CN111655141B - 用于标测心肌纤维定向的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
心脏区域的传导速度信息可用于标测该区域的心肌纤维定向。特别地,对于心脏区域内的多个位置,使用局部传导速度、该区域内的最大局部传导速度和该区域内的最小局部传导速度之间的关系来确定相应位置处的心肌纤维定向。甚至更特别地,当相应位置处的局部传导速度等于最大局部传导速度时,心肌纤维定向平行于所述相应位置处的传导速度矢量的方向,并且当所述相应位置处的局部传导速度等于最小局部传导速度时,心肌纤维定向垂直于所述相应位置处的传导速度矢量的方向。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求在2018年2月12日提交的美国临时申请No.62/629,394的权益,其通过引用包含于此,如同在此完全阐述一样。
技术领域
本公开总地涉及电生理标测,诸如可以在心脏诊断和治疗程序中执行的电生理标测。特别地,本公开涉及用于标测心肌纤维的定向的系统、装置和方法。
背景技术
电生理标测,尤其是心电图标测,是许多心脏诊断和治疗程序的一部分。然而,随着这种程序的复杂性增加,所利用的电生理标测图必须在质量、密度、以及可以生成它们的速度和便捷性方面增加。
在某些电生理研究中,执业医生可能希望了解心肌纤维的定向。例如,如果执业医生知道心肌纤维的定向,则即使当患者没有心律失常时,他或她也能够更容易地检测到心律失常回路的位置。作为另一示例,执业医生可以使用心肌纤维定向来可视化从一个肌肉基底到另一肌肉基底的连接(例如,肺静脉连接、上腔静脉连接、辅助通路、以及疤痕与正常组织之间的界面)。
发明内容
本文公开了一种标测心肌纤维定向的方法,包括:在电解剖标测系统处接收心脏区域的传导速度标测图;使用传导速度标测图识别心脏区域内的最大局部传导速度和心脏区域内的最小局部传导速度;计算心脏区域内的最小局部传导速度与心脏区域内的最大局部传导速度的最小-最大传导速度比;以及对于心脏区域内的多个位置:使用所述传导速度标测图识别心脏区域内的相应位置处的局部传导速度;计算所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度与心脏区域内的最大局部传导速度的局部传导速度比;以及使用局部传导速度比来确定所述心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向,从而生成心肌纤维定向标测图。
使用所述局部传导速度比来确定所述心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向的步骤可以包括:根据局部传导速度比、最小-最大传导速度比和1之间的关系将心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置。例如,适当的是,当所述局部传导速度比等于1时,将平行于心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置,当局部传导速度比等于最小-最大传导速度比时,将垂直于心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置,和/或根据所述局部传导速度比、所述最小-最大传导速度比和1之间的关系对所述心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向进行插值(例如,线性插值)。
在本公开的方面中,该方法还包括在心脏区域的三维几何模型上输出心肌纤维定向标测图的图形表示。可选地,该方法还可包括在心脏区域的三维几何模型上输出传导速度标测图的图形表示。
本文还公开了一种根据心脏区域的传导速度信息来标测心脏区域的心肌纤维定向的方法,该方法包括:对于心脏区域内的多个位置,基于心脏区域内的相应位置处的局部传导速度、心脏区域内的最大局部传导速度以及心脏区域内的最小局部传导速度之间的关系来确定心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向,从而生成心肌纤维定向标测图。该方法还可包括在心脏区域的三维几何模型上输出心肌纤维定向标测图的图形表示和/或在心脏区域的三维模型上输出传导速度信息的图形表示。
确定心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向的步骤可以包括:当心脏区域内的相应位置处的局部传导速度等于心脏区域内的最大局部传导速度时,将平行于心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置。类似地,确定心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向的步骤可以包括:当心脏区域内的相应位置处的局部传导速度等于心脏区域内的最小局部传导速度时,将垂直于心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置。在本公开的其他实施例中,确定心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向的步骤可以包括:当心脏区域内的相应位置处的局部传导速度在心脏区域内的最小局部传导速度与心脏区域内的最大局部传导速度之间时,将在平行于心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向与垂直于所述相应位置处的传导速度矢量的方向之间的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置。例如,可以经由诸如线性插值之类的插值来确定分配给心脏区域内的相应位置的心肌纤维定向。
