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特表2023-543844重要な電位図を特定するための電気生理学的システムおよび方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-10-18
(54)【発明の名称】重要な電位図を特定するための電気生理学的システムおよび方法
(51)【国際特許分類】
A61B 5/367 20210101AFI20231011BHJP
【ＦＩ】
A61B5/367
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023519698
(86)(22)【出願日】2021-09-29
(85)【翻訳文提出日】2023-05-26
(86)【国際出願番号】 US2021052586
(87)【国際公開番号】W WO2022072453
(87)【国際公開日】2022-04-07
(31)【優先権主張番号】63/085,671
(32)【優先日】2020-09-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】506192652
【氏名又は名称】ボストン サイエンティフィック サイムド，インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＢＯＳＴＯＮ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ ＳＣＩＭＥＤ，ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(74)【代理人】
【識別番号】100142907
【弁理士】
【氏名又は名称】本田 淳
(72)【発明者】
【氏名】ベネット、ネイサン エイチ．
(72)【発明者】
【氏名】ゲルブ－ビックネル、ルディ
【テーマコード（参考）】
4C127
【Ｆターム（参考）】
4C127AA02
4C127GG05
4C127GG15
4C127HH11
4C127LL08
(57)【要約】
本開示の少なくとも一部の実施形態は、心臓情報を処理するためのシステムを対象とする。システムは処理ユニットを含む。処理ユニットは、心室内に配設された複数の電極から収集される複数の心臓電気信号を受信することであって、サイクル長を有する心拍にわたって取得された複数の心臓電気信号を受信し、複数の心臓電気信号のそれぞれに対する重要性指標を算出することであって、サイクル長に応じた心拍のデューティ・サイクル全体に対する各心臓電気信号の寄与を表す重要性指標を計算するように構成されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
心臓情報を処理するためのシステムであって、処理ユニットを備え、前記処理ユニットは、
心室内に配設された複数の電極から収集される複数の心臓電気信号を受信することであって、サイクル長を有する心拍にわたって取得された前記複数の心臓電気信号を受信し、
前記複数の心臓電気信号のそれぞれに対する重要性指標を算出することであって、前記サイクル長に応じた前記心拍のデューティ・サイクル全体に対する各心臓電気信号の寄与を表す前記重要性指標を算出し、
選択された複数の心臓電気信号のグラフィカル表現の提示を可能にすることであって、対応する重要性指標に基づく選択基準を各々満たす前記選択された複数の心臓電気信号のディスプレイ・デバイス上でのグラフィカル表現の提示を可能にする
ように構成されている、システム。
【請求項2】
前記複数の心臓電気信号のそれぞれが心臓内電位図（ＥＧＭ）を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記処理ユニットがさらに、前記複数の心臓電気信号に基づいて複数の興奮波形を生成するように構成されている、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項4】
前記処理ユニットがさらに、前記複数の心臓電気信号のそれぞれについて、信号ベースラインからの逸脱を含む偏向を特定するように構成されており、前記複数の興奮波形のそれぞれは各特定された偏向に基づいて生成され、前記興奮波形は、前記特定された偏向が心臓組織の興奮を表す可能性に対応する興奮波形値を含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項5】
前記重要性指標が興奮指標および新規性指標に基づいて算出され、前記興奮指標は、興奮ゾーンに対する対応する前記心臓電気信号の第１の寄与を表し、前記新規性指標は、前記興奮ゾーン外に対する対応する前記心臓電気信号の第２の寄与を表す、請求項３に記載のシステム。
【請求項6】
前記興奮指標が前記興奮波形値の平均値に基づいて算出される、請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
前記興奮指標が前記興奮波形値の前記平均値を正規化することによって算出される、請求項６に記載のシステム。
【請求項8】
前記興奮指標に基づいて１つまたは複数の興奮波形を選択すること、前記選択された１つまたは複数の興奮波形に基づいて、前記興奮ゾーンを表す興奮ゾーン波形を決定すること
をさらに備える請求項５に記載のシステム。
【請求項9】
前記選択された１つまたは複数の興奮波形のそれぞれが所定の興奮指標閾値よりも大きい興奮指標を有する、請求項８に記載のシステム。
【請求項10】
前記新規性指標が前記興奮ゾーン波形に基づく複数の重み係数を使用して算出され、第１の重み係数が第１の興奮ゾーン値に対応し、第２の重み係数が第２の興奮ゾーン値に対応し、前記第１の重み係数は、前記第１の興奮ゾーン値が第２の興奮ゾーン値よりも小さいときの前記第２の重み係数よりも大きい、請求項８に記載のシステム。
【請求項11】
前記重要性指標が前記興奮指標および前記新規性指標に非線形関数を適用することによって決定される、請求項５～１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項12】
前記選択基準は、所定の閾値よりも大きい前記重要性指標を含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項13】
心臓情報を処理する方法であって、心室内に配設された複数の電極から収集される複数の心臓電気信号を受信することであって、サイクル長を有する心拍にわたって取得された前記複数の心臓電気信号を受信すること、
前記複数の心臓電気信号のそれぞれに対する重要性指標を算出することであって、前記サイクル長に応じた前記心拍のデューティ・サイクル全体に対する各心臓電気信号の寄与を表す前記重要性指標を算出すること、
選択された複数の心臓電気信号のグラフィカル表現の提示を可能にすることであって、対応する重要性指標に基づく選択基準を各々満たす前記選択された複数の心臓電気信号のディスプレイ・デバイス上でのグラフィカル表現の提示を可能にすること
を備える方法。
【請求項14】
前記複数の心臓電気信号に基づいて複数の興奮波形を生成することをさらに備え、前記複数の興奮波形のそれぞれが、信号ベースラインからの前記複数の心臓電気信号の偏向に基づいて生成され、前記興奮波形は、特定された前記偏向が心臓組織の興奮を表す可能性に対応する興奮波形値を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記重要性指標が興奮指標および新規性指標に基づいて算出され、前記興奮指標は、興奮ゾーンに対する対応する前記心臓電気信号の第１の寄与を表し、前記新規性指標は、前記興奮ゾーン外に対する対応する前記心臓電気信号の第２の寄与を表し、前記興奮指標および前記興奮ゾーンが前記興奮波形値に基づいて決定される、請求項１３または１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、心臓電気信号を処理するための電気生理学的システムおよび方法に関する。本願は、２０２０年９月３０日に出願された米国仮特許出願第６３／０８５，６７１号の優先権を主張し、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
