(57)【要約】【課題】心臓の解剖学的マッピングの方法及びシステムを提供すること。【解決手段】方法は、患者の器官内の医療用プローブの遠位端部アセンブリの位置を示す１つ又は複数の信号を受信することを含む。受信信号に基づいて、遠位端部アセンブリ内に閉じ込められた内容積が決定される。器官の解剖学的マップは更新されて、器官の内部に属するとして遠位端部アセンブリの内容積を表示する。【選択図】図１
2019118828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
電気的インタフェースと、
プロセッサであって、
前記電気的インタフェースを介して、患者の器官内の医療用プローブの遠位端部アセンブリの位置を示す１つ又は複数の信号を受信するよう、
前記受信信号に基づいて、前記遠位端部アセンブリ内に閉じ込められた内容積を決定するよう、及び
前記器官の解剖学的マップを更新して、前記器官の内部に属するとして前記遠位端部アセンブリの前記内容積を表示するよう
構成されたプロセッサと、
を備える、装置。
【請求項２】
前記プロセッサが、前記受信信号に基づいて、前記遠位端部アセンブリに接続されている１つ又は複数のセンサの位置を算定して、前記センサの前記位置から前記内容積を導くよう構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プロセッサが、前記センサの前記位置及び前記遠位端部アセンブリの既知の幾何学形状に基づいて、前記内容積を算定するよう構成されている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認するよう、及び前記遠位端部アセンブリが変形していないときのみ、前記器官の前記内部に属するとして前記遠位端部アセンブリの前記内容積を表示するよう構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記遠位端部アセンブリが変形していると検出したことに応答して、前記プロセッサが、それに対応して、前記解剖学的マップを更新して、前記器官の前記内部に属するとして前記遠位端部アセンブリの外側表面の少なくとも一部だけ表示するよう構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記プロセッサは、前記遠位端部アセンブリに関連する表面が平面であるかどうかを確認することにより、前記遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認するよう構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記遠位端部アセンブリの実際の幾何学形状が前記遠位端部アセンブリの既知の非変形幾何学形状から逸脱しているかどうかを確認することにより、前記遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認するよう構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記遠位端部アセンブリと前記器官の表面との間の機械的接触を確認することにより、前記遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認するよう構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項９】
方法であって、
患者の器官内の医療用プローブの遠位端部アセンブリの位置を示す１つ又は複数の信号を受信することと、
前記受信信号に基づいて、前記遠位端部アセンブリ内に閉じ込められた内容積を決定することと、
前記器官の解剖学的マップを更新して、前記器官の内部に属するとして前記遠位端部アセンブリの前記内容積を表示することと、
を含む、方法。
【請求項１０】
前記内容積を決定することが、前記受信信号に基づいて、前記遠位端部アセンブリに接続されている１つ又は複数のセンサの位置を算定することと、前記センサの前記位置から前記内容積を導くこととを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記内容積を導くことが、前記センサの前記位置及び前記遠位端部アセンブリの既知の幾何学形状に基づいて、前記内容積を算定することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記解剖学的マップを更新することは、前記遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認することと、前記遠位端部アセンブリが変形していないときのみ、前記器官の前記内部に属するとして前記遠位端部アセンブリの前記内容積を表示することと、を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記遠位端部アセンブリが変形していると検出したことに応答して、前記解剖学的マップを更新して、前記器官の前記内部に属するとして、前記遠位端部アセンブリの外側表面の少なくとも一部だけを表示することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