还可以预期的是,基于心脏区域内的相应位置处的局部传导速度、心脏区域内的最大局部传导速度以及心脏区域内的最小局部传导速度之间的关系来确定所述心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向可以包括:基于所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度与所述心脏区域内的最大局部传导速度之比、心脏区域内的最小局部传导速度与心脏区域内的最大局部传导速度之比、和1之间的关系来确定所述心肌纤维定向。
本公开还提供一种用于标测心肌纤维定向的系统,包括:肌纤维定向处理器,被配置为:接收心脏区域的传导速度标测图;使用传导速度标测图识别心脏区域内的最大局部传导速度和心脏区域内的最小局部传导速度;以及对于所述心脏区域内的多个位置:使用传导速度标测图识别所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度;以及基于所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度、所述心脏区域内的最大局部传导速度以及所述心脏区域内的最小局部传导速度之间的关系来确定所述心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向,从而生成心肌纤维定向标测图。可选地,系统还可以包括标测处理器,其被配置为在心脏区域的三维几何模型上输出心肌纤维定向标测图的图形表示和/或在所述心脏区域的三维模型上输出所述传导速度信息的图形表示。
根据本公开的各方面,所述肌纤维定向处理器被配置为通过将所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度与所述心脏区域内的最大局部传导速度之比和所述心脏区域内的相应位置处的最小传导速度与心脏区域内的最大局部传导速度之比进行比较来确定所述心脏区域内的相应位置处的所述心肌纤维定向。
在本公开的其他方面,所述肌纤维定向处理器被配置为当心脏区域内的相应位置处的局部传导速度等于心脏区域内的最大局部传导速度时,确定为所述心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向平行于心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向;以及当心脏区域内的相应位置处的局部传导速度等于心脏区域内的最小局部传导速度时,确定为所述心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向垂直于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向。
通过阅读以下描述和权利要求书以及通过参阅附图,本发明的前述和其它方面、特征、细节、效用和优点将显而易见。
附图说明
图1是示例性电解剖标测系统的示意图。
图2描绘了可以与本公开的方面结合使用的示例性导管。
图3是根据本文公开的示例性实施例可以遵循的代表性步骤的流程图。
图4A和4B示出根据本公开的心肌纤维定向标测图的图形表示。
尽管公开了多个实施例,但是根据示出和描述说明性实施例的以下详细描述,本公开的其它实施例对于本领域技术人员将变得显而易见。因此,附图和详细描述本质上应被认为是说明性的而不是限制性的。
具体实施方式
本公开提供了用于创建电生理标测图(例如,心电图标测图)的系统、装置和方法,所述电生理标测图提供关于心肌纤维的定向的信息(在本文中称为“心肌纤维定向标测图”)。为了说明的目的,本文将在使用电生理标测系统(例如,使用诸如来自雅培实验室(Abbott Laboratories)的EnSite PrecisionTM心脏标测系统的电解剖标测系统)执行的心脏标测程序的上下文中详细描述本公开的各方面。
图1示出示例性电解剖标测系统8的示意图,该示例性电解剖标测系统8用于通过导航心脏导管并测量在患者11的心脏10中发生的电活动并三维地标测电活动和/或与如此测量的电活动有关或代表电活动的信息来进行心脏电生理研究。系统8例如可用于使用一个或多个电极创建患者心脏10的解剖模型。系统8还可以用于测量沿着心脏表面的多个点处的电生理数据,并将所测量的数据与测量电生理数据的每个测量点的位置信息相关联地存储,例如以创建患者心脏10的诊断数据标测图。
如本领域的普通技术人员将认识到的,并且如将在下面进一步描述的,系统8确定通常在三维空间内的对象的位置,并且在一些方面,确定对象的定向,并将这些位置表达为相对于至少一个参考确定的定位信息。
为了简化说明,将患者11示意性地描绘为椭圆形。在图1所示的实施例中,示出了施加到患者11的表面的三组表面电极(例如,贴片电极),其限定了三个大致正交的轴,在此称为x轴、y轴、和z轴。在其它实施例中,电极可以以其它布置定位,例如在特定身体表面上的多个电极。作为另一替代方案,电极不必在身体表面上,而是可以定位在身体内部。
