ペーシング信号のルーティング法
【課題】検知ユニット及び制御回路を有する装置を提供する。
【解決手段】検知ユニットは、心臓カテーテルからの電気生理学的（ＥＰ）信号をＥＰ記録システムに、ＥＰ記録システムからのペーシング信号をカテーテルに伝送する伝送路に、接続される。検知ユニットは、ペーシング信号が伝送される時間インターバルを自動的に特定するように構成される。制御回路は、伝送路上のＥＰ信号を、ペーシング信号に悪影響を及ぼす介在システムを介してカテーテルからＥＰ記録システムへとルーティングし、伝送路を、前記特定された時間インターバルにおいて介在システムを迂回する代替経路に切り換え、更にＥＰ記録システムからのペーシング信号を心臓カテーテルへと代替経路を通ってルーティングするように構成される。
【解決手段】検知ユニットは、心臓カテーテルからの電気生理学的（ＥＰ）信号をＥＰ記録システムに、ＥＰ記録システムからのペーシング信号をカテーテルに伝送する伝送路に、接続される。検知ユニットは、ペーシング信号が伝送される時間インターバルを自動的に特定するように構成される。制御回路は、伝送路上のＥＰ信号を、ペーシング信号に悪影響を及ぼす介在システムを介してカテーテルからＥＰ記録システムへとルーティングし、伝送路を、前記特定された時間インターバルにおいて介在システムを迂回する代替経路に切り換え、更にＥＰ記録システムからのペーシング信号を心臓カテーテルへと代替経路を通ってルーティングするように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には医療用のプローブに関し、詳細には医療用プローブへの信号、及び医療用プローブからの信号をルーティングするための方法並びにシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓電気生理学（ＥＰ）の検査法においては、例えば心臓カテーテルを使用して患者の心臓からのＥＰ信号を検知及び記録することが行われる。一部のＥＰ検査法では、ペーシング信号を印可することによって患者の心臓ペーシングを行う。ＥＰ検査は、心臓表面の特定の領域にアブレーション信号を印可するアブレーション処置と、時折組み合わせて行われる。
【０００３】
こうした処置を行う際にＥＰ信号、ペーシング信号及び／又はアブレーション信号を調整するための方法及びシステムが当該技術分野において幾つか知られている。例えば、その開示内容を本明細書に参照により援用する国際特許出願公開第ＷＯ １９９７／０６７２９号は、増幅システム、アブレーション装置、フィルターボックス、ディスプレイモニター、及びチャート記録装置を含むＥＰシステムを開示している。この増幅システムは、ＥＰ検査及びアブレーション処置の両方においてアブレーションカテーテルからの心内信号を受信する。増幅システム、アブレーション装置、及びアブレーションカテーテルはフィルターボックスに相互連結されているため、心内信号及び高エネルギーのアブレーション信号がフィルターボックスを通じて流れてフィルターボックスによって濾過される。
【０００４】
その開示内容を本明細書に参照により援用する国際特許出願公開第ＷＯ １９９４／１０９０４号は、低インピーダンスの結合を介してアブレーション電源と結合されたアブレーション電極をその末端に有するアブレーションカテーテルについて述べている。このアブレーション電極は、アブレーション処置の間の心内信号、好ましくは更に組織インピーダンスを監視するための検知電極としても機能する。アブレーション電極は、高インピーダンス結合を介して電極モニターと結合される。タイミング要素が、複数の反復した重なり合わないアブレーションインターバル及び休止インターバルの間に異なる信号経路を選択的に分離、減衰又は相互接続するように、複数のスイッチを作動させる。アブレーションインターバルでは、高周波（ＲＦ）エネルギーがアブレーション部位に供給される。休止インターバルでは、局所的心内信号が測定される。
【０００５】
その開示内容を本明細書に参照により援用する米国特許出願公開第２００８／０２８１３１２号は、多チャンネル型高周波アブレーションジェネレーター、ＥＣＧインターフェース、少なくとも３個のアブレーションカテーテルのアセンブリ、並びにカテーテルをＥＣＧユニット及びＲＦアブレーションジェネレーターの両方に動作可能に結合かつインターフェースするＥＣＧインターフェースを含むアブレーション治療システムについて述べている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書において述べる本発明の一実施形態では、
心臓カテーテルからの電気生理学的（ＥＰ）信号をＥＰ記録システムに、該ＥＰ記録システムからのペーシング信号をカテーテルに伝送する伝送路に接続され、ペーシング信号が伝送される時間インターバルを自動的に特定するように構成された検知ユニットと、
伝送路上のＥＰ信号を、ペーシング信号に悪影響を及ぼす介在システムを介してカテーテルからＥＰ記録システムへとルーティングし、伝送路を、特定された時間インターバルにおいて介在システムを迂回する代替経路に切り換え、更にＥＰ記録システムからのペーシング信号を代替経路を通って心臓カテーテルへとルーティングするように構成された制御回路と、を備えた装置が提供される。
【０００７】
特定の実施形態では、検知ユニットは、伝送路上を伝送されるペーシングパルスを検知することによって時間インターバルを特定するように構成される。一実施形態では、伝送路上でペーシング信号が検知されることに応じて制御回路がペーシング信号を代替経路を通るようにルーティングし、伝送路上にペーシング信号が存在しないことが検知されることに応じて制御回路がＥＰ信号を介在システムを介してルーティングするように、検知ユニットが構成される。
【０００８】
開示される一実施形態では、制御回路は、伝送路を切り換えるように検知ユニットによって制御される１又は２以上のスイッチを有する。例示的な一実施形態では、１又は２以上のスイッチは第１及び第２のスイッチを含み、検知ユニットは、第１のスイッチを開きかつ第２のスイッチを閉じることによってペーシング信号を代替経路を通るようにルーティングし、第１のスイッチを閉じかつ第２のスイッチを開くことによってＥＰ信号を介在システムを介してルーティングするように構成される。別の実施形態では、ペーシング信号が所定のパルス幅を有するパルスを含み、１又は２以上のスイッチは所定のパルス幅の１０％を超えないスイッチング時間を有する。更なる別の実施形態では、介在システムは心臓カテーテルの位置を測定する位置追跡システムを含む。
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、更に、
伝送路によって電気生理学的（ＥＰ）記録システムに接続された心臓カテーテルを含むシステムにおいて、伝送路上のＥＰ信号を、ペーシング信号に悪影響を及ぼす介在システムを介してカテーテルからＥＰ記録システムへとルーティングすることと、
ペーシング信号が伝送される時間インターバルを自動的に特定することと、
特定された時間インターバルにおいて介在システムを迂回する代替経路に伝送路を切り換えることと、
ペーシング信号を、ＥＰ記録システムから心臓カテーテルへと代替経路を通ってルーティングすることと、を含む方法が提供される。
【００１０】
以下の実施形態の詳細な説明を図面と併せ読むことによって本発明のより完全な理解がなされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に基づく、ＥＰ検査、ペーシング及びアブレーションのためのシステムを概略的に示したブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に基づく、ケーブル接続を通るようにルーティングされたペーシング信号を示すタイミング図。
【図３】本発明の一実施形態に基づくペーシング信号及びＥＰ信号のルーティングのための方法を概略的に示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
概論
一般的なＥＰ検査法では、心内膜表面の電位をマッピングするために医師が患者の心室腔内でカテーテルを操作する。カテーテルは、表面と接触して局所電位を示すＥＰ信号を生成する１又は２以上の電極を備えている。ＥＰ信号は、カテーテルから伝送路（例えばケーブル接続）を通じてＥＰ記録システムへと伝送され、ＥＰ記録システムが、検知された電位を記録して医師に対して提示する。特定の場合では、ＥＰ検査法において更に、ＥＰ記録システムからカテーテルの電極へと伝送路を通じてペーシング信号を伝送することによって患者の心臓のペーシングを行う。
【００１３】
特定のシステム構成では、カテーテルとＥＰ記録システムとの間の伝送路は、心臓内におけるカテーテルの位置を測定して表示する位置追跡システムのような介在システムを横断する。介在システムは一般的に、カテーテルによって生成されたＥＰ信号がほとんど、あるいはまったく劣化することなくＥＰ記録システムにまで伝送されるように構成されている。しかしながら、介在システムは、逆方向には、ＥＰ記録システムからカテーテルへと伝送されるペーシング信号をしばしば遮断又は歪ませる。
【００１４】
