(57)【要約】【課題】医療装置を提供すること。【解決手段】プローブは位置信号を発生させ、また遠位端部にて電極を有し、その電極は、表面を横断する伝導波故に心室表面ポジションから取得される電気信号を取得して位置付ける。プロセッサは、電気信号からＬＡＴを導出し、ポジションの第１の対におけるＬＡＴ間の第１の時間差、及びポジションの第２の対におけるＬＡＴ間の第２の時間差を計算する。プロセッサは、伝導波速度との第１及び第２の時間差の積として第１及び第２のＬＡＴ導出距離を計算し、位置からポジションの第１の対までの距離における第１の差が、第１のＬＡＴ導出距離に等しく、かつ位置からポジションの第２の対までの距離における第２の差が、第２のＬＡＴ導出距離に等しい表面位置にて、不整脈起点を特定し、また起点を表面表示上にマークする。【選択図】図１
2020081890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療装置であって、
ヒト被験者の心臓の心室に挿入されるように構成されたプローブであって、前記プローブの遠位端部の位置座標を示す位置信号を発生させるように構成され、かつ前記遠位端部にて電極を備え、当該電極が、前記心室の表面上のポジションから、前記表面を横断する伝導波に応答してそれぞれの電気信号を取得するように構成された、プローブと、
ディスプレイと、
プロセッサであって、
前記位置信号を処理して、前記表面の３次元（３Ｄ）表示を発生させ、かつ前記ディスプレイ上に提示し、
前記表面上の前記ポジションにおける前記それぞれの電気信号から、それぞれの局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を導出し、
前記表面上の前記ポジションの第１の対における前記それぞれのＬＡＴ間の第１の時間差、及び前記表面上の前記ポジションの第２の対における前記それぞれのＬＡＴ間の第２の時間差を計算し、
前記第１の時間差及び前記第２の時間差と前記伝導波の伝導速度とのそれぞれの積として、第１及び第２のＬＡＴ導出距離を計算し、
前記表面上の位置における不整脈の起点を、前記位置から前記ポジションの前記第１の対までの前記表面にわたる距離における第１の差が、前記第１のＬＡＴ導出距離に等しく、また前記位置から前記ポジションの前記第２の対までの前記表面にわたる距離における第２の差が、前記第２のＬＡＴ導出距離に等しいように、特定し、かつ
前記ディスプレイ上の前記表面の前記表示上に、前記特定された起点をマークするように構成された、プロセッサと、を備える、医療装置。
【請求項２】
前記ポジションの前記第１の対及び前記ポジションの前記第２の対が、１つの共通するポジションを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プロセッサが、前記位置座標から網目を発生させるように構成され、かつ前記表面にわたる前記距離が、前記網目の端部に沿って測定された最短距離を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記網目が三角形の網目を含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
第１の位置から前記ポジションの前記第１の対までの前記表面にわたる距離における前記第１の差が、前記第１のＬＡＴ導出距離と等しい、前記第１の位置の第１の軌跡、及び第２の位置から前記ポジションの前記第２の対までの前記表面にわたる距離における前記第２の差が、前記第２のＬＡＴ導出距離と等しい、前記第２の位置における第２の軌跡を、前記表示上でマークするように構成されている前記プロセッサを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記特定された起点が、前記第１の軌跡と前記第２の軌跡との交点にある、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記不整脈が、単一原因の不整脈を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記表面上の選択された一対の点に応答して前記伝導速度を計算するように構成された前記プロセッサを含み、前記点が、波面ベクトルに平行な線分により接続され、かつそれぞれのＬＡＴ及びポジションを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
距離における前記第１の差が、事前設定された誤差許容範囲内で前記第１のＬＡＴ導出距離に等しく、また距離における前記第２の差が、前記事前設定された誤差許容範囲内で前記第２のＬＡＴ導出距離に等しい、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記事前設定された誤差許容範囲が１ｍｍである、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置の操作者が、前記ポジションの第１の対及び前記ポジションの第２の対を選択する、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、米国特許仮出願第６２／７７１，３６０号（２０１８年１１月２６日出願）の利益を主張するものであり、参考として本明細書に組み込まれている。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、一般に侵襲性医療処置に関し、また具体的には、心臓侵襲性処置の結果を分析することに関する。
【背景技術】
【０００３】
１種類の心不整脈は、不整脈が局所的起点を有する、単一原因の不整脈である。不整脈を治癒させるためには、局所的起点を発見することが重要である。典型的には、起点が一度位置すると、起点又は起点に近接した領域にアブレーションを適用して、不整脈を治癒させることができる。
