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JP4233798B2 - Apparatus and method for measuring a plurality of electrical signals from the patient's body - Google Patents
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JP4233798B2
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本発明は、好ましくは患者の体の中に配置された電極アレイからの複数の電気信号を測定する器械及び方法に関し、心臓内非接触型電極を用いて患者の心臓から出る複数の微弱な電気信号を測定するのに特に適している。 The present invention preferably relates to apparatus and methods for measuring a plurality of electrical signals from electrodes arranged array into a patient's body, a plurality of weak electrical emanating from the patient's heart using intracardiac non-contact electrodes It is particularly suitable for measuring the signal.
最もよくみられる症状が心室頻拍（ＶＴ）である不整脈（心律動異常）は、死亡の主因である。 The most common arrhythmia seen symptom is ventricular tachycardia (VT) (heart rhythm abnormality) is a leading cause of death. 患者の大多数では、ＶＴは心室の内面の近くに位置した１ｍｍ乃至２ｍｍの病変部から始まる。 In the majority of patients, VT begins lesion 1mm to 2mm and close to the inner surface of the ventricles. ＶＴの治療法のうちの１つは、心臓の電気経路のマッピングを行って病変部の存在位置を突き止め、次に活性部位の切除を行うことである。 One of the VT therapies locates the location of the lesion by performing a mapping electrical pathways of the heart is then possible to carry out resection of the active site.
本願と共通譲受人の米国特許第５，５４６，９５１号並びにＰＣＴ出願公開第ＷＯ９６／０５７６８号及びこれに対応した１９９７年５月１４日出願の米国特許出願第０８／７９３，３７１号は、心臓内における正確な位置の関数として心組織の電気的性質、例えば、局所活性化時間を検出する方法を開示している。 U.S. Patent Application Serial No. 08 / 793,371 of the present common assignee of U.S. Patent No. 5,546,951 and PCT Application Publication No. WO96 / 05768 and May 14, 1997 corresponding to this application, the heart the electrical properties of heart tissue as a function of the precise location in the inner, for instance, discloses a method of detecting the local activation time. なお、これら全ての技術文献の開示内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。 Incidentally, to cite the entire disclosures of all these art documents herein as forming a part hereof. データは、心臓内に送り進められる遠位先端部に電気及び位置センサを収納した１以上のカテーテルで得られる。 Data is obtained with one or more catheters that houses the electrical and location sensors on the distal tip is advanced feed into the heart. 電気信号は、先端部が心内膜と安定で且つ堅実な接触状態にあることを確認した後、カテーテル遠位先端部のところに設けられた電極を用いて得られるのが一般的である。 Electrical signal, after confirming that the tip is in and solid contact is stable and the endocardium, those obtained by using the electrode provided at the catheter distal tip is common. これらのデータに基づいて心臓の電気的活性のマップを作成する方法が、１９９８年７月２４日、１９９９年７月２２日にそれぞれ出願された本願と共通譲受人の米国特許出願第０９／１２２，１３７号、同第０９／３５７，５５９号に開示されており、これら米国特許出願の開示内容全体も又、本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。 Methods of creating a map of the electrical activity of the heart based on these data, July 24, 1998, U.S. Patent Application of the common assignee as the present application, filed respectively on July 22, 1999 No. 09/122 , 137 No., are disclosed in the No. 09 / 357,559, also the entire disclosures of these U.S. patent applications also incorporated herein as forming a part hereof. これらの米国特許出願において示唆されているように、位置及び電気的活性は好ましくは当初、心臓の内面上の約１０乃至約２０の点（箇所）で測定される。 As suggested in these US patent applications, location and electrical activity is preferably initially measured at about 10 to about 20 points on the interior surface of the heart (locations). この場合、これらのデータ点は一般的には、心表面の予備の再構成すなわちマップを満足のいく程度の品質に作成するのに十分である。 In this case, these data points are generally sufficient to create the quality enough to go the preliminary reconstruction i.e. satisfying a map of epicardial. 予備マップは別の新たな点で採られたデータと組み合わされることが多い。 Preliminary map is often combined with data taken at another new point. その目的は、心臓の電気的活性の一層包括的なマップを得ることにある。 Its purpose is to obtain a more comprehensive map of the electrical activity of the heart. 臨床的設備では、１００点以上の部位のところでデータを蓄積して心室の電気的活性の詳細な包括的マップを作成することは珍しいことではない。 In clinical equipment, it accumulates data at the site of more than 100 to create a detailed, comprehensive map of the electrical activity of the ventricle is not uncommon. 次に、作成した詳細なマップは、心臓の電気的活性の伝播具合を変えて正常な心リズムを回復させる治療指針、例えば組織の切除を行うかどうかを決定する場合の基準として役立ちうる。 Next, detailed map created can serve as a reference in determining whether to guide treatment to restore normal heart rhythm by changing the propagation state of the electrical activity of the heart, for example, ablation of tissue.
位置センサを収納したカテーテルを用いると、心組織上の点の軌跡を求めることができる。 With the catheter housing the position sensor, it is possible to determine the trajectory of points on the cardiac tissue. これら軌跡を用いると、運動特性、例えば、組織の収縮性を推定することができる。 With these loci, motion characteristics, for example, it is possible to estimate the contractility of the tissue. 米国特許第５，７３８，０９６号に開示されているように、かかる運動特性を描出したマップは、軌跡情報が心臓中の十分な数の点でサンプリングされた場合に構成できる。 As disclosed in U.S. Patent No. 5,738,096, map visualized such motion characteristics may be constructed when the trajectory information is sampled at a sufficient number of points in the heart. なお、この米国特許の開示内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。 Incidentally, to cite entire disclosure of this patent herein as forming a part hereof.
遠位先端部電極を一つしか備えていないカテーテルを用いた心室のマッピングに関する欠点は、全体として心室の詳細なマップを得るのに必要な所要数の点について逐点方式でデータを蓄積するのに長時間を要することにある。 Drawback relates ventricle mapping with catheter not only provided with one distal tip electrode, to accumulate data in point-by-point manner for the points required number required to obtain a detailed map of the ventricle as a whole there it takes a long time. したがって、心室内の多数の点のところでの電気的活性を同時に測定する多電極型カテーテルが開発された。 Thus, the multi-electrode catheter for measuring the electrical activity at a number of points in the ventricle at the same time have been developed. 心臓の電気的活性に関するデータは、接触法も非接触法も利用する多電極型カテーテルにより得られる。 Data relating to the electrical activity of the heart, contact method both contactless method obtained by the multi-electrode catheter for use.
心臓内における電気的事象の伝播速度を求めて表示するシステム及び方法に関する米国特許第５，４８７，３９１号（以下、「第´３９１号特許」という）は、当該技術分野で見受けられる接触法の例示である。 SYSTEM AND METHOD U.S. Patent No. 5,487,391 relates to determining and displaying the propagation velocities of electrical events in the heart (hereinafter, referred to as "No. '391 patent"), the contact method to be found in the art it is an example. 第´３９１号特許に開示されたシステムでは、電気消息子又は探針は、バスケットの形態をした３次元構造体である。 In the system disclosed in No. '391 patent, electrical Shomusuko or probe is a three-dimensional structure in the form of a basket. 第´３９１号特許に示された実施形態では、消息子内に全部で６４本の電極が用いられる場合、バスケットは各々が８本の電極を支持した８つのスプラインで構成される。 In the embodiment shown in No. '391 patent, if the total of 64 electrodes in the vanishing son used, the basket is composed of 8 splines, each supporting the eight electrodes. バスケット構造体は、展開されると、その電極が心内膜表面と密な接触状態に保持されるように設計されている。 Basket structure, when developed, are designed such that the electrodes are held in intimate contact with the endocardial surface. 第´３９１号特許に開示されたカテーテルに関する問題は、カテーテルの製造が困難であり且つ高価であるということにある。 The problem catheter disclosed in the '391 patent lies in the fact that it is and and expensive and difficult to manufacture the catheter. かかるカテーテルでは多数の電極が用いられていることも又、データの記録及び処理サブシステムについて非常に要求の厳しい要件を課すものである。 The also have a large number of electrodes used in such a catheter, it imposes stringent requirements of very demanding for recording and processing subsystem of the data. これらカテーテルの配備及び抜去と関連した複雑さが増し加わり、血液凝固の恐れが高まる。 Applied increases the complexity associated with deployment and withdrawal of these catheters, increased risk of blood coagulation.
トリードマン（Triedman）氏等に付与された米国特許第５，８４８，９７２号（以下、「トリードマン氏等特許」又は「第´９７２号特許」という）は、多電極型カテーテルを用いる心内膜活性化のマッピングを行う方法を開示している。 Toridoman (Triedman) U.S. Pat. No. 5,848,972 granted to Mr. etc. (hereinafter, referred to as "Toridoman Mr. such patent" or "No. '972 patent"), endocardial activity using multi-electrode catheter It discloses a method for mapping of. 第´９７２号特許の方法では、多電極型カテーテル、好ましくは、カリフォルニア州ボ−ルドウィン・パーク所在のコーディス−ウェブスター（Cordis-Webster）から入手できる５０電極ウェブスター−ジェンキンス（Webster-Jenkins：登録商標）型バスケットを心室内へ送り進める。 In a '972 patent methods, multi-electrode catheter, preferably, California Shubo - Rudowin Park location Cordis - available from Webster (Cordis-Webster) 50 electrode Webster - Jenkins (Webster-Jenkins: Registration trademark) type basket the feed to the ventricle advance. 電極の各々の位置（存在場所）及び向きを定めるために前後位（ＡＰ）及び横向き間接撮影図が得られる。 Each position of the electrode (the location) and the front-rear position in order to orient (AP) and lateral fluoroscopy views are obtained. 電位図は、一時的な基準、例えば、体表面ＥＣＧからの洞調律中におけるＰ波の開始に対する心表面と接触状態にある電極の各々から記録される。 Electrogram a temporary basis, for example, it is recorded from each of the electrodes in contact with cardiac surface relative to the start of the P wave during sinus rhythm from a body surface ECG. 興味のあることとして、トリードマン氏等特許は、電気的活性を示す電極と、心内膜壁に密接していないために電気的活性を示さない電極を見分ける。 As Interestingly, Toridoman said such patent, distinguish an electrode showing the electrical activity, the electrode which does not exhibit electrical activity for not closely to the endocardial wall. 初期電位図を記録した後、カテーテルを再位置決めし、間接撮影図及び電位図をもう一度記録する。 After recording the initial electrograms, then reposition the catheter, recording the indirect photographing view and potential diagram again. 次に、電気マップを上記の情報から作成する。 Then, to create the electrical map from the above information.
