(57)【要約】【課題】心臓電気生理学的マップを視覚化すること。【解決手段】方法は、心臓の少なくとも一部の解剖学的マップを受信することを含む。解剖学的マップの少なくとも１つの領域について、位置、及びその位置で測定されたそれぞれの心電図（ＥＣＧ）信号振幅を受信する。その領域にわたるＥＣＧ信号振幅の曲面表現を導出するために、ＥＣＧ信号振幅を補間する。解剖学的マップ上に重ねられたＥＣＧ信号振幅の曲面表現を提示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
メモリであって、
心臓の少なくとも一部の解剖学的マップを記憶し、かつ
前記解剖学的マップの少なくとも１つの領域について、位置、及び前記位置で測定されたそれぞれの心電図（ＥＣＧ）信号振幅を記憶するように構成されている、
メモリと、
プロセッサであって、
前記領域にわたる前記ＥＣＧ信号振幅の曲面表現を導出するために、前記ＥＣＧ信号振幅を補間し、かつ
前記解剖学的マップ上に重ねられた前記ＥＣＧ信号振幅の前記曲面表現を提示するように構成されている、
プロセッサと、
を備える、システム。
【請求項２】
前記プロセッサは、前記曲面表現のそれぞれの値を前記解剖学的マップの上のトポグラフィ高さとして視覚化することによって、前記曲面表現を提示するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記プロセッサは、前記解剖学的マップを可視状態に保つ半透明の曲面を提示することによって、前記曲面表現を提示するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記補間及び測定されたＥＣＧ振幅値を含む形状を形成することによって、前記ＥＣＧ信号振幅を補間するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記解剖学的マップは、局所興奮時間（ＬＡＴ）を提示する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
方法であって、
心臓の少なくとも一部の解剖学的マップを受信することと、
前記解剖学的マップの少なくとも１つの領域について、位置、及び前記位置で測定されたそれぞれの心電図（ＥＣＧ）信号振幅を受信することと、
前記領域にわたる前記ＥＣＧ信号振幅の曲面表現を導出するために、前記ＥＣＧ信号振幅を補間することと、
前記解剖学的マップ上に重ねられた前記ＥＣＧ信号振幅の前記曲面表現を提示することと、
を含む、方法。
【請求項７】
前記曲面表現を提示することは、前記曲面表現のそれぞれの値を前記解剖学的マップの上のトポグラフィ高さとして視覚化することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記曲面表現を提示することは、前記解剖学的マップを可視状態に保つ半透明の曲面を提示することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記ＥＣＧ信号振幅を補間することは、前記補間及び測定されたＥＣＧ振幅値を含む形状を形成することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記解剖学的マップは、局所興奮時間（ＬＡＴ）を提示する、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、電気生理学的マッピングに関し、具体的には、心臓電気生理学的マップの視覚化に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気生理学的（ＥＰ）心臓マッピングは、ＥＰマップの解釈を容易にするために、特許文献において以前に提案されている視覚化方法を使用することができる。例えば、２０１７／００４９３４８は、不整脈を分類するために心組織のＥＰ特性を判定する方法を記載している。局所伝導速度の均一性を反映する偏心パラメータ、及び局所速度ベクトルに関連する発散及びカール状の合計又は閉経路積分パラメータが提供され、カテーテルの動きに応じたリズム分類が表示されるため、不整脈障害のタイプと原因の識別が容易になる。一実施形態では、伝導速度ベクトルマップは、局所興奮時間（ＬＡＴ）マップと結合される。一般に、ディスプレイは、各局所脱分極の直後に更新され、次の局所脱分極まで持続又は漸進的にフェードアウトする。最後に、一部又はすべての等時線は、例えば脱分極の開始から特定の間隔で、心臓の表面に曲線として表示され得る。これにより、視覚的なクラッタが低減され、伝導速度矢印のより解釈可能な重畳を可能にする。
