JP2022075679A - 心臓情報の取得および解析に役立つ位置特定システム - Google Patents
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- A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
- A61B8/0883—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of the heart
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/12—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves in body cavities or body tracts, e.g. by using catheters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4416—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to combined acquisition of different diagnostic modalities, e.g. combination of ultrasound and X-ray acquisitions
-
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Abstract
Description
本出願は、米国特許法第119条(e)の定めにより、2015年5月13日に出願した「Localization System and Method Useful in the Acquisition and Analysis of Cardiac Information」という名称の米国仮特許出願第62/161,213号の優先権を主張するものであり、その全体を本願に引用して援用する。
Claims (97)
- 周辺組織によって定められた体の腔へ1つ以上の生体電位電極を送り届けるように構成された少なくとも1つのカテーテルと、
前記体に対して向きが固定されるように構成された複数の位置特定電極を備えた患者インターフェースのモジュールと、
前記組織についての操作可能な座標系を確立するように前記位置特定電極からの位置特定信号を処理するとともに、前記座標系内で前記生体電位電極の方位を測定するように生体電位信号を処理するように構成された心臓情報の操作卓と
を備えることを特徴とする位置特定システム。 - 請求項1または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記腔は心腔であり、前記周辺組織は前記心腔の1つ以上の壁であることを特徴とするシステム。
- 請求項1または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記1つ以上の生体電位電極は、前記少なくとも1つのカテーテルの遠位端に結合された複数の生体電位電極であることを特徴とするシステム。
- 請求項3または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記生体電位電極は、3Dアレイに配設(配置)されていることを特徴とするシステム。
- 請求項4または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記3Dアレイは、複数のスプラインを含むことを特徴とするシステム。
- 請求項4または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記3Dアレイは、バスケットアレイ、螺旋アレイ、バルーン、径方向に展開可能なアーム、ならびに/または他の拡張可能および圧縮可能な構造であることを特徴とするシステム。
- 請求項1または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記患者インターフェースのモジュールは、患者絶縁駆動システム、一組のパッチ電極、および1つ以上の基準電極を備えることを特徴とするシステム。
- 請求項7または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記位置特定電極は、一対以上の位置特定電極を含むことを特徴とするシステム。
- 請求項8または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記位置特定電極は、二対の位置特定電極を含むことを特徴とするシステム。
- 請求項8または他のいずれか1項に記載のシステムであって、位置特定電極の各対は、前記座標系の軸を定めることを特徴とするシステム。
- 請求項8または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記位置特定電極は三対の位置特定電極を含み、位置特定電極の各対は前記座標系の軸の1つを定めることを特徴とするシステム。
- 請求項11または他のいずれか1項に記載のシステムであって、
第1の対の位置特定電極は、肋骨の両側に配置された2つのパッチ電極を有し、
第2の対の位置特定電極は、腰部に配置された1つのパッチ電極と、上胸部に配置された1つのパッチ電極とを有し、
第3の対の位置特定電極は、上背に配置された1つのパッチ電極と、下腹部に配置された1つのパッチ電極とを有することを特徴とするシステム。 - 請求項11または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記軸は、前記体の自然軸に非直交であることを特徴とするシステム。
- 請求項13または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記複数対の位置特定電極は、前記軸が原点で交差するとともに前記原点が心臓内に位置するように配置されることを特徴とするシステム。
- 請求項13または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記3つの交差する軸の原点は、心房の体積の中心にあることを特徴とするシステム。
- 請求項7または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記絶縁駆動システムは、電流の漏洩を防ぐために前記心臓情報の操作卓からの前記位置特定信号を切り離すように構成されていることを特徴とするシステム。
