JP2023181123A - 同期によるアブレーションモデルの精度の向上 - Google Patents

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Abstract

【課題】同期によりアブレーションモデルの精度を改善するシステム、方法、及びコンピュータ可読媒体の態様を開示する。【解決手段】一態様は、カテーテルエネルギー源を作動し、カテーテルエネルギー源からカテーテルエネルギー信号を取得し、カテーテルエネルギー信号に作動タイムスタンプ及び停止タイムスタンプを割り当て、作動タイムスタンプと停止タイムスタンプとの間の期間に基づいてアブレーションの時間を決定することによって、動作する。本態様は、カテーテル光学ポートから光学測定信号を取得し、光学測定信号に入力タイムスタンプ及びスイッチング・タイム・スタンプを割り当て、変性結果を取得するために、光学測定信号を処理することによって、動作を継続する。本態様は、同期モデルを生成し、タイムスタンプを使用してアブレーションの時間と変性結果とを同期させ、同期モデルから推定病変深度を生成することによって終了する。【選択図】図1

Description

本開示の態様は、組織をアブレーションするためのデバイス、光学信号分析、タイムスタンプを使用した信号の同期、アブレーション病変の評価、及び病変深度の推定を使用する構成要素、システム、及び方法に関する。
アブレーションは、組織壊死を生じさせるための医療技術である。これは、とりわけ、癌、バレット食道、又は心不整脈を含む様々な病状の治療に役立たせるために使用される。様々なエネルギー源が、アブレーションに利用され得る。例えば、高周波(RF)アブレーションでは、外部電極が、患者の体内に配置され、患者の体内の治療される組織と接触して配置されたカテーテルのチップに、交流電位が印加される。数百kHzを超える振動周波数を有する交流電流の印加は、ジュール効果によって熱を伝導する間に、興奮性組織の刺激を回避する。組織温度の上昇は、タンパク質、例えば、コラーゲン、ミオシン又はエラスチンを含む生体分子の変性及び組織繊維異方性の変化をもたらす。
本明細書に提示した態様では、処理デバイスは、推定病変深度を生成し得るアブレーションモデルの精度を改善するために、タイムスタンプを使用してカテーテルシステム及び光学システムからの信号を同期させ得る。
一態様では、例示的な方法は、カテーテルエネルギー源を作動することと、カテーテルエネルギー源からカテーテルエネルギー信号を取得することと、カテーテルエネルギー信号に作動タイムスタンプ及び停止タイムスタンプを割り当てることと、作動タイムスタンプと停止タイムスタンプとの間の期間に基づいてアブレーションの時間を決定することと、を含む。次いで、方法は、カテーテル光学ポートから光学測定信号を取得することと、光学測定信号に入力タイムスタンプ及びスイッチング・タイム・スタンプを割り当てることと、変性結果を取得するために光学測定信号を処理することと、を含む。本方法は、同期モデルを生成するためにタイムスタンプを使用してアブレーションの時間と変性結果とを同期させることと、同期モデルから推定病変深度を生成することと、を更に含む。
別の態様では、例示的なシステムを説明する。システムは、カテーテルエネルギー源と、カテーテルエネルギー源に連結されるカテーテルと、カテーテル光学ポートと、カテーテルエネルギー源及びカテーテルに連結されるコンピュータデバイスと、を備える。コンピュータデバイスは、プロセッサと、メモリと、を備える。メモリは、命令を含み、その命令が実行されると、プロセッサは、コンピュータデバイスに、カテーテルエネルギー源を作動させ、カテーテルエネルギー源からカテーテルエネルギー信号を取得させ、カテーテルエネルギー信号に作動タイムスタンプ及び停止タイムスタンプを割り当てさせ、作動タイムスタンプと停止タイムスタンプとの間の期間に基づいてアブレーションの時間を決定させる。次いで、プロセッサは、コンピュータデバイスに、カテーテル光学ポートから光学測定信号を取得させ、光学測定信号に入力タイムスタンプ及びスイッチング・タイム・スタンプを割り当てさせ、変性結果を取得するために光学測定信号を処理させる。更に、プロセッサは、コンピュータデバイスに、同期モデルを生成するためにタイムスタンプを使用してアブレーションの時間と変性結果とを同期させ、同期モデルから推定病変深度を生成させる。
更に別の態様では、例示的な非一時的コンピュータ可読媒体は命令を有し、命令は、少なくとも1つのコンピュータデバイスによって実行されると、少なくとも1つのコンピュータデバイスに、動作を実行させる。この動作は、カテーテルエネルギー源を作動することと、カテーテルエネルギー源からカテーテルエネルギー信号を取得することと、カテーテルエネルギー信号に作動タイムスタンプ及び停止タイムスタンプを割り当てることと、作動タイムスタンプと停止タイムスタンプとの間の期間に基づいてアブレーションの時間を決定することと、を含む。次いで、動作は、カテーテル光学ポートから光学測定信号を取得することと、光学測定信号に入力タイムスタンプ及びスイッチング・タイム・スタンプを割り当てることと、変性結果を取得するために光学測定信号を処理することと、を含む。動作は、同期モデルを生成するために、タイムスタンプを使用してアブレーションの時間と変性結果とを同期させることと、同期モデルから推定病変深度を生成することと、を更に含む。
更なる機構及び利点、並びに様々な態様の構造及び動作は、添付の図面を参照して以下で詳細に説明する。本明細書に記載の特定の態様は、限定することを意図しないことに留意されたい。そのような態様は、例示のみを目的として本明細書に提示している。更なる態様は、本明細書に含む教示に基づいて、当業者には明らかであろう。
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付の図面は、本開示の態様を示し、説明と共に、本開示の原理を説明し、当業者が本開示を作成及び使用することを可能にするために更に役立つ。
本開示の実施形態による、カテーテルの例示的な図を示す。
本開示の実施形態による、カテーテルの断面を示す。 本開示の実施形態による、カテーテルの断面を示す。
本開示の実施形態による、アブレーションのための例示的なシステムを示す。
本開示のいくつかの態様による、同期によりアブレーションモデルの精度を改善するシステムのブロック図を示す。
本開示のいくつかの態様による、同期によりアブレーションモデルの精度を改善するために使用されるタイムスタンプを含むタイミング図を示す。
本開示のいくつかの態様による、同期によるアブレーションモデルの精度を改善する方法のフローチャートを示す。
様々な態様を実装(implement、以下、実行ともいう)するために有用な例示的なコンピュータシステムのブロック図を示す。
図面において、同様の参照番号は、全般的に、同一又は同様の要素を示す。本開示の態様について、添付図面を参照して説明する。
本明細書では、同期によるアブレーションモデルの精度を改善するシステム、装置、デバイス、方法、及び/又はコンピュータ可読媒体の態様、並びに/あるいはそれらの組合せ及び部分的組合せを提供する。
組織の生体分子の変性は、組織上に病変を形成する。病変の特徴を評価することは、健康な組織を損傷することなく異なる病変を治療するために十分な組織壊死を生じさせるために重要である。病変は、カテーテルのチップに配置される光学ポート、及び様々な光学データプロセッサを使用して評価され得る。様々な信号の非同期取得及び処理のため、現在のシステム及び方法を使用して組織内のアブレーション効果を理解し、健康な組織の損傷を回避することは困難な場合がある。アブレーションモデルを生成し、病変深度を推定する現在のシステム及び方法は、信号取得及び処理の同期性に起因する生体分子の不適切な変性を防止するために必要な精度をもたらさない。異なる病変を治療するために組織上に病変が形成されるが、組織の過剰なアブレーションが原因で、健康な組織を損傷した場合、又は組織が十分にアブレーションされていない場合に、不適切な変性が生じる。
同期モデルから推定病変深度を生成するためにタイムスタンプ手法を使用しないシステムでは、アブレーション信号と組織の光学測定に関連する信号とが互いに対応しない場合がある。したがって、ユーザは、推定病変深度を観察し、そのことが、組織に印加されるエネルギーの量と組織の変性の程度との間の対応を正確に反映していると考える場合がある。この情報に基づいて、ユーザは、組織へのエネルギーの印加を不適切に継続する、又は不適切に停止する可能性がある。実際には、組織の変性の程度は、予想よりも大きい、又は小さい場合があり、その結果、健康な組織が損傷する、又は不健康な組織が損傷しないことになる。
本明細書の態様は、同期モデルから推定病変深度を生成する革新的なタイムスタンプ手法を使用して、これらの技術的問題を解決する。マルチポート光学構成要素を含むアブレーションカテーテルが、エネルギー源から組織にエネルギーを印加し、異なる組織部位からの光学測定データを、カテーテルを通して、処理のためのコンソールに送出するために使用され得る。そのような態様では、エネルギー源は、作動又は停止のいずれがであってよく、1つの光学ポートのみが、所与の時間に光学測定データを能動的に提供し得る。エネルギー源の状態及び光学ポートからのデータを追跡するために、処理のためのコンソール内のクロックが、データ項目にタイムスタンプを割り当てるために使用され得る。データ項目がタイムスタンプされると、コンソールは、組織に印加されるエネルギーと、異なる組織部位からの光学測定データとの間の正確なタイミング関係を反映する推定病変深度を生成し得る。
