CN104814731B - 增强的ecg图表呈现 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种方法，包括以取样时间的序列收集由心脏产生的电势的第一数据样本，以及在取样时间收集相对于心脏的辅助数据的第二数据样本。基于第一数据样本和第二数据样本，在取样时间收集的电势的迹线在显示器上被呈现，该迹线具有响应于在每个取样时间收集的辅助数据而变化的伪三维(3D)特性。

Description

增强的ECG图表呈现
技术领域
本发明整体涉及心电描记法(ECG)，并且具体地涉及在单个图表中呈现ECG和辅助电生理数据的系统。
背景技术
在医学规程诸如心脏消融期间，通常存在操作者(例如，医师)在执行该规程时监控的同步实时数据流。例如，当使用心内导管在心内组织上执行消融时，操作者可能想要记录实时电生理(EP)数据，诸如心电描记法(ECG)数据，以及辅助数据，诸如导管的远侧末端的位置和被递送到心脏组织的消融能量。
以引用方式并入本专利申请的文献将视为本专利申请的整体部分，但除了在这些并入的文献中以与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突的方式定义的任何术语，而只应考虑本说明书中的定义。
发明内容
根据本发明的实施例提供一种方法，包括以取样时间的序列收集由心脏产生的电势的第一数据样本，在取样时间收集相对于心脏的辅助数据的第二数据样本，以及基于第一数据样本和第二数据样本，在显示器上呈现在取样时间收集的电势的迹线，该迹线具有响应于在每个取样时间收集的辅助数据而变化的伪三维(3D)特性。
在一些实施例中，第一数据样本包括从体表电极输送的电脉冲，并且辅助数据包括从一个或多个传感器中收集的测量，所述一个或多个传感器被包含在配置用于插入心脏中的柔性插入管的远侧端部之内。在另外的实施例中，测量可选自由消融能量、导管的远侧端部的位置、由远侧端部施加在心脏的心内膜组织上的力的测量、远侧端部与心内膜组织之间的接触的质量、由体表电极检测到的阻抗的量值和相位、心内膜组织的温度、力功率时间积分和冲洗流体参数组成的列表。
在一些实施例中，呈现具有伪3D特性的迹线包括在显示器上呈现条带图表，该条带图表具有包括第一线条和第二线条的条带，第二线条遵循第一线条的轮廓。在另外的实施例中，伪3D特性可选自由连接第一线条和第二线条的第三线条、在第一线条和第二线条之间的一个或多个区域的阴影、条带的厚度、条带的厚度的阴影和条带的颜色组成的列表。在另外的实施例中，条带图表具有多个轴线，包括竖直轴线、水平轴线和伪深度轴线，并且该方法包括沿轴线中的一个呈现条带图表的旋转。
在补充的实施例中，该方法包括呈现指示一个或多个事件发生的在条带图表上的图标，并且在接收选择该图标的输入时呈现关于一个或多个事件的信息。在另外的实施例中，该方法包括将第一数据样本和第二数据样本保存到存储器。
根据本发明的实施例还提供一种设备，包括显示器和处理器，该处理器被配置用于以取样时间的序列收集由患者的心脏产生的电势的第一数据样本，在取样时间收集相对于心脏的辅助数据的第二数据样本，以及基于第一数据样本和第二数据样本，在显示器上呈现在取样时间收集的电势的迹线，该迹线具有响应于在每个取样时间收集的辅助数据而变化的伪三维(3D)特性。
根据本发明的实施例还提供一种计算机软件产品，该产品包括存储有指令的非暂态计算机可读介质，所述指令当由计算机读取时导致计算机以取样时间的序列收集由心脏产生的电势的第一数据样本，在取样时间收集相对于心脏的辅助数据的第二数据样本，以及基于第一数据样本和第二数据样本，在显示器上呈现在取样时间收集的电势的迹线，该迹线具有响应于在每个取样时间收集的辅助数据而变化的伪三维(3D)特性。
附图说明
本文参照附图，仅以举例的方式描述本公开，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的被配置成呈现增强的心电描记法(ECG)图表的医疗系统的示意性图解；
图2是根据本发明的实施例的示意性地示出呈现包括辅助数据的ECG图表的方法的流程图；
图3是根据本发明的实施例的示出与心腔的心内膜组织接触的导管的远侧末端的示意图；以及
