CN106232001A - 用于显示心脏机械激活图案的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于显示心脏的机械激活图案的系统包括：数据输入、处理器以及输出。数据输入适于从电生理学设备接收数据。处理器电连接到数据输入，并且被配置成：根据数据计算机械激活参数；根据数据生成心脏的解剖表征；将解剖表征划分成区段；以及相对于区段生成显示机械激活参数的大小的描绘，以使得可同时评估多个区段的性能。输出适于向显示器发送描绘。

Description

用于显示心脏机械激活图案的系统和方法
相关申请
本申请要求2014年4月23日提交的序列号为61/983,221的美国临时申请的权益，其在此如同完整阐述一样地通过引用而合并于此。本申请涉及2015年5月4日提交的序列号为61/988,779的美国临时申请，其在此如同完整阐述一样地通过引用而合并于此。
技术领域
本公开涉及用于测量患者的心脏中发生的电和机械活动并用于使该活动和/或与该活动相关的信息在三维(3D)模型中可视化的电生理学设备。特别地，本公开涉及以便于数据解析的有利格式显示由电生理学设备确定的机械激活图案。
背景技术
心脏包含两种特殊类型的心肌细胞。大多数(百分之九十九左右)的心肌细胞是收缩性细胞，其负责泵送心脏的机械功。自律细胞包括第二类型的心肌细胞，其充当自主神经系统的一部分，以引发和传导负责收缩性细胞的收缩的动作电位。心肌呈现起搏活动，其中心肌细胞的膜在动作电位之间缓慢去极化，直到达到阈值，在该时间该膜激发或产生动作电位。由自律心肌细胞产生的动作电位在心脏中传播，触发节律性跳动而无需任何神经刺激。
包括传导系统的心肌的特殊自律细胞具有两个主要功能。首先，它们产生导致心肌的节律性收缩的周期性搏动。其次，它们在整个心脏中迅速传导周期性搏动。当该系统正常工作时，心房提前于心室约六分之一秒收缩。这允许在它们泵送血液通过肺和脉管之前从心房到心室的填充的最大贡献。该系统还允许心室的所有部分几乎同时收缩。对于在心室腔中的有效压力的生成，这是必不可少的。这些自律细胞产生动作电位的速度根据其缓慢去极化到阈值的速度的不同而不同，以便确保心脏的节律性跳动。
当心律变得不规则时，即过快(心动过速)或过慢(心动过缓)时，或心房和心室跳动的频率不同时，心律失常发生。心律失常可以发展自异常搏动形成或异常搏动传导。前者涉及由导致不规则的起搏细胞中的变化而导致的节律变化，或涉及由部位而不是窦房结(即异位病灶)异常生成的动作电位而导致的节律变化。异常搏动的传导通常与心脏内的电传导路径的完全或部分阻塞相关联。通常，异常搏动的形成和异常搏动的传导可以使用可植入装置(即，可植入心律转复除颤器(ICD)或起搏器)或导管消融来治疗。
电生理学研究可用于识别这些心律失常。在一个示例性系统中，测量系统将调制电场引入到心脏腔室中。血容量和移动的心脏壁表面修改施加的电场。在心脏腔室内的电极部位被动地监视对场的修改，并且心脏内壁的位置的动态表征被开发以向医生显示。由心脏本身生成的电信号也在心脏内的电极部位处测量，并且对这些信号进行低通滤波，并与动态壁表征一起显示。该复合动态电生理学图(诊断图)可以被显示，并用于诊断潜在的心律失常。诊断图可以叠加在心脏或心脏腔室的三维(3D)模型上。可以使用与执行电生理学研究的相同的测量系统生成3D模型。
3D模型和诊断图通常以逐步的过程产生。首先，确定心脏的内部形状。该信息从与施加的电场的调制相关的一系列几何测量导出。心脏的动态形状的知识用于生成心脏的内表面的表征。接着，测量心脏的固有电活动。被动地检测并处理生理原点的信号，以使得在壁表面上的电位大小可以显示在壁表面表征上。测量的电活动以多种格式(例如，以多种颜色或颜色的深浅)中的任意种显示在壁表面表征上。最后，位置电流可以输送至在同一腔室内的治疗导管。从该电流感测的电位可被处理，以确定治疗导管在腔室内的相对或绝对位置。这些各种处理一秒内顺序地或同时发生数百次，以给出心脏活动和治疗装置的位置的连续图像。在Hauck等人的美国专利号7,263,397中描述了一种用于确定在3D心脏模型中导管的地点或位置的一个示例性系统，其在此通过引用全部并入，用于所有目的。
测量系统也可用于物理上将治疗装置定位在心脏内。例如，治疗导管或用于可植入装置的引线可以被引导到心脏腔室内的适当的治疗位置，以分别执行消融或起搏操作。输送到在治疗导管上的电极的调制电场可用于示出治疗导管在心脏内的位置。治疗导管的位置可连同其它诊断信息实时显示在诊断图上。由此，治疗导管的位置可连同心脏的固有或激发的电活动一起被显示，以示出治疗导管末端相对于心脏本身内的初始电活动的相对位置。因此，医生可参考诊断图将治疗导管引导到心脏内的任何期望的位置以完成所需的处理，诸如消融。同样地，由测量系统生成的信息可用于辅助将可植入装置的引线放置在最优位置处。
以促进诊断和处理的方式在3D模型上显示诊断图可能是困难的。3D几何模型(诸如心脏的3D心脏模型)需要被显示在二维(2D)显示器(诸如计算机监视器)上，在该监视器上通常难以同时看到整个诊断图。例如，在一些情况下，用户不能看到诊断图的完整图画，因为心脏表面几何结构的背景元素被前景中的心脏表面几何结构的图形元素所阻挡。因此，3D几何模型通常必须被旋转以便查看模型的不同区域。此外，如果诊断图具有动画图形，则用户可能不能同时看到图形的全部，因为动画将在模型旋转时在整个模型(背景和前景)上发生。因此，某些诊断图特征和图案可能难以使用心脏的3D几何模型来识别。
发明内容
本公开涉及用于生成和显示机械激活数据的描绘的系统和方法。在一个实施例中，用于显示心脏的机械激活图案的系统包括：数据输入、处理器以及输出。数据输入用于从电生理学设备接收数据。处理器电连接到数据输入，并且被配置成：根据数据计算机械激活参数；根据数据生成心脏的解剖表征；将解剖表征划分成区段；以及相对于区段生成显示机械激活参数的大小的描绘，以使得可同时评估并比较多个区段的性能。输出用于向显示器发送描绘。
在另一个实施例中，用于显示心脏的机械激活图案的方法包括：获得与在解剖表征上的位置相关的机械激活数据点；将解剖表征划分成表示心脏的不同解剖区域的区段；将每一个机械激活数据点分配到至少一个区段；分析在每一个区段中的机械激活数据点；以及显示代表区段的描绘，其中每一个区段由代表分析的机械激活数据点的指标来识别。
附图说明
图1是用于生成心脏机械激活数据并且将其显示在显示屏上的医疗成像系统的示意性表示。
图2是图1的医疗成像系统的显示屏，示出了3D模型、电生理学信息以及机械激活数据的描绘。
图3是图2的3D模型的透视图，具有叠加在模型的外表面上的分割线。
图4是根据图3的分割线分割成区段的左心室的示意图。
图5是根据由图4的分割线建立的区段分割的靶心图。
图6是包括图2描绘的实施例的数据图，示出了可用于生成图标(诸如由机械激活数据构成的靶心图)的机械激活数据的列。
图7和8是包括图2描绘的实施例的靶心图，分别示出机械激活运动和时间数学信息。
图9-12是图1的医疗成像系统的显示屏，示出了包括具有叠加在心脏的解剖特征上方的机械激活数据的渲染的机械激活数据的描绘。
图13是具有分布在体积中的数据点的三维体积的示意性表示。
图14是代表性的应力与时间的关系图或波形。
图15示意性地描绘在跳动的心脏中的数据点的集合。
图16是点云的三维表示，并示出了表示通过包括点云的点的分析确定的可能的静脉位置(例如，在冠状窦静脉树中)的线。
具体实施方式
