(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触検出のための装置であって、
遠位端を有する、体腔内に挿入するための医療用プローブであって、前記遠位端が、
光学的放射線を伝達するよう構成された光学的放射体、及び
前記光学的放射線の前記体腔内の組織からの反射を検出し、かつ、前記検出された反射を示す信号を生成するよう構成された光学的検出器、を含む、医療用プローブと、
前記光学的検出器からの前記信号を受信し、かつ、前記信号に応じて前記遠位端と前記組織との間の接触の質を評価するよう構成されたプロセッサと、を含み、
前記接触の質は、前記遠位端と前記組織の物理的接触と、前記遠位端の前記組織への近接と、を含み、
前記プロセッサは、前記受信信号に基づいて、前記遠位端と前記組織との間の距離を見積もることによって、前記近接を評価するように構成されている、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、前記遠位端と前記組織との間の前記物理的接触を検出することにより、前記接触の質を評価する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、前記受信信号が最大レベルであることを検出することにより、前記物理的接触を検出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】
前記光学的放射体が、前記光学的放射線を点滅させるよう構成されており、かつ、前記プロセッサが、前記点滅放射線に応答して受信した前記信号のゼロレベルを校正するよう構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
追加の光学的放射体を含み、前記光学的放射体は、第１波長で第１光学的放射線を伝達するよう構成されており、別の前記光学的放射体は、前記第１波長とは異なる第２波長での第２光学的放射線を伝達するよう構成されており、前記プロセッサが、前記第１及び第２光学的放射線のそれぞれの反射に対応する第１及び第２信号を受信するよう構成されており、前記第１及び第２信号を処理することによって前記組織からの前記反射と前記体腔内の血液からの前記反射とを区別する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記遠位端に連結された接触センサを含み、前記プロセッサが、前記評価された接触の質を使用して前記接触センサを校正するよう構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記光学的放射線を伝達するよう構成されている複数の光学的放射体と、前記反射を検出するよう構成されている複数の光学的検出器とを含み、前記プロセッサが、前記複数の光学的検出器からの前記反射を示すそれぞれの複数の信号を受信し、かつ、前記複数の信号に基づいて前記接触の質を評価するよう構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
１本の入力配線を使用して、前記光学的放射体のうちの少なくとも２つを作動させるよう構成されている多重回路を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
１本の出力配線を通じて前記光学的放射体のうちの少なくとも２つからの前記信号を多重化するよう構成されている多重回路を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
体腔内に挿入するための遠位端を有する医療用プローブと共に操作されるコンピュータソフトウェア製品であって、前記遠位端には、光学的放射線を伝達する光学的放射体と、前記光学的放射線の前記体腔内の組織からの反射を検出して、前記検出された反射を示す信号を生成する光学的検出器とが含まれ、前記製品には、コンピュータ読み取り可能な非一過性の媒体が含まれ、該媒体にはプログラム命令が保管されており、該命令をコンピュータが読み取ることにより、前記コンピュータは、前記光学的検出器から前記信号を受信し、前記信号に応じて前記遠位端と前記組織との間の接触の質を評価することができ、
前記接触の質は、前記遠位端と前記組織の物理的接触と、前記遠位端の前記組織への近接と、を含み、
