JP5661974B2 - 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 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本願は、２００７年３月９日に出願された米国特許出願番号１１／７１５，９２３号に関連しており、２０１１年４月１４日に出願された米国特許出願第１３／０８７，２０３号の優先権を主張するものであり、これらの内容は参照によって本明細書に組み込まれる。

本発明は、心臓の診断処置および治療処置に使用されるものなどの位置特定（ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ）システムに関する。特に、本発明は、複数のこうしたシステム（たとえば、磁気ベースシステムおよびインピーダンスベースシステム）の座標系を共通座標系に位置合せするシステムおよび方法に関する。

カテーテルまたは患者の体内で移動する他の医療機器の３次元座標は、位置特定システム（「マッピングシステム」、「ナビゲーションシステム」または「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とが多い。これらの機器は、通常、これらの機器の座標を決定するために磁場源、電源、超音波源および他の放射線源を使用する。たとえば、インピーダンスベース位置特定システムは、医療機器によって測定される電圧を電場内の位置として解釈することにより、医療機器の座標を決定する。

種々のタイプの位置特定システム各々には、いくつかの利点および不都合がある。たとえば、インピーダンスベース位置特定システムは、多数の位置特定素子を同時に追跡することができるが、電場における不均一性と変化するインピーダンス領域および他の外部要因からもたらされる「ドリフト」とを受けやすい。本明細書で用いる「ドリフト」という用語は、固定された位置特定素子が、たとえば患者の動き、呼吸、電気ノイズ、変化するインピーダンスおよび他の外部要因のために移動するように見えることを指す。不均一な電場およびドリフトに関連する不都合に対するいくつかの解決法は、２００５年９月１５日に出願された米国特許出願第１１／２２７，５８０号明細書、２００７年３月９日に出願された同第１１／７１５，９１９号明細書および２０１１年１月７日に出願された同第１２／９８６，４０９号明細書に記載されており、それらはすべて、本明細書に完全に示されているかのように参照により本明細書に組み込まれる。

同様に、磁気ベースシステムには、インピーダンスベースシステムより均一性が向上しドリフトが少ないという利点がある。しかしながら、こうしたシステムでは、位置特定素子として特別なセンサを使用する必要があり、したがって、同時に追跡することができる位置特定素子の数が比較的制限される。

したがって、いくつかの個々の位置特定システムの利点を活用するとともに不都合を最小限にするハイブリッド位置特定システムを開発することが有利である。たとえば、ハイブリッド磁気およびインピーダンスベース位置特定システムは、インピーダンスベースシステムを使用して多数の位置特定素子を同時に追跡することができるとともに、磁気ベースシステムを使用することにより不均一性およびドリフトの影響を最小限にすることができる。

しかしながら、各位置特定システムは、一意の座標系に対してそのそれぞれの位置特定場内でそのそれぞれの位置特定素子の位置を測定するため、実空間において一致する位置特定素子（すなわち、それらは実質的に同じ物理的位置を占有する）が、こうしたハイブリッド位置特定システムによってディスプレイ装置に描画される場合に一致して見えない可能性がある。したがって、さまざまな位置特定素子に対する位置測定値を共通座標系に正確に変換する変換を提供することも有利である。

本明細書には、一意の座標系を利用する２つ以上の位置特定システムを共通座標系に位置合せする方法が開示されている。本方法は、第１座標系Ａを有する第１位置特定システムを使用して、第１基準位置に対して位置情報を測定するステップであって、測定された位置情報がＡ_１である、ステップと、第２座標系Ｂを有する第２位置特定システムを使用して、第１基準位置に対する位置情報を測定するステップであって、測定された位置情報がＢ_１である、ステップと、第１位置特定システムおよび第２位置特定システムそれぞれによって測定された第１基準位置に対する位置情報を、第１基準群（Ａ_１、Ｂ_１）として関連付けるステップと、第１位置特定システムを使用して、第２基準位置に対する位置情報を測定するステップであって、測定された位置情報がＡ_２である、ステップと、第２位置特定システムを使用して、第２基準位置に対する位置情報を測定するステップであって、測定された位置情報がＢ_２である、ステップと、第１位置特定システムおよび第２位置特定システムそれぞれによって測定された第２基準位置に対する位置情報を、第２基準群（Ａ_２、Ｂ_２）として関連付けるステップと、少なくとも第１基準群（Ａ_１、Ｂ_１）および第２基準群（Ａ_２、Ｂ_２）を使用して、第２座標系Ｂに対して第２位置特定システムを使用して測定された位置測定値を第１座標系Ａに変換するマッピング関数ｆを生成するステップと、を含み、マッピング関数ｆは、第１位置特定システムおよび第２位置特定システムを使用してそれぞれＡ_ｒおよびＢ_ｒとして測定される任意の基準位置ｒに対する位置情報について、ｆ（Ｂ_ｒ）とＡ_ｒとの間の距離が約ゼロであるように定義される。好ましくは、ｆ（Ｂ_ｒ）とＡ_ｒとの間の距離は約２ｍｍ未満である。第１位置特定システムおよび第２位置特定システムを、それぞれ磁気ベース位置特定システムおよびインピーダンスベース位置特定システムとすることができる。

いくつかの態様では、マッピング関数ｆは、非線形位置合せアルゴリズムを採用する。好適な非線形位置合せアルゴリズムは、薄板スプラインアルゴリズムおよび放射基底関数ネットワークアルゴリズムを含む。

また、本明細書には、患者の体内の医療機器に対して位置情報を測定する方法であって、第１座標系Ａを有する第１位置特定システムを使用して第１位置特定場を確立するステップと、第２座標系Ｂを有する第２位置特定システムを使用して第２位置特定場を確立するステップと、それぞれ、第１位置特定システムおよび第２位置特定システムを使用して、第１座標系および第２座標系に対する複数の基準位置ｒに対して位置情報を測定するステップと、複数の基準位置ｒの各々に対して測定された位置情報を複数の基準群として関連付けるステップであって、各基準群が、それぞれ第１位置特定システムおよび第２位置特定システムを使用して測定された単一の基準点ｒに対する位置情報を（Ａ_ｒ、Ｂ_ｒ）として含む、ステップと、複数の基準群を使用して、各基準位置ｒに対してｆ（Ｂ_ｒ）がおよそＡ_ｒに等しいようにマッピング関数ｆを生成するステップとを含む方法が開示されている。本方法は、任意選択的に、第２位置特定システムを使用して、患者の体内を通して移動する際に、第２座標系に対する医療機器の位置情報を測定するステップと、マッピング関数ｆを使用して、患者の体内を通して移動する際の医療機器の測定された位置情報を、第１座標系に変換するステップとを含む。