图1是医学成像系统10的示意性表示，用于确定导管12相对于患者14的器官模型的位置，以及用于生成该模型和相关信息并将其显示在显示单元16上。系统10包括：移动成像器18，其包括增强器20和发射器22；以及磁定位系统24，其包括定位传感器26(其可称为位置传感器并且其可以包括例如一个或多个定位我们的位置的线圈)以及场发生器28。与医学成像系统10生成的模型相关的电生理学图的信息和心脏机械激活数据被显示在计算机显示器16上，以便于对患者14的治疗和诊断。本公开描述了一种方法，使系统10收集大量信息并将信息合成为容易理解的格式，以促进诊断和治疗。例如，系统10可以配置成采用导管12收集心脏的机械激活数据，并进一步采用数学分析来处理该数据，并以可视格式描绘处理的数据。在一个实施例中，将数据处理成将数据集合成有意义的且可访问的格式的图解(诸如图标或图形)。在另一个实施例中，将数据处理成心脏的渲染，诸如3D模型或3D图像，如彩色编码等。
移动成像器18是在患者14躺在手术台32上期间获取关注的区域30的图像的装置。增强器20和发射器22安装在C形臂34上，其使用移动机构36定位。在一个实施例中，移动成像器18包括生成患者14的心脏的二维(2D)图像的荧光或X射线型成像系统。
磁定位系统(MPS)24包括多个磁场发生器28和导管12，其远端安装有定位传感器26。根据定位传感器26的输出，MPS 24确定导管12的远端部分在由磁场发生器28生成的磁坐标系中的位置。在一个实施例中，MPS 24包括MediGuide gMPS磁定位系统，如圣犹达医疗公司商业提供的，其生成患者14的心脏的三维(3D)模型。
C形臂34将增强器20定位在患者14上方，并且发射器22定位在手术台32下方。发射器22生成成像场FI，增强器20接收该成像场FI(例如，辐射场)，该成像场FI在显示器16上生成关注区域30的2D图像。移动成像器18的增强器20和发射器22由C形臂34连接，以便沿着成像轴线AI设置在患者14的相对侧处，所述实施例中该成像轴线AI相对于图1而竖直延伸。移动机构36围绕旋转轴线AR旋转C形臂34，在所述实施例中该旋转轴线AR相对于图1而水平延伸。移动机构36或另外的移动机构可用于将C型臂34移动到其它取向中。例如，C形臂34可以围绕延伸到图1的平面中的轴线(未示出)旋转，以使得成像轴线AI可在图1的平面中旋转。因此，移动成像器18与具有x轴线XI、y轴线YI和z轴线ZI的3D光学坐标系相关联。
将磁定位系统(MPS)24定位成允许导管12和场发生器28通过适当的有线或无线技术的使用而与系统10交互。导管12插入到患者14的脉管中，以使得定位传感器26位于关注区域30处。场发生器28安装到增强器20，以便能够在与成像场FI共同延伸的关注区域30中的生成磁场FM。MPS 24能够检测到传感器26在磁场FM内的位置的存在。在一个实施例中，位置传感器26可包括如在Strommer等人的美国专利号6,233,476中所述的三个相互正交的线圈(也称为位置线圈或定位线圈)，其在此通过引用全部并入，用于所有目的。因此，磁定位系统24与具有x轴线XP、y轴线YP和z轴线ZP的3D磁坐标系相关联。
3D光学坐标系和3D磁坐标系彼此独立，即它们具有不同的尺度、原点和取向。经由移动机构36，C形臂34的移动允许成像场FI和磁场FM在它们相应的坐标系内相对于关注区域30移动。然而，场发生器28位于增强器20上，以便登记与移动成像器18和MPS 24相关联的坐标系。因此，在每一个坐标系内生成的图像可以合并到在显示单元16上显示的单个图像中。移动成像器18和MPS 24可如在Strommer等人的美国公开号2008/0183071中所述那样一起发挥作用，其通过引用全部并入在此，用于所有的目的。
显示单元16与增强器20耦合。发射器22发送穿过患者14的辐射。辐射由增强器20检测到作为关注区域30的解剖学表征。表示关注区域30的图像被生成在显示单元16上，包括导管12的图像。C形臂34可以移动以获得关注区域30的多个2D图像，其每一个可以被显示单元16作为2D图像而示出。
显示单元16耦合到MPS 24。场发生器28发射与3D磁坐标系的轴线对应的相互正交的磁场。位置传感器26检测由场发生器28生成的磁场。检测到的信号通过例如本领域中已知的毕萨伐尔定律与导管12的远端的位置和取向相关。因此，导管12的远端的精确地点和位置由MPS 24获得，并且可结合关注区域30的2D图像在显示单元16示出。此外，来自位置传感器26的数据可用于生成关注区域30的3D模型，如在Strommer等人的美国专利号7,386,339中描述的，其在此通过引用全部并入，用于所有目的。
由系统10生成的3D模型和数据可用于促进多种医疗程序。例如，已经发现，机械激活数据(例如心脏壁肌肉的位移)可结合电映射数据使用以优化用于心脏再同步治疗(CRT)程序的引线的放置。出于所有目的，通过引用全部并入在此的Rosenberg等人的美国专利号8,195,292描述了使用电极运动跟踪来优化CRT的示例性方法。然而，从映射系统10生成的所有数据点观察、理解和评估数据可能是困难的。由系统10生成的3D模型必须由用户旋转，以便看到关注区域30的不同部分。因此，患者14的诊断和治疗会被图像的间歇重新定位而阻碍。
本公开提供了用于获得并显示医疗程序期间与利用导管或一些其它医疗装置收集的数据点相关联的信息的系统和方法。特别地，心脏壁运动数据(例如，位移和时间)被显示为描绘(例如，诸如图标或图表的图解)或3D渲染(例如，3D图像或3D模型)，其在单个视图中示出心脏的多个区域的相对于心脏的全局表征的集合数据。在一个特定实施例中，数据在经过数学分析后显示在靶心图中。
图2是显示屏，其示出图1的显示单元16的示例性图像面板38。显示单元16用于向医生或系统10的用户显示数据，并且呈现特定选项以允许用户为特定用途定制系统配置。应当注意的是，在显示器上的内容可以容易地修改，并且呈现的特定数据是说明性的而不是限制性的。图像面板38示出限定表面几何形状42的心脏腔室的3D模型40。3D模型40的表面几何形状42同时在图像面板38中显示为图解44。然而，3D模型40或图解44均可单独地显示。在图2中，3D模型40被示为左心室，但可以包括任何心脏腔室，诸如心房或右心室或心脏腔室的任何部分。另外，系统10可以用于映射患者14(图1)的其它器官，其可以在图像面板38上显示为3D模型。
在示例性实施例中，已经使用诸如导管12(图1)的导管生成3D模型40，以创建左心室的建模壳体形状。显示单元16还示出患者14(图1)的心脏的电活动，诸如与左心室的波前相关联的电压，其可以借助于导管12收集。3D模型40包括与导条46相关联的以伪彩色(在图2中以灰度示出)示出的电活动的“等时线”。电活动也可示为ECG信息48。3D模型40的详情(例如，旋转和大小)、图解44(例如，大小、数据和样式)以及ECG信息48(例如，电图和QRS)可以在用户面板49处指定和/或改变。
图像面板38示出了机械激活数据的描绘的一个可能配置，其包括在图2中示为图标的图解44。然而，图解44可以具有多种实施例，诸如图表或图，其给系统10的用户提供模型40的全局视图，以使得与表面几何形状42的前景和背景部分相关的数据可被同时观看。图解44及其多种实施例不需要重现表面几何形状42的精确形貌，而是提供模型40的多个区域的简化示意图或图形表征。然而，在其它实施例中，机械激活数据的描绘可以包括3D渲染，其中3D模型或3D图像的表面几何形状采用指标来编码，以用于图解的目的，如参考图9-12在下面讨论的。图解44被划分为多个区段或区域，其对应于多个解剖位置，诸如心脏的顶点、前、后或者间隔区域区段。然后，每一个区域设置有与该区域中的记录的机械激活活动的特性对应的可视指示(例如，颜色、形状和/或数量)。
