CN108140257A - 用于产生电生理图的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供用于产生几何结构的电生理图的系统和方法。系统包括基于计算机的模型构造系统，其配置成获取在多个诊断界标点处的电气信息，基于所获取的电气信息将颜色值分配给每个诊断界标点，创建存储加权生理度量的浮标的第一三维(3D)纹理区，创建存储总权重的浮标的第二3D纹理区，对于每个诊断界标点，将诊断界标点的颜色值添加地混合到在离诊断界标点的预定距离内的第一3D纹理区的体素内，使用第二3D纹理区来标准化着色的体素以产生标准化3D纹理图，从标准化3D纹理图和几何结构的表面产生电生理图，以及显示所产生的电生理图。

Description

用于产生电生理图的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年10月6日提交的美国临时申请62/237,897的权益，该临时申请特此通过引用被并入，如同在本文充分阐述的一样。
技术领域
本公开涉及用于产生几何结构的电生理图的系统和方法。更特别地，本公开涉及用于产生几何结构(例如心内结构)的电生理图的计算机实现的系统和方法。
背景技术
已知各种基于计算机的系统和计算机实现的方法可用于产生几何结构(例如解剖结构)的多维表面模型。更特别地，各种系统和方法已经用于产生心脏和/或其特定部分的多维表面模型。
用于插入和呈现接触图的至少一些已知的算法是探索式的。然而，当在诊断界标(DxL)点之间的平均距离接近或低于在几何点(即，顶点)之间的平均距离时，这样的算法可产生不完整和非最佳的三角测量。特别地，DxL图可具有基于小平面尺寸设置、点收集的顺序和/或插值滑块设置而看起来实质上不同的区域。此外，当大量(例如数千个)DxL点被收集时，这样的算法也可变得在计算上昂贵。
发明内容
在一个实施方式中，本公开涉及用于产生几何结构的电生理图的系统。系统包括基于计算机的模型构造系统，其配置成耦合到包括至少一个传感器的设备，至少一个传感器配置成获取与在几何结构的表面上的相应位置对应的一组原始方位数据点。基于计算机的模型构造系统还配置成获取在多个诊断界标点处的电气信息，基于所获取的电气信息来将颜色值分配给每个诊断界标点，创建存储加权生理度量的浮标的第一三维(3D)纹理区，创建存储总权重的浮标的第二3D纹理区，对于每个诊断界标点，将诊断界标点的颜色值添加地混合到在离诊断界标点的预定距离内的第一3D纹理区的体素内，使用第二3D纹理区来标准化着色的体素以产生标准化3D纹理图，从标准化3D纹理图和几何结构的表面产生电生理图，以及显示所产生的电生理图。
在另一实施方式中，本公开涉及用于产生几何结构的电生理图的计算机实现的方法。该方法包括接收与在几何结构的表面上的相应位置对应的一组原始方位数据点，基于所接收的原始方位数据点来产生参考表面，获取在多个诊断界标点处的电气信息，基于所获取的电气信息来将颜色值分配给每个诊断界标点，创建存储加权生理度量的浮标的第一三维(3D)纹理区，创建存储总权重的浮标的第二3D纹理区，对于每个诊断界标点，将诊断界标点的颜色值添加地混合到在离诊断界标点的预定距离内的第一3D纹理区的体素内，使用第二3D纹理区来标准化着色的体素以产生标准化3D纹理图，从标准化3D纹理图和几何结构的表面产生电生理图，以及显示所产生的电生理图。
在另一实施方式中，本公开涉及用于产生几何结构的电生理图的处理装置。处理装置配置成接收与在几何结构的表面上的相应位置对应的一组原始方位数据点，基于所接收的原始方位数据点来产生参考表面，获取在多个诊断界标点处的电气信息，基于所获取的电气信息将颜色值分配给每个诊断界标点，创建存储加权生理度量的浮标的第一三维(3D)纹理区，创建存储总权重的浮标的第二3D纹理区，对于每个诊断界标点，将诊断界标点的颜色值添加地混合到在离诊断界标点的预定距离内的第一3D纹理区的体素内，使用第二3D纹理区来标准化着色的体素以产生标准化3D纹理图，从标准化3D纹理图和几何结构的表面产生电生理图，以及显示所产生的电生理图。
通过阅读下面的描述和权利要求以及通过浏览附图，本公开的前述和其它方面、特征、细节、效用和优点将明显。
附图说明
图1是根据一个实施方式的用于产生几何结构的多维表面模型的系统的图解视图。
图2是图1所示的系统的模型构造系统的图解视图和示意图。
图3是包含方位数据点的集合的点云的示意图。
图4A-4D是适合于用在图2所示的模型构造系统中的驱动贴片电极的示例性偶极子对的示意图。
