JP2018502643A - アニメーションを使用して心臓タイミング情報を可視化するためのシステム、方法、および装置 - Google Patents

アニメーションを使用して心臓タイミング情報を可視化するためのシステム、方法、および装置 Download PDF

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Abstract

アニメーション化された電気生理学的マップが、測定された電気生理学的情報、位置情報、およびタイミング情報を各々含む複数のデータ・ポイントから生成される。電気生理学的情報および位置情報は、局所興奮時間、ピークツーピーク電圧、または分裂マップなどの、電気生理学的マップを生成するために使用することができる。アニメーション化されたタイミング・マーカーは、電気生理学的情報、位置情報、およびタイミング情報を使用して電気生理学的マップに重畳することができる。たとえば、各フレームが、そこに重畳された、ある時点における電気生理学的マップの静止画像、およびその時点における興奮波面の状態または位置に対応するタイミング・マーカーを含む、一連のフレームを、連続的に表示することができる。タイミング・マーカーの可視化または不透明度は、タイミング・マーカーと興奮波面との距離に応じて、フレームごとに調整されて、タイミング・マーカーが電気生理学的マップに沿って移動しているという錯覚を与えることがある。

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2015年1月7日に出願された、米国仮出願第62/100,710号の利益を主張しており、その内容は、本明細書に全体的に記載されているように参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、概して、電気生理学的可視化およびマッピングに関する。より具体的には、本開示は、モデルの表面の心臓タイミング情報を可視化するためにアニメーション化された電気生理学的マップを生成するためのシステム、方法、および装置に関する。
多数の診断および治療処置において、心臓電気生理学的マッピングなどの解剖学的マッピングが使用される。たとえば、いくつかの処置では、脱分極波に関連する様々な成分が、診断用カテーテルから取得される電位図信号(electrogram signal)から検出され、局所興奮時間(local activation time 「LAT」)マップ、ピークツーピーク(Peak to Peak 「PP」)電圧マップ、または複雑分裂電位図(complex fractionated electrogram 「CFE」)マップなどのマップを生成するために使用される。一般的に、そのようなマップは、色および/または陰影を用いて、興奮時間、電圧、および分裂の度合いなどのパラメータを表す静止マップである。
心臓興奮波面が心臓全体にわたって移動するとき、その方向性を理解するのが困難な場合がある。しかしながら、この情報を正確に知ることはしばしば、いくつかの心不整脈に関連するパターンを正確に見分けるために重要である。いくつかの事例では、そのような情報は、従来の静止マップから見分けるのが困難なより複雑なリズムの検出を容易にする可能性がある。
本明細書では、アニメーション化された電気生理学的マップを生成する方法を開示する。この方法は、データ・ポイントそれぞれが、測定された電気生理学的情報、位置情報、およびタイミング情報を含む複数のデータ・ポイントを受信するステップと、前記複数のデータ・ポイントの電気生理学的情報および位置情報を使用して、電気生理学的マップを生成するステップと、前記複数のデータ・ポイントの電気生理学的情報、位置情報、およびタイミング情報を使用して電気生理学的マップに複数のタイミング・マーカーのアニメーションを重畳するステップと、を含む。
本開示の一態様によれば、電気生理学的マップに複数のタイミング・マーカーのアニメーションを重畳するステップは、一連のフレームを生成するステップを含んでもよい。前記一連のフレームの各フレームが、ある時点における電気生理学的マップの静止画像と、電気生理学的マップの静止画像に重畳され、ある時点における興奮波面に対応する1つ以上のタイミング・マーカーとを含んでもよい。フレームは、時系列で表示されてもよい。
1つ以上のタイミング・マーカーのうちのあるタイミング・マーカーの不透明度などの可視性は、その時点における電気生理学的マップ上の興奮波面の位置と、電気生理学的マップ上のそのタイミング・マーカーの位置との距離に関係していることが考えられる。たとえば、タイミング・マーカーが興奮波面の位置により近いほど、タイミング・マーカーはより可視的(たとえば、より不透明)とすることができる。
本開示の他の態様によれば、電気生理学的マップに複数のタイミング・マーカーのアニメーションを重畳するステップは、時間に伴い電気生理学的マップを移動する興奮波面を描写するステップを含んでもよい。
本開示のまたさらなる態様では、電気生理学的マップに複数のタイミング・マーカーのアニメーションを重畳するステップは、第1のタイミング・マーカーの可視性を最小の可視性から最大の可視性に上げるステップと、第1のタイミング・マーカーの可視性を最大の可視性から最小の可視性に下げるステップと、第2のタイミング・マーカーの可視性を最小の可視性から最大の可視性に上げるステップと、第2のタイミング・マーカーの可視性を最大の可視性から最小の可視性に下げるステップとを含んでもよい。オプションとして、第1のタイミング・マーカーの可視性を下げるステップおよび第2のタイミング・マーカーの可視性を上げるステップは、同時に行われてもよい(たとえば、第2のタイミング・マーカーがフェード・インしているときに、第1のタイミング・マーカーはフェード・アウトしていてもよい)。実際は、第1のタイミング・マーカーの可視性を上げるステップおよび第2のタイミング・マーカーの可視性を上げるステップのうちの少なくとも一方が行われる第1の期間が、第1のタイミング・マーカーの可視性を下げるステップおよび第2のタイミング・マーカーの可視性を下げるステップのうちの少なくとも一方が行われる第2の期間よりも短くてもよい。
局所興奮タイミング・マップ、興奮タイミング伝播マップ、ピークツーピーク電圧マップ、および分裂マップを含む、様々な電気生理学的マップが考えられる。同様に、複数のタイミング・マーカーは、時間内の複数の最大電圧のマーカーを含んでもよい。
