【手続補正書】
【提出日】平成18年1月31日(2006.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】体内への医療処置中にカテーテルの位置を判定するためのシステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非リアルタイムの映像化システムにより生成される映像データにおいて、体とカテーテルとの相対位置を判定し、前記映像データに関連して定義される目標領域に内科医が前記カテーテルを導入するときに内科医を助けるためのシステムであって、
三次元座標系に関連して少なくとも体の一部を示す映像データを生成する前記非リアルタイムの映像化システムと、
体に装着されて前記体の動きをモニターする位置判定器具とから構成され、
さらに、
前記映像データに関連して定義される前記目標領域に相当する診察部位を記録するメモリと、
第一の位置設定器具および映像装置を含み、前記診察部位に相当する前記目標領域を標識する探索カテーテルと、
前記映像データと、前記診察部位と、前記第一の位置設定器具及び前記位置判定器具からの位置データとを受信し、前記診察部位の仮想イメージを含む表示情報を生成するコンピュータとを含み、
前記探索カテーテルおよび第二の位置設定器具を含む別の導入可能なカテーテルが、自身の前記位置設定器具から得られる自身の位置情報と、前記診察部位の仮想イメージの情報とを用いることにより、前記目標領域に導入することができるように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記非リアルタイムの映像化システムが、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、核磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）、ポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）及び三次元超音波からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記位置判定器具及び前記位置設定器具が、電磁位置設定システムの一部であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記体に対する前記映像システムの位置が、前記体の特徴のイメージ処理によって、そして前記特徴に関する位置情報によりもたされることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野及び背景】
本発明は、体内への医療処置中に、体内の少なくとも一つの診察部位を、イメージとして記録及び表示するためのシステムに関し、特に、同時に、体の、体内へ挿入したカテーテルの、そしてカテーテル及び体を映像化するために用いる映像機器の位置データを得ることによって、上記位置判定可能な品目間の相対位置が変化しても、体内の少なくとも一つの診察部位をイメージとして記録及び表示することを可能にするためのシステムに関する。
【０００２】
多くの場合、患者は、カテーテルを体内へ挿入する処置を受ける（例えば、限定せずに、心臓、肺、腎臓、肝臓、膀胱や脳腔等体腔内へ）。そのような場合、体内のカテーテルの位置を追うことが望ましい。カテーテルが、体内の局所的な情報を収集するようにデザインされたプローブである（例えば、電気的活動を記録する）場合、そして／あるいは体内で局所療法（例えば、剔除）を施す場合は、特にそうである。このような場合、集めた局所的な情報が価値のあるように、そして／あるいは適当な位置において治療を行うように、体内でカテーテルを正確に位置決めすることが重要である。このため、体内のイメージを提供する映像装置を用いる方法が開発されている。これに伴い、カテーテルの空間内位置、そして患者の体内における位置を判定するために、患者の体及びカテーテルの先端に取り付ける位置判定器具（例えば、電磁波あるいは音波による送信器あるいは受信器）に結合及び適合した位置設定器具（受信器あるいは送信器）が用いられている。しかしながら、従来の技術は、体内の診察部位を、記録可能で表示可能な、そして最も重要であるが、同一処置中に、あるいはその後の処置中に違う角度から取った患者の体のイメージに対して投影可能な映像装置の相対位置、すなわちイメージ座標のことに関しては教授していない。
【０００３】
従来の技術に関する次の議論、そして下記の実施例の大部分は、映像化との組合せでカテーテル・プローブを用いることが多い心臓治療へ焦点を合わせる。
【０００４】
毎年、米国で約１５０,０００人の患者、そして世界の他の国々でもほぼ同数の患者が不整脈に苦しんでおり、電気生理学（ＥＰ）研究所で治療を受けている。これらの患者の大部分は、心臓組織の一部を選択して剔除する処置を受ける。
【０００５】
不整脈は、心臓組織の収縮を促す電気信号が不適当に進行することから起こるものである。不整脈の一般的な原因としては、副伝導路、心室性頻拍、上心室性頻拍、房室結節再入と心房性頻拍がある。
【０００６】
さらに、心房性細動や動脈性粗動の徴候がある場合も剔除による治療が行われる。
【０００７】
近年までは、細動や非典型的な粗動に関しては、除細動器（ＩＣＤ）を埋め込む治療が行われていたが、最近の研究によれば、迷路処置や、他の形態の組織剔除も有効である。
【０００８】
典型的なＥＰ研究室には次の装置がある。操縦可能なＸ線透視装置、通常、Ｃ型螢光透視装置。ＥＣＧによって、そして心臓内電気信号を記録するためにカテーテルを介して心臓に挿入した電極によって得た電気信号を記録するための心電図ユニット。１本のカテーテルに係合したＲＦ電極を介して剔除を行う高周波ユニット。ペースメーカ・ユニット、１本のカテーテルを介してでも操作可能なもの。そして、患者の心臓から発生する電気信号をリアルタイムで記録及び表示するコンピュータ及びディスプレイ・ユニット。
【０００９】
一回の処置に、少なくとも一人、通常２人の内科医、少なくとも一人の技術者、そして看護婦からなるスタッフが必要である。内科医の一人が、患者の体内へカテーテルを挿入して操縦する。そしてもう一人がコンピュータや他の装置を操作する。一つ以上（通常、二つ）の基準カテーテルの先端部分及び末端部を、心臓内の適切な基準位置、通常、冠状静脈洞（ＣＳ）そして／あるいは右室尖端（ＲＶＡ）に挿入する。基準カテーテルは、心臓組織の内面からの基準電気信号を測定する電極を含み、ＲＶＡカテーテルは、通常、ヒス束の信号を測定するのにも役立つ。マッピング用、剔除用あるいはペースメーカ用の操縦可能なカテーテルも心臓へ挿入されて、心臓内の電気的な活動をマッピングする、ペースをとる、そして、ある場合には、心臓内の選択箇所を剔除する目的で、電気信号を採取するのに用いられる。これらのデータは、心臓の電気生理学的なリアルタイムの映像として用いることができる。
【００１０】
処置中は、透視法装置によって心臓領域を透視し、下大静脈あるいは上大静脈から右心房へ向けて、また、必要に応じて三尖弁を介して右心室へ向けて上記カテーテルを心臓へ挿入する。心臓の左側部分への手術は、卵円窩を介して左心房へ、そしてさらに僧帽弁を介して左心室へと行われる。多くの場合、不整脈の原因は既知であり、それに対する治療処置が計画される。したがって、剔除する正確な箇所を位置判定するために、目的とする領域の電気信号をマッピングする。剔除後、通常、剔除によって問題が解決したかどうかを見分けるために、ペースメーカ・ユニットによって心臓に一連の収縮を引き起こす。多くの場合、所望の結果が達成されるまで、剔除処置を複数回繰り返す。
【００１１】
既存の方法によれば、心臓腔内における、操縦可能なカテーテルの先端の三次元的な位置の判定は、多数のデータ・パラメータと視覚記憶とに依存しているため、非常に主観的である。イメージが二次元的であるため、透視法線（Ｚ軸）に沿うカテーテルの移動が全く検出できないことは明確である。さらに、心臓組織それ自体は、Ｘ線に対して透明であるため、ほとんど、あるいはまったく映像化できない。基準カテーテルは、この点において重要な機能を果たす。Ｘ及びＹ軸に沿うマッピング用、剔除用あるいはペースメーカ用カテーテルの位置は透視画像によって提供されるが、Ｚ軸に沿うそのカテーテルの位置は、それを操縦する内科医が、そのカテーテルから記録された電気信号を、基準電極によって記録された信号と比較することによって判定する。したがって、マッピング用、剔除用あるいはペースメーカ用カテーテルの三次元位置は、客観的な基準とは対照的に、経験、記憶、そして多数のデータ・パラメータの分析によって主観的に判定されさらに治療を進める目的で、既にマッピングした位置へ正確に戻ることが必要な場合、その難しさは、より深刻である。さらに、剔除中には、カテーテル自身の電気信号マッピング機能を停止しなくてはならないため、位置的な指標が得られないので、カテーテルの位置変化に気を配ることが重要である。本発明以前の解決方法では、剔除中、時々、望ましくない位置ずれが見逃されるということが起こっている。
【００１２】
カテーテルに割り当てた超音波送信器を用いて患者内に位置決めするカテーテルが、米国特許第４,６９７,５９５号に、そしてテクニカルノート「超音波的に表記したカテーテル、超音波検査カテーテルの積極的な位置識別方法」（"Ultrasonically marked catheter, a method for positive
echographic catheter position identification," Breyer et al., Medical and
Biological Engineering and Computing. May, 1985, pp. 268-271）に開示されている。また、米国特許第５,０４２,４８６号には、非イオン化フィールドを用いて患者内における位置が判定可能なカテーテルが開示されている。この場合、血管の、予め得た放射線画像上にカテーテルの位置を重ねることができる。
【００１３】
しかしながら、これらの文献のいずれにも、局所的な情報の獲得に関する議論はない。特に、心臓の電気的活動、位置判定可能なカテーテル先端、そして、このようにして得た局所的な情報を、他のイメージ、特に心室イメージ上に重ね合わせる可能性についての議論は行われていない。
【００１４】
米国特許第５,４４３,４８９号には、患者の器官あるいは身体構造の一部を剔除する、不整脈の治療のための装置及び方法が開示されている。この方法は、マッピングすべき器官あるいは構造の透視イメージを得るステップと、その器官あるいは構造内の部位へ、または、それに隣接する部位へ末端を持つ一つ以上の、少なくとも一つの剔除能力があるカテーテルを送るステップと、非イオン化フィールドを用いて各カテーテルの末端の位置を感知するステップと、一つ以上のカテーテルの末端において、器官あるいは構造の局所的な情報を感知するステップと、感知情報を処理して一つ以上のデータ・ポイントを作成するステップと、器官あるいは構造の透視イメージ上に一つ以上のデータ・ポイントを重ねるステップと、器官あるいは構造の一部を剔除するステップとからなる。
【００１５】
米国特許第５,４０９,０００号には、壁及び通路から形成された心臓内への導入を目的とした、心臓内マッピング及び剔除システムが開示されている。このシステムは、心臓内への配置に適合した末端を持つカテーテル・プローブからなる。このカテーテル・プローブは、心臓内への配置に適合した、複数の柔軟な、長手方向に延び、そして外周的に間隔が定められたアームを持つ。これらのアームは、移動されて心臓壁に係合するように適合した電極と、超音波によって感知可能なマーカとを運ぶ。これらのマーカは、アームをコード化するためのもので、各アームを識別を可能にする。剔除カテーテルは、カテーテル・プローブによって運ばれるが、カテーテル・プローブが心臓内に配置されると、滑動可能に取り付けられた剔除カテーテルは、末端が心臓内へ可動となる。カテーテル・プローブの末端が心臓内にある間、剔除カテーテルは、制御手段によって、カテーテル・プローブの動きから独立して、末端が移動可能である。剔除カテーテルの末端によって、剔除電極及び超音波視覚手段が運ばれ、剔除カテーテルの末端は、カテーテル・プローブのアームによって運ばれたマーカを超音波的に感知する位置へ移動可能である。このため、アームの識別が可能で、アームの間隔も確認できる。
【００１６】
さらに、関連がある従来の技術としては、ＷＯ９７/２５１０１、ＷＯ９８/１１８４０、ＷＯ９７/２９７０１、ＷＯ９７/２９６８２、ＷＯ９７/２９６８５、そして米国特許第５,６６２,１０８号 がある。本文に参照として記載した米国特許第５,４０９,０００号及び米国特許第５,６６２,１０８号の両方には、リアルタイムにおける電気生理学的画像処理が開示されている。
【００１７】
しかしながら、上記の従来の技術、特に米国特許第５,４４３,４８９号及び米国特許第５,４０９,０００号は、本発明のいくつかの局面において最も関連がある従来の技術と思われるが、使用する映像装置の位置を確定することに関しては教授していない。この点に関し、多くの場合、異なる角度から患者を映像化して、異なる平面におけるイメージを得ることが有利であるため、かなり制限がある。しかも、ある相対的な方向から得たイメージとして記録されるカテーテルの位置データ（診察部位）は、映像装置における空間位置がモニターされない、あるいは確立されないため、他の方向から得たイメージ上に投影することは不可能である。
【００１８】
さらに、上記に説明したように剔除処置中は、多くの場合、剔除処置が、あまりに小さな領域に対して行われた、あるいは不正確に行われたならば、先に剔除した領域に近い組織を再び剔除する必要があるため、以前の剔除ポイントを正確に知ることができる方が有利である。上記の装置及び方法は、心臓機能を記録し活性部位を識別することに関しては教授しているが、剔除を行った部位等（限定せず）の他の診察部位を記録することに関しては教授していない。したがって、時折必要になる近くの部位の剔除のために、再び位置を正確に確定することは不可能である。
【００１９】
さらに、下記に詳述するが、上記装置及び方法を用いて得た記録は、同じ患者に対する後の処置において検索して用いることができない。しかし、本発明による実施例においては、それが可能である。
【００２０】
診察部位を記録する能力は、また、新しい血管を形成するために心臓の筋肉、特に心筋の虚血性部分に孔を開ける血管形成としても知られる経皮的心筋血管再生（ＰＭＲ）においても利点を見いだす。孔の正確な間隔及び位置、そして組織に対する角度は、重要であり、本発明によるシステムを用いれば、従来の技術に比べ、より良くモニターすることができる。
【００２１】
診察部位を記録する能力は、細胞移植、そして体内の選択領域への成長ホルモン等のタンパク質の適用を含み、限定せずに、そのような血管形成を促すための他の経カテーテル法にも利点を見いだすことができる。このような治療においては、処置の間隔、位置そして／あるいは角度は重要である。本発明によるシステムを用いれば、従来の技術に比較して、より良くモニターすることができる。
【００２２】
本発明は、また、映像化技術と組み合わせて行われる（固体器具あるいはプローブとは対照的に）柔軟なカテーテル、そして柔軟な電極に基づく脳血管処置及び脳神経外科処置にも用途及び利点を見いだす。特に、本発明は、過去に治療を施した位置へ正確に戻る能力があるため、同じ患者に後日、調整処置を行う場合に有利である。
【００２３】
