KR102504348B1 - 심방 세동 기질의 지역 고밀도 맵핑 - Google Patents

심방 세동 기질의 지역 고밀도 맵핑 Download PDF

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Abstract

본 발명은 심방 세동의 영속에 관여할 가능성이 있는 환자의 심장의 영역을 식별하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 부정맥의 기준 주기를 고려하고, 2개의 변형예인: 상기 심장의 영역이 각각 별개로 분석되는 국소 변형예 및 상기 심장의 몇개의 영역이 함께 분석되는 지역 변형예를 갖는다. 또한, 본 발명은 상기 방법을 구현하는 장치, 프로그램 및 그 매체에 관한 것이다.

Description

심방 세동 기질의 지역 고밀도 맵핑
본 발명은 심장 부정맥 (cardiac arrhythmia)에 관여할 가능성이 있는 심장의 영역을 식별하는 기술 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 심방 세동 (atrial fibrillation: AF)의 개시 (initiation) 및 영속 (perpetuation)에 관여할 가능성이 있는 심장의 영역을 식별하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
심방 세동(AF)은 때때로 보통 "부정맥 (arrhythmia)"으로 불리우고, 가장 흔하고, 가장 복잡한 심박수 질환 (heart rate disorder)이다.
이러한 심박수 질환은 빠르고 불규칙한 심박수에 의해 반영되는 매우 빠르고 무질서한 심방 활동 (atrial activity)에 의해 나타난다.
주어진 순간에 부정맥을 나타내지 않는 심장에서 (도 1 참조), 심장 수축 (cardiac contraction)은 동결절 (sinus node) (또는 굴심방 결절 (sino-atrial node)로 불림)을 구성되는 우심방(OD)의 상부에 위치한 세포의 그룹(N SA )의 주기적 탈분극 (cyclical depolarization) (세포의 기능, 심장의 경우에 수축을 수행하기 위해 세포의 활성화를 추진하는 세포막의 전기적 극성의 역전)의 과정으로부터 기인한다. 상기 탈분극은 상부에서 하부로 질서 정연한 형태의 파동의 방식으로 급속히 전파되고, 두 개의 우심방 및 좌심방 (OD, OG)의 모든 세포로 증분적으로 전파되어, 그의 준-동기 수축 (quasi-synchronous contraction)을 유발한다. 그 후, 방실 결절 (atrio-venticular node, N AV )로 전파된 후에, 2개의 우심실 및 좌심실 (VD, VG)로 진행되어서, 심방의 수축과 관련하여 약간 지연된 수축을 유발한다. 상기 탈분극의 전파는 규칙적이고, 상기 굴심방 결절을 떠나는 선이 차례로 나눠지고, 그 후 방실 결절에서 수렴되며, 다른 선이 떠나고, 또한 나눠지는 것으로 표시될 수 있다 (도 1에서 점선 참조).
심방 세동이 있는 경우 (도 2 참조), 상기 탈분극의 전파는 더 이상 규칙적이지 않으며, 상기 탈분극이 상기 심방 (OD, OG)내에서 매우 빠르고, 무질서한 방식으로 전파된다.
AF를 개시하는 기전이 현재 잘 알려져 있고; 이는 일반적으로 하나 이상의 폐정맥 (좌심방내)으로부터 기인한 가장 흔한 주기외수축 (extrasystoles)이다. 대조적으로, 상기 AF의 영속에 원인이 되는 기전은 잘 알려져 있지 않다 (부정맥유발 기질 (arythmogenic substrate)). 수 많은 이론이 있지만, 가장 그럴듯한 이론 중 하나는 로터 R 이론 (rotor R theory)이다. 이는 재진입을 포함하는 루프 모양 경로 (loop-shaped path)를 따르는 탈분극의 전파를 포함한다. 로터는 더 많거나 적을 수 있으며, 교대로 활성화될 수 있다.
상기 심방 세동은 또한 초점원 (focal sources), 즉 세포가 과흥분 (hyperexcitable)으로 매우 빠른 여기 빈도 (excitation frequency)를 유발하는 영역으로 인해 발생할 수 있다.
상기 로터 및 초점원이 사람에서 최근에 보고되었다: Narayan et al., "Treatment of atrial fibrillation by the ablation of localized sources: CONFIRM (Conventional ablation for atrial fibrillation with or without focal impulse and rotor modulation)trial", (French title: "Traitement de la fibrillation atriale par l'ablation de sources localisees: CONFIRM (ablation conventionnelle pour la fibrillation atriale avec ou sans modulation d'impulsion focales ou de rotor)"), in J.Am. Coll . Cardiol ., 60, 628-636 (2012) and Haissaguerre et al., "Driver domains in persistent atrial fibrillation" (French title: "Zones motrices dans la fibrillation atriale persistante"), in Circulation, 12 August　2014; 130(7): 530-8.
AF를 치료하기 위해, 상기 비정상적인 기전에 관여한 것으로 의심되는 영역이 절제된다 (의심되는 영역의 조직이 가장 흔하게는 고주파 (radiofrequency)로 파괴되지만, 임의의 다른 에너지원이 사용될 수 있음). 여러 가지 AF 기질 절제 기술이 제안되었지만, 아직 합의가 이루어지지 않았다.
더욱이, 세동에 원인이 되는 것으로 의심되는 조직을 식별하기 위한 다른 접근법이 상기 절제를 안내하기 위해서 완성되었다.
상기 AF에 원인이 되는 것으로 의심되는 조직을 식별하기 위한 제1 접근법은 2004년 Dr.　Nademanee에 의해서 개발된 복합 분획된 전위 (complex fractionated potentials) (복합 분획된 심방 전기도 (complex fractionated atrial electrograms), 또는 약어로 CFAE)의 검출에 의한다: K.　Nademanee et al., "A new approach for catheter ablation of atrial fibrillation: mapping of the electrophysiologic substrate" (French title: "Une nouvelle approche pour l'ablation par catheter dans la fibrillation atriale: cartographie du substrate electrophysiologique") in J. Am. Coll. Cardiol., 2 June　2004; 43(11): 2044-53.
상기 CFAE는 상기 로터 또는 상기 초점원의 부위에 기록된 전기적 신호에 해당한다고 현재 강하게 의심된다. 상기 접근법은 사례의 99 %와 간행물에 따른 사례의 95 %에서 상기 AF를 중지시킬 수 있다: K. Nademanee, ibidem; J.　Seitz et al., "Active or passive pulmonary vein in atrial fibrillation: is pulmonary vein isolation always essential?" (French title: "Veine pulmonaire active ou passive dans la fibrillation atriale: l'isolement de veines pulmonaires est-il toujours essentiel?"), in Heart Rhythm, April　2014; 11(4): 579-86. Dr. Nademanee가 개발한 기술은 또한 매우 즉각적이고 장기적인 (공개된) 결과를 제공하는 기술이기도 하다.
그러나 많은 CFAE가 수동적이라 하고, 그 절제는 무의미하며 효과가 없고, 심지어 유해하다. 능동 CFAE는 현재 전문 수술의의 시각적 분석에 의해서만 수동 CFAE와 구별될 수 있다. 불행하게도, 상기 CFAE의 시각적 분석은 비-전문 수술의에게는 어렵기 때문에 재현성이 떨어진다.
이러한 이유로, 자동 CFAE 검출 소프트웨어 패키지가 개발되었다 (Biosense Webster and Saint Jude Medical). 상기 소프트웨어 패키지는 상기 심방에서 영역별로 전기도 (electrogram, EGM)를 분석한다. 상기 구역 별 (per-zone) 분석 기간 동안 (Biosense Webster 소프트웨어에 대해 2.5 초), 상기 기준선 (전기도)에 대한 편향 사이의 시간 (일반적으로, 단위 ms)이 측정된다. 몇 가지 알고리즘이 그 후에 구현될 수 있으며, 결과는 수술의를 안내하기 위해 색상 코드를 사용하여 표시된다:
- SCI (Shortest Complex Interval) 알고리즘, 여기에서, 각 영역에 대해, 표시된 색상은 상기 분석 시간 동안 기록된 두 개의 CFAE 사이의 최단 간격의 지속시간의 값에 해당하고;
- ICL (Interval Confidence Level) 알고리즘, 여기에서, 각 영역에 대해, 표시된 색상은 상기 분석 시간 동안 기록된 두 개의 CFAE 사이의 간격의 수에 해당하며; 또한
- ACI (Average Complex Interval) 알고리즘, 여기에서, 각 영역에 대해, 표시된 색상은 상기 분석 시간 동안 기록된 두 개의 CFAE 사이의 모든 간격들의 지속시간의 평균 값에 해당한다.
불행하게도, 상기 소프트웨어 패키지는 하기를 포함하는 많은 결점을 나타낸다.
