(57)【要約】【課題】撮像し且つ関心のある１つ以上の領域に治療を施行するためのシステムを提供する。【解決手段】本システムは、解剖学的領域内の１つ以上の領域における治療の必要性を評価し易くするために解剖学的領域を撮像し、且つ解剖学的領域内の１つ以上の関心のある領域に治療を施行するように構成されている撮像兼治療カテーテル（７２）を含む。カテーテル（７２）は、複数の独立に制御可能な治療素子（８０）を持つ治療装置（７６）を含む。複数の領域（９６，１０６）が同時に又は被検体内の所与のカテーテル位置で治療を受けるべきであるとき、治療素子（８０）の独立性が活用される。【選択図】図６
2007152094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アブレーション素子（８０）のアレイ（７６）と、
前記アブレーション素子（８０）に接続されていて、所与のアブレーション処置のために前記アブレーション素子（８０）を選択的に作動するように構成されている制御装置（２３）と、
を有するアブレーション装置（７２）。
【請求項２】
前記アブレーション素子（８０）のアレイ（７６）は、少なくとも２つの主ローブ（１０２，１０４）を特徴とするアブレーション・ビーム（４６）を生成し、各ローブ（１０２，１０４）は、前記アブレーション素子（８０）が選択的に作動されたとき、複数のアブレーション点（９６，１０６）の内のそれぞれのアブレーション点（９６，１０６）を焼灼するために使用される、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記制御装置（２３）は更に、前記アブレーション素子（８０）のアレイ（７６）によって発生されるアブレーション・ビーム（４６）を方向制御するように構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記アブレーション素子（８０）のアレイ（７６）はカテーテル（７２）の中に配置され、前記カテーテル（７２）の中にはまた撮像素子のアレイ（７８）も配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記撮像素子（８２）のアレイ（７８）は第１組のアブレーション素子（８０）と第２組のアブレーション素子（８０）との間の中央に配置されている、請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記アブレーション素子（８０）は前記装置の周りに１つ以上のリングを成すように配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項７】
更に、前記アブレーション素子のアレイに接続され且つ前記アブレーション素子のアレイを回転させるように構成されている回転補助装置（９７）を含んでいる請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記アブレーション素子（８０）のアレイ（７６）は実時間３Ｄ画像を取得するように構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記アブレーション素子（８０）のアレイ（７６）は、前記アブレーション素子（８０）のアレイ（７６）が配置されているカテーテル（７２）の長軸に対して傾斜可能である、請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記制御装置（２３）は更に、以前のアブレーションが不満足であると見なされた場合に前記アブレーション素子（８０）のアレイ（７６）によって所与のアブレーション点（９６）を再び焼灼させるように構成されている、請求項１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に云えば、診断用撮像(imaging) に関するものであり、より具体的には、独立に作動されるアブレーション（焼灼）素子を持つアブレーション・アレイに関するものである。本発明は更に、複数のアブレーション点を同時に焼灼（ａｂｌａｔｅ）し、直線又は曲線状のアブレーション損傷部(lesion)を生成し、或いは所与のカテーテル位置で複数のアブレーション点を焼灼するように、このようなアブレーション・アレイを制御することに関連する。
【背景技術】
【０００２】
心拍リズムの問題すなわち心臓不整脈が死亡及び疾病の主要な原因になっている。心房細動は診療中に遭遇する最も普通の持続する心臓不整脈の一つである。心臓電気生理学の進展により、これらの心臓不整脈を診断し治療するための臨床用手段が提供されている。明らかなように、電気生理学的検査の際に、多極カテーテルが心臓のような解剖学的構造の内部に位置決めされ、心臓の異なる室から電気的記録が行われる。更に、カテーテルをベースとしたアブレーション治療が 心房細動の治療のために用いられている。
【０００３】
従来の手法は、心房細動の治療のために無線周波（ＲＦ）カテーテル・アブレーションを利用している。現在、解剖学的構造内のカテーテルの設置は典型的にはＸ線透視法による誘導に基づいて行われている。心臓内超音波心臓検査法（ＩＣＥ）もまたＲＦカテーテル・アブレーション処置に用いられていた。その上、アブレーション処置では、心臓のような解剖学的構造の電気解剖学的（ＥＡ）マップを形成するためのカテーテル、ＲＦアブレーションを施行するためのカテーテル、心臓の電気的活動を監視するためのカテーテル、及び撮像カテーテルのような、多数の装置の使用を必要とすることがある。しかしながら、これらの手法の欠点は、これらの処置が非常に単調であって、かなりの人手、時間及び費用を必要としていることである。更に、現在利用可能なカテーテルをベースとしたアブレーション手法に関連した長時間の処置は、患者及び医療従事者に対する電離性放射線の長期間の露出に伴う危険性を増大させる。
【０００４】
その上、ＲＦアブレーションの場合、カテーテルの先端部を、焼灼すべき解剖学的構造の領域と直接接触させることを必要とする欠点がある。この場合、識別されたアブレーション箇所を焼灼するためにＲＦエネルギが使用される。更に、ＲＦアブレーション手法では、カテーテルが典型的にはＸ線透視による誘導の下に設置される。しかしながら、Ｘ線透視による手法は、軟らかい組織を視覚化することが困難であり、その結果として治療経路を正確に定められないことがあること等の欠点があるので不利である。従って、これらのＲＦアブレーション手法では典型的には、アブレーション箇所を囲む組織に対する付随的なダメージが大きくなる。その上、ＲＦアブレーションは肺静脈の狭窄に関連する。
【０００５】
更に、アブレーション処置を誘導するために用いることのできる静的な解剖学的情報を取得するために、事前のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）及び／又は磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）並びに電気解剖学的（ＥＡ）マッピング・システムを用いることができる。しかしながら、これらのシステムは、静的な画像のみを提供し且つ心臓のような動的な構造を撮像することが本質的に好ましくないと云う欠点がある。
【０００６】
