JP2015504701A - 生物学的調律障害の発生源の場所を特定するシステムおよび方法 - Google Patents
生物学的調律障害の発生源の場所を特定するシステムおよび方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、米国国立衛生研究所によって授与された補助金HL83359およびHL103800の下で政府支援を受けて行われた。政府は、本発明における一定の権利を有する。
本願は、米国出願第13/559,868号(2012年7月27日出願)、および米国仮出願第61/569,132号(2011年12月9日出願)の利益を主張する。これらの開示は、それらの全体が参照により本明細書に引用される。
本願は、概して、生物学的調律障害に関する。より具体的には、本願は、心拍障害等の生物学的調律障害の発生源(または複数の発生源)を識別するシステムおよび方法を対象とする。
Claims (54)
- 心臓の調律障害の発生源の場所を特定する方法であって、前記方法は、
第1の対の心臓信号を処理することによって、前記心臓の第1の領域における前記第1の対の信号の変動性に関連付けられている第1の係数を定義することと、
第2の対の心臓信号を処理することによって、前記心臓の第2の領域における前記第2の対の信号の変動性に関連付けられている第2の係数を定義することと、
前記第1の変動性の係数を前記第2の変動性の係数と比較することによって、前記調律障害の前記発生源に向かう方向を決定することと
を含む、方法。 - 前記第1の対の心臓信号を処理することは、1つ以上の第2の時点での第2の心臓信号に対して1つ以上の第1の時点での第1の心臓信号を処理し、前記第2の心臓信号に対する前記第1の心臓信号の1つ以上の座標対に基づいて、前記第1の変動性の係数を定義することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の対の心臓信号を処理することは、1つ以上の第4の時点での第4の心臓信号に対して1つ以上の第3の時点での第3の心臓信号を処理し、前記第4の心臓信号に対する前記第3の心臓信号の1つ以上の座標対に基づいて、前記第2の変動性の係数を定義することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の心臓信号および前記第3の心臓信号は、共通信号を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2の領域は、前記心臓の同一の領域である、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2の領域は、前記心臓の異なる領域である、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の変動性の係数および前記第2の変動性の係数のうちの少なくとも1つは、前記第1の対の心臓信号および前記第2の対の心臓信号のうちの少なくとも1つの間の信号タイミングの変動性および信号振幅の変動性のうちの少なくとも1つから決定される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の変動性の係数および前記第2の変動性の係数のうちの少なくとも1つは、前記第1の対の心臓信号および前記第2の対の心臓信号のうちの少なくとも1つの間の信号形状の変動性から決定される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の変動性の係数および前記第2の変動性の係数のうちの少なくとも1つは、標準偏差分析、周波数分析、エントロピー分析、相互相関分析、ランダム性分析、モンテカルロシミュレーション方法、カオスの定量化、他の複雑な統計分析、およびそれらの組み合わせから成る群より選択される1つ以上の方法によって決定される、請求項1に記載の方法。
- 前記変動性は、振幅、電圧、運動、方向、インピーダンス、コンダクタンス、および時間以外の別の寸法のうちの1つ以上におけるものである、請求項1に記載の方法。
- 前記変動性は、時間におけるものである、請求項1に記載の方法。
- 前記方法は、
複数の心臓信号から前記第1の対の心臓信号および前記第2の対の心臓信号を反復して選択することであって、各反復して選択される対は、少なくとも1つの心臓信号が異なる、ことと、
各反復について各対から前記第1の反復して選択される信号および前記第2の反復して選択される信号を処理することにより、前記第1の変動性の係数および前記第2の変動性の係数をそれぞれ定義することと、
前記反復して選択される複数の対の心臓信号の変動性に関連付けられている係数の行列を構築することと、
前記係数の行列を使用して、前記調律障害の1つ以上の発生源を決定することと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記1つ以上の発生源を決定することは、前記行列から、より低い変動性の係数の領域によって包囲されている、より高い変動性の係数に関連付けられている前記心臓の1つ以上の領域を識別することを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記調律障害の前記発生源は、より低い変動性の係数からより高い変動性の係数に向かう方向に位置する、請求項1に記載の方法。
- 心臓の調律障害の発生源の場所を特定する方法であって、前記方法は、