- 이는 Dr. Nademanee에 의해서 제공된 용어 CFAE 정의를 사용하므로, 상기 부정맥의 지속을 반영하는, 관심 있는 분획된 전위를 충분히 정확하게 정의하지 못해서, 많은 거짓 양성 (false positive)을 유도하여, 궁극적으로는 다수의 무의미한 절제를 초래한다. 결과적으로, 상기 분석에 의해서, 전기도 및 기준선의 지속시간을 구별하지 않고, 두 번의 전기적 편향 (이벤트) (또한 일반적으로 "사이클"이라 함) 간의 시간 측정만 고려되었다.
- 각 환자에 특이적인 심방 세동의 빈도 (또는 주기)를 고려하지 않고, 표적 간격 검출 역치 (target interval detection thresholds)가 절대적으로 정의된다. 상기 심방 세동의 빈도는 심방 전위의 분절화에 직접적인 영향을 미친다 (상기 빈도가 빠를수록 전위 분절이 많아짐): Konings et al., "Configuration of unipolar atrial electrograms during electrically induced atrial fibrillation in humans" (French title: "Configuration d'electrogrammes atriaux unipolaires pendant la fibrillation atriale induite electriquement chez l'Homme"), in Circulation, 1997; 95:1231-1241.
- 하나의 박동 (beat)에서 다른 박동까지, 측정된 이벤트의 반복의 존재 또는 부재를 고려하지 않았다.
- 전기도 분석에서, 진폭이 주어진 역치보다 높을 가능성이 고려되지 않았다. 전압을 고려하는 것 (Biosense Webster가 하는 것처럼)은 중요하지만, 상기 주기의 분석에서 고-진폭 편향을 제거하는 것은 문제가 될 수 있다. 실제로, 상기 전기도 분석을 위해 관심 있는 역치보다 높은 진폭을 가질 가능성이 때때로 가능하다.
그러므로, 더 많은 수술의에게 절제될 심장의 영역 (상기 AF의 부정맥유발 기질)을 식별하는데 도움을 줄 수 있는 이러한 자동 방법은 오늘날 여전히 충분하게 효율적이지 못하다.
다른 맵핑 기술이 Narayan et al.에 의해서 개발되었다 ("Treatment of atrial fibrillation by the ablation of localized sources: CONFIRM (Conventional ablation for atrial fibrillation with or without focal impulse and rotor modulation) trial, in J.Am. Coll . Cardiol., 60, 628-636 (2012)). 상기 후자의 목적은 상기 로터를 직접 검출하는 것이다. 상기 방법은 카테터를 사용하여 삽입된 큰 크기의 다중-전극 프로브 (심방 당 64개의 전극)에 의해서 각 심방에서 동시에 분석하는 것으로 구성되고, 상기 두 개의 심방을 글로벌 (global) 또는 "파노라마 (panoramic)" (및 지역 (regional)이 아님) 분석하여 로터 및 초점원을 검출한다.
그러나 이러한 로터 및 초점원이 위치한 맵을 사용하여 얻은 결과는 믿을 수 없었다. 실제로, 전술한 문헌에서는 정상 리듬 (또한, 굴리듬이라고 함)으로 52 %의 회복률을 나타내었다.
상기 방법의 낮은 결과는 상기 글로벌 관점에서 거의 정확하지 않은, 정확도의 부재와 관련이 있을 수 있고, 상기 전위의 형태 (또는 전기도)가 고려되지 않았고, 분절된 전위의 경우에 전기적 전파를 재구성하는데 어려움이 있었다.
2014년에 두 개의 국제 회의 (Seitz and Bars, Heart Rhythm Society 2014 in San Francisco & ISCAT 2014 in Paris)에서 발표된 최신 접근법은 다중-전극 프로브를 사용하여 지역 시각적 매핑 (regional visual mapping)을 수행하는 것으로 구성된다. 상기 접근법은 로터 및 그 느린 기초 전도 (underlying conduction)를 검출하기 위해 분절화 및 활성화 분석을 하였다. 이러한 기술로 AF의 96 % 정지 (stoppage) 및 양호한 재현율 (7 명의 수술의)로 매우 좋은 결과를 제공했다.
불행하게도, 상기 방법에 따른 분석은 시각적 분석이여서, 그 결과가 수술의에 따라 좌우된다.
그러므로, 본 발명의 일 목적은 전술한 종래 기술의 단점 중 적어도 하나를 완화시키는데 있다.
특히, 본 발명의 일 목적은 현재 가능한 것보다 더 신뢰할 수 있게, 심방 세동(AF)의 영속에 관여할 가능성이 있는 심장의 영역을 식별하여, 수술의의 치료 선택을 도울 수 있는 방법을 제시하는데 있다.
이를 위해, 본 발명은 측정 윈도우 (measurement window) 동안 환자의 심장에서 만들어진 복수의 국소 기록으로부터, 심방 세동의 영속에 관여할 가능성이 있는 환자의 심장의 영역, 이하 표적 영역을 식별하는 방법을 제시하고, 각 국소 기록은 상기 환자의 심장의 영역에 해당하고, 각 국소 기록은 적어도 하나의 국소 전기도 및 가능하게는 적어도 하나의 기준선을 포함하며, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다:
- 부정맥의 기준 주기 (reference cycle)를 수득하는 단계로서, 상기 기준 주기는 상기 환자의 심장의 건강한 영역에 해당하는 국소 기록의 2개의 국소 전기도 사이의 기준선의 평균 지속시간인 것인 단계; 및
- 각 국소 기록에 대해, 하기를 포함하는 단계:
Figure 112017070434011-pct00001
2개의 국소 전기도들 사이의 기준선의 결정;
Figure 112017070434011-pct00002
하기로부터 적어도 비율의 산출:
Figure 112017070434011-pct00003
상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 평균 비율 (average ratio);
Figure 112017070434011-pct00004
상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 중간 비율 (median ratio);
Figure 112017070434011-pct00005
각 기준선에 대해, 상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 비율;
Figure 112017070434011-pct00006
상기 AF의 영속에서의 관여도 (degree of involvement)에 따라 상기 심장의 해당 영역을 분류하는 단계로서, 상기 영역의 관여도는 산출된 비율들 또는 비율의 함수인 것인 단계.
본 발명은 상기 전기적 신호를 정밀 분석하여 상기 심방의 다른 지역에 기록된 AF의 기준 주기의 백분율의 정량화를 통해서 절제에 의해 표적이 되는 소스를 결정하였다. 상기 AF의 기준 주기를 고려하면 전술한 수 많은 문제를 극복할 수 있다.
또한, 상기 평균 비율, 상기 중간 비율 또는 상기 해당하는 국소 기록의 기준선에 대해 산출된 모든 비율이 제1 값 이상인 경우, 영역은 비-표적 영역 (non-target area)으로 분류될 수 있고, 그렇지 않으면 상기 영역은 참 또는 거짓 양성 표적 영역 (positive target area)으로 분류될 수 있다.
부가적 또는 대안으로, 상기 평균 비율, 상기 중간 비율, 또는 상기 해당하는 국소 기록의 기준선에 대해 산출된 적어도 하나의 비율이 제2 값 이하이고, 필요하다면 상기 제1 값 미만인 경우, 영역은 참 또는 거짓 양성 우선 표적 영역 (positive priority target area)으로 분류될 수 있다.
부가적 또는 대안으로, 상기 평균 비율, 상기 중간 비율, 또는 상기 해당하는 국소 기록의 기준선에 대해 산출된 적어도 하나의 비율이 상기 제2 값과, 상기 제1 값과 제2 값 사이에 있는 제3 값 사이에 있는 경우, 영역은 참 또는 거짓 양성 제2 표적 영역 (positive secondary target area)으로 분류될 수 있고; 또한,
상기 평균 비율, 상기 중간 비율, 또는 상기 해당하는 국소 기록의 기준선에 대해 산출된 적어도 하나의 비율이 상기 제3 값과 상기 제1 값 사이에 있는 경우, 상기 영역은 참 또는 거짓 제3 양성 표적 영역 (fertiary positive target area)으로 분류될 수 있다.
부가적 또는 대안으로, 상기 심장의 각 영역의 분류가 하기 양상들 중 하나에 따라 수행될 수 있다:
- 상기는 또한 반복되는 값의 산출된 비율을 갖는 상기 기준선의 해당하는 국소 기록에서의 반복의 함수이고; 상기 영역을 표적 영역으로 분류하게 하는 상기 비율 값에 해당되는 상기 반복이 입증되면, 표적 영역은 참 양성이고;
- 상기는 또한 상기 해당하는 국소 기록의 탈분극의 진폭 값의 평균의 함수이고; 상기 진폭 값의 평균이 주어진 역치 값보다 더 적으면, 표적 영역은 참 양성이며;
- 상기는 또한 반복되는 값의 산출된 비율을 갖는 상기 기준선의 해당하는 국소 기록에서의 반복의 함수 및 상기 해당하는 국소 기록의 탈분극의 진폭 값의 평균의 함수이고; 상기 반복이 입증되고 상기 진폭 값의 평균이 주어진 역치 값보다 더 크다면, 표적 영역은 참 양성이다.