カテーテル・アブレーションなどの低侵襲処置を使用して上室性および心室性不整脈などのさまざまな心臓状態を治療することが、ますます普及してきている。そのような処置は、不整脈の発生源の部位を特定し、その後その部位の標的アブレーションを行うために、心臓内の心内膜表面上のさまざまな場所などにおいて（心臓信号に基づいて）電気的活動をマッピング（「心臓マッピング」）することを伴う。そのような心臓マッピングを実行するために、１つまたは複数の電極を有するカテーテルを患者の心腔に挿入することができる。
【0003】
従来の三次元（３Ｄ）マッピング技術は、接触マッピング、非接触マッピング、ならびに接触および非接触の組合せマッピングを含む。接触と非接触の両方のマッピングでは、１つまたは複数のカテーテルが、心臓内に進められる。いくつかのカテーテルでは、カテーテルは、心腔に入ると、３Ｄ形状を取るように展開され得る。接触マッピングでは、心臓の電気的活動から生じる生理学的信号が、カテーテル遠位先端に位置する１つまたは複数の電極によって、その先端が安定し、特定の心腔の心内膜表面に定常的に接触していることを決定した後に取得される。非接触式マッピング・システムでは、非接触電極によって検出された信号、ならびに心腔の解剖学的構造および相対的な電極の場所に関する情報を使用して、システムは、心腔の心内膜に関する生理学的情報を提供する。場所および電気的活動は、通常、心臓の電気解剖学的描写を構成するために、心臓の内部表面上の約５０から２００の地点において地点ごとに連続的に測定される。生成されたマップは、その後、心臓の電気的活動の伝播を変更し、正常な心臓のリズムを復元するために、たとえば組織アブレーションなどの治療方針を決定するための基礎としての役割を果たし得る。
【0004】
多くの従来のマッピング・システムでは、臨床医は、捕捉された電位図（ＥＧＭ）を視覚的に検査または点検し、これは、点検時間およびコストを増大させる。しかし、自動電気解剖学的マッピング中、約６０００～２０、０００の心臓内電位図（ＥＧＭ）が捕捉されることがあり、これはそれ自体、診断評価、ＥＧＭカテゴリー分類などのために臨床医（たとえば医師）がすべて手動で検査するのに適さない。典型的に、マッピング・システムは、心臓内の活動の全体パターンを描写するために、各ＥＧＭからスカラー値を抜き出して電圧、興奮、または他のマップタイプを構成する。このマップは、捕捉されたＥＧＭを検査する必要性を低減するが、これはまた、ＥＧＭ内のしばしば複雑で有用な情報を簡略化する。さらに、マップは、電気的アーチファクトまたは興奮時間などの特徴の不適切な選択により、誤った解釈を招くことがある。追加的に、従来の技術の複雑な性質により、心臓マップは、正確で効率的な解釈に適さないことが多い。
【発明の概要】
【0005】
複数の実施例に記載されるように、実施例１は、心臓情報を処理するためのシステムである。システムは処理ユニットを備える。処理ユニットは、心室内に配設された複数の電極から収集される複数の心臓電気信号を受信することであって、サイクル長を有する心拍にわたって取得された前記複数の心臓電気信号を受信し、前記複数の心臓電気信号のそれぞれに対する重要性指標を算出することであって、前記サイクル長に応じた前記心拍のデューティ・サイクル全体に対する各心臓電気信号の寄与を表す前記重要性指標を算出し、選択された複数の心臓電気信号のグラフィカル表現の提示を可能にすることであって、対応する重要性指標に基づく選択基準を各々満たす前記選択された複数の心臓電気信号のディスプレイ・デバイス上でのグラフィカル表現の提示を可能にするように構成されている。
【0006】
実施例２は、実施例１のシステムであり、前記複数の心臓電気信号のそれぞれが心臓内電位図（ＥＧＭ）を含む。
実施例３は、実施例１または２のシステムであり、前記処理ユニットがさらに、前記複数の心臓電気信号に基づいて複数の興奮波形を生成するように構成されている。
実施例３は、実施例１または２のシステムであり、前記処理ユニットがさらに、前記複数の心臓電気信号に基づいて複数の興奮波形を生成するように構成されている。
【0007】
実施例４は、実施例３のシステムであり、前記処理ユニットがさらに、前記複数の心臓電気信号のそれぞれについて、信号ベースラインからの逸脱を含む偏向を特定するように構成されており、前記複数の興奮波形のそれぞれは各特定された偏向に基づいて生成され、前記興奮波形は、前記特定された偏向が心臓組織の興奮を表す可能性に対応する興奮波形値を含む。
【0008】
実施例５は、実施例３のシステムであり、前記重要性指標が興奮指標および新規性指標に基づいて算出され、前記興奮指標は、興奮ゾーンに対する対応する前記心臓電気信号の第１の寄与を表し、前記新規性指標は、前記興奮ゾーン外に対する対応する前記心臓電気信号の第２の寄与を表す。
【0009】
実施例６は、実施例５のシステムであり、前記興奮指標が前記興奮波形値の平均値に基づいて算出される。
実施例７は、実施例６のシステムであり、前記興奮指標が前記興奮波形値の前記平均値を正規化することによって算出される。
実施例７は、実施例６のシステムであり、前記興奮指標が前記興奮波形値の前記平均値を正規化することによって算出される。
【0010】
実施例８は、実施例５のシステムであり、前記興奮指標に基づいて１つまたは複数の興奮波形を選択すること、前記選択された１つまたは複数の興奮波形に基づいて、興奮ゾーンを表す興奮ゾーン波形を決定することをさらに備える。
【0011】
実施例９は、実施例８のシステムであり、前記選択された１つまたは複数の興奮波形のそれぞれが所定の興奮指標閾値よりも大きい興奮指標を有する。
実施例１０は、実施例８のシステムであり、前記新規性指標が前記興奮ゾーン波形に基づく複数の重み係数を使用して算出され、第１の重み係数が第１の興奮ゾーン値に対応し、第２の重み係数が第２の興奮ゾーン値に対応し、前記第１の重み係数は、前記第１の興奮ゾーン値が前記第２の興奮ゾーン値よりも小さいときの前記第２の重み係数よりも大きい。
実施例１０は、実施例８のシステムであり、前記新規性指標が前記興奮ゾーン波形に基づく複数の重み係数を使用して算出され、第１の重み係数が第１の興奮ゾーン値に対応し、第２の重み係数が第２の興奮ゾーン値に対応し、前記第１の重み係数は、前記第１の興奮ゾーン値が前記第２の興奮ゾーン値よりも小さいときの前記第２の重み係数よりも大きい。
【0012】
実施例１１は、実施例５～１０のいずれか１つのシステムであり、前記重要性指標が前記興奮指標および前記新規性指標に非線形関数を適用することによって決定される。
実施例１２は、実施例１～１１のいずれか１つのシステムであり、前記選択基準は、所定の閾値よりも大きい前記重要性指標を含む。
実施例１２は、実施例１～１１のいずれか１つのシステムであり、前記選択基準は、所定の閾値よりも大きい前記重要性指標を含む。
【0013】
実施例１３は、心臓情報を処理する方法であり、当該方法は、心室内に配設された複数の電極から収集される複数の心臓電気信号を受信することであって、サイクル長を有する心拍にわたって取得された前記複数の心臓電気信号を受信すること、前記複数の心臓電気信号のそれぞれに対する重要性指標を算出することであって、前記サイクル長に応じた前記心拍のデューティ・サイクル全体に対する各心臓電気信号の寄与を表す前記重要性指標を算出すること、選択された複数の心臓電気信号のグラフィカル表現の提示を可能にすることであって、対応する重要性指標に基づく選択基準を各々満たす前記選択された複数の心臓電気信号のディスプレイ・デバイス上でのグラフィカル表現の提示を可能にすることを備える。
【0014】
実施例１４は、実施例１３の方法であり、前記複数の心臓電気信号に基づいて複数の興奮波形を生成することをさらに備え、前記複数の興奮波形のそれぞれが、信号ベースラインからの前記複数の心臓電気信号の偏向に基づいて生成され、前記興奮波形は、特定された前記偏向が心臓組織の興奮を表す可能性に対応する興奮波形値を含む。
【0015】
