センサの座標系に対するセンサの確認した位置及び向き、並びに(iii)センサに対するカテーテル本体の遠位端の既知の位置及び向きを使用して、撮影システムの座標系に対するセンサの座標系を位置合わせすることを含む。
カテーテル本体の遠位端の表示を較正画像内で特定することによって、撮影システムの座標系に対するカテーテル本体の遠位端の位置及び向きを確認することと、センサからの信号に基づき、センサの座標系に対するセンサの位置及び向きを確認することと、(i)撮影システムの座標系に対するカテーテル本体の遠位端の確認した位置及び向き、(ii)センサの座標系に対するセンサの確認した位置及び向き、並びに(iii)センサの座標系と撮影システムの座標系との間の事前位置合せに基づくことと、センサに対するカテーテル本体の遠位端の位置及び向きを確認することを含む。
本発明の実施形態は、解剖学的若しくは電気解剖学的マッピング、及び/又は焼灼のために使用するカテーテルを提供するものである。マッピング及び/又は焼灼のための電極に加えて、カテーテルは、電磁センサを含み、電磁センサは、カテーテルを対象者の体内に誘導するために使用される。典型的には、外部磁気システムは、センサ内に電圧及び/又は電流を誘起する。センサ内で誘起された電圧及び/又は電流を測定し、次に、センサの位置及び向きを得るために使用する。代替的に、センサは、外部磁気システム内に電圧及び/又は電流を誘起することができる。外部磁気システム内で誘起された電圧及び/又は電流を測定し、次に、センサの位置及び向きを得るために使用する。
(a)画像を取得するのに使用される撮影システムの座標系をセンサの座標系と位置合わせする必要がある。
(b)センサに対するカテーテル本体の遠位端の位置及び向きを確認する必要がある。(この課題は、上記のように、センサをカテーテル本体に配設しないため、カテーテル本体とセンサとの間の位置及び向きのずれに、より大きな差があるという事実によって更に広がる。)
最初に、本発明のいくつかの実施形態による、心臓組織のマッピング及び/又は焼灼のためのシステム20の概略図である、図1を参照する。更に、本発明のいくつかの実施形態による、カテーテル24の遠位部分の概略図である、図2を参照する。
(i)図3Aの較正方法は、位置合せステップ74で始まり、位置合せステップ74では、撮影システムの座標系、CIS、とセンサの座標系、CS、との間の(典型的には等測)位置合せを例えば基準値を使用して実施する。次に、得られた位置合せ、CS_CISを使用して、センサに対するカテーテル本体の遠位端の位置及び向きであるDE_Sを確認する。センサは、カテーテル本体の内腔内部に位置する。
(ii)図3Bの較正方法は、第1の較正ステップ75で始まり、第1の較正ステップ75では、センサに対するカテーテル本体の遠位端の位置及び向き、DE_Sは、例えば専用較正機器を使用して確認する。次に、DE_Sを使用して、撮影システムの座標系とセンサの座標系との間の位置合せであるCS_CISを確認する。
(i)いくつかの実施形態では、プロセッサは、S_CIS確認ステップ82で、2つの座標系の間の既知の位置合せを使用して、撮影システムの座標系に対するセンサの位置及び向き、S_CISを確認する(S_CS+CS_CIS→S_CIS)。次に、DE_S確認ステップ84で、プロセッサは、撮影システムの座標系に対するセンサ及びカテーテル本体の遠位端の両方の既知の位置及び向きを使用して、センサに対するカテーテル本体の遠位端の位置及び向き、DE_Sを確認する(S_CIS+DE_CIS→DE_S)。
(ii)他の実施形態では、プロセッサは、DE_CS確認ステップ86で、2つの座標系の間の既知の位置合せを使用して、センサの座標系に対するカテーテル本体の遠位端の位置及び向き、DE_CSを確認する(DE_CIS+CS_CIS→DE_CS)。次に、代替DE_S確認ステップ88で、プロセッサは、センサの座標系に対するセンサ及びカテーテル本体の遠位端の両方の既知の座標を使用して、センサに対するカテーテル本体の遠位端の位置及び向き、DE_Sを確認する(S_CS+DE_CS→DE_S)。
