(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸から外向きに斜めに延伸し、それぞれの位置変換器が連結された複数のアームを含む遠位端を有する医療用プローブであって、前記アームが体内の表面に押し当てられ、前記表面に圧力を加え、前記圧力に応じて前記中心軸に対して曲がるように構成された、医療用プローブと、
前記アームに連結された前記それぞれの位置変換器の位置を測定し、前記アームによって加えられた前記圧力を、少なくとも１対の前記それぞれの位置変換器の前記測定された位置に応じて推定するように構成された、プロセッサと、
を含む、装置。
【請求項２】
前記医療用プローブがカテーテルを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プロセッサが、前記アームと前記表面との間の物理的接触を検証するように構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記プロセッサが、前記測定された位置を利用して所定のアームの曲率の変化を検出することにより、前記所定のアームが前記表面と物理的に接触することを確認するように構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記プロセッサが、前記プローブ近傍で１つ又は２つ以上の磁界を１つ又は２つ以上の磁界発生器に印加させ、前記位置変換器によって前記磁界に応じて生成された、前記位置変換器のそれぞれの前記位置を示すそれぞれの信号を前記位置変換器から受信し、前記受信した信号に基づいて前記位置を計算するように構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記プロセッサが、少なくとも１対の前記位置変換器のそれぞれの間の少なくとも１つの距離を計算し、前記圧力を前記距離に応じて推定するように構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記プロセッサが、少なくとも１対の前記アームのそれぞれの間の少なくとも１つの角度を計算し、前記圧力を前記角度に応じて推定するように構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記中心軸に連結された追加の位置変換器を含み、前記プロセッサが、前記中心軸と前記アームのうちの少なくとも１つとの間の少なくとも１つの角度をそれぞれ計算し、前記圧力を前記角度に応じて推定するように構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記プロセッサが、前記測定された位置に、前記圧力と前記位置との間の事前に較正された関係を適用することにより、前記圧力を推定するように構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記中心軸に連結された追加の位置変換器を含み、前記プロセッサが、前記追加の位置変換器の位置を測定し、前記圧力を前記追加の位置変換器の前記測定された位置と、前記アームに連結された前記位置変換器のうちの少なくとも１つの位置と、に応じて推定するようにも構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記プロセッサが、前記追加の位置変換器と前記位置変換器のうちの少なくとも１つのそれぞれとの間の少なくとも１つの距離を計算し、前記圧力を前記距離に応じて推定するように構成された、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記プロセッサが、前記中心軸と前記アームのうちの少なくとも１つのそれぞれとの間の少なくとも１つの角度を計算し、前記圧力を前記角度に応じて推定するように構成された、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記プロセッサが、前記アーム及び前記表面の影像をオペレータに表示して、前記影像内に前記アームを前記推定された圧力に応じて表示するために使用する画像的特徴を選択するように連結された、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記プローブが、前記アームの内の少なくとも１つに連結された１つ又は２つ以上の電極を含み、前記プロセッサが、前記電極による信号の検知を、前記推定された圧力に応じて選択的に可能にするように構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
