JP2018161475A

JP2018161475A - カテーテルの可視性を向上するセンサ

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Publication number: JP2018161475A
Application number: JP2018057589A
Authority: JP
Inventors: ダニエル・オサドチー; Daniel Osadchy; コンスタンティン・フェルドマン; Feldman Konstantin; アサフ・プレスマン; Pressman Assaf; シュムエル・コーエン; Cohen Shmuel
Original assignee: Biosense Webster Israel Ltd
Current assignee: Biosense Webster Israel Ltd
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2018-10-18
Also published as: US10959643B2; EP3381358A1; AU2018202090A1; US20180271402A1; CA2999361A1; IL258049A; CN108714270A

Abstract

【課題】処置中のカテーテルの可視性を向上する装置を提供する。
【解決手段】被検者２２の体内に挿入されるように構成されたシース２６と、該シース２６に連結され、カテーテル３４が該シース２６を通過して被検者の体内へと入ると該カテーテル３４を流れる電流を検出するように構成されたセンサ２０と、を備える、カテーテルとともに使用する装置である。前記センサ２０は前記シース２６の近位部に連結されており、前記センサ２０による前記電流の検出に応じて、前記カテーテル３４が前記シース２６を通過したことを確認できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、医療装置及び処置の分野に関し、特に処置中のカテーテルの可視性を向上する装置に関する。

心臓マッピング、アブレーション処置のような各種医療処置において、被検者の体内にシースが挿入され、カテーテルがシースを通過する。シースは被検者の体内の所望位置へとカテーテルを導きやすくし得る。

参照によりその内容が本稿に援用される米国特許出願公開第２００９／０２４８０４２号に、シースハンドルを有する、ロボット医療システム用入力装置が記載されている。当該装置は、内部に内腔が画定された可撓性軸を有する。入力装置はさらに、第２可撓性軸を有するカテーテルハンドルを有する。第２可撓性軸は、前述の第１可撓性軸の内腔に少なくとも部分的に配設されている。シースハンドル及びカテーテルハンドルは、それぞれ、複数のガイドワイヤの対応するものに連結されている。複数のガイドワイヤは、これらのハンドルの動作により、複数のガイドワイヤの１つ又は２つ以上において対応する張力応答が生じるように構成されている。センサは、ガイドワイヤに接続されて、シースハンドル及びカテーテルハンドルの動作を測定する。

参照によりその内容が本稿に援用される米国特許第８，３４３，０９６号には、マニピュレーター支持構造に支持された、１つ又は複数のロボットカテーテルマニピュレーターアセンブリを有するロボットカテーテルシステムが記載されている。ロボットカテーテルマニピュレーターアセンブリは、着脱可能に設けられたロボットカテーテル装置カートリッジ及びロボットシース装置カートリッジを１つ又は複数有してもよい。各カートリッジは、ロボットカテーテルマニピュレーターアセンブリに対して略直線移動可能である。ロボットカテーテルマニピュレーターアセンブリの動作制御のため、入力制御システムが設けられてもよい。可視化システムは、ロボットカテーテル及びシース装置カートリッジにそれぞれ取り付けられた、カテーテル及び／又はシースの位置を表示する、１つ以上の表示モニタを有してもよい。

本発明のいくつかの実施形態では、カテーテルとともに使用する装置が提供される。装置は、被検者の体内に挿入されるように構成されたシースと、シースに連結され、カテーテルがシースを通過して被検者の体内へと入ると、カテーテルを流れる電流を検出するように構成されたセンサと、を備える。

一部の実施形態では、シースは、近位部を有し、センサはシースの近位部に連結されている。

一部の実施形態では、センサは、シースの近位部内に配設されている。

一部の実施形態では、シースの近位部はハンドルを有し、センサはハンドル内に配設されている。

一部の実施形態では、センサはコイルを有する。

一部の実施形態では、センサはさらにフェライトトロイドを有し、コイルはフェライドトロイドの周りに巻き付けられている。

一部の実施形態では、装置は、センサによる電流の検出に応じて、カテーテルがシースを通過したことを確認するように構成されたプロセッサをさらに備える。

一部の実施形態では、プロセッサは、シースをカテーテルが通過したとの確認に応じて、シースから出たカテーテルの遠位部の表現を表示するようにさらに構成されている。

一部の実施形態では、プロセッサは、
被検者の体に対する、カテーテルの遠位部の位置を特定し、
被検者の体の内部の画像を表示し、
シースから出たカテーテルの遠位部の表現を、画像における特定された位置に対応する部分に重ねることによって、表現を表示するように構成されている。