静脈内及び動脈内アブレーションを妨げる別の問題は、各々が別々のカテーテルを介して身体内に位置決めされる超音波撮像アレイとアブレーション・アレイとが一体化していないことである。前に述べたように、この結果として典型的には単一のインターベンション（介入）処置のために複数のカテーテルが患者内に配置される。これはＩＣＥにおいて特に一般的である。詳しく述べると、処置中に心室内部に３〜４個のカテーテルを利用することはＩＣＥ処置によっては珍しいことではない。複数のカテーテルを付加することは、ＲＦアブレーション・エネルギを送達するために使用されるカテーテルが、アブレーション・カテーテルとターゲットの解剖学的構造とを視覚化するために使用されるカテーテルとは別個であると云うことである。これは２つの一般的な欠点を引き起こす。第１は、撮像カテーテルとアブレーション・カテーテルとを別々にすることによって、医師が、３次元で操作される独立のカテーテルを誘導するために２Ｄ撮像装置を使用しなければならないことである。これは困難で且つ時間を要することが理解できよう。第２の欠点は、従来のアブレーション手法がＲＦアブレーション・カテーテルを利用していることである。これらのカテーテルは、前に述べたように、各々の所望のアブレーション点に物理的に接触させることを医師に要求する。典型的なＩＣＥ処置が１００〜２００個のアブレーション点を含んでいるので、アブレーション処理は全く単調で長々と続くことがある。ＩＣＥの他に、同じ又は同様な欠点がまた、経食道超音波心臓処置（ＴＥＥ）、腹腔鏡処置、関節鏡処置、及び撮像装置とアブレーション装置との分離を特徴とする他の処置においても生じる。
【０００７】
その上、従来のアブレーション装置は全体的に制御されるアブレーション素子のアレイを特徴とする。すなわち、アブレーション・アレイの全てのアブレーション素子が一グループとして作動／動作停止される。この結果生じるアブレーション・ビームは高振幅の主ローブと一連の一般的に中心から外れた低振幅の二次ローブとによって規定される。この従来の構成及び使用法の結果として、一度に１つのアブレーション点しか焼灼することができるに過ぎない。殆どのアブレーション処置ではほぼ１００〜２００個のアブレーション点が含まれるので、一度に一つのアブレーションでは極めて時間が掛かり且つ単調である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、体内撮像を行えると共に、アブレーション点との接触無しにアブレーション、評価及び（必要な場合の）再アブレーションを可能にする一体化した撮像兼アブレーション・カテーテルが必要である。また、複数のアブレーション点を同時に焼灼することの可能なアブレーション装置を提供することも望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の欠点を克服する独立に制御可能な治療素子のアレイ（配列体）を持つ治療装置を対象とする。本治療装置は、複数の治療処置を同時に遂行し、治療装置の所与の位置から複数の治療処置を遂行し、或いは、アブレーション装置の場合には、直線又は曲線状のアブレーション損傷部を生成するように、独立に且つ選択的に作動することのできる複数の治療素子を含む。一面においては、治療装置は超音波トランスデューサのような撮像装置と共に、被検体、例えば、患者の体内を平行移動可能であるカテーテルの長軸に沿って配列される。
【００１０】
従って、本発明の一面によれば、アブレーション装置を提供する。このアブレーション装置は、独立に制御可能であるアブレーション素子のアレイを含む。その場合、アブレーション装置は更に、アブレーション素子に接続されていて、所与のアブレーション処置の際に異なるアブレーション素子に異なる励起波形を印加するように構成されている制御装置を含む。励起波形は、例えば、周波数、位相、時間遅延、及び／又は振幅が異なるものであってよい。
【００１１】
別の面によれば、本発明は一体化した治療兼撮像カテーテルを含む。このカテーテルは、超音波トランスデューサと複数のアブレーション素子を持つアブレーション・アレイと有するように構成される。アブレーション・アレイは、アブレーション素子が複数損傷部アブレーションのために選択的に作動されるように構成される。
【００１２】
本発明の更に別の面によれば、撮像兼アブレーション・システムを開示する。このシステムは、画像を表示するように構成されている表示装置と、画像を取得するように構成されている撮像装置と、複数の独立に制御可能なアブレーション素子をを持つアブレーション装置を有する。制御装置が、画像取得を制御するために撮像装置に動作可能に接続され、また所与のアブレーション処置のために複数の独立に制御可能なアブレーション素子を選択的に作動するためにアブレーション装置に動作可能に接続される。
【００１３】
また別の面によれば、本発明は、複数のアブレーション素子を持つアブレーション装置を含む。この装置は、所与のアブレーションのために第１組及び第２組のアブレーション素子を規定するように接続された制御装置を含む。第１組のアブレーション素子は第２組とは異なるアブレーション素子で構成される。
【００１４】
本発明の様々な他の特徴及び利点は以下の詳しい説明及び図面から明らかになろう。
【００１５】
図面は、本発明を実施するために現在考えられる好ましい実施形態を例示する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に詳しく説明するように、本発明手法の模範的な面に従って自動画像誘導型治療システム及び方法を提供する。撮像兼治療カテーテルを介して画像誘導型治療システムによって取得された画像データに基づいて、ユーザは解剖学的領域における治療の必要性を評価し、そしてマウスのような人的インターフェース装置を使用して、画像誘導型治療システムを介して治療を指示することができる。
【００１７】
図１は、本発明手法の様々な面に従った、撮像し且つ１つ以上の関心のある領域に治療を施行する際に使用するための模範的なシステム１０のブロック図である。システム１０は、撮像兼治療カテーテル１４を介して患者１２から画像データを取得するように構成することができる。本書で用いる「カテーテル」とは、従来のカテーテル、トランスデューサ、又は治療を施行するのに適合している装置を含むものとして広義に用いられる。更に、本書で用いる「撮像(imaging) 」とは、２次元撮像、３次元撮像、又は好ましくは、実時間３次元撮像を含むように広義に用いられる。参照数字１６は、患者１２の脈管構造の中に配置される撮像兼治療カテーテル１４の一部分を表す。
【００１８】
或る特定の実施形態では、撮像兼治療カテーテル１４の撮像用配置構成は前方視野カテーテル又は側方視野カテーテルを含むことができる。しかしながら、前方視野カテーテル及び側方視野カテーテルの組合せを撮像兼治療カテーテル１４として用いることもできる。撮像兼治療カテーテル１４は実時間撮像兼治療トランスデューサ（図示せず）を含むことができる。本発明手法の様々な面によれば、撮像兼治療トランスデューサは一体化した撮像部品及び治療部品を含むことができる。代替例として、撮像兼治療トランスデューサは別々の撮像部品及び治療部品を含むことができる。撮像兼治療トランスデューサについては図３〜４及び図６〜１８を参照して後で詳しく説明する。ここで、実施形態をカテーテルをベースとしたトランスデューサに関連して説明するが、経食道トランスデューサ、経胸壁トランスデューサ、腹腔鏡トランスデューサ、又は手術中トランスデューサのような他のタイプのトランスデューサもまた考えられることに留意されたい。
【００１９】
本発明手法の様々な面によれば、撮像兼治療カテーテル１４は解剖学的領域を撮像するように構成して、撮像している患者１２の解剖学的領域内の１つ以上の関心のある領域に治療の必要性があるかの評価を容易にすることができる。その上、撮像兼治療カテーテル１４はまた、識別された１つ以上の関心のある領域に治療を施行するように構成することができる。本書で用いる「治療(therapy) 」とは、アブレーション、温熱治療、経皮エタノール注射（ＰＥＩ）、凍結治療、超音波増強型又は熱的増強型薬物投与、及びレーザ誘起温熱治療を表す。更に、「治療」はまた、例えば、遺伝子治療を施行するための針のようなツールの送達を含むことができる。更に、本書で用いる「施行(delivering)」とは、１つ以上の関心のある領域に治療を伝達すること又は１つ以上の関心のある領域へ向けて治療を指図することのような１つ以上の関心のある領域に治療を提供する様々な手段を含むことができる。或る特定の実施形態では、ＲＦアブレーションのような治療の施行は、治療を必要とする１つ以上の関心のある領域との物理的接触を必要とすることがあることが理解されよう。しかしながら、或る他の実施形態では、高強度集束超音波（ＨＩＦＵ）エネルギのような治療の施行は、治療を必要とする１つ以上の関心のある領域と物理的接触を必要としないことがある。
