(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】2024-08-23
(45)【発行日】2024-09-02
(54)【発明の名称】記録装置のノイズ低減
(51)【国際特許分類】
A61B 5/347 20210101AFI20240826BHJP
A61B 5/308 20210101ALI20240826BHJP
【FI】
A61B5/347
A61B5/308
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2020124275
(22)【出願日】2020-07-21
【審査請求日】2023-05-25
(32)【優先日】2019-07-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(32)【優先日】2019-09-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】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
【氏名又は名称】加藤 公延
(74)【代理人】
【識別番号】100130384
【氏名又は名称】大島 孝文
(72)【発明者】
【氏名】アサフ・ゴバリ
(72)【発明者】
【氏名】バディム・グリナー
(72)【発明者】
【氏名】アンドレス・クラウディオ・アルトマン
(72)【発明者】
【氏名】アロン・ボウメンディル
【審査官】外山 未琴
(56)【参考文献】
【文献】特表2019-511258(JP,A)
【文献】国際公開第2007/029485(WO,A1)
【文献】特開2013-043095(JP,A)
【文献】特表2014-532543(JP,A)
【文献】特開2019-010512(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2019/0000557(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61B 5/05-5/0538
A61B 5/24-5/398
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気的活動測定システムであって、
生存被験者の身体部分に挿入されるように構成され、少なくとも1つの電極を含む遠位端を含むカテーテルと、
前記少なくとも1つの電極に結合され、前記少なくとも1つの電極から心内電位図(IEGM)信号を受信し、周囲の電気ノイズを拾うケーブルを介して記録装置に出力するために前記IEGM信号を処理するように構成された信号処理回路と、
前記ケーブルによって拾われた前記電気ノイズの少なくとも一部を受信し、前記ケーブルを介して前記記録装置に出力するために、受信された前記電気ノイズを示すフィードバック信号を、前記フィードバック信号に応答して、未だ前記IEGM信号にはないが前記ケーブルにおいて前記IEGM信号に加えられるであろう前記電気ノイズを少なくとも部分的に補償するように構成された前記信号処理回路に提供して、ノイズ補償されたIEGM信号を生成するように構成された、フィードバック回路と、を含む、システム。
【請求項2】
前記フィードバック回路が、前記ケーブルによって拾われた前記電気ノイズの前記少なくとも一部を検知するように構成されたセンサを含み、
前記信号処理回路が、
入力アナログIEGM信号として前記少なくとも1つの電極から前記IEGM信号を受信するように結合され、前記入力アナログIEGM信号をデジタルIEGM信号に変換するように構成されたアナログデジタル変換器と、
前記デジタルIEGM信号を受信するように結合され、受信された前記デジタルIEGM信号からノイズをフィルタリングするように構成されたデジタル信号フィルタリング装置と、
フィルタリングされた前記デジタルIEGM信号を受信するように結合され、前記フィルタリングされたデジタルIEGM信号をフィルタリングされたアナログIEGM信号に変換するように構成されたデジタルアナログ変換器と、
前記フィードバック信号及び前記フィルタリングされたアナログIEGM信号を受信するように結合され、前記ケーブルを介して前記記録装置に出力するために、前記フィードバック信号に応答して、前記フィルタリングされたアナログIEGM信号にはないが前記ケーブルにおいて加えられるであろう前記電気ノイズを少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたアナログIEGM信号を生成するように構成された補償回路と、を含む、請求項1に記載のシステム。
【請求項3】
前記センサがアンテナ又はコイルを含む、請求項2に記載のシステム。
【請求項4】
前記補償回路が、前記フィードバック信号に応答して補償信号を生成し、前記補償信号を前記フィルタリングされたアナログIEGM信号に加えるように構成されている、請求項2に記載のシステム。
【請求項5】
前記補償回路が、前記フィードバック信号の位相を約180度位相ずれするように変化させることに基づいて、前記補償信号を生成するように構成されている、請求項4に記載のシステム。
【請求項6】
前記信号処理回路が、
入力アナログIEGM信号として前記少なくとも1つの電極から前記IEGM信号を受信するように結合され、前記入力アナログIEGM信号をデジタルIEGM信号に変換するように構成されたアナログデジタル変換器と、
前記デジタルIEGM信号を受信するように結合され、受信された前記デジタルIEGM信号からノイズをフィルタリングするように構成されたデジタル信号フィルタリング装置と、
フィルタリングされた前記デジタルIEGM信号及び前記フィードバック信号を受信するように結合された補償回路であって、前記フィードバック回路が、前記ケーブルから前記補償回路に戻るように通る電気接続を含み、前記補償回路が、前記フィードバック信号に応答して、前記デジタルIEGM信号にはないが前記ケーブルにおいて加えられるであろう前記電気ノイズを少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたデジタルIEGM信号を生成するように構成されている、補償回路と、
前記ノイズ補償されたデジタルIEGM信号を受信するように結合され、前記ケーブルを介して前記記録装置に出力するために、前記ノイズ補償されたデジタルIEGM信号をノイズ補償されたアナログIEGM信号に変換するように構成されている、デジタルアナログ変換器と、を含む、請求項1に記載のシステム。
【請求項7】
前記補償回路が、前記フィードバック信号に応答して補償信号を生成し、前記補償信号を前記フィルタリングされたデジタルIEGM信号に加えるように構成されている、請求項6に記載のシステム。
【請求項8】
前記補償回路が、
前記フィードバック信号の時間窓を周波数領域に変換し、
前記電気ノイズに関連する少なくとも1つの周波数の存在について、変換された前記時間窓を分析し、
前記電気ノイズに関連する前記少なくとも1つの周波数の存在を有する前記変換された時間窓のうちの1つの変換された時間窓に応答して、前記補償信号を生成するように構成されている、請求項7に記載のシステム。
【請求項9】
前記補償回路が、
前記1つの変換された時間窓を時間領域信号に変換し、
前記時間領域信号の位相を約180度位相ずれするように変化させることに基づいて、前記補償信号を生成するように構成されている、請求項8に記載のシステム。
【請求項10】
信号処理回路及びフィードバック回路を備えた、電気的活動測定
を行うためのシステムの作動方法であって、
前記信号処理回路が、カテーテルの少なくとも1つの電極から心内電位図(IEGM)信号を受信することと、
前記信号処理回路が、周囲の電気ノイズを拾うケーブルを介して記録装置に出力するために前記IEGM信号を処理することと、
前記フィードバック回路が、前記ケーブルによって拾われた前記電気ノイズの少なくとも一部を受信することと、
前記フィードバック回路が、受信された前記電気ノイズを示すフィードバック信号を提供することと、
前記ケーブルを介して前記記録装置に出力するために、
前記信号処理回路が、前記フィードバック信号に応答して、未だ前記IEGM信号にはないが前記ケーブルにおいて前記IEGM信号に加えられるであろう前記電気ノイズを少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたIEGM信号を生成することと、を含む、
システムの作動方法。
【請求項11】
前記フィードバック回路が、前記ケーブルによって拾われた前記電気ノイズの前記少なくとも一部を検知することと、
前記信号処理回路が、入力アナログIEGM信号として前記少なくとも1つの電極から前記IEGM信号を受信することと、
