特開 2015-20073 ２線式信号伝送

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-20073(P2015-20073A)

(43)【公開日】2015年2月2日

(54)【発明の名称】２線式信号伝送

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/0402 20060101AFI20150106BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/04 310M

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-147572(P2014-147572)

(22)【出願日】2014年7月18日

(31)【優先権主張番号】13/946,031

(32)【優先日】2013年7月19日

(33)【優先権主張国】US

(71)【出願人】

【識別番号】511099630

【氏名又は名称】バイオセンス・ウエブスター・（イスラエル）・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ （Ｉｓｒａｅｌ）， Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100088605

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 公延

(74)【代理人】

【識別番号】100130384

【弁理士】

【氏名又は名称】大島 孝文

(72)【発明者】

【氏名】アサフ・ゴバリ

【テーマコード（参考）】

4C027

【Ｆターム（参考）】

4C027AA02

4C027BB05

4C027DD03

4C027HH04

4C027KK03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】第１の信号を生成する第１の信号源と、第２の信号を生成する第２の信号源と、を含む、装置を提供する。
【解決手段】２つの信号源間にクロスオーバースイッチが、直接スイッチ構成において第１及び第２の信号の和を生成し、かつ交差スイッチ構成において第１及び第２の信号間の差を生成するように接続される。装置１２は、和及び差を受信し、これらから第１の信号及び第２の信号を復元するプロセッサ２６を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

装置であって、
第１の信号を生成する第１の信号源及び第２の信号を生成する第２の信号源と、
直接スイッチ構成において前記第１及び第２の信号の和を生成し、かつ交差スイッチ構成において前記第１及び第２の信号間の差を生成するように、前記２つの信号源間に接続されるクロスオーバースイッチと、
前記和及び前記差を受信し、かつ該和及び差から前記第１の信号及び前記第２の信号を復元するように構成されたプロセッサと、を含む、装置。

【請求項2】

それぞれ前記第１の信号源と前記クロスオーバースイッチとに接続され、該第１の信号源及びクロスオーバースイッチから前記和及び前記差を前記プロセッサに伝達するように構成された１対の導電体を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記第１及び第２の信号がアナログ信号を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

ヒト患者への挿入のために構成された、カテーテルの遠位端を含み、該遠位端に前記第１の信号源、前記第２の信号源、及び前記クロスオーバースイッチが組み込まれる、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記第１及び第２の信号源がそれぞれ、前記遠位端の外側に生成される磁場に応じてそれぞれ前記第１の信号及び前記第２の信号を生成するように構成された第１及び第２のコイルを含み、前記プロセッサが、前記第１の信号及び前記第２の信号に反応して前記遠位端の位置及び向きの表示を決定するように構成された、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記プロセッサが、前記クロスオーバースイッチを、前記直接スイッチ構成と前記交差スイッチ構成との間で切り替えるように構成された、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

装置であって、
それぞれｎ個の信号を生成する一連のｎ個の信号源であって、ｎは１より大きい整数である、一連のｎ個の信号源と、
（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチであって、各クロスオーバースイッチがｐ番目の信号源と（ｐ＋１）番目の信号源との間に接続され、ｐは整数であり、１≦ｐ＜ｎであり、前記ｎ個の信号のｎ個の異なる線形組み合わせを生成するように構成された、（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチと、
前記線形組み合わせを受信し、かつ該線形組み合わせから前記ｎ個の信号を復元するように構成されたプロセッサと、を含む、装置。

【請求項8】

前記プロセッサが、前記ｎ個の信号の前記ｎ個の異なる線形組み合わせをそれぞれ生成するように、前記（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチを、前記スイッチのｎ個の構成にわたって循環させるように構成される、請求項７に記載の装置。

【請求項9】

前記異なる線形組み合わせ内の前記ｎ個の信号のそれぞれの係数が＋１又は−１である、請求項７に記載の装置。

【請求項10】

それぞれ前記ｎ個の信号源の１番目及び（ｎ−１）番目のクロスオーバースイッチに接続され、前記線形組み合わせを前記プロセッサに伝達するように構成された、１対の導電体を含む、請求項７に記載の装置。

【請求項11】

方法であって、
第１の信号源から第１の信号を生成すること及び第２の信号源から第２の信号を生成することと、
直接スイッチ構成において前記第１及び第２の信号の和を生成し、かつ交差スイッチ構成において前記第１及び第２の信号間の差を生成するように、前記２つの信号源間にクロスオーバースイッチを接続することと、
前記和及び前記差を受信することと、
前記和及び前記差から前記第１の信号及び前記第２の信号を復元することと、を含む、方法。

【請求項12】

１対の導電体を前記第１の信号源と前記クロスオーバースイッチとにそれぞれ接続することと、前記１対の導電体を介して前記和及び前記差を伝達することと、を含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記第１及び第２の信号がアナログ信号を含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項14】

