JP2019524236A - インピーダンス・シフトの検出 - Google Patents

インピーダンス・シフトの検出 Download PDF

Info

Publication number
JP2019524236A
JP2019524236A JP2019500885A JP2019500885A JP2019524236A JP 2019524236 A JP2019524236 A JP 2019524236A JP 2019500885 A JP2019500885 A JP 2019500885A JP 2019500885 A JP2019500885 A JP 2019500885A JP 2019524236 A JP2019524236 A JP 2019524236A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shift
preshift
postshift
location
impedance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019500885A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6781325B2 (ja
Inventor
トンプソン ケーブル
トンプソン ケーブル
ヒル アンソニー
ヒル アンソニー
Original Assignee
セント・ジュード・メディカル,カーディオロジー・ディヴィジョン,インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by セント・ジュード・メディカル,カーディオロジー・ディヴィジョン,インコーポレイテッド filed Critical セント・ジュード・メディカル,カーディオロジー・ディヴィジョン,インコーポレイテッド
Publication of JP2019524236A publication Critical patent/JP2019524236A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6781325B2 publication Critical patent/JP6781325B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/061Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/061Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
    • A61B5/062Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body using magnetic field
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/061Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
    • A61B5/063Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body using impedance measurements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/061Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
    • A61B5/064Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body using markers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00681Aspects not otherwise provided for
    • A61B2017/00694Aspects not otherwise provided for with means correcting for movement of or for synchronisation with the body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00681Aspects not otherwise provided for
    • A61B2017/00725Calibration or performance testing
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046Tracking techniques
    • A61B2034/2051Electromagnetic tracking systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046Tracking techniques
    • A61B2034/2051Electromagnetic tracking systems
    • A61B2034/2053Tracking an applied voltage gradient
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/08Accessories or related features not otherwise provided for
    • A61B2090/0807Indication means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/08Accessories or related features not otherwise provided for
    • A61B2090/0807Indication means
    • A61B2090/0811Indication means for the position of a particular part of an instrument with respect to the rest of the instrument, e.g. position of the anvil of a stapling instrument
    • A61B2090/0812Indication means for the position of a particular part of an instrument with respect to the rest of the instrument, e.g. position of the anvil of a stapling instrument indicating loosening or shifting of parts of an instrument, signaling maladjustment of parts
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/065Determining position of the probe employing exclusively positioning means located on or in the probe, e.g. using position sensors arranged on the probe
    • A61B5/066Superposing sensor position on an image of the patient, e.g. obtained by ultrasound or x-ray imaging

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Hematology (AREA)

Abstract

【要旨】各基準に対してプリシフト基準インピーダンス・ロケーション及びプリシフト基準磁気ロケーションを含む基準のプリシフト・セットが決定され得る。プリシフト基準インピーダンス・ロケーション及びプリシフト基準磁気ロケーションは、医療機器に関連付けられる。各基準に対してポストシフト基準インピーダンス・ロケーション及びポストシフト基準磁気ロケーションを含む基準のポストシフト・セットが決定され得る。ポストシフト基準インピーダンス・ロケーション及びポストシフト基準磁気ロケーションは、医療機器に関連付けられる。プリシフト変換を基準のプリシフト・セットに適合させることができ、ポストシフト変換を基準のポストシフト・セットに適合させることができる。プリシフト変換がポストシフト変換と異なるか否かの決定がなされ得る。プリシフト変換とポストシフト変換との間の差に基づいて、基準のプリシフト・セットと基準のポストシフト・セットとの間でインピーダンス・シフトが生じた旨の表示が生成され得る。【選択図】図1

