JP6345806B2 - 心臓組織のマッピングのための医療装置 - Google Patents
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Description
本願は医療装置と、医療装置の製造方法とに関する。より具体的には、本願は心臓組織に対してマッピングおよびアブレーションの少なくとも一方を行うための医療装置および方法に関する。
医療用途、例えば血管内における用途のため、多種多様な体内用医療装置が開発されてきた。このような装置のいくつかには、ガイドワイヤ、カテーテル等が含まれる。このような装置は異なる様々な製造方法のうちの任意の一つによって製造され、様々な方法のうちの任意の一つに従って使用することができる。
既知の医療装置および方法にはそれぞれ、特定の長所および短所がある。このため、代替の医療装置、ならびに代替の医療装置の製造方法および使用方法が依然として必要とされている。
本願は医療装置の設計、材料、製造方法および使用の選択肢を提供する。例示的な医療装置は、心臓の電気的活動をマッピングするためのシステムを含む。該システムは、複数の電極を備えたカテーテルシャフトを含む。該システムはまた、プロセッサを含む。プロセッサは、複数の電極のうちの少なくとも一つから一組の信号を収集することができる。一組の信号は期間にわたって収集される。プロセッサは、一組の信号から少なくとも一つの伝搬ベクトルを算出し、少なくとも一つの伝搬ベクトルからデータセットを生成し、データセットの統計分布を生成し、統計分布の視覚的表現を生成することができる。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、統計分布の視覚的表現を生成することは、データセットのヒストグラムを表示することを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、データセットのヒストグラムを表示することは、円形ヒストグラムを表示することを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、データセットのヒストグラムを表示することは、円形ヒストグラムを表示することを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、統計分布の視覚的表現を生成することは、データセットのアルゴリズム演算を実行することを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、データセットのアルゴリズム演算によって、データセットの代表メトリック値が生成される。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、代表メトリック値は、期間にわたって複数の電極の各々について生成される。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、代表メトリック値は、期間にわたって複数の電極の各々について生成される。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態は複数の電極の各々からの代表メトリック値を表示することを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態は一つ以上のメトリックインジケータを含み、メトリックインジケータは一つ以上の代表メトリック値に対応する。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態は一つ以上のメトリックインジケータを含み、メトリックインジケータは一つ以上の代表メトリック値に対応する。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、メトリックインジケータの各々は個別のメトリック間隔に対応し、個別のメトリック間隔は全体のメトリック間隔の一区分である。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態は複数の電極の各々についてのメトリックインジケータを表示するグリッドを生成することを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、データセットの代表メトリック値は、データセットの標準偏差、エントロピー、尖度、歪度および円形平均のうちの少なくとも一つを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、データセットの代表メトリック値は、データセットの標準偏差、エントロピー、尖度、歪度および円形平均のうちの少なくとも一つを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、少なくとも一つの伝搬ベクトルは伝搬角度を含み、データセットを生成することは、複数の電極のうちの少なくとも一つからの一組の信号の各々についてのベクトル角度を含むようにデータセットを決定することを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、統計分布の視覚的表現は、二次元グリッド、三次元モデル、および三次元曲面のうちの一つ以上を含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、データセットの統計分布を生成することは、データセットを正規化することをさらに含む。
別の例示的な医療装置は、心臓の電気的活動をマッピングするためのシステムを含む。該システムは、複数の電極を備えたカテーテルシャフトを含む。該システムはまた、プロセッサを含む。プロセッサは、複数の電極のうちの少なくとも一つから一組の信号を収集することができる。一組の信号は期間にわたって収集される。プロセッサはまた、一組の信号から少なくとも一つの伝搬ベクトルを算出し、少なくとも一つの伝搬ベクトルからデータセットを生成し、データセットの統計分布を生成し、統計分布の視覚的表現を生成することができる。
別の例示的な医療装置は、心臓の電気的活動をマッピングするためのシステムを含む。該システムは、複数の電極を備えたカテーテルシャフトを含む。該システムはまた、プロセッサを含む。プロセッサは、複数の電極のうちの少なくとも一つから一組の信号を収集することができる。一組の信号は期間にわたって収集される。プロセッサはまた、一組の信号から少なくとも一つの伝搬ベクトルを算出し、少なくとも一つの伝搬ベクトルからデータセットを生成し、データセットの統計分布を生成し、統計分布の視覚的表現を生成することができる。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、統計分布の視覚的表現を生成することは、データセットのヒストグラムを表示することを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、データセットのヒストグラムを表示することは、円形ヒストグラムを表示することを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、データセットのヒストグラムを表示することは、円形ヒストグラムを表示することを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、統計分布の視覚的表現を生成することは、データセットのアルゴリズム演算を実行することを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、データセットのアルゴリズム演算によって、データセットの代表メトリック値が生成される。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、代表メトリック値は、期間にわたって複数の電極の各々について生成される。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、代表メトリック値は、期間にわたって複数の電極の各々について生成される。