特許 6890980 システム及びコンピュータソフトウェア製品

(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】6890980

(24)【登録日】2021年5月28日

(45)【発行日】2021年6月18日

(54)【発明の名称】システム及びコンピュータソフトウェア製品

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/346 20210101AFI20210607BHJP

   A61B 5/33 20210101ALI20210607BHJP

   A61B 5/343 20210101ALI20210607BHJP

   A61B 5/25 20210101ALI20210607BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/04 312Q

   A61B5/04 310M

   A61B5/04 314K

   A61B5/04 300J

【請求項の数】8

【外国語出願】

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2017-4900(P2017-4900)

(22)【出願日】2017年1月16日

(65)【公開番号】特開2017-124175(P2017-124175A)

(43)【公開日】2017年7月20日

【審査請求日】2020年1月16日

(31)【優先権主張番号】62/278,676

(32)【優先日】2016年1月14日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】15/404,228

(32)【優先日】2017年1月12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】ロイ・ウルマン

(72)【発明者】

【氏名】メイル・バル−タル

(72)【発明者】

【氏名】ヤニブ・ベン・ズリヘム

(72)【発明者】

【氏名】ズィヤード・ゼイダン

(72)【発明者】

【氏名】ガル・ハヤム

(72)【発明者】

【氏名】スタニスラフ・ゴールドバーグ

(72)【発明者】

【氏名】アチュル・フェルマ

(72)【発明者】

【氏名】ヤリブ・アブラハム・アモス

(72)【発明者】

【氏名】リチャード・ピー・エム・ホウベン

【審査官】 藤原 伸二

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２１６４３５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２３２４１７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１３−５３７０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５１９１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０５４２５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／２５−５／２９７

Ａ６１Ｂ ５／３１８−５／３６７

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＰｕｂＭｅｄ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

病巣源を特定するためのシステムであって、
複数のセンサであって、該複数のセンサの各々は、経時的に複数の心電図（ＥＣＧ）信号のうちの１つを検出するように構成され、該複数のＥＣＧ信号の各々は、心臓内の位置を有し、かつ該心臓の電気活動を示し、各信号は少なくともＲ波及びＳ波を含む、複数のセンサと、
１つ又は２つ以上のプロセッサを含む処理デバイスであって、
該処理デバイスが該複数のＥＣＧ信号のそれぞれについてＲ対Ｓ比を含むＲ−Ｓマップを生成することであって、該Ｒ対Ｓ比は、該Ｒ波の絶対的な大きさの、該Ｓ波の絶対的な大きさに対する比を含む、ことと、
該処理デバイスが該複数のＥＣＧ信号のそれぞれについて、１つ又は２つ以上の局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を特定することであって、該Ｒ対Ｓ比のそれぞれについて導関数を計算し、該導関数の負の最大値を有する、最早期興奮ＬＡＴを特定する、ことと、
該処理デバイスが該Ｒ−Ｓマップ上の該複数のＥＣＧ信号のうちの１つ又は２つ以上についての該Ｒ対Ｓ比と該最早期興奮ＬＡＴとを関連付け、該関連付けを使用して該病巣源を特定することであって、該複数のＥＣＧ信号から、該Ｒ波の絶対的な大きさと該Ｓ波の絶対的な大きさとの間の差が最も大きい最強ＥＣＧ信号、及び該最強ＥＣＧ信号を有する該センサの位置を決定し、該病巣源のうちの少なくとも１つを、該最強ＥＣＧ信号及び該最早期興奮ＬＡＴを有する該センサの位置として特定することと、
を行うように構成されている、処理デバイスと、を含む、システム。

【請求項2】

表示デバイスを更に含み、
前記処理デバイスは、
前記Ｒ−Ｓマップ及び前記ＬＡＴを該表示デバイス上に表示することと、
色、テクスチャ、及びサイズの群から選択される適切な特性を使用して、前記特定された病巣源を描写することと、を行うように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記処理デバイスが、前記特定された病巣源から優勢な病巣源を決定するように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記処理デバイスは、
前記特定された病巣源のそれぞれのサイクル長を、不整脈心拍動信号の時間的に対応するサイクル長と比較することと、
該不整脈心拍動の該時間的に対応するサイクル長に最もよく一致する該サイクル長を有する前記特定された病巣源として、前記優勢な病巣源を決定することと、を行うように更に構成されている、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

コンピュータプログラム命令が格納された非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を含むコンピュータソフトウェア製品であって、該命令は、コンピュータにより実行されると、該コンピュータに、
複数のセンサを介して、経時的に心電図（ＥＣＧ）信号を検出する工程であって、該複数のセンサのうちの１つを介して検出された各ＥＣＧ信号は、心臓内の位置を有し、かつ該心臓の電気活動を示し、各信号は少なくともＲ波及びＳ波を含む、工程と、
該複数のＥＣＧ信号のそれぞれについてＲ対Ｓ比を含むＲ−Ｓマップを生成する工程であって、該Ｒ対Ｓ比は、該Ｒ波の絶対的な大きさの、該Ｓ波の絶対的な大きさに対する比を含む、工程と、
該複数のＥＣＧ信号のそれぞれについて、１つ又は２つ以上の局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を特定する工程であって、該Ｒ対Ｓ比のそれぞれについて導関数を計算し、該導関数の負の最大値を有する、最早期興奮ＬＡＴを特定する工程と、
該Ｒ−Ｓマップ上の該複数のＥＣＧ信号のうちの１つ又は２つ以上についての該Ｒ対Ｓ比と該最早期興奮ＬＡＴとを関連付け、該関連付けを使用して該病巣源を特定する工程であって、該複数のＥＣＧ信号から、該Ｒ波の絶対的な大きさと該Ｓ波の絶対的な大きさとの間の差が最も大きい最強ＥＣＧ信号、及び該最強ＥＣＧ信号を有する該センサの位置を決定し、該病巣源のうちの少なくとも１つを、該最強ＥＣＧ信号及び該最早期興奮ＬＡＴを有する該センサの位置として特定する工程と、を行わせる、コンピュータソフトウェア製品。

【請求項6】

前記Ｒ−Ｓマップ及び前記ＬＡＴを表示デバイス上に表示する工程と、
色、テクスチャ、及びサイズの群から選択される適切な特性を使用して、前記特定された病巣源を描写する工程と、を更に含む、請求項５に記載のコンピュータソフトウェア製品。

【請求項7】

前記特定された病巣源から優勢な病巣源を決定する工程を更に含む、請求項５に記載のコンピュータソフトウェア製品。

【請求項8】

前記優勢な病巣源を決定する工程は、
前記特定された病巣源のそれぞれのサイクル長を、不整脈心拍動信号の時間的に対応するサイクル長と比較する工程と、
該不整脈心拍動の該時間的に対応するサイクル長に最もよく一致する該サイクル長を有する前記特定された病巣源として、前記優勢な病巣源を決定する工程と、を更に含む、請求項７に記載のコンピュータソフトウェア製品。

【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、米国特許仮出願第６２／２７８，６７６号（２０１６年１月１４日出願）の利益を主張するものであり、当該出願は、その全体が記載されているのと同様に、参照により援用される。本出願は、いずれも２０１７年１月１２日に出願された、米国特許出願第１５／４０４，２２５号（発明の名称「Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ Ａｃｔｉｖｉｔｙ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ」）、米国特許出願第１５／４０４，２４４号（発明の名称「Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｅｄ Ｓｉｇｎａｌｓ」）、米国特許出願第１５／４０４，２２６号（発明の名称「Ｏｖｅｒａｌｌ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ Ｒｅｇｉｏｎｓ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ」）、米国特許出願第１５／４０４，２３１号（発明の名称「Ｎｏｎ−Ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ Ｌｏｏｐ−Ｔｙｐｅ ｏｒ Ｓｐｌｉｎｅ−Ｔｙｐｅ Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ｔｏ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ Ｓｏｕｒｃｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ Ｓｏｕｒｃｅ Ｔｙｐｅ」）、及び米国特許出願第１５／４０４，２６６号（発明の名称「Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ Ｆｏｃａｌ Ｓｏｕｒｃｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ」）を、それら全体が記載されているのと同様に、参照により援用する。

