▶ バイオセンス・ウエブスター・（イスラエル）・リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022105486
(43)【公開日】2022-07-14
(54)【発明の名称】心房細動における局所興奮到達ドライバ分類マッピング
(51)【国際特許分類】
A61B 5/361 20210101AFI20220707BHJP
A61B 5/287 20210101ALI20220707BHJP
【ＦＩ】
A61B5/361
A61B5/287 200
【審査請求】未請求
【請求項の数】24
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021214073
(22)【出願日】2021-12-28
(31)【優先権主張番号】63/133,723
(32)【優先日】2021-01-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/537,929
(32)【優先日】2021-11-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【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】クン・シャ
(72)【発明者】
【氏名】ルイゼッタ・ヴァディモヴナ・ナヴラズニク
【テーマコード（参考）】
4C127
【Ｆターム（参考）】
4C127AA02
4C127GG05
4C127GG13
4C127GG16
4C127LL08
(57)【要約】
【課題】細動している心房にどの程度のリモデリングが存在するかを推定するための新規な戦略を開発すること。
【解決手段】心房細動を受けている心臓組織と接触している複数の電極から、それぞれの信号を取得することと、信号から、電極のペアの間の相互情報指標を計算することと、を含む方法。グラフは、電極をノードとし、選択された相互情報指標閾値を超えるエッジをその間の接続として、生成される。ノードの各々について、それぞれの局所効率指標が計算され、選択された相互情報指標閾値の結果的局所効率を公式化するために、指標が平均化される。心房細動を分類するために、結果的局所効率および選択された相互情報指標閾値が分析される。
【選択図】図１
【解決手段】心房細動を受けている心臓組織と接触している複数の電極から、それぞれの信号を取得することと、信号から、電極のペアの間の相互情報指標を計算することと、を含む方法。グラフは、電極をノードとし、選択された相互情報指標閾値を超えるエッジをその間の接続として、生成される。ノードの各々について、それぞれの局所効率指標が計算され、選択された相互情報指標閾値の結果的局所効率を公式化するために、指標が平均化される。心房細動を分類するために、結果的局所効率および選択された相互情報指標閾値が分析される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置であって、
心房細動を受けている心臓組織と接触するように構成された複数の電極を有するプローブと、
プロセッサであって、
前記電極から信号を受信し、前記信号から、前記電極の複数のペア間の相互情報指標を計算し、
前記電極をノードとして、およびエッジを前記それぞれの相互情報指標が選択された相互情報指標閾値を超えるその間の接続として、グラフを生成し、
接続されたノード間の経路長に基づいて、前記ノードと前記ノードに接続された別のノードとの間の情報交換の効率を示す、各ノードのそれぞれの局所効率指標を計算し、
前記選択された相互情報指標閾値の結果的局所効率を公式化するために、前記ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化し、
前記心房細動を分類するために、前記結果的局所効率および前記選択された相互情報指標閾値を分析する
ように構成されたプロセッサと
を備える装置。
心房細動を受けている心臓組織と接触するように構成された複数の電極を有するプローブと、
プロセッサであって、
前記電極から信号を受信し、前記信号から、前記電極の複数のペア間の相互情報指標を計算し、
前記電極をノードとして、およびエッジを前記それぞれの相互情報指標が選択された相互情報指標閾値を超えるその間の接続として、グラフを生成し、
接続されたノード間の経路長に基づいて、前記ノードと前記ノードに接続された別のノードとの間の情報交換の効率を示す、各ノードのそれぞれの局所効率指標を計算し、
前記選択された相互情報指標閾値の結果的局所効率を公式化するために、前記ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化し、
前記心房細動を分類するために、前記結果的局所効率および前記選択された相互情報指標閾値を分析する
ように構成されたプロセッサと
を備える装置。
【請求項2】
前記信号が、ユニポーラもしくはバイポーラ電圧または活動電位電圧対時間信号である、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記信号から計算することが、前記信号から局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を推定することを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項4】
前記心臓組織が心房の一部であり、前記心房細動を分類することが、前記心房のリモデリングのパーセンテージを推定することを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項5】
前記プロセッサが、前記心房細動の分類を前記装置のユーザに対して提示するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項6】
前記複数の電極が、多数のスパインを有するカテーテル上に配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項7】
前記複数の電極に含まれる最近傍電極が３ｍｍ未満だけ離れている、請求項１に記載の装置。
【請求項8】
