JP2023500866A - 心拍異常のマッピングを支援するためのコンピュータ実装方法及びシステム - Google Patents

Abstract

異常な心拍を支持又は開始する要因である心臓の１つ以上の領域を特定する、コンピュータ実装方法及びシステムが記載されている。記録期間にわたって心臓上の対応する一連の検出位置から得られた、多極心臓カテーテル上の複数の電極から記録されている電位図データが使用される。本方法は、以下の工程：電位図から、異常な心拍の潜在的ドライバ（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｄｒｉｖｅｒ）としてそれらを特徴付ける電気的活性化順序を有する心臓の心室内部の領域を特定する工程であって、当該領域又は領域の実質的に周囲の各検出位置について、主要な活性化から、最早期活性化電極部位を決定する、特定する工程と；各決定された最早期活性化電極部位について：電極部位に関連する複数の修正因子の各々に対する値を計算する工程であって、修正因子が、部位についての電位図データ、部位の組織特性、又は部位の解剖学的特性から決定される、計算する工程と；複数の修正因子から計算されたランク付け因子（ｒａｎｋｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）を決定する工程と；当該最早期活性化電極部位の各々をそのランク付け因子に応じてランク付けする工程と；当該領域を特定するデータを出力する工程であって、データは、当該ランク付けに応じて決定された最早期活性化電極部位の各々のプロミネンスを変動させる、出力する工程と、を含む。

Description

本発明は、心拍異常のマッピングを支援するためのコンピュータ実装方法及びシステムに関し、特に、異常な心拍を引き起こしている可能性が統計的に高い心臓の区域を特定するための方法及びシステムに関する。

本出願は、先行する同時係属中の出願である国際公開第２０１９／２０６９０８号及び英国特許第２５７３１０９号に関連し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。これらの出願は、以下で参照されるランク付きシグナルマッピング法の確率的軌跡分析（Ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｒａｎｋｅｄ Ｓｉｇｎａｌｓ：ＳＴＡＲ）のためのシステム及び方法について記載する。実施形態は、以下に説明するように、ＳＴＡＲマッピングを使用してもよいが、いずれのアプローチもまた可能である。

心房細動（ａｔｒｉａｌ ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ：ＡＦ）は最も一般的な持続性の心拍異常である。その発生率は、部分的には高齢化人口のために増加しており、増加しつつある病だと呼ばれている。ＡＦは、不快な動悸の症状を引起し、脳卒中、心不全（ｈｅａｒｔ ｆａｉｌｕｒｅ：ＨＦ）、及び死亡のリスクを増加させる、心臓の不規則な収縮をもたらす。経皮的なカテーテルアブレーション（ｃａｔｈｅｔｅｒ ａｂｌａｔｉｏｎ：ＣＡ）は、ＡＦを有する症候性の患者における安全な治療選択肢である。これらの手技の成功率は、ＡＦへのより良い理解、新しい術式及び技術の開発、並びに医師経験の向上により、時間と共に改善されてきた。しかしながら、これらの手技の成功率は、依然として５０～７０％の間に留まっている。ＡＦの持続及び維持の要因である特定の部位（以下、ＡＦドライバと呼ばれる）を標的とする際に見出される困難の主な理由とは、心房細動における活性化波面の不規則で無秩序な性質である。個別の回転性、リエントリー性、又はフォーカルアクティベーション（ｆｏｃａｌ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）の一定のさまよい運動（ｍｅａｎｄｅｒｉｎｇ）及び不安定性は、活性化順序の解釈を極めて複雑にする。

より最近では、特定の「ドライバ」区域が認識され得るように、心房内から記録された電気データ（すなわち、電位図）を医師に提示できるようにする、数多くの計算的及び電気解剖学的方法が開発されている。これらのドライバはまた、ドライバの周波数と、非ドライバのランダムかつ無秩序な活性からの活性化の周波数との間の関係に応じて、認識がより容易又はより困難となり得る。パノラマ式マッピング技術はこの問題に対処しようと試みている。ここで、多極カテーテルを目的の心室腔に挿入し、心室にわたるシグナルを同時に取得する。この例としては、非接触マッピング（Ｅｎｓｉｔｅ、Ａｂｂｏｔｔ Ｍｅｄｉｃａｌ；あるいはＡｃｕｔｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ）、及び特定の２Ｄ及び３Ｄ接触マッピング法（例えば、Ｃａｒｔｏｆｉｎｄｅｒ、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ、Ｊ＆Ｊ；Ｔｏｐｅｒａ、Ａｂｂｏｔｔ Ｍｅｄｉｃａｌ；Ｒｈｙｔｈｍｉａ、Ｂｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）が挙げられる。

電位図の特性がヒトにおける持続性ＡＦでの局所的なドライバの代理マーカとして有用であるかどうかに関して、証拠が矛盾している。これらは心房細動ドライバ（ａｔｒｉａｌ ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ ｄｒｉｖｅｒ：ＡＦＤ）と呼ばれ得る。単一の心房細動ドライバは規則的な非細動性不整脈を引き起こす可能性があり、したがって、心房細動ドライバは、心房細動／不整脈ドライバを示すと解釈され得ることが理解される。電位図の組織化の特徴は、ＡＦにおいて機構的役割を果たすより良好に特定された部位を有するが、迅速性のマーカは信頼性が低かった。動物における光学マッピング研究は、最も速いサイクル長（ｃｙｃｌｅ ｌｅｎｇｔｈ：ＣＬ）及び最も高い優位周波数（ｄｏｍｉｎａｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＤＦ）を示す部位によってＡＦが維持されることを示しているが、ヒトにおいて、これは、ＡＦを支持する部位の不良な予測因子であることが証明されている。不良な相関はＡＦにおけるドライバの時空間的安定性の欠如に起因する可能性があり、これは、迅速性の部位の明らかな不整合を説明し得る。加えて、動物における光学マッピング研究は、ロータ部位における心房内の高周波数から低周波数までの勾配を示している。ＡＦを有するヒトでは周波数勾配もまた実証されているが、これらは心房間勾配に限定されている。

ＳＴＡＲマッピング法

ＳＴＡＲマッピング法は上述の特許出願で詳述されており、ＡＦをマッピングするために使用される前に心房頻拍（ａｔｒｉａｌ ｔａｃｈｙｃａｒｄｉａｓ：ＡＴ）をマッピングすることによって、インビトロ及びインビボでマッピングすることにより検証された。要するに、ＳＴＡＲマッピング法の原理とは、ＡＦに関連する個別の波面軌道を確立するために複数の電位図のタイミングの比較を使用することである。次いで、これを使用して、隣接区域の活性化に先行することが最も多い心房の領域を特定する。多くの活性化からデータを収集することによって、統計的モデルを形成することができる。これにより、隣接する領域の活性化に活性化が先行する時間量に従って、心房の領域をランク付けすることが可能になる。単極活性化タイミングは、典型的には最大負性偏差（ｍａｘｉｍｕｍ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）（ピーク負性ｄｖ／ｄｔ）と見なされるが、しかしながら活性化タイミングは、双極子密度（ｄｉｐｏｌｅ ｄｅｎｓｉｔｙ）若しくはピークバイポーラ（ｐｅａｋ ｂｉｐｏｌａｒ）、又は分解全極性電圧（ｒｅｓｏｌｖｅｄ ｏｍｎｉｐｏｌａｒ ｖｏｌｔａｇｅ）などの他の方法から導出されてもよい。所定の不応期を利用することにより、マッピング方法は、別個の波面又は分裂電位図から活性化を割り当てることを回避する。伝導速度による制約のために信じ難いような電極タイミング関係もまた、マッピング方法によって除外される。

ＳＴＡＲマップ表示の１つの形態は、標準的な３Ｄマッピングシステムで作成された患者の心房幾何形状の複製に投影された、色分けされた電極位置からなる。各色は、ＳＴＡＲマップの右手側のカラースケールによって強調されるように、電極が他の対電極に対して先行するのに費やす時間の割合を表す。

現在の方法論による問題

電極がその隣接する電極に関して「先行」している時間の割合を特定しようとするマッピングシステムを使用して、バスケットを用いて心房をマッピングする場合に潜在的なＡＦドライバ（ＡＦＤ）であるランク付けされた部位の球分布を生成することができる。しかしながら、逐次的な高密度マッピング技術の場合、初期部位の互いの相対的な重要性に関する情報は提供されない。例として、いくつかの部位が全て先行しているように見えるかもしれない。

順次取得されたデータの分析に関する更なる問題は、取得区域の縁部で先行するとして指定された部位の解釈の複雑さに関する。これは図１に例示されている。そのようなデータの解釈のルールベースの方法は、自動化された解釈が行われることを可能にし、取得の縁部で受動的に活性化された部位の表示のプロミネンス（ｐｒｏｍｉｎｅｎｃｅ）を除去又は低減することによって、潜在的ドライバ（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｄｒｉｖｅｒ）部位として強調される区域を低減するので有利である。

国際公開第２０１９／２０６９０８号パンフレット 英国特許第２５７３１０９号明細書

本発明の態様によれば、異常な心拍を支持又は開始する要因である心臓の１つ以上の領域を特定するためのコンピュータ実装方法が提供され、コンピュータ実装方法は、記録期間にわたって心臓上の対応する一連の検出位置より得られた多極心臓カテーテル上の複数の電極から記録された電位図データを使用し、方法は、以下の工程：
電位図から、異常な心拍の潜在的ドライバとしてそれらを特徴付ける電気的活性化順序（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ）を有する心臓の心室内部の領域を特定する工程であって、
領域又は当該領域の実質的に周囲の各検出位置について、主要な活性化から、最早期活性化電極部位を決定する、特定する工程と；
各決定された最早期活性化電極部位について：
電極部位に関連する複数の修正因子の各々に対する値を計算する工程であって、修正因子が、部位についての電位図データ、部位の組織特性、又は部位の解剖学的特性から決定される、計算する工程と；
複数の修正因子から計算されたランク付け因子（ｒａｎｋｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）を決定する工程と；
当該最早期活性化電極部位の各々をそのランク付け因子に応じてランク付けする工程と；
当該領域を特定するデータを出力する工程であって、データは、当該ランク付けに応じて決定された最早期活性化電極部位の各々のプロミネンスを変動させる、出力する工程と、
を含む。

当該ランク付けに応じて決定された最早期活性化電極部位の各々のデータ変動プロミネンスは、部位の表示を抑制し、それらをレポート／スプレッドシートで強調表示し、図示（心臓の像上にオーバーレイされ得るものなど）における部位の視覚的プロミネンスを変化させ、区域などを考慮／無視するためのスキャニングシステムに対するトリガとして作用し得た。

電位図データから決定される修正因子は、以下：
その電極にて記録された電位図の最小サイクル長、その電極又はその領域内部にて記録された電位図と所定の測地線距離内で得られた電位図との間の活性化周波数の勾配、及びその領域内部にて記録された局所電位図の平均電圧
を含み得る。

組織特性に関する修正因子は、画像処理によって決定された瘢痕組織の存在及び密度の測定値を含み得る。

組織特性の修正因子は、その部位における組織インピーダンスの測定値を含み得る。

修正因子は、別の最早期活性化電極部位での処理の結果から決定され得る。

組織特性への修正因子は、以前の場合における類似部位でのアブレーションの結果を参照することによって計算され得る。

解剖学的特性への修正因子は、電極部位の位置に依存する所定の重み因子を含み得る。

データ出力は、当該ランク付けに応じて、決定された最早期活性化電極部位の各々についてプロミネンスが変化する視覚的表示によりデータを表示させることを含み得る。

本方法は、以下：
各電極部位の主要な電位図波面軌跡（ｅｌｅｃｔｒｏｇｒａｍ ｗａｖｅｆｒｏｎｔ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）を決定することと；
複数の電極及び活性化にわたる主要な導出された電位図の活性化（ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔ ｄｅｒｉｖｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｇｒａｍ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎｓ）のベクトルを決定することと；
電極部位から潜在的ドライバ部位と比べて近くの１つ以上の電極部位へと活性化の方向が進行する場合、最早期活性化電極部位及び潜在的ドライバ部位であるものとして電極部位を分類することと；を更に含んでもよく、
活性化の順序及びタイミングは、妥当な活性化順序内にある伝導速度及び経路に関連して、所定の生物学的に妥当な様式の範疇である。

一実施形態では、部位は、潜在的ドライバ部位に対する頂点から所定の角度未満に対する少なくとも２つの電極にわたって活性化が生じる場合、最早期活性化電極部位として分類されてもよく、
かつ少なくとも１つの電位図の活性化は、興奮性組織の規定された円弧内での潜在的ドライバ部位より遅く決定される。

所定の角度は、１８０°未満であってもよい。

本方法は、心室幾何形状を表示又はナビゲーションさせ、その後の電位図データ取得のためにカテーテル又は電極の配置をガイドするために、ディスプレイ又は医療用スキャニング装置へとデータを出力することを更に含み得る。

本方法は、以前に決定された第１の活性化電極を排除若しくは確認するために、又は電位図データを以前にスキャンされていない若しくは不完全にスキャンされた領域まで拡張するために、カテーテル又は電極のその後の配置のための部位を特定することを更に含み得る。

本方法は、既に特定された第１の活性化部位の位置から、又はシグナル先行スコア（ｓｉｇｎａｌ ｌｅａｄｉｎｇ ｓｃｏｒｅ）における活性化及び勾配のベクトルから、部位を特定することを更に含み得る。

本方法は、実質的にリアルタイムで電位図データを受信することと、スキャンされている部位に対していつ充分な取得タイミングが取られているかについての指示を提供することと、を更に含み得る。

充分な取得のタイミングが取られているかどうかを決定する工程は、スキャンされている部位の活性化パターンが所定のレベルの統計的確実性に達したと決定することを含み得る。例えば、このパターンがランダムではない可能性は、９５％である（心拍が非常に規則的であったならば、これは数秒以内に達成され得た）。

取得の充分なタイミングが取られているどうかを決定する工程は、以下：
所定の期間（例えば、以前の場合を参照すると３０秒間）をカウントダウンすることと、ロービング多極マッピングカテーテル（ｒｏｖｉｎｇ ｍｕｌｔｉｐｏｌａｒ ｍａｐｐｉｎｇ ｃａｔｈｅｔｅｒ）上の少なくとも所定数である最低数の電極上において所定数の活性化サイクル（例えば、活性化サイクル５０回）を取得することと、複数の電極にわたる活性化のパターンがパターン一致順序内に留まる所定時間又は所定数の活性化サイクルを取得することと、の１つ以上を含み得る。