【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、医療装置を提供するものであり、本装置は、
ヒト被験者の心臓の心室に挿入されるように構成されたプローブであって、プローブの遠位端部の位置座標を示す位置信号を発生させるように構成され、かつ遠位端部にて電極を含み、電極が、心室の表面上のポジションから、表面を横断する伝導波に応答してそれぞれの電気信号を取得するように構成された、プローブと、
ディスプレイと、
プロセッサであって、
位置信号を処理して、表面の３次元（３Ｄ）表示を発生させ、かつディスプレイ上に提示し、
表面上のポジションにおけるそれぞれの電気信号から、それぞれの局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を導出し、
表面上のポジションの第１の対におけるそれぞれのＬＡＴ間の第１の時間差、及び表面上のポジションの第２の対におけるそれぞれのＬＡＴ間の第２の時間差を計算し、
第１の時間差及び第２の時間差と伝導波の伝導速度とのそれぞれの積として、第１及び第２のＬＡＴ導出距離を計算し、
表面上の位置における不整脈の起点を、位置からポジションの第１の対までの表面にわたる距離における第１の差が、第１のＬＡＴ導出距離に等しく、また位置からポジションの第２の対までの表面にわたる距離における第２の差が、第２のＬＡＴ導出距離に等しいように、特定し、かつ
ディスプレイ上の表面の表示上に、特定された起点をマークするように構成された、プロセッサと、からなる。
【０００５】
開示された実施形態では、ポジションの第１の対及びポジションの第２の対は、１つの共通するポジションからなる。
【０００６】
更なる開示された実施形態では、プロセッサは、位置座標から網目を発生させるように構成され、かつ表面にわたる距離は、網目の端部に沿って測定された最短距離を含む。網目は、三角形の網目であってよい。
【０００７】
依然として更なる開示された実施形態では、プロセッサは、第１の位置からポジションの第１の対まで表面にわたる距離における第１の差が第１のＬＡＴ導出距離と等しい、第１の位置における第１の軌跡、及び第２の位置からポジションの第２の対まで表面にわたる距離における第２の差が第２のＬＡＴ導出距離と等しい、第２の位置における第２の軌跡を、表示上でマークするように、構成されてよい。特定された起点は、典型的には、第１の軌跡と第２の軌跡との交点にある。
【０００８】
代替的な実施形態では、不整脈は、単一原因の不整脈を含む。
【０００９】
更なる代替実施形態では、プロセッサは、表面上の選択された一対の点に応答して伝導速度を計算するように構成され、点は、波面ベクトルに平行な線分により接続され、かつそれぞれのＬＡＴ及びポジションを有する。
【００１０】
依然として更なる代替的実施形態では、距離における第１の差は、事前設定された誤差許容範囲内で第１のＬＡＴ導出距離に等しく、また距離における第２の差は、事前設定された誤差許容範囲内で第２のＬＡＴ導出距離に等しい。一実施形態では、事前設定された誤差許容範囲は１ｍｍである。
【００１１】
装置の操作者は、ポジションの第１の対及びポジションの第２の対を選択してよい。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、
ヒト被験者の心室内へとプローブを挿入することと、
プローブの遠位端部の位置座標を示す位置信号を発生させることと、
表面を横断する伝導波に応答して、心室の表面上のポジションからそれぞれの電気信号を取得することと、
位置信号を処理して、表面の３次元（３Ｄ）表示を発生させ、かつディスプレイ上に提示することと、
表面上のポジションにおけるそれぞれの電気信号から、それぞれの局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を導出することと、
表面上のポジションの第１の対におけるそれぞれのＬＡＴ間の第１の時間差、及び表面上のポジションの第２の対におけるそれぞれのＬＡＴ間の第２の時間差を計算することと、
第１の時間差及び第２の時間差と伝導波の伝導速度とのそれぞれの積として、第１及び第２のＬＡＴ導出距離を計算することと、
表面上の位置における不整脈の起点を、位置からポジションの第１の対までの表面にわたる距離における第１の差が第１のＬＡＴ導出距離に等しく、また位置からポジションの第２の対までの表面にわたる距離における第２の差が第２のＬＡＴ導出距離に等しいように、特定すること、及び
ディスプレイ上の表面の表示上に、特定された起点をマークすることと、を含む方法が更に提供される。
【００１３】
以下の本開示の実施形態の詳細な説明を図面と併せ読むことで、本開示のより完全な理解が得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態による、不整脈起点位置決定システムの略図である。
【図２】本発明の一実施形態による、電磁追跡システムにより生成された結果を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態による、電磁モジュールにより発生した結果の概略図である。
【図４】本発明の一実施形態による、プロセッサにより選択された点の対について、等式により与えられる経路長の差がどのように使用されるかを示す。
【図５】本発明の一実施形態による、図１のシステムを使用して単一原因の不整脈の起点の位置を判定する際に、プロセッサ及び操作者により実行される工程の、フローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態による、位置対までの距離を測定するための方法を示す。
【図７】本発明の一実施形態による、不整脈の起点がどのように決定され得るかを概念的観点から示す概略図である。
【図８】本発明の一実施形態による、発明者らにより得られた結果を示す概略図である。
