KR100829405B1 - 심실의 매핑 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따라, 말단 팁을 갖는 카테테르 및 내부에 또는 그에 인접하게 포함된 적어도 하나의 상태 센서에 의해 심실의 전기적 또는 기계적 특성 등의 상태를 심장 내로 매핑하기 위한 방법이 제공된다. 적어도 하나의 센서는 심실의 상태 정보를 감지할 수 있고, 기준 위치 프레임에 카테테르 팁의 3차원 위치를 제공한다. 이 방법은 심실의 제 1 및 제 2 이미지를 획득하는 단계를 포함한다. 이미지들은 상이한 투영으로 획득되고, 심실의 지형 정보를 포함한다. 심실 이미지들은 기준 위치 프레임에 등록된다. 카테테르 말단 팁은 카테테르 내로 전진하고, 이미지들에 포함되거나 또는 그로부터 유도된 지형 정보의 안내 하에 획득 지점으로 항행한다. 상태 및 위치 정보는 획득 지점 각각에서 획득되고, 이들 지점은 심실에 상태의 맵의 발생을 허용하기 위해 수 및 간격에서 충분하다. 카테테르의 항행을 안내하기 위해 사용된 지형 정보는 이미지들에 포함된 지형 정보로부터 유도된 심실의 3차원 재구성인 것이 바람직하다.

카테테르, 3차원 위치, 센서, 심실, 기준 위치 프레임

Description

심실의 매핑 방법 및 장치{Method and apparatus for mapping a chamber of a heart}

도 1은 우측 전방의 사선(RAO) 투영으로 찍은 인간의 심장의 좌심실의 LV-그램 이미지를 나타내는 도면.

도 2는 RAO 투영으로 찍은 도 1의 심장에 위치하는 카테테르의 형광 투시 이미지를 나타내는 도면.

도 3은 윤곽 이미지가 좌심실 내부 둘레에 생성된 도 1의 LV-그램.

도 4는 도 3의 추출된 윤곽 이미지를 나타내는 도면.

도 5는 도 4의 윤곽 이미지 및 도 2의 형광 투시 이미지의 중첩을 나타내는 도면.

도 6은 획득된 상태 정보로부터 챔버 내의 지점들을 지시하기 위해 디스플레이가 마크된 도 5의 영상을 나타내는 도면.

도 7은 좌측 전방 사선(LAO) 투영으로 찍은 도 6의 이미지와 동등한 도면.

도 8은 디스플레이된 이미지에서 카테테르 팁을 자동으로 발견하기 위해 사용된 알고리즘의 표시인 도면.

도 9a 및 9b는 LAO 및 RAO 투영 각각으로 환자의 심실의 이미지를 형광 투시한 C-암의 개략도.

도 9c 및 도 9d는 두개골 및 미측 투영 각각으로 환자의 심실의 이미지를 형광 투시한 C-암의 개략도.

도 9e는 위치 센서 배치 시스템 및 형광 투시 이미지화 시스템의 좌표 시스템을 나타내는 환자의 개략도.

도 10a 및 도 10b는 RAO 및 LAO 투영 각각으로 찍은 환자의 좌심실의 콘트라스트-보조 형광도.

도 11은 기준되는 위치 센서 배치 시스템 프레임에 등록된 도 10a 및 도 10b의 형광도.

도 12는 각각의 이미지에 대해 수직인 방향들을 따라 서로 분리된 도 11의 형광도.

도 13a 내지 도 13f는 2개의 챔버 이미지에 포함된 윤곽 정보로부터 심실을 재구축하기 위한 알고리즘의 단계들을 개략적으로 나타내는 도면.

도 14는 도 13a 내지 도 13f에 나타낸 알고리즘을 사용한 심실의 재구성을 나타내는 도면.

도 15는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 위치 센서 배치 시스템의 일부 요소들을 나타내는 도면.

도 16은 본 발명의 방법을 수행하기 위한 위치 센서 배치 시스템의 추가의 소자들을 나타내는 도면.

※도면의주요부분에대한부호의설명※

21: 카테테르 22: 말단 팁

23: 상태 센서 28: 위치 센서

34: 콘솔 36: 컴퓨터

38: 키보드 40: 신호 처리 회로

42: 디스플레이 49: 케이블

90, 110: 환자 124: 등록 위치 센서

본 발명은 1999년 9월 21일자로 출원되어 동시 계류중인 미합중국 특허 출원 제09/399,477호의 일부 계속 출원이며, 이를 본 명세서에 참고 문헌으로서 인용한다.

본 발명은 일반적으로 피검자의 장기의 상태 또는 특성을 매핑하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 1개 이상의 심실의 전기적 및(또는) 기계적 활성을 매핑하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

가장 흔한 심실성 빈박증(Ventricular Tachycardia; VT)인 심부정맥은 사망에 이르는 주된 원인이다. 대부분의 환자들에서, VT는 심실의 내부 표면에 근접하게 위치하는 1mm 내지 2mm 병변으로부터 기원한다. VT 치료법 중의 한 가지는 활성 부위의 절제에 이어 병변이 위치하는 심장의 전기적 경로를 매핑하는 것을 포함한다.

미합중국 특허 출원 제5,546,951호 및 동 제08/793,371호 및 특허 협력 조약 하에 출원되어 WO96/05768호로 공개된 그의 대응하는 출원은 예를 들면 심장 내의 정확한 위치의 함수로서 국부 활성화 시간 등의 심장 조직의 전기적 특성을 감지하는 방법을 개시하고 있으며, 이들을 참고 문헌으로서 본 명세서에 기재한다. 데이터는 전기 센서 및 위치 센서를 갖는 1개 이상의 카테테르를 이들의 말단 팁으로 전진시킴으로써 얻어진다. 이들 데이터에 기초한 심장의 전기적 활성의 맵을 생성하는 방법은 1998년 7월 24일자로 출원되어 일반에게 양도된 미합중국 특허 출원 제09/122,137호 및 그의 대응하는 공개 유럽 특허 출원 제 EP 974,936 호, 뿐만 아니라 1999년 7월 22일자로 출원된 미합중국 특허 출원 제09/357,559호에 개시되어 있으며, 이들 문헌을 본 명세서에 참고 문헌으로서 인용한다. 이들 출원에 나타낸 바와 같이, 위치 및 전기 활성은 심장의 내부 표면 상의 약 10 내지 약 20 지점에서 초기에 측정되는 것이 바람직하다. 이들 데이터 포인트들은 일반적으로 심장 표면의 예비 재구축 또는 맵을 만족스러운 품질로 발생시키기에 충분하다. 예비 맵은 심장의 전기적 활성의 보다 포괄적인 맵을 발생시키기 위해 추가의 지점들에서 취한 데이터와 조합될 수 있다. 그와 같이 얻어진 세부적인 맵은 심장의 전기적 활성의 전파를 변경시키고 정상적인 심장 리듬을 복원하기 위해 치료 과정, 예를 들면 조직 절제에 대해 결정하는 근간으로서 작용할 수 있다.

위치 센서를 포함하는 카테테르는 심장 표면 상의 지점들의 궤적을 결정하기 위해 사용될 수도 있다. 이들 궤적은 조직의 수축성 등의 동작 특성을 추측하기 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에 참고 문헌으로서 인용한 미합중국 특허 제5,738,096호 및 동 제6,066,094호에 개시된 바와 같이, 그러한 동작 특성을 나타 내는 맵은 궤적 정보가 심장의 충분한 수의 지점들에서 샘플링될 때 구축될 수 있다. 그러한 동작 특성의 양질의 예비 맵은 심실 체적에 관하여 대표적으로 일정 간격의 충분한 수의 지점들을 얻는 것에 의존한다.

이들 예비 맵을 구성하는 데 있어서, 데이터는 연구중인 심실의 전체 체적의 윤곽을 나타내기에 충분한 간격의 지점들에서 샘플링되는 것이 바람직하다. 예비 맵이 심실 체적을 적절히 개략하는 경우, 추가 지점들의 인식은 일반적으로 정확한 진단 및 치료를 허용하기 위해 일반적으로 세부적인 재구성을 인에이블시킨다. 그러나, 때때로, 예를 들면 샘플링 지점들을 심실 체적의 일부에만 편재화시킴으로써 이루어지는 불완전한 샘플링은 불완전한 맵의 발생을 초래할 것이다. 추가의 샘플링은 부분적인 심장 체적의 보다 상세한 맵을 초래할 수 있지만, 이는 적절한 진단 및 치료에는 부적절할 수 있다.

상기 참조한 시스템들을 사용하여 심장의 맵을 생성하는 데 있어서, 예비 재구성을 위한 초기 데이터 지점들은 일반적으로 심장병 전문 의사가 심실 내의 카테테르 팁의 배치를 관찰하게 하는 형광 투시 등의 이미지화 요법의 안내 하에 얻어진다. 일단 예비 맵이 발생되면, 후속 지점들은 예를 들면 전자기 또는 음향 센서들에 기초한 예비 맵 및 위치 시스템의 안내 하에 얻어질 수 있다. 불행하게도, 보조 없는 형광 투시는 심장 내의 지형적 특징의 비교적 불량한 시각화를 제공한다. 콘트라스트 시약이 조사중인 심실에 주사된 콘트라스트-보조 형광 투시는 지형의 관찰을 현저하게 개선시키지만, 콘트라스트 시약은 카테테르 팁의 관찰을 흐리게 한다. 따라서, 형광 투시는 완전한 심장 체적을 대충 포함하는 전기적 활성 의 예비 맵의 발생에 필요한 심장 내부 상의 지점들로 심장병 전문 의사를 적절히 안내하기에 불충분하다. 콘트라스트 시약 및 이온화 방사선의 환자에 대한 잠재적인 유해 효과는 형광 투시 하에 수집될 수 있는 데이터의 양을 제한하기도 한다.

심장의 일 지점에서 전기적 활성은 그의 선단 팁에 또는 그 근처에 전기적 센서(전극)를 포함하는 카테테르를 조직과 전극을 확고하게 접촉시키는 심장 내의 그 지점으로 전진시키고 그 지점에서 데이터를 획득함으로써 전형적으로 측정된다. 대안으로, 전기적 활성은 다중 전극을 함유하는 카테테르에 의해 측정될 수 있다. 다중 전극을 갖는 카테테르의 경우에, 1개 이상의 전극이 일반적으로 카테테르 팁에 존재하고, 나머지 전극들이 카테테르 몸체를 따라 존재할 수 있다.

일반적으로 신뢰할 수 있는 안정한 전기적 판독치를 얻기 위해 전극들과 조직 사이에 양호한 전기적 접촉을 유지하는 것이 중요하다. 형광 투시는 지형적인 상세가 결여된 이미지를 생성한다. 따라서, 이러한 이미지화 요법의 안내 하에 측정치를 취하는 데 있어서, 카테테르 팁은 사실상 조직과 효과적으로 접촉할 수 없다. 대안으로, 그러한 측정을 행하면서 조직에 반하여 카테테르 팁을 과도하게 압박함으로써 심장 내 조직에 타박상을 줄 수 있다.

PCT 출원 제WO98/35720호는 확대된 매핑 체적을 갖는 X-선 안내된 수술적 위치 시스템을 개시한다. 이 출원은 심실의 획득된 이미지에 포함된 지형적 정보에 의해 안내되는 심실을 매핑할 목적으로 카테테르 팁의 항행을 교시하지 않거나 또는 제안하고 있지 않다.

미합중국 특허 제5,391,199호는 심부정맥의 치료 장치 및 그 방법을 개시하고 있다. 이 '199호 특허의 방법은 매핑될 장기의 투시 이미지를 얻고; 장기에 인접한 부위 또는 장기 내의 부위에 1개 이상의 카테테르를 전진시키고; 비이온화 필드에 의해 카테테르의 말단 팁들 각각의 위치를 감지하고; 장기의 지엽적 정보를 감지하고; 1개 이상의 데이터 지점을 생성하기 위해 지엽적 정보를 처리하고; 장기 또는 구조물의 투시 이미지 상에 1개 이상의 데이터 포인트를 중첩시키는 것을 포함한다. 이 '199호 특허는 카테테르 팁 내에 또는 그에 인접하게 포함된 위치 센서를 기준한 위치 프레임에 이미지의 등록을 교시하지 않거나 또는 제안하고 있지 않다. 더욱이, '199호 특허는 심실의 획득된 이미지에 포함된 지형 정보의 안내 하에 카테테르 팁의 항행을 교지하지 않거나 또는 제안하고 있지 않다.

