JP2021000525A - 超音波シーケンス処理システムおよび方法 - Google Patents

超音波シーケンス処理システムおよび方法 Download PDF

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    • A61B2018/00351—Heart

Abstract

【課題】心臓の不整脈の局所化、分析、および処置について改善する。【解決手段】システムは、周辺組織によって画定される体腔への送達用に構成されたカテーテル１００と、カテーテル１００の遠位端に結合される複数の超音波変換器１３３と、所定の活動化シーケンスに従って各超音波変換器１３３を選択的にオン／オフし、各超音波変換器１３３から受信した信号を処理し、周辺組織の少なくとも２Ｄ表示を作り出すように構成された電子モジュール２００と、を含む。ユーザは、心臓活動の様々な態様を選択的に計算および表示できる。ユーザは、双極子密度（ＤＤＭ）、電荷密度（ＣＤＭ）、または電圧（Ｖ−Ｖ）を表示できる。腔（表面）の形状および場所ならびに電極で記録される電位は、表示できる。システムは、異なった表示モード間で前後に変化もでき、また、事後処理ツールを用いて、どのように様々なタイプの情報が表示されるかを変化できる。【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、心臓の活動をマッピングするのに役立ち得るシステム、デバイス、および方法などの、心臓の不整脈または他の心臓の疾患もしくは障害の診断および／または処置に役立ち得るシステムおよび方法に関する。
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて、２０１５年５月１２日に出願された「Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の下記特許文献１（米国仮特許出願第６２／１６０，５２９号）の優先権を主張し、その全体を本願に引用して援用する。
本出願は、２０１５年９月２５日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ Ｃａｒｄｉａｃ Ｗａｌｌｓ」という名称の下記特許文献２（米国特許出願第１４／８６５，４３５号）に関係し得るが、その優先権を主張はしない。米国特許出願第１４／８６５，４３５号は、２０１５年１０月２７日に発行された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ Ｃａｒｄｉａｃ Ｗａｌｌｓ」という名称の米国特許第９，１６７，９８２号（以降、９８２特許）の継続出願である。９８２特許は、２０１４年１２月２３日に発行された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ Ｃａｒｄｉａｃ Ｗａｌｌｓ」という名称の米国特許第８，９１８，１５８号（以降、１５８特許）の継続出願である。１５８特許は、２０１４年４月１５日に発行された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ Ｃａｒｄｉａｃ Ｗａｌｌｓ」という名称の米国特許第８，７００，１１９号（以降、１１９特許）の継続出願である。１１９特許は、２０１３年４月９日に発行された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ Ｃａｒｄｉａｃ Ｗａｌｌｓ」という名称の米国特許第８，４１７，３１３号（以降、３１３特許）の継続出願である。３１３特許は、２００７年８月３日に出願されて国際公開第２００８／０１４６２９号として公開された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ Ｃａｒｄｉａｃ Ｗａｌｌｓ」という名称の特許協力条約出願第ＣＨ２００７／０００３８０号の米国特許法第３７１条に基づく国内段階出願であった。国際公開第２００８／０１４６２９号は、２００６年８月３日に出願されたスイス国特許出願第１２５１／０６号の優先権を主張した。それらのそれぞれを本願に引用して援用する。
本出願は、２０１５年１０月１９日に出願された「Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｃａｒｄｉａｃ Ｗａｌｌ」という名称の下記特許文献３（米国特許出願第１４／８８６，４４９号）に関係し得るが、その優先権を主張はしない。米国特許出願第１４／８８６，４４９号は、２０１５年１１月２４日に発行された「Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｃａｒｄｉａｃ Ｗａｌｌ」という名称の米国特許第９，１９２，３１８号の継続出願である。米国特許第９，１９２，３１８号は、２０１３年８月２０日に発行されて米国特許出願第２０１０／０２９８６９０号（以降、６９０刊行物）として公開された「Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｃａｒｄｉａｃ Ｗａｌｌ」という名称の米国特許第８，５１２，２５５号の継続出願である。６９０刊行物は、国際公開第２００９／０９０５４７号として公開された「Ａ Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｃａｒｄｉａｃ Ｗａｌｌ」という名称の、２００９年１月１６日に出願された特許協力条約出願第ＰＣＴ／ＩＢ０９／０００７１号の米国特許法第３７１条に基づく国内段階出願であった。国際公開第２００９／０９０５４７号は、２００８年１月１７日に出願されたスイス国特許出願第０００６８／０８号の優先権を主張した。それらのそれぞれを本願に引用して援用する。
本出願は、２０１３年９月６日に出願された「Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｃａｒｄｉａｃ Ｗａｌｌ」という名称の下記特許文献４（米国特許出願第１４／００３，６７１号）に関係し得るが、その優先権を主張はしない。米国特許出願第１４／００３，６７１号は、国際公開第２０１２／１２２５１７号（以降、５１７刊行物）として公開された「Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｃａｒｄｉａｃ Ｗａｌｌ」という名称の、特許協力条約出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０２８５９３号の米国特許法第３７１条に基づく国内段階出願である。５１７刊行物は、米国特許仮出願第６１／４５１，３５７号の優先権を主張した。それらのそれぞれを本願に引用して援用する。
本出願は、２０１３年１２月２日に出願された「Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｕｓｅｓ ｏｆ Ｓａｍｅ， Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｕｓｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｈｅａｒｔ」という名称の下記特許文献５（米国意匠出願第２９／４７５，２７３号）に関係し得るが、その優先権を主張はしない。米国意匠出願第２９／４７５，２７３号は、２０１３年８月３０日に出願された「Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｕｓｅｓ ｏｆ Ｓａｍｅ， Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｕｓｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｈｅａｒｔ」という名称の特許協力条約出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０５７５７９号の米国特許法第３７１条に基づく国内段階出願である。特許協力条約出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０５７５７９号は、２０１２年８月３１日に出願された「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｉａｇｎｏｓｉｎｇ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｉｎｇ Ｈｅａｒｔ Ｔｉｓｓｕｅ」という名称の米国特許仮出願第６１／６９５，５３５号の優先権を主張し、それを本願に引用して援用する。
本出願は、２０１５年７月２３日に出願された「Ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｗｉｔｈ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ （ＰＣＢ） Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐａｔｈｗａｙｓ」という名称の下記特許文献６（米国特許出願第１４／７６２，９４４号）に関係し得るが、その優先権を主張はしない。米国特許出願第１４／７６２，９４４号は、２０１４年２月７日に出願されて国際公開第２０１４／１２４２３１号として公開された「Ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｗｉｔｈ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ （ＰＣＢ） Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐａｔｈｗａｙｓ」という名称の特許協力条約出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／１５２６１号の米国特許法第３７１条に基づく国内段階出願である。国際公開第２０１４／１２４２３１号は、２０１３年２月８日に出願された「Ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｗｉｔｈ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ （ＰＣＢ） Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐａｔｈｗａｙｓ」という名称の米国特許仮出願第６１／７６２，３６３号の優先権を主張し、それを本願に引用して援用する。
本出願は、２０１５年１月１４日に出願された「Ｇａｓ−Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ Ｐａｔｉｅｎｔ Ａｃｃｅｓｓ Ｄｅｖｉｃｅ」という名称の下記特許文献７（特許協力条約出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／１１３１２号）に関係し得るが、その優先権を主張はしない。特許協力条約出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／１１３１２号は、２０１４年１月１７日に出願された「Ｇａｓ−Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ Ｐａｔｉｅｎｔ Ａｃｃｅｓｓ Ｄｅｖｉｃｅ」という名称の米国特許仮出願第６１／９２８，７０４号の優先権を主張し、それを本願に引用して援用する。
本出願は、２０１５年３月２４日に出願された「Ｃａｒｄｉａｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の下記特許文献８（特許協力条約出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／２２１８７号）に関係し得るが、その優先権を主張はしない。特許協力条約出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／２２１８７号は、２０１４年３月２８日に出願された「Ｃａｒｄｉａｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の米国特許仮出願第６１／９７０，０２７号の優先権を主張し、それを本願に引用して援用する。
本出願は、２０１６年３月２日に出願された「Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ ａ Ｃａｒｄｉａｃ Ｓｕｒｆａｃｅ」という名称の下記特許文献９（米国特許出願第１４／９１６，０５６号）に関係し得るが、その優先権を主張はしない。米国特許出願第１４／９１６，０５６号は、２０１４年９月１０日に出願されて国際公開第２０１５／０３８６０７号として公開された「Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ ａ Ｃａｒｄｉａｃ Ｓｕｒｆａｃｅ」という名称の特許協力条約出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／５４９４２／号の米国特許法第３７１条に基づく国内段階出願である。国際公開第２０１５／０３８６０７号は、２０１３年９月１３日に出願された「Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ ａ Ｃａｒｄｉａｃ Ｓｕｒｆａｃｅ」という名称の米国特許仮出願第６１／８７７，６１７号の優先権を主張し、それを本願に引用して援用する。
心臓の不整脈の起源を局所化するために、一般的なやり方は、患者の心臓の内部の電気生理学的手段によって心臓の内側表面に位置する電気的な電位を測定することである。１つの方法は、電極カテーテルを心臓の中に挿入して、正常な心律動または心臓の不整脈の間に心臓電位を記録することである。不整脈が規則的な活動化シーケンスを有する場合、電極の場所で電圧について測定した電気的な活動化のタイミングは、不整脈の間に電極を周りに動かすときに蓄積することができ、電気的な活動化の３次元マップが作り出される。これを行うことにより、不整脈の源泉の場所およびメカニズム、すなわち、リエントリ回路、に関する情報は、処置（ラジオ波アブレーション）を開始または案内するために診断される場合がある。情報は、心臓再同期の処置を案内するために、使用することもでき、埋め込み型のペーシング電極は、心臓壁または腔の内部の特定の場所に配設され、正常なレベルの心臓の協調的な活動化が再建される。
外部のセンサを使用する方法は、例えば、心電図（ＥＣＧ）およびベクトル心電図（ＶＣＧ）を含む心電図技術を用いて身体表面から心臓の電気的活動を測定する。これらの外部のセンサ技術は、地域的な心電活動に基づく情報および／またはデータを提供するために、それらの能力において限定される場合がある。これらの方法は、心臓の生体電気事故を局所化できない場合もある。