图5是使用图2所示的系统获取的无阴影线的电生理图的例子。
图6是使用已知算法产生的带阴影线的电生理图的例子。
图7是根据一个实施方式的用于产生电生理图的方法的流程图。
图8是示出图7所示的方法的步骤之一的结果的图。
图9是使用图7所示的方法产生的带阴影线的电生理图的例子。
相应的参考符号在附图的全部几个视图中指示相应的部件。
具体实施方式
本公开提供用于产生(例如心脏的内表面的)电生理图的系统和方法。使用核评价环来产生电生理图，核评价环填充大的三维纹理图、标准化颜色指标并直接或间接地从三维纹理图呈现电生理图，如在本文所述的。这防止内插问题，允许多得多的电生理细节被标测——即使使用包括大的小平面的几何结构，并且比至少一些已知的算法更快地运行。
现在参考附图，其中相似的参考数字用于标识在各个视图中的相同部件。图1示出用于产生一个或多个几何结构的多维表面模型的系统10的一个示例性实施方式。如将在下面所述的，在这个实施方式中，由系统10产生的模型是三维模型。然而将认识到，虽然下面描述了三维模型的产生，但本公开并不意欲被这样限制。更确切地，在其它实施方式中，系统10可配置成产生多维模型而不是在三维中，且这样的实施方式在本公开的精神和范围内。
应进一步注意，虽然下面的描述主要聚焦于在解剖结构且特别是心脏结构的模型的产生中系统10的使用，但本公开并不意欲被这样限制。更确切地，系统10及由此使用的方法和技术可应用于任何数量的几何结构——包括除了心脏结构以外的解剖结构——的三维模型的产生。然而，为了说明的目的和描述的容易，下面的描述将聚焦于在心脏结构的三维模型的产生中系统10的使用。
继续参考图1，在这个实施方式中，系统10包括医疗设备和模型构造系统14以及其他设备。在这个实施方式中，医疗设备是导管12，且模型构造系统14部分地包括处理装置16。处理装置16可采取例如电子控制单元的形式，电子控制单元配置成使用由导管12收集的数据来构造在心脏内的结构的三维模型。
如图1所示，导管12配置成插入患者身体18内，且更特别地，插入患者心脏20内。导管12可包括电缆连接器或接口22、手柄24、具有近侧端28和远侧端30(如在本文使用的，“近侧”指朝着导管12的接近临床医师的部分的方向，而“远侧”指远离临床医师且(通常)在患者的身体内部的方向)的杆26以及安装在导管12的杆26中或上的一个或多个传感器32(例如321、322、323)。在这个实施方式中，传感器32布置在杆26的远侧端30处或附近。导管12还可包括其它常规部件，例如且没有限制地，温度传感器、额外的传感器或电极、消融元件(例如用于输送RF消融能量的消融顶端电极、高密度聚焦的超声消融元件等)以及相应的导体或引线。
连接器22为电缆(例如延伸到模型构造系统14和/或系统10的其它部件(例如视觉化、导航和/或映射系统(如果与模型构造系统14分离和不同)、消融发生器、冲洗源等)的电缆34、36)提供机械、流体和电连接。连接器22在本领域中是常规的，并布置在导管12的近侧端28，特别是其手柄24处。
布置在杆26的近侧端28处的手柄24提供用于使医师握住导管12的位置，且还可提供用于在患者的身体18内操纵或引导杆26的装置。例如，手柄24可包括用于改变引导线的长度的装置，引导线穿过导管12延伸到杆26的远侧端30以操纵杆26。手柄24在本领域中也是常规的，且将理解，手柄24的构造可改变。在其它实施方式中，导管12可以用机器人驱动或控制。因此，不是医师操作手柄以操纵或引导导管12及其杆26，在这样的实施方式中，机器人用于操作导管12。
杆26是配置成在身体18内移动的细长的管状柔性构件。杆26支持——例如且没有限制地——传感器和/或安装在其上的电极，例如传感器32、相关导体和用于信号处理和调节的可能额外的电子设备。杆26还可允许流体(包括冲洗液、低温消融液和体液)、药物和/或外科手术工具或仪器的运输、传送和/或移除。杆26可由常规材料例如聚氨基甲酸乙酯制成，并界定配置成容纳和/或运输电导体、流体或外科手术工具的一个或多个腔。可通过常规导引器将杆26引入到血管或身体18内的其它结构内。可接着使用在本领域中公知的装置穿过身体18将杆26操纵或引导到期望位置，例如心脏20。
