(57)【要約】      （修正有）【課題】撮像システムから体腔の３次元（３Ｄ）画像をキャプチャすること、及びキャプチャした３Ｄ画像を用いて、体腔のシミュレートされた表面を作成すること、を含む、方法を提供する。【解決手段】位置センサを有するプローブを体腔内に挿入し、シミュレートされた表面のそれぞれのマッピングされた領域９２を生成するために、位置センサから受信した複数の位置の測定値に反応して、体腔のそれぞれの領域内の複数のポジションをマッピングする。シミュレートされた表面及びそれぞれのマッピングされた領域に基づいて、シミュレートされた表面の１つ又は２つ以上のマッピングされていない領域９４が描出され、描出されたマッピングされていない領域を示すために、体腔のシミュレートされた表面９０が構成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
患者の体腔内への挿入のために構成されたプローブであって、前記体腔内の前記プローブの遠位端のポジションを測定するための位置センサを備える、プローブと、
プロセッサであって、
撮像システムから前記体腔の３次元（３Ｄ）画像をキャプチャするため、
そのキャプチャした３Ｄ画像を用いて、前記体腔のシミュレートされた表面を作成するため、
前記プローブを前記体腔内に挿入している間に、前記シミュレートされた表面のそれぞれのマッピングされた領域を生成するために、前記位置センサから受信した複数の位置の測定値に反応して、前記体腔のそれぞれの領域内の複数のポジションをマッピングするため、
前記シミュレートされた表面及び前記それぞれのマッピングされた領域に基づいて、前記シミュレートされた表面の１つ又は２つ以上のマッピングされていない領域を描出するため、及び
前記体腔の前記シミュレートされた表面を構成して、前記描出されたマッピングされていない領域を示すため、に構成されている、プロセッサと、を含む、装置。
【請求項２】
前記撮像システムが、磁気共鳴画像システム及びコンピュータ断層撮影システムを含むリストから選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プロセッサが、前記構成されたシミュレートされた表面の画像をディスプレイ上に表示するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記画像が、前記１つ又は２つ以上のマッピングされていない領域及び前記それぞれのマッピングされた領域の少なくとも１つを含むリストから選択される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記プローブが心臓内カテーテルを含み、前記体腔が心臓の心室を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記カテーテルの遠位端に位置付けられた力センサを備え、前記プロセッサが、前記遠位端と前記心室内の心内膜組織との接触を示す力の測定値を前記力センサから受信する際に、所与の位置の測定値を受信することによって、所与のポジションをマッピングするように構成される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記プロセッサが、視覚的デザインを前記マッピングされていない領域と関連付けること、及び前記シミュレートされた表面の前記マッピングされていない領域上に前記視覚的デザインを重ね合わせることによって、前記シミュレートされた表面を構成するように配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記視覚的デザインが、シェーディング、彩度、及び模様を含む群から選択される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記プロセッサが、前記それぞれのマッピングされた領域を前記シミュレートされた表面から引き去ることによって前記１つ又は２つ以上のマッピングされた領域を描出するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記位置センサが、前記プローブに取り付けられた電極を含み、前記プロセッサが、前記電極を通じて伝送される電流へのインピーダンスを測定することによって、前記複数のポジションをマッピングするように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記位置センサが磁場センサを含み、前記プロセッサが、前記磁場センサを用いて磁場を測定することによって、前記複数のポジションをマッピングするように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
コンピュータソフトウェア製品であって、プローブと共に動作し、前記プローブが、患者の体腔内への挿入のために構成され、前記体腔内の前記プローブの遠位端の位置を測定するための位置センサを含み、前記製品は、プログラム命令が格納されている非一時的なコンピュータ可読媒体を備え、前記命令がコンピュータによって読み取られると、前記コンピュータは、
撮像システムから体腔の３次元（３Ｄ）画像をキャプチャし、
そのキャプチャした３Ｄ画像を用いて、前記体腔のシミュレートされた表面を作成し、
前記プローブを前記体腔内に挿入している間に、前記シミュレートされた表面のそれぞれのマッピングされた領域を生成するために、前記位置センサから受信した複数の位置の測定値に反応して、前記体腔のそれぞれの領域内の複数のポジションをマッピングし、
