(57)【要約】【課題】  ＥＣＧ信号の分類化のための方法を提供する。【解決手段】  ヒト被検者の心筋に近接する一対の電極からバイポーラ信号を受信することと、前記一対の電極の選択された一方からユニポーラ信号を受信することとを含む方法。方法は、更にユニポーラ及びバイポーラ信号の関心窓（ＷＯＩ）を規定することと、前記ＷＯＩ内で、ユニポーラ信号の局所ユニポーラ最小導関数、及び局所ユニポーラ最小導関数の発生時間を計算することと、前記ＷＯＩ内で、発生時間におけるバイポーラ信号のバイポーラ導関数を計算することとを含む。更に方法は、局所ユニポーラ最小導関数に対するバイポーラ導関数の比を評価することと、この比が事前設定された比の閾値よりも大きい場合、前記発生時間を心筋の興奮時間として割り当てることと、興奮時間の回数を計数することと、前記回数によりユニポーラ信号を分類することとを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒト被検者の心筋に近接する一対の電極からバイポーラ信号を受信することと、
前記一対の電極の選択された一方からユニポーラ信号を受信することと、
前記ユニポーラ及びバイポーラ信号の関心窓（ＷＯＩ）を規定することと、
前記ＷＯＩ内で前記ユニポーラ信号の局所ユニポーラ最小導関数、及び前記局所ユニポーラ最小導関数の発生時間を計算することと、
前記ＷＯＩ内で前記発生時間における前記バイポーラ信号のバイポーラ導関数を計算することと、
前記局所ユニポーラ最小導関数に対する前記バイポーラ導関数の比を評価することと、
前記比が事前設定された比の閾値よりも大きい場合、前記発生時間を前記心筋の興奮時間として割り当てることと、
前記興奮時間の回数を計数することと、
前記回数により前記ユニポーラ信号を分類することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記パイポーラ導関数が、事前設定されたバイポーラ導関数の閾値よりも小さい場合、前記発生時間を前記心筋の前記興奮時間として割り当てることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記局所ユニポーラ最小導関数が、事前設定されたユニポーラ導関数の閾値よりも小さい場合、前記発生時間を前記心筋の前記興奮時間として割り当てることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ユニポーラ信号を分類することが、前記ユニポーラ信号の複数の事前設定された分類を定義することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数は、前記回数が０である第１の分類、前記回数が１である第２の分類、前記回数が２又は３である第３の分類、及び前記回数が３よりも大きい第４の分類を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
所定の発生時間に関連付けられた信頼度が事前設定された信頼度よりも大きい場合に、前記所定の発生時間を前記心筋の所定の興奮時間として割り当てることのみを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
対応するバイポーラ信号の振幅が事前設定されたバイポーラ信号の閾値よりも大きい場合に、前記所定の発生時間を前記心筋の前記所定の興奮時間として割り当てることのみを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ヒト被検者の心筋に近接して配置されるように構成された一対の電極と、
プロセッサであって、
前記一対の電極からバイポーラ信号を受信し、
前記一対の電極の選択された一方からユニポーラ信号を受信し、
前記ユニポーラ及びバイポーラ信号の関心窓（ＷＯＩ）を規定し、
前記ＷＯＩ内で、前記ユニポーラ信号の局所ユニポーラ最小導関数、及び前記局所ユニポーラ最小導関数の発生時間を計算し、
前記ＷＯＩ内で、前記発生時間における前記バイポーラ信号のバイポーラ導関数を計算し、
前記局所ユニポーラ最小導関数に対する前記バイポーラ導関数の比を評価し、
前記比が事前設定された比の閾値よりも大きい場合、前記発生時間を前記心筋の興奮時間として割り当て、
前記興奮時間の回数を計数し、
前記回数により前記ユニポーラ信号を分類するように構成されたプロセッサと、
を含む、装置。
【請求項９】
前記バイポーラ導関数が事前設定されたバイポーラ導関数の閾値よりも小さい場合、前記発生時間を前記心筋の前記興奮時間として割り当てることを更に含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記局所ユニポーラ最小導関数が事前設定されたユニポーラ導関数の閾値よりも小さい場合、前記発生時間を前記心筋の前記興奮時間として割り当てることを更に含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記ユニポーラ信号を分類することが、前記ユニポーラ信号の複数の事前設定された分類を定義することを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数は、前記回数が０である第１の分類、前記回数が１である第２の分類、前記回数が２又は３である第３の分類、及び前記回数が３よりも大きい第４の分類を含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
所定の発生時間に関連付けられた信頼度が事前設定された信頼度よりも大きい場合に、前記所定の発生時間を前記心筋の所定の興奮時間として割り当てることのみを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
対応するバイポーラ信号の振幅が事前設定されたバイポーラ信号閾値よりも大きい場合に、前記所定の発生時間を前記心筋の前記所定の興奮時間として割り当てることのみを含む、請求項１３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、２０１６年８月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／３７３，４６５号の利益を主張する。同仮出願は、参照により本明細書に組み込まれる。本出願は、本出願と同日に出願された「Ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  Ｗａｖｅｆｒｏｎｔ」と題する出願に関連する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、心電図（ＥＣＧ）信号に関し、より詳細には信号の分類化のための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
心臓の電気信号のマッピング及び画像化は、通常、カテーテルのＥＣＧ信号により示される局所興奮時間（ＬＡＴ）を信号の空間的位置と組み合わせることに基づく。かような方法は、カリフォルニア州ダイヤモンドバーのＢｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ社製のＣＡＲＴＯ（登録商標）３  Ｓｙｓｔｅｍで用いられている。
【０００４】
本特許出願に参照により組み込まれる文献は、いずれかの用語がこれらの組み込まれた文献において、本明細書に明確に又は暗示的になされる定義と矛盾する形で定義されている場合には、本明細書中の定義のみが考慮されるべきである点を除いて、本出願の一部とみなされるものとする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態は、ヒト被検者の心筋に近接する一対の電極からバイポーラ信号を受信することと、前記一対の電極の選択された一方からユニポーラ信号を受信することとを含む方法を提供する。更に方法は、ユニポーラ及びバイポーラ信号のための関心窓（ＷＯＩ）を規定することと、ＷＯＩ内でユニポーラ信号の局所ユニポーラ最小導関数、及び局所ユニポーラ最小導関数の発生時間を計算することとを含む。
