JP2022049687A - 心室可視化のためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】改善された心室可視化のためのシステム、方法、装置、及びプログラムを提供すること。
【解決手段】関心対象の心構造を可視化するためのシステム及び方法は、心構造内から関心対象の心構造の画像データを取得する少なくとも１つの撮像デバイスと、メモリを備えるプロセッサと、を備える。プロセッサは、関心対象の心構造のモデルデータを受信及び記憶することと、関心対象の心構造の画像データを取得するために、関心対象の心構造内に少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための少なくとも１つの場所を判定することと、関心対象の心構造内の判定された少なくとも１つの場所に位置付けられた少なくとも１つの撮像デバイスから、画像データを受信することと、電気生理学的マップ内から関心対象の心構造の３Ｄ電気生理学的マップを生成することと、を行うように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、改善された心室可視化のためのシステム、方法、装置、及びプログラムに関する。

心構造の可視化は、心臓の健康を観察及び診断し、特定の心臓処置を実行するために重要である。例えば、心房細動又は心室細動、心室頻拍、及び心房粗動などの心不整脈は、病的状態及び死の潜在的に有意な原因である。かかる心臓状態の治療は、瘢痕組織、不整脈源（例えば、電気ロータ）、健康領域などの問題領域の特定を補助するために、心臓組織、心室、静脈、動脈、及び／又は電気経路の詳細なマッピングを取得することを必要とすることが多い。カテーテルアブレーションなどの心臓処置を実行するための必要条件として、心不整脈の原因を心腔内で正確に位置特定しなければならない。かかる位置特定は、電気生理学的調査を介して行われて、３Ｄマッピングデータがモニタ上に表示され得る電気生理学的（electrophysiological、ＥＰ）心臓マップを生成することができる。

現在のＥＰ心臓マップでは、アブレーションターゲット又は部位を視認することは現状では面倒である。現在のＥＰ心臓マップでは、心腔の外側又は関心対象の心臓領域から視認され、複数の視野から、肺静脈内などのアブレーション部位を見るためにＥＰマップを回転及びズームする煩雑なステップを必要とする。

心臓専門医などの医師は、ＥＰ心臓マップを回転及びズームすることを必要とせずに、単一の視野において、アブレーションの潜在的部位を視認することができることが有利であろう。加えて、医師は、単一の視野において、肺静脈内などのアブレーションのために標的化された心臓部位のより完全な可視化を提供するために、心腔内部からＥＰ心臓マップを視認することが有利であろう。

改善された心室可視化のためのシステム、方法、装置、及びプログラムが、本明細書に開示される。

一態様によれば、本明細書に開示される主題は、関心対象の心構造を可視化するためのシステムに関する。システムは、心構造内から関心対象の心構造の画像データを取得する少なくとも１つの撮像デバイスと、メモリを備えるプロセッサと、を備える。プロセッサは、関心対象の心構造のモデルデータを受信及び記憶することと、関心対象の心構造の画像データを取得するために、関心対象の心構造内に少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための少なくとも１つの場所を判定することと、関心対象の心構造内の判定された少なくとも１つの場所に位置付けられた少なくとも１つの撮像デバイスから画像データを受信することと、受信した画像データに基づいて、関心対象の心構造の電気生理学的マップ内から３Ｄ電気生理学的マップを生成することと、を行うように構成されている。

別の態様によれば、本明細書に開示される主題は、関心対象の心構造を可視化するための方法に関する。本方法は、関心対象の心構造のモデルデータを取得することと、関心対象の心構造の画像データを取得するために、関心対象の心構造内に少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための少なくとも１つの場所を判定することと、関心対象の心構造内の判定された少なくとも１つの場所に少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けることと、関心対象の心構造内の判定された少なくとも１つの場所から、関心対象の心構造の画像データを生成することと、生成された画像データに基づいて、関心対象の心構造の電気生理学的マップ内から３Ｄ電気生理学的マップを生成することと、を含む。

更に別の態様によれば、本明細書に開示される主題は、コンピュータに、関心対象の心構造のモデルデータを取得するステップと、関心対象の心構造の画像データを取得するために、関心対象の心構造内に少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための少なくとも１つの場所を判定するステップと、関心対象の心構造内の判定された少なくとも１つの場所に、少なくとも１つの画像デバイスを位置付けるステップと、関心対象の心構造内の判定された少なくとも１つの場所から、関心対象の心構造の画像データを生成するステップと、生成された画像データに基づいて、関心対象の心構造の電気生理学的マップ内から３Ｄ電気生理学的マップを生成するステップと、を行わせることによって、関心対象の心構造を可視化するためのプログラム命令を記憶する非一時的コンピュータ可読記録媒体に関する。

より詳細な理解は、添付の図面と併せて例として示される以下の説明より得ることができ、図中の同様の参照番号は、同様の要素を示す。
本出願の開示された実施形態による、改善された心臓可視化のためのシステムの例示的なコンピューティング環境を描写するブロック図である。 本出願の開示された実施形態による、開示された主題の１つ又は２つ以上の特徴を実装することができる例示的な電気生理学的（ＥＰ）マッピングシステムを示す。 心腔の外側又はＥＰマップの外側から観察された肺静脈を示す左心房のＥＰマップの従来図を示す。 心腔の外側又はＥＰマップの外側から観察された肺静脈を示す左心房のＥＰマップの従来図を示す。 アブレーションのために特定された場所を示す左心房のＥＰマップの従来図を示す。 本出願の開示された一実施形態による、利用するＥＰマップ内から関心対象の心室又は心臓領域のＥＰマップを生成するための例示的なプロセスを示すフロー図である。 本出願の開示された一実施形態による、それぞれのＥＰマップ内部からの描写された肺静脈の完全な可視化を示す左心房の例示的なＥＰマップを示す。 本出願の開示された一実施形態による、それぞれのＥＰマップ内部からの描写された肺静脈の完全な可視化を示す左心房の例示的なＥＰマップを示す。 本出願の開示された一実施形態による、ＥＰマップ内部から視認された、描写された肺静脈の周囲のアブレーションのために特定された場所の完全な図を示す図６ＡのＥＰマップを示す。 本出願の開示された別の実施形態による、ＥＰマップ内から関心対象の心室又は心臓領域のＥＰマップを生成するための例示的なプロセスを示すフロー図である。 本出願の開示された一実施形態による、左心房３１０の３Ｄモデルデータ上に表示された例示的な骨格軸を示す。 本出願の開示された一実施形態による、心室内部から右上肺静脈（right superior pulmonary vein、ＲＳＰＶ）及び右下肺静脈（right inferior pulmonary vein、ＲＩＰＶ）の視野を取得するために左心房内に位置付けられた撮像デバイスを示す。 図９Ａに示す撮像デバイスから取得された、心室内部からのＲＳＰＶ及びＲＩＰＶの画像を示す。 本出願の開示された一実施形態による、心室内部から左上肺静脈（left superior pulmonary vein、ＬＳＰＶ）、左下肺静脈（left inferior pulmonary vein、ＬＩＰＶ）、及び左心耳（left atrial appendage、ＬＡＡ）の視野を取得するために左心房内に位置付けられた撮像デバイスを示す。 図１０Ａに示す撮像デバイスから取得された、心室内部からのＬＳＰＶ、ＬＩＰＶ、及びＬＡＡの画像を示す。 本出願の開示された一実施形態による、ＬＩＰＶ内部からＬＩＰＶの視野を取得するために左心房内に位置付けられた撮像デバイスを示す。 図１１Ａに示す撮像デバイスから取得された、ＬＩＰＶ内部からのＬＩＰＶの画像を示す。

改善された心室可視化のための方法、装置、システム、及びプログラムが、本明細書に開示される。

心房性不整脈を含む心不整脈は、心房の周りで散乱して、しばしば自己伝播する電気インパルスの複数の非同期的ループを特徴とする、マルチウェーブレットリエントラント型となる場合がある。マルチウェーブレットリエントラント型に対して代替的に、又はそれに加えて、心不整脈はまた、心房の組織の孤立領域が、急速で反復的な様式で自律的に興奮する場合などの、局所的な起源を有する場合もある。心不整脈を有する患者は、カテーテルアブレーションによって治療することができる。