在图1中,x轴表面电极12、14沿第一轴施加到患者,诸如施加到患者胸部区域的侧面上(例如,施加到每只手臂下方的患者皮肤),并且可以称为左电极和右电极。y轴电极18、19沿着大致正交于x轴的第二轴(诸如沿着患者的大腿内侧和颈部区域)施加到患者,并且可以称为左腿电极和颈部电极。z轴电极16、22沿着大致上正交于x轴和y轴两者的第三轴(诸如沿着在胸部区域中的患者的胸骨和脊柱)施加,并且可以称为胸部电极和背部电极。心脏10位于这些表面电极对12/14、18/19和16/22之间。
附加的表面参考电极(例如,“腹部贴片”)21为系统8提供参考和/或接地电极。腹部贴片电极21可以是固定的心脏内电极31的替代物,如在下面进一步详细描述的。还应当理解,此外,患者11可以具有位于合适位置的大部分或全部传统心电图(“ECG”或“EKG”)系统导联线。在某些实施例中,例如,可以使用一组标准的12条ECG导联线来感测患者心脏10上的心电图。该ECG信息可用于系统8(例如,可以将其作为输入提供给计算机系统20)。就ECG导联线被很好地理解而言,并且为了使附图更加清楚,在图1中仅示出了单个导联线6及其与计算机20的连接。
还示出了具有至少一个电极17的代表性导管13。在整个说明书中,该代表性导管电极17被称为“巡回电极”、“移动电极”或“测量电极”。通常,将使用导管13上或多个这种导管上的多个电极17。例如,在一个实施例中,系统8可以包括设置在患者的心脏和/或脉管系统内的十二个导管上的六十四个电极。在其他实施例中,系统8可以利用包括多个(例如,八个)花键的单个导管,每个花键又包括多个(例如,八个)电极。
然而,前述实施例仅是示例性的,并且可以使用任何数量的电极和/或导管。例如,在一些实施例中,可以使用高密度标测导管,例如雅培实验室的EnsiteTM ArrayTM非接触标测导管或AdvisorTM HD栅格标测导管。
同样,应该理解的是,导管13(或多个这样的导管)通常经由一个或多个引入器并使用熟悉的程序被引入患者的心脏和/或脉管系统中。为了本公开的目的,在图2中示出了示例性导管13的一部分。在图2中,导管13通过经中隔鞘35延伸到患者心脏10的左心室50中。至左心室的经中隔方法的使用是众所周知的,并且对于本领域普通技术人员来说将是熟悉的,并且在这里不需要进一步描述。当然,导管13也可以任何其他合适的方式被引入心脏中。
在所示的实施例中,导管13包括在其远侧尖端上的电极17,以及沿其长度间隔开的多个附加测量电极52、54、56。通常,相邻电极之间的间隔将是已知的,尽管应当理解,电极可以沿着导管13不均匀地间隔开或者彼此大小不相等。由于这些电极17、52、54、56中的每一个位于患者体内,因此系统8可以同时为每个电极收集位置数据。
类似地,电极17、52、54和56中的每一个可用于收集来自心脏表面的电生理数据(例如,表面电描记图)。普通技术人员将熟悉用于电生理数据点的采集和处理的多种方式(包括例如接触和非接触电生理标测二者),使得对于理解本文公开的技术而言,其进一步的讨论是不必要的。同样地,可以使用本领域中熟悉的各种技术来从多个电生理数据点生成心脏几何形状和/或心脏电活动的图形表示。此外,就普通技术人员将理解如何从电生理数据点创建电生理标测图而言,本文的方面仅在理解本公开所必需的程度上进行描述。
现在返回图1,在一些实施例中,在第二导管29上示出可选的固定参考电极31(例如,附接到心脏10的壁)。出于校准的目的,该电极31可以是固定的(例如,附接到心脏壁或附近)或与巡回电极(例如电极17)以固定的空间关系设置,并且因此可以称为“导航参考”或“局部参考”。除了上述表面参考电极21以外或作为替代,还可以使用固定参考电极31。在许多情况下,心脏10中的冠状窦电极或其它固定电极可以用作测量电压和位移的参考;也就是说,如下所述,固定参考电极31可以定义坐标系的原点。
每个表面电极耦合到多路复用开关24,并且通过在计算机20上运行的软件选择成对的表面电极,该计算机20将表面电极耦合到信号发生器25。可替代地,可以省去开关24,并且可以提供信号发生器25的多个(例如,三个)实例,每个测量轴(也就是说,每个表面电极对)一个实例。
计算机20可以包括例如传统的通用计算机、专用计算机、分布式计算机或任何其它类型的计算机。计算机20可以包括一个或多个处理器28,诸如单个中央处理单元(“CPU”)或通常称为并行处理环境的多个处理单元,其可以执行指令以实践本文所述的多个方面。
通常,由一系列被驱动和感测的电偶极子(例如,表面电极对12/14、18/19和16/22)生成三个名义上正交的电场,以便在生物导体中实现导管导航。可替代地,这些正交场可以被分解并且任何成对的表面电极可以被驱动为偶极子以提供有效的电极三角测量。同样地,电极12、14、18、19、16和22(或任何数量的电极)可以以任何其它有效的布置定位,用于将电流驱动到心脏中的电极或感测来自心脏中的电极的电流。例如,可以将多个电极放置在患者11的背部、侧面和/或腹部上。此外,这种非正交方法增加了系统的灵活性。对于任何期望的轴,可以将由一组预定的驱动(源-汇)配置产生的跨巡回电极测量的电势进行代数组合,以产生与如通过沿正交轴简单地驱动均匀电流所获得的有效电势相同的有效电势。
