(57)【要約】  第１の測位システム１２の第１の座標系１４を第２の測位システム１６の第２の座標系１８内に位置合わせすることによって測位システム１０を動作させる方法は、第１の非正規直交座標系を第２の正規直交座標系内で位置合わせするように構成されている補間関数を決定することを含む。基準対は、各測位システム１２、１６によって収集され、それぞれ各座標系１４、１８内の各座標を含み、両方とも、三次元空間内の同じ物理的点を指す。実用的な補間関数を確立することは、薄板スプラインアルゴリズムを使用する基準対の解析を伴う。この方法は、補間関数に従って、第１の座標系１４内で第１の座標を取得することと、第２の座標系１８内で対応する第２の座標を決定することとを繰り返し行うことをさらに含む。
2014530030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測位システムを動作させる方法であって、
第１の非正規直交座標系を第２の正規直交座標系内で位置合わせするように構成されている補間関数を決定するステップであって、前記第１および第２の座標系は独立している、ステップと、
前記第１の座標系内の第１の座標を取得するステップと、
前記補間関数に従って前記第２の座標系内の対応する第２の座標を決定するステップと、を含む、方法。
【請求項２】
補間関数を決定する前記ステップは、
三次元（３Ｄ）空間内の複数の基準対を収集するステップであって、それぞれの基準対は（１）第１の測位システムによって測定された前記第１の座標系内の第１の座標と、（２）第２の測位システムによって測定された前記第２の座標系内の第２の座標とを備え、それぞれの基準対は３Ｄ空間内の物理的点に対応する、サブステップと、
薄板スプラインアルゴリズムを前記複数の基準対に適用して前記補間関数をもたらすサブステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記薄板スプラインアルゴリズムは、ユークリッド距離の基底関数を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記薄板スプラインアルゴリズムは、得られた第１の座標に対応する前記補間関数に従って決定された第２の座標と前記得られた第１の座標に相当する測定された第１の座標を持つ基準対における測定された第２の座標との差となりうる量に対応する平滑パラメータを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記収集ステップは、最も近い基準点までの距離が所定の最小距離より小さい場合に基準対を破棄することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記所定の最小距離は、少なくとも４ミリメートルである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の測位システムは、電気インピーダンスベースの測位システムであり、前記第２の測位システムは、磁界ベースの測位システムである、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記収集ステップは、前記第１および第２の測位システムの両方によって測定される位置を有するように構成された医療デバイスの使用を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の座標は、患者の身体の移動に対して補償される、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記取得ステップは、前記第１の非正規直交座標系内の患者の身体の移動に対して補償することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
第１の座標系内のリアルタイムの第１の座標を第２の座標系内に関係付ける方法であって、
入力として前記リアルタイムの第１の座標を受け取り、前記第２の座標系内の対応する第２の座標を出力するように構成された補間関数を確立するステップであって、前記確立するステップは
三次元（３Ｄ）空間内の複数の基準対を収集するステップであって、それぞれの基準対は（１）前記第１の座標系内のリアルタイムでない第１の座標と、（２）前記第２の座標系内のリアルタイムでない第２の座標とを含む、ステップと、
補間アルゴリズムを前記複数の基準対に適用するステップとを含む、ステップと、
前記補間関数を前記リアルタイムの第１の座標に適用するステップと、を含む、方法。
【請求項１２】
前記補間アルゴリズムは、薄板スプラインアルゴリズムである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記薄板スプラインアルゴリズムは、非ゼロの平滑パラメータを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
医療デバイスの位置を決定するためのシステムであって、
電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、
前記ＥＣＵに結合されたコンピュータ可読メモリと、
前記ＥＣＵによって実行されるように構成された前記メモリ内に格納されるロジックであって、前記ロジックは、補間関数を確立し、前記補間関数を第１の非正規直交座標系内の第１の座標に適用して、第２の正規直交座標系内の対応する第２の座標を決定するように構成される、ロジックと、を備える、システム。
【請求項１５】
前記ロジックは、薄板スプラインアルゴリズムを複数の基準対に適用して前記補間関数をもたらすことによって前記補間関数を決定するように構成され、それぞれの基準対は（１）第１の測位システムによって測定された前記第１の座標系内の第１の座標と、（２）第２の測位システムによって測定された前記第２の座標系内の第２の座標とを備え、それぞれの基準対は三次元（３Ｄ）空間内の物理的点に対応する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ロジックは、前記薄板スプラインアルゴリズムを基準対に適用するように構成され、前記基準対は（１）前記第１の測位システムによって患者の身体の移動に関して補償される、前記第１の座標系内の前記第１の座標と、（２）前記第２の測位システムによって患者の身体の移動に関して補償される、前記第２の座標系内の前記第２の座標とを含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ロジックは、前記補間関数で使用するため前記複数の基準対のそれぞれの第１の座標を含む基準座標を前記メモリ内に格納するようにさらに構成される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１の非正規直交座標系内の第１の位置を示す第１の信号を出力するように構成された第１のセンサーおよび前記第２の正規直交座標系内の第２の位置を示す第２の信号を出力するように構成された第２のセンサーを備える医療デバイスをさらに具備する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１のセンサーおよび前記第２のセンサーは、互いに知られている物理的関係で前記医療デバイス上に固定される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記医療デバイスは、第１の医療デバイスであり、前記ロジックは、薄板スプラインアルゴリズムを前記第１の医療デバイスで収集された複数の基準対に適用することによって前記補間関数を確立するように構成され、
前記システムは、
前記第１の非正規直交座標系内の第１の位置を示す第１の信号を出力するように構成された第１のセンサーおよび前記第２の正規直交座標系内の第２の位置を示す第２の信号を出力するように構成された第２のセンサーを備える第２の医療デバイスをさらに備え、
前記ロジックは、前記第２の医療デバイスからの前記第１および第２の信号に従って前記補間関数をテストするように構成される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第１の非正規直交座標系に関連付けられている前記第１の測位システムをさらに備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第２の正規直交座標系に関連付けられている前記第２の測位システムをさらに備える、請求項１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は２０１１年９月１３日出願の米国特許出願第１３／２３１，２８４号明細書の優先権を主張するものであり、その開示全体を参照により本明細書に組み込む。
【０００２】
本発明は、一般的に、医療デバイスナビゲーション（medical device navigation）に関するものであり、より具体的には、第１の医療デバイスナビゲーションシステムの座標系を第２の医療デバイスナビゲーションシステムの座標系に位置合わせするためのシステムおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
人体内の医療デバイスの位置および配向（Ｐ＆Ｏ）を決定する、例えば、視覚化およびナビゲーションを目的とするさまざまなシステムが知られている。１つのこのようなシステムは、電気インピーダンスベースの測位システムとして知られている。電気インピーダンスベースのシステムは、一般的に、患者の身体の外部の体表面電極（例えば、パッチ）の１つまたは複数の対、患者の身体に取り付けられた基準センサー（例えば、別のパッチ）、および医療デバイスに取り付けられている１つまたは複数のセンサー（例えば、電極）を備える。これらの対は、そのような測位システムに対する座標系の各軸に隣接するか、直線的に配置構成されるか、または関連付けられうる。システムは、電極の対の間に電流を印加し、デバイスの電極のところで（つまり、基準センサーに関して）誘起される各電圧を測定し、次いで、測定された電圧を処理することによってＰ＆Ｏを決定することができる。