一部の実施形態では、プロセッサは、カテーテルの遠位部における電極から流れる電流に応じて、カテーテルの遠位部の位置を特定するように構成されている。

一部の実施形態では、シースは遠位部を有し、プロセッサは、
被検者の体に対するシースの遠位部の位置を特定し、
被検者の体の内部の画像を表示し、
シースから出たカテーテルの遠位部の表現を、画像における特定された位置に対応する部分に重ねることによって、表現を表示するように構成されている。

一部の実施形態では、装置はシースの遠位部に連結された、１つ以上の電極をさらに備え、プロセッサは、電極から流れる電流に応じて、シースの遠位部の位置を特定するように構成されている。

一部の実施形態では、プロセッサは、センサにより検出された電流の周波数に応じて、複数のカテーテルからカテーテルを特定するようにさらに構成されている。

さらに、本発明のいくつかの実施形態では、シースに連結されるセンサを用いて、カテーテルがシースを通過して被検者の体内へと入ると、カテーテルを流れる電流を検出することを含む方法が提供される。方法は、プロセッサを用いて、センサによる電流の検出に応じて、カテーテルがシースを通過したことを確認することをさらに含む。

本発明は、その実施形態の以下の詳細な説明を図面と併せ読むことによってより深い理解がなされるであろう。

本発明のいくつかの実施形態による、センサを有するシースの概略図である。本発明のいくつかの実施形態による、シースのハンドルの断面の概略図である。本発明のいくつかの実施形態による、シースのハンドルの断面の概略図である。

概説
本発明の実施形態において、有効現在位置（ＡＣＬ；active current location）システムを使用して、被検者の体内のカテーテル又はシースのような医療装置を追跡する。ＡＣＬシステムは、装置の遠位部に連結された内部電極と、被検者の胸部及び／又は背中に取り付けられた電極パッチのような、被検者の体外の外部電極との間に電流が流れる。各内部電極には異なる周波数の電流を流す。これにより、各電極組間のインピーダンスを個別に確認できる。これら各インピーダンスに基づいて、各内部電極の位置が確認できる。当該確認された電極位置により示された位置及び向きで、ディスプレイ上に、装置の遠位部の表現が表示されてもよい。

また、ＡＣＬシステムは、同時に体内に存在するカテーテル及びシースの両方を追跡するために使用されてもよい。ただし、この場合、カテーテルがシース内を通っているのか、シースの脇を通っているのかを確認不能となり得る。

そのため、本発明の実施形態では、シースのハンドル内に配設された電流センサ又は電圧センサを設ける。シース内をカテーテルが通過しており、ＡＣＬ電流がカテーテルの近位端からカテーテルの遠位端の電極に流れていれば、センサがＡＣＬ電流を検出する。このように電流がセンサにより検出されると、プロセッサはカテーテルがシース内を通過していることを確認する。複数のカテーテルを使用する処置では、プロセッサはさらに、ＡＣＬ電流の周波数に基づいて、複数のカテーテルから該当するカテーテルを特定してもよい。その後、プロセッサは、見る者にカテーテルがシース内を通過しているのが明らかなように、シースから出るカテーテルの遠位部をディスプレイ上に表示してもよい。

装置の説明
最初に、本発明のいくつかの実施形態による、センサ２０を有するシース２６の概略図である図１を参照する。

図１は、被検者２２に処置を行っている医師２８を例示する。処置中、医師２８は被検者２２の体内にシース２６を挿入し、シースを被検者の心臓２４まで進める。その後、医師は、シース２６内を通して、カテーテル３４を被検者の体内に挿入する。次に、シースを用いて、カテーテル３４を心臓２４まで導き、そこでカテーテルは例えば心臓の心内膜表面のマッピング及び／又は切除に使用される。