因此,可以选择表面电极12、14、16、18、19、22中的任何两个表面电极作为相对于接地参考(诸如腹部贴片21)的偶极子源极和漏极,而未激励的电极测量相对于接地参考的电压。放置在心脏10中的巡回电极17暴露于来自电流脉冲的场,并相对于接地(诸如腹部贴片21)进行测量。实际上,心脏10内的导管可包含比所示的十六个电极更多或更少的电极,并且可以测量每个电极电势。如前所述,可以将至少一个电极固定到心脏的内表面以形成固定参考电极31,该固定参考电极31也相对于接地(诸如腹部贴片21)被测量,并且该固定参考电极31可以被定义为系统8相对于其测量位置的坐标系的原点。来自表面电极、内部电极和虚拟电极中的每一个电极的数据集都可以用于确定心脏10内的巡回电极17的位置。
系统8可以使用所测量的电压来确定心脏内侧的电极(诸如巡回电极17)相对于参考位置(诸如参考电极31)在三维空间中的位置。也就是说,在参考电极31处测量的电压可用于定义坐标系的原点,而在巡回电极17处测量的电压可用于表达巡回电极17相对于原点的位置。在一些实施例中,坐标系是三维(x,y,z)笛卡尔坐标系,但是可以考虑其它坐标系,诸如极坐标系、球坐标系和圆柱坐标系。
从前面的讨论中应该清楚,当表面电极对在心脏上施加电场时,测量用于确定电极在心脏内的位置的数据。电极数据还可以用于创建呼吸补偿值,该呼吸补偿值用于改善电极位置的原始位置数据,如例如在美国专利No.7,263,397中所述,该专利通过引用整体包含于此。电极数据还可以用于补偿患者身体阻抗的变化,如例如在美国专利No.7,885,707中所述,该专利也通过引用整体包含于此。
因此,在一个代表性实施例中,系统8首先选择一组表面电极,并且然后用电流脉冲驱动它们。在传递电流脉冲的同时,测量并存储电活动,诸如用剩余的表面电极和体内电极中的至少一个测量的电压。如上所述,可以执行对诸如呼吸和/或阻抗偏移的伪影的补偿。
在一些实施例中,系统8是雅培实验室的EnSiteTMVelocityTM或EnSitePrecisionTM心脏标测和可视化系统。然而,可以结合本教导使用其它定位系统,包括例如波士顿科学公司(Boston Scientific Corporation)的RHYTHMIA HDXTM标测系统、生物传感韦伯斯特公司(Biosense Webster,Inc.)的CARTO导航和定位系统、北方数字公司(NorthernDigital Inc.)的系统、Sterotaxis的/>电磁导航系统以及来自雅培实验室的MediGuideTM技术。
在以下专利(所有这些专利均通过引用整体包含于此)中描述的定位和标测系统也可以用于本发明:美国专利No.6,990,370;6,978,168;6,947,785;6,939,309;6,728,562;6,640,119;5,983,126;以及5,697,377。
本公开的各方面涉及标测心肌纤维定向,并且更特别地涉及使用传导速度信息(例如,心脏区域的传导速度标测图)标测心肌纤维定向。因此,系统8还可以包括肌纤维定向模块58。肌纤维定向模块58尤其可以用于根据传导速度信息来确定心肌纤维的定向,如下面详细讨论的。
将参考如图3所示的代表性步骤的流程图300来说明根据本教导的确定心肌纤维定向和生成心肌纤维定向标测图的一种示例性方法。在一些实施例中,例如,流程图300可以表示可以通过图1的电解剖标测系统8(例如,通过处理器28和/或肌纤维定向模块58)来执行的若干示例性步骤。应当理解,以下描述的代表性步骤可以是硬件或软件实现的。为了说明起见,术语“信号处理器”在本文中用于描述本文的教导的基于硬件和软件的实现方式。
在框302中,系统8接收心脏区域的传导速度标测图。本领域普通技术人员将熟悉传导速度标测图的创建。然而,仅作为示例,如同在本文中完全阐述的那样通过引用包含于此的美国申请No.62/478,377描述了用于标测局部传导速度(包括确定心脏激活波前的方向)的各种示例性系统和方法。
在框304中,系统8识别心脏区域内的最大局部传导速度(CVmax)和心脏区域内的最小局部传导速度(CVmin)。可选地,系统8还可以计算最小-最大传导速度比CVmin/CVmax。
在框306中,系统8确定在心脏区域内某个点处的心肌纤维的定向。本教导利用沿心肌纵轴的传导速度最高而垂直于心肌纵轴的传导速度最低。因此,系统8可以利用以下值之间的关系来确定在心脏区域内的给定点处的心肌纤维的定向:在心脏区域内的该点处的局部传导速度(CVloc);CVmax;和CVmin。
在本公开的一个方面中,可以使用局部传导速度比CVloc/CVmax确定在该点处的心肌纤维的定向。具体而言,局部传导速度比越接近1,则心肌纤维定向越接近平行于传导速度矢量的方向。如果局部传导速度比等于1,则心肌纤维被定向为平行于传导速度矢量的方向。
相反,局部传导速度越接近最小-最大传导速度比,则心肌纤维定向越接近垂直于传导速度矢量的方向。如果局部传导速度比等于最小-最大传导速度比,则心肌纤维被定向为垂直于传导速度矢量的方向。
当局部传导速度比在1与最小-最大传导速度比之间时,心肌纤维的定向将同样在平行于传导速度矢量的方向和垂直于传导速度矢量的方向之间。例如,可以使用诸如线性插值的插值来确定特定的定向(例如,如果局部传导速度比在1与最小-最大传导速度比之间大约一半,则心肌纤维的定向与传导速度矢量的方向成大约45度,依此类推)。
