JP7512018B2

JP7512018B2 - 電流位置を磁気検知と組み合わせて使用するカテーテルの位置特定

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Publication number: JP7512018B2
Application number: JP2019099236A
Authority: JP
Inventors: ドロン・モシェ・ルドウィン; ガル・フレイション; メイル・バル－タル; ゴーレン・コーン; メナヘム・シェクター; ダニエル・オサドチー
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Description

本発明は、概して、生体内に配置された物体の位置を検知することに関し、具体的には、インピーダンスに基づく位置測定値に対して補正を行うことに関する。

挿入管、カテーテル、及びインプラントなどの体内物体の位置を追跡することは、多くの医療処置で必要とされている。例えば、米国特許出願公開第２００７／００１６００７号は、対象の体腔内に導入されるように適合されたプローブを含む位置検知システムについて記載している。プローブは、磁場トランスデューサと少なくとも１つのプローブ電極とを有する。制御ユニットは、磁場トランスデューサを使用してプローブの位置座標を測定するように構成される。制御ユニットはまた、少なくとも１つのプローブ電極と、対象の身体表面上の１つ以上の点との間のインピーダンスを測定する。測定された位置座標を使用して、制御ユニットは測定されたインピーダンスを較正する。

別の例として、米国特許出願公開第２０１４／００９５１０５号は、１つ若しくは複数の全体的な変換関数若しくは補間関数、及び／又は１つ若しくは複数の局所変換関数の判定を含むことができる、電流に基づく座標システムを補正及び／又はスケーリングするためのアルゴリズムについて記載している。全体的及び局所変換関数は、全体的な計量テンソル及びいくつかの局所計量テンソルを算定することにより算定され得る。計量テンソルは、カテーテルにおける空間が近いセンサ間の所定の距離及び測定距離に基づいて算定され得る。

米国特許出願公開第２０１１／０３１９９１０号は、形状データを使用して成形可能又は操縦可能な器具の制御を改善するシステム及び方法について記載している。この方法は、インピーダンスに基づく位置特定システムを使用することを含み、成形可能な器具が少なくとも１つのセンサを含む、複数の局所的形状データを取得することを含み、インピーダンスに基づく位置特定システムがセンサと電極との間の電圧勾配を判定する場合、システムは、少なくとも１つの電極を更に含む。一実施形態では、電磁位置特定システムを使用することを含み、成形可能な器具が少なくとも１つの電磁コイルを含む、複数の局所的形状データが提供される。

本明細書で説明する本発明の一実施形態は、インターフェース及びプロセッサを含む装置を提供する。インターフェースは、（ｉ）患者の身体内に挿入され、かつ可撓性遠位端アセンブリを備えるプローブであって、遠位端アセンブリが磁気位置センサと２つ以上の体内電極とを備える、プローブ、及び（ｉｉ）患者の身体の外部に取り付けられた複数の身体表面電極、と信号を交換するように構成されている。プロセッサは、プローブと交換された信号に基づいて、連続した測定値間の磁気センサの空間変位を推定することと、（ｉ）体内電極及び身体表面電極と交換された信号、（ｉｉ）プローブの体内電極の２つ以上の間の先験的に知られている空間的関係、及び（ｉｉｉ）磁気センサの推定された空間変位、に基づいて、身体内の遠位端アセンブリの位置を推定することと、を行うように構成されている。

いくつかの実施形態では、プロセッサは、信号に基づいて体内電極の位置座標を推定することと、先験的に知られている空間的関係に基づいて位置座標を局所的にスケーリングすることと、及び磁気センサの空間変位に基づいて局所的にスケーリングされた位置座標を補正することと、によって、遠位端アセンブリの位置を推定するように構成されている。

