JP5956463B2 - 身体組織から電子生理学的データを分析しマッピングするシステム、電子生理学的データを分析するシステムの作動方法及び心臓組織から測定されるデータを分析するカテーテルシステム - Google Patents
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Description
本出願は、2010年12月30日に出願されたNo.61/428,529である米国仮出願に基づき利益を主張するものであり、その全内容が参照によりここに記載されたように組み込まれる。
a.発明の分野
本開示は、例えば、診断、治療、及び/又はアブレーション処置のためにカテーテル等の医療装置を利用するシステムに関する。より詳細には、本開示は、空間電子生理学的パターンの測定、分類、分析、及びマッピングを行うとともに、不整脈治療をガイドするシステムに関する。
人間の心筋は、心腔を含む多くの心臓表面及び心室を横切る電流を定期的に経験する。心臓の各収縮直前に、心筋は、電流が心臓及び身体全体を通して拡散する際、「脱分極」し「再分極」すると言える。健康な心臓では、心臓の表面及び心室は、脱分極波の整然な進行を経験する。例えば、異所性心房頻脈、心房細動、及び心房粗動を含む心房不整脈を経験しているような不健康な心臓では、脱分極波の進行はそのような整然としたものではないおそれがある。不整脈は、瘢痕組織又は高速で均一な脱分極の他の障害物により永続するおそれがある。これらの障害物により、脱分極波は心臓のある部分の周囲の回路を繰り返すおそれがある。心房不整脈は、不規則な心拍、同期房室収縮の消失、及び血流停止を含め、様々な危険な状態を生み出し、これらはすべて、様々な病気を引き起こし、死さえも生じさせるおそれがある。
同様の参照番号が様々な図の同一の構成要素を識別するために使用される図面をこれより参照すると、図1は、身体14の組織12上で、又は組織12に対して1つ又は複数の診断及び/又は治療機能を実行するシステム10の例示的な一実施形態を示す。例示的な実施形態では、組織12は、人の身体14内の心臓及び心臓組織を含む。しかし、システム10が、人間及び非人間の身体内の様々な他の組織に関連して適用し得、したがって、本開示が、心臓組織及び/又は人の身体のみに関連してシステム10の使用を限定する意図がないことを理解されたい。
C=W1×M1+W2×M2
により結合し得、式中、Cは新しい複合値を表し、W1,2は各メトリックに割り当てられた重みを表し、M1,2は一次メトリックのスカラーを表す。
・両座標が同じ中心を有することを確かめて、平均化により{(x1,y1),・・・(xn,yn)}及び
・同じ尺度を有するように{(x1,y1),・・・(xn,yn)}及び
・α0から開始し、t番目のステップでδαだけ増分する。
・モデル(xj,yj)での対応する座標
・測定パターンとk番目の事前定義パターンとの差の和
・最小の
(項目1)
身体組織から電子生理学的(EP)データを分析しマッピングするシステムであって、前記EPデータは、前記身体組織の近傍に位置決め可能な医療装置の遠位端部に沿って配置された複数のセンサにより測定され、前記システムが、
電子制御ユニット(ECU)を備え、前記ECUユニットが、
前記複数のセンサから前記EPデータを取得すること、
前記複数のセンサからセンサの位置を特定すること、及び
前記複数のセンサからの前記EPデータに基づいてメトリックを計算すること、
を行うように構成される、身体組織から電子生理学的(EP)データを分析しマッピングするシステム。
(項目2)
前記ECUが、前記センサの前記位置に基づくとともに、前記メトリック及び前記EPデータに基づいてマップを生成するようにさらに構成される、項目1に記載のシステム。
(項目3)
前記複数のセンサが、既知の空間構成で配置され、前記ECUが、前記既知の空間構成を使用して、前記メトリックを計算するようにさらに構成される、項目2に記載のシステム。
(項目4)
前記複数のセンサがEPデータを同時に測定する、項目3に記載のシステム。
(項目5)
前記ECUが、
前記身体の前記組織を表す解剖学的モデルを生成すること、及び
前記マップを前記解剖学的モデルに関連付けて、表示装置に表示すること、
を行うようにさらに構成される、項目2に記載のシステム。
(項目6)
タイミングデータが前記EPデータに関連付けられ、前記ECUが前記既知の空間構成、前記EPデータ、及び前記タイミングデータを使用して、前記身体の前記組織上のEPパターンを識別する、項目4に記載のシステム。
