电生理参数的自动图形呈现的制作方法

本发明整体涉及电生理测量，并且具体地涉及用于电生理参数的自动标测的设备和方法。

背景技术：

患者的组织的电生理(ep)标测图通过以下方式生成：将一个或多个电极定位在组织的区域上；采集该区域的ep信号；然后对不同区域重复该过程。ep参数从每个测量区域中的ep信号中提取，然后显示在组织的图像上。

技术实现要素：

下文所述的本发明的实施方案提供了用于标测电生理参数的改进的方法和设备。

因此，根据本发明的实施方案，提供了一种医疗设备，该医疗设备包括被配置用于插入患者的身体中的探头，其中该探头包括被配置为接触身体内的区域的组织的一个或多个电极。该设备还包括显示屏、被配置为采集身体内的一个或多个电极的位置坐标的位置跟踪系统，以及处理器。处理单元被配置为：当使一个或多个电极在至少预设时间长度内在区域中的相应位置处保持静止时，从一个或多个电极采集相应的电生理信号；从由相应位置处的一个或多个电极采集的电生理信号提取相应的电生理参数；以及计算从由电极在预设时间长度内在相应位置中的每个位置处采集的电生理信号提取的相应的电生理参数的相应的一致性量度。

处理单元被进一步配置为将组织的三维(3d)标测图渲染到显示屏，同时响应于位置坐标在标测图上叠加相应的一致性量度满足预定义的一致性标准的相应位置处的所提取的电生理参数的视觉指示，并且被配置为从标测图自动丢弃相应的一致性量度不满足预定义的一致性标准的电生理参数。

在本发明所公开的实施方案中，电生理参数包括患者的心脏中的局部激动时间(lat)，并且一致性量度指示lat的变化。附加地或另选地，一致性量度包括lat在任何给定位置处的峰到峰变化，并且一致性标准要求lat的峰到峰变化不超过预定义的限值。

在另一个实施方案中，电生理参数包括电生理电压，并且一致性量度指示电生理电压的变化。附加地或另选地，一致性量度包括在任何给定位置处的电生理电压的峰到峰变化，并且一致性标准要求电生理电压的峰到峰变化不超过预定义的限值。

在另一个实施方案中，以背景颜色渲染3d标测图，并且视觉指示包括在相应位置处叠加在背景颜色上的其他颜色以指示所提取的电生理参数的值。

根据本发明的实施方案，还提供了一种用于电生理标测的方法。该方法包括当使一个或多个电极在至少预设时间长度内在患者的身体内的区域中的相位置处保持静止时，从与该区域的组织接触的探头上的一个或多个电极采集相应的电生理信号，并且同时采集一个或多个电极的位置坐标。从由相应位置处的一个或多个电极采集的电生理信号提取相应的电生理参数，并且计算从由电极在预设时间长度内在相应位置中的每个位置处采集的电生理信号提取的相应的电生理参数的相应的一致性量度。该方法还包括显示组织的三维(3d)标测图，同时响应于位置坐标在标测图上叠加相应的一致性量度满足预定义的一致性标准的相应位置处的所提取的电生理参数的视觉指示，并且从标测图自动丢弃相应的一致性量度不满足预定义的一致性标准的电生理参数。

结合附图，通过以下对本发明的实施方案的详细描述，将更全面地理解本发明，其中：

附图说明

图1是根据本发明的实施方案的用于标测患者的心脏中的ep参数的医疗设备的示意性图示；

图2是示意性地示出根据本发明的实施方案的用于自动ep标测的方法的流程图；并且

图3a至图3c是根据本发明的实施方案的电解剖标测图的示意图，该电解剖标测图包括心脏腔室的3d标测图，其中在测量期间和自动移除不一致的ep参数之后具有ep参数的叠加的视觉指示。

具体实施方式

概述

生成患者的组织的电生理(ep)标测图涉及将一个或多个电极定位在组织的区域上，采集该区域的信号，然后针对不同区域重复该过程。当使用少量电极时，该过程生成从这些信号提取的ep参数的准确标测图，因为医师可观察所采集的信号，并且仅接受(如由医师判断的)“良好”信号用于标测图。只有当电极与组织良好接触时，才通常生成良好的信号。然而，使用少量电极具有需要很长时间来标测的缺点。

