(57)【要約】  超音波で解剖学的組織構造体を撮像し、体内の切除治療を行うための装置およびシステムが開示される。複合型切除および超音波撮像プローブは、ハウジングと、ハウジングの先端側セクションに配置される切除電極と、体内の解剖学的組織構造体を視覚化するように構成される複数の超音波撮像センサとを含む。切除処置中に、超音波撮像センサは、ユーザインタフェイスのディスプレイ画面に合成画像として表示可能な複数の超音波画像を生成することを課される。
2014516723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内に挿入される複合型切除および超音波撮像プローブであって、
基端側セクションおよび先端側セクションを有するハウジングと、
該先端側セクションに配置される切除電極と、
該先端側セクションに配置されるとともに、該先端側セクションの先端側に向かう第１の方向に音波を送信するように構成される第１の超音波撮像センサと、
該先端側セクションにおいて、該第１の超音波撮像センサよりも基端側に配置される複数の第２の超音波撮像センサとを備え、同第２の超音波撮像センサの各々は、該第１の方向とは異なる第２の方向に音波を送信するように構成されることを特徴とするプローブ。
【請求項２】
前記切除電極は、ＲＦ切除電極を含むことを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
前記第１および第２の超音波撮像センサの各々は、前記先端側セクション内に配置されることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項４】
前記第１の超音波撮像センサは、前記先端側セクションの先端に配置される先端向きの超音波撮像センサを含むことを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項５】
前記第２の超音波撮像センサの各々は、前記先端側セクションの湾曲部に連結されることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項６】
前記第２の超音波撮像センサの各々は、該ハウジングの長手軸に直交する線に対して約１０°乃至約６０°の角度をなして音波を送信するように構成されることを特徴とする請求項５に記載のプローブ。
【請求項７】
前記第２の超音波撮像センサは、前記先端側セクションの周囲に径方向に配置されることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項８】
前記第２の超音波撮像センサは、前記周囲に相互に等間隔で径方向に配置されることを特徴とする請求項７に記載のプローブ。
【請求項９】
少なくとも１つのマッピング電極をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項１０】
切除および超音波撮像システムであって、
基端側セクションおよび先端側セクションを有するハウジングと、切除電極と、複数の超音波撮像センサとを含むプローブであって、該複数の超音波撮像センサは、該先端側セクションに配置される第１の超音波撮像センサと、該先端側セクションにおいて該第１の超音波撮像センサよりも基端側に配置される複数の第２の超音波撮像センサとを含む、前記プローブと、
電気信号を生成し、該切除電極に供給するように構成される切除治療モジュールと、
該超音波撮像センサから受信した超音波撮像信号を処理するように構成される超音波撮像モジュールと、
該超音波撮像センサによって生成された、超音波で派生した情報をディスプレイ画面上に表示するように構成されるユーザインタフェイスとを備えることを特徴とする切除および超音波撮像システム。
【請求項１１】
前記第１の超音波撮像センサは、前記先端側セクションの先端に配置される先端向きの超音波撮像センサを含むことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第２の超音波撮像センサの各々は、前記先端側セクションの湾曲部に連結されることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記超音波撮像モジュールは、
各超音波撮像センサを制御するための制御信号を生成するように構成される超音波信号生成器を含む撮像制御部と、
各超音波撮像センサから受信される電気信号を処理するとともに複数の超音波画像を生成するように構成される画像処理プロセッサとを含むことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記プローブ上の１つ以上のマッピング電極と通信するマッピングプロセッサをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ディスプレイ画面は、対応する超音波撮像センサに関連づけられた画像を表示するようにそれぞれ構成される複数の画像枠を含むことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