実施例１５は、実施例１３または１４の方法であり、前記重要性指標が興奮指標および新規性指標に基づいて算出され、前記興奮指標は、興奮ゾーンに対する対応する前記心臓電気信号の第１の寄与を表し、前記新規性指標は、前記興奮ゾーン外に対する対応する前記心臓電気信号の第２の寄与を表し、前記興奮指標および前記興奮ゾーンが前記興奮波形値に基づいて決定される。
【0016】
実施例１６は、心臓情報を処理するためのシステムであり、当該システムは処理ユニットを備える。前記処理ユニットは、心室内に配設された複数の電極から収集される複数の心臓電気信号を受信することであって、サイクル長を有する心拍にわたって取得された前記複数の心臓電気信号を受信し、前記複数の心臓電気信号のそれぞれに対する重要性指標を算出することであって、前記サイクル長に応じた前記心拍のデューティ・サイクル全体に対する各心臓電気信号の寄与を表す前記重要性指標を算出し、選択された複数の心臓電気信号のグラフィカル表現の提示を可能にすることであって、対応する重要性指標に基づく選択基準を各々満たす前記選択された複数の心臓電気信号のディスプレイ・デバイス上でのグラフィカル表現の提示を可能にするように構成されている。
【0017】
実施例１７は、実施例１６のシステムであり、前記複数の心臓電気信号のそれぞれが心臓内電位図（ＥＧＭ）を含む。
実施例１８は、実施例１６のシステムであり、前記処理ユニットがさらに、前記複数の心臓電気信号に基づいて複数の興奮波形を生成するように構成されている。
実施例１８は、実施例１６のシステムであり、前記処理ユニットがさらに、前記複数の心臓電気信号に基づいて複数の興奮波形を生成するように構成されている。
【0018】
実施例１９は、実施例１８のシステムであり、前記処理ユニットはさらに、前記複数の電気信号のそれぞれについて、信号ベースラインからの逸脱を含む偏向を特定するように構成されており、前記複数の興奮波形のそれぞれは各特定された偏向に基づいて生成され、前記興奮波形は、前記特定された偏向が心臓組織の興奮を表す可能性に対応する興奮波形値を含む。
【0019】
実施例２０は、実施例１８のシステムであり、前記重要性指標が興奮指標および新規性指標に基づいて算出され、前記興奮指標は、興奮ゾーンに対する対応する前記心臓電気信号の第１の寄与を表し、前記新規性指標は、前記興奮ゾーン外に対する対応する前記心臓電気信号の第２の寄与を表す。
【0020】
実施例２１は、実施例２０のシステムであり、前記興奮指標が前記興奮波形値の平均値に基づいて算出される。
実施例２２は、実施例２１のシステムであり、前記興奮指標が前記興奮波形値の前記平均値を正規化することによって算出される。
実施例２２は、実施例２１のシステムであり、前記興奮指標が前記興奮波形値の前記平均値を正規化することによって算出される。
【0021】
実施例２３は、実施例２０のシステムであり、前記興奮指標に基づいて１つまたは複数の興奮波形を選択する工程と、前記選択された１つまたは複数の興奮波形に基づいて、興奮ゾーンを表す興奮ゾーン波形を決定することをさらに備える。
【0022】
実施例２４は、実施例２３のシステムであり、前記選択された１つまたは複数の興奮波形のそれぞれが所定の興奮指標閾値よりも大きい興奮指標を有する。
実施例２５は、実施例２３のシステムであり、前記新規性指標が前記興奮ゾーン波形に基づく複数の重み係数を使用して算出され、第１の重み係数が第１の興奮ゾーン値に対応し、第２の重み係数が第２の興奮ゾーン値に対応し、前記第１の重み係数は、前記第１の興奮ゾーン値が前記第２の興奮ゾーン値よりも小さいときの前記第２の重み係数よりも大きい。
実施例２５は、実施例２３のシステムであり、前記新規性指標が前記興奮ゾーン波形に基づく複数の重み係数を使用して算出され、第１の重み係数が第１の興奮ゾーン値に対応し、第２の重み係数が第２の興奮ゾーン値に対応し、前記第１の重み係数は、前記第１の興奮ゾーン値が前記第２の興奮ゾーン値よりも小さいときの前記第２の重み係数よりも大きい。
【0023】
実施例２６は、実施例２０のシステムであり、前記重要性指標が前記興奮指標および前記新規性指標に非線形関数を適用することによって決定される。
実施例２７は、実施例１６のシステムであり、前記選択基準は、所定の閾値よりも大きい前記重要性指標を含む。
実施例２７は、実施例１６のシステムであり、前記選択基準は、所定の閾値よりも大きい前記重要性指標を含む。
【0024】
実施例２８は、心臓情報を処理する方法であり、当該方法は、心室内に配設された複数の電極から収集される複数の心臓電気信号を受信することであって、サイクル長を有する心拍にわたって取得された前記複数の心臓電気信号を受信すること、前記複数の心臓電気信号のそれぞれに対する重要性指標を算出することであって、前記サイクル長に応じた前記心拍のデューティ・サイクル全体に対する各心臓電気信号の寄与を表す前記重要性指標を算出すること、選択された複数の心臓電気信号のグラフィカル表現の提示を可能にすることであって、対応する重要性指標に基づく選択基準を各々満たす前記選択された複数の心臓電気信号のディスプレイ・デバイス上でのグラフィカル表現の提示を可能にすることを備える。
【0025】
実施例２９は、実施例２８の方法であり、前記複数の心臓電気信号に基づいて複数の興奮波形を生成することをさらに備え、前記複数の興奮波形のそれぞれが、信号ベースラインからの前記複数の心臓電気信号の偏向に基づいて生成され、前記興奮波形は、特定された前記偏向が心臓組織の興奮を表す可能性に対応する興奮波形値を含む。
【0026】
実施例３０は、実施例２９のシステムであり、前記重要性指標が興奮指標および新規性指標に基づいて算出され、前記興奮指標は、前記興奮ゾーンに対する対応する前記心臓電気信号の第１の寄与を表し、前記新規性指標は、前記興奮ゾーン外に対する対応する前記心臓電気信号の第２の寄与を表し、前記興奮指標および前記興奮ゾーンが前記興奮波形値に基づいて決定される。
【0027】
実施例３１は、実施例２８の方法であり、前記複数の心臓電気信号のそれぞれが心臓内電位図（ＥＧＭ）を含む。
実施例３２は、実施例３０の方法であり、前記興奮指標が前記興奮波形値の平均値に基づいて算出される。
実施例３２は、実施例３０の方法であり、前記興奮指標が前記興奮波形値の平均値に基づいて算出される。
【0028】
実施例３３は、実施例３２の方法であり、前記興奮指標が前記興奮波形値の前記平均値を正規化することによって算出される。
実施例３４は、実施例３０の方法であり、前記興奮指標に基づいて１つまたは複数の興奮波形を選択すること、前記選択された１つまたは複数の興奮波形に基づいて、興奮ゾーンを表す興奮ゾーン波形を決定することをさらに備える。
実施例３４は、実施例３０の方法であり、前記興奮指標に基づいて１つまたは複数の興奮波形を選択すること、前記選択された１つまたは複数の興奮波形に基づいて、興奮ゾーンを表す興奮ゾーン波形を決定することをさらに備える。
【0029】
実施例３５は、実施例３４の方法であり、前記選択された１つまたは複数の興奮波形のそれぞれが所定の興奮指標閾値よりも大きい興奮指標を有する。
複数の実施形態が開示されているが、本発明の例示的な実施形態を示して説明する以下の詳細な説明から、本発明のさらなる他の実施形態が当業者に対して明らかになる。したがって、図および詳細な説明は、制限的ではなく、例示的な性質であるとみなされるものである。
複数の実施形態が開示されているが、本発明の例示的な実施形態を示して説明する以下の詳細な説明から、本発明のさらなる他の実施形態が当業者に対して明らかになる。したがって、図および詳細な説明は、制限的ではなく、例示的な性質であるとみなされるものである。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】電気生理学的システムの例示的な実施形態の概略図。
【図2】本開示の実施形態による、例示的な処理ユニットのブロック図。
【図3A】重要性指標を評価するために心臓電気信号を処理する例示的な方法を示す例示的な流れ図。
【図3B】重要性指標を評価するために心臓電気信号を処理する例示的な方法を示す例示的な流れ図。
【図4A】複数の心臓電気信号および複数の対応する興奮波形の例示的な例を示す図。
【図4B】心臓電気信号、興奮波形および正規化された平均値の例示的な例を示す図。
【図4C】興奮ゾーンの例示的な例を示す図。
