CN109671492A - 兴奋传播可视化设备和兴奋传播可视化方法 - Google Patents

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Abstract

本公开内容提供了一种兴奋传播可视化设备和兴奋传播可视化方法及计算机可读存储介质。兴奋传播可视化设备基于指示由兴奋传播生成的电位的兴奋传播数据，针对每个分析时间来检测兴奋传播波前。接下来，兴奋传播可视化设备针对每个分析时间检测穿过心脏内的第一点和心脏外的第二点的直线与兴奋传播波前的交叉点。此外，兴奋传播可视化设备针对每个分析时间生成与直线和兴奋传播波前的交叉点相关联的显示对象。另外，兴奋传播可视化设备在指示分析空间的绘图区域中的相关联的交叉点的位置处绘制针对每个分析时间生成的显示对象。

Description

兴奋传播可视化设备和兴奋传播可视化方法
技术领域
本文讨论的实施方式涉及兴奋传播可视化设备和兴奋传播可视化方法。
背景技术
近年来，已经开发出通过使用计算机再现心脏运动的心脏模拟技术。心脏模拟的使用使得可以在不进行外科手术的情况下从身体外部详细掌握患有心脏病的患者的状况。例如，通过进行心脏模拟来再现患者的心肌行为或缺血状态。此外，通过进行再现心脏中的兴奋传播状态的模拟，通过使用再现患者胸部的虚拟胸部来准确地获得患者的心电图。兴奋传播是发生在心脏的窦房结或房室结处并且传播到心肌和周围组织的电刺激的传播。
例如，作为用于指示兴奋传播的状态的方法，已知一种通过使用经由连接R波同时到达体表的位置而获得的等值线图来显示时间的方法。此外，已知通过使用等值线图显示在给定时间体表电位的方法。
美国专利申请公开第2003/0149354号。
Erick A.Perez Alday，Haibo Ni，Chen Zhang，Michael A.Colman，Zizhao Gan，Henggui Zhang，“Comparison of Electric-and Magnetic-Cardiograms Produced byMyocardial Ischemia in Models of the Human Ventricle and Torso”，PLOS ONE，DOI：10.1371/journal.pone.0160999，2016年8月24日。
如果通过进行心脏模拟来详细再现兴奋传播的状态，则可以掌握心电图未指示的患者的状态。例如，未出现在心电图中的心脏病的影响可能出现在体内兴奋传播的状态中。
然而，即使在通过心脏模拟再现体内兴奋传播状态的情况下，也不存在使状态清楚地可视化的装置。
发明内容
在一方面中，本公开内容的目的是使兴奋传播状态清楚地可视化。
根据一方面，提供了兴奋传播可视化设备，包括：存储器，其存储兴奋传播数据，兴奋传播数据指示在分析时段中的每个分析时间处由兴奋传播在包括心脏的分析空间中的多个点处生成的电位；处理器，其基于兴奋传播数据并且针对每个分析时间，来检测指示电位超过阈值的区域与电位不超过阈值的区域之间的边界的兴奋传播波前，针对每个分析时间检测穿过心脏内的第一点和心脏外的第二点的直线与兴奋传播波前的交叉点，针对每个分析时间生成与直线和兴奋传播波前的交叉点相关联的显示对象，以及在指示分析空间的绘图区域中的相关联的交叉点的位置处绘制针对每个分析时间生成的显示对象。
附图说明
图1是示出根据第一实施方式的兴奋传播可视化设备的示例的图；
图2示出了第二实施方式中的系统配置的示例；
图3示出了兴奋传播可视化设备的硬件配置的示例；
图4是示出兴奋传播可视化设备的功能的框图；
图5示出了兴奋传播数据的示例；
图6示出了可视化目标范围的参考点的示例；
图7示出了生成箭头对象的示例；
图8是示出可视化处理的过程的示例的流程图；
图9是示出兴奋传播波前检测处理的过程的示例的流程图；
图10示出了通过使用箭头对象使兴奋传播状态可视化的示例；
图11是示出显示兴奋传播状态的柱状显示目标区域的示例的图；
图12是示出第三实施方式中的可视化处理的过程的示例的流程图；
图13示出了在柱状区域中显示的兴奋传播波前的示例；
图14是示出第四实施方式中的可视化处理的过程的示例的流程图；以及
图15示出了在环状区域中显示的兴奋传播波前的示例。
具体实施方式
现在将参照附图描述实施方式。如果不存在不一致，可以组合多个实施方式。
