(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を検知するための検知装置であって、当該検知装置は、対象物の特性を検知するための検知素子のアレンジメントを有し、前記検知素子は、前記検知素子が前記対象物と接触している間、検知が実施可能である接触モードと、前記検知素子が前記対象物と接触されていない間、検知が実施可能である非接触モードとで動作可能であり、前記検知素子は、決定されるべき特性に依存する電気的信号を取得し、前記検知装置は、前記検知素子が前記非接触モードである場合、前記電気的信号の第１の範囲の周波数を保持するための非接触モードフィルタリングを実施し、フィルタリングされた電気的信号を前記対象物の特性が決定されるべき前記対象物の表面上の電気信号へ変換し、前記検知素子が前記接触モードである場合、前記電気的信号の前記第１の範囲とは異なる第２の範囲の周波数を保持するための接触モードフィルタリングを実施する電気的信号処理ユニットを有する、検知装置。
【請求項２】
前記検知装置は、更に、検知素子が前記対象物と接触しているかどうかを決定するためのモード決定ユニットを有する、請求項１に記載の検知装置。
【請求項３】
前記検知素子は、前記検知素子が前記非接触モードにある場合、ユニポーラ取得を実施することにより、決定されるべき特性に依存する電気的信号を取得し、前記検知素子が前記接触モードにある場合、ユニポーラ又はバイポーラ取得を実施することにより、電位に依存する電気的信号を取得する、請求項１に記載の検知装置。
【請求項４】
前記対象物の内部を検知するため前記対象物の内部に前記検知素子をガイドするため、少なくとも前記検知素子の前記アレンジメントを含むチューブを更に有する、請求項１に記載の検知装置。
【請求項５】
前記検知装置は、検知素子の前記アレンジメントを保持するための保持構造を有し、前記検知素子は前記保持構造上に配され、前記保持構造は、閉じた状態と少なくとも一つの開いた状態との間で調整可能であり、前記保持構造は前記閉じた状態で長手形状を有する、請求項１に記載の検知装置。
【請求項６】
前記保持構造は、第１の開かれた状態で前記検知素子間のスペーシングが、第２の開かれた状態で前記検知素子間のスペーシングと異なるように前記検知素子が配されるのに適している、請求項５に記載の検知装置。
【請求項７】
前記検知素子がエネルギーを付与し、エネルギーを受信する、請求項１に記載の検知装置。
【請求項８】
画像装置で視覚化されるためのマーカーを有する、請求項１に記載の検知装置。
【請求項９】
前記検知装置は、前記対象物のモデル及び前記検知素子を位置合わせするための位置合わせユニットを更に有する、請求項８に記載の検知装置。
【請求項１０】
対象物の特性を検知するための検知素子のアレンジメントと電気的信号処理ユニットとを有する検知装置の作動方法であって、非接触モードで前記検知素子が前記対象物と接触していない間、前記検知素子のアレンジメントにより前記対象物の特性を検知するステップと、接触モードで前記検知素子が前記対象物と接触している間、前記検知素子のアレンジメントにより前記対象物の特性を検知するステップとを有し、決定されるべき特性に依存する電気的信号が前記検知素子により取得され、前記電気的信号処理ユニットにより、前記検知素子が前記非接触モードである場合、前記電気的信号の第１の範囲の周波数を保持するための非接触モードフィルタリングを実施し、フィルタリングされた電気的信号を前記対象物の特性が決定されるべき前記対象物の表面上の電気信号へ変換し、前記検知素子が前記接触モードである場合、前記電気的信号の前記第１の範囲とは異なる第２の範囲の周波数を保持するための接触モードフィルタリングを実施する、検知装置の作動方法。
【請求項１１】
コンピュータプログラムが前記検知装置を制御するコンピュータを走らせるとき、請求項１に記載の前記検知装置が、請求項１０に記載の前記作動方法のステップを実施させるためのプログラムコード手段を有する、対象物を検知するためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知装置、検知方法及び対応するコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許公報６、８９２、０９１Ｂ１は、近位端部及び遠位端部を持つ本体を含むカテーテルが利用される、心腔の電気的地図を生成する方法及び装置を開示する。本体の遠位端部は、非接触電極のアレンジメントと、一つの接触電極を持つ遠位先端とを有する。非接触電極は、低い時空間解像度だけで電気的特性を決定可能にする、心腔の遠位フィールド（ｆａｒ  ｆｉｅｌｄ）電気的信号を測定するように適応されている。遠位先端での単一の接触電極は、心腔の心内膜表面上の心腔の電気的特性を直接、すなわち非接触電極を用いて測定するよりも、より正確に測定することを可能にするが、種々異なる位置で電気的特性を示す心内膜表面の地図（ｍａｐ）を得るために、接触電極を持つ遠位先端は、位置から位置まで順次移動しなければならず、時間がかかる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、対象物の特性の地図が、より正確且つ急速に検出できる検知装置、検知方法及び対応するコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の態様では、対象物の特性を検知するための検知素子のアレンジメントを有する検知装置であって、前記検知素子は、前記検知素子が前記対象物と接触している間、検知が実施可能である接触モードと、前記検知素子が前記対象物と接触されていない間、検知が実施可能である非接触モードとで動作可能である、対象物を検知するための検知装置が提示される。
【０００５】
本発明は、検知素子の装置が、接触モード及び非接触モードで動作可能なので、検知装置は、対象物までの距離のため、検知手順の正確さが接触検知と比較して減少されている非接触モードで最初に、対象物のより大きな領域を検知するために使用できるというアイデアに基づく。その後、非接触検知の結果は、例えば、特定の特性が検出された対象物の対象の領域を決定するために使用でき、同じ検知素子が接触モード及び非接触モードで使用できる、すなわち検知素子が特定の検知モードに固定されないので、検知素子の装置は、より正確に接触モードでこの領域を検知するため、対象のこの領域まで移動できる。よって、検知装置は非接触モード及び接触モードで検知素子を使用することによるツーステップアプローチで対象物の特性を決定可能にし、第１のステップで、対象物の大きな領域、特に対象物全体が、対象の領域を決定するため非接触モードで検知素子の装置により、大まかに検出でき、次のステップで、対象の決定された領域が、接触モードで検知素子の装置により正確に検出できる。これは、対象の領域に検知手順を集中させ、より正確に対象のこの領域を検知可能にする。特に、対象物の特性の正確な地図は、地図のこの正確な決定が、対象の領域に集中できる接触モードで検知素子の装置を使用することにより、上述した従来技術でよりももっと速く決定できる。
【０００６】
検知装置により検知される特性は、好ましくは、種々異なる位置での対象物の電位のような対象物の電気的特性である。対象物が心臓である場合、電位がエレクトログラムを形成する。特に、幾つかの電位が心臓の種々異なる位置で決定される場合、エレクトログラムの地図が決定できる。
【０００７】
検知素子は、好ましくは、電気的信号を測定するための電極である。検知素子は、接触モードでは、検知素子が対象物と接触する位置で、対象物のインピーダンスを測定するのに適していることが更に好ましい。
【０００８】
対象物の測定インピーダンスは、種々異なる位置において幾つかの検知素子で好ましくは測定され、例えば、異常な組織及び／又は健康な組織のインピーダンスが既知であるので、病変のサイズは、種々異なる位置の測定インピーダンスに基づいて決定できる。病変（傷）は、例えば、疾患により及び／又は熱治療又はレーザーアブレーション治療の間のようなエネルギーを能動的に付与することにより生じる病変である。検知素子は、少なくとも一つの第１の位置で電流を注入して、少なくとも一つの第１の位置と少なくとも一つの第２の位置との間のインピーダンスを決定するため少なくとも一つの第２の位置で、注入された電流を測定するのに好ましくは適している。