いくつかの実施形態では、体内電極から受信した信号は、身体表面電極によって印加された電圧に応じて体内電極によって検知された少なくとも１つの電圧を示す。

一実施形態では、身体表面電極から受信した信号は、体内電極によって印加された少なくとも１つの電流に応じて身体表面電極によって検知された電流を示す。

本発明の一実施形態によると、位置検知の方法が更に提供され、方法は、信号を、（ｉ）患者の身体内に挿入され、かつ可撓性遠位端アセンブリを備えるプローブであって、遠位端アセンブリが磁気位置センサと２つ以上の体内電極とを備える、プローブ、及び（ｉｉ）患者の身体の外部に取り付けられた複数の身体表面電極、と交換することを含む。プローブと交換された信号に基づいて、連続した測定値間の磁気センサの空間変位を推定する。身体内の遠位端アセンブリの位置は、（ｉ）体内電極及び身体表面電極と交換された信号、（ｉｉ）プローブの体内電極の２つ以上の間の先験的に知られている空間的関係、及び（ｉｉｉ）磁気センサの推定された空間変位、に基づいて推定される。

本発明は、以下の「発明を実施するための形態」を図面と併せて考慮すると、より完全に理解されよう。

本発明の一実施形態による、有効電流位置（Active Current Location、ＡＣＬ）及び磁気検知サブシステムを組み込んだ位置追跡システムの図である。本発明の一実施形態による、磁気センサと複数の検知電極とを備える可撓性ラッソーカテーテルを示す概略詳細図である。本発明の一実施形態による、直線状態及び変形状態の、図２の可撓性ラッソーカテーテルの概略図である。本発明の一実施形態による、体腔を正確にマッピングする方法を概略的に例示するフローチャートである。

概論
いくつかの医療処置は、心臓の左心房の解剖学的構造のような、患者の解剖学的構造の正確な空間マッピングを必要とする。そのようなマッピングは、例えば、医療器具（例えば、カテーテル）の可撓性遠位端アセンブリに取り付けられた検知電極（体内電極とも呼ばれる）を使用して行うことができる。検知電極は、インピーダンス位置追跡方法で使用される。そのような方法では、カテーテルの遠位端の位置は、検知電極と患者の皮膚に取り付けられた表面電極との間のインピーダンスを測定することによって推定することができる。原理上では、インピーダンスに基づく技法は、検知電極（例えば心臓内の）の位置を導出するのに十分である。しかしながら、実際には、得られる位置精度は不十分であることが多い。

以下の説明では、ＢｉｏｓｅｎｓｅＷｅｂｓｔｅｒ社による、純粋な有効電流位置（Pure Active Current Location、ＰｕｒｅＡＣＬ）インピーダンスに基づくシステム及び技法が、インピーダンスに基づく位置追跡システムの一例であり、このような検知電極を使用するカテーテルは「ＰｕｒｅＡＣＬカテーテル」と名付けられている。表面電極は、以下では「ＡＣＬパッチ」と呼ばれる。

いくつかの実施形態では、インピーダンスに基づく測定の位置決め精度（例えばＰｕｒｅＡＣＬシステムの位置決め精度など）を改善するために、較正カテーテルが最初に心臓に挿入される。較正カテーテルは、磁気位置センサと、ＰｕｒｅＡＣＬカテーテルのものと同様の検知電極とを備える。較正カテーテルは、磁気センサによる正確な位置測定値をより正確性の低いＰｕｒｅＡＣＬ（インピーダンスに基づく）測定値と相関させる較正マップを生成するために、使用される。

続いて心臓に挿入されるＰｕｒｅＡＣＬカテーテルは、検知電極のみを使用して（すなわち、ＰｕｒｅＡＣＬインピーダンスに基づく方法を使用して）、心臓内のカテーテルの遠位端の正しい位置を、較正マップを使用して医師に提供する。

多くの実際の事例においては、磁気的に較正されたＰｕｒｅＡＣＬ位置検知の精度は、「ローカルスケーリング」処理を用いて更に改善することができる。いくつかの実施形態では、磁気的に較正されたＰｕｒｅＡＣＬ位置の精度を更に改善するために、以下で「独立した電流位置」（Independent Current Location、ＩＣＬ）と呼ばれるプロセスが適用される。ＩＣＬプロセスは、遠位端上に複数の検知電極が配置されているカテーテルに適用可能である。ＩＣＬプロセスは、２つ以上の電極間の既知の空間的関係を使用して、例えば、場合によっては他の入力の中でも特に、互いから最大約１ｃｍまでに位置する電極間の１つ又は複数の既知の距離を使用して、ＰｕｒｅＡＣＬカテーテルの遠位端の形状に正確に適合するように複数の電極の相対位置をスケーリングすることができ、そのことによって最終的に非常に正確な電極位置を提供する。

