(57)【要約】【課題】プローブ追跡システム内で追跡ボリュームを拡大するためのシステムを提供すること。【解決手段】システムは、複数の導電性チャネル及びプロセッサを含む。プロセッサは、導電性チャネルを介して、（ｉ）患者の身体内にあるプローブから、身体の領域で患者の皮膚に取り付けられている複数の第１の電極を介したそれぞれの第１の電流と、（ｉｉ）プローブから、皮膚に取り付けられかつチャネルのうちの１つに接続されている第２の電極を介した第２の電流と、を受信するように構成されている。プロセッサは、第１の電流のそれぞれの第１の電流値、及び第２の電流の第２の電流値を確認し、かつ第１の電流値及び第２の電流値に基づいて、領域と第２の電極との間のプローブの位置を計算するように更に構成されている。その他の実施形態も説明される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブ追跡システム内で追跡ボリュームを拡大するためのシステムであって、
複数の導電性チャネルと、
プロセッサであって、
前記導電性チャネルを介して、（ｉ）患者の身体内にあるプローブから、前記身体の領域で前記患者の皮膚に取り付けられている複数の第１の電極を介したそれぞれの第１の電流と、（ｉｉ）前記プローブから、前記皮膚に取り付けられかつ前記チャネルのうちの１つに接続されている第２の電極を介した第２の電流と、を受信し、
前記第１の電流のそれぞれの第１の電流値、及び前記第２の電流の第２の電流値を確認し、かつ
前記第１の電流値及び前記第２の電流値に基づいて、前記領域と前記第２の電極との間の前記プローブの位置を計算するように構成された、プロセッサと、を備える、システム。
【請求項２】
前記領域は、前記患者の胸郭の少なくとも一部を含み、
前記第１の電極は前記胸郭に取り付けられ、
前記第２の電極は前記患者の大腿部に取り付けられている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記プロセッサは、
正規化電流値ＩＮ＝Ｉ２／ＩＴを計算することであって、Ｉ２は前記第２の電流値であり、ＩＴは前記第１の電流値と前記第２の電流値との合計である、ことと、
線形関数をＩＮに適用することによって前記プローブの前記位置を計算することと、
によって、前記プローブの前記位置を計算するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記プローブから前記第１の電極及び前記第２の電極を介して受信された複数の初期電流に基づいて、前記線形関数を適用する前に、前記線形関数を学習するように更に構成されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記プロセッサは、
前記プローブの前記位置が第１の領域内にあることを確認し、
前記確認に応答して、前記チャネルのうちの前記１つから前記第２の電極を切断するように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記プロセッサは、前記第１の電流値及び前記第２の電流値に基づいて前記プローブの偏向角度を計算するように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
プローブ追跡システム内で追跡ボリュームを拡大するためのシステムであって、
患者の身体の領域で前記患者の皮膚に取り付けられ、かつ異なるそれぞれの導電性チャネルに接続されている間に、前記身体内に配設されたプローブからそれぞれの第１の電流を受信して、それにより、前記第１の電流が前記チャネル上を通過するように構成された複数の第１の電極と、
前記皮膚に取り付けられている間に、前記プローブから第２の電流を受信するように構成された第２の電極と、
前記プローブが前記領域と前記第２の電極との間にある間に、前記第２の電極を前記チャネルのうちの特定の１つに接続して、それにより、前記第２の電流が前記チャネルのうちの前記特定の１つ上を通過するように構成されたスイッチと、
を備える、システム。
【請求項８】
前記スイッチは、前記第２の電極を前記第１の電極のうちの特定の１つに短絡させることによって、前記第２の電極を前記チャネルのうちの前記特定の１つに接続するように構成されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記スイッチは、前記プローブが前記領域内にある間に、前記第２の電極を、前記チャネルのうちの前記特定の１つの代わりにアブレーション信号発生装置に接続するように更に構成されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記スイッチは第１のスイッチであり、
前記システムは、前記プローブが前記領域内にあり、前記第２の電極が前記チャネルのうちの前記特定の１つから切断されている間に、前記第２の電極をアブレーション信号発生装置に接続するように構成された第２のスイッチを更に備える、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１のスイッチはコンソールの内部に配設され、
前記第２のスイッチは前記アブレーション信号発生装置の内部に配設されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
プログラム命令が記憶されている有形の非一時的コンピュータ可読媒体を備えるコンピュータソフトウェア製品であって、前記命令は、プロセッサによって読み取られると、前記プロセッサに、
複数の導電性チャネルを介して、（ｉ）患者の身体内にあるプローブから、前記身体の領域で前記患者の皮膚に取り付けられている複数の第１の電極を介したそれぞれの第１の電流と、（ｉｉ）前記プローブから、前記皮膚に取り付けられかつ前記チャネルのうちの１つに接続されている第２の電極を介した第２の電流と、を受信することと、
前記第１の電流のそれぞれの第１の電流値、及び前記第２の電流の第２の電流値を確認することと、
前記第１の電流値及び前記第２の電流値に基づいて、前記領域と前記第２の電極との間の前記プローブの位置を計算することと、を行わせる、
コンピュータソフトウェア製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本特許願は、２０１８年１０月２日出願の米国仮特許出願第６２／７４０，０１２号の利益を主張するものである。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、広義には侵襲的医療処置に関し、具体的にはこうした処置に用いられるプローブのナビゲーションに関する。
【背景技術】
【０００３】
その開示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第８，４５６，１８２号（Ｂａｒ−Ｔａｌら）には、患者の身体にガルバニック接触で身体電極を配置することと、身体内の複数の領域に、マッピング電極を有するマッピングツールを配置することと、を含む方法が記載されている。この方法は、場所測定システムを使用して、これらの領域の各々の異なった位置でマッピングツールを追跡することと、各領域に対して、その領域中の異なった位置で身体電極とマッピング電極との間に較正電流のそれぞれのセットを発生させることと、を更に含む。各領域に対して、較正電流のそれぞれのセットと異なった位置との間のそれぞれの関係が導出され、この関係は、異なったそれぞれの関係及び調査ツール電流に応じて調査ツールの場所を決定するのに使用される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一部の実施形態により、複数の導電性チャネル及びプロセッサを含むシステムが提供される。プロセッサは、導電性チャネルを介して、（ｉ）患者の身体内にあるプローブから、身体の領域で患者の皮膚に取り付けられている複数の第１の電極を介したそれぞれの第１の電流と、（ｉｉ）プローブから、皮膚に取り付けられかつチャネルのうちの１つに接続されている第２の電極を介した第２の電流と、を受信するように構成されている。プロセッサは、第１の電流のそれぞれの第１の電流値、及び第２の電流の第２の電流値を確認し、かつ第１の電流値及び第２の電流値に基づいて、領域と第２の電極との間のプローブの位置を計算するように更に構成されている。
【０００５】
一部の実施形態では、