ヒト患者への挿入のために構成されたカテーテルの遠位端を用意することと、該遠位端に、前記第１の信号源、前記第２の信号源、及び前記クロスオーバースイッチを組み込むことと、を含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項15】

前記第１及び第２の信号源がそれぞれ、前記遠位端の外側に生成される磁場に応じてそれぞれ前記第１の信号及び前記第２の信号を生成するように構成された第１及び第２のコイルを含み、前記第１の信号及び前記第２の信号に反応して前記遠位端の位置及び向きの表示を決定することを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記クロスオーバースイッチを、前記直接スイッチ構成と前記交差スイッチ構成との間で切り替えることを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項17】

方法であって、
一連のｎ個の信号源からｎ個の信号をそれぞれ生成することであって、ｎは１より大きい整数である、ことと、
前記ｎ個の信号のｎ個の異なる線形組み合わせを生成するように構成された、（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチのそれぞれを、ｐ番目の信号源と（ｐ＋１）番目の信号源との間に接続することであって、ｐは整数であり、１≦ｐ＜ｎである、ことと、
前記線形組み合わせを受信することと、
前記受信した線形組み合わせから前記ｎ個の信号を復元することと、を含む、方法。

【請求項18】

前記ｎ個の信号の前記ｎ個の異なる線形組み合わせをそれぞれ生成するように、前記（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチを、前記スイッチのｎ個の構成にわたって循環させることを含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記異なる線形組み合わせ内の前記ｎ個の信号のそれぞれの係数が＋１又は−１である、請求項１７に記載の方法。

【請求項20】

前記ｎ個の信号源の１番目と（ｎ−１）番目のクロスオーバースイッチとに１対の導電体を接続することと、該１対の導電体を介して前記線形組み合わせを伝達することと、を含む、請求項１７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、広くは導電体を用いる信号伝送、具体的には最小数の導電体を介して多重信号を伝送することに関する。

【背景技術】

【0002】

多くの分野において、比較的多数の測定を同時に行うことが必要とされることがあり、またその測定結果を測定位置から離れた場所へと転送することが必要となることがある。このような転送は、測定位置と離れた場所との間の接続上の制約から困難な場合がある。例えば最小侵襲性の外科手術では、手術を受けている患者内に通じる経路の大きさは極端に限定され得ることから、外科手術のためのカテーテル又はツールの直径はミリメートルの程度でなければならない。測定結果を転送するために用いる導電体の数を最小化することにより、カテーテル又はツールの直径を低減することができ、それに応じて患者に利益がもたらされる。

【0003】

参照により本特許出願に組み込まれる文書は、組み込まれた文書内の用語が、本明細書で明示的又は暗黙的に行われる定義と相反するように定義される場合を除き、本出願の一体部分と見なされるべきであり、本明細書における定義のみが検討されるべきである。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の一実施形態は、
第１の信号を生成する第１の信号源及び第２の信号を生成する第２の信号源と、
直接スイッチ構成において第１及び第２の信号の和を生成し、かつ交差スイッチ構成において第１及び第２の信号間の差を生成するように、２つの信号源間に接続されるクロスオーバースイッチと、
和及び差を受信し、かつ和及び差から第１の信号及び第２の信号を復元するように構成されたプロセッサと、を含む、装置を提供する。

【0005】

開示された一実施形態では、装置は、それぞれ第１の信号源とクロスオーバースイッチとに接続され、第１の信号源及びクロスオーバースイッチから和及び差をプロセッサに伝達するように構成された１対の導電体を含む。

【0006】

開示された更なる実施形態では、第１及び第２の信号がアナログ信号を含む。

【0007】

開示された、また更なる実施形態では、装置が、ヒト患者への挿入のために構成された、カテーテルの遠位端を含み、この遠位端に第１の信号源、第２の信号源、及びクロスオーバースイッチが組み込まれる。典型的には、第１及び第２の信号源がそれぞれ、遠位端の外側に生成される磁場に応じてそれぞれ第１の信号及び第２の信号を生成するように構成された第１及び第２のコイルを含み、プロセッサが、第１の信号及び第２の信号に反応して遠位端の位置及び向きの表示を決定するように構成される。

【0008】

代替的な一実施形態では、プロセッサが、クロスオーバースイッチを、直接スイッチ構成と交差スイッチ構成との間で切り替えるように構成される。

【0009】

本発明の一実施形態により更に、装置であって、
それぞれｎ個の信号を生成する一連のｎ個の信号源であって、ｎは１より大きい整数である、一連のｎ個の信号源と、
（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチであって、各クロスオーバースイッチがｐ番目の信号源と（ｐ＋１）番目の信号源との間に接続され、ｐは整数であり、１≦ｐ＜ｎであり、ｎ個の信号のｎ個の異なる線形組み合わせを生成するように構成された、（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチと、
線形組み合わせを受信し、かつこの線形組み合わせからｎ個の信号を復元するように構成されたプロセッサと、を含む、装置が提供される。