【図4D】興奮波形、新規性波形、および新規性スコアの例示的な例を示す図。
【図4E】対応する重要性指標を有する心臓電気信号および心臓電気信号選択の例示的な例を示す図。
【図4F】複数の心臓電気信号および選択された心臓電気信号の例示的な例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0031】
本発明は、さまざまな改変形態および代替的形態に対応可能であるが、特定の実施形態が、例として図に示されており、以下に詳細に説明される。しかし、説明する特定の実施形態に本発明を限定する意図はなく、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に含まれるすべての改変形態、等価物、および代替策をカバーすることが意図される。
【0032】
有形物（たとえば、製品、在庫品など）および／または無形物（たとえば、データ、通貨の電子的表現、アカウント、情報、物の一部（たとえば、パーセンテージ、部分）、計算、データ・モデル、動的システム・モデル、アルゴリズム、パラメータなど）の、測定値（たとえば、寸法、特性、属性、成分など）およびその範囲に関して用語が本明細書で使用されるとき、測定値を示すために「約」および「およそ」が交換可能に使用されてもよく、この測定値は、言及した測定値を含み、また、言及した測定値に合理的に近いが、合理的に小さい量だけ異なり得る任意の測定値も含み、この合理的に小さい異なる量は、測定エラー、測定値の差および／または製造設備の較正、測定値の読み取りおよび／または設定における人的エラー、他の測定値（たとえば、他の物に関連した測定値）に鑑みて性能および／または構造パラメータを最適化するために行われる調整、特定の実装シナリオ、人、コンピューティング・デバイス、および／または機械による、物、設定値、および／または測定値の不正確な調整および／または操作、システム公差、制御ループ、機械学習、予測可能な変動（たとえば、統計的に有意ではない変動、カオス的変動、システムおよび／またはモデル不安定性など）、好み、および／または同様のものに起因すると関連技術の当業者によって理解され容易に確認されるようなものである。
【0033】
例示的な方法が１つまたは複数の図（たとえば、流れ図、通信流れ、など）によって表され得るが、図は、本明細書に開示するさまざまな工程の任意の要求事項、またはその中の、またはその間の特定の順序を示すものとして解釈されるべきではない。しかし、いくつかの実施形態は、本明細書に明示的に説明されるように、および／または工程自体の性質（たとえば、いくつかの工程のパフォーマンスは前の工程の結果に依存し得る）から理解され得るように、特定の工程および／または特定の工程間の特定の順序を必要とし得る。追加的に、アイテム（たとえば入力、アルゴリズム、データ値など）の「セット」、「サブセット」、または「グループ」は、１つまたは複数のアイテムを含んでもよく、同様に、アイテムのサブセットまたはサブグループは、１つまたは複数のアイテムを含んでもよい。「複数」は、２つ以上を意味する。
【0034】
本明細書において使用される「基づく」という用語は、制限的であることを意味するのではなく、決定、特定、予測、算出および／または同様のものが、少なくとも「基づく」の後に続く用語を入力として使用することによって実行されることを示す。たとえば、特定の情報に基づいて結果を予測することは、追加的または代替的に、同じ決定が別の情報に基づいてもよい。
【0035】
本開示の実施形態は、電極から収集された信号の重要性指標を、心拍に寄与する観点から評価することを容易にする。実施形態では、重要性指標は、サイクル長を有する心拍のデューティ・サイクルに対する寄与を表し、ここでは、デューティ・サイクルは、そのサイクル長中の興奮のパーセントを表す。本開示の実施形態は、心臓電気信号から生成された興奮波形に基づいて、電極から収集された信号の重要性指標を評価することを容易にする。興奮波形、またはアノテーション波形と称されるものは、興奮波形値のセットであり、たとえば、離散的興奮波形値（たとえば、興奮波形値のセット、興奮時間アノテーションのセットなど）、興奮波形曲線を規定する関数、および／または同様のものを含んでもよい。いくつかの実施形態では、興奮波形のそれぞれのデータ点は、組織興奮のサンプルごとの「可能性」を表す。いくつかの実施形態では、心臓電気信号および／または興奮波形は、表示されてもよく、興奮伝播マップ内に提示するために使用されてもよく、診断を容易にするために使用されてもよく、心臓電気信号の分類（たとえば重要性指標）を容易にするために使用されてもよく、および／または同様の他の形で行われてもよい。本明細書において説明する方法の実施形態の態様を実行するために、心臓電気信号は、（たとえばマッピング・システムに関連付けられた）マッピング・カテーテルから得られてもよく、マッピング・カテーテルは、電気生理学的研究所において典型的に使用される他の装置、たとえば記録システム、冠静脈洞（ＣＳ）カテーテルまたは他の基準カテーテル、アブレーション・カテーテル、メモリ・デバイス（たとえば、ローカル・メモリ、クラウド・サーバなど）、通信構成要素、医療デバイス（たとえば埋め込み可能な医療デバイス、外部医療デバイス、遠隔計測デバイスなど）、および／または同様のものと併用して使用されてもよい。
【0036】
本明細書で使用される、感知された心臓電気信号という用語は、１つまたは複数の感知された信号を示し得る。それぞれの心臓電気信号は、患者の心臓内で感知された心臓内電位図（ＥＧＭ）を含んでもよく、電気生理学的システムの態様によって確認され得る任意の数の特徴を含んでもよい。電気信号とも称される心臓電気信号は、電位図（ＥＧＭ）、フィルタリングされたＥＧＭ、ＥＧＭの絶対値のセット、ピーク場所におけるＥＧＭのピーク値、これらの組合せ、および／または同様のものであってもよい。たとえば、心臓電気信号は、順序付けられた値のセットとして表されてもよく（たとえば、各サンプル点の振幅は、セット内の一値であってもよい）、その指定されたパーセンタイルおよび／または乗数が、信号ベースラインを規定するために使用されてもよい。
【0037】
心臓電気信号特徴の例は、それだけに限定されないが、興奮時間、興奮、興奮波形、フィルタリングされた興奮波形、最小電圧値、最大電圧値、最大の負の電圧の時間微分（maximum negative time-derivatives of voltages）、瞬間電位、電圧振幅、主周波数（dominant frequencies）、ピークトゥピーク電圧、および／または同様のものなどを含む。心臓電気信号特徴は、１つまたは複数の心臓電気信号から抽出された１つまたは複数の特徴、１つまたは複数の心臓電気信号から抽出された１つまたは複数の特徴から抽出された１つまたは複数の特徴、および／または同様のものを示し得る。実施形態では、心臓電気信号特徴は、重要性指標を含んでもよい。追加的に、心臓電気信号特徴の表現は、１つまたは複数の心臓電気信号特徴、いくつかの心臓電気信号特徴の補間、および／または同様のものを表してもよい。いくつかの場合、心臓電気信号の表現は、心臓マップおよび／または表面マップ上にある。
【0038】
各心臓信号はまた、心臓電気信号が感知された場所に対応するそれぞれの位置座標のセットに関連付けられてもよい。感知された心臓信号の位置座標の各々は、三次元デカルト座標、極座標、および／または同様のものを含んでもよい。いくつかの場合、他の座標系を使用することができる。いくつかの実施形態では、任意の原点が使用され、それぞれの位置座標は、その任意の原点に相対する空間的位置を示す。いくつかの実施形態では、心臓信号は、心臓表面上で感知され得るため、それぞれの位置座標は、心内膜表面上、心外膜表面上、患者の心臓の心筋中層内、および／またはこれらのうちの１つの近傍にあってもよい。
【0039】