(第一实施方式)
首先，将描述第一实施方式。
图1示出了根据第一实施方式的兴奋传播可视化设备的示例。兴奋传播可视化设备10包括存储部11和处理部12。例如，存储部11是包括在兴奋传播可视化设备10中的存储器或存储单元。例如，处理部12是包括在兴奋传播可视化设备10中的处理器或者处理元件。
存储部11存储兴奋传播数据11a，该兴奋传播数据11a指示在分析时段中的多个分析时间中的每一个处由兴奋传播在包括心脏2的分析空间1中的多个点处生成的电位。例如，传播数据11a是通过作为一种计算机模拟的兴奋传播模拟再现心脏2中的兴奋传播而获得的。在关于兴奋传播模拟的分析时段中，以确定的时间间隔设置分析时间。模拟的时间在处理(时间步长)中进行。例如，分析时间由时间步长的编号表示。
例如，当输入显示范围信息8时，处理部12根据显示范围信息8输出指示兴奋传播状态的图像9。在显示范围信息8中指定第一点3和第二点4作为要显示的范围的两端。第一点3位于心脏2内。例如，窦房结或房室结的位置被指定为第一点3。第二点4位于心脏2外。例如，测量心电图的时间处的电极位置之一被指定为第二点4。例如，显示范围信息8由用户输入，该用户根据其想要确认状态的部分来确认兴奋传播的状态。
基于兴奋传播数据11a，针对多个分析时间中的每一个，检测指示电位超过阈值的区域与电位不超过阈值的区域之间的边界的兴奋传播波前6a至6i。阈值由用户预先指定。例如，如果窦房结的位置被指定为第一点3，则用户将减去通过假设P波在心电图上的衰减而设置的恒定值而获得的值指定为阈值。此外，如果将房室结的位置指定为第一点3，则用户将减去通过假设R波在心电图上的衰减而设置的恒定值而获得的值指定为阈值。
如果针对一个分析时间在电位超过阈值的区域与电位不超过阈值的区域之间的存在多于一个的边界(波行进方向上的边界和相反方向上的边界)，则处理部12将指示距心脏2更远的边界的表面视为兴奋传播波前。
接下来，针对多个分析时间，处理部12分别检测穿过心脏2内的第一点3和心脏2外的第二点4的直线5与兴奋传播波前6a至6i的交叉点7a至7i。
接下来，针对多个分析时间，处理部12分别生成与直线5和兴奋传播波前6a至6i的交叉点7a至7i相关联的显示对象9a至9i。例如，显示对象9a至9i中的每一个指示兴奋传播波前行进的方向和兴奋传播波前行进的速度。显示对象9a至9i中的每一个是矢量，例如，其中，从第一点3到第二点4的方向为正(+)并且相反的方向为负(-)。在这种情况下，例如，处理部12在兴奋传播波前6a至6i中的每一个上的最靠近直线5的位置处，得出指示兴奋传播的方向和速度的矢量。具体地，为了针对第一分析时间生成显示对象，处理部12将针对紧邻第一分析时间之前的第二分析时间检测到的交叉点视为要生成的矢量的起点。此外，处理部12将针对第一分析时间检测到的交叉点视为要生成的矢量的终点。另外，处理部12生成显示对象，该显示对象是指示从起点到终点的方向的箭头(矢量)。
处理部12输出图像9，在该图像9上，针对多个分析时间的显示对象9a至9i被绘制在指示分析空间1的绘图区域中的相应交叉点7a至7i的位置处。例如，为了生成作为箭头的显示对象，处理部12绘制显示对象，使得箭头的终点位于相应交叉点7a至7i的位置处。
通过使用图像9以这种方式清楚地指示针对多个分析时间的兴奋传播的状态。也就是说，通过心脏和胸部中的兴奋传播波前，三维传播过程被确认为例如连接房室结和电极的直线5上的针对多个分析时间的位置。例如，兴奋传播的方向由箭头的方向指示。因此，兴奋传播波前在每个分析时间向心内膜、向心外膜或向体表中的哪个方向行进变得清楚。此外，每个分析时间的兴奋传播波前的位置由显示对象的位置指示。因此，例如，清楚地显示了在每个分析时间兴奋传播波前到达的部分。
另外，显示对象限于直线5上的兴奋传播状态。因此，即使在图像9上显示多个分析时间的兴奋传播状态的情况下，图像9上显示的对象的数目也较小。因此，容易识别针对每个分析时间的兴奋传播的状态。
此外，显示器不是动态图像或通过一个接一个地切换而显示的多个图像，而是示出了针对多个分析时间的兴奋传播的状态的一个图像9。因此，一目了然地确认了特定患者的兴奋传播状态。在多个兴奋传播状态之间进行比较的情况下，这非常方便。例如，存在对多个患者的兴奋传播状态进行比较的情况。
