電流局在化追跡機
【課題】患者の身体内で物体の場所および向きを測定するための方法を提供すること。
【解決手段】この方法は、患者の身体にガルバニック接触で身体電極を配置することと、身体内の複数の領域に、マッピング電極を有するマッピングツールを配置することと、を含む。この方法は、場所測定システムを使用して、これらの領域の各々の異なった位置でマッピングツールを追跡することと、各領域に対して、その領域中の異なった位置で身体電極とマッピング電極との間に較正電流のそれぞれのセットを発生させることと、をさらに含んでいる。各領域に対して、較正電流のそれぞれのセットと異なった位置との間のそれぞれの関係が導出され、この関係は、異なったそれぞれの関係および調査ツール電流に応じて調査ツールの場所を決定するのに使用される。
【解決手段】この方法は、患者の身体にガルバニック接触で身体電極を配置することと、身体内の複数の領域に、マッピング電極を有するマッピングツールを配置することと、を含む。この方法は、場所測定システムを使用して、これらの領域の各々の異なった位置でマッピングツールを追跡することと、各領域に対して、その領域中の異なった位置で身体電極とマッピング電極との間に較正電流のそれぞれのセットを発生させることと、をさらに含んでいる。各領域に対して、較正電流のそれぞれのセットと異なった位置との間のそれぞれの関係が導出され、この関係は、異なったそれぞれの関係および調査ツール電流に応じて調査ツールの場所を決定するのに使用される。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
この出願は、２００８年９月３０日に出願され、参照して本明細書に組み入れられる、米国仮特許出願第６１／１０１，３０８号の利益を主張するものである。
【０００２】
〔発明の分野〕
本発明は、全般的には、生体内に置かれた物体の位置を感知することに関し、そして具体的には、生体中のプローブの位置感知の間に経験する人為現象の検出および補償に関する。
【０００３】
〔発明の背景〕
広範囲の医療処置は、センサ、チューブ、カテーテル、分配装置、および、インプラントといった、物体を、身体内に置くことを伴う。リアルタイム画像化方法が、これらの処置の間、物体およびその周囲を視覚化して医師を助けるためにしばしば使用される。しかしながら、ほとんどの状況で、リアルタイムの三次元画像化は、可能でないか、または望ましくない。代わりに、内部物体のリアルタイムの空間的な座標を得るためのシステムが、しばしば利用される。
【０００４】
Govari他への、米国特許出願第２００７／００１６００７号明細書は、その開示が参照して本明細書に組み入れられ、ハイブリッドの磁気ベースおよびインピーダンスベースの位置感知システムを記述している。このシステムは、対象の体腔中に導入するように適合されたプローブを含んでいる。
【０００５】
Gilboaへの、米国特許第６，５７４，４９８号明細書は、その開示が参照して本明細書に組み入れられ、不透明な身体の空洞内でのワークピースの位置を決定するためのシステムを記述している。このシステムは、第１の場と相互作用するトランスデューサーと、第２の場と相互作用する数個のトランスデューサーとを使用すると主張している。
【０００６】
Pfeiffer他への、米国特許第５，８９９，８６０号明細書は、その開示が参照して本明細書に組み入れられ、患者の身体の内側のカテーテルの位置を決定するためのシステムを記述している。修正関数が、受信された場所信号から導出された較正位置と既知の真の較正位置との差異から決定され、受信された位置信号から導出されたカテーテル位置は、以後の測定段階で修正関数に従って修正される。
【０００７】
〔発明の概要〕
本発明の実施形態に従って、方法であって、
患者の身体にガルバニック接触で身体電極を配置することと、
前記患者の身体中の複数の領域に、マッピング電極を有するマッピングツールを配置することと、
場所測定システムを使用して、前記領域の各々内の異なった位置で前記マッピングツールを追跡することと、
各領域に対して、前記領域内の前記異なった位置で前記身体電極と前記マッピング電極との間に較正電流のそれぞれのセットを発生させることと、
各領域に対して、前記較正電流の前記それぞれのセットと前記異なった位置との間のそれぞれの関係を導出することであって、前記領域のうち異なるものは、異なったそれぞれの関係を有する、導出することと、
前記患者の身体中のある場所に調査電極を有する調査ツールを配置して、前記場所で前記身体電極と前記調査電極との間に調査ツール電流を発生させることと、
前記異なったそれぞれの関係と前記調査ツール電流とに応じて、前記場所を決定することと、
を含む、方法が提供される。
【０００８】
典型的には、前記身体電極は、基準電磁（ＥＭ）センサを有する基準身体電極を含み、前記基準身体電極は、ＥＭ座標系と身体座標系とを規定し、前記方法は、前記ＥＭ座標系および前記身体座標系を関係づけるために、前記基準ＥＭセンサからの基準信号と前記基準身体電極の較正電流を比較することを含む。
【０００９】
この方法は、前記身体電極と前記身体との間の有効領域の変化を補償するために、前記身体電極間の相対インピーダンスを決定することを含むことができる。
【００１０】
この方法は、前記身体の呼吸および前記身体内の器官運動の少なくとも１つに応じて、前記較正電流をフィルタリングして、フィルタリングされた較正電流を発生させることを含むことができ、この場合、前記それぞれの関係を導出することは、前記フィルタリングされた較正電流に応じた前記関係を形成することを含む。
【００１１】
一実施形態では、前記それぞれの関係を導出することは、前記異なった位置を含むボリュームを前記関係と関連付けることを含み、前記場所を決定することは、前記場所が前記ボリューム内にあることを確かめることを含む。典型的には、前記それぞれの関係は、一次行列（primary matrix）を含み、前記方法は、前記ボリュームをサブボリュームに分割すること、および、前記サブボリュームにそれぞれの二次行列（secondary matrices）を関連付けること、を含み、前記それぞれの二次行列の各々は、前記異なった位置のそれぞれのサブセットを前記較正電流のサブセットに関係づけるものであり、前記場所を決定することは、前記較正電流の所与のセットに応じて前記二次行列の１つを選択することを含む。大体において、前記場所は、前記一次行列と前記二次行列の少なくとも１つとから決定される前記調査ツールの場所の加重平均を含む。
【００１２】
前記それぞれの関係を導出することは、前記それぞれの関係を導出する前に、前記異なった位置の数が、異なった位置の事前設定した数を超えていることを確かめることを含むことができる。
【００１３】
代換的な実施形態では、前記較正電流のそれぞれのセットを発生させることは、前記較正電流のセットが、較正電流の二次的なセット（subsequent set）に対応しているかどうかを、前記セットおよび前記二次的なセットに関連している異なった位置の比較を形成することによって決定することを含む。前記方法はまた、前記比較が無効である場合には前記関係を形成する際に前記二次的なセットを使用し、前記比較が妥当である場合には前記二次的なセットを捨てることを含むこともできる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、前記調査ツールは、前記場所測定システムによって追跡されない。
【００１５】
開示された実施形態では、前記方法は、
前記調査ツールと同時に、前記患者の身体中のある更なる場所に、更なる調査電極を有する更なる調査ツールを配置することと、
前記身体電極と前記更なる調査電極との間に更なる調査ツール電流を発生させることと、
前記異なったそれぞれの関係と前記更なる調査ツール電流とに応じて前記更なる場所を決定することと、
を含むこともできる。
【００１６】
前記場所測定システムは、電磁（ＥＭ）追跡システム、Ｘ線透視検査追跡システム、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）追跡システム、および超音波追跡システムの少なくとも１つを含むことができる。
【００１７】
典型的には、前記身体電極を配置することは、前記患者の身体上に前記身体電極の少なくとも１つを配置することを含むことができる。あるいは代わりに、前記身体電極を配置することは、前記患者の身体内に前記身体電極の少なくとも１つを配置することを含んでもよい。
【００１８】
典型的には、前記それぞれの関係は、前記較正電流のそれぞれのセットおよび前記異なった位置を関係づける行列を含む。
【００１９】
更なる開示された実施形態では、前記方法は、
前記身体の運動器官（moving organ）に接触するよう更なるマッピングツールを配置することと、
更なるマッピングツール位置を作成するために、前記場所測定システムを使用して、前記更なるマッピングツールを追跡することと、
を含み、前記場所を決定することは、前記更なるマッピングツール位置に応じて前記場所を決定することを含む。
【００２０】
本発明の別の実施形態に従って、位置追跡のための装置であって、
導電性電極を有する調査ツールであって、前記導電性電極は、この導電性電極に印加された駆動電圧に応じて患者の身体中に電流を発生させるように結合される、調査ツールと、
前記身体にガルバニック接触で配置され、アブレーション電流を前記身体に伝達するように構成された、アブレータ身体電極と、
前記導電性電極からのそれぞれの身体表面電流を受信する、前記身体にガルバニック接触で配置された、身体表面電極と、
前記アブレータ身体電極による前記それぞれの身体表面電流の逸れを補償しながら、前記それぞれの身体表面電流に応じて前記調査ツールの場所を決定するプロセッサと、
を備える、装置がさらに提供される。
【００２１】
典型的には、前記逸れを補償することは、前記アブレーション電流の前記伝達の前に前記それぞれの身体表面電流を記録すること、および、記録された前記それぞれの身体表面電流を使用して前記場所を決定すること、を含む。
【００２２】
あるいは代わりに、前記逸れを補償することは、アブレータ身体電極駆動電圧を前記アブレータ身体電極に印加すること、および、前記アブレータ身体電極駆動電圧に応じて形成された前記身体表面電極中の較正電流を決定すること、を含む。前記装置はまた、前記アブレーション電流を発生させるように構成されたアブレータを備えることもでき、この場合、前記アブレータ身体電極駆動電圧を前記アブレータ身体電極に印加することは、前記アブレータを通して前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む。
【００２３】
前記装置はまた、アブレータカテーテルを備えることもでき、この場合、前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することは、前記アブレータから前記アブレータカテーテルを分離する間に、前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む。あるいは代わりに、前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することは、前記アブレータカテーテルが前記アブレータと結合されている間に、前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む。
【００２４】
本発明の実施形態に従って、インピーダンスを推定するための方法であって、
患者の身体にガルバニック接触で身体電極を配置することと、
前記身体内の複数の領域に導電性電極を有する調査ツールを配置することと、
各領域に対して、前記身体電極の間にそれぞれの電極間電流を発生させることと、
各領域に対して、前記導電性電極と前記身体電極との間にそれぞれの調査ツール電流を発生させることと、
各領域に対して、前記それぞれの電極間電流および前記それぞれの調査ツール電流に応じて、前記身体電極の各々と前記身体との間のそれぞれのインピーダンスを決定することと、
を含む、方法が更に提供される。
【００２５】
典型的には、前記それぞれの電極間電流を発生させることは、異なったそれぞれの周波数を有するそれぞれの交流電流であるように前記電極間電流を設定することを含む。
【００２６】
本発明の実施形態に従って、装置であって、
患者の身体にガルバニック接触で配置された身体電極と、
マッピング電極を有し、前記患者の身体中の複数の領域に配置されるように構成された、マッピングツールと、
前記領域の各々の中の異なった位置で前記マッピングツールを追跡するように構成された、場所測定システムと、
調査電極を有し、前記患者の身体中のある場所に配置されて、前記場所で前記身体電極と前記調査電極との間に調査ツール電流を発生させるように構成された、調査ツールと、
各領域に対して、前記領域中の前記異なった位置で、前記身体電極と前記マッピング電極との間に較正電流のそれぞれのセットを発生させて、各領域に対して、前記較正電流の前記それぞれのセットと前記異なった位置との間のそれぞれの関係を導出するプロセッサであって、前記領域のうち異なるものは、異なったそれぞれの関係を有する、プロセッサと、
を備え、前記プロセッサは、前記異なったそれぞれの関係と前記調査ツール電流とに応じて、前記場所を決定するように構成される、装置が更に提供される。
【００２７】
本発明の実施形態に従って、位置追跡のための方法であって、
導電性電極を有する調査ツールを、前記導電性電極に印加された駆動電圧に応じて患者の身体中に電流を発生させるように結合することと、
アブレーション電流を前記身体に伝達するために前記身体にガルバニック接触でアブレータ身体電極を配置することと、
前記導電性電極からのそれぞれの身体表面電流を受信するように、前記身体にガルバニック接触で身体表面電極を配置することと、
前記アブレータ身体電極による前記それぞれの身体表面電流の逸れを補償しながら、前記それぞれの身体表面電流に応じて前記調査ツールの場所を決定することと、
を含む、方法が更に提供される。
【００２８】
本発明の実施形態に従って、インピーダンスを推定するための装置であって、
患者の身体にガルバニック接触で配置された身体電極と、
前記身体内の複数の領域中に配置されるように構成された、導電性電極を有する調査ツールと、
プロセッサと、
を備え、前記プロセッサは、各領域に対して、前記身体電極の間にそれぞれの電極間電流を発生させ、前記導電性電極と前記身体電極との間にそれぞれの調査ツール電流を発生させ、前記それぞれの電極間電流および前記それぞれの調査ツール電流に応じて、前記身体電極の各々と前記身体との間のそれぞれのインピーダンスを決定するように構成される、装置が更に提供される。
【００２９】
本発明の開示は、図面と併せて、以下の本発明の実施形態の詳細な説明から、より十分に理解されるであろう。
【００３０】
〔実施形態の詳細な説明〕
〔概観〕
本発明の実施形態では、２つのタイプの追跡サブシステムが、患者の身体内で、物体（本明細書中では例としてカテーテル先端が想定される）の場所および向き（orientation）を測定するために使用される。
【００３１】
サブシステムの１つは、本明細書において先進的電流局在化（ＡＣＬ）追跡機サブシステム（advanced current localization (ACL) tracker sub-system）と呼ばれ、カテーテル先端上の電極からの電流を発生させ、身体表面上に置かれた多くのパッチでの、および／または、身体内に配置された導電要素での、電流分布を測定する。電極の場所は、電流分布から計算される。
【００３２】
第２のサブシステムは、ＡＣＬサブシステムとは異なった原理で作動する任意の追跡システムであってもよい。第２のサブシステムは、ＡＣＬサブシステムが単独で作動したときに提供されるよりも、より正確な結果を典型的に提供する。使用できる第２のサブシステムは、電磁（ＥＭ）システム、Ｘ線透視検査システム、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）システム、および超音波システムなどの画像化システムを含むが、これらに限定されない。また、第２のサブシステムは、ＡＣＬサブシステムとは異なった原理で作動する追跡システムの組み合わせを含むこともできる。この２つのサブシステムの結果の相互間には関係が形成され、これらの関係は、その追跡精度を高めるためにＡＣＬサブシステムの測定された電流に適用される。一例として、本明細書中の説明では、この関係は、行列に基づくものと想定されている。
【００３３】
以下に記述される開示された実施形態では、第２のサブシステムは、ＥＭ追跡機サブシステムを含む。ＥＭ追跡機は、カテーテル先端の場所を計算するために、身体の外部の場所パッド（ＬＰ）中に３つの３重コイル源（tri-coil sources）により発生する磁場、ならびに、カテーテル先端中に置かれたＥＭセンサによって作製された場測定値（field measurements）を使用する。ＥＭ追跡機は、それぞれ約１ｍｍおよび１度の精度で、カテーテル先端の場所および向きを典型的に提供する。
【００３４】
開示された実施形態の較正段階では、ＥＭセンサと電極とを有するマッピングツールが、患者の身体内の複数の位置に向けて動かされる。マッピングツールは、本明細書においてハイブリッドカテーテルとも呼ばれる。ＥＭ測定値および電流測定値は、複数の位置について記録される。ＥＭ測定値は、電流測定値から、ＡＣＬ追跡機単独で決定されるよりもより高程度の精度で場所を決定するようにＡＣＬ追跡機を調整するために使用される。ＡＣＬ追跡機は、調整後に、ＥＭセンサを有していないカテーテルなどの調査ツールの場所を追跡するための追跡段階で使用できる。
【００３５】
典型的には、多くのこのような調査ツールは、本明細書において非ハイブリッドカテーテル（non-hybrid catheters）とも呼ばれ、異なった非ハイブリッドカテーテルにそれぞれの異なった周波数を有する交流駆動電圧を印加することによって、同時に追跡できる。
【００３６】
ＡＣＬ座標が身体座標に関連して提供される一方で、ＥＭ追跡機場所測定値は、ＬＰ座標中に提供される。２つの測位システム（location systems）を関連させるように、２つの相関技術が使用される。すなわち、
（１）ＥＭ追跡機の場所は、身体座標系内の対応する場所に変換され、身体座標系は、患者の背中上にある３つのパッチで規定される。
（２）内部の基準カテーテルは、動的活動（dynamic movement）を検出するために使用でき、動的活動は典型的には、呼吸に主に関連する。
【００３７】
本発明の代替的な実施形態では、アブレータは、患者の上で使用される。アブレータは、身体に接触して置かれたアブレータ身体電極を使用し、アブレータ身体電極は、アブレータから身体へとアブレーション電流を伝達する。アブレータ身体電極は、身体表面電極からの電流を逸らし、そして、この電流の逸れ（diversion）は、補償されない場合、プロセッサで決定された位置に誤りを引き起こすであろう。較正プロセスでは、プロセッサは、典型的には、アブレータ身体電極に駆動電圧を印加し、したがって身体表面電極における較正電流を発生させることによって、電流の逸れを補償する。プロセッサは、修正しなければ起こりうる計算されたカテーテル位置における誤りを修正するために、較正電流とアブレータを通して逸らされた電流の測定値とを使用する。
【００３８】
ＥＭ−ＡＣＬ追跡のいくつかの態様は、米国特許出願第２００７／００１６００７号に記載されており、この出願は、本願の譲受人に譲渡されており、その開示内容が本明細書中に参照して組み込まれる。本発明の実施形態は、ＥＭ−ＡＣＬ追跡システムの精度を改良する。
【００３９】
〔システム説明〕
図１Ａは、本発明の実施形態による、ハイブリッドカテーテル２０を利用した、位置感知システム３６の模式的な図解説明図であり、そして、図１Ｂは、本発明の実施形態による、そのハイブリッドカテーテルの遠位端を示す模式的な詳細図である。このハイブリッドカテーテルは、本明細書においてマッピングカテーテルと称されることもある。医療専門家５６が、システム３６を作動させるものと想定されている。
【００４０】
一例として、下記の説明において別段述べられる場合を除いて、対象４０の心臓３８の房内での侵襲的手技でマッピングカテーテル２０が使用されることが想定されている。あるいは代わりに、位置感知システム３６は、他の体腔中においてカテーテル２０と同様のプローブと共に使用できる。対象４０は、例えば、磁場ジェネレータコイル４２を含む場所パッド４３を対象の下に配置することによって、発生された磁場中に置かれる。コイル４２によって発生した磁場は、カテーテル２０の遠位端に置かれた電磁（ＥＭ）センサ２２のコイル２４、２６、および２８中に電気的信号を発生させる。電気的信号は、制御ユニット４４に伝えられ、この制御ユニット４４は、カテーテル２０の位置および向きの座標を決定するために信号を分析する。あるいは代わりに、磁場センサ２２中のコイルは、磁場を発生させるように駆動されることができ、この磁場は、コイル４２によって検出される。
【００４１】
制御ユニット４４は、プロセッサ４６、典型的には、適切な信号処理回路を有するコンピュータを含んでいる。このプロセッサは、メモリ４７を使用し、このメモリ４７は、典型的には揮発性および不揮発性データ記憶デバイスの両方を備え、このメモリ４７には、システム３６を作動させるためのデータが記憶される。このプロセッサは、コンソール５２を駆動するために結合され、このコンソール５２は、カテーテル２０の場所の視覚ディスプレイ５４を提供できる。
【００４２】
制御ユニット４４は、マッピングカテーテル２０の遠位端に置かれた、マッピングカテーテル導電性電極３０、３２、および３４に電流を供給するためにプロセッサ４６が使用する交流ドライバー５６Ｉを備える。プロセッサ４６は、カテーテル２０の各電極に供給される電流の交流周波数が異なるように設定する。これらカテーテル電極は、制御ユニット４４中の電流および電圧測定回路構成に、カテーテルの挿入チューブを通してワイヤによって接続される。
【００４３】
この制御ユニットは、ワイヤによって身体表面電極（本明細書においては身体電極とも称される）に接続され、これら電極は、ボタン電極、針電極、皮下プローブ、またはパッチ電極などといった、当技術分野で知られる任意のタイプの身体電極であってよい。身体電極は、典型的には、対象４０の身体表面にガルバニック接触され、そこから身体表面電流を受信する。以下の説明がパッチ電極またはパッチについて言及しているところでは、本発明の実施形態は、上述した他のタイプの電極のうちのいずれかを使用してもよいことが理解されるであろう。
【００４４】
いくつかの実施形態では、対象４０の身体にガルバニック接触するように、その身体の内側に、身体電極の１つ以上を配置することができる。典型的には、制御ユニット４４は、これらの内部的に置かれた身体電極の位置を追跡する。この追跡は、例えば、これらの身体電極がカテーテル２０中のコイル２４、２６、および２８と同様の追跡コイルを有するように構成されることにより行われる。別段述べられる場合を除き、以下の説明は、簡単さのために、身体電極が対象４０の身体の上に置かれることを想定している。当業者は、対象４０の身体の内側に配置される身体電極を網羅するように、必要な変更を加えて、この説明を適合させることができるであろう。
【００４５】
一例として、身体表面電極は、接着性皮膚パッチ６０、６２、６４、６６、６８、および７０を備えていることが本明細書において想定されており、これら接着性皮膚パッチは、本明細書において総称的に有効電流場所（active current location）（ＡＣＬ）パッチ６０Ｐと称されるか、またはＡＣＬパッチインデックス「ｉ」（ここで、ｉは１〜６の整数である）により言及される。ＡＣＬパッチ６０Ｐは、プローブの近傍で対象４０の身体表面上の任意の都合のよい場所に置かれることができる。ＡＣＬパッチ６０Ｐは、典型的には、カテーテル２０中のコイル２４、２６、および２８と同様に、それぞれの関連付けられた追跡コイルを有する。本発明の代替的な実施形態では、身体表面電極は、数が異なってもよい。身体表面電極は、マッピングカテーテルの電極からの異なったマッピング電流を受信し、そして、異なった電流は、カテーテル２０の場所または位置を決定するために分析される。そのため、カテーテル２０は、その場所を測定するために２つのコンポーネントを含み、一方のコンポーネントがシステム３６のＥＭサブシステムにおいて作動して、もう片方のコンポーネントがシステム３６のＡＣＬサブシステムにおいて作動する。カテーテル２０は、ハイブリッドカテーテルとも呼ばれる。