前記複数の画像枠は、ディスプレイ画面上に並べて表示されることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記画像枠はそれぞれＢモードの超音波画像を含むことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
複数の超音波撮像センサを備える切除プローブから生成される合成画像を表示するユーザインタフェイスであって、
超音波撮像センサの対応する１つから生成される超音波の画像を表示するようにそれぞれ構成される複数の画像枠を含むディスプレイ画面を備え、
該画像枠の各々は、該超音波撮像センサのそれぞれから合成超音波画像を形成するために並んで配列されることを特徴とするユーザインタフェイス。
【請求項１９】
前記超音波画像は、Ｂモード像であることを特徴とする請求項１８に記載のユーザインタフェイス。
【請求項２０】
前記ディスプレイ画面は、各超音波撮像センサによって生成される画像の撮像深さを示す１組の参照符号を含むことを特徴とする請求項１８に記載のユーザインタフェイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体内の解剖学的組織を撮像するための装置およびシステムに関する。より具体的には、本発明は、超音波撮像性能を備えた切除プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
切除治療において、体内の目的の切除部位で体組織の様々な特性を決定することが通常要求される。介入心臓電気生理学（ＥＰ）処置においては、例えば、医師は、心臓内、あるいは心臓近傍の目的の切除部位で心臓組織の症状を決定することが通常要求される。いくつかのＥＰ処置中に、医師は、マッピングカテーテルを大静脈や大動脈を通して処置される心臓の内部領域に輸送する。マッピングカテーテルを使用して、医師は、隣接する心臓組織に接触するようにカテーテルによって輸送される複数のマッピング要素を配置することにより、心律動障害あるいは異常の源を決定し、続いて心臓の内部領域の電気生理学マップを生成するためにカテーテルを操作する。一旦心臓のマップが生成されると、医師は心臓まで切除カテーテルを前進させ、カテーテル先端によって輸送される切除電極を目的の心臓組織近傍に配置し、組織を切除するとともに部位を形成し、これにより、心律動障害あるいは異常を処置する。いくつかの技術において、切除カテーテルは複数のマッピング電極を含み、これにより同じ器具がマッピングおよび切除の両者に使用可能である。
【０００３】
様々な超音波ベースの撮像カテーテルおよびプローブが、心血管形成術、インターベンショナルラジオロジー、および電気生理学のような応用において、直接体組織を視覚化するために開発されている。介入心臓電気生理学処置については、例えば、心臓の解剖学的組織構造体の直接且つリアルタイムの視覚化を可能とする超音波診断装置が開発されている。いくつかの電気生理学処置では、例えば、超音波カテーテルは、心房内の隔壁を撮像し、心房中隔の横断を案内し、肺静脈を配置するとともに撮像し、穿孔および心外膜液の兆候のために心臓の心房を監視することに使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多くの超音波ベースの撮像システムは、患者に治療を施すことに使用されるマッピングカテーテルおよび切除カテーテルとは独立した撮像プローブを備える。その結果、位置追跡システムが体内の各装置の位置を追跡することに通常使用される。いくつかの処置では、切除される組織の症状を迅速にして、且つ正確に決定することは医師にとって困難であろう。さらに、多くの超音波ベースの撮像システムを使用して得られた画像は、蛍光透視法撮像システムのような別の撮像システムから得られた画像に関係なく通常読み理解することが困難である。
【０００５】
本発明は、体内の切除プローブを撮像するための装置およびシステムに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例１において、体内に挿入する複合型切除および超音波撮像プローブは、基端側セクションおよび先端側セクションを有するハウジングと、先端側セクションに配置される切除電極と、先端側セクションに配置されるとともに、先端側セクションの先端側に向かう第１の方向に音波を送信するように構成される第１の超音波撮像センサと、先端側セクションにおいて、第１の超音波撮像センサよりも基端側に配置される複数の第２の超音波撮像センサとを備える。第２の超音波撮像センサのそれぞれは、第１の方向とは異なる第２の方向に音波を送信するように構成される。
【０００７】
例２において、例１に記載のプローブは、切除電極が、ＲＦ切除電極を含むことを特徴とする。
例３において、例１または例２に記載のプローブは、第１および第２の超音波撮像センサの各々が、先端側セクション内に配置されることを特徴とする。