図１は、電気生理学的システム１００の例示的な実施形態の概略図を示す。上記で示したように、本明細書に開示する主題の実施形態は、電気生理学的システム（たとえばマッピング・システム、心臓マッピング・システム）において実施され得るが、他の実施形態が、アブレーション・システム、記録システム、コンピュータ分析システムおよび／または同様のものなどにおいて実施されてもよい。電気生理学的システム１００は、複数の空間的に分散された電極を有する可動式カテーテル１１０を含む。信号取得段階中、カテーテル１１０は、カテーテル１１０が内部に挿入される心腔内の複数の場所に変位される。いくつかの実施形態では、カテーテル１１０の遠位端には、カテーテル上に幾分均一に広がる複数電極が嵌合される。たとえば、電極は、３Ｄオリーブ形状、バスケット形状および／または同様のものなどを辿ってカテーテル１１０上に装着されてもよい。電極は、デバイス上に装着され、このデバイスは、心臓内にある間に電極を所望の形状に展開し、カテーテルが心臓から取り出されるときに電極を後退させることができる。心臓内での３Ｄ形状への展開を可能にするために、電極は、バルーン、ニチノールなどの形状記憶材料、作動可能なヒンジ式構造、および／または同様のもの上に装着されてもよい。実施形態によれば、カテーテル１１０は、マッピング・カテーテル、アブレーション・カテーテル、診断カテーテル、ＣＳカテーテル、および／または同様のものなどであってもよい。たとえば、本明細書において説明するような、カテーテル１１０の実施形態の態様、カテーテル１１０を使用して得られる電気信号、および電気信号のその後の処理は、記録システム、アブレーション・システム、および／または心臓電気信号を得るように構成され得る電極を有するカテーテルを有する任意の他のシステムを有する実施態様においても適用可能であってもよい。
【0040】
カテーテル１１０が移動される場所のそれぞれにおいて、カテーテルの複数電極は、心臓内の電気的活動から生じる信号を取得する。その結果、心臓の電気的活動に関する生理学的データを再構成し、ユーザ（医師および／または技術者など）に提示することは、複数の場所において取得された情報に基づいてもよく、それによって心内膜表面の生理学的挙動のより正確で忠実な再構成をもたらす。心腔内の複数のカテーテル場所における信号の取得により、カテーテルは、「メガ・カテーテル」として効果的に作用することができ、そのカテーテルの電極の有効数および電極スパンは、信号取得が内部で実施される場所の数と、そのカテーテルが有する電極の数との積に比例する。
【0041】
心内膜表面における再構成された生理学的情報の品質を高めるために、いくつかの実施形態では、カテーテル１１０は、心腔内の３つを上回る場所（たとえ、５、１０、またはさらには５０を上回る場所）に移動される。さらに、カテーテルが移動される空間範囲は、心臓腔の直径の３分の１（１／３）より大きく（たとえば、心臓腔の直径の３５％、４０％、５０％、またはさらには６０％より大きく）てもよい。追加的に、いくつかの実施形態では、再構成された生理学的情報は、心腔内の単一のカテーテル場所において、またはいくつかの場所にわたって、いくつかの心拍にわたって測定された信号に基づいて算出される。再構成された生理学的情報がいくつかの心拍にわたる複数の測定値に基づく状況では、測定値は、心臓サイクルのほぼ同じフェーズにおいて実行されるように互いに同期されてもよい。複数の心拍にわたる信号測定値は、表面電位図（ＥＣＧ）および／または心臓内電位図（ＥＧＭ）などの生理学的データから検出された特徴に基づいて同期されてもよい。
【0042】
電気生理学的システム１００は、処理ユニット１２０をさらに含み、この処理ユニットは、（たとえば上記で説明したような）心内膜表面においておよび／または心腔内で生理学的情報を決定するための再構成手順を含む、マッピング手順に関する操作のいくつかを実行する。処理ユニット１２０はまた、カテーテル登録手順を実行してもよい。処理ユニット１２０はまた、３Ｄグリッドを生成してもよく、３Ｄグリッドは、カテーテル１１０によって捕捉された情報を集約し、その情報の一部分の表示を可能にするために使用される。
【0043】
心腔に挿入されたカテーテル１１０の場所は、従来の感知および追跡システム１８０を使用して決定することができ、この感知および追跡システムは、このシステムによって確立されたカテーテル座標系に対する、カテーテルおよび／またはその複数の電極の３Ｄ空間座標を提供する。これらの３Ｄ空間場所は、３Ｄグリッドを構築する際に使用されてもよい。システム１００の実施形態は、インピーダンス位置特定と磁気位置特定技術を組合せるハイブリッド位置特定技術を使用してもよい。この組合せにより、システム１００は、システム１００に接続されたカテーテルを正確に追跡することが可能になり得る。磁気位置特定技術は、磁気センサによってカテーテルを追跡するために患者テーブルの下方に配置されたローカリゼーション発生器によって生成された磁場を使用する。インピーダンス位置特定技術は、磁気位置特定センサが装備されないことがあるカテーテルを追跡するために使用されてもよく、これは、表面ＥＣＧパッチと共に使用されてもよい。
【0044】
いくつかの実施形態では、マッピング手順を実行し、心内膜表面に関する生理学的情報を再構成するために、処理ユニット１２０は、カテーテル１１０の座標系を心内膜表面の座標系と位置合わせしてもよい。処理ユニット１２０（またはシステム１００のいくつかの他の処理構成要素）は、座標系変換関数を決定してもよく、この座標系変換関数は、カテーテルの場所の３Ｄ空間座標を、心内膜表面の座標系に関して表される座標に、および／またはその反対の形で変換する。いくつかの場合、そのような変換は必要でなくてもよく、その理由は、３Ｄグリッドのいくつかの実施形態が使用されて、接触および非接触ＥＧＭを捕捉し、３Ｄグリッドのノードに関連付けられた統計的分散に基づいてマッピング値を選択してもよいためである。処理ユニット１２０はまた、情報の有用な特徴を抽出し、システム１００のオペレータおよび／または他の関係者（たとえば医師）に表示するために生理学的情報に対する処理後操作を実行してもよい。
【0045】
実施形態によれば、カテーテル１１０の複数電極によって取得された信号は、たとえば信号調節構成要素を含み得る電気モジュール１４０を介して、処理ユニット１２０に渡される。電気モジュール１４０は、カテーテル１１０から伝えられた信号を受信し、これらが処理ユニット１２０に転送される前に信号に対して信号強化操作を実行する。電気モジュール１４０は、１つまたは複数の電極によって測定された心臓内電位を増幅、フィルタリング、および／またはサンプリングするために使用されてもよい信号調節のハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアを含んでもよい。心臓内信号は、典型的には６０ｍＶの最大振幅を有し、平均数ミリボルトである。
【0046】
いくつかの実施形態では、信号は、一定の周波数範囲（たとえば０．５～５００Ｈｚ）を有するバンドパス・フィルタによってフィルタリングされ、アナログ・デジタル変換器（たとえば１ｋＨｚで１５ビッド解像度を有する）でサンプリングされる。部屋内の電気装置との干渉を回避するために、信号は、電源（たとえば６０Ｈｚ）に対応する周波数を除去するためにフィルタリングされてもよい。スペクトル・イコライゼーション、自動ゲイン・コントロールなどの他のタイプの信号処理操作もまた、行われてもよい。いくつかの実施態様では、心臓内信号は、（仮想基準であってもよい）基準に対して測定されたユニポーラ信号であってもよい。そのような実施態様では、基準は、たとえば、冠状静脈洞カテーテルまたはウィルソン中心電極（ＷＣＴ）であることができ、これらから、信号処理操作は相違を計算して、マルチポーラ信号（たとえばバイポーラ信号、トリポーラ信号など）を生成してもよい。いくつかの他の実施態様では、信号は、マルチポーラ信号を生成する前および／または後に処理されてもよい（たとえばフィルタリングされ、およびサンプリングされるなど）。結果として得られた処理済み信号は、さらなる処理のために、電気モジュール１４０によって処理ユニット１２０に転送される。
【0047】
