JP2009537249A - 電気生理学情報を複雑なジオメトリにマッピングするシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2006年5月17日に出願された米国仮特許出願第60/800,848号明細書(’848出願)の利益を主張する。本出願はまた、目下係属中の2006年12月29日に出願された米国特許出願第11/647,276号明細書(’276出願)の利益も主張する。’848出願および’276出願はともに、その内容全体を本明細書に記載したものとして、参照により本明細書に援用される。
ディスプレイ上の内容を容易に変更することができ、提示される特定のデータは単に例示的なものであり本発明を限定するものではない、ということが留意されるべきである。
画像パネル60は、同時に脱分極波形を受け取った領域を識別する心腔62の3次元モデル、すなわち擬似カラーまたはグレースケールでモデルにマッピングされた「等時線(isochron)」を示す。
等時線は、一変形では、それらが取得された電気的活動図に対応する3次元座標(たとえばX、Y、Z)にマッピングされる。等時線はまた、キーとしてガイドバー64にも示されており、3次元モデルにマッピングされる特定の色またはグレースケールに関連する情報を識別する。
この画像では、カテーテルの各々における複数の電極の位置もまた、3次元モデルにマッピングされている。
心臓表面モデルにマッピングされ得る他のデータには、たとえば、測定された電圧の大きさ、および心拍事象に関連する信号のタイミング関係がある。
さらに、心臓壁の特定の位置で測定されるピーク・ツー・ピーク電圧を、導電性が漸減する箇所を示すようにマッピングしてもよく、それは、心臓の梗塞領域を反映することができる。
図8の段Cに示すように、緻密心筋組織に対する周波数スペクトルは、通常、基本周波数の周囲に位置する単一ピークにおいてより高い振幅を含み、線維性心筋組織に対する周波数スペクトルは、通常、複数の高調波周波数によってもたらされる周波数の右シフトにより、その基本周波数においてより低い振幅を含む。
EPデータ点がこの三角形分割に収集されると、測定データを3次元モデルの各頂点上に補間してもよい。大部分の頂点は、ドロネー三角形のうちの1つに対する内側になり、三角形の3つのデータ点の各々において測定されるEPデータを使用して補間される。
いくつかの頂点は、三角形頂点に十分近い可能性があり(たとえば、三角形辺上かまたはそれに非常に近接して位置する)、それにより、割り当てられる値は、2つの端点の各々の測定値から双線形補間される。好ましくは、閾値を、双線形補間が適用される前に頂点が辺にどれくらい近くなければならないかを指示するように設定してもよい。
少数の頂点は、いずれかの辺または三角形よりデータ点に近くてもよく、その場合、頂点には、近いデータ点と同じEPデータが割り当てられる。好ましくは、閾値を、測定点の値が割り当てられる前に頂点が測定点にどれくらい近くなければならないかを指示するように設定してもよい。EPデータ値が3次元モデルの複数の点に割り当てられると、頑強なカラーマップを生成することができ、平滑化アルゴリズムを使用してカラーマップを平滑化することにより、臨床的に適度なカラーレンダリングが提供されることが好ましく、それは、3次元モデルの点がそれらの色を、隣接する測定点で取得された測定値からのみ得るものである。
Claims (25)
- 電気生理学的情報を3次元モデルにマッピングする方法であって、
A)心臓の表面の複数の位置点に関する位置情報を含む前記心臓の少なくとも一部の3次元モデルを取得するステップと、
B)複数の測定点に関する位置情報と前記複数の測定点で取得される電気生理学的測定値とを含む心臓電気生理学的マップを取得するステップと、
C)前記3次元モデルの前記複数の位置点から1つの位置点を選択し、前記心臓電気生理学的マップから2つの最も近い測定点を確定するステップと、
D)前記選択された位置点に最も近いと確定された前記2つの測定点間のドロネー辺を規定するステップと、
E)前記3次元モデルの前記複数の位置点の各々に対しステップC)およびD)を繰り返すことにより、前記心臓電気生理学的マップ内の前記複数の測定点のうちの少なくともいくつかを連結する複数のドロネー辺を規定するステップと、
F)前記ドロネー辺を連結して複数の三角形を形成するステップと、
G)前記3次元モデルから前記複数の位置点のうちの1つを識別し、辺が前記識別された位置点を包囲する前記複数の三角形のうちの1つを識別し、前記識別された三角形の頂点において測定される前記電気生理学的測定値を使用する重心補間に基づいて、前記識別された位置点に対し電気生理学的レベルを割り当てるステップと、
を含む、方法。 - 電気生理学的レベルが複数の位置点に割り当てられており、さらに、