領域は、患者の胸郭の少なくとも一部を含み、
第１の電極は胸郭に取り付けられ、
第２の電極は患者の大腿部に取り付けられる。
【０００６】
一部の実施形態では、プロセッサは、
正規化電流値ＩＮ＝Ｉ２／ＩＴを計算することであって、Ｉ２は第２の電流値であり、ＩＴは第１の電流値と第２の電流値との合計である、ことと、
線形関数をＩＮに適用することによってプローブの位置を計算することと、によって、プローブの位置を計算するように構成されている。
【０００７】
一部の実施形態では、プロセッサは、プローブから第１の電極及び第２の電極を介して受信された複数の初期電流に基づいて、線形関数を適用する前に、線形関数を学習するように更に構成されている。
【０００８】
一部の実施形態では、このプロセッサは、
プローブの位置が第１の領域内にあることを確認し、
確認に応答して、チャネルのうちの１つから第２の電極を切断するように更に構成されている。
【０００９】
一部の実施形態では、プロセッサは、第１の電流値及び第２の電流値に基づいてプローブの偏向角度を計算するように更に構成されている。
【００１０】
本発明の一部の実施形態によれば、患者の身体の領域で患者の皮膚に取り付けられ、かつ異なるそれぞれの導電性チャネルに接続される間に、身体内に配設されたプローブからそれぞれの第１の電流を受信して、それにより、第１の電流がチャネル上を通過するように構成された複数の第１の電極を含む、システムが更に提供される。システムは、皮膚に取り付けられている間に、プローブから第２の電流を受信するように構成された第２の電極を更に含む。システムは、プローブが領域と第２の電極との間にある間に、第２の電極をチャネルのうちの特定の１つに接続して、それにより、第２の電流がチャネルのうちの特定の１つ上を通過するように構成されたスイッチを更に含む。
【００１１】
一部の実施形態では、スイッチは、第２の電極を第１の電極のうちの特定の１つに短絡させることによって、第２の電極をチャネルのうちの特定の１つに接続するように構成されている。
【００１２】
一部の実施形態では、スイッチは、プローブが領域内にある間に、第２の電極を、チャネルのうちの特定の１つの代わりにアブレーション信号発生装置に接続するように更に構成されている。
【００１３】
一部の実施形態では、
スイッチは第１のスイッチであり、
システムは、プローブが領域内にあり、第２の電極がチャネルのうちの特定の１つから切断されている間に、第２の電極をアブレーション信号発生装置に接続するように構成された第２のスイッチを更に含む。
【００１４】
一部の実施形態では、
第１のスイッチはコンソールの内部に配設され、
第２のスイッチはアブレーション信号発生装置の内部に配設されている。
【００１５】
本発明の一部の実施形態によれば、複数の導電性チャネルを介して、（ｉ）患者の身体内にあるプローブから、身体の領域で患者の皮膚に取り付けられている複数の第１の電極を介したそれぞれの第１の電流と、（ｉｉ）プローブから、皮膚に取り付けられかつチャネルのうちの１つに接続されている第２の電極を介した第２の電流と、を受信することを含む、方法が更に提供される。この方法は、第１の電流のそれぞれの第１の電流値、及び第２の電流の第２の電流値を確認することと、第１の電流値及び第２の電流値に基づいて、領域と第２の電極との間のプローブの位置を計算することと、を更に含む。
【００１６】
本発明の一部の実施形態によれば、患者の身体の領域で患者の皮膚に取り付けられ、かつ異なるそれぞれの導電性チャネルに接続された複数の第１の電極によって、身体内に配設されたプローブからそれぞれの第１の電流を受信し、それにより、第１の電流がチャネル上を通過することを含む、方法が更に提供される。この方法は、皮膚に取り付けられた第２の電極によって、プローブから第２の電流を受信することと、プローブが領域と第２の電極との間にある間に、スイッチを用いて第２の電極をチャネルのうちの特定の１つに接続して、それにより、第２の電流がチャネルのうちの特定の１つ上を通過することと、を更に含む。
【００１７】
一部の実施形態では、
領域は、患者の胸郭の少なくとも一部を含み、
第１の電極は胸郭に取り付けられ、
第２の電極は患者の大腿部に取り付けられている。
【００１８】
本発明の一部の実施形態によれば、プログラム命令が記憶されている有形の非一時的コンピュータ可読媒体を含む、コンピュータソフトウェア製品が更に提供される。命令は、プロセッサによって読み取られると、プロセッサに、複数の導電性チャネルを介して、（ｉ）患者の身体内にあるプローブから、身体の領域で患者の皮膚に取り付けられている複数の第１の電極を介したそれぞれの第１の電流と、（ｉｉ）プローブから、皮膚に取り付けられかつチャネルのうちの１つに接続されている第２の電極を介した第２の電流と、を受信することを行わせる。命令は、プロセッサに、第１の電流のそれぞれの第１の電流値、及び第２の電流の第２の電流値を確認することと、第１の電流値及び第２の電流値に基づいて、領域と第２の電極との間のプローブの位置を計算することと、を更に行わせる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明は、その実施形態の以下の詳細な説明を図面と併せ読むことによって一層十分な理解がなされるであろう。
【図１】本発明の一実施形態による、プローブ追跡システムの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による、本システムによって追跡されるプローブの遠位部分の概略図である。
【図３】本発明の一実施形態による、追跡システムの第１の修正例のための電気接続を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施形態による、追跡システムの第２の修正例のための電気接続を示す概略図である。
【図５】本発明の一実施形態による、追跡システムの第３の修正例のための電気接続を示す概略図である。
【図６】本発明の一実施形態による、実験設定の概略図である。
【図７】本発明の一実施形態による、設定に使用される遠位プローブの概略図である。
【図８】本発明の一実施形態による、設定から得られる結果の概略的グラフである。
【図９】本発明の一実施形態による、患者内にあるプローブを追跡する際に実施される工程のフロー図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、フロー図の態様を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態による、フロー図の態様を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態による、フロー図の態様を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態による、フロー図の態様を示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態による、フロー図の態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
概説
一部の侵襲性心臓処置の間では、プローブが、例えば、患者の左又は右大腿静脈を介して患者の身体内に挿入され、続いて心臓まで前進させられる。心臓に到達すると、プローブはマッピング及び／又はアブレーションのために使用され得る。
【００２１】
一般に、プローブは、例えば、磁気追跡システム及び／又は高度電流位置（advanced current location）（ＡＣＬ）システムなどの１つ又は２つ以上の既知の追跡システムを使用して、心臓付近で良好に追跡され得る。しかしながら、これらのシステムは、典型的には、心臓を含む体積などの局所領域内のみでプローブを追跡するように構成され、一般に、局所領域外では、良好な追跡を提供せず、又は更には全く追跡を提供しない。これは、プローブが心臓から比較的遠く離れているとき、プローブを心臓まで前進させる間に問題となり得る。代替的な追跡方法としては、蛍光透視法及び超音波法が挙げられるが、蛍光透視法は電離放射線を使用し、超音波プローブの能力は限定されている。
【００２２】