したがって、先に説明した限界を超えるシステムに対する必要性が広く認識され、そのようなシステムを得ることは大変有利である。特に、患者の体の、患者の体内に挿入したカテーテルの、そして体及びカテーテルを映像化するために用いる映像機器の位置データを同時に得ることが可能なシステムに対する必要性が広く認められ、そのようなシステムを得ることは非常に有利である。このようなシステムによれば、上記位置判定可能な品目間の相対位置が変化しても、体内の少なくとも一つの診察部位を、映像機器によって生成されるイメージとして記録及び表示することが可能となる。
【００２４】
【発明の概要】
本発明によれば、非リアルタイムの映像化システムにより生成される映像データにおいて、体とカテーテルとの相対位置を判定し、映像データに関連して定義される目標領域に内科医がカテーテルを導入するときに内科医を助けるためのシステムが提供される。このシステムは、次のものからなる。三次元座標系に関連して少なくとも体の一部を示す映像データを生成する非リアルタイムの映像化システムと、体に装着されて体の動きをモニターする位置判定器具と、前記映像データに関連して定義される目標領域に相当する診察部位を記録するメモリと、第一の位置設定器具および映像装置を含み、診察部位に相当する目標領域を標識する探索カテーテルと、映像データと、診察部位と、第一の位置設定器具及び位置判定器具からの位置データとを受信し、診察部位の仮想イメージを含む表示情報を生成するコンピュータ。そして、探索カテーテルおよび第二の位置設定器具を含む別の導入可能なカテーテルが、自身の位置設定器具から得られる自身の位置情報と、診察部位の仮想イメージの情報とを用いることにより、目標領域に導入することができるように構成される。
【００２５】
下記の好適実施例における特徴によれば、システムは、非リアルタイムの映像化システムが、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、核磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）、ポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）及び三次元超音波からなるグループから選択される。
【００２６】
下記の好適実施例における特徴によれば、システムは、位置判定器具及び前記位置設定器具が、電磁位置設定システムの一部である。
【００２７】
下記の好適実施例における特徴によれば、システムは、体に対する映像システムの位置が、体の特徴のイメージ処理によって、そして特徴に関する位置情報によりもたされる。
【００２８】
下記の好適実施例の一つの局面によれば、体内への医療処置中に体の少なくとも一つの診察部位を表示するための方法が提供される。この方法は次のステップからなる。（ａ）体の位置を決める。（ｂ）体の少なくとも一部を映像化するための映像機器の位置を決める。（ｃ）映像機器の投影平面に関連させて少なくとも一つの投影平面を定義する。（ｄ）体の少なくとも一つの診察部位を得る。（ｅ）少なくとも一つの投影平面上に少なくとも一つの診察部位を投影する。したがって、処置の間、体及び映像機器の位置が分かっているため、体と映像機器との相対位置が変化しても、少なくとも一つの投影平面上に、少なくとも一つの診察部位を投影可能である。
【００２９】
下記の好適実施例のもう一つの局面によれば、体内への医療処置中に体の少なくとも一つの診察部位を記録して表示するためのシステムが提供される。このシステムは、体内への医療処置中に、体の少なくとも一つの診察部位を表示するためのシステムで、次のものからなる。（ａ）体の位置を決めるためのメカニズム。（ｂ）体の少なくとも一部を映像化するための映像機器の位置を決めるためのメカニズム。（ｃ）映像機器の投影平面に関連させて少なくとも一つの投影平面を定義するためのメカニズム。（ｄ）体の少なくとも一つの診察部位を得るためのメカニズム。（ｅ）少なくとも一つの投影平面上に、少なくとも一つの診察部位を投影するためのメカニズム。したがって、処置の間、体及び映像機器の位置が分かっているため、体と映像機器との相対位置が変化しても、少なくとも一つの投影平面上に、少なくとも一つの診察部位を投影可能である。
【００３０】
さらに、下記の好適実施例のもう一つの局面によれば、体内への医療処置中に体の少なくとも一つの診察部位を記録して表示するための、次のステップからなる方法が提供される。（ａ）体の位置を決める。（ｂ）体の少なくとも一部を映像化するための映像機器の位置を決める。（ｃ）映像機器の投影平面に関連させて少なくとも一つの投影平面を定義する。（ｄ）カテーテルを体の一部へ挿入してカテーテルの位置を決める。（ｅ）体のその部分内の少なくとも一つの診察部位へカテーテルを送って、少なくとも一つの診察部位を記録する。（ｆ）少なくとも一つの投影平面上に少なくとも一つの診察部位を投影する。したがって、処置の間、体及び映像機器の位置が分かっているため、体と映像機器との相対位置が変化しても、少なくとも一つの投影平面上に、少なくとも一つの診察部位を投影可能である。
【００３１】
さらに、下記の好適実施例のもう一つの局面によれば、体内への医療処置中に体の少なくとも一つの診察部位を記録して表示するための、次のものからなるシステムが提供される。（ａ）体の位置を決めるためのメカニズム。（ｂ）体の少なくとも一部を映像化するための映像機器の位置を決めるためのメカニズム。（ｃ）映像機器の投影平面に関連させて少なくとも一つの投影平面を定義するためのメカニズム。（ｄ）体の一部へ挿入可能なカテーテルの位置を決めるためのメカニズム。（ｅ）体のその部分内の少なくとも一つの診察部位へカテーテルへ送ることによって、カテーテルの位置を介して少なくとも一つの診察部位を記録するためのメカニズム。（ｆ）少なくとも一つの投影平面上に、少なくとも一つの診察部位を投影するためのメカニズム。したがって、処置の間、体及び映像機器の位置が分かっているため、体と映像機器との相対位置が変化しても、少なくとも一つの投影平面上に、少なくとも一つの診察部位を投影可能である。
【００３２】
下記の好適実施例の追加の局面によれば、体内への医療処置中に、体内の少なくとも一つの診察部位へカテーテルの先端を操縦するための、次のステップからなる方法が提供される。（ａ）体の位置を決める。（ｂ）体の少なくとも一部を映像化するための映像機器の位置を決める。（ｃ）映像機器の投影平面に関連させて少なくとも一つの投影平面を定義する。（ｄ）カテーテルを体の一部へ挿入してカテーテルの位置を決める。（ｅ）少なくとも一つの投影平面上にカテーテルの少なくとも一部を投影する。（ｆ）体の一部の少なくとも一つの診察部位を得る。（ｇ）その少なくとも一つの診察部位を少なくとも一つの投影平面上に投影する。したがって、処置の間、体、カテーテル及び映像機器の位置が分かっているため、体と映像機器との相対位置が変化しても、少なくとも一つの診察部位とカテーテルの少なくとも一部は、上記少なくとも一つの投影平面上に投影可能である。このため、（ｈ）診察部位の少なくとも一つへカテーテルの先端を操縦することができる。
【００３３】
さらに、下記の好適実施例の追加の局面によれば、体内への医療処置中に体内の少なくとも一つの診察部位へカテーテルの先端を操縦するための、次のものから構成されるシステムが提供される。（ａ）体の位置を決めるためのメカニズム。（ｂ）体の少なくとも一部を映像化するための映像機器の位置を決めるためのメカニズム。（ｃ）映像機器の投影平面に関連させて少なくとも一つの投影平面を定義するためのメカニズム。（ｄ）体の一部へ挿入可能なカテーテルの位置を決めるためのメカニズム。（ｅ）少なくとも一つの投影平面上にカテーテルの少なくとも一部を投影するためのメカニズム。（ｆ）体の一部の少なくとも一つの診察部位を得るためのメカニズム。（ｇ）少なくとも一つの投影平面上に少なくとも一つの診察部位を投影するためのメカニズム。したがって、処置の間、体、カテーテル及び映像機器の位置が分かっているため、体と映像機器との相対位置が変化しても、少なくとも一つの診察部位とカテーテルの少なくとも一部は、上記少なくとも一つの投影平面上に投影可能である。そして、システムは、（ｈ）少なくとも一つの診察部位へカテーテルの先端を操縦するためのメカニズムを含む。
【００３４】
下記の好適実施例における特徴によれば、システムは、さらに、少なくとも一つの投影平面を表す少なくとも一つのイメージの範囲内に、少なくとも一つの診察部位の仮想イメージを表示するためのメカニズムからなる。
【００３５】
下記の好適実施例における特徴によれば、システムは、さらに、少なくとも一つの投影平面を表す少なくとも一つのイメージの範囲内に、カテーテルの少なくとも一部の仮想イメージを表示するためのメカニズムからなる。
【００３６】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つのイメージの範囲内へのカテーテルの少なくとも一部の表示は、その位置を少なくとも一心臓周期に渡って、また、心臓周期を通して平均化することによって行う。
【００３７】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つのイメージの範囲内へのカテーテルの少なくとも一部の表示は、その位置を少なくとも一呼吸周期に渡って平均化することによって行う。
【００３８】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つのイメージの範囲内へのカテーテルの少なくとも一部の表示は、その位置を呼吸周期を通して平均化することによって行う。
【００３９】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つのイメージの範囲内へのカテーテルの少なくとも一部の表示は、その位置を少なくとも一呼吸周期に渡って、また、呼吸周期を通して平均化することによって行う。
【００４０】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、システムは、さらに、少なくとも一つの投影平面を表す少なくとも一つのイメージの範囲内に、カテーテルの少なくとも一部の仮想イメージを表示するためのメカニズムからなる。
【００４１】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、体の位置の設定は、体上に位置判定器具を取り付けて、位置設定器具を介して体の位置を決めることによって行う。
【００４２】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、位置判定器具及び位置設定器具は、電磁位置設定システム、磁気位置設定システム、音響位置設定システム及びステレオペア光学システムからなるグループから選択される位置設定システムを形成する。
【００４３】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、体の位置の設定は、処置中に既知の位置に体を固定することを保証して行う。
【００４４】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、体の位置の設定は、映像機器が提供するイメージ内の特徴のイメージ処理によって行う。
【００４５】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記特徴は、体に当接させた映像化可能なマーカである。
【００４６】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記マーカは相互に区別可能である。
【００４７】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、体の位置の設定は、体の生理学的な活動に同期される。
【００４８】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、カテーテルは、心臓腔の内壁から局所的な電気情報を同時に採取するための複数の電極を含む。
【００４９】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、カテーテルは、歪ゲージ、電位差計、そして／あるいはカテーテルの舵取り装置のてこ作用を測定するための他のメカニズムを含む。
【００５０】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、カテーテルは、位置設定器具を介して位置判定可能な位置判定器具を含む。
【００５１】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、位置判定器具及び位置設定器具は、電磁位置設定システム、磁気位置設定システム及び音響位置設定システムからなるグループから選択される位置設定システムを形成する。
【００５２】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器はリアルタイムの映像機器である。
【００５３】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、リアルタイムの映像機器は、超音波、Ｘ線透視装置、介入性核磁気共鳴映像法及び電気生理学的画像法からなるグループから選択する。
【００５４】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器は非リアルタイムの映像機器である。
【００５５】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器は、体の一部の一次イメージを提供する。
【００５６】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器は、体の一部の二次イメージを提供する。
【００５７】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器は電気生理学的映像システムである。
【００５８】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器は、組織の活力マップに対応するイメージを提供するようにデザインされている。
【００５９】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器は、少なくとも二つのイメージを各々異なる平面上に同時に生成するように適応している。
【００６０】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、非リアルタイムの映像機器は、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、核磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）、ポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）及び三次元超音波からなるグループから選択する。
【００６１】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器の位置の設定は、映像機器に位置判定器具を取り付けて、そして位置設定器具を介して映像機器の位置を決めることによって行う。
【００６２】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、位置判定器具及び位置設定器具は、電磁位置設定システム、磁気位置設定システム、音響位置設定システム及びステレオペア光学システムからなるグループから選択される位置設定システムを形成する。
【００６３】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器の位置の設定は、体の特徴のイメージ処理によって、そして特徴に関する位置情報によって行う。