图4是根据本发明的实施例的示出ECG和辅助数据的增强的图表的示意图。
具体实施方式
综述
本发明的实施例提供用于在显示器上将ECG和辅助数据呈现为单个图表的方法和系统。在医学规程诸如心脏组织期间，辅助数据可包括从心腔内的心内导管的远侧端部接收的测量，诸如心内组织的温度、远侧端部的位置，以及由远侧端部递送到心内组织的消融能量的测量。
在一些实施例中，ECG数据可以在显示器上被呈现为图表(例如，线形图)，并且辅助数据可以被呈现为图表的伪三维(3D)增强。通过将ECG和辅助数据组合到单个图表，本发明的实施例允许操作者通过查看单个图表来追踪多个ECG和辅助数据参数。
如在下文中所述，以取样时间的序列收集由心脏产生的电势的第一数据样本时，第一数据样本在显示器上被呈现为ECG图表，该ECG图表包括在取样时间收集的电势的迹线。除收集第一数据之外，相对于心脏的辅助数据的第二数据样本也在取样时间收集，并且第二数据呈现为响应于在每个取样时间收集的辅助数据而变化的伪三维迹线。
系统描述
图1是根据本发明的实施例的被配置成呈现增强的ECG图表52的医疗系统20的示意性图解。系统20包括探头22诸如心内导管，和控制台24。在下述实施例中，假设探头22用于诊断或治疗处理，诸如用于标出患者28的心脏26中的电势。作为另外一种选择，以必要的变更，可将探头22用于心脏或其他身体器官中的其他治疗和/或诊断用途。
操作者30穿过患者28的血管系统插入探头22，使得探头22的远侧端部32进入心脏26的腔室。控制台24通常使用磁性位置感测来确定远侧端部32在心脏26内的位置坐标。为了确定位置坐标，控制台24中的驱动电路34驱动场发生器36以在患者28的体内产生磁场。通常，场发生器36包括线圈，所述线圈在患者28体外已知位置被放置在患者躯干下方。这些线圈在包含心脏26的预定义的工作空间中产生磁场。
探头22的远侧端部32内的磁场传感器38(本文也被称为位置传感器38)响应于这些磁场而生成电信号。信号处理器40处理这些信号以确定远侧端部32的位置坐标，通常包括位置和取向坐标。在上文中描述的位置感测方法在由Biosense Webster Inc.，DiamondBar，CA生产的CARTOTM标测系统中实现，并且在本文中引用的专利和专利申请中详细描述。
位置传感器38将指示远侧端部32的位置坐标的信号传输至控制台24。位置传感器38可包括一个或多个微型线圈，并且通常包括沿着不同轴而取向的多个线圈。作为另外一种选择，位置传感器38可包括任一类型的磁传感器、或其他类型的位置转换器，诸如基于阻抗的位置传感器或超声位置传感器。虽然图1示出具有单个位置传感器的探头，但是本发明的实施例可利用具有多于一个位置传感器的探头。
虽然在本例子中，系统20利用基于磁的传感器来测量远侧端部32的位置，但是也可使用其他位置跟踪技术(例如，基于阻抗的传感器)。磁性位置跟踪技术在例如美国专利5,391,199、5,443,489、6,788,967、6,690,963、5,558,091、6,172,499、6,177,792中有所描述，它们的公开内容以引用方式并入本文中。基于阻抗的位置跟踪技术在例如美国专利5,983,126、6,456,864和5,944,022中有所描述，它们的公开内容以引用方式并入本文中。
处理器40通常包括通用计算机，该计算机具有合适前端和接口电路以用于从探头22接收信号并控制控制台24的其他组件。处理器40可以在软件中编程以进行本文所述的功能。例如，可经网络将软件以电子形式下载到控制台24，或者可在非临时性有形介质诸如光学、磁或电子存储器介质上提供。作为另外一种选择，可以通过专用或可编程的数字硬件组件来实现处理器40的一些或全部功能。
在图1的示例中，控制台24还经由缆线44连接到体表电极，该体表电极通常包括附着到患者的皮肤的附着性皮肤贴片46。在本发明的实施例中，表面电极可以拾取通过心脏组织的偏振和去偏振而产生的电脉冲，并且经由缆线44将该脉冲输送到控制台24。
输入/输出(I/O)接口42使控制台24能够与探头22和表面电极相互作用。基于从表面电极接收的电脉冲和从探头22接收的信号(经由系统20的接口42和其他部件)，处理器40驱动显示器50以将图表52(在本文中也称为增强的ECG图表52)呈现给操作者30，如在下文中详细描述的。