미합중국 특허 제5,433,198호는 심장 절제 장치 및 그 방법을 개시하고 있다. 이 '198호 특허의 장치 및 방법은 피검자의 심장에 피하로 도입되고 여러 심장 내 부위에 배치될 수 있는 다중 전극을 포함한다. 이들 전극은 매핑 유니트, 절제 전력 유니트 및 보측 유니트에 접속될 수 있고, 이들 모두는 컴퓨터로 제어된다. 장기의 빈박 부위로부터 발산된 심장 내 전기 기록도 신호들은 전극에 의해 검출될 수 있다. 이들의 도달 시점은 장기의 빈박 부위에 카테테르를 향하게 하도록 실시간 안내를 소문나게 제공하도록 여러 가지 시각적 맵들을 생성하도록 처리된다. 일 특징에서, '198호 특허의 장치는 카테테르 및 심장의 상이한 이미지화된 물리적 조망을 제공할 수 있는 물리적 이미지화 시스템을 포함할 수도 있다. 이들 물리적 조망은 많은 물리적 표시를 제공하기 위해 여러 가지 시각적 맵 내에 혼입된다고 한다. '198호 특허는 기준 위치 프레임 내에 카테테르 팁의 3차원 위치 정보를 제공하는 센서를 갖는 카테테르를 사용하는 것을 개시하고 있지 않거나 또는 제안하고 있지 않을 뿐 아니라, 상기 기준 프레임에 심실 이미지를 등록하는 것을 개시하고 있지 않거나 또는 제안하고 있지 않다.

미합중국 특허 제6,052,618호는 심장의 전기적 활성을 맵핑하기 위한 장치를 개시하고 있다. '618호 특허의 장치는 해부학적 기준 이미지와 같은 환자의 심장의 신체적 생체 이미지를 발생시키기 위한 형광 투시 이미지화 유니트 등의 이미지화 유니트; 환자의 심장의 심장내 전기적 활성을 감지하기 위한 적어도 하나의 전극을 갖는 전극 카테테르; 및 심장의 상이한 지점들에서 감지된 전기적 활성으로부터 활성화 시점을 결정하기 위한 신호 처리 장비를 갖는다. '618호 특허의 장치는 심장의 상이한 지점들에서 활성화 시점을 나타내는 그래픽 이미지를 발생시키는 수단 및 이러한 그래픽 이미지를 해부학적 이미지 상으로 중첩시키는 수단을 추가로 포함한다. 이 '618호 특허는 기준 위치 프레임 내에 카테테르 팁의 3차원 위치 정보를 제공하는 센서를 갖는 카테테르를 사용하는 것을 개시하고 있지 않거나 또는 제안하고 있지 않을 뿐 아니라, 상기 기준 프레임에 심실 이미지를 등록하는 것을 개시하고 있지 않거나 또는 제안하고 있지 않다. 더욱이, '618호 특허의 컬럼 3, 라인 34-38에 명시된 바와 같이, "이러한 유형의 이미지에서, 심장은 기껏해야 희미한 그림자로 나타낸다. 심장은 도면에서 전혀 나타나지 않았다. 방사선 사진에서 가장 선명하게 보이는 신체 부분은 척추 및 갈비뼈 등의 골격 부분이다." 따라서, '618호 특허는 카테테르 팁의 항행을 안내하기에 적절한 지형 정보를 포함하는 이미지의 사용을 교시하고 있지 않거나 또는 제안하고 있지 않다.

본 발명은 피검자의 심실의 상태를 심장 내로 매핑하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 심실의 전기적, 기계적 또는 전기 기계적 상태를 매핑하는 데 적용되는 것이 바람직하다. 이 방법은 심실들 중의 어느 것에나 적용될 수 있지만, 좌심실의 매핑에 특히 유용하다. 매핑은 말단 팁을 갖는 매핑 카테테르에 의해 구축된다. 카테테르 말단 팁은 심실의 상태 정보를 감지할 수 있고, 기준 위치 프레임에 카테테르 팁의 3차원 위치 정보를 제공할 수 있는 내부에 또는 그에 인접하여 포함된 적어도 하나의 센서를 갖는다. 본 발명의 방법은 제 1 투영으로 취한 심실의 제 1 이미지 및 제 2 투영이 제 1 투영과 상이한 제 2 투영으로 취한 심실의 제 2 이미지를 획득하는 것을 포함한다. 2가지 투영은 약 75도 내지 약 105도 사이의 각도로 분리되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 2개의 투영이 약 90도 각도로 분리된다. 제 1 및 제 2 이미지는 좌측 전방 사선(LAO) 및 우측 전방 사선(RAO) 투영 등의 2개의 사시도로부터 취한다. 2개의 이미지는 심장 주기에서 동일한 페이스로, 바람직하게는 말단 심장 확장기로 심실을 나타내는 콘트라스트-보조 형광 투시 이미지인 것이 바람직하다. 제 1 심실 및 제 2 심실 이미지 모두는 심실 윤곽을 포함하는 심실의 지형 정보를 포함한다. 이 방법은 기준 위치 프레임에 제 1 이미지 및 제 2 이미지를 등록하는 것을 추가로 포함한다. 매핑 카테테르의 말단 팁은 상태 정보 및 위치 정보가 적어도 하나의 센서에 의해 획득되어야 하는 획득 지점에 심실 내로 전진한다. 카테테르 팁은 제 1 이미지 및 제 2 이미지에 포함되거나 또는 그로부터 유도되는 지형 정보에 의해 안내되는 심실의 획득 지점으로 항행한다. 카테테르의 항행을 안내하기 위해 사용된 지형 정보는 심실 이미지에 포함된 지형 정보로부터 유도된 3차원 재구성 등의 심실의 재구성인 것이 바람직하다. 상태 및 위치 정보가 제 1 획득 위치에서 획득된 후, 카테테르 팁은 추가의 상태 및 위치 정보가 획득되는 추가의 획득 지점으로 유사하게 항행된다. 획득 지점들은 심실의 상태의 맵의 발생을 허용하기 위해 심실 전반에 충분한 수 및 간격을 두고 위치하고, 바람직하게는 획득된 상태 및 위치 정보로부터 생성된다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 센서는 3차원 위치 정보 뿐만 아니라 기계적 상태 정보 모두를 제공할 수 있는 위치 센서를 포함한다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 센서는 3차원 위치 정보를 제공할 수 있는 위치 센서 및 전기 정보를 감지하기 위한 전극을 포함한다. 적어도 하나의 센서는 환자 외부의 자기장 라디에이터에 의해 발생된 자기장의 강도에 응답하는 신호들을 발생시키는 전자기 센서를 포함하는 것이 바람직하고, 여기서 신호 세기는 기준 프레임의 센서의 3차원 위치를 나타낸다.

본 발명의 심실의 매핑 방법은 제 1 및 제 2 투영 각각으로부터 스케일링 대상물의 이미지를 획득하는 단계를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 스케일링 대상물의 이미지는 심실의 이미지를 스케일링하기 위해 사용된다. 이 방법은 심실의 제 1 및 제 2 이미지를 획득하기 전에 환자에게 등록 위치 센서를 고정시키는 단계를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 등록 위치 센서는 환자에게 고정됨으로써, 등록 위치 센서의 이미지는 심실 이미지에 포함된다. 등록 위치 센서의 3차원 위치 좌표는 기준 프레임에서 챔버의 이미지를 등록하기 위해 결정되고 사용된다.

다른 실시예에서, 본 발명은 피검자의 심실의 상태를 심장 내로 매핑하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 심실의 전기적, 기계적 또는 전기 기계적 상태의 매핑에 적용되는 것이 바람직하다. 이 방법은 심실들 중의 어느 것에 적용될 수 있지만, 좌심실의 매핑에 특히 유용하다. 매핑은 말단 팁을 갖는 매핑 카테테르에 의해 수행된다. 카테테르 말단 팁은 심실의 상태 정보를 감지할 수 있고 기준 위치 프레임에 카테테르 팁의 3차원 위치 정보를 제공할 수 있고 내부에 또는 그에 인접하게 포함된 적어도 하나의 센서를 갖는다. 카테테르 말단 팁은 심실 내로 전진하고, 카테테르 팁은 심실 내의 획득 지점으로 항행한다. 카테테르 팁의 항행은 재구성에 의해, 바람직하게는 기준 위치 프레임에 등록된 심실의 지형적 특성의 3차원 재구성에 의해 안내된다. 상태 및 위치 정보가 제 1 획득 지점에서 획득된 후, 카테테르 팁은 추가의 상태 및 위치 정보가 획득된 추가의 획득 지점들로 유사하게 항행된다. 획득 지점들은 심실의 상태의 맵의 발생을 허용하기 위해 심실 전반에 충분한 수 및 간격을 두고 위치하고, 바람직하게는 획득된 상태 및 위치 정보로부터 생성된다.

카테테르 팁의 항행을 안내하기 위해 사용된 심실의 재구성은 제 1 투영으로 취한 심실의 제 1 이미지 및 제 2 투영으로 취한 심실의 제 2 이미지에 기초하는 것이 바람직하다. 제 1 투영 및 제 2 투영은 약 75도 내지 약 105도 각도, 보다 바람직하게는 약 90도 각도 만큼 분리되는 것이 바람직하다. 제 1 이미지 및 제 2 이미지는 LAO 투영 및 RAO 투영으로 취하는 것이 바람직하다. 제 1 및 제 2 이미지 각각은 심실의 지형 정보를 포함한다. 이미지에 포함된 지형 정보는 심실 윤곽을 포함하는 것이 바람직하다. 제 1 및 제 2 심실 이미지는 콘트라스트-보조 형광 투시 이미지인 것이 바람직하다. 이미지들은 심장 주기의 동일한 페이스로, 바람직하게는 말단 심장 확장기로 심실을 나타내는 것이 바람직하다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 센서는 3차원 위치 정보 뿐만 아니라 기계적 상태 정보 모두를 제공할 수 있는 위치 센서를 포함한다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 위치 센서는 3차원 위치 정보를 제공할 수 있는 위치 센서 및 전기 정보를 감지하기 위한 전극을 포함한다. 적어도 하나의 센서는 환자 외부의 자기장 라디에이터에 의해 발생된 자기장의 강도에 응답하여 신호들을 발생시키는 전자기 센서를 포함하는 것이 바람직하고, 그 신호 세기는 기준 프레임의 센서의 3차원 위치를 나타내는 것이다.

본 발명의 심실의 매핑 방법은 제 1 및 제 2 투영 각각으로부터 스케일링 대상물의 이미지를 획득하는 단계를 추가로 포함한다. 스케일링 대상물의 이미지들은 심실 이미지를 스케일링하기 위해 사용된다. 본 발명의 방법은 제 1 및 제 2 심실 이미지의 획득 전에 환자에게 등록 위치 센서를 고정시키는 단계를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 등록 위치 센서는 환자에게 고정됨으로써, 등록 위치 센서의 이미지는 심실 이미지에 포함된다. 등록 위치 센서의 3차원 위치 좌표는 기준 프레임에 심실의 이미지를 등록하도록 결정 및 사용된다.

본 발명의 다른 특징은 심실의 상태를 심장 내로 매핑하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 장치는 말단 팁을 갖는 매핑 카테테르를 포함한다. 카테테르 말단 팁은 내부에 또는 그에 인접하게 포함된 적어도 하나의 센서를 갖는다. 적어도 하나의 센서는 심실의 상태 정보를 감지할 수 있고, 기준 프레임에 카테테르 팁의 3차원 위치 정보를 제공한다. 본 발명의 장치는 기준 위치 프레임에 심실의 복수개의 이미지를 등록하기 위한 수단을 추가로 포함한다. 심실 이미지들은 심실에 대해 상대적인 복수개의 투영으로 취해지고 심실의 지형적 정보를 포함한다. 본 발명의 장치는 적어도 하나의 센서에 의해 심실의 복수개의 획득 지점에서 상태 정보 및 위치 정보를 획득하기 위한 신호 처리 회로를 포함하기도 하고, 여기서 그 지점들은 심실의 상태의 맵의 발생을 허용하기 위해 심실 전반에 충분한 수 및 간격으로 존재한다.

카테테르 말단 팁에 또는 그에 인접하게 포함된 적어도 하나의 센서는 3차원 위치 정보를 제공할 수 있는 위치 센서 및 전기 정보를 감지하기 위한 전극을 포함하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 적어도 하나의 센서는 환자 외부의 자기장 라디에이터에 의해 발생된 자기장의 강도에 응답하는 신호를 발생시키는 전자기 센서를 포함한다. 센서에 의해 발생된 신호들의 세기는 기준 프레임 내의 센서의 3차원 위치를 나타낸다.

