CN115462890A - 跟随波传播 - Google Patents

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F·马萨瓦
G·B·佐哈
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Abstract

本发明主题是“跟随波传播”。在一个实施方案中，一种医疗系统包括导管，该导管被配置成插入心脏的腔室中，并且包括被配置成随时间推移捕获该腔室的组织的电活动的电极；显示器；和处理电路，该处理电路被配置成响应于捕获的电活动来计算心脏激活波在该心脏的腔室的解剖标测图上从心动周期中的开始时间到该心动周期中的结束时间的传播，以及在操纵虚拟相机以跟随该心脏激活波在该解剖标测图上的该传播的进展的同时向显示器呈现如从该虚拟相机观察的该心脏激活波在该解剖标测图的相应部分上的该传播的相应部分。

Description

跟随波传播
技术领域
本发明涉及医疗系统，并且具体地但并非排他性地涉及基于导管的系 统。
背景技术
大量的医疗规程涉及将探头诸如导管放置在患者体内。已经开发出位 置感测系统来跟踪这类探头。磁性位置感测为本领域已知的一种方法。在 磁性位置感测中，通常将磁场发生器放置在患者体外的已知位置处。探头 的远侧端部内的磁场传感器响应于这些磁场生成电信号，这些电信号被处 理以确定探头的远侧端部的坐标位置。这些方法和系统在美国专利 5,391,199、6,690,963、6,484,118、6,239,724、6,618,612和6,332,089中、在PCT国际专利公布WO 1996/005768中、以及在美国专利申请公布 2002/0065455、和2003/0120150、以及2004/0068178中有所描述，这些专 利的公开内容全部以引用方式并入本文。还可使用基于阻抗或电流的系统 来跟踪位置。
心律失常的治疗是一种已证明其中这些类型的探头或导管极其有用的 医疗规程。心律失常并且具体地讲心房纤颤一直为常见和危险的医学病 症，在老年人中尤为如此。
心律失常的诊断和治疗包括标测心脏组织(尤其是心内膜和心脏体 积)的电性质，以及通过施加能量来选择性地消融心脏组织。此类消融可 停止或改变不需要的电信号从心脏的一个部分传播到另一部分。消融方法 通过形成非导电消融灶来破坏不需要的电通路。已经公开了多种用于形成 消融灶的能量递送形式，并且包括使用微波、激光和更常见的射频能量来 沿心脏组织壁形成传导阻滞。在两步式规程(标测，之后进行消融)中， 通常通过将包括一个或多个电传感器的导管推进到心脏中并采集多个点处 的数据来感测和测量心脏内各个点处的电活动。然后利用这些数据来选择 拟加以消融的心内膜目标区域。
电极导管已经普遍用于医疗实践多年。它们被用来刺激和标测心脏中 的电活动，以及用来消融异常电活动的位点。使用时，将电极导管插入到 主静脉或动脉例如股动脉中，并且随后引导到所关注的心脏腔室中。典型 的消融规程涉及将在其远侧端部具有一个或多个电极的导管插入到心室 中。可提供通常用胶带粘贴在患者的皮肤上的参比电极，或者可使用定位 在心脏中或附近的第二导管来提供参比电极。RF(射频)电流被施加到消 融导管的顶端电极，并且电流通过周围介质(即血液和组织)流向参比电 极。电流的分布取决于与血液相比电极表面与组织接触的量，血液具有比 组织更高的导电率。由于组织的电阻，发生组织的加热。组织被充分加热 而致使心脏组织中的细胞破坏，从而导致在心脏组织内形成不导电的消融 灶。