図１にさらに示すように、電気生理学的システム１００はまた、いずれも処理ユニット１２０に相互接続されてもよいプリンタ１５０および／またはディスプレイ・デバイス１７０などの周辺デバイスを含んでもよい。追加的に、電気生理学的システム１００は、記憶デバイス１６０を含み、この記憶デバイスは、ボリュメトリック画像、電極によって測定された生データおよび／またはそこから計算された、結果として得られた心内膜表現、マッピング手順を早めるために使用される部分的に計算された変換、心内膜表面に対応する再構成された生理学的情報、ならびに／または同様のものを含む、相互接続されたさまざまなモジュールによって取得されたデータを記憶するために使用されてもよい。
【0048】
いくつかの実施形態では、処理ユニット１２０は、１つまたは複数の人工知能技術（たとえば機械学習モデル、深層学習モデル）、分類子、および／または同様のものを使用してそのアルゴリズムの正確性を自動的に向上させるように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、たとえば、処理ユニットは、たとえば、サポート・ベクタ・マシン（ＳＶＭ）、ｋ最近傍法、ニューラル・ネットワーク、畳み込みニューラル・ネットワーク、回帰型ニューラル・ネットワーク、および／または同様のものなどの１つまたは複数の教師ありおよび／または教師無し技術を使用してもよい。いくつかの実施形態では、分類子は、ユーザ、他の指標、および／または同様のものからのフィードバック情報を使用してトレーニングおよび／または適応されてもよい。
【0049】
図１に示す例示的な電気生理学的システム１００は、本開示の実施形態の用途または機能の範囲に関するいかなる限定の提案も意図していない。例示的な電気生理学的システム１００は、本明細書に示す任意の１つの構成要素または構成要素の組合せに関連する何らかの依存性または要求事項を有するものとして解釈されてもならない。追加的に、図１に示すさまざまな構成要素は、いくつかの実施形態では、ここに示す他の構成要素（および／または図示しない構成要素）のさまざまなものと統合されてもよく、これらすべては、本明細書に開示する主題の範囲内にあると考えられる。たとえば、電気モジュール１４０は、処理ユニット１２０と統合されてもよい。追加的に、または代替的に、電気生理学的システム１００の実施形態の態様は、メモリ・デバイス（たとえば、クラウド・サーバ、マッピング・システム・メモリなど）から心臓電気信号および／または他の情報を受信し、心臓情報を処理する（たとえば、アノテーション波形を決定するなど）ための本明細書に説明する方法の実施形態の態様を実行するように構成されたコンピュータ分析システム内に実装されてもよい。すなわち、たとえば、コンピュータ分析システムは、処理ユニット１２０を含むが、マッピング・カテーテルを含まなくてもよい。
【0050】
図２は、本開示の実施形態による例示的な処理ユニット２００のブロック図である。処理ユニット２００は、図１に示す処理ユニット１２０と同様であってもよく、これを含んでもよく、またはこれに含まれてもよい。図２に示すように、処理ユニット２００は、１つまたは複数のプロセッサ２０２と１つまたは複数のメモリ２０４とを含むコンピューティング・デバイス上に実装されてもよい。処理ユニット２００は、本明細書では単数形で示されるが、処理ユニット２００は、複数のインスタンス（たとえばサーバ・クラスタとして）に実装されてもよく、複数のコンピューティング・デバイスにわたって分散されてもよく、複数の仮想マシン内にインスタンス化されてもよく、および／または同様の他の形で行われてもよい。心臓マッピングを容易にするための１つまたは複数のコンポーネントが、メモリ２０４内に記憶されてもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサ２０２は、データ・レポジトリ２０６内にその任意の１つまたは複数が記憶されてもよい、興奮波形、指標分析結果のセット、波形分析結果のセット、電位図特徴、ヒストグラム、および心臓マップを生成するために、１つまたは複数のコンポーネントをインスタンス化するように構成されてもよい。
【0051】
図２に示すように、処理ユニット２００は、マッピング・カテーテル（たとえば、図１に示すマッピング・カテーテル１１０）から電気信号を受信するように構成されたアクセプタ２１２を含んでもよい。測定された電気信号は、患者の心臓内で感知されたいくつかの心臓内電位図（ＥＧＭ）を含んでもよい。アクセプタ２１２はまた、電気信号のそれぞれに対応する測定場所の表示を受信してもよい。いくつかの実施形態では、アクセプタ２１２は、受信された電気信号を受け入れるかどうかを決定するように構成されてもよい。アクセプタ２１２は、どの電気信号または心拍を受け入れるかを決定するために、任意の数の異なるコンポーネントおよび／または技術、たとえばフィルタリング、心拍マッチング、形態素解析、位置情報（たとえばカテーテル動作）、呼吸ゲーティング、および／または同様のものなどを利用してもよい。受信された電気信号および／または処理済み電気信号は、データ・レポジトリ２０６内に記憶されてもよい。
【0052】
受け入れられた電気信号は、電気信号のそれぞれから少なくとも１つのアノテーション特徴を抽出するように構成された興奮波形発生器２１４によって受信され、この場合、電気信号は、抽出すべきアノテーション特徴を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのアノテーション特徴は、少なくとも１つの興奮指標に対応する少なくとも１つの値を含む。少なくとも１つの特徴は、少なくとも１つのイベントを含んでもよく、ここでは、少なくとも１つのイベントは、少なくとも１つの指標および／または少なくとも１つの対応する時間に対応する少なくとも１つの値を含む（対応する時間は、必ずしも興奮特徴ごとには存在しない）。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの指標は、たとえば、興奮時間、最小電圧値、最大電圧値、最大の負の電圧の時間微分、瞬間電位、電圧振幅、主周波数、ピークトゥピーク電圧、興奮持続時間、および／または同様のものなどを含んでもよい。いくつかの実施形態では、興奮波形発生器２１４は、興奮を検出し、興奮波形を生成するように構成されてもよい。いくつかの場合、波形発生器２１４は、たとえば、その開示を本願明細書に明示的に援用する、「ANNOTATION WAVEFORM」と題する米国特許出願公開第２０１８／０２９６１１３号に説明されるものを含む、興奮波形実施形態の任意の１つを使用することができる。
【0053】
図２に示すように、処理ユニット２００は、受信された心臓電気信号および／または興奮波形発生器２１４によって生成された興奮波形を分析して、心臓電気信号に関連付けられる指標を決定するための指標分析器２１６を含む。実施形態では、指標分析器２１６は、心臓電気信号の重要性指標および他の指標を決定するように構成される。いくつかの実施形態では、指標分析器２１６は、信号に対応する興奮波形を評価することによって、心臓電気信号が心拍に有意義に寄与するかを決定するように構成される。追加的に、処理ユニット２００は、心臓電気信号および／または指標分析結果、たとえば、所定の閾値以上である重要性指標を有する、選択された心臓電気信号の表現の提示を可能にするように構成された表現エンジン２２０を含む。
【0054】
図２に示す例示的な処理ユニット２００は、本開示の実施形態の用途または機能の範囲に関するいかなる限定の提案も意図していない。例示的な処理ユニット２００は、本明細書に示す任意の１つの構成要素または構成要素の組合せに関連する何らかの依存性または要求事項を有するものとして解釈されてもならない。追加的に、図２に示す構成要素の任意の１つまたは複数は、いくつかの実施形態では、この中に示す他の構成要素（および／または図示しない構成要素）のさまざまなものと統合されてもよく、そのすべてが本明細書に開示する主題の範囲内であると考えられる。たとえば、波形発生器２１４は、指標分析器２１６と統合されてもよい。いくつかの実施形態では、処理ユニット２００は、アクセプタ２１２を含まなくてもよく、他の実施形態では、アクセプタ２１２は、メモリ・デバイス、通信構成要素、および／または同様のものなどから電気信号を受信するように構成されてもよい。
【0055】