可为了各种诊断和治疗目的——例如且没有限制地包括电生理研究、起搏、心脏标测和消融——提供安装在导管12的杆26中或上的传感器32。在这个实施方式中，提供一个或多个传感器32以执行方位或位置感测功能。更特别地且如在下面更详细描述的，一个或多个传感器32被配置为定位传感器，其提供特别是在某个时间点与导管12及其杆26的远侧端30的方位(位置和定向)有关的信息。因此，当导管12沿着心脏20的感兴趣结构的表面和/或在结构的内部周围移动时，传感器32可用于收集与感兴趣结构的表面和/或其中的其它位置对应的方位数据点。这些方位数据点可接着在感兴趣结构的三维模型的构造中由例如模型构造系统14使用，这将在下面更详细地被描述。为了清楚和说明的目的，下面的描述将讨论实施方式，其中导管12的多个传感器32包括定位传感器。然而将认识到，在保持在本公开的精神和范围内的其它实施方式中，导管12可包括一个或多个定位传感器以及配置成执行其它诊断和/或治疗功能的其它传感器。
如上面简要描述的以及如下面将更详细描述的，模型构造系统14配置成部分地使用由导管12收集的方位数据来构造在心脏内的结构的三维模型。更特别地，模型构造系统14的处理装置16配置成获取由传感器32收集的方位数据点并接着在与方位数据点对应的结构的模型的构造或产生中使用那些方位数据点。在这个实施方式中，模型构造系统14通过与传感器12一起起作用以收集方位数据点来获取方位数据点。然而在其它实施方式中，模型构造系统14可简单地从传感器32或系统10中的另一部件(例如存储器或作为模型构造系统14的部分或由此可访问的存储设备)获取方位数据点，而不积极地参与方位数据点的收集。模型构造系统14配置成基于一些或所有所收集的方位数据点来构造三维模型。为了说明和清楚的目的，下面的描述将被限制到如下实施方式，其中模型构造系统14配置成构造模型以及也通过在方位数据点的收集中与传感器32一起起作用来获取方位数据点。然而将认识到，其它实施方式——其中模型构造系统14只从传感器32或系统10的另一部件获取方位数据并接着基于其来构造三维模型——保持在本公开的精神和范围内。
因此，在这个实施方式中，除了构造结构的模型以外，模型构造系统14还配置成与传感器32一起起作用来收集在三维模型的构造中使用的方位数据点。模型构造系统14可包括基于电场的系统，例如在市场上从St.Jude Medical公司可买到的和通常参考标题为“Method and Apparatus for Catheter Navigation and Location and Mapping in theHeart”的美国专利号7,263,397所示的EnSiteTM NavXTM系统，该美国专利的全部公开通过引用被并入本文。然而在其它实施方式中，模型构造系统14可包括其它类型的系统，例如且没有限制地：基于磁场的系统，例如从Biosense Webs ter可得到的和如通常参考下列美国专利中的一个或多个所示的CartoTM系统：标题为“Intrabody Measurement”的6,498,944、标题为“Medical Diagnosis,Treatment and Imaging Systems”的6,788,967以及标题为“System and Method for Determining the Location and Orientation of anInvasive Medical Instrument”的6,690,963，这些专利的全部公开通过引用被并入本文；或来自MediGuide有限公司且如通常参考下列美国专利中的一个或多个所示的gMPS系统：标题为“Medical Positioning System”的6,233,476、标题为“System for Determiningthe Position and Orie ntation of a Catheter”的7,197,354和标题为“MedicalImaging and Navigation System”的7,386,339，这些专利的全部公开通过引用被并入本文；组合的基于电场和基于磁场的系统，例如也可从Biosense Webster得到的Carto 3TM系统；以及其它基于阻抗的定位系统、基于声学或超声波的系统和通常可得到的基于荧光检查、计算机断层(CT)和磁共振成像(MRI)的系统。
如上面简要描述的，导管12的传感器32包括定位传感器。传感器32产生指示导管方位(位置和/或定向)信息的信号。在这个实施方式(其中模型构造系统14是基于电场的系统)中，传感器32可包括一个或多个电极。可选地，在一个实施方式(其中模型构造系统14是基于磁场的系统)中，传感器32可包括配置成检测低强度磁场的一个或多个特性的一个或多磁性传感器。例如，在一个示例性实施方式中，传感器32可包括布置在导管12的杆26上或中的磁性线圈。