在系统10的一个实施例中，以下描述(例如，参考图3-8)的方法的一个或多个步骤可以由系统10(例如由存储器中存储的软件体现，并且由具有连接到移动成像器18和/或MPS 24的输入以及连接到显示器16的输出的处理器执行)执行，以生成3D模型40和图解44。为了解决识别机械激活的特征和图案的问题，示例性方法包括以下步骤：从医学成像和映射系统中接收收集的表面数据点；从表面数据点计算解剖结构的表面壳体；确定每一个表面数据点的机械激活参数；分配多个区段到表面壳体；分配机械激活参数中的每一个到表面壳体的至少一个区段；并生成示出每一个区段的机械激活参数的描绘。这种描绘可能是有用的，例如，作为辅助识别心脏的机械激活的某些全局特征和图案，促进进一步的医学诊断和程序。
虽然到目前为止已经就医学成像系统10的特定实施例描述了本公开，但是其它类型的成像系统可用于生成3D模型和机械激活数据。例如，利用电场而不是磁场的成像系统可用于收集数据。一个这种系统包括由圣犹达医疗公司商业上提供并且在Hauck等人的前述美国专利号7,263,397中描述的系统。另外，尽管没有就心内膜数据处理描述本公开，但是在此描述的概念容易地适用于心外膜映射，并且特别适用于CRT植入的目的的心外膜映射。
图3是图2的3D模型40的透视图，具有在表面几何形状42上设置的分割线50和数据点52。分割线50叠加在表面几何形状42上方以将3D模型40划分成多个区段54。表面几何形状42可以阴影化以示出代表类似于参考图2所描述的心脏电生理学功能的等时线。系统10(图1)也可以从收集到的数据(诸如数据点52)生成与电激活匹配的波形。
数据点52分散在表面几何形状42上并且与操纵导管12的系统10用户在关注区域30(图1)(诸如心脏腔室)获得的数据点相关。因此，数据点52基于用户的输入基本上随机地分布在表面几何形状42上，但被收集以便提供在心脏腔室中关注的多个位置的至少标称覆盖范围。在一个实施例中，取决于心脏的大小，存在四十和一百二十之间的心内膜位置，并且多达十个心外膜位置，其中记录针对每一个心脏进行。
每一个数据点52采用与心脏腔室壁接合或紧密靠近的定位传感器26(图1)来收集。较精确的数据采用与心脏腔室壁轻度接合的定位传感器26收集。然而，由于用户或心脏的泵送导致的导管12的移动，在部分或整个数据收集期间内，传感器26可变得与给定映射点处的心脏腔室壁脱离。在导管脱离期间的跳动从计算中排除。因此，在每一个映射点处的更长记录和数据点52的更高密度有利于获得更准确的机械激活数据。
每一个数据点52表示导管12收集属于心脏腔室的关注区域30的一条或多条信息的位置。名义上，每一个数据点52表示心脏腔室的组织参考上-下轴线AS-I相对于3D模型40的坐标系的位置。然而，每一个数据点52可以由系统10处理，以表示机械激活参数。例如，每一个数据点52可以由系统10处理，以表示心脏腔室壁距3D模型40的标称位置的最大位移。此外，每一个数据点52可以由系统10处理，以表示心脏腔室壁从3D模型40的标称位置位移到最大位移所花费的时间。用于确定位移数据和时间数据的多种方法可以结合本公开使用。在一个实施例中，使用本领域中已知的方法。在另一个实施例中，可以使用参考图1在上面描述的方法来确定位移数据。
如上所述，来自系统10的信号系统地记录在多个关注位置处。在所述实施例中，在左心室中关注的心内膜位置处收集数据点52。这些关注位置相对于解剖学标记(诸如左心室流出道56和顶点57)来记录，解剖学标记相对于在数据点52的收集期间所记录的上-下轴线AS-I来设置。解剖标记用于将3D模型40划分成区段，数据点52被分配给这些区段以在图解44中显示区段。
3D模型40可以划分成分配到心脏的特定区域的任何数量的区段。在所述实施例中，3D模型40被两个横向分割线50和六个纵向分割线50划分成十八个区段54(其中仅四个在图3中示出)。在其它实施例中，3D模型40可以被划分成十二、十六或十七个区段，诸如通过将顶点区域划分成较少的区段或完全省略顶点区段。将区段的数量和布局选择为表示心脏腔室的区域，其可以展开或重新布置成示出心脏腔室的全局视图的扁平可视的图解。例如，在图3中，在心室的基底端部处的前间隔区段被定义为完全包围左心室流出道56。此外，在心室的基底端部处的一个或多个后段可以定义为完全包围与流出道56相反的左心室二尖瓣环。
每一个数据点52被分配给一个或多个区段54用于处理图解44。例如，在单个区段54内(与分割线50间隔开1毫米(mm)或更多的距离)的数据点52仅被分配给该特定区段。然而，在一个实施例中，如果特定数据点52在分割线50上或距分割线501mm之内，则数据点52被分配给与与该分割线50接界的两个区段54。如果特定数据点52距两个分割线50的相交点1mm之内，则数据点52分配给在该相交点处的四个区段54。数据点52到一个或多个区段54的分配被用于加权从数据点52生成的统计或数学数据，其稍后显示或表示在图解44内。
本公开的图解44(图2)以可视的易于理解的格式示出了在心脏的位置或区段中的每一个区段中收集的数据。通过引入加权平均值和数据的标准偏差，图解44适应诸如由于导管与组织的脱离导致的收集数据中的偏差，其中更多的数据点产生更准确的和更有用的信息。加权平均值和标准偏差呈现为图解44内的指标(颜色、形状、数量等)，其可以包括如图6中所示的图表，或如图7和图8中所示的靶心图。
图4是根据图3的分割线50的分割成区段54的左心室LV的示意图。左心室LV提供3D模型40的简化几何形状，其有利于理解左心室的分割和所得靶心图的生成。上-下轴线AS-I被绘制为从左心室LV的顶点57延长到所有成对的壁(前和后，上和下，间隔和侧壁)之间的中间。上-下轴线AS-I也被定位(即，在前壁和下壁之间的中间)，以使得延伸通过轴线的平面平分左心室流出道56和左室二尖瓣环58中的每一个。
横向分割线50T将左心室LV划分成三个横向切片，该三个横向切片从上-下轴线AS-I径向延伸，并且沿着上-下轴线AS-I连续设置。切片由延伸通过3D模型40的顶点57的区域的下切割线与延伸通过3D模型40的二尖瓣环区域的上切割线形成。因此，顶点切片位于3D模型40的底部(相对于(图4)的取向)附近；基底切片位于3D模型40的顶部附近(相对于图4的取向)；以及中间心室切片位于顶点和基底切片之间。
纵向分割线50L将3D模型40划分成六个纵向切片，该六个纵向切片在上-下轴线AS-I的方向中纵向延伸，并且相对于上-下轴线AS-I在3D模型40的圆周周围连续设置。在左心室流出道(LVOT)56的位置处起始，并且相对于图4顺时针移动，纵向切片如下：前间隔、间隔、下、后、侧和前。LVOT 56应在前间隔壁的中心内。
对于所述实施例，横向分割线50T和纵向分割线50L将左心室LV划分成十八个区段：基底前间隔(BAS)、基底间隔(BS)、基底下(BI)、基底后(BP)、基底侧(BL)、基底前(BA)、顶前间隔(AAS)、顶间隔(AS)、顶下(AI)、顶后(AP)、顶侧(AL)、顶前(AA)、中间心室前间隔(MAS)、中间心室间隔(MS)、中间心室下(MI)、中间心室后(MP)、中间心室侧(ML)，以及中间心室前(MA)，如图5所示。
图5是根据由图4的分割线50建立的区段定位的靶心图60。图5表示如从下方向上观看图4的左心室LV的视图。靶心图60被格式化为类似于具有超声心动图检查经验的人所熟悉的标准靶心图。靶心图60被绘制成一系列三个同心圆圈，每一个圆圈被划分成六等份，从而创建3D模型40的一共十八个区段。靶心图60的十八个区段中的每一区段采用解剖参考标记，其被机械激活信息替以来生成如图7和图8的图解44的实施例。
