CN115243616A - 用于标测局部激活时间的系统、方法和设备 - Google Patents

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Abstract

电解剖标测系统以图形方式表示包含在包括多个电生理(EP)数据点的数据集中的局部激活时间(LAT)信息。该系统计算以EP数据点为中心的空间内核上的空间梯度和EP数据点集的多个时间梯度。使用梯度，电解剖标测系统可以检测空间异常值EP数据点和时间异常值EP数据点。然后可以在心脏表面模型上输出LAT标测图的图形表示之前校正这些异常值EP数据点。

Description

用于标测局部激活时间的系统、方法和设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年3月16日提交的美国临时申请No.62/990,267的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文，如同在本文中完全阐述一样。
技术领域
本公开总体上涉及电生理可视化和标测。更具体地，本公开涉及用于生成局部激活时间的可视化的系统、方法和设备。
背景技术
电生理标测，更特别地心电描记图标测，是许多心脏诊断和治疗程序的一部分。然而，随着此类程序的复杂性增加，所使用的电生理标测图必须提高质量、密度以及生成它们的速度和容易性。
电生理研究可以包括创建局部激活时间(LAT)标测图。例如，LAT标测图可以为从业者提供关于心律失常如何在心腔中进行的洞察力。实际上，本领域普通技术人员将熟悉电解剖标测系统中LAT标测图的图形表示。
然而，现存的电解剖标测系统有时会在其LAT标测图的图形表示中表现出异常的LAT尖峰。这些尖峰在本文中被称为“异常值”。
异常值有多种原因。例如，对于高度复杂的凸解剖几何形状，例如左心耳或心室心尖，在凸面中间堆积电生理数据点可能会导致在表面上的投影不正确。
作为另一个示例，在电生理数据点彼此非常接近并因此聚集成重复集合的情况下，重复集合的不正确LAT选择可能导致异常值。
作为又一个示例，具有低幅度、长和分级电位的复杂电描记图，如可能在低电压心肌中遇到的那样，可能使正确确定LAT具有挑战性并导致异常值。
异常值也可能由心脏和/或呼吸运动或机械伪影(例如在收集一些但不是全部电生理数据点期间相互接触的导管样条)引起。
发明内容
本文公开了一种以图形方式表示局部激活时间(LAT)的方法，包括以下步骤：在电解剖标测系统处接收包括多个电生理(EP)数据点的LAT数据集，其中多个EP数据点中的每个EP数据点包括定位信息和电描记图信号；电解剖标测系统计算空间内核上的空间梯度，该空间内核以LAT数据集的多个EP数据点中的EP数据点为中心；电解剖标测系统为LAT数据集的多个EP数据点中的每一个计算相应的时间梯度，从而计算多个时间梯度；电解剖标测系统使用空间梯度检测空间内核内的空间异常值EP数据点；电解剖标测系统使用多个时间梯度检测时间异常值EP数据点；电解剖标测系统校正空间异常值EP数据点和时间异常值EP数据点，从而创建校正的LAT标测图；以及电解剖标测系统在心脏表面模型上输出校正的LAT标测图的图形表示。
在本公开的实施例中，在电解剖标测系统处接收包括多个电生理(EP)数据点的LAT数据集可以包括：使用相应的EP数据点的定位信息将每个EP数据点投影到心脏表面模型上；以及使用相应EP数据点的电描记图信号将LAT分配给每个投影的EP数据点。
根据本公开的方面，电解剖标测系统可以为多个EP数据点中的每个EP数据点定义空间内核，并为每个定义的空间内核计算空间梯度。可替代地，电解剖标测系统可以接受选择多个EP数据点的子集的用户输入，为多个EP数据点的子集的每个EP数据点定义空间内核，以及为每个定义的空间内核计算空间梯度。在更进一步的实施例中，电解剖标测系统可以识别LAT数据集中的高LAT梯度区域，为高LAT梯度区域内的每个EP数据点定义空间内核，以及为每个定义的空间内核计算空间梯度。
预期电解剖标测系统将通过将空间梯度与空间梯度阈值进行比较来检测空间异常值EP数据点。空间梯度阈值可以是用户预设值或计算的缩放平均绝对偏差值。
类似地，电解剖标测系统可以通过将多个时间梯度与时间梯度阈值进行比较来检测时间异常值EP数据点。时间梯度阈值可以是用户预设值或计算的缩放平均绝对偏差值。
在本公开的实施例中，电解剖标测系统校正空间异常值EP数据点和时间异常值EP数据点，从而创建校正的LAT标测图，包括电解剖标测系统对空间异常值EP数据点和时间异常值EP数据点应用LAT值分散算法和峰值频率分散算法中的至少一种。