前記信号処理回路が、前記入力アナログIEGM信号をデジタルIEGM信号に変換することと、
前記信号処理回路が、前記デジタルIEGM信号からノイズをフィルタリングすることと、
前記信号処理回路が、フィルタリングされた前記デジタルIEGM信号をフィルタリングされたアナログIEGM信号に変換することと、
前記ケーブルを介して前記記録装置に出力するために、
前記信号処理回路が、前記フィードバック信号に応答して、前記フィルタリングされたアナログIEGM信号にはないが前記ケーブルにおいて加えられるであろう前記電気ノイズを少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたアナログIEGM信号を生成することと、を更に含む、請求項10に記載の
システムの作動方法。
【請求項12】
前記信号処理回路が、前記フィードバック信号に応答して補償信号を生成することと、前記補償信号を前記フィルタリングされたアナログIEGM信号に加えることと、を更に含む、請求項11に記載の
システムの作動方法。
【請求項13】
前記生成することが、
前記信号処理回路が、前記フィードバック信号の位相を180度位相ずれするように変化させることに基づいて、前記補償信号を生成することを含む、請求項12に記載の
システムの作動方法。
【請求項14】
前記信号処理回路が、入力アナログIEGM信号として前記少なくとも1つの電極から前記IEGM信号を受信することと、
前記信号処理回路が、前記入力アナログIEGM信号をデジタルIEGM信号に変換することと、
前記信号処理回路が、受信された前記デジタルIEGM信号からノイズをフィルタリングすることと、
前記信号処理回路が、前記フィードバック信号に応答して、前記デジタルIEGM信号にはないが前記ケーブルにおいて加えられるであろう前記電気ノイズを少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたデジタルIEGM信号を生成することと、
前記ケーブルを介して前記記録装置に出力するために、
前記信号処理回路が、前記ノイズ補償されたデジタルIEGM信号をノイズ補償されたアナログIEGM信号に変換することと、を更に含む、請求項10に記載の
システムの作動方法。
【請求項15】
前記信号処理回路が、前記フィードバック信号に応答して、補償信号を生成することと、
前記信号処理回路が、前記補償信号をフィルタリングされた前記デジタルIEGM信号に加えることと、を更に含む、請求項14に記載の
システムの作動方法。
【請求項16】
前記信号処理回路が、前記フィードバック信号の時間窓を周波数領域に変換することと、
前記電気ノイズに関連する少なくとも1つの周波数の存在について、
前記信号処理回路が、変換された前記時間窓を分析することと、を更に含み、前記生成することが、
前記信号処理回路が、前記電気ノイズに関連する前記少なくとも1つの周波数の存在を有する前記変換された時間窓のうちの1つの変換された時間窓に応答して、前記補償信号を生成することを含む、請求項15に記載の
システムの作動方法。
【請求項17】
前記信号処理回路が、前記1つの変換された時間窓を時間領域信号に変換することを更に含み、前記生成することが、
前記信号処理回路が、前記時間領域信号の位相を180度位相ずれするように変化させることに基づいて、前記補償信号を生成することを含む、請求項16に記載の
システムの作動方法。
【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、米国特許法第119条(e)の下で、2019年7月22日出願の米国仮特許出願第62/877,218号の利益を主張するものであり、その先行特許出願は、あたかも本明細書に漏れなく論述されているかのように、参照により本明細書に援用される。
【0002】
(発明の分野)
本発明は、医療用装置に関し、排他的ではないが具体的には、電位図信号におけるノイズの低減に関する。
【背景技術】
【0003】
電気ノイズは、電気生理学的信号を記録する際に重大な問題となり得る。
【0004】
Levinらによる米国特許第9,591,981号に、被験者に取り付けられた注入電極を介して、既知の較正信号を被験者に注入することと、較正信号に応答して、被験者に取り付けられた入力電極において生成した出力信号のそれぞれのレベルを測定することとを含む、生存被験者から電気信号を取得するための方法が記載されている。この方法は、各々のレベルに応答して、入力電極に関して各々の荷重係数を誘導することと、各々の荷重係数を入力電極によって獲得された生理学的信号に適用することで、各々の補正生理学的信号を発生することと、を更に含む。
【0005】
Donofrioらの米国特許公開第2010/0114201号には、2つの埋め込み可能な医療装置又は共通の埋め込み可能な医療装置の2つの異なる治療モジュール間の電気的クロストークが評価され得、いくつかの実施例では緩和され得ることが記載されている。いくつかの実施例では、埋め込み可能な医療装置又は治療モジュールのうちの1つは、非心筋組織部位又は非血管心臓組織部位に電気刺激を送達し、他の埋め込み可能な医療装置又は治療モジュールは、心調律管理療法を患者の心臓に送達する。
【0006】
米国特許公開第2002/0133208号には、一次装置筐体を含む電磁免疫組織侵襲性システムについて記載されている。一次装置筐体はその中に制御回路を有する。一次装置筐体の周囲にシールドが形成されて、一次装置筐体及びその中の任意の回路を電磁干渉から遮蔽する。リードシステムは、一次装置筐体間で信号を送受信する。リードシステムは、光ファイバーシステム又は電気的に遮蔽された電気リードシステムのいずれかである。
【0007】
Sterrettらの米国特許公開第2017/0112405号には、一体型電極構造体が近位端と遠位端とを含むカテーテルシャフトを含み、カテーテルシャフトがカテーテルシャフトの長手方向軸を画定することが記載されている。可撓性先端部分は、カテーテルシャフトの遠位端に隣接して位置し得、可撓性先端部分は可撓性フレームワークを含む。複数の微小電極は、可撓性枠体上に配置され得、かつ組織に合致するように適合された微小電極の可撓性アレイを形成し得る。複数の導電トレースは、可撓性枠体上に配置され得、複数の導電トレースの各々は、複数の微小電極のそれぞれの1つと電気的に結合され得る。
【0008】
Landyらの米国特許公開第2018/0303414号には、組織塊内の標的領域を治療するために、組織塊内の1つ又は2つの正確な領域に薬剤を投与するための、組織の適切な処置を実行し、マッピングし、及び/又は試験するシステム、装置、及び方法が記載されている。組織塊内の標的領域付近の神経トラフィックを識別し、位置特定し、その近傍の神経トラフィックをモニタし、定量化し、マッピングするシステム、装置、及び方法が開示されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示の実施形態によれば、生存被験者の身体部分に挿入されるように構成され、少なくとも1つの電極を含む遠位端を含むカテーテルと、少なくとも1つの電極に結合され、少なくとも1つの電極から心内電位図(intracardiac electrogram、IEGM)信号を受信し、周囲の電気ノイズが拾われるケーブルを介して記録装置に出力するためにIEGM信号を処理するように構成された信号処理回路と、ケーブルによって拾われた電気ノイズの少なくとも一部を受信し、ケーブルを介して記録装置に出力するために、受信された電気ノイズを示すフィードバック信号を、フィードバック信号に応答して、未だIEGM信号にはないがケーブルにおいてIEGM信号に加えられるであろう電気ノイズを少なくとも部分的に補償するように構成された信号処理回路に提供して、ノイズ補償されたIEGM信号を生成するように構成されたフィードバック回路と、を含む電気的活動測定システムが提供されている。
【0010】
更に、本開示の実施形態によれば、フィードバック回路は、ケーブルによって拾われた電気ノイズの少なくとも一部を検知するように構成されたセンサを含み、信号処理回路は、入力アナログIEGM信号として少なくとも1つの電極からIEGM信号を受信するように結合され、入力アナログIEGM信号をデジタルIEGM信号に変換するように構成されたアナログデジタル変換器と、デジタルIEGM信号を受信するように結合され、受信されたデジタルIEGM信号からノイズをフィルタリングするように構成されたデジタル信号フィルタリング装置と、フィルタリングされたデジタルIEGM信号を受信するように結合され、フィルタリングされたデジタルIEGM信号をフィルタリングされたアナログIEGM信号に変換するように構成されたデジタルアナログ変換器と、フィードバック信号及びフィルタリングされたアナログIEGM信号を受信するように結合され、ケーブルを介して記録装置に出力するために、フィードバック信号に応答して、フィルタリングされたアナログIEGM信号にはないがケーブルにおいて加えられるであろう電気ノイズを少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたアナログIEGM信号を生成するように構成された補償回路と、を含む。
