(57)【要約】  いくつかの実施形態が、心臓マッピングおよびモデル合成の方法であって、心臓の心室期外収縮（ＰＶＣ）活性化マップを、三次元（３Ｄ）心臓モデルと、心臓のＰＶＣ中のＰＶＣ心電図（ＥＣＧ）データ記録とに基づいて生成することと、電気生理学的（ＥＰ）処置中に収集された逐点接触データを三角形分割することにより、心臓の３Ｄ内部表面モデルを生成することと、３Ｄ活性化マップと３Ｄ内部表面モデルとを合成して、ＰＶＣ活性化表面モデルを形成することと、心臓を、ＰＶＣ活性化表面モデル内で特定された最早活性化領域内に配置された第１のペーシング位置でペーシングすることと、を含む方法を提供する。【選択図】図１２
2020529879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓マッピングおよびモデル合成の方法であって、
心臓の心室期外収縮（ＰＶＣ）活性化マップを、三次元（３Ｄ）心臓モデルと、前記心臓のＰＶＣ中のＰＶＣ心電図（ＥＣＧ）データ記録とに基づいて生成することと、
電気生理学的（ＥＰ）処置中に収集された逐点接触データを三角形分割することにより、前記心臓の３Ｄ内部表面モデルを生成することと、
前記３Ｄ活性化マップと前記３Ｄ内部表面モデルとを合成して、ＰＶＣ活性化表面モデルを形成することと、
前記心臓を、ＰＶＣ活性化表面モデル内で特定された最早活性化領域内に配置された第１のペーシング位置でペーシングすることと、を含む方法。
【請求項２】
前記３Ｄ活性化マップと前記３Ｄ内部表面モデルとを合成してＰＶＣ活性化表面モデルを形成することが、前記活性化マップを前記逐点接触データと合成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のペーシング位置のペーシング中に記録されたＥＣＧデータを前記ＰＶＣ  ＥＣＧデータと比較することにより、前記第１のペーシング位置が前記ＰＶＣを防止するために焼灼され得る焼灼位置であるか否かを判定することと、
前記第１のペーシング位置が焼灼位置ではないと判定したことに応答して、第２のペーシング位置を特定することと、
前記活性化マップおよび前記内部表面マップのうちの一方または両方において前記第２のペーシング位置に関するガイダンス情報を表示することと、
前記ガイダンス情報に基づいて前記第１のペーシング位置から前記第２のペーシング位置までＥＰカテーテルを移動させることと、
前記心臓を前記第２のペーシング位置でペーシングすることと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記３Ｄ心臓モデルが、前記心臓の磁気共鳴（ＭＲＩ）画像またはコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像に基づいている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記３Ｄ内部表面モデルが、前記心臓の磁気共鳴（ＭＲＩ）画像またはコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像に基づいていない、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記２Ｄ画像のうちの１つを修正することにより参照画像を生成して、前記最早活性化領域を特定することと、
前記ＰＶＣ活性化マップおよび前記参照画像の両方を表示することと、をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記ＰＶＣ  ＥＣＧデータが、ＰＶＣを含む１心拍中に記録される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記逐点接触データが、前記心臓の正常拍動中、前記心臓をＥＰカテーテルと繰り返し接触させることによって収集される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ＥＰカテーテルと前記心臓との接触が、前記心臓が実質的に同じ容積である間に起こる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
心臓マッピングの方法であって、
心電図（ＥＣＧ）装置の１２個の電極を患者の胸部に取り付けることと、
前記ＥＣＧ装置を使用して心電図（ＥＣＧ）データを記録することと、
前記ＥＣＧデータ、３次元（３Ｄ）胸部モデル、および前記心臓の２次元（２Ｄ）画像に基づいて、前記患者の心臓の活性化マップを生成することであって、前記ＰＶＣ活性化マップが、最早活性化領域を含む、ことと、
前記活性化モデルにおける前記最早活性化領域と予測された最早活性化領域との比較に基づいて、前記３Ｄ胸部モデルに含まれる前記電極の各々の実際の位置と前記電極の各々の理想的な位置とのオフセットを決定することと、
前記決定されたオフセットに基づいて前記活性化マップを調整することと、を含む、方法。
【請求項１１】
前記３Ｄ胸部モデルが、
基準マーカーを前記患者の身体に適用することであって、前記基準マーカーが画像処理を使用して認識できるように構成されている、ことと、
前記基準マーカーおよび前記電極を撮像することを含む、前記患者の身体の外部画像データを生成することと、
前記画像データに含まれる前記基準マーカーから反射された光を検出することにより、前記基準マーカーに対応する解剖学的位置を特定することと、
前記特定された解剖学的位置を、ＣＴスキャンまたはＭＲＩスキャンから得られた画像における対応する解剖学的位置と位置合わせすることにより、前記画像データを、前記２Ｄ画像を使用して生成された前記患者の胸部の３Ｄ解剖学的モデルと合成することと、によって生成される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記画像データに含まれる前記基準マーカーから反射された光を検出することにより、前記基準マーカーに対応する解剖学的位置を特定することが、２つの異なる基準マーカーから反射された２つの異なる波長の光を検出することを含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記基準マーカーのうちの２つが、前記患者の肩上に配置され、かつ
前記基準マーカーのうちの１つが、前記患者の胸骨上に配置される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記画像データに含まれる前記基準マーカーから反射された光を検出することにより、前記基準マーカーに対応する解剖学的位置を特定することが、３つの異なる基準マーカーから反射された光の３つの異なる波長を検出することを含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記基準マーカーが、異なる形状を有し、かつ
前記画像データに含まれる前記基準マーカーから反射された光を検出することにより、前記基準マーカーに対応する解剖学的位置を特定することが、各基準マーカーの形状を検出することを含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
一部の伝導系における心臓欠陥は、心臓の非同期収縮（不整脈）を引き起こし、伝導障害と呼ばれることがある。その結果、心臓は十分な血液を送り出せず、最終的に心不全につながる場合がある。伝導障害は、年齢、心臓（筋肉）損傷、薬剤および遺伝的特徴を含むさまざまな原因を有する可能性がある。
【０００２】
心室期外収縮（ＰＶＣ）は、正常な洞性拍動と同様に心臓の上部心房ではなく、心室のどこかで開始する異常または期外の心拍である。ＰＶＣは、通常、心室が血液で完全に満たされる前に収縮するので、心拍出量が低下する。ＰＶＣはまた、心室性頻拍（ＶＴまたはＶ−Ｔａｃｈ）を引き起こす場合がある。
【０００３】
心室性頻拍（ＶＴまたはＶ−Ｔａｃｈ）は、心室内の異常な電気信号によって引き起こされる別の心不整脈障害である。ＶＴでは、異常な電気信号により、心臓は通常よりも速く、通常は１分当たり１００回超拍動し、拍動は心室内で開始する。ＶＴは、一般に、根底となる心臓に異常を有する人々において発生する。ＶＴは、時には、構造的に正常な心臓において起こることがあり、そのような患者では、異常な電気信号の原因は、心臓内の複数の位置にある可能性がある。よくある１つの位置は、血流が右心室から肺に流れる経路である右心室流出路（ＲＶＯＴ）である。心臓発作を有したことがある患者では、心臓発作に由来する瘢痕化が、無傷の心筋の環境と患者をＶＴにかかりやすくする瘢痕とを作り出す可能性がある。
【０００４】
他の一般的な伝導障害の原因としては、左心室および／または右心室の急速活性化繊維、ヒス−プルキンエシステム、または瘢痕組織における欠陥が挙げられる。その結果、左右の心室が同期しない場合がある。これは、左脚ブロック（ＬＢＢＢ）または右脚ブロック（ＲＢＢＢ）と呼ばれる。
【０００５】
両心室ペーシングまたは多点心室ペーシングとも呼ばれる心臓再同期療法（ＣＲＴ）は、ＬＢＢＢまたはＲＢＢＢの場合に心機能を改善する公知の方法である。ＣＲＴは、ペースメーカーを使用して右心室（ＲＶ）および左心室（ＬＶ）を同時ペーシングすることを含む。ＣＲＴを実施するためには、通常のＲＶ心内膜リード（右心房（ＲＡ）リードの有無にかかわらず）に加えて、冠状静脈洞（ＣＳ）リードがＬＶペーシングのために定置される。ＣＲＴの基本的な目的は、主にＬＢＢＢの結果である拡張型心筋症およびＱＲＳ幅拡大を有する患者においてＬＶ同期性を回復させることにより、ＬＶの機械的機能を改善することである。
【０００６】
カテーテルアブレーションは、ＶＴおよび／または症候性ＰＶＣを有する患者における選択的治療である。焼灼の標的は、ＰＶＣが発生している心臓内の位置、またはＶＴの兆候が発生している位置である。適切な焼灼位置を決定するためには、治療医はまず、提案位置における焼灼が心臓の所望の電気的活性化パターン刺激を提供するか否かを決定するために、電気リードを使用して提案位置を刺激する。
【０００７】
現在、最大の心臓同期性または所望の電気的活性化パターンを得るためのリードの適切な位置決めを決定することは、手術医の側でのある程度の推測を含む。
【０００８】
しかしながら、現行の方法では、電気リードの最適な位置を患者毎に決定することはできない。さらに、心臓が所定の位置で刺激されたときに所望の活性化パターンが達成されない場合、現行の方法では、リードの位置を調整して改善された活性化パターンを提供するための指示ガイダンスは提供されない。したがって、ＣＲＴ用電気リードの適切な位置を決定し、焼灼位置を決定する際に改善されたガイダンスの必要性がある。
【発明の概要】
【０００９】
いくつかの実施形態において、心臓マッピングおよびモデル合成の方法であって、心臓の心室期外収縮（ＰＶＣ）活性化マップを、３次元（３Ｄ）心臓モデルと心臓のＰＶＣ中のＰＶＣ心電図（ＥＣＧ）データ記録とに基づいて生成することと、電気生理学的（ＥＰ）処置中に収集された逐点接触データを三角形分割することにより、心臓の３Ｄ内部表面モデルを生成することと、３Ｄ活性化マップと３Ｄ内部表面モデルとを合成して、ＰＶＣ活性化表面モデルを形成することと、ＥＰカテーテルを使用して、心臓を、ＰＶＣ活性化表面モデル内で特定された最早活性化領域内に配置された第１のペーシング位置でペーシングすることと、を含む方法を提供する。