心臓興奮波面のアニメーション化されたマップを生成する方法もまた、本明細書で開示され、この方法は、複数のデータ・ポイントを受信するステップであって、複数のデータ・ポイントの各データ・ポイントが、位置情報、および興奮タイミング情報を含む、ステップと、心臓表面の一部のモデルを表示するステップと、再生時間にわたって複数のデータ・ポイントに対応する複数のタイム・マーカーを連続的に表示するステップと、を含み、複数のタイム・マーカーの各タイム・マーカーについて、タイム・マーカー表示位置が、複数のデータ・ポイントのそれぞれのデータ・ポイントの位置情報によって決定され、タイム・マーカー表示シーケンスが、複数のデータ・ポイントのそれぞれのデータ・ポイントに対する興奮タイミング情報によって決定される。心臓表面の一部のモデルは、心臓表面の一部の電気生理学的マップを含んでもよい。
さらなる実施形態では、複数のタイム・マーカーの各タイム・マーカーに関して、タイム・マーカーは、複数のデータ・ポイントのそれぞれのデータ・ポイントに対する興奮タイミング情報によって決定された再生時間中に最大の可視性時間を有し、タイム・マーカー・フェード・インは、最大の可視性時間より前のフェード・イン開始時間に始まり、タイム・マーカー・フェード・アウトは、最大の可視性時間に始まり、最大の可視性時間より後のフェード・アウト完了時間に終わる。フェード・イン開始時間は、第1の期間だけ最大の可視性時間より前であり、フェード・アウト完了時間は、第1の期間よりも長い第2の期間だけ最大の可視性時間より後であってもよい。
本明細書で開示する別の実施形態によれば、電気生理学的マップにアニメーション化されたタイミング・シーケンスを重畳するためのシステムはコンピュータを備え、このコンピュータは、タイミング興奮情報を各々含む複数の3次元データ・ポイントを受信し、前記複数の3次元データ・ポイントに基づいてディスプレイ画面に電気生理学的マップを生成し、時間に伴う心臓タイミング興奮フレームのシーケンスを生成するために再生アニメーションを開始し、各フレームがアクティブなタイミング・マーカーを含み、各フレームにおいて、アクティブなタイミング・マーカーを電気生理学的マップに重畳するように構成される。前記コンピュータは、再生アニメーションの現在の時間に基づいてディスプレイ画面上のアクティブなタイミング・マーカーの不透明度を調整するように構成される。前記コンピュータは、再生アニメーションの現在の時間に基づいて、最大の不透明度にフェード・インするために、および最大の不透明度からフェード・アウトするために、アクティブなタイミング・マーカーの不透明度を調整するように構成されてもよい。
本発明の上記および他の態様、特徴、詳細、効用、および利点は、以下の説明および特許請求の範囲を読み取ることから、および添付の図面を考察することから明らかとなろう。
電気生理学的診察において使用される場合があるような、例示的な電気解剖学的マッピング・システムの概略図である。 電気生理学的診察において使用されることがある例示的なカテーテルを表す図である。 本開示の例示的な実施形態によるアニメーション化された電気生理学的マップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 本開示の例示的な実施形態によるアニメーション化された電気生理学的マップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 本開示の例示的な実施形態によるアニメーション化された電気生理学的マップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 本開示の例示的な実施形態によるアニメーション化された電気生理学的マップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 本開示の例示的な実施形態によるアニメーション化された電気生理学的マップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 本開示の例示的な実施形態によるアニメーション化された電気生理学的マップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 タイミング・マーカーをピークツーピーク電圧マップに重畳することによってアニメーション化されたマップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 タイミング・マーカーをピークツーピーク電圧マップに重畳することによってアニメーション化されたマップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 タイミング・マーカーをピークツーピーク電圧マップに重畳することによってアニメーション化されたマップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 タイミング・マーカーをピークツーピーク電圧マップに重畳することによってアニメーション化されたマップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 タイミング・マーカーをピークツーピーク電圧マップに重畳することによってアニメーション化されたマップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 タイミング・マーカーをピークツーピーク電圧マップに重畳することによってアニメーション化されたマップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 タイミング・マーカーを分裂マップに重畳することによってアニメーション化されたマップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 タイミング・マーカーを分裂マップに重畳することによってアニメーション化されたマップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 タイミング・マーカーを分裂マップに重畳することによってアニメーション化されたマップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 タイミング・マーカーを分裂マップに重畳することによってアニメーション化されたマップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 タイミング・マーカーを分裂マップに重畳することによってアニメーション化されたマップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 タイミング・マーカーを分裂マップに重畳することによってアニメーション化されたマップを生成するために使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースのスクリーン・ショットである。 時間に伴うタイミング・マーカーの不透明度状態の変化を示すグラフである。 本開示の例示的な実装形態によるアニメーション化されたマップを生成するためのいくつかの例示的なステップを表わすフロー図である。
