JP7814872B2 - 電気生理学的マップ内の波面信号をクラスタ化するためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気生理学的マップを簡略化するために波面信号をクラスタ化するためのシステム、方法、装置、及びプログラムに関する。

心臓構造の視覚化は、心臓の健康状態を観察及び診断するために、並びに特定の心臓処置を行うために重要である。例えば、心臓処置を行うための必要条件として、三次元又は３Ｄマッピングデータをモニタに表示することができる電気生理学的（electrophysiological、ＥＰ）心臓マップを生成するために、多くの場合、電気生理学的調査が行われる。

心腔又は心容積の表面上の複数の場所の既知の位置座標を使用して、心腔又は心容積の３Ｄ ＥＰマップを再構築するための様々な方法が当該技術分野で既知である。心臓ＥＰマッピングの一例は、心組織を通る電気信号の伝播の速度及び方向の決定を必要とする。異常な伝播速度又は渦信号の流れは、例えばアブレーションによって処置することができる、局所的に病変した心組織の診断であり得る。

典型的に、心信号の伝播速度は、心腔の内面と接触している複数の電極において波面信号を検知することによって測定される。心信号の伝播速度を測定するための既知の方法の一例は、カテーテル先端部が心腔の内面と接触している地点における電気活動を検知するカテーテルなどの装置を使用して、心腔の内面上の複数のサンプリング点での、心周期に対する心組織の局所活性化時間（local activation time、ＬＡＴ）の測定値を利用する。これらのＬＡＴの測定値は、伝導速度ベクトルとしてＥＰ心臓マップに表示して、測定点において、例えば矢印によって表すことができ、矢印の方向が、波面の伝播方向を表し、矢印の長さが、波面の伝播速度を表す。これらの矢印は、処置されるべき病変した心組織の場所を医師が特定することを可能にする、伝播速度の視覚的表示を提供する。

従来では、ベクトル又は矢印の形態でのグラフィック情報の量はかなりの量であり、特に未熟な医師にとっては、解釈することが困難である。医師が、波面情報をより容易に理解できるようにするために、現在のＥＰマッピングシステムのベクトルによって提示される情報量を低減させる簡略化された様式で、波面信号の伝播方向及び伝播速度を示すＥＰ心臓マップを視認することを可能にすることが有利となる。

電気生理学的（ＥＰ）マップを簡略化するために波面信号をクラスタ化するためのシステム、方法、装置、及びプログラムが、本明細書に開示される。

一態様によれば、本明細書に開示される主題は、心組織の電気生理学的マップ内の波面信号をクラスタ化するための方法に関する。本方法は、心組織の電気生理学的マップを受信するように構成されたプロセッサを提供することと、複数の速度ベクトルとして波面信号の伝播を表示することと、受信した電気生理学的マップを複数のセクションに離散化することと、定義済み基準に基づいて、速度ベクトルを各セクション内の少なくとも１つの群にクラスタ化することと、電気生理学的マップ内の各セクション内のクラスタ化された速度ベクトルの各群を表す傾向線を生成することと、を含む。

別の態様によれば、本明細書に開示される主題は、心組織の電気生理学的マップ内の波面信号をクラスタ化するためのシステムに関する。本システムは、メモリを備えるプロセッサであって、複数の速度ベクトルとして波面信号の伝播を表示する、心組織の電気生理学的マップを受信することと、受信した電気生理学的マップを複数のセクションに離散化することと、定義済み基準に基づいて、速度ベクトルを各セクション内の少なくとも１つの群にクラスタ化することと、電気生理学的マップ内の各セクション内のクラスタ化された速度ベクトルの各群を表す傾向線を生成することと、を行うように構成されている、メモリを備えるプロセッサを備える。

更に別の態様によれば、本明細書に開示される主題は、心組織の電気生理学的マップ内の波面信号をクラスタ化するためのプログラム命令を記憶しているコンピュータ可読記録媒体に関する。プログラム命令は、コンピュータに、心組織の電気生理学的マップを受信するステップと、複数の速度ベクトルとして、波面信号の伝播を表示するステップと、受信した電気生理学的マップを複数のセクションに離散化するステップと、定義済み基準に基づいて、速度ベクトルを各セクション内の少なくとも１つの群にクラスタ化するステップと、電気生理学的マップ内の各セクション内のクラスタ化された速度ベクトルの各群を表す傾向線を生成するステップと、電気生理学的マップ内の傾向線をディスプレイに表示するステップと、を実行させる。