中心軸から外向きに斜めに延伸し、それぞれの位置変換器が連結された複数のアームを含む医療用プローブと協働して動作する、コンピュータ・ソフトウェア・プロダクトであって、このプロダクトは、コンピュータによって読み出されたときに、前記アームに連結された前記それぞれの位置変換器の位置を前記コンピュータに測定させ、前記アームによって加えられた圧力を、少なくとも１対の前記それぞれの位置変換器の前記測定された位置に応じて推定させる、プログラム命令を格納したコンピュータ読取り可能媒体を含む、コンピュータ・ソフトウェア・プロダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して侵襲性プローブに関し、特に、マルチアーム・カテーテルによって表面に加わる圧力を測定することに関する。
【背景技術】
【０００２】
広範な医療手技には、センサ、管、カテーテル、分注器具、及びインプラント等の物体を、体内に配置することが含まれる。位置検知システムは、このような物体を追跡するために開発されている。磁気的位置検知は、当該技術分野において既知の方法の１つである。磁気的位置検知においては、典型的に、磁場発生器が患者の体外の既知の位置に配置される。プローブの遠位端内の１つ又は２つ以上の磁界センサがこれらの磁界に応じて電気信号を生成し、この信号が処理されてプローブの遠位端の位置座標が決定される。これらの方法及びシステムは、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、ＰＣＴ国際特許公開第ＷＯ  １９９６／００５７６８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号に記述されており、これらは参考として全体が本明細書に組み込まれる。
【０００３】
上述の単一の遠位先端部を有するカテーテルに加えて、この参照によりその開示が本明細書に組み込まれる米国特許第６，５７４，４９２号には、カテーテルの遠位端から延伸する複数の弾力的なアームのタフト（ローブとも呼ぶ）を有するカテーテルについて述べられている。遠位端のアームの各々は、位置センサ及び１つ又は２つ以上の電極を有する。カテーテルの遠位端にはまた、追加の位置センサもタフトの根元に配置されている。
【０００４】
プローブを体内に配置するとき、プローブの遠位先端部を体組織に直接接触させることが望ましい場合がある。この接触は、例えば、遠位先端部と体組織との間の接触圧力を測定することによって確認できる。参照によって開示内容が本願に組み込まれる米国特許出願公開第２００７／０１００３３２号、同第２００９／００９３８０６号及び同第２００９／０１３８００７号には、カテーテルに埋め込まれた力覚センサーを使用して体腔におけるカテーテルの遠位先端部と組織との接触圧力を検知する方法が記載されている。カテーテルの遠位先端は、バネのような弾力性の部材によってカテーテル挿入管の遠位端に連結しており、これが心内膜組織に対して押し付けられるときに遠位先端にかかる力に応じて変形する。カテーテル内の磁気位置センサは、挿入管の遠位先端に対する、遠位端のたわみ（位置と向き）を検知する。挿入管に対する遠位先端の動きが、弾力性の部材の変形を示し、これにより圧力の示度が得られる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書において説明する本発明のある実施形態は、
中心軸から外向きに斜めに延伸し、それぞれの位置変換器が連結された１つ又は２つ以上のアームを含む医療用プローブの遠位端を体内の表面に押し当て、アームが表面に圧力を加え、その圧力に応答して中心軸に対してアームが曲がるようにすることと、
アームに連結されたそれぞれの位置変換器の位置を測定することと、
アームによって加えられた圧力を、測定された位置に応答可能に推定することと、
を含む医療用プローブの操作方法を提供する。
【０００６】
実施形態によっては、医療用プローブはカテーテルを含む。ある実施形態において、圧力を推定することは、アームと表面との間の物理的接触を検証することを含む。ある開示の実施形態において、圧力を推定するは、測定された位置を使用して所定のアームの曲率の変化を検出することにより、所定のアームが表面と物理的に接触することを確認することを含む。別の実施形態において、位置を測定することは、プローブの近傍に１つ又は２つ以上の磁界を印加することと、位置変換器によって磁界に応答可能に生成され、位置変換器のそれぞれの位置を示す、それぞれの信号を位置変換器から受信することと、及び受信信号に基づいて位置を計算することと、を含む。
【０００７】
実施形態によっては、圧力を推定することは、少なくとも１対の位置変換器のそれぞれの間の少なくとも１つの距離を計算すること、及びその距離に応答可能に圧力を推定することを含む。別の実施形態において、圧力を推定するは、少なくとも１対のアームのそれぞれの間の少なくとも１つの角度を計算すること、及びその角度に応答可能に圧力を推定することを含む。更に別の実施形態において、圧力を推定するは、中心軸とアームのうちの少なくとも１つとの間の少なくとも１つの角度をそれぞれ計算すること、及びその角度に応答可能に圧力を推定することを含む。さらに別の実施形態において、圧力を推定するは、測定された位置に対して、圧力と位置との間の事前に較正された関係を適用することを含む。
