(57)【要約】【課題】ヒト患者の組織内の電気的活動に応じて生成されるベースバンド信号を受信するように構成された受信器入力ポートからなる、ベースバンド受信器を提供する。【解決手段】受信器は、局部発振器信号をベースバンド信号によって変調するように構成された変調器と、絶縁装置であって、変調された局部発振器信号をこの絶縁装置の入力ポートで受信し、それに応じて、変調された出力局部発振器信号をこの絶縁装置の出力ポートに生成するように構成された、絶縁装置と、を含む。受信機は、変調された出力局部発振器信号を局部発振器信号で復調することによってベースバンド信号を復元するように構成された復調器を、更に含む。【選択図】図１
2013021694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースバンド受信器であって、
ヒト患者の組織内の電気的活動に応じて生成されるベースバンド信号を受信するように構成された受信器入力ポートと、
前記ベースバンド信号で局部発振器信号を変調するように構成された変調器と、
絶縁装置であって、前記変調された局部発振器信号を該絶縁装置の入力ポートで受信し、それに応じて、変調された出力局部発振器信号を該絶縁装置の出力ポートに生成するように構成された、絶縁装置と、
前記変調された出力局部発振器信号を前記局部発振器信号で復調して前記ベースバンド信号を復元するように構成された復調器と、
を含む、受信器。
【請求項２】
前記絶縁装置が、２次コイルからガルバニック絶縁された１次コイルを有する変圧器を含む、請求項１に記載の受信器。
【請求項３】
前記絶縁装置が、出力ポートからガルバニック絶縁された入力ポートを有する光電変換器を含む、請求項１に記載の受信器。
【請求項４】
前記入力ポートに結合されたアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）と、前記出力ポートに結合されたディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）と、を含み、前記ＡＤＣ及びＤＡＣが前記光電変換器に接続された、請求項３に記載の受信器。
【請求項５】
前記局部発振器信号を生成するように構成された局部発振器を含む、請求項１に記載の受信器。
【請求項６】
前記受信されたベースバンド信号が入力基準レールを基準とし、前記変調器によって変調された前記局部発振器信号が前記入力基準レールを基準とする、請求項５に記載の受信器。
【請求項７】
前記局部発振器信号が前記復調器へ入力され、出力基準レールを基準とし、前記復元されたベースバンド信号が前記出力基準レールを基準とする、請求項５に記載の受信器。
【請求項８】
前記変調器へ入力された前記局部発振器信号を前記復調器へ入力された前記局部発振器信号から電気的に絶縁するように構成された絶縁変圧器を含む、請求項１に記載の受信器。
【請求項９】
前記復調器に結合されベースバンド周波数より高い周波数を阻止するように構成された低域通過フィルターを含む、請求項１に記載の受信器。
【請求項１０】
前記復調器からの前記復元されたベースバンド信号と前記受信器入力ポートで受信される前記ベースバンド信号を関連づけるパラメーターを格納するように構成されたプロセッサを含む、請求項１に記載の受信器。
【請求項１１】
前記復調器からの前記復元されたベースバンド信号を受信し、該復元されたベースバンド信号を、前記ヒト患者に対する電気信号伝送及び前記ヒト患者からの電気信号受信の少なくとも１つを行うように構成されたモジュールに供給するように構成された、受信器出力ポートを含む、請求項１に記載の受信器。
【請求項１２】
前記モジュールが、前記ヒト患者からの追跡信号を受信して前記ヒト患者内のプローブを追跡するように構成された追跡モジュールを含む、請求項１１に記載の受信器。
【請求項１３】
前記モジュールが、アブレーション電力を前記ヒト患者に伝送して前記組織をアブレーションするように構成されたアブレーションモジュールを含む、請求項１１に記載の受信器。
【請求項１４】
前記復調器に結合され直流（ＤＣ）レベルを阻止するように構成された電子装置を含む、請求項１に記載の受信器。
【請求項１５】
ベースバンド受信器であって、
絶縁装置であって、ヒト患者の組織内の電気的活動に応じて生成されるベースバンド信号によって変調された局部発振器信号を該絶縁装置の入力ポートで受信し、それに応じて、変調された出力局部発振器信号を該絶縁装置の出力ポートに生成するように構成された、絶縁装置と、
前記変調された出力局部発振器信号を前記局部発振器信号で復調することによって前記ベースバンド信号を復元するように構成された復調器と、
を含む、ベースバンド受信器。
【請求項１６】
前記絶縁装置が、２次コイルからガルバニック絶縁された１次コイルを有する変圧器を含む、請求項１５に記載の受信器。
【請求項１７】
アブレーション電力をアブレーション周波数で前記ヒト患者に伝送するように構成されたアブレーションモジュールを含み、該モジュールが、前記局部発振器信号を前記アブレーション周波数で前記復調器に供給するように構成された局部発振器を含む、請求項１５に記載の受信器。
【請求項１８】
ヒト患者の組織内の電気的活動に応じて生成されるベースバンド信号を受信することと、
前記ベースバンド信号で局部発振器信号を変調することと、
前記変調された局部発振器信号を絶縁装置の入力ポートで受信し、それに応じて、変調された出力局部発振器信号を前記絶縁装置の出力ポートに生成することと、
前記変調された出力局部発振器信号を前記局部発振器信号で復調して前記ベースバンド信号を復元することと、
を含む、方法。
【請求項１９】
