JP2021079099A - 心内心電図における異常な興奮を見つけるための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異常な心内活動を検出するためのシステム、装置及び方法を提供すること。【解決手段】医療処置のための方法、装置及びシステムが本明細書に開示されており、局所的な異常な心室興奮（ＬＡＶＡ）などの異常な興奮を示す心内領域の点を検出することを含む。このような異常な興奮を示す点は、本明細書に開示されるプロセスの第１の工程中に特定されるシード点と称され得る。シード点は、感度よりも高特異性を優先する第１の工程中に、単極及び双極マッピングチャネル、身体表面ＥＣＧ、過去の興奮、隣接点などの１つ又は２つ以上の入力を使用して特定されてもよい。シード点は、感度よりも高特異性を優先する第１の工程中に、単極及び双極マッピングチャネル、身体表面ＥＣＧ、過去の興奮、隣接点などの１つ又は２つ以上の入力を使用して特定されてもよい。【選択図】図１

Description

本出願は、異常な心内活動を検出するためのシステム、装置及び方法を提供する。

心不整脈（例えば、心房細動（atrial fibrillation、ＡＦ））などの医学的状態は、体内処置を介して診断及び治療されることが多い。例えば、左心房（left atrial、ＬＡ）体からの電気肺静脈隔離（pulmonary vein isolation、ＰＶＩ）は、ＡＦを治療するためのアブレーションを使用して行われる。このような体内処置は、心臓などの体内臓器内の関心領域の検出に依存する。

心内領域の異常な又は対象となる電気活動を検出することにより、心臓内で異常な又は対象となる電気活動が伝播することを防止するために、アブレーションすべき心臓の領域を提供することができ、したがって、心不整脈などの心疾患の可能性を軽減することができる。

医療処置のための方法、装置、及びシステムが本明細書に開示されており、局所的な異常な心室興奮（local abnormal ventricular activation、ＬＡＶＡ）などの異常な興奮を示す心内領域の点を検出することを含む。このような異常な興奮を示す点は、本明細書に開示されるプロセスの第１の工程中に特定されるシード点と称され得る。シード点は、感度よりも高特異性を優先する第１の工程中に、単極及び双極マッピングチャネル、身体表面ＥＣＧ、過去の興奮、隣接点などの１つ又は２つ以上の入力を使用して特定されてもよい。高感度を優先する第２の工程中に、シード点の近くの隣接点の電気的興奮を分析して、興奮が、それぞれのシード点に対応する異常な興奮と同様（例えば、同様の時点を有する）かどうかを判定する。

添付の図面と共に一例として示される以下の説明から、より詳細な理解が可能になる。
本開示の主題の１つ又は２つ以上の特徴が実施され得る例示的なシステムの図である。 異常な興奮を特定するためのプロセスである。 異常な活動を判定するために心内入力を受信するための図である。 異常な活動を判定するために心内入力を適用するための図である。 心内入力に基づいて異常な活動を判定するための図である。 隣接する異常な活動を特定するための図である。 異常な活動のシード点を特定するための図である。 異常な活動の隣接点を特定するための図である。 異常な活動のシード点を特定するための図である。 シード点に基づいて異常な活動の隣接点を特定するための図である。 本明細書に開示される主題に従って実施される技術の実験結果である。

高感度及び高特異性で、局所的な異常心室興奮（ＬＡＶＡ）、分画及び／又は遅延電位などの複合心電図（electrocardiogram、ＥＣＧ）興奮を特定することは困難であり得る。特徴抽出及び動的閾値などの技術を使用して、このような複合ＥＣＧ興奮を特定することができ、当該技術は、１つ又は２つ以上の入力及び／又は特徴に基づいて実施され得る。しかしながら、このような技術は、感度（すなわち、真の陽性率）を改善しようとするときに、特異性（すなわち、真の陰性率）を犠牲にし得る。

本発明の例示的な実施形態によると、カテーテルは、患者の心臓の心内腔に挿入されてもよい。カテーテルは、１つ又は２つ以上の電極を含んでもよく、電極は、１つ又は２つ以上の電極と接触している心内腔の領域に対して電気活動を提供し得る。異常な活動に対応するシード点は、高特異性で特定され得る。続いて、シード点に対する隣接点を高感度で特定することができる。ＬＡＶＡなどの１つ又は２つ以上の複合ＥＣＧ興奮は、シード点及び隣接点に基づいて判定され得る。特に、本明細書に開示される技術は、特異性を犠牲にすることなく結果の感度を増大させるために実施され得る。

本発明の例示的な実施形態によれば、第１の工程において、心内膜又は心外膜組織の異常な興奮は、本明細書で更に開示されるように、高特異性で特定される。異常な興奮を特定した後の第２の工程では、特定された異常な興奮に隣接する点を評価して、特定された異常な興奮と同様の時点に興奮を含むかどうかを判定する。特定された異常な興奮に隣接する１つ又は２つ以上の点が、特定された異常な興奮と同様の時点に興奮を含むと判定された場合、このような１つ又は２つ以上の隣接点もまた、異常な興奮を有するとマークされる。

図１は、開示された主題の１つ又は２つ以上の特徴を実施することができる例示的なマッピングシステム２０の図である。マッピングシステム２０は、本発明の例示的な実施形態によって電気活動データを取得するように構成されたカテーテル４０などのデバイスを含んでもよい。カテーテル４０は、かご状であるように示されているが、（例えば電極などの）１つ又は２つ以上の要素を含む任意の形状のカテーテルが、本明細書に開示される例示的な実施形態を実施するために使用され得ることが理解されよう。マッピングシステム２０は、医療専門家３０によって、台２９上に横になっている患者２８の、心臓２６などの身体部分にナビゲートされ得るシャフト２２を有するプローブ２１を含む。図１で示されるように、医療専門家３０は、カテーテルの近位端部の近くのマニピュレータ３２及び／又はシース２３からの偏向部を使用して、シャフト２２の遠位端部を操作しながら、シース２３を通してシャフト２２を挿入することができる。差し込み図２５に示されるように、カテーテル４０は、シャフト２２の遠位端部に取り付けられ得る。カテーテル４０は、折りたたまれた状態でシース２３を通して挿入され得、次いで、心臓２６内で拡張され得る。