前記3次元モデルの複数の位置点の個々の位置点の各々に対し、前記個々の位置点に割り当てられた前記電気生理学的レベルの相対的な大きさに基づき、色またはグレースケールを割り当てるステップと、
前記3次元モデルの前記複数の位置点に割り当てられた前記色を使用して、前記3次元モデルを提示するステップと、
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 心臓電気生理学的マップを取得する前記ステップが、
心臓の一部内に電極を挿入するステップと、
前記心臓の表面に沿った複数の測定点に前記電極を配置するステップと、
前記心臓の表面に沿った前記複数の測定点の各々に対する位置情報を受け取るステップと、
前記複数の測定点の各々において電気生理学的測定値を受け取るステップと、
前記電気生理学的測定値を、前記電気生理学的測定値が測定された各々の測定点に関連付けるステップと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 心臓の少なくとも一部の3次元モデルを取得する前記ステップが、
心臓の一部内に電極を挿入するステップと、
前記心臓の表面に沿った複数の位置点に前記電極を配置するステップと、
前記心臓の表面に沿った前記複数の位置点の各々に対する位置情報を受け取るステップと、
前記心臓の前記表面に沿った前記複数の位置点の各々に対する位置情報を含む心臓の少なくとも一部の3次元モデルを生成するステップと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 心臓の少なくとも一部の3次元モデルを取得する前記ステップが、
心臓の一部内に電極を挿入するステップと、
前記心臓の表面に沿った第1の複数の位置点に前記電極を配置するステップと、
前記心臓の表面に沿った前記第1の複数の位置点の各々に対する位置情報を受け取るステップと、
前記心臓の前記表面に沿った前記第1の複数の位置点の各々に対する位置情報を含む前記心臓の少なくとも一部の予備的3次元ジオメトリを生成するステップと、
前記予備的3次元ジオメトリを処理して、第2の複数の位置点の各々に対する位置情報を含む3次元モデルを作成するステップであって、前記第2の複数の位置点が、前記第1の複数の位置点からの前記位置点のうちの少なくともいくつかを含む、ステップと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記予備的3次元ジオメトリを処理して3次元モデルを作成する前記ステップが、
前記予備的3次元ジオメトリを処理して、第2の複数の位置点の各々に対する位置情報を含む3次元モデルを作成するステップであって、前記3次元モデルが、前記予備的3次元ジオメトリより細かい解像度を有し、それにより前記第2の複数の位置点が前記第1の複数の位置点より数が多い、ステップ
を含む、請求項5に記載の方法。 - 前記予備的3次元ジオメトリを処理して3次元モデルを作成する前記ステップが、
前記予備的3次元ジオメトリを、平滑化アルゴリズムを用いて処理して、第2の複数の位置点の各々に対する位置情報を含む3次元モデルを作成するステップ
を含む、請求項5に記載の方法。 - 心臓の少なくとも一部の3次元モデルを取得する前記ステップが、
前記心臓の表面の複数の位置点に対する位置情報を含む前記心臓の少なくとも一部の3次元モデルを取得するステップであって、前記3次元モデルが、CTスキャン、MRI、レーダ撮像、X線撮像、蛍光透視撮像、赤外線撮像、超音波撮像およびこれらの組合せからなる群から選択される技術を使用して作成されている、ステップ
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記3次元モデルの前記複数の位置点から1つの位置点を選択し、前記心臓電気生理学的マップから2つの最も近い測定点を確定する前記ステップが、
前記3次元モデルの前記複数の位置点から1つの位置点を選択するステップと、
キルサノフ・ホッペ測地線アルゴリズムを使用して、前記心臓電気生理学的マップの、前記選択された位置点に距離が最も近い前記2つの測定点を確定するステップと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記ドロネー辺を三角形に連結する前記ステップが、
まだドロネー辺に連結されていない測定点を使用して追加の三角形を作成するステップ
をさらに含む、請求項9に記載の方法。 - 前記3次元モデルの前記複数の位置点から1つの位置点を選択し、前記心臓電気生理学的マップから2つの最も近い測定点を確定する前記ステップが、
前記3次元モデルの前記複数の位置点から1つの位置点を選択するステップと、
高速前進測地線アルゴリズムを使用して、前記心臓電気生理学的マップの、前記選択された位置点に距離が最も近い前記2つの測定点を確定するステップと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 電気生理学的情報を3次元モデルにマッピングする方法であって、