【０００４】
別のシステムは、磁界ベースの測位システムとして知られている。このタイプのシステムは、一般的に、動作環境の患者ベッドまたは他のコンポーネントに取り付けられるか、またはその近くに配置された１つまたは複数の磁界発生器、および医療デバイスと結合された１つまたは複数の磁界検出コイルを備える。あるいは、磁界発生器は、医療デバイスと結合され、検出コイルは、動作環境のコンポーネントに取り付けられるか、またはその近くに配置されうる。これらの発生器は、関心領域（つまり、解剖学的領域）内に制御された低強度のＡＣ磁界を発生する。検出コイルは、感知された磁界の１つまたは複数の特性を示す各信号を発生する。次いで、システムは、これらの信号を処理して、コイルと（したがって医療デバイスと）関連付けられている１つまたは複数のＰ＆Ｏ読み取り値を生成する。Ｐ＆Ｏ読み取り値は、典型的には、磁界発生器に関して取られ、そのため、磁界発生器は、磁界ベースの測位システムの座標系の事実上の「原点」として使用される。電気インピーダンスベースのシステムとは異なり、座標系が体表面電極を施された患者に相対的である場合、磁界ベースのシステムは、患者から独立した座標系を有する。
【０００５】
電気インピーダンスベースおよび磁界ベースの測位システムにはいくつかの利点がある。例えば、電気インピーダンスベースのシステムは、比較的多数のセンサーを複数の医療デバイス上に同時に配置する（つまり、それに対してＰ＆Ｏ読み取りを行う）能力を備える。しかし、電気インピーダンスベースのシステムは、人体内を流れる電流を使用するので、座標系は、不均質であり、異方性を有し、正規直交性を有しない場合がある（つまり、座標系の基本ベクトルは、互いに直角をなす、または適切な単位長を有することを保証されない）。それに加えて、電気インピーダンスベースのシステムは、電気的干渉を受けやすい。その結果、位置測定に基づき表される幾何学的形状および表現は、関心対象領域の実際の画像に対して歪んでいるように見える場合がある。磁界ベースの座標系は、その一方で、患者の解剖学的構造の特性に依存せず、一般的な正規直交座標系を構成する。しかし、磁界ベースの測位システムは、一般的に比較的少ないセンサーを追跡することに制限されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、上述の問題点の１つまたは複数を最小にするか、または排除する測位システムが必要である。
【０００７】
電気インピーダンスベースの測位システムの利点（例えば、複数のカテーテル上に複数のセンサーを測位する）と、磁界ベースの座標系の利点（例えば、患者の解剖学的構造からの独立性、正規直交性）とを併せ持つシステムを実現することが望ましい。一実施形態において、このようなシステムは、磁界ベースの測位システムの座標系内で電気インピーダンスベースの測位システムの座標系を位置合わせすることによって実現されうる。位置合わせの後、電気インピーダンスベースの測位システムは、磁界ベースの測位システムの座標系内で操作されうる。
【０００８】
測位システムを動作させる方法は、多数のステップを含む。第１のステップは、第１の非正規直交座標系を第２の正規直交座標系内で位置合わせするように構成されている、補間関数を決定することを伴う。この第１のステップは、本質的に予備的なものとしてよい（つまり、医学的手技またはマッピング手順の前に実行される）。この方法は、補間関数に従って、第１の座標系内で第１の座標を取得するステップと、第２の座標系内で対応する第２の座標を決定するステップとをさらに含む。一実施形態において、これらのステップは、リアルタイム方式で、例えば、医学的手技を行っているときに繰り返すことができる。前記を通じて、インピーダンスベースの測位システムで取得される座標は、例えば、実質的にリアルタイムで、磁界ベースの座標系内の対応する座標として提示されうる。その結果得られる座標は、幾何学的シェルを生成するための組織表面上の、または組織表面の近くのデータ点を収集するなど、デバイスを追跡することに加えていくつかの目的に使用されうる。そのようなシェルは、電気インピーダンスベースの座標系内の座標に基づくシェルに比べてより精度が高いものとしてよい。この方法は、したがって、追跡することができるセンサー／デバイスの数に対する制限を緩和するが、患者から独立した正規直交座標系の正確さの利点を備える。
【０００９】
一実施形態において、補間関数を決定するステップは、次いで、多数のサブステップを含むことができる。第１のサブステップは、三次元（３Ｄ）空間内の複数の基準対を収集することを伴い、それぞれの基準対は（１）第１の測位システムによって測定された第１の座標系内の第１の座標と、（２）第２の測位システムによって測定された第２の座標系内の第２の座標とを含む。基準対のそれぞれの座標は、３Ｄ空間内の同じ物理的点に対応する。第２のサブステップは、薄板スプラインアルゴリズムを複数の基準対に適用して補間関数をもたらすことを伴う。
【００１０】
医療デバイスの位置を決定するためのシステムは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）、ＥＣＵに結合されたコンピュータ可読メモリと、ＥＣＵによって実行されるように構成されたメモリ内に格納されるロジックとを備える。このロジックは、補間関数を決定し、この補間関数を第１の非正規直交座標系内の第１の座標に適用して、第２の正規直交座標系内の対応する第２の座標を決定するように構成される。一実施形態において、このロジックは、薄板スプラインアルゴリズムを複数の基準対に適用して補間関数をもたらすことによって補間関数を決定するように構成されうる。それぞれの基準対は（１）第１の測位システムによって測定された第１の座標系内の第１の座標と、（２）第２の測位システムによって測定された第２の座標系内の第２の座標とを備えることができる。重要なのは、基準対のそれぞれの座標は、３Ｄ空間内の同じ物理的点に対応することである。方法と同様に、一実施形態では、ロジックは予備的段階、例えば、医学的手技の前に補間関数を決定するように構成されうる。これ以降、ロジックは、医学的手技を行っているときに現在定義されている補間関数を適応するように動作する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の（例えば、電気インピーダンスベースの）医療用測位システム（ＭＰＳ）を第２の（例えば、磁界ベースの）ＭＰＳと一緒に動作させることによって医療デバイスの位置を決定するためのシステムのブロック図である。
【図２】一実施形態において、図１のシステムで使用するのに適している例示的な電気インピーダンスベースの測位システムを示すブロック模式図である。
【図３Ａ】図２の実施形態で使用するのに適している駆動される体表面電極の例示的な双極子対の概略図である。
【図３Ｂ】図２の実施形態で使用するのに適している駆動される体表面電極の例示的な双極子対の概略図である。
【図３Ｃ】図２の実施形態で使用するのに適している駆動される体表面電極の例示的な双極子対の概略図である。
【図３Ｄ】図２の実施形態で使用するのに適している駆動される体表面電極の例示的な双極子対の概略図である。
【図４】一実施形態において、図１のシステムで使用するのに適している例示的な磁界ベースの測位システムを示す模式図である。
【図５】一実施形態において、図１のシステムで使用するのに適している例示的な磁界ベースの測位システムを示す概略ブロック図である。
【図６】図１の測位システムを動作させる方法の一実施形態を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の詳細な説明は４つの部分に分かれる。第１の部分では、第１の（例えば、電気インピーダンスベースの）医療用測位システム（ＭＰＳ）を第２の（例えば、磁界ベースの）ＭＰＳと一緒に動作させるためのシステムが概して説明される。第２の部分では、例示的な電気インピーダンスベースのＭＰＳがより詳細に説明される。第３の部分では、磁界ベースのＭＰＳの例示的な実施形態がより詳細に説明される。最後の部分では、第１の（例えば、電気インピーダンスベースの）ＭＰＳを第２の（例えば、磁界ベースの）ＭＰＳの座標系内で動作させるための方法が説明される。
【００１３】
第１のＭＰＳを第２のＭＰＳとともに動作させるためのシステム。ここで、さまざまな図面内の同一のコンポーネントを識別するために類似の参照番号が使用される図を参照すると、図１は、第１の医療用測位システム（ＭＰＳ）（例えば、電気インピーダンスベースの）を第２のＭＰＳ（例えば、磁界ベースの）と一緒に動作させることによって医療デバイスの位置を決定するためのシステム１０のブロック図である。「背景技術」の項で説明されているように、それぞれのタイプの測位システムに、いくつかの利点と欠点とがある。システム１０は、各欠点を解消しつつ両方のシステムの利点を保持するように構成されている。
【００１４】
システム１０は、第１のＭＰＳ１２（電気インピーダンスベース）および関連する第１の座標系１４と、第２のＭＰＳ１６（磁界ベース）および関連する第２の座標系１８と、各動き補償ブロック２０、２２と、デュアルシステム医療デバイス２４と、シングルシステム医療デバイス２６と、電子制御ユニット２８（関連するプロセッサ３０およびメモリ３２を含む）と、位置合わせブロック３４を備えるロジックブロックおよびデータ構造と、補間ブロック３６と、基準座標データ構造３８と、計算係数データ構造４０と、ディスプレイ４２と、入力／出力インターフェース４４と、画像データベース４６とを示している。
【００１５】
ＥＣＵ２８、ＭＰＳ１２、およびＭＰＳ１６は別々に示されているが、これは説明をしやすくすることのみを目的としており、本質的制限を加えるわけではないことは理解されるであろう。一実施形態において、ＥＣＵ２８、ＭＰＳ１２、およびＭＰＳ１６はすべて、図に示されているのとは異なる形で単一の処理装置で実装されるか、または複数の装置間に分散させられうる。例えば、ＭＰＳ１２およびＭＰＳ１６は、ＥＣＵ２８とは別の単一のＭＰＳに組み合わせることもできる。さらなる実施形態において、ＭＰＳ１２およびＭＰＳ１６は、例えば、ＥＣＧリードなどのコンポーネントを共有することができる。他の変更形態も、当業者であれば理解するように、可能である。
