CN112971793A - 解决双电位问题 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“解决双电位问题”。本发明公开了一种用于电生理评估的方法,方法包括从心脏腔室中的消融组织的区域的位置采集电信号,以及从信号导出相应的注释,注释指示在心脏周期内传导波横穿位置的时间。方法包括识别在距区域第一距离处的第一位置,在第一位置处电信号包括双电位信号,双电位信号在心脏周期内的不同时间处具有第一注释和第二注释,以及在第一位置附近识别距区域第二距离处的第二位置,第二距离大于第一距离,在第二位置处电信号具有第三注释。方法还包括选择第一注释和第二注释中最接近第三注释的一个注释作为第一位置的有效注释,以及在心脏的电解剖标测图上显示有效注释。

Description

解决双电位问题
技术领域
本发明整体涉及侵入性医疗规程,并且具体地涉及分析心脏侵入性规程的结果。
背景技术
侵入性心脏规程通常包括采集心内(IC)心电图(ECG)信号,以及对这些信号进行分析。对IC ECG信号的分析在本领域中是众所周知的。
例如,授予Bar-Tal等人的美国专利10,314,542描述了一种使用分割来确定心脏消融的感兴趣区域的系统。该方法可以包括经由传感器检测心电图(ECG)信号,每个ECG信号经由该传感器中的一个传感器检测并且指示心脏的电活动。该系统还包括根据分割来确定心脏消融的感兴趣区域。
授予Rubenstein的美国专利申请2018/0235495描述了心脏标测导管和使用该导管的方法。导管可以检测与心律失常相关联的去极化波前的存在、方向和/或来源。
授予El Haddad的美国专利10,335,052描述了一种用于分析电生理数据的装置。该装置使用适于执行电生理数据的逐步分析的处理装置来生成指示肺静脉电位分量的存在的信号。
授予Ciaccio等人的美国专利6,236,883描述了一种方法,该方法包括使用特征检测和定位(FDL)算法从电描记图特征识别和定位折返电路的步骤。
授予Chauhan等人的美国专利申请2017/0079539描述了一种用于识别器官中的电生理活动的局灶性源位置的系统。该系统还可以用于引导器官的导管消融。
发明内容
本发明的一个示例性实施方案提供了一种用于电生理评估的方法,该方法包括:
从心脏腔室中的消融组织的区域附近的多个位置处的心肌组织采集电信号;
从电信号导出相应的注释,该注释指示在心脏的周期内心肌组织中的传导波横穿位置的时间;
识别在距消融组织的区域第一距离处的第一位置,在第一位置处电信号包括双电位信号,该双电位信号在心脏的周期内的不同相应时间处具有第一注释和第二注释;
在第一位置附近识别距消融组织的区域第二距离处的第二位置,该第二距离大于第一距离,在第二位置处电信号具有第三注释;
选择第一注释和第二注释中最接近第三注释的一个注释作为第一位置的有效注释;以及
在心脏的电解剖标测图上显示有效注释。
在一个本发明所公开的示例性实施方案中,第二位置处的电信号包括单电位信号或双电位信号。
在另一个本发明所公开的示例性实施方案中,腔室包括心脏的心房。
在另一个本发明所公开的示例性实施方案中,腔室包括心脏的心室。
在另一个本发明所公开的示例性实施方案中,消融组织的区域包括一个或多个分离的点。另选地或除此之外,消融组织的区域包括线段。
在一个另选的示例性实施方案中,在电解剖标测图上显示有效注释包括从有效注释导出第一位置的局部激活时间(LAT),以及将LAT结合到标测图中。
在另一个另选的示例性实施方案中,第一位置在距消融组织的区域的预设阈值距离内。预设阈值距离可以是10mm。
根据本发明的一个示例性实施方案,还提供了用于电生理评估的设备,该设备包括:
显示器,该显示器被配置为呈现心脏的电解剖标测图;
探头,该探头被配置为从心脏腔室中的消融组织的区域附近的多个位置处的心肌组织采集电信号;以及
处理器,该处理器被配置为:
从电信号导出相应的注释,该注释指示在心脏的周期内心肌组织中的传导波横穿位置的时间,