本発明の態様によれば、プロセッサは、カテーテルエネルギー源の作動及び停止に従って、カテーテルエネルギー信号(すなわち、アブレーション信号)に作動タイムスタンプ及び停止タイムスタンプを割り当て得る。プロセッサはまた、カテーテルのカテーテル光学ポートからの光学測定信号の取得に従って、光学測定信号に入力タイムスタンプ及びスイッチング・タイム・スタンプを割り当て得る。プロセッサは、信号を使用してアブレーションの時間、及び変性結果を決定し、同期モデルを生成するためにタイムスタンプを使用してアブレーションの時間と変性結果とを同期させ、同期モデルから推定病変深度を生成し得る。推定病変深度が同期モデルから生成されるので、エネルギーが組織に印加されたときと、変性が組織に発生したときとの間には正確な関係がある。
本明細書の態様は、様々な利点を提供する。例えば、タイムスタンプ手法は、ユーザが組織にエネルギーを印加したとき、及び変性が組織に生じたときを反映する正確な推定病変深度を、ユーザに提供する。換言すれば、ユーザが様々な病変を治療するために組織をアブレーションして、組織壊死を生じさせている間、ユーザは、病変が治療され、健康な組織が保護されることを確実にするために、アブレーション病変の特徴を正確に評価し得る。したがって、タイムスタンプ手法は、健康な組織を損傷することなく、異なる病変の治療を可能にするために、同期によりアブレーションモデルの精度を改善することによって上記の技術的問題を解決する。
本出願は、心臓アブレーションに特に言及し得るが、本明細書に記載の態様は、極低温、高周波(RF)、マイクロ波、レーザ、超音波、及びパルス電界を含むがこれらに限定されない、アブレーションのための追加のエネルギー源と共に、他の病変も対象とし得ることに留意されたい。他の病状を治療するためにエネルギーを使用する原理は同様であり、したがって、エネルギーを印加するために使用される技術は同様である。本明細書に記載の態様は、インビボ又はインビトロで使用され得ることにも留意されたい。
カテーテルの態様の例
図1は、本開示の態様による、カテーテル100を示している。カテーテル100は、近位セクション102と、遠位セクション104と、近位セクション102と遠位セクション104との間に連結されるシース106と、を含む。一態様では、シース106は、ナビゲーションの目的のための1つ又はそれ以上の放射不透過性マーカを含む。一態様では、カテーテル100は、カテーテル100と処理デバイス108との間の通信インターフェース110を含む。通信インターフェース110は、処理デバイス108とカテーテル100との間の1つ又はそれ以上の光ファイバ及びコネクタを含み得る。他の例では、通信インターフェース110は、無線通信、例えば、Bluetooth、WiFi、セルラーなどが、カテーテル100、又はカテーテルシステム内の他の処理構成要素と通信し得るインターフェース構成要素を含んでもよい。
一態様では、シース106及び遠位セクション104は使い捨てである。このように、近位セクション102は、新規の処置が実行されるたびに、新規のシース106及び遠位セクション104を取り付けることによって再使用され得る。別の態様では、近位セクション102も使い捨てである。
近位セクション102は、カテーテル100の操作に使用される様々な電気及び光学構成要素を収容し得る。光学評価のための放射源ビームを生成するために、第1の光源が近位セクション102内に含まれ得る。第1の光源は、1つ又はそれ以上のレーザダイオード又は発光ダイオード(LED)を含んでもよい。光源によって生成された放射ビームは、赤外線範囲内の波長を有してもよい。一例では、放射ビームは、1.3μmの中心波長を有する。光源は、単一の波長のみで放射ビームを出力するように設計されてもよく、又は掃引光源であり、異なる波長の範囲を出力するように設計されてもよい。生成された放射ビームは、シース106内の近位セクション102と遠位セクション104との間に接続される光学伝送媒体を介して遠位セクション104に向かってガイドされ得る。光学伝送媒体のいくつかの例は、シングルモード光ファイバ及び/又はマルチモード光ファイバを含む。一態様では、電気伝送媒体及び光学伝送媒体は、電気信号と光学信号との両方の伝播を可能にする同じハイブリッド媒体によって提供される。
いくつかの態様では、近位セクション102は、組織アブレーションのために遠位セクション104に印加されるレーザエネルギーを生成するために、第2の光源、例えば、レーザエネルギー源を含んでもよい。いくつかの態様では、レーザエネルギー源は、980nmの波長、又は1060nmの波長でレーザエネルギーのアブレーションビームを放射してもよい。近位セクション102内の供給源からのレーザエネルギーは、シース106内の近位セクション102と遠位セクション104との間に接続される光学伝送媒体を介してカテーテル100を下方に伝播し、レーザエネルギーは、カテーテル100の遠位セクション104から標的組織に出力され得る。例えば、供給源からのレーザエネルギーは、標的組織に20~30秒間印加される5W~12Wの光出力を生成し、心臓組織に貫壁性病変を生成する。別の例では、供給源からのレーザエネルギーは、標的組織に60~90秒間印加される30W~50Wの光出力を生成してもよい。いくつかの態様では、処理デバイス108は、1つ又はそれ以上の構成要素、例えば、検出器、電子機器、及び/又は本明細書に記載の光回路/システムの他の構成要素を含んでもよい。他の態様では、これらの1つ又はそれ以上の構成要素、例えば、検出器、電子機器、及び/又は光回路/システムの他の構成要素は、近位セクション102に含まれてもよい。
一態様では、近位セクション102は、第2の光源から生成された光を使用して、低コヒーレンス干渉法(LCI)を実行するために、干渉計の1つ又はそれ以上の構成要素を含む。干渉データ分析の性質により、一態様では、光を、遠位セクション104に、及び遠位セクション104からガイドするために使用される光学伝送媒体は、光偏光の状態及び程度に影響を及ぼさない。別の態様では、光学伝送媒体は、一定で、可逆的に偏光に影響を及ぼす。
近位セクション102は、カテーテル100のユーザがカテーテル100の動作を制御し得る更なるインターフェース要素を含んでもよい。例えば、近位セクション102は、遠位セクション104の偏向角度を制御する偏向制御機構を含んでもよい。偏向制御機構は、近位セクション102上の要素の機械的移動を必要とし得るか、又は偏向制御機構は、遠位セクション104の移動を制御するために電気接続を使用し得る。レーザエネルギーが遠位セクション104に印加されるとき、又は放射ビームが遠位セクション104から送出されるとき、ユーザが制御し、光学データの取得をし得る様々なボタン又はスイッチを、近位セクション102は含んでもよい。いくつかの態様では、近位セクション102は、遠位セクション104に連結された1つ又はそれ以上のプルワイヤを制御するための偏向制御機構を含んでもよい。いくつかの態様では、偏向制御機構及び1つ又はそれ以上のプルワイヤは、アブレーションのために特定の組織領域内を操作し、特定の組織領域を標的とするために、カテーテル100の遠位セクションの操縦を可能にする。
遠位セクション104は、複数の光学観察ポート112a~nを含む。いくつかの態様では、複数の光学観察ポート112a~nは、本明細書ではカテーテルチップ内のオリフィス又はウィンドウと呼ばれることがある。一態様では、光学観察ポート112a~nのうちの1つ又はそれ以上は、遠位セクション104の外側本体内で機械加工される。光学観察ポート112a~nは、遠位セクション104の外側にわたって配置されてもよく、複数の別個の視野方向をもたらす。いくつかの態様では、光学観察ポート112a~nは、遠位セクション104から様々な角度で光(例えば、光学信号)を送出し、集めてもよい。光学観察ポート112a~nにより、レーザエネルギーは、1つ又はそれ以上の光学観察ポートを通して組織アブレーションのために複数の方向(例えば、ビーム方向)に向けられ得る。一態様において、複数の視野方向の各々は、実質的に非同一平面上にある。光学観察ポート112a~nはまた、アブレーション中に遠位セクション104及び周囲組織を冷却するための灌注機能を有するように設計されてもよい。
カテーテル光学観察ポート112a~nは、カテーテル100の構成要素であってもよい。カテーテル光学観察ポート112a~nを使用して、患者304の組織の構造変化を監視し得る。カテーテル光学観察ポート112a~nは、放射源ビームを通して患者304の組織の構造変化を監視し得る。放射源ビームは、以下で更に説明するように、1つ又はそれ以上のレーザダイオード又はLEDを含むカテーテル100内の光源からのものであってもよく、又は外部信号発生器からのものであってもよい。放射源ビームは、患者の組織と相互作用し得る。光学伝送媒体は、カテーテル光学観察ポート112a~nを通して、患者の組織から反射して戻ってきた光を処理デバイス108に向けてガイドし得る。
図2A及び図2Bは、本開示の態様によるシース106の断面図を示している。シース106は、近位セクション102を遠位セクション104と相互接続する要素のすべてを含んでもよい。シース106aは、灌注チャネル202、偏向機構206、電気接続部208、及び光学伝送媒体210を収容する態様を示す。図2Aは、電気接続部208と光学伝送媒体210との両方の周りに巻き付けられた保護カバー212を示している。電気接続部208は、遠位セクション104に位置する光変調構成要素に信号を提供するために使用され得る。他の態様では、光学伝送媒体210及び構成要素は、電気接続部208が収容される保護カバー212とは別個の保護カバー内に配置されてもよい。1つ又はそれ以上の光学伝送媒体210は、光源(曝露光)から生成された光を遠位セクション104に向かってガイドする一方で、光学伝送媒体210の別のサブセットは、遠位セクション104から戻ってくる光(散乱光又は反射光)を近位セクション102にガイドする。別の例では、同じ1つ又はそれ以上の光学伝送媒体210は、両方向に光をガイドする。いくつかの態様では、光学伝送媒体210は、1つ又はそれ以上のシングルモード光ファイバ及び/又はマルチモード光ファイバを備える。
