CN104883969B - 使用顺序模式匹配的转子识别 - Google Patents

使用顺序模式匹配的转子识别 Download PDF

Info

Publication number
CN104883969B
CN104883969B CN201380067627.2A CN201380067627A CN104883969B CN 104883969 B CN104883969 B CN 104883969B CN 201380067627 A CN201380067627 A CN 201380067627A CN 104883969 B CN104883969 B CN 104883969B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mapping
activation signal
electrodes
processor
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201380067627.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104883969A (zh
Inventor
普拉莫德辛格·H·塔库尔
巴伦·马斯卡巴
尚塔·阿科特-克里什纳穆尔第
苏尼帕·萨哈
希巴吉·肖梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boston Scientific Scimed Inc
Original Assignee
Boston Scientific Scimed Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boston Scientific Scimed Inc filed Critical Boston Scientific Scimed Inc
Publication of CN104883969A publication Critical patent/CN104883969A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104883969B publication Critical patent/CN104883969B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/28—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electrocardiography [ECG]
    • A61B5/283—Invasive
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/28—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electrocardiography [ECG]
    • A61B5/283—Invasive
    • A61B5/287—Holders for multiple electrodes, e.g. electrode catheters for electrophysiological study [EPS]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346—Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/349—Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • A61B5/363—Detecting tachycardia or bradycardia
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/6852—Catheters
    • A61B5/6858—Catheters with a distal basket, e.g. expandable basket
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235—Details of waveform analysis
    • A61B5/7246—Details of waveform analysis using correlation, e.g. template matching or determination of similarity
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/14—Probes or electrodes therefor
    • A61B18/1492—Probes or electrodes therefor having a flexible, catheter-like structure, e.g. for heart ablation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00315—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
    • A61B2018/00345—Vascular system
    • A61B2018/00351—Heart
    • A61B2018/00357—Endocardium
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00571—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
    • A61B2018/00577—Ablation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2218/00—Aspects of pattern recognition specially adapted for signal processing
    • G06F2218/12—Classification; Matching
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V2201/00—Indexing scheme relating to image or video recognition or understanding
    • G06V2201/03—Recognition of patterns in medical or anatomical images
    • G06V2201/034—Recognition of patterns in medical or anatomical images of medical instruments

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

一种解剖标测系统包括：多个标测电极，每个标测电极具有电极位置并且被配置为检测解剖结构内的内在生理活动的激活信号。标测处理器与多个标测电极相关联，将标测处理器配置为记录所检测激活信号和将多个标测电极中的一个与每个所记录激活信号相关联。标测处理器还被配置为分析所记录激活信号以基于所检测激活信号的定时和与每个所检测激活信号相关联的标测电极的电极位置之间的关系识别至少一个复发模式。