识别在距消融组织的区域第一距离处的第一位置,在第一位置处电信号包括双电位信号,该双电位信号在心脏的周期内的不同相应时间处具有第一注释和第二注释,
在第一位置附近识别距消融组织的区域第二距离处的第二位置,该第二距离大于第一距离,在第二位置处电信号具有第三注释,
选择第一注释和第二注释中最接近第三注释的一个注释作为第一位置的有效注释,以及
在心脏的电解剖标测图上显示有效注释。
附图说明
结合附图,通过以下对本发明的示例性实施方案的详细描述,将更全面地理解本发明,其中:
图1是根据本发明的一个示例性实施方案的双电位分析系统的示意图;
图2是根据本发明的一个示例性实施方案的在系统中使用的导管的远侧端部的示意图;
图3示出了根据本发明的一个示例性实施方案的心内心电图信号的示例;
图4A是根据本发明的一个示例性实施方案的心脏腔室组织的区段的电解剖标测图的示意图;
图4B是根据本发明的一个示例性实施方案的已执行消融之后的心脏腔室组织的区段的标测图的示意图;并且
图5是根据本发明的一个示例性实施方案的由系统的处理器执行的算法的步骤的流程图。
具体实施方式
概述
如果心脏组织的区段已经被消融(通常沿着消融线),则在消融附近的位置存在出现双电位的高概率,即,不是存在具有一个注释的信号,而是该信号具有两个注释。这两个注释中只有一个注释表示传导波横穿给定位置的时间,但系统处理器可能选择错误的一个注释。
在本发明的示例性实施方案中,系统处理器知道消融区域的位置。对于接近消融区域的点,以及在出现双电位的地方,处理器使用该认知来选择双电位注释中被假定为正确注释的那个注释。所选择的注释是在时间上更接近远离消融区域的相邻点的注释的那个注释。
因此,在本发明的一个示例性实施方案中,从心脏腔室中的消融组织的区域附近的多个位置处的心肌组织采集电信号。从电信号导出相应的注释,该注释指示在心脏的周期内心肌组织中的传导波横穿位置的时间。
识别在距消融组织的区域第一距离处的第一位置,该第一位置是电信号包括双电位信号的位置,该双电位信号在心脏的周期内的不同相应时间处具有第一注释和第二注释。
识别第二位置,该第二位置在第一位置附近,并且在距消融组织的区域第二距离处,该第二距离大于第一距离。第二位置具有电信号,该电信号具有第三注释。
选择第一注释和第二注释中最接近第三注释的一个注释作为第一位置的有效注释。然后将有效注释显示在心脏的电解剖标测图上。
系统描述
在以下的描述中,附图中的类似元件由类似数字来标识,并且类似元件根据需要通过在标识数字后附加字母来进行区分。
现在参见图1,该图是双电位分析系统20的示意图,并且参见图2,该图是根据本发明的一个实施方案的在系统中使用的导管的远侧端部的示意图。为简单和清楚起见,以下说明(除非另外说明)假定医疗规程由系统20的操作者22执行,在此假定为执业医生,其中操作者将导管24插入到患者28的左或右股静脉中。该规程被假定为包括患者的心脏34的腔室的研究,并且在该规程中,导管最初被插入到患者体内,直到导管的远侧端部32(本文也称为探头32)到达心脏腔室。该腔室通常包括心脏的心房或心室。
系统20可由系统处理器40控制,该系统处理器包括处理单元(PU)42,该处理单元与电磁跟踪模块36和/或电流跟踪模块37通信。PU 42还与消融模块39和ECG(心电图)模块43通信。这些模块的功能在下文中进行更详细的描述。PU 42也与存储器44通信。处理器40通常被安装在控制台46中,该控制台包括操作控件38,该操作控件通常包括操作者22用来与处理器互动的定点装置,诸如鼠标或轨迹球。处理器使用存储器44中存储的软件来操作系统20。由处理器40执行的操作的结果在显示器48上呈现给操作者。通常是心脏34的电解剖标测图49的形式的结果使得操作者能够形成心脏的电生理评估。该软件可以例如以电子形式通过网络下载到处理器40,或者另选地或除此之外,该软件可以被提供和/或存储在非临时性有形介质诸如磁存储器、光学存储器或电子存储器上。
为了在包含心脏34的标测区域30中跟踪探头32的路径,本发明的示例性实施方案使用基于电流的跟踪系统21和基于电磁的跟踪系统23中的至少一者。这两种系统描述于下文中。
