(57)【要約】  電気生理情報を表示する方法は、解剖学的領域の３次元医療画像を取得することと、モデルに位置特定システムを位置合わせすることと、解剖学的領域内の電気生理カテーテルの位置を特定することと、モデル上に電気生理カテーテルの位置特定の表現を表示することと、モデルの画像スライスを表示することとを含む。画像スライスは、電気生理カテーテルの位置特定に基づいて選択される。たとえば、画像スライスは、電気生理カテーテルによって搬送されるユーザ選択された位置特定要素を通過することができる。剛体及び／又は非剛体変換は、モデルに位置特定システムを位置合わせするために使用され得る。カテーテルによって収集された電気生理データは、モデル及び／又はそれの画像スライス上に表示され得る。３次元医療画像及び／又は電気生理データも時間的に変化し得る。実施形態では、スカラマップもモデル上に表示され得る。【選択図】  図３
2019508127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気生理情報を表示する方法であって、
解剖学的領域の３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせすることと、
前記位置特定システムを使用して前記解剖学的領域内の電気生理カテーテルの位置を特定することと、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像上に前記電気生理カテーテルの前記位置特定の表現を表示することと、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスを表示することであって、前記一つ又は複数の画像スライスが、前記電気生理カテーテルの前記位置特定に基づいて選択される、表示することと
を備える、方法。
【請求項２】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像が磁気共鳴画像を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像がコンピュータ断層撮影画像を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせすることが、前記解剖学的領域の前記３次元医療画像に前記位置特定システムを位置合わせするために非剛体変換を使用することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記非剛体変換が、薄板スプライン変換と、放射基底関数変換と、平均値座標変換とのうちの一つ又は複数を備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせすることが、前記解剖学的領域の前記３次元医療画像に前記位置特定システムを位置合わせするために剛体変換を使用することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスを表示することであって、前記一つ又は複数の画像スライスが、前記電気生理カテーテルの前記位置特定に基づいて選択される、表示することが、前記電気生理カテーテルによって搬送される予め選択された位置特定要素のロケーションを通過する前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスを表示することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像上に前記電気生理カテーテルによって測定された電気生理データを表示することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライス上に前記電気生理カテーテルによって測定された電気生理データを表示することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記電気生理データが、複数のグリフを使用して前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライス上に表示される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像上にスカラマップを表示することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
解剖学的領域の３次元医療画像を取得することが、前記解剖学的領域の複数の時間的に変化する３次元医療画像を取得することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記位置特定システムによって生成された解剖学的領域のモデル上に前記電気生理カテーテルの前記位置特定のグラフィック表現を表示することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
電気生理情報を表示する方法であって、
解剖学的領域の３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせすることと、
前記位置特定システムを使用して前記解剖学的領域内の電気生理カテーテルの位置を特定することであって、前記電気生理カテーテルが、少なくとも一つの位置特定要素を含む、特定することと、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスを表示することであって、前記一つ又は複数の画像スライスが、少なくとも一つの位置特定要素の位置特定を通過する、表示することと、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像と前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライスとのうちの少なくとも一つ上に前記電気生理カテーテルによって測定された電気生理情報を表示することと
を備える、方法。
【請求項１５】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像と前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライスとのうちの少なくとも一つ上に前記電気生理カテーテルの前記位置特定の表現を表示することをさらに備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせすることが、非剛体変換を使用して前記解剖学的領域の前記３次元医療画像に前記位置特定システムを位置合わせすることを備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記非剛体変換が、薄板スプライン変換と、放射基底関数変換と、平均値座標変換とからなるグループから選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像が、コンピュータ断層撮影画像と、磁気共鳴画像と、超音波画像と、Ｘ線画像と、蛍光透視画像と、画像テンプレートと、位置特定システム生成画像と、上記のいずれかのセグメント化モデルと、任意のそれらの組合せとからなるグループから選択される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