对于具有大量电极的导管，标测时间减少，但准确度降低，因为医师无法在可用时间内正确检测同时生成的所有信号。通过向医师呈现信号的分析结果，即跨测量区域的ep参数的值，可促进接受良好信号(并且拒绝其他信号)的任务。(为了简洁起见，“ep参数的值”将在以下描述中简称为“ep参数”。)通过以图形形式呈现这些值，诸如值的标测图，可以进一步促进任务。然而，医师仍然需要使用他/她的主观判断来接受或拒绝所分析的结果，因主观性而存在接受方面的固有可变性。此外，要求医师判断这些结果的质量将在标测规程中进一步消耗他/她的时间和注意力，尤其是在使用大量电极的情况下。

本文所述的本发明的实施方案通过提供包括探头、显示屏、位置跟踪系统和处理器的医疗设备来解决这些问题。将包括一个或多个电极的探头插入患者的身体中，使得该探头接触体内的组织。当使探头及其电极在预定时间长度内在组织上保持静止时，位置跟踪系统采集电极的位置坐标，并且处理器采集来自电极的ep信号。处理器从信号提取相应的ep参数，并且计算每个电极位置处的值的一致性量度。处理器将组织的三维(3d)标测图渲染到显示屏，同时在标测图上叠加一致性量度满足预定义的一致性标准的位置处的所提取的ep参数的视觉指示。处理器从标测图中自动丢弃相应的一致性量度不满足预定义标准的ep参数。

该方法有利于快速自动化地确定所采集的ep参数有效的组织上的点，而不必依赖于医师的主观且耗时的主观评估。

在本发明所公开的实施方案中，处理器显示正在标测ep参数的心脏的腔室的3d标测图。3d标测图以中性色调或单色(诸如灰色)呈现。ep参数可包括例如在心肌或双极性或单极性最大电压中测量的局部激动时间(lat)。lat是例如根据体表ecg或心内电描记图确定的参考时间与局部去极化事件的时间之间的时间间隔。生理参数的其他可用标量函数可被计算和显示，然后被叠加在lat(如伪彩色)和传播速度(如箭头)的组合显示上。一种此类可用标量函数是在每个采样点处测量的电压范围(显示为伪彩色)：异常低的范围是疤痕组织的诊断，在疤痕组织上的传导速度可显示为箭头。可通过标记以下一项或多项来手动确定lat(并且通常由系统自动确定)：(a)单极性记录的电压的最大负斜率(-dv/dt)；(b)双极性记录的最大绝对电压，(c)双极性记录的最大绝对斜率dv/dt，或者(d)双极性记录的最小电压。

在测量期间，处理器提取若干次(例如，3至7次)心跳的ep参数，并且通过在标测图上叠加ep参数的指示来保持更新每次心跳的3d标测图。该指示可为例如色码，其中ep参数的最低值由蓝色表示，最高值由红色表示，并且中间值由蓝色和红色之间的可见光谱的颜色表示。可在每次心跳之后基于最后测量的ep参数或ep参数的累积平均值来更新3d标测图。另选地，3d标测图可仅在已测量若干次心跳期间的ep参数之后进行更新，然后仅利用通过一致性标准的点进行更新，如下所述。

处理器还计算若干次心跳期间的ep参数的一致性量度，从而反映心跳期间的提取值的变化。应用于一致性量度的标准可能需要例如变化不大于特定阈值，例如电压阈值。当在组织上的给定测量点处变化超出该阈值时，在该点处测量的ep参数被拒绝，并且3d标测图上的对应区域以其中性背景颜色显示。

系统描述

图1是根据本发明的实施方案的用于标测患者28的心脏26中的ep参数的医疗设备20的示意图。

医师30通过使用靠近导管的近侧端部的操纵器32操纵轴22和/或从护套23的挠曲来将详细地示于插图45中的篮式导管40导航到患者28的心脏26中的目标位置。在插图25中看到的实施方案中，医师30使用导管40来执行心腔的电解剖标测。通过使用篮式导管40上接触组织的电极48从组织采集ep信号，如下文进一步详述。

导管40以塌缩构型插入护套23中，并且仅在导管退出护套23之后，导管才膨胀到其预期的功能形状，如插图45所示。通过将导管40包含在塌缩配置中，护套23还用于使在其到目标位置的途径上的血管创伤最小化。