可选地，该方法可以包括电解剖标测系统在空间上平滑LAT数据集。例如，电解剖标测系统可以将高斯分布应用于空间内核。
本文还公开了一种以图形方式表示局部激活时间(LAT)的方法，包括以下步骤：在电解剖标测系统处接收LAT标测图，该LAT标测图包括多个电生理(EP)数据点；电解剖标测系统识别多个EP数据点内的空间异常值EP数据点和时间异常值数据点中的至少一个；电解剖标测系统对所识别的空间异常值EP数据点和时间异常值EP数据点中的至少一个进行校正，从而创建校正的LAT标测图；以及电解剖标测系统在心脏表面模型上输出校正的LAT标测图的图形表示。
在本公开的方面中，电解剖标测系统通过以下方式识别多个EP数据点内的空间异常值EP数据点和时间异常值EP数据点中的至少一个：计算以多个EP数据点中的EP数据点为中心的空间内核上的空间梯度；为多个EP数据点中的EP数据点计算时间内核上的时间梯度；以及使用所计算的空间梯度和所计算的时间梯度识别空间异常值EP数据点和时间异常值EP数据点中的至少一个。
电解剖标测系统可以校正所识别的空间异常值EP数据点和时间异常值EP数据点中的至少一个，从而创建校正的LAT标测图，包括电解剖标测系统对空间异常值EP数据点和时间异常值EP数据点中的至少一个应用LAT值分散算法和峰值频率分散算法中的至少一种。
本公开还提供了一种用于以图形方式表示局部激活时间(LAT)的系统。该系统包括可视化模块，其被配置为：接收包括多个电生理(EP)数据点的LAT数据集，其中，多个EP数据点中的每个EP数据点包括定位信息和电描记图信号；计算以LAT数据集的多个EP数据点中的EP数据点为中心的空间内核上的空间梯度；为LAT数据集的多个EP数据点中的每一个计算相应的时间梯度，从而计算多个时间梯度；使用空间梯度检测空间内核内的空间异常值EP数据点；使用多个时间梯度检测时间异常值EP数据点；校正空间异常值EP数据点和时间异常值EP数据点，从而创建校正的LAT标测图；以及在心脏表面模型上输出校正的LAT标测图的图形表示。
可视化模块可以被配置为识别LAT数据集内的高LAT梯度区域并计算相应的多个空间内核上的多个空间梯度，多个空间内核中的每一个以高LAT梯度区域内的相应EP数据点为中心。
可视化模块还可以被配置为通过将LAT值分散算法和峰值频率分散算法中的至少一种应用于空间异常值EP数据点和时间异常值EP数据点，来校正空间异常值EP数据点和时间异常值EP数据点。
本发明的前述和其他方面、特征、细节、实用性和优点将通过阅读以下描述和权利要求以及通过查看附图而变得明显。
附图说明
图1是示例性电解剖标测系统的示意图。
图2描绘了可以结合本公开的方面使用的示例性导管。
图3A和3B提供了用于由多电极导管承载的电极和与其相关联的偶极子的字母数字标记惯例。
图4是根据本文公开的示例性实施例的可以在生成局部激活时间的图形表示中执行的代表性步骤的流程图。
图5是在应用本文公开的技术和教导之前的局部激活时间数据的示例性图形表示。
图6A和6B描绘了根据本公开的方面的空间内核。
图7示出了异常EP数据点的窗口化电描记图。
图8示出了将峰值频率分散算法应用于异常值EP数据点的电描记图。
图9A和9B示出了校正的LAT标测图，其可以通过应用本文的教导而生成。
虽然公开了多个实施例，但是本公开的其他实施例对于本领域技术人员来说将通过以下详细描述变得显而易见，该详细描述示出并描述了示意性实施例。因此，附图和详细描述在本质上被认为是示意性的而不是限制性的。
具体实施方式
本公开提供用于可视化电生理标测图(例如，心电标测图)的系统、方法和设备。为了说明的目的，本文将参考心脏电生理程序详细描述几个示例性实施例。更具体地，将在局部激活时间(LAT)标测图的可视化的上下文中描述本公开的方面，该标测图使用利用高密度(HD)网格导管(诸如来自雅培实验室(伊利诺伊州雅培公园)的AdvisorTMHD网格标测导管)结合电解剖标测系统(诸如同样来自雅培实验室的EnSite PrecisionTM心脏标测系统)来收集的电生理(EP)数据点。然而，本领域的普通技术人员将理解如何将这里的教导应用到其他环境中和/或关于其他装置的良好优势。
图1示出了示例性电解剖标测系统8的示意图，该系统用于通过导航心脏导管并测量患者11的心脏10中发生的电活动和三维地标测电活动和/或与如此测量的电活动有关或代表如此测量的电活动的信息来进行心脏电生理研究。例如，系统8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还可用于测量沿心脏表面的多个点处的电生理数据，并将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，例如以创建患者的心脏10的诊断数据标测图。