前記シミュレートされた表面及び前記それぞれのマッピングされた領域に基づいて、前記シミュレートされた表面の１つ又は２つ以上のマッピングされていない領域を描出し、
前記描出されたマッピングされていない領域を示すために前記体腔の前記シミュレートされた表面を構成する、コンピュータソフトウェア製品。
【請求項１３】
方法であって、
撮像システムから体腔の３次元（３Ｄ）画像をキャプチャすること、
前記キャプチャした３Ｄ画像を用いて、前記体腔のシミュレートされた表面を作成すること、
位置センサを有するプローブを前記体腔に挿入すること、
前記シミュレートされた表面のそれぞれのマッピングされた領域を生成するために、前記位置センサから受信した複数の位置の測定値に反応して、前記体腔のそれぞれの領域内の複数のポジションをマッピングすること、
前記シミュレートされた表面及び前記それぞれのマッピングされた領域に基づいて、前記シミュレートされた表面の１つ又は２つ以上のマッピングされていない領域を描出すること、及び
前記描出されたマッピングされていない領域を示すために前記体腔の前記シミュレートされた表面を構成すること、を含む、方法。
【請求項１４】
前記撮像システムが、磁気共鳴画像システム及びコンピュータ断層撮影システムを含むリストから選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記構成されたシミュレートされた表面の画像をディスプレイ上に表示することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記画像が、前記１つ又は２つ以上のマッピングされていない領域及び前記それぞれのマッピングされた領域の少なくとも１つを含むリストから選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記プローブが心臓内カテーテルを含み、前記体腔が心臓の心室を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記カテーテルが、前記カテーテルの遠位端に位置付けられた力センサを有し、所与のポジションをマッピングすることが、前記遠位端と前記心室内の心内膜組織との接触を示す力の測定値を前記力センサから受信する際に、所与の位置の測定値を受信することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記シミュレートされた表面を構成することが、視覚的デザインを前記マッピングされていない領域と関連付けること、及び前記視覚的デザインを前記シミュレートされた表面の前記マッピングされていない領域上に重ね合わせることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記視覚的デザインが、シェーディング、彩度、及び模様を含む群から選択される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記１つ又は２つ以上のマッピングされた領域を描出することが、前記シミュレートされた表面から前記それぞれのマッピングされた領域を引き去ることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
前記位置センサが、前記プローブに取り付けられた電極を含み、前記複数のポジションをマッピングすることが、前記電極を通じて伝送される電流へのインピーダンスを測定することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
前記位置センサが磁場センサを含み、前記複数のポジションをマッピングすることが、前記磁場センサを用いて磁場を測定することを含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、医療撮像に関し、具体的には、人体器官の空洞の表面をマッピングするために医療用プローブを使用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
広範な医療処置は、身体内に、センサ、チューブ、カテーテル、分配装置、及び移植片のような対象を定置することを伴う。これらの手技の間に、対象及びその周囲を視覚化する上で医師を支援するために、リアルタイム画像処理法がしばしば用いられる。しかしながら、多くの状況において、リアルタイム３次元画像処理は可能ではないか、あるいは望ましいものではない。代わりに、内部物体の空間座標をリアルタイムで得るためのシステムがしばしば利用される。
【０００３】
その内容が参照によって本明細書に組み込まれる、Ｇｏｖａｒｉらに付与された米国特許出願第２００７／００１６００７号には、磁気式及びインピーダンス式の複合型のポジション検知システムが記載されている。このシステムは、被験者の体腔の中に導入されるように適合されたプローブを含む。
【０００４】
その開示内容が参照によって本明細書に組み込まれる、Ｇｉｌｂｏａに付与された米国特許第６，５７４，４９８号には、不透明体の空洞内にあるワークピースのポジションを決定するためのシステムが記載されている。このシステムは、一次場と相互作用する１つのトランスデューサと、二次場と相互作用する複数のトランスデューサと、を使用することを主張するものである。
【０００５】