電気生理システムであって、
電気生理カテーテルの位置を特定するように構成された位置特定システムと、
解剖学的領域の３次元医療画像に前記位置特定システムを位置合わせするように構成された位置合わせプロセッサと、
マッピングプロセッサであって、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像上に前記電気生理カテーテルの位置特定の表現を表示することと、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスを表示することであって、前記一つ又は複数の画像スライスが、前記電気生理カテーテルの前記位置特定に基づいて選択される、表示することと
を行うように構成されたマッピングプロセッサと
を備える、システム。
【請求項２０】
前記マッピングプロセッサが、前記解剖学的領域の前記３次元医療画像と前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライスとのうちの少なくとも一つ上に前記電気生理カテーテルによって測定された電気生理データを表示するようにさらに構成された、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記電気生理カテーテルの前記位置特定の前記表現と前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライスとが時間的に変化する、請求項１９に記載のシステム。
【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、本明細書に完全に記載されているかのように参照により本明細書に組み込まれる、現在係争中の、２０１６年２月１６日に出願された米国仮出願第６２／２９５，８５２号の利益を主張する。
【０００２】
本開示は、心臓の診断や治療中に実行され得るような、電気生理マッピングに関する。特に、本開示は、コンピュータ断層撮影及び磁気共鳴画像などの医療画像上に電気生理マップを表示するための方法、装置、及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
心臓電気障害は、世界的に人間の罹患率及び死亡率の主要な原因である。当業者は、カテーテルに搭載された接触及び／又は非接触電極を使用する、電気生理マッピングを通した心臓電気障害の診断実務をよく知っている。しかしながら、コンピュータ断層撮影又は磁気共鳴画像などの高解像度医療画像からの情報と心臓電気生理検査からの情報とを組み合わせることが望ましいであろう。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書では、電気生理情報を表示する方法であって、解剖学的領域の３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせすることと、位置特定システムを使用して解剖学的領域内の電気生理カテーテルの位置を特定することと、解剖学的領域の３次元医療画像上に電気生理カテーテルの位置特定の表現を表示することと、解剖学的領域の３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスを表示することであって、一つ又は複数の画像スライスが、電気生理カテーテルの位置特定に基づいて選択される、表示することとを含む方法を開示する。解剖学的領域の３次元医療画像は、磁気共鳴画像、コンピュータ断層撮影画像、又は別の医療画像であり得る。解剖学的領域の３次元医療画像はまた、時間的に変化する画像（すなわち、心臓の鼓動など、時間にわたる解剖学的領域の形状変化を示す画像）であり得る。
【０００５】
本開示の態様によれば、非剛体変換は、解剖学的領域の３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせするために使用される。非剛体変換は、限定はしないが、薄板スプライン変換と、放射基底関数変換と、平均値座標変換とを含む。本開示の他の態様では、剛体変換は、解剖学的領域の３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせするために使用される。
【０００６】
一つ又は複数の画像スライスが、電気生理カテーテルによって搬送される予め選択された位置特定要素のロケーションを通して撮影され得ると企図される。
【０００７】
電気生理カテーテルによって測定された電気生理データは、解剖学的領域の３次元医療画像及び／又は解剖学的領域の３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライス上に表示され得る。たとえば、３次元医療画像及び／又はそれの画像スライス上に電気生理データを表示するために複数のグリフが使用され得る。
【０００８】
本開示の追加の態様によれば、一つ又は複数のスカラマップが、解剖学的領域の３次元医療画像上に表示され得る。
【０００９】
本明細書ではさらに、電気生理情報を表示する方法であって、解剖学的領域の３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせすることと、位置特定システムを使用して解剖学的領域内の電気生理カテーテルの位置を特定することであって、電気生理カテーテルが、少なくとも一つの位置特定要素を含む、特定することと、解剖学的領域の３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスを表示することであって、一つ又は複数の画像スライスが、少なくとも一つの位置特定要素の位置特定を通過する、表示することと、解剖学的領域の３次元医療画像と解剖学的領域の３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスとのうちの少なくとも一つ上に電気生理カテーテルによって測定された電気生理情報を表示することとを含む方法を開示する。本方法はまた、解剖学的領域の３次元医療画像と解剖学的領域の３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスとのうちの少なくとも一つ上に電気生理カテーテルの位置特定の表現を表示することを含むことができる。
【００１０】
本開示の態様によれば、位置特定システムは、薄板スプライン変換、放射基底関数変換、及び平均値座標変換などの非剛体変換を使用して解剖学的領域の３次元医療画像に位置合わせされ得る。