カテーテルアブレーションベースの治療は、心臓組織、特に心内膜、心容積、選択的心腔、及び肺静脈をマッピングすることと、エネルギーの印加によって心臓組織を選択的にアブレーションすることと、を含んでもよい。心臓マッピング、例えば、心組織に沿った波動伝播の電位の電気生理学的（ＥＰ）マップ（電圧マップ）、又は様々な組織が位置する点までの到達時間のマップ（局所興奮時間（local time activation、ＬＡＴ）マップ）の作成を用いて、心組織の局所的機能障害を検出することができる。ＥＰ心臓マッピングに基づくアブレーションなどのアブレーションは、心臓のある部分から別の部分への不要な電気信号の伝搬を停止又は修正することができる。

アブレーション法は、非伝導性の損傷部を形成することによって望ましくない電気経路を破壊するものである。様々なエネルギー送達の様式が、損傷部を形成する目的でこれまでに開示されており、心臓組織壁に沿って伝導ブロックを作成するためのマイクロ波、レーザ、及びより一般的には無線周波エネルギーの使用が挙げられる。ＥＰマッピングに続いてアブレーションを行う２段階の処置では、通常、１つ又は２つ以上の電気センサ（又は電極）を収納したカテーテルを心臓内部に前進させ、多数の点におけるデータを取得することによって、心臓内の各点における電気活動が感知及び測定される。次いでこれらのデータを利用して、アブレーションが実施される心内膜の標的領域が選択される。

心房細動及び心室頻拍などの困難な疾患を医師が治療する際の心臓アブレーション及び他の心臓電気生理学的処置は、ますます複雑化している。複雑な不整脈の治療は、関心対象の心腔の解剖学的構造を再構築するために、現在、三次元（three-dimensional、３Ｄ）電気生理学的（ＥＰ）マッピングシステムの使用に依存することができる。例えば、心臓専門医は、心臓組織を分析し、広範囲の心臓状態の治療のためのアブレーション点を判定するために、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ，Ｉｎｃ．（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｂａｒ，Ｃａｌｉｆ）によって製造されるＣＡＲＴＯ（登録商標）３ ３Ｄマッピングシステムに依存する。３Ｄ ＥＰマップは、これらの困難な不整脈の解剖学的及び機能的基質を表す、心臓組織の電気生理学的特性に関する複数の情報を提供することができる。

電極カテーテルは、長年にわたり医療現場で一般的に使用されている。電極カテーテルは、心臓内の電気活動を刺激及びマッピングし、異常な電気活動が見られる部位をアブレーションするために使用される。使用時には、電極カテーテルは、主要な静脈又は動脈、例えば、大腿動脈に挿入された後、対象の心腔内へと導かれる。典型的なアブレーション処置は、その遠位端に少なくとも１つの電極を有するカテーテルを心腔内に挿入することを伴う。参照電極が、一般的には患者の皮膚にテープで貼り付けられるか、あるいは心臓内又は心臓付近に位置付けられている第２のカテーテルによって、提供される。ＲＦ（高周波）電流をアブレーションカテーテルの先端電極に通電すると、参照電極に向かって先端電極の周囲の媒質（すなわち、血液及び組織）に電流が流れる。電流の分布は、組織より高い導電性を有する血液と比較した場合、組織と接触している電極表面の量に依存する。組織の加熱は、組織の電気抵抗に起因して生じる。組織が十分に加熱されると、心臓組織において細胞破壊が引き起こされ、結果として、非電導性である心臓組織内に損傷部が形成される。

一実施形態では、ＥＰ心臓マッピングは、心臓内の正確な場所の関数として、心臓組織の電気的特性を感知すること、例えば、局所活性化時間（local activation time、ＬＡＴ）によって実装され得る。その対応するデータは、遠位先端に電気及び場所センサを有するカテーテルを使用して、心臓内に前進される１つ又は２つ以上のカテーテルを用いて取得することができる。一例として、場所及び電気活動は、最初に、心臓の内面上の約１０～約２０個の点で測定され得る。これらのデータ点は一般的に、心臓表面の予備復元又はマップを満足な品質で生成するのに十分であり得る。この予備マップは、心臓の電気活動のより包括的なマップを生成するために、追加の点において取得されたデータと結合され得る。臨床的な状況では、心腔の電気活動の詳細で包括的なマップを生成するために、１００以上の部位にデータを集積することは珍しいことではない。その後、生成された詳細なマップは、心臓の電気活動の伝播を改変させ正常な心調律を回復させるための治療上の行動指針、例えば、組織のアブレーションに関する決定を下すための基準となり得る。

図１は、本出願の主題による、改善された心臓可視化のための例示的なシステム１００のコンピューティング環境を描写するブロック図である。図１に示す例では、システム１００は、患者１０４に関連付けられた生体計測デバイス１０２と、ローカルコンピューティングデバイス１０６と、任意選択的に、遠隔コンピューティングシステム１０８と、第１のネットワーク１１０と、第２のネットワーク１２０と、を備える。一実施形態では、システム１００は、ＥＰマッピングシステムとともに使用することができる。

一実施形態によれば、監視及び処理装置１０２は、患者の身体の内部にある装置（例えば、皮下移植可能）であってもよい。生体計測デバイス１０２は、静脈又は動脈を介した外科的挿入、内視鏡処置、又は腹腔鏡処置を含む任意の適用可能な方法を介して患者に挿入されてもよい。一実施形態によれば、生体計測デバイス１０２はまた、１つ又は２つ以上の電極又はプローブを有するカテーテル、又は撮像デバイスを含んでもよい。一実施形態によれば、生体計測デバイス１０２は、患者の内部にある構成要素及び患者の外部にある構成要素の両方を含み得る。

単一の生体計測デバイス１０２が図１に示されている。しかしながら、１つ又は２つ以上の監視及び処理装置１０２を使用して、患者生体計測データ（例えば、電気信号、画像データ、又は他の生体計測データ）を取得し、取得された患者の生体指標を表す患者生体計測データの少なくとも一部を受信してもよい。各生体計測デバイス１０２は、それ自体の取得された患者の生体指標、並びに１つ又は２つ以上の他の監視及び処理装置１０２から受信されたデータを含むデータを処理してもよい。

図１では、ネットワーク１１０は、近距離ネットワーク（例えば、ローカルエリアネットワーク（local area network、ＬＡＮ）、又はパーソナルエリアネットワーク（personal area network、ＰＡＮ））の一例である。情報は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｚ－Ｗａｖｅ、近接場通信（near field communication、ＮＦＣ）、ウルトラバンド、Ｚｉｇｂｅｅ、又は赤外線（infrared、ＩＲ）などの様々な近距離無線通信プロトコルのうちのいずれか１つを使用して、監視及び処理装置１０２とローカルコンピューティングデバイス１０６との間で、近距離ネットワーク１１０を介して送信されてもよい。

ネットワーク１２０は、有線ネットワーク、無線ネットワークであってもよく、又は１つ若しくは２つ以上の有線及び無線ネットワークを含んでもよい。例えば、ネットワーク１２０は、長距離ネットワーク（例えば、広域ネットワーク（wide area network、ＷＡＮ）、インターネット、又はセルラーネットワーク）であってもよい。情報は、様々な長距離無線通信プロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ、ＨＴＴＰ、３Ｇ、４Ｇ／ＬＴＥ、又は５Ｇ／Ｎｅｗ Ｒａｄｉｏ）のいずれか１つを使用して、ネットワーク１２０を介して送信されてもよい。

患者生体計測デバイス１０２は、患者生体計測センサ１１２、プロセッサ１１４、メモリ１１８、及び送信－受信機（すなわち、送受信機）１２２を含み得る。患者生体計測デバイス１０２は、ネットワーク１１０を介して、任意の数の様々な患者の生体指標を継続的又は周期的に監視、記憶、処理、及び通信してもよい。患者の生体指標の例としては、電気信号及び画像信号が挙げられるが、これらに限定されない。患者の生体指標は、心臓血管疾患（例えば、不整脈、心筋症、及び冠動脈疾患）などの任意の数の様々な疾患にわたって治療するために監視及び通信され得る。