【図９】本発明の一実施形態による、発明者らにより得られた結果の図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
概論
本発明の実施形態は、最初に、単一原因の不整脈が存在する心室のマップを生成し、また加えて、心室の表面にわたる局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を測定する。不整脈は、起点から伝導波を放射すると仮定され、これにより、心室の表面上の所与の点において、起点からの波が点を通過する時間をその点のＬＡＴが示す。
【００１６】
表面上の一対の点が選択される場合、点は、典型的には異なるＬＡＴを有し、ＬＡＴにおける差は、２つの点から不整脈起点までの距離の差の尺度を与える。距離における実際の差は、伝導波速度及びＬＡＴ差の積であり、これは、本明細書ではＬＡＴ導出距離と称される。（２つの点が同じＬＡＴを有する場合、それらは不整脈起点から等距離である、と理解されるであろう。）
【００１７】
選択された一対の点から、不整脈起点に関する可能なポジションの軌跡を見出すことができ、軌跡上の全ての点は、上記の選択された対との距離の実際の差を有する。
【００１８】
表面上の別の点の対が同一手順で選択される場合、不整脈起点に関する第２のポジションの軌跡を見出して、第２の点の対に適用することができる。
【００１９】
軌跡の交点は、不整脈起点のポジションに対応し、またこれは、マップ上に表示され得る。軌跡自体もまた、マップ上に表示されてよい。
【００２０】
起点位置は、起点位置から点の第１の対までの表面にわたる距離における差が、第１の対に関するＬＡＴ導出距離に等しく、また同様に、起点位置から点の第２の対までの表面にわたる距離における差が、第２の対に関する第２のＬＡＴ導出距離に等しいようなものである、と理解されるであろう。
【００２１】
典型的には、点の２つ対は、４つの物理的に分離された別個の点（２対）を含む。しかし、いくつかの実施形態では、点のうちの１つは両方の対に共通しているため、これらの実施形態では、３つの物理的に分離された別個の点は、２つの対を含む。
【００２２】
システムの説明
以下の説明において、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、必要に応じて識別用の数字に文字を添えることにより、区別される。
【００２３】
ここで図１を参照すると、本発明の一実施形態による、不整脈起点位置決定システム２０の略図である。簡潔化及び明瞭化のために、以下の説明は、別途記載のない限り、本明細書では医療従事者と想定されるシステム２０の操作者２２により医療処置が実施されることを想定し、ここで操作者は、カテーテル２４を患者２８の左又は右大腿静脈内に挿入する。処置は、患者の心臓３４の心室の調査を含むと想定され、またこの手順では、同様に、本明細書にてプローブ３２と称されるカテーテルの遠位端部３２が心室に到達するまで、カテーテルが最初に患者に挿入される。
【００２４】
システム２０は、電磁追跡モジュール３６及び／又は電流追跡モジュール３７と通信する処理ユニット（ＰＵ）４２を備えるシステムプロセッサ４０により、制御され得る。ＰＵ４２はまた、アブレーションモジュール３９及びＥＣＧ（心電図）モジュール４３と通信する。モジュールの機能は、以下により詳細に記載されている。ＰＵ４２もまたメモリ４４と通信する。プロセッサ４０は、典型的にはコンソール４６に載置されており、コンソール４６は、典型的には、マウス又はトラックボールなどの位置決定装置を含む操作制御部３８を備え、操作者２２は、この操作制御部３８を使用してプロセッサと相互作用する。プロセッサは、メモリ４４内に格納されたソフトウェアを用いて、システム２０を操作する。プロセッサ４０により実行された操作の結果は、ディスプレイ４８上で操作者に提示され、ディスプレイ４８は、典型的には、心臓３４のマップを提示する。ソフトウェアは、例えば、ネットワークを介して、電子形態でプロセッサ４０にダウンロードされてよい、又はこれに代えて若しくはこれに加えて、磁気メモリ、光メモリ、若しくは電子メモリなどの、非一時的な有形媒体上に提供されてよい、及び／又は記憶されてよい。
【００２５】
心臓３４を含むマッピング領域３０内のプローブ３２の経路を追跡するために、本発明の実施形態は、電流系追跡システム２１及び電磁系追跡システム２３のうちの少なくとも１つを使用する。両方のシステムについて、以下に説明する。
【００２６】
追跡システム２１は、米国特許第８，４５６，１８２号（Ｂａｒ−Ｔａｌら）に記載されたものと同様の電流測定追跡システムを含み、その開示が参考として本明細書に組み込まれている。Ｂｉｏｓｅｎｓｅ−Ｗｅｂｓｔｅｒ（３３  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｄｒｉｖｅ，Ｉｒｖｉｎｅ，ＣＡ  ９２６１８  ＵＳＡ）により製造されるＣａｒｔｏ（商標）システムもまた、電流測定追跡システムを使用する。電流測定追跡システムは、電流追跡モジュール３７の制御を受ける。プローブ３２は、１つ以上のプローブ電極５０を有し、また追跡システム２１において、モジュール３７は、追跡される１つ以上の電極５０に電流を注入する。電流は、患者２８の皮膚上に配置され、かつモジュールに戻される、本明細書ではパッチとも称される、複数の、一般に類似したパッチ電極７７により受信される。
【００２７】
本明細書にて記載されたパッチ電極７７及びその他の皮膚電極用の導電性ケーブルは、電極のそれぞれに対して存在するが、明瞭性のために、図中では、ケーブルは電極の一部に対してのみ示されている。所与のプローブ電極５０と皮膚パッチ７７との間の電流は、とりわけ、パッチからの電極の異なる距離故に、電極の位置に従って変化し、所与のプローブ電極と異なるパッチとの間で異なるインピーダンスを発生させる。モジュール３７は、パッチに接続されたそれぞれのチャネル上の異なるパッチ７７により受信された異なる電流を測定し、また異なる電流から所与のプローブ電極の位置の指標を発生させるように構成されてよい。