Description

使用顺序模式匹配的转子识别
相关申请的交叉引用
本专利申请基于35U.S.C§119(e)要求于2012年12月20日递交的、名称为“ROTORINENTIFICATION USING SEQUENTIAL PATTERN MATCHING”的美国临时申请No.61/739,938的优先权。
技术领域
本公开涉及一种心脏标测系统。更具体地，本公开涉及一种被配置为使用模式识别来识别异常传导路径和相应的焦点源的心脏标测系统。
背景技术
诊断和治疗心律不齐经常涉及引导具有多个传感器/探针的导管通过周围脉管系统进入心腔。传感器检测在心脏中传感器位置处的心脏的电活动。电活动通常加工成电信号，电信号表示通过传感器位置处的心脏组织的信号传播。
内科医生经常检查传播路径以定位异常传导路径并且识别心律失常焦点。心脏消融是用于治疗许多心律不齐，例如心房颤动、心房扑动、AV折返性心动过速、室性心动过速等的一种介入治疗。典型地，射频(RF)消融导管用于破坏形成异常传导路径的病理传导组织。消融术断开来自周围传导路径的异常传输路径进而返回给病人健康的心脏节律。
发明内容
文中所公开的是一种用于识别由心脏导管识别的内在心脏活动信号中的模式的方法以及使用这样方法的解剖标测系统。
在实例1中，一种解剖标测系统包括：多个标测电极，每个标测电极具有电极位置并且被配置为检测解剖结构内的内在生理活动的激活信号。标测处理器与所述多个标测电极相关联，所述标测处理器配置为记录所检测激活信号和将所述多个标测电极中的一个与每个所记录激活信号相关联。所述标测处理器还被配置为分析所记录激活信号以基于所检测激活信号的定时和与每个所检测激活信号相关联的标测电极的电极位置之间的关系识别至少一个复发模式。
在实例2中，根据实例1的解剖标测系统，其中，所述标测处理器还被配置为确定至少一个复发模式关于所述解剖结构的位置。
在实例3中，根据实例1或者实例2中的任何一个的解剖标测系统，其中，所述标测处理器还被配置为将所述至少一个复发模式与至少一个病理模板关联从而确定至少一个复发模式是否指示病理。
在实例4中，根据实例3的解剖标测系统，其中，所述标测处理器被配置为基于由所述多个标测电极的子集所检测的激活信号将所述至少一个复发模式与所述至少一个病理模板相关联。
在实例5中，根据实例1至4中的任何一个的解剖标测系统，其中，所述标测处理器被配置为在所检测激活信号上运行顺序挖掘算法以识别至少一个复发模式。
在实例6中，根据实例1至5中的任何一个的解剖标测系统，其中，所述标测处理器被配置为在所检测激活信号上运行位置关联挖掘算法以识别至少一个复发模式。
在实例7中，一种导管系统包括多个标测电极，每个标测电极具有电极位置并且被配置为检测内在心脏活动的激活信号。标测处理器，其与所述多个标测电极相关联并且被配置为记录所检测激活信号和将所述多个标测电极中的一个与每个所记录激活信号关联，所述标测处理器还被配置为分析所记录激活信号以基于检测到激活信号的定时和与每个所检测激活信号相关联的标测电极的电极位置之间的关系识别至少一个复发模式。
在实例8中，根据实例7的导管系统，其中，所述标测处理器还被配置为基于所述标测电极的位置和对应的所检测激活信号确定至少一个频繁发生模式的位置。
在实例9中，根据实例7或者实例8的导管系统，其中，所述标测处理器还被配置为将所述至少一个复发模式与至少一个转子模板相关联以确定至少一个复发模式是否指示主导转子。
在实例10中，根据实例7至实例9中的任何一个的导管系统，其中，所述转子模板的特征是主导转子、转子芯和具有周期的和/或曲线路径的转子路径中的至少一个。
在实例11中，根据实例7至实例10中的任何一个的导管系统，其中，所述标测处理器被配置为基于由多个标测电极的子集所检测激活信号将至少一个复发模式与至少一个转子模板相关联。
在实例12中，根据实例7至实例11中的任何一个的导管系统，其中，所述标测处理器被配置为在所检测激活信号上允许顺序挖掘算法以识别至少一个复发模式。
在实例13中，根据实例7至实例12中的任何一个的导管系统，其中，所述标测处理器被配置为在所检测激活信号上运行位置关联挖掘算法以识别至少一个复发模式。
在实例14中，根据实例7至实例13中的任何一个的导管系统，其中，所述标测处理器被配置为在所检测激活信号上运行位置关联挖掘算法和顺序挖掘算法以识别至少一个复发模式。
在实例15中，一种用于解剖标测的方法，其包括：将多个标测电极靠近接近解剖结构定位，所述多个标测电极中的每个具有电极位置；检测所述解剖结构内的内在生理活动的激活信号；记录所检测激活信号并且将所述多个标测电极中的一个与每个所记录激活信号相关联；并且分析所述所记录激活信号以基于检测到激活信号的定时和与每个所检测激活信号相关联的标测电极的电极位置之间的关系识别至少一个复发模式。
在实例16中，根据实例15的方法，并且进一步包括确定所述至少一个复发模式相对于所述解剖结构的位置。
在实例17中，根据实例15或者实例16的任何一个的方法，并且还包括将至少一个复发模式与至少一个病理模板相关联以确定所述至少一个复发模式是否指示病理。
在实例18中，根据实例15至实例17中的任何一个的方法，其中，基于由所述多个标测电极的子集所检测激活信号将所述至少一个复发模式与所述至少一个病理模板相关联。