부가적 또는 대안으로, 상기 심장의 국소 기록의 적어도 일부에 대해, 상기 방법은:
- 인접 영역에 해당하는 복수의 국소 기록으로부터 적어도 하나의 지역 기록을 수득하는 단계로서, 상기 인접 영역을 상기 지역 기록에 해당하는 지역 (region)을 형성하고, 임의의 식별가능한 기준선을 나타내지 않는 상기 국소 기록이 폐기되어, 상기 지역 기록은 적어도 하나의 지역 전기도를 포함하는 단계; 및
- 각 지역 기록에 대해, 하기를 포함하는 단계:
Figure 112017070434011-pct00007
2개의 지역 전기도들 사이의 기준선의 결정;
Figure 112017070434011-pct00008
하기로부터 적어도 하나의 비율의 산출:
Figure 112017070434011-pct00009
상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 평균 비율;
Figure 112017070434011-pct00010
각 기준선에 대해, 상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 비율;
Figure 112017070434011-pct00011
상기 AF의 영속에서의 관여도에 따라 상기 심장의 해당하는 지역을 분류하는 단계로서, 상기 지역의 관여도는 산출된 비율들 또는 비율의 함수인 것인 단계를 포함하고;
상기 방법의 다른 단계들이:
- 국소 기록을 지역 기록으로 대체하고, 또한
- 영역을 지역으로 대체하여 수행된다.
상기 마지막 유형은 멀티트랙 분석 (multitrack analysis)에 해당하고, 즉 상기 분석은 동시에 수 개의 기록들 (각각은 트랙에 기록됨)에서 구체적 조건으로 수행된다.
본 발명의 다른 양태에서, 후자는 단일-트랙 분석을 포함하지 않고 멀티-트랙 분석을 수행하는 것을 제시하였지만, 그러나 여전히 상기 비율이 고려된다. 상기는 측정 윈도우 동안 상기 환자의 심장에서 만들어진 복수의 지역 기록으로부터 심방 세동의 영속에 관여할 가능성이 있는 환자의 심장의 지역, 이하 표적 지역을 식별하는 방법에 의해 반영되며, 각 지역 기록은 복수의 영역을 조합하는 상기 환자의 심장의 지역에 해당하고, 상기 방법은 하기 단계들을 포함한다:
- 상기 부정맥의 기준 주기를 수득하는 단계로서, 상기 기준 주기는 상기 환자의 심장의 건강한 영역에 해당하는 국소 기록의 2개의 탈분극들 사이의 기준선의 평균 지속시간인 것인 단계; 및
- 각 지역 기록에 대해, 하기를 포함하는 단계:
Figure 112017070434011-pct00012
상기 측정 윈도우 동안 상기 지역 기록의 탈분극들 사이의 기준선의 결정;
Figure 112017070434011-pct00013
하기로부터 적어도 하나의 비율의 산출:
Figure 112017070434011-pct00014
상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 평균 비율;
Figure 112017070434011-pct00015
각 기준선에 대해, 상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 비율;
Figure 112017070434011-pct00016
상기 AF의 영속에서의 관여도에 따라 심장의 해당하는 지역을 분류하는 단계로서, 상기 지역의 관여도는 산출된 비율들 또는 비율의 함수인 것인 단계.
또한, 상기 평균 비율 또는 상기 해당하는 지역 기록의 기준선에 대해 산출된 모든 비율이 제1 값 이상인 경우, 지역은 비-표적 지역으로 분류될 수 있고, 그렇지 않으면 상기 지역은 참 또는 거짓 양성 표적 지역으로 분류될 수 있다.
부가적 또는 대안으로, 상기 평균 비율 또는 상기 해당하는 지역 기록의 기준선에 대해 산출된 적어도 하나의 비율이 제2 값 이하이고, 필요하다면 상기 제1 값 미만인 경우, 지역은 참 또는 거짓 양성 우선 표적 지역으로 분류될 수 있다.
부가적 또는 대안으로, 상기 평균 비율 또는 상기 해당하는 지역 기록의 기준선에 대해 산출된 적어도 하나의 비율이 상기 제2 값과, 상기 제1 값과 제2 값 사이에 있는 제3 값 사이에 있는 경우, 지역은 참 또는 거짓 양성 제2 표적 지역으로 분류될 수 있고; 또한
상기 평균 비율 또는 상기 해당하는 지역 기록의 기준선에 대해 산출된 적어도 하나의 비율이 상기 제3 값과 상기 제1 값 사이에 있는 경우, 지역은 참 또는 거짓 양성 제3 표적 지역으로 분류될 수 있다.
부가적 또는 대안으로, 상기 심장의 각 지역의 분류가 하기 양상들 중 하나에 따라 수행될 수 있다:
- 상기는 또한 반복되는 값의 산출된 비율을 갖는 상기 기준선의 해당하는 지역 기록에서의 반복의 함수이고; 상기 반복이 입증되면, 표적 지역은 참 양성이고;
- 상기는 또한 상기 해당하는 지역 기록의 탈분극의 진폭 값의 평균의 함수이고; 상기 진폭 값의 평균이 주어진 역치 값보다 더 적으면, 표적 지역은 참 양성이며;
- 상기는 또한 반복되는 값의 산출된 비율을 갖는 상기 기준선의 해당하는 지역 기록에서의 반복의 함수 및 상기 해당하는 지역 기록의 탈분극의 진폭 값의 평균의 함수이고; 상기 반복이 입증되고 상기 진폭 값의 평균이 주어진 역치 값보다 더 크다면, 표적 지역은 참 양성이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 디지털 분석기 (digital analyzer) 및 디지털 맵퍼 (digital mapper)를 포함하는, 심방 세동의 영속에 관여할 가능성이 있는 심장의 영역을 식별하기 위한 장치가 제시되었으며,
상기 디지털 분석기는 전술한 방법을 구현할 수 있고;
상기 디지털 맵퍼는, 상기 심장의 영역의 분류가 형성되는, 상기 환자의 심장의 맵을 생성할 수 있다.
전술한 방법의 단계들이 프로세서 (processor)에 의해서 수행될 때, 이들이 일련의 지시를 포함하는 컴퓨터 프로그램에 의해서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터 프로그램이 비-일시적 (non-transient) 및 컴퓨터-판독가능한 (computer-readable) 저장 매체에 저장될 수 있다.
다른 목적, 특성 및 장점은, 예시되고 비제한적인 방식으로 제공된 도면을 참조하여 하기 상세한 설명을 읽음으로써 명백하게 될 것이고, 여기에서:
- 도 1은 심장 부정맥을 앓고 있지 않은 심장의 세포의 탈분극의 전파를 설명하는 도면이고;
- 도 2는 심장 부정맥을 앓고 있는 심장의 세포의 탈분극의 전파를 설명하고, 또한 로터 R을 나타내는 도면이며;
- 도 3은 본 발명에 따른 방법의 단계들을 개략적으로 나타내고;
- 도 4는 건강한 영역에서의 전기도 (비-복합 협 및 광 탈분극)의 예를 나타내며;
- 도 5는 연속 CFAE에 해당하는, 즉 식별가능한 기준선을 갖지 않는, 복합 전기도의 예를 나타내고;
- 도 6은 반복되는 (비-분리된) 방식으로 부정맥의 기준 주기보다 더 짧은 지속시간의 일련의 기준선을 갖는, 반복되는 비-연속 분절된 전기도 ("CFAE train"이라 함)의 예를 나타내며;
- 도 7은 짧은 기준선 (따라서 긴 탈분극 이벤트 지속시간)을 갖지만, 분리된 방식의 (시간적 안정성 없이) 분절된 전기도의 예를 나타내고;
- 도 8은 상기 부정맥의 기준 주기보다 더 짧은 지속시간의 기준선을 갖는 비-분절된 전기도의 예를 나타내며 ("rapid fire"라고 함);
- 도 9는 지역 전기도가 얻어질 수 있는 환자의 심장의 지역에 해당하는 한 세트의 국소 전기도를 나타내고; 또한
- 도 10은 본 발명에 따른 심장 부정맥에 관여할 가능성이 있는 심장의 영역을 식별하는 장치를 개략적으로 도시했다.