为了清楚和说明的目的，模型构造系统14在下文中将被描述为包括基于电场的系统，例如上面提到的EnSiteTM NavXTM系统。将认识到，虽然下面的描述主要被限制到其中传感器32包括一个或多个电极的实施方式，但在其它实施方式中，传感器32可包括一个或多个磁场传感器(例如线圈)。因此，包括除了下面描述的传感器或电极以外的定位传感器的模型构造系统保持在本公开的精神和范围内。
参考图2，除了处理装置16以外，模型构造系统14可包括多个贴片电极38、多路开关40、信号发生器42、显示设备44、等等。在其它实施方式中，这些部件中的一些或全部与模型构造系统14分离和不同，但电连接到模型构造系统14并配置成与模型构造系统14通信。
处理装置16可包括可编程微处理器或微控制器，或可包括专用集成电路(ASIC)。处理装置16可包括中央处理单元(CPU)和输入/输出(I/O)接口，处理装置16可通过输入/输出接口接收多个输入信号，包括例如由贴片电极38和传感器32产生的信号，并产生多个输出信号，包括例如用于控制例如显示设备44和开关40和/或将数据提供到例如显示设备44和开关40的那些信号。处理装置16可配置成执行各种功能，例如在上面和下面使用适当的编程指令或代码(即软件)更详细描述的功能。因此，使用在计算机存储介质上编码的用于执行本文所述的功能的一个或多个计算机程序来对处理装置16编程。
在被称为“腹部贴片”的贴片电极38B的可能例外的情况下，提供贴片电极38以产生例如在确定导管12的位置和定向时使用的电信号。在一个实施方式中，贴片电极38正交地放置在身体18的表面上并用于在身体18内产生轴特定电场。例如在一个实施方式中，贴片电极38X1、38X2可沿着第一(x)轴放置。贴片电极38Y1、38Y2可沿着第二(y)轴放置，以及贴片电极38Z1、38Z2可沿着第三(z)轴放置。每个贴片电极38可耦合到多路开关40。在这个实施方式中，处理装置16通过适当的软件配置成向开关40提供控制信号以从而将数对电极38顺序地耦合到信号发生器42。每对电极38的激发产生在身体18内和在感兴趣区域(例如心脏20)内的电场。以腹部贴片38B为基准的在非激发电极38处的电压电平被滤波和转换并提供到处理装置16以用作参考值。
在这个实施方式中，导管12的传感器32电耦合到处理装置16并配置成提供位置感测功能。更特别地，将传感器32放置于在身体18内通过激发贴片电极38而产生的电场内。仅为了清楚和说明的目的，下面的描述将被限制到其中将单个传感器32放置在电场内的实施方式。然而将认识到，在保持在本公开的精神和范围内的其它实施方式中，可将多个传感器32放置在电场内，且然后可使用下面所述的技术来确定每个传感器的位置和定向。
当布置在电场内时，传感器32经历电压，其取决于在贴片电极38之间的位置和传感器32相对于组织的位置。在传感器32和贴片电极38之间进行的电压测量比较可用于确定传感器32相对于组织的位置。因此，当导管12在感兴趣的特定区域或表面周围或沿着感兴趣的特定区域或表面扫过时，处理装置16从传感器32接收信号(方位信息)，其反映在传感器32上的和来自非激励贴片电极38的电压电平的变化。使用各种已知的算法，处理装置16可接着确定传感器32的方位(位置和定向)并将它作为与传感器32的方位以及因此在被建模的感兴趣结构的表面上或内部中的点对应的方位数据点46(在本文也被称为“数据点46”并在图3中示出)存储在与处理装置16相关或可由处理装置16访问的存储器或存储设备(例如存储器47)中。在一些实施方式中，在将方位记录为方位数据点之前，由处理装置16接收的信号所表示的原始方位数据可由处理装置16使用已知的或在以后发展的技术来校正以考虑呼吸、心搏动和其它人为现象。此外，可从在传感器12处的测量(例如通过内插或外插)来推断导管12的其它部分的方位，以产生另外的方位数据点46。在任何情况下，随着时间的过去获取的方位数据点46的集合(461,462,...,46n)导致在存储器或存储设备中存储的点云48(最佳地在图3中示出)的形成。
虽然上面的描述到目前为止通常是关于贴片电极38的正交布置的，但本公开并不意欲被这样限制。相反，在其它实施方式中，非正交布置可用于确定传感器32的位置坐标。例如且大体上，图4A-4D描绘了在坐标系50中设置的多个示例性非正交偶极子D0、D1、D2和D3。在图4A-4D中，X轴贴片电极被表示为XA和XB，Y轴贴片电极被表示为YA和YB，以及Z轴贴片电极被表示为ZA和ZB。对于任何期望的轴，从预定的一组驱动(源/宿)配置产生的跨越心脏内传感器(例如传感器32)测量的电位可代数地组合以产生与简单地通过驱动沿着正交轴的均匀电流而得到的相同的有效电位。贴片电极38X1、38X2、38Y1、38Y2、38Z1和38Z2(见图2)中的任两个可被选择为相对于地基准(例如腹部贴片38B)的偶极子源极和漏极，而非激发贴片电极测量相对于地基准的电压。放置在心脏20中的传感器32也暴露于电脉冲的场，并相对于地(例如腹部贴片38B)被测量。