この課題に対処するために、本発明の実施形態は、プローブの挿入点付近で患者の身体に連結された追加的マッピング電極によってＡＣＬシステムを強化する。追加的マッピング電極によって受信された電流は、プローブが心臓まで前進している間にプローブを追跡するために使用される。本発明の実施形態は、既知の距離によって分離された少なくとも２つの電極、すなわち、互いに対する位置が既知である少なくとも２つの電極を含む任意のプローブと共に使用することができる。
【００２３】
より具体的には、プローブを患者内に挿入した直後に電流がプローブ電極に注入され、それに応答して、追加的マッピング電極がプローブ電極から電流を受信する。受信された電流とプローブの侵入点から心臓まで延びる軸に沿ったプローブ電極の位置との間には線形関係が存在することが判明した。したがって、相対的な電極位置が既知である場合には、受信した電流を用いて線形関係を学習することができる。線形関係を学習した後、プローブが患者の脈管構造を通って前進させられる際に追加的マッピング電極によって受信された電流を用いて、上記で参照した一次元において、プローブを追跡するために線形関係が用いられる。
【００２４】
システムの説明
以下の説明において、図面中の同様の要素は、同様の数字により識別され、同様の要素は、必要に応じて識別用の数字に文字を添えることにより区別される。
【００２５】
ここで、本発明の一実施形態による、プローブ追跡システム２０の概略図である図１、及びシステムによって追跡されるプローブ３２の概略図である図２を参照する。一部の実施形態では、プローブ３２は、カテーテル２４の遠位部分である。
【００２６】
簡潔及び明瞭にするため、以下の説明は、別途記載のない限り、本明細書では医療従事者と想定されるシステム２０のオペレータ２２によって医療処置が実施されることを想定し、ここでオペレータはカテーテル２４を患者２８の左又は右大腿静脈２６内に挿入する。処置は、例えば、患者の心臓３４の調査及び／又はアブレーションを含み得る。典型的に処置においては、カテーテルは、最初に、プローブ３２が患者の心臓３４中の又は心臓３４に近接した所望の場所に達するまで患者内に挿入される。
【００２７】
処置中、本明細書で「皮膚パッチ」、「パッチ」、「皮膚電極」又は「電極」とも称される複数のパッチ電極７７が、本明細書でマッピング領域３０と称される患者の身体の特定の領域において患者２８の皮膚に取り付けられる。典型的には、マッピング領域３０は、患者の心臓の少なくとも一部などの患者の胸郭の少なくとも一部を含み、電極７７は、患者の胸及び／又は背中の皮膚などの胸郭の皮膚に取り付けられる。例として、本明細書の説明は、患者の心臓の付近の患者２８の皮膚に取り付けられた６つのパッチ７７を仮定する。
【００２８】
システム２０は、様々なモジュールを実行することによって本明細書に記載される機能を実行するプロセッサ４０を備え、これらのモジュールのそれぞれは、任意の好適なハードウェア及び／又はソフトウェア要素を含み得る。モジュールは電流追跡モジュール３７を含み、またこれに加えて、電磁追跡モジュール３６及び／又はアブレーションモジュール３９を含んでもよい。モジュールの機能について以下でより詳細に述べる。一般に、特定のモジュールの機能は、モジュールによって、又はモジュールを実行することでプロセッサによって実行されると言うことができる。
【００２９】
プロセッサ４０は典型的にコンソール４６に載置されており、コンソール４６は、典型的にマウス又はトラックボールなどのポインティングデバイスを含む操作制御部３８を備え、オペレータ２２はこの操作制御部３８を使用してプロセッサと相互作用する。プロセッサ４０によって実行された操作の結果は、ディスプレイ４８上でオペレータに提示されて、ディスプレイ４８は、典型的には、患者２８内でプローブ３２が取った経路の視覚表現を提示する。
【００３０】
一般に、プロセッサ４０は、単一のプロセッサとして、又は連携してネットワーク化若しくはクラスタ化されたプロセッサのセットとして、具現化されてもよい。一部の実施形態では、本明細書で説明されるプロセッサ４０の機能は、例えば１つ若しくは２つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を使用して、ハードウェア内にのみ実装される。他の実施形態では、プロセッサ４０の機能は、少なくとも部分的にソフトウェア内に実装される。例えば、一部の実施形態では、プロセッサ４０は、少なくとも中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むプログラム済みデジタルコンピューティングデバイスとして具現化される。ソフトウェアプログラムを含むプログラムコード、及び／又はデータは、ＣＰＵによる実行及び処理のためにＲＡＭに読み込まれる。プログラムコード及び／又はデータは、例えば、ネットワークを介して、電子形態でプロセッサにダウンロード可能である。あるいは又は更に、プログラムコード及び／又はデータは、磁気、光学、又は電子メモリなどの非一時的有形媒体上に提供及び／又は記憶されてもよい。このようなプログラムコード及び／又はデータが、プロセッサに提供されると、本明細書に記載されているタスクを行うように構成されている、機械又は専用コンピュータが実現する。
【００３１】
心臓３４を含むマッピング領域３０におけるプローブ３２の経路を追跡するために、本発明の実施形態は、第１の電流ベースの追跡システム２１を使用し、また、第２の電磁ベースの追跡システム２３も使用することができる。両方のシステムが以下に記載され、また、以下で更に詳細に記載されるように、本発明の実施形態では、第１の追跡システムは、領域３０外でプローブ３２の追跡を可能にするように修正されている。
【００３２】
第１の追跡システム２１は、その開示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第８，４５６，１８２号（Ｂａｒ−Ｔａｌら）に記載されたものと同様の電流測定追跡システムを含む（こうしたシステムの例はＡＣＬシステムである）。Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ（３３  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｄｒｉｖｅ，Ｉｒｖｉｎｅ，ＣＡ  ９２６１８  ＵＳＡ）によって製造されるＣａｒｔｏ（商標）システムも電流測定追跡システムを使用する。電流測定追跡システムは、電流追跡モジュール３７の制御を受ける。プローブ３２は、図２に示すように、一般にプローブ電極５０と称される１つ又は２つ以上のプローブ電極５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、．．．を有する。第１の追跡システム２１では、モジュール３７は、追跡される選択された電極５０に電流を注入する。電流は、パッチ電極７７によって受信され、異なるそれぞれの導電性チャネルを介して電流追跡モジュール３７に伝達される。したがって、第１の追跡システム２１は、電極７７及びモジュール３７を備える（本明細書に記載されるパッチ電極７７及び他の皮膚電極用の導電性ケーブルは、電極のそれぞれに対して存在するが、明確にするため、図中でケーブルは電極の一部に対してのみ示されている）。
【００３３】
所与のプローブ電極５０と皮膚パッチ７７との間の電流は、とりわけ、電極と各パッチとの間のインピーダンスが電極のパッチからの距離に依存しているため、プローブ電極の場所によって変化する。モジュール３７は、パッチ７７によって受信されたそれぞれの電流を測定する。これに応答して、モジュール３７は、以下に更に説明されるように、各プローブ電極の位置、ひいてはプローブの位置を計算する。プローブの位置を計算することに応答して、モジュール３７は、プローブの位置の表示（例えば、ディスプレイ４８上の視覚的表示）を生成してもよい。
【００３４】
上述したように、皮膚パッチ７７はマッピング領域３０に位置し、それにより、モジュール３７は、電極が領域内に存在するとき、異なるパッチ電流からマッピング領域３０内の所与の電極５０の場所を決定することができる。
【００３５】