灌注チャネル202は、冷却流体を遠位セクション104に向かってガイドするために使用される中空管であってもよい。灌注チャネル202は、流体の温度に影響を及ぼすようにチャネルに沿って配置される加熱及び/又は冷却要素を含んでもよい。別の態様では、灌注チャネル202はまた、遠位セクション104を囲む流体を近位セクション102に引き戻すための通り道として使用されてもよい。
偏向機構206は、遠位セクション104の偏向角を変更するために、遠位セクション104に信号を供給するように設計された電気的又は機械的要素を含んでもよい。偏向システムは、一態様によれば、近位セクション102に配置された機械的制御部を作動させることによって遠位セクション104のガイドを可能にする。このシステムは、近位セクション102の偏向機構制御部を遠位セクション104のカテーテルチップに接続するワイヤと組み合わせて、遠位セクション104の一方向の偏向を提供することを目的としたシース106の一連に整列し、均一に離間した切り欠きに基づき得る。このようにして、近位セクションの特定の動きは、遠位セクションに投影され得る。カテーテルチップに取り付けられたいくつかの制御ワイヤの組合せを含む他の態様は、異なる方向に沿ったカテーテルチップの偏向を可能にする。
図2Bは、シース106bの断面を示している。シース106bは、電気接続部208がないことを除いて、図2Aのシース106aとほとんど同じ要素を有する態様を示す。シース106bは、生成された放射ビームの変調(例えば、多重化)が近位セクション102において実行される状況において使用されてもよい。いくつかの態様では、シース106bは、レーザ又は極低温アブレーションに使用される診断用カテーテルに実装されてもよい。
例示的なカテーテルシステム及びコンソールの態様
本明細書では、光干渉断層撮影法(OCT)、及び/又は光干渉反射測定法(OCR)、屈折率測定法、又は他の方法を使用して組織アブレーションを実行し、リアルタイムで瘢痕形成を追跡し、組織内の瘢痕パターンを直接観察することによって病変の幾何学的形状及び分離を監視/検証するアブレーションカテーテル及びコンソールシステムの態様を開示する。瘢痕が形成されているか否かを評価するために、本明細書に記載の方法、デバイス、及びシステムは、組織から反射/屈折した光を光学的に取得し、反射光の光学特性を(例えば、強度及び偏光を測定し、測定値に基づいて組織の位相遅延及び/又は複屈折を計算することによって)決定し、これらの光学特性は、組織が瘢痕化しているときに変化するため、健常組織と比較して変化を監視する。組織の光学特性の変化を識別することによって、本明細書に記載するように、組織における病変深度及び変性時間を様々なアブレーション時間について予測してもよい。
図3は、本開示の態様による、アブレーション及び病変予測を実行するためのシステム300の例示的な図を示している。システム300は、カテーテル302と、コンソール310と、信号発生器320と、ディスプレイ325と、灌注ポンプ330と、を含む。カテーテル302、コンソール310、信号発生器320、ディスプレイ325、及び灌注ポンプ330は、有線及び/又は無線接続を介して共に通信可能に連結され得る。いくつかの態様では、カテーテル302は、図1に関して記載したカテーテル100及びその機構を含んでもよい。いくつかの態様では、カテーテル302の遠位セクションは、患者304の組織の一部に配置される。本明細書に記載の態様は、インビボ及び/又はインビトロで使用され得ることが理解される。
いくつかの態様では、カテーテル302は、信号発生器320によって生成されたエネルギーを使用して、アブレーションを受ける組織の一部に配置されてもよい。いくつかの態様では、信号発生器320は、アブレーションのための高周波(RF)、極低温、又は電気穿孔(例えば、パルス電界)信号を生成するように構成される電子デバイスであってもよい。信号発生器320は、直接又はコンソール310を介してカテーテル302に連結されてもよく、選択された組織部位で組織の一部をアブレーションするためにカテーテル302にエネルギーを送ってもよい。いくつかの態様では、組織の一部は、心筋組織、心臓の筋組織、骨格組織などを備えてもよい。エネルギーは、カテーテル302の遠位セクションの光学観察ポートを通して組織の一部に印加され得る。エネルギーを印加した後、カテーテル302の1つ又はそれ以上の光学観察ポートを介して光学信号を取得することによって、組織の構造変化を観察し得る。
コンソール310は、カテーテル302から光学信号を取得し、光学信号を分析して、組織の光学特性の変化を検出するように構成されるコンピュータデバイスを備え得る。いくつかの態様では、コンソール310は、光学信号の分析を実行し、本明細書に記載の病変深度及びアブレーション時間を予測するためのモデルを生成するために、ハードウェア(例えば、回路)、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの任意の組合せを含んでもよい。いくつかの態様では、コンソール310は、瘢痕の進行、組織とカテーテル302との間の接触、及び組織の他の特徴を監視するために、コンソール310それ自体内の光回路、及びカテーテル302を通して、組織内に光を送ってもよい。いくつかの態様では、コンソール310は、本明細書では、制御コンソール、処理デバイス、及び/又はコントローラと呼ばれることがある。コンソール310は、ディスプレイ325に連結されてもよく、ディスプレイ325は、光学信号分析及び病変予測からの結果を提示し、ユーザが、カテーテル302、コンソール310、信号発生器320、及び/又は灌注ポンプ330の動作に関連するパラメータを、選択/表示し、修正し、及び/又は制御することを可能にする。
いくつかの態様では、灌注ポンプ330は、チューブを介してカテーテル302に連結されてもよい。いくつかの態様では、灌注ポンプ330は、流体がチューブを通して(例えば、光学観察ポートを通して、又はカテーテル302の遠位セクションの別個の灌注スリットを通して)圧送され、カテーテル302を通して組織部位で放出されることを可能にする。灌注ポンプ330からの流体は、アブレーション中にカテーテル302の遠位セクション、及び周囲組織を冷却し、アブレーション中及び/又は後に、任意の破片を洗い流し得る。
いくつかの態様では、カテーテル302は、1つ又はそれ以上の光学接続部312及び1つ又はそれ以上の電気接続部314を介してコンソール310に連結されてもよい。光学接続部312は、更なる分析のために、カテーテル302及びコンソール310に、並びにカテーテル302及びコンソール310からの光学信号の取得及び/又は伝送を可能にするシングルモード光ファイバ及び/又はマルチモード光ファイバを含み得る。電気接続部314は、アブレーションのために信号発生器320からカテーテル302に電力及びエネルギーを供給するために使用される配線、ピン、及び/又は構成要素を含み得る。
いくつかの態様では、光学接続部312及び電気接続部314は、通信インターフェース316を介してコンソール310に接続されてもよい。通信インターフェース316は、カテーテル302とコンソール310との間の様々な信号(例えば、光学信号及び電気信号)の伝送を可能にする。いくつかの態様では、通信インターフェース316は、カテーテル302とコンソール310との間の光ファイバの適切な整列を容易にするコネクタを含んでもよい。いくつかの態様では、コネクタ設計は、電気と光延長ラインとの両方を含んでもよい。
取得及び同期の態様の例
図4は、本開示のいくつかの態様による、同期によりアブレーションモデルの精度を改善するシステム300の要素を更に示すブロック図である。上述したように、システム300は、信号発生器320と、カテーテル302と、コンソール310と、を含み得る。信号発生器320は、アブレーションエネルギー信号408を出力する。コンソール310は、アブレーションの時間412及び変性結果414を決定し、これらは次に、推定病変深度416を決定するために使用される。カテーテル302は、その光学ポート112a~nから受信した光学測定信号410a~nをコンソール310に出力し、患者304と共に使用され得る。信号源(例えば、信号発生器320)を作動し、信号(例えば、アブレーションエネルギー信号408又は光学測定信号410a~n)を取得し、特定の発生に基づいて信号にタイムスタンプを割り当て、結果(例えば、変性結果414)を生成するために信号の分析を実行し、同期モデルから結果(例えば、推定病変深度416)を生成するために信号の同期を実行するためのハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの任意の組合せを、コンソール310は含み得る。例えば、コンソール310は、タイムスタンプのために有用なクロックを含んでもよい。