【０００８】
例４において、例１乃至３のうちいずれか１つに記載のプローブは、第１の超音波撮像センサが、先端側セクションの先端に配置される先端向きの超音波撮像センサを含むことを特徴とする。
【０００９】
例５において、例１乃至４のうちいずれか１つに記載のプローブは、第２の超音波撮像センサの各々が先端側セクションの湾曲部に連結されることを特徴とする。
例６において、例５に記載のプローブは、第２の超音波撮像センサの各々が、ハウジングの長手軸に直交する線に対して約１０°乃至約６０°の角度をなして音波を送信するように構成されることを特徴とする。
【００１０】
例７において、例１乃至６のうちいずれか１つに記載のプローブは、第２の超音波撮像センサが、先端側セクションの周囲に径方向に配置されることを特徴とする。
例８において、例７に記載のプローブは、第２の超音波撮像センサが、周囲に相互に等間隔で径方向に配置されることを特徴とする。
【００１１】
例９において、例１乃至８のうちいずれか１つに記載のプローブは、少なくとも１つのマッピング電極をさらに備えることを特徴とする。
例１０において、切除および超音波撮像システムは、基端側セクションおよび先端側セクションを有するハウジングと、切除電極と、複数の超音波撮像センサとを含むプローブを備える。複数の超音波撮像センサは、先端側セクションに配置される第１の超音波撮像センサと、先端側セクションにおいて第１の超音波撮像センサよりも基端側に配置される複数の第２の超音波撮像センサとを含む。切除および超音波撮像システムは、電気信号を生成し、切除電極に供給するように構成される切除治療モジュールと、超音波撮像センサから受信した超音波撮像信号を処理するように構成される超音波撮像モジュールと、超音波撮像センサによって生成された、超音波で派生した情報をディスプレイ画面上に表示するように構成されるユーザインタフェイスとをさらに備えることを特徴とする。
【００１２】
例１１において、例１０に記載のシステムは、第１の超音波撮像センサが、先端側セクションの先端に配置される先端側に面する超音波撮像センサを含むことを特徴とする。
例１２において、例１０乃至１２のうちいずれか１つに記載のシステムは、第２の超音波撮像センサの各々が先端側セクションの湾曲部に連結されることを特徴とする。
【００１３】
例１３において、例１０乃至１２のうちいずれか１つに記載のシステムは、超音波撮像モジュールが、各超音波撮像センサを制御するための制御信号を生成するように構成される超音波信号生成器を含む撮像制御部と、各超音波撮像センサから受信される電気信号を処理するとともに複数の超音波画像を生成するように構成される画像処理プロセッサとを含むことを特徴とする。
【００１４】
例１４において、例１０乃至１３のうちいずれか１つに記載のシステムは、プローブ上の１つ以上のマッピング電極と通信するマッピングプロセッサをさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
例１５において、例１０乃至１４のうちいずれか１つに記載のシステムは、ディスプレイ画面が、対応する超音波撮像センサに関連づけられた画像を表示するようにそれぞれ構成される複数の画像枠を含むことを特徴とする。
【００１６】
例１６において、例１５に記載のシステムは、複数の画像枠が、ディスプレイ画面上に並べて表示されることを特徴とする。
例１７において、例１５に記載のシステムは、画像枠がそれぞれＢモードの超音波画像を含むことを特徴とする。
【００１７】
例１８において、複数の超音波撮像センサを備える切除プローブから生成される合成画像を表示するユーザインタフェイスは、超音波撮像センサの対応する１つから生成される超音波の画像を表示するようにそれぞれ構成される複数の画像枠を含むディスプレイ画面を備え、画像枠の各々は、超音波撮像センサのそれぞれから合成超音波画像を形成するために並んで配列されることを特徴とする。
【００１８】
例１９において、例１８に記載のユーザインタフェイスは、超音波画像がＢモード像であることを特徴とする。
例２０において、例１８または例１９に記載のユーザインタフェイスは、ディスプレイ画面が、各超音波撮像センサによって生成される画像の撮像深さを示す１組の参照符号を含むことを特徴とする。
【００１９】
複数の実施例を上述したが、本発明のさらなる別例が、後述する詳細な説明により当業者に明白になるであろう。詳細な説明は、本発明の実施例を例示する。即ち、図面および詳細な説明は例示に過ぎないため、これらに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態による医療システムを示す機能ブロック図。
【図２】一実施形態による複合型切除および超音波撮像プローブを示す概略図。
【図３】図２の先端側セクションをより詳細に示す概略図。
【図４】図２の先端側セクションをより詳細に示す端面図。
【図５】図１の超音波撮像システムを使用して体内の解剖学的組織構造体を視覚化する例示の処理を示すフローチャート。