【００１６】
ＭＰＳ１２は、電気インピーダンスベースの測位システムであってよく、患者の身体内の１つまたは複数の医療デバイスに取り付けられた１つまたは複数の電極に関連付けられている測位（局在化）データ（つまり、位置および配向−Ｐ＆Ｏ）を取得するように構成される。図２〜３に関連して以下でさらに詳しく説明されているように、システム１２は、１つまたは複数の電極を搭載する１つまたは複数の互換性のある医療デバイス（例えば、カテーテル、導入器、基準デバイスなど）に結合されうる。さらに、システム１２は、典型的には、複数の体表面電極（つまり、パッチ）を使用する。システム１２は、一実施形態において、励起信号をパッチの対に印加し、電極上に（およびパッチ上に）その結果現れる信号を測定する。測定された信号はシステム１２によって解析され、出力Ｐ＆Ｏ読み取り値を生成する。図示されているように、Ｐ＆Ｏ読み取りの例示的な位置部分は、三次元で、例えば、３Ｄ座標（ｎＸ，ｎＹ，ｎＺ）として表すことができる。構成に応じて、同伴する一組の配向値も決定されうる。さまざまな要因により、関連する座標系１４は、不均質性、非正規直交性、および異方性を有している場合がある。
【００１７】
ＭＰＳ１６は、磁界ベースの測位システムであってよく、同様に、患者の身体内の１つまたは複数の医療デバイスに取り付けられるか、または他の何らかの方法で関連付けられている１つまたは複数のセンサーに関連付けられている測位（局在化）データ（つまり、位置および配向−Ｐ＆Ｏ）を取得するように構成される。図５に関連して以下でさらに詳しく説明されているように、ＭＰＳ１６は、１つまたは複数のセンサー（例えば、コイルなどの、磁界センサー）を搭載する１つまたは複数の互換性のある医療デバイスに結合することができ、さらに、典型的には複数の電磁場発生器を備える。ＭＰＳ１６は、電磁場発生とそれぞれのセンサーでの信号の検出の両方を制御し、検出された信号は感知された磁界の１つまたは複数の磁界特性を示す。ＭＰＳ１６は、検出された信号を処理し、Ｐ＆Ｏ読み取り値を出力するように構成される。図示されているように、Ｐ＆Ｏ読み取りの例示的な位置部分は、三次元で、例えば、３Ｄ座標（ｇＸ，ｇＹ，ｇＺ）として表すことができる。構成に応じて、同伴する一組の配向値も決定されうる。一般に、関連する座標系１８は、均質であり、正規直交性を有する。しかし、「背景技術」の項で説明されているように、ＭＰＳ１６は、Ｐ＆Ｏが一度に決定できるセンサーの数に関して制限されている場合がある。
【００１８】
座標系１４、１８は、配向が別々で、原点が異なり、互いに独立しているものとしてよく、また互いに関して移動可能であるものとしてよいことは理解されるであろう。それに加えて、いくつかの実施形態では、動き補償機能が、ＭＰＳ１２およびＭＰＳ１６のいずれか、または両方によって実現されうる。例示されている実施形態では、測位システムは両方とも、動き補償ブロック２０、２２によって示されている、そのような機能を備える。ブロック２０、２２によってもたらされる動き補償機能は、互いに独立していてよい。一般的に、動き補償ブロックは、それぞれＭＰＳ１２およびＭＰＳ１６によって得られる生の位置データの調整を可能にするものとしてよく、これは事前に取得された画像、一連の画像に関する患者身体の関心領域（ＲＯＩ）、またはＲＯＩの幾何学的形状の移動を考慮する。電気インピーダンスベースの測位システムに対する動き補償は、図２と併せてより詳細に説明される。磁界ベースの測位システムに対する動き補償は、図５と併せてより詳細に説明される。動き補償は、生理学的な（例えば、呼吸器官の）活動に対して行うこともでき、および／または特定の点、例えば、心臓周期におけるある時点についてゲーティングされうる。
【００１９】
デュアルシステム医療デバイス２４は、ＭＰＳ１２およびＭＰＳ１６の両方と互換性を有するように構成される（つまり、位置を決定するため両方のシステムに対し各励起および感知方式と連携するように構成される）。図示されているように、デバイス２４はＭＰＳ１２およびＭＰＳ１６のそれぞれ１つに動作可能に結合される。デバイス２４は、座標系１４、１８の位置合わせを補助するように特に構成される。この目的のために、デバイス２４は少なくとも１つの「センサー対」を備え、この対の１つのセンサーは、ＭＰＳ１２と互換性を有し、動作可能に結合されるが、この対の他のセンサーは、ＭＰＳ１６と互換性を有し、動作可能に結合される。それぞれのセンサー対における両方のセンサーは、各信号を対応する測位システムに出力するように構成される。このような信号は、これ以降、関連する座標系で表される、各位置および配向（Ｐ＆Ｏ）を決定するために各システム１２、１６によって使用される。より具体的には、センサー対のセンサーは、少なくとも、互いから知られている距離または関係のところにあってよく、好ましくは、三次元空間内の同じ物理的点を実際に占有すると考えられるほど互いに接近しているものとしてよい。後述のように、センサー対のそれぞれのセンサーに対する各Ｐ＆Ｏ読み取り値は、基準対と本明細書では称される。基準対のそれぞれの座標は現実には３Ｄ空間内の同じ物理的点を参照するという認識により、システム１０の予備的位置合わせにおいていくつかの等価量を使用することができる（以下でより詳細に説明する）。デュアルシステムデバイス２４は、少なくとも１つのセンサー対を備え、複数のセンサー対を有することができる。デバイス２４は、追加の電極および／またはセンサーを備えることができることは理解されるであろう。特に、デバイス２４が、ＭＰＳシステム１２、１６の少なくとも１つに対する２つのセンサー対または第２のセンサーのいずれかを備えることが有利であるものとしてよい。センサー対の２つのセンサーがデバイス２４内の同じ物理的点のところにない一実施形態では、第２のセンサー対または追加のセンサーは、デバイスを適切に配向して基準対の配置を計算するために使用されうる。デバイス２４は、電気生理学（ＥＰ）マッピングカテーテル、別のＥＰカテーテル、または他の診断もしくは治療デバイスであるものとしてよい。
【００２０】
シングルシステム医療デバイス２６は、ＭＰＳ１２と互換性を有するように構成され、図示されているように、ＭＰＳ１２と動作可能に結合される。この点に関して、デバイス２６は、電気的特性を感知することができる１つまたは複数の電極を備え、これはＭＰＳ１２によって処理されたときに座標系１４に関して表されるＰ＆Ｏ読み取り値を出力する。一実施形態において、デバイス２６は、医学的手技、マッピング手順、または座標系１４、１８の初期位置合わせの後の他の活動で使用するように構成されている。一実施形態において、初期位置合わせ（後述）は、特定の医療セッションの期間中に有効であるものとしてよい。デバイス２６は、複数の電極を備える非接触ＥＰマッピングカテーテルなどの、複数の医療デバイスタイプのうちの１つであってよい。デバイス２６は、アブレーションカテーテル、他のＥＰカテーテル、または他の診断もしくは治療デバイスであってもよい。
【００２１】
ディスプレイ４２は、例えば関心領域に関係する解剖学的画像などの関心の対象となっている１つまたは複数の画像を生成するように構成される。ディスプレイ４２は、当技術分野で知られている従来の装置を備えることができる。
【００２２】
入力／出力機構４４は、ユーザー（図示せず）がＥＣＵ２８などの、システム１０のさまざまなコンポーネントを含む、システム１０をインタラクティブに操作することを可能にするインターフェースとして実現される。入力／出力４４は、当技術分野で知られている従来の装置を備えることができる。
【００２３】
画像データベース４６は、例えば動いている関心領域を含む、患者の身体に関係する画像情報を格納するように構成される。画像データベース４６は、（１）過去の各個別の時点において収集された１つまたは複数の二次元静止画像、（２）画像データベースがバッファとして働く（「ライブ」蛍光透視）画像収集デバイスからリアルタイムで取得された複数の関係する二次元画像（例えば、Ｘ線撮像装置からの蛍光透視画像）、および／または（３）シネループ（ＣＬ）を画成する関係する一連の二次元画像であって、この一連の画像中のそれぞれの画像はＥＣＧモニター（図１には示されていない）から取得された収集リアルタイムＥＣＧ信号に従ってこの一連の画像の再生を可能にするのに適切なそれに関連する少なくとも１つのＥＣＧタイミングパラメータを有する一連の二次元画像を含むことができる。二次元画像は、何らかのイメージングモダリティ、現在知られているか、または今後開発される、例えば、Ｘ線、超音波、コンピュータ断層撮影、核磁気共鳴、または同様のものを通して収集されうることは理解されるであろう。
【００２４】
ＥＣＵ２８は、以下でさらに詳しく説明されているように、多数の関数を実行するように構成される。第１に、ＥＣＵ２８は、ＭＰＳ１２およびＭＰＳ１６（つまり、基準対）からの少なくとも位置データに応答して、座標系１４の座標系１８への位置合わせ（「位置合わせ（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）」）を可能にする補間関数を決定する。第２に、ＥＣＵ２８は、座標系１４内の座標（ＭＰＳ１２によって生成される）を取り、補間関数を使用して、座標系１８内の対応する座標を出力する（「補間（ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）」）ようにさらに構成される。また、ＥＣＵ２８は、当技術分野で知られている他の有用な関数（例えば、位置データを処理する、ユーザー入力を解釈する、表示データを生成する、医療デバイスの表現を画像データベース４６から取得された事前に収集されている画像または一連の画像上に正確に重ねて表示するなど）を実行するように一般的に構成されうるが、以下の説明は、上記の２つの関数、つまり、位置合わせと補間に注目する。これらの関数を実行するために、ＥＣＵ２８は、位置合わせロジック３４および補間ロジック３６を備えるように特に構成され、それぞれ、一実施形態では、メモリ３２に格納され、プロセッサ３０によって実行されるように構成されているプログラムされたロジック（つまり、ソフトウェア）の形態を取る。ＥＣＵ２８は、基準座標データ構造３８および係数データ構造４０を含む、さまざまなデータ構造も備える。