【００１０】
いくつかの実施形態において、心臓マッピングの方法であって、心電図（ＥＣＧ）装置の１２個の電極を患者の胸部に取り付けることと、ＥＣＧ装置を使用して心電図（ＥＣＧ）データを記録することと、ＥＣＧデータ、３Ｄ胸部モデル、および患者の心臓の２次元（２Ｄ）画像に基づいて、心臓の活性化マップを生成することであって、ＰＶＣ活性化マップが、最早活性化領域を含む、ことと、活性化モデルにおける最早活性化領域と予測最早活性化領域との比較に基づいて、３Ｄ胸部モデルに含まれる電極の各々の実際の位置と電極の各々の理想的な位置とのオフセットを決定することと、決定されたオフセットに基づいて活性化マップを調整することと、を含む方法を提供する。いくつかの実施形態は、基準マーカーを患者の身体（例えば、胸部または胴体）に適用して、解剖学的位置を特定することを含み、マーカーは、画像データに含まれる基準マーカーから反射された光を検出することにより、画像データ内で認識されるように構成され、特定された解剖学的位置を、ＣＴまたはＭＲＩスキャンから得られた画像における対応する解剖学的位置と位置合わせすることにより、患者の胸部の画像データを３Ｄ解剖学的モデルと合成する患者固有の３次元（３Ｄ）解剖学的モデルを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本明細書に組み込まれ、かつ本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の例示的な実施形態を図示し、かつ先に与えられた概要的説明および以下に与えられる詳細説明とともに、本発明の特徴を説明するのに役立つ。
【００１２】
【図１】いくつかの実施形態に係る心臓の３Ｄモデルの一例である。
【図２Ａ】いくつかの実施形態に係る心臓の電気的活性化の３Ｄモデルの平面図である。
【図２Ｂ】いくつかの実施形態に係る心臓の電気的活性化の３Ｄモデルの平面図である。
【図２Ｃ】いくつかの実施形態に係る同期性マップの平面図である。
【図２Ｄ】いくつかの実施形態に係る同期性マップの平面図である。
【図３】いくつかの実施形態に係る心臓撮像システムの概略図である。
【図４Ａ】いくつかの実施形態に係る心臓の電気的活性化の３Ｄモデルの平面図である。
【図４Ｂ】いくつかの実施形態に係る心臓の電気的活性化の３Ｄモデルの平面図である。
【図４Ｃ】いくつかの実施形態に係る同期性マップの平面図である。
【図４Ｄ】いくつかの実施形態に係る同期性マップの平面図である。
【図５】いくつかの実施形態に係る心臓撮像システムの概略図である。
【図６】いくつかの実施形態に係る方法を示すフローチャートである。
【図７Ａ】いくつかの実施形態に係る心臓の電気的活性化の３ＤモデルのＬＡＯおよびＰＡ図の概略図である。
【図７Ｂ】いくつかの実施形態に係る同期性マップのＬＡＯおよびＰＡ図の概略図である。
【図８Ａ】いくつかの実施形態に係る心臓の電気的活性化の３ＤモデルのＬＡＯおよびＰＡ図の概略図である。
【図８Ｂ】いくつかの実施形態に係る同期性マップのＬＡＯおよびＰＡ図の概略図である。
【図９】いくつかの実施形態に係る外科用撮像システムの概略図である。
【図１０】いくつかの実施形態に係る図９のシステムを使用する方法のフロー図である。
【図１１Ａ】いくつか実施形態に係る図９のシステムを使用する方法のフロー図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの方法の間に生成された参照心臓画像の一例を図示する。
【図１１Ｃ】図１１Ａの方法の間に生成され得る活性化マップを示す。
【図１１Ｄ】図１１Ａの方法の間に生成され得る活性化マップを示す。
【図１２】いくつかの実施形態に係る図９のシステムを使用する方法のフロー図である。
【図１３】いくつかの実施形態に係る心臓撮像システムのシステムブロック図である。
【図１４Ａ】いくつかの実施形態に係る患者の胴体上の電気リードおよび基準マーカーの３Ｄ画像である。
【図１４Ｂ】いくつかの実施形態に係る患者の胴体上の電気リードおよび基準マーカーの３Ｄ画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年８月１日に出願された「ＭＥＴＨＯＤＳ  ＯＦ  ＣＡＲＤＩＡＣ  ＭＡＰＰＩＮＧ  ＡＮＤ  ＤＩＲＥＣＴＩＯＮＡＬ  ＧＵＩＤＡＮＣＥ」と題された米国仮特許出願第６２／５３９，７４０号と、２０１７年８月１日に出願された「ＭＥＴＨＯＤＳ  ＯＦ  ＣＡＲＤＩＡＣ  ＭＡＰＰＩＮＧ  ＡＮＤ  ＤＩＲＥＣＴＩＯＮＡＬ  ＧＵＩＤＡＮＣＥ」と題された米国仮特許出願第６２／５３９，７８７号と、２０１７年８月１日に出願された「ＭＥＴＨＯＤＳ  ＯＦ  ＣＡＲＤＩＡＣ  ＭＡＰＰＩＮＧ  ＡＮＤ  ＭＯＤＥＬ  ＭＥＲＧＩＮＧ」と題された米国仮特許出願第６２／５３９，８０２号と、２０１８年７月３０日に出願された「ＣＡＲＤＩＡＣ  ＭＡＰＰＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭＳ，ＭＥＴＨＯＤＳ，ＡＮＤ  ＫＩＴＳ  ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ  ＦＩＤＵＣＩＡＬ  ＭＡＲＫＥＲＳ」と題された米国仮特許出願第６２／７１１，７７７号とに対して優先権の利益を主張し、これらの全ての全内容は全ての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
【００１４】
いくつかの実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。可能な限り、図面全体にわたって同一の参照番号を使用して、同一または同様の部品を参照する。特定の実施例および実施形態に対する言及は、例示の目的のためであり、本発明または特許請求の範囲の範囲を限定することを意図するものではない。
【００１５】
本明細書では、心電図（ＥＣＧ）は、心筋の実際の電気的活動を（好ましくは非侵襲的に）心臓の測定または導出されたもの（電気的活動）に相関させる任意の方法として定義される。古典的な心電図の場合、体表面上の電極間の電位差が、心臓の電気的活動に相関される。また、導出されたＥＣＧは、他の方法（例えば、いわゆるＩＣＤ（植込み型心臓除細動器）による測定）でも得ることができる。このような機能的画像を得るためには、電気的活動の動きの推定が提供されねばならない。
【００１６】
心臓同期不全は、心筋酸素消費量を増加させる一方で、左心室（ＬＶ）の機械的性能を低下させることによって、心機能に悪影響を及ぼす。さらに、心臓同期不全は、恐らく、ＬＶリモデリングを引き起こす。したがって、心臓同期不全は、慢性うっ血性心不全（ＣＨＦ）の進行を加速し、患者の生存を低減させる。
【００１７】
通常の伝導中、心臓の活性化は、左心室（ＬＶ）および右心室（ＲＶ）の両方の心内膜で開始する。特に、電気インパルス（すなわち、脱分極波）は、左心室および右心室の両方を通って実質的に同時に進行する。脚ブロック（ＢＢＢ）は、電気インパルスの経路に沿って遅延または遮断が存在する状態である。遅延または遮断は、電気インパルスを左心室または右心室に送る経路上で発生してもよい。
【００１８】
左ＢＢＢは、ＬＶへの電気インパルスが減速される状態であり、心臓脱同期の主な原因の１つである。特に、活性化はＲＶ内でのみ開始し、ＬＶ心内膜に到達する前に中隔を通って進行する。
【００１９】
ペースメーカーは、固有の心臓リズムを感知し、指示されたときに電気刺激を提供する、ほぼ懐中時計サイズの電子装置である。心臓ペーシングは、一時的または恒久的のいずれかである。
【００２０】
永久的なペーシングは、最も一般的には、鎖骨下領域の皮下に配置されたペーシング生成器に接続されるリードの心内膜（すなわち、右心房または右心室）または心外膜（すなわち、冠状静脈洞を介したＬＶ表面）への経静脈的配置によって達成される。しかしながら、心臓上または心臓内に直接植込むために、小型化されたペースメーカーが開発されている。
【００２１】
心臓再同期療法（ＣＲＴ）は、両心室ペーシングを提供する特化されたタイプのペースメーカー療法である。ＣＲＴは、心室性頻脈（ＶＴ）または心室細動（ＶＦ）のリスクのある患者における治療および予防に使用される装置である植込み型除細動器（ＩＣＤ）を使用の有無にかかわらず実施される。
【００２２】
本出願において、ペーシング電極、マイクロカテーテルなどによって電気的に刺激される（例えば、ペーシングされる）心臓内の領域は、「ペーシング位置」または「刺激位置」と互換的に称されてもよい。
【００２３】
図１は、２つの異なる方向から見た心臓１の３次元（３Ｄ）モデルを示す。３Ｄモデルは、心臓の外側表面、ここでは心筋表面を表すメッシュ６を含む。この例では、モデルはまた、中隔壁も含んでもよい。メッシュ６は、複数のノード８を有する。この例では、メッシュは、心臓の表面が隣接する三角形によって近似される三角メッシュである。
【００２４】
図２Ａ〜図２Ｄは、さまざまな単一の刺激位置１０からの心臓１の初期電気的活性化を示す、心臓の３Ｄモデル４である。図２Ａ〜図２Ｃは、中隔壁２を有する心筋の心室表面を示す。一般に、３Ｄモデル４は心臓の心室表面、ここでは、図１に示すように中隔壁を有する心室心筋の外側表面を表すメッシュ６を含んでもよい。メッシュ６は、複数のノード８を有する。図示された例では、心臓１は、刺激位置１０で電気的に刺激される。刺激位置１０での電気刺激を受けると、電気信号は心臓組織を通って伝わる。したがって、心臓の異なる部分が異なる時間に活性化される。心臓上の各位置は、初期刺激に対して特定の遅延を有する。各ノード８は、刺激位置１０における心臓１の刺激と、それぞれのノード８における心臓の活性化との間の時間遅延を表す値と関連付けられている。同じ遅延時間を共有する位置は、図２Ａ〜図２Ｄにおいては等時線１２によって結ばれている。本出願において、等時線は、活性化が同じ時間に起こる、または到着するモデル上の点を結ぶ、３Ｄ心臓表面モデル上に描かれた線として定義されている。この例における心臓表面の全域のノードの遅延時間は、レンダリングの濃淡を変えることによっても表示されている。縦棒は、それぞれの色に関連付けられた時間遅延をミリ秒で示す。刺激部位１０は、心臓１の内因性活性化の位置であり得る。
【００２５】
図３は、心臓組織の電気的活性化の同期性の説明を提供するためのシステム１００のシステムブロック図である。システム１００は、処理ユニット１０２と、メモリ１０４とを含む。
【００２６】