いくつかの実施形態では、本発明は、固定基準位置特定素子のずれまたはドリフトなど、さまざまな異常に対する監視、信号処理および調整または軽減方法を提供する。したがって、本発明は、任意選択的に以下のステップを含む。すなわち、第１位置特定システムに対して固定基準位置特定素子を画定するステップであって、第１位置特定システムに対する固定基準位置特定素子が、Ｒ_Ａの座標系Ａに対して測定された位置を有する、ステップと、第２位置特定システムに対して固定基準位置特定素子を画定するステップであって、第２位置特定システムに対する固定基準位置特定素子が、Ｒ_Ｂの座標系Ｂに対して測定された位置を有する、ステップと、ｆ（Ｒ_Ｂ）を計算するステップと、ｆ（Ｒ_Ｂ）とＲ_Ａとの間の差異を計算するステップと、ｆ（Ｒ_Ｂ）とＲ_Ａとの間の差異が差異閾値を超える場合、異常を通知するステップとである。第１位置特定システムおよび第２位置特定システムに対する固定基準位置特定素子は、実空間において実質的に一致することができる（すなわち、それらは物理的に一致しているかまたは略一致している）。オフセットベクトルを計算しかつ／または新たなマッピング関数ｆ’を生成することにより、異常を軽減することができる。

異常を監視する別の手法は、以下のステップを含む。すなわち、一次基準位置特定素子を画定するステップと、二次基準位置特定素子を画定するステップと、三次基準位置特定素子を画定するステップと、座標系Ａに関して一次位置特定素子および二次位置特定素子に対する位置情報を測定するステップと、座標系Ａおよび座標系Ｂの両方に関して三次基準位置特定素子に対する位置情報を測定するステップと、マッピング関数ｆを使用して、座標系Ｂに関して測定された三次基準位置特定素子の位置情報を座標系Ａに変換するステップと、座標系Ａに関して測定された一次基準位置特定素子に対する位置情報と、座標系Ａに関して測定された二次基準位置特定素子に対する位置情報、座標系Ａに関して測定された三次基準位置特定素子に対する位置情報、および座標系Ａに変換された三次基準位置特定素子に対する位置情報のうちの少なくとも１つとの間の差異を計算するステップと、計算された差異のうちの１つまたは複数が差異閾値を超える場合、異常を通知するステップとである。

本発明はまた、座標系Ａに関して位置特定素子の位置を測定する磁気ベース位置特定システムと、座標系Ｂに関して位置特定素子の位置を測定するインピーダンスベース位置特定システムと、複数の位置特定素子を含む医療機器であって、複数の位置特定素子が、インピーダンスベース位置特定システムによって検出可能な少なくとも１つの位置特定素子と、磁気ベース位置特定システムによって検出可能な少なくとも１つの位置特定素子とを含む、医療機器と、座標系Ｂに関してインピーダンスベース位置特定システムによって測定された位置特定素子の位置を、非線形マッピング関数ｆの適用を介して座標系Ａで表すように構成された少なくとも１つのプロセッサとを備えるハイブリッド位置特定システムも提供する。任意選択的に、本ハイブリッド位置特定システムは、磁気ベース位置特定システム用の固定基準位置特定素子であって、座標系Ａに関して測定されたＲ_Ａの位置を有している、磁気ベース位置特定システム用の固定基準位置測定要素と、インピーダンスベース位置特定システム用の固定基準位置特定素子であって、座標系Ｂに関して測定されたＲ_Ｂの位置を有している、インピーダンスベース位置特定システム用の固定基準位置特定素子と、Ｒ_Ａとｆ（Ｒ_Ｂ）との間の差異を監視し、差異が差異閾値を超える場合に異常を通知するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、をさらに備えている。

本発明の上述したおよび他の態様、特徴、詳細、有用性および利点は、以下の説明および特許請求の範囲を読むことから、かつ添付図面を検討することから明らかとなろう。

電気生理検査で使用することができるようなハイブリッド位置特定システムの概略図である。 電気生理検査で使用される例示的なカテーテルを示す。 ２つの異なる座標系に対して測定された３つの参照点（たとえば、基準点（ｆｉｄｕｃｉａｌ ｐｏｉｎｔ））の位置情報とともに、座標系のうちの１つに存在する不均一性を示す。

本発明は、種々の座標系を単一の共通座標系に位置合せするハイブリッド位置特定システムおよび方法を提供する。例示の目的で、本発明を、磁気ベース位置特定システムおよびインピーダンスベース位置特定システムの両方を含むハイブリッド位置特定システムに関して詳細に説明する。

後述するハイブリッド位置特定システムで使用される位置特定システムの各々（たとえば、磁気ベース位置特定システムおよびインピーダンスベース位置特定システム）は、そのシステムが位置情報を表す、一意の座標系を有する。例示の目的で、磁気ベースシステムの座標系を座標系Ａと呼ぶことにし、インピーダンスベースシステムの座標系を座標系Ｂと呼ぶことにする。通常、これらの座標系は、デカルト座標として位置情報を表すが、極座標系、球座標系および円柱座標系などの他の座標系の使用も、複数の座標系（たとえば、デカルト座標系および極座標系）の使用と同様に企図される。

本発明を、心臓の処置に関連して、より詳細には心腔内で行われる処置に関連して説明するが、本発明を、患者の脳に神経刺激リードを配置するための追跡装置など、他の状況において有利に実施することができることが企図される。さらに、本発明を、概して３次元でかつ２つの位置特定システムに関して説明するが、当業者は、任意の次元数においてかつ任意の数の位置特定システムに対して本明細書に開示する原理をいかに適用するべきかを理解するであろう。したがって、本発明を説明するために本明細書で使用する例示的な実施形態は、限定するものとしてみなされるべきではない。

図１は、心臓カテーテルを進め、患者１１（簡単のために楕円形として示す）の心臓１０内で発生している電気的活動を測定し、そのように測定された電気的活動および／または電気的活動に関連するかあるいはそれを表す情報を３次元マッピングすることによって、心臓電気生理検査を行う、ハイブリッド位置特定システム８の概略図を示す。当業者が理解するように、ハイブリッド位置特定システム８は、通常は３次元空間内の対象物の位置（いくつかの態様では、向き）を決定し、それらの位置を、少なくとも１つの基準に対して決定された位置情報として表す。システム８を使用して、心臓表面に沿った複数の箇所で電気生理学データを測定し、測定データを、その電気生理学データが測定された各測定箇所に対する位置情報に関連して格納し、それにより、たとえば患者の心臓１０の診断データマップを作成することも可能である。