本発明の例示的な実施形態によれば、カテーテル４０は、心臓２６の心内腔内で電気活動を取得するように構成され得る。差し込み図４５は、心臓２６の心腔内部のカテーテル４０を拡大して示している。図示のように、カテーテル４０は、カテーテル４０の形状を形成するスプライン上に連結された要素（例えば、電極４８）のアレイを含んでもよい。要素（例えば、電極４８）は、電気活動を取得するように構成された任意の要素であってもよく、電極、トランスデューサ、又は１つ若しくは２つ以上の他の要素であってもよい。１つのカテーテル４０が示されているが、心臓２６などの体内臓器の電気活動を収集するために複数のカテーテルを使用してもよいことが理解されるであろう。

本明細書に開示された例示的な実施形態によれば、電気活動は、１つ又は２つ以上の閾値に基づいて測定され得る任意の適用可能な電気信号であってもよく、信号対ノイズ比及び／又は他のフィルタに基づいて、感知及び／又は拡張されてもよい。カテーテル４０などのカテーテルはまた、電気活動に加えて追加の生体データを感知するように構成されてもよい。カテーテル４０によって収集されたデータは、局所的興奮時点（ＬＡＴ）、トポロジー、双極マッピング、単極マッピング、身体表面電極ベースマッピング、卓越周波数、インピーダンスなどのうちの１つ又は２つ以上を含んでもよい。更に、カテーテル４０を使用して体内臓器に関する空間情報を取得することができる。局所的興奮時点は、正規化された初期開始点に基づいて計算された、局所的興奮に対応する閾値活動の時点であってもよい。トポロジーは、身体部分の物理的構造又は身体部分の一部分に対応してもよく、身体部分の異なる部分に関する、又は異なる身体部分に関する物理的構造における変化に対応し得る。卓越周波数は、身体部分の一部分で行き渡る周波数又は周波数の範囲であってもよく、同じ身体部分の異なる部分において異なっていてもよい。例えば、心臓の肺静脈の卓越周波数は、同じ心臓の右心房の卓越周波数と異なっていてもよい。インピーダンスは、身体部分の所与の領域における抵抗測定値であってもよく、周波数に基づいて、かつ／又は血中濃度などの更なる考慮事項と組み合わせて、スタンドアロン値として計算されてもよい。

図１に示すように、プローブ２１及びカテーテル４０は、コンソール２４に接続されてもよい。コンソール２４は、カテーテル４０に信号を送信し、カテーテル４０から信号を受信するため、かつ、マッピングシステム２０の他の構成要素を制御するための、好適なフロントエンド及びインターフェース回路３８を備える汎用コンピュータなどのプロセッサ４１を含み得る。本発明のいくつかの例示的な実施形態では、プロセッサ４１は、電気活動データを受信し、異なる時間で点のクラスタを割り当て、点の第１のクラスタから点の関連する第２のクラスタへの視覚的指標を提供するように更に構成されてもよい。本発明の例示的な実施形態によれば、レンダリングデータは、医療専門家３０に、ディスプレイ２７上の１つ又は２つ以上の身体部分のレンダリング、例えば、身体部分レンダリング３５を提供するために使用され得る。本発明の例示的な実施形態によれば、プロセッサ４１は、コンソール２４の外部にあってもよく、例えばカテーテル内、外部デバイス内、モバイルデバイス内、クラウドベースのデバイス内に位置してもよいか、又はスタンドアロン型プロセッサであってもよい。

上記のとおり、プロセッサ４１は、汎用コンピュータを含んでもよく、このコンピュータは、本明細書に記載されている機能を実行するためにソフトウェア内でプログラムされ得る。ソフトウェアは、例えば、ネットワーク上で、汎用コンピュータに電子形態でダウンロードされてもよく、又は代替的に、又は追加的に、磁気メモリ、光学メモリ、若しくは電子メモリなどの、非一時的実体的媒体上で提供及び／若しくは記憶されてもよい。図１に示す例示的な構成は、本明細書に開示される実施形態を実施するように修正されてもよい。本開示の例示的な実施形態は、他のシステム構成要素及び設定を使用して、同様に適用することができる。追加的に、マッピングシステム２０は、生体患者データ、有線又は無線コネクタ、処理及びディスプレイデバイスなどを感知するための要素などの追加的な構成要素を含んでもよい。

本発明の例示的な実施形態によれば、プロセッサ（例えばプロセッサ４１）に接続されたディスプレイは、別個の病院又は別個の医療提供者ネットワークなどの遠隔場所に位置してもよい。追加的に、マッピングシステム２０は、心臓などの患者の臓器の解剖学的及び電気的測定値を取得し、心臓アブレーション処置を実行するように構成された外科用システムの一部であってもよい。かかる外科用システムの例は、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒにより販売されているＣａｒｔｏ（登録商標）システムである。

マッピングシステム２０はまた、及び任意選択的に、超音波、コンピュータ断層撮影（computed tomography、ＣＴ）、磁気共鳴映像法（magnetic resonance imaging、ＭＲＩ）、又は当該技術分野において既知の他の医療撮像技術を使用して、患者の心臓の解剖学的測定値などの生体データを取得することができる。マッピングシステム２０は、カテーテル、心電図（ＥＣＧ）、又は他の心臓の電気特性を測定するセンサを使用して電気測定値を取得することができる。次いで、解剖学的測定値及び電気的測定値を含む生体データは、図１に示されるように、マッピングシステム２０のローカルメモリ４２内に記憶されてもよい。特に、メモリ４２は、複数の異なるモダリティの生体データを同時に記憶してもよい。生体データは、メモリ４２からプロセッサ４１に送信されてもよい。代替的に、又は追加的に、生体データは、ネットワーク６２を使用する、ローカル又は遠隔であり得るサーバ６０に送信されてもよい。

