KR20210018756A - 전기해부학적 맵 재주석화 - Google Patents

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KR20210018756A
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나탄 샤론 카츠
벤자민 코헨
리오르 자르
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Abstract

방법이, 심장 내의 위치에 위치되는 매핑 전극으로부터, 전극과 접촉하는 조직에서의 전기적 활성을 나타내는 신호를 수신하는 단계, 및 각각의 위치에 대해, 심장의 주기에서 적어도 하나의 대응하는 LAT를 식별하도록 신호를 처리하는 단계를 포함한다. 각각의 위치에 대해, 주기에서 가장 빠른 LAT가 식별되고, 각각의 위치를 갖는 매핑 지점을 포함하고 각각의 위치에서 가장 빠른 LAT를 보여주는 전기해부학적 맵이 생성 및 렌더링된다. 지점의 서브세트를 선택하는 입력이 수신되고, 서브세트 내의 대다수의 지점들 중 가장 빠른 LAT를 포함하는 시간 범위가 식별된다. 서브세트에서 하나 이상의 외부의 지점이 식별되고, 외부의 지점에서 식별된 적어도 하나의 식별된 LAT 중에서, 주기에서 가장 빠른 LAT보다 나중의, 제2 LAT가 발견된다. 발견된 제2 LAT를 표시하도록 맵이 업데이트된다.

Description

전기해부학적 맵 재주석화{ELECTROANATOMICAL MAP RE-ANNOTATION}
본 발명은 일반적으로 심장 매핑(cardiac mapping)에 관한 것으로, 구체적으로는 전기해부학적 맵(electroanatomical map)의 영역을 재주석화(re-annotating)하는 것에 관한 것이다.
심방 세동(atrial fibrillation)과 같은 심장 부정맥(arrhythmia)은 불규칙한 심장 박동을 일으키는 심장 리듬(heart rhythm)이다. 부정맥은 전형적으로 심장 조직의 영역이 전기 신호를 인접 조직에 비정상적으로 전도하여, 정상적인 심장 주기(cardiac cycle)를 방해하고 비동기 리듬(asynchronous rhythm)을 유발할 때 발생한다.
심장에서의 전위의 매핑은 심장 부정맥을 진단하고 치료하기 위해 흔히 사용되는 도구이다. 전형적으로, 심장 내막에서의 시변적인 전위가 감지되고 심장 내부의 위치의 함수로서 기록된 후, 국소 전기곡선도(local electrogram) 또는 국소 활성화 시간(local activation time)을 매핑하기 위해 사용된다. 심근을 통한 전기 자극의 전도에 필요한 시간으로 인해 심장 내막에서의 지점마다 활성화 시간은 상이하다. 심장 내의 임의의 지점에서의 이러한 전기 전도의 방향은 통상적으로 등전 활성화 전면(isoelectric activation front)에 수직인 활성화 벡터에 의해 표현되고, 이들 둘 모두는 활성화 시간의 맵으로부터 유도될 수 있다. 심장 내막에서의 임의의 지점을 통한 활성화 전면의 전파 속도는 속도 벡터로서 표현될 수 있다.
활성화 전면 및 전도 필드를 매핑하는 것은 의사가, 심장 조직에서의 손상된 전기 전파의 영역에 기인하는, 심실 및 심방 빈맥 및 심실 및 심방 세동과 같은 이상을 식별하고 진단하는 데 도움이 된다.
브로드닉(Brodnick) 등의 미국 특허 출원 제2017/0251942호는 매핑 채널 및 복수의 참조 채널을 포함하는 적어도 3개의 다채널 심장 전기곡선도 신호로부터 국소 활성화 시간(LAT)을 결정하는 방법을 기술한다. 이 방법은 복수의 매핑-채널 위치에서의 LAT 값을 계산하기 위해 매핑-채널 신호 및 제1 참조-채널 신호를 수집하는 단계, 제1 참조-채널 신호의 타이밍 안정성을 모니터링하는 단계, 및 모니터링된 신호의 타이밍 안정성이 안정성 표준 아래로 떨어지면, LAT 값을 결정하기 위해 제2 참조 채널의 신호를 사용하는 단계를 포함한다.
보처(Botzer) 등의 미국 특허 출원 제2018/0042504호는 파면을 주석화하기 위한 방법을 기술한다. 이 방법은 인간 대상의 심근에 근접한 한 쌍의 전극으로부터 양극성 신호를 수신하는 단계, 한 쌍의 전극들 중 선택된 하나의 전극으로부터 단극성 신호를 수신하는 단계, 전극 신호를 전처리하여 기저선 변동(baseline wander)을 제거하고, 저역 통과 필터링 및 임의의 차수의 미분을 수행하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 신호에서 후보 주석을 식별하는 단계, 주석으로부터 특징을 추출하는 단계, 특징 임계치에 기초하여 기준을 충족시키는 임의의 후보 주석을 제거하는 단계, 다른 매우 가까운 활성화에 비해 사소한 임의의 나머지 후보 주석을 제거하는 단계, 그의 특징 값에 기초하여 각각의 나머지 후보 주석에 점수를 할당하는 단계, 및 점수 임계치를 초과하는 임의의 후보 주석의 타이밍 및 특징을 사용하여 맵을 생성하는 단계를 포함한다.
