JP6013529B2 - 潅注カテーテル使用時の組織温度監視 - Google Patents
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Description
本出願は米国特許仮出願第61/312,447号(2010年3月10日出願)の利益を主張するものであり、同仮出願は参考として本明細書に組み込まれる。
本発明は全般に、体内組織の切除に関するものであり、特に切除中の組織の温度の測定に関するものである。
プローブによって実施される切除処置中に、体内組織の近位にあるプローブを表わす物理的パラメータをモデル化することと、
その切除処置の非切除段階中の物理的パラメータのサブグループを測定することにより、そのサブグループの測定された非切除関連値(measured non-ablative values)を生成することと、
その切除処置の切除段階中の物理的パラメータのサブグループを測定することにより、そのサブグループの測定された切除関連値を生成することと、
そのモデル化に対応して:
非切除段階についてサブグループの計算された非切除関連値を生成することと、
切除段階についてサブグループの計算された切除関連値を生成することと、
測定された非切除関連値を計算された非切除関連値と比較することと、測定された切除関連値を計算された切除関連値と比較することにより、物理的パラメータの最適値を生成すること。
プローブと体内組織との間の電気的インピーダンスに対応して、体内組織に対するプローブの位置、向き、及び接触面積を表わす第一見積もり幾何学的ベクトルを計算することと、
プローブによって組織に対し実施される切除処置に関連する一組の熱パラメータに対応して、プローブの第二見積もり幾何学的ベクトルを計算することと、
その第一見積もり幾何学的ベクトル及び第二見積もり幾何学的ベクトルを比較して、最適の幾何学的ベクトルを生成することと、
その最適の幾何学的ベクトルを使用して、組織の温度を見積もること。
体内組織の近位に配置されるよう構成されたプローブと、
コントローラと、を含み、そのコントローラは、
プローブと体内組織との間の電気的インピーダンスに対応して、体内組織に対するプローブの向き、及び接触面積を表わす第一見積もり幾何学的ベクトルを計算し、
プローブによって組織に対し実施される切除処置に関連する一組の熱パラメータに対応して、プローブの第二見積もり幾何学的ベクトルを計算し、
その第一見積もり幾何学的ベクトル及び第二見積もり幾何学的ベクトルを比較して、最適の幾何学的ベクトルを生成し、かつ、
その最適の幾何学的ベクトルを使用して、組織の温度を見積もる、よう構成される。
体内組織の近位に配置されるよう構成されたプローブと、
コントローラと、を含み、そのコントローラは、
体内組織に対してプローブによって実施される切除処置中に、プローブを表わす物理的パラメータをモデル化し、
その切除処置の非切除段階中の物理的パラメータのサブグループを測定することにより、そのサブグループの測定された非切除関連値を生成し、
その切除処置の切除段階中の物理的パラメータのサブグループを測定することにより、そのサブグループの測定された切除関連値を生成し、
そのモデル化に対応して:
非切除段階についてサブグループの計算された非切除関連値を生成し、
切除段階についてサブグループの計算された切除関連値を生成し、かつ、
測定された非切除関連値を計算された非切除関連値と比較し、測定された切除関連値を計算された切除関連値と比較することにより、物理的パラメータの最適値を生成する、よう構成される。
プローブによって実施される切除処置中に、体内組織の近位にあるプローブを表わす物理的パラメータをモデル化し、
その切除処置の非切除段階中の物理的パラメータのサブグループを測定することにより、そのサブグループの測定された非切除関連値を生成し、
その切除処置の切除段階中の物理的パラメータのサブグループを測定することにより、そのサブグループの測定された切除関連値を生成し、
そのモデル化に対応して:
非切除段階についてサブグループの計算された非切除関連値を生成し、
切除段階についてサブグループの計算された切除関連値を生成し、かつ、
測定された非切除関連値を計算された非切除関連値と比較し、測定された切除関連値を計算された切除関連値と比較することにより、物理的パラメータの最適値を生成する。
本発明の一実施形態は、切除処置に関連する物理的パラメータの数学的モデルを利用する。モデル化されたパラメータは、プローブによって実施される処置中に体内組織の近位にあるプローブの遠位端を表わす。切除処置には、組織を切除するのに十分なレベルの動力が体内組織に印加される切除段階と、組織切除が起こらないよう動力レベルが低減される非切除段階とが含まれる。典型的には、非切除段階の時間は、切除段階の時間に比べて短い。切除段階中は、物理的パラメータのサブグループが測定され、そのサブグループの切除関連値が生成される。非切除段階中は、パラメータのサブグループが測定され、そのサブグループの非切除関連値が生成される。
