CN111374662B - 使用多极电极组件标测ecg信号 - Google Patents
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Abstract
本发明题为“使用多极电极组件标测ECG信号”。公开了一种医疗探头，该医疗探头包括：用于插入患者体内的插入管；至少一个臂，该至少一个臂附接到插入管的远侧端部；至少一个参考电极，该至少一个参考电极耦合到臂；以及多个电极，其围绕参考电极耦合到臂并且被配置成能够感测身体组织的电信号，当相对于参考电极测量时，该电信号指示患者体内的解剖信号。
Description
技术领域
本发明整体涉及医疗设备，并且具体地涉及用于在患者体内标测解剖信号的方法和系统。
背景技术
用于测量解剖信号诸如心电图(ECG)信号的各种方法在本领域中是已知的。
例如，美国专利申请公开2009/0221897描述了一种用于测量人体或动物体表面的电变量的传感器。该传感器包括以几何规则排列的三个或更多个电极以及被布置成将电极保持在一起的支撑构件。
美国专利申请公开2010/0010583描述了用于在传感器的坐标系中对患者的姿势进行分类的技术。定义的矢量从以相对于患者基本上固定的方式设置的传感器获得，该定义的矢量在传感器的坐标系中描述，与传感器相对于患者的设置取向无关。检测到的矢量从使用传感器的坐标系描述的传感器获得。检测到的矢量和定义的矢量用于对患者的姿势状态进行分类，与传感器相对于患者的设置取向无关。
发明内容
本文描述的本发明的一个实施方案提供了一种医疗探头，该医疗探头包括：用于插入患者体内的插入管；至少一个臂，该至少一个臂附接到插入管的远侧端部；至少一个参考电极，该至少一个参考电极耦合到臂；和多个电极，该多个电极围绕参考电极耦合到臂并且被配置成能够感测身体组织的电信号，当相对于参考电极测量时，该电信号指示患者体内的解剖信号。
在一些实施方案中，电极以不均匀的几何形状围绕参考电极布置。在其它实施方案中，解剖信号包括心电图(ECG)信号。在其它实施方案中，医疗探头包括电导体，其电连接到电极中的一个或多个并且被配置成能够将电信号传输到患者体外的系统。
在一个实施方案中，医疗探头包括一个或多个无线通信设备，其电连接到电极中的一个或多个并且被配置成能够将电信号传输到患者体外的系统。在另一个实施方案中，臂包括柔性印刷电路板(PCB)。
在一些实施方案中，电信号指示解剖信号的方向。在其它实施方案中，电信号指示解剖信号的传播速度。
根据本发明的一个实施方案，还提供了一种包括从医疗探头接收电信号的方法，该医疗探头包括：(a)至少一个臂，该至少一个臂附接到插入管的远侧端部；(b)至少一个参考电极，该至少一个参考电极耦合到臂；和(c)多个电极，该多个电极围绕参考电极耦合到臂并且产生电信号。当相对于参考电极测量时，电信号指示患者体内解剖信号的方向。基于电信号，估计解剖信号的方向和传播速度中的至少一者。
根据本发明的一个实施方案，还提供了一种用于制造医疗探头的方法，该方法包括将至少一个臂附接到插入管的远侧端部。将至少一个参考电极耦合到臂。将以不均匀的几何形状布置并且围绕参考电极的多个电极耦合到臂。
根据本发明的一个实施方案，还提供了一种包括参考电极和医疗探头的系统，该医疗探头包括：用于插入患者体内的插入管；至少一个臂，该至少一个臂附接到插入管的远侧端部；以及多个电极，该多个电极耦合到臂并且被配置成能够感测身体组织的电信号，当相对于参考电极测量时，该电信号指示患者体内的解剖信号。该系统还包括处理器，该处理器被配置成能够基于电信号，估计解剖信号的方向和传播速度中的至少一者。
在一些实施方案中，参考电极包括耦合到患者身体皮肤的体表电极。在其它实施方案中，参考电极包括具有参考信号的虚拟电极，并且处理器被配置成能够基于从耦合到患者身体皮肤的至少两个体表电极接收的另外电信号来计算参考信号。