タカルディ（Taccardi）氏に付与された米国特許第４，６４９，９２４号（以下、「第´９２４号特許」という）は、心内電位場の検出方法を開示している。 Takarudi (Taccardi) U.S. Pat. No. 4,649,924 granted to Mr (hereinafter, referred to as "the '924 patent") discloses a method for detecting intracardiac potential fields. 第´９２４号特許は、心臓に関する多量の電気的情報を同時に得るために提案された非接触法の例示である。 No. '924 patent is illustrative of non-contact methods that have been proposed in order to obtain a large amount of electrical information about the heart at the same time. 第´９２４号特許の方法では、遠位端部を備えたカテーテルは、その表面全体にわたって分布して配置された一連のセンサ電極を備えている。 In a '924 patent method, a catheter having a distal end portion is provided with a series of sensor electrodes arranged distributed over its surface. これら電極は、信号検出及び処理手段への接続のための絶縁電気導体に接続されている。 These electrodes are connected to insulated electrical conductors for connection to signal sensing and processing means. カテーテルの遠位端部の寸法形状は、電極が心室の壁から相当な距離遠ざかって位置するようなものである。 Dimensions of the distal end of the catheter is such electrode is positioned away considerable distance from the wall of the ventricle. 電極は好ましくは、互いに間隔を置くと共にカテーテルの端部の主軸に対して垂直な平面内に位置する一連の円周線上に配置される。 Electrode is preferably arranged on a series of circumferential line positioned in a plane perpendicular to the main axis of the end portion of the catheter with spaced from each other. 少なくとも２つの追加の電極が、カテーテル端部の主軸の両端に隣接して設けられる。 At least two additional electrodes are provided adjacent to both ends of the main shaft of the catheter end. 第´９２４号特許は、カテーテルが４本の円周線の各々の上に等角度間隔をなして配置された８つの電極を有する一つの例示の実施形態を開示している。 No. '924 patent discloses a single exemplary embodiment having eight electrodes the catheter is disposed at an equal angular intervals on each of four circumferential line. かくして、この例示の実施形態では、カテーテルは、３４個の電極（３２個の円周方向電極と２つの端電極）を有している。 Thus, in this exemplary embodiment, the catheter includes a 34 amino electrodes (32 circumferential electrode and two end electrodes). 第´９２４号特許の方法は、１回の心拍だけで心内電位場を検出するものであるとのことである。 The method of No. '924 patent, is that the in order to detect the intracardiac potential fields in only a single heartbeat.
ルディ（Rudy）氏名義のＰＣＴ出願公開第ＷＯ９９／０６１１２号（以下、「ルディ出願」という）は、非接触非拡張多電極型カテーテルを用いる心臓電気生理学的マッピングシステム及び方法を開示しており、かかる出願の開示内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。 Rudy (Rudy) said name of PCT Application Publication No. WO99 / ​​06112 (hereinafter, referred to as "Rudy application") discloses a cardiac electrophysiological mapping system and method using a non-contact non-expanded multi-electrode catheter, quote disclosure of such application here as forming a part hereof. ４２個乃至１２２個の電極を備えたカテーテルを用いて電位図が得られる。 42 pieces to electrogram using a catheter with 122 pieces of electrodes are obtained. 多電極型カテーテルの複雑さに伴う上述の問題に加えて、ルディ出願の方法では、消息子と心内膜の相対的形状寸法について事前に知っておかなければならず、これは、別個独立のイメージング法、例えば、経食道心エコー図検査法により得る必要がある。 In addition to the above-described problems associated with the complexity of multi-electrode catheters, the Rudy application method, without need to know in advance about the relative geometry of extinguishing son and the endocardium, which, independently of imaging method, for example, it is necessary to obtain by transesophageal echocardiography tests. ルディ出願の方法では、別個独立のイメージングを行った後、非接触型電極を用いて心表面電位を測定し、これからマップを作成する。 The Rudy application method, after independently imaging, the cardiac surface potentials were measured using a non-contact electrodes, to now create a map.
ビーティ（Beatty）氏等に付与された米国特許第５，２９７，５４９号（以下、「ビーティ氏等特許」という）は、心室の電位分布状態をマッピングする方法及び器械を開示しており、かかる米国特許の開示内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。 Beatty (Beatty) U.S. Pat. No. 5,297,549 granted to Mr. etc. (hereinafter, referred to as "Mr. Beatty such patent") discloses a method and apparatus for mapping the potential distribution state of the ventricles, such incorporated herein the disclosure U.S. Patent as forming a part hereof. ビーティ氏等特許の方法では、心臓内多電極マッピングカテーテル組立体を心臓内に挿入する。 In the method of Beatty said such patents, intracardiac multielectrode mapping catheter assembly is inserted into the heart. マッピングカテーテル組立体は一体形基準電極又は好ましくはコンパニオン型基準カテーテルを備えた多電極アレイを有する。 Mapping catheter assembly or integral reference electrode preferably has a multi-electrode array with companion type reference catheter. 使用にあたり、電極を実質的に球状アレイの形態に配備する。 In use, to deploy the electrode in the form of a substantially spherical array. 電極アレイは、基準電極により又は心内膜表面と接触状態に置かれた基準カテーテルにより心内膜表面上の空間的基準点とされる。 Electrode array is spatially reference point on the endocardial surface by the reference catheter placed in contact with the reference electrode or by the endocardial surface. 好ましい電極アレイカテーテルは、少なくとも２４箇所の別個独立の電極部位を備えるものであると言われている。 Preferred electrode array catheter is said to those with a separate and independent electrode portions of at least 24 points.
カガン（Kagan）氏等に付与された米国特許第５，３１１，８６６号は、多数の電極部位を持つ電極アレイを有する心臓マッピングカテーテル組立体を開示している。 Kagan (Kagan) U.S. Pat. No. 5,311,866 granted to Mr. al. Discloses a heart mapping catheter assembly including an electrode array having a number of electrode sites. マッピングカテーテル組立体は、心壁を探るのに用いることができる遠位先端部電極組立体を備えた基準カテーテルを受け入れる内腔を更に有している。 Mapping catheter assembly further includes a lumen to accept a reference catheter having a distal tip electrode assembly which may be used to explore the heart wall. 好ましい構成例では、マッピングカテーテルは、ブレード（編組）状の絶縁ワイヤを有し、好ましくは、ブレード中に２４本乃至６４本のワイヤを有し、各ワイヤは、電極部位を形成するのに用いられる。 In a preferred configuration example, the mapping catheter comprises a braid (braided) shaped insulated wire, preferably, has a 24 to 64 wires in the braid, each wire is used to form electrode sites It is. このカテーテルは、第１の組をなす非接触型電極部位及び（又は）第２の組をなす接触型電極部位から電気的活性に関する情報を収集するよう心臓内に容易に位置決め可能であるとのことである。 The catheter of the first set non-contact electrode sites and form a (or) can be easily positioned within the heart to collect information about the electrical activity from the contact electrode sites a second set it is.
ゴールドレーヤー（Goldreyer）氏に付与された米国特許第５，３８５，１４６号及び同第５，４５０，８４６号は、心臓内の電気生理学的活性をマッピングするのに有用であると言われているカテーテルを開示している。 Gold Leh Ya (Goldreyer) U.S. Patent No. 5,385,146 granted to Mr and the No. 5,450,846 are said to be useful for mapping electrophysiological activity within the heart It discloses a catheter. カテーテル本体は、心臓をペーシングする刺激パルスを送り出すようになった遠位先端部又は先端部と接触状態にある組織の切除を行う除去電極を有している。 The catheter body has an ablation electrode to perform ablation of tissue in contact with the distal tip or tip adapted to feed the stimulation pulses to pace the heart. カテーテルは、少なくとも１対の直交電極を更に有している。 The catheter further includes at least one pair orthogonal electrodes. 直交電極は、対をなす態様で差動増幅器に結合されて直交電極に隣接したところの局所心臓電気的活性を表すと言われる差信号を生じさせる。 Orthogonal electrodes causes a difference signal which is said to represent the local cardiac electrical activity was adjacent the orthogonal electrodes are coupled to a differential amplifier in a manner paired.
バッド（Budd）氏等に付与された米国特許第５，６６２，１０８号は、心室内の電気生理学的データを測定する方法を開示している。 Bad (Budd) U.S. Pat. No. 5,662,108 granted to Mr. al. Discloses a method of measuring the electrophysiological data in the ventricle. この方法はその一部として、１組の能動電極及び受動電極を心臓内に位置決めする段階、電流を能動電極に流して心室内に電界を発生させる段階、及びその結果得られた電界を受動電極部位のところで測定する段階を含む。 As the method a portion thereof, a pair of active electrodes and the step of positioning a passive electrode in the heart, the step of generating an electric field in the ventricle by applying a current to the active electrodes, and the passive electrodes and the resulting electric field including the step of measuring at the site. 開示した実施形態のうちの１つでは、受動電極は、バルーンカテーテルの膨らまし可能なバルーンに取り付けられたアレイの状態で収納されている。 In one, the passive electrode of the disclosed embodiments is housed in the state of the attached array balloon inflation of the balloon catheter. 好ましい実施形態では、アレイは、６０個乃至６４個の電極を有しているとのことである。 In a preferred embodiment, the array is that the have a 60 to 64 electrodes.
２０００年２月１８日に出願された本願と共通譲受人の米国特許出願第０９／５０６，７６６号（以下、「第´７６６号出願」という）は、心臓の室の電気マップを迅速に作成する新規な器械及び方法を開示しており、かかる米国特許の開示内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。 2000 February 18, US patent application Ser. No. 09 / 506,766 of common assignee as the present application, which was filed on (hereinafter referred to as "the '766 patent application") is, quickly creating an electrical map of the chambers of the heart It discloses a novel apparatus and method for, citing disclosure of such U.S. patents herein as forming a part hereof. 一実施形態では、第´７６６号出願の器械及び方法は、遠位先端部のところに位置した接触型電極及び遠位先端部から見て近位側に位置決めされたアレイ状の非接触型電極、好ましくは、約１２個乃至３２個の電極から成る電極アレイを備えたカテーテルを利用する。 In one embodiment, apparatus and method No. '766 application, the distal tip contactless electrode positioning arrays shape when viewed from the contact electrode and the distal tip positioned proximally at the preferably utilizes a catheter with an electrode array of about 12 to 32 electrodes. カテーテルは、少なくとも１つ、好ましくは２つの位置センサを更に有している。 The catheter has at least one, and preferably further comprises a two position sensors. このカテーテルは、少なくとも１回の心周期内で心臓の電気マップを迅速に作成するために用いられ、好ましくは、心臓内の切除及び切除後の検証（妥当性検査）手段を有する。 The catheter quickly be used to create an electrical map of the heart in at least one cardiac cycle, preferably, with a verify (validate) means after resection and ablation within the heart.