【０００８】
ある実施形態において、位置を測定することは、中心軸に連結された追加の位置変換器の位置を測定することを含み、圧力を推定することは、追加の位置変換器の測定された位置に圧力を応答可能に評価することを含む。圧力を推定することは、追加の位置変換器と位置変換器のうちの少なくとも１つのそれぞれとの間の少なくとも１つの距離を計算すること、及び圧力をその距離に応答可能に推定することを含んでもよい。ある実施形態において、圧力を推定することは、中心軸とアームのうちの少なくとも１つのそれぞれとの間の少なくとも１つの角度を計算すること、及びその角度に応答可能に圧力を推定することを含む。
【０００９】
実施形態によっては、この方法は、アーム及び表面の影像をオペレータに表示すること、及び推定された圧力に応答可能に影像内にアームを表示するために使用される画像的特徴を選択することを含む。ある実施形態において、この方法は、アームのうちの少なくとも１つに連結された１つ又は２つ以上の電極による信号の検知を、推定された圧力に応答可能に選択的に可能とすることを含む。
【００１０】
更に、本発明のある実施形態に従って、
中心軸から外向きに斜めに延伸し、それぞれの位置変換器が連結された１つ又は２つのアームを含む遠位端を有する医療用プローブであって、これらのアームが体内の表面に押し当てられ、その表面に圧力を加え、その圧力に応答して中心軸に対して曲がるように構成された、医療用プローブと、
アームに連結されたそれぞれの位置変換器の位置を測定し、アームによって加えられた圧力を、測定された位置に応答可能に推定するように構成されたプロセッサと、
が提供される。
【００１１】
また、本発明に従って、中心軸から外向きに斜めに延伸し、それぞれの位置変換器が連結された１つ又は２つ以上のアームを含む医療用プローブと協働して動作する、コンピュータ・ソフトウェア・プロダクトであって、このプロダクトは、コンピュータによって読み出されたときに、アームに連結されたそれぞれの位置変換器の位置をコンピュータに測定させ、アームによって加えられた圧力を、測定された位置に応答可能に推定させる、プログラム命令を格納したコンピュータ読取り可能媒体を含む、コンピュータ・ソフトウェア・プロダクトが提供される。
【００１２】
本発明は、以下のより詳細な実施形態と、その図面の記述によって、より完全に理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態によるマルチアーム・カテーテル使用する医療システムの概略絵画図。
【図２】本発明の実施形態によるマルチアーム・カテーテル遠位部の詳細を示す概略側面図。
【図３】本発明の実施形態に従って、マルチアーム・カテーテルによって体内の表面に加えられた圧力を測定する方法を概略図示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
概観
心内心電図又は心臓アブレーションなど様々な診断及び治療手技において、その遠位先端部に少なくとも１つの電極を取付けた侵襲性プローブが使用される。この電極は、通常、プローブが体内組織に押し付けられたときに動作する。通常、これらの手技において、プローブと問題になっている組織との間に十分な接触圧を維持することが重要である。一方、過剰な圧力は手技に好ましくない効果を有することがあり、極端な場合には、組織に物理的な損傷を与えることさえある。
【００１５】
本発明の実施形態は、マルチアーム・プローブ（例えばカテーテル）が体腔内の組織に加える圧力を測定する方法及びシステムを提供する。実施形態によっては、医療用プローブの遠位端は、中心軸、及び中心軸から外向きに斜めに延伸する複数のアームを含む。各アームには、位置変換器が取り付けられている。医療処置の間、カテーテルの遠位端は、体内の表面に押し付けられているので、アームがこの表面に圧力を加える。この圧力の結果、アームは、中心軸に対して曲がる。アーム内の位置変換器の位置が測定され、測定されたアームの位置に基づいて、アームと表面との間の接触圧が推定される。
【００１６】
実施形態によっては、複数のアームに取付けられた位置変換器に加えて、中心軸の遠位端に追加の位置変換器が取り付けられている。中心軸にある追加の位置変換器を含む異なる位置変換器の位置が測定され、位置の測定値に基づいて、接触圧が推定される。
【００１７】
本明細書に説明する実施形態は、主にマルチアーム・プローブを参照するものの、開示の技術の幾つかは、位置変換器を取付けた単一のアームを有するプローブにも利用することができる。実施形態によっては、接触圧の大きさは、測定されたアームの位置に基づいて推定される。別の実施形態において、測定されたアームの位置は、必ずしも圧力の大きさを測定せずに、アームと表面との間の物理的接触を検証するために使用される。
【００１８】