在另一示例性实施方式中，多个贴片电极28可沿着公共轴线性地布置。在这样的实施方式中，包括贴片电极之一和安装在导管12上的电极的电极对的激发产生电场。非激发贴片电极38可接着测量可用于确定传感器32的位置的电位。因此，在这样的实施方式中，包括不同的贴片电极38和安装在导管上的电极的多个电极对的激发可用于确定传感器32的位置。
来自贴片电极38和传感器32中的每个的数据集都用于确定在心脏20内的传感器32的方位。在电压测量被进行之后，不同的一对贴片电极38由电流源激发且进行剩余的贴片电极38和传感器32的电压测量过程。一旦传感器32的方位被如上所述确定，就可以用上面所述的相同方式将方位记录为数据点46。在一些实施方式中，在将方位记录为方位数据点之前，由处理装置16接收的信号所表示的原始方位数据可由处理装置16使用已知的或以后发展的技术来校正以考虑呼吸、心搏动和其它人为现象。因此，将认识到，可以使用任何数量的技术来确定传感器32的方位，并因此收集相应于其的数据点，每种技术保持在本公开的精神和范围内。
图3示出了包括与被建模的感兴趣的特定结构对应的方位数据点461、462、…、46n的点云48。将认识到，在实践中，点云48通常包括几百到几十万个数据点46。然而为了说明的目的和描述的容易，下面的描述将被限制到具有有限数量的方位数据点的点云，例如包括方位数据点46的点云48。
如由本领域中的技术人员将认识到的，使用方位数据点46，可产生感兴趣结构的几何表面模型。此外，也可收集诊断界标(DxL)点。DxL点可以是例如标测点，在标测点处电气信息(例如导电率、峰值电压、当心跳达到那个点时的相位信息)被测量(例如使用系统10(图1所示))。特别地，DxL点通常不与方位数据点46位于同一地点，因为它们不是几何点，而是电气信息被获取于的点。
图5是使用用于产生表面模型的系统例如系统10(图1所示)获取的示例无阴影线电生理图500。如图5所示，无阴影线电生理图500包括多个几何顶点502。为了产生表面，使用三角划分来连接几何顶点502以产生多个小平面(facet)503。无阴影线电生理图500还包括多个DxL点504。每个DxL点504的颜色对应于在那个点处测量的电气信息的值(即，生理度量的值或颜色值)。为了产生最终的电生理图，应用颜色来给所产生的表面加上阴影以表示在DxL点504处的值。
特别地，在至少一些已知的系统中，基于几何顶点502的几何结构来将颜色应用于无阴影线电生理图500。例如，图6示出使用已知的算法产生的示例带阴影线的电生理图600。具体地，为了产生带阴影线的电生理图600，基于形成三角形602的三个附近的DxL点504的颜色值的加权平均来给每个几何顶点502着色。相邻几何顶点502的颜色混合在一起以填充介于其间的空间。然而如图6所示，这可能导致带阴影线的电生理图600的相对模糊的频谱，其中DxL点504的颜色(即对应于生理值)被拙劣地表示。
因此，在本文所述的实施方式中，使用相对简单的核评价环来产生带阴影线的电生理图，该核评价环填充相对大的三维纹理图、标准化生理度量、并直接或间接地从三维纹理图呈现带阴影线的电生理图，如在本文所述的。这防止内插问题，允许多得多的电生理细节被标测——即使使用包括大的小平面的几何结构，并且比至少一些已知的算法更快地运行。
图7是用于产生电生理图的方法700的一个实施方式的流程图。在示例实施方式中，在步骤702和704中，创建两个相对大的标量三维纹理区。这些3D纹理区是以规则的间隔布置的体素或点的点阵。第一3D纹理区存储加权生理度量(例如峰值电压、导电率或相位信息，其用作颜色指标以从频谱确定所显示的颜色或以另外方式用于确定所显示的颜色)的浮标(float)，以及第二3D纹理区存储总权重的浮标。3D纹理区大到足以包括整个几何模型(例如整个带阴影线的电生理图500)。在一个实施方式中，3D纹理区具有在它的整个体积之上的0.5毫米(mm)分辨率。此外在一些实施方式中，通过产生存储加权生理度量和总权重的浮标的单个3D纹理区来产生第一和第二3D纹理图。