前記絶縁装置が、２次コイルからガルバニック絶縁された１次コイルを有する変圧器を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記絶縁装置が、出力ポートからガルバニック絶縁された入力ポートを有する光電変換器を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記受信されたベースバンド信号が入力基準レールを基準とし、前記ベースバンド信号を変調する前記局部発振器信号が前記入力基準レールを基準とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記変調された出力局部発振器信号を復調する前記局部発振器信号が出力基準レールを基準とし、前記復元されたベースバンド信号が前記出力基準レールを基準とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記ベースバンド信号を変調する前記局部発振器信号を、前記変調された出力局部発振器信号を復調する前記局部発振器信号から、電気的に絶縁することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記復元されたベースバンド信号と前記受信されたベースバンド信号を関連づけるパラメーターを格納することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記復元されたベースバンド信号を、前記ヒト患者に対する電気信号伝送及び前記ヒト患者からの電気信号受信の少なくとも１つを行うように構成されたモジュールに供給することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
前記モジュールが、前記ヒト患者からの追跡信号を受信して前記ヒト患者内のプローブを追跡するように構成された追跡モジュールを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記モジュールが、アブレーション電力を前記ヒト患者に伝送して前記組織をアブレーションするように構成されたアブレーションモジュールを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
ヒト患者の組織内の電気的活動に応じて生成されるベースバンド信号によって変調された局部発振器信号を、絶縁装置の入力ポートで受信し、それに応じて、変調された出力局部発振器信号を前記絶縁装置の出力ポートに生成することと、
前記変調された出力局部発振器信号を前記局部発振器信号で復調して前記ベースバンド信号を復元することと、
を含む、方法。
【請求項２９】
前記絶縁装置が、２次コイルからガルバニック絶縁された１次コイルを有する変圧器を含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
アブレーションモジュールからアブレーション電力をアブレーション周波数で前記ヒト患者に伝送することを含み、前記モジュールが、前記変調された出力局部発振器信号を復調するための前記局部発振器信号を前記アブレーション周波数で供給するように構成された局部発振器を含む、請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは医療処置中に見られる漏れ電流に関し、より具体的には、生じ得る漏れ電流を許容レベルに制限することに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療処置、特に患者の心臓に対して施される処置中には、想定外の電流が患者を通して流れることのないようにすることが不可欠である。このような電流は、典型的には、患者に直接又は間接的に接続され得る機器からの漏れによって生ずるが、悲劇的な結果を招く恐れがある。いずれのシステムでも、患者を通して生じ得る漏れ電流を低減することは大惨事の可能性をも低減することになる。
【０００３】
参照により本特許出願に組み込まれる文書は、いずれかの用語が、それらの組み込まれた文書内で、本明細書で明示的又は暗黙的に行なわれる定義と相反するように定義される場合を除き、本出願の一体部分と見なされるべきであり、本明細書における定義のみが考慮されるべきである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態は、次のものを含むベースバンド受信器を提供する。
ヒト患者の組織内の電気的活動に応じて生成されるベースバンド信号を受信するように構成された受信器入力ポート、
ベースバンド信号で局部発振器信号を変調するように構成された変調器、
絶縁装置であって、変調された局部発振器信号をこの絶縁装置の入力ポートで受信し、それに応じて、変調された出力局部発振器信号をこの絶縁装置の出力ポートに生成するように構成された、絶縁装置、及び
変調された出力局部発振器信号を局部発振器信号で復調することによってベースバンド信号を復元するように構成された復調器。
【０００５】
典型的には絶縁装置は、２次コイルからガルバニック絶縁された１次コイルを有する変圧器を含む。
【０００６】
あるいは絶縁装置は、出力ポートからガルバニック絶縁された入力ポートを有する光電変換器を含む。アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）が入力ポートに結合され、ディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）が出力ポートに結合され、これらＡＤＣ及びＤＡＣが光電変換器に接続されてもよい。
【０００７】
受信器は、局部発振器信号を生成するように構成された局部発振器を含んでもよい。典型的には、受信されたベースバンド信号が入力基準レールを基準とし、変調器によって変調された局部発振器信号はこの入力基準レールを基準とする。局部発振器信号が復調器へ入力され、出力基準レールを基準としてよく、復元されたベースバンド信号はこの出力基準レールを基準とし得る。
【０００８】
開示した一実施形態では、受信器は、変調器へ入力された局部発振器信号を復調器へ入力された局部発振器信号から電気的に絶縁するように構成された絶縁変圧器を含む。
【０００９】
更なる開示実施形態においては、受信器は、復調器に結合されベースバンド周波数より高い周波数を阻止するように構成された低域通過フィルターを含む。
【００１０】
更に別の開示実施形態では受信器は、復調器からの復元されたベースバンド信号とともに受信器入力ポートで受信されるベースバンド信号を関連づけるパラメーターを格納するように構成されたプロセッサを含む。
【００１１】
代替的な実施形態は、受信器出力ポートであって、復調器からの復元されたベースバンド信号を受信し、この復元されたベースバンド信号を、ヒト患者に対する電気信号伝送及びヒト患者からの電気信号受信の少なくとも１つを行うように構成されたモジュールに供給するように構成された、受信器出力ポートを含む。典型的には、このようなモジュールとして、ヒト患者からの追跡信号を受信して患者内のプローブを追跡するように構成された追跡モジュールを含む。代替的又は追加的に、モジュールは、アブレーション電力をヒト患者に伝送し、組織をアブレーションするように構成されたアブレーションモジュールを含む。