단일-트랙 분석 (Single-track analysis)
본 서술은 측정 윈도우 동안 두 개의 전극들 (또는 쌍극자) 사이에 배치된 심장의 영역의 전기적 활성 (전위)의 기록을 포함할 것이다. 상기 심장의 전기적 활성이 기준선에 대한 하나 이상의 탈분극에 의해서 나타낸다. 그러므로, 기록은 일반적으로 탈분극을 나타내는 연속선, 즉 상기 기준선으로부터의 편향에 의해서 표시되고, 상기 기준선은 더 넓거나 또는 더 적은 너비이고, 상기 진폭은 더 높거나 또는 높지 않은 높이이다 (도 4 참조). 2회의 탈분극 사이에, 일반적으로 약간만 변동하는 부분이 있다. 이 부분을 기준선이라 한다. 상기 기준선에 대한 탈분극을 "전기도 (electrograms)" 또는 EGM이라 한다. 35　ms 미만, 바람직하게 30　ms 미만의 지속시간이 2회의 탈분극을 분리하는 경우에, 상기 2회의 탈분극이, 상기 분석에 대해, 하나 및 동일한 EGM에 속하는 일련의 탈분극으로서 고려된다.
상기 기록은 일련의 원 측정 (raw measurements)일 수 있고, 즉 상기 측정 중 또는 그 후에 처리 없이 수득되는 것이다. 상기 기록은, 상기 측정의 수행 중 또는 그 후에, 특히 상기 기록이 만들어지는 실험실, 심지어 그 실험실 주변에 존재하는 장비에 의해서 기인된 노이즈를 제거하기 위해서, 이전에 처리된 일련의 측정이 바람직하다. 실제로, 상기 심장의 전기적 활성이 해당하는 영역을 커버하는 한 쌍의 전극 (또한 쌍극자라고 함)을 사용하여 측정된다. 본 서술의 이해를 단순화하기 위해서, 상기 국소 기록은 지역 기록과 구별될 것이다. 국소 기록이 측정에 의해, 특히 쌍극자를 사용하여 수득된다. 지역 기록이 지역을 형성하는 심장의 인접한 영역에 해당하는 복수의 국소 기록들의 가감에 의해서 수득된다 (이하 이를 멀티트랙 분석 (multitrack analysis)이라 함). 유사하게, 상기 국소 EGM은 지역 EGM과 구별될 것이다. 국소 EGM은 국소 기록의 EGM이고, 반면에 지역 EGM은 지역 기록의 EGM이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 AF (또한 심장 부정맥이라 함)의 영속에 관여할 가능성이 있는 심장의 영역을 식별하는 방법이 하기에 서술된다. 바람직한 구현예에서, 상기 방법이 상기 심장의 심방 중 하나 또는 양쪽 (우측 및 좌측)에서 수행된다.
측정 중에 환자의 심장에서 수행된 복수의 국소 기록으로부터 상기 방법이 수행되고, 각 기록은 상기 환자의 심장의 영역에 해당한다. 각 국소 기록은 적어도 하나의 국소 EGM을 포함한다. 더욱이 적어도 하나의 기준선을 나타낼 수 있다.
상기 측정 윈도우는 결정된 지속시간의 시간 윈도우 (time window)이고, 상기 부정맥의 몇 번의 주기를 기록할 수 있도록 충분히 긴 시간이 선택된다 (예를 들면 상기 부정맥의 기준 주기 2번 이상). 상기 측정 윈도우는 2　s 초과, 바람직하게 2.5　s 이상인 것이 바람직하다. 상기 측정 윈도우는 시간적으로 연속적 (temporally continuous)이거나, 또는 시간적으로 불연속적 (temporally discontinuous)이다. 그러므로, 상기 측정 윈도우는, 상기 측정이 상기 심장의 동일한 영역에서 수행되는 중에, 유익하게 2　s 초과, 바람직하게 2.5　s 이상의 지속시간을 모두 갖는 2개의 기간일 수 있다. 상기 측정들은 정확도를 향상시키기 위해서 각 영역에서 반복될 수 있다.
상기 측정 윈도우는 물론 지속시간 및 측정 순간 모두에 있어서 고려된 모든 국소 또는 지역 기록들에 대해 동일하다.
특히, 전체 부분에 대해서, 상기 장비 및 그 환경에 대해서 관찰된 (특히 이전에 측정된) 노이즈의 적어도 최대 수준과 일반적으로 동일하고, 또한 유익하게 0.01　mV 만큼 증가된 관찰된 최대 노이즈와 동일한 하위 역치 값보다 측정된 전위 값이 아래에 있는 경우 부분을 기준선으로 고려할 수 있다. 상기 하위 역치 값은 바람직하게 0.02　mV 내지 0.04　mV, 더 바람직하게 대략 0.02　mV이다. 상기 탈분극이 분리될 수 있고 (일반적으로, "건강한" 조직의 정상 전기적 활성에 해당하고, 즉 비-분절된 전위가 있음) 또는 이들 사이에 삽입된 기준선 없이 함께 그룹지어질 수 있다 (몇 개의 피크를 갖는 복합 활성). 그러므로, 기준선은 탈분극 마지막에 시작되어, 또 다른 후속 탈분극의 개시에 종료된다.
더 특히, 건강한 영역에서 측정된 국소 기록은 매우 조금만 변동하는 기준선으로 나타내는 기준 활성을 이루는 일련의 주기를 나타내고, 상기 지속시간은 일반적으로 120　ms 초과이고, 상기 측정된 전위의 진폭 (탈분극)의 강하고 간단한 변화를 유도하는 강한 활성 (EGM)을 나타낸다 (상기 지속시간은 일반적으로 40　ms 미만임) (도 4). 상기 주기의 지속시간은 실질적으로 일정하다.
한편, 일부 기록들은 건강한 국소 기록의 형태로부터 멀어지는 형태를 나타낼 수 있다. 비정상 형태의 이러한 기록은 상기 탈분극의 분절화 (fractionation)를 나타내고, 사실상 상기는 식별가능한 중간 기준선이 없이 신속하게 (일반적으로 2 내지 35 ms 사이의 시간 내에) 3회 초과의 탈분극을 포함하는 적어도 하나의 EGM을 나타내고, 상기 비-분리된 탈분극은 또한 하위 진폭을 갖는다. 상기 유형의 EGM을 복합 분획된 심방 EGM (complex fractionated atrial EGM, 약어로 CFAE로 알려짐)이라 한다.
그러나, 비록 상기 CFAE는 상기 심장의 전기적 활성에서 비정상 이벤트의 신호임에도 불구하고, 상기는 AF의 영속에서 상기 심장의 해당하는 영역의 능동적 또는 수동적 특성을 어떤 식으로든 사전에 판단하지 못한다.
소위 활성 CFAE의 2가지 유형이 구별될 수 있다:
- 50　ms 이상의 지속시간을 갖는 일련의 CFAE인 CFAE 트레인 (도 6); 및
- 기준선이 사실상 부재한 일련의 탈분극인 연속 CFAE (도 5).
다른 기록은 건강한 탈분극과 유사하지만, 상기 기준선의 지속시간이 일정하게 짧고, 일반적으로 120 ms 미만인 EGM을 보여줄 수 있다 (도 8). 측정된 전위의 진폭은 건강한 탈분극에 대해 측정된 전위의 진폭보다 일반적으로 더 적고; 상기는 분절되지 않았고, 이들 너비는 일반적으로 35　ms 미만이다. 상기 EGM을 rapid fire EGM이라 하고, 또는 더 일반적으로 rapid fires라고 한다.
상기 측정이 당분야의 통상의 지식을 가진 사람에게 알려져 있는 다른 방법으로 수득될 수 있다. 예를 들면, 상기는 한 쌍의 전극을 상기 환자의 체내로, 수술의에게 관심 있는 심장 영역으로 삽입시킴에 의해서 수득되고, 상기 영역의 전기적 활성이 상기 선택된 시간 윈도우 동안 기록된다. 상기 영역의 위치가 또한 기록된다. 상기 시간 윈도우의 마지막에, 상기 한 쌍의 전극이 상기 수술의에게 관심 있는 심장의 다른 영역으로 이동되고, 상기 다른 영역에서 기록이 수행된다. 이는 상기 심장의 복수의 영역에 대해 반복되어 상기 심장의 메싱 (meshing)을 형성한다.
대안으로서, 상기 심장의 복수의 영역의 전기적 활성이 동시에 기록되도록 복수의 전극 쌍을 포함하는 다중-전극 프로브를 사용하여 기록이 수행될 수 있다. 상기는 상기 심장의 모든 영역의 기록뿐만 아니라, 상기 수술의가 관심 있는 몇 개의 영역을 동시에 기록 (지역 EGM을 형성하도록 함)을 더 빠르고, 더 정확하게 실시한다. 더욱이, 상기 측정 시간이 감소되기 때문에, 상기 심장의 더 섬세한 메싱을 수득할 수 있다.
상기 기록들이 측정 직후에 사용될 수 있거나 또는 본 방법으로 계류 중인 분석을 저장할 수 있다.
본 방법의 특별한 특성은 상기 주기에 대해 상기 환자의 국소 기록들을 분석하기 위해서 상기 환자에서 수행된 하나 이상의 국소 기록들에 대해서 측정된 부정맥의 기준 주기를 고려해야 한다. 이는 상기 방법이 상기 환자의 부정맥의 기준 주기의 수득 단계를 포함하는 이유이다.