【０００９】
検知素子は、対象物の特性と考えられるか又は対象物の特性を決定するために使われる電気的信号を、対象物から得るのに好ましくは適していて、ここで、対象物は、好ましくは心臓又は心臓の一部であり、検知装置は、電気的信号が心臓の異常な動作を示すかどうか、特に、異常なエレクトログラムを示すかどうかを決定するための分析ユニットを好ましくは更に有する。心臓の異常な動作又は異常なエレクトログラムが存在する、すなわち分析ユニットが異常な挙動を決定した心内膜表面の部位は、正常で健康な心臓のその位置では見つからない電気的活動が見つけられる位置である。この電気的活動は、例えば、細分されたエレクトログラム、主に高い周波数活動、早めの発動、ローター、リエントリ回路、遅い伝導の領域、伝導ブロックの部位又はピボットポイントである。
【００１０】
前記検知装置は、好ましくは更に、検知素子が前記対象物と接触しているかどうかを決定するためのモード決定ユニットを有する。これは、検知素子が対象物と接触しているかどうかに依存して検知素子を操作することを可能にする。例えば、モード決定ユニットは、検知素子のサブセットだけが対象物と接触していると決定した場合、好ましくは、このサブセットだけが接触モードで操作されるのに対し、他の検知素子は好ましくは非接触モードで操作される。
【００１１】
実施例において、検知素子は、特に対象物が心臓である場合、この場合電極である検知素子の隣接するセット間の心臓組織の対象物のインピーダンスを測定するように適合され、モード決定ユニットは、心臓組織、特に心内膜との接触を示すインピーダンスの重要な変化を決定するのに適している。例えば、２つの電極が組織と接触している場合、測定インピーダンスは、これらの２つの隣接するポイント間の心内膜の組織インピーダンスである。電極の一方が組織と接触していない場合、２つの電極間の血液のインピーダンスが測定される。血液のインピーダンスは、組織のインピーダンスと著しく異なり、電極が接触しているかどうかの特定の指標として好ましくは使用される。血液のインピーダンスは、健康な（血液が注がれている）組織のインピーダンスよりおよそ２０％低い。血液が注がれていない組織、例えば、死んだ、特に切除された組織は、通常の組織のインピーダンスより低いインピーダンスにより特徴づけられる。血液は、例えば１５０Ω／ｃｍのインピーダンスを持ち、正常の心内膜は、例えば３５０Ω／ｃｍのインピーダンスを持ち、瘢痕組織は、例えば１００Ω／ｃｍのインピーダンスを持つ。
【００１２】
他の実施例では、検知装置は、対象物及び検知素子を撮像するための撮像装置を更に有し、モード決定ユニットは、画像内の検知素子の位置及び対象物の位置を決定し、これらの位置から、検知素子が対象物と接触しているかどうかを決定するために適している。他の実施例では、モード決定ユニットは、画像内の少なくとも一つの他の素子の位置を決定し、検知素子及び／又は対象物に対するこの少なくとも一つの他の素子の空間関係が既知であって、少なくとも一つの他の素子の決定された位置から、検知素子及び／又は対象物の位置を決定するのに適し、モード決定ユニットは、検知素子及び／又は対象物の決定された位置から、検知素子が対象物と接触しているかどうかを決定するのに適している。実施例では、検知素子の装置上の種々異なる検知素子の位置は既知であり、対象物に対して装置の位置及び方向は画像から決定され、モード決定ユニットは、検知素子が対象物と接触しているか又は接触していないかを決定するために、対象物に対して検知素子の装置の決定された位置及び方向と、検知素子の装置上の検知素子の既知の位置とから対象物に対して検知素子の位置を決定するのに適している。
【００１３】
好ましい実施例では、検知素子は、検知素子が接触モードであるか又は非接触モードであるかに依存して、対象物の特性を決定するのに適していて、特に、対象物の特性を決定する種類は、検知素子が接触モードであるか又は非接触モードであるかに依存して選択される。これは、対象物の特性の決定を、それぞれのモード、すなわち接触モード又は非接触モードに適応可能にする。
【００１４】
検知素子は、前記検知素子が前記非接触モードにある場合、ユニポーラ取得を実施することにより、決定されるべき特性に依存する電気的信号を取得し、前記検知素子が前記接触モードにある場合、ユニポーラ又はバイポーラ取得を実施することにより、電位に依存する電気的信号を取得することが更に好ましい。全ての検知素子が、接触モード又は非接触モードである必要はない。例えば、検知素子のサブセットが接触モードだけであり、検知素子のこのサブセットは、バイポーラ取得を実施できるのに対し、他の検知素子は、例えば、動作されないか又はユニポール取得を実施するために動作される。
【００１５】
検知装置は、好ましくは更に、電気的信号を処理するための電気的信号処理ユニットを有し、前記電気的信号処理ユニットは、前記検知素子が前記非接触モードである場合、非接触モードフィルタリングを実施し、前記対象物の特性が決定されるべき前記対象物の表面へフィルタリングされた電気的信号をトランスフォーム（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）し、前記検知素子が前記接触モードにある場合、接触モードフィルタリングを実施する。これは、対象物の特性としてみなせる電気的信号の品質、又は対象物の特性の決定が電気的信号に基づいている当該電気的信号の品質を改善する。フィルタは、好ましくは、信号品質及びノイズの振る舞いを改善するＬＰＦである。接触モードにおいて、信号は、好ましくは、３０Ｈｚと５００Ｈｚとの間の周波数だけを保持するためにバンドパスフィルタリングされる。非接触モードにおいて、ＢＰＦは、好ましくは０．１Ｈｚから３００Ｈｚまでである。
【００１６】
前記検知素子は、決定されるべき特性に依存する電気的信号を取得し、前記検知装置は、前記検知素子が前記非接触モードである場合、前記電気的信号を前記対象物の特性が決定されるべき前記対象物の表面へトランスフォームするための電気的信号処理ユニットを有することが更に好ましい。対象物が心臓である場合、対象物の表面は、好ましくは心室の心内膜表面である。これは、検知素子が表面と接触していない場合であっても、対象物の表面上の電気的特性を決定可能にする。
【００１７】
変換は、ラプラス（Ｌａｐｌａｃｅ）の式を用いる既知の方法を用いて、好ましくは実施され、当該方法は、例えば、Ｌｉｎらによる論文、Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ（心臓血管電気生理学）のジャーナル、２００７年、１８（１１）：ページ１１４７―１１５３に開示されているし、又は当該方法は、米国特許出願公開番号第２００６／００５８６９３号に開示されていて、これらは参照によりここに組み込まれる。
【００１８】
検知装置は、前記対象物の内部を検知するため前記対象物の内部に前記検知素子をガイドするため、少なくとも検知素子のアレンジメントを含むチューブを更に有することが更に好ましい。チューブは、好ましくはカテーテルである。前記内部は、好ましくは例えば、心臓のような対象物のキャビティである。特に、チューブは、好ましくは、検知素子を心腔にガイドするためのカテーテルである。
【００１９】
検知装置は、検知素子の前記アレンジメントを保持するための保持構造を有し、前記検知素子は前記保持構造上に配され、前記保持構造は、閉じた状態と少なくとも一つの開いた状態との間で調整可能であり、前記保持構造は前記閉じた状態で長手形状を有することが更に好ましい。これは、細長い形状の保持構造が小さな開口部を通ってガイドできるので、特に、カテーテルのようなチューブ内の検知素子を対象物の内部にガイド可能にする。
【００２０】
保持構造は、好ましくは、少なくとも一つの開いた状態で、楕円又は球面形状を持ち、種々異なる開いた状態での楕円又は球面形状のサイズは、好ましくは種々異なる。
【００２１】
電極のような好ましくは電気的伝導体である検知素子は、保持構造が開いた状態にある場合、検知素子が保持構造の外面に位置されるような保持構造上に好ましくは配置される。
【００２２】