【0010】

典型的には、プロセッサが、ｎ個の信号のｎ個の異なる線形組み合わせをそれぞれ生成するように、（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチを、このスイッチのｎ個の構成にわたって循環させるように構成される。

【0011】

このような異なる線形組み合わせ内のｎ個の信号のそれぞれの係数が、＋１又は−１であり得る。

【0012】

装置は、それぞれｎ個の信号源の１番目及び（ｎ−１）番目のクロスオーバースイッチに接続され、線形組み合わせをプロセッサに伝達するように構成された、１対の導電体を含み得る。

【0013】

本発明の一実施形態により、方法であって、
第１の信号源から第１の信号を生成すること及び第２の信号源から第２の信号を生成することと、
直接スイッチ構成において第１及び第２の信号の和を生成し、かつ交差スイッチ構成において第１及び第２の信号間の差を生成するように、これら２つの信号源間にクロスオーバースイッチを接続することと、
和及び差を受信することと、
和及び差から第１の信号及び第２の信号を復元することと、を含む、方法が更に提供される。

【0014】

この方法は、ヒト患者への挿入のために構成されたカテーテルの遠位端を用意することと、この遠位端に、第１の信号源、第２の信号源、及びクロスオーバースイッチを組み込むことと、を含んでよい。

【0015】

本発明の一実施形態により、方法であって、
一連のｎ個の信号源からｎ個の信号をそれぞれ生成することであって、ｎは１より大きい整数である、ことと、
ｎ個の信号のｎ個の異なる線形組み合わせを生成するように構成された、（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチのそれぞれを、ｐ番目の信号源と（ｐ＋１）番目の信号源との間に接続することであって、ｐは整数であり、１≦ｐ＜ｎである、ことと、
線形組み合わせを受信することと、
受信した線形組み合わせからｎ個の信号を復元することと、を含む、方法が更に提供される。

【0016】

本開示は、以下の発明を実施するための形態を、以下の図面と併せ読むことによって、より完全に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態による２線式伝送システムを用いた侵襲性医療処置の概略図である。

【図2】図１の処置で使用される、本発明の実施形態によるカテーテルの遠位端の概略図である。

【図3A】本発明の一実施形態によるクロスオーバースイッチを示す概略回路図である。

【図3B】本発明の一実施形態によるクロスオーバースイッチを示す概略回路図である。

【図4A】本発明の一実施形態による、図２のカテーテルの遠位端内の回路のさまざまな構成の概略回路図である。

【図4B】本発明の一実施形態による、図２のカテーテルの遠位端内の回路のさまざまな構成の概略回路図である。

【図4C】本発明の一実施形態による、図２のカテーテルの遠位端内の回路のさまざまな構成の概略回路図である。

【図5】本発明の一実施形態による、クロスオーバースイッチにより接続された一連の多重信号源の概略回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

概論
本発明の一実施形態によれば、最小数の導電体を用いて多重信号、典型的にはアナログ信号を転送する方法が提供される。典型的には、多重信号を転送するのに１対の導電体しか必要としない。

【0019】

多重信号が２つの信号源からの２信号からなる場合には、２構成を有するクロスオーバースイッチを２つの信号源間に接続する。「直接」構成では、スイッチは第１及び第２の信号の和を生成し、「交差」構成では、スイッチは第１と第２の信号間の差を生成する。和及び差は、典型的には上述した１対の導電体を介してプロセッサに伝達され、プロセッサが、受信した和及び差を分析することによって２信号を復元する。

【0020】

多重信号が、対応する数の信号源から２つより多い数の信号を含む場合には、より多くのクロスオーバースイッチが用いられる。一般に、ｎ個の信号源（ｎは正の整数）であれば、（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチがこれらｎ個の信号源間に接続される。典型的には、スイッチの構成は順次変えられるため、いずれの時点をとっても、これらのスイッチのうちわずか１つが交差構成にあって、そのスイッチに接続された２信号間の「局所」差を提供する。それぞれのスイッチ構成ごとに信号の異なる線形組み合わせが生成され、各線形組み合わせは、最大１つの信号差を伴う信号和からなる。

【0021】

これらのさまざまな線形組み合わせは、１対の導電体を介してプロセッサに伝達することが可能であり、プロセッサがこれらの線形組み合わせを分析することによって、ｎ個の信号のそれぞれを復元することが可能である。