ハイブリッド位置特定システム８は２つの位置特定システム、すなわちインピーダンスベース位置特定システムおよび磁気ベース位置特定システムを含む。当業者は、こうした位置特定システムの基本動作を容易に理解するであろう。したがって、それらについては、本明細書では、本発明を理解するために必要な程度にのみ説明することにする。

概して、図１に示すように、インピーダンスベースまたは磁気ベース位置特定システムなどの位置特定システムは、患者の身体を横切って電場または磁場をそれぞれ発生させる複数の位置特定場発生器（たとえば、１２、１４、１６、１８、１９および２２）を備えている。患者に（内部からかつ／または外部から）施すことも外部装置に固定することもできるこれらの位置特定場発生器は、本明細書ではｘ軸、ｙ軸およびｚ軸と呼ぶ３つの略直交軸を画定する。

図１は、位置特定場発生器１２、１４、１６、１８、１９および２２を、電流源および磁場源の両方に結合されるように示す。この提示は例示を簡略化するためであることが理解されるべきである。当業者は、当然ながら、各位置特定場発生器が、それが一部をなす、構成している位置特定システムに適切な発生源にのみ結合されることを理解するであろう（たとえば、インピーダンスベース位置特定場発生器は電流源に結合され、磁気ベース位置特定場発生器は磁場源に結合される）。

本開示の目的で、カテーテル１３などの例示的な医療機器を図２に示す。図２では、患者の心臓１０の左心室５０内に延在しているカテーテル１３が示されている。カテーテル１３には、その長さに沿って複数の位置特定素子（たとえば１７、５２、５４および５６）が間隔を空けて配置されている。本明細書で用いる「位置特定素子」という用語は、概して、位置特定場内の位置をそのシステムによって測定することができる任意の素子（たとえば、インピーダンスベースシステムの場合の電極および磁気ベースシステムの場合の磁気センサ）を指す。

各位置特定素子が位置特定場内に位置しているため、各位置特定素子に対して位置データを同時に収集することができる。当業者は、当然ながら、インピーダンスベース位置特定システムが、磁気ベース位置特定システムが可能であるよりはるかに多数の位置特定素子から同時に収集することができることを理解するであろう。

インピーダンスベース位置特定システムの場合、参照電極および／または接地電極として、参照電極２１（たとえば「腹部パッチ（ｂｅｌｌｙ ｐａｔｃｈ）」を使用することができる。別法として、参照電極として固定心内電極３１を使用することができる。図１において第２カテーテル２９に支持されているように示されている、この任意選択的な固定参照電極３１は、心臓１０の壁に取り付けることも、冠静脈洞内で、静止してまたは位置特定素子と固定空間関係で配置されるように係留することもできる。したがって、参照電極３１を、「ナビゲーション基準」、「局所基準」または「固定基準」ということができる。実際には、多くの場合、固定参照電極３１は、インピーダンスベース位置特定システムの座標系（たとえば座標系Ｂ）の原点を画定する。

磁気ベース位置特定システムは、通常、磁気ベース位置特定システムの座標系（たとえば座標系Ａ）の原点を画定する、固定参照電極３１と類似の要素を備えている。すなわち、磁気ベース位置特定システムは、通常、それ自体の固定基準を備え、それに対して、位置特定素子１７、５２、５４および５６の位置が測定される。こうした基準は、同様に固定内部位置または外部位置にあり得る。同様に、複数の基準を同じかまたは異なる目的に対して（たとえば、呼吸、患者の移動、システムドリフトなどを補正するために）使用することができる。当然ながら、インピーダンスベース位置特定システムおよび／または磁気ベース位置特定システムは、追加の固定基準を備えることも可能である。

好ましい実施形態では、ハイブリッド位置特定システム８のインピーダンスベースコンポーネントは、Ｓｔ．Ｊｕｄｅ Ｍｅｄｉｃａｌ，Ａｔｒｉａｌ Ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｉｎｃ．のＥｎＳｉｔｅ ＮａｖＸ（商標）ナビゲーションおよび視覚化システムである。好適な磁気ベース位置特定システムとしては、Ｓｔ．Ｊｕｄｅ Ｍｅｄｉｃａｌ，Ａｔｒｉａｌ Ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｉｎｃ．のＭｅｄｉＧｕｉｄｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（ｍＧＰＳ（商標））と、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ，Ｉｎｃ．のＣＡＲＴＯナビゲーションおよび位置システムと、Ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｃ．のＡＵＲＯＲＡ（登録商標）システムとが挙げられる。

従来の汎用コンピュータ、専用コンピュータ、分散コンピュータまたは他の任意のタイプのコンピュータを含むことができ、単一の中央処理装置（ＣＰＵ）または一般に並列処理環境と呼ばれる複数の処理装置など、１つまたは複数のプロセッサを備えることができる、コンピュータが、ハイブリッド位置特定システム８を制御し、かつ／または本明細書に記載する本発明のさまざまな態様を実施するように命令を実行することができる。

当業者は理解するように、ハイブリッド位置特定システム８の各コンポーネントによって測定される位置情報は、その位置特定システムに対して状況特化している。言い換えれば、ハイブリッド位置特定システム８の磁気ベース位置特定コンポーネントを使用して測定された測定値は、座標系Ａに関して表され、ハイブリッド位置特定システム８のインピーダンスベース位置特定コンポーネントを使用して測定された測定値は、座標系Ｂに関して表されている。

これを、図３に（２次元で）示す。図３は、（磁気ベース位置特定システムに関連する）座標系Ａに対する座標軸Ｘ_ＡおよびＹ_Ａと、（インピーダンスベース位置特定システムに関連する）座標系Ｂに対する座標軸Ｘ_ＢおよびＹ_Ｂとを示す。座標系ＡおよびＢの原点、それぞれＯ_ＡおよびＯ_Ｂは、互いにずれている。さらに、座標系ＡおよびＢの尺度は異なる。座標系ＡおよびＢはまた、互いに対して回転している。

座標系ＡにおけるＡ１、Ａ２およびＡ３および座標系ＢにおけるＢ１、Ｂ２およびＢ３として各座標系に関して３つの基準位置（さらに後述する）が識別されている。さらに詳細に後述するように、本発明は、これらの基準位置の位置が一致するように（すなわち、Ｂ１、Ｂ２およびＢ３の座標がＡ１、Ａ２およびＡ３の座標と数値的に一致するかまたは略一致するように）座標系Ｂを歪ませる。