心臓の不整脈の局所化のための外部のセンサを用いる方法は、身体の表面のマッピングを利用する。この技術では、複数の電極は、胸部の全体表面に取り付けられ、心臓の電気記録図（表面ＥＣＧ）の情報は、心臓の活動化のマップの中に蓄積される電圧で測定される。この測定は、問題のある場合があるが、その理由は、電気的活動が、時間依存性を有し、心筋の全体にわたって空間的に分散され、しかも、心臓における生体電気事故を局所化できないからである。複雑な数学的な方法は、心臓モデルの外側表面（すなわち、心外膜）上の電気的活動化を決定すること、例えば、胸腔の内部の心臓の寸法および向きに関する情報を与えるＣＴまたはＭＲＩ画像から得られるものが必要とされる。
代替的に、例えば、胴部上の場所での電位の記録は、胴部表面を被う体表面の電位マップ（ＢＳＰＭｓ）を提供する場合がある。ＢＳＰＭｓは、従来のＥＣＧ技術と異なり得る形で局地的な心臓の電気的活動を示す場合があるが、これらのＢＳＰＭ技術は、心臓の電気的活動の比較的低い分解能で平滑化された投影を一般的に提供し、心事象の場所（例えば、不整脈の起爆の部位）、および、局地的な活動の詳細（例えば、心臓の中の不整脈病巣（ａｒｒｈｙｔｈｍｏｇｅｎｉｃ ｆｏｃｉ）の数および場所）の視覚的な検出や識別を容易にしない。
電位の使用による心臓の不整脈の局所化が不正確であるので、心臓の不整脈の成功した治療は難しく、限定された成功と信頼性しか示されてこなかった。このため、心臓の不整脈の局所化、分析、および処置についての改善された方法が希求されている。
米国仮特許出願第６２／１６０，５２９号 米国特許出願第１４／８６５，４３５号 米国特許出願第１４／８８６，４４９号 米国特許出願第１４／００３，６７１号 米国意匠出願第２９／４７５，２７３号 米国特許出願第１４／７６２，９４４号 特許協力条約出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／１１３１２号 特許協力条約出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／２２１８７号 米国特許出願第１４／９１６，０５６号
本発明の概念の１つの態様によれば、提供されるのは、体腔撮像システムであり、周辺組織によって画定される体腔への送達用に構成されたカテーテルと、カテーテルの遠位端に結合される複数の超音波変換器と、所定の活動化シーケンスに従って各超音波変換器を選択的にオン／オフし、各超音波変換器から受信した信号を処理し、周辺組織の少なくとも２Ｄ表示を作り出すように構成された電子モジュールと、を含む。
様々な実施形態では、撮像システムは、電気生理システムの一部である場合がある。
様々な実施形態では、腔は、心腔である場合があり、周辺組織は、心腔の１つ以上の壁である場合がある。
様々な実施形態では、表示は、周辺組織の３Ｄ表示である場合がある。
様々な実施形態では、周辺組織の３Ｄ表示は、表示スクリーンと、周辺組織の３Ｄ表示のグラフィック操作を可能にするユーザ制御機構と、を有するユーザインターフェースシステム上に提供される場合がある。
様々な実施形態では、グラフィック操作は、周辺組織についての、ズームイン／ズームアウト、回転、部分選択、またはサブセクションのうちの１つ以上を含む場合がある。
様々な実施形態では、複数の超音波変換器は、３Ｄアレイに結合される場合がある。
様々な実施形態では、３Ｄアレイは、バスケットアレイ、スパイラルアレイ、バルーン、半径方向に展開可能なアーム、および／または、他の拡張可能かつ圧縮可能な構造である場合がある。
様々な実施形態では、超音波変換器は、３Ｄアレイの複数のスプライン上に配設される場合がある。
様々な実施形態では、３Ｄアレイは、少なくとも３つのスプラインを含む場合がある。
様々な実施形態では、少なくとも２つの超音波変換器は、各スプライン上に配設される場合がある。
様々な実施形態では、システムは、カテーテルの遠位端に結合された複数の生体電位電極を更に含む場合がある。
様々な実施形態では、生体電位電極は、３Ｄアレイの複数のスプライン上にも配設される場合がある。
様々な実施形態では、少なくとも幾つかの生体電位電極と、少なくとも幾つかの超音波変換器とは、同じスプライン上に配設される場合がある。
様々な実施形態では、生体電位電極および超音波変換器は、電極／変換器ペアを形成するために互いに配設され、システムは、複数の電極／変換器ペアを含む。
様々な実施形態では、１つ以上のスプラインは、少なくとも１つの電極／変換器ペアを含む場合がある。
様々な実施形態では、１つ以上のスプラインは、複数の電極／変換器ペアを含む場合がある。
様々な実施形態では、複数のスプラインは、少なくとも１つの電極／変換器ペアを含む場合がある。
様々な実施形態では、複数のスプラインは、複数の電極／変換器ペアを含む場合がある。
様々な実施形態では、複数のスプラインは、少なくとも３つの電極／変換器ペアを含む場合がある。
様々な実施形態では、各スプラインは、可撓性ＰＣＢを含む場合があり、各電極／変換器ペアは、可撓性ＰＣＢに電気的に結合される。
様々な実施形態では、各電極／変換器ペアは、可撓性ＰＣＢ上の共通の通信経路を共有する場合がある。
様々な実施形態では、１つのスプライン上の全ての電極／変換器ペアは、可撓性ＰＣＢ上の共通の通信経路を共有する場合がある。
様々な実施形態では、共通の通信経路は、共通のグランドである場合がある。
様々な実施形態では、システムは、心臓または他の電気的活動を、撮像デバイスを用いて生成される１つ以上の画像と、相関させるように更に構成される場合がある。
様々な実施形態では、撮像デバイスは、フルオロスコープ、ＭＲＩ、ＣＴスキャナ、超音波撮像デバイス、および、これらのうちの２つ以上の組み合わせ、からなる群から選択される撮像デバイスを含む場合がある。
様々な実施形態では、活動化シーケンスは、２つの隣り合う超音波変換器の逐次的な活動化を回避する複数の超音波変換器をオン／オフするパターンである場合がある。
様々な実施形態では、活動化シーケンスは、２つまたは３つの互いの隣り合う空間の内部の２つの変換器の逐次的な活動化を回避する場合がある。
様々な実施形態では、隣り合う空間は、単一のスプライン上の空間、スプライン１の変換器１およびスプライン２の変換器１などのスプラインを横切る空間、および／または、スプライン１の変換器１およびスプライン２の変換器２などのスプラインを斜めに横切る空間、と認められる場合がある。
様々な実施形態では、活動化シーケンスパターンは、単一のスプラインから２つの変換器の逐次的な活動化を回避するパターンである場合がある。
本発明の概念の別の態様によれば、提供されるのは、診断評価を実行する方法であり、診断カテーテルの端部に結合された複数の超音波変換器および複数の電極を含む心臓診断システムを提供するステップと、診断カテーテルを患者の心腔の中に挿入するステップと、心臓診断システムを診断モードに置くステップと、生体電位測定プロセスを実行するステップと、局所化プロセスを実行するステップと、超音波測定プロセスを実行するステップと、局所化プロセスおよび超音波プロセスを交互に配置するステップと、を含む。
様々な実施形態では、超音波変換器の周波数は、生体電位信号に干渉せず、生体電位信号は、局所化信号に干渉しない。
様々な実施形態では、生体電位測定プロセスは、連続して実行される場合がある。
様々な実施形態では、生体電位測定プロセスは、局所化プロセスおよび超音波測定プロセスと交互に配置される場合がある。
様々な実施形態では、本方法は、単一の超音波測定プロセスよりも長く、または、その複数倍、局所化プロセスを実行するステップを含む場合がある。
様々な実施形態では、本方法は、単一の超音波測定プロセスよりも長く、または、その複数倍、超音波測定プロセスを実行するステップを含む場合がある。
様々な実施形態では、生体電位測定プロセスは、電極から生体電位を測定および分析することを含む場合がある。
様々な実施形態では、生体電位測定プロセスは、生体電位データから双極子密度および／または表面電荷密度を決定することを含む場合がある。
本発明の概念の別の態様によれば、提供されるのは、局所化プロセスを実行する方法であり、カテーテルの遠位端に結合された複数の生体電位電極、および任意選択で複数の超音波変換器を含む心臓診断システムを提供するステップと、診断カテーテルを患者の心腔の中に挿入するステップと、１つ以上のペアの表面電極を患者の上に置いて、各ペアの電極について個別の軸を画定するステップと、１つ以上の局所化信号を生成して、同じものを患者に１つ以上のペアの表面電極を介して伝送するステップと、１つ以上のペアの表面電極から収集したデータを記録するステップと、各ペアの表面電極の生成した局所化信号と相関する信号を分離するために、記録したデータをフィルタ濾過するステップと、１つ以上のペアの表面電極によって画定される座標系で、患者に対する各生体電位電極の場所を決定するために、フィルタ濾過したデータを分析するステップと、を含む。
様々な実施形態では、少なくとも２つのペアの電極が存在する場合があり、１つの個別の軸は、各ペアの表面電極について決定される場合がある。
様々な実施形態では、少なくとも３つのペアの電極が存在する場合があり、１つの個別の軸は、各ペアの表面電極について決定される。
様々な実施形態では、３つの軸は、３軸局所化システムを画定する場合がある。
様々な実施形態では、座標系は、３Ｄ座標系である場合がある。
様々な実施形態では、座標系の原点は、患者の心臓の内部に論理的に位置する場合がある。
様々な実施形態では、本方法は、第１の軸を画定する、第１のペアの電極から患者の胸部および背部上に表面電極を置くステップ、ならびに／または、第２の軸を画定する、第２のペアの電極から側方に患者の側部上に表面電極を置くステップ、ならびに／または、第３の軸を画定する、第３のペアの電極から患者の首部もしくは肩部および腿部上に表面電極を置くステップ、を含む場合がある。
様々な実施形態では、本方法は、第１の軸を画定する、第１のペアの電極から側方に患者の側部上に表面電極を置くステップ、ならびに／または、第２の軸を画定する、第２のペアの電極から患者の上側胸部および下側背部上に表面電極を置くステップ、ならびに／または、第３の軸を画定する、第３のペアの電極から患者の上側背部および下側胸部上に表面電極を置くステップ、を含む場合がある。
様々な実施形態では、各ペアの表面電極は、異なった周波数を有する信号で個別に駆動される場合がある。
様々な実施形態では、局所化信号は、約１ｋＨｚ〜約１００ｋＨｚの範囲の周波数で生成される場合がある。
様々な実施形態では、各ペアの表面電極からの信号は、個別に記録される場合がある。
様々な実施形態では、各ペアの表面電極からの信号は、個別にフィルタ濾過される場合がある。
様々な実施形態では、局所化プロセスは、心臓診断システムの超音波測定プロセスと交互に配置される場合がある。
様々な実施形態では、局所化プロセスは、心臓診断システムの生体電位測定プロセスと交互に配置される場合がある。
本発明の概念の態様によれば、提供されるのは、超音波測定プロセスを実行する方法であり、カテーテルの遠位端に結合された複数の超音波変換器、および任意選択で複数の生体電位電極を含む心臓診断システムを提供するステップと、診断カテーテルを心腔の中に挿入するステップと、超音波変換器信号を生成するために超音波変換器を活動化（またはリンギング）させるステップと、超音波変換器をリングダウンさせるステップと、ソースによる超音波変換器信号の反射を検知して記録するステップと、受け取った反射に基づいて、変換器からソースまでの距離を決定するステップと、全ての超音波変換器が活動化されるまで上のステップを繰り返すステップと、超音波測定プロセスが完了または終了するまで全ての超音波変換器について上のステップを繰り返すステップと、を含む。
様々な実施形態では、生体電位電極および超音波変換器は、ペアにされて電極／変換器ペアを形成する場合がある。
様々な実施形態では、電極／変換器ペアは、３Ｄアレイの複数のスプライン上に配設される場合がある。
様々な実施形態では、超音波変換器を活動化させるステップは、１つ以上のスイッチを入れることを含む場合があり、それによって前記変換器が信号発生器に電気的に接続される。
様々な実施形態では、１つ以上のスイッチは、オプトカプラを含む場合がある。
様々な実施形態では、オプトカプラは、約０．０１μｓまたは約５００μｓの範囲の活動化時間を有する場合がある。
様々な実施形態では、超音波変換器を活動化させるステップは、変換器をリングさせ、振動させ、および／または、他の方法で変換器に超音波パルスを生成させるように構成されたパルス状の駆動信号を生成することを含む場合がある。
様々な実施形態では、駆動信号は、１０ＭＨｚなどの約１ＭＨｚ〜約２５ＭＨｚの範囲の周波数を有する信号を含む場合がある。
様々な実施形態では、駆動信号の周波数は、約１０ＭＨｚである場合がある。
様々な実施形態では、駆動信号は、パルス幅が約０．１μｓ〜約１０μｓの範囲にある信号を更に含む場合がある。
様々な実施形態では、駆動信号のパルス幅は、約２．０μｓである場合がある。
様々な実施形態では、リングダウンは、超音波変換器の振動の消散のために、約０．０５μｓから約１μｓの間の持続時間を有する場合がある。
様々な実施形態では、リングダウンは、約０．１μｓの持続時間を有する場合がある。
様々な実施形態では、反射を検知するステップは、約１μｓ〜約２００μｓの範囲の持続時間の間実行される場合がある。
様々な実施形態では、検知の持続時間は、約１００μｓである場合がある。
様々な実施形態では、ソースは、心室の内壁である場合がある。
様々な実施形態では、変換器の活動化は、ペアにされた生体電位電極の非活動化を生じさせる場合がある。
様々な実施形態では、本方法は、電極／変換器ペアを非逐次的に活動化させること、それによって、超音波変換器の活動化によって生じる隣り合う生体電位電極の一時的な「盲点」を広げないこと、を更に含む場合がある。
様々な実施形態では、患者は、生き物である場合がある。
様々な実施形態では、患者は、シミュレートされる物または心臓である場合がある。
本発明の概念の態様によれば、提供されるのは、図示および／または記載されているような体腔撮像システムである。
本発明の概念の態様によれば、提供されるのは、図示および／または記載されているような心臓診断システムである。
本発明の概念の態様によれば、提供されるのは、図示および／または記載されているような心臓診断プロセスである。
本発明の概念の態様によれば、提供されるのは、図示および／または記載されているような局所化プロセスである。
本発明の概念の態様によれば、提供されるのは、図示および／または記載されているような生体電位測定プロセスである。