(i)いくつかの実施形態では、プロセッサは、代替S_CIS確認ステップ90で、センサとカテーテル本体の遠位端との間の既知の位置及び向きのずれを使用して、撮影システムの座標系に対するセンサの位置及び向き、S_CISを確認する(DE_CIS+DE_S→S_CIS)。次に、CS_CIS確認ステップ92で、プロセッサは、両方の座標系に対するセンサの既知の位置及び向きを使用して、2つの座標系、CS_CISの間の位置合せを確認する(S_CIS+S_CS→CS_CIS)。
(ii)他の実施形態では、プロセッサは、代替DE_CS確認ステップ94で、センサとカテーテル本体の遠位端との間の既知の位置及び向きのずれを使用して、センサの座標系に対するカテーテル本体の遠位端の位置及び向き、DE_CSを確認する(S_CS+DE_S→DE_CS)。次に、代替CS_CIS確認ステップ96で、プロセッサは、両方の座標系に対するカテーテル本体の遠位端の既知の位置及び向きを使用して、2つの座標系、CS_CISの間の位置合せを確認する(DE_CIS+DE_CS→CS_CIS)。
(i)データ取得ステップ100で、プロセッサは、ECG信号を受信、分析し、且つ、ECG信号を記録したときにセンサ信号に基づくセンサの位置及び向きも確認する、S_CS。
(ii)リアルタイムDE_CS確認ステップ102で、プロセッサは、較正の間に得たDE_Sを使用して、S_CSからカテーテルの遠位端の位置及び向きを確認する、DE_CS。
(iii)マップ更新ステップ104で、プロセッサは、電気解剖学的マップ68を更新する。例えば、プロセッサは、ECG信号から様々な局所活動時間を得ることができ、電気解剖学的マップを更新してこれらの局所活動時間に反映させることができる。この更新を実施する際、プロセッサは、DE_CSを使用して組織上の電極の位置を得る。典型的には、マップの更新の際、プロセッサは、カテーテル本体の遠位端の視覚表示も、DE_CSが示す位置及び向きで電気解剖学的マップ上に置く。
(iv)表示ステップ105で、プロセッサは、較正中に得たCS_CISを使用して、画像72と位置合わせした状態で、更新した電気解剖学的マップを表示する。例えば、図4Bに示すように、電気解剖学的マップは、視覚出力63内で画像72に重ねることができる。実質的には、マップを画像と位置合わせした状態で表示することにより、プロセッサは、カテーテル本体の遠位端の視覚表示を画像の上に重ね合わせる。したがって、医師は、対象者の人体に対するカテーテル本体の遠位端の現在の位置及び向きが容易にわかる。
(1) 方法であって、
(i)カテーテル本体、及び(ii)センサを含み前記カテーテル本体の内腔内部に配置されるカテーテルシャフトを含むカテーテルが対象者の身体内部にある間に、(a)撮影システムによって取得した、前記カテーテル本体の遠位端の表示を示す較正画像、及び(b)前記センサからの信号を使用するが、前記較正画像に示される前記センサの表示は一切使用せずに、前記センサの座標系と前記撮影システムの座標系とを位置合わせすることと、
該位置合せすることを使用して、視覚出力を生成することと、
を含む、方法。
(2) 前記視覚出力の生成は、前記対象者の前記身体の一部分の画像に前記カテーテル本体の前記遠位端の視覚表示を重ねることを含む、実施態様1に記載の方法。
(3) 前記カテーテル本体の前記遠位端は、1つ以上の電極を含み、前記カテーテル本体の前記遠位端の前記視覚表示は、前記1つ以上の電極の視覚表示を含む、実施態様2に記載の方法。
(4) 前記対象者の前記身体の前記一部分の前記画像に前記カテーテル本体の前記遠位端の前記視覚表示を重ねることは、前記対象者の前記身体の前記一部分を焼灼する間に、前記対象者の前記身体の前記一部分の前記画像に前記カテーテル本体の前記遠位端の前記視覚表示を重ねることを含む、実施態様2に記載の方法。
(5) 前記視覚出力を生成することは、前記対象者の前記身体の一部分のマップを表示することを含む、実施態様1に記載の方法。
(7) 前記センサは、電磁センサである、実施態様1に記載の方法。
(8) 前記較正画像は、磁気共鳴画像装置(MRI)画像である、実施態様1に記載の方法。
(9) 前記カテーテル本体の前記遠位端の前記表示は、前記カテーテル本体の前記遠位端に対応する、前記MRI画像内の空隙を含む、実施態様8に記載の方法。