레이스펠트(Reisfeld)의 미국 특허 제6,301,496호는 다수의 샘플링된 지점을 포함하는 그리드를 재구성하기 위한 방법을 기술한다. 이 방법은 그리드에 모델 왜곡의 스테이지를 적용하는 단계를 포함하며, 여기서 그리드는 샘플링된 지점에 의해 정의된 형상으로 대략적으로 조정된다. 이 방법은 또한 샘플링된 지점의 좌표에 따라 그리드 지점을 미세하게 조정함으로써 수행되는 유연한 매칭의 반복적 스테이지를 포함한다. 이 방법은 또한 평활화, 아핀 변환(affine transformation)과 같은 하나 이상의 알고리즘을 적용하는 단계 및/또는 그리드가 실질적으로 모든 샘플링된 지점을 포함하도록 하는 정확한 매칭 스테이지를 수행하는 단계를 포함한다. 샘플링된 지점과 관련된 파라미터 값이 모든 그리드 지점에 보간될 수 있고 그리드는 디스플레이 상에 제시될 수 있다.
듀(Du) 등의 미국 특허 출원 제2017/0027524호는 다수의 전극으로부터 신호를 수신하는 다채널 매핑 시스템에서 유효 신호를 검출하기 위한 방법을 기술한다. 이 방법은 주어진 전극으로부터 신호를 획득하는 단계, 신호의 제1 도함수를 계산하는 단계, 제1 도함수로부터 최소 및 최대 도함수를 결정하는 단계, 최소 및 최대 도함수의 부호가 상이한지 여부를 결정하는 단계, 및 최소 및 최대 도함수의 부호가 상이한지 여부를 결정하는 것에 응답하여, 신호가 유효한지 여부를 디스플레이 장치 상에 표시하는 단계를 포함한다.
위의 설명은 이러한 분야의 관련 기술의 전반적인 개요로서 제시되며, 그것이 포함하는 임의의 정보가 본 특허 출원에 대한 종래 기술을 이룬다는 인정으로 해석되어서는 안 된다.
본 특허 출원에 참조된 문헌은, 임의의 용어가 이들 포함된 문헌에서 본 명세서에서 명시적으로 또는 암시적으로 이루어진 정의와 상충되는 방식으로 정의되어 있는 경우에 본 명세서의 정의만이 고려되어야 하는 것을 제외하고는, 본 출원의 필수적인 부분으로 고려되어야 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 컴퓨터에서, 대상의 심장 내의 각각의 위치들에 위치되는 복수의 전극들을 포함하는 원위 단부를 갖는 심장내 카테터(intracardiac catheter)로부터, 전극들이 접촉하는 심근 조직에서의 전기적 활성에 응답하는 신호들을 전극들로부터 수신하는 단계, 전극들에 의해 접촉된 각각의 주어진 위치에 대해, 심장의 주기에서 적어도 하나의 대응하는 국소 활성화 시간(LAT)을 식별하도록 컴퓨터에 의해 신호들을 처리하는 단계, 컴퓨터에 의해, 위치들 각각에 대해, 주기 내의 가장 빠른 LAT를 식별하는 단계, 각각의 위치들을 갖는 매핑 지점들(mapping points)을 포함하고 전기해부학적 맵 내의 각각의 위치에서 가장 빠른 LAT를 보여주는 전기해부학적 맵을 생성하여 디스플레이에 렌더링하는 단계, 컴퓨터에서 매핑 지점들의 서브세트를 선택하는 입력을 수신하는 단계, 컴퓨터에 의해, 서브세트 내의 대다수의 매핑 지점들 중 가장 빠른 LAT를 포함하는 시간 범위를 식별하는 단계, 컴퓨터에 의해, 가장 빠른 LAT가 식별된 시간 범위에 선행하는 서브세트에서 하나 이상의 외부의 매핑 지점들을 식별하는 단계, 컴퓨터에 의해, 외부의 매핑 지점들에서 식별된 적어도 하나의 LAT 중에서, 심장의 주기에서 가장 빠른 LAT보다 나중의, 각각의 제2 LAT를 발견하는 단계, 및 외부의 매핑 지점들 중 하나 이상의 외부의 매핑 지점들에서 발견된 각각의 제2 LAT를 표시하도록 전기해부학적 맵을 업데이트하고 렌더링하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
일부 실시예에서, 심장내 카테터는 다중-스플라인 카테터(multi-spline catheter)를 포함하고, 다중-스플라인 카테터는 스플라인들 각각 상에 전극들 중 적어도 하나를 갖는다.
추가의 실시예에서, 신호들은 심전도 신호들(electrocardiogram signals)을 포함한다.
추가의 실시예에서, 서브세트 내의 대다수의 매핑 지점들 중 가장 빠른 LAT를 포함하는 시간 범위를 식별하는 단계는 서브세트 내의 LAT들에 다수결 투표 알고리즘(majority voting algorithm)을 적용하는 단계를 포함한다.
추가의 실시예에서, 각각의 제2 LAT는 식별된 시간 범위 내에 있다.
다른 실시예에서, 전기해부학적 맵을 업데이트하고 렌더링하는 단계는 허가 신호(authorization signal)를 수신하면 수행된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 디스플레이, 및 프로세서를 포함하고, 프로세서는 대상의 심장 내의 각각의 위치들에 위치되는 복수의 전극들을 포함하는 원위 단부를 갖는 심장내 카테터로부터, 전극들이 접촉하는 심근 조직에서의 전기적 활성에 응답하는 신호들을 전극들로부터 수신하고, 전극들에 의해 접촉된 각각의 주어진 위치에 대해, 심장의 주기에서 적어도 하나의 대응하는 국소 활성화 시간(LAT)을 식별하도록 신호들을 처리하고, 위치들 각각에 대해, 주기 내의 가장 빠른 LAT를 식별하고, 각각의 위치들을 갖는 매핑 지점들을 포함하고 전기해부학적 맵 내의 각각의 위치에서 가장 빠른 LAT를 보여주는 전기해부학적 맵을 생성하여 디스플레이에 렌더링하고, 매핑 지점들의 서브세트를 선택하는 입력을 수신하고, 서브세트 내의 대다수의 매핑 지점들 중 가장 빠른 LAT를 포함하는 시간 범위를 식별하고, 가장 빠른 LAT가 식별된 시간 범위에 선행하는 서브세트에서 하나 이상의 외부의 매핑 지점들을 식별하고, 외부의 매핑 지점들에서 식별된 적어도 하나의 LAT 중에서, 심장의 주기에서 가장 빠른 LAT보다 나중의, 각각의 제2 LAT를 발견하고, 외부의 매핑 지점들 중 하나 이상의 외부의 매핑 지점들에서 발견된 각각의 제2 LAT를 표시하도록 전기해부학적 맵을 업데이트하고 렌더링하도록 구성되는, 장치가 제공된다.