【００２５】
位置合わせロジック３４は、第２の正規直交座標系（例えば、座標系１８）において第１の非正規直交座標系（例えば、座標系１４）を位置決めするために補間関数を確立するように構成される。そうするために、位置合わせロジック３４は、一組の基準対を受け取るように構成されうる。それぞれの基準対は、それぞれの座標系内の座標を含むことができ、両方の座標が三次元（３Ｄ）空間内の同じ物理的点を表すか、または所定の互いに知られている関係（例えば、距離）にある３Ｄ空間内の２つの点を表す。次いで、この一組の基準対は、座標系１４、１８内のＮサイズの一組の対にされた各座標であってよい。Ｎは、例えば、患者ＲＯＩなどの、座標系の関係する部分をマッピングできる十分な大きさの（また関心領域上で十分に多様な）任意の数の基準対として選択されてよい。（ｎＸi，ｎＹi，ｎＺi）、ｉ＝１，．．．，Ｎとして示されている座標系１４内の基準対の座標をＭＰＳ１２から受け取ることができる。（ｇＸi，ｇＹi，ｇＺi）、ｉ＝１，．．．，Ｎとして示されている座標系１８内の基準対の座標をＭＰＳ１６から受け取ることができる。本明細書で使用されているように、接頭辞ｎは、電気インピーダンスベースのシステムおよび座標を指し、接頭辞ｇは、磁界ベースのシステムおよび座標を指す。
【００２６】
受け取った基準対に基づき、位置合わせロジック３４は、一組の基準座標を処理し、および／またはデータ構造３８に格納することができる。一実施形態において、構造３８内に格納されている基準座標は、ＭＰＳ１２から受け取ったＮサイズの一組のｎ座標である。位置合わせロジック３４は、補間アルゴリズムを使用して補間関数を定義するように構成することもできる。一実施形態において、アルゴリズムは、図５に関してさらに詳しく説明される、薄板スプラインアルゴリズムである。位置合わせロジック３４は、補間関数を定義する際に使用される、係数４０を計算するようにさらに構成される。位置合わせロジック３４の出力は、座標系１８の上への座標系１４のマップを定義することができる。出力は、係数４０および基準座標３８を含む、確立された補間関数の形態をとりうる。あるいは、出力は、事前にプログラムされた補間関数とともに使用される、係数４０および基準座標３８の形態をとりうる。
【００２７】
補間ロジック３６は、位置合わせロジック３４によって作成されるマップに従う、つまり、補間関数を座標系１４内の新しいｎ座標（インピーダンスベース）（（ｎＸ，ｎＹ，ｎＺ）として示される）に適用して対応するｇ座標（（ｇＸ，ｇＹ，ｇＺ）として示される）を生成するように構成される。このデータフローは、図１に示されている。一実施形態において、ロジック３６は、新しいｎ座標のリアルタイムストリームを処理して、ｇ座標の対応するリアルタイムストリームを生成することが企図される。一般的に、補間ロジック３６は、（１）基準座標３８および係数４０を使用する、事前にプログラムされた補間関数を適用するか、または（２）位置合わせロジック３４によって完全に確立された補間関数を適用するように構成される。一実施形態において、補間関数は、位置合わせロジック３４によって適用される同じ薄板スプラインアルゴリズムに基づくものとしてよく、係数などの未知数が補間ロジック３６がこのアルゴリズムを使用するときに定義されることを認識する。
【００２８】
動作時に、システム１０は、ＥＰまたは他の医学的手技の予備的な位置合わせ段階において座標系１８内で座標系１４を位置合わせするために使用されうる。上で述べたように、位置合わせステップは、複数の測定された基準対の評価、および同じ物理的点が各座標系１４、１８内で表す等価量に基づくものとしてよい。ＭＰＳ１２およびＭＰＳ１６は、デュアルシステムデバイス２４を使用して基準対を収集するように構成される。この点に関して、ＥＣＵ２８は、ＭＰＳ１２およびＭＰＳ１６のそれぞれからの位置データの収集を同期および／または制御するように構成されうる。これ以降、収集された基準対は、補間アルゴリズムを適用する、位置合わせロジック３４に与えられる。以下ではかなり詳しく説明しているが、補間アルゴリズムは、複数の未知数を含む複数の方程式を定義し、次いで、未知数について解くことを伴う。収集された基準対は、未知数について解くことに関わる情報の一部を提供する。方程式中で指定されているさまざまな項は、対応する係数を含み、これらの係数について（つまり、この一組の方程式を解く際に）決定された値は、データ構造４０内に反映される。収集された基準対は、データ構造３８内に反映される、一組の基準座標も備えることができる。一実施形態において、これで位置合わせ段階を完了する。
【００２９】
リアルタイムで−つまり、治療中に、または位置合わせ段階の後の他の段階において−補間ロジック３６は、ＭＰＳ１２から座標を連続的に受け付けることができる。座標は、シングルシステムデバイス２６、デュアルシステムデバイス２４、またはＭＰＳ１２（電気インピーダンスベース）と互換性のある別の医療デバイスから導出されうる。上で説明されているように、補間ロジック３６は、補間関数（基準座標３８および係数４０を使用する）を座標系１４内のそれぞれの受け取った座標に適用し、座標系１８内の対応する座標を出力するように構成される。その結果、システム１０は、効果的に、座標系１８内でＭＰＳ１２をリアルタイムで操作することができる。したがって、システム１０は、ＭＰＳ１２が複数のデバイス上で同時に複数の電極の位置を決定することができることを利用し、それと同時に、座標系１８の正規直交性および患者独立性を利用する。例えば、解剖学的特徴の幾何学的モデルまたは表面マップを生成することを目的として座標系１４内で収集された位置データは、同じ解剖学的特徴の実際の画像との対応関係を改善して（つまり、歪みをなくして）示される。リアルタイム動作時に、ＭＰＳ１６は、システム１０から取り外されるか、または無効化されるか、または使用されないか、または位置データを収集するため引き続き使用されうる。
【００３０】
電気インピーダンスベースのＭＰＳ。図２は、システム５０と示されている（つまり、システム１０で使用されうる−図１）、ＭＰＳ１２の例示的な電気インピーダンスベースの一実施形態の概略模式図である。システム５０は、例えば、Ｓｔ．  Ｊｕｄｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ，  Ｉｎｃ．社から市販されているＥｎＳｉｔｅ（商標）Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ａｎａｔｏｍｉｃａｌ  Ｍａｐｐｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍを含む、または一般的に、Ｈａｕｃｋらの米国特許第７，２６３，３９７号明細書、名称「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｃａｔｈｅｔｅｒ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｐｐｉｎｇ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｈｅａｒｔ」またはＨａｕｃｋの米国特許公開第２００７／００６０８３３Ａ１号明細書、名称「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｓｃａｌｉｎｇ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌｓ  ｔｏ  Ａｃｃｏｕｎｔ  ｆｏｒ  Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ｄｒｉｆｔ  ｉｎ  Ｔｉｓｓｕｅ」で概して説明されているような、当技術分野で知られているさまざまな視覚化、マッピング、およびナビゲーションコンポーネントを備えることができ、これらの文献は両方ともその全体が本発明の共通の譲受人によって所有され、また参照により本明細書に組み込まれている。
【００３１】
システム５０は、患者５４の心臓５２の模式図を含む。システムは、カテーテルの遠位端が心室５２内を動き回るときにカテーテルの電極の配置（つまり、位置と配向）を決定する機能を備える。この目的のために、３組の体表面電極（パッチ）が図示されており、これらは（１）電極５６、５８（Ｘ軸）と、（２）電極６０、６２（Ｙ軸）と、（３）電極６４、６６（Ｚ軸）である。それに加えて、体表面電極（「腹部パッチ」）６８が模式図で示されている。表面電極はすべて、スイッチ７０に接続されている。もちろん、より少ない電極、例えば、３つの電極、より多くの電極、例えば、１２、または異なる物理的配置構成、例えば、直交配置構成の代わりに直線的配置構成を含む、他の表面電極構成および組み合わせが、本発明とともに使用するのに適している。
【００３２】
デバイス２６は、遠位電極７２を有するカテーテルとしても示されている。カテーテル２６は、電極７２に加えて追加の電極を有することができる（例えば、カテーテル先端電極および／またはリング電極）。図２は、較正を目的として心臓に固定されていてもよい、固定基準電極７６を有する第２の独立したカテーテル７４も示している。多くの場合において、心臓５２内の冠状静脈洞電極または他の固定された基準電極７６は、電圧および変位を測定するための基準として使用されうる。
【００３３】
カテーテル２６は、さらに他の電極を備えることができ、ＥＰまたはＲＦアブレーションの実施形態など、他の実施形態では、数多くの診断および／または治療目的に他の電極を使用することができることは理解されるであろう。例えば、このような電極、およびしたがって、このようなカテーテルは、アブレーション法、心臓マッピング、電気生理学的（ＥＰ）研究、ならびに他の診断および／または治療法を実行するために使用されうる。実施形態は、１つのタイプのカテーテルまたはカテーテルベースのシステムもしくは手順に限定されない。