【００４６】
また、制御ユニット４４は、電圧源（voltage generators）５６Ｖを含み、これらの電圧源５６Ｖは、それらの接続線によってＡＣＬパッチ「ｉ」に接続され、プロセッサ４６は、ＡＣＬパッチのインピーダンスを測定するために電圧源５６Ｖを使用する。
【００４７】
ドライバーの５６Ｉおよびジェネレータ５６Ｖからの電流は、異なった周波数で電流および電圧を作動させるプロセッサ４６によって区別される。したがって、ＡＣＬパッチに電圧を供給するジェネレータに対する、６つの特有の周波数、および電流をカテーテルに供給するドライバーに対する、さまざまな他の特有の周波数が存在している。
【００４８】
システム３６には、概ねカテーテル２０が追跡されるときにシステムによって追跡される、カテーテル２０と概ね同様である、他の１つ以上のハイブリッドカテーテルがあってもよい。明確化のため、図１Ａでは、他のカテーテルは示されていない。さらに、システム３６には、電極３０、３２、および３４と同様の１つ以上の電極を含むが、センサ２２などといったセンサは含んでいない他の非ハイブリッドカテーテルがあってもよい。また、非ハイブリッドカテーテルは、本明細書において調査カテーテルとも称され、また、調査カテーテルの電極は、調査カテーテル導電性電極とも称される。システム３６は、これらの調査カテーテルを追跡できる。一例として、１つのそのような非ハイブリッドカテーテル２１が、図１Ａに示されている。
【００４９】
一実施形態では、システム３６において最大９０個のカテーテル電極を同時に追跡できるように、電流ドライバー５６Ｉのための約９０種類の周波数がある。
【００５０】
システム３６では、カテーテル２３は、ハイブリッドまたは非ハイブリッドカテーテルであってもよく、身体４０中の領域をアブレーションするために使用されることが想定されている。また、カテーテル２３は、本明細書においてアブレーションカテーテルとも称される。アブレーションカテーテル２３によって使用されるアブレーション電流の戻りを完全なものとするために、本明細書においてアブレーションパッチ９０とも呼ばれるアブレータ身体電極９０は、身体４０にガルバニック接触状態で（galvanically）取り付けられる。パッチ９０およびアブレーションカテーテル２３は、ワイヤによってコンソール４０の無線周波数（ＲＦ）アブレータモジュール４８に取り付けられる。このコンソールは、また、専門家５６にモジュール４８を作動させるスイッチ２５を含んでいる。
【００５１】
皮膚パッチ（本明細書においては、一例として、３つの接着性皮膚パッチ８０、８２、および８４を含むものと想定されている）は、位置基準としての使用のために対象４０の背中に典型的に置かれる。パッチ８０、８２、および８４は、本明細書において総称的に基準パッチ８０Ｒと称される。各基準パッチ８０Ｒは、ＥＭセンサを有し、このＥＭセンサは、センサ２２と概ね同様であり、その対応するパッチの位置をプロセッサ４６に提供する。基準パッチ８０Ｒは、ワイヤで制御ユニット４４に接続される。
【００５２】
システム３６は、本明細書においては心臓３８であると想定されている身体４０の運動器官に挿入されて、運動器官に対して実質的に固定された位置に維持された、内部に置かれるカテーテルといった、基準位置センサを含むこともできる。本明細書における基準センサは、冠状静脈洞基準カテーテル（ＣＳＲＣ）２７を備えるものと想定され、本明細書において基準カテーテル２７とも称される。カテーテル２７は、典型的には、ハイブリッドカテーテルである。カテーテル２０の位置を基準カテーテル２７の位置と比較することによって、カテーテル２０の座標は、心臓の動きとは関係なしに、心臓に対して正確に決定される。
【００５３】
典型的には、システム３６は、他の要素を含んでおり、これらの要素は、簡単さのために図面に示されておらず、以下の説明で必要であるときに言及される。例えば、システム３６は、制御ユニット４４にＥＣＧ同期信号を提供するために、１つ以上の身体表面電極から信号を受信するために結合されたＥＣＧモニタを含むことができる。
【００５４】
図１Ａの構成は、例示的な構成であり、その構成は、概念的な明確さのために純粋に選択されている。また、代替的な実施形態では、いかなる他の好適な構成も使用できる。プロセッサ４６は、典型的には汎用プロセッサを備え、汎用プロセッサは、本明細書に記載した機能を行うソフトウェア中にプログラムされている。このソフトウェアは、例えば、ネットワーク上で、電子的形態でプロセッサにダウンロードされてもよいし、または、代替的または追加的に、磁気的、光学的、または、電子的メモリなどといった、実体のある媒体に提供および／または記憶されてもよい。
【００５５】
図２Ａは、本発明の実施形態による、システム３６を作動させるためのプロセスを図式的に示すフローチャート１００であり、そして、図２Ｂは、本発明の実施形態による、システムの簡略化されたブロック線図である。システム３６を作動させるために、専門家５６、またはシステムの別のオペレータが、最初に、較正段階１０１でシステムを作動させ、その後、システムは、追跡段階１０３で作動される。２つの段階のステップの各々で実行される動作について、以下で詳細に説明する。以下でも説明されるように、動作のうちのいくつかは、どちらの段階でも実行できる。
【００５６】
基準系相関ステップ１０２では、ＥＭ基準系と有効電流場所（ＡＣＬ）の基準系とで測定された座標が、相関される。ＥＭ追跡機サブシステム１１５は、ＥＭ基準系で測定値を作成し、ＡＣＬ追跡機サブシステム１１７は、本明細書中では身体座標系とも呼ばれる、ＡＣＬ系（ACL frame）で測定値を作成する。ＥＭ追跡機サブシステムは、コイル２４、２６、および２８によって発生する電磁場を使用して、場所を測定する。ＡＣＬ追跡機は、ＡＣＬパッチ６０Ｐを通る電流を使用して、場所を測定する。
【００５７】
別段述べられている場合を除いて、フローチャートの以下のステップは、中間処理モジュール１１９で実行され、中間処理モジュール１１９は、身体座標系モジュール１１９Ａ、アブレータパッチ補償モジュール１１９Ｂ、パッチ電流較正モジュール１１９Ｃ、電流射影モジュール１１９Ｄ、時間分割モジュール１１９Ｅ、およびパッチ有効領域補償モジュール１１９Ｆを備える。
【００５８】
アブレータパッチ補償ステップ１０４では、プロセッサ４６は、ＡＣＬパッチを介した測定された電流がアブレータパッチを介した電流の逸れに起因してどのように補償され得るかを決定するために測定を実行する。プロセッサ４６は、アブレータパッチ、および／または、ＡＣＬパッチ中に電流を発生させることによって、測定を実行する。
【００５９】
ＡＣＬパッチ較正ステップ１０６では、プロセッサ４６は、ステップ１０４に使用される電流と同様の電流を使用して、個々のＡＣＬパッチインピーダンスにおける差異を決定する。インピーダンス中の差異は、プロセッサによって測定されるＡＣＬパッチ中の電流に影響する。
【００６０】
パッチ補償ステップ１０８では、プロセッサ４６は、ＡＣＬパッチ有効領域における変化を補償している。これらの変化は、通常は発汗および患者の皮膚からのパッチの部分的な剥離に起因する、パッチの伝導率の変化などの要因によって典型的に引き起こされる。プロセッサ４６は、補償要因を決定するために、ステップ１０４および１０６で発生するものと同様の電流を使用する。
【００６１】
電流射影ステップ１１０では、プロセッサは、追跡されるカテーテルに注入された電流によって発生するＡＣＬパッチ中の電流を測定して、ステップ１０４、１０６、および１０８で決定された調節を電流に適用する。
【００６２】
時間的調節ステップ１１２では、プロセッサは、３つの時間的要因（ドリフト、呼吸、および鼓動）によって引き起こされた電流における変化を補償する。この補償は、ステップ１１０で測定された電流に異なったフィルタを適用することによって、実施される。
【００６３】
最終的なＡＣＬステップ１１４は、初期の調整段階を含み、ここで、プロセッサは、上記のステップからの電流データおよび場所データを記憶し、電流および場所データを関係づける行列を作成する。ＡＣＬステップ１１４は、ＡＣＬ追跡機モジュール１２１で実行される。いったん十分なデータを得ると、プロセッサ４６は、カテーテル２０上の電極について場所を計算するために、作成された行列をステップ１１２からの電流データに適用する。プロセッサは、現在の場所（current location）の精度を改良するために、心臓の、異なった「クラスタ」または領域に対してそれぞれ行列を作成する。
【００６４】
以下の説明は、フローチャート１００のステップの各々について詳細に説明するものである。
【００６５】
〔身体座標系〕
図３は、本発明の実施形態による、基準パッチ８０Ｒについてのベクトルつながりを示す概略線図である。パッチの初期位置は、パッチ８０、８２、および８４として示されている。移動後の位置は、パッチ８０’、８２’、および８４’として示されている。
【００６６】
身体座標系モジュール１１９Ａにおいて、プロセッサ４６は、フローチャート１００の基準系相関ステップ１０２を実行する際に、このつながりを適用する。上述したように、システム３６は、２つの追跡サブシステム、すなわち、センサ２２などの複数のセンサを用いるＥＭ追跡機サブシステム１１５と、パッチ６０Ｐを介した電流を用いるＡＣＬ追跡機サブシステム１１７とを備える。各サブシステムは、それぞれの基準系で作動する。ＥＭ追跡機サブシステムは、パッド４３に関して概ね固定されているＥＭ基準系で作動する。ＡＣＬ追跡機サブシステムは、ＡＣＬ基準系である、パッチ８０Ｒに関して概ね固定されていると想定される身体座標系（ＢＣＳ）で作動する。パッチ８０Ｒは、サブシステムの１つで作製された測定値が、他のサブシステムに転換されることを可能にする。較正段階の間、基準パッチ８０Ｒは、対象４０の背中に取り付けられ、これにより、パッド４３に関する対象のどんな動きも、基準パッチのＥＭセンサ中の信号変化に反映される。
【００６７】
較正段階では、プロセッサ４６は、ＢＣＳに対する初期の基準系を決定するために、基準パッチ８０Ｒ上のＥＭセンサからの信号を分析する。追跡段階の間、プロセッサは、ＢＣＳ基準系の場所および向きにおける変化を決定するために、ＥＭセンサからの信号を定期的に分析する。プロセッサは、システムパラメータが予想されたものを超えて変化したかどうか検出でき、この場合において、較正段階に戻ることができる。
【００６８】
較正段階では、プロセッサは、時間patchInitTimeの間、典型的には約１秒間、ＬＰ座標、すなわち、場所パッド（ＬＰ）４３に対して測定された座標で、パッチ８０Ｒの場所を蓄積する。
【００６９】
次に、プロセッサは、各パッチについて平均場所および標準偏差を計算する。
【数１】
ここで、
ｉは、サンプルインデックスであり、
Ｎは、時間patchInitTimeにおけるサンプルの数であり、
【数２】
は、サンプル値であり、
【数３】
は、各パッチｌについての
【数４】
の平均値であり、
【数５】
は、
【数６】
の標準偏差である。
【００７０】
各々の
【数７】
の値が事前設定された数字、典型的には約１ｍｍに満たない場合には、この較正が受け入れられ、その場合、すべての平均値の平均
【数８】
は、基点としてＢＣＳに設定される。
【数９】
【００７１】
各パッチから基点までの動径ベクトルも計算され、更なる使用のためにセーブされる。
【数１０】
【００７２】
方程式（２）で規定された平均ベクトル、および方程式（３）で規定された３つのベクトルを、図３に示す。方程式（２）で規定されるような基点に加えて、方程式（３）の３つのベクトルが、平面中に三角形を規定して、パッチ８０、８２、および８４の間の破線で図中に示される。初期のＢＣＳのｘ、ｙ、およびｚ軸は、この三角形を使用して規定される。
【００７３】
システム３６の追跡段階の間、パッチ８０Ｒは、パッチ８０’、８２’、および８４’で例示されるように、動くことができ、そして、プロセッサ４６は、典型的には１秒のオーダーの期間で、定期的にパッチの新しい位置を測定する。本発明の実施形態は、較正段階で規定された軸が、略剛体として動くと仮定し、そして、プロセッサ４６は、追跡段階の間、新しいパッチ８０Ｒ位置からの軸の並進および回転を決定する。この決定の前に、新しいパッチ位置は、ノイズを低減するためにフィルタリングされ、このフィルタリングは、
ｙｉ＝ａｙｉ−１＋（１−ａ）ｘｉ、 （４）
のタイプのローパスフィルタを典型的に含む。
ここで、
ｙｉ、ｙｉ−１は、現在および前の位置の推定値であり、
ｘｉは、現在の位置の測定値であり、
ａは、０〜１の間の係数である。
【００７４】
典型的には、方程式（４）における「ａ」は、現在の位置の推定値
【数１１】
を決定する際に、約０．５秒間の有効な時定数が存在するように選択される。その結果、身体の動きは通常遅いので、そのような時定数は、システム３６の性能に有意には影響しない。
【００７５】
フィルタリングされた位置
【数１２】
は、方程式（３）に対して実質的に上述したように、座標の新しい基点ベクトル
【数１３】
を決定するために使用されている。
【００７６】
フィルタリングされた位置
【数１４】
から、プロセッサ４６は、軸の新しい向きを元の軸の向きに関係付ける、当業者には明らかであろう方法で、回転行列Ｔをも決定する。次に、プロセッサは、各カテーテル先端の場所の測定値を元のＢＣＳ軸に変換して戻すために、方程式（５）（下記）を適用する。
【数１５】
ここで、
ＴＴは、Ｔの転置であり、
【数１６】
は、測定されたカテーテル先端の場所を表すベクトルであり、
【数１７】
は、元のＢＣＳ軸に対するカテーテル先端のベクトルである。
【００７７】
ベクトル
【数１８】
は、以下で記述される、ＡＣＬステップ１１４で計算される。
【００７８】
〔アブレータパッチ補償〕
図１Ａに関して上述されているように、制御ユニット４４は、アブレーションパッチ９０およびアブレーションカテーテル２３によって対象４０の身体に接続されるアブレータ４８を備える。アブレーションパッチおよびアブレーションカテーテルは、カテーテル２０および／または２７のＡＣＬ電極、ならびに、ＡＣＬパッチ６０Ｐに電流経路（current paths）を提供する。フローチャート１００（図２）のステップ１０４では、アブレータパッチ補償モジュール１１９Ｂを使用して、以下で説明するように、プロセッサ４６はこれらの経路に逸らされる電流を補償する。
【００７９】
図４は、本発明の実施形態による、患者の身体４０に接続されたアブレータ４８を示す概略等価回路図である。電流ドライバー５６Ｉは、周波数ｆＡで、アブレーションカテーテル先端２３に電流を注入できるドライバー５６ＩＡを備える。ドライバー５６Ｉは、ドライバー５６ＩＢをも備えており、ドライバー５６ＩＢによって、システム３６は、追跡段階において、周波数ｆＢで、本明細書においては電極３０であると想定されているＡＣＬ電極の１つに電流を注入できる。典型的には、各ＡＣＬ電極に対して、それぞれ別々の周波数を有する別々の電流ドライバーが存在しているが、簡単さのために、ただ１つのこのようなドライバーおよび電極が、図面に示されている。電流ドライバー５６ＩＡおよび５６ＩＢの両方が、プロセッサ４６で独立して制御され得る。さらに詳細に以下で説明するように、ＡＣＬ電極は、ドライバー５６ＩＢで発生させた電流に起因したＡＣＬパッチ６０Ｐにおける異なった電流を分析することによって、追跡される。
【００８０】
アブレータ４８は、必要なアブレーションを実行するために、専門家５６によってスイッチ２５を通して作動される無線周波数（ＲＦ）ジェネレータ１２０を備える。アブレータ４８は、アブレータパッチ９０に接続され、また、バンドパスフィルタ１２２を介してアブレーションカテーテル２３の先端の電極にも接続される。フィルタ１２２は、ジェネレータ１２０からのＲＦエネルギーに対する低いインピーダンスとして作用し、そして、他の周波数を減衰させるが、スイッチ２５が開いていても存在するこれらの周波数に対する電流経路が存在する。図４から明らかなように、ＡＣＬ電極とＡＣＬパッチ６０Ｐとの間の経路以外の電流経路が存在しうる。システム３６は、以下で説明するように、これらの経路に補償を提供する。
【００８１】
較正段階では、プロセッサ４６は、アブレーションカテーテル先端へスイッチ１２４を開け、これにより、アブレーションカテーテル先端２３を介した電流経路が存在しないようにする。この状態では、ドライバー５６ＩＡからのすべての電流は、アブレータ４８を通り、アブレーションパッチ９０を経て、ＡＣＬパッチ６０Ｐに流れる。
【００８２】
プロセッサ４６は、単一の周波数ｆＭで電流ドライバー５６ＩＡを作動し、典型的には、ｆＭはおよそ１０５ｋＨｚである。周波数ｆＭでは、プロセッサは、ドライバー５６ＩＡによって送達された全電流
【数１９】
、および各ＡＣＬパッチ６０Ｐを通る電流
【数２０】
を測定し、ここで、ｉは、パッチに対するインデックスである。すべてのインデックスｉに対して、プロセッサ４６は、周波数ｆＭに対する比率のセットを計算する。
【数２１】
【００８３】
パッチの周波数依存性は、製造中における較正から分かる。プロセッサ４６は、ｆＭを含む範囲におけるあらゆる作動周波数ｆＡに対する比率
【数２２】
のセットを決定するために、この較正を使用する。典型的には、ｆＭが１０５ｋＨｚであれば、ｆＡの範囲は、約１００ｋＨｚから約１１０ｋＨｚまでである。
【００８４】
追跡段階の間、アブレータ１２０がスイッチ２５の閉止により作動される時を除いては、プロセッサ４６は、プロセッサ４６がシステム３６中で作動するカテーテルに対して使用する異なった一般的な周波数ｆの各々で、アブレータパッチ９０を介した漏洩電流Ｉアブレータ，ｆを測定できる。異なった測定値は、パッチを介して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を測定された電流に実行することによって、典型的に作製される。アブレータ１２０の作動中に漏洩電流が測定できない実施形態では、プロセッサ４６は、アブレーション開始前の直近の測定された漏洩電流をアブレーション中の漏洩電流の推定値として使用できる。
【００８５】
あるいは代わりに、当業者には明らかであろう、適切なフィルタ、および／または、他のハードウェアを使用することによって、プロセッサ４６は、アブレータ１２０が作動されているときでさえ、漏洩電流Ｉアブレータ，ｆを測定できる。
【００８６】
プロセッサ４６は、追跡段階でも、ＡＣＬパッチ「ｉ」の各々を介した電流Ｉｉ，ｆを測定する。プロセッサは、方程式（７）に従って、パッチ９０を介した漏洩を補償するために、各周波数ｆで推定された電流
【数２３】
を計算する。
【数２４】
【００８７】
推定された電流
【数２５】
は、以下で説明する、パッチ較正段階１０６で使用される。
【００８８】
〔パッチ電流較正〕
理想的には、グラウンドに対して（to ground）測定された各ＡＣＬパッチのインピーダンスはゼロであるが、実際の場合にはそうではないかもしれない。インピーダンスがゼロと異なる場合、パッチを介した測定された電流は、カテーテル２０などのカテーテルの予測された場所に誤りをもたらすおそれがあり、このような誤りを低減するために、プロセッサ４６は、パッチ電流較正モジュール１１９Ｃを使用して、パッチ較正ステップ１０６におけるＡＣＬパッチの較正を実行する（図２Ａおよび図２Ｂ）。この較正は、ゼロでないインピーダンスを補償し、そして、これらのパッチの間のインピーダンスの差異をも補償する。この較正は、パッチインピーダンスがゼロであれば、パッチで流れるであろう電流をプロセッサ４６が推定することを可能にする。
【００８９】
ここで図５を参照すると、図５は、本発明の実施形態による、ＡＣＬパッチ回路に関する概略説明図である。
【００９０】
すべてのＡＣＬパッチは、概ね同様の回路を有している。各ＡＣＬパッチｉは、除細動保護回路１５２およびアブレーション保護回路１５４を備える。これらの２つの回路は、パッチとグラウンドとの間で直列に接続されている。図５において、および、以下での分析に対して、各パッチｉについて、
ｊは、周波数インデックスであり、パッチによって送信された周波数ｆｊを表す。
ｚｉｊは、除細動保護回路１５２の既知のインピーダンスである。既知のインピーダンスは、典型的にはパッチボックス製造者によって提供され得るか、または回路１５２の分析から決定され得る。
ｑｉｊは、アブレーション保護回路１５４のインピーダンスである。アブレーション保護回路インピーダンスは、以下で説明される、パッチインピーダンス較正プロセスの間に推定される。
Ｅｉは、電圧源（voltage source）５６Ｖからの電圧であり、電圧源５６Ｖは、周波数ｆｉでパッチｉを駆動する。
Ｉｉｊは、周波数ｆｉでのパッチｉを介して測定された電流である。
Ｖｉｊは、周波数ｆｊでのパッチｉにおいて測定された電圧である。
Ｘｉｊは、周波数ｆｊでのパッチｉの実際の電圧である。
【００９１】
システム３６に対するパッチインピーダンス較正手順では、プロセッサ４６は、対応する周波数ｆｉで各パッチｉ中に電流に注入するためのそれぞれの電圧源５６Ｖを使用する。注入電流は、以下で説明する、パッチ有効領域補償手順においても使用される。
【００９２】
プロセッサは、上述した較正段階において、上記で参照した２つの手順、すなわち、パッチインピーダンス較正手順、およびパッチ有効領域補償手順を適用する。また、プロセッサは、追跡段階においてもこれらの２つの手順を適用できる。例えば、プロセッサが、パッチのインピーダンスｑｉｊを推定できないことを見出した場合、パッチインピーダンス較正手順は、追跡段階で実行され得る。
【００９３】
電流は、異なった周波数ｊで注入され、そして、コンソール５２は、プロセッサ４６がＶｉｊの値を連続してそしてＩｉｊの値を同時に測定するために多重送信するＡＤＣｓ（アナログ−ツー−デジタル回路（analog-to-digital circuits））を含む。
【００９４】
パッチインピーダンス較正手順では、プロセッサは、ＶｉｊおよびＩｉｊの値から、ｑｉｊの値を推定し、典型的には、各周波数ｊで比率
【数２６】
を見出すことによって、そして、測定された周波数にわたって、適合度、典型的には二次適合度（best quadratic fit）を見出すことによって、その推定を行う。従って、
【数２７】
【００９５】
追跡段階の間、プロセッサ４６は、異なった作動周波数ｆにおけるＩｉｊおよび
【数２８】
の値を測定する。以下の分析では、方程式（９）の式が想定される。
【数２９】
ここで、
【数３０】
は、周波数ｆｊでの全てのパッチにおいて測定された電圧の合計であり、そして、
【数３１】
は、クロネッカーのデルタである。
【００９６】
周波数ｊで駆動される特定のパッチｉに対して、アブレーション保護回路１５４にオームの法則を適用すると、以下のようになる。
【数３２】
これをさらに整理する（rearranged）と、以下のようになる。
【数３３】
【００９７】
オームの法則および方程式（１０）を図５の完全な回路に適用すると、特定のパッチｉに対して、以下のようになる。
【数３４】
ここで、Ｘｉｊは、周波数ｊでのパッチｉの全体の電圧である。
【００９８】
方程式（１１）の値は、身体のコンダクタンス行列σを決定するために使用でき、ここで、σは、以下の行列方程式で規定される。
【数３５】
ここで、Ｉは、パッチ電流の行列であり、そして、Ｘは、パッチ電圧の行列である。パッチ電流は、ベクトルｓとも書くことができる。方程式（１２）における負の符号は、正の電流が身体４０に流れるという規則を想定しており、そして、身体の外に流れ出る正の電流もまた、測定される。あるいは代わりに、方程式（１２）と同様の方程式を、インピーダンス行列Ｉｍを使用して、行列ＩおよびＸを関係づけて書くことができる。
【００９９】
当業者は、システムコンダクタンス行列σ’が、身体コンダクタンス行列σおよびパッチ抵抗行列Ｒｋの組み合わせであり、以下の方程式によって与えられることを理解するであろう。
【数３６】
ここで、
Ｉｄは、恒等行列であり、
σは、方程式（１２）で規定されたコンダクタンス行列であり、
Ｒｋは、周波数ｆｋを送信するカテーテルに対して、ｉ番目の対角要素として（ｚｉｋ＋ｑｉｋ）を用いた、パッチ抵抗の対角行列である。