より詳細な理解は、添付の図面と併せて例として示される以下の説明より得ることができ、図中の同様の参照番号は、同様の要素を示す。
本出願の開示される実施形態による、開示される主題の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電気生理学的（ＥＰ）マッピングシステムを示す。 本出願の開示される実施形態による、患者の心臓内のカテーテルを示す。 伝導速度ベクトルを矢印として重ね合わせた、心組織と関連付けられた局所活性化時間（ＬＡＴ）を示す３Ｄ ＥＰマップの図を示す。 本出願の開示される実施形態による、波面信号の伝播を伝える複数の傾向線を含む、心組織の例示的な３Ｄ ＥＰマップを示す。 本出願の開示される実施形態による、サイクル長全体にわたる波面信号の伝播を伝える単一の傾向線を示す、心組織の例示的な３Ｄ ＥＰマップを示す。 本出願の開示される実施形態による、クラスタリングアルゴリズムを利用して、波面伝播を表す傾向線を心組織のＥＰマップ内に生成するためのプロセスの例示的な実施形態を示すフロー図である。

電気生理学的（ＥＰ）マップを簡略化するために波面信号をクラスタ化するためのシステム、方法、装置、及びプログラムが、本明細書に開示される。

心不整脈などの心臓疾患の治療は、多くの場合、心組織、心腔、静脈、動脈、及び／又は電気経路の詳細なマッピングを取得することを必要とする。例えば、カテーテルアブレーションを首尾よく行うための必要条件として、心不整脈の位置を心腔内で正確に特定しなければならない。そのような位置特定は、電気生理学的調査を介して行われ得、その調査中に、心腔の中へ導入されたマッピングカテーテルによって、電位が検出される。この電気生理学的調査は、多くの場合、ＥＰマッピングと称され、モニタに表示することができる３Ｄマッピングデータを提供する。多くの場合、マッピング機能及び治療機能（例えば、アブレーション）は、単一のカテーテル又はカテーテル群によって提供され、したがって、マッピングカテーテルはまた、同時に治療（例えば、アブレーション）カテーテルとしても動作する。

心臓部、心組織、静脈、動脈、及び／又は電気経路などの心臓領域のマッピングは、瘢痕組織、不整脈源（例えば、電気回転子）などの問題領域、健康な領域などの特定をもたらし得る。心臓領域は、本明細書で更に開示されるように、マッピングされた心臓領域の視覚的レンダリングがディスプレイを使用して提供されるようにマッピングすることができる。更に、心臓マッピングは、限定されないが、局所活性化時間（ＬＡＴ）、電気活動、トポロジ、双極マッピング、優位周波数、又はインピーダンスなどの１つ又は２つ以上のモダリティに基づいて、マッピングを含むことができる。複数のモダリティに対応するデータは、患者の身体内に挿入されたカテーテルを使用して捕捉することができ、対応する設定値及び／又は医療専門家の選好に基づいて、同時に又は異なる時点でレンダリングするために提供することができる。

一実施形態では、ＥＰ心臓マッピングは、心臓内の正確な場所の関数として、心組織の電気的特性、例えば、局所活性化時間（ＬＡＴ）を検知することによって実施され得る。その対応するデータは、遠位先端に電気及び場所センサを有するカテーテルを使用して、心臓内へと前進される１つ又は２つ以上のカテーテルを用いて取得することができる。一例として、場所及び電気活動は、心腔の電気活動の詳細な包括的なマップを生成するために、数百又は数千の心臓の点又は部位において測定され得る。その後、生成された詳細なマップは、心臓の電気活動の伝播を改変させ正常な心調律を回復させるための治療上の行動指針、例えば、組織のアブレーションに関する決定を下すための基準となり得る。

一実施形態では、心臓内のある点における電気活動は、その遠位先端に、又はその近くに電気センサを含むカテーテルを、心臓内のその点へと前進させ、組織をセンサと接触させ、その点におけるデータを取得することによって測定され得る。そのようなカテーテル含む電気及び／又はセンサはまた、心臓表面上の測定点における心臓の波面信号の速度及び方向を決定するために使用され得る。そのような運動特性を表すＥＰマップは、波面速度及び方向情報が心臓内の十分な数の点においてサンプリングされたときに構築され得る。他の例によれば、身体パッチ及び／又は身体表面電極は、患者の身体上に、又はそれに近接して配置することもできる。１つ又は２つ以上の電極を有するカテーテルが、患者の身体内（例えば、患者の心臓内）に位置付けられ得、カテーテルの位置は、カテーテルの１つ又は２つ以上の電極と身体パッチ及び／又は体表面電極との間で送信及び受信される信号に基づいて、システムによって決定され得る。更に、カテーテル電極は、患者の身体内（例えば、心臓内）から生体データ（例えば、ＬＡＴ値）を感知し得る。生体データは、判定されたカテーテルの位置に関連付けられ得、その結果、患者の身体部分（例えば、心臓）のレンダリングが表示され得、カテーテルの位置ごとに測定されたように、身体部分の形状に重ね合わされた生体データを示し得る。