患者生体計測センサ１１２は、例えば、生体計測患者の生体指標の種類を感知するように構成された１つ又は２つ以上のセンサを含んでもよい。例えば、患者生体計測センサ１１２は、電気信号（例えば、心臓信号）又は画像信号を取得するように構成された電極を含んでもよい。

送受信機１２２は、別個の送信機及び受信機を含むことができる。代替的に、送受信機１２２は、単一のデバイスに統合された送信機及び受信機を含んでもよい。

プロセッサ１１４は、患者生体計測センサ１１２によって取得されたメモリ１１８内の患者生体計測データなどの患者データを保存し、送受信機１２２の送信機を介してネットワーク１１０上で患者データを通信するように構成されてもよい。１つ又は２つ以上の他の生体計測デバイス１０２からのデータはまた、送受信機１２２の受信機によって受信されてもよい。

システム１００のローカルコンピューティングデバイス１０６は、患者生体計測デバイス１０２と通信し、第２のネットワーク１２０を介して遠隔コンピューティングシステム１０８へのゲートウェイとして機能するように構成されてもよい。ローカルコンピューティングデバイス１０６は、例えば、ネットワーク１２０を介して他のデバイスと通信するように構成されたスマートフォン、スマートウォッチ、タブレット、又は他のポータブルスマートデバイスであり得る。代替的に、ローカルコンピューティングデバイス１０６は、例えば、モデム及び／又はルータ能力を含む固定式基地局、ＰＣの無線モジュールを介して処理装置１０２と遠隔コンピューティングシステム１０８との間で情報を通信するための実施可能プログラムを使用するデスクトップコンピュータ又はラップトップコンピュータ、又はＵＳＢドングルなどの固定式又は独立型デバイスであってもよい。患者の生体指標は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）（例えば、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ））などの近距離無線ネットワーク１１０を介して、近距離無線技術規格（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ－Ｆｉ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｚ－波、及び他の近距離無線規格）を使用して、ローカルコンピューティングデバイス１０６と患者生体計測デバイス１０２との間で通信されてもよい。いくつかの実施形態では、ローカルコンピューティングデバイス１０６はまた、以下により詳細に記載されるように、取得された患者電気信号及び取得された患者電気信号に関連する情報を表示するように構成されてもよい。

いくつかの実施形態では、遠隔コンピューティングシステム１０８は、監視された患者の生体指標及び監視された患者に関連付けられた情報のうちの少なくとも一方を、長距離ネットワークであるネットワーク１２０を介して受信するように構成されてもよい。例えば、ローカルコンピューティングデバイス１０６が携帯電話である場合、ネットワーク１２０は、無線セルラーネットワークであってもよく、情報は、上記の無線技術のいずれかなどの無線技術規格を介して、ローカルコンピューティングデバイス１０６と遠隔コンピューティングシステム１０８との間で通信されてもよい。以下により詳細に記載されるように、遠隔コンピューティングシステム１０８は、患者の生体指標及び関連する情報のうちの少なくとも一方を医療専門家（例えば、医師）に提供する（例えば、視覚的に表示及び／又は聴覚的に提供する）ように構成されてもよい。

一実施形態では、遠隔コンピューティングシステム１０８は、パブリッククラウドコンピューティングプラットフォーム（Ａｍａｚｏｎ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ又はＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ａｚｕｒｅなど）、ハイブリッドクラウドコンピューティングプラットフォーム（ＨＰ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ ＯｎｅＳｐｈｅｒｅなど）又はプライベートクラウドコンピューティングプラットフォームに組み込むことができる。一実施形態では、遠隔コンピューティングシステム１０８は、限定するものではないが、監視された患者の生体指標を分析し、医師によって判定された又はアルゴリズム駆動された閾値及びパラメータに従って、アラート、追加情報、又は命令を提供するなど、様々な機能を実行する１つ又は２つ以上のプロセッサを含んでもよい。遠隔コンピューティングシステム１０８は、医療従事者に患者情報のダッシュボードを提供するために使用することができ、そのため、かかる情報は、医療従事者が他の患者よりも重大なニーズを有する患者を特定及び優先することを可能にし得る。

図２は、開示された主題の１つ又は２つ以上の特徴を実施することができる例示的なＥＰマッピングシステム２００の図である。ＥＰマッピングシステム２００は、カテーテル２４０（差し込み図２４５に図示）などの１つ若しくは２つ以上の生体計測デバイス２２０（差し込み図２２５に図示）、又は画像センサ若しくはカメラ（差し込み図２４６に図示）などの撮像デバイス２４１を含んでもよい。代替的に、生体計測デバイス２２０は、撮像デバイス、並びに、任意選択的に、アブレーションデバイス及び照明デバイスを含むカテーテルであってもよい。生体計測デバイス２２０は、図１に描写される生体計測デバイス１２０とすることができる。生体計測デバイス２２０は、撮像信号又は電子信号などの生体計測データを取得するように構成されてもよい。当業者であれば、カテーテル２４０及び撮像デバイス２４１は任意の形状であり得、本明細書に開示される実施形態を実施するために使用される１つ又は２つ以上の要素（例えば、電極又はセンサ）を含むことができることを認識するであろう。ＥＰマッピングシステム２００は、テーブル２２９上に横になっている患者２２８の心臓２２６などの身体部分内へと医師２３０によってナビゲートすることができる１つ又は２つ以上のシャフト２２２を有するプローブ２２１を含む。複数の実施形態によれば、複数のプローブ２２１が提供され得るが、簡潔にするため、この例では、単一のプローブ２２１について説明されている。しかしながら、プローブ２２１は、複数のプローブを表し得ることが理解されるであろう。図２に示すように、医師２３０は、侵襲デバイスの近位端の近くのマニピュレータ及び／又はシース２２３からの偏向を使用して、プローブ２２１の遠位端にあるシャフト２２２を操作しながら、シース２２３を通してプローブ２２１を挿入し得る。差し込み図２２５に示すように、生体計測デバイス２２０は、プローブ２２１の遠位端に取り付けられ得る。生体計測デバイス２２０は、シース２２３を通して挿入されて、心臓２２６の生体計測データを取得することができる。例えば、カテーテル２４０は、少なくとも１つのアブレーション電極２４７及びカテーテル針を含み得る。

一実施形態によれば、カテーテル２４０は、心臓２２６の心室の組織領域をアブレーションするように構成され得る。差し込み図２４５は、心臓２２６の心室内部のカテーテル２４０を拡大図で示している。図示するように、カテーテル２４０は、カテーテルの本体に結合された少なくとも１つのアブレーション電極２４７を含むことができる。他の実施形態によれば、カテーテル２４０の形状を形成するスプラインを介して複数の要素を接続することができる。１つ又は２つ以上の他の要素（図示せず）を設けることができ、それらは、アブレーションを行うか又は生体データを取得するように構成された任意の要素であってよく、電極、トランスデューサ又は１つ又は２つ以上の他の要素であり得る。

別の実施形態によれば、撮像デバイス２４１は、例えば、心臓２２６の外側から、又は心室内の画像データ２３５などの画像データを取得するように構成されてもよい。差し込み図２４６は、心臓２２６の心室内部の撮像デバイス２４１を拡大図で示している。当業者であれば、複数の撮像デバイス２４１を利用して、複数の位置又は角度から心臓２２６の画像を取得することができることを認識するであろう。当業者であれば、撮像デバイス２４１が、光学画像を電子信号に変換することができる任意のカメラ又は画像センサであってもよいことを認識するであろう。いくつかの実施形態では、撮像デバイスは、光学画像を電子信号に変換することができるレンズ又はＣＣＤカメラ又は他の画像センサを有する小型ＣＭＯＳ画像センサとすることができる。