【００６４】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器の位置の設定は、体の特徴のイメージ処理によって、そして特徴に関する拡大率情報によって行う。
【００６５】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記特徴は、体に当接させた映像化可能なマーカである。
【００６６】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記特徴は、少なくとも一つのカテーテル上の映像化可能なマーカである。
【００６７】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器の位置の設定は、映像機器に固有の位置設定器具によって行う。
【００６８】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記体の一部は、体内の腔である。
【００６９】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記体の一部は、心臓、肺、腎臓、肝臓、膀胱、脳、結腸及び血管からなるグループから選択する。
【００７０】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、カテーテルの少なくとも一部の仮想イメージは、少なくとも一つの投影平面上に投影したカテーテルの少なくとも一部の仮想イメージ、少なくとも一つの投影平面上に投影したカテーテルの一部の方向の仮想イメージ、少なくとも一つの投影平面上に投影したカテーテルの少なくとも一部の弯曲の仮想イメージ、そして少なくとも一つの投影平面上に投影したカテーテルによって組織に加えた影響の仮想イメージからなるグループから選択する。
【００７１】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、カテーテルは、少なくとも一つのセンサを含む探索カテーテルである。
【００７２】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つのセンサは、生物生理学的信号を感知するセンサ、電気生理学的信号を感知するセンサ、少なくとも一つの生化学的成分を感知するセンサ、バイオメカニクス的な影響を感知するセンサ、組織の生理病理学的特性を感知するセンサ、そして映像化センサからなるグループから選択する。
【００７３】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、カテーテルは、操縦可能なカテーテル、心臓カテーテル、電気生理学的カテーテル、剔除カテーテル、そして組織にエネルギーを加えるカテーテルからなるグループから選択する。
【００７４】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、カテーテルは注入装置を含む。
【００７５】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記注入装置は、体の一部へ物質あるいは物体を注入するための注入メカニズムを含み、その物質あるいは物体は、接着剤、マイクロコイル、微小球、造影剤、成長因子及び細胞からなるグループから選択する。
【００７６】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記エネルギーは、電磁エネルギー、非コヒーレント光エネルギー、レーザ・エネルギー、マイクロ波エネルギー、機械的なエネルギー、音響エネルギー、超音波エネルギー、加熱エネルギー及び冷却エネルギーからなるグループから選択する。
【００７７】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、カテーテルは、ステント供給装置、拡張可能なバルーン、リード、リード配置メカニズム、電極、電極配置のためのメカニズム、そして誘導ワイヤからなるグループから選択するアイテムを含む。
【００７８】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、カテーテルは、誘導カテーテル、内視鏡、ニードル、外科手術用器具、そして体組織内への穿孔のためのドリルからなるグループから選択する。
【００７９】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、カテーテルは、瘻管を治療するためのカテーテル、動静脈の形成異常（ＡＶＭ）を治療するためのカテーテル、動脈瘤を治療するためのカテーテル、狭窄を治療するためのカテーテル、硬化症を治療するためのカテーテル、虚血を治療するためのカテーテル、心臓不整脈を治療するためのカテーテル、震えを治療するためのカテーテル、パーキンソン病を治療するためのカテーテル、（良性あるいは悪性）腫瘍を治療するためのカテーテル、腎臓結石を治療するためのカテーテル、そして胃潰瘍を治療するためのカテーテルからなるグループから選択する。
【００８０】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つの診察部位は、医療処置の範囲で有用な基準点、そして大きさ及び形状が治療範囲を示すポイントである。
【００８１】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、複数の、少なくとも一つの診察部位は、ラインに配置される。
【００８２】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記ラインは、閉ライン、例えば円、内臓あるいはその一部の境界線、体組織沿って任意の方向へ引いたライン、そして異なる生物生理学的な特性を持つ組織の部分間の境界線からなるグループから選択する。
【００８３】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、生物生理学的な特性は、組織の活性レベル、組織の血液灌流レベル、組織の温度レベル、組織の活動特性、組織の密度レベル、組織テクスチャ、組織の化学成分、組織の光学的透明度、体のその部分内の局所的な圧力レベル、そして組織のインピーダンス・レベルからなるグループから選択する。
【００８４】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つの診察部位は、血管の一部、少なくとも二つの血管間の接合部、そしてもう一つの診察部位に対する変位からなるグループから選択する。
【００８５】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、医療処置は、瘻管、動静脈の形成異常（ＡＶＭ）、動脈瘤、狭窄、硬化症、虚血、心臓不整脈、震え、パーキンソン病、悪性腫瘍及び良性腫瘍からなるグループから選択される医学的状態を治療するためのものである。
【００８６】
さらに、下記の好適実施例のもう一つの局面によれば、体腔面とカテーテルとの間の角度を判定するための方法が提供される。この方法は次のステップからなる。（ａ）体の位置を決める。（ｂ）体の複数の投影平面を定義する。（ｃ）カテーテルを体腔内へ挿入して、カテーテルの位置を決める。（ｄ）複数の投影平面の各々の上にカテーテルの少なくとも一部を投影する。（ｅ）複数の投影平面上の体腔面に沿って少なくとも一つのラインを投影する。したがって、カテーテルを誘導する間、体、カテーテル及びラインの位置が分かっているため、カテーテルとラインとの間の角度は定義可能である。
【００８７】
さらに、下記の好適実施例のもう一つの局面によれば、体腔面とカテーテルとの間の角度を判定する、次のものからなるシステムが提供される。（ａ）体の位置を決めるためのメカニズム。（ｂ）体の複数の投影平面を定義するためのメカニズム。（ｃ）体腔内へ挿入可能なカテーテルの位置を決めるためのメカニズム。（ｄ）上記複数の投影平面の各々に、カテーテルの少なくとも一部を投影するためのメカニズム。（ｅ）上記複数の投影平面上に、体腔面に沿う少なくとも一つのラインを投影するためのメカニズム。したがって、カテーテルを誘導する間、体、カテーテル及びラインの位置が分かっているため、カテーテルとラインとの間の角度は定義可能である。
【００８８】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、複数の投影平面は、少なくとも二つの相互に直角な平面を含む。
【００８９】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記方法は、さらに、複数の投影平面の少なくとも一つの上に、カテーテルの仮想イメージを表示するステップからなり、上記システムは、さらに、複数の投影平面の少なくとも一つの上に、カテーテルの仮想イメージを表示するためのメカニズムを含む。
【００９０】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記方法は、さらに、複数の投影平面の少なくとも一つの上に、上記ラインの仮想イメージを表示するステップからなり、上記システムは、さらに、複数の投影平面の少なくとも一つの上に、上記ラインの仮想イメージを表示するためのメカニズムを含む。
【００９１】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記方法は、さらに、複数の投影平面の少なくとも一つの上に、上記ラインの仮想イメージを表示することによって、カテーテルとラインとの間の角度を表示するステップからなり、上記システムは、さらに、複数の投影平面の少なくとも一つの上に、上記ラインの仮想イメージを表示するためのメカニズムを含むことによって、カテーテルとラインとの間の角度を表示する。
【００９２】
本発明のもう一つの好適実施例によれば、少なくとも一つの投影平面を表す少なくとも一つのイメージ内に、カテーテルの少なくとも一部の仮想イメージを表示するためメカニズムが提供される。
【００９３】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、カテーテルの少なくとも一部の仮想イメージは、少なくとも一つの投影平面上に投影したカテーテルの少なくとも一部の仮想イメージ、少なくとも一つの投影平面上に投影したカテーテルの一部の方向の仮想イメージ、少なくとも一つの投影平面上に投影したカテーテルの少なくとも一部の弯曲の仮想イメージ、そして少なくとも一つの投影平面上に投影したカテーテルによって組織に加えた影響の仮想イメージからなるグループから選択する。
【００９４】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、カテーテルは、操縦可能なカテーテル、心臓カテーテル、電気生理学的カテーテル、剔除カテーテル、そして組織にエネルギーを加えるカテーテルからなるグループから選択する。
【００９５】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、カテーテルは注入装置を含む。
【００９６】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記注入装置は、体の一部へ物質あるいは物体を注入するための注入メカニズムを含み、その物質あるいは物体は、接着剤、マイクロコイル、微小球、造影剤、成長因子及び細胞からなるグループから選択する。
【００９７】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記エネルギーは、電磁エネルギー、非コヒーレント光エネルギー、レーザ・エネルギー、マイクロ波エネルギー、機械的なエネルギー、音響エネルギー、超音波エネルギー、加熱エネルギー及び冷却エネルギーからなるグループから選択する。
【００９８】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、カテーテルは、ステント供給装置、拡張可能なバルーン、リード、リード配置メカニズム、電極、電極配置のためのメカニズム、そして誘導ワイヤからなるグループから選択するアイテムを含む。
【００９９】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、カテーテルは、誘導カテーテル、内視鏡、ニードル、外科手術用器具、そして体組織内への穿孔のためのドリルからなるグループから選択する。
【０１００】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つの診察部位は、医療処置の範囲で有用な基準点、そして大きさ及び形状が治療範囲を示すポイントである。
【０１０１】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、複数の、少なくとも一つの診察部位は、ラインに配置される。
【０１０２】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記ラインは、閉ライン、内臓あるいはその一部の境界線、体組織に沿って任意の方向へ引いたライン、そして異なる生物生理学的な特性を持つ組織の部分間の境界線からなるグループから選択する。
【０１０３】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、生物生理学的な特性は、組織の活性レベル、組織の血液灌流レベル、組織の温度レベル、組織の活動特性、組織の密度レベル、組織テクスチャ、組織の化学成分、組織の光学的透明度、体のその部分内の局所的な圧力レベル、そして組織のインピーダンス・レベルからなるグループから選択する。
【０１０４】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つの診察部位は、血管の一部、少なくとも二つの血管間の接合部、そしてもう一つの診察部位に対する変位からなるグループから選択する。
【０１０５】
また、下記の好適実施例の追加の局面によれば、体内への医療処置中に、体内の少なくとも一つの診察部位を記録してイメージとして表示するための方法が提供される。この方法は次のステップからなる。（ａ）体の位置を決める。（ｂ）体の一部へ、第一位置判定器具を含む少なくとも一つのカテーテルを挿入する。（ｃ）体のその部分を映像化するために映像機器を用いる。（ｄ）映像機器の位置を決める。（ｅ）体のその部分内の少なくとも一つの診察部位へ、上記少なくとも一つのカテーテルを送って、位置設定器具を介して少なくとも一つの診察部位を記録する。（ｆ）映像機器が生成する、体の上記部分のイメージ内の少なくとも一つの診察部位を表示及び強調表示する。処置中、体と、少なくとも一つのカテーテル及び映像機器の位置が分かっているため、体と映像機器との相対位置が変化しても、少なくとも一つの診察部位は、イメージとして投影可能で表示可能である。
【０１０６】
さらに、下記の好適実施例のもう一つの局面によれば、体内への医療処置中に体内の少なくとも一つの診察部位を記録してイメージとして表示する、次のものからなるシステムが提供される。（ａ）体の位置を決めるための第一のメカニズム。（ｂ）体の一部へ挿入可能な、第一位置判定器具で補われた少なくとも一つのカテーテル。（ｃ）体の一部を映像化するための映像機器。（ｄ）第一位置判定器具を位置決めするための、そして少なくとも一つのカテーテルの位置を決めるための位置設定器具。（ｅ）映像機器の位置を決めるための第二のメカニズム。したがって、少なくとも一つのカテーテルを体の一部へ挿入し、体の一部を映像化するための映像機器を用い、映像機器の位置を決め、体のその部分内の少なくとも一つの診察部位へ少なくとも一つのカテーテルを送り、そして、その少なくとも一つの診察部位を記録することによって、処置中、体と、少なくとも一つのカテーテル及び映像機器の位置が分かっているため、体と映像機器との相対位置が変化しても、少なくとも一つの診察部位は、映像機器が生成した体の一部のイメージ内に強調表示の状態で投影可能であり、表示可能である。