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態は複数の電極の各々からの代表メトリック値を表示することを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態は一つ以上のメトリックインジケータを含み、メトリックインジケータは一つ以上の代表メトリック値に対応する。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態は一つ以上のメトリックインジケータを含み、メトリックインジケータは一つ以上の代表メトリック値に対応する。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、メトリックインジケータの各々は個別のメトリック間隔に対応し、個別のメトリック間隔は全体のメトリック間隔の一区分である。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態は複数の電極の各々についてのメトリックインジケータを表示するグリッドを生成することを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、データセットの代表メトリック値は、データセットの標準偏差、エントロピー、尖度、歪度および円形平均のうちの少なくとも一つを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、データセットの代表メトリック値は、データセットの標準偏差、エントロピー、尖度、歪度および円形平均のうちの少なくとも一つを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、少なくとも一つの伝搬ベクトルは伝搬角度を含み、データセットを生成することは、複数の電極のうちの少なくとも一つからの一組の信号の各々についてのベクトル角度を含むようにデータセットを決定することを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、統計分布の視覚的表現は、二次元グリッド、三次元モデル、および三次元曲面のうちの一つ以上を含む。
別の例示的な医療装置は、心臓の電気的活動をマッピングする方法を含む。該方法は、期間にわたって心臓内に配置された複数の電極で複数の信号を検出する工程と、複数の信号のうちの少なくとも一つの方向を決定する工程と、データセットを生成する工程とを含む。データセットは少なくとも一つのベクトル角度を含む。該方法はまた、複数の電極のうちの少なくとも一つから診断画像を生成する工程を含む。さらに、診断画像の生成にはデータセットが使用される。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、データセットを生成する工程は、ヒストグラムを生成することをさらに含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、データセットを生成する工程は、少なくとも一つのベクトル角度に対して統計分析を実行することをさらに含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、データセットを生成する工程は、少なくとも一つのベクトル角度に対して統計分析を実行することをさらに含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、ヒストグラムは円形ヒストグラムである。さらに、診断画像を生成する工程は、データセットの標準偏差、エントロピー、尖度、歪度および円形平均のうちの少なくとも一つを算出することを含む。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、データセットを生成する工程は、少なくとも一つの代表メトリックを生成することをさらに含み、少なくとも一つの代表メトリックは少なくとも一つのベクトル角度に関連する。
上述の実施形態の代わりに、またはこれに追加して、別の実施形態において、診断画像の生成には視覚的表現が含まれ、視覚的表現はヒストグラム、円形ヒストグラム、二次元グリッド、三次元モデル、三次元曲面および伝搬ベクトルのうちの一つ以上の表示を含む。
別の例示的な医療装置は、心臓の電気的活動をマッピングするためのシステムを含む。該システムは、複数の電極を備えたカテーテルシャフトを含む。該システムはまた、プロセッサを含む。プロセッサは、複数の電極のうちの少なくとも一つから一組の信号を収集することができる。一組の信号は期間にわたって収集される。該システムは複数の電極のうちの少なくとも一つについての活性化時間を決定し、伝搬ベクトルを算出することを含む。伝搬ベクトルは、複数の電極のうちの少なくとも一つについてのベクトル角度を含む。伝搬ベクトルの算出には、複数の電極のうちの少なくとも一つからの活性化時間が使用される。該システムはまた、複数の電極のうちの少なくとも一つからデータセットを生成することを含む。データセットは少なくとも一つのベクトル角度を含む。該システムはまた、データセットの統計分布を生成し、統計分布の形状の視覚的表現を生成することを含む。
別の例示的な医療装置は、心臓の電気的活動をマッピングする方法を含む。該方法は、心臓チャンバ内の対象領域にカテーテルを前進させる工程を含む。カテーテルは複数の電極を備えたカテーテルシャフトと、カテーテルシャフトに接続されたプロセッサとを含む。該方法はまた、複数の電極のうちの少なくとも一つから一組の信号を収集する工程を含む。複数の信号のうちの一組の信号は、期間にわたって収集される。該方法はまた、一組の信号から少なくとも一つの伝搬ベクトルを算出する工程と、少なくとも一つの伝搬ベクトルからデータセットを生成する工程と、データセットの統計分布を生成する工程と、統計分布の視覚的表現を表示する工程とを含む。視覚的表現を表示する工程は、信頼レベル、信頼度レベルおよび安定性レベルのうちの一つ以上を表示することを含む。
いくつかの実施形態についての上記概要は、開示された各実施形態や本願についてのすべての実施を説明することは意図していない。以下の図面および詳細な説明は、これらの実施形態をより詳細に例示している。
添付の図面に関連した以下の詳細な説明を考慮することによって、本願はより完全に理解することができる。
本願は様々な改変形態および代替形態への修正が可能であるが、そのうちの特定の形態が例として図面に示され、詳細に説明されている。しかしながら、本願を記載された特定の実施形態に限定することは意図していないと理解されるべきである。むしろ、本願の意図および範囲に含まれるすべての改変形態、均等形態および代替形態を包含することが企図される。
以下に定義される用語について、特許請求の範囲または本明細書において異なる定義がされない限り、これらの定義が適用される。
明確な指示の有無にかかわらず、すべての数値は本明細書において「約（ａｂｏｕｔ）」という用語によって修飾されているものとみなす。用語「約（ａｂｏｕｔ）」は一般に、当業者が記載値と等しい（例えば、同等の機能または結果が得られる）と考えるであろう数値の範囲を指す。多くの場合、用語「約（ａｂｏｕｔ）」は、最も近い有効数字に四捨五入された数値を含むことができる。
明確な指示の有無にかかわらず、すべての数値は本明細書において「約（ａｂｏｕｔ）」という用語によって修飾されているものとみなす。用語「約（ａｂｏｕｔ）」は一般に、当業者が記載値と等しい（例えば、同等の機能または結果が得られる）と考えるであろう数値の範囲を指す。多くの場合、用語「約（ａｂｏｕｔ）」は、最も近い有効数字に四捨五入された数値を含むことができる。
端点による数値範囲の表現は、その範囲内のすべての数値を含む（例えば１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４および５を含む）。
本明細書および添付の特許請求の範囲で用いられるように、用語「一つの（ａ，ａｎ，ｔｈｅ）」等の単数形は、別段の明確な指示がない限り、複数の対象を含む。本明細書および添付の特許請求の範囲で用いられるように、用語「ＡまたはＢ（ｏｒ）」等は一般に、別段の明確な指示がない限り、「ＡおよびＢの少なくとも一方（ａｎｄ／ｏｒ）」を含む意味で用いられる。
本明細書および添付の特許請求の範囲で用いられるように、用語「一つの（ａ，ａｎ，ｔｈｅ）」等の単数形は、別段の明確な指示がない限り、複数の対象を含む。本明細書および添付の特許請求の範囲で用いられるように、用語「ＡまたはＢ（ｏｒ）」等は一般に、別段の明確な指示がない限り、「ＡおよびＢの少なくとも一方（ａｎｄ／ｏｒ）」を含む意味で用いられる。