本発明の概念の態様によれば、提供されるのは、図示および／または記載されているような超音波撮像方法である。
本発明の概念の態様による、身体内部に展開され得る複数の電気部品を含む組立体を備えるカテーテルを含む心臓分析システムの例示的な実施形態の概略図である。 本発明の概念の態様による、診断評価を実行する方法の実施形態のフローチャート図である。 本発明の概念の態様による、局所化プロセスを実行する方法の実施形態のフローチャート図である。 本発明の概念の態様による、超音波測定プロセスを実行する方法の実施形態のフローチャート図である。 本発明の概念の態様による診断カテーテルの実施形態の斜視図である。 本発明の概念の態様による、変更した形状の図５のカテーテルの斜視図である。 本発明の概念の態様による、６つのスプライン上に配設された超音波変換器のアレイの活動化シーケンスの実施形態の図である。 本発明の概念による、例えば、本明細書で説明するように診断カテーテルと共に使用される場合のあるユーザインターフェースシステムの実施形態のブロック図である。 本発明の概念によるユーザインターフェースシステムの出力に関する異なった図である。 本発明の概念によるユーザインターフェースシステムの出力に関する異なった図である。 本発明の概念によるユーザインターフェースシステムの出力に関する異なった図である。 本発明の概念による心臓情報処理システムの実施形態の機能ブロック図である。
様々な例示的な実施形態は、幾つかの例示的な実施形態が示された添付の図面を参照して、下でより詳細に説明する。しかしながら、本発明の概念は、多くの異なる形態で具現化される場合があり、本明細書に記載された例示的な実施形態に限定されると解釈するべきではない。
用語「第１」、「第２」などが本明細書で使用されて様々な要素が説明されるが、これらの要素がそれらの用語によって限定されるべきではないことを理解されたい。それらの用語は、１つの要素を他から区別するために使用されるが、要素の所要のシーケンスを暗示するものではない。例えば、第１の要素が第２の要素と用語付けされる場合があり、同様に、第２の要素が第１の要素と用語付けされる場合があるが、本発明の範囲から逸脱はしない。本明細書で使用するとき、用語「および／または」は、１つ以上の関連する列挙した項目の任意の組み合わせと全ての組み合わせとを含む。また、関連する列挙した項目の「組み合わせ」は、列挙した項目の全てを含むことを要しないが、列挙した項目の全てを含んでいてもよい。
要素が他の要素に対して「上に」あり、または、「取り付けられ」、「接続され」もしくは「結合され」と呼ばれるときに、それが他の要素に対して直接、上にあり、または、接続もしくは結合される場合があり、あるいは、介在する要素が存在する場合がある、ことを理解されたい。対照的に、要素が他の要素に対して「直接上に」あり、または、「直接接続され」もしくは「直接結合され」と呼ばれるときに、介在する要素は、存在しない。要素間の関係を説明するために使用される他の用語については、同様に解釈するべきである（例えば、「の間に」対する「の間に直接」、「隣接して」に対する「直接隣接して」等々）。
本明細書で使用する用語は、特定の実施形態を説明する目的のためだけであり、本発明を限定することを意図していない。本明細書で使用するとき、単数形「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈上別に規定することが明らかな場合を除いて、複数形をも含むことを意図している。用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ／ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」および／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ／ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」が、本明細書で使用するときに、記載した特徴、ステップ、動作、要素、および／または、部品の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、ステップ、動作、要素、部品、および／またはそれらを集めたものの存在や追加を除外するものではない、ことを更に理解されたい。
「真下」、「下方」、「より下」、「上方」、「より上」などの空間に関係のある用語は、例えば、図面に図解されているような、要素および／または特徴の、他の要素および／または特徴に対する関係、を説明するために使用される場合がある。空間に関係のある用語が、図面に示した向きに加えて、使用中および／または動作中のデバイスの異なった向きを網羅することを意図している、ことを理解されたい。例えば、図面中のデバイスがひっくり返された場合、他の要素または特徴部の「下方」および／または「真下」と説明された要素は、それ故に他の要素または特徴部の「上方」に配向されることになろう。デバイスは、そうではなく配向される（例えば、９０度または他の向きに回転される）場合があり、本明細書で使用される空間に関係のある記述が、それに応じて解釈される。
様々の例示的な実施形態は、理想的または代表的な構造や中間の構造の参照用の図を用いて本明細書に説明されている。したがって、その結果として、製造する技術および／または許容範囲の、例えば、図の形状からの変形形態については、予想されるべきである。このように、例示的な実施形態は、本明細書に図示されている領域の特定の形状に限定されると解釈されるべきではなく、例えば、製造に起因する形状における偏差を含めるべきである。
機能的な特徴、動作、および／またはステップが本明細書に記載され、そうでなければ、本発明の概念の様々な実施形態の範囲内に含まれると理解される限りで、そういった機能的な特徴、動作、および／またはステップは、機能的なブロック、ユニット、モジュール、動作および／または方法において具体化することができる。また、そういった機能的なブロック、ユニット、モジュール、動作および／または方法がコンピュータプログラムコードを含む限りで、そういったコンピュータプログラムコードは、例えば、非一時的なメモリおよびメディアなどのコンピュータ可読媒体に記憶させることができる、すなわち、少なくとも１つのコンピュータプロセッサによって実行可能である。
図１を参照すると、身体内部に展開され得る複数の電気部品を含む組立体を備えるカテーテルを含む心臓分析システムの実施形態の概略図が、本発明の概念と矛盾せずに、図解されている。システム１０は、診断カテーテル１００および電子モジュール２００を含む。実施形態によっては、システム１０は、イントロデューサ５０および／または撮像デバイス８０を更に含む場合がある。イントロデューサ５０は、ハンドル５１および細長シャフト５５を含む。シャフト５５は、診断カテーテル１００をシャフト５５の内部に摺動式に受容するように構成されたルーメンなどの少なくとも１つのルーメンを含む。実施形態によっては、イントロデューサ５０は、経中隔アクセスシース、または、例えば、心腔などの身体の空間または体腔に対するアクセスを提供するように構成された他のデバイスを含む。ハンドル５１は、ノブ、レバー、スイッチまたは他の制御部（本明細書では制御部５２と一般に呼ぶ）を含む場合がある。制御部５２は、イントロデューサ５０の遠位端を操縦、そうでなければ、偏向させるように構成される場合がある。撮像デバイス８０は、フルオロスコープ、ＭＲＩ、ＣＴスキャナ、超音波撮像デバイス、および、これらのうちの２つ以上の組み合わせ、からなる群から選択される撮像デバイスを含む場合がある。しかしながら、他の撮像デバイスは、様々な実施形態で使用してもよい。
診断カテーテル１００は、ハンドル１１０と、ハンドル１１０から延びる細長い可撓性のあるシャフト、すなわちシャフト１０５とを含む。シャフト１０５の遠位端に取り付けられているのは、半径方向に拡張可能および／または圧縮可能な組立体、すなわち、拡張可能な組立体１３０である。代替的な実施形態では、拡張可能な組立体１３０は、シャフト１０５の遠位部分に、すなわち、シャフト１０５の遠位端に近接する場所に、装着されている（例えば、取り囲んでいる）。実施形態によっては、拡張可能な組立体１３０は、本出願人の同時係属中の、２０１５年２月５日に出願された「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｉａｇｎｏｓｉｎｇ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｉｎｇ Ｈｅａｒｔ Ｔｉｓｓｕｅ」という名称の米国特許出願シリアル番号第１４／４２２，９４１号（その内容を本願に引用して援用する）に関して説明されているように構築および配置される。シャフト１０５および拡張可能な組立体１３０は、体（例えば、動物の体、または、患者Ｐの身体などの人体）の中に挿入されるように構築および配置され、大腿静脈、頸静脈、または他の血管などの体内管を通って前進する。シャフト１０５および拡張可能な組立体１３０は、拡張可能な組立体１３０が圧縮状態にあるときなどに、イントロデューサ５０を通って挿入されるように構築および配置され、心臓の腔などの、例えば、右心房もしくは左心房などの、身体の空間の中にシャフト５５のルーメンを通って摺動式に前進する。
ハンドル１１０は、制御部１１１などの１つ以上の制御部を含む場合がある。制御部１１１は、ノブ、スイッチ、レバー、ボタン、スライド、または他の制御部を含む場合があり、シャフト１０５の遠位部分を操縦すること；図示しないが図５に関して下で説明するなどの、制御ロッドを前進および／または後退させるなどによって、拡張可能な組立体１３０の拡張および／または収縮を制御すること；拡張可能な組立体１３０に動作可能に取り付けられた制御ロッドを前進または後退させるなどによって、拡張可能な組立体１３０の形状を制御すること；拡張可能な組立体１３０の１つ以上の部品に電力を供給するなどのために電気的な接続を閉じるおよび／または開くこと；プロセスを開始、そうでなければ、電子モジュール２００にコマンドもしくは他のユーザアクチベーテッド信号を送信すること；および、これらの組み合わせ、からなる群から選択された機能を実行するように構成される。
拡張可能な組立体１３０は、複数の可撓性アームまたはスプライン、すなわち、図示のようなスプライン１３１ａ〜ｃ（単一でまたはまとめて、スプライン１３１）を含む構造を含む場合がある。実施形態によっては、拡張可能な組立体１３０は、２から１０のスプライン１３１、例えば、６つのスプライン１３１を含む場合がある。図１の実施形態では、３つのスプライン１３１ａ〜ｃは、カテーテル１００の中心軸の周りに均等に隔置されている（すなわち、拡張可能な組立体１３０が拡張状態に展開しているときの各スプライン間の１２０度の開き）。他の実施形態では、スプライン１３１は、均等な開きがそれぞれ１８０度、９０度、６０度、４５度、および／または３０度である２、４、８、または１２のスプライン１３１などの均等または非均等に隔置される場合がある。実施形態によっては、拡張可能な組立体１３０は、バルーン、半径方向に展開可能なアーム、および／または拡張可能かつ圧縮可能な構造を含む場合がある。
拡張可能な組立体１３０は、電気部品の複数の「ペア」、例えば、電極１３２と超音波要素すなわち変換器１３３を含む少なくとも１つのペアを更に含む場合がある。各電極１３２は、心臓の表面上にまたは心腔内部の場所に存在する電圧などの電圧を記録するように構成される場合がある。各超音波変換器１３３は、心臓の少なくとも一部分または患者の他の解剖学的場所の組織の解剖学的画像を作成するなどのために、超音波信号を送信および／または受信するように構成される場合がある。電極１３２および超音波変換器１３３は、円形、三角形、矩形、六角形、台形、およびこれらのうちの２つ以上の組み合わせ、からなる群から選択された形状などの、異なった形状を含むことがある。実施形態によっては、第１の電極１３２は、第２の電極１３２と異なった形状を有する。実施形態によっては、第１の超音波変換器１３３は、第２の超音波変換器１３３と異なった形状を有する。実施形態によっては、１つ以上の超音波変換器１３３の個々は、単一の要素または要素のアレイ（例えば、超音波要素のマイクロアレイ）、例えば、フェーズドアレイとして（例えば、超音波エネルギーの操縦および／または焦点合わせを可能にするために）構成される超音波要素のアレイ、を含む。実施形態によっては、１つ以上の超音波変換器１３３は、バルクセラミック（厚みモードまたは球形）、圧電（ｐＭＵＴ）や容量性（ｃＭＵＴ）などの微細加工した超音波変換器（ＭＵＴ）、ＰＶＤＦなどの薄膜、せん断波、およびこれらのうちの２つ以上の組み合わせ、からなる群から選択された要素を含む。
各関連付けられたペアの電極１３２および超音波変換器１３３は、下で説明する通信経路１３４（例えば、ワイヤ）などの単一の導体（例えば、ワイヤまたは他の通信および／または電力送達のコンジット）を共有する場合がある。実施形態によっては、複数のペアの電極１３２および超音波変換器１３３は、下でも説明しているように、単一の導体すなわち通信経路１３５（例えば、ワイヤ）を集団で共有する場合がある。
図１の実施形態は、各スプライン１３１ａ〜ｃ当たり３つの電極／変換器ペア（すなわち、拡張可能な組立体１３０について９つのペア）を示しており、各ペアは、電極１３２および超音波変換器１３３を含む。スプライン１３１ａは、３つの電極／超音波ペア１３２ｉ／１３３ｉ〜１３２ｉｉｉ／１３３ｉｉｉを含む。スプライン１３１ｂは、３つの電極／超音波ペア１３２ｉｖ／１３３ｉｖ〜１３２ｖｉ／１３３ｖｉを含む。スプライン１３１ｃは、３つの電極／超音波ペア１３２ｖｉｉ／１３３ｖｉｉ〜１３２ｉｘ／１３３ｉｘを含む。各電極／超音波ペア１３２／１３３は、スプライン１３１が印刷回路（例えば、可撓性印刷回路）を含むときなどに、電気的に、そうでなければ、動作可能に、接続点１３６に通信経路１３４を介して接続され、通信経路１３４は、本出願人の同時係属中の、２０１５年７月２３日に出願された「Ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｗｉｔｈ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ （ＰＣＢ） Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐａｔｈｗａｙｓ」という名称の米国特許出願シリアル番号第１４／７６２，９４４号（その内容を本願に引用して援用する）に関して説明されているなどのように、印刷回路上のトレースを含む場合がある。図１に示す実施形態などの様々な実施形態では、１つ以上の電極／超音波ペア１３２／１３３は、電気的に、そうでなければ、動作可能に、接続点１３６に接続される共通のグランドとして構成されるトレースなどの共通の通信経路１３５を共有する場合がある。