心電気信号を得るための多電極法は、特に１点接触測定法と比較して、電気マップを作成するのに必要な時間を減少させる可能性を提供する。 Multielectrode method for obtaining cardiac electrical signals, particularly compared to one-point-contact measuring method offers the possibility of reducing the time required to create an electrical map. しかしながら、非接触法と関連した問題は、特に電極が心内膜から一段と遠ざかるようになると、接触測定法と比較して電気信号が微弱になるということにある。 However, problems associated with non-contact methods, especially when the electrode is to further away from the endocardium, is that the electrical signal compared to contact measurements becomes weak. 多くの場合、非接触信号の大きさは、ノイズレベルよりもほんの僅か大きいものであるに過ぎない。 Often, the magnitude of the non-contact signal is only just those slightly larger than the noise level. かくして、隣り合う電極のところの電位を互いに正確に弁別することは困難な場合が多く、これは、かかる測定値から得られる心臓マップの精度にマイナスに働くような影響をもつ。 Thus, often it is difficult to discriminate potential where the adjacent electrodes to each other accurately, which has the effect that act negatively heart map accuracy obtained from such measurements. かくして、特に非接触心臓内測定法で見かけるタイプ及び大きさの微弱な電気信号の一層正確な測定が要望されている。 Thus, it has been desired in particular more accurate measurement of weak electrical signals in the type and magnitude seen in non-contact intracardiac measurements.
本発明の一特徴は、電極アレイからの複数の電気信号を測定する器械に関する。 One feature of the present invention relates to apparatus for measuring a plurality of electrical signals from an electrode array. 本発明の器械は、電極アレイの第１の電極のところの電圧を測定する第１の増幅器を有する。 Instrument of the present invention includes a first amplifier for measuring a voltage at the first electrode of the electrode array. この器械は、各々が電極アレイ中の２つの連続して位置する電極相互の電圧差を測定するカスケード接続状態の差動増幅器を更に有する。 The apparatus further comprises a differential amplifier of the cascade connection state for measuring the voltage difference between the electrodes cross, each positioned two consecutive in the electrode array. 電極ｎのところの電圧Ｖ nは次式、即ち、 The voltage V n where electrode n the following equation, i.e.,
で与えられ、上式において、ａ 1は、第１の増幅器により測定された第１の電極のところの電圧、ａ iは各々、差動増幅器により測定された電極アレイの電極ｉと電極（ｉ−１）の差電圧である。 For a given, the above equation in, a 1 is the voltage where the first electrode as measured by the first amplifier, a i are each electrode i and electrode of the electrode array as measured by the differential amplifier (i is a differential voltage between -1).
或る実施形態では、本発明の器械は、電極のところの電圧を計算する計算プロセッサを更に有する。 In some embodiments, the instrument of the present invention further comprises a calculation processor for calculating the voltage at the electrodes.
本発明の別の特徴は、患者の体から出る電気信号を測定する器械に関する。 Another feature of the present invention relates to instruments for measuring electrical signals emanating from the patient's body. この器械は、好ましくは遠位端部に電極アレイを備えたカテーテルを有する。 The instrument preferably has a catheter having an electrode array at the distal end. 本発明のこの器械は、電極アレイの第１の電極のところの電圧を測定する第１の増幅器と、各々が電極アレイ中の２つの連続して位置する電極相互の電圧差を測定するカスケード接続状態の差動増幅器とを更に有する。 The apparatus of the present invention, a cascade connection of measuring a first amplifier for measuring a voltage at the first electrode of the electrode array, the voltage difference between the electrodes cross, each positioned two consecutive in the electrode array further comprising a state of the differential amplifier. 電極ｎのところの電圧Ｖ nは次式、即ち、 The voltage V n where electrode n the following equation, i.e.,
或る実施形態では、カテーテル電極アレイは、少なくとも１つの接触型電極と、複数の非接触型電極とから成る。 In some embodiments, the catheter electrode array is composed of at least one contact electrode, and a plurality of non-contact electrodes. かかる実施形態では、第１の増幅器は好ましくは、接触型電極のところの信号を測定するのに用いられる。 In such embodiments, the first amplifier preferably used to measure the signal at the contact electrode.
或る実施形態では、本発明の器械に用いられるカテーテルは、少なくとも１つの位置センサを更に有する。 In some embodiments, the catheter used in the apparatus of the present invention further comprises at least one position sensor. 或る実施形態では、カテーテルは、カテーテル遠位先端部の近くに設けられた第１の位置センサと、電極アレイの近くに設けられた第２の位置センサとを有する。 In some embodiments, the catheter has a first position sensor provided near the catheter distal tip, and a second position sensor provided near the electrode array. 上記少なくとも１つの位置センサは好ましくは、音響センサ、磁気センサ、電磁センサ又はこれらの組合せから選択される。 Above at least one position sensor preferably, acoustic sensors, magnetic sensors, are selected from the electromagnetic sensor, or combinations thereof. 位置センサのうちの少なくとも１つは好ましくは、電磁位置センサである。 At least one of the position sensors is preferably an electromagnetic position sensor.
本発明の別の特徴は、電極アレイからの複数の電気信号を測定する方法に関する。 Another feature of the present invention relates to a method for measuring a plurality of electrical signals from an electrode array. 本発明の方法は、電極アレイの第１の電極のところの電圧を測定する第１の増幅器及び各々が電極アレイ中の２つの連続して位置する電極相互の電圧差を測定するカスケード接続状態の差動増幅器を準備する段階を有する。 The method of the present invention, the cascade connection state of measuring a first voltage difference between the electrodes mutually positioned two consecutive of the first amplifier and each of the electrode array for measuring the voltage at the electrodes of the electrode array comprising the step of preparing a differential amplifier. この方法は、上記電極の各々のところの電圧を計算する段階を更に有し、電極ｎのところの電圧Ｖ nは次式、即ち、 The method further comprises the step of calculating a voltage at each of the electrodes, the voltage V n where electrode n the following equation, i.e.,
で与えられ、上式において、ａ 1は、第１の増幅器により測定された第１の電極のところの電圧、ａ iは各々、差動増幅器により測定された電極アレイの電極ｉと電極（ｉ−１）の差電圧である。 For a given, the above equation in, a 1 is the voltage where the first electrode as measured by the first amplifier, a i are each electrode i and electrode of the electrode array as measured by the differential amplifier (i is a differential voltage between -1). この方法は好ましくは、患者の身体、より好ましくは患者の心臓から出る複数の電気信号を測定するのに利用される。 The method preferably, the patient's body, and more preferably is utilized to measure a plurality of electrical signals emanating from the patient's heart.
或る実施形態では、本発明の方法は更に、遠位端部に電極アレイを備えたカテーテルを準備する段階と、カテーテルの遠位端部を患者の心臓内へ送り進める段階とを更に有する。 In some embodiments, the method of the present invention further further comprising the steps of preparing a catheter having an electrode array at the distal end portion, and a step of advancing sends a distal end of the catheter into the patient's heart.
或る実施形態では、本発明の方法により測定された電気信号は、患者の心臓の心組織の局所活性化時間を求めるために用いられる。 In some embodiments, the electrical signal measured by the method of the present invention is used to determine the local activation time of cardiac tissue of a patient's heart. 本発明の方法は、患者の心臓の心組織の電気的特性のマップを作成する段階を更に有するのがよいが、このようにするかどうかは任意である。 The method of the present invention, but may further include the step of creating a map of the electrical characteristics of cardiac tissue of a patient's heart, whether this is optional. 本発明の方法は、電気的特性のマップから心組織の疾患状態を診断する段階を更に有するのがよく、更に、心組織を治療する段階を有するのがよい。 The method of the present invention may further include the step of diagnosing a disease state of heart tissue from a map of the electrical properties further, may have a step of treating cardiac tissue.
本発明の内容は、図面と併せて本発明の好ましい実施形態についての以下の詳細な説明を参照すると理解されよう。 The contents of the present invention will be understood with reference to the following detailed description of preferred embodiments of the present invention in conjunction with the drawings.
一実施形態では、本発明の器械及び方法は、電極アレイからの複数の電気信号の測定に関する。 In one embodiment, apparatus and methods of the present invention relates to the measurement of the plurality of electrical signals from an electrode array. 好ましい実施形態では、電極アレイは、カテーテルに設けられていて、患者の体、特に心臓から出る電気信号を測定するために用いられる。 In a preferred embodiment, the electrode array is provided on the catheter, the patient's body, used in particular for measuring electrical signals emanating from the heart.
カテーテルを利用した電極アレイを用いて心臓内の電気的活性を測定するシステムが、図１及び図２に示されている。 System for measuring the electrical activity of the heart using an electrode array using the catheter is shown in FIGS. 図１に最もよく示されているような全体を符号１８で示したシステムは、人体、好ましくはヒトの心臓２９（図２）の室内へ挿入可能な診断用マッピングを兼ねる治療用デリバリカテーテル２０を有している。 System shown generally at reference numeral 18, as best shown in Figure 1, the human body, preferably a therapeutic delivery catheter 20 serving also as an insertable diagnostic mapping into the chamber of a human heart 29 (Fig. 2) It has. カテーテル２０は、遠位端部２２を備えたカテーテル本体２０ａを有している。 The catheter 20 includes a catheter body 20a having a distal end portion 22. 遠位端部２２は、遠位先端部２６のところに設けられていて、心組織に接触してその電気的性質を測定する電極２４を有している。 The distal end portion 22 is provided at the distal tip 26 has an electrode 24 for measuring the electrical properties in contact with the cardiac tissue. 電極２４は、診断目的、例えばペースマッピングのため及び（又は）治療目的、例えば欠陥のある心組織の切除のために電気信号を心臓に送るのにも有用である。 Electrode 24, diagnostic purposes, for example, and for pace mapping (or) therapeutic purposes, it is also useful for sending electrical signals to the heart for ablating, for example a defective cardiac tissue. カテーテル２０の遠位端部２２は、心室内の遠い領域の電気信号を測定する非接触型電極２５を更に有している。 The distal end 22 of catheter 20 further includes a non-contact electrodes 25 for measuring the electrical signals in the ventricle distant region. 非接触型電極２５は、カテーテルの遠位端部２２の長手方向軸線４７（図３（Ａ））と平行に一線をなして配置されている。 Non-contact electrodes 25, the longitudinal axis 47 of the distal end portion 22 of the catheter (FIG. 3 (A)) and are arranged in parallel to form a clear distinction. 先端部電極２４は、非接触型電極２５と一緒になって電極アレイ２３を構成する。 The tip electrode 24, constituting the electrode array 23 together with the non-contact electrodes 25. カテーテル２０の遠位端部２２は、体内のカテーテルの位置及び向きを決定するのに用いられる信号を出力する少なくとも１つの位置センサ２８を更に有している。 The distal end 22 of catheter 20 further includes at least one position sensor 28 outputs a signal used to determine the position and orientation of the catheter within the body. 位置センサ２８は好ましくは、カテーテル２０の遠位先端部２６に隣接して設けられている。 Position sensor 28 is preferably disposed adjacent the distal tip 26 of catheter 20. 好ましくは、位置センサ２８、先端部２６及び電極２４の間には位置（存在場所）及び向き（配向状態）に関して一定の関係がある。 Preferably, the position sensor 28, a fixed relationship with respect to the position (the location) and orientation (orientation state) between the tip 26 and the electrode 24.