【0011】
更に、本開示の一実施形態によれば、センサはアンテナ又はコイルである。
【0012】
更に、本開示の実施形態によれば、補償回路は、フィードバック信号に応答して補償信号を生成し、補償信号をフィルタ処理したアナログIEGM信号に加えるように構成されている。
【0013】
更に、本開示の実施形態によれば、補償回路は、フィードバック信号の位相を180度位相がずれるように変化させることに基づいて補償信号を生成するように構成されている。
【0014】
更に、本開示の一実施形態によれば、信号処理回路は、入力アナログIEGM信号として少なくとも1つの電極からIEGM信号を受信するように結合され、入力アナログIEGM信号をデジタルIEGM信号に変換するように構成されたアナログデジタル変換器と、デジタルIEGM信号を受信するように結合され、受信したデジタルIEGM信号からノイズをフィルタリングするように構成されたデジタル信号フィルタリング装置と、フィルタリングしたデジタルIEGM信号及びフィードバック信号を受信するように結合された補償回路と、を含み、フィードバック回路が、ケーブルから補償回路に戻るように通る電気的接続を含み、補償回路が、フィードバック信号に応答して、デジタルIEGM信号にはないがケーブルにおいて加えられるであろう電気ノイズを少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたデジタルIEGM信号を生成するように構成された補償回路と、ノイズ補償デジタルIEGM信号を生成するためのフィードバック信号に応答して、ノイズ補償されたデジタルIEGM信号を受信するように結合され、ノイズ補償されたデジタルIEGM信号を、ケーブルを介して記録装置に出力するためにノイズ補償されたアナログIEGM信号に変換するように構成されたデジタル-アナログ変換器と、を含む。
【0015】
また更に、本開示の実施形態によれば、補償回路は、フィードバック信号に応答して補償信号を生成し、補償信号をフィルタ処理したデジタルIEGM信号に加えるように構成されている。
【0016】
更に、本開示の実施形態によれば、補償回路は、フィードバック信号の時間窓を周波数領域に変換し、変換された時間窓を、電気ノイズに関連する少なくとも1つの周波数の存在について分析し、電気ノイズに関連する少なくとも1つの周波数の存在を有する変換された時間窓のうちの1つの変換された時間窓に応答して補償信号を生成するように構成されている。
【0017】
更に、本開示の実施形態によれば、補償回路は、1つの変換された時間窓を時間領域信号に変換し、時間領域信号の位相を180度位相ずれするように変化させることに基づいて補償信号を生成するように構成されている。
【0018】
本開示の別の実施形態によれば、電気活動測定方法であって、生存被験者の身体部分に挿入されるように構成されたカテーテルの少なくとも1つの電極から心内電位図(IEGM)信号を受信することと、周囲の電気ノイズを拾うケーブルを介して記録装置に出力するためにIEGM信号を処理することと、ケーブルによって拾われた電気ノイズの少なくとも一部を受信することと、受信された電気ノイズを示すフィードバック信号を提供することと、ケーブルを介して記録装置に出力するために、フィードバック信号に応答して、未だIEGM信号にはないがケーブルにおいてIEGM信号に加えられるであろう電気ノイズを少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたIEGM信号を生成することと、を含む方法も提供される。
【0019】
更に、本開示の実施形態によれば、方法は、ケーブルによって拾われた電気ノイズの少なくとも一部を検知することと、入力アナログIEGM信号として少なくとも1つの電極からIEGM信号を受信することと、入力アナログIEGM信号をデジタルIEGM信号に変換することと、デジタルIEGM信号からノイズをフィルタリングすることと、ケーブルを介して記録装置に出力するために、フィードバック信号に応答して、フィルタリングされたアナログIEGM信号にはないがケーブルにおいて加えられるであろう電気ノイズを少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたアナログIEGM信号を生成することと、を含む。
【0020】
また更に、本開示の実施形態によれば、方法は、フィードバック信号に応答して補償信号を生成することと、補償信号をフィルタリングされたアナログIEGM信号に加えることと、を含む。
【0021】
加えて、本開示の実施形態によれば、生成することは、フィードバック信号の位相を180度位相ずれするように変化させることに基づいて補償信号を生成することを含む。
【0022】
更に、本開示の実施形態によれば、方法は、入力アナログIEGM信号として少なくとも1つの電極からIEGM信号を受信することと、入力アナログIEGM信号をデジタルIEGM信号に変換することと、受信されたデジタルIEGM信号からノイズをフィルタリングすることと、電気ノイズを少なくとも部分的に補償することと、ケーブルを介して記録装置に出力するために、フィードバック信号に応答して、デジタルIEGM信号にはないがケーブルにおいて加えられるであろう電気ノイズを少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたデジタルIEGM信号を生成することと、ノイズ補償デジタルIEGM信号をノイズ補償されたアナログIEGM信号に変換することと、を含む。
【0023】
更に、本開示の実施形態によれば、方法は、フィードバック信号に応答して補償信号を生成することと、補償信号をフィルタリングされたデジタルIEGM信号に加えることと、を含む。
【0024】
また更に、本開示の実施形態によれば、方法は、フィードバック信号の時間窓を周波数領域に変換することと、変換された時間窓を、電気ノイズに関連する少なくとも1つの周波数の存在について分析することと、を含み、生成することが、電気ノイズに関連する少なくとも1つの周波数の存在を有する変換された時間窓のうちの1つの変換された時間窓に応答して、補償信号を生成することを含む。
【0025】
加えて、本開示の一実施形態によれば、方法は、1つの変換された時間窓を時間領域信号に変換することを含み、生成することは、時間領域信号の位相を180度位相ずれするように変化させることに基づいて補償信号を生成することを含む。
【図面の簡単な説明】
【0026】
本発明は、添付の図面と併せて、以下の詳細な説明から理解されよう。
【
図1】本発明の実施形態に従って構築され、かつ動作可能である電気的活動測定装置の部分図で表した部分ブロック図である。
【
図2】
図1の装置で使用するためのカテーテルの概略図である。
【
図3】本発明の一実施形態による記録装置に接続された電気的活動測定システムの概略図である。
【
図4】
図3のシステムの動作方法におけるステップを含むフローチャートである。
【
図5】
図3のシステムの補償回路に含まれる回路図である。
【
図6】本発明の代替実施形態による、記録装置に接続された電気的活動測定システムの概略図である。
【
図7】
図6のシステムの動作方法におけるステップを含むフローチャートである。
【
図10】
図7の方法のステップのうちの1つのサブステップを含むフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0027】
概論
本明細書で任意の数値又は数値の範囲について用いる「約」又は「およそ」という用語は、構成要素の部分又は構成要素の集合が、本明細書で述べるその意図された目的に沿って機能することを可能とする、好適な寸法の許容誤差を示すものである。より具体的には、「約」又は「およそ」は、列挙された値の±20%の値の範囲を指し得、例えば、「約90%」は、71%~99%の値の範囲を指し得る。更に、本明細書で使用するとき、「患者」、「ホスト」、「ユーザ」、及び「被験者」という用語は、任意のヒト又は動物対象を指し、システム又は方法をヒトにおける使用に限定することを意図していないが、ヒト患者における本発明の使用は、好ましい実施形態を代表するものである。
【0028】