本明細書に開示される実施形態によれば、生体計測データはまた、ＬＡＴ、電気活動、トポロジー、双極マッピング、優位周波数、インピーダンスなどのうちの１つ又は２つ以上を含んでもよい。局所活性化時間は、正規化された初期開始点に基づいて計算された、局所活性化に対応する閾値活動の時点であり得る。電気活動は、１つ又は２つ以上の閾値に基づいて測定され得る任意の適用可能な電気信号であり得、信号対ノイズ比及び／又は他のフィルタに基づいて、感知及び／又は拡張され得る。トポロジーは、身体部分又は身体部分の一部の物理的構造に対応し得、身体部分の異なる部分に関する、又は異なる身体部分に関する物理的構造における変化に対応し得る。主要周波数は、身体部分の一部に行き渡る周波数又は周波数の範囲であり得、同じ身体部分の異なる部分において異なり得る。例えば、心臓の肺静脈の主要周波数は、同じ心臓の右心房の主要周波数と異なり得る。インピーダンスは、身体部分の所与の領域における抵抗測定値であり得る。

図２に示すように、プローブ２２１は、コンソール２２４に接続されてもよい。コンソール２２４は、生体計測デバイス２２０に信号を送信し、生体計測デバイス２２０から信号を受信するため、並びに、ＥＰマッピングシステム２００の他の構成要素を制御するための、好適なフロントエンド及びインターフェース回路２３８を備える汎用コンピュータなどのプロセッサ２４４を含み得る。いくつかの実施形態では、プロセッサ２４４は、電気活動などの生体計測データを受信し、所与の組織領域が電気を伝導するか否かを判定するように更に構成されてもよい。一実施形態によれば、プロセッサは、コンソール２２４の外部にあってもよく、例えば、カテーテル内、外部デバイス内、モバイルデバイス内、クラウドベースのデバイス内に位置してもよく、又はスタンドアロン型プロセッサであってもよい。

上記のとおり、プロセッサ２４４は、汎用コンピュータを含んでもよく、このコンピュータは、本明細書に記載されている機能を実行するためにソフトウェアにプログラムすることができる。ソフトウェアは、例えば、ネットワーク上で、汎用コンピュータに電子形態でダウンロードされてよく、又は代替的に若しくは追加的に、磁気メモリ、光学メモリ、若しくは電子メモリなどの、非一時的有形媒体上で提供及び／若しくは保存されてもよい。図２に示す例示的な構成は、本明細書に開示される実施形態を実施するように修正され得る。本開示の実施形態は、他のシステム構成要素及び設定を使用して、同様に適用することができる。追加的に、ＥＰマッピングシステム２００は、電気活動を感知するための要素、有線又は無線コネクタ、処理及びディスプレイデバイスなどの追加の構成要素を含み得る。

一実施形態によれば、プロセッサ（例えば、プロセッサ２４４）に接続されたディスプレイ２２７は、別個の病院などの遠隔場所に、又は別個の医療提供者ネットワーク内に位置してもよい。追加的に、ＥＰマッピングシステム２００は、心臓などの患者の臓器の解剖学的及び電気的測定値を取得し、心臓アブレーション処置を実行するように構成された外科用システムの一部であってもよい。かかる外科用システムの一例は、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒにより販売されているＣａｒｔｏ（登録商標）システムである。

ＥＰマッピングシステム２００はまた、及び任意選択的に、超音波、コンピュータ断層撮影（computed tomography、ＣＴ）、磁気共鳴撮像（magnetic resonance imaging、ＭＲＩ）、又は当該技術分野において既知の他の医療撮像技術を使用して、患者の心臓の解剖学的測定値などの生体計測データを取得することができる。ＥＰマッピングシステム２００は、カテーテル２４０、撮像デバイス２４１、身体表面電極２４３、又は心臓の電気的特性を測定する他のセンサを使用して電気的測定値を取得することができる。次いで、解剖学的測定値及び電気的測定値を含む生体計測データは、図２に示すように、ＥＰマッピングシステム２００のメモリ２４２内に記憶されてもよい。生体計測データは、メモリ２４２からプロセッサ２４４に送信されてもよい。代替的に、又は追加的に、生体計測データは、ネットワーク２６２を使用して、ローカル又は遠隔であってもよいサーバ２６０に送信されてもよい。

ネットワーク２６２は、イントラネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（metropolitan area network、ＭＡＮ）、直接接続若しくは一連の接続、セルラー電話ネットワーク、又はＥＰマッピングシステム２００とサーバ２６０との間の通信を容易にすることが可能な任意の他のネットワーク若しくは媒体などの、当該技術分野で一般的に既知である任意のネットワーク又はシステムであってもよい。ネットワーク２６２は、有線、無線、又はこれらの組み合わせであってよい。有線接続は、イーサネット、ユニバーサルシリアルバス（Universal Serial Bus、ＵＳＢ）、ＲＪ－１１、又は当該技術分野において一般的に知られている任意の他の有線接続を使用して実装することができる。無線接続は、Ｗｉ－Ｆｉ、ＷｉＭＡＸ、及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、赤外線、セルラーネットワーク、衛星、又は当該技術分野において一般的に知られている任意のその他の無線接続方法を使用して実装することができる。追加的に、いくつかのネットワークは、ネットワーク２６２内の通信を容易にするために、単独で、又は互いに通信して動作し得る。

場合によっては、サーバ２６０は、物理的サーバとして実装されてもよい。他の場合では、サーバ２６２は、仮想サーバ、パブリッククラウドコンピューティングプロバイダ（例えば、Ａｍａｚｏｎ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ（ＡＷＳ）（登録商標））として実装されてもよい。

プロセッサ２４４は、典型的にはフィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array、ＦＰＧＡ）として構成されているリアルタイムノイズ低減回路と、続いてアナログ－デジタル（analog-to-digital、Ａ／Ｄ）ＥＣＧ（ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈ、心電計）又はＥＭＧ（ｅｌｅｃｔｒｏｍｙｏｇｒａｍ、筋電図）信号変換集積回路と、を含むことができる。プロセッサ２４４は、Ａ／Ｄ ＥＣＧ又はＥＭＧ回路から別のプロセッサへ信号を伝えることができ、かつ／又は本明細書に開示される１つ又は２つ以上の機能を実行するようにプログラムすることができる。

制御コンソール２２４はまた、制御コンソールが生体計測デバイス２２０から信号を伝達し、かつ／又はこれに信号を伝達することを可能にする、入力／出力（input/output、Ｉ／Ｏ）通信インターフェースを含むことができる。

処置中、プロセッサ２４４は、ディスプレイ２２７上での医師２３０への身体部分レンダリングの提示を容易にし、身体部分レンダリング２３５を表すデータをメモリ２４２内に記憶することができる。メモリ２４２は、ランダムアクセスメモリ又はハードディスクドライブなどの任意の好適な揮発性メモリ及び／又は不揮発性メモリを備えてもよい。いくつかの実施形態では、医療専門家２３０は、タッチパッド、マウス、キーボード、ジェスチャ認識装置などの１つ又は２つ以上の入力デバイスを使用して、身体部分レンダリング２３５を操作することが可能であり得る。例えば、入力デバイスを使用して、レンダリング２３５が更新されるように、カテーテル２４０の位置を変更することができる。代替的な実施形態では、ディスプレイ２２７は、身体部分レンダリング２３５を提示することに加えて、医療専門家２３０からの入力を受け取るように構成されていてもよいタッチスクリーンを含んでもよい。

現在のＥＰマッピングシステムは、心腔の外側から視認される心臓のＥＰマップを生成し、複数の図から、肺静脈内などのアブレーション部位を見るためにマップを回転及びズームする煩雑なステップを必要とする。例えば、図３Ａ及び図３Ｂは、心腔の外側又はＥＰマップ３００の外側から観察された肺静脈を示す、心臓の左心房３１０のＥＰマップ３００の従来図を示している。より具体的には、図３Ａ及び図３Ｂは、左心房３１０の外側から観察された右上肺静脈（ＲＳＰＶ）３２０、右下肺静脈（ＲＩＰＶ）３３０、左上肺静脈（ＬＳＰＶ）３４０、左下肺静脈（ＬＩＰＶ）３５０、及び左心耳（ＬＡＡ）３６０を示す。

心腔を示す従来のＥＰマップは、いくつかの欠点を有する。例えば、可視化により、異なる深度を有する要素が同じように見える正投影カメラをシミュレートすることができる。これにより、アブレーションカテーテルなどのカテーテルがＥＰマップ表面にどの程度接近するかを判定することは困難になる。例えば、カテーテルは、ＥＰマップの前面又は後面に近い場合があり、視覚的に同じように見える。従来のＥＰマッピングシステムでは、カテーテルの深度の理解を支援するためにカテーテル距離投影を提供することによって、この視覚的曖昧性を補償することを試みてきた。