図示した実施形態では、通信経路１３４は、電極１３２ｉなどの電極１３２に接続され、電極１３２ｉは、超音波変換器１３３ｉなどのペアにされた超音波変換器１３３の正端子に接続される。超音波変換器１３３ｉの負端子は、共通の通信経路１３５に接続される。実施形態によっては、２つ以上の電極／超音波ペア１３２／１３３は、共通の通信経路１３５を共有する場合がある。実施形態によっては、各スプライン１３１は、個々が４つ電極／超音波ペア１３２／１３３によって共有される、２つの共通の通信経路１３４を含む、８つの電極／超音波ペア１３２／１３３を含むスプラインなどの２つ以上の共通の通信経路１３５を含む場合がある。
コンジット１０６などの、１つ以上の電気的、光学的、または電気光学的ワイヤまたはケーブル（例えば、同軸ワイヤ）を含むコンジットは、１つ以上の電極／超音波ペア１３２／１３３などの拡張可能な組立体１３０の１つ以上の部品と、カテーテル１００のハンドル１１０と、の間の通信経路を提供する場合がある。コンジット１０６は、コネクタ１１６でハンドルの中で終端する。コネクタ１１６は、ジャック、プラグ、ターミナル、ポート、あるいは他のカスタムまたは標準の電気的、光学的、もしくは電気光学的コネクタを含む場合がある。コンジット１０６は、ハンドル１１０から遠位方向に、シャフト１０５の１つ以上のルーメンを通って延びて、１つ以上の接続点１３６で終端する場合がある。実施形態によっては、コンジット１０６は、コンジット１０６が電極／超音波ペア１３２／１３３毎に１つの同軸ケーブルを含むときなどに、シャフト１０５の内部の複数のルーメンを通って延びるように構成された複数の同軸ケーブルを含む場合があり、同軸シールドは、共通の通信経路（例えば、グランドワイヤ）を提供するように構築および配置される。２つ以上の同軸ケーブルは、共通チャネルを作成するためにリンク接続される４つまたは８つの同軸ケーブルなどの共通の通信経路を共有するように接合される場合がある。実施形態によっては、同軸ケーブルは、４２ＡＷＧや４６ＡＷＧなどの、３６ＡＷＧより大きいゲージを含んで使用される場合があり、５０Ωより小さいかまたは等しい公称インピーダンスと、１ｋＨｚでほぼ１１０ｐＦ／ｍのキャパシタンスとを含む場合がある。
電子モジュール２００は、１つ以上のコネクタ２１６を含み、個々が、ジャック、プラグ、ターミナル、ポート、あるいは他のカスタムまたは標準の電気的、光学的、もしくは電気光学的コネクタを含む。システム１０は、電気的、光学的、および／または電気光学的にカテーテル１００を電子モジュール２００にコネクタ１１６、２１６を介して接続するように構成されたケーブル２０６などのケーブルまたは他のコンジットを含む場合がある。実施形態によっては、電子モジュール２００は、（例えば、衝撃や他の望ましくない電気的エネルギーの患者Ｐへの望ましくない送達を回避するために）電子モジュールの１つ以上の部品を患者Ｐから電気的に分離するように構成された患者分離回路２０１を含む場合がある。分離回路２０１は、電子モジュール２００に一体化される場合があり、および／または、切り離した離散型の部品（例えば、セパレートハウジング）を含む場合がある。
システム１０は、患者の皮膚に取り付けるように構成された、例えば、パッチ電極などの１つ以上の表面電極２２５を更に含む場合がある。表面電極２２５は、電子モジュール２００に、コンジット２２６と呼ぶ１つ以上の電気的、光学的または他のコンジットを介して、電気的に接続される。表面電極は、表面電極２２５が電気信号を送信して、本明細書で説明するような局所化手順で使用される電界などの１つ以上の電界を患者Ｐの内部に生成するときなどに、患者Ｐへの信号および／または患者Ｐからの信号を伝送および／または記録するように構築および配置される場合がある。実施形態によっては、システム１０は、診断カテーテル１００を用いて記録された情報に基づいて１つ以上の画像を生成するように、また、心臓または他の電気的活動（例えば、電圧情報、双極子情報および／または表面電荷情報）を１つ以上の画像と相関させるように、構成される場合がある。代替的または追加的に、システム１０は、心臓または他の電気的活動を、撮像デバイス８０を用いて作成される１つ以上の画像と相関させるように、構成される場合がある。
電子モジュール２００は、電極トランシーバ回路２１０、超音波トランシーバ回路２２０、および、ユーザインターフェースサブシステム２３０を含む。電極トランシーバ回路（ＥＴＣ）２１０は、電極１３２から記録されたデータに基づいて１つ以上の計算を実行するように構成されたコンピュータプロセッサなどのプロセッサ；電極１３２から記録された１つ以上のデータセットをフィルタ濾過するように構成された１つ以上のフィルタなどの少なくとも１つのフィルタ；下で説明するような局所化フィールドを作成するために使用される信号を生成するように構成された信号発生器２１１などの少なくとも１つの信号発生器；電極１３２から記録されたデータを記憶するように構成されたメモリモジュールなどの少なくとも１つのメモリモジュール；およびこれらの組み合わせ、からなる群から選択された１つ以上の部品を含む。
超音波トランシーバ回路（ＵＴＣ）２２０は、超音波変換器１３３から記録されたデータに基づいて１つ以上の計算を実行するように構成されたコンピュータプロセッサなどのプロセッサ；変換器１３３から記録された１つ以上のデータセットをフィルタ濾過するように構成された１つ以上のフィルタなどの少なくとも１つのフィルタ；超音波信号が下で説明するように作成されるように、変換器１３３を駆動するために使用される信号を生成するように構成された信号発生器２２１などの少なくとも１つの信号発生器；変換器１３３から記録されたデータを記憶するように構成されたメモリモジュールなどの少なくとも１つのメモリモジュール；およびこれらの組み合わせ、からなる群から選択された１つ以上の部品を含む。しかしながら、実施形態によっては、ＥＴＣ２１０およびＵＴＣ２２０は、１つ以上のプロセッサおよび／または１つ以上のメモリモジュールを共有するなど、部品を共有する場合がある。
ユーザインターフェースサブシステム２３０は、キーボード、マウス、１つ以上のボタンもしくはスイッチ、モニタ、タッチスクリーン、スピーカ、マイクロホン、フットペダル、プリンタ、トランスミッタ、レシーバ、およびこれらの組み合わせ、からなる群から選択された１つ以上の部品などの、１つ以上のユーザ入力部品および／またはユーザ出力部品を含む場合がある。ユーザインターフェースサブシステム２３０は、ユーザ入力がシステム１０の動作に関連する１つ以上のパラメータを設定するなどを可能にするように構成される場合がある。ユーザインターフェースサブシステムは、電気的心臓活動情報（例えば、双極子密度、表面電荷密度、および／または、電極１３２から測定および記録された電圧情報などの電圧情報、ならびに／あるいは、電極１３２から記録されたデータから計算された双極子密度情報または表面電荷密度情報）；電極１３２および／またはシステム１０の他の電極から記録されたデータから計算されたデータなどのデバイス局所化（位置）データ；超音波変換器１３３によって提供される信号から計算されたジオメトリデータなどの心臓ジオメトリデータ；撮像デバイス８０から記録された１つ以上の画像、および／または、ＥＴＣ２１０および／またはＵＴＣ２２０による１つ以上の計算値のテキストまたはグラフィック描写などの、（例えば、超音波変換器１３３によって提供されたデータから）電子モジュール２００によって生成された１つ以上の画像、などの１つ以上の画像；およびこれらの組み合わせ、からなる群から選択された情報などの情報をユーザに表示するように更に構成される場合がある。
実施形態によっては、システム１０は、本出願人の、２０１２年８月３１日に出願された「Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｃａｒｄｉａｃ Ｗａｌｌ」という名称の米国特許第８，５１２，２５５号（その内容を本願に引用して援用する）に説明されたシステムなどの、心腔の壁上の双極子密度の分布と相関する双極子密度マップ、および／または、心腔の壁上の表面電荷密度の分布と相関する表面電荷密度マップ、を決定するように構築および配置されるシステムを含む場合がある。代替的または追加的に、システム１０は、電圧マップ、あるいは、カテーテル１００によって記録および／または電子モジュール２００によって計算される電気的または解剖学的情報の他の診断データセット、を決定するように構築および配置されるシステムを含む場合がある。
電極１３２は、心臓の電気的活動を代表する生体電位（電圧）などによって、心腔の電気的活動を記録するように構成される場合がある。電極１３２は、表面電極２２５によって生成される局所化フィールドなどの電界によって生じる電圧を記録することを含む局所化プロセスを実行するように更に構成される場合がある。電子モジュール２００および超音波変換器１３３は、超音波ベースの距離測定を実行するように構成される場合があり、１つ以上の超音波変換器１３３から超音波信号を伝送すること、および、同様または同様でない超音波変換器１３３に送信された信号の少なくとも第１の反射を記録させることを含む。
ＥＴＣ２１０は、電極１３２によって記録されたデータを処理するように構成される場合があり、個々の電極１３２の場所；（記録された局所化データを処理することによる）拡張可能な組立体１３０およびそのそれぞれの部品の場所、最新ジオメトリおよび／または向き；心腔の内部に存在する１つ以上の追加の部品もしくはデバイスの場所；記録された生体電位データを処理することによる、心腔の壁上の双極子密度または表面電荷密度あるいは電圧などの心腔の電気的活動；およびこれらの組み合わせ、からなる群から選択された情報を作成する。
ＵＴＣ２２０は、超音波変換器１３３からの記録済み超音波反射データを処理するように構成される場合があり、変換器１３３から心腔の第１の表面までの距離；超音波変換器１３３から心腔の第２の表面までの距離；心腔の第１の表面から心腔の第２の表面の間の距離（例えば、心腔の心内膜表面から心外膜表面の間の距離を含む心臓壁厚さ）；肺静脈（例えば、肺静脈口）などの１つ以上の解剖学的特徴部の場所；心臓弁の場所；他の解剖学的ジオメトリ情報；組織速度；組織密度；変換器１３３からシステム１０の他の部品の表面までの距離；およびこれらの組み合わせ、からなる群から選択される情報を作成する。
実施形態によっては、電極１３２／超音波変換器１３３ペアの単一の部品（例えば、単一の電極１３２または単一の超音波変換器１３３）は、ある時刻に「活動化」される（例えば、電子モジュール２００によって信号が提供されるまたは電子モジュール２００によって記録されたその信号を有する）。例えば、超音波変換器１３３の活動化期間の間（例えば、リングすること、リングダウンすること、および／または、記録すること、を含む）、そのペアにされた電極１３２の記録することおよび／または駆動することは、無効にされる（例えば、実行されないかまたは無視される）場合がある。代替的に、電極１３２の活動化（例えば、駆動することおよび／または記録すること）の間、ペアにされた超音波変換器１３３の駆動することまたは記録することは、無効にされる（例えば、実行されないかまたは無視される）場合がある。接続されたペアの電極１３２または超音波変換器１３３のどちらかの分離または活動化は、（例えば、表面電極によって提供される）局所化駆動信号に干渉する超音波変換器１３３駆動信号および／または電極１３２によって記録された生体電位信号によって生じる場合のある問題を回避することができる。実施形態によっては、１つ以上の記録された信号は、フィルタ濾過され、超音波処理および生体電位処理の同時の動作を可能にする。実施形態によっては、システム１０は、下で図２に関して説明したプロセス５００などの、生体電位測定を連続して実行することならびに局所化プロセスおよび超音波測定プロセスを交互に配置することを含む標準的な診断モードを含む場合がある。超音波信号は、生体電位信号に干渉する場合がある、および／または、生体電位信号は、局所化信号に干渉する場合がある。実施形態によっては、１つ以上のプロセス（局所化、超音波、および生体電位測定）は、１つ以上の他のプロセスと交互に配置される場合があり、したがって、別々のプロセス（またはプロセスの組み合わせ）は、別個のプロセス（またはプロセスの組み合わせ）との干渉を生じさせない。
下で図２に説明するような診断モードなどの動作モードの間、変換器１３３の活動化期間は、ペアの電極１３２についての「ブランク（ｂｌａｎｋｅｄ）」期間を生じさせ、生体電位測定の一時的な「盲点」を生じさせる。下で図４に関して説明するように、変換器１３３のシーケンスが実行される場合があり、したがって、一時的な「盲点」は、隣接するのやそうでない近位のペア１３２／１３３を逐次的に活動化させることによって、拡大することがない。
実施形態によっては、シーケンスは、次のように実行される。超音波測定プロセスの間、全ての電極１３２は、生体電位信号を能動的に記録することができる。第１の変換器１３３ｉは、図４に関して下で説明するように、活動化される場合があり、ペアにされた電極１３２ｉの「ブランキング（ｂｌａｎｋｉｎｇ）」を生じさせる。変換器１３３ｉの活動化に続いて、変換器１３３ｖが活動化される場合があり、それに１３３ｉｘ、１３３ｉｉ、１３３ｖｉ、１３３ｖｉｉｉ、１３３ｉｉｉ、１３３ｉｖ、および１３３ｖｉｉが続く。この実施形態では、ペアにされた電極１３２の「ブランキング」によって作出される「盲点」は、同一のパターンに従い、拡張可能な組立体１３０の周りを非逐次的に動いて、作出された盲点のおかげで任意の電位データの完全性の低下が最小化される。