【０１００】
電圧Ｖがシステムに印加される場合、システムを流れる電流は、以下の方程式によって与えられる。
【数３７】
ここで、
Ｖは、電圧ベクトルであり、
【数３８】
は、周波数ｆｋでの測定された電流ベクトルである。
【０１０１】
方程式（１３ｂ）は、
【数３９】
が、パッチ抵抗によって影響されることを示している。較正された電流は、パッチ抵抗に依存せず、またその結果、周波数ｆｋに依存せずに、以下のように規定できる。
【数４０】
ここで、ｓは、較正された電流ベクトルである。
【０１０２】
プロセッサ４６は、ベクトルｓによって付与された各パッチにおける推定された電流値を、以下で説明する、パッチ有効領域補償プロセスに受け渡す。
【０１０３】
〔パッチ有効領域補償〕
このセクションでの説明は、パッチ補償ステップ１０８（図２Ａ）について説明し、ここで、パッチ有効領域モジュール１１９Ｆにおいて、プロセッサ４６は、ＡＣＬパッチｉの有効領域における変化を補償するパッチ有効領域補償プロセスを実行する。このセクションでは、パッチ６０Ｐは、パッチｉおよびパッチｊと称されることによって、区別される。ＡＣＬパッチの有効領域への変化のいくつかの原因は、患者の身体４０からのパッチの部分的な剥離、ならびに、典型的には発汗に起因する皮膚の伝導率の変化である。パッチ有効領域補償モデルは、以下を仮定する。
【数４１】
ここで、
Ｒｉｊは、パッチｉとパッチｊとの間のインピーダンスであり、
Ｃｉ、Ｃｊは、パッチｉおよびパッチｊの有効領域であり、
ｄｉｊは、パッチｉとパッチｊとの間の距離であり、
Ｇは、とりわけ媒体伝導率の、関数である比例定数である。
【０１０４】
この領域補償プロセスを実施する際に、プロセッサ４６は、ソースパッチｊから電流Ｉｊを発生させ、他のパッチで受信した電流Ｉｉｊの各々を測定する。プロセッサ４６は、各ＡＣＬパッチに対するプロセスを実行し、Ｎパッチに対して、このプロセッサは、合計Ｎ（Ｎ−１）の電流測定値を作製する。
【０１０５】
任意の２つのパッチｉ、ｊの間の推定されたインピーダンスｍｉｊは、以下によって与えられる。
【数４２】
ここで、Ｖｊは、パッチｊを駆動する電圧である。
【０１０６】
方程式（１５）から、正規化され推定されたインピーダンス
【数４３】
は、以下によって与えられる。
【数４４】
【０１０７】
プロセッサ４６は、領域補償プロセスの実行中に、方程式（１６）を用いて、
【数４５】
の値を計算および記憶する。
【０１０８】
パッチｊで発生された電流Ｉｊは、パッチｊと他のパッチとの間のインピーダンスに反比例するように他のパッチ間で分割する。したがって、ソースパッチｊから受信パッチｉへの電流Ｉｉｊは、以下によって与えられる。
【数４６】
【０１０９】
方程式（１４）を方程式（１７）に代入すると、以下のようになる。
【数４７】
【０１１０】
Ｉｉｊに対する値を方程式（１６）に代入し、簡約すると、以下のようになる。
【数４８】
ここで、ｎは、１〜Ｎの整数であり、そして、Ｎは、ＡＣＬパッチの数である。
【０１１１】
方程式（１９）は、
【数４９】
のように書くことができる。
【０１１２】
上述したように、プロセッサ４６は、相対インピーダンス
【数５０】
の値を決定した。
【０１１３】
方程式（２０）において、パッチ間距離ｄｉｊは、これらのそれぞれの関連付けられた追跡コイルを使用して測定され得る（そして、ｉ＝ｊのとき、ｄｉｊ＝０である）。
【０１１４】
方程式（２０）は、Ｎが未知の、すなわち、値Ｃ１、Ｃ２、・・・、ＣＮを有する、Ｎ（Ｎ−１）方程式の系である。方程式（２０）の系は、Ｃiの相対値を見出すために使用され得る。これらの方程式の系は、
【数５１】
のタイプのものであり、ここで、Ａは、
【数５２】
およびｄｉｊに依存するＮ（Ｎ−１）×Ｎ行列であり、そして、
【数５３】
は、ＣｉのＮ値を表すベクトルである。Ａの特異値分解（ＳＶＤ）分析（Singular value decomposition (SVD) analysis）またはＮ×Ｎ行列ＡＴＡの固有ベクトル解析は、当技術分野で知られているように、
【数５４】
に対する解を提供する。
【０１１５】
プロセッサ４６が行列ＡＴＡの固有ベクトル解析を実行すると仮定すると、プロセッサは、最も小さい固有値を有する固有ベクトルを選択する。典型的には、行列ＡおよびＡＴに対する
【数５５】
およびｄｉｊの値は、方程式（４）と同様のフィルタで、フィルタリングされ、ここで、フィルタは、１０秒のオーダーの時定数を有するように調節される。最も小さい固有ベクトルは、本明細書においてＥａｉと呼ばれる、６つの領域Ｃｉの正規化された値に対応している。典型的には、プロセッサ４６は、オペレータ５６によって設定され得る期間で、定期的にＥａｉの値を計算する。一実施形態では、この期間は１秒のオーダーである。
【０１１６】
方程式（１３ｃ）から導出される、推定された電流ベクトルｓは、ＡＣＬパッチにおける、電流Ｉｉの６つのそれぞれの値を与える。パッチ有効領域、Ｅａｉ、を補償するために、プロセッサ４６は、電流の各々の正規化した値を形成する。
【数５６】
ここで、（Ｉｎ６）は、６次元の電流ベクトルである。
【０１１７】
正規化は、組織と接触する電極、電極を囲む材料の不均質性、および／または、カテーテル電極に電流を注入するソースの不安定性によって引き起こされ得るような、カテーテル電極の領域における実効抵抗における変化によって引き起こされる影響を取り除く。
【０１１８】
〔電流射影〕
方程式（２１）で与えられた６つの電流は、それらの合計が常に１であるので、５つの自由度しか有していない。電流のさらなる解析における特異性を防止するために、電流射影ステップ１１０では、６つの電流は、射影行列Ｊを使用して、電流射影モジュール１１９Ｄにおける５つの独立している量に転換される。射影行列Ｊは、結果として得られる行列の最後の５つの列のベクトルだけを取る、行列
【数５７】
の直交化によって導出される。
【０１１９】
直交化の後に、直交化された行列の最後の５つの列は、
【数５８】
を与える。
【０１２０】
方程式（２１）からの電流は、このようにして、方程式（２３）による５つの電流等価物（current-equivalents）に射影される。
【数５９】
【０１２１】
また、方程式（２３）の正規化を実行することに加え、電流射影ステップ１１０では、プロセッサ４６は呼吸インジケータをも正規化する。呼吸インジケータは、患者の呼吸で引き起こされたＡＣＬパッチの間の抵抗の変化の尺度であり、そして、プロセッサは、ステップ１１２において、呼吸の周波数に対応する周波数帯を抽出するためにインジケータを使用する。呼吸インジケータは、特性がパッチ有効領域（Ｃｉ）と概ね同様であり、そして、インジケータに対する式が、方程式（２０）を使用して導出される。方程式（２０）から、
【数６０】
【０１２２】
ｊにわたって方程式（２４）を平均し、そして、近似として
【数６１】
を仮定すると、我々は、パッチｉに対する呼吸インジケータＲＩｉを
【数６２】
と規定する。
【０１２３】
ＲＩｉをＮ次元のベクトル
【数６３】
として書くものと仮定すると、
【数６４】
は、対角線において０を有する、Ｎ×Ｎ行列Ｍとして書くことができ、そして、
【数６５】
は、方程式（２６）で与えられる、行列Ｄとして書くことができる。
【数６６】
【０１２４】
この場合、プロセッサ４６は、前の推定値ＲＩｉ，ｔ−１および新たな測定値
【数６７】
から、２ステップのプロセス、すなわち、
【数６８】
【数６９】
に従って、新たなベクトルＲＩｉ，ｔを反復的に推定する。
ここで、ｔは、連続した次数のＲＩｉ，ｔ−１およびＲＩｉ，ｔを示すパラメータである。
【０１２５】
ベクトルＲＩｉ，ｔは、６次元であるが、５つの自由度しか有していない（方程式（２１）の電流におけるように）。以下の方程式（２８）で示されるように、方程式（２７）から導出されるＲＩｉの値は、５つのパッチ呼吸等価物を与えるために、行列Ｊを乗算することによって、方程式（２１）の電流と同じ方法でさらに転換される。
【数７０】
【０１２６】
〔時間分割〕
本発明の実施形態は、患者の身体の実質的に任意の領域において作動でき、そして、そのようなすべての領域は、少なくとも何らかの動きを示す。心臓環境は特に動的であり、そして、心臓の動きは、ＡＣＬパッチの電流測定値に影響する。測定値に影響する重要なメカニズムは、鼓動および呼吸のプロセスである。また、電流測定値にも影響し得るより遅いプロセスは、基準カテーテルのドリフト、典型的には、ＣＳＲＣ２７（図１Ａ）の移動である。
【０１２７】
ここで、図６を参照すると、図６は、本発明の実施形態による、ＣＳＲＣの場所の異なった成分のグラフであり、図７を参照すると、図７は、本発明の実施形態による、フィルタの周波数応答のグラフである。図６のグラフは、ＣＳＲＣ場所における呼吸の影響を最大化にする方向に亘る時間分割を示す。このグラフは、動物の場合に対するものであるが、この分割は、人間の場合に起きるものと概ね同様である。ライン２３０は、（その平均を引いた）測定された場所を表し、３つの信号に分割される。第１の信号ライン２３２は、鼓動成分を主に表し、そして、第２の信号ライン２３４は、呼吸影響を表し、そして、第３の信号ライン２３６は、場所ドリフトを表す。
【０１２８】
時間的調節ステップ１１２（図２）では、ステップ１１０からのＡＣＬ電流測定値、および、このような検出器を有するカテーテルのＥＭ検出器からの場所測定値は、図６に示された、ドリフト、鼓動、および呼吸の成分を決定するためにフィルタリングされる。時間分割モジュール１１９Ｅでは、プロセッサ４６は、電流および場所測定値からのこれらの成分をフィルタリングして、以下で説明する、ＡＣＬ追跡機において処理するためにフィルタリングされた値を受け渡す。フィルタリングされていない値もまた、フィルタが抽出した値と同様に、ＡＣＬ追跡機に有用なものである。
【０１２９】
ドリフト成分は、非常に低いローパスフィルタ、典型的には約１０秒のオーダーの時定数を有するフィルタを適用することによって、計算される。ローパスフィルタは、方程式（４）の形態の方程式を使用して、実施できる。ドリフト成分は、本明細書において、Ｙｄｒiと称される。
【０１３０】
呼吸成分は、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを電流および場所測定値に適用することによって、計算される。このＦＩＲフィルタは、ローパスフィルタとして作用し、そして、適切なフィルタの周波数応答は、図７に示されている。以下の方程式（２９）で与えられた形態のＦＩＲフィルタは、周波数応答を作成するために使用できる。
【数７１】
ここで、
ｋは、ｊ値ｋｊを有するカーネルであり、
ｘｉは、電流および場所測定値であり、そして、
ＦＩＲ（ｘｉ、ｋ）は、フィルタリングされた値である。
【０１３１】
呼吸成分は、ドリフト成分を差し引いたＦＩＲ出力値であり、すなわち、ＦＩＲ（ｘｉ，ｋ）−Ｙｄｒiである。
【０１３２】
測定された場所から鼓動成分を除去するために、１秒のウィンドウを有するローパスフィルタを適用できる。これは、各場所測定値と対応する時間分割出力値との間に約１／２秒のプロセス遅延を引き起こす。これは、カテーテル２０の任意の移動と視覚ディスプレイ５４への対応するアップデート（図２）との間の１／２秒の遅延をもたらす。
【０１３３】
時間分割ステップにおいて作製されたすべての測定値は、フローチャート１００のＡＣＬステップ１１４において、ＡＣＬ追跡機モジュール１２１に受け渡される（図２Ａおよび図２Ｂ）。
【０１３４】
〔ＡＣＬ追跡機〕
ＡＣＬステップ１１４では、ＡＣＬ追跡機モジュール１２１は、ステップ１１２で作成された時間的に分割された電流測定値を使用して、カテーテル２０およびカテーテル２１などといった、カテーテルの場所を計算する。ステップ１１２で作成された測定値は、電流対位置マッピング（current-to-position mapping）（ＣＰＭ）ベクトル
【数７２】
に結合される。
【０１３５】
図８は、本発明の実施形態による、ＡＣＬ追跡機モジュールのコンポーネントを示す簡略化されたブロック線図であり、そして、図９は、本発明の実施形態による、調査される領域が分割されるサブボリュームを規定するのに使用されるパラメータを示す線図である。
【０１３６】
ＡＣＬ追跡機モジュールは、２つのコンポーネント、すなわち、適応型のＣＰＭ推定プロセス３００、および、ＣＰＭアプリケーションプロセス３０４を含む。ＣＰＭアプリケーションプロセス３０４は、クラスタ選択モジュール３０８、および、ＣＰＭアプリケーションモジュール３０６をさらに含み、以下でこれらの機能について説明する。
【０１３７】
適応型のＣＰＭ推定プロセスは、カテーテル２０などのような、ＥＭセンサとこれに関連する電極とを有する任意のハイブリッドカテーテルからの測定値を使用する。なお、この測定値は、ＣＰＭ行列を計算するために、ベクトル
【数７３】
に含まれている。本発明の実施形態では、それぞれの行列は、本明細書においてクラスタボリュームまたはクラスタとも呼ばれる、調査される領域の各サブボリューム４００について計算される。調査される領域は、特定のクラスタレベルに対する解像度の設定に従ったクラスタの異なったサイズに分割される。したがって、低解像度レベルでは、その領域は、各クラスタが行列を有する１６個のクラスタに分割され得る。より高い解像度では、その領域は、それぞれ行列を有する１０２４個のクラスタに分割され得る。
【０１３８】
ＣＰＭ推定プロセスにおいて構成された行列は、構築するのに時間がかかり、そのため、プロセッサ４６が分割ステップ１１２から初期データを受信する期間中にＡＣＬステップ１１４に対する初期化の期間が存在する。特定のクラスタに関しては、プロセッサがいったんそのクラスタに対する十分なデータを蓄積すると、このプロセッサは、クラスタに対する行列を作成することができる。作成された行列は、ＣＰＭデータ３０２としてメモリ４７（図１Ａ）に記憶される。
【０１３９】
ＣＰＭアプリケーションは、リアルタイムの各電極の場所を計算するために、カソード電極についての電流測定値と共に、作成された行列を使用する。この計算は、以下の方程式に従って、実行される。
【数７４】
ここで、
【数７５】
は、時間的に分割された電流測定値から構築されたＣＰＭベクトルであり、
Ａは、特定のクラスタに対する行列であり、また、
【数７６】
は、上述した方程式（５）でも参照された、電極の位置ベクトルである。
【０１４０】
ＣＰＭベクトル
【数７７】
は、典型的には、以下の４セットの要素を有する。まず、
（ｉ）マッピングカテーテルに対して、方程式（２３）から導出される値に対応する、５つの電流の要素、および、
（ii）方程式（２８）から導出されたＲＩｉ値に対応する、６つのパッチ呼吸インジケータ
【数７８】
である。
【０１４１】
上記の要素に加えて、ＣＳＲＣ２７などの基準カテーテルが使用される場合、ベクトル
【数７９】
はまた、以下の要素を含むことができる。すなわち、
（iii）５つの基準カテーテルの電流の要素、および、
（iv）３つの基準カテーテルの場所の要素である。
【０１４２】
セット（ii）、（iii）、および（iv）における要素は、上述した時間分割後に導出された値であり、すなわち、セット（ii）に対するドリフト成分を引いて、ならびに、セット（iii）および（iv）における呼吸成分を引いたものである。
【０１４３】
プロセッサは、呼吸記述子を作成するために、呼吸インジケータ
【数８０】
を使用し、この記述子は、測定値が呼吸サイクルに在る時間を示す値である。
【０１４４】
呼吸記述子は、典型的には、図１Ａに示されているようにいったん患者が配置され、そして、パッチｉが取り付けられた後に、はじめに作成される。呼吸調整の期間、典型的には３０秒のオーダーで、プロセッサ４６は、呼吸インジケータ
【数８１】
の値を蓄積する。
【０１４５】
呼吸インジケータがいったん蓄積されると、プロセッサは、以下のように、最も大きい固有値を有する要素間の方向を見出すために、インジケータの主成分分析（ＰＣＡ）を実行する。
【数８２】
【０１４６】
方程式（３１）で与えられた方向は、以下のように、呼吸記述子の値を計算するために使用される。
【数８３】
ここで、ＲＤｉは、ｉ番目のパッチについての呼吸記述子である。
【０１４７】
ＲＤｉ値の平均および範囲は、以下のように計算される。
【数８４】
【０１４８】
この平均および範囲は、０から最大値ＣｌＮｏまでの範囲にあるＲＤｉの正規化された値ＲＤｎｉを、以下の方程式（３４）にあるように計算するために使用される。ＣｌＮｏは、以下で説明するアップデートホルダの解像度を規定する数であり、典型的には、約５である。
【数８５】
【０１４９】
ＲＤｎiの値は、メモリ４７中に記憶される。
【０１５０】
図９は、クラスタボリューム４００を規定するために使用されるパラメータを示す。使用されるパラメータは、ＥＭ追跡機基準系において測定されたベクトル（図３）である。各クラスタボリューム４００は、その左後ろ側の一番下の隅４０２で参照され、本明細書においてクラスタ基点とも呼ばれ、この基点は、クラスタ中に含まれる任意の点に対するｘ、ｙ、およびｚの最も低い値を有するベクトルＣｌｐＲＬである。クラスタボリューム４００は、その中心Ｃｌｃ、中心からの直線長さＣｌｓ、および、クラスタ解像度レベルベクトルＣｌｒＲＬによって規定され、このＣｌｒＲＬは、解像度レベルＲＬでのクラスタの側面の長さを規定する。
【０１５１】
ミリメートルで測定され、ＣｌｃおよびＣｌｓおよびＣｌｒＲＬの典型的なデフォルト値は、
Ｃｌｃ＝（０、０、２８０）、
Ｃｌｓ＝（１５０、１５０、２００）、および、
解像度レベルＲＬ＝１（最も粗い解像度）に対して、ＣｌｒＲＬ＝（５０、２０、５）
である。より高い解像度に対応する、より大きい値のＲＬに対しては、ＣｌｒＲＬの座標の値は、減少する。
【０１５２】
ＣｌｓおよびＣｌｒＲＬのデフォルト値は、３００ｍｍ×３００ｍｍ×４００ｍｍの寸法を有するボックスであるボリュームに対応している。このボリュームは、より小さい寸法を有する等しいサイズのクラスタに分割される。上記で与えられたデフォルト値に対して、ボックスの中には６×１５×８０のクラスタが存在している。
【０１５３】
所与の場所ｐｉに関して、関連するクラスタのクラスタインデックスは、以下の式を計算することによって、見出される。
【数８６】
【０１５４】
式（３５）において、
Ｃｌdimは、ベクトル（Ｃｌdimｘ、Ｃｌdimｙ、Ｃｌdimｚ）であり、ここで、ベクトルの座標は、各寸法におけるクラスタの数に対応しており、
ベクトル分割（Vector division）は、ベクトル分母の対応する要素でベクトル分子の各要素を除算することによって求められ、したがって、例えば、
【数８７】
となる。
【０１５５】
最後の式におけるベクトル乗算は、ドット、またはスカラ、積である。
【０１５６】
クラスタインデックスＣｌｘｉ，ＲＬが与えられると、クラスタ基点は、以下の式を再帰的に適用することによって、見出される。
【数８８】
ここで、Ｃｌinxは、初期値Ｃｌｘｉ，ＲＬを有する。
【０１５７】
上記で参照したアップデートホルダは、クラスタＣＰＭ行列をアップデートするために使用された場所にフラグを立てるインデックスである。このインデックスは、行列を計算するために使用される場所からの多重測定を防止する。アップデートホルダインデックス（Ｕｈｌ）は、以下のように計算される。
【数８９】
【０１５８】
図１０は、本発明の実施形態による、ＣＰＭ行列を作成するためにプロセッサ４６によって採られたステップを示しているフローチャート５００である。このフローチャートのステップは、各測定値がカテーテル２０で作成されるときに、適応型のＣＰＭ推定プロセス３００で実行される。
【０１５９】
初期ステップ５０２では、測定値は、任意のハイブリッドカテーテルから受信され、そして、プロセッサは、上述したように、測定値でＣＰＭベクトル
【数９０】
を形成する。
【０１６０】
第１のアップデートホルダステップ５０４では、方程式（３７）を使用して、測定値に対するアップデートホルダインデックスが、計算される。
【０１６１】
第１の状態５０６で、プロセッサは、インデックスがメモリ４７にセーブされたかどうか確認するようチェックすることによって、アップデートホルダインデックスが既に存在するかどうか確認するようチェックする。このインデックスが存在している場合、測定値は捨てられて、フローチャートは終了する。
【０１６２】
このインデックスが存在していない場合、次のセーブステップ５０８で、インデックスおよび測定値が、メモリ４７のバッファ３１０（図８）中にセーブされる。この測定値は、ベクトル
【数９１】
としてセーブされる。
【０１６３】
クラスタ関連ステップ５１０では、測定値は、対応するクラスタに関連付けられる。この関連付けは、方程式（３５）に従って、測定値から対応するクラスタインデックスを計算することによって、実行される。この測定値は、このクラスタインデックスに関連付けられている。
【０１６４】
クラスタの基点
【数９２】
は、次に、方程式（３６）を使用して、計算される。このポイントから、合計で最大２６個まで可能である、存在している最も近い隣のクラスタすべての基点が、方程式（３８）を使用して見出される。
【数９３】
【０１６５】
【数９４】
の値から、すべての最も近い隣のクラスタのクラスタインデックスは、方程式（３５）から計算される。
【０１６６】
このステップにおける計算は、ＲＬのすべての値に対して適用される。
【０１６７】
第２のアップデートホルダステップ５１２では、隣接するクラスタに対するアップデートホルダインデックスは、ステップ５０２で受信された測定値、および方程式（３７）を使用して計算される。アップデートインデックスが、既に占有されていない場合、測定値は、バッファ３１０中に置かれ、インデックスは、セーブされる。インデックスが既に占有されている場合、いずれの動作も行われない。
【０１６８】
第２の状態５１４では、各クラスタＣｌｘにおけるアップデートインデックスの数Ｍが、求められる。Ｍが事前設定数、典型的には４０のオーダーよりも大きい場合、次のクラスタ行列ステップ５１６で、クラスタのＣＰＭ行列Ａが、方程式（３９）を使用して計算される。
【数９５】
ここで、
【数９６】
は、ハイブリッドカテーテルの測定された場所であり、そして、
【数９７】
は、アップデートインデックスｎ、ｎ＝１、２、・・・Ｍに対する、方程式（３０）を参照して説明した、ＣＰＭベクトルである。
【０１６９】
典型的には、２つのＣＰＭ行列Ａは、各クラスタに対して計算され（１つは、ＣＳＲＣ２７などといった基準カテーテルを用いた測定値を使用し、１つは、基準カテーテル測定値を用いない）、そして、フローチャート５００は、終了する。
【０１７０】
状態５１４においてＭが事前設定数よりも大きくない場合、フローチャート５００は、終了する。
【０１７１】
典型的には、フローチャート５００における計算は、計算された結果が自己矛盾の無いことを確かめるために、様々な段階でチェックされる。例えば、クラスタ関連ステップ５１０において、存在している隣接するクラスタの数が、事前設定数、例えば４よりも少ない場合、誤りを想定できて、ステップ５０２の測定値は、受け入れられない。フローチャートの運用に対する他の首尾一貫性チェックは、当業者には明らかであろう。
【０１７２】
図１１は、本発明の実施形態による、フローチャート５００で作成されたＣＰＭ行列を使用して、カテーテル位置を作成するためにプロセッサ４６によって採られるステップを示しているフローチャート６００である。このフローチャートは、ＣＰＭ行列を作成するためにも使用される測定値を使用する。
【０１７３】
初期ステップ６０２は、初期ステップ５０２（図１０）と概ね同様であり、ここで、測定値は、ハイブリッドカテーテルから受信され、そして、プロセッサは、この測定値でＣＰＭベクトル
【数９８】
を形成する。
【０１７４】
測定値
【数９９】
がカテーテルからの第１の測定値であれば、次の位置計算ステップ６０４において、クラスタ選択モジュール３０８中で、最も低いクラスタ解像度（ＲＬ＝１）が選択される。この位置の推定値
【数１００】
は、方程式（４０）に従って、作製される。
【数１０１】
ここで、
Ｃｌｘは、ＣＰＭ行列ＡＣｌｘ,ｌに対するクラスタインデックスであり、これは、１からＭまで変動するものと想定されており、
【数１０２】
は、方程式（３５）に従って計算された、インデックスＣｌｘを有するクラスタの基点である。
