特許 6559439 複数チャネル心電図信号からの基準注釈時間の決定

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6559439

(24)【登録日】2019年7月26日

(45)【発行日】2019年8月14日

(54)【発明の名称】複数チャネル心電図信号からの基準注釈時間の決定

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/044 20060101AFI20190805BHJP

   A61N 1/37 20060101ALN20190805BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/04 314K

   !A61N1/37

【請求項の数】20

【外国語出願】

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-34986(P2015-34986)

(22)【出願日】2015年2月25日

(65)【公開番号】特開2015-160138(P2015-160138A)

(43)【公開日】2015年9月7日

【審査請求日】2017年11月28日

(31)【優先権主張番号】14/190,176

(32)【優先日】2014年2月26日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】511099630

【氏名又は名称】バイオセンス・ウエブスター・（イスラエル）・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ （Ｉｓｒａｅｌ）， Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100088605

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 公延

(74)【代理人】

【識別番号】100130384

【弁理士】

【氏名又は名称】大島 孝文

(72)【発明者】

【氏名】ウラジミール・ルビンシュタイン

(72)【発明者】

【氏名】メイル・バル−タル

【審査官】 九鬼 一慶

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１４−５０３３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／００６５４５９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０４−５／０５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセッサと、前記プロセッサへＥＣＧ信号を中継するように構成されたインターフェースと、を備えるシステムの作動方法であって、
前記インターフェースにより、患者の心臓の表面に接続されたそれぞれのマッピング電極から複数のマッピングＥＣＧ信号を受信することと、
前記インターフェースにより、前記患者に接続されたそれぞれの基準電極から複数の基準ＥＣＧ信号を受信することと、
前記プロセッサにより、前記複数の基準ＥＣＧ信号を処理することによって前記心臓の心臓周期タイミングを示す単一のタイミング基準を作り出すことと、
前記プロセッサにより、前記単一のタイミング基準を前記マッピングＥＣＧ信号に適用することと、を含む方法。

【請求項2】

前記複数の基準ＥＣＧ信号を処理することが、前記複数の基準ＥＣＧ信号の中から信号品質判定基準を満たす２つ又は３つ以上の好ましいＥＣＧ信号を選択すること、及び前記選択された好ましいＥＣＧ信号から前記単一のタイミング基準を導き出すこと、を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記複数の基準ＥＣＧ信号を処理することが、等価のＥＣＧ関数を作り出すために前記複数の基準ＥＣＧ信号のうちの２つ又は３つ以上を組み合わせること、及び前記等価のＥＣＧ関数から前記単一のタイミング基準を導き出すこと、を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記単一のタイミング基準を導き出すことが、適応閾値を前記等価のＥＣＧ関数に適用することを含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記単一のタイミング基準を導き出すことが、前記等価のＥＣＧ関数の１次モーメントを計算すること、を含む、請求項３に記載の方法。

【請求項6】

前記複数の基準ＥＣＧ信号を処理することが、前記複数の基準ＥＣＧ信号のうちの２つ又は３つ以上に対して２つ又は３つ以上のタイミング基準をそれぞれ計算すること、及び前記２つ又は３つ以上のタイミング基準から前記単一のタイミング基準を導き出すことを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記単一のタイミング基準を導き出すことが、前記２つ又は３つ以上のタイミング基準を平均することを含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記２つ又は３つ以上のタイミング基準を平均することが、前記それぞれの基準ＥＣＧ信号のそれぞれの最大振幅に応じて前記２つ又は３つ以上のタイミング基準の加重平均を算出することを含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記複数の基準ＥＣＧ信号を処理することが、前記複数の基準ＥＣＧ信号のうちの１つで失われたピークを検知すること、及び前記単一のタイミング基準の計算で前記失われたピークを補完すること、を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記複数の基準ＥＣＧ信号を処理することが、前記複数の基準ＥＣＧ信号の心房性ＥＣＧ特性と心室性ＥＣＧ特性とを区別することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

装置であって、
インターフェースであり、患者の心臓の表面に接続されたそれぞれのマッピング電極から複数のマッピングＥＣＧ信号を受信するように、及び前記患者に接続されたそれぞれの基準電極から複数の基準ＥＣＧ信号を受信するように構成される、インターフェースと、
プロセッサであり、前記複数の基準ＥＣＧ信号を処理することにより、前記心臓の心臓周期タイミングを示す単一のタイミング基準を作り出し、前記単一のタイミング基準を前記マッピングＥＣＧ信号に適用するように構成される、プロセッサと、を備える装置。

【請求項12】

前記プロセッサが、前記複数の基準ＥＣＧ信号の中から信号品質判定基準を満たす２つ又は３つ以上の好ましいＥＣＧ信号を選択すること、及び前記選択された好ましいＥＣＧ信号から前記単一のタイミング基準を導き出すことによって、前記複数の基準ＥＣＧ信号を処理するように構成される、請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

前記プロセッサが、等価のＥＣＧ関数を作り出すために前記複数の基準ＥＣＧ信号のうちの２つ又は３つ以上を組み合わせること、及び前記等価のＥＣＧ関数から前記単一のタイミング基準を導き出すことによって、前記複数の基準ＥＣＧ信号を処理するように構成される、請求項１１に記載の装置。

【請求項14】

前記プロセッサが、適応閾値を前記等価のＥＣＧ関数に適用することによって、前記単一のタイミング基準を導き出すように構成される、請求項１３に記載の装置。

【請求項15】

前記プロセッサが、前記等価のＥＣＧ関数の１次モーメントを計算することによって、前記単一のタイミング基準を導き出すように構成される、請求項１３に記載の装置。

【請求項16】

前記プロセッサが、前記複数の基準ＥＣＧ信号のうちの２つ又は３つ以上に対して２つ又は３つ以上のタイミング基準をそれぞれ計算すること、及び前記２つ又は３つ以上のタイミング基準から前記単一のタイミング基準を導き出すことによって、前記複数の基準ＥＣＧ信号を処理するように構成される、請求項１１に記載の装置。

【請求項17】

前記プロセッサが、前記２つ又は３つ以上のタイミング基準を平均することによって、前記単一のタイミング基準を導き出すように構成される、請求項１６に記載の装置。

【請求項18】

前記プロセッサが、前記それぞれの基準ＥＣＧ信号のそれぞれの最大振幅に応じて前記２つ又は３つ以上のタイミング基準の加重平均を算出することによって、前記２つ又は３つ以上のタイミング基準を平均するように構成される、請求項１７に記載の装置。

【請求項19】

前記プロセッサが、前記基準ＥＣＧ信号のうちの１つで失われたピークを検知すること、及び前記単一のタイミング基準の計算で前記失われたピークを補完することによって、前記複数の基準ＥＣＧ信号を処理するように構成される、請求項１１に記載の装置。

【請求項20】

前記プロセッサが、前記複数の基準ＥＣＧ信号の心房性ＥＣＧ特性と心室性ＥＣＧ特性とを区別することによって、前記複数の基準ＥＣＧ信号を処理するように構成される、請求項１１に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、全般的には、信号解析に関し、具体的には、医療処置中に生成される信号の解析に関する。

【背景技術】

【0002】

電気生理学的（ＥＰ）心臓マッピングは、心臓内の心機能不全の場所を識別する診断医療処置である。時変心電図（ＥＣＧ）信号が、患者の心臓の表面に沿った点に接触する電極によって受信される。信号が処理され、心臓の機能に関する種々の基準が、処理された（ＥＣＧ）信号から計算され、次いで、処理された信号が心臓の画像上に空間的にマッピングされる。次いで、医療専門家が解析するために、マップが出力される。

【0003】

心臓信号の解析は、ＥＣＧ信号のタイミングへの同期化を伴う場合がある。例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０１３／０１２３６５２号は、時変心内電位信号を検出することと、既定の振動波形に対する時変心内電位信号の適合を見出すことと、を含む信号を解析する方法を説明する。方法は、適合に応答する信号の注釈時間を推定することを更に含む。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の一実施形態は、患者の心臓の表面に接続されたそれぞれのマッピング電極から複数のマッピング心電図（ＥＣＧ）信号を受信すること、を含む方法を提供する。複数の基準ＥＣＧ信号は、患者に接続されたそれぞれの基準電極から受信される。複数の基準ＥＣＧ信号は、心臓の心臓周期タイミングを示す単一のタイミング基準を作り出すように、併せて処理される。単一のタイミング基準は、マッピングＥＣＧ信号に適用される。