【００１１】
例示的な３次元医療画像としては、限定はしないが、コンピュータ断層撮影画像と、光干渉断層解析画像と、磁気共鳴画像と、超音波画像と、Ｘ線画像と、蛍光透視画像と、画像テンプレートと、位置特定システム生成画像と、上記のいずれかのセグメント化モデルと、任意のそれらの組合せとがある。
【００１２】
本開示の別の実施形態によれば、電気生理システムは、電気生理カテーテルの位置を特定するように構成された位置特定システムと、解剖学的領域の３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせするように構成された位置合わせプロセッサと、解剖学的領域の３次元医療画像上に電気生理カテーテルの位置特定の表現を表示することと、解剖学的領域の３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスを表示することであって、一つ又は複数の画像スライスが、電気生理カテーテルの位置特定に基づいて選択される、表示することと、を行うように構成されたマッピングプロセッサとを含む。マッピングプロセッサは、解剖学的領域の３次元医療画像と解剖学的領域の３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスとのうちの少なくとも一つ上に電気生理カテーテルによって測定された電気生理データを表示するようにさらに構成され得る。本開示の実施形態では、電気生理カテーテルの位置特定の表現と解剖学的領域の３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスは時間的に変化する。
【００１３】
本発明の上記の及び他の態様、特徴、詳細、効用、及び利点は、以下の説明及び特許請求の範囲を読み取ること、及び添付の図面を検討することから明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電気生理検査において使用され得るような例示的な電気解剖マッピングシステムの概略図である。
【００１５】
【図２】電気生理検査において使用され得る例示的なカテーテルを示す図である。
【００１６】
【図３】解剖学的領域の３次元画像などの医療画像上に電気生理検査中に収集された情報を表示するために従い得る代表的なステップの流れ図である。
【００１７】
【図４Ａ】３次元医療画像への位置特定システムの位置合わせを示す図である。
【図４Ｂ】３次元医療画像への位置特定システムの位置合わせを示す図である。
【００１８】
【図５】３次元医療画像とそれのいくつかのスライスとの上でのカテーテルロケーションを含む電気生理検査情報の提示を示す図である。
【００１９】
【図６】３次元医療画像とそれのいくつかのスライスとの上での電気生理データの提示を示す図である。
【００２０】
【図７】３次元医療画像上に表示されるスカラマップを示す図である。
【００２１】
【図８】３次元医療画像とそれのいくつかのスライスとの上に提示される時間的に変化するか又は動的な電気生理検査情報を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本開示は、電気生理マップの作成のための方法、装置、及びシステムを提供する。説明のために、本明細書では、いくつかの例示的な実施形態について心臓電気生理の文脈で詳細に説明する。ただし、本明細書で説明するシステム、方法、及び装置が他の文脈で利用され得ることが企図される。
【００２３】
図１に、心臓カテーテルをナビゲートすることによって心臓電気生理検査を行うことと、患者１１の心臓１０中で行われる電気的活動を測定することと、電気活動及び／又はそのように測定された電気的活動に関係するか、又はそれを表す情報を３次元的にマッピングすることとを行うための電気生理システム８の概略図を示す。システム８は、たとえば、一つ又は複数の電極を使用して患者の心臓１０の解剖学的モデルを作成するために使用され得る。システム８はまた、たとえば、患者の心臓１０の診断データマップを作成するために、心臓表面に沿った複数のポイントにおいて、限定はしないが、局所興奮時間（「ＬＡＴ」）を含む電気生理データを測定し、電気生理データが測定された各測定ポイントについてのロケーション情報に関連する測定データを記憶するために使用され得る。
【００２４】
当業者ならば認識するように、以下でさらに説明するように、システム８は、一般に、３次元空間内の物体のロケーションと、いくつかの態様では、向きとを決定し、少なくとも一つの基準に対して決定された位置情報としてそれらのロケーションを表すことができる。
【００２５】
図の簡単のために、患者１１を楕円形として概略的に示してある。図１に示す実施形態では、本明細書ではｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸と呼ぶ、三つの概して直交する軸を定義する、患者１１の表面に適用される３セットの表面電極（たとえば、パッチ電極）が示されている。他の実施形態では、電極は、他の配置、たとえば、特定の体表面上の複数の電極に配置され得る。さらなる代替として、電極は、体表面上にある必要はなく、体の内部に又は外部フレーム上に配置され得る。
【００２６】
図１では、ｘ軸の表面電極１２、１４は、たとえば患者の胸郭領域の側面上などの第１の軸に沿って患者に適用され（たとえば、各腕の下の患者の皮膚に適用され）、左右の電極と呼ばれることがある。ｙ軸の電極１８、１９は、患者の内股及び首領域に沿ってなどｘ軸に概して直交する第２の軸に沿って患者に適用され、左脚及び首電極と呼ばれることがある。ｚ軸の電極１６、２２は、胸郭領域中の患者の胸骨及び脊椎に沿ってなど、ｘ軸とｙ軸との両方に概して直交する第３の軸に沿って適用され、胸部及び背側電極と呼ばれることがある。心臓１０は、表面電極１２／１４、１８／１９、及び１６／２２のこれらのペアの間にある。
【００２７】
追加の表面基準電極（たとえば、「腹部パッチ」）２１は、システム８に基準及び／又は接地電極を与える。腹部パッチ電極２１は、以下でさらに詳細に説明する固定心臓内電極３１の代替であり得る。また、さらに、患者１１が、所定の位置に従来の心電図（「ＥＣＧ」又は「ＥＫＧ」）システムリード線の大部分又はすべてを有し得ることを諒解されたい。いくつかの実施形態では、たとえば、患者の心臓１０で心電図を感知するために１２個のＥＣＧリード線の標準セットが利用され得る。このＥＣＧ情報は、システム８に利用可能である（たとえば、コンピュータシステム２０への入力として与えられ得る）。ＥＣＧリード線がよく理解されている限り、図の明快のために、ただ一つのリード線６とコンピュータシステム２０へのそれの接続とを図１に示す。
【００２８】