カテーテル２０は好ましくは、取っ手３０を有し、この取っ手は、カテーテル２０の遠位端部２２を所望の向きに操作し、例えば、遠位端部２２を偏向させ、或いは、所望に応じて遠位端部を位置決めすると共に（或いは）配向させる制御器３２を有している。 Catheter 20 preferably includes a handle 30, the handle, the distal end 22 of catheter 20 to operate in a desired direction, for example, to deflect the distal end 22, or far as desired and (or) a controller 32 for aligning with positioning the position ends.
図１に示すようなシステム１８は、ユーザがカテーテル２０の機能を観察して調節できるようにするコンソール３４を更に有している。 System 18, as shown in FIG. 1, the user further has a console 34 which can be adjusted by observing the function of the catheter 20. コンソール３４は好ましくは、信号プロセッサとしての役目を果たすコンピュータ３６、キーボード３８、典型的にはコンピュータ３６の内部に位置する信号処理回路４０、及びディスプレイ４２を有する。 Console 34 preferably includes a computer 36 which serves as a signal processor, keyboard 38, typically the signal processing circuit 40 located in the interior of the computer 36, and a display 42. 信号処理回路４０は、代表的には、カテーテル２０からの信号（かかる信号としては、位置センサ２８によって出力された信号、先端部電極２４によって出力された信号及び非接触型電極２５によって出力された信号が挙げられる）を受け取り、増幅し、濾波し、ディジタル化し、その後、これらディジタル化された信号はコンピュータ３６によって用いられ、それによりカテーテルの位置及び（又は）向き並びに心室の電気的特性がコンピュータ処理される。 The signal processing circuit 40 is typically a signal (such signals from catheter 20, output signals output by the position sensor 28, the signal and the non-contact type electrode 25 which is output by the tip electrode 24 signal receive mentioned are) is, amplifies, filters, digitizes, then these digitized signals are used by computer 36, whereby the catheter position and (or) direction as well as the electrical characteristics of the ventricles computer It is processed. 変形例として、適当な回路をカテーテル２０それ自体と連携させ、コンピュータ３６が、既に増幅され、濾波されると共に（或いは）ディジタル化された信号を受け取るようにしてもよい。 Alternatively, appropriate circuitry to cooperate with the catheter 20 itself, the computer 36, are already amplified, it may be received (or) the digitized signal with the filtered.
カテーテル２０は、延長ケーブル２１を経て、コンピュータ３６に結合されている。 Catheter 20, through the extension cable 21 is coupled to the computer 36. この延長ケーブルはその近位端部のところに、コンソール３４に設けられた相手方の受け具４６に嵌まり込むようになったコネクタ４４を有している。 This extension cable is at its proximal end, has a connector 44 adapted to fit into a mating receptacle 46 provided on the console 34. ケーブル２１の遠位端部は、カテーテルの取っ手３０に連結された受け具３３を有している。 The distal end portion of the cable 21 has a receptacle 33 which is connected to the handle 30 of the catheter. 受け具３３は好ましくは、専用モデルのカテーテルを受け入れるように形作られており、好ましくは、ユーザには明らかな専用モデルについての確認又は識別手段を備えている。 Preferably receptacle 33, which is shaped to receive the catheter only model, and preferably includes a check or identification means for clearly only model the user. ケーブル２１を用いた場合に得られる利点のうちの１つは、種々のモデル及びタイプのカテーテル、例えば、異なる形態の取っ手を備えたカテーテルを同一のコンソール３４に連結できるということにある。 One of the advantages obtained when using the cable 21, various models and types of catheters, for example, is that the catheter with the handle of the different forms can be connected to the same console 34. 種々のケーブル２１を用いると、多種多様なカテーテルをコンソール３４に連結することができる。 With various cable 21 can be connected a wide variety of catheters to console 34. 別体としてのケーブル２１を有する場合に得られる別の利点は、ケーブル２１が患者に接触しないことにある。 Another advantage obtained when having a cable 21 as a separate body is that the cable 21 does not touch the patient. したがって、ケーブル２１を滅菌しないで再使用できる。 Therefore, it can be reused without sterilization of the cable 21.
ケーブル２１は、カテーテル２０をコンソール３４から電気的に絶縁する１以上の絶縁変圧器（図示せず）を更に有している。 Cable 21 further comprises one or more isolation transformers to electrically insulate the catheter 20 from console 34 (not shown). 絶縁変圧器は好ましくは、受け具３３内に収納される。 Isolation transformer is preferably accommodated in the receptacle 33. 変形例として、絶縁変圧器をこれと関連したシステム電子部品内に納めてもよい。 Alternatively, it may be accommodated in the system electronic components associated therewith an isolation transformer.
本発明のカテーテル２０を備えたシステム１８で用いられる追加の構成部品が、図２に概略的に示されている。 Additional components used in system 18 with catheter 20 of the present invention is schematically illustrated in FIG. 外科医１００は、血管構造に設けた切開部を通して、即ち、血管内手技を用いてカテーテル２０を患者１１０の心臓２９の室内に挿入し、位置センサ２８及び遠位先端部電極２４と非接触型電極２５とから成る電極アレイ２３が、心室の内部に位置するようにする。 The surgeon 100, through an incision provided in the vasculature, i.e., a catheter 20 with endovascular procedures and inserted into the chamber of a heart 29 of a patient 110, the position sensor 28 and distal tip electrode 24 non-contact electrodes electrode array 23 consisting of 25 Metropolitan, to be located in the interior of the ventricle. ＰＣＴ出願公開第ＷＯ９６／０５７６８号、これと関連した１９９７年５月１４日出願の米国特許出願第０８／７９３，３７１号及び本願の譲受人に譲渡された米国特許第５，３９１，１９９号に記載された例示の位置センサによれば（なお、これら技術文献の開示内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する）、センサ２８は、患者１１０の近くに配置され、例えば、手術台３１に固定された電磁式界磁発生コイル２７の発生する外部印加磁界に応動して信号を出力する。 PCT Application Publication No. WO96 / 05768 Patent, which the U.S. Patent No. 5,391,199, assigned to U.S. Patent Application No. 08 / 793,371 No. and application of the assignee of the related May 14, 1997 filed according to the position sensor of the described examples (Note that these disclosures technical publications cited herein as forming a part hereof), the sensor 28 is positioned near the patient 110, for example, , and it outputs a signal in response to generated externally applied magnetic field of the operating table fixed electromagnetic field 31 磁発 raw coil 27. センサ２８によって出力された信号の大きさは、印加された磁界中のセンサの位置及び向きで決まる。 The size of the signal output by the sensor 28 is determined by the applied position and orientation of the sensor in the magnetic field. 界磁発生コイル２７は、ケーブル４１を介してドライバ４３に接続されている。 Field generating coil 27 is connected to the driver 43 via the cable 41. ドライバ４３は、コンピュータ３６（図１）に接続され、このコンピュータは、界磁発生コイルの動作状態を制御する。 The driver 43 is connected to the computer 36 (FIG. 1), the computer controls the operation state of the field generating coil. 変形例として、本発明のシステムは、カテーテル内に設けられる界磁発生コイル及び患者の外部に設けられるセンサを採用してもよい。 Alternatively, the system of the present invention may employ a sensor provided outside the 磁発 raw coils and patient field provided in the catheter.
本発明の方法及び器械の幾つかの実施形態において用いられるカテーテルを電磁センサと関連して本明細書において説明するが、本発明の実施にあたり、３次元の位置に関する情報及び向きに関する情報（向きに関する情報を用いるかどうかは任意である）を提供する任意他の位置センサを用いてもよい。 While described herein a catheter in conjunction with an electromagnetic sensor for use in some embodiments of the method and apparatus of the present invention, the practice of the present invention relates to information (orientation Information and orientation about the three-dimensional position whether using the information may be used any other location sensor that provides any and is). これ又有用な例示のセンサとしては、音響センサや磁気センサが挙げられる。 The this also useful illustration of the sensor include acoustic sensors and magnetic sensors.
好ましくは、位置センサ２８による測定を心周期と実質的に同期させ、その結果得られる心室の電気活性のマップが心周期中の１点のところの心室の幾何学的形状を描出するようにする。 Preferably, it synchronizes the measurement by the position sensor 28 cardiac cycles substantially, the map of the electrical activity of the resulting ventricles so as to delineate the geometry of the ventricle of a 1-point in the cardiac cycle . 好ましくは、マップは、心周期中の拡張末期点のところの心臓２９を描出する。 Preferably, the map is, to render the heart 29 at the end-diastole point in the cardiac cycle. 種々の位置を心周期中の１点に同期させることにより、接触型電極２４及び非接触型電極２５の位置を決定する際に心臓２９の運動に起因して生じる場合のある誤差が無くなる。 By synchronizing to a point in the cardiac cycle different positions, some errors that may occur due to movement of the heart 29 in determining the location of the contact electrode 24 and non-contact electrodes 25 is eliminated.
