JP2008237882A - 心不整脈伝導性経路および病巣を特定する自動ペースマッピング - Google Patents
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Abstract
【解決手段】心室頻拍信号が、生きた被験者の体内で誘発される。次に、ペースマッピングされた信号が、心室内の複数の点から得られ、自動的に、誘発された信号と数値的に比較される。誘発された信号とペースマッピングされた信号のうち一つ以上の信号との間の高い程度の相互相関を認識することによって、不整脈惹起性の病巣または経路を特定し、次に、その病巣または経路がアブレーションされて、その不整脈が誘発性ではなくなる。
【選択図】図1
Description
本出願は、2007年1月11日に出願された米国仮特許出願第60/884,493号の優先権を主張していて、上記米国仮特許出願は、参照することによって、本明細書に組み込まれる。
〔技術分野〕
本発明は、心不整脈の診断および治療に関する。より詳しく言うと、本発明は、心室頻拍に関連する不整脈惹起性の病巣の特定に関する。
心臓中のある点での電気的活性は、典型的には、遠位の端部にまたは遠位の端部の近くに電気センサーを収容したカテーテルを、心臓のその点へ向けて進め、そのセンサーで組織に触れ、その点でのデータを取得することによって、測定される。一つだけ遠位先端電極を収容したカテーテルを用いて、心室腔をマッピングすることの一つの欠点は、心室腔全体の詳細なマップに必要とされる必須の個数の点の全部について一点ずつデータを蓄積するのに、長期間の時間が必要とされることである。ゆえに、不安定な心室頻拍(VT)を患う患者は、正確な活性化マップを生み出すのに十分長く続くマッピング手技に我慢することができない。したがって、通常の技法で実行されるペースマッピングは、そのような場合に用いられる方法である。ペースマッピングは、比較的速い速度で(典型的には、しかし、必ずと言うことではないが、不整脈のサイクル長で)心室をペーシングする過程と、次に、ペーシングの間の体表面12誘導ECGを、誘発されたか、もしくは予め記録された、臨床上の不整脈の間に記録されたECGと比較する過程と、を含む。
以下の説明では、多数の具体的な細部が、本発明を徹底して理解できるようにするために、記載されている。しかし、当業者には、本発明が、これらの具体的な細部なしに、実現できることが、明らかなはずである。別の例では、周知の回路、制御ロジック、ならびに、従来のアルゴリズムおよびプロセスのためのコンピュータプログラム命令の詳細、は、本発明を不必要に不明瞭にすることがないように、詳しくは記載されていない。
今度は図面を見ると、図1が最初に参照され、図1は、本発明の開示された実施の形態にしたがって、不整脈に関連する生きた被験者の心臓12の領域を検出するように、および、アブレーション手技を実行するように、構成された、システム10の絵解き図である。システムは、典型的にはカテーテル14であるプローブを含み、カテーテル14は、典型的には医者である手術者16によって、患者の脈管系を通して、心臓の室または脈管構造内に、経皮的に挿入される。手術者16は、カテーテルの遠位の先端18を評価されるべき標的部位で心臓壁に接触させる。次に、電気的活性マップが、上記の米国特許第6,226,542号、同第6,301,496号、および、本出願の出願人に譲渡され、その開示内容が、参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許第6,892,091号に開示された方法に基づいて、準備される。
今度は図3を参照すると、図3は、本発明の開示された実施の形態に基づく、心室頻拍に関連する不整脈惹起性の病巣または経路を検出するための手順の相を示す図である。第1の誘発相50では、心室頻拍が誘発(または、誘発なしで観察)される。それに代わって、記録(traces)が、任意の適切な手段によって、すなわち、走査、または、他のシステムからの電子的な伝送、によって、取り込まれる場合があり、他のシステムは離れている場合がある。通常の12誘導心電図信号が、最初に記録され、心電図信号の基準集合を構成する。マッピング相52では、左心室の解剖学的構造および電気的な特性の大まかなマッピングが、着手される。このマッピングには、心室頻拍(または、その他の不整脈)の引き金になることがあるチャネルまたは病巣点である可能性のある位置を特定するための心室のマッピングが含まれる。このマッピングは、電圧マップを獲得することによって、または、組織の他の電気的性質、例えば、中間心弛緩期の電位(mid-diastolic potentials)、を記録することによって、行うことができる。それに加えて、または、それに代わって、マッピングは、他の様式によって獲得された画像を併合するか、または取り込むことによって、実行される場合もある。