A)心臓の表面の複数の位置点に対する位置情報を含む前記心臓の少なくとも一部の3次元モデルを取得するステップと、
B)複数の測定点に対する位置情報と前記複数の測定点で取得される電気生理学的測定値とを含む心臓電気生理学的マップを取得するステップと、
C)前記3次元モデルの前記複数の位置点から1つの位置点を選択し、前記心臓電気生理学的マップから前記選択された位置点に最も近い2つの測定点を確定するステップと、
D)前記選択された位置点に最も近いと確定された前記2つの測定点間のドロネー辺を規定するステップと、
E)前記複数の位置点の前記複数の位置点の各々に対しステップC)およびD)を繰り返すことにより、前記心臓電気生理学的マップ内の前記複数の測定点のうちの少なくともいくつかを連結する複数のドロネー辺を規定するステップと、
F)前記ドロネー辺を連結して三角形にして、三角形分割されたモデルを作成し、前記三角形分割されたモデルの任意の間隙に新たな三角形を充填するステップと、
G)前記最も近いドロネー辺の任意の点より測定点に近い少なくとも1つの位置点を識別し、電気生理学的レベルを前記少なくとも1つの位置点に割り当て、前記割り当てられる電気生理学的レベルが、前記測定点で測定された電気生理学的測定値と同じであるステップと、
H)三角形の頂点において測定される前記電気生理学的測定値を使用する補間に基づき、前記三角形の内側に位置する少なくとも1つの位置点に対し電気生理学的レベルを割り当てるステップと、
を含む、方法。 - 電気生理学的情報を3次元モデルにマッピングするシステムであって、
心臓の表面の複数の位置点に対する位置情報を含む前記心臓の少なくとも一部の3次元モデルを生成するモデリングプロセッサと、
複数の測定点に対する位置情報と前記複数の測定点の各々で取得される電気生理学的測定値とを含む心臓電気生理学的マップを生成する電気生理学的測定装置であって、前記電気生理学的測定値が、それが測定された各々の測定点に関連する、電気生理学的測定装置と、
前記3次元モデルの前記複数の位置点のサブセットを処理し、処理されている各位置点に対し、前記心臓電気生理学的マップの、処理されている位置点に距離が最も近い2つの測定点を確定する、ドロネー辺プロセッサであって、各々が、処理されている前記位置点の各々に最も近いと確定された測定点の対を含む、複数のドロネー辺を規定する、ドロネー辺プロセッサと、
前記複数のドロネー辺に基づいて前記心臓電気生理学的マップ内に複数の三角形を規定する三角形分割プロセッサと、
前記三角形の頂点の各々に関連する前記電気生理学的測定値を使用する重心補間に基づいて、前記複数の三角形のうちの1つ内に位置する少なくとも1つの位置点に電気生物的レベルを割り当てる投影プロセッサと、
を備える、システム。 - 前記プロセッサがまた、ドロネー辺の端点で測定される前記電気生理学的測定値を使用する双線形補間に基づいて、前記ドロネー辺の近接閾値内に位置する少なくとも1つの位置点に電気生理学的レベルを割り当てる、請求項13に記載のシステム。
- 前記プロセッサがまた、ドロネー辺の端点で測定される前記電気生理学的測定値を使用する双線形補間に基づいて、前記ドロネー辺の近接閾値内に位置する少なくとも1つの位置点に電気生理学的レベルを割り当てる、請求項13に記載のシステム。
- 前記プロセッサがまた、近接閾値内の測定点で測定される前記電気生理学的測定値に基づいて、少なくとも1つの位置点に電気生理学的レベルを割り当て、割り当てられている前記電気生理学的レベルが前記測定点のものと同じである、請求項13に記載のシステム。
- 電気生理学的情報を3次元モデルにマッピングする方法であって、
A)心臓の表面の複数の位置点に対する位置情報を含む前記心臓の少なくとも一部の3次元モデルを取得するステップと、
B)複数の測定点に対する位置情報と前記複数の測定点で取得される電気生理学的測定値とを含む心臓電気生理学的マップを取得するステップと、
C)前記3次元モデルの前記複数の位置点から1つの位置点を選択し、前記心臓電気生理学的マップから2つの最も近い測定点を確定するステップと、
D)前記選択された位置点に最も近いと確定された前記2つの測定点の間の辺を規定するステップと、
E)前記3次元モデルの前記複数の位置点の各々に対しステップC)およびD)を繰り返すことにより、前記心臓電気生理学的マップ内の前記複数の測定点のうちの少なくともいくつかを連結する複数の辺を規定するステップと、
F)前記辺を連結して複数の多角形を形成するステップと、
G)前記3次元モデルから前記複数の位置点を識別し、辺が前記識別された位置点を包囲する前記複数の多角形のうちの1つを識別し、前記識別された多角形の頂点の各々において測定される前記電気生理学的測定値を使用する補間に基づいて、前記識別された位置点に対し電気生理学的レベルを割り当てるステップと、