前記コンピュータは、前記受信信号に基づいて、前記遠位端と前記組織との間の距離を見積もることによって、前記近接を評価するように構成されている、コンピュータソフトウェア製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的に侵襲的プローブに関するものであり、具体的には医療用プローブと身体組織との間の接触の質を確認することに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
様々な医療的手技に伴い、センサ、チューブ、カテーテル、投薬装置、及びインプラントなどの物体が体内に設置される。カテーテルと体内組織との間の接触を検出するために、様々なタイプのセンサが提案されている。例となる方法及びシステムは、米国特許出願公開第２００７／０１２３７５０  Ａ１号に記述されており、この開示事項は参考として本明細書に組み込まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書に記述される本発明の一実施形態は、接触検出のための方法であって、
体腔内に配置された医療用プローブの遠位端に連結された光学的放射体からの光学的放射線を伝達することと、
光学的放射線の体腔内の組織からの反射を表わす信号を、遠位端に連結された光学的検出器から受信することと、
その信号に応じて、遠位端と組織との間の接触の質を評価することと、を含む、方法を提供する。
【０００４】
いくつかの実施形態において、接触の質の評価は、受信信号に基づいて、遠位端と組織との間の距離を見積もることを含む。別の実施形態において、接触の質の評価は、受信信号に基づいて、遠位端と組織との間の物理的接触を検出することを含む。物理的接触の検出は、受信信号が最大レベルであることを検出することを含み得る。開示されている一実施形態において、光学的放射線の伝達は、光学的放射線を点滅させることにより、受信信号のゼロレベルを校正することを含む。
【０００５】
別の実施形態において、この光学的放射線の伝達は、第１波長での光学的放射体からの第１光学的放射線を伝達することを含み、この方法は更に、第１波長とは異なる第２波長での別の光学的放射体からの第２光学的放射線を伝達することを含み、信号の受信は、その第１及び第２光学的放射線のそれぞれの反射に対応する第１及び第２信号を受信することを含み、接触の質を評価は、その第１及び第２信号を処理することによって組織からの反射と体腔内の血液からの反射とを区別することを含む。
【０００６】
いくつかの実施形態において、この方法には、評価された接触の質を使用して、遠位端に連結された接触センサを校正することが含まれる。一実施形態において、光学的放射線の伝達は、複数の光学的放射体からの放射線を伝達することを含み、信号の受信は、複数の光学的検出器からの反射を示す複数の信号を受信することを含み、接触の質を評価は、その複数の信号に基づいて接触の質を判定することを含む。別の実施形態において、放射線の伝達は、１本の入力配線を使用して光学的放射体のうちの少なくとも２つを作動させることを含む。加えて、又は別の方法として、複数の信号の受信は、１本の出力配線を通じて光学的放射体のうちの少なくとも２つからの信号を受信することを含む。
【０００７】
更に、本発明の一実施形態による、接触検出のための装置であって、
遠位端を有する、体腔内に挿入するための医療用プローブであって、遠位端は、
光学的放射線を伝達するよう構成された光学的放射体、及び
光学的放射線の体腔内の組織からの反射を検出し、かつ、検出された反射を示す信号を生成するよう構成された光学的検出器、を含む、医療用プローブと、
その光学的検出器からの信号を受信し、かつ、その信号に応じてその遠位端と組織との間の接触の質を評価するよう構成されたプロセッサと、を含む、装置を提供する。
【０００８】
更に、本発明の一実施形態による、体腔内に挿入するための遠位端を有する医療用プローブと共に操作されるコンピュータソフトウェア製品が提供され、この遠位端には、光学的放射線を伝達する光学的放射体と、光学的放射線の体腔内の組織からの反射を検出して、その検出された反射を示す信号を生成する光学的検出器とが含まれ、この製品には、コンピュータ読み取り可能な非一過性の媒体が含まれ、その媒体にはプログラム命令が保管されており、この命令をコンピュータが読み取ることにより、コンピュータは、光学的検出器から信号を受信し、その信号に応じてその遠位端と組織との間の接触の質を評価することができる。