当然ながら、ハイブリッド位置特定システム８によって測定されたすべての位置測定値を単一の共通座標系に関して表すことが望ましい。これを、ハイブリッド位置特定システム８のコンポーネントを共通座標系に「位置合せする」と言う。説明の目的で、磁気ベース位置特定システムの座標系（たとえば座標系Ａ）が、共通座標系（すなわち、ハイブリッド位置特定システム８の他のすべての位置特定システムが位置合せされることになる系）であるとみなされる。しかしながら、共通座標系としていかなる座標系を使用することも可能であることが理解されるべきである。

位置合せプロセスは、ハイブリッド位置特定システム８の両コンポーネントを使用して位置情報が測定される基準位置を利用する。たとえば、医師は、カテーテル１３を、心臓１０内の一続きの位置まで進めることができ、各こうした基準位置（本明細書ではｒとして示す）において、磁気ベース位置特定システムを使用して、座標系Ａに対する位置情報（Ａ_ｒとして表す）を測定することができ、インピーダンスベース位置特定システムを使用して、座標系Ｂに対する位置情報（Ｂ_ｒとして表す）を測定することができる。

基準位置ｒを事前に選択することも（たとえば、冠静脈洞または肺静脈口などの指定された解剖学的目標物）、任意とすることもできる（たとえば、心臓の表面上の任意の箇所、患者の身体上の任意の箇所、患者台上の任意の箇所、または位置特定場発生器に対する固定のまたは既知の関係を有する任意の箇所）。同様に、基準位置ｒを、使用者が手動で特定することも（たとえば、使用者が、基準位置に対する位置情報を取り込むために望ましい時に「クリックする」）、自動で収集することもできる（たとえば、ハイブリッド位置特定システム８は、ハイブリッド位置特定システム８のコンポーネントの位置合せされた位置が事前設定された許容差より大きく逸脱する時はいつでもなど、基準位置に対する位置情報を周期的にまたは一時的に取り込む）。

各基準位置ｒに対して、ハイブリッド位置特定システム８の各コンポーネントに関して測定された位置情報が、基準群（ｆｉｄｕｃｉａｌ ｇｒｏｕｐｉｎｇ）（Ａ_ｒ、Ｂ_ｒ）として関連付けられる。好ましくは、少なくとも２つのこうした基準群（たとえば、（Ａ_１、Ｂ_１）および（Ａ_２、Ｂ_２））を使用して、共通座標系に対する、ｆとして示すマッピング関数が生成される。しかしながら、単一の基準群を使用して、特に座標系ＡおよびＢが（たとえば図３に示すように）互いに対して回転していない場合、初期位置合せを行うことができることが企図される。マッピング関数ｆは、インピーダンスベース位置特定システムによって測定された位置の座標を共通座標系に変換するように定義されている。

当然ながら、さまざまな位置特定素子（たとえば、インピーダンスベース位置特定システムで使用される電極および磁気ベース位置特定システムで使用される磁気センサ）を、意図的にまたは必然的に、カテーテル１３の同一場所に配置しなくてもよい。基準群（Ａ_ｒ、Ｂ_ｒ）を作成する場合にこの差異を考慮することが望ましい場合がある。

この差異を考慮する１つの方法は、隣接する位置特定素子によって測定された位置情報を補間する、というものである。たとえば、カテーテル１３が、磁気センサが隣接する電極の間に位置するようにかつその逆に（すなわち、位置特定素子がカテーテル１３の長さに沿って交互になる）ように構成されている場合を考慮する。図２の状況では、位置特定素子１７および５４が電極であり、位置特定素子５２および５６が磁気センサであると想定する。

位置特定素子の間の差異を調整するために、隣接する電極（たとえば１７および５４）の間に一続きの「仮想電極」を、介挿している磁気センサ（たとえば５２）の位置と一致するように配置することができる。この仮想電極の位置を、カテーテル１３の既知の形状と電極１７および５４の測定された位置とに基づいて補間することができる。Ｂスプラインの使用が企図される。そして、仮想電極位置情報を磁気センサ位置情報と関連付けることにより、基準群を作成することができる。

好ましくは、マッピング関数ｆは、基準点ｒの座標系Ｂから座標系Ａへのマッピングが、座標系Ａにおける基準点ｒの実際に測定された位置（たとえばＡ_ｒ）と一致するかまたは略一致するように定義される。数学的に表すと、マッピング関数ｆは、すべての基準点ｒに対して｜ｆ（Ｂ_ｒ）−Ａ_ｒ｜≒０であるように定義される。臨床的に許容可能な誤差（たとえば、マッピング関数における０からの変動）は約２ｍｍである。

線形かつ均一の位置特定システムの場合、最小平均二乗誤差適合（たとえばプロクラステス（Ｐｒｏｃｒｕｓｔｅｓ）公式）の適用からもたらされるようなアフィン変換（たとえば、平行移動、回転および拡大縮小）が好適であり得る。こうしたアフィン変換には、３つ以下の基準群が必要である。

しかしながら、多くの位置特定システム（インピーダンスベース位置特定システムを含む）が非線形かつ非均一であるため、本発明に関連してアフィン変換はそれほど望ましくない。したがって、好ましくは、マッピング関数ｆは非線形位置合せアルゴリズムを採用して、各基準位置ｒにおけるインピーダンスベース位置特定システムの座標系を局所的に歪ませて、磁気ベース位置特定システムに対する正確なまたは略正確な一致を達成する。こうした非線形位置合せアルゴリズムには、４つ以上の基準群が必要である。

マッピング関数ｆを生成するために複数の好適な非線形位置合せアルゴリズムがある。１つの好ましいアルゴリズムは、米国特許出願第１１／７１５，９２３号に開示されているような、１つのモダリティ（たとえばＭＲＩまたはＣＴ）から位置特定システム（たとえばＥｎＳｉｔｅ ＮａｖＸ（商標）システム）に画像を融合する際の使用に対して知られている、薄板スプラインアルゴリズムである。一般に、薄板スプラインアルゴリズムは、固定数の重み付き基底関数を合計することを含む。通常、重み付き基底関数の数は、基準群の数に等しくなる。本明細書に完全に示されているかのように参照により本明細書に組みこまれる以下の記事は、薄板スプラインアルゴリズムをさらに詳細に記載している。
Ｂｏｏｋｓｔｅｉｎ， ＦＬ．Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｗａｒｐｓ： Ｔｈｉｎ Ｐｌａｔｅ Ｓｐｌｉｎｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐａｔｔｅｒｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ．１９８９年．１１：５６７−５８５。
Ｂｏｏｋｓｔｅｉｎ，ＦＬ．Ｔｈｉｎ−Ｐｌａｔｅ Ｓｐｌｉｎｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ Ａｔｌａｓ Ｐｒｏｂｌｅｍ ｆｏｒ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｅｓ．第２０回Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ論文集．１９９１年７月。