３Ｄ電気的活性化モデル４は、システム１００において、心電図データと医療画像データとを組み合わせることにより取得されてもよい。このデータは、メモリ１０４内に記憶されてもよい。処理ユニット１０２は、データを取り出し、対応するデータをメモリ１０４に記憶するために、心電図システム１０６と医療用撮像システム１０８とに接続されてもよい。１２誘導ＥＣＧからの心臓活性化を決定することができる心電図撮像（ＥＣＧＩ）法が、心臓の電気的活性化の３Ｄモデル４を決定するために、処理ユニット１０２によって適用されてもよい。ＥＣＧＩ法では、心臓等時線の位置を計算するために、ＥＣＧ信号を、心臓、肺、および／または胴体の患者固有の３Ｄ解剖学的モデルと組み合わせることができる。患者固有の３Ｄ解剖学的モデルは、医療用撮像システム１０８から受け取られる磁気共鳴画像（ＭＲＩ）またはコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像から取得されてもよい。代替的または追加的に、患者に最も近い適合性を示す３Ｄ解剖学的モデルが、複数の３Ｄ解剖学的モデルを含むデータベースから、選択され、任意に変更されてもよい。選択され、任意に変更された３Ｄ解剖学的モデルは、患者固有の３Ｄ解剖学的モデルとして機能してもよい。
【００２７】
３Ｄモデル４は、さらなる情報も含んでもよい。図２Ａに示した例では、３Ｄモデル４は、心筋上の心臓血管１４および／または静脈を含んでもよい。この情報は、ノードがそのような血管に関連するものとして示されるという点で、３Ｄモデル４に追加されてもよい。次いで、血管１４が特定され、任意に３Ｄモデル４に表示してもよい。処理ユニット１０２は、任意に、患者の心臓の３Ｄ解剖学的モデルから、そのような血管の位置を表す情報を自動的に取り出すように構成された第１の認識ユニット１１０を含んでもよい。処理ユニット１０２は、次いで、この情報を３Ｄモデル４に自動的に挿入してもよい。
【００２８】
３Ｄモデル４はまた、瘢痕組織に関する情報を含んでもよい。瘢痕組織の位置は、遅延造影磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）画像から得られ、３Ｄモデル４に追加されてもよい。瘢痕組織は、そこを通る電気信号の伝播速度を低下させることから、３Ｄモデル４においてシミュレートすることができる。瘢痕組織は、瘢痕組織が存在する心臓壁内の領域において、１つのノードから別のノードへの移行を非常に遅くまたは非移行にすることによって説明することができる。処理ユニット１０２は、任意に、患者固有の心臓の３Ｄ解剖学的モデルから、そのような瘢痕組織の位置を表す情報を自動的に取り出すように構成および配設された第２の認識ユニット１１２を含んでもよい。処理ユニット１０２は、この情報を３Ｄモデル４に自動的に挿入してもよい。
【００２９】
いくつかの実施形態において、得られた３Ｄモデル４は、心臓の電気的活性化に関するさらなる情報を得るために使用されてもよい。例えば、１つのノードから別のノードへの活性化の時間遅延が決定されてもよい。これを使用して、３Ｄモデル４に基づいて、メッシュ６の他のノードにおける初期刺激から生じる他の図を生成してもよい。これを可能にするために、処理ユニット１０２は、３Ｄモデル４を取り込み、特定のノードを刺激位置として規定する挿入ユニット１１４を含んでもよい。３Ｄモデル４は、所定のノードにおける刺激を想定し得ることが理解されよう。挿入ユニット１１４は、その所定のノードにおける刺激を計算のために除外してもよい。
【００３０】
図２Ｂは、別の刺激位置１０’における初期刺激から生じる３Ｄモデル４の一例を示す。メッシュ６の他のノードにおける初期刺激から生じる図が、メッシュ６の各ノードについて生成され得ることが理解されよう。
【００３１】
特定のノードにおける刺激から生じる心臓１全体の特定の電気的活性化シーケンスは、単一のパラメータ、すなわち心臓活性化同期性において要約されてもよい。心臓活性化同期性は、心臓全体がどの程度同期して活性化されているかの指標を提供する。一般的な状況では、心臓のより同期的な活性化が有益であると考えられている。この例における心臓活性化同期性の尺度は、心臓の脱分極（ｄｅｐ）時間の標準偏差（ｓｔｄ）である。したがって、心臓活性化同期性は、それぞれのノードにおける刺激の結果としての心臓全体の活性化の同期性の指標を提供する。処理ユニット１０２は、心臓活性化同期性を決定するように構成された同期性決定ユニット１１６を含んでもよい。
【００３２】
いくつかの実施形態において、心臓活性化同期性は、各ノードにおける刺激に対して別個に決定されてもよい。したがって、メッシュの各ノードに対する心臓活性化同期性の尺度を提供することができる。処理ユニット１０２は、同期性決定ユニット１１６による、各ノードに対する心臓活性化同期性の計算に基づいて同期性マップを生成するように構成された同期性マップ生成ユニット１１８を含んでもよい。処理ユニット１０２は、同期性マップ１５および／または代替データをユーザに出力するように構成される出力ユニット１２０と接続されてもよい。出力ユニットは、表示ユニット、プリンタ、メッセージングユニットなどであってもよい。
【００３３】
図２Ｃは、心臓同期性マップ１５の一例を示す。図２Ｃに図示した例では、マップ１５内の各ノードに対して心臓活性化同期性が示されている。この例では、指標は、疑似色および／または等同期線１６を提供することによって示すことができる。等同期線１６は、同じ心臓活性化同期性を有するノードを結ぶ。心臓同期性マップ１５は、心臓がそのような位置で刺激された場合に、心臓上のどの位置が良好な心臓活性化同期性をもたらすか、心臓上のどの位置が劣悪な心臓活性化同期性をもたらすかを示す、単一の３Ｄ概観図を提供する。図２Ｃに図示した例では、元の刺激位置１０は、心臓活性化同期性値は、心臓の脱分極時間の標準偏差が約４５ｍｓであって、特に良好な同期化を提供しないことがわかる。最も好ましくない刺激位置、ここでは最高心臓活性化同期性値を有する位置は、Ｓ−で示されている。この例では、最低心臓活性化同期性値が生じる最も好ましい刺激位置は、Ｓ＋で示されている。場合によっては、図２Ｄに示すように、同期性マップ１５を別の方向から見るときに、最も好ましい刺激位置Ｓ＋が最もよく見える。
【００３４】
心臓活性化同期性の尺度の別の例は、脱分極時間の範囲（最大脱分極時間〜最小脱分極時間）である。脱分極時間の範囲は、サイクル長に対して補正してもよい。心臓活性化同期性の尺度の別の例は、左心室（ＬＶ）脱分極時間のみの標準偏差である。心臓活性化同期性の尺度の別の例は、刺激と隔壁活性化との間の遅延である。心臓活性化同期性の尺度の別の例は、ＡＶ遅延である。心臓活性化同期性の尺度の別の例は、ＶＶ遅延である。心臓活性化同期性の尺度は、当面の課題に応じておよび／または患者が経験した特定の症状または異常に応じて選択してもよい。
【００３５】
図４Ａは、第２の刺激位置１８が規定される第２の例を示す。３Ｄモデル４と、第１の刺激位置１０および第２の刺激位置１８における同時刺激とを使用して、心臓の電気的活性化が計算される。この例では、挿入ユニット１１４は、第１の位置８における刺激を計算のために除外しない。図４Ａは、計算された結果として生じた心臓１の電気的活性化を示す。図４Ａに示した例では、総活性化時間は、第２の刺激位置１８の追加により短くなっている。この例では、第１の刺激位置１０は、心臓の内因性活性化の位置、または最初に選択された刺激位置、もしくは心臓内に既に存在するペースメーカーリードによって生成された刺激を表す。
【００３６】
図４Ｂは、第１の刺激位置１０における刺激と同時に第２の刺激位置１８’における初期刺激から生じる心臓の電気的活性化の一例を示す。第１の刺激位置１０に関連する第１のノードにおける刺激と同時に、メッシュ６の第２のノードにおける初期刺激から生じる図が、メッシュ６の各ノードに対して生成されてもよい。
【００３７】
図４Ｃおよび図４Ｄに示した例では、心臓全体の特定の電気的活性化シーケンスが組み合わされ、心臓活性化同期性として示されている。この例では、電気的活性化シーケンスは、第１の刺激位置１０における刺激と同時に、第２の刺激位置１８における刺激を含む。心臓活性化同期性はまた、心臓全体がどの程度同期的に活性化されているかの指標を提供する。いくつかの実施形態では、心臓活性化同期性は、第１の刺激位置１０および第２の刺激位置１８における刺激と同時に、各ノードにおける刺激に対して別個に決定されてもよい。これは、メッシュ６の第３の刺激位置として作用する各ノードに対する心臓活性化同期性の尺度を提供する。
【００３８】
図４Ｃは、心臓がそのような位置で第１の刺激位置１０および第２の刺激位置１８における刺激で同時に刺激された場合に、心臓上のどの位置が良好な心臓活性化同期性をもたらすか、心臓上のどの位置が劣悪な心臓活性化同期性をもたらすかを示す心臓同期性マップの一例を示す。図４Ｃに図示した例では、第１の刺激位置１０と第２の刺激位置１８とが同時に刺激されたときに、最も好ましくない第３の刺激部位Ｓ−は、約４１ｍｓの最高心臓活性化同期性値を有した。この例では、第１の刺激部位１０および第２の刺激部位１８が同時に刺激されたときに、最も好ましい第３の刺激位置Ｓ＋は、最低心臓活性化同期性値を有した。状況によっては、図４Ｄに示すように、同期性マップ１５を別の方向から見たときに、最も好ましい刺激位置Ｓ＋は最もよく見ることができる。
【００３９】
図５は、同期性マップを提供するシステム１００のデータフロー表示である。図６は、一実施形態に係る図３および図５に示したシステム１００を使用して心臓同期性を決定する方法を示す図である。図３および図５を参照すると、システム１００は、ハードウェアモジュールからデータを受け取る処理ユニット１０２を含む。処理ユニット１０２は、任意で、心電図システム１０６からＥＣＧデータを受け取ってもよい。処理ユニットは、医療用撮像システム１０８から患者固有の解剖学的データを受け取ってもよい。
【００４０】
処理ユニット１０２は、電極を含む患者の胸部の３Ｄ画像など、患者の解剖学的構造に対するＥＣＧリードの位置に関する情報を位置決めシステム１０９から受け取ってもよい。３Ｄ画像および胴体モデルを位置合わせをしてもよく、モデル内の電極の位置を、３Ｄ画像内の電極位置と一致するように調整してもよい。心臓に対するＥＣＧ電極、特にＶｌ〜Ｖ６前胸部電極の位置に関する知識は、ＰＶＣの開始位置を正確に計算するために特に重要である。
【００４１】
いくつかの実施形態では、想定される理想的な位置からの電極のオフセット、特にＶ１〜Ｖ６電極のオフセットは、検出された正常心拍のＥＣＧ信号と理想的な正常心拍のＥＣＧ信号との比較に基づいて決定されてもよい。例えば、オフセットは、検出されたＥＣＧ信号が、理想的な電極位置に対する電極位置の変化によってどのように影響を受けるかに基づいて決定されてもよい。特に、記録されたＥＣＧデータを使用して、正常拍動の刺激開始位置が決定されてもよい。ＳＡノードにおける通常の開始位置は既知であるため、決定されたオフセット位置をこの既知の開始位置と比較し、電極のオフセットをそれらの間の変動に基づいて推定することができる。そのため、３Ｄマップを生成することなく、電極オフセットを決定することが可能である。
【００４２】