前記ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化することが、所与のノードに直接接続されたノードの部分グラフを生成することと、前記部分グラフの各々について局所効率指標を計算することと、計算された前記局所効率指標を平均化することと、を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項9】
前記グラフを生成するステップと、結果的局所効率および相互情報閾値の順序対のセットを生成するように、前記選択された相互情報指標閾値をインクリメントしながら前記それぞれの局所効率指標を平均化するステップと、を繰り返すことを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項10】
前記心房細動を分類するために前記順序対のセットを分析することを含む、請求項９に記載の装置。
【請求項11】
前記順序対のセットを分析することが、前記セットに多項式を適合させることと、前記多項式の一次導関数に応答して前記心房細動を分類することと、を含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項12】
前記信号から計算することが、前記信号から、前記電極の全てのペアの間のそれぞれの相互情報指標を計算することを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項13】
方法であって、
心房細動を受けている心臓組織と接触している複数の電極から、それぞれの信号を取得することと、
前記信号から、前記電極の複数のペア間のそれぞれの相互情報指標を計算することと、
前記電極をノードとして、およびエッジを前記それぞれの相互情報指標が選択された相互情報指標閾値を超えるその間の接続として、グラフを生成することと、
接続されたノード間の経路長に基づいて、前記ノードと前記ノードに接続された別のノードとの間の情報交換の効率を示す、各ノードのそれぞれの局所効率指標を計算することと、
前記選択された相互情報指標閾値の結果的局所効率を公式化するために、前記ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化することと、
前記心房細動を分類するために、前記結果的局所効率および前記選択された相互情報指標閾値を分析することと
を含む方法。
心房細動を受けている心臓組織と接触している複数の電極から、それぞれの信号を取得することと、
前記信号から、前記電極の複数のペア間のそれぞれの相互情報指標を計算することと、
前記電極をノードとして、およびエッジを前記それぞれの相互情報指標が選択された相互情報指標閾値を超えるその間の接続として、グラフを生成することと、
接続されたノード間の経路長に基づいて、前記ノードと前記ノードに接続された別のノードとの間の情報交換の効率を示す、各ノードのそれぞれの局所効率指標を計算することと、
前記選択された相互情報指標閾値の結果的局所効率を公式化するために、前記ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化することと、
前記心房細動を分類するために、前記結果的局所効率および前記選択された相互情報指標閾値を分析することと
を含む方法。
【請求項14】
前記信号が、ユニポーラもしくはバイポーラ電圧または活動電位電圧対時間信号である、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記信号から計算することが、前記信号から局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を推定することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項16】
前記心臓組織が心房の一部であり、前記心房細動を分類することが、前記心房のリモデリングのパーセンテージを推定することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項17】
前記心房細動の分類を前記方法のユーザに対して提示することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項18】
前記複数の電極が、多数のスパインを有するカテーテル上に配置されている、請求項１３に記載の方法。
【請求項19】
前記複数の電極に含まれる最近傍電極が３ｍｍ未満だけ離れている、請求項１３に記載の方法。
【請求項20】
前記ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化することが、所与のノードに直接接続されたノードの部分グラフを生成することと、前記部分グラフの各々について局所効率指標を計算することと、計算された前記局所効率指標を平均化することと、を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項21】
前記グラフを生成するステップと、結果的局所効率および相互情報閾値の順序対のセットを生成するように、前記選択された相互情報指標閾値をインクリメントしながら前記それぞれの局所効率指標を平均化するステップと、を繰り返すことを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項22】
前記心房細動を分類するために前記順序対のセットを分析することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記順序対のセットを分析することが、前記セットに多項式を適合させることと、前記多項式の一次導関数に応答して前記心房細動を分類することと、を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項24】
前記信号から計算することが、前記信号から、前記電極の全てのペアの間のそれぞれの相互情報指標を計算することを含む、請求項１３に記載の方法。
【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、参照により本明細書に組み込まれる、２０２１年１月４日に出願された米国仮特許出願第６３／１３３，７２３号の利益を主張する。
本出願は、参照により本明細書に組み込まれる、２０２１年１月４日に出願された米国仮特許出願第６３／１３３，７２３号の利益を主張する。
【0002】
（発明の分野）