【０００９】
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り、より完全に理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による、光学的接触検出を備える医療用システムの概略絵図。
【図２】本発明の一実施形態による、光学的接触検出を使用しているカテーテルを示す概略絵図。
【図３】本発明の一実施形態による、カテーテル用の光学的接触検出方法を概略図示するフローチャート。
【図４】本発明の一実施形態による、多重回路の回路図。
【図５】本発明の一実施形態による、多重回路に使用されている制御信号を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
概観
心臓内電気マッピング及び心臓の部分切除など、様々な診断及び治療手技において、少なくとも１つの電極を遠位端に備えた侵襲的プローブが使用されている。この電極は典型的に、プローブが体内組織に対して押し付けられたときに作動する。このような手技においては通常、プローブが体腔表面に対して近接していることを確認し、プローブの遠位端が体腔表面にいつ接触したかを判定することが、重要である。
【００１２】
医療用プローブは場合によって、ループ（「投げ縄状」とも呼ばれる）形状で使用され、このときプローブの遠位端は、複数の電極に備えられた調節可能なループを含む。ループカテーテルの形状により、肺静脈などの周辺領域の同時マッピング又は部分切除が可能になる。しかしながらこの手技を効果的に実施するには、電極は静脈の内側表面に対し、同時に物理的接触していなければならない。
【００１３】
本発明の実施形態は、カテーテル−組織接触の質を正確かつ効果的に評価するための方法及びシステムを提供する。接触の質の評価には、カテーテルと組織との間の、実際の物理的接触及び／又は近接を検出することを伴い得る。いくつかの実施形態において、１つ以上の光学的接触センサが、カテーテルの遠位端に連結される。光学的センサはそれぞれ、少なくとも１つの光学的放射体（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ））と、その放射体に近接している少なくとも１つの対応する光学的検出器（例えば、フォトダイオード又はフォトトランジスタ）との組み合わせを含む。
【００１４】
組織からわずかな距離の地点で、この光学的検出器は、光学的放射体によって放射され、及び組織から反射した光学的放射線を検出する。光学的検出器は、検出された反射を示す信号を生成する。光学的接触センサが組織と物理的接触すると、この信号が最大レベルに増大する。光学的検出器によって生成されたこの信号を処理することにより、組織とカテーテルの遠位端との間の接触の質が評価される。例示的な一実施形態において、複数の光学的接触センサがカテーテルのループに沿って配置される。これらのセンサによって生成された信号が、ループと組織との間の接触の質に関する高品質の評価を提供する。
【００１５】
本明細書に記述されているセンサ構成は、物理的接触と近接の両方を正確かつ高信頼性で評価するためのコンパクトかつ効率的な方法を提供する。更に、これら方法を用いて生成された接触の質の測定は通常、個々のカテーテルの校正を必要としない。
【００１６】
システムの説明
図１は、本発明の開示されている一実施形態による、光学的近接検出を備える医療用システム２０の概略絵図である。システム２０は、本例において、プローブ２２、カテーテル、及び制御コンソール２４を含む。以下に記載される実施形態において、プローブ２２は、心臓２６の肺静脈内の周囲方向の電位マッピング、又は静脈組織の部分切除の実施などの、診断用又は治療用手技のために使用される。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。
【００１７】