篮式导管40在轴22的远侧边缘处(即，篮式导管40的近侧边缘处)结合磁性传感器50a(参见插图45)。通常，尽管不是必需的，但传感器50a是三轴线传感器(tas)，包括在不同方向上取向的三个微型线圈。在图示的实施方案中，第二磁性传感器50b被结合在篮式导管的远侧边缘中。传感器50b可以是例如单轴线传感器(sas)或三轴线传感器(tas)。另选地，导管40可包括在这些位置或其他位置处的其他种类的磁性传感器。

导管40还包括多个可膨胀脊55，这些可膨胀脊可以是机械挠性的，多个电极48(例如，总共120个电极)与每个可膨胀脊联接。电极48被配置为接触患者28的组织以感测ep信号。磁性传感器50a和磁性传感器50b以及电极48通过穿过轴22的导线连接到控制台24中的各种处理电路。

另选地，设备20可包括其他类型的导管，以及其他类型的电极阵列，诸如在外表面上具有电极48的可充胀球囊导管。

医疗设备20包括磁感测子系统，用于确定篮式导管40的位置和取向，从而确定电极48的位置。将患者28放置在由包含磁场发生器线圈42的垫所产生的磁场中，该磁场发生器线圈由控制台24中的跟踪模块43驱动。由线圈42生成的磁场在传感器50a和传感器50b中引起指示传感器的位置和/或取向的电信号。来自传感器50a和传感器50b的信号被传输回跟踪模块43，该跟踪模块将信号转换为到处理器41的对应的数字输入。处理器41使用这些输入来计算篮式导管40的位置和取向，从而找到电极48中的每个电极的相应位置。

使用外部磁场和磁性传感器(诸如传感器50a和传感器50b)进行位置和/或取向感测的方法在各种医疗应用中实现，例如在购自biosensewebster,inc.(加利福尼亚欧文市(irvine,california))的系统中实现。此类方法在美国专利5391199、6690963、6484118、6239724、6618612和6332089，pct专利公布wo96/05768和美国专利申请公布2002/0065455a1、2003/0120150a1和2004/0068178a1中进行了详细描述，这些专利的公开内容以引用方式全文并入本文。

另选地或除此之外，设备20可使用其他位置感测方法来找到电极48的位置。例如，处理器41可通过测量电极48和体表电极49之间的阻抗来标测电极48的位置，该电极和体表电极被放置在患者28的胸部上并且由引线39连接到控制台24。

处理器41另外经由电接口44接收电生理信号，并且使用包含在这些信号中的信息连同由磁性传感器50a和磁性传感器50b提供的坐标来构造导管40所处的心脏26的腔室的电解剖标测图31。在该规程期间和/或之后，处理器41可将电解剖标测图31渲染到显示屏27。

处理器41通常在软件中编程以执行本文所述的功能。该软件可通过网络以电子形式被下载到计算机，例如或者其可另选地或另外地设置和/或存储在非临时性有形介质(诸如磁存储器、光存储器或电子存储器)上。具体地，处理器41运行使得处理器能够执行本发明所公开的步骤的专用算法，如下所述。

图1所示的示例性图示完全是为了概念清晰而选择的。为简单和清晰起见，图1仅示出了与本发明所公开的技术有关的元件。医疗设备20通常包括附加的模块和元件，这些附加的模块和元件与本发明所公开的技术不直接相关，并且因此从图1和对应的描述中被有意地省略。医疗设备20的元件以及本文所述的方法可进一步应用于例如控制心脏26的组织的消融。

图2是示意性地示出根据本发明的实施方案的用于ep标测的自动化过程的流程图200。在该方法中，只有满足特定的一致性标准的ep参数被并入到标测图中。流程图200中所示的实施方案是指从心脏26的腔室采集ep信号的示例(参照图1)。在另选的实施方案中，ep参数值可使用其他种类的标测设备来采集，不仅从心脏采集，还从其他器官和组织采集，这对于阅读本说明书之后的本领域的技术人员而言将是显而易见的。

流程图200所示的过程从开始步骤202开始。在标测图生成步骤204中，由处理器41生成心室的均匀灰色(或其他合适的背景颜色的)3d标测图并且将其渲染到显示屏27上。3d标测图例如从先前存储在处理器中的心脏26的图像生成，或者基于由导管获取的位置测量来生成。另选地，3d标测图可在显示ep参数的同时生成。在采集步骤206中，处理器41从预设次数的连续心跳中从与心脏26的腔室的一部分中的心肌组织接触的电极48接收信号。通常，在3至7次心跳的序列上采集信号，但作为另外一种选择，可对更多次数的心跳进行采样。在跟踪步骤中，处理器41从跟踪模块43接收信号，并且计算电极48的相应位置坐标。