图6是图3的数据点52的数据图62。数据图62包括可在图2中的显示器16的图像面板38中示出的图解44的一个实施例。数据图62包括可用于生成图解44(诸如靶心图)的另一实施例的机械激活数据的列64。数据图62的底部包括标签66，其对应于在靶心图60中图5中确定的模型40的区段54。数据图62的底部轴线68包括与列64中的一个列和标签66中的一个标签对齐的散列标记。纵向轴线70示出用于机械激活数据的值。在所描绘的实施例中，纵向轴线指示心脏腔室壁的最大负位移(向内运动)。然而，在其它实施例中，纵向轴线可以指示心脏腔室壁的激活时间或其它关注的参数。此外，在其它实施例中，数据图62可以配置为箱形图。
列64中的每一个列包括与表示数据点52中的一个数据点的圆圈相关联的一个或多个标识号。标识号简单地相对于3D模型40唯一地识别数据点52中的每一个，并且不与机械激活参数的大小对应。标识号在底部轴线68下方示出，以容易地指示生成列64中的每一个列的数据点的数量，并且相对于绘制参数示出它们的次序。在数据列64内，每一个标识号表示为接近相对于纵向轴线70指示的机械激活参数的大小而定位的圆圈。由此，数据的传播由列64中的每一个列示出，以使得数据图62的观察者可以很容易地看到每一个区段54中的数据点52是否一致。标识号以相同的次序在列64中和底部轴线68下方示出。因为数据点可位于接近分割线50处，所以每一个唯一的标识号可以在数据图62中使用一次以上。
每一个圆圈的大小的平均值由在沿着纵向轴线70的其适当位置处的三角形示出。在一个实施例中，计算如由下面示出的方程[1]确定的加权平均值，设点1至n处的值为：[a1，a2,....,an]，并且设点1至n处的权重为：[w1，w2,....,wn]。权重基于每一个数据点52落入多少个区段54中来确定。如果点仅在一个区段中，则它的权重为1。如果点在两个区段中，则它在每一个区段中具有0.5的权重。如果点落在四个区段中，则它在每一个区段中具有0.25的权重。
在其它实施例中，三角形可以表示在列64中的每一个列中数据点52的不同统计计算。例如，可以计算标准偏差。标准偏差利于示出在每一个区段54内的数据点52的变异性。高变异性可能指示不太可靠的数据，诸如当定位传感器26(图1)与心脏的组织脱离时生成的数据。在一个实施例中，计算加权的标准偏差，如由下面示出的方程[2]确定。
因此数据图62提供为位移或时间而相对于3D模型40收集的所有机械激活数据的全局视图。因此，数据图62为系统10收集的巨量的原始数据提供第一级缩减。在数据图62中呈现的数据和信息可进一步缩减或提取成简化的、可访问的格式，诸如图标或图形，以使得用户(例如，临床医生)可以对激活的最早和最新部位、激活图案以及原始数据的可靠性和一致性做出容易和快速的判断。
图7和图8分别是靶心图72(时间)和74(运动或位移)，其包括图2的图解44的实施例，分别示出了机械激活时间和运动的程度。对于所述的实施例，在靶心图中的每一个区段包括两个数字并且被颜色编码。上部数字表示加权平均值，而下部数字表示加权标准偏差。颜色编码是基于在相应区段中的运动程度或时间的值。颜色编码用图7和图8的交叉阴影表示。
图7的时间图是颜色编码的，虽然在图7中表示为交叉阴影。具体地，第一颜色(例如，红色)指示最早激活的区段(例如，图7中的以下区段：MA、AA、AL、AP、AI、AS、AAS、MP和MI)，并且第二颜色(例如，紫色)指示最新激活的区段(例如，在图7中的区段BS)。其它颜色可用于指示在最早和最新区段之间的激活时间，使得色阶被应用于时间值。区段边界76或数字边界78也可以用于指示时间异常，或其它异常。例如，如果区段包含向外运动的一些点和向内运动的一些点，则诸如在值周围的额外边界的指示会指示在区段内的一些点示出向外的运动。例如，基底间隔区段包括在较高值和较低值周围的边界78，以指示收集到至少一个向外运动的值。如果没有值可用于给定的区段(例如，在图7中的BAS区段)，则区段将留下白色，或不是色阶的一部分的另一种颜色。
对于图8的运动程度图，在阈值(诸如3mm)以上的所有区段平均值已相同的颜色(例如，暗紫色)着色以指示运动的正常/健康程度(例如，所有的区段，除了图8中的BAS和BS区段之外)。示出向外运动(负位移)的所有区段平均值被着色成另一种颜色(例如，蓝色)，以指示向外运动(例如，在图8中的BS区段)。调节其余的点使得色阶适用于该值，并且用户可以快速地解释低和高的位移的范围和它们的位置。边界76、78可用于突出异常位移值。如果区段包含向外运动的一些点，以及向内运动的一些点，则仅显示向内运动值的平均值，但诸如在该值周围的额外边界76的指示可指示，在区段内的一些点示出向外运动。如果没有值可用于给定的区段(例如，在图8中的BAS区段)，则该区段将留下白色，或不是色阶一部分的另一种颜色。
基于来自心内膜或心外膜的运动映射的这些图，用户将能够迅速地确定最早和最新激活的部位，向外而不是正常向内运动的部位，以及低或受损的运动的部位。在图7和图8的患者中，激活从顶点行进到中下、后和前部分，并且然后到心脏的基底。激活的最新部位在基底间隔处，其也具有向外运动。所有区段中的运动的程度是健康的，除了基底间隔区段之外。用户或临床医生可使用该信息来提供进一步的医疗评估。在一个实施例中，系统10可以自动识别具有不规则机械激活图案的区段，并且在显示单元16(图1)中突出该区段。例如，一旦确定区段具有向外(正)运动，可诸如采用在靶心图中相应区段周围的边界76来突出该区段。
在靶心图72和74中总结的数据可用于辅助诊断和其它医疗程序，诸如用于CRT程序的左心室(LV)引线放置。基于那些图解，临床医生通过观察靶心图72和74可以对LV引线应放置的位置做出快速决定。例如，临床医生将能够识别机械激活延迟(即，基底间隔)最大的区段，并且可以选择放置LV引线在该部位处。
在另一个示例中，由于静脉的解剖结构，临床医生仅具有几个可选择的部位，所以他/她可以比较可用部位处的运动，以查看哪一个更新，和/或哪一个具有更大的运动程度。
总结如上所述的图解中的运动数据提供了一种工具，用于快速和直观地解释由各种医疗成像系统(诸如MediGuide系统)测量的心脏壁运动数据。图解可示出运动的程度和方向以及运动的时间。图解可以配置为熟悉的格式，诸如靶心图，以显示机械激活数据。图解还包括由医疗成像系统生成的数据的完整性的指示，诸如通过示出数据的统计或数学分析。该数据可以由用户或临床医生来解释以识别最早和最新激活的部位。该数据可以进一步解释以提供用于执行其它医疗程序的信息，诸如用于心律失常消融。
图9-12是图1的医疗成像系统10的显示屏，示出包括具有叠加在心脏的解剖表示上方的机械激活数据的渲染的机械激活数据的描绘。图9-12示出在心脏再同步治疗(CRT)程序期间用于例如左心室引线植入的机械激活数据。
图9的显示屏示出来自图1的显示单元16的示例性图像面板80。显示单元16用于向系统10的医生或用户示出数据，并且用于呈现允许用户根据特定用途定制系统配置的某些选项。应当注意的是，在显示器上的内容可以容易地被修改，并且呈现的特定数据是说明性的而不是限制性的。图像面板80示出心脏腔室的3D图像82，其定义了冠状窦84和分支86A-86E的解剖表征。窦84和分支86A-86E用指标渲染示出，以示出机械激活数据。特别地，分支86A-86E以不同的颜色渲染，指示机械激活参数的不同大小(参见导杆88)。在图9中，机械激活参数是时间。另外，在图9中，如在图10-12中，颜色由多种交叉阴影图案表示。3D图像82的详情(例如，旋转、大小和缩放)以及渲染(例如，区段、颜色和样式)可以在用户面板90处指定和/或改变。