在实例19中，根据实例15至实例18中的任何一个的方法，其中，在所检测激活信号上执行顺序挖掘算法以识别至少一个复发模式。
在实例20中，根据实例15至实例19中的任何一个的方法，其中，在所检测激活信号上执行位置关联挖掘算法以识别至少一个复发模式。
虽然公开了多个实施例，从以下详细描述中仍有本发明的其它实施例对本领域技术人员变得明显，下详细描述示出和描述了本发明的示意的实施例。因此，附图和详细描述将被认为是本质的说明性的而不是限制性的。
附图说明
图1是用于接近身体中的目标组织区域以便诊断和治疗的系统的实施例的示意图；
图2是与图1的系统相关联地使用的具有篮子功能元件承载结构的标测导管的实施例的示意图；
图3是与图1的系统相关联地使用的消融导管的实施例的示意图；
图4是包括多个标测电极的篮子功能元件的实施例的侧面示意图；
图5示出了表示由篮子功能元件中的电极所检测的激活时间的波形；
图6示出了基于关于篮子功能元件中多个电极的激活信号位置的复发激活模式。
图7示出了基于关于篮子功能元件中多个电极的激活信号移动的复发激活模式；
然而，本发明可修改为各种改进和可替代形式，具体实施例已经由附图中的实例的方式示出并且以下将更详细地描述。本发明，然而，并且限制本发明至所描述的特定的实施例。相反，本发明旨在覆盖落入由所附上权利要求限定的本发明的保护范围内的所有实施例、等同物和可替代物。
具体实施方式
图1是用于接近身体中的目标组织区域以便诊断和治疗的机体的系统的实施例的示意图。图1大致示出了配置在心脏的左心室的系统10。可替代地，系统10可以配置在心脏中的其它区域例如左心房、右心房或右心室。尽管所示出的实施例示出了系统10用于消融心肌组织，系统10(和本文中所描述的方法)可以可替代地被配置为用于其它组织消融的应用，例如，用于消融身体的前列腺、脑、胆囊、子宫和其它区域的手术，包括在不一定是基于导管的系统中。
系统10包括标测探针14和消融探针16。在图1中，每个都通过适当的穿刺通路穿过静脉或动脉(例如，股静脉或动脉)被单独地引入进选定的心脏区域12。可替代地，标测探针14和消融探针16可以组装在集成结构中以便同时引入和配置在心脏区域12中。
标测探针14具有柔性导管主体18。导管主体18的远端承载三维多电极结构20。在示出的实施例中，结构20采取限定开放的内部空间22的篮子的形式(见图2)，尽管可以使用其它多电极结构，但是其中电极结构的几何结构和电极的位置是已知的。多电极结构20承载多个电极24，其中每个电极被配置为感测将在其上执行消融手术的解剖区域中的内在生理活动。在一些实施例中，电极被配置为检测解剖结构内的内在生理活动的激活信号，例如心脏活动的激活时间。
将电极24电耦接到处理系统32。将信号线(未示出)电耦接到篮子结构20上的每个电极24。电线延伸穿过探针14的主体18并且电耦接每个电极24至处理系统32的标测处理器33的输入，这将在后面更详细地描述。电极24感测解剖区域例如心肌组织中的内在电活动。感测到的活动由标测处理器33处理以有助于内科医生识别心脏内适合用于消融的一个或多个部位。标测处理器33收集和挖掘生理活动数据(例如，心脏活动的激活时间)以识别至少一个复发模式，即，顺序、位置和/或临时重复模式。识别到的复发模式是与指示病理的预定模板相关联的以确定适合用于病理治疗的消融的位置。
在一些实施例中，可以将处理系统32配置为测量邻近电极24的心肌组织中的内在电活动。例如，在一些实施例中，可以将处理系统32配置为检测与将被标测的解剖特征中的主导转子相关联的内在电活动。有研究表明，主导转子具有发起和维持心房颤动的作用并且转子路径和/或转子芯的消融可以有效终止心房颤动。在其它情况下，标测处理器33处理感测到的激活时间信息以使用消融探针16取得适于消融的心肌部位的位置。预定病理模板配置为表示主导转子、转子芯或者转子路径。例如，可以将病理模板配置为识别与主导转子和其对应转子芯典型地相关联的顺时针或逆时针的周期性模式。处理系统32将指示病理的解剖结构上或者其中的位置标记为由消融探针16应用的消融治疗的候选部位。
消融探针16包括承载一个或多个消融电极36的柔性导管主体34。将一个或多个消融电极36电连接至射频生成器(RF)37，将射频生成器(RF)37配置为传递消融能量至一个或多个消融电极36。消融探针16相对于将被治疗的解剖特征和结构20可以移动。消融探针16可定位在结构20的电极24之间或附近，而关于将被治疗的组织定位一个或多个消融电极36。
引导系统38电耦接至处理系统32和消融导管16。引导系统38提供位置识别输出，位置识别输出有助于内科医生引导消融电极(多个)36接触被识别为用于由处理系统32消融治疗的候选的部位的组织。引导系统38输出消融导管相对于识别到消融部位的当前位置至显示器40。
在示出的实施例中，引导系统38包括输出显示装置40(例如，CRT、LED显示器或打印机)。装置40提供对于内科医生最有用的实时格式的位置识别输出，以用于远程地引导篮子结构20内的消融电极36。
