JP2020516391A - 配向非依存感知、マッピング、インターフェースおよび分析システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年4月14日に出願された米国仮特許出願番号第62/485,875号の優先権および利益を主張する。
本開示は、概して、本明細書に記載する電圧マッピングなどの様々なシステム、デバイスおよび方法実施形態への配向非依存感知(OIS)およびオムニポーラ・マッピング技術(OT)の適用に関する。電圧マッピングは、催不整脈性の心筋を評価するための重要な臨床ツールであり、さらなる診断法および治療処置を誘導する。部分的に、本開示は、電圧マッピングおよび他の方法を向上するためにOIS技術に基づいて新しい分析ツールとデータ表現とを提供する。さらに、OISおよびOTシステムおよび方法をサポートするのに好適なシステムおよび方法を開示する。
図1Aに、解剖学的構造の多次元(たとえば、3次元)幾何学表面モデル(GSM)上に解剖学的構造に対応するEP情報をマッピングするためのシステム160の一実施形態を示す。システム160は、構成要素の中でも、医療デバイス162と、対象から本明細書で説明するEPデータと他のデータとを収集するのに好適で、本明細書で開示するデータ表示、ユーザ・インターフェース、および他のOT関連の特徴を含む出力を生成するためのデータ収集および分析システム164とを備える。一実施形態では、医療デバイス162は、カテーテルを備え、システム164は、部分的に、処理装置166を備える。
ここにおいて、太字は、ベクトル量を示す。
Emin=minθ{〈[cosθ,sinθ],Eloop〉}
Emax=maxθ{〈[cosθ,sinθ],Eloop〉}
本明細書で開示するOTおよびOIS実施形態に概して適用する、様々なmハットおよび診断ベクトルの関連したファミリならびに相関するパラメータおよび演算子は、表示要素およびユーザ・インターフェースを生成するために使用され得る。そのようなユーザ・インターフェースおよび表示要素は、(概して、実施形態ではOTメトリックまたはパラメータと呼ばれる)最大および最小電圧値と、最大バイポール信号と、最大バイポールの方向と、カラー・マップ表示とを含むことができる。これらおよび他のベクトルおよびスカラー・データおよび信号のすべては、グラフィカル・ユーザ・インターフェース要素として様々な形態で表示され得る。これらは、スカラー値、プロット、および他の印あるいは他の視認可能なまたはユーザ選択可能な要素を含むことができる。一実施形態では、それらは、St.Jude Medicalから市販されているEnSite Velocityなどの3Dマッピング・システム中に表示される。
様々なUI特徴およびディスプレイ・マッピングが、スクリーンの周りで再配置され得る静的配向にある高密度グリッド・ベースのカテーテルなどのカテーテルの図を向上させるためにOTメトリックとともに使用され得る。ガイド図またはインターフェースは、いくつかのバイポール(たとえば、交差およびオムニ)およびそれらの関連する波形に色を割り当てるために浮動ガイドとして働くことができる。それらのオムニポール信号の表示のために1つまたは複数のクリーク(三角形または方形)を選択することは、ガイド・インターフェースを使用して実行され得る。さらに、ガイド・インターフェースは、クリークの構成バイポールの表示を可能にし、したがって、配向の効果が、オムニポーラ信号およびピーク対ピーク値上に観測され得る。ガイド・インターフェースはまた、カテーテルを介して電圧のカラー・マップ・バージョンを示すことをサポートする。これは、人が高電圧および低電圧エリアを容易に識別することを可能にし、追加の詳細な調査のために関与するクリークの選択を可能にする。所望のカテーテル・ロケーションを維持または達成するのに必要であり得るビューとは無関係に異常電圧の原点を調査することが望ましい。すべてのカテーテル電極への近接度インジケータは、カテーテル表面マップ表示ウィンドウ中にまたは他のウィンドウ中におよび他のコンテキストで実装されるガイド・インターフェース上に表示され得る。
本方法およびシステムは、非定型の心房性粗動により特徴づけられる不整脈で繰り返されるAFアブレーションの場合に使用され得る。これは、マクロ・リエントリ性不整脈であり得、その場合、リエントリ回路を横切るアブレーション・ラインが不整脈を終了させることになる。カテーテルは、ユーザが、単一のマッピング・カテーテルを使用し、カテーテル配向非依存の電圧を最大バイポール方向評価と組み合わせて、リエントリ回路を確実にすることを可能にする。
図17は、それぞれ洞調律(SR)および心房細動(AF)の測定値を使用して生成されたグリッド電極表現に対するベクトル場の2つのパネル(AおよびB)を含むデータ表現図である。図17の第3のパネル(C)は、SRおよびARサイクル中の10回の心臓サイクルにわたるそれぞれのベクトル場のベクトル・グルーピングに関して決定されたエントロピー値を含む。概して、図17中に表されるデータは、本明細書で説明するmハットおよび他のmハット由来のパラメータなどのOTパラメータを使用して生成され得る。SRとAFの両方のための異なるサイクルを、ベクトル場、ベクトル配向、および導出された情報とともに比較することによって、図17のデータ表現は、AFおよびSR中の空間的コヒーレンスを評価するなどの様々な診断特徴を示す。一般に、ベクトル場は、mハットなどの本明細書で説明するOTパラメータを使用して生成される。したがって、それらは、OTベクトル場と呼ばれる。mハットに限定されない他のベクトル場表現、または他の関連するパラメータも、いくつかの実施形態では使用され得る。