実施形態によっては、システム１０は、図１に個々が示されたように、イントロデューサ５０のセンサ５９、診断カテーテル１００のセンサ（例えば、ハンドル１１０のセンサ１１９またはアレイ１３０のセンサ１３９）、電子モジュール２００のセンサ２０９、および／または、撮像デバイス８０のセンサ８９、などの個々が信号を作成するように構成された１つ以上のセンサを含む場合がある。実施形態によっては、システム１０は、２つ以上のセンサ５９、１１９、１３９、２０９および／または８９を含む。実施形態によっては、センサ５９、１１９、１３９、２０９および／または８９は、力センサ；圧力センサ；歪みゲージ；光センサ；撮像センサ（例えば、レンズまたは光ファイバ）；超音波センサなどの音響センサ；ホール効果センサ；ｐＨセンサ；磁気センサ；温度センサ；および、これらのうちの１つ以上の組み合わせ、からなる群から選択されるセンサを含む。実施形態によっては、センサ５９および／または１３９は、血圧センサ；血液ガスセンサ；温度センサ；血糖値センサ；ｐＨセンサ；呼吸センサ；平均凝固時間（ＡＣＴ）センサ；および、これらのうちの１つ以上の組み合わせ、からなる群から選択されるセンサなどの患者生理学的センサを含む。実施形態によっては、システム１０は、１つ、２つまたはそれ以上のセンサ５９、１１９、１３９、２０９および／または８９によって作成される信号を分析するように構成される。実施形態によっては、システム１０（例えば、電子モジュール２００および／またはＥＴＣ２１０のアルゴリズム）は、電圧データ、双極子密度データ、表面電荷データ、および／または、解剖学的データ（例えば、１つ以上の超音波変換器１３３によって収集される解剖学的データ）と組み合わせて、１つ、２つまたはそれ以上のセンサ５９、１１９、１３９、２０９および／または８９によって作成される１つ以上の信号の分析を実行するように構成される。実施形態によっては、１つ以上のセンサ５９、１１９、１３９、２０９および／または８９からの信号は、システム１０によって使用されて、システム１０によって表示される解剖学的画像を改善すること；システム１０によって表示される心臓情報（例えば、双極子密度および／または表面電荷情報）を改善すること；システム１０の故障を検出すること；患者の生理的データを提供すること；および、これらのうちの１つ以上の組み合わせ、からなる群から選択される機能を実行する。実施形態によっては、１つ以上のセンサ５９、１１９、１３９、２０９および／または８９は、加熱要素；冷却要素；振動要素；薬剤または他の薬品の送達要素；磁界生成要素；光送達要素；（レンズ、および／または光ファイバなどの）撮像要素；および、これらのうちの１つ以上の組み合わせ、からなる群から選択される変換器などの、（例えば、センサであることの代わりとしてまたはセンサであることに加えて）変換器を含む場合がある。
図２を参照すると、提供されるのは、診断評価を実行する方法の実施形態であり、それは本発明の概念と一致する。実施形態によっては、図２のプロセス５００は、上で説明した図１のシステム１０を用いて成し遂げられる。ステップ５１０で、診断カテーテル１００は、患者Ｐの心腔の中に挿入される。更なるプロセスは、１つ以上の表面電極２２５を患者に適用すること、上で説明した撮像デバイス８０などの１つ以上の代わりの撮像デバイスを準備すること、心臓投薬や抗凝血剤などの１つ以上の薬剤または他の薬品を患者に送達すること、使用するためにＥＴＣ２１０を準備すること、および、これらのうちの２つ以上の組み合わせ、からなる群から選択されるプロセスなどの診断手順のために患者を準備処置する目的で実行される場合がある。
ステップ５２０で、システム１０は、診断モードに置かれる。診断モードは、心腔の解剖学的な形状および／または構成に相関する１つ以上の画像またはセットの情報、ならびに／あるいは、心臓アブレーション手順より前および／またはその間に集められるマッピング情報などの心腔の電気的活動、を作成するように構成される場合がある。診断モードは、本明細書で説明するように、繰り返して、一斉に、または特定のパターンで、実行されるステップ５３０、５４０、および５５０を含む場合がある。
ステップ５３０で、システム１０は、「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ Ｄｉｐｏｌｅ Ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｎ Ｃａｒｄｉａｃ Ｗａｌｌｓ」という名称の米国特許第８，４１７，３１３号（本願に引用して援用する）に説明などされている、心臓の電気的活動に相関する情報に基づいて、双極子、表面電荷および／または他の電圧もしくは電荷を決定する生体電位データの分析を実行する。電極１３２は、電子モジュール２００のＥＴＣ２１０にコンジット１０６およびケーブル２０６を介して電気的に接続されている。ＥＴＣ２１０は、電極１３２から記録されるデータに基づいて双極子密度および／または表面電荷を決定するための１つ以上のアルゴリズムを含む場合がある。ＥＴＣ２１０は、１つ以上のフィルタ（例えば、ハードウエアフィルタまたはソフトウエアフィルタ）を更に含む場合があり、フィルタは、生体電位信号を通過（例えば、著しくないフィルタ濾過）させるが、他の信号、具体的には、心臓の腔内部、そうでなければ患者の内部に存在する超音波および／または局所化信号をフィルタ濾過するように構成される。実施形態によっては、ステップ５３０のプロセスは、システム１０が診断モードのままである間において連続してなどと、ステップ５４０および５５０の完了および／または反復の間に連続して実行される場合がある。
ステップ５４０で、図３を参照して下で説明する局所化プロセスなどの局所化プロセスが実行される。
ステップ５５０で、超音波測定プロセスは、図４に関して下で説明する超音波測定プロセスなどが実行される。
ステップ５６０で、システム１０が診断モードのままである場合、ステップ５３０、５４０、および５５０は、繰り返される。実施形態によっては、ステップ５３０が、システム１０が診断モードのままである間、連続して実行されるときなどに、ステップ５４０および５５０は、システム１０が診断モードのままである間、連続して繰り返される。実施形態によっては、ステップ５４０は、単一のステップ５５０についてよりも長い間、またはその複数倍、実行される場合がある。実施形態によっては、ステップ５５０は、単一のステップ５４０についてよりも長い間、またはその複数倍、実行される場合がある。
システム１０は、診断手順が実行されていないがカテーテル１００が患者Ｐに挿入されたままであるときのモードなどのホールドモード；システム１０がエラーを検出して診断手順および／または他の手順が休止しているときのモードなどのアラートモード；システム１０が診断または処置の手順の最後に患者Ｐから取り外されるべきなどの非活動化されるときのモードなどのシャットダウン／完了モード；からなる群から選択されるモードなどの代替モードに置かれる場合がある。ステップ５６０で、システム１０がもはや診断モードでないと決定されるとき、プロセス５００は、ステップ５７０に入る。ステップ５７０で、全ての診断手順は、停止する。
実施形態によっては、システム１０は、心臓の解剖学的構造のモデルを作成するために局所化情報および超音波情報を集めるなどのために、ステップ５４０とステップ５５０を交互に行う場合がある。その後に、ステップ５３０およびステップ５４０は、心臓の電気的活動をマッピングするなどのために、交互にまたは一斉に実行される場合があり、したがって、システム１０は、既に集めたモデル化済み解剖学的構造に対するマッピング済み電気的活動を登録する場合がある。実施形態によっては、システム１０は、解剖学的構造のモデルを更新するために、ステップ５４０とステップ５５０を再度交互に行う場合がある。
図３を参照すると、提供されるのは、局所化プロセスを実行する方法の実施形態であり、それは本発明の概念と一致する。実施形態によっては、図３のプロセス６００は、上で説明した図１のシステム１０を用いて成し遂げられる。ステップ６１０で、システム１０は、局所化プロセスを始める。実施形態によっては、このプロセスは、図４を参照して下で説明するように超音波測定プロセスと交互に配置される場合がある。
ステップ６２０で、信号発生器２１１は、患者Ｐに１つ以上の表面電極２２５を通してコンジット２２６を介して伝送される１つ以上の局所化信号を生成する。表面電極２２５は、３軸局所化システムを提供するように構成された３つのペアの電極２２５などの１つ以上のペアの電極２２５を含む場合がある。例えば、３軸局所化構成では、ペアの表面電極２２５は、患者Ｐの上に配置される場合がある、すなわち、第１のペアは、患者Ｐの胸部および背部上に配置されて第１のＸ軸を画定し、第２のペアは、患者Ｐの側部上に配置されて第２のＹ軸を画定し、第３のペアは、患者Ｐの首部もしくは肩部および腿部上に配置されて第３のＺ軸を画定する。代替的に、第１のペアの電極は、患者の側部上に側方に配置されて第１の軸を画定する場合があり、第２のペアの電極は、患者の上側胸部および下側背部上に配置されて第２の軸を画定する場合があり、第３のペアの電極は、患者の上側背部および下側胸部上に配置されて第３の軸を画定する場合がある。実施形態によっては、信号発生器２１１は、３つ以上の軸（例えば、上で説明した各軸Ｘ、Ｙ、およびＺ）を駆動するなどのために、個々が固有の周波数である、３つ以上の異なった周波数を生成する。３つ以上の軸は、相互に直交する２つ以上の軸を含む場合がある。代替的または追加的に、信号発生器２１１は、位相または他の測定可能な特性において異なっている３つの信号を生成する場合があり、したがって、各信号（軸）は、フィルタ濾過を介して決定されて下で説明するように複数軸の局所化を実行する場合がある。実施形態によっては、各軸は、個別に（例えば、１度に１つ）給電され、単一軸の局所化は、１つ以上の所望の軸間で交互に配置される場合がある。プロセス６００の実施形態では、ステップ６２０は、プロセス６００の全体にわたって、または、診断手順の全体にわたって、連続して実行される場合がある（例えば、局所化信号は、診断手順の全体にわたって連続して駆動される）。
ステップ６３０で、ＥＴＣ２１０は、一斉にまたは逐次的に各電極１３２からなど、１つ以上の電極１３２から収集したデータを記録する。ステップ６４０で、記録されたデータは、１つ以上の直列フィルタおよび／または１つ以上の並列フィルタなどにより、１つ以上の回数、フィルタ濾過される場合がある。１つの実施形態では、記録されたデータは、最初はフィルタ濾過され、１０から１００ｋＨｚの間などの１から１００ｋＨｚの間の周波数を含む信号などの、発生器２１１によって生成される局所化信号に相関している信号を分離する場合がある。フィルタ濾過されたデータは、その後に、単一の軸に関連する周波数範囲などの単一の周波数範囲を分離するように個々が構成された複数（例えば３つ）の並列フィルタによってスプリットおよびフィルタ濾過される場合がある。
ステップ６５０で、３セットの個別にフィルタ濾過されたデータは、３次元座標系における患者Ｐに対する各電極１３２の場所を決定するなどのために、例えば、局所化アルゴリズムによって分析される場合がある。実施形態によっては、局所化プロセス６００は、２つ、３つ、または４つの軸などのより多いまたはより少ない軸の使用を含む場合がある。追加的または代替的に局所化プロセス６００は、同心の表面電極２２５の使用を含む場合がある。局所化プロセス６００は、ＥＴＣ２１０の内部の複数のフィルタ、および／または、複数の軸とデータのフィルタ濾過の複数のレベルとに対応している複数のデータ経路などの、複数のデータ経路、を含む場合がある。
ステップ６６０で、システム１０が局所化プロセスのままである場合、ステップ６２０〜６５０は、繰り返される。実施形態によっては、システム１０は、例えば、局所化プロセス６００が超音波測定プロセスと交互に配置され、各プロセスが同様または同様でない量の時間の間に実行されるとき、ほぼ１０ｍｓなどの５０μｓから０．５μｓの間などの１μｓから１ｓの間の期間について局所化プロセスのままである場合がある。ステップ６６０で、システム１０がもはや診断モードでないと決定されるとき、プロセス６００は、ステップ６７０に入る。ステップ６７０で、局所化プロセス６００は、停止する。
図４を参照すると、提供されるのは、超音波測定プロセスを実行する方法であり、それは本発明の概念と一致する。実施形態によっては、図４のプロセス７００は、上で説明した図１のシステム１０を用いて成し遂げられる。ステップ７１０で、システム１０は、超音波測定プロセスを始める。実施形態によっては、このプロセスは、上で図３に関して説明したように局所化プロセスと交互に配置される場合がある。
ステップ７２０で、ＵＴＣ２２０は、第１の変換器１３３（１３３ＦＩＲＳＴと呼ぶ場合がある）を、下で図６に関して説明などするように、第１の変換器１３３ＦＩＲＳＴを発生器２２１および／またはＵＴＣ２２０の他の電気部品に電気的に接続している１つ以上のスイッチを、例えば、閉じることによって、「活動化」させる。実施形態によっては、１つ以上のスイッチは、ほぼ０．０１μｓまたはほぼ５００μｓの活動化時間を有するオプトカプラなどのオプトカプラを含む場合がある。発生器２２１は、変換器１３３を「リング」させ、振動させ、および／または、そうでなければ、変換器１３３に超音波パルスを生成させるように構成されたパルス状の「駆動信号」を生成するように構成される場合がある。駆動信号は、ほぼ１０ＭＨｚの周波数を少なくとも有する駆動信号などの、１ＭＨｚから２５ＭＨｚの間の１つ以上の周波数を有する信号を含む場合がある。駆動信号は、ほぼ０．１μｓまたは２．０μｓのパルス幅などの、０．１μｓから１０μｓの間のパルス幅を含む信号を更に含む場合がある。
実施形態によっては、図１のペアにされた電極／変換器の実施形態などのように、変換器１３３の活動化は、そのペアにされた電極１３２の非活動化を生じさせる。変換器１３３の活動化期間の間、ＥＴＣ２１０は、ペアにされた電極１３２によって受信された電気信号を記録せず、一時的な「盲点」を生じさせる。下で説明するように、変換器１３３の非逐次的なシーケンスは、活動化される場合があり、したがって、電気的な記録の一時的な「盲点」は、隣接するペア１３２／１３３を逐次的に活動化させることによって、広がらない。
ステップ７３０で、第１の変換器１３３ＦＩＲＳＴは、活動化されたままであるが、もはや発生器２２１によって駆動されてはいない。変換器１３３は、第１の変換器１３３ＦＩＲＳＴの全ての被駆動信号が終止するのを可能にすると共に第１の変換器１３３ＦＩＲＳＴの内部の任意の残余の振動が消散するのを可能にするなどのために、「リングダウンする」（または「ラングダウン」）。実施形態によっては、ステップ７３０は、ほぼ０．１μｓの持続時間などの、０．０５μｓから１μｓの間の持続時間を含む場合がある。
ステップ７４０で、ＵＴＣ２２０は、第１の変換器１３３ＦＩＲＳＴによって検知された任意の超音波振動を記録することおよびステップ７２０で生成された１つ以上の超音波パルスの反射を記録することなどによって、「聴取」するように構成される。これらの反射は、心腔の内壁；心腔の外壁；肺静脈または心臓弁などの心腔の特徴部；心腔にも挿入されたアブレーションカテーテルおよび／または第２のマッピングカテーテルなどの心腔に挿入されたデバイスの一部分；および、これらのうちの２つ以上の組み合わせ、からなる群から選択される特徴部または構造からの超音波の反射に相関する場合がある。実施形態によっては、ステップ７４０は、ほぼ１００μｓの期間などの１μｓから２００μｓの間の期間の間、反射について「聴取」するように構成される場合がある。ＵＴＣ２００または電子モジュール２００の他の部品は、第１の変換器１３３ＦＩＲＳＴから、心腔の内壁からの反射などの、第１の受け取った反射のソースまでの測定した距離などの距離測定を決定するように構成される場合がある。距離測定は、パルスの合計進行距離を決定するために、超音波パルスの合計「進行時間」を決定することおよび血液および／または他の組織（必要に応じて）の中での音速を用いることなどによって、当業者に普通に知られた技術を用いて、決定される場合がある。