本開示は、電気生理学的マップ(たとえば、心電計マップ)の作成のためのシステム、方法、および装置を提供する。本明細書では、例示のためにいくつかの例示的な実施形態を、心臓電気生理学の状況で詳細に説明する。しかしながら、本明細書で説明するシステム、方法、および装置は、他の状況で利用することができると考えられる。
図1は、心臓カテーテルをナビゲートし、患者11の心臓10で発生する電気的活動を測定し、そのように測定された電気的活動および/またはこの電気的活動に関係する、もしくはこれを表す情報を3次元マッピングすることによって、心臓電気生理学的診察を行うための例示的なシステム8の概略図を示す。システム8は、たとえば、1つ以上の電極を使用して、患者の心臓10の解剖学的モデルを作成するために使用することができる。システム8は、心臓表面に沿った複数のポイントで電気生理学的データを測定し、たとえば、患者の心臓10の診断データ・マップを作成するために、および電気生理学的データが測定された各測定ポイントに対する場所情報に関連して測定データを記憶するために使用することもできる。いくつかの実施形態では、本明細書でさらに説明するように、システム8は、ある期間にわたる心臓タイミング情報をより良く可視化するために使用することができ、アニメーション化された電気生理学的マップを生成するために使用することができ、医師が心臓10の表面にわたる伝導速度パターンをより良く可視化し、評価することを可能にする。いくつかの実施形態では、たとえば、アニメーション化された心臓タイミング情報は、不整脈の原因を決定する際に医師を支援するために、局所興奮タイミング(LAT)伝播マップ、ピークツーピーク電圧マップ、および/または分裂電位図マップなどの別のマップに重畳することができる。
技術分野における通常の知識を有する者が認識できるように、また以下でさらに説明するように、システム8は、一般的に3次元空間内の対象物の場所、およびいくつかの態様では対象物の向きを決定し、それらの場所を少なくとも1つの基準に関して決定される位置情報として表す。
説明を簡単にするために、患者11は、概略的に楕円として表している。図1に示す実施形態では、本明細書においtx軸、y軸、およびz軸と呼ぶ、全体的に直交する3つの軸を定めて、患者11の表面に貼られている表面電極(たとえば、パッチ電極)の3つのセットが示されている。他の実施形態では、電極は、たとえば、特定の体表面に複数の電極など、他の配列で位置付けられることがある。さらなる代替として、電極は、体表面にある必要はなく、体の内部に位置付けられることがある。
図1では、x軸の表面電極12、14は、患者の胸部領域の両側面など、第1の軸に沿って患者に貼られ(たとえば、各腕の下で患者の皮膚に貼られ)、左電極および右電極と呼ばれてもよい。y軸の電極18、19は、患者の内股および首領域に沿ってなど、x軸に全体的に直交する第2の軸に沿って患者に貼られ、左脚電極および首電極と呼ばれてもよい。z軸の電極16、22は、胸部領域において患者の胸骨および脊柱に沿ってなど、x軸とy軸の両方に全体的に直交する第3の軸に沿って貼られ、胸部電極および背部電極と呼ばれてもよい。心臓10は、これらの表面電極のペア12/14、18/19、および16/22の間にある。
さらなる表面基準電極(たとえば、「腹部パッチ」)21が、システム8の基準および/または接地(ground)電極を実現する。腹部パッチ電極21は、以下でさらに詳細に説明する固定される心臓内電極31に代わるものであってもよい。さらに患者11は、従来の心電図(「ECG」または「EKG」)システムのリード線の大部分または全部を所定の位置に有する場合があることも理解されたい。いくつかの実施形態では、たとえば、12本のECGリード線の標準的なセットが、患者の心臓10で心電図を感知するために利用される場合がある。このECG情報は、システム8に利用可能である(たとえば、このECG情報は、コンピュータ・システム20に入力として提供されることがある)。ECGリード線がよく理解される限り、図を明快にするために、図1ではリード線およびコンピュータ20へのそれらの接続部を示していない。
少なくとも1つの電極17(たとえば、遠位電極)を有する代表的なカテーテル13もまた示している。この代表的なカテーテル電極17は、本明細書全体を通して「ロービング電極(roving electrode)」、「移動電極」、または「測定電極」と呼ばれる。一般的には、カテーテル13上の、または複数のこのようなカテーテル上の複数の電極が使用されることになる。一実施形態では、たとえば、場所特定システム8が、患者の心臓および/または脈管構造内に配置される12個のカテーテル上に64個の電極を備える場合がある。当然ながら、この実施形態は例にすぎず、本発明の範囲内で任意の数の電極およびカテーテルが使用されてもよい。同様に、カテーテル13(または、複数のそのようなカテーテル)は、一般的に、1つ以上の導入器(図1に示していないが、通常の知識を有する技術者には容易に理解される)を介して患者の心臓および/または脈管構造に導入されることを理解されたい。
本開示のために、例示的なカテーテル13の一部が、図2に示されている。カテーテル13は、導入器35を通して患者の心臓10の左心室50に入り、導入器35の最遠位部分が図2に示されている。導入器35などの導入器の構成は周知であって、技術分野における通常の知識を有する者によく知られており、本明細書ではさらに説明する必要はないであろう。当然ながら、カテーテル13は、導入器35を使用せずに心臓10に導入されることもある。
カテーテル13は、図示の実施形態では、その遠位端上の電極17、ならびにその長さに沿って離間した複数のさらなる測定電極52、54、56を含む。一般的に、隣接する電極間の間隔はわかるであろうが、電極は、カテーテル13に沿って均等に離間していない、または互いに等しいサイズではない場合があることを理解されたい。これらの電極17、52、54、56の各々が患者の内部にあるので、場所特定システム8によって電極の各々に対して場所データが同時に収集されてもよい。