相関ディスプレイが生み出され、そのディスプレイは、最初のステップ58(図4)で得られたECGとのペースマッピングされたECGの相関を示している。今度は、図6が参照され、図6は、本発明の開示された実施の形態に基づく、心電図信号の相関ディスプレイを比較ウインドウ90として示している。比較ウインドウ90に示されているVTテンプレートは、誘発された信号として、または、自発的に、記録されたVTの波形の各種類に対して準備される。この例では、点PM1が選択された。ディスプレイは、すべてのPM(それらの相関は、PMCTより大きいか、または、小さい)をスクロールするための選択枝を提供する。各誘導に対して、現在のテンプレートとPMとの間の相関が表示され、ならびに、すべての誘導の平均の相関も表示される。色によって、IS信号がPM信号と区別されている。デフォルトとして、IS信号およびPM信号の両方は、相関が計算されたそれらの信号の部分が互いに重なるように、重ね合わされている。ある実施の形態では、PM信号の表示を水平方向にスクロールし、同時にIS信号が静止したままでいることが、可能である。したがって、PMとISとの相関は、リアルタイムで「スライド」するように見え、図9(以下に記載される)に示すように視覚的に探査される。加えて、任意のISが、別のISに重ね合わされて、利用者がISの類似性を判定することが援助され、テンプレートの同一性の自動的な査定を確認するようにしている。
テンプレートが、誘発された信号の記録から構築される。上述したように、ほぼ2.5秒の12誘導体表面ECG記録がセットアップ相の間に記録されて、いずれの内部カテーテルの状態にも依存せずに、マッピング診断手順のための正確な視覚的フレームワークが確実にされる。これらの信号は、いずれのカテーテル位置にも関連していない。
ほぼ2.5秒の12誘導体表面ECGが、ちょうどよいときに記録の点を「フリーズ」する必要なしに、記録される。
本発明のある態様では、マップが表示されて、そのマップでは、ペースマッピングされた位置とISテンプレートとの相関が、カラースケールによって示されている。機能マップの構築は、例えば、上記の米国特許第6,226,542号および同第6,301,496号で教示されているもののような、既知の方法を用いて、実行されうる。
上述されたPCA相関方法では、アルゴリズムの目的は、関連する不整脈によって特定された信号の第1の集合(トレーニング集合)と、心臓からのペーシングの間の体表面のECG誘導信号の第2の集合(検査集合)と、の間の類似性の位置を突きとめることである。
図1を再び参照すると、この実施の形態では、心臓病専門医は、上述したように、12誘導体表面ECGを観察しながら、心室のさまざまな位置で心臓をペーシングする。疑わしいパターン(頻拍または他の不整脈成分を含んでいる)をECG中で観察すると、心臓病専門医は、疑わしいパターンを含む時間間隔、ならびにそのパターンが起きるペーシング位置、に印をつけるように、システム10に信号を送る。複数の時間間隔が、このようにして、印をつけられる場合がある。システム10は、次に、疑わしいECGパターンの特徴を学習する。
今度は図14が参照され、図14は、本発明のある実施の形態に基づく、ECG信号の分析方法を模式的に示すフロー図である。その方法は、獲得ステップ60で、システム10がECG信号を獲得することから始まる。獲得された信号は、リアルタイムで、または、オフラインで、手術者に表示される。手術者は、パターン表示ステップ62で、注目されるパターンを含む時間間隔を特定し、印をつける。