例えば、参照によりその内容が本稿に援用される米国特許第８，４５６，１８２号に記載のとおり、ＡＣＬ追跡システムは、概してシース及び／又はカテーテルを導きやすくするために使用されるものである。当該システムは、被検者の体に取り付けられる１つ又は複数の電極４２の組を有する。例えば、いくつかの実施形態では、３つの電極４２が被検者の胸部に取り付けられており、さらに３つの電極４２が被検者の背中に取り付けられている。ＡＣＬ追跡システムはさらに、シースの遠位部４６に連結された、１つ又は複数の電極５０の別の組を有する。典型的には、シースを導きやすくするために、ＡＣＬ電流を電極５０と電極４２との間に流し、当該電流の振幅を電極４２で測定する。振幅比、又は振幅が示すインピーダンスの比、さらに被検者の体における電極４２の位置（既知）に基づいて、プロセッサ３６は各電極５０の位置を確認し、それにより遠位部４６の位置（被検者の体に対する相対位置）と向きを確認する。

同様に、概して１つ又は複数の電極４８をカテーテルの遠位部４４に連結される。ＡＣＬ電流をこれら電極と電極４２との間に流すことで、プロセッサ３６が同様に、遠位部４４の位置（被検者の体に対する相対位置）と向きを確認してもよい。

典型的に、カテーテルとシースの各遠位部の位置を確認すると、プロセッサ３６はこれら部位を表す表現４０をディスプレイ３８上に表示する。典型的に、プロセッサは、例えば、各遠位部が配置された心臓２４の心室の画像である被検者の体内の画像５２を表示し、画像５２上の確認された位置に対応する個所に表現４０を重ねる。その後、医師２８は画像５２を参照して、処置をよりよく進めてもよい。

本発明の実施形態では、センサ２０がシースに連結されている。カテーテル３４はシースを通過する場合、センサ２０は、電極４８から体内に流されるＡＣＬ電流等の、カテーテルに流れる１以上の電流を検出する。センサが当該電流を検出すると、プロセッサ３６はカテーテルがシースを通過していることを確認する。その結果、表現４０を表示するプロセッサは、医師にカテーテルがシースを通過していることが伝わるように、シースから出るカテーテルの遠位部を表示してもよい。

典型的には、シース２６の近位部は、プロセッサ３６を内蔵する筐体５６にケーブル３０を介して接続されている。カテーテル（即ちシース）を流れる電流を検出すると、センサが信号５８を出力し、当該信号はケーブル３０を介してプロセッサ３６により受信される。当該出力信号５８に基づいて、プロセッサはシースを流れる電流がセンサにより検出されたことを確認する。

特に全ての電極４８がシース外にある場合、ＡＣＬ電流のセンサ２０による検出なくして、プロセッサはシースから出るカテーテルを表示すべきかを把握しかねるという点が重要である。特に、カテーテルの、最近位電極４８近傍の部分５４がシースから出るように表示すべきかを確認しにくい。したがって、センサ２０が電流を検出することで、プロセッサが正確にカテーテルを表示しやすくなる。

カテーテル３４は、処置で使用される複数の（例えば別種の）カテーテルの内の１つであってもよい。この場合、カテーテル３４の電極４８は通常、他のカテーテルの電極とは異なる周波数を利用する。したがって、センサが検出した電流の周波数に応じて、プロセッサは複数のカテーテルから、カテーテル３４を特定してもよい。即ち、その他カテーテルではなくカテーテル３４がシースを通過していると特定してもよい。（出力信号５８の周波数が、検出された電流の周波数に対応するため、プロセッサは出力信号５８の周波数から電流の周波数を確認できる。）

いくつかの実施形態では、センサが、各電極４８が使用する、異なる周波数の複数の電流を検出することに応じて、プロセッサはプロセッサの特定のカテーテルがシースを通過しているという確認の信頼度を上げる。

請求項を含む本願の記載において、２つの要素が共通の物理的部分に属しているあらゆるケースを指して、当該２つの要素が互いに「連結されている」と述べている。したがって、例えば、センサ２０は、シースの外側に連結され、又はシース内に配設されることにより、シースに連結されてもよい。センサ２０は、シースの任意の好適な部分に連結されてもよいことにさらに留意されたい。しかし、一般的に、他の記載や図面について想定されるとおり、センサ２０は、シースのハンドル３２内のようなシースの近位部内に配設されている。