次に図1に戻ると、随意の固定基準電極31(たとえば、心臓10の壁に取り付けられる)が、第2のカテーテル29上に示されている。較正目的で、この電極31は、静止している(たとえば、心臓の壁に取り付けられている、またはその近くにある)か、ロービング電極(たとえば、電極17、52、54、56)との固定された空間関係で配置されてもよく、したがって、「ナビゲーション基準(navigational reference)」または「局所基準(local reference)」と呼ばれてもよい。固定基準電極31は、上記で説明した表面基準電極21への追加または代替として使用されてもよい。多くの場合、心臓10内の冠状静脈洞電極または他の固定電極を、電圧および変位を測定するための基準として使用することができ、すなわち、以下で説明するように、固定基準電極31は、座標系の原点を定義してもよい。
各表面電極は、表面電極を信号生成器25に結合する多重化スイッチ24に結合され、表面電極のペアは、コンピュータ20で実行中のソフトウェアによって選択される。代わりに、スイッチ24が除かれてもよく、例えば、測定軸ごと(すなわち、表面電極ペアリングごと)に1つの複数(たとえば、3つ)の信号生成器25が提供されてもよい。
コンピュータ20は、たとえば、従来の汎用コンピュータ、専用コンピュータ、分散型コンピュータ、または任意の他のタイプのコンピュータを含んでもよい。コンピュータ20は、本明細書で説明する本発明の様々な態様を実践するための命令を実行し得る、単一の中央処理ユニット(CPU)、または一般に並列処理環境と呼ばれる複数の処理ユニットなど、1つ以上のプロセッサ28を備えてもよい。
一般的に、生物導体(biological conductor)におけるカテーテル・ナビゲーションを認識するために、3つの名目上の直交する電場が、一連に駆動され、感知される電気双極子(たとえば、表面電極ペア12/14、18/19、および16/22)によって生成される。代替的に、これらの直交する電場は分解することができ、有効な電極三角測量を行うための双極子として、表面電極の任意のペアを駆動することができる。同様に、電極12、14、18、19、16、および22(または、任意の数の電極)は、心臓内の電極に電流を流すため、または心臓内の電極からの電流を感知するために、任意の他の有効な配列で配置することができる。たとえば、複数の電極が、患者11の背面、側面、および/または腹部に留置されることがある。さらに、そのような非直交の方法は、システムの柔軟性を高める。任意の所望の軸の場合、駆動構成(ソースとシンク)の所定のセットから生じるロービング電極の両端間で測定される電位は、単に直交軸に沿って一様な電流を駆動することによって取得されるであろうものと同じ有効な電位を生み出すために、代数学的に組み合わされてもよい。
したがって、表面電極12、14、16、18、19、22のうちの任意の2つが、腹部パッチ21などの接地基準に対する双極子ソースおよびドレインとして選択されてもよく、励起されていない電極は、接地基準に対する電圧を測定する。心臓10内に留置されたロービング電極17、52、54、56は、電流パルスからの電場にさらされ、腹部パッチ21などの接地に対して測定される。実際には、心臓10内のカテーテルは、図示した4個よりも多いまたは少ない電極を含んでいる場合があり、各電極電位が測定される場合がある。前述のように、少なくとも1つの電極が、心臓の内部表面に固定されて、固定基準電極31を形成する場合があり、固定基準電極31もまた、腹部パッチ21などの接地に対して測定され、固定基準電極31が座標系の原点として定義されてもよく、これに対して場所特定システム8が位置を測定する。表面電極、内部電極、および仮想電極の各々からのデータ・セットはすべて、心臓10内のロービング電極17、52、54、56の場所を決定するために使用されてもよい。
測定された電圧は、基準電極31などの基準場所に対する、ロービング電極17、52、54、56などの心臓内部の電極の3次元空間における場所を決定するために使用されてもよい。すなわち、基準電極31で測定される電圧は、座標系の原点を定義するために使用されてもよく、ロービング電極17、52、54、56で測定される電圧は、この原点に対するロービング電極17、52、54、56の場所を表すために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、座標系は、3次元(x,y,z)のデカルト座標系であるが、極座標系、球座標系、円筒座標系など、他の座標系も考えられる。
上記の説明から明らかなように、心臓内の電極の場所を決定するために使用されるデータは、表面電極ペアが心臓に電場を印加する間に測定される。電極データは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第7,263,397号に記載されるように、電極場所に対しての生の場所データを改善するために使用される呼吸補正値を作成するために使用されてもよい。電極データは、たとえば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第7,885,707号に記載されるように、患者の体のインピーダンスにおける変化を補正するために使用されてもよい。
したがって、代表的な一実施形態では、システム8は、最初に、表面電極のセットを選択し、次いで、電流パルスでそれらを駆動する。電流パルスが送達されながら、残りの表面電極および体内の電極のうちの少なくとも1つで測定される電圧など、電気的活動が測定され、記憶される。呼吸および/またはインピーダンスの変化などへのアーチファクトに対する補正が、上記のように行われてもよい。
いくつかの実施形態では、システム8は、上記で説明したように電場を生成する、セント・ジュード・メディカル社(St. Jude Medical, Inc.)のEnSite(商標)Velocity(商標)心臓マッピング・システム、または電場に依存する別の場所特定システムである。しかしながら、たとえば、場所特定のために、電場の代わりにまたは電場に加えて磁場を利用するシステムなど、他の場所特定システムが、本教示に関して使用されてもよい。そのようなシステムの例は、限定はしないが、バイオセンス・ウェブスター社(Biosense Webster, Inc.)のCARTOナビゲーションおよび場所特定システム、ノーザン・デジタル社(Northern Digital Inc.)のAURORA(登録商標)システム、ステロタクシス(Sterotaxis)のNIOBE(登録商標)磁気ナビゲーションシステム、ならびにセント・ジュード・メディカル社からのMediGuide(商標)テクノロジーを含む。
以下の特許(その全部が、全体として参照により本明細書に組み込まれる):米国特許第6,990,370号、第6,978,168号、第6,947,785号、第6,939,309号、第6,728,562号、第6,640,119号、第5,983,126号、および第5,697,377号で説明されている場所特定およびマッピング・システムもまた、本発明で使用されることがある。
