CN115105087A - 可视化叠加在解剖标测图上的多个参数 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“可视化叠加在解剖标测图上的多个参数”。本发明公开了一种系统，该系统包括处理器和显示器。该处理器被配置成：(i)接收对应于患者的器官的第一特性的第一数据集和对应于器官的第二特性的第二数据集，(ii)将第一视觉属性分配给第一特性并将第二视觉属性分配给第二特性，并且(iii)产生器官的标测图，该标测图包括第一视觉属性和第二视觉属性的叠加。该显示器被配置成显示标测图。

Description

可视化叠加在解剖标测图上的多个参数
技术领域
本发明整体涉及医疗手术，并且具体地涉及用于改善叠加在解剖标测图上的多个参数的可视化的方法和系统。
背景技术
已经公布了用于可视化解剖标测图上的信息的各种技术。
例如，美国专利申请公开2019/0099098描述了一种系统，该系统包括显示装置和处理单元，该显示装置被配置成呈现心脏标测图。该处理单元被配置成：接收电信号，生成心脏标测图，并促进心脏标测图的显示，其中每个电信号对应于标测图位置。该处理单元还被配置成接收心脏标测图的选定部分的用户选择，该选定部分包括一组标测图位置，该一组标测图位置中的每个标测图位置对应于作为所接收的电信号的子集的一组信号中的电信号。该一组标测图位置具有第一空间布置，并且该处理单元被配置成有利于显示一组电信号表示，每个表示对应于该一组电信号中的一个电信号，该一组电信号表示具有对应于第一空间布置的第二空间布置。
美国专利申请公开号2017/0202469描述了在显示屏上生成心脏信息的图形表示的方法。该方法包括：以电子方式创建或获取包括多个心脏位置的心脏解剖模型，以电子方式确定与多个心脏位置处的心脏活动相对应的源信息的数据集，以及在显示屏上以电子方式呈现与多个心脏位置相关的源信息的数据集。
美国专利10,470,682描述了一种用于确定包括电子控制单元的电生理数据的系统。该电子控制单元被配置成从一个或多个导管的多个电极获取电生理信号；从多个电极中选择电极的至少一个群集(clique)以确定多个局部电场数据点；确定多个电极的位置和取向；处理来自一组完整的双极子群集中的至少一个群集的电生理信号，以导出与电极的至少一个群集相关联的局部电场数据点；从对应于电描记图信号的加权部分的信息内容中导出来自电极的至少一个群集的至少一个取向无关信号；并且向用户或过程显示或输出导管取向无关的电生理信息。
美国专利申请公开号2013/0151275描述了允许试验计划者以根据地理布置的图标的形式可视化在不同地理位置可用的临床能力的系统和方法。在某些方面，本发明提供了一种显示器，该显示器包括描绘多个地理区域中的研究能力的图标。每个图标具有描绘位于地理区域中的多个研究中心的聚集能力的方面。该能力可以与可用的患者群体、临床能力或本地环境有关。
发明内容
本文所述的本发明的实施方案提供了一种包括处理器和显示器的系统。该处理器被配置成：(i)接收对应于患者的器官的第一特性的第一数据集和对应于器官的第二特性的第二数据集，(ii)将第一视觉属性分配给第一特性并将第二视觉属性分配给第二特性，并且(iii)产生器官的标测图，该标测图包括第一视觉属性和第二视觉属性的叠加。该显示器被配置成显示标测图。
在一些实施方案中，第一数据集包括第一特性的第一测量值，并且第二数据集包括第二特性的第二测量值，第一视觉属性包括颜色组，该颜色组包括多种颜色，并且第二视觉属性包括纹理组，该纹理组包括多种纹理类型，并且处理器被配置成将第一测量值映射到颜色组的相应颜色中，并且将第二测量值映射到纹理组的相应纹理中。在一些实施方案中，标测图包括位于器官的表面上的多个区段，该多个区段中的每个区段包括第一测量值和第二测量值中的至少一者，并且处理器被配置成在多个区段中的每个区段处：(a)检查第一测量值和第二测量值，以及(b)向标测图分配以下中的至少一者：(i)对应于第一测量值的相应颜色中的颜色，以及(ii)对应于第二测量值的纹理中的纹理。在其它实施方案中，器官包括心脏，并且第一特性和第二特性选自由以下组成的特性列表：电压、局部激活时间(LAT)、房颤的周期长度(CL)和CL的标准偏差(STD)。
根据本发明的实施方案，另外提供了一种方法，该方法包括接收对应于患者的器官的第一特性的第一数据集和对应于该器官的第二特性的第二数据集。将第一视觉属性分配给第一特性并将第二视觉属性分配给第二特性。产生并显示器官的标测图，该标测图包括第一视觉属性和第二视觉属性的叠加。