図１は、開示される主題の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ＥＰマッピングシステム１００の図である。ＥＰマッピングシステム１００は、カテーテル１４０（差し込み図１４５に示す）などの１つ又は２つ以上の生体計測装置１２０を含み得る。例えば、限定されないが、生体計測装置１２０は、撮像信号、電気信号、波面伝播情報などの生体データを取得するように構成され得る。当業者は、カテーテル１４０が、任意の形状であり得ること、及び本明細書に開示される実施形態を実施するために使用される１つ又は２つ以上の要素（例えば、電極又はセンサ）を含み得ることを認識するであろう。ＥＰマッピングシステム１００は、テーブル１２９上に横になっている患者１２８の心臓１２６などの身体部分内へと医師１３０によってナビゲートされ得る１つ又は２つ以上のシャフト１２２を有する、プローブ１２１を含む。例示的な実施形態によれば、複数のプローブ１２１が提供され得るが、簡潔にするため、この実施例では、単一のプローブ１２１について説明されている。ただし、プローブ１２１は、複数のプローブを表し得ることが理解されるであろう。図１に示すように、医師１３０は、シース１２３を通してプローブ１２１を挿入し得、一方で、侵襲的装置の近位端の近くのマニピュレータ及び／又はシース１２３からの偏向を使用して、プローブ１２１の遠位端のシャフト１２２を操作する。差し込み図２２５に示すように、生体計測装置１２０は、プローブ１２１の遠位端に嵌合され得る。生体計測装置１２０は、シース１２３を通して挿入されて、心臓１２６の生体データを取得し得る。例えば、差し込み図１４５は、心臓１２６の心室内部でカテーテル１４０の拡大図を示す。示すように、カテーテル１４０は、心臓１２６の生体情報又は生理学的情報を測定するための少なくとも１つの測定デバイス１４７を有する、先端部１４６を含み得る。

本明細書に開示される実施形態によれば、生体情報はまた、ＬＡＴ、電気活動、トポロジ、双極マッピング、優位周波数、インピーダンスなどのうちの１つ又は２つ以上も含み得る。局所活性化時間は、正規化された初期開始点に基づいて計算された、局所活性化に対応する閾値活動の時点であり得る。電気活動は、１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よく、信号対ノイズ比及び／又は他のフィルタに基づいて、検知及び／又は拡張され得る。トポロジは、身体部分又は身体部分の一部の物理的構造に対応し得、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。主要周波数は、身体部分の一部に行き渡る周波数又は周波数の範囲であり得、同じ身体部分の異なる部分において異なり得る。例えば、心臓の肺静脈の主要周波数は、同じ心臓の右心房の主要周波数と異なり得る。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り得る。

図１に示すように、プローブ１２１は、コンソール１２４に接続され得る。コンソール１２４は、生体装置１２０と信号を送信及び受信するための、並びにＥＰマッピングシステム１００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１３８を有する汎用コンピュータなどのプロセッサ１４１を含み得る。いくつかの実施形態では、プロセッサ１４１は、電気活動などの生体データを受信し、所与の組織領域が電気を伝導するかどうかを判定するように更に構成され得る。一実施形態によれば、プロセッサは、コンソール１２４の外部にあり得、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得、又はスタンドアロン型プロセッサであり得る。

上述のように、プロセッサ１４１は、汎用コンピュータを含み得、このコンピュータは、本明細書で説明される機能を実行するようにソフトウェアに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よく、又は代替的に若しくは追加的に、磁気メモリ、光学メモリ、若しくは電子メモリなどの、非一時的有形媒体上で提供及び／若しくは保存されてもよい。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得る。本開示の実施形態は、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、ＥＰマッピングシステム１００は、電気活動を検知するための要素、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の追加の構成要素を含み得る。

一実施形態によれば、プロセッサ（例えば、プロセッサ１４１）に接続されたディスプレイ１２７は、別個の病院などの遠隔場所に、又は別個の医療提供者ネットワーク内に位置し得る。追加的に、ＥＰマッピングシステム１００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行うように構成された外科システムの一部であり得る。そのような外科システムの一例は、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒにより販売されているＣＡＲＴＯ（登録商標）システムである。

ＥＰマッピングシステム１００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し得る。ＥＰマッピングシステム１００は、カテーテル１４０、身体表面電極１４３、又は心臓の電気的特性を測定する他のセンサを使用して、電気的測定値を取得し得る。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、ＥＰマッピングシステム１００のメモリ１４２に保存され得る。生体データは、メモリ１４２からプロセッサ１４１に伝送され得る。代替的に、又は加えて、生体データは、ネットワーク１６２を使用して、ローカル又はリモートであり得るサーバ１６０に送信され得る。サーバ１６０は、生体データの追加のレビュー、分析、及び処理のための処理装置を含み得る。