상기 부정맥의 기준 주기는 상기 환자의 심장의 건강한 영역에 해당하는 국소 기록의 2개의 국소 EGM 사이에서 기준선의 평균 지속시간이다. 유익하게, 상기 부정맥의 기준 주기가 상기 심장의 "건강한" 영역, 즉 그 지속시간이 일반적으로 40 ms를 초과하지 않는 단순한 전위와 적어도 0.5 mV의 진폭의 전압을 나타내는 영역 (상기 영역의 조직을 형성하는 세포 막의 정상 탈분극)에 해당하는 국소 기록에서 적어도 2번의 상이한 모멘트에서 얻어진 기준선으로부터 결정된다. 상기 건강한 영역에서, 상기 탈분극은 매우 순간적이어서 (그 지속시간이 일반적으로 40　ms 미만), 상기 기준선의 지속시간은 상기 조직의 전기적 활성의 전체 주기와 큰 상관관계를 나타내므로, 용어 주기 (cycle)를 사용한다. 상기 부정맥의 기준 주기가 심방 세동 (자발적 또는 필요하다면 의도적으로 유발됨)이 있는 환자의 우심방, 좌심방 또는 관상정맥동 (coronary sinus)에서 측정된다. 대부분, 상기 기준 주기가 좌심방귀 (left auricle) (그 활성이 일반적으로 건강한 좌심방에서 가장 작은 포켓)에서 측정된다.
상기 부정맥의 기준 주기는 하나 이상의 건강한 국소 기록에서 상기 기준선 지속시간의 평균 (예를 들면, 적어도 10 주기, 심지어 20 주기)인 것이 바람직하다.
일반적으로, 상기 부정맥의 기준 주기는 환자들 마다 다르다. 더욱이, 그 지속시간은 상기 부정맥의 복잡성 (complexity), 상기 심방의 더하거나 또는 덜한 병리학적 상태 및 항-부정맥 약물 (anti-arrhythmia drugs)의 존재에 의존한다. 일반적으로, 상기 부정맥의 기준 주기는 대략 110　ms 내지 대략 400　ms 사이 (일반적으로 대략 140　ms 내지 대략 220　ms 사이)에 있다.
상기 측정 윈도우는 상기 부정맥의 2개의 기준 주기에 해당하는 국소 기록에서 적어도 2, 바람직하게 2 이상의 EGM을 관찰하는 방법으로 선택되는 것이 유익하다 (즉, 그 지속시간은 의학적 관점과 동일함).
상기 방법은, 또한 각 국소 기록에 대해, 2개의 국소 EGM 사이에서 기준선의 결정 및 상기 부정맥의 상기 기준 주기에 대해 적어도 하나의 비율의 산출을 포함한다:
- 각 기준선에 대해, 상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 비율의 산출 (이는 본 선택사항이 선택된다면, 비율은 각 식별된 기준선에 대해 산출되는 것을 의미함);
- 상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 평균 비율;
- 상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 중간 비율.
그러므로, 본 발명에 따른 방법은 그 분모가 상기 부정맥의 기준 주기인 비율의 산출에 의존하므로, 상기 비율의 자동 정량화가 되었다.
상기 방법은 또한 상기 AF의 영속에서의 관여도에 따라 각 영역의 분류 (classification)를 포함한다. 상기 영역의 관여도는 상기 해당하는 국소 기록에 대해 산출된 비율들 또는 비율의 함수이다.
상기 방법은 최종적으로 상기 분류로부터 상기 표적 영역의 식별을 포함한다.
상기 영역이 관여도의 상이한 척도에 따라 분류될 수 있다. 상기 척도는 더 또는 덜 미세할 수 있다.
예를 들면, 상기 평균 비율 또는 상기 해당하는 국소 기록의 기준선에 대해 산출된 모든 비율들이 제1 값보다 크다면, 영역이 비-표적 영역으로 분류되고, 그렇지 않다면, 표적 영역은 참 또는 거짓 양성으로 분류된다.
즉, 상기 해당하는 비-표적 영역은 낮은 관여도를 가지며, 상기 부정맥에 대해 수동적 영역이다. 상기 참 또는 거짓 양성 표적 영역은 일반적으로, 비-분획된다면, CFAE (연속 또는 "CFAE 트레인") 또는 rapid fires를 갖는 국소 기록을 나타낸다 (각각 도 5, 6 및 8).
다른 예로서, 상기 평균 비율 또는 상기 해당하는 국소 EGM의 기준선에 대해 산출된 적어도 하나의 비율이 제2 값 이하이고, 필요하다면 상기 제1 값 미만인 경우, 영역이 참 또는 거짓 양성 우선 표적 영역으로 분류된다.
즉, 기준선이 국소 기록에서 식별가능하지 않거나 (0으로 산출된 비율), 또는 상기 산출된 비율이 낮으면 (예를 들면, 35 % 미만), 상기 해당하는 영역은 상기 AF의 영속에서 매우 높은 관여도를 갖는다 (도 5 참조). 사실상, 이러한 영역은 아마도 우선 표적 영역에 해당하는 느린 전도 영역 (상기 로터의 기질), 잠재적으로 로터의 자리 또는 적어도 그 일부이다. 로터 또는 심지어 재진입은, 일반적으로 상기 심장의 한 영역으로부터 다른 영역으로 전파되어서 후자가 박동을 일으킬 수 있도록 하는, 상기 전기적 탈분극이 전기 회로를 형성하는 루프 형태로 전파되는 현상을 특징으로 한다. 상기 전기 회로는 그 자체가 지속되어서, 상기 부정맥을 영속시킨다. 이러한 현상이 일어나기 위해서, 전기 전도의 느려짐 (느린 전도)이 필요하다.
상기 제1 및 제2 값이 사용되는 경우에, 상기 산출된 비율이 상기 2개의 값들 사이에 있는 영역이 참 또는 거짓 양성 표적 영역으로 분류된다.
즉, 상기 해당하는 영역은 높은 평균 관여도를 갖는다.
다른 예로서, 상기 분류는 더 세밀하게 할 수 있다. 이를 위해, 영역은 다음과 같은 경우 참 또는 거짓 양성 제2 표적 영역으로 분류한다:
- 상기 평균 비율, 상기 중간 비율 또는 상기 해당하는 국소 기록의 기준선에 대해 산출된 비율이 없는 것이 상기 제2 값 미만인 경우; 및
- 상기 평균 비율, 상기 중간 비율 또는 상기 해당하는 국소 기록의 기준선에 대해 산출된 적어도 하나의 비율이 상기 제2 값과, 상기 제1 값과 제2 값 사이에 있는 제3 값 사이에 있는 경우.
상기 영역은 그 후에 다음과 같은 경우 참 또는 거짓 양성 제3 표적 영역으로 분류된다:
- 상기 평균 비율, 상기 중간 비율 또는 상기 해당하는 국소 기록의 기준선에 대해 산출된 비율이 없는 것이 상기 제2 값 미만인 경우; 및
- 상기 평균 비율, 상기 중간 비율 또는 상기 해당하는 국소 기록의 기준선에 대해 산출된 적어도 하나의 비율이 상기 제3 값과 상기 제1 값 사이에 있는 경우.
상기 제1, 제2 및 제3 값의 수치가, 환자, 측정 환경 등의 필요에 따라 선택된다. 유익하게, 상기 예에 대한 값은 하기와 같다:
Figure 112017070434011-pct00017
그럼에도 불구하고, 상기 값들은 지표일 뿐이고, 수술의는 사례에 따라 다른 값을 결정할 수 있을 것이다.
그러므로, 우선적으로 상기 분류는 적어도 4개의 기본 수준을 포함한다: 우선 표적, 제2 표적, 제3 표적 및 비-표적 (관여도가 점차로 낮아짐). 각 상기 수준들이 세분화될 수 있다. 상기 기본 수준의 세분화의 수가 반드시 동일한 것은 아니다.
(매우 높은 관여도의) 우선 표적 영역은 상기 AF의 영속에 원인이 되는 영역으로 의심되기 때문에 우선적으로 절제되어야 할 필요가 있는 영역이다.
그러므로, 상기는 상기 AF의 영속에 원인이 될 가능성이 매우 강하다.
(높음에서 중간 정도의 관여도의) 제2 및 제3 표적 영역은 가능한 절제되는 영역이고, 수술의는 상기 우선 표적의 절제 결과의 함수로서 이를 절제할지 또는 절제하지 않을지를 선택해야 하지만, 그 분류는 상기 심장 부정맥의 영속 및/또는 개시에 원인이 되는 강함 내지 중간의 의심을 나타낸다. 그러므로, 상기는 상기 AF의 영속에 원인이 될 가능성은 강함 내지 중간이다.
상기 비-표적 영역은 낮은 관여도를 갖는 영역이고, 이들은 상기 AF의 영속에 원인이 될 가능성은 매우 낮기 때문에 절제되어서는 안되는 영역이다.