【００２０】
システム１０はまた、撮像兼治療カテーテル１４と動作上関連していて、１つ以上の関心のある領域に治療を施行し易くするための治療経路を規定するように構成されている医用撮像システム１８を含むことができる。撮像システム１０は、ユーザ入力に応答して治療経路を定めるように、或いは図５を参照して後でより詳しく説明するように治療経路を自動的に定めるように構成することができる。従って、一実施形態では、医用撮像システム１８は、撮像兼治療トランスデューサの治療部品を励起して１つ以上の関心のある領域に治療を施行するために、撮像兼治療カテーテル１４に制御信号を供給するように構成することができる。その上、医用撮像システム１８は、患者１２の解剖学的領域を表す画像データを撮像兼治療カテーテル１４を介して取得するように構成することができる。医用撮像システム１８は更に、当該システム及びその構成部品の動作を制御するシステム制御装置２３を含む。
【００２１】
図１に示されているように、撮像システム１８は表示装置区域２０及びユーザ・インターフェース区域２２を含むことができる。しかしながら、或る特定の実施形態では、タッチ・スクリーンにおけるように、表示装置区域２０及びユーザ・インターフェース区域２２はオーバーラップさせることができる。また、或る実施形態では、表示装置区域２０及びユーザ・インターフェース区域２２は共通の区域を含むことができる。本発明の様々な面によれば、医用撮像システム１８の表示装置区域２０は、撮像兼治療カテーテル１４を介して取得された画像データに基づいて医用撮像システム１８によって作成された画像を表示するように構成することができる。その上、表示装置区域２０は、後で詳しく説明するように、ユーザが、ユーザ規定の治療経路を規定し且つ視覚化するのを容易にするように構成することができる。ここで、表示装置区域２０が３次元表示装置区域を含むことができることに留意されたい。一実施形態では、３次元表示は、３次元の形状を識別し視覚化するのを容易にするように構成することができる。
【００２２】
更に、医用撮像システム１８のユーザ・インターフェース区域２２は、ユーザが表示装置区域２０上に表示される解剖学的領域の画像を使用して治療を施行するための１つ以上の関心のある領域を識別するのを容易にするように構成されている人的インターフェース装置（図示せず）を含むことができる。人的インターフェース装置は、ユーザが治療を必要とする１つ以上の関心のある領域を識別し且つ表示装置区域２０上に表示されている画像上で適当な治療経路を定めるのを容易にするように構成された、マウス型装置、トラックボール、ジョイスティック、スタイラス、又はタッチスクリーンを含むことができる。例えば、人的インターフェース装置はユーザ規定の経路に応答して、例えば、線を表示するが、これに関しては図２を参照して後でより詳しく説明する。更に、人的インターフェース装置は、識別された１つ以上の関心のある領域に対する治療の施行を容易にするように構成することができる。しかしながら、これに限定されないが、タッチスクリーンのような他の人的インターフェース装置を用いることもできることが理解されよう。
【００２３】
ここで、この後に例示する模範的な実施形態を超音波システムに関連して説明するが、これに限定されないが、光学的撮像システム又は電気解剖学的撮像システムのような他の医用撮像システムを、１つ以上の関心のある領域に対する治療の施行を容易にするように治療経路を規定するために用い得ると考えられる。
【００２４】
図１に示されているように、システム１０は、規定された治療経路に対してユーザからの入力に応答して患者１２内の撮像兼治療カテーテル１４を位置決めし直すように構成された随意選択のカテーテル位置決めシステム２４を含むことができる。カテーテル位置決めシステム２４については後でより詳しく説明する。更に、システム１０はまた、カテーテル位置決めシステム２４及び医用撮像システム１８と動作上関連している随意選択の帰還システム２６を含むことができる。帰還システム２６は、後でより詳しく説明するように、カテーテル位置決めシステム２４と医用撮像システム１８との間の通信を容易にするように構成することができる。
【００２５】
ここで図２に注目すると、図１の医用撮像システム１８の表示装置区域２０の正面図が例示されている。図中の参照数字２８は、患者１２（図１参照）の解剖学的領域から撮像兼治療カテーテル１４（図１参照）を介して取得された画像データに基づいて医用撮像システム１８（図１参照）によって作成された画像を表す。更に、図中の参照数字３０は、表示された画像２８を用いてユーザによって識別された治療を必要とする１つ以上の関心のある領域の具体例を表す。ユーザは、治療を必要とする１つ以上の関心のある領域を選択するために画像２８上で治療経路３２を規定することができる。前に述べたように、ユーザは、例えば、スタイラス、トラックボール、マウス、タッチスクリーン又はジョイスティックのような、人的インターフェース装置３４を介して画像２８上で治療経路３２を規定することができる。例示した実施形態では、人的インターフェース装置はスタイラス３４を含むものとして示されている。ここで、現在選択された関心のある領域３６がスタイラス３４の現在位置によって示されている。
【００２６】
図３は、図１に示されているシステム１０に使用するための撮像兼治療カテーテル４０の模範的な実施形態３８を示すものである。更に、図３には、撮像兼治療カテーテル４０が撮像兼治療トランスデューサ４２を持つものとして例示されている。前に述べたように、撮像兼治療カテーテル４０は、一体化した又は別々の撮像部品及び治療部品を持つ撮像兼治療トランスデューサを含むことができる。図３に例示した撮像兼治療カテーテル４０の実施形態は、一体化した撮像部品及び治療部品を持つ一体化撮像兼治療トランスデューサ４２を有するものとして示されている。一実施形態では、例示の一体化した像兼治療カテーテル４０は、解剖学的領域の実時間３次元撮像を容易にし且つ解剖学的領域内の１つ以上の領域に対して治療を施行するように構成することができる。例えば、一体化した撮像兼治療カテーテルの場合、２次元アレイ又は機械的に走査する１次元アレイを撮像兼治療トランスデューサ４２の撮像部品として使用して、実時間３次元超音波画像を得ることができる。また、一体化した超音波撮像兼治療カテーテル４０は、撮像兼治療トランスデューサ４２の治療部品を介して超音波アブレーション・エネルギの形で治療を施行するように構成することもできる。
【００２７】
更に、図示の参照数字４４は実時間３次元の被撮像ボリューム（ＲＴ３Ｄ）を表す。図示の実施形態では、実時間３次元被撮像ボリューム４４はピラミッド状ボリュームを持つものとして示されている。現在考えられる構成では、図示の参照数字４６は、識別された１つ以上の関心のある領域（図示せず）に治療を行うことのできる方向制御(steering)可能なビームを表す。ここで、アブレーション・ビーム４６を手動で又は電子的に方向制御することができることに留意されたい。アブレーション・ビーム４６は３次元の被撮像ボリューム４４内で方向制御することができる。この代わりに、アブレーション・ビーム４６は、撮像兼治療カテーテル４０に関して固定位置に位置決めされたアブレーション・ビームを含むことができる。図３に示された撮像兼治療カテーテル４０はまた電極４８を含むことができる。電極４８は、例えば、心臓の電気的活動を監視するために心臓電気波形を捕捉するように構成することができる。更に、或る特定の実施形態では、撮像兼治療カテーテル４０は、この撮像兼治療カテーテル４０の先端部に又は先端部近くに配置された位置センサ５０を含むことができる。位置センサ５０は、患者の解剖学的構造内の撮像兼治療カテーテル４０の動きを追跡するように構成することができる。その際、医用撮像システム１８（図１参照）は位置センサ５０から位置情報を取得するように構成することができる。
【００２８】