ネットワーク１６２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ＥＰマッピングシステム１００とサーバ１６０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、当該技術分野で一般的に既知であ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１６２は、有線、無線、又はこれらの組み合わせであり得る。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一般的に知られている任意の他の有線接続を使用して実装することができる。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一般的に知られている任意のその他の無線接続方法を使用して実装することができる。追加的に、いくつかのネットワークは、ネットワーク１６２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し得る。

いくつかの場合では、サーバ１６０は、物理的サーバとして実装され得る。他の場合では、サーバ１６２は、仮想サーバ、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。

プロセッサ１４１は、典型的に、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array、ＦＰＧＡ）として構成されたリアルタイムノイズ低減回路と、その後のアナログ－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、を含むことができる。プロセッサ１４１は、Ａ／Ｄ ＥＣＧ又はＥＭＧ回路から別のプロセッサへ信号を通過させ得、及び／又は本明細書に開示される１つ又は２つ以上の機能を行うようにプログラムすることができる。

制御コンソール１２４はまた、制御コンソールが、生体装置１２０から信号を転送すること、及び／又はそこに信号を転送することを可能にする、入力／出力（input/output、Ｉ／Ｏ）通信インターフェースを含み得る。

処置中又は処置後にプロセッサ１４１は、ディスプレイ１２７上での医師１３０への身体部分レンダリング１３５の提示を容易にし、身体部分レンダリング１３５を表すデータをメモリ１４２に記憶し得る。メモリ１４２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得る。いくつかの実施形態では、医療専門家１３０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つ以上の入力装置を使用して、身体部分レンダリング１３５を操作することが可能であり得る。例えば、入力装置を使用して、レンダリング１３５が更新されるように、カテーテル１４０の位置が変更され得る。代替的な実施形態では、ディスプレイ１２７は、身体部分レンダリング１３５を提示することに加えて、医療専門家１３０からの入力を受け取るように構成することができるタッチスクリーンを含み得る。

図２は、本出願の一実施形態による、患者１２８の心臓１２６内に位置付けられたカテーテル１４０の遠位端２２２の例示的な実施形態を示す。カテーテル１４０を心臓１２６内に挿入し、先端部１４６を心臓１２６の内面２７２上の場所２２０などの複数の場所と接触させる。複数の場所の各々において、先端部１４６の座標が、測定デバイス１４７によって決定される。決定された座標、及び任意選択的に、生理学的情報が局所データ点を形成する。

一実施形態では、カテーテル１４０の測定装置１４７を使用して測定される心臓１２６の生理学的パラメータの一例は、心組織の局所活性化時間（ＬＡＴ）である。この時間は、各サンプリング点において機能測定装置１４７によって測定される信号（具体的には、電圧）の特徴の時間、例えばその信号が最初に特定の閾値を超えた心周期の時間を、例えばＥＣＧモニタを使用して測定したときの、ＥＣＧ信号の基準特徴の心周期内の時間に照会することによって決定される。ＬＡＴ信号の伝播速度、すなわち、心組織の伝導速度は、あたかも完全に記載されているかのように参照により組み込まれる米国特許第６，３０１，４９６号で説明されているような、当業者には既知である方法を利用して測定されたＬＡＴ信号値に基づいて、速度ベクトルを各サンプリング点に割り当てることによって取得される。伝導速度ベクトルは、システム１００などのＥＰマッピングシステムにおいて、心臓の３Ｄモデル又は心臓セグメント上に矢印として重ね合わせることができる。一実施形態では、矢印の方向は、波面信号の伝播方向を表し、矢印の長さは、波面の伝播速度を表す。これらの矢印は、心組織の伝導速度の視覚的表示を提供して、医師が、病変した心組織の治療方法を評価及び決定することを可能にする。

従来の３Ｄ ＥＰマッピングシステムでは、典型的に数百又は数千の速度ベクトルを提示するので、心臓又は心臓セグメントの３Ｄモデルに矢印として重ね合わせられた伝導速度ベクトルを解釈することが困難であり得る。図３は、心組織と関連付けられた局所活性化時間（ＬＡＴ）を示す３Ｄ ＥＰマップの例示的な実施形態である。心組織は、例えば、限定されないが、心腔（例えば心房腔、左心房、又は右心房）であり得る。ＬＡＴは、心臓の壁を通る電気活動の流れの指示である。具体的には、図３は、矢印として重ね合わせられた伝導速度ベクトルを示す。図３に示すように、伝導速度ベクトルの数は、多く、冗長であり、かつ特に経験の浅い医師にとってはたどることが困難である。