追加的に、処理ユニット２００は、（単独で、ならびに／または図１に示すシステム１００の他の構成要素および／または図示しない他の構成要素と組合せて）、たとえば、「ANNOTATION WAVEFORM」と題する米国特許出願公開第２０１８／０２９６１１３号、「ELECTROANATOMICAL MAPPING」と題する米国特許第８，４２８，７００号、「ELECTROANATOMICAL MAPPING」と題する米国特許第８，９４８，８３７号、「CATHETER TRACKING AND ENDOCARDIUM REPRESENTATION GENERATION」と題する米国特許第８，６１５，２８７号、「ESTIMATING THE PREVALENCE OF ACTIVATION PATTERNS IN DATA SEGMENTS DURING ELECTROPHYSIOLOGY MAPPING」と題する米国特許出願公開第２０１５／００６５８３６号、「SYSTEMS AND METHODS FOR GUIDING MOVABLE ELECTRODE ELEMENTS WITHIN MULTIPLE-ELECTRODE STRUCTURE」と題する米国特許第６，０７０，０９４号、「CARDIAC MAPPING AND ABLATION SYSTEMS」と題する米国特許第６，２３３，４９１号、「SYSTEMS AND PROCESSES FOR REFINING A REGISTERED MAP OF A BODY CAVITY」と題する米国特許第６，７３５，４６５号に説明されるものなどの、心臓マッピングに関連付けられた任意の数の異なる機能および／または方法（トリガリング、ブランキング、フィールド・マッピングなど）を実行することができ、これら文献の開示を本願明細書に明示的に援用する。
【0056】
実施形態によれば、図１に示す電気生理学的システム、および／または図２に示す処理ユニット２００のさまざまな構成要素は、１つまたは複数のコンピューティング・デバイス上に実装されてもよい。コンピューティング・デバイスは、本開示の実施形態を実装するのに適した任意のタイプのコンピューティング・デバイスを含んでもよい。コンピューティング・デバイスの例は、「ワーク・ステーション」、「サーバ」、「ラップトップ」、「デスクトップ」、「タブレット・コンピュータ」、「携帯式デバイス」、「汎用グラフィック処理ユニット（ＧＰＧＰＵ）」、および／または同様のものなどの専用コンピューティング・デバイスまたは汎用コンピューティング・デバイスを含み、これらすべては、システム１００および／または処理ユニット２００のさまざまな構成要素を参照して、図１および２の範囲内で企図される。
【0057】
いくつかの実施形態では、コンピューティング・デバイスは、バスを含み、このバスは、プロセッサ、メモリ、入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート、Ｉ／Ｏ構成要素、および電源などの複数のデバイスを直接的および／または間接的に結合する。任意の数の追加の構成要素、異なる構成要素、および／または構成要素の組合せもまた、コンピューティング・デバイス内に含まれてもよい。バスは、１つまたは複数のバス（たとえば、アドレス・バス、データ・バス、またはその組合せなど）を表してもよい。同様に、いくつかの実施形態では、コンピューティング・デバイスは、いくつかのプロセッサ、いくつかのメモリ構成要素、いくつかのＩ／Ｏポート、いくつかのＩ／Ｏ構成要素、および／またはいくつかの電源を含んでもよい。追加的に、任意の数のこれらの構成要素、またはその組合せが、いくつかのコンピューティング・デバイスにわたって分散および／または複製されてもよい。
【0058】
いくつかの実施形態では、メモリ（たとえば、図１に示す記憶デバイス１６０、図２に示すメモリ２０４および／またはデータ・レポジトリ２０６）は、揮発性および／または不揮発性メモリ、一時的および／または非一時的記憶媒体の形態のコンピュータ可読媒体を含み、取り外し可能、取り外し不能、またはその組合せであってもよい。媒体の例は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル・リード・オンリ・メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ、光媒体もしくはホログラフィック（holographic）媒体、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置、もしくは他の磁気記憶デバイス、データ伝送、および／またはたとえば量子状態メモリおよび／または同様のものなどの、情報を記憶するために使用可能であり、コンピューティング・デバイスによってアクセス可能である任意の他の媒体を含む。いくつかの実施形態では、メモリ１６０および／または２０４は、プロセッサ（たとえば、図１に示す処理ユニット１２０および／または図２に示すプロセッサ２０２）に、本明細書に記載されるシステム構成要素の実施形態の態様を実施させる、および／または本明細書に記載される方法および手順の実施形態の態様を実行させるためのコンピュータ実行可能命令を記憶する。
【0059】
コンピュータ実行可能命令は、たとえば、コンピュータ・コード、機械使用可能命令、さらに、たとえばコンピューティング・デバイスに関連付けられた１つまたは複数のプロセッサによって実行することができるプログラム構成要素などのようなものを含んでもよい。そのようなプログラム構成要素の例は、アクセプタ２１２、波形発生器２１４、指標分析器２１６、および表現エンジン２２０を含む。プログラム構成要素は、さまざまな言語、開発キット、フレームワーク、および／または同様のものを含む、任意の数の異なるプログラミング環境を使用してプログラムされてもよい。あるいは、本明細書に記載される機能のいくつかまたはすべてはハードウェアおよび／またはファームウェア内に実装されてもよい。
【0060】
データ・レポジトリ２０６は、以下に説明する構成の任意の１つを使用して実装されてもよい。データ・レポジトリは、ランダム・アクセス・メモリ、フラット・ファイル、ＸＭＬファイル、および／または１つまたは複数のデータベース・サーバまたはデータ・センタ上で実行する１つまたは複数のデータベース管理システム（ＤＢＭＳ）を含んでもよい。データベース管理システムは、相関的（ＲＤＢＭＳ）、階層的（ＨＤＢＭＳ）、多次元的（ＭＤＢＭＳ）、オブジェクト指向型（ＯＤＢＭＳまたはＯＯＤＢＭＳ）またはオブジェクト相関的（ＯＲＤＢＭＳ）データベース管理システム、および／または同様のものであってもよい。データ・レポジトリは、たとえば、単一の相関的データベースであってもよい。いくつかの場合、データ・レポジトリは、複数のデータベースを含んでもよく、これらのデータベースは、データ統合のプロセスまたはソフトウェア・アプリケーションによってデータを交換および集約することができる。例示的な実施形態では、データ・レポジトリ２０６の少なくとも一部は、クラウド・データ・センタ内でホストされてもよい。いくつかの場合、データ・レポジトリは、単一コンピュータ、サーバ、記憶デバイス、クラウド・サーバなど上でホストされてもよい。いくつかの他の場合、データ・レポジトリは、一連のネットワーク化されたコンピュータ、サーバ、またはデバイス上でホストされてもよい。いくつかの場合、データ・レポジトリは、局所的、領域的、および中央を含むデータ記憶デバイスのティア（ｔｉｅｒ）上でホストされてもよい。
【0061】
図３Ａは、本開示のいくつかの実施形態による、重要性指標を評価するために心臓電気信号を処理する例示的な方法３００Ａを示す例示的な流れ図である。方法３００Ａの実施形態の態様は、たとえば、電気生理学的システムまたは処理ユニット（たとえば、図１に示す処理ユニット１２０および／または図２に示す処理ユニット２００）によって実行されてもよい。方法３００Ａの１つまたは複数の工程は、任意選択であり、および／または本明細書に説明する他の実施形態の１つまたは複数の工程によって改変可能である。追加的に、本明細書に説明する他の実施形態の１つまたは複数の工程が、方法３００Ａに付加されてもよい。最初に電気生理学的システムは、心室内に配設された複数の電極から収集された複数の心臓電気信号を受信し（３１０Ａ）、ここでは複数の心臓電気信号は、サイクル長を有する心拍にわたって取得される。図４Ａは、一心拍にわたる複数の心臓電気信号（たとえばＥＧＭ）の例示的な例を示す。図４Ｆは、いくつかの心拍にわたる複数の心臓電気信号４４０の例示的な例を示す。