在示例性实施例中，已经使用诸如移动成像器18(图1)的成像器生成3D图像82，以创建冠状窦的视图。因此，图像82可以是由前述MediGuide系统使用的荧光透视图像。然而，其它类型的系统可用于生成3D图像，诸如计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)、多角度荧光透视图像、3D心电图图像以及电解剖映射技术。在图9中，3D图像82示为左心室的冠状窦，但可以包括任何心脏腔室或特征。另外，系统10可用于映射患者14(图1)的其它器官，其可以在图像面板80上显示为3D图像。
在系统10的一个实施例中，以下描述(例如，参考图9-12)的方法的一个或多个步骤可以由系统10(例如由存储器中存储的软件体现，并且由具有连接到移动成像器18和/或MPS 24的输入以及连接到显示器16的输出的处理器执行)执行，以生成3D图像82及与其相关联的机械激活数据。为了解决识别机械激活的特征和图案的问题，示例性方法包括以下步骤：获得与解剖表征上的位置相关的机械激活数据点；将解剖表征划分成表示心脏的不同解剖区域的区段；将每一个机械激活数据点分配给至少一个区段；分析每一个区段中的机械激活数据点；以及显示代表区段的描绘，其中每一个区段由代表分析的机械激活数据点的指标来识别。这种描绘是有用的，例如，辅助识别心脏的机械激活的某些全局特征和图案，以促进进一步的医学诊断和程序。
图像面板80示出了包括解剖表征(在图9中示为3D图像82)的渲染的机械激活数据描绘的配置。然而，在其它实施例中，渲染可以包括3D模型，其诸如可以用系统10的导管12(图1)来生成。每一个渲染可以提供图像82的三维图画给系统10的用户，以使其可以感知与分支86A-86E的前景和背景部分相关的集合机械激活数据。机械激活活动可通过本领域中已知的方法获得。在另一个实施例中，可使用如先前讨论的MediGuide(MDG)系统来确定位移数据。例如，MediGuide启用工具(MDG-启用工具)围绕冠状窦(CS)及其分支来操纵，并且MDG传感器的3D位置在沿着每一个分支的长度的多个位置中被跟踪15秒。对于每一个患者，已经测试了在CS血管树内30-50个不同的位置。如下面进一步讨论的，该位置数据可以在替代技术中用于确定和表示诸如心脏腔室的关注区域表征上的机械激活活动(例如，位移或时间)。
当心外膜映射在CS及其分支中进行时，随其在CRT植入程序中的完成，位于其中的解剖标记用于创建分割。特别地，在CRT植入期间，不存在到LV内部的进入；因此，为了分割目的的LV顶点的位置可由在间隔上的RV顶点来近似代替。同样地，二尖瓣环在CRT植入期间不可进入，替代地，在主冠状窦中的解剖标记用于描绘LV的基底。3D图像82划分成与解剖位置对应的区段或区域。在图9中，每一个分支的整体包括单个区段。每一个分支然后设置有与在区域中的记录的机械激活活动对应的可视指示(例如，颜色、形状和/或数量)。例如，经历早期时间的区域可以采用浅色(例如，黄色，其在图9中使用从导杆88的左手端起第五个交叉阴影图案指示，其是在分支86D上示出的交叉阴影图案)识别，并且经历稍后时间的区域可以采用深颜色(例如，紫色，其在图9中使用从导杆88的右手端起第二个交叉阴影图案指示，其是在分支86B的一部分上示出的交叉阴影图案)识别。
颜色编码可以是连续的或二进制的，以使得如果特定位置达到相对于其运动的某些阈值，则其使用例如颜色或纹理来描绘。疤痕的区域也可以在3D图像82上指示，以示出对于引线放置哪些区域不需要被映射或考虑。这可以通过例如将冠状窦84或分支86A-86E的覆盖疤痕区域的部分变灰或在疤痕区域上方仅绘制不同颜色的矩形或另一种形状来进行。
在存在多个图像的情况下，不同的颜色编码可以在不同的图像上进行，以指示诸如机械运动的程度和时间的运动参数的组合，如参考图10所讨论的。
图10是示出3D图像82的替代实施例的显示屏。图10包括如参考图9所讨论的相同参考标号，其中多个分支86A、86B、86C和86D以不同的颜色示出(其再次使用多种不同的交叉阴影图案在这种黑色和白色附图中描绘)。因此，如前面提到的，图10可同时示出机械激活位移，而图9示出机械激活时间。这两个3D模型82可以在图像面板80中同时或交替示出以便于诊断。在图10中，较少的位移可以设置为浅色(例如，黄色)，而较多的位移可以设置为深色(例如，紫色)。在其它实施例中，时间和位移可以在它们所使用的图像中以专有的颜色示出。例如，图9可在原色中示出，而图10可以淡色示出。
图11是示出3D图像92的另一个实施例的显示屏。3D图像92在图像面板80中沿着导杆88被示出，并且两个用户面板90横跨图像面板80。3D图像92包括主要的CS 94和分支96A、96B、96C和96D。图11类似于图9的实施例，除了分支96A、96B、96C、和96D中的每一个分支为了显示机械激活数据被细分成更小区段之外。如该图中所示，包括相同的大写字母元件编码(即，A、B、C、D)涉及相同的CS分支，或标识相同的CS分支的特征和方面。因此，例如，96A、98A和99A都涉及同一CS分支；而96B、98B和99B都涉及另一不同的CS分支。特别地，分支96A包括区段98A和99A，分支96B包括区段98B和99B，分支96C包括98C和99C，并且分支96D包括区段98D和99D。因此，图11的实施例允许与图9的实施例相比更高的数据分辨率。因此，导杆88可以设置有更精确的信息，诸如实际时间值。如在图11中所描绘的，例如导杆88包括从0到45ms变化的激活时间。
分支96A、96B、96C和96D中的每一个分支在图11中被描绘为覆盖有不同颜色(如前面提到的，颜色在图9-12中由多种交叉阴影图案表示)，反映在分支的不同部分中运动/收缩的时间和/或程度上的差异。图11示出这样的示例，其中，沿着相同CS分支，根据由成对点100之间的应变确定的激活时间，对点100之间的区段进行着色。因此，在本实施例中，如在图11中所描绘的，应变可以在相同的CS分支中的点100之间确定，例如，在CS分支区段98A和分支区段99A中确定应变，因为这些CS分支区段中的每一个都存在于壁运动数据可用的两个点100之间。用于使用应变确定例如机械激活活动的另一种技术结合图13和14在下面讨论，其中用于计算应变的数据点可驻留在不同的CS分支中(即，可能已经从沿不同CS的分支的位置捕获)。
在图12中，并且与图11中所示的对比，只有表示运动点的位置的点可具有代表在该点处的运动的时间/程度的颜色。图12是示出3D图像的另一实施例的显示屏。特别地，3D图像102沿着导杆88和用户面板90被示出在图像面板80中。3D图像102包括主要的CS 104和分支106。数据点108位于分支106上。图12还示出了位于显示屏上的波形110。在下面进一步解释的图14描绘了类似的但放大的波形110'。在图12的实施例中，波形110示出了用于数据点108的特定运动波形(在此，“运动”由示出作为时间函数的应变的波形表示)。可替代地，来自不同的运动点的波形堆叠可以结合一个或多个上述实施例来显示，以在腔室的每一个区段/壁/区域处传达收缩行为。例如，应变波形可以示出在图像(例如图9-11)上的颜色编码的形状(诸如在图12中所示的交叉阴影圆圈)的顶上或旁边，以沿着每一个分支传达心肌的收缩图案或倾向。
如所提到的，图9-12例如在促进在CRT程序期间左心室引线植入方面是有用的。LV引线放置在相对于冠状窦的心外膜位置处，相对于心包囊为心内膜的位置。特别地，LV引线放置在冠状窦的一个或多个分支中。优选地，LV引线的放置与具有左心室的最新激活的区域一致。通过将LV引线放置在具有最新激活的区域(例如，在仍能够良好收缩时趋向于具有比其它区域更新的激活时间的区域)中来最充分地利用血液动力学的益处。此外，疤痕组织的位置对于LV引线放置为次优。在3D图像(诸如图9-12中所示的那些的荧光透视图像)上的机械激活数据的叠加允许在观看次优位置的同时识别最优LV引线放置位置。