皮膚パッチ７７に加えて、本発明の実施形態は、本明細書で「追加的マッピング電極」と称される別のマッピング電極を利用する。一部の実施形態では、追加的マッピング電極は、典型的にはプローブの挿入点がパッチ７０と電極７７との間にあるように患者２８の皮膚に取り付けられる、余分の皮膚パッチ７０である。例えば、パッチ７０は、患者の大腿部の皮膚の、プローブが患者の大腿静脈内に挿入される点より下に（即ち下方に）取り付けられ得る。あるいは、プローブが患者の腕の橈側皮静脈又は別の静脈内に挿入される場合、パッチは、挿入点に対して遠位方向の腕の皮膚に、即ち、挿入点と患者の手との間に取り付けられてもよい（一部の実施形態では、少なくとも３０ｃｍの距離が、パッチ７０を最も近い電極７７から分離する）。電極７７と同様に、余分の皮膚パッチ７０は、皮膚に取り付けられている間にプローブから電流を受信するように構成される。これらの電流が第１の追跡システム２１によって使用される方法を以下で説明する。
【００３６】
実装されるとき、第２の追跡システム２３は、その開示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，６９０，９６３号（Ｂｅｎ−Ｈａｉｍら）に記載されるもの、及びＢｉｏｓｅｎｓｅ−Ｗｅｂｓｔｅｒにより製造されるＣａｒｔｏ（商標）システムにおいて使用されているものと同様の電磁追跡システムを含む。電磁追跡システムは、電磁追跡モジュール３６の制御を受ける。電磁追跡システムは、複数の磁場発生装置を含み、本明細書では３セットの発生装置６６を含むように想定され、各セットが３つの直交コイルを含んでおり、それにより、複数の発生装置は合計９つのコイルを含む。発生装置６６は、患者２８の下の周知の場所に設置され、周知の場所は発生装置の基準系を定義している。モジュール３６は、とりわけ、発生装置によって生成された交番磁場の振幅及び周波数を制御する。
【００３７】
交番磁場は、プローブ３２内に位置するコイルと相互作用してコイル内に交流起電力（ＥＭＦ）を発生させ、ＥＭＦは追跡モジュール３６によって信号として受信される。モジュールは、受信した信号を分析し、この分析から、画定された基準系内のプローブコイルの場所及び配向を決定することができる。
【００３８】
典型的には、第１の追跡システムによる、又は両方の追跡システムによる追跡は、例えば、プローブを表すアイコンを患者２８の画像に組み込むことによって、並びに、任意選択的に、プローブが取った経路の表示によって、ディスプレイ４８上に視覚的に提示される。
【００３９】
アブレーションモジュール３９は、オペレータ２２によって選択された心臓３４の領域にＲＦ電力を送達する高周波（ＲＦ）発生装置４１と通信する。オペレータ２２は、アブレーション電極を備えるアブレーションプローブを領域に位置決めすることによって、領域を選択する。プローブ３２、及び電極５０のうちの１つをアブレーションプローブ及びアブレーション電極として使用してもよいが、明確さのために、本明細書の説明は、アブレーション電極７２を有する別個のアブレーションプローブ７４の使用を想定する（図３、４、及び５は、プローブ７４及び電極７２を示す）。
【００４０】
ＲＦ電力のレベル、及びＲＦ電力が送達される期間は、オペレータ２２によって制御部３８を使用して設定されてもよい。発生装置４１によってアブレーション電極７２を介して患者に送達されるＲＦ電力からの電流は、本明細書ではＲＦ不関電極とも呼ばれるリターン電極８０を介して発生装置に戻る。リターン電極８０は、患者２８の皮膚に、典型的には患者の下背部の皮膚に取り付けられる。一部の実施形態では、以下で更に説明されるように、リターン電極８０は、追加的マッピング電極として、余分のパッチ７０の代わりに使用される。
【００４１】
電流追跡モジュール３７は、図３を参照して以下で更に説明するように、電流がパッチ電極から受信されるそれぞれのチャネルと共に、電流が電極５０に注入されるそれぞれのチャネルと通信する。電磁追跡モジュール３６は、誘導されたＥＭＦがプローブ３２内のコイルから受信されるチャネルと共に、発生装置制御信号が発生装置６６に送信されるチャネルと通信する。
【００４２】
上述したように、本発明の実施形態は、第１の追跡システムを修正して、領域３０外でのプローブ３２の追跡を可能にする。本明細書の以下に記載される修正のそれぞれは、プローブがマッピング領域３０と追加的マッピング電極との間にある間、追加的マッピング電極を、パッチ電流が受信されるチャネルのうちの特定の１つに接続する。追加的マッピング電極を介してチャネルのうちの特定の１つを通る電流に基づいて、プロセッサ４０はプローブの位置を計算する。
【００４３】
第１の修正例
図３は、本発明の実施形態による、第１の追跡システム２１の第１の修正例２１Ａのための電気接続を示す概略図である。図では、患者２８は円及び楕円として概略的に示され、患者に取り付けられたパッチ電極７７は、患者の前面で３つのパッチ７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｃ、並びに患者の背面で３つのパッチ７７Ｄ、７７Ｅ、及び７７Ｆとして識別されている。
【００４４】
各パッチ７７は、異なるそれぞれの導電性チャネルに接続されており、それにより、各パッチは、その受信した電流をチャネルのうちの異なるそれぞれの１つに通す。例として、図３は、総称的にチャネルＣ７７と呼ばれる６つのチャネルＣ７７Ａ、Ｃ７７Ｂ、Ｃ７７Ｃ、Ｃ７７Ｄ、Ｃ７７Ｅ、及びＣ７７Ｆを示す（電極７７ＡはチャネルＣ７７Ａに、電極７７ＢはチャネルＣ７７Ｂに、などのように接続されている）。各チャネルは、１つ若しくは２つ以上のワイヤ（又は「線」）、ポート、又はソケットなどの任意の好適な導電性要素を含んでもよい。各チャネルは、コンソール４６（図１）の外部及び／又は内部に配置されてもよい。例として、本明細書の図は、チャネルＣ７７がコンソール４６内の電気インターフェース３５に属すると仮定する。
【００４５】
プローブ３２及びアブレーションプローブ７４は縮尺どおりに描かれていないが、図３は、アブレーション電極７２が領域３０内にあり、プローブ３２が領域外にあると仮定する。しかしながら、システム２１及びその修正例は、プローブ７４の存在及び機能に依存しない。
【００４６】
第１の修正例では、システム２１は、余分のパッチ電極７０を患者２８の皮膚に取り付けることによって修正される。余分のパッチは、典型的には、カテーテル２４の患者２８への挿入点と領域３０との間、かつ典型的には挿入点よりも下である、患者上の予想経路に近い点で患者に取り付けられる。したがって、挿入点が左又は右大腿静脈であり、プローブ経路がこれらの静脈のいずれかに沿って続くことが予想される場合、余分のパッチ７０は患者の下腿部に取り付けられてもよい。
【００４７】
余分のパッチ７０は、導電線７１によってチャネルＣ７７のうちの１つにガルバニック接続される。例えば、線７１は、システム２１のパッチ電極７７のうちの１つの代わりに、パッチ７０をチャネルのうちの１つに接続することができる。あるいは、図３に示すように、線７１は、パッチ７０を、本明細書では例として電極７７Ｃであると仮定されるシステム２１のパッチ電極７７のうちの１つにガルバニック接続して（又は「短絡させて」）もよい。
【００４８】
一部の実施形態では、線７１は、閉鎖されて、したがって、少なくともプローブがマッピング領域３０と電極７０との間にある間は電極７０の接続を維持するように構成されたスイッチ７３を含む。提供される場合、スイッチ７３は、以下で説明されるように、プロセッサ４０によって、又はオペレータ２２によって開閉され得る。明確さのために、別途記載のない限り、以下の説明では、スイッチ７３は存在しないものと仮定される。
【００４９】
第１の修正例２１Ａは、上述のように接続された電極７７及び余分のパッチ電極７０を含むことが理解されるであろう。第１の修正例２１Ａは、プローブ３２上の電極５０のいずれかを追跡することができるが、簡潔にするために、以下に記載される場合を除き、説明は、電極５０Ｃのみが追跡されるものと仮定する。
【００５０】
余分のパッチ電極７０の追加は、電極５０Ｃに注入された電流からの単流をチャネルＣ７７Ｃに提供する「スプリットパッチ（split patch）」を形成する。単流はパッチ７０及び７７Ｃから導出され、とりわけ、２つのパッチに対する電極５０Ｃの位置決めに依存する。したがって、この電流を測定することで、以下で詳細に説明されるように、領域３０外の電極５０Ｃの位置の表示が提供される。
【００５１】
第１の修正例２１Ａの利点は、電極７０によって提供される追加の追跡機能が、導電性チャネルの追加を必要とせず、むしろ、電極７０が既存のチャネルに単に接続されていることである。
【００５２】
第２の修正例
図４は、本発明の一実施形態による、第１の追跡システム２１の第２の修正例２１Ｂのための電気接続を示す概略図である。以下に説明する差異を除き、修正例２１Ｂの動作は修正例２１Ａ（図３）の動作と概ね同様であり、両方の修正例で同じ参照番号によって示される要素は構造及び動作が概ね同様である。