상기 방법의 신뢰성은 하기 단계에 의한 부가적 기준에 의해서 향상될 수 있다. 이러한 단계는 상기 표적 영역의 참 및 거짓 양성을 차별화시킬 수 있다.
제1 변형예에서, 상기 심장의 각 영역의 분류는 반복되는 값의 산출된 비율을 갖는 상기 기준선의 해당하는 국소 기록에서 반복의 함수이고; 상기 반복이 입증된다면 표적 영역은 참 양성이다.
상기 용어 반복되는 (repetitive)은 상기 기준선의 지속시간이 서로에 대해 ±15%, 바람직하게는 ±10%, 더 바람직하게는 ±5%에서 동일하다.
즉, 상기 해당하는 국소 기록에서 비정상 이벤트 (비정상 국소 EGM)의 발생에서 시간적 안정성이 있다. 상기 시간적 안정성은 상기 분류를 구체화할 수 있다. 상기 시간적 안정성은 적어도 3번의 연속되는 기준선 (바람직하게, 적어도 4 또는 심지어 적어도 5개의 연속되는 기준선)에 대해 유지되는 것이 바람직하다. 상기 거짓 양성 표적 영역이 그 후에 비-표적 영역으로 변화된다.
다른 변형예에서, 상기 심장의 각 영역의 분류는 또한 상기 해당하는 국소 기록의 탈분극의 진폭 값 (또는 "전압")의 평균의 함수이다;
상기 진폭 값의 평균이 주어진 역치 값 (일반적으로 0.6　mV)보다 더 작은 경우 표적 영역은 참 양성이고, 그렇지 않다면 거짓 양성이다. 상기 거짓 양성 표적 영역은 그 후에 비-표적 영역으로 변화된다.
상기 2개의 변형예들이 유익하게 조합될 수 있다. 이 경우에, 상기 심장의 각 영역의 분류는 또한 반복되는 값의 산출된 비율을 갖는 상기 기준선의 해당하는 국소 기록에서 반복의 함수 및 상기 해당하는 국소 EGM의 탈분극의 진폭 값의 평균의 함수이다;
상기 반복이 입증되고 상기 진폭값의 평균이 주어진 역치 값보다 더 작은 경우 표적 영역은 참 양성이고, 그렇지 않다면 거짓 양성이다. 상기 거짓 양성 표적 영역은 그 후에 비-표적 영역으로 변화된다.
더욱이, 상기 방법은 또한 상기 CFAE 트레인과 rapid fires를 특별히 구별하기 위해서 상기 국소 EGM의 지속시간을 고려할 수 있다. 이를 위해서, 상기 분류는 또한 상기 국소 EGM의 지속시간들, 특히 우선, 제2 또는 제3인 여부와 상관없이, 참 또는 거짓 양성 표적 영역에 해당하는 기록의 지속시간들 중 지속시간의 함수이다. 상기 EGM의 지속시간이 주어진 국소 EGM 역치 지속시간보다 더 적은 경우, 상기 EGM이 rapid fire로 분류되고; 그렇지 않다면, 상기 국소 EGM이 CFAE 트레인으로 분류된다. 상기 주어진 국소 EGM 역치 지속시간이 일반적으로 45　ms 미만, 바람직하게 35　ms 미만, 더 바람직하게 30　ms 미만인 것으로 선택된다. 상기 CFAE 트레인 및 상기 rapid fires의 구별이 특히 연구 목적을 위해서 유용할 수 있다. 상기 방법은 또한 환자의 심장의 맵에서 상기 분류의 형성 단계를 포함한다. 상기 형성 단계는 환자의 심방의 맵에서 상기 영역의 관여도를 나타내기 위한 가능한 모든 방법을 포함하고, 예를 들면 2개의 관여도는 2개의 다른 색상, 하나 및 동일한 색상의 2개의 상이한 음영, 2개의 다른 패턴, 심지어 블링킹 (blinking)의 존재 여부, 상기 블링킹의 빈도 등과 같은 동적 수단에 의해서 구별될 수 있다.
상기 방법은 또한 이와 같이 수득된 심방의 맵의 표시 단계를 포함할 수 있다. 표시된 상기 심방의 맵은 상기 전기적 활성이 측정되어진 심방의 모든 영역 또는 그 일부만을 보여줄 수 있다. 예를 들면, 매우 높은 관여도를 갖는 영역 또는 높은 관여도를 갖는 영역, 또는 낮은 관여도를 갖는 영역, 또는 그 혼합을 표시하도록 선택할 수 있다.
상기에서, 상기 방법은 단일-트랙 분석에 해당하고, 즉 상기 국소 기록이 개별적으로 분류된다.
멀티트랙 분석 ( Multitrack analysis)
비록 단일-트랙 분석이 만족스러운 결과를 제공할지라도, 이는 특히 상기 단일-트랙 분석에 의해서 비-표적으로 분류된 영역에 대해서, 하기에 개시된 멀티-트랙 분석을 사용하여 더 개선시킬 수 있다.
멀티-트랙 분석은 주로 로터가 발생하는 심장의 지역을 식별하는데 있다. 실제로, 지역 중 영역의 단일-트랙 분석 시에, 상기 산출된 비율이 제1 값보다 더 크기 때문에 표적이 참 또는 거짓 양성으로 영역이 분류되지 않고, 반면에 현실적으로, 로터가 존재하기 때문에, 상기 AF를 나타내는 모든 이벤트가 몇개의 인접한 영역을 조합하는 지역에 걸쳐서 분포할 수 있다.
이러한 가능성을 고려하기 위해서, 본 방법은 인접한 영역에 해당하는 복수의 국소 기록으로부터, 특히 상기 복수의 국소 기록의 부가 (또는 상기 해당하는 기준선의 차감)에 의해서, 적어도 하나의 지역 기록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다 (도 9 참조). 상기 인접한 영역은 그 후에 상기 지역 기록에 해당하는 지역을 형성한다.
용어 "부가 (추가) (addition (add))"는 본원에서 관련된 국소 기록에 해당하는 측정을 부가하는 행위 또는 관련된 국소 기록을 다른 것에 중첩하는 (superimposing) 행위를 의미하는 것으로 이해해야 한다.
그러므로, 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 국소 기록이 지역 기록을 생성하도록 부가되는 경우, 적어도 하나의 국소 EGM으로부터 형성된 지역 EGM이 수득된다 (복수의 국소 EGM의 경우에, 각 국소 EGM이 서로 다른 국소 기록 상에 있음). 그러므로, 상기 지역 EGM은 상기 국소 EGM의 지속시간보다 길거나 또는 동일한 지속시간을 나타난다.
상기 지역 기록에 대해 수득된 기준선이 상기 부정맥의 기준 주기와 관련하여 분석된다. 그러나, 임의의 식별가능한 기준선을 나타내지 않는 국소 기록이 폐기되어야 한다고 명시되어야 한다 (상기 해당하는 영역은 상기 단일-트랙 분석 이후에 우선 표적 영역임). 나머지 설명은 이 마지막 의견을 고려한다.
상기 방법은 그 후에 상기 국소 기록을 상기 지역 기록으로 대체시킴으로써 수행된다. 즉:
- 각 지역 기록에 대해, 상기 방법은 하기를 포함한다:
Figure 112017070434011-pct00018
상기 지역 기록에서 2개의 탈분극 사이에서 기준선의 결정;
Figure 112017070434011-pct00019
하기로부터 적어도 하나의 비율의 산출:
Figure 112017070434011-pct00020
상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 비율;
Figure 112017070434011-pct00021
각 기준선에 대해, 상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 평균 또는 중간 비율; 및
Figure 112017070434011-pct00022
상기 AF의 영속에서의 관여도에 따라 상기 심장의 해당하는 지역의 분류 단계로서, 상기 지역의 관여도는 산출된 비율들 또는 비율의 함수인 것인 단계.
상기는 또한 지역 기록이 실제로 상기 해당하는 영역의 국소 기록의 부가 (또는 상기 기준선의 차감)에 의해서 수득되지 않지만, 상기 국소 기록에서 상기 지역 중 영역의 모든 국소 기록이 기준선의 일부 또는 전부를 나타내는 부분을 결정함으로써 수득되는 경우를 포함한다.
전술된 다른 단계들은 본원에서 상기 지역 기록에도 적용가능하다. 이를 위해서, 상기 국소 기록을 상기 지역 기록으로 대체하고, 상기 심장의 영역을 상기 심장의 지역으로 대체하는 것으로 충분하다.
더욱이, 상기 방법은 상기 국소 기록에서 상기 산출을 저장함으로써 수행될 수 있다. 즉, 상기 방법의 단계들이 상기 지역 기록에서만 수행된다.