在本公开的另一方面中,可以通过将CVloc的值与CVmax和CVmin两者进行比较来确定该点处的心肌纤维的定向。具体地,CVloc越接近CVmax,则心肌纤维定向越接近平行于传导速度矢量的方向。如果CVloc等于CVmax,则心肌纤维被定向为平行于传导速度矢量的方向。
相反,CVloc越接近CVmin,则心肌纤维定向越接近垂直于传导速度矢量的方向。如果CVloc等于CVmin,则心肌纤维被定向为垂直于传导速度矢量的方向。
当CVmin<CVloc<CVmax时,心肌纤维的定向将同样在平行于传导速度矢量的方向和垂直于传导速度矢量的方向之间。例如,可以使用插值来确定特定的定向(例如,如果CVloc在CVmin和CVmax之间大约一半,则心肌纤维的定向与传导速度矢量的方向成大约45度,依此类推)。
决策框308考虑是否存在确定心肌纤维定向的另外的位置。如果是,则重复框306。如果否,则在框310中输出心肌纤维定向标测图。
在框312中,可以在心脏区域的三维几何模型上(例如在显示器23上)输出心肌纤维定向标测图的图形表示。可选地,也可以在相同的三维模型上输出传导速度标测图的图形表示,从而允许执业医生同时可视化心肌纤维定向和心脏激活波前。
图4A和4B是根据前述教导的心肌纤维定向标测图的说明性图形表示。图4A和4B示出了在三维心脏模型404上绘制的条纹402形式的心肌纤维定向的通用图形表示。图4A和4B还示出了用于确定心肌纤维定向标测图的传导速度标测图的图形表示。图4A描绘了等时线406,而图4B描绘了传导速度矢量408。图4A和4B还描绘了以10mm间隔的卷尺标记410,其允许执业医生在心肌纤维定向标测图上测量距离。
如图4B所示,在传导速度矢量408较长的情况下,代表较高的局部传导速度,它们通常更接近平行于心肌纤维定向条纹402。相反,在传导速度矢量408较短的情况下,代表在较低局部传导速度,它们通常更接近垂直于心肌纤维定向条纹402。
尽管以上已经以一定程度的特殊性描述了几个实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下对所公开的实施例进行多种改变。
例如,本文的教导可以实时地(例如,在电生理研究期间)或在后处理期间(例如,对于在较早时间执行的电生理研究期间收集的电生理数据点)应用。
所有方向参考(例如,上、下、向上、向下、左、右、向左、向右、顶部、底部、上方、下方、垂直、水平、顺时针和逆时针)仅用于标识目的,以帮助读者对本发明的理解,而不是对本发明的位置、定向或用途产生限制。结合参考(例如,附接、耦合、连接等)应被广义地解释,并且可以包括元件的连接之间的中间构件和元件之间的相对移动。这样,结合参考不必推断两个元件是直接连接的并且彼此之间具有固定关系。
意图是,以上描述中包含的或附图中示出的所有内容应被解释为仅是示例性的,而非限制性的。在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神的情况下,可以进行细节或结构上的改变。
Claims (11)
1.一种标测心肌纤维定向的方法,包括:
在电解剖标测系统处接收心脏区域的传导速度标测图;
使用所述传导速度标测图识别所述心脏区域内的最大局部传导速度和所述心脏区域内的最小局部传导速度;
计算所述心脏区域内的最小局部传导速度与所述心脏区域内的最大局部传导速度的最小-最大传导速度比;以及
对于所述心脏区域内的多个位置:
使用所述传导速度标测图识别所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度;
计算所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度与所述心脏区域内的最大局部传导速度的局部传导速度比;以及
使用所述局部传导速度比来确定所述心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向,从而生成心肌纤维定向标测图;
其中,使用所述局部传导速度比来确定所述心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向包括:根据所述局部传导速度比、所述最小-最大传导速度比和1之间的关系将心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置;
当所述局部传导速度比等于1时,将平行于所述心脏区域内的相应位置处的所述传导速度矢量的方向的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置;
当所述局部传导速度比等于所述最小-最大传导速度比时,将垂直于所述心脏区域内的相应位置处的所述传导速度矢量的方向的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置;以及
当所述局部传导速度比在1与所述最小-最大传导速度比之间时,将在平行于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向和垂直于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向之间的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,根据所述局部传导速度比、所述最小-最大传导速度比和1之间的关系将心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置包括:根据所述局部传导速度比、所述最小-最大传导速度比和1之间的关系对所述心脏区域内的相应位置处的所述心肌纤维定向进行插值。