【0022】

本発明の実施形態によれば、多重信号を実質的に同時にサンプリングすることが可能となり、この信号が後続のプロセッサによる復元のために、１対の導電体を用いて転送され得る。復元後は、プロセッサが全信号を常時利用できるようになり、これは、各信号が順次利用可能となる、信号転送の時分割多重化システムとは対照的である。

【0023】

システムの説明
以下の記載において、図面中の同様の要素は同様の数字により識別され、同様の要素は、必要に応じて識別数字に文字を添えることにより区別される。

【0024】

図１は、本発明の一実施形態による２線式伝送システム１０を用いた侵襲性医療処置の概略図であり、図２はその処置で使用される、本発明の実施形態によるカテーテルの遠位端の概略図である。例として、システム１０は、医療専門家１４によってヒト患者１８の心臓に施される侵襲性医療処置のために用いられる装置１２に組み込まれるものと想定する。

【0025】

処置を施すために、医療専門家１４は、カテーテル２０を患者内に、カテーテルの遠位端２２が患者の心臓に入るように、挿入する。遠位端が患者の心臓内にある間にこの遠位端を追跡するために、装置１２は、典型的には患者の下方かつ外側であって心臓１６の近傍に位置する磁気トランスミッタ２４を含む。トランスミッタ２４は、装置１２の操作コンソール２８内に位置するプロセッサ２６により駆動かつ制御される。Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｂａｒ，ＣＡ）により製作されるＣａｒｔｏ（登録商標）システムはこのような追跡方法を用いている。

【0026】

以下により詳細に説明するように、トランスミッタからの磁界に応じて遠位端２２内で生成された信号が、カテーテル２０を介してプロセッサ２６に返送される。プロセッサが、受信した信号を分析することによって遠位端の位置及び向きを決定するが、その結果を、コンソールに付属するスクリーン３０上に表示してもよい。結果は、典型的には、遠位端を表すアイコンを心臓のマップ内に組み込む形で表示される。

【0027】

以下にその例を示すような、遠位端内で生成されるその他の信号もまた、カテーテル２０を介して折り返し転送されてよく、これらの信号を分析した結果も、スクリーン３０上に表示されてよい。これらの信号から導かれる結果としては、典型的には心臓の特性を表す数字表示及び／又はグラフが挙げられる。

【0028】

図２は、遠位端２２の構成要素を概略的に示す。遠位端は、典型的には、心臓１６の、遠位端２２が位置する部分の特性を測定するために用いられる１つ以上の検出要素を含む。このような検出要素は、例えば、遠位端によって心臓に加えられる力又は圧力を測定するセンサ、心臓の温度を測定するセンサ、及び／又は心臓の電極電位を測定する電極を含み得る。例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、Ｇｏｖａｒｉらに付与された米国特許第８，３５７，１５２号には、カテーテルの遠位端内に圧力検出信号を生成するセンサを有するシステムが説明されている。以下の説明から明らかとなるように、本発明の実施形態において、上述したタイプのセンサによって供給される信号がプロセッサ２６に伝達され得る。

【0029】

例として、遠位端２２は、心臓の電極電位を測定するために用いられ得る３つのほぼ同様の電極５０、すなわち電極５２Ａ、５２Ｂ、及び５２Ｃを含むものと想定する。実施形態によっては、電極５２Ａ、５２Ｂ、及び／又は５２Ｃを、心臓に高周波アブレーションパワーを加えるためにも使用され得る。

【0030】

電極５０などの検出要素からの測定結果が有用であるためには、典型的にはこれらの要素が位置する遠位端の位置及び向きを知る必要がある。位置及び向きを提供するために、遠位端は、相互に垂直な軸を有するように配置された３つのほぼ同様のコイル６０、すなわち６０Ａ、６０Ｂ、及び６０Ｃを含む。明確にするために図ではコイルが別個の中心を有するものとして示されているが、これらのコイルは、スペースを節約するために共通の中心を有するように構成されてもよい。これらのコイルが、（上述したように）トランスミッタ２４からの磁界に応じて、プロセッサ２６によって受信される信号を生成する。しかしながら、各信号をそれぞれのコイル６０ごとに対応する導電体対を介してプロセッサに折り返し転送する代わりに、本発明の実施形態では、以下に説明するように、３つのコイルの信号を１対の導電体６２、すなわち６２Ａ、６２Ｂを介してプロセッサ２６に折り返し転送する。導電体６２は、典型的には、カテーテル２０内に組み込まれるケーブル６４内に収納される。

【0031】

導電体対６２によって信号を転送するために、コイル６０は２つのクロスオーバースイッチ７０、すなわちスイッチ７０Ａ及び７０Ｂに接続される。本発明の実施形態で用いられるクロスオーバースイッチ７０の特性を以下に説明する。遠位端内に配置されたコイル６０、スイッチ７０、及び導電体６２を、本明細書では回路８０と称する。