【０１０７】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、この方法は、さらに、イメージ上にカテーテルの少なくとも一部の弯曲を表示するステップからなる。
【０１０８】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、カテーテルの少なくとも一部は、カテーテルの末端部を含む。
【０１０９】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、体の一部は心臓であり、上記方法は、さらに、イメージ内に少なくとも一つのカテーテルを表示するステップからなる。
【０１１０】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、イメージ内への少なくとも一つのカテーテルの表示は、その位置を少なくとも一心臓周期に渡って平均化することによって行う。
【０１１１】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、イメージ内への少なくとも一つのカテーテルの表示は、心臓周期を通してカテーテルの位置をモニターして表示することによって行う。
【０１１２】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、イメージ内への少なくとも一つのカテーテルの表示は、カテーテルの位置を心臓周期を通してモニターして表示することによって、また、その位置を少なくとも一心臓周期に渡って平均化することによって行う。
【０１１３】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、イメージ内への少なくとも一つのカテーテルの表示は、カテーテルの位置を呼吸周期を通してモニターして表示することによって、また、その位置を少なくとも一呼吸周期に渡って平均化することによって行う。
【０１１４】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、体の一部は心臓であり、少なくとも一つのカテーテルは２本のカテーテルを含み、その少なくとも一方が剔除カテーテルであり、上記方法は、心臓不整脈の原因部分を剔除するのに役立つ。
【０１１５】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、心臓不整脈の位置は、心臓を探る２本のカテーテル間に形成される少なくとも二つの方向の交差点によって判定される。
【０１１６】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、組織平面あるいは構造は、イメージ内に表示される。
【０１１７】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、第一のメカニズムは、体上に着装可能な第二位置判定器具を含み、体の位置の設定は、位置設定器具を介して行う。
【０１１８】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、第二位置判定器具及び位置設定器具は、電磁位置設定システム、磁気位置設定システム、音響位置設定システム及びステレオペア光学システムからなるグループから選択される位置設定システムを形成する。
【０１１９】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、第一のメカニズムは、処置中に体が既知の位置に固定されることを保証することによって効力を発する。
【０１２０】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、第一のメカニズムは、イメージ内の特徴のイメージ処理によって効力を発する。
【０１２１】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記特徴は、体に当接させた映像化可能なマーカである。
【０１２２】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、第一のメカニズムは、体の生理学的な活動に同期される。
【０１２３】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つのカテーテルは、探索カテーテルを含む。
【０１２４】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つのカテーテルは、剔除機能を持つ。
【０１２５】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つのカテーテルは、体内の局所的な情報を感知するセンサを含む。
【０１２６】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つのカテーテルは、心臓腔の内壁から局所的な電気情報を同時に採取する複数の電極を含む。一つの例においては、カテーテルは、心臓内に配置されるように適応した複数の柔軟な、長手方向へ拡張可能で円周的に間隔が定められたアームを含む。もう一つの例では、カテーテルは、そのような電極で補われた可膨張性バルーンを含む。
【０１２７】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つのカテーテルは、歪ゲージ、電位差計、そして／あるいはカテーテルの舵取り装置のてこ作用を測定するための他のメカニズムを含む。
【０１２８】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つのカテーテルは、その全長の一部に沿う複数の第一位置判定器具を含み、複数の第一位置判定器具の各々は、位置設定器具を介して位置判定可能である。
【０１２９】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、第一位置判定器具及び位置設定器具は、電磁位置設定システム、磁気位置設定システム及び音響位置設定システムからなるグループから選択される位置設定システムを形成する。
【０１３０】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器はリアルタイムの映像機器である。
【０１３１】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、このリアルタイムの映像機器は、超音波、Ｘ線透視装置、介入性核磁気共鳴映像法及び電気生理学的画像法からなるグループから選択する。
【０１３２】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器は非リアルタイムの映像機器である。
【０１３３】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器は、体の一部の一次イメージを提供する。
【０１３４】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器は、体の一部の二次イメージを提供する。
【０１３５】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器は電気生理学的映像システムである。
【０１３６】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器は、組織の活力マップに対応するイメージを提供するようにデザインされている。
【０１３７】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、映像機器は、少なくとも二つのイメージを各々異なる平面上に同時に生成するように適応している。
【０１３８】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、非リアルタイムの映像機器は、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、核磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）、ポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）及び三次元超音波からなるグループから選択する。
【０１３９】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、第二のメカニズムは、映像機器上に第二の位置判定器具を取り付けて、位置設定器具を介して映像機器の位置を決めることによって効力を発する。
【０１４０】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、第二位置判定器具及び位置設定器具は、電磁位置設定システム、磁気位置設定システム、音響位置設定システム及びステレオペア光学システムからなるグループから選択される位置設定システムを形成する。
【０１４１】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、第二のメカニズムは、イメージ内の特徴のイメージ処理によって、また、特徴に関する位置情報によって効力を発する。
【０１４２】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記特徴は、体に当接させた映像化可能なマーカである。
【０１４３】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記特徴は、少なくとも一つのカテーテル上の映像化可能なマーカである。
【０１４４】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、第二のメカニズムは、映像機器に固有の位置設定器具によって効力を発する。
【０１４５】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つの診察部位は、体内の心臓内にある。
【０１４６】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つのカテーテルは治療機能を持ち、少なくとも一つの診察部位は、少なくとも一つのカテーテルによって治療される少なくとも一つのポイントである。
【０１４７】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記治療は、剔除または経皮的心筋血管再生（ＰＭＲ）、細胞移植あるいは成長ホルモンの適用である。
【０１４８】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つの診察部位は、少なくとも一つのカテーテルによって治療される少なくとも一つのポイントに対して変位した少なくとも一つのポイントである。
【０１４９】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つのカテーテルは、体内の局所的な情報を感知するセンサを含み、少なくとも一つの診察部位は、局所的な情報に従って決まる。
【０１５０】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記体の一部は、体内の腔である。
【０１５１】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記体の一部は、心臓、肺、腎臓、肝臓、膀胱、脳、結腸及び血管からなるグループから選択する。
【０１５２】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、位置の少なくとも一つは、自由度が少なくとも３の状態で判定される。
【０１５３】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、位置の少なくとも一つは、自由度が少なくとも４の状態で判定される。
【０１５４】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、位置の少なくとも一つは、自由度が少なくとも５の状態で判定される。
【０１５５】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、位置の少なくとも一つは、自由度が少なくとも６の状態で判定される。
【０１５６】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つの診察部位は、その性質あるいは特性を示す特有な様式で強調表示される。
【０１５７】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つの診察部位は、共通の性質あるいは特性を持つ複数の診察部位を含み、それらを結ぶラインによって強調表示される。
【０１５８】
診察部位の、あるいはそれによって強調表示される目印の情報は、その性質上、三次元である。したがって、適当なアルゴリズムを用いて、観察者が深度を三次元的に認識できるようにデザインした、二つのイメージを生成することができる。そのようなイメージは、例えば、フィルタリングあるいは偏光を行った光を用い、適当なフィルタリングあるいは偏光を行う眼鏡を観察者が身につけることによって得ることができる。択一的に、必要なイメージを観察者の各々の眼に提供するために、頭に装着する表示器を用いることもできる。いずれの場合も、観察者は、診察部位あるいはそれによって強調表示された目印の深度を読みとる。
【０１５９】
下記の好適実施例における特徴によれば、上記システムは、さらに、（ｆ）体の一部を映像化するための少なくとも一つの追加の映像機器と、（ｇ）その少なくとも一つの追加の映像機器の位置を決めるための第三のメカニズムとからなる。このため、少なくとも一つの追加の映像機器が生成する体の一部の、少なくとも一つの追加イメージの範囲内に少なくとも一つの診察部位を表示する、また、強調表示することが可能である。したがって、処置中、体及び少なくとも一つのカテーテルの位置が分かっているため、体の相対位置が変化しても、少なくとも一つの診察部位は、少なくとも一つの追加イメージの範囲内に投影可能で表示可能である。
【０１６０】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記イメージ及び少なくとも一つの追加イメージは、予め定めた相対性で投影される。
【０１６１】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つの診察部位の表示及び強調表示は、映像機器によって、あるいは複数の、例えば一対の映像機器によって生成される体の一部の少なくとも二つのイメージの範囲内に行う。この場合、各々のイメージは、体の一部の異なる平面に関連する。
【０１６２】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記少なくとも二つのイメージは同時に表示される。
【０１６３】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、少なくとも二つのイメージは、少なくとも二つの直交平面に関する。