心臓専門医などの操作者２８は、患者３０の血管系内にプローブ２２を挿入し、プローブ２２の遠位端３２が患者の心臓２６の心腔内（例えば左心房）に入るようにする。操作者２８はプローブ２２を前進させ、遠位端３４（ここでは「ループ」形状で示されている）が望ましい位置（例えば、左上肺静脈内の静脈組織）において身体組織に係合するようにする。遠位端３４は、複数の電極及び光学的接触センサを含む。遠位端３４の構成は、下記の図２において詳しく示されている。プローブ２２は通常、その近位端にて適切なコネクタによりコンソール２４に接続されている。
【００１８】
プローブ２２内に備えられた光学的接触センサからの信号を使用して、コンソール２４は、遠位端３４と静脈組織との間の接触の質を判定する。上述の用語「接触の質」は、遠位端と組織との間の実際の物理的接触を指すと共に、組織に対する遠位端の近接をも指す。図１の例において、コンソール２４は更に、ケーブル３６によって体表電極にも接続されており、この体表電極は典型的に、粘着性皮膚パッチ３８を含む。コンソール２４は、プローブとパッチ３８との間で測定されるインピーダンスに基づいて、心臓２６内のプローブ２２の位置座標を判定する。システム２０は、インピーダンスによるセンサを使用して位置を測定しているが、他の位置追跡技法も使用することができる（例えば、磁気によるセンサ）。磁気位置追跡技法は、例えば、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号に記述されており、これらの開示事項は参考として本明細書に組み込まれる。インピーダンスによる位置追跡技法は、例えば、米国特許第５，９８３，１２６号、同第６，４５６，８６４号、及び同第５，９４４，０２２号に記述されており、これらの開示事項は参考として本明細書に組み込まれる。
【００１９】
コンソール２４はプロセッサ４０を含み、このプロセッサは、以下に記載される機能を実行するようソフトウェア内にプログラムされている。プロセッサ４０は通常、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備えている。このソフトウェアは、例えば、ネットワークを通じて電子的形態でプロセッサ４０にダウンロードされ得る。若しくは、ソフトウェアは、光学的、磁気的、又は電子的記録媒体などの、コンピュータ読み取り可能な非一過性の、実体のある媒体により提供され得る。あるいは、プロセッサ４０の機能の一部又は全ては、専用若しくはプログラム可能なデジタルハードウェアコンポーネントによって実行することができ、又はハードウェア要素とソフトウェア要素との組み合わせを使用して実行することができる。
【００２０】
入出力（Ｉ／Ｏ）通信インタフェース４２により、コンソール２４が、プローブ２２及びパッチ３８と相互作用することが可能になる。プローブ２２及びパッチ３８から受信した信号に基づいて、プロセッサ４０は、患者の体内の遠位端３４の位置、ループと身体組織との間の距離及び／又は接触表示、並びに進行中の手技に関する状況情報及びガイダンスを示すマップ４６を生成及び表示する。マップ４６は、ディスプレイ４４を使用して操作者２８に対して表示される。プローブ２２の位置を、心臓２６のマップ４６上、又はその他の図上に重ね合わせることができる。
【００２１】
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３０の体内で動かし操作する自動機構（図示なし）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（前進／後退）及び遠位端３２の横方向の動き（偏角／操舵）の双方を制御することができる。そのような実施形態において、プロセッサ４０は、下記で更に説明するように、プローブ及びパッチによって供給された信号に基づき、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。
【００２２】
図２は、本発明の一実施形態による、プローブ２２の遠位端３４の機能要素を示す概略絵図である。遠位端３４は、１つ以上の電極５０及び１つ以上の光学的接触センサ５２を含む。光学的接触センサ５２はコンソール２４へ信号を伝達し、これによりプロセッサ４０が、カテーテル−組織接触及びカテーテル−組織近接の両方を正確に測定することができる。電極５０は、部分切除電極（ループが組織に良好に接触したときに切除を実施する）又は電気マッピング電極（ループが組織に良好に接触したときに組織の電位を検出する）のいずれかを含み得る。本例において、電極５０は、遠位端３４の位置座標を測定するためにも使用される。この実施形態において、コンソール２４は、電極５０とパッチ３８との間のインピーダンス測定値に基づいて、遠位端３４の位置座標を判定する。