如本领域普通技术人员将认识到的，系统8确定通常在三维空间内的对象的位置和在一些方面的定向，并且将那些位置表达为相对于至少一个参考确定的位置信息。这在本文中称为“定位”。
为了简化说明，患者11被示意性地描绘为椭圆形。在图1中所示的实施例中，三组表面电极(例如，贴片电极)被示为施加到患者11的表面，定义了三个大致正交的轴，本文称为x轴、y轴和z轴。在其它实施例中，电极可以以其它布置(例如特定身体表面上的多个电极)定位。作为进一步的替代，电极不需要在身体表面上，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，诸如在患者胸腔区域的横向侧面上(例如，施加到患者每个手臂下方的皮肤)并可称为左电极和右电极。y轴电极18、19沿着与x轴大致正交的第二轴，诸如沿着患者的大腿内侧和颈部区域被施加到患者，并且可以被称为左腿和颈部电极。z轴电极16、22沿着与x轴和y轴二者大致正交的第三轴，诸如沿着患者在胸腔区域的胸骨和脊柱来施加，并且可以称为胸部和背部电极。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可以是下面更详细描述的固定的心内电极31的替代物。还应当理解，此外，患者11可以将大部分或所有传统的心电描记图(“ECG”或“EKG”)系统导联就位。在某些实施例中，例如，一组标准的12个ECG导联可用于感测患者心脏10上的心电描记图。该ECG信息可用于系统8(例如，它可以作为输入提供给计算机系统20)。就ECG导联很好理解而言，并且为了在图中清楚起见，图1中仅示出了单个导联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。该代表性导管电极17在整个说明书中被称为“游移电极”、“移动电极”或“测量电极”。通常，将使用导管13上或多个此类导管上的多个电极17。例如，在一个实施例中，系统8可以包括在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。在其它实施例中，系统8可以利用包括多个(例如，八个)样条的单个导管，其中每个样条进而包括多个(例如，八个)电极。
然而，前述实施例仅仅是示例性的，并且可以使用任何数量的电极和/或导管。例如，为了本公开的目的，在图2中示出了示例性多电极导管的片段，以及特别地HD网格导管。HD网格导管13包括耦合到桨叶202的导管主体200。导管主体200可进一步分别包括第一和第二主体电极204、206。桨叶202可包括第一样条208、第二样条210、第三样条212和第四样条214，它们通过近侧耦合器216耦合到导管主体200并通过远侧耦合器218彼此耦合。在一个实施例中，第一样条208和第四样条214可以是一个连续的片段，而第二样条210和第三样条212可以是另一个连续的片段。在其它实施例中，各种样条208、210、212、214可以是彼此耦合的单独片段(例如，分别通过近侧和远侧耦合器216、218)。应当理解，HD导管13可以包括任何数量的样条；图2中所示的四样条布置仅仅是示例性的。
如上所述，样条208、210、212、214可以包括任何数量的电极17；在图2中，十六个电极17被示为以四乘四的阵列布置。还应当理解，电极17可以均匀地和/或不均匀地间隔开，如沿着样条208、210、212、214以及在样条208、210、212、214之间测量的。为了在本描述中便于参考，图3A提供了电极17的字母数字标签。
如本领域普通技术人员将认识到的，任何两个相邻电极17限定偶极子。因此，导管13上的16个电极17限定了总共42个偶极子——12个沿样条(例如，在电极17a和17b之间，或在电极17c和17d之间)，12个跨样条(例如，在电极17a和17c之间，或在电极17b和17d)，以及18个在样条之间沿对角线(例如，在电极17a和17d之间，或在电极17b和17c之间)。
为了在本描述中便于参考，图3B提供了用于沿样条和跨样条偶极子的字母数字标签。图3B省略了对角偶极子的字母数字标签，但这只是为了在图示中清晰起见。明确地设想，这里的教导也可以应用于对角偶极子。
反过来，任何偶极子可以用于根据本领域普通技术人员熟悉的技术来生成偶极子电描记图。此外，这些偶极子电描记图可以被组合(例如，线性组合)以在导管13的平面的任何方向上通过计算电极群的电场回路来生成电描记图，再次包括激活定时信息。美国申请No.15/953,155(其通过引用并入本文，如同在本文中完全阐述一样)公开了计算用于HD网格导管上的电极群的电场回路的细节。