附图说明
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：
图1为根据本发明的示例性实施方案的基于导管的跟踪和消融系统的示意性图解；
图2为根据本发明的示例性实施方案的多个虚拟属性的示意图，其指示相应参数，并且叠加在患者心脏的标测图上；并且
图3为示意性地示出根据本发明的示例性实施方案的用于呈现叠加在心脏标测图上的多个参数的方法的流程图。
具体实施方式
概述
在微创医疗手术(如心脏消融)期间，医师可以使用患者心脏的解剖标测图，其中显示的参数可以帮助医师执行消融。
一些手术需要在解剖标测图上显示多于一个参数。原则上，可以显示多个解剖标测图，并且可以在每个标测图上显示不同的参数。然而，这种方法需要医师在手术期间在各标测图之间切换，因此，在执行手术时可能会出现错误。例如，当医师在心脏的不准确位置假定一特定参数(在一组参数中)的值时，可能会发生错误。
下文描述的本发明的示例性实施方案提供了用于呈现叠加在一个解剖标测图上的多个参数的改进技术。这种呈现为医师提供了在解剖标测图的区域上的不同区域中的所有所需参数的数值的指示。
在一些示例性实施方案中，心脏消融系统包括处理器，该处理器被配置成接收与心脏的多个相应特性相对应的多个数据集。每个数据集包括多个数据点，例如在心脏的多个区段处获取的测量值，这些数据点与心脏的相应区段相关联。每个区段对应于心脏的解剖标测图的表面上的不同区域。
在一些示例性实施方案中，处理器被配置成产生标测图，该标测图包括指示叠加在解剖标测图上的测量值和/或其它参数的视觉属性。处理器进一步被配置成在系统的显示器上显示叠加在解剖标测图上的视觉属性。
在一些示例性实施方案中，数据集可包括在心脏的各个区段处获取的各种心脏参数的测量值和/或计算。例如，心脏参数可包括局部激活时间(LAT)、峰间电压、房颤中的周期长度(CL)和周期长度的标准偏差(STD)。
在一些示例性实施方案中，数据集可包括一个或多个算法的输出，这些算法能够基于由系统的用户(例如，医师)定义的参数来检测心内心电图(IC-ECG)中的复杂碎裂心房电描记图(CFAE)。例如，(i)用于计算IC-ECG信号中两个连续CFAE之间的最短间期的值的最短复杂电位间期(SCI)，以及(ii)如果IC-ECG信号包括两个或更多个相邻的CFAE复合波，则间期置信水平(ICL)提供了CFAE间期的数量。除此之外或另选地，在以电压(mV)随时间(ms)测量的房颤的波纹频率中，数据集可包括：(i)检测到的峰值的数量，和(ii)具有高于预定义阈值的电压的信号的百分比。
在一些示例性实施方案中，处理器被配置成产生标测图，该标测图包括解剖标测图和叠加在解剖标测图上的相应参数的两个或更多个视觉属性。处理器进一步被配置成在心脏消融系统的显示器上显示标测图。例如，医师可以选择上文所描述的一对参数(例如，LAT和峰间电压，或CL和CL的STD，或SCI和ICL)，处理器将视觉属性分配给选定参数中的每个选定参数，并在心脏的解剖标测图上显示视觉属性。
在一些示例性实施方案中，处理器被配置成替换或移除来自显示器的参数中的至少一个参数，并且选择要显示在心脏的解剖标测图上的或者在任何其它所关注器官的任何其它类型的标测图上的参数的任何合适组合。
所公开的技术向医师提供呈现叠加在解剖标测图上的任何所选参数集的能力，并且因此有助于(i)改善质量和(ii)缩短心脏消融手术或需要在所关注器官的标测图上显示多个参数的任何其它医疗手术的周期时间。
系统描述
图1为根据本发明的示例性实施方案的基于导管的跟踪和消融系统20的示意性图解。
在一些实施方案中，系统20包括导管22(在本示例中为心脏导管)和控制台24。在本文所述的示例性实施方案中，导管22可用于任何合适的治疗目的和/或诊断目的，诸如心脏26中的组织的消融。
在一些示例性实施方案中，控制台24包括处理器41(通常为通用计算机)，该处理器具有合适的前端和接口电路38，以用于经由导管22接收信号并且用于控制本文所描述的系统20的其它部件。控制台24还包括用户显示器35，其被配置成从处理器41接收心脏26的标测图27，并显示标测图27。
在一些示例性实施方案中，标测图27可包括使用任何合适的技术产生的任何合适类型的解剖标测图。例如，可以使用通过使用合适的医学成像系统产生的解剖图像、或使用利用由Biosense Webster Inc.(Irvine,Calif.)生产的CARTOTM系统的快速解剖映射(FAM)技术、或使用任何其它合适的技术、或使用上述任何合适的组合来产生解剖图。