次に図４について説明すると、大きい視野を持つ撮像兼治療カテーテル５４の模範的な実施形態５２を示している。大きい視野は、一実施形態では、３６０度の範囲にわたる。図４に示されているように、撮像兼治療カテーテル５４は撮像兼治療トランスデューサ５６を持つものとして示されている。或る特定の実施形態では、撮像兼治療カテーテル５４は、大きい視野を持つ単一の撮像兼治療トランスデューサを含むことができる。この代わりに、他の実施形態では、複数の撮像兼治療トランスデューサを撮像兼治療カテーテル５４内に使用することができる。更に、図中の参照数字５８は実時間３次元の被撮像ボリュームを表す。図示の実施形態では、実時間３次元の被撮像ボリューム５８は円筒形ボリュームを持つものとして示されている。撮像用ビームは被撮像ボリューム全体にわたって機械的に及び／又は電気的に走査される。現在考えられている構成では、参照数字６０は、識別された１つ以上の関心のある領域（図示せず）に治療を施行することのできる方向制御可能なビームを表す。このアブレーション・ビーム６０は３次元の被撮像ボリューム５８内で方向制御することができる。また、前に述べたように、アブレーション・ビーム６０は手動で又は電子的に方向制御することができる。代替態様では、アブレーション・ビーム６０は撮像兼治療カテーテル５４に関して固定位置に位置決めされたアブレーション・ビームを含むことができる。図４に更に示されているように、超音波トランスデューサは多数のトランスデューサ素子５７を含むことができると考えられ、これらのトランスデューサ素子５７は、後で説明するように、個々に且つ選択的に作動することができる。
【００２９】
図３及び図４に示した実施形態は超音波アブレーションに関連して説明したが、他の方法のアブレーションも用いることができることに注意されたい。例えば、ＲＦアブレーションを使用することができる。ユーザは、表示された画像２８（図２参照）上で治療を必要とする１つ以上の関心のある領域を識別することができる。そこで、医用撮像システム１８（図１参照）は、位置決めシステム２４を制御して、撮像兼治療カテーテルを所望の位置へ誘導し且つアブレーション・エネルギを供給するように構成することができる。
【００３０】
図５は、撮像し且つ１つ以上の関心のある領域に治療を施行するための模範的な論理６２の流れ図である。本発明手法の模範的な面によれば、撮像し且つ１つ以上の関心のある領域に治療を施行するための方法を提供する。この方法は段階６４で開始して、医用撮像システム１８（図１参照）によって取得された画像データに基づいて画像を作成する。前に述べたように、患者１２（図１参照）の解剖学的領域を表す画像データは、図３及び図４にそれぞれ示した撮像兼治療カテーテル４０及び５４のような撮像兼治療カテーテルを介して取得することができる。画像データは、撮像兼治療カテーテルを用いて実時間で取得することができる。撮像兼治療カテーテルを介しての画像データのこの取得は、ユーザが撮像している解剖学的領域における治療の必要性を評価するのを容易にする。更に、撮像兼治療カテーテルを介しての画像データの取得を容易にするために機械的手段、電子的手段、又はそれらの様々な組合せを用いることができる。代替態様として、解剖学的領域を表す以前に記憶された画像データを医用撮像システム１８によって取得してもよい。撮像兼治療カテーテルは撮像兼治療トランスデューサを含むことができる。更に、撮像兼治療カテーテルの撮像用配置構成は、前に述べたように、前方視野カテーテル、側方視野カテーテル、又はそれらの組合せを含むことができる。
【００３１】
また、画像２８（図２参照）のような作成された画像は、段階６４で、医用撮像システム１８の表示装置区域２０（図１参照）上に表示される。或る特定の実施形態では、表示された画像は、実時間３次元の被撮像ボリュームを含むことができる。
【００３２】
その後、段階６６で、治療を必要とする１つ以上の関心のある領域を、表示された画像上で識別することができる。或る特定の実施形態では、ユーザは表示された画像を使用して１つ以上の関心のある領域を視覚的に識別することができる。この代わりに、本発明の様々な面によれば、ユーザが１つ以上の関心のある領域における治療の必要性を評価するのを容易にするために、組織弾性又は歪みイメージング手法を用いることができる。組織弾性イメージング手法は音響放射力インパルス（ＡＲＦＩ）撮像又は振動音響記録法（vibroacoustography）を含むことができる。歪みイメージング手法は、歪みイメージング、歪みレート・イメージング、組織速度イメージング、又は組織同期イメージングを含むことができる。撮像兼治療トランスデューサは弾性又は歪みイメージングを容易にするために使用することができる。しかしながら、撮像兼治療カテーテルに一体化される別個の専用アレイを、弾性又は歪みイメージングの達成のために利用することができる。
【００３３】
段階６６に続いて、段階６８で、ユーザは表示された画像上で治療経路３２（図２参照）のような治療経路を定めることができる。治療経路は、識別された１つ以上の関心のある領域に応じて定められる。従って、一実施形態では、治療経路は、単一のカテーテル位置から撮像し治療することが可能である領域を超えて延在することがあり、従って、複数のカテーテル位置を必要とする。より大きい視野を表す画像データを取得して記憶させることができる。より大きい視野を具現する画像データを取得して記憶するこのプロセスについては、後でより詳しく説明する。前に述べたように、ユーザは、治療経路を描くために医用撮像システム１８のユーザ・インターフェース区域２２（図１参照）上に配置されたマウス型入力装置を利用することができる。この代わりに、ユーザは、スタイラス、ジョイスティック、トラックボール装置又はタッチスクリーンを使用することができる。次に、医用撮像システム１８が治療経路を記録し、表示された画像の上に規定された治療経路を重ねることによって該表示された画像上に該治療経路を表示する。このように表示された画像上に治療経路を重ねることにより、ユーザは治療経路を実時間で視覚化することが可能になる。
【００３４】
ここで、例示した実施形態の説明を、ユーザが治療経路を手動で描くようにしたユーザ規定の治療経路に関連して行っているが、自動的に規定される治療経路も考えられることに注意されたい。撮像兼治療システム１０（図１参照）は、画像データの選択された特性に基づいて、システムにより作成されて提案された治療経路を提供するように構成することができる。従って、システム１０は、選択された特性に基づいて、治療を必要とする被撮像ボリューム内の１つ以上の領域を自動的に識別するように構成することができる。次いで、システム１０はまた、治療を必要とする識別された１つ以上の領域の位置に基づいて治療経路を自動的に提案することができる。選択された特性は、これに限定されないが、密度、明るさ又は組織の硬さのような組織の機械的性質を含むことができ、或いは血流速度、灌流又はドップラー・パワーのような組織内の血流の性質、或いは治療に応答するような或る特定の病気又は解剖学的構造を示す又は表すことのできるそれらの任意の組合せを含むことができる。
【００３５】
段階７０は、規定された経路に従って識別された１つ以上の関心のある領域に治療を施行するプロセスを示す。段階７０の間、医用撮像システム１８は段階６８で規定された治療経路を処理して、該規定された経路を一連の行為に変換し、この結果、段階６８で規定された治療経路に従って治療が実行される。一連の行為の結果として生じる治療の実行は、特定の実施形態に依存し、これについては後でより詳しく説明する。従って、医用撮像システム１８は、１つ以上の関心のある領域の各々についての位置情報を決定するように構成される。医用撮像システム１８は、カテーテルの撮像部品及び治療部品の既知の位置に対する表示された画像上の各点についての既知の位置情報と組み合わせて、規定された治療経路を処理することによって、１つ以上の関心のある領域の各々についての位置情報を決定するように構成することができる。
【００３６】