跟踪系统21包括类似于授予Bar-Tal等人的美国专利8,456,182中所述的电流测量跟踪系统,该专利的公开内容以引用方式并入本文。由Biosense-Webster(33TechnologyDrive,Irvine,CA 92618 USA)制造的
Figure BDA0002846198520000051
系统也使用电流测量跟踪系统。电流测量跟踪系统在电流跟踪模块37的控制下。探头32具有一个或多个探头电极50(本文以举例的方式假定其包括电极50A和电极50B),并且在跟踪系统21中,模块37将电流注入到被跟踪的一个或多个电极50。电流由定位在患者28的皮肤上的多个大致类似的贴片电极77(本文也称为贴片)接收,并且被传输回到模块。
尽管本文所述的贴片电极77和其他皮肤电极的导电电缆对于电极中的每个电极而言均存在,但为了清楚起见,图中仅示出了电极中的一些电极的电缆。给定探头电极50与皮肤贴片77之间的电流根据电极的位置而变化,这尤其是归因于电极距贴片的不同距离,该不同距离导致给定探头电极与不同贴片之间的不同阻抗。模块37测量由连接到贴片的相应通道上的不同贴片77接收的不同电流,并且可被配置为从不同电流生成给定探头电极的位置的指示。
电磁跟踪系统23类似于授予Ben-Haim等人的美国专利6,690,963(该专利的公开内容以引用方式并入本文)中所描述和由Biosense-Webster制造的CartoTM系统中所使用的系统。电磁跟踪系统在电磁跟踪模块36的控制下。电磁跟踪系统包括多个磁场发生器,该多个磁场发生器在本文中假定包括三组发生器66,每组包括三个正交线圈,使得多个发生器包括共九个线圈。发生器66被放置在患者28下面的已知位置,该已知位置限定发生器的参照系。模块36尤其控制由发生器产生的交变磁场的振幅和频率。
交变磁场与位于探头32中的线圈51互动,以便在线圈中生成交变电极电位,并且电极电位被跟踪模块36接收为信号。模块连同处理单元42分析所接收的信号,并且根据该分析,能够确定探头线圈在所限定的参照系中的方位,即,位置和取向。
通常,由这些系统中的任一者或两者进行的跟踪可以可视地呈现在显示器48上,例如,通过将表示探头的图标以及该图标所采取的路径结合到心脏34的标测图49中。为了清楚起见,在以下描述中,假定仅使用电磁跟踪系统23,但该描述可加以必要的变更而适用于其中使用系统23和系统21两者或者仅使用系统21的情况。
消融模块39包括射频(RF)发生器,该射频(RF)发生器将RF功率递送到由操作者22选择的心脏34的区域,以便消融该区域。操作者22通过将具有消融电极的消融探头定位在该区域处来选择该区域。在一些实施方案中,探头32和电极50中的一个电极(诸如电极50B)可以用作消融探头和消融电极。另选地,单独的消融探头和消融电极可用于由模块39提供的消融。
当电极50与心脏34的腔室的心肌组织接触时,ECG模块43接收由该电极采集的心内(IC)ECG信号。ECG模块连同PU 42一起分析信号,如下所述,以便尤其找到信号的局部激活时间(LAT)。该模块通常相对于参考ECG信号(诸如可以由定位在心脏34的冠状窦中的电极提供的参考ECG信号)用公式表示其测量结果。
图3示出了根据本发明的一个实施方案的IC ECG信号的示例。信号100和信号102由与心脏腔室(本文以举例的方式假定为心房)的心肌组织的相应位置接触的电极50采集。信号是电压对时间信号,并且为了简单起见,在图3中未示出信号的轴线。PU 42和模块43分析每个信号,以确定该信号中的每个信号的一个或多个注释。给定位置的注释指示跳动心脏的周期中心脏中的传导波横穿该位置的时间LAT,并且在本文中假定包括该信号的有序对,即,该信号的电压V和时间t。
如本领域中已知的,给定ECG信号的注释可以通过不同的方法来设置。例如,心室的注释可以被选择为在QRS波群上的其中负斜率最陡(即,其中
Figure BDA0002846198520000061
是最负的)的点处。对于心房,注释可以被设置在信号的P波的最大值处,或者另选地在其中P波的
Figure BDA0002846198520000062