在一些示例性实施方案中，处理器41被配置成接收与心脏26的多个相应特性相对应的多个数据集。每个数据集包括多个数据点，例如在心脏26的多个区段处获取的测量值或与心脏26的相应区段相关联的其它类别的参数。每个区段对应于标测图27的表面上的不同区域。
在一些示例性实施方案中，处理器41被配置成产生标测图27，该标测图包括叠加在标测图27上的指示测量值和/或其它参数的视觉属性(VA)。处理器41进一步被配置成例如在显示器35上显示叠加在标测图27上的VA，如将在下面图2中详细示出和描绘的。
在一些示例性实施方案中，诸如心脏组织的消融，医师30可以使用其上叠加有VA的标测图27，以用于提前和/或在消融手术期间计划手术。
现在参考插图23。在一些示例性实施方案，当执行消融手术时，医师30将导管22穿过躺在手术台29上的患者28的脉管系统插入。导管22包括装配在其远侧端部处的一个或多个消融电极40。电极40被配置成对心脏26的目标位置处的组织进行消融。医师30通过使用用于操纵导管22的操纵器32来导航紧靠近心脏26中的目标位置的远侧端部。
在其它示例性实施方案中，导管22可包括感测电极(未示出)，该感测电极被配置成响应于感测心脏26的组织中的电生理(EP)信号而产生指示所感测的EP信号的信号。在此类实施方案中，导管22的近侧端部尤其连接到接口电路38，以便将这些信号传送到处理器41。
在一些示例性实施方案中，使用磁位置跟踪系统的位置传感器(未示出)来测量远侧端部在心脏腔室中的位置。在本示例中，控制台24包括驱动电路34，该驱动电路被配置成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。位置传感器联接到远侧端部，并且被配置成响应于来自场发生器36的所感测的外部磁场来生成位置信号。该位置信号指示导管22的远侧端部在位置跟踪系统的坐标系中的位置。
该位置感测方法在各种医疗应用中实现，例如在由Biosense Webster Inc.(Irvine,Calif.)制造的CARTOTM系统中实现，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、PCT专利公开WO 96/05768以及在美国专利申请公开2002/0065455A1、2003/0120150A1和2004/0068178A1中详细地描述，这些专利的公开内容全部以引用方式并入本文。
在一些示例性实施方案中，位置跟踪系统的坐标系与系统20和标测图27的坐标系配准，使得处理器41被配置成在标测图27上显示导管22的远侧端部的位置。
在一些示例性实施方案中，处理器41通常包括通用计算机，该通用计算机以软件编程以执行本文所述的功能。该软件可通过网络以电子形式被下载到计算机，例如或者其可另选地或另外地设置和/或存储在非临时性有形介质(诸如磁存储器、光存储器或电子存储器)上。
通过举例的方式示出了系统20的该特定配置，以便示出通过本发明的示例性实施方案解决的某些问题，并且展示这些实施方案在增强此类系统的性能方面的应用。然而，本发明的示例性实施方案决不限于这种特定类别的示例性系统，并且本文所述的原理可类似地应用于其它类别的医疗系统。
叠加在解剖标测图上的虚拟属性
图2为根据本发明的示例性实施方案的多个虚拟属性的示意图，其指示相应参数，并且叠加在心脏26的标测图27上。
在一些示例性实施方案中，处理器41接收对应于在心脏26的不同区段处测量的两个参数的两个数据集。在本示例中，第一参数对应于局部激活时间(LAT)，并且第二参数对应于电压。在本公开的上下文和权利要求中，术语电压可以指在心脏26的组织中测量的峰间电压，或者指在心脏26的任何组织中或患者28的任何其它器官的组织中测量的任何其它电压。
在一些示例性实施方案中，处理器41被配置成：(i)将第一视觉属性(VA)55分配给LAT测量值，以及(ii)将第二VA 66分配给电压测量值。
在本示例中，VA 55包括以具有多种颜色和彩色梯度的彩色温标布置的颜色组，每种颜色指示相对于预定参考LAT的对应的LAT范围。例如，颜色52(例如，红色梯度)指示在约-50毫秒与-10毫秒之间的LAT，颜色54(例如，黄色梯度)指示在约10毫秒与50毫秒之间的LAT，颜色56(例如，绿色梯度)指示在约50毫秒与90毫秒之间的LAT，并且颜色58(例如，蓝色梯度)指示在约90毫秒与130毫秒之间的LAT。应注意，相对于上述预定参考LAT测量LAT的负值(例如，约-50毫秒与-10毫秒之间的红色梯度)是相对于前述预定义的参考LAT测量的。