ネットワーク６２は、イントラネット、ローカルエリアネットワーク（local area network、ＬＡＮ）、広域ネットワーク（wide area network、ＷＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（metropolitan area network、ＭＡＮ）、直接接続若しくは一連の接続、セルラ電話ネットワーク、又はマッピングシステム２０とサーバ６０との間の通信を容易にすることが可能な任意の他のネットワーク若しくは媒体などの、当技術分野で一般的に知られている任意のネットワーク又はシステムであり得る。ネットワーク６２は、有線、無線、又はこれらの組み合わせであってもよい。有線接続は、イーサネット、ユニバーサルシリアルバス（Universal Serial Bus、ＵＳＢ）、ＲＪ−１１、又は当該技術分野において概して既知の任意の他の有線接続を使用して実施することができる。無線接続は、Ｗｉ−Ｆｉ、ＷｉＭＡＸ、及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、赤外線、セルラーネットワーク、衛星、又は当該技術分野において概して既知の任意の他の無線接続方法を使用して実施することができる。追加的に、いくつかのネットワークは、ネットワーク６２内の通信を容易にするために、単独で又は互いに通信して動作することができる。

いくつかの場合には、サーバ６０は、物理サーバとして実装されてもよい。他の場合では、サーバ６０は、仮想サーバとして、パブリッククラウドコンピューティングプロバイダ（例えば、Ａｍａｚｏｎ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ（ＡＷＳ）（登録商標））として実装されてもよい。

制御コンソール２４は、ケーブル３９によって身体表面電極４３に接続され得、身体表面電極は、患者２８に貼り付けられた接着性皮膚パッチを含み得る。電流追跡モジュールと連動するプロセッサ４１は、患者の身体部分（例えば、心臓２６）内部のカテーテル４０の位置座標を判定し得る。位置座標は、電極４３と、カテーテル４０の電極４８又は他の電磁構成要素との間で測定されたインピーダンス又は電磁場に基づいてもよい。

プロセッサ４１は、典型的には、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array、ＦＰＧＡ）として構成されているリアルタイムノイズ低減回路と、続いてアナログ−デジタル（analog-to-digital、Ａ／Ｄ）ＥＣＧ（electrocardiograph、心電計）又はＥＭＧ（electromyogram、筋電図）信号変換集積回路と、を含み得る。プロセッサ４１は、Ａ／Ｄ ＥＣＧ又はＥＭＧ回路から別のプロセッサへ信号を渡してもよく、かつ／又は本明細書に開示された１つ又は２つ以上の機能を実行するようにプログラムすることができる。

制御コンソール２４はまた、入力／出力（input/output、Ｉ／Ｏ）通信インターフェースを含んでもよく、これは、制御コンソールが、電極４８及び電極４３から信号を伝達し、かつ／又はこれらに信号を伝達することを可能にする。電極４８及び／又は電極４３から受信した信号に基づいて、プロセッサ４１は、ディスプレイ２７などのディスプレイが、身体部分レンダリング３５などの身体部分及び身体部分レンダリング３５の一部として複数のモダリティの生体データなどの身体部分をレンダリングすることを可能にするレンダリングデータを生成することができる。

処置中、プロセッサ４１は、所与の時点にアクティブである点の１つ又は２つ以上のクラスタを含む、身体部分レンダリング３５の提示を容易にし得る。プロセッサ４１は、所与の時点における１つ又は２つ以上のクラスタ、並びに後続の時点における１つ又は２つ以上の他の関連する又は関連しないクラスタを特定してもよい。プロセッサ４１はまた、２つ又は３つ以上の関連する点のクラスタに基づく伝播経路（複数可）を決定し、それに応じて伝播経路の視覚的指標を提供してもよい。電気活動は、メモリ４２に記憶されてもよく、プロセッサ４１は、点のクラスタ及び対応する伝播経路を決定するために、メモリ４２に記憶された電気活動へのアクセスを有してもよい。伝播経路（複数可）は、ディスプレイ２７上の医療専門家３０に提供されてもよい。

メモリ４２は、ランダムアクセスメモリ又はハードディスクドライブなどの任意の好適な揮発性メモリ及び／又は不揮発性メモリを備えてもよい。本発明のいくつかの例示的な実施形態では、医療専門家３０は、タッチパッド、マウス、キーボード、ジェスチャ認識装置などの１つ又は２つ以上の入力デバイスを使用して、身体部分レンダリング３５を操作することが可能であり得る。本発明の代替的な例示的な実施形態では、ディスプレイ２７は、伝播経路を含む、身体部レンダリング３５を提示することに加えて、医師３０からの入力を受け取るように構成され得るタッチスクリーンを含んでもよい。

図２は、本発明の例示的な実施形態による、異常な興奮点を特定及びマーキングするためのプロセス２００を示す。本明細書で参照されるようなシード点は、異常な興奮を示す心内腔の点である。このようなシード点は、このようなシード点を特定する際に真陽性率が強調されるように、高感度でプロセス２００の工程２１０で特定される。当該技術分野において理解されるように、受信機動作特性（ＲＯＣ）曲線は、工程２１０でシード点を特定するときに特異性を優遇するように調整される。その後、工程２２０〜２４０において、本明細書に更に記載されるように、対応するシード点の異常な興奮と同様の時点に興奮を示す隣接点を特定することによって、より高い感度が強調される。特に、工程２２０〜２４０で隣接点を特定することによって、本明細書に開示される技術は、隣接点に対応する異常な興奮を特定することによって、特定されたシード点の周囲の領域を効果的に拡大する。ＲＯＣ曲線は、工程２２０〜２４０で隣接点を特定する際に感度を優遇するように調整される。プロセス２００の結果は、高レベルの特異性（例えば、工程２１０を介して）を有する心内膜又は心外膜組織の異常な興奮領域、及び高レベルの感度（例えば、工程２２０〜２４０を介して）を特定することである。

図２のプロセス２００の工程２１０では、１つ又は２つ以上の異常な興奮点が高レベルの特異性で特定される。工程２１０で特定された異常な興奮点は、本明細書で更に開示されるように、異常な興奮を有するとも特定される隣接点からそれらを区別するためのシード点と称されてもよい。