VTは、しばしば十分に許容されないので、VTエピソードを有する対象内の瘢痕境界をマッピングすることは、洞調律で一般的に行われる。それはまた、リエントリの虚血性VT出口部位が一般に瘢痕境界に沿って見られ、良好なアブレーション・ターゲットであるので行われる。カテーテルを操作すると、低電圧の領域が発生することがある。OTが電極配向と交絡する電圧を妨げるので、カテーテルは、高〜低の電圧遷移にまたがるように移動される。電圧のパターンは、スプラインAおよびBに沿って高く、スプラインCおよびDに沿って低くなることが観察され得る。これは、すべてのクリークが表面マップ点を生成するわけではなく、カテーテル/表面/マップ表示の視野角が不十分であり得るので、しばしばガイド図で最もよく見られる。
アブレーション・ラインのギャップを検査することは、カテーテルを肺静脈(PV)内に入れ、内側または外側からペーシングすることほど単純ではないことがある。図13は、このユース・ケースの一実装形態を示す。カテーテルおよびOT電圧マッピングは、臨床医がそれらの付近の電圧および/またはタイミングの鋭い遷移に注目することによってアブレーション・ラインの位置を特定するのを助ける。ライブ電圧表示によって、臨床医は、カテーテルをラインに沿って動かし、潜在的な低電圧ギャップの位置をすばやく特定する。
以下の説明は、本明細書で説明する本開示の方法を実行するのに適したデバイス・ハードウェアおよび他の動作構成要素の概要を提供することを意図している。この説明は、適用可能な環境または本開示の範囲を限定することを意図していない。同様に、ハードウェアおよび他の動作構成要素は、上記で説明した装置の一部として適していることがある。本開示は、他のシステム構成、コンピュータ、マルチプロセッサ・システム、マイクロプロセッサ・ベースのまたはプログラマブルの電子デバイス、ネットワークPC、ミニコンピュータ、メインフレーム・コンピュータなどで実施され得る。
Claims (28)
- 複数の電極を使用して対象から取得された心臓システム・データ中の1つまたは複数のエラー・タイプを低減する方法であって、
絶対値を使用して微分電場ベクトルを正規化することによってエラー低減ベクトルmハットを定義することであって、前記微分電場ベクトルが、第1の電場ベクトルE(tj)と第2の電場ベクトルE(ti)との差であり、tiおよびtjが、適時の電場測定値であり、ti>tjであり、前記絶対値が|E(tj)−E(ti)|である、前記定義することと、
演算子を使用して、
出力を生成するために
(i)mハットまたはそれに垂直のベクトルmハット⊥と、
(ii)測定された心臓電位図信号を使用して生成される診断ベクトルと
に対して演算すること
を含むベクトル演算を実行することによって心臓システム・パラメータを決定することと、
前記出力または前記出力と相関する情報を表示することと
を含み、
前記出力が、スカラー出力またはベクトル出力である、方法。 - |E(tj)−E(ti)|を最大化することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記演算子がドット積演算子であり、前記診断ベクトルが、E(t)であり、<mハット,E(t)>の前記出力が、スカラー電場信号Em(t)である、請求項1に記載の方法。
- Em(t)のピーク対ピーク値を計算することをさらに含む、請求項3に記載の方法。
- スカラー電圧信号Vm(t)を決定することをさらに含み、
Vm(t)が、kとEm(t)との積を備え、kは、前記複数の電極の間の電極間隔である、請求項3に記載の方法。 - Vm(t)のピーク対ピーク値を計算することをさらに含む、請求項5に記載の方法。
- 前記演算子がドット積演算子であり、前記診断ベクトルが、E(t)であり、<mハット⊥,E(t)>の前記出力が、スカラー電場信号Em⊥(t)である、請求項1に記載の方法。
- mハットとaハットとの間の1つまたは複数の方向ずれを決定し、前記1つまたは複数の方向ずれがしきい値を超えるとき警報を生成することをさらに含み、aハットの方向が活性化方向である、請求項1に記載の方法。
- 前記しきい値が、約15度から約20度までの範囲にわたる間の角度ずれである、請求項8に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のエラー・タイプが方向ベースのエラーを備え、方向ベースのエラーを低減することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 心臓組織表現の2Dまたは3D表示に対してmハットと整列された1つまたは複数のグラフィック・ユーザ・インターフェース要素を表示することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 検出された心臓組織活性化の1つまたは複数の領域に対してmハットに対応するかまたはそれと整列された前記1つまたは複数のグラフィック・ユーザ・インターフェース要素を表示することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 複数のユーザ選択可能な要素を備えるグラフィック・ユーザ・インターフェース要素を表示することをさらに含み、