段階７０について説明を続けると、１つ以上の関心のある領域が撮像兼治療トランスデューサの視野内に位置している場合、医用撮像システム１８は、撮像兼治療カテーテル内の撮像兼治療トランスデューサの治療部品を介して、識別された１つ以上の関心のある領域に治療を施行するように構成することができる。一実施形態では、治療に高強度集束超音波（ＨＩＦＵ）エネルギを含むことができる。医用撮像システムは、被撮像ボリューム内のアブレーション・ビーム４６（図３参照）及び６０（図４参照）ようなアブレーション・ビームを方向制御することによって治療を施行することができる。従って、一実施形態では、アブレーション・ビームは方向制御可能なアブレーション・ビームを含むことができる。アブレーション・ビームは、超音波ビームを確実に所望の方向に伝播させるためにアブレーション・アレイの励起を位相調整することを含む通常の位相調整手法を使用して、方向制御することができる。ここで、アブレーション・ビームが方向制御可能である場合、撮像兼治療カテーテルを位置決めし直すことなく、撮像兼治療トランスデューサの視野内にある１つ以上の関心のある領域を焼灼することができ、これにより、有利なことに患者内での撮像兼治療カテーテルの移動が少なくなることに留意されたい。また、図４に示されている撮像兼治療カテーテル５４のように撮像兼治療トランスデューサが大きい視野を持っている場合、撮像兼治療カテーテルが単一の位置に位置決めされている間に、１つ以上の関心のある領域を焼灼することができる。
【００３７】
上記の代わりに、アブレーション・ビームが固定されている場合、撮像兼治療カテーテルは治療を施行する前に位置決めし直すことが必要なことがある。随意選択の段階で、治療を必要とする１つ以上の関心のある領域が撮像兼治療トランスデューサの視野内にあるかどうか検証するための検査を行うことができる。現在治療を必要とする１つ以上の関心のある領域が撮像兼治療トランスデューサの視野の外にある場合には、撮像兼治療トランスデューサの視野内に１つ以上の関心のある領域を含むように撮像兼治療カテーテルを位置決めし直すことができる。撮像兼治療カテーテルのこのような再位置決めは、撮像兼治療カテーテルの視野の外に現在位置している１つ以上の関心のある領域に対する撮像及び治療の施行を容易にする。更に、治療を必要とする１つ以上の関心のある領域が３次元の形状を含んでいる場合、３次元の形状をカバーするように撮像兼治療カテーテルの再位置決めが必要とされることがある。
【００３８】
また、本発明手法の様々な面によれば、制限された視野を持つ撮像兼治療カテーテルを用いることによって、より大きい視野を持つ３次元ボリュームを組み立てることができる。更に、３次元ボリューム及び規定された治療経路に関する情報は、例えば、メモリに記憶することができる。この結果、撮像兼治療カテーテルの複数の位置を表している幾つかの画像を組み合わせることによって１つの複合画像を作成することができる。複合画像はメモリに記憶することができる。より大きい視野を持つ３次元ボリュームのこの組み立ては、スペックル（斑点）ターゲットやその他の画像特徴のような画像特性を追跡することによって達成することができる。次いで、撮像兼治療カテーテルによって撮像される現在の視野を、記憶されている一層大きい３次元ボリュームと実時間で整合させることができる。これにより、ユーザは、全体の治療経路が単一の所与の時点に見ることのできるものを超えて延在するときに局部の治療経路が全体の治療経路に対して位置している場所を識別することが可能となる。一実施形態では、ユーザによって選択された１つ以上の関心のある領域が、撮像兼治療カテーテルの現在の位置での視野の外に配置されていることがある。これに対応して、治療された１つ以上の関心のある領域を視野の外へ動かすようにしながら、撮像兼治療カテーテルの視野の外に現在配置されている１つ以上の関心のある領域が視野内に含まれるように、撮像兼治療カテーテルを位置決めし直すことができる。
【００３９】
一実施形態では、撮像兼治療カテーテルは、この撮像兼治療カテーテルの先端部に又は先端部近くに配置された位置センサ５０（図３参照）を含むことができる。前に述べたように、位置センサ５０は、患者の解剖学的構造内の撮像兼治療カテーテルの動きを追跡するように構成することができる。その際、医用撮像システムは位置センサから位置情報を取得するように構成することができる。
【００４０】
或る特定の実施形態では、撮像兼治療カテーテルは手動で位置決めし直すことができる。この代わりに、図１に示したカテーテル位置決めシステム２４を用いて、撮像兼治療カテーテルは撮像し且つ１つ以上の関心のある領域に治療を施行するように自動的に位置決めし直すことができる。カテーテル位置決めシステム２４は、撮像兼治療カテーテルの先端部に関する位置情報を供給するように構成することのできるサブシステム（図示せず）を含むことができる。本書で用いられる撮像兼治療カテーテルの「先端部」とは、撮像兼治療カテーテルの末端から約１０ｃｍ以内の長さを表すものである。或る特定の実施形態では、撮像兼治療カテーテルの先端部はまた、撮像兼治療カテーテルの撮像部品及び治療部品を含むことができる。更に、カテーテル位置決めシステム２４はまた、カテーテルの先端部を操作するように構成することのできる操作サブシステム（図示せず）を含むことができる。従って、カテーテル位置決めシステム２４には、帰還システム２６（図１参照）を介して、撮像兼治療カテーテルの視野の外に現在配置されている１つ以上の関心のある領域に関する位置情報を送ることができる。ユーザは人的インターフェース装置を利用して、撮像すべきその後のボリュームの位置に関する情報を、例えば帰還システム２６を介して、カテーテル位置決めシステム２４に供給することができる。この結果、カテーテル位置決めシステム２４は、撮像兼治療カテーテルを所望の位置へ自動的に位置決めし直すように構成することができ、これによって、１つ以上の関心のある領域を撮像兼治療カテーテルの視野内に確実に位置決めすることができる。
【００４１】
ここでまた、治療を施行するプロセスが実時間で遂行できることが好ましいことに留意されたい。従って、撮像兼治療カテーテルは、ユーザからの入力に応答して１つ以上の関心のある領域を実時間で治療を施行することができる。換言すると、ユーザが表示された画像上で治療経路を描いている間に１つ以上の関心のある領域に治療を施行することができる。このため、医用撮像システムは、表示された画像上で治療経路が描かれているときに、この規定された治療経路を追跡するように構成することができる。次いで、撮像兼治療カテーテルは、治療を施すためにアブレーション・ビームを方向制御するように構成することができる。代替例では、医用撮像システムは、治療経路が所定の範囲まで描かれた後に、 １つ以上の関心のある領域に治療を施行するように構成することができる。
【００４２】
更に、治療を施行した後の治療の効果は、組織弾性又は歪みイメージング手法を使用することにより監視することができる。また、医用撮像システムは、治療された箇所を正確に監視するために撮像処理アルゴリズムを使用するように構成することができる。撮像処理アルゴリズムはまた、撮像し治療している組織の動きを監視するように使用することができる。或る特定の実施形態では、撮像処理アルゴリズムは、スペックル追跡アルゴリズム又は他の相関に基づいたアルゴリズムを含むことができる。
【００４３】
ここで、撮像し且つ治療を必要とする１つ以上の関心のある領域に治療を施行する処置は、撮像兼治療カテーテルを患者内に位置決めした後に、遠隔位置から実行することができることにも留意されたい。ユーザは遠隔位置から画像データにアクセスすることができ、これは治療の施行を遠隔に監視する際にユーザを有利に支援することができる。撮像兼治療カテーテルを介して取得された画像データは、有線又は無線媒体を介して（医療提供施設内に設けることのできる）中央監視システムへ伝送することができる。そこで、ユーザは中央監視システムにアクセスして、遠隔に画像データを観察し、治療を必要とする１つ以上の領域を識別し、それに対応して治療を施行することができる。一般的に、システム内に設けられる表示装置、プリンタ、ワークステーション及び同様な装置は、画像取得部品のある場所に設置することができ、或いは医療提供施設内の他の何処かのようなこれらの部品から離れた場所に設置することができ、或いはインターネット、仮想私設ネットワークなどのような１つ以上の構成可能なネットワークを介して医用撮像システムに結合された全く異なる場所に設置することができる。
