JP7377287B2 - ノイズ耐性のある心臓位置特定、ナビゲーションおよびマッピングのためのシステムおよび方法 - Google Patents
ノイズ耐性のある心臓位置特定、ナビゲーションおよびマッピングのためのシステムおよび方法 Download PDFInfo
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Description
システムは、インピーダンスに基づいた位置特定システムを含む。このようなインピーダンスに基づいた位置特定システムは、複数の固有駆動信号を生成するように構成された信号生成器を含んでもよい。固有駆動信号のそれぞれは、共通ベース周波数の高調波成分である固有変調周波数を有してもよい。信号生成器は、さらに、複数の駆動信号のそれぞれを個々の電極の対(例えば、表面パッチ電極)中に連続的に同時に付与するように構成され、電場を生成してもよい。インピーダンスに基づいた位置特定システムはまた、電場内に配置された医療装置の1または複数の電極の応答(例えば、連続的に付与された駆動信号に対する複合応答)を測定するための測定回路を含んでもよい。復調器は、固有変調周波数のそれぞれに対して応答信号(例えば複合応答信号)を同時に復調するように構成される。復調器は、フィルタ(例えば、ダウンサンプリングフィルタ、デシメーティングフィルタ等)によって受信される復調データストリームを出力する。フィルタは、固有周波数のそれぞれに対する1または複数の電極の位置に比例するインピーダンスに基づいた値を出力する。インピーダンスに基づいた値は、医療装置および/またはその周囲(例えば、心腔)の画像を描写するために使用されてもよい。インピーダンスに基づいた値におけるノイズを低減するために、コントローラは、電気ノイズによって破損された復調データストリームの一部が破棄されるように、電気ノイズ生成装置(例えば、磁気位置特定システム)の動作中に、フィルタへの入力(例えば、スキップデータ入力)を一時停止させてもよい。一実施形態では、フィルタへの入力は、共通ベース周波数の(すなわち、固有変調周波数/駆動信号の)整数倍である期間に一時停止される。このような期間の使用は、周波数の中断なく、復調データストリームの処理を再開することを可能にする。
以下の項目は、国際出願時の特許請求の範囲に記載の要素である。
(項目1)
患者の体内で医療装置をナビゲートする際に使用するための位置感知およびナビゲーションシステムであって
インピーダンスに基づいた位置特定システムと、
磁場に基づいた位置特定システムと、を備得ており、
前記インピーダンスに基づいた位置特定システムは、
1または複数の駆動信号のそれぞれを、複数の電極の対のうちの対応する1つに亘って、連続的かつ同時に付与して電場を生成するように構成されている信号生成器であって、前記駆動信号のそれぞれは、共通ベース周波数の高調波成分である固有周波数を有する、前記信号生成器と、
前記電場に配置されている医療装置の少なくとも1つの電極の複合応答信号を、前記複数の駆動信号に同期的に復調し、復調データストリームを出力するように構成されている復調器と、
前記復調データストリームを受信し、各固有周波数に対する前記電極の位置に比例する複数のインピーダンスに基づいた値を出力するように構成されているフィルタと、を備えており、
前記磁場に基づいた位置特定システムは、
磁場を生成するための磁場生成器であって、前記磁場に配置されている前記医療装置の少なくとも1つの磁気センサから磁気応答を取得するために使用される前記磁場生成器と、
前記磁場生成器の動作の間に、前記フィルタへの前記復調データストリームの入力を一時停止するように構成されているコントローラと、を備えている、位置感知およびナビゲーションシステム。
(項目2)
前記複数のインピーダンスに基づいた値を使用して、前記医療装置のモデルを生成するように構成されているモデル構築システムと、
前記医療装置の前記モデルの画像を表示するように構成されているディスプレイと、をさらに備えている、項目1のシステム。
(項目3)
前記コントローラは、前記共通ベース周波数のベース周期の整数倍である期間、前記フィルタへの前記復調データストリームの前記入力を一時停止するように構成されている、項目1のシステム。
(項目4)
前記複合応答信号を前記復調器に入力する前に、前記復調応答信号をデジタル応答信号に変換するように構成されているアナログ-デジタル変換器(ADC)をさらに備えており、
前記期間は、離散ADCサンプルに関して測定される、項目3のシステム。
(項目5)
前記コントローラは、前記期間に、前記復調データストリームを破棄する、項目3のシステム。
(項目6)
前記コントローラは、前記期間に、前記磁場に基づいた位置特定システムの動作を開始するように構成されている、項目3のシステム。
(項目7)
前記コントローラは、
前記フィルタへの前記復調データストリームが一時停止される第1期間に、前記磁場に基づいた位置特定システムの動作を開始し、