본 발명의 심실의 매핑 장치는 스케일링 대상물을 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 이 장치는 기준 프레임에 이미지들을 등록하기 위한 등록 위치 센서를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 장치는 심실 이미지에 포함된 지형 정보로부터 재구성, 바람직하 게는 심실의 3차원 재구성을 구축하기 위한 이미지 처리 회로를 추가로 포함하는 것이 역시 바람직하다. 이 장치는 적어도 하나의 센서에 의해 획득된 상태 및 위치 정보를 사용하여 심실의 상태를 매핑하기 위한 회로를 추가로 포함하는 것이 역시 바람직하다.

다른 실시예에서, 본 발명은 피검자의 심실의 상태를 심장 내로 매핑하기 이한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 장치는 말단 팁을 갖는 매핑 카테테르를 포함한다. 카테테르 말단 팁은 내부에 또는 그에 인접하게 포함된 적어도 하나의 센서를 갖는다. 적어도 하나의 센서는 심실의 상태 정보를 감지할 수 있고, 기준 프레임에 카테테르 팁의 3차원 위치 정보를 제공한다. 이 장치는 지형 재구성, 바람직하게는 기준 프레임의 심실의 3차원 재구성을 구축하기 위한 이미지 처리 회로 뿐만 아니라 적어도 하나의 센서에 의해 심실 내의 복수개의 획득 지점에서 상태 정보 및 위치 정보를 획득하기 위한 신호 처리 회로를 추가로 포함한다. 상태 및 위치 정보는 심실의 상태의 맵의 발생을 허용하기 위해 심실 전반에 충분한 수 및 간격의 지점에서 얻어진다.

본 발명의 장치에 사용된 이미지 처리 회로들은 심실의 복수개의 이미지들로부터 지형적 재구성을 구축하는 것이 바람직하다. 이미지들은 심실에 상대적인 보수개의 투영으로부터 취해지며, 여기서 각각의 이미지는 심실의 지형 정보를 포함한다.

카테테르 말단 팁 내에 또는 그에 인접하게 포함된 적어도 하나의 센서는 3차원 위치 정보를 제공할 수 있는 위치 센서 및 전기 정보를 감지하기 위한 전극을 포함하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 적어도 하나의 센서는 환자 외부의 자기장 라디에이터에 의해 발생된 자기장의 강도에 응답하여 신호들을 발생시키는 전자기 센서를 포함한다. 전자기 센서에 의해 발생된 신호들의 세기는 기준 프레임의 센서의 3차원 위치를 나타낸다.

본 발명의 장치는 스케일링 대상물을 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 이 장치는 또한 기준 프레임에 이미지들을 등록하기 위해 등록 위치 센서를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 특징 및 장점은 수반된 도면과 관련시켜 아래 기재한 상세한 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.

바람직한 실시예의 상세한 설명

본 발명은 피검자의 심실의 상태를 심장 내로 조사하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명의 방법 및 장치는 심실들 중의 어느 것의 상태를 측정하도록 따를 수 있지만, 심장의 좌심실의 상태를 조사하는 데 특히 유용하다.

본 발명의 방법 및 장치는 심실을 포함하는 조직의 1가지 이상의 상태 또는 특성을 조사하기 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "상태"라는 용어는 스칼라량 또는 벡터량을 의미하고, 예를 들면 전기적 특성, 온도, 압력, pH, 국부 심장 운동의 척도 또는 임의의 기타 증상 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 발명의 방법 및 장치는 전압, 임피던스, 전도 속도 및 국부 활성화 시간(LAT)을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는 심실의 전기적 특성을 조사하는 데 특히 유용하다.

본 명세서에 사용된 바의, "검사"라는 용어는 심실 전반의 대표 지점들에서 심실의 상태에 관한 데이터의 수집을 의미한다. 상태 정보는 개별적으로 수집될 수 있거나, 또는 위치 정보와 함께 수집될 수 있음으로써, 각각의 데이터 지점은 심실 내에 주어진 3차원 좌표에서 상태 정보를 반영할 수 있다. 많은 지점들이 검사 도중에 샘플링되는 경우, 검사는 심실 전반에 상태 정보의 포괄적인 표시를 제공하는 데 유용할 수 있다. 대안으로, 검사는 예비적일 수 있고, 여기서 비교적 적은 지점들이 심실 둘레에서 샘플링된다. 그러나, 예비 검사의 경우에조차, 그 지점들이 심실 둘레에 충분한 수로 분포하는 경우, 결과의 데이터는 심실의 "바운더리 맵"을 확립하기 위해 사용될 수 있고, 그의 세부적인 상태는 후속하는 보다 포괄적인 샘플링을 사용하여 결정될 수 있다. 본 발명의 방법 및 장치는 그러한 예비 검사를 수행하기 위해 특히 유용하다.

도 15는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 바람직한 위치 센서 배치 시스템(19)의 소자들을 나타낸다. 이 장치는 인체에 삽입하기 위한 카테테르(21)를 포함한다. 카테테르(21)의 말단 단부(24)는 진단 및(또는) 치료 기능을 수행하기 위해, 말단 팁(22)에 인접하는 기능부(23)를 포함한다. 기능부(23)는 예를 들면 미합중국 특허 제5,391,199호 또는 PCT 출원 제WO97/24983호에 개시된 바와 같이, 전기 생리학적 측정을 수행하기 위한 전극 또는 센서를 포함하는 것이 바람직하고, 이들 문헌을 참고 문헌으로서 본 명세서에 인용한다. 대안으로 또는 추가로, 기능부(23)는 신체 내의 지점들에서 파라미터 값들을 기록하기 위한 다른 진단 장치를 포함할 수 있다. 기능부(23)는 당업계에 공지된 바의 치료 장치를 포함할 수도 있다.

말단 단부(22)는 위치 및 바람직하게는 신체 내의 카테테르의 배향을 결정하기 위해 사용되는 신호들을 발생시키는 위치 센서(28)를 포함하는 것이 바람직하다. 위치 센서(28)는 팁(22)과 고정된 관계로 기능부(23)에 인접하는 것이 바람직하다. 위치 센서(28)는 PCT 출원 제WO96/05768호에 개시된 바와 같이 3개의 코일을 포함하는 것이 바람직하고, 이 출원을 본 명세서에 참고 문헌으로서 인용한다. 위치 센서(28)는 외부로 인가된 자기장에 관하여 위치 및 배향 정보의 6개의 치수의 연속적인 발생을 가능케 한다. 대안으로, 위치 센서(28)는 미합중국 특허 제5,391,199호, 동 제5,443,489호 및 PCT 출원 제WO94/04938호에 개시된 바의 다른 위치 및(또는) 좌표 센서를 포함할 수 있고, 이들 문헌을 본 명세서에 참고 문헌으로서 인용한다. 더욱이, 팁(22)은 형광 투시경 등의 이미지화 장치 하에 팁을 가시화하기 위해 불투명한 마킹 물질로 코팅될 수 있다.

카테테르(21)는 목적하는 방향으로 카테테르(21)의 말단 단부(24)를 조종하기 위해 사용되는 제어부(32)를 갖는 핸들(30)을 포함하는 것이 바람직하다. 카테테르(21)는 팁의 재배치를 조장하기 위해 당업계에 공지된 바와 같이 말단 단부(22)에 조종 메카니즘을 포함하는 것이 바람직하다.

카테테르(21)는 사용자가 카테테르(21)의 기능을 관찰하고 조절할 수 있게 하는 콘솔(34)에 확장 케이블(25)을 통해 결합된다. 콘솔(34)은 컴퓨터(36), 키보드(38), 신호 처리 회로(40)를 포함하는 것이 바람직하고, 전형적으로 내부 컴퓨터(36) 및 디스플레이(42)이다. 신호 처리 회로(40)는 전형적으로 위치 센서(28) 및 기능부(23)로부터의 신호들을 포함하여 카테테르(21)로부터 신호들을 수신하고, 증폭하고, 필터링하고 디지털화시키며, 그에 따라 디지털화된 신호들은 상태 정보 및 카테테르 팁(22)의 위치 및(또는) 배향을 연산하기 위해 컴퓨터(36)에 의해 사용된다. 대안으로, 적절한 회로가 카테테르(21) 자체와 결합될 수 있음으로써 회로(40)는 이미 증폭되고, 필터링되고(되거나) 디지털화된 신호들을 수신한다. 바람직하게는, 컴퓨터(36)는 위치 및 상태 정보를 저장하기 위한 메모리를 포함한다. 컴퓨터(36)는 비디오 또는 DICOM 프로토콜 인터페이스를 사용하여 이미지화 요법으로부터 이미지를 포착하기 위해서 및 이미지들로부터 지형 정보를 신속히 추출하기 위한 이미지 처리-회로들을 포함하기도 한다. 컴퓨터(36)에 포함된 이미지 처리 회로들은 기준 위치 센서 배치 시스템 프레임에 이미지들을 등록하고, 심실 이미지에 포함된 심실 지형 정보로부터 심실 재구성을 산출하기도 한다. 컴퓨터(36)는 심실 재구성을 디스플레이하고, 신체 내의 카테테르 팁(22)을 디스플레이하는 다른 이미지들과 지형학적 이미지의 중복을 위한 전용 그래픽 회로를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 윤곽 정보를 포함하는 이미지, 카테테르 팁(22)을 보여주는 이미지, 심실 재구성(160)을 보여주는 이미지(도 14) 및 이들 이미지의 중복은 디스플레이(42) 상에 디스플레이된다. 바람직하게는, 컴퓨터는 복수개의 ECG 신체 표면 리드(52)에 접속된 ECG 모니터(73)로부터 신체 표면 ECG 신호를 수신하도록 장착된다. 대안으로, ECG 모니터링은 회로(40)에 의해 직접적으로 수행될 수도 있다.

본 발명과 관련하여 사용된 위치 센서 배치 시스템의 추가의 소자들은 도 16에 개략적으로 예시되어 있다. 내과 의사(51)는 환자(110)의 심실(29) 내로 맥관내 접근법을 사용하여 혈관계 내의 절개부를 통해 카테테르(21)를 삽입함으로써, 카테테르 말단 팁(22)의 기능부(23)에 포함된 전극 및 위치 센서(28)는 심실 내부에 존재한다. 1995년 1월 24일자로 출원된 PCT 특허 출원 제WO96/05768호 및 본 출원의 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제5,391,199호에 개시된 전형적인 위치 센서에 따라, 센서(28)는 환자(90)에 근접하게 수술 테이블(108)에 고정된 전자기장 발전기 코일(27)에 의해 발생된 외부로 인가된 자기장에 응답하여 신호들을 발생시킨다. 센서(28)에 의해 발생된 신호들의 크기는 인가된 자기장에서 센서의 위치 및 배향에 의존한다. 자기장 발전기 코일(27)은 신호 처리 회로(40)의 일부인 드라이버 회로에 케이블(41)을 통해 접속된다. 회로(40)는 발전기 코일(27) 및 전체적인 위치 센서 배치 시스템의 오퍼레이션을 제어한다.

대안으로, 본 발명의 시스템은 환자 외부의 카테테르 및 센서에 자기장 발전기 코일을 사용할 수 있다.

본 발명의 방법은 심실의 이미지를 획득하는 동안 환자에 고정된 등록 위치 센서(기준 센서)(124)를 사용하기도 한다. 등록 위치 센서(124)는 케이블(49)을 통해 회로(40)에 접속된다. 이미지에서 등록 위치 센서(124)의 2차원 좌표 및 위치 센서 배치 시스템의 기준 프레임에서 센서(124)의 3차원 좌표는 기준 위치 센서 배치 시스템 프레임에 이미지들을 등록하기 위해 사용된다.

본 발명의 시스템 및 방법은 전자기 센서를 참조하여 본 명세서에 기재하였 지만, 3차원 위치 정보 및 임의로 배향 정보를 제공하는 임의의 다른 위치 센서가 본 발명을 실시하는 데 사용될 수 있다. 역시 유용한 예시적인 센서들로는 음향 센서 및 자기 센서를 들 수 있다. 예를 들면, 미합중국 특허 제5,409,000호 및 PCT 출원 제WO99/05971호에 개시된 유형의 음향 센서가 본 발명의 시스템 및 방법에 따라 사용될 수 있으며, 이들 출원을 본 명세서에 참고 문헌으로서 인용한다.

미합중국 특허 제5,391,199호에 개시된 바와 같이, 심장의 전기적 활성의 매핑은 카테테르(21)의 말단 팁(22)을 심장 내의 어느 부위에 위치시키고, 그 부위에서 위치 및 전기적 정보를 감지하고, 데이터 포인트를 생성하기 위해 그 부위에서 감지된 위치 및 전기적 정보를 처리하고, 심장의 전기적 경로의 맵을 생성하기 위해 충분한 시간 동안 이들 단계를 반복함으로써 수행된다. 심실의 전기적 활성의 정확한 맵을 위해, 위치 및 전기적 데이터는 말단 팁(22)에서 전극이 각각의 부위에서 심실 벽과 접촉할 때 감지되는 것이 바람직하다.