在一些示例性实施方案中，VA 66包括具有多种类型的纹理的纹理刻度，每个纹理指示对应的电压范围。在本示例中，VA 66包括：(i)纹理60，其具有波浪形状并指示低电压(例如，在约0.05mV和0.5mV之间)，(ii)纹理62，其具有“X”形阵列并指示中等电压(例如，在约0.5mV和1.5mV之间)，以及(iii)纹理64，其是空白的(即，没有任何图案)并且指示高电压(例如，约1.5mm mV)。在本申请中利用灰度、阴影和/或描影来表示颜色。
在本公开和权利要求的上下文中，针对任何数值或范围的术语“约”或“大致”指示合适的尺寸公差，该合适的尺寸公差允许部件的一部分或集合为本文所述的预期目的起作用。
在一些示例性实施方案中，处理器41被配置成基于数据集和分配的VA 55和66，产生标测图27，该标测图包括标测图27的每个区段的VA55和66的叠加，并在显示器35上显示该标测图。例如：(i)区段“A”具有颜色54和纹理64，(ii)区段“B”具有颜色52和纹理62，(iii)区段“C”具有颜色52和纹理64，并且(iv)紧靠近心脏26的口50定位的区段“D”具有颜色56和纹理60。
在一些示例性实施方案中，具有叠加的LAT和电压的标测图27向医师30提供指示心脏26的每个区段处的两个或更多个参数的呈现。例如，区段“B”和区段“C”非常接近并且具有类似的LAT但不同的电压，并且具有低电压的区段“D”被具有中高电压(主要是高电压)的区段包围。
原则上，可以产生多个标测图，该多个标测图中的每个标测图具有叠加在心脏26的标测图上的一个参数，然而，这种呈现无法向医师提供在心脏26的感兴趣区段处具有两个或更多个参数的呈现组合。
在其它示例性实施方案中，处理器41被配置成例如使用不同的图案组和/或数字和/或针对每种类型的参数的任何其它合适的通知来产生具有多于两个参数的标测图27。
在另选的示例性实施方案中，代替LAT和电压或者除了LAT和电压之外，处理器41被配置成产生具有指示其它参数的其它视觉属性的标测图27，其它参数诸如但不限于房颤中的周期长度和前述周期长度的标准偏差。
在一些示例性实施方案中，数据集可包括一个或多个算法的输出，这些算法能够基于由医师30定义的参数来检测心内心电图(IC-ECG)中的复杂碎裂心房电描记图(CFAE)。例如，(i)用于计算IC-ECG信号中两个连续CFAE之间的最短间期的值的最短复杂电位间期(SCI)，以及(ii)如果IC-ECG信号包括两个或更多个相邻的CFAE复合波，则间期置信水平(ICL)提供了CFAE间期的数量。除此之外或另选地，在以电压(mV)随时间(ms)测量的房颤的波纹频率中，数据集可包括：(i)检测到的峰值的数量，和(ii)具有高于预定义阈值的电压的信号的百分比。
通过举例的方式提供了图2中所示和/或上文所述的这组特定的视觉属性，例如颜色和纹理，以便示出通过本发明的实施方案解决的某些问题，并且展示这些实施方案在增强此类系统的性能方面的应用。然而，本发明的实施方案决不限于这些具体类别的示例性参数和/或视觉属性，并且本文所述的原理可类似地应用于具有任何其它合适的参数和/或视觉属性的其它类别的标测图。
图3为示意性地示出根据本发明的示例性实施方案的用于呈现叠加在标测图27上的多个参数的方法的流程图。
该方法开始于数据集接收步骤100，其中处理器41(或任何其它合适的装置)被配置成接收与心脏26或患者28的任何其它器官的第一特性和第二特性相对应的第一数据集和第二数据集，在本实例中，参数可包括在心脏26中获取的测量值，如上图1和图2中所详细描述的。
在视觉属性分配步骤102处，处理器41(或任何其它合适的装置)分别将第一视觉属性和第二视觉属性(如上文图2中详细描述的VA 55和66)分配给第一特性和第二特性(例如，LAT和电压)。
在标测图产生步骤104处，处理器41(或任何其它合适的装置)产生心脏26或任何其它器官的标测图27，如上所述。在一些示例性实施方案中，标测图27包括心脏26的解剖标测图(使用任何合适的技术获得)，其中VA 55和66叠加在该解剖标测图上。
在结束该方法的标测图显示步骤106处，处理器41(或任何其它合适的装置)在任何合适的输出装置诸如但不限于显示器35上显示标测图27，如上文图2中详细描述的。
