特許 7410970 心臓マッピングのためのシステム及び方法

(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】

(24)【登録日】2023-12-26

(45)【発行日】2024-01-10

(54)【発明の名称】心臓マッピングのためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/343 20210101AFI20231227BHJP

【ＦＩ】

A61B5/343

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021559091

(86)(22)【出願日】2020-04-03

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-17

(86)【国際出願番号】 US2020026675

(87)【国際公開番号】W WO2020214439

(87)【国際公開日】2020-10-22

【審査請求日】2021-11-25

(31)【優先権主張番号】62/835,937

(32)【優先日】2019-04-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】511177374

【氏名又は名称】セント・ジュード・メディカル，カーディオロジー・ディヴィジョン，インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】マーク ハグフォース

(72)【発明者】

【氏名】トラビス ダーレン

(72)【発明者】

【氏名】ダニエル アール． スタークス

【審査官】藤原 伸二

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１７－５３２１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８７５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】Alejandro Alcaine et al.，Spatiotemporal model-based estimation of high-density atrial fibrillation activation maps，Digital Signal Processing，2016年07月，Volume 54，Pages 64-74

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０５－５／０５３８

Ａ６１Ｂ ５／２４－５／３９８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

組織の電気的活性化をマッピングする方法であって、
電気解剖学的マッピングシステムにおいて、複数の電気生理学的データポイントを受信することであって、前記複数の電気生理学的データポイントの各々は、局所活性化タイミング情報を含んでいる、前記受信することと、
前記複数の電気生理学的データポイントの各々を選択することと、
前記選択された電気生理学的データポイントに対して予め設定された距離内にある近傍の電気生理学的データポイントのサブセットを識別し、前記電気解剖学的マッピングシステムが、前記選択された電気生理学的データポイントについての低速伝導メトリックを、前記近傍の電気生理学的データポイントのサブセットの前記局所活性化タイミング情報の重み付けされた標準偏差及び前記近傍の電気生理学的データポイントのサブセットの前記局所活性化タイミング情報の重み付けされた分散であって、前記選択された電気生理学的データポイントからの距離に反比例するように重み付けされた前記重み付けされた標準偏差及び前記重み付けされた分散のいずれか一方として計算することと、
それによって低速伝導マップを作成することと、
と、を含む、方法。

【請求項2】

前記電気解剖学的マッピングシステムが、前記複数の電気生理学的データポイントの第１のサブセットをそれぞれの前記低速伝導メトリックに基づいて非伝導電気生理学的データポイントとして分類することと、
前記電気解剖学的マッピングシステムが、前記複数の電気生理学的データポイントの第２のサブセットをそれぞれの前記低速伝導メトリックに基づいて低速伝導電気生理学的データポイントとして分類することと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記電気解剖学的マッピングシステムが、前記低速伝導マップのグラフィック表現を３次元解剖学的表面モデル上に出力することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記電気解剖学的マッピングシステムが、前記低速伝導マップのグラフィック表現を前記３次元解剖学的表面モデル上に出力することは、
前記電気解剖学的マッピングシステムが、第１の表示規則を使用して前記３次元解剖学的表面モデル上の非伝導領域をグラフィカルに表すことと、
前記電気解剖学的マッピングシステムは、第２の表示規則を使用して前記３次元解剖学的表面モデル上の低速伝導領域をグラフィカルに表すことと、を含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記低速伝導マップのグラフィック表現は、前記３次元解剖学的表面モデルに沿って伝播する活性化波面のアニメーション表現を含む、請求項３に記載の方法。

【請求項6】

前記電気解剖学的マッピングシステムは、以下のステップ：
一連のフレームであって、前記一連のフレームの各フレームは、ある時点における前記低速伝導マップの画像ファイルに対応し、前記時点における前記活性化波面の静的表現を含み、前記時点における前記活性化波面の静的表現の可視性は、前記時点における前記活性化波面の位置における前記低速伝導メトリックに関連している、前記一連のフレームを生成すること、及び
前記電気解剖学的マッピングシステムは、前記一連のフレームを時系列で表示すること、
を実行することによって、前記３次元解剖学的表面モデルに沿って伝播する前記活性化波面のアニメーション表現を生成する、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記活性化波面の静的表現の可視性は、前記時点における前記活性化波面の位置における前記低速伝導メトリックに直接関連する、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

組織の電気的活性化をマッピングする方法であって、
各電気生理学的データポイントが局所活性化タイミング情報を含む複数の電気生理学的データポイントを含む局所活性化時間マップを受信することと、
前記複数の電気生理学的データポイントの各電気生理学的データポイントの低速伝導メトリックを、それぞれの前記電気生理学的データポイントにつき予め設定された距離内の複数の前記電気生理学的データポイントのサブセットについての前記局所活性化タイミング情報の重み付けされた標準偏差及び前記サブセットについての前記局所活性化タイミング情報の重み付けされた分散であって、前記各電気生理学的データポイントからの距離に反比例するように重み付けされた前記重み付けされた標準偏差及び前記重み付けされた分散のいずれか一方として計算することと、
それによって低速伝導マップを作成することと、
を含む、方法。

【請求項9】

前記低速伝導マップのグラフィック表現を３次元解剖学的表面モデル上に出力することをさらに含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記低速伝導マップのグラフィック表現は、
第１の表示規則を使用して前記３次元解剖学的表面モデル上に表される非伝導である少なくとも１つの領域のグラフィカル表現と、
第２の表示規則を使用して前記３次元解剖学的表面モデル上に表される低速伝導である少なくとも１つの領域のグラフィカル表現と、
を含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記低速伝導マップのグラフィカル表現は、心臓活性化波面のアニメーション表現を含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記心臓活性化波面の前記アニメーション表現は、複数のフレームを含み、各フレームは、再生時における前記心臓活性化波面の静的表現を含み、前記心臓活性化波面の前記静的表現の可視性は、前記再生時における前記心臓活性化波面の位置における前記低速伝導メトリックに関連する、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記心臓活性化波面の前記静的表現の可視性は、前記再生時における前記心臓活性化波面の位置における前記低速伝導メトリックに直接関連する、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