【００１２】
更なる代替的実施形態は、復調器に結合されて直流（ＤＣ）レベルを阻止するように構成された電子装置を含む。
【００１３】
本発明の一実施形態により、次のものを含むベースバンド受信器が更に供給される。
絶縁装置であって、ヒト患者の組織内の電気的活動に応じて生成されるベースバンド信号によって変調された局部発振器信号を、この絶縁装置の入力ポートで受信し、それに応じて、変調された出力局部発振器信号をこの絶縁装置の出力ポートに生成するように構成された、絶縁装置、及び
変調された出力局部発振器信号を局部発振器信号で復調してベースバンド信号を復元するように構成された復調器。
【００１４】
典型的には絶縁装置は、２次コイルからガルバニック絶縁された１次コイルを有する変圧器を含む。
【００１５】
受信機は、アブレーション電力をアブレーション周波数でヒト患者に伝送するように構成されたアブレーションモジュールを含んでよく、このモジュールは、局部発振器信号をアブレーション周波数で復調器に供給するように構成された局部発振器を含む。
【００１６】
本発明の一実施形態により、次のステップを含む方法が更に提供される。
ヒト患者の組織内の電気的活動に応じて生成されるベースバンド信号を受信すること、
ベースバンド信号で局部発振器信号を変調すること、
変調された局部発振器信号を絶縁装置の入力ポートで受信し、それに応じて、変調された出力局部発振器信号を絶縁装置の出力ポートに生成すること、及び
変調された出力局部発振器信号を局部発振器信号で復調してベースバンド信号を復元すること。
【００１７】
本発明の一実施形態により、次のステップを含む方法が更に提供される。
ヒト患者の組織内の電気的活動に応じて生成されるベースバンド信号によって変調された局部発振器信号を、絶縁装置の入力ポートで受信し、それに応じて、変調された出力局部発振器信号を絶縁装置の出力ポートに生成すること、及び
変調された出力局部発振器信号を局部発振器信号で復調してベースバンド信号を復元すること。
【００１８】
本開示は、以下の発明を実施するための形態を、以下の図面と併せ読むことによって、より完全に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による、ベースバンド信号を測定するためのシステムの概略図。
【図２】本発明の一実施形態によるシステムの特徴を示す概略図。
【図３】本発明の一実施形態による受信器の概略回路図。
【図４】本発明の一実施形態による絶縁装置の実施例を示す。
【図５】本発明の代替的実施形態による受信器の概略回路図。
【図６】本発明の一実施形態による、２つのベースバンド受信器の直列接続を示す概略図。
【図７】本発明の一実施形態による、２つのベースバンド受信器の代替的な直列配列を示す概略図。
【図８】本発明の一実施形態による、多数のモジュールに接続されたベースバンド受信器を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
概論
本発明の一実施形態は、受信器であって、ベースバンド信号を受信器の入力ポートで受信し、復元されたベースバンド信号を受信器の出力ポートから出力する受信器を提供する。受信器の入力及び出力ポートは相互に電気的に絶縁されることで、受信器は、入力ポート及びそこに入力されるベースバンド信号を、出力ポート及びそこから出力される復元されたベースバンド信号から電気的に分離するように機能する。
【００２１】
受信器の入力ポートで受信されるベースバンド信号は、ヒト患者の組織の電気的活動から得られる。典型的にはこのベースバンド信号は、心電計（ＥＣＧ）信号及び脳波計（ＥＥＧ）信号の少なくとも１つを含むが、ヒト患者から得られる他の任意の信号、例えば患者の眼筋によって生成される信号であってもよい。
【００２２】
受信されたベースバンド信号が受信器のモジュラー内の局部発振器（ＬＯ）信号で変調されることにより、変調されたＬＯ信号が生成される。変調は典型的には振幅変調である。変調されたＬＯ信号は、絶縁装置、典型的には変圧器に伝達され、変調されたＬＯ信号が変圧器の１次コイルの入力となる。変圧器の２次コイルは１次コイルからガルバニック絶縁され、変調された出力ＬＯ信号を生成する。
【００２３】
変調された出力ＬＯ信号は復調器に伝達されるが、この復調器はＬＯ信号をも受信する。しかしながら、復調器へのＬＯ信号は典型的には絶縁変圧器を介して得られることから、変調器へのＬＯ信号と復調器へのＬＯ信号とは、相互に電気的に絶縁された別々の基準レールを基準とし得る。
【００２４】
復調器は変調された出力ＬＯ信号をＬＯ信号で復調することによってベース信号を、典型的には他の周波数を有する他の信号とともに、復元する。復調器出力を低域通過フィルターを通してフィルタリングすることで、ベースバンド信号のみを復元し得る。
【００２５】
この復元されたベースバンド信号を入力ベースバンド信号から電気的に絶縁すること、及び信号が存在するポート間を絶縁することで、受信器に接続された患者内で生成され得るいずれの漏れ電流も、著しく低減される。
【００２６】
システムの説明
ここで、本発明の実施形態によるベースバンド信号を測定するためのシステム２０の概略図である、図１を参照する。ベースバンド信号はヒト患者２２の身体組織内の電気的活動に応じて生成され、約０Ｈｚ〜約１ｋＨｚの範囲の周波数を含むものと、想定する。システム２０は、信号を測定することに加えて、この信号を利用する装置から患者を絶縁する。ここでは例として、ベースバンド信号は心電計（ＥＣＧ）信号からなるものと、想定する。しかしながら、本発明の実施形態により測定されるベースバンド信号は、例えば脳波計（ＥＥＧ）信号など、患者２２から生ずる任意のベースバンド信号からなってよいことは当然である。
【００２７】
システム２０は、患者２２の心臓２５により生成されるＥＣＧ信号を、患者に取り付けられたリード２６を介して受信する、ベースバンド受信器２４を含む。受信器２４の第１の基準レール２１が第１の受信器接地電極２８に接続されている。患者２２は患者接地電極２３に結合され、この接地電極は電極２８を介して第１の基準レールに接続されている。受信器２４はまた、第２の基準レール２７を含み、このレールは第２の受信器接地電極２９に接続される。第１及び第２の基準レールの特性を含む受信器２４の特性を以下に説明する。