Description

関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書内に完全に記述されるかのように組み込まれる、2016年7月15日に出願された「IMPEDANCE SHIFT DETECTION」と題する米国仮特許出願第62/362,967号の優先権を主張する。
本開示は、概してインピーダンス・シフトの検出に関する。
患者の体の中を移動するカテーテル又は他の医療機器の3次元座標は、しばしば、位置特定システム(時には「マッピング・システム」、「ナビゲーション・システム」、又は「位置フィードバック・システム」と呼ばれることもある)を使用して追跡される。これらのデバイスは、一般的に、これらのデバイスの座標を決定するために、磁気、電気、超音波及び他の放射源を使用する。例えば、インピーダンス・ベースの位置特定システムは、医療機器によって測定された電圧を電界内のロケーションとして解釈することによって医療機器の座標を決定する。
各異なるタイプの位置特定システムは、いくつかの利点及び不利点を呈する。例えば、インピーダンス・ベースの位置特定システムは、多数の位置特定要素を同時に追跡する能力を呈するが、電界内の不均等性ならびに変動するインピーダンス領域及び他の外部要因に起因するシフトの影響を受けやすい。同様に、磁気ベースのシステムは、インピーダンス・ベースのシステムよりも改善された均等性及びより少ないシフトの利点を呈する。しかしながら、そのようなシステムは、位置特定要素として使用されるための特別なセンサを必要とし、したがって、同時に追跡され得る位置特定要素の数は比較的制限される。
本明細書における様々な実施形態は、インピーダンス・シフトの検出のための方法を提供する。各基準に対してプリシフト基準インピーダンス・ロケーション及びプリシフト基準磁気ロケーションを含む基準のプリシフト・セットが決定され得る。プリシフト基準インピーダンス・ロケーション及びプリシフト基準磁気ロケーションは、医療機器に関連付けられる。各基準に対してポストシフト基準インピーダンス・ロケーション及びポストシフト基準磁気ロケーションを含む基準のポストシフト・セットが決定され得る。ポストシフト基準インピーダンス・ロケーション及びポストシフト基準磁気ロケーションは、医療機器に関連付けられる。プリシフト変換は基準のプリシフト・セットに適合されてもよく、ポストシフト変換は基準のポストシフト・セットに適合されてもよい。プリシフト変換がポストシフト変換と異なるか否かの決定がなされ得る。プリシフト変換とポストシフト変換との間の差に基づいて、基準のプリシフト・セットと基準のポストシフト・セットとの間でインピーダンス・シフトが生じた旨の表示が生成され得る。
本明細書における様々な実施形態は、インピーダンス・シフトの検出を決定するためのシステムを提供する。医療機器に関連付けられた基準ロケーションのプリシフト・セットが決定され得る。医療機器に関連付けられた基準ロケーションのポストシフト・セットが決定され得る。プリシフト変換は基準ロケーションのプリシフト・セットに適合されてもよく、ポストシフト変換は基準ロケーションのポストシフト・セットに適合されてもよい。医療機器の現在のロケーションにおいて、プリシフト変換がポストシフト変換と特定のしきい値距離だけ異なるか否かの決定が、統計的信頼性によってなされる。決定された差の特定の統計的信頼性に基づいて、インピーダンス・シフトが生じた旨の表示を生成するか否かの決定がなされ得る。
本開示の実施形態による、電磁ベースとインピーダンス・ベースとを組み合わせたナビゲーション・システムの概略ブロック図である。
本開示の実施形態による、インピーダンス・シフトの検出に関連する方法フロー図である。
プリシフト期間、ポストシフト期間、及び磁気ロケーション期間に関連する時間スケールを示す図である。
本開示の実施形態による、コンピューティング・デバイスの処理リソースと通信しているコンピュータ可読媒体の一例のブロック図である。
次に、類似する参照番号が様々な図面における同一又は同様の構成要素を識別するために使用される図面を参照すると、図1は、磁気位置センサ28及び電極30を組み込んだガイドワイヤ、カテーテル、イントロデューサ(例えば、シース)などの医療機器が使用され得るシステム10の図表である。図1は、本開示の実施形態による、電磁ベースとインピーダンス・ベースとを組み合わせたナビゲーション・システムの概略ブロック図を示す。
本開示の実施形態の発明を実施するための形態に進む前に、最初に、そのようなデバイス及びセンサが使用され得る例示的な環境の説明を述べる。引き続き図1を参照すると、システム10は、図示のように、様々な入力/出力機構14を有するメイン電子制御ユニット12(例えば、プロセッサ)、ディスプレイ16、随意の画像データベース18、心電図(ECG)モニタ20、医療用位置決めシステム22などの位置特定システム、医療用位置決めシステム対応細長い医療機器24、患者基準センサ26、磁気位置センサ28、及び電極30を含む。システム10は、いくつかの実施形態では、電磁ベース及びインピーダンス・ベースの組合せのナビゲーション・システムを含み得るEnSite(登録商標)Precision(登録商標)心臓マッピング・システムであり得る。電極30は、位置特定測定値及び/又は電位図(EGM)測定値に関連する測定値を供給することができる。簡潔のために、一つの磁気位置センサ28及び一つの電極30が示されているが、2つ以上の磁気位置センサ28及び/又は2つ以上の電極30がシステム10内に含まれてもよい。
入力/出力機構14は、例えば、キーボード、マウス、タブレット、フット・ペダル、スイッチなどのうちの一つ又は複数を含むコンピュータベースの制御ユニットとインターフェースするために従来の装置を含んでもよい。ディスプレイ16も、コンピュータ・モニタなどの従来の装置を含んでもよい。
本明細書で説明する様々な実施形態は、関心領域の実時間画像及び/又は事前獲得画像を使用するナビゲーション応用例における用途を見いだし得る。それゆえ、システム10は、患者の体に関連する画像情報を記憶するための画像データベース18を随意に含んでもよい。画像情報は、例えば、医療機器24に対する目標場所を取り巻く関心領域、及び/又は医療機器24によって縦走されることが予期されるナビゲーション経路に沿った複数の関心領域を含んでもよい。画像データベース18内のデータは、(1)過去におけるそれぞれの個々の時間において獲得された一つ又は複数の2次元静止画像、(2)画像獲得デバイスから実時間で取得された複数の関連する2次元画像(例えば、X線画像装置からの蛍光透視像)であって、画像データベースがバッファとして働く(ライブ蛍光透視法)、複数の関連する2次元画像、及び/又は(3)シーケンス内の各画像が、ECGモニタ20から取得された、獲得された実時間ECG信号に従ってシーケンスの再生を可能にするのに十分な、少なくとも一つのECGに関連するECGタイミング・パラメータを有するシネループを規定する、関連する2次元画像のシーケンス、を含む知られている画像タイプを含んでもよい。前述の実施形態は例にすぎず、制限するものでは全くないことを理解されたい。例えば、画像データベースは、3次元画像データも含んでよい。さらに、画像は、現在知られているか又は今後開発される、例えばX線、超音波、コンピュータ断層撮影、核磁気共鳴など、任意の画像診断法を介して獲得されてもよいことを理解されたい。
ECGモニタ20は、複数のECG電極(図示せず)の使用を通して心臓器官の電気的タイミング信号を連続的に検出するように構成され、ECG電極は、患者の体の外側に外部から貼付され得る。タイミング信号は、一般に、とりわけ、心周期の特定の位相に対応する。一般に、ECG信号は、データベース18内に記憶されている以前にとらえた画像のシーケンス(シネループ)の、ECGに同期された再生のために、制御ユニット12によって使用され得る。ECGモニタ20及びECG電極はともに、従来の構成要素を含む場合がある。
医療用位置決めシステム22は位置特定システムの役割を果たし、それゆえ一つ又は複数の磁気位置センサ28及び/又は電極30に関連する位置(位置特定)データを決定してそれぞれのロケーション測定値を出力するように構成される。ロケーション測定値は、それぞれ、基準座標系(例えば、磁気ベースの座標系、インピーダンス・ベースの座標系)に関連する位置及び方位(P&O)の少なくとも一方又は両方を含んでもよく、位置及び方位は、MPS22の座標系であってもよい。いくつかのタイプのセンサに対して、P&Oは、磁界発生器もしくは送信機に関連する磁界内の磁気位置センサ28及び/又は電界発生器(例えば、一組の電極パッチ)に関連する印加電界内の電極30の、3次元(3D)位置(例えば、3つの直交軸X、Y及びZにおける座標)及び2次元(2D)の方位(例えば、ピッチ及びヨー)として5自由度(5DOF)を用いて表現され得る。他のセンサ・タイプに対して、P&Oは、3D位置(例えば、X、Y、Z座標)及び3D方位(例えば、ロール、ピッチ、及びヨー)として6自由度(6DOF)を用いて表現され得る。
医療用位置決めシステム22は、センサが、制御された低強度交流電流(AC)磁界(例えば、磁界)内に配設されている間に磁気位置センサ28から受信された信号と、電極が、例えば電極パッチによって生成された制御された電界内に配設されている間に電極30から受信された信号とを捕捉して処理することに基づいて、基準座標系内のそれぞれのロケーション(例えば、P&O)を決定する。
各磁気位置センサ28などはコイルを含んでもよく、電磁的観点から、変化する磁界又はAC磁界は、コイルが磁界内にあるときにコイル内に電流を誘導する場合がある。したがって、磁気位置センサ28は、それが配設されている磁界の一つ又は複数の特性(例えば、磁束)を検出して、それらの特性を示す信号を生成するように構成され、それらの特性は、磁気位置センサ28に対するそれぞれのP&Oを取得するために医療用位置決めシステム22によってさらに処理される。いくつかの例では、電極30は、リング電極を含んでもよい。電極30は、それが配設されている電界の一つ又は複数の特性(例えば、電流)を検出して、それらの特性を示す信号を生成するように構成され得、それらの特性は、複数の電極30に対するそれぞれのP&Oを取得するために医療用位置決めシステム22によってさらに処理される。