一実施形態では、本出願の主題は、提示される情報量を低減させることによって、３Ｄ ＥＰ心臓マップを簡略化することを目的とする。より具体的には、本出願の主題は、クラスタリングアルゴリズムを利用して、個々の速度ベクトルの代わりに傾向線を生成して、心組織の波面伝播を示すことを目的とする。クラスタリングアルゴリズムの出力は、従来のＬＡＴマップと同様の情報を伝えるが、複数の伝導速度ベクトルを１つ又はいくつかの傾向線にクラスタ化する結果として、グラフィック情報が低減される。例えば、波面信号の伝播を示すために、図４に示すように、本明細書でより詳細に論じる複数の傾向線（４１０、４１５、４２０、４３０、４３５、４４０、４５０）をＥＰマップ４００に重ね合わせることができ、又は図５に示すように、本明細書でより詳細に論じる単一の傾向線５１０をＥＰマップ５００に重ね合わせることができる。

図６は、本出願のクラスタリングアルゴリズムを利用して、波面伝播を表す傾向線を心組織のＥＰマップ内に生成するためのプロセス６００の例示的な実施形態である。

ステップ６１０で、ＥＰマッピングシステム１００（図１）と関連付けられたプロセッサ１４１及びメモリ１４２などの処理装置が、好ましくは、対象の心腔又は心臓領域のＥＰマップを受信し、記憶する。処理装置は、ＥＰマッピングシステムと同じ場所とすることができ、又はＥＰマッピングシステムから遠隔に位置させること、若しくはクラウド内に格納することができる。一実施形態では、ＥＰマップは、例えば、限定されないが、大量の伝導速度ベクトルを示す、図３に示されるＥＰマップ３００などの心組織と関連付けられたＬＡＴを示す、３Ｄ ＥＰマップである。

ステップ６２０で、処理装置が、好ましくは、ＥＰマップを等時セクションに離散化する。例えば、図３は、ＥＰマップの配色の離散化によって生成された、等時セクション３１０、３２０、３３０、３４０、３５０を示す。一実施形態では、配色は、各点の局所活性化時間（ＬＡＴ）の表現としてマップに差し込まれ、各色は、例えば、限定されないが、時間又は時間量を表す数字などの数字にマッピングされる。等時セクション３１０、３２０、３３０、３４０、３５０は、ＥＰマップ上の配色又は時間点をいくつかの時間セグメントに分割することによって生成され、各共通の時間セグメントを１つの等時セグメントに照会する。

一実施形態では、配色及び速度ベクトルは、現在、上記のＣＡＲＴＯ（登録商標）システムにおいて、「コヒーレント」アルゴリズムの結果として決定することができる。このシステムは、本明細書で説明される原理を具現化するために、当業者によって変更され得る。当業者は、あたかも完全に記載されているかのように参照により組み込まれる、本願と同一譲受人に譲渡された米国特許第１０，２８２，８８８号及び同第１０，６７４，９２９号に開示されているような、本出願の主題に従って、ＥＰマップ内の各点についてＬＡＴ（波時間）及び方向（速度ベクトル）を計算する他のシステム、方法、及びアルゴリズムを利用することができることを認識するであろう。例えば、配色は、ラプラス演算子を使用して、ＥＰマップ上の所与の時間の上に差し込むことができ、速度ベクトルは、時間関数にわたって別個の勾配を計算することによって導出することができる。

図３には５つの等時セクションが示されているが、当業者は、本出願の主題を逸脱しない範囲で、任意の数の等時セクションを生成することができることを認識するであろう。ＥＰマップを参照して「配色」という用語が本明細書で使用されるが、当業者は、本出願の範囲内で、「配色」が、各等時セクションと関連付けられた異なる時間を示す、色、輝度、又はグレースケール範囲に基づいた変形例を含み得ることを認識するであろう。

ステップ６３０で、処理装置が、好ましくは、本出願によるクラスタリングアルゴリズムを印加して、等時セクション内の複数の点からの伝導速度ベクトルをクラスタ化するか、又は群にする。例えば、限定されないが、クラスタリングアルゴリズムは、定義済み近接度、共通の方向、又は共通の伝播速度などの定義済み基準に基づいて、伝導速度ベクトルを群にすることができる。一実施形態では、定義済み基準は、医師などのユーザによって設定することができ、又は処理装置によって用いられるマシン学習アルゴリズムの結果として決定することができる。

ステップ６４０で、処理装置が、好ましくは、群にした伝導速度ベクトルを表す、ＥＰマップ内の各等時セクション内に少なくとも１つの傾向線を生成する。図４は、群にした速度ベクトルを表す傾向線４１０、４１５、４２０、４３０、４３５、４４０、４５０を示す心臓構造の３Ｄ ＥＰマップ４００の例示的な実施形態を示す。例えば、
－傾向線４１０及び４１５は、等時セクション３１０内の群にした速度ベクトルを表し、
－傾向線４２０は、等時セクション３２０内の群にした速度ベクトルを表し、
－傾向線４３０及び４３５は、等時セクション３３０内の群にした速度ベクトルを表し、
－傾向線４４０は、等時セクション３４０内の群にした速度ベクトルを表し、
－傾向線４５０は、等時セクション３５０内の群にした速度ベクトルを表す。