【0002】

（発明の分野）
本発明は、医療診断及び治療の分野に関し、具体的には、心房細動に関する。具体的には、本発明は、心房細動などの心不整脈の治療のためにアブレーションされるべき関心領域を決定するためのシステム及び方法に関し、更に具体的には、心臓の電気活動の検出を表わすマップと、心臓の電気活動を示す、状態の空間−時間的発現を表すマップとを使用して、アブレーションされるべき心房細動関心領域を決定するためのシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0003】

心不整脈としては、様々な種類の異常又は不規則な心拍リズム、例えば、急速かつ不規則な鼓動を特徴とする心房細動（ＡＦ）などが挙げられる。正常な状態の心臓では、心臓の上の室（即ち、心房）を起点とし、房室（ＡＶ）結節を通って心房を通過し、対をなす心臓の下の室（即ち心室）に進む電気パルス（即ち、信号）により、心拍が起こる。信号が心房を通過すると、心房は収縮し、心房から心室に血液が送られる。信号がＡＶ結節を通過して心室に入ると、心室が収縮し、心臓から身体に血液が送り出される。しかしＡＦ状態の間は、心房の信号は乱れ、心臓の不規則な拍動を引き起こす。

【0004】

ＡＦはヒトの生活の、物理的、心理的及び感情的な質に悪影響を与え得る。ＡＦは、重症度及び頻度が次第に増加することがあり、治療をせずにいると、慢性疲労、うっ血性心不全、又は脳卒中につながり得る。ＡＦ治療の一種としては、洞調律維持薬、及び脳卒中の高いリスクを管理するために使用される薬物などの処方薬が挙げられる。これらの薬物は、無期限に毎日服用しなくてはならない。別の種類のＡＦ治療としては、胸部に配置した電極を介して心臓に電気ショックを与えることにより、正常な心調律の回復を試みる、カルジオバージョンが挙げられる。いくつかの持続性の種類のＡＦでは、カルジオバージョンは効果的でないか、又は試みることができない。

【0005】

ＡＦを治療するための最近のアプローチとしては、心臓組織をアブレーションして選択的に電気経路を断ち切り、心調律異常を引き起こし得る異常な電気インパルスをブロックする、低侵襲性アブレーション処置（例えばカテーテルアブレーション）が挙げられる。

【0006】

例えば、心房細動（ＡＦ）の根底にある電気病理学的な基質に対する病識を提供するための、患者の細動電位図の形態を特徴付けるための研究が、Ｈｏｕｂｅｎ、Ｒｉｃｈａｒｄ ＰＭ、ｅｔ ａｌ．、「Ｓ−ｗａｖｅ ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｃｅ ｏｆ ｅｐｉｃａｒｄｉａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｇｒａｍｓ ｄｕｒｉｎｇ ａｔｒｉａｌ ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｈｕｍａｎｓ：ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｆｏｒ ａ ｒｏｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｉｎ ｓｕｂｅｐｉｃａｒｄｉａｌ ｌａｙｅｒ．」、Ｈｅａｒｔ Ｒｈｙｔｈｍ １．６（２００４）：６３９〜６４７に公開されており、これは参照により本明細書に援用する。更に、Ａｌｌｅｓｓｉｅ、Ｍａｕｒｉｔｓ Ａ．ｅｔ ａｌ．、「Ｅｌｅｃｔｒｏｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｏｆ ｌｏｎｇ−ｓｔａｎｄｉｎｇ ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ ａｔｒｉａｌ ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｈｅａｒｔ ｄｉｓｅａｓｅ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ．」、Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：Ａｒｒｈｙｔｈｍｉａ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ３．６（２０１０）：６０６〜６１５（この文献を参照により本明細書に援用する）は、長年に渡る持続性のＡＦを有する２４人の患者における、心臓手術中の、右心房、左側壁、後方左心房の心外膜マッピングについて記載している。

【0007】

また、ｄｅ Ｇｒｏｏｔ，Ｎａｔａｓｊａ ＭＳ，ｅｔ ａｌ．，「Ｅｌｅｃｔｒｏｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｏｆ Ｌｏｎｇｓｔａｎｄｉｎｇ Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ Ａｔｒｉａｌ Ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｐａｔｉｅｎｔｓ Ｗｉｔｈ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｈｅａｒｔ Ｄｉｓｅａｓｅ Ｅｐｉｃａｒｄｉａｌ Ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ．」，Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ １２２．１７（２０１０）：１６７４〜１６８２（この文献を参照により本明細書に援用する）は、長年に渡る持続性のＡＦ及び構造的な心疾患を有する２４人の患者における、心臓手術中の、右心房及び左心房の高密度マッピングについて記載している。この問題に関する研究は行われてきたが、現在の検出及び治療方法は、アブレーションのための適切な関心領域を提供するには、遠く及ばない。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0008】

病巣源（focal source）を特定するシステム及び方法は、複数のセンサを介して、経時的に心電図（ＥＣＧ）信号を検出する工程であって、該複数のセンサのうちの１つを介して検出された各ＥＣＧ信号は、心臓内の位置を有し、かつ心臓の電気活動を示し、各信号は少なくともＲ波及びＳ波を含む、工程と、該複数のＥＣＧ信号のそれぞれについてＲ対Ｓ比を含むＲ−Ｓマップを生成する工程であって、該Ｒ対Ｓ比は、Ｒ波の絶対的な大きさの、Ｓ波の絶対的な大きさに対する比を含む、工程と、複数のＥＣＧ信号のそれぞれについて、１つ又は２つ以上の局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を特定する工程と、Ｒ−Ｓマップ上の複数のＥＣＧ信号のうちの１つ又は２つ以上についてのＲ対Ｓ比と特定されたＬＡＴとを関連付け、その関連付けを使用して病巣源を特定する工程と、を含むことができる。

【0009】

一態様では、本方法は、前記Ｒ−Ｓ比のそれぞれについて導関数を計算する工程と、前記Ｒ−Ｓ比の計算された導関数の負の最大値を有する、最早期興奮ＬＡＴを特定する工程と、を更に含み得る。

【0010】

一態様では、本方法は更に、前記複数のＥＣＧ信号から、Ｒ波の大きさとＳ波の大きさとの間の差が最も大きい最強ＥＣＧ信号、及び該最強ＥＣＧ信号を有するセンサの位置を決定する工程を更に含み、病巣源のうちの少なくとも１つが、該最強ＥＣＧ信号及び最早期興奮ＬＡＴを有するセンサの該位置として特定される。

【0011】

一態様では、本方法は、Ｒ−Ｓマップ及びＬＡＴを表示デバイス上に表示する工程と、色、テクスチャ、及びサイズの群から選択される適切な特性を使用して、特定された病巣源を描写する工程と、を更に含み得る。

【0012】

一態様では、本方法は、特定された病巣源から優勢な病巣源を決定する工程を更に含み得る。

【0013】

一態様では、本方法は、特定された病巣源のそれぞれのサイクル長を、不整脈心拍動信号の時間的に対応するサイクル長と比較する工程と、不整脈心拍動の時間的に対応するサイクル長に最もよく一致するサイクル長を有する特定された病巣源として、優勢な病巣源を決定する工程と、を更に含み得る。

【0014】

病巣源を特定するためのシステムは、複数のセンサであって、該複数のセンサの各々は、経時的に複数の心電図（ＥＣＧ）信号のうちの１つを検出するように構成され、該複数のＥＣＧ信号の各々は、心臓内の位置を有し、かつ心臓の電気活動を示し、各信号は少なくともＲ波及びＳ波を含む、複数のセンサと、１つ又は２つ以上のプロセッサを含む処理デバイスであって、該複数のＥＣＧ信号のそれぞれについてＲ対Ｓ比を含むＲ−Ｓマップを生成することであって、該Ｒ対Ｓ比は、Ｒ波の絶対的な大きさの、Ｓ波の絶対的な大きさに対する比を含む、ことと、該複数のＥＣＧ信号のそれぞれについて、１つ又は２つ以上の局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を特定することと、該Ｒ−Ｓマップ上の複数のＥＣＧ信号のうちの１つ又は２つ以上についてのＲ対Ｓ比と特定されたＬＡＴとを関連付け、その関連付けを使用して病巣源を特定することと、を行うように構成されている、処理デバイスと、を含み得る。