その開示内容が参照によって本明細書に組み込まれる、Ｐｆｅｉｆｆｅｒらに付与された米国特許第５，８９９，８６０号には、患者の体の内部にあるカテーテルのポジションを決定するためのシステムが記載されている。受信した位置信号から導出した較正ポジションと既知の真の較正ポジションとの差から補正関数が決定されると、受信したポジション信号から導出したカテーテルポジションは、補正関数に従って後の測定段階で修正される。
【０００６】
参照により本特許出願に組み込まれる文書は、組み込まれた文書内の用語が、本明細書で明示的又は暗黙的になされる定義と相反するように定義される場合を除き、本出願の一体部分と見なされるべきであり、本明細書における定義のみが検討されるべきである。
【０００７】
上記の説明文は、当該分野における関連技術の一般的な概論として示したものであって、この説明に含まれる何らの情報が本特許出願に対する先行技術を構成することを容認するものとして解釈すべきではない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態に従って、撮像システムから体腔の３次元（３Ｄ）画像をキャプチャすること、そのキャプチャした３Ｄ画像を用いて、体腔のシミュレートされた表面を作成すること、位置センサを有するプローブを体腔に挿入すること、シミュレートされた表面のそれぞれのマッピングされた領域を生成するために、位置センサから受信した複数の位置の測定値に反応して、体腔のそれぞれの領域内の複数のポジションをマッピングすること、シミュレートされた表面及びそれぞれのマッピングされた領域に基づいて、シミュレートされた表面の１つ又は２つ以上のマッピングされていない領域を描出すること、及び描出されたマッピングされていない領域を示すために体腔のシミュレートされた表面を構成すること、を含む、方法が提供される。
【０００９】
いくつかの実施形態においては、撮像システムは、磁気共鳴画像システム、及びコンピュータ断層撮影システムを含むリストから選択されてもよい。追加の実施形態においては、方法は、構成されたシミュレートされた表面の画像をディスプレイ上に表示することを含む場合があり、更なる実施形態においては、画像は、１つ又は２つ以上のマッピングされていない領域及びそれぞれのマッピングされた領域の少なくとも１つを含むリストから選択される場合がある。
【００１０】
いくつかの実施形態では、プローブは心臓内カテーテルを含むことができ、体腔は心臓の心室を含むことができる。追加の実施形態では、カテーテルは、カテーテルの遠位端に位置付けられた力センサを含むことができ、所与のポジションをマッピングすることは、遠位端と心室内の心内膜組織との接触を示す力の測定値を力センサから受信する際に、所与の位置の測定値を受信することを含み得る。
【００１１】
いくつかの実施形態では、シミュレートされた表面を構成することは、視覚的デザインをマッピングされていない領域と関連付けること、及びその視覚的デザインをシミュレートされた表面のマッピングされていない領域上に重ね合わせることを含み得る。追加の実施形態では、視覚的デザインは、シェーディング、彩度、及び模様を含む群から選択され得る。
【００１２】
いくつかの実施形態では、１つ又は２つ以上のマッピングされた領域を描出することは、シミュレートされた表面からそれぞれのマッピングされた領域を引き去ることを含み得る。追加の実施形態では、位置センサは、プローブに取り付けられた電極を含むことができ、複数のポジションをマッピングすることは、電極を通じて伝送された電流へのインピーダンスを測定することを含み得る。代替実施形態では、位置センサは磁場センサを含むことができ、複数のポジションのマッピングことは、磁場センサを用いて磁場を測定することを含み得る。
【００１３】
本発明の実施形態に従って、患者の体腔内への挿入のために構成されたプローブであって、体腔内のプローブの遠位端のポジションを測定するための位置センサを含む、プローブと、プロセッサであって、撮像システムから体腔の３次元（３Ｄ）画像をキャプチャするため、そのキャプチャした３Ｄ画像を用いて、体腔のシミュレートされた表面を作成するため、プローブを体腔内に挿入している間に、シミュレートされた表面のそれぞれのマッピングされた領域を生成するために、位置センサから受信した複数の位置の測定値に反応して、体腔のそれぞれの領域内の複数のポジションをマッピングするため、シミュレートされた表面及びそれぞれのマッピングされた領域に基づいて、シミュレートされた表面の１つ又は２つ以上のマッピングされていない領域を描出するため、及び体腔のシミュレートされた表面を構成して、描出されたマッピングされていない領域を示すため、に構成されている、プロセッサと、を含む、装置をまた提供する。
【００１４】
本発明の実施形態に従って、コンピュータソフトウェア製品であって、プローブと共に動作し、プローブが、患者の体腔内への挿入のために構成され、体腔内のプローブの遠位端の位置を測定するための位置センサを含み、当該製品は、プログラム命令が格納されている非一時的なコンピュータ可読媒体を含み、この命令は、コンピュータによって読み取られると、コンピュータは、体腔の３次元（３Ｄ）画像を撮像システムからキャプチャし、そのキャプチャした３Ｄ画像を用いて、体腔のシミュレートされた表面を作成し、プローブを体腔内に挿入している間に、シミュレートされた表面のそれぞれのマッピングされた領域を生成するために、位置センサから受信した複数の位置の測定値に反応して、体腔のそれぞれの領域内の複数のポジションをマッピングし、シミュレートされた表面及びそれぞれのマッピングされた領域に基づいて、シミュレートされた表面の１つ又は２つ以上のマッピングされていない領域を描出し、描出されたマッピングされていない領域を示すために体腔のシミュレートされた表面を構成する、コンピュータソフトウェア製品を更に提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本開示を添付の図面を参照しながら、あくまで一例として本明細書において説明する。