【００４４】
当該分野において通常の知識を有するものには理解されるように、上記の例、実施態様及びプロセス段階は、汎用又は専用コンピュータのようなプロセッサをベースとしたシステムで適当なコードによって実現することができる。ここでまた、本発明手法の異なる様々な実施態様が、本書に述べる段階の幾分か又は全てを、異なる順序で又はほぼ同時に、すなわち並行に遂行することができることに留意されたい。その上、様々な機能を、Ｃ＋＋又はＪａｖａ（商標）のような種々のプログラミング言語で実現することができる。このようなコードは、当該分野において通常の知識を有するものには理解されるように、メモリ・チップ、ローカル又はリモートのハードディスク、光ディスク（すなわち、ＣＤ又はＤＶＤ）、又は記憶されたコードを実行するためにプロセッサをベースとしたシステムによってアクセスすることのできる他の媒体のような、１つ以上の具体的な、機械読取り可能な媒体に記憶させることができ、或いは記憶させるために改作することができる。また、具体的な媒体とは、命令が印刷された紙又は別の適当な媒体を含むことができることに留意されたい。例えば、命令は、紙又は他の媒体の光学的走査により電子的に取得して、次いで編纂し、翻訳し又は必要なら適当な態様で処理し、次いで、コンピュータ・メモリに記憶させることができる。
【００４５】
本発明はまた、前に述べた一体化した撮像兼治療システムで使用することのできる一体化した撮像兼アブレーション・カテーテルを対象とする。直ぐに明らかになるように、本発明は撮像平面とアブレーション・ターゲットとの整合を有利に改善し、これは、ターゲットになる解剖学的構造上でのアブレーション損傷部の正確な配置を容易にする。その上、本発明は、オペレータがアブレーションの前に画像上にアブレーション・レチクル(reticle) を視覚化する能力を改善する。本発明は更に、所与のアブレーションを遂行する際にオペレータに融通性を提供する。すなわち、アブレーション・ビームは、カテーテルを位置決めし直すことをオペレータに要求することなく、オペレータ指定の箇所へ方向制御することができると考えられる。従って、本発明は比較的静止したカテーテルを用いたアブレーション・ビームの方向制御を支持する。
【００４６】
また、本発明が無接触アブレーションを支持することも示す。すなわち、視覚化の改善により、本発明は、アブレーション位置を識別するとき、従来のようにアブレーション点又は組織をカテーテルと物理的に接触させる必要性を無くす。模範的な一実施形態では、一体化したアブレーション兼撮像カテーテルは独立に制御可能なアブレーション・アレイ素子を持ち、これらの素子は異なる周波数、位相、時間遅延又は振幅で励起して、複数のアブレーション箇所を同時に焼灼できるようにすることができる。本発明はまた、歪みレート・イメージング又はＡＲＦＩを使用してアブレーション効率の自動的評価をおこない、且つ必要な場合にはアブレーション・エネルギの自動的再印加を行うことができる。
【００４７】
また、一体化されるアブレーション及び撮像アレイを一緒に製造して、これにより製造コスト及び時間を低減することができると考えられる。また、アブレーション処置中に実時間３Ｄ撮像を一体化して又は同時に行うことができると考えられる。
【００４８】
次に図６について説明すると、模範的な一体化した超音波撮像兼アブレーション・カテーテル又はプローブを示している。カテーテル７２は、アブレーション・アレイ７６及び撮像アレイ７８を収容するカテーテル本体７４を含む。アブレーション・アレイ７６は複数のアブレーション素子８０によって形成され、また撮像アレイは複数のトランスデューサ素子８２を有する。アブレーション・アレイ及び撮像アレイは、相互接続リード８４を介して入力される制御指令によって制御される。制御指令を供給するのに加えて、相互接続リード８４は、撮像アレイ素子からの撮像データを撮像システム（図１）へ伝送する読出しリードを含む。図６の模範的な実施形態に示されているように、アブレーション・アレイ及び撮像アレイは、カテーテル本体内に共通に収容されているが、別々の区別可能なアレイである。また一方、両方のアレイはカテーテル本体の長軸に沿って延在し、カテーテル本体は有効なアブレーションのために好ましい大きな開口を提供する。当業者に理解されるように、アブレーション・アレイは、そのアブレーション・アレイの周波数及び幾何学的形状によって可能なように超音波アブレーション・ビームを方向制御するように使用することができる。
【００４９】
ここで図７を参照して説明すると、アブレーション及び撮像アレイの動作周波数を互いに全く異なるようにすることができる。図示のように、アブレーション・アレイの周波数応答範囲８６が撮像アレイの周波数応答範囲８８とオーバーラップしない。更に説明するように、このように周波数応答範囲がオーバーラップしていないことを利用することにより、撮像とアブレーションとを同時に達成することが可能である。しかしながら、図８に示されるように、周波数応答範囲をオーバーラップさせることも可能であると考えられる。そこで、撮像フレームをアブレーション・ビームと交互に配置することができる。
【００５０】
図９に示されるように、アブレーション・アレイ及び撮像アレイは単一のカテーテル本体内に収容される別々のアレイとすることができると考えられる。アレイ７６及び７８が離間しているにも拘わらず、撮像アレイは、アブレーション・アレイ７６のアブレーション・ビーム９２を含む撮像領域９０を提供するように構成される。図１０に示されているように、アブレーション・アレイ７６及び撮像アレイ７８を共通のアレイ９４に構成することが考えられる。いずれの構成でも、撮像アレイ７８の撮像領域９０はアブレーション・ターゲット９６を包含するのに充分な大きさであり、従って、アブレーション・ターゲットは本質的に画像平面（被撮像領域）内に整列する。
【００５１】
次に図１１について説明すると、一体化したアブレーション兼撮像カテーテルの別の模範的な実施形態を示している。この実施形態では、アブレーション・アレイ及び撮像アレイが、被撮像領域内のアブレーション・ビームの中心合わせを改善するために互いに対して傾斜している。この図示した例では、撮像アレイ７８がアブレーション・アレイ７６に対して傾斜した位置で示されている。しかしながら、アブレーション・アレイを撮像アレイに対して傾斜させることができると考えられる。撮像アレイ７８を傾斜させることによって、撮像アレイ７８の被撮像領域９０もまたアブレーション・アレイ７６のアブレーション・ビーム９２に対して傾斜する。当業者に理解されるように、撮像アレイの傾斜の程度は被撮像領域の角度方向オフセットを定める。好ましい実施形態では、撮像アレイはアブレーション・アレイに対して０〜９０度の範囲内で傾斜するように構成される。
【００５２】
多数の操作装置の内の１つ以上を使用して撮像アレイ及び／又はアブレーション・アレイを傾斜させることができると考えられる。例えば、アレイが接続されている可撓性の相互接続回路を曲げて、アレイを所望の傾斜位置へ設定又は指向させることによって、アレイを傾斜させることが可能である。別の考えられる実施形態では、アレイに接続され且つカテーテルを通って延在する機械的引張りワイヤを技師によって使用して、アレイを傾斜させることができる。他方、電気機械的アクチュエータ（図示せず）を引張りワイヤに接続するか又はアレイに直接接続して、所望の傾斜運動を達成することができる。また、流体圧回路を使用して、バルーン又はブラダー(bladder) に流体を強制して出し入れすることに基づいてアレイを傾斜させることも可能である。アレイを傾斜させるのに他の装置を使用することも考えられる。
【００５３】
