JP7374651B2 - 非線形電場位置システム - Google Patents
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Description
体内組織は一般的には導電性であり、体内での位置と共に身体内部の電場を通常は非線形的に変化させる。この確立された観察にもかかわらず、カテーテルに基づく位置追跡システム、及び電気的位置信号(以下、「信号値」とも称する)の取得に基づく方法は、電場の近似的な記述を、体内位置に局所的に線形依存したものとして用いる場合がある。線形化は、線形化較正モデルを用いる目的など、様々な理由で行うことができる。局所的な線形性の仮定から生じる不正確性を補正するために、電気信号に基づく位置追跡システムでは、局所的較正方法、並びに補間及び外挿などの他の計算量を用いる場合がある。
(I)電気信号値が、カテーテルのマッピング電極と表面電極との間で測定されるインピーダンスである、Carto(登録商標)3(Biosent-Webster製)、及び
(II)電気信号値が、マッピング電極によって測定される電圧である、Carto(登録商標)4(Biosense Webster製)がある。
図1は、本発明の一実施形態による、カテーテルに基づく電子解剖学的マッピングのためのシステム21の概略的な絵図である。図1は、患者25の心臓23の電気解剖学的マッピングを実施するために電気解剖学的調査カテーテル29を使用している医師27を示している。挿入図30に見られるように、カテーテル29は、その遠位端に5本のアーム20を備えており、いくつかのマッピング電極22が各アーム20に取り付けられている。各アーム20は機械的に可撓性であってよい。この種の調査カテーテルの例として、Pentary(登録商標)カテーテル(Biosense Webster(Irvine California))がある。
図2は、本発明の一実施形態による、信号値と対応する位置との間の非線形関係式50の概略図である。非線形三次関係式50は、特定の位置45において調査カテーテル29により測定された信号値55{V(x0)、V(y0)、V(z0)}と、位置45の座標(x0、y0、z0)とを結びつける、式1により与えられる1組の三次方程式を導出して解くことによりプロセッサ28によって得られる。
(1) (i)較正段階において、
(a)マッピング電極と、(b)位置測定システムのセンサと、を含む較正ツールを患者の臓器内に配置し、
前記位置測定システムを使用して前記臓器内の異なる位置で前記較正ツールを追跡し、
各較正データポイントが前記マッピング電極を使用して得られた信号値と、前記位置測定システムによる前記センサの対応する位置測定値と、を含む、1組の較正データポイントを前記それぞれの異なる位置において生成することと、
(ii)前記較正段階に続く調査段階において、
マッピング電極を有するが前記位置測定システムのセンサは有さない検査ツールを、前記患者の前記臓器内の位置に配置し、
前記調査ツールの前記マッピング電極を使用して、前記位置における前記信号値を測定し、
前記較正データポイントのサブセットを用いて、(a)前記調査ツールの前記マッピング電極を使用して得られた前記信号値と、(b)前記位置の座標と、の間のそれぞれの非線形関係式を導出し、前記非直線関係式を解くことによって前記位置の座標を決定することと、を含む、方法。
(2) 前記非線形関係式を解くことが、1組の三次方程式を解くことを含む、実施態様1に記載の方法。
(3) 前記体内の位置を測定することが、カテーテルに基づいた磁気位置追跡システムを使用して前記体内の位置を測定することを含む、実施態様1に記載の方法。
(4) 前記信号値を測定することが、電圧及びインピーダンスのうちの1つを測定することを含む、実施態様1に記載の方法。
(5) システムであって、
いずれも患者の器官内に挿入されるように構成された較正ツール及び調査ツールと通信するように構成されたインターフェースであって、前記較正ツールが、マッピング電極と、位置測定システムのセンサと、を備え、前記調査ツールが、マッピング電極を含むが前記位置測定システムのセンサは含まない、インターフェースと、
プロセッサであって、
(i)較正段階において、
前記位置測定システムを使用して前記臓器内の異なる位置で前記較正ツールを追跡し、
各較正データポイントが前記マッピング電極を使用して得られた信号値と、前記位置測定システムによる前記センサの対応する位置測定値と、を含む、1組の較正データポイントを前記それぞれの異なる位置において生成し、
(ii)前記較正段階に続く調査段階において、
前記調査ツールの前記マッピング電極を使用して、位置における前記信号値を測定し、
前記較正データポイントのサブセットを用いて、(a)前記調査ツールの前記マッピング電極を使用して得られた前記信号値と、(b)前記位置の座標と、の間のそれぞれの非線形関係式を導出し、前記非直線関係式を解くことによって前記位置の座標を決定するように構成された、プロセッサと、を含む、システム。
(7) 前記位置測定システムが、カテーテルに基づく磁気位置追跡システムを含む、実施態様5に記載のシステム。
(8) 前記信号値が、電圧及びインピーダンスのうちの1つを含む、実施態様5に記載のシステム。
Claims (3)
- システムであって、
いずれも患者の器官内に挿入されるように構成された較正ツール及び調査ツールと通信するように構成されたインターフェースであって、前記較正ツールが、マッピング電極と、位置測定システムのセンサと、を備え、前記調査ツールが、マッピング電極を含むが前記位置測定システムのセンサは含まない、インターフェースと、
プロセッサであって、
(i)較正段階において、
前記位置測定システムを使用して前記器官内の異なる位置で前記較正ツールを追跡し、
各較正データポイントが前記マッピング電極を使用して得られた信号値と、前記位置測定システムによる前記センサの対応する位置測定値と、を含む、1組の較正データポイントを前記それぞれの異なる位置において生成し、
(ii)前記較正段階に続く調査段階において、
前記調査ツールの前記マッピング電極を使用して、位置における前記信号値を測定し、
前記較正データポイントのサブセットを用いて、(a)前記調査ツールの前記マッピング電極を使用して得られた前記信号値と、(b)前記位置の座標と、の間のそれぞれの非線形関係式を導出し、前記非線形関係式を解くことによって前記位置の座標を決定するように構成された、プロセッサと、を含み、
前記非線形関係式を解くことが、以下の(i)~(iii)である1組の三次方程式を解くことを含み、
(i) V(x;ω x )=a 1x x+a 2x x 2 +a 3x x 3 、
(ii) V(y;ω y )=a 1y y+a 2y y 2 +a 3y y 3 、
(iii)V(z;ω z )=a 1z z+a 2z z 2 +a 3z z 3 、
ここで、a 1x 、a 2x 、a 3x 、a 1y 、a 2y 、a 3y 、a 1z 、a 2z 、及び、a 3z は、位置(x、y、z)と1組の変調電気信号値{V(x;ω y )、V(y;ω y )、V(z;ω z )}を結びつける未知の係数である、システム。 - 前記位置測定システムが、カテーテルに基づく磁気位置追跡システムを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記信号値が、電圧及びインピーダンスのうちの1つを含む、請求項1に記載のシステム。
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