CN106231998A - 鉴别与生物节律紊乱相关联的来源的系统和方法 - Google Patents

鉴别与生物节律紊乱相关联的来源的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106231998A
CN106231998A CN201580022006.1A CN201580022006A CN106231998A CN 106231998 A CN106231998 A CN 106231998A CN 201580022006 A CN201580022006 A CN 201580022006A CN 106231998 A CN106231998 A CN 106231998A
Authority
CN
China
Prior art keywords
excitement
source
gradual
exciting
heart
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.)
Pending
Application number
CN201580022006.1A
Other languages
English (en)
Inventor
桑吉夫·纳拉扬
凯里·罗伯特·布里格斯
鲁奇尔·塞赫拉
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.)
University of California
Topera Inc
Original Assignee
University of California
Topera 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
Priority claimed from US14/473,990 external-priority patent/US10398326B2/en
Application filed by University of California, Topera Inc filed Critical University of California
Publication of CN106231998A publication Critical patent/CN106231998A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—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
    • 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]
    • A61B5/339—Displays specially adapted therefor
    • A61B5/341—Vectorcardiography [VCG]
    • 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
    • A61B5/361—Detecting fibrillation
    • 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
    • A61B2505/00—Evaluating, monitoring or diagnosing in the context of a particular type of medical care
    • A61B2505/05—Surgical care
    • 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
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235—Details of waveform analysis
    • A61B5/7264—Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems

Abstract

提供了一种用于鉴别和治疗心脏节律紊乱的来源的系统和方法，其中选择与该心脏的一个区域相关联的一个空间元素。相对于该选择的空间元素来确定渐进式旋转激动或渐进式局灶激动。形成渐进式旋转激动或渐进式局灶激动随时间的多个指数。从该多个指数中选择指示关于该心脏的该区域的一部分的这些相继旋转激动或这些渐进式局灶激动的一致性的一个或多个指数。