【0005】

一部の実施形態では、基準ＥＣＧ信号を併せて処理することは、基準ＥＣＧ信号の中から信号品質判定基準を満たす２つ又は３つ以上の好ましいＥＣＧ信号を選択すること、及び選択された好ましいＥＣＧ信号から単一のタイミング基準を導き出すこと、を含む。

【0006】

一部の実施形態では、ＥＣＧ基準信号を処理することは、等価のＥＣＧ関数を作り出すために基準ＥＣＧ信号のうちの２つ又は３つ以上を組み合わせること、及び等価のＥＣＧ関数から単一のタイミング基準を導き出すこと、を含む。他の実施態様では、単一のタイミング基準を導き出すことは、適応閾値を等価のＥＣＧ関数に適用することを含む。更に他の実施態様では、単一のタイミング基準を導き出すことは、等価のＥＣＧ関数の１次モーメントを計算することを含む。

【0007】

一部の実施形態では、ＥＣＧ基準信号を処理することは、基準ＥＣＧ信号のうちの２つ又は３つ以上に対して２つ又は３つ以上のタイミング基準をそれぞれ計算すること、及び２つ又は３つ以上のタイミング基準から単一のタイミング基準を導き出すこと、を含む。他の実施態様では、単一のタイミング基準を導き出すことは、２つ又は３つ以上のタイミング基準を平均することを含む。更に他の実施形態では、２つ又は３つ以上のタイミング基準を平均することは、それぞれの基準ＥＣＧ信号のそれぞれの最大振幅に応じて２つ又は３つ以上のタイミング基準の加重平均を算出することを含む。

【0008】

一部の実施形態では、基準ＥＣＧ信号を併せて処理することは、基準ＥＣＧ信号のうちの１つで失われたピークを検知すること、及び単一のタイミング基準の計算で失われたピークを補完すること、を含む。他の実施態様では、基準ＥＣＧ信号を併せて処理することは、基準ＥＣＧ信号の心房性ＥＣＧ特性と心室性ＥＣＧ特性とを区別することを含む。

【0009】

また、本発明の一実施形態によれば、インターフェース及びプロセッサを備える装置が提供される。インターフェースは、患者の心臓の表面に接続されたそれぞれのマッピング電極から複数のマッピング心電図（ＥＣＧ）信号を受信するように、及び患者に接続されたそれぞれの基準電極から複数の基準ＥＣＧ信号を受信するように構成される。プロセッサは、心臓の心臓周期タイミングを示す単一のタイミング基準を作り出すために複数の基準ＥＣＧ信号を併せて処理するように、及び単一のタイミング基準をマッピングＥＣＧ信号に適用するように構成される。

【0010】

本発明は、以下の詳細な実施形態の説明を、図面と併せ読むことによって、より十分に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態による、心電図（ＥＣＧ）解析システム２０の概略図である。

【図2】本発明の一実施形態による、心臓腔内で複数の接触点をサンプリングする複数の電極の図である。

【図3】本発明の一実施形態による、心臓腔内の局所興奮時間マップを作製する方法を概略的に示すフローチャートである。

【図4】本発明の一実施形態による、基準注釈時間を算出する方法を概略的に示すフローチャートである。

【図5】本発明の一実施形態による、基準注釈時間を決定する際に使用される複数のＥＣＧ信号を示す略図である。

【図6】本発明の一実施形態による、複数のＥＣＧ信号から計算された活動指標のトレースを示す略図である。

【図7A】本発明の一実施形態による、基準ＥＣＧ信号の損失を取り扱う方法を示す略図である。

【図7B】本発明の一実施形態による、ＥＣＧ基準電極によって検出された心房性及び心室性ＥＣＧ信号の図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

概論
電気生理学的（ＥＰ）心臓マッピング、すなわち心臓電気解剖学的マッピングは、機能不全である心臓組織内の領域を識別するために使用される。体内プローブ、典型的に複数のマッピング電極がカテーテル遠位端の近くでカテーテルの本体に沿って配置されたカテーテル、が心臓の腔に挿入される。時変心電図（ＥＣＧ）信号が、マッピング電極と心臓組織との間の複数の接触点で記録される。次いで、複数のＥＣＧ電極が心臓組織との異なる接触位置へ移動し、処理が繰り返される。次いで、心臓の機能に関する基準が局所ＥＣＧ信号から計算され、信号が、心臓腔の表面にわたって空間的にマッピングされる。マッピングは、医療専門家が心臓の機能不全の領域を識別するのを支援する。

【0013】

洞房（ＳＡ）及び房室（ＡＶ）結節などの、心臓内の電気供給源は、固有の洞調律で収縮するように心房及び心室の筋組織をトリガする、心臓にわたって伝播する電気的活動波を開始する。活動波面がそれぞれの心臓周期中に複数のマッピング電極に到達するとき、固有のＥＣＧ波形が複数のマッピング電極で検知される。これらの波形は、心臓腔の表面に沿った異なる空間的場所で組織に接触した、異なる複数の電極における同じ波面の異なる到着時間により、時間ずれする。

【0014】

複数のマッピング電極で検知されるＥＣＧ波形の到着時間は、心臓を横切る活動波の伝播時間及び／又は速度をマッピングするために使用され得る。活動波のマッピングは、基準注釈時間として本明細書で知られる心臓周期を示す単一の時間基準に対して実行される。

【0015】

基準注釈時間は、身体表面（ＢＳ）電極から、又は心腔の表面と接触して配置された追加的なカテーテルの心内（ＩＣ）基準電極から獲得されたＥＣＧ信号を処理することによって、計算され得る。典型的に、医師は、疑わしい病変に応じて、基準注釈時間をＢＳ又はＩＣチャネルのいずれから計算するかを指定する。しかしながら、マッピング処置の間に、割り当てられたＥＣＧ基準チャネルが（例えば、不十分な基準電極接触、システム雑音、又は他の障害により）機能しない場合には、再マッピングの実行が必要となる。心臓の再マッピングは、時間を要し、患者にとって不快である。

【0016】

本発明の実施形態は、基準注釈時間を推定する改良された方法及びシステムを提供する。開示される実施形態では、ＥＣＧ解析システムは、基準注釈時間を計算するために、複数のＥＣＧチャネルの出力を組み合わせる。一部の実施形態は、身体表面電極から取得される複数の基準ＥＣＧ信号から基準注釈時間を計算する方法を教示する。他の実施形態は、心臓組織上の複数の固定点、典型的に冠状静脈洞、に接触した心内ＥＣＧ電極から取得される複数の基準ＥＣＧ信号から基準注釈時間を計算する方法を説明する。開示される技術は、基準注釈時間を生成するために、単一の電極によらず、複数のＥＣＧ信号を組み合わせる。したがって、開示される技術は、非常に強力で、安定しており、かつ正確である。

【0017】

基準注釈時間を計算するために使用されるＩＣ基準信号の障害を取り扱う方法も、教示される。例示的な方法は、例えば、心臓脈動中に、動く心内膜との不十分な電極接触の質から生じた、隣接する心臓周期でＩＣ基準電極から受信される失われたＥＣＧ信号を補完する。他の方法は、基準ＥＣＧ信号に現れる、心房性及び心室性ＥＣＧ信号の双方の特性を区別する。

【0018】

システムの説明
図１は、本発明の一実施形態による、心電図（ＥＣＧ）解析システム２０の概略図である。プローブ２４は、システム２０のユーザ２８によって実行される心臓マッピング処置中に、被験者２６の身体内に経皮的に挿入される。本明細書での説明では、ユーザ２８は、一例として、医師又は他の医療専門家であると想定される。一部の実施形態では、身体表面電極２９は、心臓３４の領域内で被験者２６の皮膚に取り付けられ得る。処置中、被験者２６は、接地電極２３に取り付けられると想定される。

【0019】

プローブ２４は典型的に、カテーテルを含む。図１に示される例示的な実施形態では、カテーテル２４は、図１の挿入図に示されるように心臓３４の右心室内にナビゲートされる。複数の電極２２は、心臓組織に接触するカテーテル２４の長さに沿って配置される。