处理部12可以生成指示直线5周围的柱状区域中包括的兴奋传播波前6a至6i的部分的对象，作为显示对象9a至9i。在这种情况下，处理部12输出图像9，其中在柱状区域中绘制针对多个分析时间的显示对象。通过以这种方式在柱状区域中显示显示对象9a至9i，容易通过显示在柱状区域中的显示对象9a至9i的位置掌握兴奋传播波前行进的状态。
此外，处理部12可以生成指示在直线5周围的柱状区域中包括的兴奋传播波前6a至6i的部分的显示对象，作为显示对象9a至9i。在这种情况下，处理部12输出图像9，其中在通过变换柱状区域而获得的环状区域中绘制针对一个搏动周期生成的显示对象。通过以这种方式在环状区域中显示显示对象9a至9i，容易通过显示在环状区域中的显示对象9a至9i的位置掌握在一个搏动时段期间兴奋传播波前行进的状态。
(第二实施方式)
接下来，将描述第二实施方式。在第二实施方式中，通过使用箭头的矢量表示清楚地显示由时间的进行引起的兴奋传播波前的变化。
图2示出了第二实施方式中的系统配置的示例。在图2的示例中，兴奋传播可视化设备100经由网络20连接至心脏模拟器200。心脏模拟器200是通过模拟再现患者心脏运动的计算机。例如，心脏模拟器200使用从特定患者的心脏再现的心脏模型，来通过模拟再现心脏中的兴奋传播的时间序列变化。作为模拟的结果，心脏模拟器200生成兴奋传播数据。
兴奋传播可视化设备100是使兴奋传播状态可视化的计算机。例如，兴奋传播可视化设备100从心脏模拟器200获取指示兴奋传播的模拟结果的兴奋传播数据。此外，兴奋传播可视化设备100以诸如医生的用户可理解的形式显示由获取的兴奋传播数据指示的兴奋传播的状态。
图3示出了兴奋传播可视化设备的硬件配置的示例。整个兴奋传播可视化设备100由处理器101控制。存储器102和多个外围单元经由总线109连接至处理器101。处理器101可以是多处理器。处理器101是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)、数字信号处理器(DSP)等。处理器101通过执行程序实现的功能的至少一部分可以通过诸如专用集成电路(ASIC)和可编程逻辑器件(PLD)的电子电路来实现。
存储器102用作兴奋传播可视化设备100的主存储装置。存储器102临时存储由处理器101执行的操作系统(OS)程序或应用程序的至少一部分。此外，存储器102存储处理器101使用用于执行处理的各种数据。诸如随机存取存储器(RAM)的易失性半导体存储器用作存储器102。
连接至总线109的多个外围单元是存储单元103、图形处理单元104、输入接口105、光学驱动单元106、单元连接接口107和网络接口108。
存储单元103电或磁地将数据写入内置记录介质和从内置记录介质读出数据。存储单元103用作兴奋传播可视化设备100的辅助存储装置。存储单元103存储OS程序、应用程序和各种数据。硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)等用作存储单元103。
监视器21连接至图形处理单元104。图形处理单元104根据来自处理器101的指令在监视器21的屏幕上显示图像。监视器21是使用液晶显示器(LCD)等的显示单元。
键盘22和鼠标23连接至输入接口105。输入接口105将从键盘22和鼠标23发送的信号发送到处理器101。鼠标23是指示设备的示例，可以使用诸如触摸板、平板计算机、触摸垫和跟踪球的其他指示设备。
光学驱动单元106通过使用激光束等读取光盘24上记录的数据。光盘24是便携式记录介质，在其上可以通过光的反射来读取记录的数据。光盘24是数字多功能盘(DVD)、DVD-RAM、致密盘只读存储器(CD-ROM)、CD可记录(R)/可重写(RW)等。
单元连接接口107是用于将外围单元连接至兴奋传播可视化设备100的通信接口。例如，存储器单元25和存储器读写器26连接至单元连接接口107。存储器单元25是具有与单元连接接口107通信的功能的记录介质。存储器读写器26是将数据写入存储卡27或从存储卡27读出数据的单元。存储卡27是卡式记录介质。
网络接口108连接至网络20。网络接口108经由网络20将数据发送至另一计算机或通信设备或从另一计算机或通信设备接收数据。