추가로, 본 발명의 실시예에 따르면, 대상의 심장 내로의 삽입을 위한 복수의 전극들을 포함하는 원위 단부를 갖는 심장내 카테터와 함께 작동되는, 컴퓨터 소프트웨어 제품으로서, 제품은 프로그램 명령어들이 저장되는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체를 포함하고, 명령어들은, 컴퓨터에 의해 판독될 때, 컴퓨터로 하여금, 대상의 심장 내의 각각의 위치들에 위치되는 복수의 전극들로부터, 전극들이 접촉하는 심근 조직에서의 전기적 활성에 응답하는 신호들을 전극들로부터 수신하고, 전극들에 의해 접촉된 각각의 주어진 위치에 대해, 심장의 주기에서 적어도 하나의 대응하는 국소 활성화 시간(LAT)을 식별하도록 신호들을 처리하고, 위치들 각각에 대해, 주기 내의 가장 빠른 LAT를 식별하고, 각각의 위치들을 갖는 매핑 지점들을 포함하고 전기해부학적 맵 내의 각각의 위치에서 가장 빠른 LAT를 보여주는 전기해부학적 맵을 생성하여 디스플레이에 렌더링하고, 매핑 지점들의 서브세트를 선택하는 입력을 수신하고, 서브세트 내의 대다수의 매핑 지점들 중 가장 빠른 LAT를 포함하는 시간 범위를 식별하고, 가장 빠른 LAT가 식별된 시간 범위에 선행하는 서브세트에서 하나 이상의 외부의 매핑 지점들을 식별하고, 외부의 매핑 지점들에서 식별된 적어도 하나의 LAT 중에서, 심장의 주기에서 가장 빠른 LAT보다 나중의, 각각의 제2 LAT를 발견하고, 외부의 매핑 지점들 중 하나 이상의 외부의 매핑 지점들에서 발견된 각각의 제2 LAT를 표시하도록 전기해부학적 맵을 업데이트하고 렌더링하게 하는, 컴퓨터 소프트웨어 제품에 제공된다.
본 개시는 본 명세서에서, 첨부 도면을 참조하여, 단지 예로서 기술된다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른, 매핑 카테터를 포함하는 의료 시스템의 개략적인, 그림을 이용한 예시.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 매핑 카테터의 원위 단부의 개략적인, 그림을 이용한 예시.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 매핑 카테터로부터 수신된 신호에 기초하여 전기해부학적 맵을 생성 및 재주석화하는 방법을 개략적으로 예시하는 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 매핑 절차 중의 심실에서의 매핑 카테터의 원위 단부의 개략적인 상세도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 외부의 국소 활성화 시간을 갖는 매핑 지점을 포함하는 전기해부학 맵의 개략도.
심실의 전기해부학적 맵을 생성하기 위해 의료 절차를 수행할 때, 매핑 카테터의 원위 단부가 심실 내의 심근 조직을 따라 이동되고, 상이한 측정 위치로부터의 신호가 획득된다. 신호를 자동으로 분석하여 그들 각각의 국소 활성화 시간(LAT)을 발견하고, LAT가 심실의 3차원(3D) 맵 상에 상이한 컬러로(즉, 상이한 시간에 대해) 제시되도록 전기해부학적 맵을 생성하여 렌더링한다.
자동 신호 분석이 맵에서 일부 부정확한 LAT 값을 생성하는 경우가 있을 수 있다. 본 발명의 실시예는 자동 분석에 의해 생성된 임의의 부정확한 LAT 값을 정정하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 본 명세서에 후술되는 바와 같이, 대상의 심장 내의 각각의 위치에 위치되는 복수의 전극을 포함하는 원위 단부를 갖는 심장내 카테터로부터, 전극이 접촉하는 심근 조직에서의 전기적 활성에 응답하는 신호를 전극으로부터 수신하면, 전극에 의해 접촉된 각각의 주어진 위치에 대해, 심장의 주기에서 적어도 하나의 대응하는 LAT를 식별하도록 신호가 처리된다. 위치들 각각에 대해, 주기에서 가장 빠른 LAT가 식별되고, 각각의 위치를 갖는 매핑 지점을 포함하고 맵 내의 각각의 위치에서 가장 빠른 LAT를 보여주는 전기해부학적 맵이 생성되어 디스플레이에 렌더링된다.
맵을 렌더링한 다음에, 선택된 매핑 지점의 서브세트를 나타내는 입력이 수신되고, 서브세트 내의 대다수의 매핑 지점의 가장 빠른 LAT를 포함하는 시간 범위가 식별된다. 가장 빠른 LAT가 식별된 시간 범위에 선행하는 서브세트에서 하나 이상의 외부의 매핑 지점이 식별되고, 외부의 매핑 지점에서 식별된 적어도 하나의 LAT 중에서, 외부의 매핑 지점들 중 하나 이상의 외부의 매핑 지점에서, 심장의 주기에서 가장 빠른 LAT보다 나중의, 각각의 제2 LAT가 발견된다. 마지막으로, 전기해부학적 맵은 외부의 매핑 지점들 중 하나 이상의 외부의 매핑 지점에서 발견된 각각의 제2 LAT를 표시하기 위해 업데이트되고 렌더링된다.
