CN111345810A - 电生理波纹标测可视化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“电生理波纹标测可视化方法”。提供了一种方法，该方法包括接收心脏的至少一部分的解剖标测图。对于解剖标测图的至少一个区域，接收位置和在该位置处测量的相应心电图(ECG)信号振幅。对ECG信号振幅进行插值，以导出该区域上的ECG信号振幅的表面表示。ECG信号振幅的表面表示呈现为覆盖在解剖标测图上。

Description

电生理波纹标测可视化方法
技术领域
本发明整体涉及电生理标测，并且具体地涉及心脏电生理标测图的可视化。
背景技术
电生理(EP)心脏标测可以使用先前在专利文献中提出的可视化方法，以简化对EP标测图的解释。例如，2017/0049348描述了一种用于确定心脏组织的EP特性以便对心律失常进行分类的方法。提供反映局部传导速度的均匀性的偏心参数，以及与局部速度矢量相关联的散度和卷曲状总和或闭合路径积分参数，并显示响应于导管运动的心律分类，从而便于鉴定心律失常障碍的类型和原因。在一个实施方案中，传导速度矢量标测图与局部激活时间(LAT)标测图耦合。通常，显示在每次局部去极化之后立即更新，并且持续或逐渐淡出直到下一次局部去极化。最后，一些或所有等时线可以在心脏表面上显示为曲线，例如按自去极化开始以来的特定间隔。这减少了视觉混乱，并使得传导速度箭头的叠加更加可解释。
又如，美国专利申请公开2010/0268059描述了一种方法，该方法包括访问经由位于患者心脏的静脉网络中的各个位置处的导管获取的心脏信息。心脏信息包括位置信息、电信息和机械信息。该方法将局部电激活时间标测到解剖位置以生成电激活时间标测图。该方法将局部机械激活时间标测到解剖位置以生成机械激活时间标测图。该方法还通过从相应的局部机械激活时间中减去局部电激活时间来生成机电延迟标测图，并将至少机电延迟标测图绘制到显示器。
发明内容
本发明的实施方案提供了一种方法，该方法包括接收心脏的至少一部分的解剖标测图。对于解剖标测图的至少一个区域，接收位置和在该位置处测量的相应心电图(ECG)信号振幅。对ECG信号振幅进行插值，以导出该区域上的ECG信号振幅的表面表示。ECG信号振幅的表面表示呈现为覆盖在解剖标测图上。
在一些实施方案中，呈现表面表示包括将表面表示的相应值可视化为解剖标测图上方的地形高度。
在一些实施方案中，呈现表面表示包括呈现保持解剖标测图可见的半透明表面。
在一个实施方案中，对ECG信号振幅进行插值包括形成包括插值的和测量的ECG振幅值的形状。
在一些实施方案中，解剖标测图呈现局部激活时间(LAT)。
根据本发明的实施方案，本文另外提供了包括存储器和处理器的系统。存储器被配置成存储心脏的至少一部分的解剖标测图，并且对于解剖标测图的至少一个区域，存储位置和在该位置处测量的相应心电图(ECG)信号振幅。处理器被配置成对ECG信号振幅进行插值，以导出该区域上的ECG信号振幅的表面表示，并且呈现覆盖在解剖标测图上的ECG信号振幅的表面表示。
结合附图，通过以下对本发明的实施方案的详细描述，将更全面地理解本发明，其中：
附图说明
图1是根据本发明实施方案的心脏三维(3D)导航和电生理(EP)信号分析系统的示意性图解；
图2是示出根据本发明实施方案的覆盖在心腔解剖结构上的ECG振幅的波纹标测可视化的体绘制；并且
图3是示意性地示出了根据本发明实施方案的用于图2所示的ECG振幅的波纹标测可视化的方法和算法的流程图。
具体实施方式
概述
为了表征患者的心脏电生理(EP)异常，可以使用基于导管的EP标测系统来生成患者心脏的至少一部分的EP标测图，例如心腔的EP标测图。在典型的基于导管的EP标测过程中，将包括感测电极的导管的远端插入心脏以感测EP信号。当操作该系统的医师在心脏内移动远端时，EP标测系统会在各个心脏位置以及远端的相应位置获取EP信号。基于这些获取的信号，标测系统的处理器生成所需的EP标测图。
在一些情况下，EP标测系统的处理器呈现测量的EP标测图，该测量的EP标测图覆盖在通过例如心脏的至少一部分的体(3D)绘制而可视化的心脏解剖结构上。这样的EP覆盖绘制可能在诊断心脏不规则性方面是非常有用的。例如，可以使用覆盖在解剖标测图上的ECG“峰值”，其中峰值的高度给出了峰值位置处的ECG信号振幅的量度。峰值表示可指示导致心律失常的异常传导路径。
但是，这种可视化往往趋于过于粗糙和/或隐藏其它具有诊断价值的特征。此外，这样的峰值仅给出给定位置处的信号值，而不是任何中间位置，从而导致可视化不连续，此外，峰值可能会将标测图细节隐藏在峰值之下或之后。