通过采用上述硬件配置，实现了第二实施方式中的处理功能。根据第一实施方式的兴奋传播可视化设备10也通过采用构成图3所示的兴奋传播可视化设备100的相同硬件来实现。
兴奋传播可视化设备100通过执行记录在例如计算机可读记录介质中的程序来实现第二实施方式中的处理功能。描述要由兴奋传播可视化设备100执行的处理的内容的程序可以被记录在各种记录介质中。例如，要由兴奋传播可视化设备100执行的程序被存储在存储单元103中。处理器101将存储单元103中存储的程序的至少一部分加载到存储器102中并且执行该程序。此外，要由兴奋传播可视化设备100执行的程序可以被记录在便携式记录介质例如光盘24、存储器单元25和存储卡27上。例如，便携式记录介质上记录的程序被安装在存储单元103中，以在处理器101的控制下执行。另外，处理器101可以从便携式记录介质直接读出程序并且执行该程序。
图4是示出兴奋传播可视化设备的功能的框图。兴奋传播可视化设备100包括兴奋传播数据存储部110、可视化信息生成部120和呈现部130。
兴奋传播数据存储部110存储作为由心脏模拟器200进行的模拟的结果而获得的兴奋传播数据。基于兴奋传播数据，可视化信息生成部120生成指示身体内的兴奋传播的时间序列变化的图像信息。基于由可视化信息生成部120生成的图像信息，呈现部130生成图像并且使监视器21显示所生成的图像。
图4中所示的每个部件的功能例如通过使计算机执行与该部件对应的程序模块来实现。
图5示出了兴奋传播数据的示例。兴奋传播数据存储部110存储关于模拟的各个时间步长的兴奋传播数据111、112、113等。在图5的示例中，兴奋传播数据111、112、113等指示针对以0.1秒的间隔设置并且对应于一个搏动周期的时间步长的兴奋传播的状态。时间步数(t＝1,2,3等)分别给予兴奋传播数据111、112、113等。
兴奋传播数据111、112、113等各自具有头部分和数据部分。分析区域的尺寸编号、每个轴的方向上的分辨率、每个计算网格中保持的数据类型、数据标签、数据区的最小值(min)和最大值(max)等被包括在头部分中。在数据部分中设置每个网格点的电位。兴奋传播中的电位是电磁电位。
基于上述兴奋传播数据111、112、113等，可视化信息生成部120在连接由兴奋传播模拟分析的区域中的两个点的直线上可视化兴奋传播的状态。例如，可视化信息生成部120从用户接受要用作可视化目标范围的参考点的两个点的输入。一个点选自例如窦房结和房室结。另一点选自例如测量心电图时的电极位置。
图6示出了可视化目标范围的参考点的示例。在图6中，示出了心脏30中的窦房结31和房室结32以及胸部40上的电极位置41至47。
心脏30具有窦房结31和房室结32作为刺激传导系统的重要部分。刺激首先在刺激传导系统中的窦房结31处发生。在窦房结31处发生的刺激被传导到心房并到达房室结32。此外，接收来自窦房结31的刺激的房室结32新生成刺激。该刺激被传导至心室。
通过刺激传导系统传播的刺激是电位的变化。接受刺激的心肌进入兴奋状态并且开始收缩。因此，兴奋传播由电位高于确定值的区域如何延伸来指示。通过安装在体表上的电极来观察电位的变化。以这种方式观察到的电位变化由心电图指示。用于制作心电图的电极位置41至47是预先确定的。在电极位置41至47中，例如右肩上的电极位置41用于观察aVR感应。此外，左肩上的电极位置42用于观察aVL感应。
为了使兴奋传播的状态可视化，用户选择窦房结31和房室结32中的一个作为可视化目标区域的一个参考点。另外，用户选择用于制作心电图的电极位置41至47中的一个作为可视化目标区域的另一参考点。通过选择这些参考点，来可视化在测量心电图时向电极位置41到47之一进行的兴奋传播。
例如，可视化信息生成部120生成指示针对每个时间步长的兴奋传播波前行进的状态的箭头对象。也就是说，可视化信息生成部120针对每个时间步长得出最接近穿过被指定为参考点的两个点的直线的在兴奋传播波前上的行进矢量。兴奋传播波前行进的方向由行进矢量的方向指示，并且兴奋传播波前行进的速度由行进矢量的大小指示。可视化信息生成部120生成指示针对每个时间步长的行进矢量的箭头对象，并且将箭头对象发送到呈现部130作为显示对象。