【００２８】
本発明の実施形態は、ベースバンド信号の測定にのみ用いられ、場合によっては、ただ１つのベースバンド信号の測定にのみ用いられる。これらの実施形態では、ただ１つの装置、すなわち受信器２４のみが、患者２２にガルバニック接続される。あるいは受信器２４以外に、他の装置もまた患者２２にガルバニック接続されてもよい。そのような他の装置は、患者に電気信号を伝送し、又は患者から電気信号を受信し得る。このようなその他の装置の信号はベースバンド信号及び／又は非ベースバンド信号であり得る。
【００２９】
以下の説明においては例として、医療専門家３０がプローブ追跡モジュール３２を用いて患者２２に処置を施すものと、想定する。モジュール３２は、モジュール接地電極３４により（受信器接地電極２９を介して）第２の基準レール２７に接続される。追跡モジュールは典型的には患者２２内のプローブ３８の遠位端の位置と方向を追跡する。場合によってはモジュール３２は、患者内のプローブ３８の他の部分を追跡する。追跡モジュールは、当該技術分野において既知であるいずれのプローブ追跡方法を用いてもよい。例えば、モジュール３２が患者の近傍において磁界伝送器を動作させることで、プローブ３８内のコイルがモジュールに供給される信号を生成し、この信号から、プローブの位置及び方向が見出されるようにすることができる。（簡単にするために、このような伝送器は図１には示していない。）Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｂａｒ，ＣＡ）により生産されるＣａｒｔｏ（登録商標）システムはこのような追跡方法を用いている。代替的又は追加的に、追跡モジュール３２は、プローブ上の１つ以上の電極と、患者２２に取り付けられた接地電極２３及び／又は他の電極（図示せず）との間のインピーダンスを測定することによって、プローブ３８を追跡してもよい。Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒにより生産されるＣａｒｔｏ３（登録商標）システムは、磁界伝送器及びインピーダンス測定器の両方を追跡に用いている。
【００３０】
患者２２に施される処置には通常、追跡モジュールに加えて、他の装置も必要とされる。例えば処置は、高周波アブレーションを含むことがあり、その場合、追跡モジュール３２とともに、アブレーションを供給するアブレーションモジュール３５、またアブレーションのレベル算定のための算定モジュール３７（アブレーションモジュールとは別個であり得る）を備える。特に明記した場合を除き、アブレーションモジュール３５は、アブレーション接地電極３９によって第２の基準レールに接続されるものと、想定する。モジュール内に含まれる高周波発振器４１が、モジュールの電力出力ポート４３に、アブレーションのための高周波電力を供給する。
【００３１】
特に明記した場合を除き、以下の説明においては、（受信器２４は別として、）処置中に使用され、患者に接続されると想定される唯一の他の装置は追跡モジュール３２であると、想定する。
【００３２】
システム２０、及び追跡モジュール３２をはじめとする他の装置は、メモリ４４と情報のやりとりをする処理装置４２を含むシステムプロセッサ４０によって制御され得る。プロセッサ４０は典型的にはコンソール４６内に搭載され、このコンソール内に含まれる操作制御装置を用いて、専門家３０がプロセッサと情報をやりとりする。プロセッサは、メモリ４４内に格納されたソフトウェアを用いてシステム２０を操作する。プロセッサ４０によって実行される操作の結果は、画面４８上で専門家に提示される、この画面は、典型的にはグラフィックユーザインタフェース及び／又は処置が施されている組織の画像を操作者に表示する。ソフトウェアは、例えばネットワークを通して電子形式でプロセッサ４０にダウンロードされてもいいし、あるいは代替的又は追加的に、磁気、光学、又は電子的メモリ等の持続的な有形媒体に提供及び／又は格納されてもよい。
【００３３】
図２は、本発明の一実施形態によるシステム２０の特徴を示す概略図１００である。図１００にそれぞれの記号で示すように、患者の接地電極２３及び受信器の接地電極２８が第１の基準レール２１に接続される。加えて、受信器の接地電極２９及び追跡モジュールの接地電極３４が第２の基準レール２７に接続される。追跡モジュール３２は受信器２４から接続部１０２を介して得られる信号を用いるものと、想定する。このような用い方は、例えば追跡モジュールがプローブ３８の位置データをＥＣＧ信号に応じてゲート制御する場合に生ずる。
【００３４】
矢印１０４及び１０６によって示されるように、電極２３を介して、受信器２４及びモジュール３２の両方から患者２２を通して流れるリターン電流経路が存在し得る。各経路内の実際の電流の流れは、少なくとも部分的には第１及び第２の基準レール間の絶縁性に依存し、絶縁性が低下するほど、経路内の電流は増大する。受信器２４及びモジュール３２が個々にはそれぞれの仕様の定格漏れ電流を超えない場合でも、接地電極２３を通る多重電流によって、患者を通る漏れ電流が許容できる値を超えてしまう恐れがある。（典型的には、受信器２４及びモジュール３２の漏れ電流の基準は、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ（Ｇｅｎｅｖａ，Ｓｗｅｔｚｅｒｌａｎｄ）発行のＩＥＣ６０６０１標準によって規定される。）本発明の実施形態では、第１及び第２の基準レールとこれら２つのレールに結合されたそれぞれの構成要素との間の絶縁性が十分に高くなるようにすることで、この問題を克服する。
【００３５】
図３は、本発明の一実施形態による受信器２４の概略回路図である。実施形態によっては、２つ以上のリード２６が受信器に接続され、リードからのそれぞれの信号が多重化される。多重化信号は受信器２４の構成素子を通して伝達され、多重分離されてそれぞれの出力信号となる。簡単にするために、図には１つのベースバンド信号を有する１つの入力リード２６のみを示すが、当業者であれば、本明細書における説明を多重入力リード２６及びそれに関連する多重化及び多重分離に適合できよう。
【００３６】