図5は、本開示のいくつかの態様による、同期によりアブレーションモデルの精度を改善するために使用されるタイムスタンプを含むタイミング図500である。タイミング図500は、各波形のタイミングを示しており、信号がオン又は動作状態のときは振幅「1」で波形を示し、信号がオフ又は非動作状態のときは振幅「0」で波形を示す。タイミング図500は、アブレーションエネルギー信号408と、光学測定信号410-1と、光学測定信号410-2と、光学測定信号410-3と、を含む。各光学測定信号410a~nは、カテーテル302の遠位端の光学ポート112のうちの1つから受信した信号に対応し、それぞれの光学ポート112によって観察し得る患者304の組織に関する情報を含む。当業者は、カテーテル302の遠位端の光学ポート112a~nの数に基づいて、多い又は少ない光学測定信号410をタイミング図500に含め得ることを認識するであろう。
タイミング図500に示すように、コンソール310は、信号発生器320が作動したとき(1)(図5の例では、時間=0msに示す)、そのクロックを使用してアブレーションエネルギー信号408にタイムスタンプを割り当て得る。このタイムスタンプは、作動タイムスタンプと見なし得る。コンソール310はまた、信号発生器320が停止したとき(0)(図5の例では、時間=10msに示す)、アブレーションエネルギー信号408にタイムスタンプを割り当て得る。このタイムスタンプは、停止タイムスタンプと見なし得る。コンソール310は、信号発生器320を再作動し、信号発生器320が再作動したとき(1)(図5の例では、時間=12msに示す)、アブレーションエネルギー信号408にタイムスタンプを割り当て得る。このタイムスタンプは、後続の作動タイムスタンプと見なし得る。コンソール310は、信号発生器320が再作動後に停止したとき(0)、アブレーションエネルギー信号408にタイムスタンプを割り当て得る。このタイムスタンプは、後続の停止タイムスタンプと見なし得る。
コンソール310は、作動タイムスタンプと停止タイムスタンプとの各ペア間の期間を決定し得る。患者304の組織のアブレーションのためのエネルギーを供給するために、信号発生器320が作動した時間を反映するので、この期間は、アブレーションの時間と見なし得る。複数の作動が存在する場合、総期間を決定するために、任意の後続の作動期間をアブレーションの時間に追加し得る。患者304の組織のアブレーションのためのエネルギーを供給するために、信号発生器320が作動した総時間を反映するので、この総期間は、アブレーションの総時間と見なし得る。
コンソール310は、カテーテル光学ポート112aから光学測定信号410-1を取得し得る。カテーテル光学ポート112aは、患者304の組織の固有の視野角を有し得る。固有の視野角は、患者304の組織の第1の位置を観察し得る。コンソール310は、カテーテル302及び光学接続部312を通して光学測定信号410-1を取得し得る。タイミング図500に示すように、コンソール310は、光学測定信号410-1がカテーテル光学ポート112aから最初に取得されたとき(1)、光学測定信号410-1にタイムスタンプを割り当て得る。このタイムスタンプは、入力タイムスタンプと見なし得る。光学測定信号410-1が、カテーテル光学ポート112aから、もはや取得されないとき(0)、例えば、コンソール310が、その入力をカテーテル光学ポート112aから異なるカテーテル光学ポート、例えば、カテーテル光学ポート112bにスイッチするとき、コンソール310は、光学測定信号410-1にタイムスタンプを割り当て得る。このタイムスタンプは、スイッチング・タイム・スタンプと見なし得る。
コンソール310が、その入力をカテーテル光学ポート112aからカテーテル光学ポート112bにスイッチすると、コンソール310は、カテーテル光学ポート112bから光学測定信号410-2を取得し得る。光学測定信号410-2は、後続の光学測定信号410a~nと見なされてもよく、カテーテル光学ポート112bは、光学ポート112a~n内の異なるカテーテル光学ポートと見なされてもよい。一態様では、カテーテル光学ポート112aからの信号取得が完了した後、コンソール310の光学スイッチは、カテーテル光学ポート112aとの接続を閉じ、カテーテル光学ポート112bとの接続を開いてもよく、それにより、カテーテル光学ポート112bからの光学測定信号410-2をコンソール310が取得してもよい。このスイッチは、カテーテル光学ポート112aからのデータ収集が開始された後、所定の期間に行われてもよい。いくつかの態様によれば、所定の期間は、光学ポート112aの視野に対応する光学特性を決定し得る十分なデータを取得ためにかかる時間に基づいて選択されてもよい。例えば、所定の期間は、2ミリ秒であってもよい。別の例では、所定の期間は、1ミリ秒であってもよい。更に別の例では、所定の期間は、2ミリ秒未満、又は2ミリ秒を超える別の期間であってもよい。
カテーテル光学ポート112bは、患者304の組織の固有の視野角を有し得る。固有の視野角は、患者304の組織の第2の位置を観察し得る。コンソール310は、カテーテル302及び光学接続部312を通して光学測定信号410-2を取得し得る。タイミング図500に示すように、光学測定信号410-2が、カテーテル光学ポート112bから最初に取得されたとき(1)、コンソール310は、光学測定信号410-2にタイムスタンプを割り当て得る。このタイムスタンプは、後続の入力タイムスタンプと見なし得る。光学測定信号410-2が、カテーテル光学ポート112bから、もはや取得されないとき(0)、例えば、コンソール310が、その入力をカテーテル光学ポート112bから異なるカテーテル光学ポート、例えば、カテーテル光学ポート112cにスイッチするとき、コンソール310は、光学測定信号410-2にタイムスタンプを割り当て得る。このタイムスタンプは、後続のスイッチング・タイム・スタンプと見なし得る。
カテーテル302から受信した他の信号、例えば、光学測定信号410-2、光学測定信号410-3などに対して、同様のタイムスタンプ動作を行ってもよい。
コンソール310は、光学測定信号410a~nを処理し、光学特性を計算し、変性結果414を取得し、又はグラフィカル表現(例えば、推定病変深度416)を生成するための光学システムを含み得る。光学システムは、低コヒーレンス干渉法(LCI)を、光干渉断層撮影法(OCT)を、光コヒーレンス屈折法(OCR)を、又は撮像を実行して、光学測定信号410a~nを取得するための他の光学モダリティを、利用してもよい。光学測定信号410a~nは、OCT信号、OCR信号、又は当業者には理解されるであろう別の信号であってもよい。
コンソール310は、変性結果414を取得するために、光学測定信号410-1及び/又は光学測定信号410-2を処理するための光学システムを含み得る。コンソール310は、変性結果114を取得するために、光学測定信号410-1及び/又は光学測定信号410-2に対して処理を実装し得る。コンソール310は、変性結果414を取得するため、第1の位置及び/又は第2の位置における患者304の組織の光学特性を取得するために、光学測定信号410-1及び/又は光学測定信号410-2に対して処理を実装し得る。
処理は、異なるソフトウェア層で最適化されてもよい。処理は、情報の品質を最適化するための最適化アルゴリズムを含んでもよい。最適化アルゴリズムは、データの並べ替え、データの技術的ミスの除去、データのヒルベルト変換の実行、データからの位相ノイズの除去、データの位相の線形化、データの偏波モードの補償、データのフーリエ変換の実行、又はデータの他の処理の実行であってもよい。光学特性は、偏光及び/又は複屈折を含み得る。複屈折、又は複屈折の喪失は、壊死及び筋線維変性と相関し得る。光学特性は、スペクトル情報、及び/又は当業者には理解されるであろう他の特性を含んでもよい。変性結果414は、変性時間を表してもよい。
コンソール310は、同期モデルを生成するために、アブレーションの時間412と変性結果414とを同期させ得る。コンソール310は、同期モデルを生成するために、作動タイムスタンプ、停止タイムスタンプ、入力タイムスタンプ、又はスイッチング・タイム・スタンプを使用して、アブレーションの時間412と変性結果414とを同期させ得る。コンソール310はまた、同期モデルを生成するために、光学測定信号410a~nのいずれか又はすべてから、後続の作動タイムスタンプ、後続の停止タイムスタンプ、後続の入力タイムスタンプ、又は後続のスイッチング・タイム・スタンプを使用して、アブレーションの時間412と変性結果414とを同期させ得る。コンソール310は、タイミング図500によって示されるように、1と0とを関連付けることによってアブレーションの時間412と変性結果414とを同期させ得る。同期モデルは、患者304の組織にエネルギーが印加されているときと、患者304の組織に構造変化が生じているときとの間の関連性を反映し得る。
図5に示すように、コンソール310は、信号発生器320がアブレーション光学信号408を能動的に生成している間に、様々な光学ポート112a~n間をスイッチして、それぞれの光学測定信号410a~nを取得し得る。コンソール310によって各光学信号408及び410a~nに付与されたタイムスタンプにより、変性結果414を、アブレーション全体にわたって繰り返し一貫して決定し、アブレーション光学信号408にマッピングすることを可能にする。
コンソール310は、同期モデルからグラフィカル表現を生成し得る。グラフィカル表現は、例えば、それぞれの光学ポート112a~nから各光学測定信号410a~nを使用して決定された、患者304の組織の特定の領域における推定病変深度416を図示又は識別してもよい。推定病変深度416は、変性結果414に対するアブレーションの時間412の関数であり得る。推定病変深度416は、信号発生器320によって患者304の組織に印加されたエネルギーによって形成される病変の高さ及び幅を表し得る。アブレーションを通して光学測定信号410a~nから同期した観察を提供することによって、アブレーション結果の正確な描写をもたらし、ユーザに表示し得る。