本発明は、概して心臓学に関し、具体的には心不整脈に関する。
本発明は、概して心臓学に関し、具体的には心不整脈に関する。
【背景技術】
【0003】
心房細動（ＡＦ）は、２０５０年までに米国で６００～１２００万人、２０６０年までにヨーロッパで１７９０万人に影響を及ぼすと予測される、最も一般的な不整脈である。高周波（ＲＦ）または不可逆電気穿孔（ＩＲＥ）またはパルスフィールド（ＰＦ）アブレーションは、心臓内の電波の経路を変更するように作用するＡＦの治療選択肢である。しかしながら、アブレーションを効果的に適用するためには、ＡＦのソースまたはドライバを位置特定することが重要であり、これを実施するための方法が知られている。
【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、
心房細動を受けている心臓組織と接触している複数の電極から、それぞれの信号を取得することと、
信号から、電極の複数のペア間のそれぞれの相互情報指標を計算することと、
電極をノードとして、およびエッジをそれぞれの相互情報指標が選択された相互情報指標閾値を超えるその間の接続として、グラフを生成することと、
接続されたノード間の経路長に基づいて、ノードとノードに接続された別のノードとの間の情報交換の効率を示す、各ノードのそれぞれの局所効率指標を計算することと
選択された相互情報指標閾値の結果的局所効率を公式化するために、ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化することと、
心房細動を分類するために、結果的局所効率および選択された相互情報指標閾値を分析することと
からなる方法を提供する。
心房細動を受けている心臓組織と接触している複数の電極から、それぞれの信号を取得することと、
信号から、電極の複数のペア間のそれぞれの相互情報指標を計算することと、
電極をノードとして、およびエッジをそれぞれの相互情報指標が選択された相互情報指標閾値を超えるその間の接続として、グラフを生成することと、
接続されたノード間の経路長に基づいて、ノードとノードに接続された別のノードとの間の情報交換の効率を示す、各ノードのそれぞれの局所効率指標を計算することと
選択された相互情報指標閾値の結果的局所効率を公式化するために、ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化することと、
心房細動を分類するために、結果的局所効率および選択された相互情報指標閾値を分析することと
からなる方法を提供する。
【0005】
信号は、ユニポーラもしくはバイポーラ電圧または活動電位電圧対時間信号であり得る。
【0006】
典型的には、信号から計算することは、信号から局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を推定することを含む。
【0007】
開示される実施形態では、心臓組織は心房の一部であり、心房細動を分類することは、心房のリモデリングのパーセンテージを推定することを含む。
【0008】
更に開示される実施形態では、方法は、心房細動の分類を方法のユーザに対して提示することを含む。
【0009】
複数の電極は、多数のスパインを有するカテーテル上に配置されてもよい。
【0010】
複数の電極に含まれる最近傍電極は、３ｍｍ未満だけ離れている。
【0011】
別の実施形態では、ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化することは、所与のノードに直接接続されたノードの部分グラフを生成することと、部分グラフの各々について局所効率指標を計算することと、計算された局所効率指標を平均化することと、からなる。
【0012】
更に別の実施形態では、方法は、グラフを生成するステップと、結果的局所効率および相互情報閾値の順序対のセットを生成するように、選択された相互情報指標閾値をインクリメントしながらそれぞれの局所効率指標を平均化するステップと、を繰り返すことを含む。
【0013】
順序対のセットは、心房細動を分類するために分析され得る。典型的には、順序対のセットを分析することは、セットに多項式を適合させることと、多項式の一次導関数に応答して心房細動を分類することと、からなる。
【0014】
更に別の実施形態では、信号から計算することは、信号から、電極の全てのペアの間のそれぞれの相互情報指標を計算することを含む。
【0015】
本発明の一実施形態によれば、装置であって、
心房細動を受けている心臓組織と接触するように構成された複数の電極を有するプローブと、
プロセッサであって、
電極から信号を受信し、信号から、電極の複数のペア間の相互情報指標を計算し、
電極をノードとして、およびエッジをそれぞれの相互情報指標が選択された相互情報指標閾値を超えるその間の接続として、グラフを生成し、
接続されたノード間の経路長に基づいて、ノードとノードに接続された別のノードとの間の情報交換の効率を示す、各ノードのそれぞれの局所効率指標を計算し
選択された相互情報指標閾値の結果的局所効率を公式化するために、ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化し、
心房細動を分類するために、結果的局所効率および選択された相互情報指標閾値を分析する
ように構成されたプロセッサと
を含む装置も提供される。
心房細動を受けている心臓組織と接触するように構成された複数の電極を有するプローブと、
プロセッサであって、
電極から信号を受信し、信号から、電極の複数のペア間の相互情報指標を計算し、
電極をノードとして、およびエッジをそれぞれの相互情報指標が選択された相互情報指標閾値を超えるその間の接続として、グラフを生成し、
接続されたノード間の経路長に基づいて、ノードとノードに接続された別のノードとの間の情報交換の効率を示す、各ノードのそれぞれの局所効率指標を計算し
選択された相互情報指標閾値の結果的局所効率を公式化するために、ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化し、
心房細動を分類するために、結果的局所効率および選択された相互情報指標閾値を分析する
ように構成されたプロセッサと
を含む装置も提供される。
【図面の簡単な説明】
【0016】
以下の本開示の実施形態の詳細な説明を図面と併せ読むことで、本開示のより完全な理解が得られるであろう。
