(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像誘導人工弁配置システムにおいて、
人工弁と、
近位先端及び遠位先端を持つ細長いボディを持つカテーテルであって、前記細長いボディが、解剖学的領域内の心臓弁に対して前記人工弁を配置する、前記遠位先端に隣接した送達セクションを含み、前記送達セクションが、基準要素に対する前記解剖学的領域内の前記送達セクションの向き及び形状を感知するように動作する送達セグメントを含む、当該カテーテルと、
前記送達セグメントにより感知される前記基準要素に対する前記解剖学的領域内の前記送達セクションの感知された向き及び感知された形状に応じて前記心臓弁に対する前記人工弁の位置及び向きを追跡するように動作する送達追跡システムと、
を有する、画像誘導人工弁配置システム。
【請求項２】
前記送達セグメントが、前記基準要素に対する前記解剖学的領域内の前記送達セクションの向き及び形状を感知するように動作する変形センサ光学アレイを含む光ファイバであり、
前記変形センサアレイが、前記基準要素を規定する、
請求項１に記載の画像誘導人工弁配置システム。
【請求項３】
前記送達セグメントが、前記基準要素に対する前記解剖学的領域内の前記送達セクションの向き及び形状を感知するように動作する電磁コイルアレイを含む電磁センサであり、
前記電磁コイルアレイが、前記基準要素を規定する、
請求項１に記載の画像誘導人工弁配置システム。
【請求項４】
前記送達セグメントが、
前記基準要素に対する前記解剖学的領域内の前記送達セクションの向き及び形状を感知するように動作する変形センサ光学アレイを含む光ファイバと、
前記基準要素を規定する電磁コイルと、
を含む、請求項１に記載の画像誘導人工弁配置システム。
【請求項５】
前記解剖学的領域の体積画像内から前記心臓弁の弁輪面を抽出し、前記解剖学的領域のＸ線画像上に前記弁輪面のオーバレイを表示するように動作する画像誘導システム、
を有する、請求項１に記載の画像誘導人工弁配置システム。
【請求項６】
前記解剖学的領域の体積画像内から前記心臓弁の弁輪面を抽出し、前記心臓弁の前記弁輪面に対する前記人工弁の向きを表示するように動作する画像誘導システム、
を有する、請求項１に記載の画像誘導人工弁配置システム。
【請求項７】
前記心臓弁の前記弁輪面に対する前記人工弁の向きの表示は、
前記弁輪面に垂直な配向軸の表示と、
前記配向軸に対する人工器官ベクトルの角度方向の表示であって、前記人工器官ベクトルが、前記心臓弁に対する前記人工弁の位置及び向きを表す、当該角度方向の表示と、
を含む、請求項６に記載の画像誘導人工弁配置システム。
【請求項８】
前記心臓弁の前記弁輪面に対する前記人工弁の向きの表示が、
前記配向軸と前記人工器官ベクトルとの間の角度差値の表示、
を含む、請求項６に記載の画像誘導人工弁配置システム。
【請求項９】
画像誘導治療装置配置システムにおいて、
治療装置と、
近位先端及び遠位先端を持つ細長いボディを持つ介入器具であって、前記細長いボディが、解剖学的領域内の解剖学的対象に対して前記治療装置を配置する、前記遠位先端に隣接した送達セクションを含み、前記送達セクションが、基準要素に対する前記解剖学的領域内の前記送達セクションの向き及び形状を感知するように動作する送達セグメントを含む、当該介入器具と、
前記送達セグメントにより感知される前記基準要素に対する前記解剖学的領域内の前記送達セクションの感知された向き及び感知された形状に応じて前記解剖学的対象に対する前記治療装置の位置及び向きを追跡するように動作する送達追跡システムと、
を有する、画像誘導治療装置配置システム。
【請求項１０】
前記送達セグメントが、前記基準要素に対する前記解剖学的領域内の前記送達セクションの向き及び形状を感知するように動作する変形センサ光学アレイを含む光ファイバであり、
前記変形センサアレイが、前記基準要素を規定する、
請求項９に記載の画像誘導治療装置配置システム。
【請求項１１】
前記送達セグメントが、前記基準要素に対する前記解剖学的領域内の前記送達セクションの向き及び形状を感知するように動作する電磁コイルアレイを含む電磁センサであり、
前記電磁コイルアレイが、前記基準要素を規定する、
請求項９に記載の画像誘導治療装置配置システム。