【００２８】
電磁追跡システム２３は、その開示が参考として本明細書に組み込まれている、米国特許第６，６９０，９６３号（Ｂｅｎ−Ｈａｉｍら）に記載されるもの、及びＢｉｏｓｅｎｓｅ−Ｗｅｂｓｔｅｒにより製造されるＣａｒｔｏ（商標）システムにおいて使用されているものと、類似している。電磁追跡システムは、電磁追跡モジュール３６の制御を受ける。電磁追跡システムは複数の磁場発生器を含み、本明細書では３セットの発生器６６を含むように想定され、各セットが３つの直交コイルを備えており、これにより、複数の発生器は合計９つのコイルを備える。発生器６６は、患者２８の真下の周知の位置に設置され、周知の位置は、発生器の基準系を定義している。モジュール３６は、とりわけ、発生器により発生した交流磁場の振幅及び周波数を制御する。
【００２９】
交流磁場は、プローブ３２内に位置するコイルと相互作用し、これにより、コイル内に電極電位を発生させ、また電極電位は、追跡モジュール３６により信号として受信される。モジュールは、処理ユニット４２と共に、受信した信号を分析し、かつ分析から、定義された基準系中のプローブコイルのポジション、即ち、位置と方向、を決定することができる。
【００３０】
典型的には、システムの一方又は両方による追跡は、例えば、プローブを表すアイコンを心臓３４の画像へと組み込むことにより、並びにアイコンにより得られる経路により、ディスプレイ４８上に視覚的に提示され得る。明瞭性のために、以下の説明では、電磁追跡システム２３のみが使用されると想定されるが、システム２３及びシステム２１の両方が使用される場合、又はシステム２１のみが使用される場合には、変更すべき点を変更して説明を修正適合させてよい。
【００３１】
アブレーションモジュール３９は、操作者２２により選択された心臓３４の領域にＲＦ電力を送達する高周波（ＲＦ）発生器を備え、これにより、領域をアブレーションする。操作者２２は、アブレーション電極を備えるアブレーションプローブを領域に位置決めすることにより、領域を選択する。いくつかの実施形態では、プローブ３２及び電極５０のうちの１つは、アブレーションプローブ及びアブレーション電極として使用されてよい。あるいは、別個のアブレーションプローブ及びアブレーション電極が、モジュール３９により提供されるアブレーションに使用されてよい。
【００３２】
ＥＣＧモジュール４３は、電極５０からＥＣＧ信号を受信し、またＰＵ４２と共に信号を分析し、とりわけ、信号の局所興奮時間（ＬＡＴ）を見出す。モジュールは、典型的には、心臓３４の冠状動脈洞内に位置付けられた電極により提供され得るような、基準ＥＣＧ信号に対するＬＡＴ値を測定する。
【００３３】
図２は、本発明の一実施形態による、電磁追跡システム２３により発生する結果を示す概略図である。上記で参照される手順の間、プローブ３２は心臓３４内で移動し、本明細書では心臓の心室内にあると想定され、またそれが移動する際に追跡モジュール３６がプローブからポジション信号を取得し、かつ信号を使用してプローブの３次元（３Ｄ）ポジションを見出す。見出された複数のポジションは、心室の表面上の位置の点クラウド、並びに心室内の位置を含む。
【００３４】
点クラウドプロセッサ４０は、３Ｄ包囲表面の三角形網目、即ち、心室の表面に対応する点クラウド内の全ての獲得点を取り囲む表面を、発生させる。プロセッサは、網目を発生させるために、当該技術分野において周知の任意の方法を使用する。典型的には、プロセッサ４０は、三角形網目を「カバー」して滑らかな連続３Ｄ表面を形成し、またプロセッサは、ディスプレイ４８上に滑らかな３Ｄ表面のグラフィック表示４９を表示してよい。なお、プロセッサは、典型的には、等間隔のサンプル点を伴う網目の三角形をカバーし、またこれらの点は、連続的な３Ｄ表面上で離散計算を実行する方法をプロセッサ４０に提供する。本明細書にて記載されたサンプル点の使用の一例は、図６を参照して以下に提供される。
【００３５】
図２は、上記で参照される点クラウド内にいくつかの点を含む、点８０の集合を概略的に示し、点のそれぞれは、心室の表面上のそれぞれの点に対応する。図はまた、点を接続する端部８４を示し、端部は、プロセッサ４０が三角形網目を発生させる場合に、点を接合する線分に対応する。点８０及び端部８４は、三角形の頂点及び辺であり、本明細書では、頂点８０及び辺８４とも称される。
【００３６】
図３は、本発明の一実施形態による、ＥＣＧモジュール４３により発生した結果の概略図である。プローブが移動し、プローブが心室の表面に接触する際に、プローブ３２により取得されたＥＣＧ信号から結果が発生する。ＥＣＧ信号は、上記で参照されるポジション信号と同時に、又は別の方法としては異なる時間で、及び場合により異なるプローブと共に、取得されてよい。
【００３７】
この図は、心室の表面上において４つの点８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ（図２）にて取得されたＥＣＧ信号にそれぞれ対応する、４つの電圧Ｖ対時間ｔのグラフ９０、９２、９４、９６を示す。グラフの各組について、ＥＣＧモジュールは、局所興奮到達時間（ＬＡＴ）のポジション（時間）を計算し、またＬＡＴ値は、グラフのそれぞれの上に円９０Ｌ、９２Ｌ、９４Ｌ、９６Ｌとして概略的に示される。４つのグラフのそれぞれは、上記で参照されるＥＣＧ信号から導出されたゼロの基準時間に対応するＶ軸で描かれている。
【００３８】
本発明の実施形態では、プロセッサ４０は、点８０の対を選択し、また点のＥＣＧ信号のＬＡＴ値における差を計算する。従って、図３では、プロセッサ４０は、点８０Ａ及び８０Ｂを選択してよく、この場合、ＬＡＴ値の差がΔｔ（ＡＢ）として見出される。同様に、プロセッサは、点８０Ｃ及び８０Ｄを選択してよく、この場合、ＬＡＴ値の差がΔｔ（ＣＤ）として見出される。
【００３９】