探头22还包括了被包含在远侧端部32内的力传感器54。力传感器54通过向控制台生成指示远侧末端施加在心内膜组织上的力的信号，来测量由探头22的远侧末端56施加至心脏26的心内膜组织的力。在一个实施例中，力传感器可包括通过远侧端部32中的弹簧连接的磁场发射器和接收器，并且可以基于测量弹簧的挠度而生成力的指示。这类探头和力传感器的另外细节在美国专利申请公开2009/0093806和2009/0138007中有所描述，它们的公开内容以引用的方式并入本文中。作为另外一种选择，远侧端部32可包括另一种类型的力传感器。
在一些实施例中，探头22可包括耦合到远侧端部并被配置成用作基于阻抗的位置转换器的电极48。除此之外或作为另外一种选择，电极48可被配置用于测量多个位置中的每个位置处的某些生理特性(例如，局部表面电势)。在另外的实施例中，电极48可用于对心脏26中的心内膜组织进行消融。
在诊断处理期间，处理器40呈现图表52并且将呈现该图表的数据存储在存储器58中。存储器58可包括任何合适的易失性存储器和/或非易失性存储器，诸如随机存取存储器或硬盘驱动器。在一些实施例中，操作者30可使用一个或多个输入装置59来调控图表52。
图2是示意性地示出呈现显示在关于心脏26的规程期间收集的ECG和辅助数据的图表52的方法的流程图，图3是示出与心脏的心内膜组织70接触的远侧末端56的示意性细部图，并且图4是根据本发明的实施例的增强的ECG图表的示意性细部图。在本文所述的示例中，处理器40将图表52呈现为伪三维条带图表，如在下文中所描述的。
在初始步骤60中，操作者30将附着性皮肤贴片46附着到患者28的皮肤，并且在第一收集步骤61中，处理器40以取样时间的序列从附着性皮肤贴片中的表面电极收集包括由心脏26产生的电势的第一数据样本。在插入步骤62中，操作者30将探头22插入心脏26的腔室(在本文中也称为心腔)，并且在第二收集步骤64中，处理器在取样时间收集相对于心脏26的辅助数据的第二数据样本。
在本发明的实施例中，第二数据样本可包括从安装在探头22的远侧端部中的一个或多个传感器接收的测量。例如，当操作者30推进探头22时，使得远侧末端56接合心内膜组织70并且在心内膜组织上施加力F，如图3所示，辅助数据可包括从指示力F的力传感器54接收的力测量。处理器可从控制台24的探头22或其他元件接收的辅助数据的另外的示例包括但不限于：
·由附着性皮肤贴片46中的表面电极检测的阻抗的量值和相位。
·远侧末端56的位置。在一些实施例中，从位置传感器38接收的位置信号可以指示远侧末端56和心内膜组织70之间的距离。
·在远侧末端56和心内膜组织70之间的接触的质量，如由从力传感器54接收的力信号所指出的那样。接触的质量可包括力F的量值和方向。
·由电极48递送到心内膜组织的消融能量的测量。通常，消融能量在消融手术期间改变。
·指示消融能量何时被递送到心内膜组织的开始时间和结束时间。
·冲洗参数诸如开始时间和结束时间，指示探头22何时将冲洗流体递送到心内膜组织70以及冲洗流体的压力和温度。
·与远侧末端接触的心内膜组织的温度。
·力功率时间积分(FPTI)。FPTI是表示在消融期间力功率时间积分的标量值。在消融手术期间，FPTI值指示消融病变的性质。
基于第一数据样本，处理器40在显示器50上在第一呈现步骤66中呈现在取样时间收集的电势的迹线。在图4所示的示例中，迹线包括针对沿水平轴线84的时间沿竖直轴线82绘制电势的第一线条80，其中电势被测量为电压V并且时间以秒S测量。最后，基于第二数据样本，处理器40在第二呈现步骤68中呈现响应于在每个取样时间收集的辅助数据而变化的伪三维特性，并且该方法结束。在一些实施例中，处理器40可以将第一数据样本和第二数据样本保存到存储器58。
在图4所示的示例中，处理器40呈现遵循线条80的轮廓的第二线条86，并且呈现将第一线条连接到第二线条的倾斜连接线条88。处理器40将线条80、86和88的组合呈现为具有沿“伪深度”辅助数据轴线106的伪深度90的“条带”。