【図６】図２の超音波撮像プローブを使用して生成される超音波画像を表示することに使用可能なディスプレイ画面例を示す図。
【図７】図６のディスプレイ画面上に生成された複数の超音波画像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、様々な変形および別の態様が可能であり、詳細な実施例が図面に例示され、本明細書に詳細に開示される。しかしながら、本発明は開示される所定の実施例に発明を限定するものではない。逆に、本発明は、添付の請求の範囲によって定義される発明の範囲内にある変形、均等物、および別例を全て包含する。
【００２２】
図１は一実施形態による医療システム１０を示す機能ブロック図である。システム１０、すなわち心臓１２の治療を撮像するための超音波の心臓撮像システムは、複合型切除および超音波撮像プローブ１４と、心臓１２をマッピングするとともに処置するための治療モジュール１６と、心臓１２内または心臓１２近傍の解剖学的組織構造体（例えば体組織）の高解像度超音波画像（例えばＢモード像）を生成するための超音波撮像モジュール１８と、プローブ１４によって行われる治療の制御、体内の解剖学的組織構造体および／または他の装置の視覚化、および／または体内のプローブ１４の配置および配向の決定に医師２２によって使用されるように構成されるユーザインタフェイス２０とを備える。いくつかの実施例において、例えば、システム１０は、患者の心臓１２、あるいは心臓１２へのまたは心臓１２からの心臓の血管に対して行われる高周波切除治療の監視に使用可能な超音波撮像システムを備える。
【００２３】
治療モジュール１６は、異常な伝導路のような体内の目的の組織部位または複数の部位の識別および処置のために使用される。図１の実施例において、治療モジュール１６は、プローブの先端側の先端に配置される１つ以上の切除電極２８に高周波信号２６を供給する高周波（ＲＦ）発生器２４と、心臓１２内または心臓１２近傍の１つ以上の潜在的な治療部位を識別することに使用可能なマッピングプロセッサ３０とを含む。高周波発生器２４は、マッピングプロセッサ３０によって識別された任意の部位を制御して切除するために、各切除電極２８に切除エネルギーを供給するように構成される。高周波発生器２４に付加的に、またはこれに代えて、他のタイプの切除源も、目的の部位の切除のために使用可能である。他のタイプの切除源の例は、マイクロ波発生器、音響発生器、冷凍アブレーション生成器、および／またはレーザ／光学生成器を含むが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
いくつかの実施例において、プローブ１４は、マッピングプロセッサ３０に連結される１つ以上のマッピング電極３２をさらに含む。処置中に、マッピングプロセッサ３０は、プローブ１４を使用して切除のための潜在的な治療部位を識別するために、心筋組織内の電気信号を検知するとともに分析する。いくつかの実施例において、切除電極２８あるいは複数の切除電極２８は、マッピングおよび切除機能の両者を行うことに使用可能である。別例において、電極２８は専用の切除電極であり、プローブ１４の１つ以上の個別の電極３２は、マッピング機能の遂行を課せられる。別例において、個別のマッピングカテーテルが体内の潜在的な切除部位をマッピングすることに使用される。
【００２５】
マッピングプロセッサ３０は、心臓１２内の不規則な電気活性の存在を決定するために各マッピング電極３２から得られた電気信号３４から興奮伝達時間および電圧分布を得るように構成される。心臓１２内の不規則な電気活性の存在は、続いてマップとしてユーザインタフェイス２０に図表で表示される。電気生理学マッピングに関するさらなる詳細は、例えば米国特許第５４８５８４９号明細書、第５４９４０４２号明細書、第５８３３６２１号明細書、および第６１０１４０９号明細書に開示され、これらはそれぞれその全体がここに開示されたものとする。
【００２６】
図１の実施例において、超音波撮像モジュール１８は、プローブ１４の複数の超音波撮像センサ３８に連結される撮像制御部３６を含む。超音波信号生成器４０は、超音波センサ３８の各々の制御のための１つ以上の制御信号４２を供給するように構成される。超音波センサ３８から戻って受信される撮像信号４４は、画像処理プロセッサ４６に供給される。画像処理プロセッサ４６は、超音波センサ３８から戻って受信された電気信号４４を処理するとともに複数の画像を生成する。複数の画像はここにさらに開示されるように、一体的に組み立てられユーザインタフェイス２０に１つの合成画像として表示され、これにより医師２２は体内の目的の部位の位置にプローブ１４を挿入すること、および切除処置を行うことを補助される。いくつかの実施例において、例えば、超音波撮像モジュール１８によって得られた超音波画像は、プローブ１４と心臓１２や周囲の組織との接触を確認することに、体内におけるプローブ１４の配向の決定に、目的の切除部位における組織の組織深さの決定に、および／または組織に形成される患部の進行を視覚化することに使用可能である。