また、アブレーション・アレイ又は撮像アレイのいずれか一方又は両方を実時間３Ｄ（４Ｄ）アレイとすることができると考えられる。２つの模範的な実施形態を図１２及び図１３に例示する。図１２は、一体化した１Ｄアブレーション・アレイを備えた１Ｄ機械的走査撮像アレイを示す。モータ９７によりアブレーション・アレイ又は撮像アレイ、或いは両方を回転させることができると考えられる。１Ｄ撮像アレイ及び１Ｄアブレーション・アレイの両方が回転する実施形態では、カテーテルを動かすことなく実時間３Ｄ撮像及び実時間３Ｄアブレーションが可能である。図１３は、一体化した１Ｄアブレーション・アレイを備えた２Ｄ電子走査撮像アレイを例示する。このような構成は、３Ｄ被撮像ボリュームに対して内部の単一の平面に沿った２次元で実時間３Ｄ撮像及びアブレーションを可能にする。また、一体化したアレイが２Ｄ撮像及び２Ｄアブレーション・アレイ（図示せず）であってよいと考えられる。このような構成はまた、カテーテルを動かすことを必要とせずに、完全な実時間３Ｄ撮像及び実時間３Ｄアブレーションを可能にする。
【００５４】
図１４に示されるように、アブレーション・ビームの電子的方向制御により、単一のカテーテル位置で複数のアブレーション箇所９６（ａ）、９６（ｂ）及び９６（ｃ）を焼灼することが可能になる。これにより、オペレータが複数のアブレーション箇所に整合させるために必要とされる時間が短縮されるばかりでなく、所与の取得のために必要とされるカテーテルの移動の数が少なくなることによって時間が節約される。
【００５５】
次に図１５について説明すると、アブレーション・アレイ７６のアブレーション素子８０の間の中央に撮像アレイ７８を配置することができると考えられる。この構成では、アブレーション・ターゲット９６が被撮像領域９０内に中心合わせされる。
【００５６】
従来のアブレーション・アレイでは、全てのアブレーション素子がオン又はオフのいずれかである。この場合、アブレーション・ビームの主ローブのみがアブレーションのために利用可能である。これは、アブレーション・ビームの格子状ローブ(grating lobe)が軸から遠く離れていて且つ主ローブに比べて遥かに小さい振幅である結果である。本発明の別の面によれば、アブレーション・アレイがスイッチ可能なアブレーション素子を持つように構成される。この場合、各々のアブレーション素子は別々にシステム制御装置２３（図１）に接続され、このシステム制御装置は必要なときに各アブレーション素子を選択的に作動する。この選択性は、複数のアブレーション点の同時アブレーションのために利用することができる。各素子に印加される励起波形は、アブレーション点の数、大きさ、形状及び位置を制御するために、他の素子に印加される波形とは周波数、位相、時間遅延又は振幅が異なるようにすることができる。一例では、アブレーション素子が各アブレーション毎に複数組に配列される。そうすることによって、異なる波形を様々な組によって発生することが可能である。
【００５７】
次に図１６について説明すると、１つ以上の動作停止させたアブレーション素子を持つ模範的なアブレーション・アレイの場合についての模範的なアブレーション・ビーム分布１００を示している。図示のように、ビーム分布は主ローブ１０２と一連の格子状ローブ１０４とを持つことを特徴とする。格子状ローブ１０４は、全てのアブレーション素子がオンであるときに生じる格子状ローブに対して２つの重要な差異を持つ。その第１は、格子状ローブの振幅が主ローブの振幅と匹敵する大きさであることである。第２は、これらの格子状ローブの間隔が比較的狭いことである。結果として、主ローブに加えて、格子状ローブを有効なアブレーションのために使用することができる。一例では、格子状ローブを主ローブと組み合わせることにより、直線又は曲線状のアブレーション損傷部を生じさせる。
【００５８】
この例を図１７及び図１８に示す。図１７では、一体化したアブレーション兼撮像カテーテルがスイッチ可能なアブレーション・アレイ素子を用いて図９について述べた態様で構成され、他方、図１８に示すカテーテルはスイッチ可能なアブレーション・アレイ素子を用いて図１５について述べた態様で構成されている。ここで図１７について説明すると、アブレーション・アレイ素子を選択的に作動することによって生成された格子状ローブは複数のアブレーション点９６及び１０６の同時アブレーションを可能にし、その結果のアブレーション損傷部は形状が直線的になる。中央のアブレーション点９６はアブレーション・ビームの主ローブによって焼灼され、他方その周辺のアブレーション点１０６は格子状ローブによって焼灼される。同様に、図１８では、アブレーション・ビームの主ローブが中央のアブレーション点９６を焼灼するために使用され、また格子状ローブが周辺のアブレーション点１０６を焼灼するために使用される。いずれの構成でも、中央及び周辺のアブレーション点は同時に焼灼される。
【００５９】
これまで説明した一体化したアブレーション兼撮像カテーテルに加えて、本発明はまた、説明でしたカテーテルと共に使用するためのアブレーション及び撮像プロセスを含む。１つの模範的なプロセスを図１９に例示する。このプロセス１０８は、段階１１０で、臨床医がカテーテルを所望のアブレーション点に到達するまで患者の中に移動させることにより開始する。撮像アレイが実時間画像を取得して臨床医に提供し、これらの画像は表示されて、カテーテルの位置を追跡するために臨床医によって使用される。一旦カテーテルがアブレーション箇所に又はその近くに位置すると、アブレーション箇所は焼灼される（段階１１２）。好ましい実施形態では、カテーテルを位置決めし直す前に、アブレーションが成功したかどうか判定するために組織の特徴付けが実行される（段階１１４）。組織の特徴付けは、歪みレート画像、音響放射力インパルス（ＡＲＦＩ）画像などのようなアブレーション損傷部の画像を取得して表示することによって実行される。アブレーションが成功した場合は（段階１１４，１１６）、臨床医が更なるアブレーションのために必要に応じてカテーテルを動かすか、又はプロセスが終了する。しかしながら、アブレーションが成功しなかった場合（段階１１４，１１８）、アブレーション箇所について再度アブレーションが行われる。受入れ可能な損傷部が形成されるまで、又はアブレーション・プロセスが停止されるまで、損傷部の特徴付け及び再度のアブレーションが繰り返えされる。
【００６０】
図２０に別の模範的なプロセスを例示する。このプロセスでは、前に述べたように複数のアブレーション箇所の同時アブレーションを行えるようにアブレーション素子が選択的にバイアスされる。このプロセス１２０は、段階１２２で、所望のアブレーション点が撮像アレイの被撮像領域内に入るまで臨床医がカテーテルを患者の中に移動させることにより開始する。撮像アレイが実時間画像を取得して臨床医に提供し、これらの画像は表示されて、カテーテルの位置を追跡するために臨床医によって使用される。一旦カテーテルが撮像アレイの被撮像領域内に入ると、臨床医が所望のアブレーション箇所を識別する（段階１２４）。選択されたアブレーション箇所に基づいて、複数のアブレーション箇所の同時アブレーションを行えるようにアブレーション素子が選択的に作動される（段階１２６）。作動されたアブレーション・アレイは様々なアブレーション箇所で組織を焼灼する（段階１２８）。図１９に関して述べたプロセスと同様に、段階１３０で組織の特徴付けが行われる。組織の特徴付けは、歪みレート画像、ＡＲＦＩなどのようなアブレーション損傷部の画像を取得して表示することによって実行される。アブレーションが成功した場合は（段階１３０，１３２）、臨床医が更なるアブレーションのために必要に応じてカテーテルを動かすか、又はプロセスが終了する。しかしながら、アブレーションが成功しなかった場合（段階１３０，１３４）、様々なアブレーション箇所について再度アブレーションが行われる。受入れ可能な損傷部が形成されるまで、又はアブレーション・プロセスが停止されるまで、損傷部の特徴付け及び再度のアブレーションが繰り返えされる。
【００６１】
各々のアブレーション箇所が独立に評価され、従って、成功裡に焼灼された損傷部が不成功の損傷部についての再度のアブレーション中に再度焼灼されることがないように、アブレーション素子の選択を適用毎に変更することができると考えられる。
【００６２】