Description

鉴别与生物节律紊乱相关联的来源的系统和方法
相关申请
本申请要求于2014年8月29日提交的美国申请号14/473,990和2014年4月1日提交的美国临时申请号61/973,626的优先权权益，这两者各自通过引用以其全文结合于此。本申请进一步通过引用结合以下申请的全部内容：于2009年10月9日提交的美国申请号12/576,809，授权为专利号8,521,266；于2011年4月6日提交的美国申请号13/081,411，授权为专利号8,700,140；于2012年5月14日提交的美国申请号13/470,705；以及于2012年7月27日提交的美国申请号13/559,868。
政府权利
本发明是在来自美国国立卫生研究院资助的基金R01HL83359和HL103800下由政府支持进行的。政府在本发明中具有一定权利。
背景
发明领域
本申请总体上涉及生物节律紊乱。更确切地说，本申请针对通过分析是否存在与心脏节律紊乱的来源相关联的连续或间断的激动(例如，使用与心脏节律紊乱的来源相关联的一个或多个空间元素相关的渐进式旋转或局灶激动的度量)来鉴别生物节律紊乱(诸如心脏节律紊乱)的一个来源(或多个来源)的一种系统和方法。
相关技术的简单讨论
心脏节律紊乱很常见，并且代表了全世界发病和死亡的重要病因。心脏中电系统的故障代表了心脏节律紊乱的近因。心脏节律紊乱以许多形式存在，它们当中最复杂且难以治疗的是心房纤维性颤动(AF)、相互转化且因此出现波动的房性心动边速(IAT)、多源性房性心动过速(MAT)、多态性室性心动过速(VT)以及心室纤维性颤动(VF)。其他节律紊乱是治疗上更简单且常常更容易的，但是也可以是临床上明显的，包括房性心动过速(AT)、室上性心动过速(SVT)、心房扑动(AFL)、房性期前收缩/房性过早搏动(SVE)以及室性期前收缩/室性过早搏动(PVC)。尽管在正常条件下，窦房结使心脏保持窦性节律，但在某些条件下，正常窦房结的快速激动可以造成不当的窦性心动过速或窦房结折返，这两种情况也都代表心脏节律紊乱。
心脏节律紊乱，尤其是AF、VF以及VT的复杂节律紊乱的治疗可能极其困难。药物学疗法对于复杂节律紊乱来说不是最佳的。消融已通过以下方式越来越多地在心脏节律紊乱方面得到使用：穿过血管或直接在手术时将一个传感器/探针操纵到心脏，并且向心脏的一个位置递送能量以减轻且在一些情况下消除心脏节律紊乱。然而，在复杂节律紊乱中，消融通常很困难且无效，因为鉴别和定位心脏节律紊乱的一个病因(来源)的工具较差并且阻碍向心脏的正确区域递送能量以消除紊乱的尝试。
已知用于治疗简单心脏节律紊乱的某些系统和方法。在一种简单心脏节律紊乱(例如，房性心动过速)中，该紊乱的来源可以通过追溯激动的最早位置来鉴别，该位置可以被消融以减轻且在一些情况下消除紊乱。然而，即使在简单心脏节律紊乱中，消融一种心脏节律紊乱的病因也是有挑战性的，并且有经验的从业人员通常需要数个小时来消融具有一致的搏动与搏动之间激动模式的简单节律紊乱，诸如房性心动过速。
即使有的话，也只存在极少在鉴别针对复杂节律紊乱(诸如AF、VF或多形性VT)的直接治疗的来源或病因方面取得成功的已知系统和方法。在一种复杂节律紊乱中，激动起始的一个最先定位不可能被鉴别，因为激动起始模式在搏动与搏动之间变化并且通常是连续的而没有最先点或最后点。
诊断和治疗心脏节律紊乱通常涉及穿过一名患者的血管将具有多个传感器/探针的一个导管引入心脏中。这些传感器检测心脏中传感器位置处的心脏电活动。该电活动总体上被处理成代表在这些传感器位置处心脏的激动的电描记图信号。
在一种简单心脏节律紊乱中，每个传感器位置处的信号通常在搏动与搏动之间是相一致的，从而使得能够鉴别最早激动。然而，在一种复杂节律紊乱中，搏动与搏动之间的每个传感器位置处的信号可以在不同形状的一个、数个以及多个偏转之间转变。举例来说，当AF中针对一个传感器位置的一个信号包括5个、7个、11个或更多个偏转时，即使并非不可能，但也很难相对于心脏中一个附近的传感器位置(即，远场激动起始)或仅仅是来自患者心脏的另一个部分、其他解剖学结构或外部电子系统的噪音，鉴别该信号中的哪些偏转局限于心脏中的该传感器位置(即，局部激动起始)。前述偏转造成即使并非不可能，但也很难鉴别在一个传感器位置处的信号中的搏动的激动起始时间。
复杂节律紊乱中的策略还将传感器位置处信号的规律性视为复杂节律紊乱来源的替代品，即，该来源在某些传感器位置处比在相邻的传感器位置处更有组织。例如，贝伦费尔德(Berenfeld)等人的U.S.7,117,030和格雷(Gray)等人的U.S.5,792,189举例说明了将可变心房颤动(AF)的一个或多个来源视为高度规律和快速的方法。然而，虽然这些方法已在动物模型中得到验证，它们可能不会成功地查找并且治疗人类心房颤动的来源。作为一个实例，桑德斯(Sanders)等人(循环(Circulation)2005)发现，由具有高规律性指数的高光谱主频指示的规律性位置是复杂(持久)AF中罕有能通过消融终结AF的位置。其他研究，诸如萨哈德万(Sahadevan)(循环2004)鉴别了人类AF中具有快速规律活动的位置，这些位置从未显示会驱动人类AF。动物模型(卡利法(Kalifa)，循环2006)和人类研究(纳迪曼尼(Nademanee)，美国心脏病学会杂志(J Am Coll Cardiol)2004)表明，复杂碎裂心房电图(CFAE)可围绕规律的“驱动因子”并且可导致AF过程中的可变激动。然而，在临床使用中，此类CFAE位点反映出若干竞争性和完全不同的现象，其中一些与心脏节律紊乱的病因相关而其他代表噪声或伪影(科宁斯(Konings)，循环1997；纳拉扬(Narayan)，心律学杂志(HeartRhythm)2011；卡尔金斯(Calkins)，心律学杂志2012)。其结果是，CFAE往往不稳定(例如，位置随着时间改变或完全消失)，在心脏组织的大的广泛区域中而不仅是在小的离散区域中被发现，并且通常通过多种相对主观的标准不一致地鉴别。因此，已在较大型的多中心试验中证明CFAE位点是用于长期成功地治疗AF的不良目标(奥拉尔(Oral)循环2007；奥拉尔，美国心脏病学会杂志，2009)。
因此，令人希望的是提供一种用于在复杂碰撞波、竞争来源和/或噪声当中检测心脏节律紊乱、特别是包括心房颤动、相互转化或多源性房性心动过速、多态性室性心动过速或心室纤维性颤动的复杂节律紊乱的一个来源(或多个来源)的系统和方法，所述复杂碰撞波、竞争来源和/或噪声导致靠近该来源(例如，紊乱的核心)的混乱。
概述
本申请适用于鉴别不同节律的来源并且直接使用此信息以治疗节律紊乱。本申请还可适用于正常的和紊乱的心律，以及其他生物节律和节律紊乱，诸如神经性癫痫、食道痉挛、膀胱不稳定、肠易激综合征，以及生物信号可以被记录以便准许确定、诊断和/或治疗紊乱的病因(或来源)的其他生物紊乱。本申请不依赖于表现出在传感器位置处的类似电压(等电位标测)的生物器官(例如，心脏)的激动标测或检查区域。因此它特别适用于表现出复杂激动模式和复杂变化信号的复杂节律紊乱，并且能够鉴别复杂节律紊乱的一个或多个来源，即使这些来源受到影响并且似乎被此类复杂信号修改。它尤其适用于鉴别心律紊乱的一个或多个病因，这样使得这些紊乱可以被方便地治疗。
该来源指示该器官(例如，心脏)的一个区域，激动从该区域发出以导致复杂节律紊乱。来源可包括旋转电路(转子)，电波(典型地，螺旋波)从这些旋转电路发出以导致混乱的激动。来源还可包括局灶冲动区域(例如，局灶来源)，激动从这些局灶冲动区域离心地发出以导致混乱的激动。
本申请解决了使用常规上及历史上应用于简单节律紊乱的方法时阻止鉴别人类复杂节律紊乱的来源的几个问题。使用传统分析时，电描记图形状经常很难解释复杂节律紊乱。来源在有限的空间区域中进动(移动)，这样使得当来源在连续搏动期间和之间相对于一组固定电极移动时，来自所述电极的传统分析可能不理解旋转激动(与一个转子相关联)或离心激动(与一个局灶来源相关联)。来自组织内或不含组织的混乱的激动会扰乱且中断从该转子发出的螺旋臂，这使用传统分析时妨碍了旋转(例如，图15-17以及图21)。归因于各种原因(诸如来自记录传感器或它们的生理界面(例如身体表面、心脏组织等)的移动的移动伪影、与生理界面的不良电极接触、来自周围环境的潜在电噪声、或者近场和远场信号)的电噪声可以作出在已经具有潜在复杂性的节律中特别困难的激动的确定。
该来源的进动会妨碍检测固定电极上的一个旋转电路，因为例如，如果核心向右移动，那么围绕核心向左侧的旋转激动(例如顺时针旋转期间在06:00钟面位置)将受到妨碍，并且对于转子核心随时间相对于固定电极的其他移动而言是类似的(例如，图15)。本发明检测这种旋转激动。本发明还能够检测沿着不是明显圆形并且可以是椭圆形或者根据周围组织耐熔性和传导特性而具有其他形状的周长的旋转激动。此类非圆形周长还将干扰传统记录方法，但可以由本发明来检测。最终，本发明能够检测旋转激动，即使序列沿着它的周长(“圆周”)的扇区(部分)被如在此描述的混乱的电波中断。
混乱的激动会对来源具有诸多影响。第一，如果来自该来源的激动经受远离它的中心或核心的混乱，那么可能出现混乱的激动(例如，图16，左侧显示)。在这种情况下，混乱的激动可以围绕该来源但不扰乱它，此时，该来源的主要功能在很大程度上是未扰动的。如果该来源与一种复杂节律紊乱相关联，那么这种混乱通常被称为来自转子或局灶来源的“颤动样传导”。本发明提供量化颤动样传导并且限定它的功能效果的能力，这两种能力先前都没有被表征过。混乱(或颤动样传导)可能归因于功能特性，诸如复极化中的异常、传导中的异常、组织电容中的异常、或冲动产生中的异常。这种混乱还可能归因于结构因素的电冲击，这些结构因素为诸如异质细胞类型(包括纤维化、瘢痕、基因疗法或干细胞疗法)、器官(例如，心脏)的几何曲率、或包括伸展、压电效应以及机械-电反馈的其他表现的机械运动。这种混乱还可能归因于神经系统功能或神经支配(诸如自主神经系统)中的异常，从而导致该器官(例如，心脏)组织中的异常的空间上变化的电特性。
第二，围绕该来源但不扰乱它的混乱的激动还可以从第二不同的空间相异区域(例如，图16，右侧显示)或其他混乱原因朝向该来源传播。第二来源可以是一种复杂节律(例如纤维性颤动)的第二转子或局灶来源。第二来源还可以是体内的一种简单节律，诸如窦房结冲动(身体的埋藏式心脏起搏器)、简单的房性心动过速(例如，典型心房扑动)、一个或多个自发的过早冲动(诸如房性期前收缩或PAC)、一个或多个起搏冲动(例如，来自心脏起搏器或双心室或双心房起搏装置的多个导线)、来自基因或其他再生疗法的生物起搏器、或其他来源。第二来源也可以在体外，包括外部波束放射、外部起搏、外部消融能源、其他电磁辐射、或其他来源。在多个来源之间界面处的混乱的激动呈现出类似于如文献中结合简单节律或起搏描述的“碰撞”或“融合”，尽管它的形成及其对于治疗本发明中人类节律紊乱的牵连是独特的并且区别于该文献的。
第三，混乱的激动可以在来源继续操作的同时通过改变它的速率和/或规律性来修改来源(例如，图17)。混乱的电波可以发生碰撞并且甚至可与来源激动的电组件组合(例如，类似于关于简单节律或起搏的文献中的“融合”)。这可能改变来源的速率或规律性，从而导致来源表现为不规律或复杂的(例如，图18)。本发明的一个实际应用是调整疗法以便特意地改变来源的规律性、将来源转化成一种更易于治疗的简单的规律节律(例如，房性心动过速)、或者经由复杂震荡使来源去稳定(弗雷姆(Frame)和西姆森(Simson)，循环，1988)以使得来源自终止。
第四，混乱的激动可以在来源继续操作的同时通过改变它的空间位置来修改来源(例如，图19)。这可能导致来源在更加受限的空间区域中进动(移动)，或者潜在地在更少受限的空间区域中漫步。本发明的一个实际应用是调整疗法以便特意地修改来源的进动(有限的空间运动)，这样使得来源变成固定在一个空间区域中。这将基本上将一种复杂节律紊乱的来源转化成相对来说易于治疗的一种简单节律紊乱，诸如房性心动过速。因此可使用消融、起搏策略、基因或细胞疗法、或其他形式的疗法来递送治疗。本发明的另一个应用是特意地将来源的空间位置改变至一个在其中它可以不再持续的区域，该区域包括器官(例如，心脏)的惰性区域，或改变至器官的边缘、或甚至到器官的外部。
第五，混乱的激动可以入侵来源以暂时地终止来源(例如，图20)。这可以允许整个节律的暂时组织化，或者来源可以被重新接合。重新接合可以采用许多形式。一种复杂节律紊乱的来源(例如，转子)的重新接合，例如，可以在它原始激动序列的相反方向上发生(例如，顺时针方向，而来源以前是逆时针方向的，或反之亦然)。这种改变的方向可能比原始方向更加稳定或更不稳定。本发明的一个实际应用提供一种用于患者的潜在疗法，该疗法是通过将一种复杂节律紊乱(例如，心脏节律紊乱)的来源的激动转变为一种更容易治疗且可自终止的不太稳定形式。
第六，混乱的激动可以入侵来源并且长时间终止(例如，图20)。这可能使整个心脏节律紊乱组织成正常(窦)节律或一种可以容易治疗的简单心脏节律紊乱(例如，心房颤动转化成房性心动过速；心室纤维性颤动转化成室性心动过速)。这还可能使混乱的激动改变，这样使得它通过没有来源的混乱的活动仅暂时地持续，或者通过另一个来源持续。这可能是用于治疗来源的基础，无论它是用于一种简单节律紊乱(诸如一种在有组织的周围激动中产生规律冲动的区域或电路)，或是用于一种复杂节律紊乱(诸如一种在混乱的周围激动中产生有组织冲动的区域或电路)。