【００２７】
撮像制御部３６は、パルスエコー撮像技術を使用して超音波画像を生成するように超音波センサ３８を制御し、超音波が送信モードにおいて超音波センサ３８によって周囲の体内に送信され、反射波が受信モードにおいて作動する超音波センサ３８によって検知される。いくつかの実施例において、超音波の生成に使用される制御信号４２は、同時に超音波センサ３８の各々に応用される。これに代えて、別例において、マイクロスイッチやＭＵＸのようなスイッチング素子４８が、超音波センサ３８のサブセットのみを選択的に駆動するように制御されてもよい。一実施例において、例えば、超音波制御部３０は、順次またはパターンにて個別の各超音波センサ３８を選択的に駆動するようにスイッチング素子４８を制御可能である。撮像中に、各超音波センサ３８を順次駆動することにより、他のセンサ３８から受信される超音波反射波に対する干渉を低減または抑止することが補助される。これにより、撮像信号４４におけるクロストークや望ましくないアーティファクトの低減が補助される。いくつかの実施例において、超音波センサ３８を順次駆動することにより、撮像信号４４に干渉を生じさせることなく超音波センサ３８の視界を僅かに重複させることができる。
【００２８】
超音波撮像モジュール１８内の回路類同様に超音波センサ３８にも関連付けられた様々な特性は、切除処置前、処置中、および／または処置後における組織の他の特性と同様に、組織境界（例えば、血液や他の体液）、患部形成および進行を正確に検知するために超音波センサ３８の適合性を最適化するように制御可能である。プローブ１４を使用して視覚化できる組織特性の例は、組織内の流体の気化の存在、先の傷跡の存在、および形成される患部の寸法および形状を含むが、これらに限定されるものではない。超音波センサ３８が体内の解剖学的組織構造体を視覚化できる深さは、要素３８の機械的特性、並びに信号生成器４０によって得られる制御信号４２の駆動周波数や、超音波センサ３８と周囲の組織との間の境界条件、および減衰の程度を含む変換器回路類の電気特性の他、他の要因に依存する。
【００２９】
各超音波センサ３８によって検知された撮像信号４４は、画像処理プロセッサ４６に供給される。画像処理プロセッサ４６は、ユーザインタフェイスのディスプレイモニタ５０に表示可能な超音波で派生した情報を生成する。いくつかの実施例において、画像処理プロセッサ４６は、ディスプレイモニタ５０に複数の画像４８を生成するために撮像信号４４を使用する。画像４８とともに、あるいは画像４８に代えて、他の超音波で派生した情報も、ディスプレイモニタ５０に表示可能である。
【００３０】
いくつかの実施例において、画像融合部５２は、撮像モジュール１８から得られた画像情報を載置し、他のソース（例えば蛍光透視モニタ）から得られた画像情報、および／または治療モジュール１６からの位置情報とともにディスプレイモニタ５０に情報を載置し、複合医療画像を形成するように構成される。いくつかの実施例において、画像処理プロセッサ４６は、画像内の特徴を識別するために、画像４８に色、ラベル、および／または他のアーティファクトをさらに載置する。例えば、いくつかの実施例において、画像処理プロセッサ４６は、プローブ１４の先端側セクション６０が切除される体組織の近傍に配置されるか体組織に接触する位置を示すように画像４８に第１の色（例えば緑）を載置し、先端側セクション６０からさらに離間して配置される体組織を示すように画像４８に第２の色（例えば赤）を載置してもよい。別例において、ディスプレイモニタ５０における点滅光や他の特徴が、体組織との接触を定性的に、且つ／または定量的に査定することに使用されてもよい。
【００３１】
図６および図７に関してさらに開示される一実施例において、各センサ３８から受信された画像の他、他の超音波で派生した情報は、ディスプレイモニタ５０上に並べられ、これにより、医師は接触部位、先端／組織配向、患部形成および進行、並びに組織壁厚（例えば、肉薄な壁を備える組織構造体における）等の要因を迅速に評価することができる。画像４８は、例えば、ＥＰラボの既存のモニタ上に、専用のディスプレイモニタ上に、あるいは同時に複数の位置に表示可能である。
【００３２】
システム１０は、心臓を診断し治療する心臓内の電気生理学的処置で使用される医療システムの明細書に開示されるが、別例において、システム１０は、体内の前立腺、脳、胆嚢、子宮、食道、および／または他の領域のような他の解剖学的組織構造体を処置、診断、あるいは視覚化することに使用されてもよい。さらに、図１の複数の要素は、本来機能的であり、任意の方法でこれらの機能を行う構造体を制限するように構成されるものではない。例えば、機能的ブロックのうちいくつかのものは１つの装置で実施可能であり、あるいは１つ以上の機能的ブロックは、複数の装置で実施可能である。
【００３３】