【図１】本発明の実施形態による、力覚カテーテル用のカテーテル組織間接触視覚化システムの概略絵画図である。
【図２】本発明の実施形態による、心室をマッピングする方法を概略的に示す流れ図である。
【図３】本発明の実施形態による、心室の心内膜組織と接触しているカテーテルの遠位先端を示す概略詳細図である。
【図４】本発明の実施形態による、カテーテル組織間接触視覚化システム上に表示された画像の概略絵画図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
概論
生理学的又は解剖学的マッピング法は、典型的には、電気解剖学的マッピングシステムから収集されたマップポイントを備えたマップを作成するものである。各マップポイントは、体腔内におけるそれぞれの座標を、おそらくは、それぞれの座標にて医療用プローブから収集された生理学的特性を、含む。心室のような体腔をマッピングする間、マップは、領域によって異なる解像度を有し得る。その変化は、マップの生成に使用される特定の領域に関して収集された測定値の数に基づき得る。
【００１７】
本発明の実施形態は、体腔のマッピングされていない領域を可視化するための方法及びシステムを提供する。いくつかの実施形態では、マッピングされていない領域は、例えば、磁気共鳴撮像又はコンピュータ断層撮影などを用いて予め取得した体腔の画像からマッピングされた領域を引き去ることによって決定され得る。体腔のマッピングされていない領域を描出する視覚的フィードバックを伝達することによって、本発明の実施形態は、医療手技中にマッピングする必要のある体腔の任意のマッピングされていない領域を示す視覚的ガイドを、医療手技を実行している医療専門家に提供し得る。
【００１８】
システムの説明
図１は、本発明による、カテーテル組織間接触の可視化を実現する心臓内マッピングシステム２０の概略的絵画図である。システム２０は、心臓内カテーテルなどの医療用プローブ２２、及び制御コンソール２４を含む。以下に記載する実施形態では、プローブ２２は、例えば、患者２８の心臓２６内の電位のマッピング等、診断的又は治療的処置に使用されるものと想定する。あるいは、プローブ２２は、必要な変更を加えて、心臓又は他の体内の臓器において他の治療及び／又は診断目的で使用することもできる。
【００１９】
操作者３０が、プローブ２２の遠位端部３２が心臓２６の心腔に進入するように、患者２８の脈管系を通じてプローブ２２を挿入する。コンソール２４は、典型的には、磁気ポジション検知を使用して、心臓２６の内側の遠位端３２のポジション座標を決定する。ポジション座標を決定するために、コンソール２４内の駆動回路３４が、磁場発生装置３６を駆動して、患者２８の身体内で磁場を生成する。典型的には、磁場発生器３６はコイルを含み、コイルは患者胴体下方の、患者２８の外部の既知のポジションに設置される。これらのコイルは、心臓２６を包含する既定の作業ボリューム内に磁場を生成する。プローブ２２の遠位端３２内の磁場センサ３８（本明細書で位置センサ３８と呼ばれる）が、これらの磁場に反応して電気信号を生成する。信号プロセッサ４０は、これらの信号を処理することにより、典型的には、位置座標及び配向座標の双方を含む、遠位端３２のポジション座標を決定する。以上で説明したポジション検知の方法は、上述のＣＡＲＴＯ（商標）システムにおいて実装され、また上記の特許及び特許出願で詳細に説明されている。
【００２０】
位置センサ３８は、遠位先端３２の位置座標を示す信号をコンソール２４に送信する。位置センサ３８は、１つ又は２つ以上の小型コイルを含み得、典型的には、異なる軸に沿って配向される複数のコイルを含む。あるいは、位置センサ３８は、別のタイプの磁気センサ、又はインピーダンスに基づく若しくは超音波の位置センサのような他のタイプのポジショントランスデューサ、のいずれかを含んでもよい。図１は単一の位置センサを有するプローブを示しているが、本発明の実施形態は、複数の位置センサを有するプローブを利用してもよい。
【００２１】
代替的な実施形態では、位置センサ３８及び磁場発生器３６の役割を逆転させることができる。換言すれば、駆動回路３４が、遠位端部３２内の磁場発生器を駆動して、１つ又は２つ以上の磁場を発生させてもよい。発生器３６内のコイルは、磁場を検知し、それらの磁場の成分の振幅を示す信号を発生させるように構成されてもよい。心臓２６内の遠位端３２のポジション座標を決定するために、プロセッサ４０はこれらの信号を受信し、処理する。
【００２２】
本発明の例では、システム２０は、磁気ベースのセンサを使用して遠位端３２のポジションを測定するが、他のポジション追跡技術を使用してもよい（例えば、インピーダンスベースのセンサ）。磁気ポジション追跡技術については、例えば、その開示内容を参照により本明細書に援用する、米国特許第５，３９１，１９９号、同第５，４４３，４８９号、同第６，７８８，９６７号、同第６，６９０，９６３号、同第５，５５８，０９１号、同第６，１７２，４９９号、同第６，１７７，７９２号に述べられている。インピーダンスに基づくポジション追跡技術については、例えば、その開示内容を参照により本明細書に援用する、米国特許第５，９８３，１２６号、同第６，４５６，８６４号、及び同第５，９４４，０２２号に述べられている。