図1をさらに参照すると、一実施形態では、医療用位置決めシステム22は、磁気位置センサ28及び電極30から受信された信号に加えて電磁的位置センサ28及び電極30のいくつかの物理特性に従って医療用位置決めシステム対応医療機器24のP&Oを決定してもよい。そのような特性は、例えばセンサ28上のコイルの一つ又は複数の部分のそれぞれの巻き角度、コイル部分の数、コイル内で使用される導体のタイプ、ならびにコイル内のループの方向及び数を示すか又はそれらに対応する所定の較正データを含んでもよい。加えて、そのような特性は、例えば電極30の位置、電極30の数、電極30のサイズ、電極30の形状、及び電極が形成される材料の種類を示すか又はそれらに対応する所定の較正データを含んでもよい。医療用位置決めシステム22は、予めプログラムされた磁気位置センサ28及び/又は電極30のそのような特性を有してもよく、較正手順からそのような特性を決定してもよく、又は医療機器24と結合された記憶素子からそのような特性を受信してもよい。
磁気位置センサ28及び電極30は、医療用位置決めシステム対応医療機器24に関連付けられてもよい。別の医療用位置決めシステムのセンサ、すなわち患者基準センサ(PRS)26(システム10内に設けられている場合)は、呼吸誘発運動など、患者の体の運動に対する動き補償を可能にするために、患者の体の位置的基準を与えるように構成され得る。そのような動き補償は、参照によりその全体が本明細書内に完全に記述されるかのように組み込まれる、「Compensation of Motion in a Moving Organ Using an Internal Position Reference Sensor」と題する米国特許公開第2011/0158488号により詳細に記述されている。PRS26は、患者の胸骨柄(manubrium sternum)又は他のロケーションに取り付けられてもよい。磁気位置センサ28と同様に、PRS26は、それが配設されている磁界の一つ又は複数の特性を検出するように構成され得、医療用位置決めシステム22は、基準座標系内のPRSの位置及び方位を示すロケーション測定値(例えば、P&O測定値)を決定する。いくつかの実施形態では、追加のPRSが、それが配設されている電界の一つ又は複数の特性を検出するように構成され得、医療用位置決めシステム22は、基準座標系内のPRSの位置及び方位を示すロケーション測定値(例えば、P&O測定値)を決定する。
本開示の実施形態は、電極30に関連するインピーダンス・シフトを検出することができる。例えば、インピーダンス・ベースのナビゲーション・システムは、多数の生理現象による非線形シフト(例えば、生理食塩水又は病変による局所的な伝導度変化、汗とパッチの相互作用、肺の充填量の変化など)の影響を受けることがある。磁気ナビゲーション・システムは、これらの現象の影響を受けることはない。インピーダンス・シフトが存在するか否かの決定は、基準のプリシフト・セット(例えば、プリシフト基準データ・セット)及び基準のポストシフト・セット(例えば、ポストシフト基準データ・セット)を収集することによって決定され得る。プリシフト変換は基準のプリシフト・セットに適合されてもよく、ポストシフト変換は基準のポストシフト・セットに適合されてもよい。本明細書でさらに説明するように、インピーダンス・シフトが生じたか否かの決定は、プリシフト変換がポストシフト変化と距離のしきい値だけ異なる統計的信頼性が存在するか否かに基づいてなされ得る。
電気による位置特定領域におけるインピーダンス・ベースの電極の使用は、本質的な不均等性(例えば、シフト)を伴い得る。本開示の実施形態は、医療機器がナビゲートされている精度の表示を提供するために、インピーダンス・ベースのデバイスに関連するシフトの検出を提供することができる。
図2は、本開示の実施形態による、インピーダンス・シフトの検出に関連する方法フロー図40を示す。本明細書で説明するように、医療用位置決めシステム22は、電極30が設置され得る電界を生成することができる。電極30は、電界の強度と電界内の電極30の位置とに基づくインピーダンス信号を生成することができる。インピーダンス信号に基づいて、電極30のインピーダンス・ロケーションが、インピーダンス・ベースの座標系内で決定され得る。医療用位置決めシステム22は、磁気位置センサ28が設置され得る磁界も生成することができる。磁気位置センサ28の磁気ロケーションは、磁気位置センサ28から受信される信号に基づいて計算され得る。信号は、磁界の強度と磁界内の磁気位置センサ28の位置及び/又は方位とに基づいて磁気位置センサ28によって生成され得る。
いくつかの実施形態では、方法は、一組の基準点を決定することを含むことができる。例えば、ブロック42において、方法は、各基準に対してプリシフト基準インピーダンス・ロケーションとプリシフト基準磁気ロケーションとを含む基準のプリシフト・セットを決定することを含むことができる。一組の基準点は、参照により本明細書内に完全に記述されるかのように組み込まれる、「Elecrtomagnetic Dynamic Registration for Device Navigation」と題する米国出願第15/187,286号に詳細に記述されるように、例えば磁界スケーリング又は電磁動的位置合わせにおいて使用される基準点であり得る。いくつかの実施形態では、プリシフト基準インピーダンス・ロケーション及びプリシフト基準磁気ロケーションは、医療機器(例えば、医療機器24)に関連付けられ得る。
基準のプリシフト・セットは、図3に関連して詳細に説明する、プリシフト期間の間に収集され得る。基準のプリシフト・セットはベースラインの役割を果たすことができ、このベースラインに対して、インピーダンス・シフトが生じたか否かの決定がなされ得る。
いくつかの実施形態では、プリシフト期間は、直近の期間を除外することができる。いくつかの実施形態では、直近の期間は、5〜300秒の範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、直近の期間は、10〜30秒の範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、直近の期間は、5〜10秒、5〜30秒、又は10〜300秒であり得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、プリシフト期間は、5秒未満又は30秒超であり得る。例えば、プリシフト基準インピーダンス・ロケーション及びプリシフト基準磁気ロケーションは、直近の期間(例えば、最後の10秒)を除外する特定の期間にわたって収集され得る。直近の期間が短すぎる場合、シフトを検出するために収集されるデータが十分でない場合がある。しかしながら、直近の期間が長すぎる場合、システムは、敏感に反応しないものとして受け取られる場合がある。いくつかの実施形態では、基準のプリシフト・セットは連続的に収集され得るが、直近の期間にわたって収集されるプリシフト基準インピーダンス・ロケーション及びプリシフト基準磁気ロケーションは、行われ得るさらなる計算から除外され得る。代替的に、いくつかの実施形態では、基準のプリシフト・セットは、直近の期間を除外する期間にわたって収集され得る。
ブロック44において、方法は、各基準に対してポストシフト基準インピーダンス・ロケーションとポストシフト基準磁気ロケーションとを含む基準のポストシフト・セットを決定することを含むことができる。ポストシフト基準インピーダンス・ロケーション及びポストシフト基準磁気ロケーションは、医療機器に関連付けられ得る。いくつかの実施形態では、基準のポストシフト・セットは、図3に関連して詳細に説明する、ポストシフト期間の間に収集され得る。ポストシフト期間は、現在時刻に隣接する期間(例えば、前に説明した直近の期間)を含むことができる。
いくつかの実施形態では、磁気位置センサに関連するロケーションは、医療機器の現在のロケーションを与えるために、図3に関連して詳細に説明する磁気ロケーション期間にわたって収集され得る。いくつかの実施形態では、磁気ロケーション期間は、ポストシフト期間より短くてもよく、及び/又はいくつかの実施形態では、ポストシフト期間と重複してもよい。いくつかの実施形態では、磁気ロケーション期間は現在時刻に隣接してもよく、0.01〜5秒の時間内で変動してもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、磁気ロケーション期間は、0.01秒未満でもよく、又は5秒超でもよい。一例では、磁気ロケーション期間は、現在時刻の前及び現在時刻に隣接する時間の長さを1秒としてもよい。
いくつかの実施形態では、前処理及び/又はフィルタ処理のステップは、基準のプリシフト・セット及び/又は基準のポストシフト・セットに対して実行され得る。前処理及び/又はフィルタ処理のステップは、基準のプリシフト・セット及び/又は基準のポストシフト・セットの両方に対して実行され得るが、簡潔のために、以下の説明は、基準のプリシフト・セットに関連して行われる。基準のプリシフト・セットの収集では、基準のプリシフト・セットを構成するデータ点は、不良ステータス・ビット(bad status bit)に基づいてフィルタ処理され得る。基準のプリシフト・セット内の一つ又は複数の基準が不良ステータス・ビットを含むとの決定がなされた場合、それらの基準はフィルタで取り除かれてもよく、インピーダンス・シフトのさらなる決定において使用されることはない。不良ステータス・ビットは、低品質のデータ、例えば、同期エラーを被りやすいデータ、スティム(stim)に使用されている電極からのデータ、(例えば、金属物体によって)ひずんだ磁界内に配設されたセンサから収集されたデータ、破損したセンサから受信されたデータ、及び/又は信頼できない位置センサから取得された他のデータ、を含むことがある。いくつかの実施形態では、不良ステータス・ビットは、ハードウェア内で検出され得るデータ獲得エラー、及び/又はソフトウェア内で検出されたデータ品質インジケータ(例えば、フィルタ・セトリング、カテーテルの過度の速度、シース内電極、人工呼吸器のゲーティング、など)の結合を指すことができる。インピーダンス位置特定の場合、不良ステータス・ビットの例は、切断されたパッチ、シース内の電極、過度の雑音、復調前の飽和、及び/又はカテーテルの過度の速度であり得る。磁気位置特定の場合、不良ステータス・ビットの例は、不十分な収束、磁気位置センサの動きボックス外への移動、及び/又は磁界に対して生じる金属ひずみであり得る。
いくつかの実施形態では、基準のプリシフト・セットは、特定の呼吸相に対してゲーティングされ得る。呼吸サイクルは、心臓内のカテーテル(例えば、医療機器)に動きを生じさせることがあり、インピーダンスと磁気の両方の座標系において報告された位置に相関変動をもたらす。同時に、呼吸サイクルは、互いに無相関であるインピーダンスと磁気の両方の座標系内にアーティファクトをもたらすことがある。例えば、体の前面のPRSは患者の呼吸に伴って上昇し、下降し、かつ傾斜して、PRS基準の座標系にアーティファクトをもたらす。インピーダンス座標系のナビゲーション電流は、肺が空になり、満たされるのにつれて変動して、インピーダンス座標系内にアーティファクトをもたらすことがある。呼吸アーティファクトによって損なわれない位置合わせを計算するために、基準収集は、呼吸相に応答する信号に対してゲーティングされ得る。ゲーティングがエラーなしに動作する場合、基準は、標準呼吸相において収集され得る。いくつかの実施形態では、参照によりその全体が本明細書内に完全に記述されるかのように組み込まれる、「Elecrtomagnetic Dynamic Registration for Device Navigation」と題する米国出願第15/187,286号に記述されるように、ゲーティングではなく空間及び時間基底関数が使用され得る。