患者固有の解剖学的データから、処理ユニット１０２は、同期性マップ１５を決定してもよい。処理ユニット１０２は、以下のユニットを含んでもよく、図６に示しかつ後述する方法２００の動作を実行して、同期性マップを生成してもよい。方法２００では、処理ユニット１０２は、患者の胸部および胸部内の心臓の大きさ、向き、および位置の患者固有の３Ｄ解剖学的モデルを使用してもよい。このようなモデルは、処理ユニット１０２によるさらなる使用のために、ブロック２０１で選択されてもよい。プロセッサは、判定ブロック２０２において、そのようなモデルが既に利用可能であるか否かを判定してもよい。モデルがまだ利用可能でない場合（すなわち、判定ブロック２０２＝Ｎ）、判定ブロック２０４において、検索ユニット１０３は、この患者に対して好適な解剖学的モデルがデータベース１１７内に存在するか否かをチェックしてもよい。
【００４３】
好適な患者固有の解剖学的モデルがデータベース１１７において利用可能でない場合（すなわち、判定ブロック２０２＝Ｎ）、ブロック２０８において、検索ユニット１０３は、受け取った患者固有の解剖学的３Ｄ画像データに基づいて、患者固有の解剖学的モデルを生成してもよい。
【００４４】
好適な患者固有の解剖学的モデルがデータベース１１７において利用可能である場合（すなわち、判定ブロック２０２＝Ｙ）、ブロック２０６において、検索ユニット１０３は、好適な解剖学的モデルをデータベース１１７から取り出す。また、ブロック２０６において、検索ユニット１０３は、選択された解剖学的モデルを患者固有の（準）３Ｄ解剖学的モデルに変換するために、データベースからの解剖学的モデルを患者の３Ｄ画像に適合してもよい。患者固有の３Ｄモデルはまた、任意に、肺および／または他の器官など、患者の他の構造物の大きさ、向きおよび／または位置を含んでもよい。患者固有の３Ｄモデルは、体積コンダクタモデルであってもよい。
【００４５】
患者モデルが利用可能である場合（すなわち、判定ブロック２０２＝Ｙ）、あるいはブロック２０８で作成された患者モデルまたはブロック２０６で患者に適合された、記憶されたモデルと、ＥＣＧリードの位置と、患者固有のモデルとを使用して、ブロック２１０において、リードロケータモジュール１０５は、患者固有の３ＤモデルにおけるＥＣＧリードの対応する位置を決定して、増強された患者固有のモデルを提供してもよい。
【００４６】
判定ブロック２１２において、患者固有の解剖学的モデルおよび／または増強された患者固有のモデルが利用可能である場合、内因性活性化または刺激活性化を表すＥＣＧデータが利用可能であるか否かについての判定が行われる。内因性活性化データまたは１つ以上の既に存在するペースメーカーリードからのペーシング刺激が利用可能である場合（すなわち、判定ブロック２１２＝Ｙ）、ブロック２１４において、活性化ユニット１０７は、患者固有のモデルとＥＣＧデータとに基づいて、患者の心臓の現在の活性化を示す３Ｄ電気モデルを生成してもよい。
【００４７】
内因性活性化または刺激活性化に関するＥＣＧデータが利用可能でない場合（すなわち、判定ブロック２１２＝Ｎ）、ブロック２１６において、仮想刺激ユニット１１１は、ノード間の以前に決定および／または仮定されたノード間の移行速度に基づいて、初期仮想刺激を心臓の電気モデルに追加してもよい。想定される移行速度は、例えば、０．８ｍｓであってもよい。電気モデルは、上述したように動脈、静脈、および／または瘢痕組織を含んでもよい。ブロック２１８において、患者の心臓の仮想的活性化の３Ｄ電気モデルが生成されてもよい。
【００４８】
患者の心臓の内因性の、刺激による、または仮想的な活性化の３Ｄ電気モデルから、同期性決定ユニット１１６は、上述したように、ブロック２２２において、同期性マップ１５を生成してもよい。同期性マップに基づいて、処理ユニット１０２は、判定ブロック２３０において、人工刺激位置または仮想刺激位置が最適な活性化および同期性をもたらしたか否かを判定してもよい。もしそうであるなら（すなわち、判定ブロック２３０＝Ｙ）、処理ユニットは、ブロック２３４において、患者の心臓に対する最適刺激位置を計算してもよい。
【００４９】
ブロック２３０において、最適な同期性が達成されていないと判定された場合（すなわち、判定ブロック２３０＝Ｎ）、方法２００は判定ブロック２３２に進み、そこで、追加の仮想刺激位置が必要または追加されるべきか否か、あるいは仮想刺激位置がタイミングパラメータに関して移動または変更されるべきであるか否かが判定される。この判定は、臨床医によって、処理ユニットによって、または処理ユニットによってディスプレイ上に提示された情報または推奨に基づいて臨床医によって行われてもよい。
【００５０】
追加の仮想リードが必要であると判定された場合（すなわち、判定ブロック２３２＝Ｙ）、ブロック２２４において、仮想ペーシング位置が、決定された同期性に従って追加されてもよい。追加の仮想リードは不要であり、仮想刺激位置が移動または変更されるべきであると判定された場合（すなわち、判定ブロック２３２＝Ｎ）、ブロック２２５において、人工または仮想の刺激位置がそれに応じて調整されてもよい。
【００５１】
ブロック２２６では、新たな活性化が生成されてもよい。次いで、ブロック２２２において、同期性が再計算され、判定ブロック２３０において所望の活性化が達成されると判定されるまで、プロセスが繰り返されてもよい。
【００５２】
システム１００はまた、現在の人工刺激位置、すなわちペースメーカーリード位置を、現在の刺激パラメータに関して仮想的に適合させて、最適な同期性を達成してもよい。
【００５３】
システム１００は、複数の刺激を評価するために使用されてもよい。例えば、複数の刺激は、内因性活性化と刺激活性化（ペーシング）との組み合わせであってもよい。例えば、複数の刺激は、複数の刺激活性化（ペーシング）であってもよい。ユーザまたは処理ユニット１０２は、追加のペースメーカーリードなどの追加的な刺激位置が望ましいか否かを判定する２３２ことが可能である。
【００５４】
追加的な刺激位置が所望される場合、追加的な刺激位置は、挿入ユニット１１４によって挿入されてもよい。次いで、ブロック２２６において、元の刺激位置および追加された仮想刺激位置を有する状況に対する活性化が再度決定されてもよく、ブロック２２２において、同期性が再計算されてもよい。同期性マップに基づいて、処理ユニット１０２は、判定ブロック２３０において、追加的な仮想刺激位置が最適な同期性をもたらしたか否かを判定してもよい。最適な同期が達成されていない場合、方法２００はブロック２３２に進み、そこで、追加の仮想刺激位置が追加されるべきか否か、あるいは仮想刺激位置がタイミングパラメータに関して移動または除去されるべきか否かが判定される。そのような場合、プロセスは１回以上繰り返されてもよい。
【００５５】
患者固有の心臓活性化モデルに基づいて、心臓同期性モデルが生成されてもよい。同期性モデルは、上述したような等同期線を含む３Ｄ心臓表面モデルであってもよく、等同期線は、心臓の活性化同期性を表す。この同期性は、ペースメーカーのリード位置における右心室活性化など、特定の活性化条件に基づいてもよい。
【００５６】
一例として、以下のブロックにおいて、同期性モデルが生成されてもよく、内因性ＬＢＢＢパターンに対する活性化同時線が決定されてもよい。
【００５７】
１Ａ）心臓、肺、および胸部の患者固有の解剖学的３Ｄモデルは、例えば患者のＭＲＩまたはＣＴ画像に基づいて生成されるか、あるいは、例えば３Ｄカメラを使用して、データベースから取得され、患者の寸法に適合されたモデルから導出されてもよい。解剖学的３Ｄモデルは、心臓の３Ｄ表面モデル、肺の３Ｄ表面モデル、および胸部の３Ｄ表面モデルを含んでもよい。３Ｄ表面モデルは、それらの角で結ばれた三角形などの複数の多角形のメッシュを用いて、心臓の実際の表面を綿密に近似するものであってもよい。相互に結ばれた角は、メッシュのノードを形成する。
【００５８】
１Ｂ）ＥＣＧ、例えば１２誘導のＥＣＧが測定されてもよい。胸部上のＥＣＧ装置の電極の正確な位置が記録されてもよい。３Ｄ解剖学的モデルにおける電極の位置が、心臓組織を通る電気的活動の分布、変動、および／または動きを推定するために使用されてもよい。記録リードまたはＥＣＧ装置の正確な位置が、胸部の解剖学的３Ｄ表示に入力されてもよい。
【００５９】
１Ｃ）任意で、瘢痕組織が、心臓の解剖学的３Ｄ表示に組み込まれてもよい。瘢痕組織の存在および位置が、遅延造影ＭＲＩ画像から導出されてもよい。
【００６０】
１Ｄ）ＥＣＧ装置の記録リード毎の測定値は、心臓および胴体の幾何学的形状に関連してもよい。逆の手順を使用して、内因性活性化が決定されてもよい。心臓組織を通る電気的活動の分布、変動、および／または動きは、心筋距離関数、最速ルートアルゴリズム、最短経路アルゴリズム、および／または高速マーチングアルゴリズムに基づいてもよい。
【００６１】
２）内因性ＬＢＢＢパターンに対する活性化同時線が一旦決定されると、刺激部位が、心臓上の各ノードに対して内因性活性化に追加され、その結果から、心臓の所望の同期性が計算されてもよい。「ノード」は、解剖学的３Ｄ心臓モデルが基づいている三角形の交点を指す。
【００６２】
上記方法はまた、心臓ペースメーカーの電極の定置に最適な位置を決定するために使用されてもよい。最適なペーシング部位を決定するために、同期性マップが計算されてもよい。内因性活性化マップは、決定された刺激点と組み合わせて、新たな心臓等時線位置決めマップに適用されてもよい。
【００６３】
図７Ａは、心臓のＬＢＢＢ活性化パターンの３Ｄ同期性マップの例を示す。左側に、図７Ａは左前斜位（ＬＯＡ）図を示す。図７Ａ右側に、後−前（ＰＡ）図を示す。図７Ｂは、図７Ａの心臓に対する同期性マップを示す。図７Ｂ左側にはＬＡＯ図を示し、図７Ｂ右側にはＰＡ図を示す。
【００６４】
図７Ｂの同期性マップは、心臓の内因性活性化と１つの追加の刺激位置とを組み合わせた結果としての心臓の脱分極時間の標準偏差を示す。図７Ｂから、基底左室自由壁２０上の追加的な刺激位置を選択することにより、心臓の脱分極時間の標準偏差を最も減少させることが分かる。したがって、この例では、基底左室自由壁上の領域を、ペースメーカー電極の最良の場所として選択することができる。
【００６５】
基底左室自由壁上の領域における刺激を同時に伴う内因性活性化を含む、心臓の電気的活性化の更新された３Ｄモデルが生成されてもよい。次いでこの更新された３Ｄマップを使用して、新たな同期性マップを生成し、ＲＶ内のリードの位置をチェックしてもよい。これを行うことにより、臨床医は、単なるセンシングだけではなく、リードの刺激もさせるべきか否かを判定してもよい。臨床医はまた、リードをシフトすべきか否かを判定してもよい。臨床医はまた、追加の刺激リードを加えるべきか否かを判定してもよい。
【００６６】
臨床医はまた、内因性ＡＶ伝導が有益であるか否かを判定してもよい。内因性ＡＶ伝導は、一般に、右脚に伝導し、その後、ＬＶは、ＬＶを刺激することによって活性化される必要がある。これは、逆にすることもでき、すなわち、ＲＢＢＢがＬＶ活性化を待ち、ＲＶ自由壁を最適な位置で刺激してもよい。左心室および右心室の両方への処置を繰り返すことにより、心臓ペーシングの正確な位置およびタイミングを微調整することができる。
【００６７】