図３（Ａ）は、本発明の器械及び方法で用いられるカテーテルの好ましい一実施形態の遠位端部の平面図である。 3 (A) is a plan view of the distal end of one preferred embodiment of a catheter used in the apparatus and method of the present invention. 図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のカテーテルをその長手方向軸線４７の回りに９０°回転させた状態を示す図である。 3 (B) is a diagram showing a state of being rotated 90 ° around the catheter its longitudinal axis 47 of FIG. 3 (A). 図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）のカテーテルの３Ｃ−３Ｃ線矢視縦断面図である。 Figure 3 (C) is a 3C-3C taken along the line longitudinal sectional view of the catheter of FIG. 3 (B). 図３（Ａ）に示すように、カテーテルは、先端部電極２４及びリング電極４５を有している。 As shown in FIG. 3 (A), the catheter has a tip electrode 24 and ring electrodes 45. これら２つの電極は一緒になって双極接触型電極として機能する。 These two electrodes function as a bipolar contact electrode together. 非接触型電極２５は、近位端部４９及び遠位端部５０を備えたアレイの状態に配置されている。 Non-contact electrodes 25 is arranged in a state of array having a proximal end 49 and distal end 50. カテーテルは、複数の非接触型電極２５、例えば、１６個の点電極２５を有している。 The catheter has a plurality of non-contact electrodes 25, for example, has 16 points electrode 25. 各電極２５は、断面が円形であり、その直径は１ｍｍである。 Each electrode 25 in cross section is circular, its diameter is 1 mm. アレイ２３中の非接触型電極２５は、９０゜刻みでカテーテル遠位端部２２の周りに円周方向に互いに間隔を置いた４つのコラムの状態に配置されている。 Non-contact electrodes 25 in array 23 are arranged in four states of the column in which spaced from each other circumferentially around the catheter distal end 22 in 90 ° increments. 各コラム中の電極２５の位置は、隣のコラム中の対応関係にある電極の位置に対して長手方向にずれている。 Position of the electrode 25 in each column is longitudinally offset relative to the position of the electrode in the corresponding relationship in the next column. アレイ２３中の非接触型電極２５のこの構成により、非接触型電極２５は、カテーテル２０を送り進めている室の全ての壁からの遠い領域の電気信号を同時に受け取ることができる。 This arrangement of non-contact electrodes 25 in the array 23, the non-contact electrodes 25 may receive electrical signals region far from all walls of the chamber are advanced sends catheter 20 simultaneously. カテーテル２０は、２つの位置センサ２８，４８を更に有しており、この場合、センサ２８は、カテーテルの遠位先端部のところに位置し、センサ４８はアレイ２３の近位端部４９の近傍に位置している。 The catheter 20 further has two position sensors 28 and 48, in this case, the sensor 28 is near the proximal end 49 of the located at the distal tip of the catheter, the sensor 48 is an array 23 It is located in. 図３（Ｃ）には示していないが、ワイヤが、センサ２８，４８の各々及び電極２４，２５，４５の各々を取っ手３０に接続し、これから信号がケーブル２１を経由して回路４０に伝送される。 Although not shown in FIG. 3 (C) transmission, wire, each of each and electrodes 24,25,45 of the sensor 28, 48 is connected to the handle 30, the circuit 40 via the now signal cable 21 It is. 同じく図示していないが、偏向機構により、カテーテルの取っ手３０の制御器３２を介してカテーテル先端部の偏向が可能になる。 Although not well shown, the deflection mechanism allows deflection of the catheter tip via control 32 of the handle 30 of the catheter. カテーテルの偏向機構を専用的に設計することは、本発明にとって重要ではなく、当該技術分野で公知のカテーテル偏向機構の設計のうち任意のものであってよい。 Dedicating designed deflection mechanism of the catheter is not critical to the present invention, it may be any of the designs known catheter deflection mechanism in the art. カテーテルの操縦／偏向機構は例えば、米国特許第５，９６４，７５７号、同第５，８９７，５２９号及び同第５，９３８，６０３号、欧州特許出願第ＥＰ０９００５４７号及び同第ＥＰ０９００５４８号、並びにＰＣＴ出願公開第ＷＯ９８／４３５３０号に開示されており、これら技術文献の開示内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。 Steering / deflection mechanism of the catheter, for example, U.S. Patent No. 5,964,757, the first 5,897,529 item and the No. 5,938,603, European Patent Application No. EP0900547 and the No. EP0900548, and PCT is disclosed in application publication No. WO98 / 43530, reference the entire disclosures of these technical literature here as forming a part hereof.
図４は、本発明の器械及び方法に役立つカテーテル２０ａの遠位端部２２ａの変形実施形態を示している図である。 Figure 4 is a diagram showing the alternative embodiment of the distal end portion 22a of catheter 20a useful in apparatus and methods of the present invention. カテーテル２０ａは、先端部電極２４と、リング電極４５とから成っている。 Catheter 20a includes a tip electrode 24, formed of a ring electrode 45.. 全部で２４個の非接触型電極２５ａが、それぞれ６つの電極で構成されていて、カテーテル遠位端部２２ａの周りにぐるりと円周方向に９０゜刻みで間隔を置いた４つのコラムの状態に配置されている。 A total of 24 non-contact electrodes 25a are made up of a respective six electrodes, four states of the column spaced at 90 ° increments in round circumferentially around the catheter distal end 22a It is located in. 図４に示す実施形態では、非接触型電極２５ａは、形状が矩形であって寸法が１ｍｍ×３ｍｍであり、これら非接触型電極は、１コラム中の中心間距離が８ｍｍの状態で互いに間隔を置いて位置している。 In the embodiment shown in FIG. 4, non-contact electrodes 25a, the shape is that a dimensionally is 1 mm × 3 mm rectangular, these non-contact electrodes from each other spacing at a center-to-center distance of 8mm state in one column It is located at a. 図４のカテーテル遠位端部２２ａは、上記と同様に、２つの位置センサ（図示せず）を有し、一方の位置センサはカテーテル先端部２６のところ、他方の位置センサは電極アレイ２３ａの近位端部のところにそれぞれ位置している。 The catheter distal end 22a of Fig. 4, in the same manner as described above, has two position sensors (not shown), one of the position sensor at the catheter tip 26, the other position sensor electrode arrays 23a They are located respectively at the proximal end.
電極アレイ２３ａは好ましくは、約１２個乃至約３２個の非接触型電極２５ａから成る。 Electrode array 23a preferably consists of about 12 to about 32 non-contact electrodes 25a. より好ましくは、アレイ２３ａは、約１６個乃至約２４個の非接触型電極２５ａから成る。 More preferably, array 23a consists of about 16 to about 24 non-contact electrodes 25a. 好ましい一実施形態では、アレイ２３ａは、２０個未満の非接触型電極２５ａから成る。 In one preferred embodiment, array 23a consists of fewer than 20 non-contact electrodes 25a.
図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）及び図４に示すように、電極アレイ２３，２３ａ中の非接触型電極２５，２５ａは、それぞれ、カテーテル遠位端部２２，２２ａの周囲周りに不連続である。 FIG. 3 (A), the as shown in FIG. 3 (B), FIG. 3 (C) and FIG. 4, non-contact electrodes 25,25a in the electrode array 23,23a, respectively, the catheter distal end 22, 22a is discontinuous around the periphery of. 図５は、本発明の器械及び方法で有用な別の好ましいカテーテル２０ｂの遠位部分２２ｂを示す概略絵画図である。 Figure 5 is a schematic pictorial illustration showing a distal portion 22b of useful another preferred catheter 20b in apparatus and methods of the present invention. 図５のカテーテル２０ｂは、先に詳細に説明したカテーテル２０，２０ａと構造及び取扱が実質的に同一であり、異なる点は、カテーテル２０ｂが、点電極２５又は矩形のプラーク２５ａに代えて、複数のリング電極２５ｂを有していることにある。 The catheter 20b of Fig. 5, the catheter 20,20a structure and handling as described in detail above are substantially the same, is different from the catheter 20b is, in place of the point electrodes 25 or rectangular plaques 25a, a plurality in that it has a ring electrode 25b. 先端部電極２４に最も近いリング電極２５ｂを先端部電極２４と連携して用いて心室表面のところの双極電位を測定するのがよい。 It is preferable to measure bipolar potentials where ventricular surface closest ring electrode 25b to the tip electrode 24 used in conjunction with tip electrode 24. 例示の一実施形態では、カテーテルは、約０．５ｍｍ間隔で設けられた３２個のリング電極を有している。 In one exemplary embodiment, the catheter has thirty-two ring electrodes provided at approximately 0.5mm intervals.
図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）、図４及び図５に示すカテーテル遠位端部２２，２２ａは、双極遠位先端部接触型電極を有しているが、単極遠位先端部電極を有するカテーテル遠位端部も又、本発明の方法及び器械の実施に有用であると考えられることは理解されよう。 FIG. 3 (A), the FIG. 3 (B), the FIG. 3 (C), the catheter distal end portion 22,22a illustrated in Figures 4 and 5 has a bipolar distal tip contact electrodes, the catheter distal end having a unipolar distal tip electrodes are also be considered to be useful in the practice of the method and apparatus of the present invention will be understood.
本発明の方法の幾つかの実施形態の実施にあたり、カテーテル２０，２０ａ，２０ｂのそれぞれのアレイ２３，２３ａ，２３ｂ中に含まれた非接触型電極２５，２５ａ、２５ｂの各々の位置及び向きを知ることが望ましい。 Practice of some embodiments of the method of the present invention, the catheter 20, 20a, each array 23,23a of 20b, the non-contact electrodes 25,25a contained in 23b, and 25b each position and orientation of the it is desirable to know. これら電極の各々の位置及び向きを知るため、本発明の方法及び器械で用いられるカテーテルは好ましくは、図３（Ｃ）に示すような２以上の位置センサ、例えば位置センサ２８，４８を採用している。 Order to know the position and orientation of each of these electrodes, catheters used in the method and apparatus of the present invention is preferably 2 or more position sensors, such as shown in FIG. 3 (C), is adopted, for example position sensors 28 and 48 ing. これらセンサのうちの１つは好ましくは、カテーテル遠位先端部２６内に配置され、第２のセンサは好ましくは、電極アレイ２３の近位端部４９のところに配置される。 One of these sensors is preferably disposed in the catheter distal tip 26, a second sensor is preferably disposed at the proximal end 49 of electrode array 23. 好ましくは、これら位置センサのうちの少なくとも１つは、位置及び向きに関する情報について６つの指標又は項目、即ち、３つの位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）及び３つの向き座標（縦揺れ、横揺れ、偏揺れ）を提供する。 Preferably, at least one of these location sensors, six indicators or item information about the position and orientation, i.e., three position coordinates (x, y, z) and three orientation coordinates (pitch, roll , to provide yaw). 位置に関する情報について６つの指標をもたらす適当な位置センサ２８，４８は例えば、ＰＣＴ出願公開第ＷＯ９６／０５７６８号及びこれに対応した米国特許第０８／７９３，３７１号に記載されており、かかる特許技術文献の開示内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。 Suitable position sensors 28 and 48 that the information about the position resulting in six indicators for example, described in U.S. Pat. No. 08 / 793,371 corresponding to PCT Application Publication No. WO96 / 05768 and which, according patented quote disclosure documents herein as forming a part hereof.