少なくとも一つの電極１７（たとえば、末端電極）を有する代表的なカテーテル１３を図１に概略的な形で示している。この代表的なカテーテル電極１７は、「測定電極」又は「ロービング電極」と呼ばれることがある。一般に、カテーテル１３上の、又は複数のそのようなカテーテル上の複数の電極が使用されることになる。一実施形態では、たとえば、システム８は、患者の心臓及び／又は血管系内に配置された１２個のカテーテル上の６４個の電極を利用し得る。
【００２９】
他の実施形態では、システム８は、複数の（たとえば、８つの）スプラインを含む単一のカテーテルを利用し得、その各々が、次に、複数の（たとえば、８つの）電極を含む。もちろん、これらの実施形態は例に過ぎず、任意の数の電極及びカテーテルが使用され得る。実際、いくつかの実施形態では、Ｓｔ．Ｊｕｄｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｉｎｃ．のＥｎＳｉｔｅ（登録商標）Ａｒｒａｙ（登録商標）非接触マッピングカテーテルなどの高密度マッピングカテーテルが利用され得る。
【００３０】
同様に、カテーテル１３（又は複数のそのようなカテーテル）が、一般に、一つ又は複数のイントロデューサを介して、よく知られている手順を使用して患者の心臓及び／又は血管系に導入されることを理解されたい。本開示では、例示的な多電極カテーテル１３のセグメントを図２に示す。図２では、カテーテル１３は、経中隔シース３５を通して患者の心臓１０の左心室５０に及ぶ。左心室への経中隔手法の使用は、よく知られており、当業者によく知られており、本明細書でさらに説明する必要がない。もちろん、カテーテル１３はまた、任意の他の好適な方法で心臓１０に導入され得る。
【００３１】
カテーテル１３は、図示の実施形態では、それの遠位先端上の電極１７、ならびにそれの長さに沿って離間した複数の追加の測定値電極５２、５４、５６を含む。一般に、隣接する電極の間の間隔は知られるが、電極は、カテーテル１３に沿って均等に離間しない、又は互いに等しいサイズでないことがあることを理解されたい。これらの電極１７、５２、５４、５６の各々が患者内にあるので、ロケーションデータは、システム８によって電極の各々について同時に収集され得る。
【００３２】
同様に、電極１７、５２、５４、及び５６の各々が、心臓表面から電気生理データを収集するために使用され得る。当業者は、（たとえば、接触と非接触との両方の電気生理マッピングを含む）電気生理データポイントの取得及び処理のための様々な方法をよく知っており、したがって、それのさらなる議論は、本明細書で開示する伝導速度マッピング技法の理解に必要ない。同様に、当技術分野においてよく知られている様々な技法が、複数の電気生理データポイントからグラフィック表現を生成するために使用され得る。当業者が、電気生理データポイントから電気生理マップをどのように作成するのかを諒解する限り、本明細書で開示するマップを理解するために必要な程度までだけそれの態様について本明細書で説明する。
【００３３】
次に、図１に戻ると、いくつかの実施形態では、（たとえば、心臓１０の壁に取り付けられた）固定基準電極３１が第２のカテーテル２９上に示されている。較正目的のために、この電極３１は、固定である（たとえば、心臓の壁に又はそれの近くに取り付けられる）か、又はロービング電極（たとえば、電極１７、５２、５４、５６）と固定空間関係で配置され得、したがって、「ナビゲーション基準」又は「ローカル基準」と呼ばれることがある。固定基準電極３１は、追加又は代替として、上記で説明した表面基準電極２１に使用され得る。多くの事例では、心臓１０中の冠状静脈洞電極又は他の固定電極は、電圧及び変位を測定するための基準として使用され得、すなわち、以下で説明するように、固定基準電極３１は、座標系の原点を定義し得る。
【００３４】
各表面電極は、多重化スイッチ２４に結合され、表面電極のペアは、コンピュータ２０上で動作するソフトウェアによって選択され、これは、信号発生器２５に表面電極を結合する。代替的に、スイッチ２４は、除去され得、信号発生器２５の複数の（たとえば、三つの）インスタンスが各測定軸（すなわち、各表面電極ペアリング）に対して一つ与えられ得る。
【００３５】
コンピュータ２０は、たとえば、従来の汎用コンピュータ、専用コンピュータ、分散コンピュータ、又は任意の他のタイプのコンピュータを備え得る。コンピュータ２０は、本明細書で開示する様々な態様を実施するために命令を実行し得る、単一の中央処理ユニット（ＣＰＵ）などの一つ又は複数のプロセッサ２８あるいは並列処理環境と一般に呼ばれる複数の処理ユニットを備え得る。
【００３６】
概して、三つの名目上直交する電界は、生物導体中でのカテーテルナビゲーションを実現するために、一連の駆動及び感知電気双極子（たとえば、表面電極対１２／１４、１８／１９、及び１６／２２）によって生成される。代替的に、これらの直交フィールドは、分解され得、表面電極の任意のペアは、効果的な電極三角測量を与えるために双極子として駆動され得る。同様に、電極１２、１４、１８、１９、１６、及び２２（又は任意の他の数の電極）は、心臓中の電極への電流を駆動するか、又はそれからの電流を感知するための任意の他の効果的な配置に配置され得る。たとえば、複数の電極は、患者１１の背面、側面、及び／又は腹部上に配置され得る。任意の所望の軸について、所定のセットの駆動（ソース及びシンク）構成から生じたロービング電極にわたって測定された電位は、直交軸に沿って均一な電流を単に駆動することによって取得されるであろう電位と同じ効果的な電位をもたらすために代数的に組み合わされ得る。
【００３７】
したがって、表面電極１２、１４、１６、１８、１９、２２の任意の二つは、腹部パッチ２１などの接地基準に関する双極子ソース及びドレインとして選択され得、一方、非励起電極は、接地基準に関する電圧を測定する。心臓１０中に配置されたロービング電極１７、５２、５４、５６は、電流パルスからの電界に露出され、腹部パッチ２１などの接地に関して測定される。実際には、心臓１０内のカテーテルは、図示の４つよりも多い又は少ない電極を含み得、各電極電位が測定され得る。前述のように、少なくとも一つの電極は、固定基準電極３１を形成するために、心臓の内面に固定され得、これはまた、腹部パッチ２１などの接地に関して測定され、これは、位置特定システム８が位置を測定する場所に関する座標系の原点として定義され得る。表面電極と、内部電極と、仮想電極との各々からのデータセットはすべて、心臓１０内のロービング電極１７、５２、５４、５６のロケーションを決定するために使用され得る。
【００３８】
測定電圧は、基準電極３１などの基準ロケーションに対するロービング電極１７、５２、５４、５６などの心臓内の電極の３次元空間中のロケーションを決定するためにシステム８によって使用され得る。すなわち、基準電極３１において測定された電圧は、座標系の原点を定義するために使用され得、一方、ロービング電極１７、５２、５４、５６において測定された電圧は、原点に対するロービング電極１７、５２、５４、５６のロケーションを表すために使用され得る。いくつかの実施形態では、座標系は、３次元（ｘ、ｙ、ｚ）直交座標系であるが、極座標系、球座標系、及び円筒座標系などの他の座標系が企図される。