ここで、発明の実施形態による、カテーテルプローブ切除システム20の概略描写図である図1を参照し、並びに、このシステムに使用されるカテーテルプローブ22の遠位端の概略断面図である図2を参照する。システム20において、プローブ22は、例えば、被験者26の心臓24の心腔などの、管腔23に挿入される。プローブは、体内組織25の切除を実施することを含む処置中に、システム20のオペレータ28によって使用される。
A(t)=A(b)+A(c) (1)
式中、A(t)は、容積100に接している遠位端40の全体の面積、
A(b)は、面積A(t)のうち、液に曝されている部分、
A(c)は、先端と組織との間の接触面積である。
CpSは、生理食塩水の比熱容量、
Tsは、生理食塩水の流入温度、
TBは、容積100に流入する血液の温度(典型的に、37℃で一定と仮定される)、
Toutは、容積100から流出する血液及び生理食塩水混合物の温度、並びに、
Xは、容積100中の生理食塩水及び血液の混合量に従属する係数である。
QRF=QRF_L+QRF_TIS (7)
QRFは、コントローラ30によって制御され、かつ測定される。典型的に、切除処置中、QRFは30W程度である。
(1) プローブによって実施される切除処置中に、体内組織の近位にある前記プローブを表わす物理的パラメータをモデル化することと、
前記切除処置の非切除段階中の前記物理的パラメータのサブグループを測定することにより、前記サブグループの測定された非切除関連値を生成することと、
前記切除処置の切除段階中の前記物理的パラメータの前記サブグループを測定することにより、前記サブグループの測定された切除関連値を生成することと、
前記モデル化に対応して:
前記非切除段階について前記サブグループの計算された非切除関連値を生成することと、
前記切除段階について前記サブグループの計算された切除関連値を生成することと、
前記測定された非切除関連値を前記計算された非切除関連値と比較することと、前記測定された切除関連値を前記計算された切除関連値と比較することにより、前記物理的パラメータの最適値を生成することと、を含む、方法。
(2) 前記物理的パラメータが、前記体内組織の温度の行列を含む、実施態様1に記載の方法。
(3) 前記サブグループが温度を含み、前記測定された非切除関連値には前記温度の第一変化の第一時定数が含まれ、前記測定された切除関連値には前記温度の第二変化の第二時定数が含まれる、実施態様1に記載の方法。
(4) 前記プローブを介して前記組織を潅注することを含み、前記サブグループには、前記非切除段階中の第一測定潅注流量と、前記切除段階中の第二測定潅注流量との間を行ったり来たりする潅注流量が含まれる、実施態様1に記載の方法。
(5) 前記サブグループには前記プローブによって供給される動力が含まれ、前記動力は、前記切除段階中に前記組織を切除することができる第一動力レベルと、前記非切除段階中に前記組織を切除できない第二動力レベルとの間を行ったり来たりする、実施態様1に記載の方法。
(6) 前記サブグループが、前記体内組織に対する前記プローブの、位置、向き、及び接触面積のうちの少なくとも1つを含む、実施態様1に記載の方法。
(7) 前記切除処置が、前記体内組織の高周波切除を含む、実施態様1に記載の方法。
(8) プローブと体内組織との間の電気的インピーダンスに対応して、前記体内組織に対する前記プローブの位置、向き、及び接触面積を表わす第一見積もり幾何学的ベクトルを計算することと、
前記プローブによって前記組織に対し実施される切除処置に関連する一組の熱パラメータに対応して、前記プローブの第二見積もり幾何学的ベクトルを計算することと、
前記第一見積もり幾何学的ベクトル及び第二見積もり幾何学的ベクトルを比較して、最適の幾何学的ベクトルを生成することと、
前記最適の幾何学的ベクトルを使用して、前記組織の温度を見積もることと、を含む、方法。
(9) 前記プローブには互いに絶縁された2つ又は3つ以上の電極が含まれ、前記電気的インピーダンスが、前記2つ又は3つ以上の電極と前記体内組織との間でそれぞれ測定される、実施態様8に記載の方法。
(10) 前記第一見積もり幾何学的ベクトルには、前記プローブと前記体内組織との間の第一距離、第一角度、及び第一接触面積が含まれ、前記第二見積もり幾何学的ベクトルには、前記プローブと前記体内組織との間の第二距離、第二角度、及び第二接触面積が含まれ、前記最適の幾何学的ベクトルには、前記プローブと前記体内組織との間の第三距離、第三角度、及び第三接触面積が含まれる、実施態様8に記載の方法。
(12) 前記第二見積もり幾何学的ベクトルを計算することには、前記電気的インピーダンスに対応して前記ベクトルを計算することが更に含まれる、実施態様8に記載の方法。
(13) 前記組織の前記温度を見積もることには、前記組織の温度値のマップを見積もることが含まれる、実施態様8に記載の方法。