【００２３】
本明細書に記載される実施形態では、プロセッサ４０は、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム、又はコンピュータ断層撮影（ＣＴ）システム、又は例えば、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ  Ｉｎｃ．（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｂａｒ，ＣＡ）が製造するＣＡＲＴＯ（商標）マッピングシステムのような医療用撮像システム（図示せず）からの画像データを収集するように構成される。以下に記載するように、プロセッサ４０は、画像データを用いて、問題の心室のシミュレートされた表面を作成する。
【００２４】
プロセッサ４０は、典型的には、プローブ２２からの信号を受信し、コンソール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含む。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。このソフトウェアは、例えば、ネットワークを介して電子的形態でコンソール２４にダウンロードするか、又は光学的、磁気的又は電子的記録媒体などの、非一過性の実体のある媒体上に提供されてもよい。あるいは、プロセッサ４０の機能の一部又は全てを、専用の又はプログラム可能な、デジタルハードウェア構成要素によって実行することができる。
【００２５】
入出力インターフェース４２は、コンソール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の他の構成要素を介して）受信した信号に基づいて、プロセッサ４０がディスプレイ４４を駆動し、操作者３０に、患者の身体内の遠位端３２のポジションを示す画像４６、並びに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表示する。
【００２６】
プローブ２２はまた、遠位端３２内に包含された力センサ４８も含む。力センサ４８は、遠位先端５０が、心臓２６の心内膜組織に及ぼした力を示す信号をコンソールに向けて発生させることによって、プローブ２２の遠位先端５０が心臓２６の心内膜組織に加えた力を測定する。一実施形態において、力センサは、遠位端部３２内のバネによって連結された磁場送信器と受信器を含んでいてもよく、バネのたわみの測定に基づいて力の指示を発生させてもよい。この種のプローブ及び力センサの更なる詳細は、米国特許出願公報第２００９／００９３８０６号及び同第２００９／０１３８００７号に記載されており、これらの開示事項は参照により本明細書に含まれる。別の方法として、遠位端部３２は、別のタイプの力センサを含んでいてもよい。
【００２７】
代わりに又はこれに加えて、システム２０は、プローブ２２を患者２８の体内で操作し動作するための自動機構（図示せず）を含んでいてもよい。そのような機構は、典型的には、プローブ２２の長手方向の動き（前進／後退）及びプローブの遠位端３２の横方向の動き（偏向／操舵）の双方を制御することが可能である。そのような実施形態では、プロセッサ４０は、プローブ内の磁場センサによって提供さ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。
【００２８】
問題の心室をマッピングするために、操作者３０は、遠位先端５０が複数の位置で心内膜組織と係合するように、プローブ２２を進め、プロセッサ４０は、画像データから生成されたシミュレートされた表面上に複数の位置を「位置合わせ」する。したがって、システムは、複数のマップポイントを収集し、各マップポイントは、内部の心室表面上の座標を備えている。本発明の実施形態において、プロセッサ４０は、力センサ４８から受信した信号を使用して、遠位先端５０が心内膜組織と接触しているときを検出することができる。
【００２９】
代替実施形態では、プローブ２２は、遠位端に連結された、インピーダンスに基づくポジショントランスデューサとして機能するように構成された電極５４を含むことができる。加えて又は代替手段として、電極５４は、複数の位置のそれぞれで特定の生理学的特性（例えば、局所表面の電位）を測定するように構成され得る。いくつかの実施形態では、システム２０は、ポジション測定値と電位測定値を相関させ得る。換言すると、システム２０は、複数のマップポイントを収集することができ、各マップポイントは、内部の心室表面上の座標と、この座標におけるそれぞれの生理学的特性と、を備える。
【００３０】
診断的処置中に、プロセッサ４０は、位置合わせされた位置測定値（本明細書では、シミュレートされた表面と位置測定値との融合をマップと呼ぶ）が記されたシミュレートされた表面の画像４６を操作者３０に対してディスプレイ４４に表示し、その画像を表すデータをメモリ５２に格納する。メモリ５２は、ランダムアクセスメモリ又はハードディスクドライブなど、任意の好適な揮発性及び／又は不揮発性メモリを含んでいてもよい。画像データを収集した後、プロセッサ４０は、アルゴリズム（例えば、高速マッピングプロセス）を適用して画像４６を作成する。本実施例においては、画像４６は、心室の表面の疑似３Ｄ表面（例えば、多角形メッシュ）を含んでおり、この疑似３Ｄ表面をプロセッサ４０がディスプレイ４４上に画像４６として表示する。いくつかの実施形態では、操作者３０は、１つ又は２つ以上の入力デバイス５４を使用して、画像４６を操作することができる。