【００３４】
図２はさらに、コンピュータシステム７８、信号発生器８０、アナログ／デジタルコンバータ８２、およびローパスフィルター８４を示している。コンピュータシステム７８は、本明細書で説明されている関数および演算の多くを実行するように構成された処理装置を備える。コンピュータシステム７８は、以下でさらに詳しく説明されているように、表面電極のさまざまな対（双極子）を選択的に通電する所定の戦略に従って信号発生器８０を制御するように構成されうる。動作時に、コンピュータシステム７８は、（１）フィルター８４およびＡ／Ｄコンバータ８２を介して生のパッチデータ（つまり、電圧読み取り値）を取得し、（２）その生のパッチデータを（電極測定結果と併せて）使用して、三次元座標系１４内の心臓または心室の内側に位置決めされたカテーテル電極（例えば、電極７２など）の生の非補償の電極配置座標を決定することができる。コンピュータシステム７８は、１つまたは複数の補償および調整機能を実行し、電極７２などの１つまたは複数の電極の座標系１４内の配置を出力するようにさらに構成されうる。動き補償は、例えば、呼吸によって誘発される患者の身体の移動に対する補償を含むものとしてよく、このことは、米国特許出願第１２／９８０，５１５号明細書、名称「Ｄｙｎａｍｉｃ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  Ｗｉｔｈ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ」において説明されており、その開示全体は参照により本明細書中に組み込まれている。
【００３５】
一実施形態において、体表面電極に結合され、参照番号８６として総称的に示されている、従来の１２本のＥＣＧリードの大部分または全部は、患者５４の心電図（ＥＣＧ）の収集をサポートするため備えられうる。図示されているように、ＥＣＧリード８６（備えられている場合）は、心臓周期における心臓の期を取得する収集およびその後の処理のためコンピュータシステム７８に直接結合されてよい。ＥＣＧリード８６は、他のシステムに与えられてもよい。
【００３６】
それぞれの体表面（パッチ）電極は、スイッチ７０に独立して結合され、電極の対は、パッチを信号発生器８０に結合する、コンピュータシステム７８上で実行されるソフトウェアによって選択される。一対の電極、例えば、Ｚ軸電極６４と６６は、患者５４の身体、および心臓５２に電界を発生するように信号発生器８０によって励起されうる。一実施形態では、この電極励起プロセスは、パッチ電極の異なるいくつかの組が選択され、非励起（一実施形態における）表面電極の１つまたは複数が電圧の測定に使用されるときに高速に、順次実行される。励起信号（例えば、電流パルス）を送出したときに、残りの（非励起）パッチ電極は、腹部パッチ６８を基準とすることができ、これらの残りの電極に印加される電圧は、Ａ／Ｄコンバータ８２によって測定される。この方法で、表面パッチ電極は、駆動電極セットと非駆動電極セットとに分割される。ローパスフィルター８４は、これらの電圧測定を処理することができる。フィルターに通された電圧測定結果は、アナログ／デジタルコンバータ８２によってデジタルデータに変換され、ソフトウェアからの指令に従ってコンピュータ７８に送信され格納される。電圧測定結果のこの集合体は、本明細書では「パッチデータ」と称される。ソフトウェアは、表面電極のそれぞれの対のそれぞれの励起においてそれぞれの表面電極のところで行ったそれぞれの個別の電圧測定結果にアクセスすることができる。
【００３７】
パッチデータは、電極７２のところで行われた測定の結果とともに使用されて、座標系１４内の電極７２の相対的配置を決定する。６個の直交する表面電極のそれぞれにおける電位は、特定の表面電極対が駆動されたとき（一実施形態において）を除きすべてのサンプルについて収集されうる。一実施形態では、表面電極が駆動対においてソースまたはシンクとして動作している間のサンプリングは、通常、回避されるが、それは、このときに駆動電極において測定された電位が電極インピーダンスと高い局所電流密度の効果とによって歪められる場合があるからである。しかし、一代替的実施形態では、サンプリングは、すべてのパッチで行われうる（これらが駆動されているとしても）。
【００３８】
一般的に、一実施形態では、３つの公称的に直交する電界が、生物導体中のカテーテルの局在化関数を実現するために一連の駆動および感知電気的双極子によって生成される。あるいは、これらの直交する電界は、分解され、表面電極の対（例えば、非直交）が、双極子として駆動されて、効果的な電極三角測量を行うことができる。
【００３９】
図３Ａ〜３Ｄは、座標系１４内のＤ０、Ｄ１、Ｄ２、およびＤ３と表される複数の例示的な非直交双極子の組を示している。図３Ａ〜３Ｄでは、Ｘ軸表面電極は、ＸＡおよびＸＢと表され、Ｙ軸表面電極は、ＹＡおよびＹＢと表され、Ｚ軸電極は、ＺＡおよびＺＢと表される。望ましい軸について、所定の一組の駆動（ソース−シンク）構成から結果として得られる心臓内電極７２上で測定された電位は代数的に結合されて、直交軸にそって均一な電流を単純に駆動することによって得られるのと同じ実効電位を発生することができる。表面電極５６、５８、６０、６２、６４、６６（図２を参照）のうちの２つが、グランド基準、例えば、腹部パッチ６８に関して双極子のソースおよびドレインとして選択されうるが、非励起の体表面電極では、グランド基準に関して電圧を測定する。心臓５２に留置された測定電極７２は、電流パルスからの電界にも曝され、グランド、例えば、腹部パッチ６８に関して測定される。実際、心臓内のカテーテルまたは複数のカテーテルは、複数の電極を収容することができ、それぞれの電極電位は、別々に測定されうる。すでに述べているように、あるいは、少なくとも１つの電極を心臓の内面に固定して、固定基準電極７６を形成することができ、これはグランドに関しても測定されうる。
【００４０】
表面電極および内部電極のそれぞれからのデータセットはすべて、心臓５２内の測定電極７２の配置を決定するために使用される。電圧測定が行われた後、表面電極の異なる対は、電流源によって励起され、残りのパッチ電極および内部電極の電圧測定プロセスが実行される。このシーケンスは、高速に、例えば、一実施形態では１秒間に１００回のオーダーで実行される。第１近似として、心臓内の電極にかかる電圧は、心臓内の電界を確立するパッチ電極間の位置と直線関係を有するが、これについては、上記の米国特許第７，２６３，３９７号明細書においてさらに詳しく説明されている。
【００４１】
要約すると、図２は、電流を注入し、その結果の電圧を感知するために使用することができる、７つの体表面電極（パッチ）を使用する例示的なシステムを示している。電流は、いつでも２つのパッチ間で駆動されうる。非駆動パッチと、例えば、グランド基準としての腹部パッチ６８との間で測定を実行することができる。「パッチインピーダンス」とも称される、パッチバイオインピーダンスは、以下の式に従って計算されうる。
2014530030.tif 000003
ここで、Ｖｋは、パッチｋ上で測定された電圧であり、In→mは、パッチｎとｍとの間で駆動される一定電流として知られている。電極の位置は、パッチの異なる組の間に電流を流し、１つまたは複数のパッチインピーダンスを測定することによって決定されうる。一実施形態では、時分割多重は、関心の対象となっているすべての量を駆動し測定するために使用されうる。位置決定手順は、上述の米国特許第７，２６３，３９７号明細書および米国特許公開第２００７／００６０８３３号明細書、さらには他の参考文献においてより詳細に説明されている。
【００４２】
「背景技術」で述べたように、電気インピーダンスベースのシステムは、人体内の電流に依存するため、座標系（つまり、人体内に発生する電界）は、不均質性、異方性を有し、正規直交しえない。システム５０は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている米国特許出願公開第２００８／０２２１６４３号明細書、名称「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｏｕｓ  Ｆｉｅｌｄｓ」で説明されているように、不均質な電界の補正などの、そのような電界の不整合に対処する特徴を含みうる。
【００４３】
磁界ベースのＭＰＳ。図４は、システム８８と表されている、蛍光透視法ベースの撮像環境におけるＭＰＳ１６の例示的な磁界ベースの実施形態の模式図である。システム８８は、位置および配向（Ｐ＆Ｏ）読み取り値を決定するために磁気送信器アセンブリ（ＭＴＡ）９０および磁気処理コア９２を備える。ＭＴＡ９０は、図４の動きボックス９４として表されている定義済みの三次元空間内の患者の胸腔内、およびその周りに磁界（複数可）を発生するように構成される。デュアルシステムデバイス２４または別の医療デバイスに結合されている磁界センサーは、磁界（複数可）の１つまたは複数の特性を感知するように構成され、センサーは動きボックス９４内にあるときに、それぞれ磁気処理コア９２に供給される各信号を発生する。処理コア９２はこれらの検出された信号に応答し、動きボックス９４内のそれぞれの磁界センサーに対する各三次元位置および配向（Ｐ＆Ｏ）読み取りを計算するように構成されている。したがって、ＭＰＳシステム８８は、三次元空間内でのそれぞれの磁界センサーのリアルタイム追跡を可能にする。センサーの位置は、単なる例であるが、心臓モデルまたは幾何学的形状に関してディスプレイ９６に表示されうる。
【００４４】
図５は、ＭＰＳ１１０として表されている、ＭＰＳ１６の別の例示的な磁界ベースの実施形態の概略ブロック図であり、これは参照により本明細書に組み込まれ、一部が以下に再現されている、米国特許第７，３８６，３３９号明細書にも説明されている。例えば、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第７，１９７，３５４号明細書および米国特許第６，２３３，４７６号明細書にも説明されているように、いくつかの変更形態が可能であることは理解されるであろう。
【００４５】