【請求項１２】
前記送達セグメントが、
前記基準要素に対する前記解剖学的領域内の前記送達セクションの向き及び形状を感知するように動作する変形センサ光学を含む光ファイバと、
前記基準要素を規定する電磁コイルと、
を含む、請求項９に記載の画像誘導治療装置配置システム。
【請求項１３】
前記解剖学的領域の体積画像内から前記解剖学的対象の面を抽出し、前記解剖学的領域のＸ線画像上に前記面のオーバレイを表示するように動作する画像誘導システム、
を有する、請求項９に記載の画像誘導治療装置配置システム。
【請求項１４】
前記解剖学的領域の体積画像内から前記解剖学的対象の面を抽出し、前記解剖学的対象の前記面に対する前記治療装置の向きを表示するように動作する画像誘導システム、
を有する、請求項９に記載の画像誘導治療装置配置システム。
【請求項１５】
前記解剖学的対象の前記面に対する前記治療装置の向きの表示が、
前記面に垂直な配向軸の表示と、
前記配向軸に対するベクトルの角度方向の表示であって、前記ベクトルが、前記解剖学的対象に対する前記治療装置の位置及び向きを表す、当該角度方向の表示と、
を含む、請求項１４に記載の画像誘導治療装置配置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、装置配置中の位置特定により誘導される心臓弁交換処置中の人工弁の送達に関する。本発明は、特に、心臓弁に対する人工弁の適切な配置及び配向を決定するための基準要素及び形状センサの両方の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
大動脈弁狭窄症は、入院を必要とする最も頻繁にもたらされる心臓弁の病気である。この病気に対処する心臓切開手術は、優秀かつ耐久性のある結果を提供しうるが、多くの虚弱な患者は、悪い状態のため、この処置を受けるのに望ましくない。最小侵襲経カテーテル弁交換は、この大部分の患者に対して、比較的新しく、将来性のある選択肢である。弁交換処置は、人工弁を前記患者の本来の弁輪まで送り、本来の弁上でプロテーゼを広げる。
【０００３】
経カテーテル弁交換における重要なステップの１つは、本来の弁輪及び冠動脈口に対する適切な位置及び向きにおける人工弁の配置である。誤った人工弁配置による動脈口の閉塞は、心筋虚血及び心筋梗塞を引き起こしうるので、この配置は重要である。したがって、配置中の人工器官の位置及び向きに関するリアルタイム情報は、複雑化を大幅に低減し、臨床スループットを増大させうる。
【０００４】
完全な弁輪及び送達装置の明確な視覚化は、蛍光透視法単独で達成するのは非常に難しいかもしれず、弁尖が高度に石灰化されている場合に経食道（ＴＥＥ）プローブを用いてもやはり難しいかもしれない。典型的には、医師は、大動脈造影及び弁上の可視のカルシウム沈着を使用して蛍光透視法で大動脈弁口を識別する。Ｃアームは、この場合、大動脈弁輪の３つ全ての弁洞が同じ撮像面内になるように配置される。この場合、弁輪及び送達装置は、２Ｄで視覚化されるのに対し、弁輪に対する人工弁の向き及び位置の３Ｄ情報が望まれる。
【０００５】
送達カテーテルを用いて本来の弁輪を通って左心室に人工弁をナビゲートした後に、（オプションとしてバルーンを取り付けられた）前記人工弁は、ガイドワイヤ状で好適な向き及び位置において本来の弁輪内に引き戻される。この場合、前記弁は、（オプションとして送達バルーンを膨らませることにより）配置され、前記人工弁は、前記弁輪に対して堅く押し付けられ、本来の弁の跳ね返りを制限し、弁傍の漏れを低減する。弁配置は、蛍光透視法及び／又はＴＥＥで監視される。配置後に、弁インプラントは、冠動脈内への適切な血流（障害なし）及び弁傍の逆流をチェックするようにＴＥＥ及び／又は大動脈造影を使用して評価される。大動脈における血圧もチェックされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、本来の弁輪に対する適切な位置及び向きにおける人工弁の配置に対する誘導弁配置システム及び方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段階】
【０００８】