実施形態によっては、測定された位置の圧力への依存は、事前に較正することもできる。較正手順中に計算された係数は、較正マトリックスとしてカテーテルに連結された不揮発性メモリ内に格納できる。次に、カテーテルが心臓などの体腔内にあるとき、プローブの測定値及び較正係数を使用して、電極が心臓壁と接触していること、及び／又は電極と心臓壁との間の圧力がアブレーション及び／又は検知に適した範囲内であることを検証できる。
【００１９】
システムの説明
図１は、本発明の開示の実施形態に従って構成され、動作可能な、マルチアーム・カテーテルを使用した医療システム２０の図である。システム２０は例えば、カリフォルニア州ダイアモンド・バー（Diamond Bar, California）のバイオセンスウェブスター社（Biosense Webster Inc.）製造のＣＡＲＴＯ（商標）システムに基づくことができる。システム２０は、カテーテルなどのマルチアーム・プローブ２２、及び制御卓２４を備える。以下に述べる実施形態において、プローブ２２は、心臓２６内の電位のマッピングのような診断若しくは治療処置のために、又は心臓組織のアブレーションを行うために使用されるものと想定される。あるいは、プローブ２２を心臓又はその他の体内器官において、その他の治療及び／又は診断目的のために準用してもよい。
【００２０】
心臓専門医などのオペレータ２８は、患者３０の血管系内にマルチアーム・プローブ２２を挿入し、プローブ２２の遠位端３１が患者の心臓２６の心腔内に入るようにする。オペレータ２８は、プローブ２２を前進させ、中心軸３４から延伸する複数のアーム３２を備える遠位端が所望の位置で心内膜組織と係合するようにする。プローブ２２は通常、その基端において適切なコネクタにより操作卓２４に接続されている。
【００２１】
操作卓２４は、磁気位置検知を利用して、心臓２６内の中心軸３４及びアーム３２の位置座標を決定する。位置座標を決定するために、操作卓２４内の駆動回路３６は磁界発生器３８を駆動して磁場を患者３０の身体内に生成する。通常、磁界発生器３８はコイルを備え、コイルは患者３０の外部の既知の位置として知られる、患者胴体下方に設置される。これらのコイルは、心臓２６を包含する既定の作業体積内に磁場を生成する。プローブ２２のアーム３２に（及び実施形態によっては軸３４にも）連結された磁界変換器が、これらの磁界に応答して電気信号を生成する。（プローブ２２の遠位端、アーム３２、軸３４及び異なる位置変換器を、以下図２に詳細に示す。）操作卓２４内の信号プロセッサ４０は、電気信号を処理して、アーム３２及び場合によっては中心軸３４の、一般的には位置座標及び向き座標の両方を含む、位置座標を決定する。
【００２２】
プロセッサ４０は通常、プローブ２２からの信号を受信し操作卓２４のその他の構成要素を制御するのに適したフロントエンド回路及びインターフェース回路を有する、汎用コンピュータを備えている。プロセッサ４０は、本明細書に記述されている機能を実行するよう、ソフトウェアでプログラムすることができる。ソフトウエアは、例えばネットワークを通じて電子的形態で操作卓２４にダウンロードするか、又は、光学的、磁気的、若しくは電子的記録媒体などの有形媒体上に提供することができる。あるいは、プロセッサ４０の一部又は全ての機能を、専用の若しくはプログラマブルなデジタル・ハードウェア構成要素で実行してもよく、ハードウェア構成要素及びソフトウェア構成要素の組み合わせを使用してもよい。
【００２３】
入出力インターフェース４２は、操作卓２４とプローブ２２との相互作用を可能とする。プローブ２２から（インターフェース４２及びシステム２０のその他の構成要素を介し）受信した信号に基づき、プロセッサ４０はディスプレイ４４を駆動し、オペレータ２８に、心臓の電気生理学的活動の写像４６を提示するだけでなく、患者体内における遠位端３１の位置に関する視覚的フィードバック、及び、進行中の処置に関するステータス情報及びガイダンスを提供する。
【００２４】
これに代え又はこれに加えて、システム２０は、プローブ２２を患者３０の体内で動かし操作する自動機構（図示せず）を備えていてもよい。このような機構は通常、プローブ２２の長手方向の動き（進／退）及び中心軸３４及びアーム３２の横方向の動き（偏位／操舵）の双方を制御することができる。このような実施形態では、プロセッサ４０は、プローブ内の磁界変換器により与えられる信号に基づいてプローブ２２の動きを制御するための制御入力を生成する。以下にさらに説明するように、これらの信号は、中心軸３４の位置及び中心軸（即ちアーム３２を介して）に加えられた力の双方を示す。
【００２５】
図２は、本発明の実施形態によるマルチアーム・プローブ２２の遠位端３１の概略側面図である。具体的には、図２は、中心軸３４及びアーム３２の機能的構成要素を示す。遠位端３１は、中心軸３４から外向きに斜めに延伸する３つのアーム３２からなるタフトを備える。この実施例では、アーム３２は中心軸３４の長手方向軸５０の周りにほぼ対照的に配置されているものの、その他任意の好適なアーム構成を使用することもできる。図２は、軸５０の周りに相互にほぼ１２０°の間隔を置いたアームを図示している。中心軸３４とアーム３２の各々との間の接合点には、アームが心臓２６の壁部などの表面に押し付けられたときに、後ろ向きに曲がることを可能とする放射状のくぼみ５２が形成されている。