本明細書における用語「一実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「いくつかの実施形態（ｓｏｍｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、「他の実施形態（ｏｔｈｅｒ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」等への参照は、記載された実施形態が特定の特徴、構造および特性のうちの一つ以上を含むことができるということを示しているということに留意されたい。しかしながら、このような記載は、すべての実施形態が特定の特徴、構造および特性のうちの少なくとも一つを含むということは必ずしも意味していない。また、特定の特徴、構造および特性のうちの少なくとも一つが一実施形態に関連して記載された場合、明確に反対のことが述べられない限り、明確な指示の有無にかかわらず、その特徴、構造および特性のうちの少なくとも一つは他の実施形態と関連して使用することもできるということが理解されるべきである。
以下の詳細な説明は図面を参照して読まれるべきものであり、図面においては、異なる図中の同様の要素には同様の参照符号が付されている。図面は必ずしも縮尺通りとはなっていないが、例示的な実施形態を示しており、本発明の範囲を限定することは意図していない。
心拍障害についての電気生理学的マッピングは多くの場合、複数のセンサを有するコンステレーションカテーテルまたは他のマッピング／センシング装置を心臓チャンバ内へ導入することを含む。センサはセンサ位置において、心臓の電気的活動を検出する。電気的活動は、センサ位置に対して心臓組織を通した細胞励起を正確に表す心電図信号に処理されることが望ましい場合がある。処理システムはその後、信号を分析し、信号をディスプレイ装置に出力してもよい。また、処理システムは信号を活性化マップとして出力してもよい。医師は、診断処置を実行するために活性化マップを使用することができる。
しかしながら、いくつかの場合において、検出電極は心臓の電気的活動を正確に検出できない場合がある。電極の信号検出における失敗は、処理システムが診断処置のために使用される情報を正確に表示する機能を制限し、または低下させる場合がある。例えば、活性化マップは、情報が不足した状態、または視覚的表現が不正確である状態で生成される場合がある。従って、乏しい電気的信号の情報、または存在しない電気的信号の情報を、正確であると信じられる情報で置き換えることが望ましい場合がある。いくつかの場合において、乏しい／不足したデータを置き換えるために補間が行われる場合がある。標準的な補間方法は、活性化信号の時間的性質と、解剖学的領域に位置する検出電極の三次元空間における構成との両方に起因した制限を有する場合がある。本明細書に開示された方法およびシステムは、乏しい活性化信号、または存在しない活性化信号を補間するために使用される標準的な補間方法の制限のうちの少なくともいくつかを克服するように設計される。例えば、本明細書に開示された方法のうちのいくつかは、活性化マップを簡素化し、あるいは乏しいデータ、または存在しないデータを置き換え／充填するために、データ削減プロセスを使用することができる。他の方法や医療装置も開示されている。
図１は、診断目的および治療目的の少なくとも一方のために、体内の対象組織領域にアクセスするためのシステム１０の概略図である。図１は一般に、心臓の左心房に配置されたシステム１０を示している。あるいは、システム１０は、左心室、右心房または右心室のような心臓の他の領域に配置することもできる。図示の実施形態は心筋組織に対してアブレーションを行うために使用されているシステム１０を示しているが、システム１０（および本明細書に記載された方法）は代わりに、前立腺、脳、胆嚢、子宮、神経、血管および身体の他の領域の組織に対するアブレーション処置のような、他の組織のアブレーション用途で使用されるように構成されてもよく、必ずしもカテーテルベースのシステムに限られない。システム１０は処置を単体で実行し、または他の用途および処置の少なくとも一方と組み合わせて実行してもよいことが企図される。例えば、アブレーション処置の実行に加えて、システム１０は心臓の電気的活動をマッピングするために使用することもできる。また、心臓の電気的活動のマッピングは単体で、またはアブレーション処置と関連して実行することができる。
システム１０は、マッピングプローブ１４およびアブレーションプローブ１６を含む。各プローブ１４／１６は、適切な経皮的アクセス技術を用いて静脈または動脈（例えば、大腿静脈または大腿動脈）を通って選択された心臓領域１２に別々に導入することができる。あるいは、マッピングプローブ１４およびアブレーションプローブ１６は、心臓領域１２における同時挿入および同時配置のために、一体構造に組み込むことができる。
マッピングプローブ１４は可撓性カテーテル本体１８を有していてもよい。カテーテル本体１８の先端は、三次元複数電極構造２０を支持している。図示の実施形態において、構造２０は開放された内部空間２２（図２参照）を定義するバスケットの形態をとるが、他の複数電極構造を採用することもできる。複数電極構造２０は複数のマッピング電極２４を支持しており（図１には明示的に示されていないが、図２に示されている）、その各々が構造２０上の電極位置と、導電性部材とを有している。各電極２４は、解剖学的領域における内因性生理活動を検出するように構成することができる。いくつかの実施形態において、電極２４は（例えば、心臓活動の活性化時間のような）解剖学的構造内の内因性生理活動の活性化信号を検出するように構成することができる。
電極２４は処理システム３２に電気的に接続される。信号線（図示略）がバスケット構造２０上の各電極２４に電気的に接続されてもよい。信号線はプローブ１４の本体１８を通って延び、各電極２４を処理システム３２の入力に電気的に接続することができる。電極２４は解剖学的領域、例えば心筋組織における電気的活動を検出する。検出された活動（例えば、活性化信号）は、診断および治療の少なくとも一方の処置、例えばアブレーション処置に適した心臓内の部位を特定するために解剖学的マップ（例えば、ベクトル場マップ）を生成することによって医師を支援するように、処理システム３２によって処理することができる。例えば、処理システム３２は近距離場信号成分（例えば、マッピング電極２４に隣接する細胞組織から生じた活性化信号）を、その妨害となる遠距離場信号成分（例えば、非隣接組織から生じた活性化信号）から識別することができる。例えば、近距離場信号成分は心房心筋組織から生じた活性化信号を含み、遠距離場信号成分は心室心筋組織から生じた活性化信号を含む場合がある。病変の存在を発見し、病変治療のためのアブレーション（例えば、アブレーション治療）に適した位置を決定するために、近距離場活性化信号成分をさらに分析することができる。
処理システム３２は、取得された活性化信号について受信および処理の少なくとも一方を行うために、専用回路（例えば、個別の論理素子および一つ以上のマイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）または特別に構成されたプログラマブルデバイス、例えばプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）やフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等）を含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、処理システム３２は、受信された活性化信号に関連した情報を受信、分析および表示するための命令を実行する汎用マイクロプロセッサおよび専用マイクロプロセッサの少なくとも一方（例えば、活性化信号を処理するために最適化することのできるデジタルシグナルプロセッサ、すなわちＤＳＰ）を含む。このような実施形態において、処理システム３２は、実行されると信号処理の一部を実行するようなプログラム命令を含むことができる。プログラム命令は、例えばマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラによって実行されるファームウェア、マイクロコードまたはアプリケーションコードを含むことができる。上述の実施形態は単なる例示であり、読者には処理システム３２が任意の適切な形態をとり得ることが理解されるであろう。