심실의 결과적인 전기적 맵으로부터 이상한 전기적 경로에 대해 책임있는 병변을 식별함으로써, 이상한 경로는 병변 부위에서 심장 표면을 절제함으로써 처리될 수 있다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 절제는 전형적으로 절제 전원(53)으로부터 회로(40) 및 케이블(25)을 통해 카테테르(21)의 말단 팁(22)에 포함된 전극에 RF 에너지를 공급함으로써 수행된다. 대안으로, 예를 들면 동시 계류중인 미합중국 특허 출원 제09/19,453호 및 동 제09/379,540호에 개시된 바와 같이 위치 감지 가능 출력을 갖는 전달 카테테르를 사용하여 병변 부위에 치료제가 전달될 수 있으며, 이들 문헌을 본 명세서에 참고 문헌으로서 인용한다.

본 발명의 이러한 실시예에서, 심실은 말단 팁(22)을 갖는 매핑 카테테르(21)의 보조 하에 매핑된다. 카테테르는 카테테르 말단 팁(22) 내에 또는 그에 근접하게, 바람직하게는 그에 위치적으로 고정된 관계로 적어도 하나의 센서를 갖는다. 적어도 하나의 센서는 심실의 상태 정보를 감지할 수 있고, 기준 위치 프레임 내에 카테테르 팁의 3차원 위치 정보를 제공하기도 한다.

바람직하게는, 3차원 위치 정보는 상기 유형의 전자기 위치 센서(28)에 의해 제공된다. 전자기 위치 센서(28)는 환자 외부의 자기장 라디에이터(27)에 의해 발생된 자기장의 강도에 응답하여 신호를 발생시키고, 신호들은 자기장의 센서의 3차원 위치를 나타내는 것이다.

매핑 카테테르 위치 센서(28)의 3차원 좌표는 통상적으로 기준 센서(124)의 위치에 상대적으로 결정된다. 기준 센서(124)는 매핑 카테테르(21) 내의 위치 센서(28)와 동일한 원리에 따라 작동하는 전자기 센서인 것이 바람직하다. 기준 센서(124)는 예를 들면 도 16에 나타낸 바와 같이 환자의 피부에 도포된 접착 패치의 일부로서 환자 외부에 위치할 수 있다. 대안으로, 기준 센서(124)는 예를 들면 매핑 과정 중에 환자의 심장의 측정 지점에 배치된 기준 카테테르의 부품으로서 환자 내부에 배치될 수 있다. 따라서, 매핑 카테테르(21)에서 위치 센서(28)는 기준 위치 센서(124)에 상대적으로 위치 센서 배치 시스템의 기준 프레임 내에 매핑 카테테르 팁(22)의 3차원 좌표를 제공한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 방법은 심실의 기계적 및(또는) 전기적 상태 등의 상태를 매핑하는 것에 관한 것이다. 심장의 기계적 특성은 예를 들면 심장 내의 위치의 함수로서 조직의 국지적 심장 운동의 정도를 측정함으로써 매핑될 수 있다. 특정 위치에서 국지적 심장 운동은 그 위치에 카테테르 팁(22)을 배치하고, 심장 주기의 여러 페이스 동안 카테테르 팁(22)의 좌표를 측정함으로써 평가될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 위치 센서(28)는 3차원 위치 정보 뿐만 아니라 기계적 상태 정보 모두를 공급하도록 기능할 수 있다.

전기적 정보는 전형적으로 카테테르 팁에 포함된 전극에 의해 측정된다. 심실의 전기적 맵을 위한 정보를 획득하는 데 있어서, 카테테르(21)는 적어도 2개의 센서; 즉, 카테테르 팁(22)의 3차원 위치를 감지하기 위한 위치 센서(28) 뿐만 아니라 전기적 정보를 감지하기 위한 전극(23)(상태 센서)을 포함한다.

본 발명은 이하 심장의 전기적 특성을 측정하기 위한 방법 및 장치의 견지에서 기재될 것이다. 그러나, 적절한 센서를 사용함으로써, 그 방법이 상기 열거한 상태 중의 임의의 것을 측정하는 데 동등하게 적용될 수 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 카테테르(21)는 심실의 상태를 측정하기 위해 말단 팁(22)에 1개 이상의 전기적 센서(23)를 갖는다. 심실의 상태는 조사 중인 심실로 전진하는 카테테르(21)의 말단 팁(22)에 또는 그에 근접하게 포함된 1개 이상의 상태 센서(23)(기능부)에 의해 측정된다. 카테테르(21)가 단일 상태 센서(23)를 갖는 경우에, 상태 센서(23)는 카테테르 말단 팁(22)에 포함되는 것이 바람직하다. 본 발명의 방법에서 그러한 단일 상태 센서 카테테르(21)를 사용함으로써, 심실 조직의 상태 정보는 포인트-바이-베이시스로 감지되고 획득된다. 심실의 임의의 지점에서 상태는 카테테르(21)를 그 지점으로 전진시키고, 바람직하게는 카테테 르 말단 팁(22)에 포함된 전기적 센서(23)와 그 지점의 조직을 접촉시키고, 약간의 시간에 걸쳐 상태 정보를 획득함으로써 결정된다. 전형적으로, 각 지점에서 데이터는 1개 이상의 심장 주기에 대한 시간의 함수로서 획득된다. 이어서, 데이터는 예를 들면 심실 전부 또는 일부에 걸쳐 측정된 조건을 그래픽으로 나타내는 2차원 또는 3차원 맵의 구성에 있어서 장차 사용하기 위해 컴퓨터 메모리에 저장된다.

본 발명의 방법 및 장치에 사용된 카테테르(21)는 내부에 포함된 1개 이상의 상태 센서(23)를 가질 수 있다. 심장 조직의 전기적 특성을 특성화하는 데 유용할 수 있는 다중 센서를 포함하는 카테테르는 예를 들면 미합중국 특허 제5,409,000호; 동 제5,588,432호; 동 제5,931,863호; 동 제5,931,835호; 및 동 제5,921,924호, 및 미합중국 특허 출원 제09/506,766호에 개시되어 있으며, 이들 문헌을 본 명세서에 참고 문헌으로서 인용한다. 본 발명의 방법 및 장치에 다중-센서 카테테르를 사용함으로써, 심실의 여러 지점에서 상태 정보의 동시 측정을 허용하고, 이는 심실의 전체적인 상태를 평가하는 데 필요한 시간을 잠재적으로 감소시킬 수 있다.

도 15에 잘 예시된 바와 같이, 본 발명의 방법 및 장치에 사용된 카테테르(21)는 신체, 특히, 피검자의 심장에서 카테테르 팁(22)의 위치 및(또는) 배향을 정확히 측정하기 위해 사용된 말단 팁(22)에 근접하여 1개 이상의 위치 센서(28)를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 위치 센서(28)는 예를 들면 음향, 자기장 또는 전자기장을 감지하거나 또는 전송함으로써 작동할 수 있다. 전자기장 센서는 위치 센서로서 바람직하다. 바람직하게는, 위치 정보는 위치 센서(28)에 의해 감지되고, 상태 센서(23)에 의해 상태 정보를 감지하면서 동시에 획득된다. 심장 조직의 전기적 특성 뿐만 아니라 카테테르 팁의 위치 모두를 측정하는 데 사용할 수 있는 센서를 갖는 카테테르는 미합중국 특허 출원 제08/793,371호 및 대응하는 PCT 출원 제WO96/05768호에 개시되어 있으며, 이를 본 명세서에 참고 문헌으로서 인용한다. 예를 들면, 캘리포니아주 다이아몬드 바의 바이오센스-웹스터 인크로부터 입수할 수 있는 NAVI-STAR^TM 카테테르는 본 발명의 방법을 실시하는 데 유용할 수 있는 내부에 포함된 전기적 상태 및 위치 센서 모두를 갖는 카테테르이다.

심장 조직의 기계적 상태는 심장 내막 상의 복수개의 지점들에서 조직의 운동 정도를 측정함으로써 평가될 수 있다. 그러한 운동은 그의 말단 팁(22)에 또는 그 근처에 위치 또는 배치 센서(28)를 포함하는 카테테르 팁(22)과 조직을 접촉시킴으로써 측정될 수 있다. 심장 내막 상의 각각의 지점에서 조직 운동의 정도는 심장 주기 전반에 그 지점과 접촉하는 카테테르 팁(22)에 의해 관통되는 거리를 측정함으로써 평가될 수 있다. 기계적 활성의 맵은 심장 표면 상의 복수개의 지점에서 그러한 기계적 데이터를 수집함으로써 구축되고, 여기서 각각의 지점은 카테테르 팁(22)의 3차원 좌표 및 그에 따라 심장 조직 상의 특정 지점의 좌표에 의해 특성화된다.

데이터 획득 과정 동안 카테테르 팁(22)의 좌표는 심장 주기의 특정 지점, 예를 들면 심장 주기의 말단 심장 확장기 부분으로 인용되는 것이 바람직하다.

심장 조직의 기계적 상태를 측정하기 위해 본 명세서에 기재된 바와 같이 사용될 때, 위치 센서(28)는 각각의 지점에서 조직의 위치를 결정하도록 작용할 뿐만 아니라, 기계적 활성의 측정을 위한 상태 센서로서 작용한다. 기계적 상태는 단독 으로 또는 카테테르 팁(22)에 포함된 전극(23)(상태 센서)에 의해 조직의 전기적 특성과 동시에 측정될 수 있다.

본 발명의 방법 및 장치에 사용된 카테테르(21)는 심실 조직에 치료법을 실행하는 수단을 추가로 포함한다. 예를 들면, 심장 내 절제는 심실성 빈박을 교정하는 치료 기술로서 당업계에 잘 공지되어 있다. 그러한 요법은 예를 들면 카테테르 말단 팁(22) 상에 포함된 RF 절제 전극으로부터 병든 조직에 무선 주파수 에너지를 전달함으로써 수행된다.

본 발명의 방법은 광의로 다음 단계들: 즉,

a) 심실의 지형 정보를 포함하는 심실의 제 1 이미지를 획득하는 단계;

b) 카테테르(21)의 말단 팁(22)을 챔버 내로 전진시키는 단계;

c) 심실에서 카테테르 말단 팁(22)의 표시를 포함하는 제 2 이미지를 획득하는 단계;

d) 지형 정보의 표시 및 카테테르 말단 팁(22)의 표시를 포함하는 디스플레이된 중복 이미지를 발생시키기 위해 단계(c)의 제 2 이미지와 단계(a)에서 획득된 지형 정보의 중복을 디스플레이하는 단계;

e) 상태 센서(23)에 의해 챔버 상의 획득 지점에서 상태 정보를 획득하는 단계(획득 지점은 지형 정보에 근접하게 단계(d)의 디스플레이된 중복 이미지 상의 지점들로부터 선택되는 것임);

f) 심실에서 상태의 조사 맵의 발생을 허용하기 위해 챔버 전반에 충분한 수 및 간격으로 존재하는 1개 이상의 추가의 획득 지점들에서 단계(e)를 반복하는 단 계를 포함한다.

본 발명의 방법에서 제 1 단계는 지형 정보를 포함하는 심실의 제 1 이미지를 획득하기 위한 것이다. 이미지에 전형적으로 나타나는 지형적 특성은 심실 내부의 경계 또는 윤곽을 포함하고, 다른 지형적 또는 병리학적 특성 역시 나타날 수 있다. 제 1 이미지를 획득하기 위해 사용될 수 있는 전형적인 이미지화 요법은 단일 광자 방출 컴퓨터 처리된 X선 단층 촬영(SPECT), 양전자 방출 X선 단층 촬영(PET), 2 또는 3차원 에코 심전도, 자기 공명 이미지화(MRI), 컴퓨터 처리된 X선 단층 촬영(CT) 및 형광 투시법을 포함한다. 이들 요법의 일부, 예를 들면 형광 투시법은 심실의 지형적 특성을 가시화하기 위해 콘트라스트 시약을 혈류에 또는 심실에 주입하는 것을 필요로 한다. 형광 투시법은 카테테르화 실험실에서 통상적으로 발견되는 이미지화 요법이라는 사실로 인해, 콘트라스트-보조 형광 투시법은 본 발명의 방법에서 지형 정보를 포함하는 제 1 이미지를 획득함으로써 바람직한 이미지화 요법이다.