本発明の一形式は、人工弁、カテーテル、及び送達追跡システムを使用する誘導人工弁配置システムである。前記カテーテルは、近位先端及び遠位先端を持つ細長いボディを持ち、前記細長いボディは、解剖学的領域内で心臓弁に対して前記人工弁を配置する、前記遠位端に隣接した送達セクションを含む。前記送達セクションは、基準要素に対する前記解剖学的領域内の前記送達セクションの向き及び形状を感知する送達セグメントを含む。前記送達追跡システムは、前記送達セグメントにより感知された前記基準要素に対する前記解剖学的領域内の前記送達セグメントの感知された向き及び感知された形状に応じて前記心臓弁に対する前記人工弁の位置及び向きを追跡する。
【０００９】
本発明の第２の形式は、解剖学的領域内のカテーテルのナビゲーションを含む誘導人工弁配置方法であり、前記カテーテルは、近位先端及び遠位先端を持つ細長いボディを持ち、前記細長いボディは、解剖学的領域内で心臓弁に対して前記人工弁を配置する、前記遠位端に隣接した送達セクションを含む。前記方法は、前記カテーテルが前記解剖学的領域内でナビゲートされる際に基準要素に対する前記解剖学的領域内の前記送達セクションの向き及び形状の感知と、前記送達セグメントにより感知された前記基準要素に対する前記解剖学的領域内の前記送達セクションの前記感知された形状及び前記感知された向きに応じて前記心臓弁に対する前記人工弁の位置及び向きの追跡とを含む。
【００１０】
本発明の上記形式及び他の形式並びに本発明の様々なフィーチャ及び利点は、添付の図面とともに読まれる本発明の様々な典型的な実施例の以下の詳細な説明から明らかになる。詳細な説明及び図面は、本発明を限定するのではなく単に説明し、本発明の範囲は、添付の請求項及びその同等物により規定される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による心臓弁撮像システムの典型的な実施例のブロック図を示す。
【図２】本発明による心臓弁撮像方法の典型的な実施例を表すフローチャートを示す。
【図３Ａ】本発明による心臓弁のＸ線画像上の弁輪面オーバレイの典型的な表示を示す。
【図３Ｂ】本発明による心臓弁のＸ線画像上の弁輪面オーバレイの典型的な表示を示す。
【図４】本発明による送達追跡システムの典型的な実施例のブロック図を示す。
【図５Ａ】本発明による送達セグメントの典型的な実施例を示す。
【図５Ｂ】本発明による送達セグメントの典型的な実施例を示す。
【図５Ｃ】本発明による送達セグメントの典型的な実施例を示す。
【図６】本発明によるカテーテルの送達セクションに取り付けられた人工弁の典型的な実施例概略図を示す。
【図７】本発明による送達追跡方法の典型的な実施例を表すフローチャートを示す。
【図８】本発明による画像誘導人工弁配置システムの典型的な実施例のブロック図を示す。
【図９】本発明による画像誘導人工弁配置方法の典型的な実施例を表すフローチャートを示す。
【図１０Ａ】本発明による人工弁誘導表示方法の典型的な実施例を表すフローチャートを示す。
【図１０Ｂ】本発明による人工弁誘導表示方法の典型的な実施例を表すフローチャートを示す。
【図１１Ａ】本発明による弁輪面に対する人工弁の角度方向の典型的な表示を示す。
【図１１Ｂ】本発明による弁輪面に対する人工弁の角度方向の典型的な表示を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に示されるように、本発明の心臓弁撮像システムは、図２に示されるフローチャート６０によって病変又は他の形で損傷を受けた心臓弁に対して弁輪面を表示するのに、撮像モダリティ３０と、Ｘ線撮像システム４０と、画像誘導システム５０とを使用する。
【００１３】
本発明の目的に対して、用語"弁輪面"は、関連した心臓弁の輪を横切る面として広く規定される。例えば、図１は、大動脈弁２１、僧帽弁２２、肺動脈弁２３及び三尖弁２４の形の４つの弁を持つ心臓２０を示している。大動脈弁２１の弁輪面は、したがって、大動脈弁２１の輪を横切る面である。実際に、本発明の目的に対する心臓弁の好適な弁輪面は、対応する弁交換処置の詳細に依存する。
【００１４】