【0015】

病巣源を特定するためのコンピュータプログラム製品も提示される。

【図面の簡単な説明】

【0016】

添付図面と共に例によって与えられる以下の説明から、より詳細な理解を得ることができる。

【図1】本明細書にて開示される実施形態で使用する、ＡＦの例示的分類を示すブロック図である。

【図2】本明細書で開示される実施形態で使用する、アブレーションに対するＡＦ ＲＯＩを決定するために使用される例示的なシステムを示すブロック図である。

【図3A】一実施形態にかかるアブレーションのためのＡＦ ＲＯＩを決定する例示的方法を示すフローチャートの一部である。

【図3B】一実施形態にかかるアブレーションのためのＡＦ ＲＯＩを決定する例示的方法を示すフローチャートの一部である。

【図4】ＡＦの発生中に被験者から取得される仮定上の心内心電図（ＥＣＧ）信号を示す。

【図5】本発明のいくつかの実施形態に従って、ＡＦの発生中に被験者から取得される仮定上のデータの概略図である。

【図6】ＡＦの発生中に被験者から取得される仮定上のＥＣＧ信号の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

カテーテルアブレーションに使用する従来の方法及びシステムは通常、皮膚の切開部を通って心臓まで誘導されるカテーテルを挿入することを含む。アブレーションを実施する前に、心臓の心内心電図（ＩＣ ＥＣＧ）信号を、心臓の異なる領域に配置した電極から得る。この信号を監視して、心臓の１つ又は２つ以上の領域が異常な心拍を引き起こしているかどうかの判定のための情報提供に使用することができる。しかしながら、これらのアブレーション対象領域を決定するために使用される従来の方法及びシステムは、時間がかかり（例えば数時間）、また、（典型的には、長期間の訓練を必要とする）特定の専門技術及び経験を有する医療関係者に依存している。

【0018】

本明細書にて開示した実施形態は、アブレーションの標的となる、潜在的な関心領域（ＲＯＩ）を判定するシステム、装置及び方法を用いる。種々のマッピング手法を利用して、ＡＦ基質（AF substrate）の電気−物理的状態のマップ、及び潜在的なアブレーションのＲＯＩを効率的かつ正確に決定することができる、ＡＦプロセスの空間−時間的発現を表すマップが提供される。マッピング技術では、得られたＩＣ ＥＣＧ信号の種々のパラメータ（例えばサイクル、時間的早さ、Ｒ−Ｓ複合体、伝導速度（ＣＶ）、ブロック及び細分化）、及び検出した局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を利用し、ＡＦ基質の促進因子（driver）及び永続因子（perpetuator）の潜在的エビデンスを特定する。促進因子及び永続因子の潜在的エビデンスの特定を使用して、ＡＦ基質のマッピング（例えば促進因子マップと永続因子マップ）を提供する。マッピング技術はまた、得られたＩＣ ＥＣＧ信号の種々のパラメータ、及び検出した局所興奮到達時間を利用し、ＡＦプロセスの空間−時間的発現を潜在的に示すマッピング（例えば、活性化／波マップ（activation/wave map）、ＣＶマップ、細分化マップ、電圧マップ及びブロックマップ）を提供することも含む。ＡＦプロセスの空間−時間的発現のマッピングを、ＡＦ基質のマッピングに加えて、又はその代わりに使用して潜在的なアブレーションＲＯＩを特定することができる。マッピング技術を使用することで、潜在的にＡＦマップ分析の訓練時間が減少し、アブレーションによる成功率を高め、ＡＦマップの効率的な判読が容易になる。簡明にするため、本明細書で記載される実施形態では、ＡＦの治療に使用するためのシステム及び方法について言及する。しかしながら、実施形態は、様々な種類の異常又は不規則な心拍を含む、任意の種類の心不整脈の治療に対して使用することができることに留意されたい。

【0019】

図１は、本明細書にて開示される実施形態で使用する、ＡＦの例示的分類を示すブロック図である。図１の例示的な分類は、危険性ＡＦと非危険性ＡＦ、及びＡＦの促進因子と永続因子、及びこれらの相対的な空間−時間的パターンを区別する。

【0020】

例えば、図１に示すように、ＡＦ １０２としての特徴を有する不規則な心拍は、危険性１０４又は非危険性１０６として分類される。非危険性ＡＦ １０６の例としては、心拍が多くの場合、数秒以内又は数時間ほどで早期に正常化する発作性（即ち、間欠性）の不規則な心拍の発生、及び拍動の内科治療又は処置（例えば、カルジオバージョン）により、正常な心臓に回復させることができる持続性のある不規則な心拍発生が挙げられる。危険性ＡＦ １０４の例としては、心臓が絶えず続くＡＦの状態にあり、状態が永続的であると考えられる長めの期間（例えば、１年を超えて）継続する長期に渡る持続性のある不規則な心拍発生が挙げられる。

【0021】

危険性ＡＦは、ＩＣ ＥＣＧ信号から誘導可能な特徴（例えば活性化領域（area of activation））に従って分類することができる。活性化領域は、ＡＦに潜在的に寄与する因子として特定することができる。図１に示すように、危険性ＡＦは、ＡＦの潜在的な促進因子（以下、「促進因子」）又はＡＦの潜在的な発生源（以下、「発生源」）１０８及び、ＡＦの潜在的な永続因子１１０（以下、「永続因子」）を含む、様々な活性化の領域に従って分類される。促進因子１０８は、電気パルスが発生して、心臓を刺激して収縮させ、例えば、心房の他の区域への細動様伝導（fibrillatory conduction）を生み出すことにより、潜在的にＡＦの一因となり得る（例えば、心房内の）活性化領域である。永続因子１１０は、また潜在的にＡＦの一因となり得る持続した活性化領域（例えば、電気生理学的プロセス／基質）である。

【0022】

促進因子１０８及び永続因子１１０は、それらの空間−時間的発現に従って表す（例えば、マッピングする）ことができる。図１に示すように、促進因子１０８及び永続因子１１０は、病巣源（焦点）１１２、及び局在化回転活性化（ＬＲＡ）発生源又は回転活性化パターン（ＲＡＰ）発生源１１４を含む例示的な空間−時間的発現型により分類される。病巣源は、一点から遠心的に拡大する、心房の小領域を起点にする促進因子の一種である。ＲＡＰ発生源１１４は、電気パルスが中央領域の周りを少なくとも３６０°回転する、心臓の不規則領域である。

【0023】

図１はまた、秩序性伝導遅延１１６を示すあるタイプ、及び無秩序性伝導遅延１１８を示す別のタイプを含む、様々なタイプの永続因子１１０を示している。図１に示す別のタイプの永続因子１１０としては、秩序性伝導遅延１１６を特徴とする心房粗動（ＡＦＬ）１２０、並びに無秩序性伝導遅延１１８を特徴とする、局在化した不規則な活性化（ＬＩＡ）１２２、線状ギャップ１２４、及びピボット１２６（即ち、中央領域を中心に３６０°未満回転する電気パルス）が挙げられる。また、ＲＡＰ発生源１１４は、促進因子１０８及び永続因子１１０の両方として示される。促進因子１０８及び永続因子１１０は、例えば、促進因子タイプ及び／又は永続因子タイプの識別を容易にし、潜在的なアブレーションＲＯＩの効率的かつ正確な決定を提供するために、別々にマッピングされる。

【0024】

促進因子１０８及び永続因子１１０のマッピング及び特定はまた、潜在的にＡＦに寄与し得る１つ又は２つ以上の更なる因子、又はＡＦ基質（即ちＡＦプロセスそのもの）及び／若しくはＡＦプロセスの発現を潜在的に特徴付け得るパラメータに基づくこともできる。例えば、潜在的な病巣源１０８を特定するために使用されるＡＦパラメータ又はＡＦ因子としては、一点からの活性化の全方向への活性化拡大、早さ（例えば興奮間隙の後に開始する病巣源）、局所の急速な興奮（例えば短サイクル長かつ非常に優勢な頻度）並びにブレイクスルー（例えば肺静脈（ＰＶ）、自由壁及び経壁、心内膜及び心外膜）などのトリガ、並びに、病巣源として発現するマイクロリエントリ回路、及び中央障害物の特定の異方性構造に応じて促進因子１０８として発現可能な短半径リエントリ回路が挙げられる。