【０００３】
別の例として、米国特許出願公開第２０１０／０２６８０５９号は、患者の心臓の静脈ネットワーク内の様々な位置に位置するカテーテルを介して取得された心臓情報にアクセスすることを含む方法を記載している。心臓情報は、位置情報、電気情報、及び機械的情報を含む。この方法は、電気的興奮時間マップを生成するために、解剖学的位置への局所的な電気的興奮時間をマッピングする。この方法は、機械的興奮時間マップを生成するために、解剖学的位置に対する局所的な機械的興奮時間をマッピングする。この方法は、対応する局所的な機械的興奮時間から局所的な電気的興奮時間を減算し、少なくとも電気機械的遅延マップをディスプレイにレンダリングすることによって、電気機械的遅延マップを更に生成する。
【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、心臓の少なくとも一部の解剖学的マップを受信することを含む方法を提供する。解剖学的マップの少なくとも１つの領域について、位置、及びその位置で測定されたそれぞれの心電図（ＥＣＧ）信号振幅を受信する。その領域にわたるＥＣＧ信号振幅の曲面表現を導出するために、ＥＣＧ信号振幅を補間する。解剖学的マップ上に重ねられたＥＣＧ信号振幅の曲面表現を提示する。
【０００５】
いくつかの実施形態では、曲面表現を提示することは、曲面表現のそれぞれの値を解剖学的マップの上のトポグラフィ高さとして視覚化することを含む。
【０００６】
いくつかの実施形態では、曲面表現を提示することは、解剖学的マップを可視状態に保つ半透明の曲面を提示することを含む。
【０００７】
一実施形態では、ＥＣＧ信号振幅を補間することは、補間及び測定されたＥＣＧ振幅値を含む形状を形成することを含む。
【０００８】
いくつかの実施形態では、解剖学的マップは、局所興奮時間（ＬＡＴ）を提示する。
【０００９】
また、本発明の実施形態によれば、メモリ及びプロセッサを有するシステムが更に提供される。メモリは、心臓の少なくとも一部の解剖学的マップを記憶し、かつ、解剖学的マップの少なくとも１つの領域について、位置、及びその位置で測定されたそれぞれの心電図（ＥＣＧ）信号振幅を記憶するように構成されている。プロセッサは、領域にわたるＥＣＧ信号振幅の曲面表現を導出するために、ＥＣＧ信号振幅を補間し、かつ、解剖学的マップ上に重ねられたＥＣＧ信号振幅の曲面表現を提示するように構成されている。
【００１０】
本発明は、以下の「発明を実施するための形態」を図面と併せて考慮することで、より完全に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態による、心臓の三次元（３Ｄ）ナビゲーション及び電気生理学的（ＥＰ）信号解析システムの概略的な絵画図である。
【図２】本発明の一実施形態による、心腔の解剖学的構造上に重ねられたＥＣＧ振幅のリップルマッピング視覚化を示すボリュームレンダリングである。
【図３】本発明の実施形態による、図２に示されるＥＣＧ振幅のリップルマッピング視覚化のための方法及びアルゴリズムを概略的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
概論
患者の心臓電気生理学的（ＥＰ）異常を特徴付けるために、カテーテルベースのＥＰマッピングシステムは、心腔のＥＰマップなど、患者の心臓の少なくとも一部のＥＰマップを生成するために使用され得る。典型的なカテーテルベースのＥＰマッピング手技では、感知電極を含むカテーテルの遠位端が、ＥＰ信号を感知するために心臓の中に挿入される。システムを操作する医師が心臓の内部で遠位端を移動させると、ＥＰマッピングシステムは、心臓の様々な場所、並びに遠位端のそれぞれの位置でＥＰ信号を取得する。これらの取得された信号に基づいて、マッピングシステムのプロセッサは、必要なＥＰマップを生成する。
【００１３】
場合によっては、ＥＰマッピングシステムのプロセッサは、例えば、心臓の少なくとも一部のボリューム（３Ｄ）レンダリングによって視覚化された心臓の解剖学的構造上に重ねられた、測定されたＥＰマップを提示する。そのようなＥＰ重畳化レンダリングは、心臓の不規則性の診断に非常に有用であり得る。例えば、解剖学的マップ上に重ねられたＥＣＧ「スパイク」を使用することができ、スパイクの高さは、スパイク位置においてＥＣＧ信号振幅の測度を与える。スパイク表現は、不整脈を引き起こす異常な伝導経路を示し得る。