在一个实施方案中，通过对至少两个体表电极的另外电信号求平均值来计算参考信号。在另一个实施方案中，参考电极耦合到臂，并且多个电极围绕参考电极。
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是根据本发明的实施方案的导管跟踪系统的示意性图解；并且
图2和图3A至3C是根据本发明的实施方案的电极组件的若干构型的示意性图解，这些电极组件可用于测量患者心脏中解剖信号的波前的方向和传播速度。
具体实施方式
概述
下文描述的本发明的实施方案提供了用于估计由患者体内的解剖信号诸如心电图(ECG)信号引起的波前的方向和传播速度的改进方法和系统。在一些实施方案中，用于估计由ECG信号引起的波前的方向和传播速度的系统包括微创探头和处理器，其中微创探头具有耦合到插入管的远侧端部组件。该远侧端部组件包括多个脊，也称为臂，其中每个脊包括由柔性印刷电路板(PCB)制成的条。
在一些实施方案中，每个脊包括耦合到面向患者组织的电路板侧的多个电极组件，其中PCB包括导体，该导体在电极组件与导电元件之间提供电连接性，诸如穿过探头至患者体外的系统的迹线或布线。
在一些实施方案中，每个电极组件包括以不均匀的几何形状布置的多个电极。电极被配置成能够感测身体组织的电信号，当相对于电极组件的另一个电极进行测量时，该电信号指示患者心脏中ECG信号的方向和放大率。
在一些实施方案中，电极中的至少一个包括参考电极，其中组件的其它电极围绕参考电极并且可能以均匀或不均匀的几何形状布置。
在一些实施方案中，探头通常以塌缩位置(例如使用护套)插入患者体内，并且在到达目标位置(诸如患者心脏的腔室)时延伸。在伸出位置，脊延伸以符合腔室的形状，使得耦合到脊的电极与内腔室表面的组织接触并且产生指示所感测到的ECG信号的电信号。这些电信号被提供给处理器。
在一些实施方案中，电极组件包括通过将电极布置成多极构型而形成的多个偶极。该多极布置被配置成能够感测患者心脏中任何方向上的ECG信号。
在一些实施方案中，处理器被配置成能够基于电信号来估计ECG信号的方向和传播速度。处理器被配置成能够使用各种方法，诸如计算每个偶极的矢量分量以及计算偶极之间的矢量加法和/或矢量减法，以便估计携带由ECG信号产生的电场的波前的方向和速度。
本发明所公开的技术改善了患者心脏中ECG标测的准确性和灵敏度，以用于诊断和治疗心律失常和其它心脏疾病。此外，本发明所公开的技术还可用于准确标测患者器官中的其它解剖信号。
系统描述
图1是根据本发明的实施方案的导管跟踪系统20的示意性图解。系统20包括探针(在本示例中为心脏导管22)和控制台24。在本文所述的实施方案中，导管22可用于任何合适的治疗和/或诊断目的，诸如用于诊断心脏功能障碍诸如心律失常的电心脏信号的标测和/或例如基于上述标测的心脏26中组织的消融。
控制台24包括处理器39，通常是通用计算机的通用处理器，该处理器具有合适的前端部和接口电路，以用于从导管22接收信号并用于控制本文所述的系统20的其它部件。处理器39可以软件形式进行编程以执行由系统使用的功能，并且处理器将用于软件的数据存储在存储器38中。例如，软件可通过网络以电子形式下载到控制台24，或者可在非临时性有形介质诸如光学、磁性或电子存储器介质上提供软件。另选地，可通过专用或可编程数字硬件部件来执行处理器39的功能中的一些或全部。
操作者30(诸如介入性心脏病专家)将导管22插入穿过躺在手术台29上的患者28的血管系统。导管22包括插入管(未示出)和远侧端部组件40，该远侧端部组件包括多个脊，在本文中也称为“花键”或“臂”(在插图52中示出并且在下文详细描述)。操作者30利用靠近导管近侧端部的操纵器32操纵导管22，使得导管22的组件40在心脏26中的目标区域附近移动，如图1的插图37所示。导管22的近侧端部连接到处理器39的接口电路，以便与其交换电信号。