ＭＰＳシステム１１０は、配置および配向プロセッサ１５０と、送信機インターフェース１５２と、複数のルックアップテーブルユニット１５４１、１５４２、および１５４３と、複数のデジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）１５６１、１５６２、および１５６３と、増幅器１５８と、送信機１６０と、複数のＭＰＳセンサー１６２１、１６２２、１６２３、および１６２Ｎと、複数のアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）１６４１、１６４２、１６４３、および１６４Ｎと、センサーインターフェース１６６とを備える。
【００４６】
ＭＰＳ１１０は、ＭＰＳセンサー１６２の位置決め（局在化）データ（つまり、位置および配向−Ｐ＆Ｏ）を取得するように構成される。いくつかのセンサー１６２について、Ｐ＆Ｏは、自由度５で、磁界送信機１６０に関する磁界内の各センサー１６２の位置（つまり、３本の軸Ｘ、Ｙ、Ｚでの座標）および配向（つまり、方位角および仰角）として表すことができる。他のセンサー１６２について、Ｐ＆Ｏは、自由度６で、位置（Ｘ、Ｙ、およびＺ）と配向（つまり、ロール、ピッチ、およびヨー）として表すことができる。Ｐ＆Ｏは、制御された低強度のＡＣ磁界の存在下にある間にセンサー１６２から受け取った信号を取り込み、処理することに基づくものとしてよい。したがって、センサー１６２は、それぞれ、１つまたは複数の磁界検出コイル（複数可）を備えることができ、コイルの個数、その幾何学的形状、空間関係、コアの有無、同様のことに関する変更形態も可能であることは理解されるであろう。電磁気的な観点から、すべてのセンサーは等しく作成され、電圧は、本明細書で企図されているように変化する磁界内に置かれているコイルに誘起される。したがって、センサー１６２は、これが配設されている磁界（複数可）の１つまたは複数の特性を検出し、そのＰ＆Ｏを取得するためにさらに処理される、指示信号を生成するように構成される。センサーの一例として、参照によりその全体が本明細書に組み込まれているＳｏｂｅに交付された米国特許第７，１９７，３５４号明細書、名称「Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  Ｃａｔｈｅｔｅｒ」を参照のこと。
【００４７】
送信機インターフェース１５２、ＤＡＣユニット１５６、および送信器１６０は、制御された低強度のＡＣ磁界を発生するために備えられている。ＭＰＳセンサー１６２、ＡＤＣユニット１６４、およびセンサーインターフェース１６６は、Ｐ＆Ｏ決定に対する磁界の特性を示す信号を生成するために備えられている。送信器インターフェース１５２は、配置および配向プロセッサ１５０とルックアップテーブルユニット１５４１、１５４２、および１５４３とに接続される。ＤＡＣユニット１５６１、１５６２、および１５６３は、ルックアップテーブルユニット１５４１、１５４２、および１５４３の各１つと増幅器１５８とに接続される。増幅器１５８は、送信器１６０にさらに接続される。ＴＸとも表される、送信器１６０は、動作環境の一部（例えば、ベッドまたは撮像装置）に結合されうる。ＭＰＳセンサー１６２１、１６２２、１６２３、および１６２Ｎは、ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、およびＲＸＮとそれぞれさらに表されている。アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）１６４１、１６４２、１６４３、および１６４Ｎは、センサー１６２１、１６２２、１６２３、および１６２Ｎとセンサーインターフェース１６６とにそれぞれ接続される。センサーインターフェース１６６は、配置および配向プロセッサ１５０にさらに接続される。
【００４８】
ルックアップテーブルユニット１５４１、１５４２、および１５４３のそれぞれは、循環数列を生成し、各ＤＡＣユニット１５６１、１５６２、および１５６３にその数列を供給し、次いで、それを各アナログ信号に変換する。アナログ信号のそれぞれは、異なる空間軸に関するものである。本発明の例において、ルックアップテーブル１５４１およびＤＡＣユニット１５６１は、Ｘ軸に対する信号を生成し、ルックアップテーブル１５４２およびＤＡＣユニット１５６２は、Ｙ軸に対する信号を生成し、ルックアップテーブル１５４３およびＤＡＣユニット１５６３は、Ｚ軸に対する信号を生成する。
【００４９】
ＤＡＣユニット１５６１、１５６２、および１５６３は、各アナログ信号を増幅器１５８に供給し、増幅して、増幅された信号を送信器１６０に供給する。送信器１６０は、多軸電磁界をもたらし、これはＭＰＳセンサー１６２１、１６２２、１６２３、および１６２Ｎによって検出されうる。ＭＰＳセンサー１６２１、１６２２、１６２３、および１６２Ｎのそれぞれは電磁界を検出し、各電気的アナログ信号を生成し、それに接続されている各ＡＤＣユニット１６４１、１６４２、１６４３、および１６４Ｎに供給する。ＡＤＣユニット１６４１、１６４２、１６４３、および１６４Ｎのそれぞれは、それらに送られるアナログ信号を２値化し、それを数列に変換し、それをセンサーインターフェース１６６に供給し、次いで、それを配置および配向プロセッサ１５０に供給する。配置および配向プロセッサ１５０は、受け取った数列を解析し、それによってＭＰＳセンサー１６２１、１６２２、１６２３、および１６２Ｎのそれぞれの配置および配向を決定する。配置および配向プロセッサ１５０は、歪み事象をさらに判定し、ルックアップテーブル１５４１、１５４２、および１５４３をしかるべく更新する。ＭＰＳ１１０がシステム１０の一部として（例えば、ＭＰＳ１６として）実装されている一実施形態では、配置および配向プロセッサ１５０は、ＥＣＵ２８の一部として実装されうる。
【００５０】
ＭＰＳ１１０は、呼吸によって誘発されるものおよびその他の患者身体の動きを補償することができるが、これについては、米国特許出願第１２／６５０，９３２号明細書、名称「Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｏｔｉｏｎ  ｉｎ  ａ  Ｍｏｖｉｎｇ  Ｏｒｇａｎ  Ｕｓｉｎｇ  ａｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｅｎｓｏｒ」において実質的に説明されており、その開示全体は参照により本明細書中に組み込まれている。ＭＰＳセンサー１６２のうちの１つは、そのような動き補償に対する患者の身体上に安定した位置基準を設けるように構成された患者基準センサー（ＰＲＳ）であってよい。ＰＲＳは、患者の胸骨柄または別の場所に取り付けることができる。
【００５１】
一実施形態において、ＭＰＳ１１０は、患者の身体の外側に外部から貼り付けることができる、複数のＥＣＧ電極（図示せず）を使用することで、心臓器官の電気的タイミング信号を連続的に検出するように構成された心電図（ＥＣＧ）モニター（図５には示されていない）も備えることができる。タイミング信号は、一般的に、とりわけ、心臓周期の特定の期に対応する。ＥＣＧ信号は、すでに取り込まれている一連の画像のＥＣＧ同期再生に使用されうる（シネループ）。ＥＣＧモニターおよびＥＣＧ電極は、従来のコンポーネントを備えていてよい。
【００５２】
組み合わされたシステム１０。図６は、方法２００と表されている、測位システムを動作させる方法の流れ図である。方法２００は、システム１０の一実施形態を参照しつつ説明される。以下の実施形態では、ＭＰＳ１２は、電気インピーダンスベースの測位システムであり、ＭＰＳ１６は、磁界ベースの測位システムである。しかし、本明細書で説明されている方法は、他のシステム、他のＭＰＳタイプ、およびこれらの他の組み合わせとの併用もありうることは理解されるであろう。本開示の前の部分と矛盾なく、ｎで始まる説明および座標記号は、電気インピーダンスベースの測位システムに関連付けられているが、ｇで始まる説明および座標記号は、磁界ベースの測位システムに関連付けられている。
【００５３】
方法２００は、第２のＭＰＳ１６に関連付けられている第２の座標系１８においてＭＰＳ１２に関連付けられている座標系１４を位置決めするように構成された補間関数を決定することによってステップ２０２から始まる。ステップ２０２は、２つのサブステップ２０４、２０６を含む。第１のサブステップ２０４は、物理的３Ｄ空間全体を通して三次元（３Ｄ）空間内の複数の基準対を収集することを伴う（すなわち、関心領域、典型的には患者の解剖学的関心領域）。両方の座標系１４、１８は、この物理的３Ｄ空間全体を通して定義されることは理解されるであろう。したがって、それぞれの基準対は、（１）（ｎＸ，ｎＹ，ｎＺ）で表される、座標系１４（ＭＰＳ１２によって測定される）で表される第１の座標と、（２）（ｇＸ，ｇＹ，ｇＺ）で表される、座標系１８（ＭＰＳ１６によって測定される）で表される第２の座標とを含む。基準対は、ＭＰＳ１２およびＭＰＳ１６と互換性のある単一デバイス（例えば、デバイス２４）を使用して収集されうる。収集は、ＥＣＵ２８の指令の下で実行されうる。収集された基準対は、ナビゲーション領域全体（つまり、関心の対象となる体積または関心領域）をカバーすることができる。基準対内の座標は、それぞれ、独立して、上で説明されているように、ＭＰＳ１２およびＭＰＳ１６によって患者の身体の動きについて補償されうる。滑らかな補間関数を確実にするために、サブステップ２０４は、座標がすでに収集されている基準対に対応する別の物理的点から所定の最小距離（例えば、４ミリメートル）未満の物理的点に対応している基準対の座標を破棄することも伴いうる。退化対（つまり、単一のｇ座標に対する２つの異なるｎ座標、またはその逆）も破棄することができる。補間関数の曖昧さをなくすために、収集された基準対は、すべて同じ平面内にあってはならない（つまり、基準対は、３つの次元すべてにわたる関心領域内の物理的点を表さなければならない）。
【００５４】