【０００６】
方法は更に、ＷＯＩ内で、発生時間におけるバイポーラ信号のバイポーラ導関数を計算することと、局所ユニポーラ最小導関数に対するバイポーラ導関数の比を評価することと、比が事前設定された比の閾値よりも大きい場合、前記発生時間を心筋の興奮時間として割り当てることと、興奮時間の回数を計数することと、前記回数によりユニポーラ信号を分類することとを含む。
【０００７】
開示された実施形態では、バイポーラ導関数が事前設定されたバイポーラ導関数閾値よりも小さい場合、発生時間を心筋の興奮時間として割り当てる。
【０００８】
更に開示された実施形態では、局所ユニポーラ最小導関数が、事前設定されたユニポーラ導関数閾値よりも小さい場合、発生時間を心筋の興奮時間として割り当てる。
【０００９】
典型的に、ユニポーラ信号を分類することは、ユニポーラ信号の複数の事前設定された分類を定義することを含む。複数には、前記回数が０である第１の分類、前記回数が１である第２の分類、前記回数が２又は３である第３の分類、及び前記回数が３よりも大きい第４の分類が含まれうる。
【００１０】
代替的な実施形態では、方法は、所定の発生時間に関連付けられた信頼度が事前設定された信頼度よりも大きい場合、前記所定の発生時間を前記所定の心筋の興奮時間として割り当てることのみを含む。いくつかの実施形態では、対応するバイポーラ信号の振幅が事前設定されたバイポーラ信号の閾値よりも大きい場合、所定の発生時間を、心筋の所定の興奮時間として割り当てられることのみ可能である。
【００１１】
本発明のある実施形態により、装置が更に提供され、この装置は、
ヒト被検者の心筋に近接して配置されるように構成された一対の電極と、
プロセッサであって、
前記一対の電極からバイポーラ信号を受信し、
前記一対の電極の選択された一方からユニポーラ信号を受信し、
前記ユニポーラ及びバイポーラ信号の関心窓（ＷＯＩ）を規定し、
前記ＷＯＩ内でユニポーラ信号の局所ユニポーラ最小導関数、及び局所ユニポーラ最小導関数の発生時間を計算し、
前記ＷＯＩ内で発生時間におけるバイポーラ信号のバイポーラ導関数を計算し、
局所ユニポーラ最小導関数に対するバイポーラ導関数の比を評価し、
前記比が事前設定された比の閾値よりも大きい場合、発生時間を心筋の興奮時間として割り当て、
前記興奮時間の回数を計数し、
前記回数によりユニポーラ信号を分類するように構成されたプロセッサと、を含む。
【００１２】
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】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態によるアルゴリズムの概略ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態によるバイポーラ信号及びユニポーラ正極信号により測定される活動の例である。
【図３】本発明の一実施形態によるベースラインワンダー除去を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態によるベースラインワンダー除去システムのブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による２つのガウシアンフィルタのグラフである。
【図６】本発明の一実施形態によるアノテーション検出器ブロックの概略的ブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態によるユニポーラ及びバイポーラ信号と、それらの導関数のグラフである。
【図８】本発明の一実施形態によるアノテーションアルゴリズムの第１拒否フェーズを表すグラフを示す。
【図９】本発明の一実施形態による局所及び遠距離場候補アノテーションを表すグラフを示す。
【図１０】本発明の一実施形態による候補アノテーションのマージ及び拒否基準の使用方法を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるユニポーラ導関数ファジー関数のグラフである。
【図１２】本発明の一実施形態によるユニポーラ信号セグメンテーションを示すグラフである。
【図１３】本発明の一実施形態によるユニポーラ持続時間ファジー関数のグラフである。
【図１４】本発明の一実施形態によるユニポーラ振幅ファジー関数のグラフである。
【図１５】本発明の一実施形態によるユニポーラ持続時間対振幅比ファジー関数のグラフである。
【図１６】本発明の一実施形態によるバイポーラ振幅ファジー関数のグラフである。
【図１７】本発明の一実施形態による分類アルゴリズムの概略的ブロック図である。
【図１８】本発明の一実施形態による分類アルゴリズムの工程を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の一実施形態によるシングルイベント分類を示す。
【図２０】本発明の一実施形態による分類に関するアノテーション時間の効果を示す。
【図２１】本発明の一実施形態によるスプリット分類を示す。
【図２２】本発明の一実施形態によるマルチ分類を示す。
【図２３】本発明の一実施形態による装置を用いた侵襲性医療処置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
概説
本発明の実施形態では、２種類のＥＣＧ信号（バイポーラ信号とその関連するユニポーラ信号の１つ）の特性を組み合わせて正確な信号アノテーションを生成するように機能する波面アノテーションアルゴリズムを用いる。本発明者らは、このアルゴリズムが遠距離場干渉の影響を受けない正確なアノテーションを与えることを確認した。
【００１５】
この波面アノテーションアルゴリズムは、比較的短時間に多数のＬＡＴポイントの取得及びアノテーションを可能にするアノテーションポイントの自動的及び信頼性のある検出を提供する。この多数のＬＡＴポイントのために、信号に埋め込まれている可能性のある更なる重要な臨床情報について心臓内信号の１つ１つを調べることは、ユーザにとって困難であり時間がかかる。
【００１６】
そのため、本発明の実施形態では、波面アノテーションアルゴリズムから導出される結果が、追加された臨床的に重要であり得るキー信号を自動的に識別する分類アルゴリズムを用いる。具体的には、分類アルゴリズムによる自動識別は、興奮イベントなし、単一興奮イベント及び複数の興奮イベントを区別し、複数の興奮イベント内で、多数の興奮を有するポイントと数回の興奮のみを有するポイントとを区別する。
【００１７】
分類アルゴリズムはそれらのコンプレキシティによりＥＣＧ信号を分類する。このアルゴリズムは、所定の時間窓内で検出された有効興奮の数を計数するによる列挙を用いてコンプレキシティを測定する。アルゴリズムへの入力は、波面アノテーションアルゴリズムからの波面検出された興奮、及びコンプレキシティ計算が要求される時間セグメント（ＷＯＩ）である。分類アルゴリズムの出力は、ＥＣＧ信号の分類である。アルゴリズム分類タイプは、ＮＯ−Ｌａｔ、シングル、スプリット及びマルチである。
【００１８】
本発明の一実施形態は、ヒト被検者の心筋に近接する一対の電極からバイポーラ信号を受信することと、該一対の電極の選択された一方からユニポーラ信号を受信することとを含む方法を提供する。関心窓（ＷＯＩ）は、ユニポーラ及びバイポーラ信号について規定され、ＷＯＩ内でユニポーラ信号の局所ユニポーラ最小導関数及び局所ユニポーラ最小導関数の発生時間が計算される。