【００２３】
光学的接触センサ５２はそれぞれ、光学的放射体５４Ａ及び５４Ｂ（例えばＬＥＤ）、並びに光学的検出器５６（例えば、フォトダイオード又はフォトトランジスタ）を含む。本例において、光学的接触センサはそれぞれ、２つのＬＥＤと１つのフォトダイオードとを含む。別の実施形態において、光学的接触センサ５２はそれぞれ、少なくとも１つの光学的放射体と、少なくとも１つの光学的検出器とを含み得る。所与の光学的接触センサ５２が組織５７に対してわずかな距離の位置にあるとき、そのセンサの中の検出器５６が、ＬＥＤ放射線の組織からの反射を検出し、それに従って信号を出力する。この信号は通常、センサと組織との間の距離を示す。この光学的接触センサが組織と物理的接触すると、検出器５６からの信号が最大レベルに増大する。
【００２４】
ＬＥＤ  ５４Ａ及び５４Ｂは、赤色及び／又は赤外線領域など、異なる波長の光学的放射線を放射し得る。図２の実施形態において、例えば、ＬＥＤ  ５４Ａはある特定の波長を有し得、ＬＥＤ  ５４Ｂは異なる波長を有し得、フォトダイオード５６は両方のＬＥＤによって生じる反射を検出することができる。異なる波長での反射を処理することにより、プロセッサ４０は、静脈組織からの反射と、心臓２６内の血球からの反射とを区別することができる。その結果、プロセッサは、血液又はその他の反射源によるひずみがほとんどないか又は全くない状態で、組織との接触の質を評価することができる。加えて、又は別の方法として、コンソール２４はＬＥＤ  ５４Ａ及び５４Ｂを点滅させることにより、プロセッサ４０が、受信信号の正確なゼロレベルを見出すことができる。
【００２５】
図２は、遠位端３４に、２つの光学的接触センサ５２を備えた１本のプローブを示しているが、本発明の実施形態は、上述したように、遠位端に任意の数の光学的接触センサを備えたプローブを利用することができる。検出器の数は、放射体の数と必ずしも等しい必要はない。更に、図２では２つの光学的接触センサを備えたループカテーテルを示しているが、本発明の実施形態では、任意の好適な形状を有する医療用プローブに配置された任意の望ましい数の光学的接触センサを利用することができる。更に、以下に記載される方法は同様に、ループカテーテルだけでなく他のタイプのカテーテル及びプローブも用いて、心臓並びに他の臓器及び領域の、医療的手技及び測定用途に適用することができる。
【００２６】
光学的接触センサを使用した接触の質の検出
上述のように、本発明の実施形態は、カテーテル−組織の物理的接触、並びにカテーテル−組織近接の、正確かつ効率的な測定を提供する。マップ４６によって提供された視覚的フィードバックに基づいて、操作者２８は、医療的手技のために電極５０が適切な身体面上に同時に接触するよう、プローブ２２を配置することができる。いくつかの実施形態において、ＬＥＤ  ５４Ａ及び５４Ｂは光学的放射線を放射し、フォトダイオード５６は信号をプロセッサ４０へ伝達し、静脈組織から反射された光学的放射線を表わす。この受信信号に基づいて、プロセッサ４０は、遠位端３４と組織との間の距離を判定し、又はこれらの間の接触を確認する。いくつかの実施形態において、光学的センサ５２は別のタイプの接触センサ（例えば圧力／力センサ）と共に使用することができ、これにより後者のセンサのゼロレベル又は他の読み取り値を校正することができる。
【００２７】
図３は、本発明の一実施形態による、カテーテル用の光学的接触検出方法を概略図示するフローチャートである。操作者２８が心臓２６内にプローブ２２を配置すると（工程６０）、ＬＥＤ  ５４Ａ及び５４Ｂが、遠位端３４に沿ってそれぞれ対応する点から光学的放射線を放射する（工程６２）。上述のように、ＬＥＤ  ５４Ａ及び５４Ｂは同じ波長又は異なる波長で光学的放射線を放射することができ、ＬＥＤは使用中に点灯したままでも点滅していてもよい。
【００２８】