【図1】本発明の一実施形態による、心房細動分類システムの概略描写図である。
【図2】本発明の一実施形態による、システムのプロセッサによって実行されるアルゴリズムのステップのフローチャートである。
【図3】本発明の一実施形態による、２つのヒストグラムを示す。
【図4】本発明の一実施形態による、例示的な概略的領域情報グラフである。
【図5A】本発明の一実施形態による、部分グラフを示す概略図である。
【図5B】本発明の一実施形態による、部分グラフを示す概略図である。
【図6A】本発明の一実施形態による、結果的局所効率対相互情報閾値の概略グラフである。
【図6B】本発明の一実施形態による、結果的局所効率対相互情報閾値の概略グラフである。
【図7A】本発明の一実施形態による、結果的局所効率対相互情報閾値の更なる概略グラフである。
【図7B】本発明の一実施形態による、結果的局所効率対相互情報閾値の更なる概略グラフである。
【図7C】本発明の一実施形態による、結果的局所効率対相互情報閾値の更なる概略グラフである。
【図8】本発明の一実施形態による、局所効率一次導関数対相互情報閾値の概略グラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【0017】
概要
心房細動（ＡＦ）について、ＡＦのドライバを位置特定することが重要であるが、ＲＦ（高周波）またはＩＲＥ（不可逆電気穿孔）／パルスフィールド（ＰＦ）アブレーションの最適な戦略を識別するために心房細動を分類することもまた重要である。大幅なリモデリング、すなわち心房の電気生理学的および／または構造的変更を有する領域は、心房細動維持機構において重要であり得る。その結果、心房がリモデリングされたか否かを知ることは、マッピングおよびアブレーション戦略の改善につながる。
心房細動（ＡＦ）について、ＡＦのドライバを位置特定することが重要であるが、ＲＦ（高周波）またはＩＲＥ（不可逆電気穿孔）／パルスフィールド（ＰＦ）アブレーションの最適な戦略を識別するために心房細動を分類することもまた重要である。大幅なリモデリング、すなわち心房の電気生理学的および／または構造的変更を有する領域は、心房細動維持機構において重要であり得る。その結果、心房がリモデリングされたか否かを知ることは、マッピングおよびアブレーション戦略の改善につながる。
【0018】
本開示は、細動している心房にどの程度のリモデリングが存在するかを推定するための新規な戦略を開発する。
【0019】
本発明の一実施形態では、電極が心房細動を受けている心臓組織に接触するように、複数の電極を備えるプローブがヒト患者に挿入される。プロセッサは、電極から信号を取得し、プローブの電極の各ペア間の相互情報指標を計算する。電極の所与のペアについて、相互情報指標は、ペアの信号の相互依存性の数値を提供する。（例えば、信号が互いに独立している場合、指標はゼロに近い。）
【0020】
プロセッサは、電極をノードとし、選択された相互情報指標閾値を超えるエッジをノード間の接続として、グラフを生成する。一実施形態では、閾値は，電極の少なくとも５０％が接続を有するように選択される。
【0021】
プロセッサは、ノードの各々について局所効率指標を計算し、所与のノードの局所効率指標は、所与のノードに接続されたノードがどれほど効率的に情報を交換するかの尺度である。次いで、プロセッサは、選択された相互情報指標閾値の結果的局所効率指標を生成するために、グラフの局所効率指標を平均化する。
【0022】
プロセッサは、グラフを生成するステップと、結果的局所効率および相互情報閾値の順序対のセットを生成するように、選択された相互情報指標閾値をインクリメントしながらそれぞれの局所効率指標を平均化するステップとを繰り返す。次いで、プロセッサは、心房細動を分類するように、順序対のセットを分析する。
【0023】
分類は、典型的に、心臓組織のリモデリングのパーセンテージを推定することを含む。
【0024】
詳細な説明
以下の説明において、図面中の同様の要素は、同様の数字により識別され、同様の要素は、必要に応じて識別用の数字に文字を添えることにより、区別される。
以下の説明において、図面中の同様の要素は、同様の数字により識別され、同様の要素は、必要に応じて識別用の数字に文字を添えることにより、区別される。
【0025】
ここで、本発明の一実施形態による、心房細動（ＡＦ）分類システム２０の概略描写図である、図１を参照する。図１は、患者２８の心臓２６の組織からユニポーラまたはバイポーラ心臓内ＥＣＧ（心電計）信号を取得するために、本明細書ではプローブ２４とも呼ばれるカテーテル２４を使用している医師２２を示す。カテーテル２４は、その遠位端３１に、機械的に可撓性であり得る複数のスパイン３０を備え、スパインの各々には、２つ以上の電極３２がある。電極３２は、最近傍電極間の分離が３ｍｍ未満となるように、スパイン３０上に配置される。図１は５つのスパインを有するカテーテルを示すが、本発明の実施形態は、他の数のスパインを有するカテーテル、並びに複数の電極を有する他のカテーテルを備え、最近傍電極は３ｍｍ未満だけ分離している。
【0026】
電極３２は、カテーテル２４およびインターフェース３４の導体を介して、プロセッサ３６に結合されている。プロセッサ３６は、処理ユニット４２、典型的には中央処理ユニット（ＣＰＵ）を備え、本明細書ではＣＰＵ４２とも呼ばれ、これはメモリ４６に結合されている。メモリ４６は、ＥＣＧモジュール５０、追跡モジュール５８、およびＡＦ分析モジュール５４など、いくつかのモジュールを備える。これらのモジュールの機能は、以下に記載される。
【0027】
ＣＰＵ４２は、通常、本明細書に記載された機能を実行するようにプログラムされたソフトウェアを用いる汎用プロセッサを含む。ソフトウェアは、例えば、ネットワークを介して、電子形態でダウンロードされ得るか、またはソフトウェアは、代替的に、もしくは付加的に、磁気メモリ、光学メモリ、または電子メモリなどの、非一時的な有形媒体上に提供および／または記憶され得る。
【0028】
医師２２は、キーパッドまたはポインティングユニットの入力デバイス７０、並びにスクリーン７４を介してプロセッサ３６と通信し、プロセッサ３６は、プロセッサによって実行された処置の結果をスクリーン上に提示し得る。
【0029】