本方法は、全ての電極対のどの電極が先行しているかを決定することによって波面方向を導き出すことと、波面方向を処理して、最早期活性化電極が、真のＡＦＤであるか、又は測定の境界を越えて活性化された受動的活性化部位を表すかを決定することと、を更に含み得る。

有利には、本発明の実施形態では、追加の情報が利用され、それによって最早期活性化（先行）部位の重要性のランク付けを実行することができる。不規則性が入り組んでいる心拍中に別々の時点で取得された部位を比較し、それらが真に先行しているかどうかを検証するために使用することができる。心房組織の区域の電気的活性の他の特性を使用して、アブレーションがＡＦを中断又は遅延させる区域を示すのを助けることもまたできる。他の測定された因子の組込みは、治療が最良の効果をもたらす心臓の区域を示す能力を改善する。実施形態は、アブレーションのための区域の選択を改善し、かつ不整脈持続のための区域の重要性を示すために、そのようなマッピングから生じるシグナル先行スコアを修正、重み付け、又は更にはランク付けするための因子を組み込む。更に、そのような因子の組込みを使用して負の重み付けを提供し、そのような区域が不整脈メカニズムに寄与する可能性が低いことを示すこともまたできる。

本発明の別の態様によれば、異常な心拍を支持又は開始する要因である心臓の１つ以上の領域を特定するために心臓から取得された電位図を分析するコンピュータ実装方法が提供され、コンピュータ実装方法は、記録期間にわたって心臓上の対応する一連の検出位置より得られた多極心臓カテーテル上の複数の電極から記録された電位図データを使用し、方法は、以下の工程：
電気的活性化順序の分析によって、心臓の心室内の特定の領域を異常な心拍の潜在的ドライバとして定義する工程と、
要因に従って潜在的ドライバとしての領域を重み付け分類する工程であって、以下：
活性化生成波面（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｗａｖｅｆｒｏｎｔ）の方向が、同一取得中に、潜在的ドライバ部位から、そのドライバ部位と比較して１つ以上の近くの電極にまで進行している場合；
活性化の順序及びタイミングが、妥当な活性化順序内にある伝導速度及び経路に関連して、生物学的に妥当な様式の範疇である場合；
活性化が、所定の角度未満、例えば潜在的ドライバ部位に対する頂点から１８０°未満に対する少なくとも２つの電極にわたって発生する場合、及び
少なくとも１つの電位図の活性化が、興奮性組織の規定された円弧内での潜在的ドライバ部位より遅く決定される場合、及び
第１の潜在的ドライバ部位の欠落した円弧に対する隣接位置で実行される更なる取得が、同様の位置における潜在的ドライバ部位の確認に失敗しない場合、を含む、重み付け分類する工程と、
重み付けに従って強調された様式で精密化された潜在的ドライバを表示する工程であって、表示が心腔のコンピュータ表示に関する、表示する工程と、を含む、コンピュータ実装方法。

本発明の態様によれば、記録期間にわたって心臓上の対応する一連の検出位置より得られた多極心臓カテーテル上の複数の電極から記録された電位図データを用いる、異常な心拍を支持又は開始する要因である心筋の１つ以上の区域を特定するためのコンピュータシステムであって、システムは、以下：
プロセッサと；
受信した電位図データを記憶するための第１のメモリと；
第２のメモリであって、プロセッサによって実行された場合、システムに以下：
電位図から、異常な心拍の潜在的ドライバとしてそれらを特徴付ける電気的活性化順序を有する心臓の心室内部の領域を特定することであって、
当該領域又は当該領域の実質的に周囲の各検出位置について、主要な活性化から、最早期活性化電極部位を決定する、特定すること；
各決定された最早期活性化電極部位について：
電極部位に関連する複数の修正因子の各々に対する値を計算することであって、修正因子が、部位についての電位図データ、部位の組織特性、又は部位の解剖学的特性から決定される、計算すること；
複数の修正因子から計算されたランク付け因子を決定すること；
当該最早期活性化電極部位の各々をそのランク付け因子に応じてランク付けすること；及び
当該領域を特定するデータを出力することであって、データは、当該ランク付けに応じて決定された最早期活性化電極部位の各々のプロミネンスを変動させる、出力すること、
を行わせるプログラムコードが記憶された、第２のメモリと、
を備える。

プログラムコードは、プロセッサによって実行された場合、システムに、以下：
その電極にて記録された電位図の最小サイクル長、その電極又はその領域内部にて記録された電位図と所定の測地線距離内で得られた電位図との間の活性化周波数の勾配、及びその領域内部にて記録された局所電位図の平均電圧
の１つ以上を含む、電位図データから決定された修正因子を決定させ得る。

プログラムコードは、プロセッサによって実行された場合、システムに、画像処理によって決定された瘢痕組織の存在及び密度の測定値を得ることによって、組織特性に対する修正因子を決定させ得る。

プログラムコードは、プロセッサによって実行された場合、システムに、その部位における組織インピーダンスの測定値を得ることによって、組織特性に対する修正因子を決定させ得る。

プログラムコードは、プロセッサによって実行された場合、システムに、別の最早期活性化電極部位での処理の結果から得ることによって、組織特性に対する修正因子を決定させ得る。

プログラムコードは、プロセッサによって実行された場合、システムに、以前の事例における同様の部位でのアブレーションの結果に関するデータにアクセスすることによって、組織特性に対する修正因子を決定させ得る。

プログラムコードは、プロセッサによって実行された場合、システムに、電極部位の位置に依存する所定の重み因子を得るためにデータへアクセスすることによって、修正因子を決定させ得る。

プログラムコードは、プロセッサによって実行された場合、システムに、以下：
各電極部位の主要な電位図波面軌跡を決定することと；
複数の電極及び活性化にわたる主要な導出された電位図の活性化のベクトルを決定することと；
電極部位から潜在的ドライバ部位近くの１つ以上の電極部位へと活性化の方向が進行する場合、最早期活性化電極部位及び潜在的ドライバ部位であるものとして電極部位を分類することと；を行わせてもよく、かつ
活性化の順序及びタイミングは、妥当な活性化順序内にある伝導速度及び経路に関連して、所定の生物学的に妥当な様式の範疇である。

プログラムコードは、プロセッサによって実行された場合、システムに、当該ランク付けに応じて決定された最早期活性化電極部位の各々についてプロミネンスが変化する視覚的表示の出力を行わせ得る。

プログラムコードは、プロセッサによって実行された場合、システムに、ディスプレイ又は医療用スキャニング装置へのデータの出力を行わせて、心室幾何形状を表示又はナビゲーションさせ、その後の電位図データ取得のためにカテーテル又は電極の配置をガイドさせ得る。

本発明の実施形態は、ヒトのデータ、典型的には電気解剖学的マッピング手順中に取得された電位図データだけでなく、画像処理データ（例えば、ＣＴ又はＭＲＩスキャニングから取得された組織特性又は解剖学的データ）に基づいて、ＳＴＡＲ法及び他の同様のマッピング方法を精密化して、統計的に特定された潜在的ＡＦＤを、以下を含み得る因子の順に優先順位付けするために使用することができる、システム及び方法を提供しようとするものである：

・特定された潜在的ＡＦＤのサイクル長、特に最短サイクル長、他の特定されたＡＦＤと比較した最低サイクル長変動、ＡＦＤの周りの急峻なサイクル長（ＣＬ）勾配の存在の測定及び比較。

・同じ取得で記録されたが潜在的ＡＦＤと周囲電極との間のＣＬ勾配の最急峻性又は存在（Ｓｔｅｅｐｅｓｔ ｏｒ ｐｒｅｓｅｎｃｅ）、ただし、ＳＴＡＲマップの生成された波面の方向が、ＡＦＤから波面の衝突と対になった電極（関連する高いサイクル長を回避するため）へと進行している場合に限る。

波面は、ＡＦＤに対する頂点から１８０°未満の範囲に定められる少なくとも２つの電極にわたって伝搬することが分かる場合、そのＡＦＤ部位に由来すると考えられる。

適用され得る他の基準としては、以下が挙げられる：
１８０°の円弧内よりも遅い電位図タイミングの対をＡＦＤが有しない場合は、１８０°の円弧内に瘢痕がある場合を除いて、ＡＦＤから発生するのではなく、その１８０°の円弧内の方向から潜在的に発生する活性化を伴う周辺点があると仮定される。

ＡＦＤは、それより後に２つ以上の電極対を有する場合（これらの対は、それらがＡＦＤから１８０°の空の円弧を許容しないよう充分に広く離間されており、その場合、ＡＦＤは、真のＡＦＤではなく周辺活性化と見なされる）にのみ、そのようにマークすることができる。

この活性化部位は、潜在的ドライバ部位から生じるのではなく、その定義された円弧内の方向から生じるものとして示すことができるので、１８０°の例が考えられる。

好ましい実施形態では、潜在的なＡＦＤは、下にある組織の電位図特性又は組織特性に由来する特定の修正特徴を参照することによって、それらの相対的な重要性を更に精密化することができる。

一実施形態は、心臓から取得された電位図を分析するためのシステムであって、
それらを異常な心拍の潜在的ドライバとして特定する電気的活性化順序を有する心臓の心室内の特定の領域を画定し、かつ
活性化の順序、解剖学的又は画像処理特性、表面電位図、及び／又は患者特性以外の、その領域における電位図の特性によって、当該定義領域の各々の重要性を分類するためのシステムを対象とし、これは、以下：
特定された他の全ての早期活性化部位と比較した最短若しくは最小サイクル長を含んでもよく、並びに／又は
計算された活性化順序の方向が、潜在的ドライバからそれが比較されている電極へと進行している場合、同じ取得で記録された潜在的ドライバと近くの電極との間の勾配のみを考慮することによって更に精密化されてもよく、並びに／又は
特定された他の全ての早期活性化部位と比較して最も低いサイクル長変動を含んでもよく、並びに／又は
目的の潜在的部位の定義された測地線距離（例えば、不規則な心拍では３ｃｍ未満）内の同じ取得で記録された、１つの早期活性化部位と１つ以上の電極との間のサイクル長勾配の最急峻性若しくは存在を含んでもよく；並びに／又は
異常な単極性及び／若しくは双極性電位図電圧（ｂｉｐｏｌａｒ ｅｌｅｃｔｒｏｇｒａｍ ｖｏｌｔａｇｅ）を有する区域からの目的部位の測地線距離の評価を含んでもよく、並びに／又は
目的部位及び定義された測地線距離内の他の部位における優位周波数などの周波数分析若しくは周波数勾配分析の評価、並びに／又は
並びに心腔内心エコー法、心臓磁気共鳴画像法、心臓コンピュータ断層撮影法などの撮像方法で特定され得る解剖学的及び構造的特徴の評価、例として、
・肺静脈又は心耳組織への近接度
・心耳及び静脈の接合部
・マーシャル静脈
・僧帽弁輪
・調節帯
・動脈瘤
・特定された瘢痕
・組織厚の変動
を含んでもよく、並びに／又は
組織電気的インピーダンスの評価を含んでもよく、並びに／又は
画像処理によって直接、若しくは心組織と接触している心臓カテーテルの動きを参照して、組織の動き若しくは肥厚を評価することを含んでもよく、並びに／又は
特定された目的部位と他の心拍マッピングシステムによって重要であると特定された部位との相関の評価、例としては、異なる心臓マッピングシステムによって作成された２つ以上の幾何学形状上における、同じ心臓幾何学形状上若しくは同じ解剖学的領域内に位置し得る２つ以上の方法によって特定された目的区域へより高い重要性を与える評価を含んでもよく；並びに
重み付けを適用して、以前に取得されたデータを参照することによって決定され得るこれらの部位における介入の有益な効果の可能性と、アブレーションに対する応答とを更に分類することを含んでもよく、
ここで、機械学習技術を使用して、採用される重み因子を計算及び最適化することができ、かつ
これらの部位の計算された重要性の分類の視覚的表示と共にデータを表示することができる。

一実施形態では、心臓から取得された電位図を分析するためのシステムが開示される。本システムは、電極活性化が、概して、特定の測地線距離内で電極の活性化に先行する特定の領域を定義し、かつ各特定された位置の時間又はシグナル先行スコアの割合を計算することができ、
先行スコアは、電位図の他の特性、解剖学的若しくは画像化特性、表面電位図、及び／又は患者特性から計算された調整因子を適用することによって修正される。

平均波面方向又はベクトルの特性（全ての対のうちどの電極が先行しているかを決定すること、すなわち、ＳＴＡＲマッピングに由来）を使用して、潜在的ＡＦＤであると決定された電極が実際に真のＡＦＤであるかどうかを確認することができる。潜在的ＡＦＤであると決定された１回の取得でマッピングされる区域の縁部の電極は、それ自体が測定の境界を越えて活性化される受動的活性化部位を表すことができる。その潜在的なＡＦＤ部位が受動的に活性化される可能性が高い場合、これはそのプロミネンスを減少させ得る。

実施形態は、記録されたデータ（疑わしい又は確認される可能性があるＡＦＤ部位を強調）の両方に使用することができる。あるいは、実施形態は、実質的にリアルタイムで動作して、ＡＦＤに重なる可能性が最も高い区域へと電極マッピングカテーテルを移動させるようにユーザに強調又は指示するか、又はＡＦＤに重なる可能性が低い区域から離れるようにユーザに指示することができる（すなわち、マッピングカテーテルの移動を指示するためにこれらの特徴を使用するシステムの発明）。