開いた状態では、保持構造は、完全に開かれる必要はない。例えば、第１の開いた状態では、保持構造がさらに開くことができる、すなわち、開く程度は、異なる第２の開いた状態にあるよりも大きくできる。
【００２３】
保持構造は、好ましくは、第１の開かれた状態で前記検知素子間のスペーシングが、第２の開かれた状態で前記検知素子間のスペーシングと異なるように前記検知素子が配されるのに適している。
【００２４】
好ましくは、第１の開いた状態で、保持構造及び検知素子は、これらが、非接触モードで心臓の左心房全体の検知を実施し、特に、電気的信号を測定し、特に、検知素子間のより大きい間隔で、すなわちより低い空間解像度で、左心房全体内の種々異なる位置での電位、よってエレクトログラムを決定できるように構成される。この第１の開いた状態は、保持構造が完全に開いた状態でありえる。第２の開いた状態では、保持構造は、好ましくはあまり開かれず、検知素子間の間隔が低減される。この第２の開いた状態では、電気的信号、特に、電位は、好ましくは接触モードで決定され、検知素子がより小さな間隔のために空間解像度が増大される。これは、第１の開いた状態の非接触モードでは、異常な挙動、特に異常なエレクトログラムが存在し得る心臓の左心房又は他の部分の領域を大まかに決定し、次に、第２の開いた状態の接触モードで、これらの領域での電気的信号、特にエレクトログラムをより正確に決定可能にする。
【００２５】
検知素子は、好ましくはエネルギーを付与し、エネルギーを受信する。これは、例えば、電位を決定するため電気的エネルギーのようなエネルギーを受信することにより対象物を検知し、同じ検知素子を使用してエネルギーを付与することにより対象物を処理することを可能にし、エネルギーを検知し付与するための装置のサイズが縮小でき、エネルギーの付与の影響が、エネルギーが付与された位置で容易に監視できる。更にまた、対象物が心臓である場合、これはペーシングカテーテルでのように検知及び刺激を可能にする。心臓専門医が、切除中に、異所性の病巣をシミュレートしたい場合、又は心臓専門医が下にある神経節の叢状の境界を詳細に描写したい場合に特に有効であり、これは、心臓組織をペーシングし、Ｒ―Ｒ間隔で局所的変化を測定することによりできる。
【００２６】
検知装置は、好ましくは画像装置で視覚化されるためのマーカーを有する。これは、対象物、例えば、心腔内で検知装置を位置決め可能にする。
【００２７】
複数のマーカーは、複数の検知素子及び／又は保持構造であることも可能であり、すなわち、単一の素子が、例えば一つの検知素子及び／又は保持構造として、並びに一つのマーカーとして機能できる。
【００２８】
撮像装置は、好ましくはＸ線撮像装置であり、特に、Ｘ線蛍光透視装置である。他の実施例では、撮像装置は、例えば、磁気共鳴撮像装置、光学撮像装置、核撮像装置又は音響撮像装置である。
【００２９】
検知装置は、好ましくは更に、検知素子及び対象物のモデルを位置合わせする位置合わせユニットを有する。これは、検知素子が対象物のどの位置に位置されているか及び／又はモデル上の対応する位置を示すことにより電気的信号が対象物のどの位置で決定されたかを決定可能にする。
【００３０】
対象物のモデルは、例えば、撮像装置により生成される対象物の画像であるか、又は例えば、モデルを画像に適応させることによる斯様な画像に基づく対象物の２次元若しくは３次元モデルである。モデルは、心臓又は心臓の一部のような動きのある物体のモデルでもよく、すなわち、モデルは実施例では４次元モデルである。
【００３１】
分析ユニットが異常なエレクトログラムの領域を決定した場合、これらの領域は、対象物の表現を示し、特に好ましくは、これらの領域がこの表現上に示される心臓又は心腔である対象物のモデルを示して、表示ユニットに示され視覚化できる。モデルは、好ましくは上述の種類のモデルであり、モデル及び検知素子が、対象物及び検知素子を示すか、又は対象物及び／又は検知素子に取付けられるマーカーを示す画像を使用して位置合わせできる。
【００３２】
検知装置は、更に、検知素子を対象物内、特に心腔内の領域にステアリングするためのステアリングユニットを有する。ステアリングユニットは手動で検知素子をステアリングするために適合し、及び／又は、ステアリングユニットは検知素子をロボット工学的にステアリングするためのロボットシステムを有する。これは、検知素子、特に開いた状態の保持構造体を、対象物内の特に心腔の心内膜表面の所望の領域にステアリング可能にする。
【００３３】
本発明の他の態様では、非接触モードで検知素子が対象物と接触していない間、検知素子のアレンジメントを使用することにより前記対象物の特性を検知するステップと、接触モードで前記検知素子が前記対象物と接触している間、検知素子の前記アレンジメントを使用することにより前記対象物の特性を検知するステップとを有する、対象物の特性を検知するための検知方法が提示される。
【００３４】
検知方法は、好ましくは前記非接触モードで検知した後で、前記接触モードで検知する前に、前記非接触モードで検知された特性に基づいて、前記対象物の対象の領域を決定するステップと、前記検知素子を対象の前記領域内の前記対象物へ接触させるステップとを更に有する。
【００３５】
本発明の他の態様では、コンピュータプログラムが前記検知装置を制御するコンピュータを走らせるとき、請求項１に記載の前記検知装置が、請求項１３に記載の前記検知方法のステップを実施させるためのプログラムコード手段を有する、対象物を検知するためのコンピュータプログラムが提示される。
【００３６】
請求項１の検知装置、請求項１２の検知方法及び請求項１４のコンピュータプログラムが、従属請求項に記載のものと同様の及び／又は同一の好ましい実施例を持つことは、理解されるべきである。
【００３７】
本発明の好ましい実施例が、それぞれの独立請求項と従属請求項の何れの組合せであってもよいことは、理解されるだろう。
【００３８】
本発明のこれら及び他の態様は、これ以降に説明される実施例を参照して明らかに説明されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明によって対象物を検知するための検知装置の実施例の表現を図示的且つ例示的に示す。
【図２】図２は、開いた状態の検知装置の実施例の保持構造上の検知素子を図示的且つ例示的に示す。
【図３】図３は、閉じた状態の保持構造を持つ検知素子を図示的且つ例示的に示す。
【図４】図４は、検知装置の実施例の制御ユニットを図示的且つ例示的に示す。
【図５】図５は、本発明による対象物を検知する検知方法の実施例を例示するフローチャートを例示的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１は、対象物を検知するための装置１を示す。装置１は、チューブ、この実施例ではカテーテル６と、対象物の特性を検知するための検知素子のアレンジメント７とを有する。アレンジメント７の少なくとも幾つかの検知素子は、検知素子が対象物と接触している間、検知が実行可能である接触モードと、検知素子が対象物と接触していない間、検知が実行可能である非接触モードとで操作可能である、すなわち同一の検知素子が接触モード及び非接触モードで動作できる。
【００４１】
検知素子のアレンジメント７は、カテーテル６を介して制御ユニット５に接続されている。検知素子のアレンジメント７を具備するカテーテル６が、対象物２、この実施例では患者テーブル４に位置される患者３の心臓に導入でき、カテーテル６は、内蔵型ガイド手段（図示せず）を使用してステアリングユニット６２により心腔にステアリングされナビゲートされる。他の実施例では、ステアリングユニット６２は、受動的にカテーテル６を対象物２にガイドするため、カテーテル６をステアリングしナビゲートするための導入器を有し得る。ステアリングユニット６２は、手動で検知素子のアレンジメント７をステアリングするために適合されているか、及び／又はステアリングユニット６２は、検知素子のアレンジメント７をロボット工学的にステアリングするためのロボットシステムを有し得る。これは、検知素子のアレンジメント７を、対象物内の特に心腔の心内膜表面の所望の領域にステアリング可能にする。
【００４２】
図１の点線ボックスは、制御ユニット５及びステアリングユニット６２両方が、検知素子のアレンジメント７を有するカテーテル６に結合されていることを示す。