図3は、プリシフト期間54、ポストシフト期間56、及び磁気ロケーション期間58に関連する時間スケール52を示す。図示のように、プリシフト期間54は、t0〜t1まで至り、t1−t0に等しい期間を有するように示されている。プリシフト期間54は、10秒〜30分の範囲内の期間内にあり得る。いくつかの実施形態では、期間は30分を超えてもよい。いくつかの実施形態では、プリシフト期間は、連続的な時間間隔でなくてもよい。磁界スケーリングが実行される場合、磁界スケーリングからのいくつかの基準が、基準のプリシフト・セットを生成するために使用され得る。いくつかの実施形態では、ユーザは、選択されたエリア及び/又は期間からデータを除去することができる。いくつかの実施形態では、ポストシフト期間56は、t1から現在時刻tcまで至り、tc−t1に等しい期間を有する期間を含むことができる。いくつかの実施形態では、図示のように、プリシフト期間54とポストシフト期間56とは互いに対して相互排他的である。しかしながら、いくつかの実施形態では、プリシフト期間54とポストシフト期間56とは重複してもよい。いくつかの実施形態では、磁気ロケーション期間58は、t2〜tcまで至り、tc−t0に等しい期間を有する期間を含むことができる。本明細書で図示し説明するように、磁気ロケーション期間58は、ポストシフト期間56と重複してもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、磁気ロケーション期間58とポストシフト期間56とは相互排他的であり得る。プリシフト期間54は、ポストシフト期間56より大きい期間を有するように示されているが、ポストシフト期間56は、プリシフト期間54に等しいか又はそれより大きい期間を有することができる。
方法フロー図40をさらに参照すると、いくつかの実施形態では、ブロック46において、方法は、プリシフト変換を基準のプリシフト・セットに適合させ、ポストシフト変換を基準のポストシフト・セットに適合させることを含むことができる。変換は、インピーダンスから磁気へのマッピングではなく、磁気からインピーダンスへのマッピングに基づくことができる。変換は、磁気からインピーダンスへのマッピングに基づくことができる。なぜならば、磁気ベースの座標は安定していると見なすことができ、インピーダンス場が変化する(例えば、シフトが生じる)ときを検出するために、インピーダンス・ベースの座標との安定した「グランド・トゥルース」比較として使用され得るからである。加えて、磁気からインピーダンスにマッピングするとき、変換は確実に調和関数に限定され得るが、このことは、インピーダンスから磁気へのマッピングには必ずしも当てはまらない。いくつかの実施形態では、各変換は、本明細書でさらに説明するように信頼区間を含むことができる。
いくつかの実施形態では、プリシフト変換及びポストシフト変換は、基準のプリシフト・セット(例えば、データ・セット)と基準のポストシフト・セット(例えば、データ・セット)とに対する変換ペアを、以下の変換関数に従って決定することによって構築され得、ここで変換関数は係数(「重み」)Wを有する。
Figure 2019524236
Wは、基底関数の数jに対するj×3行列とすることができ、Wの各行wiは<xi,yi,zi>として表すことができ、基底関数「i」が変換のx、y及びz成分に対してどれほど寄与しているかを示す。係数Wは、変換関数がいかにして磁気空間をインピーダンス空間にマッピングするかを決定するパラメータであり得る。一例では、Wは、磁気空間とインピーダンス空間との間の位置合わせであり得る。ここで、bは、薄板スプライン・ベース、プロクラステス・ベース、bスプライン・ベース、非一様有理Bスプライン(NURBS)ベース、電力シリーズ・ベース、調和関数にのみ及ぶように制約された電力シリーズ・ベース、測定された磁気−インピーダンス変換の主成分分析、又は線形に結合可能な基底関数の任意の他のセットなどの基底関数セットに対して、磁気座標を基底関数値のベクトルにマッピングする関数である。一つの特に有用な基底関数は薄板スプラインであり得、それは平滑化とデータ補間の両方のためにスプライン・ベースの技法を使用する。いくつかの実施形態では、薄板スプライン・ベースの使用が優先され得る。本明細書で説明する後続の注記では、Bxをi番目の行がb(x)Tである行列とする。次いで、「プリシフト」係数W←及び「ポストシフト」係数W→のセットに対して、以下を「変換ペア」と呼ぶ。
Figure 2019524236
いくつかの実施形態では、以下において、変換ペアは、プリシフト基準データ・セット(例えば、基準ロケーションのプリシフト・セット)(X←,Y←)及びポストシフト基準データ・セット(例えば、基準ロケーションのポストシフト・セット)(X→,Y→)に基づくと見なされる。
いくつかの実施形態では、ボックス48において、方法40は、プリシフト変換がポストシフト変換と異なるか否か決定することを含むことができる。例えば、方法40は、医療機器の現在のロケーションにおいて、プリシフト変換がポストシフト変換と特定のしきい値距離だけ異なるか否かを、特定の統計的信頼性によって決定することを含むことができる。本開示のいくつかの実施形態では、特定のしきい値距離は、ユーザ設定可能なしきい値距離とすることができ、しきい値距離は、1ミリメートル〜20ミリメートルの範囲内の距離とすることができる。いくつかの実施形態では、特定のしきい値距離は、2ミリメートル〜10ミリメートルの範囲内の距離とすることができる。しかしながら、ユーザ設定可能なしきい値距離は、1ミリメートル未満か又は20ミリメートル超とすることができる。一例では、ユーザ設定可能なしきい値距離は、5ミリメートルとすることができる。本明細書でさらに説明するように、プリシフト変換とポストシフト変換との間のインピーダンス・シフト(存在する場合)がしきい値距離を超える場合、シフトは臨床的に有意であると見なされ、ユーザに報告されてもよい。特定の統計的信頼性のしきい値は、ユーザ設定可能であり得る。いくつかの実施形態では、特定の統計的信頼性のしきい値は、90%〜99.99%の範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、統計的信頼性のしきい値は、95%〜99.9%の範囲内とすることができる。一例では、特定の統計的信頼性は、プリシフト変換がポストシフト変換と特定のしきい値距離を超えては異ならない99%信頼区間に設定され得る。変換ペア(例えば、プリシフト変換及びポストシフト変換)がシフトしているか否かを決定する際、磁気座標内の現在の(又は場合によっては関連する)カテーテル・ロケーションX*のセットにおける下記の変換のペア間の差のノルムは、下式のように定義されてもよく、X*は、各行が、シフトが検出され得る磁気ロケーションである行列であり得る。
Figure 2019524236
Figure 2019524236
いくつかの実施形態では、磁気ロケーションは、磁気ロケーション期間内に測定された磁気ロケーションとすることができ、磁気ロケーション期間は、一例では、前に説明したように、1秒とすることができる。距離εが、臨床的に有意な最小のシフトを表すと見なされる場合、変換ペアは、下式であれば、シフトしていないと見なすことができ、ここでβ=nε2であり、nはX*内の点の数であり、ここでεは、前に説明したように、臨床的に有意なシフトに対する距離のしきい値を表す。
Figure 2019524236
シフトの大きさの上記のメトリックは、シフトされない変換ペアのセットを楕円体にすることによって、以下でさらに説明する数値法を可能にするために部分的に使用され得る。
いくつかの実施形態では、インピーダンス・シフトが生じたか否かを試験するために、プリシフト基準データ・セット(X←,Y←)及びポストシフト基準データ・セット(X→,Y→)について、以下の仮定がなされ得る。例えば、すべてのiに対して、下式であるように、未知の係数W←及びW→ならびに測定共分散Σが存在するという仮定がなされ得る。
Figure 2019524236
記号N(0,Σ)は、n’が通常、共分散シグマで分布されることを示す(すなわち、データは未知の量の白色雑音を含み、場合によっては変換Φwによってよく説明されるとの仮定がなされ得る)。以下の仮説が、データ(X←,Y←)、(X→,Y→)に基づいて区別され得る。
Figure 2019524236
0は、下記がシフトしていない変換ペアであることを意味するステートメントである。
Figure 2019524236
いくつかの実施形態では、H0に統計的に反論することによって、シフトが検出されたとの宣言がなされ得る。
係数の固定されたセットによる測定の一貫性が、ホテリングのT2検定を介して決定され得る。いくつかの実施形態では、ホテリングのT2検定は、測定値と仮定された回帰重みのセットとを比較するために使用され得る。「古い」重みの一つのセット及び「新しい」重みの別のセットが仮定され得、重みはt2(例えば、検定統計値τ、本明細書でさらに説明する)を最小化するように最適化され得、それは、重みの固定されたセットを仮定し、データがそれらの重みと一致して「有意でないシフト」の制約を受けるか否かを示す。「有意でないシフト」の制約は、臨床的に有意であると見なされる距離のしきい値より小さいインピーダンス・シフトの大きさとして定義され得る。ホテリングのT2検定統計値は下式として表すことができる。
Figure 2019524236
ここで、B+はBのムーア−ペンローズの擬似逆行列を示し、k/3はBの列の数であり、であり、n/3はYの行の数である。
Figure 2019524236
基準データ・セット(X←,Y←)及び(X→,Y→)が、遮断周波数λ及び時間当たりd個のサンプル(例えば、毎秒d個のサンプル)のデータ・レートで時間的にローパス・フィルタ処理されているいくつかの実施形態では、σ^の定義は、これを説明するためにd/2λを乗じられ得る。
最小のt2を計算することは、点から超楕円体への距離の問題を解決することと同等であり得る。いくつかの実施形態では、本明細書で説明するように、帰無仮説H0に関連する測定値の一貫性に対する最小のt2(例えば、検定統計値τ)は、下式として表され得る。