콘트라스트-보조 형광 투시법의 경우에, 아마도 다른 이미지화 요법에 의해, 지형 정보를 포함하는 챔버의 제 1 이미지화는 다이내믹하게 획득되고, 즉, 순차 이미지들은 콘트라스트 시약의 주입 후에 획득된다. 순차 이미지들은 적어도 하나, 바람직하게는 여러 심장 주기에 대해 획득된다. 사실상, 심실의 다중 프레임 "동화상"이 획득된다. 본 발명의 방법의 일부 적용에 있어서, 본 발명의 방법에서 후속 사용을 위해 동적으로 획득된 이미지의 단일 프레임을 선택하는 것이 바람직하다. 이들 용도에 대해, 심장 주기의 말단 심장 확장기 부분에 대응하는 단일 프 레임이 바람직하다. 다른 한편, 임의의 다른 프레임이 선택될 수 있고, 단, 그것은 윤곽의 추출 뿐만 아니라 카테테르 팁(22)의 표시를 포함하는 이미지의 후속 디스플레이를 위해 일관되게 사용된다.

심장 주기의 말단 심장 확장기 지점은 심실이 수축 직전에 최대로 확장되는 지점이다. 말단 확장기에서 심실에 대응하거나 또는 그를 나타내는 프레임은 여러 방법에 의해 선택될 수 있다. 프레임들은 수동으로 관찰될 수 있고 말단 확장기 프레임은 심실 수축 직전 프레임으로서 선택될 수 있다. 대안으로, 말단 확장기 프레임은 이미지-처리 기술을 사용하여 자동으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 각각의 프레임에서 심실의 경계 또는 윤곽은 스네이크 등의 알고리즘을 사용하여 추출될 수 있다. 그의 윤곽이 최대 영역을 한정하는 프레임은 말단 확장기 프레임에 대응한다. 대안으로, 말단 확장기에 대응하는 프레임은 신체 표면 심전도(ECG)와 상관될 수 있다. 상세하게는, 말단 확장기 프레임은 신체 표면 ECG의 QRS 파의 특정 특징에 의해 제한될 수 있다.

좌심실(LV)이 연구 대상인 경우에, 제 1 이미지는 통상적으로 LV-그램이라 칭하는 좌심실의 콘트라스트-보조 형광 투시 이미지를 포함하는 것이 바람직하다. 우측 전방 사선(RAO) 투영으로 취한 말단 확장기의 심실을 나타내는 인간 심장의 LV-그램 이미지는 도 1에 나타낸다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 음영 영역(11)은 콘트라스트 시약으로 충전된 좌심실의 내부를 나타낸다. 심실이 콘트라스트 시약으로 완전히 충전됨에 따라, 심실의 지형적 특성, 즉, 심실 경계 또는 윤곽(12)은 LV-그램에서 선명히 볼 수 있다.

상태 센서(23)를 포함하는 카테테르(21)가 조사 중인 심실로 전진한 후, 본 발명의 방법에서 다음 단계는 내부에 포함된 카테테르를 나타내는 심실의 제 2 이미지를 획득하는 것을 포함한다. 제 2 이미지는 여러 이미지화 요법, 예를 들면 형광 투시법, 초음파 심장 촬영술, MRI 또는 CT 중의 하나를 사용하여 획득될 수 있다. 일단 다시, 카테테르화 실험실에서 형광 투시법의 편재하는 특성으로 인해, 형광 투시법은 본 발명의 방법에서 제 2 이미지를 얻기 위한 바람직한 요법이다. 도 2는 RAO 투영으로 취한 도 1의 심장의 형광 투시 이미지를 나타낸다. 도 2의 이미지는 내부에 포함된 전기 센서(23)와 말단 팁(22)을 갖는 카테테르(21)를 나타낸다. 그러나, 도 2에 나타낸 바와 같이, 비-콘트라스트-보조 형광 투시 이미지는 내부 심실 벽에 관하여 용이하게 식별할 수 있는 시각적 안내를 제공하는 데 특히 유리하지 않다. 더욱이, 형광 투시 이미지는 외심막으로 확장한다. 따라서, 형광 투시 안내 하에 심장 내막에서 상태 정보를 샘플링하는 것은 심실의 일부 만에서 불완전한 샘플링을 유도할 수 있고, 심장 내벽 상의 샘플링 지점들을 식별하는 견지에서 정보가 부족할 수 있다.

본 발명의 방법을 실시하는 데 있어서 다음 단계는 카테테르 말단 팁(22)의 표시를 포함하는 제 2 이미지와 함께 제 1 이미지로부터 지형 정보의 중복을 디스플레이하는 것을 포함한다. 동적으로 획득된 이미지화 요법을 사용하는 본 발명의 방법을 실시하는 데 있어서, 여러 가지 중복이 카테테르 팁(22)을 보여주는 이미지와 함께 지형 정보를 디스플레이하는 데 수행될 수 있다. 심실의 지형 정보를 포함하는 제 1 이미지를 획득하기 위한 요법으로서 콘트라스트-보조 형광 투시법의 경우에, 콘트라스트-보조 이미지는 동적으로 획득된다. 따라서, 심실 주기의 단일 지점에서 심실의 동적인 동화상 또는 정지 화상은 디스플레이된 중첩에 사용될 수 있다. 마찬가지로, 심실의 카테테르 팁(22)을 이미지화하기 위해 사용된 비-콘트라스트 보조 형광 투시법은 역시 동적으로 획득됨으로써, 카테테르 팁(22)을 나타내는 동화상 또는 정지 화상이 사용될 수 있다.

중복 디스플레이된 이미지를 생성하는 목적은 이중적이다. 먼저, 조사 중인 심실 벽에 카테테르 팁(22)의 안내를 고무시키고, 이어서, 심장 전문 의사가 심실 전반의 대표 지점들에서 데이터를 획득하게 할 가시화를 제공하기 위해서이다. 도 1 및 도 2의 이미지들의 단순한 중복은 좌심실 내부를 나타내는 도 1의 LV-그램의 음영부가 카테테르 팁(22)의 이미지를 완전히 불명료하게 할 수 있기 때문에 이들 목적을 수행하는 데 적절치 못하다. 따라서, 도 2의 이미지와 중복시키기 전에 도 1로부터 윤곽 정보를 추출하거나 또는 유도하는 것이 바람직할 수 있다.

도 3은 윤곽 이미지(31)가 심실 내벽(11)의 윤곽 둘레에 생성된 도 1에 나타낸 심실의 LV-그램 이미지이다. 윤곽 이미지는 예를 들면 다음 3가지 방식중 하나로 생성될 수 있다:

A. 윤곽 이미지의 수동 생성 - 콘트라스트-보조 이미지는 드로우잉 프로그램에 도입되고, 연속적인 윤곽 이미지는 윤곽 둘레에서 마우스 포인터 또는 유사한 포인팅 장치를 완전하게 수동으로 드래깅함으로써 드로우잉 프로그램 드로우잉 툴을 사용하여 전체 심실 윤곽 둘레에서 수동으로 추적된다. 대안으로, 콘트라스트-보조 이미지는 드로우잉 툴에 의해 이산적인 지점들에서 수동으로 마크될 수 있고, 윤곽은 예를 들면 운형자를 사용하여 이들 지점 사이에 삽입될 수 있다.

B. 윤곽 이미지의 자동 생성 - 윤곽 이미지는 스네이크 등의 윤곽 추출 알고리즘을 사용하여 자동으로 생성되고 추출된다. 스테이크는 원래 윤곽을 배치하기 위한 조정 시도법으로서 제안되어 있다(M. Kass, A. Witkin & D. Terzopoulos, "Snakes: Active Contour Models," Proceeding of First International Conference Vision, 1987년 259-269페이지 및 D. Terzopoulos, "Regularization of Inverse Visual Problems Involving Discontinuities," IEEE Trans. Pat. Anal. Mach. Intell., PAMI-8권, 4호, 1986년, 413-424페이지 참조)

윤곽 V는 순서화된 지점들의 세트로서 V=[v₁, v₂, ..., v_n]로 나타낼 수 있고, 여기서 각각의 v_i은 한 쌍의 (x,y) 좌표로 정의된다. 스네이크는 마지막 지점들이 접속되어 있는지 여부에 따라 폐쇄되거나 또는 개방될 수 있다. 본 발명에서, 우리는 폐쇄된 스테이크를 사용하는 것이 바람직하다.

우리는 2가지 함수의 E_int 및 E_ext를 나타낸다. E_int(v_i)는 연속성 및 평활성 요건을 부여하고, E_ext(v_i)는 스네이크를 잠상 이미지 특성으로, 예를 들면 세기 구배의 크기로 추출한다. 우리는 E_int 및 E_ext 모두를 최소화시키고자 한다. 스네이크를 통해 두 함수를 최소화시키는 것은 경계 추출 문제를 다음 에너지 최소화 문제로 전환시킨다:

여기서, λ_i∈[0,1]은 트레이드오프 파라미터이다. λ를 0으로 설정한다는 것은 식의 E_ext 성분만을 최소화시키는 것을 의미한다. λ를 1로 설정한다는 것은 E_int 성분만을 최소화시키는 것을 의미한다. 중간 λ들은 E_int 대 E_ext의 트레이드오프를 초래한다.

λ파라미터는 minimax 기준에 기초하여 실험에 의해 또는 파라미터 선택 전략에 의해 발견될 수 있다(H. Freeman, "Computer processing of Line Drawing Images," Computer Survey 6, 1974, 57-98페이지 참조).

원래 식에서, 내부 에너지 E_int는 경계를 따라 제 1 및 제 2 유도체(derivatives)에 의해 정의되어, 스네이크 러버-시트 및 박판형 작용 각각을 제공하고, 다음 식으로 근사된다:

대안으로, E_int(v_i) 및 E_ext(v_i)는 예를 들면 K. F. Lai & R. T. Chin이 "Deformable Contours: Modeling and Extraction," PAM1-17, 11호, 1995년 11월, 1084-1090페이지에 개시한 바와 같이 상이한 방식으로 정의될 수 있다.

C. 윤곽 이미지의 반자동 생성 - 반자동화 방법의 하나의 변법에서, 내과 의사는 수락 또는 기각을 위한 스테이크 윤곽을 제공받는다. 윤곽의 기각은 다른 가능한 윤곽의 제공을 유도하는 추가의 처리를 초래한다. 이는 내과 의사가 윤곽 이미지를 수용할 때까지 계속된다. 대안으로, 사용자가 미리 선택한 1개 이상의 지점들로 윤곽 이미지를 가하는 변형된 스네이크 알고리즘이 사용될 수 있다.

그와 같이 생성되고, LV-그램으로부터 추출된 윤곽 이미지(31)를 도 4에 나타낸다. 추출된 윤곽 이미지의 x,y 좌표들은 카테테르 팁(22)을 나타내는 이미지 및 지형 정보의 중복을 디스플레이하는 데 사용하기 위한 컴퓨터 메모리에 저장되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이, 카테테르 팁(22)을 나타내는 이미지 및 윤곽 정보는 동적이거나 또는 정적일 수 있다. 윤곽(31) 및 카테테르 팁(22) 정보는 예를 들면 다음 방식으로 중복될 수 있다:

A. 정적인 카테테르 팁 이미지에 대한 정적인 윤곽 이미지

정적인 윤곽 이미지는 상기 방법들 중의 하나에 의해 동적 이미지로부터 획득되고, 예를 들면 말단 확장기 프레임은 신체 표면 ECG 신호와 동기됨으로서 얻어진다. 카테테르 팁(22)을 나타내는 형광 투시 이미지는 윤곽 이미지에 대해 선택된 것과 동일한 프레임을 보여주기 위해 게이트된다. 카테테르 팁(22)을 나타내는 이미지 상에 윤곽 이미지를 중복시키는 것은 카테테르 팁(22)을 나타내는 이미지에서 저장된 윤곽 이미지에 대응하는 화소의 컬러 또는 세기를 변화시킴으로써 수행된다.

B. 동적인 카테테르 팁 이미지에 대한 정적인 윤곽 이미지

상기한 바의 정적인 윤곽 이미지는 심장의 카테테르 팁(22)의 동적 이미지 상에 중복된다. 이러한 경우에, 동적 형광 투시 이미지의 각각의 프레임의 화소 컬러 또는 세기는 심실(11)의 윤곽 이미지(31)를 보여주기 위해 상기한 바와 같이 처리된다.

C. 동적인 카테테르 팁 이미지에 대한 동적인 윤곽 이미지

콘트라스트-보조 이미지의 단일 프레임을 선택하기보다는 오히려, 전체 시퀀스는 각각의 프레임의 윤곽을 추출하기 위해 처리된다. 저장된 윤곽들은 심실(11) 및 카테테르 팁(22)의 생생한 동적인 이미지들로 동기화되고, 생생한 이미지의 각각의 프레임은 심장 주기의 그 지점에서 윤곽에 대응하는 화소 컬러 또는 세기를 조절하도록 처리된다.