従来のＥＰマップによる別の欠点は、静脈が互いに不明瞭になる可能性があることである。例えば、図３Ａに示すように、ＲＩＰＶ３３０の一部は、ＲＳＰＶ３２０によって遮られ、ＬＩＰＶ３５０の一部は、ＬＳＰＶ３４０によって遮られている。かかる従来のＥＰマッピングシステムで様々な静脈を視認するために、マップ３００は、不明瞭な部分を見るために回転されなければならない。

従来のＥＰマップによる更に別の欠点は、カテーテルがマップ内部にある間にマップを心室の外側から視認することにより、静脈に対するカテーテルの位置が不明瞭になることである。加えて、アブレーション処置中、静脈の周囲のアブレーションのために特定された領域は、単一の視野において視認することができない。例えば、図４は、心腔の外側又はＥＰマップの外側から視認されたＬＳＰＶ３４０及びＬＩＰＶ３５０の周囲のアブレーションのために特定された場所４１０を示す、心臓の左心房３１０のＥＰマップ４００の図を示している。図４に示すように、アブレーションのために特定された場所４１０のすべては、単一の視野において観察することができず、アブレーションのための不明瞭な場所４１０を視認するためにＥＰマップ４００の回転を必要とする。

一実施形態では、本出願の主題は、撮像デバイス２４１（図２）などの１つ又は２つ以上の撮像デバイスを位置付けるための心構造内の場所を判定するために、又は医師が関心対象の心室又は心臓領域全体を視認するためにＥＰマップを回転及びズームする必要がなく、関心対象の心室又は心臓領域内から関心対象の心室又は心臓領域全体の３Ｄ ＥＰマップを生成するための心室の画像視野を取得するために、位置付けアルゴリズムを利用することを対象とする。一実施形態では、本出願の主題は、従来の直交カメラ視野と比較して、ＥＰマップの改善された３Ｄ深度を提供するために、遠近投影カメラなどの撮像デバイスを利用する。

一実施形態では、本出願の主題は、心室又はＥＰマップ内部から心室全体の視野を生成するために使用することができる。更に別の実施形態では、本出願の主題は、限定するものではないが、肺静脈、付属器官、静脈分岐などの関心対象の心臓領域の視野を生成するために使用することができる。更に別の実施形態では、本出願の主題は、限定するものではないが、単一の視野において、ＥＰマップ内からアブレーションのために特定された場所を視認するために、アブレーション処置などの心臓処置中に使用することができる。

一実施形態では、本出願の主題は、ＥＰマッピングシステム２００などのシステム、又は関心対象の心構造を可視化するための方法などを対象とする。システムは、好ましくは、少なくとも１つの撮像デバイス、例えば、画像データ、例えば、心構造内から関心対象の心構造の画像データ２３５を取得する撮像デバイス２４１、及びメモリ、例えば、メモリ２４２を含むプロセッサ、例えば、プロセッサ２４４を含む。プロセッサは、関心対象の心構造のモデルデータを受信及び記憶することと、関心対象の心構造の画像データを取得するために、関心対象の心構造内に少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための少なくとも１つの場所を判定することと、関心対象の心構造内の判定された少なくとも１つの場所に位置付けられた少なくとも１つの撮像デバイスから画像データを受信することと、受信した画像データに基づいて、関心対象の心構造の電気生理学的マップ内から３Ｄ電気生理学的マップを生成することと、を行うように構成されている。

３Ｄ美術館監視アルゴリズム
一実施形態では、本出願の主題は、「美術館監視問題」を利用して、心室内に撮像デバイス２４１などの撮像デバイスを配置するための最適領域を特定し、心室又はＥＰマップ内から関心対象の心室又は心臓領域全体の三次元（３Ｄ）視野を生成する。

「美術館監視問題」は、計算幾何学の分野では良く知られた問題であり、当業者であれば容易に理解するものである。例えば、「美術館監視問題」は、従来、最小数のガード（すなわち、カメラ）を二次元（two-dimensional、２Ｄ）の閉じ多角形美術館監視に配置することを含み、その結果、ガードは、多角形の全領域を視認することができる。換言すれば、美術館内のすべての場所は、少なくとも１つのガードによって視認することができる。計算幾何学の分野では、アルゴリズムを利用して問題を解決する。例えば、ｎ個の頂点を有する単純な多角形の場合、多角形内部にあるあらゆる点を見るためのガードの最小数は、（ｎ／３）のガードである。

二次元（２Ｄ）及び三次元（３Ｄ）「美術館監視問題」、並びに２Ｄ及び３Ｄ美術館監視問題を解決するためのアルゴリズムは、当該技術分野で良く知られており、記載されている。例えば、Ｏ’Ｒｏｕｒｋｅ，Ｊｏｓｅｐｈ，「Ａｒｔ Ｇａｌｌｅｒｙ Ｔｈｅｏｒｅｍｓ Ａｎｄ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，」Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ，Ｉｎｃ．（１９８７）、Ｃｓｉｚｍａｄｉａ ｅｔ ａｌ．，「Ｎｏｔｅ Ｏｎ Ａｒｔ Ｇａｌｌｅｒｙ Ｐｒｏｂｌｅｍ，」Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ，Ｖｏｌ．１０，ｐ．４７－５５（１９９８）、及びＭａｒｚａｌ，Ｊｅｆｒｉ，「Ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ－Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ａｒｔ Ｇａｌｌｅｒｙ Ｐｒｏｂｌｅｍ Ａｎｄ Ｉｔｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，」Ｍｕｒｄｏｃｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（２０１２）を参照すると、これらの内容は、参照により完全に記載されているかのように本明細書に組み込まれている。一実施形態では、本出願の主題は、関心対象の心室又は心臓領域全体の３Ｄ視野を生成するために心室内に位置付けられる、撮像デバイス２４１などの最小数の撮像デバイスの場所を判定するために、３Ｄ美術館監視問題を利用する。本出願の主題によれば、３Ｄ美術館監視問題を解決するための文献に記載されている任意の既知のアルゴリズム又は近似アルゴリズムを利用することができる。

一実施形態では、３Ｄ美術館監視アルゴリズムを利用して、最小数の撮像デバイス又は撮像視野の場所をＥＰマップ内から判定して、関心対象の心室又は心臓場所の完全な可視化を作成する。最小数の撮像デバイスの場所又は視野から取得された画像を組み合わせて、関心対象の心室又は心臓領域全体の単一の視野を有するＥＰマップを生成し、その結果、医師は、心室又はアブレーション部位全体を視認するためにＥＰマップを回転及びズームする必要がない。

一実施形態によれば、本出願は、図２に関して上述したようなＥＰマッピングシステム２００とともに使用される撮像デバイス２４１などの撮像デバイスを利用して、関心対象の心室又は心臓領域の内部の図を生成する。上で考察されるように、１つ又は２つ以上の撮像デバイス２４１は、プローブ２２１又はシャフト２２２を介して心室内に位置付けることができる。撮像デバイス２４１は、関心対象の心室又は心臓領域の画像データを取得するために使用され、心室又はＥＰマップ内部から、関心対象の心室又は心臓領域の視野を有するＥＰマップを生成するために、図１を参照して説明されるように、プロセッサ１１４並びにコンピューティングデバイス１０６及び１０８、又は図２を参照して説明されるように、プロセッサ２４４及びサーバ２６０などのプロセッサ又はコンピューティングデバイスと通信することができる。

図５は、本明細書に記載の３Ｄ美術館監視アルゴリズムを利用して、ＥＰマップ内から関心対象の心室又は心臓領域のＥＰマップを生成するための方法又はプロセス５００の例示的な一実施形態である。

