(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓を画像化する画像化装置であって、
心臓のいろいろな場所における心臓の性状型を与える性状型提供ユニットと、
与えられた前記性状型のうちの第１の性状型を有する心臓の第１部位を決定する第１部位決定ユニットと、
与えられた前記性状型のうちの第２の性状型を有し、前記第１部位と因果関係がある心臓の第２部位を決定する第２部位決定ユニットであって、前記第２部位決定ユニットが、心臓の与えられた前記性状型の中で前記第１の性状型と因果関係がある性状型を決定する因果関係決定ユニットを有し、この決定される性状型は前記第２の性状型であり、前記第２部位決定ユニットが、決定される前記第２の性状型が位置する部位として前記第２部位を決定する前記第２部位決定ユニットと、
前記第１部位及び前記第２部位を表示する表示ユニットと
を有する、当該画像化装置。
【請求項２】
前記性状型提供ユニットが、心臓の解剖学的な性状型及び電気的な性状型の少なくとも一方を与える、請求項1記載の画像化装置。
【請求項３】
前記性状型提供ユニットが、心臓の性状型として、コンプレックス細分化心房電位図、神経節叢、リエントリー回路、瘢痕組織、ロータ、肺静脈口、伝導遅延及び線維化の少なくとも１つを与える、請求項1記載の画像化装置。
【請求項４】
前記因果関係決定ユニットが、因果関係についての性状型のグループを記憶する記憶ユニットを有し、因果関係についての性状型のグループの性状型は因果関係を有し、前記因果関係決定ユニットは、前記与えられた性状型の中の前記第１の性状型と前記第２の性状型とが同じ因果関係についての性状型のグループに属する場合に、前記第１の性状型と前記第２の性状型とは因果的に関連していることを決定する、請求項１記載の画像化装置。
【請求項５】
以下の因果関係についての性状型のグループ、すなわち、
・コンプレックス細分化心房電位図及び神経節叢
・リエントリー回路及び瘢痕組織
・ロータ及び肺静脈口
・異所性始点及び肺静脈口
・伝導遅延及び線維化
・伝導遅延及び虚血
の少なくとも１つが前記記憶ユニットに記憶された、請求項４記載の画像化装置。
【請求項６】
前記第１部位と前記第２部位との因果関係のレベルを決定する因果関係レベル決定ユニットを更に有する、請求項１記載の画像化装置。
【請求項７】
前記因果関係レベル決定ユニットが、前記第１部位と前記第２部位との距離に基づいて前記因果関係のレベルを決定する、請求項６記載の画像化装置。
【請求項８】
前記因果関係レベル決定ユニットが、前記第１部位及び前記第２部位の一方の周辺の所定の領域内における前記第１部位及び前記第２部位の他方の密度に基づいて前記因果関係のレベルを決定する、請求項６記載の画像化装置。
【請求項９】
前記因果関係レベル決定ユニットが、前記第１部位及び前記第２部位の少なくとも一方の場所に基づいて前記因果関係のレベルを決定する、請求項６記載の画像化装置。
【請求項１０】
前記表示ユニットが、決定された前記因果関係のレベルに基づいて前記第１部位及び／又は前記第２部位を表示する、請求項６記載の画像化装置。
【請求項１１】
心臓にエネルギーを印加するエネルギー印加装置であって、心臓にエネルギーを印加するエネルギー印加ユニットと、請求項１記載の画像化装置とを有する、当該エネルギー印加装置。
【請求項１２】
心臓を画像化する画像化コンピュータプログラムであって、請求項１記載の画像化装置を制御するコンピュータ上で実行する際に、請求項1記載の画像化装置に、
心臓のいろいろな場所における心臓の性状型を与えるステップと、
与えられた前記性状型のうちの第１の性状型を有する心臓の第１部位を決定するステップと、
前記第１の性状型と因果関係がある第２の性状型を決定するステップと、
前記第２の性状型を有し、前記第１部位と因果関係がある心臓の第２部位を決定するステップと、
前記第１部位及び前記第２部位を表示するステップとを実行させるプログラムコード手段を有する、当該画像化コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心臓を画像化する画像化装置、画像化方法及び画像化コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
T.  Dickfeld等のJournal  of  the  American  College  of  Cardiology  Foundation,  Cardiovascular  Imaging,  1:73-82,  2008における記事「integration  of  Three-Dimensional  Scar  Maps  for  Ventricular  Tachycardia  Ablation  With  Positron  Emission  Tomography-Computed  Tomography」には、心臓の瘢痕組織の部位を決定し、心臓の電気解剖学的マップ（electroanatomical  map）を用いてこれらの部位を共に表示する（co-display）システムが説明されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記システムは、例えば、電気生理学者が例えば最適なアブレーションの場所を決定するために知的に解析及び解釈する途方もない量の電気解剖学的データが与えられるという欠点を有している。この知的処理は、時間がかかり、困難であることが多く、特に最適なアブレーションの場所に関して不正確な又は準最適な結論を招いてしまう場合がある。
【０００４】
本発明の目的は、異常な挙動を有する心臓の領域についての結論がより正確及びより最適になされるように心臓の画像化が改善される、心臓を画像化する画像化装置、画像化方法及び画像化コンピュータシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一観点では、心臓を画像化する画像化装置が与えられ、この画像化装置は、
・心臓のいろいろな場所における上記心臓の性状型を与える性状型提供ユニット
・与えられた上記性状型のうちの第１の性状型を有する上記心臓の第１部位を決定する第１部位決定ユニット
・与えられた上記性状型のうちの第２の性状型を有し、上記第１部位と因果関係がある上記心臓の第２部位を決定する第２部位決定ユニット、及び
・上記第１部位及び上記第２部位を表示する表示ユニット
を有している。
【０００６】
互いに因果的に関連している第１部位及び第２部位が表示されるので、電気生理学者又は放射線専門医のようなユーザは、第１部位及び第２部位の場所についての情報だけではなく、第１部位と第２部位とが因果的に関連している情報も得る。この更なる情報は、アブレーション部位と見なされる異常な挙動を示す心臓の領域を見つける際にユーザを支援する。従って、心臓のある領域の異常な挙動についての結論は、より正確及びより最適に出される。
【０００７】
上記第１部位及び第２部位は、好ましくは、それらの少なくとも一方の性状型が他方の性状型を引き起こす又は促進する場合に因果的に関連している。「因果関係」という用語は、第１部位の第１の性状型と第２部位の第２の性状型との病態生理学的関係に関連することが更に好ましい。特に、上記第１部位及び第２部位の一方が、（神経節叢（ganglionated  plexus）のような）健康な人間の心臓において見出される又は（心筋梗塞の領域のような）病気によって引き起こされる解剖学的な特徴とも見なされ得る解剖学的な性状型を有し、上記第１部位及び第２部位の他方が、解剖学的な性状型により引き起こされる又は促進される電気的挙動とも見なされ得る電気的な性状型（例えば、電気的トリガ若しくは心不整脈の基質である細分化電位図又は異所性始点）を有する場合に、上記第１部位及び第２部位は因果的に関連している。
【０００８】
上記第１の性状及び／又は第２の性状は、好ましくは、心臓の機能に関係のある性状型である。上記第１部位及び第２部位は、それぞれ、上記第１の性状型及び第２の性状型を持つ心臓の組織を有していることが更に好ましい。性状型は性状の種類（class）とも見なされ、心臓のある場所における１つ又は幾つかの性状が所定の分類の基準に従って分類され、この場所における１つ又は幾つかの性状の分類はこの場所における上記性状型である。
【０００９】
好ましい形態では、上記第１部位決定ユニットは、ユーザが心臓の与えられた性状型のうちの第１の性状型を選択することを可能にする選択ユニットを有しており、第１部位決定ユニットは、選択された第１の性状型を有する心臓の第１部位を決定する。
【００１０】
上記画像化装置が、心臓のモデルを与える心臓モデル提供ユニットを有することも好ましく、その場合、上記表示ユニットは、与えられた心臓のモデル上に第１部位及び第２部位を表示する。
【００１１】
本発明は、１つの第１部位及び１つの第２部位のみに限定されるものではないことに注意されたい。上記第１部位決定ユニットは幾つかの第１部位を決定することもでき、上記第２部位決定ユニットは幾つかの第２部位を決定することもできる。更に、上記画像化装置は、第３の性状型を有する第３の部位を決定する第３部位決定ユニット、第４の性状型を有する第４の部位を決定する第４部位決定ユニット等も有し得る。
【００１２】
好ましくは、上記表示ユニットは、因果的に関連する心臓の部位のみを表示する。
【００１３】