윤곽 및 카테테르 팁(22)을 나타내는 결과적으로 처리된 이미지들이 디스플레이 상에 나타난다. 도 5는 카테테르(21)의 일부 및 카테테르 팁(22)을 나타내는 도 2의 형광 투시 영상과 도 4의 윤곽 이미지(31)의 디스플레이된 중복이 사진이다.

지형 정보를 포함하는 제 1 이미지(도 1) 및 카테테르 팁(22)을 나타내는 제 2 이미지(도 2)는 모두 동일한 이미지화 요법(형광 투시법)을 사용하여 동일한 투영(RAO)으로 얻어지기 때문에, 디스플레이된 중복 이미지에서 윤곽 이미지(31)는 심실(11) 내벽 상의 지점들을 나타낸다. 따라서, 심실 조직에 관한 상태 정보를 얻기 위해, 심장 전문 의사는 경계 이미지(31) 상에 또는 그에 근접하게 존재하는 디스플레이된 이미지 상에 도시된 인식 지점으로 도 5의 디스플레이된 중복 이미지 의 안내 하에 카테테르 팁(22)을 전진시킨다. 이러한 인식 지점에서, 카테테르 팁(22)은 심실 벽과 또는 그에 근접하게 접촉하고, 바람직하게는 위치 정보와 함께 상태 정보가 획득될 수 있다. 디스플레이된 중복 이미지를 개관함으로써, 심장 전문 의사는 예를 들면 컴퓨터에게 데이터 인식을 개시하도록 명령하는 발의 페달을 활성화시킴으로써 상태 및(또는) 위치 정보를 획득할 수 있다. 상태 및(또는) 위치 정보는 적어도 하나의, 바람직하게는 1개 이상의 완전한 심장 주기 동안 심실 벽 상의 각 지점에서 반복적으로 얻어지는 것이 바람직하다. 데이터는 초당 적어도 약 10의 주파수로, 보다 바람직하게는 초당 약 20의 주파수로, 가장 바람직하게는, 초당 약 50의 주파수로 획득된다.

제 1 획득 지점에서 데이터를 획득한 후, 심장 전문 의사는 심실의 다음 지점으로 카테테르 팁(22)을 전진시킴으로써 후속 데이터를 획득하고, 그러한 지점들은 윤곽 이미지 상에 또는 그에 근접한 것으로서 디스플레이된 중복 이미지로 나타난다. 얻어진 데이터 지점의 전체 수는 의도된 조사 목적의 함수이다. 예비 조사만이 다른 안내 또는 항행 기술에 대해 심실의 경계를 제한하기 위해 수행되는 경우, 적어도 3, 바람직하게는 적어도 5 지점이 디스플레이된 중복 이미지의 안내 하에 획득되어야 한다.

본 명세서에 개시된 바와 같이, 지형 정보를 포함하는 제 1 이미지 및 카테테르 팁(22)의 표시를 포함하는 제 2 이미지는 동일한 이미지화 요법, 즉, 형광 투시법을 사용하여 획득되는 것이 바람직하다. 더욱이, 두 이미지는 동일한 투영으로 얻어지는 것이 바람직하고, 즉, 도 1 및 도 2의 이미지들은 모두 RAO 투영으로 얻어진다. 동일한 요법 및 동일한 투영을 사용하여 두 이미지를 획득하는 것은 이것이 이미지들을 등록할 필요가 없기 때문에 바람직하다. 대안으로, 제 1 및 제 2 이미지들은 상이한 이미지화 요법 및(또는) 상이한 투영을 사용하여 획득할 수 있다. 그러나, 그러한 이미지들은 디스플레이된 중복 이미지가 심실 윤곽에 대한 안내자로서 작용하는 경우 중복 시에 등록을 필요로 할 수 있다.

전체 심실 전반의 대표적인 상태 정보를 획득하는 데 있어서 심장 전문 의사에게 조력하기 위해, 본 발명의 방법은 상태 정보가 획득되는 지점에서 디스플레이를 마킹하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 능력은 어떤 정보가 획득된 심실 벽 상의 모든 지점 또는 부위의 시각적 지시를 심장 전문 의사에게 제공하고, 샘플링이 여전히 필요한 부위로 심장 전문 의사를 안내하는 데 조력한다.

디스플레이는 발 페달 등의 수단이 데이터 획득을 시작하기 위해 활성화될 때 자동으로 마크되는 것이 바람직하다. 디스플레이에서 카테테르 팁(22)의 위치는 다음 알고리즘에 의해 자동으로 배치되는 것이 바람직하다. 카테테르 팁 배치 알고리즘은 다음 가정에 기초한다:

1) 카테테르 팁(22)은 이미지에 대해 음영으로서 가시화되고;

2) 디스플레이된 중복 이미지에서 가장 큰 콘트라스트는 카테테르 팁(22)과 그의 주변 사이에서 발생하고;

3) 카테테르 팁(22)의 크기는 모든 이미지의 분석시에 고정될 수 있다.

알고리즘은 도 8을 참조함으로써 이해될 수 있고, 여기서 카테테르 팁(22)은 주어진 크기의 고정된 기하학적 형상, 예를 들면 도 8에서 정사각형(81)에 의해 근 사된다. 각각의 정사각형은 약 10 내지 약 20 화소의 동일한 크기이다. 카테테르 팁이 정사각형(81)으로 가시화되는지 여부를 시험하기 위해, 정사각형(81)을 포함하는 화소들의 평균 세기가 연산된다. 마찬가지로, 평균 세기는 정사각형(81) 둘레의 4개의 정사각형(82, 83, 84 및 85)을 포함하는 화소들에 대해 평가된다. 정사각형(81)과 그의 이웃(82, 83, 84 및 85) 간의 콘트라스트는 정사각형(81)의 평균 세기와 정사각형(82, 83, 84 및 85)의 평균 세기 간의 차이이다. 이러한 연산은 이미지의 모든 화소에 대해 반복된다. 카테테르 팁 위치는 그의 주변과 최대 콘트라스트 또는 세기 차이를 갖는 정사각형에 귀속한다.

디스플레이를 마킹함으로써 목표가 심실 전체로써 조사해야 하는 경우 심장의 누락 영역을 피하도록 심장 전문 의사에 조력한다. 데이터 획득 부위를 지시하는 디스플레이를 마킹함으로써 심장 전문 의사가 왕진 부외로 복귀하게 하고, 예를 들면 이전에 샘플링된 상태 정보를 확인하게 한다.

디스플레이된 중복 이미지는 상태 정보가 획득된 각각의 지점을 나타내기 위해 기하학적 기호(예, 정사각형, 원 등)로 마킹될 수 있다. 대안으로, 디스플레이는 그 지점에서 획득된 상태 정보의 크기의 대표적인 수 또는 컬러에 의해 마킹될 수 있다. 디스플레이는 예를 들면 데이터 획득을 개시하는 발 페달이 활성화될 때 카테테르 팁의 위치로 디스플레이를 마킹하도록 컴퓨터에게 명령함으로써 마킹될 수 있다. 대안으로, 심장 전문 의사는 획득된 지점중 어느 것이 디스플레이된 중복 이미지 상에 마킹되어야 하는지의 선택을 허용하는 마킹 수단을 제공받을 수 있다.

도 6은 기하학적 기호(61)가 상태 정보가 획득된 심실의 지점에 대응하는 디스플레이 이미지 상에 마킹된 도 5의 디스플레이된 중복 이미지를 나타낸다.

지금까지 기재된 바의 본 발명의 방법에 사용된 지형 정보는 사실상 2차원이다. 따라서, 디스플레이된 중복 이미지에 사용된 윤곽 이미지는 단일 평면 내의 심실의 내벽 상의 지점들을 나타낸다. 조사 목적이 심실의 보다 포괄적인 특성화를 위한 것인 경우, 복수개의 투영으로 획득된 이미지를 사용하여 본 발명의 방법을 수행하는 것이 바람직하다. 간단하게는, 이미지 및 상태 정보가 바람직한 이미지화 요법인 형광 투시법을 사용하여 2개의 투영으로부터 획득되는 본 발명의 방법은

a) 심실의 제 1의 콘트라스트-보조 형광 투시 이미지를 획득하는 단계(제 1의 콘트라스트-보조 형광 투시 이미지는 피검자에 대해 상대적으로 제 1 투영으로 획득되는 것임);

b) 제 1의 콘트라스트-보조 형광 투시 이미지로부터 심실 내부의 제 1의 윤곽 이미지를 생성하는 단계;

c) 심실의 제 2의 콘트라스트-보조 형광 투시 이미지를 획득하는 단계(제 2의 콘트라스트-보조 형광 투시 이미지는 피검자에 대해 상대적으로 제 2 투영으로 획득되는 것임);

d) 제 2의 콘트라스트-보조 형광 투시 이미지로부터 심실 내부의 제 2의 윤곽 이미지를 생성하는 단계;

e) 카테테르(21)의 말단 팁(22)을 상기 심실 내로 전진시키는 단계;

f) 심실의 카테테르 말단 팁(22)의 표시를 포함하는 제 1의 비-콘트라스트-보조 형광 투시 이미지를 획득하는 단계(제 1 비-콘트라스트-보조 형광 투시 이미지는 피검자에 대해 상대적으로 제 1 투영으로 획득되는 것임);

g) 제 1 중복 이미지를 발생시키기 위해 단계(f)의 제 1의 비-콘트라스트-보조 형광 투시 이미지와 단계(b)의 제 1의 윤곽 이미지의 중첩을 디스플레이하는 단계;

h) 상태 센서에 의해 심실 상의 획득 지점에서 상태 정보를 획득하는 단계(획득 지점은 제 1 윤곽 이미지에 근사하는 단계(g)의 제 1 중복 이미지 상의 지점들로부터 선택됨);

i) 심실의 카테테르 말단 팁(22)의 표시를 포함하는 제 2의 비-콘트라스트-보조 형광 투시 이미지를 획득하는 단계(제 2 비-콘트라스트-보조 형광 투시 이미지는 피검자에 대해 상대적으로 제 2 투영으로 획득되는 것임);

j) 제 2 중복 이미지를 발생시키기 위해 단계(i)의 제 2의 비-콘트라스트-보조 형광 투시 이미지와 단계(d)의 제 2의 윤곽 이미지의 중첩을 디스플레이하는 단계;

k) 상태 센서에 의해 심실 상의 획득 지점에서 상태 정보를 획득하는 단계(획득 지점은 제 2 윤곽 이미지에 근사하는 단계(j)의 제 2 중복 이미지 상의 지점들로부터 선택됨);

l) 1개 이상의 추가의 획득 지점에서 단계(h) 및 (k)을 반복하는 단계(여기서 지점들은 심실의 상태의 조사 맵의 발생을 허용하기 위해 심실 전반에 충분한 수 및 간격으로 존재함)를 포함한다.

바람직하게는, 디스플레이된 중복 이미지들 중의 하나의 안내 하에 획득된 모든 데이터는 제 2의 디스플레이된 중복 이미지의 안내 하에 데이터를 수집하기 전에 수집된다.

예비 조사만이 다른 안내 또는 항행 기술을 위해 심실의 경계를 제한하기 위해 수행되는 경우, 적어도 3개, 바람직하게는 적어도 5개의 지점이 디스플레이된 중복 이미지 각각의 안내 하에 획득되어야 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 방법은 상태 정보가 획득되는 중복 이미지 상의 지점들(61)을 마킹하는 단계를 추가로 포함한다. 도 7은 이미지들이 좌측 전방 사선(LAO) 투영으로 획득된 도 1-6에 나타낸 좌심실의 윤곽 및 형광 투시 이미지의 마킹된 중복을 나타낸다. 다중 투영으로부터 심실의 상태를 샘플링함으로써 데이터에 기초한 심실의 예비 맵의 정확도를 증가시킬 것으로 기대된다.

본 발명의 방법이 위치 정보를 얻기 위해 센서를 포함하는 카테테르에 의해 실시되는 경우, 상태 센서를 통해 얻어지는 상태 정보의 각각의 데이터 지점은 데이터 지점이 얻어진 조직의 3차원 좌표에 의해 수행될 수 있다. 본 발명의 방법을 실시함으로써 얻어진 상태 및 위치 정보의 결과적인 조사 데이터는 맵의 생성, 특히 심장의 3차원 맵의 생성에 유용하다. 그러한 맵의 생성 방법은 1998년 7월 24일자 및 1999년 7월 22일자로 출원되어 동시 계류중인 공통 양도된 미합중국 특허 출원 제09/122.137호 및 동 제09/357,559호에 개시되어 있으며, 이들 출원 문헌을 본 명세서에 참고 문헌으로서 인용한다. 본 발명의 방법은 반 발명의 방법을 실시 하여 얻은 위치 및 상태 정보에 기초하여 심장의 상태의 맵을 생성하는 단계를 임의로 추가로 포함한다.