因此，当将消融导管或其他导管放置在体内(尤其是心内膜组织附 近)时，希望具有直接接触组织的导管远侧末端。可通过(例如)测量远 侧末端和身体组织之间的接触来证实接触。美国专利申请公布 2007/0100332、2009/0093806和2009/0138007描述了使用嵌入导管内的力 传感器感测导管的远侧末端与体腔中的组织之间的接触压力的方法。
发明内容
根据本公开的实施方案，提供了一种医疗系统，该医疗系统包括导 管，该导管被配置成插入心脏的腔室中，并且包括电极，这些电极被配置 成随时间推移捕获腔室组织的电活动；显示器；和处理电路，该处理电路 被配置成响应于捕获的电活动来计算心脏激活波在心脏腔室的解剖标测图 上从心动周期中的开始时间到心动周期中的结束时间的传播，以及在操纵 虚拟相机以跟随心脏激活波在解剖标测图上的传播的进展的同时向显示器 呈现如从虚拟相机观察的心脏激活波在解剖标测图的相应部分上的传播的 相应部分。
进一步根据本公开的实施方案，虚拟相机被设置在解剖标测图内部， 并且处理电路被配置成在操纵虚拟相机以跟随心脏激活波在解剖标测图的 内部上的传播的进展的同时向显示器呈现如从解剖标测图内部的虚拟相机 观察的心脏激活波在解剖标测图的相应部分上的传播的相应部分。
仍进一步根据本公开的实施方案，处理电路被配置成响应于捕获的电 活动在解剖标测图上的对应位置处找到局部激活时间，以及响应于在对应 位置中的相应位置处的局部激活时间中的相应局部激活时间，在操纵虚拟 相机以跟随心脏激活波在解剖标测图上的传播的进展的同时向显示器呈现 如从虚拟相机观察的心脏激活波在解剖标测图的相应部分上的传播的相应 部分。
另外，根据本公开的实施方案，处理电路被配置成限定局部激活时间 (LAT)窗口，在心动周期中的一定时间段内在局部激活时间的相应范围 内使LAT窗口移动通过该时间段，以及响应于LAT窗口移动通过该时间段 时的局部激活时间的相应范围而向显示器呈现心脏激活波在解剖标测图的 相应部分上的传播的相应部分。
此外，根据本公开的实施方案，处理电路被配置成响应于LAT窗口移 动通过该时间段来操纵虚拟相机以跟随心脏激活波在解剖标测图上的传播 的进展。
进一步根据本公开的实施方案，处理电路被配置成找到虚拟相机要跟 随的路径，以及响应于找到的路径来操纵虚拟相机以跟随心脏激活波的传 播的进展。
仍进一步根据本公开的实施方案，处理电路被配置成响应于捕获的电 活动在解剖标测图上的对应位置处找到局部激活时间，以及响应于找到的 路径以及沿着找到的路径在对应位置中的相应位置处的局部激活时间中的 相应局部激活时间，在操纵虚拟相机以跟随心脏激活波在解剖标测图上的 传播的进展的同时向显示器呈现如从虚拟相机观察的心脏激活波在解剖标 测图的相应部分上的传播的相应部分。
另外，根据本公开的实施方案，处理电路被配置成根据沿着找到的路 径的心脏激活波的大小来调整虚拟相机的视场。
此外，根据本公开的实施方案，处理电路被配置成接收设计路径的用 户输入。
进一步根据本公开的实施方案，处理电路被配置成找到虚拟相机要跟 随的多个路径。
仍进一步根据本公开的实施方案，处理电路被配置成选择路径中的最 长路径，以及响应于路径中的最长路径来操纵虚拟相机以跟随心脏激活波 的传播的进展。
另外，根据本公开的实施方案，处理电路被配置成接收选择虚拟相机 要跟随的路径中的一个路径的用户输入。
根据本公开的另一个实施方案，还提供了一种医疗方法，该医疗方法 包括响应于由插入心脏的腔室中的导管的电极随时间推移捕获的腔室的组 织的电活动来计算心脏激活波在心脏腔室的解剖标测图上从心动周期中的 开始时间到心动周期中的结束时间的传播；以及在操纵虚拟相机以跟随心 脏激活波在解剖标测图上的传播的进展的同时向显示器呈现如从虚拟相机 观察的心脏激活波在解剖标测图的相应部分上的传播的相应部分。