在任何情况下，导管13可用于同时收集由其上的电极17限定的各种偶极子的多个电生理数据点，每个这样的电生理数据点包括定位信息(例如，所选择偶极子的位置和定向)和所选择偶极子的电描记图信号。为了说明的目的，将参考由导管13收集的各个电生理数据点来描述根据本公开的方法。然而，应当理解，本文的教导可以串行和/或并行地应用于导管13收集的多个电生理数据点。
导管13(或多个此类导管)通常经由一个或多个导引器并使用熟悉的程序被引入到患者的心脏和/或脉管系统中。实际上，将导管13引入患者心脏的各种方法，诸如经中隔方法，对于本领域普通技术人员来说是熟悉的，并且因此在此无需进一步描述。
由于每个电极17位于患者体内，系统8可以同时为每个电极17收集位置数据。类似地，每个电极17可以用于从心脏表面收集电生理数据(例如，表面电描记图)。普通技术人员将熟悉用于采集和处理电生理数据点(包括例如接触和非接触电生理标测二者)的各种模式，使得对于本文所公开的技术的理解，对其的进一步讨论不是必要的。同样，本领域中熟悉的各种技术可用于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，其方面将仅在理解本公开所必需的程度上在本文中被描述。
现在返回图1，在一些实施例中，可选的固定参考电极31(例如，附接到心脏10的壁)显示在第二导管29上。出于校准目的，该电极31可以是固定的(例如，附接到或靠近心脏壁)或与游移电极(例如，电极17)以固定的空间关系布置，并且因此可以被称为“导航参考”或“局部参考”。固定参考电极31可以作为上述表面参考电极21的补充或替代使用。在许多情况下，心脏10中的冠状窦电极或其它固定电极可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，并且表面电极对通过在计算机20上运行的软件来选择，该多路复用开关24将表面电极耦合到信号发生器25。可替代地，可以取消开关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。
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可包括一个或多个处理器28，诸如单个中央处理单元(“CPU”)或多个处理单元，通常称为并行处理环境，其可执行指令以实践本文所述的各个方面。
通常，三个标称正交电场由一系列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，以便实现生物导体中的导管导航。可替代地，可以分解这些正交场，并且可以将任何表面电极对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布置定位，以用于驱动电流到心脏中的电极或感测来自心脏中的电极的电流。例如，多个电极可以放置在患者11的背部、侧面和/或腹部。另外，此类非正交方法增加了系统的灵活性。对于任何期望的轴，由一组预定的驱动(源-汇)配置产生的横跨游移电极测量的电势可以代数地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中的任何两个作为关于接地参考(诸如腹部贴片21)的偶极子的源极和漏极，而未激发的电极测量关于接地参考的电压。放置在心脏10中的游移电极17暴露于来自电流脉冲的场，并关于地面(诸如腹部贴片21)进行测量。实际上，心脏10内的导管可以包含比所示的十六个更多或更少的电极，并且可以测量每个电极电势。如前所述，至少一个电极可以固定到心脏的内表面以形成固定参考电极31，该固定参考电极也关于地面(诸如腹部贴片21)测量，并且可以定义为坐标系的原点，系统8相对于该坐标系测量位置。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游移电极17在心脏10内的位置。
系统8可以使用所测量的电压来确定心脏内侧的电极(诸如游移电极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，而在游移电极17处测量的电压可用于表达游移电极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，但也考虑了其它坐标系，诸如极坐标系、球坐标系和圆柱坐标系。
如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。电极数据还可用于创建用于改进电极位置的原始位置数据的呼吸补偿值，如例如在美国专利No.7,263,397中描述，该专利通过引用整体并入本文。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中描述，该专利也通过引用整体并入本文。