【００３９】
上記の議論から明らかなように、表面電極対が心臓上で電界を印加する間に、心臓内の電極のロケーションを決定するために使用されるデータが測定される。電極データはまた、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，２６３，３９７号に記載されているように、電極ロケーションについての生ロケーションデータを改善するために使用される呼吸補償値を作成するために使用され得る。電極データはまた、たとえば、その全体がまた参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，８８５，７０７号に記載されているように、患者の体のインピーダンスの変化を補償するために使用され得る。
【００４０】
一つの代表的な実施形態では、システム８は、最初に、表面電極のセットを選択し、次いで、電流パルスを用いてそれらを駆動する。電流パルスが伝送されている間に、残りの表面電極とインビボ電極とのうちの少なくとも一つを用いて測定された電圧などの電気的活動が測定され、記憶される。呼吸及び／又はインピーダンスシフトなどのアーティファクトの補償は、上記のように実行され得る。
【００４１】
いくつかの実施形態では、システム８は、上記で説明したように電界を生成するＳｔ．Ｊｕｄｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｉｎｃ．のＥｎＳｉｔｅ（登録商標）Ｖｅｌｏｃｉｔｙ（登録商標）心臓マッピング及び可視化システムであるか、又は電界に依拠する別の位置特定システムである。ただし、たとえば、位置特定のために電界の代わりに、又はそれに加えて磁界を利用するシステムを含む他の位置特定システムが本教示に関連して使用され得る。そのようなシステムの例としては、限定はしないが、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ，Ｉｎｃ．のＣＡＲＴＯナビゲーション及びロケーションシステム、Ｎｏｒｔｈｅｒｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｃ．のＡＵＲＯＲＡ（登録商標）システム、ＳｔｅｒｏｔａｘｉｓのＮＩＯＢＥ（登録商標）磁気ナビゲーションシステム、ならびにいずれもＳｔ．Ｊｕｄｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｉｎｃ．からのＭｅｄｉＧｕｉｄｅ（登録商標）テクノロジー及びＥｎＳｉｔｅ（登録商標）Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ（登録商標）システムがある。
【００４２】
米国特許第６，９９０，３７０号、第６，９７８，１６８号、第６，９４７，７８５号、第６，９３９，３０９号、第６，７２８，５６２号、第６，６４０，１１９号、第５，９８３，１２６号、及び第５，６９７，３７７号の特許（そのすべては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）に記載されている位置特定及びマッピングシステムも本発明とともに使用され得る。
【００４３】
医療画像上に電気生理情報を表示する一つの基本的な方法について、図３として提示する代表的なステップのフローチャート３００に関して説明する。いくつかの実施形態では、たとえば、フローチャートは、本明細書で説明するように医療画像上に電気生理情報を表示するために図１のコンピュータ２０によって（たとえば、以下でさらに説明するように位置合わせモジュールを実行する位置合わせプロセッサ又はマッピングモジュールを実行するマッピングプロセッサなど、一つ又は複数の特殊モジュールを実行する一つ又は複数のプロセッサ２８によって）実行され得るいくつかの例示的なステップを表し得る。以下で説明する代表的なステップは、ハードウェア又はソフトウェアのいずれかによって実装され得ることを理解されたい。説明のために、本明細書では、「信号プロセッサ」という用語が、本明細書の教示のハードウェアとソフトウェアとの両方に基づく実装を説明するために使用される。同様に、並列処理環境において、本明細書の教示が、一つ又は複数のスレッドを有し得る単一のＣＰＵ上で実行されるか、あるいはその各々が一つ又は複数のスレッドを有し得る複数のＣＰＵにわたって分散され得ることを理解されたい。
【００４４】
ブロック３０２において、解剖学的領域（たとえば、患者の心臓の一部分）の３次元医療画像が取得される。３次元医療画像の様々なソースが企図され、限定はしないが、磁気共鳴画像と、光干渉断層解析画像と、コンピュータ断層撮影画像と、超音波画像と、Ｘ線画像と、蛍光透視画像と、画像テンプレートと、位置特定システム生成画像と、上記のいずれかのセグメント化モデルと、上記のいずれかの組合せとを含む。これらの画像方法が当業者によく知られている限り、それらを本明細書では詳細に説明しない。
【００４５】
ブロック３０４において、位置特定システム（たとえば、システム８）は、ブロック３０２において取得された３次元医療画像に位置合わせされる。剛体及び非剛体変換を含む様々な位置合わせ手法が企図される。本開示の態様によれば、位置合わせは、薄板スプライン変換、放射基底関数変換、又は平均値座標変換を使用する。明細書に完全に記載されているかのように参照により本明細書に組み込まれる米国出願第１１／７１５，９２３号は、医療画像に位置特定システムを位置合わせするための上記の非剛体変換の使用について詳細に説明する。
【００４６】
図４Ａに、磁気共鳴又はコンピュータ断層撮影画像など、心臓４０２の３次元医療画像と並んで、システム８によって生成された心臓のモデル４００を示す。図４Ａに、同じく、３次元医療画像４０２へのモデル４００上の複数の基準のポイント４０４のマッピングを示す。図４Ｂに、位置合わせの結果を示す。これらの画像が、一つ又は複数のウィンドウを含み得るグラフィカルユーザインターフェース（「ＧＵＴ」）の一部としてディスプレイ２３に出力され得ることを、当業者は諒解されよう。例示的な実施形態について以下で説明する。
【００４７】
次に図３中のフローチャート３００に戻ると、ブロック３０６において、システム８を使用してカテーテル１３などの電気生理カテーテルの位置が特定される。ブロック３０４において計算された位置合わせは、図５において重畳表示されたウィンドウ５０１の右下象限に示すように位置合わせされた３次元医療画像４０２中にカテーテル１３のグラフィック表現５００を（たとえば、ディスプレイ２３上に）表示するために使用され得る。カテーテル１３のグラフィック表現５００はまた、図５において下層に表示されたウィンドウ５０３の左側に向けて示されるような、システム８によって生成された心臓のモデル４００中に示され得る。