【0020】

簡潔性及び明瞭性のために、以下の説明は、別途記述される場合を除き、カテーテル２４に配置された電極２２を使用して、心臓３４からの電気信号を検出する医療処置を想定する。当業者は、説明を、複数の電極を有する複数のプローブに、並びに心臓以外の器官によって生み出された信号に、適合させることが可能であろう。換言すると、それぞれの電極構成を有する任意の好適な数のカテーテルが、本明細書で説明される機能を実行するために、心臓内にナビゲートされ得る。

【0021】

電極２２が心臓組織に接触するとき、システム２０は電極から複数の電気信号を受信する。例えば、複数の基準電極を有するカテーテル２４が、冠状静脈洞などの心臓の基準領域内に位置決定され、領域から基準ＥＣＧ信号を検出するために使用され得る。

【0022】

システム２０は、プロセッサ４０によって制御され得る。プロセッサ４０は典型的にコンソール４６内に搭載され、コンソール４６は動作制御機器３８を含む。制御機器３８は典型的に、専門家２８がプロセッサと相互作用するために使用する、マウス又はトラックボールなどの、ポインティングデバイス３９を含む。プロセッサは、システム２０を動作させるために、プローブナビゲーションモジュール３０及びＥＣＧモジュール３６などの、ソフトウェアを使用する。ＥＣＧモジュール３６は、基準ＥＣＧサブモジュール３７及びマップＥＣＧサブモジュール４１を更に含み、これらの機能は以下で説明される。

【0023】

プロセッサ４０によって実行された動作の結果は、ディスプレイ４８上でユーザ２８へ提示され、ディスプレイ４８は典型的に、操作者に対するグラフィックユーザインターフェース、後述する心臓マップなどの電極２２によって検出されたＥＣＧ信号の視覚的表現、及び／又は調査されている間の心臓３４の画像を提示する。ソフトウェアは、例えば、ネットワークを介して、電子的形態でプロセッサ４０にダウンロードされてもよいし、又は代替的に若しくは追加的に、磁気メモリ、光メモリ、若しくは電子メモリなどの、非一時的な有形媒体上に提供及び／若しくは格納されてもよい。

【0024】

システム２０はまた、カテーテル２４の電極２２からＥＣＧ信号を受信してプロセッサ４０へ信号を中継するように構成されたＥＣＧ信号インターフェース４２を含む。ＥＣＧモジュール３６は、受信したＥＣＧ信号を解析するように構成され、ディスプレイ４８上に、標準的なＥＣＧ形式で、典型的には時間と共に変動するグラフィック表現で、解析の結果を提示することができる。

【0025】

プローブナビゲーションモジュール３０は、プローブが被験者２６内にある間に、プローブ２４の各区域を追跡する。ナビゲーションモジュールは典型的に、被験者２６の心臓内における、カテーテル２４の遠位端の場所及び配向の双方を追跡する。一部の実施形態では、モジュール３０は、プローブの他の区域を追跡する。

【0026】

ナビゲーションモジュール３０は、当該技術分野において既知の、プローブを追跡する任意の方法を使用することができる。例えば、磁場発信器からの磁場が、追跡されているプローブの各区域内に設置された追跡コイルと相互作用するように、モジュール３０は、被験者の近くで磁場発信器を動作させることができる。磁場と相互作用するコイルは、モジュール３０に伝送される信号を生成し、モジュールは、コイルの場所及び配向を判定するために信号を解析する。（簡潔性のために、このようなコイル及び磁場発信器は、図１には示されない）カリフォルニア州ダイアモンドバーのＢｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒにより製作されるＣａｒｔｏ（登録商標）システムはこのような追跡方法を使用する。

【0027】

代替的に又は追加的に、ナビゲーションモジュール３０は、電極２３、電極２９、及び電極２２間のインピーダンス、並びにプローブ上に設置され得る他の電極に対するインピーダンスを測定することによって、プローブ２４を追跡することができる。（この場合には、電極２２及び／又は電極２９は、以下で説明されるように、ＥＣＧ信号及び追跡信号の双方を提供することができる。）Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒによって製作される、Ｃａｒｔｏ３（登録商標）システムは、磁場発信器及びインピーダンス測定の双方を、追跡に使用する。

【0028】

図２は、本発明の一実施形態による、心臓腔内で複数の接触点をサンプリングする複数の電極の図である。図２に示される例示的な実施形態では、心内（ＩＣ）カテーテル２４Ａは、心臓３４の冠状静脈洞６２内に挿入される。カテーテルは、遠位端６５の近くでカテーテル２４Ａの本体の長さに沿った点に配置された、５つの基準ＥＣＧ電極６０Ａ．．．６０Ｅを含む。基準ＥＣＧ電極６０Ａ．．．６０Ｅは、冠状静脈洞の表面上の複数の組織点に接触し、複数の接触点でそれぞれの基準ＥＣＧ信号を測定するために使用される。

【0029】

同様に、ＩＣカテーテル２４Ｂは、心臓３４の右心室内に挿入される。カテーテルは、遠位端７５の近くの、カテーテル２４Ｂの本体に沿った点に５つのマッピング電極７０を含む。マッピング電極７０は、右心室の表面上の複数の組織点に接触し、複数の接触点でそれぞれのマッピングＥＣＧ信号を測定するために使用される。

【0030】

ＥＣＧ信号インターフェース４２は、身体表面電極２９、ＩＣ ＥＣＧ基準電極６０Ａ．．．６０Ｅ、及びマッピング電極７０から信号を受信する。これらの信号は、プロセッサ４０のＥＣＧモジュール３６で処理される。基準ＥＣＧサブモジュール３７は基準ＥＣＧ電極からの信号を処理し、マップＥＣＧサブモジュール４１はマッピング電極７０からの信号を処理する。

【0031】

図２に示される５つの基準ＥＣＧ電極６０Ａ．．．６０Ｅ及び複数のマッピング電極７０は、単に概念の明瞭性のために図示され、本発明の限定の目的で図示されない。代替的実施形態では、任意の好適な数のマッピング及び基準電極構成が使用され得る。例えば、単極性ＥＣＧ検知のための単一の電極の代わりに、電極は、先に引用された参照文献に説明されるように、双極性ＥＣＧ検知のために対に配列され得る。任意の好適な数のマッピング及び基準カテーテルが、例えば螺旋型ラッソーカテーテルなどの任意の好適な構成で使用され得る。基準カテーテル２４Ａ及びマッピングカテーテル２４Ｂ、又は任意の数のカテーテルは、本明細書において説明される機能を実行するために、心臓３４内の好適な場所にナビゲートされ得る。

【0032】

心臓興奮波の電気解剖学的マッピング
心臓の洞房（ＳＡ）結節が、心房の血液を心室内へと押し出す、心房心筋収縮を結果としてもたらす心房組織にわたる脱分極波を開始するときに、心臓脈動の正常洞調律は開始される。同様に、約７０ｍｓ遅れて、房室（ＡＶ）結節で開始する脱分極波が、心室から血液を押し出す心室筋収縮を結果としてもたらす心室心臓組織にわたり、通過する。再分極波が、次の心臓脈動に備えて心房及び心室の双方の心筋組織を「リセット」する。この電気的活動が、ＥＣＧ身体電極２９を使用して検知されるときに、古典的なＥＣＧ波形形態（例えば、Ｐ波、ＱＲＳ群、Ｔ波）をもたらす。

【0033】

ＳＡ結節によって生み出され、ＡＶ結節を通過する心房及び心室の興奮波は、空間に依存した伝播時間を有する波面として心筋にわたって広がる。心臓組織に沿った点での興奮波の電圧を伴う波伝播時間のマッピングは、局所的な心臓組織の機能不全を検知するために使用され得る。

【0034】

心臓マッピングは、心内膜組織の表面にわたり複数の電極７０を移動させて、ＥＣＧ波形が記録されたときの電極の場所と共にそれぞれの接触点におけるＥＣＧを記録することによって、実行される。代替的に、心臓マッピングは、心外膜組織の表面に接触するように、患者の身体内に外部から、例えば胸腔から、基準及び／又はマッピング電極を挿入することを含んでもよい。したがって、用語「表面」は、心内膜又は心外膜を指すことができる。