一般に、プロセッサ３６は、単一プロセッサとして、又は協調ネットワーク化若しくはクラスター化されたプロセッサセットとして具現化され得る。プロセッサ３６は、通常、プログラムされたデジタルコンピューティングデバイスであり、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性の二次記憶装置、例えばハードドライブ又はＣＤＲＯＭドライブ、ネットワークインターフェース及び／又は周辺デバイスを備える。ソフトウェアプログラムを含むプログラムコード、及び／又はデータは、当該技術分野で知られているように、ＣＰＵによる実行及び処理のためにＲＡＭにロードされ、表示、出力、送信、又は格納のために結果が生成される。プログラムコード及び／又はデータをプロセッサに、電子フォームで、例えばネットワークを介してダウンロードしてもよく、又は、その代わりに若しくはそれに加えて、非一時的な有形媒体（例えば、磁気、光学、又は電子メモリ）上に提供及び／又は記憶してもよい。かかるプログラムコード及び／又はデータは、プロセッサに提供されると、本明細書に記載するタスクを行うように構成された、機械若しくは専用コンピュータを作り出す。

ここで図２Ａ〜図２Ｂを参照するが、図２Ａ〜図２Ｂは、本発明の一部の実施形態によるシース２６のハンドル３２の断面の概略図である。

図１に示す実施形態に対応する図２Ａに示すセンサ２０の実施形態では、センサ２０は、ハンドル３２内に配設されたコイル５９を備えている。シースの内腔６２を通っているカテーテル３４に電流が流れると、ハンドル内に磁界６４が生成される。磁界６４によってコイル５９の２つの端部間に電圧が発生し、これにより当該２つの端部にそれぞれに接続された２本のリード線６６間に電圧が生じる。増幅器６８はリード線６６間の電圧を受け、これに対応する出力電圧信号５８ａを生成する。この信号に基づいて、プロセッサは、シースを電流が流れていることを確認し、この電流の周波数は出力電圧信号５８ａの周波数である。

図２Ｂに示す別の実施形態では、センサ２０はさらにフェライドトロイド７０を有し、コイル５９はフェライドトロイド７０の周りに巻き付けられている。電流がカテーテル３４内を流れると、フェライトトロイド７０に生成した磁界によってリード線６６間に電圧が発生する。この場合、リード線６６は典型的には増幅器６８内の抵抗の両端に接続され、当該抵抗の両端間を流れる電流に応じて出力電流信号５８ｂはセンサによって出力される。この信号に基づいて、プロセッサは、シースを電流が流れていることを確認し、この電流の周波数は出力電流信号５８ｂの周波数である。

図２Ａ及び図２Ｂに示された特定の実施形態に関係なく、本開示の範囲が、任意の好適な種類の電圧センサ又は電流センサを含むことに注意されたい。

当業者であれば、本発明が上記で具体的に図示及び記載されたものに限定されない点を理解するであろう。むしろ、本発明の実施形態の範囲は、上述した様々な特徴の組み合わせ及び部分的組み合わせ、並びに上記の説明を読むことで当業者には想到されるであろう、従来技術には見られない特徴の変形例及び改変例をも含むものである。参照により本特許出願に援用される文献は、これらの援用文献において、いずれかの用語が本明細書において明示的又は暗示的になされた定義と矛盾して定義されている場合には、本明細書における定義のみを考慮するものとする点を除き、本出願の一部とみなすものとする。

〔実施の態様〕
（１）カテーテルとともに使用する装置であって、
被検者の体内に挿入されるように構成されたシースと、
前記シースに連結され、前記カテーテルが前記シースを通過して前記被検者の前記体内へと入ると、前記カテーテルを流れる電流を検出するように構成されたセンサと、を備える、装置。
（２）前記シースは、近位部を有し、前記センサは前記シースの前記近位部に連結されている、実施態様１に記載の装置。
（３）前記センサは、前記シースの前記近位部内に配設されている、実施態様２に記載の装置。
（４）前記シースの前記近位部はハンドルを有し、前記センサは前記ハンドル内に配設されている、実施態様３に記載の装置。
（５）前記センサはコイルを有する、実施態様１に記載の装置。