在步骤706，对于每个DxL点504，DxL点504的生理值根据加权函数被添加地混合到在第一3D纹理区中的附近点(即体素)。具体地，对于在特定DxL点504的预定距离内的在第一3D纹理区中的每个体素，计算权重，通过那个所计算的权重使体素的总权重增加，以及通过那个权重与和那个DxL点504相关联的生理度量的乘积使体素的加权平均标测数据增加。根据将由本领域中的技术人员理解的方法，每个体素存储在预定距离内的所有DxL点504的加权平均。预定距离可例如由内插滑块的设置确定。如果图的色谱的范围是[0，1]，则因而产生的生理度量值在每个位置x处在[0,w(x)]中，其中w(x)是在那个位置处的总权重纹理(即第二3D纹理区)值的值。
所计算的权重可以是从那个体素到DxL点504的距离的函数。例如，权重可以是量kr的函数，其中r是从DxL点504到体素的距离(例如以mm为单位)。在一些实施方式中，k是预定常数。在其它实施方式中，k可以是可变的(例如，k可以是区域特定的或针对每个DxL点504改变)。例如，对于给定DxL点504，k可以是到最近的相邻DxL点504的距离的一半。函数可以是例如1/(1+k2r2)、1/(1+k4r4)或(1/(1+k2r2))2。此外，也可使用混合到零的样条，例如{对于在[0,1/k]中的r是1-3k2r2+2k3r3；否则为0}或{对于在[0,1/k]中的r是(1-k2r2)3；否则为0}。特别地，这将预定距离联系到加权函数的半宽度1/k。
使用权重的这个计算，附近的DxL点504将混合到彼此内，但不会使彼此模糊，除非它们相对于加权函数的半宽度非常接近(例如小于0.5mm)。在一些实施方式中，对每个DxL点504单独地选择半宽度(例如到最近的相邻DxL点504的距离的一半)。
将每个DxL点504添加地混合到在第一3D纹理区中的附近点可直观被示为将DxL点504“漆弹射击(paintballing)”到第一3D纹理区内。具体地，将生理度量“漆弹射击”到在第一3D纹理区中的体素或点上可被考虑为有效地使用具有不同浓度的染料的漆弹，但每个漆弹具有相同的尺寸(即，使得每一个具有相同量的液体，但具有不同的染料量)。第一3D纹理区中的每个体素或点可接着被考虑为收集着陆在它上的任何油漆的小瓶。在将所有DxL点504“漆弹射击”之后，每个体素或点可具有从几个“漆弹”聚积的不同数量的“液体”。也就是说，一些体素或点可以更厚重地被“油漆”。因此，基于被输送到每个体素的“油漆”的总量来标准化“油漆”的数量(即通过按照总权重划分未标准化的生理度量)。在这个实施方式中，这个标准化的生理度量用于查询待显示的相应颜色。
图8是示出在一个实施方式中的步骤706的结果的图800。如图8所示，基于如下将每个DxL点504附近的点阵点着色：最接近的DxL点504的生理值和它们离最接近的DxL点504的相应距离。
在步骤708，使用在每个位置处的总权重来将加权生理度量(即非标准化生理度量)重新标准化为[0,1]。也就是说，在步骤708，“漆弹射击的”第一3D纹理图由第二3D纹理图划分以创建加权平均颜色。这允许接近仅仅一个DxL点504的区域具有恒定的颜色，且也有助于保证所有DxL点504将影响最终的图，即使在同一小平面503中有多个DxL点504，而不考虑小平面尺寸。
为了产生电生理图，在步骤710，使用每个几何顶点502作为在标准化3D纹理图内的索引来绘制几何模型的三角形。也就是说，几何顶点502用作纹理坐标以使正确的生理度量进入当前标测-颜色频谱内。在一些实施方式中，生理度量用作s纹理坐标，且从每个几何顶点502到最接近的DxL点504的距离用作在二维(s,t)纹理空间中的t纹理坐标以产生具有相对界限分明的圆边缘的电生理图。也就是说，在每个几何顶点502处的标准化标测数据可用作在颜色的单独一维纹理图内的索引或二维纹理图内的索引——其另一索引是距离。
为了便于提高呈现速度，对于步骤706，在一些实施方式中，可在围绕几何模型的相对薄的二维区域而不是全3D中应用添加式混合。在另一实施方式中，几何形状可首先被呈现到空3D纹理图内以创建与表面模型交叉的纹理体素的位域，因为那些是仅有的需要被着色的纹理点。在又一实施方式中，为了增加呈现速度，实际3D加权纹理可用作位域，在将它初始化为-1.0并呈现以将与表面交叉的体素设置为0.0的初始权重之后。
在步骤712，向用户显示所产生的电生理图(例如在显示器44(在图2中示出)上)。图9是使用方法700产生的示例带阴影线的电生理图900。特别地，图900和图600都从图500产生。使用已知的方法来产生图600，以及使用本文所述的系统和方法来产生图900。然而与图600比较，图900更准确得多地表示DxL点504的颜色。此外，与图600不同，图900不包括模糊的色板。