図４に示すように、例えば、傾向線４１０、４１５、４２０、４３０、４３５、４４０、４５０は、矢印によって視覚的に示すことができる。しかしながら、当業者は、傾向線が矢印に限定されないこと、及び線、点、ｘ印、カラーパターンなどの他のグラフィカルインジケータを使用して、傾向線を視覚的に示すことができることを容易に理解するであろう。

各等時セクション内に生成される傾向線の数は、所定の基準に基づくことができる。例えば、２つの傾向線４１０、４１５は、図４において等時３１０内に生成され、クラスタリングアルゴリズムは、定義済み基準に基づいて、各等時内に単一の傾向線を生成するように、又は各等時に２つ以上の傾向線の生成するようにプログラムすることができる。

図５は、本明細書で説明されるクラスタリングアルゴリズムによって生成される等時セクション内で群にした速度ベクトルを表す単一の傾向線５１０を示す、心臓構造の３Ｄ ＥＰマップ５００の例示的な実施形態を示す。図５に示すように、単一の傾向線５１０は、心臓周期長全体にわたる波面信号の伝播を表す円形パターン有することができる。

ステップ６５０で、ＥＰマップ内に生成された傾向線を、ディスプレイ１２７（図１）などのディスプレイに表示することができる。代替的に、ＥＰマップで生成された傾向線は、リモートディスプレイ（例えばサーバ１６０と関連付けられたディスプレイ）に表示することができる。一実施形態では、傾向線は、図４に示されるように、伝導速度ベクトルを伴わずに表示される。代替的に、傾向線は、伝導速度ベクトルにオーバーレイして、異なるグレースケール、色、又はパターンなどによって、可視的に区別することができる。

ＥＰマップ内に表すための波面情報をクラスタ化するための、本明細書に開示される主題は、従来のＥＰマップ内の表示と比較して、心臓構造を通して移動する電磁波面信号の伝播のより簡略化された視覚化を提供する。これは、従来のＥＰマップ内に提示される数百又は数千の速度ベクトルによって生じるクラッタを低減させ、伝導速度ベクトルの群を表す限定された数の傾向線の凝縮された視覚化を提供することによって達成される。傾向線情報は、従来の伝導速度ベクトルと同様の情報を伝えるが、特に新人の医師にとって理解が容易であるグラフィカル表示で提示される。

本明細書で説明される等時セグメント生成は、波面信号の伝播を決定する複雑さを低減させる。本明細書で説明されるように、傾向線は、波面伝播を表す各等時領域内に生成される。その結果、所与の空間の等時領域の数が多くなるほど、より正確な傾向線がＥＰマップ内に生成される。

上の説明は、概して、心組織の局所活性化時間を分析する処理装置を有することを目的としているが、本出願の主題は、そのように限定されず、他の身体臓器と関連付けられた他の生理学的パラメータに適用され得ることが理解されるであろう。例えば、処理装置は、時間によって操作するのではなく、器官を横断する電圧によって操作し、クラスタ化するように構成され得る。別の実施例としては、器官のアブレーションの間には、熱の流れがあり、器官を通る熱の流れは、それ自身器官の温度変化として明らかになる場合がある。処理装置は、器官の測定温度を分析し、クラスタ化するように構成され得る。当業者は、本出願の範囲内で処理装置が適用可能である他の生理学的パラメータを特定することが可能になるであろう。

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。同様に、プロセスステップは、特定の順序で上述されているが、ステップは他の望ましい順序で実行することができる。

本明細書に提供される方法、プロセス、及び／又はフローチャートは、汎用コンピュータ又はプロセッサによる実行のために非一時的コンピュータ可読記憶媒体に組み込まれた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することができる。非一時的コンピュータ可読記憶媒体の例としては、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（ＤＶＤ）が挙げられる。

特定の専門用語は、単に便宜上本明細書の説明において使用されるに過ぎず、限定ではない。「１つ（a）」及び「１つ（one）」という語は、特許請求の範囲及び本明細書の対応する部分において使用するとき、特に指定しない限り、参照された項目のうちの１つ又は２つ以上を含むものとして定義される。この専門用語には、上記で具体的に言及した語、その派生語及び同様の意味を有する語が含まれる。「少なくとも１つ」という語句の後に「Ａ、Ｂ又はＣ」などの２つ以上の項目の列挙が続くと、Ａ、Ｂ又はＣのうちの任意の個々の１つ及びそれらの任意の組み合わせを意味する。

本明細書の更なる例示的な実施形態は、ある実施形態に、本明細書の任意の１つ又は２つ以上の他の実施形態に由来する１つ又は２つ以上の要素を付加することによって、かつ／又はある実施形態に由来する１つ又は２つ以上の要素を、本明細書の１つ又は２つ以上の他の実施形態由来の１つ又は２つ以上の要素と置換することによって、形成されてもよい。