3.根据权利要求1所述的方法,还包括在所述心脏区域的三维几何模型上输出所述心肌纤维定向标测图的图形表示。
4.根据权利要求3所述的方法,还包括在所述心脏区域的三维几何模型上输出所述传导速度标测图的图形表示。
5.一种根据心脏区域的传导速度信息标测所述心脏区域的心肌纤维定向的方法,所述方法包括:
对于所述心脏区域内的多个位置,基于所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度、所述心脏区域内的最大局部传导速度以及所述心脏区域内的最小局部传导速度之间的关系来确定所述心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向,从而生成心肌纤维定向标测图;
其中,确定所述心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向包括:当所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度等于所述心脏区域内的最大局部传导速度时,将平行于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置;当所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度等于所述心脏区域内的最小局部传导速度时,将垂直于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置;以及当所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度在所述心脏区域内的最小局部传导速度与所述心脏区域内的最大局部传导速度之间时,将在平行于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向与垂直于所述相应位置处的传导速度矢量的方向之间的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置;或者
确定所述心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向包括:基于所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度与所述心脏区域内的最大局部传导速度之比、所述心脏区域内的最小局部传导速度与所述心脏区域内的最大局部传导速度之比和1之间的关系来确定所述心肌纤维定向;根据局部传导速度比、最小-最大传导速度比和1之间的关系将心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置;当所述局部传导速度比等于1时,将平行于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置;当所述局部传导速度比等于所述最小-最大传导速度比时,将垂直于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置;以及当所述局部传导速度比在1与所述最小-最大传导速度比之间时,将在平行于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向和垂直于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向之间的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置。
6.根据权利要求5所述的方法,还包括在所述心脏区域的三维几何模型上输出所述心肌纤维定向标测图的图形表示。
7.根据权利要求6所述的方法,还包括在所述心脏区域的三维模型上输出所述传导速度信息的图形表示。
8.根据权利要求5所述的方法,其中,经由线性插值来确定分配给所述心脏区域内的相应位置的所述心肌纤维定向。
9.一种用于标测心肌纤维定向的系统,包括:
肌纤维定向模块,被配置为:
接收心脏区域的传导速度标测图;
使用所述传导速度标测图识别所述心脏区域内的最大局部传导速度和所述心脏区域内的最小局部传导速度;以及
对于所述心脏区域内的多个位置:
使用所述传导速度标测图识别所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度;以及
基于所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度、所述心脏区域内的最大局部传导速度以及所述心脏区域内的最小局部传导速度之间的关系来确定所述心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向,从而生成心肌纤维定向标测图;