システム２０において、ＣＰＵ４２は、追跡モジュール５８を使用して電極３２の位置を追跡し得る。一実施形態では、ＣＰＵおよびモジュールは、システム２０内に高度現在位置（Advanced Current Location：ＡＣＬ）システムを実装するように構成されている。ＡＣＬシステムは、米国特許第８，４５６，１８２号に記載されている。ＡＣＬシステムでは、プロセッサは、遠位電極３２の各々と患者２８の皮膚に結合された複数の表面電極６６との間で測定されたインピーダンスまたは電流に基づいて、遠位電極のそれぞれの位置を推定する。説明を容易にするために、１つの表面電極６６のみが図１に示されている。プロセッサは、次いで、遠位電極３２から受信された任意の電気生理学的信号を、信号が取得された位置と関連付け得る。
【0030】
代替的または追加的に、ＣＰＵおよびモジュール５８は、カリフォルニア州アービンのＢｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒによって製造されたＣａｒｔｏ（登録商標）システムで使用されるような、並びに米国特許第５，３９１，１９９号、同第５，４３３，４８９号、および同第６，１９８，９６３号に記載されるような、電磁追跡システムを使用して、電極３２の位置を追跡するように構成されている。この場合、１つ以上の磁気センサ３８、典型的には単軸、二軸、または三軸コイルが、遠位端３１に取り付けられる。加えて、交番磁界放射体のセット６０が、患者２８の近傍に、典型的にはその下に配置される。セット６０の磁場に応答して、センサ３８内で生成された電流は、モジュール５８によって記録され、モジュールおよびＣＰＵは、遠位端の形状が既知であるかまたは推定され得るので、遠位端の位置、並びに電極３２の位置を判定するために電流を分析する。
【0031】
図２は、本発明の一実施形態による、医師２２の全体的な制御下で、プロセッサ３６によって実行されるアルゴリズムのステップのフローチャートである。フローチャートの最初のステップ１００において、医師２２は、患者が心房細動を有するときに、プローブ２４を患者２８に挿入する。プロセッサ３６は、プローブの遠位端３１を追跡するためにモジュール５８を使用し、医師は、スクリーン７４上でプローブの追跡を観察し、プローブの電極３２が心臓２６の、本明細書では左心房を含むと見なされる心房内の組織の所望の部位に接触するまで遠位端を操作する。
【0032】
典型的には、心房内の追跡は、スクリーン７４上に提示された心房の事前取得されたマップ７８にプローブのアイコンを重ねて、プロセッサ３６によって医師に提示される。モジュール５８によって提供される追跡の使用に加えて、医師は、電極３２と患者２８の皮膚に取り付けられた戻り電極８０との間のインピーダンスを測定するためにプロセッサ３６を使用し、インピーダンスから、電極と心房組織との接触を確認し得る。
【0033】
所定位置につくと、医師２２は、各電極３２について、ユニポーラ信号のセット、すなわち電極８０に対して測定された電圧のセットを取得および記録するために、プローブ２４を動作させる。典型的には、信号のセットは、およそ２分の期間、すなわちおよそ１５０の心拍数にわたって取得されるが、本発明の実施形態は、より短いかまたは長い期間にわたって信号を取得してもよい。典型的には、最低３０秒のＡＦが記録されるべきである。ＣＰＵ４２は、取得された信号をメモリ４６に記憶させ、各信号について、ＣＰＵは、局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を計算するために、ＥＣＧモジュール５０を使用する。患者２８は心房細動を有するため、洞調律の心臓とは異なり、心臓の固定位置にある１つの電極のＬＡＴ値は変化する値を有し、すなわち、１５０心拍について、１５０の異なるＬＡＴ値があり得ることが、理解されるだろう。
【0034】
第１の分析ステップ１０４において、ＣＰＵ４２は、各電極のＬＡＴ値のセットをヒストグラムのビンに整理するために、ＡＦ分析モジュール５４を使用する。典型的には、以下に記載される計算を簡素化するために、ヒストグラムは等幅ビンを有する。本発明の実施形態は、ＬＡＴ値の分布を表すためにヒストグラムを使用し得る。一実施形態では、ビンの数はおよそ
【0035】
【数1】
【0036】
図３は、本明細書では電極ＸおよびＹとも呼ばれる、電極３２Ｘおよび３２Ｙの、本発明の一実施形態による、２つの等幅ビンヒストグラムを示す。ＣＰＵによって実行される計算において、所与のビンの値の数は、ビンの平均ＬＡＴの発生確率
【0037】
【数2】
【0038】
図２のフローチャートのステップ１０４に戻ると、モジュール５４は、式（１）にしたがって、電極３２の複数のペアの相互情報指標を推定する。
【0039】
【数3】
Ｘは第１の所与の電極であり、
Ｙは第２の所与の電極であり、
【0040】
【数4】
【0041】
【数5】
Ｌは各ヒストグラムにおける値の総数であり、
【0042】
【数6】
【0043】
以下の説明では、別途明記されている場合を除き、相互情報指標は、電極３２の全てのペアについて、式（１）を使用して推定される。しかしながら、当業者は、例えば電極のうちのいくつかがプロセッサ３６に結合されていない場合、必要な変更を加えて、電極３２の全てのペアよりも少ないペアについて指標が推定される実施形態に説明を適合させることが可能であり、全てのこのような実施形態は、本発明の範囲に含まれると見なされる。
【0044】
相互情報指標は、当該技術分野で知られており、２つの信号間の依存性の尺度、すなわち、他方の観察に基づいて一方の信号に関して得られた情報の量である。したがって、一方の信号が他方の決定論的関数である場合、これらの相互情報は最大化される。しかし、２つの信号が互いに完全に独立している場合、これらの相互情報は０に近い。
【0045】
グラフ準備ステップ１０８において、ＣＰＵ４２は、電極ペアの設定パーセンテージがその値を上回る相互情報値を有するように相互情報閾値を設定するために、モジュール５４を使用し、次いで、グラフのノードが電極３２を表し、ノード間のエッジが閾値以上の接続を表す、本明細書では領域情報グラフとも呼ばれるグラフを準備する。典型的には、閾値は、電極ペアの５０％を含むように最初に設定される。
【0046】
図４は、本発明の一実施形態による、ＣＰＵ４２によって準備される例示的な概略的領域情報グラフ８２である。例として、グラフ８２には、カテーテルの遠位端３１の電極３２の数に対応する、４８個のノード８４がある。エッジ８６は、相互情報閾値以上の接続に対応するノードを接続する。