Figure 2019524236
いくつかの実施形態では、プリシフト・データ・セットとポストシフト・データ・セットとが、(例えば、医療機器に関連する磁気位置センサを介して決定される)医療機器の現在のロケーション又は他の関心ロケーションにおいて、上記の距離のしきい値以上に異なる統計的信頼性が存在するか否かを決定するために、シフト検出しきい値モデルを周期的又は連続的に実行することができる。モデルは、下式で表すことができ、それはSendecorのF分布であり、ここでIは、正規化不完全ベータ関数である。
Figure 2019524236
τ(X←,Y←,X→,Y→)においてFn-k kの相補累積分布関数を評価すること(すなわち、p=1−F(τ;k,n−k)を評価すること)は、帰無仮説H0の下で(X←,Y←)及び(X→,Y→)と同じくらい極端な基準データ・セットを測定する確率の上限となるp値を与える。いくつかの実施形態では、この値が統計的有意性のしきい値αより小さい場合、シフトが検出され得る。本明細書で説明するように、統計的有意性のしきい値は、ユーザ設定可能であってもよく、そうでなくてもよい。統計的有意性のしきい値は、0.0001〜0.1の範囲とすることができ、一例では、0.01とすることができる。いくつかの実施形態では、統計的有意性のしきい値は、0.05〜0.001の範囲内とすることができる。
いくつかの実施形態では、検定統計値τは、点から超楕円体への距離として計算され得る。上記のように、τの値の決定において、最小のt2の値の計算は非自明である。解は、変数の変更を介してより容易に行うことができる。例えば、特異値分解を使用して、下式とすると、それによりUは直交であり、Dは対角である。
Figure 2019524236
次いで、
Ω=D1/2T
Ω^=D1/2T+
とする。t2統計値は下式と書き換えることができる。
Figure 2019524236
それは、ΩとΩ^との間の平方ユークリッド距離として定義され得る。Ψ=BxUD-1/2とすることによって、下記の定数は、ΩTΨTΨΩ≦βとなり、それは、Ωが特定の原点に中心を置く超楕円体の中にあることを意味するステートメントである。
Figure 2019524236
したがって、計算は、Ω^から楕円体の上又は内部の最接近点までの距離に対して与えられる。
ΩTΨTΨΩ≦β
Ω^が楕円体の内側にある場合、距離はゼロであり、そうでない場合、点から超楕円体への距離の問題は、エバリー、デーヴィッド、「Distance from a Point to an Ellipse, an Ellipsoid, or a Hyperellipsoid」、www.geometrictools.com/Documentation/DistancePointEllipseEllipsoid.pdfにおいて教示される方法などの方法によって解決され得る。点から楕円体への距離の計算の実行において、その計算は、超楕円体の度合いが、それの主軸のうちのいくつかに沿ってゼロ又は無限大であるケースに対してロバストであることに注意が払われる。これらのケースは、超楕円体が、それの主軸のうちの一つ又は複数に沿って平らに押しつぶされる(例えば、ゼロの度合い)か又はチューブに伸ばされる(例えば、無限大の度合い)例を含むことができる。
いくつかの実施形態では、ボックス50において、方法40は、プリシフト変換とポストシフト変換との間の差に基づいて、基準のプリシフト・セットと基準のポストシフト・セットとの間でインピーダンス・シフトが生じた旨の表示を生成することを含むことができる。一例では、方法は、インピーダンス・シフトの一般的な原因を含むとの通知を、ユーザ・インターフェースを介してユーザに与えることを含むことができる。例えば、一般的な原因は、患者の動き、患者に導入された薬剤、血流伝導度の変化、内臓器官の運動(例えば、肺の充填量の変化)、生理食塩水又は病変による局所的な伝導度変化、汗とパッチの相互作用などを含むことができる。いくつかの実施形態では、方法は、インピーダンス・シフトを補正するための方法を含む通知を、ユーザ・インターフェースを介してユーザに与えることを含むことができる。例えば、インピーダンス・シフトを補正するための方法は、並進オフセットをインピーダンス・ロケーションに適用すること又は基準データ・セット(例えば、プリシフト基準データ・セット)が構築される幾何学モデルを再構築すること、検出されたシフトをなくすために二次的な電磁的位置合わせを構築するために追加のロケーション・データを収集することを含むことができる。医療機器の決定されたロケーションがインピーダンス・シフトによって変化したことをユーザに警告することによって、誤った臨床判断を防ぐことができ、医師は、インピーダンス・シフトの原因を速やかに補正することが可能になり、したがって医師は、患者の診断及び/又は治療を続けることができる。
いくつかの実施形態では、インピーダンス・シフトが生じた時間及び/又はインピーダンス・シフトが報告された時間が決定され得、及び/又はメモリ内に記憶され得る。インピーダンス・シフトの発生に関してあまりに頻繁にユーザに警告することを避けるために、本開示の実施形態は、インピーダンス・シフトの報告を、特定の期間及び/又は反復する期間にわたって1回に制限することができる。例えば、いくつかの実施形態では、インピーダンス・シフトが時間t’において報告及び/又は検出される場合、インピーダンス・シフトはユーザに報告され得る。インピーダンス・シフトをユーザに報告すると、本開示の実施形態は、検出されたインピーダンス・シフトのユーザへの報告を再開する前に、時間t’’まで待つことができる。いくつかの実施形態では、報告されるシフト間の最小の時間間隔は、45秒〜3分の範囲内の持続時間とすることができる。言い換えれば、t’とt’’との間の時間間隔は、45秒〜3分に及ぶ持続時間とすることができるが、時間は任意の範囲の時間とすることができる。一例では、時間の範囲は60秒とすることができる。いくつかの実施形態では、インピーダンス・シフトは、反復する期間にわたって報告され得る。例えば、インピーダンス・シフトが存在しなくなるまで、又はユーザ・インターフェースが、インピーダンス・シフトの報告を停止することの選択をユーザから受信するまで、インピーダンス・シフトは60秒ごとに1回ユーザに報告され得る。
図4は、本開示の実施形態による、コンピューティング・デバイス60の処理リソースと通信しているコンピュータ可読媒体の一例のブロック図を示す。図1に関して説明する主制御12は、図3に示すコンピューティング・デバイスなどのコンピューティング・デバイスとの通信を含んでもよく、及び/又は、又はコンピューティング・デバイスと通信中であってもよい。コンピューティング・デバイス60は、いくつかの機能を実行するために、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、及び/又は論理回路を利用することができる。コンピューティング・デバイス60は、いくつかの遠隔コンピューティング・デバイスを含むことができる。
コンピューティング・デバイス60は、いくつかの機能を実行するように構成された、ハードウェアとプログラム命令との組合せであり得る。例えば、ハードウェアは、一つ又は複数の処理リソース62、コンピュータ可読媒体(CRM)64などを含むことができる。プログラム命令(例えば、コンピュータ可読命令(CRI)66)は、CRM64上に記憶され、所望の機能を実行する(例えば、医療機器の現在のロケーションにおいて、プリシフト変換がポストシフト変換と特定のしきい値距離だけ異なるか否かを、特定の統計的信頼性を用いて決定する、など)ために処理リソース62によって実行可能である命令を含むことができる。CRI66も、サーバによって管理される遠隔メモリ内に記憶され、ダウンロード、インストール、及び実行され得るインストール・パッケージを表すことができる。コンピューティング・デバイス60はメモリ・リソース68を備えることができ、処理リソース62はメモリ・リソース68に結合され得る。
処理リソース62は、内部又は外部の非一時的CRM64上に記憶され得るCRI66を実行することができる。処理リソース62は、本明細書で説明するそれらの機能(例えば、方法フロー図40に関連するステップ)を含む様々な機能を実行するためにCRI66を実行することができる。
いくつかのモジュール70、72、74、76、78は、サブモジュール又は他のモジュールとすることができる。例えば、プリシフトを決定するモジュール70及びポストシフトを決定するモジュール72は、サブモジュールであってもよく、及び/又は単一のモジュール内に含まれてもよい。さらに、いくつかのモジュール70、72、74、76、78は、別個の互いに異なる個々のモジュールを含むことができる。
プリシフトを決定するモジュール70はCRI66を含むことができ、医療機器に関連する基準ロケーションのプリシフト・セットを決定するために、処理リソース62によって実行され得る。いくつかの実施形態では、位置信号は、医療機器上に配設された磁気位置センサ及びインピーダンス・ベースのセンサから受信することができ、プリシフト基準インピーダンス・ロケーション及びプリシフト基準磁気ロケーションは、それぞれ、受信された位置信号に基づいて決定され得る。前述のように、いくつかの実施形態では、プリシフト期間は、直近の期間を除外することができる。
ポストシフトを決定するモジュール72はCRI66を含むことができ、医療機器に関連する基準ロケーションのポストシフト・セットを決定するために、処理リソース62によって実行され得る。いくつかの実施形態では、位置信号は、医療機器上に配設された磁気位置センサ及びインピーダンス・ベースのセンサから受信することができ、ポストシフト基準インピーダンス・ロケーション及びポストシフト基準磁気ロケーションは、それぞれ、受信された位置信号に基づいて決定され得る。前述のように、いくつかの実施形態では、ポストシフト期間は、現在時刻に隣接する期間を含むことができる。
変換を適合するモジュール74はCRI66を含むことができ、プリシフト変換を基準ロケーションのプリシフト・セットに適合させ、ポストシフト変換を基準ロケーションのポストシフト・セットに適合させるために、処理リソース62によって実行され得る。いくつかの実施形態では、変換ペアは、前述のように、基準のプリシフト・セット(例えば、データ・セット)及び基準のポストシフト・セット(例えば、データ・セット)に対して決定され得る。
統計的信頼性モジュール76はCRI66を含むことができ、医療機器の現在のロケーションにおいて、プリシフト変換がポストシフト変換と特定のしきい値距離だけ異なるか否かを特定の統計的信頼性によって決定するために、処理リソース62によって実行され得る。いくつかの実施形態では、医療機器の現在のロケーションは、医療機器上に配設された磁気位置センサからの信号に基づいて決定され得る。