【0032】

図３Ａ及び図３Ｂはそれぞれ、本発明の一実施形態による、包括的クロスオーバースイッチ７０の第１の「直接」構成、及び同スイッチの第２の「交差」構成を示す概略回路図である。スイッチ７０は、これら２つの構成の１つをとることができ、その特性を以下に説明する。スイッチ７０は、４つの絶縁された端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４を含む。第１の構成では、端子Ｔ１及びＴ２がともに接続され、端子Ｔ３及びＴ４がともに接続される。第２の構成では、端子Ｔ１及びＴ４がともに接続され、端子Ｔ３及びＴ２がともに接続される。

【0033】

スイッチ７０は、それぞれ信号Ｓ_１およびＳ_２を生成する２つの信号源、典型的にはアナログ信号源に接続される。一般に、Ｓ_１及びＳ_２の式は等式（１）：

【数1】

（式中、Ａ_１、Ａ_２は信号の振幅であり、ω_１、ω_２は信号の周波数であり、φ_１、φ_１は信号の位相である）によって与えられる。

【0034】

信号Ｓ_１及びＳ_２を生成する信号源は、例として、図３Ａ及び３Ｂにおいてはコイルとして示されている。この信号源は、実際にコイルであってもよいが、そうである必要はなく、信号Ｓ_１及びＳ_２を生成する実体は、等式（１）によって表され得る信号を与えるいずれの構成要素又は構成要素の組み合わせであってもよい。

【0035】

信号Ｓ_１は信号源の端子Ｓ_１ａ及びＳ_１ｂ間に生じ、同様に信号Ｓ_２は信号源の端子Ｓ_２ａ及びＳ_２ｂ間に生じる。図示のように信号源はスイッチ７０に接続、すなわち信号源の端子Ｓ_１ｂがスイッチの端子Ｔ１に接続、信号源の端子Ｓ_２ａ及びＳ_２ｂがそれぞれスイッチの端子Ｔ２及びＴ４に接続され、切り替えられた信号源からの出力が信号源の端子Ｓ_１ａ及びスイッチの端子Ｔ３から取り出される。

【0036】

スイッチ７０の第１、すなわち直接構成では、出力Ｖ_和（端子Ｓ_１ａ及びＴ３間）が２つの信号の和である。すなわち、

【数2】

【0037】

スイッチ７０の第２、すなわち交差構成では、出力Ｖ_差（端子Ｓ_１ａ及びＴ３間）が、第１の信号と、極性を逆転させた第２の信号との和であって、２つの信号の差に相当する。すなわち、

【数3】

【0038】

本発明の実施形態では、クロスオーバースイッチ７０を当該技術分野において既知である任意の好適なプロセスによって実現し得る。このようなプロセスとしては、このスイッチを微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として製造することが挙げられるが、これに限定されるものではない。各スイッチ７０の構成、すなわち、特定のスイッチ７０が第１の直接構成にあるか又は第２の交差構成にあるかは、スイッチを２つの構成間で切り替えることができるプロセッサ２６の制御下にある。簡単にするために、図には切り替えを可能にするプロセッサからスイッチへの制御リンクは示していない。

【0039】

図４Ａ、４Ｂ、及び４Ｃは、本発明の一実施形態による遠位端２２内の回路８０のさまざまな構成の概略回路図である。上述したように、クロスオーバースイッチ７０Ａ及び７０Ｂがコイル６０Ｃ、６０Ｂ、及び６０Ａに接続されるが、その接続を図４Ａ、４Ｂ、及び４Ｃに示す。スイッチ７０Ｂの、（図３Ａ及び３Ｂに示した）汎用スイッチ７０との等価性を示すように、同様にそれぞれ信号Ｓ_１及びＳ_２を生成する信号源として表示されるコイル６０Ａ及び６０Ｂに接続されたスイッチ７０Ａが示されている。図３Ａ及び３Ｂにおけると同様に、これらの信号源は、端子Ｓ_１ａ、Ｓ_１ｂ、Ｓ_２ａ、及びＳ_２ｂを有している。

【0040】

スイッチ７０Ｂもまた汎用スイッチ７０と等価であり、このスイッチ７０Ｂに接続された、コイル６０Ｃに相当し信号Ｓ_３を生成する信号源を有している。コイル６０Ｃは、それぞれスイッチ７０Ｂの端子Ｔ４、Ｔ２に接続された信号源の端子Ｓ_３ａ、Ｓ_３ｂを有する。

【0041】

しかしながら、図４Ａ、４Ｂ、及び４Ｃの回路においては、スイッチ７０Ａの端子Ｔ３がスイッチ７０Ｂの端子Ｔ１に接続され、回路からの出力は、それぞれ導電体６２Ａ及び６２Ｂに接続される信号源の端子Ｓ_１ａとスイッチ７０Ｂの端子Ｔ３との間に取り出される。