(14) 体内組織の近位に配置されるよう構成されたプローブと、
コントローラと、を含み、前記コントローラは、
前記プローブと前記体内組織との間の電気的インピーダンスに対応して、前記体内組織に対する前記プローブの向き及び接触面積を表わす第一見積もり幾何学的ベクトルを計算し、
前記プローブによって前記組織に対し実施される切除処置に関連する一組の熱パラメータに対応して、前記プローブの第二見積もり幾何学的ベクトルを計算し、
前記第一見積もり幾何学的ベクトル及び第二見積もり幾何学的ベクトルを比較して、最適の幾何学的ベクトルを生成し、かつ、
前記最適の幾何学的ベクトルを使用して、前記組織の温度を見積もる、よう構成される、装置。
(15) 前記プローブには互いに絶縁された2つ又は3つ以上の電極が含まれ、前記コントローラが、前記2つ又は3つ以上の電極と前記体内組織との間の前記電気的インピーダンスを測定するよう構成される、実施態様14に記載の装置。
(16) 前記第一見積もり幾何学的ベクトルには、前記プローブと前記体内組織との間の第一距離、第一角度、及び第一接触面積が含まれ、前記第二見積もり幾何学的ベクトルには、前記プローブと前記体内組織との間の第二距離、第二角度、及び第二接触面積が含まれ、前記最適の幾何学的ベクトルには、前記プローブと前記体内組織との間の第三距離、第三角度、及び第三接触面積が含まれる、実施態様14に記載の装置。
(17) 前記切除処置には、前記プローブを介して前記組織に対し断続的に切除動力を供給することが含まれ、これにより前記切除動力は、切除段階中に前記組織を切除するのに十分な第一実測切除動力レベルと、非切除段階中に前記組織を切除するのに不十分な第二実測切除動力レベルとの間を行ったり来たりする、実施態様14に記載の装置。
(18) 前記第二見積もり幾何学的ベクトルを計算することには、前記電気的インピーダンスに対応して前記ベクトルを計算することが更に含まれる、実施態様14に記載の装置。
(19) 体内組織の近位に配置されるよう構成されたプローブと、
コントローラと、を含み、前記コントローラは、
前記体内組織に対して前記プローブによって実施される切除処置中に、前記プローブを表わす物理的パラメータをモデル化し、
前記切除処置の非切除段階中の前記物理的パラメータのサブグループを測定することにより、前記サブグループの測定された非切除関連値を生成し、
前記切除処置の切除段階中の前記物理的パラメータの前記サブグループを測定することにより、前記サブグループの測定された切除関連値を生成し、
前記モデル化に対応して:
前記非切除段階について前記サブグループの計算された非切除関連値を生成し、
前記切除段階について前記サブグループの計算された切除関連値を生成し、かつ、
前記測定された非切除関連値を前記計算された非切除関連値と比較し、前記測定された切除関連値を前記計算された切除関連値と比較することにより、前記物理的パラメータの最適値を生成する、よう構成される、装置。
(20) 前記物理的パラメータが、前記体内組織の温度の行列を含む、実施態様19に記載の装置。
(22) 前記プローブを介して前記組織を潅注するよう前記コントローラを構成することを含み、前記サブグループには、前記非切除段階中の第一測定潅注流量と、前記切除段階中の第二測定潅注流量との間を行ったり来たりする潅注流量が含まれる、実施態様19に記載の装置。
(23) 前記サブグループには前記プローブによって供給される動力が含まれ、前記動力は前記切除段階中に前記組織を切除することができる第一動力レベルと、前記非切除段階中に前記組織を切除できない第二動力レベルとの間を行ったり来たりする、実施態様19に記載の装置。
(24) 前記サブグループが、前記体内組織に対する前記プローブの、位置、向き、及び接触面積のうちの少なくとも1つを含む、実施態様19に記載の装置。
(25) 前記切除処置が、前記体内組織の高周波切除を含む、実施態様19に記載の装置。
(26) コンピュータプログラム指示が内部に記録された非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体を含むコンピュータソフトウェア製品であって、該指示がコンピュータによって読み取られると、前記コンピュータが:
プローブによって実施される切除処置中に、体内組織の近位にある前記プローブを表わす物理的パラメータをモデル化し、
前記切除処置の非切除段階中の前記物理的パラメータのサブグループを測定することにより、前記サブグループの測定された非切除関連値を生成し、
前記切除処置の切除段階中の前記物理的パラメータの前記サブグループを測定することにより、前記サブグループの測定された切除関連値を生成し、
前記モデル化に対応して:
前記非切除段階について前記サブグループの計算された非切除関連値を生成し、
前記切除段階について前記サブグループの計算された切除関連値を生成し、かつ、