【００４３】
アレンジメント７及びカテーテル６の対象物２への導入の間、撮像装置１２、この実施例では蛍光透視装置は、対象物２及びアレンジメント７の画像を生成する。この撮像装置１２は、好ましくはアレンジメント７が対象物２内に既に位置されている場合、対象物２及びアレンジメント７の画像を生成する。
【００４４】
他の実施例では、対象物は、その内面が検知されるべきである、例えば患者の他の中空組織又は技術的対象物、特に中空の技術的対象物である。
【００４５】
撮像装置１２、すなわちこの実施例では蛍光透視装置１２は、蛍光透視制御ユニット１１により制御されるＸ線源９及び検出ユニット１０を有する。蛍光透視装置１２は、既知のやり方で対象物２及びアレンジメント７のＸ線投影画像を生成する。Ｘ線源９のＸ線は、矢印３５により図式的に示される。
【００４６】
他の実施例では、蛍光透視装置の代わりに、他の撮像装置が、対象物２及びアレンジメント７を有する画像を生成するために使用できる。例えば、磁気共鳴映像法装置、超音波撮像装置又はコンピュータ断層撮影撮像装置が、対象物２及びアレンジメント７の画像を生成するために使用できる。
【００４７】
カテーテル６及び検知素子１７のアレンジメント７の実施例は、図２に更に詳細に図式的に示されている。アレンジメント７は、閉じた状態と少なくとも一つの開かれた状態との間で調整可能である保持構造５０に保持される。保持構造５０は、図３に図式的及び例示的に示され、アレンジメント７を対象物２に導入可能にする閉じた状態で細長い形状を有する。図２では、検知素子１７を有する保持構造５０は、開いた状態で示されている。保持構造５０は、検知素子１７が、第１の開いた状態での検知素子１７の少なくとも幾つかの検知素子間の間隔が、第２の開いた状態の検知素子間の間隔と異なるように配されるように適合されている。
【００４８】
図２に示される実施例では、保持構造５０は、更に、エネルギー放射素子１９及び他の種類の検知素子１８を保持する。例えば、検知素子１７が、電位を決定するため電気的信号を測定するための電極であるのに対し、検知素子１８は、対象物の温度を測定するための温度センサである。少なくとも検知素子１７は、接触モード及び非接触モードで動作可能である。他の種類の検知素子１８及び／又はエネルギー放射要素１９は、他の実施例、すなわちアレンジメント７が接触モード及び非接触モードで動作可能である検知素子１７だけを有する実施例では、省略できる。
【００４９】
検知素子１７は、種々異なる位置で対象物２の電位のような対象物２の電気的特性を測定するのに好ましくは適している電極である。対象物が心臓である場合、決定された電位は、エレクトログラムを形成し、幾つかの電位が心臓の種々異なる位置で決定されるので、エレクトログラムの地図が決定できる。
【００５０】
検知素子１７は、それぞれの検知素子１７が接触モード又は非接触モードであるかどうかに依存して、対象物２の特性を決定するのに適し、特に、対象物の特性を決定する種類は、それぞれの検知素子１７が接触モード又は非接触モードであるかどうかに依存して選択される。これは、対象物の特性の決定をそれぞれのモード、すなわち接触モード又は非接触モード適応可能にする。この実施例では、検知素子１７は、検知素子１７が非接触モードである場合、ユニポーラ取得を実施することにより、決定される特性である電気的信号又は決定される特性に依存する電気的信号を取得するために適していて、検知素子１７が接触モードである場合、バイポーラ取得を実施することにより、電位に依存する電気的信号を取得するために適している。全ての検知素子１７が、接触モード又は非接触モードである必要はない。例えば、検知素子１７のサブセットが接触モードであり、検知素子１７のこのサブセットがバイポーラ取得を実施するのに対し、他の検知素子１７は、例えば、動作されないか、又はユニポール取得を実施するために動作される。
【００５１】
実施例では、検知素子１７は、エネルギーを付与し、エネルギーを受信するのに適している。これは、例えば、電位を決定するための電気的エネルギーのようなエネルギーを受信することにより対象物を検知し、同じ検知素子を使用してエネルギーを付与することにより対象物を処置するので、エネルギーを検知し付与するための装置のサイズが低減され、エネルギーの付与の影響は、エネルギーが付与された位置で容易に監視できる。特にこの場合、他の種類の検知素子１８及び／又はエネルギー放射素子１９は、省略できる。更にまた、対象物２が心臓である場合、これはカテーテルをペーシングするような検知及び刺激を可能にする。心臓専門医が、切除中に、異所性の病巣をシミュレートしたい場合、又は心臓専門医が下にある神経節の叢状の境界を詳細に描写したい場合に特に有効であり、これは、心臓組織をペーシングし、Ｒ―Ｒ間隔で局所的変化を測定することによりできる。
【００５２】
保持構造５０は、好ましくは、少なくとも一つの開いた状態で、楕円又は球面形状を持ち、種々異なる開いた状態での楕円又は球面形状のサイズは好ましくは種々異なる。
【００５３】
この実施例では電極のような電気的伝導素子である検知素子１７は、保持構造５０が開いた状態である場合に検知素子１７が保持構造５０の外面３６に位置されるように、保持構造５０上に配置される。
【００５４】
開いた状態では、保持構造５０は、完全に開かれている必要はない。例えば、第１の開いた状態で保持構造５０が、もっと開いていて、すなわち開く程度が、異なる第２の開いた状態の開く程度より大きい。
【００５５】
保持構造５０は、第１の開かれた状態で前記検知素子間のスペーシングが、第２の開かれた状態で検知素子１７間のスペーシングと異なるように検知素子１７が配されるのに適している。
【００５６】
好ましくは、第１の開いた状態で、保持構造５０及び検知素子１７は、これらが、非接触モードで心臓２の左心房全体の検知を実施し、特に、電気的信号を測定し、特に、検知素子間のより大きい間隔で、すなわちより低い空間解像度で、左心房全体内の種々異なる位置での電位、よってエレクトログラムを決定できるように構成される。この第１の開いた状態は、保持構造５０が完全に開いた状態でありえる。第２の開いた状態では、保持構造５０は、好ましくはあまり開かれず、検知素子１７間の間隔が低減される。この第２の開いた状態では、電気的信号、特に電位は、好ましくは接触モードで決定され、検知素子１７のより小さな間隔のため、空間解像度が増大される。これは、第１の開いた状態の非接触モードで、異常な挙動、特に異常なエレクトログラムが存在し得る心臓２の左心房又は他の部分内の領域を大まかに決定し、次に、第２の開いた状態の接触モードで、これらの領域で、電気的信号、特にエレクトログラムをより正確に決定可能にする。
【００５７】
保持構造５０は、検知素子１７（三角形により示される）、この実施例では、エネルギー放射素子１９（正方形により示される）及び他の種類の検知素子１８（円により示される）を有する幾つかのスプライン１６でできているバスケットを有する。検知素子１７、１８及びエネルギー放射素子１９の分布は、図２に図示的及び例示的にのみ示されているが、本発明を特定の分布に限定するわけではない。好ましくは、検知素子１７、可能性がある他の検知素子１８及びエネルギー放射素子１９は、スプライン１６に沿って、及び当接面３６に沿って均一に分散されている。
【００５８】
図２に示される開いた状態では、保持構造５０は、実質的に楕円体又は球体を形成する。よって、開いた状態で、外面３６は、好ましくは楕円体又は球体の表面である。接触モードで対象物２を検出するため及び／又はエネルギーを対象物２に付与するために、外面３６は、検知素子１７、１８及びエネルギー放射素子１９の位置が、検知手順の間と、あり得るエネルギー付与手順の間とで、対象物２の表面に対して不変のままであるように、対象物２の表面に対して好ましくは当接する。対象物の表面に対する検知素子１７、１８及びエネルギー放射素子１９のこれらの定位置は、スプライン１６、従って保持構造５０の弾性特性により、好ましくは達成される。スプライン１６のこの弾力性は弾性力に結果としてなり、これは対象物の表面に抗して検知素子１７、１８及びエネルギー放射素子１９を押圧する。スプライン１６の弾力性は、対象物の表面に外面３６を合致させ、対象物２の動きをフォローすることを可能にする一方で、検知素子１７、１８及びエネルギー放射素子１９は、対象物の表面と連続的に接触し、又は他の実施例では、対象物２が移動する場合であっても、対象物の表面とこれらの素子１７、１８、１９との間の距離は継続して一定のままである。