尽管本文描述的示例性实施方案主要解决房颤(AF)参数在心脏解剖标测图上的呈现，但是本文所描述的方法和系统也可以用于AF的其它参数中，例如在AF期间显示规则周期长度(CL)以及CL的标准偏差(STD)，其中具有CL和CL的STD的最小值的区段旨在被消融。此外，本文所述的方法和系统还可用于其它应用，例如在解剖标测图上呈现室颤的多个参数，或在任何所关注器官的任何解剖标测图上呈现的任何其它两个或更多个参数。
因此应当理解，上面描述的示例性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 (8)

1.一种用于可视化叠加在解剖标测图上的多个参数的系统，所述系统包括：
处理器，所述处理器被配置成：(i)接收对应于患者的器官的第一特性的第一数据集和对应于所述器官的第二特性的第二数据集，(ii)将第一视觉属性分配给所述第一特性并且将第二视觉属性分配给所述第二特性，并且(iii)产生所述器官的标测图，所述标测图包括所述第一视觉属性和所述第二视觉属性的叠加；和
显示器，所述显示器被配置成显示所述标测图。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一数据集包括所述第一特性的第一测量值，并且所述第二数据集包括所述第二特性的第二测量值，其中所述第一视觉属性包括颜色组，所述颜色组包括多种颜色，并且所述第二视觉属性包括纹理组，所述纹理组包括多个纹理类型，并且其中所述处理器被配置成将所述第一测量值映射到所述颜色组的相应颜色中，并且将所述第二测量值映射到所述纹理组的相应纹理中。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述标测图包括位于所述器官的表面上的多个区段，其中所述多个区段中的每个区段包括所述第一测量值和所述第二测量值中的至少一者，并且其中所述处理器被配置成在所述多个区段中的每个区段处：(a)检查所述第一测量值和所述第二测量值，以及(b)向所述标测图分配以下中的至少一者：(i)对应于所述第一测量值的所述相应颜色中的颜色，以及(ii)对应于所述第二测量值的所述纹理中的纹理。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述器官包括心脏，并且其中所述第一特性和所述第二特性选自由以下组成的特性列表：电压、局部激活时间(LAT)、房颤的周期长度(CL)和所述CL的标准偏差(STD)。
5.一种用于可视化叠加在解剖标测图上的多个参数的方法，所述方法包括：
接收对应于患者的器官的第一特性的第一数据集和对应于所述器官的第二特性的第二数据集；
将第一视觉属性分配给所述第一特性并且将第二视觉属性分配给所述第二特性；
产生所述器官的标测图，所述标测图包括所述第一视觉属性和所述第二视觉属性的叠加；以及
显示所述标测图。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，接收所述第一数据集包括：接收所述第一特性的第一测量值，并且接收所述第二数据集包括：接收所述第二特性的第二测量值，其中(i)分配所述第一视觉属性包括：分配包括多种颜色的颜色组，以及将所述第一测量值映射到所述颜色组的相应颜色中，并且(ii)分配所述第二视觉属性包括：分配包括多种纹理类型的纹理组，以及将所述第二测量值映射到所述纹理组的相应纹理中。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述标测图包括位于所述器官的表面上的多个区段，其中所述多个区段中的每个区段包括所述第一测量值和所述第二测量值中的至少一者，并且其中分配所述第一视觉属性和所述第二视觉属性包括在所述多个区段中的每个区段处：(a)检查所述第一测量值和所述第二测量值，以及(b)向所述标测图分配以下中的至少一者：(i)对应于所述第一测量值的所述相应颜色中的颜色，以及(ii)对应于所述第二测量值的所述纹理中的纹理。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述器官包括心脏，并且其中所述第一特性和所述第二特性选自由以下组成的特性列表：电压、局部激活时间(LAT)、房颤的周期长度(CL)和所述CL的标准偏差(STD)。
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