前述したように、心臓電気生理学的(electrophysiological、EP)検査又はアブレーション処置中、患者と処置に使用される電気システムとの間のリード、例えばCarto(登録商標)システム(カリフォルニア州アーバイン市のBiosense Webster,Inc.)及び/又は外部記録システムは、ノイズを拾い得る。ノイズが既知の装置由来である場合であっても、装置を取り外すことが困難であるか又は不可能でさえあり得る。例えば、Cartoシステムは、取り外すことはできないが、電気ノイズを発生させる外部の無停電電源(uninterruptible power supply、UPS)を使用する場合がある。Cartoシステムは、通常、フィルタリング技術を使用してノイズの信号を浄化する。しかしながら、外部記録システムによって記録された信号は、非常にノイズが多い場合があり、これは、電気生理学的信号に関連する非常に小さい電圧に起因する重大な問題になり得る。
【0029】
本発明の実施形態は、外部記録システムにIEGM信号(複数可)を出力する前に予想されるノイズピックアップを補償する信号処理回路(例えば、Cartoシステムの一部である)を介してカテーテルによって捕捉された心内電位図(IEGM)信号(複数可)をルーティングすることによって、カテーテルと記録システムとの間のケーブルにおける電気ノイズピックアップに関連する問題を低減する。
【0030】
カテーテルは、第1のケーブルを介して信号処理回路に、次いで、第2のケーブルにより信号処理回路から外部記録システムに接続される。信号処理回路は、一般に、信号処理回路によってデジタル信号に次いで変換されるアナログ信号として、IEGM信号を第1のケーブルを介して受信する。この段階で、信号処理回路は、任意の好適なデジタルフィルタリング技術(複数可)を使用して、デジタル信号から第1のケーブルに拾われたノイズをフィルタリングし得る。デジタルフィルタリングは、通常は、約50ヘルツの周波数、可能であれば、100及び150ヘルツなどの高調波周波数に基づいている、周囲の電気機器によって生成される電気ノイズに関連する信号成分を除去することに焦点を当ててもよい。後の段階では、デジタル信号は、第2のケーブルを介して外部記録システムに出力するために、信号処理回路によってアナログ信号に戻るように変換される。
【0031】
電気ノイズはまた、第2のケーブルにおいて拾われてもよい。外部記録システムは、一般に、ノイズフィルタリング能力を有しないアナログ装置であり、したがって、第2のケーブルを介して受信されたIEGM信号からのノイズをフィルタリングすることができない。したがって、信号処理回路は、未だIEGM信号にはない(一方、IEGM信号が信号処理回路内にある)が第2のケーブルにおいてIEGM信号に加えられるであろう、この予想されるノイズを補償する。いくつかの実施形態では、第2のケーブルの近くに配置されたセンサは、第2のケーブルによって拾われた電気ノイズの少なくとも一部を検知し、検知された電気ノイズを示すフィードバック信号を信号処理回路に提供する。他の実施形態では、電気接続は、ケーブルにおける信号を信号処理回路にフィードバックする。両方の実施形態では、信号処理回路は、第2のケーブルを介して記録装置に出力するために、フィードバック信号に応答して、未だIEGM信号にはないが第2のケーブルにおいてIEGM信号に加えられるであろう電気ノイズを少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたIEGM信号を生成する。
【0032】
いくつかの実施形態では、予想されるノイズについての補償は、IEGM信号がアナログフォーマットにある間に実行される。
【0033】
システムの説明
参照により本明細書に組み込まれる文書は本出願の一体部とみなされるべきであり、いかなる用語も、それらの組み込まれた文書内で、本明細書で明示的又は暗示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、本明細書における定義のみが考慮されるべきである。
【0034】
ここで、
図1及び
図2を参照する。
図1は、本発明の実施形態により構築され、かつ動作可能である電気的活動測定装置12の部分図で表した部分ブロック図である。
図2は、
図1の装置12で使用するためのカテーテル20の概略図である。カテーテル20は、遠位端22を有し、生存被験者の身体部分(例えば、心臓)に挿入されるように構成されている。この手順は、医師14によって行われ、以下の説明において、この手順は、ヒトの患者18の心臓の心筋16の組織15の一部のマッピング手順及び/又はアブレーションを含むと想定されている。
【0035】
この手順を実施するために、医師14は、カテーテル20が心臓の室内に挿入されるように、患者18の内腔内に予め位置決めされたシース21内にカテーテル20を挿入する。シース21は、カテーテル20の遠位端22が患者18の心臓に入るように位置決めされている。遠位端22は、遠位端22の場所及び配向を追跡することを可能にする位置センサ24、遠位端22が心筋16に接触するときに遠位端22によって加えられる力を測定する力センサ26、及び遠位端22のそれぞれの場所での温度を測定する1つ又は2つ以上の温度センサ28を含む。遠位端22はまた、心室内で心筋16に高周波電力を印加して心筋16をアブレーションするために使用される1つ又は2つ以上の電極30を備える。電極(複数可)30は、心筋16から電極電位を取得するためにも使用され得る。
【0036】
装置12は、装置の操作コンソール48内に位置するシステムプロセッサ46により制御される。操作コンソール48は、医師14がプロセッサ46と通信するために使用される、少なくとも1つのユーザ入力デバイス49の制御用つまみ類を含む。プロセッサ46用のソフトウェアは、例えば、ネットワークを介して電子的方式でプロセッサ46にダウンロードすることができる。代替的に又は更に、ソフトウェアは、光学的、磁気的、又は電子的記憶媒体などの非一過性有形媒体で提供され得る。
【0037】
プロセッサ46は、通常、フィールドプログラマブルゲートアレイ(field programmable gate array、FPGA)として構成されるデジタル信号フィルタリング装置45、及びアナログデジタル(analog-to-digital、A/D)変換集積回路47を含み得る。プロセッサ46は、信号をA/D変換器47から別のプロセッサに通過させることができ、及び/又は、本明細書で開示されている少なくとも1つのアルゴリズムを実行するようにプログラムすることができ、このアルゴリズムは後述するステップを含む。プロセッサ46は、アルゴリズムを実行するために、デジタル信号フィルタリング装置45及びA/D変換器47、並びに以下でより詳細に説明されているモジュールの機能部を使用している。
【0038】
装置12を操作するために、プロセッサ46のアルゴリズムは、装置12を操作するためにプロセッサ46により使用される多数のモジュールを有するモジュールバンク50と通信する。したがって、モジュールバンク50は、ECG信号をプロセッサ46に提供するために、身体表面電極31及び/又は電極30から信号を受信するように連結された心電図(electrocardiograph、ECG)モジュール56を備える。身体表面電極31及び/又は電極(複数可)30は、被験者(例えば、患者18)の身体に適用されるように構成されており、かつ被験者の心臓の電気的活動に応答して信号を出力するように構成されている。電極(複数可)30は、カテーテル20を介して身体の心臓に適用される。モジュールバンク50は更に、位置センサ24からの信号を受信して分析し、信号分析を使用して遠位端22の位置及び配向を生成する追跡モジュール58を含む。いくつかの実施形態では、位置センサ24は、コイルを横切る磁界に応じてセンサ信号を提供する、1つ又は2つ以上のコイルを含む。これらの実施形態では、追跡モジュール58は、位置センサ24から信号を受信及び解析することに加えて、位置センサ24を横切る磁界を放射する放射器32、34、及び36を制御する。放射器32、34、及び36は、心筋16に近接して配置されており、心筋16に近接する領域内に交番磁界を放射するように構成されている。複数のワイヤ接続部35は、操作コンソール48を身体表面電極31及び他の構成要素(放射器32、34、36及びセンサ24など)と連結されて、追跡モジュール58がカテーテル20の場所及び配向の座標を測定することを可能にする。いくつかの実施形態では、追跡モジュール58は、心臓に対するカテーテル20の相対的場所及び相対的配向を計算するように構成されている。磁気による場所及び配向追跡については、米国特許第7,756,576号及び同第7,536,218号(参照により本明細書に援用される)に記載されている。Biosense Webster(33 Technology Drive,Irvine,CA92618 USA)製のCartoシステムは、このような磁気追跡システムを使用する。追跡モジュール58は、磁気ベースの場所及び配向追跡を使用することに限定されない。インピーダンスに基づく追跡又は画像に基づく追跡など、任意の好適な場所及び配向追跡を使用することができる。