【００１４】
しかしながら、この種の視覚化は、多くの場合、粗すぎる傾向があり、及び／又は診断値の他の特徴を隠す傾向がある。更に、このようなスパイクは、任意の中間位置ではなく、所与の位置での信号の値のみを与え、視覚化の不連続性を引き起こし、更にスパイクは、スパイクの下又は後方のマップの詳細を隠す場合がある。
【００１５】
以下に記載される本発明の実施形態は、プロセッサを使用して、選択された位置付近の点でＥＣＧ信号の測定値の間を補間し、これらの補間値を、３Ｄレンダリングよりも高いトポグラフィ高さとして表す。トポグラフィ高さをグラフで接続して、スパイクの集合の代わりに、連続リップルを有する３Ｄ曲面を「セイル」と称する。一実施形態では、「セイル」は、詳細を隠さないために半透明にされる。
【００１６】
通常、プロセッサは、プロセッサが上記で概説したプロセッサ関連の各ステップ及び機能を実行できるようにする特定のアルゴリズムを含むソフトウェア内にプログラムされている。
【００１７】
３Ｄ心臓解剖学的構造上で半透明であり得る、補間されたＥＣＧリップルを重ね合わせるための開示された視覚化技術は、カテーテルベースのＥＰマッピング手技の診断値を改善することができる。
【００１８】
システムの説明
図１は、本発明の実施形態による、心臓の三次元（３Ｄ）ナビゲーション及び電気生理学的（ＥＰ）信号解析システム２０の概略的な絵画図である。システム２０は、実質的に任意の生理学的パラメータ又はそのようなパラメータの組み合わせを解析するように構成され得る。本明細書の記述では、例として、解析された信号は、心臓内及び／又は心臓外（体表面）心電図（ＥＣＧ）の電位と時間との関係であると想定される。このような関係を完全に特徴付けるために、プロセッサ４０は、ＥＣＧ信号を使用して、局所興奮時間（ＬＡＴ）マップなどのＥＰマップを生成する。ＬＡＴマップを生成する方法は、参照により本明細書に完全に援用される米国特許第９，０５０，０１１号に記載されている。
【００１９】
本開示の文脈において、用語「解剖学的マップ」は、心臓の少なくとも一部の３Ｄ形状をモデル化し、その上に重ねられた１つ以上のパラメータを有し得るマップを指す。ＥＰマップは、１つ以上の電気生理学的パラメータが重ねられた解剖学的マップの１つの特殊なケースである。ＬＡＴマップは、ＥＰマップの一例であり、したがって、解剖学的マップの一種としてもみなされる。
【００２０】
図１は、システム２０がプローブ２４を使用して心臓３４の実際の電気的興奮を測定する調査手順を示す。典型的には、プローブ２４は、システム２０を使用する医師２８によって実施されるマッピング手技の間に患者２６の身体の中に挿入されるカテーテルを備える。プローブ２４の遠位端３２は、電極２２を有すると想定される。手技中、患者２６は、接地電極２３に取り付けられると想定される。加えて、電極２９が、心臓３４の領域にて患者２６の皮膚に取り付けられると想定される。一実施形態では、プローブ２４は、プローブが心腔の一部にわたって移動する際に局所心臓内ＥＣＧを取得する。これらの例では、プローブ２４の位置も記録される。上記のように、また他の用途の中でも、測定された信号は、患者２６の心臓３４の壁組織の少なくとも一部のＬＡＴマップを作成するために使用される。
【００２１】
システム２０は、メモリ４４と通信する処理ユニット４２を含むシステムプロセッサ４０によって制御される。いくつかの実施形態において、システムプロセッサ４０に含まれているメモリ４４は、患者２６の心臓３４の壁組織の少なくとも一部のＬＡＴ及び／又はＥＣＧマップ６２を記憶する。プロセッサ４０は、典型的には、医師２８がプロセッサと相互作用するために使用するマウス又はトラックボールなどのポインティングデバイス３９を典型的に含む操作制御部３８を含むコンソール４６に取り付けられる。
【００２２】
プロセッサ４０（具体的に、処理ユニット４２）は、上記のように、また以下で更に詳細に説明されるように、心臓２６の解剖学的構造の一部の３Ｄレンダリングにわたる（すなわち「セイル」の形態の）ＥＣＧ振幅を視覚化のために使用される、プローブ追跡モジュール３０、ＥＣＧモジュール３６、及びＥＣＧ振幅視覚化モジュール３５を備えおりて、ソフトウェアを実行する。ＥＣＧモジュール３６は、電極２２及び電極２９からの実際の電気信号を受信するよう連結されている。モジュールは、実際の信号を解析するように構成され、ディスプレイ４８上に、標準的なＥＣＧ形式で、典型的には、時間と共に変動するグラフ式表現で、解析の結果を提示することができる。
【００２３】
プローブ追跡モジュール３０は、典型的には、患者２６の心臓内で、プローブ２４の遠位端３２の位置を追跡する。追跡モジュールは、当該技術分野において既知であるいかなるプローブ位置追跡方法を使用してもよい。例えば、モジュール３０は、磁場に基づく位置追跡サブシステムを操作し得る。（簡潔性のために、このようなサブシステムの構成要素は、図１には示されていない）。追跡モジュール３０を使用してプロセッサ４０は、遠位端３２の位置を測定することができる。加えて、追跡モジュール３０及びＥＣＧモジュール３６の両方を使用することによって、プロセッサは、遠位端の位置だけでなく、これらの特定の位置において検出される実際の電気信号のＬＡＴも測定することができる。
【００２４】
代替的に又は追加的に、追跡モジュール３０は、電極２３、電極２９、及び電極２２の間のインピーダンス、並びに、プローブ上に位置し得る他の電極に対するインピーダンスを測定することによって、プローブ２４を追跡してもよい。（この場合には、電極２２及び／又は電極２９は、ＥＣＧ信号及び位置追跡信号の双方を提供してもよい）。Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ（Ｉｒｖｉｎｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）により製造されるＣａｒｔｏ３（登録商標）システムは、磁場位置追跡及びインピーダンス測定の両方を位置追跡に使用する。
【００２５】
プロセッサ４０によって実行される操作及び視覚化の結果は、典型的には、医師に対するグラフィックユーザインタフェース、電極２２によって感知されるＥＣＧ信号の視覚的表現、及び／又は調査されている間の心臓３４の画像若しくはマップを提示するディスプレイ４８上で医師２８に提示される。一実施形態では、ＥＰ興奮解析モジュール３５は、補間されたＥＣＧ振幅「セイル（sail）」と重ねられたＬＡＴマップを医師に提示する。
【００２６】
プロセッサ４０によって実行されるソフトウェアは、例えば、ネットワークにわたって電子形式でプロセッサ４０にダウンロードすることができ、あるいは、代替的又は追加的に、磁気メモリ、光学メモリ又は電子メモリなどの非一時的な有形媒体に提供及び／又は記憶することができる。特に、プロセッサ４０は、以下で説明するように、プロセッサ４０が開示されたステップを実行できるようにする専用アルゴリズムを実行する。
【００２７】
電気生理学的リップルマッピング視覚化方法
図２は、本発明の一実施形態による、心腔５０の解剖学的構造上に重ねられたＥＣＧ振幅のリップルマッピング視覚化を示すボリュームレンダリングである。図２では、ＥＣＧ測定値、すなわちスパイク５５は、グレースケールの解剖学的マップ上に重ねられ、スパイク５５の高さは、スパイク位置でのＥＣＧ信号振幅の測度を与える。見られるように、開示された視覚化方法は、所与の位置でのＥＣＧスパイクの値だけでなく、セイル６０の局所ＥＣＧ振幅の形状を形成する任意の中間位置でも値を与える。
【００２８】
上記のように、開示されるようにＥＣＧ信号を視覚化するために、プロセッサ４０は、選択された場所の近くの点でＥＣＧ信号５５の値を補間し、３Ｄレンダリング上のトポグラフィ高さ値を接続して、開示される連続リップル視覚化を生成する。一実施形態（図２には示されていない）では、プロセッサ４０は、背後の詳細を隠さないために（すなわち、下にあるマップの詳細を示すために）半透明のセイル６０を生成する。
【００２９】
図２に示したリップルマッピングの視覚化の例は、概念を明確にするためだけに選択されている。提示している数字のように、セイル６０を詳細に見るための拡大鏡効果など、様々な追加の視覚化ツールを適用できる。
【００３０】
図３は、本発明の実施形態による、図２に示されるＥＣＧ振幅のリップルマッピング視覚化のための方法を概略的に示すフローチャートである。提示された実施形態によるアルゴリズムは、ＥＣＧ振幅割り当てステップ７０において、プロセッサ４０は、測定されたＥＣＧ振幅５５を、心腔の解剖学的マップ（すなわち、ＬＡＴマッピングなど、電子解剖学的にマッピングされた−腔５０の表面上に重ねられている）にわたるそれぞれの位置に割り当てることから始まるプロセスを実行する。