以下に述べる本発明の各実施形態は、ＥＰ記録システムとカテーテルとの間においてＥＰ信号及びペーシング信号をルーティングするための改良された方法並びにシステムを提供するものである。特定の実施形態では、カテーテルとＥＰ記録システムとの間の伝送路は、介在システムを横断する直接経路と、介在システムを迂回する代替経路の２つの経路を有する。信号ルーティングシステムがこれら２つの経路間の切り換えを行う。特定の実施形態では、信号ルーティングシステムは、ページング信号がＥＰ記録システムから送信される時間のインターバルを、例えばケーブル接続上のペーシング信号を検知することによって自動的に特定する。特定された時間のインターバルに基づいて、信号ルーティングシステムは、ＥＰ記録システムとカテーテルとを直接経路を介して接続するか、あるいは代替経路を介して接続するかを選択する。
【００１５】
通常、信号ルーティングシステムは、特定された時間インターバルの間は代替経路を選択し、それ以外では直接経路を選択する。したがって、ペーシング信号は代替経路を通るようにルーティングされ、介在システムによって遮断又は歪ませられない。特定された時間インターバルの外側では、ＥＰ信号は介在システムを介して直接経路を通るようにルーティングされるため、介在システムはこれらの信号を利用することができる。
【００１６】
本明細書において述べる方法及びシステムは、ＥＰ記録システムと介在システムの共存を可能とする一方で、ＥＰ信号及びペーシング信号の妨害されない伝送を可能とするものである。スイッチングプロセスの全体が自動的に行われるため、プロセスは、必要な場合にいつでもペーシングを行いうる医師に対して透明性を有する。開示される技術はまた、ＥＰ検査法の間にＥＰ信号の継続的な監視を行うことを求めた病院規則の順守を単純化するものである。
【００１７】
システムの説明
図１は、本発明の一実施形態に基づく、ＥＰ検査、ペーシング及びアブレーションを行うためのシステム２０を概略的に示したブロック図である。システム２０は、患者の心室腔内に挿入された心臓カテーテル２８に接続されたＥＰ記録システム２４を有している。カテーテル２８の末端部３２は、１又は２以上の電極３６を有している。電極３６は、ＥＰ検知（局所電位の検知）、ペーシング及び／又はアブレーションを行うために使用することができる。特定の実施形態では、それぞれの機能（ＥＰ検知、ペーシング、アブレーション）は別々の電極によって行われる。また、所定の電極をこれらの機能のうちの２つ以上、例えばＥＰ検知及びペーシングを行うために用いることもできる。
【００１８】
ＥＰ記録システム２４は信号伝送路を用いてカテーテル２８の電極３６に接続されている。本明細書において述べる実施形態では、伝送路はケーブル接続４０からなるものである。しかしながら、一般的に伝送路は、カテーテルの電極とＥＰ記録システムとの間の信号の伝送を可能とする他の任意の適当な接続から少なくとも部分的になるものでよい。伝送路は例えば、コネクター、回路配線又は他の任意の適当な接続の種類からなるものでよい。特定の実施形態では、伝送路は、患者に取り付けられた体表面心電図（ＥＣＧ）電極に接続するためにも使用される。
【００１９】
ＥＰ記録システム２４は、電極３６によって検知された局所電位を示すＥＰ信号をカテーテル２８から受信する。ＥＰ記録システムは通常、検知された電位をＥＰ検査法の一部として医師に提示する。ＥＰ記録システム２４は、後で分析を行うために検知された電位を記録することもできる。システム２０の一部として使用することができるＥＰ記録システムは例えば、ジー・イー・ヘルスケア社（GE Healthcare）、ジーメンス社（Siemens AG）によって供されるシステム、又は他の任意の適当なシステムを含む。
【００２０】
特定の実施形態では、ペーサー４４がＥＰ記録システム２４に接続される。ペーサー４４は、カテーテル２８の電極３６によって患者の心臓に印可されるペーシング信号（ペーシングパルスとも呼ばれる）を発生する。例えばバイオトロニク社（BioTronik）によって製造されるＵＨＳ ３０００心臓刺激装置、マイクロペース・イー・ピー社（Micropace EP, Inc.）（カリフォルニア州サンタバーバラ）によって製造されるＥＰＳ３２０心臓刺激装置、又はフィッシャー・メディカル・テクノロジーズ社（Fischer Medical Technologies, Inc.）（コロラド州ブルームフィールド）によって供されるＢｌｏｏｍ ＥＰ刺激装置などの任意の適当なペーサーをこの目的で使用することができる。この目的で使用することが可能な幾つかの更なる心臓刺激装置が、マクローリン（McLaughlin）らによる表題が「Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｓｅｖｅｎ Ｃａｒｄｉａｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ Ｓｔｉｍｕｌａｔｏｒｓ」（Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｖｏｌｕｍｅ １４，ｎｏ．１，Ｆｅｂｒｕａｒｙ，１９９３）である論文に述べられており、当該文献を本明細書に参照により援用するものである。ペーサー４４によって発生されたペーシング信号は、ケーブル接続４０を通ってＥＰ記録システム２４からカテーテル２８に伝送される。
【００２１】
特定の実施形態では、システム２０はアブレーター４８を含む。アブレーターは、やはりカテーテルに伝送されるアブレーション交流信号を発生する。しかしながら、本説明文は、ＥＰ信号及びペーシング信号に主として焦点を当てたものである。アブレーション交流信号の扱いは、本開示の範囲外と考えられる。
【００２２】
特定の実施形態では、ケーブル接続４０（又は他の伝送路）はカテーテル２８とＥＰ記録システム２４との間において介在システム５２を横断する。本実施形態では、介在システムは、患者の心臓内におけるカテーテルの位置座標を測定し、測定された位置を医師に対して表示する位置追跡及び操作システムからなる。こうしたシステムの例として、バイオセンス・ウェブスター社（Biosense-Webster Inc.）（カリフォルニア州ダイアモンドバー）によって製造されるＣＡＲＴＯ（商標）システムがある。この種の位置追跡の手法については、例えば、米国特許第５，３９１，１９９号、同第６，６９０，９６３号、同第６，４８４，１１８号、同第６，２３９，７２４号、同第６，６１８，６１２号、及び同第６，３３２，０８９号、国際特許出願公開ＷＯ １９９６／００５７６８号、並びに米国特許出願公開第２００２／００６５４５５ Ａ１号、同第２００３／０１２０１５０ Ａ１及び号、同第２００４／００６８１７８ Ａ１号に述べられており、これらの開示内容をすべて参照により本明細書に援用するものである。しかしながら、開示される技術は他の任意の適当な介在システムとともに使用することができる。
【００２３】
通常、介在システムは、カテーテル電極、詳細にはＥＰ信号を利用する。したがって、伝送路は常に介在システムを完全に迂回してはならない。上記で触れたＣＡＲＴＯシステムでは、例えばＥＰ信号は、医師に対して表示される電気解剖学的マップを作成するために用いられる。特定の場合では、介在システムは、カテーテル電極を用いてインピーダンスに基づいた位置測定を行うことができる。
【００２４】
介在システム５２（本実施例における位置追跡システム）は、ＥＰ信号がその入力部からその出力部にまで（すなわち、カテーテルからＥＰ記録システムにまで）ほとんど、あるいはまったく劣化することなく伝送されるように構成されている。詳細には、位置追跡システムは、位置追跡システムを横断するＥＰ信号を濾過することによって、ＥＰ信号の純度を保ち、干渉する信号及びノイズを抑制することができる。その一方で、介在システムは、逆方向には（ＥＰ記録システムからカテーテルへ）信号をしばしば遮断又は歪ませる。このため、システム２０が介在システムを通じてペーシング信号を（ＥＰ記録システムからカテーテルへと）伝送しようとする場合には、ペーシング信号は遮断又は歪ませられることになる。
【００２５】
ペーシング信号の歪み又は遮断を回避するため、システム２０は、介在システム５２を迂回する経路を通ってペーシング信号を迂回させる信号迂回システム５６を備えている。この迂回動作は、カテーテルからＥＰ記録システムへのＥＰ信号の伝送に支障をきたすことなく行われる。特定の実施形態では、ケーブル接続４０（又は他の伝送路）は、カテーテル２８をＥＰ記録システム２４に接続する２つの経路、すなわち介在システム５２を横断する直接経路と、介在システムを迂回する代替経路７２とを有する。信号迂回システム５６は、ペーシング信号が存在するか否かに応じて２つの経路間で切り換えを行う。
【００２６】
迂回システム５６は、ペーシング信号がＥＰ記録システム２４からカテーテル２４へと送信される時間インターバルを特定する検知ユニット６０を有している。例示的な一実施形態では、ユニット６０は振動伝送路（例えばケーブル接続４０）を検知して、ペーシング信号の有無を検出する。また、ユニット６０は、他の任意の適当な方法を用いて時間インターバルを特定することもできる。特定された時間インターバルに基づいて、システム５６内の制御回路が、ＥＰ記録システムとカテーテルとを接続するための信号伝送路のうちの一方の経路を選択する。
【００２７】
図１の実施形態では、制御回路は、いずれも検知ユニット６０によって制御されるスイッチ６４及びスイッチ６８を有している。これらのスイッチは、例えば金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）又は他の任意の適当な種類のスイッチからなるものでよい。スイッチ６４及び６８を設定することにより、検知ユニット６０は、ＥＰ記録システムを、直接経路あるいは代替経路のいずれを通ってカテーテルと接続するかを選択することができる。