전기해부학적 맵은 다수(아마도 5,000개까지)의 신호에 기초한 매핑 지점을 포함할 수 있다. 선택된 영역에서 임의의 매핑 지점을 자동으로 정정함으로써, 본 발명의 실시예를 구현하는 시스템은 의료 전문가가 부정확한 LAT 값에 대응하는 매핑 지점의 서브세트(아마도 100개까지)를 신속하게 정정할 수 있게 한다.
시스템 설명
본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 도 1a 및 도 1b는 의료용 프로브(medical probe)(22) 및 제어 콘솔(control console)(24)을 포함하는 의료 시스템(20)의 개략적인, 그림을 이용한 예시이고, 도 2는 의료용 프로브(22)의 원위 단부(26)의 개략적인, 그림을 이용한 예시이다. 의료 시스템(20)은 예를 들어 바이오센스 웹스터 인크.(Biosense Webster Inc.)(미국 캘리포니아주 다이아몬드 바)에 의해 제조된 카르토(CARTO)® 시스템에 기반할 수 있다. 본 명세서에 후술되는 예시적인 실시예에서, 의료용 프로브(22)는 진단 또는 요법 치료를 위해, 예컨대 환자(30)의 심장(28)의 전위를 매핑하기 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에 기술된 예시적인 실시예에서, 의료용 프로브(22)는 또한 매핑 카테터로 지칭될 수 있다. 대안적으로, 의료용 프로브(22)는, 필요한 변경을 가하여, 심장에서 또는 다른 신체 기관에서 다른 요법 및/또는 진단 목적을 위해 사용될 수 있다.
의료용 프로브(22)는 삽입 튜브(32) 및 삽입 튜브의 근위 단부에 결합된 손잡이(34)를 포함한다. 손잡이(34)를 조작함으로써, 의료 전문가(36)는 프로브(22)를 환자(30) 내의 체강 내로 삽입할 수 있다. 예를 들어, 의료 전문가(36)는 프로브(22)의 원위 단부(26)가 심장(28)의 심실에 들어가고 원하는 위치 또는 위치들에서 심근 조직과 맞물리도록 환자(30)의 혈관계를 통해 프로브(22)를 삽입할 수 있다. 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 프로브(22)의 원위 단부(26)는 튜브형 샤프트(82)의 단부에 형성된 가요성 스플라인(80)을 포함한다. 의료 절차 중에, 의료 전문가(36)는 삽입 튜브(32)로부터 튜브형 샤프트를 연장시킴으로써 스플라인(80)을 전개할 수 있다.
제어 콘솔(24)은, 케이블(38)에 의해, 환자(30)에 부착되는 접착성 피부 패치(40)를 전형적으로 포함하는 신체 표면 전극에 연결된다. 제어 콘솔(24)은, 전류 추적 모듈(44)과 함께, 도 2에 도시된 바와 같이 스플라인(80)에 부착되는 매핑 전극(84)과 접착성 피부 패치(40) 사이에서 측정된 임피던스에 기초하여 심장(28) 내부의 원위 단부(26)의 위치 좌표를 결정하는 프로세서(42)를 포함한다. 본 명세서에 기술된 예시적인 실시예에서, 전극(84)은 또한 심장(28) 내의 조직에 신호를 인가하도록, 그리고/또는 심장 내의 위치에서 소정의 생리학적 특성(예컨대, 국소 표면 전위)을 측정하도록 구성될 수 있다. 전극(84)은 의료용 프로브(22)를 통해 이어지는 와이어(도시되지 않음)에 의해 제어 콘솔(24)에 연결된다.
본 명세서의 예시적인 실시예가 펜타레이(Pentaray)ⓒ NAV 카테터와 같은 다중-스플라인 심장내 카테터를 포함하는 프로브(22)를 도시하지만, 나비스타(Navistar)® 서모쿨(Thermocool)® 카테터와 같은 다른 다중-전극 심장내 카테터를 사용하는 것이 본 발명의 사상 및 범주 내에 있는 것으로 고려된다. 펜타레이ⓒ NAV 및 나비스타® 서모쿨® 카테터는 둘 모두 바이오센스 웹스터 인크.에 의해 제조된다.
프로세서(42)는 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)로서 전형적으로 구성되는 실시간 잡음 감소 회로(46)에 이어서, 아날로그-디지털(A/D) ECG(심전계) 신호 변환 집적 회로(48)를 포함할 수 있다. 프로세서는 A/D ECG 회로(48)로부터 다른 프로세서로 신호를 전달할 수 있고/있거나 본 명세서에 개시된 하나 이상의 알고리즘을 수행하도록 프로그래밍될 수 있으며, 하나 이상의 알고리즘들 각각은 본 명세서에 후술되는 단계를 포함한다. 프로세서는 하나 이상의 알고리즘을 수행하기 위해, 회로(46) 및 회로(48)뿐만 아니라 더욱 상세히 후술되는 모듈의 특징을 사용한다.
도 1 및 도 2에 도시된 의료 시스템은 원위 단부(26)의 위치를 측정하기 위해 임피던스-기반 감지를 사용하고, 다른 위치 추적 기법이 사용될 수 있다(예컨대, 자기-기반 센서를 사용하는 기법). 임피던스-기반 위치 추적 기법은 예를 들어 미국 특허 제5,983,126호, 제6,456,864호 및 제5,944,022호에 기술된다. 본 명세서에 전술된 위치 감지의 방법은 위에 언급된 카르토® 시스템에서 구현되며, 위에 인용된 특허에 상세히 기술된다.