【0062】
システムは、複数の心臓電気信号のそれぞれに対する重要性指標を算出する（３２０Ａ）。実施形態では、重要性指標は、サイクル長に応じた心拍のデューティ・サイクル全体に対する各心臓電気信号の寄与を表す。いくつかの場合、デューティ・サイクル全体に対する寄与は、興奮指標とも呼ばれる心拍の主要興奮期間に対する寄与を含む。いくつかの場合、心拍の主要興奮期間は、心拍の興奮に対する主要寄与子である１つまたは複数の心臓電気信号（心拍のデューティ・サイクルの６０％超に寄与する信号）に基づいて決定される。実施形態では、デューティ・サイクル全体に対する寄与は、新規性指標とも呼ばれる心拍の主要興奮期間外の寄与を含む。新規性指標は、１つまたは複数の電極によって収集された信号の独自性を表すことができる。
【0063】
電気生理学的システムは、重要性指標に基づいて心臓電気信号を選択してもよい（３３０Ａ）。いくつかの実施形態では、システムは、１つまたは複数の基準に基づいて心臓電気信号を選択することができ、この場合、基準のうちの少なくとも１つは、重要性指標をパラメータとして使用する。１つの実施形態では、基準のうちの少なくとも１つは、所定の閾値以上の重要性指標である。１つの実施形態では、基準のうちの少なくとも１つは、心臓電気信号の少なくとも１つの他の特徴と共に重要性指標を集約する。システムは、選択された心臓電気信号の表現を生成することができる（３４０Ａ）。１つの実施形態では、表現は、グラフィカル表現である。図４Ｆは、選択された心臓電気信号４４５のグラフィカル表現の例示的な例を示す。
【0064】
図３Ｂは、本開示のいくつかの実施形態による、重要性指標を評価するために心臓電気信号を処理する例示的な方法３３０Ｂを示す例示的な流れ図である。方法３３０Ｂの実施形態の態様は、たとえば、電気生理学的システムまたは処理ユニット（たとえば、図１に示す処理ユニット１２０および／または図２に示す処理ユニット２００）によって実行されてもよい。方法３００Ｂの１つまたは複数の工程は、任意選択であり、および／または本明細書に説明する他の実施形態の１つまたは複数の工程によって改変可能である。追加的に、本明細書に説明する他の実施形態の１つまたは複数の工程が、方法３００Ｂに付加されてもよい。最初に、電気生理学的システムは、心拍にわたって複数の電極から収集された複数の心臓電気信号を受信する（３１０Ｂ）。システムは、複数の心臓電気信号に対応する複数の興奮波形を生成してもよい（３１５Ｂ）。
【0065】
１つの実施形態では、電気生理学的システムは、複数の電気信号のそれぞれに対する偏向を特定し、ここでは、偏向は、信号ベースラインからの逸脱である。複数の興奮波形のそれぞれが、電気信号の特定された１つまたは複数の偏向に基づいて生成される。興奮波形は、特定された偏向が心臓組織の興奮を表す可能性に対応する値を含む。システムはまた、心臓電気信号のそれぞれに対する興奮指標を算出してもよい（３２０Ｂ）。いくつかの場合では、興奮指標は、対応する興奮波形に基づいて算出される。１つの例では、興奮指標は、興奮波形値に基づいて算出可能である。いくつかの実施形態では、興奮指標は、以下により詳細に説明される興奮ゾーン内の心臓電気信号の寄与を表す。図４Ａは、複数の心臓電気信号４００（たとえば、信号４０１、４０２、４０３、４０４、および４０５）、およびそれぞれの心臓電気信号についての複数の対応する興奮波形４１０（たとえば、波形４１１、４１２、４１３、４１４および４１５）のそれぞれの例示的な例を示す。１つの実施態様では、興奮波形の興奮値の算術平均値が、算出される。図４Ａに示す例では、興奮波形４１１、４１２、４１３、４１４、４１５の算術平均値は、それぞれ０、０．０５、０．２０、０．２５、および０．０８である。
【0066】
１つの実施態様では、システムは、算術平均値をさらに正規化し、ここでは、正規化された値は、複数の心臓電気信号の興奮波形の正規化された平均値と称される。１つの例では、最大の算術平均値は、乗算器によって１に設定され、他の算術平均値は、同じ乗算器を使用して正規化される。図４Ｂは、興奮波形４１０および正規化された平均値の例示的な例を示す。この例では、興奮波形４１１、４１２、４１３、４１４、４１５の正規化された平均値は、それぞれ０、０．２０、０．８０、１．００、および０．３２である。いくつかの実施形態では、心臓電気信号の興奮指標は、対応する興奮波形の正規化された平均値に設定される。
【0067】
図３Ｂに戻って参照すれば、電気生理学的システムは、複数の心臓電気信号に対応する複数の興奮波形に基づいて、興奮ゾーン（３３０Ｂ）を決定してもよい。１つの実施形態では、システムは、正規化された平均値に基づいて１つまたは複数の興奮波形を選択する。たとえば、興奮波形は、その正規化された平均値が、所定の平均値閾値より大きい場合に選択される。いくつかの場合、所定の平均値閾値は、０．６である。次に、システムは、選択された興奮波形に基づいて興奮ゾーンを決定する。１つの例では、興奮ゾーンは、以下の式（１）を使用して決定されることによって表される。
【0068】
【数1】
【0069】
図４Ｃは、興奮ゾーンの例示的な例を示す。図４Ｃに示す例では、システムは、０．６の所定の平均値閾値を有する、心臓電気信号４０３および４０４に対応する興奮波形４１３および４１４を選択し、選択された興奮波形４１３および４１４を使用して波形４２５によって表される興奮ゾーン４２０を決定する。
【0070】
いくつかの実施形態では、システムは、複数の心臓電気信号のそれぞれに対する新規性指標を算出する（３３５Ｂ）。いくつかの実施形態では、新規性指標は、興奮ゾーン外の各興奮波形に基づいて算出される。いくつかの実施形態では、興奮ゾーンは、新規性指標を決定するために、反転された重み係数として使用される（すなわち、より高い興奮値はより低い重み係数に対応する）。１つの例では、新規性波形は、以下の式（２）を使用して生成される。
【0071】
【数2】
【0072】
いくつかの実施形態では、電気生理学的システムは、対応する興奮指標および新規性指標に基づいて、複数の心臓電気信号のそれぞれに対する重要性指標を算出する（３４０Ｂ）。１つの実施形態では、重要性指標は、以下の式（３）を使用して決定される。
【0073】
【数3】
【0074】
【数4】
【0075】
いくつかの実施形態では、システムは、算出された重要性指標に基づいて心臓電気信号を選択する（３５０Ｂ）。１つの例では、心臓電気信号は、その算出された重要性指標が所定の閾値より大きい場合に選択される。図４Ｅは、心臓電気信号４０１、４０２、４０３、４０４および４０５ならびにそれぞれの重要性指標に基づいて選択された心臓電気信号４０３、４０４、および４０５の例示的な例を示す。いくつかの場合、心臓電気信号は、基準のセットが満たされた場合に設定される。いくつかの設計では、基準は、重要性指標をパラメータとして使用する。たとえば、基準のセットは、所定の閾値より大きい算出された重要性指標の基準を含む。図４Ｆは、複数の心臓電気信号４４０および選択された心臓電気信号４４５の例示的な例を示し、ここでは、信号選択および対応する電極（ユニポーラ電極、バイポーラ電極、トリポーラ電極など）の選択は、重要性指標をパラメータとして使用する基準に基づく。
【0076】
本発明の範囲から逸脱することなく、記載された例示的な実施形態に対するさまざまな改変および付加を行うことができる。たとえば、上記で説明した実施形態は、特定の特徴を示しているが、本発明の範囲はまた、特徴の異なる組合せを有する実施形態、および説明した特徴のすべてを含まない実施形態を含む。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲内に含まれるようなすべてのそのような代替策、改変形態、および変形形態を、そのすべての等価物と共に包含することを意図する。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【国際調査報告】