【００３１】
次に、補間ステップ７２において、プロセッサ４０は、各位置付近の点でＥＣＧの値にわたって補間する。次に、各位置で、プロセッサ４０は、相互接続ＥＣＧ振幅ステップ７４において、測定及び補間されたＥＣＧ振幅を接続して、セイル６０を作成する。一実施形態では、プロセッサ４０は、セイル視覚化ステップ７６で、更にセイル６０を半透明にする。プロセッサ４０は、結果として得られる視覚化（補間されたＥＣＧ振幅が重ねられているＬＡＴマップ）をディスプレイ４８上で医師２８に提示する。
【００３２】
図３に示す例示的なフローチャートは、単に概念を明確化する目的のために選ばれたものである。本実施形態はまた、アルゴリズムの追加のステップを含む。例としては、セイル６０の間の下にある伝導矢印などの追加の視覚化が挙げられる。このような追加のステップは、本明細書の開示では、より単純化されたフローチャートを提供する上で、意図的に省略されている。
【００３３】
上に述べた実施形態は例として挙げたものであり、本発明は上述に具体的に示し説明したものに限定されない点が理解されよう。むしろ、本発明の範囲は、上述の様々な特徴の組み合わせ及びその一部の組み合わせの両方、並びに上述の説明を読むことで当業者により想到されるであろう、また従来技術において開示されていない、それらの変形形態及び修正形態を含むものである。参照により本特許出願に援用される文献は、これらの援用文献においていずれかの用語が本明細書において明示的又は暗示的になされた定義と矛盾して定義されている場合には、本明細書における定義のみを考慮するものとする点を除き、本出願の一部とみなすものとする。
【００３４】
〔実施の態様〕
（１）  方法であって、
心臓の少なくとも一部の解剖学的マップを受信することと、
前記解剖学的マップの少なくとも１つの領域について、位置、及び前記位置で測定されたそれぞれの心電図（ＥＣＧ）信号振幅を受信することと、
前記領域にわたる前記ＥＣＧ信号振幅の曲面表現を導出するために、前記ＥＣＧ信号振幅を補間することと、
前記解剖学的マップ上に重ねられた前記ＥＣＧ信号振幅の前記曲面表現を提示することと、
を含む、方法。
（２）  前記曲面表現を提示することは、前記曲面表現のそれぞれの値を前記解剖学的マップの上のトポグラフィ高さとして視覚化することを含む、実施態様１に記載の方法。
（３）  前記曲面表現を提示することは、前記解剖学的マップを可視状態に保つ半透明の曲面を提示することを含む、実施態様１に記載の方法。
（４）  前記ＥＣＧ信号振幅を補間することは、前記補間及び測定されたＥＣＧ振幅値を含む形状を形成することを含む、実施態様１に記載の方法。
（５）  前記解剖学的マップは、局所興奮時間（ＬＡＴ）を提示する、実施態様１に記載の方法。
【００３５】
（６）  システムであって、
メモリであって、
心臓の少なくとも一部の解剖学的マップを記憶し、かつ
前記解剖学的マップの少なくとも１つの領域について、位置、及び前記位置で測定されたそれぞれの心電図（ＥＣＧ）信号振幅を記憶するように構成されている、
メモリと、
プロセッサであって、
前記領域にわたる前記ＥＣＧ信号振幅の曲面表現を導出するために、前記ＥＣＧ信号振幅を補間し、かつ
前記解剖学的マップ上に重ねられた前記ＥＣＧ信号振幅の前記曲面表現を提示するように構成されている、
プロセッサと、
を備える、システム。
（７）  前記プロセッサは、前記曲面表現のそれぞれの値を前記解剖学的マップの上のトポグラフィ高さとして視覚化することによって、前記曲面表現を提示するように構成されている、実施態様６に記載のシステム。
（８）  前記プロセッサは、前記解剖学的マップを可視状態に保つ半透明の曲面を提示することによって、前記曲面表現を提示するように構成されている、実施態様６に記載のシステム。
（９）  前記プロセッサは、前記補間及び測定されたＥＣＧ振幅値を含む形状を形成することによって、前記ＥＣＧ信号振幅を補間するように構成されている、実施態様６に記載のシステム。
（１０）  前記解剖学的マップは、局所興奮時間（ＬＡＴ）を提示する、実施態様６に記載のシステム。
【図１】
2020099689.tif 000003
【図２】
2020099689.tif 000004
【図３】
2020099689.tif 000005
【外国語明細書】
2020099689000001.pdf