【００５９】
スプライン１６は、好ましくはメモリ合金でできているワイヤを有する。この実施例では、スプライン１６は、ニチノールでできている。アレンジメント７を開くために、すなわち保持構造５０を開くために、ニチノールのメモリ効果が使われる。ニチノールワイヤは、ばねとして予め形があって弾力的である。図３に図示的に示され、アレンジメント７がより小さな空間をとる閉じた状態では、アレンジメント７のスプライン１６は、カテーテルシャフト３７内に、特にカテーテルシャフト３７内の小さなパイプ内に位置される。アレンジメント７を開くために、すなわち閉じた状態から開いた状態へ変えるために、スプライン１６はカテーテルシャフト３７から動き出し、アレンジメント７がニチノールワイヤのメモリ効果のため外面３６を形成する。
【００６０】
図３は、単なる略図である。閉じた状態を明瞭に強調するために、図ではアレンジメント７の幾つかのスプライン１６だけを示し、存在しているにもかかわらず、検知又はエネルギー放射素子は示されていない。
【００６１】
制御ユニット５は、図４に例示的且つ図示的に示されている幾つかの他のユニットを有する。
【００６２】
制御ユニット５は、電気的信号を測定するために、ライン３０を介して検知素子１７と接続される電気的信号検出ユニット５１を有する。電気的信号検出ユニット５１を検知素子１７と接続するラインは、好ましくはワイヤである。制御ユニット５は、更に、この実施例では、検知素子１７が電気的エネルギーを対象物２に付与可能にするためにライン３０を介して検知素子１７にも接続されている電気的エネルギー付与ユニット５２を有する。よって、この実施例では、検知素子１７は、電気的信号を検出し、電気的エネルギーを付与可能である。
【００６３】
制御ユニット５は、また、電気的導体、特に、ワイヤを介して温度検出ユニット５３と接続される他の検知素子１８により検知される温度を検出するための温度検出ユニット５３を有する。実施例において、検知素子１８がない場合、制御ユニット５は、好ましくは温度検出ユニット５３を有しない。光エネルギー付与ユニット５４は、光エネルギーを対象物２に付与するためのエネルギー放射要素１９に接続されている。好ましくは、光エネルギー付与ユニット５４は、光ファイバを介してエネルギー放射素子１９に接続されている。実施例において、検知装置がエネルギー放射素子１９を有しない場合、制御ユニット５は、好ましくはレーザーを含む光エネルギー付与ユニット５４を好ましくは有しない。光エネルギー付与ユニット５４及びエネルギー放射素子１９は、特に、心腔内の切除手順を実施するために適応できる。
【００６４】
制御ユニット５は、更に、検知素子１７が対象物２と接触しているかどうかを決定するためのモード決定ユニット５５を有する。これは、検知素子１７が対象物２と接触しているかどうかに依存して検知素子１７を動作可能にする。例えば、モード決定ユニット５５は、検知素子１７のサブセットだけが対象物２と接触していると決定した場合、当該サブセットだけが接触モードで操作されるのに対し、他の検知素子は好ましくは非接触モードで動作される。
【００６５】
検知素子１７のモードを決定するために、検知素子１７及び電気的信号検出ユニット５１は、隣接する検知素子１７、この実施例では、既に上述したように電極間に対象物、好ましくは心臓のインピーダンスを測定するために適合される。モード決定ユニット５５は、対象物、特に心内膜との接触を示すインピーダンスの重要な変化を決定するために適応されている。よって、インピーダンスのこれらの重要な変化を検出することにより、それぞれの検知素子１７が対象物２と接触しているかどうかが決定される。
【００６６】
他の実施例では、撮像装置１２は対象物２及び検知素子１７を撮像し、モード決定ユニット５５は、画像内の検知素子１７及び対象物２の位置を決定するのに適していて、モード決定ユニット５５は、それぞれの検知素子１７が対象物２と接触しているかどうかをこれらの位置から決定する。モード決定ユニット５５は、また、画像から対象物２に対して検知素子１７のアレンジメント７の位置及び方向を決定し、位置及び方向から検知素子１７の位置を決定し、アレンジメント７上の検知素子１７の位置が既知である場合、それぞれの検知素子１７が対象物２と接触しているかどうかを決定するために適している。
【００６７】
制御ユニット５は、更に、電気的信号検出ユニット５１及び検知素子１７により検出される電気的信号を処理するための電気的信号処理ユニット５７を有する。
【００６８】
それぞれの検知素子１７が対象物２と接触してないとモード決定ユニット５５が検出した場合、電気的信号処理ユニット５７は、電気的信号検出ユニット５１から受信される電気的信号の非接触モードフィルタリングを実施するのに適している。この実施例において、非接触モードのフィルタリングのために使用されるフィルタは、好ましくは０．１から３００Ｈｚ、更に好ましくは１から２００Ｈｚ、更に好ましくは５０から１５０Ｈｚまでの周波数を保持するＬＰＦである。
【００６９】
それぞれの検知素子１７が対象物２と接触しているとモード決定ユニット５５が検出した場合、電気的信号処理ユニット５７は、更に、電気的信号検出ユニット５１から受信される電気的信号の接触モードフィルタリングを実施するのに適している。この実施例において、接触モードのフィルタリングのために使用されるフィルタは、好ましくは３０から５００Ｈｚ、更に好ましくは１００から４００Ｈｚ、更に好ましくは２００から３００Ｈｚまでの周波数を保持するＬＰＦである。
【００７０】
検知素子１７が非接触モードであるとモード決定ユニット５５が検出した場合、この検知素子１７を介して得られる電気的信号は、対象物２の表面へトランスフォームされ、そこで対象物の例えば電位のような特性が、電気的信号変換ユニット５６により決定されなければならない。この実施例では、非接触モードで、それぞれの検知素子はユニポール取得を実施することにより電気的信号を得て、ここにおいて、心内膜表面から放射して、血液を通って進む電気的信号が検出される。電気的信号変換ユニット５６は、非接触モードで測定される電気的信号と心内膜表面上の電気的信号との間の関係を記述する逆問題を解くことにより心内膜表面上の電気的信号、特に電位を再構成するのに適している。電気的変換ユニット５６は、ラプラスの公式を用いて、特に、参照によりここに組み込まれるリンらによるＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ（心臓血管電気生理学）のジャーナル、２００７年、１８（１１）：ページ１１４７―１１５３による記事に開示される方法又は米国特許出願第２００６／００５８６９３号に開示される方法を使用することにより、このトランスフォームを実施する、すなわち逆問題を解くために好ましくは適している。
【００７１】
よって、モード決定ユニット５５は、それぞれの検知素子１７が対象物２と接触しているかどうかを検出する、すなわちそれぞれの検知素子１７が接触モード又は非接触モードであるかを検出し、電気的信号処理ユニット５７は、それぞれの検知素子１７が接触モード又は非接触モードであるかに依存して電気的信号検出ユニット５１から受信される電気的信号を処理し、電気的信号が非接触モードで得られた場合、電気的信号変換ユニット５６は心内膜表面上へ電気的信号をトランスフォームする。
【００７２】
更にまた、検知素子１７及び電気的信号検出ユニット５１を使用することによる電気的信号の取得は、モード決定ユニット５５の検出に依存する、すなわち、それぞれの検知素子１７が接触モード又は非接触モードにあるかどうかに依存する。それぞれの検知素子１７が接触モードである場合、すなわち、それぞれの検知素子１７が対象物２と接触している場合、電気的信号検出ユニット５１及びそれぞれの検知素子１７が、好ましくはバイポール取得を実施するのに対し、それぞれの検知素子１７が対象物２と接触していない場合、すなわち、それぞれの検知素子１７が非接触モードである場合、電気的信号検出ユニット５１及びそれぞれの検知素子１７が、電気的信号のユニポール取得を実施する。
【００７３】