1つ以上の第2の時点での第2の心臓信号に対して1つ以上の第1の時点での第1の心臓信号を処理することにより、前記第2の心臓信号に対する前記第1の心臓信号の1つ以上の座標対の変動性に関連付けられている第1の係数を定義することと、
1つ以上の第4の時点での第4の心臓信号に対して1つ以上の第3の時点での第3の心臓信号を処理することによって、前記第4の心臓信号に対する前記第3の心臓信号の1つ以上の座標対の変動性に関連付けられている第2の係数を定義することと、
前記調律障害の前記発生源に向かう方向を決定することであって、前記方向は、より低い変動性の係数からより高い変動性の係数への方向である、ことと
を含む、方法。 - 前記第1の変動性の係数および前記第2の変動性のうちの少なくとも1つは、信号タイミングの変動性および信号振幅の変動性のうちの少なくとも1つから決定される、請求項15に記載の方法。
- 前記第1の変動性の係数および前記第2の変動性の係数のうちの少なくとも1つは、信号形状の変動性から決定される、請求項15に記載の方法。
- 前記第1の変動性の係数および前記第2の変動性の係数のうちの少なくとも1つは、標準偏差分析、周波数分析、エントロピー分析、相互相関分析、ランダム性分析、モンテカルロシミュレーション方法、カオスの定量化、他の複雑な統計分析、およびそれらの組み合わせによって決定される、請求項15に記載の方法。
- 前記変動性は、振幅、電圧、運動、方向、インピーダンス、コンダクタンス、および時間以外の別の寸法のうちの1つ以上におけるものである、請求項15に記載の方法。
- 前記変動性は、時間におけるものである、請求項15に記載の方法。
- 前記第1の心臓信号および前記第2の心臓信号は、同一の時点で発生する、請求項15に記載の方法。
- 前記第3の心臓信号および前記第4の心臓信号は、同一の時点で発生する、請求項15に記載の方法。
- 前記第1の心臓信号および前記第2の心臓信号は、それぞれ、第1の電圧時系列および第2の電圧時系列を表す、請求項15に記載の方法。
- 心臓信号の処理は、前記心臓信号の導関数を得ることをさらに含み、前記導関数は、ゼロ次導関数および高次の導関数のうちの1つである、請求項15に記載の方法。
- 前記第1の変動性の係数は、前記第2の心臓信号の前記複数の座標対への前記第1の心臓信号の前記複数の座標対の変換によって決定される、請求項15に記載の方法。
- 前記第2の変動性の係数は、前記第4の心臓信号の前記複数の座標対への前記第3の心臓信号の前記複数の座標対の変換によって決定される、請求項15に記載の方法。
- 心臓の調律障害の発生源の場所を特定するシステムであって、前記システムは、少なくとも1つのコンピュータデバイスを備え、前記少なくとも1つのコンピュータデバイスは、
第1の対の心臓信号を処理することにより、前記心臓の第1の領域における前記第1の対の信号の変動性に関連付けられている第1の係数を定義することと、
第2の対の心臓信号を処理することにより、前記心臓の第2の領域における前記第2の対の信号の変動性に関連付けられている第2の係数を定義することと、
前記第1の変動性の係数を前記第2の変動性の係数と比較することにより、前記調律障害の前記発生源に向かう方向を決定することと
を行うように構成されている、システム。 - 前記少なくとも1つのコンピュータデバイスは、1つ以上の第2の時点での第2の心臓信号に対して1つ以上の第1の時点での第1の心臓信号を処理し、前記第2の心臓信号に対する前記第1の心臓信号の1つ以上の座標対に基づいて、前記第1の変動性の係数を定義するように構成されている、請求項27に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのコンピュータデバイスは、1つ以上の第4の時点での第4の心臓信号に対して1つ以上の第3の時点での第3の心臓信号を処理し、前記第4の心臓信号に対する前記第3の心臓信号の1つ以上の座標対に基づいて、前記第2の変動性の係数を定義するように構成されている、請求項27に記載のシステム。
- 前記第1の心臓信号および前記第3の心臓信号は、共通信号を含む、請求項27に記載のシステム。
- 前記第1および第2の領域は、前記心臓の同一の領域である、請求項27に記載のシステム。
- 前記第1および第2の領域は、前記心臓の異なる領域である、請求項27に記載のシステム。
- 前記第1の変動性の係数および前記第2の変動性の係数のうちの少なくとも1つは、前記第1の対の心臓信号および前記第2の対の心臓信号のうちの少なくとも1つの間の信号タイミングの変動性および信号振幅の変動性のうちの少なくとも1つから決定される、請求項27に記載のシステム。
- 前記第1の変動性の係数および前記第2の変動性の係数のうちの少なくとも1つは、前記第1の対の心臓信号および前記第2の対の心臓信号のうちの少なくとも1つの間の信号形状の変動性から決定される、請求項27に記載のシステム。
- 前記第1の変動性の係数および前記第2の変動性の係数のうちの少なくとも1つは、標準偏差分析、周波数分析、エントロピー分析、相互相関分析、ランダム性分析、モンテカルロシミュレーション方法、カオスの定量化、他の複雑な統計分析、およびそれらの組み合わせから成る群より選択される1つ以上の方法によって決定される、請求項27に記載のシステム。
- 前記変動性は、振幅、電圧、運動、方向、インピーダンス、コンダクタンス、および時間以外の別の寸法のうちの1つ以上におけるものである、請求項27に記載のシステム。
- 前記変動性は、時間におけるものである、請求項27に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのコンピュータデバイスは、