別の好適な非線形位置合せアルゴリズムは、平均値座標（ｍｅａｎ ｖａｌｕｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）アルゴリズムである。平均値座標アルゴリズムは、一般に、３次元における個々の点を、「制御メッシュ」として知られる３次元の閉じた三角形サーフェスに変換する。制御メッシュが変形すると、アルゴリズムは、３次元空間を通して、制御メッシュから離れている領域において大幅に外挿することなく頂点および三角形を正確に変形させる滑らかな補間関数を計算することができる。本明細書に完全に示されているかのように参照により本明細書に組み込まれる以下の記事は、平均値座標アルゴリズムをさらに詳細に記載している。Ｊｕ Ｔ，Ｓｃｈａｅｆｅｒ Ｓ，Ｗａｒｒｅｎ Ｊ，Ｍｅａｎ Ｖａｌｕｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ ｆｏｒ Ｃｌｏｓｅｄ Ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ Ｍｅｓｈｅｓ．ＡＣＭ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｇｒａｐｈｉｃｓ．２００５年７月．２４（３）：５６１−６６。

さらに別の好適な非線形位置合せアルゴリズムは、ニューラルネットワークで周知である放射基底関数ネットワークアルゴリズムである。以下の参照文献は、放射基底関数ネットワークアルゴリズムをさらに詳細に説明しており、本明細書に完全に示されているかのように参照により本明細書に組み込まれる。
Ｊ．Ｍｏｏｄｙ ａｎｄ Ｃ．Ｊ．Ｄａｒｋｅｎ，Ｆａｓｔ Ｌｅａｒｎｉｎｇ ｉｎ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｏｆ Ｌｏｃａｌｌｙ Ｔｕｎｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔｓ．Ｎｅｕｒａｌ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ．１９８９年．１，２８１−２９４。
Ｊ．Ｐａｒｋ ａｎｄ Ｉ．Ｗ．Ｓａｎｄｂｅｒｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｒａｄｉａｌ−Ｂａｓｉｓ−Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｎｅｕｒａｌ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ．１９９１年．３（２）：２４６−２５７。
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マッピング関数ｆが生成されると、ハイブリッド位置特定システム８は、インピーダンスベース位置特定システムのより高い帯域幅を使用して患者の体内のカテーテル１３の位置を追跡することができ（たとえば、座標系Ｂに対して測定する）、一方で、マッピング関数ｆの適用を介して磁気ベース位置特定システムのより均一な座標系Ａを使用して位置を表すことができる。これにより、ハイブリッド位置特定システム８は、その構成部分の利益を活用しながらその不都合を最小限にすることができる。

ハイブリッド位置特定システム８はまた、磁気ベース位置特定システムおよび／またはインピーダンスベース位置特定システムのうちの１つまたは複数におけるずれまたはドリフトなどのさまざまな異常を監視し、通知することができる。すなわち、ハイブリッド位置特定システム８は、マッピング関数ｆが有効なままであるか否かを常時監視し、適切な場合は、任意の異常を補正することも新たなマッピング関数ｆを計算することもできる。

たとえば、本開示の一態様では、磁気ベース位置特定システムおよびインピーダンスベース位置特定システムの各々に対して、少なくとも１つの固定基準位置特定素子が画定される。例示の目的で、これらの基準位置特定素子の位置を、それぞれＲ_ＡおよびＲ_Ｂとして示すことにする。ハイブリッド位置特定システム８は、連続的に、周期的にまたは一時的に、ｆ（Ｒ_Ｂ）を計算し、その計算結果をＲ_Ａと比較することができる。

異常がない（たとえば、固定基準位置特定素子のうちの１つまたは複数のドリフトがないかつ／またはずれがない）と想定すると、ｆ（Ｒ_Ｂ）とＲ_Ａとの間の差異は、相対的に一定のままであるはずである。通常、固定基準位置特定素子は、実空間では一致し、それにより、異常がないと想定して、実質的に一定の差異はおよそゼロである。しかしながら、間に非ゼロであるが既知である差異がある別個の固定基準位置特定素子があることが企図される。

一方で、差異が差異閾値を超える場合、その差異を、異常（たとえば、インピーダンスベース位置特定システムにおけるドリフトおよび／または固定基準位置特定素子のうちの１つまたは複数のずれ）の指示とみなすことができる。医師に対して、たとえばハイブリッド位置特定システム８によって発せられる可聴警報および／または可視警報を介して、この異常を警告することができる。さらに、異常を緩和する措置を講じることができる。たとえば、異常が、１つまたは複数の固定基準位置特定素子のずれである場合、そのずれを考慮するようにオフセットベクトルを計算することができる。（ナビゲーション基準のずれを補正するオフセットベクトルは、２０１０年１２月１７日に出願された米国特許出願第１２／９７２，２５３号明細書および２００６年１２月２９日に出願された同第１１／６４７，２７７号明細書に記載されており、それらはともに、本明細書に完全に示されているかのように参照により本明細書に組み込まれる。）別法として、緩和は、新たな基準群または先に保存された基準群のいずれかを使用して、新たなマッピング関数ｆを計算する、実際には上述した計算を再度行うという形をとることができる。

別の態様では、ハイブリッド位置特定システム８は、一次位置特定素子、二次位置特定素子および三次位置特定素子と呼ばれる３つの基準位置特定素子を使用して異常を検出する。好ましくは、一次基準位置特定素子は、それを、位置特定場発生器を支持する構造体に固定することなどにより、磁気ベース位置特定システム用の位置特定場発生器に堅く関連付けられる。好ましくは、二次基準位置特定素子は患者の上に配置され、三次基準位置特定素子は患者内に配置される。

一次基準位置特定素子および二次基準位置特定素子に対する位置情報は、座標系Ａに対して磁気ベース位置特定システムによって測定される。三次基準位置特定素子に対する位置情報は、磁気ベース位置特定システム（たとえば、座標系Ａに対する）およびインピーダンスベース位置特定システム（たとえば座標系Ｂに対する）の両方を使用して測定され、それらのうちの後者は、マッピング関数ｆの適用を介して座標系Ａに変換される。