認することは、前記遠位端部アセンブリに関連する表面が平面であるかどうかを確認することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認することは、前記遠位端部アセンブリの実際の幾何学形状が前記遠位端部アセンブリの既知の非変形幾何学形状から逸脱しているかどうかを確認することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認することが、前記遠位端部アセンブリと前記器官の表面との間の機械的接触を確認することを含む、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ね、解剖学的マッピング、特に心臓の解剖学的マッピングの方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓腔の解剖学的マッピングは、侵襲的な心臓手技の間に使用されることが多い。例えば、米国特許出願公開第２０１０／０１６８５５０号は、心臓チャンバの外形及び／又は容積を示す、複数のモデル化シェルを構築するためのシステムを記載している。このシステムは、電極がチャンバ内に掃引されると、複数の位置のデータ点を収集するように構成されている。採集したデータ点の各々は、このような点が取得された位置に関連して測定された心位相を有する。このシステムは、収集した電極位置を位相に基づいた組に区分けするよう構成されている。各組は、特に、その構成電極位置の関連位相により特徴付けられる。このシステムは、各組に関して、関連位相においてチャンバを表す個々のシェルモデルを生成するよう構成されている。シェルは、一旦、構築されると、さまざまな診断手順、マッピング手順及び／又は治療手順のため、又はこれらと組み合わせて使用され得る。このシステムはまた、シェル構成体において、電極が心臓組織に接触していることを確認した後に、収集したデータ点を使用するように構成されている（例えば、接触を確認する位相角パラメータを使用する）。
【０００３】
別の例として、米国特許出願公開第２００６／０１７８５８７号は、カテーテルを元にした測定値に基づいて、算定値を較正するシステム及び方法を記載している。一実施形態は、心臓チャンバなどの、流体充填腔の容積算定値を較正するための方法を含む。この方法では、電気化学的特徴を測定するよう構成されている第１のカテーテル及び幾何学的特徴を測定するよう構成されている第２のカテーテルは、流体充填腔に挿入される。流体充填腔の電気化学的特徴は、第１のカテーテルを用いて測定され、該腔の幾何学的特徴は、第２のカテーテルを用いて測定される。容積セグメントは、測定された腔の幾何学的特徴に基づいて判定され、対応する容積セグメントは、腔の測定された電気化学的特徴に基づいて判定される。容積の幾何学的算定値は、一層正確となることが知られているので、電気的測定値に基づいた容積算定値は、幾何学的算定値に一致するよう調節（較正）される。
【０００４】
米国特許出願公開第２０１４／００９５１０５号は、１つ若しくは複数の全体的な変換関数若しくは補間関数、及び／又は１つ若しくは複数の局所変換関数の判定を含むことができる、電流に基づく座標システムを補正及び／又は縮尺するためのアルゴリズムを記載している。全体的及び局所変換関数は、全体的な計量テンソル及びいくつかの局所計量テンソルを算定することにより算定され得る。計量テンソルは、カテーテルにおける空間が近いセンサ間の所定の距離及び測定距離に基づいて算定され得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態は、患者の器官内の医療用プローブの遠位端部アセンブリの位置を示す１つ又は複数の信号を受信することを含む方法を提供する。受信信号に基づいて、遠位端部アセンブリ内に閉じ込められた内容積が決定される。器官の解剖学的マップが更新されて、器官の内部に属するとして遠位端部アセンブリの内容積を表示する。
【０００６】
一部の実施形態では、本方法は、受信信号に基づいて、遠位端部アセンブリに接続されている１つ又は複数のセンサの位置を算定すること、及び該センサの位置から内容積を導くことを含む。
【０００７】
一部の実施形態では、本方法は、センサの位置及び遠位端部アセンブリの既知の幾何学形状に基づいて、内容積を算定することを含む。
【０００８】
実施形態では、本方法は、遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認すること、及び遠位端部アセンブリが変形していないときのみ、器官の内部に属するとして遠位端部アセンブリの内容積を表示することを含む。
【０００９】
別の実施形態では、本方法は、遠位端部アセンブリが変形していると検出したことに応答して、解剖学的マップを更新して、器官の内部に属するとして遠位端部アセンブリの外側表面の少なくとも一部だけを表示することを含む。
【００１０】
一部の実施形態では、本方法は、遠位端部アセンブリに関連する表面が平面であるかどうかを確認することを含む。
【００１１】
一部の実施形態では、本方法は、遠位端部アセンブリの実際の幾何学形状が、遠位端部アセンブリの既知の非変形幾何学形状から逸脱しているかどうかを確認することを含む。