该远侧端部组件在心腔中的位置通常通过导管跟踪系统20中的磁性位置感测来测量。在这种情况下，控制台24包括驱动电路34，该驱动电路驱动被放置在躺在手术台29上的患者28体外的已知位置处(例如，患者的躯干下方)的磁场发生器36。
远侧端部组件40通常包括多个脊，每个脊包括一个或多个磁场传感器和/或一个或多个消融或标测电极和/或其它设备(如例如插图52和下面的图2、图3A、图3B和图3C所示)。当远侧端部组件与心内组织例如心脏内表面接触时，标测电极响应于感测到的电势生成电势梯度信号，在本文中也称为电信号。
在一些实施方案中，位置传感器响应于感测到的外部磁场生成位置信号，从而使处理器39能够将电势标测为心腔内位置的函数。在一些实施方案中，感测到的电信号指示由解剖信号诸如心脏26中的心电图(ECG)信号引起的波前的方向和传播速度，在下图2中将对此进行详细描述。
组件40的多个磁性位置传感器和标测电极连接到导管近侧端部处的处理器39的接口电路。操作者30可观察组件40在用户显示器31上的心脏26的图像33中的位置。
此位置感测方法例如在由Biosense Webster Inc.(Irvine,Calif.)生产的CARTOTM系统中实施，并且在美国专利5,391,199、6,690,963、6,484,118、6,239,724、6,618,612和6,332,089中、在PCT专利公布WO96/05768以及在美国专利申请公布2002/0065455A1、2003/0120150A1和2004/0068178A1中详细描述，这些专利的公开内容都以引用方式并入本文。
在其它实施方案中，代替磁性位置传感器，远侧端部组件40可包括一个或多个阻抗位置传感器，诸如高级电流定位(ACL)传感器或任何其它合适的位置传感器，并且系统20可包括相应的位置跟踪模块。在另选的实施方案中，系统20不包括任何位置跟踪模块，并且远侧端部组件40不包括任何位置跟踪传感器。
用于感测患者心脏中的ECG信号的篮形导管
现在参见插图52。在一些实施方案中，每个脊42耦合到定位于远侧端部组件40的远侧末端处的帽44。在一些实施方案中，导管22还包括用于组件40在塌缩位置与伸出位置之间转变的轴46。例如，在将导管22插入心脏26之后，轴46被配置成能够将远侧端部组件40从护套(未示出)中抽出，以便将组件40带到伸出位置。类似地，在结束医疗过程之后，轴46被配置成能够通常在将导管22从患者体内缩回之前将远侧端部组件40缩回到护套中至塌缩位置。
在一些实施方案中，在柔性印刷电路板(PCB)48的外表面上形成多个电极组件50，使得在远侧端部组件40的伸出位置，电极组件50与心脏26的组织接触。其它部件诸如传感器可以类似的方式耦合到脊。
在一些实施方案中，在脊42的PCB 48上形成电路迹线(未示出)，每条迹线连接到每个电极组件50的至少一个电极。在一些实施方案中，电路迹线连接到合适的布线或穿过导管22的其它类型电导体，用于在控制台24与电极组件50之间交换信号。
现在参考插图54。在一些实施方案中，每个电极组件50包括至少三个电极。在插图54的示例中，组件50包括耦合到脊52的参考电极以及也围绕参考电极耦合到各自的脊并且被配置成能够感测身体组织的电信号的三个电极，当相对于参考电极测量时，电信号指示由心脏26中的ECG信号引起的波前的前述方向和传播速度。与电极组件50的结构和操作有关的另外实施方案在下面的图2、图3A、图3B和图3C中有详细描述。除此之外或另选地，电极组件50的电极被配置成能够感测指示在患者体内移动的任何其它解剖信号的方向和速度的电信号。
在其它实施方案中，远侧端部组件40可包括一个或多个无线通信设备(未示出)，其电连接到电极组件50的电极中的一个或多个。该一个或多个无线通信设备被配置成能够将电信号传输到控制台24或患者体外的任何其它系统。
感测在患者心脏中传播的ECG信号的速度和方向