图7示出了生成箭头对象的示例。在图7的示例中，假设将房室结32和电极位置41指定为参考点。房室结32的坐标是p(x，y，z)，并且电极位置41的坐标是d(x，y，z)。现在将描述生成箭头对象55的示例，该箭头对象55指示针对第四时间步长(t＝4)兴奋传播波前51行进的状态。
基于针对第四时间步长的兴奋传播数据，可视化信息生成部120提取兴奋传播波前51上的体素。例如，具有在预先指定的阈值的确定误差范围内的电位的体素被提取作为兴奋传播波前51上的体素。此外，可视化信息生成部120生成穿过房室结32和电极位置41的直线53(f(x，y，z))。
此外，可视化信息生成部120从兴奋传播波前51上的体素中指定与直线53相交的体素52。此外，可视化信息生成部120生成箭头对象55，箭头对象55具有针对前一时间步长(t＝3)以相同的方式指定的体素54和针对第四时间步长指定的体素52分别作为起点和终点。
通过为每个时间步长生成这样的箭头对象并且将其显示在监视器21上，针对每个时间步长在身体中的兴奋传播状态被可视化。
现在将详细描述兴奋传播状态的可视化处理的过程。
图8是示出可视化处理的过程的示例的流程图。现在将按步骤编号的顺序描述图8中所示的处理。
(步骤S101)可视化信息生成部120接受用于指定兴奋传播波前上的电位阈值而提供的输入。兴奋传播波前是电位超过阈值的区域和电位不超过阈值的区域之间的边界表面，其中距心脏更远的边界表面被视为兴奋传播波前。
(步骤S102)可视化信息生成部120接受用于指定可视化目标区域的参考点而提供的输入。例如，可视化信息生成部120接受用于指定总共两个参考点而提供的输入。一个参考点是窦房结31和房室结32中的一个，并且另一参考点是电极位置41至47中的一个。
(步骤S103)可视化信息生成部120执行兴奋传播波前检测处理。通过兴奋传播波前检测处理，针对关于兴奋传播模拟的每个时间步长识别兴奋传播波前上的体素。后面将描述兴奋传播波前检测处理的细节(参见图9)。
(步骤S104)可视化信息生成部120生成连接两个参考位置(电极位置d(x，y，z)和窦房结31或房室结32的位置p(x，y，z))的直线f(x，y，z)。直线f(x，y，z)由三维空间中的线性表达式表示。
(步骤S105)可视化信息生成部120处理第一时间步长(t＝1)。
(步骤S106)可视化信息生成部120从针对要被处理的时间步长的兴奋传播波前上的体素中，提取在步骤S104中生成的直线上的体素。例如，如果多个体素在步骤S104中生成的直线上，则可视化信息生成部120提取距窦房结31或房室结32更远的体素。
(步骤S107)可视化信息生成部120生成从针对前一时间步长生成的箭头对象的末端延伸到在步骤S106中提取的体素的边界面与直线的交叉点的箭头对象。如果要处理的时间步长是第一时间步长，则可视化信息生成部120将被指定为参考位置的窦房结31或房室结32的位置视为箭头对象的起点。例如，箭头对象的终点是上述体素的边界面与在步骤S104中生成的直线的两个交叉点中的一个，其中距窦房结31或房室结32的距离更远的一个交叉点被用作终点。
(步骤S108)可视化信息生成部120确定是否已经处理了所有的时间步长。如果还存在尚未处理的时间步长，则可视化信息生成部120进行到步骤S109。如果已经处理了所有时间步长，则可视化信息生成部120进行到步骤S110。
(步骤S109)可视化信息生成部120将下一时间步长视为要处理的时间步长(将t加1)。之后，可视化信息生成部120执行步骤S106。
(步骤S110)呈现部130通过将针对每个时间步长生成的箭头对象叠加在心脏或胸部的图像上来绘制箭头对象的图像。此外，呈现部130使监视器21显示通过绘图获得的图像。此时，例如，呈现部130使监视器21在相应箭头对象附近显示每个时间步长的编号。
接下来，将详细描述兴奋传播波前检测处理。
图9是示出兴奋传播波前检测处理的过程的示例的流程图。现在将按步骤编号的顺序描述图9中所示的处理。
(步骤S201)可视化信息生成部120处理第一时间步长(t＝1)。
(步骤S202)可视化信息生成部120选择针对当前处理的时间步长尚未选择的体素之一。
(步骤S203)可视化信息生成部120确定所选择的体素的电位是否在阈值的误差α(α是正实数)的范围内。如果所选择的体素的电位在阈值的误差α的范围内，则可视化信息生成部120进行到步骤S204。如果所选择的体素的电位不在阈值的误差α的范围内，则可视化信息生成部120进行到步骤S205。