此外，根据本公开的实施方案，虚拟相机被设置在解剖标测图内部， 并且呈现包括在操纵虚拟相机以跟随心脏激活波在解剖标测图的内部上的 传播的进展的同时向显示器呈现如从解剖标测图内部的虚拟相机观察的心 脏激活波在解剖标测图的相应部分上的传播的相应部分。
进一步根据本公开的实施方案，该方法包括响应于捕获的电活动在解 剖标测图上的对应位置处找到局部激活时间，并且其中呈现包括响应于在 对应位置中的相应位置处的局部激活时间中的相应局部激活时间，在操纵 虚拟相机以跟随心脏激活波在解剖标测图上的传播的进展的同时向显示器 呈现如从虚拟相机观察的心脏激活波在解剖标测图的相应部分上的传播的 相应部分。
仍进一步根据本公开的实施方案，该方法包括限定局部激活时间 (LAT)窗口，以及在心动周期中的一定时间段内在局部激活时间的相应 范围内使LAT窗口移动通过该时间段，并且其中呈现包括响应于LAT窗口 移动通过该时间段时的局部激活时间的相应范围而向显示器呈现心脏激活 波在解剖标测图的相应部分上的传播的相应部分。
另外，根据本公开的实施方案，操纵包括响应于LAT窗口移动通过该 时间段来操纵虚拟相机以跟随心脏激活波在解剖标测图上的传播的进展。
此外，根据本公开的实施方案，该方法包括找到虚拟相机要跟随的路 径，并且其中操纵包括响应于找到的路径来操纵虚拟相机以跟随心脏激活 波的传播的进展。
进一步根据本公开的实施方案，找到包括响应于捕获的电活动在解剖 标测图上的对应位置处找到局部激活时间，并且该呈现包括响应于找到的 路径以及沿着找到的路径在对应位置中的相应位置处的局部激活时间中的 相应局部激活时间，在操纵虚拟相机以跟随心脏激活波在解剖标测图上的 传播的进展的同时向显示器呈现如从虚拟相机观察的心脏激活波在解剖标 测图的相应部分上的传播的相应部分。
仍进一步根据本公开的实施方案，该方法包括根据沿着找到的路径的 心脏激活波的大小来调整虚拟相机的视场。
另外，根据本公开的实施方案，该方法包括接收设计路径的用户输 入。
此外，根据本公开的实施方案，该方法包括找到虚拟相机要跟随的多 个路径。
进一步根据本公开的实施方案，该方法包括选择路径中的最长路径， 并且其中该操纵包括响应于路径中的最长路径来操纵虚拟相机以跟随心脏 激活波的传播的进展。
仍进一步根据本公开的实施方案，该方法包括接收选择虚拟相机要跟 随的路径中的一个路径的用户输入。
根据本公开的又一个实施方案，还提供了一种软件产品，该软件产品 包括非暂态计算机可读介质，在非暂态计算机可读介质中存储程序指令， 这些指令在由中央处理单元(CPU)读取时致使CPU：响应于由插入心脏 的腔室中的导管的电极随时间推移捕获的腔室的组织的电活动来计算心脏 激活波在心脏的腔室的解剖标测图上从心动周期中的开始时间到心动周期 中的结束时间的传播；以及在操纵虚拟相机以跟随心脏激活波在解剖标测图上的传播的进展的同时向显示器呈现如从虚拟相机观察的心脏激活波在 解剖标测图的相应部分上的传播的相应部分。
技术方案1：一种医疗系统，包括：
导管，所述导管被配置成插入心脏的腔室中，并且包括电极，所述电 极被配置成随时间推移捕获所述腔室的组织的电活动；
显示器；和
处理电路，所述处理电路被配置成：
响应于捕获的电活动来计算心脏激活波在所述心脏的所述腔室的解剖 标测图上从心动周期中的开始时间到所述心动周期中的结束时间的传播； 以及
在操纵虚拟相机以跟随所述心脏激活波在所述解剖标测图上的所述传 播的进展的同时向所述显示器呈现如从所述虚拟相机观察的所述心脏激活 波在所述解剖标测图的相应部分上的所述传播的相应部分。