組織の電気的活性化のマップを生成するための電気解剖学的マッピングシステムであって、
活性化マッピング・プロセッサを備え、
前記活性化マッピング・プロセッサは、
各電気生理学的データポイントが局所活性化タイミング情報を含む複数の電気生理学的データポイントを含む局所活性化時間マップを受信し、
前記複数の電気生理学的データポイントの各々を選択し、
前記選択された電気生理学的データポイントに対して予め設定された距離内にある近傍の電気生理学的データポイントのサブセットを識別し、
前記選択された電気生理学的データポイントのサブセットの低速伝導メトリックを、前記近傍の電気生理学的データポイントのサブセットの前記局所活性化タイミング情報の重み付けされた標準偏差及び前記近傍の電気生理学的データポイントのサブセットの前記局所活性化タイミング情報の重み付けされた分散であって、前記選択された電気生理学的データポイントからの距離に反比例するように重み付けされた前記重み付けされた標準偏差及び前記重み付けされた分散のいずれか一方として計算するように構成されており、
それによって低速伝導マップを作成する、システム。

【請求項15】

前記低速伝導マップのグラフィカル表現を出力するように構成されたマッピング・プロセッサをさらに備える、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記低速伝導マップのグラフィカル表現は、心臓活性化波面のアニメーション表現を含む、請求項１５に記載のシステム。

【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、平成３１年４月１８日に出願された米国仮出願第６２／８３５，９３７号の利益を主張するものであり、これは、参照により、あたかも本明細書に完全に記載されているかのように本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

本開示は、一般に、心臓診断及び治療手順において実行され得るような、心臓マッピングに関する。特に、本開示は、高密度（「ＨＤ」）グリッドカテーテル又は他の多電極デバイスなどのロービング電気生理学プローブによって収集されたデータから電気生理学マップを生成するためのシステム、装置、及び方法に関する。さらにより詳細には、本明細書に開示される電気生理学マップは、局所活性化タイミング情報を使用して、低速伝導及び／又はブロックの領域の同定を容易にする。

【0003】

心臓電気生理学的マッピングなどの解剖学的マッピングは、多数の診断及び治療手技に用いられる。特定の手順では、例えば、脱分極波に関連する様々な構成要素が、診断カテーテルから得られた電位図信号から検出され、局所活性化時間（「ＬＡＴ」）マップなどのマップを生成するために使用される。典型的には、そのようなマップは、描画されたときに、活性化時間などのパラメータを表すために色及び／又はシェーディングを使用する静的マップである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

場合によっては、心臓活性化波面の伝播を理解することが望ましいことがある。特に、心臓不整脈を研究する場合、開業医は、緩慢な伝導及び／又は遮断（例えば、伝導なし）の領域を同定することを望み得る。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書で開示されるのは、組織の電気的活性化をマッピングする方法であって、電気解剖学的マッピングシステムにおいて、複数の電気生理学的データポイントを受信することを含み、複数の電気生理学的データポイントの各々は、局所活性化タイミング情報を含み、複数の電気生理学的データポイントの各々について、電気解剖学的マッピングシステムは、局所活性化タイミング情報から低速伝導メトリックを計算し、それによって低速伝導マップを作成する、方法である。

【0006】

本方法はまた、電気解剖学的マッピングシステムが、複数の電気生理学的データ点の第１のサブセットを伝導電気生理学的データ点なしとして分類するステップと、電気解剖学的マッピングシステムが、複数の電気生理学的データ点の第２のサブセットを低速伝導電気生理学的データ点として分類するステップとを含むことができる。

【0007】

本開示のさらなる実施形態では、方法は、電気解剖学的マッピングシステムが、３次元解剖学的表面モデル上に低速伝導マップのグラフィカル表現を出力することを含むことができる。例えば、電気解剖学的マッピングシステムは、第１の表示規則を使用して３次元解剖学的表面モデル上の伝導のない領域をグラフィカルに表すことができ、第２の表示規則を使用して３次元解剖学的表面モデル上の伝導が遅い領域を表すことができる。

【0008】

あるいは、低速伝導マップのグラフィック表現は、３次元解剖学的表面モデルに沿って伝播する活性化波面のアニメーション表現を含むことができる。例えば、電気解剖学的マッピングシステムは、一連のフレームを生成するステップを実行することによって、３次元解剖学的表面モデルに沿って伝播する活性化波面のアニメーション表現を生成することができ、一連のフレームの各フレームは、ある時点における低速伝導マップの画像ファイルに対応し、その時点における活性化波面の静的表現の静的表現を含み、その時点における活性化波面の静的表現の可視性は、その時点における活性化波面の位置における低速伝導メトリックに関連付けられ、一連のフレームを時系列に表示する。そのようなアニメーション表現に関連して、活性化波面の静的表現の可視性は、その時点での活性化波面の位置での遅い伝導メトリックに直接関連し得ることが企図される。

【0009】

本開示の態様によれば、電気解剖学的マッピングシステムは、局所活性化タイミング情報の加重標準偏差を使用して低速伝導メトリックを計算することができる。あるいは、電気解剖学的マッピングシステムは、局所活性化タイミング情報の加重分散を使用して低速伝導メトリックを計算することができる。

【0010】

また、本明細書で開示されるのは、以下のステップを含む、組織の電気的活性化をマッピングする方法であって、以下のステップ：局所活性化時間マップを受信するステップであって、各電気生理学データポイントは、局所活性化タイミング情報を含む、ステップ；及び、複数の電気生理学データポイントの各電気生理学データポイントについて、それぞれの電気生理学データポイントのプリセット距離内の複数の電気生理学データポイントのサブセットについて、局所活性化タイミング情報を使用して、低速伝導メトリックを計算し、それによって、低速伝導マップを作成するステップ、を含む、方法である。