そして、座標系Ａにおける以下の３つの量を、ハイブリッド位置特定システム８によって、それぞれの差異閾値に対して分析して、異常が発生したか否かを判断することができる。
（Ａ）二次基準位置特定素子に対する測定された位置情報と一次基準位置特定素子に対する測定された位置情報との間の差異、
（Ｂ）三次基準位置特定素子に対する測定された位置情報と一次基準位置特定素子に対する測定された位置情報との間の差異、および
（Ｃ）三次基準位置特定素子に対する変換された位置情報と一次基準位置特定素子に対する測定された位置情報との間の差異。

これらの３つの量は、表１に示すような８つのケースになる（「Ｎ」は、その量がそれぞれの差異閾値を超えないことを示し、「Ｙ」は、超えることを示す）。

ケースを以下に説明する。

ケース１：異常は検出されず、正常に動作している。

ケース２：インピーダンスベースシステムが磁気ベースシステムに対して変化したが、磁気ベースシステムに変化はなかった。異常は、インピーダンスベースシステムに限定され、ドリフトである可能性がある（異常がずれである場合、量Ｂもまた「Ｙ」も示すだろう（ケース４を参照））。好ましい緩和は、このドリフトを考慮してオフセットベクトルを計算することである。

ケース３：これは、普通でないケースであり、それは、量Ｂに差異があるが量Ｃには差異がない状況が非常に限られているためである（たとえば、三次基準位置特定素子のずれ、および同時のインピーダンスベース位置特定システムにおけるドリフトの相殺）。より可能性の高い例示は、両システムに未知の異常があり、ナビゲーションの信頼性を低くしているというものである。したがって、好ましい緩和は、新たに収集された基準群を使用して新たなマッピング関数ｆを計算することである。

ケース４：ケース４では、異常は、三次基準位置特定素子の物理的なずれの可能性がある。好ましい緩和は、そのずれを考慮するようにオフセットベクトルを計算することである。

ケース５：二次基準位置特定素子の位置は、恐らくは台の上の患者の移動のために変化した。好ましい緩和は、患者の移動を考慮してオフセットベクトルを計算することである。

ケース６〜８：これらのケースは、２つの基準位置特定素子の同時のシフトを示す。電気的除細動などのイベントによりこれらのケースが引き起こされた可能性がある。好ましい緩和は、新たに収集された基準群を使用して新たなマッピング関数ｆを計算するというものである。

本開示の幾つかの実施形態をある程度の特殊性と共に上記において説明してきたが、当業者は、本発明の範囲を逸脱すること無く、開示される実施形態に多くの変更を加えることができるであろう。例えば、発明はハイブリッド磁場ベース及びインピーダンスベース位置特定システムについて説明されてきたが、ここで開示される本質は、限定するものではないが、ＭＲＩベース位置特定システム、透視位置ベース特定システム、及び腹腔内心臓エコー検査システムを含む他の位置特定システムに適用可能である。

同様に、本発明は２つの位置特定システムを共通座標系システムに位置合わせすることに関連して説明されてきたが、ここでの教示は、任意の数の位置特定システムの共通座標系システムへの位置合わせに適用可能であり、位置特定システムが測定した位置を共通座標系システムに変化する独自のマッピング関数を各々の位置特定システムが有する。

全ての方向に関する指示（例えば、上部、下部、上向き、下向き、左、右、左向き、右向き、最上部、底部、より上方に、より下方に、垂直の、水平の、時計回り、反時計回り）は、読者の本発明についての理解を助けるべく、識別する目的で使用されているに過ぎず、特に本発明の位置、方向、又は、使用に関して制限を与えるものではない。結合に関する指示（例えば、取り付けられる、連結される、接続されるなど）は、広義に解釈されるべきであり、要素の接続部と、要素の間の相対的な動きと、の間の中間メンバーを含んでいる場合がある。その様に、結合に関する指示は、２つの要素が直接的に接続されている及び互いに固定した関係にあることを必ずしも推定しているものではない。

上記の説明に含まれる又は添付図面に示される全ての内容は、制限的なものとしてではなく、単に例示的なものとして解釈されるべきである。添付の特許請求の範囲で定義されている本発明から逸脱すること無く、細部又は構造に変更を加えることができる。

Claims (21)