【0025】

ＲＡＰ発生源１１４をマッピングし、特定するために使用されるＡＦパラメータ又はＡＦ因子としては、例えば、反復サイクル、促進因子源１０８として発現可能な回転子、（例えば、局在化又は分布した）構造的又は機能的異方性、及び中央障害物の特定の異方性構造に応じて、促進因子１０８又は永続因子１１０のいずれか一方として発現可能な短半径のリエントリ回路が挙げられる。

【0026】

永続因子１１０をマッピングし、特定するために使用されるＡＦパラメータ又はＡＦ因子としては、例えば、延長した（増大した）経路長、解剖学的（病理学的）ブロック線、繊維症、安定した機能的ブロック線（例えば、不能状態が持続した領域）、臨界部（例えば、ブロック線周辺の最短の経路＞経路長）及び細動伝導因子（例えば、分離した波、リエントリ回路因子）が挙げられる。

【0027】

図２は、本明細書で開示される実施形態で使用する、アブレーションに対するＡＦ ＲＯＩを決定するために使用される例示的なシステム２００を示すブロック図である。図２に示すように、システム２００は、カテーテル２０２、処理デバイス２０４、及び表示デバイス２０６を備える。カテーテル２０２は、それぞれが、経時的に心臓の一領域の電気活動（電気信号）を検出するように構成されている、カテーテルセンサ（例えば電極）のアレイを含む。ＩＣ ＥＣＧが行われているとき、各電極は、電極と接触した心臓の領域の電気活動を検出する。システム２００はまた、心臓の電気生理学的パターンが原因の皮膚上での電気的変化の検出による、心臓の電気活動を検出するように構成された心外センサ２１０（例えば、患者の皮膚上の電極）を含む。

【0028】

検出したＩＣ ＥＣＧ信号、及び検出した心外信号を、処理デバイス２０４により処理（例えば経時的に記録、フィルタリング、細分化、マッピング、結合、加工など）し、表示デバイス２０６上に表示する。

【0029】

実施形態は、ＩＣ ＥＣＧ信号及び心外ＥＣＧ信号を検出するために使用するセンサを含む、ＥＣＧ信号を検出するために使用する任意の数のセンサ２１０を含んでよい。簡明にするため、本明細書で記載されるシステム及び方法では、ＩＣ ＥＣＧ信号の検出及び使用について述べる。しかしながら、実施形態は、ＩＣ ＥＣＧ信号、又は心外ＥＣＧ信号、又はＩＣ ＥＣＧ信号と心外ＥＣＧ信号との両方の組み合わせを利用することができることに留意されたい。

【0030】

処理デバイス２０４は、それぞれがＥＣＧ信号を処理するように構成されている１つ又は２つ以上のプロセッサを含んでよい。処理デバイス２０４の各プロセッサは、経時的にＥＣＧ信号を記録し、ＥＣＧ信号をフィルタリングし、ＥＣＧ信号を信号構成成分（例えば傾斜、波、複合体）に細分化し、ＥＣＧ信号をマッピングし、ＥＣＧ信号情報を組み合わせ、マッピングし、マッピング情報を加工する、などの処理を行うように構成することができる。

【0031】

表示デバイス２０６は、それぞれが、ＥＣＧ信号、ＥＣＧ信号情報、ＡＦプロセスのマップ及びＡＦプロセスの空間−時間的発現を示すマップを表示するように構成されている１つ又は２つ以上のディスプレイを含んでよい。

【0032】

カテーテルセンサ２０８及び心外センサ２１０は、処理デバイス２０４と有線又は無線で通信することができる。表示デバイス２０６もまた、処理デバイス２０４と有線又は無線で通信することができる。

【0033】

図３Ａ及び図３Ｂは、潜在的なアブレーションＲＯＩを決定する例示的方法３００を示すフローチャートの一部である。方法３００は、中心から外側に向かってＩＣ ＥＣＧ層、前処理層、ＬＡＴ検出層、マップ分割層、マップ加工層、及びマップ判読層を含むマッピング分類法を用いる。

【0034】

図３Ａは、例示的な方法３００の一部を示す。図３Ａのブロック３０２に示すように、方法３００は、ＩＣ ＥＣＧ層の一部として、心臓の一領域の電気活動を示すＩＣ ＥＣＧ信号を得ることを含む。ブロック３０２で得られるＩＣ ＥＣＧ信号は、例えば、心臓の異なる領域と接触する多数の電極のうちの１つから得られる。ＩＣ ＥＣＧを得た（３０２）後、方法３００は、前処理層の一部として、図３Ａのブロック３０２に示すように、得られたＥＣＧ信号を前処理する工程を含む。この前処理は、例えば心室ファーフィールド信号の打ち消し、ベースライン補正、及びノイズ除去などの、１つ又は２つ以上のアルゴリズムの実行を含んでよい。心室ファーフィールド検出の例としては、空間平均法（ＳＡＭ）、時間平均法（ＴＡＭ）、システム特定法（ＳＩＭ）、及び主成分分析（ＰＣＡ）を挙げることができる。

【0035】

ブロック３０２で得られた各ＩＣ ＥＣＧ信号について、対応する前処理されたＩＣ ＥＣＧ信号の１つ又は２つ以上のＬＡＴがブロック３０４で検出される。それぞれの信号の（図３ＡでＬＡＴＱとして示される）ＬＡＴ品質（LAT quality）は、例示的なＬＡＴ検出層の一部としてブロック３０６で決定される。信号のＡＦ複雑性（AF complexity）（図３ＡでＣＰＬＸと示す）は、ブロック３０８で決定される。

【0036】

判定点３１０で示すように、方法３００は、信号のＬＡＴ品質とＡＦ複雑性に基づいて、カテーテルを再配置するかどうかを決定することを含む。高品質のＩＣ ＥＣＧの典型的な特徴は、ベースラインのうねりがほとんどないこと（例えば、低いベースライン対ＩＣ ＥＣＧ ＲＭＳの振幅、限定された心室遠視野電位対ＩＣ ＥＣＧ ＲＭＳの振幅）である。ＩＣ ＥＣＧ信号の特徴としては、ＡＦ中の識別可能な心房複合体（例えば、等電セグメント反復傾斜（isoelectric segments repeating slopes）（５０〜２００ｍｓ間隔、約１５０ｍｓの中央値）により分離された、閉じ込められた（〜５０ｍｓ）複合体）が挙げられる。品質の高い複合体の特徴は通常、複合体内に相当の増幅、及び下方向への急な傾斜（対上方向への傾斜）を有する。ＩＣ ＥＣＧ信号の特徴を組み合わせて、（例えば、測定可能な０％〜１００％の値を有する）測定可能な単一の特徴又はパラメータにし、ＬＡＴ品質を規定することができる。ＬＡＴ品質をＡＦ複雑性と比較して、カテーテルを再配置するかどうかを決定することができる。

【0037】

いくつかの実施形態においては、ＡＦ複雑性の程度に関してＡＦをマッピングする能力により、品質が規定される。カテーテルを再配置するかどうかを決定することは、マップを生成し、生成したマップを使用して、マッピング電極の範囲の程度が、ＡＦ複雑性の程度を満たす（例えば一致する）かどうかに基づき、ＡＦをマッピングすることができる（例えば、マッピングするのに十分である）かどうかを判定することを含んでよい。ＡＦ複雑性の程度に関する、ＡＦをマッピングする能力は、マップの閾値（例えば、十分な程度、信頼できる程度）を満たすことを含んでもよい。単一のパラメータ（即ち、マッピング範囲）を使用して、マッピング電極の範囲の程度を規定する。マッピング範囲を規定するのに組み合わせる特徴の例としては、（１）マッピング電極の接触（例えば、カバーした領域に関係する活性組織（壁）との接触とＬＡＴの正確性）、（２）電極の分解能（例えば、平均、最少及び最大、並びに距離を含む、電極間の距離及び電極の感度半径）、（３）検出アルゴリズムにより提供されるＩＣ ＥＣＧの品質及び関係するアノテーションが挙げられる。