【0042】

本発明の一実施形態では、プロセッサ２６が回路８０を循環的に再構成し、回路の構成を図４Ａに示すように、次いで図４Ｂに示すように、次に図４Ｃに示すように設定し、また図４Ａの構成へと戻す。循環的再構成の周期は、典型的には信号Ｓ_１、Ｓ_２、及びＳ_３の特性に依存する。Ｓ_１及びＳ_２は等式（１）によって上述した形態をとるものと想定し、信号Ｓ_３は同様の性質であり、かつ次の形態の等式：

【数4】

（式中、Ａ_３は振幅であり、ω_３は周波数であり、そしてφ_３は信号Ｓ_３の位相である）を有するものと想定する。

【0043】

例えば、信号の周波数ω_１、ω_２、ω_３が１０ｋＨｚの程度であれば、プロセッサ２６は、異なる構成が約１ミリ秒ごとに生じるように、回路８０の異なる構成間の切り替えの周波数を１ｋＨｚの程度と設定してよい。異なる構成間のその他の好適な切り替え周波数は、当業者には明らかであり、そのような周波数は本発明の範囲内にあるものと想定される。

【0044】

図４Ａは、回路８０の第１の構成８２を示し、スイッチ７０Ａ及び７０Ｂは両方とも直接構成にある。この場合、導電体６２からの出力は等式：

【数5】

出示される。

【0045】

図４Ｂは回路８０の第２の構成８４を示し、スイッチ７０Ｂは直接構成にあり、スイッチ７０Ａは交差構成にある。この場合、導電体６２からの出力は等式：

【数6】

で示される。

【0046】

図４Ｃは回路８０の第３の構成８６を示し、スイッチ７０Ｂは交差構成にあり、スイッチ７０Ａは直接構成にある。この場合、導電体６２からの出力は等式：

【数7】

で示される。

【0047】

回路８０の上述した３つの構成間の切り替えを行う間に、プロセッサ２６は値Ｖ_１、Ｖ_２、及びＶ_３を受信する。等式（５）、（６）、及び（７）を調べることによって、Ｓ_１、Ｓ_２、及びＳ_３について次のような等式：

【数8】

を導き出し得る。

【0048】

プロセッサ２６は、信号Ｓ_１、Ｓ_２、及びＳ_３の値を測定された値Ｖ_１、Ｖ_２、及びＶ_３から導き出すために、等式（８）、（９）、及び（１０）、又はこれらの等式の適用に等価な方式を適用し得る。

【0049】

図２、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ及び４Ｃを参照して上述した例は、１つのクロスオーバースイッチ及びこのスイッチに接続された２つの信号源を有する回路と、２つのスイッチ及びこれらのスイッチに接続された３つの信号源を有する回路とを例示する。しかしながら、これらは特定の例であり、本発明の実施形態としては、ｎ個の信号源とこれらの信号源間に接続された（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチとを有する回路が挙げられ、ここにｎは１より大きい整数である。

【0050】

図５は、本発明の一実施形態による、クロスオーバースイッチにより接続された一連の多重信号源の概略回路図である。回路１００は、信号Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、．．．、Ｓ_ｎをそれぞれ生成する一連のｎ個の信号源１０２、すなわち１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、．．．、１０２Ｚを含む、ここにｎは２以上の整数である。信号源１０２はそれぞれの端子対（Ｓ_１ａ、Ｓ_１ｂ）、（Ｓ_２ａ、Ｓ_２ｂ）、．．．、を有し、これらの端子間に生成される信号Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、．．．、Ｓ_ｎは等式（１）及び（４）と同様の等式によって表され得る。回路１００は自らが生成する信号を、例として、本明細書ではプロセッサ２６と想定するプロセッサに、導電体対１０４Ａ、１０４Ｂを介して供給する。

【0051】

回路１００はまた、一連の（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチ７０、すなわちスイッチ７０Ａ、７０Ｂ、．．．、７０Ｙを含む。以下に説明することを除き、スイッチ７０Ａ、７０Ｂ及び信号源１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃは、スイッチ７０Ａ、７０Ｂ及び信号源６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ（図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）について上述したように接続される。回路１００において、端子Ｓ_１ａは導電体１０４Ａに接続されるが、スイッチ７０Ｂの端子Ｔ３は導電体１０４Ｂには接続されない。

【0052】

その代わり、スイッチ７０Ｂの端子Ｔ３は、（スイッチ７０Ａの端子Ｔ３がスイッチ７０Ｂの端子Ｔ１に接続されるように）後続のスイッチ７０の端子Ｔ１に接続される。所定のスイッチ７０の端子Ｔ３を後続のスイッチ７０の端子Ｔ１に接続するパターンは、一連のスイッチの最後のスイッチ７０に達するまで継続する。図においてスイッチ７０Ｙとして示される最後のスイッチの端子Ｔ３は、導電体１０４Ｂに接続される。したがって、導電体１０４Ａがｎ個の信号源１０２の１番目に接続され、導電体１０４Ｂが（ｎ−１）番目のスイッチ７０に接続される。