(項目7)
前記メトリックを計算することが、前記センサに関連付けられた値を生成し、前記値が、前記センサが最後に脱分極されてから経過した時間量を示す、項目2に記載。
(項目8)
前記メトリックを計算することが、前記センサに関連付けられた値を生成し、前記値が、前記センサが脱分極に費やした時間量を表す、項目2に記載のシステム。
(項目9)
前記メトリックが、複数のセンサのセットのうちの少なくとも1つが脱分極している時間量の和を示す、項目2に記載のシステム。
(項目10)
前記マップが前記識別されたEPパターンに基づき、前記マップが、連続心拍と共に更新される、項目6に記載のシステム。
(項目11)
前記ECUが、前記メトリックに基づく微分メトリックを計算するように構成され、前記微分メトリックが、前記メトリックの値が距離に関連して変化している少なくとも1つのレートを示す、項目2に記載のシステム。
(項目12)
前記ECUが、少なくとも2つのメトリックからの値を正規化し、前記少なくとも2つのメトリックを加重し、前記少なくとも2つのメトリックの前記値を結合して、複合メトリックを形成するようにさらに構成される、項目2に記載のシステム。
(項目13)
前記ECUが、整合フィルタを前記EPデータ及び前記メトリックの値のうちの1つ又は複数に適用して、前記身体の前記組織のEPパターンを識別するようにさらに構成される、項目2に記載のシステム。
(項目14)
前記ECUが、前記複数のセンサにより測定される電圧振幅及び伝導速度のうちの1つ又は複数を表す三次元画像を生成するようにさらに構成される、項目2に記載のシステム。
(項目15)
電子生理学的(EP)データを分析する方法であって、
医療装置の遠位端部に配置された複数のセンサを用いてEPデータを測定するステップと、
前記EPデータを前記複数のセンサから電子制御ユニット(ECU)に送信するステップと、
前記複数のセンサからセンサの位置を特定するステップと、
前記EPデータ及び前記センサの前記位置のうちの1つ又は複数に基づいてメトリックを計算するステップと、
前記センサの前記位置に基づくとともに、前記メトリック及び前記EPデータのうちの1つ又は複数に基づいてマップを生成するステップと、
を含む電子生理学的(EP)データを分析する方法。
(項目16)
前記EPデータが測定される身体組織を表す解剖学的モデルを生成すること、及び
前記マップを前記解剖学的モデルに関連付けて、表示装置に表示すること、
をさらに含む、項目15に記載の方法。
(項目17)
前記メトリックに基づいて微分メトリックを計算することをさらに含み、前記微分メトリックが、前記メトリックの値が距離に関係して変化している少なくとも1つのレートを示す、項目15に記載の方法。
(項目18)
整合フィルタを前記EPデータ及び前記メトリックの値のうちの1つ又は複数に適用して、前記組織のEPパターンを識別することをさらに含む、項目15に記載の方法。
(項目19)
前記複数のセンサの隣接対間の電位を比較するステップと、
前記複数のセンサの前記隣接対のうち、最大電位を有する前記隣接対を選択するステップと、
前記複数のセンサの前記隣接対のうちの前記選択された隣接対により形成される経路を特定するステップと、
特定された経路に基づいてEPパターンを表示するステップと、
をさらに含む、項目15に記載の方法。
(項目20)
前記EPデータ及び前記センサの前記位置のうちの1つ又は複数に基づいて第2のメトリックを計算するステップと、
前記身体組織に対応する関心部位を識別するステップであって、前記関心部位は、前記メトリックと前記第2のメトリックとの一致に基づく、識別するステップと、
をさらに含む、項目16に記載の方法。
(項目21)
心臓組織から測定されるデータを分析するカテーテルシステムであって、
心臓組織の近傍に位置決め可能な遠位端部を有するカテーテルと、
前記カテーテルの前記遠位端部に配置される複数の電極であって、前記心臓組織からの電子生理学的(EP)データを測定する、複数の電極と、
電子制御ユニット(ECU)と、
を備え、前記ECUが、
前記複数の電極のうちの電極から前記EPデータを取得すること、
前記電極の位置を特定すること、
前記電極からの前記EPデータに基づいてメトリックを計算すること、及び
前記電極からの前記位置に基づくとともに、前記メトリック及び前記EPデータのうちの1つ又は複数に基づいてマップを生成すること、
を行うように構成されるカテーテルシステム。
(項目22)