【００２８】
スイッチ６４が閉じられ、スイッチ６８が開かれている場合、ＥＰ記録システム２４は、介在システム５２を横断する直接経路を通ってカテーテル２８と接続される。検知ユニット６０は、特定された時間インターバルの外側において、すなわちペーシング信号が検出されず、カテーテルからＥＰ記録システムへと介在システムを介してＥＰ信号を伝送しようとする場合に、このスイッチの設定を適用する。
【００２９】
スイッチ６４が開かれ、スイッチ６８が閉じられている場合（図に示される設定）には、ＥＰ記録システム２４は、介在システム５２を迂回する代替経路７２を通ってカテーテル２８と接続される。検知ユニット６０は、特定された時間インターバルの間において、すなわちペーシング信号が検出され、検出信号をＥＰ記録システムからカテーテルへと伝送しようとする場合にこのスイッチの設定を適用する。その結果、ペーシング信号は、介在システムによって引き起こされる遮断又は歪みを生じることなく伝送される。
【００３０】
通常、ペーシング信号は一連のペーシングパルスからなる。このようなペーシング信号に応じて、検知ユニットがスイッチ６４及びスイッチ６８の設定を交互に切り換えることにより、ペーシングパルス中では代替（迂回）経路が選択され、ペーシングパルスの間では直接経路が選択される。
【００３１】
図１のシステム２０及びシステム５６の構成は、あくまで概念を明確にすることを目的として選択された例示的な構成である。代替的な実施形態では、他の任意の適当な構成を用いることもできる。図１の例は、単一の信号伝送路、すなわち、単一のＥＰ信号及び単一のペーシング信号を伝送するカテーテルとＥＰ記録システムとの間の単一の線を示している。現実のＥＰ記録システムは、複数の信号伝送路、例えばカテーテル１本当たり４個〜２０個のカテーテル電極（更にしばしば１本よりも多いカテーテルを用いる）及び１０個の体表面ＥＣＧ電極を一般的に有している。また、他の任意の適当な数の伝送路を用いることもできる。特定の実施形態では、信号迂回システム５６は、複数の直接経路及び複数の代替経路、例えば、各信号伝送路について直接経路と代替経路のそれぞれの組を有する。これらの実施形態では、検知ユニット６０は、各伝送路の直接経路と代替経路との間でその伝送路上のペーシング信号にしたがって独立して切り換えを行う。
【００３２】
信号迂回システム５６は、別個の構成要素を用いて、又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）若しくはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）として実施することができる。システム５６の機能の一部はソフトウェアで実行することができる。特定の実施形態では、信号迂回システム５６の機能は、システム２０の他の要素の１つに、例えば介在システムの一部として、埋め込むことができる。
【００３３】
図２は、本発明の一実施形態に基づく、ケーブル接続４０を通って迂回させられたペーシング信号を示すタイミング図である。図は、スイッチ６４及び６８の有限スイッチング時間の影響、及び検知ユニット６０の応答時間（すなわち、ケーブル接続４０上にペーシングパルスが出現してから、パルスに応じてユニット６０がスイッチ６４とスイッチ６８とを切り換える制御信号を送るまでの時間）を示している。
【００３４】
一般的な実施においては、各ペーシングパルスの幅は１〜３ｍｓである。検知ユニットの応答時間、及び各スイッチのスイッチング時間は、ペーシングパルスの幅よりも一般的に大幅に短く、例えば約数マイクロ秒である。しかしながら特定の実施形態では、システムは、アブレーション周波数に対する感度を低下させるためのフィルターを有している。こうした実施形態では、検知時間及びスイッチング時間は数十マイクロ秒、例えば２０〜５０μｓ大きくなる。これらの数値はあくまで例として与えられたものであって、他の任意の適当な値を代替的な実施形態において用いることができる。
【００３５】
図は、ＥＰ記録システム２４からカテーテル２８に伝送されるペーシングパルス７６を示している。各ペーシングパルス７６はパルス幅８２を有している。ペーシングパルスの立ち上がりエッジは、時間８０においてケーブル上に出現している。検知ユニット６０の応答時間、並びにスイッチ６４及び６８のスイッチング時間のため、代替（迂回）経路は時間８０よりもわずかに遅れた時間８４においてのみ確立され得る。したがって、カテーテル２８に実際に伝送されるペーシングパルスは、最初のパルス幅８２よりもわずかに狭いパルス幅８６を有する。本実施例では、最初のパルス幅８４は１〜４ｍｓであり、より狭いパルス幅は０．９５〜３．９５ｍｓである。この種の劣化は通常は許容され得る。多くの場合、医師は、ペーサー４４を用いてペーシングパルスの振幅を増大させることによってペーシングパルスのエネルギーの損失を補償することができる。
【００３６】
ケーブル接続４０上でのペーシングパルス７６の立ち下がりエッジは、時間８１において生じている。検知ユニットの応答時間及びスイッチのスイッチング時間のため、直接経路（介在システムを介する）は時間８８においてのみ接続され得る。この結果、実際のペーシングパルスが既に終了していたとしてもＥＰ記録システムがインターバル９０の間カテーテルからＥＰ信号を受信しない可能性がある。（ＥＰ記録システムは、全体のパルス幅８２、及びＥＰ記録システムがペーシングパルスによって引き起こされる飽和状態から回復するのに要する更なる短い時間（例えば＞２０ｍｓ）の間、ＥＰ信号を受信しない点に注意されたい。有限スイッチング時間はこの時間を、ＥＰ記録システムの回復時間よりも大幅に短いインターバル９０だけ延長する。）本実施例では、パルス幅８６は０．９５〜３．９５ｍｓであり、インターバル９０の長さは１．０５〜４．０５ｍｓである。インターバル９０はＥＰ記録システムの回復時間よりも短いため、劣化は起こらない。
【００３７】
通常、スイッチのスイッチング時間はペーシング信号のパルス幅よりも大幅に小さいため、エネルギーの損失は小さい。一般的な実施形態では、スイッチング時間は、１ｍｓのペーシングパルスではペーシングパルス幅の１０％を超えず、２ｍｓのペーシングパルスでは５％を超えず、といった具合である。上記の説明はあくまで一例として与えられたものである。代替的な実施形態では、他の任意の適当なパルス幅及び遅延を用いることができる。
【００３８】
信号ルーティング法の説明
図３は、本発明の一実施形態に基づくペーシング信号及びＥＰ信号のルーティングのための方法を概略的に示したフローチャートである。この方法は、ＥＰ検査法の一部としてカテーテル２８を患者の心室腔内に挿入することによって開始される。医師はペーサー４４を作動させて一連のペーシングパルスを印可する。同時に、カテーテル２８の電極３６がＥＰ信号の測定値を収集する。両方のタイプの信号がケーブル接続４０を通って伝送される。
【００３９】
検知工程９４において、検知ユニット６０が、ペーシングパルスの有無を検出するためにケーブル接続４０上の信号電圧を検知する。信号確認工程９８において、検知ユニットはペーシングパルスが存在するか否かを確認する。ペーシングパルスがケーブル接続４０上で検出されない場合、検知ユニット６０は、直接接続工程１０２において、直接経路を通ってカテーテルをＥＰ記録システムと接続するように、制御回路（本実施例においてはスイッチ６４及び６８）を構成する。制御回路は、直接ルーティング工程１０６において、カテーテルからのＥＰ信号をＥＰ記録システムへと、介在システム５２を横断する直接経路を通ってルーティングする。
【００４０】
これに対して、工程９８においてペーシングパルスがケーブル接続４０上で検出された場合、検知ユニット６０は代替接続工程１１０において、代替経路を通ってカテーテルをＥＰ記録システムと接続するように、制御回路を構成する。制御回路は、代替ルーティング工程１１４において、ＥＰ記録システムからのペーシング信号をカテーテルへと、介在システム５２を迂回する代替経路を通ってルーティングする。この方法は上記の検知工程９４に戻り、検知ユニットが引き続きケーブル接続を検知する。
【００４１】
本明細書で述べた各実施形態は、カテーテル位置追跡システムの存在下でのＥＰ信号及びペーシング信号のルーティングを主として扱ったものであるが、本明細書で述べた方法及びシステムは、他の種類の介在システムと使用することも可能である。
【００４２】
したがって、上述の実施形態は一例として引用したものであり、また本発明は上記に具体的に図示及び記載したものに限定されないことは認識されるであろう。むしろ本発明の範囲には、上記に述べた様々な特徴の組み合わせ及び下位の組み合わせ、並びに上記の説明を読むことによって当業者には想到されるであろう、先行技術において開示されていない変形例及び改変例も含まれるものである。
【００４３】
〔実施の態様〕
（１） 心臓カテーテルからの電気生理学的（ＥＰ）信号をＥＰ記録システムに、該ＥＰ記録システムからのペーシング信号を前記カテーテルに伝送する伝送路に接続され、前記ペーシング信号が伝送される時間インターバルを自動的に特定するように構成された検知ユニットと、