第七，治疗心律失常对心脏存在某些影响，包括残余的心脏节律紊乱或者后续的心律失常风险(如果心律失常被消除)。治疗可包括消除所有来源、调节或消除对整个节律具有主要影响的一个或多个来源(主要来源)、或者调节/消除非主要来源。
长期来说所有来源的治疗应消除心律失常，尽管心律失常可能经由混乱的活动(“颤动样传导”)而暂时地继续。这种暂时的颤动样传导在由几个量度测量时可能是混乱的，并且持续几秒至几天。在后一种情况下，治疗可能表现为导致在治疗程序过程中“无明显变化”，然而却产生长期治疗成功(免于心律失常)。当心律失常(例如，心房颤动)在通过此方法针对来源进行治疗后几天或甚至几周终止并且然后在几年的随访中消失时，已对病例进行观察。
一个或多个主要来源的治疗可导致心律失常的反常混乱，因为区域不再由这一个或多个来源组织，但如果剩余的非主要来源不太能单独维持心律失常，那么也可能产生长期治疗成功。
最终，非主要来源的治疗可导致使用传统分析量度来组织心律失常。在这种情况下，除非消除，否则剩余的一个或多个(主要)来源可能导致疾病继续。作为一个实例，这在消融由未消除主要来源而造成的AF后可包括有组织的房性心动过速。这些考虑对于设计患者和机制定制化治疗策略(即，心脏节律紊乱领域中的精准医学)来说是关键的。
本发明描述一种系统和方法，其确定在上述电干扰或噪声环境中的心脏节律紊乱(例如，复杂心脏节律紊乱)过程中是否存在旋转激动或局灶激动，并且使用此信息来治疗患者的人类心脏节律紊乱。在一个实施例中，确定了渐进式角偏差(PAD)的指数，该指数指示激动是否在一次或多次搏动时旋转，即使中断会破坏激动在任何搏动内的部分。角度被分配至渐进激动的位点。如果这些位点证实为渐进式角偏差，那么即使由于诸如“颤动样传导”的生理学中断该圆周的一部分，也分配旋转活动。该方法可以用于从一个组织区域鉴别一个局灶来源，作为所有方向上的零和旋转(即离心激动)。这些区域可以作为治疗(诸如以上所述的消融)的靶标。
在另一个实施例中，本发明使用极坐标系，以便测量围绕一个枢转点(或转子核心)的渐进式角偏差的概念。在此实施例中，一个旋转激动路径将产生一个完美的螺旋极坐标图，而一个离心局灶激动路径将产生一种模式，该模式表示在围绕局灶起源的相继增大同心圆上的电极同步激动。如前所述，来自这些表示的偏差指示了归因于来自复杂或“噪杂”环境的混乱(例如，心房颤动、心室纤维性颤动)的破坏。
在又另一个实施例中，本发明使用向量方法来证实简单或复杂节律紊乱中的旋转或离心(局灶)激动。基于激动时间的差异和相对距离构建一个向量，该向量指示在成对的电极位点之间的激动的方向和它们之间的传导速度。针对相继的电极对，然后在相继的心脏搏动期间和之间(例如，随时间)，重复此步骤。描绘出一个圆圈的向量是“简单”折返的。如果针对一部分的传导减慢，那么圆周的弧是缩短的，从而使得向量环更为椭圆。弧缩短(由于慢传导)的该位点可能是疗法(诸如消融、药物疗法、起搏等)的一个主要靶标。
当转子核心进动时，这些向量还可描绘出一个椭圆或另一种非圆形形状。向量分析还可以使用派生指数(诸如激动的主成分(来自数学主成分分析))，或者基于鉴别与在正常和异常组织的已知传导速度一致的一段时间内被激动的位点进行的改进来计算。
在又另一个实施例中，本发明使用计数方案来指示与旋转或局灶激动一致的激动，以便得出一个“旋转数”或“局灶数”。用于旋转活动的最简单计数方案包括当沿着圆形轨迹的一个位点被激动时，增加一个旋转计数器。这可以被修改用于一个椭圆周长，诸如通过“组合”相邻的电极位点，这样使得该圆形轨迹可以在一个轴线上被压缩。当该旋转计数器在一个限定空间区域内，在一个指定时间跨度中超过一个阈值时，鉴别出一个旋转电路。
类似地，用于局灶活动的最简单计数方案包括当激动影响沿着一个或多个径向轨迹的一个位点时，增加一个离心计数器。当该局灶计数器在一个限定空间区域内，在一个指定时间跨度中超过一个阈值时，鉴别出一个局灶来源。
用于检测旋转或局灶来源的其他方案包括诸如香农熵的统计方法。另一个实施例包括仅计数以沿着一条轨迹(圆形或离心)的类似电描记图(信号)形状激动的位点，例如追踪用于“标签(signature)”电描记图的激动途径或路径。此类标签可以是“分级的”、单相的或者显示特定的频率/光谱模式。这可包括具有窄基频的位点，从而指示在该区域的主要速率。该激动路径(指示一种心脏节律紊乱的来源)可以是一种经修改的旋转(圆形或椭圆)路径、或经修改的局灶(径向或各向异性径向)路径。
一系列三角指数也可以被构造来指示旋转激动，诸如针对一个限定空间区域中的位点，通过使用在一个合理的时间段中从0至1、然后至-1、然后至0渐进上升的正弦函数。类似的逻辑适用于使用余弦或其他三角、逆三角、双曲线或反双曲线函数的其他三角指数的构造。
在再另一个实施例中，使用相关性分析。在此实施例中，可以将指示一种心脏节律紊乱的激动的一个空间模式(一个激动路径)与相继周期上的模式相关以确定该模式是否重复，即使该模式被入侵的波阵面或复杂节律紊乱中的其他混乱中断。本发明还可以用于发现离心激动(一种“局灶搏动”)，即使发生中断。
本发明中体现的一个概念是，一种心律失常的驱动因子区域可由另外的主要来源维持。例如，一个转子或局灶来源可与次要来源以“母子”方式相依地激动。母子转子应以某种方式同步，潜在地具有时间延迟(或相移)，并且因此可由相关法或相位法来检测以鉴别来自次要区域的主要驱动因子区域。
在所有实施例中，旋转激动或局灶激动可以在复杂的周围混乱当中被鉴别。在简单旋转电路(例如，图21，“简单”显示)的情况中，表示的旋转、角度、向量或其他序列是不中断的。然而，在越来越大的周围混乱、中断或“颤动样传导”的情况下(例如，图21，“进动”、“不连续”以及“中断”显示)，此序列渐进地变得不太清楚。类似地，局灶来源在具有周围混乱的一种复杂心律失常当中被鉴别。
在中断/不连续来源的各种情况下，旋转或离心激动路径在时间和空间上如何被中断可以产生重要信息。如果这些中断在时间上是可再现的，例如以特定速率，那么它们可表示来自一个次要来源的中断。这样的来源可能与被测量的来源是异步的。中断从其被检测的空间方向(例如，始终从一个中隔或右心房的位置)可指示从其出现另外的一个或多个来源的相对方向。可以在计算上使用此类信息以帮助检测来自这些方向的潜在来源，这些来源可以作为改进的治疗的靶标。
在不同实施例中，在一个限定空间区域中进行旋转或离心(局灶)激动的分析，该限定空间区域包括一种节律紊乱的一个转子或局灶来源的进动(有限的漫步或“摆动”)区域。在简单节律紊乱中，此进动区域是非常小的(有效地为零，但由于组织的功能特性随时间的轻微随机变化而实际上不是零)。在复杂节律紊乱(诸如心房颤动)中，一个来源的进动区域平均为2-3cm2(<10cm2)的组织表面。
可以改变其中节律紊乱的来源被分析的进动区域。具体地说，检测可以针对所采用的诊断或治疗策略来定制。例如，如果一个消融导管具有7mm的病斑直径，那么分析的进动区域需要比这个小。
进动区域的检测可以针对每个患者来定制。这可以基于诸如分析区与结构异常区域(瘢痕或纤维化)或功能(复极化或传导)异常区域的接近度等因素。在更复杂的分析中，该进动区域可以在因为一种叫做重塑的疾病状态而具有扩大心房的患者中增大。该区域还可能在虽然经历了广泛的先前消融但心律失常仍然继续的患者中增大。
可以将影响进动区域的因素结合到一个数据库中，并且使用一个查询表来访问软件。此数据库可包括但不限于：患者性别、年龄、患有节律失常的年数、来源位置、紊乱类型(诸如阵发性或持久性AF)等。
本发明能够确定心脏节律紊乱的一个来源(或多个来源)以进行治疗。本发明方法和系统的一个优势为，该系统和方法当在患者体内或附近使用一个感测装置(如其上具有传感器的一个导管)时可以被快速地执行，并且可以接着治疗心脏组织以改善紊乱，并且在许多情况下治愈紊乱。因此治疗可立即发生，因为本发明将提供该心脏节律紊乱的来源的一个或多个位置。
根据一个实施例，披露一种鉴别和治疗生物节律紊乱的方法。根据该方法，处理心脏信号，以便测量在一个组织区域中的旋转心脏活动和在该组织区域中的不是所测量旋转心脏活动的一部分的心脏活动。确定一个或多个组织区域，其中旋转心脏活动相对于非旋转心脏活动占优势以限定一个旋转来源(例如，转子)。可替代地，确定一个或多个组织区域，其中离心心脏活动相对于非离心心脏活动占优势以限定一个局灶来源。此类区域可交互或互换。鉴别与该来源邻近的该组织的至少一个部分以使得能够对该至少一个部分进行选择性修改，从而治疗该心脏节律紊乱。
根据另一个实施例，披露一种用于鉴别和治疗生物节律的系统。该系统包括一个处理器和一个存储指令的存储器，当由该处理器执行时，这些指令引起该处理器执行以下操作。这些操作包括经由一个计算装置来处理心脏信号以便测量在一个组织区域中的旋转心脏活动。这些操作进一步包括测量在所述组织区域中不是所测量旋转或离心心脏活动的一部分的心脏活动。这些操作还包括确定一个或多个组织区域，其中旋转心脏活动相对于非旋转心脏活动占优势以限定一个来源。此外，这些操作包括鉴别与该来源邻近的该组织的至少一个部分以使得能够对该至少一个部分进行选择性修改，从而治疗该心脏节律紊乱。
根据另外的实施例，披露一种存储指令的存储介质，当由该处理器执行时，这些指令引起该处理器执行以下操作。这些操作包括经由一个计算装置来处理心脏信号以便测量在一个组织区域中的旋转心脏活动。这些操作进一步包括测量在所述组织区域中不是所测量旋转心脏活动的一部分的心脏活动。这些操作还包括确定一个或多个组织区域，其中旋转心脏活动相对于非旋转心脏活动占优势以限定一个来源。此外，这些操作包括鉴别与该来源邻近的该组织的至少一个部分以使得能够对该至少一个部分进行选择性修改，从而治疗该心脏节律紊乱。
根据一个实施例，披露一种确定与心脏节律紊乱相关联的激动的一致性(即使在嘈杂信号中的可重复性)的方法。根据该方法，选择与一个心脏区域相关联的一个空间元素。相对于该选择的空间元素来确定渐进式旋转激动或渐进式局灶(离心)激动。形成渐进式旋转激动或渐进式局灶激动的多个指数。从该多个指数中选择指示关于心脏区域一部分的渐进式旋转激动或渐进式局灶(离心)激动的一致性的一个或多个指数。
根据另一个实施例，披露一种用于确定与心脏节律紊乱相关联的激动的一致性的系统。该系统包括一个处理器和一个存储指令的存储器，当由该处理器执行时，这些指令引起该处理器执行以下操作。这些操作包括选择与一个心脏区域相关联的一个空间元素。这些操作还包括相对于该选择的空间元素来确定渐进式旋转激动或渐进式局灶激动。这些操作进一步包括形成渐进式旋转激动或渐进式局灶激动的多个指数。此外，这些操作包括从该多个指数中选择指示关于心脏区域一部分的渐进式旋转激动或渐进式局灶激动的一致性的一个或多个指数。
根据另外的实施例，披露一种存储指令的存储介质，当由处理器执行时，这些指令引起该处理器执行用于确定与一种心脏节律紊乱相关联的激动的一致性的操作。这些操作包括选择与一个心脏区域相关联的一个空间元素。这些操作还包括相对于该选择的空间元素来确定渐进式旋转激动或渐进式局灶激动。这些操作进一步包括形成渐进式旋转激动或渐进式局灶激动的多个指数。此外，这些操作包括从该多个指数中选择指示关于心脏区域一部分的渐进式旋转激动或渐进式局灶激动的一致性的一个或多个指数。
本申请的这些和其他目的、目标以及优势将由结合随附图式阅读的以下对示例实施例的详细说明而变得清楚。
附图简要说明
一些实施例借助于实例而非限制地展示于随附图式的图中，在这些图中：
图1示出用于鉴别心脏节律紊乱的一个来源(或多个来源)的一个示例系统；
图2示出用于形成关于一个空间元素的渐进式角偏差(PAD)的一个示例实施例；
图3示出用于形成关于一个空间元素的渐进式角偏差(PAD)的另一个示例实施例；
图4示出用于形成关于一个空间元素的渐进式角偏差(PAD)的仍另一个示例实施例；
图5示出用于形成关于一个空间元素的渐进式角偏差(PAD)的又一个示例实施例；
图6示出在分析时间间隔中的PAD的第一相关，其中插入了示例框架表示；
图7示出在分析时间间隔中的PAD的第一相关，带有计算的最佳拟合线；
图8示出在分析时间间隔中使用第一时间窗口的PAD的一个示例性相关；
图9示出在分析时间间隔中使用第一时间窗口的PAD的另一个相关；
图10示出在分析时间间隔中使用第一时间窗口的PAD的仍另一个相关；
图11示出在分析时间间隔中使用第二时间窗口的PAD的一个示例第二相关；
图12示出在分析时间间隔中使用第二时间窗口的PAD的另一个示例第二相关；
图13示出一种结合空间元素测定和关联渐进式角偏差(PAD)的方法；
图14示出用于执行在此披露的一种或多种方法或功能的一个通用计算系统；
图15示出一种复杂心脏节律紊乱的旋转来源(源点)的示例进动，以及这将如何阻止使用经典方法来检测在固定电极处的旋转；
图16指示不干扰该来源的混乱。(1)颤动样传导，即，远离该来源的中心的混乱。(2)朝向来源中心的外围混乱的激动，其不扰乱该来源的核心元素；
图17示出中断一个来源的外围部分的概念，例如，通过无序激动来中断围绕一个转子来源的旋转螺旋臂。这将防止使用激动标测、等电位标测或等时分析的经典方法来检测在固定电极处的顺序旋转激动；
图18指示扰乱一个来源的速率/规律性的混乱。如图所示，该混乱约束不规律性，从而使其更规律。也可能出现相反的情况；
图19指示扰乱一个来源的空间定位的混乱。(1)混乱约束空间进动，从而使得该来源源点更小并且该节律更规律。(2)混乱加重来源进动，转子进动至心脏的另一个区域，在这里它可能自终止或更易于治疗；
图20指示扰乱来源达到终止紊乱来源的程度的混乱；