前記ユーザ選択可能な要素が、複数の三角電極クリークと複数の方形電極クリークとを備える、請求項1に記載の方法。 - 前記方形電極クリークまたは三角電極クリークのうちの1つまたは複数のユーザ選択に応答して、選択された各クリークに関連する1つまたは複数の波形が表示される、請求項13に記載の方法。
- 前記グラフィック・ユーザ・インターフェース要素が、診断用カテーテルのための電極のアレイの表現と1つまたは複数の印とを備えるガイド図であり、前記印が、バイポール電圧、ユニポール電圧、ユニポール波形、バイポール波形、アブレーション・ギャップ、および活性化方向からなるグループから選択されるパラメータに対応する、請求項13に記載の方法。
- 前記印が、色であり、前記色を備える色分けされた凡例を表示することをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 複数の電極ベースの測定値を使用して対象のための診断情報を決定する方法であって、
1つまたは複数の電子メモリ・ストレージ・デバイス中に、前記対象の1つまたは複数の組織に関して受信された電気生理(EP)データの1つまたは複数のセットを記憶することであって、前記1つまたは複数のセットがEPデータの第1のセットを備える、前記記憶することと、
EPデータの前記第1のセットから電場データのセットを決定することであって、電場データの前記セットが、複数の時間変動する電場ベクトルを備える、前記決定することと、
前記複数の時間変動する電場ベクトルの時間的に隣接する電場ベクトルのペアごとに、差分ベクトルを計算することであって、各差分ベクトルが微分絶対値を有する、前記計算することと、
差分ベクトルの微分絶対値から、前記微分絶対値の相対極値を第1の微分絶対値として識別することと、
第1の診断パラメータmハットを定義することであって、mハットは、前記第1の微分絶対値を有する前記差分ベクトルに比例するかまたはそれに等しい、前記定義することと、mハットの方向に沿って配向されたグラフィック・ユーザ・フェース要素を表示することと、
を含む方法。 - (i)ベクトル演算子とmハットとを使用しているまたは(ii)mハットと相関するかまたはそこから導出されるベクトルである第2の診断パラメータを決定することをさらに含む、請求項17に記載の方法。
- 1つまたは複数の心臓組織測定信号との比較に好適な基準信号を生成する方法であって、
非線形構成にある接続されたユニポールのクリークを選択することと、
選択されたユニポールと関連するバイポールとの組合せを電場成分に変換することと、
電場成分を電位信号VxおよびVyに変換することと
を含み、
xおよびyは、カテーテル基準フレームの軸である、方法。 - 方向非依存の信号を生成するためにVxおよびVy信号を正規化すること
をさらに含む、請求項19に記載の方法。 - フィルタ処理された方向非依存の信号を生成するために前記方向非依存の信号をフィルタ処理することであって、前記フィルタ処理された信号が方向非依存である、前記フィルタ処理すること
をさらに含む、請求項20に記載の方法。 - フィルタ処理する前記ステップが、脱分極の検出に関連するエラーを低減することと、ロー・パス・フィルタ処理することと、微分することと、信号しきい値処理することとからなるグループから選択される1つまたは複数のステップを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記フィルタ処理された信号中で分極イベントを検出するために心臓組織の不応期と、雑音フロアと、ゼロ交差検出器とを使用して前記フィルタ処理された方向非依存の信号を処理することをさらに含む、請求項21に記載の方法。
- 前記正規化するステップが、ユークリッド型絶対値を決定することを含む、請求項20に記載の方法。
- 選択されたユニポールと関連するバイポールとの前記組合せを変換する前記ステップが、最小2乗フィットを実行することによって実行される、請求項19に記載の方法。
- 心房細動中に心臓組織からの複数の電気信号を測定し、前記心臓システム・パラメータを使用して導出されるベクトル場の空間的コヒーレンスを特徴づけることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 特徴づける前記ステップが、前記ベクトル場の1つまたは複数のベクトルのコヒーレンスまたはエントロピー測定値を使用して実行される、請求項26に記載の方法。
- 特徴づける前記ステップが、サイクルごとにVmax値をコヒーレンス・フィルタ処理し、異なるサイクル間で矛盾する領域を除外するためにサイクルごとのフィルタ処理された結果を比較することによって実行される、請求項26に記載の方法。
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