다른 실시예에서, 본 발명은 심실을 매핑하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 심실들 중의 어느 것에 대해서나 유용하지만, 본 발명은 심장의 좌심실을 매핑하는 데 특히 유용하다.

본 발명의 방법의 다른 실시예는 적어도 2개의 투영으로 획득한 이미지에 포함되거나 또는 그로부터 유도된 심실의 지형 정보를 사용하는 것을 포함한다. 이미지들은 LAO 및 RAO 투영으로 취하는 것이 바람직한 콘트라스트-보조 형광 투시 이미지인 것이 바람직하다. 상기한 바와 같이, 콘트라스트-보조 형광 투시 이미지는 1개 이상의 심장 주기에 걸쳐 동적으로 획득된다. 각각의 투영으로 취한 이미지들은 심장 주기의 동일한 위상, 바람직하게는 말단 확장기의 심실을 나타내는 것이 바람직하다. 말단 확장기의 심실을 나타내는 형광 투시 이미지의 프레임들은 상기한 바와 같이 선택된다.

본 발명의 일부 실시예에서, 심실 이미지는 위치 센서 배치 시스템의 기준 프레임에 등록된다. 이러한 등록을 실시하는 한가지 방식은:

(1) 이미지들에서 볼 수 있는 기준 대상물의 3차원 좌표를 얻고;

(2) 이미지들을 기준 위치 센서 프레임으로 스케일링함으로써 이루어진다.

편리한 기준 대상물은 심실 이미지의 등록 목적으로 환자에 고정된 위치 센서이다. 이미지를 획득하기 전에, 등록 위치 센서(124)(도 16)가 심실 이미지 각각에서 볼 수 있게될 위치에서 환자에게 고정된다. 등록 위치 센서(124)는 환자에게 외부로 또는 내부로 고정될 수 있다. 환자에게 외부로 고정되는 경우, 환자 가슴의 좌측에 고정되는 것이 바람직하다. 등록 위치 센서(124)는 상기한 유형의 전자기 센서인 것이 역시 바람직하다. 기준 위치 센서 배치 시스템 프레임의 등록 위치 센서(124)의 3차원 좌표는 위치 센서 배치 시스템의 기준 프레임에 심실 이미지를 등록하는 데 있어서 심실 이미지의 등록 센서(124)의 2차원 위치와 함께 측정되고 사용된다.

등록 공정의 다른 부분은 기준 위치 센서 프레임에 심실 이미지를 스케일링시키는 것을 포함한다. 심실 이미지들은 공지된 치수의 스케일링 대상물의 이미지를 얻고, 스케일링 대상물의 이미지로부터 심실 이미지에 대한 스케일링 인자를 산출함으로써 스케일링된다. 스케일링 대상물은 환자 내부에 또는 외부에 배치될 수 있다. 스케일링 대상물은 심장과 거의 동일한 높이에서 환자의 좌측 팔 아래 테이퍼된 X-선 불투명구, 바람직하게는 약 40mm 직경을 갖는 것이 바람직하다. 스케일링 대상물이 심실 이미지에서 발견될 수 없는 경우, 스케일링 대상물의 별개의 이미지들은 심실 이미지로서 C-암의 동일한 배향(환자에 대해 상대적인 소스 및 증강제의 투영각 및 거리)으로 기록되어야 한다. 스케일링 대상물은 이미지 왜곡을 최소화시키기 위해 이미지의 중심을 점유하는 것이 바람직하다. 이미지에서 스케일링 구의 크기는 Computer Graphics - Principles and Practice, J. D. Foley, A. van Dam, S. K. Feiner 및 J. F. Hughes, Addison-Wesley Publishing Company, 1996년, 979-986페이지에 개시된 바의 영역 기입 알고리즘을 사용함으로써 및 Digital Image Processing, K. R. Castleman, Prentice Hall, 1996년, 501-507페이 지에 개시된 바의 타원 적합에 의해 자동으로 결정될 수 있다. 스케일링 구는 수직 방향 및 수평 방향으로 상이한 형광 사진으로 인해 형광 사진에서 타원으로 나타난다. 스케일링 대상물의 진정한 크기를 알게 됨으로써, 수직 및 수평 정정 인자 모두는 스케일링 대상 이미지로부터 산출될 수 있다. 심실 이미지는 이들 정정 인자에 따라 스케일링된다.

도 9a 및 도 9b는 형광 투시 C-암(형광 투시 장치)(100)에 의해 이미지의 획득을 나타내는 개략도이다. 도면은 환자의 머리를 향한 수직 도로 환자(106)를 보여준다. C-암(100)은 x-선 소스(102) 및 이미지 증강기(104)를 접속시킨다. 환자(106)는 테이블(108) 상에 얼굴을 위로 하여 누워 있다. 도 9a 및 도 9b는 LAO 및 RAO 투영 각각으로 이미지의 획득을 나타낸다. 이들 투영 각각에서, C-암(100)의 축(110)은 수직축(112)과 일정 각도(도 9a 및 도 9b에서 각각 α₁ 및 α₂)를 생성한다. 2개의 투영을 분리하는 α_TOT는 개개의 투영의 각도 α₁ 과 α₂의 합이다. 바람직하게는, 2개의 투영은 약 75도 내지 약 105 사이의 각도 α_TOT만큼 분리된다. 보다 바람직하게는, 투영은 약 90도의 각도 α_TOT로 분리된다.

C-암(100)은 환자의 머리에 대향하거나(두개골 투영) 또는 환자의 발에 대향하는(미측 투영) 이미지 증강기(104)에 의해 경사질 수 있다. 도 9c 및 도 9d는 두개골 및 미측 방향 각각으로 경사진 C-암을 보여준다. 바람직하게는, 두개골-미측 사시도에서 이미지의 투영각(두개골 사시도에서 α₃ 및 미측 사시도에서 α₄)은 약 10도 미만이다. 보다 바람직하게는, 이미지의 두개골-미측 투영각은 약 0도이다.
좌우측 사시도 및 두개골-미측 사시도에서 이미지들 각각의 투영각은 본 발명이 방법에서 이후의 사용을 위해 각주되어 있다. 또한, 심실 이미지에서 등록 위치 센서의 2차원 위치는 본 발명의 방법에서 이후의 사용을 위해 각주되어 있다. 이미지들에서 등록 위치 센서 배치는 상기한 바와 같이 수동으로 또는 자동으로 주해될 수 있다.

도 9e는 위치 센서 배치 시스템 및 형광 투시 이미지화 시스템 모두의 좌표 시스템을 나타낸다. 위치 센서 배치 시스템의 X축(121) 및 Y축(123) 및 C-암(100)이 경사지지 않을 때, 즉, C-암(100)이 0도 각도일 때 형광 투시 시스템의 이미지 증강기(104)는 좌우측 사시도 및 두개골-미측 사시도 모두에 대해 일치한다. 도 9e에 나타낸 바와 같이, Y축(123 및 127)은 환자의 미측 단부(발)로부터 두개골 단부(머리)로 진행되고, X축은 Y축에 대해 수직으로 환자의 우측에서 좌측으로 진행된다. 위치 센서 배치 시스템의 Z축(129)은 시스템의 X 및 Y축(121 및 123 각각)에 직교로 수행된다. 형광 투시 이미지의 X-Y 평면(131)은 위치 센서 배치 시스템의 X-Y 평면(133)에 평행하다. 따라서, 경사되지 않은 위치의 이미지 증강기(104)에 관한 형광 투시 이미지의 투영각은 위치 센서 배치 시스템에 관한 이미지의 투영각과 동일할 것이다.

기준 위치 센서 배치 시스템 프레임에 대해 상대적인 이미지 각각의 투영각, 이미지에서 등록 위치 센서(124)의 2차원 좌표, 기준 위치 센서 배치 시스템 프레임의 등록 위치 센서(124)의 3차원 좌표 및 이미지 스케일링 인자(아래 기재됨)를 앎으로써, 이미지에서 각각의 지점의 3차원 좌표는 표준 선형 대수 기술을 사용하여 연산할 수 있다.

일단 심실 이미지가 획득되고, 말단 확장기 프레임이 선택되면, 지형 정보, 바람직하게는 심실 윤곽 형태의 지형 정보는 상기한 바와 같이 이미지에서 식별되고 마킹된다.

도 10a 및 도 10b는 좌심실(120)의 RAO 및 LAO 콘트라스트-보조 형광 사진을 나타낸다. 이들 도면에는 심실(120)의 묘사된 윤곽(122) 뿐만 아니라 환자의 가슴에 부착되거나 또는 테이퍼된 카테테르에 포함된 등록 센서(124)의 이미지가 포함된다.

추출된 심실 윤곽을 포함하는 스케일된 심실 이미지는 다음 조건에 부합하기 위해 위치 센서 배치 시스템에 관하여 병합된다:

(1) 이미지들에서 등록 위치 센서(124)는 그의 측정된 3차원 좌표에 위치하고;

(2) 이미지들은 이미지가 취해진 투영들의 상대적인 배향에 따라 서로에 대하여 배향된다.

도 11은 RAO 및 LAO 투영 각각으로 취한 도 10a 및 도 10b의 심실의 2개의 병합된 이미지(130 및 132)를 나타낸다. 심실 윤곽(122)은 이미지 각각에서 식별된다. 이미지들이 등록됨으로써 이미지들에서 등록 위치 센서(124)의 위치는 기준 위치 센서 프레임에서 그의 측정된 위치와 일치한다. 이미지들은 이 이미지들이 취해지는 투영의 상대적인 방향에 따라 서로에 대하여 배향된다.

심실 이미지에 포함되거나 또는 그로부터 유도된 지형 정보는 각각의 지점에 서 상태 및 위치 정보를 획득할 목적으로 심실의 개개의 지점으로 매핑 카테테르(21)의 항행을 안내하기 위해 사용된다. 획득 지점들은 심실의 벽 상에 존재하는 것이 바람직하다. 항행을 안내하기 위해 사용된 지형 정보는 재구성, 보다 바람직하게는 심실 이미지에 포함되거나 또는 그로부터 유도되는 지형 정보에 기초한 심실의 3차원 재구성이다. 심실의 3차원 재구성은 다음과 같이 수행된다:

재구성 프로세스를 가시화시키는 데 보조하기 위해, 병합된 이미지들은 등록 위치 센서의 좌표로부터 발산되는 각각의 이미지에 수직인 벡터(직선)를 따라 분리되어 이동할 수 있다. 도 12는 이러한 형식으로 분리된 도 11의 2개의 심실 이미지를 나타낸다. 이미지들은 각각의 이미지들에서 등록 위치 센서(124)로부터 발산되는 벡터(140, 142)를 따라 분리된다. 기준 위치 센서 배치 시스템 프레임에서 그의 정확한 위치에 등록 위치 센서를 나타내는 그래프(144)는 이들 라인의 교차점에서 도 12에 나타낸다.

개개의 심실 이미지의 윤곽으로부터 심실의 3차원 재구성을 위한 알고리즘은 도 13a 내지 도 13f에 개략적으로 예시되어 있으며, 그들 각각은 RAO 및 LAO 투영을 심실의 윤곽을 나타내는 2개의 타원꼴을 포함한다. 다음 프로세스 설명에서, 윤곽으로부터 발산되는 라인들을 언급한다. 이들 라인 모두는 이들이 발산되는 각각의 심실 이미지에 수직이다. 재구성 지점들은 원칙적으로 RAO 및 LAO 투영으로 발산되는 라인들의 교차점에 의해 형성된다. 실제로, 이들 라인은 측정 오차 및 환자 동작 등의 시스템과 관련된 에러로 인해 항상 교차되지는 않을 것이다. 따라서, 임계 거리는 임계 거리 미만의 거리에 의해 분리된 라인들은 재구성 알고리즘 의 목적상 교차되게 고려되도록 제한된다.

임계 거리의 크기는 알고리즘에 의해 샘플링되는 윤곽 상의 지점들 사이의 거리에 의존할 것이다. 윤곽상의 지점들 사이의 거리가 클수록, 이들 지점을 통해 통과하는 직선들을 분리하는 거리가 더 길 것이다. 지점들 사이의 적은 거리는 보다 정확한 재구성을 제공하지만, 지점들 사이의 적은 거리는 보다 많은 지점들을 처리하는 것을 의미하고, 이는 보다 큰 계산 효력을 갖는다. 실험에 의해, 약 1.0mm의 지점들 사이의 거리 및 약 1.0mm의 임계값이 재구성 정확도와 계산 효력 사이에 타당한 결산을 내는 것으로 밝혀졌다.