图2是根据本发明的实施方案的电极组件300的示意性图解，该电极组件被配置成能够测量由心脏26中的ECG信号引起的波前的方向和传播速度。电极组件300可替换例如上文图1的电极组件50，并且被配置成能够感测患者28的体内的ECG信号或任何其它信号。
在一些实施方案中，电极组件300包括三个电极301、302和303以及参考电极304，这些电极被耦合到或嵌入脊42的PCB 48。电极301至303围绕参考电极304并且可以均匀或不均匀的几何形状围绕参考电极304布置。
在一个实施方案中，电极301、302、303和304(其各自的重心(COG)在图中表示为“A”、“B”、“C”和“D”)在参考电极304与电极301、302和303中的每一个之间被布置成三个偶极，并且分别显示为矢量DA、DB和DC。在此构型中，矢量DA显示参考电极304与电极302之间的偶极，矢量DB显示参考电极304与电极301之间的偶极，并且矢量DC显示参考电极304与电极303之间的偶极。
由心脏26的三个相应ECG信号引起的三个波前示例示于图2中，并且在本文中称为波前“1”、“2”和“3”。应当理解，波前“1”、“2”和“3”的传播沿心脏26的组织携带电场，并且通常一次仅存在这些示例性波前中的一个。
需注意，在一个时间段内，给定偶极的电极感测到的电压的变化指示波前传播速度。由两个或更多个偶极组合成的信息可以确定波前的传播方向，例如在笛卡尔坐标系中定义的方向。
在图2的示例中，参考电极304的COG与电极组件300的COG(未示出)对准。另外，电极301至303具有与参考电极304的形状不同的类似形状。在一些实施方案中，可选择电极301至303的形状以最大化参考电极304周围的周向覆盖范围，同时还匹配表面积，因此每个偶极由相等表面积的两个电极组成。
在一些实施方案中，电极301至304能够以可为规则的或非规则的任何合适的几何结构布置。术语“非规则”和“不规则”可指其中电极301、302、303和304的COG不位于同一几何平面上的结构。如上所述，非规则几何布置允许感测在任何方向上移动的波前，诸如波前“1”、“2”或“3”的方向或任何其它方向。
在一些实施方案中，处理器39被配置成能够接收由电极301至304产生的电信号(例如，每个电极301至303相对于参考电极304的电压)，该电信号指示由心脏26中的ECG信号引起的波前的方向和速度。
在一些实施方案中，响应于波前“1”，由矢量DB表示的基本上平行于波前“1”并且具有相反方向的偶极将在第一时间t1感测到所有偶极中最负的电压值。由矢量DA和DC表示的偶极将在第二稍晚时间t2感测到正电压值。
在一个示例性实施方案中，响应于波前“2”，由矢量DB表示的偶极将在第一时间t1感测到负电压值。由矢量DA表示的偶极将在第二稍晚时间t1+δ感测到类似的负电压值。最终，由矢量DC表示的基本上平行于波前“2”的偶极将在第三稍晚时间t2感测到正电压值。由矢量DB表示的偶极与由矢量DA表示的偶极首次感测到电压变化(δ)时之间的时间差可用于确定波前“2”的方向。例如，较大的δ值对应于更接近波前“1”的波前，为零的δ对应于反平行于矢量DC的波前，并且为负值的δ对应于更接近反平行于矢量DA的波前。
在一个实施方案中，响应于波前“3”，由矢量DC表示的偶极将在第一时间t1感测到负电压值。由矢量DB表示的基本上正交于波前“3”的偶极将在第二稍晚时间t2感测到负电压值。随后，在第三时间t3，由矢量DA表示的偶极将感测到正电压值。
在一些实施方案中，基于这些电信号，处理器39被配置成能够估计由心脏26中的ECG信号引起的波前的方向和速度。感测到的电压值的变化指示波前速度，并且基于来自前述偶极中的两个或更多个偶极的信号的组合，处理器39可计算由心脏26的ECG信号引起的波前的方向以及速度。