一実施形態では、心臓から取得された電位図を記録及び分析するためのシステムが開示される。システムは、異常な心拍の潜在的ドライバとしてそれらを特定する電気的活性化順序を有する心臓の心室内の特定の領域を定義することができ、逐次的な多極マッピングで取得された見かけ上の潜在的不整脈ドライバ部位は、単一のマッピング取得で特定されたドライバ部位が不整脈の真の原因であるかどうかを決定するため別々のルールによって更に分類され、ここで、
電極部位は、活性化生成波面の方向が、同じ取得中にそのドライバ部位と比較して、潜在的ドライバ部位から１つ以上の電極へと進行している場合にのみ、潜在的ドライバとして分類され、並びに
規定された角度未満、例えば潜在的ドライバ部位に対する頂点から１８０°未満に対する少なくとも２つの電極にわたって妥当な活性化順序及び活性化内にある伝導速度及び経路に関連して、活性化の順序及びタイミングが生物学的に妥当な様式内にある場合にのみ、電極部位は潜在的ドライバであるとして分類され、並びに
電極部位は、興奮性組織の規定された円弧内、例えば１８０°（この興奮部位は、潜在的ドライバ部位から生じるのではなく、その規定された円弧内の方向から到来していることを示すことができるため）以内よりも後の電位図タイミングとの対を有しない場合、電極部位は、潜在的ドライバであるとして除外され、すなわち、受動的活性化部位として分類されてもよく、並びに第１の潜在的ドライバ部位の欠落した円弧に対する隣接位置で行われた更なる取得は、同様の位置での潜在的ドライバ部位を確認せず、並びに特定された瘢痕組織は、興奮性でないと分類され、かつ活性化の円弧に寄与していないと見なされる。

重み因子の更なる改正及び修正は、（活性化の順序に加えて）その領域における電位図の特性、潜在的ドライバ部位の解剖学的構造、潜在的ドライバ部位周囲の画像処理特性、表面電位図の特性、及び／又は患者特性に応じて行われ得る。重み因子として考慮されるべき典型的な電気的特性は、以下を含み得る：

特定された他の全ての早期活性化部位と比較した最短又は最小サイクル長は、計算された活性化順序の方向が潜在的ドライバからそれが比較されている電極へと進行している場合、同じ取得で記録された潜在的ドライバと近くの電極との間の勾配のみを考慮することによって、更に精密化され得る。

更に、関連性があると考えることができ、かつ修正因子への入力として定量化が使用され得る潜在的ドライバ部位にて記録された電位図の他の電気的特性は、特定された他の全ての早期活性化部位と比較して最も低いサイクル長変動、並びに／又は
目的の潜在的部位の定義された測地線距離内の同じ取得で記録された、１つの早期活性化部位と１つ以上の電極との間のサイクル長勾配の最急峻性若しくは存在；並びに／又は
異常な単極性及び／若しくは双極電位図電圧を有する区域からの目的部位の測地線距離の評価、並びに／又は
目的部位及び定義された測地線距離内の他の部位における優位周波数などの周波数分析若しくは周波数勾配の分析の評価、並びに／又は
潜在的ドライバ部位における組織電気インピーダンスの測定値とを含む。

上記のいずれか１つ又は組合せを使用して、不整脈の発生に寄与する特定の部位の可能性を更に決定することができ、そのような部位の簡単な定量化を修正因子として使用することができる。

更に、解剖学的及び構造的特徴の評価は、心腔内心エコー法、心臓磁気共鳴画像法、又は心臓コンピュータ断層撮影法などの画像処理方法論、及び修正因子への入力として使用される１つ以上の結果として得られる定量化されたメトリックを用いて実行してもよい。

解剖学的位置自体もまた、解剖学的構造への近接性に基づく因子、例として、以下のような任意の１つ以上の定義された解剖学的点までの計算された測地線距離と共に使用することができ、
・肺静脈又は心耳組織への近接度
・心耳及び静脈の接合部
・マーシャル静脈
・僧帽弁輪
・調節帯
・動脈瘤
・特定された瘢痕
・組織厚の変動
を用いて、修正因子を計算してもよい。画像処理により直接、又は心組織と接触している心臓カテーテルの動きを参照することによるかのいずれかによる組織の動き又は肥厚の動的評価は、修正因子として使用することによって更に、部位の重要性を改善することができる。

一実施形態では、心臓から取得された記録電位図を分析するためのコンピュータ実装方法は、心臓の心室内の電位図領域から、それらを異常な心拍の潜在的ドライバとして特徴付ける電気的活性化順序を有する領域を特定するために作動され、かつ
ランク付け因子を各特定された領域に適用することによって当該定義領域の各々の重要性をランク付けするものであって、ここで、ランク付け因子は、複数の正規化因子の積であり、かつ所定の重み因子を受け、
極端な異常値が除外されると、その電極で記録される電位図の最小サイクル長、及び
その電極又はその領域内で記録された電位図と、所定の測地線距離内で得られた電位図との間の活性化周波数の勾配、及び
その領域内で記録された局所電位図の平均電圧、及び
これらの部位の計算された重要性の分類の視覚的表示と共にデータを表示するように構成されている。

別の実施形態では、ヒト又は動物の心臓から取得された電位図を分析するためのシステムは、コンピュータ・プログラム・コードを実行して、以下：
電位図から、電気的活性化の活性化順序を特定して、それらを異常な心拍の潜在的ドライバとして特徴付ける電気的活性化順序を有する心臓の心室内の特定の領域を定義し、かつ
各特定領域にランク付け因子を適用することによって、当該定義領域の各々の重要性をランク付けするように、構成されたコンピュータプロセッサを含み、
ここで、ランク付け因子は、複数の正規化因子の積であり、所定の重み因子を受け、このランク付け因子は、以下：
極端な異常値が除外されるとその電極で記録される、電位図の最小サイクル長、及び
その電極又はその領域内で記録された電位図と、所定の測地線距離内で得られた電位図との間の、活性化周波数の勾配、及び
その領域内で記録された局所電位図の平均電圧、
を含む組から選択された因子から計算され、並びに
データは、心腔の表現上にこれらの部位の分類の視覚的表示と共に表示される。

２つ以上の心臓マッピングシステムを一度に使用してもよく、特定された目的の部位と、他の心拍マッピングシステムによって重要であるとして特定された部位との相関は、異なる心臓マッピングシステムによって作成された２つ以上の幾何形状上における同じ心臓幾何形状の上又は同じ解剖学的領域内に位置し得る、２つ以上の方法によって特定された目的区域に高い重要性を与えるように、修正因子として使用することができる。

定義された因子の各々は、そのような部位における介入の有益な効果の可能性の測定値を提供するように設計された、重み因子を受けることができる。そのような重み因子は、以前に取得されたデータ、以前の患者のアブレーションに対する応答を参照することによって、及び／又は治験中の同一患者のアブレーションに対する応答を参照することによって決定することができる。機械学習技術を使用して、採用される重み因子を計算して最適化することができ、結果として得られる部位は、例えば、カラースケール、不整脈停止若しくは有益な効果の可能性のパーセンテージ、又は重要性のランク付けによって、最終的に計算された各部位の重要性の分類の視覚的表示と共に表示される。

本発明の実施形態は、ＣＬの改善された分析のためのシステム及び方法を提供しようとするものであり、大きな迅速性及び組織化を実証する部位は、活性化が隣接区域に先行する心臓の区域を特定しようとする方法によって特定されるＡＦにおいて、ドライバ部位の特定の感度及び特異性を改善する。一実施形態では、ＳＴＡＲマッピング法が採用されるが、それによって潜在的ドライバ部位を特定することができる他の方法が存在する。潜在的なＡＦＤは、最早期局所活性化領域を特定しようとする統計的方法論によって、又は他の商業的方法論（例えば、Ｃａｒｔｏｆｉｎｄｅｒ［Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ、Ｈａｉｆａ、イスラエル］、Ａｃｕｔｕｓ、ＥＣＧｉマッピング［例えば、Ｃａｒｄｉｏｉｎｓｉｇｈｔ、Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ、アイルランド］、Ａｂｌａｃｏｎ、Ｔｏｐｅｒａ［Ａｂｂｏｔｔ Ｌｔｄ．、Ｍｎ、アメリカ］）によって特定され得る。心房（ＡＦＤなど）に適用可能な電位図特性はまた、心室細動又は頻拍などの他の心拍及び心室にも適用可能であり得ることが理解されよう。

実験的試行において、潜在的なＡＦドライバ（ＡＦＤ）がＳＴＡＲ法を用いて特定されており、確認されたＡＦＤは、３０ｍｓを超えるＡＦサイクル長の遅延又はＡＦの停止のいずれかを伴う、それらの部位におけるアブレーションに応答した潜在的なＡＦＤであった。しかしながら、ＡＦドライバをより正確に特定するために他の因子を適用することもまた可能なことが理解されよう。

更に、試験は、アブレーションによるＡＦ停止の可能性がより高いことで証明されるように、より高い迅速性及び組織化を実証するＳＴＡＲアプローチを用いて特定されたドライバ部位が、ＡＦを維持する上でより機構的に重要であったことを示している。

本発明の実施形態で使用してもよいシグナル先行スコア（ランク付け因子）を修正する際に使用することができる、重み因子として使用し得るいくつかの新規な方法がある。これらは、単一の電極に関連する修正因子、単一の電極と周囲の電極との関係に関連する修正因子、非電気解剖学的又は生理学的に由来する位置特異的及び個別の患者特異的データに関連する修正因子、患者群のアウトカム特性から由来する位置特異的修正因子、並びに人口統計学的データを含み得る一般的修正因子へと細分され得る。

本発明の実施形態は、電気解剖学的マッピングから潜在的な不整脈ドライバ部位を特定する有効性を改善することを目指しており、それらをより良好に分類し、かつそれらの重要性を決定することを可能にする、装置及び関連するコンピュータ実装方法を含む。生成されたデータは、医師に表示されてもよく、又は他の方法で出力されてもよく、又は他のシステムに渡されてもよい。これは、アブレーションが最も有益な効果を有する場所を強調するために、（即時又は後の着座のいずれかでの）カテーテルアブレーション手技などの心臓カテーテル手技中に使用され得る。そのようなデータは、非侵襲的療法、例えば放射線療法、ガンマナイフ、陽子線治療の標的化を可能にするために使用することができる。

本発明の実施形態の１つの潜在的な使用は、持続性心房細動と診断されている患者であって、肺静脈隔離術からなるアブレーション治療が不整脈の完全な終止をもたらさなかった患者の治療におけるものである。これらの患者では、更なるアブレーションをより良好に標的とするためにＳＴＡＲマッピングなどの別のマッピングプロセスを採用してもよく、このプロセスは、本発明の実施形態で改善される。

ここで、本発明の実施形態を、添付の図面を参照し、単なる例として説明する。

図１ａは、本発明の実施形態における、ドライバ部位の決定の態様を示す模式図である。 図１ｂは、本発明の実施形態における、ドライバ部位の決定の態様を示す模式図である。 図１ｃは、本発明の実施形態における、ドライバ部位の決定の態様を示す模式図である。 図１ｄは、本発明の実施形態における、ドライバ部位の決定の態様を示す模式図である。 図２ａは、本発明の実施形態における、ドライバ部位の決定の態様を示す更なる模式図である。 図２ｂは、本発明の実施形態における、ドライバ部位の決定の態様を示す更なる模式図である。 図２ｃは、本発明の実施形態における、ドライバ部位の決定の態様を示す更なる模式図である。 図２ｄは、本発明の実施形態における、ドライバ部位の決定の態様を示す更なる模式図である。 図２ｅは、本発明の実施形態における、ドライバ部位の決定の態様を示す更なる模式図である。 図３ａは、本発明の実施形態における、最大広がり角の決定及び使用を示す図である。 図３ｂは、本発明の実施形態における、最大広がり角の決定及び使用を示す図である。 図３ｃは、本発明の実施形態における、最大広がり角の決定及び使用を示す図である。 図３ｄは、本発明の実施形態における、最大広がり角の決定及び使用を示す図である。 図３ｅは、本発明の実施形態における、最大広がり角の決定及び使用を示す図である。 図４ａは、本発明の実施形態の態様の動作を示す模式図である。 図４ｂは、本発明の実施形態の態様の動作を示す模式図である。 図５ａは、バスケット型カテーテル電極で得られたサイクル長（ＣＬ）ヒストグラムである。 図５ｂは、バスケット型カテーテル電極で得られたサイクル長（ＣＬ）ヒストグラムである。 図６は、特定された潜在的ＡＦＤを示す研究のフロー図である。 図７ａは、対象から得られた画像及び電位図である。 図７ｂは、対象から得られた画像及び電位図である。 図７ｃは、対象から得られた画像及び電位図である。 図７ｄは、対象から得られた画像及び電位図である。 図７ｅは、対象から得られた画像及び電位図である。 図７ｆは、対象から得られた画像及び電位図である。 図８ａは、対象から得られた画像及び電位図である。 図８ｂは、対象から得られた画像及び電位図である。 図８ｃは、対象から得られた画像及び電位図である。 図９ａは、対象から得られた画像及び電位図である。 図９ｂは、対象から得られた画像及び電位図である。 図９ｃｉは、対象から得られた画像及び電位図である。 図９ｃｉｉは、対象から得られた画像及び電位図である。

図面の詳細な説明

以下に記載される実施形態では、システムは、同時パノラマ式左心房（ｌｅｆｔ ａｔｒｉｕｍ：ＬＡ）マッピングを可能にするために、全心室バスケット型カテーテル（Ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ ｃａｔｈｅｔｅｒ、Ｂｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、ｌｔｄ、アメリカ、及びＦＩＲＭａｐ ｃａｔｈｅｔｅｒ、Ａｂｂｏｔｔ、アメリカ）と一緒に使用されてもよい。しかしながら、他の好適なカテーテル／電極を使用して電位図データを得てもよく、目的区域全体から同時にデータを収集する必要はない。目的区域は、例えば、分析前に順次収集された電位図データといった、より小さな区域に分割することができる。次いで、分析の結果を組み合わせて、単一のＳＴＡＲマップに表示することができる。

電位図データを取得及び処理するために使用されるシステムは、典型的には、患者の心室腔へと挿入される１つ以上の多極電気カテーテル（例えば、上で言及したバスケット型カテーテル、及び他の心腔内カテーテル、例えば冠静脈洞に配置されたデカポーラ（ｄｅｃａｐｏｌａｒ）カテーテル）、増幅器及びアナログ－デジタル（ａｎａｌｏｇｕｅ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ：ＡＤ）変換器、シグナル分析器、プロセッサ、及びＧＰＵを含むコンソール、表示ユニット、制御コンピュータユニット、電極の３Ｄ位置情報を決定及び統合するためのシステムを含む。