前記伝送路上の前記ＥＰ信号を、前記ペーシング信号に悪影響を及ぼす介在システムを介して前記カテーテルから前記ＥＰ記録システムへとルーティングし、前記伝送路を、前記特定された時間インターバルにおいて前記介在システムを迂回する代替経路に切り換え、更に前記ＥＰ記録システムからの前記ペーシング信号を前記代替経路を通って前記心臓カテーテルへとルーティングするように構成された制御回路と、を備えた装置。
（２） 前記検知ユニットが、前記伝送路上を伝送されるペーシングパルスを検知することによって前記時間インターバルを特定するように構成されている、実施態様１に記載の装置。
（３） 前記伝送路上で前記ペーシング信号が検知されることに応じて前記制御回路が前記ペーシング信号を前記代替経路を通るようにルーティングし、前記伝送路上に前記ペーシング信号が存在しないことが検知されることに応じて前記制御回路が前記ＥＰ信号を前記介在システムを介してルーティングするように、前記検知ユニットが構成されている、実施態様２に記載の装置。
（４） 前記制御回路が、前記伝送路を切り換えるように前記検知ユニットによって制御された１又は２以上のスイッチを有する、実施態様１に記載の装置。
（５） 前記１又は２以上のスイッチが第１及び第２のスイッチを含み、前記検知ユニットが、前記第１のスイッチを開きかつ前記第２のスイッチを閉じることによって前記ペーシング信号を前記代替経路を通るようにルーティングし、前記第１のスイッチを閉じかつ前記第２のスイッチを開くことによって前記ＥＰ信号を前記介在システムを介してルーティングするように構成されている、実施態様４に記載の装置。
（６） 前記ペーシング信号が所定のパルス幅を有するパルスを含み、前記１又は２以上のスイッチが前記所定のパルス幅の１０％を超えないスイッチング時間を有する、実施態様４に記載の装置。
（７） 前記介在システムが、前記心臓カテーテルの位置を測定する位置追跡システムを含む、実施態様１に記載の装置。
（８） 伝送路によって電気生理学的（ＥＰ）記録システムに接続された心臓カテーテルを含むシステムにおいて、前記伝送路上のＥＰ信号を、ペーシング信号に悪影響を及ぼす介在システムを介して前記カテーテルから前記ＥＰ記録システムへとルーティングすることと、
前記ペーシング信号が伝送される時間インターバルを自動的に特定することと、
前記特定された時間インターバルにおいて前記介在システムを迂回する代替経路に前記伝送路を切り換えることと、
前記ペーシング信号を、前記ＥＰ記録システムから前記心臓カテーテルへと前記代替経路を通ってルーティングすることと、を含む方法。
（９） 前記時間インターバルを自動的に特定することが、前記伝送路上を伝送されるペーシングパルスを検知することを含む、実施態様８に記載の方法。
（１０） 前記伝送路を切り換えることが、前記伝送路上で前記ペーシング信号が検知されることに応じて前記ペーシング信号を前記代替経路を通るようにルーティングし、前記伝送路上に前記ペーシング信号が存在しないことが検知されることに応じて前記ＥＰ信号を前記介在システムを介してルーティングすることを含む、実施態様９に記載の方法。
【００４４】
（１１） 前記伝送路を切り換えることが、１又は２以上のスイッチを作動させることを含む、実施態様８に記載の方法。
（１２） 前記１又は２以上のスイッチが第１及び第２のスイッチを含み、前記スイッチを作動させることが、前記第１のスイッチを開きかつ前記第２のスイッチを閉じることによって前記ペーシング信号を前記代替経路を通るようにルーティングすることと、前記第１のスイッチを閉じかつ前記第２のスイッチを開くことによって前記ＥＰ信号を前記介在システムを介してルーティングすることとを含む、実施態様１１に記載の方法。
（１３） 前記ペーシング信号が、所定のパルス幅を有するパルスを含み、前記１又は２以上のスイッチが前記所定のパルス幅の１０％を超えないスイッチング時間を有する、実施態様１１に記載の方法。
（１４） 前記介在システムが、前記心臓カテーテルの位置を測定する位置追跡システムを含む、実施態様８に記載の方法。
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には医療用のプローブに関し、詳細には医療用プローブへの信号、及び医療用プローブからの信号をルーティングするための方法並びにシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓電気生理学（ＥＰ）の検査法においては、例えば心臓カテーテルを使用して患者の心臓からのＥＰ信号を検知及び記録することが行われる。一部のＥＰ検査法では、ペーシング信号を印可することによって患者の心臓ペーシングを行う。ＥＰ検査は、心臓表面の特定の領域にアブレーション信号を印可するアブレーション処置と、時折組み合わせて行われる。
【０００３】
こうした処置を行う際にＥＰ信号、ペーシング信号及び／又はアブレーション信号を調整するための方法及びシステムが当該技術分野において幾つか知られている。例えば、その開示内容を本明細書に参照により援用する国際特許出願公開第ＷＯ １９９７／０６７２９号は、増幅システム、アブレーション装置、フィルターボックス、ディスプレイモニター、及びチャート記録装置を含むＥＰシステムを開示している。この増幅システムは、ＥＰ検査及びアブレーション処置の両方においてアブレーションカテーテルからの心内信号を受信する。増幅システム、アブレーション装置、及びアブレーションカテーテルはフィルターボックスに相互連結されているため、心内信号及び高エネルギーのアブレーション信号がフィルターボックスを通じて流れてフィルターボックスによって濾過される。
【０００４】
その開示内容を本明細書に参照により援用する国際特許出願公開第ＷＯ １９９４／１０９０４号は、低インピーダンスの結合を介してアブレーション電源と結合されたアブレーション電極をその末端に有するアブレーションカテーテルについて述べている。このアブレーション電極は、アブレーション処置の間の心内信号、好ましくは更に組織インピーダンスを監視するための検知電極としても機能する。アブレーション電極は、高インピーダンス結合を介して電極モニターと結合される。タイミング要素が、複数の反復した重なり合わないアブレーションインターバル及び休止インターバルの間に異なる信号経路を選択的に分離、減衰又は相互接続するように、複数のスイッチを作動させる。アブレーションインターバルでは、高周波（ＲＦ）エネルギーがアブレーション部位に供給される。休止インターバルでは、局所的心内信号が測定される。
【０００５】
その開示内容を本明細書に参照により援用する米国特許出願公開第２００８／０２８１３１２号は、多チャンネル型高周波アブレーションジェネレーター、ＥＣＧインターフェース、少なくとも３個のアブレーションカテーテルのアセンブリ、並びにカテーテルをＥＣＧユニット及びＲＦアブレーションジェネレーターの両方に動作可能に結合かつインターフェースするＥＣＧインターフェースを含むアブレーション治療システムについて述べている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書において述べる本発明の一実施形態では、
心臓カテーテルからの電気生理学的（ＥＰ）信号をＥＰ記録システムに、該ＥＰ記録システムからのペーシング信号をカテーテルに伝送する伝送路に接続され、ペーシング信号が伝送される時間インターバルを自動的に特定するように構成された検知ユニットと、
伝送路上のＥＰ信号を、ペーシング信号に悪影響を及ぼす介在システムを介してカテーテルからＥＰ記録システムへとルーティングし、伝送路を、特定された時間インターバルにおいて介在システムを迂回する代替経路に切り換え、更にＥＰ記録システムからのペーシング信号を代替経路を通って心臓カテーテルへとルーティングするように構成された制御回路と、を備えた装置が提供される。
【０００７】
特定の実施形態では、検知ユニットは、伝送路上を伝送されるペーシングパルスを検知することによって時間インターバルを特定するように構成される。一実施形態では、伝送路上でペーシング信号が検知されることに応じて制御回路がペーシング信号を代替経路を通るようにルーティングし、伝送路上にペーシング信号が存在しないことが検知されることに応じて制御回路がＥＰ信号を介在システムを介してルーティングするように、検知ユニットが構成される。
【０００８】
開示される一実施形態では、制御回路は、伝送路を切り換えるように検知ユニットによって制御される１又は２以上のスイッチを有する。例示的な一実施形態では、１又は２以上のスイッチは第１及び第２のスイッチを含み、検知ユニットは、第１のスイッチを開きかつ第２のスイッチを閉じることによってペーシング信号を代替経路を通るようにルーティングし、第１のスイッチを閉じかつ第２のスイッチを開くことによってＥＰ信号を介在システムを介してルーティングするように構成される。別の実施形態では、ペーシング信号が所定のパルス幅を有するパルスを含み、１又は２以上のスイッチは所定のパルス幅の１０％を超えないスイッチング時間を有する。更なる別の実施形態では、介在システムは心臓カテーテルの位置を測定する位置追跡システムを含む。
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、更に、
伝送路によって電気生理学的（ＥＰ）記録システムに接続された心臓カテーテルを含むシステムにおいて、伝送路上のＥＰ信号を、ペーシング信号に悪影響を及ぼす介在システムを介してカテーテルからＥＰ記録システムへとルーティングすることと、