【0011】

低速伝導メトリックは、複数の電気生理学データ点のサブセットについての局所活性化タイミング情報の加重分散、及び複数の電気生理学データ点のサブセットについての局所活性化タイミング情報の加重標準偏差のうちの１つを使用して計算することができる。重み付けは、例えば、それぞれの電気生理学データポイントからの距離に反比例することができる（例えば、それぞれの電気生理学データポイントからの距離が増加するにつれて、重みが減少する）。

【0012】

この方法はまた、３次元解剖学的表面モデル上に低速伝導マップのグラフィカル表現を出力することを含むことができる。本開示の実施形態では、低速伝導マップのグラフィック表現は、第１の表示規則を使用して３次元解剖学的表面モデル上に表される伝導のない少なくとも１つの領域のグラフィック表現と、第２の表示規則を使用して３次元解剖学的表面モデル上に表される低速伝導の少なくとも１つの領域のグラフィック表現とを含む。

【0013】

本開示の他の実施形態では、低速伝導マップのグラフィカル表現は、心臓活性化波面のアニメーション表現を含む。心臓活性化波面のアニメーション表現は、複数のフレームを含むことができ、各フレームは、再生時間に対応し、再生時間における心臓活性化波面の静的表現を含み、心臓活性化波面の静的表現の可視性は、再生時間における心臓活性化波面の位置における低速伝導メトリックに関連する。心臓活性化波面の静的表現の可視性は、再生時の心臓活性化波面の位置における低速伝導メトリックに直接関連付けることができると考えられる。

【0014】

本開示はまた、組織の電気的活性化のマップを生成するための電気解剖学的マッピングシステムを提供する。システムは、局所活性化タイミング情報を含む複数の電気生理学データポイントを含む局所活性化時間マップを受信し、複数の電気生理学データポイントの各電気生理学データポイントについて、それぞれの電気生理学データポイントのプリセット距離内の複数の電気生理学データポイントのサブセットについて、局所活性化タイミング情報を使用して低速伝導メトリックを計算するように構成されており、それによって低速伝導マップを作成する活性化マッピング・プロセッサを含む。システムは、任意選択で、心臓活性化波面のアニメーション表示などの低速伝導マップのグラフィカル表示を出力するように構成されたマッピング・プロセッサをさらに含む。

【0015】

本発明の前述及び他の態様、特徴、詳細、有用性及び利点は、以下の説明及び特許請求の範囲を読むこと、ならびに添付の図面を検討することから明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0016】

図１は、例示的な電気解剖学的マッピングシステムの概略図である。

【0017】

図２は、本開示の態様に関連して使用することができる例示的なカテーテルを示す。

【0018】

図３は、本明細書に開示された例示的な実施形態に従って実行することができる代表的なステップのフローチャートである。

【0019】

図４は、本開示の態様による低速伝導マップの代表的なグラフ表示である。

【0020】

図５は、本開示の別の実施形態による低速伝導マップの代表的なグラフ表示である。

【0021】

図６は、活性化波面が心臓表面上の特定の位置に接近し、その位置を通過するときの、時間にわたる心臓表面上の特定の位置の不透明度（すなわち、可視度）の変化を示す例示的な曲線である。

【0022】

図７Ａ～７Ｃは、本開示のさらなる態様による、低速伝導マップのグラフィカル表現上の心臓活性化波面の伝播を示す。

【0023】

複数の実施形態が開示されているが、本開示のさらに他の実施形態は、例示的な実施形態を示し、説明する以下の詳細な説明から当業者には明らかになるであろう。従って、図面及び詳細な説明は、事実上の例示であると見なされ、それらに限定すべきでない。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本開示は、低速伝導及び／又はブロックの領域の同定を容易にする、電気生理学的マップ、より詳細には、組織の電気的活性化のマップを生成するためのシステム、装置、及び方法を提供する。説明のために、本開示の態様は、Abbott Laboratories (Abbott Park、Illinois）からのAdvisor（商標）ＨＤグリッドマッピングカテーテルなどの高密度（ＨＤ）グリッドカテーテルを、同様にAbbott LaboratoriesからのEnSite Precision(商標）心臓マッピングシステムなどの電気解剖学的マッピングシステムと共に使用して行われる心臓電気生理学手順を参照して説明される。しかしながら、当業者は、本明細書の教示を、他の状況及び／又は他のデバイスに関して良好な利点に適用する方法を理解するであろう。

【0025】

図１は、心臓カテーテルをナビゲートし、患者１１の心臓１０に生じる電気的活動を測定し、そのように測定された電気的活動に関連するか又はそれを表す電気的活動及び／又は情報を３次元的にマッピングすることによって、心臓電気生理学研究を行うための例示的な電気解剖学的マッピングシステム８の概略図を示す。システム８は、例えば、１つ又は複数の電極を使用して患者の心臓１０の解剖学的モデルを作成するために使用することができる。システム８はまた、例えば患者の心臓１０の診断データマップを作成するために、心臓表面に沿った複数の点で電気生理学的データを測定し、電気生理学的データが測定された各測定点についての位置情報に関連して測定データを記憶するために使用され得る。

【0026】

当業者が認識するように、システム８は、典型的には３次元空間内の物体の位置、及びいくつかの態様では向きを決定し、それらの位置を少なくとも１つの基準に対して決定された位置情報として表現する。

【0027】

説明を簡単にするために、患者１１は楕円として概略的に示されている。図１に示す実施形態では、患者１１の表面に適用される３組の表面電極（例えば、パッチ電極）が示されており、本明細書ではｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸と呼ばれる３つのほぼ直交する軸を画定する。他の実施形態では、電極は、他の配置、例えば、特定の身体表面上の複数の電極に配置することができる。さらなる代替として、電極は、身体表面上にある必要はなく、身体の内部に配置され得る。