【０１７５】
第１の状態６０３で、方程式（４０）からの値は、以下の式を確かめることによって、この値が（クラスタインデックスＣｌｘを有する）クラスタボリューム内にあることを確実にするようチェックされる。
【数１０３】
【０１７６】
方程式（４０）および（４１）は、式（４１）が成立し、第１の妥当な位置推定値
【数１０４】
を作成するまで、入って来る測定値に適用される。
【０１７７】
以後の測定値
【数１０５】
に対し、すなわち、以後の測定ステップ６０５で、決定された位置の妥当性が、直前の位置推定値との間の差異を求めて、この差異が事前設定値を超えていないことを確かめることによって、チェックされる。この差異が超えている場合、この測定値は、捨てられる。
【０１７８】
解像度レベルステップ６０６では、すべての解像度レベルＲＬに対するクラスタインデックスが、方程式（３５）を使用して、計算される。加えて、隣接するクラスタインデックスｎが、方程式（３８）に関して上述したプロセスを使用して、特定される。
【０１７９】
多重場所ステップ６０８では、ステップ６０６で特定されたクラスタに対して、妥当であるＣＰＭ行列Ａが、方程式（４２）に従って、推定される位置
【数１０６】
を、測定値
【数１０７】
について決定するために、使用される。
【数１０８】
【０１８０】
最終的な場所推定ステップ６１０では、方程式（４２）で決定された値が、ガウスの重み係数（Gaussian weighting factor）を使用して、重みづけされる。
【数１０９】
【０１８１】
プロセッサ４６は、すべてのレベルでのすべてのクラスタの最終的な重みづけされた合計を形成するために重み係数を使用して、方程式（４４）に従って、最終的な推定された場所を作成する。
【数１１０】
【０１８２】
前述の実施形態は、例示として引用したものであり、本発明は、本明細書中で詳細に前述し、示した内容に限定されるものではないことを理解されたい。むしろ、本発明の範囲は、本明細書中で前述したさまざまな特徴の組合せおよび半組合せ（subcombination）の両方を含むだけでなく、前述した説明を読むことにより当業者が想到するであろう、先行技術において開示されていない、かかる特徴の変形および改変をも含む。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施形態による、ハイブリッドカテーテルを利用した、位置感知システムの模式的な図解説明図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施形態による、ハイブリッドカテーテルの遠位端を示す模式的な詳細図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施形態による、位置感知システムを作動させるためのプロセスを概略的に示すフローチャートである。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施形態による、システムの簡略化されたブロック線図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態による、位置感知システムで使用される基準パッチについてのベクトルつながりを示す概略線図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態による、患者の身体に接続されたアブレータを示す概略等価回路図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態による、有効電流場所（ＡＣＬ）のパッチ回路の概略説明図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態による、冠状静脈洞基準カテーテルの場所の異なった成分のグラフである。
【図７】図７は、本発明の実施形態による、フィルタの周波数応答のグラフである。
【図８】図８は、本発明の実施形態による、ＡＣＬ追跡機モジュールのコンポーネントを示す簡略化されたブロック線図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態による、調査される領域が分割されるサブボリュームを規定するのに使用したパラメータを示す線図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態による、電流対位置マッピング（ＣＰＭ）行列を作成するため、位置感知システム中でプロセッサによって採られるステップを示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態による、図１０のフローチャートで作成されたＣＰＭ行列を使用してカテーテル位置を作成するために、プロセッサによって採られるステップを示すフローチャートである。
【開示の内容】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
この出願は、２００８年９月３０日に出願され、参照して本明細書に組み入れられる、米国仮特許出願第６１／１０１，３０８号の利益を主張するものである。
【０００２】
〔発明の分野〕
本発明は、全般的には、生体内に置かれた物体の位置を感知することに関し、そして具体的には、生体中のプローブの位置感知の間に経験する人為現象の検出および補償に関する。
【０００３】
〔発明の背景〕
広範囲の医療処置は、センサ、チューブ、カテーテル、分配装置、および、インプラントといった、物体を、身体内に置くことを伴う。リアルタイム画像化方法が、これらの処置の間、物体およびその周囲を視覚化して医師を助けるためにしばしば使用される。しかしながら、ほとんどの状況で、リアルタイムの三次元画像化は、可能でないか、または望ましくない。代わりに、内部物体のリアルタイムの空間的な座標を得るためのシステムが、しばしば利用される。
【０００４】
Govari他への、米国特許出願第２００７／００１６００７号明細書は、その開示が参照して本明細書に組み入れられ、ハイブリッドの磁気ベースおよびインピーダンスベースの位置感知システムを記述している。このシステムは、対象の体腔中に導入するように適合されたプローブを含んでいる。
【０００５】
Gilboaへの、米国特許第６，５７４，４９８号明細書は、その開示が参照して本明細書に組み入れられ、不透明な身体の空洞内でのワークピースの位置を決定するためのシステムを記述している。このシステムは、第１の場と相互作用するトランスデューサーと、第２の場と相互作用する数個のトランスデューサーとを使用すると主張している。
【０００６】
Pfeiffer他への、米国特許第５，８９９，８６０号明細書は、その開示が参照して本明細書に組み入れられ、患者の身体の内側のカテーテルの位置を決定するためのシステムを記述している。修正関数が、受信された場所信号から導出された較正位置と既知の真の較正位置との差異から決定され、受信された位置信号から導出されたカテーテル位置は、以後の測定段階で修正関数に従って修正される。
【０００７】
〔発明の概要〕
本発明の実施形態に従って、方法であって、
患者の身体にガルバニック接触で身体電極を配置することと、
前記患者の身体中の複数の領域に、マッピング電極を有するマッピングツールを配置することと、
場所測定システムを使用して、前記領域の各々内の異なった位置で前記マッピングツールを追跡することと、
各領域に対して、前記領域内の前記異なった位置で前記身体電極と前記マッピング電極との間に較正電流のそれぞれのセットを発生させることと、
各領域に対して、前記較正電流の前記それぞれのセットと前記異なった位置との間のそれぞれの関係を導出することであって、前記領域のうち異なるものは、異なったそれぞれの関係を有する、導出することと、
前記患者の身体中のある場所に調査電極を有する調査ツールを配置して、前記場所で前記身体電極と前記調査電極との間に調査ツール電流を発生させることと、
前記異なったそれぞれの関係と前記調査ツール電流とに応じて、前記場所を決定することと、
を含む、方法が提供される。
【０００８】
典型的には、前記身体電極は、基準電磁（ＥＭ）センサを有する基準身体電極を含み、前記基準身体電極は、ＥＭ座標系と身体座標系とを規定し、前記方法は、前記ＥＭ座標系および前記身体座標系を関係づけるために、前記基準ＥＭセンサからの基準信号と前記基準身体電極の較正電流を比較することを含む。
【０００９】
この方法は、前記身体電極と前記身体との間の有効領域の変化を補償するために、前記身体電極間の相対インピーダンスを決定することを含むことができる。
【００１０】
この方法は、前記身体の呼吸および前記身体内の器官運動の少なくとも１つに応じて、前記較正電流をフィルタリングして、フィルタリングされた較正電流を発生させることを含むことができ、この場合、前記それぞれの関係を導出することは、前記フィルタリングされた較正電流に応じた前記関係を形成することを含む。
【００１１】
一実施形態では、前記それぞれの関係を導出することは、前記異なった位置を含むボリュームを前記関係と関連付けることを含み、前記場所を決定することは、前記場所が前記ボリューム内にあることを確かめることを含む。典型的には、前記それぞれの関係は、一次行列（primary matrix）を含み、前記方法は、前記ボリュームをサブボリュームに分割すること、および、前記サブボリュームにそれぞれの二次行列（secondary matrices）を関連付けること、を含み、前記それぞれの二次行列の各々は、前記異なった位置のそれぞれのサブセットを前記較正電流のサブセットに関係づけるものであり、前記場所を決定することは、前記較正電流の所与のセットに応じて前記二次行列の１つを選択することを含む。大体において、前記場所は、前記一次行列と前記二次行列の少なくとも１つとから決定される前記調査ツールの場所の加重平均を含む。
【００１２】
前記それぞれの関係を導出することは、前記それぞれの関係を導出する前に、前記異なった位置の数が、異なった位置の事前設定した数を超えていることを確かめることを含むことができる。
【００１３】
代換的な実施形態では、前記較正電流のそれぞれのセットを発生させることは、前記較正電流のセットが、較正電流の二次的なセット（subsequent set）に対応しているかどうかを、前記セットおよび前記二次的なセットに関連している異なった位置の比較を形成することによって決定することを含む。前記方法はまた、前記比較が無効である場合には前記関係を形成する際に前記二次的なセットを使用し、前記比較が妥当である場合には前記二次的なセットを捨てることを含むこともできる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、前記調査ツールは、前記場所測定システムによって追跡されない。
【００１５】
開示された実施形態では、前記方法は、
前記調査ツールと同時に、前記患者の身体中のある更なる場所に、更なる調査電極を有する更なる調査ツールを配置することと、
前記身体電極と前記更なる調査電極との間に更なる調査ツール電流を発生させることと、
前記異なったそれぞれの関係と前記更なる調査ツール電流とに応じて前記更なる場所を決定することと、
を含むこともできる。
【００１６】
前記場所測定システムは、電磁（ＥＭ）追跡システム、Ｘ線透視検査追跡システム、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）追跡システム、および超音波追跡システムの少なくとも１つを含むことができる。
【００１７】
典型的には、前記身体電極を配置することは、前記患者の身体上に前記身体電極の少なくとも１つを配置することを含むことができる。あるいは代わりに、前記身体電極を配置することは、前記患者の身体内に前記身体電極の少なくとも１つを配置することを含んでもよい。
【００１８】
典型的には、前記それぞれの関係は、前記較正電流のそれぞれのセットおよび前記異なった位置を関係づける行列を含む。
【００１９】
更なる開示された実施形態では、前記方法は、
前記身体の運動器官（moving organ）に接触するよう更なるマッピングツールを配置することと、
更なるマッピングツール位置を作成するために、前記場所測定システムを使用して、前記更なるマッピングツールを追跡することと、
を含み、前記場所を決定することは、前記更なるマッピングツール位置に応じて前記場所を決定することを含む。
【００２０】
本発明の別の実施形態に従って、位置追跡のための装置であって、
導電性電極を有する調査ツールであって、前記導電性電極は、この導電性電極に印加された駆動電圧に応じて患者の身体中に電流を発生させるように結合される、調査ツールと、
前記身体にガルバニック接触で配置され、アブレーション電流を前記身体に伝達するように構成された、アブレータ身体電極と、
前記導電性電極からのそれぞれの身体表面電流を受信する、前記身体にガルバニック接触で配置された、身体表面電極と、
前記アブレータ身体電極による前記それぞれの身体表面電流の逸れを補償しながら、前記それぞれの身体表面電流に応じて前記調査ツールの場所を決定するプロセッサと、
を備える、装置がさらに提供される。
【００２１】
典型的には、前記逸れを補償することは、前記アブレーション電流の前記伝達の前に前記それぞれの身体表面電流を記録すること、および、記録された前記それぞれの身体表面電流を使用して前記場所を決定すること、を含む。
【００２２】
あるいは代わりに、前記逸れを補償することは、アブレータ身体電極駆動電圧を前記アブレータ身体電極に印加すること、および、前記アブレータ身体電極駆動電圧に応じて形成された前記身体表面電極中の較正電流を決定すること、を含む。前記装置はまた、前記アブレーション電流を発生させるように構成されたアブレータを備えることもでき、この場合、前記アブレータ身体電極駆動電圧を前記アブレータ身体電極に印加することは、前記アブレータを通して前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む。
【００２３】
前記装置はまた、アブレータカテーテルを備えることもでき、この場合、前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することは、前記アブレータから前記アブレータカテーテルを分離する間に、前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む。あるいは代わりに、前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することは、前記アブレータカテーテルが前記アブレータと結合されている間に、前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む。
【００２４】
本発明の実施形態に従って、インピーダンスを推定するための方法であって、
患者の身体にガルバニック接触で身体電極を配置することと、
前記身体内の複数の領域に導電性電極を有する調査ツールを配置することと、
各領域に対して、前記身体電極の間にそれぞれの電極間電流を発生させることと、
各領域に対して、前記導電性電極と前記身体電極との間にそれぞれの調査ツール電流を発生させることと、
各領域に対して、前記それぞれの電極間電流および前記それぞれの調査ツール電流に応じて、前記身体電極の各々と前記身体との間のそれぞれのインピーダンスを決定することと、
を含む、方法が更に提供される。
【００２５】
典型的には、前記それぞれの電極間電流を発生させることは、異なったそれぞれの周波数を有するそれぞれの交流電流であるように前記電極間電流を設定することを含む。
【００２６】
本発明の実施形態に従って、装置であって、
患者の身体にガルバニック接触で配置された身体電極と、
マッピング電極を有し、前記患者の身体中の複数の領域に配置されるように構成された、マッピングツールと、
前記領域の各々の中の異なった位置で前記マッピングツールを追跡するように構成された、場所測定システムと、
調査電極を有し、前記患者の身体中のある場所に配置されて、前記場所で前記身体電極と前記調査電極との間に調査ツール電流を発生させるように構成された、調査ツールと、
各領域に対して、前記領域中の前記異なった位置で、前記身体電極と前記マッピング電極との間に較正電流のそれぞれのセットを発生させて、各領域に対して、前記較正電流の前記それぞれのセットと前記異なった位置との間のそれぞれの関係を導出するプロセッサであって、前記領域のうち異なるものは、異なったそれぞれの関係を有する、プロセッサと、
を備え、前記プロセッサは、前記異なったそれぞれの関係と前記調査ツール電流とに応じて、前記場所を決定するように構成される、装置が更に提供される。
【００２７】
本発明の実施形態に従って、位置追跡のための方法であって、
導電性電極を有する調査ツールを、前記導電性電極に印加された駆動電圧に応じて患者の身体中に電流を発生させるように結合することと、
アブレーション電流を前記身体に伝達するために前記身体にガルバニック接触でアブレータ身体電極を配置することと、
前記導電性電極からのそれぞれの身体表面電流を受信するように、前記身体にガルバニック接触で身体表面電極を配置することと、
前記アブレータ身体電極による前記それぞれの身体表面電流の逸れを補償しながら、前記それぞれの身体表面電流に応じて前記調査ツールの場所を決定することと、
を含む、方法が更に提供される。
【００２８】
本発明の実施形態に従って、インピーダンスを推定するための装置であって、
患者の身体にガルバニック接触で配置された身体電極と、
前記身体内の複数の領域中に配置されるように構成された、導電性電極を有する調査ツールと、
プロセッサと、
を備え、前記プロセッサは、各領域に対して、前記身体電極の間にそれぞれの電極間電流を発生させ、前記導電性電極と前記身体電極との間にそれぞれの調査ツール電流を発生させ、前記それぞれの電極間電流および前記それぞれの調査ツール電流に応じて、前記身体電極の各々と前記身体との間のそれぞれのインピーダンスを決定するように構成される、装置が更に提供される。
【００２９】
本発明の開示は、図面と併せて、以下の本発明の実施形態の詳細な説明から、より十分に理解されるであろう。
【００３０】
〔実施形態の詳細な説明〕
〔概観〕
本発明の実施形態では、２つのタイプの追跡サブシステムが、患者の身体内で、物体（本明細書中では例としてカテーテル先端が想定される）の場所および向き（orientation）を測定するために使用される。
【００３１】
サブシステムの１つは、本明細書において先進的電流局在化（ＡＣＬ）追跡機サブシステム（advanced current localization (ACL) tracker sub-system）と呼ばれ、カテーテル先端上の電極からの電流を発生させ、身体表面上に置かれた多くのパッチでの、および／または、身体内に配置された導電要素での、電流分布を測定する。電極の場所は、電流分布から計算される。
【００３２】
第２のサブシステムは、ＡＣＬサブシステムとは異なった原理で作動する任意の追跡システムであってもよい。第２のサブシステムは、ＡＣＬサブシステムが単独で作動したときに提供されるよりも、より正確な結果を典型的に提供する。使用できる第２のサブシステムは、電磁（ＥＭ）システム、Ｘ線透視検査システム、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）システム、および超音波システムなどの画像化システムを含むが、これらに限定されない。また、第２のサブシステムは、ＡＣＬサブシステムとは異なった原理で作動する追跡システムの組み合わせを含むこともできる。この２つのサブシステムの結果の相互間には関係が形成され、これらの関係は、その追跡精度を高めるためにＡＣＬサブシステムの測定された電流に適用される。一例として、本明細書中の説明では、この関係は、行列に基づくものと想定されている。
【００３３】
以下に記述される開示された実施形態では、第２のサブシステムは、ＥＭ追跡機サブシステムを含む。ＥＭ追跡機は、カテーテル先端の場所を計算するために、身体の外部の場所パッド（ＬＰ）中に３つの３重コイル源（tri-coil sources）により発生する磁場、ならびに、カテーテル先端中に置かれたＥＭセンサによって作製された場測定値（field measurements）を使用する。ＥＭ追跡機は、それぞれ約１ｍｍおよび１度の精度で、カテーテル先端の場所および向きを典型的に提供する。
【００３４】
開示された実施形態の較正段階では、ＥＭセンサと電極とを有するマッピングツールが、患者の身体内の複数の位置に向けて動かされる。マッピングツールは、本明細書においてハイブリッドカテーテルとも呼ばれる。ＥＭ測定値および電流測定値は、複数の位置について記録される。ＥＭ測定値は、電流測定値から、ＡＣＬ追跡機単独で決定されるよりもより高程度の精度で場所を決定するようにＡＣＬ追跡機を調整するために使用される。ＡＣＬ追跡機は、調整後に、ＥＭセンサを有していないカテーテルなどの調査ツールの場所を追跡するための追跡段階で使用できる。
【００３５】
典型的には、多くのこのような調査ツールは、本明細書において非ハイブリッドカテーテル（non-hybrid catheters）とも呼ばれ、異なった非ハイブリッドカテーテルにそれぞれの異なった周波数を有する交流駆動電圧を印加することによって、同時に追跡できる。
【００３６】
ＡＣＬ座標が身体座標に関連して提供される一方で、ＥＭ追跡機場所測定値は、ＬＰ座標中に提供される。２つの測位システム（location systems）を関連させるように、２つの相関技術が使用される。すなわち、
（１）ＥＭ追跡機の場所は、身体座標系内の対応する場所に変換され、身体座標系は、患者の背中上にある３つのパッチで規定される。
（２）内部の基準カテーテルは、動的活動（dynamic movement）を検出するために使用でき、動的活動は典型的には、呼吸に主に関連する。
【００３７】
本発明の代替的な実施形態では、アブレータは、患者の上で使用される。アブレータは、身体に接触して置かれたアブレータ身体電極を使用し、アブレータ身体電極は、アブレータから身体へとアブレーション電流を伝達する。アブレータ身体電極は、身体表面電極からの電流を逸らし、そして、この電流の逸れ（diversion）は、補償されない場合、プロセッサで決定された位置に誤りを引き起こすであろう。較正プロセスでは、プロセッサは、典型的には、アブレータ身体電極に駆動電圧を印加し、したがって身体表面電極における較正電流を発生させることによって、電流の逸れを補償する。プロセッサは、修正しなければ起こりうる計算されたカテーテル位置における誤りを修正するために、較正電流とアブレータを通して逸らされた電流の測定値とを使用する。
【００３８】
ＥＭ−ＡＣＬ追跡のいくつかの態様は、米国特許出願第２００７／００１６００７号に記載されており、この出願は、本願の譲受人に譲渡されており、その開示内容が本明細書中に参照して組み込まれる。本発明の実施形態は、ＥＭ−ＡＣＬ追跡システムの精度を改良する。
【００３９】
〔システム説明〕
図１Ａは、本発明の実施形態による、ハイブリッドカテーテル２０を利用した、位置感知システム３６の模式的な図解説明図であり、そして、図１Ｂは、本発明の実施形態による、そのハイブリッドカテーテルの遠位端を示す模式的な詳細図である。このハイブリッドカテーテルは、本明細書においてマッピングカテーテルと称されることもある。医療専門家５６が、システム３６を作動させるものと想定されている。
【００４０】
一例として、下記の説明において別段述べられる場合を除いて、対象４０の心臓３８の房内での侵襲的手技でマッピングカテーテル２０が使用されることが想定されている。あるいは代わりに、位置感知システム３６は、他の体腔中においてカテーテル２０と同様のプローブと共に使用できる。対象４０は、例えば、磁場ジェネレータコイル４２を含む場所パッド４３を対象の下に配置することによって、発生された磁場中に置かれる。コイル４２によって発生した磁場は、カテーテル２０の遠位端に置かれた電磁（ＥＭ）センサ２２のコイル２４、２６、および２８中に電気的信号を発生させる。電気的信号は、制御ユニット４４に伝えられ、この制御ユニット４４は、カテーテル２０の位置および向きの座標を決定するために信号を分析する。あるいは代わりに、磁場センサ２２中のコイルは、磁場を発生させるように駆動されることができ、この磁場は、コイル４２によって検出される。