在下文中描述的本发明的实施方案使用处理器以在选定位置附近的点处的ECG信号的测量值之间进行插值，并将这些插值的值表示为3D绘制上方的地形高度。地形高度以图形方式连接，以提供称为“帆”的3D表面，该表面具有连续的波纹，而不是峰值的集合。在一个实施方案中，将“帆”制成半透明的，以便不隐藏细节。
通常，利用包含特定算法的软件对处理器进行编程，该算法使处理器能够执行上面概述的与处理器有关的每个步骤和功能。
所公开的用以覆盖在3D心脏解剖结构上的可为半透明的插值的ECG波纹的可视化技术可以提高基于导管的EP标测程序的诊断价值。
系统描述
图1是根据本发明的一个实施方案的心脏三维(3D)导航和电生理(EP)信号分析系统20的示意性图解。系统20可以被配置成基本上分析任何生理参数或这些参数的组合。在本文的描述中，以举例的方式，假设分析的信号是心内和/或心外(体表)心电图(ECG)电位-时间关系。为了完全表征这种关系，处理器40使用ECG信号来产生EP标测图，诸如局部激活时间(LAT)标测图。在美国专利9,050,011中描述了一种用于生成LAT标测图的方法，该专利的公开内容全文以引用方式并入本文。
在本公开的上下文中，术语“解剖标测图”是指对心脏的至少一部分的3D形状进行建模并且可以具有覆盖在其上的一个或多个参数的标测图。EP标测图是解剖标测图的一种特殊情况，其中覆盖一个或多个电生理参数。LAT标测图是EP标测图的一个示例，因此也被视为解剖标测图的一种。
图1示出了研究程序，其中系统20使用探针24测量心脏34的实际电活动。通常，探针24包括导管，在医师28使用系统20执行标测程序过程中将该导管插入患者26体内。假定探针24的远端32具有电极22。在此程序中，假定患者26连接到接地电极23。此外，假定电极29在心脏34的区域连接到患者26的皮肤。在一个实施方案中，当探针24在心腔的一部分上移动时，探针获取局部心脏内ECG。在这些情况下，还记录探针24的位置。如上所述和其它用法，所测得的信号用于创建患者26的心脏34的至少一部分壁组织的LAT标测图。
系统20由系统处理器40控制，该系统处理器包括与存储器44通信的处理单元42。在一些实施方案中，系统处理器40中包括的存储器44存储患者26的心脏34的至少一部分壁组织的LAT和/或ECG标测图62。处理器40通常被安装在控制台46中，该控制台包括操作控制器38，该操作控制器通常包括医师28用来与处理器互动的指示设备39，例如鼠标或轨迹球。
处理器40(特别是处理单元42)运行软件，该软件包括探针跟踪器模块30、ECG模块36和ECG振幅可视化模块35，用于在心脏26解剖结构的一部分的3D绘制上使ECG振幅可视化(即以“帆”的形式)，如上文所述以及下文将进一步详细所述。ECG模块36被耦合以便接收来自电极22和电极29的实际电信号。模块被配置用于分析实际信号并且可将分析的结果以标准ECG格式(通常为随时间移动的图形表示)呈现在显示器48上。
探针跟踪器模块30通常跟踪探针24的远端32在患者26的心脏内的位置。该跟踪器模块可以使用本领域已知的用于位置跟踪探针的任何方法。例如，模块30可以操作基于磁场的位置跟踪子系统。(为简单起见，这种子系统的组件未在图1中示出。)使用跟踪器模块30，处理器40能够测量远端32的位置。此外，使用跟踪器模块30和ECG模块36两者，处理器能够测量远端的位置，以及在这些特定位置处检测到的实际电信号的LAT。
作为另外一种选择或除此之外，跟踪器模块30可以通过测量电极23、电极29和电极22之间的阻抗以及对可位于探针上的其它电极的阻抗来跟踪探针24。(在这种情况下，电极22和/或电极29可以提供ECG和位置跟踪信号两者。)由Biosense-Webster(Irvine,California)生产的
Figure BDA0002327981360000051
系统使用磁场位置跟踪和阻抗测量两者进行位置跟踪。
将由处理器40执行的操作和可视化的结果在显示器48上呈现给医师28，该显示器通常为医师呈现图形用户界面、由电极22感测的ECG信号的视觉表示和/或正在被研究的心脏34的图像或标测图。在一个实施方案中，EP激活分析模块35向医师呈现LAT标测图，该LAT标测图覆盖有插值的ECG振幅“帆”。
例如，可以将处理器40运行的软件以电子形式通过网络下载到处理器40，或者，作为另外一种选择或除此之外，将其提供和/或存储在诸如磁存储器、光学存储器、或电子存储器的非瞬时性有形介质上。具体地，处理器40运行使得处理器40能够执行本发明所公开的步骤的专用算法，如下所述。
电生理波纹标测可视化方法