隣接する電極間の実際の距離が既知の距離と常に等しいという、ＩＣＬで使用される仮定は、カテーテルの遠位端の剛性が非常に局所的な変形に耐えるのに十分である限りにおいて有効である。この仮定が有効でない場合、すなわち、カテーテル遠位端が許容量を超えて変形する場合、ローカルスケーリング処理は、期待される精度を提供しない。

実際には、可撓性遠位端アセンブリは、マッピング中に変形するが、アセンブリ全体の規模で変形する。磁気的に較正されたＰｕｒｅＡＣＬ法及びＩＣＬ法が、遠位端アセンブリが変形していないときにしか正確な位置を提供することができないため、変形は、磁気的に較正されたＰｕｒｅＡＣＬ法及びＩＣＬ法によって得られる検知電極位置の誤差を引き起こす。誤差は、マッピングされた容積の中央と比較して周囲のＡＣＬパッチによって完全に囲まれていないマッピングされる容積の縁部において、特に大きくなる。

以下に記載する本発明の実施形態は、磁気位置追跡システムの磁気センサが可撓性遠位端アセンブリに結合されている、位置検知システム及び方法を提供する。磁気センサは、連続した測定値間（例えば、その新たな測定位置からその以前の測定位置を引いたものの間）の自体の変位を測定する。測定された変位は、検知電極の最新のＰｕｒｅＡＣＬ及びＩＣＬ測定位置に対する補正として機能する。上述のように、このような補正が、検知電極位置の変化がより正確性の低いインピーダンスに基づく位置測定値によって捕捉されない場合に必要となる。

本発明のいくつかの実施形態では、磁気センサ（すなわち、磁気位置追跡システムの位置センサ）は、カテーテルの可撓性遠位端アセンブリのベースセグメント部分に結合される。一例として、可撓性のベースセグメント部分及び螺旋状の末端部分を備える可撓性ＰｕｒｅＡＣＬラッソーカテーテルが提供される。磁気センサは、ベースセグメント部分に結合される。

検知電極は、ベースセグメント部分の上及び／又は螺旋状の末端部分の上に分布していてもよい。マッピング手順中にベースセグメント部分が変形すると、検知電極の実際の位置は、ＰｕｒｅＡＣＬ及びＩＣＬを使用して導出された位置に対して変位される（例えば、可撓性ベースセグメント部分の曲げ、たわみ、及び／又は捻れに起因する）。

ベースセグメント部分が変形されるたびに、磁気センサは、例えば、変形によって引き起こされるその新たな位置（すなわち、その前回の指標位置に対するそれ自体の変位）の指標を提供する。この指標は、磁気的に較正された電気インピーダンスに基づく誘導電極位置を連続的に補正するために使用される。

この説明では、用語「可撓性ＰｕｒｅＡＣＬカテーテル」、「可撓性遠位端アセンブリ」、「可撓性ベースセグメント部分」及び「可撓性カテーテル」は互換的に使用される。

いくつかの実施形態では、磁気センサは、空間内で１ｍｍの精度で、磁気センサが以前に示した位置に対するそれ自体の変位の指標を提供する。ＰｕｒｅＡＣＬ法及びＩＣＬ法を使用して導出された連続位置にこの変位指標を追加することにより、検知電極の正確に導出された位置が得られる。

開示されたシステム及び方法は、高度に正確な空間的及び電気生理学的マッピング能力を提供する。これらの能力は、ＰｕｒｅＡＣＬ及びＩＣＬインピーダンスに基づく位置検知を特徴付ける比較的低いコスト及び単純さと小型磁気センサ変位検知とを組み合わせることによって得られる。更に、磁気センサの固有のコンパクトさは、コンパクトかつ可撓性の検知及び／又はアブレーションカテーテルを構築することを可能にする。