上述した撮像し且つ治療を行う様々な方法、及び撮像し且つ治療を行うためのシステムは、処置についての撮像、治療及びマッピングの諸相を一体化することによって、従って、事前のＣＴ／ＭＲＩ及び静的電気解剖学的（ＥＡ）マッピング・システムの必要性を有利に除くことによって、アブレーションのような治療を施行するプロセスの効率を劇的に向上させる。更に、現在のＸ線透視撮像方法で必要とされる有害な電離性放射線への露出が大幅に低減されるか又は省略される。
【００６３】
また、人的インターフェース装置の使用は、治療すべき解剖学的構造上の各領域に物理的接触するようにＲＦアブレーション・カテーテルを手動で操作しなければならないことよりもむしろ、ユーザが撮像された解剖学的領域を表す表示された画像上で治療を必要とする１つ以上の領域を識別し且つ治療経路を規定するのに大いに役立つ。その結果として、治療経路の規定が大いに改善され、その結果、治療している解剖学的構造の組織に対する付随的なダメージを低減する。更に、撮像兼治療トランスデューサが方向制御可能なアブレーション・ビームを提供する結果、撮像兼治療カテーテルの移動が少なくなり、もって患者の苦痛を大幅に和らげる。また、カテーテルは再利用可能な又は使い捨ての器具であってよいと考えられる。
【００６４】
更に、上述した撮像し且つ治療を行う手法を用いることは、撮像兼治療システムを動作させるのに必要なオペレータの数が少なくて済むことにより費用効果のよい撮像兼治療システムを構築し易くする。現在のシステムが、アブレーション・システム、Ｘ線透視撮像システム及び２次元超音波撮像カテーテルの各々を動作させるのに複数のオペレータを必要としているのに対し、上述した撮像兼治療システは単一の装置で解剖学的構造を撮像し且つ治療の施行を監視するように構成されている。更に、上述した撮像兼治療システムは単一のオペレータによって有利に動作させることができる。
【００６５】
従って、アブレーション装置が提供される。このアブレーション装置は、独立に制御可能であるアブレーション素子のアレイを含む。このような場合、アブレーション装置は更に、アブレーション素子に接続されていて、所与のアブレーション処置のためにアブレーション素子を選択的に作動するように構成されている制御装置を含む。
【００６６】
本発明はまた、一体化した治療兼撮像カテーテルを含む。このカテーテルは、超音波撮像トランスデューサと複数のアブレーション素子を持つアブレーション・アレイとを有するように構成されている。アブレーション・アレイは、アブレーション素子が複数損傷部アブレーションのために選択的に作動されるように構成されている。
【００６７】
撮像兼アブレーション・システムもまた開示されており、これは、画像を表示するように構成されている表示装置と、画像を取得するように構成されている撮像装置と、複数の独立に制御可能なアブレーション素子を持つアブレーション装置とを有する。制御装置が、画像取得を制御するために撮像装置に動作可能に接続されていると共に、所与のアブレーション処置のために独立に制御可能なアブレーション素子を選択的に作動するためにアブレーション装置に動作可能に接続されている。
【００６８】
本発明の或る特定の特徴のみを例示し説明したが、当業者には種々の修正および変更をなし得よう。従って、特許請求の範囲が本発明の真の精神内にあるこの様な全ての修正および変更を包含するものとして記載してあることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の様々な面に従った模範的な超音波撮像兼治療システムのブロック図である。
【図２】本発明の様々な面に従った図１の撮像兼治療システムの表示装置区域の正面図である。
【図３】本発明の様々な面に従った図１に例示されたシステム内で使用するための模範的な撮像兼治療トランスデューサの略図である。
【図４】本発明の様々な面に従った図１に例示されたシステム内で使用するための別の模範的な撮像兼治療トランスデューサの略図である。
【図５】本発明の様々な面に従った撮像し且つ１つ以上の関心のある領域に治療を行う模範的なプロセスを例示する流れ図である。
【図６】本発明の様々な面に従った、治療アレイがカテーテル長軸に沿って延在する一体化した撮像兼治療カテーテルを示す略図である。
【図７】模範的な治療アレイ及び模範的な撮像アレイの動作周波数が別々である例を示す略図である。
【図８】模範的な治療アレイ及び模範的な撮像アレイの動作周波数がオーバーラップする例を示す略図である。
【図９】本発明の様々な面に従った、治療アレイ及び撮像アレイをカテーテル内に収容された別々のアレイとした模範的なカテーテルを例示する略図である。
【図１０】本発明の様々な面に従った、治療アレイ及び撮像アレイが共通のアレイのサブセットであってカテーテル内に収容されるようにした別の模範的なカテーテルを例示する略図である。
【図１１】本発明の様々な面に従った、撮像アレイを治療アレイに対して傾斜させるようにした別の模範的なカテーテルを例示する略図である。
【図１２】本発明の別の実施形態に従った、一体化した治療アレイを持つ４Ｄ機械的走査プローブを例示する略図である。
【図１３】本発明の別の実施形態に従った、一体化した治療アレイを持つ４Ｄ電子的走査プローブを例示する略図である。
【図１４】本発明の別の面に従った、単一のカテーテル位置からの複数の治療点のアブレーションを例示する略図である。
【図１５】本発明の更に別の実施形態に従った、撮像アレイを治療アレイに対して中心合わせするようにした一体化した撮像兼治療アレイを例示する略図である。
【図１６】本発明の別の面に従った、治療用主ローブに加えて治療のために使用することのできる格子状ローブを生じるようにした１つ以上の動作停止させた治療素子を持つ模範的な治療アレイについての模範的な治療分布を例示するグラフである。
【図１７】本発明の別の面に従った、主ローブ及び１つ以上の格子状ローブを使用して複数の治療点を同時に治療する例を示す略図である。
【図１８】複数の治療点を同時に治療する例を示す略図である。
【図１９】本発明の一面に従った一体化した撮像兼治療アレイを使用するための模範的なプロセスを例示する流れ図である。
【図２０】本発明の別の面に従ったスイッチ可能な治療素子を持つ一体化した撮像兼治療アレイを使用するための別の模範的なプロセスを例示する流れ図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０  システム
１２  患者
１４  カテーテル
１６  カテーテルの一部
１８  撮像システム
２８  表示された画像
３０  １つ以上の関心のある領域
３２  治療経路
３４  スタイラス
３６  選択された関心のある領域
３８  模範的な実施形態
４０  撮像兼治療カテーテル
４２  撮像兼治療トランスデューサ
４４  実時間３次元の被撮像ボリューム
４６  アブレーション・ビーム
４８  電極
５０  位置センサ
５２  模範的な実施形態
５４  撮像兼治療カテーテル
５６  撮像兼治療トランスデューサ
５７  トランスデューサ素子
５８  実時間３次元の被撮像ボリューム
６０  アブレーション・ビーム
６２  模範的な論理
７２  カテーテル
７４  カテーテル本体
７６  アブレーション・アレイ
７８  撮像アレイ
８０  アブレーション素子
８２  トランスデューサ素子
８４  相互接続リード
８６  アブレーション・アレイの周波数応答範囲
８８  撮像アレイの周波数応答範囲
９０  撮像アレイの撮像領域
９２  アブレーション・ビーム
９４  共通のアレイ
９６  アブレーション点
９６（ａ）、９６（ｂ）、９６（ｃ）  アブレーション箇所
９７  モータ
１００  アブレーション・ビーム分布
１０２  主ローブ
１０４  格子状ローブ
１０６  アブレーション点
１０８  アブレーション及び撮像プロセス
１２０  アブレーション及び撮像プロセス
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【外国語明細書】
2007152094000001.pdf