別の第2期間に、前記フィルタへの前記復調データストリームを許可する、ように構成されており、
前記第1期間と前記第2期間のそれぞれは、前記共通ベース周波数の前記ベース周期の整数倍である、項目3のシステム。
(項目8)
前記第1期間と前記第2期間は異なる、項目7のシステム。
(項目9)
前記復号応答信号のデジタルサンプルを、前記デジタルサンプルを前記復調器に入力する前に分析するように構成されている検出器と、
前記デジタルサンプルを前記復調器に入力する前に、前記デジタルサンプルの所定のセットを記憶するように構成されているバッファと、をさらに備えている、項目1のシステム。
(項目10)
前記検出器は、
前記デジタルサンプルのスルーレートを所定の閾値と比較し、
前記スルーレートが前記所定の閾値を超える場合、前記フィルタへの前記復調データストリームの入力を一時停止する、ように構成されている、項目9のシステム。
(項目11)
前記複数のインピーダンスに基づいた値は、それぞれ、抵抗インピーダンスおよび反応インピーダンスを有する複素インピーダンス値を備えている、項目1に記載のシステム。
(項目12)
前記復調器は、前記共通ベース周波数に対して整数個のサイクルを有するサンプリング周期に亘ってサンプル採取する、項目1のシステム。
(項目14)
患者の体内で医療装置をナビゲートする際に使用する電子制御ユニットであって、
共通ベース周波数の高調波成分である固有周波数をそれぞれ有する複数の駆動信号を生成するように構成されている信号生成器であって、前記複数の駆動信号は、対応する複数のパッチ電極の個々の対に亘って、連続的かつ同時に付与されて電場を生成する、前記信号生成器と、
前記電場に配置される医療装置の少なくとも1つの電極の複合応答信号を、前記駆動信号に対して同期的に復調し、復調データストリームを出力するように構成されている復調器と、
前記復調データストリームを受信し、各固有周波数に対する前記電極の前記位置に比例する複数のインピーダンスに基づいた値を出力するように構成されているフィルタと、
前記フィルタへの前記復調データストリームの入力を一時停止し、前記フィルタへの前記復調データストリームが一時停止されている間に、電気ノイズを生成する装置の動作を開始するように構成されているコントローラと、を備えている、電子制御ユニット。
(項目15)
前記複数のインピーダンスに基づいた値を使用して、前記医療装置のモデルを生成するように構成されているモデル構築システムと、
前記医療装置の前記モデルの画像を表示するように構成されているディスプレイと、をさらに備えている、項目14のシステム。
(項目16)
前記コントローラは、前記共通ベース周波数のベース周期の整数倍である期間に、前記フィルタへの前記復調データストリームの前記入力を一時停止するように構成されている、項目14のシステム。
(項目17)
前記コントローラは、前記期間に、前記復調データストリームを破棄する、項目14のシステム。
(項目18)
電気ノイズを生成する前記装置は、磁場に基づいた位置特定システムを備えている、項目14のシステム。
(項目19)
前記複合応答信号のデジタルサンプルを、前記デジタルサンプルを前記復調器に入力する前に分析するように構成されている検出器と、
前記デジタルサンプルを前記復調器に入力する前に、前記デジタルサンプルの所定のセットを記憶するように構成されているバッファと、をさらに備えている、項目14のシステム。
(項目20)
前記検出器は、
前記デジタルサンプルのスルーレートを所定の閾値と比較し、
前記スルーレートが前記所定の閾値を超える場合、前記フィルタへの前記復調データストリームの入力を一時停止する、ように構成されている、項目19のシステム。
(項目21)
患者の体内の細長い医療装置の位置を感知するのに使用する方法であって、
共通ベース周波数の高調波成分である固有周波数をそれぞれ有する複数の駆動信号を生成して、前記複数の駆動信号のそれぞれを、複数の電極の対のうちの対応する1つに亘って、同時に付与して、電場を生成することと、
前記複数の駆動信号に対する、前記電場内に配置されている医療装置の少なくとも1つの電極の複合応答信号を測定することと、
前記少なくとも1つの電極の前記複合応答信号を同期的に復調し、復調データストリームを出力することと、
前記復調データストリームが、前記共通ベース周波数のベース周期の整数倍である期間に破棄される電子ノイズ生成事象の間に、前記復調データストリームを一時停止することと、
前記復調データストリームをフィルタにかけて、各固有周波数に対する前記電極の前記位置に比例する複数のインピーダンスに基づいた値を出力することと、
前記複数のインピーダンスに基づいた値を使用して、前記医療装置のモデルを生成することと、
前記医療装置の前記モデルの画像を表示することと、を備えている、方法。
(項目22)
前記復調データストリームを一時停止することは、所定のデューティサイクルで実行される、項目21の方法。