表示モジュール78はCRI66を含むことができ、決定された差の特定の統計的信頼性に基づいて、インピーダンス・シフトが生じた旨の表示を生成するか否かを決定するために、処理リソース62によって実行され得る。いくつかの実施形態では、統計的信頼性は、プリセットされてもよく、及び/又はユーザ設定可能であってもよい。統計的信頼性は、プリシフト変換がポストシフト変換と特定のしきい値距離を超えて異なることのない特定の信頼区間に設定され得る。
様々な装置、システム及び/又は方法の実施形態が、本明細書で説明される。明細書において説明され、添付の図面において示されるように、本実施形態の全体的な構造、機能、製造、及び用途の完全な理解を与えるために、多数の具体的な詳細が説明される。しかしながら、本実施形態は、そのような具体的な詳細なしに実行されてもよいことは、当業者には理解されよう。他の例では、本明細書において説明される実施形態を不明瞭にしないために、よく知られている動作、構成要素、及び要素は詳細には説明されていない。本明細書で説明され、示される実施形態は限定されない例であり、したがって、本明細書で開示する特定の構造的及び機能的詳細は代表的なものであり、必ずしも本実施形態の範囲を限定するものではなく、本実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ規定されることが諒解され得ることは、当業者には理解されよう。
本明細書を通して「様々な実施形態」、「いくつかの実施形態」、「一つの実施形態」、又は「一実施形態」などの言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも一つの実施形態内に含まれることを意味する。したがって、「様々な実施形態における」、「いくつかの実施形態における」、「一つの実施形態における」、又は「一実施形態における」などの句が本明細書を通して所々に出現することは、必ずしもすべて同じ実施形態を指しているとは限らない。さらに、一つ又は複数の実施形態では、特定の特徴、構造、又は特性は、任意の好適な方法で組み合わされてもよい。したがって、一実施形態に関連して示されるか又は説明される特定の特徴、構造、又は特性は、そのような組合せが非論理的又は非機能的でないならば、限定されることなく、一つ又は複数の他の実施形態の特徴、構造、又は特性と、全体的又は部分的に組み合わされてもよい。
「近接した」及び「末端の」という用語は、本明細書を通して、患者を治療するために使用される器具の一端を操作する臨床医に関連して使用されてもよいことが諒解されよう。「近接した」という用語は、臨床医に最も近い器具の部分を指し、「末端の」という用語は、臨床医から最も遠く配置される部分を指す。簡潔及び明確のために、「垂直の」、「水平の」、「上に」、及び「下に」などの空間的用語は、本明細書では、示された実施形態に対して使用されてもよいことがさらに諒解されよう。しかしながら、手術器具は多くの方位及び位置において使用される場合があるので、これらの用語は限定的及び絶対的であることを意図されていない。
インピーダンス・シフトの検出に関する少なくとも一つの実施形態が、上記で一定程度の特殊性で説明されたが、当業者は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、開示された実施形態に対して多数の代替形態を作成し得るであろう。すべての方向についての言及(例えば、より上方の、より下方の、上向きの、下向きの、左の、右の、左方向の、右方向の、上部の、下部の、上の、下の、垂直の、水平の、時計回りの、及び反時計回りの)は、本開示の読者の理解を助けるために識別する目的でのみ使用され、特にデバイスの位置、方位又は用途に関して制限を生じるものではない。結合についての言及(例えば、貼付された、取り付けられた、結合された、接続されたなど)は、広範に解釈されるべきであり、要素の接続の間の中間部材及び要素間の相対運動を含むことができる。したがって、結合についての言及は、必ずしも、2つの要素が直接接続され、互いに固定された関係にあることを暗示するとは限らない。上記の説明に含まれるか又は添付の図面に示されるすべての事項は例にすぎず、限定的ではないものと解釈されることが意図されている。添付の特許請求の範囲において定義される本開示の趣旨から逸脱することなく、詳細又は構造における変更がなされ得る。
参照により本明細書に組み込まれるといわれる任意の特許、出願、又は他の開示の内容は、全体的に又は部分的に、組み込まれる内容が既存の定義、ステートメント又は本開示で説明する他の開示内容と矛盾しない範囲でのみ、本明細書に組み込まれる。したがって、必要な限度において、本明細書に明確に記述する本開示は、任意の相いれない内容が参照により本明細書に組み込まれることを破棄する。参照により本明細書に組み込まれるといわれるが、既存の定義、ステートメント、又は本明細書で説明する他の開示内容と相いれない任意の内容又はその一部は、その組み込まれる内容と既存の開示内容との間で対立が生じない限りにおいてのみ組み込まれることになる。
参照により本明細書に組み込まれるといわれる任意の特許、出願、又は他の開示の内容は、全体的に又は部分的に、組み込まれる内容が既存の定義、ステートメント又は本開示で説明する他の開示内容と矛盾しない範囲でのみ、本明細書に組み込まれる。したがって、必要な限度において、本明細書に明確に記述する本開示は、任意の相いれない内容が参照により本明細書に組み込まれることを破棄する。参照により本明細書に組み込まれるといわれるが、既存の定義、ステートメント、又は本明細書で説明する他の開示内容と相いれない任意の内容又はその一部は、その組み込まれる内容と既存の開示内容との間で対立が生じない限りにおいてのみ組み込まれることになる。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)
インピーダンス・シフトの検出のためのコンピュータによって実行される方法であって、
各基準に対して、プリシフト基準インピーダンス・ロケーション及びプリシフト基準磁気ロケーションを含む基準のプリシフト・セットを決定することであって、前記プリシフト基準インピーダンス・ロケーション及び前記プリシフト基準磁気ロケーションは医療機器に関連付けられる、前記決定することと、
各基準に対して、ポストシフト基準インピーダンス・ロケーション及びポストシフト基準磁気ロケーションを含む基準のポストシフト・セットを決定することであって、前記ポストシフト基準インピーダンス・ロケーション及び前記ポストシフト基準磁気ロケーションは前記医療機器に関連付けられる、前記決定することと、
プリシフト変換を前記基準のプリシフト・セットに適合させ、ポストシフト変換を前記基準のポストシフト・セットに適合させることと、
前記プリシフト変換が前記ポストシフト変換と異なるか否かを決定することと、
前記プリシフト変換と前記ポストシフト変換との間の差に基づいて、前記基準のプリシフト・セットと前記基準のポストシフト・セットとの間でインピーダンス・シフトが生じた旨の表示を生成することと、を含む、方法。
(項目2)
前記医療機器の現在のロケーションにおいて、前記プリシフト変換が前記ポストシフト変換と特定のしきい値距離だけ異なるか否かを、特定の統計的信頼性を用いて決定することをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記特定の統計的信頼性はユーザ設定可能である、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記しきい値距離はユーザ設定可能である、項目2に記載の方法。
(項目5)
前記基準のプリシフト・セットはプリシフト期間の間に収集される、項目1に記載の方法。
(項目6)
前記プリシフト期間は直近の期間を除外した期間である、項目5に記載の方法。
(項目7)
前記基準のポストシフト・セットはポストシフト期間の間に収集される、項目1に記載の方法。
(項目8)
前記ポストシフト期間は現在時刻に隣接する期間を含む、項目7に記載の方法。
(項目9)
前記基準のプリシフト・セットは不良ステータス・ビットについてフィルタ処理される、項目1に記載の方法。
(項目10)
前記基準のプリシフト・セットは特定の呼吸相に対してゲーティングされる、項目1に記載の方法。
(項目11)
前記インピーダンス・シフトの通知を、ユーザ・インターフェースを介してユーザに与えることをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目12)
前記インピーダンス・シフトが生じた時間を決定することをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目13)
前記インピーダンス・シフトが生じた前記時間の後の規定された時間内に追加のインピーダンス・シフトが報告されるのを防ぐことをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目14)
インピーダンス・シフトの検出を決定するためのシステムであって、
プロセッサ・リソース及びメモリ・リソースを含むコンピューティング・デバイスを備え、
前記メモリ・リソースは、コンピュータ可読命令を記憶し、
前記コンピュータ可読命令は、前記プロセッサ・リソースによって実行されたときに、
医療機器に関連付けられた基準ロケーションのプリシフト・セットを決定することと、
前記医療機器に関連付けられた基準ロケーションのポストシフト・セットを決定することと、
プリシフト変換を前記基準ロケーションのプリシフト・セットに適合させ、ポストシフト変換を前記基準ロケーションのポストシフト・セットに適合させることと、
前記医療機器の現在のロケーションにおいて、前記プリシフト変換が前記ポストシフト変換と特定のしきい値距離だけ異なるか否かを、特定の統計的信頼性を用いて決定することと、
前記決定された差の前記特定の統計的信頼性に基づいて、インピーダンス・シフトが生じた旨の表示を生成するか否かを決定することと、
を前記プロセッサ・リソースに行わせる、システム。
(項目15)
前記医療機器に関連付けられた前記基準ロケーションのプリシフト・セットは、プリシフト基準インピーダンス・ロケーション及びプリシフト基準磁気ロケーションを含む、項目14に記載のシステム。
(項目16)
前記医療機器に関連付けられた前記基準ロケーションのポストシフト・セットは、ポストシフト基準インピーダンス・ロケーション及びポストシフト基準磁気ロケーションを含む、項目14に記載のシステム。
(項目17)
前記医療機器の前記現在のロケーションは、前記医療機器上に配設された磁気位置センサからの信号に基づいて決定される、項目14に記載のシステム。