ペーシング信号が伝送される時間インターバルを自動的に特定することと、
特定された時間インターバルにおいて介在システムを迂回する代替経路に伝送路を切り換えることと、
ペーシング信号を、ＥＰ記録システムから心臓カテーテルへと代替経路を通ってルーティングすることと、を含む方法が提供される。
【００１０】
以下の実施形態の詳細な説明を図面と併せ読むことによって本発明のより完全な理解がなされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に基づく、ＥＰ検査、ペーシング及びアブレーションのためのシステムを概略的に示したブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に基づく、ケーブル接続を通るようにルーティングされたペーシング信号を示すタイミング図。
【図３】本発明の一実施形態に基づくペーシング信号及びＥＰ信号のルーティングのための方法を概略的に示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
概論
一般的なＥＰ検査法では、心内膜表面の電位をマッピングするために医師が患者の心室腔内でカテーテルを操作する。カテーテルは、表面と接触して局所電位を示すＥＰ信号を生成する１又は２以上の電極を備えている。ＥＰ信号は、カテーテルから伝送路（例えばケーブル接続）を通じてＥＰ記録システムへと伝送され、ＥＰ記録システムが、検知された電位を記録して医師に対して提示する。特定の場合では、ＥＰ検査法において更に、ＥＰ記録システムからカテーテルの電極へと伝送路を通じてペーシング信号を伝送することによって患者の心臓のペーシングを行う。
【００１３】
特定のシステム構成では、カテーテルとＥＰ記録システムとの間の伝送路は、心臓内におけるカテーテルの位置を測定して表示する位置追跡システムのような介在システムを横断する。介在システムは一般的に、カテーテルによって生成されたＥＰ信号がほとんど、あるいはまったく劣化することなくＥＰ記録システムにまで伝送されるように構成されている。しかしながら、介在システムは、逆方向には、ＥＰ記録システムからカテーテルへと伝送されるペーシング信号をしばしば遮断又は歪ませる。
【００１４】
以下に述べる本発明の各実施形態は、ＥＰ記録システムとカテーテルとの間においてＥＰ信号及びペーシング信号をルーティングするための改良された方法並びにシステムを提供するものである。特定の実施形態では、カテーテルとＥＰ記録システムとの間の伝送路は、介在システムを横断する直接経路と、介在システムを迂回する代替経路の２つの経路を有する。信号ルーティングシステムがこれら２つの経路間の切り換えを行う。特定の実施形態では、信号ルーティングシステムは、ページング信号がＥＰ記録システムから送信される時間のインターバルを、例えばケーブル接続上のペーシング信号を検知することによって自動的に特定する。特定された時間のインターバルに基づいて、信号ルーティングシステムは、ＥＰ記録システムとカテーテルとを直接経路を介して接続するか、あるいは代替経路を介して接続するかを選択する。
【００１５】
通常、信号ルーティングシステムは、特定された時間インターバルの間は代替経路を選択し、それ以外では直接経路を選択する。したがって、ペーシング信号は代替経路を通るようにルーティングされ、介在システムによって遮断又は歪ませられない。特定された時間インターバルの外側では、ＥＰ信号は介在システムを介して直接経路を通るようにルーティングされるため、介在システムはこれらの信号を利用することができる。
【００１６】
本明細書において述べる方法及びシステムは、ＥＰ記録システムと介在システムの共存を可能とする一方で、ＥＰ信号及びペーシング信号の妨害されない伝送を可能とするものである。スイッチングプロセスの全体が自動的に行われるため、プロセスは、必要な場合にいつでもペーシングを行いうる医師に対して透明性を有する。開示される技術はまた、ＥＰ検査法の間にＥＰ信号の継続的な監視を行うことを求めた病院規則の順守を単純化するものである。
【００１７】
システムの説明
図１は、本発明の一実施形態に基づく、ＥＰ検査、ペーシング及びアブレーションを行うためのシステム２０を概略的に示したブロック図である。システム２０は、患者の心室腔内に挿入された心臓カテーテル２８に接続されたＥＰ記録システム２４を有している。カテーテル２８の末端部３２は、１又は２以上の電極３６を有している。電極３６は、ＥＰ検知（局所電位の検知）、ペーシング及び／又はアブレーションを行うために使用することができる。特定の実施形態では、それぞれの機能（ＥＰ検知、ペーシング、アブレーション）は別々の電極によって行われる。また、所定の電極をこれらの機能のうちの２つ以上、例えばＥＰ検知及びペーシングを行うために用いることもできる。
【００１８】
ＥＰ記録システム２４は信号伝送路を用いてカテーテル２８の電極３６に接続されている。本明細書において述べる実施形態では、伝送路はケーブル接続４０からなるものである。しかしながら、一般的に伝送路は、カテーテルの電極とＥＰ記録システムとの間の信号の伝送を可能とする他の任意の適当な接続から少なくとも部分的になるものでよい。伝送路は例えば、コネクター、回路配線又は他の任意の適当な接続の種類からなるものでよい。特定の実施形態では、伝送路は、患者に取り付けられた体表面心電図（ＥＣＧ）電極に接続するためにも使用される。
【００１９】
ＥＰ記録システム２４は、電極３６によって検知された局所電位を示すＥＰ信号をカテーテル２８から受信する。ＥＰ記録システムは通常、検知された電位をＥＰ検査法の一部として医師に提示する。ＥＰ記録システム２４は、後で分析を行うために検知された電位を記録することもできる。システム２０の一部として使用することができるＥＰ記録システムは例えば、ジー・イー・ヘルスケア社（GE Healthcare）、ジーメンス社（Siemens AG）によって供されるシステム、又は他の任意の適当なシステムを含む。
【００２０】
特定の実施形態では、ペーサー４４がＥＰ記録システム２４に接続される。ペーサー４４は、カテーテル２８の電極３６によって患者の心臓に印可されるペーシング信号（ペーシングパルスとも呼ばれる）を発生する。例えばバイオトロニク社（BioTronik）によって製造されるＵＨＳ ３０００心臓刺激装置、マイクロペース・イー・ピー社（Micropace EP, Inc.）（カリフォルニア州サンタバーバラ）によって製造されるＥＰＳ３２０心臓刺激装置、又はフィッシャー・メディカル・テクノロジーズ社（Fischer Medical Technologies, Inc.）（コロラド州ブルームフィールド）によって供されるＢｌｏｏｍ ＥＰ刺激装置などの任意の適当なペーサーをこの目的で使用することができる。この目的で使用することが可能な幾つかの更なる心臓刺激装置が、マクローリン（McLaughlin）らによる表題が「Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｓｅｖｅｎ Ｃａｒｄｉａｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ Ｓｔｉｍｕｌａｔｏｒｓ」（Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｖｏｌｕｍｅ １４，ｎｏ．１，Ｆｅｂｒｕａｒｙ，１９９３）である論文に述べられており、当該文献を本明細書に参照により援用するものである。ペーサー４４によって発生されたペーシング信号は、ケーブル接続４０を通ってＥＰ記録システム２４からカテーテル２８に伝送される。
【００２１】
特定の実施形態では、システム２０はアブレーター４８を含む。アブレーターは、やはりカテーテルに伝送されるアブレーション交流信号を発生する。しかしながら、本説明文は、ＥＰ信号及びペーシング信号に主として焦点を当てたものである。アブレーション交流信号の扱いは、本開示の範囲外と考えられる。
【００２２】
特定の実施形態では、ケーブル接続４０（又は他の伝送路）はカテーテル２８とＥＰ記録システム２４との間において介在システム５２を横断する。本実施形態では、介在システムは、患者の心臓内におけるカテーテルの位置座標を測定し、測定された位置を医師に対して表示する位置追跡及び操作システムからなる。こうしたシステムの例として、バイオセンス・ウェブスター社（Biosense-Webster Inc.）（カリフォルニア州ダイアモンドバー）によって製造されるＣＡＲＴＯ（商標）システムがある。この種の位置追跡の手法については、例えば、米国特許第５，３９１，１９９号、同第６，６９０，９６３号、同第６，４８４，１１８号、同第６，２３９，７２４号、同第６，６１８，６１２号、及び同第６，３３２，０８９号、国際特許出願公開ＷＯ １９９６／００５７６８号、並びに米国特許出願公開第２００２／００６５４５５ Ａ１号、同第２００３／０１２０１５０ Ａ１及び号、同第２００４／００６８１７８ Ａ１号に述べられており、これらの開示内容をすべて参照により本明細書に援用するものである。しかしながら、開示される技術は他の任意の適当な介在システムとともに使用することができる。
【００２３】
通常、介在システムは、カテーテル電極、詳細にはＥＰ信号を利用する。したがって、伝送路は常に介在システムを完全に迂回してはならない。上記で触れたＣＡＲＴＯシステムでは、例えばＥＰ信号は、医師に対して表示される電気解剖学的マップを作成するために用いられる。特定の場合では、介在システムは、カテーテル電極を用いてインピーダンスに基づいた位置測定を行うことができる。