【００４１】
制御ユニット４４は、プロセッサ４６、典型的には、適切な信号処理回路を有するコンピュータを含んでいる。このプロセッサは、メモリ４７を使用し、このメモリ４７は、典型的には揮発性および不揮発性データ記憶デバイスの両方を備え、このメモリ４７には、システム３６を作動させるためのデータが記憶される。このプロセッサは、コンソール５２を駆動するために結合され、このコンソール５２は、カテーテル２０の場所の視覚ディスプレイ５４を提供できる。
【００４２】
制御ユニット４４は、マッピングカテーテル２０の遠位端に置かれた、マッピングカテーテル導電性電極３０、３２、および３４に電流を供給するためにプロセッサ４６が使用する交流ドライバー５６Ｉを備える。プロセッサ４６は、カテーテル２０の各電極に供給される電流の交流周波数が異なるように設定する。これらカテーテル電極は、制御ユニット４４中の電流および電圧測定回路構成に、カテーテルの挿入チューブを通してワイヤによって接続される。
【００４３】
この制御ユニットは、ワイヤによって身体表面電極（本明細書においては身体電極とも称される）に接続され、これら電極は、ボタン電極、針電極、皮下プローブ、またはパッチ電極などといった、当技術分野で知られる任意のタイプの身体電極であってよい。身体電極は、典型的には、対象４０の身体表面にガルバニック接触され、そこから身体表面電流を受信する。以下の説明がパッチ電極またはパッチについて言及しているところでは、本発明の実施形態は、上述した他のタイプの電極のうちのいずれかを使用してもよいことが理解されるであろう。
【００４４】
いくつかの実施形態では、対象４０の身体にガルバニック接触するように、その身体の内側に、身体電極の１つ以上を配置することができる。典型的には、制御ユニット４４は、これらの内部的に置かれた身体電極の位置を追跡する。この追跡は、例えば、これらの身体電極がカテーテル２０中のコイル２４、２６、および２８と同様の追跡コイルを有するように構成されることにより行われる。別段述べられる場合を除き、以下の説明は、簡単さのために、身体電極が対象４０の身体の上に置かれることを想定している。当業者は、対象４０の身体の内側に配置される身体電極を網羅するように、必要な変更を加えて、この説明を適合させることができるであろう。
【００４５】
一例として、身体表面電極は、接着性皮膚パッチ６０、６２、６４、６６、６８、および７０を備えていることが本明細書において想定されており、これら接着性皮膚パッチは、本明細書において総称的に有効電流場所（active current location）（ＡＣＬ）パッチ６０Ｐと称されるか、またはＡＣＬパッチインデックス「ｉ」（ここで、ｉは１〜６の整数である）により言及される。ＡＣＬパッチ６０Ｐは、プローブの近傍で対象４０の身体表面上の任意の都合のよい場所に置かれることができる。ＡＣＬパッチ６０Ｐは、典型的には、カテーテル２０中のコイル２４、２６、および２８と同様に、それぞれの関連付けられた追跡コイルを有する。本発明の代替的な実施形態では、身体表面電極は、数が異なってもよい。身体表面電極は、マッピングカテーテルの電極からの異なったマッピング電流を受信し、そして、異なった電流は、カテーテル２０の場所または位置を決定するために分析される。そのため、カテーテル２０は、その場所を測定するために２つのコンポーネントを含み、一方のコンポーネントがシステム３６のＥＭサブシステムにおいて作動して、もう片方のコンポーネントがシステム３６のＡＣＬサブシステムにおいて作動する。カテーテル２０は、ハイブリッドカテーテルとも呼ばれる。
【００４６】
また、制御ユニット４４は、電圧源（voltage generators）５６Ｖを含み、これらの電圧源５６Ｖは、それらの接続線によってＡＣＬパッチ「ｉ」に接続され、プロセッサ４６は、ＡＣＬパッチのインピーダンスを測定するために電圧源５６Ｖを使用する。
【００４７】
ドライバーの５６Ｉおよびジェネレータ５６Ｖからの電流は、異なった周波数で電流および電圧を作動させるプロセッサ４６によって区別される。したがって、ＡＣＬパッチに電圧を供給するジェネレータに対する、６つの特有の周波数、および電流をカテーテルに供給するドライバーに対する、さまざまな他の特有の周波数が存在している。
【００４８】
システム３６には、概ねカテーテル２０が追跡されるときにシステムによって追跡される、カテーテル２０と概ね同様である、他の１つ以上のハイブリッドカテーテルがあってもよい。明確化のため、図１Ａでは、他のカテーテルは示されていない。さらに、システム３６には、電極３０、３２、および３４と同様の１つ以上の電極を含むが、センサ２２などといったセンサは含んでいない他の非ハイブリッドカテーテルがあってもよい。また、非ハイブリッドカテーテルは、本明細書において調査カテーテルとも称され、また、調査カテーテルの電極は、調査カテーテル導電性電極とも称される。システム３６は、これらの調査カテーテルを追跡できる。一例として、１つのそのような非ハイブリッドカテーテル２１が、図１Ａに示されている。
【００４９】
一実施形態では、システム３６において最大９０個のカテーテル電極を同時に追跡できるように、電流ドライバー５６Ｉのための約９０種類の周波数がある。
【００５０】
システム３６では、カテーテル２３は、ハイブリッドまたは非ハイブリッドカテーテルであってもよく、身体４０中の領域をアブレーションするために使用されることが想定されている。また、カテーテル２３は、本明細書においてアブレーションカテーテルとも称される。アブレーションカテーテル２３によって使用されるアブレーション電流の戻りを完全なものとするために、本明細書においてアブレーションパッチ９０とも呼ばれるアブレータ身体電極９０は、身体４０にガルバニック接触状態で（galvanically）取り付けられる。パッチ９０およびアブレーションカテーテル２３は、ワイヤによってコンソール４０の無線周波数（ＲＦ）アブレータモジュール４８に取り付けられる。このコンソールは、また、専門家５６にモジュール４８を作動させるスイッチ２５を含んでいる。
【００５１】
皮膚パッチ（本明細書においては、一例として、３つの接着性皮膚パッチ８０、８２、および８４を含むものと想定されている）は、位置基準としての使用のために対象４０の背中に典型的に置かれる。パッチ８０、８２、および８４は、本明細書において総称的に基準パッチ８０Ｒと称される。各基準パッチ８０Ｒは、ＥＭセンサを有し、このＥＭセンサは、センサ２２と概ね同様であり、その対応するパッチの位置をプロセッサ４６に提供する。基準パッチ８０Ｒは、ワイヤで制御ユニット４４に接続される。
【００５２】
システム３６は、本明細書においては心臓３８であると想定されている身体４０の運動器官に挿入されて、運動器官に対して実質的に固定された位置に維持された、内部に置かれるカテーテルといった、基準位置センサを含むこともできる。本明細書における基準センサは、冠状静脈洞基準カテーテル（ＣＳＲＣ）２７を備えるものと想定され、本明細書において基準カテーテル２７とも称される。カテーテル２７は、典型的には、ハイブリッドカテーテルである。カテーテル２０の位置を基準カテーテル２７の位置と比較することによって、カテーテル２０の座標は、心臓の動きとは関係なしに、心臓に対して正確に決定される。
【００５３】
典型的には、システム３６は、他の要素を含んでおり、これらの要素は、簡単さのために図面に示されておらず、以下の説明で必要であるときに言及される。例えば、システム３６は、制御ユニット４４にＥＣＧ同期信号を提供するために、１つ以上の身体表面電極から信号を受信するために結合されたＥＣＧモニタを含むことができる。
【００５４】
図１Ａの構成は、例示的な構成であり、その構成は、概念的な明確さのために純粋に選択されている。また、代替的な実施形態では、いかなる他の好適な構成も使用できる。プロセッサ４６は、典型的には汎用プロセッサを備え、汎用プロセッサは、本明細書に記載した機能を行うソフトウェア中にプログラムされている。このソフトウェアは、例えば、ネットワーク上で、電子的形態でプロセッサにダウンロードされてもよいし、または、代替的または追加的に、磁気的、光学的、または、電子的メモリなどといった、実体のある媒体に提供および／または記憶されてもよい。
【００５５】
図２Ａは、本発明の実施形態による、システム３６を作動させるためのプロセスを図式的に示すフローチャート１００であり、そして、図２Ｂは、本発明の実施形態による、システムの簡略化されたブロック線図である。システム３６を作動させるために、専門家５６、またはシステムの別のオペレータが、最初に、較正段階１０１でシステムを作動させ、その後、システムは、追跡段階１０３で作動される。２つの段階のステップの各々で実行される動作について、以下で詳細に説明する。以下でも説明されるように、動作のうちのいくつかは、どちらの段階でも実行できる。
【００５６】
基準系相関ステップ１０２では、ＥＭ基準系と有効電流場所（ＡＣＬ）の基準系とで測定された座標が、相関される。ＥＭ追跡機サブシステム１１５は、ＥＭ基準系で測定値を作成し、ＡＣＬ追跡機サブシステム１１７は、本明細書中では身体座標系とも呼ばれる、ＡＣＬ系（ACL frame）で測定値を作成する。ＥＭ追跡機サブシステムは、コイル２４、２６、および２８によって発生する電磁場を使用して、場所を測定する。ＡＣＬ追跡機は、ＡＣＬパッチ６０Ｐを通る電流を使用して、場所を測定する。
【００５７】
別段述べられている場合を除いて、フローチャートの以下のステップは、中間処理モジュール１１９で実行され、中間処理モジュール１１９は、身体座標系モジュール１１９Ａ、アブレータパッチ補償モジュール１１９Ｂ、パッチ電流較正モジュール１１９Ｃ、電流射影モジュール１１９Ｄ、時間分割モジュール１１９Ｅ、およびパッチ有効領域補償モジュール１１９Ｆを備える。
【００５８】
アブレータパッチ補償ステップ１０４では、プロセッサ４６は、ＡＣＬパッチを介した測定された電流がアブレータパッチを介した電流の逸れに起因してどのように補償され得るかを決定するために測定を実行する。プロセッサ４６は、アブレータパッチ、および／または、ＡＣＬパッチ中に電流を発生させることによって、測定を実行する。
【００５９】
ＡＣＬパッチ較正ステップ１０６では、プロセッサ４６は、ステップ１０４に使用される電流と同様の電流を使用して、個々のＡＣＬパッチインピーダンスにおける差異を決定する。インピーダンス中の差異は、プロセッサによって測定されるＡＣＬパッチ中の電流に影響する。
【００６０】
パッチ補償ステップ１０８では、プロセッサ４６は、ＡＣＬパッチ有効領域における変化を補償している。これらの変化は、通常は発汗および患者の皮膚からのパッチの部分的な剥離に起因する、パッチの伝導率の変化などの要因によって典型的に引き起こされる。プロセッサ４６は、補償要因を決定するために、ステップ１０４および１０６で発生するものと同様の電流を使用する。
【００６１】
電流射影ステップ１１０では、プロセッサは、追跡されるカテーテルに注入された電流によって発生するＡＣＬパッチ中の電流を測定して、ステップ１０４、１０６、および１０８で決定された調節を電流に適用する。
【００６２】
時間的調節ステップ１１２では、プロセッサは、３つの時間的要因（ドリフト、呼吸、および鼓動）によって引き起こされた電流における変化を補償する。この補償は、ステップ１１０で測定された電流に異なったフィルタを適用することによって、実施される。
【００６３】
最終的なＡＣＬステップ１１４は、初期の調整段階を含み、ここで、プロセッサは、上記のステップからの電流データおよび場所データを記憶し、電流および場所データを関係づける行列を作成する。ＡＣＬステップ１１４は、ＡＣＬ追跡機モジュール１２１で実行される。いったん十分なデータを得ると、プロセッサ４６は、カテーテル２０上の電極について場所を計算するために、作成された行列をステップ１１２からの電流データに適用する。プロセッサは、現在の場所（current location）の精度を改良するために、心臓の、異なった「クラスタ」または領域に対してそれぞれ行列を作成する。
【００６４】
以下の説明は、フローチャート１００のステップの各々について詳細に説明するものである。
【００６５】
〔身体座標系〕
図３は、本発明の実施形態による、基準パッチ８０Ｒについてのベクトルつながりを示す概略線図である。パッチの初期位置は、パッチ８０、８２、および８４として示されている。移動後の位置は、パッチ８０’、８２’、および８４’として示されている。
【００６６】
身体座標系モジュール１１９Ａにおいて、プロセッサ４６は、フローチャート１００の基準系相関ステップ１０２を実行する際に、このつながりを適用する。上述したように、システム３６は、２つの追跡サブシステム、すなわち、センサ２２などの複数のセンサを用いるＥＭ追跡機サブシステム１１５と、パッチ６０Ｐを介した電流を用いるＡＣＬ追跡機サブシステム１１７とを備える。各サブシステムは、それぞれの基準系で作動する。ＥＭ追跡機サブシステムは、パッド４３に関して概ね固定されているＥＭ基準系で作動する。ＡＣＬ追跡機サブシステムは、ＡＣＬ基準系である、パッチ８０Ｒに関して概ね固定されていると想定される身体座標系（ＢＣＳ）で作動する。パッチ８０Ｒは、サブシステムの１つで作製された測定値が、他のサブシステムに転換されることを可能にする。較正段階の間、基準パッチ８０Ｒは、対象４０の背中に取り付けられ、これにより、パッド４３に関する対象のどんな動きも、基準パッチのＥＭセンサ中の信号変化に反映される。
【００６７】
較正段階では、プロセッサ４６は、ＢＣＳに対する初期の基準系を決定するために、基準パッチ８０Ｒ上のＥＭセンサからの信号を分析する。追跡段階の間、プロセッサは、ＢＣＳ基準系の場所および向きにおける変化を決定するために、ＥＭセンサからの信号を定期的に分析する。プロセッサは、システムパラメータが予想されたものを超えて変化したかどうか検出でき、この場合において、較正段階に戻ることができる。
【００６８】
較正段階では、プロセッサは、時間patchInitTimeの間、典型的には約１秒間、ＬＰ座標、すなわち、場所パッド（ＬＰ）４３に対して測定された座標で、パッチ８０Ｒの場所を蓄積する。
【００６９】
次に、プロセッサは、各パッチについて平均場所および標準偏差を計算する。
【数１】
ここで、
ｉは、サンプルインデックスであり、
Ｎは、時間patchInitTimeにおけるサンプルの数であり、
【数２】
は、サンプル値であり、
【数３】
は、各パッチｌについての
【数４】
の平均値であり、
【数５】
は、
【数６】
の標準偏差である。
【００７０】
各々の
【数７】
の値が事前設定された数字、典型的には約１ｍｍに満たない場合には、この較正が受け入れられ、その場合、すべての平均値の平均
【数８】
は、基点としてＢＣＳに設定される。
【数９】
【００７１】
各パッチから基点までの動径ベクトルも計算され、更なる使用のためにセーブされる。
【数１０】
【００７２】
方程式（２）で規定された平均ベクトル、および方程式（３）で規定された３つのベクトルを、図３に示す。方程式（２）で規定されるような基点に加えて、方程式（３）の３つのベクトルが、平面中に三角形を規定して、パッチ８０、８２、および８４の間の破線で図中に示される。初期のＢＣＳのｘ、ｙ、およびｚ軸は、この三角形を使用して規定される。
【００７３】
システム３６の追跡段階の間、パッチ８０Ｒは、パッチ８０’、８２’、および８４’で例示されるように、動くことができ、そして、プロセッサ４６は、典型的には１秒のオーダーの期間で、定期的にパッチの新しい位置を測定する。本発明の実施形態は、較正段階で規定された軸が、略剛体として動くと仮定し、そして、プロセッサ４６は、追跡段階の間、新しいパッチ８０Ｒ位置からの軸の並進および回転を決定する。この決定の前に、新しいパッチ位置は、ノイズを低減するためにフィルタリングされ、このフィルタリングは、
ｙｉ＝ａｙｉ−１＋（１−ａ）ｘｉ、 （４）
のタイプのローパスフィルタを典型的に含む。
ここで、
ｙｉ、ｙｉ−１は、現在および前の位置の推定値であり、
ｘｉは、現在の位置の測定値であり、
ａは、０〜１の間の係数である。
【００７４】
典型的には、方程式（４）における「ａ」は、現在の位置の推定値
【数１１】
を決定する際に、約０．５秒間の有効な時定数が存在するように選択される。その結果、身体の動きは通常遅いので、そのような時定数は、システム３６の性能に有意には影響しない。
【００７５】
フィルタリングされた位置
【数１２】
は、方程式（３）に対して実質的に上述したように、座標の新しい基点ベクトル
【数１３】
を決定するために使用されている。
【００７６】
フィルタリングされた位置
【数１４】
から、プロセッサ４６は、軸の新しい向きを元の軸の向きに関係付ける、当業者には明らかであろう方法で、回転行列Ｔをも決定する。次に、プロセッサは、各カテーテル先端の場所の測定値を元のＢＣＳ軸に変換して戻すために、方程式（５）（下記）を適用する。
【数１５】
ここで、
ＴＴは、Ｔの転置であり、
【数１６】
は、測定されたカテーテル先端の場所を表すベクトルであり、
【数１７】
は、元のＢＣＳ軸に対するカテーテル先端のベクトルである。
【００７７】
ベクトル
【数１８】
は、以下で記述される、ＡＣＬステップ１１４で計算される。
【００７８】
〔アブレータパッチ補償〕
図１Ａに関して上述されているように、制御ユニット４４は、アブレーションパッチ９０およびアブレーションカテーテル２３によって対象４０の身体に接続されるアブレータ４８を備える。アブレーションパッチおよびアブレーションカテーテルは、カテーテル２０および／または２７のＡＣＬ電極、ならびに、ＡＣＬパッチ６０Ｐに電流経路（current paths）を提供する。フローチャート１００（図２）のステップ１０４では、アブレータパッチ補償モジュール１１９Ｂを使用して、以下で説明するように、プロセッサ４６はこれらの経路に逸らされる電流を補償する。
【００７９】
図４は、本発明の実施形態による、患者の身体４０に接続されたアブレータ４８を示す概略等価回路図である。電流ドライバー５６Ｉは、周波数ｆＡで、アブレーションカテーテル先端２３に電流を注入できるドライバー５６ＩＡを備える。ドライバー５６Ｉは、ドライバー５６ＩＢをも備えており、ドライバー５６ＩＢによって、システム３６は、追跡段階において、周波数ｆＢで、本明細書においては電極３０であると想定されているＡＣＬ電極の１つに電流を注入できる。典型的には、各ＡＣＬ電極に対して、それぞれ別々の周波数を有する別々の電流ドライバーが存在しているが、簡単さのために、ただ１つのこのようなドライバーおよび電極が、図面に示されている。電流ドライバー５６ＩＡおよび５６ＩＢの両方が、プロセッサ４６で独立して制御され得る。さらに詳細に以下で説明するように、ＡＣＬ電極は、ドライバー５６ＩＢで発生させた電流に起因したＡＣＬパッチ６０Ｐにおける異なった電流を分析することによって、追跡される。
【００８０】
アブレータ４８は、必要なアブレーションを実行するために、専門家５６によってスイッチ２５を通して作動される無線周波数（ＲＦ）ジェネレータ１２０を備える。アブレータ４８は、アブレータパッチ９０に接続され、また、バンドパスフィルタ１２２を介してアブレーションカテーテル２３の先端の電極にも接続される。フィルタ１２２は、ジェネレータ１２０からのＲＦエネルギーに対する低いインピーダンスとして作用し、そして、他の周波数を減衰させるが、スイッチ２５が開いていても存在するこれらの周波数に対する電流経路が存在する。図４から明らかなように、ＡＣＬ電極とＡＣＬパッチ６０Ｐとの間の経路以外の電流経路が存在しうる。システム３６は、以下で説明するように、これらの経路に補償を提供する。
【００８１】
較正段階では、プロセッサ４６は、アブレーションカテーテル先端へスイッチ１２４を開け、これにより、アブレーションカテーテル先端２３を介した電流経路が存在しないようにする。この状態では、ドライバー５６ＩＡからのすべての電流は、アブレータ４８を通り、アブレーションパッチ９０を経て、ＡＣＬパッチ６０Ｐに流れる。
【００８２】
プロセッサ４６は、単一の周波数ｆＭで電流ドライバー５６ＩＡを作動し、典型的には、ｆＭはおよそ１０５ｋＨｚである。周波数ｆＭでは、プロセッサは、ドライバー５６ＩＡによって送達された全電流
【数１９】
、および各ＡＣＬパッチ６０Ｐを通る電流
【数２０】
を測定し、ここで、ｉは、パッチに対するインデックスである。すべてのインデックスｉに対して、プロセッサ４６は、周波数ｆＭに対する比率のセットを計算する。
【数２１】
【００８３】
パッチの周波数依存性は、製造中における較正から分かる。プロセッサ４６は、ｆＭを含む範囲におけるあらゆる作動周波数ｆＡに対する比率
【数２２】
のセットを決定するために、この較正を使用する。典型的には、ｆＭが１０５ｋＨｚであれば、ｆＡの範囲は、約１００ｋＨｚから約１１０ｋＨｚまでである。
【００８４】
追跡段階の間、アブレータ１２０がスイッチ２５の閉止により作動される時を除いては、プロセッサ４６は、プロセッサ４６がシステム３６中で作動するカテーテルに対して使用する異なった一般的な周波数ｆの各々で、アブレータパッチ９０を介した漏洩電流Ｉアブレータ，ｆを測定できる。異なった測定値は、パッチを介して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を測定された電流に実行することによって、典型的に作製される。アブレータ１２０の作動中に漏洩電流が測定できない実施形態では、プロセッサ４６は、アブレーション開始前の直近の測定された漏洩電流をアブレーション中の漏洩電流の推定値として使用できる。
【００８５】
あるいは代わりに、当業者には明らかであろう、適切なフィルタ、および／または、他のハードウェアを使用することによって、プロセッサ４６は、アブレータ１２０が作動されているときでさえ、漏洩電流Ｉアブレータ，ｆを測定できる。
【００８６】
プロセッサ４６は、追跡段階でも、ＡＣＬパッチ「ｉ」の各々を介した電流Ｉｉ，ｆを測定する。プロセッサは、方程式（７）に従って、パッチ９０を介した漏洩を補償するために、各周波数ｆで推定された電流
【数２３】
を計算する。
【数２４】
【００８７】
推定された電流
【数２５】
は、以下で説明する、パッチ較正段階１０６で使用される。
【００８８】
〔パッチ電流較正〕
理想的には、グラウンドに対して（to ground）測定された各ＡＣＬパッチのインピーダンスはゼロであるが、実際の場合にはそうではないかもしれない。インピーダンスがゼロと異なる場合、パッチを介した測定された電流は、カテーテル２０などのカテーテルの予測された場所に誤りをもたらすおそれがあり、このような誤りを低減するために、プロセッサ４６は、パッチ電流較正モジュール１１９Ｃを使用して、パッチ較正ステップ１０６におけるＡＣＬパッチの較正を実行する（図２Ａおよび図２Ｂ）。この較正は、ゼロでないインピーダンスを補償し、そして、これらのパッチの間のインピーダンスの差異をも補償する。この較正は、パッチインピーダンスがゼロであれば、パッチで流れるであろう電流をプロセッサ４６が推定することを可能にする。
【００８９】
ここで図５を参照すると、図５は、本発明の実施形態による、ＡＣＬパッチ回路に関する概略説明図である。
【００９０】
すべてのＡＣＬパッチは、概ね同様の回路を有している。各ＡＣＬパッチｉは、除細動保護回路１５２およびアブレーション保護回路１５４を備える。これらの２つの回路は、パッチとグラウンドとの間で直列に接続されている。図５において、および、以下での分析に対して、各パッチｉについて、
ｊは、周波数インデックスであり、パッチによって送信された周波数ｆｊを表す。
ｚｉｊは、除細動保護回路１５２の既知のインピーダンスである。既知のインピーダンスは、典型的にはパッチボックス製造者によって提供され得るか、または回路１５２の分析から決定され得る。
ｑｉｊは、アブレーション保護回路１５４のインピーダンスである。アブレーション保護回路インピーダンスは、以下で説明される、パッチインピーダンス較正プロセスの間に推定される。
Ｅｉは、電圧源（voltage source）５６Ｖからの電圧であり、電圧源５６Ｖは、周波数ｆｉでパッチｉを駆動する。
Ｉｉｊは、周波数ｆｉでのパッチｉを介して測定された電流である。