【００２６】
アームの各々は、心臓組織と接触し、組織内の電気信号を検知する電極５４を備える。電極５４は、例えば、局所的電気活動（例えば局所的活性化時間）を決定する上で有用な、通常プラチナ／イリジウム合金などの金属材料又は別の好適な材料からなる、端局電極又は双極電極を備えてもよい。あるいは、この目的のために、各アームの長さに沿う複数の電極（図示せず）を用いてもよい。
【００２７】
アームの各々はまた、それぞれのアーム３２の位置座標を示す操作卓２４に至る信号を生成する、位置変換器５６を備えてもよい。中心軸３４には追加の位置変換器５８が取り付けられ、中心軸の位置座標を示す操作卓２４に至る信号を生成する。位置変換器５６及び５８の各々は、１つ又は２つ以上の小型コイルを備え、通常、異なる軸に沿った向きの複数のコイルを備える。別の方法としては、位置変換器５６及び５８は、別のタイプの磁気変換器（位置変換器として作用する電極）、又は他のタイプの位置変換器（例えば、インピーダンス系若しくは超音波位置変換器）を含み得る。図２はアームの各々に単一の位置変換器を有するプローブを示すものの、本発明の実施形態は、アームのいずれにも複数の位置変換器を有するプローブを利用してもよい。医療処置中に遠位端３１が人体組織に押し付けられると、操作卓２４のプロセッサ４０が位置変換器５６、及び場合によっては変換器５８から受信した信号を使用して変換器の位置を計算する。
【００２８】
代替的な実施形態においては、位置変換器５６、５８及び磁界発生器３８の役割が逆であってもよい。換言すれば、駆動回路３６が位置変換器５６、５８内の磁界発生器を駆動して磁界を生成してもよい。コイル３８は、磁界を検知し、これら磁界の成分の振幅を示す信号を生成するよう構成されていてもよい。この実施形態では、プロセッサ４０がコイル３８からの信号を受信して処理し、心臓２６内の中心軸３４及びアーム３２の位置座標を決定する。
【００２９】
体腔壁部に押し付けられると、相互に対する及び／又は中心軸３４に対するアーム３２の変位が、アームの各々の変形量を示す。位置変換器５６から（及び実施形態によっては変換器５８からも）受信した測定値に基づいて、プロセッサ４０はアーム３２によって心臓２６の壁部に加えられる圧力を計算できる。このように、磁界発生器３８の位置変換器５６及び５８との組み合わせが、圧力検知システムとして機能する。アーム３２への圧力が真正面からかかっているのか、それとも斜めにかかっているのかにかかわらず、この圧力検知システムは圧力を正確に示す。
【００３０】
この文脈において、「接触圧の推定」という言葉は、定量的圧力測定及び物理的接触の検証の双方を指す。換言すれば、プロセッサ４０は、アームによって加えられる圧力の数値的な大きさを推定でき、又はアームが心臓の表面と物理的に接触するか否かを検証することができる。後者の場合、プロセッサ４０は、アームが表面と物理的に接触しているか否かを示す２値表示を生成する。
【００３１】
図１および図２は特定のシステム構成を示すが、その他のシステム構成を本発明の実施形態の実施に採用することもでき、したがって、それらは本発明の趣旨及び範囲内であると考えられる。例えば、以下に記す方法を、インピーダンスに基づく又は超音波位置変換器など、他のタイプの位置検出器を用いて適用してもよい。本明細書で用いる際の「位置検出器」という用語は、プローブ２２上に取り付けられる素子であって、その素子の座標を示す信号を操作卓２４に受信させるものを指す。したがって、位置検出器は、プローブ上に、検出器が受信したエネルギーに基づき制御ユニットに向け位置信号を生成する受信器を含むことができ、又は、プローブ外部の受信器で検知されるエネルギーを発する送信器を含むことができる。実施形態によっては、位置変換器を取付けた単一のアームのみを有するプローブを用いて開示の技術の幾つかを使用することができる。更に、以下に記載する方法は同様に、心臓内、並びにその他の身体器官及び身体領域内の両方において、カテーテルだけではなく、別のタイプのプローブを使用するマッピング及び測定用途に適用できる。
【００３２】
アーム位置の測定値を用いた接触圧の推定
上述のように、本発明の実施形態は、遠位端３１と体内組織との間の接触圧を測定する方法及びシステムを提供する。実施形態によっては、プロセッサ４０は、位置変換器５６からの信号を処理して、アーム３２の、一般的には位置座標及び向き座標の両方を含む位置座標を決定する。実施形態によっては、プロセッサ４０は、収集した測定値を使用してアーム３２間の１つ又は２つ以上の角度を計算することができる。図２を参照して、プロセッサ４０は、アーム３２の長手方向軸６２のそれぞれの対の間の１つ又は２つ以上の角度６０を計算することができる。別の方法として又は追加的に、プロセッサ４０は、位置センサ５６の対の間の１つ又は２つ以上の距離６４を計算することができる。