【0035】

それぞれのマッピング点で記録されるデータはまた、本明細書において、マッピング注釈と称される。しかしながら、興奮波面は、心内膜上の空間的に異なる点の異なる電極へ伝播するので、局所ＥＣＧ信号は、異なる時間に異なる点に、したがって異なる電極に到達する。

【0036】

所与のＥＣＧ電極へのＥＣＧ信号の到着時間の差は、局所的な興奮波面速度を示す。心臓の心周期タイミングを示す単一のタイミング基準に対する、特定の心周期、すなわち心臓脈動、のための特定のマッピング電極に到達するＥＣＧ信号の被測定時間の差は、局所興奮時間（ＬＡＴ）として本明細書では知られる。同様に、単一のタイミング基準は、システム２０のためのタイミング基準である、基準注釈時間として本明細書では知られる。

【0037】

典型的な心臓マップは、心臓表面上の複数の異なる点でのＬＡＴのマッピング、心臓全体にわたる異なる時間での興奮波面を示す伝播マップ、及び同じ所与の点でのＥＣＧの固有電圧を含む。次いで、ユーザ２８は、心房性又は心室性頻拍などの、心臓の機能不全の領域を検知するために、心臓マップに示される予想活動波面及び／又は電圧からの変化を使用することができる。アブレーション療法が、例えば、機能不全を補正するために使用されてもよい。

【0038】

一部の実施形態では、プロセッサ４０は、ＢＳ電極２９から及び／又はＩＣ基準電極６０Ａ．．．６０Ｅから基準注釈時間を計算する際に、取得基準ＥＣＧ信号を使用する。マッピング電極が心内膜にわたって移動する際に取得ＩＣマッピングＥＣＧ信号は取得され、ＥＣＧはマッピングデータ点を取得するために記録される。しかしながら、複数のＩＣ基準電極は、心内膜に接触して、医療処置中に移動しない。予測される病変のタイプに応じて、ユーザ２８は典型的に、ＢＳ電極２９又はＩＣ基準電極６０Ａ．．．６０Ｅのいずれから得られたＥＣＧにより基準注釈時間を計算するのかを指定する。

【0039】

基準注釈時間は、例えばＲ波ピークなどの、ＥＣＧ信号の形態上の特定の位置を識別することによって、又は単一のＥＣＧ波形チャネルから誘導される取得基準注釈時間のための、先の米国特許出願公開第２０１３／０１２３６５２号に説明される技術を適合させることによって、取得され得る。

【0040】

心臓電気解剖学的マッピングの精度（例えば、ＬＡＴ精度）は、基準注釈時間の安定性に左右される。心臓が脈動して心臓組織が活動する際に、心内膜と電極６０Ａ．．．６０Ｅの中から選択されるＩＣ基準電極との間の接触が弱められる場合がある。雑音が基準ＥＣＧチャネルに発生する場合があり、又は何らかの他の障害が突然発生し、基準注釈時間（例えば、システム２０のタイミング基準）のために使用されるそれぞれの心臓脈動中に、基準ＥＣＧ信号のリアルタイム更新を妨げる場合がある。基準ＥＣＧチャネルが失われる場合には、以前の取得マッピングデータが失われる場合があり、新たな再マッピング処置が必要とされる。

【0041】

複数のＥＣＧ基準チャネルからの基準注釈時間の決定
本発明の実施形態では、プロセッサ４０は、それぞれの心臓周期中に、複数のＥＣＧ基準チャネルから併せて基準注釈時間を決定する。典型的に、カテーテル２４Ａ上のＩＣ電極６０Ａ．．．６０Ｅ、及びＢＳ電極２９は、常に複数の信号を検知している。本明細書において教示される方法では、複数のＢＳ ＥＣＧ基準信号及び／又は複数のＩＣ基準信号が、基準注釈時間を決定するために同時に使用される。したがって、ＥＣＧ基準チャネルの１つに、前に説明されたように障害がある場合、基準注釈時間は、システム２０の再マッピング処置を開始せずに従前通り決定され得る。次いで、それぞれの心臓脈動において計算された、すなわち推定された、基準注釈時間は、以下のフローチャートにおいて以下で説明されるようにＬＡＴマップを計算するためにマッピング注釈に適用される。

【0042】

図３は、本発明の一実施形態による、心臓腔内の局所興奮時間マップを生成する方法を概略的に示すフローチャートである。マッピングカテーテル２４Ｂが、心臓腔内の１つの場所にナビゲートされる。第１の受信工程８０で、ＥＣＧ信号インターフェース４２が、複数の接触点で心臓腔の表面に接続されたマッピングカテーテル電極７０から複数の心電図（ＥＣＧ）信号を受信する。用語「表面」は、前述されたように、心内膜又は心外膜を指すことができる。第１の算出工程８２で、マップＥＣＧサブモジュール４１が、複数のマッピング点におけるマッピング注釈を算出する。

【0043】

第２の受信工程８４で、ＥＣＧ信号インターフェース４２が、現在の心臓脈動のために身体表面（ＢＳ）又は心内（ＩＣ）基準電極からの（例えば、ＢＳ電極２９又はＩＣ電極６０Ａ．．．６０Ｅそれぞれからの）複数の基準チャネルを介して複数のＥＣＧ信号を受信する。第２の算出工程８６で、基準ＥＣＧモジュール３７が、複数の基準チャネルにおけるＥＣＧ信号を使用して現在の心臓脈動に対する基準注釈時間を算出する。

【0044】

適用工程８８で、プロセッサ４０が、現在のマッピングカテーテルの位置におけるＬＡＴマップを生成するために、基準注釈時間を複数のマッピング注釈に適用する。決定工程８９で、プロセッサ４０が、ＬＡＴマップが完全かどうかを評価する。完全でない場合には、移動工程９１で、マッピングカテーテル２４Ｂが心臓腔内の新たな場所へ移動し、マッピング処理が受信工程８０で継続する。

【0045】

ＬＡＴマップが決定工程８９で完全である場合には、ＬＡＴマップは改良工程９０で改良される。ＬＡＴマッピングデータが、マッピング電極がデータを取得した心臓壁に沿った位置に対して平滑化される。この平滑化が、等時線などの基準が計算される前に、ＬＡＴマップデータセットのＬＡＴを調整する。ＬＡＴマップを改良する例示的な方法は、２０１２年１２月２６日に出願された米国特許出願第１３／７２６，７１９号に説明され、その開示が参照により本明細書に組み込まれる。最後に、出力工程９２で、ＬＡＴマップが、ユーザ２８に出力される。

【0046】

算出工程８６で複数のチャネルから基準注釈時間を計算することは典型的に、使用されるＥＣＧ基準電極のタイプ、ＢＳ又はＩＣ、に左右され、以下のように説明される。最初に、強力、すなわち「良好」なＥＣＧ信号を有するＥＣＧチャネルが識別される。活動指標（ＡＩ）関数が、複数の「良好」なチャネルからのＥＣＧデータを１つの等価のＥＣＧ関数に組み合わせ、等価のＥＣＧ関数が、「良好」なＥＣＧ信号の時変波形から計算される。活動指標から、時間セグメントが、活動セグメント時間、すなわち活動セグメント、典型的に活動指標パルスの幅として本明細書で知られる、心臓周期で心臓活動が発生する場合のインジケータとして決定される。基準注釈時間が活動セグメントによって定められ、ＢＳ又はＩＣのいずれの基準電極が使用されるかに基づいて、本明細書において後述される多数の方法により計算される。

【0047】

図４は、本発明の一実施形態による、基準注釈時間を算出するための方法を概略的に示すフローチャートである。識別工程９３で、プロセッサ４０内の基準サブモジュール３７が、後述する信号品質判定基準を適用することによって、現在の心臓脈動に対する基準ＥＣＧ信号の中から複数の好ましい（「良好」すなわち強力な）ＥＣＧ信号を選択する。計算工程９４で、ＥＣＧモジュール３６が、活動セグメント時間を取得するために（同様に以下の実施形態で説明される）選択された好ましいＥＣＧ信号から活動指標を計算する。

【0048】

探索工程９６で、ＥＣＧモジュール３６が、活動セグメント時間によって現在の心臓脈動に対する心臓活動を検索する。活動セグメント時間は、後述するような適応閾値で得られた活動指標の有効幅である時間間隔に定められる。適応閾値は、以前の心臓周期（心臓脈動）から決定された活動セグメント時間から、活動指標の雑音レベルに左右される値として推定され得る。ＥＣＧモジュール３６は、活動時間セグメント内における現在の心臓脈動に対する心臓活動のマッピング及び／又は基準ＥＣＧ信号を評価する。推定工程９８で、ＥＣＧモジュール３６が、活動時間セグメント内の共通（グループ）基準注釈時間を推定、すなわち計算する。