应理解，如上所述的模型构造系统14并且特别是处理装置16可包括如在本领域中已知的能够执行存储在相关存储器中的预编程指令的常规处理装置，指令都根据本文所述的功能来执行。设想本文所述的方法——没有限制地包括本发明的实施方式的方法步骤——将在一些实施方式中被编程，而存储在相关存储器中且在被这样描述的场合中的因而产生的软件也可构成用于执行这样的方法的装置。鉴于前面的描述，本发明以软件的实现将仅仅需要由本领域中的普通技术人员对编程技能的常规应用。这样的系统可进一步是具有ROM、RAM、非易失性和易失性(可修改)存储器的组合的类型，使得软件可被存储且然而允许动态产生的数据和/或信号的存储和处理。
虽然在上面以某种程度的独特性描述了本公开的某些实施方式，但本领域中的技术人员可对所公开的实施方式做出很多改变而不偏离本公开的精神或范围。所有方向参考(例如上、下、向上、向下、左、右、向左、向右、顶部、底部、在...之上、在...之下、垂直、水平、顺时针和逆时针)仅用于识别目的以帮助读者理解本公开，且并不产生限制，特别是关于本公开的位置、定向或使用。连接参考(例如附接、耦合、连接等)应被广泛地解释，并可包括在元件的连接之间的中间构件和在元件之间的相对运动。因此，连接参考并不一定推断两个元件直接连接并且彼此在固定关系中。意图是被包含在上面的描述中或在附图中所示的所有事物应被解释为仅仅示例性的而不是限制性的。在细节或结构上的变化可被做出而不偏离如在所附权利中限定的本公开的精神。
当介绍本公开的元件或其优选实施方式时，冠词“a”、“an”、“该”和“所述”意欲意指存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”意欲为包含性的，并意指可以有除了所列出的元件以外的额外元件。
因为可在上面的构造中做出各种修改而不偏离本公开的范围，因此意图是在上面的描述中包含的或在附图中所示的所有事务都应被解释为示例性的而不是在限制性意义上被解释。

Claims (15)

1.一种用于产生几何结构的电生理图的系统，所述系统包括：
基于计算机的模型构造系统，其配置成耦合到包括至少一个传感器的设备，所述至少一个传感器配置成获取与在所述几何结构的表面上的相应位置对应的一组原始方位数据点，所述基于计算机的模型构造系统还配置成：
获取在多个诊断界标点处的电气信息；
基于所获取的电气信息将颜色值分配给每个诊断界标点；
创建存储加权生理度量的浮标的第一三维(3D)纹理区；
创建存储总权重的浮标的第二3D纹理区；
对于每个诊断界标点，将所述诊断界标点的颜色值添加地混合到在离所述诊断界标点的预定距离内的所述第一3D纹理区的体素内；
使用所述第二3D纹理区来标准化着色的体素以产生标准化3D纹理图；
从所述标准化3D纹理图和所述几何结构的所述表面产生所述电生理图，以及
显示所产生的电生理图。
2.如权利要求1所述的系统，其中为了将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内，所述基于计算机的模型构造系统配置成在整个3D体积中将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内。
3.如权利要求1所述的系统，其中为了将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内，所述基于计算机的模型构造系统配置成在几何结构表面的整个2D区域中将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内。
4.如权利要求1所述的系统，其中为了将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内，所述基于计算机的模型构造系统配置成对于在所述预定距离内的每个体素：
计算所述体素的权重；
使所述体素的总权重增加；以及
使所述体素的加权平均标测数据增加。
5.如权利要求1所述的系统，其中为了将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内，所述基于计算机的模型构造系统配置成使用依赖于k和r的加权函数将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述体素内，其中k是变量和常数之一，以及其中r是在体素和所述诊断界标点之间的距离。