【0047】
部分グラフステップ１１２において、領域情報グラフの各所与のノードについて、モジュール５４は、考慮されている所与のノードに接続されたノードのセットを備える、部分グラフを生成する。ＣＰＵ４２は、ペア間の接続の最小数として、セット内のノードの各ペア間の最短経路を計算し、計算のために、ＣＰＵは、あらゆる所与の接続が単位長さを有すると見なす。最短経路長は、メモリ４６に記憶される。
【0048】
【0049】
図５Ａに示されるように、ノード８４Ａは、それぞれノード８４Ｂ、８４Ｃ、８４Ｄ、および８４Ｅとの４つの接続またはエッジ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃ、および８６Ｄを有する。したがって、ノード８４Ａの部分グラフ８８は、ノード８４Ｂ、８４Ｃ、８４Ｄ、および８４Ｅを備える。これらのノードのペア間の最短経路長は、図５Ａの検査から決定されてもよく、表Ｉに示される。
【0050】
【表1】
【0051】
図５Ｂに示されるように、ノード８４Ｈは、それぞれノード８４Ｊ、８４Ｋ、および８４Ｌとの３つの接続またはエッジ８６Ｊ、８６Ｋ、および８６Ｌを有する。したがって、ノード８４Ｈの部分グラフ９０は、ノード８４Ｊ、８４Ｋ、および８４Ｌを備える。ノード８４Ａとは対照的に、ノード８４Ｈの部分グラフのノード間には経路がない。
【0052】
ステップ１１２では、式（２）にしたがって、各ノードについて局所効率指標Ｅｌｏｃａｌを計算するために、最短経路長の逆数が使用される。
【0053】
【数7】
Ｌｉｊは部分グラフＧｉ内のノードｉとｊとの間の最短経路長である。
【0054】
局所効率は、脳を評価する際に使用されてきた。これは、中央ノードが除去されたときに各部分グラフがどれほどうまく情報を交換するかを示す障害耐性を意味する。
【0055】
ＣＰＵ４２は、領域情報グラフ内の各ノードの局所効率指標を計算するために、式（２）を使用する。したがって、ノード８４Ａについて、表Ｉの経路長の値を使用すると、式（２）ではＥｌｏｃａｌが０．０９７２となる。
【0056】
ノード８４Ｈでは、部分グラフのノード間に経路がないので、Ｅｌｏｃａｌは０である。
【0057】
平均化ステップ１１６では、設定された相互情報閾値におけるグラフに結果的局所効率を提供するために、計算された局所効率が平均化される。ＣＰＵ４２は、結果的局所効率および対応する相互情報閾値を順序対としてメモリ４６に記憶させる。
【0058】
決定ステップ１２０およびインクリメントステップ１２４に示されるように、ＣＰＵ４２は、指標の最大値、典型的にはおよそ９５％に到達するまで、ステップ１０８、１１２、および１１６を繰り返し、各反復で相互情報指標閾値をインクリメントする。各反復で、ＣＰＵは、反復が終了したときにＣＰＵ４２に利用可能な順序対のセットがあるように、結果的局所効率および対応する相互情報閾値を順序対として記憶する。
【0059】
結果ステップ１２８において、ステップ１１６で生成された順序対のセットから、ＣＰＵ４２は、結果的局所効率対相互情報閾値のグラフを生成する。
【0060】
図６Ａおよび６Ｂは、本発明の一実施形態による、異なる電極間隔を有するカテーテルの結果的局所効率対相互情報閾値の概略グラフである。図６Ａにおいて、グラフ２００は、１ｍｍの電極の最小間隔を有するカテーテルによって取得された回転信号のシミュレーション結果を示す。図６Ｂでは、グラフ２０４は、３ｍｍの最小間隔を有するカテーテルによって取得された回転信号のシミュレーション結果を示す。
【0061】
グラフ２００に示されるように、プラトーの両側の勾配と比較して、グラフの勾配が減少しているプラトー２０２がある。グラフ２０４には、このようなプラトーはない。グラフ２００および２０４は、電極の間隔が３ｍｍ未満であるとき、信号が回転していればグラフにプラトー領域があることを示している。電極の間隔が３ｍｍ以上であるとき、このプラトーは存在しない。
【0062】
図７Ａ、７Ｂ、および７Ｃは、本発明の一実施形態による、２ｍｍの最小電極間隔を有するカテーテルの結果的局所効率対相互情報閾値の概略グラフである。グラフは、心臓２６の組織のリモデリングの異なるパーセンテージについてのシミュレーション結果のものである。グラフ２１０は１０％リモデリング、グラフ２１４は５０％リモデリング、グラフ２１８は９０％リモデリングである。グラフから明らかなように、１０％リモデリングはプラトーを生成しないが、５０％リモデリングおよび９０％リモデリングはそれぞれプラトー２１６および２２０を生成する。
【0063】
プラトーの存在を頼明確に説明するために、ステップ１２８において、ＣＰＵ４２は、生成されたグラフに多項式、典型的には三次多項式を適合させ、多項式の一次導関数を計算し、一次導関数対情報閾値のグラフをプロットする。
【0064】
図８は、本発明の一実施形態による、グラフ２１０、２１４、および２１８から生成された、局所効率一次導関数対相互情報閾値の概略グラフを示す。図８のグラフを作成するために、ＣＰＵ４２は、グラフ２１０、２１４、および２１８の各々に三次多項式を適合させる。次いで、処理ユニットは、適合された多項式の各々について局所効率の一次導関数を計算し、一次導関数対相互情報閾値をプロットする。
【0065】
グラフ２２４は、１０％リモデリンググラフ２１０の一次導関数局所効率対相互情報閾値であり、
グラフ２２８は、５０％リモデリンググラフ２１４の一次導関数局所効率対相互情報閾値であり、
グラフ２３２は、９０％リモデリンググラフ２１８の一次導関数局所効率対相互情報閾値である。
グラフ２２８は、５０％リモデリンググラフ２１４の一次導関数局所効率対相互情報閾値であり、
グラフ２３２は、９０％リモデリンググラフ２１８の一次導関数局所効率対相互情報閾値である。
【0066】
グラフに見られるように、グラフ内の最小値の存在は、大きい、または非常に大きいリモデリングを示すが、少量、例えば１０％リモデリングでは、グラフに最小値はない。更に、最小値の「鋭さ」、例えば最小値での曲率半径は、リモデリングの程度を示し、本発明の実施形態は、モデリングの程度を評価するために、曲率半径、または鋭さの何らかの他の指標を測定し得る。
【0067】