患者304の組織は、心筋組織、心臓の筋組織、骨格組織などを備えてもよい。アブレーションされた組織からの光学特性測定値を使用して病変深度推定アルゴリズムを開発するために、実施例の検討を行った。この検討では、ブタ心臓から組織試料を切除し、マイクロポジショナを使用してカテーテルの端部を組織の心内膜表面に垂直に配置した。組織試料は、右心房自由壁、上大静脈、左心房天井、僧帽弁輪、及び左心耳を含んでいた。態様では、グラフィカル表現は、当業者によって認識される他の表現であってもよい。
図3に戻ると、コンソール310は、通信チャネル327通してディスプレイ325とインターフェースし得る。通信チャネル327は、有線、無線、又はそれらの組合せであってもよい。通信チャネル327は、光接続又は電気接続を含んでもよい。光接続は、光学信号の取得又は送出を可能にするシングルモード光ファイバ又はマルチモード光ファイバを含んでもよく、電気接続は、電力及びエネルギーを供給するために使用される配線、ピン、又は構成要素を含んでもよい。通信チャネル327は、ローカル・エリア・ネットワーク、ワイド・エリア・ネットワーク、インターネットなどの任意の組合せを含んでもよい。制御ロジック又はデータは、通信チャネル327を介してコンソール310に、及びコンソール310から送出されてもよい。
コンソール310は、ディスプレイ325に表示情報を提供し得る。表示情報は、アブレーションエネルギー信号408、光学測定信号410a~n、光学特性、アブレーションの時間412、変性結果414、グラフィカル表現(例えば、推定病変深度416)、又は他の情報を含んでもよい。表示情報は、カテーテル302の接触情報(すなわち、カテーテル302が組織に十分に接触しているか否か)、及び/又はディスプレイ325のユーザに有用な他の情報を含んでもよい。ディスプレイ325は、グラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)を含み得る。GUIは、カテーテル光学ポート112a~nに対応する異なるセクションを示すカテーテル302のチップの正面図を含み得る。GUIは、どのカテーテル光学ポート112a~nが、患者304の組織と接触しているか、及びカテーテル光学ポート112a~nからのどのビームが動作しているかを示し得る。
GUIは、複数のタイルを含み、各タイルは、それぞれのカテーテル光学ポート112a~nの光学読出しを示し得る。表示されるタイルの数は、カテーテル光学ポート112a~nの数に対応する。各タイルは、コンソール310による処理から生じる画像を表し得る。個々のタイルは、オン又はオフにスイッチされてもよく、したがって、動作状態に基づいて出現又は消失してもよい。
GUIはまた、アブレーションエネルギーデータ、複屈折データ、位相データ、及び/又は推定病変深度416を示す1つ又はそれ以上のチャートを含んでもよい。GUIは、カテーテル302又はカテーテル光学ポート112a~nと、患者304の組織との間の安定した接触の発生、複屈折の損失、アブレーションエネルギーの状態(例えば、作動又は停止)、及び推定病変深度416を示すパネル又はインジケータを含んでもよい。GUIは、アブレーションのために、又はアブレーション中にカテーテル302を操作するために、選択されたパラメータのユーザ選択又はカスタマイズを可能にするボタン又はテキストボックスを含んでもよい。
アブレーションエネルギー信号408が光学測定信号410a~nからの光学データと同期しているので、ディスプレイ325は、以前に利用可能であったよりも所与の時間におけるアブレーションの結果に関する正確なフィードバックを、観察者、例えば、外科医に提供する。
図6は、本発明の一態様による、同期によりアブレーションモデルの精度を改善する方法600のフローチャートである。方法600は、ハードウェア(例えば、回路、専用ロジック、プログラマブルロジック、マイクロコードなど)、ソフトウェア(例えば、処理デバイス上で実行される命令)、又はそれらの組合せを含み得る処理ロジックによって実行され得る。本明細書で提供される開示を実施するために、すべてのステップが必要でないことを理解されたい。更に、当業者によって理解されるように、ステップのいくつかは、同時に、又は図6に示す順序とは異なる順序で実行されてもよい。
方法600を、図1~図5を参照して説明する。しかしながら、方法600は、これらの例示的な態様に限定されない。
602において、カテーテルエネルギー源を作動する。一例では、コンソール310は、信号発生器320を作動する。コンソール310は、患者304の組織のアブレーションのため、カテーテル302にアブレーションエネルギーを供給するために、信号発生器320を作動し得る。信号発生器320は、エネルギー、例えば、高周波(RF)、極低温、レーザ、電気穿孔(例えば、パルス電界)、又は別の形態のエネルギーを生成するように構成されるデバイスであってもよい。
604において、カテーテルエネルギー信号が、カテーテルエネルギー源から取得される。一例では、コンソール310は、信号発生器320からアブレーションエネルギー信号408を取得する。コンソール310は、信号発生器320からカテーテル302に供給されるアブレーションエネルギー信号408を収集し得る。
606において、602で、カテーテルエネルギー源が作動したとき、作動タイムスタンプがアブレーションエネルギー信号に割り当てられ、カテーテルエネルギー源が停止したとき、停止タイムスタンプがカテーテルエネルギー信号に割り当てられる。例えば、コンソール310は、図5に関して上述したように、信号発生器320が602においてコンソール310によって作動されるとき、アブレーションエネルギー信号408に作動タイムスタンプを割り当て、信号発生器320がコンソール310によって停止されるとき、アブレーションエネルギー信号408に停止タイムスタンプを割り当てる。
608において、アブレーションの時間は、606からの作動タイムスタンプと停止タイムスタンプとの間の期間に基づいて決定される。一例では、コンソール310は、606からの作動タイムスタンプと停止タイムスタンプとの間の期間に基づいてアブレーションの時間412を決定する。
アブレーションの時間は、患者304の組織のアブレーションのためのエネルギーを供給するために、信号発生器320が作動した時間を反映し得る。
コンソール310は、後続の作動タイムスタンプと後続の停止タイムスタンプとの間の後続の期間を決定し得る。この後続の期間は、総期間を決定するために、前の期間に追加されてもよい。この総期間は、患者304の組織のアブレーションのためのエネルギーを供給するために、信号発生器320が作動した合計時間を反映するので、アブレーションの時間と見なし得る。
610において、光学測定信号が、カテーテル光学ポートから取得される。一例では、コンソール310は、カテーテル光学ポート112aから光学測定信号410a~nを取得する。
光学測定信号410a~nは、患者304の組織から反射され、カテーテル302内の伝送媒体を通ってコンソール310に戻るようにガイドされる光からの測定値を含み得る。カテーテル光学ポート112a~nの各々は、異なる時間にそれぞれの光学測定信号410a~nを取得するために、コンソール310を使用してオン又はオフにスイッチされ得る。コンソール310の光学スイッチにより、それぞれの光学測定信号410a~nを取得し得るとき、カテーテル光学ポート112a~nは、「オン」又は「開いている」と見なし得る。コンソール310の光学スイッチにより、それぞれの光学測定信号410a~nを取得し得ないとき、カテーテル光学ポート112a~nは、「オフ」又は「閉じている」と見なし得る。
所与のカテーテル光学ポート112aは、患者304の組織の固有の視野角を有し得る。固有の視野角は、患者304の組織の第1の位置を観察し得る。コンソール310は、カテーテル302及び光学接続部312を通してカテーテル光学ポート112aから光学測定信号410-1を取得し得る。
カテーテル光学ポート112a~n内に複数の別個のポートが存在すると、結果として、複数の別個の光学測定信号410a~nがコンソール310によって取得され得る。コンソール310は、後続の光学測定信号410、例えば、他のカテーテル光学ポート112からの光学測定信号410-2を取得し得る。例えば、コンソール310は、カテーテル光学ポート112aから光学測定信号410-1を取得した後の所定の時間に、カテーテル光学ポート112bから光学測定信号410-2を取得してもよい。例えば、所定の時間は、2ミリ秒であってもよい。別の例では、所定の時間は、1ミリ秒であってもよい。更に別の例では、所定の時間は、2ミリ秒未満の別の期間であってもよい。カテーテル光学ポート112bから光学測定信号410-2を取得するために、コンソール310は、所定の時間が経過した後、カテーテル光学ポート112aからカテーテル光学ポート112bへの入力をスイッチしてもよい。
カテーテル光学ポート112bは、患者304の組織の固有の視野角を有し得る。固有の視野角は、患者304の組織の第2の位置を観察し得る。コンソール310は、カテーテル302及び光学接続部312を通して光学測定信号410-2を取得し得る。