この実施の形態では、通常の体表面心電図を用いる代わりに、心電図信号が、植え込まれた患者用装置の遠隔呼びかけ信号を用いて、捕獲され、植え込まれた患者用装置は、典型的には、除細動器、電気的除細動器、および、ペースメーカー、のような、心臓内装置(ICD)である。そのような装置には、心臓での事象を反映する信号を記憶するためのメモリが設けられていてよい。履歴信号が、記録された(履歴)信号として、または、リアルタイムで、処理システムにダウンロードされ、誘発された信号パターン(第1の種類のリアルタイム信号)、および、ペースマッピングされたパターン(第2の種類のリアルタイム信号)、と比較される。履歴信号には、心室頻拍の自然発生的な症状の発現が含まれている場合がある。いくつかの実施の形態では、信号は、サーバーに伝送されサーバーに記憶されて、次に、処理システムに伝達される。信号を捕獲するための適切な心臓内装置は、メドトロニック・インシンク(Medtronic InSync)(登録商標)ICDである。他の適切な装置も市販されている。
この発明の具体的な実施態様は以下の通りである。
(1)生きた被験者の心臓内の不整脈惹起性の病巣または経路の位置を突き止めるための、コンピュータによって実施される方法において、
前記被験者から心電図信号の基準集合を記録するステップと、
心内膜で、または、心外膜で、前記心臓を複数の位置で刺激するステップと、
前記複数の位置で刺激するステップを実行しながら、ペースマッピングされた心電図信号の対応する集合を記録するステップと、
ペースマッピングされた心電図信号の前記集合を、心電図信号の前記基準集合と相関させるステップと、
ペースマッピングされた心電図信号の前記集合のうちの一つの集合と、心電図信号の前記基準集合と、の間の相関が、予め定められた標準を満たしていることを判定するステップと、
前記判定するステップに応答して、前記不整脈惹起性の病巣または経路を、ペースマッピングされた心電図信号の前記ペースマッピングされた一つの集合に対応する対応位置として特定するステップと、
を具備する、方法。
(2)実施態様(1)に記載の方法において、
心電図信号の前記基準集合を記録する前記ステップ、および、ペースマッピングされた心電図信号の前記対応する集合を記録する前記ステップ、のうちの少なくとも一方が、相関させる前記ステップ、判定する前記ステップ、および、特定する前記ステップ、が実行される分析位置から離れて(remotely)実行され、
前記方法が、
心電図信号の前記基準集合、および、ペースマッピングされた心電図信号の前記集合、のうちの少なくとも一方を、前記分析位置へ伝送するステップ、
をさらに具備する、方法。
(3)実施態様(2)に記載の方法において、
心電図信号の前記基準集合が、植え込まれた心臓内装置を用いて記録され、リアルタイムで前記分析位置へ伝送される、方法。
(4)実施態様(3)に記載の方法において、
前記分析位置から離れて心電図信号の履歴集合を記録するステップと、
心電図信号の前記履歴集合を前記分析位置へ伝送するステップと、
前記分析位置で、心電図信号の前記履歴集合を、心電図信号の前記基準集合と、比較するステップと、
をさらに具備する、方法。
(5)実施態様(2)に記載の方法において、
心電図信号の前記基準集合が、少なくとも部分的に無線で、前記分析位置に伝送される、方法。
(6)実施態様(1)に記載の方法において、
相関させる前記ステップが、
ペースマッピングされた心電図信号の前記集合と、心電図信号の前記基準集合と、の間の対応する数値的な比較を計算するステップ、
を含む、方法。
(7)実施態様(1)に記載の方法において、
相関させるステップが、
相関係数を計算するステップ、
を含む、方法。
(8)実施態様(7)に記載の方法において、
前記標準が、予め定められた値を超える前記相関係数を含む、方法。
(9)実施態様(7)に記載の方法において、
ペースマッピングされた心電図信号の前記集合、および心電図信号の前記基準集合が、12誘導心電図を含み、
前記標準が、前記12誘導心電図の予め定められた個数の誘導で予め定められた値を超える前記相関係数を含む、方法。
(10)実施態様(1)に記載の方法において、
前記心臓の機能マップを構築するステップであって、前記機能マップの中では、ペースマッピングされた心電図信号の前記集合と、心電図信号の前記標準集合と、の間の相関の程度が、前記複数の位置に関連付けられている、ステップ、
をさらに具備する、方法。
心電図信号の前記基準集合を記録する前記ステップを実施する前に、心室頻拍を誘発するステップ、
をさらに具備する、方法。