【００４８】
図５中に重畳表示されたウィンドウ５０１は、さらに、解剖学的領域４０２の３次元医療画像及び／又は位置合わせされた３次元医療画像４０２の一つ又は複数の画像スライス５０２（冠状面）、５０４（軸平面）、５０６（矢状面）を示す（ブロック３０８）ために（たとえば、象限に）再分割され得る。画像スライス５０２、５０４、及び５０６はまた、カテーテル１３のグラフィック表現５０８を含むことができる。
【００４９】
画像スライス５０２、５０４、及び５０６は、カテーテル１３の位置特定に基づいて選択され得る。より詳細には、本開示の態様によれば、画像スライス５０２、５０４、及び５０６は、電極１７、５２、５４、５６のうちの一つ又は複数など、カテーテル１３の予め選択された特徴を通過するように選択され得る。この特徴は、ブロック３０７においてユーザ選択され得る。スライス５０２、５０４、及び５０６は、（たとえば、一つ又は複数のプロセッサ２８上で実行される可視化又は他のモジュールの一部として）自動的に撮影されるか、又は（たとえば、スライス５０２、５０４、及び５０６が撮影されるべきであるポイントを識別するためにユーザがＧＵＩ内で「ポイントアンドクリックする」ことを可能にすることによって）手動で撮影され得る。
【００５０】
セグメント化モデルがいくつかの個別の画像スライスから構成されることを、当業者は諒解されよう。したがって、予め選択された位置特定要素又は他のカテーテル特徴のロケーションを直接通過する画像スライスがないことがあることが起こり得る。したがって、本開示のために、予め選択された特徴が画像スライスの平面内に真っ直ぐ入らない場合でも、画像スライスは、特徴のロケーションに最も近い画像スライスである場合、予め選択された特徴のロケーションを「通過する」。
【００５１】
画像スライスはまた、カテーテル１３の視界に沿ってユーザ定義の平面を使用して画像体積から補間され得る。これは、たとえば、可視化に心筋層と異質の瘢痕の可視化に有利である。
【００５２】
ブロック３１０において、電気生理データは、３次元医療画像４０２及び／又は画像スライス５０２、５０４、５０６上に表示され得る。たとえば、本開示のいくつかの実施形態によれば、電気生理データは、本明細書に完全に記載されているかのように参照により本明細書に組み込まれる米国出願第１４／６１１，５９７号に開示されているような複数のグリフを使用して表示される。図６に、図５に示した複数のウィンドウビューと同様の複数のウィンドウビュー（たとえば、いくつかの画像スライス５０２、５０４、５０６と位置合わせされた３次元医療画像４０２とを示す象限に再分割された上にあるウィンドウ６０１及び、電気生理データを同じく含むことができるシステム８によって生成された心臓のモデル４００を示す１次ウィンドウ６０３）中の３次元医療画像４０２上への電気生理データの包含を示す。当業者が、（たとえば、接触と非接触との両方の電気生理マッピングを含む）電気生理データの取得及び処理のための様々な方法、ならびに、取得された電気生理データのグラフィック表現を生成するために使用され得る様々な技法をよく知っている限り、これらの態様について、本明細書でさらに説明しない。
【００５３】
スカラマップも３次元医療画像４０２上に表示され得る。たとえば、高空間解像度で心臓の解剖学的構造を示すことができ、したがって、心臓壁の菲薄化を示すことができる造影剤強調心拍ゲート式マルチスライスＣＴ画像が３次元医療画像４０２上に表示され得る。別の例として、局所心筋線維症を評価するために使用され得る遅延コントラスト強調ＭＲ画像、大部分の心臓不整脈に関与する基質が３次元医療画像４０２上に表示され得る。すなわち、壁菲薄化スカラマップ及び／又は心筋線維症スカラマップが３次元医療画像４０２上に表示され得る。
【００５４】
図７に、例示的なスカラマップ７００及び７０２を示す。図７中のパネル７０４に、３次元医療画像４０２上にスカラマップ７００及び７０２を描くために使用され得る様々な色ルックアップテーブルマットを示す。
【００５５】
同じく、３次元医療画像４０２及び／又は電気生理データの形状は、時間的に変化するか、又は動的であり得ることが企図される。したがって、いくつかの実施形態では、図８に示すように、各々がその上に表示されるそれぞれの電気生理データをもつ３次元医療画像４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ、及び４０２ｄの時系列を、図５及び図６に関して上記で説明した別個のウィンドウ８００ｂ中に、マルチペイン又はマルチウィンドウビュー中に一連の静止フレーム８００ａとして及び／又はアニメーション画像４０２ｅとして示し得る。同様に、表示される画像スライス５０２、５０４、５０６は、予め選択された位置特定要素が移動するにつれて移動することを理解されたい。
【００５６】
本発明のいくつかの実施形態について、ある程度の特殊性を伴って上記で説明したが、当業者は、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく開示する実施形態に多数の改変を行うことができる。
【００５７】
たとえば、本明細書で説明するいくつかの実施形態は単一の３次元医療画像のみを含むが、本明細書の教示は、同時に又は要求に応じて複数の３次元医療画像に拡張され得る（たとえば、開業医が二つ以上の３次元画像の間をトグルすることができる）。
【００５８】
すべての方向についての言及（たとえば、上、下、上向き、下向き、左、右、左側、右側、上部、下部、上記、下記、垂直、水平、時計回り、及び反時計回り）は、本発明の読者の理解を助けるための識別目的のために使用されるに過ぎず、特に、本発明の位置、向き、又は使用に関する制限をもたらさない。結合についての言及（たとえば、取り付けられた、結合された、接続されたなど）は、広く解釈されるべきであり、要素の接続間の中間部材及び要素間の相対的な移動を含み得る。したがって、結合についての言及は、必ずしも、二つの要素が直接接続され、互いに固定関係にあることを推論するとは限らない。
【００５９】
上記の説明に含まれている、又は添付の図面に示されているすべての事物が、限定するものではなく、例示的なものに過ぎないと解釈されなければならないものとする。詳細又は構造の変更は、添付の特許請求の範囲において定義されている発明の趣旨から逸脱することなく行われ得る。
【図１】
2019508127.tif 000003
【図２】
2019508127.tif 000004
【図３】
2019508127.tif 000005
【図４Ａ】
2019508127.tif 000006
【図４Ｂ】
2019508127.tif 000007
【図５】
2019508127.tif 000008
【図６】
2019508127.tif 000009
【図７】
2019508127.tif 000010
【図８】