图2示出了包括电极24的标测导管14的实施例，该电极24在远端处适于用于图1中示出的系统10。标测导管14具有柔性导管主体18，柔性导管主体18的远端承载被配置为承载标测电极或传感器24的三维结构20。标测电极24感测心肌组织中的内在电活动，所感测的活动然后由处理系统32和引导系统38处理以有助于内科医生识别具有心律不齐或其它心肌病理的一个或多个部位。这个过程通常被称为标测。然后这个信息可以被用来确定应用恰当治疗例如消融的恰当位置至所识别部位并且导航一个或多个消融电极36至所识别部位的何时位置。
所示出的三维结构20包括基座构件41和端盖42，在基座构件41和端盖42之间，柔性齿条44以在圆周上间隔开的关系延伸。如上所述，三维结构20采取限定开放的内部空间22的篮子的形式。在一些实施例中，齿条44是由弹性惰性材料例如镍钛诺金属或硅橡胶制成并且在弹性预拉紧条件下连接在基座构件41和端盖42之间以弯曲并符合它们接触的组织表面。在示出的实施例中，8个齿条44形成三维结构20。在其它实施例中可以使用其它或更少的齿条44。如所示出的，每个齿条44承载8个标测电极24。在三维结构20的其它实施例中，可以将其它或更少标测电极24设置在每个齿条44中。在示出的实施例中，三维结构20是相对较小的(例如，直径40毫米或者更小)。在可替代实施例中，三维结构20是较大的(例如，直径40毫米或更大)。
可滑动护套50沿导管主体30的主轴可移动。向前移动护套50(即，朝向远端)导致护套50移动至三维结构20上方，从而折叠结构20成为适合于引入内部空间，诸如，例如，进入心脏的紧凑，小轮廓条件。与此相反，向后移动护套50(即朝向近端)暴露三维结构20，允许结构20弹性地膨胀并呈现图2中所示出的预拉紧位置。三维结构20的实施例的进一步细节在名称为“多电极支撑结构”的美国专利号5647870，中公开，其在此通过引用以其整体并入本文。
将信号线(未示出)电耦接到每个标测电极24。导线延伸穿过标测导管20的主体30进入手柄54，在手柄54中将信号线耦接到可以是多销连接器的外部连接器56的连接器56。连接器56电耦接标测电极24至处理系统32和引导系统38。用于处理由标测导管生成的信号的标测系统和方法的进一步细节在美国专利号6,070,094、名称“一种用于引导多电极结构内可移动电极元件的系统和方法”，美国专利号6,233,491、名称为“心脏标测和消融系统”以及美国专利号6,735,465、名称为“一种用于改善体腔的注册映射的系统和方法”，这些文献所公开的内容通过引用并入本文。
值得注意的是，可以将其它多电极结构配置在远端。进一步应当注意的是，可以将多个标测电极24设置多于一个的结构上，而不是，例如，在图2中示出的单个标测导管14上。例如，如果利用多个标测结构在左心房内标测，可以使用包括承载多个标测电极的冠状窦导管和承载定位在左心房中的多个标测电极的篮子导管的配置。作为另一个实例，如果利用多个标测结构在右心房内标测，可以使用包括十极导管的配置和环路导管的配置，十极导管承载用于定位在冠状窦中的多个标测电极，环路导管承载用于围绕三尖瓣环定位的多个标测电极。
尽管标测电极24已被描述为由专用标测探针例如标测导管14承载，但是标测电极可被承载在非标测专用探针或多功能探针上。消融导管如消融导管16，可以例如被配置为包括一个或多个标测电极24，标测电极24设置在导管主体的远端并且耦接至信号处理系统32和引导系统38。作为另一个实例，可以将消融电极远端处的消融电极耦接至信号处理系统32和引导系统38从而也为标测电极操作。
图3是与图1的系统相关联地使用的消融导管的实施例的示意图。为了说明起见，图1示出了承载在导管主体34的远尖端处的单个消融电极36。使用多个消融电极的其它配置也是可能的，如美国专利号5,582,609，名称为“使用曲线电极元件形成人体组织中大损伤的系统和方法”中所描述，在此通过引用以其整体并入本文。
手柄60附接至导管主体34的近端。手柄60和导管主体34承载转向机构62以用于选择性地沿着导管主体34的长度弯曲或挠曲导管主体34，如图3中的箭头所示。在所示出的实施例中，转向机构62包括具有外部转向杠杆64的旋转凸轮。转向杠杆64的移动弯曲主体34的远端以使电极36与内心膜组织贴合紧密接触。一个示例性转向机构被示出并且在美国专利号5,254,088中被描述，在此通过引用以其整体并入本文。
电连接到消融电极36的电线(未示出)延伸穿过导管主体34进入手柄60，在手柄60处电耦接至外部连接器66。参考图1和图3，连接器66连接消融电极36到RF生成器37和引导系统38。在消融手术期间，内科医生定位消融电极36与引导系统38所识别的部位处的心肌组织接触以便消融。一旦定位，内科医生指导RF生成器37为消融电极供应预定量的消融能量。作为响应，消融电极36发射消融能量以烧灼所接触的组织和中断的异常电路径。
为了说明系统10中的操作，图4是包括多个标测电极24的篮子结构20的实施例的侧面示意图。在示出的实施例中，篮子结构包括64个标测电极24。标测电极24以8个电极(标记为1、2、3、4、5、6、7和8)为一组地设置在8个齿条(标记为A、B、C、D、E、F、G和H)的每个上。虽然64个标测电极24的配置示出为设置在篮子结构20上，但是标测电极24可以可替代地以不同的数目、不同的结构和/或不同的位置来配置。另外，多个篮子结构可以配置在相同或不同解剖结构中，以同时从不同解剖结构中得到信号。