【００３３】
別の実施形態において、プロセッサ４０は更に、位置変換器５８から受信した信号をも処理し、中心軸３４及びアーム３２の位置座標を決定する。プロセッサ４０は、収集した測定値を使用して、軸３４の長手方向軸５０とアーム３２のうちの１つの長手方向軸６２との間の角度６６を計算することができる。このような計算は、位置変換器５６のうちの１つ又は２つ以上について実行することができる。別の実施形態において、プロセッサ４０は、位置変換器５６及び５８から受信した信号に基づいて、所定のアーム又は複数のアームの曲率を推定する。推定された曲率を、接触圧又は物理的接触の指標として使用することもできる。ある例示的実施形態において、プロセッサ４０は、所定のアームの曲率の変化を検出することでそのアームが組織と物理的に接触することを検知する。
【００３４】
更に別の実施形態において、プロセッサ４０は、収集した測定値を使用して、位置変換器５８と位置センサ５６のうちの１つを横切る各弧６８の対の間の角度６７を計算することができる。別の方法として又は追加的に、プロセッサ４０は、位置センサ５８と所定の位置センサ５６との間のそれぞれの距離６９を計算することができる。ここでも、この計算は、位置変換器５６のうちの１つ又は２つ以上について実行することができる。
【００３５】
加えられた圧力を決定するために、プロセッサ４０は係数（通常は較正手順の過程で事前に計算されている）を使用して、計算された距離及び／又は角度に基づいて、問題となっている体内組織にアーム３２が加えている圧力を推定することができる。
【００３６】
実施形態によっては、ディスプレイ４４が、写像４６を新奇のユーザーインターフェースの構成要素として提示することができる。例えば、プロセッサ４０は、推定された接触圧に基づいて、アーム３２内の電極５４をディスプレイ４４上に表示する方法を変更することができる。例えば、接触圧が許容できるとみなされる所定の範囲内である場合、電極は一定の色、アイコン又はその他の画像的特徴を使用して表示される。接触圧が所望の範囲外である場合、電極を表示するために異なる画像的特徴が使用される。ある実施形態において、接触圧が範囲外である場合、プロセッサ４０は電極を表示しないこともできる。
【００３７】
実施形態によっては、プロセッサ４０は、（電位測定が有効である可能性が高くなるように）心臓２６の壁部に対する接触圧が十分なときにのみ、電極５４による電気信号の検知を可能とすることができる。
【００３８】
実施形態によっては、プロセッサ４０は、遠位端３１が全体として加える接触圧を推定することができる。別の実施形態において、プロセッサ４０は、各個別のアーム３２が与える個別の接触圧を推定し、出力することができる。例えば、プロセッサは、所定のアームが与える特定の圧力に基づいて、その所与のアーム３２のディスプレイ４４上の表示の仕方、又はそれぞれの電極５４による検知を可能とするか否かを判断することができる。
【００３９】
図３は、本発明の実施形態に従って、プローブ２２によって体内の表面に加えられた圧力を測定する方法を概略図示したフローチャートである。オペレータ２８がプローブ２２を心臓２６内に位置させた（ステップ７０）後、プロセッサ４０が位置変換器５６及び５８によって生成された信号を処理し（ステップ７２）、この信号に基づいて、アーム３２が心臓２６の心内膜組織に与える圧力を推定する（ステップ７４）。上述のように、プロセッサ４０は、距離６４及び６９、又は角度６０、６６及び６７などのパラメータに基づいて圧力を導き出すことができる。プロセッサ４０は、単一のパラメータ若しくはこれらの組み合わせ又はその他のパラメータを使用することができる。低圧力は、電極５４と心内膜組織との間の接触が不十分である可能性を示す。高圧力は、電極が心内膜組織に強く過度に押し付けられていることを示す場合がある。
【００４０】
プロセッサ４０が、上述のステップ７４で測定した圧力が事前に指定された許容範囲内であるか否かを確認する（ステップ７６）。接触特性が指定範囲内にない場合、操作卓２４がディスプレイ４４に測定した圧力の表示を出力し、圧力が低すぎる又は高すぎる場合に警告を発し、オペレータ２８にプローブ２２を再位置決めするよう促す（ステップ７８）ことができる。この方法は、この後ステップ７０に戻る。これに代え又はこれに加えて、以上に記載したように、プローブ２２を動かし操作する自動機構の閉回路制御において、圧力の表示を用い、機構がアーム３２を適切な位置で、か組織に対する適切な圧力で、心内膜と確実に係合するようにしてもよい。
【００４１】
接触圧が指定範囲内である場合（ステップ７６）、プロセッサ４０が電極５４を操作し、例えば写像点を収集し（ステップ８０）、写像４６を更新する。最後に、オペレータ２８が更なる写像データを収集したい場合は（ステップ８２）、写像が完成するまでこの方法はステップ７０に戻る。