(12)生きた被験者の心臓内の不整脈惹起性病巣または経路の位置を突き止める装置において、
マッピングカテーテルであって、心内膜で、または、心外膜で、前記心臓を複数の位置で刺激するように、かつ、前記カテーテルの対応位置でのペースマッピングされた心電図信号の対応する集合を検出するように、動作し、ポジションセンサーを有する、マッピングカテーテルと、
前記ポジションセンサーからポジション信号を受信し、前記カテーテルの前記対応位置を求めるように動作する、ポジションプロセッサと、
心電図信号の基準集合を受信し、かつ前記カテーテルからペースマッピングされた心電図信号の前記集合を受信する分析プロセッサであって、
ペースマッピングされた心電図信号の前記集合を心電図信号の前記基準集合と相関させ、
ペースマッピングされた心電図信号の前記集合のうちの一つの集合と、心電図信号の前記基準集合と、の間の相関が、予め定められた標準を満たしていることを判定し、かつ、
前記判定に応答して、ペースマッピングされた心電図信号の前記一つの集合に対応する前記対応位置において、前記不整脈惹起性病巣または経路を特定するように、
動作する、分析プロセッサと、
を具備する、装置。
(13)実施態様(12)に記載の装置において、
前記分析プロセッサに結合され、心電図信号の前記基準集合を、植え込まれた心臓内装置からリアルタイムで受信するように構成された、受信機、
をさらに具備する、装置。
(14)実施態様(12)に記載の装置において、
前記分析プロセッサが、
前記心臓の機能マップであって、前記機能マップ中では、ペースマッピングされた心電図信号の前記集合と、心電図信号の前記基準集合と、の間の相関の程度が、前記複数の位置に関連付けられている、前記心臓の機能マップ、
を構築するように構成されている、装置。
(15)生きた被験者の心臓内の不整脈惹起性異常の位置を突き止めるための、コンピュータによって実施される方法において、
心外膜で、または、心内膜で、前記心臓を複数の位置で刺激するステップと、
前記複数の位置で刺激する前記ステップを実行しながら、ペースマッピングされた心電図信号の対応する集合を記録するステップと、
不整脈惹起性病巣または経路を表示する、ペースマッピングされた心電図信号の前記集合内の異常な心電図信号のパターン、を検出するステップと、
前記パターンを記憶するステップと、
続いて、新たな心電図信号を記録するときに、前記パターンの新しい実例を、自動的に特定するステップと、
を具備する、方法。
(16)実施態様(15)に記載の方法において、
前記新たな心電図信号が、植え込まれた心臓内装置から得られ、分析位置へリアルタイムで伝送される、方法。
(17)実施態様(16)に記載の方法において、
前記新たな心電図信号が、少なくとも部分的に無線で、前記分析位置へ伝送される、方法。
(18)実施態様(15)に記載の方法において、
前記パターンの新しい実例を自動的に特定する前記ステップを後に実行するときに用いるために、ライブラリーに前記パターンを加えるステップ、
をさらに具備する、方法。
(19)実施態様(15)に記載の方法において、
前記パターンの新しい実例を自動的に特定する前記ステップが、
前記新たな心電図信号中で注目されるパターンを含む第1の時間間隔を選択するステップと、
前記第1の時間間隔中の複数の時間区分内で前記新たな心電図信号の特徴の対応する値を計算するステップと、
前記注目されるパターンの符号を形成するために、前記対応する値を結合するステップと、
第2の時間間隔中の前記新たな心電図信号の前記注目されるパターンのさらなる発生を、前記第2の時間間隔中の前記新たな心電図信号を前記符号と一致させることによって、特定するステップと、
を具備する、方法。
(20)生きた被験者の心臓内の不整脈惹起性異常の位置を突き止める装置において、
マッピングカテーテルであって、心内膜で、または、心外膜で、前記心臓を複数の位置で刺激するように、かつ、前記カテーテルの対応する位置でのペースマッピングされた心電図信号の対応する集合を検出するように、動作し、ポジションセンサーを有する、マッピングカテーテルと、
前記ポジションセンサーからポジション信号を受信し、前記カテーテルの前記対応する位置を求めるように動作する、ポジションプロセッサと、
パターンプロセッサであって、
不整脈惹起性病巣または経路を表示する、ペースマッピングされた心電図信号の前記集合中の異常な心電図信号のパターンを検出し、