いくつかの実施形態において、処理システム３２は、電極２４に隣接する心筋組織における電気的活動を測定するように構成されてもよい。例えばいくつかの実施形態において、処理システム３２は、マッピングされた解剖学的特徴におけるドミナントロータ（ｄｏｍｉｎａｎｔ ｒｏｔｏｒ）または発散型活性化パターンに関連した電気的活動を検出するように構成される。例えば、ドミナントロータおよび発散型活性化パターンの少なくとも一方が心房細動の開始および維持において特定の役割を果たし、ロータ経路（ｒｏｔｏｒ ｐａｔｈ）、ロータコア（ｒｏｔｏｒ ｃｏｒｅ）および発散型焦点の少なくとも一つのアブレーションが心房細動の停止に有効となり得る。いずれの場合においても、処理システム３２は、等時マップ、活性化時間マップ、活動電位持続時間（ＡＰＤ）マップ、ベクトル場マップ、等高線マップ、信頼度マップ、心電図および心臓活動電位等の関連特性の表示を生成するために、検出された活性化信号を処理する。医師は、アブレーション治療に適した部位を特定するためにこの関連特性を利用することができる。
アブレーションプローブ１６は、一つ以上のアブレーション電極３６を支持する可撓性カテーテル本体３４を含む。一つ以上のアブレーション電極３６は、一つ以上のアブレーション電極３６にアブレーションエネルギーを送達するように構成された高周波（ＲＦ）発生器３７に電気的に接続される。アブレーションプローブ１６は構造２０と同様に、治療すべき解剖学的特徴に対して移動可能である。アブレーションプローブ１６は、一つ以上のアブレーション電極３６が治療すべき組織に対して位置決めされる時に、構造２０の複数の電極２４の間に、またはこれらに隣接して位置決めすることができる。
処理システム３２は、適切な出力、すなわち医師のための関連情報を表示可能なディスプレイ装置４０にデータを出力することができる。図示の実施形態において、装置４０はＣＲＴ、ＬＥＤまたは他の種類のディスプレイ、あるいはプリンタである。装置４０は、関連特性を医師にとって最も有用な形式で表示する。さらに、処理システム３２は、アブレーションのために特定された部位において組織に接触するようにアブレーション電極３６を誘導する際に医師を支援するような、装置４０上に表示するための位置特定出力を生成することができる。
図２は、図１に示すシステム１０において使用されるのに適した、先端に電極２４を含むマッピングカテーテル１４を示している。マッピングカテーテル１４は可撓性カテーテル本体１８を有しており、その先端において、マッピング電極またはセンサ２４を備えた三次元構造２０を支持していてもよい。マッピング電極２４は心筋組織において電気的活動（例えば、活性化信号）を検出することができる。検出された活動は、関連特性の生成および表示を介して心拍障害または他の心筋病変を有する部位を特定する際に医師を支援するように、処理システム３２によって処理することができる。その後、特定された部位にアブレーションのような適切な治療を適用するのに適した位置を決定するために、かつ特定された部位に一つ以上のアブレーション電極３６を誘導するために、この情報を使用することができる。
図示の三次元構造２０はベース部材４１およびエンドキャップ４２を含み、その間において可撓性スプライン４４は一般に、周方向に空間を形成した関係で延びている。上述のように、三次元構造２０は開放された内部空間２２を定義するバスケットの形態をとることができる。いくつかの実施形態において、スプライン４４はニチノール（登録商標）や他の金属、シリコーンゴムまたは適切なポリマー等の弾力性のある不活性材料で形成され、接触する組織表面に沿って曲げられて適合するために、弾力性があり、予め緊張された状態でベース部材４１およびエンドキャップ４２の間に接続される。図示の実施形態において、８個のスプライン４４が三次元構造２０を形成している。別の実施形態においては、追加の、またはより少ないスプライン４４を使用することができる。図示のように、各スプライン４４は８個のマッピング電極２４を支持している。三次元構造２０の別の実施形態においては、追加の、またはより少ないマッピング電極２４を各スプライン４４上に配置することができる。図示の実施形態において、三次元構造２０は比較的小さい（例えば、直径４０ｍｍ以下）。代替実施形態において、三次元構造２０はさらに小さいか、より大きい（例えば、直径４０ｍｍ以上）。
スライド可能なシース５０は、カテーテル本体１８の長軸に沿って移動可能である。シース５０をカテーテル本体１８に対して遠位に移動させることによって、シース５０に三次元構造２０が詰められ、構造２０は例えば心臓のような解剖学的構造の内部空間における挿入および除去の少なくとも一方に適した、コンパクトかつロープロファイルな状態に潰される。対照的に、シース５０をカテーテル本体に対して近位に移動させることによって、三次元構造２０を解放し、構造２０が弾性的に拡張して、図２に示す予め緊張された状態になることを許容する。
信号線（図示略）は、各マッピング電極２４に電気的に接続することができる。信号線はマッピングカテーテル２０の本体１８を通って（あるいは本体１８を通るか、本体１８に沿った状態の少なくとも一方で）ハンドル５４内に延長され、多ピンコネクタであり得る外部コネクタ５６に接続される。コネクタ５６はマッピング電極２４を処理システム３２に電気的に接続する。これらは単なる例示である。マッピングシステムおよびマッピングカテーテルによって生成された信号を処理する方法についてのこれらの実施例、ならびに他の実施例に関するさらなる詳細は、米国特許第６，０７０，０９４号、同第６，２３３，４９１号および同第６，７３５，４６５号に記載されており、これらの開示は本明細書において参考として取り入れられている。
システム１０の動作を説明するために、図３は複数のマッピング電極２４を含むバスケット構造２０の一実施形態の概略側面図を示している。図示の実施形態において、バスケット構造は６４個のマッピング電極２４を含む。マッピング電極２４は８個のスプライン（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、ＧおよびＨ）の各々の上の、８個の電極のグループ（１、２、３、４、５、６、７および８）に配置されている。６４個のマッピング電極２４の構成がバスケット構造２０上に配置されて示されているが、マッピング電極２４は代わりに異なる数（より多いかより少ないスプラインや電極）、異なる構造および異なる位置の少なくとも一つにおいて配置されてもよい。また、複数のバスケット構造は異なる解剖学的構造から信号を同時に取得するために、同じまたは異なる解剖学的構造内に配置することができる。
バスケット構造２０が治療すべき解剖学的構造（例えば、心臓の左心房、左心室、右心房または右心室）に隣接して配置された後に、処理システム３２は、解剖学的構造の生理活動に関連した各電極２４のチャンネルからの活性化信号を記録するように構成される（例えば、電極２４は解剖学的構造の生理学に関連した電気的活性化信号を測定する）。生理活動の活性化信号は内因性生理活動に応じて、または複数の電極２４のうちの少なくとも一つによって制定された所定のペーシングプロトコルに基づいて検出することができる。
バスケット２０は（心臓チャンバの小さく局所的な部分をマッピング可能である）小さなバスケットから（心臓チャンバの大部分をマッピング可能である）大きなバスケットまで、様々なサイズとすることができる。小さなバスケット構造を用いることによって、処理システム３２は局所的な記録を一つに統合する必要がある場合がある。局所的な記録は互いに重なり合う場合があり、従って、心臓チャンバの「グローバル」な表示を得るために、局所的な記録を一つに統合し、または「まとめる（ｓｔｉｔｃｈ）」必要がある場合がある。局所的な記録をまとめる方法については、「局所的マッチングを用いた高分解能マッピングのための医療装置（Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｍａｐｐｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ Ｍａｔｃｈｉｎｇ）」と題される米国特許出願第６１−８９８３１２号（代理人番号１００１．３４３４１００）に開示されており、この開示はその全体が参考として取り入れられている。
