CN108269609A - 电解剖标测图上的距离可视化 - Google Patents
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Abstract
本发明题为“电解剖标测图上的距离可视化”。所描述的实施方案包括一种设备，该设备包括显示器和处理器。处理器被配置成从用户接收指示在显示器上显示的解剖表面的电解剖标测图上的一个或多个感兴趣的点的输入，并且被配置成响应于输入，将多个轮廓叠加在标测图上，轮廓中的每个轮廓相对于表面处于距感兴趣的点不同的相应短程线距离处。还描述了其它实施方案。
Description
技术领域
本发明涉及用于与计算机再现模型诸如解剖表面的计算机再现模型交互的方法和界面。
背景技术
在计算机存储器中三维表面通常由瓦片诸如三角形瓦片的邻接集合表示。此类表示可被称作“图案镶嵌”或“网格”。
位于表面上的两点之间的“短程线距离”为延表面连接该两点的最短路径的长度。对于位于曲面上的点，该距离通常不同于点之间的欧几里德距离。例如，两个山顶之间的短程线距离为沿着地球的表面在两个山顶之间延伸的最短路径的长度。该距离大于山顶之间的欧几里得距离，该欧几里得距离为通过山顶之间的空气的直路径的长度。
公开内容以引用方式并入本文的美国专利4,974,598描述了在用于早期检测某些心脏疾病的人类心跳的医疗非侵入式心电图分析方面的系统和方法，其中在患者的胸部、背部和侧部即“身体表面”附接大量电极，例如32个至64个。电极检测到的电信号被转换成数字数据，经处理以除去肌肉伪影和其它噪声，并且然后以数学方式分析以确定异常身体表面电势分布或不寻常的搏动形态的存在或不存在，在统计学上与患者的自我标准“典型搏动”进行比较，并且还与由可比正常人群编制的数据库进行比较。统计分析的结果显示为身体表面的形貌图；用颜色编码以表示与标准的显著偏离的存在；被定义为“异常”，即异常在身体表面上电压的异常时空模式；或被定义为特征的波形或直方图显示，类似地进行Z变换和颜色编码。存储在心脏状态分析仪中的判别函数估计各种心脏病理的相对概率。
公开内容以引用方式并入本文的美国专利申请公布2007/0232949描述了用于诊断和标测心房纤颤的方法，该方法使来自心内多电极导管的电活动的记录与心脏内电极的位置相关联，以获得心电活动的全局标测。记录的电活动中的时间延迟和/或振幅信息与电极位置信息融合，以在心脏的3-D解剖模板上生成显示图。使用色码和/或相等值的线显示时间延迟和/或振幅信息，以有助于诊断和定位电活动不规律处。标测心房纤颤使医生能够在开始或在发作期间根据在心律失常发作或维持的关键标测位置处的疗法递送通过消融、起搏、休克疗法和/或药物来治疗心律失常。用于放置起搏电极线的位置和起搏器定时参数也可从显示器获得。
公开内容以引用方式并入本文的美国专利8,155,400描述了裁剪脸部表示以用于电子处理的方法，所述方法包括：选择围绕在所述脸部上的不变基准点的第一短程线轮廓，将在所述第一短程线轮廓内的区域设置为第一遮罩，选择围绕所述识别的第一区域的边界的第二短程线轮廓，将在所述第二短程线轮廓内的区域设置为第二遮罩，以及从所述第一遮罩和所述第二遮罩的联合形成最终遮罩。
发明内容
根据本发明的一些实施方案，提供了包括显示器和处理器的设备。处理器被配置成从用户接收指示在显示器上显示的解剖表面的电解剖标测图上的一个或多个感兴趣的点的输入，并且被配置成响应于输入，将多个轮廓叠加在标测图上，轮廓中的每个轮廓相对于表面处于距感兴趣点不同的相应短程线距离处。
在一些实施方案中，处理器被配置成叠加距感兴趣的点特定短程线距离的连续倍数处的轮廓。
在一些实施方案中，
输入为第一输入，
处理器还被配置成从用户接收指示特定短程线距离的第二输入，并且
处理器被配置成根据第二输入叠加轮廓。