以下の説明は、プロセッサ４０により選択される一般的な一対の点８０に関して、ＥＣＧ信号のＬＡＴ値の差がΔｔである、と想定している。本発明の実施形態は、ＥＣＧ信号が単一原因の不整脈から発生し、かつＥＣＧ信号が伝導速度Ｖを伴って心室の表面を横断する、と想定している。この場合、本明細書で想定される一般的な対の点に関して、等式（１）により与えられる、単一の起点から一般対の２点までの経路長ΔＰの差が存在する。
【００４０】
【数１】
2020081890.tif 000003
【００４１】
経路長ΔＰの差は距離であり、本明細書ではＬＡＴ導出距離とも呼ばれる。
【００４２】
図４は、本発明の一実施形態による、プロセッサ４０により選択された特定の点の対８０について、等式（１）により与えられる経路長の差がどのように使用されるかを示す。図４に示す点は、点８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ及び８０Ｄ（図２）に対応し、また本明細書ではそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと称される。
【００４３】
点Ａ、Ｂに関して、点Ｑは、等式（２）が有効である場合、単一原因の不整脈の起点とすることができる。
【００４４】
【数２】
2020081890.tif 000004
式中、ＢＱは、点Ｂと点Ｑとの間における心室の表面上の距離であり、
ＡＱは、点Ａと点Ｑとの間における心室の表面上の距離であり、また
Δｔ（ＡＢ）は、点Ｂ及びＡからのＥＣＧ信号間のＬＡＴ値の差である。
【００４５】
点Ａ、Ｂに関するＬＡＴ導出距離は、積ｖΔｔ（ＡＢ）である。
【００４６】
等式（２）を満たすために、点Ｑは複数の位置にあってよい、即ち、Ｑは軌跡又は線１００上にあってよく、軌跡上の任意の点は等式（２）に従う、と理解されるであろう。線１００は、単一原因の不整脈の起点が存在し得るかを予測する曲線であり、またライン１００などの線は、本明細書では予測線とも称される。
【００４７】
点Ｃ、Ｄに関して、点Ｒは、等式（３）が有効である場合、単一原因の不整脈の起点とすることができる。
【００４８】
【数３】
2020081890.tif 000005
式中、ＤＲは、点Ｄと点Ｒとの間における心室の表面上の距離であり、
ＣＲは、点Ｃと点Ｒとの間における心室の表面上の距離であり、また
Δｔ（ＣＤ）は、点ＤとＣとの間のＥＣＧ信号間のＬＡＴ値の差である。
【００４９】
点Ｃ、Ｄに関するＬＡＴ導出距離は、積ｖΔｔ（ＣＤ）である。
【００５０】
等式（２）に関して、等式（３）は、軌跡又は線１０２を発生させ、また点Ｒは、軌跡上の任意の点であってよい。線１０２はまた、単一原因の不整脈の起点のポジションについての予測線である。
【００５１】
軌跡１００及び１０２は領域１０４で交差し、また領域１０４は両方の軌跡上にあるため、領域１０４は、点８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ及び８０Ｄにて取得されたＥＣＧ信号を発生させる単一原因の不整脈の予測される起点に対応する。
【００５２】
図５は、本発明の一実施形態による、システム２０を使用して単一原因の不整脈の起点の位置を判定する際に、プロセッサ４０及び操作者２２により実行される工程の、フローチャートである。
【００５３】
初期工程１５０では、操作者２２は、プローブ３２を患者の心臓３４の心室内へと挿入する。プローブ３２は、典型的には、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ−Ｗｅｂｓｔｅｒにより製造されるＰｅｎｔａｒａｙプローブなどの電極５０を有する多電極プローブである。操作者はまた、心臓３４内の想定される伝導速度、及び結果を評価する際に使用される誤差許容範囲などのパラメータの値を設定してよく、起点位置に関するその計算を実行する際に、プロセッサにより使用され得る。
【００５４】
一実施形態では、心室内の伝導速度ｖは、１．０ｍｍ／ｍｓに設定され、また起点位置を決定する際の許容可能な誤差Ｅは１ｍｍに設定される。これらの図の両方はいずれも一例であり、また操作者２２は、伝導速度及び許容可能な誤差に関するその他の値を使用してもよい、と理解されるであろう。
【００５５】
あるいは、伝導速度は、以下の工程１５４及び１５６が実施された後に計算されてもよい。この場合、不整脈に起因する伝導波の波面は、工程１５６で見られる点の位置及びＬＡＴ値からマッピングされる。伝導速度は、伝導波の想定波面ベクトルに平行である点を接合する、それぞれの線分を有するように選択された点の対から計算されてよい。
【００５６】
データ取得工程１５４では、ＥＣＧ信号データ及びポジション信号は、プローブの電極５０のそれぞれから取得される。
【００５７】
分析工程１５６では、プロセッサ４０は、ポジション信号を使用して、点８０の位置を最初に特定し、また次に、心室の表面の３Ｄ三角形網目を構築する。網目は、図２を参照して上述したように、端部と点を接合することにより構築され、これにより、三角形頂点８０及び三角形辺８４を伴う網目を形成する。網目及び／又は網目により発生した表面は、ディスプレイ４８における操作者２２に提示されてよい。
【００５８】
プロセッサはまた、ＥＣＧ信号を分析して、図３を参照して上述したように、電極５０により接触した心室表面上の各点８０に関するＬＡＴ値を見出す。
【００５９】
対の選択工程１６０では、心室の表面上の位置対、即ち、プロセッサが工程１５６にて識別する２つの位置が選択される。位置は、本明細書ではＸ１、Ｘ２と称される。以下の説明では、選択は、工程１５６にて操作者に提示されたマップを典型的に使用して、操作者２２により実行される、と想定される。
【００６０】
一度対が選択されると、プロセッサは、対のＥＣＧ信号のそれぞれについてＬＡＴ値を決定し、また次に、ＬＡＴ値Δｔの差を見出す。プロセッサは次に、等式（１）を使用して、工程１５０にて設定された伝導速度ｖ値を用いて、単一の起点から選択された位置対までの経路長差、ＬＡＴ導出距離、ΔＰを決定する。