制御ユニット５は、更に、電気的信号検出ユニット５１により検出され、電気的信号処理ユニット５７により処理され、非接触モードで、電気的信号変換ユニット５６により変換された電気的信号が、心臓の異常な反応を示すかどうか、特に、電気的信号が異常なエレクトログラムを示すかどうかを分析するための分析ユニット６０を有する。心臓の異常な反応又は異常なエレクトログラムが存在する心内膜表面上の部位は、通常の健康な心臓のその位置で見つからない電気的活動が見つかる位置である。この電気的活動は、例えば、細分されたエレクトログラム、主に高い周波数活動、早めの発動、ローター、リエントリ回路、遅い伝導の領域、伝導ブロックの部位又はピボットポイントである。
【００７４】
実施例において、分析ユニット６０は、電気的信号検出ユニット５１により検出され、電気的信号処理ユニット５７により処理され、非接触モードで電気的信号変換ユニット５６により変換される電気的信号を用いて、心腔の心内膜表面の早めの電気的発動を決定するのに適している。心筋の電気的発動により生じる電気的信号は、心内膜表面間の電気的波として活性化している。これらの波は、上述の変換を使用することにより心内膜表面上の波の位置を決定するために、血液充填心臓キャビティ内部に非接触モードで検知される電場を引き起こす。代わりに、接触モードで、検知装置上の電極は、電圧の変化を検出することにより電極の下の組織内の波面の通過を記録し、よって波面を局地化する。基本的な刺激期間に関する健康な心臓に合わせた所与のポイントでの波面の位置は、例えば、健康な心臓での測定から知られていて、すなわち健康な心臓に対する予想される到達時間が知られている。電気的信号が予想される到達時間より早くその位置に到達する場合、早めの電気的発動が、分析ユニット６０により決定でき、それは心臓の異常な挙動を示す。
【００７５】
更にまた、分析ユニット６０は、心内膜表面間を進む波面の速度及び方向を決定するのに適している。種々異なる位置で心臓の心内膜表面上の電気的信号が測定されたので、流れる波の速度及び方向が計算できる。分析ユニット６０は、更に、計算された方向及び速度から、流れる波が、どの位置で始まったかを決定するのに適している。速度及び方向は、例えば、心内膜表面上の２つの位置間の物理的距離及び到達時間の差の比率により計算される。分析ユニット６０は、心臓が正常又は異常な挙動を示すかどうかを決定するために、流れる波が始まったと決定された速度及び方向、特に、また位置を、健康な心臓の流れる波が始まったとして対応する速度、方向及び位置と比較するのに好ましくは更に適している。
【００７６】
代わりに、又は加えて、分析ユニット６０は、異常な挙動、例えばリンらによるＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ（心臓血管電気生理学）のジャーナル、２００７年、１８（１１）：ページ１１４７―１１５３に開示されるような、領域に主に高い周波数が存在する場合、特に、当該領域での異常なエレクトログラムを決定するのに適している。更にまた、既知の通常の電気的活動と異なる混沌とした又は異常な電気的活動を持つ領域が、異常な挙動、特に異常なエレクトログラムを有する領域として決定できる。
【００７７】
代わりに、又は加えて、分析ユニット６０は、心臓が、領域の局所的エレクトログラムの細分のレベルに基づいて正常又は異常な挙動を示すかどうかを決定するのに適している。分析ユニット６０により好ましくは用いられる細分のレベルの決定は、ポーターらによる記事「Ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ  Ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  Ａｔｒｉａｌ  Ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｄｕｒｉｎｇ  Ａｂｌａｔｉｏｎ  Ｇｕｉｄｅｄ  ｂｙ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｇｒａｍｓ」というＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ（心臓血管電気生理学）１９（６）のジャーナル：ページ６１３―６２０に説明されているように好ましくは実施される。この決定は、測定されたデータの短い時間窓（例えば２．５秒）の時間遅れ及び信号振幅を測定することにより時間領域で好ましくは実行される。
【００７８】
位置合わせユニット５８は、対象物上のどの位置で特性が決定されたかを示すために、撮像装置１２により生成される画像を用いることにより、検知素子１７及び対象物２のモデルを位置合わせする。決定された特性及び／又は検知素子１７は、表示ユニット６１上の対象物２のモデルに示される。特に、対象物２の表面上の疑わしい領域は、表示ユニット６１上の対象物２のモデルに示されることができる。対象物２が心臓である場合、疑わしい領域は、例えば異常な挙動、特に異常なエレクトログラムを有する領域である。よって、実施例において、例えば早めの電気的発動又は細分されたエレクトログラムである異常な挙動の領域は、表示ユニット６１上の対象物２のモデル上に示される。
【００７９】
位置合わせユニット５８による位置合わせは、撮像装置１２の画像内に見えるマーカー２０を用いることにより、好ましくは実施される。この実施例において、マーカー２０は、カテーテル６と隣接している保持構造５０の遠位先端と、保持構造５０の対向端部とに位置される。
【００８０】
他の実施例では、マーカー２０に加えて又は代わりに、検知素子１７及び／又は保持構造５０は、これらが撮像装置の画像内に見える場合、マーカーとして使用できる。表示ユニット６１は、対象物２のモデル上にマーカーを示すのにも適している。
【００８１】
電気的検出ユニット５１と検知素子１７との間の接続、電気的信号検出ユニット５１、及び検知素子１７は、各検知素子１７が個別にアドレス指定可能であるように構成される。好ましくは、また、他の種類の検知素子１８及びエネルギー放射素子１９は、独立してアドレス指定可能である。
【００８２】
位置合わせユニット５８は、撮像装置１２の画像を用いて位置合わせされる心腔の座標系に従って各検知素子１７の位置を計算するのに好ましくは適している。実施例において、撮像装置は、３次元又は４次元撮像モダリティ、すなわち３次元又は４次元画像を生成するモダリティであり、位置合わせは、これらの３次元又は４次元画像に基づく。
【００８３】
検知装置１はマッピング装置とみなされ、非接触及び接触マッピングを単一のツールに結合する。
【００８４】
上述した実施例において、保持構造は球形又は楕円であるが、保持構造は、何れのサイズ及び何れの三次元形状でもありえる。バスケット構造体は、ニチノール（ニッケル―チタン）のようなメモリ形状合金、ステント及び他の医療装置用に従来技術でよく知られた生体適合性物質から製造でき、これらは、例えば、ＷａｋｈｌｏｏらによるＮｅｕｒｏｒａｄｉｏｌｏｇｙ、１９９５年、１６の（５）アメリカンジャーナル：ページ１０４３―１０５１及び米国特許第５，１４７，３７０号に開示されている。代わりに、バスケットは、非メモリ形状合金（例えばステンレス鋼）又はポリウレタンから製造できる。
【００８５】
バスケット、すなわちアレンジメント７を持つ保持構造５０は、好ましくは大腿又は鎖骨下静脈まで通る外筒を介して心臓にガイドされ、上皮の穴により左心房に好ましくは（必要に応じて）導入される。バスケットは、その後対象の腔室で展開され、すなわち開く。バスケットが展開される方法は、その物質に依存するだろう。装置は、上述のように中空管から押し出されて、（それがニチノールから成る場合）自動的にその形状を取る。代わりに、膨張可能なバルーンが、スプラインを位置に押し込むために用いられ得る。
【００８６】