ステップ１２８において、一次導関数グラフは、スクリーン７４上で医師２２に提示され得る。代替的または追加的に、ＣＰＵ４２は、一次導関数グラフに最小値があるか否かを判定してもよく、ある場合には、ＣＰＵはその鋭さを測定してもよい。判定から、ＣＰＵは、「有意なリモデリングなし」、「中程度のリモデリング」、または「高リモデリング」などの結論をスクリーン７４上に提示し得る。
【0068】
ステップ１２８において、記載される全ての物理的なグラフをＣＰＵ４２が生成する必要はないこと、並びにＣＰＵはグラフのうちのいくつかに対応するデータを生成し得ることが、理解されるだろう。言い換えると、ＣＰＵは、ステップ１１６からの順序対を使用するだけでよく、順序対から、一次導関数グラフおよび／または上述の結論を提示し得る。
【0069】
上記の説明は、簡単にするために、電極によって取得された信号が、ＬＡＴを形成するために使用されると仮定している。当業者は、必要な変更を加えて、ＬＡＴではなく、信号の電圧、典型的にはユニポーラもしくはバイポーラ電圧、または活動電位電圧を使用して、説明を適合させることができるだろう。
【0070】
上に記載される実施形態は例として挙げたものであり、本発明は本明細書の上記で具体的に図示および説明されるものに限定されない点が理解されよう。むしろ、本発明の範囲は、本明細書において上に記載される様々な特徴の組み合わせおよび部分的組み合わせの両方、並びに前述の記載を読むと当業者に着想されるであろう、先行技術に開示されていないその変形及び修正を含む。
【0071】
〔実施の態様〕
（１） 方法であって、
心房細動を受けている心臓組織と接触している複数の電極から、それぞれの信号を取得することと、
前記信号から、前記電極の複数のペア間のそれぞれの相互情報指標を計算することと、
前記電極をノードとして、およびエッジを前記それぞれの相互情報指標が選択された相互情報指標閾値を超えるその間の接続として、グラフを生成することと、
接続されたノード間の経路長に基づいて、前記ノードと前記ノードに接続された別のノードとの間の情報交換の効率を示す、各ノードのそれぞれの局所効率指標を計算することと、
前記選択された相互情報指標閾値の結果的局所効率を公式化するために、前記ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化することと、
前記心房細動を分類するために、前記結果的局所効率および前記選択された相互情報指標閾値を分析することと
を含む方法。
（２） 前記信号が、ユニポーラもしくはバイポーラ電圧または活動電位電圧対時間信号である、実施態様１に記載の方法。
（３） 前記信号から計算することが、前記信号から局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を推定することを含む、実施態様１に記載の方法。
（４） 前記心臓組織が心房の一部であり、前記心房細動を分類することが、前記心房のリモデリングのパーセンテージを推定することを含む、実施態様１に記載の方法。
（５） 前記心房細動の分類を前記方法のユーザに対して提示することを含む、実施態様１に記載の方法。
（１） 方法であって、
心房細動を受けている心臓組織と接触している複数の電極から、それぞれの信号を取得することと、
前記信号から、前記電極の複数のペア間のそれぞれの相互情報指標を計算することと、
前記電極をノードとして、およびエッジを前記それぞれの相互情報指標が選択された相互情報指標閾値を超えるその間の接続として、グラフを生成することと、
接続されたノード間の経路長に基づいて、前記ノードと前記ノードに接続された別のノードとの間の情報交換の効率を示す、各ノードのそれぞれの局所効率指標を計算することと、
前記選択された相互情報指標閾値の結果的局所効率を公式化するために、前記ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化することと、
前記心房細動を分類するために、前記結果的局所効率および前記選択された相互情報指標閾値を分析することと
を含む方法。
（２） 前記信号が、ユニポーラもしくはバイポーラ電圧または活動電位電圧対時間信号である、実施態様１に記載の方法。
（３） 前記信号から計算することが、前記信号から局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を推定することを含む、実施態様１に記載の方法。
（４） 前記心臓組織が心房の一部であり、前記心房細動を分類することが、前記心房のリモデリングのパーセンテージを推定することを含む、実施態様１に記載の方法。
（５） 前記心房細動の分類を前記方法のユーザに対して提示することを含む、実施態様１に記載の方法。
【0072】
（６） 前記複数の電極が、多数のスパインを有するカテーテル上に配置されている、実施態様１に記載の方法。
（７） 前記複数の電極に含まれる最近傍電極が３ｍｍ未満だけ離れている、実施態様１に記載の方法。
（８） 前記ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化することが、所与のノードに直接接続されたノードの部分グラフを生成することと、前記部分グラフの各々について局所効率指標を計算することと、計算された前記局所効率指標を平均化することと、を含む、実施態様１に記載の方法。
（９） 前記グラフを生成するステップと、結果的局所効率および相互情報閾値の順序対のセットを生成するように、前記選択された相互情報指標閾値をインクリメントしながら前記それぞれの局所効率指標を平均化するステップと、を繰り返すことを含む、実施態様１に記載の方法。
（１０） 前記心房細動を分類するために前記順序対のセットを分析することを含む、実施態様９に記載の方法。
（７） 前記複数の電極に含まれる最近傍電極が３ｍｍ未満だけ離れている、実施態様１に記載の方法。
（８） 前記ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化することが、所与のノードに直接接続されたノードの部分グラフを生成することと、前記部分グラフの各々について局所効率指標を計算することと、計算された前記局所効率指標を平均化することと、を含む、実施態様１に記載の方法。
（９） 前記グラフを生成するステップと、結果的局所効率および相互情報閾値の順序対のセットを生成するように、前記選択された相互情報指標閾値をインクリメントしながら前記それぞれの局所効率指標を平均化するステップと、を繰り返すことを含む、実施態様１に記載の方法。