【０１６４】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、上記システムは、さらに、イメージ・データそして／あるいは少なくとも一つの診察部位のデータを受けてメモリに保存するためのメモリ・モジュールからなる。
【０１６５】
さらに、下記の好適実施例における特徴によれば、位置設定器具は映像機器に接続している。
【０１６６】
下記の好適実施例のもう一つの局面によれば、次のものからなる剔除装置が提供される。（ａ）剔除ＲＦを生成するための第一のＲＦコイル。（ｂ）剔除ＲＦを感知するための第二のＲＦコイル。（ｃ）感知したＲＦを所定閾値に比較するためのコンパレータ。
【０１６７】
さらに、下記の好適実施例のもう一つの局面によれば、次のものからなる剔除システムが提供される。（ａ）剔除チップを持つ剔除カテーテル。（ｂ）空間内の少なくとも剔除チップの位置を提供するように、カテーテルと共に操作可能な位置設定システム。（ｃ）剔除処置中に、空間内の剔除チップの位置をモニターするためのメカニズム。この構成によって、システムは、剔除チップの位置が所定閾値を越えて空間的に逸脱するとき、操作者に報告する、あるいは自動的に剔除処置を終了する。
【０１６８】
さらに、下記の好適実施例のもう一つの局面によれば、剔除処置中に、効果的に剔除した領域の形状及び大きさを評価するための、次のステップからなる方法が提供される。（ａ）剔除すべき組織に剔除カテーテルを接触させる。（ｂ）剔除カテーテルを操作して組織を剔除すると同時に、剔除組織に対する剔除カテーテルの位置、そして、時間の関数として、剔除カテーテルから放出された、あるいは剔除カテーテルによって吸収された実際の出力をモニターすることによって、組織の少なくとも剔除出力放散関数を、そしてオプションとして組織に対するカテーテル先端の角度を考慮に入れて、剔除処置中に効果的に剔除された領域の形状そして／あるいは大きさを判定する。
【０１６９】
本発明は、患者の体の、その一部へ挿入したカテーテルの、そしてその部分を映像化する映像機器の位置を決めることが可能なシステムを提供することによって、現在既知である機器構成の欠点を解決する。本発明においては、診察部位は、異なる平面の、あるいは源のイメージ間で投影可能である。
【０１７０】
【好適実施例の説明】
本発明は、体の、体内へ挿入したカテーテルの、そしてカテーテル及び体を映像化するために用いる映像機器の位置データを同時に得ることが可能なシステムに関する。このシステムは、体の、体内へ挿入したカテーテルの、そしてカテーテル及び体を映像化するために用いる映像機器の位置データを同時に得るために用いることができる。特に、本発明は、上記位置判定可能な品目間の相対位置が変化しても、体内の少なくとも一つの診察部位をイメージとして、記録及び表示するために用いることができる。
【０１７１】
本発明によるシステムの原理及び作用は、図面及び説明文から理解することができる。
【０１７２】
本発明の少なくとも一つの実施例を詳細に説明する前に、本発明は、次の説明あるいは図面に示す要素の詳細な構造及び構成に限られるものではないことを理解すべきである。本発明は、他の実施例も可能であり、また種々の方法で行うことも可能である。また、本文で用いる表現及び専門用語は、説明を目的とするものであって、限定するものと見なされるべきではない。例えば、ここで用いる用語「カテーテル」は、内科あるいは外科手術中に患者の体内へ挿入される柔軟な、そして硬直なツール、プローブ、電極、内視鏡、注射針等のニードルなどを意味する。
【０１７３】
さて、図面を参照する。図１及び図２は、限定せずに本発明を示す。本発明によれば、体内への医療処置中に、体内の少なくとも一つの診察部位をイメージとして記録及び表示するシステムが提供される。このシステムは、本文においてシステム２０と言及する。システム２０は、符号２４で示す患者の体の一部を映像化するための映像機器２２を含み、さらに、体２４内へ、例えば体２４内にある腔２８内へ挿入可能なカテーテル２６を含む。
【０１７４】
明細書及び請求項で用いる用語「映像機器」は、同じ、あるいは異なる性質の単一の機器及び複数の機器の両方に言及する。
【０１７５】
明細書及び請求項で用いる用語「腔」は、例えば、血管及び心臓等の循環器系の腔、肺腔及び呼吸気管等の呼吸器系の腔、消化器系の腔、泌尿系の腔等の体内の中空に言及する。
【０１７６】
明細書及び請求項で用いる用語「位置」または「部位」は、例えば、少なくとも自由度が２あるいは３の、２次元あるいは３次元（より好ましい）における座標の基準系に対する、点の位置に言及する。
【０１７７】
本発明の主旨として、体２４、カテーテル２６及び映像機器２２間の相対位置を判定する能力がある。したがって、（ｉ）体２４内の診察部位は、機器２２によって提供されるイメージとして示される（強調表示される）。（ｉｉ）このような診察部位は、一つ以上の映像機器によって得た異なる投影イメージ内に提示可能である。あるいは診察部位の記録の前後における一つ以上の時点において、隣り合せで（イメージ内に）提示可能である。換言すれば、このような診察部位は、すべての、このようなイメージ間で投影可能で、また、別個の表示としても投影可能である。このため、内科医は、例えば、現在はもう提示されていないイメージ平面あるいはイメージ方向にある以前にログインした、あるいは記録した診察部位へ戻ることが可能である。（ｉｉｉ）このような診察部位は、メモリ内に記録可能で、例えば、異なる時間あるいは場所で行われる、同じ患者の処置に用いることができる。そして（ｉｖ）Ｘ線透視装置を用いて心臓内等の腔自体を映像化できない場合は、このような診察部位は、いくつかの基準腔座標を標識するために用いられる。基準腔座標は、ユーザが体腔内の位置を知ることを助けるため、処置時間が短くなり、患者及び治療スタッフが放射線を浴びる量が低下する。なぜなら、処置中、このような診察部位を集めて記録してしまえば、処置の途中で映像機器を長時間停止させる、あるいは、途中から完全に停止させることができるためである。
【０１７８】
この目的は、本発明による位置設定システムによって部分的に達成される。位置設定システムは、位置設定器具３０（典型的に、電磁波あるいは音波による送信器あるいは受信器）そして単数あるいは複数の位置判定器具３２（典型的に、電磁波あるいは音波による受信器あるいは送信器）を含む。単数あるいは複数の位置判定器具３２は、カテーテル２６に沿った一つの、または複数の位置、通常、カテーテルの先端あるいは近傍で係合し、器具３０に対するカテーテル２６の、３以上（例えば４、好ましくは５、より好ましくは６）の自由度における位置データを提供する。器具３０は、種々の位置に配置でき、器具３２に対する実効距離内のどの位置にあってもよい。図１に示すように、映像機器２２上に設けることもできる。この場合、カテーテル２６の位置は、機器２２との関係で判定することができる。図２に示すように、医療処置中に患者が横たわる手術台３４上に設けることもできる。本文の説明のように機能する受信器及び送信器の例が米国特許第５,４４３,４８９号に提供されている。
【０１７９】
さらに、本発明の目的は、体２４の位置を決めることによって、部分的に達成される。図１及び図２に示すように、本発明の実施例によれば、少なくとも一つの位置判定器具３８が、胸あるいは背中等、体２４上の外部の位置に取り付けられる。あるいは患者の体２４内の望ましい位置に配置される。このため、器具３０に対する体２４の位置を、３以上（例えば４、好ましくは５、より好ましくは６）の自由度で確立可能である。一つの実施例によれば、位置判定器具を取り付けるには、上記の背景のセクションで詳述したように、例えば、患者の心臓腔内への処置中に一つ以上の基準カテーテルを挿入し、心臓内に動かないように残す。本発明によれば、体２４の位置は、択一的に、映像機器を介して得た体のイメージの特徴を、例えば、パターン認識、エッジ・エンハンスメント、エッジ検出、形状検出のようなイメージ認識あるいは加工技術を用いて、イメージ処理することによって判定することができる。これらの特徴は、既知の位置に取り付ける映像化可能なマーカ４４であり（例えば、二つ以上、図１及び図２には二個のマーカがある）、４あるいは五個のマーカが適当に分配されるが、マーカは区別可能であることが好ましい。例えば、異なる半径の小さな金属ディスクは、自由度６（Ｘ、Ｙ、Ｚ、α、β及びγ）の位置情報を容易に提供する。択一的に、体２４の位置は、処置中に既知の位置に固定して、記憶することができる。用いるマークそして／あるいは位置判定器具は、その位置を、例えば、耐久性インクあるいは入れ墨で患者の体上に永久に、あるいは一時的に標識することによって、患者の体上の、以前の位置に正確に再び配置することができる。イメージ処理あるいは認識技術は、本技術ではよく知られているため、ここでさらに説明を加える必要はない。いずれにしても、体２４の位置の設定は、体あるいはその一部を律動的に動かす、呼吸及び心臓の鼓動等の体の生理学的な運動に同期させることができる。
【０１８０】
さらに、本発明の目的は、映像機器２２の位置を決めることによって、部分的に達成される。例えば図１に示すように器具３０が機器２２に物理的に接触する構成では、器具３０の位置が基準となり、その位置が確立する。例えば図２に示すように器具３０が機器２２に物理的に接触しない構成では、機器２２が少なくとも一つの位置判定器具４０を含むため、器具３０に対する機器２２の位置は、３以上（例えば４、好ましくは５、より好ましくは６）の自由度において確立可能である。また、本発明によれば、カテーテル２６を映像化可能なマーカ４６で標識し、機器２２の位置データ及びイメージ処理を組み合わせることによって、機器２２の位置は確立可能である。映像機器の位置の確立は、択一的に、映像機器に特有の位置決め器具によって行うことができる。例えば、核磁気共鳴映像システムは、このような固有の位置決め器具を含む。このような器具は、固定基準座標系に対する映像機器の部品の移動を記録する。本発明によれば、特に図２に示すように、機器２２と共にもう一つの映像機器５２を用いて、体２４の追加のイメージを得ることができる。機器５２の位置は機器２２のそれと同様に確立され、このような追加のイメージ上に診察部位を投射することができる。そして、機器５２の位置を決めるために、器具４０に類似する位置判定器具４０ａを用いることができる。択一的に、機器５２の位置を決めるために、機器２２に関して上記に説明したイメージ処理を用いることも可能である。
【０１８１】
本発明の好適実施例によれば、位置設定器具３０と上記位置判定器具３２、３８そして／あるいは４０とは、電磁位置設定システム、磁気位置設定システム及び音響位置設定システムからなるグループから選択される位置設定システムを形成する。例えば器具３８及び４０等の体外位置判定器具の場合、ステレオペア光学システムも適用可能である。これらの選択肢は、米国特許第５,４４３,４８９号及び第５,６６２,１０８号、ＷＯ９７/２５１０１、ＷＯ９８/１１８４０、ＷＯ９７/２９７０１、ＷＯ９７/２９６８２及びＷＯ９７/２９６８５そして本発明者が１９９８年８月２日に出願したＩＬ特許出願第１２５６２６号に説明されているため、ここでは詳細に説明しない。現時点で望ましい選択肢は、ＩＬ特許出願第１２５６２６号に開示されているもので、これは、単一のシステムによって、ここに説明するすべての必要な位置情報を判定することを可能にするものである。
【０１８２】
本発明のこの実施例によれば、体、体内へ挿入したカテーテル、そして映像機器の相対位置が確立される。その結果として、カテーテルが指す診察部位を記録することが可能である。方向が分かっているため、このような部位は、その後どんな方向からでもイメージとして取り出して表示することができる。したがって、カテーテルを患者の体の一部へ挿入し、体のその部分を映像化するための映像機器を用い、映像機器の位置を確立し、体のその部分内の診察部位へカテーテル（例えば、その先端）を送り、そして、その部位を記録することによって、処置の間、体、カテーテル及び映像機器の位置、そして映像機器が用いる拡大率が分かるため、特に体と映像機器との相対位置が変化しても、映像機器によって生成された体のその部分のイメージ内に強調表示させて診察部位を投影及び表示することができる。
【０１８３】
好適実施例のもう一つの局面によれば、体内への医療処置中に、体内の少なくとも一つの診察部位をイメージとして記録及び表示するための方法が提供される。この方法は、次のステップを行うことからなる。第一のステップでは、体の位置を決める。第二のステップでは、位置判定器具を含む少なくとも一つのカテーテルを体の一部に挿入する。第三のステップでは、体のその部分を映像化するために映像機器を用いる。第四のステップでは、映像機器の位置を決める。第五のステップでは、体のその部分内の診察部位へカテーテルを進め、そして位置設定器具を介して診察部位を記録する。第六のステップでは、体のその部分のイメージ内に診察部位を強調表示するが、イメージは映像機器によって生成される。その結果、処置の間、体、カテーテル及び映像機器の位置が分かっているため、体と映像機器との相対位置が変化しても、体のその部分のイメージ内に診察部位を投影及び表示することができる。
【０１８４】
好適実施例のもう一つの局面によれば、体内への医療処置中に、体の少なくとも一つの診察部位を表示するための方法が提供される。この方法は、次のステップを行うことからなる。第一のステップでは、体の位置を決める。第二のステップでは、体の少なくとも一部を映像化するのに役立つ映像機器の位置を決める。第三のステップでは、映像機器の投影平面に相対的に（すなわち、０から３６０°で）少なくとも一つの投影平面を確立する。第四のステップでは、少なくとも一つの診察部位を獲得して、それを、その少なくとも一つの投影平面上に投射する。したがって、処置の間、体及び映像機器の位置が分かっているため、体と映像機器との相対位置が変化しても、その少なくとも一つの診察部位を、その少なくとも一つの投影平面上に投影可能である。
【０１８５】
同様に、好適実施例は、また、体内への医療処置中に、体の少なくとも一つの診察部位を記録して表示するためのシステムを提供する。このシステムは、体の位置を決めるメカニズムと、体の少なくとも一部を映像化するための映像機器の位置を決めるメカニズムと、映像機器の投影平面に関連させて少なくとも一つの投影平面を定義するためのメカニズムと、体の、少なくとも一つの診察部位を得るためのメカニズムと、そして少なくとも一つの投影平面上に少なくとも一つの診察部位を投影するためのメカニズムとからなる。したがって、処置の間、体と映像機器との位置が分かっているため、体と映像機器との相対位置が変化しても、少なくとも一つの投影平面上に少なくとも一つの診察部位を投影可能である。
【０１８６】
さらに、好適実施例のもう一つの局面によれば、体内への医療処置中に、体の少なくとも一つの診察部位を記録して表示するための方法が提供される。この方法は、次のステップを行うことからなる。第一のステップでは、体の位置を決める。第二のステップでは、体の少なくとも一部を映像化するのに役立つ映像機器の位置を決める。第三のステップでは、映像機器の投影平面に関連させて少なくとも一つの投影平面を定義する。第四のステップでは、体のその部分へカテーテルを挿入し、カテーテルの位置を決める。第五のステップでは、体のその部分内の少なくとも一つの診察部位へカテーテルを進ませ、そして少なくとも一つの診察部位を記録する。第六のステップでは、少なくとも一つの投影平面上に、少なくとも一つの診察部位を投影する。したがって、処置の間、体及び映像機器の位置が分かっているため、体と映像機器との相対位置が変化しても、少なくとも一つの投影平面上に、少なくとも一つの診察部位を投影可能である。
【０１８７】