システムの説明
図１は、本発明の一実施形態による、有効電流位置（ＡＣＬ）及び磁気検知サブシステムを組み込んだ位置追跡システム２０の図である。システム２０は、シャフト２２の遠位端に装着された、差し込み図２５内に見られるラッソーカテーテル５０などの可撓性ＰｕｒｅＡＣＬカテーテルの位置を判定する際に使用される。上で説明したように、ＰｕｒｅＡＣＬカテーテル５０は、ＰｕｒｅＡＣＬ較正カテーテルのものと同様の検知電極（図２に示す、体内電極とも呼ばれる）を組み込むが、同じ磁場センサを含む必要はない。

医師３０は、カテーテルの近位端の近くのマニピュレータ３２を使用して、及び／又はシース２３からの偏向を使用して、シャフト２２を操作することによって、ラッソーカテーテル５０を患者２８の心臓２６内の標的位置に誘導する。ラッソーカテーテル５０は、折り畳まれている間にシース２３を通って挿入され、シース２３が後退した後にのみ、ラッソーカテーテル５０は、その意図された機能形状を取り戻す。ラッソーカテーテル５０を折り畳んだ構成で収容することにより、シース２３はまた、標的位置までの経路に沿った血管外傷を最小限に抑える働きをする。

典型的には、ラッソーカテーテル５０は、心臓を空間的にマッピングすること、心臓組織のアブレーションを行う前に心臓内のそれぞれの電位をマッピングすることなど、診断又は治療処置に使用される。他の種類のカテーテル又は他の体内装置を、それ自体によって又はアブレーションカテーテルなどの他の治療装置とともに、他の目的のためにシステム２０とともに代替的に使用してもよい。

上述したように、ラッソーカテーテル５０は、複数の検知電極を備える。これらの検知電極は、シャフト２２を通って延びるワイヤによって、コンソール２４内の駆動回路に接続される。コンソール２４は、典型的には汎用コンピュータであって、ＰｕｒｅＡＣＬパッチ４９から信号を受信するための好適なフロントエンド及びインターフェース回路４４を有する、プロセッサ４１を含む。プロセッサ４１は、ケーブル３９を通って延びるワイヤによって、患者２６の胸部皮膚に取り付けられたＰｕｒｅＡＣＬパッチ４９に接続されている。

いくつかの実施形態では、プロセッサ４１は、心臓２６内のラッソーカテーテル５０に取り付けられた検知電極の位置座標を正確に判定する。プロセッサ４１は、他の入力のうちの（カテーテル上の）検知電極とＡＣＬパッチ４９との間の測定されたインピーダンスに基づいて（すなわち、上記のＰｕｒｅＡＣＬ及びＩＣＬ法を使用して）、位置座標を判定する。コンソール２４は、身体内のカテーテル位置の遠位端を示すディスプレイ２７を駆動する。

システム２０内のＡＣＬを使用する電極位置検知方法は、様々な医療的用途に、例えば、ＢｉｏｓｅｎｓｅＷｅｂｓｔｅｒＩｎｃ．（Ｉｒｖｉｎｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）により製造されているＣＡＲＴＯ（商標）システムに実装されており、米国特許第７，７５６，５７６号、同第７，８６９，８６５号、及び同第７，８４８，７８７号に詳細に記述され、これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる。

コンソール２４は、磁気検知サブシステムを更に備える。患者２８は、ユニット４３によって駆動される磁場発生器コイル４２を含むパッドによって生成された磁場内に置かれる。コイル４２によって生成された磁場は磁気センサ５１内に位置信号を生成し、これら位置信号は、対応する電気的入力としてプロセッサ４１に更に提供され、プロセッサ４１はこれら位置信号を使用して、カテーテル５０の変形に起因する検知電極の変位を計算し、検知電極ＰｕｒｅＡＣＬ及びＩＣＬ導出位置を補正する。

いくつかの実施形態では、プロセッサ４１は、以下に説明するように、（ｉ）検知電極によって注入される電流、（ｉｉ）隣接する検知電極間の先験的に知られている距離、及び（ｉｉｉ）磁気センサ５１によって提供される空間変位の指標、に基づいて、体内のラッソーカテーテル５０（すなわち、カテーテル５０の可撓性遠位端アセンブリ）の位置を推定するように更に構成されている。