【００３１】
図１は特定のシステム構成を示しているが、他のシステム構成もまた本発明の実施形態を実現するために使用され得るものであり、したがって本発明の趣旨及び範囲内に含まれると見なされる。例えば、本明細書にて以下で説明する方法は、インピーダンス式の位置センサ又は超音波位置センサなど、上述した磁場センサ以外のタイプのポジショントランスデューサを使用して適用されてもよい。本明細書で用いられる「ポジショントランスデューサ」という用語は、遠位端部の座標を示す信号をコンソール２４に受信させる、プローブ２２上に装着された要素を指す。したがって、ポジショントランスデューサは、プローブ上に、トランスデューサが受信したエネルギーに基づいて制御装置に対しポジション信号を発生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機を含むことができる。更に、本明細書にて以下で説明する方法は、心臓内で、また他の体組織及び領域内で、カテーテルだけでなく他のタイプのプローブも使用する治療及び診断の用途で同様に適用されてもよい。
【００３２】
シミュレートされた表面の可視化
図２は、心臓２６の心室をマッピングする方法を示し、図３は、心臓２６の心内膜組織８０と接触している遠位先端５０を示す概略詳細図であり、図４は、本発明の実施形態による、シミュレートされた表面９０を備える画像４６の概略的絵画図である。図２〜４に示す例は、心臓２６の心室のマッピングを説明するものであるが、本発明の実施形態は、患者２８内の任意の体腔のマッピングに使用できる。
【００３３】
キャプチャ工程６０で、プロセッサ４０は、心臓２６の心室の３次元（３Ｄ）画像をキャプチャし（すなわち受信し）、作成工程６２で、プロセッサは３Ｄ画像を用いて、シミュレートされた表面９０をメモリ５２において作成する。上述のように、プロセッサ４０は、ＭＲＩ又はＣＴシステムから３Ｄ画像を収集することができる。
【００３４】
挿入工程６４で、図３に示すように、操作者３０は、プローブ２２を心臓２６の心室（chamber）（本明細書で心室（cardiac chamber）とも呼ばれる）に挿入し、遠位先端５０が心内膜組織８０と係合するようにプローブを進め、心内膜組織に力Ｆを及ぼす。遠位先端５０と心内膜組織との接触を確認するために、プロセッサ４０は、力Ｆを示す力の測定値を力センサ４８から受信する。取得工程６６で、遠位先端５０が心内膜組織８０を押圧している間に、プロセッサ４０は、位置センサ３８から、遠位端３２の現在のポジションを示す位置測定値を自動取得する。
【００３５】
位置及び力の測定値に反応して、プロセッサ４０は、マッピング工程６８で、シミュレートされた表面の所与の領域に位置測定値をマッピングする。動作中、複数の位置で遠位先端５０が心内膜組織８０と係合しているのを検出すると、プロセッサ４０は、操作者からの介入を全く伴わずに、複数の位置のそれぞれを、シミュレートされた表面の対応する領域にマッピングすることができる。
【００３６】
描出工程７０において、プロセッサは、心室内の任意のマッピングされていない領域を描出する。心室内の１つ又は２つ以上のマッピングされていない領域を描出することに加えて、プロセッサ４０は、プロセッサがプローブ２２から力及びポジションの測定値を受信するにつれて、シミュレートされた表面のそれぞれのマッピングされた領域を描出し得る。
【００３７】
プロセッサ４０が磁場センサ３８から位置測定値を受信する実施形態において、プロセッサは、シミュレートされた表面上の対応する位置に、受信した磁場測定値をマッピングし得る。プロセッサ４０が、電極５４からの位置測定値、電極を通じて伝送される電流へのインピーダンスを備える位置測定値を受信する実施形態では、プロセッサは、シミュレートされた表面上の対応する位置に、受信したインピーダンス測定値をマッピングし得る。加えて又は代わりに、プロセッサは、磁場センサから受信した第１の位置測定値を使用して、電極５４から受信した第２の位置測定値を較正することができる。
【００３８】
いくつかの実施形態では、プロセッサ４０は、シミュレートされた表面からそれぞれのマッピングされた領域を引き去ることによって、マッピングされていない領域を描出することができる。加えて、プロセッサ４０は、シミュレートされた表面の異なるマッピングされた領域のためにマッピング解像度を描出することができる。本発明の実施形態において、所与の領域の所与のマッピング解像度は、本明細書で上記に記載した実施形態を用いて、所与の領域にマッピングされた多数のポジションを含む。換言すれば、心室が、類似した大きさの表面積を有する第１及び第２の領域を含み、かつ第１の領域が、マッピングされた１０のポジションを有し、第２の領域が、マッピングされた６つのポジションを有する場合は、その時は、第１の領域のマッピング解像度は第２の領域のマッピング解像度より高い。
【００３９】