内因性活性化信号が心臓の重度の損傷のために使用できない場合、内因性活性化の代わりに、シミュレートされた（ペースメーカー）刺激のみを使用して、全処置が実行されてもよい。その場合、上記のブロック１Ｂおよび１Ｄは省略されてもよい。ひいては、全処置は、人工的活性化に基づくことになる。
【００６８】
図８Ａは、ＬＢＢＢパターンの左側刺激活性化の一例を示す。図８Ａは、左側にＬＡＯ図を示し、右側にＰＡ図を示す。図８Ｂは、図８Ａに示した心臓の同期性マップ１５の一例を示す。図８Ｂは、左側にＬＡＯ図を、右側にＰＡ図を示す。図８Ｂの同期性マップは、心臓の左側刺激活性化と組み合わされた１つの追加の刺激位置の結果としての心臓の脱分極時間の標準偏差を示す。図８Ｂから、基底左室自由壁２０上の領域内の追加的な刺激位置を選択することにより、心臓の脱分極時間の標準偏差を最も減少させることが分かる。したがって、この例では、基底左室自由壁上の領域を、ペースメーカー電極の最良の位置として選択することができる。基底左室自由壁上の領域における刺激を同時に伴う内因性活性化を含む、心臓の電気的活性化の更新された３Ｄモデルが生成されてもよい。
【００６９】
上述した全処置を、植込み処置中に実行し、最も最適なペーシング部位を見出してもよい。
【００７０】
図９は、いくつかの実施形態に従う心臓撮像システムのブロック図である。図１０は、いくつかの実施形態に従う、図９のシステムを使用して電極を植込む方法３００を示すフロー図である。図９および図１０を参照すると、ブロック３０１において、患者の心臓の３Ｄ活性化マップがシステムの処理ユニット４００によって生成されてもよい。特に、患者の胸部および／または心臓の３ＤモデルがＣＴまたはＭＲＩ装置１０８によって生成されてもよく、患者のＥＣＧデータがＥＣＧ記録装置１０６によって記録されてもよく、かつ患者の胴体の３Ｄ画像が３Ｄカメラ１０９によって生成されてもよい。このデータは、処理ユニット４００の活性化マップ生成部３２０に提供されてもよい。ＥＣＧデータは、患者から受け取った外因性および／または内因性の刺激信号を含んでもよい。
【００７１】
ブロック３０２では、１つ以上の最適なペーシング予測位置が特定されてもよい。例えば、心臓同期性を決定するために活性化マップが同期性決定ユニット３２２に提供されてもよい。次いで、このデータを、仮想刺激点生成部３２４が使用して、１つ以上のペーシング予測位置を特定してもよい。
【００７２】
ＣＲＴ患者において、ペーシング位置は、心拍非同期が発生する位置に配置されてもよく、それにより、その刺激は、最大量の心臓活性化および／または同期性を生み出すと予測される。ペーシング位置は、例えば、ＬＶ活性化時間とＲＶ活性化時間との間の差、ＬＶおよび／またはＲＶのうちの最早および／または最遅活性化、検出された脱分極波遮断などに基づいてもよい。
【００７３】
ブロック３０４では、１つ以上の仮想ペーシング位置が表示されてもよい。例えば、１つ以上のペーシング位置が、活性化マップに仮想ペーシング位置として追加されてもよい。代替例では、活性化マップと、フルオロスコープ、放射線撮影装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置などのリアルタイム撮像装置３２８によって生成された画像とが、画像統合部３２６に提供されてもよい。画像統合部３２６は、活性化マップとリアルタイム画像とを比較および／または整列してもよい。比較および／または整列に基づいて、刺激点を含む活性化マップがリアルタイム画像上に重ねられてもよい。他の実施形態では、仮想刺激点がリアルタイム画像に追加されて、レンダリングのためにディスプレイ３３０に提供され、修正されたリアルタイム画像を生成してもよい。
【００７４】
いくつかの実施形態では、活性化マップを表示することに加えて、ブロック３０４は、心臓の内部構造を示す参照画像をディスプレイ３３０に提供することを含んでもよい。追加の画像は、活性化マップを生成するために使用されるＭＲＩ画像またはＣＴ画像のような２Ｄ心臓画像のうちの１つに基づいてもよい。このような２Ｄ画像は、追加の特徴を示すように修正されてもよい。例えば、２Ｄ心臓画像は、活性化マップに含まれる最早活性化および／またはペーシング位置の領域に含まれる構造を特定するように修正されてもよい。したがって、リアルタイム撮像装置３２８を使用して電極を位置決めする際に、参照画像を参照することができる。参照画像については、図１１Ｂを参照して以下に詳細に説明する。
【００７５】
ブロック３０６では、１つ以上のペーシング電極が、特定された仮想刺激点に位置付けられてもよい。医師は、ディスプレイ３３０に示された参照画像および／または活性化マップを使用して、ペーシング電極を仮想刺激点と位置合わせしてもよい。次いで、心臓がペーシングされ、結果として生じるＥＣＧデータが収集されてもよい。
【００７６】
ブロック３０８では、収集されたＥＣＧデータを使用して、更新された活性化マップを生成し、刺激の効果が示されてもよい。いくつかの実施形態では、ＥＣＧデータを使用して、ペーシング位置を特定し、それが活性化マップ上に表示されてもよい。ペーシング電極はペーシング位置に配置されているので、ペーシング位置は、ペーシング電極の現在位置を表してもよい。したがって、ペーシング電極位置は、ペーシング位置へとナビゲートしている間、表示されてもよい。したがって、ペーシング電極の位置を決定するために追加のマッピングアプリケーションは必要とされず、それによって、ペーシング処置のコストが実質的に低減されてもよい。
【００７７】
判定ブロック３１０では、ペーシング電極が好適な心臓位置に配置されているか否かが判定されてもよい。例えば、ＣＲＴ患者では、刺激が十分な量の同期性を有し、かつ／または所望の量の心臓機能を回復したか否かが判定されてもよい。そうである場合（すなわち、判定ブロック３１０＝はい）、ブロック３１２において、電極は適所に縫合されてもよい。そうでない場合（すなわち、判定ブロック３１０＝いいえ）、ブロック３０８で生成された更新された活性化マップに基づいて、ブロック３０２において、新たな心臓刺激点が生成されてもよい。例えば、１つ以上の仮想刺激点が新たな位置に移動され、かつ／または追加の仮想刺激点が追加されてもよい。次いで、ブロック３０４において、仮想刺激点がリアルタイム心臓画像に追加されてもよい。いくつかの実施形態では、ＬＶおよびＲＶが刺激されるペーシング間隔もまた調整されてもよい。
【００７８】
ＰＶＣおよび／またはＶＴ患者に対して、判定ブロック３１０は、更新された活性化マップを使用して、刺激が患者のＰＶＣを再現するか否かを判定することを含んでもよい。換言すれば、判定ブロック３１０は、刺激点が好適な焼灼点であるか否かを判定することを含んでもよい。そうである場合（すなわち、判定ブロック３１０＝はい）、ブロック３１２において、心臓は刺激点で焼灼されてもよい。そうでない場合（すなわち、判定ブロック３１０＝いいえ）、ブロック３０２において、前回の刺激中に収集されたＥＣＧデータに基づいて、新たな刺激点が生成されてもよい。
【００７９】
いくつかの実施形態では、活性化マップを使用して、ＣＲＴが患者に適切であるか否かを判定してもよい。例えば、ペースメーカーまたはペーシングリードを最適に配置した後に患者の心拍出量が許容可能なレベルを達成するとは予測されない場合、ＣＲＴは患者にとって適切でないと判定されてもよい。
【００８０】
いくつかの実施形態において、処理ユニット４００と、ディスプレイ３３０と、ＣＴ／ＭＲＩ装置１０８、３Ｄカメラ１０９、ＥＣＧ記録装置１０６、および／またはリアルタイム撮像装置３２８などの他のハードウェアへの有線または無線の接続とを含むワークステーションが使用されてもよい。ワークステーションはまた、カテーテル植込み装置または他のロボット手術装置などの手術装置を制御するためのインターフェースを含んでもよい。
【００８１】
図１１Ａは、いくつかの実施形態に従う、図９のシステムを使用する心臓撮像方法５００を示すフロー図である。図１１Ｂおよび図１１Ｃは、図１１Ａの方法の間に生成される活性化マップを示す。
【００８２】
焼灼は、ＰＶＣおよび／またはＶＴに対する効果的な治療である。しかしながら、一部の患者は、一過性のＶＴおよび／またはＰＶＣを経験することがあり、その場合、病院でのカテーテル挿入処置中に、または電気生理学的設備室での電気生理学的検査中に、患者が検査を受けている間に事象または症状が発生しない可能性がある。一過性のＶＴおよび／またはＰＶＣ症状を示す患者に対して十分なＥＣＧデータを確実に得るために、ＥＣＧデータはホルター型装置のような可搬式ＥＣＧ記録装置１０６を使用して記録されてもよい。
【００８３】
図９および図１１Ａを参照すると、処理ユニット４００は、ブロック５０１において、ＰＶＣ中の電気的活性化を示すＰＶＣ活性化マップを生成してもよい。例えば、ＰＶＣ活性化マップは、ＰＶＣ中の最早活性化領域を特定してもよい。ＰＶＣ活性化マップは、上述したように、患者からのＣＴおよび／またはＭＲＩデータに加えて、ＰＶＣ中に収集されたＥＣＧデータに基づいてもよい。特に、データは、処理ユニット４００の活性化マップ生成部３２０に提供されてもよい。いくつかの実施形態では、単一のＰＶＣ拍動からのＥＣＧデータが、ＰＶＣ活性化マップを生成するのに十分であってもよい。ＰＶＣ活性化マップは、ＰＶＣ心拍中に最早活性化が発生した心臓の領域を特定してもよい。
【００８４】
いくつかの実施形態では、方法は、任意で、ブロック５０２を含んでもよい。ブロック５０２において、プロセッサ４００は、心臓の内部構造を示す参照画像を生成するために使用されてもよい。活性化マップおよび参照画像は、同じディスプレイ上にまたは異なるディスプレイ上に、同時にまたは異なる時間に、表示されてもよい。換言すれば、ブロック５０１および５０２は、生成された活性化マップおよび参照画像をディスプレイ３３０に提供することを含んでもよい。
【００８５】
参照画像は、活性化マップを生成するために使用される２Ｄ  ＭＲＩまたはＣＴ画像のうちの１つなどの心臓画像に基づいてもよい。心臓画像に示される内部心臓構造に加えて、参照画像は、追加の特徴を含んでもよい。例えば、参照画像を形成するために、心臓画像は、活性化マップに含まれる最早活性化および／または仮想ペーシング位置の領域に含まれる構造を示すように修正されてもよい。
【００８６】
いくつかの実施形態では、処理ユニット４００は、ブロック５０３で説明されるように、リアルタイム撮像装置３２８によって提供されている画像を最も綿密に近似する心臓画像を選択するように構成されてもよい。他の実施形態では、参照画像は、手動で選択された心臓画像に基づいてもよい。したがって、リアルタイム撮像装置３２８を使用して電極を位置決めする際に、参照心臓画像を参照することができる。
【００８７】
図１１Ｂは、ＰＶＣ／ＶＴ患者に対する参照画像の一例を示す。図１１Ｂを参照すると、参照画像は、最早活性化領域３４０を特定してもよい（例えば、最早活性化領域に含まれる２Ｄ画像内の心臓構造を特定してもよい。参照画像はまた、ペーシング位置３４２を含んでもよい。ペーシング位置３４２は、刺激点生成部３２４によって生成された仮想ペーシング位置であってもよい。いくつかの実施形態では、ペーシング位置３４２は、実際のペーシング／カテーテル位置であってもよい。例えば、心臓がペーシングされると、処理ユニット４００は、結果として生じるＥＣＧデータを分析して、対応するペーシング位置３４２を特定し、それによって、ペーシングカテーテル、ペーシング電極などの現在位置を特定してもよい。