リード２６は受信器の入力ポート１１８に接続され、この入力ポートが、入力ベースバンド信号ｍ（ｔ）をモジュラー１２０へと伝える。実施例によっては受信器内に局部発振器１２２が組み込まれてよく、この局部発振器が、レール２１を基準とする、局部発振器信号
【数１】
2013021694.tif 000003
を生成する。典型的にはこの局部発振器信号は、数百ｋＨｚの程度の周波数ωｃを有する。以下の説明では簡単にするために、局部発振器は約５００ｋＨｚで発信するものと、想定する。局部発振器信号は、本明細書において搬送波信号とも称されるが、振幅Ａ及び周波数ωｃを有し、変調器１２０の入力となる（搬送波の位相は０であると、想定する）。信号ｍ（ｔ）が搬送波を変調し、等式（１）によって与えられる振幅変調された信号ｘ（ｔ）を変調器出力に生成する。
【数２】
2013021694.tif 000004
ここでＣは搬送波の振幅に関連する数である。
【００３７】
信号ｘ（ｔ）は振幅変調された信号であり、局部発振器の周波数、すなわち約５００ｋＨｚを有する。信号ｘ（ｔ）は絶縁装置１２４の入力ポート１２３に伝達され、絶縁装置の入力接地ポート１２７を介して基準レール２１を基準とする。図４に関して以下に説明するように、実質的にｘ（ｔ）と同一の信号が装置１２４の出力ポート１２５に生成される。出力ポート１２５の信号は絶縁装置１２４の出力接地ポート１２９を介して基準レール２７を基準とする。絶縁装置１２４の実施例を図４との関連で以下に説明する。
【００３８】
図４は、本発明の一実施形態による絶縁装置１２４の実施例を示す。実施例の説明において、装置が共通の場合、各装置は、装置及び装置の構成部品に付加した添え字を有することによって区別される。したがって、装置１２４Ａは入力ポート１２３Ａを有し、装置１２４Ｂは入力ポート１２３Ｂを有する。
【００３９】
絶縁装置１２４Ａは、１次コイル１５０及び２次コイル１５２を有する変圧器を含む。これら２つのコイルは相互にガルバニック絶縁されている。１次コイル１５０は、入力ポート１２３Ａとして機能する第１の１次コイル端と、入力接地ポート１２７Ａとして機能する第２の１次コイル端とを有する。２次コイル１５２は、出力ポート１２５Ａとして機能する第１の２次コイル端と、出力接地ポート１２９Ａとして機能する第２の２次コイル端とを有する。図に示されるように、入力接地ポート１２７Ａは基準レール２１に接続され、出力接地ポート１２９Ａは基準レール２７に接続されている。例として、１次コイル１５０の巻数が２次コイル１５２の巻数と同一であれば、出力側のポート１２５Ａと１２９Ａとの間の出力信号は入力側のポート１２３Ａと１２７Ａとの間の入力信号と実質的に同一となる。
【００４０】
上述したように、装置１２４Ａへの入力信号は、局部発振器の周波数、例として約５００ｋＨｚと想定された周波数を有する、振幅変調された信号である。典型的には装置１２４Ａは、このような高周波を伝達するがその他の周波数は阻止するように構成されることから、この装置は局部発振器の周波数における高周波用帯域通過フィルターとして機能する。したがって装置１２４Ａは、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの信号のような、通常、患者２２からの漏れ電流を構成する低域周波数を、効果的に阻止する。
【００４１】
絶縁装置１２４Ｂは、アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）１６０及びディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）１６４を含む。光アイソレーター１６２が、ＡＤＣ  １６０のディジタル出力をＤＡＣ  １６４のディジタル入力に接続する。ＡＤＣ  １６０への入力は入力ポート１２３Ｂと入力接地ポート１２７Ｂとの間にあって、入力接地ポートは基準レール２１に接続されている。ＤＡＣ  １６４からの出力は出力ポート１２５Ｂと出力接地ポート１２９Ｂとの間にあって、出力接地ポートは基準レール２７に接続されている。光アイソレーター１６２は、装置１２４Ｂの入力ポートと出力ポートとが相互に確実にガルバニック絶縁されるようにする。装置１２４Ａについては、出力側のポート１２５Ｂと１２９Ｂとの間の出力信号が入力側のポート１２３Ｂと１２７Ｂとの間の入力信号と実質的に同一である。
【００４２】
装置１２４Ａについては、絶縁装置１２４Ｂを、局部発振器周波数に近い周波数を有する信号を通過させるがこの周波数よりも低域及び高域の周波数を阻止する帯域通過フィルターとして、構成し得る。
【００４３】
図３に戻って、明確にするために、入力側のポート１２３と１２７との間の信号を絶縁装置１２４の１次信号、出力側のポート１２５と１２９との間の信号を絶縁装置の２次信号と呼ぶ。上述したように、絶縁装置１２４は、局部発振器１２２の周波数付近の周波数帯域を通過させ、この帯域外の周波数を阻止する帯域通過フィルターとして構成し得る。（更に、入力ポート１２３と出力ポート１２５との間、またレール２１と２７との間には、高い電気的ＤＣ抵抗、典型的にはギガオーム、又は時にはテラオームの程度にも至る抵抗が存在する。）出力側のポート１２５及び１２９からの２次信号が、復調器１２６への入力となる。
【００４４】
復調器１２６はまた、局部発振器１２２から絶縁変圧器１２８を介して、局部発振器信号又は搬送波信号
【数３】
2013021694.tif 000005
を受信する。（Ａ’は変圧器１２８の２次側からの搬送波信号出力の振幅を表し、φは変圧器１２８による信号出力とこの変圧器への信号入力との間の位相差を表す。）変圧器１２８は絶縁装置１２４Ａ（図４）と実質的に同様で、相互にガルバニック絶縁された１次コイル及び２次コイルを有する。図３に示すように、（また装置１２４Ａについて説明したように、）変圧器１２８の１次コイルの入力接地ポートがレール２１に接続され、変圧器１２８の２次コイルの出力接地ポートがレール２７に接続されている。
【００４５】
復調器１２６はその２つの入力信号を乗じて、レール２７を基準とする出力信号ｙ（ｔ）を与える。ｙ（ｔ）の式は等式（２）によって与えられる。
【数４】
2013021694.tif 000006
【００４６】
式（２）は次のように書き換えることができる。
【数５】
2013021694.tif 000007
【００４７】