フォトダイオード５６は反射したＬＥＤ放射線を検出し、その検出された反射した光学的放射線の強度を表わす信号を生成する。コンソール２４内のプロセッサ４０は、フォトダイオード５６からの信号を受け取る（工程６４）。フォトダイオード５６がＬＥＤからの最大レベルの反射した放射線を検出した場合、対応する遠位端３４の部分は、おそらくは静脈組織に直接物理的接触していると考えられる（信号の強度による）。一方、フォトダイオード５６の検出が、ＬＥＤからの最大レベルの反射した放射線より少ない場合、遠位端３４の相当する部分は、おそらくは組織と接触しておらず、この信号はゼロではない値を有し、これは遠位端の部分と組織との間が近接又は距離があることを示している。検出された反射と近接との間の相関関係により、フォトダイオード５６と組織との間には、フォトダイオードが組織からの反射を何も検出せず、対応してゼロ信号を生成するような、距離があり得る。このゼロ信号は、デフォルトの最小距離を示し得、これを超えると反射は何も検出されない。
【００２９】
プロセッサ４０は、受信信号に基づき、反射した光学的放射線の最大レベルが検出されたかどうかをチェックする（工程６６）。最大反射が検出されなかった場合、プロセッサ４０は、ループカテーテルと静脈組織との間の近接を算出する（工程６８）。遠位端３４は典型的に、複数の光学的接触センサ５２を含むため、プロセッサ４０はこれらセンサそれぞれから信号を受け取り、これによりループカテーテルの各部分と静脈組織との間の距離を判定することができる（同様に、ループカテーテルのどの部分が組織と良好に接触しているかを判定することができる）。プロセッサ４０は次に、ディスプレイ４４上のマップ４６を、この近接情報をもって更新し、操作者２８に対し、プローブ２２の位置調整を促し（工程７０）、そしてこの方法は継続し、工程６０から再び始まる。工程６６に戻って、最大反射が検出された場合、ループカテーテルはその医療的手技を実施するために適切に配置されている（工程７２）。
【００３０】
信号多重化
いくつかの実施形態において（例えば上述のループカテーテル形状において）、カテーテル遠位端には、複数の光学的接触センサが備わっている。電極５０に加え、カテーテルに複数のセンサを備えることは、カテーテル内を通る制御及び電源供給の配線数のため、プローブの物理的寸法に対し負担となることがある。本発明のいくつかの実施形態において、光学的接触センサとやりとりする信号は、比較的少数の配線上に多重化され、これにより、カテーテル内を通る制御及び電源供給の配線数が低減される。
【００３１】
図４は、本発明の一実施形態による、多重回路８０の回路図である。回路８０は、８つのＬＥＤ  ８２Ａ〜８２Ｈを含む。ＬＥＤ  ８２Ａ〜８２Ｈから放射された光学的放射線はそれぞれ、フォトトランジスタ８４Ａ〜８４Ｈによって検出される。回路８０は、入力配線２本、出力配線２本、供給電圧配線１本、アース配線１本で、合計６本の配線を使用して制御されている。８つのＬＥＤは、２本の入力配線８５及び８６により、交互にオンとオフに設定される。８つのフォトトランジスタによって生成された信号は、２本の出力配線８７及び８８を通じて受信される。加えて、供給電圧（ＶＣＣ）配線とアース配線もカテーテル内を通過している。回路８０には、抵抗９０も含まれる。
【００３２】
入力配線８５は、ＬＥＤ  ８２Ｃ、８２Ｄ、８２Ｇ、及び８２Ｈを制御する。入力配線８５に正電圧を印加すると、ＬＥＤ  ８２Ｄ及び８２Ｈがオンになり、これによりフォトトランジスタ８４Ｄ及び８４Ｈの出力がそれぞれ、出力配線８７及び８８に現われる。入力配線８５に負電圧を印加すると、ＬＥＤ  ８２Ｃ及び８２Ｇがオンになり、これによりフォトトランジスタ８４Ｃ及び８４Ｇの出力がそれぞれ、出力配線８７及び８８に現われる。入力配線８５に０Ｖを印加すると、４つのＬＥＤ  ８２Ｃ、８２Ｄ、８２Ｇ、及び８２Ｈ全てがオフになる。
【００３３】
入力配線８６は、ＬＥＤ  ８２Ａ、８２Ｂ、８２Ｅ、及び８２Ｆを制御する。入力配線８６に正電圧を印加すると、ＬＥＤ  ８２Ｂ及び８２Ｆがオンになり、これによりフォトトランジスタ８４Ｂ及び８４Ｆの出力がそれぞれ、出力配線８７及び８８に現われる。入力配線８６に負電圧を印加すると、ＬＥＤ  ８２Ａ及び８２Ｅがオンになり、これによりフォトトランジスタ８４Ａ及び８４Ｅの出力がそれぞれ、出力配線８７及び８８に現われる。入力配線８６に０Ｖを印加すると、４つのＬＥＤ  ８２Ａ、８２Ｂ、８２Ｅ、及び８２Ｆ全てがオフになる。