- 請求項7または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記絶縁駆動システムは、前記位置特定電極の対によって生成された全ての軸の同時出力を維持するように構成されていることを特徴とするシステム。
- 請求項8または他のいずれか1項に記載のシステムであって、位置特定電極の各対は、異なる位置特定信号によって駆動されることを特徴とするシステム。
- 請求項18または他のいずれか1項に記載のシステムであって、各位置特定信号は、異なる周波数を有することを特徴とするシステム。
- 請求項19または他のいずれか1項に記載のシステムであって、
前記第1の対の電極について生成される前記信号は、約39kHzの周波数を有し、
前記第2の対の電極について生成される前記信号は、約48kHzの周波数を有し、
前記第3の対の電極について生成される前記信号は、約52kHzの周波数を有することを特徴とするシステム。 - 請求項20または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記心臓情報の操作卓は、生体電位の前記3Dアレイの電子表示を調整および補正するように前記座標系を回転させるようにさらに構成されていることを特徴とするシステム。
- 請求項21または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記心臓情報の操作卓は、生体電位の前記3Dアレイの電子表示を調整および補正するように前記座標系を拡大縮小するようにさらに構成されていることを特徴とするシステム。
- 請求項21または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記心臓情報の操作卓は、生体電位の前記3Dアレイの電子表示を生体電位の前記3Dアレイの知られているまたは決定された幾何学的形状に適合させるようにさらに構成されていることを特徴とするシステム。
- 請求項1または他のいずれか1項に記載のシステムであって、
生体電位電極の前記3Dアレイおよび前記座標系を表示するように構成されたユーザインターフェースシステムをさらに備えることを特徴とするシステム。 - 請求項24または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記ユーザインターフェースシステムは、ユーザが生体電位の前記3Dアレイの画像をグラフィック的に調整および補正するように前記座標系を回転および/または拡大縮小することを可能にする機構を含むことを特徴とするシステム。
- 請求項1または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記心臓情報の操作卓は、電極ごとに、
高インピーダンスの入力を有するとともに前記生体電位電極から生体電位信号を受信するように構成されている生体電位信号の経路、および/または
高インピーダンスの入力を有するとともに前記位置特定電極から位置特定信号を受信するように構成されている位置特定信号の経路をさらに備えることを特徴とするシステム。 - 請求項26または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記心臓情報の操作卓は、電極ごとに、
前記生体電位信号の経路と前記位置特定信号の経路の間に結合されたDFIB保護回路をさらに備えることを特徴とするシステム。 - 請求項1または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記心臓情報の操作卓は、電極ごとに、
前記生体電位信号の経路および前記位置特定信号の経路の各出力に結合されたADCをさらに備えることを特徴とするシステム。 - 請求項28または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記心臓情報の操作卓は、
処理された生体電位データから心臓活性化のマッピングをもたらすように構成された生体電位信号プロセッサと、
前記生体電位電極の位置を特定するように構成された位置特定信号プロセッサと
をADC出力に結合された状態でさらに備えることを特徴とするシステム。 - 請求項28または他のいずれか1項に記載のシステムであって、
電極ごとに、前記ADCの前記出力に結合されているとともに受信したデータ信号の前記大きさおよび位相を分離するように構成されているIQ復調器と、
前記IQ復調器に結合された狭帯域のIIRフィルタと、
前記IIRフィルタに結合されるとともに、時間ベースでデータの部分を選択的にフィルタ除去するように構成された時間フィルタと
をさらに備えることを特徴とするシステム。 - 請求項30または他のいずれか1項に記載のシステムであって、IQ復調器ごとに、I部分およびQ部分を備えた1つのIIRフィルタが存在することを特徴とするシステム。
- 請求項30または他のいずれか1項に記載のシステムであって、複数のIQ復調器に対して1つのマルチチャンネルのIIRフィルタが存在することを特徴とするシステム。
- 請求項1または他のいずれか1項に記載のシステムであって、1つ以上の補助カテーテルをさらに備えることを特徴とするシステム。
- 請求項33または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記1つ以上の補助カテーテルは、アブレーションカテーテルまたは基準カテーテルのうちの少なくとも1つを備えることを特徴とするシステム。
- 請求項1または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記少なくとも1つのカテーテルは、画像データを収集して前記組織の1つ以上の画像を生成するように構成されている超音波電極をさらに備えることを特徴とするシステム。
- 請求項35または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記心臓情報の操作卓は、
高インピーダンスの入力を有するとともに前記超音波電極から超音波信号を受信するように構成された超音波信号の経路をさらに備えることを特徴とするシステム。 - 請求項1または他のいずれか1項に記載のシステムであって、