【００１９】
加えて、ＷＯＩ内で発生時間におけるバイポーラ信号のバイポーラ導関数が計算され、局所ユニポーラ最小導関数に対するバイポーラ導関数の比が評価される。この比が事前設定された比の閾値よりも大きい場合、発生時間は心筋の興奮時間として割り当てられ、興奮時間の回数が計数され、ユニポーラ信号はこの回数により分類される。
【００２０】
以下の説明は２つのセクションに分けられる。第１のセクションでは、波面アノテーションアルゴリズムを説明する。第２のセクションでは、分類アルゴリズムを説明する。
【００２１】
１．波面アノテーションアルゴリズム
図１は、本発明の一実施形態による波面アノテーション（wavefront annotation）アルゴリズムの概略ブロック図である。アルゴリズム入力は、単一バイポーラ信号及びそのユニポーラ信号のうちの１つからなり、それらは通常、アルゴリズムを作動するプロセッサ２０に供給された後、５００Ｈｚのカットオフを備える低域フィルタ及びパワー除去フィルタに供給される。プロセッサ２０の動作を、図２３を参照して以下により詳細に示す。ユニポーラ信号の極性は、既知であると仮定される（即ち、正又は負極のいずれか一方から導出される）。プロセッサは、スタンドアロンプロセッサ、及び／又は通常はコンピュータを作動する汎用プロセッサであってよい。アルゴリズムは、ここで要約される多くの段階を含む。
【００２２】
前処理段階２２は、ベースラインワンダーの除去、低域フィルタリング及び任意の順序の差別化を含む。ベースラインワンダーの除去は、アーチファクトであり、機械的カテーテル動作又は呼吸のような様々な理由に起因する付加的な低周波信号の除去を含む。この低周波信号は、信号の推定された導関数を変化させる場合があり、したがって通常は除去される。
【００２３】
特徴の抽出段階２４は、処理後の信号を用い、候補アノテーション毎の特徴を抽出する。
【００２４】
第１のアノテーション検出器段階２６は、特徴のサブセットに基づき候補アノテーションの消去を実行する。
【００２５】
次に、ペア消去段階２８において、要求された特徴閾値を満たすが、別の非常に近い興奮に対して重要でない候補アノテーションは、破棄されてもよい。
【００２６】
最後に、第２のアノテーション検出器段階３０において、各々の候補アノテーションにその特徴値に基づきスコアが与えられる。スコア閾値を超える候補アノテーションのみが有効アノテーションと見なされ、そしてこれらのタイミング及び特徴は、候補アノテーションのマップの生成のようなプロセッサの更なる動作においてプロセッサにより用いられる。
【００２７】
アルゴリズムの要素を、以下により詳細に説明する。
【００２８】
アルゴリズムのコアは３つの基本的な観測に依存する。
・ユニポーラ活動は、信号振幅の急激な下向きの偏向によりマークされる。これらの偏向は、活動速度信号の極小値（即ち、ユニポーラ信号の導関数）として容易に識別され得る。しかしながら、極小値の全てが活動を表すのではなく、いくつかはノイズ又は遠距離場活動の結果である。したがって、アルゴリズムの目的は、局所リアル興奮に相関する速度信号の極小値とそうでないものとを区別することである。これは、次の観測を用いて可能になる。
・遠距離場興奮は、ユニポーラ対の電位にほぼ同じ影響を及ぼす。したがって、バイポーラ相対物は、遠距離場興奮の間の残留活動のみを有する。これは、一方の電極が興奮に近接し、他方の電極が比較的遠く（数ｍｍで十分）にある場合の局所活動測定の際には該当しない。この場合では、更にバイポーラ信号はユニポーラ信号における勾配変化と同時に勾配変化を示すであろう（図２及び以下のその説明を参照）。この現象を用いて、近距離場興奮から生じるユニポーラの急激な偏向と遠距離場興奮から生じる偏向とを区別することができる。
・候補アノテーションの複数の特徴を組み合わせることで、より安定したアノテーション検出を行う方法を提供する。例えば、局所興奮の結果としてのバイポーラ振幅変化は特徴として利用される場合がある。しかし、遠距離場興奮がバイポーラ成分を有する場合もある（例えば、心室弁近傍の下方心房をマッピングする場合）。したがって、単にバイポーラ振幅に基づき決定を行うことは失敗する場合がある。しかし、信号の更なる特徴を用いる場合、意思決定がより堅牢となる場合がある。１つのそのような特徴は、興奮周囲のユニポーラ振幅であり得る（図２）。
【００２９】
図２は、本発明の一実施形態による、バイポーラ信号及びユニポーラ正極信号により測定された場合の活動例である。グラフ４０は、バイポーラ信号を示し、グラフ４４は、ユニポーラ信号を示す。領域「Ａ」における左側の急激な下向きの偏向は、ユニポーラ及びバイポーラ信号で同時に発生する近距離場興奮である。領域「Ｂ」に示すように、遠距離場心室興奮の間、ユニポーラ信号は変化するが、バイポーラ活動は無視できる。本発明の実施形態は、先に例示したものと同様の複数の信号の特徴を用いて、局所興奮と遠距離場興奮との間の区別を支援する。例えば、領域Ａでは、ユニポーラ振幅及びそのレートはバイポーラ信号に類似し、一方、領域Ｂでは、ユニポーラ信号振幅はバイポーラ信号よりも大幅に大きく、そのレートは大幅に速い。
【００３０】
以下の説明は、図１に示すアルゴリズムの要素を説明する。
【００３１】
前処理及び特徴の抽出段階２２及び２４（図１）
これら前処理及び特徴の抽出段階の目的は、ユニポーラ及びバイポーラ信号における干渉を除去し、かつ減衰するのと同時に、後続する段階に用いられる信号のこれらの特徴を維持し、かつ強調することである。簡潔化のため、本明細書に説明する作用は、段階２２及び２４で生じると仮定されるが、これらの作用の少なくともいくつかはアルゴリズムの別の段階において生じ得ることを理解されたい。興奮の形態は、それが勾配変化を反映するために保持することを望む特徴である。通常、破棄される特徴は、勾配測定を損なわせる場合がある付加的信号として作用するベースラインワンダーと、更に高周波ノイズである。段階２２及び２４は、４つのサブ段階に分割される。
【００３２】
１．ユニポーラ前処理サブ段階
ユニポーラ前処理段階は、以下の工程を連続して適用することからなる。
１．１ＫＨｚでのベースライン推定及び減算（中央値フィルタ＋低域フィルタ（ＬＰＦ）を用いる）
２．８ＫＨｚへのアップサンプリング（８のファクターでのサンプル及びホールド又は別のアップサンプリング技術）
３．第１の平滑化フィルタとして、ＬＰＦ  ＦＩＲ（−６ｄｂ＠１５５Ｈｚ、１４５タップ）。フィルタは、５００Ｈｚの６５タップ等リプルフィルタ及びガウシアン１０ｍｓ窓の畳み込みである。
４．第２の平滑化フィルタとして、用いられるフィルタは、システムのアンチエイリアスＬＰＦ、通常５００Ｈｚの低域フィルタである。
５．導関数
【００３３】
工程５の導関数は、第１のアノテーション検出器段階２６（図１）におけるユニポーラアノテーション検出器（フェーズＩ）への入力として用いられる。工程４の付加的フィルタ信号出力は、アルゴリズムの特徴の抽出段階２４に用いられる。
【００３４】
２．バイポーラ前処理サブ段階
バイポーラ前処理段階は、以下の工程を連続して適用することからなる。
１．１ＫＨｚでのベースライン推定及び減算（中央値フィルタ＋ＬＰＦ）
２．８ＫＨｚへのアップサンプリング（８のファクターでのサンプル及びホールド）
３．平滑化として、ＬＰＦ  ＦＩＲ（−６ｄｂ  ＠３１０Ｈｚ、１１３タップ）。フィルタは、５００Ｈｚの６５タップの等リプルフィルタ及びガウシアン６ｍｓ窓の畳み込みである。
４．導関数
【００３５】
バイポーラ前処理段階の最終出力（バイポーラ導関数）は、上記（図１）を参照してユニポーラアノテーション検出器への入力（フェーズＩ）として用いられる。