【００５３】
修正例２１Ａとは対照的に、修正例２１Ｂに余分のパッチ電極７０は存在しない。むしろ、修正例２１Ｂでは、リターン電極８０は、リターン電極がＲＦ発生装置４１に接続されていないときにチャネルのうちの１つに接続されることによって、追加的マッピング電極として機能する。例えば、第１の構成にあるスイッチ８２は、例えば、電極８０を、本明細書では電極７７Ｃであると仮定される電極７７のうちの１つに短絡させて、それにより、不関電極がＲＦ発生装置４１のリターンから切断されることによって、不関電極８０をチャネルのうちの１つにガルバニック接続してもよい。第１の構成を図４に示す。
【００５４】
第１の構成では、ＲＦ発生装置４１のリターンが不関電極から切断されるため、ＲＦ発生装置は動作不能であり、アブレーション電流はアブレーション電極７２から伝達されない。加えて、接続された不関電極及びパッチ７７Ｃはスプリットパッチとして機能して、電極５０Ｃに注入された電流からチャネルＣ７７Ｃに単流を供給する。第１の実施形態に関しては、単流は、とりわけ、不関電極８０及びパッチ７７Ｃに対する電極５０Ｃの位置決めに依存し、この電流を測定することによって、領域３０外における電極５０Ｃの位置の表示が提供される。
【００５５】
スイッチ８２の第２の構成では、スイッチは、不関電極８０をＲＦ発生装置４１のリターンに接続し、それにより、不関電極はチャネルＣ７７Ｃから切断される。この構成では、ＲＦ発生装置４１は動作可能であり、電極７２にアブレーション電流を送達することができる。
【００５６】
一般に、スイッチ８２は、プローブがマッピング領域３０とリターン電極８０との間にあるときに第１の構成にあり、プローブがマッピング領域内にあるときに第２の構成にある。スイッチ８２は、手動で、又はプロセッサ４０によって操作されてもよい。
【００５７】
第２の修正例２１Ｂの利点は、余分の電極を必要としないことである。更に、第１の修正例２１Ａの場合と同様に、追加の導電性チャネル、又はＲＦ発生装置に対する変更は必要ない。
【００５８】
第３の修正例
図５は、本発明の一実施形態による、第１の追跡システム２１の第３の修正例２１Ｃのための電気接続を示す概略図である。以下に説明する差異を除き、修正例２１Ｃの動作は修正例２１Ａ及び２１Ｂ（図３及び４）の動作と概ね同様であり、３つの修正例で同じ参照番号によって示される要素は構造及び動作が概ね同様である。
【００５９】
第３の修正例２１Ｃは、追加の追跡機能がリターン電極８０によって提供されるという点で、第２の修正例２１Ｂと同様である。しかしながら、リターン電極８０のガルバニック接続を制御する単一のスイッチの代わりに、２つのスイッチがこの接続を制御し、第１のスイッチ８６がチャネルへの接続を制御し、第２のスイッチ８８がＲＦ発生装置への接続を制御する。
【００６０】
一部の実施形態では、図５に示すように、第１のスイッチ８６は、コンソールの電気インターフェース３５の内部に配設され、「アイドリングスイッチ」と呼ばれることがある第２のスイッチ８８は、ＲＦ発生装置４１の内部に配設される。したがって、ＲＦ発生装置４１が典型的にコンソールの内部にあることを考慮すると、スイッチの両方がコンソールの内部にあってもよい。こうした実施形態では、リターン電極８０はパッチ７７Ｃに接続されず、スイッチはプロセッサ４０によって制御される。
【００６１】
第３の修正例２１Ｃの動作の２つの状態が存在する。第１の状態では、ＲＦ発生装置がいかなるアブレーション電力も提供せず、かつそのリターン線が不関電極８０から隔離されるように、第２のスイッチ８８は開かれている。更に、第１の状態では、第１のスイッチ８６は、不関電極とチャネルＣ７７Ｃとの間にガルバニック接続が存在するように閉じられている。この第１の状態では、不関電極８０がパッチ７７Ｃを効果的に置き換え、また、不関電極の位置のために、電極５０の追跡は、不関電極と領域３０との間で実施され得る。
【００６２】
第３の修正例２１Ｃの動作の第２の状態では、アブレーション電力が電極７２に提供され得るように、アイドリングスイッチ８８は閉じられている。また、第２の状態では、不関電極とチャネルＣ７７Ｃとの間にガルバニック接続が存在しないように、第１のスイッチ８６は開かれている。第２の状態では、５つの接続されたパッチ７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｄ、７７Ｅ、及び７７Ｆから受信した電流に基づいて、領域３０における電極５０の追跡を実施することができる。
【００６３】
第２の修正例２１Ｂの場合と同様に、第３の修正例２１Ｃは、余分の電極を全く必要としない。更に、外部スイッチではなく内部スイッチを設けることにより、オペレータによるシステムの利用を簡略化することができる。
【００６４】
追跡技術の概論
上述のように、プローブがマッピング領域３０と追加的マッピング電極との間にある間、追加的マッピング電極からの電流を含む複数の電流がチャネルＣ７７を介して受信される。チャネルを通過した後、電流は、典型的にはコンソール４６内に位置するアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路を通過する（図１）。電流は、ノイズ除去回路、及び／又は任意の他の好適な回路を更に通過してもよい。デジタル化された信号は、プロセッサ４０によって実行される電流追跡モジュール３７（図１）によって受信される。上記を鑑みると、特許請求の範囲を含む本願の文脈では、プロセッサは、プロセッサが信号をその生の形態で受信しない場合であっても、パッチのうちの１つを介して信号を受信すると言うことができることに留意されたい。
【００６５】
それぞれの受信された電流に対し、電流追跡モジュール３７は、電流の値を確認（又は「測定」）する。以下に詳細に記載されるように、電流値に基づいて、電流追跡モジュールは、マッピング領域と追加的マッピング電極との間のプローブの位置を計算する。一部の実施形態では、プロセッサは、電流値に基づいて、プローブの偏向角度も計算する。
【００６６】
典型的には、プローブの位置は、マッピング領域と追加的マッピング電極の領域との間に延びる軸に沿って、一次元で計算される。例えば、マッピング領域が患者の胸郭にあり、追加的マッピング電極が患者の大腿部に取り付けられる実施形態では、プロセッサは、患者の上下軸に沿ったプローブの位置を計算することができる。
【００６７】
上記にかかわらず、一部の実施形態では、プローブの位置は、複数の追加的マッピング電極からの電流値に基づいて、２つ以上の次元で計算される。例えば、２つの余分の皮膚パッチ７０は、１つは患者の右大腿部、もう１つは患者の左大腿部の、患者の皮膚の挿入点より下方に連結されてもよい。続いて、２つの余分の皮膚パッチからの信号に基づいて、プローブの位置が、患者の上下軸に沿って、また更に患者の外内軸（lateral-medial axis）に沿って計算され得る。第２の余分の皮膚パッチは、第１の修正例２１Ａに従ってパッチ７７の別の１つ（パッチ７７Ｂなど）に、又は余分の専用チャネルＣ７７にガルバニック接続されてもよい。
【００６８】
下記で更に説明するように、プロセッサは、典型的には、（ｉ）プローブ電極に注入される電力に関して正規化電流値ＩＮ＝Ｉ２／ＩＴを計算することであって、Ｉ２は、追加的マッピング電極からの電流の値であり、ＩＴ（すなわち「Ｉｔｏｔａｌ」）は電流の値の合計である、ことと、（ｉｉ）線形関数をＩＮに適用することと、によって、各プローブ電極の位置を計算する。続いて、プローブ電極のうちのいずれかの位置をプローブの位置として取得してもよく、あるいは、プローブの位置を、それぞれのプローブ−電極位置の平均として画定してもよい。
【００６９】
プローブの位置を追跡することによって、プロセッサは、いつプローブの位置がマッピング領域３０内にあるかを確認することができる。プローブがマッピング領域に到達したことを確認するのに応答して、プロセッサは、例えば、スイッチ７３（図３）、又はスイッチ８２（図４）、又はスイッチ８６及び８８（図５）を制御することによって、追加的マッピング電極をチャネルＣ７７Ｃから切断することができる。
【００７０】
線形関数を適用する前に、プロセッサは、典型的には、電極７７及び追加的マッピング電極を介してプローブから受信した初期電流に基づいて、線形関数を学習する。