【００８８】
いくつかの実施形態では、ペーシング位置３４２が、ＰＶＣのシミュレーションまたは所望の心臓同期性などの所望の心臓応答を提供しない場合、ガイダンス情報生成部３３２は、電極が移動されるべき方向を示すベクトル３４４などのガイダンス情報を提供してもよい。
【００８９】
ブロック５０３において、方法は、カテーテルを心臓内に挿入して電気的活動を分析し、不整脈がどこに位置するかを決定することを含む、電気生理学的（ＥＰ）処置を実行することを含む。ＰＶＣ患者では、ＥＰ処置の目的は、患者の症候性ＰＶＣを綿密に近似するＰＶＣをもたらす位置で心臓をペーシングすることであってもよい。例えば、ＥＰ処置は、最早活性化領域内のある位置で、カテーテルを使用して心臓をペーシングすることを含んでもよい。追加の電極を挿入して、ＥＰ処置中にＥＣＧデータを内部的に検出してもよい。例えば、ペーシング中にＥＣＧデータを記録することにより、ペーシングデータを記録してもよい。
【００９０】
ＥＰ処置はまた、ＰＶＣ最早活性化領域内およびその周りの特徴など、患者の心臓の内部特徴をマッピングすることを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ＥＰ処置は、心臓の異なる点をカテーテルと接触させることによって、点毎の３Ｄ三角形分割化内部表面モデルを生成することを含んでもよい。ＥＰ処置を実行するのに好適なシステムは、ＥｎＳｉｔｅ  ＰｒｅｃｉｓｉｏｎマッピングシステムおよびＣａｒｔｏ３マッピングシステムを含む。このようなシステムは、体内のカテーテルの３Ｄ位置を追跡し、カテーテルと心臓組織間の接触が起こる都度、心臓内部表面位置を記録する能力を有する。これらの３Ｄ位置の収集は、心拍と同期され、各点が、心臓が他の記録された点と同じ状態（すなわち、収縮とは反対の最大容積）にあるときに収集されることを保証する。モデルを構築することに加えて、相対的ＥＣＧ活性化時間を記録し、心臓モデル上にマッピングしてもよい。
【００９１】
ブロック５０３はまた、上述したように、リアルタイム撮像装置３２８を使用して心臓のリアルタイム画像を生成することを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ブロック５０２で、参照画像がリアルタイム画像を近似する心臓画像に基づくように、リアルタイム画像が生成された後に実行されてもよい。
【００９２】
ＥＰ処置はまた、最早活性化領域内のある位置と接触させてカテーテルを位置付けることを含んでもよい。ブロック５０４では、次にカテーテルを使用して、電気刺激を介して心臓をペーシングしてもよい。ペーシングの目的は、患者の症候性ＰＶＣを綿密に近似するＰＶＣをもたらす位置で心臓をペーシングすることであってもよい。追加の電極も挿入して、ＥＰ処置中にＥＣＧデータを内部的に検出してもよい。例えば、ペーシング中にＥＣＧデータを記録することにより、ペーシングデータを記録してもよい。
【００９３】
ＥＰ処置およびペーシングは図１１Ａにおいて別個のブロックとして示されているが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、ＥＰ処置およびペーシングは、両方とも、単一の処置中に起こってもよい。
【００９４】
いくつかの実施形態では、ブロック５０４は、収集されたＥＣＧデータを使用して、更新された活性化マップを生成し、刺激の効果を示すことを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ＥＣＧデータを使用して、ペーシング位置を特定し、それが活性化マップ上に表示されてもよい。ペーシング電極はペーシング位置に配置されているので、ペーシング位置は、ペーシング電極の現在位置を表してもよい。したがって、ペーシング電極位置は、ペーシング位置にナビゲートしている間、表示されてもよい。したがって、ペーシング電極の位置を決定するために追加のマッピングアプリケーションは必要とされず、それによって、ペーシング処置のコストが実質的に低減される。
【００９５】
判定ブロック５０６では、ペーシングデータを分析して、ペーシング電極が、所望の心臓応答を達成するのに好適な心臓位置に配置されているか否かを判定してもよい。例えば、ペーシングデータは、活性化マップを生成するために使用されるＥＣＧデータと比較されてもよい。ＰＶＣでは、ペーシングを分析して、ペーシンデータが、患者のＰＶＣの呈示中に記録されたＰＶＣ  ＥＣＧデータに十分に合致するか否かを判定してもよい。換言すれば、ペーシングデータを分析して、カテーテルが、患者のＰＶＣおよび／またはＶＴを緩和するように焼灼される位置を特定したか否かを判定する。ＣＲＴ患者では、ペーシングデータを分析して、十分な心臓同期性および／または活性化が達成されたか否かを判定してもよい。
【００９６】
所望の心臓応答が達成されたと判定された場合（すなわち、判定ブロック５０６＝はい）、ブロック５１０において、カテーテルを使用して、ＰＶＣ患者の焼灼位置で心臓を焼灼してもよい。ＣＲＴ患者では、ブロック５１０において、ペーシング電極および／または微小ペースメーカーが所定位置に縫合されてもよい。
【００９７】
所望の心臓応答が達成されていないと判定された場合（すなわち、判定ブロック５０６＝いいえ）、ブロック５０８において、患者のＰＶＣをより良くシミュレートするために、処理ユニット４００は、ペーシングデータ、ＰＶＣ  ＥＣＧデータ、および／またはカテーテル位置データを使用して、カテーテルが移動されるべき方向を特定してもよい。例えば、ペーシングデータおよびカテーテル位置データは、処理ユニット４００のガイダンス情報生成部３３２に提供されてもよい。ガイダンス情報生成部３３２は、患者のＰＶＣを適切にシミュレートするためにカテーテルが移動されるべき方向および／または距離を決定するために、ペーシングデータおよび／または位置データをＰＶＣ  ＥＣＧデータと比較するように構成されたアルゴリズムを含んでもよい。この情報は、アイコンおよび／またはテキストを使用して提示されてもよい。ＣＲＴ患者では、ペーシングデータを分析して、所望の心臓応答を達成するために１つ以上のペーシング電極が移動されるべきか否かを判定してもよい。
【００９８】
ガイダンス情報生成部３３２は、ガイダンス情報を活性化マップ生成部３２０に提供してもよい。活性化マップ生成部３２０は、図１１Ｂおよび図１１Ｃを参照して後述するように、ガイダンス情報生成部３３２によって提供されたガイダンス情報に基づいて、活性化マップを更新してもよい。他の実施形態では、ガイダンス情報生成部３３２は、リアルタイム撮像装置３２８によって提供される画像との統合のために、ガイダンス情報を画像統合部３２６に提供してもよい。他の実施形態では、ガイダンス情報は、ＥＰシステムに提供され、それによって生成されたＥＰマップ上に表示されてもよい。
【００９９】
ブロック５０８においてガイダンス情報が表示された後、方法はブロック５０４に戻り、再び心臓をペーシングする。しかしながら、いくつかの実施形態では、方法は、ＥＰ処置を実行するためにブロック５０３に戻ってもよい。したがって、ＰＶＣ／ＶＴ患者では、ペーシングが、患者のＰＶＣを正確に再現するＰＶＣをもたらし、対応する焼灼位置が特定されるまで、多数の位置が刺激されてもよい。ＣＲＴ患者では、所望の心臓応答が達成されるまで、刺激位置が調整されてもよい。さらに、医師は、刺激点を特定するのを助けるためのガイダンス情報を提供されてもよい。
【０１００】
いくつかの実施形態では、ブロック５０３は、図９のマッピングシステムを使用して、心臓のペーシング中にＥＣＧデータを外部から記録することを含んでもよい。さらに、ブロック５０４は、マッピングシステムを使用して、記録されたＥＣＧデータに基づいて、心臓内のペーシング位置を決定することも含んでもよい。例えば、ペーシング位置は、心臓のペーシング中の最早活性化領域を特定することによって決定されてもよい。さらに、ブロック５０８は、ペーシング位置をＰＶＣ活性化マップに追加することも含んでもよい。このように、ペーシング中、ペーシング電極はペーシング位置に配置されているので、カテーテルの少なくともペーシング電極の位置は、ＰＶＣ活性化マップ上で特定されてもよい。
【０１０１】
図１１Ｃを参照すると、更新された活性化マップは、最新のペーシング位置および／またはカテーテル位置に対応するペーシング／刺激位置を示す第１の点７００を含んでもよい。更新された活性化マップはまた、焼灼のための標的領域であり、最早活性化領域７１０も含んでもよい。いくつかの実施形態では、活性化マップは、最早活性化領域７１０内の新たな刺激位置にカテーテルを移動させるための方向および距離の推奨を示すベクトル７１２を含んでもよい。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、図１１Ｄに示すように、更新された活性化マップは、以前のペーシング位置を示す１つ以上の第３の点７０４を含んでもよい。例えば、更新された活性化マップは、第１の刺激位置を表す第１の点７００と、第２の刺激位置を表す第２の点７０２と、第３の（例えば、現在の）刺激位置を表す第３の点７０４と、示唆された刺激位置を表す第４の点７０６とを含んでもよい。いくつかの実施形態では、最早活性化領域７１０は、各ペーシングからのＥＣＧデータに基づいて再計算されてもよい。
【０１０３】
点７００〜７０６は、経時的な情報を提供するために、異なる色、陰影、および／または形状であってもよい。例えば、点７００〜７０６は、点が作成された順序を表すために陰影付けされ得、それによって、カテーテルの経路が特定される。例えば、点７００〜７０６は、次第に明るくまたは暗くされてもよい。いくつかの実施形態では、第４の点７０６は、他の点よりも明るくされてもよい。第４の点７０６によって表される位置で一旦ペーシングが起こると、点７００〜７０６は各々暗くされるか、または点が以前のペーシング位置を表すことを示すように別様に修正されてもよい。
【０１０４】
他の実施形態では、点は、ＥＰプロセス中のカテーテルの経路を表すために、線７０８によって結ばれてもよい。いくつかの実施形態では、図１１Ｂのベクトル７１２は、第４の点７０６に加えてまたはそれに代えて、図１１Ｃの活性化マップに適用されてもよい。
【０１０５】
図１２は、いくつかの実施形態に従う画像統合方法８００を示すブロック図である。方法８００は、図９のシステムを使用して実行されてもよい。図９および図１２を参照すると、ブロック８０１では、上述したように、プロセッサ４００を使用して、患者の心臓のＰＶＣ活性化マップが生成されてもよい。
【０１０６】