在一个实施例中，用于确定机械激活时间的重要参数是在心肌的相邻部分之间的应变。如上所述，应变可以在沿着冠状窦静脉的单个分支的相邻部分之间进行计算。它也可能有益于确定不一定沿着冠状窦的单个分支位于的心肌的相邻部分之间的应变。图13示意性地描绘用于如此做的一种技术的一部分。在三维坐标系中，该附图描绘其中已经捕获数据的三十五个样本位置。这些位置可以包括冠状窦静脉的不同分支中的点，且每一个位置由采用具有相邻参考编号的小圆圈表示。在本示例中，由数字“11”表示的位置是特别关注的位置。因此，代表该特定位置和数据的圆圈是填充的，而不是空心的。在该技术中，并且也如在图13中表示，系统将关注的位置(在此，数据点“11”)连接到关注的位置的预定距离(例如，4-10mm)内的每个相邻位置，以定义心肌的多个三角形区域(例如位置的所有组合和所有可能的三角形)。然后，通过考虑在心动周期期间(并且可能地在多个心动周期期间)这些多个三角形区域中的每一个的区域如何变化，可以确定在关注的特定位置(或一系列的关注位置)处作为时间函数的心肌上的应变。在特定位置处的确定的应变然后可以被绘制为时间的函数。图14是这种曲线的示例，描绘了在心动周期期间在特定位置处(在此，在位置“11”处)作为时间的函数的应变。通过计算这些三角形的区域在心动周期期间如何变化，可以创建一系列类似于图14的附图，示出了在心动周期期间应变如何改变以作为机械激活活动的指标。
在图14的时间零点处，包括包围位置“11”的心肌的特定部分的特定腔室(例如，左心室)可以放松(例如，在舒张时的心脏，以及放松并且充满血液的左心室)。接着，在位置112处，心脏壁的特定部分已经被激活，并且在该位置的心肌的收缩已经开始。对心脏壁的特定位置或区域确定机械激活活动的应变的使用可以更准确地指示机械激活活动，因为这种应变测量以在心脏的被动运动和心脏的主动运动(其是由于心肌收缩的真运动)之间有区别。使用这种技术，机械激活活动可以被定义为当应变达到最小值或其最小值的某百分比的时间，后者由图14中的位置112表示。这提供了用于一种类型的信息(即，使用应变确定的机械激活活动)的另一选项，该类型的信息可以使用例如覆盖的颜色和颜色图案显示在诸如在图9-12中示出的那些的图像中。也就是说，使用应变所确定的机械激活数据可以通过在图像或心脏的其它解剖表征上叠加颜色而呈现给医生。
如已经讨论的，随着MediGuide启用工具(或一些其它可追踪工具)在冠状窦及其分支周围操纵，MDG传感器的3D位置被跟踪。在多种实施例中，包括上面讨论的那些的至少一些(例如，当使用如在例如图11中表示的应变来计算或确定机械激活活动时)，它有利于知道哪些运动测量是在单个静脉中(例如，在单个CS分支中)进行的。例如，如果要计算沿着单个CS分支的线性应变，则必需能够确定在特定的CS分支中提取了哪些数据点。同样地，如果要计算横跨心肌的三角形区域的应变，将期望能够选择在不同的CS分支中提取的数据点。参考图15和图16在下面进一步讨论用于确定在特定的CS分支中哪些MDG传感器数据被跟踪的技术。
图15示意性地描绘了当尝试使用例如MediGuide工具来确定从哪些特定CS分支收集数据时可能遇到的困难。在该附图中，前位置114、侧位置116以及下位置118用于所有识别；并且波浪线中的每一个表示静脉可以位于的地方。由于心脏正跳动，且因此，在每个运动点(由图15中的黑圆圈表示)处的数据收集期间四处移动，所以可能非常难以从原始运动点数据来分辨出其中收集位置数据的静脉(例如，特定的CS分支)。
MediGuide系统收集MediGuide传感器在例如冠状窦静脉树中四处移动的整个时间的数据。图16描绘了产生点云的样本，其示出许多点，每一个选自在多个心动周期期间的相同时间。特别地，每一个单独的动作数据在该图中由小圆圈表示。由于在该样本点云中示出的数据的密度(即，存在许多重叠的圆圈)，在图16中描绘的点云的部分表现为全黑。对于该技术，心动周期可以划分成使用ECG数据的仓。接着，选择特定的仓，任意，或例如点数量最多的的仓，或包括舒张的仓(当心脏处于其最稳定的状态时)。然后，仅绘制在所选仓中的点。图16是这种图，因为，如上所述，它仅包含在多个心动周期期间相同时间(或短的时间窗口)期间采取的点。算法应用于数据(例如，已知的骨架算法中的一种，包括距离变换、泰森多边形法骨架和变薄)，以将点云转换成表示静脉的线。然后对表示静脉的所得的线进行分析，以找到在线中的转弯并且测量在线之间的角度124。
继续参考图16，分析了在表示静脉的线122之间的角度124。如果角度124小于例如100度，则该技术可以假设由这些相对“尖锐的转弯”表示的过渡对应于在不同静脉之间的连接。另一方面，如果角度不尖锐(例如，或大于100度)，则该技术可以假设这些“软转弯”对应于沿单个静脉向下的运动(例如，沿单个CS分支向下)。接着，数字可分配给骨架的每一个分支，其被相对尖锐转弯与骨架的其它分支分离，从而将数字有效地分配给已经确定为单独静脉的静脉。MediGuide运动点叠加在编号的骨架上，并且确定在每一个MediGuide运动点与编号的骨架的分支之间的3D距离。最后，每一个MediGuide运动点分配给最接近的线。以这种方式，每一个MediGuide运动点被分配给特定的静脉。
在用于确定哪些运动点在哪些特定静脉中的又一个技术中，假设依次收集运动点，而用户向下到一个静脉，然后向下到另一个静脉，然后向下到另一个静脉等。接着，可以计算和分析在连续点之间的3D距离。每当该3D距离高于预定阈值(例如，在点之间的平均距离加上距离的标准偏差，或基于心脏的大小)，假定用户已经移动到不同的静脉。这样，运动点中的每一个可以分配到特定的静脉。
在此对多种设备、系统和/或方法描述了多种实施例。阐述了许多特定的细节以提供对如在本说明书中描述并且在附图中示出的整体结构、功能、制造和使用的透彻理解。然而本领域的技术人员将理解的是，可以在没有这种特定细节的情况下实践实施例。在其它实例中，未详细描述众所周知的操作、部件和元件，以免混淆本说明书中描述的实施例。本领域的普通技术人员将理解，在此描述和示出的实施例是非限制性的示例，并且因此可以理解的是，在此公开的特定结构和功能细节可以是代表性的，而不一定限制实施例的范围。
尽管以一定程度的特殊性在上面已经描述了多个实施例，但是本领域的技术人员可以对所公开的实施例做出多种更改，而不脱离本公开的精神或范围。例如，所有的接合引用(例如，附接、耦接、连接等)将被广泛地解释并且可以包括在元件的连接之间的中间构件或在元件之间的相对运动。因此，接合引用不一定推断两个元件直接连接，并且彼此相对固定。旨在包含在上述描述或在附图中示出的所有主题应被解释为是说明性的而不是限制性的。可以进行细节或结构的改变，而不脱离本公开的精神。
被认为是通过引用在此并入的全部或部分的任何专利、公布，或其它公开材料仅在此并入到如下程度，即并入的材料不与现有定义、陈述或在本公开中阐述的其它公开材料相冲突。因此，在必要的程度上，此处明确描述的本公开取代通过引用并入在此的任何冲突材料。
在整个说明书中参考“多种实施例”、“一些实施例”、“一个实施例”或“实施例”等是指结合实施例所述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，“在多种实施例中”、“在一些实施例中”、“在一个实施例中”或“在实施例中”等短语的出现在整个说明书的地方中不一定都指同一实施例。此外，特定的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或多个实施例中。从而，可以将结合一个实施例示出或描述的特定的特征、结构或特性全部或部分地与一个或多个其它实施例的特征、结构或特性结合，只要这种组合没有不合逻辑或无功能。