在其它实施方案中，电极301、302、303和304可具有任何其它合适类型的非规则几何布置。例如，电极301、302和303中的至少两个可具有彼此不同的独特几何形状和/或尺寸和/或几何取向。除此之外或另选地，前述偶极的COG之间的距离可彼此不同。在图2的示例中，矢量DA和DB可具有例如各自不同的长度。
在其它实施方案中，电极组件300可包括以任何合适的非规则几何结构布置的任何其它合适数量的电极。在这些实施方案中，电极组件可具有对称的或不对称的任何合适的形状。例如，电极组件的形状可为非圆滑或甚至非圆形的。应注意，上述非规则布置中的至少一种可用于增大电极组件在预定义的方向上感测ECG信号的灵敏度。
在一些实施方案中，处理器39可为具有如上所述的非规则结构的每个电极组件保持校准数据(例如，存储在文件中)。基于校准数据，处理器39被配置成能够在波前的方向和传播速度的计算中补偿形状的不规则。
图3A是根据本发明的另一个实施方案的电极组件200的示意性图解，该电极组件被配置成能够测量由心脏26中的解剖信号引起的波前的方向和传播速度。电极组件200可替换例如上文图1的电极组件50，并且被配置成能够感测由患者28的体内的ECG信号或任何其它信号引起的波前。
在一些实施方案中，电极组件200包括三个电极201、202和203以及参考电极204，这些电极被耦合到或嵌入脊42的PCB 48。电极201至203围绕参考电极204并且可以均匀或不均匀的几何形状围绕参考电极204布置。如上文图2中所述，电极201、202和203以及参考电极204被布置成三个偶极，第一偶极介于参考电极204和电极201之间，第二偶极介于参考电极204和电极202之间，并且第三偶极介于参考电极204和电极203之间。在图3A的示例中，参考电极204的COG与电极组件200的COG(未示出)对准，并且电极201至204的形状和表面积类似。
在本发明的上下文中以及在权利要求书中，术语“不均匀”、“非规则”和“非周期性”可互换使用，并且是指上文图2中以及图3A、图3B和图3C中描述的任何几何布置，和/或是指参考电极204的COG不位于连接在电极201至203中的任何一对电极之间的直线上的几何结构。
此外，在圆形电极组件的示例中，但与电极组件200的构型相反，参考电极的COG可以不与电极组件的COG对准。除此之外或另选地，电极201至204中的至少一个与其它电极相比可具有不同的尺寸、形状和/或表面积，例如，电极204可大于电极201至203。
在一些实施方案中，电极201至203被配置成能够感测身体组织的电信号，当相对于参考电极204测量时，该电信号指示由心脏26中的ECG信号引起的波前的方向和速度，如上文图2中所述。
在一些实施方案中，电极201至203和204经由导管22的电迹线和布线或者经由无线设备电连接到处理器39，如上文图1和图2中所述。
在一些实施方案中，处理器39被配置成能够接收由电极组件200的前述偶极产生的电信号，并且能够基于该电信号估计在心脏26中传播的波前的方向和速度。
在一些实施方案中，处理器39比较由电极201至203中的每一个相对于参考电极204测量的电压。基于该比较，处理器39可估计由ECG信号引起的传播波前的方向和速度。例如，响应于与连接电极201与202的虚拟线(未示出)正交的波前“1”，电压变化首先将通过包括电极201和204的偶极以及通过包括电极202和204的偶极被感测到，并且随后通过包括电极203和204的偶极被感测到。如上文图2中所述，基于这些感测到的电压的时机和值，处理器39可估计由心脏26中的ECG信号引起的波前“1”的方向和传播速度。能够估计或确定波前的方向和速度的技术在下文中示出并描述：“TECHNIQUES FOR AUTOMATED LOCALACTIVATION TIME ANNOTATION AND CONDUCTION VELOCITY ESTIMATION IN CARDIACMAPPING”的第5至10页，特别是第7页上，作者为C.D.Cantwella、C.H.Roney、F.S.Ng、J.H.Siggers、S.J.Sherwina、N.S.Peters，发表于2015年4月的《生物学与医学中的计算机》(Computers in Biology and Medicine)，该文章以引用方式并入，并且其副本附加在本文的附录中。