其中,确定所述心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向包括:当所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度等于所述心脏区域内的最大局部传导速度时,将平行于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置;当所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度等于所述心脏区域内的最小局部传导速度时,将垂直于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置;以及当所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度在所述心脏区域内的最小局部传导速度与所述心脏区域内的最大局部传导速度之间时,将在平行于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向与垂直于所述相应位置处的传导速度矢量的方向之间的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置;或者
确定所述心脏区域内的相应位置处的心肌纤维定向包括:基于所述心脏区域内的相应位置处的局部传导速度与所述心脏区域内的最大局部传导速度之比、所述心脏区域内的最小局部传导速度与所述心脏区域内的最大局部传导速度之比和1之间的关系来确定所述心肌纤维定向;根据局部传导速度比、最小-最大传导速度比和1之间的关系将心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置;当所述局部传导速度比等于1时,将平行于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置;当所述局部传导速度比等于所述最小-最大传导速度比时,将垂直于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置;以及当所述局部传导速度比在1与所述最小-最大传导速度比之间时,将在平行于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向和垂直于所述心脏区域内的相应位置处的传导速度矢量的方向之间的心肌纤维定向分配给所述心脏区域内的相应位置。
10.根据权利要求9所述的系统,还包括标测处理器,其被配置为在所述心脏区域的三维几何模型上输出所述心肌纤维定向标测图的图形表示。
11.根据权利要求10所述的系统,其中,所述标测处理器还被配置为在所述心脏区域的三维模型上输出所述传导速度信息的图形表示。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6301496B1 (en) * | 1998-07-24 | 2001-10-09 | Biosense, Inc. | Vector mapping of three-dimensionally reconstructed intrabody organs and method of display |
CN101506841A (zh) * | 2006-06-26 | 2009-08-12 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 感兴趣心肌区域的半自动界定 |
CN103565432A (zh) * | 2012-07-23 | 2014-02-12 | 韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司 | 用于多刺状物探针的图形界面 |
KR20150017646A (ko) * | 2013-08-06 | 2015-02-17 | 삼성전자주식회사 | 심장 운동 모델링에 기반하여 심장 질환을 진단하는 방법 및 장치 |
CN105960200A (zh) * | 2014-02-25 | 2016-09-21 | 圣犹达医疗用品心脏病学部门有限公司 | 用于使用电生理性质来对心律失常源进行分类的系统和方法 |
CN107072574A (zh) * | 2014-10-15 | 2017-08-18 | 圣犹达医疗用品心脏病学部门有限公司 | 用于标测局部传导速度的方法和系统 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0663025A (ja) * | 1992-08-21 | 1994-03-08 | Nippon Koden Corp | 心臓電気現象のシミュレータ |
ATE160273T1 (de) | 1992-09-23 | 1997-12-15 | Endocardial Solutions Inc | Endokard-mapping system |
US5662108A (en) | 1992-09-23 | 1997-09-02 | Endocardial Solutions, Inc. | Electrophysiology mapping system |
US6939309B1 (en) | 1993-09-23 | 2005-09-06 | Endocardial Solutions, Inc. | Electrophysiology mapping system |