検知装置、特に、検知素子、保持構造又はカテーテルは、好ましくは撮像装置上に見える（例えばＭＲＩ視覚化に対してＭＲＩ不透明、又はＸ線視覚化に対して放射線不透明）。放射線不透明であるために、プラチナ、プラチナ／イリジウム、純粋なイリジウム、金又はタングステンのマーカーが、バスケット構造上の位置に取付けられる。必要に応じて、バスケット、すなわち保持構造自体は、その物質に応じて、例えば、参照によりここに組み込まれる米国特許第６，８５５，１６１号に開示されるように、要素（イリジウム、プラチナ、金、レニウム、タングステン、パラジウム、ロジウム、タンタル、銀、ルテニウム又はハフニウム）をニチノール合金に加えることにより、又は参照によりここに組み込まれる米国特許第５，３００，０４８号に開示されるように、２０重量パーセントの硫酸バリウム若しくは３３．５重量パーセントの次炭酸ビスマスをポリウレタン物質に加えることにより、放射線不透明にできる。バスケットカテーテル物質として、すなわち保持構造物質としても用いられるステンレス鋼は、すでに非常に不透明である。
【００８７】
蛍光透視画像上の保持構造及び／又はカテーテルを位置決めし方向付けるための保持構造及び／又はカテーテル上のマーカーは、好ましくは撮像で良く見える（例えば、ＭＲＩ視覚化に対してＭＲＩ不透明、又は例えばプラチナ、プラチナ／イリジウム、純粋なイリジウム、金又はタングステンから成るＸ線視覚化に対して放射線不透明）。一つのマーカーは、好ましくはバスケットの各先端に位置され（位置決め及び方向特定のために）、２つ以上のマーカーは、バスケット自体に配置される（回転位置特定のために）。これらのマーカーは、好ましくは、形状／サイズ、又は放射線不透過性の程度の何れかにより識別可能である。
【００８８】
検知素子は、好ましくは、電気的信号を受信するための電気的伝導体、すなわち電極である。電極が心内膜と接触していないとき、すなわち、電極が非接触モードである場合、電極は遠位フィールド電気的信号を検出する。少なくともカテーテル電極のサブセットが心内膜と接触して来る場合、これらの電極は近くの心臓組織から局所的電気的信号（すなわち、「エレクトログラム」）を記録する。どの電極が心内膜と接触しているかは、記録された電気的信号、例えばそれらの振幅、信号形状、信号周波数等の特性の変化を検出することにより、モード決定ユニット５５により決定できる。例えば、電気的信号の特性は、対象物と接触している電極に対して、及び対象物と接触していない電極に対して知られていて、電気的信号の実際の特性を既知の特性と比較することにより、それぞれの電極が対象物と接触しているかどうかが決定できる。代わりに、又は加えて、どの電極が接触しているかは、それらの電極の間のインピーダンスを測定するため電極のサブセットの間に低振幅電流を注入することにより決定できる。心内膜と接触しない電極は、血液が心臓組織より著しく電気伝導性であるので、それら電極間で低いインピーダンスを持つ。
【００８９】
非接触モードにおいて、記録された信号を処理した後、心腔の座標系に従って各検知素子の位置を計算することにより、心内膜表面上の電気的信号は、計算できる。これは、例えば、リン等による上述された論文及び米国特許出願第２００６／００５８６９３号に開示されているラプラスの式を解くための従来技術で良く知られた方法を用いて、好ましくは実施される。この情報がユーザに全体の心腔の電気的活動に関するリアルタイム情報を与えるにもかかわらず、この情報は一般に、切除送出のために必要とされる正確さがない。従って、代わりに、非接触モードで収集された情報から、カテーテルは、手動で心内膜表面上の「リスクの大きい」部位に向けられ、組織基質の密で正確な電気的マッピングのため心内膜と接触するようになる。これらの部位は、これらの相対的な解剖学的局在及び好ましくは信号振幅又は信号の形状のような電気的特性の少なくとも一つの態様を示す表示ユニット６１にマークされる。マッピングの後、カテーテルは心内膜表面から遠ざけられ、非接触モードは心臓発動パターンの変化を決定するか、又は新しい（おそらく以前は隠れていた）異常なエレクトログラム領域（ＡＥＲ）を見つけるために用いられる。次の焦点領域が、その後選択され、アレンジメント７は心内膜表面上のこの領域との接触へ動き、マッピングのプロセスが再び行われる。表示ユニット６１は、切除のために推奨された全ての部位でマークされる。切除カテーテルが挿入され、次に迅速且つ正確な切除のため各ポイントへガイドされる。全ての部位が切除されると、心房細動が心房性頻脈（ＡＴ）又は洞律動へオーガナイズされた場合、工程が終わる。さもなければ、非接触マップが再び生成され、他のマッピングが実行される。アレンジメント７自体が上述のようにエネルギー放射素子１９を有する場合、及び／又は検知素子１７、すなわちこの実施例では電極がエネルギーを対象物に付与するのに適している場合、検知装置のアレンジメント７が切除のために使用できる。
【００９０】
実施例において、各検知電極、すなわち各検知素子（又は、検知電極と直接隣接している追加の切除電極）は、切除エネルギーを供給可能である。ＲＦエネルギーが使用されるべき場合、これは、バスケット内の電気的接続が高エネルギー、高周波電気的活動を持続できることを必要とする（同一の先端電極から通常は検知、刺激、及び切除できる、全ての切除カテーテルで既になされているように）。レーザー切除が使用される場合、ファイバ光学ワイヤは、検知が実行された部位と同じ部位で、又は部位の近くに送出のため各検知電極の位置にレーザー光を向けるために好ましくは用いられる。
【００９１】
他の実施例では、分析ユニット６０は、検知素子が非接触モードであるとき、心内膜表面上の電気的活動を計算するために収集される生の電気的信号を最初に処理し、次に局所的電気的特性についての結論を出すようにこの情報を後処理することにより、心内膜表面の「ハイリスクの」領域を自動的に検出するのに適している。接触マッピングを必要とする高い危険（ハイリスク）領域は、最も早めの発動の部位又はＡＥＲである。ＡＥＲは、高い優位周波数を持つ部位、遅い伝導のゾーン、又は混沌とした若しくは異常な電気的活動を持つ領域である。これらの高い危険領域は、例えば、位置合わせユニット５８を使用することにより、心腔の３次元又は４次元表現にマップできる。
【００９２】
他の実施例では、分析ユニット６０は、カテーテルが接触モードであるとき、心内膜表面に収集された生の電気的信号を最初に処理し、次に局所的電気的特性についての正確な結論を出すためにこの情報を後処理することにより、心内膜表面の「ハイリスクの」領域を自動的に検出するのに適している。心腔の心内膜表面の早めの電気的発動が検出でき、ここで、心内膜表面と接触する電極のグリッド上の最も早い電気的発動のポイントを自動的に探すことにより、検知素子が位置決めされる。分析ユニットは、心内膜と接触するバスケット電極のグリッド上の電極の各々で、電気的信号の「到着の時間」を見ることにより心内膜表面間を進む電気的波の速度及び方向を計算するのに適している。分析ユニットは、心内膜と接触する各電極で電気的信号の細分の程度を自動的に決定するのに適している。この電気的情報は、好ましくは撮像モダリティにより得られる心腔の３次元又は４次元表現上に、すなわち心腔の３次元又は４次元モデル上にマップできる。
【００９３】
他の実施例では、ポスト切除において、検知素子の下の組織インピーダンスが測定され、分析ユニットが、このインピーダンスの大きさから作られた腫瘍の空間サイズを計算する。これは、好ましくはグリッド（格子）を形成する検知素子により好ましくは実施され、インピーダンスは異なる検知素子間で、特に隣接する検知素子間で測定される。腫瘍は、健康な組織のインピーダンスより大きなインピーダンスにより示される。従って、腫瘍の境界は、２つの隣接する検知素子間の減少したインピーダンスにより測定できる。
【００９４】
他の実施例では、ステアリングユニットは、心腔の心内膜表面の何れの領域へも検知素子のアレンジメントをステアリングするためのＨａｎｓｅｎ又はＳｔｅｒｅｏｔａｘｉｓシステムのようなロボット工学的システムを有する。
【００９５】
検知装置は、電気生理学実験室内で、ガイドされた心房細動切除のために好ましくは適している。
【００９６】
対象物の特性を検知するのに適するだけでなく、エネルギーを対象物へ付与するための検知装置の上述の実施例は、エネルギー付与装置としてみなすことができる。
【００９７】
以下に、検知方法の実施例が図５に示されるフローチャートを参照して例示的に説明されるだろう。
【００９８】