【００１２】
実施形態では、本方法では、遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認することが、遠位端部アセンブリと器官の表面との間の機械的接触を特定することを含むことを含む。
【００１３】
更に、本発明の実施形態によれば、電気的インタフェース及びプロセッサを含む装置が提供される。プロセッサは、電気的インタフェースを介して、患者の器官内の医療用プローブの遠位端部アセンブリの位置を示す１つ又は複数の信号を受信するよう構成されている。受信信号に基づいて、プロセッサは、遠位端部アセンブリ内に閉じ込められた内容積を決定するよう、及び器官の解剖学的マップを更新して、器官の内部に属するとして遠位端部アセンブリの内容積を表示するよう構成されている。
【００１４】
本発明は、以下の発明を実施するための形態を図面と併せて考慮すると、一層完全に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態による、解剖学的マッピングのシステムの模式的な描写図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態による、それぞれ、Ｌａｓｓｏ（登録商標）及びＰｅｎｔａｒａｙ（登録商標）マッピングカテーテルによりマッピングされた身体構造腔の容積を表示したマップである。
【図２Ｂ】本発明の実施形態による、それぞれ、Ｌａｓｓｏ（登録商標）及びＰｅｎｔａｒａｙ（登録商標）マッピングカテーテルによりマッピングされた身体構造腔の容積を表示したマップである。
【図３】本発明の実施形態による、心臓腔の解剖学的マッピングの方法を概略的に例示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
概略
心臓腔などの患者の器官の内部は、マッピング用カテーテルを使用してマッピングされ得、このマッピング用カテーテルは、器官内部に存在しながら、マッピングするために、遠位端部に取り付けられたさまざまなセンサを利用することができる。プロセッサは、このさまざまなセンサが生成する位置信号を使用して、器官内部（例えば、腔）の、検出用電極の位置などの、さまざまなセンサの位置を算定することができる。プロセッサは、算定した位置を使用して、腔の解剖学的マップを更に導き出すことができる。上記の方法は、腔の正確なマップを生成することができるが、完了までに比較的に多量の時間を必要とする。
【００１７】
本明細書に記載されている本発明の実施形態は、心臓腔の解剖学的マッピングのシステム及び方法の改善を提供する。本開示技法は、マッピング過程の間に、マップの「内部容積」を繰り返し付け加えることにより、マッピング時間を大幅に短縮する。「内部容積」は、カテーテルのセンサ間に封じ込まれた内容積（すなわち、遠位端部アセンブリ内に閉じ込められた内容積）であり、したがって、組織を含む可能性は非常に低い。こうして、これらの容積は、心臓腔の内部容積であると可能性が非常に高いと見なすことができ、したがって、全体として、形成時にマップに付け加えることができる。例として、本開示方法は、Ｌａｓｓｏ（登録商標）（すなわち、螺旋状ガイドワイヤ区分を含む）カテーテル又はＰｅｎｔａｒａｙ（登録商標）（すなわち、多重線区分を含む）カテーテルのような、多重電極カテーテルを使用することができる。このようなカテーテルの上に配置される多重検出用電極は、以下に示されている、「内部容積」を閉じ込めた外形を有する。
【００１８】
一部の実施形態では、解剖学的マッピングシステムは、Ｌａｓｓｏ（登録商標）カテーテルの螺旋状ガイドワイヤに取り付けられた検出用電極、又はＰｅｎｔａｒａｙ（登録商標）カテーテルのアームに取り付けられた検出用電極からのような、カテーテル遠位端部に接続されている（すなわち、遠位端部アセンブリに接続されている）複数のセンサからの複数の信号を受信する。複数の信号に基づいて、解剖学的マッピングシステムにおけるプロセッサは、検出用電極の位置を算定する。プロセッサは、算定された位置に基づいて、Ｌａｓｓｏ（登録商標）カテーテル又はＰｅｎｔａｒａｙ（登録商標）カテーテルの遠位端部の形状などの、カテーテルの遠位端部の形状を算定する。
【００１９】
プロセッサは、次に、カテーテル遠位端部の形状が変形しているか否か（すなわち、自由に移動する遠位端部がゆがみのない形状を有しているか否か）を判定する。遠位端部は、例えば、心臓腔の表面に接触しているので、変形していることがある（すなわち、遠位端部アセンブリと器官の表面との間の機械的接触を有する）。プロセッサが、遠位端部が変形しているか否かを判定する方法は多数存在し、例えば、例として、２本の特定のカテーテルに関する２種の方法が、本明細書に記載されている。
（ａ）実施形態では、プロセッサは、以下に詳述されているとおり、Ｌａｓｓｏ（登録商標）カテーテルの螺旋状アームが包含する、ディスク状表面の平面性を確認することにより、Ｌａｓｓｏ（登録商標）カテーテルが変形しているか否かを判定する。
（ｂ）実施形態では、プロセッサは、Ｐｅｎｔａｒａｙ（登録商標）カテーテルの任意の２本の隣接アームが画定することができる表面の平面性を確認することにより、Ｐｅｎｔａｒａｙ（登録商標）カテーテルが変形しているか否かを判定する。