第２のサブステップ２０６は、補間アルゴリズムを収集された複数の基準対に適用して定義済みの補間関数をもたらすことを伴う。サブステップ２０６は、ｎ座標系１４がｇ座標系１８内に位置合わせされる位置合わせステップと考えることもできる。一実施形態において、使用されている補間アルゴリズムは、薄板スプラインアルゴリズム（「アルゴリズム」）であるが、他の補間アルゴリズムを、方法２００およびシステム１０と併用することができる。薄板スプラインアルゴリズムの以下の説明では、基底関数ｒを使用しているが、他の基底関数も使用することができ、本発明の範囲および精神のうちに留まるものとしてよい。さらに、本明細書で説明されているようなアルゴリズムは、不均質な、非正規直交である電気インピーダンスベースの座標系を一般的に正規直交である磁界ベースの座標系と位置合わせすることを対象とするが、他のタイプの座標系の位置合わせも、このアルゴリズムおよび／または方法２００で実行することができる。
【００５５】
ＥＣＵ２８（例えば、位置合わせロジック３４を介して）は、サブステップ２０４、２０６で処理関数を実行するように構成される。
【００５６】
アルゴリズムは、サブステップ２０４で収集された基準対を入力として受け付け、それぞれの基準対は以下の２つの座標を有する。
2014530030.tif 000004
ただし、下付添字ｉ＝１，．．．，Ｎは、基準対の番号であり、Ｎは、サブステップ２０４で収集された破棄されない基準対の総数である。一実施形態において、約２００個の基準対で、幾何学的形状をうまく記述することができ、また定義済み補間関数をリアルタイムで確実に動作させることができ、したがってＮは約２００であってよい。基準対の数の変更も可能であり、これは当業者であれば理解するであろう。
【００５７】
補間アルゴリズムの目標は、ｎ座標系１４全体をｇ座標系１８全体に関係付ける連続マップを計算することである。薄板スプラインアルゴリズムにおいて、マップは、以下の一組の式（１）で記述されているようにｎ空間内の点（ｎＸ，ｎＹ，ｎＺ）をｇ空間内の点（ｇＸ，ｇＹ，ｇＺ）に関係付けるそれぞれの次元における関数によって表すことができる。
【００５８】
【数１】
2014530030.tif 000005
【００５９】
基底関数は、放射基底関数の範囲から選択されうる。基底関数の厳密な形式は、スプラインの次元性に従って定義することができる（スプラインは、本明細書で説明されているアルゴリズムに対して三次元である）。使用されうる一組の放射基底関数は、以下の式（２）に記述されているようにユークリッド距離である。
【００６０】
【数２】
2014530030.tif 000006
【００６１】
これは、以下の式（３）のように短い形式で表すことができる。
【００６２】
【数３】
2014530030.tif 000007
【００６３】
上記の式の組（１）は、３Ｎ＋１２個の未知数に対する３Ｎ＋１２個の一次方程式系を表す。これは、式の組（１）内の３つの式のそれぞれにおける総和項は、Ｎ個の未知数を含み、合計３Ｎ個の未知数をもたらすからである。さらに、式の組（１）における３つの式のそれぞれは、各未知係数を持つ４つの追加の項を有し、これらの追加の項から生じる１２個のさらなる未知数が得られる。したがって、方程式／未知数の総数は３Ｎ＋１２である。上記の関数（１）を適用するには、最初に３Ｎ＋１２個の係数について解く必要がある。
【００６４】
未知係数について解くことは、平滑パラメータλを含むものとしてよく、これはマッピングされた解ｇ（ｎＸi，ｎＹi，ｎＺi）と測定された点（ｇＸi，ｇＹi，ｇＺi）との近さを制御する。言い換えると、平滑パラメータλは、特定のｎ座標入力に基づき補間関数によって出力されるｇ座標が特定のｎ座標との基準対において測定されたｇ座標との差となりうる量を決定する。λがゼロに設定された場合、それぞれの測定されたｎ座標に対するマッピングされた解（つまり、補間関数の出力）は、そのｎ座標との基準対における測定されたｇ座標に等しく、したがって、すべての（ｎＸi，ｎＹi，ｎＺi）についてｇ（ｎＸi，ｎＹi，ｎＺi）＝（ｇＸi，ｇＹi，ｇＺi）である。λがゼロでない結果、基準対におけるノイズを含む測定結果のオーバーフィッティングを回避することによってより滑らかな解が得られる。λの値は、位置合わせ毎に、および／またはシステム毎に異なっていてよい。一般に、λは、測定された基準対を正確に反映することと、ノイズを含む測定結果をオーバーフィッティングすることを回避することとを適切に両立させるためルーチン実験を通じてゼロより大きい数とすることができる。λは、基準対の数に関する値を有するものとしてよい。例えば、一実施形態では、λには値０．０２５Ｎを代入することができるが、ただし、Ｎは、基準対の数である（例えば、Ｎ＝２００に対してはλ＝５）。３Ｎ＋１２個の係数について解くために反復形式でλを実装し式（１）を設定することで以下の式の組（４）が得られる。
【００６５】
【数４】
2014530030.tif 000008
【００６６】
【数５】
2014530030.tif 000009
【００６７】
式の組（１）と同様に、修正された式の組（４）は、３Ｎ＋１２個の未知数を含む３Ｎ＋１２個の式の組である。式（４）および（５）を解いて（例えば、位置合わせロジック３４によって）、式の組（１）に対する３Ｎ＋１２個の未知係数を求めることができ、その値は係数４０として格納することができる。式（４）および（５）を解くために、収集された基準対が使用される。式の組（４）は、未知係数：
2014530030.tif 000010
について解くためのデータを必要とすることに留意されたい。基準対は、このデータを与えるが、ただし、それぞれの基準対は成分（ｎＸi，ｎＹi，ｎＺi）および（ｇＸi，ｇＹi，ｇＺi）を有し、下付添字ｉ＝１，．．．，Ｎは、基準対の番号であり、Ｎは、サブステップ２０４で収集された破棄されない基準対の総数であることに留意されたい。したがって、サブステップ２０６において、基準対のｇ座標は、式（４）の左辺で使用される。基準対のｎ座標は、総和項内、さらには式（５）についても、式（４）の右辺全体を通して使用される。この技法は、同じ数の未知数を持つ多数の方程式を解くアプローチ（例えば、ソフトウェアベースの）に十分なものであり、したがって、従来のアプローチは、未知係数に対する各値を決定するために使用されうる。
【００６８】
上で説明されているように、収集された基準対は、式（４）の中の未知係数について解くために使用され、これらの係数は、式（１）で適用することができる−つまり、これは基準対の第１の目的である。基準対−またはより正確には、基準対における電気インピーダンスベースの座標−は、異なる第２の目的も有し、すなわち、以下で説明されるように、式（１）のリアルタイムの適用で連続使用するという目的である。したがって、基準対におけるｎ座標（つまり、電気インピーダンスベースのＭＰＳ１２によってサブステップ２０４において測定される座標）は、リアルタイム動作において式（１）の総和部分で使用するため基準座標のデータ構造３８内に格納される。
【００６９】
係数４０に対する知られている値により、さらに基準座標３８（例えば、基準対から取ったｎ座標）の書き込まれている組によりここで定義されている式の組（１）は、サブステップ２０６（およびステップ２０２）の出力を表す、つまり補間関数ｇ（ｎＸ，ｎＹ，ｎＺ）である。
【００７０】
補間関数が決定された後、これはステップ２０８、２１０に従ってリアルタイムデバイスの使用（例えば、ナビゲーション、データ収集など）時に（例えば、補間ロジック３６によって）適用されうる。ステップ２０８は、ＭＰＳ１２（式の組（１）において（ｎＸ，ｎＹ，ｎＺ）として示されている）とともに座標系１４のリアルタイム座標を取得することを伴う。リアルタイム座標は、ＭＰＳ１２によって動き補償されうる。ステップ２１０は、補間関数に従って（例えば、補間ロジック３６によって）座標系１８内の対応するリアルタイム座標（（ｇＸ，ｇＹ，ｇＺ））を決定することを伴う。補間関数が、本明細書で説明されている薄板スプラインアルゴリズムの結果である場合、補間関数を適用するには、式（１）内の総和項の基底関数に対する入力として、基準座標３８などの、座標系１４の複数の基準座標を必要とする。式（１）の総和項を見るとわかるように、それぞれの次元における補間関数は、関数を確定する（つまり、係数について解く）ためにアルゴリズムによって使用されたような、同じ数Ｎの基準座標を必要とする。したがって、ステップ２１０は、補間関数を適用するためにＮサイズの一組の基準座標３８を呼び出すことを伴う。上で述べたように、基準座標は、サブステップ２０４で収集されたｎ座標（すなわち、基準対からの電気インピーダンスベースの座標）であるものとしてよい。それぞれの新しいリアルタイムｎ座標をｇ空間に関係付けるために、Ｎ個の基準座標の各々（すなわち、サブステップ２０４で収集されたそれぞれの破棄されない電気インピーダンスベースの座標）は、それぞれの次元において、式（１）の総和項によって使用される。
【００７１】
ステップ２０８、２１０は、ＭＰＳ１２からの複数の医療デバイス上の複数の電気インピーダンスベースのセンサーからの位置データに関して連続的に反復することができる。ステップ２０８、２１０を反復することによって、ＭＰＳ１２は、座標系１８内で実質的にリアルタイムに動作させることができる。
【００７２】
方法２００のステップは、医学的手技の異なる段階に一時的に分散させることができる。ステップ２０２（サブステップ２０４、２０６を含む）は、予備的な位置合わせ段階において実行されうる。ステップ２０８、２１０は、例えば、その後治療または他の段階において実行することもできる。言い換えると、サブステップ２０４、２０６は、治療または他の手技に関してリアルタイムでないと考えることができるが、ステップ２０８、２１０は、治療または他の手技において実質的にリアルタイムで実行されうる。
【００７３】