【００２４】
介在システム５２（本実施例における位置追跡システム）は、ＥＰ信号がその入力部からその出力部にまで（すなわち、カテーテルからＥＰ記録システムにまで）ほとんど、あるいはまったく劣化することなく伝送されるように構成されている。詳細には、位置追跡システムは、位置追跡システムを横断するＥＰ信号を濾過することによって、ＥＰ信号の純度を保ち、干渉する信号及びノイズを抑制することができる。その一方で、介在システムは、逆方向には（ＥＰ記録システムからカテーテルへ）信号をしばしば遮断又は歪ませる。このため、システム２０が介在システムを通じてペーシング信号を（ＥＰ記録システムからカテーテルへと）伝送しようとする場合には、ペーシング信号は遮断又は歪ませられることになる。
【００２５】
ペーシング信号の歪み又は遮断を回避するため、システム２０は、介在システム５２を迂回する経路を通ってペーシング信号を迂回させる信号迂回システム５６を備えている。この迂回動作は、カテーテルからＥＰ記録システムへのＥＰ信号の伝送に支障をきたすことなく行われる。特定の実施形態では、ケーブル接続４０（又は他の伝送路）は、カテーテル２８をＥＰ記録システム２４に接続する２つの経路、すなわち介在システム５２を横断する直接経路と、介在システムを迂回する代替経路７２とを有する。信号迂回システム５６は、ペーシング信号が存在するか否かに応じて２つの経路間で切り換えを行う。
【００２６】
迂回システム５６は、ペーシング信号がＥＰ記録システム２４からカテーテル２４へと送信される時間インターバルを特定する検知ユニット６０を有している。例示的な一実施形態では、ユニット６０は振動伝送路（例えばケーブル接続４０）を検知して、ペーシング信号の有無を検出する。また、ユニット６０は、他の任意の適当な方法を用いて時間インターバルを特定することもできる。特定された時間インターバルに基づいて、システム５６内の制御回路が、ＥＰ記録システムとカテーテルとを接続するための信号伝送路のうちの一方の経路を選択する。
【００２７】
図１の実施形態では、制御回路は、いずれも検知ユニット６０によって制御されるスイッチ６４及びスイッチ６８を有している。これらのスイッチは、例えば金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）又は他の任意の適当な種類のスイッチからなるものでよい。スイッチ６４及び６８を設定することにより、検知ユニット６０は、ＥＰ記録システムを、直接経路あるいは代替経路のいずれを通ってカテーテルと接続するかを選択することができる。
【００２８】
スイッチ６４が閉じられ、スイッチ６８が開かれている場合、ＥＰ記録システム２４は、介在システム５２を横断する直接経路を通ってカテーテル２８と接続される。検知ユニット６０は、特定された時間インターバルの外側において、すなわちペーシング信号が検出されず、カテーテルからＥＰ記録システムへと介在システムを介してＥＰ信号を伝送しようとする場合に、このスイッチの設定を適用する。
【００２９】
スイッチ６４が開かれ、スイッチ６８が閉じられている場合（図に示される設定）には、ＥＰ記録システム２４は、介在システム５２を迂回する代替経路７２を通ってカテーテル２８と接続される。検知ユニット６０は、特定された時間インターバルの間において、すなわちペーシング信号が検出され、検出信号をＥＰ記録システムからカテーテルへと伝送しようとする場合にこのスイッチの設定を適用する。その結果、ペーシング信号は、介在システムによって引き起こされる遮断又は歪みを生じることなく伝送される。
【００３０】
通常、ペーシング信号は一連のペーシングパルスからなる。このようなペーシング信号に応じて、検知ユニットがスイッチ６４及びスイッチ６８の設定を交互に切り換えることにより、ペーシングパルス中では代替（迂回）経路が選択され、ペーシングパルスの間では直接経路が選択される。
【００３１】
図１のシステム２０及びシステム５６の構成は、あくまで概念を明確にすることを目的として選択された例示的な構成である。代替的な実施形態では、他の任意の適当な構成を用いることもできる。図１の例は、単一の信号伝送路、すなわち、単一のＥＰ信号及び単一のペーシング信号を伝送するカテーテルとＥＰ記録システムとの間の単一の線を示している。現実のＥＰ記録システムは、複数の信号伝送路、例えばカテーテル１本当たり４個〜２０個のカテーテル電極（更にしばしば１本よりも多いカテーテルを用いる）及び１０個の体表面ＥＣＧ電極を一般的に有している。また、他の任意の適当な数の伝送路を用いることもできる。特定の実施形態では、信号迂回システム５６は、複数の直接経路及び複数の代替経路、例えば、各信号伝送路について直接経路と代替経路のそれぞれの組を有する。これらの実施形態では、検知ユニット６０は、各伝送路の直接経路と代替経路との間でその伝送路上のペーシング信号にしたがって独立して切り換えを行う。
【００３２】
信号迂回システム５６は、別個の構成要素を用いて、又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）若しくはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）として実施することができる。システム５６の機能の一部はソフトウェアで実行することができる。特定の実施形態では、信号迂回システム５６の機能は、システム２０の他の要素の１つに、例えば介在システムの一部として、埋め込むことができる。
【００３３】
図２は、本発明の一実施形態に基づく、ケーブル接続４０を通って迂回させられたペーシング信号を示すタイミング図である。図は、スイッチ６４及び６８の有限スイッチング時間の影響、及び検知ユニット６０の応答時間（すなわち、ケーブル接続４０上にペーシングパルスが出現してから、パルスに応じてユニット６０がスイッチ６４とスイッチ６８とを切り換える制御信号を送るまでの時間）を示している。
【００３４】
一般的な実施においては、各ペーシングパルスの幅は１〜３ｍｓである。検知ユニットの応答時間、及び各スイッチのスイッチング時間は、ペーシングパルスの幅よりも一般的に大幅に短く、例えば約数マイクロ秒である。しかしながら特定の実施形態では、システムは、アブレーション周波数に対する感度を低下させるためのフィルターを有している。こうした実施形態では、検知時間及びスイッチング時間は数十マイクロ秒、例えば２０〜５０μｓ大きくなる。これらの数値はあくまで例として与えられたものであって、他の任意の適当な値を代替的な実施形態において用いることができる。
【００３５】
図は、ＥＰ記録システム２４からカテーテル２８に伝送されるペーシングパルス７６を示している。各ペーシングパルス７６はパルス幅８２を有している。ペーシングパルスの立ち上がりエッジは、時間８０においてケーブル上に出現している。検知ユニット６０の応答時間、並びにスイッチ６４及び６８のスイッチング時間のため、代替（迂回）経路は時間８０よりもわずかに遅れた時間８４においてのみ確立され得る。したがって、カテーテル２８に実際に伝送されるペーシングパルスは、最初のパルス幅８２よりもわずかに狭いパルス幅８６を有する。本実施例では、最初のパルス幅８４は１〜４ｍｓであり、より狭いパルス幅は０．９５〜３．９５ｍｓである。この種の劣化は通常は許容され得る。多くの場合、医師は、ペーサー４４を用いてペーシングパルスの振幅を増大させることによってペーシングパルスのエネルギーの損失を補償することができる。
【００３６】
ケーブル接続４０上でのペーシングパルス７６の立ち下がりエッジは、時間８１において生じている。検知ユニットの応答時間及びスイッチのスイッチング時間のため、直接経路（介在システムを介する）は時間８８においてのみ接続され得る。この結果、実際のペーシングパルスが既に終了していたとしてもＥＰ記録システムがインターバル９０の間カテーテルからＥＰ信号を受信しない可能性がある。（ＥＰ記録システムは、全体のパルス幅８２、及びＥＰ記録システムがペーシングパルスによって引き起こされる飽和状態から回復するのに要する更なる短い時間（例えば＞２０ｍｓ）の間、ＥＰ信号を受信しない点に注意されたい。有限スイッチング時間はこの時間を、ＥＰ記録システムの回復時間よりも大幅に短いインターバル９０だけ延長する。）本実施例では、パルス幅８６は０．９５〜３．９５ｍｓであり、インターバル９０の長さは１．０５〜４．０５ｍｓである。インターバル９０はＥＰ記録システムの回復時間よりも短いため、劣化は起こらない。
【００３７】
通常、スイッチのスイッチング時間はペーシング信号のパルス幅よりも大幅に小さいため、エネルギーの損失は小さい。一般的な実施形態では、スイッチング時間は、１ｍｓのペーシングパルスではペーシングパルス幅の１０％を超えず、２ｍｓのペーシングパルスでは５％を超えず、といった具合である。上記の説明はあくまで一例として与えられたものである。代替的な実施形態では、他の任意の適当なパルス幅及び遅延を用いることができる。
【００３８】
信号ルーティング法の説明
図３は、本発明の一実施形態に基づくペーシング信号及びＥＰ信号のルーティングのための方法を概略的に示したフローチャートである。この方法は、ＥＰ検査法の一部としてカテーテル２８を患者の心室腔内に挿入することによって開始される。医師はペーサー４４を作動させて一連のペーシングパルスを印可する。同時に、カテーテル２８の電極３６がＥＰ信号の測定値を収集する。両方のタイプの信号がケーブル接続４０を通って伝送される。