図１及び２を参照すると、心臓２０に対する弁交換処置は、交換される心臓弁２１−２４の１つの中の病変／損傷心臓弁に対して適切に配置及び配向された人工弁を必要とする。このために、フローチャート６０の術前又は術中段階Ｓ６１の間に、撮像モダリティ３０は、当技術分野において既知であるように病変／損傷心臓弁の輪の三次元（３Ｄ）体積画像を生成し、前記体積画像を表すデータセット３１を画像誘導システム５０に通信する。実際に、撮像モダリティ３０は、３Ｄ体積画像を生成するように構造的に構成されたいかなる撮像モダリティであってもよい。例は、磁気共鳴撮像システム、コンピュータ断層撮影システム及び３Ｄ超音波システムを含むが、これらに限定されない。また、実際に、前記心臓弁の体積画像の視覚的範囲は、フローチャート６０により実施される特定の心臓弁交換処置に依存する。
【００１５】
フローチャート６０の術前又は術中段階Ｓ６２の間に、画像誘導システム５０は、前記病変／損傷心臓弁の体積画像内から前記病変／損傷心臓弁と関連付けられた弁輪面を抽出するようにハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを用いて構造的に構成される。一実施例において、画像誘導システム５０は、前記弁輪面を識別し、次いで前記心臓弁の体積画像から弁輪面を抽出するように基礎として心臓２０のモデルを使用する。例えば、図３Ａに示されるように、弁輪面５３は、心臓２０のモデル又は他の比較可能な心臓内の弁輪面５３の識別に基づいて心臓２０の体積画像３１ａから抽出されることができる。
【００１６】
フローチャート６０の術中段階Ｓ６３の間に、Ｘ線撮像システム４０は、当技術分野において既知であるように前記病変／損傷心臓弁のＸ線画像を生成し、前記Ｘ線画像を表すデータセット４１を画像誘導システム５０に通信する。今度は、画像誘導システム５０は、前記心臓弁のＸ線画像内の抽出された弁輪面のオーバレイの表示５１を生成するようにハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを用いて構造的に構成される。例えば、図３Ｂに示されるように、表示５１ａは、左心室２６から延在し、大動脈弁２１の輪（図示されない）と関連付けられた弁輪面５３のオーバレイにより囲まれる大動脈２５のＸ線画像を示す。
【００１７】
画像誘導システム５０は、前記心臓弁の弁輪面に対する前記人工弁の向きの表示５２（図１）を生成するようにハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを用いて構造的に構成される。表示５２の実施例は、この後に図１１Ａ及び１１Ｂの説明と併せてここに記載される。
【００１８】
実際に、画像誘導システム５０は、画像モダリティ３０、Ｘ線システム４０又は別のワークステーション内に組み込まれることができる。
【００１９】
図４に示されるように、送達追跡システム９０は、カテーテル７０が心臓弁交換処置中に配置される際に人工弁８０を追跡するのに、基準コンポーネント９１と、形状再構成コンポーネント９３と、図７に示されるフローチャート１００による弁追跡コンポーネント９５とを使用する。
【００２０】
カテーテル７０は、近位先端７１ａから遠位先端７１ｂに延在する管状ボディ７１を備え、送達セクション７２は、遠位先端７１ｂに隣接している（すなわち、送達セクション７２は、近位先端７１ａより遠位先端７１ｂに近い）。管状ボディ７１の送達セクション７２内に一体化されるのは、基準要素７４に対する送達セクション７２の向き及び形状を感知する送達セグメント７３である。実際に、基準要素７４は、例えば、送達セグメント７３の近位端に隣接して、送達セクション７２のいかなる位置にも沿って配置されるサブセグメントでありうる。
【００２１】
基準コンポーネント９１は、当技術分野において既知であるように、心臓２０のような解剖学的領域内の基準要素７４の位置及び向きを特定するように構造的に構成される（図１）。実際に、基準コンポーネント９２の実施例は、前記処置に対して使用される送達セグメント７３のタイプに依存する。
【００２２】
形状再構成ユニット９３は、当技術分野において既知であるように、送達セクション７２の形状を再構成するように構造的に構成される。同様に、実際に、前記形状再構成ユニットの実施例は、前記処置に使用される送達セグメント７３のタイプに依存する。
【００２３】