図３は、心内腔から異常な興奮点を判定するために適用され得る入力３１０（例えば、入力情報）を示す。入力３１０は、マッピングチャネルの双極ＥＣＧ、マッピングチャネルの遠位及び／又は近位単極ＥＣＧ、マルチリード（例えば、１２リード）身体表面（ＢＳ）ＥＣＧ、特殊情報及び隣接点情報などを含み得るが、これらに限定されない。入力３１０の１つ又は２つ以上は、図１のプロセッサ４１などのプロセッサによって受信され得る。追加的に、ユーザ入力３２０は、プロセッサ４１などのプロセッサに提供されてもよく、異常な興奮を特定するときに除外する領域に関する位置情報を含んでもよく、制限、並びに／又は最小電圧及び最大電圧を含んでもよい。

図３に示すように、プロセッサは、入力３１０及び／又はユーザ入力３２０に基づいて１つ又は２つ以上の技術３３０（例えば、分析モジュール）を実行してもよい。１つ又は２つ以上の技術３３０（例えば、分析モジュール）は、ＱＲＳ検出、波面アルゴリズム（複数可）、分画検出、ＬＡＶＡ論理などを含んでもよい。１つ又は２つ以上の技術３３０の適用は、ＬＡＴ値を含み得る電気活動３４０を提供することができ、また、点がＬＡＶＡを示すかどうかの判定を含んでもよい。

図４は、図３の入力３１０の適用に関する追加情報を提供する。ＱＲＳ検出４１０、波面興奮４２０、及び図４の分画検出４３０は、図８に更に提供されるように、図２の工程２１０でシード点を決定するときに適用されてもよい。

図４のＱＲＳ検出４１０は、前処理工程４１２及びＱＲＳ検出論理工程４１４を含み得る。ＱＲＳ検出４１０は、患者の身体の外部に取り付けられた１つ又は２つ以上のＢＳ電極を使用して決定されたベースライン電気活動と比較して、図１のカテーテル４０などのカテーテルの電極から受信した電気活動に基づいてもよい。例えば、プロセッサ４１などのプロセッサは、ＢＳ電極の数（例えば、１２）からベースライン電気活動を受信することができ、カテーテルの電極から受信した電気活動をベースライン電気活動と比較することに基づいてＱＲＳ信号を抽出してもよい。

前処理工程４１２中、基準アノテーションの周囲の所与の時点（例えば、１５０ｍｓ）内の電気活動測定値を収集することができる。高域フィルタ及び／又は低域フィルタは、受信された電気活動に適用されてもよい。一例によれば、高域フィルタは、０．５Ｈｚの閾値で適用されてもよく、低域フィルタは、１２０Ｈｚの閾値で適用されてもよい。

ＱＲＳ検出工程４１４中、ＱＲＳ信号は、前処理工程４１２中に提供されるように、受信した電気活動の経時的な電圧の変化に基づいて判定され得る。追加の低域フィルタは、時間のウィンドウ（例えば、２１ｍｓ）内の中央測定値を使用して適用されてもよい。ピーク間測定値が所与の電圧（例えば、０．４ｍＶ）よりも大きい電圧が特定されてもよく、追加の期間（例えば、ピークの２０ｍｓ前後）の追加の電気活動が観察され得る。ＱＲＳ検出論理工程４１４は、ＱＲＳ信号の開始及びＱＲＳ信号の終了の間隔を提供し得る（ＳｔａｒｔＯｆＱｒｓ、ＥｎｄＯｆＱｒｓ）。特に、間隔は、本明細書で更に開示されるように、心内表面上のある点における電気活動が異常な興奮（すなわち、シード点である）を示すかどうかを判定する際に使用され得る。

図４に示すように、波面興奮４２０は、生単極ＥＣＧ信号及び／又は双極ＥＣＧ信号に基づいて判定され得る。前処理工程４２２中、所与の周波数（１０Ｈｚ）における有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを有する所与の時間ウィンドウ（例えば、１２１ｍｓウィンドウ）の中央測定値を使用して、高域フィルタを適用することができる。事前処理入力は波面論理４２４に提供されてもよく、特徴抽出工程４２６は、波面論理４２４の出力に適用されてもよい。特徴抽出工程４２６は、単極導関数、単極活動持続時間、単極振幅、振幅にわたる単極持続時間、及び／又は双極振幅のうちの１つ又は２つ以上を提供してもよい。特徴抽出工程４２６の出力は、ファジー論理工程４２８に適用されてもよく、この工程は、心内表面上の所与の点についてファジースコアを（タイムスタンプ、ファジースコア）ペアのセットとしてもたらす。特に、（タイムスタンプ、ファジースコア）ペアのセットは、本明細書で更に開示されるように、心内表面上のある点における電気活動が異常な興奮（すなわち、シード点である）を示すかどうかを判定する際に使用され得る。ファジースコアは、双極信号の負の偏向の高さ、重量及び／又は勾配、並びに単極信号の負の偏向の高さ、重量及び／又は勾配を含む特徴に基づいて計算することができる。各このような特徴は、異なるファジーメンバシップ関数に従ってファジースコアに影響を及ぼし得る。各特徴の反復ファジースコアを乗算して、所与の点の最終ファジースコアを計算することができる。

図４に示すように、分画検出４３０は、生単極ＥＣＧ信号及び／又は双極ＥＣＧ信号に基づいて判定され得る。分画ウィンドウ検出工程４３２中、心内表面上の点での電気活動のための分画ウィンドウが判定されてもよい。分画ウィンドウは、生単極ＥＣＧ信号及び／又は双極ＥＣＧ信号に基づいて判定されてもよく、分画ウィンドウを検出するための任意の適用可能な技術に基づいて決定されてもよい。このような技術としては、これらに限定されないが、前処理、差別化及びスクリング、移動ウィンドウ統合、閾値化、後処理、非線形エネルギーオペレータ（ＮＥＬＯ）による評価、ガウス低域フィルタリング、又はこれらの組み合わせなどの１つ又は２つ以上の工程を適用することを含み得る。分画ウィンドウ検出工程４３２の出力は、分画ウィンドウの開始及び分画ウィンドウの終了（例えば、（ＳｔａｒｔＯｆＦｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ、ＥｎｄＯｆＦｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ）の間隔を提供し得る。特に、分画ウィンドウの開始及び分画ウィンドウの終了の間隔は、本明細書で更に開示されるように、心内表面上のある点における電気活動が異常な興奮（すなわち、シード点である）を示すかどうかを判定する際に使用され得る。分画ウィンドウを比較すると、同様であると考えられるように、比較される２つの点の間に、分画ウィンドウの特定の交差のパーセンテージが必要とされ得る。