제어 콘솔(24)은 또한 제어 콘솔이 전극(84) 및 접착성 피부 패치(40)로부터 신호를 전송하고/하거나, 그들에 신호를 전송하는 것을 가능하게 하는 입력/출력(I/O) 통신 인터페이스(50)를 포함한다. 전극(84) 및/또는 접착성 피부 패치(40)로부터 수신된 신호에 기초하여, 프로세서(42)는, 본 명세서에 도 5를 참조한 설명에서 후술되는 바와 같이, 심장 전도 속도의 측정치를 제시하는 전기해부학적 국소 활성화 시간(LAT) 맵(52)(도 1a)을 생성할 수 있다.
절차 중에, 프로세서(42)는, 본 명세서에 도 1a를 참조한 설명에서 후술되는 바와 같이, 디스플레이(54) 상에서 의료 전문가(36)에게 전기해부학적 LAT 맵(52)을 제시하고, 전기해부학적 LAT 맵을 표현하는 데이터를 메모리(56)에 저장할 수 있다. 메모리(56)는 임의의 적합한 휘발성 및/또는 비-휘발성 메모리, 예컨대 랜덤 액세스 메모리 또는 하드 디스크 드라이브를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 의료 전문가(36)는 하나 이상의 입력 디바이스(78)를 사용하여 맵(52)을 조작할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 디스플레이(54)는, 맵(52)을 제시하는 것에 더하여, 의료 전문가(36)로부터 입력을 수신하도록 구성될 수 있는 터치스크린을 포함할 수 있다.
제어 콘솔(24)은 또한 전극(84)으로부터 수신된 신호로부터 ECG 차트(60)를 생성하도록 구성될 수 있는 심전도(ECG) 모듈(58)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서(42)는 디스플레이(54) 상에 하나 이상의 ECG 차트(60)를 제시하고(즉, LAT 맵(52)과 함께), ECG 차트 맵을 표현하는 데이터를 메모리(56)에 저장한다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 메모리(56)는 프로세서(42)가 전기해부학적 맵(52)을 생성 및 렌더링하기 위해 사용할 수 있는 전기해부학적 맵 데이터(62)를 저장하고, 프로세서가 ECG 차트(60)를 생성 및 렌더링하기 위해 사용할 수 있는 ECG 차트 데이터세트(64)를 저장한다. 전기해부학적 맵 데이터는 복수의 매핑 지점 레코드(66)를 포함하고, 매핑 지점 레코드들 각각은 위치 좌표(68)(즉, 환자(30) 내의)의 세트 및 국소 활성화 시간(LAT)(70)을 포함한다. 본 명세서의 예시적인 실시예에서, 위치 좌표(68)는 또한 위치(68)로 지칭될 수 있다.
각각의 ECG 신호 데이터세트(64)는 다수의 ECG 차트 지점 레코드(72)를 포함하고, ECG 신호 지점 레코드들 각각은 측정 시간(74) 및 전위 측정치(76)를 포함한다. 본 명세서의 예시적인 실시예에서, 각각의 주어진 전극(84)은 주어진 ECG 차트 데이터세트(64)와 대응하는 일대일 대응 관계를 갖는다. 다시 말해서, 각각의 주어진 ECG 차트 데이터세트(64)는 프로세서(42)가 그의 대응하는 전극(84)으로부터 수신하는 전위 측정치(76) 및 측정 시간(74)을 저장하는 다수의 ECG 차트 지점 레코드를 저장한다.
전기해부학적 맵 생성 및 재주석화
본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 도 3은 심장(28)의 심실에 대한 전기해부학적 맵(52)을 생성 및 재주석화하기 위한 방법을 개략적으로 예시하는 흐름도이고, 도 4는 심실 내에서 심근 조직(120)과 맞물리는 스플라인(80)의 개략적인 상세도이다.
삽입 단계(90)에서, 의료 전문가(36)는 스플라인(80)이 심근 조직(120)과 맞물리도록 원위 단부(26)를 심실 내로 삽입하고, 조종 단계(92)에서, 의료 전문가(36)는 다수의 심장 주기 중에 심근 조직(120)을 따라 원위 단부(26)에 있는 스플라인(80)을 이동시킨다. 의료 전문가(36)가 다수의 심장 주기 중에 심근 조직(120)을 따라 스플라인(80)을 이동시킴에 따라, 프로세서(42)는 접착성 피부 패치(40)와 전극(84) 사이에서 측정된 임피던스를 나타내는 위치 신호를 수신한다.
일부 예시적인 실시예에서, 프로세서(42)는 접착성 피부 패치(40)로부터 수신된 위치 신호를 전류 추적 모듈(44)에 전달함으로써 주어진 전극(84)의 주어진 위치를 결정할 수 있고, 전류 추적 모듈(44)은 전술된 실시예를 사용하여 주어진 위치를 계산할 수 있다. 각각의 주어진 전극(84)으로부터 위치 신호를 수신하면, 프로세서(42)는 전극에 대한 각각의 위치 좌표의 세트를 결정하도록 위치 신호를 처리할 수 있다.
제1 수신 단계(94)에서, 프로세서(42)는 또한 각각의 샘플링 시간에 전극(84)으로부터, 전극(84)이 접촉하는 심근 조직(120)에서의 전기적 활성에 응답하는 측정 신호를 수신한다(즉, 위치 신호를 수신하는 것에 더하여). 처리 단계(96)에서, 프로세서(42)는 전극에 의해 접촉된 각각의 주어진 위치 좌표의 세트에 대해, 측정 신호가 나타내는 전위 값을 식별하고, 심장(28)의 주기에서 적어도 하나의 대응하는 국소 활성화 시간(LAT)을 식별하도록 측정 신호를 처리한다.