（１０） 前記心房細動を分類するために前記順序対のセットを分析することを含む、実施態様９に記載の方法。
【0073】
（１１） 前記順序対のセットを分析することが、前記セットに多項式を適合させることと、前記多項式の一次導関数に応答して前記心房細動を分類することと、を含む、実施態様１０に記載の方法。
（１２） 前記信号から計算することが、前記信号から、前記電極の全てのペアの間のそれぞれの相互情報指標を計算することを含む、実施態様１に記載の方法。
（１３） 装置であって、
心房細動を受けている心臓組織と接触するように構成された複数の電極を有するプローブと、
プロセッサであって、
前記電極から信号を受信し、前記信号から、前記電極の複数のペア間の相互情報指標を計算し、
前記電極をノードとして、およびエッジを前記それぞれの相互情報指標が選択された相互情報指標閾値を超えるその間の接続として、グラフを生成し、
接続されたノード間の経路長に基づいて、前記ノードと前記ノードに接続された別のノードとの間の情報交換の効率を示す、各ノードのそれぞれの局所効率指標を計算し、
前記選択された相互情報指標閾値の結果的局所効率を公式化するために、前記ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化し、
前記心房細動を分類するために、前記結果的局所効率および前記選択された相互情報指標閾値を分析する
ように構成されたプロセッサと
を備える装置。
（１４） 前記信号が、ユニポーラもしくはバイポーラ電圧または活動電位電圧対時間信号である、実施態様１３に記載の装置。
（１５） 前記信号から計算することが、前記信号から局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を推定することを含む、実施態様１３に記載の装置。
（１２） 前記信号から計算することが、前記信号から、前記電極の全てのペアの間のそれぞれの相互情報指標を計算することを含む、実施態様１に記載の方法。
（１３） 装置であって、
心房細動を受けている心臓組織と接触するように構成された複数の電極を有するプローブと、
プロセッサであって、
前記電極から信号を受信し、前記信号から、前記電極の複数のペア間の相互情報指標を計算し、
前記電極をノードとして、およびエッジを前記それぞれの相互情報指標が選択された相互情報指標閾値を超えるその間の接続として、グラフを生成し、
接続されたノード間の経路長に基づいて、前記ノードと前記ノードに接続された別のノードとの間の情報交換の効率を示す、各ノードのそれぞれの局所効率指標を計算し、
前記選択された相互情報指標閾値の結果的局所効率を公式化するために、前記ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化し、
前記心房細動を分類するために、前記結果的局所効率および前記選択された相互情報指標閾値を分析する
ように構成されたプロセッサと
を備える装置。
（１４） 前記信号が、ユニポーラもしくはバイポーラ電圧または活動電位電圧対時間信号である、実施態様１３に記載の装置。
（１５） 前記信号から計算することが、前記信号から局所興奮到達時間（ＬＡＴ）を推定することを含む、実施態様１３に記載の装置。
【0074】
（１６） 前記心臓組織が心房の一部であり、前記心房細動を分類することが、前記心房のリモデリングのパーセンテージを推定することを含む、実施態様１３に記載の装置。
（１７） 前記プロセッサが、前記心房細動の分類を前記装置のユーザに対して提示するように構成されている、実施態様１３に記載の装置。
（１８） 前記複数の電極が、多数のスパインを有するカテーテル上に配置されている、実施態様１３に記載の装置。
（１９） 前記複数の電極に含まれる最近傍電極が３ｍｍ未満だけ離れている、実施態様１３に記載の装置。
（２０） 前記ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化することが、所与のノードに直接接続されたノードの部分グラフを生成することと、前記部分グラフの各々について局所効率指標を計算することと、計算された前記局所効率指標を平均化することと、を含む、実施態様１３に記載の装置。
（１７） 前記プロセッサが、前記心房細動の分類を前記装置のユーザに対して提示するように構成されている、実施態様１３に記載の装置。
（１８） 前記複数の電極が、多数のスパインを有するカテーテル上に配置されている、実施態様１３に記載の装置。
（１９） 前記複数の電極に含まれる最近傍電極が３ｍｍ未満だけ離れている、実施態様１３に記載の装置。
（２０） 前記ノードのそれぞれの局所効率指標を平均化することが、所与のノードに直接接続されたノードの部分グラフを生成することと、前記部分グラフの各々について局所効率指標を計算することと、計算された前記局所効率指標を平均化することと、を含む、実施態様１３に記載の装置。
【0075】
（２１） 前記グラフを生成するステップと、結果的局所効率および相互情報閾値の順序対のセットを生成するように、前記選択された相互情報指標閾値をインクリメントしながら前記それぞれの局所効率指標を平均化するステップと、を繰り返すことを含む、実施態様１３に記載の装置。
（２２） 前記心房細動を分類するために前記順序対のセットを分析することを含む、実施態様２１に記載の装置。
（２３） 前記順序対のセットを分析することが、前記セットに多項式を適合させることと、前記多項式の一次導関数に応答して前記心房細動を分類することと、を含む、実施態様２２に記載の装置。
（２４） 前記信号から計算することが、前記信号から、前記電極の全てのペアの間のそれぞれの相互情報指標を計算することを含む、実施態様１３に記載の装置。
（２２） 前記心房細動を分類するために前記順序対のセットを分析することを含む、実施態様２１に記載の装置。
（２３） 前記順序対のセットを分析することが、前記セットに多項式を適合させることと、前記多項式の一次導関数に応答して前記心房細動を分類することと、を含む、実施態様２２に記載の装置。
（２４） 前記信号から計算することが、前記信号から、前記電極の全てのペアの間のそれぞれの相互情報指標を計算することを含む、実施態様１３に記載の装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【外国語明細書】