【0049】

図３及び図４のフローチャートで説明される実施形態は、ＬＡＴマッピングのために使用される複数のＥＣＧ基準チャネルからの基準注釈時間の計算について述べる。本明細書において説明される実施形態の限定を目的としないが、ユーザ２８（例えば医者２８）が、疑わしい心臓の病変を評価して、心室又は心房をマッピングするかどうかを判断するとき、異なるＥＣＧ基準信号が使用され得ることに留意すべきである。

【0050】

例えば、心室マッピングが実行されるときに、カテーテル２４Ｂは、工程８０でマッピングＥＣＧ信号を受信するために、（カテーテル２４Ｂが右心室にある図２に示されるように）心室内に配置され得る。ＢＳ電極２９が、工程８８で心室のＬＡＴマップを計算するための基準注釈信号を計算するために、工程８４及び８６で使用される。

【0051】

同様に、心房マッピングが実行されるときに、カテーテル２４Ｂは工程８０で心房に配置され得る（図２には示されない）。しかしながら、冠状静脈洞６２内の心内カテーテル２４Ａが、ＩＣ電極６０Ａ．．．６０Ｅから基準ＥＣＧ信号を取得するために使用され、ＩＣ電極６０Ａ．．．６０Ｅが、工程８８で心房のＬＡＴマップを計算するための基準注釈信号を計算するために、工程８４及び８６で使用される。ＢＳ又はＩＣ基準電極が選択される場合を考慮して、工程８６で基準注釈時間を計算する異なる方法が、ここで説明される。

【0052】

身体表面ＥＣＧ基準信号から決定される基準注釈時間
図５は、本発明の一実施形態による、基準注釈時間を決定する際に使用される基準ＥＣＧ信号を示す略図である。トレース１００、１１０、１２０、及び１３０は、図１に示される６つの電極の中から選択された、４つのそれぞれの身体表面電極２９から測定されるＥＣＧ信号を示す。トレース１００、１１０、１２０、及び１３０はまた、それぞれ、ＥＣＧチャネルＣＨ１．．．ＣＨ４と称される。図５のＥＣＧ信号は、単に概念の明瞭性のために示され、本発明の実施形態の限定の目的で示されない。

【0053】

前に説明されたように、特定の心臓周期、すなわち心臓脈動、と関連したＥＣＧ信号の部分が、図５に示される場合のように、ＢＳ電極に対し同時に検知される。この特徴は、すべて約５３．５秒に発生する、ＣＨ１ ＥＣＧピーク１０５、ＣＨ２ ＥＣＧピーク１１５、ＣＨ３ ＥＣＧピーク１２５、及びＣＨ４ ＥＣＧピーク１３５を比較する際に確認され得る。ピーク１０５、１１５、及び１２５は識別可能なＲピークを有するが、ピーク１３５は有しないことが、図５に示される４つのピークの形態から明らかである。したがって、ピーク１０５、１１５、及び１２５を検知したＥＣＧチャネルは、基準ＥＣＧサブモジュール３７によって、好ましい、強力すなわち「良好」なＥＣＧ基準チャネルとしてフラグを立てられ、ピーク１３５（例えば、ＣＨ４）は「不良」なチャネルとしてフラグを立てられる。

【0054】

基準ＥＣＧサブモジュール３７は、信号品質判定基準をＥＣＧ信号に適用することによって工程９３で「良好」なＥＣＧと「不良」なＥＣＧチャネルを区別するように構成される。信号品質判定基準は、信号対雑音比（ＳＮＲ）、図５に示されるような所与の心臓脈動のためのＥＣＧ信号の、プロセッサ４０による既定の時間スライス内における信号の均一性、何らかのシステム障害に起因する雑音及びパルス干渉、又は任意の他の好適な判定基準を含むことができる。モジュール３７は、基準注釈時間の更なる信号処理のために「良好」なＥＣＧ基準チャネルにフラグを立てる。これらの判定基準は、ＩＣ及びＢＳ基準ＥＣＧ信号の双方に適用され得る。

【0055】

一部の実施形態では、プロセッサ４０は、工程９６で強力すなわち「良好」なＥＣＧ基準チャネルから活動セグメント時間を導き出すように定められた基準として、活動指標関数（ＡＩ）を定め、使用する。以下に続く説明では、ｉは好ましい（強力、「良好」な）チャネルの指数を表し、Ｎ_ｇｏｏｄは良好なＥＣＧチャネルの数である。本質的に、ＡＩは、活動セグメント時間が計算される１つの関数に「良好」なＥＣＧ波形すべてのエネルギー情報を組み合わせる等価のＥＣＧ関数を含む。活動セグメント時間は、プロセッサ４０がセグメント内でシステム基準注釈の位置を計算するのを基本的に支援する。

【0056】

ＢＳ ＥＣＧ基準電極に対して、活動指標ＡＩ^ＢＳは、例えば、以下のように計算され得る：

【数1】

式中、ＥＣＧ_ｉはｉ番目の「良好」なＥＣＧ波形であり、ＡＢＳ［］はＥＣＧ波形に適用される絶対値であり、ＳＭＯＯＴＨ［］は個々の波形に適用される平滑化関数である。ＳＭＯＯＴＨは、例えば、矩形窓関数、ガウス窓関数、バートレット窓関数、又は任意の好適な窓関数を含むことができる。

【0057】

図６は、本発明の一実施形態による、ＥＣＧ信号から計算された活動指標のトレース２００を示す略図である。「良好」なＥＣＧトレース（例えば、図５のトレース１００、トレース１１０、及びトレース１２０）が、ここで示される。活動指標ＡＩ^ＢＳトレース２００は、（プロセッサ４０により好ましいＥＣＧ信号として選択された）トレース１００、１１０、及び１２０から工程９４で計算される。ＥＣＧピーク１０５、１１５、及び１２５に対応するＡＩピーク２０５が、図６に確認され得る。挿入図２１０は、ＡＩピーク２０５の引き伸ばしを示す。活動セグメント時間２２０は、開始時間ｔ_ｓから終了時間ｔ_ｆまで挿入図２１０の時間軸に沿って示される。

【0058】

パルス活動セグメント２２０の幅は、例えば、活動セグメント外の雑音レベルに従って、パルス波形２０５に（水平な破線として示される）適応閾値を設定又は適用することによって、典型的に設定される。適応閾値は、適応閾値を決定するためにいくらかの心臓周期にわたり時間間隔を監視することによって決定される。

【0059】

しかしながら、活動セグメントを定めるセグメントの端点は典型的に、適応閾値の幅より広い。例えば、適応閾値は、活動セグメント外のＥＣＧ信号の振幅上に一定の余裕で設定され得る。活動セグメント幅は、一定の余裕を有することができる閾値とＥＣＧ信号との交点の間にあるように設定されてもよい。

【0060】

一部の実施形態では、ＢＳ電極２９から取得される基準ＥＣＧ信号は同じ時間間隔内に含まれるので、工程９８におけるプロセッサ４０は、個々の「良好」なＥＣＧチャネルの最大ＥＣＧピークから又はＥＣＧ信号の形態上の任意の他の好適な標識から、基準注釈時間を導き出すことができる。

【0061】

他の実施態様では、グループの基準注釈時間（ＲＡ_{ｇｒｏｕｐ}）はまた、活動指標関数（例えば、式（１））の正規化された１次モーメントを計算することによって工程９８で誘導され得る：

【数2】

式中、ｔ_ｓ及びｔ_ｆは時間セグメント２２０のそれぞれ開始及び終了極値である。代替的に、プロセッサ４０は、任意の他の好適な手法で活動指標関数から基準注釈時間を誘導してもよい。一度、基準注釈時間が先に教示された方法により誘導されると、基準注釈時間は、工程８８で興奮マップのための局所興奮時間（ＬＡＴ）を獲得するために、マッピングデータに適用され得る。