【００３４】
図５は、本発明の一実施形態による、多重回路８０を制御するのに使用されている信号位相を示すタイミングチャート１００である。入力配線８５及び８６は、４つの位相を有する周期的パターンを用いて制御されている。各位相において、各入力配線は、−５Ｖ、０Ｖ、又は＋５Ｖで駆動される。各位相における制御電圧の組み合わせにより、その位相中にオンになる１組のＬＥＤ（並びに、出力配線８７及び８８で信号が出力される、対応する１組のフォトトランジスタ）が決定される。
【００３５】
グラフ１０２及び１０４は、それぞれ入力配線８５及び８６に印加された電圧（＋５Ｖ、０Ｖ、−５Ｖ）を表わす。次の表は、各位相中に入力配線に印加された電圧と、オンになったＬＥＤとを示す。
【表１】
0005819110.tif 000002
【００３６】
図４及び５の多重化スキームは、わずか６本の配線を使用して、放射体−検出器の組み合わせ８組を作動させる。典型的に、このＬＥＤ及びフォトトランジスタは、同時にオンになっているＬＥＤが、互いに離れているよう配置される。その結果、所与のフォトトランジスタは、それに対応するＬＥＤによって引き起こされた反射だけを検出する可能性が高くなる。各位相において２つのＬＥＤを作動させることは、ＤＣオフセットを低減させるのにも役立つ。それは、入力配線と出力配線に流れる電流は、４つの位相すべてにおいて実質的に同じだからである。別の実施形態において、カテーテル内を通過する配線の数を減らすために、他の任意の好適な数の光学的放射体及び検出器を、他の任意の好適な方法で多重化することができる。
【００３７】
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、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、多くの改変や変化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。
【００３８】
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。
【００３９】
〔実施の態様〕
（１）  接触検出のための方法であって、
体腔内に配置された医療用プローブの遠位端に連結された光学的放射体からの光学的放射線を伝達することと、
前記光学的放射線の前記体腔内の組織からの反射を表わす信号を、前記遠位端に連結された光学的検出器から受信することと、
前記信号に応じて、前記遠位端と前記組織との間の接触の質を評価することと、を含む、方法。
（２）  前記接触の質の評価が、前記受信信号に基づいて、前記遠位端と前記組織との間の距離を見積もることを含む、実施態様１に記載の方法。
（３）  前記接触の質の評価が、前記受信信号に基づいて、前記遠位端と前記組織との間の物理的接触を検出することを含む、実施態様１に記載の方法。
（４）  前記物理的接触の検出が、前記受信信号が最大レベルであることを検出することを含む、実施態様３に記載の方法。
（５）  前記光学的放射線の伝達が、前記光学的放射線を点滅させることにより、前記受信信号のゼロレベルを校正することを含む、実施態様１に記載の方法。
（６）  前記光学的放射線の伝達が、第１波長での前記光学的放射体からの第１光学的放射線を伝達することを含み、かつ、前記第１波長とは異なる第２波長での別の光学的放射体からの第２光学的放射線を伝達することを含み、前記信号の受信が、前記第１及び第２光学的放射線のそれぞれの反射に対応する第１及び第２信号を受信することを含み、前記接触の質の評価が、前記第１及び第２信号を処理することによって前記組織からの前記反射と前記体腔内の血液からの前記反射とを区別することを含む、実施態様１に記載の方法。
（７）  前記評価された接触の質を使用して、前記遠位端に連結された接触センサを校正することを含む、実施態様１に記載の方法。
（８）  前記光学的放射線の伝達が、複数の光学的放射体からの前記放射線を伝達することを含み、前記信号の受信が、複数の光学的検出器からの前記反射を示す複数の信号を受信することを含み、前記接触の質の評価が、前記複数の信号に基づいて前記接触の質を判定することを含む、実施態様１に記載の方法。