Claims (23)

1.一种能够显示心脏的机械激活图案的系统，所述系统包括：
数据输入，其适于从电生理学设备接收数据；
处理器，其电连接到所述数据输入，所述处理器配置成执行以下步骤：
根据所述数据计算机械激活参数；
根据所述数据生成所述心脏的解剖表征；
将所述解剖表征划分成区段；以及
相对于所述区段生成显示所述机械激活参数的大小的描绘，以使得能够同时评估多个区段的性能；以及
输出，其适于向显示器发送所述描绘。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述机械激活参数选自由如下组成的组：心脏壁位移距离、心脏壁位移时间、应变大小、应变随时间的变化、当应变达到阈值时的时间、当应变达到其最小值时的时间，或当应变达到其最小值的特定百分比时的时间。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述大小包括加权平均值或加权标准偏差。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述描述包括所述解剖表征的示意性图解。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述图解包括二维图画，所述二维图画在单个视图中相对于所述解剖表征的全局视图示出所述解剖表征的每一个区段的集合机械激活数据。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述图解包括靶心图或数据图。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述描绘包括所述解剖表征的渲染。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述渲染包括三维图画，所述三维图画相对于所述解剖表征的全局表征示出所述心脏的每一个区段的集合机械激活数据。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述渲染包括经由所述电生理学设备获得的三维图像或三维模型。
10.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述处理器被配置成根据所述收集的数据生成三维模型；以及
所述心脏的区段相对于解剖标记被引用在所述三维模型上。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述三维模型包括所述心脏内室。
12.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述处理器被配置成根据所述收集的数据生成三维图像；以及
所述心脏的区段相对于解剖标记被应用在所述三维图像上。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述三维图像包括具有多个分支的冠状窦。
14.一种用于显示心脏的机械激活图案的方法，所述方法包括：
获得与在解剖表征上的位置相关的机械激活数据点；
将所述解剖表征划分成表示所述心脏的不同解剖区域的区段；
将每一个机械激活数据点分配到至少一个区段；
分析在每一个区段中的机械激活数据点；以及
显示代表所述区段的描绘，其中每一个区段由代表被分析的机械激活数据点的指标来识别。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述指标包括数据点的数量、颜色或列。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述描绘包括数据图，并且所述指标包括用于每一个区段的数据点列。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述描述包括靶心图，并且所述指标包括所述靶心图的区段的颜色编码。
18.根据权利要求15所述的方法，其中：
所述解剖表征包括三维图像；
所述描绘包括承载所述指标的所述三维图像的渲染；以及
所述指标包括分配给每一个区段的不同解剖区域的颜色编码。
19.根据权利要求15所述的方法，其中：
所述解剖表征包括三维模型；
所述描绘包括承载所述指标的所述三维模型的渲染；以及
所述指标包括分配给每一个区段的不同解剖区域的颜色编码。
20.根据权利要求14所述的方法，进一步包括在所述区段中标识异常机械激活图案。
21.根据权利要求14所述的方法，其中将所述解剖表征划分成区段包括：
将壳体形状划分成多个横向切片；以及
将每一个横向切片划分成多个相等的纵向切片。
22.根据权利要求14所述的方法，其中将所述解剖表征划分成区段包括：
在器官中识别多个分支；以及
将每一个分支分配给一个区段。
23.根据权利要求22所述的方法，其中将所述解剖表征划分成区段进一步包括将每一个分支划分成多个区段。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108968938A (zh) * 2017-06-05 2018-12-11 韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司 电激活和心肌应变的一体化评估
CN109171704A (zh) * 2018-09-19 2019-01-11 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 心电波形分析的方法、装置、终端和计算机可读存储介质
CN110621252A (zh) * 2017-04-18 2019-12-27 直观外科手术操作公司 用于监测图像引导程序的图形用户界面
US11612384B2 (en) 2016-06-30 2023-03-28 Intuitive Surgical Operations, Inc. Graphical user interface for displaying guidance information in a plurality of modes during an image-guided procedure
US11819284B2 (en) 2016-06-30 2023-11-21 Intuitive Surgical Operations, Inc. Graphical user interface for displaying guidance information during an image-guided procedure

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7080590B2 (ja) * 2016-07-19 2022-06-06 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 医用処理装置、超音波診断装置、および医用処理プログラム
US10321878B2 (en) * 2016-12-22 2019-06-18 Biosense Webster (Israel) Ltd. Pulmonary vein display in two dimensions

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090254140A1 (en) * 2007-02-16 2009-10-08 Pacesetter, Inc. Cardiac resynchronization therapy optimization using parameter estimation from realtime electrode motion tracking