图3B是根据本发明的另一个实施方案的电极组件100的示意性图解，该电极组件被配置成能够测量在心脏26中传播的波前的方向和传播速度。电极组件100可替换例如上文图1的电极组件50。
在一些实施方案中，电极组件100包括三个电极102、104和106，每个电极具有楔形形状并且被定位成与其它两个电极相距预定义的距离。在一些实施方案中，电极102、104和106以几何形状布置，使得电极组件100具有圆形形状。
在一些实施方案中，电极102、104和106耦合到脊42的PCB 48(如图1所示)，并且经由前述电迹线和布线或者经由无线设备电连接到处理器39，如上文图1中所述。
在一些实施方案中，电极组件100包括三个电极，并且与上文图2和3A的相应电极组件300和200不同，电极组件100不包括参考电极。
在一个实施方案中，电极102、104和106(其各自的COG在图中表示为“A”、“B”和“C”)被布置成这些电极的每对A-B、A-C和B-C之间的三个偶极。在一些实施方案中，响应于任何波前，诸如前述波前“1”、“2”或“3”，矢量“AB”指示由包括电极102和104的偶极A-B感测到的电压。类似地，矢量“BC”指示由包括电极104和106的偶极B-C感测到的电压，矢量“AC”指示由包括电极102和106的偶极A-C感测到的电压。
在一些实施方案中，响应于与矢量AB正交的波前“1”，电极102和104感测大致相同的信号，因此在第一时间t1，由矢量AB表示的偶极感测到的电压为约零。随后，由矢量AC和BC表示的其它两个偶极在稍晚时间t2感测到类似的(例如，正)电压值。在一些实施方案中，处理器39被配置成能够基于偶极A-B、A-C和B-C感测到的时机及和电压来估计波前“1”的方向和速度。
在一个示例性实施方案中，响应于波前“2”，由矢量AC表示的几乎平行于波前“2”并且具有相同方向的偶极将在第一时间t1感测到正电压值，并且由矢量BC表示的几乎正交于波前“2”的偶极将在第二稍晚时间t2感测到正电压值。
在另一个示例性实施方案中，响应于波前“3”，由矢量AB表示的基本上平行波前“3”并且具有相反方向的偶极将在时间t1感测到负电压值。基于上述实施方案和定义，由矢量BC表示的偶极将在时间t1感测到正电压值。随后，在第三稍晚时间t3，由矢量AC表示的偶极将感测到负电压值。
在一些实施方案中，处理器39被配置成能够基于从三个偶极接收的感测电压的时机来估计任何波前的方向和速度，如上文图2中所述。可使用向量加法、向量减法或两者来估计波前的方向和速度。另选地，可使用任何其它合适的计算方法来估计方向和速度。
在一些实施方案中，电极102、104和106能够以可为规则的或非规则的任何合适的几何结构布置。术语“非规则”和“不规则”可指其中电极102、104和106的COG不位于同一几何平面上的结构。如上所述，非规则几何布置允许感测在任何方向上移动的波前，诸如波前“1”、“2”或“3”的方向或任何其它方向。
在其它实施方案中，电极102、104和106可具有任何其它合适类型的非规则几何布置。例如，电极102、104和106中的至少两个可具有彼此不同的独特几何形状和/或尺寸和/或几何取向。除此之外或另选地，前述偶极的COG之间的距离可彼此不同。在图3B的示例中，矢量AB和BC可具有例如各自不同的长度。
