JP6336959B2 - 心血管医療手術中に医療器具を位置特定するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
本出願は、「Integrated Multi-Localizer Cardiovascular Navigation System and Associated Method」という名称の2012年4月10日出願の米国仮特許出願第61/622,220号に対する優先権を主張し、また、「System and Method for Localizing Medical Instruments During Cardiovascular Medical Procedures」という名称の2013年1月22日出願の米国非仮特許出願第13/747,266号に対する優先権を主張すると共に、その継続出願である。上記の特許文献の開示全体にあらゆる目的で依拠し、参照により本明細書に援用する。
本発明は、一般に、患者に外科手術を行う際に医師を補助するシステムおよび方法に関する。より詳細には、本発明は、心血管医療手術中に被験者の体内の医療器具を位置特定するためのシステムおよび方法に関する。
心血管疾患を治療するための医療手術は、性質上ますます低侵襲性になっており、したがって、医師は、小さな切開を通して被験者に小さな医療デバイスを挿入し、そのデバイスを、血管構造を通して心臓および特定の治療部位に操縦することができる。1つの帰結として、医師は、デバイスが進んでいる場所および目的の治療位置を確かめるために、特殊なツールを必要とする。定位的ナビゲーションは、対象の解剖学的部位の予め取得されている画像を採用し、位置特定システムを使用して、予め取得されている画像に対して医療器具を追跡する分野である。定位的ナビゲーションは、位置感知機能が、人体内で医療器具を位置特定して追跡し、X線、CT、MRI、超音波、および心電図マップなど他の医療画像に対する位置を表示することができることを必要とする。
図面に示される本発明の例示的実施形態を以下にまとめる。これらおよび他の実施形態は、「発明を実施するための形態」の項でより詳しく述べる。しかし、本項「発明の概要」または「発明を実施するための形態」の項で述べる形態に本発明を限定する意図はないことを理解すべきである。特許請求の範囲で表される本発明の範囲および精神に入る多くの変形形態、均等形態、および代替構成があることを当業者は理解することができよう。
本発明の様々な例示的実施形態において、心血管手術中に患者の心血管系を通して医療器具を操縦するために使用される位置感知システムが、アンテナ基準器を含み、このアンテナ基準器は、患者の心臓内に挿入して、少なくとも2つの異なるシステムによって位置特定することができる。アンテナ基準器は、医師が心臓内の安定した位置に挿入することができ、手術の期間にわたってそこに留まり、安定した基準点を提供する。この基準点は、医師が手術中に閲覧している画像が正確であることを保証する。アンテナ基準器は、電磁システムによってその電磁センサを介して、および電位システムによってその電極を介して位置特定することができる。アンテナ基準器の絶対位置は、アンテナ基準器に埋め込まれた電磁場センサと、それを支援する電磁場位置特定システムとを使用して、制御ユニットによって決定される。電磁システムは組織特性、患者の呼吸、または患者の心拍に依存しないので、アンテナ基準器の絶対位置は正確である。さらに、疾病を診断して治療を送達するために使用されるロービング器が含まれる。各ロービング器は、電位システムによる位置特定のための電極を含む。心血管疾病を診断して治療するために使用されている現在の典型的な器具は既に電極を含んでおり、そのため、これらの器具は、既に市販されている広く利用されている器具と共に使用することができるので、非常にオープンアーキテクチャの(very open-architecture)システムとなっている。制御ユニットは、アンテナ基準器にある電極と、対象のロービング器にある電極との電位差を測定することによって、任意の1つのロービング器の位置を決定することができる。アンテナ基準器の位置は既知であり安定しているので、制御ユニットは、ロービング器が位置する場所を決定するために測定値を較正することができる。それらの測定値に悪影響を及ぼす組織特性が最小化されるので、電位測定を使用しても、ロービング器の位置は非常に正確である。ロービング器とアンテナ基準器は同じ組織内にあるため、どちらの器具も同等の影響を受けるので組織特性を無視することができ、様々な例示的実施形態において、位置特定システムは、2つの器具の間の差を分析する。
Claims (6)
- 電磁場発生器と、
被験者の心臓の冠状静脈洞内に導入されるように適合されたアンテナ基準器の遠位部分であって、少なくとも1つの電磁センサおよび少なくとも1つの電極を含み、調節可能な偏向を有する、アンテナ基準器の遠位部分と、
前記被験者の胸腔内に導入されるように適合された少なくとも1つのロービング器であって、少なくとも1つの電極を含む少なくとも1つのロービング器と、
制御ユニットであって、
前記アンテナ基準器の前記遠位部分を用いて、前記少なくとも1つの電磁センサによって感知される前記電磁場発生器からの電磁信号に基づいて、前記アンテナ基準器の位置座標を決定し、
前記アンテナ基準器の前記遠位部分を用いて、前記アンテナ基準器の前記少なくとも1つの電極と、前記少なくとも1つのロービング器の前記少なくとも1つの電極との電位差を測定し、
決定された前記アンテナ基準器の前記位置座標を使用して、前記測定された電位差を較正して、前記少なくとも1つのロービング器の位置座標を決定する
ように構成される制御ユニットと、を含む位置感知システム。 - 前記アンテナ基準器が、前記冠状静脈洞内への配置およびカニューレ挿入のために設計されたカテーテルシステムを含む請求項1に記載の位置感知システム。
- 前記カテーテルシステムが、65〜110センチメートルの有効長さと、5〜7Frenchの太さと、0〜180度の固定された偏向および調節可能な偏向のうちの1つとを有し、前記カテーテルシステムが、心電図を感知するための2〜20個の電極と、少なくとも1つの金属コイルを含む内蔵電磁センサとを含む請求項2に記載の位置感知システム。
- 前記アンテナ基準器が、前記冠状静脈洞内への配置およびカニューレ挿入のために設計されたペースメーカと埋め込み型除細動器(「ICD」)リードシステムとのうちの少なくとも1つを含む請求項1に記載の位置感知システム。
- 前記ペースメーカと前記ICDリードシステムとの少なくとも1つが、65〜110セ
ンチメートルの有効長さと、5〜7Frenchの太さと、0〜180度の固定された偏向および調節可能な偏向のうちの1つとを有し、前記ペースメーカと前記ICDリードシステムとの少なくとも1つが、心電図を感知するための2〜20個の電極と、少なくとも1つの金属コイルを含む内蔵電磁センサとを含む請求項4に記載の位置感知システム。 - 前記制御ユニットが、前記アンテナ基準器の冗長追跡を提供するために、前記アンテナ基準器の前記遠位部分を用いて、前記アンテナ基準器の前記少なくとも1つの電極によって感知される電位に基づいて、前記アンテナ基準器のさらなる位置座標を決定するように構成される請求項1に記載の位置感知システム。
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