在一些实施方案中，处理器被配置成叠加轮廓，使得对于轮廓中的每个轮廓，在轮廓上的每个点处于距以短程线方式最靠近该点的感兴趣的点中无论哪一个点均相同的短程线距离处。
在一些实施方案中，处理器还被配置成对于轮廓中的每个轮廓，将轮廓距感兴趣的点的短程线距离显示在显示器上。
在一些实施方案中，多个轮廓为第一多个轮廓，并且处理器还被配置成独立于第一多个轮廓而将距给定平面特定欧几里得距离的连续倍数处的第二多个轮廓叠加在标测图上。
在一些实施方案中，处理器被配置成通过将多条线投射到标测图上，将第二多个轮廓叠加在标测图上，该线的连续线彼此间隔开特定欧几里得距离。
根据本发明的一些实施方案，还提供了一种方法，该方法包括通过处理器从用户接收指示在解剖表面的显示的电解剖标测图上的一个或多个感兴趣的点的输入。该方法还包括响应于输入将多个轮廓叠加在标测图上，轮廓中的每个轮廓相对于表面处于距感兴趣的点不同的相应短程线距离处。
根据本发明的一些实施方案，还提供包括存储有程序指令的有形非暂态计算机可读介质的计算机软件产品。指令在被处理器读取时使处理器从用户接收指示显示在解剖表面的显示的电解剖标测图上的一个或多个感兴趣的点的输入，并且响应于输入，将多个轮廓叠加在标测图上，轮廓中的每个轮廓相对于表面处于距感兴趣的点不同的相应短程线距离处。
结合附图，从本发明实施方案的以下详细说明，将更全面地理解本发明，其中：
附图说明
图1为根据本发明的一些实施方案的用于可视化在电解剖标测图上的点之间的距离的设备的示意图；
图2A-图2B为根据本发明的一些实施方案的叠加在电解剖标测图上的以短程线方式隔开的轮廓的示意图；
图3为根据本发明的一些实施方案的将轮廓叠加到电解剖标测图上的示意图；以及
图4为根据本发明的一些实施方案的叠加在旋转的电解剖标测图上的轮廓的示意图。
具体实施方式
引言
如上文在背景技术中所述，在心脏表面上的两个位置之间的短程线距离为沿心脏表面连接这两个位置的最短路径的长度。为简单起见，本说明书和权利要求可涉及参考表面的再现模型的此类短程线距离，诸如通过引用在再现模型上两点之间的短程线距离。因此，例如，陈述诸如“在距标测图上感兴趣的点特定短程线距离处将轮廓叠加在标测图上”意指轮廓叠加在标测图上的表示相应解剖位置的点上，这些点处于距由感兴趣的点表示的解剖位置特定短程线距离处。同样，表达诸如“第一轮廓和第二轮廓之间的短程线距离”是指(i)由第一轮廓叠加在其上的点表示的第一多个解剖位置和(ii)由第二轮廓叠加在其上的点表示的第二多个解剖位置之间的短程线距离。
相似地，为简单起见，本说明书和权利要求可涉及参考表面的再现模型的解剖表面的其它特性。例如，本说明书和权利要求可涉及在模型上的两点之间的电传播时间。
概述
在一些实施方案中，构建受检者心脏的电解剖标测图。如词“电解剖”所暗示，此类标测图合并与心脏结构有关的解剖信息和与心脏的电活动有关的信息。例如，标测图可包括表示心脏表面的三维网格，根据局部激活时间(LAT)、电势和/或在表面上的各种位置处测量的其它特性对三维网格进行着色(或以其它方式注释)。此类网格通常由大量的数据点构建，这些数据点中的每个数据点对应于在心脏表面上的特定位置，在该特定位置处测量感兴趣的特性。
在一些情况下，用户可希望可视化在标测图上的点或区域之间的距离。例如，用户可希望可视化在标测图上的感兴趣的点和在标测图上的各种其它点之间的短程线距离。考虑到在心脏表面上的两个位置之间的短程线距离通常与生物电信号在这两个位置之间沿心脏表面传播所需的时间关联，此类短程线距离通常是所感兴趣的。
本文所述的实施方案通过将多个轮廓叠加在标测图上而便于此类可视化，轮廓中的每个轮廓处于距由用户指示的感兴趣的点不同的相应短程线距离处。例如，每对连续轮廓可彼此间隔开相同短程线距离，使得，例如用户看到以短程线方式与感兴趣的点隔开5mm的第一轮廓、以短程线方式与第一轮廓间隔5mm(与感兴趣的点隔开10mm)的第二轮廓、以短程线方式与第二轮廓隔开5mm(与感兴趣的点隔开15mm)的第三轮廓等。