同様に、好適実施例は、また、体内への医療処置中に、体の少なくとも一つの診察部位を記録して表示するためのシステムを提供する。このシステムは、体の位置を決めるためのメカニズムと、体の少なくとも一部を映像化するための映像機器の位置を決めるメカニズムと、映像機器の投影平面に関連させて少なくとも一つの投影平面を定義するためのメカニズムと、体のその部分へ挿入可能なカテーテルの位置を決めるためのメカニズム体のその部分内の少なくとも一つの診察部位へカテーテルを送ることによって、カテーテルの位置を介して、その少なくとも一つの診察部位を記録するためのメカニズムと、上記少なくとも一つの投影平面上に、その少なくとも一つの診察部位を投影するためのメカニズムとからなる。したがって、処置の間、体及び映像機器の位置が分かっているため、体と映像機器との相対位置が変化しても、少なくとも一つの投影平面上に、少なくとも一つの診察部位を投影可能である。
【０１８８】
好適実施例の追加の局面によれば、体内への医療処置中に、体内の少なくとも一つの診察部位へカテーテルの先端を操縦するための方法が提供される。この方法は、次のステップを行うことからなる。第一のステップでは、体の位置を決める。第二のステップでは、体の少なくとも一部を映像化するために用いる映像機器の位置を決める。第三のステップでは、映像機器の投影平面に関連させて、少なくとも一つの投影平面を定義する。第四のステップでは、体の一部へカテーテルを挿入し、カテーテルの位置を決める。第五のステップでは、上記少なくとも一つの投影平面上にカテーテルの少なくとも一部を投影する。第六のステップでは、体のその部分の少なくとも一つの診察部位を得る。第七のステップでは、その少なくとも一つの診察部位を、上記少なくとも一つの投影平面上に投影する。したがって、処置の間、体、カテーテル及び映像機器の位置が分かっているため、体と映像機器との相対位置が変化しても、少なくとも一つの診察部位とカテーテルの少なくとも一部は、上記少なくとも一つの投影平面上に投影可能である。第八のステップでは、少なくとも一つの診察部位へカテーテルの先端を操縦する。
【０１８９】
同様に、好適実施例は、また、体内への医療処置中に、体内の少なくとも一つの診察部位へカテーテルの先端を操縦するためのシステムを提供する。このシステムは、体の位置を決めるためのメカニズムと、体の少なくとも一部を映像化するための映像機器の位置を決めるメカニズムと、映像機器の投影平面に関連させて少なくとも一つの投影平面を定義するためのメカニズムと、体の一部へ挿入可能なカテーテルの位置を決めるためのメカニズムと、上記少なくとも一つの投影平面上に、カテーテルの少なくとも一部を投影するためのメカニズムと、体の一部の少なくとも一つの診察部位を得るためのメカニズムと、上記少なくとも一つの投影平面上に少なくとも一つの診察部位を投影するためのメカニズムとからなる。したがって、処置の間、体、カテーテル及び映像機器の位置が分かっているため、体と映像機器との相対位置が変化しても、少なくとも一つの診察部位とカテーテルの少なくとも一部は、上記少なくとも一つの投影平面上に投影可能である。このシステムは、さらに、少なくとも一つの診察部位へカテーテルの先端を操縦するためのメカニズムを含む。
【０１９０】
好適実施例によれば、少なくとも一つの投影平面を表す少なくとも一つのイメージ内に、少なくとも一つの診察部位の仮想イメージを表示するメカニズムが提供される。
【１９１】
もう一つの好適実施例によれば、少なくとも一つの投影平面を表す少なくとも一つのイメージ内に、カテーテルの少なくとも一部の仮想イメージを表示するメカニズムが提供される。
【０１９２】
さらに、もう一つ好適実施例によれば、カテーテルの少なくとも一部の仮想イメージは、上記少なくとも一つの投影平面上に投影したカテーテルの少なくとも一部の仮想イメージ、上記少なくとも一つの投影平面上に投影したカテーテルの一部の方向の仮想イメージ、上記少なくとも一つの投影平面の上に投影したカテーテルの少なくとも一部の弯曲の仮想イメージ、そして上記少なくとも一つの投影平面上に投影したカテーテルによって組織に加えられる影響の仮想イメージからなるグループから選択される。
【０１９３】
好適実施例によれば、さらに下記に詳述するが、複数の診察部位は、限定せずに、閉線、内臓あるいはその一部の境界線、体組織に沿って任意の方向へ引いた線分、そして異なる生物生理学的な特性を持つ組織部分間の境界線等のラインに配置される。そのような生物生理学的な特性としては、限定せずに、組織活性レベル、組織血液灌流レベル、組織温度、組織の運動特性、組織密度、組織テクスチャ、組織化学成分、組織の光学的透明度、体の局所的な圧力レベルそして組織インピーダンス・レベル等がある。
【０１９４】
好適実施例における診察部位は、血管の一部、少なくとも二つの血管間の接合部、そしてもう一つの診察部位に対する変位から得ることができる。
【０１９５】
さらに、好適実施例のもう一つの局面によれば、体腔面とカテーテルとの間の角度を判定するための方法が提供される。この方法は、次のステップを行うことからなる。第一のステップでは、体の位置を決める。第二のステップでは、体の複数の投影平面を定義する。第三のステップでは、体腔へカテーテルを挿入し、その位置を決める。第四のステップでは、上記複数の投影平面の各々に、カテーテルの少なくとも一部を投影する。第五のステップでは、体腔面に沿う少なくとも一つのラインを上記複数の投影平面上に投影する。したがって、カテーテルを誘導する間、体、カテーテル及びラインの位置が分かっているため、カテーテルとラインとの間の角度を定義することができる。
【０１９６】
同様に、好適実施例は、体腔面とカテーテルとの間の角度を判定するためのシステムを提供する。このシステムは、体の位置を決めるためのメカニズムと、体の複数の投影平面を定義するためのメカニズムと、体腔内へ挿入可能なカテーテルの位置を決めるためのメカニズムと、上記複数の投影平面の各々に、カテーテルの少なくとも一部を投影するためのメカニズムと、上記複数の投影平面上に、体腔面に沿う少なくとも一つのラインを投影するためのメカニズムと、したがって、カテーテルを誘導する間、体、カテーテル及びラインの位置が分かっているため、カテーテルとラインとの間の角度が定義可能である。限定しない一つの実施例によれば、上記複数の投影平面は少なくとも二つの相互に直角な平面を含む。
【０１９７】
好適実施例によれば、上記の方法は、さらに、上記複数の投影平面の少なくとも一つに、カテーテルの仮想イメージを表示することによって行われ、上記システムは、さらに、前記複数の投影平面の少なくとも一つに、カテーテルの仮想イメージを表示するためのメカニズムを含む。
【０１９８】
もう一つの好適実施例によれば、上記の方法は、さらに、上記複数の投影平面の少なくとも一つに、上記ラインの仮想イメージを表示することによって行われ、上記システムは、さらに、上記複数の投影平面の少なくとも一つに、上記ラインの仮想イメージを表示するためのメカニズムを含む。
【０１９９】
さらに、もう一つ好適実施例によれば、上記の方法は、さらに、上記複数の投影平面の少なくとも一つに、上記ラインの仮想イメージを表示することによって、カテーテルとラインとの間の角度を表示し、上記システムは、さらに、上記複数の投影平面の少なくとも一つに、上記ラインの仮想イメージを表示するためのメカニズムを含み、カテーテルとラインとの間の角度を表示する。
【０２００】
第一の座標系に関わる診察部位の投影から、もう一つの投影を可能にする数学に関しては、よく知られているため、本文では説明を必要としない。
【０２０１】
好適実施例におけるカテーテルは、どのようなタイプのものであってもよく、例えば、本技術において探索カテーテルとして知られているものであってもよい。明細書及び請求項において用いる用語「探索カテーテル」は、例えば、電気生理学的な運動等の生物学的活動（または、例えば、血管内あるいは心臓内超音波による形状）を感知するためのセンサを備えるカテーテルに言及する。カテーテルは、体内への治療を提供するようにデザインされていることが好ましい。そのような治療として、剔除（例えば、無線周波数（ＲＦ）による剔除）や、薬剤の体内への局所的な投与がある。操縦可能な剔除用カテーテルや、本発明の範囲で用いる他の望ましいものについては、米国特許第５,４４３,４８９号（参照により本文に完全に記載したものとする）に説明がある。択一的に、あるいは追加として、カテーテルは、体内の局所的な情報を感知するための局所的なセンサを含む。一つの例としては、体内の電気的作用を記録するための電極センサがある。このようなセンサや、本発明の範囲で用いる他の望ましいものについては、米国特許第５,６６２,１０８号及び第５,４０９,０００号（これらは、参照により本文に完全に記載したものとする）に説明がある。米国特許第５,４０９,０００号の説明によれば、本発明の一つの実施例によるカテーテルは、心臓内への配置に適合した複数の柔軟なアームを含む。これらのアームは、円周的に間隔が定められており、長手方向へ拡張可能である。したがって、心臓内の複数の位置で同時に電気的作用を記録することができる。
【０２０２】
図３に、位置判定器具７２、カテーテル７０の先端部分に設けた拡張可能な担体７４、そして担体７４によって運ばれる複数の電極７６を含むカテーテル７０を示す。
【０２０３】
好適実施例によれば、カテーテルは、生物生理学的信号を感知するセンサ、電気生理学的信号を感知するセンサ、少なくとも一つの生化学的な成分を感知するセンサ、バイオメカニクス的な影響を感知するセンサ、組織の生理病理学的な特徴を感知するセンサ、そして映像化センサからなるグループから選択される少なくとも一つのセンサを含む探索カテーテルである。
【０２０４】
さらに、もう一つ好適実施例によれば、カテーテルは、操縦可能なカテーテル、心臓カテーテル、電気生理学的カテーテル、剔除カテーテル、そして組織にエネルギーを与えるカテーテルからなるグループから選択される。さらに、もう一つ好適実施例によれば、カテーテルは、体の一部へ物質あるいは物体を注入する注入メカニズムを持つ注入装置を含む。この物質あるいは物体は、接着剤、マイクロコイル、微小球、造影剤、成長因子及び細胞からなるグループから選択される。
【０２０５】
本発明を具現するために用いるカテーテルは、如何なるタイプのエネルギーでも放射あるいは吸収することができる。限定せずに、電磁エネルギー、非コヒーレント光エネルギー、レーザ・エネルギー、マイクロ波エネルギー、機械的なエネルギー、音響エネルギー、超音波エネルギー、加熱エネルギーそして冷却エネルギーを含む。
【０２０６】
本発明を具現するために用いるカテーテルは、ステント供給装置、拡張可能なバルーン、リード、リード配置メカニズム、電極、電極配置メカニズム及び誘導ワイヤを含む。カテーテルは、誘導カテーテル、内視鏡、ニードル、体組織へ孔を開ける外科手術用器具及びドリル、瘻管を治療するためのカテーテル、動静脈の形成異常（ＡＶＭ）を治療するためのカテーテル、動脈瘤を治療するためのカテーテル、狭窄を治療するためのカテーテル、硬化症を治療するためのカテーテル、虚血を治療するためのカテーテル、不整脈を治療するためのカテーテル、震えを治療するためのカテーテル、パーキンソン病を治療するためのカテーテル、（良性あるいは悪性）腫瘍を治療するためのカテーテル、腎臓結石を治療するためのカテーテル、または胃潰瘍を治療するためのカテーテルであってもよい。
【０２０７】
好適実施例によれば、カテーテル先端の位置及び方向を表示することに加えて、カテーテルの所望の部分の弯曲（曲がり）、そして特に、カテーテル先端（すなわち、末端部）に隣接する部分を、イメージとして部分的に、あるいは完全に表示する。このような情報は、内科医が、カテーテルの位置を知って、それを所望の方向へ操縦する能力をかなり向上させる。さもなければ、このような情報は、患者とスタッフとの両方が受ける放射線のために望ましくないとされるところの、Ｘ線透視法を一定に用いる以外には得ることができないものである。カテーテルの先端に配置した位置判定器具は、カテーテルの位置及び方向を提供する。先端よりも先行するカテーテルの遠位の弯曲に関する情報は、例えば、次のようにして得ることができる。（ｉ）弯曲をモニターするカテーテルの関連部分内へ、一つあるいは複数の歪ゲージ、電位差計、そして／あるいは、カテーテルの舵取り装置のてこ作用を測定する他のメカニズムを組み込む。（ｉｉ）カテーテルの近位端に設けられた舵取り装置のてこ作用を測定する。そして／あるいは（ｉｉｉ）弯曲モニタリングを行うカテーテルの関連部分全長に渡って位置判定器具を追加して配置する。このようなカテーテルの弯曲に関する情報と、先端の位置及び方向に関する情報とによって、イメージ上に、カテーテルの関連部分の弯曲（曲がり）、特に、カテーテルの先端に先行する遠位部分を計算して表示することを可能にする。このような表示は、例えば、破線あるいはスプラインの形式で行うことができ、表示の各部分が、カテーテルの個々の部分あるいは一部を表す。
【０２０８】
もう一つの好適実施例によれば、心臓の拍動へのカテーテル先端位置の連続的な同期化が行われる。この実施例によれば、心臓の組織に向かって位置したカテーテルの先端位置の測定は、心臓周期内の単に特定な時点だけではなく、各心臓周期を通じて連続的に行われる。この点に関して、心臓の組織上の位置を測定する既知のシステムでは、ＥＣＧ信号の既知の時点（例えば、Ｒ波）へ、このような位置をゲーティングすることによって、このような測定の心臓周期への同期化が行われる。このようなシステムとしては、結像平面（例えば、ＣＴ、超音波）のコレクションから三次元イメージを再構築するシステムや、例えば米国特許第５,７３８,０９６号に説明されているシステムがある。結果的に、このような測定は、心臓周期への正確な同期化が必要であり、比較的に遅い速度で心臓周期毎に一度更新される。逆に、連続平均値算出法は、心臓周期に対する測定時間に依存せず、心臓周期の半分の更新速度になる。心臓周期（収縮期及び拡張期合計時間）に沿って得た測定値のコレクションの連続的な平均化では、カテーテルの先端位置を測定する毎に、その測定値を、ＥＣＧ信号によって、あるいは脈拍から最近測定した心臓周期に匹敵する時間で先に測定したすべての、あるいはいくつかの測定値と平均化する。実験的に、内科医に最も便利な表示は、心臓周期内の任意の瞬間におけるカテーテルの先端の位置及び方向（内科医がＸ線透視装置でカテーテルを見ることに慣れているため）と、上記に説明したように計算した先端の平均位置との両方を含むことが分かっている。このような統合表示は、心臓組織上の所望の位置へカテーテルの先端を操縦する作業をかなり容易にする。必要なら、呼吸周期に関連する体の局所運動を明らかにするために同様のアプローチをとる。
【０２０９】
好適実施例は、心臓不整脈の原点の特定を、より正確に行うことが可能な手段を提供する。この機能は、心臓組織上の異なる方向で得た二つの測定値の組合せによって実行される。心臓の不整脈の原点の特定は、通常、多電極電気生理学的カテーテルを用いて、差動測定によって行われる。例えば、これらの電極の二つ、カテーテルの先端に配置された剔除電極と、隣接するリング型電極とを用いて行う。したがって、不整脈の原点は、二つの電極を結ぶラインに沿うどこかに位置することになる。結果的に、通常行われるように、治療のための所望の位置として、剔除カテーテルの先端の位置を選択することは、必ずしも正確ではなく、有害である場合もある。この実施例によれば、治療のための所望の位置（すなわち、心臓不整脈の原点）は、測定中に、カテーテルの先端に対応するポイントとしてだけではなく、カテーテルの方向を示すラインとしても標識される。心臓組織上の二つの異なる方向で二つの測定値を得ることによって、二つの方向の交差点として、心臓不整脈の正確な原点が標識される。このような方向を標識及び記憶可能なように診察部位を提供及び記憶して、連続的な測定を行い、それから取り出した位置的な、そして電気的な情報を、心臓不整脈の正確な原点を計算するために用いる。