Claims (17)

  1. インピーダンス・シフトの検出のためのコンピュータによって実行される方法であって、
    各基準に対して、プリシフト基準インピーダンス・ロケーション及びプリシフト基準磁気ロケーションを含む基準のプリシフト・セットを決定することであって、前記プリシフト基準インピーダンス・ロケーション及び前記プリシフト基準磁気ロケーションは医療機器に関連付けられる、前記決定することと、
    各基準に対して、ポストシフト基準インピーダンス・ロケーション及びポストシフト基準磁気ロケーションを含む基準のポストシフト・セットを決定することであって、前記ポストシフト基準インピーダンス・ロケーション及び前記ポストシフト基準磁気ロケーションは前記医療機器に関連付けられる、前記決定することと、
    プリシフト変換を前記基準のプリシフト・セットに適合させ、ポストシフト変換を前記基準のポストシフト・セットに適合させることと、
    前記プリシフト変換が前記ポストシフト変換と異なるか否かを決定することと、
    前記プリシフト変換と前記ポストシフト変換との間の差に基づいて、前記基準のプリシフト・セットと前記基準のポストシフト・セットとの間でインピーダンス・シフトが生じた旨の表示を生成することと、を含む、方法。
  2. 前記医療機器の現在のロケーションにおいて、前記プリシフト変換が前記ポストシフト変換と特定のしきい値距離だけ異なるか否かを、特定の統計的信頼性を用いて決定することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記特定の統計的信頼性はユーザ設定可能である、請求項2に記載の方法。
  4. 前記しきい値距離はユーザ設定可能である、請求項2に記載の方法。
  5. 前記基準のプリシフト・セットはプリシフト期間の間に収集される、請求項1に記載の方法。
  6. 前記プリシフト期間は直近の期間を除外した期間である、請求項5に記載の方法。
  7. 前記基準のポストシフト・セットはポストシフト期間の間に収集される、請求項1に記載の方法。
  8. 前記ポストシフト期間は現在時刻に隣接する期間を含む、請求項7に記載の方法。
  9. 前記基準のプリシフト・セットは不良ステータス・ビットについてフィルタ処理される、請求項1に記載の方法。
  10. 前記基準のプリシフト・セットは特定の呼吸相に対してゲーティングされる、請求項1に記載の方法。
  11. 前記インピーダンス・シフトの通知を、ユーザ・インターフェースを介してユーザに与えることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  12. 前記インピーダンス・シフトが生じた時間を決定することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  13. 前記インピーダンス・シフトが生じた前記時間の後の規定された時間内に追加のインピーダンス・シフトが報告されるのを防ぐことをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  14. インピーダンス・シフトの検出を決定するためのシステムであって、
    プロセッサ・リソース及びメモリ・リソースを含むコンピューティング・デバイスを備え、
    前記メモリ・リソースは、コンピュータ可読命令を記憶し、
    前記コンピュータ可読命令は、前記プロセッサ・リソースによって実行されたときに、
    医療機器に関連付けられた基準ロケーションのプリシフト・セットを決定することと、
    前記医療機器に関連付けられた基準ロケーションのポストシフト・セットを決定することと、
    プリシフト変換を前記基準ロケーションのプリシフト・セットに適合させ、ポストシフト変換を前記基準ロケーションのポストシフト・セットに適合させることと、
    前記医療機器の現在のロケーションにおいて、前記プリシフト変換が前記ポストシフト変換と特定のしきい値距離だけ異なるか否かを、特定の統計的信頼性を用いて決定することと、
    前記決定された差の前記特定の統計的信頼性に基づいて、インピーダンス・シフトが生じた旨の表示を生成するか否かを決定することと、
    を前記プロセッサ・リソースに行わせる、システム。
  15. 前記医療機器に関連付けられた前記基準ロケーションのプリシフト・セットは、プリシフト基準インピーダンス・ロケーション及びプリシフト基準磁気ロケーションを含む、請求項14に記載のシステム。
  16. 前記医療機器に関連付けられた前記基準ロケーションのポストシフト・セットは、ポストシフト基準インピーダンス・ロケーション及びポストシフト基準磁気ロケーションを含む、請求項14に記載のシステム。
  17. 前記医療機器の前記現在のロケーションは、前記医療機器上に配設された磁気位置センサからの信号に基づいて決定される、請求項14に記載のシステム。
JP2019500885A 2016-07-15 2017-07-14 インピーダンス・シフトの検出 Active JP6781325B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662362967P 2016-07-15 2016-07-15
US62/362,967 2016-07-15
PCT/US2017/042066 WO2018013894A1 (en) 2016-07-15 2017-07-14 Impedance shift detection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019524236A true JP2019524236A (ja) 2019-09-05
JP6781325B2 JP6781325B2 (ja) 2020-11-04