前記パターンを記憶し、かつ、
続いて、新たな心電図信号を記録するときに、前記パターンの新しい実例(new instance)を自動的に特定するように、
動作する、パターンプロセッサと、
を具備する、装置。
前記新たな心電図信号が、植え込まれた心臓内装置から得られ、分析位置へリアルタイムで伝送される、装置。
Claims (6)
- 生きた被験者の心臓内の不整脈惹起性の病巣または経路の位置を突き止めるための、コンピュータによって実施される方法において、
前記被験者から心電図信号の基準集合を記録するステップと、
心内膜で、または、心外膜で、前記心臓を複数の位置で刺激するステップと、
前記複数の位置で刺激する前記ステップを実行しながら、ペースマッピングされた心電図信号の対応する集合を記録するステップと、
ペースマッピングされた心電図信号の前記集合を、心電図信号の前記基準集合と相関させるステップと、
ペースマッピングされた心電図信号の前記集合のうちの一つの集合と、心電図信号の前記基準集合と、の間の相関が、予め定められた標準を満たしていることを判定するステップと、
判定する前記ステップに応答して、前記不整脈惹起性の病巣または経路を、ペースマッピングされた心電図信号の前記ペースマッピングされた一つの集合に対応する対応位置として特定するステップと、
を具備する、方法。 - 生きた被験者の心臓内の不整脈惹起性病巣または経路の位置を突き止める装置において、
マッピングカテーテルであって、心内膜で、または、心外膜で、前記心臓を複数の位置で刺激するように、かつ、前記カテーテルの対応位置でのペースマッピングされた心電図信号の対応する集合を検出するように、動作し、ポジションセンサーを有する、マッピングカテーテルと、
前記ポジションセンサーからポジション信号を受信し、前記カテーテルの前記対応位置を求めるように動作する、ポジションプロセッサと、
心電図信号の基準集合を受信し、かつ前記カテーテルからペースマッピングされた心電図信号の前記集合を受信する分析プロセッサであって、
ペースマッピングされた心電図信号の前記集合を心電図信号の前記基準集合と相関させ、
ペースマッピングされた心電図信号の前記集合のうちの一つの集合と、心電図信号の前記基準集合と、の間の相関が、予め定められた標準を満たしていることを判定し、かつ、
前記判定に応答して、ペースマッピングされた心電図信号の前記一つの集合に対応する前記対応位置において、前記不整脈惹起性病巣または経路を特定するように、
動作する、分析プロセッサと、
を具備する、装置。 - 請求項2に記載の装置において、
前記分析プロセッサに結合され、心電図信号の前記基準集合を、植え込まれた心臓内装置からリアルタイムで受信するように構成された、受信機、
をさらに具備する、装置。 - 請求項2に記載の装置において、
前記分析プロセッサが、
前記心臓の機能マップであって、前記機能マップ中では、ペースマッピングされた心電図信号の前記集合と、心電図信号の前記基準集合と、の間の相関の程度が、前記複数の位置に関連付けられている、前記心臓の機能マップ、
を構築するように構成されている、装置。 - 生きた被験者の心臓内の不整脈惹起性異常の位置を突き止める装置において、
マッピングカテーテルであって、心内膜で、または、心外膜で、前記心臓を複数の位置で刺激するように、かつ、前記カテーテルの対応する位置でのペースマッピングされた心電図信号の対応する集合を検出するように、動作し、ポジションセンサーを有する、マッピングカテーテルと、
前記ポジションセンサーからポジション信号を受信し、前記カテーテルの前記対応する位置を求めるように動作する、ポジションプロセッサと、
パターンプロセッサであって、
不整脈惹起性病巣または経路を表示する、ペースマッピングされた心電図信号の前記集合中の異常な心電図信号のパターンを検出し、
前記パターンを記憶し、かつ、
続いて、新たな心電図信号を記録するときに、前記パターンの新しい実例を自動的に特定するように、
動作する、パターンプロセッサと、
を具備する、装置。 - 請求項5に記載の装置において、
前記新たな心電図信号が、植え込まれた心臓内装置から得られ、分析位置へリアルタイムで伝送される、装置。
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