(10) 前記センサの前記座標系と前記撮影システムの前記座標系とを位置合わせすることは、
前記カテーテル本体の前記遠位端の前記表示を前記較正画像内で特定することによって、前記撮影システムの前記座標系に対する前記カテーテル本体の前記遠位端の位置及び向きを確認することと、
前記センサからの前記信号に基づき、前記センサの前記座標系に対する前記センサの位置及び向きを確認することと、
(i)前記撮影システムの前記座標系に対する前記カテーテル本体の前記遠位端の確認した位置及び向き、(ii)前記センサの前記座標系に対する前記センサの前記確認した位置及び向き、並びに(iii)前記センサに対する前記カテーテル本体の前記遠位端の既知の位置及び向きを使用して、前記センサの前記座標系と前記撮影システムの前記座標系とを位置合わせすることと、
を含む、実施態様1に記載の方法。
電気的インターフェースと、
プロセッサであって、
(i)カテーテル本体、及び(ii)センサを含み前記カテーテル本体の内腔内部に配置されるカテーテルシャフトを含むカテーテルが対象者の身体内部にある間に、(a)撮影システムによって取得した、前記カテーテル本体の遠位端の表示を示す較正画像、及び(b)前記電気的インターフェースを介して受信した前記センサからの信号を使用するが、前記較正画像に示される前記センサの表示は一切使用せずに、前記センサの座標系と前記撮影システムの座標系とを位置合わせし、
該位置合わせすることを使用して、表示装置を駆動して視覚出力を生成するように構成された、プロセッサと、
を備える、装置。
(12) 前記プロセッサは、前記表示装置を駆動して前記対象者の前記身体の一部分の画像に前記カテーテル本体の前記遠位端の視覚表示を重ねることによって、前記表示装置を駆動して前記視覚出力を生成するように構成されている、実施態様11に記載の装置。
(13) 前記カテーテル本体の前記遠位端は、1つ以上の電極を含み、前記カテーテル本体の前記遠位端の前記視覚表示は、前記1つ以上の電極の視覚表示を含む、実施態様12に記載の装置。
(14) 前記プロセッサは、前記表示装置を駆動して前記対象者の前記身体の一部分のマップを表示することによって、前記表示装置を駆動して前記視覚出力を生成するように構成されている、実施態様11に記載の装置。
(15) 前記マップは、前記対象者の心臓の少なくとも一部分の電気解剖学的マップを含む、実施態様14に記載の装置。
(17) 前記較正画像は、磁気共鳴画像装置(MRI)画像である、実施態様11に記載の装置。
(18) 前記カテーテル本体の前記遠位端の前記表示は、前記カテーテル本体の前記遠位端に対応する、前記MRI画像内の空隙を含む、実施態様11に記載の装置。
(19) 前記プロセッサは、
前記カテーテル本体の前記遠位端の前記表示を前記較正画像内で特定することによって、前記撮影システムの前記座標系に対する前記カテーテル本体の前記遠位端の位置及び向きを確認することと、
前記センサからの前記信号に基づき、前記センサの前記座標系に対する前記センサの位置及び向きを確認することと、
(i)前記撮影システムの前記座標系に対する前記カテーテル本体の前記遠位端の前記確認した位置及び向き、(ii)前記センサの前記座標系に対する前記センサの前記確認した位置及び向き、並びに(iii)前記センサに対する前記カテーテル本体の前記遠位端の既知の位置及び向きを使用して、前記センサの前記座標系と前記撮影システムの前記座標系とを位置合わせすることと、
によって、前記センサの前記座標系と前記撮影システムの前記座標系とを位置合わせするように構成されている、実施態様11に記載の装置。
(20) プログラム命令を格納する有形非一時的コンピュータ可読媒体を備えるコンピュータソフトウェア製品であって、命令をプロセッサが読み取ると、該プロセッサは、
(i)カテーテル本体、及び(ii)センサを含み前記カテーテル本体の内腔内部に配置されるカテーテルシャフトを含むカテーテルが対象者の身体内部にある間に、(a)撮影システムによって取得した、前記カテーテル本体の遠位端の表示を示す較正画像、及び(b)前記センサからの信号を使用するが、前記較正画像に示される前記センサの表示は一切使用せずに、前記センサの座標系と前記撮影システムの座標系とを位置合わせし、