Ｖｉｊは、周波数ｆｊでのパッチｉにおいて測定された電圧である。
Ｘｉｊは、周波数ｆｊでのパッチｉの実際の電圧である。
【００９１】
システム３６に対するパッチインピーダンス較正手順では、プロセッサ４６は、対応する周波数ｆｉで各パッチｉ中に電流に注入するためのそれぞれの電圧源５６Ｖを使用する。注入電流は、以下で説明する、パッチ有効領域補償手順においても使用される。
【００９２】
プロセッサは、上述した較正段階において、上記で参照した２つの手順、すなわち、パッチインピーダンス較正手順、およびパッチ有効領域補償手順を適用する。また、プロセッサは、追跡段階においてもこれらの２つの手順を適用できる。例えば、プロセッサが、パッチのインピーダンスｑｉｊを推定できないことを見出した場合、パッチインピーダンス較正手順は、追跡段階で実行され得る。
【００９３】
電流は、異なった周波数ｊで注入され、そして、コンソール５２は、プロセッサ４６がＶｉｊの値を連続してそしてＩｉｊの値を同時に測定するために多重送信するＡＤＣｓ（アナログ−ツー−デジタル回路（analog-to-digital circuits））を含む。
【００９４】
パッチインピーダンス較正手順では、プロセッサは、ＶｉｊおよびＩｉｊの値から、ｑｉｊの値を推定し、典型的には、各周波数ｊで比率
【数２６】
を見出すことによって、そして、測定された周波数にわたって、適合度、典型的には二次適合度（best quadratic fit）を見出すことによって、その推定を行う。従って、
【数２７】
【００９５】
追跡段階の間、プロセッサ４６は、異なった作動周波数ｆにおけるＩｉｊおよび
【数２８】
の値を測定する。以下の分析では、方程式（９）の式が想定される。
【数２９】
ここで、
【数３０】
は、周波数ｆｊでの全てのパッチにおいて測定された電圧の合計であり、そして、
【数３１】
は、クロネッカーのデルタである。
【００９６】
周波数ｊで駆動される特定のパッチｉに対して、アブレーション保護回路１５４にオームの法則を適用すると、以下のようになる。
【数３２】
これをさらに整理する（rearranged）と、以下のようになる。
【数３３】
【００９７】
オームの法則および方程式（１０）を図５の完全な回路に適用すると、特定のパッチｉに対して、以下のようになる。
【数３４】
ここで、Ｘｉｊは、周波数ｊでのパッチｉの全体の電圧である。
【００９８】
方程式（１１）の値は、身体のコンダクタンス行列σを決定するために使用でき、ここで、σは、以下の行列方程式で規定される。
【数３５】
ここで、Ｉは、パッチ電流の行列であり、そして、Ｘは、パッチ電圧の行列である。パッチ電流は、ベクトルｓとも書くことができる。方程式（１２）における負の符号は、正の電流が身体４０に流れるという規則を想定しており、そして、身体の外に流れ出る正の電流もまた、測定される。あるいは代わりに、方程式（１２）と同様の方程式を、インピーダンス行列Ｉｍを使用して、行列ＩおよびＸを関係づけて書くことができる。
【００９９】
当業者は、システムコンダクタンス行列σ’が、身体コンダクタンス行列σおよびパッチ抵抗行列Ｒｋの組み合わせであり、以下の方程式によって与えられることを理解するであろう。
【数３６】
ここで、
Ｉｄは、恒等行列であり、
σは、方程式（１２）で規定されたコンダクタンス行列であり、
Ｒｋは、周波数ｆｋを送信するカテーテルに対して、ｉ番目の対角要素として（ｚｉｋ＋ｑｉｋ）を用いた、パッチ抵抗の対角行列である。
【０１００】
電圧Ｖがシステムに印加される場合、システムを流れる電流は、以下の方程式によって与えられる。
【数３７】
ここで、
Ｖは、電圧ベクトルであり、
【数３８】
は、周波数ｆｋでの測定された電流ベクトルである。
【０１０１】
方程式（１３ｂ）は、
【数３９】
が、パッチ抵抗によって影響されることを示している。較正された電流は、パッチ抵抗に依存せず、またその結果、周波数ｆｋに依存せずに、以下のように規定できる。
【数４０】
ここで、ｓは、較正された電流ベクトルである。
【０１０２】
プロセッサ４６は、ベクトルｓによって付与された各パッチにおける推定された電流値を、以下で説明する、パッチ有効領域補償プロセスに受け渡す。
【０１０３】
〔パッチ有効領域補償〕
このセクションでの説明は、パッチ補償ステップ１０８（図２Ａ）について説明し、ここで、パッチ有効領域モジュール１１９Ｆにおいて、プロセッサ４６は、ＡＣＬパッチｉの有効領域における変化を補償するパッチ有効領域補償プロセスを実行する。このセクションでは、パッチ６０Ｐは、パッチｉおよびパッチｊと称されることによって、区別される。ＡＣＬパッチの有効領域への変化のいくつかの原因は、患者の身体４０からのパッチの部分的な剥離、ならびに、典型的には発汗に起因する皮膚の伝導率の変化である。パッチ有効領域補償モデルは、以下を仮定する。
【数４１】
ここで、
Ｒｉｊは、パッチｉとパッチｊとの間のインピーダンスであり、
Ｃｉ、Ｃｊは、パッチｉおよびパッチｊの有効領域であり、
ｄｉｊは、パッチｉとパッチｊとの間の距離であり、
Ｇは、とりわけ媒体伝導率の、関数である比例定数である。
【０１０４】
この領域補償プロセスを実施する際に、プロセッサ４６は、ソースパッチｊから電流Ｉｊを発生させ、他のパッチで受信した電流Ｉｉｊの各々を測定する。プロセッサ４６は、各ＡＣＬパッチに対するプロセスを実行し、Ｎパッチに対して、このプロセッサは、合計Ｎ（Ｎ−１）の電流測定値を作製する。
【０１０５】
任意の２つのパッチｉ、ｊの間の推定されたインピーダンスｍｉｊは、以下によって与えられる。
【数４２】
ここで、Ｖｊは、パッチｊを駆動する電圧である。
【０１０６】
方程式（１５）から、正規化され推定されたインピーダンス
【数４３】
は、以下によって与えられる。
【数４４】
【０１０７】
プロセッサ４６は、領域補償プロセスの実行中に、方程式（１６）を用いて、
【数４５】
の値を計算および記憶する。
【０１０８】
パッチｊで発生された電流Ｉｊは、パッチｊと他のパッチとの間のインピーダンスに反比例するように他のパッチ間で分割する。したがって、ソースパッチｊから受信パッチｉへの電流Ｉｉｊは、以下によって与えられる。
【数４６】
【０１０９】
方程式（１４）を方程式（１７）に代入すると、以下のようになる。
【数４７】
【０１１０】
Ｉｉｊに対する値を方程式（１６）に代入し、簡約すると、以下のようになる。
【数４８】
ここで、ｎは、１〜Ｎの整数であり、そして、Ｎは、ＡＣＬパッチの数である。
【０１１１】
方程式（１９）は、
【数４９】
のように書くことができる。
【０１１２】
上述したように、プロセッサ４６は、相対インピーダンス
【数５０】
の値を決定した。
【０１１３】
方程式（２０）において、パッチ間距離ｄｉｊは、これらのそれぞれの関連付けられた追跡コイルを使用して測定され得る（そして、ｉ＝ｊのとき、ｄｉｊ＝０である）。
【０１１４】
方程式（２０）は、Ｎが未知の、すなわち、値Ｃ１、Ｃ２、・・・、ＣＮを有する、Ｎ（Ｎ−１）方程式の系である。方程式（２０）の系は、Ｃiの相対値を見出すために使用され得る。これらの方程式の系は、
【数５１】
のタイプのものであり、ここで、Ａは、
【数５２】
およびｄｉｊに依存するＮ（Ｎ−１）×Ｎ行列であり、そして、
【数５３】
は、ＣｉのＮ値を表すベクトルである。Ａの特異値分解（ＳＶＤ）分析（Singular value decomposition (SVD) analysis）またはＮ×Ｎ行列ＡＴＡの固有ベクトル解析は、当技術分野で知られているように、
【数５４】
に対する解を提供する。
【０１１５】
プロセッサ４６が行列ＡＴＡの固有ベクトル解析を実行すると仮定すると、プロセッサは、最も小さい固有値を有する固有ベクトルを選択する。典型的には、行列ＡおよびＡＴに対する
【数５５】
およびｄｉｊの値は、方程式（４）と同様のフィルタで、フィルタリングされ、ここで、フィルタは、１０秒のオーダーの時定数を有するように調節される。最も小さい固有ベクトルは、本明細書においてＥａｉと呼ばれる、６つの領域Ｃｉの正規化された値に対応している。典型的には、プロセッサ４６は、オペレータ５６によって設定され得る期間で、定期的にＥａｉの値を計算する。一実施形態では、この期間は１秒のオーダーである。
【０１１６】
方程式（１３ｃ）から導出される、推定された電流ベクトルｓは、ＡＣＬパッチにおける、電流Ｉｉの６つのそれぞれの値を与える。パッチ有効領域、Ｅａｉ、を補償するために、プロセッサ４６は、電流の各々の正規化した値を形成する。
【数５６】
ここで、（Ｉｎ６）は、６次元の電流ベクトルである。
【０１１７】
正規化は、組織と接触する電極、電極を囲む材料の不均質性、および／または、カテーテル電極に電流を注入するソースの不安定性によって引き起こされ得るような、カテーテル電極の領域における実効抵抗における変化によって引き起こされる影響を取り除く。
【０１１８】
〔電流射影〕
方程式（２１）で与えられた６つの電流は、それらの合計が常に１であるので、５つの自由度しか有していない。電流のさらなる解析における特異性を防止するために、電流射影ステップ１１０では、６つの電流は、射影行列Ｊを使用して、電流射影モジュール１１９Ｄにおける５つの独立している量に転換される。射影行列Ｊは、結果として得られる行列の最後の５つの列のベクトルだけを取る、行列
【数５７】
の直交化によって導出される。
【０１１９】
直交化の後に、直交化された行列の最後の５つの列は、
【数５８】
を与える。
【０１２０】
方程式（２１）からの電流は、このようにして、方程式（２３）による５つの電流等価物（current-equivalents）に射影される。
【数５９】
【０１２１】
また、方程式（２３）の正規化を実行することに加え、電流射影ステップ１１０では、プロセッサ４６は呼吸インジケータをも正規化する。呼吸インジケータは、患者の呼吸で引き起こされたＡＣＬパッチの間の抵抗の変化の尺度であり、そして、プロセッサは、ステップ１１２において、呼吸の周波数に対応する周波数帯を抽出するためにインジケータを使用する。呼吸インジケータは、特性がパッチ有効領域（Ｃｉ）と概ね同様であり、そして、インジケータに対する式が、方程式（２０）を使用して導出される。方程式（２０）から、
【数６０】
【０１２２】
ｊにわたって方程式（２４）を平均し、そして、近似として
【数６１】
を仮定すると、我々は、パッチｉに対する呼吸インジケータＲＩｉを
【数６２】
と規定する。
【０１２３】
ＲＩｉをＮ次元のベクトル
【数６３】
として書くものと仮定すると、
【数６４】
は、対角線において０を有する、Ｎ×Ｎ行列Ｍとして書くことができ、そして、
【数６５】
は、方程式（２６）で与えられる、行列Ｄとして書くことができる。
【数６６】
【０１２４】
この場合、プロセッサ４６は、前の推定値ＲＩｉ，ｔ−１および新たな測定値
【数６７】
から、２ステップのプロセス、すなわち、
【数６８】
【数６９】
に従って、新たなベクトルＲＩｉ，ｔを反復的に推定する。
ここで、ｔは、連続した次数のＲＩｉ，ｔ−１およびＲＩｉ，ｔを示すパラメータである。
【０１２５】
ベクトルＲＩｉ，ｔは、６次元であるが、５つの自由度しか有していない（方程式（２１）の電流におけるように）。以下の方程式（２８）で示されるように、方程式（２７）から導出されるＲＩｉの値は、５つのパッチ呼吸等価物を与えるために、行列Ｊを乗算することによって、方程式（２１）の電流と同じ方法でさらに転換される。
【数７０】
【０１２６】
〔時間分割〕
本発明の実施形態は、患者の身体の実質的に任意の領域において作動でき、そして、そのようなすべての領域は、少なくとも何らかの動きを示す。心臓環境は特に動的であり、そして、心臓の動きは、ＡＣＬパッチの電流測定値に影響する。測定値に影響する重要なメカニズムは、鼓動および呼吸のプロセスである。また、電流測定値にも影響し得るより遅いプロセスは、基準カテーテルのドリフト、典型的には、ＣＳＲＣ２７（図１Ａ）の移動である。
【０１２７】
ここで、図６を参照すると、図６は、本発明の実施形態による、ＣＳＲＣの場所の異なった成分のグラフであり、図７を参照すると、図７は、本発明の実施形態による、フィルタの周波数応答のグラフである。図６のグラフは、ＣＳＲＣ場所における呼吸の影響を最大化にする方向に亘る時間分割を示す。このグラフは、動物の場合に対するものであるが、この分割は、人間の場合に起きるものと概ね同様である。ライン２３０は、（その平均を引いた）測定された場所を表し、３つの信号に分割される。第１の信号ライン２３２は、鼓動成分を主に表し、そして、第２の信号ライン２３４は、呼吸影響を表し、そして、第３の信号ライン２３６は、場所ドリフトを表す。
【０１２８】
時間的調節ステップ１１２（図２）では、ステップ１１０からのＡＣＬ電流測定値、および、このような検出器を有するカテーテルのＥＭ検出器からの場所測定値は、図６に示された、ドリフト、鼓動、および呼吸の成分を決定するためにフィルタリングされる。時間分割モジュール１１９Ｅでは、プロセッサ４６は、電流および場所測定値からのこれらの成分をフィルタリングして、以下で説明する、ＡＣＬ追跡機において処理するためにフィルタリングされた値を受け渡す。フィルタリングされていない値もまた、フィルタが抽出した値と同様に、ＡＣＬ追跡機に有用なものである。
【０１２９】
ドリフト成分は、非常に低いローパスフィルタ、典型的には約１０秒のオーダーの時定数を有するフィルタを適用することによって、計算される。ローパスフィルタは、方程式（４）の形態の方程式を使用して、実施できる。ドリフト成分は、本明細書において、Ｙｄｒiと称される。
【０１３０】
呼吸成分は、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを電流および場所測定値に適用することによって、計算される。このＦＩＲフィルタは、ローパスフィルタとして作用し、そして、適切なフィルタの周波数応答は、図７に示されている。以下の方程式（２９）で与えられた形態のＦＩＲフィルタは、周波数応答を作成するために使用できる。
【数７１】
ここで、
ｋは、ｊ値ｋｊを有するカーネルであり、
ｘｉは、電流および場所測定値であり、そして、
ＦＩＲ（ｘｉ、ｋ）は、フィルタリングされた値である。
【０１３１】
呼吸成分は、ドリフト成分を差し引いたＦＩＲ出力値であり、すなわち、ＦＩＲ（ｘｉ，ｋ）−Ｙｄｒiである。
【０１３２】
測定された場所から鼓動成分を除去するために、１秒のウィンドウを有するローパスフィルタを適用できる。これは、各場所測定値と対応する時間分割出力値との間に約１／２秒のプロセス遅延を引き起こす。これは、カテーテル２０の任意の移動と視覚ディスプレイ５４への対応するアップデート（図２）との間の１／２秒の遅延をもたらす。
【０１３３】
時間分割ステップにおいて作製されたすべての測定値は、フローチャート１００のＡＣＬステップ１１４において、ＡＣＬ追跡機モジュール１２１に受け渡される（図２Ａおよび図２Ｂ）。
【０１３４】
〔ＡＣＬ追跡機〕
ＡＣＬステップ１１４では、ＡＣＬ追跡機モジュール１２１は、ステップ１１２で作成された時間的に分割された電流測定値を使用して、カテーテル２０およびカテーテル２１などといった、カテーテルの場所を計算する。ステップ１１２で作成された測定値は、電流対位置マッピング（current-to-position mapping）（ＣＰＭ）ベクトル
【数７２】
に結合される。
【０１３５】
図８は、本発明の実施形態による、ＡＣＬ追跡機モジュールのコンポーネントを示す簡略化されたブロック線図であり、そして、図９は、本発明の実施形態による、調査される領域が分割されるサブボリュームを規定するのに使用されるパラメータを示す線図である。
【０１３６】
ＡＣＬ追跡機モジュールは、２つのコンポーネント、すなわち、適応型のＣＰＭ推定プロセス３００、および、ＣＰＭアプリケーションプロセス３０４を含む。ＣＰＭアプリケーションプロセス３０４は、クラスタ選択モジュール３０８、および、ＣＰＭアプリケーションモジュール３０６をさらに含み、以下でこれらの機能について説明する。
【０１３７】
適応型のＣＰＭ推定プロセスは、カテーテル２０などのような、ＥＭセンサとこれに関連する電極とを有する任意のハイブリッドカテーテルからの測定値を使用する。なお、この測定値は、ＣＰＭ行列を計算するために、ベクトル
【数７３】
に含まれている。本発明の実施形態では、それぞれの行列は、本明細書においてクラスタボリュームまたはクラスタとも呼ばれる、調査される領域の各サブボリューム４００について計算される。調査される領域は、特定のクラスタレベルに対する解像度の設定に従ったクラスタの異なったサイズに分割される。したがって、低解像度レベルでは、その領域は、各クラスタが行列を有する１６個のクラスタに分割され得る。より高い解像度では、その領域は、それぞれ行列を有する１０２４個のクラスタに分割され得る。
【０１３８】
ＣＰＭ推定プロセスにおいて構成された行列は、構築するのに時間がかかり、そのため、プロセッサ４６が分割ステップ１１２から初期データを受信する期間中にＡＣＬステップ１１４に対する初期化の期間が存在する。特定のクラスタに関しては、プロセッサがいったんそのクラスタに対する十分なデータを蓄積すると、このプロセッサは、クラスタに対する行列を作成することができる。作成された行列は、ＣＰＭデータ３０２としてメモリ４７（図１Ａ）に記憶される。
【０１３９】
ＣＰＭアプリケーションは、リアルタイムの各電極の場所を計算するために、カソード電極についての電流測定値と共に、作成された行列を使用する。この計算は、以下の方程式に従って、実行される。
【数７４】
ここで、
【数７５】
は、時間的に分割された電流測定値から構築されたＣＰＭベクトルであり、
Ａは、特定のクラスタに対する行列であり、また、
【数７６】
は、上述した方程式（５）でも参照された、電極の位置ベクトルである。
【０１４０】
ＣＰＭベクトル
【数７７】
は、典型的には、以下の４セットの要素を有する。まず、
（ｉ）マッピングカテーテルに対して、方程式（２３）から導出される値に対応する、５つの電流の要素、および、
（ii）方程式（２８）から導出されたＲＩｉ値に対応する、６つのパッチ呼吸インジケータ
【数７８】
である。
【０１４１】
上記の要素に加えて、ＣＳＲＣ２７などの基準カテーテルが使用される場合、ベクトル
【数７９】
はまた、以下の要素を含むことができる。すなわち、
（iii）５つの基準カテーテルの電流の要素、および、
（iv）３つの基準カテーテルの場所の要素である。
【０１４２】
セット（ii）、（iii）、および（iv）における要素は、上述した時間分割後に導出された値であり、すなわち、セット（ii）に対するドリフト成分を引いて、ならびに、セット（iii）および（iv）における呼吸成分を引いたものである。
【０１４３】
プロセッサは、呼吸記述子を作成するために、呼吸インジケータ
【数８０】
を使用し、この記述子は、測定値が呼吸サイクルに在る時間を示す値である。
【０１４４】
呼吸記述子は、典型的には、図１Ａに示されているようにいったん患者が配置され、そして、パッチｉが取り付けられた後に、はじめに作成される。呼吸調整の期間、典型的には３０秒のオーダーで、プロセッサ４６は、呼吸インジケータ
【数８１】
の値を蓄積する。
【０１４５】
呼吸インジケータがいったん蓄積されると、プロセッサは、以下のように、最も大きい固有値を有する要素間の方向を見出すために、インジケータの主成分分析（ＰＣＡ）を実行する。
【数８２】
【０１４６】
方程式（３１）で与えられた方向は、以下のように、呼吸記述子の値を計算するために使用される。
【数８３】
ここで、ＲＤｉは、ｉ番目のパッチについての呼吸記述子である。
【０１４７】
ＲＤｉ値の平均および範囲は、以下のように計算される。
【数８４】
【０１４８】
この平均および範囲は、０から最大値ＣｌＮｏまでの範囲にあるＲＤｉの正規化された値ＲＤｎｉを、以下の方程式（３４）にあるように計算するために使用される。ＣｌＮｏは、以下で説明するアップデートホルダの解像度を規定する数であり、典型的には、約５である。
【数８５】
【０１４９】
ＲＤｎiの値は、メモリ４７中に記憶される。
【０１５０】
図９は、クラスタボリューム４００を規定するために使用されるパラメータを示す。使用されるパラメータは、ＥＭ追跡機基準系において測定されたベクトル（図３）である。各クラスタボリューム４００は、その左後ろ側の一番下の隅４０２で参照され、本明細書においてクラスタ基点とも呼ばれ、この基点は、クラスタ中に含まれる任意の点に対するｘ、ｙ、およびｚの最も低い値を有するベクトルＣｌｐＲＬである。クラスタボリューム４００は、その中心Ｃｌｃ、中心からの直線長さＣｌｓ、および、クラスタ解像度レベルベクトルＣｌｒＲＬによって規定され、このＣｌｒＲＬは、解像度レベルＲＬでのクラスタの側面の長さを規定する。
【０１５１】
ミリメートルで測定され、ＣｌｃおよびＣｌｓおよびＣｌｒＲＬの典型的なデフォルト値は、
Ｃｌｃ＝（０、０、２８０）、
Ｃｌｓ＝（１５０、１５０、２００）、および、
解像度レベルＲＬ＝１（最も粗い解像度）に対して、ＣｌｒＲＬ＝（５０、２０、５）
である。より高い解像度に対応する、より大きい値のＲＬに対しては、ＣｌｒＲＬの座標の値は、減少する。
【０１５２】
ＣｌｓおよびＣｌｒＲＬのデフォルト値は、３００ｍｍ×３００ｍｍ×４００ｍｍの寸法を有するボックスであるボリュームに対応している。このボリュームは、より小さい寸法を有する等しいサイズのクラスタに分割される。上記で与えられたデフォルト値に対して、ボックスの中には６×１５×８０のクラスタが存在している。
【０１５３】
所与の場所ｐｉに関して、関連するクラスタのクラスタインデックスは、以下の式を計算することによって、見出される。
【数８６】
【０１５４】
式（３５）において、
Ｃｌdimは、ベクトル（Ｃｌdimｘ、Ｃｌdimｙ、Ｃｌdimｚ）であり、ここで、ベクトルの座標は、各寸法におけるクラスタの数に対応しており、
ベクトル分割（Vector division）は、ベクトル分母の対応する要素でベクトル分子の各要素を除算することによって求められ、したがって、例えば、
【数８７】
となる。
【０１５５】
最後の式におけるベクトル乗算は、ドット、またはスカラ、積である。
【０１５６】
クラスタインデックスＣｌｘｉ，ＲＬが与えられると、クラスタ基点は、以下の式を再帰的に適用することによって、見出される。
【数８８】
ここで、Ｃｌinxは、初期値Ｃｌｘｉ，ＲＬを有する。
【０１５７】
上記で参照したアップデートホルダは、クラスタＣＰＭ行列をアップデートするために使用された場所にフラグを立てるインデックスである。このインデックスは、行列を計算するために使用される場所からの多重測定を防止する。アップデートホルダインデックス（Ｕｈｌ）は、以下のように計算される。
【数８９】
【０１５８】
図１０は、本発明の実施形態による、ＣＰＭ行列を作成するためにプロセッサ４６によって採られたステップを示しているフローチャート５００である。このフローチャートのステップは、各測定値がカテーテル２０で作成されるときに、適応型のＣＰＭ推定プロセス３００で実行される。
【０１５９】
初期ステップ５０２では、測定値は、任意のハイブリッドカテーテルから受信され、そして、プロセッサは、上述したように、測定値でＣＰＭベクトル
【数９０】
を形成する。
【０１６０】
第１のアップデートホルダステップ５０４では、方程式（３７）を使用して、測定値に対するアップデートホルダインデックスが、計算される。
【０１６１】
第１の状態５０６で、プロセッサは、インデックスがメモリ４７にセーブされたかどうか確認するようチェックすることによって、アップデートホルダインデックスが既に存在するかどうか確認するようチェックする。このインデックスが存在している場合、測定値は捨てられて、フローチャートは終了する。
【０１６２】
このインデックスが存在していない場合、次のセーブステップ５０８で、インデックスおよび測定値が、メモリ４７のバッファ３１０（図８）中にセーブされる。この測定値は、ベクトル
【数９１】
としてセーブされる。
【０１６３】
クラスタ関連ステップ５１０では、測定値は、対応するクラスタに関連付けられる。この関連付けは、方程式（３５）に従って、測定値から対応するクラスタインデックスを計算することによって、実行される。この測定値は、このクラスタインデックスに関連付けられている。
【０１６４】
クラスタの基点
【数９２】