構成工程７２において、プロセッサ４０は、心室のマッピングされた領域とマッピングされていない領域を示すためにシミュレートされた表面９０を構成し、表示工程７４において、プロセッサは、シミュレートされた表面を備える画像４６をディスプレイ４４に表示する。図４に示す例で、画像４６は、マッピングされた領域９２とマッピングされていない領域９４との両方を含んでいる。代替実施形態では、画像４６は、マッピングされた領域９２又はマッピングされていない領域９４のいずれか（すなわち、どちらか一方）を含み得る。
【００４０】
シミュレートされた表面９０を構成するために、プロセッサ４０は、第１の視覚的デザインをマッピングされていない領域と関連付け、第１の視覚的デザインを、シミュレートされた表面のマッピングされていない領域上に重ね合わせることができる。加えて、プロセッサ４０は、第２の視覚的デザインをマッピングされた領域と関連付け、第２の視覚的デザインをシミュレートされた表面のマッピングされた領域上に重ね合わせることができる。いくつかの実施形態では、視覚的デザインは、シェーディング又は彩度を含み得る。代替実施形態では、視覚的デザインは、図４に示すように、視覚的模様９８及び１００を含み得る。
【００４１】
加えて、プロセッサ４０は、マッピングされた領域とマッピングされていない領域を表示するときに、プロセッサが使用し得る視覚的パターン９８及び１００の詳細を説明するキャプション９６を表示する。図４に示す例では、キャプション９６は、マッピングされていない模様９８及び複数のマッピングされた模様１００を含み、それぞれのマッピング解像度（又はマッピング解像度のそれぞれの範囲）は、それぞれ対応するマッピングされた模様１００を有する。換言すれば、シミュレートされた表面９０を表示する一方で、プロセッサ４０は、マッピングされていない領域上にマッピングされていない模様９８を重ね合わせ、それぞれのマッピングされた領域にそれぞれのマッピングされた模様１００を重ね合わせることによって、進行中の手技に関しての視覚的フィードバックを操作者３０に伝える。
【００４２】
最後に、比較工程７６で、心室内の追加の位置をマッピングする必要がある場合は、その時は、操作者３０はカテーテル２２を再配置し、方法は工程６６で続行する。しかし、追加の位置が必要ない場合は、心室のマッピングは完了し、方法は終了する。
【００４３】
以下の請求項における全ての手段又は工程、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、例示及び説明の目的で表示されているが、開示した形態における開示内容に対して包括的又は限定的となることを意図したものではない。多数の修正形態及び変形形態が、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく、当業者には明らかとなろう。その実施形態は、本開示の原理及び実際的な応用について最良に説明するため、並びに当業者が、種々の修正形態を伴う各実施形態に関する開示内容を、企図される特定の用途に適するものとして理解できるようにするために、選択し説明したものである。
【００４４】
上述した実施形態は一例として記載されたものであり、本発明は、本明細書において上に具体的に図示及び説明した内容に限定されないことが明らかとなろう。むしろ、本発明の範囲には、上で説明した様々な特徴の組み合わせと部分的組み合わせの両方、並びにそれらの変形形態及び修正形態が含まれ、これらは、上述の説明を読めば当業者には想到されるものであり、従来技術では開示されていないものである。
【００４５】
〔実施の態様〕
（１）  方法であって、
撮像システムから体腔の３次元（３Ｄ）画像をキャプチャすること、
前記キャプチャした３Ｄ画像を用いて、前記体腔のシミュレートされた表面を作成すること、
位置センサを有するプローブを前記体腔に挿入すること、
前記シミュレートされた表面のそれぞれのマッピングされた領域を生成するために、前記位置センサから受信した複数の位置の測定値に反応して、前記体腔のそれぞれの領域内の複数のポジションをマッピングすること、
前記シミュレートされた表面及び前記それぞれのマッピングされた領域に基づいて、前記シミュレートされた表面の１つ又は２つ以上のマッピングされていない領域を描出すること、及び
前記描出されたマッピングされていない領域を示すために前記体腔の前記シミュレートされた表面を構成すること、を含む、方法。
（２）  前記撮像システムが、磁気共鳴画像システム及びコンピュータ断層撮影システムを含むリストから選択される、実施態様１に記載の方法。
（３）  前記構成されたシミュレートされた表面の画像をディスプレイ上に表示することを含む、実施態様１に記載の方法。
（４）  前記画像が、前記１つ又は２つ以上のマッピングされていない領域及び前記それぞれのマッピングされた領域の少なくとも１つを含むリストから選択される、実施態様３に記載の方法。
（５）  前記プローブが心臓内カテーテルを含み、前記体腔が心臓の心室を含む、実施態様１に記載の方法。
【００４６】
（６）  前記カテーテルが、前記カテーテルの遠位端に位置付けられた力センサを有し、所与のポジションをマッピングすることが、前記遠位端と前記心室内の心内膜組織との接触を示す力の測定値を前記力センサから受信する際に、所与の位置の測定値を受信することを含む、実施態様５に記載の方法。
（７）  前記シミュレートされた表面を構成することが、視覚的デザインを前記マッピングされていない領域と関連付けること、及び前記視覚的デザインを前記シミュレートされた表面の前記マッピングされていない領域上に重ね合わせることを含む、実施態様１に記載の方法。
（８）  前記視覚的デザインが、シェーディング、彩度、及び模様を含む群から選択される、実施態様７に記載の方法。