特に、図５Ａに示される送達セグメント７３の一実施例１７３において、送達セグメント１７３は、１つ又は複数の変形センサアレイ１７４を介して連続した内部光反射を用いて光を伝達するように構造的に構成された物品又は装置としてここで広く規定される光ファイバであり、送達セグメント１７３の近位端が基準点７４を規定する。本発明の目的に対して、アレイ１７４の各変形光センサは、特定の波長の光を反射し、他の全ての波長の光を透過し、これにより反射波長が光ファイバ１７３に加えられる外部刺激に応じてシフトされることができるように構造的に構成された物品としてここで広く規定される。
【００２４】
光ファイバ１７３及び変形光センサアレイ１７４の例は、当技術分野において既知であるように前記ファイバの長さに沿って一体化されたファイバブラッグ格子を持つ可撓性の光学的に透明なガラス又はプラスチックファイバである。
【００２５】
光ファイバ１７３及び変形光センサアレイ１７４の他の例は、当技術分野において既知であるように前記ファイバの長さに沿って生じる光学的屈折率の自然にランダムな変化を持つ可撓性の光学的に透明なガラス又はプラスチックのファイバであり、これによりランダムな変動が、格子の長さに沿った振幅及び位相のランダムな変化を持つファイバブラッグ格子としてモデル化されることができる。
【００２６】
送達セグメント１７３に対して、基準コンポーネント９１は、当技術分野において既知であるように基準要素７４を位置特定する目的に対する磁気共鳴位置特定ユニット、超音波ベースの位置特定ユニット、又は直接Ｘ線撮像／処理ユニットでありうる。加えて、形状再構成ユニット９３は、当技術分野において既知であるようにアレイ１７４の形状を再構成する光学的コンソールでありうる。
【００２７】
図５Ｂに示される送達セグメント７３の他の実施例２７３において、送達セグメント２７３は、電磁コイルのアレイ２７４を持つ電磁センサであり、アレイ２７４の近位端は、基準点７４を規定する。
【００２８】
送達セグメント２７３に対して、基準コンポーネント９１は、当技術分野において既知であるように基準要素７４を位置特定する目的に対して６自由度（６ＤＯＦ）電磁追跡ユニット又は６ＤＯＦインピーダンス位置特定ユニットでありうる。加えて、形状再構成ユニット９３は、当技術分野において既知であるようにアレイ２７４の形状を再構成する別の又は一体化された６ＤＯＦ電磁追跡ユニット又は６ＤＯＦインピーダンス位置特定ユニットでありうる。
【００２９】
図５Ｃに示されるように送達セグメント７３の他の実施例３７３において、送達セグメント３７３は、基準要素７４を規定する電磁コイル２７５及び光ファイバ１７３を含む。
【００３０】
送達セグメント３７３に対して、基準コンポーネント９１は、当技術分野において既知であるように電磁コイル２７５を位置特定する目的に対する６自由度（６ＤＯＦ）電磁追跡ユニット又は６ＤＯＦインピーダンス位置特定ユニットでありうる。加えて、形状再構成ユニット９３は、当技術分野において既知であるようにアレイ１７４の形状を再構成する光学的コンソールでありうる。
【００３１】
図４に戻って参照すると、人工弁８０は、遠位先端６１ｂに隣接して取り付けられる。しかしながら、実際に、人工弁８０は、前記心臓弁交換処置の詳細に依存して送達セクション７２に取り付けられる。
【００３２】
図６に示される一実施例において、埋め込まれた送達セグメント７３を持つ人工弁８０ａは、弁輪を囲む。図示された配置されていない状態において、人工弁８０ａは、配置バルーン８１上で折り曲げられ、送達セグメント７３の遠位セグメントは、折り畳み状態においてとぐろを巻かれる。配置後に、人工弁８０ａは、広げられ、送達セグメント７３は、配置状態において前記輪上に延在するようにほどかれる。送達セグメント７３の囲んでいるセグメントは、弁の面及び輪の向きを規定する。当該セグメントの先端は、無冠尖（non-coronary cusp）の中心点と一致するように設計され、冠尖の各々は、送達セグメント７３の湾曲セグメントに沿った角度位置に基づいて注釈を付けられる。湾曲場所７５−７８は、解剖学的フィーチャ（例えば、冠状動脈口）に対応する。
【００３３】
図７に示されるフローチャート１００は、ここで、図５の弁追跡モジュール９５の理解を容易化するように記載される。
【００３４】