在计算和显示步骤208中，处理器41从在采集步骤206中接收的信号中分别提取针对每个心跳的ep参数。基于在跟踪步骤207中接收的位置坐标，处理器通过将对应的色码应用于在步骤204中生成的3d标测图的适当区域来显示参数。颜色编码可包括例如将ep参数的最低值显示为蓝色，将最高值显示为红色，并且将最低值和最高值之间的中间值以与可见光谱中的颜色顺序相同的顺序显示。然而，可另选地使用诸如本领域中已知的其他颜色编码方案以及阴影或符号。ep参数可在该步骤中显示为最后测量的结果或累积平均值。另选地，可在已针对若干次心跳测量ep参数之后将颜色编码叠加在3d标测图上，然后仅包含通过一致性标准的点，如在以下步骤中所应用的。

在一致性评估步骤210中，处理器41按照预定义的一致性标准来评估两次心跳之间的ep参数的一致性量度。为了简洁起见，一致性量度满足一致性标准的ep参数在下面的描述中也被称为“一致的ep参数”，而不满足一致性标准的那些参数被称为“不一致的ep参数”。一致性量度以及一致性标准在本实施方案中根据ep参数的峰值心跳间变化来定义。

在第一决定步骤212中，基于一致性评估步骤210的结果，处理器41决定ep参数决定是否满足一致性标准。例如，当在步骤208中计算的ep参数是局部激动时间(lat)时，一致性标准可采用±10ms的范围，即如果针对3至7次心跳的每次心跳测量的lat彼此相差在20ms内，则认为它们满足一致性标准。又如，当ep参数是由电极48感测的信号中的双极性或单极性最大电压时，一致性标准可采用20mv的范围，使得该范围内的所测量的最大电压被认为满足一致性标准。另选地，可将参数的较大或较小范围视为一致性标准。

另选地，可应用其他种类的一致性标准。例如，处理器41可计算所考虑的ep参数的平均值和心跳序列的参数的方差，并且可根据最大可接受方差来定义一致性标准。

当处理器41在步骤212处发现ep参数已满足一致性标准时，该处理器在并入步骤214中自动地将颜色编码区段并入3d标测图中。另选地，当不满足一致性标准时，在移除步骤216中，处理器使所考虑的标测图的区域返回背景颜色。

在第二决定步骤218中，医师30决定是否需要从心室的附加区域对ep信号进行采样。如果答案是肯定的，则医师将篮式导管40移动到另一个区域，并且从采集步骤206开始测量来自该区域的ep信号。另选地，当ep值在第一决定步骤212中被拒绝时，医师30可决定对来自该区域的信号进行重新采样。当不再需要对ep信号进行采样时，过程在结束步骤222中结束。

图3a、图3b和图3c是根据本发明的实施方案的包括心脏26的腔室的3d标测图300的电解剖标测图31的示意图，其中在测量期间和自动移除不一致的ep参数之后具有ep参数的叠加的视觉指示。标测图300最初在显示屏27上以灰色着色，并且使用篮式导管40在测量的各个阶段中根据图2的方法更新颜色，如下文所详述。

在图3a中，着色叠层302被叠加在3d标测图300上，作为由计算和显示步骤208产生的ep参数的视觉指示。在图3a中，着色叠层302可具有一致和不一致的值。篮式导管40被定位在区304上方，但该区的灰色指示在该区中还未测量ep参数。

图3b示出具有现在叠加在图3a的区304上的着色叠层306的3d标测图300，指示所测量的ep参数的值。

图3c示出3d标测图300，其上仅叠加一致的ep参数作为着色叠层308。现已在移除步骤216(图2)中从区310移除测量的ep参数的不一致值，使得该区域以标测图300的灰色显示。因此，医师30将仅看到表示一致的ep参数的着色叠层308。不一致的ep参数的拒绝已由处理器41自动完成，而无需医师30的任何参与。

尽管在本发明所公开的实施方案中从心脏26测量ep参数，但在另选的实施方案中，所述自动接受或拒绝ep参数的方法可应用于患者28身体的其他组织。此外，在另选的实施方案中，可同时测量和显示不止一种类型的ep参数。

应当理解，上述实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不限于上文具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上述各种特征的组合和子组合以及它们的变型和修改，本领域的技术人员在阅读上述说明时应当想到所述变型和修改，并且所述变型和修改并未在现有技术中公开。