（６）前記センサはさらにフェライトトロイドを有し、前記コイルは前記フェライトトロイドの周りに巻き付けられている、実施態様５に記載の装置。
（７）前記センサによる前記電流の検出に応じて、前記カテーテルが前記シースを通過したことを確認するように構成されたプロセッサをさらに備える、実施態様１に記載の装置。
（８）前記プロセッサは、前記シースを前記カテーテルが通過したとの確認に応じて、前記シースから出た前記カテーテルの遠位部の表現を表示するようにさらに構成された、実施態様７に記載の装置。
（９）前記プロセッサは、
前記被検者の前記体に対する、前記カテーテルの前記遠位部の位置を特定し、
前記被検者の前記体の内部の画像を表示し、
前記シースから出た前記カテーテルの前記遠位部の前記表現を、前記画像における前記特定された位置に対応する部分に重ねることによって、前記表現を表示するように構成された、実施態様８に記載の装置。
（１０）前記プロセッサは、前記カテーテルの前記遠位部における電極から流れる前記電流に応じて、前記カテーテルの前記遠位部の位置を特定するように構成された、実施態様９に記載の装置。

（１１）前記シースは遠位部を有し、前記プロセッサは、
前記被検者の前記体に対する前記シースの前記遠位部の位置を特定し、
前記被検者の前記体の内部の画像を表示し、
前記シースから出た前記カテーテルの前記遠位部の前記表現を、前記画像における前記特定された位置に対応する部分に重ねることによって、前記表現を表示するように構成された、実施態様８に記載の装置。
（１２）前記シースの前記遠位部に連結された、１つ以上の電極をさらに備え、前記プロセッサは、前記電極から流れる電流に応じて、前記シースの前記遠位部の位置を特定するように構成された、実施態様１１に記載の装置。
（１３）前記プロセッサは、前記センサにより検出された前記電流の周波数に応じて、複数のカテーテルから前記カテーテルを特定するようにさらに構成された、実施態様７に記載の装置。
（１４）方法であって、
シースに連結されるセンサを用いて、カテーテルが前記シースを通過して被検者の体内へと入ると、前記カテーテルを流れる電流を検出することと、
プロセッサを用いて、前記センサによる前記電流の検出に応じて、前記カテーテルが前記シースを通過したことを確認することと、を含む、方法。
（１５）前記プロセッサを用いて、前記シースを前記カテーテルが通過したとの確認に応じて、前記シースから出た前記カテーテルの遠位部の表現を表示することをさらに含む、実施態様１４に記載の方法。

（１６）前記プロセッサを用いて、
前記被検者の前記体に対する、前記カテーテルの前記遠位部の位置を特定することと、
前記被検者の前記体の内部の画像を表示することと、をさらに含み、
前記シースから出た前記カテーテルの前記遠位部の前記表現を表示することは、前記画像における前記特定された位置に対応する部分に前記表現を重ねることを含む、実施態様１５に記載の方法。
（１７）前記プロセッサは、前記カテーテルの前記遠位部における電極から流れる前記電流に応じて、前記カテーテルの前記遠位部の位置を特定するように構成された、実施態様１６に記載の方法。
（１８）前記プロセッサを用いて、
前記被検者の前記体に対する、前記シースの遠位部の位置を特定することと、
前記被検者の前記体の内部の画像を表示することと、をさらに含み、
前記シースから出た前記カテーテルの前記遠位部の前記表現を表示することは、前記画像における前記特定された位置に対応する部分に前記表現を重ねることを含む、実施態様１５に記載の方法。
（１９）前記シースの遠位部の位置を特定することは、前記シースの前記遠位部に連結された１つ以上の電極から流れる電流に応じて、前記シースの前記遠位部の位置を特定することを含む、実施態様１８に記載の方法。
（２０）前記プロセッサを用いて、前記センサにより検出された前記電流の周波数に応じて、複数のカテーテルから前記カテーテルを特定することをさらに含む、実施態様１４に記載の方法。