图21示出用于通过扰动鉴别来源并且由此量化扰动的数学方法。(1)未扰动来源，由用于重复激动周期的X1…Xn的线性渐进式角偏差(PAD)相关来指示。(2)进动，具有来自理想PAD相关的PAD的偏差。(3)不连续的，其中外部混乱的活动与该来源的外围部分融合。(4)间断的，其中外部混乱的活动消除围绕该来源的旋转部分；
图22是与表征关于一个潜在位点的旋转来源的渐进式角偏差(PAD)相关联的示例流程图；
图23是与表征关于一个潜在位点的局灶来源的渐进式角偏差(PAD)相关联的示例流程图；
图24指示渐进式角偏差接近理想相关(相关线)，指示具有最小进动的不间断转子。可以使用渐进式旋转的另一种量度来获得类似结果；
图25指示示出旋转激动的相关渐进式角偏差，尽管转子外围(螺旋臂)被中断并且转子核心进动。可以使用渐进式旋转的另一种量度来获得类似结果；
图26指示两个并行的转子，对于这两个并行的转子，渐进式角偏差的相关显示出两个转子(具有相反的手性)，尽管各自相互干扰。可以使用渐进式旋转的另一个量度获得类似结果；
图27指示用于心脏节律紊乱过程中旋转激动路径的旋转极性分析(PAR)的逻辑的示例流程图；
图28指示用于心脏节律紊乱过程中离心激动路径的旋转极性分析(PAR)的逻辑的示例流程图；
图29示出驱动心房颤动的左心房中的转子，具有在右心房中的混乱活动。该转子是逆时针的；
图30指示在图29中的转子核心处的极性分析，该极性分析指示旋转活动的极性量度；
图31指示仅在图29中的转子核心外的极性分析，该极性分析示出指示部分旋转活动的极性量度；并且
图32指示在图29中的转子核心外的旋转极性分析(PAR)，该极性分析示出指示被动非旋转激动的极性量度。
详细说明
在此披露一种用于鉴别生物节律紊乱(例如，心脏节律紊乱)的一个或多个来源的系统和方法。在以下说明中，为了解释的目的，阐述许多特定细节以便提供对示例实施例的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员来说将是明显的是，可以在没有所披露的全部具体细节的情况下实践一个示例实施例。
图1示出用于鉴别人类患者的生物节律紊乱的一个来源(或多个来源)的一个示例系统100。确切地说，该示例系统100被配置成访问从患者的心脏收集/检测的与心脏节律紊乱相关的心脏信息(信号)。系统100进一步被配置成处理这些信号以便确定包括一个或多个空间元素的至少一个空间区域，关于这些空间元素，对于一定数目激动周期存在与其他空间元素相关联的激动(例如，激动起始时间)的渐进式角偏差(PAD)。渐进式角偏差将显示围绕该空间区域进行的旋转，即使该序列沿着它的周长(“圆周”)的多个扇区(部分)被中断。此方法还能够检测沿着不是明显圆形并且可以是椭圆形或者根据周围组织耐熔性和传导特性而具有其他形状的周长的旋转激动。与一个空间区域相关联的一个心脏区域可以被选择用于治疗(例如，消融)以便改善心脏节律紊乱，并且在许多情况下治愈心脏节律紊乱。
如图1所示，心脏包括一个右心房122、左心房124、右心室126以及左心室128。该示例系统100包括一个导管102、信号处理装置114、计算装置116以及分析数据库118。
该导管102被配置成在心脏中检测心脏激动信息并且通过一个无线连接、有线连接、或有线和无线连接两者的组合将检测到的心脏激动信息传输到该信号处理装置114。该导管包括多个探针/传感器104-112，这些探针/传感器可以穿过患者的血管插入心脏。传感器可检测来自患者心脏120的单极和/或双极信号。
在一些实施例或方面中，这些传感器104-112中的一个或多个可能未插入该患者的心脏。例如，一些传感器可以通过患者体表(例如心电图-ECG)或在不与患者接触的情况下远程地(例如心磁图)检测心脏激动。作为另一个实例，一些传感器还可以从一个非电学感测装置的心脏运动获得心脏激动信息(例如超声心动图)。在不同实施例或方面中，这些传感器可以分开或以不同组合形式使用，并且进一步这些分开的或不同的组合还可以与插入该患者心脏120中的传感器组合使用。
这些传感器104-112(它们相对于所研究的心脏120被安置在传感器位置处)可以在这些传感器位置处检测心脏激动信息，并且可以进一步递送能量以在这些传感器位置处消融心脏。应指出，这些传感器104-112还可以从心脏的重叠区域(例如右心房122和左心房124)检测心脏激动信息。
导管102可以将传感器104-112感测到的心脏激动信息传输至信号处理装置114。该信号处理装置114被配置成将在传感器位置处由传感器104-112检测到的心脏激动信息处理(例如阐明和放大)成电描记图信号，并且向该计算装置116提供经处理的信号，以便根据在此所披露的方法进行分析。在处理来自传感器104-112的心脏激动信息时，该信号处理装置114可以减去来自心脏120的重叠区域的心脏激动信息，从而向该计算装置116提供经处理的信号，以便分析。尽管在一些实施例或方面中，该信号处理装置114被配置成提供单极信号，但在其他实施例中，该信号处理装置114可以提供双极信号。
该计算装置116被配置成接收或访问来自信号处理装置114的经检测和经处理的信号，并且进一步被配置成根据在此披露的方法分析这些信号以便确定包括一个或多个空间元素的至少一个空间区域，关于这些空间元素，对于一定数目激动周期存在与其他空间元素相关联的激动(例如，激动起始时间)的渐进式角偏差(PAD)。
该计算装置116进一步被配置成产生并且显示一个激动传导图(APM)视频150，该视频空间地组合并且显示来自多个信号的激动信息，这些激动信息可采用包括单相动作电位(MAP)信号表示的许多形式。该APM视频150包括与一个时间间隔(例如，4000毫秒或另一个分析时间间隔)内的一系列时间增量相关联的APM帧的一个序列。箭头152指示激动信息的旋转移动。该MAP表示中的空间元素与传感器阵列中的传感器104相关联。信号(在此情况下为MAP表示)包括电压(或电荷)对时间和其他指数的关系。该信号表示还可以包括与由该传感器阵列中的一个传感器104感测到的电活动相关联的激动起始时间信息。该MAP表示以及包括极坐标图和三维图的若干其他表示可以被标测为时间轴线和电压轴线上的曲线。
如在此所使用，激动起始时间是激动在一个细胞或组织中开始的一个时间点，与激动期间的其他时间点相对。激动是使一个细胞开始其运作从一种静息(舒张)状态变成一种活跃(电)状态的一个过程。
计算装置116接收、访问或产生APM视频150的表示。产生一个APM视频150和呈单相动作电位(MAP)形式的表示的一个实例在美国专利号8,165,666中进行描述，该专利通过引用以其全部内容结合在此。更具体地说，‘666专利的图11示出了多个MAP的一个APM视频150。
可以使用提供此类表示的其他方法和系统。该APM视频150可由能够随时间重建心脏或生物信息以产生激动信息的动态表示的其他系统和方法来产生。
该分析数据库118被配置成支持或辅助由该计算装置116进行的信号分析。在一些实施例中，分析数据库118可以存储该AMP视频150，如将在此更详细地进行说明。分析数据库118还可以提供与确定与心脏节律紊乱相关联的一个或多个区域相关联的中间数据(例如，空间元素的PAD对)的存储。
图2示出由计算装置116接收、访问或产生的APM视频150的示例框架表示200(例如，如美国专利号8,165,666所描述的单相动作电位(MAP))。该AMP视频150鉴别与心脏节律紊乱相关联的所选择的分析时间段(例如，4000毫秒)的激动信息。出于说明性目的，该框架表示200示出出现在该分析时间间隔的第一时间点(例如，10毫秒)处的激动信息。
与传感器相关联的空间元素202(例如，以红色表示)被选择用于AMP视频150的处理。应注意，多个空间元素中的一个或多个(例如，120空间元素)可以根据结合空间元素202在此描述的方法学顺序或平行地进行处理。
确定了具有从所选择的空间元素202延伸的半径(例如，两(2)个传感器距离)的圆圈204(例如，以绿色表示)。该半径作为一个实例给出，并且可以选择一个更大或更小半径。此后，接着确定包括在圆圈204上或内的多个传感器104的一个组，以用于结合空间元素202进行的处理。应注意，可以使用一个不同尺寸和/或大小的形状(例如，正方形、菱形等)。
第一时间点(10毫秒)指示在分析时间间隔(例如，4000毫秒)过程中在所确定的传感器组中的任何传感器的第一激动起始时间。例如，10毫秒的激动起始时间与一个传感器206相关联。白线201关于圆圈204在逆时针方向指示0…2pi。从所选择的空间元素202至相关联的传感器206确定一个角度208。此后，针对第一激动起始时间产生包括角度和激动时间的一个对(例如，对1＝(pi/2，10))。应该指出，可以针对在具有10毫秒处的相关联激动起始时间的组中的任何其他传感器产生一个或多个另外的对。
图3示出由计算装置116接收、访问或产生的APM视频150的示例框架表示210。出于说明性目的，该框架表示210示出出现在该分析时间间隔(例如，4000毫秒)的第二时间点(例如，36毫秒)处的激动信息。
该第二时间点(36毫秒)指示在分析时间间隔(例如，4000毫秒)过程中在所确定的传感器组中的任何传感器的第二激动起始时间。例如，36毫秒的激动起始时间与一个传感器212相关联。从所选择的空间元素202至相关联的传感器212确定一个角度214。此后，针对第二激动起始时间产生包括角度和激动时间的一个对(例如，对2＝(pi/2，36))。应该指出，可以针对在具有36毫秒处的相关联激动起始时间的组中的任何其他传感器产生一个或多个另外的对。
图4示出由计算装置116接收、访问或产生的APM视频150的示例框架表示216。出于说明性目的，该框架表示216示出出现在该分析时间间隔(例如，4000毫秒)的第三时间点(例如，62毫秒)处的激动信息。
该第三时间点(62毫秒)指示在分析时间间隔(例如，4000毫秒)过程中在所确定的传感器组中的任何传感器的第三激动起始时间。例如，62毫秒的激动起始时间与一个传感器218相关联。从所选择的空间元素202至相关联的传感器218确定一个角度220。此后，针对第三激动起始时间产生包括角度和激动时间的一个对(例如，对3＝(pi，62))。应该指出，可以针对在具有62毫秒处的相关联激动起始时间的组中的任何其他传感器产生一个或多个另外的对。
图5示出由计算装置116接收、访问或产生的APM视频150的示例框架表示222。出于说明性目的，该框架表示222示出出现在该分析时间间隔(例如，4000毫秒)的第四时间点(例如，77毫秒)处的激动信息。
该第四时间点(77毫秒)指示在分析时间间隔(例如，4000毫秒)过程中在所确定的传感器组中的任何传感器的第三激动起始时间。例如，77毫秒的激动起始时间与一个传感器224相关联。从所选择的空间元素202至相关联的传感器224确定一个角度224。此后，针对第四激动起始时间产生包括角度和激动时间的一个对(例如，对4＝(5pi/4，77))。应该指出，可以针对在具有77毫秒处的相关联激动起始时间的组中的任何其他传感器产生一个或多个另外的对。
出于说明性目的，图2-5详述出现在分析时间间隔(例如，4000毫秒)过程中的四(4)个激动起始时间示例框架表示，这些激动起始时间与所确定的传感器组中的传感器相关联。然而，应注意在分析时间间隔(例如，4000毫秒)过程中可能存在与所确定组中的传感器相关联的显著更多的激动起始时间。
图6示出所产生的对605的图形表示600。该图形表示600示出在时间-角度图(即，角度602，时间604)上绘制的所产生的对605。作为一个实例，框架表示200的对1(pi/2，10)被绘制成对606，并且框架表示222的对4(5pi/4，77)被绘制成对612。应注意，图形表示600示出多个产生的对605，诸如对606-620，这些对是出于说明性目的被示出。
图7示出图形表示700，其显示与固定在第一对606处的一个窗口702(例如，第一窗口)中的多个对605的对最佳拟合的线的计算。该第一窗口702的大小被限定为被确定与心脏节律紊乱相关联的一个周期长度的一个预先确定的百分比(例如，75％)。应注意，与心脏节律紊乱相关联的周期长度可以是结合心脏节律紊乱确定的一个中值周期长度、平均长度、或另一个阈值周期长度。
第一窗口702大小的确定可以随着特定的节律紊乱而变化。通常，一个短窗口限制旋转/局灶激动的一个完整定义。相反地，如果在先前搏动中存在小的加速度(例如，较快搏动)，那么一个长窗口--诸如整个周期--可能导致无法检测一个周期。节律紊乱越规律(“简单”)，为了建立一个旋转模式可以要求该周期长度的比例越小。在一种复杂节律紊乱(诸如心房颤动)中，一个实施例可以典型地选择>50％的周期长度作为在其上建立旋转激动的窗口持续时间。该第一窗口702的这种精确大小可以针对特定的患者来定制，并且保留在数据库中供再次使用，例如，如果患者具有一个重复过程。
例如，与心脏节律紊乱相关联的周期长度被确定为200毫秒。因此，该第一窗口的大小为150毫秒(例如，200毫秒*75％＝150毫秒)。可选择一个不同的百分比。该第一窗口702被固定在多个对605的第一对606处。参照多个对605落在第一窗口702上或内的对607计算一个最佳拟合线704。基于最小化来自线性回归的每个对的偏差的均方误差或加权均方误差线，不同算法可以用于确定该最佳拟合线704。
与计算出的最佳拟合线704相关联地计算并记录最佳拟合线704的斜率、最佳拟合线704的位置(例如，线的中间)以及这些对针对最佳拟合线704的拟合的量度。可以通过一种均方根误差(RMSE)计算或者能够提供这些对如何密切地拟合最佳拟合线704的量度的另一种算法来确定这些对针对最佳拟合线704的拟合。该第一窗口702是前进的并且被固定至如图8所示的一个相继的对。