【００３６】
３．ベースラインワンダーの推定サブ段階
心臓内（ＩＣ）信号は、カテーテルの移動、被検者の動作、及び組織との境界を変える呼吸から生じる付加的ベースラインワンダー信号を含む場合がある（図３及びその以下の説明を参照）。これらの運動アーチファクトが含む成分は、ほとんどが低周波成分である。しかし、近距離場活動信号もまた、これらのスペクトル帯に有意なエネルギーを含む場合がある。したがって、高域ＩＩＲ又はＦＩＲフィルタによる従来の除去方法には問題があり、ＩＣ信号に歪み及び形態変化を引き起こす場合がある。そのため、我々が用いる選択された手法は、ベースラインワンダー（図３）及び信号からのその減算の推定に基づく。
【００３７】
図３は、本発明の一実施形態による、ベースラインワンダー除去を示すグラフである。ユニポーラ信号５０には、元々、ベースラインワンダーに寄与する低周波アーチファクトが混入している。ベースライン推定の目的は、その後に信号から減算されるベースラインを計算することである。図面において、計算されたベースライン５４は、ユニポーラ信号に重なっている。ベースラインワンダー除去は、ベースラインワンダーがユニポーラ導関数の推定にノイズを加える場合があり、したがってアノテーション検出に影響を及ぼし得るために重要である。
【００３８】
ベースラインワンダーの推定、及びそのオリジナルからの減算は、図４に示されるように、連続する２つのフィルタを用いて近距離場活動の除去により達成される。
【００３９】
図４は、本発明の一実施形態による、ベースラインワンダー除去システムのブロック図である。通常、６０ｍｓの窓を有する中央値フィルタ６０は、未加工信号から活動を除去するようにデザインされており、一方、１つの実施形態では、約１０Ｈｚの典型的カットオフを備える８９タップのＦＩＲハニングフィルタであるＬＰＦ  ６４が、中央値フィルタから生じたエッジを平滑化するようにデザインされている。最後に、ベースライン推定を、無効化６８、その後に合計７２のプロセスにより、未加工信号から減算し、ベースラインワンダーのない信号を生じる。
【００４０】
４．平滑化導関数サブ段階
図５は、本発明の一実施形態による、２つのガウシアンフィルタのグラフである。信号における鋭い偏向ポイントの検出は、信号の速度に基づくものであり、したがって導関数手法を使用する。しかしながら、導関数は高域フィルタ（ＨＰＦ）として作用し、したがって、高周波ノイズを高める。したがって、我々は導関数推定においてノイズを減じる平滑化関数を用いる。我々が用いる平滑化関数は、正規化ゼロ平均のガウス関数であり、図５に示すように、ユニポーラガウス関数８０及びバイポーラガウス関数８４を含む。これらユニポーラ及びバイポーラガウシアンフィルタは、それぞれ±２ｍｓ及び±１ｍｓの時間窓で９０％のエネルギーを有する。したがって、これらの値よりも大きい活性化又は遠距離場に近づくことは、事実上無視され、導関数値には影響しない。
【００４１】
アノテーション検出器−Ｉ段階２６（図１）
次に、図６〜図９を参照する。図６は、アノテーション検出器−Ｉ段階２６の概略的ブロック図である。図７は、ユニポーラ及びバイポーラ信号、並びにそれらの導関数のグラフである。本発明の一実施形態により、図８はアノテーションアルゴリズムの第１の拒否フェーズを示すグラフを有し、図９は、局所及び遠距離場候補アノテーションを示すグラフを有する。
【００４２】
図６を参照すると、以下の表Ｉは、検出器に用いられるパラメータ、及びブロック図において対応する頭字語を呈する。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
図７は、ユニポーラアノテーションの周りのバイポーラゼロ勾配の例を示す。グラフは、ユニポーラ遠位信号１００、その導関数１０２、その局所興奮（Ａ）並びにバイポーラ信号１０４、及びその導関数１０６を示す。ユニポーラ偏向ポイント（Ａ）では、バイポーラ導関数はほぼ０でありバイポーラ振幅に大きな変化を示さないことに留意されたい。
【００４５】
図８は、図１のアノテーションアルゴリズムの第１の拒否段階を示すグラフである。上のグラフ１１０はユニポーラ信号を示し、下のグラフ１１４はその平滑化導関数を示す。黒色ドット１１８は、閾値以下の導関数信号の最小値であり、更に可能なアノテーションポイントとして考えられ、灰色ドット１２２は拒否される閾値を上回る最小値をマークする。
【００４６】
図９は、本明細書に記載したバイポーラとユニポーラ導関数比特徴を用いた、局所（Ａ）と遠距離場（Ｂ）候補アノテーションとの間の区別を示す。図は、ユニポーラ信号１３０及びバイポーラ信号１３２、並びにユニポーラ導関数１３６及びバイポーラ導関数１３８を示す。局所興奮において、バイポーラ導関数の変化は、２ｍｓの活動窓１４０により示されるようにバイポーラ導関数の変化によって達成される。しかし、窓１４４で示されるように、遠距離場導出偏向（Ｂ）においての場合ではなく、遠距離場に関してバイポーラとユニポーラ勾配の変化間の比は、要求される比の閾値以下となるであろう。
【００４７】
図６を再度参照すると、アノテーション検出器Ｉブロック用の入力は、試験中の関連するユニポーラ信号導関数、その極性及びその平滑化バイポーラ導関数である。ブロックの出力はアノテーション指標及びそれらの勾配値（アノテーション指標でのユニポーラ導関数値）である。勾配値はアノテーションのスコアとして作用する。
【００４８】
本発明の一実施形態では、ユニポーラ信号の右下がり勾配における偏向ポイントは、ブロック９０及び９２において、閾値（通常、−０．０１ｍｖ／ｍｓ）以下の最小ポイントを見つけることで検出され、図８も参照する。活動は、通常、別の２つを加えてこの条件を満たす。
１．ユニポーラ偏向ポイント（通常、±２ｍｓ）の周りの時間窓におけるバイポーラ平滑化導関数信号（Ｓ−ＢＩＰ）の値は、負の方向に閾値ＴＨ−ＢＩＰを超えるべきである。
したがって、Ｓ−ＢＩＰ＜ＴＨ−ＢＩＰとなる。一実施形態において、ＴＨ−ＢＩＰは典型的に、約０．００８ｍｖ／ｍｓである。
２．このバイポーラ平滑化導関数値とユニポーラ平滑化導関数勾配値との間の比は、Ｔｈ−比、典型的に約０．２よりも大きくなるべきである。
♯１及び♯２は、ブロック９４及び９６、並びに決定９８で評価される。
【００４９】
図６を参照すると、バイポーラ導関数値（Ｓ−ｂｉｐ）は、正極と負極で異なる方法で算出される。開示した実施形態では、正極では、バイポーラ導関数値は２ｍｓ時間窓内の最小値であり、負極では、時間窓内の最大値の負の値である。アノテーションポイントで時間窓を用いて導関数を用いない理由は、ある病態及び／又は（カテーテル及び波面伝播方向の）方向付けにおいて、ユニポーラ活動間の活動の時間遅延が打ち消されるため、所定のポイントでのバイポーラ信号が小さく、あるいは０でさえあり得ることである（図７）。正極での先端の活動はバイポーラ信号において右下がり勾配として認められ、一方、負極での活動はバイポーラ信号において右上がり勾配として認められるので、その値は、正極と負極では異なるやり方で計算される。
【００５０】
ユニポーラ導関数とバイポーラ導関数との間の比は、分類基準が近距離場と遠距離場活動との間を識別できるため、更に分類基準として用いられてもよい。近距離場活動では、右下がり勾配の活動の少なくともいくらかは、バイポーラ信号で典型的に表され、一方、遠距離場の場合は、バイポーラ信号は残留活動を有するのみの場合がある。
【００５１】
ペア消去段階２８（図１）
アルゴリズムのペア消去段階は、単一活動から生じる２つのアノテーションをマージする任を担う。このスプリット現象は、いくつかの理由により、近距離場活動の下向きの勾配が、他の電極で記録された活動、あるいは他方よりも一方の電極に影響を及ぼす遠距離場活動のいずれかからの瞬間的な右上がり勾配を含む場合に生じ得る。瞬間の右上がり勾配は、信号の導関数に２つの最小値を生じ、これらが十分に強い場合、２つのアノテーションをもたらす。これらの場合を排除するために、我々は右上がり勾配による信号の変化を評価する。