上記性状型提供ユニットは、好ましくは、心臓の表面のいろいろな場所における電気記録図を示す電気解剖学的マップを与える電気記録図提供ユニットを有している。更に、上記性状型提供ユニットは、磁気共鳴画像、Ｘ線コンピュータ断層画像、放射線画像又は３次元心房血管造影（atrioangiography）画像のような心臓の画像を与える心臓画像提供ユニットを有し得る。
【００１４】
上記電気記録図提供ユニットは、電気解剖学的マップが記憶された電気記録図記憶ユニット、又は心臓の表面のいろいろな場所において電気記録図を測定記録する電気記録図測定ユニットであり得る。上記電気記録図測定ユニットは、心臓の組織を局所的に刺激するコンタクト電極をカテーテル先端部に有しており、刺激後又は刺激中に電気記録図が測定記録される。
【００１５】
上記心臓画像提供ユニットは、心臓の画像が記憶される心臓画像記憶ユニット又は心臓の画像を生成する心臓画像生成ユニットであり得る。上記心臓画像生成ユニットは、好ましくは、心臓を画像化する磁気共鳴画像、Ｘ線コンピュータ断層画像、放射線画像又は３次元心房血管造影モダリティのような画像モダリティである。
【００１６】
上記性状型提供ユニットは、心臓の解剖学的な性状型及び電気的な性状型の少なくとも一方を与えることが更に好ましい。好ましい形態では、上記性状型提供ユニットは、心臓の性状型として、コンプレックス細分化心房電位図（complex  fractionated  atrial  electrogram）、神経節叢、リエントリー回路、瘢痕組織、ロータ（rotor）、肺静脈口、伝導遅延（slow  conduction）及び線維化のうちの少なくとも１つを与える。上記性状型提供ユニットは、また、心臓の性状型として、異所性始点又は僧帽弁輪も与える。これらの性状型は、心臓の電気解剖学的マップ及び／又は画像から容易に決定され、これらの性状型は、例えば、除去されなければならない心臓の部位に電気生理学者を導く診断価値がある。
【００１７】
一実施の形態では、上記性状型提供ユニットは、上記電気記録図提供ユニットにより与えられる電気解剖学的マップ及び／又は上記心臓画像生成ユニットにより与えられる心臓の画像に基づいて、心臓のいろいろな場所における心臓の性状型を決定する性状型決定ユニットを有している。この性状型決定ユニットは、好ましくは、心臓の電気解剖学的マップ及び／又は画像を用いることにより、性状型としてコンプレックス細分化心房電位図、異所性始点、ロータ、高周波電気記録図、リエントリー回路又は伝導遅延を決定するとともに、心臓におけるそれらの対応する場所を決定する。更に又は代替として、上記性状型決定ユニットは、心臓画像提供ユニットにより与えられる心臓の画像、特に、磁気共鳴画像又はＸ線コンピュータ断層画像を用いることにより、及び／又は、電気記録図提供ユニットにより与えられる電気解剖学的マップを用いることにより、性状型として神経節叢及び／又は瘢痕組織、肺静脈口及び僧帽弁輪を決定するとともに、心臓におけるそれらの対応する場所を決定する。上記性状型決定ユニットは、局所的な刺激を追跡する電気記録図の変化を測定することにより、神経節叢及び／又は瘢痕組織及び／又はリエントリー回路を決定することもできる。
【００１８】
心臓の電気解剖学的マップ及び／又は画像に基づく上述した性状型の決定は、当業者に既知である。幾つかの性状型に関して、この決定が以下に例示的に説明される。
【００１９】
上記性状型の神経節叢を決定するために、好ましくは、複数の場所において数秒間高周波の局所的な刺激（例えば、持続時間２ｍＳの０．１Ｖ、５Ｈｚ矩形波）を連続的に与え、迷走神経の応答（すなわち、Ｒ−Ｒ間隔の延長）に関して電気記録図を観察することにより、神経節叢の境界内の領域が特定される。この刺激プロセスは、神経節叢の境界が完全にマッピングされるまで繰り返される。この神経節叢の決定は、Lemery等のHeart  Rhythm,  2006.  3(10):  p.1237-1239における記事「How  to  perform  ablation  of  the  parasympathetic  ganglia  of  the  left  atrium」により詳細に説明されており、この記事は参照することによって本明細書に組み込まれたものとする。
【００２０】
上記性状型の瘢痕組織は、好ましくは、心内膜の閾値下の刺激により決定される。結果として得られる局所的な電気記録図は、ペーシング電極から数ミリメートル測定される。瘢痕領域は、（好ましくは１．５ｍＶよりも小さい）低電圧の多重（multiphasic）電気記録図により特徴付けられる。性状型の瘢痕組織のこの決定のより詳細な説明は、Soejima,K.等のCirculation,  2002.106(13):p.1678-83における記事「Electrically  unexcitable  scar  mapping  based  on  pacing  threshold  for  identification  of  the  reentry  circuit  isthmus;  feasibility  for  guiding  ventricular  tachycardia  ablation」により詳細に述べられており、この記事は参照することによって本明細書に組み込まれたものとする。
【００２１】
上記性状型のリエントリー回路、特にリエントリー回路の経路を決定するために、瘢痕組織内又は瘢痕組織近傍の場所において心室頻拍に似た症状を呈する閾値を越えるペーシング（ペースマッピング）が行われる。この技術は、リエントリー回路内のペーシングは、臨床的な心室頻拍の表面心電図の形態と同一の表面心電図の形態をもたらすという原理に基づいている。リエントリー回路の経路の決定のより詳細な説明は、Dixit,S.及びD.J.CallansのCard  Electrophysiol  Rev,  2002.6(4):p.436-41における記事「Mapping  for  ventricular  tachycardia」により詳細に述べられており、この記事は参照することによって本明細書に組み込まれたものとする。
【００２２】
エントレインメントマッピングは、アブレーションのための最適な部位へのカテーテルの誘導の代表的な存在である。エントレインメントマッピングは、リエントリー回路の部位が突き止められた後に行われ、アブレーションのための最適な部位を特定するために用いられる。心室頻拍のサイクル長をポストペーシング間隔（ペーシング部位に対する刺激を一定にすることと刺激の回復との期間）と比較することにより、アブレーションカテーテル先端部の電流の位置がリエントリー回路内に存在するかどうかを確かめる。それらが等しい場合には、アブレーションカテーテル先端部の位置がリエントリー回路内に存在する。このエントレインメントマッピングは、Stevenson,W.G.のCurr  Opin  Cardiol,  2005.20(1):p.42-7における「Catheter  ablation  of  monomorphic  ventricular  tachycardia」により詳細に述べられており、これは参照することによって本明細書に組み込まれたものとする。
【００２３】
更なる実施の形態では、上記性状型提供ユニットは、心臓の性状型及びそれらの場所が既に記憶されている記憶ユニットである。上記性状型提供ユニットは、心臓のどの場所にどの性状型が存在するかを示すデータを受信し、受信したデータを上記第１部位決定ユニット及び第２部位決定ユニットに与えるデータ受信ユニットでもあり得る。
【００２４】
上記第２部位決定ユニットは、与えられた心臓の性状型の中で第１の性状型と因果関係がある性状型を決定する因果関係決定ユニットを有し、この決定される性状型は上記第２の性状型であり、第２部位決定ユニットは、上記決定される第２の性状型が位置する部位としての第２部位を決定することが更に好ましい。上記因果関係決定ユニットは、因果関係についての性状型のグループを記憶する記憶ユニットを有し、因果関係についての性状型のグループの性状型は因果関係を有し、因果関係決定ユニットは、与えられた性状型の中の第１の性状型と他の性状型とが同じ因果関係についての性状型のグループに属している場合に、これらは因果的に関連していることを決定することも好ましい。上記同じ因果関係についての性状型のグループに属する他の性状型は、好ましくは上記第２の性状型である。これは、記憶ユニット内で２つの性状型が同じ因果関係についての性状型のグループに属しているかどうかを調べることにより、因果的に関連する性状型を素早く正確に決定することを可能にする。更に、性状型の間の他の因果関係は、新しい因果関係についての性状型のグループを記憶ユニットに加えることにより、画像化装置に取り入れられる。
【００２５】
好ましい形態では、以下の因果関係についての性状型のグループの少なくとも１つが記憶ユニットに記憶されている。すなわち、
・コンプレックス細分化心房電位図及び神経節叢
・リエントリー回路及び瘢痕組織
・ロータ及び肺静脈口
・異所性始点及び肺静脈口
・伝導遅延及び線維化
・伝導遅延及び虚血
のうちの少なくとも１つが記憶されている。
【００２６】
これらの因果関係についての性状型のグループは、因果関係を有しており、対応する第１の性状型及び対応する第２の性状型がこれらの因果関係についての性状型のグループの一方に属する第１及び第２部位を表示することは、電気生理学者を除去されなければならない心臓の部位に導く。
【００２７】