612では、610で、カテーテル光学ポートから、光学測定信号が最初に取得されたとき、入力タイムスタンプが光学測定信号に割り当てられ、光学測定信号がカテーテル光学ポートから、もはや取得されないとき、スイッチング・タイム・スタンプが光学測定信号に割り当てられる。一例では、タイミング図500に示すように、コンソール310は、光学測定信号410-1が、610で、カテーテル光学ポート112aから最初に取得されたとき、入力タイムスタンプを光学測定信号410-1に割り当て、光学測定信号410-1が、カテーテル光学ポート112aから、もはや取得されないとき、スイッチング・タイム・スタンプを光学測定信号410-1に割り当てる。
614において、変性結果を取得するために、610からの光学測定信号が処理される。一例では、コンソール310は、変性結果414を取得するために、610からの光学測定信号410a~nを処理する。
616において、同期モデルを生成するために、608からのアブレーションの時間及び614からの変性結果が、606からの作動タイムスタンプ及び停止タイムスタンプ、並びに612からの入力タイムスタンプ及びスイッチング・タイム・スタンプを使用して同期される。一例では、コンソール310は、同期モデルを生成するために、606からの作動タイムスタンプ及び停止タイムスタンプ、並びに612からの入力タイムスタンプ及びスイッチング・タイム・スタンプを使用して、608からのアブレーションの時間412と、614からの変性結果414とを同期させる。
コンソール310はまた、同期モデルを生成するために、後続の作動タイムスタンプ、後続の停止タイムスタンプ、後続の入力タイムスタンプ、又は後続のスイッチング・タイム・スタンプを使用して、アブレーションの時間412と変性結果414とを同期させ得る。コンソール310は、作動タイムスタンプと停止タイムスタンプとを関連付けることによって(例えば、タイミング図500によって示すように、1と0との間の変化)、アブレーションの時間412と変性結果414とを同期させ得る。同期モデルは、エネルギーが患者304の組織に印加される時間と、患者304の組織に構造変化が生じている時間との間の関連付けを反映し得る。
618では、616での同期モデルから推定病変深度を生成する。一例では、コンソール310は、616からの同期モデルから推定病変深度416を生成する。
推定病変深度416は、変性結果414に対するアブレーションの時間412の関数であり得る。推定病変深度416は、信号発生器320によって患者304の組織に印加されたエネルギーによって形成される病変の高さ及び幅を表し得る。
コンソール310は、推定病変深度416及び/又はそのグラフィカル表現を、ディスプレイ325に提供し得る。ディスプレイ325は、推定病変深度416及び/又はそのグラフィカル表現を表示し得る。ディスプレイ325は、グラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)を含み得る。
様々な態様は、1つ又はそれ以上のコンピュータシステム、例えば、図7に示すコンピュータシステム700を使用して、実装されてもよい。コンピュータシステム700は、例えば、図6の方法600、図3のコンソール310などを実装するために使用されてもよい。例えば、コンピュータシステム700は、同期モデルを生成するために、様々な信号にタイムスタンプを割り当ててもよい。コンピュータシステム700はまた、いくつかの態様によれば、同期モデルから推定病変深度を生成してもよい。コンピュータシステム700は、本明細書に記載の機能を実行し得る任意のコンピュータであってもよい。
コンピュータシステム700は、1つ又はそれ以上のプロセッサ(中央処理装置又はCPUとも呼ばれる)、例えば、プロセッサ704を含む。プロセッサ704は、通信インフラストラクチャ又はバス706に接続される。
1つ又はそれ以上のプロセッサ704は、それぞれグラフィックス処理ユニット(GPU)であってもよい。一態様において、GPUは、数学的に集中的なアプリケーションを処理するように設計された専用の電子回路であるプロセッサである。GPUは、データの大きなブロック、例えば、コンピュータ・グラフィックス・アプリケーション、画像、ビデオなどに共通の数学的に集中したデータの並列処理に効率的な並列構造を有し得る。
コンピュータシステム700はまた、ユーザ入出力インターフェース702を通して通信インフラストラクチャ706と通信するユーザ入出力デバイス716、例えば、モニタ、キーボード、ポインティングデバイスなどを含む。
コンピュータシステム700はまた、メイン又は一次メモリ708、例えば、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)を含む。メインメモリ708は、1つ又はそれ以上のレベルのキャッシュを含んでもよい。メインメモリ708は、内部に制御ロジック(すなわち、コンピュータソフトウェア)及び/又はデータを記憶している。
コンピュータシステム700はまた、1つ又はそれ以上の二次記憶デバイス又はメモリ710を含んでもよい。二次メモリ710は、例えば、ハード・ディスク・ドライブ712、及び/あるいはリムーバブル記憶デバイス又はドライブ714を含んでもよい。リムーバブル記憶ドライブ714は、フロッピー・ディスク・ドライブ、磁気テープドライブ、コンパクト・ディスク・ドライブ、光記憶デバイス、テープ・バックアップ・デバイス、及び/又は任意の他の記憶デバイス/ドライブであってもよい。
リムーバブル記憶ドライブ714は、リムーバブル記憶ユニット718と対話し得る。リムーバブル記憶ユニット718は、コンピュータソフトウェア(制御ロジック)、及び/又はデータを記憶したコンピュータ使用可能又は読取り可能記憶デバイスを含む。リムーバブル記憶ユニット718は、フロッピーディスク、磁気テープ、コンパクトディスク、DVD、光記憶ディスク、及び/又は任意の他のコンピュータデータ記憶デバイスであってもよい。リムーバブル記憶ドライブ714は、周知の方法でリムーバブル記憶ユニット718を読み出し、及び/又はリムーバブル記憶ユニット718に書き込む。
例示的な態様によれば、二次メモリ710は、コンピュータプログラムを、及び/又は他の命令を、並びに/あるいはコンピュータシステム700がアクセスするデータを、可能にするための他の手段、機器又は他の手法を含んでもよい。そのような手段、機器又は他の手法は、例えば、リムーバブル記憶ユニット722及びインターフェース720を含んでもよい。リムーバブル記憶ユニット722及びインターフェース720の例は、プログラムカートリッジ及びカートリッジインターフェース(ビデオ・ゲーム・デバイスに見られるものなど)、リムーバブル・メモリ・チップ(EPROM又はPROMなど)及び関連するソケット、メモリスティック及びUSBポート、メモリカード及び関連するメモリカードスロット、並びに/又は任意の他のリムーバブル記憶ユニット及び関連するインターフェースを含んでもよい。
コンピュータシステム700は、通信又はネットワークインターフェース724を更に含み得る。通信インターフェース724により、コンピュータシステム700は、リモートデバイス、リモートネットワーク、リモートエンティティなど(個別で、集合的に参照番号728で参照される)の任意の組合せと通信し、相互作用し得る。例えば、有線及び/又は無線であり、LAN、WAN、インターネットなどの任意の組合せを含み得る通信経路726を介して、通信インターフェース724により、コンピュータシステム700は、リモートデバイス728と通信可能であってもよい。制御ロジック及び/又はデータは、通信経路726を介してコンピュータシステム700に、及びコンピュータシステム700から送出され得る。
一態様では、記憶された制御ロジック(ソフトウェア)を有する有形の非一時的コンピュータ使用可能又は可読媒体を備える、製造物の有形の非一時的装置又は製品は、本明細書ではコンピュータプログラム製品又はプログラム記憶デバイスとも呼ばれ得る。これには、コンピュータシステム700、メインメモリ708、二次メモリ710、並びにリムーバブル記憶ユニット718及び722、並びにこれらの任意の組合せを具現化する有形の製品が含まれるが、これらに限定されない。そのような制御ロジックは、1つ又はそれ以上のデータ処理デバイス(例えば、コンピュータシステム700)によって実行されると、そのようなデータ処理デバイスを本明細書で記載するように動作させる。
本開示に含まれる教示に基づいて、図7に示すもの以外のデータ処理デバイス、コンピュータシステム及び/又はコンピュータアーキテクチャを使用して本開示の態様を作成及び使用する方法は、当業者には明らかであろう。特に、態様は、本明細書に記載されたもの以外のソフトウェア、ハードウェア、及び/又はオペレーティングシステムの実装において動作し得る。
他の項ではなく、発明を実施するための形態の項は、特許請求の範囲を解釈するために使用されることが意図されていることを理解されたい。他の項は、発明者によって企図される1つ又はそれ以上の例示的な態様を記載することができるが、すべてではなく、したがって、本開示又は添付の特許請求の範囲を決して限定することを意図するものではない。
本開示は、例示的な分野及び用途の例示的な態様を記載しているが、本開示はそれらに限定されないことを理解されたい。他の態様及び変更は、可能であり、本開示の範囲及び精神の範囲内である。例えば、この段落の一般性を限定するものではないが、態様は、図に示されている及び/又は本明細書に記載されているソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、及び/又はエンティティに限定されない。更に、態様(本明細書に明示的に記載されているか否かにかかわらず)は、本明細書に記載されている例を超える分野及び用途に大きな有用性を有する。