図3A〜図3Fは、本開示の例示的な実施形態によるアニメーション化された電気生理学的マップを生成するために、図1のシステム8と併せて使用することができるグラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)100のいくつかのスクリーン・ショットである。図3A〜図3Fのスクリーン・ショットは、コンピュータ20によって生成された例示的ないくつかの図を表し、たとえば、ある期間(たとえば、1以上の心周期)にわたるシーケンスとして表示される際、心臓10の表面にわたる心臓興奮のタイミングを示すアニメーションを表す。
図3Aの第1の図でわかるように、GUI100は、ディスプレイ画面106に電気生理学的マップ104を生成するために使用することができる一連のコントロール102を含む。いくつかの手術において、たとえばGUI100は、図示のように、モデル表面に局所興奮タイミング(LAT)伝播マップ104を表示するために利用することができる。LATマップ104の使用は、一般に、電気生理学的手術では知られており、したがって、簡潔にするために本明細書では詳細に説明しない。図3Aでわかるように、LATマップ104は、心臓興奮のタイミングを表すために、モデルの表面にわたって異なる色を使用し、マップ104では、比較的早い興奮時間は白色、赤色、またはオレンジ色で表され、比較的遅い興奮時間は青色、藍色、および紫色で表されている。
図3Aでさらにわかるように、GUI100はさらに、心臓興奮のタイミング・シーケンスについてのよりよい理解を医師にもたらすために、単独でまたはLATマップ104と併せてのいずれかで使用することができるタイミング・マーカー108のシーケンスを表示するように構成される。いくつかの実施形態では、タイミング・マーカー108は各々、図示のように、LATマップ104にわたってディスプレイ画面106に重畳することができる大きいドット、点、または他の好適なグラフィカル表現を含んでもよい。タイミング・マーカー108の各々は、たとえば、図1〜図2と併せて本明細書で説明したカテーテル13などのカテーテルを使用して心臓上の特定の3次元場所で測定された電圧を表す場合がある。いくつかの実施形態では、たとえば、タイミング・マーカー108は、単一の心周期中に、または複数の心周期にわたって、複数のカテーテル電極17、52、54、56のうちの1つによって測定された最大電圧を表す。LATマップ104を生成する際に使用される測定値と同様に、システム8は、各個別のタイミング・マーカー108の場所をトラッキングし、マップ104にわたってマーカー108を重畳する。タイミング・マーカー104が、LATマップ104によって使用される色よりも視覚的に目立つことを確実にするために、システム8は、各タイミング・マーカー108に異なる色(たとえば、ネオングリーン)を割り当ててもよい。
図3B〜図3Fは、タイミング・マーカー108を使用した興奮シーケンス・アニメーションの可視化を示すいくつかのさらなる図またはフレームを表す。図3B〜図3Fに関してさらに理解できるように、システム8は、再生時間にわたって各タイミング・マーカー108の不透明度を調整することによって、興奮シーケンスのアニメーションを表示するように構成される。アニメーションの再生中に、特定の時間における興奮波面を表すタイミング・マーカー108は、画面106に選択的に表示されるが、現在の再生時間ではない、または現在の再生時間に近くないタイミング値は、画面106から除去される。たとえば、約20msの心周期における時間差を表し得る図3B〜図3Cを比較すると、タイミング・マーカー108の場所は、マップ104上の第1の場所からその上の第2の場所に移ったように見える。時間的連続として見られるとき、タイミング・マーカー108は、マップ104の表面にわたって移動するように見え、マーカー108が動いているという錯覚、すなわち、動画の個々のフレームに含まれている物体の現象と同様の現象をもたらす。
このようにしてタイミング・マーカー108を選択的に表示し、除去するこのプロセスにより、医師は、従来のLATマップなどの静的マップ上の色帯(color band)を解釈することによって普通なら明らかとならないであろうパターンおよび/または方向をよりよく識別することができるようになる。たとえば、従来のLATマップとは異なり、タイミング・マーカー108のアニメーションを再生する能力は、医師に波面の方向(および場合によっては波の源)の理解を深めることをもたらす。いくつかの事例では、これは、静的マップからは識別することが普通なら困難であろう複雑なリズムの検出を容易にすることがある。
いくつかの実施形態では、システム8は、現在の再生時間に対する測定のタイミングに応じて、タイミング・マーカー108の各々の不透明度のレベルを調整するように構成される。いくつかの実施形態では、図6にさらに示すように、システム8は、マーカー108と関連するLATタイミング値に基づいて、第1の見えない状態から第2の明るい状態までの間で、タイミング・マーカー108の不透明度を調整するように構成することができる。時間(t)によるタイミング・マーカー108の各々の不透明度状態は、時間t=0から始まり、全心周期または複数のそのような周期の終わりを表す場合があるその後のポイントtに終わる曲線110として、グラフによって表すことができる。現在の再生時間(t)がマッピング・ポイントと関連するLAT時間であるまたはその近くである際、システム8は、曲線110上の初期ポイント112からその上のポイント114までタイミング・マーカー108の不透明度を徐々に上げるように構成することができる。タイミング・マーカー108が現在の再生時間と一致する際、曲線110に沿ったポイント114において、マーカー108は、最高の不透明度(すなわち、その最大の可視性)である。同様にして、システム8は、タイミング・マーカー108が画面から完全に消える(または、さもなければ、その最小の可視性となる)、ポイント116におけるまで、曲線110に沿ってタイミング・マーカー108の不透明度をフェード・アウトさせる、または下げるように構成することができる。いくつかの実施形態では、フェード・アウト期間(すなわち、現在の再生時間からポイント116までの間)は、フェード・イン期間(すなわち、ポイント112と現在の再生時間114との間の期間)よりも大きい。たとえば、フェード・イン期間は、6msを含む場合があるが、フェード・アウト期間は、44msを含む場合がある。