上記画像化装置は、第１部位と第２部位との因果関係のレベルを決定する因果関係レベル決定ユニットを更に有していることが更に好ましい。この因果関係のレベルは、心臓のある領域の異常な挙動に関してユーザに更なる指摘を与える。特に、因果関係のレベルが高いほど、上記第１部位及び第２部位の少なくとも一方は、除去されなければならない部位である可能性が高い。
【００２８】
一形態では、上記因果関係レベル決定ユニットは、幾つかの第１部位のそれぞれと、ただ１つの第２部位である又は幾つかの第２部位から選択された第２部位である第２部位との因果関係のレベルを決定する。また、上記因果関係レベル決定ユニットは、幾つかの第２部位のそれぞれと、ただ１つの第１部位である又は幾つかの第１部位から選択された第１部位である第１部位との因果関係のレベルを決定し得る。因果関係レベル決定ユニットは、好ましくは、第１部位及び／又は第２部位を選択する選択ユニット、例えばグラフィカルユーザインターフェースを有している。
【００２９】
好ましい形態では、上記因果関係レベル決定ユニットは、上記第１部位と第２部位との距離に基づいて因果関係のレベルを決定する。
【００３０】
特に、第１部位がリエントリー回路を有し、第２部位が瘢痕組織を有する場合、又はその逆の場合、上記第１部位と第２部位とのより短い距離がより高い因果関係のレベルに対応することが更に好ましい。
【００３１】
上記因果関係レベル決定ユニットは、上記第１部位及び第２部位の一方の周辺の所定の領域内におけるそれらの他方の密度に基づいて因果関係のレベルを決定することが更に好ましい。上記第１部位の第１の性状型は、組織のある領域の電気的基質を変えることができ、第１部位及び第１部位の周辺の所定の領域に広範にわたってこれを行うと考えられる。この所定の領域内の第１の性状型と因果的に関連している第２の性状型を有する第２部位の密度がより高い場合、第１部位と第２部位との因果関係のレベルは高められると思われる。例えば、第１部位における第１の性状型としての神経節叢は（例えば、自動的な神経の入力により）組織のある領域の電気的基質を変え、所定の領域と見なされ得る組織のこの領域内で広範にわたってこれを行うと考えられる。すなわち、所定の領域内における第２の性状型（例えば、コンプレックス細分化心房電位図）を有する第２部位の密度は、この例では神経節叢を有する第１部位とのより高い因果関係のレベルを示す。一形態では、上記所定の領域は、心臓の与えられた性状型、特に第１の性状型及び／又は第２の性状型の少なくとも一方とそれらの場所とに基づいて定義される。例えば、第１の性状型が神経節叢である場合、組織のある領域の電気的な基質の変更は、例えば電気解剖学的マップに基づいて決定され、上記所定の領域は、電気的な基質が変わった領域を定義することにより予め定義される。予め定義される領域は、電気生理学者のようなユーザによっても予め定義され得る。
【００３２】
上記因果関係レベル決定ユニットは、上記第１部位及び第２部位の少なくとも一方の好ましくは解剖学的な場所である場所に基づいて因果関係のレベルを決定することが更に好ましい。特に、第１の性状型としてコンプレックス細分化心房電位図を有する第１部位が単一の第１部位であるか、又は、既知の解剖学的な領域のグループに分けられたコンプレックス細分化心房電位図を有する幾つかの第１部位が存在する。また、各神経節叢は、例えば、Lin等のCardiac  Electrophysiol,  2007.18(11):  P/1197-1205における記事「Automatic  Mechanism  to  Explain  Complex  Fractionated  Atrial  Electgrams  (CFAE)」に開示されているように、心臓組織の１つ又はそれ以上の特定の領域に自動的な神経の入力を与えることを知られている。従って、第２部位の第２の性状型が神経節叢である場合、第１部位及び第２部位が左下肺静脈口及び下方に位置すれば、コンプレックス細分化心房電位図である第１の性状型を有する第１部位と神経節叢である第２の性状型を有する第２部位との因果関係のレベルはより大きい。第１部位及び第２部位が右上肺静脈口の周囲及び左下肺静脈よりも下方にそれぞれ位置する場合、因果関係のレベルはより小さい。
【００３３】
上記表示ユニットは、決定された因果関係のレベルに依存して第１部位及び／又は第２部位を表示することが更に好ましい。従って、表示ユニットは、因果的に関連している第１部位及び第２部位だけではなく、因果関係のレベルも表示する。例えば、第１部位及び／又は第２部位の色は、因果関係のレベル又は表示される第１部位の強度若しくは輝度に適合し、第２部位は対応する因果関係のレベルに依存する。幾つかの第１部位及び／又は第２部位が存在する場合、いろいろな第１部位及び／又は第２部位は、因果関係のレベルに依存して異なって表示される。すなわち、いろいろな第１部位及び／又は第２部位は、いろいろな因果関係のレベルを有し得る。例えば、全ての第１部位が第１の色で表示され、全ての第２部位が第２の色で表示され、色の強度又は輝度は、因果関係のレベルに依存し、例えば、因果関係のレベルが大きいほど、強度又は輝度がより大きい。これは、例えば、除去されなければならない部位への電気生理学者の誘導を更に改善する。
【００３４】
本発明の更なる観点では、心臓にエネルギーを印加するエネルギー印加装置であって、上記心臓にエネルギーを印加するエネルギー印加ユニットと、請求項１記載の画像化装置とを有する当該エネルギー印加装置が与えられる。
【００３５】
本発明の更なる観点では、心臓を画像化する画像化方法であって、上記心臓のいろいろな場所における上記心臓の性状型を与えるステップと、与えられた上記性状型のうちの第１の性状型を有する上記心臓の第１部位を決定するステップと、与えられた上記性状型のうちの第２の性状型を有し、上記第１部位と因果関係がある上記心臓の第２部位を決定するステップと、上記第１部位及び上記第２部位を表示するステップとを有する当該画像化方法が与えられる。
【００３６】
本発明の更なる観点では、心臓を画像化する画像化コンピュータプログラムであって、請求項１記載の画像化装置を制御するコンピュータ上で実行する際に、上記請求項1記載の画像化装置に請求項１３記載の画像化方法のステップを実行させるプログラムコード手段を有する当該画像化コンピュータプログラムが与えられる。
【００３７】
請求項１の画像化装置、請求項１２のエネルギー印加装置、請求項１３の画像化方法、請求項１４のコンピュータプログラムは、従属請求項において定義されるものと類似した及び／又は同一の好ましい形態を有することを理解されたい。
【００３８】
本発明の好ましい形態は、従属請求項と各独立請求項との任意の組み合わせでもあり得ることを理解されたい。
【００３９】
本発明のこれらの観点及びその他の観点は、以下に述べられる実施の形態から明らかであり、以下に述べられる実施の形態を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る心臓を画像化する画像化装置の一実施の形態を模式的及び例示的に示している。
【図２】本発明に係る心臓を画像化する画像化方法の一実施の形態を説明する流れ図を模式的に示している。
【図３】本発明に係る心臓にエネルギーを印加するエネルギー印加装置の一実施の形態を模式的及び例示的に示している
【図４】折り畳まれていない状態における画像化装置の実施の形態の保持構造部上の電極を模式的及び例示的に示している。
【図５】折り畳まれた状態における保持構造部を伴う電極を模式的及び例示的に示している。
【図６】エネルギー印加装置の実施の形態の制御ユニットを模式的及び例示的に示している。
【図７】心臓のモデル上の決定された第１部位及び第２部位を示している。
【図８】本発明に係る心臓を画像化する画像化方法の一実施の形態を説明する流れ図を模式的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１は、心臓を画像化する画像化装置の一実施の形態９０を模式的及び例示的に示している。この画像化装置は、心臓のいろいろな場所における心臓の性状型を与える性状型提供ユニット９１と、与えられた性状型のうちの第１の性状型を有する心臓の第１部位を決定する第１部位決定ユニット９２と、与えられた上記性状型のうちの第２の性状型を有し、上記第１部位と因果関係がある心臓の第２部位を決定する第２部位決定ユニット９３とを有している。画像化装置９０は、更に、上記第１部位及び第２部位を表示する表示ユニット９４を有している。
【００４２】
上記第１部位及び第２部位は、それらの少なくとも一方の性状型が他方の性状型を引き起こす又は促進する場合に因果的に関連している。上記第１の性状型及び第２の性状型は、心臓の機能に関係のある性状型であり、上記第１部位及び第２部位は、それぞれ、上記第１の性状型及び第２の性状型を持つ心臓の組織を有している。
【００４３】
この実施の形態では、第１部位決定ユニット９２は、ユーザが心臓の与えられた性状型のうちの第１の性状型を選択することを可能にする選択ユニット９５を有しており、第１部位決定ユニット９２は、選択された第１の性状型を有する心臓の第１部位を決定する。
【００４４】