等式（３）は更に次のように書き換えることで、ｙ（ｔ）の式を３つの別々の項で示すことができる。
【数６】
2013021694.tif 000008
ここで、上述のＡ’、Ｃ、及びφは一定の値を有する。
【００４８】
等式（４）を見ると、次のようなことが分かる。
等式右辺の第１項、
【数７】
2013021694.tif 000009
は、一定の値のみからなる。この第１項はｙ（ｔ）のＤＣ成分を表す。
等式右辺の第３項
【数８】
2013021694.tif 000010
は搬送波周波数ωｃの２倍の周波数成分を有する。
第２項
【数９】
2013021694.tif 000011
は定数項Ａ’及びφと、ベースバンド信号ｍ（ｔ）との関数である。
【００４９】
３項すべてにより与えられる値はレール２７を基準とする。
【００５０】
第２項は関係式（５）を用いて次のように書き換えることができる。
【数１０】
2013021694.tif 000012
ここでｋは、
【数１１】
2013021694.tif 000013
に等しい定数である。
【００５１】
典型的には、高容量キャパシタ１３０がｙ（ｔ）のＤＣ成分、すなわち等式（４）の第１項を阻止する。なお、一実施形態ではキャパシタ１３０は１，０００μＦの程度である。あるいは、ＤＣ成分は当該技術分野において既知の他のシステムによって阻止される。このようなシステムは１つ以上の他の電子装置を含むが、これに限定はされない。低域通過ファルター（ＬＰＦ）はベースバンド周波数を通過させるが第３項で表されるような高域の周波数は阻止するように構成される。第３項がベースバンド周波数より著しく高い周波数（１ＭＨｚの程度）を有することから、ＬＰＦ  １３２を、ベースバンド周波数、すなわち１ｋＨｚまでの周波数を効率的に通過させるが第３項の周波数のような高域の周波数は阻止するように、構成することができる。つまりフィルター１３２は、信号ｋ・ｍ（ｔ）、すなわち入力信号ｍ（ｔ）の一次関数としてのレベルを有し、したがってベースバンド周波数のみを有する信号だけを、通過させる。信号ｋ・ｍ（ｔ）は受信器の出力ポート１３４からの出力である。受信器２４が、図２で上述したように接続部１０２を介して追跡モジュール３２に接続されていれば、信号ｋ・ｍ（ｔ）が接続部に伝送される。
【００５２】
等式（５）に関して上述したように、ｋは定数である。当業者には明らかであるように、所与の受信器２４についてのｋの値は、既知のベースバンド信号をポート１１８に入力し、この既知の信号をポート１３４に生成される出力信号と比較することによって、求め得る。
【００５３】
このｋの値はメモリ４４に格納され、処理装置４２からの求めに応じて使用され得る。代替的又は追加的に、ｋの値を受信器２４の専用メモリに格納し、これを受信器の専用プロセッサにおいて使用することによって出力ポート１３４にｍ（ｔ）の値を生成するようにしてもよい。簡単にするために、受信器専用メモリ及び受信器専用プロセッサのいずれも、図には示していない。
【００５４】
図３及び以上の説明を考察すれば、受信器２４は、患者２２から受信するベースバンド信号を測定することに加えて、電気的「分離装置」としても機能する。入力ポート１１８を含む受信器の前端が、出力ポート１３４を含む受信器の残りの部分から電気的に絶縁されているからである。患者２２に直接接続されない受信器を電気的分離装置として利用する実施例を図６、７、及び８を参照して以下に説明する。
【００５５】
図５は、本発明の代替的実施形態による受信器２２４の概略回路図である。以下に説明する差異を除き、受信器２２４の動作は受信器２４（図１〜４）の動作とほぼ同様であり、受信器２４及び２２４の双方において同じ参照番号によって示される要素はほぼ同様の構成及び動作を有する。受信器２４とは異なり、受信器２２４は局部発振器１２２、絶縁変圧器１２８、又は変調器１２０を含まない。更に受信器２４とは異なり、受信器２２４は入力ポート１１８においてベースバンド信号ｍ（ｔ）を受信しない。
【００５６】
代わりに、受信器２２４は入力ポート１１８において、ベースバンド信号ｍ（ｔ）によって変調された搬送波信号を受信する。このタイプの変調された搬送波信号は、例えば患者２２の組織の高周波アブレーションの最中に発生する。以下の説明においては、アブレーションモジュール３５（図１）を用いて患者２２にアブレーションが施されているものと、想定する。モジュールからの高周波アブレーションは、周波数ωＡ（これは局部発振器１２２によって供給される周波数ωｃにほぼ等しい）を供給すると想定される発振器４１を用いて実行される。この発振器からの高周波アブレーション電力が、プローブ３８内の１つ以上の電極（図１には示さず）を介して患者２２に印加される。高周波電力を患者の組織に印加することにより、（患者２２の組織内の電気的活動に応じて生成される）ベースバンド信号が、アブレーション周波数信号を変調する。
【００５７】
変調されたアブレーション周波数信号（本明細書ではこれをｘ’（ｔ）で表す）がリード２６に生じるが、これは受信器２４の変調された信号ｘ（ｔ）に対応する。等式（１）に対応するｘ’（ｔ）の式が、等式（６）で与えられる。
【数１２】
2013021694.tif 000014
ここでＣ’は、患者２２に印加されるアブレーション電力の振幅に関連する数である。
【００５８】
図５及び以下の説明において、受信器２２４のパラメーターｙ’（ｔ）、Ａ”、φ’、及びｋ’は、それぞれ受信器２４のパラメーターｙ、Ａ’、φ、及びｋに相当する。
【００５９】
受信器２２４の入力接地ポート２２８がレール２７に接続され、このポートはまた、アブレーションモジュール接地電極３９に接続される。したがって、アブレーションモジュールからの信号はレール２７を基準とする。復調器１２６が入力搬送波信号ポート２２６から、典型的には電力出力ポート４３から減衰を利用して得られる搬送波信号
【数１３】
2013021694.tif 000015
を受信する。受信器２４について上述したように、復調器１２８からの信号ｙ’（ｔ）がキャパシタ１３０へと移動し、信号ｋ’・ｍ（ｔ）（実質的にｋ・ｍ（ｔ）と同様）がポート１３４に出力される。
【００６０】
受信器２２４において、ｋ’の値は、パラメーターｋを求める場合について上述したとほぼ同一の方法により決定し得る。典型的には、受信器２２４についてのｋ’の値は、アブレーション処置をシュミレーションすることによって、つまり、模擬組織を用い、既知の模擬ベースバンド信号を模擬組織に印加することによって、見出し得る。