最负的时间处。
在以下描述中,除非另有说明,否则假定IC ECG信号从心脏的心房采集,并且假定所采集的信号的注释在P波信号的最大值的时间处。下面进一步记录其中P波的注释在其他方位处(诸如在其中
Figure BDA0002846198520000071
最负的时间处)的情况。
信号100示出了在P波的峰值处具有单个注释110的信号,并且此类信号也被称为单电位信号。具有单个注释的信号(诸如信号100)通常由心脏34在以窦性节律跳动时生成。
信号102示出了具有两个注释114、118的信号,其中P波具有两个峰值,并且此类信号被称为双电位信号。虽然以窦性节律跳动的心脏可以生成双电位信号,但是双电位的存在可以指示例如心律失常、瘢痕组织或消融组织。
如将在下文中说明的,信号(诸如图3所示的那些信号)用于产生心脏34的电解剖标测图49。
图4A是根据本发明的一个实施方案的心脏34的心房的区段的电解剖标测图150的示意图。标测图150在心脏34的心肌组织消融之前产生,并且该标测图示出了电解剖标测图49的一部分。
为了产生标测图49,首先通过在心脏腔室内移动远侧端部32,并且使用上文提及的跟踪系统中的一个跟踪系统跟踪和记录该远侧端部的方位,可以生成心脏腔室的三维(3D)标测图。所记录的方位包括心脏腔室内和心脏腔室的表面处的方位的点云,并且处理器40然后可以通过本领域众所周知的方法分析该点云,以产生包围该点云的3D包络,该包络对应于心房的组织表面。
一旦已经产生3D标测图,心房的表面就可以通过采集和记录来自心房的表面上的位置的IC ECG信号来表征。信号采集可以使用远侧端部32的电极50来执行,同时记录该远侧端部的位置,并因此记录电极的位置。该表征可以如上文针对图3的信号(包括处理器40计算信号的注释)所示的。根据注释,处理器可以最初通过本领域众所周知的方法将LAT分配给其中采集IC ECG信号的位置。
对于单电位信号,LAT通常对应于单电位注释的时间,即,P波最大值的时间。因此,对于信号100,LAT在注释110的时间处。对于双电位信号,除了如下文进一步描述的之外,假定LAT对应于具有最大电压的注释的时间。(如果注释是根据信号的
Figure BDA0002846198520000081
来定义的,则可以假定LAT对应于具有最负的
Figure BDA0002846198520000082
的注释的时间。}
因此,对于信号102,如果注释114具有比注释118更大的电压,则LAT在注释114的时间处。在下文进一步提及的注释信号的显示中,通常仅将为LAT选择的注释叠加在信号上。在图3中,注释114已被绘制为实心圆,以指示它是已为信号102的LAT选择的注释。类似地,注释110已被绘制为实心圆,以指示它是已为信号100的LAT选择的注释。
一旦已确定了特定位置的LAT值,处理器就可以将测量值叠加在腔室的3D标测图上,通常内插在两个值之间,以产生电解剖标测图。不同的LAT值通常在标测图150和49中示出为不同的颜色,但是对于图4A中的心房的区域152、154、156示意性地示出为相应的不同类型的阴影152L、154L、156L。LAT的值(通常以ms为单位)可以在显示器48上示出为标测图的图例,如图4A中示意性地示出的。
操作者22可以评估标测图150,并且根据该评估可以决定消融心肌组织的区域,通常用于纠正诸如发生在心脏34中的心律失常的问题。为了执行消融,操作者移动远侧端部32,使得电极50位于组织的所选择位置处。该移动由上文提及的跟踪系统中的一个跟踪系统跟踪,并且当到达所选择位置时,该所选择位置可以由处理器40记录。
除了记录所选择位置之外,一旦操作者已在该位置处执行消融,就可以将该位置标记在标测图49上,如下文参考图4B所述。
图4B是根据本发明的一个实施方案的已执行消融之后的心脏34的心房的区段的标测图160的示意图。除了如下所述之外,标测图160基本上类似于标测图150,使得区域152、154和156的方位在两个标测图中是相同的。标测图160还包括心房上的指示已执行消融的位置的标记位置164。以举例的方式,假定消融已在一条线上,但是应当理解,基本上任何类型的附图(包括点区域)都可以以与位置164类似的方式标记在心房的标测图上。