【0053】

簡単にするために、回路１００は、すべてのスイッチ７０が直接構成にあるものとして描かれている。回路を動作させる場合、プロセッサ２６は、典型的にはこの構成の回路から開始する。次にプロセッサは、スイッチ７０のそれぞれを、いずれの時点をとってもわずか１つのスイッチ７０が交差構成にあるように、その直接及び交差構成間で順次切り替える。交差構成にある時、スイッチは、このスイッチに接続された２つの信号の「局所」差を生成する。切り替えは、一連のスイッチの最後のものに到達するまで継続される。最後のスイッチがその交差構成に切り替えられた後で直接構成に戻り、全スイッチ７０が再度、図示のような直接構成となる。プロセッサ２６は、典型的には信号Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、．．．、Ｓ_ｎが測定される限り、スイッチの順次切り替えパターンの循環を継続する。

【0054】

出力Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_３、．．．、Ｖ_ｎは導電体１０４間に生じ、プロセッサ２６によって上述した順次切り替えの最中に受信されるが、これらの出力は、信号Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、．．．、Ｓ_ｎのさまざまな線形組み合わせを含む、以下の一群の等式（１１）によって与えられる。

【数9】

【0055】

等式（１１）を調べれば、各等式内の各信号Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、．．．、Ｓ_ｎの項の係数は＋１又は−１であることが明白である。また、各等式内において、いずれかの２つの項間に最大１つの「局所」差があり、残りのすべての項間の関係が和であることも、明らかである。

【0056】

等式（１１）は、行列形式：

【数10】

（式中、Ｖはベクトル

【数11】

）で記述し得る。Ｓはベクトル

【数12】

そして
Ｍはｎ×ｎ行列

【数13】

【0057】

等式（１２）から、信号Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、．．．、Ｓ_ｎについては次式：

【数14】

（式中、Ｍ^−１は行列Ｍの逆行列である）のように与えられる。

【0058】

プロセッサ２６は、等式（１３）を適用し、又は等価式の適用を行うことで、信号Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、．．．、Ｓ_ｎについての値を回路出力Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_３、．．．、Ｖ_ｎから導き出す。

【0059】

上述したもののような回路を用いることにより、プロセッサ２６は、多重信号Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、．．．、Ｓ_ｎのサンプリングを、１対の導電体を用いて実質的に同時に行うことができるようになる。したがって、図２に戻ると、コイル６０Ａ、６０Ｂ、及び６０Ｃからの信号を導電体６２Ａ及び６２Ｂを介して同時にサンプリングし得る。更に、遠位端内にクロスオーバースイッチ７０を追加することにより、他の信号、例えば電極５２によって生成されるもの、及び／又は遠位端内に組み込まれ得るセンサ、例えば先述の米国特許第８，３５７，１５２号に説明されるような圧力センサによって生成されるものもまた、導電体６２Ａ及び６２Ｂを介してサンプリングし得る。

【0060】

上述した実施形態は一例として記載されたものであり、本発明は、本明細書において上に具体的に図示及び説明した内容に限定されないことが明らかとなろう。むしろ、本発明の範囲には、上で説明した様々な特徴の組合わせと部分的組合わせの両方、並びにそれらの変形形態及び修正形態が含まれ、これらは、上述の説明を読めば当業者には想到するものであり、従来技術では開示されていないものである。

【0061】

〔実施の態様〕
（１） 装置であって、
第１の信号を生成する第１の信号源及び第２の信号を生成する第２の信号源と、
直接スイッチ構成において前記第１及び第２の信号の和を生成し、かつ交差スイッチ構成において前記第１及び第２の信号間の差を生成するように、前記２つの信号源間に接続されるクロスオーバースイッチと、
前記和及び前記差を受信し、かつ該和及び差から前記第１の信号及び前記第２の信号を復元するように構成されたプロセッサと、を含む、装置。
（２） それぞれ前記第１の信号源と前記クロスオーバースイッチとに接続され、該第１の信号源及びクロスオーバースイッチから前記和及び前記差を前記プロセッサに伝達するように構成された１対の導電体を含む、実施態様１に記載の装置。
（３） 前記第１及び第２の信号がアナログ信号を含む、実施態様１に記載の装置。
（４） ヒト患者への挿入のために構成された、カテーテルの遠位端を含み、該遠位端に前記第１の信号源、前記第２の信号源、及び前記クロスオーバースイッチが組み込まれる、実施態様１に記載の装置。
（５） 前記第１及び第２の信号源がそれぞれ、前記遠位端の外側に生成される磁場に応じてそれぞれ前記第１の信号及び前記第２の信号を生成するように構成された第１及び第２のコイルを含み、前記プロセッサが、前記第１の信号及び前記第２の信号に反応して前記遠位端の位置及び向きの表示を決定するように構成された、実施態様４に記載の装置。