曲線110に沿ったポイント118において、システム8は、次いで時間t=0にループ・バックし、必要に応じて再生アニメーション・プロセスをさらに1回または複数回繰り返してもよい。使用中、このようなタイミング・マーカー108のフェード・インおよびその後のフェード・アウトは、医師に興奮パターンに関する視覚的刺激(visual cue)を与える。これにより医師は、マップ上に存在し得る複雑な伝導パターンをよりよく理解することが可能になる。
経時的におよび順々にタイミング・マーカー108の不透明度を調整するプロセスは、図3A〜図3Fの比較によってグラフィカルに理解することができる。心周期の開始を表し得る図3Aにおける初期状態において始まって、たとえば、システム8は、マップ上にタイミング・マーカー108aを表示する場合がある。第2の期間では、画面上に示す不透明度の違いによって図3Bに示すように、システム8は、タイミング・マーカー108aをフェード・アウトさせ、反対にタイミング・マーカー108bをフェード・インさせるように構成される。このプロセスは、マップ104上にさらなるフレーム・シーケンスを生成するために、1回または複数回(すなわち、図3C〜図3Fに示すように)繰り返されてもよい。このようなフレームのシーケンスの生成は、実際には、シーケンス中の異なるフレームが現に静止しているとき、タイミング・マーカー110がマップ上を移動しているという視覚的効果をもたらす。
図3A〜図3F中の例示的なアニメーション・シーケンスから、医師は、心臓興奮がブロックのライン辺りの経路をたどると推論してもよい。このようにして視覚化された興奮パターンは、次いで、異常な伝導のメカニズムを決定し、必要な場合は状態を治療するために、分析することができる。不整脈を診断し、カテーテル治療を行うための例示的なシステムおよび方法は、その内容がすべての目的のために全文が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第9,186,081号に開示されている。
システム8は、様々な不整脈の診断および治療をさらに容易にするために、タイミング・マーカー108を他の電気生理学的マップに重畳するように構成することができる。たとえば、図4A〜図4Fに示す別のアニメーション・シーケンスでは、システム8は、タイミング・マーカー108をピークツーピーク電圧マップ120に重畳するように構成される。図5A〜図5Fに示す別の例示的なアニメーション・シーケンスでは、システム8は、心臓の表面の様々な場所で感知される電位図における分裂のレベルまたは程度を示す分裂マップ122に、タイミング・マーカー108を重畳するように構成される。システム8は、他のタイプのマップに、および/または複数の合成マップ・タイプに、タイミング・マーカー108を重畳するように構成されることがある。一実施形態では、たとえば、システム8は、LATマップならびに分裂マップの両方を含むマップにタイミング・マーカーを生成するために使用されることがある。他の変形形態もまた可能である。
図7は、タイミング・マーカーのアニメーション化されたシーケンスを電気生理学的マップに重畳するために使用することができる例示的な方法124のいくつかのステップを表わすフロー図である。方法124は、一般的に、マッピング・システムおよびカテーテルが、心臓の表面上の3次元データ・ポイントを測定するために使用されるブロック126から始まってもよく、データ・ポイントは、関連する興奮タイミング・データを含む。ブロック126は、たとえば、心臓のモデル上の異なる場所における興奮タイミングおよび電圧情報を集めるために、図1〜図2に関して上記で説明した例示的なシステム8およびカテーテル13を使用するプロセスを表してもよい。
ブロック128において、システム8によって収集された各3次元データ・ポイントに対して関連するタイミング・ポイントを各々含む興奮フレームのシーケンスを生成するために、(たとえば、GUI上のアイコン・ボタンの選択によりユーザによって)再生アニメーションを開始することができる。各再生アニメーション中に、システム8は、現在の再生時間におけるまたはこれに近い時間と関連するタイミング・マーカー108のみを選択的に表示するように構成される。データ・ポイントに関連する時間が現在の再生時間とより整合されるようになるにつれて、システムは、ブロック130で一般的に示すように、マーカーの不透明度を上げて、マーカーが初めにディスプレイ画面上に影またはシルエットとして表示されるようにする。測定された興奮時間が現在の再生時間と整合されるとき、タイミング・マーカーは最も明るく表示され(ブロック132)、ユーザに興奮波面の場所の表示を提供する。その後、ブロック134で示すように、システム8は次いで、その特定のタイム・マーカーがもはや画面上で見えなくなるまで、不透明度のレベルを下げる。プロセスは次いで、決定ブロック136で示すように、マップに重畳されるアニメーション化されたフレームのシーケンスを作成するために、1回以上繰り返される。医師は次いで、ブロック138で示すように、将来の治療のための1つ以上の候補部位を決定してもよい。
すべての方向基準(たとえば、上、下、上向き、下向き、左、右、左向き、右向き、最上部、底部、上方、下方、垂直、水平、時計回り、および反時計回り)は、本発明の読者の理解を助けるために、単に識別の目的で使用され、本発明の位置、向き、または使用に関して特に制限を与えない。結合基準(たとえば、付着、連結、接続など)は、広く解釈されるべきであり、要素の接続の間の中間部材、および要素間の相対運動を含む場合がある。したがって、結合基準は、2つの要素が直接接続され、互いに固定関係にあることを必ずしも意味しない。
上記の説明に含まれる、または添付の図面に示されるあらゆる事柄は、例示にすぎず、限定ではないと解釈されるものとする。添付の特許請求の範囲において定義される本発明の趣旨から逸脱することなく、細部または構造における変更が行われる場合がある。
上記の説明に含まれる、または添付の図面に示されるあらゆる事柄は、例示にすぎず、限定ではないと解釈されるものとする。添付の特許請求の範囲において定義される本発明の趣旨から逸脱することなく、細部または構造における変更が行われる場合がある。
「以下の項目は、国際出願時の特許請求の範囲に記載の要素である。
(項目1)
アニメーション化された電気生理学的マップを生成する方法であって、
各データ・ポイントが、測定された電気生理学的情報、位置情報、およびタイミング情報を含む、複数のデータ・ポイントを受信するステップと、
前記複数のデータ・ポイントの前記電気生理学的情報および位置情報を使用して、電気生理学的マップを生成するステップと、
前記複数のデータ・ポイントの前記電気生理学的情報、前記位置情報、および前記タイミング情報を使用して、前記電気生理学的マップに複数のタイミング・マーカーのアニメーションを重畳するステップと