图8示出图形表示800，其显示与固定在第二对608处的窗口802(也视为第一窗口)中的多个对605的对最佳拟合的线的计算。该第一窗口802具有该第一大小，例如，150毫秒(与心脏节律紊乱相关联的200毫秒周期长度的75％)。
该第一窗口802被固定在多个对605的第二对608处。参照落入该窗口802上或内的这些对计算一个最佳拟合线804。与计算出的最佳拟合线802相关联地计算并记录最佳拟合线804的斜率、最佳拟合线804的位置(例如，线的中间)以及这些对针对最佳拟合线804的拟合的量度。该第一窗口802是前进的并且被固定至如图9所示的一个相继的对。
图9示出图形表示900，其显示与固定在第三对610处的窗口902(也视为第一窗口)中的多个对605的对最佳拟合的线的计算。该窗口902具有该第一大小，例如，150毫秒(与心脏节律紊乱相关联的200毫秒周期长度的75％)。
该第一窗口902被固定在多个对605的第三对610处。参照落入该第一窗口902上或内的这些对计算一个最佳拟合线904。与计算出的最佳拟合线904相关联地计算并记录最佳拟合线904的斜率、最佳拟合线904的位置(例如，线的中间)以及这些对针对最佳拟合线802的拟合的量度。该第一窗口902是前进的并且被固定至如图9所示的一个相继的对。
图10示出图形表示1000，其显示与固定在第n对618处的第n窗口1002(也视为第一窗口)中的多个对605的对最佳拟合的线的计算。该第一窗口1002具有该第一大小，例如，150毫秒(与心脏节律紊乱相关联的200毫秒周期长度的75％)。
该第一窗口1002被固定在多个对605的第n对618处。参照落入该第一窗口1002上或内的对1006计算一个最佳拟合线1004。例如，第n窗口1002将包括对605的仍要针对相关分析时间间隔被处理的对1006。与计算出的最佳拟合线1004相关联地计算并记录最佳拟合线1004的斜率、最佳拟合线1004的位置(例如，线的中间)以及这些对针对最佳拟合线1004的拟合的量度。
如图7-10所示，具有第一大小的第一窗口相继地前进并且被固定至第一对606与第n对618之间的多个对605的相继的对，直到所有对605在分析时间间隔中被处理，这产生多个最佳拟合线1008，如图10所示。
图11示出图形表示1000，其显示与固定在第一对606处的一个窗口1106(例如，第二窗口)中的多个对605的对最佳拟合的线的选择。该第二窗口1106的大小被限定为与心脏节律紊乱相关联的一个周期长度的一个预先确定的百分比(例如，110％)。可选择一个不同的百分比。
在前述实例中，确定与心脏节律紊乱相关联的周期长度为200毫秒。因此，该第二窗口的大小为220毫秒(例如，200毫秒*110％＝220毫秒)。该第二窗口1106被固定在多个对605的第一对606处。然后在该第二窗口1106内选择最佳拟合线1110。例如，这些对针对最佳拟合线的拟合(例如，最小误差)可以用于选择第二窗口1106中的最佳拟合线1110。
作为一个实例，均方根误差(RMSE)可以被用作选择最佳拟合线1110的量度。具体而言，结合针对相关联的最佳拟合线的这些对的最小误差(量度)1108，RMSE能够选择一个最佳拟合线1110。应注意，不同的其他算法，以及上述算法和/或其他算法的组合可以用于选择该最佳拟合线1110。该第二窗口1106是前进的并且被固定至如图12所示的窗口后的线。
图12示出图形表示1200，其显示与固定在第一窗口1106后的第一最佳拟合线处的一个窗口1206(也视为第二窗口)中的多个对605的对最佳拟合的线的选择。
在前述实例中，被确定与心脏节律紊乱相关联的周期长度为200毫秒。因此，该第二窗口的大小为220毫秒(例如，200毫秒*110％＝220毫秒)。第二窗口1106是固定在多个对605的对616处的第二窗口1106后的最佳拟合线。确切地说，所选择的最佳拟合线1110的固定对614出现在大约180毫秒处。此后，将所确定的周期长度的一半110毫秒(例如，220毫秒×0.5)添加至180毫秒的时间，总时间为290毫秒。半周期被添加为“消隐期”，这样使得下一个分析窗口不与当前分析窗口的末端部分重叠。290毫秒后的第一最佳拟合线被固定在出现于大约400毫秒处的对616处，因为在大约290毫秒与400毫秒之间没有其他数据对可用。因此，第二窗口1206从大约400延伸至大约620。
然后在该第二窗口1206内选择最佳拟合线1210。例如，这些对针对最佳拟合线的拟合(例如，最小误差)可以用于选择第二窗口1206中的最佳拟合线1210。
作为一个实例，均方根误差(RMSE)可以被用作选择最佳拟合线1210的量度。具体而言，结合针对相关联的最佳拟合线的这些对的最小误差(量度)1208，RMSE能够选择一个最佳拟合线1210。如前所述，不同的其他算法，以及上述算法和/或其他算法的组合可以用于选择该最佳拟合线1210。
如参照图11和图12示出和描述，具有第二大小的第二窗口相继地前进并且被固定至第二窗口1106后的第一最佳拟合线，直到所有最佳拟合线在分析时间间隔中被处理。
图13是一种确定与激动起始时间的渐进式角偏差相关的一个或多个空间元素的一个区域的示例方法1300的流程图。该方法在操作1302处开始。在操作1304处，该方法1300访问关于心脏节律紊乱的位置数据和激动起始数据(例如，来自信号表示的单相动作电位数据(MAP)，例如，APM视频150)。该MAP表示包括传感器。
在操作1306处，确定一个半径(例如，图2，半径204)，用于选择关于一个空间元素的传感器。在操作1308处，选择与一个传感器相关联的一个空间元素(例如，图2，空间元素202)。此后，在操作1310处确定在该空间元素的半径上或内的一组传感器。
在操作1312处，选择一个分析时间间隔(例如，4000毫秒)。应注意，可以选择不同的分析时间间隔，例如，比4000毫秒更长或更短。在操作1314处，选择与所确定组中的一个传感器相关联的一个激动起始时间。应指出，这表示在空间元素的半径内与所确定的传感器组中的任何传感器相关联的第一激动起始时间(例如，在分析时间间隔中)。
在操作1316处，从所选择的空间元素到与激动起始时间相关联的传感器计算一个角度。此后，在操作1318处，产生一对值(被称为“对”)。产生的对包括该角度和该激动起始时间。在操作1320处，对关于是否存在与所选择的激动起始时间相关联的任何更多传感器做出一个判定。如果是，那么该方法1300迭代遍历操作1314-1320以针对这些传感器产生另外的对(例如，对＝[角度，激动起始时间])。如果否，该方法1300在操作1322处继续。
在操作1322处，对关于分析时间间隔(例如，4000毫秒)中的所有激动起始时间是否都经过处理作出一个判定。如果否，该方法1300迭代遍历操作1314-1322以产生在整个分析时间间隔内与组中的传感器的激动相关联的对。如果是，那么该方法1300在操作1324处继续。
在操作1324处，将所产生的对按激动起始时间排序。在操作1326处，结合与心脏节律紊乱相关联的周期长度来限定第一窗口大小。例如，该第一窗口大小可以是比与心脏节律紊乱相关联的周期长度(例如，200毫秒)小的一个所选择的百分比(例如，75％)。因此，该第一窗口大小可以被限定为200毫秒*75％＝150毫秒。
在操作1328处，限定一个指数并且将其设定为分析时间间隔(例如，4000毫秒)中的第一对(例如，指数对)。在操作1330处，将具有第一窗口大小的第一窗口确定为从该指数对的激动起始时间开始。此后，在操作1332处确定处在第一窗口内的所有对的一个子集。在操作1334处，参照在第一窗口内的对的子集计算一个最佳拟合线。确定该最佳拟合线的斜率、该最佳拟合线的位置、以及这些对针对该最佳拟合线的拟合。
在操作1336处，对关于分析时间间隔(例如，4000毫秒)中的所有对是否都经过处理作出一个判定。如果否，该方法1300在操作1338处继续以递增对下一个对(指数对)的指数，并且迭代遍历操作1330-1336直到分析时间间隔中的所有对已被处理。如果是，那么该方法1300在操作1340处继续。
在操作1340处，结合与心脏节律紊乱相关联的周期长度来限定第二窗口大小。例如，该第二窗口大小可以是比与心脏节律紊乱相关联的周期长度(例如，200毫秒)高的一个所选择的百分比(例如，110％)。因此，该第二窗口大小可以被限定为200毫秒*110％＝220毫秒。
在操作1342处，限定一个指数并且将其设定为分析时间间隔(例如，4000毫秒)中的第一最佳拟合线(例如，指数线)。在操作1344处，具有第二窗口大小的第二窗口被确定为从指数线(例如，与指数线相关联的一个对)开始。与指数线相关联的该对可以表示指数线的起始对、另一个对、或沿着指数线的某个点。此后，在操作1346处，在第二窗口内选择来自多个最佳拟合线中的一个最佳拟合线。
在操作1348处，对关于分析时间间隔(例如，4000毫秒)中的所有最佳拟合线是否都经过处理作出一个判定。如果否，该方法1300在操作1350处继续以递增对下一个指数线的指数，并且迭代遍历操作1344-1348直到分析时间间隔中的所有最佳拟合线已被处理。如果是，那么该方法1300在操作1352处继续。
在操作1352处，对关于所有空间元素是否都已经过处理作出一个判定。如果否，该方法1300迭代遍历操作1308-1352直到关于所有空间元素的激动起始时间的渐进式角偏差已被考虑。在操作1354处，基于所选择的最佳拟合线的一个或多个特征来确定具有一个或多个空间元素的至少一个区域，诸如可以被消融以改善心脏节律紊乱的区域。该方法在操作1356处结束。
图14示出一种能够用于进行在此披露的任何一种或多种方法和/或基于计算机的功能的通用计算机系统。在下文图32的描述后提供图14的描述。
图15示出一种复杂心脏节律紊乱的一个旋转来源(源点)的示例进动。应注意，该旋转来源的进动将阻止使用经典方法检测在固定电极处的旋转。
图16指示不干扰该来源的混乱。在部分(1)中，示出颤动样传导，即，远离该来源中心的混乱。在部分(2)中，示出外部混乱，即，朝向来源中心的外围混乱的激动，其不扰乱该来源的核心元素。
图17示出中断一个来源的外围部分的概念，例如，通过无序激动来中断围绕一个转子来源的旋转螺旋臂。这将防止使用激动标测、等电位标测、或等时分析的经典方法来检测在固定电极处的顺序旋转激动。
图18指示扰乱一个来源的速率/规律性的混乱。如图18所示，该混乱约束不规律性，从而使其更规律。也可能出现与此相反的情况。
图19指示扰乱一个来源的空间定位的混乱。在部分(1)中，混乱约束空间进动，从而使得该来源源点更小并且该节律更规律。在部分(2)中，混乱加重来源进动，转子进动至心脏的另一个区域，在这里它可自终止或更易于治疗。
图20指示扰乱来源达到终止紊乱来源的程度的混乱。
图21示出用于通过扰动鉴别来源并且由此量化扰动的数学方法。在部分(1)中，示出未扰动来源，由用于重复激动周期的X1…Xn的线性渐进式角偏差(PAD)相关来指示。在部分(2)中，示出来源进动，具有来自理想PAD相关的PAD的偏差。在部分(3)中，示出不连续的来源，其中外部混乱的活动与该来源的外围部分融合。在部分(4)中，示出一个间断的来源，其中外部混乱的活动消除围绕该来源的旋转部分。
图22是表征关于一个潜在位点的旋转来源的渐进式角偏差(PAD)的示例方法2200的流程图。
在操作2202处，选择与周围位点相关的一个潜在位点。在操作2204处，将周围位点的激动起始时间排序。在操作2206处，对关于是否在一个分析时间间隔内存在和周围位点有关的渐进式角偏差作出一个判定。如果是，那么结合所选择的潜在位点进行操作2210-2214。在替代实施例中，操作2206可以被局灶搏动的其他分析代替。例如，操作2206可以使用渐进式向量、渐进式旋转数、渐进式相关、三角函数、或另一种数学工具来代替PAD。针对每个潜在位点迭代执行操作2202-2208。
如果存在与一个潜在位点相关的渐进式角偏差，那么在操作2310处，对关于其他标准是否满足作出一个判定，诸如渐进式角偏差中的一致性以及一个合理的周期长度是否可能与一致的渐进式角偏差相关。如果是，那么在操作2212处，可以由这种一致性以及合理的周期长度来表示一个潜在转子。在操作2214处，可以由线斜率、非线性(慢传导)、区域性、速率以及周期性来表征渐进式角偏差。
图23是表征关于一个潜在位点的局灶来源的渐进式角偏差(PAD)的示例方法2300的流程图。
在操作2302处，选择与周围位点相关的一个潜在位点。在操作2304处，将周围位点的激动起始时间排序。在操作2306处，对关于是否在一个分析时间间隔内存在和周围位点有关的渐进式角偏差作出一个判定。如果是，那么结合所选择的潜在位点进行操作2210-2214。在替代实施例中，操作2306可以被局灶搏动的其他分析代替。例如，操作2306可以使用渐进式向量(示出表示局灶激动的所有方向中的零和向量)、渐进式局灶数、渐进式相关、三角函数、或另一种数学工具来代替PAD。针对每个潜在位点迭代执行操作2302-2308。
如果存在与一个潜在位点相关的渐进式角偏差，那么在操作2310处，对关于其他标准是否满足作出一个判定，诸如渐进式角偏差中的一致性以及一个合理的周期长度是否可能与一致的渐进式角偏差相关。如果是，那么在操作2312处，可以由这种一致性以及合理的周期长度来表示一个潜在局灶来源。在操作2314处，可以由线斜率、非线性(慢传导)、区域性、速率以及周期性来表征渐进式角偏差。