を含む、方法。 - 電気生理学的情報を3次元モデルにマッピングするシステムであって、
心臓の表面の複数の位置点に対する位置情報を含む前記心臓の少なくとも一部の3次元モデルを取得する表面モデリングコントローラと、
複数の測定点に対する位置情報と前記複数の測定点の各々で取得される電気生理学的測定値とを含む心臓電気生理学的マップを生成する電気生理学的測定装置であって、前記電気生理学的測定値が、それが測定された各々の測定点に関連する、電気生理学的測定装置と、
前記3次元モデルの前記複数の位置点のサブセットを処理し、処理されている各位置点に対し、前記心臓電気生理学的マップの、処理されている位置点に距離が最も近い2つの測定点を確定する、辺プロセッサであって、各々が、処理されている前記位置点の各々に最も近いと確定された測定点の対を含む、複数の辺を規定する、辺プロセッサと、
前記複数の辺に基づいて前記心臓電気生理学的マップ内に複数の多角形を規定するジオメトリプロセッサと、
前記多角形の頂点の各々に関連する前記電気生理学的測定値を使用する補間に基づいて、前記複数の多角形のうちの1つ内に位置する少なくとも1つの位置点に電気生理学的レベルを割り当てるマッピングプロジェクタと、
を備える、システム。 - 前記プロセッサがまた、辺の端点で測定される前記電気生理学的測定値を使用する双線形補間に基づいて、前記辺の近くに位置する少なくとも1つの位置点に電気生理学的レベルを割り当てる、請求項18に記載のシステム。
- 前記ジオメトリプロセッサが、複数の三角形を使用して前記心臓電気生理学的マップを規定し、前記マッピングプロジェクタが、前記三角形の頂点の各々に関連する前記電気生理学的測定値を使用する補間に基づいて、前記三角形のうちの1つ内に位置する少なくとも1つの位置点に電気生理学的レベルを割り当てる、請求項18に記載のシステム。
- 電気生理学的情報を3次元モデルにマッピングするコンピュータ化方法であって、
A)解剖学的構造の表面の複数の位置点に対する位置情報を含む前記解剖学的構造の少なくとも一部の3次元モデルを受け取るステップと、
B)複数の測定点に対する位置情報と前記複数の測定点で取得される電気生理学的測定値とを含む解剖学的構造のための電気生理学的マップを受け取るステップと、
C)コンピュータを使用して、前記3次元モデルの前記複数の位置点の個々の位置点各々に対し、前記電気生理学的マップから、前記個々の位置点に最も近い2つの測定点を確定し、その後、前記確定された測定点の対を含む辺を規定するステップと、
D)前記コンピュータを使用して、前記辺を連結して閉鎖多角形のメッシュの作成を形成するステップと、
E)前記コンピュータを使用して、前記3次元モデルから、辺が前記識別された位置点を包囲する閉鎖多角形の表面に位置する位置点を識別するステップであって、前記コンピュータが、辺が前記位置点を包囲する前記多角形の頂点で測定される前記電気生理学的測定値を使用する補間に基づいて、前記識別された位置点に電気生理学的レベルを割り当てる、ステップと、
F)複数の位置点に対する位置情報と前記複数の位置点の各々に割り当てられた電気生理学的レベルとを含む出力ファイルを出力するステップと、
を含む、方法。 - 電気生理学的情報を3次元モデルにマッピングする方法であって、
A)心臓の表面の複数の位置点に対する位置情報を含む前記心臓の少なくとも一部の3次元モデルを取得するステップと、
B)複数の測定点に対する位置情報と前記複数の測定点で取得される電気生理学的測定値とを含む心臓電気生理学的マップを取得するステップと、
C)前記複数の測定点の各々が頂点である複数の三角形を含む細分された3次元モデルを作成するように、三角形分割を使用して前記3次元モデルを処理するステップと、
D)デシメーションアルゴリズムを使用して前記細分された3次元モデルを処理して、第2の複数の三角形を含む変更3次元モデルを生成するステップであって、前記複数の測定点が三角形の頂点である、ステップと、
を含む、方法。 - 前記三角形分割処理ステップが、所定距離閾値より長い三角形辺の作成を許可しないようにプログラムされる、請求項22に記載の方法。
- キルサノフ・ホッペまたは高速前進測地線アルゴリズムを使用して前記細分された3次元モデルの頂点または辺に、測定点に対する前記電気生理学的測定値を投影するステップ
をさらに含む、請求項23に記載の方法。 - 割り当てられた前記電気生理学的レベルの相対的な大きさに基づいて、前記変更3次元モデルの各頂点に色またはグレースケールを割り当てるステップと、
前記変更3次元モデルの前記複数の頂点に割り当てられた前記色を使用して、前記変更3次元モデルを提示するステップと、
をさらに含む、請求項24に記載の方法。
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