【００５２】
遠くに離れすぎていない（典型的に５０ｍｓ未満）同じユニポーラ信号の全てのアノテーション対は、スプリットに関して解析される。ユニポーラ導関数信号での２つの候補アノテーション間のセグメントは、右上がり勾配に関して解析される。右上がり勾配振幅が有意であると考えられる場合、２つのアノテーションは維持される。有意でないと考えられる場合、小さい右下がり勾配を備えるアノテーションが破棄される。
【００５３】
図１０は、本発明の一実施形態による、候補アノテーションのマージ、及び拒否基準の使用方法を示すグラフ１５０である。ユニポーラ導関数信号及び２つの可能なアノテーション（Ａ［ｉ］及びＡ［ｉ＋１］とマークされた円）をグラフに示す。
【００５４】
ペア消去ブロック３８の目的は、最小の導関数振幅と２つの可能なアノテーション間のピークＰとの間の右上がり勾配振幅変化（垂直両矢印でマークされる）が有意であるか否かを決定することである。変化が有意であると考えられる場合、両アノテーションは維持され、そうでない場合は弱い方の活動であるＡ［ｉ］が破棄される。
【００５５】
これにより、破棄されるアノテーションＡ［ｉ］に関して、５０ｍｓ時間窓Ａ［ｉ＋１］内でより強い勾配を備える任意の隣接する候補アノテーション間のピーク振幅（Ｐ）に対する相対変化が考慮される。ピークが著しく高い場合、このポイントは拒否されない。１つの実施形態において、数学的には、（Ｐ−Ａ［ｉ］）／（０．０２−Ａ［ｉ］）の値が０．５よりも低い場合、アノテーションＡ［ｉ］は破棄される。即ち、アノテーションＡ［ｉ］は、５０ｍｓ時間窓での１つ又は２つ以上のアノテーションが上記規則に従う場合、拒否される。
【００５６】
アノテーション検出器ＩＩ段階３０（図１）
以前のフェーズを通過した候補アノテーションは、このブロックで追加の特徴及びメトリックを用いて再評価される。このブロックを通過し、更に閾値で制御されたユーザバイポーラ電圧を通過するアノテーションのみが、有効アノテーションと見なされる。各アノテーションに対して、複数の特徴が計算される。各特徴値は、特徴の信頼値に対応して、０から１までの範囲にあるファジースコアを与えられる。最後に、全てのスコアは互いに組み合わされ、それらの値はグローバルスコア閾値に対して試験される。グローバルスコア閾値を通過した、即ち、高い信頼値を有するこれらのアノテーションは、有効アノテーションと見なされ、通過しない、即ち信頼値の低いアノテーションは拒否される。
【００５７】
本明細書に記載したファジー関数は、本発明の１つの実施形態で用いられる、このような関数の例である。しかし、別のかようなファジー関数又は別の確率論の用語／関数は、当業者には明らかであり、そのような関数の全ては、本発明の範囲内に含まれると想定される。更に、特定の要件に関して、複数のファジースコアを用いることができる（例えば、強い又は小さいバイポーラ信号を強調するファジー関数等）。
【００５８】
全てのファジー関数は、０〜１の間に限定される。
【００５９】
ブロックで用いる特徴は、
１．ユニポーラ導関数値
２．ユニポーラ勾配の持続時間ｓ２
３．時間窓でのユニポーラ勾配の振幅ｓ２
４．上記持続時間と振幅との間の比
５．時間窓内のバイポーラ信号振幅ｓ２、である。
【００６０】
５つの特徴を以下に説明する。
【００６１】
１．ユニポーラ導関数
図１１は、本発明の一実施形態による、ユニポーラ導関数ファジー関数のグラフ１６０である。グラフは、導関数に割り当てられたスコアｆ（ｓ１）を供給し、導関数値は本明細書ではｓ１である。グラフに示すように、−０．０７以下の導関数の値はスコア１を受け、−０．０７よりも大きい値は直線的に減少し、−０．０１８の勾配でスコア０．５に達する。−０．０１よりも小さい導関数値は、スコア０を受ける。
【００６２】
ユニポーラ導関数ｓ１は、両検出器段階で用いられるが、０．０１ｍｖ／ｍｓの二分法閾値を有する第１の段階と異なり、その値はスコアｆ（ｓ１）を供給するのに用いられる。スコアが高い程、これがこの特徴のみによる有効アノテーションである可能性が大きい。
【００６３】
２．ユニポーラ活動セグメンテーション及び持続時間
図１２は、本発明の一実施形態による、ユニポーラ信号セグメンテーションを表すグラフを示す。セグメンテーションを更に以下に記載する。ユニポーラ信号１７０及びその導関数１７４は、候補アノテーション時間指標１７６の周りに描かれる（黒色ドット）。閾値を表す水平方向の破線１８０は、両方向に探索セグメント（典型的に約±２５ｍｓ）をマークする。１つの実施形態では、セグメント値は、アノテーションポイントでの絶対最大ユニポーラ導関数値の２０％として定義される。セグメントＡ、Ｂは、信号導関数が閾値以下である探索窓内に時間間隔をマークする。この例での最終セグメントは、セグメントＡであり得るか、又はある条件（以下に記載する）を満たす場合、Ａの開始からＢの終了まで始まるジョイントセグメントであってもよい。
【００６４】
ユニポーラ信号から我々が導出した特徴は、候補アノテーションの周りの右下がり勾配セグメントの持続時間ｓ２である。ユニポーラ右下がり勾配をその下降の始まりから右上がり勾配が始まるまでを検出することを目的とする。持続時間、振幅、及びそれらの関係性の特性のような、そのセグメントにおける信号の特徴を精査し、それらを分類のための基礎として用いることをモチベーションとする。発明者らは、この課題に対していくつかの方法を検討し、それらの全ては明らかな単一勾配の場合には良好に機能するが、本明細書に記載した方法は、勾配セグメント内に勾配傾向変化及び局所ピークを有する複雑な場合で良好に機能するために選択された。
【００６５】
図１２を参照すると、セグメンテーションは、以下の工程を介したユニポーラ導関数の解析に基づく。
１．候補アノテーション時間指標１７６に中心を合わせたユニポーラ信号導関数１７４の５０ｍｓセグメントは、セグメントが定義され得るための閾値線１８０の最大スパンとして考えられる。図１２では、スパンは、線１８０のエンドポイント１８２と１８６との間である。我々は、ユニポーラ信号右下がり勾配セグメントは、この５０ｍｓ時間窓に制限されていると仮定する。セグメントがこれよりも大きい場合、この５０ｍｓ間隔に強制的に制限される。
２．導関数セグメント振幅は、一定閾値に対して比較される。本明細書に記載される実施形態において閾値は、候補アノテーション時間でユニポーラ導関数値の２０％であると仮定される。その値以下である線１８０上のセグメントは、図１２で２つのセグメントＡ及びＢとしてマークされる。
３．次の工程は、セグメント境界を計算し、これらセグメントの信号の絶対値を合計することに対応して、各サブセグメントでの導関数の下の面積を別々に合計することである。
４．セグメントマージでは、セグメントの間隔及びそれらの面積に基づき、最終セグメントにメインセグメント（Ａ）又は追加のセグメント（Ｂ）を含むべきか否かの決定を行う。１つの実施形態では、隣接するエンドポイントを結合するためにセグメントは、互いから１ｍｓ以下でなければならず、追加のセグメント（Ｂ）は、メインセグメントの３０％未満の面積を有するべきであり、Ｂのための信号デルタは、Ａのための信号デルタの３０％未満であるべきである。
【００６６】
次に、本明細書においてｓ２と呼ぶ、上記の工程から求められた持続時間が、図１３を参照して以下に記載されるファジー関数を用いてスコアｆ（ｓ２）に割り当てられる。
【００６７】