を含む、方法。
(項目2)
前記電気生理学的マップに複数のタイミング・マーカーのアニメーションを重畳するステップが、
一連のフレームを生成するステップであって、前記一連のフレームの各フレームが、ある時点における前記電気生理学的マップの静止画像と、前記電気生理学的マップの前記静止画像に重畳され、前記時点における興奮波面に対応する1つ以上のタイミング・マーカーと、を含む、ステップと、
前記一連のフレームを時系列で表示するステップと
を含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記1つ以上のタイミング・マーカーのうちのあるタイミング・マーカーの可視性が、前記時点における前記電気生理学的マップ上の前記興奮波面の位置と、前記電気生理学的マップ上の前記タイミング・マーカーの位置との距離に関係している、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記タイミング・マーカーの不透明度が、前記時点における前記電気生理学的マップ上の前記興奮波面の位置と、前記電気生理学的マップ上の前記タイミング・マーカーとの距離に関係している、項目3に記載の方法。
(項目5)
前記電気生理学的マップに複数のタイミング・マーカーのアニメーションを重畳するステップが、時間に伴い前記電気生理学的マップを移動する興奮波面を描写するステップを含む、項目1に記載の方法。
(項目6)
前記電気生理学的マップに複数のタイミング・マーカーのアニメーションを重畳するステップが、
最小の可視性から最大の可視性に、第1のタイミング・マーカーの可視性を上げるステップと、
前記最大の可視性から前記最小の可視性に、前記第1のタイミング・マーカーの前記可視性を下げるステップと、
前記最小の可視性から前記最大の可視性に、第2のタイミング・マーカーの可視性を上げるステップと、
前記最大の可視性から前記最小の可視性に、前記第2のタイミング・マーカーの前記可視性を下げるステップと
を含む、項目1に記載の方法。
(項目7)
前記第1のタイミング・マーカーの前記可視性を下げる前記ステップおよび前記第2のタイミング・マーカーの前記可視性を上げる前記ステップが、同時に行われる、項目6に記載の方法。
(項目8)
第1のタイミング・マーカーの可視性を上げる前記ステップおよび第2のタイミング・マーカーの可視性を上げる前記ステップのうち少なくとも一方が、第1の期間にわたって行われる、項目6に記載の方法。
(項目9)
前記第1のタイミング・マーカーの前記可視性を下げる前記ステップおよび前記第2のタイミング・マーカーの前記可視性を下げる前記ステップのうち少なくとも一方が、前記第1の期間よりも長い第2の期間にわたって行われる、項目8に記載の方法。
(項目10)
前記電気生理学的マップが、局所興奮タイミング・マップを含む、項目1に記載の方法。
(項目11)
前記電気生理学的マップが、ピークツーピーク電圧マップを含む、項目1に記載の方法。
(項目12)
前記電気生理学的マップが、分裂マップを含む、項目1に記載の方法。
(項目13)
前記複数のタイミング・マーカーが、時間内の複数の最大電圧のマーカーを含む、項目1に記載の方法。
(項目14)
心臓興奮波面のアニメーション化されたマップを生成する方法であって、
各データ・ポイントが、位置情報および興奮タイミング情報を含む複数のデータ・ポイントを受信する、ステップと、
心臓表面の一部のモデルを表示するステップと、
再生時間にわたって前記複数のデータ・ポイントに対応する複数のタイム・マーカーを連続的に表示するステップと、を含み、
前記複数のタイム・マーカーの各タイム・マーカーについて、
タイム・マーカー表示位置が、前記複数のデータ・ポイントのそれぞれのデータ・ポイントに対する前記位置情報によって決定され、
タイム・マーカー表示シーケンスが、前記複数のデータ・ポイントの前記それぞれのデータ・ポイントに対する前記興奮タイミング情報によって決定される、方法。
(項目15)
前記複数のタイム・マーカーの各タイム・マーカーについて、
前記タイム・マーカーは、前記複数のデータ・ポイントの前記それぞれのデータ・ポイントに対する前記興奮タイミング情報によって決定される前記再生時間の間に最大の可視性時間を有し、
前記タイム・マーカーが、前記最大の可視性時間より前のフェード・イン開始時間に始まるフェード・インを行い、
前記タイム・マーカーが、前記最大の可視性時間に始まり、前記最大の可視性時間より後のフェード・アウト完了時間に終わるフェード・アウトを行う、項目14に記載の方法。
(項目16)
前記フェード・イン開始時間が、第1の期間だけ前記最大の可視性時間より前である、項目15に記載の方法。
(項目17)
前記フェード・アウト完了時間が、前記第1の期間よりも長い第2の期間だけ前記最大の可視性時間より後である、項目16に記載の方法。
(項目18)
前記心臓表面の一部の前記モデルが、前記心臓表面の前記一部の電気生理学的マップを含む、項目14に記載の方法。
(項目19)
電気生理学的マップにアニメーション化されたタイミング・シーケンスを重畳するためのシステムであって、
前記システムは、
タイミング興奮情報を各々含む複数の3次元データ・ポイントを受信し、
前記複数の3次元データ・ポイントに基づいてディスプレイ画面上に電気生理学的マップを生成し、
時間に伴う心臓タイミング興奮フレームのシーケンスを生成するために再生アニメーションを開始し、各フレームがアクティブなタイミング・マーカーを含み、
各フレームにおいて、前記電気生理学的マップに前記アクティブなタイミング・マーカーを重畳する、
ように構成されたコンピュータを備え、
前記コンピュータは、前記再生アニメーションの現在の時間に基づいて、前記ディスプレイ画面上で前記アクティブなタイミング・マーカーの不透明度を調整するように構成されている、システム。
(項目20)
前記コンピュータが、前記再生アニメーションの現在の時間に基づいて、最大の不透明度にフェード・インするために、および最大の不透明度からフェード・アウトするために、前記アクティブなタイミング・マーカーの不透明度を調整するように構成される、項目19に記載のシステム。


Claims (20)

  1. アニメーション化された電気生理学的マップを生成する方法であって、
    各データ・ポイントが、測定された電気生理学的情報、位置情報、およびタイミング情報を含む、複数のデータ・ポイントを受信するステップと、
    前記複数のデータ・ポイントの前記電気生理学的情報および位置情報を使用して、電気生理学的マップを生成するステップと、