【0039】
装置12は、MRIユニット、CTユニットなどのような外部の画像診断モダリティからの画像データを受信することができ、画像を生成及び表示するために、プロセッサ46に組み込まれ得る又はプロセッサ46によって呼び出され得る画像プロセッサを含む。画像データは追跡モジュール58に登録されてもよく、受信されたデータとカテーテル20の位置とを組み合わせるユーザインターフェース画面70が、医師14に向けてディスプレイ61上に表示されてもよい。例えば、カテーテル20の遠位端22の軌跡が、ディスプレイ61上に表示される患者18の心臓の3次元(3D)表現上に示されてもよい。いくつかの実施形態では、心臓の3D表現は、カテーテル20によって実行されたマッピングに基づいて少なくとも部分的に計算されてもよい。
【0040】
電極(複数可)30及び身体表面電極31は、参照により本明細書に援用される、Govariらに発行された米国特許第7,536,218号に教示されるように、アブレーション部位における組織インピーダンスを測定するために使用され得る。
【0041】
モジュールバンク50はまた、力モジュール60、電源モジュール62、灌注モジュール64、及び温度モジュール66を含む。これらモジュールの機能を、以下に説明する。モジュールバンク50におけるモジュール、及びプロセッサ46は、本明細書においては、処理回路51と呼ばれる。
【0042】
力モジュール60は、力センサ26からの信号を受信し、その信号から、遠位端部22によって組織15に及ぼされる接触力の大きさ(本明細書ではグラム単位で測定されることを前提とする)を生成する。いくつかの実施形態では、力センサ26は、力センサ26が力モジュール60に提供する信号によって、力モジュール60が、遠位端22により組織15に及ぼされる力の方向を評価することができるように構成されている。
【0043】
電源モジュール62は、心筋16の組織15をアブレーションするために電極(複数可)30によって印加される高周波電力を発生させる高周波(radiofrequency、RF)信号発生器63を備える。プロセッサ46及び電源モジュール62は、電極(複数可)30によって送達される電力レベル(本明細書ではワット単位で測定されることを前提とする)、及び秒単位で測定される、電力が送達されている間の時間の長さを調節することが可能である。
【0044】
灌注モジュール64は、操作コンソール48内に配設されたポンプ65によって遠位端22に供給される、典型的には生理食塩水である灌注流体の流量(本明細書ではmL/分で測定されることを前提とする)を制御する。カテーテル20は、内部を通じて心筋16を灌注する灌注チャネルを含む。灌注流体は、遠位端22内の灌注孔69から放出される。ポンプ65は、アブレーション処置の状態に従って、アイドル速度で、かつ1つ又は2つ以上の非アイドル速度(アイドル速度よりも高速度)で灌注流体を選択的に、灌注チャネル内に送り込むように構成されている。
【0045】
温度モジュール66は、温度センサ28によって(又は各温度センサ28によって)提供される温度信号を受信する。温度信号は、複数の異なる時点における心筋の温度を示す。温度モジュール66は、各センサ28によって登録された温度を決定する。通常、複数のセンサ28の場合、温度モジュール66は、遠位端22の平均温度を判定する。更に、複数のセンサが存在する場合、温度モジュール66は、遠位端22の温度分布のマップを作成することができる。
【0046】
いくつかの実施形態では、カテーテル20は、例えば、限定するものではないが、フォーカルカテーテル、いくつかの偏向可能なアームを有するフラワーカテーテル、バルーンカテーテル、ラッソーカテーテル又はバスケットカテーテルを含んでもよい。カテーテルは、電位を取得するための電極(複数可)30を含んでもよいが、力センサ(複数可)、温度センサ(複数可)、及び灌注チャネル(複数可)のうちの1つ又は2つ以上を除外しても又は含んでもよい。
【0047】
ここで、
図3及び
図4を参照する。
図3は、本発明の実施形態による記録装置82に接続された電気的活動測定システム120の概略図である。
図4は、
図3のシステム120の動作方法におけるステップを含むフローチャート130である。
【0048】
電気的活動測定システム120は、デジタル信号フィルタリング装置45及び操作コンソール48.に配置されたA/D変換器47を含む
図1の装置12を含む。電気的活動測定システム120はまた、補償回路122及びデジタルアナログ(digital-to-analogue、D/A)変換器84を含む。デジタル信号フィルタリング装置45、A/D変換器47、補償回路122、及びD/A変換器84は、本明細書では信号処理回路86としてまとめて説明されている。電気的活動測定システム120はまた、センサ88を含むフィードバック回路85、及びセンサ88を補償回路122と電気的に接続するケーブル87を含む。センサ88は、単なる例として、アンテナ又はコイルを含んでもよい。センサ88は、アナログ補償回路122にフィードバック信号を提供する。
【0049】
信号処理回路86は、カテーテル20(
図2)の電極(複数可)30(
図2)に結合され、電極30(
図2)から心内電位図(IEGM)信号(又は複数の信号)125を受信し、周囲の電気ノイズ92を拾うケーブル90を介して記録装置82に出力するためにIEGM信号(複数可)125を処理するように構成されている。カテーテル20はまた、以下により詳細に説明されているように、デジタル信号フィルタリング装置45によって識別及びフィルタリングされ得る周囲の電気ノイズ94を拾ってもよい。
【0050】
フィードバック回路85のセンサ88は、ケーブル90によって拾われた電気ノイズ92の少なくとも一部を検知し、かつそれによって受信し、検知された(及び受信された)電気ノイズを示すフィードバック信号を補償回路122.に提供するように構成されている。補償回路122は、ケーブル90を介して記録装置82に出力するために、フィードバック信号に応答して、未だIEGM信号(複数可)にはないがケーブル90においてIEGM信号(複数可)に加えられるであろう電気ノイズ92を少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償IEGM信号を生成するように構成されている。
【0051】
電気ノイズ92の補償は、フィードバック信号と同じ周波数及び振幅を有し、かつケーブル90におけるIEGM信号(複数可)に加えられた電気ノイズを相殺するように電気ノイズと干渉するように生成される補償信号を加えることによって実行されてもよい。補償信号は、フィードバック信号の位相を180度位相ずれするように変化させることに基づいてもよい。電気的活動測定システム120については、以下でより詳細に説明する。
【0052】
A/D変換器47は、入力アナログIEGM信号として電極(複数可)30(
図2)からIEGM信号(複数可)125を受信する(ブロック132)ように結合され、入力アナログIEGM信号をデジタルIEGM信号(複数可)に変換する(ブロック134)ように構成されている。
【0053】
デジタル信号フィルタリング装置45は、デジタルIEGM信号(複数可)を受信するように結合され、受信されたデジタルIEGM信号(複数可)からノイズをフィルタリングする(ブロック136)ように構成されている。デジタル信号フィルタリング装置45は、各種フィルタリング回路、例えば、限定するものではないが、閾値周波数(例えば60ヘルツ又は100ヘルツ)より高い周波数を有する信号を除去するためのローパスフィルタ96、及び/又は周波数の範囲内(例えば、100~200Hz)の周波数を有する信号を除去するための帯域阻止フィルタ98を含んでもよい。IEGM信号は、例えば、50Hzの範囲のノイズに類似の周波数を含んでもよく、したがって、単純にローパスフィルタ又は帯域阻止フィルタを使用する50Hz成分の容易なフィルタリング除去により、許容可能な結果が得られなくてもよい。したがって、IEGM信号に悪影響を及ぼすことなく、外部源に関連するノイズを除去するために、他のフィルタリング方法が適用されてもよい。このような方法については、
図8~10を参照してより詳細に説明する。デジタル信号フィルタリング装置45及び/又はA/D変換器47の機能の少なくとも一部は、ソフトウェアを実行する1つ又は2つ以上のコンピュータ又はプロセッサによって実行されてもよい。このソフトウェアは、例えば、ネットワークを介して電子形態でシステム(複数可)又はプロセッサ(複数可)にダウンロードされてもよい。代替的に又は更に、ソフトウェアは、光学的、磁気的、又は電子的記憶媒体などの非一過性有形媒体で提供され得る。