図２は、図１のシステム１０とともに使用される実施例による複合型切除および超音波撮像プローブ５４を示す概略図である。図２の実施例において、プローブ５４は、基端側セクション５８および先端側セクション６０を有する長尺状をなす管状ハウジング５６を含むカテーテル本体を備える。ハウジング５６の基端側セクション５８は、基端側のハブ６２に連結される。ハブ６２は、プローブ５４の先端側セクション６０に音響結合するか、冷却液を供給するために流体口６４を含む。図示のように、基端側のハブ６２は、治療モジュール１６および超音波撮像モジュール１８の両者に電気的に接続される。
【００３４】
図２の実施例において、プローブ５４は、心臓の電気信号を記録するために、所定の場合にはさらに患者に対して電気信号を送信するために使用することができる１つ以上の専用マッピング電極６６および６８を含む。いくつかの実施例において、電極６６および６８は、位置追跡システムを使用してカテーテル５４の位置追跡を促進することにも使用可能である。
【００３５】
図３は、プローブ５４の先端側セクション６０をより詳細に示す概略図である。図３にさらに視認されるように、プローブ５４の先端側セクション６０は、ＲＦ切除電極７０、並びに複数の超音波撮像センサ７２、７４、７６、および７８を含む。いくつかの実施例において、ＲＦ切除電極７０は、白金のような導電性材料を含み、これは切除治療を行う電極として機能することに加えて、蛍光透視法を使用して、体内の先端側セクション６０の位置を決定するために、蛍光透視マーカとしても使用可能である。
【００３６】
図示の実施例において、超音波撮像プローブ５４は、プローブ５４の先端部７４に配置される先端側の超音波撮像センサ７２を含む。超音波センサ７２は、主としてプローブ５４の先端部７４から離間する順方向において超音波を送受信するように構成される。先端向きの超音波撮像センサ７４よりも基端側の先端側セクション６０の湾曲部に配置される第２の組の超音波撮像センサ７６、７８、および８０は、横断方向、およびプローブ５４の先端部７４から離間する順方向の両者において超音波を送受信するように構成される。いくつかの実施例において、超音波センサ７２、７６、７８、および８０は、各々ＰＶＤＦのようなポリマ、あるいはＰＺＴのような圧電セラミック材料から形成される圧電変換器を含み、ＲＦ切除電極７０の露出した部分内に挿入される。プローブ５４の内部空間を通って延在する複数のリード（図示しない）は、超音波撮像モジュール１８に超音波センサ７２、７６、７８、および８０を接続する。
【００３７】
超音波撮像中に、各超音波センサ７２、７６、７８、および８０は、交互にパルスモードおよび検知モードにて作動するように構成される。パルスモードにて電気的に励起されると、超音波センサ７２、７６、７８、および８０は、電極７０を介して周囲環境に伝播する圧力波を生成する。検知モードにおいて、超音波センサ７２、７６、７８、および８０は各々、センサ７２、７６、７８、８０に戻される音響反射波を受容することにより電気信号を生成し、これらは処理されユーザインタフェイス２０のディスプレイモニタ５０に表示される。これらの反射は、密度が変化する撮像される周囲環境を通過する音波によって生成される。
【００３８】
図４は、図２の先端側セクション６０をより詳細に示す端面図である。図４にさらに視認されるように、いくつかの実施例において、超音波撮像プローブ５４は、先端側の超音波センサ７２よりも基端側の位置における先端側セクション６０の周囲に１２０度の角度をなして均等に間隔をおいて配置される３つの超音波センサ７６、７８、および８０を含む。３つの超音波センサ７６、７８、および８０は、図４の実施例に示されるが、より多くのまたはより少ない数の超音波センサが使用されてもよい。例示であり限定するものではないが、４つの超音波センサが、先端側の超音波センサ７２よりも基端側の位置における先端側セクション６０の周囲に９０°の等距離の角度をなして配置されてもよい。撮像中に、先端側セクション６０の周囲に一定間隔で配置された複数の超音波センサ７６、７８、および８０を使用することにより、センサ７６、７８、および８０のうち少なくとも１つは、目的の組織に対する先端の配向に関係なく目的の組織に確実に接近する。そのような構成により、さらに医師は、一旦プローブ５４が組織に接すると、プローブ５４を回転させることなく容易に目的の組織を視覚化することができる。別例において、各超音波センサ７２、７６、７８、および８０の位置および相対位置は、図４に示すものと異なってもよい。
【００３９】
いくつかの実施例において、電極７０内の音響的透明窓または開口８２、８４、８６、および８８により、超音波センサ７２、７６、７８、および８０から周囲の組織内への超音波の伝播が促進される。いくつかの実施例において、先端側セクション６０の内部空間内の音響結合流体は、超音波センサ７２、７６、７８、および８０を介してプローブ５４を包囲する組織に送受信される音響エネルギーを連結するように機能する。
【００４０】