前記複数の電極のうちの少なくとも3つが、リング電極、前記リング電極から離間されたスポット電極、及び心臓アブレーションを実行する先端電極を備え、前記リング電極及び前記スポット電極を既知の空間構成に構成することにより、前記ECUが前記先端電極の位置を特定することができる、項目21に記載のシステム。
(項目23)
前記ECUが、前記マップの部分を少なくとも部分的に透明にし、関係する心臓組織から離れたセンサにより測定されるデータから生成される前記マップの部分ほど、前記関係する心臓組織の近くのセンサにより測定されるデータから生成される前記マップの部分よりも透明に見える、項目21に記載のシステム。
(項目24)
前記ECUにより計算される前記メトリックが、前記電極からの前記EPデータに基づくとともに、心臓生体構造メトリックに基づく、項目21に記載のシステム。
Claims (21)
- 身体組織から電子生理学的(EP)データを分析しマッピングするシステムであって、前記EPデータは、前記身体組織の近傍に位置決め可能な医療装置の遠位端部に沿って配置された複数のセンサにより測定され、前記システムが、
電子制御ユニット(ECU)を備え、前記ECUユニットが、
前記複数のセンサから前記EPデータを取得すること、
前記複数のセンサからセンサの位置を特定すること、
前記複数のセンサからの前記EPデータに基づいて、前記複数のセンサのそれぞれを直近の脱分極波が通過したときからの経過時間量を含むメトリックを計算すること、及び
前記センサの前記位置に基づくとともに、前記メトリック及び前記EPデータに基づいてマップを生成すること、及び
前記ECUが、整合フィルタを前記EPデータ及び前記メトリックの値のうちの1つ又は複数に適用して、前記組織上の前記脱分極波に関連付けられる前面のパターンであって、前記組織を横切る電気ベクトル群であるパターンを識別するように構成される、
身体組織から電子生理学的(EP)データを分析しマッピングするシステム。 - 前記複数のセンサが、既知の空間構成で配置され、前記ECUが、前記既知の空間構成を使用して、前記メトリックを計算するようにさらに構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記複数のセンサがEPデータを同時に測定する、請求項1又は2に記載のシステム。
- 前記ECUが、
前記身体の前記組織を表す解剖学的モデルを生成すること、及び
前記マップを前記解剖学的モデルに関連付けて、表示装置に表示すること、
を行うようにさらに構成される、請求項1〜3のいずれかに記載のシステム。 - 前記ECUが前記既知の空間構成、前記EPデータ及び前記EPデータに対応するタイミングデータを使用して、前記組織上の前記脱分極波に関連付けられる前記前面のパターンを識別し、
前記タイミングデータは、前記EPデータが収集されるときを含む、請求項2に記載のシステム。 - 前記メトリックを計算することが、前記センサに関連付けられた値を生成し、前記値が、前記センサが直前の脱分極を検出したときから経過した時間量を示す、請求項1〜5のいずれかに記載。
- 前記メトリックを計算することが、前記センサが脱分極に関連付けられた値を生成し、前記値が、前記センサが脱分極を検出した時間量を表す、請求項1〜5のいずれかに記載のシステム。
- 前記メトリックが、複数のセンサのセットのうちの少なくとも1つが脱分極を検出する時間量の和を示す、請求項1〜7のいずれかに記載のシステム。
- 前記マップが前記識別された前記脱分極波に関連付けられる前記前面のパターンに基づき、前記マップが、次に連続する心拍で更新される、請求項5に記載のシステム。
- 前記ECUが、前記メトリックに基づく微分メトリックを計算するように構成され、前記微分メトリックが、前記脱分極波が第1のセンサから第2のセンサに移動する時間に関する前記第1のセンサと前記第2のセンサとの間の伝導速度の微分値を含む、請求項1〜9のいずれかに記載のシステム。
- 前記ECUが、少なくとも2つのメトリックからの値を正規化し、前記少なくとも2つのメトリックを加重し、前記少なくとも2つのメトリックの前記値を結合して、複合メトリックを形成するようにさらに構成される、請求項1〜10のいずれかに記載のシステム。
- 前記ECUが、前記複数のセンサにより測定される電圧振幅及び伝導速度のうちの1つ又は複数を表す三次元画像を生成するようにさらに構成される、請求項1〜11のいずれかに記載のシステム。
- 電子生理学的(EP)データを分析するシステムの作動方法であって、
前記システムが医療装置の遠位端部に配置された複数のセンサからEPデータを取得するステップと、