システムは、カテーテル用のＣａｒｔｏ（商標）システム（Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ、Ｊ＆Ｊ）、ＮａｖＸ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ（商標）（Ａｂｂｏｔｔ Ｍｅｄｉｃａｌ）、又はＲｈｙｔｈｍｉａ（商標）（Ｂｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）、３Ｄ電気解剖学的統合及び処理ユニットなどの、既知のハードウェア及びソフトウェアを使用してもよい。「バスケット」型カテーテル、円形若しくはマルチスプラインのマッピングカテーテル（例えば、Ｌａｓｓｏ ｃａｔｈｅｔｅｒ、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ、Ｊ＆Ｊ、ＨＤ－ｍａｐｐｉｎｇ ｃａｔｈｅｔｅｒ、Ａｂｂｏｔｔ Ｍｅｄｉｃａｌ ＳＪＭ、Ｐｅｎｔａｒｒａｙ Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ、Ｊ＆Ｊ）、デカポーラカテーテル、又はアブレーションカテーテルなどのカテーテルを使用してもよい。これらのシステム及びカテーテルは、心腔内の異なる位置における電気的活性に対する電位図シグナル並びに対応する位置及び時間データを集めるために使用される。これらのデータは、これらのデータにアルゴリズム計算を実行する処理ユニットへと渡され、かつこれらのデータを変換して、異常な心拍の維持及び持続の要因である可能性が最も高い心臓内の区域の位置情報を医師に提供することを目的とする。あるいは、システムは、特注のカテーテル、追跡システム、シグナル増幅器、制御ユニット、計算システム、及びディスプレイを使用してもよい。

上で特定された特許出願では、以下で「ランク付きシグナルマッピング法の確率的軌跡分析（ＳＴＡＲ）」システムと呼ばれるマッピングシステムが記載されている。これは、例えば３Ｄマップの形態で表示することができる、心臓不整脈のドライバの部位を特定することを目的とする。ＳＴＡＲマッピングシステムを用いて作成されたマップを「ＳＴＡＲマップ」と称する。

ＳＴＡＲマッピングを実行する場合（及びまた、本発明の実施形態のデータを取得する場合）、医師は、左心房外側に多極パノラマ式マッピングカテーテルを配置し、一定期間（例えば、５秒～５分）にわたりデータを取得し、次いでカテーテルを左心房中隔又は前壁へと確実に密接して並置するようにカテーテルを再配置させ、別の記録を確実に行ってもよい。これは事前に実行することができ、処理は予め記録されたデータに対して実行されることが理解されよう。

「先行」電極の割合はマップ間でコヒーレントとなり、したがって、データ及び割合を問題なく同一マップ上に表示することができた。このようにして、心室内でカテーテルを移動させ、更なる記録を取ることによって、複数のコヒーレント統計的マップを順次構築してもよい。

以下は、（対応する空間的及び時間的データと共に）電位図データの取得後の、（異常な心拍を駆動している可能性が統計的に高い心臓内の区域／部位を示す）「先行」シグナルを特定するために使用されるプロセスにおける主な工程である。

最初に、干渉及び遠隔フィールドシグナル構成要素が入力電位図シグナルから除去される。一実施形態では、システムは、例えばスペクトル分析、遠隔フィールドシグナルブランキング、遠隔フィールドシグナル減算、フィルタリング、又は当技術分野で知られている別の方法によって、シグナルを関連する構成要素へと分解する。心臓内の目的の心室内で生じるシグナル構成要素（例えば、心房シグナル）が特定される。心房シグナルの相対的なタイミングが確立され、これは、明示的、推計学的、又は確率的な様式であってもよい。いくつかの実施形態では、各シグナルの位相を決定し、異なる電極間の相対位相変位から相対タイミングを確立することができる。

第２に、隣接する電極からのシグナルタイミングは対になる。電極位置が互いに指定された測地線距離内にある場合、すなわち互いに近接する電極のみが互いに対になる場合、シグナルは互いに対になるだけである。これは、心室壁の同じ態様に位置する電極を対にするだけで更に改善することができる。すなわち、心臓の後壁上の隣接する電極は隣接しているものと見なされるが、たとえ電極などの間の絶対距離が小さくても、電極が不連続部、例えば肺静脈の両側にある場合は、隣接していると見なされない。したがって、対電極での活性化の相対的なタイミングが確立され、「先行」電極に対する値が割り当てられる。この対形成は、典型的には持続期間が１０ｍｓ～２００ｍｓの離散的な分析期間にわたって実行され得る。分析期間の長さは、分析されている全てのデータにわたって一定である必要はない。同じ活性化順序によって引き起こされる対電極の活性化間のタイミングを比較することが目的であり、それに応じて分析期間を決定することができる。例えば、各分析期間は、同じ活性化順序から生じた可能性が高い電極活性化を包含するように選ぶことができる。したがって、分析期間は互いに重複してもよい。

第３に、このプロセスは、所与の期間にわたって多数回（すなわち、多くの分析期間で、各対形成に対して）繰り返される。有利には、分析期間は重複し、例えば１０～１２０秒などの初期分析期間にシフトされる。所与の期間内では、分析期間は上述のように重複し得る。例えば、分析期間が２００ｍｓである場合、分析期間は１００ｍｓ、すなわち５０％重複し得る。言い換えれば、先行電極は、最初の２００ｍｓの期間、次に第２の２００ｍｓの期間、及び第１の期間の開始後１００ｍｓから始まる第２の期間など、所与の期間にわたって決定される。分析期間自体と同様に、重複の程度はデータセットにわたって変動し得る。このような反復分析により、あまり頻繁に繰り返さない又は全く繰り返さない活性化順序を破棄し、より頻繁に現れる活性化順序をより重要性かつ優先性によってランク付けすることが可能である。

心房細動では、活性化パターンは、波面伝播の頻繁な変化を伴い無秩序に見える。マッピングされた活性化において各部位がその隣接部位の各々に先行する「時間」の相対的割合が計算され、したがって、より頻繁に「先行する」電極部位の割合マップが作成される。

第４に、各記録区域が「先行」活性化に費やす「時間」の割合が計算される。この計算は、各電極がその対になった電極に先行するものと判断される実際の期間に基づいてもよい。あるいは、これは、その部位がマッピングされた活性化に先行する総分析期間（それらの期間が互いに同じ又は異なる期間であるかどうかにかかわらない）の割合であってもよい。したがって、いくつかの例では、相対的な割合は、所与の電極によって見られる心房興奮シグナルの総数を調べ、互いに対になった複数の他の電極に対する、電極が先行しているそれらの活性化シグナルの割合を決定することによって、実際に決定される。隣接する電極のみをマッピングすると誤差が生じる可能性があるが、システムは、マッピングされたフィールド内に活性化の方向を確立するために、活性化の各サイクルについて他の全てに対し全ての電極をマッピングする。順序を分析して、記録期間中の優位活性化順序、及びそれらの活性化に先行する部位、すなわち活性化が生じる点を特定する。局在化した源であるＡＦＤを示唆する軌跡を有する活性化順序は、機構的に重要であると推定される。ＳＴＡＲマッピングシステムは、優位ベクトル（もしあれば）及び活性化がそのベクトルに続く時間の割合を確立するために、所与のベクトルを有する活性化順序の割合を計算する。マッピングフィールド内の全部位について、その部位から生じるマッピングされた活性化の割合が計算されることで、その相対的重要性が決定される。これらの割合は「先行シグナルスコア」と呼ばれ、更なる修正、比較、及び計算を可能にする。

先行シグナルスコアは、割合が心臓にわたり比較され得るように正規化される。このデータの統計的処理、正規化、及び続く表示の多くの実施形態は、想定することができる。

心臓活性化の完全に受動的な区域と重なっている電極は、これらから発するように見える活性化があるとしても、ほとんどない傾向にある。活性化順序内で頻繁に「先行する」傾向がある活性化部位のみが、活性化の源である高い可能性を示す値とされる。同様に、試料Ａの縁部で最早期に繰り返し活性化する重複電極サンプリング位置Ａ及びＢを考慮する場合、活性化はＢからＡへと進行していることが分かり得、したがってＡの早期活性化の部位は受動的であると見なされてもよく、かつ試料Ｂからの電極は先行すると見なされてもよく、したがって試料Ｂからの先行電極はより強調される。

このプロセスは、反復及び破棄されない活性化を反復及び破棄する活性化のパターンを更に精密化及び定義するために、複数の記録期間及び位置にわたって繰り返されてもよく、したがって、多極電極カテーテルからの単一の活性化記録から達成され得たよりも広い区域のマッピングを構築し得る。

ＳＴＡＲマッピング法は、実施形態において、異常な心拍の潜在的ドライバとしてそれらを特徴付ける電気的活性化順序を有する心臓の心室内の領域について、主に最早期活性化電極部位を特定するために使用することができる。あるいは、Ｃａｒｔｏ（商標）システム（Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ、Ｊ＆Ｊ）上で実行されるＣＡＲＴＯＦＩＮＤＥＲ（商標）モジュールなどの方法を使用して、電極位置がその近傍の活性化に先行する時間の割合を示すことができる。この情報を正規化して、記載された方法で使用してそのような部位の重要性に関する改善された情報を提供することができるシグナル先行スコアを形成することができる。

一実施形態では、コンピュータ実装方法は、異常な心拍を支持又は開始する要因である心臓の１つ以上の領域を特定するために使用される。コンピュータ実装方法は、記録期間にわたって心臓上の対応する一連の検出位置から得られた、多極心臓カテーテル上の多電極アレイの複数の電極から記録されている電位図データを用いる。本方法は、以下の工程：
電位図から、異常な心拍の潜在的ドライバとしてそれらを特徴付ける電気的活性化順序を有する心臓の心室内部の領域を特定する工程であって、
当該領域又は当該領域の実質的に周囲の各検出位置について、主要な最早期活性化電極部位を決定する、特定する工程と、
各決定された最早期活性化電極部位について：
電極部位に関連する複数の修正因子の各々に対する値を計算する工程であって、修正因子が、部位についての電位図データ、部位の組織特性、又は部位の解剖学的特性から決定される、計算する工程と、
複数の修正因子から計算されたランク付け因子を決定する工程と；
最早期活性化電極部位の各々をそのランク付け因子に応じてランク付けする工程と；
当該領域を特定するデータを出力する工程であって、データは、当該ランク付けに応じて決定された最早期活性化電極部位の各々のプロミネンスを変動させる、出力する工程と、
を含む。これについては以下の例で説明する。

図１ａ～図１ｄは、ドライバ部位（異常な心拍の潜在的ドライバに対応する最早期活性化電極部位）の決定の態様を示す模式図である。

図１ａは、ヒト心臓の心房の模式図を示す。この図面は、心房細動を駆動する活性化の３つの部位を、円Ａ、円Ｂ、及び円Ｃとして表している。これらは、ランク付きシグナルマッピング法の確率的軌跡分析（ＳＴＡＲマッピング）などのいくつかの方法によって、ドライバ部位として特定され得る。不整脈波面の逐次的マッピングでは、電極ｅ１を含む多くの個別電極部位を囲む大円ＭＥＡによって表される多電極アレイを用いて、電位図波面軌跡が決定される。導出された電位図の活性化のベクトルは、ここでは矢印線によって表されるＭＥＡ全体にわたって導出される。この例では、最早期活性化部位がｅ１であると決定される。図パネル１ｃに示すように、ＭＥＡが新しい位置へと移動する場合、元の部位ｅ１上に重なる電極部位はもはやドライバ部位の特性を表す先行部位ではないように見え、電極部位ｅ１’は実際に概して活性化を主導する。

本発明の実施形態では、電極アレイ取得の縁部上の電極部位が、１つの取得では先行しているように見えるが、第１の取得で先行部位と重複する別の取得では先行していない場合、その部位はドライバとして分類される。

ここで、図パネル１ｃに表されている取得に先行しており、実際には本当のドライバ部位（図１ａの部位Ａ）の上に重なっている部位ｅ１’を考える。ここで、パネル図１ｄに示す第３の取得が実行されるが、このとき、部位ｅ１’に重なる電極（ｅ２’’）はシグナル先行電極の特性を有し続けるが、一方で縁部電極部位ｅ１’’はここで次の区域に移動される。システムは、ｅ１’（及びｅ２’’）の部位にあるドライバ部位が今や明確にドライバ部位であることを確認する。

このようにして、心腔の周囲で行われる電位図の連続的な取得を使用して、真のドライバ部位と、遠隔ドライバ部位からの伝導によって受動的に活性化される見かけのドライバ部位とを区別することができる。

当業者は、全ての部位がマッピングされた後、マッピングの最中に動的に、又は任意の中間点において、ドライバ部位のそのような逐次的マッピング及び決定を行うことが可能であると考えよう。例えば、取得されたデータからマップを生成してもよく、決定された潜在的ドライバ部位の部位、及び潜在的なドライバ（又はそうでない）として積極的に分類するために区域内の更なるマッピング又は電位図取得を必要とする潜在的ドライバ部位を、マップ内でユーザ又は医師に強調して表示することができる。そのようなシステムを採用して、ロボット制御カテーテルを潜在的ドライバ部位の方向及び周囲へとマッピングするように指示することが想定され得る。

図２ａは、星Ａ１及び星Ａ２によって表される２つの独立したドライバ部位を有する心室腔（ここでは、左心房の模式図）の図である。心臓活性化波面の一般的なベクトルは斜線矢印によって示されている。

本発明の一実施形態では、図２ｂに示すように、電極ｅ１～電極ｅ１０を有する多極マッピングカテーテルがＡ１のＡＦドライバ上に配置される。電極ｅ２は最も早く活性化され、活性化のベクトルは概してこの部位から離れて作用する。結果として表示されたベクトルは全て、最も高い先行シグナルスコアを有するｅ２電極（明確にするため、ｅ２、ｅ３、ｅ５、及びｅ９からの矢印のみを示す）に向かっている。これにより、ｅ２がユーザに強調表示される。

図２ｃに示すように、次いで、多極マッピングカテーテルは両方の活性化源から離れた部位に移動される。ここで、「先行シグナルスコア」は、周辺電極ｅ９’上で最も高くなる。活性化は概して単一の方向にあり、一般に、周辺電極ｅ９’が他の全てに先行している。