電極の配置、サイズ、間隔、およびコンステレーションカテーテルまたは他のマッピング／センシング装置に沿った電極の位置は、対象とする解剖学的構造の特定の幾何学的形状との組み合わせによって、電極２４が細胞組織の電気的活動の検出、測定、収集および送信を行うことができること（またはできないこと）に影響を与え得る。上述のように、マッピングカテーテル、コンステレーションカテーテルまたは他の同様の検出装置のスプライン４４は屈曲可能であるため、様々な形状および構成の少なくとも一方において特定の解剖学的領域に適合することができる。また、解剖学的領域における所与の任意の位置において、一つ以上のスプライン４４が隣接する生体組織に接触しないように電極バスケット構造２０を操作することができる。例えば、スプライン４４をねじり、屈曲させ、または互いの上に配置させることによって、スプライン４４を近くの生体組織から分離させることができる。さらに、電極２４はスプライン４４のうちの一つ以上の上に配置されているため、隣接する生理組織との接触を維持しなくてもよい。
上記に加えて、電極２４は他の理由のために隣接する生体組織に接触しない場合がある。例えば、マッピングカテーテル１４を操作することによって、電極２４が移動し、電極と組織との接触が悪くなる場合がある。また、電極２４は線維組織、死んだ組織または機能的不応組織に隣接して配置される場合がある。線維組織、死んだ組織または機能的不応組織は電位の変化に対して脱分極や応答をすることができないため、線維組織、死んだ組織または機能的不応組織に隣接して配置された電極２４は電位の変化を検出することができない場合がある。最後に、遠距離場心室事象や電気的なラインノイズが組織活動の測定をねじ曲げる可能性がある。
しかしながら、健康で応答可能な細胞組織に接触する電極２４は、伝搬する細胞活性化の波面による電位の変化を検出することができる。細胞組織の電位の変化を検出および収集し、心電図として表示することができる。心電図は、経時的な細胞組織の電位の変化についての視覚的表現となり得る。また、心電図の特定の特徴を、電気的信号の「基準（ｆｉｄｕｃｉａｌ）」点として定義することが望ましい場合がある。本願の目的のため、この基準点は、細胞活性化の特徴を特定するものとして使用可能な心電図の特徴であると理解することができる。基準点は電気的信号のピーク振幅、傾きの変化および偏向の少なくとも一つに対応し得る。基準点は心電図の他の特性を含んでいてもよいことが企図される。また、基準点は医師により手動で、処理システム３２により自動的に、またはその両方で特定することができる。
経時的な電位の変化を表す心電図は、「時間領域（ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ）」における電気的信号の視覚的表現として定義することができる。しかしながら、任意の電気的信号は周波数領域において必然的な表現を有することが一般に理解される。所望のように時間領域と周波数領域との間で信号を変換するために、変換（例えば、フーリエ変換）を利用することができる。本明細書に開示された少なくともいくつかの実施形態は、時間領域および周波数領域の両方において同様に信号への適用を行い得ることが企図される。また、本明細書に開示された少なくともいくつかの実施形態は、時間領域および周波数領域の両方において同様に任意の信号の導関数への適用を行い得ることが企図される。さらに、本明細書に開示された少なくともいくつかの実施形態は、時間領域および周波数領域の両方において同様に任意の信号の変換（例えば、ヒルベルト変換等）への適用を行い得ることが企図される。
本明細書で示唆するように、基準点は細胞組織の「活性化」、すなわちファイアリングを特定するために使用することができる。例えば、処理システム３２は基準点と基準時点とを比較することによって、細胞のファイアリングの「活性化時間」を決定することができる。基準時点は、細胞活性化の波面が基準電極を通過した時間を含み得る。あるいは、処理システム３２は心臓の電気的活動の優位周波数（ｄｏｍｉｎａｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を分析し、周波数領域の信号特性と時間領域の信号特性とを比較することによって活性化時間を決定することができる。活性化時間を選択するために優位周波数を使用する方法については、「心臓組織をマッピングするための医療装置（Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｍａｐｐｉｎｇ Ｃａｒｄｉａｃ Ｔｉｓｓｕｅ）」と題される米国特許出願第６１−９９１２３５号（代理人番号１００１．３５６２１００）に開示されており、この開示はその全体が参考として取り入れられている。処理システム３２は複数の電極２４に上述の方法を適用することによって、細胞活性化の波面が複数の電極２４の下を移動した際に、複数の電極２４について活性化時間を特定することも可能であると理解される。
電気的活動の分析を行う選択された時間間隔は、一つ以上の心臓サイクル、すなわち一つ以上の「拍」にわたる場合がある。例えば心房細動の間、選択された期間に分析される心臓サイクルの数は、２０、５０、１００、２００または３００拍となり得る。また、処理システム３２は、電極２４のうちの一つ以上についての選択された時間枠内におけるいくつかの心拍にわたる心臓の電気的活動に関するデータ（細胞の活性化時間を含む）を「収集」することができる。いくつかの実施形態において、サンプリングの時間枠は３０〜４０秒とすることができ、その間に処理システム３２は３０〜３００の心臓サイクルから電気的活動のデータを収集することができる。
いくつかの場合において、処理システム３２は伝搬ベクトルを決定することができる。伝搬ベクトルは、一つ以上の異なる方法を介して生成することができる。
例えば、処理システム３２は電極２４のうちの一つ以上について活性化時間を収集すると、サンプリングされた時間間隔にわたって電極２４のうちの一つ以上から収集した各活性化時間についての（大きさおよび角度を含む）伝搬ベクトルを決定することができる。例えば心房細動の間、所与の電極２４は所与のサンプリング期間（例えば、３０〜４０秒）の間に２００〜３００の活性化時間を収集することができ、その結果、処理システム３２は２００〜３００の拍に対応する２００〜３００の（大きさおよび角度を含む）伝搬ベクトルを決定することができる。上述のように、伝搬ベクトルは細胞の波面の伝搬についての大きさおよび方向を含んでいてもよい。伝搬ベクトルの大きさは、速度、逆速度、信頼度または他の関連尺度を表していてもよいことが企図される。この大きさはまた、固定値に設定することもできる。さらに、細胞の波面の伝搬についての方向（例えば、伝搬角度）および速度は、伝搬ベクトルを決定する対象となる電極と隣接する電極によって検出された活性化時間を比較することによって決定することができる。例えば、処理システム３２はベクトルの伝搬角度を決定するために、円形平均を利用することができる。伝搬ベクトルおよび伝搬の局所的方向を決定する方法については、「ベクトル場を用いた電気生理学的マッピングの間の活動パターンの表示および特定（Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｃｔｉｖｉｔｙ Ｐａｔｔｅｒｎｓ ｄｕｒｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ Ｍａｐｐｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ Ｖｅｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄｓ）」と題される米国特許出願第６１−８２３３８６号に開示されており、この開示はその全体が参考として取り入れられている。