주어진 전극(84)에 대한 매핑 및 위치 신호를 수신 및 처리하면, 프로세서(42)는 샘플링 시간들 각각에 대한 각각의 레코드(72)를 대응하는 ECG 차트 데이터세트에 추가하고, 각각의 추가된 ECG 차트 지점 레코드(72)에 대해, 측정 시간(74)을 각각의 샘플링 시간으로 채우고, 전위 측정치(76)를 각각의 전위 값으로 채운다. ECG 차트 데이터세트(64)를 저장하고 채우면, 프로세서(42)는 식별된 LAT들 각각에 대해 새로운 레코드(66)를 추가하고, 각각의 추가된 매핑 지점 데이터 레코드(66)에 대해(즉, 주어진 LAT에 대응하여), 위치(68)를 대응하는 LAT의 위치 좌표로 채우고, LAT(70)를 대응하는 LAT의 샘플링 시간으로 채운다.
제1 식별 단계(98)에서, 프로세서(42)는, 각각의 주어진 위치 좌표(68)의 세트에 대해, 주기 내의 LAT들 중 가장 빠른 LAT를 식별한다. 전형적으로, 프로세서(42)는 각각의 주어진 위치 좌표(68)의 세트에 대해 단일 LAT(70)를 식별한다. 그러나, 프로세서(42)가 각각의 주어진 위치 좌표(68)의 세트에 대해 하나 초과의 LAT(70)를 식별할 때의 경우가 있을 수 있다. 단일 및 다수의 LAT(70)를 보여주는 ECG 차트(60)가 본 명세서에 도 5를 참조한 설명에서 후술된다.
맵 생성 단계(100)에서, 프로세서(42)는 각각의 위치(68)를 갖는 매핑 지점을 포함하고 맵 내의 위치들 각각에서 가장 빠른 LAT(70)를 보여주는 전기해부학적 맵(52)을 생성하여 디스플레이(54)에 렌더링한다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 심장(28)의 심실의 물리적 맵(130)을 포함하는 LAT 맵(52)의 섹션을 도시하는 개략적인, 그림을 이용한 예시이다. 도 5에서, 맵(52)에 대한 국소 활성화 시간 정보가 물리적 맵(130)에 통합되고 키(132)에 따라 패턴을 사용하여 코딩된다. 이들 패턴은 실제 기능 맵의 의사-컬러(pseudo-color)를 시뮬레이션한다. 이러한 예에서, 맵(52)은 비교적 짧은 LAT를 갖는 제1 영역(134) 및 비교적 긴 국소 활성화 시간을 갖는 제2 영역(136)을 포함한다.
LAT 맵(52)은 다수의 매핑 지점(140)(후술되는 바와 같은 140A 및 140B)을 포함하며, 매핑 지점들 각각은 주어진 위치 좌표(68)의 세트 및 주어진 국소 활성화 시간(70)에 대응한다. 선택 단계(102)에서, 프로세서는 매핑 지점의 서브세트(138)를 포함하는 맵 내의 영역을 선택하는 입력을 수신한다(예컨대, 입력 디바이스(78)로부터). 소정의 사용자 인터페이스에서, 이러한 입력은 "브러시 도구(brush tool)"를 포함할 수 있다.
제2 식별 단계(104)에서, 프로세서(42)는 서브세트 내의 대다수의 매핑 지점들 중 가장 빠른 LAT를 포함하는 시간 범위를 식별한다. 예를 들어, 프로세서(42)는 보이어-무어(Boyer-Moore) 다수결 투표 알고리즘을 사용하여 시간 범위를 식별할 수 있다. 도 5에서, 매핑 지점(140)은 각각의 ECG 차트(60)에 대응하고, 매핑 지점, ECG 차트 및 ECG 차트의 각각의 요소는 식별 번호에 문자를 부가함으로써 구별될 수 있고, 따라서 매핑 지점(140A)은 ECG 차트(60A)에 대응하고 매핑 지점(140B)은 ECG 차트(60B)에 대응한다.
각각의 ECG 차트(60)는 수평 축(146)을 따라 시간에 대해 수직 축(144)을 따라 전위 측정치(76)를 플로팅하는 라인(142)을 포함하는 트레이스를 포함하며, 여기서 전위는 전압(V)으로 측정되고 시간은 초(S)로 측정된다. ECG 차트(60)에서, 라인(142)은 단일 심장 주기 중에 측정된 전위 측정치(76)를 보여준다.
도 5에 도시된 ECG 차트는 참조 주석(148)과 관련하여 국소 활성화 시간을 제시한다. 예를 들어, 매핑 지점(140A)은 (이러한 예의 목적을 위해) 참조 주석(148A)이 나타내는 시간 후에 10ms인 국소 활성화 시간(70)에 대응하는 LAT 지점(150)을 포함하는 ECG(60A)에 대응할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 매핑 지점(140A)은 10ms +/- 5ms의 허용 오차를 갖는 제1 주어진 LAT(70)에 대응할 수 있다. 다시 말해서, 프로세서(42)는 국소 활성화 시간(70)이 참조 주석(148A)이 나타내는 시간 다음에 5 내지 15ms의 시간 범위 내에 있는 위치(68)에 대한 매핑 지점(140A)을 제시할 수 있다. 이러한 경우, 단계(104)에서, 프로세서(42)는 시간 범위를, 참조 주석(148A)이 나타내는 시간 다음에 5 내지 15ms인 것으로 식별한다. 일부 예시적인 실시예에서, 시간 범위는 의료 전문가(36)에 의해 지정될 수 있다.