【００６１】
以上の開示では、１つのベースバンド受信器２４又は２２４が患者２２に接続され得る、いくつかの異なった構成を説明した。これらの構成は例示を目的としたものであることは当然で、その他の構成も当業者には明らかであろう。このような構成としては、ベースバンド受信器の出力が複数の異なるモジュール、例えば追跡モジュール３２、アブレーションモジュール３５、及び算定モジュール３７に同時に印加される構成が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００６２】
更に、２つ以上のベースバンド受信器を直列に、例えば追跡モジュール３２及びアブレーションモジュール３５と直列に接続することによって、ベースバンド受信器によって実現される電気的絶縁又は分離が強化され得ることも当然である。この場合、第１の受信器が患者と第１のモジュールとの間に接続され、第２の受信器が第１のモジュールと第２のモジュールとの間に接続され得る。図６はこのような構成例を示す。
【００６３】
図６は、本発明の一実施形態による、２つのベースバンド受信器の直列接続を示す概略図である。図に示したように、配列１００において、第１の受信器２４が患者２２と追跡モジュール３２との間に配置されることで、実質的に図１〜４に関して上述したと同様に、絶縁されたベースバンド信号が追跡モジュールに供給される。モジュール３２は、その追跡出力をスクリーン４８に供給する。加えて、追跡モジュール３２はベースバンド信号を第２の受信器２４に伝え、この第２の受信器が、絶縁されたベースバンド信号をアブレーションモジュール３５に供給する。（アブレーションモジュール３５はこのベースバンド信号を用いて、例えばこのアブレーションモジュールによって患者２２に印加されるべきアブレーション電力のレベルを決定し得る。）典型的には、アブレーションモジュール３５がレール２７と非接続の接地電極３９を有することができ、これによって２つのモジュールは完全に絶縁される。要するに、第１の受信器２４が追跡モジュール３２を患者２２から絶縁し、第２の受信器２４が追跡モジュール３２をアブレーションモジュール３５から絶縁する。
【００６４】
図７は、本発明の一実施形態による、配列１００内のモジュールの代替的な配列１２０を示す概略図である。配列１２０においては、アブレーションモジュール３５が患者２２に直接接続される。ベースバンド信号は、アブレーションモジュールから得られ、第１の受信器２４を介して追跡モジュールに伝達されることから、第１の受信器がアブレーションモジュールを追跡モジュールから絶縁・分離する機能を果たす。配列１２０は、第２の受信器２４がベースバンド信号を第３のモジュール１２２（これは例えばＥＥＧ記録計など、患者２２に施される処置中に使用される任意のモジュールであってよい）に伝達することを示している。
【００６５】
第２の受信器２４はモジュール１２２を任意の先行するモジュール、例えば追跡モジュール３２から絶縁する。図７に示した配列は、受信器２４を隣接モジュール間に配置することによって、任意の数のモジュールに拡張し得ることは当然である。各受信器２４は、それに接続するモジュール間を絶縁・分離する機能を果たす。
【００６６】
図８は、本発明の一実施形態による、配列１００及び１２０内のモジュールの更に代替的な配列１３０を示す概略図である。配列１３０においては、アブレーションモジュール３５が患者２２に直接接続され、単一の受信器２４によって、すべての後続モジュールから分離されている。上述したように、受信器２４はその入力ベースバンド信号を後続のモジュールに伝達する。例として、これらの後続モジュールは追跡モジュール３２、モジュール１２２、及び更なるモジュール１３２、例えばＥＥＧ警報器などであると、想定する。図に示したように、後続モジュールはすべて、単一の受信器２４の出力からベースバンド信号を受信するため、いずれもアブレーションモジュール３５から絶縁されている。
【００６７】
以上に例示したものの他にも、１つ以上の受信器２４を絶縁用受信器として用いる配列は当業者には明らかであり、このような配列は本発明の範囲内に含まれるものと、想定される。
【００６８】
上述した実施形態は一例として記載されたものであり、本発明は、本明細書において上に具体的に図示及び説明した内容に限定されないことが明らかとなろう。その逆に、本発明の範囲は、上記に述べた異なる特性のすべてのものの組み合わせ及び一部のものの組み合わせを含み、更に上記の説明文を読むことで当業者によって想到されるであろう、先行技術には開示されていない変形例及び改変例をも含むものである。
【００６９】
〔実施の態様〕
（１）  ベースバンド受信器であって、
ヒト患者の組織内の電気的活動に応じて生成されるベースバンド信号を受信するように構成された受信器入力ポートと、
前記ベースバンド信号で局部発振器信号を変調するように構成された変調器と、
絶縁装置であって、前記変調された局部発振器信号を該絶縁装置の入力ポートで受信し、それに応じて、変調された出力局部発振器信号を該絶縁装置の出力ポートに生成するように構成された、絶縁装置と、
前記変調された出力局部発振器信号を前記局部発振器信号で復調して前記ベースバンド信号を復元するように構成された復調器と、
を含む、受信器。
（２）  前記絶縁装置が、２次コイルからガルバニック絶縁された１次コイルを有する変圧器を含む、実施態様１に記載の受信器。
（３）  前記絶縁装置が、出力ポートからガルバニック絶縁された入力ポートを有する光電変換器を含む、実施態様１に記載の受信器。
（４）  前記入力ポートに結合されたアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）と、前記出力ポートに結合されたディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）と、を含み、前記ＡＤＣ及びＤＡＣが前記光電変換器に接続された、実施態様３に記載の受信器。
（５）  前記局部発振器信号を生成するように構成された局部発振器を含む、実施態様１に記載の受信器。
（６）  前記受信されたベースバンド信号が入力基準レールを基準とし、前記変調器によって変調された前記局部発振器信号が前記入力基準レールを基準とする、実施態様５に記載の受信器。