少なくとも1つの感知された状態の存在、不存在、および/または変化を示す1つ以上の信号を生成するように構成された1つ以上のセンサを備えることを特徴とするシステム。 - 請求項37または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記1つ以上のセンサは、少なくとも1つのカテーテルセンサを含むことを特徴とするシステム。
- 請求項38または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記少なくとも1つのカテーテルセンサは、
前記少なくとも1つのカテーテルのカテーテルハンドル、および/または
前記少なくとも1つのカテーテルの遠位端に結合されたカテーテルアレイ
に取り付けられたまたは一体になったセンサを含むことを特徴とするシステム。 - 請求項38、39、または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記少なくとも1つのカテーテルセンサは、
血圧センサ、
血液ガスセンサ、
温度センサ、
血糖センサ、
pHセンサ、
呼吸センサ、
平均凝固時間(ACT)センサ、および
これらの1つ以上の組み合わせからなる群から選択される患者の生理学的センサを含むことを特徴とするシステム。 - 請求項37または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記1つ以上のセンサは、少なくとも1つの心臓情報の操作卓のセンサを備えることを特徴とするシステム。
- 請求項37または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記1つ以上のセンサは、少なくとも1つの患者インターフェースシステムのセンサを備えることを特徴とするシステム。
- 請求項37または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記1つ以上のセンサは、
カテーテルセンサと、
心臓情報の操作卓のセンサと、
患者インターフェースシステムのセンサと、
これら1つ以上の組み合わせと
からなる群から選択される少なくとも2つのセンサを含む複数のセンサを備えることを特徴とするシステム。 - 請求項37、43、または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記1つ以上のセンサは、
力センサ、
圧力センサ、
歪みゲージ、
光学的センサ、
撮像センサ、
音響センサ、
ホール効果センサ、
pHセンサ、
磁気センサ、
温度センサ、および
これらの1つ以上の組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つのセンサを備えることを特徴とするシステム。 - 請求項44または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記撮像センサは、レンズおよび/または光ファイバを含むことを特徴とするシステム。
- 請求項44または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記音響センサは超音波センサを含むことを特徴とするシステム。
- 請求項37、43、または他のいずれか1項に記載のシステムであって、センサのうちの前記1つ以上は、
加熱要素、
冷却要素、
振動要素、
薬品または他の薬物を送り届ける要素、
磁場を発生する要素、
光を送り届ける要素、
撮像要素、および
これらの1つ以上の組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つの変換器を備えることを特徴とするシステム。 - 請求項44または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記撮像要素は、レンズおよび/または光ファイバを備えることを特徴とするシステム。
- 請求項37、43、44、または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記システムは、前記1つ以上のセンサによって生成された前記1つ以上の信号を解析するように構成されていることを特徴とするシステム。
- 請求項37、43、44、または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記システムは、前記システムによって感知および/または計算された電圧データ、双極子密度データ、表面電荷データ、および/または解剖学的データを組み合わせて、センサのうちの前記1つ以上によって生成された1つ以上の信号の解析を実行するように構成されていることを特徴とするシステム。
- 請求項37、43、44、または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記1つ以上のセンサからの前記1つ以上の信号は、
システムによって表示された解剖学的画像の改善、
システムによって表示される心臓の情報(例えば、双極子密度および/または表面電荷の情報)の改善、
システムの不具合の検出、
患者の生理学的データの用意、および
これらの1つ以上の組み合わせからなる群から選択される機能を実行するためにシステムによって使用されることを特徴とするシステム。 - 請求項51または他のいずれか1項に記載のシステムであって、前記システムによって表示される心臓の情報は、双極子密度の情報および/または表面電荷の情報のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とするシステム。
- 少なくとも1つのカテーテルを用いて周辺組織によって定められた体の腔へ1つ以上の生体電位電極を送り届けるステップと、
前記1つ以上の生体電位電極から生体電位信号を受信するステップと、
前記体に対して固定された向きを有する位置特定電極を用いて前記組織についての操作可能な座標系を確立するステップと、
前記座標系内で前記生体電位電極の方位を測定するおよび/または方位を再測定するように前記生体電位信号を処理するステップと
を含むことを特徴とする位置特定方法。 - 請求項53または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記腔は心腔であり、前記周辺組織は前記心腔の1つ以上の壁であることを特徴とする方法。
- 請求項53または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記1つ以上の生体電位電極は、前記少なくとも1つのカテーテルの遠位端に結合された複数の生体電位電極であることを特徴とする方法。