(步骤S204)可视化信息生成部120针对当前处理的时间步长提取所选择的体素作为兴奋传播波前上的体素。例如，可视化信息生成部120将所选择的体素的标识符与当前处理的时间步长的编号相关联，并且将其存储在存储器中。
(步骤S205)可视化信息生成部120确定针对当前处理的时间步长是否已经选择了所有体素。如果针对当前处理的时间步长选择了所有体素，则可视化信息生成部120进行到步骤S206。如果针对当前处理的时间步长还存在尚未选择的体素，则可视化信息生成部120执行步骤S202。
(步骤S206)可视化信息生成部120确定是否已经处理了所有时间步长。如果还存在尚未处理的时间步长，则可视化信息生成部120进行到步骤S207。如果已经处理了所有的时间步长，则可视化信息生成部120结束兴奋传播波前检测处理。
(步骤S207)可视化信息生成部120将下一个时间步长视为要处理的时间步长(将t加1)。之后，可视化信息生成部120执行步骤S202。
通过箭头对象以这种方式指示针对每个时间步长的兴奋传播进展的状态。
图10示出了通过使用箭头对象使兴奋传播状态可视化的示例。在图10的示例中，用于观察aVR感应的从房室结32到电极位置41的兴奋传播状态由针对每个时间步长的箭头对象指示。利用指示来自房室结32的兴奋扩张的状态的箭头对象，箭头指示到电极位置41的方向。利用指示兴奋逐渐消失的过程的箭头对象，箭头指示到房室结32的方向。
通过使用箭头对象指示针对每个时间步长的兴奋传播进展的状态，容易比较每个时间步长处的兴奋传播速度的差异。
此外，通过比较出现在心电图中的特定部位的电位变化和由箭头对象指示的身体中的兴奋传播状态，更准确地掌握患者的状态。
此外，兴奋传播可视化设备100还可以将身体内的兴奋传播状态和在指定电极位置处测量的心电图并排地显示。通过这样做，例如，比较了出现在心电图中的P波或R波的形状以及P波或R波在身体内传播的状态，并且详细掌握了患者的状态。基于与指定电极位置对应的体素的电位值，根据存储在兴奋传播数据存储部110中的兴奋传播数据111、112、113等再现心电图。
(第三实施方式)
接下来，将描述第三实施方式。在第三实施方式中，兴奋传播波前在两个参考位置之间行进的状态被三维地显示在柱状区域中。现在将描述第三实施方式和第二实施方式之间的差异。
图11示出了显示兴奋传播状态的柱状显示目标区域的示例。可视化信息生成部120在兴奋传播模拟中从分析空间指定柱状显示目标区域61。在图11的示例中，将以穿过房室结32和电极位置41的直线53为中心轴的四边形棱柱的形状中的区域指定为显示目标区域61。可视化信息生成部120生成具有两个显示目标区域61的尺寸的柱状区域62用于显示。
用于显示的柱状区域62被分成区域62a和区域62b，在区域62a中，房室结32和电极位置41分别是起点和终点，在区域62b中，电极位置41和房室结32分别是起点和终点。区域62a用于显示兴奋传播波前的扩展状态，并且区域62b用于显示兴奋传播波前的收缩状态。可视化信息生成部120将指示针对在兴奋传播波前扩展时的每个时间步长的显示目标区域61中的兴奋传播波前的对象布置在区域62a中。另外，可视化信息生成部120将指示针对在兴奋传播波前收缩时的每个时间步长的显示目标区域61中的兴奋传播波前的对象布置在区域62b中。
可视化信息生成部120在柱状区域62中布置针对每个时间步长的兴奋传播波前上的体素。通过这样做，可视化信息生成部120生成指示兴奋传播波前的对象。此时，可视化信息生成部120将柱状区域62划分为多个网格。例如，可视化信息生成部120在与兴奋传播波前行进的方向平行的轴的方向上将柱状区域62划分确定的分割数n(n是大于或等于1的整数)，并且在与兴奋传播波前行进的方向垂直的轴的方向上将柱状区域62划分确定的分割数m(m是大于或等于1的整数)。此外，可视化信息生成部120将最接近相应网格点的针对任何时间步长的兴奋传播波前上的体素设置在柱状区域62中的每个网格点处。通过这样做，针对每个时间步长的兴奋传播波前上的体素被布置在柱状区域62中，并且布置的体素形成指示兴奋传播波前的对象。
接下来，将详细描述第三实施方式中的可视化处理的过程。