在图3B的示例中，电极102、104和106中的每一个覆盖包括电极组件100的圆形形状的总面积的近三分之一的区域。在另一个实施方案中，两个电极(例如电极102和104)可各自覆盖电极组件100的面积的几乎40％，并且第三电极(例如电极106)可覆盖电极组件100的面积的几乎20％。应注意，使用术语“几乎”是由于电极102、104和106中的每对电极之间的空间，该空间占电极组件100的面积的一部分。
在其它实施方案中，电极组件可包括以任何合适的非规则几何结构布置的任何其它合适数量的电极。在这些实施方案中，电极组件可具有对称的或不对称的任何合适的形状。例如，电极组件100的形状可为非圆滑或甚至非圆形的。应注意，上述非规则布置中的至少一种可用于增大电极组件在预定义的方向上感测ECG信号的灵敏度。
在一些实施方案中，处理器39可为具有如上所述的非规则结构的每个电极组件保持校准数据(例如，存储在文件中)。基于校准数据，处理器39被配置成能够在由患者28的ECG信号或任何其它信号引起的波前的方向和传播速度的计算中补偿形状的不规则。
图3C是根据本发明的实施方案的电极组件400的示意性图解，该电极组件被配置成能够测量由心脏26中的ECG信号引起的波前的方向和传播速度。电极组件400可替换例如上文图1的电极组件50，并且被配置成能够感测患者28的体内的前述ECG信号或任何其它信号。
在一些实施方案中，电极组件400包括三个电极401、402和403，这些电极被耦合到或嵌入脊42的PCB 48。电极401至403可以如例如上文图3B中所述的均匀或不均匀的几何形状布置。
在一些实施方案中，处理器39被配置成能够从电极401至403接收电信号，该电信号指示由心脏26中的ECG信号引起的波前的方向和传播速度。在一些实施方案中，可相对于参考电极，在本文也称为公共电极，诸如虚拟电极(在图3C中未示出)来测量电信号。
在一些实施方案中，虚拟电极可由两个或更多个体表电极来计算，体表电极使用贴片或任何其它合适的耦合技术耦合到患者28的皮肤。虚拟电极的一个此类示例是威尔逊中心端子(WCT)。
在另选的实施方案中，偶极可形成在两个或更多个物理电极(诸如电极401至403中的任一个)与虚拟电极之间。
在一些实施方案中，基于这些电信号和例如在上文图2中所述的技术，处理器39被配置成能够估计由心脏26中的ECG信号引起的波前(例如，上文图2的波前“1”)的方向和速度。
在另选的实施方案中，电极401至403可被布置成三个偶极(未示出)，第一偶极介于电极401和402之间，第二偶极介于电极402和403之间，并且第三偶极介于电极403和401之间。这些偶极中的每一个被配置成能够使用在上文图3B中所述的技术来感测身体组织的电信号，该电信号指示感测到的电压值。
电极组件50、100、200、300和400的构型通过举例的方式提供，用于演示示例性探头或其中可集成和使用这些电极组件中的任一个的其它设备。另选地，还可使用任何其它合适的构型，例如，使用在它们之间具有任何合适距离的任何合适数量的电极和/或参考电极，应用不同形状和尺寸的电极组件以及相应电极组件内的单个电极或电极组。此外，可使用任何类型的耦合技术将每个电极耦合到任何合适类型的设备，诸如处理器或控制器，并且可使用任何合适的通信技术将由电极感测到的信号传输到设备。
虽然本文所述的实施方案主要解决感测患者心脏中解剖信号的方向和传播速度，但本文所述的方法和系统还可用于其它应用，诸如用于感测患者任何其它器官中或患者皮肤上的解剖信号的方向和传播速度。
因此应当理解，上面描述的实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不限于上文特定示出和描述的内容。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 (20)
1.一种医疗探头，包括：
插入管，所述插入管用于插入患者身体中；
至少一个臂，所述至少一个臂附接到所述插入管的远侧端部；
至少一个参考电极，所述至少一个参考电极耦合到所述臂并且被配置成接触内部组织；和