【０２１０】
心臓に適用するために、カテーテルは、さらに、ペースメーカの機能（ペースメーカ電極）を含むことが好ましい。好適実施例による心臓への適用に有効なカテーテルは、米国カリフォルニア州サンノゼにあるＥＰテクノロジーズ（EP Technologies）、米国 フロリダ州マイアミにあるコーディスウェブスター社（Cordis Webster Inc.）、米国カリフォルニア州サニーベールにあるカーディアックパスウエイズ社（Cardiac Pathways Corp.）、そして米国ミネソタ州セントポールにあるエンドカーディアルソルーションズ社（Endocardial Solutions Inc.）から市販されている。
【０２１１】
好適実施例は、体腔面へある角度でツール（例えば、カテーテル先端）を導くための操縦を助けるために用いることができる。特定な処置（例えば、心臓内ＰＭＲ、遺伝子療法あるいは細胞に基づく治療）では、操縦可能なカテーテルの端部（先端）に取り付けたアクチュエータの、組織に対する正確な方向が、手術の成功には不可欠である。したがって、操縦可能なカテーテルを組織に対して巧みに操るための直観的な方法を提供することは、非常に重要である。好適実施例によれば、画像に関連するイメージ平面上への、カテーテル先端の位置及び方向の投影に加えて、局所的な組織部分が向く方向を示すラインが表示される。方向を示す組織ラインは、座標の基準系に対して、組織に沿った等しい高さ（すなわち、等高）のカーブになる。一つの好適実施例においては、表示（例えば、数値そして／あるいは仮想的な画像）は、各々が局所的な組織平面に直角な二つの直角な平面に対して、カテーテルの先端の角度を示す（例えば、ラインとしてシミュレートする）。もう一つの好適実施例においては、基準系は、第一の視野内では映像化の方向（すなわち、映像機器の視角）に、そして第二の視野内では直角な方向になる。もう一つの好適実施例においては、基準系は、第一の視野内ではカテーテルの先端の弯曲によって定義される平面内にある。そしてオプションとして直角な視野を用いてもよい。さらにもう一つの好適実施例では、基準系は、カテーテルの一部の軸になる。
【０２１２】
組織の方向を計算するのに有用ないくつかの方法がある。第一の方法においては、組織上に配置した、比較的に互いに近い、共平面にない少なくとも三つのポイントの位置が既知でなければならない。これらのポイントを含む平面への法線が、組織の局所的な方向を定義する。これらのポイントの位置データは、組織の一部に沿って、位置判定器具を備えたカテーテルを引きずることによって、あるいは６ＤＯＦ位置設定システム及び適当な３Ｄモデリングアルゴリズムを備えた超音波プローブを用いることによって得てもよい。３Ｄモデリングアルゴリズムは、本技術分野で良く知られているもので、本文にも説明がある。第二の方法においては、位置判定器具を備えたカテーテルを用い、組織の局所的な方向を定義するラインを直接描く。まず、目標点にカテーテルの先端を配置し、次に、直角な視野を用いて、一定な高さで先端を引きずることによってラインを描く。第三の方法は、心臓の腔内に対してのみ適当で、心臓周期中の組織の動きに基づくものである。そのような腔の表面上の典型的なポイントは、心臓周期内ではアーク路を動いている。このアーク路は、そのポイントにおける組織面に直角な仮想平面上にあり、全体的な動きは位置に依存する（すなわち、そのポイントに特定なものである）。診察部位における組織の特有な動きと、その動きの、組織の方向への関連を知ることによって、前者から後者を得ることができる。この実施例においては、カテーテルの先端を所望の位置に配置してデータを収集する。心臓の電気生理学的信号にデータを同期させながら、少なくとも一心臓周期中の先端の位置を測定し、組織の動きに関して以前に定義した特性モデルへ、データを引き合わせる。これらすべては、心臓の内壁面の局所的な平面への法線ベクトルを得るためである。
【０２１３】
心臓内への処置では、内科医は、Ｘ線透視法を用いて、カテーテルを心臓内へ操縦しなければならないが、このタイプの映像化を用いて所望の位置へカテーテルを向けることは難しい。なぜなら、柔らかな心臓組織の映像化は容易ではなく、内科医へ提供される器官の構造に関する情報が非常に少ないためである。器官内の腔の正確な境界線を生成することが可能な情報を得ることによって、処置中にカテーテルが正確に向けられるように、内科医の能力をかなり向上させることができる。
【０２１４】
境界線の生成に必要な情報を集めるための一つのアプローチは、心臓内への超音波あるいは経食道的な超音波を介して、腔を映像化することである。集めた情報に基づいて、腔の３Ｄモデルを構築することができる。Ｘ線透視装置で腔の境界線を計算するためには、Ｘ線透視装置の視線（視角）に３Ｄモデルを関連づけることになる。
【０２１５】
択一的に、境界線の計算に必要な情報を集めるために、腔の標準モデルを用いることができる。この場合、このモデルを、実際の大きさ及び形状に合わせる調整が必要となるが、これは、モデルのいくつかの主要なポイントを、これらに対応する腔の内面上のデジタル化したポイントに合わせることによって行うことができる。
【０２１６】
いずれの場合も、モデルは、各ピクセルが、各視線におけるモデル化した組織の深度そして／あるいは濃度を示すグレースケールのマップとして提示可能である。
【０２１７】
本発明の実験によって、あるケースでは、特定な位置の３Ｄイメージに対して、内科医がカテーテルの先端位置を同化させ難いことがあるということが分かっている。このため、好適実施例によって、内科医がカテーテルの先端位置を同化させ易いように、予め定めた方向で特定な位置を横切る平面上にカテーテルの先端を投影し、カテーテルの先端と平面との間の距離を内科医が判定できるようにする。この点に関して、カテーテル先端の実際のイメージと、上記平面上への投影は、カテーテルの先端を上記平面に配置したときに一致することになる。例えば、この平面は、右心房から右心室へカテーテルの先端を操縦するときにカテーテルが通過する三尖弁を横断してもよい。
【０２１８】
本発明のシステムは、遺伝子療法あるいは細胞に基づく治療を行うために用いることができる。このような治療では、注射あるいは空気圧によって、（例えば、血管形成誘発成長因子をコード化する）遺伝物質、あるいは（例えば、血管形成を引き起こすように誘発した）細胞物質を、指定角度で心筋内へ注入することによって、虚血性組織内の心筋血管再生を促す。
【０２１９】
好適実施例に用いる映像機器は、どのタイプのものでもよく、例えば、限定せずに、超音波装置、Ｘ線透視装置（Ｘ線透視法、例えばＣ型Ｘ線透視装置）、介入性核磁気共鳴映像装置（ＩＭＲＩ）及び電気生理学的画像処理機器等のリアルタイムの映像機器がある。択一的に、映像機器は、限定せずに、コンピュータ断層撮影装置（ＣＴ）、核磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ）、ポジトロン放出断層撮影装置（ＰＥＴ）及び三次元超音波装置（ドイツ、ミュンヘンのエコーテックからソフトウェアが入手可能である）等の非リアルタイムの映像機器であってもよい。
【０２２０】
一つの好適実施例によれば、映像機器は、治療すべき患者の体の一部の一次イメージを提供する。
【０２２１】
明細書及び請求項において用いる用語「一次イメージ」は、３Ｄ組織の２Ｄイメージに言及し、各画素は、ラインに沿う組織の特性の積分によって得られる。
【０２２２】
それに対して、もう一つの好適実施例においては、映像機器は、体のその部分の二次イメージを提供する。
【０２２３】
明細書及び請求項において用いる用語「二次イメージ」は、生理学的映像システムによる電気生理学的（ＥＰ）マッピングや組織活性マッピング等によって得た空間的で生理学的な活動等の、組織活動のイメージマップに言及する。
【０２２４】
好適実施例によれば、映像機器は、少なくとも二つのイメージを、各々異なる平面上に同時に生成するように構成させる。二つの離れたＸ線源を持つ二平面Ｘ線透視装置が、本技術では、よく知られているし、多平面超音波トランスデューサも既知である。
【０２２５】
明細書及び請求項において用いる用語「診察部位」は、体内の如何なるポイントにも言及するもので、例えば、心臓壁内面上のポイントを示す。診察部位は、また、特定なタイプの電気的作用等の局所的な情報を特徴づけるポイントを示すこともできる。択一的に、あるいは追加的に、診察部位は、治療、例えば剔除治療を行ったポイントを示すこともできる。また、診察部位は、もう一つの診察部位から既知の変位量及び方向で変位させることもできる。したがって、診察部位は、以前に治療したポイント、あるいは以前に記録した特定な局所的情報を持つポイントに対して変位させることができる。いずれにしても、好適実施例によれば、診察部位は強調表示されて表示装置４８上に表示される。好適実施例によれば、図に示すように、診察部位の各々は、その性質あるいは特性を示す特有な様式で強調表示される。好適実施例による診察部位の区別的な強調表示には、英数字、形、色等を用いることができる。共通な性質あるいは特性を持ついくつかの、あるいはすべての診察部位を、それらを結ぶラインによって強調表示することもできる。例えば、このような診察部位間の結合を、限定せずに、心臓の弁あるいは室等の解剖学的な目印を強調表示するために用いることができる。この点に関して、コンピュータ・グラフィックスで用いるドローイング・ソフトウェアに典型的に取り入れられている、２点による線分あるいは３点による円の定義等の分析幾何学の種々の原理を本発明に用いることができる。
【０２２６】
コンピュータ５０は、（無線通信も可能であるが）例えばワイヤ５１を介してすべてのデータ、例えばイメージ・データ、カテーテル、映像機器及び患者の体の位置に関するデータ、そして診察部位（ユーザがカテーテルで指して、「診察部位」と定義する処理を作動させて定義した部位）に関するデータを受け、表示装置４８上の、現在の、あるいは過去のイメージ内に診察部位を表示する。コンピュータ５０は、後の検索のために、イメージそして／あるいは診察部位データを受けてメモリに保存するための、メモリ・モジュールを含むことが好ましい。診察部位は、単一の表示装置４８内のイメージ上に重ねて強調表示することもできるし、あるいは択一的に、診察部位とイメージとを、二つの異なる表示装置に個別に表示することもできる。
【０２２７】
好適実施例による診察部位の表示及び強調表示は、体のその部分の二つ以上のイメージに対して行うことができる。この場合、これらのイメージは一つ以上の映像機器によって生成されるもので、各々が、体のその部分の異なる平面（例えば直交平面）を表す。このようなイメージを、同時に、あるいは独立して表示することができる。
【０２２８】
したがって、イメージ座標、カテーテル座標及び体座標を知ることによって、カテーテルが指す体内の診察部位を、ログインしてイメージ上へ投影することができる。さらに、以前の診察部位を、今の、あるいは後のイメージ上に投影することもできる。たとえ異なる方向から、あるいは異なる映像機器によって取った部位であっても可能であるため、体の異なる平面を示すことができる。
【０２２９】
また、好適実施例によれば、診察部位の一つ以上を、三次元的に数値描写して表示することもできる。また、表示診察部位及びカテーテルの位置確認を、特別な表示効果（例えば、明滅）あるいは音響効果によって識別することもできる。さらに、カテーテルの自動操縦も期待できる。
【０２３０】
心臓治療の場合、米国特許第５,４４３,４８９号により詳細に説明があるが、患者は心電図（ＥＣＧ）システム６０を介してもモニターされる。
【０２３１】
好適実施例は、例えばＸ線透視装置等を持つ追加の映像機器を直観的に統合することも提供する。この実施例によれば、追加の映像機器（例えば、超音波装置）から得られるイメージは、Ｘ線透視装置（例えば、全く同一な、平行な、直交な、あるいは他方向の平面）のイメージに対して、所望の相対的関係で平面上に投影される。この点に関して、二つの異なる映像理学療法によって生成したイメージを結合することは、各理学療法が異なるタイプの情報を提供するので、しばしば有用である。特に、Ｘ線透視法イメージと超音波イメージとを結合することは価値がある。Ｘ線透視法は、典型的に心臓病専門医が用いる理学療法であって、主に骨及び他の堅い組織、血管（造影剤を使用して）、そして外科手術用器具を表示する。超音波イメージは、柔らかな組織（そして、そのような組織の変化）を表示する、体内腔（例えば、心臓の室及び弁等）の構造を識別する、そして（ドップラーを介して）血流量を分析するのに優れている。心臓病学における用途として、例えば、ＴＥＥ、ＩＣＵあるいはＩＶＵＳは、非常に有益である。しかしながら、多くの専門分野における内科医、特に心臓病専門医は、超音波イメージを解釈することに慣れていない。これは、超音波イメージが、Ｘ線透視装置のイメージとは内容が非常に異なるだけではなく、（二次元で円筒状の容積を表示するＸ線透視装置とは対照的に）平面的で、（選択した撮影位置に固定して完全に静止させるＸ線透視装置とは対照的に）常に動きまわるプローブで採取されるためである。このため、Ｘ線透視及び超音波の二つのイメージを補正せずに表示するなら、内科医にとって、それらの統合及び同化を貴重なデータと考えることは困難である。逆に、二つのイメージが、同じ方向から採取したように（そしてオプションとして同じズーム・レベルで）表示できるならば、作業はかなり単純になる。したがって、二つのイメージ内に領域及び診察部位を、例えばＸ線透視イメージ内のそれらの位置から容易に識別できるので、内科医は、次に、超音波イメージ内にそれらを見つけることができる。この実施例を行うために、位置判定器具を超音波プローブに結合する。これによって、映像化する各超音波平面の位置及び方向を知ることができる。このような平面イメージを、適当なイメージ処理ハードウェア及びソフトウェアを用いて、Ｘ線透視イメージを得た平面に関連させた平面上に投影する。このような平面イメージは、適当な投影及びイメージ処理を行った後、Ｘ線透視イメージに重ね合わせて、あるいは、一緒に表示することができる。イメージを重ね合わせる場合に必要であるが、そうでない場合にはオプションである較正処理を、二つのイメージを表示する相対ズームを定義することによって加えてもよい。好適実施例においては、超音波イメージは、実際に、Ｘ線透視装置の方向に一つ、そしてそれに直角なもう一つの、二つの直交視野内に表示される。同業者には、この実施例を行うフレーム採取器及びイメージ処理ハードウェア／ソフトウェアの組み立て方は明らかである。
【０２３２】
好適実施例は、超音波映像機器のイメージ等の平面イメージを用いて、目印及び他の診察部位を標識することができる。ナビゲーションを補助する、あるいは、（例えば、造影剤を用いて識別した腫瘍あるいは虚血性組織の）治療を行うために、三次元領域（例えば、心臓弁、心臓の内壁等の解剖学的な目印）を識別することが可能である。６−ＤＯＦ位置設定システムを、平面イメージを生成する映像装置（例えば、超音波プローブ）に操作可能に統合すると、イメージ平面上に標識した各診察部位は、三次元空間内の座標になる。多数のこのようなポイントを、（例えば、その平面イメージが表示されているスクリーン上でマウスによって）標識し、三次元物体へ再構築することができる。その後、三次元空間内のどこに目標領域が位置するのかを知るために、そして、その領域内へ、あるいはその領域に対して、種々のカテーテル（例えば、プローブやツール）を操縦するためには、もはや、元のイメージを生成した映像装置は必要ではない。
【０２３３】