【0054】
D/A変換器84は、フィルタリングされたデジタルIEGM信号(複数可)を受信するように結合され、フィルタリングされたデジタルIEGM信号(複数可)をフィルタリングされたアナログIEGM信号(複数可)に変換する(ブロック138)ように構成されている。
【0055】
補償回路122は、フィードバック信号(センサ88から)及びフィルタリングされたアナログIEGM信号(D/A変換器84から)を受信するように結合されている。補償回路122は、ケーブル90を介して記録装置82に出力するために、フィードバック信号に応答して、フィルタリングされたアナログIEGM信号(複数可)にはないがケーブル90に加えられるであろう電気ノイズを少なくとも部分的に補償して(ブロック140)、ノイズ補償されたアナログIEGM信号を生成するように構成されている。
【0056】
いくつかの実施形態において、補償回路122は、フィードバック信号に応答して補償信号を生成する(ブロック142)ように構成されてもよく、補償信号は、フィードバック信号と同じ周波数及び振幅を有し、電気ノイズに干渉して、ケーブル90におけるIEGM信号(複数可)に加えられる電気ノイズを相殺するように生成されてもよい。いくつかの実施形態において、補償回路122は、フィードバック信号の位相を180度位相ずれするように変化させることに基づいて補償信号を生成するように構成されている。補償回路122は、ケーブル90を介して記録装置82に出力するために、フィルタリングされたアナログIEGM信号(複数可)に補償信号を加えて(ブロック144)、ノイズ補償されたアナログIEGM信号を生成するように構成されている。
【0057】
ここで
図5を参照すると、
図5は、
図3のシステム120の補償回路122に含まれる回路124の図である。
【0058】
回路124は、2つの入力(入力1及び入力2)及び出力を有する。入力1(ブロック129)は、センサ88からのフィードバック信号を入力として取り込む。入力2は、典型的には一定のDC電圧入力である(ブロック127)。利得制御は、可変抵抗器126の抵抗Kを制御することによって制御される。可変抵抗は、モニタ上に示される信号に含まれるノイズを最小限に抑えるために、記録装置82のモニタ(図示せず)上の信号を見るユーザによって手動で制御されてもよい。この調節は、典型的には、医療処置の開始時に1回実行される。出力は、入力1引く(入力2/K)に等しい振幅を有する補償信号を提供する。可変抵抗器は、記録装置82で受信された信号を、オシロスコープを介して探し、ノイズが最小化されるまで利得を調整するユーザによって設定され得る。
【0059】
ここで、
図6及び
図7を参照する。
図6は、本発明の代替実施形態による記録装置82に接続された電気的活動測定システム150の概略図である。
図7は、
図6のシステム150の動作方法におけるステップを含むフローチャート200である。
【0060】
電気的活動測定システム150は、デジタル信号フィルタリング装置45及び操作コンソール48内に配置されたA/D変換器47を含む、
図1の装置12を含む。電気的活動測定システム150はまた、補償回路152及びデジタルアナログ(D/A)変換器154を含む。いくつかの実施形態では、補償回路152及び/又はD/A変換器154は操作コンソール48内に配置されてもよい。デジタル信号フィルタリング装置45、A/D変換器47、補償回路152、及びD/A変換器154は、本明細書では信号処理回路156としてまとめて説明されている。電気的活動測定システム150はまた、ケーブル90から補償回路152に戻るように通る電気接続部160を含むフィードバック回路158を含む。ケーブル90は、D/A変換器154を記録装置82に接続する。
【0061】
信号処理回路156は、カテーテル20(
図2)の電極(複数可)30(
図2)に結合され、電極(複数可)30(
図2)から心内電位図(IEGM)信号(又は複数の信号)125を受信し、かつ周囲の電気ノイズ92を拾うケーブル90を介して記録装置82に出力するためにIEGM信号(複数可)125を処理するように構成されている。カテーテル20はまた、以下により詳細に述べるデジタル信号フィルタリング装置45によって識別及びフィルタリングされ得る周囲の電気ノイズ94を拾うことができる。
【0062】
フィードバック回路85の電気接続160は、ケーブル90によって拾われた電気ノイズ92の少なくとも一部を受信し、受信された電気ノイズを示すフィードバック信号を補償回路152に提供するように構成されている。電気接続160は、電気的ノイズ92がケーブル90の長さに沿った信号によって典型的に拾われるとき、ケーブル90に沿った任意の好適な点に接続されてもよい。補償回路152は、フィードバック信号に応答して、ケーブル90を介して記録装置82に出力するために、未だIEGM信号(複数可)にないがケーブル90においてIEGM信号(複数可)に加えられるであろう電気ノイズ92を少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたIEGM信号を生成するように構成されている。
【0063】
電気ノイズ92の補償は、フィードバック信号におけるノイズと同じ周波数及び振幅を有する補償信号を加えることによって実行して、ケーブル90におけるIEGM信号(複数可)に加えられた電気ノイズを相殺するように電気ノイズと干渉するように生成されてもよい。補償信号の生成については、
図8~10を参照して以下により詳細に説明する。電気的活動測定システム120については、ここで以下により詳細に説明する。
【0064】
A/D変換器47は、入力アナログIEGM信号として電極(複数可)30(
図2)からIEGM信号125を受信するように結合されている(ブロック202)。A/D変換器47は、入力アナログIEGM信号をデジタルIEGM信号に変換する(ブロック204)ように構成されている。
【0065】
デジタル信号フィルタリング装置45は、デジタルIEGM信号を受信するように結合され、受信されたデジタルIEGM信号からノイズをフィルタリングする(ブロック206)ように構成されている。デジタル信号フィルタリング装置45は、各種フィルタリング回路、例えば、限定するものではないが、閾値周波数(例えば100ヘルツ)より高い周波数を有する信号を除去するためのローパスフィルタ96、及び/又は周波数の範囲(例えば、100~200Hz)の周波数を有する信号を除去するための帯域阻止フィルタ98を含んでもよい。IEGM信号は、例えば、50Hzの範囲内のノイズに類似の周波数を含んでもよく、したがって、ローパスフィルタ又は帯域阻止フィルタを使用する50Hz成分を単純にフィルタリング除去することが、許容可能な結果をもたらさなくてもよい。したがって、IEGM信号に悪影響を及ぼすことなく、外部源に関連するノイズを除去するために、他のフィルタリング方法が適用されてもよい。このような機能については、
図8~10を参照してより詳細に説明する。
【0066】
補償回路152は、フィルタリングされたデジタルIEGM信号(デジタル信号フィルタリング装置45からの)及びフィードバック信号(電気接続160を介してケーブル90からの)を受信するように結合されている。補償回路152は、フィードバック信号に応答して、デジタルIEGM信号にはないがケーブル90において加えられるであろう電気ノイズを少なくとも部分的に補償して(ブロック208)、ノイズ補償されたデジタルIEGM信号を生成するように構成されている。ブロック208のステップについて、
図8~10を参照してより詳細に説明する。
【0067】
デジタル信号フィルタリング装置45及び/又はA/D変換器47及び/又は補償回路152の機能の少なくとも一部は、ソフトウェアを実行する1つ又は2つ以上のコンピュータ(又はプロセッサ)によって実行されてもよい。このソフトウェアは、例えば、ネットワークを介して電子的形態でコンピュータ(複数可)又はプロセッサ(複数可)にダウンロードすることができる。代替的に又は更に、ソフトウェアは、光学的、磁気的、又は電子的記憶媒体などの非一過性有形媒体で提供され得る。
【0068】
D/A変換器154は、補償回路152からノイズ補償されたデジタルIEGM信号を受信するように結合され、ケーブル90を介して記録装置82に出力するために、ノイズ補償されたデジタルIEGM信号をノイズ補償されたアナログIEGM信号に変換する(ブロック210)ように構成されている。
【0069】
ここで、
図7の方法を示す電気信号の図である
図8及び9を参照する。