【0062】

心内ＥＣＧ基準信号から決定される基準注釈時間
典型的に、心内基準電極６０Ａ．．．６０Ｅは、身体表面電極と比較して広い時間拡散を伴うＥＣＧ信号を受信する。広い時間拡散は、例えば、異なるＩＣ基準電極におけるＥＣＧ信号の異なる到着時間に起因する。結果として、プロセッサ４０は、工程９４で心内ＥＣＧ基準データから活動セグメント時間を計算するために、異なる活動指標関数を典型的に使用する。

【0063】

ＩＣ ＥＣＧ基準チャネルに対し、Ｎ_ｇｏｏｄ「良好」なチャネルが、前に説明された方法により、工程９３で選択される。一部の実施形態では、ＩＣ活動指標ＡＩ^ＩＣ関数は、以下のように表される：

【数3】

【0064】

数式（３）のグループ活動指標は、（図６のＢＳセグメント時間２２０と同じ様に）活動セグメント時間を獲得するために、工程９４において使用される。

【0065】

複数の基準電極のそれぞれにおける受信されたＥＣＧ基準信号の所与の心臓脈動に対する時間差を考慮して、一実施形態では、ＥＣＧモジュール３６は、心臓の活動がそれぞれの個々のチャネルに存在する時間間隔を識別するために、工程９６でＩＣグループ活動セグメントを使用する。グループ、すなわちシステム、基準注釈時間は、個々の「良好」なチャネルの個々の基準注釈時間から工程９８で計算される。

【0066】

プロセッサ４０は、多数の方法でＮ_ｇｏｏｄチャネルの中からｉ番目の「良好」なＩＣ ＥＣＧチャネル（例えば、［ＥＣＧ（ｔ）］_ｉ）の個々の基準注釈時間ＲＡ_ｉを計算することができる。最初に、基準サブモジュール３７が、先の参照文献に引用されるように心内ＥＣＧ信号の形態上の信号特性を識別するように構成されてもよい。［ＥＣＧ_ｉ（ｔ）］の基準割当時間を定めるために使用される典型的な信号特性は、ＥＣＧ信号の絶対値のピーク最大値が発生する時間、ＥＣＧ信号の導関数の最小値が発生する時間、完全なＥＣＧ信号のエネルギーの中心が発生する時間、ＥＣＧ信号の最初の徴候が発生する時間、又は任意の好適な［ＥＣＧ_ｉ（ｔ）］の形態上の点を含むことができる。

【0067】

一部の実施形態では、基準サブモジュール３７は、ＲＡ_ｉを獲得するために、ＳＭＯＯＴＨ［ＡＢＳ［ＥＣＧ_ｉ］］の形態に沿った点を使用することができる。他の実施形態では、基準サブモジュール３７は、ＲＡ_ｉを獲得するために、ＳＭＯＯＴＨ［ＡＢＳ［ＥＣＧ_ｉ］］の正規化された１次モーメントを使用することができる。

【0068】

工程８８で（例えば、マッピング電極７０からの）マッピングデータからＬＡＴを最終的に計算するために工程９８でグループ、すなわちシステム、基準注釈時間（ＲＡ_{ｇｒｏｕｐ}）を算出するべく、基準サブモジュール３７は、一部の実施形態では以下の数式を使用して、個々のチャネル基準時間ＲＡ_ｉの平均を計算する。

【数4】

【0069】

他の実施態様では、基準注釈時間（ＲＡ_{ｇｒｏｕｐ}）は、加重平均から工程９８で計算され得る：

【数5】

式中、重み係数ｗ_ｉは以下のように表され：

【数6】

ＭＡＸ［ＡＢＳ［］］演算子は、ＥＣＧ_ｉの絶対信号振幅の最大値を計算する。

【0070】

基準注釈時間を計算するために使用される心内ＥＣＧ信号の障害を取り扱う方法
工程８４における複数の基準ＥＣＧ波形（例えば、ＥＣＧ_ｉ）の取得、及び工程８６におけるグループ基準注釈時間ＲＡ_{ｇｒｏｕｐ}の続く計算において、［ＥＣＧ］_ｉ取得の際に多数の信号障害が発生する場合がある。例えば、心臓脈動の際に、動く組織に接触している基準カテーテル電極６０Ａ．．．６０Ｅが、電気的接触を失う場合がある。ある心臓周期では、特定のＥＣＧチャネルが「良好」なチャネルであり得る。しかしながら、次の心臓周期では、電極組織接触の損失のため又は任意の他の障害メカニズムにより、同じＥＣＧチャネルにＥＣＧ信号が存在しない場合がある。

【0071】

図７Ａは、本発明の一実施形態による、基準ＥＣＧ信号の損失を取り扱う方法を示す略図である。図７Ａは、時変ＥＣＧ信号波形の５つのトレース：心内基準電極６０Ａ．．．６０Ｅから受信される信号にそれぞれ対応する、ＥＣＧチャネル１（ＣＨ１）からのトレース４００、ＥＣＧチャネル２（ＣＨ２）からのトレース４１０、ＥＣＧチャネル３（ＣＨ３）からのトレース４２０、ＥＣＧチャネル４（ＣＨ４）からのトレース４３０、及びＥＣＧチャネル５（ＣＨ５）からのトレース４４０を示す。

【0072】

図７Ａに示される例示的な実施形態では、５つの心臓周期すなわち心臓脈動が、ＥＶＥＮＴ ｔ_１〜ＥＶＥＮＴ ｔ_５（例えば、心臓脈動１〜５）を表した時間軸に沿って示される。第１の心臓周期ＥＶＥＮＴ ｔ_１では、同じ心臓脈動に対して測定された信号４０５、信号４１５、信号４２５、信号４３５、及び信号４４５にそれぞれ確認されるように、時間オフセットが、ＥＣＧ基準電極６０Ａ．．．６０Ｅに対するＥＣＧ信号の異なる到着時間により、５つのチャネルの５つの「良好」なＥＣＧ信号間に存在する。

【0073】

これらの信号は、ＧＲＯＵＰを表したトレース４５０上にマッピングされる。１，２，３，４、及び５を表したハッシュマークは、ＥＶＥＮＴ ｔ_１の信号４０５、４１５、４２５、４３５、及び４４５の時間位置にそれぞれ対応する。これらのハッシュマークは、個々のチャネルのそれぞれに対する個々の基準注釈時間（ＲＡ_ｉ）の位置を示す。図７Ａに示される信号及び時間遅延は、単に概念の明瞭性のためのものであり、本発明の実施形態の限定を目的としない。

【0074】

ＥＶＥＮＴ ｔ_２における次の心臓脈動では、（ＣＨ４及びＣＨ５にそれぞれ対応する）ＥＣＧ電極６０Ｄ及び電極６０Ｅが、心臓組織との不十分な接触を有する。結果として、ＣＨ４には刻時点４３７で、ＣＨ５には刻時点４４７で受信されるＥＣＧ信号が存在しない。ＥＶＥＮＴ ｔ_３では、ＣＨ１に対応する電極６０Ａが心臓組織と接触しない。結果として、ＣＨ１には刻時点４０７で受信されるＥＣＧ信号が存在しない。

【0075】

同様に、ＥＶＥＮＴ ｔ_４では、ＣＨ２に対応する電極６０Ｂが心臓組織と接触しない。結果として、ＣＨ１には刻時点４１７で受信されるＥＣＧ信号が存在しない。最後に、ＥＶＥＮＴ ｔ_５では、すべての電極が心臓組織に接触し、基準ＥＣＧ信号がチャネル１〜５において検知される。

【0076】

５つのチャネルのＥＶＥＮＴ ｔ_１〜ｔ_５による、検知された信号のすべてが、ＧＲＯＵＰトレース４５０上にプロットされるトレース４５０に示されるように、基準ＥＣＧサブモジュール３７は、ＥＶＥＮＴ ｔ_１〜ｔ_５の間、すべての５つのチャネルからＥＣＧ信号を受信した。しかしながら、基準ＥＣＧサブモジュール３７は、ＥＶＥＮＴ ｔ_２、ｔ_３、及びｔ_４の間、５つのＥＣＧチャネルの一部のみからの信号を処理する。また、それぞれの心臓ＥＶＥＮＴ ｔ_１〜ｔ_５の時間間隔内のトレース４５０に沿った１〜５を表したハッシュマークは、特定の心臓事象すなわち心臓脈動中のそれぞれのチャネルに対する時間軸上のおよその基準注釈時間（例えば、ＲＡ_ｉ）を表す。