图2是示出根据本发明的实施方案的覆盖在心腔50解剖结构上的ECG振幅的波纹标测可视化的体绘制。在图2中，ECG测量值，即峰值55，覆盖在灰度解剖标测图上，其中峰值55的高度给出了在峰值位置处的ECG信号振幅的量度。如所看到的，所公开的可视化方法不仅给出给定位置处的ECG峰值的值，而且还给出任何中间位置的值，这形成局部ECG振幅的帆60形状。
如上所述，为了使所公开的ECG信号可视化，处理器40在所选位置附近的点处对ECG信号55的值进行插值，并连接3D绘制上方的地形高度值，以产生所公开的连续波纹可视化。在一个实施方案中(图2中未示出)，处理器40生成半透明的帆60，以便不将它们后面的细节隐藏(即，以显示标测图下面的细节)。
纯粹是为了概念清楚起见，选择了图2中所示的示例波纹标测可视化。可以应用各种附加的可视化工具，例如呈现数字、详细查看帆60的放大镜，以及其它。
图3是示意性地示出了根据本发明的实施方案的用于图2所示的ECG振幅的波纹标测可视化的方法的流程图。根据所呈现的实施方案，该算法执行以处理器40开始的过程，该处理器在ECG振幅分配步骤70处，将测量的ECG振幅55分配给心腔的解剖标测图上的各个位置(即，覆盖在腔室50的电解剖学，例如LAT标测的表面上)。
接着，在插值步骤72处，处理器40在每个位置附近的点处对ECG值进行插值。接着，在每个位置处，处理器40在互连的ECG振幅步骤74处连接测量的和插值的ECG振幅以创建帆60。在一个实施方案中，处理器40在帆可视化步骤76中进一步使帆60半透明。处理器40在显示器48上向医师28呈现所得的可视化(具有覆盖的插值的ECG振幅的LAT标测图)。
纯粹是为了概念清楚起见，选择了图3中所示的示例流程图。本实施方案还包括算法的附加步骤。实施例包括附加的可视化，例如帆60之间和下方的传导箭头。为了提供更简化的流程图，故意从本文的公开中省略了这些附加步骤。
应当理解，上述实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不限于上文具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文描述的各种特征的组合和子组合以及它们的变型和修改，本领域的技术人员在阅读上述描述时将会想到该变型和修改，并且该变型和修改并未在现有技术中公开。以引用方式并入本专利申请的文献被视为本申请的整体部分，不同的是如果这些并入的文献中限定的任何术语与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突，则应仅考虑本说明书中的定义。

Claims (10)

1.一种方法，包括：
接收心脏的至少一部分的解剖标测图；
对于所述解剖标测图的至少一个区域，接收位置和在所述位置处测量的相应心电图(ECG)信号振幅；
对所述ECG信号振幅进行插值，以导出所述区域上的所述ECG信号振幅的表面表示；以及
呈现覆盖在所述解剖标测图上的所述ECG信号振幅的所述表面表示。
2.根据权利要求1所述的方法，其中呈现所述表面表示包括将所述表面表示的相应值可视化为所述解剖标测图上方的地形高度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中呈现所述表面表示包括呈现保持所述解剖标测图可见的半透明表面。
4.根据权利要求1所述的方法，其中对所述ECG信号振幅进行插值包括形成包括所述插值的和测量的ECG振幅值的形状。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述解剖标测图呈现局部激活时间(LAT)。
6.一种系统，包括：
存储器，所述存储器被配置成：
存储心脏的至少一部分的解剖标测图；以及
对于所述解剖标测图的至少一个区域，存储位置和在所述位置处测量的相应心电图(ECG)信号振幅；和
处理器，所述处理器被配置成：
对所述ECG信号振幅进行插值，以导出所述区域上的所述ECG信号振幅的表面表示；以及
呈现覆盖在所述解剖标测图上的所述ECG信号振幅的所述表面表示。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述处理器被配置成通过将所述表面表示的相应值可视化为所述解剖标测图上方的地形高度来呈现所述表面表示。
8.根据权利要求6所述的系统，其中所述处理器被配置成通过呈现保持所述解剖标测图可见的半透明表面来呈现所述表面表示。
9.根据权利要求6所述的系统，其中所述处理器被配置成通过形成包括所述插值的和测量的ECG振幅值的形状来对所述ECG信号振幅进行插值。
10.根据权利要求6所述的系统，其中所述解剖标测图呈现局部激活时间(LAT)。
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