いくつかの実施形態では、プロセッサ４１は、カテーテル５０の遠位端の位置を示す、磁気センサ５１からの位置信号を受信し、カテーテル５０の変形に起因するカテーテル５０の空間内の変位を計算するように更に構成されている。外部磁場を使用するこの位置検知方法は、様々な医療用途において、例えば、ＢｉｏｓｅｎｓｅＷｅｂｓｔｅｒＩｎｃ．（ＤｉａｍｏｎｄＢａｒ，Ｃａｌｉｆ．）により製造されているＣＡＲＴＯ（商標）システムに実装されており、米国特許第５，３９１，１９９号、同第６，６９０，９６３号、同第６，４８４，１１８号、同第６，２３９，７２４号、同第６，６１８，６１２号及び同第６，３３２，０８９号、国際公開第９６／０５７６８号、並びに米国特許出願公開第２００２／００６５４５５（Ａ１）号、同第２００３／０１２０１５０（Ａ１）号及び同第２００４／００６８１７８（Ａ１）号に詳述されており、これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる。

プロセッサ４１は、本明細書に述べられる機能を実施するために通常はソフトウェアにプログラムされる。ソフトウェアは、例えばネットワーク上で、コンピュータに電子形態でダウンロードすることができるか、又は代替として、又は更には、磁気メモリ、光学メモリ又は電子メモリなどの、非一過性の有形媒体上で提供及び／又は記憶されてもよい。

図１は、簡潔性かつ明瞭性のため、開示技法に関連する要素のみを示す。システム２０は、典型的に、開示技法に直接には関連せず、したがって図１及び対応する説明から意図的に省略されている付加的なモジュール及び要素を備える。システム２０の要素及び本明細書に記載される方法は、マルチアームカテーテル（例えば、Ｂｉｏｓｅｓｎｅ－Ｗｅｂｓｔｅｒ製のＰｅｎｔａｒａｙ（登録商標））などの多数の種類の多電極カテーテルを使用して位置検知するため及び／又はアブレーションを制御するために適用されてもよい。位置信号を取得することは、ＡＣＬパッチ電極４９又は他の皮膚取り付け電極を使用して電圧勾配を印加し、カテーテル５０上の１つ又は複数の検知電極を用いて電位電圧を測定することによっても行うことができる。（例えば、ＢｉｏｓｅｎｓｅＷｅｂｓｔｅｒＩｎｃ．（Ｉｒｖｉｎｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）により製造されたＣａｒｔｏ４（登録商標）の技術を使用する。）インターフェース回路４４は、一般に、体内プローブ及び／又は身体表面電極と信号を交換するように構成されてもよい。

電流位置を磁気検知と組み合わせて使用するカテーテルの位置特定
図２は、本発明の一実施形態による、磁気センサ５１と、複数の検知電極５２及び５２_０と、を備える可撓性ラッソーカテーテル５０を示す概略詳細図である。検知電極は、本明細書では体内電極とも呼ばれ、２つの用語は互換的に使用される。図２から分かるように、ラッソーカテーテル５０は、シャフト２２の遠位端に取り付けられる。可撓性ラッソーカテーテル５０は、磁気センサ５１が結合される可撓性ベースセグメント５３を備えている。２つの検知電極５２_０は、ベースセグメント５３上に、磁気センサ５１に近接して位置付けられる。複数の検知電極５２は、ラッソーガイドワイヤ（lasso guidewire）５４上に円周方向に分布している。カテーテル５０の完全拡張状態では、ラッソーガイドワイヤ５４は、シャフト２２の遠位端によって画定される長手方向軸線に垂直な平面内にある。

図２で説明されるカテーテルの構成は、純粋に概念を明瞭にするために選択されている。実際には、ラッソーガイドワイヤ５４は、シャフト２２の遠位端によって画定される長手方向軸線を中心とした１つ又は複数の巻線、又は１つ未満の巻線を備えてもよい。代替的な実施形態では、例えば、複数のアームを含むＰＥＮＴＡＲＡＹ（登録商標）マッピングカテーテルなどの他の可撓性カテーテルを、シャフト２２の遠位端に取り付けてもよい。磁気センサ５１は、１つ又は複数の磁気センサを含んでもよい。簡略化されたセンサ部分のみが示されており、磁気センサ５１の他の要素は全て、明確にするために省略されている。