【００７１】
本明細書に記載される追跡技術の理論的基礎を説明するために、ここで図６〜８を参照する。図６は、本発明の一実施形態による、実験設定の概略図であり、図７は、本発明の一実施形態による、設定に使用される遠位プローブの概略図であり、図８は、本発明の一実施形態による、設定から得られる結果の概略的グラフである。
【００７２】
本発明の実施形態によって実行される追跡を検証するために、発明者らは、第１の構成で第２の修正例２１Ｂの要素をブタ１２８に適用した。したがって、６つのパッチ７７がブタの皮膚に取り付けられ、加えて、不関電極８０がブタに取り付けられ、パッチ７７Ｃにガルバニック接続された。別途記載のない限り、本明細書に記載される実験設定は、カテーテル２４と概ね同様のカテーテルの遠位部分であるプローブ１３２がブタ１２８内に挿入されたことを想定する。
【００７３】
ブタ内でプローブ１３２を追跡するために、３軸コイルセンサー９０を既知の位置でプローブ内に組み込み、電磁追跡システム２３を使用してセンサの位置を追跡した。上述したように、システム２３は、プロセッサ４０によって実行される磁気発生装置６６及び電磁追跡モジュール３６（図１）を使用して、センサ９０内の信号を誘導し、信号を分析し、分析された信号からセンサの位置を見つける（電磁追跡モジュールは、発生装置制御チャネル４３を介して発生装置に制御信号を伝達する）。位置は、発生装置６６によって画定された基準系９４内で見出され、基準系は、正のｙ軸が上方向にブタの長手方向軸と平行し、かつ同じ方向であると想定される直交軸を有する（ブタの長手方向軸はヒト患者の上下軸に類似する）。
【００７４】
実験設定のため、プローブ１３２は円筒形であり、５対の双極電極９２、すなわち、１０個の電極９２Ａ１、９２Ａ２、９２Ｂ１、９２Ｂ２、．．．９２Ｅ１、及び９２Ｅ２を備えており、電極９２Ａ１は最遠位の電極であり、電極９２Ｅ２は最近位のものである。プローブ１３２に沿った電極の位置及び間隔を測定し、この間隔は実験中に一定のままであった。
【００７５】
最初に、電気絶縁性シース９６を、ブタの大腿静脈内に数ミリメートル挿入した。プローブ１３２をシース内に挿入し、プロセッサ４０によって実行された電流追跡モジュール３７（図１）が、プローブの１０個の電極９２にそれぞれの電流を注入した。
【００７６】
実験中、電流追跡モジュール３７は、パッチ７７Ｃ及び不関電極８０からチャネルＣ７７Ｃ、ＩＣ７７Ｃによって受信された電流を測定した。この測定された電流から、以下に説明するとおり、不関電極８０によって受信された電流を推定した。
【００７７】
モジュール３７は、モジュール内のそれぞれのチャネルによって受信されたパッチ７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｄ、７７Ｅ、及び７７Ｆからの５つの電流を測定して、これらのパッチの全電流を見つけた。続いて、モジュールは、チャネルＣ７７Ｃによって受信された電流を加算して、モジュール３７によって受信された全電流、Ｉｔｏｔａｌを見つけた。続いて、チャネルＣ７７Ｃに対する正規化電流を、以下の比ＩＮとして計算した。
【００７８】
【数１】
2020054816.tif 000003
【００７９】
典型的には、領域３０内のプローブの場合、チャネルＣ７７Ｃ内の電流（すなわち、パッチ７７Ｃからの電流）は、パッチ７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｄ、７７Ｅ、及び７７Ｆからの電流のそれぞれに実質的に等しく、したがって、ＩＮは約
【００８０】
【数２】
2020054816.tif 000004
すなわち約１７％である。これを超える任意の値は、不関電極からの正規化電流の推定値を与える。
【００８１】
図８は、プローブ１３２がブタ１２８の大腿静脈を通って移動するときの、１０個の電極９２のそれぞれ対センサ９０の測定位置に対する正規化電流ＩＮの概略グラフである。上述のように、センサ９０の位置は、電磁追跡モジュール３６を使用して測定され、測定された位置はセンサのｙ値であった。
【００８２】
グラフは、電極９２の全て又はいくつかがシース内にあったときの状態に対応する第１の領域Ａ、及び全ての電極がシースから出たときの状態に対応する第２領域Ｂの２つの区分に分割されている。
【００８３】
グラフは、プローブがシースの遠位端に近づくにつれて、各電極９２からの正規化電流が、約５０％である最大電流まで増加することを示す。シースから出ると、各正規化電流は最大電流から減少した。
【００８４】
グラフから明らかなように、領域Ｂでは、電極９２からの正規化電流は、プローブが追加の追加的マッピング電極から離れて移動するにつれて単調に減少した。これもグラフから明らかなように、測定されたｙ値に対する正規化電流の変化は直線状である。
【００８５】
したがって、グラフの各線は、以下の等式によって表すことができ、
ＩＮ＝ｍ・ｙ＋ｂ                                  （２）
式中、ｍは、ＩＮ対ｙのグラフの勾配であり、
ｂは、ＩＮ対ｙのグラフの垂直軸切片である。
【００８６】
上記の実験は、上記の第２の修正例に基づく構成に対して実施されたが、本発明者らは、ｙ値に対する電流の線形変化は、本明細書に記載の他の修正例でも保たれることを確認した。
【００８７】
プローブの追跡
上記の実験は、正規化電流が、上下軸に沿ったプローブの位置と共に直線的に変化することを実証する。以下に記載されるように、プロセッサ４０は、電磁追跡システムを使用すらせずにこの線形関係を学習し、続いて、学習した線形関係を使用してプローブを追跡するように構成される。
【００８８】
概論として、等式（２）は以下のように書き換えられてもよく、
【００８９】
【数３】
2020054816.tif 000005
式中、Ｍは、ｙ対ＩＮのグラフの勾配に対応する等式（３）のパラメータであり、
Ｂは、ｙ対ＩＮのグラフの垂直軸切片に対応する等式（３）のパラメータであることに留意されたい。
【００９０】
したがって、図９のフロー図を参照して以下で説明するように、プロセッサ４０は、等式（３）の形態で式を定式化して、プローブ３２上の電極のそれぞれについて、ＩＮの測定値からｙの値を計算することができる。
【００９１】
等式（３）は、各電極に対するｙ位置と正規化電流との間の線形関係であることに留意されたい。本開示及び特許請求の範囲において、ｙ位置などの第１の変数と正規化電流などの第２の変数との間に線形関係が存在する場合、第１の変数の変化と対応する第２の変数の変化との間に一定の比が存在する。例えば、等式（３）は、一定の比Ｍを有する。
【００９２】
図９は、本発明の一実施形態による、患者内にあるプローブを追跡する際に実施される工程のフロー図であり、図１０〜１４は、本発明の一実施形態による、フロー図の態様を示す図である。明確にするために、フロー図は、カテーテル２４のプローブ３２が患者２８内に挿入されている状態で、第１の修正例２１Ａ（図３）の構成が実施されるものと仮定する。以下に別途記載のない限り、第１の修正例２１Ａは、パッチ７０がパッチ７７Ｃに常にガルバニック接続されるように、スイッチ７３を含まないものと仮定される。例として、プローブ３２は、３つの電極５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを含み、電極５０Ａが最遠位の電極であり、電極５０Ｃが最近位の電極であるものと仮定される。しかしながら、本発明の実施形態では、プローブは、２つ、又は３つを超える電極を有してもよいことが理解されるであろう。
【００９３】
プローブ３２は円筒形であると仮定され、患者２８に挿入する前に、電極５０Ａと５０Ｂとの間、及び電極５０Ｂと電極５０Ｃとの間の距離が測定され、図１１に示すように、ＤＡＢ及びＤＢＣとして記録される。最近位の電極と最遠位の電極との間の距離、（ＤＡＢ＋ＤＢＣ），ΔＤも記録される。加えて、閾値電流Ｉｔｈｒｅｓｈの値をプロセッサ４０に入力する（Ｉｔｈｒｅｓｈの意義は下記で説明する）。一実施形態では、５００μＡの電流が各電極５０に注入される処置の場合、Ｉｔｈｒｅｓｈは４５０μＡに設定される。しかしながら、当業者は、必要以上の実験を行うことなくＩｔｈｒｅｓｈの他の好適な値を公式化することができるであろう。以下に説明するように、フロー図の工程を実施する際、プロセッサは、等式（３）においてＭ及びＢの値を計算する。
【００９４】