センサの各々の３次元で表示される位置及び向き並びにカテーテル遠位端部２２のところの電極２５の幾何学的形状が分かると、電極２５の各々の位置及び向きを例えばスプライン関数法により計算することができる。 When the geometry of the electrodes 25 where the position and orientation as well as the catheter distal end 22 is represented as a three-dimensional of each sensor is known, to calculate the position and orientation of each of the electrodes 25 by, for example, a spline function method be able to.
適当な環境の下では、例えば、カテーテルの剛性、他の画像情報及び堅くて短い非接触型電極アレイの使用法が分かれば、本発明の方法の実施の際にたった１つの位置センサを備えたカテーテルを用いることが可能な場合がある。 Under appropriate circumstances, for example, the stiffness of the catheter, if other image information and stiffer use of short non-contact electrode array is known, with one position sensor standing in the practice of the method of the present invention it may be possible to use a catheter. かかる場合、センサは好ましくは、カテーテルの遠位先端部２６のところに配置される。 In such a case, the sensor is preferably disposed at the distal tip 26 of the catheter.
多数の位置センサを備えたカテーテルの場合、必ずしも全てのセンサが位置情報の６つの指標をもたらす必要はない。 For catheter with multiple position sensors, not necessarily all of the sensor results in six indicators of the position information. 例えば、図３（Ｃ）に示すように、センサ２８は好ましくは、位置情報の６つの指標を表す信号を検出して伝送する。 For example, as shown in FIG. 3 (C), the sensor 28 preferably transmits and detects a signal representing the six indicators of position information. センサ４８は、６指標出力センサであるのがよいが、位置情報について５以下の指標をもたらすセンサも又用いることができる。 Sensor 48 is may be between 6 indicator output sensor may be used also sensors provide 5 following the index for position information. 例えば、位置情報について５つの指標（３つの位置座標、縦揺れ及び偏揺れ）を検出するセンサが、米国特許第５，９１３，８２０号に記載されており、この米国特許の開示内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。 For example, five indicators (three position coordinates, pitch and yaw) for the position information sensor for detecting a is described in U.S. Patent No. 5,913,820, hereby the disclosure of this patent herein incorporated by reference as forming part of the book. かかるセンサは、電極アレイ２３の近位端部４９の近くに位置する第２のセンサとして用いることができる。 Such sensors may be used as the second sensor located near the proximal end 49 of electrode array 23. 変形例として、各々が位置情報について５以下の指標をもたらす複数の位置センサを用いてもよい。 Alternatively, it is also possible to use a plurality of position sensors provide 5 following indicators for each location. 例えば、各々が位置情報について３つの指標をもたらす３以上の位置センサを用いるとカテーテル上の全ての位置を定めることができる。 For example, each use a position sensor 3 or more to bring the three indicators for the location information to be able to define all the positions on the catheter.
本発明の器械及び方法で用いられるカテーテルの直径は好ましくは、約５フレンチ乃至約１１フレンチ（３フレンチ（ｆｒ）＝１ｍｍ）である。 The catheter is preferably of a diameter to be used in the apparatus and method of the present invention is from about 5 French to about 11 French (3 French (fr) = 1mm). より好ましくは、本発明のカテーテルの直径は、約６フレンチ乃至約８フレンチである。 More preferably, the diameter of the catheter of the present invention is about 6 French and about 8 French.
多数の電極から電位を測定する従来型システムでは、各電極からの信号は代表的には、別個独立の増幅器に送られ、ここで瞬間電圧が測定される。 In conventional systems for measuring the potential of a large number of electrodes, the signal from each electrode is typically fed separately and independently of the amplifier, wherein the instantaneous voltage is measured. 各電極からの信号は代表的には、基準手段、例えば右脚体表面電極を基準として、或いは、右腕体表面信号、左腕体表面信号及び左脚体表面信号に基づく複合信号を示すウィルソンの中心又は結合電極（ＷＣＴ）を基準として測定される。 The signal representative from each electrode, the reference means, for example based on the right leg surface electrode, or the center of Wilson showing a composite signal based on right arm body surface signals, the left arm body surface signals and left leg body surface signals or coupling electrode (WCT) is measured as a reference. 変形例では、アースすなわちグラウンド電位を基準として各電極からの信号を測定する。 In a variant, it measures the signal from each electrode as referenced to earth ie ground potential. とにかく、多電極の場合、各信号は代表的には共通基準手段又はアースを基準としてそれ自体の増幅器から並列的に測定される。 Anyway, in the case of multi-electrode, each signal is typically in parallel measured from its own amplifier as a common reference means or the reference ground. この方式は、各電極のところで生じる信号の大きさがノイズの閾値を遙かに越える接触型電極の場合には良好に働く。 This scheme is the magnitude of the signal generated at each electrode works well in the case of contact electrodes which exceeds much the threshold of noise. 特に電極が互いに密な間隔を置いた状態で心内膜と非接触状態にある非接触型電極の場合、２つの隣り合う電極からの読みの差は、測定器械のノイズレベルと同一オーダーのものである場合がある。 Particularly in the case of electrodes non-contact electrodes on the endocardial and non-contact state with spaced closely spaced from one another, the difference in readings from two adjacent electrodes, one of the noise level in the same order of measuring instruments there is a case where. 例えば、相互間隔が２ｍｍであり、心内膜から約１ｃｍ乃至約２ｃｍのところに位置した電極の場合、これら電極の各々のところに現れる信号相互間の差は、約１０マイクロボルト乃至５０マイクロボルトのオーダーのものであるに過ぎず、これは、約２０マイクロボルト乃至約４０マイクロボルトのオーダーの測定器械のノイズレベルと同一オーダーのものである。 For example, the mutual spacing 2 mm, if the endocardial electrode positioned at about 1cm to about 2 cm, the difference between the signals mutually appearing at each of these electrodes, about 10 microvolts to 50 microvolts only those of the orders, which are those of the noise level in the same order of measuring instruments on the order of about 20 microvolts to about 40 microvolts. 本発明の器械及び方法により、これら信号の正確な弁別が可能になる。 The apparatus and method of the present invention allows accurate discrimination of these signals.
アレイ状に配置された電極からの信号を測定する本発明の器械で用いられる信号処理回路４０の一部が図６に示されている。 Some of the signal processing circuit 40 used in the apparatus of the present invention is shown in FIG. 6 for measuring the signal from the electrodes disposed in an array. 図６に示すように、この器械は、全部でｍ個の電極から成るアレイを有する多電極カテーテル２０からの信号を集める。 As shown in FIG. 6, the apparatus collects signals from multi-electrode catheter 20 having an array of m electrodes in total. 本発明のこの器械は、図６にａｍｐ（１）乃至ａｍｐ（ｍ）と表示された全部でｍ個の増幅器を有し、この場合、増幅器の数は、電極アレイ中の電極の数に一致している。 The apparatus of the present invention has m amplifiers in total that is shown in Figure 6 and # 038 (1) to # 038 (m), the number of this case, the amplifier is one of the number of electrodes in the electrode array and I will. 増幅器ａｍｐ（２）乃至ａｍｐ（ｍ）は、カスケード接続状態の差動増幅器から成り、この場合、このカスケード中の各増幅器は、電極アレイ中のこれと対応関係にある電極とその前の電極との差電圧を測定する。 Amplifier # 038 (2) to # 038 (m) consists of a differential amplifier of the cascade connection state, in this case, each amplifier in the cascade, the electrode in the corresponding relation thereto in the electrode array and its preceding electrode the difference between the voltage of the measured. 例えば、増幅器３、即ちａｍｐ（３）は、電極３ｅ 3と電極２ｅ 2の差電圧を測定する。 For example, amplifier 3, i.e. # 038 (3) measures the differential voltage of electrode 3e 3 and the electrode 2e 2.
カテーテルの電極は、カテーテルの内部に位置していて、電極の各々をカテーテルの取っ手３０内の端子に接続するワイヤによって増幅器に接続されている。 The catheter electrode is located inside the catheter, is connected to an amplifier by a wire connecting each of the electrodes to a terminal in the handle 30 of the catheter. 取っ手から増幅器への回路はケーブル２１によって完成され、このケーブル２１は、カテーテル取っ手３０内の端子と信号処理回路４０とを互いに接続している。 The circuit to the amplifier from the handle is completed by a cable 21, the cable 21 connects the terminal and the signal processing circuit 40 in the catheter handle 30 with one another.
図６のカテーテル２０の遠位端部２２は、１つの先端部電極（ｅ 1と表示されている）及び複数のリング電極（ｅ 2乃至ｅ mと表示されている）を有している。 The distal end of the catheter 20 of FIG. 6 22 has a 1 horn (labeled e 1) tip electrode and a plurality of ring electrodes (denoted as e 2 to e m). 先端部電極ｅ 1からの信号は、上述の基準信号のうちの１つ又はグラウンド電位に対して増幅器ａｍｐ（１）によって測定される。 Signal from tip electrode e 1 is measured by amplifier # 038 (1) to one or the ground potential of the above-mentioned reference signal. かくして、ａｍｐ（１）の出力ａ 1は、Ｖ 1 、即ち電極ｅ 1のところの電位の直接的な目安である。 Thus, the output a 1 of # 038 (1) is, V 1, namely a direct measure of the potential of at the electrode e 1.
増幅器カスケードの最初の構成要素である差動増幅器ａｍｐ（２）は、電極ｅ 2と電極ｅ 1の電圧の差ａ 2を測定する。 Differential amplifier amp is the first component of the amplifier cascade (2) measures the difference between a 2 of the voltage of the electrode e 2 and electrode e 1.
整理してＶ 1について代入を行うと、電極ｅ 2のところの電位Ｖ 2は次式で与えられる。 Using assignments for V 1 to organize and the potential V 2 where the electrode e 2 is given by the following equation.
差動増幅器ａｍｐ（ｍ−１）は、カスケード中の最後から２番目の増幅器であり、電極ｅ m-1と電極ｅ m-2の差信号を測定する。 Differential amplifier amp (m-1) is the penultimate amplifier in the cascade measures a differential signal between electrodes e m-1 and the electrode e m-2. 最終的に、増幅器ａｍｐ（ｍ）は、電極ｅ mと電極ｅ m-1の差信号を測定する。 Finally, amplifier # 038 (m) measures the differential signal between electrodes e m and the electrode e m-1.