図３は、本発明の一実施形態による、直線状態及び変形状態の図２の可撓性ラッソーカテーテルの概略図である。

非変形状態４６及び変形状態４７のラッソーカテーテル５０のベースセグメント５３が見て取れる。状態４６及び４７は、電極５２の位置が測定される２つの連続する状態を例示する。ラッソーベースセグメント５３が変形していないとき、その変形されていない方向６６は、シャフト２２の遠位端によって画定される長手方向軸線の方向と平行である。ベースセグメント５３が変形すると、ベースセグメント５３（及びそれとともにラッソーガイドワイヤ５４）は、異なる方向、つまり変形方向６７を向く。

図３に示すように、ベースセグメント５３の変形は、変位５５_０だけ磁気センサの位置を変化させる。検知電極５２_０の位置も同様に、本質的に同じ変位５５_０だけ変化する。開示された技術を使用せずに変形方向６７を導出しようとする試みは、例えば、ベースセグメント５３上の電極５２_０からの信号にＰｕｒｅＡＣＬ法及びＩＣＬ法を適用することによって可能である。しかし、得られた位置の正確性は、マッピング容積の縁部においてたった約７ｍｍまでである。本発明の実施形態を使用すると、以下に説明するように、マッピングされた容積の縁部の精度を約１ｍｍまで改善する。

検知電極５２Ａ、５２Ｂ及び５２Ｃの位置もまた、変位５５_０だけ、位置５２ａ、５２ｂ及び５２ｃにそれぞれ変化する（良好な近似に）。したがって、変位５５_０は、例示された変形の結果として電極５２Ａ、５２Ｂ及び５２Ｃが経験する位置変化の大部分を特徴付ける変位５５Ａ、５５Ｂ及び５５Ｃの正確な測定値となる。

ラッソー状態４６と４７との間の検知電極位置の上記の変化は、ＰｕｒｅＡＣＬ及びＩＣＬのより正確性の低いインピーダンスに基づく位置測定によって捕捉することができない。位置を補正するために、磁気センサ５１によって変位５５_０が測定される。同様に、磁気センサ５１は、状態４７のような変形状態が、状態４６のような非変形状態へとシフトしたときに、反対の変位－５５_０を示すことに留意されたい。変位５５_０を入力として使用することにより、プロセッサ４１は、電極位置の正確さを検証するか、又は可撓性遠位端アセンブリのより正確性の低い位置（ＰｕｒｅＡＣＬ及びＩＣＬによって導出された）を補正することができる。

図３に示すベースセグメント５３の特定の変形のタイプは、平面内のたわみである。この変形は、単に例として示されたものである。一般に、ラッソーカテーテル５０のベースセグメント５３の変形は、空間内の任意の変形、例えば、曲げ及び／又はたわみ（長手方向軸線に対して）並びに捻れ（長手方向軸線を中心として）の組み合わせを含んでもよい。

磁気センサ５１は、ベースセグメント５３の変形の指標を提供するように構成されている。この指標は、空間内の一般的な変位５５_０を計算するためにプロセッサ４１によって使用される。

一実施形態では、ラッソーカテーテル５０は、空間内の特定の平面内で変形する（例えば、図３に示す変形）。この例示的な曲げの形態は、例えば、カテーテルの構造（例えば、ベースセグメント５３の剛性特性）に起因して、又はプローブされている解剖学的構造の性質に起因して生じ得る。そのような場合、変形の測定は本質的に一次元であり、簡略化された磁気センサが取り付けられてもよく、及び／又は簡略化された磁気検知方法が採用されてもよい。

図４は、本発明の一実施形態による、体腔、例えば、心室を正確にマッピングする方法を概略的に例示するフローチャートである。図４は、変形状態４７における検知電極５５の位置測定を例示することができる。

マッピング手順の開始時に、プロセッサ４１は、ＰｕｒｅＡＣＬ工程６０において、検知電極５２の位置６２を計算する。位置は、差し込み図６１に示す任意の原点５８に対して所与の身体位置で計算される。計算された電極位置６２が原点５８に対して元の非変形方向６６の周りに（すなわち、非変形状態４６の電極位置の周りに）広がっているので、測定値は、ラッソーカテーテル５０の変形に対して鈍感であると思われる。