検知素子１７のアレンジメント７は、保持構造５０はカテーテル６を使用して閉じた状態にある間に、対象物２、この実施例では患者の心臓へ導入された。ステップ１０１で、保持構造５０は、開いた状態へ変化され、ステップ１０２で、検知素子１７が心臓の壁と接触していない非接触モードにある間に、遠位フィールド電気的信号は、ユニポール取得を使用して、検知素子１７により取得される。
【００９９】
画像装置１２は、対象物２内の検知装置の少なくとも一つの画像を生成し、この画像は、ステップ１０３で、対象物２のモデルを対象物２内の検知装置と位置合わせするための位置合わせユニット５８により使用される。ステップ１０４で、電気的信号が処理され、すなわち、処理ユニット５７は、取得された電気的信号へ非接触フィルタを適用することにより、電気的信号検出ユニット５１により検出された電気的信号を処理し、電気的信号変換ユニット５６は、遠位フィールドの電気的信号を対象物の表面へトランスフォームする。よって、電気的信号、特にエレクトログラムが対象物の表面上で決定される。
【０１００】
ステップ１０５では、分析ユニット６０は、変換された遠位フィールドの電気的信号を使用することにより、異常な挙動、特に異常なエレクトログラムを有する領域を決定し、表示ユニット６１は、ステップ１０６で、前記モデル上の異常な挙動、特に異常なエレクトログラムを有する少なくとも領域と対象物２のモデルとを表示する。
【０１０１】
ステップ１０７では、検知素子１７のアレンジメント７は、ステアリングユニット６２を使用することにより、表示ユニット６１に示される、異常な挙動、特に異常なエレクトグラムを有する領域へ移動される。モード決定ユニット５５により好ましく検出される、検知素子１７が対象物２の表面と接触している場合、電気的信号が、バイポーラ取得を使用することにより接触モードで検知素子１７により取得される。ステップ１０９で、検知素子１７は、画像装置１２の他の画像を使用することにより、対象物２のモデルと位置合わせされ、ステップ１１０で、電気的信号処理ユニット５７は、取得された電気的信号に接触モードフィルタを適用し、特に、表示ユニット６１上に対象物２のモデルに示されるエレクトグラムのマップを生成する。更にまた、ステップ１１０で、解析ユニット６０は、接触モードで取得される処理された電気的信号に基づいて、異常な電気的挙動、特に異常なエレクトグラムをどの領域が持つかを好ましくは決定し、この解析の結果が好ましくはディスプレイ上にも表示される。
【０１０２】
ステップ１１１では、検知方法を停止するための停止基準が満たされるかどうかが決定される。停止基準が満たされる場合、検知方法は、ステップ１１２で終わる。さもなければ、検知方法は、ステップ１０７で、異常な電気的挙動、特に、異常なエレクトグラムを有する他の領域で継続する。
【０１０３】
好ましい停止基準によると、異常な電気的挙動、特に異常なエレクトグラムを有する全ての領域が接触モードで検知される場合、検知方法が停止される。好ましくは、ユーザが、例えば、キーボード又はマウスのような入力ユニットを介して、例えば、制御ユニット５に対応する信号を入力することにより、対応する信号を検知装置に入力する場合、また検知方法は停止する。
【０１０４】
他の実施例では、ユーザは、ステップ１１１で、検知方法がステップ１０１又はステップ１０７で継続すべきかどうかを決定でき、すなわち、ユーザは、非接触モードでの検知が、次の接触モード検知を実施する前に、実施されるべきかを決定できる。
【０１０５】
心房細動（ＡＦ）は、心房の機械的機能の劣化及び無秩序の電気的活動により特徴づけられる良く知られた心臓不整脈である。損なわれた血行動態（同期された心房収縮の欠乏、心房の血液閉塞、及び損なわれた心室機能）の結果として、ＡＦは、脳卒中、心不全、及び認知症から罹患率及び死亡率の大きな増加と関連する。ＡＦは、心房内の部位により駆動され、これは、異常なローカルの電気測定（エレクトグラム）により特徴づけられる患者特有である。
【０１０６】
既知のエレクトグラムベースのマッピングシステムは、心臓の電気的活動の患者特有のデータを検知する。これらのシステム（例えば、生体検知−Ｗｅｂｓｔｅｒ  ＣＡＲＴＯマッピングカテーテル）は、心房の全内表面にわたる接触エレクトグラムを順次的に取得するために、シングルポイント（一点）センサを使用する。このデータは、心臓の３Ｄエレクトロ−身体解剖モデルにマッピングされる。マッピングがポイント毎になされるので、ＡＦの患者特定ドライバの正確な位置決めは、時間がかかるプロセスである。結果として、正確な位置決めがＡＦに対する成功治療として認識されるが、患者特有のマッピング及び切除が、通常なされない。代わりに、これらの部位が既知の身体領域近くにしばしばあるので、処置は、ターゲット部位自身を見つけ排除する代わりに、広めの身体的領域（プロ不整脈部位を電気的絶縁を望んで）を切除することを含む。このため、既知の装置及び方法を使用するこれら患者内のカテーテル切除治療が、効率及び効果を制限した。
【０１０７】
ＡＦの患者特定ドライバの位置決め（ローカライゼーション）は、心内膜表面の高密度で正確なマッピングを必要とする。上述のように、ＣＡＲＴＯ及びＮａｖＸのようなポイントツーポイントマッピングツールは、これをするために最も普通に使用される。Ｅｎｓｉｔｅアレイ（Ｓｔ  Ｊｕｄｅ）が、リアルタイムで心房活動パターンを検出でき、非接触モードで使用されるマルチポイント検知カテーテルにより、早めの活動の領域を位置決めする。しかしながら、このシステムは、ＡＦの患者特定ドライバをマッピングするために必要とする正確さを達成せず、従ってめったに使用されない。これら全てのマッピング技術の共通性は、カテーテル位置決めのための独自方法の使用であり、すなわち最小限の侵襲性介在での画像ガイダンスのために既に使用されている画像モダリティが使用されない。
【０１０８】
本発明による検知装置は、異常な電気的挙動、特に異常なエレクトログラムを持つ領域を発見し、これらの領域を分析する効率及び精度を改善する。
【０１０９】
上述の実施例では、対象物が好ましくは患者の心臓であるが、本発明は、患者の心臓の適用に限定されない。他の実施例では、検知装置は、他の器官又は技術的対象物のような他の対象物を検知するために適応できる。
【０１１０】
開示された実施例の他のバリエーションは、図面、明細書及び添付の請求項の学習から請求項にある発明を実践する際に当業者により理解され達成できる。
【０１１１】
請求項において、用語「有する」は、他の要素又はステップを排除しないし、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外しない。
【０１１２】
単一のユニット又は装置は、請求項に引用された幾つかのアイテムの機能を実行してもよい。特定の手段が相互に異なる従属項で引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが好適に使用できないことを示さない。
【０１１３】
一つ若しくは幾つかのユニット又は装置により実施される位置合わせ、フィルタリング、トランスフォーム等のような計算が、何れの他の数のユニット又は装置によっても実施できる。例えば、ステップ１０２乃至１０５及び１０９乃至１１１は、単一のユニットにより又は何れの他の数のユニットによっても実施できる。検知方法に従った検知装置の計算及び／又は制御は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段として、及び／又は専用のハードウェアとして実践できる。
【０１１４】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に、又は他のハードウェアの一部として光記憶媒体又はソリッドステート媒体のような適切な媒体に格納され／配布されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介してのような他の形式で配布されてもよい。
【０１１５】
請求項内の何れの参照符号も範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
0005649573.tif 000002
【図２】
0005649573.tif 000003
【図３】
0005649573.tif 000004
【図４】
0005649573.tif 000005
【図５】
0005649573.tif 000006