図５に示すように、図１のプロセッサ４１などのプロセッサは、心内表面上の点における電気活動が、ファジースコア、時点一貫性、及び位置一貫性のうちの１つ又は２つ以上に基づいて異常であるかどうかを判定することができる。図５に示すように、興奮５１２、５１４、５１６、５１８、５２０、及び５２２を含む遠位及び近位波面興奮５１０の各結合に関して、プロセッサは、隣接する拍動間に時点一貫性が存在するかどうか、及び隣接点間に位置一貫性が存在するかどうかを判定してもよい。閾値ファジースコア（例えば、０．６５）は、心内表面上の所与の点について計算されたファジースコアが、閾値ファジースコアを超える場合に異常な電気活動に対応するように適用されてもよい。

本発明の例示的な実施形態によれば、前のサイクルのうちの１つ又は２つ以上に興奮が存在する場合、検出された電気的興奮のための時点一貫性が存在し得る。前のサイクルのうちの１つ又は２つ以上における検出された電気的興奮の存在は、検出された電気的興奮が心臓によって生成され、ノイズではないことを示し得る。時点一貫性は、前のサイクルに対して最大１％の偏差の許容差、所与の電気的興奮の前の２サイクルに対して最大２％の偏差の許容差などで、以前のサイクルに電気興奮が存在した場合に検出され得る。明確にするために、時点一貫性は、所与のサイクル中に検出された電気活動が、前のサイクルにおいて１％の偏差の時点の許容差偏差で同じ時点に存在する場合にも存在し得る。同様に、時点一貫性は、所与のサイクル中に検出された電気活動が、所与のサイクルの２サイクル前に時点の２％の偏差の許容差量で、所与のサイクルの２サイクル前に同じ時点に存在する場合にも存在し得る。図５に示すように、興奮５１２、５１４、５１８、及び５２２は、時点一貫性を示し得る。

図２のプロセス２００の工程２２０において、工程２１０で特定されたシード点の所与の閾値距離（例えば、１２ｍｍ）内の隣接点の電気活動を特定することができる。工程２３０において、隣接点のうちの１つ又は２つ以上が、工程２１０で特定された対応するシード点と同様の異常な電気活動を示すと判定され得る。異常な電気活動を示す隣接点は、工程２１０で適用され、本明細書に開示されるものと同じプロセスに基づいて判定されてもよい。工程２４０において、異常な活動を示す隣接点は、異常な隣接点としてマーキングされてもよい。

本発明の例示的な実施形態によれば、隣接点は、工程２２０において、一定であり得る、又はユーザ定義され得る所与の閾値距離（例えば、１２ｍｍ）まで特定されてもよい。所与の閾値距離は、２点間のユークリッド距離であってもよい。代替的に、所与の閾値距離は、例えばＤｉｊｋｓｔｒａのアルゴリズムによって決定されるように、心内表面上の２点間の最短経路であってもよい。

例示的な実施形態によれば、領域又は点の数は、シード点及び／又は異常な隣接点と見なされることから除外され得る。このような領域又は点の数は、ユーザが解剖学的位置及び／又は解剖学的位置の近くの点を除外する場合など、ユーザ入力に基づいて除外され得る。このような除外された点は、ヒス束の一部であってもよく、ヒス束は、心室中隔の繊維性上部に、絶縁性線維輪を介して心尖拍動を伝達する、幅の広い高速伝導筋線維を含む。

図５に示すように、シード点の隣接点の位置一貫性指標が判定され得る。位置一貫性は、シード点で示された異常な電気活動もまた、隣接点に存在することを示すことができる。特に、シード点に近接する隣接点については、異常な電気活動は、シード点と同様の時点で示されることが予想され得る。位置一貫性は、所与のサイクルについて、シード点と隣接点との間の距離を、波面速度＋サイクル長（ＣＬ）のパーセンテージ（例えば、１％）で割ったもの（すなわち、同様の時点＝（距離／波面速度）＋１％ＣＬ）に基づいて判定することができ、したがって、隣接点がシード点の電気活動と同様の時点内で電気活動を示す場合、位置一貫性が存在し得る。上述の式に示されるように、一般に、同様の時点として２つの興奮時点を考慮するための許容差（例えば、１％のＣＬ）は、ＣＬに応じて決まり得、したがって、ＣＬが短い場合、少ない偏差が許容され、ＣＬが長い場合、より多くの偏差が許容される。特に実際の波面速度が未知である場合、０．５ｍｍ／ｍｓのデフォルトの波面速度を適用することができる。ＣＬのパーセンテージ（例えば、１％）の許容差は、波面速度の偏差を考慮し得る。例として、健康な組織における波面速度は０．９ｍｍ／ｍｓであってもよく、瘢痕組織内の波面速度は０．１ｍｍ／ｍｓであってもよい。図５に示すように、興奮５１２、５１８及び５２０は、同様の時点の少なくとも２回の興奮がシード点の隣接点内に存在するように、位置一貫性を示し得る。特に、位置一貫性は、シード点における異常な電気活動が、隣接点の電気活動によって確認されることを示し得る。一実施形態によれば、波面速度は１ｍｍ／ｍｓであってもよい。一実施形態によれば、同様の時点は、所定の値又はユーザ提供値であってもよい。シード点と同様の時点に電気興奮を有する隣接点は、シード点及び異常な隣接点が複合ＥＣＧ興奮の領域（例えば、ＬＡＶＡ、分画、遅延電位など）に対応し得るように、異常な隣接点と見なされ得る。

