CN112932456A - 用于医学成像系统的图形用户界面 - Google Patents

Abstract

本发明在从心脏导管获取电生理数据时呈现一系列视觉显示。所述显示包括心脏和其中的心脏导管的远侧部分的相应当前图像并且还包括表示心脏导管的远侧部分的导管图标，所述导管图标与所述显示中的心脏的图像分开。所述导管图标具有表示所述心脏导管的功能元件的标记。

Description

用于医学成像系统的图形用户界面

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时申请61/867664的权益，该临时申请以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及医学成像系统。更具体地，本发明涉及心脏导管插入术的改进。

背景技术

当心脏组织区向相邻组织异常地传导电信号时，发生心律失常诸如心房纤颤，从而破坏正常的心动周期并造成心律不同步。

用于治疗心律失常的手术包括通过定位并手术破坏造成心律失常的信号源，以及破坏用于此类信号的传导通路。通过经由导管施加能量来选择性地消融心脏组织，有时可以中断或修改不需要的电信号从心脏一部分到另一部分的传播。消融方法通过形成非传导的消融灶来破坏不需要的电通路。

发明内容

通常通过推进多电极导管以同时测量心脏腔室内的多个点处的电活动来测量心脏内的电活动。与用于监测心脏导管插入术的现代成像系统集成在一起的图形用户界面将得自多个电极的丰富的动态变化信息呈现给操作者，并且有利于操作者对信息进行有效的处理。

根据本发明的实施例，提供了一种用于引导医学规程的方法，所述方法通过将心脏导管插入活体受检者的心脏内并且然后从心脏导管获得与心脏相关的电生理数据来执行。当获得电生理数据时，所述方法还通过呈现一系列视觉显示来进一步执行，所述显示包括心脏和其中心脏导管的远侧部分的相应当前图像并且还包括表示心脏导管的远侧部分的导管图标，所述导管图标与显示中的心脏的图像分开。导管图标具有表示心脏导管的功能元件的标记。

根据所述方法的一个方面，导管图标具有匹配心脏内的心脏导管的远侧部分的当前取向的取向。

根据所述方法的另一方面，呈现一系列视觉显示包括相对于心脏的图像来放大导管图标。

根据所述方法的另一方面，呈现一系列视觉显示包括对导管图标的标记施加相应视觉提示，其中视觉提示对心脏导管的相应功能元件的状态进行编码。

根据所述方法的另一方面，视觉提示包括与功能元件中的一个相关联的颜色和图案中的至少一者。

根据所述方法的另一方面，视觉提示包括与功能元件中的一个相关联的数字描述符。

根据所述方法的另一方面，视觉提示包括与功能元件中的一个相关联的形状。

根据所述方法的另一方面，视觉提示包括功能元件中的一个的去强调。

根据所述方法的另一方面，心脏的图像为功能电解剖图像。

根据本发明的实施例，还提供了一种数据处理系统，所述数据处理系统包括处理器、视觉显示屏、以及可访问其中存储有程序和数据对象的处理器的存储器，所述程序包括被构造成将图形信息呈现在视觉显示屏上的图形用户界面生成器，其中所述程序的执行导致所述处理器呈现一系列视觉显示，所述显示包括心脏导管的远侧部分和心脏的相应当前图像并且还包括表示心脏导管的远侧部分的导管图标，所述导管图标与心脏的图像分开，所述导管图标具有表示心脏导管的功能元件的标记。

附图说明

为更好地理解本发明，本发明的详细描述以举例的方式做出参考，所述详细描述要结合以下附图来阅读，附图中类似的元件用类似的附图标号来表示，并且其中：

图1为用于根据本发明的实施例的用于执行医学规程的系统的立体说明图；

图2为根据本发明的实施例的屏幕显示；

图3为根据本发明的实施例的屏幕显示；

图4为根据本发明的另选实施例的屏幕显示；

图5为根据本发明的另选实施例的屏幕显示；

图6为根据本发明的另选实施例的屏幕显示；

图7为根据本发明的另选实施例的屏幕显示；

图8为根据本发明的另选实施例的屏幕显示；和

图9为根据本发明的实施例的在心脏导管插入术期间产生的示例性屏幕显示。

具体实施方式

为了能够全面理解本发明的各种原理，在以下说明中陈述了许多具体细节。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，并非所有这些细节为实施本发明所必需的。在这种情况下，为了不使一般概念不必要地模糊，未详细示出熟知的电路、控制逻辑以及用于常规算法和进程的计算机程序指令细节。