【００３９】
検知工程９４において、検知ユニット６０が、ペーシングパルスの有無を検出するためにケーブル接続４０上の信号電圧を検知する。信号確認工程９８において、検知ユニットはペーシングパルスが存在するか否かを確認する。ペーシングパルスがケーブル接続４０上で検出されない場合、検知ユニット６０は、直接接続工程１０２において、直接経路を通ってカテーテルをＥＰ記録システムと接続するように、制御回路（本実施例においてはスイッチ６４及び６８）を構成する。制御回路は、直接ルーティング工程１０６において、カテーテルからのＥＰ信号をＥＰ記録システムへと、介在システム５２を横断する直接経路を通ってルーティングする。
【００４０】
これに対して、工程９８においてペーシングパルスがケーブル接続４０上で検出された場合、検知ユニット６０は代替接続工程１１０において、代替経路を通ってカテーテルをＥＰ記録システムと接続するように、制御回路を構成する。制御回路は、代替ルーティング工程１１４において、ＥＰ記録システムからのペーシング信号をカテーテルへと、介在システム５２を迂回する代替経路を通ってルーティングする。この方法は上記の検知工程９４に戻り、検知ユニットが引き続きケーブル接続を検知する。
【００４１】
本明細書で述べた各実施形態は、カテーテル位置追跡システムの存在下でのＥＰ信号及びペーシング信号のルーティングを主として扱ったものであるが、本明細書で述べた方法及びシステムは、他の種類の介在システムと使用することも可能である。
【００４２】
したがって、上述の実施形態は一例として引用したものであり、また本発明は上記に具体的に図示及び記載したものに限定されないことは認識されるであろう。むしろ本発明の範囲には、上記に述べた様々な特徴の組み合わせ及び下位の組み合わせ、並びに上記の説明を読むことによって当業者には想到されるであろう、先行技術において開示されていない変形例及び改変例も含まれるものである。
【００４３】
〔実施の態様〕
（１） 心臓カテーテルからの電気生理学的（ＥＰ）信号をＥＰ記録システムに、該ＥＰ記録システムからのペーシング信号を前記カテーテルに伝送する伝送路に接続され、前記ペーシング信号が伝送される時間インターバルを自動的に特定するように構成された検知ユニットと、
前記伝送路上の前記ＥＰ信号を、前記ペーシング信号に悪影響を及ぼす介在システムを介して前記カテーテルから前記ＥＰ記録システムへとルーティングし、前記伝送路を、前記特定された時間インターバルにおいて前記介在システムを迂回する代替経路に切り換え、更に前記ＥＰ記録システムからの前記ペーシング信号を前記代替経路を通って前記心臓カテーテルへとルーティングするように構成された制御回路と、を備えた装置。
（２） 前記検知ユニットが、前記伝送路上を伝送されるペーシングパルスを検知することによって前記時間インターバルを特定するように構成されている、実施態様１に記載の装置。
（３） 前記伝送路上で前記ペーシング信号が検知されることに応じて前記制御回路が前記ペーシング信号を前記代替経路を通るようにルーティングし、前記伝送路上に前記ペーシング信号が存在しないことが検知されることに応じて前記制御回路が前記ＥＰ信号を前記介在システムを介してルーティングするように、前記検知ユニットが構成されている、実施態様２に記載の装置。
（４） 前記制御回路が、前記伝送路を切り換えるように前記検知ユニットによって制御された１又は２以上のスイッチを有する、実施態様１に記載の装置。
（５） 前記１又は２以上のスイッチが第１及び第２のスイッチを含み、前記検知ユニットが、前記第１のスイッチを開きかつ前記第２のスイッチを閉じることによって前記ペーシング信号を前記代替経路を通るようにルーティングし、前記第１のスイッチを閉じかつ前記第２のスイッチを開くことによって前記ＥＰ信号を前記介在システムを介してルーティングするように構成されている、実施態様４に記載の装置。
（６） 前記ペーシング信号が所定のパルス幅を有するパルスを含み、前記１又は２以上のスイッチが前記所定のパルス幅の１０％を超えないスイッチング時間を有する、実施態様４に記載の装置。
（７） 前記介在システムが、前記心臓カテーテルの位置を測定する位置追跡システムを含む、実施態様１に記載の装置。
（８） 伝送路によって電気生理学的（ＥＰ）記録システムに接続された心臓カテーテルを含むシステムにおいて、前記伝送路上のＥＰ信号を、ペーシング信号に悪影響を及ぼす介在システムを介して前記カテーテルから前記ＥＰ記録システムへとルーティングすることと、
前記ペーシング信号が伝送される時間インターバルを自動的に特定することと、
前記特定された時間インターバルにおいて前記介在システムを迂回する代替経路に前記伝送路を切り換えることと、
前記ペーシング信号を、前記ＥＰ記録システムから前記心臓カテーテルへと前記代替経路を通ってルーティングすることと、を含む方法。
（９） 前記時間インターバルを自動的に特定することが、前記伝送路上を伝送されるペーシングパルスを検知することを含む、実施態様８に記載の方法。
（１０） 前記伝送路を切り換えることが、前記伝送路上で前記ペーシング信号が検知されることに応じて前記ペーシング信号を前記代替経路を通るようにルーティングし、前記伝送路上に前記ペーシング信号が存在しないことが検知されることに応じて前記ＥＰ信号を前記介在システムを介してルーティングすることを含む、実施態様９に記載の方法。
【００４４】
（１１） 前記伝送路を切り換えることが、１又は２以上のスイッチを作動させることを含む、実施態様８に記載の方法。
（１２） 前記１又は２以上のスイッチが第１及び第２のスイッチを含み、前記スイッチを作動させることが、前記第１のスイッチを開きかつ前記第２のスイッチを閉じることによって前記ペーシング信号を前記代替経路を通るようにルーティングすることと、前記第１のスイッチを閉じかつ前記第２のスイッチを開くことによって前記ＥＰ信号を前記介在システムを介してルーティングすることとを含む、実施態様１１に記載の方法。
（１３） 前記ペーシング信号が、所定のパルス幅を有するパルスを含み、前記１又は２以上のスイッチが前記所定のパルス幅の１０％を超えないスイッチング時間を有する、実施態様１１に記載の方法。
（１４） 前記介在システムが、前記心臓カテーテルの位置を測定する位置追跡システムを含む、実施態様８に記載の方法。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓カテーテルからの電気生理学的（ＥＰ）信号をＥＰ記録システムに、該ＥＰ記録システムからのペーシング信号を前記カテーテルに伝送する伝送路に接続され、前記ペーシング信号が伝送される時間インターバルを自動的に特定するように構成された検知ユニットと、
前記伝送路上の前記ＥＰ信号を、前記ペーシング信号に悪影響を及ぼす介在システムを介して前記カテーテルから前記ＥＰ記録システムへとルーティングし、前記伝送路を、前記特定された時間インターバルにおいて前記介在システムを迂回する代替経路に切り換え、更に前記ＥＰ記録システムからの前記ペーシング信号を前記代替経路を通って前記心臓カテーテルへとルーティングするように構成された制御回路と、を備えた装置。
【請求項２】
前記検知ユニットが、前記伝送路上を伝送されるペーシングパルスを検知することによって前記時間インターバルを特定するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記伝送路上で前記ペーシング信号が検知されることに応じて前記制御回路が前記ペーシング信号を前記代替経路を通るようにルーティングし、前記伝送路上に前記ペーシング信号が存在しないことが検知されることに応じて前記制御回路が前記ＥＰ信号を前記介在システムを介してルーティングするように、前記検知ユニットが構成されている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記制御回路が、前記伝送路を切り換えるように前記検知ユニットによって制御された１又は２以上のスイッチを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記１又は２以上のスイッチが第１及び第２のスイッチを含み、前記検知ユニットが、前記第１のスイッチを開きかつ前記第２のスイッチを閉じることによって前記ペーシング信号を前記代替経路を通るようにルーティングし、前記第１のスイッチを閉じかつ前記第２のスイッチを開くことによって前記ＥＰ信号を前記介在システムを介してルーティングするように構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ペーシング信号が所定のパルス幅を有するパルスを含み、前記１又は２以上のスイッチが前記所定のパルス幅の１０％を超えないスイッチング時間を有する、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記介在システムが、前記心臓カテーテルの位置を測定する位置追跡システムを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
伝送路によって電気生理学的（ＥＰ）記録システムに接続された心臓カテーテルを含むシステムにおいて、前記伝送路上のＥＰ信号を、ペーシング信号に悪影響を及ぼす介在システムを介して前記カテーテルから前記ＥＰ記録システムへとルーティングすることと、