图24是在患者的心房颤动期间一个转子的相继旋转的图形表示，每个旋转在周期之间是一致的，并且通过周期之间的一致性和不间断的角偏差(例如，从0至2pi的角度θ)来检测。应注意，此旋转处在心房颤动的一个稳定来源的中心处，但也可以位于心室纤维性颤动或一种简单节律(诸如心房扑动)内。
图25是在患者的一种复杂节律(例如，心房颤动)内一个转子的相继旋转的图形表示。该转子是稳定的，但是被来自转子外部的激动中断，这可能指示颤动样传导或另一个来源。该转子还进动(“摆动”)，显示轻微的空间运动，但处在一个稳定的空间区域内。这些渐进式角偏差图示出θ与时间的直线，但具有反映这些中断的一些生物噪声。
图26是在患有心房颤动的患者中2个并行转子的相继旋转的图形表示。如图所示，两个转子对于通过纤维性颤动环境的一些中断均是稳定的。转子1的中断超过转子2。两个转子还显示轻微的进动(“摆动”)。因此，这些渐进式角偏差图示出θ与时间的直线，但具有反映这些中断的一些生物噪声。
图27是用于分析使用极性分析的旋转激动路径的一种旋转极性分析(PAR)的流程图。每个操作提供一个旋转极性指数，这些极性指数被组合(或加权)以确定一个转子。操作1确定了一个完整追踪(一个完整周期的至少大部分)的所有相邻位点的激动延迟。通常，人类心房内的传导时间为40-200cm/秒，这样使得间距为0.6cm的电极之间的激动时间延迟为3-15毫秒(典型地5-10ms)，对于电极之间的不同间距来说可按比例适当变化。相反地，如果一个转子是存在的，则相邻电极处的激动如果位于头部和尾部，它们可由整个周期长度分开，即，激动已完成一个旋转以到达尾部(多达～200ms)。操作2确定了心房内相继激动位点的角位移。如果相继激动位点大多示出由一个旋转所预期的角偏差，即，2pi/8(针对8个周围电极)，则中心电极与转子的核心是一致的。如果相继的周围电极(在钟面型方位)随时间追踪相继角偏差，那么操作3系统地检验且确定腔室内的所有位点。如果是，这与旋转激动是一致的。操作4确定了每个周期在每个周围电极处的激动数目。如果此数目小于一(1)，则可能存在遗失(或阻止进入该位点)。如果此数目多于一(1)，则可能存在双重计数或混乱(颤动样传导)。
图28是一种针对局灶(离心)激动路径分析旋转极性分析(PAR)的示例方法的流程图。每个操作提供一个旋转局灶指数，这些极性指数被相等或非均匀地组合(或加权)以确定一个局灶来源。操作1确定了一个完整追踪(至少一个完整周期)的所有相邻位点的激动延迟。通常，人类心房内的传导时间为40-200cm/秒，这样使得间距为0.6cm的电极之间的激动时间延迟为3-15ms(典型地5-10ms)，对于电极之间的不同间距来说可按比例适当变化。对于一个局灶来源，处在同心圆上的电极将存在同步激动，除非/直到该来源混乱(颤动样传导)。操作2确定了心房内相继激动位点的角位移。如果相继激动位点大多示出由一个局灶来源所预期的模式，则中心电极与局灶起源是一致的。如果相继被激动的电极(在钟面型方位)沿着来自该起源的每个半径追踪零角偏差(即，离心的)，那么操作3系统地检验且确定腔室内的所有位点。操作4确定了每个周期在每个周围电极处的激动数目。如果此数目小于一(1)，则可能存在遗失(或阻止进入该位点)。如果此数目多于一(1)，则可能存在双重计数或混乱(颤动样传导)。
图29示出在患者心房颤动期间在左心房中的一个逆时针方向转子。
图30示出通过旋转极性分析(PAR)进行的转子核心的检测。插图(右)示出一条清晰的极性螺旋线，表明在中心点处的一个不间断转子(在图29的空间曲线图中标记为H5)。顶部图表示针对在8个周围电极处的160个激动，在围绕此中心位点(垂直轴线，20)的旋转自旋数目上的累积角偏差(即，20次自旋)。左上角的角位移直方图表示，围绕中心核(即，所有周围的8个电极)的每个角位置各自被激动20次(垂直刻度)，即，每个位置为相等的。具有19个激动的电极指示可能的信号遗失。中间左边的时间延迟直方图示出，整个场内的许多相邻位点具有25ms、35ms或45ms的延迟激动，远远超过由被动传导所支持的。左下角的角位置直方图示出，所有位点(即，160个激动，针对在时间上相继激动的8个位点处的20个激动)由一个2pi/8的角偏差分开，即，pi/4弧度–两(2)个相邻电极之间的角偏差。
图31示出一个就在转子(GH56)外的位点的旋转极性分析(PAR)。应注意，原始极坐标图示出从一个螺旋偏离的另外的线，这表明附属的(颤动)激动。顶部中心图示出在12个周围电极处的240个激动的完整旋转(垂直刻度)(即，20次自旋)。左上角的角位移直方图示出，大多数电极(垂直刻度)在每个周期被激动。中间左边的时间延迟直方图示出一个双峰分布的起始–因为主导数量的电极迅速激动(即，在5-10ms内)，这表明可能的被动激动，其中一些如旋转活动所预期的仍然稍后激动。左下角的角位置直方图示出，在时间上相继激动的许多位点(垂直刻度)通常由pi/4，但通常由pi/2弧度(即，进一步远离–不是旋转的)分开。
图32示出远离转子(EF23)的一个位点的旋转极性分析(PAR)。原始极坐标图示出不追踪一个螺旋的接近混乱的活动，这指示非旋转激动。顶部中心图示出，累积旋转计数未渐进上升，并且实际上定期地反向(降到零以下，即，反相位)。左上角的角位移直方图示出，许多电极(垂直刻度)完全未激动，这可能表明信号遗失或区域阻滞。因此，这种量度使得能够鉴别位点–在这里有组织的转子区域结束并且颤动样传导开始。中间左边的时间延迟直方图示出，几乎所有的电极迅速激动(即，在5-15ms内)，这表明被动传导和不一致的首尾相连激动。左下角的角位置直方图示出，在时间上相继激动的位点(垂直刻度)通常在空间中分开较宽(即，pi/4、pi/2以及甚至pi弧度–即，分开高达180°)。这表示几乎没有或没有顺序组织–不是旋转的。
图14为一个通用计算机系统1400的一个示意性实施例的一个框图。该计算机系统1400可以是图1的信号处理装置114和计算装置116。该计算机系统1400可以包括一个指令集，这一指令集可以被执行以使该计算机系统1400执行在此所披露的任何一种或多种方法或基于计算机的功能。该计算机系统1400，或其中的任何部分，可以作为一个独立装置操作或者可以例如使用一个网络或其他连接而被连接到其他计算机系统或外围装置。举例来说，该计算机系统1400可以操作地连接到信号处理装置114和分析数据库118。
在如图1-32描述的操作中，如在此描述地鉴别心脏节律紊乱的一个或多个来源可以用于鉴别疗法可以对其有效的患者并且用于帮助指导这种疗法，该疗法可以包括向心脏经鉴别的一个或多个来源的至少一个部分递送消融、电能、机械能、药物、细胞、基因以及生物制剂中的一种或多种。
该计算机系统1400也可以被实现为不同装置或合并到不同装置中，如一台个人计算机(PC)、一个平板PC、一台个人数字助理(PDA)、一个移动装置、一个掌上型计算机、一个膝上型计算机、一个台式计算机、一个通信装置、一个控制系统、一个万维网器具或能够(连续地或以其他方式)执行一个指令集的任何其他机器，这一个指令集指定该机器应采取的行动。另外，尽管示出单个计算机系统1400，术语“系统”还应当理解为包括单独或联合执行一个指令集或多个指令集以执行一项或多项计算机功能的系统或子系统的任何集合。
如图14中所展示，该计算机系统1400可以包括一个处理器1402(例如一个中央处理单元(CPU))、一个图形处理单元(GPU)或两者。此外，该计算机系统1400可以包括可以通过一个总线1426彼此通信的一个主存储器1404和一个静态存储器1406。如所示，该计算机系统1400可以进一步包括一个视频显示单元1410，如一个液晶显示器(LCD)、一个有机发光二极管(OLED)、一个平板显示器、一个固态显示器或一个阴极射线管(CRT)。另外，该计算机系统1400可以包括一个输入装置1412，如一个键盘，和一个光标控制装置1414，如一个鼠标。该计算机系统1400还可以包括一个磁盘驱动单元1416，一个信号生成装置1422，如一个扬声器或遥控器，以及一个网络接口装置1408。
在一个特定实施例中，如图14中所描绘，该磁盘驱动器单元1416可以包括一个计算机可读介质1418，在该计算机可读介质中可以植入一个或多个指令集1420，例如软件。另外，这些指令1420可以体现如在此所描述的一种或多种方法或逻辑。在一个特定实施例中，在该计算机系统1400执行期间，这些指令1420可以完全或至少部分存在于该主存储器1404、该静态存储器1406和/或该处理器1402内。该主存储器1404和该处理器1402也可包括计算机可读介质。
在一个替代实施例中，可以构建专用硬件实现(如特定应用集成电路、可编程逻辑阵列以及其他硬件装置)以实现在此所描述的一种或多种方法。可以包括不同实施例的装置和系统的应用可以广泛地包括多种电子系统和计算机系统。在此描述的一个或多个实施例可以使用两个或更多个特定互联硬件模块或设备实施功能，这些模块或设备带有可以在模块之间和通过模块通讯的相关控制信号和数据信号，或作为专用集成电路的部分。因此，本系统涵盖软件、固件以及硬件实施。
根据不同实施例，在此所描述的方法可以通过有形地体现于一个处理器可读介质中的软件程序实现，并且可以由一个处理器执行。另外，在一个示例性非限制性实施例中，实现可以包括分布式处理、组件/对象分布式处理，以及并行处理。可替代地，可以构建虚拟计算机系统处理来实现如在此所描述的一种或多种方法或功能性。
还预期一个计算机可读介质包括指令820或接收并且执行响应于一个传播信号的指令1420，以便连接到一个网络1424的一个装置可以在该网络1424上通信声音、视频或数据。另外，这些指令1420可以通过网络接口装置1408在该网络1424上发射或接收。
尽管显示计算机可读介质是单介质，然而术语“计算机可读介质”包括单介质或多介质，例如中心式或分布式数据库，和/或存储一个或多个指令集的相关高速缓冲存储器和服务器。术语“计算机可读介质”还应当包括能够储存、编码或携带指令集的任何介质，其中这些指令集由处理器执行或使计算机系统执行在此披露的任一种或多种方法或操作。
在具体的非限制性实例实施方案中，计算机可读介质可以包括固体存储器，例如存储卡或容纳一个或多个非易失只读存储器的其他包装。另外，计算机可读介质可以是随机存取存储器或其他易失性可重写存储器。另外，该计算机可读介质可以包括磁光或光学介质，如磁盘或磁带或其他存储装置以捕获载波信号，如经传输介质通信的信号。可以将电子邮件或其他独立信息档案或档案集的数字文件附件视为与有形存储介质等同的分布式介质。因此，可以存储数据或指令的计算机可读介质或分布介质以及其他等效物和后继介质中的任一项或多项都包括在此。
根据不同实施例，在此描述的方法可以实施为在一个计算机处理器上运行的一个或多个软件程序。可以类似地建构专用硬件实现，包括但不限于：特定应用集成电路、可编程逻辑阵列以及其他硬件设备，从而实施在此所述的方法。此外，还可以建构替代性软件实现，包括但不限于分布式处理或组件/对象分布式处理、并行处理，或虚拟机器处理，以便实施在此所述的方法。
还应注意，实现披露方法的软件可任选地存储在一种有形的存储介质中，诸如：一种磁介质，诸如一个磁盘或磁带；一种磁光或光介质，诸如一个盘；或一种固态介质，诸如一个记忆卡或容纳一个或多个只读(非易失)存储器的其他包装、随机存取存储器、或其他可重写(易失性)存储器。该软件也可以利用一个含有计算机指令的信号。将电子邮件或其他独立信息档案或档案集的数字文件附件视为与有形存储介质等同的分布式介质。因此，可以存储在此的软件实现的如在此列举的一个有形存储介质或分布介质以及其他等效物和后继介质都包括在此。
因此，已描述了一种通过鉴别关于与心脏节律紊乱的来源相关联的一个或多个空间元素的旋转局灶激动来鉴别心脏节律紊乱的来源的系统和方法。尽管已描述具体的示例实施例，但很明显，在不偏离本发明的更广泛范围的情况下，可以对这些实施例作出不同修改和变化。因此，应以说明意义而非以限制性意义看待本说明书和附图。形成其一部分的附图通过说明方式并且不以限制方式显示其中可以实施主题的特定实施例。将这些所说明的实施例以足够细节描述，以便使本领域的技术人员能够实施在此披露的传授内容。可以使用其他实施例并且从其中衍生，使得可以作出结构性和逻辑性替换和改变而不偏离本披露的范围。因此，不以限制性意义理解这一详细说明，并且不同实施例的范围仅由所附权利要求连同此类权利要求所授权的完整范围的等同物界定。
本发明主题的此类实施例可以在此单独地和/或共同地由术语“发明”提到，该术语仅出于方便起见并且不意在自行地将本申请的范围限于任何单一发明或发明构思(如果实际上披露多于一个的话)。因此，虽然已经在此说明和描述了特定实施例，但是应当理解，可以用经计算以实现相同目的的任何安排替换所示的特定实施例。本披露意在覆盖不同实施例的任何和全部改编或变化。可在此使用并且充分考虑上述实施例的任何组合，以及未在此特别描述的其他实施例。
提供摘要以遵从37C.F.R.§1.72(b)并且将使读者迅速确定本技术披露的性质和要旨。摘要在达成它将不会用于解释或限制权利要求的范围或含义的理解的情况下递交。
在这些实施例的以上描述中，出于简化本披露的目的，将不同特征一起归集在单个实施例中。该披露方法不得解释为反映所要求的实施例具有比每项权利要求中明确所提到更多的特征。相反，如以下权利要求反映，本发明主题存在于所披露的单个实施例的少于全部特征中。因此，将以下权利要求由此结合于实施例的描述中，其中每项权利要求独立地作为分开的示例实施例。