（７）  前記局部発振器信号が前記復調器へ入力され、出力基準レールを基準とし、前記復元されたベースバンド信号が前記出力基準レールを基準とする、実施態様５に記載の受信器。
（８）  前記変調器へ入力された前記局部発振器信号を前記復調器へ入力された前記局部発振器信号から電気的に絶縁するように構成された絶縁変圧器を含む、実施態様１に記載の受信器。
（９）  前記復調器に結合されベースバンド周波数より高い周波数を阻止するように構成された低域通過フィルターを含む、実施態様１に記載の受信器。
（１０）  前記復調器からの前記復元されたベースバンド信号と前記受信器入力ポートで受信される前記ベースバンド信号を関連づけるパラメーターを格納するように構成されたプロセッサを含む、実施態様１に記載の受信器。
【００７０】
（１１）  前記復調器からの前記復元されたベースバンド信号を受信し、該復元されたベースバンド信号を、前記ヒト患者に対する電気信号伝送及び前記ヒト患者からの電気信号受信の少なくとも１つを行うように構成されたモジュールに供給するように構成された、受信器出力ポートを含む、実施態様１に記載の受信器。
（１２）  前記モジュールが、前記ヒト患者からの追跡信号を受信して前記ヒト患者内のプローブを追跡するように構成された追跡モジュールを含む、実施態様１１に記載の受信器。
（１３）  前記モジュールが、アブレーション電力を前記ヒト患者に伝送して前記組織をアブレーションするように構成されたアブレーションモジュールを含む、実施態様１１に記載の受信器。
（１４）  前記復調器に結合され直流（ＤＣ）レベルを阻止するように構成された電子装置を含む、実施態様１に記載の受信器。
（１５）  ベースバンド受信器であって、
絶縁装置であって、ヒト患者の組織内の電気的活動に応じて生成されるベースバンド信号によって変調された局部発振器信号を該絶縁装置の入力ポートで受信し、それに応じて、変調された出力局部発振器信号を該絶縁装置の出力ポートに生成するように構成された、絶縁装置と、
前記変調された出力局部発振器信号を前記局部発振器信号で復調することによって前記ベースバンド信号を復元するように構成された復調器と、
を含む、ベースバンド受信器。
（１６）  前記絶縁装置が、２次コイルからガルバニック絶縁された１次コイルを有する変圧器を含む、実施態様１５に記載の受信器。
（１７）  アブレーション電力をアブレーション周波数で前記ヒト患者に伝送するように構成されたアブレーションモジュールを含み、該モジュールが、前記局部発振器信号を前記アブレーション周波数で前記復調器に供給するように構成された局部発振器を含む、実施態様１５に記載の受信器。
（１８）  ヒト患者の組織内の電気的活動に応じて生成されるベースバンド信号を受信することと、
前記ベースバンド信号で局部発振器信号を変調することと、
前記変調された局部発振器信号を絶縁装置の入力ポートで受信し、それに応じて、変調された出力局部発振器信号を前記絶縁装置の出力ポートに生成することと、
前記変調された出力局部発振器信号を前記局部発振器信号で復調して前記ベースバンド信号を復元することと、
を含む、方法。
（１９）  前記絶縁装置が、２次コイルからガルバニック絶縁された１次コイルを有する変圧器を含む、実施態様１８に記載の方法。
（２０）  前記絶縁装置が、出力ポートからガルバニック絶縁された入力ポートを有する光電変換器を含む、実施態様１８に記載の方法。
【００７１】
（２１）  前記受信されたベースバンド信号が入力基準レールを基準とし、前記ベースバンド信号を変調する前記局部発振器信号が前記入力基準レールを基準とする、実施態様１８に記載の方法。
（２２）  前記変調された出力局部発振器信号を復調する前記局部発振器信号が出力基準レールを基準とし、前記復元されたベースバンド信号が前記出力基準レールを基準とする、実施態様１８に記載の方法。
（２３）  前記ベースバンド信号を変調する前記局部発振器信号を、前記変調された出力局部発振器信号を復調する前記局部発振器信号から、電気的に絶縁することを含む、実施態様１８に記載の方法。
（２４）  前記復元されたベースバンド信号と前記受信されたベースバンド信号を関連づけるパラメーターを格納することを含む、実施態様１８に記載の方法。
（２５）  前記復元されたベースバンド信号を、前記ヒト患者に対する電気信号伝送及び前記ヒト患者からの電気信号受信の少なくとも１つを行うように構成されたモジュールに供給することを含む、実施態様１８に記載の方法。
（２６）  前記モジュールが、前記ヒト患者からの追跡信号を受信して前記ヒト患者内のプローブを追跡するように構成された追跡モジュールを含む、実施態様２５に記載の方法。
（２７）  前記モジュールが、アブレーション電力を前記ヒト患者に伝送して前記組織をアブレーションするように構成されたアブレーションモジュールを含む、実施態様２５に記載の方法。
（２８）  ヒト患者の組織内の電気的活動に応じて生成されるベースバンド信号によって変調された局部発振器信号を、絶縁装置の入力ポートで受信し、それに応じて、変調された出力局部発振器信号を前記絶縁装置の出力ポートに生成することと、
前記変調された出力局部発振器信号を前記局部発振器信号で復調して前記ベースバンド信号を復元することと、
を含む、方法。
（２９）  前記絶縁装置が、２次コイルからガルバニック絶縁された１次コイルを有する変圧器を含む、実施態様２８に記載の方法。
（３０）  アブレーションモジュールからアブレーション電力をアブレーション周波数で前記ヒト患者に伝送することを含み、前記モジュールが、前記変調された出力局部発振器信号を復調するための前記局部発振器信号を前記アブレーション周波数で供給するように構成された局部発振器を含む、実施態様２８に記載の方法。
【図１】
2013021694.tif 000016
【図２】
2013021694.tif 000017
【図３】
2013021694.tif 000018
【図４】
2013021694.tif 000019
【図５】
2013021694.tif 000020
【図６】
2013021694.tif 000021
【図７】
2013021694.tif 000022
【図８】
2013021694.tif 000023
【外国語明細書】
2013021694000001.pdf