【0038】

ＡＦ複雑性としては、ＡＦが波の分解（ブロック線）、融合及び波の湾曲を生成する間の、活性化の複雑性を挙げることができる。したがって、（例えば、ｙ軸に沿って測定した）一定程度のＡＦ複雑性を考慮すると、（ｘ軸に沿って決定した信号及びアノテーションの品質を含む）マッピング範囲が、ＡＦ複雑性をマッピングするのに十分である場合に、ＡＦをマッピングするために使用することができる（例えば、信頼できる又は十分な）マップとして、マップを判定してもよい。そうでない場合、マップの信頼性は損なわれるか、又は不十分となり得る。

【0039】

次に、信頼できるか又は十分なマップを使用して信号を分析し、カテーテルを再配置すべきかどうかを判定してよい。決定点３１０にてカテーテルの再配置を決定した場合、カテーテル（例えば、カテーテル２０２）はブロック３１２で再配置され、ブロック３０２で新しいＩＣ ＥＣＧ信号が得られる。決定点３１０でカテーテルを再配置すべきであることを判定した場合、方法３００は、（図３Ａ及び図３Ｂに示される）「点Ａ」３１３へと続く。

【0040】

図３Ａは、簡明にするため、単一のＩＣ ＥＣＧ信号の取得を示す。しかしながら、実際には、心臓に接触する複数の電極のそれぞれについての複数の信号が得られる。ブロック２０２で得られるそれぞれのＩＣ ＥＣＧ信号、及び各信号についてブロック２０４で検出される１つ又は２つ以上のＬＡＴは、「点Ａ」３１３で受信される。

【0041】

図３Ｂは、潜在的なアブレーションのＲＯＩを決定するために使用することができる例示的な方法を示す。図３Ｂに示すように、得られたそれぞれのＩＣ ＥＣＧ信号、及び各信号について検出した１つ又は２つ以上のＬＡＴを使用して、ＡＦ基質（図３ＢでＡＦ基質３１４として示す）の電気−物理的状態を含むＡＦプロセスのマップ、及び、例示的なマップ分割層の一部としての、ＡＦプロセス（図３ＢでＡＦプロセス３１６として示す）の空間−時間的発現を表すマップを生成する。

【0042】

例えば、図３Ｂに示すＡＦ基質３１４に関して、検出した１つ又は２つ以上のＬＡＴを使用して、ＡＦに寄与し得る１つ又は２つ以上の因子又はパラメータを独立して決定する。図３Ｂの左側は、所定の時間窓にわたり情報を収集しながら、後続のＬＡＴ３１８、最初の興奮（早さ）３２４、並びにＲＳ比３２０及び細分化３２２（例えば、細分化した電位図）を含むＩＣ ＥＣＧの形態的側面の違いに基づく、平均間隔（例えば、サイクル）を評価することによりＡＦ基質を特徴付ける方法を示す。例えば、検出したＬＡＴを使用して、ブロック３１８にてサイクル情報（例えば、サイクル長）、及びブロック３２４にて早さ情報（例えば最も早い興奮到達時間、興奮間隙の後に開始する初期の促進因子）を独立して決定する。また、各ＩＣ ＥＣＧ信号を使用し、ブロック３２０にて、Ｒ−Ｓ複合体情報（例えば、Ｒ波の、Ｓ波に対する比率）を、また、ブロック３２２にて、ＩＣ ＥＣＧ信号の細分化により得られる情報（例えば傾斜情報、例えば、関係する電極が隣接する電極よりも早く活性化された割合を示すなどの、複数の電極のうちの１つから、最も早い興奮として示される、発生源の挙動の発生率（incidence）を示す情報）を、また、ブロック３２６にて、ＣＶブロック情報（例えば、電気パルスが心臓内のある距離を移動する伝導時間（ＣＴ）、経路長（即ち距離）及び電気パルスのＣＶなどの、心臓を通る電気インパルスの伝導（即ち進行）の遅延又はブロックを示す情報）を個別に決定する。

【0043】

図示されるように、促進因子マップ３２８は、サイクル情報３１８、早さ情報３２４、及びＲ−Ｓ複合体情報３２０から生成される。永続因子マップ３３０は、ＣＶブロック情報３２６、及び細分化情報３２２から生成される。図示されるように、促進因子マップ３２８を生成するために使用した情報と、永続因子マップ３３０を生成するために使用した情報を組み合わせ（例えば１つのマップ、又は１つのディスプレイ領域内にて重ねたマップ若しくは隣接させたマップ）、組み合わせた促進因子／永続因子マップ３３４を生成する。次に、組み合わせた促進因子／永続因子マップ３３４を使用して（例えば、例示的なマップ加工層の一部として加工して）、１つ又は２つ以上のアブレーションＲＯＩ ３５０を決定することができる。

【0044】

図３Ｂに示すＡＦプロセス３１６に関して、検出した１つ又は２つ以上のＬＡＴを使用して、活性化／波マップ３３６、ＣＶマップ３３８（例えば、電気パルスのＣＴ、経路長及び／又はＣＶから生成したマップ）、並びにブロックマップ３４４（例えば、信号の伝導におけるブロックを示す情報から生成したマップ）を独立して生成する。

【0045】

活性化／波マップ３２６は、例えば、同一の波により活性化された隣接電極により制限されるものの、隣接電極よりも早く活性化された対応する電極により検出される、活性化波の割合を示すといった、同一の波により制限された複数の電極のうちの１つの最早期興奮を提示する発生源の挙動の発生率を表すマップを含んでもよい。活性化／波マップ３２６はまた、例えば、細動波の開始と関係する電極位置の発生率を表すマップを含んでもよい。

【0046】

各ＩＣ ＥＣＧ信号を使用して、電圧マップ３４２及び細分化マップ３４０を独立して生成する。マップ３３６〜３４４の生成に使用した情報を組み合わせて、組み合わせたマップ又はビデオ３４６を提供する。いくつかの実施形態において、活性化／波マップ３３６及び電圧マップ３４２の生成に使用した情報を組み合わせて、組み合わせた活性化／波／電圧マップ又はビデオを生成し、ＣＶマップ３３８、ブロックマップ３４４、及び細分化マップ３４０の生成に使用した情報を組み合わせて、組み合わせたＣＶ／ブロック／細分化マップ又はビデオを生成する。ブロック３４８にて、組み合わせたマップ／ビデオ３４６を分析（例えば、例示的なマップ判読層の一部として、医療関係者により判読）して、ブロック３５０でアブレーションするＲＯＩを決定する。組み合わせたマップ／ビデオ３４６は、容易に可視化及び判読可能なＡＦプロセス３１６の空間−時間的発現を表し、アブレーションのためのＲＯＩを決定するための、効率的かつ正確なプロセスを容易にする。決定したＲＯＩを、例えば色、４Ｄマップ上の３Ｄ断面、アイコン（例えば動的に変化するアイコン）などにより表して（例えば表示して）よい。

【0047】

いくつかの実施形態において、組み合わせた促進因子／永続因子マップ３３４と、組み合わせたマップ／ビデオ３４６の両方を使用して、ブロック３５０にてアブレーションのためのＲＯＩを決定する。いくつかの実施形態において、組み合わせた促進因子／永続因子マップ３３４又は組み合わせたマップ／ビデオ３４６のいずれか一方を使用して、ブロック３５０にてアブレーションのためのＲＯＩを決定する。例えば、組み合わせたマップ／ビデオ３４６を使用する（例えば、見る、分析する）ことなく、組み合わせた促進因子／永続因子マップ３３４を使用して、ブロック３５０にてアブレーションのためのＲＯＩを決定することができる。