したがって、開示される主題は、開示される特定の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲、上の説明によって定義される、及び／又は添付図面に示されるような本発明の趣旨及び範囲内にあるすべての修正例を包含することを意図するものと理解される。

〔実施の態様〕
（１） 心組織の電気生理学的マップ内の波面信号をクラスタ化するための方法であって、
前記心組織の電気生理学的マップを受信するように構成されたプロセッサを提供することと、
複数の速度ベクトルとして前記波面信号の伝播を表示することと、
受信した前記電気生理学的マップを複数のセクションに離散化することと、
定義済み基準に基づいて、前記速度ベクトルを各セクション内の少なくとも１つの群にクラスタ化することと、
前記電気生理学的マップ内の各セクション内のクラスタ化された速度ベクトルの各群を表す傾向線を生成することと、を含む、方法。
（２） 前記心組織が、心房腔である、実施態様１に記載の方法。
（３） 前記受信した電気生理学的マップが、前記心組織と関連付けられた局所活性化時間の３Ｄマップである、実施態様１に記載の方法。
（４） 前記電気生理学的マップが、複数の等時セクションに離散化される、実施態様１に記載の方法。
（５） 前記電気生理学的マップが、前記速度ベクトルの方向に基づいて離散化される、実施態様４に記載の方法。

（６） クラスタ化することが、クラスタリングアルゴリズムを適用して、前記速度ベクトルを群にすることを更に含む、実施態様１に記載の方法。
（７） 前記速度ベクトルをクラスタ化するための前記定義済み基準が、定義済み近接度、共通の方向、又は共通の伝播速度のうちの少なくとも１つを含む、実施態様１に記載の方法。
（８） ３Ｄ電気生理学的マップ内の矢印として前記傾向線をディスプレイに表示することを更に含む、実施態様１に記載の方法。
（９） 前記プロセッサが、電気生理学的マッピングシステムの構成要素である、実施態様１に記載の方法。
（１０） 前記電気生理学的マップが、電気生理学的マッピングシステムによって生成される、実施態様１に記載の方法。

（１１） 心組織の電気生理学的マップ内の波面信号をクラスタ化するためのシステムであって、
メモリを備えるプロセッサであって、
複数の速度ベクトルとして前記波面信号の伝播を表示する、前記心組織の電気生理学的マップを受信することと、
受信した前記電気生理学的マップを複数のセクションに離散化することと、
定義済み基準に基づいて、前記速度ベクトルを各セクション内の少なくとも１つの群にクラスタ化することと、
前記電気生理学的マップ内の各セクション内のクラスタ化された速度ベクトルの各群を表す傾向線を生成することと、を行うように構成されている、メモリを備えるプロセッサを備える、システム。
（１２） 前記心組織が、心房腔である、実施態様１１に記載のシステム。
（１３） 前記受信した電気生理学的マップが、前記心組織と関連付けられた局所活性化時間の３Ｄマップである、実施態様１１に記載のシステム。
（１４） 前記電気生理学的マップが、複数の等時セクションに離散化される、実施態様１１に記載のシステム。
（１５） 前記電気生理学的マップが、前記速度ベクトルの方向に基づいて離散化される、実施態様１４に記載のシステム。

（１６） 前記プロセッサが、クラスタリングアルゴリズムを適用して、前記速度ベクトルをクラスタ化するように更に構成されている、実施態様１１に記載のシステム。
（１７） 前記速度ベクトルをクラスタ化するための前記定義済み基準が、定義済み近接度、共通の方向、又は共通の伝播速度のうちの少なくとも１つを含む、実施態様１１に記載のシステム。
（１８） 前記電気生理学的マップが、３Ｄ電気生理学的マップであり、
前記プロセッサが、前記３Ｄ電気生理学的マップ内の矢印として前記傾向線をディスプレイに表示するように更に構成されている、実施態様１１に記載のシステム。
（１９） 前記プロセッサが、電気生理学的マッピングシステムの構成要素である、実施態様１１に記載のシステム。
（２０） 心組織の電気生理学的マップ内の波面信号をクラスタ化するためのプログラム命令を記憶している非一時的コンピュータ可読記録媒体であって、前記プログラム命令が、コンピュータに、
前記心組織の電気生理学的マップを受信するステップと、
複数の速度ベクトルとして、前記波面信号の伝播を表示するステップと、
受信した前記電気生理学的マップを複数のセクションに離散化するステップと、
定義済み基準に基づいて、前記速度ベクトルを各セクション内の少なくとも１つの群にクラスタ化するステップと、
前記電気生理学的マップ内の各セクション内のクラスタ化された速度ベクトルの各群を表す傾向線を生成するステップと、
前記電気生理学的マップ内の前記傾向線をディスプレイに表示するステップと、を実行させることによってクラスタ化を行う、非一時的コンピュータ可読記録媒体。