技术方案2：根据技术方案1所述的系统，其中所述虚拟相机被设置 在所述解剖标测图内部；并且所述处理电路被配置成在操纵所述虚拟相机 以跟随所述心脏激活波在所述解剖标测图的内部上的所述传播的进展的同 时向所述显示器呈现如从所述解剖标测图内部的所述虚拟相机观察的所述 心脏激活波在所述解剖标测图的所述相应部分上的所述传播的所述相应部 分。
技术方案3：根据技术方案1所述的系统，其中所述处理电路被配置 成：
响应于所述捕获的电活动在所述解剖标测图上的对应位置处找到局部 激活时间；以及
响应于在所述对应位置中的相应位置处的所述局部激活时间中的相应 局部激活时间，在操纵虚拟相机以跟随所述心脏激活波在所述解剖标测图 上的所述传播的进展的同时向所述显示器呈现如从所述虚拟相机观察的所 述心脏激活波在所述解剖标测图的所述相应部分上的所述传播的所述相应 部分。
技术方案4：根据技术方案3所述的系统，其中所述处理电路被配置 成：
限定局部激活时间(LAT)窗口；
在所述心动周期中的一定时间段内在所述局部激活时间的相应范围内 使所述LAT窗口移动通过所述时间段；以及
响应于所述LAT窗口移动通过所述时间段时的所述局部激活时间的所 述相应范围而向所述显示器呈现所述心脏激活波在所述解剖标测图的所述 相应部分上的所述传播的所述相应部分。
技术方案5：根据技术方案4所述的系统，其中所述处理电路被配置 成响应于所述LAT窗口移动通过所述时间段来操纵所述虚拟相机以跟随所 述心脏激活波在所述解剖标测图上的所述传播的所述进展。
技术方案6：根据技术方案1所述的系统，其中所述处理电路被配置 成：找到所述虚拟相机要跟随的路径；以及响应于找到的路径来操纵所述 虚拟相机以跟随所述心脏激活波的所述传播的所述进展。
技术方案7：根据技术方案6所述的系统，其中所述处理电路被配置 成：
响应于所述捕获的电活动在所述解剖标测图上的对应位置处找到局部 激活时间；以及
响应于所述找到的路径以及沿着所述找到的路径在所述对应位置中的 相应位置处的所述局部激活时间中的相应局部激活时间，在操纵所述虚拟 相机以跟随所述心脏激活波在所述解剖标测图上的所述传播的所述进展的 同时向所述显示器呈现如从所述虚拟相机观察的所述心脏激活波在所述解 剖标测图的所述相应部分上的所述传播的所述相应部分。
技术方案8：根据技术方案6所述的系统，其中所述处理电路被配置 成根据沿着所述找到的路径的所述心脏激活波的大小来调整所述虚拟相机 的视场。
技术方案9：根据技术方案6所述的系统，其中所述处理电路被配置 成接收设计所述路径的用户输入。
技术方案10：根据技术方案1所述的系统，其中所述处理电路被配置 成找到所述虚拟相机要跟随的多个路径。
技术方案11：根据技术方案10所述的系统，其中所述处理电路被配 置成：选择所述路径中的最长路径；以及响应于所述路径中的所述最长路 径来操纵所述虚拟相机以跟随所述心脏激活波的所述传播的所述进展。
技术方案12：根据技术方案10所述的系统，其中所述处理电路被配 置成接收选择所述虚拟相机要跟随的所述路径中的一个路径的用户输入。
技术方案13：一种医疗方法，包括：
响应于由插入心脏的腔室中的导管的电极随时间推移捕获的所述腔室 的组织的电活动来计算心脏激活波在所述心脏的所述腔室的解剖标测图上 从心动周期中的开始时间到所述心动周期中的结束时间的传播；以及
在操纵虚拟相机以跟随所述心脏激活波在所述解剖标测图上的所述传 播的进展的同时向所述显示器呈现如从所述虚拟相机观察的所述心脏激活 波在所述解剖标测图的相应部分上的所述传播的相应部分。
技术方案14：根据技术方案13所述的方法，其中：
所述虚拟相机被设置在所述解剖标测图内部；并且
所述呈现包括在操纵所述虚拟相机以跟随所述心脏激活波在所述解剖 标测图的内部上的所述传播的进展的同时向所述显示器呈现如从所述解剖 标测图内部的所述虚拟相机观察的所述心脏激活波在所述解剖标测图的所 述相应部分上的所述传播的所述相应部分。