在篮子结构20邻近将被治疗的解剖结构(例如，心脏的左心房、左心室、右心房或右心室)被定位之后，处理系统32从与解剖结构的内在生理活动相关联的电极24接收激活信号，即，电极24测量对于解剖结构的生理是内在的电激活信号。标测处理器32被配置为在所检测激活信号之间检测模式例如顺序、位置和/或时间模式，以识别和/或指示病理学如例如主导转子、转子路径和/或转子芯。
标测处理器32配置为用算法挖掘所检测激活信号以便顺序模式搜索。在一些实施例中，激活信号在每个电极位置处被检测并且记录为有序的顺序串。例如，图5示出了表示由篮子结构20中多个电极所检测激活信号的多个波形。在示出的实施例中，示出了来自4个电极A1、A2、A3和A4的信号。如所示出的，电极A1至A4以<A2、A1、A3、A2、A4、A2、A3、A1、A4、A3、A1、A2、A3>的顺序感测激活信号。标测处理器33配置成执行顺序挖掘算法从而基于所检测激活信号的定时和所检测激活信号的电极(位置)之间的相关性识别至少一个复发顺序模式。
为了说明具有模式的激活顺序，图6示出了来自篮子结构20的4个电极，B4、B5、C4和C5以旋转模式顺序地感测激活信号。具体地，所示出的电极感测<C4、C5、B5、B4>的周期顺序模式，因为电极感测临时间隔的激活信号。激活顺序也可以识别为<C4、C5、B5、B4>、<C5、B5、B4、C4>、<B5、B4、C4、C5>、或<B4、C4、C5、B5>。在一些实施例中，当标测处理器33检测所示出顺序模式的表示的任何一个的多个实例时，标测处理器识别顺序模式为重复顺序模式。在另一个实施例中，特定顺序模式的复发频率可以与概率期望相比较。例如，4个电极之间可能有24个有序序列，因此，等同4个电极上的任何顺序模式的所有一切具有在时间上出现100/24％的可能性。在一些实施例中，所识别的复发顺序模式与至少一个病理模板相关以确定所识别的复发顺序模式是否指示病理。例如，周期或者曲线连续模式可以分别指示转子芯或者转子路径，其可以指示颤动事件的存在。
在另一个实例中，图7示出了电极B4、B5、C4和C5和相对于电极移动的激活信号的波前。在此情况中，示出曲线转子路径，其中相邻或邻近标测电极24之间的时间间隔指示它们相对于转子路径的对准。平行于转子路径的电极例如电极B5和C4将大致同时检测对应的激活信号，然而，垂直于转子路径的电极例如电极B4和C5将在时间延迟后检测对应的激活信号，这可以根据激活信号的传导速度和电极间距离进行估计。
在一些实施例中，标测处理器33执行位置关联挖掘算法以基于所检测激活信号的定时和所检测激活信号的电极位置之间的相关性确定至少一个复发关联模式。标测处理器33根据大致同时的激活信号识别复发关联模式，即，在封闭空间和/或时间接近度中所检测激活信号被识别为是相关联的。将复发关联模式的发生频率与关于标测电极24的小子集的关联模式的随机发生的预期进行比较。复发关联模式与至少一个病理模板是相互关联的以确定识别到的复发顺序模式是否指示病理。例如，周期或者曲线连续模式可以分别指示转子芯或者转子路径。
在一些实施例中，标测处理器33执行顺序挖掘算法。顺序挖掘算法可以呼应或代替位置关联挖掘算法来执行。将相应算法的结果相关联，以确定识别到的病理的置信指数。具有高置信指数的所识别病理被认为是适于消融治疗。应当注意的是可以在所有标测电极24或者标测电极24的子集所获得的激活信号上执行顺序和位置关联挖掘算法，从而降低计算费用和/或时间。
处理系统32基于与用于指示病理的所识别复发模式、顺序和/或关联相关联的标测电极24位置，确定至少一个病理位置70。病理位置70输出至引导系统38，引导系统38输出病理位置70至显示器40。内科医生相对于篮子结构20指导消融导管16的消融电极36直到消融电极36邻近或者抵接接近篮子结构20的将被治疗的病理位置70定位为止。消融电极36穿过篮子结构20的内部空间22以达到将被治疗的解剖机构。例如，在图4中示出的实施例中，消融电极36抵接设置在标测电极B3、B4、C3和C4之间的解剖结构从而治疗病理位置70。当消融电极36位于所期望的位置时，可以将消融能量传递至消融电极36从而消融解剖结构的目标组织。
在示例性实施例中，将标测电极24配置成感测和提供与心脏的心房中的转子相关的激活信号，将激活信号提供至处理系统32。标测处理器32然后根据至少一个顺序挖掘算法和位置关联挖掘算法，挖掘接收到的激活信号的复发激活模式，即，顺序模式和/或位置关联模式。标测处理器33将识别到的复发模式与转子模板相关联从而识别哪个复发模式指示主导转子、转子芯和/或转子路径。转子模板的特征是典型指示主导转子的周期的或曲线重复模式。处理系统32根据对应于所识别重复模式的标测电极24位置，确定指示主导转子的所识别复发模式的转子位置70。处理系统32提供转子位置70至引导系统38。引导系统38输出相对于消融电极36位置的转子位置70至显示单元40以有助于内科医生将消融电极36位置放置在所期望的位置。当在所期望的位置中，消融能量可以被传递至消融电极36从而消融转子路径或转子芯。
可以对所讨论的示例性实施例进行各种改进和添加而不偏离本发明的范围。例如，尽管以上所讨论的实施例是指特定特征，但是本发明的范围也包括具有不同特征组合的实施例和不包括所描述特征的实施例。因此，本发明的范围旨在包括落入权利要求书的范围内的所有这样的可替代物、改进和变形以及其所有的等同物。