(項目23)
電子ノイズ生成事象の間に、前記復調データストリームを一時停止することは、
前記復調データストリームを一時停止することと、
電子ノイズ生成装置の動作を開始することと、を備えている、項目21の方法。
(項目24)
前記期間の終わりの前に、前記ノイズ生成装置の動作を停止することと、
前記復調データをフィルタにかけることを再開することと、をさらに備えている、項目23の方法。
(項目25)
電子ノイズ生成装置の動作を開始することは、前記期間に、磁気位置特定システムを動作させることを備えている、項目23の方法。
(項目26)
前記復調データストリームを一時停止することは、異常事象の識別に応答して実行される、項目21の方法。
(項目27)
前記復調することの前に、前記複合応答信号の複数のサンプルを比較することと、
閾値よりも大きい複数のサンプル間の差異を識別することと、
前記期間に、前記復調データストリームを前記一時停止することを開始する、項目26の方法。
(項目28)
患者の体内で医療装置をナビゲートする際に使用する電子制御ユニットであって、
共通ベース周波数の高調波成分である固有周波数をそれぞれ有する複数の駆動信号を生成するように構成されている信号生成器であって、前記複数の駆動信号は、対応する複数のパッチ電極の個々の対に亘って、連続的かつ同時に付与可能であり、電場を生成する、前記信号生成器と、
前記電場に配置されている医療装置の少なくとも1つの複合応答信号を、デジタル応答信号に変換するように構成されているアナログーデジタル変換器(ADC)と、
前記複数の駆動信号に対して前記デジタル応答信号を同期的に復調して、復調データストリームを出力するように構成されている復調器と、
前記デジタルサンプルを前記復調器に入力する前に、前記デジタル応答信号のスルーレートを所定の閾値と比較するように構成されている検出器と、
前記復調データストリームを受信して、各固有周波数に対する前記電極の前記位置に比例するインピーダンスに基づいた値を出力するように構成されているフィルタと、
前記スルーレートが前記所定の閾値を超えると、期間において、前記フィルタへの前記復調データストリームの入力を一時停止するように構成されているコントローラと、を備えている、電子制御ユニット。
(項目29)
前記インピーダンスに基づいた値を使用して、前記医療装置のモデルを生成するように構成されているモデル構築システムと、
前記医療装置の前記モデルの画像を表示するように構成されているディスプレイと、をさらに備えている、項目28のシステム。
(項目30)
前記コントローラは、前記共通ベース周波数のベース周期の整数倍である期間に、前記フィルタへの前記復調データストリームの前記入力を一時停止するように構成されている、項目28のシステム。
(項目31)
前記コントローラは、前記期間に、前記復調データストリームを破棄する、項目28のシステム。
(項目32)
前記ADCの出力部と前記復調器の入力部との間に配置されているバッファであって、前記デジタルサンプルを前記復調器に入力する前に、前記デジタルサンプルの所定のセットを記憶するように構成されている、項目28のシステム。
Claims (19)
- 患者の体内で医療装置をナビゲートする際に使用するための位置感知およびナビゲーションシステムであって
インピーダンスに基づいた位置特定システムと、
磁場に基づいた位置特定システムと、を備えており、
前記インピーダンスに基づいた位置特定システムは、
1または複数の駆動信号のそれぞれを、複数の電極の対のうちの対応する1つに亘って、連続的かつ同時に付与して電場を生成するように構成されている信号生成器であって、前記駆動信号のそれぞれは、共通ベース周波数の高調波成分である固有周波数を有する、前記信号生成器と、
前記電場に配置されている医療装置の少なくとも1つの電極の複合応答信号を、前記複数の駆動信号に同期的に復調し、復調データストリームを出力するように構成されている復調器と、
前記復調データストリームを受信し、各固有周波数に対する前記電極の位置に比例する複数のインピーダンスに基づいた値を出力するように構成されているフィルタと、を備えており、
前記磁場に基づいた位置特定システムは、
磁場を生成するための磁場生成器であって、前記磁場に配置されている前記医療装置の少なくとも1つの磁気センサから磁気応答を取得するために使用される前記磁場生成器と、
前記磁場生成器の動作の間に、前記フィルタへの前記復調データストリームの入力をスキップするように構成されているスキップコントローラと、を備えている、位置感知およびナビゲーションシステム。 - 前記複数のインピーダンスに基づいた値を使用して、前記医療装置のモデルを生成するように構成されているモデル構築システムと、
前記医療装置の前記モデルの画像を表示するように構成されているディスプレイと、をさらに備えている、請求項1のシステム。 - 前記スキップコントローラは、前記共通ベース周波数のベース周期の整数倍である期間、前記フィルタへの前記復調データストリームの前記入力をスキップするように構成されている、請求項1または2のシステム。