除了帮助用户可视化距感兴趣的点的短程线距离之外，这些轮廓还可帮助用户识别受损电传播的区域。例如，如果在标测图上从感兴趣的点到特定点的所测量的传播时间大于由叠加的轮廓指示的点之间的短程线距离所暗示的传播时间，则用户可推断对应解剖位置之间的组织未正确地传导生物电信号。
在一些情况下，用户可希望可视化在标测图上的特定点和多个感兴趣的点中最靠近的一个点之间的短程线距离。例如，在消融规程(在此期间消融在心脏表面上的若干区域)后，用户可希望可视化距这些区域中最靠近的一个区域的短程线距离。本文所述实施方案通过允许用户在标测图上限定多个感兴趣的点并且然后叠加轮廓，使得对于轮廓中的每个轮廓，在轮廓上的每个点处于距以短程线方式最靠近该点的感兴趣的点中无论哪一个均相同的短程线距离处，来有助于此类可视化。
作为叠加上述以短程线方式隔开的轮廓的另选形式，可将多条线投射到标测图上，以便形成位于距给定平面相应欧几里得距离处的多个叠加的轮廓。此类多个叠加的轮廓向用户提供可视化在标测图上的点之间的距离的另选方式。
尽管本说明书主要涉及电解剖标测图，但需注意本文所述实施方案可用于可视化在再现于屏幕上的任何合适三维模型上的点之间的距离。
设备描述
首先参见图1，图1为根据本发明的一些实施方案的用于可视化在电解剖标测图32上的点之间的距离的设备20的示意图。设备20包括处理器22和显示器24(包括屏幕30)，并且还可包括一个或多个输入装置，诸如鼠标26和/或键盘28。在一些实施方案中，屏幕30为触摸屏，使得显示器24也作为输入装置起作用。
如图1所示，处理器22在屏幕30上再现三维电解剖标测图32，诸如受检者心脏表面的电解剖标测图。如下文详细所述，处理器还将多个轮廓34叠加在电解剖标测图32上，例如基于经由鼠标26和/或键盘28从用户接收的输入。用户然后可使用任何合适的输入装置放大标测图32、旋转标测图和/或以任何其它合适的方式与标测图进行交互，同时观察叠加在标测图上的轮廓。
需要强调的是，轮廓叠加在标测图的实际表面上，使得轮廓有效地变为再现模型的部分。从而，甚至在调节标测图的用户视图时，轮廓也不会相对于标测图的表面移动。例如，在标测图旋转时，轮廓随标测图一起旋转。
一般来讲，处理器22可体现为单个处理器或协作式联网或集群的处理器集。处理器22通常是编程化数字计算装置，该装置包括中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、非易失辅助存储装置诸如硬盘驱动器或CD ROM驱动器、网络接口和/或外围装置。如本领域所公知的，将包括软件程序的程序代码和/或数据加载到RAM中用于由CPU执行和处理，并且生成结果用于显示、输出、传输或存储。程序代码和/或数据可以电子形式例如经网络下载到计算机，或者，另选地或除此之外，程序代码和/或数据可提供和/或存储在诸如磁性存储器、光学存储器或电子存储器的非临时性有形介质上。此类程序代码和/或数据在提供给处理器之后，产生被配置成执行本文所述任务的机器或专用计算机。
现在参见图2A-图2B，图2A-图2B为根据本发明的一些实施方案的叠加在电解剖标测图32上的以短程线方式隔开的轮廓的示意图。
如图2A-2B所示，为了叠加轮廓，处理器首先从用户接收指示在所显示的电解剖标测图的表面38上的一个或多个感兴趣的点的输入。例如，为了指示特定感兴趣的点，用户可将鼠标26(图1)的光标定位在感兴趣的点上，并且然后点击鼠标。然后处理器可接收点击，并且响应于点击叠加轮廓，如下所述。