ステップ５１０において、プロセッサ２４４などの処理デバイス、及びＥＰマッピングシステム２００（図２）に関連付けられたメモリ２４２などのメモリは、好ましくは、関心対象の心室又は心臓領域に関連付けられたモデルデータを受信及び記憶する。モデルデータは、限定するものではないが、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）法、Ｘ線撮像、回転血管造影、超音波撮像、三次元超音波撮像、三次元マッピング、撮像デバイスを有する心臓内プローブ、又は三次元撮像のための任意の他の手段などの撮像システムによって取得することができる。モデルデータは、以前に生成された患者の心臓のモデルデータから、又は心臓のモデルデータのデータベースからリアルタイムで取得することができる。

ステップ５２０において、処理デバイスは、好ましくは、上述の３Ｄ美術館監視アルゴリズムを利用して、関心対象の心室又は心臓領域と関連付けられたモデルデータを処理して、最小数の撮像デバイスを位置付けるか、又は最小数の画像視野を取得するために、関心対象の心室又は心臓領域内の場所を判定し、ＥＰマップ内から関心対象の心室又は心臓場所の完全な可視化を伴うＥＰマップを生成する。例えば、限定するものではないが、本明細書で利用される３Ｄ美術館監視アルゴリズムは、Ｍａｒｚａｌ、Ｊｅｆｒｉに記された「Ｔｈｅ Ｆｉｘｅｄ－Ｐｏｉｎｔ Ｇｕａｒｄ Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ」、「Ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ－Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ａｒｔ Ｇａｌｌｅｒｙ Ｐｒｏｂｌｅｍ Ａｎｄ Ｉｔｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ」、Ｍｕｒｄｏｃｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（２０１２）とすることができ、これは参照により完全に記載されているかのように組み込まれている。

ステップ５３０において、図２に関して上述したプローブ２２１及び撮像デバイス２４１などの少なくとも１つの撮像デバイスを含む少なくとも１つのプローブは、好ましくは、判定された場所で関心対象の心室又は心臓領域に挿入され、判定された場所で関心対象の心室又は心臓場所の画像データを取得する。例えば、限定するものではないが、撮像デバイスは、撮像デバイスを判定された場所に位置させることを支援するための位置付けセンサを有することができる。

代替的に、ステップ５２０において、処理デバイスは、３Ｄ美術館監視アルゴリズムを利用して、画像デバイスを位置付けるか、又は画像データを取得するために、関心対象の心室又は心臓領域内の場所を提案することができ、医師又は技師は、ステップ５３０でＥＰマップを生成するために好ましい場所を選択することができる。

ステップ５４０において、取得された画像データは、好ましくは、プロセッサ２４４などの処理デバイスに通信されて、関心対象の心室又は心臓場所の完全な可視化を伴うＥＰマップ内から関心対象の心室又は心臓領域の３Ｄ ＥＰマップを生成する。撮像デバイスは、上述の有線又は無線送信手段を介して画像データを処理デバイスに送信してもよい。

ステップ５５０において、生成された３Ｄ ＥＰマップは、ディスプレイ２２７（図２）などのディスプレイ上に任意選択的に表示することができる。

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃは、プロセス５００に従って生成された左心房３１０の例示的なＥＰマップ６１０及び６２０をそれぞれ示す。図６Ａは、ＥＰマップ６１０内部からのＬＳＰＶ３４０、ＬＩＰＶ３５０、及びＬＡＡ３６０の完全な可視化を示す、左心房３１０の例示的な図を示す。図６Ｂは、ＥＰマップ６２０内部からのＲＳＰＶ３２０及びＲＩＰＶ３３０の完全な可視化を示す左心房３１０の例示的な図を示す。図６Ｃは、ＥＰマップ６１０内部から視認したＬＳＰＶ３４０及びＬＩＰＶ３５０の周囲のアブレーションのために特定された場所６３０の完全な視野を示す、図６ＡのＥＰマップ６１０を示している。図６Ｃに示すように、ＬＳＰＶ３４０及びＬＩＰＶ３５０の周囲のアブレーションのために特定された場所６３０のすべてを、ＥＰマップ６１０を回転させることを必要とせずに視認することができる。比較すると、図４に描写され、上述した心腔の外側の従来のＥＰマップ４００は、ＬＳＰＶ３４０及びＬＩＰＶ３５０の周囲のアブレーションのために特定されたすべての場所４１０を視認するためにマップ４００の回転を必要とする。

骨格軸アルゴリズム
別の実施形態では、本出願の主題は、関心対象の心室又は心臓領域の骨格軸を生成するために骨格軸アルゴリズムを利用して、心室内に撮像デバイス２４１などの撮像デバイスを配置するための最適領域を特定し、心室又はＥＰマップ内から関心対象の心臓領域の三次元（３Ｄ）視野を生成する。

図７は、本明細書に記載される骨格軸アルゴリズムを利用してＥＰマップ内から関心対象の心臓領域のＥＰマップを生成するためのプロセス７００の例示的な一実施形態である。

ステップ７１０において、ＥＰマッピングシステム２００（図２）に関連付けられたプロセッサ２４４及びメモリ２４２などの処理デバイスは、好ましくは、関心対象の心室又は心臓領域に関連付けられたモデルデータを受信及び記憶する。モデルデータは、限定するものではないが、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）法、Ｘ線撮像、回転血管造影、超音波撮像、三次元超音波撮像、三次元マッピング、撮像デバイスを有する心臓内プローブ、又は三次元撮像のための任意の他の手段などの撮像システムによって取得することができる。モデルデータは、以前に生成された患者の心臓のモデルデータから、又は心臓のモデルデータのデータベースからリアルタイムで取得することができる。

ステップ７２０において、処理デバイスは、好ましくは、三角メッシュの骨格軸を作成するための既知の方法及びアルゴリズムによって、関心対象の心室又は心臓領域の骨格軸又は地形学的骨格を生成する。骨格軸を作成するための例示的な方法は、グラフィックモデリングのための既知の方法に従って、多角形メッシュ又は三角形メッシュなどの３Ｄモデルデータ内に表面メッシュを生成することを含む。次に、表面メッシュを折り畳んで、構造体の内側部、及び限定するものではないが、静脈、動脈、付属器官などの任意の延在する分枝部に沿って、中心軸又は主軸を生成する。当業者であれば、骨格軸を生成するための他の方法又はアルゴリズムが、Ｔａｇｌｉａｓａｃｃｈｉ ｅｔ ａｌ．，「Ｍｅａｎ Ｃｕｒｖａｔｕｒｅ Ｓｋｅｌｅｔｏｎｓ，」Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｆｏｒｕｍ（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ），３１（５）：１７３５－１７４４（２０１２）に記載されており、その内容は参照により本明細書に組み込まれるものなど、本出願の範囲内で利用することができることを認識するであろう。

図８は、図７のステップ７２０に従って左心房３１０の３Ｄモデルデータ８００上に表示される骨格軸８０５の例示的な一実施形態を示す。骨格軸８０５は、主軸８１０と、ＲＳＰＶ軸８２０、ＲＩＰＶ軸８３０、ＬＳＰＶ軸８４０、ＬＩＰＶ軸８５０、及びＬＡＡ８６０軸を含む、５つの分岐軸と、を含む。

ステップ７３０において、図２に関して上述したプローブ２２１及び撮像デバイス２４１などの少なくとも１つの撮像デバイスを含む、少なくとも１つのプローブは、好ましくは、生成された骨格軸に沿って、関心対象の場所で関心対象の心室又は心臓領域に挿入されて、関心対象の心臓場所の画像データを取得する。例えば、関心対象の場所は、静脈に沿って、又は静脈分岐に隣接して、全領域を視認することができ、心臓専門医などの医師によって判定することができる。

図９Ａは、心室内部からＲＳＰＶ３２０及びＲＩＰＶ３３０の視野を取得するために、ＲＳＰＶ軸８２０及びＲＩＰＶ軸８３０の分岐接合部に隣接する骨格軸８０５の主軸８１０に沿って左心房３１０内に位置付けられた撮像デバイス９１０の例示的な一実施形態を示す。図９Ｂは、図９Ａに示す撮像デバイス９１０から取得した、心室内部からのＲＳＰＶ３２０及びＲＩＰＶ３３０の画像を示す。