【0048】

いくつかの実施形態において、品質マップ３３２もまた、組み合わせた促進因子／永続因子マップ３３４及び／又は組み合わせたマップ／ビデオ３４６と組み合わせて使用して、ブロック３５０にてアブレーションのためのＲＯＩを決定する。品質マップ３３２を使用して、ＡＦ基質３１４に関係する生成されたマップ（例えば、促進因子マップ３２８、永続因子マップ３３０、及び促進因子／永続因子マップ３３４）、並びにＡＦプロセス３１６パラメータに関係する生成されたマップ（例えば、活性化／波マップ３３６、ＣＶマップ３３８、細分化マップ３４０、電圧マップ３４２、及びブロックマップ３４４）の信頼性を決定する。品質マップの品質が低いと、生成したマップは信頼性が低く、品質マップが、生成したマップの基準として高い品質の信号（ＩＣ ＥＣＧ）を示す場合と比較して、アブレーションのＲＯＩ（３５０）を指定することは、（例えば、医師による）注意レベルが高いとみなさなければならない。

【0049】

いくつかの実施形態において、ブロック３５０でのアブレーションのためのＲＯＩを決定することは、アブレーションのための１つ又は２つ以上のＲＯＩの決定に使用する１つ又は２つ以上のアブレーション部位の指定又は選択を含む。例えば、促進因子のエビデンス及び永続因子のエビデンスからアブレーション部位を指定又は選択（例えば、促進因子マップ３２８、永続因子マップ３３０、又は組み合わせた促進因子／永続因子マップ３３４から判定）してもよく、指定した部位に基づいてＲＯＩを決定してもよい。

【0050】

本明細書にて開示したマップ及びマッピング手法は、潜在的に、（ｉ）ＡＦマップの分析訓練時間を減少させ、（ｉｉ）アブレーションのためのＲＯＩを決定する時間を減少させ、（ｉｉｉ）ＡＦマップの効率的な判読を容易にし、（ｉｖ）促進因子の隔離及び消滅、経路の延長、リエントリ回路、細動伝導、及び細分化した電位の低速化を目的とするアブレーションに対するアブレーションの成功率を増加させる。

【0051】

上述したように、ＡＦは、細動を引き起こす異常な電気放電の病巣源をアブレーションすることにより治療され得る。本発明の実施形態は、病巣源を特定することにより、そのような治療を容易にする。病巣源のそのような特定を行うための方法が、図４〜図６に示されている。

【0052】

図４は、ＡＦの発生中に被験者から仮定上の心内心電図（ＥＣＧ）信号２０ａ、２０ｂ、及び２０ｃが取得される、病巣源を特定するための方法の実施形態を示す。この方法は、「ＲＳベースの方法」と呼ばれることもある。信号２０ａ〜ｃは、例えば、被験者の心臓組織の隣接領域に接触している、それぞれの電極によって、取得することができる。実際には、そのような信号取得電極が多く（例えば、数十又は数百）組織上に分布して、組織の「マッピング」を生成することができる。

【0053】

図４中の各信号は、一連のＲ−Ｓ複合体２２を含み、各Ｒ−Ｓ複合体は、Ｒ波（図中の「Ｒ」）と、それに続くＳ波（図中の「Ｓ」）と、を含む。（説明のために、図４では仮定上の信号を概略的に示しており、実際の心内ＥＣＧ信号で通常観察される詳細レベルを必ずしも含んでいないことに、留意されたい。）

【0054】

ＡＦの病巣源からのＥＣＧ信号は、ＥＣＧ信号のＲ波よりもはるかに大きなＳ波を示す。病巣源からの距離が増加するにつれて、Ｒ波はＳ波に対してより大きくなる。したがって、図４に示される仮定上のデータにおけるＲ波及びＳ波の大きさは、信号２０ｃを取得した電極が、病巣源に、又は病巣源の非常に近くに、位置し得ることを示している。信号２０ａ（これは、ほぼ同じ大きさのＲ波及びＳ波を有する）を取得した電極は、病巣源に次に最も近い位置にあり得、信号２０ｂを取得した電極がこれに続く。

【0055】

少数の興奮サイクル（図４に示されるような）に渡る、Ｒ波及びＳ波の大きさは、必ずしも病巣源の特定をもたらさない。しかしながら、より多数のサイクルに渡って、例外が比較的少なく、一貫して十分に強いＳ波を示す信号は、実際に、病巣源から発せられている可能性が高い。

【0056】

本発明の実施形態は、更に、病巣源の位置を特定するための別の方法を使用する。この第２の方法によれば、Ｒ−Ｓ複合体の各々についての局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を、例えば、Ｒ−Ｓ複合体の導関数が、Ｒ波とＳ波との間でその最も負の値を取得する時間を特定することにより、特定する。各興奮サイクルの間、病巣源のＬＡＴは、定義により、組織の隣接領域のＬＡＴより先に起こるので、ＬＡＴを使用して病巣源を特定することができる。

【0057】

例えば、図４は、信号２０ｃ、２０ａ、及び２０ｂの第１のＲ−Ｓ複合体に対する、Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３のＬＡＴをそれぞれ示す。例えば、波を次の３つの異なるタイプ、即ち、周辺波（peripheral wave）（外部からマッピング領域に入る波）と、心外膜突破波（マッピング領域内部の心外膜表面に現れる波）と、不連続伝導波（１３〜４０ｍｓの時間遅延を伴い別の細動波の側面境界で開始する波）と、に分解する波マッピング技術を使用して、信号２０ａに属する複合体２１ａ、信号２０ｂに属する複合体２１ｂ、及び信号２０ｃに属する複合体２１ｃの、これら３つのＲ−Ｓ複合体が、同一の興奮サイクルに属することを確認することができる。したがって、Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３の時系列の順番は、信号２０ｃを取得した電極が病巣源に又はその非常に近くにあり得、その次に近いのは信号２０ａを取得した電極であり、信号２０ｂを取得した電極がその後に続くことを示している。

【0058】

少数の興奮サイクル（図４に示されているような）に渡る、興奮到達時間の順序は、必ずしも病巣源の特定をもたらさない。しかしながら、より多数のサイクルに渡って、例外が比較的少なく、一貫して組織の隣接領域に対して最も早い興奮到達時間を示す信号は、実際に、病巣源から発せられている可能性が高い。

【0059】

後者の「ＬＡＴベース」の方法は、妥当な程度の成功率で病巣源を特定することができるが、この方法は、特定の病巣源が電極マッピングの範囲の外側にある場合には、失敗することがある。そのような場合、電極により記録される最早期興奮の領域は、実際の病巣源が近くに、電極マッピングの範囲の外側にある場合であっても、病巣源として特定されることがある。更に、信号中のノイズが、ＬＡＴの間違った特定及び／又は順序付けにつながり、したがって、病巣源の間違った特定につながる危険性がある。

【0060】

同様に、上述した「ＲＳベース」の方法（これは、「形態学的分析」とも呼ばれることがある）のみを使用すると、電極マッピングにおける不十分な解像度により、特定の領域が、その領域の一部のみが実際の病巣源である場合であっても、病巣源として特定されることにつながる危険性がある。更に、非接触及び信号中のノイズは、Ｒ波及びＳ波の大きさの不適切な測定につながり得るため、病巣源の間違った特定につながり得る。

【0061】

上記に鑑みて、以下で更に説明するように、この２つの方法を組み合わせて使用すると、より高い信頼度で病巣源を特定することが可能になる。例えば、ＬＡＴ法によって特定された、特定の最早期興奮点が強いＳ波を示していない場合には、この最早期興奮点は病巣源ではない可能性が高いと推定され得る。結果として、いくつかの場合では、真の病巣源を見つけるために、最早期興奮点の近くの更なる組織の領域上に、電極を配置することができる。同様に、特定の領域が強いＳ波を示すが、十分に最早期興奮を示さない場合には、その領域は病巣源を包含していない可能性が高いと推定でき、又は、代替的には、その領域を、より高い解像度でマッピングすることができる。

【0062】

ここで図５を参照すると、図５は、本発明のいくつかの実施形態に従って、ＡＦの発生中に被験者から取得される仮定上のデータの概略図である。

【0063】

図５の左側には、３次元のバスケット状電極アセンブリ２３の描写があり、このアセンブリは、上述したように、被験者の心臓組織をマッピングするために使用され得る。このような描写は、例えば、マッピング手順の間に、ディスプレイ上に示されてもよい。アセンブリ２３中の電極には、１〜６４の番号が振られている。（これらの数字のうちいくつかは、図中には明確に示されていない。）