Claims (14)

1.一种解剖标测系统，包括：
多个标测电极，其被配置为检测解剖结构内的内在生理活动的激活信号，所述多个标测电极中的每个具有电极位置；
标测处理器，其与所述多个标测电极相关联，所述标测处理器配置为记录所检测激活信号并且将所述多个标测电极中的一个与每个所记录激活信号相关联，所述标测处理器还被配置为分析所记录激活信号以基于所检测激活信号的定时和与每个所检测激活信号相关联的标测电极的电极位置之间的关系识别激活信号检测的至少一个复发模式。
2.根据权利要求1所述的解剖标测系统，其中，所述标测处理器还被配置为确定所述至少一个复发模式关于所述解剖结构的位置。
3.根据权利要求1和2中的任何一项所述的解剖标测系统，其中，所述标测处理器还被配置为将所述至少一个复发模式与至少一个病理模板关联以确定至少一个复发模式是否指示病理。
4.根据权利要求3所述的解剖标测系统，其中，所述标测处理器被配置为基于由所述多个标测电极的子集所检测的激活信号，将所述至少一个复发模式与所述至少一个病理模板相关联。
5.根据权利要求1所述的解剖标测系统，其中，所述复发模式是复发顺序模式，并且所述标测处理器被配置为在所检测激活信号上运行顺序挖掘算法以识别至少一个复发模式。
6.根据权利要求1所述的解剖标测系统，其中，所述复发模式是复发关联模式，并且所述标测处理器被配置为在所检测激活信号上运行位置关联挖掘算法以识别至少一个复发模式。
7.一种导管系统，包括：
多个标测电极，其被配置为检测内在心脏活动的激活信号，所述多个标测电极中的每个具有电极位置；
标测处理器，其与所述多个标测电极相关联，所述标测处理器被配置为记录所检测激活信号和将所述多个标测电极中的一个与每个所记录激活信号关联，所述标测处理器还被配置为分析所记录激活信号以基于检测到激活信号的定时和与每个所检测激活信号相关联的标测电极的电极位置之间的关系识别激活信号检测的至少一个复发模式。
8.根据权利要求7所述的导管系统，其中，所述标测处理器还被配置为基于所述标测电极的位置和对应的所检测激活信号，确定至少一个频繁发生模式的位置。
9.根据权利要求7和8中的任何一项所述的导管系统，其中，所述标测处理器还被配置为将所述至少一个复发模式与至少一个转子模板相关联，以确定至少一个复发模式是否指示主导转子。
10.根据权利要求9所述的导管系统，其中，所述标测处理器被配置为基于由多个标测电极的子集所检测的激活信号，将至少一个复发模式与至少一个转子模板相关联。
11.根据权利要求9所述的导管系统，其中，所述转子模板的特征是主导转子、转子芯和具有周期的和/或曲线的路径的转子路径中的至少一个。
12.根据权利要求7所述的导管系统，其中，所述标测处理器被配置为在所检测激活信号上执行顺序挖掘算法以识别至少一个复发模式。
13.根据权利要求7所述的导管系统，其中，所述标测处理器被配置为在所检测激活信号上运行位置关联挖掘算法以识别至少一个复发模式。
14.根据权利要求7所述的导管系统，其中，所述标测处理器被配置为在所检测激活信号上运行位置关联挖掘算法和顺序挖掘算法以识别至少一个复发模式。
CN201380067627.2A 2012-12-20 2013-12-19 使用顺序模式匹配的转子识别 Active CN104883969B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261739938P 2012-12-20 2012-12-20
US61/739,938 2012-12-20
PCT/US2013/076667 WO2014100464A1 (en) 2012-12-20 2013-12-19 Rotor identification using sequential pattern matching