所定の実施例において、図３および図４にさらに示すように、基端側に配置された超音波センサ７６、７８、および８０の各々は、切除電極７０の湾曲部８２に配置され、また、超音波がプローブ５４の長手軸Ｌに直交する線に対して約１０°乃至６０°の僅かに前方の角度βをなして伝播するように配向される。撮像中に、基端側に配置された超音波センサ７６、７８、および８０の偏倚した配向により、超音波は僅かに前方の方向に配向され、これにより、医師は、先端部７４に、あるいはその近傍に配置される組織および対象をより良好に視認可能である。
【００４１】
図５は、複合型切除および超音波撮像プローブを使用して体内の解剖学的組織構造体を視覚化する実例となる処理９２を示すフローチャートである。図５は、例えば、図１の画像システム１０とともに図２の超音波撮像プローブ５４を使用して、目的の切除部位（例えば心筋の組織）を視覚化するために切除処置の間に使用することができるいくつかの典型的な工程を示す。
【００４２】
処理９２は、通常工程９４にて開始される。工程９４において、超音波撮像プローブ５４が、体内に挿入されるとともに、体内の目的の領域に向かって血管内を進められる。所定の電気生理学的処置において、例えば、プローブ５４は動脈または静脈（例えば大腿動脈）を介して体内に挿入され、右心房の卵円窩のような目的の領域に向かって蛍光透視法による案内下で体を通して進められる。
【００４３】
超音波撮像プローブ５４を目的の領域に配置した状態において、医師は、１つ以上の超音波センサ７２、７６、７８、および８０を使用して先端側セクション６０および周囲の組織の画像を生成するために超音波撮像モジュール１８を駆動する（工程９６）。所定の実施例において、超音波センサのそれぞれは、連続して且つ同時に駆動され、複数の画像を同時に生成する。別例において、超音波撮像モジュール１８は、順次またはパターンにて超音波センサを選択的に駆動し、それぞれ僅かに異なる時点における複数の画像を生成する。
【００４４】
超音波センサのそれぞれから受信した画像は、ディスプレイ画面に表示可能な１つの合成画像に一体的に組み立てられ、これにより、医師は、目的の組織に対する切除電極の位置を迅速に確認可能である（工程９８）。一実施例において、超音波センサからの画像の各々は、目的の領域の複数のＢモード音像を生成することに使用可能である。ディスプレイ画面に表示可能な複数の超音波画像の例が、図７に関してさらに開示される。所定の実施例において、合成画像を得るために、超音波画像は、透視鏡、ＣＴスキャン、ＭＲＩ走査、および／または他のソースからの画像と結合することができる（工程１００）。
【００４５】
切除に先立って、あるいはその切除中に、１つ以上の超音波センサの作動は、所定の応用に要求される所定の撮像／検知距離に調整することができる（工程１０２）。心臓の切除処置において、例えば、超音波撮像モジュール１８は、超音波駆動信号の駆動周波数を調整して、約２ミリメートル乃至７ミリメートルの距離にわたる、より詳細には、組織内に約５ミリメートルの距離にわたる超音波を生成するように構成される。この距離は、心臓組織の患部の形成を視覚化するとともに評価することに通常要求される貫通距離である。いくつかの実施例において、超音波撮像モジュール１８は、撮像モジュール１８内に予めプログラムした切除処置シナリオのデータベースに自動的に基づき、各超音波センサ７２、７６、７８、および８０の操作特性を調整することができる。
【００４６】
プローブ５４が、撮像モジュール１８を使用して直接視覚化される下で心臓内を移動されると、治療モジュール１６は、心臓内の電気活性を記録し、且つマッピングデータを得るために操作することができる（工程１０４）。異常な領域がマッピングプロセッサ３０によって識別されると、プローブ５４の先端側セクション６０は、目的の切除領域と接触するように配置される（工程１０６）。いくつかの処置において、超音波センサ７２、７６、７８、および８０によって生成される画像は、プローブ５４が処置される組織と直接接触するかどうか確認するために使用することができる。一旦配置されると、ＲＦ発生器２４は、組織の切除を開始するために操作される（工程１０８）。要求に応じて、医師は、切除が完了するまでプローブ５４の位置を再調整する。処理は、続いて識別される任意の付加的な目的の組織部位に行うことができる。
【００４７】
図６は、図２の超音波撮像プローブ５４、および図１のユーザインタフェイス２０を使用して生成される超音波画像を表示することに使用可能な例の画面１１０を示す図である。図６の実施例において、ディスプレイ画面９８は、複数の画像枠１１２、１１４、１１６、および１１８を含み、これらはそれぞれ超音波センサ７２、７６、７８、および８０のうちの１つによって生成された個別の画像に対応する。所定の実施例において、図示のように、画像枠１１２、１１４、１１６、および１１８は、先端側の超音波センサ７２により生成されるＢモード超音波画像を示す第１の画像枠１１２と、先端側の超音波センサ７２に対して基端側のプローブ５４に配置される超音波センサ７６、７８、および８０のうち対応する１つによって生成される個別のＢモード超音波画像を表示することに使用される３つの一連の画像枠１１４、１１６、および１１８とが、並んで配列される。各画像枠１１２、１１４、１１６、および１１８に隣接して配置される一連のラベル１２０、１２２、１２４、および１２６は、プローブ５４上のどの超音波センサが画像に対応するかを示す情報を医師に提供する。ディスプレイ画面１１０のラベル「Ｔ」は、例えば、プローブ５４上の先端側の先端変換器７２を示し、ラベル「１」、「２」、および「３」は、超音波センサ７６、７８、および８０をそれぞれ示す。