【0064】

アセンブリ２３によって記録されたＥＣＧ信号に基づいて、図５の右側に示されるようなマップ（又は配列）が構築され、ディスプレイ上に表示され得る。例えば、図５はＬＡＴベースのマップ２４及びＲＳベースのマップ２６を示している。これらのマップのそれぞれは、３次元のバスケット状電極アセンブリを２次元のアレイに変換し、このアレイ中の各要素は、それぞれの電極に対応する。例えば、アセンブリの電極１は要素Ａ１に、電極２はＡ２に、電極９はＢ１に、などのようにマッピングされる。このようなレイアウトは、取得したデータをより容易に可視化することを可能にする。（いくつかの実施形態では、２次元のアレイの代わりに１次元のアレイが示されてもよい。）

【0065】

ＬＡＴベースのマップ２４は、異なるサイズのマーカによって、マッピング期間中に電極により記録された最早期興奮サイクルのそれぞれの数を表す。例えば、サイズ「１０」のマーカは、マッピング期間中に、対応する電極が、１０回の最早期興奮、即ち、隣接する電極の全ての興奮よりも早かった１０回の興奮、を記録したことを示すことができる。したがって、例えば、マップ２４中の比較的大きなマーカＣ５は、マーカＣ５に対応する電極、即ち電極２１が、比較的多数の最早期ＬＡＴを記録したことを示す。一方、マーカＡ１の比較的に小さなサイズは、電極１が多数の最早期興奮を記録しなかったことを示す。

【0066】

類似して、ＲＳベースのマップ２６は、異なるサイズのマーカにより、マップ２４が基づいているのと同じマッピング期間中に（即ち、興奮サイクルの同一のシーケンスに渡って）、電極により記録されたそれぞれの平均のＲ対Ｓ比を表している。（Ｒ対Ｓ比は、Ｓ波の絶対的な大きさに対するＲ波の絶対的な大きさの割合である。）より高い比は、マップ２６ではより小さなサイズのマーカによって表わされ、逆に、より低い比は、より大きなサイズのマーカによって表わされる。

【0067】

これらのマップを互いに関連付けることにより、両方のマップで比較的に大きな特定のマーカを特定することができ、したがって、特定の関心領域を特定することができる。例えば、マーカＣ４、Ｃ５及びＤ５は両方のマップにおいて比較的に大きく、したがって、これらのマーカに対応する電極は、１つ又は２つ以上の病巣源の近くにある可能性が高い。一方、マーカＣ６はマップ２４では比較的に大きいが、マップ２６では大きくはなく、したがって、マーカＣ６に相当する電極は病巣源ではない可能性が高い。したがって、ＬＡＴベースのマップ２４とＲＳベースのマップ２６とを関連付けることにより（即ち、これらのマップのうちの一方で特定された潜在的な病巣源が、他方のマップでも特定されるかをチェックすることにより）、これらのマップのうちの片方のみが使用された場合と比べて、病巣源がより高い信頼度で特定され得る。そのような関連付けは、プロセッサによって自動的に、又は、例えばディスプレイ上で２つのマップを見るのに応答して手動で、行うことができる。

【0068】

本発明の範囲は、任意の適切な表現システムを使用してマップ２４及び２６を表示することを含むことに留意されたい。即ち、任意の適切なタイプのマーカを使用することができ、マーカのサイズの代わりに、又はこれに加えて、任意の適切な特性（例えば、色、テクスチャ、サイズ）がマーカに対して区別をして設定することができる。代替的に又は追加的に、ＬＡＴを示すマーカ及び／又はＲＳを示すマーカが、トポロジー的なアレイで示される代わりに、又はこれに加えて、３次元のアセンブリ２３の描写上に示されてもよい。

【0069】

複数の病巣源が存在するＡＦのいくつかの場合では、複数の病巣源のいずれも優勢ではない。しかしながら、他の場合では、病巣源のうちの少なくとも１つが、不整脈を主に引き起こす優勢な病巣源であり、その結果、この優勢な１つ又は複数の病巣源を特定することが一般的に有益である。

【0070】

優勢な病巣源が存在する場合を図６に示しており、図６は、ＡＦの発生中に被験者から取得される仮定上のＥＣＧ信号の概略図である。信号３６は、ＡＦの発生中に被験者の冠静脈洞から取得される仮定上の不整脈信号である。信号３８ａ及び３８ｂは、被験者のそれぞれの病巣源から発せられたものとして（例えば、上述した技術を使用して）特定された、仮定上の心内ＥＣＧ信号である。

【0071】

いくつかの実施形態では、病巣源信号のそれぞれのサイクル長Ｌ１を不整脈心拍動信号の時間的に対応するサイクル長Ｌ０と比較することにより、優勢な病巣源が（例えば、プロセッサによって自動的に）見つけられる。信号のサイクル長が心拍動信号のサイクル長に最もよく一致する病巣源が、優勢な病巣源とみなされる。例えば、図６では、信号３８ａのサイクル長が、信号３８ｂのサイクル長よりも信号３６のサイクル長によりよく一致する。例えば、信号３８ａにおけるＲ−Ｓ複合体４０ａと４０ｂとの間の時間は、信号３６におけるＲ−Ｓ複合体４２ａと４２ｂとの間の時間にほぼ等しく、信号３８ａにおけるＲ−Ｓ複合体４０ｂと４０ｃとの間の時間は、信号３６におけるＲ−Ｓ複合体４２ｂと４２ｃとの間の時間にほぼ等しい、などである。したがって、信号３８ａの発生源は、優勢な病巣源として特定される。

【0072】

図６は比較的単純な場合を示しているが、本発明の実施形態は、より複雑な場合、例えば、病巣源が異なる時間に興奮する場合、及び／又は複数の病巣源が存在する場合などに、優勢な病巣源を特定するためにも使用できることに、留意されたい。例えば、本発明の実施形態は、互いに交互に不整脈を引き起こす２つ以上の病巣源を特定することができる。

【0073】

本明細書における開示に基づき多くの変更が可能であると理解されるべきである。特定の組み合わせにおける特徴及び構成要素を上述したが、それぞれの特徴又は構成要素は、他の特徴及び構成要素なしで単独で、又は他の特徴及び構成要素と種々に組み合わせて、若しくは組み合わせることなく使用することができる。

【0074】

参照により本特許出願に援用された文書は、これらの援用された文書で定義されているあらゆる用語が、本明細書において明示的又は暗示的になされた定義と相反するような場合を除いて、本出願の一体部分とみ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。

【0075】

提供される方法は、汎用コンピュータ、プロセッサ、又はプロセッサコアへの実装を含む。好適なプロセッサとしては、例として、汎用プロセッサ、特殊用途のプロセッサ、従来のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数個のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つ又は２つ以上のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、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）回路、任意の他の種類の集積回路（ＩＣ）、及び／又はステートマシンが挙げられる。かかるプロセッサは、処理したハードウェア記述言語（ＨＤＬ）の命令の結果、及びネットリストを含む他の仲介データ（コンピュータの可読媒体に保管可能なかかる命令）を使用する製造プロセスを構成することにより製造することができる。かかる処理の結果は、続いて、本明細書に記載の方法を実装するプロセッサを製造するための、半導体製造プロセスで使用されるマスクワークとすることができる。

【0076】

本明細書において提供する方法又はフローチャートは、汎用コンピュータ若しくはプロセッサにより実行するための、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に組み込まれるコンピュータプログラム、ソフトウェア、又はファームウェアに実装することができる。非一時的なコンピュータ可読記憶媒体の例としては、ＲＯＭ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体記憶装置、内部ハードディスク及び取り外し可能なディスクなどの磁気媒体、磁気光学媒体、並びにＣＤ−ＲＯＭディスク、及びデジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）などの光学媒体が挙げられる。