例示的な実施形態によれば、２つ以上の点の興奮時点を考慮するときに同様の時点と見なされるために、興奮ウィンドウの開始又は中心を比較することができ、閾値は、中心に、又は信号の開始に適用されてもよい。分画ＥＣＧ信号の場合、興奮時点は、単一点ではなくウィンドウであってもよい。更に、興奮の同様の時点を考慮すると、興奮の持続時間も同様である必要がある。実施形態によれば、同様の時点と見なされる興奮時点の許容差は、ピーク間電圧に応じて決まり得、したがって、ピーク間の双極電圧が高いことは、本明細書に開示されるように、比較的高い波面速度を有する健康な組織に対応し得る。同様に、低ピーク間双極電圧は、本明細書に開示されるように、比較的低い波面速度を有する瘢痕組織などの不健康な組織に対応し得る。したがって、ピーク間電圧領域が高い場合、興奮時点は、隣接点間でより速く伝播し、反対に、ピーク間電圧が低い領域の隣接点間でより遅く伝播し得る。

例示的な実施形態によれば、異常な活動を有する隣接点（例えば、図２のプロセス２００の工程２２０〜２４０）を特定するとき、隣接点を見つけるための無線機は、比較的多数として定義され得るが、ＲＯＣは、工程２１０で見つけられたシード点から更に離れた点に対してより低い感度、及びより高い特異性を優遇するように、ＲＯＣが調整され得る。ＲＯＣ曲線上の任意の点において、隣接点上の所与の興奮の時点は、依然として、本明細書に開示されるように、対応するシード点まで同様の時点である必要があることが理解されるであろう。

図６に示すように、遠距離場によってもたらされる隣接点は、図２のプロセス２００の工程２３０における隣接点の決定から除去されてもよい。遠距離場が影響を受ける隣接点は、６１０におけるシード点から所与の半径（例えば、１５ｍｍ）内の隣接点を検出することによって判定され得る。所与の半径内の各隣接点に関して、ＱＲＳ下の最も強い負の偏向振幅も、６１０で決定されてもよい。６２０において、最も強い−ｄＶ／ｄｔがＱＲＳ下にある隣接部の最も強い−ｄＶ／ｄｔの上限値（例えば、９０パーセンタイル）が決定され得る。６３０において、ＱＲＳ下の最も強い−ｄＶ／ｄｔのＬＡＴ値の中央値を特定することができ、この中央値は、６４０における可能な遠距離場のＬＡＴ値であると想定することができる。６５０において、６４０で決定されたＬＡＴ値に寄与する隣接点の中央距離は、遠距離場距離が最も強い負の偏向振幅を有する隣接点のパーセント（例えば、１０％）の中央距離であるように、遠距離場距離として記憶されてもよい。

図７Ａは、図２のプロセス２００の工程２１０に基づいて決定される、高特異性で特定されたシード点７１０の図を示す。図７Ｂは、図２のプロセス２００の工程２２０〜２４０に基づいて決定された、図７Ａのシード点７１０と同様の時点に電気的興奮を有する特定された隣接点７２０の図を示す。特に、シード点７１０は、高特異性でのＬＡＶＡ点であり、隣接点７２０は、感度の増大を可能にし、それぞれのシード点７１０と同様の時点に電気的興奮を有する。

図８は、図２のプロセス２００の工程２１０に基づいてシード点を決定するための変動８１０、８２０及び８３０を示す。シード点を特定する際に、時間的に最新の変動（すなわち、変動８１０、８２０、及び８３０から）が満たされるための条件を適用することができる。変動８１０、８２０、及び８３０は、入力として図４のＱＲＳ検出４１０、波面興奮４２０及び分画検出４３０の出力を利用してもよい。

変動８１０において、条件８１２及び８１４が満たされた場合、シード点が特定されてもよい。示されるように、８１２において、対応する電気活動がＱＲＳの後又は前に示された場合、図５を参照して説明したように、時点一貫性が存在する場合、及び、８１４において、電気活動に対応するファジースコアが閾値ファジースコア（例えば、０．６５）よりも大きい場合、変動点８１０で、シード点が特定され得る。変動８１０に基づいて特定されたシード点は、例えば、９６％の特異性及び７２％の陽性予測値（ＰＰＶ）を有し得る。

変動８２０において、条件８２２及び８２４が満たされた場合、シード点が特定されてもよい。８２２において、所与の点における電気的興奮が分画ウィンドウの内側にある（例えば、少なくとも２つの波面候補が分画ウィンドウ内に存在する場合）、判定が行われ得る。８２４において、シード点は、閾値ファジースコア（例えば、０．６５）よりも大きいファジースコアを有する分画ウィンドウ内の最後の興奮に基づいて決定されてもよく、このような興奮が存在しない場合、シード点は、分画ウィンドウ内の最も強い−ｄＶ／ｄｔに基づいて決定され得る。変動８２０に基づいて特定されたシード点は、例えば、９４％の特異性及び７１％のＰＰＶを有し得る。

変動８３０において、条件８３２及び８３４が満たされた場合、シード点が特定されてもよい。８３２において、所与のシード点における電気的興奮がＱＲＳ下にあり、分画ウィンドウ内にない場合に判定を行うことができる。８３４において、所定の点における電気的興奮が、本明細書に開示されるように、時点一貫性のある場合、電気的興奮が隣接点と位置一貫性のある場合、ファジースコアが閾値ファジースコア（例えば、０．６５）を上回る場合、正振幅と、ＥＣＧ信号の隣接する負の振幅との間の勾配振幅（すなわち、負の偏向振幅）が所与の電圧（例えば、３０μＶ）よりも大きい場合、及び所与の点における電気的興奮が、例えば（（遠距離場距離／波面速度）＋ＣＬの１％）によって決定されるような可能な遠距離場効果ではない場合、シード点が決定され得る。変動８３０に基づいて特定されたシード点は、例えば、９９％の特異性及び７０％のＰＰＶを有し得る。