例えば、処理システム３２は電極２４のうちの一つ以上について活性化時間を収集すると、サンプリングされた時間間隔にわたって電極２４のうちの一つ以上から収集した各活性化時間についての（大きさおよび角度を含む）伝搬ベクトルを決定することができる。例えば心房細動の間、所与の電極２４は所与のサンプリング期間（例えば、３０〜４０秒）の間に２００〜３００の活性化時間を収集することができ、その結果、処理システム３２は２００〜３００の拍に対応する２００〜３００の（大きさおよび角度を含む）伝搬ベクトルを決定することができる。上述のように、伝搬ベクトルは細胞の波面の伝搬についての大きさおよび方向を含んでいてもよい。伝搬ベクトルの大きさは、速度、逆速度、信頼度または他の関連尺度を表していてもよいことが企図される。この大きさはまた、固定値に設定することもできる。さらに、細胞の波面の伝搬についての方向（例えば、伝搬角度）および速度は、伝搬ベクトルを決定する対象となる電極と隣接する電極によって検出された活性化時間を比較することによって決定することができる。例えば、処理システム３２はベクトルの伝搬角度を決定するために、円形平均を利用することができる。伝搬ベクトルおよび伝搬の局所的方向を決定する方法については、「ベクトル場を用いた電気生理学的マッピングの間の活動パターンの表示および特定（Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｃｔｉｖｉｔｙ Ｐａｔｔｅｒｎｓ ｄｕｒｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ Ｍａｐｐｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ Ｖｅｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄｓ）」と題される米国特許出願第６１−８２３３８６号に開示されており、この開示はその全体が参考として取り入れられている。
別の実施例において、伝搬ベクトルは明示的に活性化時間を決定することなく決定することができる。例えば、伝搬ベクトルは手動の、統計的な、および直交バイポーラ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｌｙ ｐｌａｃｅｄ ｂｉｐｏｌｅｓ）の処理による方法の少なくとも一つに従って決定することができる。これらは単なる例示である。活性化時間の決定とは独立した他の方法も企図される。これらの方法に起因するベクトルは、活性化時間に起因するベクトルと同様の方法で処理することができる。
上述の実施形態のうちの少なくともいくつかに加えて、処理システム３２は、所与の電極２４から収集された（大きさおよび角度を含む）伝搬ベクトルからデータセットを生成することができる。また、処理システム３２は、電極構造２０上の各電極２４について固有のデータセットを生成することができる。いくつかの場合において、データセットは所与のサンプリング期間にわたる各心拍についての伝搬ベクトルを含んでいてもよい。さらに、データセットはベクトル角度、ベクトルの大きさおよびその組み合わせ等を含んでいてもよい。
例えば、データセットは所与のサンプリング期間にわたる各心拍について収集された伝搬角度を含んでいてもよい。単一の伝搬角度は、特定の電極位置における単一の心拍についての波面の伝搬の方向を示すことができる。また、処理システム３２はサンプリング期間中に取得した異なる伝搬角度を使用してデータセットを生成することができる。例えば、サンプリング期間が２００〜３００の活性化時間を含む場合、対応するデータセットは２００〜３００の対応する伝搬角度を含んでいてもよい。
さらに、データセットは特定の電極位置における単一の心拍についての波面の伝搬の大きさを含んでいてもよい。例えば、データセットは所与のサンプリング期間にわたる各心拍について収集されたベクトルの大きさを含んでいてもよい。この大きさは、波面の伝搬の速度、逆速度、信頼度または他の関連尺度に対応していてもよい。
電極２４のうちの一つ以上についてデータセットが生成されると、処理システム３２は一つ以上のデータセットの統計分布を生成することができる。例えば、処理システム３２はデータセットのヒストグラムを生成することができる。ヒストグラムとは、所与のデータセットを分析する統計的手法の一例である。他の統計的手法も考えられる。実際、処理システム３２はヒストグラムまたは視覚的表現のような、検出されたデータの分析および演算を行うように構成することができる。実際のデータは、出力や表示がされてもされなくてもよい。処理システム３２は所与のデータセットに固有の特徴に基づいて、個別の等しい時間間隔を生成するフリードマン＝ダイアコニスの法則を利用することができる。データセットの統計分布を生成するために、他の統計的法則を利用することも可能であることが企図される。また、いくつかの実施形態において、処理システムは互いに視覚的に異なる統計分布を生成することも可能であることが企図される。
いくつかの場合において、処理システム３２は所与のデータセットに対応する円形ヒストグラムを生成することができる。図４は、例示的な円形ヒストグラム６０を示している。円形ヒストグラムはデータセットの分布をグラフィカルに示すことができる。また、円形ヒストグラムは角度の測定に対応したデータの分布を表示する際に特に有用となり得る。例えば、円形ヒストグラムは伝搬ベクトルについての伝搬角度に関する分布データを表示する際に有用となり得る。例示の目的のため、円形ヒストグラム６０は、所与のデータセット内で所与のデータ点（例えば、伝搬角度、大きさ等）が生じた周波数を示している。円形ヒストグラム６０は複数の周波数範囲に分割することができる。例えば、図４は０〜２２．５°、２２．６〜４５°、４５．１〜６７．５°、６７．６〜９０°の４個のセグメントに分割されている。データ点の発生についての大きさおよび総和の少なくとも一方は、所定の周波数範囲におけるバーのサイズおよび「高さ」の少なくとも一方によって特定される。例えば、図４において、最も多くの伝搬角度を示す周波数範囲は２２．６〜４５°である。最も少ない伝搬角度を示す周波数範囲は６７．６〜９０°である。
図４は円形ヒストグラムを表示しているが、本明細書に開示された実施形態は他のヒストグラムおよび他のデータセットのグラフィック表現のうちの少なくとも一つを利用し、含み、またはその両方であってもよいことが企図される。また、処理システム３２は統計的表現を生成するためにデータセットの視覚的表現を生成しなくてもよい。むしろ、処理システム３２はデータセットのグラフィック表現の生成とは独立して統計分布を生成することができる。さらに、処理システムは統計的表現に適合するようにデータセットを操作し、適合させ、またはその両方を行ってもよいことが理解される。例えば、処理システム３２はヒストグラムの生成前、生成中または生成後にそのデータを正規化することができる。正規化は、データ操作技術の一例である。他の技術も考えられる。
加えて、複数の電極２４の間で統計分布を比較することが望ましい場合がある。また、統計分布の形状を特徴付けることが望ましい場合もある。例えば、処理システムは分布のアルゴリズム演算を実行することによって統計分布の形状を特徴付けることができる。統計分布に対してアルゴリズム演算を実行することには、統計分布を生成するために使用されるデータセットに対してアルゴリズム演算を実行することが含まれ得る。
統計分布および分布の形状の少なくとも一方を特徴付けるために、処理システム３２はいくつかのアルゴリズム演算のうちの一つを利用することができる。例えば、処理システム３２はデータセットの標準偏差、エントロピー、尖度、歪度および円形平均、またはデータセットのグラフィック表現のうちの少なくとも一つを算出することができる。また、アルゴリズム演算によって、データセットについての代表メトリック値およびグラフィック表現の少なくとも一方を生成することができる。代表メトリック値（ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｍｅｔｒｉｃ ｖａｌｕｅ）とは、所与のデータセットおよびグラフィック表現の少なくとも一方について生成されたアルゴリズム演算による出力値であり得る。従って、所与のサンプリング期間中に、処理システム３２は複数の電極２４のうちの一つ以上について代表メトリック値を生成することができる。例えば、処理システムは６４個の個別の代表メトリック値を生成することができる。