2019508127.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月11日(2018.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気生理情報を表示する方法であって、
解剖学的領域の３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせすることと、
前記位置特定システムを使用して前記解剖学的領域内の電気生理カテーテルの位置を特定することと、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスを表示することであって、前記一つ又は複数の画像スライスが、前記電気生理カテーテルの前記位置特定に基づいて選択される、表示することと、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライス上に、前記電気生理カテーテルで測定された電気生理データを表示することと、
を備える、方法。
【請求項２】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせすることが、前記解剖学的領域の前記３次元医療画像に前記位置特定システムを位置合わせするために非剛体変換を使用することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記非剛体変換が、薄板スプライン変換と、放射基底関数変換と、平均値座標変換とのうちの一つ又は複数を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせすることが、前記解剖学的領域の前記３次元医療画像に前記位置特定システムを位置合わせするために剛体変換を使用することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像上に前記電気生理カテーテルによって測定された電気生理データを表示することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記電気生理データが、複数のグリフを使用して前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライス上に表示される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像上にスカラマップを表示することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
解剖学的領域の３次元医療画像を取得することが、前記解剖学的領域の複数の時間的に変化する３次元医療画像を取得することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記位置特定システムによって生成された解剖学的領域のモデル上に前記電気生理カテーテルの前記位置特定のグラフィック表現を表示することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記電気生理カテーテルが、少なくとも一つの位置特定要素を含み、
前記一つ又は複数の画像スライスが、前記少なくとも一つの位置特定要素の位置特定を通過する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像と前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライスとのうちの少なくとも一つ上に前記電気生理カテーテルの前記位置特定の表現を表示することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像が、コンピュータ断層撮影画像と、磁気共鳴画像と、超音波画像と、Ｘ線画像と、蛍光透視画像と、画像テンプレートと、位置特定システム生成画像と、上記のいずれかのセグメント化モデルと、任意のそれらの組合せとからなるグループから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
電気生理システムであって、
電気生理カテーテルの位置を特定するように構成された位置特定システムと、
解剖学的領域の３次元医療画像に前記位置特定システムを位置合わせするように構成された位置合わせプロセッサと、
マッピングプロセッサであって、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像上に前記電気生理カテーテルの位置特定の表現を表示することと、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスを表示することであって、前記一つ又は複数の画像スライスが、前記電気生理カテーテルの前記位置特定に基づいて選択される、表示することと、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライス上に、前記電気生理カテーテルで測定された電気生理データを表示することと、
を行うように構成されたマッピングプロセッサと、
を備える、システム。
【請求項１４】
前記電気生理カテーテルの前記位置特定の前記表現と前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライスとが時間的に変化する、請求項１３に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
上記の説明に含まれている、又は添付の図面に示されているすべての事物が、限定するものではなく、例示的なものに過ぎないと解釈されなければならないものとする。詳細又は構造の変更は、添付の特許請求の範囲において定義されている発明の趣旨から逸脱することなく行われ得る。本明細書では、下記の各項目に記載された装置及び方法が開示される。
［項目１］
電気生理情報を表示する方法であって、
解剖学的領域の３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせすることと、
前記位置特定システムを使用して前記解剖学的領域内の電気生理カテーテルの位置を特定することと、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像上に前記電気生理カテーテルの前記位置特定の表現を表示することと、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスを表示することであって、前記一つ又は複数の画像スライスが、前記電気生理カテーテルの前記位置特定に基づいて選択される、表示することと
を備える、方法。
［項目２］
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像が磁気共鳴画像を備える、項目１に記載の方法。