Claims (20)

1. 心組織の電気生理学的マップ内の波面信号をクラスタ化するためのシステムであって、
   メモリを備えるプロセッサであって、
   複数の速度ベクトルとして前記波面信号の伝播を表示する、前記心組織の電気生理学的マップを受信することと、
   受信した前記電気生理学的マップを複数のセクションに離散化することと、
   定義済み基準に基づいて、前記速度ベクトルを各セクション内の少なくとも１つの群にクラスタ化することと、
   前記電気生理学的マップ内の各セクション内のクラスタ化された速度ベクトルの各群を表す傾向線を生成することと、を行うように構成されている、メモリを備えるプロセッサを備える、システム。
2. 前記心組織が、心房腔である、請求項１に記載のシステム。
3. 受信した前記電気生理学的マップが、前記心組織と関連付けられた局所活性化時間の３Ｄマップである、請求項１に記載のシステム。
4. 前記電気生理学的マップが、複数の等時セクションに離散化される、請求項１に記載のシステム。
5. 前記電気生理学的マップが、前記速度ベクトルの方向に基づいて離散化される、請求項４に記載のシステム。
6. 前記プロセッサが、クラスタリングアルゴリズムを適用して、前記速度ベクトルをクラスタ化するように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。
7. 前記速度ベクトルをクラスタ化するための前記定義済み基準が、定義済み近接度、共通の方向、又は共通の伝播速度のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
8. 前記電気生理学的マップが、３Ｄ電気生理学的マップであり、
   前記プロセッサが、前記３Ｄ電気生理学的マップ内の矢印として前記傾向線をディスプレイに表示するように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。
9. 前記プロセッサが、電気生理学的マッピングシステムの構成要素である、請求項１に記載のシステム。
10. 心組織の電気生理学的マップ内の波面信号をクラスタ化するためのプログラム命令を記憶している非一時的コンピュータ可読記録媒体であって、前記プログラム命令が、コンピュータに、
    前記心組織の電気生理学的マップを受信するステップと、
    複数の速度ベクトルとして、前記波面信号の伝播を表示するステップと、
    受信した前記電気生理学的マップを複数のセクションに離散化するステップと、
    定義済み基準に基づいて、前記速度ベクトルを各セクション内の少なくとも１つの群にクラスタ化するステップと、
    前記電気生理学的マップ内の各セクション内のクラスタ化された速度ベクトルの各群を表す傾向線を生成するステップと、
    前記電気生理学的マップ内の前記傾向線をディスプレイに表示するステップと、を実行させることによってクラスタ化を行う、非一時的コンピュータ可読記録媒体。
11. 心組織の電気生理学的マップ内の波面信号をクラスタ化するためのシステムの作動方法であって、
    前記システムが、前記心組織の電気生理学的マップを受信するように構成された、メモリを備えるプロセッサを備え、
    前記プロセッサが、複数の速度ベクトルとして前記波面信号の伝播を表示することと、
    前記プロセッサが、受信した前記電気生理学的マップを複数のセクションに離散化することと、
    前記プロセッサが、定義済み基準に基づいて、前記速度ベクトルを各セクション内の少なくとも１つの群にクラスタ化することと、
    前記プロセッサが、前記電気生理学的マップ内の各セクション内のクラスタ化された速度ベクトルの各群を表す傾向線を生成することと、を含む、システムの作動方法。
12. 前記心組織が、心房腔である、請求項１１に記載のシステムの作動方法。
13. 受信した前記電気生理学的マップが、前記心組織と関連付けられた局所活性化時間の３Ｄマップである、請求項１１に記載のシステムの作動方法。
14. 前記電気生理学的マップが、複数の等時セクションに離散化される、請求項１１に記載のシステムの作動方法。
15. 前記電気生理学的マップが、前記速度ベクトルの方向に基づいて離散化される、請求項１４に記載のシステムの作動方法。
16. 前記クラスタ化することが、前記プロセッサが、クラスタリングアルゴリズムを適用して、前記速度ベクトルを群にすることを更に含む、請求項１１に記載のシステムの作動方法。
17. 前記速度ベクトルをクラスタ化するための前記定義済み基準が、定義済み近接度、共通の方向、又は共通の伝播速度のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載のシステムの作動方法。
18. 前記プロセッサが、３Ｄ電気生理学的マップ内の矢印として前記傾向線をディスプレイに表示することを更に含む、請求項１１に記載のシステムの作動方法。
19. 前記プロセッサが、電気生理学的マッピングシステムの構成要素である、請求項１１に記載のシステムの作動方法。
20. 前記電気生理学的マップが、電気生理学的マッピングシステムによって生成される、請求項１１に記載のシステムの作動方法。