該位置合わせすることを使用して、表示装置を駆動して視覚出力を生成する、コンピュータソフトウェア製品。
Claims (10)
- 装置であって、
電気的インターフェースと、
プロセッサであって、
(i)カテーテル本体、及び(ii)センサを含み前記カテーテル本体の内腔内部に配置されるカテーテルシャフトを含むカテーテルが対象者の身体内部にある間に、(a)撮影システムによって取得した、前記カテーテル本体の遠位端の表示を示す較正画像、及び(b)前記電気的インターフェースを介して受信した前記センサからの信号を使用するが、前記較正画像に示される前記センサの表示は一切使用せずに、前記センサの座標系と前記撮影システムの座標系とを位置合わせし、
該位置合わせすることを使用して、表示装置を駆動して視覚出力を生成するように構成された、プロセッサと、
を備える、装置。 - 前記プロセッサは、前記表示装置を駆動して前記対象者の前記身体の一部分の画像に前記カテーテル本体の前記遠位端の視覚表示を重ねることによって、前記表示装置を駆動して前記視覚出力を生成するように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記カテーテル本体の前記遠位端は、1つ以上の電極を含み、前記カテーテル本体の前記遠位端の前記視覚表示は、前記1つ以上の電極の視覚表示を含む、請求項2に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記表示装置を駆動して前記対象者の前記身体の一部分のマップを表示することによって、前記表示装置を駆動して前記視覚出力を生成するように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記マップは、前記対象者の心臓の少なくとも一部分の電気解剖学的マップを含む、請求項4に記載の装置。
- 前記センサは、電磁センサである、請求項1に記載の装置。
- 前記較正画像は、磁気共鳴画像装置(MRI)画像である、請求項1に記載の装置。
- 前記カテーテル本体の前記遠位端の前記表示は、前記カテーテル本体の前記遠位端に対応する、前記MRI画像内の空隙を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記プロセッサは、
前記カテーテル本体の前記遠位端の前記表示を前記較正画像内で特定することによって、前記撮影システムの前記座標系に対する前記カテーテル本体の前記遠位端の位置及び向きを確認することと、
前記センサからの前記信号に基づき、前記センサの前記座標系に対する前記センサの位置及び向きを確認することと、
(i)前記撮影システムの前記座標系に対する前記カテーテル本体の前記遠位端の前記確認した位置及び向き、(ii)前記センサの前記座標系に対する前記センサの前記確認した位置及び向き、並びに(iii)前記センサに対する前記カテーテル本体の前記遠位端の既知の位置及び向きを使用して、前記センサの前記座標系と前記撮影システムの前記座標系とを位置合わせすることと、
によって、前記センサの前記座標系と前記撮影システムの前記座標系とを位置合わせするように構成されている、請求項1に記載の装置。 - プログラム命令を格納する有形非一時的コンピュータ可読媒体を備えるコンピュータソフトウェア製品であって、命令をプロセッサが読み取ると、該プロセッサは、
(i)カテーテル本体、及び(ii)センサを含み前記カテーテル本体の内腔内部に配置されるカテーテルシャフトを含むカテーテルが対象者の身体内部にある間に、(a)撮影システムによって取得した、前記カテーテル本体の遠位端の表示を示す較正画像、及び(b)前記センサからの信号を使用するが、前記較正画像に示される前記センサの表示は一切使用せずに、前記センサの座標系と前記撮影システムの座標系とを位置合わせし、
該位置合わせすることを使用して、表示装置を駆動して視覚出力を生成する、コンピュータソフトウェア製品。
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