図２ｄは、ＳＴＡＲマッピングに見られたような単純化連結マップを示しており、ここでは、各逐次的取得からの最も高いシグナル先行スコアを有する電極が強調表示されている。ＡＦＤを表す２つの部位は、ここでは、塗りつぶしでなく輪郭のみで示されている。この例では、２つの電極ｅ２及び電極ｅ９’が強調表示されている。電極ｅ９’は高い先行シグナルスコアであるとされているが、これは、ｅ２とは異なり、ＡＦＤの真の位置をこの電極が示すことを示していないことが明らかである。記載された発明は、隣接する取得の活性化順序が一致している（すなわち、部位ｅ９’からほぼ同じ方向／距離）取得の周辺の部位に対して結果として生じるベクトルに関し、そのいずれかを特定することによって、そのような部位の表示を修正する。実験的観察はまた、そのような部位が、真のＡＦＤと比較した場合、活性化周波数、電位図電圧、及び優位周波数などの他のメトリックの差を呈することを示している。

図２ｅでは、一実施形態によって生成された結果として得られたマップが示されており、ｅ９’は、明らかに高いシグナル先行スコアにもかかわらず、ＡＦＤ部位である可能性が低いと特定されている。したがって、電極の視覚化は、投影サイズを縮小し、色強調又は同様のものなどを低減することによって修正される。部位ｅ２は、色強度、サイズ、又は他の視覚的修正を増大させることによって更に強調することができる。

好ましい実施形態では、ドライバ部位のマップの図形表現が、ディスプレイユニットに表示される。

一実施形態では、特定された潜在的ＡＦＤは、下にある組織の電位図特性、組織特性、又は他の基準（例えば、解剖学的構造）に由来する特定の修正特徴を参照することによって、それらの相対的な重要性を更に精密化することができる。

この実施形態では、電位図取得は、心室腔全体の異なる電極部位において、群（ｇ^1-等～ｇ^x）で順次行われる。例えば、ペンタアレイ（ｐｅｎｔａｒｒａｙ）マッピングカテーテル上の電極（ｅ¹～ｅ²⁰）を、心房細動を有する患者の左心房内の異なる部位へと移動させ、各部位で取られた電位図の異なる逐次的取得が行われ得る。

順次取得された各電位図データセットから、群内の各電極について、シグナル先行スコアが計算される。これは、例えば、同時取得内の他の電極部位によって検出される活性化にその電極上に見られる活性化が先行する時間の割合を示す、ＳＴＡＲ法又は別の統計的ベースの方法によるものであってもよい。

あるいは、他の方法は、活性化が他の部位に先行する活性化の割合、又はその特定の電極が先行すると見られる取得内の電極の割合、又はハイブリッドメトリックを提供し得る。

これらの部位の各々について、１つ以上の更なる因子、例えば、各電極におけるサイクル長変動又は最小平均サイクル長を計算してもよい。

サイクル長メトリックは、取得において各電極上の全ての活性化を最初に特定することによって計算される。

最小安定サイクル長（Ｍｉｎ－ＣＬ）を計算するために、初期の活性化間連結間隔をフィルタリングして、平均サイクル長付近の設定点よりも速い又は遅いいかなる活性化をも除去する。例えば、平均ＣＬよりも３０％速い又は遅い活性化は無視される。残りのサイクル長のうちの最短のサイクル長は不安定な活性化を表す可能性があり、したがって、活性化のうちの最短の１０％は除外される。最小ＣＬに割り当てられた値は、残りの値の最小値であり、ランク付けされた活性化間隔の９番目のデシルにおける最短サイクル長に相当し、ここで、最長サイクル長とは１番目のデシルなどにある。

ｍｉｎ－ｍａｘ特徴スケーリング正規化は、全ての部位にわたって実行することができ、別々の取得間の最小ＣＬの比較を可能にする。修正変数最小ＣＬの場合では、この正規化は、取得された値の範囲に対して行われる。この例では、全ての電極及び取得にわたる全ての最小ＣＬの最大値から減算された最小ＣＬの絶対値は、この値の変動に対して正規化される。

例えば、ｇ２ｅ２の場合、
ａｂｓ（１８７ｍｓ－２０１ｍｓ）＝１４ｍｓ；
及び
ＣＬの変動＝３６ｍｓ；
したがって、
ｇ２ｅ２の正規化最小ＣＬ＝１４／３６
＝０．３９

この値に、その電極の元のシグナル先行スコア（ここでは、０．２）を乗算して、修正されたシグナル先行スコアを得ることができる。すなわち、
０．２×０．３９＝０．０５
この点で、全ての修正されたシグナル先行スコアは再び正規化してもよい。

正規化の前に適用することができる各修正変数に対して重み付けを使用してもよい。

理解され得るように、ＳＴＡＲマッピング法又は他の電気解剖学的マッピング法から導出された、電極先行シグナルスコアに重み付けを提供するこの方法は、サイクル長変動、部位における双極若しくは単極電圧シグナル、電位図期間、又は他の電極の活性化の安定性（すなわち、他の電極における低ＣＬ変動性）などの他の電気生理学的現象に適用することができる。

更なる修正変数は、例えば、それ自体が手動又は自動的に標識化され得る解剖学的部位に関する早見表から適用されてもよい。あるいは、これらは、例えばＭＲＩ又はＣＴスキャンから導出された解剖学的測定値又は組織測定値から計算してもよい。

最高ランクの正規化された修正シグナル先行スコア部位が取得された位置に対応する幾何学的部位は、好ましくは、例えば、データの出力又はディスプレイ上の視覚的レンダリングにおいてレンダリングされた心室腔の表面上におけるそれらの部位又は区域の、サイズ、不透明度、色、又はマーカを増加又は変更することによって強調される。

上記の実施形態に加えて、又は上記の実施形態の代替として使用され得る好ましい実施形態では、潜在的ＡＦＤが実際に真のＡＦＤであるかどうかの決定は、例えばＳＴＡＲマッピングによって決定された活性化のベクトルを参照することによって行われ得る。

前述のように、電位図は、心室腔全体の異なる電極部位において、群（ｇ¹等～ｇ^x）で順次行われる取得によって行われることで好ましくは取得される。電位図の各同時群取得について、シグナル先行スコア（非修正）を参照することによって、又は他の方法から（例えば、波面方向計算）、活性化の近似ベクトルを導出する。より低いシグナル先行スコアを有する電極によって囲まれた高いシグナル先行スコアを有する電極は、真のＡＦＤの部位を表す可能性が高い。しかしながら、高いシグナル先行スコアを有する取得の幾何形状の周辺の電極は、真のＡＦＤを表すか、又はその特定の取得のＡＦＤに最も近い受動的に活性化された部位にすぎないか、のいずれかであり得る。取得が受動的に活性化する部位である可能性が高いかどうかを自動的に示すことが有利である。

取得時の先行電極部位（例えば、ｅ１）が真のＡＦＤであり得るかどうかを決定するために、その群の取得において最も高いシグナル先行スコアを有する電極が特定される。心室の幾何学的表面に対する接線平面は電位図取得部位の中点に作成される。平面の内部移行を防止するためには、心室の高度に平滑化された幾何学的表現を使用することが有利である。次いで、ｅ１の任意の二等分線からの面内角度分布が計算され、その点の周りの電極の面内角度分布が決定される（広がり角）。所定の角度（例えば１２０°）より大きい周囲電極間の分離角の欠如は、ｅ１が真のＡＦＤである可能性が高いことを示す。

したがって修正因子は、早見表によって決定された、又は予め選択された値として、ＡＦＤとして特定された先行電極部位に適用することができる。あるいは、取得時の電極間の最大分離角を逆に再スケーリングし（１－（ｍｉｎ－ｍａｘ正規化））、これを修正変数として使用することができる。

例えば、取得ｇ１においてｅ２が４つの電極によって取り囲まれ、これらの電極の逐次的な分離角が、９３°、６５°、１１９°、及び８３°である状況について考察する。したがって、この例の取得のための最大角度は１１９°である。例えば１７０°を超える取得のための最大広がり角は、潜在的なＡＦＤ部位がその電極群の縁部にあることを示した。

この例では、３つの更なる取得部位であるｇ２～ｇ４は、各取得の最大分離角が、１７４°、１２０°、及び２４０°であることを提示する。

これらの角度は正規化を受けて、各取得時に見られる最も可能性の高いＡＦＤの各々に重み付けを適用することができる修正因子を提示することができる。この例では、１、０．５５、０．９９、及び０は、標準的なｍａｘ－ｍｉｎ正規化から生じ得る。測定された最大分離角ではなく、最大可能分離（３６０°）を用いると、ゼロではない正規化された修正因子、この例では１、０．７７、０．９９、及び０．４９が提示される。

潜在的ＡＦＤ部位の最大広がり角が１７０°より大きい場合、この部位が受動的に活性化しているかどうかを決定しなければならない。これは、潜在的ＡＦＤの所定の測地線距離内で行われ、最大広がり角の円弧内にある他の取得を参照することによって、実行することができる。

受動的活性化の決定

同時取得の周辺にある潜在的なＡＦＤ部位である電極は、最大広がり角の円弧内における適用範囲を与えるその部位に近い別個の取得の活性化順序又は平均波面ベクトルを参照することによって、可能性のある真のＡＦＤ、又は受動的に活性化する部位へと分類することができる。これらは、問題のＡＦＤ部位から特定の測地線距離内、典型的には所定の距離内、例えば３ｃｍ以内にあることが好ましい。

例えば、電極取得ｇ１ｅ１は、取得の周辺にあり、潜在的ＡＦＤとして特定される。３ｃｍｓ以内かつ最大広がり角の円弧内にある更なる取得ｇ２が実行され、計算が適用される。ｇ１ｅ１が受動的に活性化している場合、ｇ２の最近傍電極シグナル先行スコアは低いと予想される。これは、ｇ２（例えば、ｇ２ｅ１）の１つ（又は複数）の最近傍電極上のシグナル先行スコアが、ｇ２の全シグナル先行スコアの下位５０％にあると定義することができる。更に、そのような電極の活性化のベクトルは、ｇ１ｅ１から離れるように向けられ、すなわち、例えば平面接線上の９０°と２７０°との間にあり、ｇ２ｅ１からｇ１ｅ１へのベクトルは０°であると見なされる。

これらの条件の両方が満たされる場合、ｇ１ｅ１は、確実に受動的に活性化する部位として定義され得る。このように、計算におけるｇ１ｅ１のプロミネンスを減少させることによって修正するために、修正因子を適用し、そのシグナル先行スコアを減少させてもよい。この修正因子は、早見表又は以前の治験から任意であってもよく、単一の電極部位（ｇ１ｅ１）又は逐次的取得（例えば、ｇ１）内の全ての電極にわたってのいずれかで適用されてもよい。

次いで、反復プロセスを実行してもよく、シグナル先行スコアの再割り当て及び正規化に続いて、シグナル先行スコアが再計算される。

しかしながら、ｇ２ｅ１及び／又はその隣接シグナル先行スコアが高く（例えば、活性化ｇ２についての先行シグナルスコアの上位７５％以内）、活性化のベクトルが部位ｇ１ｅ１に向かっている（例えば、平面接線電極間ベクトル上で－９０°～＋９０°の間）場合、真のＡＦＤドライバは、これらの２つの電極部位にあるか、又はこれらの２つの電極部位に非常に近い可能性が高い。正の修正因子を適用してもよく、ｇ２ｅ１とｇ１ｅ１との間の区域を視覚的に強調してもよい。

高シグナル先行スコアを有する電極が取得の縁部にあり、最大広がり角の円弧及び定義された測地線距離の両方の内部に取得がないという状況があってもよい。この場合、区域を表示画面上で強調して、その区域で更に取得する必要があることを示すことができる。これは、区域を異なる色で強調することによって、又は更なる取得を実行すべきことを、矢印、ポインタ、又は他のアニメーションで示すことによってのいずれかで行うことができる。

そのような取得中に、充分な電位図データが取得されたかどうかを示すインジケータを表示してもよい。最も単純には、これは単純なタイマーであり得るが、他のインジケータは、所定の値を参照して予め設定された目標数により、各電極上の電位図の活性化の数をカウントしてもよい。

図３ａ～図３ｅは、本発明の実施形態における、最大広がり角の決定及び使用を示す図である。

図３ａは、ｅ１～ｅ６と標識された６つの電極を有する多極マッピングカテーテルを示す。この例では、電極ｅ６は、他の電極よりも高いシグナル先行スコアを有する。この電極と周囲電極との間の活性化のベクトルは実線の矢印で描かれており、これらはｅ６で平滑化された心室腔表面表現への接線平面に投影される。これらのベクトル間に角度が存在しており、例えば、ｅ６～ｅ１及びｅ６～ｅ５の２つのベクトル、ここでは角度がφ１－５によって与えられる。この例では、ｅ６は電極によって囲まれており、最大広がり角と称することができる最大角φ５～６は、予め設定された最大値、例えば１２０°よりも小さい。これによりｅ６がＡＦＤとして確認され、したがって、修正因子を適用することができる。

ここで、図３ｂは、別の位置に移動された電極の同じ配置を示す。ここで、潜在的ＡＦＤ、すなわち最も高いシグナル先行スコアを有する電極はｅ１である。しかしながら、この例では、最大の電極間角度はここでφ２～５であって、これは設定量（例えば、１７０°）よりも大きく、これを活性化の周辺点として確認する。

図３ｃは、設定された直径（例えば、３ｃｍ）の円弧を示しており、最大広がり角（この例では、φ２～５）を中心として考慮されてもよく、斜線区域で示されている。これは、角度φ２～５を完全に網羅し得るか、又はより小さく、これを中心とし得る。この円弧にある別個に群化された取得からの最も近い２つ以上の電極活性化が、次いで考慮される。

図３ｄに示すように、この円弧にある別個に群化された取得（ｇ２ｅ１～ｇ２ｅ６）からの最も近い２つ以上の電極活性化が、次いで考慮される。この例では、最も近い２つの取得ｇ２ｅ４及びｇ２ｅ３は、両方ともシグナル先行スコアが低く、潜在的なＡＦＤではない。更に、太い実線矢印によって示される活性化の平均ベクトルは、ｅ１に向かう（ｅ１が真のＡＦＤであった場合に予想されたように、ｅ１から離れているのではない）。これにより、この例におけるｅ１はＡＦＤではないことが確認され、その視覚的プロミネンスを低減するために修正因子が適用され得る。