- 請求項55または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記生体電位電極は、3Dアレイに配設(配置)されていることを特徴とする方法。
- 請求項56または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記3Dアレイは、複数のスプラインを含むことを特徴とする方法。
- 請求項56または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記3Dアレイは、バスケットアレイ、螺旋アレイ、バルーン、径方向に展開可能なアーム、および/または他の拡張可能および圧縮可能な構造であることを特徴とする方法。
- 請求項53または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記位置特定電極は、一組のパッチ電極と、1つ以上の基準電極とを含むことを特徴とする方法。
- 請求項59または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記位置特定電極は、一対以上の位置特定電極を含むことを特徴とする方法。
- 請求項60または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記位置特定電極は、二対の位置特定電極を含むことを特徴とする方法。
- 請求項60または他のいずれか1項に記載の方法であって、位置特定電極の各対は、前記座標系の軸を定めることを特徴とする方法。
- 請求項60または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記位置特定電極は三対の位置特定電極を含み、位置特定電極の各対は前記座標系の軸の1つを定めることを特徴とする方法。
- 請求項63または他のいずれか1項に記載の方法であって、
第1の対の位置特定電極は、肋骨の両側に配置された2つのパッチ電極を有し、
第2の対の位置特定電極は、腰部に配置された1つのパッチ電極と、上胸部に配置された1つのパッチ電極とを有し、
第3の対の位置特定電極は、上背に配置された1つのパッチ電極と、下腹部に配置された1つのパッチ電極とを有することを特徴とする方法。 - 請求項63または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記軸は、前記体の自然軸に非直交であることを特徴とする方法。
- 請求項63または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記複数対の位置特定電極は、前記軸が原点で交差するとともに前記原点が心臓内に位置するように配置されることを特徴とする方法。
- 請求項66または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記3つの交差する軸の前記原点は、心房の体積の中心にあることを特徴とする方法。
- 請求項63または他のいずれか1項に記載の方法であって、
前記位置特定電極の対によって生成された全ての軸の同時出力を維持するステップをさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項63または他のいずれか1項に記載の方法であって、
異なる位置特定信号を用いて位置特定電極の各対を駆動するステップをさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項69または他のいずれか1項に記載の方法であって、各位置特定信号は、異なる周波数を有することを特徴とする方法。
- 請求項70または他のいずれか1項に記載の方法であって、
約39kHzの周波数で前記第1の対の電極について前記信号を生成するステップと、
約48kHzの周波数で前記第2の対の電極について前記信号を生成するステップと、
約52kHzの周波数で前記第3の対の電極について前記信号を生成するステップと
をさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項53または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記1つ以上の生体電位電極から生体電位信号を受信するステップは、
少なくとも1つのプロセッサを用いて、前記1つ以上の生体電位電極によって感知されおよび/または記録された生体電位の3Dアレイの電子表示を調整および補正するように前記座標系を回転させるステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項72または他のいずれか1項に記載の方法であって、
少なくとも1つのプロセッサを用いて、生体電位の前記3Dアレイの電子表示を調整および補正するように前記座標系を拡大縮小するステップをさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項72、73、または他のいずれか1項に記載の方法であって、
生体電位の前記3Dアレイの電子表示を生体電位の前記3Dアレイの知られているまたは決定された幾何学的形状に適合させるステップをさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項53または他のいずれか1項に記載の方法であって、
ユーザインターフェースシステムの少なくとも1つの表示装置に生体電位電極の前記3Dアレイおよび前記座標系を表示するステップをさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項75または他のいずれか1項に記載の方法であって、
前記ユーザインターフェースシステムとのユーザインタラクションに応答して生体電位の前記3Dアレイの画像をグラフィック的に調整および補正するように前記座標系を回転および/または拡大縮小するステップをさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項53または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記生体電位信号を処理するステップは、
前記受信している生体電位信号に基づいてIおよびQのデータを受信するステップと、
前記IQデータを電圧データへ変換するステップと、
前記電極アレイの知られているおよび/または測定された形状に基づいて軸補正因子を前記電圧データに適用するステップと、