前記測定された非切除関連値を前記計算された非切除関連値と比較し、前記測定された切除関連値を前記計算された切除関連値と比較することにより、前記物理的パラメータの最適値を生成する、ことを実施する、コンピュータソフトウェア製品。
Claims (11)
- カテーテルプローブ切除システムにおいて用いられるコントローラの作動方法であって、前記コントローラは、
プローブと体内組織との間の電気的インピーダンスに対応して、前記体内組織に対する前記プローブの位置、向き、及び接触面積を表わす第一見積もり幾何学的ベクトルを計算することと、
前記プローブによって前記組織に対し実施される切除処置に関連する一組の熱パラメータに対応して、前記プローブの第二見積もり幾何学的ベクトルを計算することと、
前記第一見積もり幾何学的ベクトル及び第二見積もり幾何学的ベクトルを比較して、最適の幾何学的ベクトルを生成することと、
前記最適の幾何学的ベクトルを使用して、前記組織の温度を見積もることと、を行う、方法。 - 前記プローブには互いに絶縁された2つ又は3つ以上の電極が含まれ、前記電気的インピーダンスが、前記2つ又は3つ以上の電極と前記体内組織との間でそれぞれ測定される、請求項1に記載の方法。
- 前記第一見積もり幾何学的ベクトルには、前記プローブと前記体内組織との間の第一距離、第一角度、及び第一接触面積が含まれ、前記第二見積もり幾何学的ベクトルには、前記プローブと前記体内組織との間の第二距離、第二角度、及び第二接触面積が含まれ、前記最適の幾何学的ベクトルには、前記プローブと前記体内組織との間の第三距離、第三角度、及び第三接触面積が含まれる、請求項1に記載の方法。
- 前記切除処置には、前記プローブを介して前記組織に対し断続的に切除動力を供給することが含まれ、これにより前記切除動力は、切除段階中に前記組織を切除するのに十分な第一実測切除動力レベルと、非切除段階中に前記組織を切除するのに不十分な第二実測切除動力レベルとの間を行ったり来たりする、請求項1に記載の方法。
- 前記第二見積もり幾何学的ベクトルを計算することには、前記電気的インピーダンスに対応して前記ベクトルを計算することが更に含まれる、請求項1に記載の方法。
- 前記組織の前記温度を見積もることには、前記組織の温度値のマップを見積もることが含まれる、請求項1に記載の方法。
- 体内組織の近位に配置されるよう構成されたプローブと、
コントローラと、を含み、前記コントローラは、
前記体内組織に対して前記プローブによって実施される切除処置中に、前記プローブを表わす物理的パラメータをモデル化し、
前記切除処置の非切除段階中の前記物理的パラメータのサブグループを測定することにより、前記サブグループの測定された非切除関連値を生成し、
前記切除処置の切除段階中の前記物理的パラメータの前記サブグループを測定することにより、前記サブグループの測定された切除関連値を生成し、
前記モデル化に対応して:
前記非切除段階について前記サブグループの計算された非切除関連値を生成し、
前記切除段階について前記サブグループの計算された切除関連値を生成し、かつ、
前記測定された非切除関連値を前記計算された非切除関連値と比較し、前記測定された切除関連値を前記計算された切除関連値と比較することにより、前記物理的パラメータの最適値を生成する、よう構成され、
前記物理的パラメータが、前記体内組織の温度の行列を含み、
前記サブグループが、前記体内組織に対する前記プローブの、位置、向き、及び接触面積を含み、
前記コントローラは、
プローブと体内組織との間の電気的インピーダンスに対応して、前記体内組織に対する前記プローブの位置、向き、及び接触面積を表わす第一見積もり幾何学的ベクトルを計算することと、
前記プローブによって前記組織に対し実施される切除処置に関連する一組の熱パラメータに対応して、前記プローブの第二見積もり幾何学的ベクトルを計算することと、
前記第一見積もり幾何学的ベクトル及び第二見積もり幾何学的ベクトルを比較して、最適の幾何学的ベクトルを生成することと、
前記最適の幾何学的ベクトルを使用して、前記組織の温度を見積もることと、を行う、装置。 - 前記サブグループが温度を含み、前記測定された非切除関連値には前記温度の第一変化の第一時定数が含まれ、前記測定された切除関連値には前記温度の第二変化の第二時定数が含まれる、請求項7に記載の装置。
- 前記プローブを介して前記組織を潅注するよう前記コントローラを構成することを含み、前記サブグループには、前記非切除段階中の第一測定潅注流量と、前記切除段階中の第二測定潅注流量との間を行ったり来たりする潅注流量が含まれる、請求項7に記載の装置。
- 前記サブグループには前記プローブによって供給される動力が含まれ、前記動力は前記切除段階中に前記組織を切除することができる第一動力レベルと、前記非切除段階中に前記組織を切除できない第二動力レベルとの間を行ったり来たりする、請求項7に記載の装置。
- 前記切除処置が、前記体内組織の高周波切除を含む、請求項7に記載の装置。
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