本发明的多个方面可在软件编程代码中体现，所述软件编程代码通常被保持在永久性存储器(诸如，计算机可读介质)中。在客户端/服务器环境中，此类软件编程代码可存储在客户端或服务器上。软件编程代码可在与数据处理系统一起使用的多种已知非暂态介质诸如USB存储器、硬盘驱动器、电子介质或CD-ROM中的任一者上体现。所述代码可分布于此类介质上，或者可经某种类型的网络从一个计算机系统的存储器或存储装置向其他计算机系统上的存储装置分发给使用者，以便供此类其他系统的使用者使用。

尽管本发明所公开的实施例具体地涉及心内导管和消融手术，但本发明的原理在加以必要的变更的情况下可相似地施用于基本上任何类型的侵入式热治疗中的其他类型的探针。

综述

现在转到附图，首先参见图1，其为用于在活体受检者的心脏12上执行诊断和治疗手术的系统10的立体说明图，该系统根据本发明所公开的实施例来构造和操作。该系统包括导管14，由操作者16将该导管14经由皮肤穿过患者的血管系统插入心脏12的腔室或血管结构中。操作者16(通常为医师)将导管的远侧末端18在消融目标位点处与心脏壁接触。然后可根据美国专利6,226,542和6,301,496以及共同转让的美国专利6,892,091中所公开的方法来制备功能电解剖标测图(例如，电激活图)，这些公开内容均以引用方式并入本文中。一种体现系统10的元件的商品可以商品名

3系统，购自Biosense Webster,Inc.(3333Diamond Canyon Road,Diamond Bar,CA 91765)。该系统可由本领域的技术人员进行修改以体现本文所述的原理。

可以通过施加热能对(例如通过电激活图评价)确定为异常的区域进行消融，例如通过将射频电流通过导管中的线传导至远侧末端18处的一个或多个电极，这些电极将射频能量施加至心肌导管。能量被吸收在组织中，将组织加热到一定温度(通常约50℃)，在该温度下组织会永久性地失去其电兴奋性。当手术成功后，在心脏组织中产生非传导性的消融灶，这些消融灶可破坏导致心律失常的异常电通路。本发明的原理可应用于不同的心脏腔室以治疗多种不同的心律失常。

导管14通常包括柄部20，在柄部上具有合适的控制器以使操作者16能够按消融所需对导管的远端进行操纵、定位和定向。为了辅助操作者16，导管14的远侧部分包含位置传感器(未示出)，所述位置传感器向位于控制台24中的定位处理器22提供信号。

可使消融能量和电信号经由缆线34穿过位于远侧末端18处或远侧末端18附近的一个或多个电极32，在心脏12和控制台24之间来回传送。可通过缆线34和电极32将起搏信号和其他控制信号从控制台24传送至心脏12。也连接到控制台24的一个或多个感测电极33设置在消融电极32附近，并且具有与缆线34的连接部。

线连接部35将控制台24与体表电极30和定位子系统的其他部件连接在一起。电极32和体表电极30可用于在消融位点处测量组织阻抗，如授予Govari等人的美国专利7,536,218中所教导的那样，该专利以引用方式并入本文。温度传感器诸如电热偶31，可安装在消融电极32上或消融电极32附近，并且任选地或感测电极33附近。将电热偶31连接至电极电路，如下文更详细的描述。

控制台24通常包含一个或多个消融功率发生器25。导管14可适于利用任何已知的消融技术例如射频能量、超声能量和激光产生的光能，将消融能量传导到心脏。共同转让的美国专利6,814,733、6,997,924和7,156,816中公开了此类方法，这些专利以引用方式并入本文。

定位处理器22为系统10中定位子系统的元件，其测量导管14的位置和取向坐标。

在一个实施例中，定位子系统包括磁定位跟踪构造，该磁定位跟踪构造利用生成磁场的线圈28，通过以预定的工作空间生成磁场并感测导管处的这些磁场来确定导管14的位置和取向。定位子系统可采用阻抗测量，如以引用方式并入本文的美国专利7,756,576以及上述美国专利7,536,218中所教导的那样。