は、次に、方程式（３６）を使用して、計算される。このポイントから、合計で最大２６個まで可能である、存在している最も近い隣のクラスタすべての基点が、方程式（３８）を使用して見出される。
【数９３】
【０１６５】
【数９４】
の値から、すべての最も近い隣のクラスタのクラスタインデックスは、方程式（３５）から計算される。
【０１６６】
このステップにおける計算は、ＲＬのすべての値に対して適用される。
【０１６７】
第２のアップデートホルダステップ５１２では、隣接するクラスタに対するアップデートホルダインデックスは、ステップ５０２で受信された測定値、および方程式（３７）を使用して計算される。アップデートインデックスが、既に占有されていない場合、測定値は、バッファ３１０中に置かれ、インデックスは、セーブされる。インデックスが既に占有されている場合、いずれの動作も行われない。
【０１６８】
第２の状態５１４では、各クラスタＣｌｘにおけるアップデートインデックスの数Ｍが、求められる。Ｍが事前設定数、典型的には４０のオーダーよりも大きい場合、次のクラスタ行列ステップ５１６で、クラスタのＣＰＭ行列Ａが、方程式（３９）を使用して計算される。
【数９５】
ここで、
【数９６】
は、ハイブリッドカテーテルの測定された場所であり、そして、
【数９７】
は、アップデートインデックスｎ、ｎ＝１、２、・・・Ｍに対する、方程式（３０）を参照して説明した、ＣＰＭベクトルである。
【０１６９】
典型的には、２つのＣＰＭ行列Ａは、各クラスタに対して計算され（１つは、ＣＳＲＣ２７などといった基準カテーテルを用いた測定値を使用し、１つは、基準カテーテル測定値を用いない）、そして、フローチャート５００は、終了する。
【０１７０】
状態５１４においてＭが事前設定数よりも大きくない場合、フローチャート５００は、終了する。
【０１７１】
典型的には、フローチャート５００における計算は、計算された結果が自己矛盾の無いことを確かめるために、様々な段階でチェックされる。例えば、クラスタ関連ステップ５１０において、存在している隣接するクラスタの数が、事前設定数、例えば４よりも少ない場合、誤りを想定できて、ステップ５０２の測定値は、受け入れられない。フローチャートの運用に対する他の首尾一貫性チェックは、当業者には明らかであろう。
【０１７２】
図１１は、本発明の実施形態による、フローチャート５００で作成されたＣＰＭ行列を使用して、カテーテル位置を作成するためにプロセッサ４６によって採られるステップを示しているフローチャート６００である。このフローチャートは、ＣＰＭ行列を作成するためにも使用される測定値を使用する。
【０１７３】
初期ステップ６０２は、初期ステップ５０２（図１０）と概ね同様であり、ここで、測定値は、ハイブリッドカテーテルから受信され、そして、プロセッサは、この測定値でＣＰＭベクトル
【数９８】
を形成する。
【０１７４】
測定値
【数９９】
がカテーテルからの第１の測定値であれば、次の位置計算ステップ６０４において、クラスタ選択モジュール３０８中で、最も低いクラスタ解像度（ＲＬ＝１）が選択される。この位置の推定値
【数１００】
は、方程式（４０）に従って、作製される。
【数１０１】
ここで、
Ｃｌｘは、ＣＰＭ行列ＡＣｌｘ,ｌに対するクラスタインデックスであり、これは、１からＭまで変動するものと想定されており、
【数１０２】
は、方程式（３５）に従って計算された、インデックスＣｌｘを有するクラスタの基点である。
【０１７５】
第１の状態６０３で、方程式（４０）からの値は、以下の式を確かめることによって、この値が（クラスタインデックスＣｌｘを有する）クラスタボリューム内にあることを確実にするようチェックされる。
【数１０３】
【０１７６】
方程式（４０）および（４１）は、式（４１）が成立し、第１の妥当な位置推定値
【数１０４】
を作成するまで、入って来る測定値に適用される。
【０１７７】
以後の測定値
【数１０５】
に対し、すなわち、以後の測定ステップ６０５で、決定された位置の妥当性が、直前の位置推定値との間の差異を求めて、この差異が事前設定値を超えていないことを確かめることによって、チェックされる。この差異が超えている場合、この測定値は、捨てられる。
【０１７８】
解像度レベルステップ６０６では、すべての解像度レベルＲＬに対するクラスタインデックスが、方程式（３５）を使用して、計算される。加えて、隣接するクラスタインデックスｎが、方程式（３８）に関して上述したプロセスを使用して、特定される。
【０１７９】
多重場所ステップ６０８では、ステップ６０６で特定されたクラスタに対して、妥当であるＣＰＭ行列Ａが、方程式（４２）に従って、推定される位置
【数１０６】
を、測定値
【数１０７】
について決定するために、使用される。
【数１０８】
【０１８０】
最終的な場所推定ステップ６１０では、方程式（４２）で決定された値が、ガウスの重み係数（Gaussian weighting factor）を使用して、重みづけされる。
【数１０９】
【０１８１】
プロセッサ４６は、すべてのレベルでのすべてのクラスタの最終的な重みづけされた合計を形成するために重み係数を使用して、方程式（４４）に従って、最終的な推定された場所を作成する。
【数１１０】
【０１８２】
前述の実施形態は、例示として引用したものであり、本発明は、本明細書中で詳細に前述し、示した内容に限定されるものではないことを理解されたい。むしろ、本発明の範囲は、本明細書中で前述したさまざまな特徴の組合せおよび半組合せ（subcombination）の両方を含むだけでなく、前述した説明を読むことにより当業者が想到するであろう、先行技術において開示されていない、かかる特徴の変形および改変をも含む。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施形態による、ハイブリッドカテーテルを利用した、位置感知システムの模式的な図解説明図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施形態による、ハイブリッドカテーテルの遠位端を示す模式的な詳細図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施形態による、位置感知システムを作動させるためのプロセスを概略的に示すフローチャートである。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施形態による、システムの簡略化されたブロック線図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態による、位置感知システムで使用される基準パッチについてのベクトルつながりを示す概略線図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態による、患者の身体に接続されたアブレータを示す概略等価回路図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態による、有効電流場所（ＡＣＬ）のパッチ回路の概略説明図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態による、冠状静脈洞基準カテーテルの場所の異なった成分のグラフである。
【図７】図７は、本発明の実施形態による、フィルタの周波数応答のグラフである。
【図８】図８は、本発明の実施形態による、ＡＣＬ追跡機モジュールのコンポーネントを示す簡略化されたブロック線図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態による、調査される領域が分割されるサブボリュームを規定するのに使用したパラメータを示す線図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態による、電流対位置マッピング（ＣＰＭ）行列を作成するため、位置感知システム中でプロセッサによって採られるステップを示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態による、図１０のフローチャートで作成されたＣＰＭ行列を使用してカテーテル位置を作成するために、プロセッサによって採られるステップを示すフローチャートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法において、
患者の身体にガルバニック接触で身体電極を配置することと、
前記患者の身体中の複数の領域に、マッピング電極を有するマッピングツールを配置することと、
場所測定システムを使用して、前記領域の各々内の異なった位置で前記マッピングツールを追跡することと、
各領域に対して、前記領域内の前記異なった位置で前記身体電極と前記マッピング電極との間に較正電流のそれぞれのセットを発生させることと、
各領域に対して、前記較正電流の前記それぞれのセットと前記異なった位置との間のそれぞれの関係を導出することであって、前記領域のうち異なるものは、異なったそれぞれの関係を有する、導出することと、
前記患者の身体中のある場所に調査電極を有する調査ツールを配置して、前記場所で前記身体電極と前記調査電極との間に調査ツール電流を発生させることと、
前記異なったそれぞれの関係と前記調査ツール電流とに応じて、前記場所を決定することと、
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記身体電極は、基準電磁（ＥＭ）センサを有する基準身体電極を含み、前記基準身体電極は、ＥＭ座標系と身体座標系とを規定し、
前記方法は、前記ＥＭ座標系および前記身体座標系を関係づけるために、前記基準ＥＭセンサからの基準信号と前記基準身体電極の較正電流を比較することを含む、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、
前記身体電極と前記身体との間の有効領域の変化を補償するために、前記身体電極間の相対インピーダンスを決定すること、
を含む、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
前記身体の呼吸および前記身体内の器官運動の少なくとも１つに応じて、前記較正電流をフィルタリングして、フィルタリングされた較正電流を発生させること、
を含み、
前記それぞれの関係を導出することは、前記フィルタリングされた較正電流に応じた前記関係を形成することを含む、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
前記それぞれの関係を導出することは、前記異なった位置を含むボリュームを前記関係と関連付けることを含み、
前記場所を決定することは、前記場所が前記ボリューム内にあることを確かめることを含む、方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、
前記それぞれの関係は、一次行列を含み、
前記方法は、前記ボリュームをサブボリュームに分割すること、および、前記サブボリュームにそれぞれの二次行列を関連付けること、を含み、
前記それぞれの二次行列の各々は、前記異なった位置のそれぞれのサブセットを前記較正電流のサブセットに関係づけるものであり、
前記場所を決定することは、前記較正電流の所与のセットに応じて前記二次行列の１つを選択することを含む、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
前記場所は、前記一次行列と前記二次行列の少なくとも１つとから決定される前記調査ツールの場所の加重平均を含む、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、
前記それぞれの関係を導出することは、前記それぞれの関係を導出する前に、前記異なった位置の数が、異なった位置の事前設定した数を超えていることを確かめることを含む、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、
前記較正電流のそれぞれのセットを発生させることは、前記較正電流のセットが、較正電流の二次的なセットに対応しているかどうかを、前記セットおよび前記二次的なセットに関連している異なった位置の比較を形成することによって決定することを含む、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
前記比較が無効である場合には前記関係を形成する際に前記二次的なセットを使用し、前記比較が妥当である場合には前記二次的なセットを捨てること、
を含む、方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法において、
前記調査ツールは、前記場所測定システムによって追跡されない、方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法において、
前記調査ツールと同時に、前記患者の身体中のある更なる場所に、更なる調査電極を有する更なる調査ツールを配置することと、
前記身体電極と前記更なる調査電極との間に更なる調査ツール電流を発生させることと、
前記異なったそれぞれの関係と前記更なる調査ツール電流とに応じて前記更なる場所を決定することと、
を含む、方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法において、
前記場所測定システムは、電磁（ＥＭ）追跡システム、Ｘ線透視検査追跡システム、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）追跡システム、および超音波追跡システムの少なくとも１つを含む、方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法において、
前記身体電極を配置することは、前記患者の身体上に前記身体電極の少なくとも１つを配置することを含む、方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法において、
前記身体電極を配置することは、前記患者の身体内に前記身体電極の少なくとも１つを配置することを含む、方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法において、
前記それぞれの関係は、前記較正電流のそれぞれのセットおよび前記異なった位置を関係づける行列を含む、方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法において、
前記身体の運動器官に接触するよう更なるマッピングツールを配置することと、
更なるマッピングツール位置を作成するために、前記場所測定システムを使用して、前記更なるマッピングツールを追跡することと、
を含み、
前記場所を決定することは、前記更なるマッピングツール位置に応じて前記場所を決定することを含む、方法。
【請求項１８】
位置追跡のための装置において、
導電性電極を有する調査ツールであって、前記導電性電極は、この導電性電極に印加された駆動電圧に応じて患者の身体中に電流を発生させるように結合される、調査ツールと、
前記身体にガルバニック接触で配置され、アブレーション電流を前記身体に伝達するように構成された、アブレータ身体電極と、
前記導電性電極からのそれぞれの身体表面電流を受信する、前記身体にガルバニック接触で配置された、身体表面電極と、
前記アブレータ身体電極による前記それぞれの身体表面電流の逸れを補償しながら、前記それぞれの身体表面電流に応じて前記調査ツールの場所を決定するプロセッサと、
を備える、装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置において、
前記逸れを補償することは、前記アブレーション電流の前記伝達の前に前記それぞれの身体表面電流を記録すること、および、記録された前記それぞれの身体表面電流を使用して前記場所を決定すること、を含む、装置。
【請求項２０】
請求項１８に記載の装置において、
前記逸れを補償することは、アブレータ身体電極駆動電圧を前記アブレータ身体電極に印加すること、および、前記アブレータ身体電極駆動電圧に応じて形成された前記身体表面電極中の較正電流を決定すること、を含む、装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の装置において、
前記アブレーション電流を発生させるように構成されたアブレータ、
を備え、
前記アブレータ身体電極駆動電圧を前記アブレータ身体電極に印加することは、前記アブレータを通して前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む、装置。
【請求項２２】
請求項２０に記載の装置において、
アブレータカテーテル、
を備え、
前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することは、前記アブレータから前記アブレータカテーテルを分離する間に、前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む、装置。
【請求項２３】
請求項２０に記載の装置において、
アブレータカテーテル、
を備え、
前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することは、前記アブレータカテーテルが前記アブレータと結合されている間に、前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む、装置。
【請求項２４】
インピーダンスを推定するための方法において、
患者の身体にガルバニック接触で身体電極を配置することと、
前記身体内の複数の領域に導電性電極を有する調査ツールを配置することと、
各領域に対して、前記身体電極の間にそれぞれの電極間電流を発生させることと、
各領域に対して、前記導電性電極と前記身体電極との間にそれぞれの調査ツール電流を発生させることと、
各領域に対して、前記それぞれの電極間電流および前記それぞれの調査ツール電流に応じて、前記身体電極の各々と前記身体との間のそれぞれのインピーダンスを決定することと、
を含む、方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法において、
前記それぞれの電極間電流を発生させることは、異なったそれぞれの周波数を有するそれぞれの交流電流であるように前記電極間電流を設定することを含む、方法。
【請求項２６】
装置において、
患者の身体にガルバニック接触で配置された身体電極と、
マッピング電極を有し、前記患者の身体中の複数の領域に配置されるように構成された、マッピングツールと、
前記領域の各々の中の異なった位置で前記マッピングツールを追跡するように構成された、場所測定システムと、
調査電極を有し、前記患者の身体中のある場所に配置されて、前記場所で前記身体電極と前記調査電極との間に調査ツール電流を発生させるように構成された、調査ツールと、
各領域に対して、前記領域中の前記異なった位置で、前記身体電極と前記マッピング電極との間に較正電流のそれぞれのセットを発生させて、各領域に対して、前記較正電流の前記それぞれのセットと前記異なった位置との間のそれぞれの関係を導出するプロセッサであって、前記領域のうち異なるものは、異なったそれぞれの関係を有する、プロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、前記異なったそれぞれの関係と前記調査ツール電流とに応じて、前記場所を決定するように構成される、装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の装置において、
前記身体電極は、基準電磁（ＥＭ）センサを有する基準身体電極を備え、前記基準身体電極は、ＥＭ座標系および身体座標系を規定し、
前記プロセッサは、前記ＥＭ座標系および前記身体座標系を関係づけるために、前記基準ＥＭセンサからの基準信号と前記基準身体電極の較正電流を比較するように構成される、装置。
【請求項２８】
請求項２６に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記身体電極と前記身体との間の有効領域の変化を補償するために、前記身体電極間の相対インピーダンスを決定するように構成される、装置。
【請求項２９】
請求項２６に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記身体の呼吸および前記身体内の器官運動の少なくとも１つに応じて前記較正電流をフィルタリングして、フィルタリングされた較正電流を発生させるように構成され、
前記それぞれの関係を導出することは、前記フィルタリングされた較正電流に応じて前記関係を形成することを含む、装置。
【請求項３０】
請求項２６に記載の装置において、
前記それぞれの関係を導出することは、前記異なった位置を含むボリュームを前記関係に関連付けることを含み、
前記場所を決定することは、前記場所が前記ボリューム内にあることを確かめることを含む、装置。
【請求項３１】
請求項３０に記載の装置において、
前記それぞれの関係は、一次行列を含み、
前記プロセッサは、前記ボリュームをサブボリュームに分割して、それぞれの二次行列を前記サブボリュームに関連付けるように構成され、前記それぞれの二次行列の各々は、前記異なった位置のそれぞれのサブセットを前記較正電流のサブセットに関係づけるものであり、
前記場所を決定することは、前記較正電流の所与のセットに応じて前記二次行列の１つを選択することを含む、装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の装置において、
前記場所は、前記一次行列と前記二次行列の少なくとも１つとから決定される前記調査ツールの場所の加重平均を含む、装置。
【請求項３３】
請求項２６に記載の装置において、
前記それぞれの関係を導出することは、前記それぞれの関係を導出する前に、前記異なった位置の数が、異なった位置の事前設定した数を超えていることを確かめることを含む、装置。
【請求項３４】
請求項２６に記載の装置において、
前記較正電流のそれぞれのセットを発生させることは、前記較正電流のセットが、較正電流の二次的なセットに対応しているかどうかを、前記セットおよび前記二次的なセットに関連している異なった位置の比較を形成することによって決定することを含む、装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記比較が無効である場合には前記関係を形成する際に前記二次的なセットを使用し、前記比較が妥当である場合には前記二次的なセットを捨てるように構成される、装置。
【請求項３６】
請求項２６に記載の装置において、
前記調査ツールは、前記場所測定システムによって追跡されない、装置。
【請求項３７】
請求項２６に記載の装置において、
更なる調査電極を有する更なる調査ツールであって、前記更なる調査電極は、前記患者の身体中のある更なる場所に、前記調査ツールと同時に配置される、更なる調査ツール、
を備え、
前記プロセッサは、
前記身体電極と前記更なる調査電極との間に更なる調査ツール電流を発生させ、
前記異なったそれぞれの関係と前記更なる調査ツール電流とに応じて、前記更なる場所を決定する
ように構成される、装置。
【請求項３８】
請求項２６に記載の装置において、
前記場所測定システムは、電磁（ＥＭ）追跡システム、Ｘ線透視検査追跡システム、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）追跡システム、および超音波追跡システムの少なくとも１つを備える、装置。
【請求項３９】
請求項２６に記載の装置において、
前記身体電極を配置することは、前記患者の身体上に前記身体電極の少なくとも１つを配置することを含む、装置。
【請求項４０】
請求項２６に記載の装置において、
前記身体電極を配置することは、前記患者の身体内に前記身体電極の少なくとも１つを配置することを含む、装置。
【請求項４１】
請求項２６に記載の装置において、
前記それぞれの関係は、前記較正電流のそれぞれのセットおよび前記異なった位置を関係づける行列を含む、装置。
【請求項４２】
請求項２６に記載の装置において、
前記身体の運動器官に接触するよう配置された更なるマッピングツール、
を備え、