【0062】

（６） 前記プロセッサが、前記クロスオーバースイッチを、前記直接スイッチ構成と前記交差スイッチ構成との間で切り替えるように構成された、実施態様１に記載の装置。
（７） 装置であって、
それぞれｎ個の信号を生成する一連のｎ個の信号源であって、ｎは１より大きい整数である、一連のｎ個の信号源と、
（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチであって、各クロスオーバースイッチがｐ番目の信号源と（ｐ＋１）番目の信号源との間に接続され、ｐは整数であり、１≦ｐ＜ｎであり、前記ｎ個の信号のｎ個の異なる線形組み合わせを生成するように構成された、（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチと、
前記線形組み合わせを受信し、かつ該線形組み合わせから前記ｎ個の信号を復元するように構成されたプロセッサと、を含む、装置。
（８） 前記プロセッサが、前記ｎ個の信号の前記ｎ個の異なる線形組み合わせをそれぞれ生成するように、前記（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチを、前記スイッチのｎ個の構成にわたって循環させるように構成される、実施態様７に記載の装置。
（９） 前記異なる線形組み合わせ内の前記ｎ個の信号のそれぞれの係数が＋１又は−１である、実施態様７に記載の装置。
（１０） それぞれ前記ｎ個の信号源の１番目及び（ｎ−１）番目のクロスオーバースイッチに接続され、前記線形組み合わせを前記プロセッサに伝達するように構成された、１対の導電体を含む、実施態様７に記載の装置。

【0063】

（１１） 方法であって、
第１の信号源から第１の信号を生成すること及び第２の信号源から第２の信号を生成することと、
直接スイッチ構成において前記第１及び第２の信号の和を生成し、かつ交差スイッチ構成において前記第１及び第２の信号間の差を生成するように、前記２つの信号源間にクロスオーバースイッチを接続することと、
前記和及び前記差を受信することと、
前記和及び前記差から前記第１の信号及び前記第２の信号を復元することと、を含む、方法。
（１２） １対の導電体を前記第１の信号源と前記クロスオーバースイッチとにそれぞれ接続することと、前記１対の導電体を介して前記和及び前記差を伝達することと、を含む、実施態様１１に記載の方法。
（１３） 前記第１及び第２の信号がアナログ信号を含む、実施態様１１に記載の方法。
（１４） ヒト患者への挿入のために構成されたカテーテルの遠位端を用意することと、該遠位端に、前記第１の信号源、前記第２の信号源、及び前記クロスオーバースイッチを組み込むことと、を含む、実施態様１１に記載の方法。
（１５） 前記第１及び第２の信号源がそれぞれ、前記遠位端の外側に生成される磁場に応じてそれぞれ前記第１の信号及び前記第２の信号を生成するように構成された第１及び第２のコイルを含み、前記第１の信号及び前記第２の信号に反応して前記遠位端の位置及び向きの表示を決定することを含む、実施態様１４に記載の方法。

【0064】

（１６） 前記クロスオーバースイッチを、前記直接スイッチ構成と前記交差スイッチ構成との間で切り替えることを含む、実施態様１１に記載の方法。
（１７） 方法であって、
一連のｎ個の信号源からｎ個の信号をそれぞれ生成することであって、ｎは１より大きい整数である、ことと、
前記ｎ個の信号のｎ個の異なる線形組み合わせを生成するように構成された、（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチのそれぞれを、ｐ番目の信号源と（ｐ＋１）番目の信号源との間に接続することであって、ｐは整数であり、１≦ｐ＜ｎである、ことと、
前記線形組み合わせを受信することと、
前記受信した線形組み合わせから前記ｎ個の信号を復元することと、を含む、方法。
（１８） 前記ｎ個の信号の前記ｎ個の異なる線形組み合わせをそれぞれ生成するように、前記（ｎ−１）個のクロスオーバースイッチを、前記スイッチのｎ個の構成にわたって循環させることを含む、実施態様１７に記載の方法。
（１９） 前記異なる線形組み合わせ内の前記ｎ個の信号のそれぞれの係数が＋１又は−１である、実施態様１７に記載の方法。
（２０） 前記ｎ個の信号源の１番目と（ｎ−１）番目のクロスオーバースイッチとに１対の導電体を接続することと、該１対の導電体を介して前記線形組み合わせを伝達することと、を含む、実施態様１７に記載の方法。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【外国語明細書】

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