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104883969A CN104883969A (zh) 2015-09-02
CN104883969B true CN104883969B (zh) 2018-01-12

Family

ID=49943567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380067627.2A Active CN104883969B (zh) 2012-12-20 2013-12-19 使用顺序模式匹配的转子识别

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9332920B2 (zh)
EP (1) EP2934312A1 (zh)
JP (1) JP2016501640A (zh)
CN (1) CN104883969B (zh)
WO (1) WO2014100464A1 (zh)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11389232B2 (en) 2006-06-28 2022-07-19 Kardium Inc. Apparatus and method for intra-cardiac mapping and ablation
US9119633B2 (en) 2006-06-28 2015-09-01 Kardium Inc. Apparatus and method for intra-cardiac mapping and ablation
US8906011B2 (en) 2007-11-16 2014-12-09 Kardium Inc. Medical device for use in bodily lumens, for example an atrium
US10695126B2 (en) 2008-10-06 2020-06-30 Santa Anna Tech Llc Catheter with a double balloon structure to generate and apply a heated ablative zone to tissue
US10827977B2 (en) 2012-05-21 2020-11-10 Kardium Inc. Systems and methods for activating transducers
US9011423B2 (en) 2012-05-21 2015-04-21 Kardium, Inc. Systems and methods for selecting, activating, or selecting and activating transducers
US9198592B2 (en) 2012-05-21 2015-12-01 Kardium Inc. Systems and methods for activating transducers
WO2014100464A1 (en) 2012-12-20 2014-06-26 Boston Scientific Scimed, Inc. Rotor identification using sequential pattern matching
WO2014186684A1 (en) 2013-05-16 2014-11-20 Boston Scientific Scimed Inc. Enhanced activation onset time optimization by similarity based pattern matching
CN105722459B (zh) 2013-08-28 2019-06-14 波士顿科学医学有限公司 在电生理学标测期间估计数据段中激活模式的普遍率
JP6203951B2 (ja) 2013-10-31 2017-09-27 ボストン サイエンティフィック サイムド，インコーポレイテッドＢｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｓｃｉｍｅｄ，Ｉｎｃ． 局所一致を使用する高解像度マッピング用の医療用デバイス
US9730603B2 (en) 2014-06-20 2017-08-15 Boston Scientific Scimed Inc. Medical devices for mapping cardiac tissue
US10531810B2 (en) 2014-07-25 2020-01-14 Mayo Foundation For Medical Education And Research Detection of atrial fibrillation causes
US10722184B2 (en) 2014-11-17 2020-07-28 Kardium Inc. Systems and methods for selecting, activating, or selecting and activating transducers
US10368936B2 (en) 2014-11-17 2019-08-06 Kardium Inc. Systems and methods for selecting, activating, or selecting and activating transducers
US10506939B2 (en) 2015-08-11 2019-12-17 Biosense Webster (Israel) Ltd. Matching and tracking time sequences of heart activation
JP6741776B2 (ja) * 2015-12-04 2020-08-19 セント・ジュード・メディカル，カーディオロジー・ディヴィジョン，インコーポレイテッド 局所異常心室活動に関する電位図を統計的に分析し、それをマッピングするための方法およびシステム
US10258249B2 (en) 2015-12-08 2019-04-16 Regents Of The University Of Minnesota Graphically mapping rotors in a heart using Shannon entropy
EP3389475B1 (en) * 2015-12-20 2020-07-15 Boston Scientific Scimed Inc. Automatic mapping using velocity information
US11331140B2 (en) 2016-05-19 2022-05-17 Aqua Heart, Inc. Heated vapor ablation systems and methods for treating cardiac conditions
US10349855B2 (en) 2016-06-10 2019-07-16 Biosense Webster (Israel) Ltd. Identification and visualization of cardiac activation sequence in multi-channel recordings
EP3474744B1 (en) * 2016-06-22 2020-12-16 St. Jude Medical, Cardiology Division, Inc. System for electrophysiology procedures
US11147496B2 (en) 2018-01-16 2021-10-19 Boston Scientific Scimed Inc. Systems and methods for mapping electrical activity in the heart
CN109091138B (zh) * 2018-07-12 2021-10-26 上海微创电生理医疗科技股份有限公司 心律失常起源点的判断装置及标测系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5433198A (en) * 1993-03-11 1995-07-18 Desai; Jawahar M. Apparatus and method for cardiac ablation
WO2000045700A1 (en) * 1999-02-03 2000-08-10 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods and systems for localizing reentrant circuits from electrogram features
CN102245091A (zh) * 2008-10-09 2011-11-16 加利福尼亚大学董事会 用于自动定位生物节律紊乱的源的机器和过程