また、この実施の形態では、性状型提供ユニット９１は、心臓の性状型及びそれらの場所が既に記憶されている記憶ユニットである。例えば、この記憶ユニットに心臓のモデルが記憶されており、性状型はモデル上の各場所に割り当てられている。他の実施の形態では、上記性状型提供ユニットは、心臓のどの場所にどの性状型が存在するかを示すデータを受信し、受信したデータを上記第１部位決定ユニット及び第２部位決定ユニットに与えるデータ受信ユニットであるか、又は、電気解剖学的マップ及び／又は心臓のモデルを受け取るように構成され、上記電気解剖学的マップ及び／又は心臓のモデルに基づいて性状型及びそれらの場所を決定する性状型決定ユニットを有している。
【００４５】
更なる実施の形態では、上記性状型提供ユニットは、心臓の表面のいろいろな場所における電気記録図を示す電気解剖学的マップを与える電気記録図提供ユニットを有している。更に、上記性状型提供ユニットは、磁気共鳴画像、Ｘ線コンピュータ断層画像、放射線画像又は３次元心房血管造影画像のような心臓の画像を与える心臓画像提供ユニットを有し得る。
【００４６】
上記電気記録図提供ユニットは、電気解剖学的マップが記憶された電気記録図記憶ユニット、又は心臓の表面のいろいろな場所において電気記録図を測定する電気記録図測定ユニットであり得る。上記電気記録図測定ユニットは、心臓の組織を局所的に刺激するコンタクト電極をカテーテル先端部に有しており、刺激後又は刺激中に電気記録図が測定記録される。上記心臓画像提供ユニットは、心臓の画像が記憶される心臓画像記憶ユニット又は心臓の画像を生成する心臓画像生成ユニットであり得る。上記心臓画像生成ユニットは、好ましくは、心臓を画像化する磁気共鳴画像、Ｘ線コンピュータ断層画像、放射線画像又は３次元心房血管造影モダリティのような画像モダリティである。
【００４７】
この実施の形態では、性状型提供ユニット９１は、心臓の解剖学的な性状型及び電気的な性状型の少なくとも一方を与える。特に、性状型提供ユニット９１は、心臓の性状型として、コンプレックス細分化心房電位図、神経節叢、リエントリー回路、瘢痕組織、ロータ、肺静脈口、伝導遅延、線維化、異所性始点及び僧帽弁輪のうちの少なくとも１つを与える。
【００４８】
第２部位決定ユニット９３は、与えられた心臓の性状型の中で第１の性状型と因果関係がある性状型を決定する因果関係決定ユニット９６を有しており、この決定される性状型は上記第２の性状型であり、第２部位決定ユニット９３は、上記決定される第２の性状型が位置する部位としての第２部位を決定する。因果関係決定ユニット９６は、因果関係についての性状型のグループを記憶する記憶ユニット９７を有しており、因果関係についての性状型のグループの性状型は因果関係を有し、因果関係決定ユニット９６は、与えられた性状型の中の第１の性状型と他の性状型とが同じ因果関係についての性状型のグループに属している場合に、これらは因果的に関連していることを決定する。上記同じ因果関係についての性状型のグループに属する他の性状型は、上記第２の性状型である。記憶ユニット９７には、以下の因果関係についての性状型のグループの少なくとも１つが記憶されている。すなわち、
・コンプレックス細分化心房電位図及び神経節叢
・リエントリー回路及び瘢痕組織
・ロータ及び肺静脈口
・異所性始点及び肺静脈口
・伝導遅延及び線維化
・伝導遅延及び虚血
のうちの少なくとも１つが記憶されている。
【００４９】
画像化装置９０は、更に、第１部位と第２部位との因果関係のレベルを決定する因果関係レベル決定ユニット９８を有している。この因果関係のレベルは、心臓のある領域の異常な挙動に関してユーザに更なる指摘を与える。特に、因果関係のレベルが高いほど、上記第１部位及び第２部位の少なくとも一方は、除去されなければならない部位である可能性が高い。
【００５０】
因果関係レベル決定ユニット９８は、以下の基準の少なくとも１つに基づいて因果関係のレベルを決定する。すなわち、ａ）上記第１部位と第２部位との距離、ｂ）上記第１部位及び第２部位の一方の周辺の所定の領域内におけるそれらの他方の密度、ｃ）上記第１部位及び第２部位の少なくとも一方の好ましくは解剖学的な場所である場所のうちの少なくとも１つに基づいて決定する。
【００５１】
表示ユニット９４は、好ましくは、決定された因果関係のレベルに依存して上記第１部位及び／又は第２部位を表示する。従って、好ましくは、表示ユニット９４は、因果的に関連している上記第１部位及び第２部位だけではなく、因果関係のレベルも表示する。例えば、上記第１部位及び／又は第２部位の色が因果関係のレベルに適合するか、又は表示される第１部位及び第２部位の強度若しくは輝度が因果関係の各レベルに依存し得る。幾つかの第１部位及び／又は第２部位が存在する場合、いろいろな第１部位及び／又は第２部位は、因果関係のレベルに依存して異なって表示される。すなわち、いろいろな第１部位及び／又は第２部位は、いろいろな因果関係のレベルを有し得る。例えば、全ての第１部位が第１の色で表示され、全ての第２部位が第２の色で表示され、色の強度又は輝度は、因果関係のレベルに依存し、例えば、因果関係のレベルが大きいほど、強度又は輝度がより大きい。
【００５２】
以下に、画像化装置９０を用いることによる心臓を画像化する画像化方法の一実施の形態が、図２に示されている流れ図を参照して例示的に説明される。
【００５３】
ステップ２０１において、性状型提供ユニット９１が心臓のいろいろな場所における心臓の性状型を与え、ステップ２０２において、第１部位決定ユニット９２が与えられた上記性状型のうちの第１の性状型を有する心臓の第１部位を決定する。好ましくは、ユーザが、選択ユニット９３を用いることにより心臓の上記与えられた性状型のうちの第１の性状型を選択し、第１部位決定ユニット９２は、選択された第１の性状型を有する心臓の第１部位を決定する。
【００５４】
ステップ２０３では、第２部位決定ユニット９３が、与えられた性状型のうちの第２の性状型を有し、上記第１部位と因果関係がある心臓の第２部位を決定する。これは、好ましくは、決定された第１の性状型を有する因果関係についての性質のグループを記憶ユニット９７で探し、第１の性状型を有する因果関係についての性状のグループのある性状型を第２の性状型として決定することにより行われ、この第２の性状型の場所が第２部位として決定される。
【００５５】
ステップ２０４では、因果関係レベル決定ユニット９８が上記第１部位と第２部位との因果関係のレベルを決定し、ステップ２０５では、上記第１部位及び第２部位が好ましくは決定された因果関係のレベルに依存して表示ユニット９４に表示される。
【００５６】
図３は、本発明に係る画像化装置を有する心臓２にエネルギーを印加するエネルギー印加装置１を示している。このエネルギー印加装置は、チューブ、この実施の形態ではカテーテル６と、心臓２の電気的信号を測定する電極の機構７とを有している。電極の機構７は、カテーテル６を介して制御ユニット５に接続されている。上記電極の機構を備えたカテーテル６は、心臓２、この実施の形態では患者用の手術台４の上に位置する患者３の心臓２に挿入され、カテーテル６はビルトインタイプのガイド手段（図示せず）を用いる誘導ユニット６２により誘導され、心腔に進む。他の実施の形態では、誘導ユニット６２は、カテーテル６を心臓２に受動的に導くために、カテーテル６を誘導して進めるイントロデューサを有している。誘導ユニット６２は、電極の機構７を手作業で誘導し得る及び／又は電極の機構７をロボット制御で誘導するロボットシステムを有し得る。これは、心臓内の、特に心腔の心内膜表面における所望の領域に電極の機構７を誘導することを可能にする。
【００５７】
図３の破線の四角形は、制御ユニット５及び誘導ユニット６２の両方が電極の機構７を有するカテーテル６に結合されていることを示している。
【００５８】
機構７及びカテーテル６の心臓２への挿入の間、この実施の形態では透視デバイスである心臓画像提供ユニット１２は、心臓２及び機構７の画像を生成する。この心臓画像提供ユニット１２は、好ましくは、機構７が既に心臓内に位置している場合にも心臓２及び機構７の画像を生成する。
【００５９】
心臓画像提供ユニット１２、この実施の形態では透視デバイス１２は、Ｘ線源９と、検出ユニット１０とを有しており、これらは透視制御ユニット１１により制御される。透視デバイス１２は、既知のやり方で心臓及び機構７のＸ線投影像を生成する。Ｘ線源９のＸ線は、矢印３５によって模式的に示されている。他の実施の形態では、透視デバイスの代わりに、心臓の画像、特に心臓２及び機構７を含む心臓の画像を与える心臓画像提供ユニットとして他のモダリティが用いられる。例えば、磁気共鳴画像化デバイス、超音波画像化デバイス又はコンピュータ断層撮影画像化デバイスが、心臓２及び特に機構７の画像を生成し、与える心臓画像提供ユニットとして用いられ得る。
【００６０】
図４には、電極１７の機構７及びカテーテル６の一実施の形態が、より詳細に模式的に示されている。機構７は、折り畳まれた状態と折り畳まれていない状態との間で調節可能な保持構造部５０で保持されている。保持構造部５０は、折り畳まれた状態では細長い形状を有しており、これは図５に模式的及び例示的に示されており、心臓２に機構７を挿入することを可能にする。図４では、電極１７を有する保持構造部５０が折り畳まれていない状態で示されている。
【００６１】
この実施の形態では、電極１７は、心臓の電気解剖学的マップを生成するために用いられる電気信号を得るために用いられる。上記保持構造部は、心臓の温度を測定する温度センサ１８と、心臓組織にエネルギーを印加するエネルギー放出素子１９とを更に保持している。温度センサ１８は他の実施の形態では省略されることがあり、すなわち、一実施の形態では、機構７は電極１７及びエネルギー放出素子１９のみを有する。
【００６２】
電極１７は、好ましくは、いろいろな場所において心臓２の電位のような心臓２の電気信号を測定する。決定された電位は、好ましくは電気記録図を形成し、そこでは、幾つかの電位が心臓のいろいろな場所において決定されるので、電気記録図のマップが決定される。すなわち、電気解剖学的マップが決定される。
【００６３】
一実施の形態では、電極１７は、エネルギーを印加するとともに、エネルギーを受け取るように構成されている。これは、電位を決定する電気エネルギーを受け取ることにより心臓を感知すること、及び同じ電極を用いてエネルギーを印加することにより心臓の処置をすることを可能にし、電極の機構及びカテーテルの大きさが縮小され、エネルギーの印加の作用が、エネルギーが印加された場所において容易に観察される。特に、このケースでは、温度センサ１８及び／又はエネルギー放出素子１９が省略され得る。更に、これは、ペーシングカテーテルにおけるような感知及び刺激を可能にする。これは、電気生理学者が、リエントリー回路内においてある位置を突き止めることを望む場合及び内在する神経節叢の境界を示すことを望む場合に特に有効であり、心臓組織を調整すること及びＲ−Ｒ間隔の局所的な変化を測定することによりなされ得る。
【００６４】
保持構造部５０は、折り畳まれていない状態では好ましくは楕円又は球の形をしており、電極１７は、保持構造部５０が折り畳まれていない状態にある場合に保持構造部５０の外側面３６に位置するように保持構造部５０上に配されている。
【００６５】
保持構造部５０は、（三角形により示されている）電極１７と、この実施の形態では（四角形により示されている）エネルギー放出素子１９及び（円により示されている）温度センサ１８とを有する幾つかのスプライン１６よりなるバスケットを有している。電極１７、温度センサ１８及びエネルギー放出素子１９の分布は、図４では専ら模式的及び例示的に示されている。好ましくは、電極１７と、あり得る場合には更に温度センサ１８及びエネルギー放出素子１９とは、これらのスプライン１６に沿って及び外側面３６に沿って均一に分布している。
【００６６】
心臓２から電気信号を得るため又は心臓２にエネルギーを印加するために、外側面３６は、好ましくは、電極１７、温度センサ１８及びエネルギー放出素子１９の位置が上記電気信号を得る間及び可能な場合にはエネルギー印加手順の間、心臓２の表面に対して変わらないままであるように心臓２の該表面に接している。心臓の表面に対する電極１７、温度センサ１８及びエネルギー放出素子１９のこれらの固定された位置は、好ましくはスプライン１６の及び従って保持構造部５０の弾性特性によって実現される。このスプライン１６の弾性は、心臓の表面に電極１７、温度センサ１８及びエネルギー放出素子１９を押し付ける弾性力をもたらす。スプライン１６の上記弾性は、心臓表面への外側面３６の一致及び心臓２の動きの追従も可能にし、一方で、電極１７、温度センサ１８及びエネルギー放出素子１９は上記心臓表面と連続的に接触しているか、又は、他の実施の形態では、心臓２が動いていても、心臓表面までのこれらの素子１７，１８，１９の間の距離が連続的に一定のままである。
【００６７】
スプライン１６は、好ましくは、記憶合金から作られたワイヤを有している。この実施の形態では、これらのスプライン１６はニチノールから作られている。機構７を広げるために、すなわち、保持構造部５０を広げるために、ニチノールの記憶効果が用いられる。ニチノールのワイヤは、予め成形されており、ばねのような弾性体である。図５に模式的に示されている、機構７がより狭い空間しか必要としない折り畳まれた状態では、機構７のスプライン１６は、カテーテル軸３７内、特にカテーテル軸３７内の小さい管の中に位置している。機構７を広げるために、すなわち、折り畳まれた状態から折り畳まれていない状態に変えるために、これらのスプライン１６はカテーテル軸３７から動かされ、ニチノールワイヤの記憶効果により機構７は外側面３６を形成する。
【００６８】
図５は、専ら模式的な図である。折り畳まれた状態の分かりやすさを高めるために、この図は、機構７の幾つかのスプライン１６のみを示しており、電極、温度センサ及びエネルギー放出素子は、好ましくはやはり存在するが、示されていない。
【００６９】
他の実施の形態では、電気解剖学的マップを生成する電気信号を得るため及び特に心臓にエネルギーを印加するために、他のカテーテル及び／又は１つ又は幾つかの電極の機構が用いられ、心臓にエネルギーを印加する電極を用いる代わりに又はそれに加えて、心臓に光エネルギーを印加する光学素子のような他のエネルギー放出素子が用いられ得る。例えば、カルト（ＣＡＲＴＯ）位置特定技術を用いる単一点（single-point）NaviStar（登録商標）カテーテル又はセントジュード社のエンサイト（EnSite）位置特定システムと併用して用いられる任意の従来の単一点アブレーションカテーテルが用いられ得る。
【００７０】
制御ユニット５は、幾つかの更なるユニットを有しており、図６に例示的及び模式的に示されている。
【００７１】
制御ユニット５は、電気信号を測定するためにライン３０を介して電極１７と接続された電気信号決定ユニット５１を有している。電気信号決定ユニット５１を電極１７と接続する上記ラインは、好ましくはワイヤである。制御ユニット５は、電気エネルギー印加ユニット５２を更に有しており、この実施の形態では、電極１７が心臓２に電気エネルギーを印加することを可能にするために同様にライン３０を介して電極１７に接続されている。従って、この実施の形態では、電極１７は、電気信号を検出し、かつ電気エネルギーを印加することができる。
【００７２】
制御ユニット５は、また、温度センサ１８によって検知される温度を検出する温度検出ユニット５３を有しており、温度センサ１８は電気伝導体を介して、特にワイヤを介して温度検出ユニット５３と接続されている。一実施の形態において上記温度センサが存在しない場合、制御ユニット５は、好ましくは温度検出ユニット５３を有していない。
【００７３】
光エネルギー印加ユニット５４は、心臓２に光エネルギーを印加するエネルギー放出素子１９に接続されている。好ましくは、光エネルギー印加ユニット５４は、光ファイバを介してエネルギー放出素子１９に接続される。一実施の形態においてエネルギー放出素子１９が存在しない場合、制御ユニット５は、好ましくは、優先的にはレーザを含む光エネルギー印加ユニット５４を有していない。光エネルギー印加ユニット５４及びエネルギー放出素子１９、並びに電気エネルギーの印加が存在する場合には可能であれば電極１７及び電気エネルギー印加ユニット５２は、特に心腔内においてアブレーション治療を行うように構成され得る。
【００７４】
制御ユニット５は、心臓のどの場所で電気信号が決定されたかを示すために、心臓画像提供ユニット１２により生成される画像を用いることにより電極１７及び心臓２のモデルを記録する記録ユニット５５を更に有している。上記心臓２のモデル上の対応する場所に対する電気信号の割り当ては、電気解剖学的マップを形成する。
【００７５】
記録ユニット５５による記録は、好ましくは、心臓画像提供ユニット１２により与えられる画像において目に見えるマーカー２０を用いることにより行われる。この実施の形態では、マーカー２０は、カテーテル６近傍の保持構造部５０の末端部及びその反対側に位置している。
【００７６】
他の実施の形態では、マーカー２０に加えて又はその代わりに、電極１７及び／又は保持構造部５０が、心臓画像提供ユニット１２の画像において目に見える場合にはマーカーとして用いられる。
【００７７】
記録ユニット５５は、好ましくは、心臓画像提供ユニット１２の画像を用いることにより記録される心腔の座標系に従って各電極１７の位置を計算する。一実施の形態では、上記心臓画像提供ユニットは、３又は４次元の画像モダリティ、すなわち、３又は４次元の画像を生成するモダリティであり、上記記録はこれらの３又は４次元の画像に基づいている。一実施の形態において心臓画像提供ユニットが２次元の画像、特に２次元の透視画像を与える場合、記録ユニット５５は、好ましくは、３又は４次元のモデル上の２次元の画像に示されている電極の場所を見つけるために２次元−３次元記録方法を用いて電極１７及び心臓２のモデルを記録する。
【００７８】
制御ユニット５は、ａ）電気解剖学的マップ及びｂ）心臓画像提供ユニットにより提供される心臓の画像の少なくとも一方に依存して心臓の性状型を決定する性状型決定ユニット５６を更に有している。性状型決定ユニット５６により決定される上記性状型は、この実施の形態では、コンプレックス細分化心房電位図、異所性始点、ロータ、高周波電気記録図、リエントリー回路及び伝導遅延であり、これらの性状型を決定するために電気解剖学的マップが用いられる。上記性状型決定ユニットは、更に、特に好ましくは磁気共鳴画像又はＸ線コンピュータ断層画像である心臓の画像を用いることにより、性状型として神経節叢、瘢痕組織、肺静脈口及び僧帽弁輪を決定する。また、電気信号検出ユニット５１、電気エネルギー印加ユニット５２及び電極１７は、局所的な刺激を追跡する電気記録図の変化を測定するように構成されることも可能であり、その場合、上記性状型決定ユニットは、局所的な刺激を追跡する電気記録図の測定された変化に基づいて性状型として神経節叢及び／又は瘢痕組織及び／又はリエントリー回路を決定するようにも構成され得る。更に、電極１７、電気信号検出ユニット５１及び電気エネルギー印加ユニット５２は、エントレインメントマッピングを行うように構成されることが可能であり、その場合、上記性状型決定ユニットは、エントレインメントマッピングに基づいて性状型としてリエントリー回路を決定するように構成され得る。
【００７９】
一般に、性状型決定ユニット５６は、心臓２の解剖学的な性状型及び電気的な性状型の少なくとも一方を決定し、これらの性状型は、好ましくは、既に上述したコンプレックス細分化心房電位図、神経節叢、リエントリー回路、瘢痕組織、ロータ、肺静脈口、伝導遅延及び線維化である。更に、性状型決定ユニット５６は、心臓２の性状型として異所性始点又は僧帽弁輪を決定することができる。
【００８０】
上記性状型は、電気解剖学的マップ及び／又は心臓画像提供ユニットによって提供される心臓の画像に基づいて決定されているので、決定された性状は心臓の各場所に割り当てられる。制御ユニット５は、決定された性状型のうちの第１の性状型を有する心臓２の第１部位を決定する第１部位決定ユニット５７を更に有している。例えば、第１部位決定ユニット５７は、第１の性状型としてコンプレックス細分化心房電位図を有する心臓２の全ての第１部位を決定する。第１部位決定ユニット５７は、ユーザが第１の性状型として決定された性状型の中である性状型を選択することを可能にする選択ユニットを有していてもよく、その場合、第１部位として選択された第１の性状型を有する部位を決定する。
【００８１】
制御ユニット５は、更に、決定された性状型のうちの第２の性状型を有し、上記第１部位と因果関係がある心臓２の第２部位を決定する第２部位決定ユニット５８を有している。第２部位決定ユニット５８は、与えられた心臓２の性状型の中で第１の性状型と因果関係がある性状型を決定する因果関係決定ユニット８４を有しており、この決定される性状型は第２の性状型であり、第２部位決定ユニット５８は、決定される第２の性状型が位置する部位として第２部位を決定する。従って、因果関係決定ユニット８４は、第１の性状型と因果的に関連する第２の性状型である性状型を決定する。
【００８２】
因果関係決定ユニット８４は、因果関係についての性状型のグループを記憶する記憶ユニット８５を有しており、因果関係についての性状型のグループの各性状型は因果関係を有し、因果関係決定ユニット８４は、第１の性状型及び他の性状型が同じ因果関係についての性状型のグループに属している場合に、与えられた性状型の中で上記第１の性状型と他の性状型とが因果的に関連していることを決定する。この実施の形態では、以下の因果関係についての性状型のグループが記憶ユニット８５に記憶されている。すなわち、
・コンプレックス細分化心房電位図及び神経節叢
・リエントリー回路及び瘢痕組織
・ロータ及び肺静脈口
・異所性始点及び肺静脈口
・伝導遅延及び線維化
・伝導遅延及び虚血
が記憶されている。
【００８３】
例えば、第１の性状がコンプレックス細分化心房電位図である場合、かつ第１部位決定ユニット５７が第１の性状型としてこれらのＣＦＡＥを有する第１部位を決定した場合、因果関係決定部８４は第２の性状型として神経節叢を決定し、第２部位決定ユニット５８は第２部位として神経節叢を有する心臓の部位を決定する。
【００８４】
制御ユニット５は、更に、第１部位と第２部位との因果関係のレベルを決定する因果関係レベル決定ユニット５９を有している。この因果関係レベル決定ユニット５９は、ａ）上記第１部位と第２部位との距離、ｂ）上記第１部位及び第２部位の一方の周辺の所定の領域内におけるそれらの他方の密度、ｃ）上記第１部位及び第２部位の少なくとも一方の場所、特に解剖学的な場所のうちの少なくとも１つに基づいて因果関係のレベルを決定する。因果関係レベル決定ユニット５９は、好ましくは、第１の性状型及び／又は第２の性状型に依存して因果関係のレベルを決定するこれらの選択肢の１つ又は幾つかを選択する。上記距離は、因果関係のレベルを決定するために上述した性状型のいずれかにおいて好ましく用いられる。上記選択肢ｂ）、すなわち、第１部位及び第２部位の一方の周辺の所定の領域内におけるそれらの他方の密度に基づく因果関係のレベルの決定は、第１及び第２の性状型の一方が神経節叢であり、他方がコンプレックス細分化心房電位図である場合に優先的に用いられる。上記選択肢ｃ）もまた、第１及び第２の性状型の一方が神経節叢であり、他方がコンプレックス細分化心房電位図である場合に好ましく用いられる。
【００８５】
一実施の形態では、因果関係のレベルを決定するために２つ又はそれ以上の選択肢が用いられる場合、各選択肢について因果関係の値が決定され、因果関係の総合的なレベルを決定するために、いろいろな選択肢に関して決定された因果関係の値が重み付けされ、合計される。
【００８６】
エネルギー印加装置１は、決定された因果関係のレベルに依存して特に心臓２のモデル上に第１部位及び第２部位を表示する表示ユニット６１を更に有している。第１部位７０，７１，７４，７５及び第２部位７２，７３を有するそのような表示される心臓２のモデル８６が、図７に模式的及び例示的に示されている。
【００８７】
図７では、第１部位７０，７１，７４，７５は、第１の性状型としてコンプレックス細分化心房電位図を有している。第２部位７２，７３は、第２の性状型として神経節叢を有している。この実施の形態では、第１部位及び第２部位は、因果関係のレベルに依存していろいろな色及び色の明るさで示されている。例えば、第２部位７２の第１部位７４，７５までの距離は、第１部位７０，７１までの距離よりも短い。また、第２部位７２の第１部位７１までの距離は、第１部位７０までの距離よりも短い。従って、この例において因果関係のレベルを決定するために第２部位７２が選択された場合、選択された第２部位７２に対して、因果関係のレベルは、第１部位７４，７５の因果関係のレベルと比較して第１部位７１，７０の場合はより小さく、第１部位７１の因果関係のレベルは第１部位７０の因果関係のレベルよりも小さい。円８７は、アブレーション領域を示している。
【００８８】
図７では、異なる色は、異なる種類のハッチングによって示されており、ハッチングの密度が高いほどより高い明度を示している。
【００８９】
カテーテル６、電極１７の機構７、誘導ユニット６２、心臓画像提供ユニット１２、電気信号検出ユニット５１及び記録ユニット５５は、電気解剖学的マップ提供ユニットと見なされ得る。この電気解剖学的マップ提供ユニット及び性状型決定ユニット５６と、オプションでＸ線コンピュータン断層モダリティ及び／又は磁気共鳴モダリティのような更なる画像モダリティとが、好ましくは性状型提供ユニットを構成している。この性状型提供ユニット、第１部位決定ユニット５７、第２部位決定ユニット５８、因果関係レベル決定ユニット５９及び表示ユニット６１は、本発明に係る心臓を画像化する画像化装置の一実施の形態を形成している。この画像化装置は、エネルギー印加装置１に含まれているが、更なる構成要素を伴うことなく又は心臓にエネルギーを印加する他の構成要素を伴って用いられることも可能である。以下に、この画像化装置を用いる画像化方法が、図８に示されている流れ図を参照して例示的に説明される。
【００９０】
電極１７の機構７がカテーテル６を用いて心臓に挿入され、その間、保持構造部５０は折り畳まれた状態にある。ステップ１０１では、上記保持構造部が折り畳まれていない状態に変えられ、電極１７は好ましくは心臓組織と接触する。他の実施の形態において、折り畳まれた状態と折り畳まれていない状態との間で変更可能な保持構造部を有していない他の種類の電極の機構及び／又はカテーテルが用いられる場合、保持構造部を折り畳まれた状態から折り畳まれていない状態に変えるステップは省略され得る。更に、電気信号が遠視野の（far-field）電気信号として測定される場合、電極は心臓組織と接触しない。ステップ１０２において、上記電気信号が測定される。
【００９１】
ステップ１０３では、心臓画像提供ユニット１２が、電極１７も示す心臓２の少なくとも１つの画像を生成し、この画像は、心臓２内に電極１７を有する心臓２のモデルを記録する記録ユニット５５によって用いられる。記録後、心臓のどの場所で電気信号が得られたかは既知であるので、電気解剖学的マップが生成される。
【００９２】
ステップ１０４では、性状型決定ユニット５６が、生成された電気解剖学的マップ及び／又は心臓画像提供ユニット１２又は他の画像モダリティにより与えられる心臓の画像に基づいて心臓のいろいろな場所における心臓の性状型を決定する。この実施の形態では、上記性状型決定ユニットは、性状型として伝導遅延、コンプレックス細分化心房電位図及び神経節叢を決定する。
【００９３】
ステップ１０５では、第１部位決定ユニット５７が、与えられた性状型のうちの第１の性状型を有する心臓２の第１部位を決定し、第２部位決定ユニット５８が、与えられた性状型のうちの第２の性状型を有する心臓２の第２部位を決定し、第１部位及び第２部位のこれらの決定は、それらが因果的に関連しているように行われる。この実施の形態では、コンプレックス細分化心房電位図が第１部位の第１の性状型として決定され、第２部位決定ユニット５８の因果関係決定ユニット８４は、ステップ１０４において決定された性状型の中で第１の性状型、すなわちコンプレックス細分化心房電位図と、他の性状型とを有する因果関係についての性状型のグループを記憶ユニット８５内で探す。記憶ユニット８５には、因果関係についての性状型のグループ「コンプレックス細分化心房電位図及び神経節叢」が記憶されている。従って、因果関係決定ユニット８４は第２の性状型として性状型「神経節叢」を決定し、第２部位決定ユニット５８は第２部位としてこの第２の性状型を有する場所を決定する。この実施の形態では、図７に示されている第１部位７０，７１，７４，７５及び第２部位７２，７３が決定される。
【００９４】
第１部位決定ユニット５７は、与えられた性状型のうちの所定の性状型を有する第１部位であるものとして心臓の第１部位を決定する。一実施の形態では、第１部位決定ユニット５７は、ユーザが与えられた性状型の中で第１の性状型を選択することを可能にする選択ユニットを有している。
【００９５】
ステップ１０６では、上記第１部位と第２部位との因果関係のレベルが決定される。この実施の形態では、上記因果関係のレベルは、各第１部位と選択せれた第２部位との距離に基づくものである。すなわち、各第１部位について因果関係のレベルが決定され、距離が短いほど因果関係のレベルはより大きい。一実施の形態では、ユーザは、第２部位を選択することが可能になり、例えば、第２部位７２及び選択された第２部位７２と第１部位７０，７１，７４，７５との因果関係のレベルが決定される。第１部位７４及び７５は、選択された第２部位７２に対して最短の距離を有しており、従って、最高の因果関係のレベルを有する。第１部位７０は、選択された第２部位７２に対してより大きい距離を有しており、第１部位７１は、選択された第２部位７２に対して最大の距離を有している。従って、選択された第２部位７２に対して、第１部位７４，７５の因果関係のレベルと比較して第１部位７０，７１の場合は因果関係のレベルがより小さく、第１部位７１の因果関係のレベルは第１部位７０の因果関係のレベルよりも小さい。勿論、他の第２部位又は第１部位も選択されてもよく、選択された第１部位に対する第２部位の因果関係のレベルが決定されてもよい。
【００９６】
ステップ１０７では、上記決定された第１及び第２部位が表示ユニット６１の心臓のモデル８６に示される。第１及び／又は第２部位は、上記決定された因果関係のレベルに依存して表示される。一実施の形態では、より大きい因果関係のレベルを有する第１部位は、より大きい強度で示される。例えば、更なる第１部位７０，７１の因果関係のレベルと比較して、選択された第２部位７２に対してより近い距離及び従ってより大きい因果関係の程度を有する第１部位７４，７５、は、選択された第２部位に対してより大きい距離及び従ってより小さい因果関係のレベルを有する他の第１部位よりも大きい強度で示される。いろいろな因果関係のレベルは、いろいろな透明性の程度で対応する場所を示すことによっても示され得る。例えば、増大する因果関係のレベルは、増大する不透明さのレベルによって示され得る。
【００９７】
電気生理学者のようなユーザは、このとき、表示された第１及び第２部位に基づいてアブレーション治療を計画し、例えば電極１７及び／又はエネルギー放出素子１９を用いることにより計画したアブレーション治療を行うことができる。
【００９８】
上記画像化装置は、好ましくは、アブレーションの臨床的に関連のある標的を自動的に示すために、電気生理学的（ＥＰ）マッピングシステム及び異常な電気的活動が記録された部位の電気的活動のそれぞれの臨床的な関連性の高いレベルの解釈によりこれらの部位を示す自動解釈の電気解剖学的マップを与える。上記画像化装置は、電気的活動の情報、すなわち電気解剖学的マップの１つ又はそれ以上のセットを分析及び合成し、この情報を簡潔なやり方で表示する。従って、上述した実施の形態では、好ましくは、幾つかの電気解剖学的マップが与えられ、性状型決定ユニットが該電気解剖学的マップに基づいて性状型及びそれらの場所を決定する。上記画像化装置は、アブレーションカテーテル又は他の心内ツール（intracardiac tool）の現在の場所を上記解釈マップに同時に表示することができる。上記画像化装置は、好ましくは、全ての電気的活動を自動的に解釈し、ユーザがアブレーション治療の前又は治療中に特定し得る性状型（例えば、異所性始点、コンプレックス細分化電位図の場所等）について、それを考察することができる。上記画像化装置は、好ましくは、更に、ある場所における電気的測定値が心房組織の残りの部分における電気的測定値と比較して非常に異なるかどうかに基づいて、潜在的に臨床的に関連のある標的部位を特定することができる。上記画像化装置は、図３を参照して上述した電気記録図提供ユニットのようなカテーテルマッピングシステムにより生成される１つ又はそれ以上の電気解剖学的マップに第１及び第２部位を示す解釈マップを重ね合わせることができる。上記画像化装置は、更に、解釈の基準をより患者別にするために、データが収集されるに従ってマッピング／アブレーション治療中に上記解釈の基準を各性状型に適合させることができる。
【００９９】
上記画像化装置は、好ましくは、対応する性状型、特に異常な電気的活動が記録された第１及び第２部位を示す自動解釈の電気解剖学的マップを与え、各場所に関して、好ましくは、アブレーションの臨床的に関連のある標的を自動的に示すために、因果的に関連する第１及び第２部位を与えることによりこの電気的活動の臨床的関連の高いレベルの解釈が与えられる。上記画像化装置は、解剖学的及び電気的データを与える（フィリップス社製ＥＰナビゲータシステムのＮａｖＸ、ＣＡＲＴＯのような）任意の標準的なマッピング−ナビゲーションシステムと併用して用いられ得る。上記マッピングシステムの出力は、３次元の座標と、これらの座標において記録される若しくは算出される電気記録図又は電気的特徴とのセット、すなわち電気解剖学的マップで構成される。その後、上記画像化装置は、いろいろな性状型を決定するために２つのやり方で電気信号を解釈する。まず第１に、臨床的に関連のある特徴、例えば、（細分化電位図又はＣＦＡＥの部位を示す）細分化の高い程度、（瘢痕組織又は非導電性組織を示す）低信号振幅又は（神経節叢の境界内部の位置を示す）刺激に応じて延長されるＲ−Ｒ間隔に関して、電気記録図の信号が個々に分析される。第２に、臨床的に重要な相対興奮伝達時間、例えば最も早い興奮到達点、繰り返し興奮したリエントリー回路、伝導遅延の区域又は波の途切れ（wavebreak）の部位を見つけるために、近隣の電気記録図が比較される。
【０１００】
上記画像化装置は、ＣＦＡＥ、伝導遅延の区域、瘢痕組織、最も早い興奮到達点、神経節叢、リエントリー回路及び波の途切れの部位を含む異常な電気的活動（「性状型」）の多くの臨床的に関連のある分類を自動的に検索することができるが、性状型は上記例に限定されない。新たな知見は医学会／研究団体によりＡＦのような不整脈を治療するための重要なアブレーションの標的にされるので、他の性状型が上記装置に加えられ得る。上記画像化装置は、ユーザにより選択される性状型のみを表示するように要求され得る。代替として、上記画像化装置は、ユーザの好みに依存して、上記性状型を有する部位、すなわち第１及び第２部位のサブセットのみを表示することができる。
【０１０１】
上記画像化装置は、好ましくは、上記性状型のそれぞれについて電気的データを分析するために、検索基準の広範囲にわたるセットを用いる。例えば、０．２５ｍＶ未満の最大信号振幅を有する任意の電気記録図は「瘢痕」として自動的に分類され、代わりに、ベースラインにおける連続的な電気的活動及び１２０ｍｓ未満のサイクル長を伴う電気記録図は「ＣＦＡＥ」として自動的に分類され得る。上記画像化装置の検索基準は、治療前（心臓病専門医が関心を持っているある性状型のみが存在する場合）、治療中（マッピング中に心臓病専門医が患者の状態を見抜く重要な知見が存在する場合）又は治療後（いろいろなやり方でデータを再解釈するため）にユーザによって追加又は修正されることができ、新たな臨床的な知見が利用可能になるので、検索基準の修正は、週１回／月１回／年１回の頻度で（アメリカ心臓協会のような）情報の中央管理機関により自動的に行われることさえも可能である。後者の選択は、どのようにして患者別の不整脈を最も効果的に除去するかについての最新の情報を心臓病専門医に提供する。心臓病専門医は、標的の部位の自動の臨床的解釈に賛成できない場合、それを手作業で修正することもできる。
【０１０２】
上記臨床的に関連のある部位、すなわち、例えば第１及び第２部位は、様々なやり方で表示され得る。上記画像化装置は、簡潔なやり方で電気的活動の情報を合成及び表示することが重要である。これは、各性状型の周波数／３次元座標をリスト又はグラフとして示すべきである。しかしながら、好ましくは、上記ツールは、解釈的な（Interpretative）電気解剖学的マップ（ＩＥＭ）を与えるために解剖学的マップの性状型を有する臨床的に関連のある場所を表示する。ＩＥＭの一例は、図７に示されている。ＩＥＭは、性状型を表示するために色分けを使用して臨床的に関連のある部位を表示する（例えば、明るい青はＣＦＡＥを示し、赤は伝導遅延の区域を示す。）。カーソルが心臓モデル上の当該ある部位を移動する場合、上記ＩＥＭは心内膜表面のある部位において記録／算出される電気波形を表示することもできる。
【０１０３】
一実施の形態では、上記ＩＥＭは、カテーテルマッピングシステムにより生成される１つ又はそれ以上の非解釈電気解剖学的マップに重ね合わされる。上記画像化装置は、マッピングシステムにより生成されるデータを用いるので、ＩＥＭ及び非解釈マップは同じ座標系を有している（及び、従って難なく相互記録（co-resister）され得る。）。心臓病専門医は、ＩＥＭを任意の非解釈電気解剖学的マップに重ね合わせることができ、それにより、ＩＥＭの標的位置がどのようにマッピングシステムにより引き出された「生の」解釈されていない電気的データに対応するかを見ることができる。