【0028】

図１において、ｘ軸表面電極１２、１４は、第１の軸に沿って、例えば、患者の胸部領域の外側に（例えば、各腕の下の患者の皮膚に適用されて）患者に適用され、左及び右電極と呼ばれてもよい。ｙ軸電極１８、１９は、患者の内側大腿部及び頸部領域に沿ってなど、ｘ軸にほぼ直交する第２の軸に沿って患者に適用され、左脚及び頸部電極と呼ぶことができる。ｚ軸電極１６、２２は、胸部領域における患者の胸骨及び脊柱に沿ってなど、ｘ軸及びｙ軸の両方にほぼ直交する第３の軸に沿って適用され、胸部及び背部電極と呼ばれてもよい。心臓１０は、これらの対の表面電極１２／１４、１８／１９、及び１６／２２の間にある。

【0029】

追加の表面基準電極（例えば、「腹部パッチ」）２１は、システム８のための基準電極及び／又は接地電極を提供する。腹部パッチ電極２１は、以下でさらに詳細に説明する固定心臓内電極３１の代替物であってもよい。さらに、患者１１は、従来の心電図（「ＥＣＧ」又は「ＥＫＧ」）システムリードのほとんど又はすべてを所定の位置に有することができることも理解されるべきである。特定の実施形態では、例えば、患者の心臓１０上の心電図を感知するために、１２本のＥＣＧリードの標準セットを利用することができる。このＥＣＧ情報は、システム８に利用可能である（例えば、コンピュータシステム２０への入力として提供することができる）。ＥＣＧリードが良く理解されている限り、図面を明確にするために、図１には単一のリード６とそのコンピュータ２０への接続のみが示されている。

【0030】

少なくとも１つの電極１７を有する代表的なカテーテル１３も示されている。この代表的なカテーテル電極１７は、本明細書全体を通して「移動電極」、「移動電極」、又は「測定電極」と呼ばれる。典型的には、カテーテル１３上又は複数のこのようなカテーテル上の複数の電極１７が使用される。一実施形態では、例えば、システム８は、患者の心臓及び／又は血管系内に配置された１２個のカテーテル上に６４個の電極を備えることができる。他の実施形態では、システム８は、複数（例えば、８つ）のスプラインを含む単一のカテーテルを利用することができ、各スプラインは、次に、複数（例えば、８つ）の電極を含む。

【0031】

しかしながら、前述の実施形態は単に例示的なものであり、任意の数の電極及び／又はカテーテルを使用することができる。例えば、本開示の目的のために、例示的な多電極カテーテル、特にＨＤグリッドカテーテルのセグメントが図２に示されている、ＨＤグリッドカテーテル１３は、パドル２０２に連結されたカテーテル本体２００を含む。カテーテル本体２００は、第１及び第２の本体電極２０４、２０６をそれぞれさらに含むことができる。パドル２０２は、第１のスプライン２０８、第２のスプライン２１０、第３のスプライン２１２、及び第４のスプライン２１４を含むことができ、これらは、近位カプラ２１６によってカテーテル本体２００に結合され、遠位カプラ２１８によって互いに結合される。一実施形態では、第１のスプライン２０８及び第４のスプライン２１４は、１つの連続セグメントとすることができ、第２のスプライン２１０及び第３のスプライン２１２は、別の連続セグメントとすることができる。他の実施形態では、様々なスプライン２０８、２１０、２１２、２１４は、（例えば、それぞれ、近位及び遠位カプラ２１６、２１８によって）互いに結合された別個のセグメントとすることができる。ＨＤカテーテル１３は、任意の数のスプラインを含むことができ、図２に示す４スプライン構成は、単に例示的なものに過ぎないことを理解されたい。

【0032】

上述のように、スプライン２０８、２１０、２１２、２１４は、任意の数の電極１７を含むことができ、図２では、１６個の電極１７が、４×４アレイに配置されて示されている。また、電極１７は、スプライン２０８、２１０、２１２、２１４に沿って及びそれらの間で測定して、均等に及び／又は不均等に離間させることができることを理解されたい。

【0033】

カテーテル１３（又は複数のこのようなカテーテル）は、典型的には、１つ以上のイントロデューサを介して、そしてよく知られた手順を使用して、患者の心臓及び／又は血管系に導入される。実際、経中隔アプローチのような、カテーテル１３を患者の心臓に導入するための種々のアプローチは、当業者によく知られており、したがって、本明細書でさらに説明する必要はない。

【0034】

各電極１７は患者の体内にあるので、位置データはシステム８によって各電極１７に対して同時に収集される。同様に、各電極１７は、心臓表面から電気生理学的データ（例えば、表面電位図）を収集するために使用され得る。当業者は、電気生理学的データポイント（例えば、接触及び非接触電気生理学的マッピングの両方を含む）の取得及び処理のための種々の様式に精通しており、そのため、本明細書に開示される技術の理解には、そのさらなる議論が必要ではない。同様に、当技術分野でよく知られている様々な技法を使用して、複数の電気生理学データ点から心臓の幾何学的形状及び／又は心臓の電気的活動のグラフィック表現を生成することができる。さらに、当業者が、電気生理学データポイントから電気生理学マップを作成する方法を理解する限り、その態様は、本開示を理解するのに必要な範囲でのみ本明細書に記載される。

【0035】

ここで図１に戻ると、いくつかの実施形態では、任意の固定基準電極３１（例えば、心臓１０の壁に取り付けられる）が、第２のカテーテル２９上に示される。較正の目的のために、この電極３１は、静止していてもよく（例えば、心臓の壁に又はその近くに取り付けられていてもよい）、又はロービング電極（例えば、電極１７）と固定された空間的関係に配置されていてもよく、したがって、「ナビゲーション基準」又は「局所基準」と呼ばれてもよく、固定された基準電極３１は、上述の表面基準電極２１に加えて、又はその代わりに使用されてもよい。多くの場合、心臓１０内の冠状静脈洞電極又は他の固定電極は、電圧及び変位を測定するための基準として使用することができ、すなわち、以下で説明するように、固定基準電極３１は、座標系の原点を定義することができる。

【0036】

各表面電極は、多重スイッチ２４に結合され、表面電極の対は、表面電極を信号発生器２５に結合するコンピュータ２０上で実行されるソフトウェアによって選択される。代替的に、スイッチ２４を排除し、各測定軸（すなわち、各表面電極対形成）に対して１つずつ、複数（例えば、３つ）の信号発生器２５のインスタンスを設けてもよい。