図１３は、本発明の一実施形態によるユニポーラ持続時間ファジー関数のグラフ１９０である。２ｍｓ未満の非常に短い勾配は、実際の興奮から起こる可能性が低く、非常に長い興奮は恐らく遠距離場イベントである。追加的に、局所有効興奮のためのユニポーラ持続時間は、極度に短くなり得ず、極度に長くなり得ない。上記観測は、図１３のファジー関数でカプセル化され、スコアｆ（ｓ２）を与える。関数ポイント１９２、１９４は、｛２，０．５｝．｛１９，０．５｝であり、勾配はそれぞれ０．５と−０．５である。
【００６８】
３．ユニポーラ振幅
図１４は、本発明の一実施形態による、ユニポーラ振幅ファジー関数のグラフ２００である。ユニポーラ振幅は、検出された活動セグメント（ピークからピーク）持続時間ｓ２におけるユニポーラ信号の振幅（本明細書ではｓ３とする）である。１つの実施形態では、ファジー関数勾配はポイント２０２、２０４：｛０．１，０．５｝，｛０．４２，１｝を交差する。ファジー関数から導出されたスコアｆ（ｓ３）は、信号の振幅が高い程に高くなる。即ち、高いスコア及び高い振幅に関して、遠距離場信号が大きな振幅を有していない限り、信号が局所興奮に起因する可能性が高い。
【００６９】
４．ユニポーラ持続時間対振幅比
図１５は、本発明の一実施形態による、ユニポーラ持続時間対振幅比ファジー関数のグラフ２１０である。ユニポーラ持続時間対振幅比は、活動がより長く、振幅がより小さい程、偽アノテーションである可能性が高いため、高い比の値を排除する。１つの実施形態では、ファジー関数線の方程式は、
ｆ（ｓ４）＝−０．０１８４・ｓ４＋１．２８３                        （１）
ここで、ｓ４は、持続時間対振幅比であり、
ｆ（ｓ４）は比に割り当てられたスコアである。
【００７０】
５．バイポーラ振幅
図１６は、本発明の一実施形態による、バイポーラ振幅ファジー関数のグラフ２２０である。ユニポーラ活動セグメント（ピークからピーク）内のバイポーラ振幅ｓ２は、候補アノテーションの尤度をスコア付けするためにも用いられる。値が高い程、真の興奮である可能性が高い。
【００７１】
ファジー関数の方程式は、
ｆ（ｓ５）＝２５・ｓ５，０≦ｓ５≦０．０４；ｆ（ｓ５）＝１，ｓ５＞０．０４      （２）
ここでｓ５はバイポーラ振幅であり、
ｆ（ｓ５）は振幅に割り当てられたスコアである。
【００７２】
振幅は、ガウシアン及びアンチアリアシングフィルタの低域通過後にバイポーラ平滑化信号が拒否されたベースラインで計算される。
【００７３】
６．最終スコア
上述のように、各特徴はスコアを受け、スコアはグローバルスコアの生成において共に用いられる。特徴がアノテーションの包含又は排除において互いに支持できるということに着目する。１つの実施形態において、我々が用いたスコア方法は、以下のように定義される。
【００７４】
【数１】
2018023788.tif 000004
ここでＧＳはグローバルスコアである。
【００７５】
ＧＳの値は、アノテーションを有効として見なすために、特定閾値、例えば０．８を通過すべきである。
【００７６】
上記に例示したものとは異なるが、同等の結果を有するグローバルスコアが本発明の実施形態において使用され得ることを当業者は理解するであろう。そのようなグローバルスコアは、実質的に個々のスコアの加重平均、及び／又は個々のスコアの内積の任意の組み合わせを含むことができる。更に、そのようなグローバルスコアは、ファジー特徴のサブセットに基づきスコアの成分を含み得る。本発明のスコアは、全てのそのようなグローバルスコアを含む。
【００７７】
バイポーラ振幅フィルタリング
いくつかの実施形態では、アルゴリズムの最終段階は、低いバイポーラ振幅を有する場合に検出されたアノテーションを消去する能力をユーザに与えるように設計される。要求された振幅閾値は、ユーザによって制御される。バイポーラ振幅フィルタリングは、後処理段階を通過した各アノテーションのバイポーラ振幅を閾値と比較する。閾値を超過するバイポーラ振幅を有するアノテーションのみが、システムに渡される。（ユーザは本段階をスキップしたい場合、閾値を０に設定してもよく、本段階の規則は消去される。）
【００７８】
各アノテーションのバイポーラ振幅は、ピークからピーク振幅の測定、除去されたベースライン、アノテーション時間（最大ユニポーラ速度ポイント）の周りに中心を置かれた１４ｍｓ窓の１ＫＨｚバイポーラ信号により定義される。１つの実施形態では、バイポーラ振幅閾値のシステムデフォルト値は３０マイクロボルトに設定される。
【００７９】
このバイポーラ振幅は、固定間隔で決定されるため、ファジー制御されたバイポーラ振幅（上述）とは異なる。ファジー分類子は、ユニポーラ活動の動的セグメントを用い、したがっていくつかの実施形態では、動的セグメントは分類子としてより有意義であり得る。更に、この分類子は、二分法ユーザ制御された閾値として用いられる。
【００８０】
アルゴリズム最終出力
ファジースコア及びバイポーラユーザ制御されたバイポーラ振幅を通過した全てのアノテーションは、プロセッサにより用いられ得る有効アノテーションと見なされる。
【００８１】
１つの実施形態では、各々のアノテーションは以下の特徴を有する。
１．アノテーション時間指標
２．ユニポーラ及びバイポーラ導関数値
３．ファジースコア
４．ユニポーラ検出された右下がり勾配セグメント持続時間
５．セグメント内のユニポーラ振幅
６．セグメント内のバイポーラ振幅
７．ユーザ制御値のためのバイポーラ振幅
更に、トレースファイルが供給されてもよく、
１．各々の特徴のための特定ファジースコア
２．ユニポーラセグメント開始及び終了指標、を含む。
【００８２】
２．分類アルゴリズム
図１７は、本発明の一実施形態による、分類アルゴリズムの概略的ブロック図である。アルゴリズム入力は、波面アノテーションアルゴリズム最終出力（出力は上記に列挙される）から導出されるＥＣＧ信号のアノテーションデータ、及び関心窓（ＷＯＩ）からなる。ＷＯＩは、ＥＣＧ信号を含む任意の都合のよい時間セグメントであってもよく、典型的に頻脈タイプ及びマッピングタイプのような因子に基づき、アルゴリズムユーザにより選択される。アルゴリズムへの更なる入力は、図１８を参照して以下に記載される。
【００８３】
波面アノテーションは、局所ユニポーラ信号勾配の絶対値が最小となる時間の位置である。
【００８４】
各波面アノテーションに関連するデータは、ＬＡＴ（局所興奮時間）、局所ユニポーラ及びバイポーラ勾配（ｄｖ／ｄｔ）及び０〜１の範囲のスコア値を含み、それぞれ波面アノテーションアルゴリズム最終出力セクションのアイテム１、２、及び３に対応する。スコア属性は、アノテーションポイントが適切なアノテーションポイントである尤度を確立する。これら属性は、典型的に波面アルゴリズムを用いて検出される電気解剖学的興奮にのみ存在する。
【００８５】
図１７は、ロジックブロック２３０において、分類アルゴリズムが、それぞれブロック２３２及び２３４で示される興奮の数と興奮間の時間差を適用することを示す。ロジックブロックで実行される作用を、図１８を参照して以下に記載する。
【００８６】
図１８は、本発明の一実施形態による、ロジックブロック２３０で実行される分類アルゴリズムの工程を示すフローチャートである。上記の入力に加えて、アルゴリズムへの追加入力を図１８に示す。これらの入力は、
１．必要最小限のバイポーラ振幅。各アノテーションポイントは、列挙のための有効ポイントとして考慮されるために閾値（Ｂｉｐ−Ｔｈ）を超過しなければならない。
２．必要最小限の尤度スコア。各アノテーションポイントスコア値は、列挙プロセスのための有効ポイントとして考慮されるために閾値（Ｆｕｚ−Ｔｈ）を超過しなければならない。スコア値は、各マッピングチャンバ（心室／心房）で異なってもよい。