【００２０】
プロセッサが、カテーテルの形状が変形していると判定した場合、プロセッサは、遠位端部の形状（例えば、Ｌａｓｓｏ（登録商標）ガイドワイヤの輪郭又はＰｅｎｔａｒａｙ（登録商標）アームの輪郭）のみを解剖学的マップに付け加える（すなわち、プロセッサは、解剖学的マップを更新して、遠位端部アセンブリの外側表面の少なくとも一部のみを器官の内部に属していると表示する）。一方、プロセッサが、遠位端部の形状が変形されていないと判定すると、プロセッサは、「内部容積」を算定する（すなわち、電極の測定位置の間に位置する血液の体積）。プロセッサは、次に、全体を算定した三次元「内部容積」（すなわち、内容積）を腔の解剖学的マップに付け加える。言い換えると、プロセッサは、遠位端部アセンブリが変形していないときのみ、器官の内部に属するとして遠位端部アセンブリの内容積を表示する。
【００２１】
実施形態では、プロセッサは、検出用電極の測定位置の間に挿入することにより、このような「内部容積」を算定する。
【００２２】
マッピングカテーテルは、通常、マッピング時間の大部分を変形していない状態で費やすので（すなわち、心臓腔の血液プール中で拘束を受けない）、本明細書において開示されている内部容積のマッピングは、非常に効率的である。カテーテルが、腔の全容積測定マップに迅速に集中するよう、腔内部の複数の位置を移動するとき、プロセッサは、通常、内部容積を付け加える過程を繰り返す。用語「位置（location）」及び「位置（position）」は、本記載では互換的に使用され、同じであることを意味する。
【００２３】
本開示技法は、腔の解剖学的マップを得るために必要な時間を著しく短縮することができる、別個の長所を有する。時間が短いと、マップの正確度を改善することができ、このようなマップの取得及び使用に関与する臨床的手技を潜在的に単純化することができる。更に、「内部容積」を充填する結果として、本開示技法は、マップ中の人工空隙の発生を低減させた腔の表示を生成する。このような表示は、空隙の少ない、連続的な身体構造の一層優れた可視化を実現し、これは、そうでなければ実現することが困難である。
【００２４】
システムの説明
図１は、本発明の実施形態による、解剖学的マッピングのシステムの模式的な描写図である。分かるとおり、医師２７は、電気解剖学的カテーテル２９を使用して、患者２５の心臓２３の解剖学的マッピングを行う。カテーテル２９は、その遠位端部に、５本のアーム２０を有する、Ｐｅｎｔａｒａｙ（登録商標）マッピングカテーテルを備え、そのそれぞれに、１つ又は複数の検出用電極２２が接続されている。カテーテルは、遠位端部において、磁気センサ３０を備える。マッピング手順の間に、磁気センサ３０は、腔内部のＰｅｎｔａｒａｙ（登録商標）カテーテルの遠位端部の位置及び方向を示す信号を発生する。
【００２５】
電極２２は、心臓２３における電極の位置を示す信号を取得及び／又は送信する。プロセッサ２８は、電気的インタフェース３５を介して、磁気信号及び電気信号を受信し、これらの信号に含まれる情報を使用して、Ｐｅｎｔａｒａｙ（登録商標）カテーテルの遠位端部の形状を算定する。一部の実施形態では、算定された形状は、隣接電極間の距離などの、カテーテルの既知の外形から導かれる物理的制約（例えば、遠位端部アセンブリの既知の幾何学形状）を考慮した算定値に基づいて、プロセッサ２８により画定される。
【００２６】
一部の実施形態では、プロセッサ２８は、遠位端部の再構成された形状で心臓２３の腔の解剖学的マップ３１を更新する。本発明の一部の実施形態では、プロセッサ２８は、再構成された形状内部に閉じ込められた腔の全容積を充填することにより、迅速に、解剖学的マップ３１を構築する。手順中及び／又は手順の後に、プロセッサ２８は、ディスプレイ２６上に解剖学的マップ３１を表示することができる。
【００２７】
一部の実施形態では、上記のとおり、プロセッサ２８は、心臓中のカテーテル遠位端部の三次元における個々の正確な位置（ｘ、ｙ及びｚ軸）及び方向（ロール、揺れ、ピッチ）を測定するために、外部磁場発生器（図示せず）からの磁場に応答して、磁気センサ３０からの信号を受信する。磁場発生器は、通常、例えば、患者が寝ているテーブルの下に、患者２５の外部の分かった位置に置かれる。位置信号は、解剖学的マッピングシステムの座標システムにおいて、センサ３０の位置を示す。
【００２８】
外部磁場を使用する位置及び方向の検出方法は、さまざまな医療用途に、例えば、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ  Ｉｎｃ．（Ｅｒｖｉｎｅ、Ｃａｌｉｆ．）により製造されているＣＡＲＴＯ（商標）システムに実装されており、米国特許第５，３９１，１９９号、同第６，６９０，９６３号、同第６，４８４，１１８号、同第６，２３９，７２４号、同第６，６１８，６１２号及び同第６，３３２，０８９号、ＰＣＴ特許公開ＷＯ９６／０５７６８号、並びに米国特許出願公開第２００２／００６５４５５Ａ１号、同第２００３／０１２０１５０Ａ１号及び同第２００４／００６８１７８Ａ１号に詳細に記述されており、それらの開示はすべて参照により本明細書に組み込まれている。