前記ペーシング信号が伝送される時間インターバルを自動的に特定することと、
前記特定された時間インターバルにおいて前記介在システムを迂回する代替経路に前記伝送路を切り換えることと、
前記ペーシング信号を、前記ＥＰ記録システムから前記心臓カテーテルへと前記代替経路を通ってルーティングすることと、を含む方法。
【請求項９】
前記時間インターバルを自動的に特定することが、前記伝送路上を伝送されるペーシングパルスを検知することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記伝送路を切り換えることが、前記伝送路上で前記ペーシング信号が検知されることに応じて前記ペーシング信号を前記代替経路を通るようにルーティングし、前記伝送路上に前記ペーシング信号が存在しないことが検知されることに応じて前記ＥＰ信号を前記介在システムを介してルーティングすることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記伝送路を切り換えることが、１又は２以上のスイッチを作動させることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記１又は２以上のスイッチが第１及び第２のスイッチを含み、前記スイッチを作動させることが、前記第１のスイッチを開きかつ前記第２のスイッチを閉じることによって前記ペーシング信号を前記代替経路を通るようにルーティングすることと、前記第１のスイッチを閉じかつ前記第２のスイッチを開くことによって前記ＥＰ信号を前記介在システムを介してルーティングすることとを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ペーシング信号が、所定のパルス幅を有するパルスを含み、前記１又は２以上のスイッチが前記所定のパルス幅の１０％を超えないスイッチング時間を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記介在システムが、前記心臓カテーテルの位置を測定する位置追跡システムを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１】
心臓カテーテルからの電気生理学的（ＥＰ）信号をＥＰ記録システムに、該ＥＰ記録システムからのペーシング信号を前記カテーテルに伝送する伝送路に接続され、前記ペーシング信号が伝送される時間インターバルを自動的に特定するように構成された検知ユニットと、
前記伝送路上の前記ＥＰ信号を、前記ペーシング信号に悪影響を及ぼす介在システムを介して前記カテーテルから前記ＥＰ記録システムへとルーティングし、前記伝送路を、前記特定された時間インターバルにおいて前記介在システムを迂回する代替経路に切り換え、更に前記ＥＰ記録システムからの前記ペーシング信号を前記代替経路を通って前記心臓カテーテルへとルーティングするように構成された制御回路と、を備えた装置。
【請求項２】
前記検知ユニットが、前記伝送路上を伝送されるペーシングパルスを検知することによって前記時間インターバルを特定するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記伝送路上で前記ペーシング信号が検知されることに応じて前記制御回路が前記ペーシング信号を前記代替経路を通るようにルーティングし、前記伝送路上に前記ペーシング信号が存在しないことが検知されることに応じて前記制御回路が前記ＥＰ信号を前記介在システムを介してルーティングするように、前記検知ユニットが構成されている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記制御回路が、前記伝送路を切り換えるように前記検知ユニットによって制御された１又は２以上のスイッチを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記１又は２以上のスイッチが第１及び第２のスイッチを含み、前記検知ユニットが、前記第１のスイッチを開きかつ前記第２のスイッチを閉じることによって前記ペーシング信号を前記代替経路を通るようにルーティングし、前記第１のスイッチを閉じかつ前記第２のスイッチを開くことによって前記ＥＰ信号を前記介在システムを介してルーティングするように構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ペーシング信号が所定のパルス幅を有するパルスを含み、前記１又は２以上のスイッチが前記所定のパルス幅の１０％を超えないスイッチング時間を有する、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記介在システムが、前記心臓カテーテルの位置を測定する位置追跡システムを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
伝送路によって電気生理学的（ＥＰ）記録システムに接続された心臓カテーテルを含むシステムにおいて、前記伝送路上のＥＰ信号を、ペーシング信号に悪影響を及ぼす介在システムを介して前記カテーテルから前記ＥＰ記録システムへとルーティングすることと、
前記ペーシング信号が伝送される時間インターバルを自動的に特定することと、
前記特定された時間インターバルにおいて前記介在システムを迂回する代替経路に前記伝送路を切り換えることと、
前記ペーシング信号を、前記ＥＰ記録システムから前記心臓カテーテルへと前記代替経路を通ってルーティングすることと、を含む方法。
【請求項９】
前記時間インターバルを自動的に特定することが、前記伝送路上を伝送されるペーシングパルスを検知することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記伝送路を切り換えることが、前記伝送路上で前記ペーシング信号が検知されることに応じて前記ペーシング信号を前記代替経路を通るようにルーティングし、前記伝送路上に前記ペーシング信号が存在しないことが検知されることに応じて前記ＥＰ信号を前記介在システムを介してルーティングすることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記伝送路を切り換えることが、１又は２以上のスイッチを作動させることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記１又は２以上のスイッチが第１及び第２のスイッチを含み、前記スイッチを作動させることが、前記第１のスイッチを開きかつ前記第２のスイッチを閉じることによって前記ペーシング信号を前記代替経路を通るようにルーティングすることと、前記第１のスイッチを閉じかつ前記第２のスイッチを開くことによって前記ＥＰ信号を前記介在システムを介してルーティングすることとを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ペーシング信号が、所定のパルス幅を有するパルスを含み、前記１又は２以上のスイッチが前記所定のパルス幅の１０％を超えないスイッチング時間を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記介在システムが、前記心臓カテーテルの位置を測定する位置追跡システムを含む、請求項８に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−９０９８６（Ｐ２０１２−９０９８６Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−２３５８６８（Ｐ２０１１−２３５８６８）
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（５１１０９９６３０）バイオセンス・ウエブスター・（イスラエル）・リミテッド (50)
【氏名又は名称原語表記】Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ （Ｉｓｒａｅｌ）， Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】４ Ｈａｔｎｕｆａ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｙｏｋｎｅａｍ ２０６９２， Ｉｓｒａｅｌ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５８６８（Ｐ２０１１−２３５８６８）
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（５１１０９９６３０）バイオセンス・ウエブスター・（イスラエル）・リミテッド (50)
【氏名又は名称原語表記】Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ （Ｉｓｒａｅｌ）， Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】４ Ｈａｔｎｕｆａ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｙｏｋｎｅａｍ ２０６９２， Ｉｓｒａｅｌ
【Ｆターム（参考）】
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