３．コンプレックス分類のための必要最小限の興奮時間、最小間隔。この値は、２つ以上の有効アノテーションがＷＯＩに存在する場合に用いられる。最初と最後の興奮の時間間隔がこの閾値よりも小さい場合、興奮はシングルイベントとして分類され、そうでない場合、ＷＯＩ内の興奮の数に応じてスプリットあるいはマルチのいずれかとして分類される。
【００８７】
上記説明が最小間隔のための１つの値と仮定される一方で、本発明の実施形態は、必要に応じてＥＣＧ信号を発する異なる解剖学的領域のために異なる値の最小間隔の選択を含む。更に、ＷＯＩは、動的に変化してもよい。解析されたＥＣＧ信号はまた、特定のバイポーラ振幅の上下いずれか、又は混合された振幅（ある値以上の少なくとも１つ及び別のある値以上の少なくとも別の１つ）を有するものに制限されてもよい。
【００８８】
選択ブロック２４０では、ＷＯＩ内の、かつ以下の式が成立するアノテーションのみが選択される。
Ｂｉｐ（ｎ）＞Ｂｉｐ−Ｔｈ及びＦｕｚ（ｎ）＞Ｆｕｚ−Ｔｈ
【００８９】
選択されたアノテーションは、計数ブロック２４２で計数されて数Ｎの結果を出し、選択されたアノテーションのグループは、その後、４つの比較２４４、２４６、２４８、及び２５０で分類される。
【００９０】
比較２４４は、Ｎ＝０であるかをチェックし、その場合、グループは第１分類ブロック２５２でＮｏ−Ｌａｔとして分類される。
【００９１】
比較２４６は、Ｎ＝１であるかをチェックし、その場合、グループは第２分類ブロック２５４で「シングル」として分類される。比較２４６が否定を返す場合、最大ＬＡＴ差ＤＴの更なる計算が計算ブロック２６０でなされ、そして比較２４８においてＤＴ＜最小間隔である場合、アノテーションは１つのアノテーションであるとして取り扱われ、グループもまた、ブロック２５４でシングルとして分類される。
【００９２】
比較２４８が否定を返す場合、２つ以上の想定されたアノテーションが存在し、Ｎ＞３をチェックする比較２５２に分類される。比較２５２が肯定を返す場合、グループは第３の分類ブロック２５６でマルチとして分類される。比較２５２が否定を返す場合、Ｎ＝２又はＮ＝３の場合では、グループはスプリットとして第４の分類ブロック２５８で分類される。
【００９３】
分類結果は、通常、アルゴリズムユーザに以下に図２３の説明で参照される表示画面４５０のような表示画面上で提示されてもよい。
【実施例】
【００９４】
我々は、以下にアノテーション入力及びＷＯＩ入力と共に、ユニポーラ及びバイポーラ信号のいくつかの実施例を提示する。各実施例は、予測されるコンプレックスポイント分類の説明を含む。記載される実施例が２つのユニポーラ信号、遠位及び近位信号を有する一方で、本明細書に記載されるアルゴリズムは１つのユニポーラ信号のみを必要とすることが理解されよう。
【００９５】
図１９は、本発明の実施形態によるシングルイベント分類を示す。図は、マークされた分類アルゴリズムへの入力アノテーションと共に、別個の遠位及び近位ユニポーラ信号を示す。方形２７０は、アルゴリズムが作動する関心窓（ＷＯＩ）をマークする。ＷＯＩの外部の他のアノテーションは、分類に関与しない。
【００９６】
遠位及び近位電極の両方は、関心領域にシングルアノテーションイベントを有し、したがって電極のそれぞれに「シングルイベント」の分類をもたらす。
【００９７】
図２０は、本発明の一実施形態による分類に関するアノテーション時間の効果を示す。図１９に関するように、方形２８０は、アルゴリズムが作動する関心窓（ＷＯＩ）をマークする。ＷＯＩの外部の他のアノテーションは、分類に関与しない。
【００９８】
遠位アノテーションは、時間的に非常に近く、２つのポイント２８４でＷＯＩ内にマークされる、２つの連続イベントを有し、「シングルイベント」の分類をもたらす。この場合、フローチャートの流れはＮ＝１？となる。いいえ最大ＬＡＴ差（ＤＴ）を計算する。ＤＴ＜最小間隔？はい。
【００９９】
近位アノテーションであるポイント２８８は、更に離れ、「スプリットイベント」の分類をもたらす。この場合、フローチャートの流れは、比較２４６のＮ＝１？において、いいえ、となる。ブロック２６０で最大ＬＡＴ差（ＤＴ）を計算する。比較２４８のＤＴ＜最小間隔？で、いいえ。Ｎ＞３？比較２５０で、いいえ。
【０１００】
図２１は、本発明の一実施形態によるスプリット分類を示す。この実施例に関して、ＷＯＩは、示された全信号をカバーするように仮定される。この場合、両方の電極は、最初と最後の活動の時間差（各々別個の電極に対する）がフローチャート（図１８）の「最小間隔」パラメータよりも長いため、ここではスプリットとして分類されるであろう。スプリットへの分類は、遠位電極におけるアノテーションの数が３であり、近位電極に対しては２であるためである。どちらの場合も、フローチャートはＮ＞３？に達し、どちらの場合も、４つのアノテーションよりも少なく、回答は、いいえ、となる。
【０１０１】
図２２は、本発明の一実施形態によるマルチ分類を示す。図２１に関し、ＷＯＩは示される全ての信号をカバーするように仮定される。この場合、遠位電極は、アノテーションの回数が３よりも大きく、かつ最初と最後の活動の時間差がフローチャートの「最小間隔」パラメータよりも長いため、「マルチ」として分類されるであろう。この場合、近位電極は、シングルイベントとして分類されるであろう。
【０１０２】
最終分類は、更に、連続する拍動間の一貫性のチェックに基づくことができる。ＷＯＩ内の任意の特定の拍動を考慮する場合、以前の数回の拍動（通常、１つ又は２つ前の拍動）を利用できる。各以前の拍動は、そのＷＯＩに対して、以前に説明したようにその分類を個別に受け、一方、現在の拍動の最終分類は、多数決に基づき、異なる分類が相対的加重を割り当てられてもよい。例えば、シングルはマルチよりもより高い加重を有してもよく、マルチはスプリットよりも高い加重を有する。この場合では、現在の拍動がスプリットとして分類されるが、以前の拍動がシングルとして分類される場合、その後、現在の拍動の最終分類はシングルよりもむしろスプリットとなるであろう。これは、一貫性の最も基本的な形態であるが、当業者には明らかである更なる一貫性の測定には、ユニポーラ又はバイポーラ信号の形態的一致、あるいは拍動間の時間イベント解析を含んでもよい。全てのこのような一貫性の測定は、本発明の範囲内に含まれる。
【０１０３】
図２３は、本発明の一実施形態による、装置４００を用いる侵襲性医療処置の概略図である。処置は、医療専門家４０２により行われ、一例として、本明細書の以下の説明における処置は、ヒトの患者４０６の心臓４０４からＥＣＧ信号の取得を含むと仮定される。
【０１０４】
信号を取得するために、専門家４０２は、患者の内腔内に事前に配置されたシース４１０の中へプローブ４０８を挿入する。シース４１０は、プローブの遠位端４１２が患者の心臓に入り、その後、シースの遠位端４１４が出て、心臓の組織に接触しうるように配置される。
【０１０５】
プローブ４０８は、患者の心臓の中に挿入することができ、そして典型的に磁気トラッキングシステム及び／又はインピーダンス測定システムを用いて追跡され得る、任意のタイプのカテーテルを含んでもよい。例えば、プローブ４０８は、ｌａｓｓｏカテーテル、シャフト状カテーテル、又はカリフォルニア州ダイヤモンドバーのＢｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ社製のｐｅｎｔａＲａｙカテーテル、又は概してこれらのカテーテルに類似するカテーテルを含んでもよい。Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ社はまた、本発明の一実施形態で用いられてもよい磁気トラッキングシステム及びインピーダンス測定システムを製造する。
【０１０６】
プローブ４０８は、少なくとも２つの電極４１１を含み、それらは、本明細書に記載されたアルゴリズムの実行においてプロセッサ２０により使用されるＥＣＧ信号を取得するために用いられる。