【0077】

〔実施の態様〕
（１） 病巣源を特定する方法であって、
複数のセンサを介して、経時的に心電図（ＥＣＧ）信号を検出する工程であって、該複数のセンサのうちの１つを介して検出された各ＥＣＧ信号は、心臓内の位置を有し、かつ該心臓の電気活動を示し、各信号は少なくともＲ波及びＳ波を含む、工程と、
該複数のＥＣＧ信号のそれぞれについてＲ対Ｓ比を含むＲ−Ｓマップを生成する工程であって、該Ｒ対Ｓ比は、該Ｒ波の絶対的な大きさの、該Ｓ波の絶対的な大きさに対する比を含む、工程と、
該複数のＥＣＧ信号のそれぞれについて、１つ又は２つ以上の局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を特定する工程と、
該Ｒ−Ｓマップ上の該複数のＥＣＧ信号のうちの１つ又は２つ以上についての該Ｒ対Ｓ比と該特定されたＬＡＴとを関連付け、該関連付けを使用して該病巣源を特定する工程と、を含む、方法。
（２） 前記１つ又は２つ以上のＬＡＴを特定する工程は、
前記Ｒ−Ｓ比のそれぞれについて導関数を計算する工程と、
前記Ｒ−Ｓ比の該計算された導関数の負の最大値を有する、最早期興奮ＬＡＴを特定する工程と、を更に含む、実施態様１に記載の方法。
（３） 前記Ｒ−Ｓマップを生成する工程が、
前記複数のＥＣＧ信号から、前記Ｒ波の前記大きさと前記Ｓ波の前記大きさとの間の差が最も大きい最強ＥＣＧ信号、及び該最強ＥＣＧ信号を有する前記センサの位置を決定する工程を更に含み、前記病巣源のうちの少なくとも１つが、該最強ＥＣＧ信号及び前記最早期興奮ＬＡＴを有する前記センサの該位置として特定される、実施態様２に記載の方法。
（４） 前記Ｒ−Ｓマップ及び前記ＬＡＴを表示デバイス上に表示する工程と、
色、テクスチャ、及びサイズの群から選択される適切な特性を使用して、前記特定された病巣源を描写する工程と、を更に含む、実施態様３に記載の方法。
（５） 前記特定された病巣源から優勢な病巣源を決定する工程を更に含む、実施態様１に記載の方法。

【0078】

（６） 前記優勢な病巣源を決定する工程が、
前記特定された病巣源のそれぞれのサイクル長を、不整脈心拍動信号の時間的に対応するサイクル長と比較する工程と、
該不整脈心拍動の該時間的に対応するサイクル長に最もよく一致する該サイクル長を有する前記特定された病巣源として、前記優勢な病巣源を決定する工程と、を含む、実施態様５に記載の方法。
（７） 病巣源を特定するためのシステムであって、
複数のセンサであって、該複数のセンサの各々は、経時的に複数の心電図（ＥＣＧ）信号のうちの１つを検出するように構成され、該複数のＥＣＧ信号の各々は、心臓内の位置を有し、かつ該心臓の電気活動を示し、各信号は少なくともＲ波及びＳ波を含む、複数のセンサと、
１つ又は２つ以上のプロセッサを含む処理デバイスであって、
該複数のＥＣＧ信号のそれぞれについてＲ対Ｓ比を含むＲ−Ｓマップを生成することであって、該Ｒ対Ｓ比は、該Ｒ波の絶対的な大きさの、該Ｓ波の絶対的な大きさに対する比を含む、ことと、
該複数のＥＣＧ信号のそれぞれについて、１つ又は２つ以上の局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を特定することと、
該Ｒ−Ｓマップ上の該複数のＥＣＧ信号のうちの１つ又は２つ以上についての該Ｒ対Ｓ比と該特定されたＬＡＴとを関連付け、該関連付けを使用して該病巣源を特定することと、を行うように構成されている、処理デバイスと、を含む、システム。
（８） 前記処理デバイスは、
前記Ｒ−Ｓ比のそれぞれについて導関数を計算することと、
前記Ｒ−Ｓ比の該計算された導関数の負の最大値を有する、最早期興奮ＬＡＴを特定することと、を行うように更に構成されている、実施態様７に記載のシステム。
（９） 前記処理デバイスは、
前記複数のＥＣＧ信号から、前記Ｒ波の前記大きさと前記Ｓ波の前記大きさとの間の差が最も大きい最強ＥＣＧ信号、及び該最強ＥＣＧ信号を有する前記センサの位置を決定するように更に構成され、前記病巣源のうちの少なくとも１つが、該最強ＥＣＧ信号及び前記最早期興奮ＬＡＴを有する前記センサの該位置として特定される、実施態様８に記載のシステム。
（１０） 表示デバイスを更に含み、
前記処理デバイスは、
前記Ｒ−Ｓマップ及び前記ＬＡＴを該表示デバイス上に表示することと、
色、テクスチャ、及びサイズの群から選択される適切な特性を使用して、前記特定された病巣源を描写することと、を行うように更に構成されている、実施態様９に記載のシステム。

【0079】

（１１） 前記処理デバイスが、前記特定された病巣源から優勢な病巣源を決定するように更に構成されている、実施態様７に記載のシステム。
（１２） 前記処理デバイスは、
前記特定された病巣源のそれぞれのサイクル長を、不整脈心拍動信号の時間的に対応するサイクル長と比較することと、
該不整脈心拍動の該時間的に対応するサイクル長に最もよく一致する該サイクル長を有する前記特定された病巣源として、前記優勢な病巣源を決定することと、を行うように更に構成されている、実施態様１１に記載のシステム。
（１３） コンピュータプログラム命令が格納された非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を含むコンピュータソフトウェア製品であって、該命令は、コンピュータにより実行されると、該コンピュータに、
複数のセンサを介して、経時的に心電図（ＥＣＧ）信号を検出する工程であって、該複数のセンサのうちの１つを介して検出された各ＥＣＧ信号は、心臓内の位置を有し、かつ該心臓の電気活動を示し、各信号は少なくともＲ波及びＳ波を含む、工程と、
該複数のＥＣＧ信号のそれぞれについてＲ対Ｓ比を含むＲ−Ｓマップを生成する工程であって、該Ｒ対Ｓ比は、該Ｒ波の絶対的な大きさの、該Ｓ波の絶対的な大きさに対する比を含む、工程と、
該複数のＥＣＧ信号のそれぞれについて、１つ又は２つ以上の局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を特定する工程と、
該Ｒ−Ｓマップ上の該複数のＥＣＧ信号のうちの１つ又は２つ以上についての該Ｒ対Ｓ比と該特定されたＬＡＴとを関連付け、該関連付けを使用して該病巣源を特定する工程と、を行わせる、コンピュータソフトウェア製品。
（１４） １つ又は２つ以上のＬＡＴを特定する工程が、
前記Ｒ−Ｓ比のそれぞれについて導関数を計算する工程と、
前記Ｒ−Ｓ比の該計算された導関数の負の最大値を有する、最早期興奮ＬＡＴを特定する工程と、を含む、実施態様１３に記載のコンピュータソフトウェア製品。
（１５） 前記Ｒ−Ｓマップを生成する工程が、
前記複数のＥＣＧ信号から、前記Ｒ波の前記大きさと前記Ｓ波の前記大きさとの間の差が最も大きい最強ＥＣＧ信号、及び該最強ＥＣＧ信号を有する前記センサの位置を決定する工程を含み、前記病巣源のうちの少なくとも１つが、該最強ＥＣＧ信号及び前記最早期興奮ＬＡＴを有する前記センサの該位置として特定される、実施態様１４に記載のコンピュータソフトウェア製品。

【0080】

（１６） 前記Ｒ−Ｓマップ及び前記ＬＡＴを表示デバイス上に表示する工程と、
色、テクスチャ、及びサイズの群から選択される適切な特性を使用して、前記特定された病巣源を描写する工程と、を更に含む、実施態様１５に記載のコンピュータソフトウェア製品。
（１７） 前記特定された病巣源から優勢な病巣源を決定する工程を更に含む、実施態様１３に記載のコンピュータソフトウェア製品。
（１８） 優勢な病巣源を決定する工程は、
前記特定された病巣源のそれぞれのサイクル長を、不整脈心拍動信号の時間的に対応するサイクル長と比較する工程と、
該不整脈心拍動の該時間的に対応するサイクル長に最もよく一致する該サイクル長を有する前記特定された病巣源として、前記優勢な病巣源を決定する工程と、を更に含む、実施態様１７に記載のコンピュータソフトウェア製品。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】