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。在输送电流脉冲的同时，测量并存储电活动，诸如用剩余表面电极和体内电极中的至少一个电极测量的电压。可以如上所述执行对诸如呼吸和/或阻抗偏移的伪影的补偿。
在本公开的方面，系统8可以是结合基于阻抗(例如，如上所述)和基于磁的定位能力二者的混合系统。因此，例如，系统8还可包括耦合到一个或多个磁场发生器的磁源30。为清楚起见，图1中仅描绘了两个磁场发生器32和33，但应该理解，在不脱离本教导的范围的情况下，可使用附加的磁场发生器(例如，总共六个磁场发生器，定义了三个大致正交的轴，类似于由贴片电极12、14、16、18、19和22定义的轴)。同样，本领域普通技术人员将理解，为了在如此生成的磁场内定位导管13，可以包括一个或多个磁定位传感器(例如，线圈)。
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，其它定位系统可以与本教导结合使用，包括例如波士顿科学公司(马萨诸塞州马尔堡)的RHYTHMIA HDXTM标测系统、Biosense Webster,Inc.(加利福尼亚州尔湾)的CARTO导航和定位系统、Northern Digital Inc.(安大略省滑铁卢)的
Figure BDA0003836579770000091
系统、Sterotaxis,Inc.(密苏里州圣路易斯)的
Figure BDA0003836579770000092
磁导航系统以及来自雅培实验室的MediGuideTM技术。
在以下专利中描述的定位和标测系统(所有这些专利的全部内容通过引用并入本文)也可以与本发明一起使用：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。
本公开的方面涉及电生理标测，并且特别地涉及生成LAT标测图的可视化(即，图形表示)。这样的可视化可以例如在显示器23上输出。系统8因此可以包括可视化模块58，该可视化模块58可以用于生成LAT标测图并输出LAT标测图(例如，在显示器23上)。
将参考如图4所示的代表性步骤的流程图400来解释根据本教导的一种示例性方法。例如，在一些实施例中，流程图400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/或可视化模块58)执行的几个示例性步骤。应当理解，下面描述的代表性步骤可以是硬件或软件实现的。为了解释起见，术语“信号处理器”可以在本文中用于描述本文教导的基于硬件和基于软件的实施方式。
在框402中，系统8接收LAT数据集(也可以称为“LAT标测图”)。如本领域普通技术人员将理解的，LAT数据集包括多个电生理(EP)数据点，每个数据点都包括定位信息和电描记图信号。例如，在本公开的实施例中，定位信息对应于在收集相应的电描记图信号期间导管13的中间位置。
普通技术人员还将理解，LAT数据集可以在心脏表面的模型上以图形方式表示(例如，在显示器23上)。例如，美国专利申请公开No.2007/0073179(其通过引用并入本文，如同在本文中完全阐述一样)描述了从EP数据点到心脏表面模型的电生理信息(包括但不限于LAT信息)的投影。同样，已知仅从具有在心脏表面模型的预设阈值距离内的定位信息的EP数据点投射电生理信息，并丢弃所有其他EP数据点，以减少冗余和标测可变性。一旦EP数据点被投影到心脏表面模型上，它们就可以用LAT信息进行注释，例如根据美国专利申请公开No.2019/0038165，其通过引用并入本文，如同在本文中完全阐述一样。
图5示出了使用本领域普通技术人员熟悉的技术创建的LAT标测图的图形表示500。图5还描绘了异常值区域502。
现在返回图4中的流程图400，在框404中，系统8定义一个或多个空间内核(SK)。根据本公开的方面，每个空间内核(表示为i)被定义为以给定EP数据点(表示为DxLi,0)为中心的半径为r的球体。每个空间内核i被进一步定义为包括在DxLi,0的半径r内的N个附加EP数据点(每个表示为DxLi,j，其中j介于1和N之间)(例如，使用DxLi,0和DxLi,j之间的三维测地线距离d)。半径r可以是用户预设的；在本公开的某些实施例中，r约为5mm。
在框406中，系统8为每个定义的空间内核计算空间梯度。在本公开的某些实施例中，可以为每个EP数据点定义空间内核，从而计算空间内核。例如，这在图6A中显示为空间内核600。