그러므로, 이러한 방법은 심방 세동의 영속에 관여할 가능성이 있는 환자의 심장의 지역, 이하 표적 지역을 식별하는 방법이다. 상기 방법은 측정 윈도우 동안 상기 환자의 심장에서 수행된 복수의 지역 기록으로부터 시작하고, 각 지역 기록은 상기 환자의 심장의 지역에 해당하고, 상기 방법은 하기 단계들을 포함한다:
- 상기 부정맥의 기준 주기를 수득하는 단계로서, 상기 기준 주기는 상기 환자의 심장의 건강한 영역에 해당하는 국소 기록의 2개의 탈분극 사이의 기준선의 평균 지속시간인 것인 단계; 및
- 각 지역 기록에 대해, 하기를 포함하는 단계:
Figure 112017070434011-pct00023
상기 지역 기록에서 2개의 탈분극 사이에서 기준선의 결정;
Figure 112017070434011-pct00024
하기로부터 적어도 하나의 비율의 산출:
Figure 112017070434011-pct00025
상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 평균 비율;
Figure 112017070434011-pct00026
각 기준선에 대해, 상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 비율;
Figure 112017070434011-pct00027
상기 AF의 영속에서의 관여도에 따라 심장의 해당하는 지역을 분류하는 단계로서, 상기 지역의 관여도는 산출된 비율들 또는 비율의 함수인 것인 단계.
다시 본원에서, 상기 지역 기록이 상기 주어진 지역에 상기 심장의 영역의 국소 기록의 부가 (또는 해당하는 기준선의 차감)에 의해서 수득되고, 임의의 식별가능한 기준선을 나타나지 않는 국소 기록은 폐기되어야 한다는 것을 명심해야 한다 (이는 우선 표적 영역에 해당하기 때문에, 단일-트랙 분석 부분에서의 설명 참조).
본원에서, 전술된 다른 단계들이 상기 지역 기록에도 적용가능하다. 이를 위해서, 상기 국소 기록을 상기 지역 기록으로 대체하고, 상기 심장의 영역을 상기 심장의 지역으로 대체하는 것으로 충분하다.
유익하게, 지역들에 의한 상기 영역들 모두의 그룹화가, 지역이 복수의 인접한 영역들, 일반적으로 적어도 5개의 영역, 바람직하게 적어도 10개의 영역, 더 바람직하게 20 내지 50개의 영역을 포함하는 방식으로 수행된다.
이러한 경우에, 2개의 영역이 적어도 4 mm, 바람직하게 2 mm 미만의 거리로 분리되고, 상기 거리는 상기 영역들의 중심들 사이에서 취해졌다.
바람직하게, 측정들이 다중-전극 프로브에 의해서 기록되어질 때 멀티-트랙 분석이 수행된다. 이러한 경우에, 상기 다중-전극 프로브의 전극들에 의해서 커버되는 정도는 그 표면적이 우선적으로 약 7 cm2인 지역을 구성하는 것이 가능하고 용이하게 고려될 수 있다.
상기 지역 기록이 임의의 측정 윈도우 뿐만 아니라 그 일부에 대해서도 생성될 수 있다. 즉, 이는 탈분극에 이어 기준선이 선행된 제1 탈분극이고, 상기 제1 국소 기록에서 기준선은 상기 지역의 영역의 모든 국소 기록으로부터 식별가능하다.
상기 방법은 2개의 상이한 EGM 사이에서 지연을 고려해야 하고, 사실상 후자는 2개의 쌍극자 사이의 거리의 함수이다 (각 쌍극자는 영역의 EGM을 측정함). 상기 비율의 산출은 그 후에 상기 지연에 매칭될 것이다. 더욱이, 반드시 필요한 것은 아니지만, 동일한 지역의 2개의 영역들 사이의 거리는 대략 2　cm, 심지어 3　cm을 초과하지 않는 것이 바람직하다.
큰 표면적의 프로브가 사용되는 경우, 포뮬라 (formula)는 한계 우선 표적 비율을 상기 거리로 조정해야 한다.
실제로, 상기 재진입이 불안정하고, 한 지역에서 국소로 이동하는 것을 고려하여, 상기 프로브의 표면적이 7　cm2를 초과하지 않는다면, 상기 전극 쌍극자들 사이의 거리의 함수로서 지역 EGM의 비율의 산출에 가중치를 줄 필요는 없다.
장치 (Apparatus)
도 10을 참조하여, 심장 부정맥에 관여할 가능성이 있는 심장의 영역을 식별하기 위한 장치(1)가 하기에 개시되었다. 상기 장치(1)는 상기 개시된 방법을 구현할 수 있다.
상기 장치(1)는 디지털 분석기(2) 및 디지털 맵퍼(3)를 포함한다.
상기 디지털 분석기(2)는 하기를 수신할 수 있다:
- 기준 주기는 상기 환자의 심장의 건강한 영역에 해당하는 국소 EGM의 2개의 탈분극들 사이의 기준선의 평균 지속시간인, 부정맥의 기준 주기; 및
- 각 국소 EGM이 상기 환자의 심장의 영역에 해당하는, 측정 윈도우 동안 상기 환자의 심장에서 수행된 복수의 국소 EGM 또는 EGM.
이를 위해서, 상기 디지털 분석기(2)는 수신 모듈 (reception module)을 포함할 수 있다.
상기 디지털 분석기(2)는 상기 심장의 인접한 영역에 해당하는 복수의 국소 EGM으로부터 지역 EGM을 생성할 수 있다. 이를 위해서, 상기 디지털 분석기(2)는 지역 EGM 생성기를 포함할 수 있다.
상기 디지털 분석기(2)는 또한 국소 및 가능하게 지역 EGM에서 2개의 탈분극 사이의 기준선을 결정할 수 있다.
상기 디지털 분석기(2)는 또한, 국소 또는 지역 EGM에 대해, 하기로부터 적어도 하나의 비율을 산출할 수 있다:
Figure 112017070434011-pct00028
상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 평균 비율;
Figure 112017070434011-pct00029
각 기준선에 대해, 상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 비율.
이를 위해서, 상기 디지털 분석기(2)는 컴퓨터 (computer)를 포함할 수 있다.
상기 디지털 분석기(2)는 또한, 국소 또는 지역 EGM에 대해, 상기 AF의 영속에서의 관여도에 따라 상기 심장의 해당하는 영역 또는 지역을 분류할 수 있고, 상기 영역 또는 지역의 관여도는 산출된 비율들 또는 비율의 함수이다. 상기 분류의 상세가 상기 방법을 설명하는 부분에서 서술되었다. 상기 분류를 수행하기 위해서, 상기 디지털 분석기(2)는 분류기 (classifier)를 포함할 수 있다.
상기 디지털 맵퍼(3)는, 상기 심장의 영역 또는 지역의 분류가 형성되는, 환자의 심장의 맵을 생성할 수 있다.
상기 장치는 또한 상기 환자의 심장의 맵을 표시하기 위한 디스플레이(4)를 더 포함한다.
컴퓨터 프로그램
전술한 방법이 컴퓨터 프로그램에 의해서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램은, 전술한 방법의 단계들이 프로세서 (processor)에 의해서 수행될 때 이를 구현하는 일련의 지시를 포함한다.
상기 컴퓨터 프로그램이 비-일시적 및 컴퓨터-판독가능한 저장 매체에 저장될 수 있다. 이러한 유형의 저장 매체는 예를 들면 CD, DVD, USB 키 (key), SIM 카드 등일 수 있다.