1. 一意の座標系を利用する２つ以上の位置特定システムを共通座標系に位置合せするシステムの作動方法であって、
   第１座標系Ａを有する第１位置特定システムを使用して、第１基準位置に対して位置情報を測定するステップであって、前記測定された位置情報がＡ_１である、ステップと、
   第２座標系Ｂを有する第２位置特定システムを使用して、前記第１基準位置に対する位置情報を測定するステップであって、前記測定された位置情報がＢ_１である、ステップと、
   前記第１位置特定システムおよび前記第２位置特定システムそれぞれによって測定された前記第１基準位置に対する前記位置情報を、第１基準群（Ａ_１、Ｂ_１）として関連付けるステップと、
   前記第１位置特定システムを使用して、第２基準位置に対する位置情報を測定するステップであって、前記測定された位置情報がＡ_２である、ステップと、
   前記第２位置特定システムを使用して、前記第２基準位置に対する位置情報を測定するステップであって、前記測定された位置情報がＢ_２である、ステップと、
   前記第１位置特定システムおよび前記第２位置特定システムそれぞれによって測定された前記第２基準位置に対する前記位置情報を、第２基準群（Ａ_２、Ｂ_２）として関連付けるステップと、
   少なくとも前記第１基準群（Ａ_１、Ｂ_２）および第２基準群（Ａ_２、Ｂ_２）を使用して、前記第２座標系Ｂに対して前記第２位置特定システムを使用して測定された位置測定値を前記第１座標系Ａに変換するマッピング関数ｆを生成するステップと、
   前記第１位置特定システムの固定基準位置特定素子を画定するステップであって、前記第１位置特定システムの前記固定基準位置特定素子が、Ｒ _Ａ の座標系Ａに対して測定された位置を有する、ステップと、
   前記第２位置特定システムの固定基準位置特定素子を画定するステップであって、前記第２位置特定システムの前記固定基準位置特定素子が、Ｒ _Ｂ の座標系Ｂに対して測定された位置を有する、ステップと、
   ｆ（Ｒ _Ｂ ）を計算するステップと、
   ｆ（Ｒ _Ｂ ）とＲ _Ａ との間の差異を計算するステップと、
   ｆ（Ｒ _Ｂ ）とＲ _Ａ との間の前記差異が差異閾値を超える場合、異常を通知するステップと、
   を含む作動方法。
2. 一意の座標系を利用する２つ以上の位置特定システムを共通座標系に位置合せするシステムの作動方法であって、
   第１座標系Ａを有する第１位置特定システムを使用して、第１基準位置に対して位置情報を測定するステップであって、前記測定された位置情報がＡ_１である、ステップと、
   第２座標系Ｂを有する第２位置特定システムを使用して、前記第１基準位置に対する位置情報を測定するステップであって、前記測定された位置情報がＢ_１である、ステップと、
   前記第１位置特定システムおよび前記第２位置特定システムそれぞれによって測定された前記第１基準位置に対する前記位置情報を、第１基準群（Ａ_１、Ｂ_１）として関連付けるステップと、
   前記第１位置特定システムを使用して、第２基準位置に対する位置情報を測定するステップであって、前記測定された位置情報がＡ_２である、ステップと、
   前記第２位置特定システムを使用して、前記第２基準位置に対する位置情報を測定するステップであって、前記測定された位置情報がＢ_２である、ステップと、
   前記第１位置特定システムおよび前記第２位置特定システムそれぞれによって測定された前記第２基準位置に対する前記位置情報を、第２基準群（Ａ_２、Ｂ_２）として関連付けるステップと、
   少なくとも前記第１基準群（Ａ_１、Ｂ_２）および第２基準群（Ａ_２、Ｂ_２）を使用して、前記第２座標系Ｂに対して前記第２位置特定システムを使用して測定された位置測定値を前記第１座標系Ａに変換するマッピング関数ｆを生成するステップと、
   一次基準位置特定素子を画定するステップと、
   二次基準位置特定素子を画定するステップと、
   三次基準位置特定素子を画定するステップと、
   前記座標系Ａに関して前記一次基準位置特定素子および前記二次基準位置特定素子に対する位置情報を測定するステップと、
   前記座標系Ａおよび前記座標系Ｂの両方に関して前記三次基準位置特定素子に対する位置情報を測定するステップと、
   前記マッピング関数ｆを使用して、前記座標系Ｂに関して測定された前記三次基準位置特定素子の前記位置情報を前記座標系Ａに変換するステップと、
   前記座標系Ａに関して測定された前記一次基準位置特定素子に対する前記位置情報と、以下：
   前記座標系Ａに関して測定された前記二次基準位置特定素子に対する前記位置情報、
   前記座標系Ａに関して測定された前記三次基準位置特定素子に対する前記位置情報、および
   前記座標系Ａに変換された前記三次基準位置特定素子に対する前記位置情報、
   のうちの少なくとも１つとの間の差異を計算するステップと、
   前記計算された差異のうちの１つまたは複数が差異閾値を超える場合、異常を通知するステップと、
   を含む作動方法。
3. 前記第１位置特定システムおよび前記第２位置特定システムを使用してそれぞれＡ_ｒおよびＢ_ｒとして測定される任意の基準位置ｒに対する位置情報について、ｆ（Ｂ_ｒ）とＡ_ｒとの間の距離が約ゼロであるように前記マッピング関数ｆが定義される、請求項１又は２に記載の作動方法。
4. ｆ（Ｂ_ｒ）とＡ_ｒとの間の前記距離が２ｍｍ未満である、請求項３に記載の作動方法。
5. 前記第１位置特定システムが磁気ベース位置特定システムであり、前記第２位置特定システムがインピーダンスベース位置特定システムである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の作動方法。
6. 前記マッピング関数ｆが非線形位置合せアルゴリズムを採用する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の作動方法。
7. 前記非線形位置合せアルゴリズムが、薄板スプラインアルゴリズムを含む、請求項６に記載の作動方法。
8. 前記非線形位置合せアルゴリズムが、放射基底関数ネットワークアルゴリズムを含む、請求項６に記載の作動方法。
9. 患者の体内の医療機器の位置情報を測定するシステムの作動方法であって、
   第１座標系Ａを有する第１位置特定システムを使用して第１位置特定場を確立するステップと、
   第２座標系Ｂを有する第２位置特定システムを使用して第２位置特定場を確立するステップと、
   それぞれ、前記第１位置特定システムおよび前記第２位置特定システムを使用して、前記第１座標系および前記第２座標系に対する複数の基準位置ｒに対して位置情報を測定するステップと、
   前記複数の基準位置ｒの各々に対して前記測定された位置情報を複数の基準群として関連付けるステップであって、各基準群が、それぞれ前記第１位置特定システムおよび前記第２位置特定システムを使用して測定された単一の基準点ｒに対する位置情報を（Ａ_ｒ、Ｂ_ｒ）として含む、ステップと、
   前記複数の基準群を使用して、各基準位置ｒに対してｆ（Ｂ_ｒ）がおよそＡ_ｒに等しいようにマッピング関数ｆを生成するステップと、
   前記第１位置特定システムの固定基準位置特定素子を画定するステップであって、前記第１位置特定システムの前記固定基準位置特定素子が、Ｒ _Ａ の座標系Ａに対して測定された位置を有する、ステップと、
   前記第２位置特定システムの固定基準位置特定素子を画定するステップであって、前記第２位置特定システムの前記固定基準位置特定素子が、Ｒ _Ｂ の座標系Ｂに対して測定された位置を有する、ステップと、
   ｆ（Ｒ _Ｂ ）を計算するステップと、
   ｆ（Ｒ _Ｂ ）とＲ _Ａ との間の差異を計算するステップと、