虽然图4所示的示例示出具有均匀的伪深度90的条带，但是处理器40可以改变条带的伪深度以便指示辅助数据的值。例如，当操作者30将远侧末端56在心内膜组织70按压时，处理器40可以基于力F来改变伪深度90。除此之外或作为另外一种选择，处理器40可以改变连接线条88之间的间距以便指示辅助数据的值。在一些实施例中，处理器40可以改变连接线条之间的间距以便指示远侧末端56和心内膜组织之间的距离。例如，当远侧末端56更靠近心内膜组织70移动并且与之接合时，处理器40可以减少连接线条之间的间距。
处理器40可用于呈现辅助数据的另外的伪3D效果包括但不限于：
·深度阴影。在图4所示的示例中，处理器40在由第一线条、第二线条和连接线条限定的一些区域92中形成阴影。在一些实施例中，处理器40可以用不同的颜色和/或图案在给定区域92中形成阴影以指示消融能量何时被递送到心内膜组织。
·厚度。处理器40可以通过改变在线条80和线条96之间的高度94来改变线条80的竖直厚度(在本文中也称为高度)94。在一些实施例中，处理器40可以改变厚度94以指示由探头22输送到心内膜组织70的冲洗流体的压力。处理器40可以将厚度呈现为矩形“管”，并且在一些实施例中，操作者30可使用输入装置59来选择和/或改变管的哪些“侧”是对操作者可见的。
·竖直线条。处理器40可以呈现竖直线条98，从而限定区域100。在一些实施例中，处理器40可以不同的颜色呈现线条98以指示远侧末端56何时接合和脱离心内膜组织70。
·竖直阴影。处理器40可以用不同的颜色和/或图案在区域100中形成阴影。在一些实施例中，阴影可以指示与远侧末端56接触的心内膜组织70的温度。
·线条颜色。处理器可基于辅助数据的值来改变条带中的线条80、86、88、96和98的颜色。
如上所述，图表52包括轴线82、84和106。在一些实施例中，操作者30可使用输入装置50来指示处理器40沿轴线中的一个(或多个)“旋转”图表52。
在一些实施例中，由系统20收集的辅助数据可具有二元状态，诸如触摸/无触摸参数(即，在远侧末端和心内膜组织之间)。对于具有二元状态的辅助数据，处理器40可将对二元数据的任何变化呈现为透明性的变化(例如，透明的或不透明的)。
图表52可结合事件的发生的视觉指示，诸如消融功率何时被递送到心内膜组织70。在图4所示的示例中，处理器40呈现图标102和104以指示多个事件的发生，诸如：
·采集标测点。
·开始和停止消融手术。
·创建呈现病变形成的参数的位点。以上引用的CARTOTM标测系统提供这种位点作为VisiTagTM位点。
·远侧末端56在心内膜组织70上施加高程度(即，过度)的力。
·系统错误。
·检测严苛的不准确度。
·开始和停止心脏26的起搏。
·检测患者的呼吸需要训练。
在一些实施例中，图标102和104可指示在给定时间发生的对应的数量的事件。在另外的实施例中，操作者30使用给定的输入装置59来选择图标中的一个，并且在处理器40从给定的输入装置接收信号时，处理器可以在显示器上呈现事件/发生的更多信息。在图4所示的示例中，图标102指示在第一给定时间的九个事件的发生，并且图标104指示在第二给定时间的五个事件的发生。
虽然本文的实施例描述在显示器50上呈现图表52的处理器40，但是在其他类型的二维输出装置上呈现具有伪3D特性的二维图表52也被认为在本发明的精神和范围之内。例如，处理器40可以在打印机上呈现具有伪3D特性的图表52或者将图表52呈现为由投影仪在平坦表面上投影的图像。
应当理解，上述实施例仅以举例的方式进行引用，并且本发明并不限于上面具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文所述各种特征的组合和子组合以及其变型和修改，本领域技术人员在阅读上述说明时将会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。

Claims (16)

1.一种方法，包括：
以取样时间的序列收集由心脏产生的电势的第一数据样本；
在所述取样时间收集相对于所述心脏的辅助数据的第二数据样本；以及
基于所述第一数据样本和所述第二数据样本，在显示器上呈现在所述取样时间收集的所述电势的迹线，所述迹线具有响应于在每个所述取样时间收集的所述辅助数据而变化的伪三维3D特性。