图12是示出第三实施方式中的可视化处理的过程的示例的流程图。步骤S301至S304分别与图8所示的第二实施方式中的可视化处理的步骤S101至S104相同。现在将按步骤编号的顺序描述图12中所示的步骤S305和后续步骤。
(步骤S305)可视化信息生成部120在其中连接电极位置和房室结或窦房结的线段是中心轴的柱状区域中生成网格。
(步骤S306)可视化信息生成部120选择柱状区域中的网格点之一。
(步骤S307)可视化信息生成部120获取所选择的网格点的坐标h(x，y，z)。
(步骤S308)可视化信息生成部120从胸部的体素中提取指示最接近所选择的网格点的兴奋传播波前的体素。此时，可视化信息生成部120仅提取与所选择的网格点的距离短于网格点间隔(Δx，Δy，Δz)的体素。
(步骤S309)可视化信息生成部120将所提取的体素设置在柱状区域中的所选择的网格点的位置(坐标h(x，y，z))处。
(步骤S310)可视化信息生成部120确定是否已经选择了所有网格点。如果已经选择了所有网格点，则可视化信息生成部120进行到步骤S311。如果存在尚未被选择的网格点，则可视化信息生成部120执行步骤S306。
(步骤S311)可视化信息生成部120生成等值面的对象，在该等值面上，设置在柱状区域中的体素的电位等于阈值。等值面通过连接电位值相等的位置而生成。例如，可视化信息生成部120通过使用基于阈值生成的兴奋传播波前上的体素来合成距窦房结或房室结更远的表面来获得等值面。
(步骤S312)呈现部130在柱状区域62中绘制指示针对每个时间步长的兴奋传播波前的等值面的对象。此外，呈现部130使监视器21显示通过绘图获得的图像。此时，呈现部130使监视器21例如在等值面附近显示与等值面对应的时间步长的编号。
针对每个时间步长的兴奋传播波前的位置以这种方式显示在柱状区域中。
图13示出了在柱状区域中显示的兴奋传播波前的示例。在柱状区域62中显示兴奋传播波前71至77，兴奋传播波前71至77中的每一个由针对时间步长的等值面指示。通过以这种方式显示兴奋传播波前71至77，很容易掌握针对一个时间步长，每个兴奋传播波前如何行进。
例如，兴奋传播可视化设备100可以并排显示针对多个患者的兴奋传播波前行进的状态。通过这样做，容易掌握在兴奋传播波前行进程度方面患者之间的差异。另外，兴奋传播可视化设备100可以并排显示过去(例如在治疗之前)患者的兴奋传播波前行进的状态和当前(治疗后)患者的兴奋传播波前行进的状态。因此，容易掌握患者疾病状况的变化。
(第四实施方式)
接下来，将描述第四实施方式。在第四实施方式中，兴奋传播波前针对一个搏动周期在两个参考位置之间行进的状态被三维地显示在环状区域中。现在将描述第四实施方式和第三实施方式之间的差异。
可视化信息生成部120在柱状区域中生成指示兴奋传播波前行进的状态的对象。这与第三实施方式相同。此外，可视化信息生成部120将柱状区域变换为环状区域。通过这样做，可视化信息生成部120在环状区域中显示指示兴奋传播波前行进的状态的对象。
接下来，将详细描述第四实施方式中的可视化处理的过程。
图14是示出第四实施方式中的可视化处理的过程的示例的流程图。步骤S401至S410分别与图12所示的第三实施方式中的可视化处理的步骤S301至S310相同。现在将按步骤编号的顺序描述图14中所示的步骤S411和后续步骤。
(步骤S411)可视化信息生成部120执行坐标变换，使得形成其中柱状区域的起始表面(时间步长的时间序列开始的起始位置)和结束表面(时间序列结束的结束位置)匹配的环形。
(步骤S412)可视化信息生成部120生成等值面的对象，在该等值面上设置在环状区域中的体素的电位等于阈值。
(步骤S413)呈现部130在环状区域中绘制指示针对每个时间步长的兴奋传播波前的等值面的对象。此外，呈现部130使监视器21显示通过绘图获得的图像。此时，呈现部130使监视器21例如在等值面附近显示对应于等值面的时间步长的编号。
以这种方式在环状区域中显示针对每个时间步长的兴奋传播波前。
图15示出了在环状区域中显示的兴奋传播波前的示例。在环状区域80中显示针对各个时间步长的兴奋传播波前81至85。通过在环状区域80中显示兴奋传播波前81至85，容易掌握针对一个搏动周期的兴奋传播状态。