Claims (18)

  1. 측정 윈도우 (measurement window) 동안 환자의 심장에서 만들어진 복수의 국소 기록 (local recordings)으로부터 심방 세동 (atrial fibrillation)의 영속 (perpetuation)에 관여할 가능성이 있는 환자의 심장의 영역, 이하 표적 영역 (target areas)을 식별하는 (identifying) 방법으로서, 각 국소 기록은 상기 환자의 심장의 영역에 해당하고, 각 국소 기록은 적어도 하나의 국소 EGM(electrograms) 및 가능하게는 적어도 하나의 기준선 (base line)을 포함하며, 상기 방법은 장치에 의해 수행되는 하기 단계를 포함하는 것인 방법:
    - 부정맥의 기준 주기 (reference cycle)를 수득하는 단계로서, 상기 기준 주기는 상기 환자의 심장의 건강한 영역에 해당하는 국소 기록의 2개의 국소 EGM 사이의 기준선의 평균 지속시간인 것인 단계; 및
    - 각 국소 기록에 대해, 하기를 포함하는 단계:
    Figure 112022096902509-pct00030
    2개의 국소 EGM 사이에서 기준선의 결정;
    Figure 112022096902509-pct00031
    하기 중 적어도 하나의 비율의 산출:
    Figure 112022096902509-pct00032
    부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 평균 비율 (average ratio);
    Figure 112022096902509-pct00033
    상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 중간 비율 (median ratio); 및
    Figure 112022096902509-pct00034
    각 기준선에 대해, 상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 비율;
    Figure 112022096902509-pct00035
    상기 AF(atrial fibrillation)의 영속에서의 관여도에 따라 상기 심장의 해당하는 영역의 분류로서, 상기 영역의 관여도 (degree of involvement)는 산출된 비율들 또는 비율의 함수인 것인 분류.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 평균 비율, 상기 중간 비율 또는 상기 해당하는 국소 기록의 기준선에 대해 산출된 모든 비율들이 제1 값 이상인 경우 영역이 비-표적 영역 (non-target area)으로 분류되고,
    그렇지 않다면, 상기 영역이 참 또는 거짓 양성 표적 영역 (positive target area)으로 분류되는 것인 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 평균 비율, 상기 중간 비율 또는 상기 해당하는 국소 기록의 기준선에 대해 산출된 적어도 하나의 비율이 제2 값 이하이고, 상기 제1 값 미만인 경우, 영역이 참 또는 거짓 양성 우선 표적 영역 (positive priority target area)으로 분류되고,
    상기 제1 값이 제2 값보다 더 큰 것인 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 평균 비율, 상기 중간 비율 또는 상기 해당하는 국소 기록의 기준선에 대해 산출된 적어도 하나의 비율이 상기 제2 값과, 상기 제1 값과 제2 값 사이에 있는 제3 값 사이에 있는 경우, 영역이 참 또는 거짓 양성 제2 표적 영역 (positive secondary target area)으로 분류되고; 또한
    상기 평균 비율, 상기 중간 비율 또는 상기 해당하는 국소 기록의 기준선에 대해 산출된 적어도 하나의 비율이 상기 제3 값과 상기 제1 값 사이에 있는 경우, 상기 영역이 참 또는 거짓 양성 제3 표적 영역 (positive tertiary target area)으로 분류되는 것인 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 심장의 각 영역의 분류는 또한 반복적으로 측정된 2개의 국소 EGM의 산출된 비율을 갖는 상기 기준선의 해당하는 국소 기록에서 반복의 함수이고;
    상기 영역을 표적 영역으로 분류하게 하는 상기 비율 값에 해당되는 상기 반복이 입증되는 경우, 표적 영역은 참 양성인 것인 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 심장의 각 영역의 분류는 또한 상기 해당하는 국소 기록의 탈분극의 진폭 값의 평균의 함수이고;
    상기 진폭 값의 평균이 주어진 역치 값보다 더 작은 경우, 표적 영역은 참 양성인 것인 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 심장의 각 영역의 분류는 또한 반복되는 값의 산출된 비율을 갖는 상기 기준선의 상기 해당하는 국소 기록에서 반복의 함수 및 상기 해당하는 국소 기록의 탈분극의 진폭 값의 평균의 함수이고;
    상기 반복이 입증되고 상기 진폭 값의 평균이 주어진 역치 값보다 더 큰 경우, 표적 영역은 참 양성인 것인 방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 심장의 국소 기록의 적어도 일부에 대해서:
    - 인접하는 영역에 해당하는 복수의 국소 기록으로부터 적어도 하나의 지역 기록 (regional recording)을 수득하는 단계로서, 상기 인접한 영역은 상기 지역 기록에 해당하는 지역 (region)을 형성하고, 임의의 식별가능한 기준선을 나타내지 않는 상기 국소 기록이 폐기되어서, 상기 지역 기록은 적어도 하나의 지역 EGM을 포함하는 것인 단계; 및
    - 각 지역 기록에 대해, 하기를 포함하는 단계:
    Figure 112022096902509-pct00036
    2개의 지역 EGM 사이에서 기준선의 결정;
    Figure 112022096902509-pct00037
    하기로부터 적어도 하나의 비율의 산출:
    Figure 112022096902509-pct00038
    상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 평균 비율;
    Figure 112022096902509-pct00039
    각 기준선에 대해, 상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 비율;
    Figure 112022096902509-pct00040
    상기 AF의 영속에서의 관여도에 따라 상기 심장의 해당하는 지역을 분류하는 단계로서, 상기 지역의 관여도는 산출된 비율들 또는 비율의 함수인 것인 단계를 더 포함하고;
    상기 방법의 다른 단계가:
    - 국소 기록을 지역 기록으로 대체하고, 또한
    - 영역을 지역으로 대체하여 수행되는 것인 방법.
  9. 측정 윈도우 동안 환자의 심장에서 만들어진 복수의 지역 기록으로부터 심방 세동의 영속에 관여할 가능성이 있는 환자의 심장의 지역, 이하 표적 지역을 식별하는 방법으로서, 각 지역 기록은 복수의 영역들을 조합하는 상기 환자의 심장의 지역에 해당하고, 상기 방법은 장치에 의해 수행되는 하기 단계를 포함하는 것인 방법:
    - 부정맥의 기준 주기를 수득하는 단계로서, 상기 기준 주기는 상기 환자의 심장의 건강한 영역에 해당하는 2개의 지역 기록의 탈분극 사이의 기준선의 평균 지속시간인 것인 단계; 및
    - 각 지역 기록에 대해, 하기를 포함하는 단계:
    Figure 112022096902509-pct00041
    상기 2개의 지역 기록의 탈분극 사이에서 기준선의 결정;
    Figure 112022096902509-pct00042
    하기로부터 적어도 하나의 비율의 산출:
    Figure 112022096902509-pct00043
    상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 평균 비율;
    Figure 112022096902509-pct00044
    각 기준선에 대해, 상기 부정맥의 기준 주기에 대한 상기 기준선의 지속시간의 비율;
    Figure 112022096902509-pct00045
    상기 AF의 영속에서의 관여도에 따라 상기 심장의 해당하는 지역의 분류로서, 상기 지역의 관여도는 산출된 비율들 또는 비율의 함수인 것인 분류.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 평균 비율 또는 상기 해당하는 지역 기록의 기준선에 대해 산출된 모든 비율이 제1 값 이상인 경우, 지역이 비-표적 지역으로 분류되고,
    그렇지 않다면, 상기 지역이 참 또는 거짓 양성 표적 지역으로 분류되는 것인 방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 평균 비율 또는 상기 해당하는 지역 기록의 기준선에 대해 산출된 적어도 하나의 비율이 제2 값 이하이고, 상기 제1 값 미만인 경우, 지역이 참 또는 거짓 양성 우선 표적 지역으로 분류되고,
    상기 제1 값이 제2 값보다 더 큰 것인 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 평균 비율 또는 상기 해당하는 지역 기록의 기준선에 대해 산출된 적어도 하나의 비율이 상기 제2 값과, 상기 제1 값과 제2 값 사이에 있는 제3 값 사이에 있는 경우, 지역이 참 또는 거짓 양성 제2 표적 지역으로 분류되고; 또한
    상기 평균 비율 또는 상기 해당하는 지역 기록의 기준선에 대해 산출된 적어도 하나의 비율이 상기 제3 값과 상기 제1 값 사이에 있는 경우, 상기 지역이 참 또는 거짓 양성 제3 표적 지역으로 분류되는 것인 방법.
  13. 청구항 9에 있어서, 상기 심장의 각 지역의 분류는 또한 반복적으로 측정된 2개의 지역 기록의 탈분극의 산출된 비율을 갖는 상기 기준선의 해당하는 지역 기록에서 반복의 함수이고;
    상기 반복이 입증된다면, 표적 지역은 참 양성인 것인 방법.
  14. 청구항 9에 있어서, 상기 심장의 각 지역의 분류는 또한 상기 해당하는 지역 기록의 탈분극의 진폭 값의 평균의 함수이고;
    상기 진폭 값의 평균이 주어진 역치 값보다 더 작은 경우, 표적 지역은 참 양성인 것인 방법.
  15. 청구항 9에 있어서, 상기 심장의 각 지역의 분류는 또한 반복되는 값의 산출된 비율을 갖는 상기 기준선의 해당하는 지역 기록에서 반복의 함수 및 상기 해당하는 지역 기록의 탈분극의 진폭 값의 평균의 함수이고;
    상기 반복이 입증되고 상기 진폭 값의 평균이 주어진 역치 값보다 더 큰 경우, 표적 지역은 참 양성인 것인 방법.
  16. 디지털 분석기 (digital analyzer) 및 디지털 맵퍼 (digital mapper)를 포함하는, 심방 세동의 영속에 관여할 가능성이 있는 심장의 영역을 식별하는 장치로서,
    상기 디지털 분석기는 청구항 1 내지 15 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현할 수 있고;
    상기 디지털 맵퍼는, 상기 심장의 영역의 분류가 형성되는, 상기 환자의 심장의 맵을 생성할 수 있는 것인 장치.
  17. 청구항 1 내지 15 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들이 프로세서 (processor)에 의해서 실행될 때, 이들을 구현하는 일련의 지시를 포함하는 컴퓨터 프로그램 (computer program)을 포함하는 비-일시적 및 컴퓨터-판독가능한 저장 매체 (storage medium).
  18. 삭제
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