CN101926648A (zh) * 2009-08-03 2010-12-29 浙江工业大学 基于四维医学图像的心壁应力应变测量方法
US20140005563A1 (en) * 2008-11-10 2014-01-02 Cardioinsight Technologies, Inc. Visualization of electrophsiology data

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7263397B2 (en) 1998-06-30 2007-08-28 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Method and apparatus for catheter navigation and location and mapping in the heart
US6233476B1 (en) 1999-05-18 2001-05-15 Mediguide Ltd. Medical positioning system
US7386339B2 (en) 1999-05-18 2008-06-10 Mediguide Ltd. Medical imaging and navigation system
US8175680B2 (en) * 2001-11-09 2012-05-08 Boston Scientific Scimed, Inc. Systems and methods for guiding catheters using registered images
IL188262A (en) 2007-01-10 2011-10-31 Mediguide Ltd System and method for superimposing a representation of the tip of a catheter on an image acquired by a moving imager
US8326419B2 (en) * 2009-04-07 2012-12-04 Pacesetter, Inc. Therapy optimization via multi-dimensional mapping
JP2013523243A (ja) * 2010-04-01 2013-06-17 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 超音波画像及びｅｃｇデータの統合された表示
EP2615969B8 (en) * 2010-09-17 2017-08-02 Cardioinsight Technologies, Inc. System and methods for computing activation maps
CN103857344B (zh) * 2012-09-20 2016-09-28 东芝医疗系统株式会社 图像处理系统、x射线诊断装置以及图像处理方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090254140A1 (en) * 2007-02-16 2009-10-08 Pacesetter, Inc. Cardiac resynchronization therapy optimization using parameter estimation from realtime electrode motion tracking
US20140005563A1 (en) * 2008-11-10 2014-01-02 Cardioinsight Technologies, Inc. Visualization of electrophsiology data
CN101926648A (zh) * 2009-08-03 2010-12-29 浙江工业大学 基于四维医学图像的心壁应力应变测量方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BART WL DE BOECK ET AL.: "Three-dimensional mapping of mechanical activation patterns,contractile dyssynchrony and dyscoordination by two-dimensional strain echocardiography: Rationale and design of a novel software toolbox", 《CARDIOVASCULAR ULTRASOUND》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11612384B2 (en) 2016-06-30 2023-03-28 Intuitive Surgical Operations, Inc. Graphical user interface for displaying guidance information in a plurality of modes during an image-guided procedure
US11819284B2 (en) 2016-06-30 2023-11-21 Intuitive Surgical Operations, Inc. Graphical user interface for displaying guidance information during an image-guided procedure
CN110621252A (zh) * 2017-04-18 2019-12-27 直观外科手术操作公司 用于监测图像引导程序的图形用户界面
CN110621252B (zh) * 2017-04-18 2024-03-15 直观外科手术操作公司 用于监测图像引导程序的图形用户界面
US11937880B2 (en) 2017-04-18 2024-03-26 Intuitive Surgical Operations, Inc. Graphical user interface for monitoring an image-guided procedure
CN108968938A (zh) * 2017-06-05 2018-12-11 韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司 电激活和心肌应变的一体化评估
US11439357B2 (en) 2017-06-05 2022-09-13 Biosense Webster (Israel) Ltd. Integrated assessment of electrical activation and myocardial strain
CN109171704A (zh) * 2018-09-19 2019-01-11 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 心电波形分析的方法、装置、终端和计算机可读存储介质

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