例如，指示多个患者的兴奋传播状态的环状区域被并排显示。因此，容易发现患者之间针对一个搏动周期的兴奋传播的差异。此外，指示过去(例如治疗前)患者的兴奋传播状态的环状区域和指示当前(治疗后)患者的兴奋传播状态的环状区域被并排显示。因此，容易发现针对一个搏动周期的患者的兴奋传播的变化。
(其他实施方式)
在第一实施方式至第四实施方式中，针对兴奋传播状态的显示对象被设置在窦房结或房室结与用于测量心电图的电极位置之间。然而，针对兴奋传播状态的显示对象可以被设置在另一范围内。例如，如果已知患者的患病部位，则用户可以在穿过该部位的直线上设置针对兴奋传播状态的显示对象。在这种情况下，兴奋传播可视化设备100在穿过该部位的直线的范围内显示兴奋传播的状态。
另外，兴奋传播可视化设备100可以同时显示多个部位的兴奋传播状态。例如，用户指定诸如电极的多个显示目标位置。在这种情况下，兴奋传播可视化设备100显示从窦房结或房室结到多个显示目标位置中的每一个的兴奋传播状态。如果通过使用箭头对象显示兴奋传播的状态，则兴奋传播可视化设备100显示指示从窦房结或房室结到多个显示目标位置中的每一个的兴奋传播状态的箭头对象。此时，兴奋传播可视化设备100将上述箭头对象叠加在胸部的图像上。
根据各方面，兴奋传播的状态被清楚地可视化。

Claims (6)

1.一种兴奋传播可视化设备，包括：
存储装置，用于存储兴奋传播数据，所述兴奋传播数据指示在分析时段中的每个分析时间处由兴奋传播在包括心脏的分析空间中的多个点处生成的电位；以及
处理装置，用于：基于所述兴奋传播数据并且针对每个分析时间，检测指示所述电位超过阈值的区域与所述电位不超过所述阈值的区域之间的边界的兴奋传播波前；针对所述每个分析时间，检测穿过所述心脏内的第一点和所述心脏外的第二点的直线与所述兴奋传播波前的交叉点；针对每个分析时间，生成与所述直线和所述兴奋传播波前的交叉点相关联的显示对象；以及在指示所述分析空间的绘图区域中的相关联的交叉点的位置处，绘制针对每个分析时间生成的显示对象。
2.根据权利要求1所述的兴奋传播可视化设备，其中，所述处理装置针对第一分析时间生成以下显示对象：该显示对象的起点是针对紧邻所述第一分析时间之前的第二分析时间检测到的交叉点，并且该显示对象的终点是针对所述第一分析时间检测到的交叉点。
3.根据权利要求1所述的兴奋传播可视化设备，其中，所述处理装置：
生成指示所述直线周围的柱状区域中包括的所述兴奋传播波前的部分的显示对象；以及
在所述柱状区域中绘制针对每个分析时间的显示对象。
4.根据权利要求1所述的兴奋传播可视化设备，其中，所述处理装置：
生成指示所述直线周围的柱状区域中包括的所述兴奋传播波前的部分的显示对象；以及
在通过变换所述柱状区域获得的环状区域中，绘制针对一个搏动周期中的每个分析时间的显示对象。
5.一种兴奋传播可视化方法，包括：
由连接至存储装置的处理器模块基于兴奋传播数据并且针对分析时段中的每个分析时间，检测指示由兴奋传播在包括心脏的分析空间中的多个点处生成的电位超过阈值的区域与所述电位不超过所述阈值的区域之间的边界的兴奋传播波前，所述存储装置用于存储所述兴奋传播数据，所述兴奋传播数据指示在每个分析时间处的所述电位；
由所述处理器模块并且针对每个分析时间，检测穿过所述心脏内的第一点和所述心脏外的第二点的直线与所述兴奋传播波前的交叉点；
由所述处理器模块并且针对每个分析时间，生成与所述直线和所述兴奋传播波前的交叉点相关联的显示对象；以及
由所述处理器模块在指示所述分析空间的绘图区域中的相关联的交叉点的位置处，绘制针对每个分析时间生成的显示对象。
6.一种计算机可读存储介质，存储使计算机执行处理的程序，所述处理包括：
基于存储在连接至所述计算机的存储装置中的兴奋传播数据并且针对分析时段中的每个分析时间，检测指示由兴奋传播在包括心脏的分析空间中的多个点处生成的电位超过阈值的区域与所述电位不超过所述阈值的区域之间的边界的兴奋传播波前，所述兴奋传播数据指示在每个分析时间处的所述电位；
针对每个分析时间，检测穿过所述心脏内的第一点和所述心脏外的第二点的直线与所述兴奋传播波前的交叉点；
针对每个分析时间，生成与所述直线和所述兴奋传播波前的交叉点相关联的显示对象；以及
在指示所述分析空间的绘图区域中的相关联的交叉点的位置处，绘制针对每个分析时间生成的显示对象。
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