【００４８】
ディスプレイ画面１１の各枠１１２、１１４、１１６、および１１８に配置される１組の基準線１２８は、画像が超音波センサ７２、７６、７８、および８０に関して撮像される深さに関する情報を提供する。心臓の切除処置において、例えば、参照符号「１ｍｍ」、「２ｍｍ」、「３ｍｍ」、「４ｍｍ」、および「５ｍｍ」の組は、各画像枠１１２、１１４、１１６、および１１８に隣接して配置され、医師に超音波の画像が撮像された深さに関する情報を提供する。
【００４９】
画像枠１１２、１１４、１１６、および１１８の数は、プローブ５４に存在する超音波センサ７２、７６、７８、および８０の数に応じて変更可能である。超音波センサ７２、７６、７８、および８０が各周期において順次時間を測定されるこれらの実施例において、画像枠１１２、１１４、１１６、および１１８は、各周期に（例えば先端側の先端センサ７２から）撮像される第１の画像がディスプレイ画面１１０の左側に配置され、撮像周期中に撮像される各連続画像がディスプレイ画面１１０の左から右に時間に沿って表示されるように配置される。
【００５０】
図７は、図６のディスプレイモニタ画面１１０上に生成された複数のＢモード超音波画像の例を示す図である。図７は、例えば、患者の心臓における、あるいはその心臓近傍における心臓の切除処置の間に、図２の超音波撮像プローブ５４により撮像される複数の超音波画像を示す。
【００５１】
図７に示す画面例１１０において、第１の画像枠１１２における第１のＢモード像１３０が表示され、これにより、先端側の先端超音波センサ７２から約１．５ミリメートル離間した深さに配置される体組織の存在が示される。また、第１のＢモード像１３０は、約２．０ミリメートルの深さまで延在する。画像１３０の下部は、切除電極７０の先端部７４が体組織に接触する位置を示し、強調表示、陰影付け、あるいは他の視覚的特徴によって画面１１０上で区切られる。画像１３０の上部は、医師が解剖学的組織構造体の深さを測定することに使用可能であり、これにより、医師は、どの解剖学的組織構造体が撮像されているかを迅速に確認することができる。
【００５２】
図示の例において、２つの区別されるＢモード超音波画像１３２および１３４が第２の画像枠１１４に表示され、超音波センサ（例えばセンサ７６）のうちの１つの音響経路に配置される複数の解剖学的組織構造体の存在が示される。画像枠１１４に配置される第１の超音波画像１３２は、例えば、超音波センサ７６の位置で切除電極７０に直接隣接する体組織（例えば第１の血管）の存在を示す。画像枠１１４に配置される第２の超音波画像１３４は、超音波センサ７６の経路における切除電極７０から更に離間して配置される第２の解剖学的組織構造体（例えば第２の血管）の存在を示す。同じ解剖学的組織構造体が、さらに第３の画像枠１１６に表示される別のＢモード超音波画像１３６に現れてもよい。
【００５３】
画像１３０、１３２、１３４、および１３６のそれぞれから、医師は、体内でプローブ５４を回転させることなく、且つ位置追跡センサを使用することなく目的の切除領域に対する先端側セクション６０の配向を迅速にして、且つ容易に決定することができる。例えば、画像枠１１４における約０ミリメートル乃至約２ミリメートルの超音波画像１３２の存在は、切除電極７０の側部が体組織に直接接触するとともに超音波センサ７６にもっとも近接して並べられることを示す。この情報から、医師は、切除電極７０に対する組織の位置を迅速に決定することができ、また、超音波画像を使用して、直接的な視覚化の下で切除処置を行うことができる。
【００５４】
様々な変形および付加が、本発明の範囲から逸脱することなく上述した実施例に応用可能である。例えば、上述した実施例は、所定の特徴を示すが、本発明の範囲は上述した特徴の全てを含んでいるとは限らない特徴および実施例の異なる組み合わせを有する実施例も含む。従って、本発明の範囲は、請求の範囲内に相当する別例、変形および変化の全てと、その均等物の全てを包含するように意図される。
【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図１】
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【図２】
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【図５】
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【国際調査報告】
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