如上所述，导管14联接到控制台24，该控制台使得操作者16能够观察并调控导管14的功能。控制台24包括处理器，优选地具有适当信号处理电路的计算机。处理器被联接以执行图形用户界面程序，该图形用户界面程序可操作以通过驱动监视器29来产生下文描述的视觉显示。信号处理电路通常接收、放大、过滤并数字化来自导管14的信号，这些信号包括上述传感器和位于导管14内远侧的多个位置感测电极(未示出)所产生的信号。控制台24和定位系统接收并使用数字化信号，以计算导管14的位置和取向并用来分析来自电极的电信号。

通常，系统10包括其他元件，但为了简洁起见未在图中示出这些元件。例如，系统10可包括心电图(ECG)监视器，其被联接以接收来自一个或多个体表电极的信号，以向控制台24提供ECG同步信号。如上所述，系统10通常还包括基准位置传感器，其或者位于附接到受试者身体外部的外部施加基准贴片上，或者位于插入心脏12内并相对于心脏12保持在固定位置的内置导管上。设置了用于使液体循环穿过导管14以冷却消融位点的常规泵和管路。

为了例如根据已知的手术(其中组织温度为重要变量)来精确地消融组织，希望在实际操作中理解消融导管的行为并对其建模。

利用用于监测心脏导管插入术的现代成像系统，将越来越丰富的动态变化信息呈现给操作者，到了使操作者对信息进行有效的处理受损的程度。现代导航和消融导管通常具有多个传感器、感测电极、和消融电极，这些元件可在多个组合中为有效的。这些元件中的每一个均具有其自身的时变状态，这些时变状态对于操作者而言是至关重要的，以便同时评估与心脏功能有关的大量电解剖信息。图9的例子中的图形图像示出了操作者在使用已知的成像系统时面临的困难的实质。导管的图标表示嵌入在心脏的电解剖或功能标测图内。导管具有多个元件，例如，传感器和电极。一些元件为编号的，并且其他元件利用视觉提示诸如施加在元件上的圆和几何图案)进行强调。视觉提示对特定元件的当前状态进行编码并且对于操作者而言为有意义的。然而，提示局部地被功能标测图所模糊，并且有时对于操作者而言为难以鉴别的。

用户界面

现在参见图2，其为根据本发明的实施例的屏幕显示37。在导管插入术期间，此屏幕显示和以下屏幕显示均可显现在监视器29上。心脏39以虚线示出轮廓。在心脏39内以特定位置和取向示出了导管41的远侧部分的表示。单独的图标43显现在屏幕的左上部，并且包含导管41的远侧部分的放大导管图像45。在图2中，导管图像45匹配导管41的取向和透视图。然而，这不是必需的。操作者可选择无约束操作模式，在这种情况下，可将导管图像45沿任何轴线旋转成与导管41的取向无关的操作者选择的取向。

由于导管41和图标43与心脏39的图像分开，因此图标43未被心脏模糊。形成对照的是，难以鉴别出屏幕显示37的中央部分中的心脏39的叠加图像内的导管41的细节。如上所述，对于与导管41的功能元件的状态有关的可需要用来表示心脏39内的解剖结构和电活动事件的信息而言，尤其如此。此类信息尽管为了显示清楚起见未示于附图中，但实际上可为大量的和详细的，例如，伪彩色、数据点、数值信息。心脏39的显示尽管为期望的并且实际上必要的，然而可模糊导管41，所述导管41的详细状态信息需要呈现给操作者。可参考三维坐标系统47来匹配导管41和图标43的取向。

左上的图标43的位置为示例性的。实际位置和比例因子可由操作者来配置或控制，使得图标43被便利地设置，而不妨碍心脏的表示。图2中由阴影区49指示的任选的视觉强调可提供用于图标43以辅助操作者。

在图标43内生成导管图像45可通过以下方式实现：首先在主窗口(在心脏39的三维视图内)中绘制导管，然后再次绘制导管以作为图标43内的导管图像45，同时保留其轴向旋转和纵向取向。按比例缩放导管图像45使得导管的边界框(导管41的边框的最大主对角线)贴合在图标视图内。

现在参见图3，其为根据本发明的实施例的屏幕显示51。屏幕显示51类似于屏幕显示37(图2)，不同的是导管41具有相对于坐标系统47而言的不同取向。新取向反映在图标55中的导管41的远侧部分的导管图像53的取向中。

第一另选实施例

现在参见图4，其为根据本发明的实施例的屏幕显示57。屏幕显示51类似于屏幕显示37(图2)，不同的是导管59为具有多个环形电极的套环或套索，如图标63中的导管图像61最佳所示。能有效使用的环形电极65、67(影线图案所示)在视觉上明显为为双极传感器。