前記電極アレイの知られているおよび/または測定された形状に基づいて、拡大縮小行列を決定し、前記感知された電圧データに前記拡大縮小行列を適用するステップと、
前記電圧データの前記軸補正および拡大縮小に基づいて、補正された電圧値を有する各電極の位置の値を計算するステップと、
各電極の前記計算された位置の値を知られているバスケット構成に適合させるステップとを含むことを特徴とする方法。 - 請求項77または他のいずれか1項に記載の方法であって、
前記計算された電極位置へ適用、適合、および回転させるステップと、
前記電極位置を更新するステップとをさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項77、78、または他のいずれか1項に記載の方法であって、
次の組の生体電位データが存在する場合、前記次の組の生体電位データについて前記方法を繰り返すステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項77または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記位置特定電極は複数対の位置特定電極を含み、位置特定電極の対ごとに1つの軸が存在し、
前記電極アレイが所定の形状をとるまで、前記軸のうちの1つ以上を回転させ、拡大縮小し、および/またはスキュー修正するステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項80または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記電極アレイは、3Dバスケットアレイであることを特徴とする方法。
- 請求項80、81、または他のいずれか1項に記載の方法であって、ユーザインターフェースサブシステムの表示装置に前記電極アレイを表示するステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項77または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記拡大縮小行列を適用するステップは、
前記電極アレイの長さまたはサイズが正しくない場合、前記電極アレイの知られているまたは決定された比率に基づいて、前記電極アレイの前記知られているまたは決定された比率が実現されるまで前記電極アレイの前記軸のうちの1つ以上をより長くまたはより短く拡大縮小させるステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項53または他のいずれか1項に記載の方法であって、電極ごとに、
高インピーダンスの入力を有する生体電位信号の経路を介して前記生体電位電極から生体電位信号を受信するステップ、および/または
高インピーダンスの入力を有する位置特定信号の経路を介して前記位置特定電極から位置特定信号を受信するステップをさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項84または他のいずれか1項に記載の方法であって、電極ごとに、
前記生体電位信号の経路と前記位置特定信号の経路との間にDFIB保護回路を結合するステップをさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項84、85、または他のいずれか1項に記載の方法であって、電極ごとに、
前記生体電位信号の経路および前記位置特定信号の経路の各出力をADCに結合するステップをさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項86または他のいずれか1項に記載の方法であって、
生体電位信号プロセッサおよび位置特定信号プロセッサをADC出力に結合するステップと、
前記生体電位信号プロセッサを用いて処理された生体電位データから心臓活性化のマッピングを行うステップと、
前記位置特定信号プロセッサを用いて前記生体電位電極の位置を特定するステップと
をさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項86または他のいずれか1項に記載の方法であって、
電極ごとに、IQ復調器を前記ADCの前記出力に結合するとともに、受信した生体電位信号の大きさおよび位相を分離するステップと、
狭帯域のIIRフィルタを前記IQ復調器に結合するステップと、
時間フィルタを前記IIRフィルタに結合するとともに、時間ベースでデータの部分を選択的にフィルタ除去するステップとをさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項88または他のいずれか1項に記載の方法であって、IQ復調器ごとに、I部分およびQ部分を備えた1つのIIRフィルタが存在することを特徴とする方法。
- 請求項88または他のいずれか1項に記載の方法であって、複数のIQ復調器に対して1つのマルチチャンネルのIIRフィルタが存在することを特徴とする方法。
- 請求項53または他のいずれか1項に記載の方法であって、
前記体の腔へ1つ以上の補助カテーテルを送り届けるステップをさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項91または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記1つ以上の補助カテーテルは、アブレーションカテーテルまたは基準カテーテルのうちの少なくとも1つを備えることを特徴とする方法。
- 請求項53または他のいずれか1項に記載の方法であって、前記少なくとも1つのカテーテルは、超音波電極をさらに備え、
前記組織の画像を生成するために前記超音波電極から画像データを収集するステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項93または他のいずれか1項に記載の方法であって、
高インピーダンスの入力を有する超音波信号の経路を介して前記超音波電極から超音波信号を受信するステップをさらに含むことを特徴とする方法。 - 図示および/または説明されたような位置特定方法。
- 図示および/または説明されたような位置特定システム。
- 図示および/または説明されたような心臓情報の処理システム。
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