【0037】

コンピュータ２０は、例えば、従来の汎用コンピュータ、専用コンピュータ、分散コンピュータ、又は任意の他のタイプのコンピュータを備えることができる。コンピュータ２０は、単一の中央処理装置（「ＣＰＵ」）などの１つ又は複数のプロセッサ２８、又は一般に並列処理環境と呼ばれる複数の処理装置を備えることができ、これらのプロセッサは、本明細書で説明する様々な態様を実施するための命令を実行することができる。

【0038】

一般に、３つの名目上直交する電場が、生物学的導体内でのカテーテルナビゲーションを実現するために、駆動され感知される一連の電気双極子（例えば、表面電極対１２／１４、１８／１９、及び１６／２２）によって生成される。あるいは、これらの直交領域を分解し、任意の対の表面電極を双極子として駆動して、効果的な電極三角測量を提供することができる。同様に、電極１２、１４、１８、１９、１６、及び２２（又は任意の数の電極）は、心臓内の電極に電流を駆動するか、又は心臓内の電極から電流を感知するために、任意の他の有効な配置で配置され得る。例えば、複数の電極を患者１１の背部、側部、及び／又は腹部に配置することができる。さらに、そのような非直交方法は、システムの柔軟性を増す。任意の所望の軸について、所定のセットの駆動（ソース－シンク）構成から生じる回転電極にわたって測定される電位は、代数的に結合されて、単に直交軸に沿って均一な電流を駆動することによって得られるであろうものと同一の有効電位を生じさせてもよい。

【0039】

したがって、表面電極１２、１４、１６、１８、１９、２２のうちの任意の２つは、ベルリーパッチ２１などの接地基準に関して双極子ソース及びドレインとして選択されてもよく、一方、励起されていない電極は、接地基準に関して電圧を測定する。心臓１０内に配置されたロービング電極１７は、電流パルスから場にさらされ、腹部パッチ２１のような接地に対して測定される。実際には、心臓１０内のカテーテルは、示された１６個よりも多い又は少ない電極を含むことができ、各電極電位を測定することができる。前述のように、少なくとも１つの電極を心臓の内面に固定して固定基準電極３１を形成することができ、これも腹部パッチ２１などの地面に対して測定され、これはシステム８が位置を測定する座標系の原点として定義することができる。表面電極、内部電極、及び仮想電極の各々からのデータセットは、心臓１０内のロービング電極１７の位置を決定するために全て使用されてもよい。

【0040】

測定された電圧は、基準電極３１のような基準位置に対するロービング電極１７のような、心臓内部の電極の三次元空間内の位置を決定するために、システム８によって使用されてもよい。すなわち、参照電極３１で測定された電圧は、座標系の原点を規定するために使用されてもよく、一方、ロービング電極１７で測定された電圧は、原点に対するロービング電極１７の位置を表現するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、座標系は、三次元（ｘ、ｙ、ｚ）直交座標系であるが、極座標系、球座標系、円筒座標系などの他の座標系も考えられる。

【0041】

前述の議論から明らかであるように、心臓内の電極の位置を決定するために使用されるデータは、表面電極対が心臓に電場を印加している間に測定される。電極データはまた、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第７，２６３，３９７号に記載されているように、電極位置の生の位置データを改善するために使用される呼吸補償値を生成するために使用されてもよい。電極データはまた、例えば、米国特許第７，８８５，７０７号に記載されるように、患者の身体のインピーダンスの変化を補償するために使用され得、これもまた、その全体が参照により本明細書中に援用される。

【0042】

したがって、代表的な１つの実施形態では、システム８は、まず、一組の表面電極を選択し、次いで、それらを電流パルスで駆動する。電流パルスが送達されている間、残りの表面電極及び生体内電極のうちの少なくとも１つを用いて測定された電圧などの電気的活動が測定され、記憶される。呼吸及び／又はインピーダンスシフトなどのアーチファクトの補償は、上述のように実行されてもよい。

【0043】

本明細書の態様において、システム８は、インピーダンスベース（例えば、上述のようである）及び磁気ベースの位置決め能力の両方を組み込んだハイブリッドシステムであり得る。したがって、例えば、システム８は、１つ又は複数の磁界発生器に結合された磁気源３０も含むことができる。明確にするために、２つの磁界発生器３２及び３３のみが図１に示されているが、本教示の範囲から逸脱することなく、追加の磁界発生器（例えば、パッチ電極１２、１４、１６、１８、１９、及び２２によって画定されるものに類似する３つのほぼ直交する軸を画定する、合計６つの磁界発生器）を使用できることを理解されたい。同様に、当業者は、そのように生成された磁場内でカテーテル１３を位置特定する目的のために、１つ又は複数の磁気位置特定センサ（例えば、コイル）を含むことができることを理解するであろう。

【0044】

いくつかの実施形態では、システム８は、 Abbott LaboratoriesのEnSite（商標）Velocity（商標）又はEnSite Precision(商標）心臓マッピング及び可視化システムである。しかしながら、例えば、Boston Scientific Corporation (Marlborough,Massachusetts）のRHYTHMIA HDX(登録商標）マッピングシステム、Biosense Webster,Inc.(Irvine, California)のCARTOナビゲーション及びロケーションシステム、Northern Digital Inc(Waterloo,Ontario)のAURORA(登録商標)システム、Sterotaxis, Inc.のNIOBE(登録商標)Magnetic Navigation System (St. Louis,Missouri)ならびにAbbott LaboratoriesからのMediGuide（登録商標）などの他の位置特定システムも本明細書の開示に関連して使用しうる。

【0045】

以下の特許（その全ては、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に記載されている位置特定及びマッピングシステムもまた、本発明と共に使用することができる：米国特許番号6,990,370; 6,978,168; 6,978,168; 6,947,785; 6,939,309; 6,728,562; 6,640,119; 5,983,126;及び5,697,377