现在参见图5，其为根据本发明的实施例的屏幕显示69。屏幕显示69类似于屏幕显示57(图4)，不同的是导管59具有含局部螺旋扭曲的不同取向。在图标73内的导管图像71中，一个环形电极75为当前有效的，并且易于通过此处由影线图案示出的视觉效果来与其他环形电极区分开。状态信息(328.3)为相对于另一个环形电极77显示的。应当理解，如果此类细节仅示于导管59上，则其将不易被操作者清晰地看到。

第二另选实施例

现在参见图6，其为根据本发明的另选实施例的屏幕显示79。此实施例类似于图5所示的实施例，不同的是现在在图标81中，导管图像83中的环形电极65、67通过视觉提示(圆)来进行视觉强调。作为另外一种选择，当提示的元件为传感器时，此类提示可指示正常或异常的功能状态；例如，不足或过量的压力或温度。当电极和传感器的状态在手术期间动态地变化时，重要的是应为操作者提示异常情况。

第三另选实施例

现在参见图7，其为根据本发明的另选实施例的屏幕显示85。此实施例类似于图4所示的实施例。图标87包括导管图像89，然而环形电极91、93、95、97、99现在与数字相关联。这种类型的数字标记可与屏幕显示之外的列表信息等有关。除此之外或者作为另外一种选择，此类数字可指示传感器的实际读数或穿过消融电极的电流。多种类型的可用传感器可结合在导管中，并且它们的状态呈现在导管图像89上。

第四另选实施例

现在参见图8，其为根据本发明的另选实施例的屏幕显示101。图标103包括导管图像105。此实施例类似于图7所示的实施例。环形电极91、93、95、97、99与图7中的数字标记相关联。环形电极107由图6中的视觉提示进行强调。此实施例示出了呈现图标103时的可能灵活性。本领域技术人员将能够想到多种其他视觉提示，例如，通过高亮显示、闪光来实现的导管元件的强调，以及通过变灰来实现的去强调。

实例

现在参见图9，其为根据本发明的实施例在心脏导管插入术期间通过上文引用的CARTO 3系统产生的示例性屏幕显示109。心脏的功能电解剖标测图以伪彩色显示，其中局部活化作用时间由图9中的不同影线图案和阴影图案来表示。屏幕显示109包括根据本发明的实施例的图标111和导管图像113。心脏117内的套索导管115被此前在标测期间通过导管115的环形电极获得的电解剖标测图细节和数据点云(圆点119)部分地模糊。导管115的取向及其环形电极的状态的指示可通过导管图像113中的取向和各种视觉提示来鉴别。

本领域的技术人员会认识到，本发明并不限于在上文中具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文所述各种特征的组合与子组合，以及这些特征的不在现有技术内的变型和修改，这些变型和修改是本领域技术人员在阅读上述说明后可想到的。

Claims (9)

1.一种数据处理系统，包括：

处理器；

视觉显示屏；和

存储器，所述存储器能够被所述处理器访问且在其中存储有程序和数据对象，所述程序包括被配置成将图形信息呈现在所述视觉显示屏上的图形用户界面生成器，其中所述程序的执行促使所述处理器执行以下步骤：

在通过心脏导管从心脏获得电生理数据时，在所述视觉显示屏上呈现一系列视觉显示，所述视觉显示包括所述心脏的相应当前图像和示出在所述心脏的所述当前图像内的所述心脏导管的远侧部分，并且还包括表示所述心脏导管的所述远侧部分的导管图标，所述导管图标与所述心脏的所述图像分开，所述导管图标具有表示所述心脏导管的功能元件的标记。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述导管图标具有匹配所述心脏导管的所述远侧部分在所述心脏中的当前取向的取向。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，呈现一系列视觉显示包括相对于所述心脏的所述图像来放大所述导管图标。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，呈现一系列视觉显示包括对所述导管图标的所述标记施加相应视觉提示，其中所述视觉提示对所述心脏导管的相应功能元件的状态进行编码。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述视觉提示包括与所述功能元件中的一个功能元件相关联的颜色和图案中的至少一者。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述视觉提示包括与所述功能元件中的一个功能元件相关联的数字描述符。

7.根据权利要求4所述的系统，其中，所述视觉提示包括与所述功能元件中的一个功能元件相关联的形状。

8.根据权利要求4所述的系统，其中，所述视觉提示包括所述功能元件中的一个功能元件的去强调。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述心脏的所述图像包括功能电解剖图像。

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