도 5에 제시된 예에서, 매핑 지점(140B)은 (이러한 예의 목적을 위해) 참조 주석(148B)이 나타내는 시간 전에 50ms인 제2 주어진 국소 활성화 시간(70)에 대응하는 LAT 지점(152), 및 (예를 들어) 참조 주석(148B)이 나타내는 시간 다음에 11ms인 제2 주어진 국소 활성화 시간(70)에 대응하는 LAT 지점(154)을 포함하는 ECG(60B)에 대응할 수 있다. 전술된 바와 같이, 프로세서(42)는 각각의 위치 좌표(68)의 세트에 대해 가장 빠른 LAT(70)를 사용하여 맵(52)을 생성한다. 따라서, 맵(52) 내의 매핑 지점(140A)은 LAT 지점(152)이 나타내는 LAT에 대응한다.
흐름도로 돌아가서, 제3 식별 단계(106)에서, 프로세서(42)는 가장 빠른 대응하는 LAT(70)가 식별된 시간 범위에 선행하는 서브세트(138)에서 하나 이상의 외부의 매핑 지점(60)을 식별한다. 도 5에 도시된 예에서, 프로세서(42)는 매핑 지점(140B)을 외부의 매핑 지점으로 식별한다. 이러한 예에서, 매핑 지점(140B)에 대한 위치 좌표는 영역(134) 내에 있고, 매핑 지점(140B)(즉, 범례(132)에 따라)에 대한 LAT는 영역(136) 내의 매핑 지점과 유사하다.
발견 단계(108)에서, 프로세서(42)는 외부의 매핑 지점에서 식별된 적어도 하나의 LAT 중에서, 외부의 매핑 지점들 중 하나 이상의 외부의 매핑 지점에서, 심장의 주기에서 가장 빠른 LAT보다 나중의, 각각의 제2 LAT를 발견한다. 도 5에 도시된 예에서, 프로세서(42)는 LAT 지점(154)에 대응하는 LAT를 매핑 지점(140B)에 대응하는 위치에 대한 나중의 LAT로 식별한다. 일부 예시적인 실시예에서, 식별된 나중의 LAT는 단계(104)에서 식별된 시간 범위 내에 있다.
마지막으로, 업데이트 단계(110)에서, 프로세서(42)는 외부의 매핑 지점들 중 하나 이상의 외부의 매핑 지점에서 발견된 각각의 제2 LAT를 제시하도록 전기해부학적 맵(52)을 업데이트하고 디스플레이(54) 상에 렌더링하고, 방법은 종료된다. 전기해부학적 맵(52)을 업데이트하고 렌더링하기 위해, 프로세서(42)는, 디스플레이(54) 상에서, 매핑 지점(140B)에 대한 의사-컬러를 매핑 지점(140A)에 사용되는 동일한 의사-컬러로 대체할 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 프로세서(42)는 의료 전문가(36)로부터 허가를 수신하면 업데이트 단계(110)를 수행할 수 있다. 예를 들어, 단계(108)에서 제2 LAT를 식별하면, 프로세서(42)는 디스플레이(54) 상에 제2 LAT를 제시하고, 맵을 업데이트하기 위해 허가를 요청하는 메시지를 디스플레이 상에 제시할 수 있다. 허가 메시지를 수신하면(예컨대, 주어진 입력 디바이스(78)로부터), 프로세서(42)는 전기해부학적 맵(52)을 업데이트하고 디스플레이(54) 상에 렌더링할 수 있다.
전술된 실시예가 예로서 인용되고 본 발명이 본 명세서에 구체적으로 전술되고 도시된 것으로 제한되지 않는 것이 인식될 것이다. 오히려, 본 발명의 범주는 본 명세서에 전술된 다양한 특징의 조합 및 하위조합 둘 모두뿐만 아니라, 전술한 설명을 읽을 때 당업자에게 떠오를 것이고 종래 기술에서 개시되지 않은 변형 및 수정을 포함한다.

Claims (13)

  1. 방법으로서,
    컴퓨터에서, 대상의 심장 내의 각각의 위치들에 위치되는 복수의 전극들을 포함하는 원위 단부를 갖는 심장내 카테터(intracardiac catheter)로부터, 상기 전극들이 접촉하는 심근 조직에서의 전기적 활성에 응답하는 신호들을 상기 전극들로부터 수신하는 단계;
    상기 전극들에 의해 접촉된 각각의 주어진 위치에 대해, 상기 심장의 주기(cycle)에서 적어도 하나의 대응하는 국소 활성화 시간(local activation time, LAT)을 식별하도록 상기 컴퓨터에 의해 상기 신호들을 처리하는 단계;
    상기 컴퓨터에 의해, 상기 위치들 각각에 대해, 상기 주기 내의 가장 빠른 LAT를 식별하는 단계;
    각각의 위치들을 갖는 매핑 지점들(mapping points)을 포함하고 전기해부학적 맵(electroanatomical map) 내의 각각의 위치에서 상기 가장 빠른 LAT를 보여주는 상기 전기해부학적 맵을 생성하여 디스플레이에 렌더링하는 단계;
    상기 컴퓨터에서 상기 매핑 지점들의 서브세트를 선택하는 입력을 수신하는 단계;
    상기 컴퓨터에 의해, 상기 서브세트 내의 대다수의 상기 매핑 지점들 중 상기 가장 빠른 LAT를 포함하는 시간 범위를 식별하는 단계;
    상기 컴퓨터에 의해, 상기 가장 빠른 LAT가 상기 식별된 시간 범위에 선행하는 상기 서브세트에서 하나 이상의 외부의 매핑 지점들을 식별하는 단계;
    상기 컴퓨터에 의해, 상기 외부의 매핑 지점들에서 식별된 상기 적어도 하나의 LAT 중에서, 상기 심장의 상기 주기에서 상기 가장 빠른 LAT보다 나중의, 각각의 제2 LAT를 발견하는 단계; 및
    상기 외부의 매핑 지점들 중 상기 하나 이상의 외부의 매핑 지점들에서 발견된 상기 각각의 제2 LAT를 표시하도록 상기 전기해부학적 맵을 업데이트하고 렌더링하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 심장내 카테터는 다중-스플라인 카테터(multi-spline catheter)를 포함하고, 상기 다중-스플라인 카테터는 상기 스플라인들 각각 상에 상기 전극들 중 적어도 하나를 갖는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 신호들은 심전도 신호들(electrocardiogram signals)을 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 서브세트 내의 상기 대다수의 상기 매핑 지점들 중 상기 가장 빠른 LAT를 포함하는 상기 시간 범위를 식별하는 단계는 상기 서브세트 내의 상기 LAT들에 다수결 투표 알고리즘(majority voting algorithm)을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 각각의 제2 LAT는 상기 식별된 시간 범위 내에 있는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전기해부학적 맵을 업데이트하고 렌더링하는 단계는 허가 신호(authorization signal)를 수신하면 수행되는, 방법.