【００２９】
代替実施形態では、手技の間に、電極２２の個々の位置のそれぞれは、先進的電流位置（ＡＣＬ）技法を使用して追跡される。ＡＣＬ技法では、複数の外部電極２４が、患者２５の身体に接続される。例えば、６本の外部電極２４が、患者の胸に接続され得、別の３本の外部電極が、患者の背中に接続され得る。（例示し易いように、１本の外部電極しか図１に示されていない）。電極２２が、患者の心臓２３の内側に存在している間、電流は、電極２２と外部電極２４との間を流れる。外部電極２４において測定された結果として得られる電流振幅間（又は、これらの振幅により示されるインピーダンス間）の比に基づいて、及び患者の身体上の外部電極２４の既知の位置を考慮して、プロセッサ２８は、患者の心臓内部の電極２２のそれぞれの位置を算定する。こうして、プロセッサは、電極２２から受信した任意の所与のインピーダンス信号と信号が得られた位置とを関係付けることができる。
【００３０】
電極位置を追跡するＡＣＬ技法は、さまざまな医療的用途に、例えば、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ  Ｉｎｃ．（Ｉｒｖｉｎｅ、Ｃａｌｉｆ．）により製造されているＣＡＲＴＯ（商標）システムに実装されており、米国特許第８，４５６，１８２号、同第７，７５６，５７６号、同第７，８６９，８６５号、同第７，８４８，７８７号及び同第７，８４８，７８９号に詳細に記述されており、それらの開示はすべて参照により本明細書に組み込まれている。
【００３１】
図１に示されている例となる例示は、概念を明確化する目的のために単に選択されているに過ぎない。他のタイプの検出外形、特にＬａｓｓｏ（登録商標）マッピングカテーテル（Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ，Ｉｎｃ．により製造されている）もまた、使用されてもよい。概して、プロセッサ２８は、単一のプロセッサとして具現化されてもよく、又は連携してネットワーク化若しくはクラスター化された一組のプロセッサ群として具現化されてもよい。プロセッサ２８は、通常、中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性の二次記憶装置、例えばハードドライブ若しくはＣＤ  ＲＯＭドライブ、ネットワークインタフェース、及び／又は周辺デバイスを備えたプログラムされたデジタルコンピューティングデバイスである。ソフトウェアプログラムを含めたプログラムコード、及び／又はデータは、当分野において公知のとおり、ＣＰＵによる実行及び処理のためにＲＡＭにロードされ、表示、出力、送信又は格納のために結果が生成される。プログラムコード及び／又はデータは、例えば、ネットワークを通じて電子形式でコンピュータにダウンロードされてもよく、又は、代替として又は追加として、磁気、光学又は電子メモリなどの非一過性有形媒体上に提供及び／又は格納されてもよい。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た、機械若しくは専用コンピュータが実現する。
【００３２】
図示されている実施形態は、具体的には、多重アームＰｅｎｔａｒａｙ（登録商標）マッピングカテーテルの使用に関するが、Ｌａｓｓｏ（登録商標）マッピングカテーテルは、以下に説明されているとおり、上の記載に同等に適合する。更に、バスケットタイプ又はバルーンタイプなどの他のタイプのカテーテル遠位端部が適合し得る。
【００３３】
容積充填を使用する迅速な解剖学的マッピング
図２Ａ及び２Ｂは、本発明の実施形態による、それぞれ、Ｌａｓｓｏ（登録商標）マッピングカテーテル及びＰｅｎｔａｒａｙ（登録商標）マッピングカテーテルによりマッピングされた身体構造腔の容積を表示したマップを示している。図２Ａの左側のインサート５５は、複数の検出用電極２２が取り付けられている投げ縄型ガイドワイヤ４２を備えるＬａｓｓｏ（登録商標）カテーテルを概略的に例示している。
【００３４】
分かるとおり、磁気センサ３０ａは、カテーテル遠位端部のベースセグメントに取り付けられている。Ｌａｓｓｏ（登録商標）カテーテルは、その自由空間構成でインサート５５に示されている（すなわち、変形していない）。Ｌａｓｓｏ（登録商標）カテーテルは、図２Ａ（Ｉ）及び２Ａ（ＩＩ）に示されている組織をマッピングするために使用される。どちらの図も、心臓２３の腔内部のＬａｓｓｏ（登録商標）カテーテルの所与の位置における、腔の一部の結果として得られたマッピングを示している。図２Ａ（Ｉ）及び図２Ａ（ＩＩ）は、カテーテルが腔の血液プール内、及び腔表面から離れて位置決めされるときに取得された位置データから編集され、こうして、Ｌａｓｓｏ（登録商標）カテーテルは、組織の表面に接触することにより変形することはない。
【００３５】
図２Ａ（Ｉ）は、開示技法がないときに得た、結果として得られた腔マッピングを示す。分かるとおり、マッピングされた形状５２は、検出用電極２２（すなわち、カテーテルの遠位端部アセンブリの形状に大部分従う、腔の容積の一部）に近接して、螺旋状の投げ縄型ガイドワイヤ４２の上の位置に限定される。
【００３６】