图2A示出其中用户已指示单个感兴趣的点36的情形。响应于该指示，处理器将多个轮廓叠加在表面38上，这些多个轮廓相对于由表面38表示的解剖表面具有距感兴趣的点36不同的相应短程线距离。(通常，处理器还将标记显示在感兴趣的点上，如图所示)。例如，处理器可以叠加距感兴趣的点特定短程线距离DG的连续倍数处的轮廓。图2A示出此类实施方案，由此第一轮廓34a与感兴趣的点隔开短程线距离DG，第二轮廓34b与第一轮廓34a隔开相同短程线距离DG，并且同样，第三轮廓34c与第二轮廓34b隔开相同短程线距离DG。因此，第一轮廓34a处于距感兴趣的点距离DG处，第二轮廓34b处于距离2DG处(如图所指示)，并且第三轮廓34c处于距离3DG处。
(为了避免任何混淆，需注意如果在轮廓上的每一个点处于距点给定短程线距离处，那么就认为轮廓处于距该点给定短程线距离处。同样，如果在第二轮廓上的每个点处于距在第一轮廓上的最靠近点给定短程线距离处，那么就认为第二轮廓处于距第一轮廓给定短程线距离处。
在一些实施方案中，处理器从用户接收指示特定短程线距离或“短程线间距”DG的第二输入。例如，用户可使用鼠标26或键盘28输入(例如以mm为单位表达的)此量。然后处理器根据期望短程线间距叠加轮廓。例如参考图2A，用户可输入期望短程线间距DG，并且然后处理器可使连续轮廓彼此隔开(并且使第一轮廓与感兴趣的点隔开)该期望间距，如上所述。通常，在初始叠加轮廓后，通过输入新的期望短程线间距，为用户提供改变轮廓的间距的能力。然后处理器可根据新的期望短程线间距，重绘轮廓(根据需要，移动、添加或移除轮廓)。
在一些实施方案中，对于轮廓中的每个轮廓，处理器显示轮廓距感兴趣的点的短程线距离。例如，如图2所示，处理器可将指示轮廓的短程线距离的指示符42叠加在轮廓中的每个轮廓上。通常，距离以mm为单位表达。(图2A示出其中DG＝5mm的示例)。
同样需注意，如在背景技术中所述，两点之间的短程线距离可不同于两点之间的欧几里得距离。例如，图2A示出沿穿过以下各点的线的表面38的横截面：(i)位于第一轮廓34a上的第一点40a，(ii)感兴趣的点36和(iii)也位于第一轮廓34a上的第二点40b。如图所示，尽管第一点40a和感兴趣的点36之间的短程线距离与第二点40b和感兴趣的点36之间的短程线距离相同，但由于表面38的弯曲，第一点40a和感兴趣的点36之间的欧几里得距离DE1大于第二点40b和感兴趣的点36之间的欧几里得距离DE2。
图2B不同于图2A，不同之处在于图2B描绘其中用户已选择三个感兴趣的点的情形：第一感兴趣的点36a、第二感兴趣的点36b和第三感兴趣的点36c。在此类情形下，在轮廓中的每个轮廓上的每个点处于距感兴趣的点之一相同的短程线距离处，但对于在轮廓上的点中的每个点，该感兴趣的点不必相同。例如，在轮廓中的任何给定一个轮廓上的每个点可处于距以短程线方式最靠近该点的感兴趣的点中无论哪一个点均相同的短程线距离处。此类实施方案如图2B所示，由此第一轮廓44a处于距感兴趣的点短程线距离DG处，在此意义上，在轮廓44a上的每个点处于距最靠近该点的感兴趣的点短程线距离DG处。因此，例如，在第一轮廓44a上的第一点46a处于距第一感兴趣的点36a短程线距离DG处，而在第一轮廓44a上的第二点46b处于距第二感兴趣的点36b相同的短程线距离DG处。相似地，第二轮廓44b处于距感兴趣的点短程线距离2DG处，在此意义上，在轮廓44b上的每个点处于距最靠近该点的感兴趣的点短程线距离2DG处。因此，例如，在第二轮廓44b上的第一点48a处于距第一感兴趣的点36a短程线距离2DG处，而在第二轮廓44b上的第二点48b处于距第三感兴趣的点36c相同的短程线距离2DG处。
在其它实施方案中，在轮廓中的任何给定一个轮廓上的每个点处于距以短程线方式最远离该点的感兴趣的点中无论哪一个点均相同的短程线距离处。在其它实施这些方案中，多个轮廓集合可叠加在表面38上，这些集合中的每个集合相对于感兴趣的点中不同的相应一个点以短程线方式隔开。