図8は、ノイズを含まないIEGM信号212及びノイズを含むIEGM信号214.を示す。ノイズを含むIEGM信号214におけるノイズは、いずれかの周波数のノイズを有してもよい。場合によっては、ノイズを含むIEGM信号214は、周囲の電気器具からの50Hzのノイズ、並びに周囲の電気器具からのノイズに関連する高調波、例えば100Hz及び150Hzを含んでもよい。しかしながら、電極(複数可)30(
図2)によって検出されたIEGM信号は、例えば50Hzの範囲でノイズに類似の周波数を含んでもよく、ローパスフィルタ又は帯域除去フィルタを使用して50Hzの成分を単純にフィルタリングすることもまた、電極(複数可)30によって検出されるIEGM信号の一部を破壊し得る。
【0070】
図8は、ノイズを含まないIEGM信号212の時間窓216が平坦であり、電極(複数可)30によって検出されたIEGM信号に関連付けられた振幅を有しないことを示している。同じ時間窓216では、ノイズを含むIEGM信号214はノイズを含み、ノイズのみに対応すると仮定することができる。
【0071】
上記については、ノイズを含むIEGM信号214の2つの時間窓が選択されていることを示す
図9に更に示されている。第1の時間窓218におけるノイズを含むIEGM信号214の一部は、時間領域から周波数領域への離散フーリエ変換(Discrete Fourier Transform、DFT)などの好適な変換を用いて変換される。変換の結果がグラフ220に示されていて、グラフ220は、第1の時間窓218におけるノイズを含むIEGM信号214の部分が、50Hz、100Hz、150Hzの成分、及び多くの他の周波数成分を含むことを示している。したがって、第1の時間窓218におけるノイズを含むIEGM信号214の一部は、ノイズ及び電極(複数可)30(
図2)によって検出されたIEGM信号を含むと結論付けることができる。
【0072】
第2の時間窓222におけるノイズを含むIEGM信号214の一部は、時間領域から周波数領域への離散フーリエ変換(DFT)などの任意の好適な変換を使用して変換される。変換の結果がグラフ224に示されていて、グラフ224は、第2の時間窓222におけるノイズを含むIEGM信号214の部分のみが、50Hz、100Hz、150Hzの周波数成分を含むことを示している。したがって、第2の時間窓222におけるノイズを含むIEGM信号214の一部は、ノイズのみを含み、電極(複数可)30(
図2)によって検出されたIEGM信号を含まないと結論付けることができる。次いで、第2の時間窓222におけるノイズを含むIEGM信号214の一部は、例えば、逆DFTを使用して、任意の好適な変換を使用して、周波数領域から時間領域に戻るように変換されてもよい。次いで、時間領域信号を使用して、時間領域信号の位相を180度位相ずれするように変更することに基づいて補償信号を生成することができる。次いで、補償信号は、
図10を参照してより詳細に説明されるように、フィルタリングされたデジタルIEGM信号に加えられてもよい。
【0073】
電極(複数可)30(
図2)によって検出されたIEGM信号を含まない時間窓は、一般に、ノイズを含むIEGM信号214のからは容易に明らかではないため、ノイズを含むIEGM信号214の異なる時間窓は、上記の方法を使用して分析されて、どの時間窓が電極(複数可)30によって検出されたIEGM信号を含まないかを判定する。いくつかの実施形態では、ノイズを含むIEGM信号214の多くの時間窓は、ノイズ以外(例えば、50Hz成分及びその高調波以外)の一部の周波数を含んでもよく、システムは、ノイズ以外の周波数の大きさが所与の閾値を下回る場合に、ノイズ以外の一部の周波数を含む時間窓を選択して、補償信号に基づいて形成することができる。
【0074】
ここで、
図7の方法のブロック208のステップのサブステップを含むフローチャートである
図10を参照する。補償回路152は、例えばDFTを使用して、フィードバック信号の時間窓を周波数領域に変換する(ブロック226)ように構成されている。時間窓と時間窓のサイズとの間のステップは、任意の好適な値に設定されてもよい。いくつかの実施形態では、時間窓間のステップは、0.1~0.4秒の範囲にあってもよく、時間窓のサイズは、一例として、0.1~0.5秒の範囲であってもよい。
【0075】
補償回路152は、電極(複数可)30によって検出されたIEGM信号に関連する周波数を有しない(
図2)、又は電極(複数可)30によって検出されるが所与の閾値の大きさを下回る、IEGM信号に関連する周波数を有する電気ノイズに関連する少なくとも1つの周波数の存在について、フィードバック信号の変換された時間窓を分析する(ブロック228)ように構成されている。補償回路152は、電極(複数可)30(
図2)によって検出されたIEGM信号に関連する周波数を有しない、又は電極(複数可)30によって検出されたが所与の閾値の大きさを下回るIEGM信号に関連する周波数を有する変換された時間窓のうちの1つを選択する。補償回路152は、例えば、逆DFTを使用して、フィードバック信号の選択された変換された時間窓を時間領域信号に変換する(ブロック230)ように構成されている。
【0076】
補償回路152は、(他の周波数を有しない、又は他の周波数を有するが所与の閾値を下回る)フィードバック信号の、電気ノイズに関連する少なくとも1つの周波数の存在を有する、(フィードバック信号の)選択された変換された時間窓を変換することに基づく、時間領域信号に応答して補償信号を生成する(ブロック232)ように構成されている。いくつかの実施形態では、補償回路152は、時間領域信号の位相を180度位相ずれするように変化させることに基づいて補償信号を生成するように構成されている。補償回路152は、フィルタリングされたデジタルIEGM信号に補償信号を加える(ブロック234)ように構成されている。
【0077】
フィードバック信号は連続的に変化してもよいため、補償信号は、フィードバック信号から繰り返し生成されてもよく、例えば、限定するものではないが、1秒又は2秒毎に繰り返し生成されてもよい。
【0078】
再び
図3及び
図5を参照する。電気的活動測定システム120は、補償回路122,の一部として回路124を使用し、回路124の利得制御は、可変抵抗器126.の抵抗Kを手動で制御することによって制御され得ることが前述した。他の実施形態では、回路124の利得制御を、デジタル信号フィルタリング装置45からの信号を使用してデジタル信号フィルタリング装置45によって自動的に制御して、可変抵抗器126を調製してもよい。デジタル信号フィルタリング装置45は、以下のように、可変抵抗器126を設定するための利得制御を計算してもよい。利得制御は、センサ88によって検知された電気ノイズ92に対するケーブル90における信号に含まれる電気ノイズ92の比である。ケーブル90における信号に含まれる電気ノイズ92は、ケーブル90からデジタル信号フィルタリング装置45に戻る電気的接続を取ることによって決定することができ、この信号は、IEGM信号の「平坦領域」、例えば、時間窓216(
図8)において測定される。「平坦領域」は、信号の様々な時間窓を取り、「平坦領域」が特定されるまで、時間窓の周波数成分を分析することによって、
図8及び
図9を参照して、上述した方法を使用して決定することができる。センサ88によって検知された電気ノイズ92は、センサ88.から受信された信号のノイズレベルを測定する、センサ88からデジタル信号フィルタリング装置45への電気的接続を取ることによって決定されてもよい。利得比の計算及び可変抵抗器126の設定は、医療処置の開始時又は任意の好適な時間に実行されてもよい。
【0079】
本発明の様々に異なる特徴が、明確性のために別個の実施形態の文脈において記載されているが、これらが単一の実施形態中に組み合わせて提供されてもよい。逆に、簡潔にするために単一の実施形態の文脈において記載されている本発明の様々な特徴が、別々に又は任意の好適な部分的組み合わせとして提供されてもよい。
【0080】
上に記載される実施形態は、例として引用されており、本発明は、上記の明細書に特に図示及び記載されたものによって限定されない。むしろ、本発明の範囲は、上記の明細書に記載される様々な特徴の組み合わせ及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が思い付く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。
【0081】
〔実施の態様〕
(1) 電気的活動測定システムであって、
生存被験者の身体部分に挿入されるように構成され、少なくとも1つの電極を含む遠位端を含むカテーテルと、