多个电极，所述多个电极耦合到所述臂，所述多个电极围绕所述参考电极使得所述多个电极感测解剖信号，所述解剖信号在相对于所述参考电极被测量时，指示所述患者身体中的所述解剖信号的幅度和方向。
2.根据权利要求1所述的探头，其中所述电极以不均匀的几何形状围绕所述参考电极布置。
3.根据权利要求1所述的探头，其中所述解剖信号包括心电图(ECG)信号。
4.根据权利要求1所述的探头，并且包括电导体，所述电导体电连接到所述电极中的一个或多个并且被配置成将电信号传输到所述患者身体外的系统。
5.根据权利要求1所述的探头，并且包括一个或多个无线通信设备，所述无线通信设备电连接到所述电极中的一个或多个并且被配置成将电信号传输到所述患者身体外的系统。
6.根据权利要求1所述的探头，其中所述臂包括柔性印刷电路板(PCB)。
7.根据权利要求4-5中的任一项所述的探头，其中所述电信号指示所述解剖信号的方向。
8.根据权利要求4-5中的任一项所述的探头，其中所述电信号指示所述解剖信号的传播速度。
9.一种方法，包括：
从医疗探头接收电信号，所述医疗探头包括：(a)至少一个臂，所述至少一个臂附接到插入管的远侧端部；(b)至少一个参考电极，所述至少一个参考电极耦合到所述臂；和(c)多个电极，所述多个电极耦合到所述臂并且围绕所述参考电极以感测身体组织中的解剖信号，
其中所述电信号在相对于所述参考电极被测量时，指示患者身体的所述身体组织中的解剖信号的方向；以及
基于所述电信号，估计所述解剖信号的方向和传播速度中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述电极以不均匀的几何形状围绕所述参考电极布置。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述解剖信号包括心电图(ECG)信号。
12.一种用于制造医疗探头的方法，所述方法包括：
将至少一个臂附接到插入管的远侧端部；
将至少一个参考电极耦合到所述臂；以及
将以不均匀的几何形状布置并且围绕所述参考电极的多个电极耦合到所述臂。
13.根据权利要求12所述的方法，并且包括经由电导体将所述参考电极和所述多个电极连接到患者身体外的系统。
14.根据权利要求12所述的方法，并且包括将所述参考电极和所述多个电极连接到耦合到所述臂的一个或多个无线通信设备。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述臂包括柔性印刷电路板(PCB)。
16.一种系统，包括：
参考电极；
医疗探头，所述医疗探头包括：
插入管，所述插入管用于插入患者身体中；
至少一个臂，所述至少一个臂附接到所述插入管的远侧端部；和
多个电极，所述多个电极耦合到所述臂并且被配置成感测所述患者身体中的电信号，所述电信号在相对于所述参考电极测量时，指示所述患者身体中的解剖信号；和
处理器，所述处理器被配置成：基于所述电信号，估计所述解剖信号的方向和传播速度中的至少一个。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述参考电极包括耦合到所述患者身体的皮肤的体表电极。
18.根据权利要求16所述的系统，其中所述参考电极包括具有参考信号的虚拟电极，并且其中所述处理器被配置成基于从耦合到所述患者身体的皮肤的至少两个体表电极接收的额外电信号来计算所述参考信号。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述处理器被配置成通过对所述体表电极中的至少两个所述体表电极的所述额外电信号求平均值来计算所述参考信号。
20.根据权利要求16所述的系统，其中所述参考电极耦合到所述臂，并且其中所述多个电极围绕所述参考电极。
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