フローチャート１００の術中段階Ｓ１０１の間に、基準コンポーネント９１は、当技術分野において既知であるように心臓２０の画像に登録された大域的基準座標系１１０内の基準要素７４の位置及び向きを位置特定し、基準要素７４の位置特定された位置及び向きを表すデータセット９２を弁追跡モジュール９５に伝達する。フローチャート１００の術中段階Ｓ１０２の間に、形状再構成ユニット９３は、当技術分野において既知であるように大域的基準座標系１１０内の送達セクション７２の形状を再構成し、大域的基準座標系１１０内の送達セクション７２の再構成された形状を表すデータセット９４を弁追跡モジュール９５に伝達する。
【００３５】
フローチャート１００の術中段階Ｓ１０３の間に、弁追跡モジュール９５は、データセット９２及び９４を処理し、これにより大域的基準座標系１１０内の心臓弁に対する人工弁８０の位置及び向きを位置特定するように、ハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを用いて構造的に構成される。特に、弁追跡モジュール９５は、送達セグメント７３と基準点７４との間の空間的関係、及び送達セグメント７３と人工弁８０との間の空間的関係に関して送達セクション７２の特定の設計の情報を持つ。このようなものとして、弁追跡モジュール９５は、前記心臓弁（図示されない）に対する大域的基準座標系１１０内の送達セクション７２の局所的位置及び回転的向きを決定するようにデータセット８１及び９１を処理する。
【００３６】
実際に、弁追跡モジュール９５は、基準コンポーネント９１内に、形状再構成ユニット９３内に、画像誘導システム５０（図１）内に、又は別のワークステーション内に組み込まれてもよい。
【００３７】
図８は、弁面モジュール５４及び誘導モジュール５６を含む図１の画像誘導システム５０と、図４の送達追跡システム９０とを使用する画像誘導弁交換システムを示す。システム５０及び９０は、図９に示されるフローチャート１２０を実施し、心臓２０の病変又は他の形で損傷を受けた心臓弁に対する人工弁８０（図４）の適切な配置及び配向を容易化する。
【００３８】
特に、フローチャート１２０の第１のフェーズ１２１は、画像誘導システム５０による図２のフローチャート６０の実施及び送達追跡システム９０による図７のフローチャート１００の実施を含む。実際に、フローチャート６０の段階Ｓ６１及びＳ６２は、患者内へのカテーテル７０の挿入の前に実行されることができ、フローチャート６０の段階Ｓ６３及びフローチャート１００の全ての段階は、リアルタイムで実行される。また、実際に、システム５０又はシステム８０は、（ＸＺ面が図８に示されている）大域的基準座標系１１０を確立するのに使用されることができる。
【００３９】
フローチャート１２０の段階Ｓ１２２の間に、弁面モジュール５４は、前記病変／損傷心臓弁の体積画像内から前記病変／損傷心臓弁と関連付けられた弁輪面を抽出するようにハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを用いて構造的に構成される。弁面モジュール５４は、前記心臓弁のＸ線画像内の前記抽出された弁輪面のオーバレイの表示５１及び／又は前記抽出された弁輪面のデータセット５５を誘導モジュール５６に伝達する。今度は、誘導モジュール５６は、カテーテル７０が心臓２０内にナビゲートされる際に前記心臓弁に対する前記人工弁の配置及び／又は配向を示す人工弁誘導表示５２を生成するようにハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを用いて構造的に構成される。
【００４０】
図１０Ａに示される段階Ｓ１２２の一実施例において、誘導モジュール５６は、フローチャート１３０の段階Ｓ１３１の間に前記心臓弁の体積画像を大域的基準座標系１１０に登録し、フローチャート１３０の段階Ｓ１３２の間に前記体積画像内の人工器官ベクトル及び配向軸を生成し、フローチャート１３０の段階Ｓ１３３の間に前記人工弁誘導表示を抽出する。
【００４１】
図１１Ａは、弁輪面５３、弁輪面５３を通って垂直に延在する配向軸１５０、及び前記人工弁をシンボル化する人工器官ベクトル１５１の方向矢印１５３を持つ弁輪面５３を通って基準点１５２から延在する人工器官ベクトル１５１を示す人工弁誘導表示５２ａの一例を示す。表示５２ａは、配向軸１５１と人工器官ベクトル１５１との間の角度差値１５４を示す。
【００４２】