在标测图160所示的消融之后,操作者22可以从组织重新采集IC ECG信号,以评估消融的功效并且更新标测图。下图5的流程图示出了当操作者重新采集信号时由处理器40执行的算法的步骤。
图5是根据本发明的一个实施方案的由处理器40执行的算法的步骤的流程图。在初始步骤180中,操作者22评估心脏34的心房的电解剖标测图(在本文中假定对应于标测图49),并且作为该评估的结果,操作者决定消融心房的心肌组织的区域。消融区域可以包括该组织的一个或多个分离的点;另选地,消融区域可以是线段的形式,类似于图4B的标测图160所示的形式。
在记录步骤184中,处理器40记录所执行的消融的位置,并且还示出显示给操作者的标测图49上的位置。该图示通常包括将一个或多个图标结合到标测图49中。
在信号采集步骤188中,操作者将探头32移动到心房的表面上的位置,并且电极50采集该位置中的每个位置处的相应ECG信号。处理器40连同模块43一起存储这些信号。对于每个所采集的ECG信号,处理器对该信号进行分析,以确定该信号中的一个或多个注释。处理器存储这些注释并且采集提供这些注释的信号的位置。
除非另有说明,否则处理器40迭代该流程图的以下步骤,如箭头186所示,以便分析所采集的结果。该流程图的迭代步骤在图5中被示为由虚线矩形190包围。在该迭代中,处理器独立地分析所采集的ECG信号中的每个ECG信号,以及如上所述它们的所存储的注释和位置。
在第一决策步骤192中,处理器40检查信号是否为单电位信号,即,该信号是否具有单个注释。如果决策192返回肯定,则在分配步骤194中,处理器将注释的时间分配为该位置的LAT。如果决策192返回否定,则流程图继续前进到双电位步骤196。
在步骤196中,处理器40确定所分析的信号是双电位信号。
在第二决策步骤200中,处理器40计算信号的位置与消融区域的相应距离,并且评估该位置是否接近该区域。即,处理器计算信号的位置与所有消融区域的距离,并且确定是否有任何距离在预设阈值距离内。在一个实施方案中,阈值距离被设定为10mm。
如果步骤200返回否定,即,信号位置不在预设阈值距离内,因此远离消融区域,则在进一步的评估步骤202中,处理器假定双电位的位置的LAT对应于具有最大电位的注释。
如果步骤200返回肯定,即,信号位置在预设阈值距离内,则该位置接近消融区域中的至少一个消融区域。在这种情况下,在注释分配步骤204中,处理器假定该位置(有效注释)的LAT是最接近距消融区域更远的相邻位置的注释的注释。应当理解,相邻位置的信号可以是单电位信号或双电位信号。
一旦处理器40已完成对在步骤188中采集的所有ECG信号的分析,即,处理器已完成上述的迭代步骤,处理器就在更新步骤208中更新标测图49。在该更新步骤中,处理器通过在标测图中显示注释的LAT值来将步骤194、202和204的有效注释结合到标测图49中。通过检查更新的标测图,操作者22能够使用如上所述生成的结果来评估在初始步骤180中执行的消融的功效。
以上描述假定P波的注释在P波的最大值的时间处。该描述可以加以必要的变更而改变,以适应其中P波的注释处于本领域已知的其他方位处(诸如在P波的最负
Figure BDA0002846198520000101
的时间处)的情况。
为清楚起见,以上描述假定从心脏的心房采集双电位信号,并且根据图5的算法进行分析。加以必要的变更,以上描述也适用于在心脏的心室中生成的双电位信号。因此,本发明的实施方案包括对心脏的任何腔室中生成的双电位信号的分析。
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述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说明时应当想到该变型和修改,并且该变型和修改并未在现有技术中公开。

Claims (20)

1.一种用于电生理评估的方法,包括:
从心脏腔室中的消融组织的区域附近的多个位置处的心肌组织采集电信号;
从所述电信号导出相应的注释,所述注释指示在所述心脏的周期内所述心肌组织中的传导波横穿所述位置的时间;
识别在距所述消融组织的所述区域第一距离处的第一位置,在所述第一位置处所述电信号包括双电位信号,所述双电位信号在所述心脏的所述周期内的不同相应时间处具有第一注释和第二注释;
在所述第一位置附近识别距所述消融组织的所述区域第二距离处的第二位置,所述第二距离大于所述第一距离,在所述第二位置处所述电信号具有第三注释;
选择所述第一注释和所述第二注释中最接近所述第三注释的一个注释作为所述第一位置的有效注释;以及
在所述心脏的电解剖标测图上显示所述有效注释。
2.根据权利要求1所述的用于电生理评估的方法,其中所述第二位置处的所述电信号包括单电位信号。
3.根据权利要求1所述的用于电生理评估的方法,其中所述第二位置处的所述电信号包括双电位信号。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述腔室包括所述心脏的心房。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述腔室包括所述心脏的心室。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述消融组织的所述区域包括一个或多个分离的点。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述消融组织的所述区域包括线段。
8.根据权利要求1所述的方法,其中在所述电解剖标测图上显示所述有效注释包括从所述有效注释导出所述第一位置的局部激活时间(LAT),以及将所述LAT结合到所述标测图中。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一位置在距消融组织的所述区域的预设阈值距离内。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述预设阈值距离为10mm。
11.一种用于电生理评估的设备,包括:
显示器,所述显示器被配置为呈现心脏的电解剖标测图;
探头,所述探头被配置为从所述心脏腔室中的消融组织的区域附近的多个位置处的心肌组织采集电信号;以及
处理器,所述处理器被配置为:
从所述电信号导出相应的注释,所述注释指示在所述心脏的周期内所述心肌组织中的传导波横穿所述位置的时间,
识别在距所述消融组织的所述区域第一距离处的第一位置,在所述第一位置处所述电信号包括双电位信号,所述双电位信号在所述心脏的所述周期内的不同相应时间处具有第一注释和第二注释,
在所述第一位置附近识别距所述消融组织的所述区域第二距离处的第二位置,所述第二距离大于所述第一距离,在所述第二位置处所述电信号具有第三注释,
选择所述第一注释和所述第二注释中最接近所述第三注释的一个注释作为所述第一位置的有效注释,以及
在所述心脏的所述电解剖标测图上显示所述有效注释。
12.根据权利要求11所述的设备,其中所述第二位置处的所述电信号包括单电位信号。
13.根据权利要求11所述的设备,其中所述第二位置处的所述电信号包括双电位信号。
14.根据权利要求11所述的设备,其中所述腔室包括所述心脏的心房。
15.根据权利要求11所述的设备,其中所述腔室包括所述心脏的心室。
16.根据权利要求11所述的设备,其中所述消融组织的所述区域包括一个或多个分离的点。
17.根据权利要求11所述的设备,其中所述消融组织的所述区域包括线段。
18.根据权利要求11所述的设备,其中在所述电解剖标测图上显示所述有效注释包括从所述有效注释导出所述第一位置的局部激活时间(LAT),以及将所述LAT结合到所述标测图中。
19.根据权利要求11所述的设备,其中所述第一位置在距消融组织的所述区域的预设阈值距离内。
20.根据权利要求19所述的设备,其中所述预设阈值距离为10mm。
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