図３ｅは、更なる取得（ｇ３ｅ４）上の最も近い電極の１つが高いシグナル先行スコアを有し、この電極からのベクトルがｅ１からのベクトルと反対方向にある、別の状況を示す。これは、ＡＦＤがこれらの２つの電極の近くに存在し、それらの間の区域が強調され得ることを示す（例えば、ここではストライプ状の円）。

図４ａ及び図４ｂは、他の電位図分析又は画像処理技術からのデータを、電位図ベクトルのマッピングによって特定された区域と組み合わせて使用して、特定された区域の重要性をより良好に分類及びランク付けする方法を示す。この例では、区域Ａ、区域Ｂ、及び区域Ｃは、マッピング技術、例えばＳＴＡＲマッピングを用いて最初に特定される。心臓不整脈の維持にとって重要である区域の可能性を示すことができる更なるデータセットを組み合わせて、特定されたドライバ部位をランク付けするために使用することができる。これを行うための１つの方法とは、その後対応するドライバ部位に適用される区域を使用して、正規化された修正因子を提示することである。いくつかの修正因子を各特定されたドライバ部位に適用して、元のマッピング方法によって特定された全ドライバ部位のそれぞれの重要性の最終的な可能性のあるランク付け又は表示を得ることができる。履歴患者データなどの更なるデータを適用してもよく、機械学習アルゴリズムを使用して、使用する正確な修正因子及びそれらを適用する順序を決定してもよい。

図４ａに示すように、電気解剖学的マッピングから取得されたデータは、活性化順序マッピング、例えばＳＴＡＲマッピングによって潜在的ドライバ部位を決定するために使用することができ、かつこれらの部位における他の電気的特性（すなわち、これらの領域における電位図の特徴の分析）の分析にもまた使用することができる。図１に詳述されているように、実際に受動的に活性化しているドライバ部位を除去するためにマッピングが順次行われている場合、更なるルールベースのアプローチを採用してもよい。これらの結果として得られたデータは、治験中であるその患者の心臓に関する他の情報と更に組み合わせることができ、例えば画像処理から導出されたメトリックは、この撮像データによって、正規化され、重み付けされ、特定された各ドライバ部位に帰する重要性を修正するために使用することができる修正因子をもたらした。そのようなデータは、それ自体が造影剤による造影のスケール、例えば遅延ガドリニウム造影からなり得る、例えば、瘢痕、壁厚、又は組織浮腫測定値のパーセンテージを含有する心臓ＭＲＩデータであってもよかった。修正情報の別の源は履歴データを参照してもよく、この履歴データは、特定された各潜在的ドライバ部位について修正因子を更に導出するために、機械学習技術へと連結してもよい。

図４ｂは、提案された装置を通るデータの流れを示す。電位図データは、心臓マッピングシステムに接続された多極マッピングカテーテルを用いて取得され、３Ｄ電気解剖学的マッピングシステムに組み込まれてもよく、又は別個であってもよい。心臓電位図に関するデータを収集するために心腔内カテーテルが使用されるのではなく、逆解によって表面電位図を採用して心室腔表面の表現上の「仮想」電位図を導出してもよいことが理解されよう。次いで、データは、別個のコンピュータとして存在し得るか又は電気解剖学的マッピングシステムに統合され得る、分析モジュールに転送される。ここで、図４ａに記載されたデータ統合及び処理は、心臓の３Ｄ解剖学的表現と統合して、ユーザ、例えば医師に表示する前に実行される。

図５ａ、図５ｂは、バスケット型カテーテル電極の１つで得られたサイクル長（ＣＬ）ヒストグラムを示し、記録のパーセンテージは、ｙ軸上の各ＣＬ及びｘ軸上のＣＬによって構成される。各バーは定義されたＣＬを表す。例示目的のために、平均に沿ったより低頻度のＣＬを除外した。図５ａは、１３１ｍｓでの最小ＣＬを示し、これもまた優位ＣＬを表す。１０２ｍｓ及び１０５ｍｓでのＣＬは、これらがその電極で記録された平均ＣＬの３０％超であるＣＬを表し、全記録ＣＬの１０％未満のみを表すので、方法論の一部として除外される。図５ｂは、１３５ｍｓでの最小ＣＬを示す一方で、優位ＣＬは１４２ｍｓである。再び、１０５ｍｓ及び１０９ｍｓでのＣＬは、上記のように方法論の一部として除外される。

図６は、特定された潜在的ＡＦＤ及びアブレーション応答に関連する潜在的ＡＦＤ、並びにこれらのうちのいくつが最小ＣＬ、最低ＣＬＶ、局所的ＤＦ勾配、及びＬＶＺの部位と同じ場所に位置するかを示す、研究のフローチャートである。

図７Ａ～図７Ｆは、対象（患者番号６）から得られた画像及び電位図である。（図７Ａ）中間ルーフ（ｒｏｏｆ）にマッピングされた潜在的ＡＦＤを示す、タイトル付きルーフビュー（ａ ｔｉｔｌｅｄ ｒｏｏｆ ｖｉｅｗ）におけるＬＡのＳＴＡＲマップ。（図７Ｂ）タイトル付きルーフビューにおけるＣＬマップは、マッピングされた潜在的ＡＦＤにおける全体で最速の最小ＣＬを実証する。（図７Ｃ）タイトル付きルーフビューにおけるＣＬＶマップは、マッピングされた潜在的ＡＦＤにおける最低ＣＬＶを実証する。（図７Ｄ）ＳＴＡＲマッピング法によって割り当てられた、潜在的ＡＦＤ（星印で強調）及び隣接電極で得られた電位図。潜在的ＡＦＤで得られた電位図は、この部位がその隣接対と比較して先行しており、またより速いＣＬも有することを実証している。（図７Ｅ）ＳＴＡＲマップによってガイドされる潜在的ＡＦＤにおけるアブレーションを示すルーフビューにおけるＬＡのＣＡＲＴＯマップ。（図７Ｆ）電位図は、潜在的ＡＦＤでのアブレーションにおけるＡＦから洞調律への停止を示す。
ＬＵＰＶ－左上肺静脈
ＲＵＰＶ－右上肺静脈
ＬＡＡ－左心耳
ＭＶＡ－僧帽弁輪

図８Ａ～図８Ｃは、異なる対象（患者１６）からの画像である。（図８Ａ）潜在的なＡＦＤを示す表題側面像における、ＬＡのＳＴＡＲマップを示す。（図８Ｂ）ＡＴへのＡＦの停止をもたらした表題側面像でのＣＡＲＴＯ左心房マップに実証されているように、この部位でアブレーションを行った。（図８Ｃ）潜在的ＡＦＤは、隣接する電極から得られるＣＬの減少に伴い、局所的に最も速いＣＬの部位と同じ場所に位置した。
ＬＵＰＶ－左上肺静脈
ＬＡＡ－左心耳
ＭＶＡ－僧帽弁輪

図９Ａ～図９Ｃは、更に別の対象（患者ＩＤ１８）からの画像である。（図９Ａ）潜在的なＡＦＤを示す側面像における、ＬＡのＳＴＡＲマップを示す。（図９Ｂ）潜在的なＡＦＤは、隣接する電極から得られたＤＦの減少に伴い、局所的に最も高いＤＦの部位と同じ場所に位置した。（図９Ｃｉ～図９Ｃｉｉ）潜在的なＡＦＤでのアブレーションは、ＢＡＲＤから得られた電位図に示すように、ＣＬを１６４ｍｓから２２９ｍｓまで遅延させた。
ＬＵＰＶ－左上肺静脈
ＬＡＡ－左心耳
ＭＶＡ－僧帽弁輪

実験結果

本発明者らは、ＳＴＡＲマッピングを更に精密化及び開発するため以下に説明するような実験を行い、潜在的ドライバ部位をそれらの重要性又は可能性の観点から真のドライバ部位として分類し得る更なる要因を決定するための修正因子として使用することができる、一連のパラメータを確立した。

パラメータ開発の方法

全ての患者は、２－６－２ｍｍの電極間隔を有するＰｅｎｔａＲａｙ Ｎａｖカテーテルを用いて作成された、高密度双極電圧マップを有した。幾何学的表面から３ｍｍ以上の点を心筋と接触していないものとしてフィルタリングし、取得した点を呼吸同期して、解剖学的局在化の精度を最適化した。

検討したパラメータ

双極電圧及びＡＦＤ

適切な心房適用範囲を確保する目的で、患者ごとに最低で８００個の双極電圧点が取られた。表面色投影のために補間閾値を５ｍｍに設定し、完全なＬＡ適用範囲（すなわち、データ点から５ｍｍを超える区域なし）を目標として点を収集した。

０．５ｍＶ未満の双極電圧を有する区域を低電圧ゾーン（ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｚｏｎｅ：ＬＶＺ）と定義した。電圧マップを非ＬＶＺとＬＶＺとに分けた。次いで、特定された潜在的なＡＦドライバを、非ＬＶＺ又はＬＶＺのいずれかに存在するものとして大別した。ＬＶＺにマッピングされ、アブレーション時にＡＦ停止を達成する潜在的ＡＦＤの関係を評価した。ＬＶＺの割合と特定されたＡＦＤの数との関係もまた評価した。

スペクトル分析及びＡＦＤ

バスケット型カテーテルから記録された単極シグナルを利用して、各患者における５分の記録の各々にわたって接触している各電極の極（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｐｏｌｅ）でＣＬを決定した。自動化カスタム記述Ｍａｔｌａｂスクリプトを用いて、２つの連続する心房シグナル間の時間差としてＣＬを測定した。カスタムアルゴリズムを使用して、充分に記載された不応期に基づいた妥当な生物学的挙動をモデル化した。このアルゴリズムを使用して、分裂電位図の二重計数を回避した。単極活性化タイミングを最大負性偏差（ピーク負性ｄｖ／ｄｔ）とした。

ｘ軸上で特定された全てのＣＬを有するＣＬのヒストグラム（最も近い整数ミリ秒に丸める）と、ｙ軸上で各ＣＬによって構成された記録のパーセンテージとを、各患者で各５分の記録について、各個別電極についてプロットした。心房ＣＬ測定から迅速な活性の部位を特定するため、様々な方法が以前に使用されてきた。１つのアプローチは、ＣＬのヒストグラムを使用し、サイクルの５０％を含有するヒストグラム内のＣＬの最も狭い範囲の中心を取り、これを「優位ＣＬ」と定義する。次いで、各電極の優位ＣＬを解剖学的幾何形状の複製に投影して、上位デシルの値として定義される最も速い優位ＣＬの部位を特定し、ＡＦＤとのそれらの空間的関係を評価した。

最小ＣＬ（Ｍｉｎ－ＣＬ）として定義される最も速いＣＬの部位（複数可）を決定する新規な方法論では、最初に極端なＣＬ異常値は無視され、これは電極での平均ＣＬよりも３０％遅い又は速いＣＬ、及びサイクルの１０％超を含有するＣＬとして定義された。残りのＣＬから、各電極について最小ＣＬを特定した（図１）。したがって、最小ＣＬは、異常値除去後のサイクルの１０％超を構成する最短ＣＬであった。最小ＣＬを全ての電極間で比較して、ＬＡにおける全体的に最も速い最小ＣＬの部位（複数可）を特定した。全体で最も速い最小ＣＬの２つの定義を試験した：（ｉ）全電極の上位デシル内の最小ＣＬ、及び／並びに（ｉｉ）単一の最も短い全体的な最小ＣＬ若しくは「絶対最小ＣＬ」、及び全体的に最も速い最小ＣＬの５％以内である最小ＣＬを伴う他の任意の点。次いで、最も速い全体的な最小ＣＬを有する電極（複数可）の位置を、正確な解剖学的相関を確実にするためにＥＳＡを実証した同じＳＴＡＲマップ上で特定した。

ＣＬ変動性（ｃｙｃｌｅ ｌｅｎｇｔｈ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ：ＣＬＶ）を組織化のマーカとして使用した。ＣＬの標準偏差（ｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎ：ＳＤ）を取ることによって、各電極についてＣＬＶを決定した。したがって、ＣＬＶが小さいほどＣＬ変動が少ないことを示す。ＣＬＶを全ての電極間で比較して、ＬＡにおける全体的に最も低いＣＬＶの部位を特定した。最も低いＣＬＶの部位は、（ｉ）最低デシルでのＣＬＶ、及び／又は（ｉｉ）絶対最低ＣＬＶと称される、全体的に最も低いＣＬＶの５％以内であるＣＬＶとして定義された。次いで、最低ＣＬＶを有する電極（複数可）の位置をＳＴＡＲマップ上で特定し、再びＡＦＤと相関させた。

潜在的ＡＦＤにおける局所的ＣＬ及び周波数勾配

ＳＴＡＲマッピング法を用いて決定された電位ＡＦＤでの最小ＣＬを、隣接する電極で得られた最小ＣＬと比較して、潜在的ＡＦＤから周囲区域へのＣＬ勾配があるかどうかを導いた。これを、各患者の各ＳＴＡＲマップで特定された全ての潜在的ＡＦＤについて繰り返した。隣接する電極は、潜在的ＡＦＤの３ｃｍ以内にあった電極として定義された。

ＤＦを決定するために、遠隔フィールド心室性シグナルのフィルタリングに続いて、Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ２次フィルタを単極シグナルに適用した。次いで、整流を行ってシグナルの絶対値を取って、続いてシグナルにローパスフィルタを適用した。次いで、ハミング・ウインドーを適用してフーリエ変換を行った。その後、各４秒窓についてＤＦを決定した。５分間にわたって記録したこれらの全ての値の中央値を取って、電極極のＤＦを決定した。潜在的ＡＦＤとして特定された電極におけるＤＦを隣接する電極で得られたＤＦと比較して、潜在的ＡＦＤから周囲区域への高－低周波数勾配があったかどうかを決定した。これを、各患者の各ＳＴＡＲマップで特定された全ての潜在的ＡＦＤについて繰り返した。上位デシルのそれらの値に従って、ＬＡ部位と全体的に最も高いＤＦとの関係、及び潜在的ＡＦＤもまた評価した。