【００４２】
カテーテルを用いて電気生理学的写像データを取得するという状況における位置変換器５６及び５８の操作について上記に説明したが、本発明の原理は、心臓２６及びその他の体内器官の双方における、侵襲的プローブを用いたその他の治療用途及び診断用途に同様に適用することができる。例えば、システム２０において実行される装置及び技法は、心臓及びその他器官の双方における温度又は化学的活性などのその他の生理学的パラメータのゲート写像に準用することができる。あるいは、接触圧が範囲内であるとき、システム２０は、例えばアブレーションを適用するなど、その他様々な種類の電極を操作することができる。
【００４３】
以下の請求項における全ての手段又は、更には機能要素に対応する構造、材料、行為、及び等価物は、特に請求されるように、任意の構造、材料、又はその他請求された要素と組み合わせて機能を行うための行為を含むことを目的とする。本開示の説明は、実例及び説明の目的で提示しているが、包括的であること、又は本開示で開示される形状に限定されることを意図しない。本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく、多くの改変や変更が当業者にとって明らかであろう。これらの実施形態は、本開示の原理及び実際的な用途を最も良く説明し、様々な変更形態を伴う様々な実施形態について、他の当業者が本開示を理解することを可能にするために選択され、説明されたものであり、企図される特定の使用に適したものである。
【００４４】
添付した「特許請求の範囲」では、本開示の趣旨及び範囲内に該当する全てのかかる特徴及び利点を含むものとする。当業者であれば多くの改変及び変更を容易に思いつくため、本開示は、本明細書に記載される、限定された数の実施形態に限定することを意図しない。したがって、当然のことながら、本開示の趣旨及び範囲内に該当する、好適な全ての変化、改変、及び等価物が使用可能である。
【００４５】
〔実施の態様〕
（１）  医療用プローブを操作する方法であって、
中心軸から外向きに斜めに延伸し、それぞれの位置変換器が連結された１つ又は２つ以上のアームを含む前記医療用プローブの遠位端を体内の表面に押し当て、前記アームが前記表面に圧力を加え、前記圧力に応答して前記中心軸に対して曲がるようにすることと、
前記アームに連結された前記それぞれの位置変換器の位置を測定することと、
前記アームによって加えられた前記圧力を、前記測定された位置に応答可能に推定することと、
を含む、方法。
（２）  前記医療用プローブがカテーテルを含む、実施態様１に記載の方法。
（３）  前記圧力を推定することが、前記アームと前記表面との間の物理的接触を検証することを含む、実施態様１に記載の方法。
（４）  前記圧力を推定することが、前記測定された位置を利用して所定のアームの曲率の変化を検出することにより、前記所定のアームが前記表面と物理的に接触することを確認することを含む、実施態様１に記載の方法。
（５）  前記位置を測定することが、前記プローブの近傍に１つ又は２つ以上の磁界を印加すること、前記位置変換器によって前記磁界に応答可能に生成され、前記位置変換器のそれぞれの前記位置を示す、それぞれの信号を前記位置変換器から受信すること、及び前記受信した信号に基づいて前記位置を計算することを含む、実施態様１に記載の方法。
（６）  前記圧力を推定することが、少なくとも１対の前記位置変換器のそれぞれの間の少なくとも１つの距離を計算すること、及び前記圧力を前記距離に応答可能に推定することを含む、実施態様１に記載の方法。
（７）  前記圧力を推定することが、少なくとも１対の前記アームのそれぞれの間の少なくとも１つの角度を計算すること、及び前記圧力を前記角度に応答可能に推定することを含む、実施態様１に記載の方法。
（８）  前記圧力を推定することが、前記中心軸と前記アームのうちの少なくとも１つとの間の少なくとも１つの角度をそれぞれ計算すること、及び前記圧力を前記角度に応答可能に推定することを含む、実施態様１に記載の方法。
（９）  前記圧力を推定することが、前記測定された位置に前記圧力と前記位置との間の事前に較正された関係を適用することを含む、実施態様１に記載の方法。
（１０）  前記位置を測定することは、前記中心軸に連結された追加の位置変換器の位置を測定することを含み、前記圧力を推定することは、前記圧力を前記追加の位置変換器の前記測定された位置に応答可能に評価することを含む、実施態様１に記載の方法。
【００４６】
（１１）  前記圧力を推定することは、前記追加の位置変換器と前記位置変換器のうちの少なくとも１つのそれぞれとの間の少なくとも１つの距離を計算すること、及び前記圧力を前記距離に応答可能に推定することを含む、実施態様１０に記載の方法。