ブロック８０２では、３Ｄ三角形分割化を通して、心臓の３Ｄ内部表面モデルが点毎に生成されてもよい。特に、心室表面の特徴などの患者の心臓の内部表面特徴が、心臓の内部表面とＥＰカテーテルとの点接触によって、点毎にマッピングされてもよい。ＥＰ処置を実行するのに好適なシステムは、ＥｎＳｉｔｅ  ＰｒｅｃｉｓｉｏｎマッピングシステムおよびＣａｒｔｏ３マッピングシステムを含む。このようなシステムは、体内のカテーテルの３Ｄ位置を追跡し、かつカテーテルと心臓組織との接触が起こる都度、心臓表面位置を記録する能力を有する。この逐点接触データの収集は、心拍と同期され、各点が、心臓が他の記録された接点と同じ状態にある（すなわち、心臓の容積が実質的に同じである）ときに収集されることを保証する。例えば、点接触がなされたとき、心臓は最大容積または最大収縮であってもよい。
【０１０７】
従来のＥＰシステムでは、内部表面モデルは、取得されたＭＲＩまたはＣＴデータセットと合成されて、心臓モデルを形成する。特に、合成は、心臓の真の幾何学的形状をより正確に表し、かつＥＰ処置中にマッピングされなかった追加の心臓特徴を示すように内部表面モデルデータを調整することを含んでもよい。このプロセスは、ＣＴまたはＭＲ内のどの点の大きさが、組織対血液を表すかの計算を含む。次いで、心臓の幾何学的形状をより良く表すために調整を行ってもよい。
【０１０８】
ＥＰ処置はまた、逐点接触中の相対的ＥＣＧデータ（例えば、活性化時間）を記録することを含んでもよい。いくつかの実施形態では、このＥＣＧデータは、内部表面モデル上にマッピングされてもよい。これは、心臓／カテーテルの接触が起こするとすぐに、点が迅速に収集されることを可能にするので、正常なＥＣＧ信号をマッピングすることを含んでもよい。
【０１０９】
焼灼点を決定するために、ＰＶＣ活性化マップはＰＶＣ中の最早活性化領域を含むので、ＰＶＣ活性化マップが生成されてもよい。しかしながら、従来のＥＰシステムを使用してＰＶＣ活性化マップを生成する場合、ＰＶＣ中、カテーテルは心臓と接触していなければならない。ＰＶＣは間欠的にしか起こり得ないので、従来の方法を使用してＰＶＣ活性化マップを生成することは、非症候性ＥＣＧデータを利用する場合と比較して、かなり長い時間を必要としてもよい。これは、患者のストレスおよび外科用リソースの使用を増加させる。
【０１１０】
したがって、ブロック８０４において、ブロック８０２で生成された内部表面モデルを、ブロック８０１で生成されたＰＶＣ活性化マップと合成して、ＰＶＣ活性化表面モデルを形成してもよい。特に、ＰＣＶ活性化マップに含まれるＰＶＣ活性化データは、内部表面モデルに適用されてもよい。さらに、ＭＲＩまたはＣＴデータを既に含む、ＰＶＣ活性化マップに含まれる表面特徴は、内部表面モデルに含まれる三角形分割化逐点データと合成されてもよい。したがって、三角形分割化逐点データとＭＲＩまたはＣＴデータとを合成する従来のプロセスを実行することなく、ＰＶＣ内部表面モデルを生成してもよく、プロセスをさらに簡略化する。
【０１１１】
ブロック８０６では、カテーテルが、ＥＰ  ＰＶＣ活性化モデル上に示されたＰＶＣ最早活性化領域に位置付けられてもよく、心臓はペーシングされてもよい。ペーシング中に、ペーシングＥＣＧデータが記録されてもよい。
【０１１２】
ブロック８０８では、ペーシングデータを分析して、焼灼位置が特定されたか否かを判定してもよい。特に、ペーシングデータを分析して、患者のＰＶＣの兆候中に記録されたＥＣＧデータにペーシングデータが十分に合致するか否かを判定してもよい。換言すれば、ペーシングデータを分析して、患者のＰＶＣおよび／またはＶＴを緩和するために焼灼する位置をカテーテルがペーシングしたか否かを判定してもよい。
【０１１３】
判定ブロック８１０では、焼灼位置が特定されたか否かの判定が行われる。焼灼位置が特定された場合（すなわち、判定ブロック８１０＝Ｙｅｓ）、ブロック８１４において、カテーテルを使用して、特定された焼灼位置で心臓を焼灼する。
【０１１４】
焼灼位置が特定されていない場合（すなわち、判定ブロック８１０＝Ｎｏ）、図１１Ａの方法に関して上述したように、ブロック８１２において、ガイダンス情報が提供されてもよい。次いで、方法はブロック８０６に進んでもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、ブロック８１２は省略されてもよく、焼灼位置が特定されていない場合（すなわち、判定ブロック８１０＝Ｎｏ）、方法は、判定ブロック８１０からブロック８０６に直接進んでもよい。次いで、方法８００は、焼灼位置が特定され、ブロック８１４において焼灼されるまで繰り返されてもよい。
【０１１５】
いくつかの実施形態で、方法は、ＰＶＣ活性化マップ上にペーシング位置を表示することを含んでもよい。例えば、ＰＶＣ活性化表面モデルは、ＰＶＣ活性化マップと位置合わせされてもよく、ペーシング位置は、ＰＶＣ活性化マップに追加されてもよい。ペーシング位置はまた、ペーシング中のＥＰカテーテルの位置も表してもよい。他の実施形態では、プロセッサ４００は、ペーシング中に記録されたＥＣＧデータを分析して、ペーシングおよび／またはペーシングカテーテル位置を決定し、次いで、それがＰＶＣ活性化マップに追加されてもよい。
【０１１６】
いくつかの実施形態では、方法８００は、図１１Ａ〜図１１Ｄに関して上述したように、ＰＶＣ活性化マップとともに参照画像を生成して表示すること、および／またはガイダンス情報を表示することを含んでもよい。
【０１１７】
いくつかの実施形態は、患者固有のデータを受信するようにソフトウェアで構成された処理ユニットを含むハードウェアシステムを含み、ＥＣＧ撮像データに基づいて患者の心臓の同期性マップの形態で心臓の電気的活性化の３Ｄモデルを生成および表示し、基準参照点（本明細書では「基準マーカー」と称する）として機能する身体上の認識可能なマーカーを使用して、３Ｄモデル／マップを患者の身体と相関させるかまたは位置合わせする。３Ｄカメラなどの外部撮像システムを使用して、ＣＲＴ処置のための手順の一部として臨床医によって患者に適用されるマーカーによって示される、主な解剖学的参照点（例えば、鎖骨、肩、肋骨などを伴う、患者の身体（例えば、胴体または胸部）の３Ｄ画像データを取得してもよい。患者固有の３Ｄ解剖学的モデルは、特定された解剖学的位置を、ＣＴまたはＭＲＩスキャンから得られた撮像における対応する解剖学的位置と位置合わせすることによって、画像データを患者の胸部の３Ｄ解剖学的モデルと合成してもよい。
【０１１８】
図１３は、いくつかの実施形態に従う心臓撮像システム１０００のシステムブロック図である。図１３を参照すると、システム１０００は、心電図システム１０６、内部撮像システム１０８０、外部撮像システム１０９０、および出力ユニット１２００などのハードウェアモジュールに電気的に接続され得る処理ユニット１０２を含む。
【０１１９】
処理ユニット１０２０は、ハードウェアモジュールから患者固有のデータを受け取る。患者固有の解剖学的データから、処理ユニット１０２０は、患者の心臓の同期性マップを生成し、それが出力ユニット１２００に出力されてもよい。出力ユニット１２００は、同期性マップおよび／または代替データをユーザに出力するように構成されてもよい。出力ユニットは、ディスプレイユニット、プリンタ、メッセージングユニットなどであってもよい。
【０１２０】
例えば、処理ユニット１０２０は、１２リードのＥＣＧ装置などの心電図システム１０６０から心電図（ＥＣＧ）撮像データを受け取ってもよい。ＥＣＧデータは、心臓の電気的活性化の３Ｄモデル４を決定するために、処理ユニット１０２０によって使用されてもよい。特に、ＥＣＧ信号は、心臓等時線の位置を計算するために、心臓、肺、および／または胴体の患者固有の３Ｄ解剖学的モデルと組み合わされてもよい。
【０１２１】
患者固有の３Ｄ解剖学的モデルは、ＭＲＩ装置またはＣＴ装置などの内部撮像システム１０８０から取得してもよい。代替的または追加的に、患者に最も近い適合性を示す３Ｄ解剖学的モデルが、複数の３Ｄ解剖学的モデルを含むデータベースから選択され、任意選択で変更されてもよい。選択され、任意選択で変更された３Ｄ解剖学的モデルは、患者固有の３Ｄ解剖学的モデルとして役立ち得る。
【０１２２】
さらに、処理ユニット１０２０は、外部撮像システム１０９０から患者画像データを受け取ってもよい。例えば、外部撮像システム１０９０は、３Ｄカメラであり得、処理ユニット１０２０は、図１４Ａまたは図１４Ｂに示したように、患者の胸部の表面の３Ｄ画像データを受け取ってもよい。
【０１２３】
図１４Ａを参照すると、３Ｄ画像データは、図１４Ａに示されたＶｌ〜Ｖ６前胸部電極などの、患者の解剖学的構造に対するＥＣＧリードの位置を含んでもよい。心臓に対するＥＣＧ電極、特にＶｌ〜Ｖ６前胸部電極の位置の知識は、ＰＶＣの開始位置を正確に計算するために特に重要であり得る。
【０１２４】
いくつかの実施形態では、想定された理想的な位置からの電極のオフセット、特にＶ１〜Ｖ６電極のオフセットは、検出された正常心拍のＥＣＧ信号と理想的なＥＣＧ正常心拍信号との比較に基づいて決定されてもよい。例えば、オフセットは、検出されたＥＣＧ信号が、理想的な電極位置に対する電極位置の変化によってどのように影響されるかに基づいて決定されてもよい。特に、記録されたＥＣＧデータを使用して、正常拍動のための刺激開始位置を決定することができる。ＳＡノードにおける正常開始位置は既知であるので、決定されたオフセット位置をこの既知の開始位置と比較し、電極のオフセットを、それらの間の変化に基づいて推定することができる。したがって、３Ｄマップを生成することなく、電極オフセットを決定することが可能であってもよい。
【０１２５】
処理ユニット１０２０は、外部撮像システム１０９０によって生成された３Ｄ画像データと、内部撮像システム１０８０によって生成された解剖学的胴体および／または心臓モデルとを整列させ、かつ／または合成するように構成され得、また胴体モデル内の電極の位置は、３Ｄ画像データの電極位置と一致するように調整されてもよい。しかしながら、外部撮像システム１０９０が胴体と適切に整列していない場合には、３Ｄ画像データおよび解剖学的モデルを適切に整列させることは困難であり得る。
【０１２６】
３Ｄ画像データと解剖学的胴体モデルとの整列を容易にするために、システム１００は、患者の胴体上に事前に配置（例えば、接着）され、外部撮像システム１０９によって生成された３Ｄ画像データに捕捉された基準マーカーを含んでもよい。基準マーカーは、患者の３Ｄ画像と解剖学的胴体モデルとの整列を容易にするために、臨床医によって患者の上に、胴体モデル内で特定された、設定された解剖学的位置に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、基準マーカーは、３Ｄ画像データを処理するプロセッサによるマーカーの自動的な識別および位置を可能にする、形状、色および／または表面材料（例えば、反射性または逆反射性の材料）を有する、皮膚に接着するように構成された接着性裏材を有するステッカーであってもよい。
【０１２７】
例えば、第１の基準マーカー９００は、各鎖骨の遠位端など、設定された解剖学的位置で患者の肩上に配置されてもよい。第２の基準マーカー９０２は、患者の胸骨上の設定位置など、第１の基準マーカー９０２間の設定された解剖学的位置に配置されてもよい。