【０１０７】
装置４００は、プロセッサ２０により制御され（図１）、そしてプロセッサは、通常、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）として構成され、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）信号変換集積回路４２４が続く、リアルタイムノイズ減少回路４２０を含んでもよい。プロセッサは、Ａ／Ｄ回路４２４から別のプロセッサへ信号を渡すことができ、そして本明細書に記載されたアルゴリズムを実行するようにプログラムされ得る。
【０１０８】
プロセッサ２０は、装置の操作コンソール４３０内に位置する。コンソール４３０は、専門家４０２がプロセッサと通信するために使用するコントロール４３２を備える。処置の間、プロセッサ２０は、ＥＣＧ信号を取得し、本明細書に記載されたアルゴリズムを実行するために、モジュールバンク４４０でＥＣＧモジュール４３６と通信する。
【０１０９】
ＥＣＧモジュール４３６は、電極４１１からＥＣＧ信号を受信する。１つの実施形態では、信号は、モジュール４３６で、低雑音前置増幅器４３８を通して、帯域通過フィルタ４４０を介し、主増幅器４４２へ転送される。モジュール４３６はまた、アナログデジタル変換機（ＡＤＣ）４４４を含み、本明細書に記載したアルゴリズムのプロセッサによる実行のために、ＥＣＧ信号のデジタル化された値をプロセッサ２０に転送する。通常、プロセッサ２０は、前置増幅器４３８、フィルタ４４０、増幅器４４２、及びＡＤＣ  ４４４の動作を制御する。
【０１１０】
したがって、ＥＣＧモジュール４３６は、プロセッサ２０が、本明細書を参照してＥＣＧ信号を含む、電極４１１によって受信したＥＰ（電気生理学）信号を取得し解析することを可能にする。信号は、通常、電圧時間グラフとして専門家４０２に提示され、リアルタイムに表示画面４５０上で更新される。
【０１１１】
プロセッサ２０及びモジュールバンク４４０のソフトウェアは、例えば、ネットワークで、電子的な形でプロセッサにダウンロードすることができる。あるいは又は更には、ソフトウェアは、例えば、光学的、磁気的、又は電子的記憶媒体のような非一時的有形媒体上で提供され得る。
【０１１２】
装置１２を作動するため、モジュールバンク５０は典型的に、プロセッサがプローブ４０８の遠位端を追跡可能にする１つ又は２つ以上のトラッキングモジュールのような、上述されたＥＣＧモジュール以外のモジュールを含む。簡潔化のために、かかる他のモジュールは、図１に図示されていない。すべてのモジュールは、ハードウェア要素並びにソフトウェア要素を含み得る。
【０１１３】
電極４１１によって取得したＥＣＧ信号を表示する画面４５０に加えて、本明細書に記載したアルゴリズムの結果４５２は、表示画面上でアルゴリズムユーザに提示されてもよい。
【０１１４】
上に述べた実施形態は例として挙げたものであり、本発明は上記に具体的に示し、説明したものに限定されない点は理解されよう。むしろ、本発明の範囲は、上記されている種々の特徴の組み合わせ及び部分的組み合わせと、前述の説明を読むことに基づいて当業者が想起するであろう、先行技術に開示されていない変形例及び修飾との両方を含む。
【０１１５】
〔実施の態様〕
（１）  ヒト被検者の心筋に近接する一対の電極からバイポーラ信号を受信することと、
前記一対の電極の選択された一方からユニポーラ信号を受信することと、
前記ユニポーラ及びバイポーラ信号の関心窓（ＷＯＩ）を規定することと、
前記ＷＯＩ内で前記ユニポーラ信号の局所ユニポーラ最小導関数、及び前記局所ユニポーラ最小導関数の発生時間を計算することと、
前記ＷＯＩ内で前記発生時間における前記バイポーラ信号のバイポーラ導関数を計算することと、
前記局所ユニポーラ最小導関数に対する前記バイポーラ導関数の比を評価することと、
前記比が事前設定された比の閾値よりも大きい場合、前記発生時間を前記心筋の興奮時間として割り当てることと、
前記興奮時間の回数を計数することと、
前記回数により前記ユニポーラ信号を分類することと、
を含む、方法。
（２）  前記パイポーラ導関数が、事前設定されたバイポーラ導関数の閾値よりも小さい場合、前記発生時間を前記心筋の前記興奮時間として割り当てることを更に含む、実施態様１に記載の方法。
（３）  前記局所ユニポーラ最小導関数が、事前設定されたユニポーラ導関数の閾値よりも小さい場合、前記発生時間を前記心筋の前記興奮時間として割り当てることを更に含む、実施態様１に記載の方法。
（４）  前記ユニポーラ信号を分類することが、前記ユニポーラ信号の複数の事前設定された分類を定義することを含む、実施態様１に記載の方法。
（５）  前記複数は、前記回数が０である第１の分類、前記回数が１である第２の分類、前記回数が２又は３である第３の分類、及び前記回数が３よりも大きい第４の分類を含む、実施態様４に記載の方法。
【０１１６】
（６）  所定の発生時間に関連付けられた信頼度が事前設定された信頼度よりも大きい場合に、前記所定の発生時間を前記心筋の所定の興奮時間として割り当てることのみを含む、実施態様１に記載の方法。
（７）  対応するバイポーラ信号の振幅が事前設定されたバイポーラ信号の閾値よりも大きい場合に、前記所定の発生時間を前記心筋の前記所定の興奮時間として割り当てることのみを含む、実施態様６に記載の方法。
（８）  ヒト被検者の心筋に近接して配置されるように構成された一対の電極と、
プロセッサであって、
前記一対の電極からバイポーラ信号を受信し、
前記一対の電極の選択された一方からユニポーラ信号を受信し、
前記ユニポーラ及びバイポーラ信号の関心窓（ＷＯＩ）を規定し、
前記ＷＯＩ内で、前記ユニポーラ信号の局所ユニポーラ最小導関数、及び前記局所ユニポーラ最小導関数の発生時間を計算し、
前記ＷＯＩ内で、前記発生時間における前記バイポーラ信号のバイポーラ導関数を計算し、
前記局所ユニポーラ最小導関数に対する前記バイポーラ導関数の比を評価し、
前記比が事前設定された比の閾値よりも大きい場合、前記発生時間を前記心筋の興奮時間として割り当て、
前記興奮時間の回数を計数し、
前記回数により前記ユニポーラ信号を分類するように構成されたプロセッサと、
を含む、装置。
（９）  前記バイポーラ導関数が事前設定されたバイポーラ導関数の閾値よりも小さい場合、前記発生時間を前記心筋の前記興奮時間として割り当てることを更に含む、実施態様８に記載の装置。
（１０）  前記局所ユニポーラ最小導関数が事前設定されたユニポーラ導関数の閾値よりも小さい場合、前記発生時間を前記心筋の前記興奮時間として割り当てることを更に含む、実施態様８に記載の装置。
【０１１７】
（１１）  前記ユニポーラ信号を分類することが、前記ユニポーラ信号の複数の事前設定された分類を定義することを含む、実施態様８に記載の装置。
（１２）  前記複数は、前記回数が０である第１の分類、前記回数が１である第２の分類、前記回数が２又は３である第３の分類、及び前記回数が３よりも大きい第４の分類を含む、実施態様１１に記載の装置。
（１３）  所定の発生時間に関連付けられた信頼度が事前設定された信頼度よりも大きい場合に、前記所定の発生時間を前記心筋の所定の興奮時間として割り当てることのみを含む、実施態様８に記載の装置。
（１４）  対応するバイポーラ信号の振幅が事前設定されたバイポーラ信号閾値よりも大きい場合に、前記所定の発生時間を前記心筋の前記所定の興奮時間として割り当てることのみを含む、実施態様１３に記載の装置。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【外国語明細書】
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