ステップ７５０で、それに続く変換器１３３ＦＩＲＳＴは、電子的に準備される場合がある。準備は、上で説明したように、変換器１３３ＮＥＸＴを「活動化すること」を含む場合がある。ステップ７５０は、前の変換器１３３ＰＲＥＶ、例えば、変換器１３３ＦＩＲＳＴの非活動化を更に含む場合がある。実施形態によっては、変換器１３３ＮＥＸＴの活動化は、ほぼ５０μｓの持続時間などの０．０１μｓから５００μｓの間の持続時間を必要とするプロセスを含む場合がある。これらの実施形態では、変換器１３３ＮＥＸＴの活動化は、前の変換器１３３ＰＲＥＶの非活動化と、および／または、ステップ７４０の一部と、交互に配置される場合があり、したがって、変換器１３３ＮＥＸＴは、変換器１３３ＰＲＥＶが聴取する間は活動化され、および／または、非活動化される。実施形態によっては、これらのプロセスは、ほぼ１００μｓの期間などの０．０１μｓから５００μｓの間の期間についてオーバーラップする場合がある。実施形態によっては、変換器１３３の活動化プロセスのスタートから非活動化プロセスのエンドまでの持続時間は、ほぼ２００μｓの持続時間などの１μｓから７００μｓの間である場合がある。
ステップ７６０〜７８０で、上でステップ７２０〜７４０に関して説明したように、変換器１３３ＮＥＸＴは、リングされ、リングダウンされ、聴取され、記録される。
ステップ７９０で、全ての変換器１３３（または、それらの所定のサブセット）がプロセス７００のスタートから活動化されていなかった場合、ステップ７５０〜７９０は、繰り返される。実施形態によっては、サブセットの変換器１３３は、２または３サイクルが逐次的に運転されるかまたは１つ以上の他のプロセス（図３のプロセス６００など）と交互に配置されるなど、プロセス７００の２または３サイクルが全ての変換器１３３を活動化させるために必要とされるときなどに、変換器１３３のほぼ２分の１またはほぼ３分の１など、プロセス７００につき活動化される。実施形態によっては、全ての変換器１３３が活動化されるサイクルなどの全サイクルは、ほぼ５，０００μｓの持続時間などの５００μｓから１０，０００μｓの間の持続時間を含む場合がある。下で説明した図５の実施形態では、カテーテル１００は、４８個の変換器１３３を含む場合がある。各活動化期間は、ほぼ２００μｓの持続時間を含む場合があり、プロセス７００は、ほぼ５ｍｓの持続時間を含む場合がある。
ステップ７９０で、全ての変換器１３３（または、それらの所定のサブセット）が活動化されていた場合、プロセス７００は、ステップ７９５を続ける。ステップ７９５で、測定プロセスが繰り返されるべき場合、例えば、それに続く（同様または同様でない）サブセットの変換器１３３が活動化されるべき場合、ステップ７２０〜７９０は、繰り返される。測定プロセスが完了した場合、プロセス７００は、ステップ７９９に入る。ステップ７９９で、測定プロセスは、停止する。
図５を参照すると、提供されるのは、拡張可能な組立体１３０を含む診断カテーテルの実施形態の斜視図であり、それは本発明の概念と一致する。拡張可能な組立体１３０は、２０１５年７月２３日に出願された「Ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｗｉｔｈ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ （ＰＣＢ） Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐａｔｈｗａｙｓ」という名称の米国特許出願第１４／７６２，９４４号の説明に、全部または一部、従う場合があり、それを本願に引用して援用する。図５の実施形態では、拡張可能な組立体１３０は、図示したように構成された複数のスプライン１３１を含む（すなわち、半径方向に６０度で離間された６つのスプライン、各スプラインが８つの電極変換器ペア１３２／１３３を含む）。この実施形態では、変換器１３３は、ハウジング１３８を用いてスプライン１３１に結合されている。他の実施形態では、複数の変換器１３３は、別のやり方でスプライン１３１（例えば、２個と１２個のスプライン１３１間の）に結合される場合がある。
この実施形態では、アレイの変換器１３３および電極１３２は、拡張可能な組立体１３０の拡張状態で示されているように、スプライン１３１を横切って実質上均等に分配される。スプライン１３１の近位端（シャフト１０５直近）は、シャフト１０５の中および／または内部の場所あるいはシャフト１０５と内側の並進可能（すなわち、前進可能および後退可能）なシャフトすなわち制御ロッド１０７との間などの、シャフト１０５の遠位部分に取り付けられる。制御ロッド１０７は、示したようなルーメン１０８などの１つ以上のコンジットおよび／または通路を含む場合がある。ルーメン１０８は、ガイドワイヤを摺動式に受容するようにルーメン１０８が寸法決めされるときなど、カテーテル１００がガイドワイヤに挿入できるように構成される場合があり、ルーメン１０８は、ルーメン１０８がカテーテル１００のハンドル１１０から出るときなど、カテーテル１００の近位部分に続く。追加的または代替的に、ルーメン１０８は、アブレーションカテーテル；マッピングカテーテル；クライオアブレーションカテーテル；チップアブレーションカテーテル；診断カテーテル；および、これらのうちの２つ以上の組み合わせ、からなる群から選択されるデバイスなどの１つ以上のデバイスを摺動式に受容するように寸法決めされる場合がある。実施形態によっては、診断または他の手順の間に１つ以上の薬剤または他の薬品の送達を可能にするように構成される場合がある。
実施形態によっては、電極１３２は、スプライン１３１の内側に位置決めされる場合がある。代替的または追加的に、電極１３２は、スプライン１３１の内側に位置決めされた幾つかの電極と、スプライン１３１の外側に位置決めされた幾つかの電極と、を含む場合がある。代替的または追加的に、電極１３２は、対向する表面がバスケットの内側および外側の双方に面する両面型の電極である場合があり、あるいは、電極１３２は、各スプライン１３１をそれぞれ取り囲むリング形状の電極を含む場合がある。
示したように、スプライン１３１の遠位端は、制御ロッド１０７の遠位端に接続される。制御ロッド１０７は、前進および後退される場合があり、拡張可能な組立体１３０をそれぞれ圧縮、拡張させる。制御ロッド１０７は、図１のハンドル１１０上の制御部１１１などの近位ハンドル上の制御部を介して前進および後退される場合がある。実施形態によっては、制御ロッド１０７は、結果として少なくとも最遠位の変換器１３３が図５Ａに示すように前方に面する方向に整列するように、スプライン１３１の遠位部分を反転させるためなどの、拡張可能な組立体１３０を変形させるなどのため、拡張可能な組立体１３０の自然な拡張した位置（図５の例によって示されるような）に相関する位置から後退する場合がある。この構成では、前方に面する変換器１３３は、変換器のアレイとして使用される場合があり、Ｂモードスキャン、あるいは、当分野で公知の他の超音波スキャニング方法を実行する。
本明細書で説明するように、４８個の電極／変換器ペア１３２／１３３を含む図５の拡張可能な組立体１３０は、生体電位測定、局所化測定、および／または、超音波距離測定を実行するために使用される場合がある。上で説明した図４のプロセス７００などの超音波測定プロセスの間、図５の拡張可能な組立体１３０の変換器１３３は、図６に関して下で説明するようにシーケンス処理される場合がある。
図６を参照すると、６つのスプライン上に配設された４８個の超音波変換器（１スプライン当たり８個）のアレイの活動化シーケンスの描写が図解されており、それは本発明の概念と一致する。図６は、活動化シーケンスの特定の図であり、上の図５の拡張可能な組立体１３０などの拡張可能な組立体上の特定の数のスプラインを横切って実質上均等に隔置された特定の数の変換器を描写している。代替的に、拡張可能な組立体１３０は、異なった数の変換器および／またはスプラインを有する場合があり、変換器活動化の同様または同様でない非逐次的シーケンスは、実行される場合がある。
図６の実施形態では、変換器１〜８は、６つスプラインの個々を横切って最遠位の変換器（１）から最近位の変換器（８）を示す。中実のボックスで示された各活動化期間は、活動化の期間と、本明細書で説明したような、ペアにされた電極の非活動化またはブランキングと、を示す。示したパターンは、相互の２つまたは３つの「隣り合う空間」の内部の２つの変換器の逐次的な活動化を回避するパターンなどの２つの隣り合う変換器の逐次的な活動化を回避するパターンを示す。隣り合う空間は、単一のスプライン上の空間、スプライン１の変換器１およびスプライン２の変換器１などのスプラインを横切る空間、および／または、スプライン１の変換器１およびスプライン２の変換器２などのスプラインを斜めに横切る空間、と認められる場合がある。示したパターンは、単一のスプラインから２つの変換器の逐次的な活動化を回避するパターンも示す。
図７は、例えば、本発明の概念による、本明細書で説明するように診断カテーテルと共に使用される場合のあるユーザインターフェース（ＵＩ）システム２３０の実施形態のブロック図を提供する。
ＵＩシステム２３０は、表示エリア２４０を含み、それは１つ以上の窓、スクリーン、および／またはモニタを含む場合があり、その上には情報が、例えば、２Ｄ表示や３Ｄ表示として、表現／表示される場合がある。表示エリア２４０の窓は、図７で示されているように配置することも相関的に寸法付けすることも必要もない。そして、表示窓２４０に示された全ての窓が、含められなければならないわけではない。図７の描写は、図解的な実施形態を代表しているが、本発明の概念によるＵＩシステムは、示された特定の実施形態に限定されない。
３Ｄ表示窓２４２は、心臓または心腔などの３次元（３Ｄ）空間のグラフィックの要素を示すために、含められる場合がある。３Ｄ表示窓２４２に表現される画像および情報は、例えば、メインアプリケーション窓２５０の中で行われるタスクに基づいて実行されるユーザタスクに基づいて変化する場合がある。３Ｄ表示窓２４２は、実施形態によっては、メインアプリケーション窓２５０の範囲内に存在する場合もある。３Ｄ表示窓２４２は、ユーザ対話型になる場合があり、ユーザのそれとの相互作用に応答して変化する場合がある。
２次元（２Ｄ）表示窓２４４は、２次元空間のグラフィックの要素を示すために、含められる場合がある。２Ｄ表示窓２４４に表現される画像および情報は、例えば、メインアプリケーション窓２５０の中で行われるタスクに基づいて実行されるユーザタスクに基づいて変化する場合がある。２Ｄ表示窓２４４は、実施形態によっては、メインアプリケーション窓２５０の範囲内に存在する場合もある。２Ｄ表示窓２４４は、ユーザ対話型になる場合があり、ユーザのそれとの相互作用に応答して変化する。
メインアプリケーション窓２５０は、３Ｄマップを作出するために主要なワークフローインターフェースを含む場合がある。取得窓２５２は、ツール、例えば、生体電位信号、局所化信号、および／または超音波信号を見て記録するのに必要であるユーザインターフェースツール、を提供する。取得窓２５２の１つのツールは、超音波および局所化データが、結合されて、腔の解剖学的構造を再建（すなわち、腔の解剖学的構造を代表する表面のデジタルモデルを建造）するのを可能にする。この解剖学的構造の描写は、表面建造窓２５４に表示される場合がある。追加的に、（例えば、患者および／または代理人の）既に再建した腔の解剖学的構造は、ファイル、データベース、またはメモリなどの１つ以上のデータ倉庫からローディングされて、ライブデータと共に使用され得るように表面建造窓２５４に表示される場合がある。構成のセッティングは、腔の再建をライブデータに対して適切にレジスタ／配向するために、この窓２５４から利用可能である。
波形処理窓２５６は、記録済みデータがレビュー、フィルタ濾過、および／または分析できるように、設けられて使用される場合がある。ユーザは、マッピングされるべきデータの時間セグメントを識別するためにこれらのツールを使用することができる。セグメントは、１つのサンプルの長さから完全に記録されたデータ長さまでである場合がある。セグメントの選択は、マッピングアルゴリズムに対する、時間サンプルずつの、直接の通過データの形式を取る場合もあり、したがって、マップは、手動のセグメント選択なしで、「オンザフライ」（例えば、リアルタイムまたはほぼリアルタイム、あるいは擬似リアルタイム、ここでは「リアルタイム」）で作成される。処理されている波形は、２Ｄ処理窓２４４に、例えば、電気記録図（ＥＧＭ）または心電図（ＥＣＧまたはＥＫＧ）の形式で、示される場合がある。３Ｄ表示窓２４２は、次のもののうちの任意または全てを示す場合がある。バスケットの寸法および形状の３次元表面上にレンダリングされたバスケット電極上の電圧信号、相対的な隣接関係で電極が配向された電極信号を示す着色された地形表面（色と電圧振幅に対応する地形の「Ｚ高さ」）、および／または、関心の腔内部のバスケット位置を示すための再建した表面に関連するバスケットの空間位置。
マッピング窓２５８は、表面ソースモデルの選択を含むマッピングアルゴリズムの構成および実行を可能にするために設けられて使用される場合がある。結果得られる３Ｄマップは、３Ｄ表示窓２４２でレンダリングされる場合があり、対応する波形が２Ｄ表示窓２４４に示される。時間カーソルまたは窓は、表示窓間の時間インデックスを提供するために含められる場合がある。時間カーソルまたは窓は、３Ｄ窓にレンダリングされた動的に変化する表示と同期する２Ｄ窓の波形をスライドまたは横断するように構成される場合がある。
システム構成および診断窓２４６は、カテーテルからのライブ信号（例えば、電子モジュール２００を介して処理された）、例えば、生体電位、局所化、および／または、超音波、を示すために、設けられて使用される場合がある。この窓２４６は、そういったシステムまたはサブシステムの動作の検証のために使用される場合がある。
表面編集窓２４８は、再建した解剖学的構造をユーザが編集して処理するのを可能にするために、設けられて使用される場合がある。設けられるツールは、セレクション（個別の頂点／多角形、楕円形、自由造形の形状、自動分離部品セレクションおよび／またはシャープな機能セレクション）、トリミング（スルーカット、フロントサーフェスカット）、スムージング、リメッシング、ホールフィリング、サブディビジョン、および、プッシュプルのツールなどのサーフェスデフォメーション、を含む場合があるが、それらに限定されない。これらのツールは、形状識別、部品識別、分離、抽出、貼付、および／または、併合、のためのツールを含む場合がある。これらのツールは、ユーザ対話型の表面を編集するツールである場合がある。これらのツールは、手動、半自動、および／または、自動で動作するように構成される場合がある。