前記システムが医療装置の遠位端部に配置された複数のセンサから取得したEPデータを前記複数のセンサから電子制御ユニット(ECU)に送信するステップと、
前記システムが前記複数のセンサからセンサの位置を特定するステップと、
前記システムが前記EPデータ及び前記センサの前記位置のうちの1つ又は複数に基づいて、前記複数のセンサの各1つにおける直近の活性化から経過した時間量を含むメトリックを計算するステップと、
前記システムが前記センサの前記位置に基づくとともに、前記メトリック及び前記EPデータのうちの1つ又は複数に基づいてマップを生成するステップと、を備え、
前記システムが整合フィルタを前記EPデータ及び前記メトリックの値のうちの1つ又は複数に適用して、脱分極波に関連付けられる前面のパターンであって、前記前面は前記組織を横切る電気ベクトル群であるパターンを識別するステップと、
を含む電子生理学的(EP)データを分析するシステムの作動方法。 - 前記EPデータが測定される身体組織を表す解剖学的モデルを生成すること、及び
前記マップを前記解剖学的モデルに関連付けて、表示装置に表示すること、
をさらに含む、請求項13に記載の方法。 - 前記メトリックに基づいて微分メトリックを計算することをさらに含み、前記微分メトリックが、前記脱分極波が第1のセンサから第2のセンサに移動する時間に関する前記第1のセンサと前記第2のセンサとの間の伝導速度の微分値を含む、請求項13又は14に記載の方法。
- 前記センサの活性化時間と包囲状の前記複数のセンサのうちの1つの活性化時間とを比較するステップと、
包囲状の前記複数のセンサから、前記センサの活性化時間に最も近い活性化時間を備える一つのセンサを選択するステップと、
前記センサと前記センサの活性化時間に最も近い活性化時間を備える選択された包囲状の前記一つのセンサとの間に形成される経路を特定するステップと、
特定された経路に基づいて前記脱分極波に関連付けられる前記前面のパターンを表示するステップと、
をさらに含む、請求項13〜15のいずれかに記載の方法。 - 前記EPデータ及び前記センサの前記位置のうちの1つ又は複数に基づいて第2のメトリックを計算するステップと、
前記身体組織に対応する関心部位を識別するステップであって、前記関心部位を前記第2のメトリックの値に対する前記メトリックの値の変化に基づいて識別する、識別するステップと、
をさらに含む、請求項14に記載の方法。 - 心臓組織から測定されるデータを分析するカテーテルシステムであって、
心臓組織の近傍に位置決め可能な遠位端部を有するカテーテルと、
前記カテーテルの前記遠位端部に配置される複数の電極であって、前記心臓組織からの電子生理学的(EP)データを測定する、複数の電極と、
電子制御ユニット(ECU)と、
を備え、前記ECUが、
前記複数の電極のうちの電極から前記EPデータを取得すること、
前記電極の位置を特定すること、
前記電極からの前記EPデータに基づいてメトリックを計算すること、及び
前記電極からの前記位置に基づくとともに、前記メトリック及び前記EPデータのうちの1つ又は複数に基づいてマップを生成すること、
を行うように構成され、
前記メトリックは、前記電極から取得されるEPデータに基づく絶対活性化時間メトリック及び割合細分化指標メトリックを含み、前記絶対活性化時間は、前記複数の電極の各1つにおいて直近の活性化から経過した時間量であり、前記割合細分化指標メトリックは、単一のサイトにおける単一の電極によって得られる電位図が1つの時間枠中において脱分極に費やした相対時間量である、カテーテルシステム。 - 前記複数の電極のうちの少なくとも3つが、リング電極、前記リング電極から離間されたスポット電極、及び心臓アブレーションを実行する先端電極を備え、前記リング電極及び前記スポット電極を既知の空間構成に構成することにより、前記ECUが前記先端電極の位置を特定することができる、請求項18に記載のシステム。
- 前記ECUが、前記マップの部分を少なくとも部分的に透明にし、関係する心臓組織から離れたセンサにより測定されるデータから生成される前記マップの部分ほど、前記関係する心臓組織の近くのセンサにより測定されるデータから生成される前記マップの部分よりも透明に見える、請求項18又は19に記載のシステム。
- 前記ECUにより計算される前記メトリックが、前記電極からの前記EPデータに基づくとともに、心臓生体構造メトリックに基づく、請求項18〜20のいずれかに記載のシステム。
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