第１の工程１００では、オペレータ２２は、短いシースを患者２８の大腿静脈内に挿入し、続いてプローブ３２をシース内に挿入する。続いて、プロセッサ４０は、チャネルＣ７７に受信された電流の測定を開始し、電極５０Ａ、５０Ｂ、及び５０Ｃのそれぞれの正規化電流を計算する。最初に、正規化電流は、図８のグラフの領域Ａに示されるように増加する。
【００９５】
退出工程１０２では、プロセッサは、全てのパッチ７７について合計された、電極５０Ａ、５０Ｂ、及び５０Ｃの全てからの電流が、いつ閾値電流Ｉｔｈｒｅｓｈよりも大きくなったかを記録する。この時点で、プロセッサは、全てのプローブ電極がシースから退出したと仮定する。この点に到達したという表示は、例えば、図１０に示されるように、ディスプレイ４８上の患者の一般図１２４上にマーカ１２０を位置決めするプロセッサによって、オペレータ２２に提供され得る。
【００９６】
全電流がＩｔｈｒｅｓｈを超えると、プロセッサは、最遠位の電極５０Ａの正規化電流値Ｉｄｉｓｔａｌ、及び最近位の電極５０Ｃの正規化電流値Ｉｐｒｏｘｉｍａｌを記録する。プロセッサはまた、任意の中間電極、この場合、本明細書ではＩ５０Ｂと称される電極５０Ｂの正規化電流値を記録する。この時点で、プローブはｙ軸と位置合わせされていると仮定され、その原点は、簡明さのために、図１１に示すように最近位電極（シースの遠位端に隣接する）に配置されてもよい。
【００９７】
続いて、プロセッサは、等式（４）を用いて等式（３）の勾配Ｍの値を計算し、
【００９８】
【数４】
2020054816.tif 000006
式中、
ΔＤは、最遠位の電極５０と最近位の電極５０との間の距離である。
【００９９】
等式（４）からのパラメータＭの値を使用して、プロセッサは、以下の表Ｉの３つの等式を最も満たすＢの値を求める。あるいは、プロセッサは、表Ｉの等式のサブセットに基づいてＢの値を求めてもよい。
【０１００】
【表１】
2020054816.tif 000007
【０１０１】
継続追跡工程１０４では、オペレータ２２がプローブ３２を大腿静脈内へと更に押し込む際に、プロセッサ４０は、ＩＮ５０Ｃ、ＩＮ５０Ｂ、及びＩＮ５０Ａの値を継続的に測定する。工程１０４中の任意の所与の時間インスタンスｔにおける測定値から、プロセッサは、上記のように導出されたＭ及びＢの値を用いた等式（３）を使用して、電極５０のそれぞれのｙ位置であるｙ５０Ｃ、ｙ５０Ｂ、及びｙ５０Ａの値を計算する（各電極のｙ位置は、シースからの電極の距離を示す）。プロセッサは、等式（５）によって与えられるように、ｙ５０Ｃ、ｙ５０Ｂ、及びｙ５０Ａの値を平均して、選択された時点でのプローブの平均ｙ位置ｙｍｅａｎ（ｔ）を見つける。
【０１０２】
【数５】
2020054816.tif 000008
【０１０３】
プローブの位置が、選択された時点でｙｍｅａｎ（ｔ）の値に達したという表示は、図１２に示すように、プロセッサが患者の一般図上でマーカ１２０をｙｍｅａｎ（ｔ）に対応する位置まで移動させることによってオペレータ２２に提供され得る。
【０１０４】
明確さのため、本明細書の説明は、プロセッサ４０が方程式の形態で線形関係を使用すると仮定しているが、当業者であれば、プロセッサは、ルックアップテーブルなどの他の形態の線形関係を使用してもよく、そのような線形関係は全て本発明の範囲内に含まれると想定されることが理解されよう。したがって、例えば、正規化電流を所与とすると、プロセッサは、等式（３）を使用してｙ位置を明確に計算するのではなく、ルックアップテーブル内の対応するｙ位置をルックアップすることができる。線形関係の方程式、ルックアップテーブル、又は他の表現は、「線形関数」と称され得る。
【０１０５】
また、工程１０４において、プロセッサは、図１３に示すように、工程１０２で画定されたｙ軸に対するプローブの偏向角度（又は「偏向」）θを継続的に確認する。プロセッサは、任意の所与の時間ｔにおいて、等式（６）によって与えられる、最近位の電極と最遠位の電極との間のｙ軸に平行な距離ΔＤ（ｔ）を見つける。
ΔＤ（ｔ）＝ｙ５０Ｃ−ｙ５０Ａ                      （６）
【０１０６】
続いて、プロセッサは、等式（７）に従って、この距離をΔＤの値（電極５０Ｃ及び５０Ａでの初期測定値から既知である）と比較して、偏向θを見つける。
【０１０７】
【数６】
2020054816.tif 000009
【０１０８】
第１の比較工程１０６では、プロセッサは、偏向θが、一部の実施形態では４５度に設定される予め設定された閾値を超えるかどうかをチェックする。予め設定された値を超えた場合、プロセッサは、警告工程１０８でオペレータ２２に、プローブ３２が大腿静脈からずれている可能性がある（例えば、プローブが大腿静脈と連通する静脈内に誤って前進させられている）と警告を発することができる。一実施形態では、警告は視覚的通知を含む。例えば、プロセッサは、図１４に示すように、マーカ１２０を異なるマーカ１３０に置き換えることができる。警告を受信すると、オペレータ２２は、偏向θが予め設定された値を超えないように、プローブを操作してもよい。典型的には、警告を発行した後、プロセッサは、第１の比較工程１０６を繰り返し実施し、プローブの向きに対する必要な補正が行われるまで後続の警報を発行する（例えば、マーカ１３０を表示し続けることによって）。
【０１０９】
第１の比較工程１０６が負を返すと、すなわち、偏θ向が予め設定された値を超えない場合、フロー図の制御は第２の比較工程１１２に進み、ここでプロセッサは、プローブ３２が領域３０（図１）内にあるか否かをチェックする。プローブ３２が領域３０内にあるか否かをチェックすることは、限定されるものではないが、パッチ電極７７上の電流をパッチ７７Ｃ上の電流と比較して観察すること（例えば、パッチ７７Ｃ上の電流とその他のパッチのうちの１つとの間の差異が所定の閾値未満であると観察すること）、及び／又は１つ若しくは２つ以上の電極５０上に心電図（ＥＣＧ）信号が存在すると検知すること（マッピング領域３０が心臓を含むと仮定して）、及び／又はプローブ３２が磁気センサを有する場合は磁気位置を使用することなどの任意の好適な方法によってであってよい。
【０１１０】
第２の比較工程１１２が負を返す場合、すなわち、プローブ３２が心臓マッピング領域３０内にない場合、フロー図の制御は工程１０４に戻る。
【０１１１】
第２の比較工程１１２が正を返す場合、すなわち、プローブ３２が領域３０内にある場合、オペレータ２２に対して、プローブが心臓マッピング領域内にあるという表示がディスプレイ４８上に提示され得る。更に、フロー図の最終工程１１６では、プロセッサ４０は、プローブの（一次元的）ｙ位置の追跡を中止し、その代わりに、電流ベースの追跡システム２１を用いて、全ての電極パッチ７７からの電流を使用してプローブの（三次元的）位置を追跡することができる。
【０１１２】
スイッチ７３が線７１（図３）内に存在する場合、これは工程１００〜１１２の間に閉じられ、制御が最終工程１１６に進むと開かれる。スイッチ７３の開閉は、オペレータ２２によって手動で、及び／又はプロセッサ４０によって自動的に実施されてもよい。
【０１１３】
図９のフロー図に関する上記の説明は、明確さのため、修正例２１Ａがプローブの追跡を可能にするために実施されることを想定しているが、当業者であれば、修正例２１Ｂ又は２１Ｃがプローブの追跡のために実施される場合、説明を準用して修正することが可能であろう。
【０１１４】
本発明が、本明細書上に具体的に示されて記載されたものに限定されない点が、当業者により理解されよう。むしろ、本発明の実施形態の範囲は、本明細書上に記載されている様々な特徴の組み合わせ及び部分的組み合わせの両方、並びに、上記の説明を一読すると当業者には想起されると思われる、従来技術には存在しない特徴の変更例及び改変例を含む。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。
【０１１５】
〔実施の態様〕
（１）  プローブ追跡システム内で追跡ボリュームを拡大するためのシステムであって、
複数の導電性チャネルと、
プロセッサであって、
前記導電性チャネルを介して、（ｉ）患者の身体内にあるプローブから、前記身体の領域で前記患者の皮膚に取り付けられている複数の第１の電極を介したそれぞれの第１の電流と、（ｉｉ）前記プローブから、前記皮膚に取り付けられかつ前記チャネルのうちの１つに接続されている第２の電極を介した第２の電流と、を受信し、