好適実施例は、所望の路に沿った治療を計画する、そして案内することに用いることができる。これは、好適実施例に従って実行される。まず所望の治療路を標識あるいは定義し、次に実際の治療において、その治療路を追う。この範囲において、特定な治療は、特定な路に沿って行う必要がある。そのような路を計画すること、そして、その路に沿って治療を行うツールを誘導することは難しい。特に、心臓のように動的に変化する器官内の組織の複雑な三次元領域内おいては非常に困難である。明らかな例としては、心臓不整脈を治療する線状あるいは環状剔除である（下記を参照）。この場合、治療は連続的に行う必要があり、途切れてはならない。他の治療は、連続的である必要はないかも知れないが、そのような路に沿って特定な間隔が必要となる可能性がある。例としては、ＰＭＲ（レーザ治療）、そして遺伝物質（例えば、成長因子）を注入する遺伝子療法がある。
【０２３４】
したがって、この局面によれば、所望の路に沿ってカテーテルの先端によって定義する診察部位を結ぶことによって、まず、治療路をイメージ上に表示する。一連の焦点治療を行うように意図したツールの場合、そのような路は、不連続な、各々の治療焦点の有効な範囲を表すノッチで標識することができる。これらノッチの助けを借りて、治療を行う間、その路を往復する。間隙がある場合、もう一つの治療ポイントを加えて「充填」する。治療後、治療を行った各ポイントの外周範囲を、路に沿って表示することができる。
【０２３５】
好適実施例は、心臓内から、一つ以上の肺静脈の開口の周りで、環状あるいは弧形状剔除あるいは多焦点剔除を行うことによって、心房性細動を治療することが可能である。たいてい左上及び右上静脈に対して行われ、左下及び右下に対しては行うことは希である。この実施例による処置を行うには、次のステップが必要である。
【０２３６】
第一に、位置判定器具を備えた心臓内超音波プローブを、上大静脈あるいは下大静脈を介して右心房内へ挿入する。心臓隔壁の卵円窩、そして一つ以上の肺静脈開口を映像化して識別するためにプローブを用いる。超音波イメージは、Ｘ線透視装置のイメージ方向と同じ方向へ投影されるため、心臓隔壁の卵円窩の、そして一つ以上の肺静脈開口の位置は、Ｘ線透視装置の座標系の範囲内に登録される。マウスあるいは他のポインティングデバイスを用いて、卵円窩及び肺静脈開口を基準点として記録し、そして超音波プローブを撤去する。
【０２３７】
第二に、射出可能なニードルで補い、そして位置判定器具を備えた誘導シースを、上大静脈あるいは下大静脈を介して右心房内へ挿入し、位置判定器具から、そして卵円窩の基準点の仮想イメージから得られる位置情報を用いてシースを操縦しながら、その先端を卵円窩へ導く。適切に配置したなら、ニードルを噴出させて、卵円窩で心臓隔壁を穿刺し、誘導シースの先端を左心房内へ挿入する。
【０２３８】
第三に、ニードルを撤去して、位置設定センサを備えた操縦可能な剔除カテーテルを、誘導シースを介して左心房内へ挿入し、予め得た基準点を利用して目標へ向けて操縦する。そして、剔除カテーテルを用いて、一つ以上の肺静脈開口の外周を選択的に剔除する。
【０２３９】
好適実施例によれば、剔除前に、（ｉ）電気的マッピングを用いて、肺静脈開口にある、あるいは開口に沿った剔除すべき特定な位置を識別することができる。そして／あるいは（ｉｉ）本文に詳述しているように、これら開口の全外周を標識することができる。一つ以上の開口の周りに閉路（単数あるいは複数）を形成する診察部位を定義し、不整脈が止むまで、これら外周（単数あるいは複数）に沿ってを剔除を行う。
【０２４０】
カテーテル先端から心筋内面へ、通常５００ｋＨｚの周波数の電磁波を送ることによって、無線周波数（ＲＦ）剔除を行う。カテーテルの先端にミニチュアコイルを取り付けることによって、この電磁波を自動的に感知することができる。
【０２４１】
図４に、好適実施例による自動検出装置９９を示す。ピックアップコイル１００の出力が増幅器１１０へ送られ、増幅された信号が、ＲＦ電流と同じ周波数の中心周波数を持つバンド・パス・フィルタ１２０によってフィルタリングされる。整流器１３０がＡＣ信号をＤＣ信号へ変換し、コンパレータ１４０が出力レベルを所定の閾値に比較する。剔除が効果的に行われれば、信号は閾値より高い、そうでなければ低いことになる。ピックアップコイル１００は位置判定器具の一部であってもよい。
【０２４２】
ＲＦ剔除、低温剔除及び超音波剔除処置の完了には、通常、少なくとも３０秒の時間が要る。処置中、剔除カテーテルの先端が、しばしば、所望の治療位置から変位することがあり、剔除が不正確になって効果が得られないばかりか、害を及ぼすこともある。したがって、剔除中、カテーテル先端が変位しそうな場合、そのことを内科医に知らせれば、剔除処置の有効性が劇的に向上する。
【０２４３】
このため、処置の開始時にカテーテルの先端位置をデジタル化して、カテーテル先端の動きを記録することが好ましい。先端の動きが所定閾値を超えたなら、そのことを内科医に示し、処置を止めるようにしてもよい。剔除の自動終了も可能である。これは、心筋上には、房室及び洞房結節、そしてヒス束等の、偶発的に剔除されたなら患者に致命的な、いくつかのポイントがあるため、心筋の剔除には特に重要である。ゆえに、カテーテル先端追跡は、剔除処置の精度を正確にモニタリングすることを可能にする。
【０２４４】
好適実施例のこの局面による剔除システムを図５に示す。このシステムは、剔除チップ２０２を持つ剔除カテーテル２００を含む。システムは、さらに、カテーテル２００と共に操作可能で、空間内の、少なくとも剔除チップ２０２の位置を提供する位置設定システム２０４を含む。システムは、さらに、剔除を行うときに空間内の剔除チップ２０２の位置をモニターする、そして剔除チップ２０２の位置が所定閾値を越えて逸脱したときに操作者に報告する、あるいは自動的に実行中の剔除を終えるためのメカニズムを含む。図５では、このようなメカニズムを演算装置２０６として具現している。この演算装置は、一方で、システム２０４と交信して情報を検索し、他方で、カテーテル２００への出力プロバイダ２０８、例えばＲＦ源と交信して、それを制御する。好適実施例によれば、このシステムと共に、図４に示す自動検出装置を用いて、剔除開始時刻の測定を行うようにできる。
【０２４５】
ＲＦ、低温及び超音波剔除等の放射エネルギーを用いる処置が、剔除効果を生じるときに、これに対応するエネルギー量が組織へ移る。このエネルギー量は、加えた出力、そして剔除の持続時間に対応するものである。このようなエネルギーが、組織に接触するカテーテル先端から提供される場合、剔除する組織の部位に到達したら、剔除の半径は、組織に吸収されるエネルギーに依存する。組織への剔除治療中にカテーテル先端が動いた場合、剔除領域は複雑な形状になる。予め、カテーテル先端の位置、そして剔除中に組織へ転送される出力を知ることによって、効果的に剔除した後の組織の形状そして／あるいは大きさを推測することが可能である。
【０２４６】
そのために、処置中のカテーテル先端からの出力放散は、組織内における出力放散の断面に依存するものであるから、第一に規定しなければならない。送られる出力と先端の位置との測定に加えて、この出力放散の関数を組み入れることによって、剔除組織の形状そして／あるいは大きさの推定を行うことができる。カテーテル先端から処置中に放散される出力は一定であると仮定しているので、多少の簡略化を行ってもよい。さらに、組織内の出力放散の断面は、一つの剔除ポイントに等しい半径の円に渡って、一定であると考えてもよい。剔除中の、組織に対するカテーテル先端の角度等の要因も、考慮に入れてもよい。
【０２４７】
実際、この局面は、時間や場所を問わず、患者の組織へ位置特異的な状態でエネルギーを加える（例えば、光動的治療等で光子エネルギーを加える）場合には適用可能である。
【０２４８】
したがって、より広い意味で、この好適実施例は、医療処置中の、体内治療の効果を評価するための方法を提供する。この方法は、次のステップからなる。（ａ）治療カテーテルを組織へ接触させる。そして（ｂ）カテーテルを作動させて組織に治療を行うと同時に、治療組織に対するカテーテルの位置、そして時間の関数として、カテーテルから加えられる実際の治療をモニターすることによって、医療処置中に、効果的に治療された領域の形状あるいは大きさを判定する。その結果を、例えば、仮想イメージで、カテーテルの仮想イメージと共に提示することができる。
【０２４９】
呼吸に関して、心臓は、呼吸周期（吸息及び呼息）に従って、横隔膜及び肺によって変位させられる。診察部位は、心臓組織の変位が最も少ないときに獲得することが好ましい。その瞬間にポイントを得るこのステップは、単純にスクリーン上の動きをたどることによって手作業で、あるいはコンピュータを介して自動的に行うことができる。
【０２５０】
後者の場合、呼吸周期に比例する信号を分析して、計算した平均値及び振幅に対応する二つの極限値を定義する。そして、呼吸信号が二つの極限値内にある場合にだけ診察部位を獲得する。例えば、操作者は、いつでも、カテーテルの先端位置を診察部位として保存するコマンドを入力することができるが、そのポイントは、検出呼吸信号が二つの極限値内にある場合にだけメモリに保存される。また、患者の体に取り付けた位置設定器具を、呼吸信号の発信源として役立てることも可能である。
【０２５１】
択一的に、呼吸による動きに極限値を設定する代わりに、このような動きを補正することも可能である。
【０２５２】
最初に、心臓内壁に接触したカテーテル先端の動きをモニターすることによって、呼吸周期の関数として心臓の動きを記録する。目的とする体腔、例えば心臓は、横隔膜が加える圧力に応じて均一に動くと仮定する。カテーテルの位置判定器具を心筋に接触させ、心拍に起因する動きの要素を、上記のように平均化してフィルタリングによって除きながら、位置をモニターする。呼吸に起因する動きに依存する動きは、器具の動きから多項式的に表現することができる。
【０２５３】
多項式係数を求めれば、腔内の、どの位置の呼吸による動きも、計算が可能であり、フィルタリングによって除くことができる。
【０２５４】
剔除用カテーテルには、全長に渡って複数の剔除電極が組み込まれているものがある。そのようなカテーテルの目的は、線状の剔除パターンをもたらす一連の剔除ポイントを得ることである。しかしながら、一つ以上の電極接触と組織との間で不十分な接触が起こった場合は、結果として、不均一な剔除パターンが生じ、剔除処置を繰り返さなければならない。健康な組織への損傷を最小にするためには、剔除を繰り返す場合、カテーテルを正確に配置し直すことが必要である。さらに、時々、多電極カテーテルを一回適用しただけでは生成することのできない長さの線状パターンに剔除する必要がある。そのような線状パターンは、多数回の適用によってのみ得られるものであるため、この場合も、カテーテルの正確な再配置が必要である。
【０２５５】
剔除電極が位置するカテーテル全長の各終端に、二つの位置判定器具を適用することで、全長に渡るカーブを、また、このカーブに沿った各電極の位置を判定することができる。さらに、このデータを用いて、電極の位置を、剔除中に基準にする診察部位として指定することができる。
【０２５６】
【例】
さて、次の例を参照するが、これは、上記の説明と共に、限定せずに本発明を説明するものである。
【０２５７】
この例は、本発明に従って、Ｘ線透視装置による映像化に必要なパラメータを測定することを目的としている。
【０２５８】
映像機器、例えば、線源及び結像平面を持つＸ線透視装置の位置を定義する第一の座標系{Ｋ、Ｌ、Ｆ}を仮定する。
【０２５９】
次に、位置判定器具の位置を定義する第二の座標系{Ｘ、Ｙ、Ｚ}を仮定する。
【０２６０】
｛ｋ０、ｌ０、ｆ０｝を、{ｋ、Ｌ、Ｆ}座標系に反映する{Ｘ、Ｙ、Ｚ}系の原点として定義する。
【０２６１】
{Ｘ、Ｙ、Ｚ}系は、{Ｋ、Ｌ、Ｆ}系に相対的に回転される。
【０２６２】
回転演算子Ｔは、３ｘ３項のマトリックスである。
【０２６３】
カテーテルに設けた位置判定器具は、{Ｘ、Ｙ、Ｚ}系内で測定される｛ｘ、ｙ、ｚ｝に存在する。
【０２６４】
位置判定器具は、映像化可能であり、映像機器のイメージ平面上に映される。その映像位置は｛ｋ，ｌ，ｆ｝である。この場合、ｆは、線源とイメージ平面との間の距離であり、映像化の拡大率を決定する。
【０２６５】
（数１）
｜ｋ｜  ｜Ｔ１１  Ｔ１２  Ｔ１３｜  ｜ｘ｜  ｜ｋ０｜
｜ｌ｜＝｜Ｔ２１  Ｔ２２  Ｔ２３｜  ｜ｙ｜＋｜ｌ０｜      （１）
｜ｆ｜  ｜Ｔ３１  Ｔ３２  Ｔ３３｜  ｜ｚ｜  ｜ｆ０｜
【０２６６】
もし｛ｋ０、ｌ０、ｆ０｝、｛ｘ，ｙ，ｚ｝、Ｔ及びｆが既知であるならば、ｋ及びｌは次式で表すことができる。
【０２６７】
（数２）
ｋ＝ｆ（Ｔ１１ｘ＋Ｔ１２ｙ＋Ｔ１３ｚ＋ｋ０）／（Ｔ３１ｘ＋Ｔ３２ｙ＋Ｔ
３３ｚ＋ｆ０）                                        （２）
ｌ＝ｆ（Ｔ２１ｘ＋Ｔ２２ｙ＋Ｔ２３ｚ＋ｌ０）／（Ｔ３１ｘ＋Ｔ３２ｙ＋Ｔ
３３ｚ＋ｆ０）                                        （３）
【０２６８】
したがって、カテーテル先端の映像は計算可能である。
【０２６９】
映像機器の位置は、上記に説明したように、例えば位置判定器具を介して確立可能である。ｆは、例えば、結像平面に設けた追加のセンサを用いて測定可能である。
【０２７０】
上記方程式２及び３を単純に再調整することで、同種の方程式のセットを得ることができる。
【０２７１】
（数３）
ｆ（Ｔ１１ｘ＋Ｔ１２ｙ＋Ｔ１３ｚ＋ｋ０）−ｋ（Ｔ３１ｘ＋Ｔ３２ｙ＋Ｔ３
３ｚ＋ｆ０）＝０                                                （４）
ｆ（Ｔ２１ｘ＋Ｔ２２ｙ＋Ｔ２３ｚ＋ｌ０）−ｌ（Ｔ３１ｘ＋Ｔ３２ｙ＋Ｔ３
３ｚ＋ｆ０）＝０                                                （５）
【０２７２】
さらに、Ｔが正規直交マトリックスであるため、次式が得られる。
【０２７３】
（数４）
Ｔ１１２＋Ｔ１２２＋Ｔ１３２＝１                （６）
Ｔ２１２＋Ｔ２２２＋Ｔ２３２＝１                （７）
Ｔ３１２＋Ｔ３２２＋Ｔ３３２＝１                （８）
Ｔ１１Ｔ２１＋Ｔ１２Ｔ２２＋Ｔ１３Ｔ２３＝０      （９）
Ｔ１１Ｔ３１＋Ｔ１２Ｔ３２＋Ｔ１３Ｔ３３＝０      （１０）
Ｔ２１Ｔ３１＋Ｔ２２Ｔ３２＋Ｔ２３Ｔ３３＝０      （１１）
【０２７４】
次表に、方程式４から１１を用いて、未知パラメータ（右列）を計算するために必要な既知パラメータ（中列）を要約する。この場合、必要な測定回数（ｎ）を左列に示す。
【０２７５】
【表１】
2002526188.tif 000001
【０２７６】
同業者には、上記の数学的な説明が、拡大率ｆが既知である、あるいは計算可能であるという条件で、超音波（限定せず）を含むどのタイプの映像機器にも適用できることは明らかである。
【０２７７】
本発明は、特定な実施例に関連させて説明したが、多くの選択肢、修正及び変更が可能であることは、本技術で熟練した者には明らかである。したがって、そのような選択肢、修正及び変更のすべては、本発明の請求項の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるシステムの好適実施例を概略的に示す断面図である。
【図２】  本発明によるもう一つのシステムの好適実施例を概略的に示す断面図である。
【図３】  好適実施例による、拡張可能な担体と複数の電極とを含むカテーテルの概要図である。
【図４】  好適実施例による自動検出装置の概要図である。
【図５】  好適実施例による剔除システムの概要図である。