Claims (44)

1.一种与鉴别和治疗心脏节律紊乱的来源相关联的方法，该方法包括：
选择与心脏的一个区域相关联的一个空间元素；
相对于该选择的空间元素来确定渐进式旋转激动或渐进式局灶激动；
形成相继的旋转激动或相继的局灶激动随时间的多个指数；并且
从该多个指数中选择指示关于该心脏的该区域的一部分的这些相继旋转激动或渐进式局灶激动的一致性的一个或多个指数。
2.如权利要求1所述的方法，其中一个相继旋转激动的一个指数是关于该选择的空间元素的一个渐进式角位移。
3.如权利要求1所述的方法，其中一个渐进式局灶激动的一个指数是关于该选择的空间元素的一个渐进式角位移。
4.如权利要求1所述的方法，其中一个相继旋转激动的一个指数是关于该选择的空间元素的一个旋转极性分析。
5.如权利要求1所述的方法，其中一个渐进式局灶激动的一个指数是关于该选择的空间元素的一个旋转极性分析。
6.如权利要求1所述的方法，其中针对该心脏的多个区域进行该选择、确定、形成以及选择。
7.如权利要求1所述的方法，其中一个相继的旋转激动是通过渐进地增大或减小角偏差来测量的。
8.如权利要求1所述的方法，其中一个相继的旋转激动是在一个极坐标系中被测量的。
9.如权利要求1所述的方法，其中一个相继的旋转激动是通过渐进地增大或减小激动时间来测量的。
10.如权利要求1所述的方法，其中一个相继的旋转激动是通过相位上的渐进式变化来测量的。
11.如权利要求1所述的方法，其中一个相继的旋转激动被测量为具有一个或多个重叠的非周期性分量的周期性活动。
12.如权利要求1所述的方法，其中一个相继的旋转激动是使用规律性的度量或不规律的度量来确定的。
13.如权利要求1所述的方法，其中一个相继的旋转激动是使用香农熵、柯尔莫哥罗夫紊乱或其他混乱指数来确定的。
14.如权利要求1所述的方法，其中与这些相继旋转激动或这些渐进式局灶激动的偏差表示来自与该心脏节律紊乱相关联的该来源的混乱的破坏。
15.如权利要求1所述的方法，其中不是这些相继旋转激动一部分的激动是通过相继激动时间的破坏、渐进式角偏差的破坏、旋转极性分析的破坏、周期性激动的破坏、或旋转相的破坏来确定的。
16.如权利要求1所述的方法，其中与和该心脏节律紊乱的该来源相关联的这些相继旋转激动或这些渐进式局灶激动的偏差表示中断，这些中断是与该心脏节律紊乱的一个不同来源相关联的。
17.如权利要求16所述的方法，其中这些中断具有一个可重复的频率。
18.如权利要求16所述的方法，其中这些中断具有一个可重复的空间。
19.如权利要求16所述的方法，其中该心脏节律紊乱的该不同来源的一个位置是由这些中断从其破坏这些相继旋转激动或这些渐进式局灶激动的空间方向来表示的。
20.如权利要求1所述的方法，其中从该多个指数中选择是基于超过一个阈值的离心激动与非离心激动的比率。
21.如权利要求1所述的方法，其中从该多个指数中选择是基于超过一个阈值的旋转激动与非旋转激动的比率。
22.如权利要求21所述的方法，其中该阈值随着该心脏节律紊乱的类型而改变，针对一个单个来源变得更高并且针对与该心脏节律紊乱相关联的多个来源变得更低。
23.如权利要求21所述的方法，其中该阈值随着该心脏节律紊乱的类型而改变，针对简单心脏节律紊乱变得更高并且针对复杂心脏节律紊乱变得更低。
24.如权利要求1所述的方法，进一步包括基于该心脏节律紊乱的该来源的空间迁移来细化该确定。
25.如权利要求1所述的方法，进一步包括当在相对于相邻电极与该空间元素具有一个较大距离的电极处检测到相继旋转激动或渐进式局灶激动时，确定一个主要来源。
26.如权利要求1所述的方法，进一步包括向一个或多个来源递送治疗以便治疗该心脏节律紊乱。
27.如权利要求26所述的方法，进一步包括向一个主要的来源递送治疗以便治疗该心脏节律紊乱。
28.如权利要求26所述的方法，进一步包括向一个不是主要的来源递送治疗以便治疗该心脏节律紊乱。
29.如权利要求1所述的方法，进一步包括递送治疗以便调节该心脏节律紊乱的该来源。
30.如权利要求29所述的方法，其中该治疗包括递送破坏性能量(消融)、基于电穿孔的疗法、非破坏性能量(起搏)、基因疗法以及干细胞疗法中的一种或多种。
31.如权利要求29所述的方法，其中调节在时间、空间以及时间和空间的组合中的一个中是可测量的。
32.如权利要求1所述的方法，其中该心律紊乱包括以下各项中的一项或多项：心房纤维性颤动、心室纤维性颤动、房性心动过速、心房扑动、多态性或单态性室性心动过速、心室扑动以及心脏内的其他节律紊乱。
33.如权利要求1所述的方法，其中该组织区域处于以下各项中的一项或多项中：该心脏、供应该心脏的区域的神经、控制这些神经的脑部区域、供应该心脏的区域的血管、以及邻近于该心脏的组织。
34.如权利要求1所述的方法，进一步包括通过修改该区域的该部分来递送治疗。
35.如权利要求34所述的方法，其中修改包括破坏该部分。
36.如权利要求34所述的方法，其中修改该部分包括向该部分递送消融术、电疗法、机械疗法、药物疗法、基因疗法、基于电穿孔的疗法、以及干细胞疗法中的一种或多种。
37.如权利要求1所述的方法，进一步包括通过选择性修改该部分的一个或多个部分来递送治疗。
38.如权利要求37所述的方法，其中修改包括破坏该一个或多个部分。
39.如权利要求1所述的方法，其中这些渐进式旋转激动或渐进式局灶激动是关于该选择的空间元素的激动角偏差。
40.如权利要求1所述的方法，其中这些渐进式旋转激动或这些渐进式局灶激动的一致性是基于选自下组的一个或多个标准，该组由以下各项组成：周期性、斜率、线性、非线性、均方根误差(RMSE)、周期长度、最佳拟合分析、时间间隔、以及它们的组合。
41.如权利要求1所述的方法，进一步包括进行以下步骤：结合另外的所选择的空间元素进行选择、确定、形成以及选择以便鉴别关于该心脏的该区域的另外部分的激动的一致性。
42.如权利要求41所述的方法，进一步包括向该心脏的该区域的一个或多个另外部分递送治疗。
43.一种与鉴别和治疗心脏节律紊乱的来源相关联的系统，该系统包括：
一个处理器；以及
一个存储器，该存储器存储指令，当由该处理器执行时，这些指令引起该处理器执行包括以下步骤的操作：
选择与心脏的一个区域相关联的一个空间元素；
相对于该选择的空间元素来确定渐进式旋转激动或渐进式局灶激动；
形成相继的旋转激动或相继的局灶激动随时间的多个指数；并且
从该多个指数中选择指示关于该心脏的该区域的一部分的这些相继旋转激动或渐进式局灶激动的一致性的一个或多个指数。
44.一种存储介质，该存储介质存储指令，当由该处理器执行时，这些指令引起该处理器执行与鉴别和治疗一种心脏节律紊乱的一个来源相关联的操作，这些操作包括：
选择与心脏的一个区域相关联的一个空间元素；
相对于该选择的空间元素来确定渐进式旋转激动或渐进式局灶激动；
形成相继的旋转激动或相继的局灶激动随时间的多个指数；并且
从该多个指数中选择指示关于该心脏的该区域的一部分的这些相继旋转激动或渐进式局灶激动的一致性的一个或多个指数。
CN201580022006.1A 2014-04-01 2015-04-01 鉴别与生物节律紊乱相关联的来源的系统和方法 Pending CN106231998A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461973626P 2014-04-01 2014-04-01
US61/973,626 2014-04-01
US14/473,990 US10398326B2 (en) 2013-03-15 2014-08-29 System and method of identifying sources associated with biological rhythm disorders
US14/473,990 2014-08-29
PCT/US2015/023929 WO2015153797A1 (en) 2014-04-01 2015-04-01 System and method of identifying sources associated with biological rhythm disorders