【００６１】
複数の位置発生工程１６４では、プロセッサは、等式（４）を満たすＳの位置を見出すことにより、本明細書ではラベルＳに割り当てられた、単一原因の不整脈の起点に関する可能性のある位置を見出すが、
【００６２】
【数４】
2020081890.tif 000006
式中、ＳＸ２は、点Ｓと点Ｘ２との間における心室の表面上の距離であり、また
ＳＸ１は、点Ｓと点Ｘ１との間における心室の表面上の距離である。
【００６３】
点Ｘ１、Ｘ２に関するＬＡＴ導出距離は、積ｖΔｔである。
【００６４】
（等式（４）は、等式（２）及び（３）と同じ形態を有し、点識別子のみが変更されている。）
【００６５】
等式（４）が満たされているかどうかを確認するために、プロセッサ４０は、以下のように、ＳＸ１及びＳＸ２の値を別々に計算する。
点Ｘ１に関して、プロセッサは、辺８４に沿って、工程１５６にて取得された頂点８０のそれぞれまでの最短距離を見出す。プロセッサはまた、辺８４に沿った、Ｘ２からこれらの頂点のそれぞれまでの最短距離を見出す。一実施形態では、プロセッサは、最短距離を見出すためにＤｉｊｋｓｔｒａのアルゴリズムを使用する。
【００６６】
頂点８０のそれぞれについて、プロセッサは、Δ最短距離における差を見出す。
【００６７】
頂点８０のそれぞれについて、比較工程１６８において、プロセッサは、差がΔ工程１６０にて見出された経路長差の値ΔＰに近いかどうかを確認する。即ち、プロセッサは、式（５）が正しいかどうかを確認する。
【００６８】
【数５】
2020081890.tif 000007
式中、Ｅは、初期工程１５６にて設定された誤差許容範囲である。
【００６９】
比較１６８が負に帰する場合、確認されている頂点８０は、不整脈の可能な起点であるとは見なされない。この場合、制御は比較工程１７２に進み、プロセッサは、全ての頂点が工程１６０ｄにて選択された位置に関して確認されたかどうかを確認する。
【００７０】
比較工程１６８が正に帰する場合、確認されている頂点８０は、不整脈の可能な起点である。この場合、プロセッサ４０は、頂点マーク工程１７６にて、操作者に提示されたマップ上の頂点をマークしてよく、制御は比較工程１７２に進む。
【００７１】
上述のように、比較工程１７２にて、プロセッサは、全ての頂点が工程１６０にて選択された位置に関して確認されたかどうかを確認する。比較が負に帰する場合、即ち、全ての頂点が確認されていない場合、制御は工程１６４に戻る。
【００７２】
比較工程１７２が正に帰する場合、プロセッサは、更なる比較工程１８０に進み、プロセッサは、工程１６０にて選択された２つ以上の位置対が、工程１６４、１６８、１７６、及び１７２の繰り返しにおいて選択されかつ分析されたかどうかを確認する。
【００７３】
複数の位置対が選択されていない（比較１８０が負に帰する）場合、即ち、工程１６０において１つの位置対のみが選択された場合、次に、プロセッサは、選択された位置対工程１８４において、工程１５６にて見られる位置から別の位置対を選択する。次に、制御は工程１６０に戻り、新たな位置対が分析される。
【００７４】
典型的には、各対の位置は異なるように選択され、これにより、２対では４つの異なる位置が存在する。しかし、いくつかの実施形態では、任意の２つの対は、１つの共通する位置を有してもよく、これにより、これらの場合には、３つの異なる位置が存在する。
【００７５】
比較１８０が正に帰する場合、次に、２つ以上の位置対が選択され、かつ分析された。各対の頂点については、工程１７６において、不整脈起点に関する可能な点の軌跡としてマークされており、またこれにより、マップ上にマークされた２つ以上の軌跡が存在する。上述のように、複数の軌跡の交点は、不整脈の予測される起点に対応し、これにより、比較１８０が正に帰する場合に、最終工程１８８において、プロセッサ４０は、マップ上の予測される不整脈起点として軌跡交差をマークしてよい。
【００７６】
比較工程１８０では、プロセッサは、一度所定の数の位置対が確認されると、工程１６０に戻ることを停止してよく、また操作者２２により数字が設定されてよい。一実施形態では、所定の数の対は、２０個の位置から１０個である。あるいは、複数の対が確認されたかどうかをプロセッサが確認するのではなく、むしろ、操作者は、一度２つ以上の位置対が確認されると、工程１６０に戻ることを停止してよく、またプロセッサが交差をマークするように、最終工程１８８を導いてよい。
【００７７】
上記の説明は、プロセッサが、工程１６０において選択された各位置から辺１８４に沿った三角形頂点までの距離を測定する、と仮定した。この距離は、プロセッサが三角形頂点に最短距離を見出すことができるように、測定される。
【００７８】
図６は、本発明の一実施形態による、位置対までの距離を測定するための代替的な方法を示す。三角形頂点まで測定するのではなく、むしろプロセッサは、選択された位置から、端部８４に沿って、工程１５６において発生した網目の所与の三角形におけるサンプル点Ｐまでの距離を測定してよい。図２を参照して上述したように、プロセッサ４０は、典型的には、等間隔のサンプル点を伴う三角形網目の三角形をカバーする。図６は、三角形網目の三角形２００、及び三角形内のサンプル点２０４を示す。サンプル点の一例にはラベルＰが割り当てられている。従って、図６では、点Ａが、工程１６０において、選択された位置対のうちの１つである場合、プロセッサは、最初に、トライアングル２００に連結した三角形の端部８４（図示せず）に沿って、Ａから三角形２００の頂点Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３までの距離を計算する。次に、プロセッサは、長さＶ１Ｐ、Ｖ２Ｐ、及びＶ３Ｐを合計して、Ａから点Ｐまでの可能な距離を見出す。プロセッサは、選択された対のその他の位置と同様の、点Ｂの計算を行う。
【００７９】