実施形態では、形状５２は、Ｌａｓｓｏ（登録商標）カテーテル遠位端部の形状のコンピュータモデルをそれぞれの位置に適合させるプロセッサ２８によって算定される。別の実施形態では、形状は、プロセッサ２８が測定位置の少なくとも一部の上に挿入することにより算定される。算定方法がいずれであろうと、投げ縄型ガイドワイヤ４２が閉じ込めた容積５１に関する情報は提供されない。図２Ａ（ＩＩ）は、プロセッサ２８が、図２Ａ（Ｉ）と同じ方法で算定した電極位置に基づいて、閉じ込め容積５０（すなわち、内部容積）を上記のプロセッサが導く、本発明の実施形態を示している。分かるとおり、実質的な閉じ込め容積５０の充填が実現される。閉じ込め容積５０は、カテーテル遠位端部の形状に加えて導き出される一方、導き出された形状（これは、遠位端部構造を包む）は、明瞭にするため、図２Ａ（ＩＩ）には示されていない。
【００３７】
図２Ｂ（Ｉ）のインサート５７は、検出用電極２２が取り付けられる多重線４３構造体を備えるＰｅｎｔａｒａｙ（登録商標）カテーテルを概略的に例示している。分かるとおり、磁気センサ３０ｂは、カテーテル遠位端部のベースセグメントに取り付けられている。Ｐｅｎｔａｒａｙ（登録商標）カテーテルは、その自由空間構成で示されている（すなわち、組織表面に接触することにより変形しない）。Ｐｅｎｔａｒａｙ（登録商標）カテーテルは、図２Ｂ（Ｉ）及び図２Ｂ（ＩＩ）において示されている組織をマッピングするために使用され、これらは、Ｐｅｎｔａｒａｙ（登録商標）カテーテルが、心臓２３の腔の血液プール中に位置決めされると編集された（すなわち、Ｐｅｎｔａｒａｙ（登録商標）カテーテルが変形しなかった場合）。図２Ｂ（Ｉ）は、開示技法がないときに得られた、腔マッピングを示す。分かるとおり、マッピングされた形状６２は、検出用電極２２に近接して、多重線４３構造体の５本のアームの上の位置を包み込むことに限定される。
【００３８】
実施形態では、形状６２は、Ｐｅｎｔａｒａｙ（登録商標）カテーテル遠位端部の形状のコンピュータモデルをそれぞれの位置に適合させるプロセッサ２８によって算定される。別の実施形態では、形状は、プロセッサ２８が測定位置の少なくとも一部の上に挿入することにより算定される。やはり、算出方法がいずれであろうと、多重線４３構造体が閉じ込めた容積６１に関する情報は提供されない。一方、図２Ｂ（ＩＩ）において分かるとおり、本発明を用いると、実質的に五角形のピラミッド様血液容積充填６０は、プロセッサ２８が、上記のとおり、これらと同様の一連の算定を行うことにより実現される。
【００３９】
図２Ａ（ＩＩ）及び２Ｂ（ＩＩ）において見られる容積充填を実現するために、実施形態では、プロセッサ２８などのプロセッサが、算定されたセンサの位置、すなわち複数の電極２２の間に閉じ込められた個々の血液容積の間に挿入することができる。プロセッサ２８は、例えば、プロセッサ２８が格納する、カテーテルの幾何学的モデルに基づいて、腔の閉じ込め容積を算定するために、他の算定値を使用してもよい。
【００４０】
図２Ａ及び図２Ｂに示されている例となる例示は、概念を明確化する目的のために単に選択されているに過ぎない。他の容積捕捉カテーテルが、本開示方法、例えばバスケット及びバルーンカテーテル遠位端部を利用してもよい。このようなカテーテルの遠位端部は、通常、凸面となり、その結果、その中に閉じ込められた内部容積は十分に画定されている。
【００４１】
実施形態では、それぞれ、センサのサブセットにより取り囲まれたディスク様形状の表面を算定して、算定した表面が、間隔を介して平面を含む（例えば、Ａｘ＋Ｂｙ＋Ｃｚ＋Ｄ＝０の形式の式に従い、式中、ｘ、ｙ及びｚは空間座標であり、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、実数である）か否かを確認することによって、Ｌａｓｓｏ（登録商標）カテーテルの遠位端部が変形していない又は変形しているかを、プロセッサ２８が判定するよう構成されている。
【００４２】
平面性を確認する（すなわち、遠位端部アセンブリに関連する表面が平面であるかどうかを確認する）ため、プロセッサは、境界状態として電極位置のサブセットを使用して、一般表面に適合する。得られた表面が、ある程度の精度まで、上記の空間中の平面の式に適合する場合、プロセッサは、遠位端部の部分は変形していない検出用電極の個々のサブセットを有すると判定する。この過程は、遠位端部の全体の構造が確認されるまで、必要な境界状態を生成し得る、電極の別のサブセットを確認し、それが作り出す表面の直線性を確認するなどの段階に進む。
【００４３】
境界状態を確立するために検出用電極の一部を使用する類似の方法において、実施形態では、プロセッサは、Ｐｅｎｔａｒａｙ（登録商標）カテーテルの任意の２本の隣接アームが画定することができる表面の平面性を確認することにより、Ｐｅｎｔａｒａｙ（登録商標）カテーテルが変形しているか否かを判定する。
【００４４】
実施形態では、プロセッサ２８は、変形していないＰｅｎｔａｒａｙ（登録商標）カテーテルの２本以上の隣接アームを判定するよう構成されており、したがって、これらの隣接アーム間に閉じ込められた三角領域でマップ３１を更新する。
【００４５】