前記第１の電流のそれぞれの第１の電流値、及び前記第２の電流の第２の電流値を確認し、かつ
前記第１の電流値及び前記第２の電流値に基づいて、前記領域と前記第２の電極との間の前記プローブの位置を計算するように構成された、プロセッサと、を備える、システム。
（２）  前記領域は、前記患者の胸郭の少なくとも一部を含み、
前記第１の電極は前記胸郭に取り付けられ、
前記第２の電極は前記患者の大腿部に取り付けられている、実施態様１に記載のシステム。
（３）  前記プロセッサは、
正規化電流値ＩＮ＝Ｉ２／ＩＴを計算することであって、Ｉ２は前記第２の電流値であり、ＩＴは前記第１の電流値と前記第２の電流値との合計である、ことと、
線形関数をＩＮに適用することによって前記プローブの前記位置を計算することと、
によって、前記プローブの前記位置を計算するように構成されている、実施態様１に記載のシステム。
（４）  前記プロセッサは、前記プローブから前記第１の電極及び前記第２の電極を介して受信された複数の初期電流に基づいて、前記線形関数を適用する前に、前記線形関数を学習するように更に構成されている、実施態様３に記載のシステム。
（５）  前記プロセッサは、
前記プローブの前記位置が第１の領域内にあることを確認し、
前記確認に応答して、前記チャネルのうちの前記１つから前記第２の電極を切断するように更に構成されている、実施態様１に記載のシステム。
【０１１６】
（６）  前記プロセッサは、前記第１の電流値及び前記第２の電流値に基づいて前記プローブの偏向角度を計算するように更に構成されている、実施態様１に記載のシステム。
（７）  プローブ追跡システム内で追跡ボリュームを拡大するためのシステムであって、
患者の身体の領域で前記患者の皮膚に取り付けられ、かつ異なるそれぞれの導電性チャネルに接続されている間に、前記身体内に配設されたプローブからそれぞれの第１の電流を受信して、それにより、前記第１の電流が前記チャネル上を通過するように構成された複数の第１の電極と、
前記皮膚に取り付けられている間に、前記プローブから第２の電流を受信するように構成された第２の電極と、
前記プローブが前記領域と前記第２の電極との間にある間に、前記第２の電極を前記チャネルのうちの特定の１つに接続して、それにより、前記第２の電流が前記チャネルのうちの前記特定の１つ上を通過するように構成されたスイッチと、
を備える、システム。
（８）  前記スイッチは、前記第２の電極を前記第１の電極のうちの特定の１つに短絡させることによって、前記第２の電極を前記チャネルのうちの前記特定の１つに接続するように構成されている、実施態様７に記載のシステム。
（９）  前記スイッチは、前記プローブが前記領域内にある間に、前記第２の電極を、前記チャネルのうちの前記特定の１つの代わりにアブレーション信号発生装置に接続するように更に構成されている、実施態様７に記載のシステム。
（１０）  前記スイッチは第１のスイッチであり、
前記システムは、前記プローブが前記領域内にあり、前記第２の電極が前記チャネルのうちの前記特定の１つから切断されている間に、前記第２の電極をアブレーション信号発生装置に接続するように構成された第２のスイッチを更に備える、実施態様７に記載のシステム。
【０１１７】
（１１）  前記第１のスイッチはコンソールの内部に配設され、
前記第２のスイッチは前記アブレーション信号発生装置の内部に配設されている、実施態様１０に記載のシステム。
（１２）  プローブ追跡システム内で追跡ボリュームを拡大するための方法であって、
複数の導電性チャネルを介して、（ｉ）患者の身体内にあるプローブから、前記身体の領域で前記患者の皮膚に取り付けられている複数の第１の電極を介したそれぞれの第１の電流と、（ｉｉ）前記プローブから、前記皮膚に取り付けられかつ前記チャネルのうちの１つに接続されている第２の電極を介した第２の電流と、を受信することと、
前記第１の電流のそれぞれの第１の電流値、及び前記第２の電流の第２の電流値を確認することと、
前記第１の電流値及び前記第２の電流値に基づいて、前記領域と前記第２の電極との間の前記プローブの位置を計算することと、
を含む、方法。
（１３）  前記領域は、前記患者の胸郭の少なくとも一部を含み、
前記第１の電極は前記胸郭に取り付けられ、
前記第２の電極は前記患者の大腿部に取り付けられている、実施態様１２に記載の方法。
（１４）  前記プローブの前記位置を計算することが、
正規化電流値ＩＮ＝Ｉ２／ＩＴを計算することであって、Ｉ２は前記第２の電流値であり、ＩＴは前記第１の電流値と前記第２の電流値との合計である、ことと、
線形関数をＩＮに適用することによって前記プローブの前記位置を計算することと、
を含む、実施態様１２に記載の方法。
（１５）  前記プローブから前記第１の電極及び前記第２の電極を介して受信された複数の初期電流に基づいて、前記線形関数を適用する前に、前記線形関数を学習することを更に含む、実施態様１４に記載の方法。
【０１１８】
（１６）  前記プローブの前記位置が第１の領域内にあることを確認することと、
前記確認に応答して、前記チャネルのうちの前記１つから前記第２の電極を切断することと、
を更に含む、実施態様１２に記載の方法。
（１７）  前記第１の電流値及び前記第２の電流値に基づいて前記プローブの偏向角度を計算することを更に含む、実施態様１２に記載の方法。
（１８）  プローブ追跡システム内で追跡ボリュームを拡大するための方法であって、
患者の身体の領域で前記患者の皮膚に取り付けられ、かつ異なるそれぞれの導電性チャネルに接続された複数の第１の電極によって、前記身体内に配設されたプローブからそれぞれの第１の電流を受信して、それにより、前記第１の電流が前記チャネル上を通過することと、
前記皮膚に取り付けられた第２の電極によって、前記プローブから第２の電流を受信することと、
前記プローブが前記領域と前記第２の電極との間にある間に、スイッチを用いて前記第２の電極を前記チャネルのうちの特定の１つに接続して、それにより、前記第２の電流が前記チャネルのうちの前記特定の１つ上を通過することと、
を含む、方法。
（１９）  前記領域は、前記患者の胸郭の少なくとも一部を含み、
前記第１の電極は前記胸郭に取り付けられ、
前記第２の電極は前記患者の大腿部に取り付けられている、実施態様１８に記載の方法。
（２０）  前記第２の電極を前記チャネルのうちの前記特定の１つに接続することは、前記第２の電極を前記第１の電極のうちの特定の１つに短絡させることによって、前記第２の電極を前記チャネルのうちの前記特定の１つに接続することを含む、実施態様１８に記載の方法。
【０１１９】
（２１）  前記プローブが前記領域内にある間に、前記スイッチを用いて、前記第２の電極を、前記チャネルのうちの前記特定の１つの代わりにアブレーション信号発生装置に接続することを更に含む、実施態様１８に記載の方法。
（２２）  前記スイッチは第１のスイッチであり、
前記方法は、前記プローブが前記領域内にあり、前記第２の電極が前記チャネルのうちの前記特定の１つから切断されている間に、第２のスイッチを用いて、前記第２の電極をアブレーション信号発生装置に接続することを更に含む、実施態様１８に記載の方法。
（２３）  前記第１のスイッチはコンソールの内部に配設され、
前記第２のスイッチは前記アブレーション信号発生装置の内部に配設されている、実施態様２２に記載の方法。
（２４）  プログラム命令が記憶されている有形の非一時的コンピュータ可読媒体を備えるコンピュータソフトウェア製品であって、前記命令は、プロセッサによって読み取られると、前記プロセッサに、
複数の導電性チャネルを介して、（ｉ）患者の身体内にあるプローブから、前記身体の領域で前記患者の皮膚に取り付けられている複数の第１の電極を介したそれぞれの第１の電流と、（ｉｉ）前記プローブから、前記皮膚に取り付けられかつ前記チャネルのうちの１つに接続されている第２の電極を介した第２の電流と、を受信することと、
前記第１の電流のそれぞれの第１の電流値、及び前記第２の電流の第２の電流値を確認することと、
前記第１の電流値及び前記第２の電流値に基づいて、前記領域と前記第２の電極との間の前記プローブの位置を計算することと、を行わせる、
コンピュータソフトウェア製品。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
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