【0077】

信号は存在したが検知されなかった場合でも、ＥＶＥＮＴ ｔ_２、ｔ_３、及びｔ_４の失われた信号は、隣接した心臓事象間に歪められたグループ基準注釈時間をもたらすため、数式（４）又は（５）を使用してＥＶＥＮＴ ｔ_２、ｔ_３、及びｔ_４の間のグループ基準注釈時間（ＲＡ_{ｇｒｏｕｐ}）を算出することは問題がある。

【0078】

一部の実施形態では、基準ＥＣＧサブモジュール３７は、図７Ａの典型的な例に示される失われたＥＣＧ信号（例えば、信号４０７、４１７、４３７、及び４４７）の時間間隔を推定するように構成される。換言すると、サブモジュール３７は、適切な時間間隔で、失われたＥＣＧ信号の代わりに「仮想ＥＣＧ信号」を有効に配置する。次いで、ＲＡ_{ｇｒｏｕｐ}が、以下で説明されるアルゴリズムにより失われたＥＣＧ信号のために補正される。

【0079】

最初に、信号１〜５がＥＶＥＮＴ ｔ_１中に存在するが、ＥＶＥＮＴ ｔ_２中には信号１〜３のみが存在する。Δ_１、Δ_２及びΔ_３は、図７Ａの点線領域４５２内に示されるＥＶＥＮＴ ｔ_１のＣＨ１ ＥＣＧ信号と隣接したＥＶＥＮＴ ｔ_２のＣＨ１ ＥＣＧ信号との間の時間間隔である。同様に、信号１〜３がＥＶＥＮＴ ｔ_２中に存在するが、ＥＶＥＮＴ ｔ_３中には信号２〜５のみが存在する。Δ_２及びΔ_３は、点線領域４５４に示されるＥＶＥＮＴ ｔ_２のＣＨ１ ＥＣＧ信号と隣接したＥＶＥＮＴ ｔ_３のＣＨ１ ＥＣＧ信号との間の時間間隔であり、点線領域４５６におけるＥＶＥＮＴ ｔ_３からＥＶＥＮＴ ｔ_４の時間間隔Δ_３、Δ_４、及びΔ_５に対しても、点線領域４５８におけるＥＶＥＮＴ ｔ_４からＥＶＥＮＴ ｔ_５の時間間隔Δ_１、Δ_３、Δ_４、及びΔ_５に対しても同様である。

【0080】

本明細書において提示される実施形態では、時間間隔Δ_１、Δ_２、Δ_３、Δ_４、及びΔ_５が隣接する心臓事象すなわち心臓脈動間で等しい、例えば、Δ_１＝Δ_２＝Δ_３＝Δ_４＝Δ_５であると仮定される。換言すると、Δ_ｉは、心臓事象ｔ_ｎ−１からｔ_ｎまで同じであり、このとき、ｎは心臓事象の指数である。このため、特定のチャネルの信号が失われた場合でも、この仮定が、隣接する事象中の先に説明されたような１つ以上の失われたＥＣＧ基準信号のためにそれぞれの事象中の計算されたＲＡ_{ｇｒｏｕｐ}を補完するように失われた信号の代わりに仮想ＥＣＧ信号を配置すべく使用され得る。

【0081】

事象ｔ_１及びｔ_２に関する演算子ＣＲＯＳＳは、２つの隣接した事象に存在するＥＣＧ信号の重複チャネル指数と定められる。例えば、信号１〜５（例えば、ＣＨ１〜ＣＨ５）がＥＶＥＮＴ ｔ_１中に存在するが、ＥＶＥＮＴ ｔ_２中には信号１〜３（例えば、ＣＨ１〜ＣＨ３）のみが存在する。したがって、ＣＲＯＳＳ（ｔ_１，ｔ_２）＝１、２、３で、この場合Ｎｃｒｏｓｓ＝３である。前に定められたようなΔ_ｉに基づく平均時間間隔Δ^ａｖは、以下のように表される：

【数7】

このとき、合算が、ＣＲＯＳＳ演算子によって定められた間隔にわたり実行される。

【0082】

本発明の実施形態では、プロセッサ４０によって数式（４）及び（５）を使用して計算されたグループ注釈時間は、それぞれの心臓周期中のｔ_ｎ−１事象からｔ_ｎ事象で、失われたＥＣＧチャネルのために補正される。補正されたグループ基準注釈時間ＲＡ_{ｇｒｏｕｐ}［ｔ_ｎ］は、以下のように表される：

【数8】

このとき、ｎ＝２、３、．．．で、ＲＡ_{ｇｒｏｕｐ}［ｔ_１］は個々の基準チャネル注釈の加重平均として算出され得る。工程８６で基準注釈時間を補正するために本明細書において教示される方法は、工程８８で活動及び伝播マップを計算する際の正確なＬＡＴ計算を確実にする。

【0083】

基準カテーテル２４Ａが図２に示されるように冠状静脈洞６２内に配置されるときに、第２の考えられる障害が生じる。冠状静脈洞の狭さは、電極６０Ａ．．．６０Ｅと心臓組織との良好な接触の維持に役立つように一カ所に固定された基準カテーテルを保持することが知られている。（これは前に説明された失われたＥＣＧ信号についての第１の障害の発生を低減させる。）しかしながら、冠状静脈洞は、およそ心房と心室との境界間に位置する。結果として、心房及び心室の双方の電気的活動が、電極によって同時に受信される場合がある。

【0084】

図７Ｂは、本発明の一実施形態による、ＥＣＧ基準電極によって受信された心房性及び心室性心電図（ＥＣＧ）信号の図である。この例示的な実施形態では、冠状静脈洞内に配置されるときにカテーテル２４ＡのＩＣ基準電極６０Ａ、６０Ｂ、及び６０Ｃによって受信される信号であるＣＨ１〜ＣＨ３を表す３つのＥＣＧチャネルが、ここで検討される。ＩＣ基準電極６０Ａ、６０Ｂ、及び６０Ｃによって受信される時変ＥＣＧ波形は、トレース４６０、４７０、及び４８０にそれぞれ示される。

【0085】

この場合、受信されたＥＣＧ波形は、心房性（Ａ）ＥＣＧ成分及び心室性（Ｖ）ＥＣＧ成分の双方の特性を含むことができる。しかしながら、（例えば、典型的に、前に説明されたような心房マッピングのために）、カテーテル２４Ａが冠状静脈洞６２に配置されるときに獲得される基準ＥＣＧ波形を使用する際に、プロセッサ４０は、Ａ及びＶ成分の双方を区別すること及び心房マッピング処置のために必要とされないＶ成分を工程８６で除去することが可能である必要がある。

【0086】

心房の電気的波面は、ＳＡ結節からスタートし、心房組織を下へ伝播し、ＥＣＧ基準電極と相互作用する。心室の波面は、心房の波面の開始と比較して（≒７０ｍｓ）遅れて、ＡＶ結節のトリガによりスタートする。しかしながら、電気的活動は、ＡＶ結節から心臓の中央（中隔より上）に沿って心臓の底部へと広がり、心室を包み込んで上向きに伝播する。心室の電気的波面は、心房の電気的波面とは別の方向にＩＣ基準ＥＣＧ電極と相互作用する。

【0087】

したがって、ＣＨ１の心房性ＥＣＧ波形がＣＨ２の先となる場合には、ＣＨ１の心室性ＥＣＧ波形はＣＨ２に遅れることになる。また、これらの時間的変動は本来的に、前に説明されたように、空間的に分離されたプローブへの活動波面の異なる到着時間に起因する。

【0088】

これらの影響は、ＥＶＥＮＴ ｔ_１に対するチャネルＣＨ１、ＣＨ２、及びＣＨ３の信号４６５、４７５、及び４８５をそれぞれ比較する際に、Ａ及びＶ波形挙動に確認され得る。マーカ４９５で１、２、及び３を表したハッシュマークは、ＥＶＥＮＴ ｔ_１の信号４６５、４７５、及び４８５の時間位置にそれぞれ対応する。Ａ及びＶ成分は、前に説明されたようなＥＣＧ波形挙動においてＡ及びＶ波面を対向して伝播する影響を明確に示して描出される。これらのハッシュマークは、個々のチャネルのそれぞれに対するＡ及びＶ基準注釈時間をおよそ表す。