図１０Ａは、心室内部からＬＳＰＶ８４０、ＬＩＰＶ８５０、及びＬＡＡ８６０の視野を取得するために、ＬＳＰＶ軸８４０、ＬＩＰＶ軸８５０、及びＬＡＡ軸８６０の分岐接合部に隣接する骨格軸８０５の主軸８１０に沿って左心房３１０内に位置付けられた撮像デバイス９１０の例示的な一実施形態を示す。図１０Ｂは、図１０Ａに示す撮像デバイス９１０か取得された心室内部からのＬＳＰＶ８４０、ＬＩＰＶ８５０、及びＬＡＡ８６０の画像を示す。

図１１Ａは、ＬＩＰＶ３５０内部からＬＩＰＶ３５０の視野を取得するために、骨格軸８０５のＬＩＰＶ軸８５０に沿って左心房３１０内に位置付けられた撮像デバイス９１０の例示的な一実施形態を示す。図１１Ｂは、図１１Ａに示す撮像デバイス９１０から取得されたＬＩＰＶ内部からのＬＩＰＶ８５０の画像を示す。

ステップ７４０において、取得された画像データは、好ましくは、プロセッサ２４４などの処理デバイスに通信されて、関心対象の心臓場所の完全な可視化を伴うＥＰマップ内から関心対象の心室又は心臓領域の３Ｄ ＥＰマップを生成する。

ステップ７５０において、生成された３Ｄ ＥＰマップは、ディスプレイ２２７（図２）などのディスプレイ上に任意選択的に表示することができる。

図５及び図７は、本明細書に記載されるＥＰマッピングシステム２００を利用して、心室又はＥＰマップ内から関心対象の心室又は心臓領域の三次元（３Ｄ）視野を生成するために、心室内に撮像デバイス２４１などの撮像デバイスを配置するための最適領域を特定するための例示的なプロセスに関するものであるが、当業者であれば、開示されたプロセスは、限定されるものではなく、他の心構造又は身体器官を可視化するために適用することができることを容易に理解するであろう。

改善された心臓可視化のために本明細書に開示される主題は、従来の技術と比較して、アブレーション処置などの心臓処置を支援するための関心対象の心室又は心臓領域のより包括的な視野を提供する。例えば、本明細書に開示される改善された心臓可視化システム、方法、及び技術は、ＥＰマップを視認するときに不明瞭な幾何学形状を低減又は排除し、ＥＰマップを回転及びズームするという煩雑かつ時間のかかるステップを低減又は回避して、関心対象の心臓領域全体を可視化する。

本明細書に開示される主題の一実施形態では、医師又は技師は、本明細書に開示される３Ｄ美術館監視アルゴリズム又は骨格軸アルゴリズムを利用して、ＥＰマップ内から関心対象の心室又は心臓領域の３Ｄ ＥＰマップを生成するための方法を選ぶことができる。例えば、限定するものではないが、心室全体を見るために最小数の視野を有することが重要な要素である場合、美術館監視アルゴリズムが選択されてもよい。しかしながら、アブレーションのための関心対象の心臓領域すべてを視認することが重要な要素である場合、骨格アルゴリズムが選択されてもよい。

本明細書の開示に基づいて多くの変更例が可能であることを理解されたい。特徴及び要素が特定の組み合わせで上に説明されているが、各特徴又は要素は、他の特徴及び要素を用いずに単独で、又は他の特徴及び要素を用いて若しくは用いずに他の特徴及び要素との様々な組み合わせで使用されてもよい。同様に、プロセスステップは、特定の順序で上述されているが、ステップは他の望ましい順序で実行することができる。

本明細書に提供される方法、プロセス及び／又はフローチャートは、汎用コンピュータ又はプロセッサによる実施のために非一時的コンピュータ可読記憶媒体に組み込まれるコンピュータプログラム、ソフトウェア、又はファームウェアにおいて実装することができる。非一時的コンピュータ可読記憶媒体の例としては、ＲＯＭ、ランダムアクセスメモリ（random access memory、ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、磁気媒体、例えば、内蔵ハードディスク及びリムーバブルディスク、磁気光学媒体、並びに光学媒体、例えば、ＣＤ－ＲＯＭディスク及びデジタル多用途ディスク（digital versatile disk、ＤＶＤ）が挙げられる。

特定の専門用語は、単に便宜上本明細書の説明において使用されるに過ぎず、限定ではない。「右」、「左」、「上」、「下」、「前」、及び「後」という語は、参照する図面における方向を示している。「１つ（a）」及び「１つ（one）」という語は、特許請求の範囲及び本明細書の対応する部分において使用するとき、特に指定しない限り、参照された項目のうちの１つ又は２つ以上を含むものとして定義される。この専門用語には、上記で具体的に言及した語、その派生語及び同様の意味を有する語が含まれる。「少なくとも１つ」という句の後に「Ａ、Ｂ又はＣ」などの２つ又は３つ以上の項目の列挙が続くと、Ａ、Ｂ、又はＣのうちの任意の個々の１つ及びそれらの任意の組み合わせを意味する。

本明細書の更なる例示的な実施形態は、ある実施形態に、本明細書の任意の１つ若しくは２つ以上の他の実施形態に由来する１つ若しくは２つ以上の要素を付加することによって、かつ／又はある実施形態に由来する１つ若しくは２つ以上の要素を、本明細書の１つ若しくは２つ以上の他の実施形態由来の１つ若しくは２つ以上の要素と置換することによって、形成されてもよい。

したがって、開示された主題は、開示された特定の実施形態に制限されず、添付の特許請求の範囲、上記の説明によって定義され、かつ／及び添付の図面に示されているような本発明の趣旨及び範囲内のすべての修正をも包含することを意図するものと理解される。

〔実施の態様〕
（１） 関心対象の心構造を可視化するためのシステムであって、
前記関心対象の心構造内から前記関心対象の心構造の画像データを取得する少なくとも１つの撮像デバイスと、
メモリを備えるプロセッサであって、
前記関心対象の心構造のモデルデータを受信及び記憶することと、
前記関心対象の心構造の画像データを取得するために、前記関心対象の心構造内に前記少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための少なくとも１つの場所を判定することと、
前記関心対象の心構造内の判定された前記少なくとも１つの場所に位置付けられた前記少なくとも１つの撮像デバイスから、前記画像データを受信することと、
受信された前記画像データに基づいて、前記関心対象の心構造の３Ｄ電気生理学的マップ内から視認可能な、前記３Ｄ電気生理学的マップを生成することと、を行うように構成されている、プロセッサと、を備える、システム。
（２） 前記関心対象の心構造の生成された前記３Ｄ電気生理学的マップを表示するためのディスプレイを更に備える、実施態様１に記載のシステム。
（３） 前記関心対象の心構造が、心室である、実施態様１に記載のシステム。
（４） 前記関心対象の心構造が、少なくとも１つの静脈又は少なくとも１つの静脈分岐である、実施態様１に記載のシステム。
（５） 生成された前記３Ｄ電気生理学的マップが、単一の視野において、前記関心対象の心構造の完全な可視化を提供する、実施態様１に記載のシステム。

（６） 前記プロセッサが、前記関心対象の心構造の完全な可視化を取得するために、前記関心対象の心構造内の最小数の場所を判定する３Ｄ美術館監視アルゴリズム（3D art gallery algorithm）に基づいて、前記関心対象の心構造内に前記少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための前記少なくとも１つの場所を判定する、実施態様１に記載のシステム。
（７） 撮像デバイスが、各判定された場所で画像データを取得するために、前記関心対象の心構造内の前記最小数の場所の各々に位置付けられる、実施態様６に記載のシステム。
（８） 前記プロセッサが、前記関心対象の心構造の前記モデルデータの骨格軸を生成する骨格軸アルゴリズムに基づいて、前記関心対象の心構造内に前記少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための前記少なくとも１つの場所を判定する、実施態様１に記載のシステム。
（９） 前記少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための前記少なくとも１つの場所が、前記骨格軸に沿った場所である、実施態様８に記載のシステム。
（１０） 前記少なくとも１つの撮像デバイスが、心臓内プローブである、実施態様１に記載のシステム。