上述のように、処理システム３２はデータセットの形状およびグラフィック表現の少なくとも一方を特徴付けるために、データセットの視覚的表現を生成する必要がない場合がある。むしろ、処理システム３２はデータセットのグラフィック表現の生成とは独立して、データセットの形状およびグラフィック表現の少なくとも一方を特徴付けることができる。また、処理システムは統計的表現に適合するようにデータセットを操作し、適合させ、またはその両方を行ってもよいことが理解される。例えば、処理システム３２はヒストグラムの生成前、生成中または生成後にそのデータを正規化することができる。正規化はデータ操作技術の一例であるが、他の技術も考えられる。
いくつかの実施形態において、所与のサンプリング期間にわたって複数の電極２４のうちの一つ以上について生成された所与のデータセットおよびグラフィック表現の少なくとも一方にわたる代表メトリック値の比較および対比が望ましい場合がある。代表メトリック値のより良い比較および対比の少なくとも一方のために、代表メトリック値をメトリックインジケータ（ｍｅｔｒｉｃ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）と相関させることが望ましい場合がある。メトリックインジケータには、一つ以上の代表的な数、色、テクスチャ、形状、または表示上で容易に視覚化可能な他の視覚的インジケータが含まれ得る。
ヒストグラム生成に関連して上述された方法と同様に、複数の電極２４について生成された代表メトリック値は値の比較を支援するために、並べ替えおよび「ビン化（ｂｉｎｎｅｄ）」の少なくとも一方を行うことができる。例えば一方法は、最も小さい値から最も大きい値までデータをランク付けし、最も大きい値と最も小さい値との間の差に基づいてデータを個別のメトリック間隔（ｍｅｔｒｉｃ ｉｎｔｅｒｖａｌｓ）に細分化することを含んでいてもよい。代表メトリック値は異なるメトリック間隔に並べ替えまたは「ビン化」することができる。各メトリック間隔はデータセット全体の個別の範囲に対応していてもよい。
図５は、メトリック間隔とグリッド６２上の各電極２４の位置とを相関させるためのキー６４を示している。この実施例において、キー６４は代表メトリック値について並べ替えおよび割り当ての少なくとも一方が可能な「ビン（ｂｉｎｓ）」に対応する５個の個別のメトリック間隔を示している。また、各メトリック間隔は特定のメトリックインジケータを含む。例えば、電極位置６６は「対角線（ｄｉａｇｏｎａｌ ｌｉｎｅｓ）」のメトリックインジケータを示している。位置６６の代表値は、メトリックインジケータ６８の代表値範囲に対応する。
グリッド６２を生成する際には、様々な色、テクスチャ、数、形状および他の視覚的インジケータの組み合わせの少なくとも一つが含まれ得ることが企図される。また、少なくともいくつかの実施形態において、グリッド６２は同時に一つ以上のメトリックインジケータを表示することができる。例えば、細胞の波面の伝搬についての方向および大きさの少なくとも一方を示す伝搬ベクトルに沿って代表メトリック値に対応するメトリックインジケータを表示することが望ましい場合がある。図６は、各電極位置について波面の伝搬の方向を示す伝搬ベクトル７２に加えて、（上述した）メトリックインジケータの両方を表示するグリッド７０を示している。波面の伝搬のベクトル７２は、いくつかの方法のうちの一つを用いて生成可能であることが企図される。例えば、波面の伝搬のベクトル７２は、サンプリング期間にわたって収集された各伝搬ベクトルについての方向および大きさの両方の平均値を算出することによって決定することができる。
上述のように、所与のサンプリング期間内において、処理システム３２は該期間中に生じた各拍について（大きさおよび角度を含む）伝搬ベクトルを決定することができる。従って、例示的なグリッド７０に表示された伝搬ベクトル７２は、所与の期間中に決定されたすべての伝搬ベクトルについての大きさおよび角度の平均値を反映することができる。言い換えると、伝搬ベクトル７２は、各電極位置について収集された伝搬ベクトルおよび角度のデータセットに対して統計的演算を実行することによって決定することができる。いくつかの実施形態において、統計的演算とは平均であり得るが、他の演算も考えられる。例えば、伝搬ベクトルは中央値、最頻値または（統計的であるか、または他の方法による）他の任意の演算を表すこともできる。
上記に加えて、伝搬矢印７２の形状、サイズ、色または他の属性は、検出および収集された心臓の電気的情報に関連した情報を伝達することができる。例えば、伝搬矢印７４は伝搬矢印７８よりも厚い「厚さ（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）」を表示することができる。矢印の厚さは、特定の電極位置についての伝搬角度の信頼度がより高いことを示すことができる。所与の伝搬矢印の形状属性は、伝搬角度の信頼度以外の診断情報を伝達可能であると考えられる。例えば、伝搬角度は大きさまたは他の診断情報についての情報を伝達することができる。
加えて、表示７０は矢印の形状に追加した、またはこれとは異なる記号を表示することによって、診断情報または電気的情報を伝達することができる。例えば図６の電極位置Ｄ４は、中心点７６を示している。中心点７６は、特定の電極位置についての伝搬角度の算出に関連した不確定性およびランダム性の少なくとも一方に対応していてもよい。いくつかの実施形態において、中心点はロータパターンの中心またはコアに対応していてもよい。上記の説明は可能な一表示構成についての単なる例示であると理解されるべきである。他の記号、形状、インジケータおよびこれらの組み合わせが考えられる。
他の場合において、表示７０は、電気的信号の速度の範囲および心臓の信号伝搬についての他の特徴のうちの少なくとも一つに対応する情報を伝達することができる。例えば、表示７０は、遅い伝導領域、速い伝導領域、および遅い伝導領域から速い伝導領域までの速度伝導の範囲のうちの少なくとも一つを表示することができる。例えば、刺激（例えば、外部ペーシング、生来の心房細動レート等）のレートは、速度に影響を与える可能性がある。これは、組織の健康状態の推定を可能にすることができる。例えば、組織の健康状態は速度範囲に相関している場合がある。従って、いくつかの場合において、表示７０上に速度の範囲を表示することが有益となる場合がある。信号の速度は、視覚的インジケータおよび形状の少なくとも一方の使用に関連して上記で開示された任意の方法を用いて表示可能であることが企図される。
グリッドに加えて、処理システム３２は統計分布の形状についての他の視覚的表現を生成することができる。例えば図７は、電極構造２０上の６４個の電極２４の各々についてのデータセットに対応した円形ヒストグラムの８×８のマトリックス８０を表示している。上述のように、各円形ヒストグラムは、サンプリング期間の複数の拍にわたって収集されたデータセットから生成することができる。また、収集されたデータは、伝搬する細胞活性化の波面の伝搬ベクトルおよび伝搬角度の少なくとも一方を表していてもよい。図７は８×８のマトリックスにおける円形ヒストグラムを表示しているが、他の大きさのマトリックスを生成することもできることが企図される。マトリックスの大きさは、電気的活動のマッピングに使用される電極２４の数に対応していてもよい。例えば、２×２、４×４、４×６、３×５、６×６またはこれらを組み合わせた大きさのマトリックスが考えられる。
グリッド６２および他の任意のマトリックスの少なくとも一つ、本明細書に開示された収集またはデータ表現を表示上に表示可能であることが企図される。表示には、三次元表現および視覚化の少なくとも一方が含まれ得る。例えば表示には、球状および円柱状の少なくとも一方の解剖学的シェル、表面、および電極間またはカテーテルと解剖学的構造との間の空間的関係を表す地形学的（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃａｌ）視覚化の少なくとも一つが含まれ得る。また、グリッド６２および他の任意のマトリックスの少なくとも一つ、収集またはデータ表現は、医師が細胞のファイアリングの伝搬方向を特定する際に役立ち得る。少なくともいくつかの実施形態において、パターン化／テクスチャ化されたグリッド６２およびメトリック間隔６４の両方を表示上に示すことができる。