前記プロセッサは、更なるマッピングツール位置を作成するために、前記場所測定システムを使用して、前記更なるマッピングツールを追跡し、前記更なるマッピングツール位置に応じて前記場所を決定するように構成される、装置。
【請求項４３】
位置追跡のための方法において、
導電性電極を有する調査ツールを、前記導電性電極に印加された駆動電圧に応じて患者の身体中に電流を発生させるように結合することと、
アブレーション電流を前記身体に伝達するために前記身体にガルバニック接触でアブレータ身体電極を配置することと、
前記導電性電極からのそれぞれの身体表面電流を受信するように、前記身体にガルバニック接触で身体表面電極を配置することと、
前記アブレータ身体電極による前記それぞれの身体表面電流の逸れを補償しながら、前記それぞれの身体表面電流に応じて前記調査ツールの場所を決定することと、
を含む、方法。
【請求項４４】
請求項４３に記載の方法において、
前記逸れを補償することは、前記アブレーション電流の前記伝達の前に前記それぞれの身体表面電流を記録すること、および、記録された前記それぞれの身体表面電流を使用して前記場所を決定すること、を含む、方法。
【請求項４５】
請求項４３に記載の方法において、
前記逸れを補償することは、アブレータ身体電極駆動電圧を前記アブレータ身体電極に印加すること、および、前記アブレータ身体電極駆動電圧に応じて形成された前記身体表面電極中の較正電流を決定すること、を含む、方法。
【請求項４６】
請求項４５に記載の方法において、
前記アブレーション電流を発生させるようにアブレータを構成すること、
を含み、
前記アブレータ身体電極駆動電圧を前記アブレータ身体電極に印加することは、前記アブレータを通して前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む、方法。
【請求項４７】
請求項４５に記載の方法において、
アブレータカテーテルを提供すること、
を含み、
前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することは、前記アブレータから前記アブレータカテーテルを分離する間に、前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む、方法。
【請求項４８】
請求項４５に記載の方法において、
アブレータカテーテルを提供すること、
を含み、
前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することは、前記アブレータカテーテルが前記アブレータと結合されている間に、前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む、方法。
【請求項４９】
インピーダンスを推定するための装置において、
患者の身体にガルバニック接触で配置された身体電極と、
前記身体内の複数の領域中に配置されるように構成された、導電性電極を有する調査ツールと、
プロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、各領域に対して、
前記身体電極の間にそれぞれの電極間電流を発生させ、
前記導電性電極と前記身体電極との間にそれぞれの調査ツール電流を発生させ、
前記それぞれの電極間電流および前記それぞれの調査ツール電流に応じて、前記身体電極の各々と前記身体との間のそれぞれのインピーダンスを決定する
ように構成される、装置。
【請求項５０】
請求項４９に記載の装置において、
前記それぞれの電極間電流を発生させることは、異なったそれぞれの周波数を有するそれぞれの交流電流であるように前記電極間電流を設定することを含む、装置。
【請求項１】
方法において、
患者の身体にガルバニック接触で身体電極を配置することと、
前記患者の身体中の複数の領域に、マッピング電極を有するマッピングツールを配置することと、
場所測定システムを使用して、前記領域の各々内の異なった位置で前記マッピングツールを追跡することと、
各領域に対して、前記領域内の前記異なった位置で前記身体電極と前記マッピング電極との間に較正電流のそれぞれのセットを発生させることと、
各領域に対して、前記較正電流の前記それぞれのセットと前記異なった位置との間のそれぞれの関係を導出することであって、前記領域のうち異なるものは、異なったそれぞれの関係を有する、導出することと、
前記患者の身体中のある場所に調査電極を有する調査ツールを配置して、前記場所で前記身体電極と前記調査電極との間に調査ツール電流を発生させることと、
前記異なったそれぞれの関係と前記調査ツール電流とに応じて、前記場所を決定することと、
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記身体電極は、基準電磁（ＥＭ）センサを有する基準身体電極を含み、前記基準身体電極は、ＥＭ座標系と身体座標系とを規定し、
前記方法は、前記ＥＭ座標系および前記身体座標系を関係づけるために、前記基準ＥＭセンサからの基準信号と前記基準身体電極の較正電流を比較することを含む、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、
前記身体電極と前記身体との間の有効領域の変化を補償するために、前記身体電極間の相対インピーダンスを決定すること、
を含む、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
前記身体の呼吸および前記身体内の器官運動の少なくとも１つに応じて、前記較正電流をフィルタリングして、フィルタリングされた較正電流を発生させること、
を含み、
前記それぞれの関係を導出することは、前記フィルタリングされた較正電流に応じた前記関係を形成することを含む、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
前記それぞれの関係を導出することは、前記異なった位置を含むボリュームを前記関係と関連付けることを含み、
前記場所を決定することは、前記場所が前記ボリューム内にあることを確かめることを含む、方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、
前記それぞれの関係は、一次行列を含み、
前記方法は、前記ボリュームをサブボリュームに分割すること、および、前記サブボリュームにそれぞれの二次行列を関連付けること、を含み、
前記それぞれの二次行列の各々は、前記異なった位置のそれぞれのサブセットを前記較正電流のサブセットに関係づけるものであり、
前記場所を決定することは、前記較正電流の所与のセットに応じて前記二次行列の１つを選択することを含む、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
前記場所は、前記一次行列と前記二次行列の少なくとも１つとから決定される前記調査ツールの場所の加重平均を含む、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、
前記それぞれの関係を導出することは、前記それぞれの関係を導出する前に、前記異なった位置の数が、異なった位置の事前設定した数を超えていることを確かめることを含む、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、
前記較正電流のそれぞれのセットを発生させることは、前記較正電流のセットが、較正電流の二次的なセットに対応しているかどうかを、前記セットおよび前記二次的なセットに関連している異なった位置の比較を形成することによって決定することを含む、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
前記比較が無効である場合には前記関係を形成する際に前記二次的なセットを使用し、前記比較が妥当である場合には前記二次的なセットを捨てること、
を含む、方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法において、
前記調査ツールは、前記場所測定システムによって追跡されない、方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法において、
前記調査ツールと同時に、前記患者の身体中のある更なる場所に、更なる調査電極を有する更なる調査ツールを配置することと、
前記身体電極と前記更なる調査電極との間に更なる調査ツール電流を発生させることと、
前記異なったそれぞれの関係と前記更なる調査ツール電流とに応じて前記更なる場所を決定することと、
を含む、方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法において、
前記場所測定システムは、電磁（ＥＭ）追跡システム、Ｘ線透視検査追跡システム、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）追跡システム、および超音波追跡システムの少なくとも１つを含む、方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法において、
前記身体電極を配置することは、前記患者の身体上に前記身体電極の少なくとも１つを配置することを含む、方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法において、
前記身体電極を配置することは、前記患者の身体内に前記身体電極の少なくとも１つを配置することを含む、方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法において、
前記それぞれの関係は、前記較正電流のそれぞれのセットおよび前記異なった位置を関係づける行列を含む、方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法において、
前記身体の運動器官に接触するよう更なるマッピングツールを配置することと、
更なるマッピングツール位置を作成するために、前記場所測定システムを使用して、前記更なるマッピングツールを追跡することと、
を含み、
前記場所を決定することは、前記更なるマッピングツール位置に応じて前記場所を決定することを含む、方法。
【請求項１８】
位置追跡のための装置において、
導電性電極を有する調査ツールであって、前記導電性電極は、この導電性電極に印加された駆動電圧に応じて患者の身体中に電流を発生させるように結合される、調査ツールと、
前記身体にガルバニック接触で配置され、アブレーション電流を前記身体に伝達するように構成された、アブレータ身体電極と、
前記導電性電極からのそれぞれの身体表面電流を受信する、前記身体にガルバニック接触で配置された、身体表面電極と、
前記アブレータ身体電極による前記それぞれの身体表面電流の逸れを補償しながら、前記それぞれの身体表面電流に応じて前記調査ツールの場所を決定するプロセッサと、
を備える、装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置において、
前記逸れを補償することは、前記アブレーション電流の前記伝達の前に前記それぞれの身体表面電流を記録すること、および、記録された前記それぞれの身体表面電流を使用して前記場所を決定すること、を含む、装置。
【請求項２０】
請求項１８に記載の装置において、
前記逸れを補償することは、アブレータ身体電極駆動電圧を前記アブレータ身体電極に印加すること、および、前記アブレータ身体電極駆動電圧に応じて形成された前記身体表面電極中の較正電流を決定すること、を含む、装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の装置において、
前記アブレーション電流を発生させるように構成されたアブレータ、
を備え、
前記アブレータ身体電極駆動電圧を前記アブレータ身体電極に印加することは、前記アブレータを通して前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む、装置。
【請求項２２】
請求項２０に記載の装置において、
アブレータカテーテル、
を備え、
前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することは、前記アブレータから前記アブレータカテーテルを分離する間に、前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む、装置。
【請求項２３】
請求項２０に記載の装置において、
アブレータカテーテル、
を備え、
前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することは、前記アブレータカテーテルが前記アブレータと結合されている間に、前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む、装置。
【請求項２４】
インピーダンスを推定するための方法において、
患者の身体にガルバニック接触で身体電極を配置することと、
前記身体内の複数の領域に導電性電極を有する調査ツールを配置することと、
各領域に対して、前記身体電極の間にそれぞれの電極間電流を発生させることと、
各領域に対して、前記導電性電極と前記身体電極との間にそれぞれの調査ツール電流を発生させることと、
各領域に対して、前記それぞれの電極間電流および前記それぞれの調査ツール電流に応じて、前記身体電極の各々と前記身体との間のそれぞれのインピーダンスを決定することと、
を含む、方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法において、
前記それぞれの電極間電流を発生させることは、異なったそれぞれの周波数を有するそれぞれの交流電流であるように前記電極間電流を設定することを含む、方法。
【請求項２６】
装置において、
患者の身体にガルバニック接触で配置された身体電極と、
マッピング電極を有し、前記患者の身体中の複数の領域に配置されるように構成された、マッピングツールと、
前記領域の各々の中の異なった位置で前記マッピングツールを追跡するように構成された、場所測定システムと、
調査電極を有し、前記患者の身体中のある場所に配置されて、前記場所で前記身体電極と前記調査電極との間に調査ツール電流を発生させるように構成された、調査ツールと、
各領域に対して、前記領域中の前記異なった位置で、前記身体電極と前記マッピング電極との間に較正電流のそれぞれのセットを発生させて、各領域に対して、前記較正電流の前記それぞれのセットと前記異なった位置との間のそれぞれの関係を導出するプロセッサであって、前記領域のうち異なるものは、異なったそれぞれの関係を有する、プロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、前記異なったそれぞれの関係と前記調査ツール電流とに応じて、前記場所を決定するように構成される、装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の装置において、
前記身体電極は、基準電磁（ＥＭ）センサを有する基準身体電極を備え、前記基準身体電極は、ＥＭ座標系および身体座標系を規定し、
前記プロセッサは、前記ＥＭ座標系および前記身体座標系を関係づけるために、前記基準ＥＭセンサからの基準信号と前記基準身体電極の較正電流を比較するように構成される、装置。
【請求項２８】
請求項２６に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記身体電極と前記身体との間の有効領域の変化を補償するために、前記身体電極間の相対インピーダンスを決定するように構成される、装置。
【請求項２９】
請求項２６に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記身体の呼吸および前記身体内の器官運動の少なくとも１つに応じて前記較正電流をフィルタリングして、フィルタリングされた較正電流を発生させるように構成され、
前記それぞれの関係を導出することは、前記フィルタリングされた較正電流に応じて前記関係を形成することを含む、装置。
【請求項３０】
請求項２６に記載の装置において、
前記それぞれの関係を導出することは、前記異なった位置を含むボリュームを前記関係に関連付けることを含み、
前記場所を決定することは、前記場所が前記ボリューム内にあることを確かめることを含む、装置。
【請求項３１】
請求項３０に記載の装置において、
前記それぞれの関係は、一次行列を含み、
前記プロセッサは、前記ボリュームをサブボリュームに分割して、それぞれの二次行列を前記サブボリュームに関連付けるように構成され、前記それぞれの二次行列の各々は、前記異なった位置のそれぞれのサブセットを前記較正電流のサブセットに関係づけるものであり、
前記場所を決定することは、前記較正電流の所与のセットに応じて前記二次行列の１つを選択することを含む、装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の装置において、
前記場所は、前記一次行列と前記二次行列の少なくとも１つとから決定される前記調査ツールの場所の加重平均を含む、装置。
【請求項３３】
請求項２６に記載の装置において、
前記それぞれの関係を導出することは、前記それぞれの関係を導出する前に、前記異なった位置の数が、異なった位置の事前設定した数を超えていることを確かめることを含む、装置。
【請求項３４】
請求項２６に記載の装置において、
前記較正電流のそれぞれのセットを発生させることは、前記較正電流のセットが、較正電流の二次的なセットに対応しているかどうかを、前記セットおよび前記二次的なセットに関連している異なった位置の比較を形成することによって決定することを含む、装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記比較が無効である場合には前記関係を形成する際に前記二次的なセットを使用し、前記比較が妥当である場合には前記二次的なセットを捨てるように構成される、装置。
【請求項３６】
請求項２６に記載の装置において、
前記調査ツールは、前記場所測定システムによって追跡されない、装置。
【請求項３７】
請求項２６に記載の装置において、
更なる調査電極を有する更なる調査ツールであって、前記更なる調査電極は、前記患者の身体中のある更なる場所に、前記調査ツールと同時に配置される、更なる調査ツール、
を備え、
前記プロセッサは、
前記身体電極と前記更なる調査電極との間に更なる調査ツール電流を発生させ、
前記異なったそれぞれの関係と前記更なる調査ツール電流とに応じて、前記更なる場所を決定する
ように構成される、装置。
【請求項３８】
請求項２６に記載の装置において、
前記場所測定システムは、電磁（ＥＭ）追跡システム、Ｘ線透視検査追跡システム、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）追跡システム、および超音波追跡システムの少なくとも１つを備える、装置。
【請求項３９】
請求項２６に記載の装置において、
前記身体電極を配置することは、前記患者の身体上に前記身体電極の少なくとも１つを配置することを含む、装置。
【請求項４０】
請求項２６に記載の装置において、
前記身体電極を配置することは、前記患者の身体内に前記身体電極の少なくとも１つを配置することを含む、装置。
【請求項４１】
請求項２６に記載の装置において、
前記それぞれの関係は、前記較正電流のそれぞれのセットおよび前記異なった位置を関係づける行列を含む、装置。
【請求項４２】
請求項２６に記載の装置において、
前記身体の運動器官に接触するよう配置された更なるマッピングツール、
を備え、
前記プロセッサは、更なるマッピングツール位置を作成するために、前記場所測定システムを使用して、前記更なるマッピングツールを追跡し、前記更なるマッピングツール位置に応じて前記場所を決定するように構成される、装置。
【請求項４３】
位置追跡のための方法において、
導電性電極を有する調査ツールを、前記導電性電極に印加された駆動電圧に応じて患者の身体中に電流を発生させるように結合することと、
アブレーション電流を前記身体に伝達するために前記身体にガルバニック接触でアブレータ身体電極を配置することと、
前記導電性電極からのそれぞれの身体表面電流を受信するように、前記身体にガルバニック接触で身体表面電極を配置することと、
前記アブレータ身体電極による前記それぞれの身体表面電流の逸れを補償しながら、前記それぞれの身体表面電流に応じて前記調査ツールの場所を決定することと、
を含む、方法。
【請求項４４】
請求項４３に記載の方法において、
前記逸れを補償することは、前記アブレーション電流の前記伝達の前に前記それぞれの身体表面電流を記録すること、および、記録された前記それぞれの身体表面電流を使用して前記場所を決定すること、を含む、方法。
【請求項４５】
請求項４３に記載の方法において、
前記逸れを補償することは、アブレータ身体電極駆動電圧を前記アブレータ身体電極に印加すること、および、前記アブレータ身体電極駆動電圧に応じて形成された前記身体表面電極中の較正電流を決定すること、を含む、方法。
【請求項４６】
請求項４５に記載の方法において、
前記アブレーション電流を発生させるようにアブレータを構成すること、
を含み、
前記アブレータ身体電極駆動電圧を前記アブレータ身体電極に印加することは、前記アブレータを通して前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む、方法。
【請求項４７】
請求項４５に記載の方法において、
アブレータカテーテルを提供すること、
を含み、
前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することは、前記アブレータから前記アブレータカテーテルを分離する間に、前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む、方法。
【請求項４８】
請求項４５に記載の方法において、
アブレータカテーテルを提供すること、
を含み、
前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することは、前記アブレータカテーテルが前記アブレータと結合されている間に、前記アブレータ身体電極駆動電圧を印加することを含む、方法。
【請求項４９】
インピーダンスを推定するための装置において、
患者の身体にガルバニック接触で配置された身体電極と、
前記身体内の複数の領域中に配置されるように構成された、導電性電極を有する調査ツールと、
プロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、各領域に対して、
前記身体電極の間にそれぞれの電極間電流を発生させ、
前記導電性電極と前記身体電極との間にそれぞれの調査ツール電流を発生させ、
前記それぞれの電極間電流および前記それぞれの調査ツール電流に応じて、前記身体電極の各々と前記身体との間のそれぞれのインピーダンスを決定する
ように構成される、装置。
【請求項５０】
請求項４９に記載の装置において、
前記それぞれの電極間電流を発生させることは、異なったそれぞれの周波数を有するそれぞれの交流電流であるように前記電極間電流を設定することを含む、装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−８２４４６（Ｐ２０１０−８２４４６Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００９−２２４０９５（Ｐ２００９−２２４０９５）
【出願日】平成２１年９月２９日（２００９．９．２９）
【出願人】（５０８０８０２２９）バイオセンス・ウエブスター・インコーポレーテツド (79)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２４０９５（Ｐ２００９−２２４０９５）
【出願日】平成２１年９月２９日（２００９．９．２９）
【出願人】（５０８０８０２２９）バイオセンス・ウエブスター・インコーポレーテツド (79)
【Ｆターム（参考）】
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