別の実施形態では、プロセッサ２８は、Ｐｅｎｔａｒａｙ（登録商標）の遠位端部の１つ又は複数のアームが幾何学的に屈曲していることを特定することに基づいて、該アームが変形しているか否かを判定するよう構成されている。このような屈曲は、アーム間の予想角からの１つ若しくは複数の逸脱を引き起こすことにより、及び／又はアームとカテーテルシャフトとの間の予想角からの逸脱を引き起こすことにより、及び／又はアームの直線性からの逸脱を引き起こすことにより特定され得る。この種の技法は、例えば、「Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｐｉｅｃｅｗｉｓｅ−Ｌｉｎｅａｒ  Ｍｏｄｅｌ  ｏｆ  ａ  Ｃａｔｈｅｔｅｒ  Ａｒｍ  ｔｏ  Ｉｄｅｎｔｉｆｙ  Ｃｏｎｔａｃｔ  ｗｉｔｈ  Ｔｉｓｓｕｅ」と題する、２０１７年６月１日出願の、米国特許出願第１５／６１０，８６５号に記載されており、これは、本特許出願の譲受人に割り当てられており、その開示は、参照により本明細書に組み込まれている。
【００４６】
実施形態では、プロセッサ２８は、遠位端部が、接触力センサからの１つ又は複数の表示に基づいて、変形されているか否かを判定するよう構成されている。一般に、任意の好適なタイプの接触センサ又は接触検出方法を使用することができる。
【００４７】
組織との接触及び／又は遠位端部（すなわち遠位端部アセンブリ）の変形の任意の表示により、開示技法を使用することなく、プロセッサ２８は個々の容積のマッピングに戻る。
【００４８】
図３は、本発明の実施形態による、心臓腔の解剖学的マッピングの方法を概略的に例示したフローチャートである。この手順は、位置決め工程７０において、医師２７が、マッピングカテーテル２９を心臓２３の腔に挿入して位置決めすることから開始することができる。
【００４９】
次に、測定工程７２において、プロセッサ２８は、例えば、磁気センサ３０により又は電極２４からのインピーダンスを検出することにより、発生される位置信号を取得する。プロセッサ２８は、位置信号に基づいて、腔内部の電極２２の位置を算定し、続いて、算定工程７４において、カテーテル２９の遠位端部の形状を導き出す。実施形態では、カテーテル形状の誘導は、電極２２の測定位置の間に挿入することにより行われる。
【００５０】
確認工程７６において、プロセッサ２８は、カテーテル遠位端部の結果として得られた形状と、カテーテル遠位端部の既知のゆがみのない形状（例えば、遠位端部のコンピュータモデル）とを比較する。プロセッサ２８が、導き出した形状が変形していないと認識した場合、プロセッサ２８は、算定工程７８において、電極２２の位置により閉じ込められた個々の容積を算定する。したがって、プロセッサ２８は、更新工程８０において、解剖学的マップ３１を、プロセッサ（processer）が上で説明したとおりに導いた閉じ込め容積（すなわち、「内部容積」）で更新する。更新は、カテーテル遠位端部の形状を付け加えてもよく、含まなくてもよい。
【００５１】
一方、マッピング工程８２において、プロセッサ２８が、カテーテル遠位端部の導き出された形状が変形していないと認識した場合、プロセッサ２８は、解剖学的マップ３１を、遠位端部自体の変形した形状でしか更新しない。マッピング時間のわずか一部において、カテーテルが組織とかみ合うと、閉じ込め容積の存在に関する仮定は行われず、したがって、血液として組織をマッピングするリスクは取られない。
【００５２】
この方法は、次に、移動工程８４において、医師２７が、解剖学的マップ３１が十分であると認識するまで、腔のさまざまな領域をマッピングするよう、医師が新しい位置までカテーテルを動かと、ループして工程７２に戻ることができる。
【００５３】
図３に示されている例のフローチャートは、概念を明確化する目的のみで選択されているに過ぎない。代替実施形態では、他のタイプのマッピングツールを使用してもよい。追加情報が取得され、組織タイプ及び組織の電気生理学的特性などの、位置に平行してマッピングされ得る。
【００５４】
本明細書に記載されている実施形態は、主に、肺静脈分離に対処するものであるが、本明細書に記載されている方法及びシステムはまた「内部容積」を含むカテーテル外形を使用して、身体中の任意の腔を解剖学的にマッピングするなどの、他の用途に使用することもできる。本明細書に記載されている実施形態は、主に、心臓カテーテルを指すが、本開示技法は、他の任意の好適な器官において、他の任意の好適な医療用プローブと共に使用され得る。
【００５５】
したがって、上記に述べた実施形態は、例として引用したものであり、また本発明は、上記に具体的に示し説明したものに限定されないことが理解されよう。むしろ本発明の範囲は、上述のさまざまな特徴の組み合わせ及びその一部の組み合わせの両方、並びに上述の説明を読むことで当業者により想到されるであろう、また従来技術において開示されていないそれらの変形及び修正を含むものである。参照により本特許出願に援用される文献は、これらの援用文献において、いずれかの用語が本明細書において明示的又は暗示的になされた定義と矛盾して定義されている場合には、本明細書における定義のみを考慮するものとする点を除き、本出願の一部と見なすものとする。
【００５６】
〔実施の態様〕
（１）  方法であって、