【0089】

Ａ及びＶ特性は、ステップ８６で２つの方法により区別される。一部の実施形態では、基準ＥＣＧサブモジュール３７は、Ａ及びＶ成分波形の形態を解析することによって、Ａ特性とＶ特性とを区別する。

【0090】

他の実施形態では、基準ＥＣＧサブモジュール３７は、身体表面（ＢＳ）ＥＣＧ波形（トレース４９０）を同じ心臓事象におけるＩＣ波形（トレース４６０、４７０、及び４８０）と比較することによって、Ａ及びＶ成分を識別する。ＢＳ波形は常に、Ａ成分の後でＶ成分の前に発生する。この挙動は、信号４６５、４７５、及び４８５に対する信号５０５の位置を評価する際に確認される。図７Ｂに示されるＡ及びＶ ＥＣＧ信号は、単に概念の明瞭性のためのものであり、本発明の実施形態の限定を目的としない。

【0091】

基準ＥＣＧサブモジュール３７は、Ａ及びＶ特性を区別し、前に説明された方法すべてを使用してステップ８６で適切な基準注釈時間を計算する。次いで、マップＥＣＧサブモジュール４１が、ステップ８８でＬＡＴマップを生成するために基準注釈時間をＥＣＧマッピングデータに適用する。

【0092】

本明細書において説明される実施形態は主に心臓の活動のマッピングを扱っているが、本明細書において説明される方法及びシステムはまた、胃腸病学などの、電気生理学的活動が同様に存在する、他の用途において使用され得る。

【0093】

したがって、上述の実施形態は一例として引用したものであり、また本発明は上記に具体的に図示及び記載したものに限定されないことは認識されるであろう。むしろ本発明の範囲には、上記に述べた様々な特徴の組み合わせ及び下位の組み合わせ、並びに上記の説明を読むことによって当業者には想到されるであろう、従来技術において開示されていない変形例及び改変例も含まれるものである。参照により本特許出願に組み込まれた文書は、これらの組み込まれた文書内のどんな用語でも、本明細書で明示的又は暗黙的に行われる定義と相反するように定義される場合を除き、本出願の一体部分と見なされるべきであり、本明細書における定義のみが検討されるべきである。

【0094】

〔実施の態様〕
（１） 方法であって、
患者の心臓の表面に接続されたそれぞれのマッピング電極から複数のマッピング心電図（ＥＣＧ）信号を受信することと、
前記患者に接続されたそれぞれの基準電極から複数の基準ＥＣＧ信号を受信することと、
前記心臓の心臓周期タイミングを示す単一のタイミング基準を作り出すように、前記複数の基準ＥＣＧ信号を併せて処理することと、
前記単一のタイミング基準を前記マッピングＥＣＧ信号に適用することと、を含む方法。
（２） 前記基準ＥＣＧ信号を併せて処理することが、前記基準ＥＣＧ信号の中から信号品質判定基準を満たす２つ又は３つ以上の好ましいＥＣＧ信号を選択すること、及び前記選択された好ましいＥＣＧ信号から前記単一のタイミング基準を導き出すこと、を含む、実施態様１に記載の方法。
（３） 前記ＥＣＧ基準信号を処理することが、等価のＥＣＧ関数を作り出すために前記基準ＥＣＧ信号のうちの２つ又は３つ以上を組み合わせること、及び前記等価のＥＣＧ関数から前記単一のタイミング基準を導き出すこと、を含む、実施態様１に記載の方法。
（４） 前記単一のタイミング基準を導き出すことが、適応閾値を前記等価のＥＣＧ関数に適用することを含む、実施態様３に記載の方法。
（５） 前記単一のタイミング基準を導き出すことが、前記等価のＥＣＧ関数の１次モーメントを計算すること、を含む、実施態様３に記載の方法。

【0095】

（６） 前記ＥＣＧ基準信号を処理することが、前記基準ＥＣＧ信号のうちの２つ又は３つ以上に対して２つ又は３つ以上のタイミング基準をそれぞれ計算すること、及び前記２つ又は３つ以上のタイミング基準から前記単一のタイミング基準を導き出すことを含む、実施態様１に記載の方法。
（７） 前記単一のタイミング基準を導き出すことが、前記２つ又は３つ以上のタイミング基準を平均することを含む、実施態様６に記載の方法。
（８） 前記２つ又は３つ以上のタイミング基準を平均することが、前記それぞれの基準ＥＣＧ信号のそれぞれの最大振幅に応じて前記２つ又は３つ以上のタイミング基準の加重平均を算出することを含む、実施態様７に記載の方法。
（９） 前記基準ＥＣＧ信号を併せて処理することが、前記基準ＥＣＧ信号のうちの１つで失われたピーク（missing peak）を検知すること、及び前記単一のタイミング基準の計算で前記失われたピークを補完すること、を含む、実施態様１に記載の方法。
（１０） 前記基準ＥＣＧ信号を併せて処理することが、前記基準ＥＣＧ信号の心房性ＥＣＧ特性と心室性ＥＣＧ特性とを区別することを含む、実施態様１に記載の方法。

【0096】

（１１） 装置であって、
インターフェースであり、患者の心臓の表面に接続されたそれぞれのマッピング電極から複数のマッピング心電図（ＥＣＧ）信号を受信するように、及び前記患者に接続されたそれぞれの基準電極から複数の基準ＥＣＧ信号を受信するように構成される、インターフェースと、
プロセッサであり、前記心臓の心臓周期タイミングを示す単一のタイミング基準を作り出すために前記複数の基準ＥＣＧ信号を併せて処理するように、及び前記単一のタイミング基準を前記マッピングＥＣＧ信号に適用するように構成される、プロセッサと、を備える装置。
（１２） 前記プロセッサが、前記基準ＥＣＧ信号の中から信号品質判定基準を満たす２つ又は３つ以上の好ましいＥＣＧ信号を選択すること、及び前記選択された好ましいＥＣＧ信号から前記単一のタイミング基準を導き出すことによって、前記基準ＥＣＧ信号を併せて処理するように構成される、実施態様１１に記載の装置。
（１３） 前記プロセッサが、等価のＥＣＧ関数を作り出すために前記基準ＥＣＧ信号のうちの２つ又は３つ以上を組み合わせること、及び前記等価のＥＣＧ関数から前記単一のタイミング基準を導き出すことによって、前記基準ＥＣＧ信号を併せて処理するように構成される、実施態様１１に記載の装置。
（１４） 前記プロセッサが、適応閾値を前記等価のＥＣＧ関数に適用することによって、前記単一のタイミング基準を導き出すように構成される、実施態様１３に記載の装置。
（１５） 前記プロセッサが、前記等価のＥＣＧ関数の１次モーメントを計算することによって、前記単一のタイミング基準を導き出すように構成される、実施態様１３に記載の装置。

【0097】

（１６） 前記プロセッサが、前記基準ＥＣＧ信号のうちの２つ又は３つ以上に対して２つ又は３つ以上のタイミング基準をそれぞれ計算すること、及び前記２つ又は３つ以上のタイミング基準から前記単一のタイミング基準を導き出すことによって、前記基準ＥＣＧ信号を併せて処理するように構成される、実施態様１１に記載の装置。
（１７） 前記プロセッサが、前記２つ又は３つ以上のタイミング基準を平均することによって、前記単一のタイミング基準を導き出すように構成される、実施態様１６に記載の装置。
（１８） 前記プロセッサが、前記それぞれの基準ＥＣＧ信号のそれぞれの最大振幅に応じて前記２つ又は３つ以上のタイミング基準の加重平均を算出することによって、前記２つ又は３つ以上のタイミング基準を平均するように構成される、実施態様１７に記載の装置。
（１９） 前記プロセッサが、前記基準ＥＣＧ信号のうちの１つで失われたピークを検知すること、及び前記単一のタイミング基準の計算で前記失われたピークを補完することによって、前記基準ＥＣＧ信号を併せて処理するように構成される、実施態様１１に記載の装置。
（２０） 前記プロセッサが、前記基準ＥＣＧ信号の心房性ＥＣＧ特性と心室性ＥＣＧ特性とを区別することによって、前記基準ＥＣＧ信号を併せて処理するように構成される、実施態様１１に記載の装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】