次に、プロセッサ４１は、ＩＣＬ工程６３において、ＩＣＬローカルスケーリング処理を用いて電極位置のローカルスケーリング係数を計算する。結果は差し込み図６４に示しており、ここで導出された検知電極位置６５は、任意の原点５８に対して非変形方向６６の周りによりコンパクトに分布している。空間分布は正しくなり、ラッソー５０上の電極５５の局所分布を反映しているが、電極位置６５は、それらの実際の位置と比較して依然として不正確である。すなわち、インピーダンスに基づく測定値は、ラッソーカテーテル５０の可撓性遠位端アセンブリの変形に対して鈍感であった。

そのような誤差を補正するために、磁気センサ５１は、可撓性遠位端アセンブリが後続の測定値の間（すなわち、状態４６におけるその位置と、状態４７におけるその現在の測定位置との間）で移動する変位を提供する。磁気検知工程６８において、磁気センサが測定する位置の変化が変位５５_０として提供される。プロセッサ４１は、変位５５_０を加えることによって電極位置６５を補正する。差し込み図６９に見られるように、結果として得られる計算された電極位置７０は、ここで、任意の原点５８に対して、磁気的に測定された変形方向６７の周りに広がるように正確に導出されている（図３の例示された変形では、電極位置７０は、電極位置６５に対して距離５５_０だけ下方にシフトされることによって補正されている）。

医師３０が、再配置工程７１において、ラッソーカテーテルを腔内の新しい位置に移動させると、手順は繰り返され、医師３０が腔の完全なマッピング、例えば心臓の左心房の完全なマッピングを受け取るまで、ＡＣＬ工程６０にループバックする。

図４に示す例示的なフローチャートは、純粋に概念を分かりやすくする目的で選択されたものである。代替的な実施形態では、工程の順序は変化してもよく（例えば、ＡＣＬ及び磁気検知工程が並行して行われてもよい）、カテーテル位置の磁気検知などの追加の工程が用いられてもよい。明確にするために、ＩＣＬ方法はほとんど提示されていない。ＩＣＬ方法は通常、提示されたものよりも多くのアルゴリズム的工程を含む。例えば、実際の位置は、カテーテルが近くを横切った身体のボクセルのそれぞれのローカルスケーリング係数を平均化することによって、ＩＣＬ法によって判定されてもよい。

本明細書に記述される実施形態は主として心臓での用途に関するものであるが、本明細書に記載される方法及びシステムは、例えば消化器病学、耳鼻咽喉学、及び神経学などの他の用途で用いることもできる。

上に述べた実施形態は例として挙げたものであり、本発明は上記に具体的に示し、説明したものに限定されない点は理解されよう。むしろ本発明の範囲は、上述の様々な特徴の組み合わせ及びその一部の組み合わせの両方、並びに上述の説明を読むことで当業者により想到されるであろう、また従来技術において開示されていないそれらの変形及び修正を含むものである。参照により本特許出願に援用される文献は、これらの援用文献において、いずれかの用語が本明細書において明示的又は暗示的になされた定義と矛盾して定義されている場合には、本明細書における定義のみを考慮するものとする点を除き、本出願の一部とみなすものとする。