（１１） 関心対象の心構造を可視化するための方法であって、
関心対象の心構造のモデルデータを取得することと、
前記関心対象の心構造の画像データを取得するために、前記関心対象の心構造内に少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための少なくとも１つの場所を判定することと、
前記関心対象の心構造内の判定された前記少なくとも１つの場所に前記少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けることと、
前記関心対象の心構造内の前記判定された少なくとも１つの場所から、前記関心対象の心構造の画像データを生成することと、
生成された前記画像データに基づいて、前記関心対象の心構造の３Ｄ電気生理学的マップ内から視認可能な、前記３Ｄ電気生理学的マップを生成することと、を含む、方法。
（１２） ディスプレイ上に、前記関心対象の心構造の生成された前記３Ｄ電気生理学的マップを表示することを更に含む、実施態様１１に記載の方法。
（１３） 前記関心対象の心構造が、心室である、実施態様１１に記載の方法。
（１４） 前記関心対象の心構造が、少なくとも１つの静脈又は少なくとも１つの静脈分岐である、実施態様１１に記載の方法。
（１５） 生成された前記３Ｄ電気生理学的マップが、単一の視野において、前記関心対象の心構造の完全な可視化を提供する、実施態様１１に記載の方法。

（１６） 前記関心対象の心構造内に前記少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための前記少なくとも１つの場所を判定することが、前記関心対象の心構造の完全な可視化を取得するために、前記関心対象の心構造内の最小数の場所を判定する３Ｄ美術館監視アルゴリズムを利用するプロセッサを提供することを更に含む、実施態様１１に記載の方法。
（１７） 各判定された場所で画像データを取得するために、前記関心対象の心構造内の前記最小数の場所の各々に撮像デバイスを位置付けることを更に含む、実施態様１６に記載の方法。
（１８） 前記関心対象の心構造内に前記少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための前記少なくとも１つの場所を判定することが、前記関心対象の心構造の前記モデルデータの骨格軸を生成する骨格軸アルゴリズムを利用するプロセッサを提供することを更に含む、実施態様１１に記載の方法。
（１９） 前記少なくとも１つの撮像デバイスが、前記骨格軸に沿った場所に位置付けられる、実施態様１８に記載の方法。
（２０） 非一時的コンピュータ可読記録媒体であって、コンピュータに、
関心対象の心構造のモデルデータを取得するステップと、
前記関心対象の心構造の画像データを取得するために、前記関心対象の心構造内に少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための少なくとも１つの場所を判定するステップと、
前記関心対象の心構造内の判定された前記少なくとも１つの場所に前記少なくとも１つの画像デバイスを位置付けるステップと、
前記関心対象の心構造内の前記判定された少なくとも１つの場所から、前記関心対象の心構造の画像データを生成するステップと、
生成された前記画像データに基づいて、前記関心対象の心構造の３Ｄ電気生理学的マップ内から視認可能な、前記３Ｄ電気生理学的マップを生成するステップと、を実施させることによって関心対象の心構造を可視化するためのプログラム命令を記憶する、非一時的コンピュータ可読記録媒体。

Claims (20)

1. 関心対象の心構造を可視化するためのシステムであって、
   前記関心対象の心構造内から前記関心対象の心構造の画像データを取得する少なくとも１つの撮像デバイスと、
   メモリを備えるプロセッサであって、
   前記関心対象の心構造のモデルデータを受信及び記憶することと、
   前記関心対象の心構造の画像データを取得するために、前記関心対象の心構造内に前記少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための少なくとも１つの場所を判定することと、
   前記関心対象の心構造内の判定された前記少なくとも１つの場所に位置付けられた前記少なくとも１つの撮像デバイスから、前記画像データを受信することと、
   受信された前記画像データに基づいて、前記関心対象の心構造の３Ｄ電気生理学的マップ内から視認可能な、前記３Ｄ電気生理学的マップを生成することと、を行うように構成されている、プロセッサと、を備える、システム。
2. 前記関心対象の心構造の生成された前記３Ｄ電気生理学的マップを表示するためのディスプレイを更に備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記関心対象の心構造が、心室である、請求項１に記載のシステム。
4. 前記関心対象の心構造が、少なくとも１つの静脈又は少なくとも１つの静脈分岐である、請求項１に記載のシステム。
5. 生成された前記３Ｄ電気生理学的マップが、単一の視野において、前記関心対象の心構造の完全な可視化を提供する、請求項１に記載のシステム。
6. 前記プロセッサが、前記関心対象の心構造の完全な可視化を取得するために、前記関心対象の心構造内の最小数の場所を判定する３Ｄ美術館監視アルゴリズムに基づいて、前記関心対象の心構造内に前記少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための前記少なくとも１つの場所を判定する、請求項１に記載のシステム。
7. 撮像デバイスが、各判定された場所で画像データを取得するために、前記関心対象の心構造内の前記最小数の場所の各々に位置付けられる、請求項６に記載のシステム。
8. 前記プロセッサが、前記関心対象の心構造の前記モデルデータの骨格軸を生成する骨格軸アルゴリズムに基づいて、前記関心対象の心構造内に前記少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための前記少なくとも１つの場所を判定する、請求項１に記載のシステム。
9. 前記少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための前記少なくとも１つの場所が、前記骨格軸に沿った場所である、請求項８に記載のシステム。
10. 前記少なくとも１つの撮像デバイスが、心臓内プローブである、請求項１に記載のシステム。
11. 関心対象の心構造を可視化するための方法であって、
    関心対象の心構造のモデルデータを取得することと、
    前記関心対象の心構造の画像データを取得するために、前記関心対象の心構造内に少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための少なくとも１つの場所を判定することと、
    前記関心対象の心構造内の判定された前記少なくとも１つの場所に前記少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けることと、
    前記関心対象の心構造内の前記判定された少なくとも１つの場所から、前記関心対象の心構造の画像データを生成することと、
    生成された前記画像データに基づいて、前記関心対象の心構造の３Ｄ電気生理学的マップ内から視認可能な、前記３Ｄ電気生理学的マップを生成することと、を含む、方法。
12. ディスプレイ上に、前記関心対象の心構造の生成された前記３Ｄ電気生理学的マップを表示することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記関心対象の心構造が、心室である、請求項１１に記載の方法。
14. 前記関心対象の心構造が、少なくとも１つの静脈又は少なくとも１つの静脈分岐である、請求項１１に記載の方法。
15. 生成された前記３Ｄ電気生理学的マップが、単一の視野において、前記関心対象の心構造の完全な可視化を提供する、請求項１１に記載の方法。
16. 前記関心対象の心構造内に前記少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための前記少なくとも１つの場所を判定することが、前記関心対象の心構造の完全な可視化を取得するために、前記関心対象の心構造内の最小数の場所を判定する３Ｄ美術館監視アルゴリズムを利用するプロセッサを提供することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
17. 各判定された場所で画像データを取得するために、前記関心対象の心構造内の前記最小数の場所の各々に撮像デバイスを位置付けることを更に含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記関心対象の心構造内に前記少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための前記少なくとも１つの場所を判定することが、前記関心対象の心構造の前記モデルデータの骨格軸を生成する骨格軸アルゴリズムを利用するプロセッサを提供することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
19. 前記少なくとも１つの撮像デバイスが、前記骨格軸に沿った場所に位置付けられる、請求項１８に記載の方法。
20. 非一時的コンピュータ可読記録媒体であって、コンピュータに、
    関心対象の心構造のモデルデータを取得するステップと、
    前記関心対象の心構造の画像データを取得するために、前記関心対象の心構造内に少なくとも１つの撮像デバイスを位置付けるための少なくとも１つの場所を判定するステップと、
    前記関心対象の心構造内の判定された前記少なくとも１つの場所に前記少なくとも１つの画像デバイスを位置付けるステップと、
    前記関心対象の心構造内の前記判定された少なくとも１つの場所から、前記関心対象の心構造の画像データを生成するステップと、
    生成された前記画像データに基づいて、前記関心対象の心構造の３Ｄ電気生理学的マップ内から視認可能な、前記３Ｄ電気生理学的マップを生成するステップと、を実施させることによって関心対象の心構造を可視化するためのプログラム命令を記憶する、非一時的コンピュータ可読記録媒体。

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