（９）  前記１つ又は２つ以上のマッピングされた領域を描出することが、前記シミュレートされた表面から前記それぞれのマッピングされた領域を引き去ることを含む、実施態様１に記載の方法。
（１０）  前記位置センサが、前記プローブに取り付けられた電極を含み、前記複数のポジションをマッピングすることが、前記電極を通じて伝送される電流へのインピーダンスを測定することを含む、実施態様１に記載の方法。
【００４７】
（１１）  前記位置センサが磁場センサを含み、前記複数のポジションをマッピングすることが、前記磁場センサを用いて磁場を測定することを含む、実施態様１に記載の方法。
（１２）  装置であって、
患者の体腔内への挿入のために構成されたプローブであって、前記体腔内の前記プローブの遠位端のポジションを測定するための位置センサを備える、プローブと、
プロセッサであって、
撮像システムから前記体腔の３次元（３Ｄ）画像をキャプチャするため、
そのキャプチャした３Ｄ画像を用いて、前記体腔のシミュレートされた表面を作成するため、
前記プローブを前記体腔内に挿入している間に、前記シミュレートされた表面のそれぞれのマッピングされた領域を生成するために、前記位置センサから受信した複数の位置の測定値に反応して、前記体腔のそれぞれの領域内の複数のポジションをマッピングするため、
前記シミュレートされた表面及び前記それぞれのマッピングされた領域に基づいて、前記シミュレートされた表面の１つ又は２つ以上のマッピングされていない領域を描出するため、及び
前記体腔の前記シミュレートされた表面を構成して、前記描出されたマッピングされていない領域を示すため、に構成されている、プロセッサと、を含む、装置。
（１３）  前記撮像システムが、磁気共鳴画像システム及びコンピュータ断層撮影システムを含むリストから選択される、実施態様１２に記載の装置。
（１４）  前記プロセッサが、前記構成されたシミュレートされた表面の画像をディスプレイ上に表示するように構成される、実施態様１２に記載の装置。
（１５）  前記画像が、前記１つ又は２つ以上のマッピングされていない領域及び前記それぞれのマッピングされた領域の少なくとも１つを含むリストから選択される、実施態様１４に記載の装置。
【００４８】
（１６）  前記プローブが心臓内カテーテルを含み、前記体腔が心臓の心室を含む、実施態様１２に記載の装置。
（１７）  前記カテーテルの遠位端に位置付けられた力センサを備え、前記プロセッサが、前記遠位端と前記心室内の心内膜組織との接触を示す力の測定値を前記力センサから受信する際に、所与の位置の測定値を受信することによって、所与のポジションをマッピングするように構成される、実施態様１６に記載の装置。
（１８）  前記プロセッサが、視覚的デザインを前記マッピングされていない領域と関連付けること、及び前記シミュレートされた表面の前記マッピングされていない領域上に前記視覚的デザインを重ね合わせることによって、前記シミュレートされた表面を構成するように配置される、実施態様１２に記載の装置。
（１９）  前記視覚的デザインが、シェーディング、彩度、及び模様を含む群から選択される、実施態様１８に記載の装置。
（２０）  前記プロセッサが、前記それぞれのマッピングされた領域を前記シミュレートされた表面から引き去ることによって前記１つ又は２つ以上のマッピングされた領域を描出するように構成される、実施態様１２に記載の装置。
【００４９】
（２１）  前記位置センサが、前記プローブに取り付けられた電極を含み、前記プロセッサが、前記電極を通じて伝送される電流へのインピーダンスを測定することによって、前記複数のポジションをマッピングするように構成される、実施態様１２に記載の装置。
（２２）  前記位置センサが磁場センサを含み、前記プロセッサが、前記磁場センサを用いて磁場を測定することによって、前記複数のポジションをマッピングするように構成される、実施態様１２に記載の装置。
（２３）  コンピュータソフトウェア製品であって、プローブと共に動作し、前記プローブが、患者の体腔内への挿入のために構成され、前記体腔内の前記プローブの遠位端の位置を測定するための位置センサを含み、前記製品は、プログラム命令が格納されている非一時的なコンピュータ可読媒体を備え、前記命令がコンピュータによって読み取られると、前記コンピュータは、
撮像システムから体腔の３次元（３Ｄ）画像をキャプチャし、
そのキャプチャした３Ｄ画像を用いて、前記体腔のシミュレートされた表面を作成し、
前記プローブを前記体腔内に挿入している間に、前記シミュレートされた表面のそれぞれのマッピングされた領域を生成するために、前記位置センサから受信した複数の位置の測定値に反応して、前記体腔のそれぞれの領域内の複数のポジションをマッピングし、
前記シミュレートされた表面及び前記それぞれのマッピングされた領域に基づいて、前記シミュレートされた表面の１つ又は２つ以上のマッピングされていない領域を描出し、
前記描出されたマッピングされていない領域を示すために前記体腔の前記シミュレートされた表面を構成する、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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【外国語明細書】
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