    前記複数のデータ・ポイントの前記電気生理学的情報、前記位置情報、および前記タイミング情報を使用して、前記電気生理学的マップに複数のタイミング・マーカーのアニメーションを重畳するステップと
    を含む、方法。
  2. 前記電気生理学的マップに複数のタイミング・マーカーのアニメーションを重畳するステップが、
    一連のフレームを生成するステップであって、前記一連のフレームの各フレームが、ある時点における前記電気生理学的マップの静止画像と、前記電気生理学的マップの前記静止画像に重畳され、前記時点における興奮波面に対応する1つ以上のタイミング・マーカーと、を含む、ステップと、
    前記一連のフレームを時系列で表示するステップと
    を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記1つ以上のタイミング・マーカーのうちのあるタイミング・マーカーの可視性が、前記時点における前記電気生理学的マップ上の前記興奮波面の位置と、前記電気生理学的マップ上の前記タイミング・マーカーの位置との距離に関係している、請求項2に記載の方法。
  4. 前記タイミング・マーカーの不透明度が、前記時点における前記電気生理学的マップ上の前記興奮波面の位置と、前記電気生理学的マップ上の前記タイミング・マーカーとの距離に関係している、請求項3に記載の方法。
  5. 前記電気生理学的マップに複数のタイミング・マーカーのアニメーションを重畳するステップが、時間に伴い前記電気生理学的マップを移動する興奮波面を描写するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  6. 前記電気生理学的マップに複数のタイミング・マーカーのアニメーションを重畳するステップが、
    最小の可視性から最大の可視性に、第1のタイミング・マーカーの可視性を上げるステップと、
    前記最大の可視性から前記最小の可視性に、前記第1のタイミング・マーカーの前記可視性を下げるステップと、
    前記最小の可視性から前記最大の可視性に、第2のタイミング・マーカーの可視性を上げるステップと、
    前記最大の可視性から前記最小の可視性に、前記第2のタイミング・マーカーの前記可視性を下げるステップと
    を含む、請求項1に記載の方法。
  7. 前記第1のタイミング・マーカーの前記可視性を下げる前記ステップおよび前記第2のタイミング・マーカーの前記可視性を上げる前記ステップが、同時に行われる、請求項6に記載の方法。
  8. 第1のタイミング・マーカーの可視性を上げる前記ステップおよび第2のタイミング・マーカーの可視性を上げる前記ステップのうち少なくとも一方が、第1の期間にわたって行われる、請求項6に記載の方法。
  9. 前記第1のタイミング・マーカーの前記可視性を下げる前記ステップおよび前記第2のタイミング・マーカーの前記可視性を下げる前記ステップのうち少なくとも一方が、前記第1の期間よりも長い第2の期間にわたって行われる、請求項8に記載の方法。
  10. 前記電気生理学的マップが、局所興奮タイミング・マップを含む、請求項1に記載の方法。
  11. 前記電気生理学的マップが、ピークツーピーク電圧マップを含む、請求項1に記載の方法。
  12. 前記電気生理学的マップが、分裂マップを含む、請求項1に記載の方法。
  13. 前記複数のタイミング・マーカーが、時間内の複数の最大電圧のマーカーを含む、請求項1に記載の方法。
  14. 心臓興奮波面のアニメーション化されたマップを生成する方法であって、
    各データ・ポイントが、位置情報および興奮タイミング情報を含む複数のデータ・ポイントを受信する、ステップと、
    心臓表面の一部のモデルを表示するステップと、
    再生時間にわたって前記複数のデータ・ポイントに対応する複数のタイム・マーカーを連続的に表示するステップと、を含み、
    前記複数のタイム・マーカーの各タイム・マーカーについて、
    タイム・マーカー表示位置が、前記複数のデータ・ポイントのそれぞれのデータ・ポイントに対する前記位置情報によって決定され、
    タイム・マーカー表示シーケンスが、前記複数のデータ・ポイントの前記それぞれのデータ・ポイントに対する前記興奮タイミング情報によって決定される、方法。
  15. 前記複数のタイム・マーカーの各タイム・マーカーについて、
    前記タイム・マーカーは、前記複数のデータ・ポイントの前記それぞれのデータ・ポイントに対する前記興奮タイミング情報によって決定される前記再生時間の間に最大の可視性時間を有し、
    前記タイム・マーカーが、前記最大の可視性時間より前のフェード・イン開始時間に始まるフェード・インを行い、
    前記タイム・マーカーが、前記最大の可視性時間に始まり、前記最大の可視性時間より後のフェード・アウト完了時間に終わるフェード・アウトを行う、請求項14に記載の方法。
  16. 前記フェード・イン開始時間が、第1の期間だけ前記最大の可視性時間より前である、請求項15に記載の方法。
  17. 前記フェード・アウト完了時間が、前記第1の期間よりも長い第2の期間だけ前記最大の可視性時間より後である、請求項16に記載の方法。
  18. 前記心臓表面の一部の前記モデルが、前記心臓表面の前記一部の電気生理学的マップを含む、請求項14に記載の方法。
  19. 電気生理学的マップにアニメーション化されたタイミング・シーケンスを重畳するためのシステムであって、
    前記システムは、
    タイミング興奮情報を各々含む複数の3次元データ・ポイントを受信し、
    前記複数の3次元データ・ポイントに基づいてディスプレイ画面上に電気生理学的マップを生成し、
    時間に伴う心臓タイミング興奮フレームのシーケンスを生成するために再生アニメーションを開始し、各フレームがアクティブなタイミング・マーカーを含み、
    各フレームにおいて、前記電気生理学的マップに前記アクティブなタイミング・マーカーを重畳する、
    ように構成されたコンピュータを備え、
    前記コンピュータは、前記再生アニメーションの現在の時間に基づいて、前記ディスプレイ画面上で前記アクティブなタイミング・マーカーの不透明度を調整するように構成されている、システム。
  20. 前記コンピュータが、前記再生アニメーションの現在の時間に基づいて、最大の不透明度にフェード・インするために、および最大の不透明度からフェード・アウトするために、前記アクティブなタイミング・マーカーの不透明度を調整するように構成される、請求項19に記載のシステム。
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