電極ｅ 2のところでの電位についての上記の等式からの類推により、電極アレイの任意の電極ｅ nの電位Ｖ nは、次式によって与えられることが示唆される。 By analogy with the above equation for the potential of at electrode e 2, the potential V n of an arbitrary electrode e n of the electrode array, it is suggested that given by the following equation.
上式において、ａ 1は、第１の増幅器により測定された第１の電極のところの電位、ａ iは各々、差動増幅器により測定された電極アレイの電極ｉと電極（ｉ−１）の差電圧である。 In the above formula, a 1 is the potential where the first electrode as measured by the first amplifier, a i respectively, the electrode i and electrode of the electrode array as measured by the differential amplifier of the (i-1) which is the difference between voltage.
図６に更に示すように、信号処理回路４０は代表的には、増幅器の各々によって出力された信号を濾波するフィルタを更に有している。 As further shown in FIG. 6, the signal processing circuit 40 is typically further includes a filter for filtering the signals output by each of the amplifiers. 代表的には、信号は、高域フィルタ（ＨＰＦ（１）乃至ＨＰＦ（Ｍ）で表示されている）と低域フィルタ（ＬＰＦ（１）乃至ＬＰＦ（Ｍ）で表示されている）の両方で濾波される。 Typically, signals in both high-pass filter (HPF (1) through HPF (M) is displayed in which) a low pass filter (LPF (1) through LPF (M) is displayed in) It is filtered. 次に、信号は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）に送られ、このマルチプレクサからの信号は次にＡ−Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）によってディジタル化される。 Then, the signal is sent to a multiplexer (MUX), the signal from the multiplexer is then digitized by A-D converter (A / D). ディジタル化された電極信号は次に、次の目的のために信号処理回路の他の部分に伝送される。 Digitized electrode signals are then transmitted to other parts of the signal processing circuit for the following purposes. 例えば、ディジタル化信号は、アレイ中の個々の電極の電位の計算のための計算プロセッサに送られる。 For example, the digitized signals are sent to the calculation processor for the calculation of the potential of the individual electrodes in the array.
本発明の器械及び方法により得られることが見込まれる利点としては、特に心内膜表面から遠くに位置した非接触型電極からの微弱信号についてのＳＮ比の改善が挙げられる。 The advantages of the instrument and to be obtained by the method is expected in the present invention include in particular the improvement of the SN ratio of the weak signal from the non-contact electrodes positioned remotely from the endocardial surface. 別の利点としては、本明細書で説明したような差動演算測定法（differential measurements）から単一電極電位を回復させることができるということが挙げられる。 Another advantage include that it can differential operation assay as described herein from (differential Measurements) to restore the single electrode potential.
同時係属中であり、本願と共通譲受人の２０００年２月１８日出願の米国特許第０９／５０６，７６６号と２０００年６月２１日出願の同第０９／５９８，８６２号は、心臓の電気活性をマッピングする方法を開示しており、かかる米国特許出願の開示内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。 Is a co-pending, present a common assignee of the February 18, 2000 filed US Pat. No. 09 / 506,766 and the same No. 09 / 598,862, filed Jun. 21, 2000, of heart It discloses a method for mapping electrical activity, citing disclosure of such U.S. patent application herein as forming a part hereof. カテーテル２０の非接触型電極２５のところで検出された電位を用いると心内膜表面のところの電位を、かかる米国特許出願に開示された方法により計算することができる。 Using the detected potential at the non-contact electrodes 25 of catheter 20 when the potential of at the endocardial surface can be calculated by such U.S. Pat method disclosed in application. これら心内膜電位を用いると局所心内膜電位図を再構成することができ、或いは、心組織の電気的特性、例えば、ピーク電圧又は局所活性化時間（ＬＡＴ）を求めることができる。 With these endocardial potentials can reconstruct local endocardial electrograms, or electrical properties of heart tissue, for example, can be obtained peak voltage or the local activation time (LAT). ＬＡＴは代表的には、局所電位図の特性、例えば、組織の最大脱分極の時間として定められる。 LAT is typically characteristic of the local electrogram, for example, is defined as the maximum time of depolarization of the tissue. また、ＬＡＴは、基準事象、例えば体表面電位図の特定の特徴に対して時間的基準とされるのが通例である。 Further, LAT is the reference event, for example what is the temporal reference to a particular feature of the body surface electrogram is customary. 結果的に得られる心組織の電気的特性を心臓の幾何学的形状の関数としてプロットすると特性のマップが作成される。 The electrical properties of the resulting cardiac tissue is plotted as a function of the geometry of the heart map of characteristics is created.
１９９８年７月２４日に出願された米国特許出願第０９／１２２，１３７号及び１９９９年７月２２日に出願された同第０９／３５７，５５９号に開示された方法を用いると、位置センサ２８，４８から集められた心臓の幾何学的形状に関するデータ及び本明細書において説明したような心組織の電気的特性は、心室の電気的活性の３次元の再構成を生じさせるよう利用可能である。 With the method disclosed in the No. 09 / 357,559, filed filed July 24, 1998 U.S. Patent Application Serial No. 09 / 122,137 and 22 July 1999, position sensor electrical properties of heart tissue, such as described in the data and the specification relating to the geometry of the heart collected from 28 and 48 can be utilized to produce a reconstruction of the three-dimensional electrical activity of the ventricles is there. これら再構成は、潜在的に生命を脅かす症状、例えば、不整脈の原因である異常な電気経路を識別するのに極めて有用である。 These reconstruction is potentially a life threatening condition, for example, is very useful for identifying aberrant electrical pathways that are responsible for the arrhythmia. 再構成から異常経路を識別すると、本発明の方法及び器械で用いられるカテーテルを更に利用して治療を組織に施し、例えば、接触型電極２４を介して組織に送られたエネルギで組織の切除を行うことができる。 Having identified an abnormal pathway from the reconstruction, the catheter used in the method and apparatus of the present invention further utilizes subjected to treatment to a tissue, for example, ablation of tissue at an energy sent to the tissue via contact electrode 24 It can be carried out.
本発明の好ましい実施形態を開示したが、当業者であれば、かかる実施形態は例示に過ぎないことは明らかであろう。 Having disclosed a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art, such embodiments will be apparent that merely illustrative. 当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく多くの変形例、改変例及び置換例を想到できよう。 Those skilled in the art, many variations without departing from the scope of the present invention will envision modifications and permutations. したがって、本発明は、特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲によってのみ限定される。 Accordingly, the present invention is limited only by the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims.
本発明の具体的な実施形態は、以下の通りである。 Specific embodiments of the present invention is as follows.
（Ａ） 電極アレイからの複数の電気信号を測定する器械であって、電極アレイの第１の電極のところの電圧を測定する第１の増幅器と、各々が電極アレイ中の２つの連続して位置する電極相互の電圧差を測定するカスケード接続状態の差動増幅器とを有し、電極ｎのところの電圧Ｖ n A apparatus for measuring a plurality of electrical signals from the (A) electrode arrays, a first amplifier for measuring a voltage at the first electrode of the electrode array, each two consecutive in the electrode array and a differential amplifier of the cascade connection state for measuring the voltage difference between electrodes mutually positioned, the voltage V n where electrodes n は次式、即ち、 The following equation, that is,
で与えられ、上式において、ａ 1 Given, in the above equation, a 1 は、第１の増幅器により測定された第１の電極のところの電圧、ａ i The voltage at the first electrode as measured by the first amplifier, a i は各々、差動増幅器により測定された電極アレイの電極ｉと電極（ｉ−１）の差電圧であることを特徴とする器械。 Instrument, characterized in that each is a differential voltage between electrode i and electrode of the electrode array as measured by the differential amplifier (i-1).
（１）前記電極のところの前記電圧を計算する計算プロセッサを更に有していることを特徴とする実施形態（Ａ）記載の器械。 (1) Embodiment (A) Apparatus according to, characterized in that it further comprises computing processor to compute the voltage at the electrode.
（Ｂ） 患者の体から出る電気信号を測定する器械であって、電極アレイを備えたカテーテルと、電極アレイの第１の電極のところの電圧を測定する第１の増幅器と、各々が電極アレイ中の２つの連続して位置する電極相互の電圧差を測定するカスケード接続状態の差動増幅器とを有し、電極ｎのところの電圧Ｖ n (B) a instrument for measuring electrical signals emanating from the patient's body, the catheter having an electrode array, a first amplifier for measuring a voltage at the first electrode of the electrode array, each electrode array and a differential amplifier of the cascade connection state for measuring the voltage difference between electrodes mutually positioned two consecutive in the voltage V n where electrodes n は次式、即ち、 The following equation, that is,
（２）前記電極のところの前記電圧を計算する計算プロセッサを更に有していることを特徴とする実施形態（Ｂ）記載の器械。 (2) Embodiment (B) Apparatus according to, characterized in that it further comprises computing processor to compute the voltage at the electrode.
（３）電極アレイは、少なくとも１つの接触型電極と、複数の非接触型電極とから成ることを特徴とする実施形態（Ｂ）記載の器械。 (3) the electrode array includes at least one contact electrode, Embodiment (B) instrument wherein the comprising a plurality of non-contact electrodes.
（４）第１の増幅器は、接触型電極のところの信号を測定するのに用いられることを特徴とする実施形態（３）記載の器械。 (4) The first amplifier Embodiment (3) Apparatus according to characterized in that it is used to measure the signal at the contact electrode.
（５）カテーテルは、少なくとも１つの位置センサを更に有していることを特徴とする実施形態（Ｂ）記載の器械。 (5) The catheter embodiment (B) Apparatus according to, characterized in that it further comprises at least one position sensor.
（６）カテーテルは、カテーテル遠位先端部の近くに設けられた第１の位置センサと、電極アレイの近くに設けられた第２の位置センサとを有していることを特徴とする実施形態（５）記載の器械。 (6) catheter, embodiments characterized in that it comprises a first position sensor provided near the catheter distal tip, and a second position sensor provided near the electrode array (5) instrument described.
（７）少なくとも１つの位置センサは、音響センサ、磁気センサ、電磁センサ又はこれらの組合せから選択されることを特徴とする実施形態（５）記載の器械。 (7) at least one position sensor, an acoustic sensor, a magnetic sensor, the embodiment (5) Apparatus according to, characterized in that it is selected from an electromagnetic sensor, or combinations thereof.