一般来讲，上文参考图2A描述的各种实施方案中的任一个实施方案也可在多个感兴趣的点的情况下实践。例如，轮廓可以在距感兴趣的点特定短程线距离的连续倍数处叠加，该特定短程线距离可作为输入从用户接收，和/或指示符42可显示在轮廓上，以指示轮廓的相应短程线距离。
现在参见图3，图3是根据本发明的一些实施方案的将轮廓52叠加到电解剖标测图32上的示意图。另外参见图4，图4是根据本发明的一些实施方案的叠加在旋转的电解剖标测图上的轮廓52的示意图。
轮廓52不同于参考之前附图描述的轮廓34，不同之处在于轮廓52不以短程线方式与感兴趣的点隔开。相反，为了叠加轮廓52，处理器通常将多条线51投射到标测图上，该线中的连续线彼此间隔开欧几里得距离DE。(通常，线51相对于屏幕竖直或水平)。此类投射产生位于距给定平面54距离DE的连续倍数处的多个轮廓52。(为进一步说明，可这样说，线51表示垂直于屏幕的相应平面，这些平面中的每个平面处于距平面54距离DE的相应倍数处，并且轮廓52标记在标测图上的这些平面与标测图的表面相交的点。)在一些实施方案中，用户指示期望的欧几里得间距DE，并且然后处理器根据该期望间距叠加轮廓。
需注意，线51和平面54通常不显示在屏幕上。此外，平面54通常完全不由处理器明确计算。相反，平面54仅借助于线51之间的间距DE隐含地限定。
轮廓52的叠加通常独立于上文所述的轮廓34的叠加执行，使得轮廓34和轮廓52不同时显示。通常，用户指示处理器根据可视化在标测图上两点之间的距离的用户的期望方法显示哪种类型的轮廓。处理器然后根据用户的指令叠加适当类型的轮廓。
在叠加轮廓52后，轮廓52的相应位置可相对于标测图的表面保持固定，如上文对于轮廓34所述。因此，例如，如图4所示，在用户旋转标测图时，处理器可随标测图一起旋转轮廓。另选地，例如根据用户的指令，处理器可连续地将线51再投射到标测图上，使得轮廓52以期望取向(例如，竖直或水平取向)连续地叠加在标测图上，甚至在标测图旋转时。
本领域技术人员将理解，本发明不限于上文具体示出和描述的内容。相反，本发明实施方案的范围包括上文所述各种特征的组合与子组合两者，以及本领域的技术人员在阅读上述说明书时可能想到的未在现有技术范围内的变型和修改。以引用方式并入本专利申请的文献将被视为本专利申请的整体部分，但不包括在这些并入的文献中以与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突的方式定义的任何术语，而只应考虑本说明书中的定义。
Claims (20)
1.一种设备，包括：
显示器；和
处理器，所述处理器被配置成：
从用户接收指示在所述显示器上显示的解剖表面的电解剖标测图上的一个或多个感兴趣的点的输入，以及
响应于所述输入，将多个轮廓叠加在所述标测图上，所述轮廓中的每个轮廓相对于所述表面处于距所述感兴趣的点不同的相应短程线距离处。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器被配置成叠加距所述感兴趣的点特定短程线距离的连续倍数处的所述轮廓。
3.根据权利要求2所述的设备，
其中所述输入为第一输入，
其中所述处理器还被配置成从所述用户接收指示所述特定短程线距离的第二输入，以及