結果概要

３２人の患者が含まれ、そのうちＳＴＡＲマッピングで特定された８３人の潜在的ＡＦＤがアブレーションの標的となった。アブレーション応答は７３ヶ所の部位で見られた（ＡＦ停止２４回、及び３０ｍｓ以上のＣＬ遅延４９回）。７３ヶ所の部位のうち、５４ヶ所（７４．０％）及び５５ヶ所（７５．３％）は、それぞれ全体的に最も速いＣＬ及び最も低いＣＬＶの部位と同じ場所に位置した。しかしながら、従来のマーカを利用する場合、最速の優位ＣＬ及び最高ＤＦを有する部位は、アブレーション応答を伴う潜在的ＡＦＤとまれに同じ場所に配置された（３９ヶ所、５３．４％ＣＬ、及び４１ヶ所、５６．２％ＤＦ）。ＰＶＩは、潜在的ＡＦＤにおいて、ＣＬ（ＰＶＩの前で１３１．０±１２．１ｍｓ対１３１．２±１５．５ｍｓ；ｐ＝ＰＶＩの後で０．９６）、又はＣＬＶ（ＰＶＩの前で１０．３±３．９ｍｓ対ＰＶＩの後で１１．０±５．４ｍｓ；ｐ＝０．８０）に影響を及ぼさなかった。これらの潜在的ＡＦＤはまた、局所的ＣＬ（６１／７３ヶ所、８３．６％）及び周波数勾配（５８／７３ヶ所、８０．８％）を頻繁に実証した。潜在的ＡＦＤはＬＶＺにより一般的にマッピングされ、ＬＶＺの割合は、特定された潜在的ＡＦＤの数と相関した（ｒ_s＝０．９１；ｐ＜０．００１）。これらの迅速性及び組織化の新規マーカをＳＴＡＲマッピングと併せて利用することによって、どの潜在的ＡＦＤがアブレーション応答を生成するかを予測する際における、高感度及び特異性が可能になった。最低ＣＬＶ（２４／２４ヶ所（１００％）対３１／４９ヶ所（６３．２％）；ｐ＜０．００１）及び最速ＣＬ（２４／２４ヶ所（１００％）対３０／４９ヶ所（６１．２％）；ｐ＜０．００１）の部位と同じ場所に位置する潜在的なＡＦＤは、ＣＬ遅延ではなく、アブレーションでのＡＦ停止と一貫して関連していた。

結果詳細

３２人の患者がＳＴＡＲマッピング誘導アブレーション（ＳＴＡＲ ｍａｐｐｉｎｇ ｇｕｉｄｅｄ ａｂｌａｔｉｏｎ）を受けた。平均ＡＦ持続期間は１５．４±４．３ヶ月であり、患者３２人のうち２１人（６５．６％）が抗不整脈薬のアブレーション前であった。

潜在的ＡＦＤでのアブレーション応答

手短に言えば、３２名の患者（患者あたり２．８±０．８）において、ＰＶＩ後のＳＴＡＲマップで９２ヶ所の潜在的なＡＦＤが特定され、そのうち８３ヶ所（９０．２％、患者あたり２．６±０．７）がアブレーションで標的とされた（図３）。アブレーションされなかった９回の潜在的なＡＦＤは、以前の部位でのアブレーションがＡＦ停止をもたらした患者であった。

アブレーション応答は、３２人の患者全員において少なくとも１回の応答を含む、７３回の潜在的ＡＦＤ（患者あたり２．３±０．６）で達成された。潜在的ＡＦＤに基づいて、ＡＦ停止は、２４ヶ所（ＡＴに対する１８回の組織化、及び洞調律に対する６回の停止）でアブレーションによって達成され、３０ｍｓ以上のＣＬ遅延は４９ヶ所の部位で達成された。患者ごとに基づいて、ＡＦ停止は２４人の患者で達成され、ＣＬの遅延は残り８人の患者で３０ｍｓ以上であった。

双極電圧及び潜在的ＡＦＤ

患者ごとに基づいて、平均３．４±０．７ヶ所の明確に定義されたＬＶＺが特定された。特定された潜在的ＡＦＤの大部分をＬＶＺにマッピングした（６２／９２ヶ所、６７．４％）。アブレーションされた８３ヶ所の潜在的ＡＦＤのうち、６０ヶ所をＬＶＺ（７２．３％）にマッピングし、そのうち５９ヶ所（９８．３％）がアブレーション応答に関連していた。

ＬＶＺ（５９．２±６．５ｍＶ）に含まれるＬＡの５０％を超える患者は、２ヶ所を超える潜在的ＡＦＤが特定される可能性がより高かった。存在するＬＶＺの割合と、特定された潜在的ＡＦＤの数との間に、強い正の相関があった（ｒ_s＝０．９１；ｐ＜０．００１）。しかしながら、ＬＶＺ単独ではＡＦＤ部位の予測において的中率はほとんどなかった。

潜在的ＡＦＤとＬＶＺとの関連によりアブレーションに対する応答は高度に予測された。ＬＶＺにマッピングされた潜在的ＡＦＤもまた、非ＬＶＺにマッピングされた潜在的ＡＦＤに対して、アブレーションでのＡＦ停止に関連する頻度が高かった（オッズ比＝２０．０、９５％ＣＩ、１．１～３５１．５；ｐ＝０．０４）。

スペクトル分析及び潜在的ＡＦＤ

スペクトル分析のために、合計で１７０回の５分間の単極記録を使用した。これらの１７０回の記録のうち、８４回はＰＶＩ前に、及び８６回はＰＶＩ後に作成された。ＰＶＩ後の潜在的ＡＦＤで得られた平均優位ＣＬ及び平均最小ＣＬは、それぞれ、１３７．９±６４．２ｍｓ及び１３１．２±１５．５ｍｓであった。

スペクトル分析及び潜在的なＡＦＤで特定された部位の共配置

（ｉ）最速優位ＣＬ

ＰＶＩ後に特定された９２回の潜在的ＡＦＤのうち、４７回（５１．１％）は、最速優位ＣＬ（複数可）の部位と同じ場所に位置していた。優位ＣＬは、ＡＦＤの予測において５１．１％の感度（９５％ＣＩ、４０．４～６１．７％）及び１８．６％の特異性（９５％ＣＩ、８．４～３３．４％）を示した。陽性及び陰性的中率は、それぞれ、５７．３％（９５％ＣＩ、５１．２～６３．２％）及び１５．１％（９５％ＣＩ、８．４～２５．６％）であった。

（ｉｉ）上位デシル内の最小ＣＬ部位及び絶対最小ＣＬ

患者ごとに基づいて、平均４．１±１．１個の最小ＣＬ部位が上位デシルで特定された。ＰＶＩ後に特定された９２回の潜在的ＡＦＤのうち、５８回（６３．０％）がこれらの部位のうち１つと同じ場所に位置していた。上部デシルのもののような最小ＣＬ部位は、潜在的ＡＦＤの特定において６３．０％の感度（９５％ＣＩ、５２．３～７２．９）及び２０．４％の特異性（９５％ＣＩ、１０．２～３４．３）を示した。

患者ごとに基づいて、最速最小ＣＬ部位の５％以内にあった２．５±０．９回の絶対最小ＣＬ部位の平均が特定された。ＰＶＩ後に特定された９２回の潜在的ＡＦＤのうち、５６回（６０．９％）がこれらの部位のうち１つと同じ場所に位置していた。

（ｉｉｉ）最低デシル及び絶対最低ＣＬＶ内の最低ＣＬＶ部位

患者ごとに基づいて、平均３．８±１．０回の最低ＣＬＶ部位が上位デシルで特定された。ＰＶＩ後に特定された９２回の潜在的ＡＦＤのうち、６１回（６６．３％）がこれらの部位のうち１つと同じ場所に位置していた。最低デシルの部位のような最低ＣＬＶは、潜在的ＡＦＤの特定において６６．３％の感度（９５％ＣＩ、５５．７～７５．８）及び２４．４％の特異性（９５％ＣＩ、１２．４～４０．３）を示した。

患者ごとに基づいて、これらは全体の最低ＣＬＶ部位のうち５％以内であった、平均２．３±０．８回の最低ＣＬＶ部位が特定された。ＰＶＩ後に特定された９２回の潜在的ＡＦＤのうち、６０回（６５．２％）がこれらの部位のうち１つと同じ場所に位置していた。

潜在的ＡＦＤでのアブレーションに対する応答を予測するためのスペクトル分析の使用

（ｉ）最速優位ＣＬ

アブレーション応答に関連した７３回の潜在的ＡＦＤのうち、３９回（５３．４％）のみが最速優位ＣＬの部位と同じ場所に位置した。最速優位ＣＬは、潜在的ＡＦＤの予測において５３．４％の感度（９５％ＣＩ、４１．４～６５．２％）及び２６．３％の特異性（９５％ＣＩ、１３．４～４３．１％）を示した。陽性及び陰性的中率は、それぞれ、５８．２％（９５％ＣＩ、５１．１～６５．０％）及び２２．７％（９５％ＣＩ、１４．１～３４．６％）であった。

（ｉｉ）上位デシル内の最小ＣＬ部位及び絶対最小ＣＬ

研究で定義されたアブレーション応答を有する７３回の潜在的ＡＦＤのうち、５４回（７４．０％）が最小ＣＬ部位の１つと同じ位置に配置された（図３及び図４Ａ～図４Ｆ）。

これらの部位への共配置は、アブレーション応答を伴う潜在的ＡＦＤの予測において、高い診断精度を実証することが再び示された。

（ｉｉｉ）最低デシル及び絶対最低ＣＬＶ内の最低ＣＬＶ部位

研究で定義されたアブレーション応答を有する７３回の潜在的ＡＦＤのうち、５６回（７６．７％）は、最低位デシル内に定義された最低ＣＬＶ部位のうちの１つと同じ場所に配置された（図５ａ、図５ｂ及び図６Ａ～図６Ｆ）。

アブレーション応答に関連した７３回の潜在的ＡＦＤのうち、５５回（７５．３％）が、絶対最低ＣＬＶ部位のうちの１つと同じ場所に配置された（図４及び図６Ａ～図６Ｆ）。これらの部位への共配置は、アブレーション応答を伴う潜在的ＡＦＤの予測において、高い診断精度を実証することが再び示された。

（ｉｖ）ＡＦ停止の予測

・いずれかの定義に従って最小ＣＬの部位と同じ位置に配置された潜在的ＡＦＤは、ＣＬ遅延とは対照的に、アブレーション時のＡＦ停止とより頻繁に関連していた（２４／２４回（１００％）対２９／４９回（５９．２％）；ｐ＜０．００１）。このマーカは、ＡＦＤにおけるアブレーションでのＡＦ停止を予測するためのオッズ比３４．１（９５％ＣＩ、２．０～５９２．３；ｐ＝０．０２）を示した。

・いずれかの定義に従って最低ＣＬＶの部位と同じ位置に配置された潜在的ＡＦＤは、ＣＬ遅延とは対照的に、アブレーション時のＡＦ停止とより頻繁に関連していた（２４／２４回（１００％）対３１／４９回（６３．２％）；ｐ＜０．００１）。このマーカは、潜在的ＡＦＤにおけるアブレーションでのＡＦ停止を予測するためのオッズ比２８．８（９５％ＣＩ、１．７～５０１．６；ｐ＝０．０２）を示した。

局所的ＣＬ及び周波数勾配及び潜在的ＡＦＤ

特定された９２回の潜在的ＡＦＤのうち、潜在的ＡＦＤから５６回の潜在的ＡＦＤ（６０．９％）を有する周囲極への最小ＣＬの明確な勾配があった（図５ａ、図５ｂ及び図８Ａ～図８Ｄ）。アブレーション応答を伴う７３回の潜在的ＡＦＤのうち、６１回（８３．６％）は、潜在的ＡＦＤから隣接する極への最速－最遅ＣＬ勾配を実証した。３ｃｍ以内の潜在的ＡＦＤから隣接する極への最小ＣＬの平均減少は、１０．５±４．２ｍｓであった（ｐ＝０．０１）。潜在的ＡＦＤにおける局所的ＣＬ勾配の存在は、アブレーション応答を伴う潜在的ＡＦＤの予測において、５．１（９５％ＣＩ、１．３～２０．３、ｐ＝０．０２）の奇数比を示した。

潜在的ＡＦＤでの平均ＤＦは６．２±０．７Ｈｚであった。潜在的なＡＦＤは、事例の５６．５％（５２／９２）においてＬＡの最高ＤＦの部位と同じ場所に配置されたのみであり、７３回のうち４１回（５６．２％）は、最高ＤＦの部位と同じ場所に配置されたアブレーション応答を伴った。特定された９２回の潜在的ＡＦＤのうち、潜在的ＡＦＤから５９回の潜在的ＡＦＤ（６４．１％）を有する隣接する極への明確な周波数勾配があった（図５ａ、図５ｂ及び図７Ａ～図７Ｄ）。潜在的ＡＦＤから隣接する極へのＤＦの平均減少は１．８±０．７Ｈｚ（ｐ＝０．０１）であった。アブレーション応答を伴う７３回の潜在的ＡＦＤのみを検討する場合、５８回（８０．８％）が周波数勾配を実証した。潜在的ＡＦＤにおける局所的周波数勾配の存在は、アブレーション応答を伴う潜在的ＡＦＤの予測において、５．８（９５％ＣＩ、１．４～２３．２、ｐ＝０．０１）の奇数比を示した。周波数勾配の存在は、ＡＦ停止を有する者と、アブレーション時にＣＬ遅延を有する者とでは有意に異ならなかった（１８／２４、７５．０％対３９／４９、７９．６％；ｐ＝０．７８）。

スペクトル分析データに対するＰＶＩの影響

ＰＶＩ後に特定された９２回の潜在的ＡＦＤのうち、４２回はまた、ＰＶＩ前のマップでも検出され、そのうち３９回（９２．９％）が研究で定義されたアブレーション応答に関連していた。（全ての電極の平均ＣＬＶを取ることによって得られた）ＰＶＩ前の平均ＣＬＶは、ＰＶＩ後に特定された潜在的ＡＦＤのみを有した患者と比較して、両方のＰＶＩ前に特定された潜在的ＡＦＤを有した患者でより低かった（３１．４±４．８ｍｓ対４９．５±７．３ｍｓ；ｐ＝０．０１）。