〔実施の態様〕
（１）装置であって、
インターフェースであって、
（ｉ）患者の身体内に挿入され、かつ可撓性遠位端アセンブリを備えるプローブであって、前記遠位端アセンブリが磁気位置センサと２つ以上の体内電極とを備える、プローブ、及び
（ｉｉ）前記患者の前記身体の外部に取り付けられた複数の身体表面電極、
と信号を交換するための、インターフェースと、
プロセッサであって、前記プローブと交換された前記信号に基づいて、連続した測定値間の前記磁気センサの空間変位を推定することと、（ｉ）前記体内電極及び前記身体表面電極と交換された信号、（ｉｉ）前記プローブの前記体内電極の２つ以上の間の先験的に知られている空間的関係、及び（ｉｉｉ）前記磁気センサの前記推定された空間変位、に基づいて、前記身体内の前記遠位端アセンブリの位置を推定することと、を行うように構成されている、プロセッサと、を備える、装置。
（２）前記プロセッサは、
前記信号に基づいて、前記体内電極の位置座標を推定することと、
前記先験的に知られている空間的関係に基づいて、前記位置座標を局所的にスケーリングすることと、
前記磁気センサの前記空間変位に基づいて、前記局所的にスケーリングされた位置座標を補正することと、
によって、前記遠位端アセンブリの前記位置を推定するように構成されている、実施態様１に記載の装置。
（３）前記体内電極から受信した前記信号は、前記身体表面電極によって印加された電圧に応じて前記体内電極によって検知された少なくとも１つの電圧を示す、実施態様１に記載の装置。
（４）前記身体表面電極から受信した前記信号は、前記体内電極によって印加された少なくとも１つの電流に応じて前記身体表面電極によって検知された電流を示す、実施態様１に記載の装置。
（５）位置検知の方法であって、
信号を、
（ｉ）患者の身体内に挿入され、かつ可撓性遠位端アセンブリを備えるプローブであって、前記遠位端アセンブリが磁気位置センサと２つ以上の体内電極とを備える、プローブ、及び
（ｉｉ）前記患者の前記身体の外部に取り付けられた複数の身体表面電極、
と交換することと、
前記プローブと交換された前記信号に基づいて、連続した測定値間の前記磁気センサの空間変位を推定することと、
（ｉ）前記体内電極及び前記身体表面電極と交換された信号、（ｉｉ）前記プローブの前記体内電極の２つ以上の間の先験的に知られている空間的関係、及び（ｉｉｉ）前記磁気センサの前記推定された空間変位、に基づいて、前記身体内の前記遠位端アセンブリの位置を推定することと、を含む、方法。

（６）前記遠位端アセンブリの前記位置を推定することは、
前記信号に基づいて、前記体内電極の位置座標を推定することと、
前記先験的に知られている空間的関係に基づいて、前記位置座標を局所的にスケーリングすることと、
前記磁気センサの前記空間変位に基づいて、前記局所的にスケーリングされた位置座標を補正することと、を含む、実施態様５に記載の方法。
（７）前記信号を交換することは、前記体内電極から、前記身体表面電極によって印加された電圧に応じて前記体内電極によって検知された少なくとも１つの電圧を示す信号を受信することを含む、実施態様５に記載の方法。
（８）前記信号を交換することは、前記身体表面電極から、前記体内電極によって印加された少なくとも１つの電流に応じて前記身体表面電極によって検知された電流を示す信号を受信することを含む、実施態様５に記載の方法。

Claims

装置であって、
インターフェースであって、
（ｉ）患者の身体内に挿入され、かつ可撓性遠位端アセンブリを備えるプローブであって、前記遠位端アセンブリが磁気位置センサと２つ以上の体内電極とを備える、プローブ、及び
（ｉｉ）前記患者の前記身体の外部に取り付けられた複数の身体表面電極、
と信号を交換するための、インターフェースと、
プロセッサであって、前記プローブと交換された前記信号に基づいて、連続した測定値間の前記磁気位置センサの空間変位を推定することと、（ｉ）前記体内電極及び前記身体表面電極と交換された信号、（ｉｉ）前記プローブの前記体内電極の２つ以上の間の先験的に知られている空間的関係、及び（ｉｉｉ）前記磁気位置センサの前記推定された空間変位、に基づいて、前記身体内の前記遠位端アセンブリの位置を推定するように構成されているプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、前記プローブの前記体内電極と前記身体表面電極との間で交換された前記信号に基づいて、前記体内電極の位置座標を推定することと、前記先験的に知られている空間的関係に基づいて、前記位置座標を局所的にスケーリングすることと、前記磁気位置センサの前記空間変位に基づいて、前記局所的にスケーリングされた位置座標を補正することと、によって、前記遠位端アセンブリの前記位置を推定するように構成されている、装置。
前記体内電極から受信した前記信号は、前記身体表面電極によって印加された電圧に応じて前記体内電極によって検知された少なくとも１つの電圧を示す、請求項１に記載の装置。
前記身体表面電極から受信した前記信号は、前記体内電極によって印加された少なくとも１つの電流に応じて前記身体表面電極によって検知された電流を示す、請求項１に記載の装置。