Family

ID=60942281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019500885A Active JP6781325B2 (ja) 2016-07-15 2017-07-14 インピーダンス・シフトの検出

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10441192B2 (ja)
EP (1) EP3463074B1 (ja)
JP (1) JP6781325B2 (ja)
CN (1) CN109475318B (ja)
WO (1) WO2018013894A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113551675B (zh) * 2020-04-26 2024-05-24 四川锦江电子医疗器械科技股份有限公司 一种提升阻抗定位导航性能的方法及检测系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001502189A (ja) * 1996-01-08 2001-02-20 バイオセンス・インコーポレイテッド マッピング用カテーテル
JP2014511737A (ja) * 2011-04-14 2014-05-19 セント・ジュード・メディカル・エイトリアル・フィブリレーション・ディヴィジョン・インコーポレーテッド 複数のナビゲーションシステムの共通座標系への位置合せシステムおよび方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8932227B2 (en) * 2000-07-28 2015-01-13 Lawrence A. Lynn System and method for CO2 and oximetry integration
US6104944A (en) * 1997-11-17 2000-08-15 Martinelli; Michael A. System and method for navigating a multiple electrode catheter
WO2004019763A2 (en) * 2002-08-30 2004-03-11 Wollin Ventures, Inc. Apparatus and method for magnetic resonance measurement and mapping of electrical impedance, complex permittivity and complex conductivity as applied to detection and evaluation of sample pathology
US7536218B2 (en) * 2005-07-15 2009-05-19 Biosense Webster, Inc. Hybrid magnetic-based and impedance-based position sensing
US20110288615A1 (en) * 2007-11-26 2011-11-24 The Board Of Regents, The University Of Texas System Implantable Therapeutic Systems Including Neurostimulation Circuits, Devices, Systems and Methods
EP2257839B1 (en) * 2008-03-10 2014-07-23 Koninklijke Philips N.V. Method and device for calibrating a magnetic induction tomography system
US9307931B2 (en) * 2008-12-31 2016-04-12 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Multiple shell construction to emulate chamber contraction with a mapping system
GB0907806D0 (en) * 2009-05-06 2009-06-17 Neurophysix Telemed Ltd Impedance Tomography Apparatus
US10069668B2 (en) 2009-12-31 2018-09-04 Mediguide Ltd. Compensation of motion in a moving organ using an internal position reference sensor
US20120053422A1 (en) * 2010-08-24 2012-03-01 General Electric Company Method, Device and Computer Program Product for Monitoring Patients Receiving Care
US10362963B2 (en) * 2011-04-14 2019-07-30 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Correction of shift and drift in impedance-based medical device navigation using magnetic field information
US10918307B2 (en) * 2011-09-13 2021-02-16 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Catheter navigation using impedance and magnetic field measurements
US9414776B2 (en) * 2013-03-06 2016-08-16 Navigated Technologies, LLC Patient permission-based mobile health-linked information collection and exchange systems and methods
US9173640B2 (en) 2013-08-09 2015-11-03 Sonowise, Inc. Systems and methods for processing ultrasound color flow mapping
US20150157273A1 (en) * 2013-12-06 2015-06-11 Cardiac Pacemakers, Inc. Heart failure event prediction using classifier fusion
CN107771055B (zh) 2015-06-19 2021-02-26 圣犹达医疗用品心脏病学部门有限公司 用于装置导航的电磁动态配准
US9931082B2 (en) * 2015-07-31 2018-04-03 General Electric Company Time optimal phase sensitive inversion recovery reconstruction for magnetic resonance imaging

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001502189A (ja) * 1996-01-08 2001-02-20 バイオセンス・インコーポレイテッド マッピング用カテーテル
JP2014511737A (ja) * 2011-04-14 2014-05-19 セント・ジュード・メディカル・エイトリアル・フィブリレーション・ディヴィジョン・インコーポレーテッド 複数のナビゲーションシステムの共通座標系への位置合せシステムおよび方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018013894A1 (en) 2018-01-18
US10441192B2 (en) 2019-10-15
EP3463074A1 (en) 2019-04-10
CN109475318B (zh) 2022-07-26
JP6781325B2 (ja) 2020-11-04
EP3463074A4 (en) 2019-12-18
US20180014749A1 (en) 2018-01-18
EP3463074B1 (en) 2021-04-21
CN109475318A (zh) 2019-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11712171B2 (en) Electromagnetic dynamic registration for device navigation
US11944389B2 (en) Impedance shift and drift detection and correction
EP2675347B1 (en) System for registration of multiple navigation systems to a common coordinate frame
US11547492B2 (en) Mechanical modules of catheters for sensor fusion processes
US20110262015A1 (en) Image processing apparatus, image processing method, and storage medium
EP1718202A1 (en) Device and method for the determination of the position of a catheter in a vascular system
US11269036B2 (en) System and method for phase unwrapping for automatic cine DENSE strain analysis using phase predictions and region growing
US9355454B2 (en) Automatic estimation of anatomical extents
CA3011040A1 (en) Impedance-based position tracking performance using scattered interpolant
JP6781325B2 (ja) インピーダンス・シフトの検出
US11257219B2 (en) Registration of static pre-procedural planning data to dynamic intra-procedural segmentation data
US7116808B2 (en) Method for producing an image sequence from volume datasets
CN110546684A (zh) 时变数据的定量评估
WO2024083620A1 (en) Mapping function
WO2023104541A1 (en) Improving mapping of an anatomical cavity and/or location tracking in the anatomical cavity
JP2024510554A (ja) 患者の身体深度情報を取得する方法及び装置
WO2023247159A1 (en) Generating an anatomical model of an anatomical cavity

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190315

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190315

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190718

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200331

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200629

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200824

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201006

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201015

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6781325

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250