【0046】

本開示の態様は、電気生理学的マッピングに関し、特に、低速伝導及び／又はブロックの領域の識別を容易にするための組織の電気的活性化のマッピングに関する。このような地図のグラフィック表現も、例えば表示部２３に出力することができる。したがって、システム８は、解剖学的マップを生成するために使用することができ、そのグラフィック出力（例えば、表示部２３への）を可能にするために表示部モジュールを組み込むことができる起動マッピングモジュール５８を含むことができる。

【0047】

本教示による１つの例示的な方法は、図３として提示される代表的なステップのフローチャート３００を参照して説明される。いくつかの実施形態では、例えば、フローチャート３００は、図１の電気解剖学的マッピングシステム８によって（例えば、プロセッサ２８及び／又は活性化マッピングモジュール５８によって）実行され得るいくつかの例示的なステップを表し得る。以下に説明する代表的なステップは、ハードウェア又はソフトウェアで実施可能であることが理解されるべきである。説明のために、「信号プロセッサ」という用語は、本明細書では、本明細書の教示のハードウェアベース及びソフトウェアベースの両方の実装を説明するために使用される。

【0048】

ブロック３０２において、システム８は局所活性化時間（ＬＡＴ）マップを受信する。当業者が理解するように、ＬＡＴマップは、電気生理学マップであり、したがって、複数の電気生理学データポイントを含み、その各々は、次に、（少なくとも）局所活性化タイミング情報に関連付けられる。

【0049】

ブロック３０４～３１０は、システム８が、ブロック３０２で受信したＬＡＴマップ内の所与の電気生理学データ点について低速伝導メトリックを計算するために実行することができる例示的なステップである。ブロック３０４において、システム８は、電気生理学データポイント（「選択された電気生理学データポイント」）を選択し、一方、ブロック３０６において、システム８は、選択された電気生理学データポイントの予め設定された距離（例えば、約２ｍｍの半径）内にある電気生理学データポイントのサブセット（「隣接するサブセット」）を識別する。

【0050】

ブロック３０８において、システム８は、選択されたＥＰデータ点のための低速伝導メトリックを計算するために、隣接するサブセットのための局所活性化タイミングを使用する。本開示の実施形態では、低速伝導メトリックは、隣接するサブセットの局所活性化時間の加重標準偏差（又は加重分散）として計算される。

【0051】

隣接するサブセットの任意の部材に対する局所活性化時間に与えられる重みは、そこから選択されたＥＰデータポイントまでの距離に反比例する。言い換えれば、選択されたＥＰデータポイントからさらに離れた近傍サブセットのメンバには、より低い重みが割り当てられ、一方、選択されたＥＰデータポイントにより近い近傍サブセットのメンバには、より高い重みが割り当てられる。本開示の実施形態では、重みは、選択されたＥＰデータポイントからの距離と共に直線的に低下するが、他の重み付けスキーム又は関数も同様に本開示の範囲内である。

【0052】

判定ブロック３１０は、低速伝導メトリックが計算されるべき追加の電気生理学的データ点があるかどうかを判定する。もしそうであれば（ブロック３１０からの「はい」の出口）、プロセスはブロック３０４から新しい選択された電気生理学的データ点で繰り返され、そうでなければ（ブロック３１０からの「いいえ」の出口）、システム８はブロック３１２で低速伝導マップを出力する。

【0053】

ブロック３１４において、システム８は、医師が伝導のない及び／又は遅い領域を識別するのを助けるために、遅い伝導マップのグラフィック表現を、例えば、３次元解剖学的表面モデル上に出力することができる。様々なグラフィック表現が、本教示の範囲内で企図される。しかしながら、当業者が一般に電気生理学マップのグラフィック表現に精通している限り、本明細書に開示される低速伝導マップのグラフィック表現の詳細は、本開示の理解に必要なものに限定される。

【0054】

例えば、本開示のいくつかの態様では、システム８は、色スペクトル、グレースケール、パターン密度範囲などの標準的なマッピング規則を使用して、低速伝導マップのグラフィカル表現を出力する。この点に関して、図４は、グレースケールでの低速伝導マップのグラフ表示４０２を示す。低速伝導及び／又は無伝導４０４の電位線が見える。有利なことに、低速伝導メトリックを計算するときに重み付けされた値を使用することは、グラフィック表現４０２の滑らかさに寄与する。

【0055】

本開示のさらなる態様では、システム８は、電気生理学データポイントを、それらのそれぞれの低速伝導メトリックに基づいて、非伝導電気生理学データポイント、低速伝導電気生理学データポイント、又は正常伝導電気生理学データポイントのいずれかとして分類することができる。施術者は、データ点の各分類について閾値又はカットオフ値を選択することができると考えられる。しかしながら、説明のために、（上述のように）約２ｍｍの線形に重み付けされた半径に対して、非伝導電気生理学データポイントは、約０．４ｍｓ未満の遅い伝導メトリックを有し、低速伝導電気生理学データポイントは、約０．４ｍｓと約１．０ｍｓとの間の低速伝導メトリックを有することができる。

【0056】

システム８は、電気生理学的データ点を分類した後、第１の表示規則（例えば、単一色）を使用して非伝導領域（例えば、非伝導電気生理学的データ点を含む）を、第２の表示規則（例えば、単一色パターン）を使用して低速伝導領域（例えば、低速伝導電気生理学的データ点を含む）をグラフィカルに表すことができる。正常伝導の領域（例えば、正常伝導電気生理学データポイントを含む）は、カラースケールを使用して表示され得る。

【0057】

図５は、対応するグラフ表示５０２を示しており、通常の伝導領域５０４は、従来のカラースケールを用いて描かれている。しかしながら、伝導のない領域は、単一のソリッドカラー（例えば、褐色）５０６を用いて描かれており、一方、伝導の遅い領域は、点描５０８を有する同じ単一カラー（例えば、褐色）を用いて描かれている。

【0058】

本開示のさらに他の実施形態では、システム８は、活性化波面が３次元解剖学的モデルに沿って伝播するときに、活性化波面を描くことによって、低速伝導マップの動画化された表現を出力する。当業者であれば、一般に、伝搬する活性化波面のアニメーション表現に精通しているであろう。