US5697377A (en) | 1995-11-22 | 1997-12-16 | Medtronic, Inc. | Catheter mapping system and method |
US7263397B2 (en) | 1998-06-30 | 2007-08-28 | St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. | Method and apparatus for catheter navigation and location and mapping in the heart |
JP3836487B2 (ja) * | 2005-01-26 | 2006-10-25 | 独立行政法人科学技術振興機構 | モデリング装置、プログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体、並びに対応付け方法及びモデリング方法 |
US7885707B2 (en) | 2005-09-15 | 2011-02-08 | St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. | Method of scaling navigation signals to account for impedance drift in tissue |
US8195292B2 (en) * | 2007-02-16 | 2012-06-05 | Pacestter, Inc. | Cardiac resynchronization therapy optimization using parameter estimation from realtime electrode motion tracking |
US10827983B2 (en) * | 2012-10-30 | 2020-11-10 | The Johns Hopkins University | System and method for personalized cardiac arrhythmia risk assessment by simulating arrhythmia inducibility |
US20150228254A1 (en) | 2014-02-07 | 2015-08-13 | St. Jude Medical, Cardiology Division, Inc. | Systems and Methods for Generating, Storing, and Displaying Anatomical Maps |
US10485510B2 (en) * | 2015-01-29 | 2019-11-26 | Siemens Healthcare Gmbh | Planning and guidance of electrophysiology therapies |
US20170027465A1 (en) * | 2015-07-31 | 2017-02-02 | University Of Utah Research Foundation | Systems and methods for characterizing the conductive properties of the heart |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6301496B1 (en) * | 1998-07-24 | 2001-10-09 | Biosense, Inc. | Vector mapping of three-dimensionally reconstructed intrabody organs and method of display |
CN101506841A (zh) * | 2006-06-26 | 2009-08-12 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 感兴趣心肌区域的半自动界定 |
CN103565432A (zh) * | 2012-07-23 | 2014-02-12 | 韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司 | 用于多刺状物探针的图形界面 |
KR20150017646A (ko) * | 2013-08-06 | 2015-02-17 | 삼성전자주식회사 | 심장 운동 모델링에 기반하여 심장 질환을 진단하는 방법 및 장치 |
CN105960200A (zh) * | 2014-02-25 | 2016-09-21 | 圣犹达医疗用品心脏病学部门有限公司 | 用于使用电生理性质来对心律失常源进行分类的系统和方法 |
CN107072574A (zh) * | 2014-10-15 | 2017-08-18 | 圣犹达医疗用品心脏病学部门有限公司 | 用于标测局部传导速度的方法和系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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