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4754753A (en) 1981-05-12 1988-07-05 Medtronic, Inc. System for sensing electrical depolarization wave signals and their direction
US4799493A (en) 1987-03-13 1989-01-24 Cardiac Pacemakers, Inc. Dual channel coherent fibrillation detection system
FR2622098B1 (fr) 1987-10-27 1990-03-16 Glace Christian Procede et sonde azimutale pour reperer le point d'emergence des tachycardies ventriculaires
US5254088A (en) 1990-02-02 1993-10-19 Ep Technologies, Inc. Catheter steering mechanism
US5038791A (en) 1990-06-11 1991-08-13 Battelle Memorial Institute Heart imaging method
US5292348A (en) 1991-06-14 1994-03-08 Telectronics Pacing Systems, Inc. Implantable cardioverter/defibrillator and method employing cross-phase spectrum analysis for arrhythmia detection
WO1994006349A1 (en) 1992-09-23 1994-03-31 Endocardial Therapeutics, Inc. Endocardial mapping system
US5657755A (en) 1993-03-11 1997-08-19 Desai; Jawahar M. Apparatus and method for cardiac ablation
US6233491B1 (en) 1993-03-16 2001-05-15 Ep Technologies, Inc. Cardiac mapping and ablation systems
ATE194469T1 (de) 1993-03-16 2000-07-15 Ep Technologies Träger-anordnung für mehrfach-elektroden
IL116699A (en) 1996-01-08 2001-09-13 Biosense Ltd Method of building a heart map
US5582609A (en) 1993-10-14 1996-12-10 Ep Technologies, Inc. Systems and methods for forming large lesions in body tissue using curvilinear electrode elements
US5485849A (en) 1994-01-31 1996-01-23 Ep Technologies, Inc. System and methods for matching electrical characteristics and propagation velocities in cardiac tissue
US5876336A (en) 1994-10-11 1999-03-02 Ep Technologies, Inc. Systems and methods for guiding movable electrode elements within multiple-electrode structure
WO1997017893A1 (en) 1995-11-13 1997-05-22 Heart Rhythm Technologies, Inc. System and method for analyzing electrogram waveforms
US6950689B1 (en) 1998-08-03 2005-09-27 Boston Scientific Scimed, Inc. Dynamically alterable three-dimensional graphical model of a body region
US6735465B2 (en) 2001-10-24 2004-05-11 Scimed Life Systems, Inc. Systems and processes for refining a registered map of a body cavity
US7254500B2 (en) 2003-03-31 2007-08-07 The Salk Institute For Biological Studies Monitoring and representing complex signals
US7194299B2 (en) 2004-05-21 2007-03-20 Beth Israel Deaconess Medical Center Differentiating ischemic from non-ischemic T-wave inversion
US7415305B2 (en) 2004-10-01 2008-08-19 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method for the spatial mapping of functional brain electrical activity
US7328063B2 (en) 2004-11-30 2008-02-05 Cardiac Pacemakers, Inc. Method and apparatus for arrhythmia classification using atrial signal mapping
JP2008523929A (ja) 2004-12-21 2008-07-10 シドニー ウエスト エリア ヘルス サービス 電気生理学データの自動処理
US7841986B2 (en) 2006-05-10 2010-11-30 Regents Of The University Of Minnesota Methods and apparatus of three dimensional cardiac electrophysiological imaging
US7729752B2 (en) 2006-06-13 2010-06-01 Rhythmia Medical, Inc. Non-contact cardiac mapping, including resolution map
JP2008220511A (ja) * 2007-03-09 2008-09-25 Toshiba Corp 時系列パターン発見装置、方法およびプログラム
EP2526500A2 (en) 2010-01-18 2012-11-28 Elminda Ltd. Method and system for weighted analysis of neurophysiological data
CA2795770A1 (en) * 2010-04-08 2011-10-13 Topera, Inc. Methods, system and apparatus for the detection, diagnosis and treatment of biological rhythm disorders
CN103354730B (zh) 2010-12-30 2016-01-27 圣犹达医疗用品电生理部门有限公司 用于诊断心律失常和引导导管治疗的系统和方法
US9002442B2 (en) 2011-01-13 2015-04-07 Rhythmia Medical, Inc. Beat alignment and selection for cardiac mapping
WO2013123549A1 (en) 2012-02-20 2013-08-29 Adelaide Research & Innovation Pty Ltd Method for identifying a cardiac region for ablation
WO2014100464A1 (en) 2012-12-20 2014-06-26 Boston Scientific Scimed, Inc. Rotor identification using sequential pattern matching
US9186080B2 (en) 2013-05-07 2015-11-17 Boston Scientific Scimed Inc. System for identifying rotor propagation vectors
US9918649B2 (en) 2013-05-14 2018-03-20 Boston Scientific Scimed Inc. Representation and identification of activity patterns during electro-physiology mapping using vector fields

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5433198A (en) * 1993-03-11 1995-07-18 Desai; Jawahar M. Apparatus and method for cardiac ablation
WO2000045700A1 (en) * 1999-02-03 2000-08-10 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods and systems for localizing reentrant circuits from electrogram features
CN102245091A (zh) * 2008-10-09 2011-11-16 加利福尼亚大学董事会 用于自动定位生物节律紊乱的源的机器和过程

Also Published As

Publication number Publication date
US9332920B2 (en) 2016-05-10
CN104883969A (zh) 2015-09-02
WO2014100464A1 (en) 2014-06-26
JP2016501640A (ja) 2016-01-21
US20140180051A1 (en) 2014-06-26
EP2934312A1 (en) 2015-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104883969B (zh) 使用顺序模式匹配的转子识别
US11147462B2 (en) Method for analysis of complex rhythm disorders
CN105307561B (zh) 用于标识转子传播矢量的系统
EP2996550B1 (en) Representation and identification of activity patterns during electro-physiology mapping using vector fields
JP6117433B2 (ja) 類似性ベースのパターンマッチングによる増強された活動開始時間の最適化のための解剖学的マッピングシステム
CN105007811B (zh) 基于电气与机械装置的心脏激活信息的再构造
AU2014203040B2 (en) Methods, system and apparatus for the detection, diagnosis and treatment of biological rhythm disorders
AU2016200517A1 (en) Methods, system and apparatus for the detection, diagnosis and treatment of biological rhythm disorders

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant