JP5058621B2 - 医療用プローブの2段階較正 - Google Patents
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Description
本発明は医療の診察および治療のための侵襲性(invasive)システムに関し、特にそのようなシステムに使用するプローブおよびセンサーの較正(calibration)に関する。
体内にあるプローブの位置を追跡することは多くの医療処置に必要である。例えば、体内にある物体の位置座標(位置および/または配向)を磁界の検出に基づいて決定するシステムがいろいろと開発されてきている。これらのシステムは、物体に取付けたセンサーを使って外部で発生した磁界の相対的な強度を測定しそれらの測定値から物体の位置を得るものである。(本特許出願および特許請求の範囲で使われる用語「位置(position)」は、位置座標(location coordinates)、角方位座標(angular orientation coordinates)のいずれか一方、または両方を含む空間座標のすべての組み合わせを言う。)磁界に基づく位置検出方法は、例えば、ベン-ハイム(Ben-Haim)に対する米国特許第5,391,199号、第5,443,489号および第6,788,967号、ベン-ハイム(Ben-Haim)他に対する米国特許第6,690,963号、エイカー(Acker)他に対する米国特許第5,558,091号、アッシュ(Ashe)に対する米国特許第6,172,499号、およびゴバリ(Gobari)に対する米国特許第6,177,792号に開示されており、これら特許の開示は参照して本明細書に組み込まれる。
本発明の実施例は、侵襲性医療用プローブに関する較正情報の発生、記憶および演算処理する便利な方法を提供する。
近位端および遠位端を有し、患者の体内に挿入するように構成された、プローブであって、このプローブは、センサー信号を出力するセンサーと、このセンサーに関する第1較正データを格納する、第1マイクロ回路と、プローブの近位端に設けられており、少なくともセンサーに電気的に連結されている、第1コネクターと、を含む、プローブと、
プローブアダプターであって、第1コネクターと結合するように構成された、第2コネクターと、センサー信号を処理するように連結され、処理された信号を出力する、信号処理回路と、この信号処理回路に関する第2較正データを格納する、第2マイクロ回路と、第1および第2マイクロ回路から第1および第2較正データを受信し、第1および第2較正データに基づいて総合較正データを演算処理するように構成された、マイクロコントローラーと、少なくとも信号処理回路に電気的に連結された、第3コネクターと、を含む、プローブアダプターと、
制御卓であって、第3コネクターと結合するように構成された、第4コネクターと、第4コネクターから少なくとも処理された信号を受信するように連結され、かつ、プローブアダプターから供給された総合較正データを使って処理された信号を解析するように構成された、信号解析回路装置と、を含む、制御卓と、
を具備する。
プローブを供給するステップであって、このプローブは、近位端および遠位端を有し、センサー信号を出力するセンサーと、このセンサーに関する第1較正データを格納する、第1マイクロ回路と、プローブの近位端に設けられており、少なくともセンサーに電気的に連結されている、第1コネクターと、を含む、ステップと、
プローブの第1コネクターを、プローブアダプターの第2コネクターに接続するステップであって、このプローブアダプターは、センサー信号を処理するように連結され、処理された信号を出力する、信号処理回路と、この信号処理回路に関する第2較正データを格納する、第2マイクロ回路と、少なくとも信号処理回路に電気的に連結された、第3コネクターと、を含む、ステップと、
アダプター内のマイクロコントローラーを使用し、第1および第2マイクロ回路からそれぞれ第1および第2較正データを読み出し、第1および第2較正データに基づいて総合較正データを演算処理する、ステップと、
アダプターの第3コネクターを、信号解析回路装置を含む制御卓の第4コネクターに接続する、ステップと、
プローブを患者の体内に挿入する、ステップと、
信号解析回路装置を使用し、アダプターから第4コネクターを介して少なくとも処理された信号を受信し、プローブが患者の体内にある間、プローブアダプターからの総合較正データを使って処理された信号を解析する、ステップと、
を含む。
図1は、本発明の1実施例による心臓カテーテル法のシステム20の略線概要図である。システム20は、例えばバイオセンス・ウェブスター社(Biosense Webster Inc.)(アメリカ合衆国カリフォルニア州ダイアモンド・バー所在)製造のCARTO(商標)システムに基づくものである。このシステムは、カテーテル22としての侵襲性プローブと制御卓24とを具備している。カテーテルは、通常使い捨て部品としてコネクター26と共にユーザーに供給され、そのコネクターは通常レセプタクルである制御卓の対応するコネクター28に差し込むプラグである。本特許出願および特許請求の範囲において、用語「コネクター」は、従来通りはんだ付けまたはかしめ(crimping)などの技術的な操作なしで簡単に着脱できる任意の類の電気プラグまたは同様な装置を意味するのに使っている。
が含まれる。較正パラメータは、コイル軸の直交性からの偏移ばかりでなく、カテーテル50の遠位先端34に対する各コイルの空間オフセットも含んでもよい。較正データはメモリ88に格納される。
を決定するために増幅器出力を測定できる。これらの結果はメモリ90に格納される。
(1)医療装置において、
近位端および遠位端を有し、患者の体内に挿入するように構成されたプローブであって、
センサー信号を出力する、センサー、
前記センサーに関する第1較正データを格納する、第1マイクロ回路、および、
前記プローブの近位端に設けられており、少なくとも前記センサーに電気的に連結されている、第1コネクター、
を含む、プローブと、
プローブアダプターであって、
前記第1コネクターと結合するように構成された、第2コネクター、
前記センサー信号を処理するように連結され、処理された信号を出力する、信号処理回路、
前記信号処理回路に関する第2較正データを格納する、第2マイクロ回路、
前記第1および第2マイクロ回路からそれぞれ前記第1および第2較正データを受信し、前記第1および第2較正データに基づいて総合較正データを演算処理するように構成された、マイクロコントローラー、および、
少なくとも前記信号処理回路に電気的に連結された、第3コネクター、
を含む、プローブアダプターと、
制御卓であって、
前記第3コネクターと結合するように構成された、第4コネクター、および、
前記第4コネクターから少なくとも前記処理された信号を受信するように連結されており、かつ、前記プローブアダプターから供給された前記総合較正データを使って前記処理された信号を解析するように構成された、信号解析回路装置、
を含む、制御卓と、
を具備する、装置。
(2)実施の態様1に記載の装置において、
前記センサーは、位置センサーを含み、
前記信号解析回路装置は、前記処理された信号を解析して前記プローブの前記遠位端の座標を決定するよう動作する、
装置。
(3)実施の態様2に記載の装置において、
前記位置センサーは、患者の体に外部から加えられた磁界に応答して前記センサー信号を発生するよう動作する、装置。
(4)実施の態様1に記載の装置において、
前記プローブは、患者の心臓に挿入するためのカテーテルを含む、装置。
(5)実施の態様1に記載の装置において、
前記プローブは、第1のタイプのプローブであり、前記処理された信号は、第1処理信号であり、
前記制御卓は、第2のタイプのプローブと協働してさらに動作でき、前記第2のタイプのプローブは、前記第4コネクターに結合し、少なくとも第2処理信号を前記第4コネクターに伝達するように構成され、前記制御卓は、記憶回路を含み、前記記憶回路は、前記信号解析回路装置が前記第2処理信号を解析する際にアクセスする予め決められたアドレス空間に、第3較正データを格納し、
前記マイクロコントローラーは、前記処理回路(processing circuitry)によって読み出されるように、前記総合較正データを前記予め決められたアドレス空間に配置するよう動作する、
装置。
(6)実施の態様5に記載の装置において、
前記制御卓は、プローブのタイプに応じてハードウェアまたはソフトウェアを変更することなく、前記第1および第2のタイプのプローブの双方と協働して動作できる、装置。
(7)実施の態様1に記載の装置において、
前記第1較正データは、前記センサーの感度、および前記プローブにより生じた位相偏移、を示し、
前記信号処理回路は、増幅器を含み、前記第2較正データは、前記増幅器の利得、および前記増幅器により生じた第2の位相偏移、を示す、
装置。
(8)実施の態様1に記載の装置において、
少なくとも前記第1および第2コネクターは、磁気干渉に対するシールドを備えている、装置。
(9)侵襲性医療処置をおこなう方法において、
プローブを供給するステップであって、
前記プローブは、近位端および遠位端を有し、
前記プローブは、
センサー信号を出力するセンサー、
前記センサーに関する第1較正データを格納する、第1マイクロ回路、および、
前記プローブの近位端に設けられており、少なくとも前記センサーに電気的に連結されている、第1コネクター、
を含む、
ステップと、
前記前記プローブの前記第1コネクターを、プローブアダプターの第2コネクターに接続するステップであって、
前記プローブアダプターは、
前記センサー信号を処理するように連結され、処理された信号を出力する、信号処理回路、
前記信号処理回路に関する第2較正データを格納する、第2マイクロ回路、および、
少なくとも前記信号処理回路に電気的に連結された、第3コネクター、
を含む、
ステップと、
前記アダプター内のマイクロコントローラーを使用し、前記第1および第2マイクロ回路からそれぞれ前記第1および第2較正データを読み出し、前記第1および第2較正データに基づいて総合較正データを演算処理する、ステップと、
前記アダプターの前記第3コネクターを、信号解析回路装置を含む制御卓の第4コネクターに接続するステップと、
前記プローブを患者の体内に挿入するステップと、
前記信号解析回路装置を使用し、前記アダプターから前記第4コネクターを介して少なくとも前記処理された信号を受信し、前記プローブが前記患者の体内にある間、前記プローブアダプターからの前記総合較正データを使って前記処理された信号を解析する、ステップと、
を含む、方法。
(10)実施の態様9に記載の方法において、
前記センサーは、位置センサーを含み、
前記処理された信号を解析するステップは、前記プローブの前記遠位端の座標を決定することを含む、
方法。
前記位置センサーは、患者の体に外部から加えられた磁界に応答して前記センサー信号を発生するよう動作する、方法。
(12)実施の態様9に記載の方法において、
前記プローブは、患者の心臓に挿入するためのカテーテルを含む、方法。
(13)実施の態様9に記載の方法において、
前記プローブは、第1のタイプのプローブであり、前記処理された信号は、第1処理信号であり、
前記制御卓は、第2のタイプのプローブと協働してさらに動作でき、前記第2のタイプのプローブは、前記第4コネクターに結合し、少なくとも第2処理信号を前記第4コネクターに伝達するように構成され、前記制御卓は、記憶回路を含み、前記記憶回路は、前記信号解析回路装置が前記第2処理信号を解析する際にアクセスする予め決められたアドレス空間に、第3較正データを格納し、
前記総合較正データを演算処理するステップは、前記処理回路によって読み出されるように、前記総合較正データを前記予め決められたアドレス空間に配置することを含む、
方法。
(14)実施の態様13に記載の方法において、
前記制御卓は、プローブのタイプに応じてハードウェアまたはソフトウェアを変更することなく、前記第1および第2のタイプのプローブの双方と協働して動作できる、方法。
(15)実施の態様9に記載の方法において、
前記第1較正データは、前記センサーの感度、および前記プローブにより生じた位相偏移、を示し、
前記信号処理回路は、増幅器を含み、前記第2較正データは、前記増幅器の利得、および前記増幅器により生じた第2の位相偏移、を示す、
方法。
(16)実施の態様9に記載の方法において、
前記第1コネクターを前記第2コネクターに接続するステップは、少なくとも前記第1および第2コネクターを磁気干渉からシールドすることを含む、方法。
Claims (8)
- 医療装置において、
近位端および遠位端を有し、患者の体内に挿入するように構成されたプローブであって、
センサー信号を出力する、センサー、
前記センサーに関する第1較正データを格納する、第1マイクロ回路、および、
前記プローブの近位端に設けられており、少なくとも前記センサーに電気的に連結されている、第1コネクター、
を含む、プローブと、
プローブアダプターであって、
前記第1コネクターと結合するように構成された、第2コネクター、
前記センサー信号を処理するように連結され、処理された信号を出力する、信号処理回路、
前記信号処理回路に関する第2較正データを格納する、第2マイクロ回路、
前記第1および第2マイクロ回路からそれぞれ前記第1および第2較正データを受信し、前記第1および第2較正データに基づいて総合較正データを演算処理するように構成された、マイクロコントローラー、および、
少なくとも前記信号処理回路に電気的に連結された、第3コネクター、
を含む、プローブアダプターと、
制御卓であって、
前記第3コネクターと結合するように構成された、第4コネクター、および、
前記第4コネクターから少なくとも前記処理された信号を受信するように連結されており、かつ、前記プローブアダプターから供給された前記総合較正データを使って前記処理された信号を解析するように構成された、信号解析回路装置、
を含む、制御卓と、
を具備する、装置。 - 請求項1に記載の装置において、
前記センサーは、位置センサーを含み、
前記信号解析回路装置は、前記処理された信号を解析して前記プローブの前記遠位端の座標を決定するよう動作する、
装置。 - 請求項2に記載の装置において、
前記位置センサーは、患者の体に外部から加えられた磁界に応答して前記センサー信号を発生するよう動作する、装置。 - 請求項1に記載の装置において、
前記プローブは、患者の心臓に挿入するためのカテーテルを含む、装置。 - 請求項1に記載の装置において、
前記プローブは、第1のタイプのプローブであり、前記処理された信号は、第1処理信号であり、
前記制御卓は、第2のタイプのプローブと協働してさらに動作でき、前記第2のタイプのプローブは、前記第4コネクターに結合し、少なくとも第2処理信号を前記第4コネクターに伝達するように構成され、前記制御卓は、記憶回路を含み、前記記憶回路は、前記信号解析回路装置が前記第2処理信号を解析する際にアクセスする予め決められたアドレス空間に、第3較正データを格納し、
前記マイクロコントローラーは、前記処理回路によって読み出されるように、前記総合較正データを前記予め決められたアドレス空間に配置するよう動作する、
装置。 - 請求項5に記載の装置において、
前記制御卓は、プローブのタイプに応じてハードウェアまたはソフトウェアを変更することなく、前記第1および第2のタイプのプローブの双方と協働して動作できる、装置。 - 請求項1に記載の装置において、
前記第1較正データは、前記センサーの感度、および前記プローブにより生じた位相偏移、を示し、
前記信号処理回路は、増幅器を含み、前記第2較正データは、前記増幅器の利得、および前記増幅器により生じた第2の位相偏移、を示す、
装置。 - 請求項1に記載の装置において、
少なくとも前記第1および第2コネクターは、磁気干渉に対するシールドを備えている、装置。
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