方法２００により測位システムを動作させることには、多くの利点がある。「背景技術」の項において述べたように、電気インピーダンスベースのＭＰＳの座標系は、不均質性、異方性を有し、正規直交でないものとしてよい。これらの特性がある結果、例えば、幾何学的形状が歪む可能性がある。しかし、電気インピーダンスベースのＭＰＳは、一般的に、同時に複数のデバイス上の比較的多数のセンサーを追跡する機能を備える。対照的に、磁界ベースのＭＰＳの座標系は、一般的に正規直交で均質であるが、そのような磁界ベースのＭＰＳは、比較的少ない数のセンサーの追跡に制限されることがある。磁界ベースのＭＰＳの座標系において電気インピーダンスベースのＭＰＳの座標系を位置合わせすることが可能であるため、方法２００は、欠点を最小限度に抑えつつ両方のタイプの測位システムを活かすことができる−均質な正規直交座標系において複数のデバイス上の比較的多数のセンサーを追跡することができる。
【００７４】
いくつかの実施形態について上で説明されているような電子制御装置またはＥＣＵは、すべて本明細書で説明されている機能に従って実行する関連付けられているメモリ内に格納されている事前にプログラムされた命令を実行することができる、当技術分野で知られている従来の処理装置を含みうることは理解されるであろう。本明細書で説明されている方法がソフトウェアで具現化される限りにおいて、結果のソフトウェアは、関連付けられているメモリ内に格納することができ、そのように記述されている場合には、そのような方法を実行するための手段を構成するものとしてもよい。本発明のいくつかの実施形態の実装は、ソフトウェアでそうされる場合、前記の可能にする説明に照らして、当業者によるプログラミング技能の日常的な利用以上のものを必要としない。さらに、そのような電子制御装置またはＥＣＵは、ソフトウェアを格納できるようにＲＯＭ、ＲＡＭの両方、不揮発性と揮発性（修正可能）のメモリの組み合わせを有するタイプであってよく、それでも、動的に生成されるデータおよび／または信号の格納および処理を可能にする。
【００７５】
本明細書で説明されているシステムおよび方法は、位置合わせプロセスおよびその結果得られる補間関数の精度を補償するためテストすることができる。例えば、互いの物理的関係が知られている（すなわち、センサー間の距離が知られている）複数のセンサー（例えば、電極）を有する医療デバイスは、非正規直交座標系を有するＭＰＳに結合することができる。センサー間の距離は、例えば、医療デバイス製品のカタログから得られる。複数のセンサーからの位置読み取り値を補間関数に入力することができ、各正規直交座標系の出力間の距離を電極間の知られている距離と比較することができる（例えば、ＥＣＵ２８によって実行されるロジックによって）。それに加えて、または代替的に、基準対を収集するために使用されるデバイスと似たセンサー特性を有する医療デバイス（つまり、第２のデュアルシステム医療デバイス）は、同じ結果が確実に得られるようにマッピングされた空間内に掃引させることができる。
【００７６】
本明細書で説明されている座標系の位置合わせおよびその結果の補間関数は、補間関数の連続的精度を保証するために医学的手技において更新されうる。例えば、電気インピーダンスベースの座標系は、患者の生体インピーダンスの変化により医学的手技においてドリフトを生じることがある。このような生体インピーダンスの変化は、例えば、食塩液または他の水和滴による細胞化学の変化、脱水、または体温の変化の結果生じうる。インピーダンスドリフトの影響を弱めるため、ステップ２０２（サブステップ２０４、２０６を含む）を反復し−つまり、基準対の新しい組を収集し、補間関数を再決定し−電気インピーダンスベースの座標系と磁界ベースの座標系との間の位置合わせを更新することができる。
【図１】
2014530030.tif 000011
【図２】
2014530030.tif 000012
【図３Ａ−３Ｄ】
2014530030.tif 000013
【図４】
2014530030.tif 000014
【図５】
2014530030.tif 000015
【図６】
2014530030.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月22日(2014.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療デバイスの位置を決定するためのシステムであって、
電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、
前記ＥＣＵに結合されたコンピュータ可読メモリと、
前記ＥＣＵによって実行されるように構成された前記メモリ内に格納されるロジックであって、前記ロジックは、補間関数を確立し、前記補間関数を第１の非正規直交座標系内の第１の座標に適用して、第２の正規直交座標系内の対応する第２の座標を決定するように構成される、ロジックと、を備える、システム。
【請求項２】
前記ロジックは、薄板スプラインアルゴリズムを複数の基準対に適用して前記補間関数をもたらすことによって前記補間関数を決定するように構成され、それぞれの基準対は（１）第１の測位システムによって測定された前記第１の座標系内の第１の座標と、（２）第２の測位システムによって測定された前記第２の座標系内の第２の座標とを備え、それぞれの基準対は三次元（３Ｄ）空間内の物理的点に対応する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ロジックは、前記薄板スプラインアルゴリズムを基準対に適用するように構成され、前記基準対は（１）前記第１の測位システムによって患者の身体の移動に関して補償される、前記第１の座標系内の前記第１の座標と、（２）前記第２の測位システムによって患者の身体の移動に関して補償される、前記第２の座標系内の前記第２の座標とを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ロジックは、前記補間関数で使用するため前記複数の基準対のそれぞれの第１の座標を含む基準座標を前記メモリ内に格納するようにさらに構成される、請求項２又は３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の非正規直交座標系内の第１の位置を示す第１の信号を出力するように構成された第１のセンサーおよび前記第２の正規直交座標系内の第２の位置を示す第２の信号を出力するように構成された第２のセンサーを備える医療デバイスをさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記医療デバイスは、第１の医療デバイスであり、前記ロジックは、薄板スプラインアルゴリズムを前記第１の医療デバイスで収集された複数の基準対に適用することによって前記補間関数を確立するように構成され、
前記システムは、
前記第１の非正規直交座標系内の第１の位置を示す第１の信号を出力するように構成された第１のセンサーおよび前記第２の正規直交座標系内の第２の位置を示す第２の信号を出力するように構成された第２のセンサーを備える第２の医療デバイスをさらに備え、
前記ロジックは、前記第２の医療デバイスからの前記第１および第２の信号に従って前記補間関数をテストするように構成される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の非正規直交座標系に関連付けられている前記第１の測位システムと前記第２の正規直交座標系に関連付けられている前記第２の測位システムをさらに備える、請求項２〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記第２の正規直交座標系に関連付けられている前記第２の測位システムをさらに備える、請求項２〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
測位システムを動作させる方法であって、
第１の非正規直交座標系を第２の正規直交座標系内で位置合わせするように構成されている補間関数を決定するステップであって、前記第１および第２の座標系は独立している、ステップと、
前記第１の座標系内の第１の座標を取得するステップと、
前記補間関数に従って前記第２の座標系内の対応する第２の座標を決定するステップと、を含む、方法。
【請求項１０】
補間関数を決定する前記ステップは、
三次元（３Ｄ）空間内の複数の基準対を収集するステップであって、それぞれの基準対は（１）第１の測位システムによって測定された前記第１の座標系内の第１の座標と、（２）第２の測位システムによって測定された前記第２の座標系内の第２の座標とを備え、それぞれの基準対は３Ｄ空間内の物理的点に対応する、サブステップと、
薄板スプラインアルゴリズムを前記複数の基準対に適用して前記補間関数をもたらすサブステップと、を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記薄板スプラインアルゴリズムは、ユークリッド距離の基底関数を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記薄板スプラインアルゴリズムは、得られた第１の座標に対応する前記補間関数に従って決定された第２の座標と前記得られた第１の座標に相当する測定された第１の座標を持つ基準対における測定された第２の座標との差となりうる量に対応する平滑パラメータを含む、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記収集ステップは、最も近い基準点までの距離が所定の最小距離より小さい場合に基準対を破棄することを含む、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の測位システムは、電気インピーダンスベースの測位システムであり、前記第２の測位システムは、磁界ベースの測位システムである、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記収集ステップは、前記第１および第２の測位システムの両方によって測定される位置を有するように構成された医療デバイスの使用を含む、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の座標は、患者の身体の移動に対して補償される、請求項９〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2014530030.tif 000017