Claims

カテーテルとともに使用する装置であって、
被検者の体内に挿入されるように構成されたシースと、
前記シースに連結され、前記カテーテルが前記シースを通過して前記被検者の前記体内へと入ると、前記カテーテルを流れる電流を検出するように構成されたセンサと、を備える、装置。
前記シースは、近位部を有し、前記センサは前記シースの前記近位部に連結されている、請求項１に記載の装置。
前記センサは、前記シースの前記近位部内に配設されている、請求項２に記載の装置。
前記シースの前記近位部はハンドルを有し、前記センサは前記ハンドル内に配設されている、請求項３に記載の装置。
前記センサはコイルを有する、請求項１に記載の装置。
前記センサはさらにフェライトトロイドを有し、前記コイルは前記フェライトトロイドの周りに巻き付けられている、請求項５に記載の装置。
前記センサによる前記電流の検出に応じて、前記カテーテルが前記シースを通過したことを確認するように構成されたプロセッサをさらに備える、請求項１に記載の装置。
前記プロセッサは、前記シースを前記カテーテルが通過したとの確認に応じて、前記シースから出た前記カテーテルの遠位部の表現を表示するようにさらに構成された、請求項７に記載の装置。
前記プロセッサは、
前記被検者の前記体に対する、前記カテーテルの前記遠位部の位置を特定し、
前記被検者の前記体の内部の画像を表示し、
前記シースから出た前記カテーテルの前記遠位部の前記表現を、前記画像における前記特定された位置に対応する部分に重ねることによって、前記表現を表示するように構成された、請求項８に記載の装置。
前記プロセッサは、前記カテーテルの前記遠位部における電極から流れる前記電流に応じて、前記カテーテルの前記遠位部の位置を特定するように構成された、請求項９に記載の装置。
前記シースは遠位部を有し、前記プロセッサは、
前記被検者の前記体に対する前記シースの前記遠位部の位置を特定し、
前記被検者の前記体の内部の画像を表示し、
前記シースから出た前記カテーテルの前記遠位部の前記表現を、前記画像における前記特定された位置に対応する部分に重ねることによって、前記表現を表示するように構成された、請求項８に記載の装置。
前記シースの前記遠位部に連結された、１つ以上の電極をさらに備え、前記プロセッサは、前記電極から流れる電流に応じて、前記シースの前記遠位部の位置を特定するように構成された、請求項１１に記載の装置。
前記プロセッサは、前記センサにより検出された前記電流の周波数に応じて、複数のカテーテルから前記カテーテルを特定するようにさらに構成された、請求項７に記載の装置。
方法であって、
シースに連結されるセンサを用いて、カテーテルが前記シースを通過して被検者の体内へと入ると、前記カテーテルを流れる電流を検出することと、
プロセッサを用いて、前記センサによる前記電流の検出に応じて、前記カテーテルが前記シースを通過したことを確認することと、を含む、方法。
前記プロセッサを用いて、前記シースを前記カテーテルが通過したとの確認に応じて、前記シースから出た前記カテーテルの遠位部の表現を表示することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
前記プロセッサを用いて、
前記被検者の前記体に対する、前記カテーテルの前記遠位部の位置を特定することと、
前記被検者の前記体の内部の画像を表示することと、をさらに含み、
前記シースから出た前記カテーテルの前記遠位部の前記表現を表示することは、前記画像における前記特定された位置に対応する部分に前記表現を重ねることを含む、請求項１５に記載の方法。
前記プロセッサは、前記カテーテルの前記遠位部における電極から流れる前記電流に応じて、前記カテーテルの前記遠位部の位置を特定するように構成された、請求項１６に記載の方法。
前記プロセッサを用いて、
前記被検者の前記体に対する、前記シースの遠位部の位置を特定することと、
前記被検者の前記体の内部の画像を表示することと、をさらに含み、
前記シースから出た前記カテーテルの前記遠位部の前記表現を表示することは、前記画像における前記特定された位置に対応する部分に前記表現を重ねることを含む、請求項１５に記載の方法。
前記シースの遠位部の位置を特定することは、前記シースの前記遠位部に連結された１つ以上の電極から流れる電流に応じて、前記シースの前記遠位部の位置を特定することを含む、請求項１８に記載の方法。
前記プロセッサを用いて、前記センサにより検出された前記電流の周波数に応じて、複数のカテーテルから前記カテーテルを特定することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。