- 前記複合応答信号を前記復調器に入力する前に、前記複合応答信号をデジタル応答信号に変換するように構成されているアナログ-デジタル変換器(ADC)をさらに備えており、
前記期間は、離散ADCサンプルに関して測定される、請求項3のシステム。 - 前記スキップコントローラは、前記期間に、前記復調データストリームを破棄する、請求項3または4のシステム。
- 前記スキップコントローラは、前記期間に、前記磁場に基づいた位置特定システムの動作を開始するように構成されている、請求項3から5のいずれか一項のシステム。
- 前記スキップコントローラは、
前記フィルタへの前記復調データストリームがスキップされる第1期間に、前記磁場に基づいた位置特定システムの動作を開始し、
別の第2期間に、前記フィルタへの前記復調データストリームを許可する、ように構成されており、
前記第1期間と前記第2期間のそれぞれは、前記共通ベース周波数の前記ベース周期の整数倍である、請求項3から6のいずれか一項のシステム。 - 前記スキップコントローラは、スキップカウンタにスキップ要求を出力し、
前記スキップカウンタは、前記スキップ要求に従って、ある期間、前記復調データストリームを破棄する、請求項1のシステム。 - 前記複合応答信号のデジタルサンプルを、前記デジタルサンプルを前記復調器に入力する前に分析するように構成されている検出器と、
前記デジタルサンプルを前記復調器に入力する前に、前記デジタルサンプルの所定のセットを記憶するように構成されているバッファと、をさらに備えている、請求項1から8のいずれか一項のシステム。 - 前記検出器は、
前記デジタルサンプルのスルーレートを所定の閾値と比較し、
前記スルーレートが前記所定の閾値を超える場合、前記フィルタへの前記復調データストリームの入力を一時停止する、ように構成されている、請求項9のシステム。 - 前記複数のインピーダンスに基づいた値は、それぞれ、抵抗インピーダンスおよび反応インピーダンスを有する複素インピーダンス値を備えている、請求項1から10のいずれか一項のシステム。
- 前記復調器は、前記共通ベース周波数に対して整数個のサイクルを有するサンプリング周期に亘ってサンプル採取する、請求項1から11のいずれか一項のシステム。
- 患者の体内で医療装置をナビゲートする際に使用する電子制御ユニットであって、
共通ベース周波数の高調波成分である固有周波数をそれぞれ有する複数の駆動信号を生成するように構成されている信号生成器であって、前記複数の駆動信号は、対応する複数のパッチ電極の個々の対に亘って、連続的かつ同時に付与されて電場を生成する、前記信号生成器と、
前記電場に配置される医療装置の少なくとも1つの電極の複合応答信号を、前記複数の駆動信号に対して同期的に復調し、復調データストリームを出力するように構成されている復調器と、
前記復調データストリームを受信し、各固有周波数に対する前記電極の位置に比例する複数のインピーダンスに基づいた値を出力するように構成されているフィルタと、
ある期間、前記復調データストリームを破棄し、前記復調データストリームが破棄されている間に、電気ノイズを生成する装置の動作を開始するように構成されているスキップコントローラと、を備えている、電子制御ユニット。 - 前記複数のインピーダンスに基づいた値を使用して、前記医療装置のモデルを生成するように構成されているモデル構築システムと、
前記医療装置の前記モデルの画像を表示するように構成されているディスプレイと、をさらに備えている、請求項13の電子制御ユニット。 - 前記スキップコントローラは、前記共通ベース周波数のベース周期の整数倍である期間に、前記復調データストリームを破棄するように構成されている、請求項13または14の電子制御ユニット。
- 前記スキップコントローラは、前記期間に、前記復調データストリームを破棄する、請求項15の電子制御ユニット。
- 電気ノイズを生成する前記装置は、磁場に基づいた位置特定システムを備えている、請求項13から16のいずれか一項の電子制御ユニット。
- 前記複合応答信号のデジタルサンプルを、前記デジタルサンプルを前記復調器に入力する前に分析するように構成されている検出器と、
前記デジタルサンプルを前記復調器に入力する前に、前記デジタルサンプルの所定のセットを記憶するように構成されているバッファと、をさらに備えている、請求項13から17のいずれか一項の電子制御ユニット。 - 前記検出器は、
前記デジタルサンプルのスルーレートを所定の閾値と比較し、
前記スルーレートが前記所定の閾値を超える場合、前記フィルタへの前記復調データストリームの入力を一時停止する、ように構成されている、請求項18の電子制御ユニット。
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