【０１０４】
一実施の形態では、画像化装置は、ＩＥＭにアブレーションカテーテル（又は他の心内ツール）の現在の場所８８を同時に表示する（例えば、図７を参照されたい。）。ＩＥＭは、好ましくはカテーテル先端において収集されるマッピングシステムデータから生成されるので、カテーテルの位置及び解釈マップは、同じ座標系を有している（及び、従って難なく相互記録され得る。）。
【０１０５】
更なる実施の形態では、画像化装置は、心房組織の残りの部分に対する当該場所の電気的測定値の差に基づいてアブレーションの標的を特定する。すなわち、画像化装置は、（固有の性状型をもたらす）最高のレベルの臨床的解釈を与えるのではなく、代わりに、心房の残りの部分の電気的挙動と実質的にいろいろな電気的挙動を探すことにより可能性のある標的である位置を見つけ、心臓病専門医は、その後、これらの場所における電気的挙動を自分で考察し、アブレーションの標的としてそれらを追求するかどうかを決定することができる。電気的な異常を示す電気的挙動の「差」は、無秩序的活動対組織的活動、遅い伝導速度対標準的な伝導速度、円を描くような電気波形の動き対直線的な電気波形の動き等である。
【０１０６】
更なる実施の形態では、上記基準を徐々により患者別にするために、アブレーション治療中にデータが収集されるに従って、画像化装置は自動的及び連続的に上記基準を各性状型に適合させる。基準の適合は、患者の年齢、抗不整脈薬及び他の必然的ではない疾患を引き起こす因子に依存する（伝導の速さのような）電気的挙動の測定値に特に有効である。８９歳のＡＦ患者では、心房の伝導速度の範囲が３０歳のＡＦ患者のそれとは全く異なることが予想される。従って、単純な人口全体の閾値を利用するのではなく、異常値の挙動を示す患者別の部位を特定することがより適切である。上記基準をより優れた患者特異性に適合させるために、画像化装置は、心室全体にわたって電気的挙動の分布を見て、異常値についてこの分布を分析する。分布の型に依存して、これは、データのヒストグラムを生成し、第３四分位数よりも上の又は第１四分位数よりも下の１．５倍を超える四分位数範囲に入るデータ点を探すことにより行われる。
【０１０７】
上記画像化装置は、好ましくは、この患者の場合にどの異常な電気的特徴が最も重要であることを理解するために電気記録図ではない患者のデータも見る。例えば、心電図（ＥＣＧ）信号は、瞬間的に優勢である異常な電気的活動を決定し、好ましくは、ＩＥＭの問題にしている部位を強調するために、リアルタイムで上記画像化装置によって考察され得る。優勢な不整脈が早期興奮である場合、上記ツールはＩＥＭの異所性始点の部位を強調し、ＥＣＧに粗動が示された場合、上記ツールはリエントリー性電気的活動の部位を強調し、細動の場合は、伝導遅延、波形の途切れ及びＣＦＡＥの区域を強調する。画像化装置のこの特徴は、主要源が徐々に除去され、不整脈が徐々に組織化されると、いろいろな不整脈源が順に発生する「段階的」アブレーション治療に特に有効である。上記主要源の位置は、点滅ポインタにより好ましく強調されるか、又はアブレーション治療のこの段階においてどの性状型が注目されるべきかを示すディスプレイの読み出しで与えられる。
【０１０８】
一実施の形態では、上記性状型を決定するマップは、カテーテルマッピング技術（例えば、ＣＡＲＴＯ、ＮａｖＸ、上述した電気記録図提供ユニット等）を用いて心室から得られる電気的データを取得することにより決定される。心室全体にわたって活性化時間及び瞬間的な活性化パターンをそれぞれ示す等時性（isochronal）及び／又は等電位（isopotential）マップが生成される。リエントリー回路は、等時性マップ上において一心臓周期の期間で初期活性化が晩期活性化に「出会う」マップ上の場所を見つけることにより特定される。加えて、等時性は、心臓組織の活性化の速度を調べるために用いられ、遅い活性化領域は催不整脈性（pro-arrhythmic）であり得る。等電位マップは、異所性始点又は普段とはいろいろな活性化パターンを検出し、その場所を突き止めるのに非常に適している。局所的に測定された電気記録図の細分化の程度を示す細分化マップも、マッピングシステムにより生成され得る。最後に、（局所的な刺激の後に測定される）電気記録図の最大振幅を反映する電圧マップは、瘢痕／虚血組織の領域の位置を突き止めるために生成され得る。これらのマップは、例えば、以下のように、心臓の性状型を決定する上記性状型決定ユニットにより用いられ得る低レベルのマップと見なされる。
【０１０９】
細分化マップ：信号細分化の程度が定量化され（幾つかのアルゴリズムが既にこれを行う。）、閾値が設定され、その閾値を上回ると、電気記録図が細分化電位図として分類される。
【０１１０】
等時性マップ： 等時性マップの複雑さのために、リエントリー回路が、マップを見ることにより失敗又は単に誤って特定されることもある。このケースでは、リエントリー回路の空間及びタイミングの特徴を適合させる位置を見つけるために、空間特徴抽出アルゴリズムが用いられ得る。
【０１１１】
等電位マップ：これは、等時性マップよりも詳細なタイミングデータを与えるが、量の面で圧倒的でもある（一心臓周期の間に生成される１００もの数の瞬間的マップが存在する。）。空間特徴抽出を用いることにより、心室内において電気的活動が周囲の組織とタイミング的にいろいろな位置を正確に、リアルタイムで見つけることができる。
【０１１２】
電圧マップ：電圧の振幅についての閾値を設定し、その閾値を下回ると、組織が瘢痕と見なされる。
【０１１３】
ペーシング及びエントレインメントマッピングデータ：ペーシング又はエントレインメントマッピングのカテーテルの位置に対するリエントリー回路の距離は、タイミングデータを分析することにより得られる。タイミングデータと組織の活性化のおおよその速さ（心臓組織の一般的な速さ又は等電位／等時性マップから見積もられる速さ）とを比較することにより、リエントリー回路の経路が位置している可能性がある領域が特定され得る。心臓病専門医はアブレーションのために上記経路に向かってカテーテルを動かそうとする時に、これは心臓病専門医にとって有効である。
【０１１４】
ＥＣＧデータ：所異性始点を含む心室のオクタントが、１２胸部誘導ＥＣＧ（12-lead chest ECG）におけるＰ又はＱ波の形態から自動的に予測され得る。
【０１１５】
決定された性状型の中の第１の性状型及び第２の性状型は、それらが因果的に関連するように選択され、第１の性状型及び第２の性状型をそれぞれ有する対応する第１及び第２部位が決定され、第１及び第２部位が表示ユニット６１に表示される。ここで、心臓病専門医は、これらのリスク領域の間の、すなわち第１部位と第２部位との相乗効果を確認する。当該領域が不整脈のメンテナンスに重要であるという追加の指示が存在すれば、リスク領域を取り除くことの重要度は高まるので、これは価値がある。例えば、当該領域が瘢痕組織に近く、リエントリー回路と解釈されてもいる場合、アブレーションの的である可能性がより高い。
【０１１６】
ユーザが上記第１及び第２部位の少なくとも１つを選択した場合、選択された部位は、好ましくは、アブレーションカテーテル  例えば電極１７又はエネルギー放出素子１９を用いて取り除かれる。好ましくは、アブレーション病変の位置も表示ユニット６１によって示される。
【０１１７】
開示された実施の形態に対する他の変形例は、図面、開示及び添付の特許請求の範囲の研究から、特許請求された発明を実践する際に当業者によって理解され、もたらされ得る。
【０１１８】
特許請求の範囲において、「有する」という語は他の構成要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「a」又は「an」は複数を排除するものではない。
【０１１９】
単一のユニット又はデバイスが、特許請求の範囲において列挙されている幾つかの要素の機能を果たし得る。互いに異なる従属請求項において幾つかの方策が列挙されているという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に用いられることができないことを示してはいない。
【０１２０】
１つ又は幾つかのユニット又はデバイスにより行われる性状型及び第１、第２部位の記録又は決定のような計算及び決定は、任意の他の数のユニット又はデバイスによって行われ得る。上記画像化方法に従う上記画像化装置の制御及び／又は計算及び決定は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段として及び／又は専用ハードウェアとして実現され得る。
【０１２１】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに又は他のハードウェアの一部として与えられる光記憶媒体又はソリッドステート媒体のような適切な媒体に記憶／配布され得るが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介してのような他の形態でも配信され得る。
【０１２２】
特許請求の範囲におけるいかなる参照符号もが、範囲を限定するように解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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