2.根据权利要求1所述的方法，其中呈现具有所述伪3D特性的所述迹线包括在所述显示器上呈现条带图表，所述条带图表具有包括第一线条和第二线条的条带，所述第二线条遵循所述第一线条的轮廓。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述伪3D特性选自由连接所述第一线条和所述第二线条的第三线条、在所述第一线条和所述第二线条之间的一个或多个区域的阴影、所述条带的厚度、所述条带的厚度的阴影和所述条带的颜色组成的列表。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述条带图表具有多个轴线，包括竖直轴线、水平轴线和伪深度轴线，并且所述方法包括沿所述轴线中的一个呈现所述条带图表的旋转。
5.根据权利要求2所述的方法，包括在所述条带图表上呈现指示一个或多个事件的发生的图标，并且在接收选择所述图标的输入时呈现关于所述一个或多个事件的信息。
6.根据权利要求1所述的方法，并且包括将所述第一数据样本和所述第二数据样本保存到存储器。
7.一种设备，包括：
显示器；和
处理器，所述处理器被配置为：
以取样时间的序列收集由患者的心脏产生的电势的第一数据样本，
在所述取样时间收集相对于所述心脏的辅助数据的第二数据样本，以及
基于所述第一数据样本和所述第二数据样本，在所述显示器上呈现在所述取样时间收集的所述电势的迹线，所述迹线具有响应于在每个所述取样时间收集的所述辅助数据而变化的伪三维3D特性。
8.根据权利要求7所述的设备，包括：
多个表面电极，所述多个表面电极附着到所述患者并且被配置成收集所述第一数据样本，
心内导管，所述心内导管包括具有用于插入所述心脏的远侧端部的柔性插入管，和
一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被包含在所述远侧端部内并且被配置成采集所述第二数据样本。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述处理器被配置成通过从所述表面电极接收电脉冲来收集所述第一数据样本，并且其中所述处理器被配置成收集包括从所述一个或多个传感器中收集的测量的辅助数据。
10.根据权利要求8所述的设备，其中所述测量选自由消融能量、所述导管的远侧端部的位置、由所述远侧端部施加在所述心脏的心内膜组织上的力的测量、所述远侧端部与所述心内膜组织之间的接触的质量、由所述表面电极检测的阻抗的量值和相位、所述心内膜组织的温度、力功率时间积分和冲洗流体参数组成的列表。
11.根据权利要求7所述的设备，其中所述处理器被配置成通过在所述显示器上呈现条带图表来呈现具有所述伪3D特性的迹线，所述条带图表具有包括第一线条和第二线条的条带，所述第二线条遵循所述第一线条的轮廓。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述伪3D特性选自由连接所述第一线条和所述第二线条的第三线条、在所述第一线条和所述第二线条之间的一个或多个区域的阴影、所述条带的厚度变化、所述条带的厚度的阴影和所述条带的颜色组成的列表。
13.根据权利要求11所述的设备，其中所述条带图表具有多个轴线，包括竖直轴线、水平轴线和伪深度轴线，并且其中所述处理器被配置成在所述显示器上呈现沿所述轴线中的一个的所述条带图表的旋转。
14.根据权利要求7所述的设备，其中所述处理器被配置成在所述显示器上呈现指示一个或多个事件的发生的图标，并且在接收选择所述图标的输入时呈现关于所述一个或多个事件的信息。
15.根据权利要求7所述的设备，其中所述处理器被配置成将所述第一数据样本和所述第二数据样本保存到存储器。
16.一种计算机软件产品，所述产品包括存储程序指令的非暂态计算机可读介质，所述指令当由计算机读取时导致所述计算机：
以取样时间的序列收集由心脏产生的电势的第一数据样本，
在所述取样时间收集相对于所述心脏的辅助数据的第二数据样本，以及
基于所述第一数据样本和所述第二数据样本，在显示器上呈现在所述取样时间收集的所述电势的迹线，所述迹线具有响应于在每个所述取样时间收集的所述辅助数据而变化的伪三维3D特性。
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