複数の心臓信号から前記第1の対の心臓信号および前記第2の対の心臓信号を反復して選択することであって、各反復して選択される対は、少なくとも1つの心臓信号が異なる、ことと、
各反復について各対から前記第1の反復して選択される信号および前記第2の反復して選択される信号を処理することにより、前記第1の変動性の係数および前記第2の変動性の係数をそれぞれ定義することと、
前記反復して選択される複数の対の心臓信号の変動性に関連付けられている係数の行列を構築することと、
前記係数の行列を使用して、前記調律障害の1つ以上の発生源を決定することと
を行うように構成されている、請求項27に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つのコンピュータデバイスは、前記行列から、より低い変動性の係数の領域によって包囲されている、より高い変動性の係数に関連付けられている前記心臓の1つ以上の領域を識別することにより、前記調律障害の1つ以上の発生源を決定するようにさらに構成されている、請求項12に記載のシステム。
- 前記調律障害の前記発生源は、より低い変動性の係数からより高い変動性の係数に向かう方向に位置する、請求項27に記載のシステム。
- 心臓の調律障害の発生源の場所を特定するシステムであって、前記システムは、少なくとも1つのコンピュータデバイスを備え、前記少なくとも1つのコンピュータデバイスは、
1つ以上の第2の時点での第2の心臓信号に対して1つ以上の第1の時点での第1の心臓信号を処理することにより、前記第2の心臓信号に対する前記第1の心臓信号の1つ以上の座標対の変動性に関連付けられている第1の係数を定義することと、
1つ以上の第4の時点での第4の心臓信号に対して1つ以上の第3の時点での第3の心臓信号を処理することにより、前記第4の心臓信号に対する前記第3の心臓信号の1つ以上の座標対の変動性に関連付けられている第2の係数を定義することと、
前記調律障害の前記発生源に向かう方向を決定することであって、前記方向は、より低い変動性の係数からより高い変動性の係数への方向である、ことと
を行うように構成されている、システム。 - 前記第1の変動性の係数および前記第2の変動性のうちの少なくとも1つは、信号タイミングの変動性および信号振幅の変動性のうちの少なくとも1つから決定される、請求項41に記載のシステム。
- 前記第1の変動性の係数および前記第2の変動性の係数のうちの少なくとも1つは、信号形状の変動性から決定される、請求項41に記載のシステム。
- 前記第1の変動性の係数および前記第2の変動性の係数のうちの少なくとも1つは、標準偏差分析、周波数分析、エントロピー分析、相互相関分析、ランダム性分析、モンテカルロシミュレーション方法、カオスの定量化、他の複雑な統計分析、およびそれらの組み合わせによって決定される、請求項41に記載の方法。
- 前記変動性は、振幅、電圧、運動、方向、インピーダンス、コンダクタンス、および時間以外の別の寸法のうちの1つ以上におけるものである、請求項41に記載のシステム。
- 前記変動性は、時間におけるものである、請求項41に記載のシステム。
- 前記第1の心臓信号および前記第2の心臓信号は、同一の時点で発生する、請求項41に記載のシステム。
- 前記第3の心臓信号および前記第4の心臓信号は、同一の時点で発生する、請求項41に記載のシステム。
- 前記第1の心臓信号および前記第2の心臓信号は、それぞれ、第1の電圧時系列および第2の電圧時系列を表す、請求項41に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのコンピュータデバイスは、前記心臓信号の導関数を得ることによって前記心臓信号をさらに処理するようにさらに構成され、前記導関数は、ゼロ次導関数および高次の導関数のうちの1つである、請求項41に記載のシステム。
- 前記第1の変動性の係数は、前記第2の心臓信号の前記複数の座標対への前記第1の心臓信号の前記複数の座標対の変換によって決定される、請求項41に記載のシステム。
- 前記第2の変動性の係数は、前記第4の心臓信号の前記複数の座標対への前記第3の心臓信号の前記複数の座標対の変換によって決定される、請求項41に記載のシステム。
- 心調律障害を治療する方法であって、前記方法は、
複数の心臓信号から複数の対の心臓信号を反復して選択することであって、各対は、第1の心臓信号および異なる第2の心臓信号を有する、ことと、
複数の第2の時点での前記異なる第2の心臓信号に対して複数の第1の時点での前記第1の心臓信号を処理することにより、各選択された対の前記異なる2の心臓信号に対して前記第1の心臓信号の複数の座標対を定義することと、
閾値を超える変動性の係数を決定することであって、前記変動性の係数は、各選択された対の前記第1の心臓信号および前記第2の心臓信号の間の前記複数の座標対から計算される、ことと、
各選択された対の変動性の係数の行列を構築することと、
互に関する前記反復して選択される複数の対の係数の行列を編成することと、
前記編成された係数の行列を使用して、前記心調律障害の1つ以上の発生源の場所を特定することと、
前記1つ以上の発生源における心臓組織を治療することにより、前記心調律障害を抑制または排除することと
を含む、方法。 - 治療することは、切除、電気エネルギー、機械エネルギー、薬剤、細胞、遺伝子、および生物剤のうちの1つ以上を前記1つ以上の発生源における前記心臓組織に送達することを含む、請求項53に記載の方法。
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