在本公开的其他实施例中，仅为EP数据点的子集定义空间内核，并且仅计算空间梯度。例如，系统8可以接受用户输入，选择用于空间内核定义和空间梯度计算的EP数据点的子集。
可替代地，系统8可以分析地确定用于空间内核定义和空间梯度计算的EP数据点的子集。例如，系统8可以应用过滤器，例如vtkGradientFilter(https://vtk.org/doc/ nightly/html/classvtkGradientFilter.html)，以识别一个或多个高LAT梯度区域。当然，可以通过定义空间内核并仅在这些已识别的高LAT梯度区域内计算空间梯度来提高计算效率。例如，这在图6B中显示为空间内核602，其还将高LAT梯度区域描绘为心脏表面模型上的深黑色斑块。
不管定义空间内核的方法是什么(例如，所有EP数据点、用户选择的EP数据点的子集、分析确定的EP数据点的子集或任何其他合适的方法)，空间内核i的空间梯度可以被计算为SK_Gradi＝{LAT at DxLi,0}-median(A)，其中median(A)是集合A＝{LAT at DxLi,j,j＝1至N}的中位数。请注意，也可以计算集合A的均值和/或标准差。
在框408中，系统8计算每个EP数据点的时间梯度(表示为DxLl,0)。时间梯度是在几个节拍上计算的，例如大约20秒。因此，DxLl,0的时间内核可以定义为包括与DxLl,0的电描记图信号形态相似(例如，关于ECG和/或电描记图信号)的NT个附加节拍(每个表示为DxLl,m，其中m在1和NT之间)。本领域普通技术人员将熟悉计算信号之间的形态相似性的各种方法(例如，通过使用互相关)。然而，也可以考虑使用信号的峰值频率函数，将在下面更详细地讨论，作为形态相似性的量度。
在定义时间内核时，也可以使用邻近标准(例如，在DxLl,0的约5mm内的位置处测量节拍)。
对于每个时间内核(因此对于每个EP数据点)，时间梯度可以计算为TK_Gradl＝{LAT at DxL1,0}-median(B)，其中median(B)是集合B＝{LAT at DxLl,m,m＝1至NT}的中位数。请注意，也可以计算集合B的平均值和/或标准差。
系统8在框410中检测异常值。更特别地，系统8使用在框406中计算的空间梯度检测空间异常值并使用在框408中计算的时间梯度检测时间异常值。在任一情况下，系统8可以通过将计算的空间梯度(例如，SK_Gradi)或时间梯度(例如，TK_Gradl)与相应的空间梯度阈值或时间梯度阈值进行比较，检测到锚定空间内核(例如，DxLi,0)或时间内核(例如，DxLl ,0)的EP数据点是异常值；如果计算的空间或时间梯度超过相应的阈值，则可以将锚定EP数据点识别为异常值。
在本公开的一些方面，空间梯度阈值和/或时间梯度阈值是用户预设值，例如大约50ms。在本公开的其他方面，空间梯度阈值和/或时间梯度阈值分别被计算为集合A和集合B的缩放中位数绝对偏差(MAD)。在本公开的特定实施例中，MAD(A)＝c*median(|LAT atDxLi,j-median(A)|)，对于j＝1至N；以及MAD(B)＝c*median(|LAT at DxLl,m-median(B)|)，对于m＝1至NT，其中c＝1.4826。
系统8在框412中校正异常值。在一些实施例中，系统8应用LAT值分散算法来校正异常值。空间异常值EP数据点DxLi,0的电描记图信号使用mean(A)±std_dev(A)窗口化，而时间异常值EP数据点DxLl,0的电描记图信号使用mean(B)±std_dev(B)窗口化。图7示出了如上所述窗口化702的异常值EP数据点的电描记图信号700。
在其他实施例中，系统8应用峰值频率分散算法来校正异常值。图8示出了峰值频率分散算法。首先，计算异常值EP数据点的空间和/或时间内核的电描记图802的一维能量函数L(t)800，例如，如美国专利申请公开No.2019/0038165中公开的。然后将每个能量函数800转换为阶跃函数804
Figure BDA0003836579770000121
一旦针对特定内核计算了所有阶跃函数LPulse(t)，则计算重叠函数806LPulse(t)_overlap。
接下来，使用布尔运算组合阶跃函数LPulse(t)和重叠函数LPulse(t)_overlap，以识别函数LPulse(t)_common(例如，808)的公共子集。LPulse(t)_common 808被应用于作为感兴趣的窗口812的异常EP数据点的电描记图信号810。
在任一方法下，可以在窗口化的电描记图信号上计算异常值EP数据点的校正LAT，例如使用美国专利申请公开No.2019/0038165的教导。