其中所述处理器被配置成根据所述第二输入叠加所述轮廓。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器被配置成叠加所述轮廓，使得对于所述轮廓中的每个轮廓，在所述轮廓上的每个点处于距以短程线方式最靠近所述点的所述感兴趣的点中无论哪一个点均相同的短程线距离处。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器还被配置成对于所述轮廓中的每个轮廓，将所述轮廓距所述感兴趣的点的所述短程线距离显示在所述显示器上。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个轮廓为第一多个轮廓，并且其中所述处理器还被配置成独立于所述第一多个轮廓而将距给定平面特定欧几里得距离的连续倍数处的第二多个轮廓叠加在所述标测图上。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述处理器被配置成通过将多条线投射到所述标测图上，将所述第二多个轮廓叠加在所述标测图上，所述线的连续线彼此间隔开所述特定欧几里得距离。
8.一种方法，包括：
通过处理器，从用户接收指示在解剖表面的显示的电解剖标测图上的一个或多个感兴趣的点的输入；以及
响应于所述输入，将多个轮廓叠加在所述标测图上，所述轮廓中的每个轮廓相对于所述表面处于距所述感兴趣的点不同的相应短程线距离处。
9.根据权利要求8所述的方法，其中叠加所述轮廓包括叠加距所述感兴趣的点特定短程线距离的连续倍数处的所述轮廓。
10.根据权利要求9所述的方法，
其中所述输入为第一输入，
其中所述方法还包括从所述用户接收指示所述特定短程线距离的第二输入，以及
其中叠加所述轮廓包括根据所述第二输入叠加所述轮廓。
11.根据权利要求8所述的方法，其中叠加所述轮廓包括叠加所述轮廓，使得对于所述轮廓中的每个轮廓，在所述轮廓上的每个点处于距以短程线方式最靠近所述点的所述感兴趣的点中无论哪一个点均相同的短程线距离处。
12.根据权利要求8所述的方法，还包括对于所述轮廓中的每个轮廓，显示所述轮廓距所述感兴趣的点的所述短程线距离。
13.根据权利要求8所述的方法，其中所述多个轮廓为第一多个轮廓，并且其中所述方法还包括独立于所述第一多个轮廓而将距给定平面的特定欧几里得距离的连续倍数处的第二多个轮廓叠加在所述标测图上。
14.根据权利要求13所述的方法，其中将所述第二多个轮廓叠加在所述标测图上包括通过将多条线投射到所述标测图上，将所述第二多个轮廓叠加在所述标测图上，所述线的连续线彼此间隔开所述特定欧几里得距离。
15.一种计算机软件产品，包括存储有程序指令的有形非暂态计算机可读介质，其中指令在被处理器读取时，使所述处理器：
从用户接收指示在解剖表面的显示的电解剖标测图上的一个或多个感兴趣的点的输入，以及
响应于所述输入，将多个轮廓叠加在所述标测图上，所述轮廓中的每个轮廓相对于所述表面处于距所述感兴趣的点不同的相应短程线距离处。
16.根据权利要求15所述的计算机软件产品，其中所述指令使所述处理器叠加距所述感兴趣的点特定短程线距离的连续倍数处的所述轮廓。
17.根据权利要求16所述的计算机软件产品，
其中所述输入为第一输入，
其中所述指令还使所述处理器从所述用户接收指示所述特定短程线距离的第二输入，以及
其中所述指令使所述处理器根据所述第二输入叠加所述轮廓。
18.根据权利要求15所述的计算机软件产品，其中所述指令使所述处理器叠加所述轮廓，使得对于所述轮廓中的每个轮廓，在所述轮廓上的每个点处于距以短程线方式最靠近所述点的所述感兴趣的点中无论哪一个点均相同的短程线距离处。
19.根据权利要求15所述的计算机软件产品，其中所述指令还使所述处理器对于所述轮廓中的每个轮廓显示所述轮廓距所述感兴趣的点的所述短程线距离。
20.根据权利要求15所述的计算机软件产品，其中所述多个轮廓为第一多个轮廓，并且其中所述指令还使所述处理器独立于所述第一多个轮廓而将距给定平面特定欧几里得距离的连续倍数处的第二多个轮廓叠加在所述标测图上。
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