図９は、図２のプロセス２００の工程２２０〜２４０に基づいて異常な隣接点を決定するためのプロセス９００を示す。特に、プロセス９００は、感度の増大を可能にし得る。プロセス９００の工程９１０において、シード点から所与の半径（例えば、１２ｍｍ）内の点を特定することができる。９２０において、図５に関連して説明されるように、工程９１０で特定された点の各々とシード点との間に位置一貫性が存在するかどうかの判定が行われてもよい。明確にするために、各隣接点とシード点との間の距離は、波面速度（例えば、０．５ｍｍ／ｍｓ）で割ってもよい。結果として生じる時点（例えば、ＣＬの１％）に分散を加えてもよい。工程９３０において、工程９２０で決定された時点内に興奮が存在する点についてのファジースコアが決定されてもよい（すなわち、位置一貫性が存在する場合）。工程９３０において、ファジースコアが閾値ファジースコア（例えば、０．６５）を超える点を特定することができる。工程９４０において、ファジースコアが閾値ファジースコアを超える点に対する電気活動の勾配振幅を特定することができる。閾値勾配振幅（例えば、３０μＶ）を超える勾配振幅を有する点は、異常な隣接点であると判定され得る。工程９５０に記載されているように、工程９１０〜９４０を満たす所与の点で２つ以上の興奮が存在する場合、異常な隣接点を決定する際に、このような興奮の最新のものを適用することができる。

図１０は、図３〜図９に従って図２のプロセス２００を適用した実験結果を示す。図１０は、データセット１５の固有のケースの結果、及び本明細書に開示される主題による、合計４１，９５３点の分析に基づく。表１０１０に示すように、７５％の平均感度（ＱＲＳ後７７％、ＱＲＳ前／下７５％）が、データセット全体にわたって示された。８３％の平均特異性（ＱＲＳ後１００％、ＱＲＳ前／後８３％）の平均特異性が、データセット全体にわたって示された。記載されるように、表１０１０の結果は、医師が最大１．５ｍＶのピーク間双極振幅の領域内でＬＡＶＡに関心があると仮定して提供される。真陽性の間での最大２０ｍｓのＬＡＴ精度が、データセットについて８５％（ＱＲＳ後８０％、ＱＲＳ前／下８８％）について示された。チャート１０２０は、真陽性の間でのＬＡＴ精度を示す。チャート１０３０は、偽陽性の間でのＬＡＴ精度を示す。チャート１０４０は、偽陰性の間でのＬＡＴ精度を示す。

本明細書に記載される機能及び方法はいずれも、汎用コンピュータ、プロセッサ、又はプロセッサコアにおいて実施されることができる。好適なプロセッサとしては、例として、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来型プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor、ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと関連する１つ若しくは２つ以上のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit、ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array、ＦＰＧＡ）回路、任意の他のタイプの集積回路（integrated circuit、ＩＣ）、及び／又は状態機械が挙げられる。このようなプロセッサは、処理されたハードウェア記述言語（hardware description language、ＨＤＬ）命令及びネットリスト等の他の中間データ（このような命令は、コンピュータ可読媒体に記憶することが可能である）の結果を用いて製造プロセスを構成することにより、製造することが可能である。このような処理の結果はマスクワークであり得、このマスクワークをその後半導体製造プロセスにおいて使用して、本開示の特徴を実施するプロセッサを製造する。

本明細書に記載される機能及び方法はいずれも、持続性コンピュータ可読記憶媒体に組み込まれるコンピュータプログラム、ソフトウェア、又はファームウェアにおいて実施されて、汎用コンピュータ又はプロセッサによって実行されることができる。非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体の例としては、読み取り専用メモリ（read only memory、ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、磁気媒体、例えば、内蔵ハードディスク及びリムーバブルディスク、磁気光学媒体、並びに光学媒体、例えば、ＣＤ−ＲＯＭディスク及びデジタル多用途ディスク（digital versatile disk、ＤＶＤ）が挙げられる。

本明細書の開示に基づいて多くの変更例が可能であることを理解されたい。特徴及び要素が特定の組み合わせで上に説明されているが、各特徴又は要素は、他の特徴及び要素を用いずに単独で、又は他の特徴及び要素を用いて若しくは用いずに他の特徴及び要素との様々な組み合わせで使用されてもよい。

〔実施の態様〕
（１） 心内電位図における異常な興奮を特定するための方法であって、
高特異性に基づいて、第１の時点の異常な興奮を有するシード点を特定することと、
前記シード点に近接する少なくとも１つの隣接点を特定することと、
前記隣接点が前記第１の時点と同様の時点で興奮を示すと判定することと、
前記隣接点が前記第１の時点と同様の時点で興奮を示すと判定することに基づいて、前記隣接点を異常な隣接点として特定することと、を含む、方法。
（２） 入力情報を受信することを更に含み、前記入力情報が、マッピングチャネルの双極ＥＣＧの受信、マッピングチャネルの遠位及び近位単極ＥＣＧ、リード身体表面ＥＣＧ、並びに心内空間情報のうちの１つ又は２つ以上を含む、実施態様１に記載の方法。
（３） 前記入力情報を１つ又は２つ以上の分析モジュールに提供することを更に含み、前記分析モジュールが、ＱＲＳ検出モジュール、波面興奮モジュール、分画検出モジュール、及び局所的異常心室興奮（ＬＡＶＡ）論理モジュールのうちの１つ又は２つ以上を含む、実施態様１〜２のうちの少なくとも１つに記載の方法。
（４） 前記シード点が、前記１つ又は２つ以上の分析モジュールの出力に基づいて特定される、実施態様１〜３のうちの少なくとも１つに記載の方法。
（５） 前記ＱＲＳ検出モジュールが、前処理工程及びＱＲＳ検出論理工程のうちの１つ又は２つ以上を含む、実施態様１〜４のうちの少なくとも１つに記載の方法。

（６） 前記ＱＲＳ検出工程が、ＱＲＳの開始及びＱＲＳの終了を出力する、実施態様１〜５のうちの少なくとも１つに記載の方法。
（７） 前記波面興奮モジュールが、前処理工程、波面論理工程、特徴抽出工程、及びファジー論理工程のうちの１つ又は２つ以上を含む、実施態様１〜６のうちの少なくとも１つに記載の方法。
（８） 前記波面興奮モジュールが、タイムスタンプ及びファジースコアの１つ又は２つ以上のセットを出力する、実施態様１〜７のうちの少なくとも１つに記載の方法。
（９） 前記分画検出モジュールが、分画の開始及び分画の終了を含む間隔を出力する、実施態様１〜８のうちの少なくとも１つに記載の方法。
（１０） 前記シード点及び前記隣接点のうちの少なくとも１つを決定することが、ファジースコア、時点一貫性、及び位置一貫性のうちの１つ又は２つ以上に基づく、実施態様１〜９のうちの少なくとも１つに記載の方法。