如果LAT值分散和峰值频率分散都不能产生有效的校正LAT，则median(A)可用作空间异常值EP数据点的校正LAT，而median(B)可用作时间异常值EP数据点的校正LAT。
空间异常值EP数据点LAT也可以在框414中被平滑。根据本文公开的实施例，空间异常值EP数据点处的LAT通过将高斯分布应用到相应的空间内核来平滑。例如，空间异常值EP数据点DxLi,0处的平滑LAT可以计算为
Figure BDA0003836579770000131
其中
Figure BDA0003836579770000132
exp为指数，μ和σ为用户预设参数，用于控制高斯分布的形状。在本公开的实施例中，μ和σ分别为约1.0和约2.0。
如图9A和9B所示，系统8在框416中输出校正的LAT标测图的图形表示。特别地，图9A示出了校正的LAT标测图的图形表示900，而图9B示出了校正和平滑的LAT标测图的图形表示902。
尽管上面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(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)仅用于识别目的以帮助读者对本发明的理解，并且特别对本发明的位置、定向或使用不产生限制。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连接之间的中间构件和元件之间的相对运动。因此，结合参考不一定推断两个元件直接连接并处于彼此固定关系。
以上描述中包含的或附图中所示的所有内容应被解释为仅是说明性的而非限制性的。在不脱离如所附权利要求中限定的本发明的精神的情况下，可以对细节或结构进行改变。

Claims (20)

1.一种以图形方式表示局部激活时间(LAT)的方法，所述方法包括：
在电解剖标测系统处接收包括多个电生理(EP)数据点的LAT数据集，其中所述多个EP数据点中的每个EP数据点包括定位信息和电描记图信号；
所述电解剖标测系统计算以所述LAT数据集的所述多个EP数据点中的EP数据点为中心的空间内核上的空间梯度；
所述电解剖标测系统为所述LAT数据集的所述多个EP数据点中的每一个计算相应的时间梯度，从而计算多个时间梯度；
所述电解剖标测系统使用所述空间梯度检测所述空间内核内的空间异常值EP数据点；
所述电解剖标测系统使用所述多个时间梯度检测时间异常值EP数据点；
所述电解剖标测系统校正所述空间异常值EP数据点和所述时间异常值EP数据点，从而创建校正的LAT标测图；以及
所述电解剖标测系统在心脏表面模型上输出所述校正的LAT标测图的图形表示。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在电解剖标测系统处接收包括多个电生理(EP)数据点的LAT数据集包括：
使用相应的EP数据点的定位信息将每个EP数据点投影到所述心脏表面模型上；以及
使用所述相应的EP数据点的电描记图信号将LAT分配给每个投影的EP数据点。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电解剖标测系统计算以所述LAT数据集的所述多个EP数据点中的EP数据点为中心的空间内核上的空间梯度包括：
为所述多个EP数据点中的每个EP数据点定义空间内核；以及
为每个定义的空间内核计算空间梯度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电解剖标测系统计算以所述LAT数据集的所述多个EP数据点中的EP数据点为中心的空间内核上的空间梯度包括：
所述电解剖标测系统接受选择所述多个EP数据点的子集的用户输入；
为所述多个EP数据点的子集的每个EP数据点定义空间内核；以及
为每个定义的空间内核计算空间梯度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电解剖标测系统计算以所述LAT数据集的所述多个EP数据点中的EP数据点为中心的空间内核上的空间梯度包括：
所述电解剖标测系统识别所述LAT数据集中的高LAT梯度区域；
为所述高LAT梯度区域内的每个EP数据点定义空间内核；以及