6.如权利要求1所述的系统，其中为了创建第一3D纹理区和第二3D纹理区，所述基于计算机的模型构造系统配置成产生包括所述加权生理度量和所述总权重的浮标的单个3D纹理区。
7.一种用于产生几何结构的电生理图的计算机实现的方法，所述方法包括：
接收与在所述几何结构的表面上的相应位置对应的一组原始方位数据点；
基于所接收的原始方位数据点来产生参考表面；
获取在多个诊断界标点处的电气信息；
基于所获取的电气信息将颜色值分配给每个所述诊断界标点；
创建存储加权生理度量的浮标的第一三维(3D)纹理区；
创建存储总权重的浮标的第二3D纹理区；
对于每个诊断界标点，将所述诊断界标点的颜色值添加地混合到在离所述诊断界标点的预定距离内的所述第一3D纹理区的体素内；
使用所述第二3D纹理区来标准化着色的体素以产生标准化3D纹理图；
从所述标准化3D纹理图和所述几何结构的所述表面产生所述电生理图；以及
显示所产生的电生理图。
8.如权利要求7所述的方法，其中将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内包括：在整个3D体积中将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内。
9.如权利要求7所述的方法，其中将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内包括：在几何结构表面的整个2D区域中将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内。
10.如权利要求7所述的方法，其中将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内包括对于在所述预定距离内的每个体素：
计算所述体素的权重；
使所述体素的总权重增加；以及
使所述体素的加权平均标测数据增加。
11.如权利要求7所述的方法，其中将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内包括：使用依赖于k和r的加权函数将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述体素内，其中k是变量和常数之一，以及其中r是在体素和所述诊断界标点之间的距离。
12.一种用于产生几何结构的电生理图的处理装置，所述处理装置配置成：
接收与在所述几何结构的表面上的相应位置对应的一组原始方位数据点；
基于所接收的原始方位数据点来产生参考表面；
获取在多个诊断界标点处的电气信息；
基于所获取的电气信息将颜色值分配给每个所述诊断界标点；
创建存储加权生理度量的浮标的第一三维(3D)纹理区；
创建存储总权重的浮标的第二3D纹理区；
对于每个诊断界标点，将所述诊断界标点的颜色值添加地混合到在离所述诊断界标点的预定距离内的所述第一3D纹理区的体素内；
使用所述第二3D纹理区来标准化着色的体素以产生标准化3D纹理图；
从所述标准化3D纹理图和所述几何结构的所述表面产生所述电生理图；以及
显示所产生的电生理图。
13.如权利要求12所述的处理装置，其中为了将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内，所述处理装置配置成在整个3D体积中将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内。
14.如权利要求12所述的处理装置，其中为了将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内，所述处理装置配置成在几何结构表面的整个2D区域中将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内。
15.如权利要求12所述的处理装置，其中为了将所述诊断界标点的所述颜色值添加地混合到所述第一3D纹理区的体素内，所述处理装置配置成对于在所述预定距离内的每个体素：
计算所述体素的权重；
使所述体素的总权重增加；以及
使所述体素的加权平均标测数据增加。
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GR01 Patent grant
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