図５のフローチャートの説明は、変更すべき点を変更して、図６に関連して説明される、位置対までの距離を測定するための代替的な方法を使用するように修正適合されてよく、また従って、不整脈の予測される起点に対応する、１つ以上のサンプル点を見出すことができる。
【００８０】
本発明者らは、アブレーションの成功を受けた患者からのデータを使用して、本発明の実施形態を試験した。以下で、試験の結果を要約する。
【００８１】
図７は、本発明の一実施形態による、不整脈の起点がどのように決定され得るかを概念的観点から示す概略図である。図は、図４の位置Ａ、Ｂなどの選択された位置対が、本明細書でｘｙ平面と想定される平面表面上に描かれている、と仮定している。図は、点Ａ、Ｂが距離ｚだけ離れており、かつ平面内の点Ｃが不整脈の可能な起点であることを更に想定している。
【００８２】
図４を参照して上述したシステムに関して、ｔと想定される図における位置Ａ、Ｂ間に、局所興奮到達時間差が存在する。従って、再び図４のシステムに関しては、ＣＶ・ｔのＣＡとＣＢとの間の経路差が存在し、ＣＶは、不整脈からの波の伝導速度であり、以下の等式が所与される。
【００８３】
【数６】
2020081890.tif 000008
【００８４】
等式（６）は、上記等式（２）、（３）及び（４）に対応する、と理解されよう。
【００８５】
図に示すように、ＣがＡＢより上の垂直距離ｙであり、かつＢからの水平距離ｘである場合、次に、ＣＡ及びＣＢの両方は、ｘ、ｙ、及びｚの観点から式に表すことができる。この式は図に提示され、かつ等式（６）に代入されて、以下を所与する。
【００８６】
【数７】
2020081890.tif 000009
【００８７】
ＣＶ、ｔ及びｚが周知であると仮定すると、等式（７）は、Ｃに関する可能な値（ｘ、ｙ）について解くことができ、値（ｘ、ｙ）は、不整脈の起点の平面における可能なポジションの予測曲線を発生させる。
【００８８】
平面内の別の位置対が選択される場合、次に、他方の対は、平面内の不整脈の起点の可能なポジションの第２の予測曲線を発生させ、また２つの線の交点は、平面内の不整脈の起点に関する予測ポジションに対応する。
【００８９】
図８は、本発明の一実施形態による、発明者らにより得られた結果を示す概略図である。２つの位置対に関する予測曲線を、心室性期外収縮（ＰＶＣ）が発生した３Ｄ電気解剖学的マップ上にプロットした。１つの予測曲線は、暗い灰色の点の集合を含み、第２の予測曲線は、明るい灰色の点の集合を含む。（実際のマップは色があり、また曲線は異なる色であった。）
【００９０】
２つの曲線の交点は、不整脈の予測される起点に対応する白色の楕円により、図にマークされる。アブレーションが成功裏に実施された領域に対応する真の起点が図に示され、かつこれは予測される起点に非常に近い。
【００９１】
図９は、本発明の一実施形態による、発明者らにより得られた結果の図表である。焦点波面のアブレーションが成功した患者は、従来のマッピング及び焦点アブレーション損傷を伴うアブレーションの成功が確認された際に、遡及的に登録された。各患者において、２つ以上の対の予測曲線が発生した。各予測曲線について、マッピングされた波面ベクトルに平行な点の対を使用して、各患者において伝導速度が評価された。
【００９２】
主要な結果は、各予測曲線の対に関して、予測された起点と真の起点との間の距離であった。
【００９３】
本発明者らは、２８の症例について、予測曲線を作成した。図に示すように、２８の交差に関する全体的な結果では、不整脈により発生した波面の予測された起点と真の起点との間の距離が６．４±７．８ｍｍとして得られた。図はまた、異なる種類の不整脈に関する予測された起点と真の起点との間の距離のブレークダウンを与えている。
【００９４】
図「ＯＲＴ」は、順方向性回帰頻拍であり、「ＰＶＩ」は、肺静脈隔離であり、「ＡＴ」は心房性頻脈であり、また「ＰＶＣ／ＶＴ」は、心室性期外収縮／心室性頻脈症である。
【００９５】
一変量分析を使用すると、精度は、起点の心室、伝導速度、伝導速度測定値の標準偏差、点対間の距離、及びリズムの周期長に関連することが見出されたが、点対の波面起点までの平均距離、又は点対間の興奮到達タイミングには関連しないことが見出された。多変量分析を使用すると、起点の心室のみが有意であった。
【００９６】
上記実施形態は実施例として挙げたものであり、本発明は、本明細書で上述のとおり具体的に示し説明したものに限定されない、という点が理解されよう。むしろ、本発明の範囲は、本明細書で上述のとおり種々の特徴の組み合わせ及び部分的組み合わせの両方、並びに前述の説明を一読すると当業者が想起すると思われる、先行技術に開示されていないそれらの変形形態及び改変を含む。
【００９７】
〔実施の態様〕
（１）  医療装置であって、
ヒト被験者の心臓の心室に挿入されるように構成されたプローブであって、前記プローブの遠位端部の位置座標を示す位置信号を発生させるように構成され、かつ前記遠位端部にて電極を備え、当該電極が、前記心室の表面上のポジションから、前記表面を横断する伝導波に応答してそれぞれの電気信号を取得するように構成された、プローブと、
ディスプレイと、
プロセッサであって、
前記位置信号を処理して、前記表面の３次元（３Ｄ）表示を発生させ、かつ前記ディスプレイ上に提示し、
前記表面上の前記ポジションにおける前記それぞれの電気信号から、それぞれの局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を導出し、
前記表面上の前記ポジションの第１の対における前記それぞれのＬＡＴ間の第１の時間差、及び前記表面上の前記ポジションの第２の対における前記それぞれのＬＡＴ間の第２の時間差を計算し、
前記第１の時間差及び前記第２の時間差と前記伝導波の伝導速度とのそれぞれの積として、第１及び第２のＬＡＴ導出距離を計算し、
前記表面上の位置における不整脈の起点を、前記位置から前記ポジションの前記第１の対までの前記表面にわたる距離における第１の差が、前記第１のＬＡＴ導出距離に等しく、また前記位置から前記ポジションの前記第２の対までの前記表面にわたる距離における第２の差が、前記第２のＬＡＴ導出距離に等しいように、特定し、かつ