为每个定义的空间内核计算空间梯度。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电解剖标测系统使用所述空间梯度检测所述空间内核内的空间异常值EP数据点包括所述电解剖标测系统通过将所述空间梯度与空间梯度阈值进行比较来检测所述空间异常值EP数据点。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述空间梯度阈值包括用户预设值。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述空间梯度阈值包括计算的缩放平均绝对偏差值。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电解剖标测系统使用所述多个时间梯度检测时间异常值EP数据点包括所述电解剖标测系统通过将所述多个时间梯度与时间梯度阈值进行比较来检测所述时间异常值EP数据点。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述时间梯度阈值包括用户预设值。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述时间梯度阈值包括计算的缩放平均绝对偏差值。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电解剖标测系统校正所述空间异常值EP数据点和所述时间异常值EP数据点从而创建校正的LAT标测图包括所述电解剖标测系统对所述空间异常值EP数据点和所述时间异常值EP数据点应用LAT值分散算法和峰值频率分散算法中的至少一种。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括所述电解剖标测系统在空间上平滑所述LAT数据集。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述电解剖标测系统在空间上平滑所述LAT数据集包括将高斯分布应用于所述空间内核。
15.一种以图形方式表示局部激活时间(LAT)的方法，包括：
在电解剖标测系统处接收LAT标测图，所述LAT标测图包括多个电生理(EP)数据点；
所述电解剖标测系统识别所述多个EP数据点内的空间异常值EP数据点和时间异常值数据点中的至少一个；
所述电解剖标测系统对所识别的所述空间异常值EP数据点和所述时间异常值EP数据点中的至少一个进行校正，从而创建校正的LAT标测图；以及
所述电解剖标测系统在心脏表面模型上输出所述校正的LAT标测图的图形表示。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述电解剖标测系统识别所述多个EP数据点内的空间异常值EP数据点和时间异常值EP数据点中的至少一个包括：
所述电解剖标测系统计算以所述多个EP数据点中的EP数据点为中心的空间内核上的空间梯度；
所述电解剖标测系统计算所述多个EP数据点中的所述EP数据点的时间内核上的时间梯度；以及
所述电解剖标测系统使用所计算的空间梯度和所计算的时间梯度识别所述空间异常值EP数据点和所述时间异常值EP数据点中的至少一个。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述电解剖标测系统校正所识别的所述空间异常值EP数据点和所述时间异常值EP数据点中的至少一个，从而创建校正的LAT标测图，包括所述电解剖标测系统对所述空间异常值EP数据点和所述时间异常值EP数据点中的至少一个应用LAT值分散算法和峰值频率分散算法中的至少一种。
18.一种用于以图形方式表示局部激活时间(LAT)的系统，包括：
可视化模块，其被配置为：
接收包括多个电生理(EP)数据点的LAT数据集，其中，所述多个EP数据点中的每个EP数据点包括定位信息和电描记图信号；
计算以所述LAT数据集的所述多个EP数据点中的EP数据点为中心的空间内核上的空间梯度；
为所述LAT数据集的所述多个EP数据点中的每一个计算相应的时间梯度，从而计算多个时间梯度；
使用所述空间梯度检测所述空间内核内的空间异常值EP数据点；
使用所述多个时间梯度检测时间异常值EP数据点；
校正所述空间异常值EP数据点和所述时间异常值EP数据点，从而创建校正的LAT标测图；以及
在心脏表面模型上输出所述校正的LAT标测图的图形表示。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述可视化模块被配置为：
识别所述LAT数据集内的高LAT梯度区域；以及
计算相应的多个空间内核上的多个空间梯度，所述多个空间内核中的每一个以所述高LAT梯度区域内的相应EP数据点为中心。
20.根据权利要求18所述的系统，其中，所述可视化模块被配置为通过将LAT值分散算法和峰值频率分散算法中的至少一种应用于所述空间异常值EP数据点和所述时间异常值EP数据点，来校正所述空间异常值EP数据点和所述时间异常值EP数据点。
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