ユーザ入力モジュール２６０は、マウス、キーボード、タッチスクリーン、デジタルペン、あるいは、システムへのユーザ入力および／またはシステムの制御とそのレンダリングとを提供するために使用することのできる他のデバイス、などのヒューマンインターフェースデバイスを含む場合がある。
図８Ａ〜８Ｃは、本発明の概念の態様によるユーザインターフェースシステムの出力に関する異なった図を提供する。
図８Ａを参照すると、ポイントクラウド（ＰｏｉｎｔＣｌｏｕｄ）データ構造が示されており、３Ｄ表示窓２４２でレンダリングされる場合がある。この実施形態によれば、３Ｄ座標空間は、Ｎ側にされる極を除いて、四辺形断面を有する球面セクタに分割される。原点から同一半径での各ビンの断面は、面積が同様であるように構成される。表面点座標（Ｓｕｒｆａｃｅ ｐｏｉｎｔ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ）は、１つ、ただ１つのビンの中に入り、したがってオーバーラップしない。ビン寸法、例えば、範囲を定めたアジマスまたは迎角は、構造化可能（例えば、インスタンス上）である場合がある。ビン寸法（したがって、メッシュ寸法）および／または球面ビンの中心に対する表面の変位を変化させるために、現在のポイントクラウドの全ての表面点は、一括動作の所望のパラメータを有する第２のデータ構造の中に配置される場合がある。
データ構造の表面点を代表する表面は、各ビンの全ての代表点または表面を併合させることによって表示される。１つの実施形態では、代表頂点は、表面を形成するためにビン間の相互接続するメッシュを有して描画される場合がある。点がデータ構造に追加されるので、ビンは、アップデートされるであろうし、代表表面がそれに応じてアップデートされる。点をその内部に有しないビンは、表示から隠される場合がある。
図８Ｂを参照すると、ポイントクラウドビンが、心臓の３Ｄレンダリングを参照して図示および説明されている。各ビンに入る全てのデータ点は、ビンのための代表点（頂点）または表面（表面パッチ）を決定するために分析される。１つの実施形態では、ビンの全ての点の図心は、代表頂点として使用される。各ビンの内部のデータは、品質のために評価される場合があり、代表表面の頂点または多角形は、データの品質を示すために着色される場合がある。１つの実施形態では、データの分散または径方向距離の分散は、心臓弁、静脈、または他の径方向に配向した解剖学的な構造の検出を示す場合がある。
図８Ｃを参照すると、隣り合うビンのサブセットが示されており、それらの関係が図解され、各ビンがブロックで代表されている。非多様体の相互接続するメッシュは、隣り合うビン間で計算される。ビンの向き関係は、隣り合うビン間の非多様体の相互接続するメッシュについての時間の掛かる再計算を回避するために、固定である。
図９は、本発明の概念による心臓情報処理システム９００の実施形態の機能ブロック図を提供する。
図９から説明したシステムを用いて、ユーザは、何を計算するかおよび／または何を表示するかを選ぶことができ、例えば、ユーザは、双極子密度（ＤＤＭ）、電荷密度（ＣＤＭ）、または電圧（Ｖ−Ｖ）を表示することができる。この情報は、上部の３つの箱９０２、９０４、９０６に示された情報、例えば、電極９０２の位置、腔（表面）の形状および場所、および、電極９０６で記録された電位、に基づいて計算される。システムは、支持を行って異なった表示モード間で前後に変化するのを可能にするように構成される場合もあると共に、事後処理ツールを用いて、どのようにその情報が表示されるかを変化させることができる。
処理は、順モデル９０８を選択することを含む。それに基づいて、次の３つの動作、すなわち、双極子密度マッピング（ＤＤＭ）９１０、電荷密度マッピング（ＣＤＭ）９１２、および／または、電圧対電圧マッピング（Ｖ−Ｖ）９１４、のうちの１つが実行される場合がある。双極子密度マッピング（ＤＤＭ）では、心腔の内側および／または外側の電極によって測定することのできる電界は、双極子ソースの分布から生成され、双極子密度（ＤＤ）として組織化および配置された心腔の表面上の大きさおよび方向を有する。電荷密度マッピング（ＣＤＭ）では、心腔の内側または外側の電極によって測定され得る電界は、電荷密度（ＣＤ）として組織化および配置された心腔の表面上の大きさだけを有するスカラ電荷ソースの分布から生成される。また、電圧対電圧マッピング（Ｖ−Ｖ）では、ソースの想定は、行われず、心腔の内側または外側の電極上の測定された電圧は、心腔表面上の電圧から伝播される（例えば、ラプラス方程式および／または電磁界理論の当業者に公知の他の方法を用いて）。
腔表面および電極の位置が入力として表面と共に登録されるが、測定した電極上の電圧に対する心腔上のＤＤ／ＣＤ／電圧の間の関係を符号化する変換行列は、順方向計算の出力である。
逆計算９１６は、実行され、電位がマッピングカテーテルおよび変換行列（順方向計算からの出力）から入力として取得され、表面上のＤＤ／ＣＤ／電圧は、正則化法、例えば、Ｔｉｋｈｏｎｏｖの正則化法を用いて線形システムを解くことによって得ることができる。
表面９２０上のＤＤ／ＣＤ／電圧は、逆計算９１６からの出力である。表面電圧は、導出されたＤＤＭ／ＣＤＭ用の表面ＤＤ／ＣＤから前進的にコンピュータ処理される場合があり、Ｖ−Ｖからの表面電圧は、心腔表面によって特定される変換行列を用いて、表面ＤＤ／ＣＤを導出するために使用される場合がある。
実施形態によっては、心臓情報処理システム９００は、事後処理ツール９３０を含む。同じものを用いて、ＤＤ／ＣＤ／電圧は、例として、クーロンのマップ（離散ラプラシアンの適応、あるいは、ＤＤＭ、ＣＤＭおよび／または電圧のマップの空間２次微分）、等時曲線マップ（活動化タイミング）、マグニチュードマップ（ピークトゥピークマグニチュードまたは負ピークマグニチュード）、抵抗マップ（活動および静止の状態）、および／または、伝播マップ（波面）、を作成するために、事後処理される場合がある。
３Ｄ表示器２４２は、事後処理ツール９３０からの出力を表示するために使用される場合がある。すなわち、例えば、表面ＤＤ／ＣＤ電圧、ならびに、事後処理マップは、ＵＩシステム２３０の表示パネル上の選択肢を選択することによってレンダリングされる場合がある。３Ｄマップは、異なった視野角まで回転される場合があり、カラーマップは、例えば、ユーザによって調整される場合がある。
既に上でベストモードおよび／または他の好適な実施形態と認められるものについて説明してきたが、様々な変形を本明細書の中で行うことができること、しかも、本発明が様々な形態および実施形態で実施してもよいこと、しかも、本明細書でそのうちの幾つかを説明したに過ぎない数多くの用途に適用できることを理解されたい。以下の特許請求の範囲では、各請求項の範囲内に入る全ての変形および変化を含む、文字通り説明されていることと、その全ての均等物を権利請求することが意図されている。

Claims (78)

  1. 体腔撮像システムであって、
    周辺組織によって画定される体腔への送達用に構成されたカテーテルと、
    前記カテーテルの遠位端に結合される複数の超音波変換器と、
    所定の活動化シーケンスに従って各超音波変換器を選択的にオン／オフし、各超音波変換器から受信した信号を処理し、前記周辺組織の少なくとも２Ｄ表示を作り出すように構成された電子モジュールと、を含むことを特徴とする体腔撮像システム。
  2. 請求項１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記撮像システムは、電気生理システムの一部である、ことを特徴とするシステム。
  3. 請求項１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記腔は、心腔であり、前記周辺組織は、前記心腔の１つ以上の壁である、ことを特徴とするシステム。
  4. 請求項１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記表示は、前記周辺組織の３Ｄ表示である、ことを特徴とするシステム。
  5. 請求項４または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記周辺組織の前記３Ｄ表示は、表示スクリーンと、前記周辺組織の前記３Ｄ表示のグラフィック操作を可能にするユーザ制御機構と、を有するユーザインターフェースシステム上に提供される、ことを特徴とするシステム。
  6. 請求項５または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記グラフィック操作は、前記周辺組織についての、ズームイン／ズームアウト、回転、部分選択、またはサブセクションのうちの１つ以上を含む、ことを特徴とするシステム。
  7. 請求項１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記複数の超音波変換器は、３Ｄアレイに結合される、ことを特徴とするシステム。
  8. 請求項７または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記３Ｄアレイは、バスケットアレイ、スパイラルアレイ、バルーン、半径方向に展開可能なアーム、および／または、他の拡張可能かつ圧縮可能な構造である、ことを特徴とするシステム。
  9. 請求項７または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記超音波変換器は、前記３Ｄアレイの複数のスプライン上に配設される、ことを特徴とするシステム。
  10. 請求項９または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記３Ｄアレイは、少なくとも３つのスプラインを含む、ことを特徴とするシステム。
  11. 請求項９または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、少なくとも２つの超音波変換器は、各スプライン上に配設される、ことを特徴とするシステム。
  12. 請求項１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記カテーテルの遠位端に結合された複数の生体電位電極を更に含む、ことを特徴とするシステム。
  13. 請求項１２または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記生体電位電極は、前記３Ｄアレイの複数のスプライン上にも配設される、ことを特徴とするシステム。
  14. 請求項１３または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、少なくとも幾つかの前記生体電位電極と、少なくとも幾つかの前記超音波変換器とは、同じスプライン上に配設される、ことを特徴とするシステム。
  15. 請求項１３または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、生体電位電極および超音波変換器は、電極／変換器ペアを形成するために互いに配設され、前記システムは、複数の電極／変換器ペアを含む、ことを特徴とするシステム。
  16. 請求項１５または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、１つ以上のスプラインは、少なくとも１つの電極／変換器ペアを含む、ことを特徴とするシステム。
  17. 請求項１５または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、１つ以上のスプラインは、複数の電極／変換器ペアを含む、ことを特徴とするシステム。
  18. 請求項１５または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、複数のスプラインは、少なくとも１つの電極／変換器ペアを含む、ことを特徴とするシステム。
  19. 請求項１５または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、複数のスプラインは、複数の電極／変換器ペアを含む、ことを特徴とするシステム。
  20. 請求項１５または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、複数のスプラインは、少なくとも３つの電極／変換器ペアを含む、ことを特徴とするシステム。
  21. 請求項１５または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、各スプラインは、可撓性ＰＣＢを含み、各電極／変換器ペアは、前記可撓性ＰＣＢに電気的に結合される、ことを特徴とするシステム。
  22. 請求項２１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、各電極／変換器ペアは、前記可撓性ＰＣＢ上の共通の通信経路を共有する、ことを特徴とするシステム。
  23. 請求項２１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、１つのスプライン上の全ての電極／変換器ペアは、前記可撓性ＰＣＢ上の共通の通信経路を共有する、ことを特徴とするシステム。
  24. 請求項２１もしくは２２または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記共通の通信経路は、共通のグランドである、ことを特徴とするシステム。
  25. 請求項１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、心臓または他の電気的活動を、撮像デバイスを用いて生成される１つ以上の画像と、相関させるように更に構成される、ことを特徴とするシステム。
  26. 請求項１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記撮像デバイスは、フルオロスコープ、ＭＲＩ、ＣＴスキャナ、超音波撮像デバイス、および、これらのうちの２つ以上の組み合わせ、からなる群から選択される撮像デバイスを含む、ことを特徴とするシステム。
  27. 請求項１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記活動化シーケンスは、２つの隣り合う超音波変換器の逐次的な活動化を回避する前記複数の超音波変換器をオン／オフするパターンである、ことを特徴とするシステム。
  28. 請求項２８または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記活動化シーケンスは、２つまたは３つの互いの隣り合う空間の内部の２つの変換器の前記逐次的な活動化を回避する、ことを特徴とするシステム。