   ｆ（Ｒ _Ｂ ）とＲ _Ａ との間の前記差異が差異閾値を超える場合、異常を通知するステップと、
   を含む作動方法。
10. 患者の体内の医療機器の位置情報を測定するシステムの作動方法であって、
    第１座標系Ａを有する第１位置特定システムを使用して第１位置特定場を確立するステップと、
    第２座標系Ｂを有する第２位置特定システムを使用して第２位置特定場を確立するステップと、
    それぞれ、前記第１位置特定システムおよび前記第２位置特定システムを使用して、前記第１座標系および前記第２座標系に対する複数の基準位置ｒに対して位置情報を測定するステップと、
    前記複数の基準位置ｒの各々に対して前記測定された位置情報を複数の基準群として関連付けるステップであって、各基準群が、それぞれ前記第１位置特定システムおよび前記第２位置特定システムを使用して測定された単一の基準点ｒに対する位置情報を（Ａ_ｒ、Ｂ_ｒ）として含む、ステップと、
    前記複数の基準群を使用して、各基準位置ｒに対してｆ（Ｂ_ｒ）がおよそＡ_ｒに等しいようにマッピング関数ｆを生成するステップと、
    一次基準位置特定素子を画定するステップと、
    二次基準位置特定素子を画定するステップと、
    三次基準位置特定素子を画定するステップと、
    前記座標系Ａに関して前記一次基準位置特定素子および前記二次基準位置特定素子に対する位置情報を測定するステップと、
    前記座標系Ａおよび前記座標系Ｂの両方に関して前記三次基準位置特定素子に対する位置情報を測定するステップと、
    前記マッピング関数ｆを使用して、前記座標系Ｂに関して測定された前記三次基準位置特定素子の前記位置情報を前記座標系Ａに変換するステップと、
    前記座標系Ａに関して測定された前記一次基準位置特定素子に対する前記位置情報と、以下：
    前記座標系Ａに関して測定された前記二次基準位置特定素子に対する前記位置情報、
    前記座標系Ａに関して測定された前記三次基準位置特定素子に対する前記位置情報、および
    前記座標系Ａに変換された前記三次基準位置特定素子に対する前記位置情報、
    のうちの少なくとも１つとの間の差異を計算するステップと、
    前記計算された差異のうちの１つまたは複数が差異閾値を超える場合、異常を通知するステップと、
    を含む作動方法。
11. 前記第２位置特定システムを使用して、前記患者の体内を通して移動する際の前記第２座標系に対する前記医療機器の位置情報を測定するステップと、
    前記マッピング関数ｆを使用して、前記患者の体内を通して移動する際の前記医療機器の前記測定された位置情報を、前記第１座標系に変換するステップと、
    をさらに含む、請求項９又は１０に記載の作動方法。
12. 前記第１位置特定システムの前記固定基準位置特定素子と前記第２位置特定システムの前記固定基準位置特定素子とが、実空間において実質的に一致する、請求項９に記載の作動方法。
13. 異常を通知する前記ステップが、前記固定基準位置特定素子のうちの少なくとも１つがずれたことを通知することを含む、請求項９又は１２に記載の作動方法。
14. 異常を通知する前記ステップが、前記位置特定システムのうちの少なくとも１つにドリフトがもたらされていることを通知することを含む、請求項９，１２，１３のいずれか一項に記載の作動方法。
15. 前記異常を緩和するステップをさらに含む、請求項９，１２〜１４のいずれか一項に記載の作動方法。
16. 前記緩和するステップが、前記異常を考慮してオフセットベクトルを計算することを含む、請求項１５に記載の作動方法。
17. 前記緩和するステップが、新たなマッピング関数ｆ’を生成することを含む、請求項１５に記載の作動方法。
18. 前記第１位置特定システムが磁気ベース位置特定システムを含み、前記第２位置特定システムがインピーダンスベース位置特定システムを含む、請求項９〜１７のいずれか一項に記載の作動方法。
19. 前記マッピング関数が、前記座標系Ｂの前記座標系Ａへの非線形位置合せを含む、請求項９〜１８のいずれか一項に記載の作動方法。
20. 座標系Ａに関して位置特定素子の位置を測定する磁気ベース位置特定システムと、
    座標系Ｂに関して位置特定素子の位置を測定するインピーダンスベース位置特定システムと、
    複数の位置特定素子を含む医療機器であって、前記複数の位置特定素子が、前記インピーダンスベース位置特定システムによって検出可能な少なくとも１つの位置特定素子と、前記磁気ベース位置特定システムによって検出可能な少なくとも１つの位置特定素子とを含む、医療機器と、
    前記座標系Ｂに関して前記インピーダンスベース位置特定システムによって測定された位置特定素子の位置を、非線形マッピング関数ｆの適用を介して前記座標系Ａで表すように構成された少なくとも１つのプロセッサと、
    前記磁気ベース位置特定システム用の固定基準位置特定素子であって、前記座標系Ａに関して測定されたＲ _Ａ の位置を有している、前記磁気ベース位置特定システム用の固定基準位置測定要素と、
    前記インピーダンスベース位置特定システム用の固定基準位置特定素子であって、前記座標系Ｂに関して測定されたＲ _Ｂ の位置を有している、前記インピーダンスベース位置特定システム用の固定基準位置特定素子と、
    Ｒ _Ａ とｆ（Ｒ _Ｂ ）との間の差異を監視し、前記差異が差異閾値を超える場合に異常を通知するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、
    を具備するハイブリッド位置特定システム。
21. 座標系Ａに関して位置特定素子の位置を測定する磁気ベース位置特定システムと、
    座標系Ｂに関して位置特定素子の位置を測定するインピーダンスベース位置特定システムと、
    複数の位置特定素子を含む医療機器であって、前記複数の位置特定素子が、前記インピーダンスベース位置特定システムによって検出可能な少なくとも１つの位置特定素子と、前記磁気ベース位置特定システムによって検出可能な少なくとも１つの位置特定素子とを含む、医療機器と、
    前記座標系Ｂに関して前記インピーダンスベース位置特定システムによって測定された位置特定素子の位置を、非線形マッピング関数ｆの適用を介して前記座標系Ａで表すように構成された少なくとも１つのプロセッサと、
    一次基準位置特定素子と、
    二次基準位置特定素子と、
    三次基準位置特定素子と、
    少なくとも１つのプロセッサであって、以下のステップ：
    前記座標系Ａに関して前記一次基準位置特定素子および前記二次基準位置特定素子に対する位置情報を測定するステップと、
    前記座標系Ａおよび前記座標系Ｂの両方に関して前記三次基準位置特定素子に対する位置情報を測定するステップと、
    前記マッピング関数ｆを使用して、前記座標系Ｂに関して測定された前記三次基準位置特定素子の前記位置情報を前記座標系Ａに変換するステップと、
    前記座標系Ａに関して測定された前記一次基準位置特定素子に対する前記位置情報と、以下：
    前記座標系Ａに関して測定された前記二次基準位置特定素子に対する前記位置情報、
    前記座標系Ａに関して測定された前記三次基準位置特定素子に対する前記位置情報、および
    前記座標系Ａに変換された前記三次基準位置特定素子に対する前記位置情報、
    のうちの少なくとも１つとの間の差異を計算するステップと、
    前記計算された差異のうちの１つまたは複数が差異閾値を超える場合、異常を通知するステップと、
    を実行するように構成されている少なくとも１つのプロセッサと、
    を具備するハイブリッド位置特定システム。