（１２）  前記圧力を推定することは、前記中心軸と前記アームのうちの少なくとも１つのそれぞれとの間の少なくとも１つの角度を計算すること、及び前記圧力を前記角度に応答可能に推定することを含む、実施態様１０に記載の方法。
（１３）  前記アーム及び前記表面の影像をオペレータに表示すること、及び前記推定された圧力に応答可能に前記影像内に前記アームを表示するために使用される画像的特徴を選択することを含む、実施態様１に記載の方法。
（１４）  前記アームのうちの少なくとも１つに連結された１つ又は２つ以上の電極による信号の検知を、前記推定された圧力に応答可能に選択的に可能とすることを含む、実施態様１に記載の方法。
（１５）  中心軸から外向きに斜めに延伸し、それぞれの位置変換器が連結された１つ又は２つ以上のアームを含む遠位端を有する医療用プローブであって、前記アームが体内の表面に押し当てられ、前記表面に圧力を加え、前記圧力に応答して前記中心軸に対して曲がるように構成された、医療用プローブと、
前記アームに連結された前記それぞれの位置変換器の位置を測定し、前記アームによって加えられた前記圧力を、前記測定された位置に応答可能に推定するように構成された、プロセッサと、
を含む、装置。
（１６）  前記医療用プローブがカテーテルを含む、実施態様１５に記載の装置。
（１７）  前記プロセッサが、前記アームと前記表面との間の物理的接触を検証するように構成された、実施態様１５に記載の装置。
（１８）  前記プロセッサが、前記測定された位置を利用して所定のアームの曲率の変化を検出することにより、前記所定のアームが前記表面と物理的に接触することを確認するように構成された、実施態様１５に記載の装置。
（１９）  前記プロセッサが、前記プローブ近傍で１つ又は２つ以上の磁界を１つ又は２つ以上の磁界発生器に印加させ、前記位置変換器によって前記磁界に応答可能に生成された、前記位置変換器のそれぞれの前記位置を示すそれぞれの信号を前記位置変換器から受信し、前記受信した信号に基づいて前記位置を計算するように構成された、実施態様１５に記載の装置。
（２０）  前記プロセッサが、少なくとも１対の前記位置変換器のそれぞれの間の少なくとも１つの距離を計算し、前記圧力を前記距離に応答可能に推定するように構成された、実施態様１５に記載の装置。
【００４７】
（２１）  前記プロセッサが、少なくとも１対の前記アームのそれぞれの間の少なくとも１つの角度を計算し、前記圧力を前記角度に応答可能に推定するように構成された、実施態様１５に記載の装置。
（２２）  前記プロセッサが、前記中心軸と前記アームのうちの少なくとも１つとの間の少なくとも１つの角度をそれぞれ計算し、前記圧力を前記角度に応答可能に推定するように構成された、実施態様１５に記載の装置。
（２３）  前記プロセッサが、前記測定された位置に、前記圧力と前記位置との間の事前に較正された関係を適用することにより、前記圧力を推定するように構成された、実施態様１５に記載の装置。
（２４）  前記中心軸に連結された追加の位置変換器を含み、前記プロセッサが、前記追加の位置変換器の位置を測定し、前記圧力を前記追加の位置変換器の前記測定された位置に応答可能に推定するように構成された、実施態様１５に記載の装置。
（２５）  前記プロセッサが、前記追加の位置変換器と前記位置変換器のうちの少なくとも１つのそれぞれとの間の少なくとも１つの距離を計算し、前記圧力を前記距離に応答可能に推定するように構成された、実施態様２４に記載の装置。
（２６）  前記プロセッサが、前記中心軸と前記アームのうちの少なくとも１つのそれぞれとの間の少なくとも１つの角度を計算し、前記圧力を前記角度に応答可能に推定するように構成された、実施態様２４に記載の装置。
（２７）  前記プロセッサが、前記アーム及び前記表面の影像をオペレータに表示して、前記影像内に前記アームを前記推定された圧力に応答可能に表示するために使用する画像的特徴を選択するように連結された、実施態様１５に記載の装置。
（２８）  前記プローブが、前記アームの内の少なくとも１つに連結された１つ又は２つ以上の電極を含み、前記プロセッサが、前記電極による信号の検知を、前記推定された圧力に応答可能に選択的に可能にするように構成された、実施態様１５に記載の装置。
（２９）  中心軸から外向きに斜めに延伸し、それぞれの位置変換器が連結された１つ又は２つ以上のアームを含む医療用プローブと協働して動作する、コンピュータ・ソフトウェア・プロダクトであって、このプロダクトは、コンピュータによって読み出されたときに、前記アームに連結された前記それぞれの位置変換器の位置を前記コンピュータに測定させ、前記アームによって加えられた圧力を、前記測定された位置に応答可能に推定させる、プログラム命令を格納したコンピュータ読取り可能媒体を含む、コンピュータ・ソフトウェア・プロダクト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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