ＰＶＩは、潜在的ＡＦＤにおいて、ＣＬ（ＰＶＩの前で１３１．０±１２．１ｍｓ対１３１．２±１５．５ｍｓ；ｐ＝ＰＶＩの後で０．９６）、及びＣＬＶ（ＰＶＩの前で１０．３±３．９ｍｓ対ＰＶＩの後で１１．０±５．４ｍｓ；ｐ＝０．８０）に影響を及ぼさなかった。

ＰＶＩ前に特定された潜在的ＡＦＤもまた、アブレーション応答を伴う潜在的ＡＦＤの予測において、５３．４％の感度（９５％ＣＩ、４１．４～６５．２）及び９０．０％の特異性（９５％ＣＩ、５５．５～９９．８）を示した。陽性的中率及び陰性的中率は、それぞれ、９７．５％（９５％ＣＩ、８５．７～９９．６）及び２０．９％（９５％ＣＩ、１６．１～２６．７）であった。

後述する本発明の特定の実施形態は、ファームウェア内及び／又はコンピュータプロセッサを有するコンピュータシステム上での実行を可能にするための制御ロジックを有するコンピュータ使用可能媒体上に存在するコード（例えば、ソフトウェアアルゴリズム又はプログラム）として組み込むことができることを理解されたい。そのようなコンピュータシステムは、典型的には、実行に従ってプロセッサを構成するコードの実行からの出力を提供するように構成された、メモリストレージを備える。コードは、ファームウェア又はソフトウェアとして構成することができ、分離コードモジュール、関数呼び出し、手続き呼び出し、又はオブジェクト指向プログラミング環境におけるオブジェクトなどの、モジュールのセットとして編成することができる。モジュールを用いて実施される場合、コードは、互いに協働して動作する単一のモジュール又は複数のモジュールを備えることができる。

本発明の任意の実施形態は、本明細書で言及又は指示された部分、要素、及び特徴を、個別に又は集合的に、２つ以上の部分、要素、又は特徴の任意又は全ての組合せで含むものとして理解することができ、本明細書では、本発明が関係する技術分野において既知の等価物を有する特定の整数が言及されており、そのような既知の等価物は、個別に述べられているかのように本明細書に組み込まれていると見なされる。

本発明の例示された実施形態を説明してきたが、以下の特許請求の範囲及びその等価物の列挙によって定義される本発明から逸脱することなく、当業者によって様々な変更、置換、及び代替を行うことができることを理解されたい。

本出願は、英国特許第１９１５６８０．１号明細書の優先権を主張し、その内容及び本明細書と共に提出される要約の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (30)

1. 異常な心拍を支持又は開始する要因である心臓の１つ以上の領域を特定するためのコンピュータ実装方法であって、前記コンピュータ実装方法は、記録期間にわたって心臓上の対応する一連の検出位置より得られた多極心臓カテーテル上の複数の電極から記録された電位図データを使用し、前記方法は、以下の工程：
   前記電位図から、異常な心拍の潜在的ドライバとしてそれらを特徴付ける電気的活性化順序を有する前記心臓の心室内部の領域を特定する工程であって、
   領域又は前記領域の実質的に周囲の各検出位置について、主要な活性化から、最早期活性化電極部位を決定する、特定する工程と；
   各決定された最早期活性化電極部位について：
   前記電極部位に関連する複数の修正因子の各々に対する値を計算する工程であって、前記修正因子が、前記部位についての前記電位図データ、前記部位の組織特性、又は前記部位の解剖学的特性から決定される、計算する工程と；
   前記複数の修正因子から計算されたランク付け因子を決定する工程と；
   前記最早期活性化電極部位の各々をそのランク付け因子に応じてランク付けする工程と；
   前記領域を特定するデータを出力する工程であって、前記データは、前記ランク付けに応じて前記決定された最早期活性化電極部位の各々のプロミネンスを変動させる、出力する工程と、
   を含む、方法。
2. 電位図データから決定される前記修正因子が、以下：
   その電極にて記録された電位図の最小サイクル長、その電極又はその領域内部にて記録された電位図と所定の測地線距離内で得られた電位図との間の活性化周波数の勾配、及びその領域内部にて記録された局所電位図の平均電圧
   を含む、請求項１に記載のコンピュータ実装方法。
3. 組織特性に関する修正因子が、画像処理によって決定された瘢痕組織の存在及び密度の測定を含む、請求項１又は２に記載のコンピュータ実装方法。
4. 組織特性への修正因子が、その部位における組織インピーダンスの測定値を含む、請求項１、２、又は３に記載のコンピュータ実装方法。
5. 修正因子が、別の最早期活性化電極部位における処理の結果から決定される、請求項１～４のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
6. 組織特性への修正因子が、以前の場合における類似部位でのアブレーションの結果を参照することによって計算される、請求項１～５のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
7. 解剖学的特性への修正因子が、前記電極部位の位置に依存する所定の重み因子を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
8. 前記データ出力が、前記ランク付けに応じて、前記決定された最早期活性化電極部位の各々についてプロミネンスが変化する視覚的表示により前記データを表示することを含む、請求項１～７のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
9. 以下：
   各電極部位の主要な電位図波面軌跡を決定することと；
   複数の電極及び活性化にわたる主要な導出された電位図の活性化のベクトルを決定することと；
   前記電極部位から潜在的ドライバ部位近くの１つ以上の電極部位へと前記活性化の方向が進行する場合、最早期活性化電極部位及び潜在的ドライバ部位であるものとして電極部位を分類することと；を更に含み、
   前記活性化の順序及びタイミングが、妥当な活性化順序内にある伝導速度及び経路に関連して、所定の生物学的に妥当な様式の範疇である、請求項１～８のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
10. 前記部位が、前記潜在的ドライバ部位に対する頂点から所定の角度未満に対する少なくとも２つの電極にわたって活性化が生じる場合、最早期活性化電極部位として分類され、
    かつ少なくとも１つの電位図の活性化が、興奮性組織の規定された円弧内での前記潜在的ドライバ部位より遅く決定される、請求項１～９のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
11. 前記所定の角度が、１８０°未満である、請求項１０に記載のコンピュータ実装方法。
12. 心室幾何形状を表示又はナビゲーションさせ、その後の電位図データ取得のためにカテーテル又は電極の配置をガイドするために、ディスプレイ又は医療用スキャニング装置へとデータを出力することを更に含む、請求項１～１１のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
13. 以前に決定された第１の活性化電極を排除若しくは確認するために、又は前記電位図データを以前にスキャンされていない若しくは不完全にスキャンされた領域まで拡張するために、前記カテーテル又は電極のその後の配置のための部位を特定することを更に含む、請求項１２に記載のコンピュータ実装方法。
14. 既に特定された第１の活性化部位の位置から、又はシグナル先行スコアにおける活性化及び勾配のベクトルから、前記部位を特定することを更に含む、請求項１３に記載のコンピュータ実装方法。
15. 実質的にリアルタイムで電位図データを受信することと、スキャンされている前記部位に対していつ充分な取得タイミングが取られているかについての指示を提供することと、を更に含む、請求項１～１４のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
16. 取得の充分なタイミングが取られているどうかを決定する前記工程が、以下：所定の期間をカウントダウンすることと、ロービング多極マッピングカテーテル上の少なくとも所定数である最低数の電極上において所定数の活性化サイクルを取得することと、複数の電極にわたる活性化のパターンがパターン一致順序内に留まる所定時間又は所定数の活性化サイクルを取得することと、の１つ以上を含む、請求項１５に記載のコンピュータ実装方法。
17. 充分な取得のタイミングが取られているかどうかを決定する前記工程が、スキャンされている前記部位の活性化パターンが所定のレベルの統計的確実性に達したと決定することを含む、請求項１５又は１６に記載のコンピュータ実装方法。
18. 全ての電極対のどの電極が先行しているかを決定することによって波面方向を導き出すことと、前記波面方向を処理して、前記最早期活性化電極が、真のＡＦＤであるか、又は前記測定の境界を越えて活性化された受動的活性化部位を表すかを決定することと、を更に含む、請求項１～１７のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
19. 異常な心拍を支持又は開始する要因である心臓の１つ以上の領域を特定するために前記心臓から取得された電位図を分析するコンピュータ実装方法であって、前記コンピュータ実装方法は、記録期間にわたって前記心臓上の対応する一連の検出位置より得られた多極心臓カテーテル上の複数の電極から記録された電位図データを使用し、前記方法は、以下の工程：
    電気的活性化順序の分析によって、前記心臓の心腔内の特定の領域を異常な心拍の潜在的ドライバとして定義する工程と、
    要因に従って潜在的ドライバとしての領域を重み付け分類する工程であって、以下：
    活性化生成波面の方向が、同一取得中に、前記潜在的ドライバ部位から、そのドライバ部位と比較して１つ以上の近くの電極にまで進行している場合；
    前記活性化の順序及びタイミングが、妥当な活性化順序内にある伝導速度及び経路に関連して、生物学的に妥当な様式の範疇である場合；
    活性化が、所定の角度未満、例えば前記潜在的ドライバ部位に対する前記頂点から１８０°未満に対する少なくとも２つの電極にわたって発生する場合、及び
    少なくとも１つの電位図の活性化が、興奮性組織の規定された円弧内での前記潜在的ドライバ部位より遅く決定される場合、及び
    前記第１の潜在的ドライバ部位の欠落した円弧に対する隣接位置で実行される更なる取得が、同様の位置における潜在的ドライバ部位の確認に失敗しない場合、を含む、重み付け分類する工程と、
    前記重み付けに従って強調された様式で精密化された潜在的ドライバを表示する工程であって、前記表示が前記心腔のコンピュータ表示に関する、表示する工程と、を含む、コンピュータ実装方法。
20. 記録期間にわたって前記心臓上の対応する一連の検出位置より得られた多極心臓カテーテル上の複数の電極から記録された電位図データを用いる、異常な心拍を支持又は開始する要因である心筋の１つ以上の区域を特定するためのコンピュータシステムであって、前記システムは、以下：
    プロセッサと；
    受信した電位図データを記憶するための第１のメモリと；
    第２のメモリであって、前記プロセッサによって実行された場合、前記システムに以下：
    前記電位図から、異常な心拍の潜在的ドライバとしてそれらを特徴付ける電気的活性化順序を有する前記心臓の心室内部の領域を特定することであって、
    前記領域又は前記領域の実質的に周囲の各検出位置について、主要な活性化から、最早期活性化電極部位を決定する、特定すること；
    各決定された最早期活性化電極部位について：
    前記電極部位に関連する複数の修正因子の各々に対する値を計算することであって、前記修正因子が、前記部位についての前記電位図データ、前記部位の組織特性、又は前記部位の解剖学的特性から決定される、計算すること；
    前記複数の修正因子から計算されたランク付け因子を決定すること；
    前記最早期活性化電極部位の各々をそのランク付け因子に応じてランク付けすること；及び
    前記領域を特定するデータを出力することであって、前記データは、前記ランク付けに応じて前記決定された最早期活性化電極部位の各々のプロミネンスを変動させる、出力すること、
    を行わせるプログラムコードが記憶された、第２のメモリと、
    を備える、コンピュータシステム。
21. 前記プログラムコードが、前記プロセッサによって実行された場合、前記システムに、以下：
    その電極にて記録された電位図の最小サイクル長、その電極又はその領域内部にて記録された電位図と所定の測地線距離内で得られた電位図との間の活性化周波数の勾配、及びその領域内部にて記録された局所電位図の平均電圧
    の１つ以上を含む、電位図データから決定された前記修正因子を決定させる、請求項２０に記載のコンピュータシステム。
22. 前記プログラムコードが、前記プロセッサによって実行された場合、前記システムに、画像処理によって決定された瘢痕組織の存在及び密度の測定値を得ることによって、組織特性に対する前記修正因子を決定させる、請求項２０又は２１に記載のコンピュータシステム。
23. 前記プログラムコードが、前記プロセッサによって実行された場合、前記システムに、その部位における組織インピーダンスの測定値を得ることによって、組織特性に対する前記修正因子を決定させる、請求項２０、２１、又は２２に記載のコンピュータシステム。
24. 前記プログラムコードが、前記プロセッサによって実行された場合、前記システムに、別の最早期活性化電極部位での処理の結果から得ることによって、組織特性に対する前記修正因子を決定させる、請求項２０～２３のいずれか１項に記載のコンピュータシステム。
25. 前記プログラムコードが、前記プロセッサによって実行された場合、前記システムに、以前の事例における同様の部位でのアブレーションの結果に関するデータにアクセスすることによって、組織特性に対する修正因子を決定させる、請求項２０～２４のいずれか１項に記載のコンピュータシステム。
26. 前記プログラムコードが、前記プロセッサによって実行された場合、前記システムに、前記電極部位の前記位置に依存する所定の重み因子を得るためにデータへアクセスすることによって、修正因子を決定させる、請求項２０～２５のいずれか１項に記載のコンピュータシステム。
27. 前記プログラムコードが、前記プロセッサによって実行された場合、前記システムに、以下：
    各電極部位の主要な電位図波面軌跡を決定することと；
    複数の電極及び活性化にわたる主要な導出された電位図の活性化のベクトルを決定することと；
    前記電極部位から潜在的ドライバ部位近くの１つ以上の電極部位へと前記活性化の方向が進行する場合、最早期活性化電極部位及び潜在的ドライバ部位であるものとして電極部位を分類することと；を行わせ、かつ
    前記活性化の順序及びタイミングが、妥当な活性化順序内にある伝導速度及び経路に関連して、所定の生物学的に妥当な様式の範疇である、請求項２０～２６のいずれか１項に記載のコンピュータシステム。
28. 前記プログラムコードが、前記プロセッサによって実行された場合、前記システムに、前記ランク付けに応じて前記決定された最早期活性化電極部位の各々についてプロミネンスが変化する視覚的表示の出力を行わせる、請求項２０～２７のいずれか１項に記載のコンピュータシステム。
29. 前記プログラムコードが、前記プロセッサによって実行された場合、前記システムに、ディスプレイ又は医療用スキャニング装置へのデータの出力を行わせて、心室幾何形状を表示又はナビゲーションさせ、その後の電位図データ取得のためにカテーテル又は電極の配置をガイドさせる、請求項２０～２８のいずれか１項に記載のコンピュータシステム。
30. 前記プログラムがコンピュータ上で実行された場合、請求項１～１９のいずれか１項に記載の工程の全てを実行するためのコンピュータ・プログラム・コード手段を含む、コンピュータプログラム。

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