  7. 장치로서,
    디스플레이; 및
    프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    대상의 심장 내의 각각의 위치들에 위치되는 복수의 전극들을 포함하는 원위 단부를 갖는 심장내 카테터로부터, 상기 전극들이 접촉하는 심근 조직에서의 전기적 활성에 응답하는 신호들을 상기 전극들로부터 수신하고,
    상기 전극들에 의해 접촉된 각각의 주어진 위치에 대해, 상기 심장의 주기에서 적어도 하나의 대응하는 국소 활성화 시간(LAT)을 식별하도록 상기 신호들을 처리하고,
    상기 위치들 각각에 대해, 상기 주기 내의 가장 빠른 LAT를 식별하고,
    각각의 위치들을 갖는 매핑 지점들을 포함하고 전기해부학적 맵 내의 각각의 위치에서 상기 가장 빠른 LAT를 보여주는 상기 전기해부학적 맵을 생성하여 상기 디스플레이에 렌더링하고,
    상기 매핑 지점들의 서브세트를 선택하는 입력을 수신하고,
    상기 서브세트 내의 대다수의 상기 매핑 지점들 중 상기 가장 빠른 LAT를 포함하는 시간 범위를 식별하고,
    상기 가장 빠른 LAT가 상기 식별된 시간 범위에 선행하는 상기 서브세트에서 하나 이상의 외부의 매핑 지점들을 식별하고,
    상기 외부의 매핑 지점들에서 식별된 상기 적어도 하나의 LAT 중에서, 상기 심장의 상기 주기에서 상기 가장 빠른 LAT보다 나중의, 각각의 제2 LAT를 발견하고,
    상기 외부의 매핑 지점들 중 상기 하나 이상의 외부의 매핑 지점들에서 발견된 상기 각각의 제2 LAT를 표시하도록 상기 전기해부학적 맵을 업데이트하고 렌더링하도록 구성되는, 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 심장내 카테터는 다중-스플라인 카테터를 포함하고, 상기 다중-스플라인 카테터는 상기 스플라인들 각각 상에 상기 전극들 중 적어도 하나를 갖는, 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 신호들은 심전도 신호들을 포함하는, 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 서브세트 내의 상기 LAT들에 다수결 투표 알고리즘을 적용함으로써 상기 서브세트 내의 상기 대다수의 상기 매핑 지점들 중 상기 가장 빠른 LAT를 포함하는 상기 시간 범위를 식별하도록 구성되는, 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 각각의 제2 LAT는 상기 식별된 시간 범위 내에 있는, 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 프로세서는 허가 신호를 수신하면 상기 전기해부학적 맵을 업데이트하고 렌더링하는 단계를 수행하도록 구성되는, 장치.
  13. 대상의 심장 내로의 삽입을 위한 복수의 전극들을 포함하는 원위 단부를 갖는 심장내 카테터와 함께 작동되는, 컴퓨터 소프트웨어 제품으로서, 상기 제품은 프로그램 명령어들이 저장되는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체를 포함하고, 상기 명령어들은, 컴퓨터에 의해 판독될 때, 상기 컴퓨터로 하여금,
    상기 대상의 상기 심장 내의 각각의 위치들에 위치되는 상기 복수의 전극들로부터, 상기 전극들이 접촉하는 심근 조직에서의 전기적 활성에 응답하는 신호들을 상기 전극들로부터 수신하고;
    상기 전극들에 의해 접촉된 각각의 주어진 위치에 대해, 상기 심장의 주기에서 적어도 하나의 대응하는 국소 활성화 시간(LAT)을 식별하도록 상기 신호들을 처리하고;
    상기 위치들 각각에 대해, 상기 주기 내의 가장 빠른 LAT를 식별하고;
    각각의 위치들을 갖는 매핑 지점들을 포함하고 전기해부학적 맵 내의 각각의 위치에서 상기 가장 빠른 LAT를 보여주는 상기 전기해부학적 맵을 생성하여 디스플레이에 렌더링하고;
    상기 매핑 지점들의 서브세트를 선택하는 입력을 수신하고;
    상기 서브세트 내의 대다수의 상기 매핑 지점들 중 상기 가장 빠른 LAT를 포함하는 시간 범위를 식별하고;
    상기 가장 빠른 LAT가 상기 식별된 시간 범위에 선행하는 상기 서브세트에서 하나 이상의 외부의 매핑 지점들을 식별하고;
    상기 외부의 매핑 지점들에서 식별된 상기 적어도 하나의 LAT 중에서, 상기 심장의 상기 주기에서 상기 가장 빠른 LAT보다 나중의, 각각의 제2 LAT를 발견하고;
    상기 외부의 매핑 지점들 중 상기 하나 이상의 외부의 매핑 지점들에서 발견된 상기 각각의 제2 LAT를 표시하도록 상기 전기해부학적 맵을 업데이트하고 렌더링하게 하는, 컴퓨터 소프트웨어 제품.
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