［項目３］
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像がコンピュータ断層撮影画像を備える、項目１に記載の方法。
［項目４］
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせすることが、前記解剖学的領域の前記３次元医療画像に前記位置特定システムを位置合わせするために非剛体変換を使用することを備える、項目１に記載の方法。
［項目５］
前記非剛体変換が、薄板スプライン変換と、放射基底関数変換と、平均値座標変換とのうちの一つ又は複数を備える、項目４に記載の方法。
［項目６］
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせすることが、前記解剖学的領域の前記３次元医療画像に前記位置特定システムを位置合わせするために剛体変換を使用することを備える、項目１に記載の方法。
［項目７］
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスを表示することであって、前記一つ又は複数の画像スライスが、前記電気生理カテーテルの前記位置特定に基づいて選択される、表示することが、前記電気生理カテーテルによって搬送される予め選択された位置特定要素のロケーションを通過する前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスを表示することを備える、項目１に記載の方法。
［項目８］
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像上に前記電気生理カテーテルによって測定された電気生理データを表示することをさらに備える、項目１に記載の方法。
［項目９］
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライス上に前記電気生理カテーテルによって測定された電気生理データを表示することをさらに備える、項目１に記載の方法。
［項目１０］
前記電気生理データが、複数のグリフを使用して前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライス上に表示される、項目９に記載の方法。
［項目１１］
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像上にスカラマップを表示することをさらに備える、項目１に記載の方法。
［項目１２］
解剖学的領域の３次元医療画像を取得することが、前記解剖学的領域の複数の時間的に変化する３次元医療画像を取得することを備える、項目１に記載の方法。
［項目１３］
前記位置特定システムによって生成された解剖学的領域のモデル上に前記電気生理カテーテルの前記位置特定のグラフ表現を表示することをさらに備える、項目１に記載の方法。
［項目１４］
電気生理情報を表示する方法であって、
解剖学的領域の３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせすることと、
前記位置特定システムを使用して前記解剖学的領域内の電気生理カテーテルの位置を特定することであって、前記電気生理カテーテルが、少なくとも一つの位置特定要素を含む、特定することと、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスを表示することであって、前記一つ又は複数の画像スライスが、少なくとも一つの位置特定要素の位置特定を通過する、表示することと、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像と前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライスとのうちの少なくとも一つ上に前記電気生理カテーテルによって測定された電気生理情報を表示することと
を備える、方法。
［項目１５］
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像と前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライスとのうちの少なくとも一つ上に前記電気生理カテーテルの前記位置特定の表現を表示することをさらに備える、項目１４に記載の方法。
［項目１６］
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像に位置特定システムを位置合わせすることが、非剛体変換を使用して前記解剖学的領域の前記３次元医療画像に前記位置特定システムを位置合わせすることを備える、項目１４に記載の方法。
［項目１７］
前記非剛体変換が、薄板スプライン変換と、放射基底関数変換と、平均値座標変換とからなるグループから選択される、項目１６に記載の方法。
［項目１８］
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像が、コンピュータ断層撮影画像と、磁気共鳴画像と、超音波画像と、Ｘ線画像と、蛍光透視画像と、画像テンプレートと、位置特定システム生成画像と、上記のいずれかのセグメント化モデルと、任意のそれらの組合せとからなるグループから選択される、項目１４に記載の方法。
［項目１９］
電気生理システムであって、
電気生理カテーテルの位置を特定するように構成された位置特定システムと、
解剖学的領域の３次元医療画像に前記位置特定システムを位置合わせするように構成された位置合わせプロセッサと、
マッピングプロセッサであって、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像上に前記電気生理カテーテルの位置特定の表現を表示することと、
前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の一つ又は複数の画像スライスを表示することであって、前記一つ又は複数の画像スライスが、前記電気生理カテーテルの前記位置特定に基づいて選択される、表示することと
を行うように構成されたマッピングプロセッサと
を備える、システム。
［項目２０］
前記マッピングプロセッサが、前記解剖学的領域の前記３次元医療画像と前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライスとのうちの少なくとも一つ上に前記電気生理カテーテルによって測定された電気生理データを表示するようにさらに構成された、項目１９に記載のシステム。
［項目２１］
前記電気生理カテーテルの前記位置特定の前記表現と前記解剖学的領域の前記３次元医療画像の前記一つ又は複数の画像スライスとが時間的に変化する、項目１９に記載のシステム。
【国際調査報告】
2019508127.tif 000012
2019508127.tif 000013