上述のように、正常に機能する心臓において、心筋細胞の放電が体系的かつ線形的に生じる可能性がある。従って、細胞励起の波面の非線形的な伝搬の検出は、異常な細胞のファイアリングを示すことができる。例えば、回転パターンによる細胞のファイアリングは、ドミナントロータおよび発散型活性化パターンの少なくとも一方の存在を示すことができる。また、異常な細胞のファイアリングは局所的な対象組織領域で生じ得るため、電気的活動が疾患のある、または異常な細胞組織の周り、内または中に伝搬し、あるいはこれに隣接して伝搬した時に、その形態、強度または方向を変更することができる。疾患のある、または異常な組織についてのこれらの局所的な領域の特定によって、医師は診断処置を実行するための位置を得ることができる。例えば、リエントリ回路またはロータ回路（ｒｅｅｎｔｒａｎｔ ｏｒ ｒｏｔｏｒ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）からなる領域の特定によって、疾患のある、または異常な細胞組織の領域を示すことができる。疾患のある、または異常な細胞組織はその後、アブレーション処置の対象とすることができる。
そのためにも、グリッド６２は円形領域、粘着（ａｄｈｅｒｅｎｔ）領域、ロータまたは他の異常な細胞励起の波面の伝搬領域を特定するために使用することができる。また、処理システム３２は、データセット、データの特徴および視覚的表現の少なくとも一つにおける関連パターン、相関、適合、マッチングまたはテンプレート等を診断的に特定する一つ以上の「法則」を含んでいてもよいことが企図される。例えば、処理システム３２は、ロータパターンのコアを特定する法則を含んでいてもよい。ロータパターンのコアは、「ランダム性」または「不確定性」のレベルの閾値を有するとして特徴付けられたデータセットおよび形状の少なくとも一方を含むことができる。言い換えると、処理システム３２は、所与の電極位置に対応する伝搬ベクトル、角度および電気的活動の少なくとも一つが、サンプリング期間にわたって一貫して繰り返されない場合があることを特定することができる。また、処理システムはさらに、サンプリング期間にわたって伝搬角度が一定である伝搬ベクトルによって囲まれたロータコアの位置を特定することによって、ロータを特定する法則を含んでいてもよい。ロータコアおよびロータの少なくとも一方の特定の際に、処理システム３２はロータおよびコアの少なくとも一方に対応した視覚的インジケータを出力することができる。この視覚的インジケータには、表示上の矢印、テキスト、色または強調表示等が含まれ得る。
本明細書において企図される別の法則には、二つ以上の異なる電極２４のグループにわたって二つ以上の周波数において生じる二つ以上の基礎となる支配的（ｄｏｍｉｎａｎｔ）な電気的活性化サイクルの特定が含まれ得る。有害な心臓事象（例えば、心房細動）の間に、電気的活動は「二峰性」分布として存在する場合がある。例えば、電極の第一グループが第一の周波数においてファイアリングを示す一方で、電極の第二の異なるグループは第一の周波数とは異なる周波数においてファイアリングを示し得る。このようなシナリオにおいて、処理システム３２は、二峰性分布を特定するデータセット、データの特徴および視覚的表現の少なくとも一つにおける関連パターン、相関、適合、マッチングまたはテンプレート等を特定する法則を含んでいてもよい。上述のように、二峰性分布の特定の際に、処理システム３２は異なる周波数に対応する視覚的インジケータを出力することができる。この視覚的インジケータには、表示上の矢印、テキスト、色または強調表示等が含まれ得る。
上記説明は、処理システム３２が含み得る法則の種類についての単なる例示である。処理システム３２はいくつかの診断シナリオに対応する一つ以上の追加の法則を含んでいてもよいことが理解される。
上述の実施形態のうちの少なくともいくつかにおいて、開示された方法は、単一の心拍および心臓パルスの少なくとも一方の間に生じた、検出、収集、測定および送信された電気的な細胞のデータの分析を前提としている。しかしながら、開示された方法のいずれかは、複数の拍または心臓ペーシングの時間間隔にわたって実施されてもよいことが企図される。また、複数の心拍にわたって収集されたデータは統計的法則を用いて分析し、開示された方法に適用することができる。例えば、活性化時間は一連の心拍およびパルスの少なくとも一方にわたって収集することができる。収集された活性化時間の統計分布は、演算および分析を行い、開示された方法に組み込むことができる。
本願は多くの点において、単なる例示であると理解されるべきである。本発明の範囲から逸脱することなく、詳細について、特に形状、サイズおよび工程の配置について変更を行うことができる。これは適切である限りにおいて、他の実施形態において用いられる特徴のいずれかを、例示的な一実施形態において使用することを含み得る。本発明の範囲は当然ながら、添付の特許請求の範囲における文言によって定義される。
Claims (14)
- 心臓の電気的活動をマッピングするためのシステムにおいて、前記システムは、
複数の電極が接続されたカテーテルシャフトと、
プロセッサとを含み、前記プロセッサは、
複数の前記電極のうちの少なくとも一つから一組の信号を収集可能であり、
前記一組の信号は期間にわたって収集され、
前記一組の信号から少なくとも一つの伝搬ベクトルを算出可能であり、
少なくとも一つの前記伝搬ベクトルからデータセットを生成可能であり、
前記データセットの統計分布を生成可能であり、
前記統計分布の視覚的表現を生成可能であるシステム。 - 請求項１に記載のシステムにおいて、前記統計分布の視覚的表現を生成することは、前記データセットのヒストグラムを表示することを含むシステム。
- 請求項２に記載のシステムにおいて、前記データセットのヒストグラムを表示することは、円形ヒストグラムを表示することを含むシステム。
- 請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記統計分布の視覚的表現を生成することは、前記データセットのアルゴリズム演算を実行することを含むシステム。
- 請求項４に記載のシステムにおいて、前記データセットのアルゴリズム演算によって、前記データセットの代表メトリック値が生成されるシステム。
- 請求項５に記載のシステムにおいて、前記代表メトリック値は、前記期間にわたって複数の前記電極の各々について生成されるシステム。
- 請求項５または６に記載のシステムにおいて、複数の前記電極の各々からの前記代表メトリック値を表示することをさらに含むシステム。
- 請求項５〜７のいずれか一項に記載のシステムにおいて、一つ以上のメトリックインジケータをさらに含み、前記メトリックインジケータは一つ以上の前記代表メトリック値に対応するシステム。
- 請求項８に記載のシステムにおいて、前記メトリックインジケータの各々は個別のメトリック間隔に対応し、前記個別のメトリック間隔は全体のメトリック間隔の一区分であるシステム。
- 請求項８または９に記載のシステムにおいて、複数の前記電極の各々についての前記メトリックインジケータを表示するグリッドを生成することをさらに含むシステム。
- 請求項５に記載のシステムにおいて、前記データセットの代表メトリック値は、前記データセットの標準偏差、エントロピー、尖度、歪度および円形平均のうちの少なくとも一つを含むシステム。
- 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシステムにおいて、少なくとも一つの前記伝搬ベクトルは伝搬角度を含み、データセットを生成することは、複数の前記電極のうちの少なくとも一つからの前記一組の信号の各々についてのベクトル角度を含むように前記データセットを決定することを含むシステム。
- 請求項１〜１２のいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記統計分布の視覚的表現は、二次元グリッド、三次元モデル、および三次元曲面のうちの一つ以上を含むシステム。
- 請求項１〜１３のいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記データセットの統計分布を生成することは、前記データセットを正規化することをさらに含むシステム。
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