【0059】

例えば、米国特許出願公開第２０１７／０３６０３１９号（これは、参照により本明細書に完全に記載されるかのように本明細書に組み込まれる）は、静的フレームの使用を記載し、その静的フレームの各々は、特定の時点に固有であり、その時点における活性化波面の位置を表すタイミングマーカを含む。任意の所与のフレームにおける任意の所与のタイミングマーカの可視性（例えば、不透明度及び／又は明るさ）は、タイミングマーカが、活性化波面の到着に先行する一連のフレームにわたって可視性が増加し、活性化波面の位置と一致するフレームにおいてその最大可視性に達し、活性化波面が通過した後の一連のフレームにわたって可視性が減少するように、そのマーカから対応する時点における活性化波面の位置までの距離に関連付けることができる。したがって、フレームが時系列で表示されるとき、タイミングマーカは、フェードインし、最大可視性に達し、次いでフェードアウトし、その結果、活性化波面は、動画に含まれるオブジェクトのものと同様の方法で、３次元解剖学的モデルの表面を横切って移動するように見える。

【0060】

しかしながら、典型的には、電気的活性化波面のアニメーション表示は、高速伝導の領域を強調する。一方、本開示の態様は、低速伝導領域及び／又は伝導がない領域を強調する。

【0061】

特に、活性化波面のグラフィック表現の可視性が、活性化波面が所与の位置を通過した後に減衰する速度は、その位置における低速伝導メトリックに関連する。所与の位置でのより高度な低速伝導メトリックは、より長い減衰時間をもたらすことになり（例えば、その位置での活性化波面のグラフィック表現は、より長く見えるままである）、一方、所与の位置でのより低度な低速伝導メトリックは、より短い減衰時間をもたらすことになる（例えば、その位置での活性化波面のグラフィック表現は、より速く消える）。これは、低速伝導領域及び／又は伝導がない領域内で活性化波面が減速するという視覚的印象を与える。

【0062】

図６は、任意の特定の位置における活性化波面のグラフィック表現の可視性の代表的な曲線である。時間１１２において、活性化波面が特定の位置に近づくにつれて、グラフィック表現はフェードインし始め、活性化波面が特定の位置と一致する時間である時間１１４において、その最大可視性に達する。その後、時間１１６で完全に消えるまで、特定の位置から離れるにつれてフェードアウトする。水平軸に沿った減衰勾配１１０の長さ（例えば、最大視界の時間１１４とフェードアウトが完了する時間１１６との間）は、特定の場所での低速伝導メトリックに直接関係する－低速伝導メトリックが高いほど、広い減衰勾配１１０となる。

【0063】

本明細書の実施形態では、減衰勾配１１０は、リズムのサイクル長の約２％から約５２％の範囲で変化する低速伝導メトリックの非線形関数であり得、より長い持続時間減衰勾配１１０に対応するより遅い伝導メトリックである。

【0064】

図７Ａ～７Ｃは、図５の表現５０２に追加された、低速伝導マップのアニメーション化された表現の３つのフレームを示す（図７Ａ～７Ｃは、時系列であるが、それらは直ちに連続したフレームではない）、各フレームにおいて、活性化波面の位置は、マーカ７０２（例えば、図７Ａの７０２ａ、図７Ｂの７０２ｂ、及び図７Ｃの７０２ｃ）によって表される。マーカ７０２がより薄く見える領域は、一般に正常な伝導の領域であり、一方、マーカ７０２がより太く見える領域は、伝導が遅い領域及び／又は伝導がない領域である。

【0065】

いくつかの実施形態が、特定の程度で上記に記載されたが、当業者は、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、開示された実施形態に多くの変更を行うことができる。

【0066】

例えば、本明細書の教示は、リアルタイムで（例えば、電気生理学的研究の間に）、又は後処理の間に（例えば、より早期に実施された電気生理学的研究の間に収集された電気生理学的データポイントに）適用され得る。

【0067】

別の例として、本明細書で開示される低速伝導マップは、スタンドアロンマップとしてだけでなく、他の電気生理学マップ（例えば、ピークツーピーク電圧マップ、複合分割電位図マップ、ＬＡＴマップなどに重ね合わされる）と併せて表示されてもよい。

【0068】

さらに別の例として、本明細書の教示は、（例えば、カテーテル１３上の電極１７によって測定されるようである）電気生理学的データ点だけでなく、（例えば、表示部２３上の）グラフィック表現内の個々のピクセルに（例えば、補間を介して）割り当てられたＬＡＴ値にも適用され得る。

【0069】

さらなる例として、活性化波面のアニメーション表示は、単に減速するのではなく、伝導のない領域で消失することができる。

【0070】

全ての方向に関する言及（例えば、上、下、上方向、下方向、左、右、左方向、右方向、頂部、底部、上方、下方、垂直、水平、時計回り、及び反時計回り）は、本発明の読者の理解を助けるための識別目的のためにのみ使用され、特に本発明の位置、向き、又は使用に関して限定を作り出すものではない。ジョインダの引用文献（例えば、取り付けられた、結合された、接続された等）は、広義に解釈されるべきであり、要素の接続と要素間の相対運動との間の中間部材を含むことができる。したがって、結合引用文献は、２つの要素が直接接続され、互いに固定された関係にあることを必ずしも推論しない。