（８）少なくとも１つの位置センサのうちの少なくとも１つは、電磁位置センサであることを特徴とする実施形態（７）記載の器械。 (8) at least one of the at least one position sensor, embodiments (7) Apparatus according to, characterized in that an electromagnetic position sensor.
（Ｃ） 電極アレイからの複数の電気信号を測定する方法であって、前記方法は、電極アレイの第１の電極のところの電圧を測定する第１の増幅器及び各々が電極アレイ中の２つの連続して位置する電極相互の電圧差を測定するカスケード接続状態の差動増幅器を準備する段階と、前記電極の各々のところの電圧を計算する段階とを有し、電極ｎのところの電圧Ｖ n (C) A method of measuring a plurality of electrical signals from an electrode array, the method comprising the first amplifier and each measuring the voltage at the first electrode of the electrode array is two in the electrode array a preparing a differential amplifier of the cascade connection state for measuring the voltage difference between electrodes mutually positioned in succession, and calculating a voltage at each of said electrodes, voltage at electrode n V n は次式、即ち、 The following equation, that is,
で与えられ、上式において、ａ 1 Given, in the above equation, a 1 は、第１の増幅器により測定された第１の電極のところの電圧、ａ i The voltage at the first electrode as measured by the first amplifier, a i は各々、差動増幅器により測定された電極アレイの電極ｉと電極（ｉ−１）の差電圧であることを特徴とする方法。 How each of being a difference voltage between electrode i and electrode of the electrode array as measured by the differential amplifier (i-1) which is.
（９）複数の電気信号は、患者の身体から出ることを特徴とする実施形態（Ｃ）記載の方法。 (9) a plurality of electrical signals, the embodiment (C) method, wherein the exit from the patient's body.
（１０）複数の電気信号は、患者の心臓から出ることを特徴とする実施形態（９）記載の方法。 (10) a plurality of electrical signals, the embodiment (9) The method, wherein the exit from the patient's heart.
（１１）遠位端部に前記電極アレイを備えたカテーテルを準備する段階と、カテーテルの遠位端部を患者の心臓内へ送り進める段階とを更に有していることを特徴とする実施形態（１０）記載の方法。 (11) providing a catheter with the electrode array at the distal end, the embodiment of the distal end of the catheter, characterized in that it further comprises a step of advancing the feed to the patient's heart (10) the method described.
（１２）測定された前記電気信号は、患者の心臓の心組織の局所活性化時間を求めるために用いられることを特徴とする実施形態（１１）記載の方法。 (12) said measured electrical signal, embodiments (11) The method according to characterized in that it is used to determine the local activation time of cardiac tissue of a patient's heart.
（１３）患者の心臓の心組織の電気的特性のマップを作成する段階を更に有していることを特徴とする実施形態（１１）記載の方法。 (13) Embodiment (11) The method according to, characterized in that it further comprises a step of creating a map of the electrical characteristics of cardiac tissue of a patient's heart.
（１４）電気的特性は、心組織のピーク電圧であることを特徴とする実施形態（１３）記載の方法。 (14) Electrical properties embodiment (13) the method according to characterized in that the peak voltage of the cardiac tissue.
（１５）電気的特性は、心組織の局所活性化時間であることを特徴とする実施形態（１３）記載の方法。 (15) Electrical properties embodiment (13) The method wherein it is a local activation time of cardiac tissue.
（１６）マップから心組織の疾患状態を診断する段階を更に有していることを特徴とする実施形態（１３）記載の方法。 (16) Embodiment (13) The method, wherein the further comprises a step of diagnosing the disease state of heart tissue from the map.
（１７）心組織を治療する段階を更に有していることを特徴とする実施形態（１６）記載の方法。 (17) Embodiment (16) The method according to characterized in that it comprises the step of treating cardiac tissue further.
本発明によれば、多数配置された電極からの微弱信号についてのＳＮ比を改善することができる。 According to the present invention, it is possible to improve the SN ratio for weak signals from multiple electrodes arranged.
【図１】本発明の器械を有する心臓電気生理学的システムの選択された要素の略図である。 1 is a schematic diagram of selected elements of a cardiac electrophysiology system having apparatus of the present invention.
【図２】図１の心臓電気生理学的システムの追加の要素を示す図である。 2 is a diagram illustrating additional elements of the cardiac electrophysiology system of Fig.
【図３】（Ａ）は、本発明の器械の或る実施形態に含まれるカテーテルの遠位端部の一実施形態を示す図である。 3 (A) is a diagram showing an embodiment of a distal end of the catheter contained in an embodiment of the apparatus of the present invention. （Ｂ）は、（Ａ）のカテーテルの別の図である。 (B) is another view of the catheter of (A). （Ｃ）は、（Ａ）及び（Ｂ）のカテーテルの縦断面図である。 (C) is a longitudinal sectional view of the catheter (A) and (B).
【図４】本発明の器械の或る実施形態に含まれるカテーテルの別の実施形態の遠位端部を示す図である。 4 is a diagram illustrating a distal end portion of another embodiment of a catheter contained in an embodiment of the apparatus of the present invention.
【図５】本発明の器械のある実施形態に含まれるカテーテルの第３の実施形態の遠位端部を示す図である。 5 is a diagram illustrating a distal end portion of the third embodiment of a catheter contained in an embodiment of the apparatus of the present invention.
【図６】信号処理回路を示す図であり、この構成部品は、本発明の器械に含まれる。 [Figure 6] is a diagram showing a signal processing circuit, this component is included in the instrument of the present invention.
１８ 測定システム２０ カテーテル２０ａ カテーテル本体２１ 延長ケーブル２２ カテーテル遠位端部２３ 電極アレイ２４，４５ 接触型電極２５ 非接触型電極２６ カテーテル遠位先端部２８ 位置センサ３４ コンソール３６ コンピュータ４０ 信号処理回路 18 measuring system 20 catheter 20a catheter body 21 extension cable 22 catheter distal end 23 electrode array 24,45 contact type electrode 25 non-contact electrodes 26 catheter distal tip 28 position sensor 34 console 36 computer 40 a signal processing circuit
電極アレイからの複数の電気信号を測定する器械であって、 A apparatus for measuring a plurality of electrical signals from an electrode array,
前記電極アレイの第１の電極のところの電圧を測定する第１の増幅器と、 A first amplifier for measuring a voltage at the first electrode of the electrode array,
各々が前記電極アレイ中の２つの連続して位置する電極相互の電圧差を測定するカスケード接続状態の差動増幅器と A differential amplifier of the cascade connection state, each of which measures a voltage difference between electrodes mutually positioned two consecutive in said electrode array
電極ｎのところの電圧Ｖ nは次式、即ち、 The voltage V n where electrode n the following equation, i.e.,
で与えられ、上式において、 It is given, in the above equation in,
ａ 1は、 前記第１の増幅器により測定された前記第１の電極のところの電圧、 a 1, the first voltage at the first electrode as measured by the amplifier,
ａ iは各々、 前記差動増幅器により測定された前記電極アレイの電極ｉと電極（ｉ−１）の差電圧である、器械。 a i are each a differential voltage between electrode i and electrode of said electrode array measured by the differential amplifier (i-1), instrument.
前記電極のところの前記電圧を計算する計算プロセッサを更に有している、請求項１記載の器械。 It said voltage has a calculation processor for calculating further, claim 1 Apparatus according to at said electrode.
患者の体から出る電気信号を測定する器械であって、 A apparatus for measuring electrical signals emanating from the patient's body,
電極アレイを備えたカテーテルと、 A catheter having an electrode array,
前記電極のところの前記電圧を計算する計算プロセッサを更に有している、請求項３記載の器械。 It said voltage has a calculation processor for calculating further, claim 3 Apparatus according to at said electrode.
前記電極アレイは、少なくとも１つの接触型電極と、複数の非接触型電極とを備える、請求項３または４記載の器械。 The electrode array comprises at least one contact electrode, and a plurality of non-contact electrodes, according to claim 3 or 4 Apparatus according.
前記第１の増幅器は、 前記接触型電極のところの信号を測定するのに用いられる、請求項５記載の器械。 It said first amplifier, said used to measure the signal at the contact electrode, instrument of claim 5, wherein.
前記カテーテルは、少なくとも１つの位置センサを更に有している、請求項３記載の器械。 The catheter has further at least one position sensor, according to claim 3 Apparatus according.
前記カテーテルは、 当該カテーテル遠位先端部の近くに設けられた第１の位置センサと、 前記電極アレイの近くに設けられた第２の位置センサとを有している、請求項７記載の器械。 The catheter has a first position sensor and said and a second position sensor provided near the electrode array, instrument of claim 7, wherein provided in the vicinity of the catheter distal tip .
前記少なくとも１つの位置センサは、音響センサ、磁気センサ、電磁センサ又はこれらの組合せから選択される、請求項７記載の器械。 Wherein the at least one position sensor, an acoustic sensor, a magnetic sensor is selected from the electromagnetic sensor, or combinations thereof, according to claim 7, wherein the instrument.
前記少なくとも１つの位置センサのうちの少なくとも１つは、電磁位置センサである、請求項９記載の器械。 Wherein at least one of the at least one position sensor is an electromagnetic position sensor, according to claim 9, wherein the instrument.
電極アレイからの複数の電気信号を測定する方法であって、前記方法は、 A method of measuring a plurality of electrical signals from an electrode array, the method comprising:
前記電極アレイの第１の電極のところの電圧を測定する第１の増幅器、及び、各々が前記電極アレイ中の２つの連続して位置する電極相互の電圧差を測定するカスケード接続状態の差動増幅器を準備する段階と、 First amplifier, and, each cascaded state for measuring the voltage difference between electrodes mutually positioned two consecutive in the electrode array differential measuring the voltage at the first electrode of the electrode array preparing a amplifier,
前記電極の各々のところの電圧を計算する段階と Phase and to calculate the voltage at each of the electrodes
ａ iは各々、 前記差動増幅器により測定された前記電極アレイの電極ｉと電極（ｉ−１）の差電圧である、方法。 a i are each a differential voltage between electrode i and electrode of said electrode array measured by the differential amplifier (i-1), method.
前記複数の電気信号は、患者の身体から出る、請求項１１記載の方法。 Wherein the plurality of electrical signals, exits the patient's body, The method of claim 11.
前記複数の電気信号は、患者の心臓から出る、請求項１２記載の方法。 Wherein the plurality of electrical signals, exits the patient's heart 13. The method of claim 12, wherein.
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