단계 1. RAO 윤곽 상의 일 지점을 통해 통과하는 라인(도 13a에서 라인 A)을 생성함으로써 시작

단계 2. 다음에, 라인 A에 가장 근접한 LAO 윤곽으로부터 발산되는 라인을 발견한다. 도 13a는 B, B' 및 B"로 라벨링된 LAO 윤곽으로부터 발산되는 3개의 라인을 보여준다. 라인 A에 가장 근접한 LAO 윤곽 라인은 라인 A에 대해 가장 짧은 수학적 거리를 갖는 LAO 윤곽 라인으로서 정의된다. 라인 A에 가장 근접한 LAO 윤곽으로부터 발산되는 라인은 도 13a에서 라인 B로 나타낸다. 라인 A에 대한 라인 B의 투영은 라인 B에 가장 근접한 라인 A 상의 지점이다. 이 지점은 도 13a에서 지점 11로 나타낸다.

단계 3. 다음에, 소정의 임계 거리보다 라인 B에 근접한 RAO 윤곽으로부터 발산되는 모든 라인을 고려한다. 다시 말해, 소정의 임계 거리 이하의 라인 B에 대해 수학적 거리를 갖는 모든 RAO 라인을 발견하다. 도 13b에서, 라인 C, C' 및 C"는 모두 소정의 임계 거리 이하이다. 이들 RAO 라인 중에서, 라인 B 상의 투영이 지점 11로부터 가장 먼 라인 C를 선택한다. 라인 B 상의 라인 C의 투영은 지점 12로서 도 13b에 나타낸다.

단계 4. 다음으로, 소정의 임계 거리보다 라인 C에 근접한 LAO 윤곽(도 13c에서 라인 D, D' 및 D")으로부터 발산되는 라인을 고려한다. 이들 중에서, 라인 C 상의 투영이 지점 12로부터 가장 먼 라인 D를 선택한다. 라인 C 상의 라인 D의 투영은 지점 13에서와 같이 도 13c에 나타낸다.

단계 5. 다음으로, 소정의 임계 거리보다 라인 D에 근접한 RAO 윤곽(도 13d에서 라인 E, E' 및 E")으로부터 발산되는 라인을 고려한다. 이들 중에서, 라인 D 상의 투영이 지점 13으로부터 가장 먼 라인 E를 선택한다. 라인 D 상의 라인 E의 투영은 지점 14에서와 같이 도 13d에 나타낸다.

단계 6. 지점 11, 12, 13 및 14에 의해 둘러싸인 곡선을 다음과 같이 산출한다: 지점 I1 과 I2 사이의 세그먼트의 중심으로서 지점 P1; 지점 I2와 I3 사이의 세그먼트의 중심으로서 지점 P2; 지점 I3과 I4 사이의 세그먼트의 중심으로서 지점 P3; 및 지점 I4와 I1 사이의 세그먼트의 중심으로서 지점 P4를 정의한다(도 13e). 이어서, 지점 P1, P2, P3, P4를 통해 통과하는 보간 운형자, 즉, 도 13f에서 곡선 150을 산출한다. 단면이 타원형이고 심실의 보다 정확한 표시인 보다 평활한 형상의 재구성을 생성하기 위해 라인 교차점 사이의 중간점을 통해 운형자를 산출한다. 운형자 상의 지점들은 심실의 3차원 재구성을 위한 새로운 지점들로서 작용한다.

단계 7. 재구성의 상기 단계들 각각은 RAO 윤곽을 통해 통과하는 모든 라인들에 대해 반복된다.

단계 8. 일단 모든 RAO 윤곽 라인들이 처리되면, 상기 단계들은 LAO 윤곽으로부터 발산되는 모든 라인에 대해 반복된다.

이러한 알고리즘에 의해 생성되는 지점들로부터 재구성(160)은 도 14에 나타낸다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 이 알고리즘은 상기 지점들에서 상태 및 위치 정보를 획득할 목적상 심실 내의 지점들로 카테테르의 항행을 안내하기 위해 사용될 수 있는 평활한 형상을 갖는 재구성을 제공한다.

상기한 바의 심실의 재구성은 2개의 심실 이미지로부터 수행되었다. 유사한 기술이 2개 이상의 이미지로부터 재구성을 위해 사용될 수 있다. 대안으로,

"Fundamentals of Digital Image Processing" Anil K. Jain, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 뉴저지, 1989, 439-445페이지에 개시된 바의 역 투영 기술이 복수개의 심실 이미지로부터 심실을 재구성하는 데 사용될 수 있다.

기준 위치 센서 배치 시스템의 프레임에서 도 14에 나타낸 심실(120)의 재구성(160)을 유도함으로써, 재구성은 상태 정보가 획득되는 것이 바람직한 심실의 지점들로, 바람직하게는 심실 벽에 인접하거나 또는 그와 접촉하는 지점들로 매핑 카테테르 말단 팁의 항행을 안내하기 위해 사용된다. 상태 정보는 상기 지점들 각각에서 카테테르 말단 팁에 포함된 적어도 하나의 센서를 통해 획득된다. 상태 정보는 심실에서 상태의 맵의 발생을 허용하기 위해 심실 전반의 충분한 수의 지점들에서 획득된다.

재구성의 디스플레이는 카테테르 팁의 항행 중에 그라고 상태 및 위치 정보의 획득 도중에 실시간으로 매핑 카테테르의 위치를 지시하는 그래픽을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 실시예에서와 같이, 디스플레이는 상태 정보가 샘플링된 심실 위치를 오퍼레이터에게 지시하고 상태 정보가 심실을 완전히 나타내는 맵을 얻기 위해 추가의 샘플링 지점들로 오퍼레이터를 안내하기 위해 데이터 획득 지점에서 마킹될 수 있다. 또한, 디스플레이는 정보 획득 도중에 또는 그 후에 상태 정보 값을 나타내도록 주해될 수 있다. 디스플레이는 획득 지점들 각각에서 상태 정보의 수칙 값들로 주해될 수 있다. 대안으로, 맵은 컬러가 맵의 각 지점에서 상태 값을 나타내도록 컬러 코딩될 수 있다. 획득 지점들 간의 상태 정보는 상기 방법들 중 어느 것에 따라 마찬가지로 디스플레이된 보간된 값에 따라 획득 지점들에서 값들로부터 보간될 수 있다.

본 발명의 방법 및 장치의 주요 장점은 일단 심실의 이미지가 확인되고 심실의 지형적 특징이 확인되면, 카테테르 팁이 상태 정보를 획득하는 동안 임의의 추가의 이미지화 없이 이미지들에 포함되거나 또는 그로부터 유도되는 지형 정보의 안내 하에 상태 정보를 전체적으로 획득하기 위해 심장 내의 지점들로 항행할 수 있다는 것이다. 결과적으로, 상태 정보는 획득 단계 동안 형광 투시법을 사용하지 않고 획득될 수 있고, 수술받는 환자에게 방사선 노출의 현저한 감소를 초래한다.

본 발명을 심장의 좌심실을 매핑하는 맥락에서 기재하였지만, 이 방법은 심실들 중의 임의의 것의 매핑에 사용될 수 잇다. 더욱이, 본 명세서에 기재된 바의 심실 재구성은 심실 매핑으로부터 해체될 수 있다. 예를 들면, 좌심실의 재구성은 우심방 등의 심장의 다른 부분들을 매핑하기 위한 해부학적 기준을 제공하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명을 그의 최상의 바람직한 실시예와 연관시켜 기재하였지만, 수많은 추가의 실시예들이 아래 기재한 특허 청구의 범위에 기재된 바의 본 발명의 범위 및 정신에 속한다는 것은 본 명세서를 읽은 자들에게 명백할 것이다.

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43. 피검자의 심실의 상태를 심장 내에서(intracardially) 매핑하기 위한 장치에 있어서:

    a) 말단 팁(distal tip)을 갖는 카테테르(catheter)로서, 상기 카테테르 말단 팁은 팁 내부에 또는 팁에 인접하게 포함된 적어도 하나의 센서를 가지며, 상기 적어도 하나의 센서는 심실의 상태 정보를 감지하고 기준 프레임에 상기 카테테르 팁의 3차원 위치 정보를 제공할 수 있는, 상기 카테테르;

    b) 상기 심실의 제 1 이미지와 상기 심실의 제 2 이미지를 위치적 기준 프레임에 등록하기 위한 이미지 처리 회로로서, 상기 제1 이미지 및 상기 제 2 이미지는 상기 심실에 대해 제 1 투영(projection) 및 제 2 투영으로부터 취해지고, 상기 이미지들은 상기 심실의 지형 정보(topological information)를 포함하고, 상기 제 1 투영 및 상기 제 2 투영은 75도 내지 105도의 각도만큼 이격되는, 상기 이미지 처리 회로;

    c) 상기 적어도 하나의 센서로 상기 심실 내의 복수의 획득 지점들에서 상태 정보 및 위치 정보를 획득하기 위한 신호 처리 회로들로서, 상기 상태 및 위치 정보는 상기 심실에서 상기 상태의 맵의 발생을 허용하는 상기 신호 처리 회로를 포함하는, 심실 상태 매핑 장치.
44. 제 43 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센서는 상기 3차원 위치 정보를 제공할 수 있는 위치 센서 및 전기 정보를 감지하기 위한 전극을 포함하는, 심실 상태 매핑 장치.
45. 제 43 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센서는 전자기 센서를 포함하고, 상기 전자기 센서는 환자 외부의 자기장의 강도에 응답하여 신호들을 발생시키고, 상기 신호들은 상기 기준 프레임에서 센서의 3차원 위치를 나타내는, 심실 상태 매핑 장치.
46. 제 43 항에 있어서, 스케일링 대상물(scaling object)을 더 포함하는, 심실 상태 매핑 장치.
47. 제 43 항에 있어서, 상기 이미지들을 상기 기준 프레임에 등록하기 위해 등록 위치 센서를 더 포함하는, 심실 상태 매핑 장치.
48. 제 43 항에 있어서, 상기 이미지에 포함된 상기 지형 정보로부터 상기 심실의 재구성을 구축하기 위한 이미지 처리 회로들을 더 포함하는, 심실 상태 매핑 장치.
49. 제 48 항에 있어서, 상기 재구성은 3차원 재구성인, 심실 상태 매핑 장치.
50. 제 43 항에 있어서, 상기 상태 정보 및 상기 위치 정보를 이용하여 상기 심실의 상기 상태를 매핑하기 위한 회로들을 더 포함하는, 심실 상태 매핑 장치.
51. 피검자의 심실의 상태를 심장 내에서 매핑하기 위한 장치에 있어서:

    a) 말단 팁을 갖는 카테테르로서, 상기 카테테르 말단 팁은 팁 내부에 또는 팁에 인접하게 포함된 적어도 하나의 센서를 가지며, 상기 적어도 하나의 센서는 상기 심실의 상태 정보를 감지하고 기준 프레임에 상기 카테테르 팁의 3차원 위치 정보를 제공할 수 있는, 상기 카테테르;

    b) 상기 위치 기준 프레임에 등록된 상기 심실의 지형적 재구성을 구축하기 위한 이미지 처리 회로들로서, 상기 지형적 재구성은 제 1 투영으로부터 취한 심실의 제 1 이미지 및 상기 제 1 투영과는 상이한 제 2 투영으로부터 취한 심실의 제 2 이미지를 포함하고, 상기 제 1 이미지 및 상기 제 2 이미지가 LAO 투영 및 RAO 투영으로부터 취해지는, 상기 이미지 처리 회로;

    c) 상기 적어도 하나의 센서로 상기 심실 내의 복수의 획득 지점들에서 상태 정보 및 위치 정보를 획득하기 위한 신호 처리 회로들로서, 상기 상태 및 위치 정보는 상기 심실에서 상기 상태의 맵의 발생을 허용하는 상기 신호 처리 회로들을 포함하는, 심실 상태 매핑 장치.
52. 제 51 항에 있어서, 상기 재구성은 3차원 재구성인, 심실 상태 매핑 장치.
53. 삭제
54. 제 51 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센서는 상기 3차원 위치 정보를 제공할 수 있는 위치 센서 및 전기 정보를 감지하기 위한 전극을 포함하는, 심실 상태 매핑 장치.
55. 제 51 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센서는 전자기 센서를 포함하고, 상기 전자기 센서는 환자 외부의 자기장의 강도에 응답하여 신호들을 발생시키고, 상기 신호들은 상기 기준 프레임에 상기 센서의 3차원 위치를 나타내는, 심실 상태 매핑 장치.
56. 제 51 항에 있어서, 스케일링 대상물을 더 포함하는, 심실 상태 매핑 장치.
57. 제 51 항에 있어서, 상기 이미지들을 상기 기준 프레임에 등록하기 위해 등록 위치 센서를 더 포함하는, 심실 상태 매핑 장치.

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