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106231998A true CN106231998A (zh) 2016-12-14

Family

ID=54241260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580022006.1A Pending CN106231998A (zh) 2014-04-01 2015-04-01 鉴别与生物节律紊乱相关联的来源的系统和方法

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3125756A4 (zh)
CN (1) CN106231998A (zh)
IL (1) IL248080A0 (zh)
WO (1) WO2015153797A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111436927A (zh) * 2020-04-23 2020-07-24 无锡市人民医院 一种针对心房颤动的周长标测法
CN111714090A (zh) * 2020-06-19 2020-09-29 深圳市恬境科技有限公司 一种人体生物节律健康管理方法及系统

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3354197A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-01 Karlsruher Institut für Technologie Method and system for identifying potential atrial flutter areas for medical decision support
EP3718120B1 (en) 2017-11-29 2024-01-10 Universiteit Gent Detection of rotational activity in cardiac electrophysiology
GB201915680D0 (en) * 2019-10-29 2019-12-11 Rhythm A1 Ltd Method and system for aiding mapping heart rhythm abnormalities

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005115232A1 (en) * 2004-05-17 2005-12-08 C.R. Bard, Inc. High density atrial fibrillation cycle length (afcl) detection and mapping system
WO2008035070A2 (en) * 2006-09-20 2008-03-27 Imperial Innovations Limited Atrial fibrillation analysis
US20110251505A1 (en) * 2010-04-08 2011-10-13 Topera Medical, Inc. Methods, system and apparatus for the detection, diagnosis and treatment of biological rhythm disorders
US20130150740A1 (en) * 2011-12-09 2013-06-13 The Regents Of The University Of California System and method of identifying sources for biological rhythms

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104840196B (zh) * 2008-10-09 2018-10-09 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
US8412327B2 (en) * 2009-11-18 2013-04-02 Pacesetter, Inc. Cardiac resynchronization therapy optimization using vector measurements obtained from realtime electrode position tracking
US8165666B1 (en) * 2011-05-02 2012-04-24 Topera, Inc. System and method for reconstructing cardiac activation information
US8644917B2 (en) * 2011-09-20 2014-02-04 Albert Einstein Healthcare Network Cardio mapping system and method for cardio mapping
JP5865136B2 (ja) * 2012-03-15 2016-02-17 日本光電工業株式会社 Ｒｉ計測報知装置、および計測報知プログラム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005115232A1 (en) * 2004-05-17 2005-12-08 C.R. Bard, Inc. High density atrial fibrillation cycle length (afcl) detection and mapping system
WO2008035070A2 (en) * 2006-09-20 2008-03-27 Imperial Innovations Limited Atrial fibrillation analysis
US20110251505A1 (en) * 2010-04-08 2011-10-13 Topera Medical, Inc. Methods, system and apparatus for the detection, diagnosis and treatment of biological rhythm disorders
US20130150740A1 (en) * 2011-12-09 2013-06-13 The Regents Of The University Of California System and method of identifying sources for biological rhythms

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111436927A (zh) * 2020-04-23 2020-07-24 无锡市人民医院 一种针对心房颤动的周长标测法
CN111714090A (zh) * 2020-06-19 2020-09-29 深圳市恬境科技有限公司 一种人体生物节律健康管理方法及系统
CN111714090B (zh) * 2020-06-19 2023-06-20 深圳市恬境健康管理有限公司 一种人体生物节律健康管理方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
IL248080A0 (en) 2016-11-30
WO2015153797A1 (en) 2015-10-08
EP3125756A4 (en) 2017-12-13
EP3125756A1 (en) 2017-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10398326B2 (en) System and method of identifying sources associated with biological rhythm disorders
CN106231998A (zh) 鉴别与生物节律紊乱相关联的来源的系统和方法
JP6393768B2 (ja) 多電極カテーテルを使用して心臓基質の特徴を局所的に電気生理学的に表すシステムおよび方法
US10251573B2 (en) Electrogram summary
US8478388B2 (en) Cardiac coordinate system for motion analysis
Nazarian et al. A prospective evaluation of a protocol for magnetic resonance imaging of patients with implanted cardiac devices
Prinzen et al. Cardiac resynchronization therapy: state-of-the-art of current applications, guidelines, ongoing trials, and areas of controversy
Krummen et al. The role of rotors in atrial fibrillation
US11446506B2 (en) System and method of identifying sources associated with biological rhythm disorders
US9125585B2 (en) Method to enhance electrode localization of a lead
US8229559B2 (en) Evaluation of implantable medical device data
CN105997001A (zh) 用于重建心脏激动信息的系统和方法
JP2010533046A (ja) スペクトラム拡散電気断層撮影
Sahli Costabal et al. Interpreting activation mapping of atrial fibrillation: a hybrid computational/physiological study
EP4084677A1 (en) Model-based therapy parameters for heart failure
US9764144B2 (en) Implanted lead analysis system and method
US9002450B2 (en) Systems and methods for assessing the sphericity and dimensional extent of heart chambers for use with an implantable medical device
Rijks et al. Physiology of left ventricular septal pacing and left bundle branch pacing
Lu et al. Quantitative distance and electrocardiographic parameters for lead-implanted site selection to enhance the success likelihood of left bundle branch pacing
Auricchio et al. Past, present, and future of CRT
US9675805B2 (en) Method and system for localizing left ventricular conduction non-uniformity
Link et al. HRS policy statement: clinical cardiac electrophysiology fellowship curriculum: update 2011
Haeberlin et al. Conduction system pacing today and tomorrow
CN106714677A (zh) 用于重建心脏激动信息的系统和方法
CN105126247B (zh) 具有操作追踪的可植入医疗设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20161214