本明細書では、特定の複数の機能及びそれらの関係の実装を示す機能的構成要素を用いて態様を説明してきた。これらの機能的構成要素の境界は、説明の便宜上、本明細書では任意に定義される。指定した機能及び関係(又はその均等物)が適切に実行される限り、代替の境界を定義し得る。また、代替的な態様は、本明細書に記載されたものとは異なる順序を使用して、機能ブロック、ステップ、動作、方法などを実行し得る。
本明細書における、「1つの態様」、「一態様」、「例示的な態様」、又は同様の語句への言及は、記載した態様が特定の機構、構造、又は特徴を含み得ることを示すが、すべての態様が、必ずしも特定の機構、構造、又は特徴を含むとは限らない。更に、そのような語句は、必ずしも同じ態様を指すとは限らない。更に、特定の機構、構造、又は特徴が態様に関連して記載されている場合、本明細書で明示的に言及又は記載されているか否かにかかわらず、そのような機構、構造、又は特徴を他の態様に組み込むことは、当業者の知識の範囲内である。更に、いくつかの態様は、それらの派生語と共に「連結された(coupled)」及び「接続された(connected)」という表現を使用して説明することができる。これらの用語は、必ずしも互いに同義語として意図されていない。例えば、いくつかの態様を、2つ以上の要素が互いに直接物理的又は電気的に接触していることを示すために、「接続された(connected)」及び/又は「連結された(coupled)」という用語を使用して説明し得る。しかしながら、「連結された」という用語は、2つ以上の要素が互いに直接接触していないが、それでもなお互いに協働又は相互作用することを意味し得る。
本開示の幅及び範囲は、上述の例示的な態様のいずれによっても限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲及びそれらの均等物に従ってのみ定義されるべきである。
100 カテーテル
102 近位セクション
104 遠位セクション
106、106a、106b シース
108 処理デバイス
110 通信インターフェース
112a~n 光学観察ポート
202 灌注チャネル
206 偏向機構
208 電気接続部
210 光学伝送媒体
212 保護カバー
300 システム
302 カテーテル
304 患者
310 コンソール
312 光学接続部
314 電気接続部
316 通信インターフェース
320 信号発生器
325 ディスプレイ
327 通信チャネル
330 灌注ポンプ
408 アブレーションエネルギー信号
410a~n 光学測定信号
412 アブレーションの時間
414 変性結果
416 推定病変深度
700 コンピュータシステム
704 プロセッサ
706 通信インフラストラクチャ又はバス
708 メイン又は一次メモリ
710 二次記憶デバイス又はメモリ
712 ハード・ディスク・ドライブ
714 リムーバブル記憶デバイス又はドライブ
716 ユーザ入出力デバイス
718 リムーバブル記憶ユニット
720 インターフェース
722 リムーバブル記憶ユニッ
724 通信又はネットワークインターフェース
726 通信経路
728 リモートデバイス

Claims (33)

  1. 同期によりアブレーションモデルの精度を改善するコンピュータにより実行される方法であって、
    少なくとも1つのプロセッサによって、カテーテルエネルギー源を作動するステップと、
    前記少なくとも1つのプロセッサによって、前記カテーテルエネルギー源からカテーテルエネルギー信号を取得するステップと、
    前記少なくとも1つのプロセッサによって、前記カテーテルエネルギー源が作動したとき、前記カテーテルエネルギー信号に作動タイムスタンプを割り当て、前記カテーテルエネルギー源が停止したとき、前記カテーテルエネルギー信号に停止タイムスタンプを割り当てるステップと、
    前記少なくとも1つのプロセッサによって、前記作動タイムスタンプと前記停止タイムスタンプとの間の期間に基づいてアブレーションの時間を決定するステップと、
    前記少なくとも1つのプロセッサによって、カテーテル光学ポートから光学測定信号を取得するステップと、
    前記少なくとも1つのプロセッサによって、前記光学測定信号が前記カテーテル光学ポートから最初に取得されたとき、前記光学測定信号に入力タイムスタンプを割り当て、前記光学測定信号が前記カテーテル光学ポートから、もはや取得されないとき、前記光学測定信号にスイッチング・タイム・スタンプを割り当てるステップと、
    前記少なくとも1つのプロセッサによって、変性結果を取得するために前記光学測定信号を処理するステップと、
    前記少なくとも1つのプロセッサによって、同期モデルを生成するために、前記作動タイムスタンプ、前記停止タイムスタンプ、前記入力タイムスタンプ、及び前記スイッチング・タイム・スタンプを使用して、前記アブレーションの時間と前記変性結果とを同期させるステップと、
    前記少なくとも1つのプロセッサによって、前記同期モデルから推定病変深度を生成するステップと
    を含む、コンピュータに実装される方法。
  2. 作動タイムスタンプを割り当てる前記ステップが、
    前記カテーテルエネルギー源が再作動したとき、前記カテーテルエネルギー信号に後続の作動タイムスタンプを割り当て、前記カテーテルエネルギー源が停止したとき、前記カテーテルエネルギー信号に後続の停止タイムスタンプを割り当てるステップであって、前記後続の作動タイムスタンプ及び前記後続の停止タイムスタンプが、決定及び同期のときにも使用される、ステップ、を更に含む、請求項1に記載のコンピュータにより実行される方法。
  3. 決定する前記ステップが、
    前記作動タイムスタンプと前記停止タイムスタンプとの間の期間、及び前記後続の作動タイムスタンプと前記後続の停止タイムスタンプとの間の後続の期間に基づいて、アブレーションの時間を決定するステップであって、前記アブレーションの時間が、同期のときにも使用される、ステップ、を更に含む、請求項2に記載のコンピュータにより実行される方法。
  4. 前記少なくとも1つのプロセッサによって、前記光学測定信号を取得して所定の時間後に、異なるカテーテル光学ポートから後続の光学測定信号を取得するステップ
    を更に含む、請求項1に記載のコンピュータに実装される方法。
  5. 前記少なくとも1つのプロセッサによって、前記後続の光学測定信号が前記異なるカテーテル光学ポートから最初に取得されたとき、前記後続の光学測定信号に後続の入力タイムスタンプを割り当て、前記後続の光学測定信号が前記異なるカテーテル光学ポートから、もはや取得されないとき、前記後続の光学測定信号に後続のスイッチング・タイム・スタンプを割り当てるステップであって、前記後続の入力タイムスタンプ及び前記後続のスイッチング・タイム・スタンプが、同期のときにも使用される、ステップ
    を更に含む、請求項4に記載のコンピュータに実装される方法。
  6. 処理する前記ステップが、
    変性結果を取得するために、前記光学測定信号及び前記後続の光学測定信号を処理するステップであって、前記変性結果が、同期のときにも使用される、ステップ、を更に含む、請求項4に記載のコンピュータに実装される方法。
  7. 前記少なくとも1つのプロセッサによって、前記所定の時間の後、前記少なくとも1つのプロセッサの入力を前記カテーテル光学ポートから前記異なるカテーテル光学ポートにスイッチするステップ
    を更に含む、請求項4に記載のコンピュータに実装される方法。
  8. 前記所定の時間が、2ミリ秒である、請求項4に記載のコンピュータに実装される方法。
  9. 前記所定の時間が、1ミリ秒である、請求項4に記載のコンピュータに実装される方法。
  10. 処理する前記ステップが、
    前記変性結果を取得するために、前記光学測定信号から組織の複屈折、偏光、位相差、又は別の光学特性を計算するステップ、を更に含む、請求項1に記載のコンピュータに実装される方法。
  11. 前記少なくとも1つのプロセッサによって、ユーザインターフェース上に前記推定病変深度を表示するステップ
    を更に含む、請求項1に記載のコンピュータに実装される方法。
  12. 同期によりアブレーションモデルの精度を改善するシステムであって、
    カテーテルエネルギー源と、
    前記カテーテルエネルギー源に連結されるカテーテルであって、カテーテル光学ポートを備える、カテーテルと、
    前記カテーテルエネルギー源及び前記カテーテルに連結されるコンピュータデバイスであって、前記コンピュータデバイスが、
    プロセッサと、
    命令を記憶するメモリであって、前記命令が、前記プロセッサによって実行されると、前記コンピュータデバイスに、
    前記カテーテルエネルギー源を作動することと、
    前記カテーテルエネルギー源からカテーテルエネルギー信号を取得することと、
    前記カテーテルエネルギー源が作動したとき、前記カテーテルエネルギー信号に作動タイムスタンプを割り当て、前記カテーテルエネルギー源が停止したとき、前記カテーテルエネルギー信号に停止タイムスタンプを割り当てることと、
    前記作動タイムスタンプと前記停止タイムスタンプとの間の期間に基づいてアブレーションの時間を決定することと、
    前記カテーテル光学ポートから光学測定信号を取得することと、
    前記光学測定信号が前記カテーテル光学ポートから最初に取得されたとき、前記光学測定信号に入力タイムスタンプを割り当て、前記光学測定信号が前記カテーテル光学ポートから、もはや取得されないとき、前記光学測定信号にスイッチング・タイム・スタンプを割り当ることと、
    変性結果を取得するために前記光学測定信号を処理することと、
    同期モデルを生成するために、前記作動タイムスタンプ、前記停止タイムスタンプ、前記入力タイムスタンプ、及び前記スイッチング・タイム・スタンプを使用して、前記アブレーションの時間と前記変性結果とを同期させることと、
    前記同期モデルから推定病変深度を生成することと
    を実行させる、メモリと
    を備える、コンピュータデバイスと
    を備える、システム。
  13. 作動タイムスタンプを割り当てるために、前記メモリが、更なる命令を記憶し、前記命令が、前記プロセッサによって実行されると、前記コンピュータデバイスに、
    前記カテーテルエネルギー源が再作動したとき、前記カテーテルエネルギー信号に後続の作動タイムスタンプを割り当て、前記カテーテルエネルギー源が停止したとき、前記カテーテルエネルギー信号に後続の停止タイムスタンプを割り当てることであって、前記後続の作動タイムスタンプ及び前記後続の停止タイムスタンプが、決定及び同期のときにも使用される、ことを実行させる、請求項12に記載のシステム。
  14. 決定のために、前記メモリが、更なる命令を記憶し、前記命令が、前記プロセッサによって実行されると、前記コンピュータデバイスに、
    前記作動タイムスタンプと前記停止タイムスタンプとの間の期間、及び前記後続の作動タイムスタンプと前記後続の停止タイムスタンプとの間の後続の期間に基づいて、アブレーションの時間を決定することであって、前記アブレーションの時間が、同期のときにも使用される、ことを実行させる、請求項13に記載のシステム。
  15. 前記メモリが、更なる命令を記憶し、前記命令が、前記プロセッサによって実行されると、前記コンピュータデバイスに、
    前記光学測定信号を取得して所定の時間後、異なるカテーテル光学ポートから後続の光学測定信号を取得すること、を実行させる、請求項12に記載のシステム。
  16. 前記メモリが、更なる命令を記憶し、前記命令が、前記プロセッサによって実行されると、前記コンピュータデバイスに、
    前記後続の光学測定信号が前記異なるカテーテル光学ポートから最初に取得されたとき、前記後続の光学測定信号に後続の入力タイムスタンプを割り当て、前記後続の光学測定信号が前記異なるカテーテル光学ポートから、もはや取得されないとき、前記後続の光学測定信号に後続のスイッチング・タイム・スタンプを割り当てることであって、前記後続の入力タイムスタンプ及び前記後続のスイッチング・タイム・スタンプが、同期のときにも使用される、ことを実行させる、請求項15に記載のシステム。
  17. 処理するために、前記メモリが、更なる命令を記憶し、前記命令が、前記プロセッサによって実行されると、前記コンピュータデバイスに、
    変性結果を取得するために、前記光学測定信号及び前記後続の光学測定信号を処理することであって、前記変性結果が、同期のときにも使用される、ことを実行させる、請求項15に記載のシステム。
  18. 前記メモリが、更なる命令を記憶し、前記命令が、前記プロセッサによって実行されると、前記コンピュータデバイスに、
    前記所定の時間後、前記プロセッサの入力を前記カテーテル光学ポートから前記異なるカテーテル光学ポートにスイッチすること、を実行させる、請求項15に記載のシステム。
  19. 前記所定の時間が、2ミリ秒である、請求項15に記載のシステム。
  20. 前記所定の時間が、1ミリ秒である、請求項15に記載のシステム。
  21. 処理するために、前記メモリが、更なる命令を記憶し、前記命令が、前記プロセッサによって実行されると、前記コンピュータデバイスに、
    前記変性結果を取得するために、前記光学測定信号から組織の複屈折、偏光、位相差、又は別の光学特性を計算すること、を実行させる、請求項12に記載のシステム。
  22. 前記メモリが、更なる命令を記憶し、前記命令が、前記プロセッサによって実行されると、前記コンピュータデバイスに、
    ユーザインターフェース上に前記推定病変深度を表示すること、を実行させる、請求項12に記載のシステム。
  23. 命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記命令が、少なくとも1つのコンピュータデバイスによって実行されると、前記少なくとも1つのコンピュータデバイスに、
    カテーテルエネルギー源を作動することと、
    前記カテーテルエネルギー源からカテーテルエネルギー信号を取得することと、
    前記カテーテルエネルギー源が作動したとき、前記カテーテルエネルギー信号に作動タイムスタンプを割り当て、前記カテーテルエネルギー源が停止したとき、前記カテーテルエネルギー信号に停止タイムスタンプを割り当てることと、
    前記作動タイムスタンプと前記停止タイムスタンプとの間の期間に基づいてアブレーションの時間を決定することと、
    カテーテル光学ポートから光学測定信号を取得することと、
    前記光学測定信号が前記カテーテル光学ポートから最初に取得されたとき、前記光学測定信号に入力タイムスタンプを割り当て、前記光学測定信号が前記カテーテル光学ポートから、もはや取得されないとき、前記光学測定信号にスイッチング・タイム・スタンプを割り当てることと、
    変性結果を取得するために、前記光学測定信号を処理することと、
    同期モデルを生成するために、前記作動タイムスタンプ、前記停止タイムスタンプ、前記入力タイムスタンプ、及び前記スイッチング・タイム・スタンプを使用して、前記アブレーションの時間と前記変性結果とを同期させることと、
    前記同期モデルから推定病変深度を生成することと
    を含む動作を実行させる、非一時的コンピュータ可読媒体。
  24. 作動タイムスタンプを前記割り当てることが、
    前記カテーテルエネルギー源が再作動したとき、前記カテーテルエネルギー信号に後続の作動タイムスタンプを割り当て、前記カテーテルエネルギー源が停止したとき、前記カテーテルエネルギー信号に後続の停止タイムスタンプを割り当てることであって、前記後続の作動タイムスタンプ及び前記後続の停止タイムスタンプが、決定及び同期のときにも使用される、ことを更に含む、請求項23に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
  25. 前記決定することが、
    前記作動タイムスタンプと前記停止タイムスタンプとの間の期間、及び前記後続の作動タイムスタンプと前記後続の停止タイムスタンプとの間の後続の期間に基づいて、アブレーションの時間を決定することであって、前記アブレーションの時間が、同期のときにも使用される、ことを更に含む、請求項24に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
  26. 前記動作が、
    前記光学測定信号を取得して所定の時間後、異なるカテーテル光学ポートから後続の光学測定信号を取得すること、を更に含む、請求項23に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
  27. 前記動作が、
    前記後続の光学測定信号が前記異なるカテーテル光学ポートから最初に取得されたとき、前記後続の光学測定信号に後続の入力タイムスタンプを割り当て、前記後続の光学測定信号が前記異なるカテーテル光学ポートから、もはや取得されないとき、前記後続の光学測定信号に後続のスイッチング・タイム・スタンプを割り当てることであって、前記後続の入力タイムスタンプ及び前記後続のスイッチング・タイム・スタンプが、同期のときにも使用される、ことを更に含む、請求項26に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
  28. 前記処理することが、
    変性結果を取得するために、前記光学測定信号及び前記後続の光学測定信号を処理することであって、前記変性結果が、同期のときにも使用される、ことを更に含む、請求項26に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
  29. 前記動作が、
    前記所定の時間後、プロセッサの入力を前記カテーテル光学ポートから前記異なるカテーテル光学ポートにスイッチすること、を更に含む、請求項26に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
  30. 前記所定の時間が、2ミリ秒である、請求項26に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
  31. 前記所定の時間が、1ミリ秒である、請求項26に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
  32. 前記処理することが、
    前記変性結果を取得するために、前記光学測定信号から組織の複屈折、偏光、位相差、又は別の光学特性を計算すること、を更に含む、請求項23に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
  33. 前記動作が、
    ユーザインターフェース上に前記推定病変深度を表示すること、を更に含む、請求項23に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
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