（１１） 前記時点一貫性が、サイクル長に基づく偏差許容差内で前の拍動における前記異常な興奮を特定することに基づく、実施態様１〜１０のうちの少なくとも１つに記載の方法。
（１２） 前記位置一貫性が、前記シード点と前記隣接点との間の距離を波面速度で割ったものに基づく、実施態様１〜１１のうちの少なくとも１つに記載の方法。
（１３） 前記位置一貫性が、サイクル長に基づく偏差許容差に更に基づく、実施態様１〜１２のうちの少なくとも１つに記載の方法。
（１４） 遠距離場距離を特定することを更に含む、実施態様１〜１３のうちの少なくとも１つに記載の方法。
（１５） 遠距離場距離を特定することを更に含む、実施態様１〜１４のうちの少なくとも１つに記載の方法。

（１６） 前記隣接点のうちの少なくとも１つの隣接点が、前記遠距離場距離内にあると判定することと、前記遠距離場距離内の前記隣接点を遠距離場隣接点として特定することと、を更に含む、実施態様１〜１５のうちの少なくとも１つに記載の方法。
（１７） 前記シード点が、ＱＲＳ時間、時点一貫性、ファジースコア、分画期間、及び勾配振幅のうちの１つ又は２つ以上に基づいて決定される、実施態様１〜１６のうちの少なくとも１つに記載の方法。
（１８） 前記少なくとも１つの隣接点が、前記シード点から１２ｍｍ以内である、実施態様１〜１７のうちの少なくとも１つに記載の方法。
（１９） 異常な隣接点として前記隣接点を特定することが、前記シード点と前記隣接点との間の位置一貫性、ファジースコア、及び勾配振幅のうちの１つ又は２つ以上に基づく、実施態様１〜１８のうちの少なくとも１つに記載の方法。

Claims (19)

1. 心内電位図における異常な興奮を特定するための方法であって、
   高特異性に基づいて、第１の時点の異常な興奮を有するシード点を特定することと、
   前記シード点に近接する少なくとも１つの隣接点を特定することと、
   前記隣接点が前記第１の時点と同様の時点で興奮を示すと判定することと、
   前記隣接点が前記第１の時点と同様の時点で興奮を示すと判定することに基づいて、前記隣接点を異常な隣接点として特定することと、を含む、方法。
2. 入力情報を受信することを更に含み、前記入力情報が、マッピングチャネルの双極ＥＣＧの受信、マッピングチャネルの遠位及び近位単極ＥＣＧ、リード身体表面ＥＣＧ、並びに心内空間情報のうちの１つ又は２つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記入力情報を１つ又は２つ以上の分析モジュールに提供することを更に含み、前記分析モジュールが、ＱＲＳ検出モジュール、波面興奮モジュール、分画検出モジュール、及び局所的異常心室興奮（ＬＡＶＡ）論理モジュールのうちの１つ又は２つ以上を含む、請求項１〜２のうちの少なくとも一項に記載の方法。
4. 前記シード点が、前記１つ又は２つ以上の分析モジュールの出力に基づいて特定される、請求項１〜３のうちの少なくとも一項に記載の方法。
5. 前記ＱＲＳ検出モジュールが、前処理工程及びＱＲＳ検出論理工程のうちの１つ又は２つ以上を含む、請求項１〜４のうちの少なくとも一項に記載の方法。
6. 前記ＱＲＳ検出工程が、ＱＲＳの開始及びＱＲＳの終了を出力する、請求項１〜５のうちの少なくとも一項に記載の方法。
7. 前記波面興奮モジュールが、前処理工程、波面論理工程、特徴抽出工程、及びファジー論理工程のうちの１つ又は２つ以上を含む、請求項１〜６のうちの少なくとも一項に記載の方法。
8. 前記波面興奮モジュールが、タイムスタンプ及びファジースコアの１つ又は２つ以上のセットを出力する、請求項１〜７のうちの少なくとも一項に記載の方法。
9. 前記分画検出モジュールが、分画の開始及び分画の終了を含む間隔を出力する、請求項１〜８のうちの少なくとも一項に記載の方法。
10. 前記シード点及び前記隣接点のうちの少なくとも１つを決定することが、ファジースコア、時点一貫性、及び位置一貫性のうちの１つ又は２つ以上に基づく、請求項１〜９のうちの少なくとも一項に記載の方法。
11. 前記時点一貫性が、サイクル長に基づく偏差許容差内で前の拍動における前記異常な興奮を特定することに基づく、請求項１〜１０のうちの少なくとも一項に記載の方法。
12. 前記位置一貫性が、前記シード点と前記隣接点との間の距離を波面速度で割ったものに基づく、請求項１〜１１のうちの少なくとも一項に記載の方法。
13. 前記位置一貫性が、サイクル長に基づく偏差許容差に更に基づく、請求項１〜１２のうちの少なくとも一項に記載の方法。
14. 遠距離場距離を特定することを更に含む、請求項１〜１３のうちの少なくとも一項に記載の方法。
15. 遠距離場距離を特定することを更に含む、請求項１〜１４のうちの少なくとも一項に記載の方法。
16. 前記隣接点のうちの少なくとも１つの隣接点が、前記遠距離場距離内にあると判定することと、前記遠距離場距離内の前記隣接点を遠距離場隣接点として特定することと、を更に含む、請求項１〜１５のうちの少なくとも一項に記載の方法。
17. 前記シード点が、ＱＲＳ時間、時点一貫性、ファジースコア、分画期間、及び勾配振幅のうちの１つ又は２つ以上に基づいて決定される、請求項１〜１６のうちの少なくとも一項に記載の方法。
18. 前記少なくとも１つの隣接点が、前記シード点から１２ｍｍ以内である、請求項１〜１７のうちの少なくとも一項に記載の方法。
19. 異常な隣接点として前記隣接点を特定することが、前記シード点と前記隣接点との間の位置一貫性、ファジースコア、及び勾配振幅のうちの１つ又は２つ以上に基づく、請求項１〜１８のうちの少なくとも一項に記載の方法。

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