前記ディスプレイ上の前記表面の前記表示上に、前記特定された起点をマークするように構成された、プロセッサと、を備える、医療装置。
（２）  前記ポジションの前記第１の対及び前記ポジションの前記第２の対が、１つの共通するポジションを含む、実施態様１に記載の装置。
（３）  前記プロセッサが、前記位置座標から網目を発生させるように構成され、かつ前記表面にわたる前記距離が、前記網目の端部に沿って測定された最短距離を含む、実施態様１に記載の装置。
（４）  前記網目が三角形の網目を含む、実施態様３に記載の装置。
（５）  第１の位置から前記ポジションの前記第１の対までの前記表面にわたる距離における前記第１の差が、前記第１のＬＡＴ導出距離と等しい、前記第１の位置の第１の軌跡、及び第２の位置から前記ポジションの前記第２の対までの前記表面にわたる距離における前記第２の差が、前記第２のＬＡＴ導出距離と等しい、前記第２の位置における第２の軌跡を、前記表示上でマークするように構成されている前記プロセッサを含む、実施態様１に記載の装置。
【００９８】
（６）  前記特定された起点が、前記第１の軌跡と前記第２の軌跡との交点にある、実施態様５に記載の装置。
（７）  前記不整脈が、単一原因の不整脈を含む、実施態様１に記載の装置。
（８）  前記表面上の選択された一対の点に応答して前記伝導速度を計算するように構成された前記プロセッサを含み、前記点が、波面ベクトルに平行な線分により接続され、かつそれぞれのＬＡＴ及びポジションを有する、実施態様１に記載の装置。
（９）  距離における前記第１の差が、事前設定された誤差許容範囲内で前記第１のＬＡＴ導出距離に等しく、また距離における前記第２の差が、前記事前設定された誤差許容範囲内で前記第２のＬＡＴ導出距離に等しい、実施態様１に記載の装置。
（１０）  前記事前設定された誤差許容範囲が１ｍｍである、実施態様９に記載の装置。
【００９９】
（１１）  前記装置の操作者が、前記ポジションの第１の対及び前記ポジションの第２の対を選択する、実施態様１に記載の装置。
（１２）  ヒト被験者の心臓の心室内へとプローブを挿入することと、
前記プローブの遠位端部の位置座標を示す位置信号を発生させることと、
前記表面を横断する伝導波に応答して、前記心室の表面上のポジションからそれぞれの電気信号を取得することと、
前記位置信号を処理して、前記表面の３次元（３Ｄ）表示を発生させ、かつディスプレイ上に提示することと、
前記表面上の前記ポジションにおける前記それぞれの電気信号から、それぞれの局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を導出することと、
前記表面上の前記ポジションの第１の対における前記それぞれのＬＡＴ間の第１の時間差、及び前記表面上の前記ポジションの第２の対における前記それぞれのＬＡＴ間の第２の時間差を計算することと、
前記第１の時間差及び前記第２の時間差と前記伝導波の伝導速度とのそれぞれの積として、第１及び第２のＬＡＴ導出距離を計算することと、
前記表面上の位置における不整脈の起点を、前記位置から前記ポジションの前記第１の対までの前記表面にわたる距離における第１の差が、前記第１のＬＡＴ導出距離に等しく、また前記位置から前記ポジションの前記第２の対までの前記表面にわたる距離における第２の差が、前記第２のＬＡＴ導出距離に等しいように、特定することと、
前記ディスプレイ上の前記表面の前記表示上に、前記特定された起点をマークすることと、を含む、方法。
（１３）  前記ポジションの前記第１の対及び前記ポジションの前記第２の対が、１つの共通するポジションを含む、実施態様１２に記載の方法。
（１４）  前記位置座標から網目を発生させることを含み、かつ前記表面にわたる前記距離が、前記網目の端部に沿って測定された最短距離を含む、実施態様１２に記載の方法。
（１５）  前記網目が三角形の網目を含む、実施態様１４に記載の方法。
【０１００】
（１６）  第１の位置から前記ポジションの前記第１の対までの前記表面にわたる距離における前記第１の差が、前記第１のＬＡＴ導出距離に等しい、前記第１の位置における第１の軌跡、及び第２の位置から前記ポジションの前記第２の対までの前記表面にわたる距離における前記第２の差が、前記第２のＬＡＴ導出距離に等しい、前記第２の位置における第２の軌跡を、前記表示上にマークすることを含む、実施態様１２に記載の方法。
（１７）  前記特定された起点が、前記第１の軌跡と前記第２の軌跡との交点にある、実施態様１６に記載の方法。
（１８）  前記不整脈が、単一原因の不整脈を含む、実施態様１２に記載の方法。
（１９）  前記表面上の選択された一対の点に応答して前記伝導速度を計算することを含み、前記点が、波面ベクトルに平行な線分により接続され、かつそれぞれのＬＡＴ及びポジションを有する、実施態様１２に記載の方法。
（２０）  距離における前記第１の差が、事前設定された誤差許容範囲内で前記第１のＬＡＴ導出距離に等しく、また距離における前記第２の差が、前記事前設定された誤差許容範囲内で前記第２のＬＡＴ導出距離に等しい、実施態様１２に記載の方法。
【０１０１】
（２１）  前記事前設定された誤差許容範囲が１ｍｍである、実施態様２０に記載の方法。
【図１】
2020081890.tif 000010
【図２】
2020081890.tif 000011
【図３】
2020081890.tif 000012
【図４】
2020081890.tif 000013
【図５】
2020081890.tif 000014
【図６】
2020081890.tif 000015
【図７】
2020081890.tif 000016
【図８】
2020081890.tif 000017
【図９】
2020081890.tif 000018
【外国語明細書】
2020081890000001.pdf