【０１２８】
処理ユニット１０２０は、外部撮像装置によって収集された３Ｄ画像データに含まれる１つ以上の特定用特徴に基づいて、基準マーカー９００、９０２、およびそれに対応する解剖学的位置を特定するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、処理ユニット１０２０は、画像データに含まれる対応する解剖学的マーカーの色、形状、および／または反射率に基づいて、基準マーカー９００、９０２に対応する解剖学的位置を特定するように構成されてもよい。
【０１２９】
いくつかの実施形態では、基準マーカー９００、９０２は、特定の波長の光を反射するように構成されてもよい。例えば、第１の基準マーカー９００は第１の色を有し、第２の基準マーカー９０２は第２の色を有してもよい。いくつかの実施形態では、各マーカー９００、９０２は、異なる色を有してもよい。
【０１３０】
いくつかの実施形態では、基準マーカー９００、９０２は、反射性コーティングの形態であり反射性材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、反射材料は、１つ以上の特定の波長または波長範囲の光を反射するように構成されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、基準マーカー９００、９０２は、可視光、赤外光、紫外光、またはそれらの組み合わせを反射するように構成された材料で形成されてもよい。いくつかの実施形態では、外部撮像システム１０９０は、光源を含み得、反射材料は、光源から出射された光の全てまたは一部を反射するように構成されてもよい。例えば、基準マーカー９００、９０２は、出射光のうちの特定の波長または波長範囲を選択的に反射するように構成されてもよい。処理ユニット１０２０は、基準マーカー９００、９０２を、それによって反射された光に基づいて特定するように構成されてもよい。
【０１３１】
いくつかの実施形態では、基準マーカー３００、３０２は、逆反射材料を含んでもよい。特に、逆反射材料は、入射光またはその一部を、入射光の入射角と実質的に等しい角度で反射する（すなわち、入射光の光源に向かって真っ直ぐ戻る）ように構成されてもよい。逆反射材料は、例えば、安全ベストおよび交通標識に使用されるものとして周知である。このような実施形態では、処理ユニット１０２は、外部撮像システムから受け取った画像データ中の輝度ピークとして、そのような光を検出するように構成されてもよい。
【０１３２】
いくつかの実施形態では、基準マーカーは、１つ以上の異なる形状を有してもよい。例えば、図１４Ｂに示すように、システム１０００は、三角形の基準マーカー９０４、十字形の基準マーカー９０６、および／または台形の基準マーカー９０８を含んでもよい。処理ユニット１０２０は、基準マーカーに対応する解剖学的位置を、基準マーカーの形状に基づいて特定するように構成されてもよい。
【０１３３】
しかしながら、基準マーカーが、処理ユニット１０２０によって特定可能でありかつ外部撮像システム１０９０によって検出可能である特徴を含む限り、いくつかの実施形態は、いかなる特定の基準マーカーを特定するための特徴にも限定されない。さらに、図１４Ａおよび図１４Ｂには３つの基準マーカーが示されているが、任意の好適な数の基準マーカーが使用されてもよい。
【０１３４】
前述の方法の説明およびプロセスフロー図は、単に例示として提供されており、いくつかの実施形態のステップが、提示された順序で実行されなければならないことを要求または示唆することを意図するものではない。当業者には理解されるように、前述の実施形態におけるステップの順序は、任意の順序で実行されてもよい。「その後」、「次いで」、「次の」などの単語は、ステップの順序を限定することを意図するものではなく、これらの単語は、単に、方法の説明を通して読者を案内するために使用される。さらに、例えば、冠詞「ａ」、「ａｎ」または「ｔｈｅ」を使用する、単数形の特許請求項の要素に対する言及はいずれも、要素を単数形に限定するものとして解釈されるべきではない。
【０１３５】
本明細書に開示された実施形態に関連して説明されたいくつかの例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組み合わせとして実施されてもよい。このハードウェアおよびソフトウェアの互換性を明確に説明するために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、それらの機能性に関して一般的に上述された。そのような機能がハードウェアまたはソフトウェアとして実施されるか否かは、特定のアプリケーションおよびシステム全体に課せられた設計上の制約に依存する。当業者は、説明された機能を特定のアプリケーション毎に様々な方法で実施することができるが、そのような実施の決定は、本発明の範囲からの逸脱を引き起こすものとして解釈されるべきではない。
【０１３６】
本明細書に開示された態様に関連して説明されたいくつかの例示的なロジック、論理ブロック、モジュール、および回路を実施するために使用されるハードウェアは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、別個のハードウェアコンポーネント、あるいは本明細書に記載された機能を実行するように設計されたこれらの任意の組み合わせを用いて、実施または実行されてもよい。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であってもよい。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連する１つ以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成としても実施されてもよい。あるいは、いくつかのステップまたは方法は、所与の機能に特有の回路によって実行されてもよい。
【０１３７】
１つ以上の例示的な態様において、説明された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせで実施されてもよい。ソフトウェアで実施される場合、機能は、１つ以上の命令またはコードとして、非一時的なコンピュータ読取り可能媒体または非一時的なプロセッサ読取り可能媒体上に格納されてもよい。本明細書に開示された方法またはアルゴリズムのステップは、プロセッサ実行可能ソフトウェアモジュールおよび／またはプロセッサ実行可能命令において具現化することができ、それらは、非一時的なコンピュータ読取り可能または非一時的なプロセッサ読取り可能な記憶媒体上に存在してもよい。非一時的なサーバ読取り可能、コンピュータ読取り可能またはプロセッサ読取り可能な記憶媒体は、コンピュータまたはプロセッサによってアクセスされる任意の記憶媒体であってもよい。例として、限定的ではないが、そのような非一時的サーバ読取り可能、コンピュータ読取り可能またはプロセッサ読取り可能な媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶装置、あるいは命令またはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶するために使用され、コンピュータによってアクセスされる任意の他の媒体を含んでもよい。本明細書で使用されるディスク（ｄｉｓｋおよびｄｉｓｃ）としては、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスク、およびＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスクが挙げられ、ディスク（ｄｉｓｋ）は通常、データを磁気的に再生し、その一方、ディスク（ｄｉｓｃ）はデータをレーザーで光学的に再生する。上記の組み合わせもまた、非一時的なサーバ読取り可能、コンピュータ読取り可能およびプロセッサ読取り可能な媒体の範囲内に含まれる。さらに、方法またはアルゴリズムの動作は、コンピュータプログラム製品に組み込まれ得る、非一時的なサーバ読取り可能、プロセッサ読取り可能、および／またはコンピュータ読取り可能な媒体上のコードおよび／または命令の１つまたは任意の組み合わせまたはセットとして、存在し得る。
【０１３８】
開示された実施形態の前述の説明は、任意の当業者が本発明を製造または使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態に対する様々な変更は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義された一般的な原理は、特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用されてもよい。したがって、本発明は、本明細書に示された実施形態に限定されることを意図するものではなく、以下の特許請求の範囲および本明細書に開示された原理および新規な特徴に一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
【図１】
2020529879.tif 000003
【図２Ａ】
2020529879.tif 000004
【図２Ｂ】
2020529879.tif 000005
【図２Ｃ】
2020529879.tif 000006
【図２Ｄ】
2020529879.tif 000007
【図３】
2020529879.tif 000008
【図４Ａ】
2020529879.tif 000009
【図４Ｂ】
2020529879.tif 000010
【図４Ｃ】
2020529879.tif 000011
【図４Ｄ】
2020529879.tif 000012
【図５】
2020529879.tif 000013
【図６】
2020529879.tif 000014
【図７Ａ】
2020529879.tif 000015
【図７Ｂ】
2020529879.tif 000016
【図８Ａ】
2020529879.tif 000017
【図８Ｂ】
2020529879.tif 000018
【図９】
2020529879.tif 000019
【図１０】
2020529879.tif 000020
【図１１Ａ】
2020529879.tif 000021
【図１１Ｂ】
2020529879.tif 000022
【図１１Ｃ】
2020529879.tif 000023
【図１１Ｄ】
2020529879.tif 000024
【図１２】
2020529879.tif 000025
【図１３】
2020529879.tif 000026
【図１４Ａ】
2020529879.tif 000027
【図１４Ｂ】
2020529879.tif 000028
【国際調査報告】
2020529879.tif 000029
2020529879.tif 000030
2020529879.tif 000031
2020529879.tif 000032
2020529879.tif 000033