前記少なくとも1つの電極に結合され、前記少なくとも1つの電極から心内電位図(IEGM)信号を受信し、周囲の電気ノイズを拾うケーブルを介して記録装置に出力するために前記IEGM信号を処理するように構成された信号処理回路と、
前記ケーブルによって拾われた前記電気ノイズの少なくとも一部を受信し、前記ケーブルを介して前記記録装置に出力するために、受信された前記電気ノイズを示すフィードバック信号を、前記フィードバック信号に応答して、未だ前記IEGM信号にはないが前記ケーブルにおいて前記IEGM信号に加えられるであろう前記電気ノイズを少なくとも部分的に補償するように構成された前記信号処理回路に提供して、ノイズ補償されたIEGM信号を生成するように構成された、フィードバック回路と、を含む、システム。
(2) フィードバック回路が、前記ケーブルによって拾われた前記電気ノイズの前記少なくとも一部を検知するように構成されたセンサを含み、
前記信号処理回路が、
入力アナログIEGM信号として前記少なくとも1つの電極から前記IEGM信号を受信するように結合され、前記入力アナログIEGM信号をデジタルIEGM信号に変換するように構成されたアナログデジタル変換器と、
前記デジタルIEGM信号を受信するように結合され、受信された前記デジタルIEGM信号からノイズをフィルタリングするように構成されたデジタル信号フィルタリング装置と、
フィルタリングされた前記デジタルIEGM信号を受信するように結合され、前記フィルタリングされたデジタルIEGM信号をフィルタリングされたアナログIEGM信号に変換するように構成されたデジタルアナログ変換器と、
前記フィードバック信号及び前記フィルタリングされたアナログIEGM信号を受信するように結合され、前記ケーブルを介して前記記録装置に出力するために、前記フィードバック信号に応答して、前記フィルタリングされたアナログIEGM信号にはないが前記ケーブルにおいて加えられるであろう前記電気ノイズを少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたアナログIEGM信号を生成するように構成された補償回路と、を含む、実施態様1に記載のシステム。
(3) 前記センサがアンテナ又はコイルを含む、実施態様2に記載のシステム。
(4) 前記補償回路が、前記フィードバック信号に応答して補償信号を生成し、前記補償信号を前記フィルタリングされたアナログIEGM信号に加えるように構成されている、実施態様2に記載のシステム。
(5) 前記補償回路が、前記フィードバック信号の位相を約180度位相ずれするように変化させることに基づいて、前記補償信号を生成するように構成されている、実施態様4に記載のシステム。
【0082】
(6) 前記信号処理回路が、
入力アナログIEGM信号として前記少なくとも1つの電極から前記IEGM信号を受信するように結合され、前記入力アナログIEGM信号をデジタルIEGM信号に変換するように構成されたアナログデジタル変換器と、
前記デジタルIEGM信号を受信するように結合され、受信された前記デジタルIEGM信号からノイズをフィルタリングするように構成されたデジタル信号フィルタリング装置と、
フィルタリングされた前記デジタルIEGM信号及び前記フィードバック信号を受信するように結合された補償回路であって、前記フィードバック回路が、前記ケーブルから前記補償回路に戻るように通る電気接続を含み、前記補償回路が、前記フィードバック信号に応答して、前記デジタルIEGM信号にはないが前記ケーブルにおいて加えられるであろう前記電気ノイズを少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたデジタルIEGM信号を生成するように構成されている、補償回路と、
前記ノイズ補償されたデジタルIEGM信号を受信するように結合され、前記ケーブルを介して前記記録装置に出力するために、前記ノイズ補償されたデジタルIEGM信号をノイズ補償されたアナログIEGM信号に変換するように構成されている、デジタルアナログ変換器と、を含む、実施態様1に記載のシステム。
(7) 前記補償回路が、前記フィードバック信号に応答して補償信号を生成し、前記補償信号を前記フィルタリングされたデジタルIEGM信号に加えるように構成されている、実施態様6に記載のシステム。
(8) 前記補償回路が、
前記フィードバック信号の時間窓を周波数領域に変換し、
前記電気ノイズに関連する少なくとも1つの周波数の存在について、変換された前記時間窓を分析し、
前記電気ノイズに関連する前記少なくとも1つの周波数の存在を有する前記変換された時間窓のうちの1つの変換された時間窓に応答して、前記補償信号を生成するように構成されている、実施態様7に記載のシステム。
(9) 前記補償回路が、
前記1つの変換された時間窓を時間領域信号に変換し、
前記時間領域信号の位相を約180度位相ずれするように変化させることに基づいて、前記補償信号を生成するように構成されている、実施態様8に記載のシステム。
(10) 電気的活動測定方法であって、
生存被検者の身体部分に挿入されるように構成されたカテーテルの少なくとも1つの電極から心内電位図(IEGM)信号を受信することと、
周囲の電気ノイズを拾うケーブルを介して記録装置に出力するために前記IEGM信号を処理することと、
前記ケーブルによって拾われた前記電気ノイズの少なくとも一部を受信することと、
受信された前記電気ノイズを示すフィードバック信号を提供することと、
前記ケーブルを介して前記記録装置に出力するために、前記フィードバック信号に応答して、未だ前記IEGM信号にはないが前記ケーブルにおいて前記IEGM信号に加えられるであろう前記電気ノイズを少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたIEGM信号を生成することと、を含む、方法。
【0083】
(11) 前記ケーブルによって拾われた前記電気ノイズの前記少なくとも一部を検知することと、
入力アナログIEGM信号として前記少なくとも1つの電極から前記IEGM信号を受信することと、
前記入力アナログIEGM信号をデジタルIEGM信号に変換することと、
前記デジタルIEGM信号からノイズをフィルタリングすることと、
フィルタリングされた前記デジタルIEGM信号をフィルタリングされたアナログIEGM信号に変換することと、
前記ケーブルを介して前記記録装置に出力するために、前記フィードバック信号に応答して、前記フィルタリングされたアナログIEGM信号にはないが前記ケーブルにおいて加えられるであろう前記電気ノイズを少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたアナログIEGM信号を生成することと、を更に含む、実施態様10に記載の方法。
(12) 前記フィードバック信号に応答して補償信号を生成することと、前記補償信号を前記フィルタリングされたアナログIEGM信号に加えることと、を更に含む、実施態様11に記載の方法。
(13) 前記生成することが、前記フィードバック信号の位相を180度位相ずれするように変化させることに基づいて、前記補償信号を生成することを含む、実施態様12に記載の方法。
(14) 入力アナログIEGM信号として前記少なくとも1つの電極から前記IEGM信号を受信することと、
前記入力アナログIEGM信号をデジタルIEGM信号に変換することと、
受信された前記デジタルIEGM信号からノイズをフィルタリングすることと、
前記フィードバック信号に応答して、前記デジタルIEGM信号にはないが前記ケーブルにおいて加えられるであろう前記電気ノイズを少なくとも部分的に補償して、ノイズ補償されたデジタルIEGM信号を生成することと、
前記ケーブルを介して前記記録装置に出力するために、前記ノイズ補償されたデジタルIEGM信号をノイズ補償されたアナログIEGM信号に変換することと、を更に含む、実施態様10に記載の方法。
(15) 前記フィードバック信号に応答して、補償信号を生成することと、前記補償信号をフィルタリングされた前記デジタルIEGM信号に加えることと、を更に含む、実施態様14に記載の方法。
【0084】
(16) 前記フィードバック信号の時間窓を周波数領域に変換することと、
前記電気ノイズに関連する少なくとも1つの周波数の存在について、変換された前記時間窓を分析することと、を更に含み、前記生成することが、前記電気ノイズに関連する前記少なくとも1つの周波数の存在を有する前記変換された時間窓のうちの1つの変換された時間窓に応答して、前記補償信号を生成することを含む、実施態様15に記載の方法。
(17) 前記1つの変換された時間窓を時間領域信号に変換することを更に含み、前記生成することが、前記時間領域信号の位相を180度位相ずれするように変化させることに基づいて、前記補償信号を生成することを含む、実施態様16に記載の方法。