表示５２ａの生成は、前記心臓弁交換処置中に誘導ツールを提供し、これにより前記人工弁の適切な配置及び配向が、達成されることができる。特に、前記カテーテルは、ゼロに等しい角度差値１５４を持ち、弁輪面５３から適切な距離の方向矢印１５３を持つことを目的に心臓内でナビゲートされることができる。
【００４３】
人工器官ベクトル１５１のボディは、本質的に前記送達セグメントを表すのに対し、前記送達セグメントは、前記カテーテルが心臓内でナビゲートされるように弧又は湾曲形状を持つことができる。それにもかかわらず、実際に、人工器官ベクトル１５１のボディは、配向軸１５０１に対する前記人工弁の実際の向きに基づいて示されるようにストレート形状を与えられてもよく、又は前記送達セグメントの実際の形状が、表示５２ａに示されてもよい。
【００４４】
また、実際に、表示５２ａは、３Ｄ又は二次元（２Ｄ）であることができ、心臓弁及び周囲の心臓組織のフィーチャを含むことができる。
【００４５】
図１１Ｂは、表示５２ａの代替バージョン５２ｂを示し、これによりマーカ１５４（ａ）及び１５４（ｂ）は、前記送達セグメントから（例えば、ＦＧＢセンサから得られた生理学的パラメータを表し、各パラメータは、色符号化された情報又は形状符号化された情報を提供する。前記生理学的パラメータの例は、大動脈における血圧（例えば、マーカ１５４（ａ））、心室における血圧（例えば、マーカ１５４（ｂ））、及び弁傍の血流を含むが、これらに限定されない。
【００４６】
図１０Ｂに示される段階Ｓ１３２（図１０Ａ）の第２の実施例において、誘導モジュール５６は、フローチャート１４０の段階Ｓ１４１の間に大域的基準座標系１１０内に前記弁輪面のオーバレイを持つ前記心臓弁のＸ線画像を登録し、フローチャート１４０の段階Ｓ１４２の間に前記Ｘ線画像内で前記人工器官ベクトル及び前記配向軸を生成する。例えば、図１１Ａ及び１１Ｂの配向軸１５０及び人工器官ベクトル１５１は、図３ＢのＸ線画像５１ａ内に生成されることができる。
【００４７】
図１−１１の説明から、当業者は、本発明の様々な画像誘導技術によって適切なタイプの介入処置を実施する方法を理解する。特に、如何なるタイプの細長い介入器具（例えば、カテーテル、バスケットカテーテル、バルーンカテーテル、リード、ガイドワイヤ、シース、内視鏡、アブレーションカテーテル、関節鏡システム、整形外科用インプラント、脊椎インプラント、脳深部刺激装置（ＤＢＳ）プローブ、薬物送達システム、マッピングカテーテル、ドリルビット、探り針、トロカール、ねじ又はこれらの組み合わせ）も、解剖学的対象（例えば、心臓弁、血管、内腔空間、会陰のような仮想空間（筋膜性の層）、腫瘍又は他の固形臓器内の間質ターゲット、神経解剖学的ターゲット等）に対するいかなるタイプの治療装置（例えば、人工弁、ステント、フィルタ装置、バルーン、アブレーション装置、アテレクトミ装置、冷却装置、ペーシング装置、電極、又は他の埋め込み型装置／人工器官等）の送達に対していかなる解剖学的領域（例えば、心臓、気管支樹、腹部等）をナビゲートするのにも使用されることができる。
【００４８】
本発明の様々な典型的実施例が、図示及び説明されたが、ここに記載された本発明の典型的実施例が説明用であり、本発明の真の範囲から逸脱することなしに、様々な変更及び修正が行われることができ、同等物が要素に対して置き換えられうると、当業者により理解される。例えば、本発明は、ＦＧＢに関してここで論じられているが、例えば、ＦＢＧ又は他の光学素子とともに又はなしで、後方散乱、光ファイバ力検知、ファイバ位置センサ又はレイリー散乱を使用してファイバ内の１つ又は複数のセクションにおける変化の検出から感知又は位置特定を含む、形状感知又は位置特定に対するファイバ光学を含むことが理解される。加えて、多くの修正例が、中心的範囲から逸脱することなしに本発明の教示を適応させるように行われることができる。したがって、本発明が、本発明を実行することを期待されるベストモードとして開示された特定の実施例に限定されず、本発明が、添付の請求項の範囲に入る全ての実施例を含むことが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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