  29. 請求項２８または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記隣り合う空間は、単一のスプライン上の空間、スプライン１の変換器１およびスプライン２の変換器１などのスプラインを横切る空間、および／または、スプライン１の変換器１およびスプライン２の変換器２などのスプラインを斜めに横切る空間である、ことを特徴とするシステム。
  30. 請求項２７または任意の他の請求項のいずれか１項に記載のシステムであって、前記活動化シーケンスパターンは、単一のスプラインから２つの変換器の逐次的な活動化を回避するパターンである、ことを特徴とするシステム。
  31. 診断評価を実行する方法であって、
    診断カテーテルの端部に結合された複数の超音波変換器および複数の電極を含む心臓診断システムを提供するステップと、
    前記診断カテーテルを患者の心腔の中に挿入するステップと、
    前記心臓診断システムを診断モードに置くステップと、
    生体電位測定プロセスを実行するステップと、
    局所化プロセスを実行するステップと、
    超音波測定プロセスを実行するステップと、
    局所化プロセスおよび前記超音波プロセスを交互に配置するステップと、を含むことを特徴とする方法。
  32. 請求項３１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記超音波変換器の周波数は、生体電位信号に干渉せず、生体電位信号は、局所化信号に干渉しない、ことを特徴とする方法。
  33. 請求項３１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記生体電位測定プロセスは、連続して実行される、ことを特徴とする方法。
  34. 請求項３１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記生体電位測定プロセスは、前記局所化プロセスおよび前記超音波測定プロセスと交互に配置される、ことを特徴とする方法。
  35. 請求項３１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、単一の超音波測定プロセスよりも長く、または、その複数倍、前記局所化プロセスを実行するステップを含む、ことを特徴とする方法。
  36. 請求項３１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、単一の超音波測定プロセスよりも長く、または、その複数倍、前記超音波測定プロセスを実行するステップを含む、ことを特徴とする方法。
  37. 請求項３１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記生体電位測定プロセスは、前記電極から生体電位を測定および分析することを含む、ことを特徴とする方法。
  38. 請求項３７または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記生体電位測定プロセスは、生体電位データから双極子密度および／または表面電荷密度を決定することを含む、ことを特徴とする方法。
  39. 局所化プロセスを実行する方法であって、
    カテーテルの遠位端に結合された複数の生体電位電極、および任意選択で複数の超音波変換器を含む心臓診断システムを提供するステップと、
    前記診断カテーテルを患者の心腔の中に挿入するステップと、
    １つ以上のペアの表面電極を前記患者の上に置いて、各ペアの電極について個別の軸を画定するステップと、
    １つ以上の局所化信号を生成して、同じものを前記患者に前記１つ以上のペアの表面電極を介して伝送するステップと、
    前記１つ以上のペアの表面電極から収集したデータを記録するステップと、
    各ペアの表面電極の前記生成した局所化信号と相関する信号を分離するために、前記記録したデータをフィルタ濾過するステップと、
    前記１つ以上のペアの表面電極によって画定される座標系で、前記患者に対する各生体電位電極の場所を決定するために、前記フィルタ濾過したデータを分析するステップと、を含むことを特徴とする方法。
  40. 請求項３９または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、少なくとも２つのペアの電極が存在し、１つの個別の軸は、各ペアの表面電極について決定される、ことを特徴とする方法。
  41. 請求項３９または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、少なくとも３つのペアの電極が存在し、１つの個別の軸は、各ペアの表面電極について決定される、ことを特徴とする方法。
  42. 請求項４１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記３つの軸は、３軸局所化システムを画定する、ことを特徴とする方法。
  43. 請求項３９または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、座標系は、３Ｄ座標系である、ことを特徴とする方法。
  44. 請求項３９または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、座標系の原点は、前記患者の前記心臓の内部に論理的に位置する、ことを特徴とする方法。
  45. 請求項４１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、
    第１の軸を画定する、第１のペアの電極から前記患者の胸部および背部上に表面電極を置くステップ、ならびに／または
    第２の軸を画定する、第２のペアの電極から側方に前記患者の側部上に表面電極を置くステップ、ならびに／または
    第３の軸を画定する、第３のペアの電極から前記患者の首部もしくは肩部および腿部上に表面電極を置くステップを含む、ことを特徴とする方法。
  46. 請求項４１または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、
    第１の軸を画定する、第１のペアの電極から側方に前記患者の側部上に表面電極を置くステップ、ならびに／または
    第２の軸を画定する、第２のペアの電極から前記患者の上側胸部および下側背部上に表面電極を置くステップ、ならびに／または
    第３の軸を画定する、第３のペアの電極から前記患者の上側背部および下側胸部上に表面電極を置くステップを含む、ことを特徴とする方法。
  47. 請求項３９または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、各ペアの表面電極は、異なった周波数を有する信号で個別に駆動される、ことを特徴とする方法。
  48. 請求項３９または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、局所化信号は、約１ｋＨｚ〜約１００ｋＨｚの範囲の周波数で生成される、ことを特徴とする方法。
  49. 請求項３９または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、各ペアの表面電極からの前記信号は、個別に記録される、ことを特徴とする方法。
  50. 請求項３９または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、各ペアの表面電極からの前記信号は、個別にフィルタ濾過される、ことを特徴とする方法。
  51. 請求項３９または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記局所化プロセスは、前記心臓診断システムの超音波測定プロセスと交互に配置される、ことを特徴とする方法。
  52. 請求項３９または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記局所化プロセスは、前記心臓診断システムの生体電位測定プロセスと交互に配置される、ことを特徴とする方法。
  53. 超音波測定プロセスを実行する方法であって、
    カテーテルの遠位端に結合された複数の超音波変換器、および任意選択で複数の生体電位電極を含む心臓診断システムを提供するステップと、
    前記診断カテーテルを心腔の中に挿入するステップと、
    超音波変換器信号を生成するために超音波変換器を活動化（またはリンギング）させるステップと、
    前記超音波変換器をリングダウンさせるステップと、
    ソースによる前記超音波変換器信号の反射を検知して記録するステップと、
    前記受け取った反射に基づいて、前記変換器から前記ソースまでの距離を決定するステップと、
    全ての超音波変換器が活動化されるまで上のステップを繰り返すステップと、
    前記超音波測定プロセスが完了または終了するまで全ての超音波変換器について上のステップを繰り返すステップと、を含むことを特徴とする方法。
  54. 請求項５３または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記生体電位電極および超音波変換器は、ペアにされて電極／変換器ペアを形成する、ことを特徴とする方法。
  55. 請求項５４または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記電極／変換器ペアは、３Ｄアレイの複数のスプライン上に配設される、ことを特徴とする方法。
  56. 請求項５３または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、超音波変換器を活動化させるステップは、１つ以上のスイッチを入れることを含み、それによって前記変換器が信号発生器に電気的に接続される、ことを特徴とする方法。
  57. 請求項５３または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記１つ以上のスイッチは、オプトカプラを含む、ことを特徴とする方法。
  58. 請求項５３または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記オプトカプラは、約０．０１μｓまたは約５００μｓの範囲の活動化時間を有する、ことを特徴とする方法。
  59. 請求項５３または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記超音波変換器を活動化させるステップは、
    前記変換器をリングさせ、振動させ、および／または、他の方法で前記変換器に超音波パルスを生成させるように構成されたパルス状の駆動信号を生成することを含むことを特徴とする方法。
  60. 請求項５９または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記駆動信号は、１０ＭＨｚなどの約１ＭＨｚ〜約２５ＭＨｚの範囲の周波数を有する信号を含む、ことを特徴とする方法。
  61. 請求項６０または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記駆動信号の周波数は、約１０ＭＨｚである、ことを特徴とする方法。
  62. 請求項５９または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記駆動信号は、パルス幅が約０．１μｓ〜約１０μｓの範囲にある信号を更に含む、ことを特徴とする方法。
  63. 請求項６２または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記駆動信号のパルス幅は、約２．０μｓである、ことを特徴とする方法。
  64. 請求項５３または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記リングダウンは、前記超音波変換器の振動の消散のために、約０．０５μｓから約１μｓの間の持続時間を有する、ことを特徴とする方法。
  65. 請求項６４または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記リングダウンは、約０．１μｓの持続時間を有する、ことを特徴とする方法。
  66. 請求項５３または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記反射を検知するステップは、約１μｓ〜約２００μｓの範囲の持続時間の間実行される、ことを特徴とする方法。
  67. 請求項５３または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記検知の持続時間は、約１００μｓである、ことを特徴とする方法。
  68. 請求項５３または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記ソースは、心室の内壁である、ことを特徴とする方法。
  69. 請求項５３または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記変換器の前記活動化は、ペアにされた生体電位電極の非活動化を生じさせる、ことを特徴とする方法。
  70. 請求項５３または任意の他の請求項のいずれか１項に記載の方法であって、電極／変換器ペアを非逐次的に活動化させること、それによって、前記超音波変換器の前記活動化によって生じる隣り合う生体電位電極の一時的な「盲点」を広げないこと、を更に含む、ことを特徴とする方法。
  71. 前記請求項に記載のシステムまたは方法であって、前記患者は、生き物であることを特徴とするシステムまたは方法。
  72. 前記請求項に記載のシステムまたは方法であって、前記患者は、シミュレートされる物または心臓であることを特徴とするシステムまたは方法。
  73. 図示および／または記載されていることを特徴とする体腔撮像システム。
  74. 図示および／または記載されていることを特徴とする心臓診断システム。
  75. 図示および／または記載されていることを特徴とする心臓診断プロセス。
  76. 図示および／または記載されていることを特徴とする局所化プロセス。
  77. 図示および／または記載されていることを特徴とする生体電位測定プロセス。
  78. 図示および／または記載されていることを特徴とする超音波撮像方法。
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