（９）  前記放射線の伝達が、１本の入力配線を使用して前記光学的放射体のうちの少なくとも２つを作動させることを含む、実施態様８に記載の方法。
（１０）  前記複数の信号の受信が、１本の出力配線を通じて前記光学的放射体のうちの少なくとも２つからの前記信号を受信することを含む、実施態様８に記載の方法。
【００４０】
（１１）  接触検出のための装置であって、
遠位端を有する、体腔内に挿入するための医療用プローブであって、前記遠位端が、
光学的放射線を伝達するよう構成された光学的放射体、及び
前記光学的放射線の前記体腔内の組織からの反射を検出し、かつ、前記検出された反射を示す信号を生成するよう構成された光学的検出器、を含む、医療用プローブと、
前記光学的検出器からの前記信号を受信し、かつ、前記信号に応じて前記遠位端と前記組織との間の接触の質を評価するよう構成されたプロセッサと、を含む、装置。
（１２）  前記プロセッサが、前記受信信号に基づいて、前記遠位端と前記組織との間の距離を見積もることにより、前記接触の質を評価するよう構成されている、実施態様１１に記載の装置。
（１３）  前記プロセッサが、前記受信信号に基づいて、前記遠位端と前記組織との間の物理的接触を検出することにより、前記接触の質を評価するよう構成されている、実施態様１１に記載の装置。
（１４）  前記プロセッサが、前記受信信号が最大レベルであることを検出することにより、前記物理的接触を検出するよう構成されている、実施態様１３に記載の装置。
（１５）  前記光学的放射体が、前記光学的放射線を点滅させるよう構成されており、かつ、前記プロセッサが、前記点滅放射線に応答して受信した前記信号のゼロレベルを校正するよう構成される、実施態様１１に記載の装置。
（１６）  追加の光学的放射体を含み、前記光学的放射体は、第１波長で第１光学的放射線を伝達するよう構成されており、別の前記光学的放射体は、前記第１波長とは異なる第２波長での第２光学的放射線を伝達するよう構成されており、前記プロセッサが、前記第１及び第２光学的放射線のそれぞれの反射に対応する第１及び第２信号を受信するよう構成されており、前記第１及び第２信号を処理することによって前記組織からの前記反射と前記体腔内の血液からの前記反射とを区別する、実施態様１１に記載の装置。
（１７）  前記遠位端に連結された接触センサを含み、前記プロセッサが、前記評価された接触の質を使用して前記接触センサを校正するよう構成されている、実施態様１１に記載の装置。
（１８）  前記光学的放射線を伝達するよう構成されている複数の光学的放射体と、前記反射を検出するよう構成されている複数の光学的検出器とを含み、前記プロセッサが、前記複数の光学的検出器からの前記反射を示すそれぞれの複数の信号を受信し、かつ、前記複数の信号に基づいて前記接触の質を評価するよう構成されている、実施態様１１に記載の装置。
（１９）  １本の入力配線を使用して、前記光学的放射体のうちの少なくとも２つを作動させるよう構成されている多重回路を含む、実施態様１８に記載の装置。
（２０）  １本の出力配線を通じて前記光学的放射体のうちの少なくとも２つからの前記信号を多重化するよう構成されている多重回路を含む、実施態様１８に記載の装置。
【００４１】
（２１）  体腔内に挿入するための遠位端を有する医療用プローブと共に操作されるコンピュータソフトウェア製品であって、前記遠位端には、光学的放射線を伝達する光学的放射体と、前記光学的放射線の前記体腔内の組織からの反射を検出して、前記検出された反射を示す信号を生成する光学的検出器とが含まれ、前記製品には、コンピュータ読み取り可能な非一過性の媒体が含まれ、該媒体にはプログラム命令が保管されており、該命令をコンピュータが読み取ることにより、前記コンピュータは、前記光学的検出器から前記信号を受信し、前記信号に応じて前記遠位端と前記組織との間の接触の質を評価することができる、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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【図５】
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