患者の器官内の医療用プローブの遠位端部アセンブリの位置を示す１つ又は複数の信号を受信することと、
前記受信信号に基づいて、前記遠位端部アセンブリ内に閉じ込められた内容積を決定することと、
前記器官の解剖学的マップを更新して、前記器官の内部に属するとして前記遠位端部アセンブリの前記内容積を表示することと、
を含む、方法。
（２）  前記内容積を決定することが、前記受信信号に基づいて、前記遠位端部アセンブリに接続されている１つ又は複数のセンサの位置を算定することと、前記センサの前記位置から前記内容積を導くこととを含む、実施態様１に記載の方法。
（３）  前記内容積を導くことが、前記センサの前記位置及び前記遠位端部アセンブリの既知の幾何学形状に基づいて、前記内容積を算定することを含む、実施態様２に記載の方法。
（４）  前記解剖学的マップを更新することは、前記遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認することと、前記遠位端部アセンブリが変形していないときのみ、前記器官の前記内部に属するとして前記遠位端部アセンブリの前記内容積を表示することと、を含む、実施態様１に記載の方法。
（５）  前記遠位端部アセンブリが変形していると検出したことに応答して、前記解剖学的マップを更新して、前記器官の前記内部に属するとして、前記遠位端部アセンブリの外側表面の少なくとも一部だけを表示することを含む、実施態様４に記載の方法。
【００５７】
（６）  前記遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認することは、前記遠位端部アセンブリに関連する表面が平面であるかどうかを確認することを含む、実施態様４に記載の方法。
（７）  前記遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認することは、前記遠位端部アセンブリの実際の幾何学形状が前記遠位端部アセンブリの既知の非変形幾何学形状から逸脱しているかどうかを確認することを含む、実施態様４に記載の方法。
（８）  前記遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認することが、前記遠位端部アセンブリと前記器官の表面との間の機械的接触を確認することを含む、実施態様４に記載の方法。
（９）  装置であって、
電気的インタフェースと、
プロセッサであって、
前記電気的インタフェースを介して、患者の器官内の医療用プローブの遠位端部アセンブリの位置を示す１つ又は複数の信号を受信するよう、
前記受信信号に基づいて、前記遠位端部アセンブリ内に閉じ込められた内容積を決定するよう、及び
前記器官の解剖学的マップを更新して、前記器官の内部に属するとして前記遠位端部アセンブリの前記内容積を表示するよう
構成されたプロセッサと、
を備える、装置。
（１０）  前記プロセッサが、前記受信信号に基づいて、前記遠位端部アセンブリに接続されている１つ又は複数のセンサの位置を算定して、前記センサの前記位置から前記内容積を導くよう構成されている、実施態様９に記載の装置。
【００５８】
（１１）  前記プロセッサが、前記センサの前記位置及び前記遠位端部アセンブリの既知の幾何学形状に基づいて、前記内容積を算定するよう構成されている、実施態様１０に記載の装置。
（１２）  前記プロセッサは、前記遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認するよう、及び前記遠位端部アセンブリが変形していないときのみ、前記器官の前記内部に属するとして前記遠位端部アセンブリの前記内容積を表示するよう構成されている、実施態様９に記載の装置。
（１３）  前記遠位端部アセンブリが変形していると検出したことに応答して、前記プロセッサが、それに対応して、前記解剖学的マップを更新して、前記器官の前記内部に属するとして前記遠位端部アセンブリの外側表面の少なくとも一部だけ表示するよう構成されている、実施態様１２に記載の装置。
（１４）  前記プロセッサは、前記遠位端部アセンブリに関連する表面が平面であるかどうかを確認することにより、前記遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認するよう構成されている、実施態様１２に記載の装置。
（１５）  前記プロセッサは、前記遠位端部アセンブリの実際の幾何学形状が前記遠位端部アセンブリの既知の非変形幾何学形状から逸脱しているかどうかを確認することにより、前記遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認するよう構成されている、実施態様１２に記載の装置。
【００５９】
（１６）  前記プロセッサは、前記遠位端部アセンブリと前記器官の表面との間の機械的接触を確認することにより、前記遠位端部アセンブリが変形しているかどうかを確認するよう構成されている、実施態様１２に記載の装置。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【外国語明細書】
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