【0071】

上記の説明に含まれるか、又は添付の図面に示されるすべての事項は、例示的なものにすぎず、限定するものではないと解釈されるべきであることが意図される。詳細又は構造の変更は、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の精神から逸脱することなく行うことができる。
以下の項目［１］～[２０]は、国際出願時の特許請求の範囲に記載の要素である。
[１] 組織の電気的活性化をマッピングする方法であって、
電気解剖学的マッピングシステムにおいて、複数の電気生理学的データポイントを受信することであって、前記複数の電気生理学的データポイントの各々は、局所活性化タイミング情報を含んでいる、前記受信することと、
前記複数の電気生理学的データポイントの各々について、前記電気解剖学的マッピングシステムが、前記局所活性化タイミング情報から低速伝導メトリックを計算することと、
それによって低速伝導マップを作成すること、
と、を含む方法。
[２] 前記電気解剖学的マッピングシステムが、前記複数の電気生理学的データポイントの第１のサブセットを伝導電気生理学的データポイントなしとして分類することと、
前記電気解剖学的マッピングシステムが、前記複数の電気生理学的データポイントの第２のサブセットを低速伝導電気生理学的データポイントとして分類することと、をさらに含む、［１］に記載の方法。
[３] 前記電気解剖学的マッピングシステムが、前記低速伝導マップのグラフィック表現を３次元解剖学的表面モデル上に出力することをさらに含む、［１］に記載の方法。
[４] 前記電気解剖学的マッピングシステムが、前記低速伝導マップのグラフィック表現を３次元解剖学的表面モデル上に出力することは、
前記電気解剖学的マッピングシステムが、第１の表示規則を使用して前記３次元解剖学的表面モデル上の非伝導領域をグラフィカルに表すことと、
前記電気解剖学的マッピングシステムは、第２の表示規則を使用して前記３次元解剖学的表面モデル上の低速伝導領域をグラフィカルに表すことと、を含む、［３］に記載の方法。
[５] 前記低速伝導マップのグラフィック表現は、前記３次元解剖学的表面モデルに沿って伝播する活性化波面のアニメーション表現を含む、［３］に記載の方法。
[６] 前記電気解剖学的マッピングシステムは、以下のステップ：
一連のフレームであって、前記一連のフレームの各フレームは、ある時点における低速伝導マップの画像ファイルに対応し、前記時点における活性化波面の静的表現を含み、前記時点における活性化波面の静的表現の可視性は、前記時点における活性化波面の位置における低速伝導メトリックに関連している、前記一連のフレームを生成すること、及び
前記電気解剖学的マッピングシステムは、前記一連のフレームを時系列で表示すること、
を実行することによって、前記３次元解剖学的表面モデルに沿って伝播する前記活性化波面のアニメーション表現を生成する、［５］に記載の方法。
[７] 前記活性化波面の静的表現の可視性は、前記時点における活性化波面の位置における低速伝導メトリックに直接関連する、［６］に記載の方法。
[８] 前記電気解剖学的マッピングシステムが前記局所活性化タイミング情報から低速伝導メトリックを計算することは、前記電気解剖学的マッピングシステムが前記局所活性化タイミング情報の加重標準偏差を使用して前記低速伝導メトリックを計算することを含む、［１］に記載の方法。
[９] 前記電気解剖学的マッピングシステムが前記局所活性化タイミング情報から低速伝導メトリックを計算することは、前記電気解剖学的マッピングシステム前記局所活性化タイミング情報の加重分散を使用して前記低速伝導メトリックを計算することを含む、［１］に記載の方法。
[１０] 組織の電気的活性化をマッピングする方法であって、
各電気生理学データ点が局所活性化タイミング情報を含む複数の電気生理学データ点を含む局所活性化時間マップを受信することと、
複数の電気生理学データ点の各電気生理学データ点について、それぞれの電気生理学データ点のプリセット距離内の複数の電気生理学データ点のサブセットについての局所活性化タイミング情報を使用して低速伝導メトリックを計算することと、
それによって低速伝導マップを作成することと、を含む方法。
[１１] 前記低速伝導メトリックは、前記複数の電気生理学的データ点のサブセットに対する前記局所活性化タイミング情報の重み付けされた分散と、前記複数の電気生理学的データ点のサブセットに対する前記局所活性化タイミング情報の重み付けされた標準偏差と、のうちの１つを使用して計算される、［１０］に記載の方法。
[１２] 前記重み付けが、それぞれの電気生理学データ点からの距離に反比例する、［１１］に記載の方法。
[１３] 前記低速伝導マップのグラフィック表現を３次元解剖学的表面モデル上に出力することをさらに含む、［１０］に記載の方法。
[１４] 前記低速伝導マップのグラフィック表現は、
第１の表示規則を使用して前記３次元解剖学的表面モデル上に表される非伝導である少なくとも１つの領域のグラフィカル表現と、
第２の表示規則を使用して前記３次元解剖学的表面モデル上に表される低速伝導である少なくとも１つの領域のグラフィカル表現と、
を含む、［１３］に記載の方法。
[１５] 前記低速伝導マップのグラフィカル表現は、心臓活性化波面のアニメーション表現を含む、［１３］に記載の方法。
[１６] 前記心臓活性化波面の前記アニメーション表現は、複数のフレームを含み、各フレームは、再生時における前記心臓活性化波面の静的表現を含み、前記心臓活性化波面の前記静的表現の可視性は、前記再生時における前記心臓活性化波面の位置における前記低速伝導メトリックに関連する、［１５］に記載の方法。
[１７] 前記心臓活性化波面の前記静的表現の可視性は、前記再生時間における前記心臓活性化波面の位置における前記低速伝導メトリックに直接関連する、［１６］に記載の方法。
[１８] 組織の電気的活性化のマップを生成するための電気解剖学的マッピングシステムであって、
活性化マッピング・プロセッサを備え、
前記活性化マッピング・プロセッサは、
各電気生理学データ点が局所活性化タイミング情報を含む複数の電気生理学データ点を含む局所活性化時間マップを受信し
前記複数の電気生理学データ点の各電気生理学データ点について、それぞれの電気生理学データ点のプリセット距離内の複数の電気生理学データ点のサブセットについて、局所活性化タイミング情報を使用して低速伝導メトリックを計算するように構成されており、
それによって低速伝導マップを作成する、システム。
[１９] 前記低速伝導マップのグラフィカル表現を出力するように構成されたマッピング・プロセッサをさらに備える、［１８］に記載のシステム。
[２０] 前記低速伝導マップのグラフィカル表現は、心臓活性化波面のアニメーション表現を含む、［１９］に記載のシステム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】