技术方案15：根据技术方案13所述的方法，还包括响应于捕获的电 活动在所述解剖标测图上的对应位置处找到局部激活时间，并且其中所述 呈现包括响应于在所述对应位置中的相应位置处的所述局部激活时间中的 相应局部激活时间，在操纵虚拟相机以跟随所述心脏激活波在所述解剖标 测图上的所述传播的进展的同时向所述显示器呈现如从所述虚拟相机观察 的所述心脏激活波在所述解剖标测图的所述相应部分上的所述传播的所述 相应部分。
技术方案16：根据技术方案15所述的方法，还包括：
限定局部激活时间(LAT)窗口；以及
在所述心动周期中的一定时间段内在所述局部激活时间的相应范围内 使所述LAT窗口移动通过所述时间段，并且其中所述呈现包括响应于所述 LAT窗口移动通过所述时间段时的所述局部激活时间的所述相应范围而向 所述显示器呈现所述心脏激活波在所述解剖标测图的所述相应部分上的所 述传播的所述相应部分。
技术方案17：根据技术方案16所述的方法，其中所述操纵包括响应 于所述LAT窗口移动通过所述时间段来操纵所述虚拟相机以跟随所述心脏 激活波在所述解剖标测图上的所述传播的所述进展。
技术方案18：根据技术方案13所述的方法，还包括找到所述虚拟相 机要跟随的路径，并且其中所述操纵包括响应于找到的路径来操纵所述虚 拟相机以跟随所述心脏激活波的所述传播的所述进展。
技术方案19：根据技术方案18所述的方法，其中：
所述找到包括响应于所述捕获的电活动在所述解剖标测图上的对应位 置处找到局部激活时间；并且
所述呈现包括响应于所述找到的路径以及沿着所述找到的路径在所述 对应位置中的相应位置处的所述局部激活时间中的相应局部激活时间，在 操纵所述虚拟相机以跟随所述心脏激活波在所述解剖标测图上的所述传播 的所述进展的同时向所述显示器呈现如从所述虚拟相机观察的所述心脏激 活波在所述解剖标测图的所述相应部分上的所述传播的所述相应部分。
技术方案20：根据技术方案18所述的方法，还包括根据沿着所述找 到的路径的所述心脏激活波的大小来调整所述虚拟相机的视场。
技术方案21：根据技术方案18所述的方法，还包括接收设计所述路 径的用户输入。
技术方案22：根据技术方案13所述的方法，还包括找到所述虚拟相 机要跟随的多个路径。
技术方案23：根据技术方案22所述的方法，还包括选择所述路径中 的最长路径，并且其中所述操纵包括响应于所述路径中的所述最长路径来 操纵所述虚拟相机以跟随所述心脏激活波的所述传播的所述进展。
技术方案24：根据技术方案22所述的方法，还包括接收选择所述虚 拟相机要跟随的所述路径中的一个路径的用户输入。
技术方案25：一种软件产品，包括非暂态计算机可读介质，在所述非 暂态计算机可读介质中存储程序指令，所述指令在被中央处理单元 (CPU)读取时致使所述CPU：
响应于由插入心脏的腔室中的导管的电极随时间推移捕获的所述腔室 的组织的电活动来计算心脏激活波在所述心脏的所述腔室的解剖标测图上 从心动周期中的开始时间到所述心动周期中的结束时间的传播；以及
在操纵虚拟相机以跟随所述心脏激活波在所述解剖标测图上的所述传 播的进展的同时向所述显示器呈现如从所述虚拟相机观察的所述心脏激活 波在所述解剖标测图的相应部分上的所述传播的相应部分。
附图说明
根据以下详细说明结合附图将理解本发明，其中：
图1为根据本发明的示例性实施方案构造和操作的医疗规程系统的示 意图；
图2为用于图1的系统中的导管的示意图；
图3为用于图1的系统中的心脏激活波的局部激活时间标测图和传播 的示意图；
图4A至图4E为用于图1的系统中的心脏激活波的传播以及虚拟相机 的示意图；
图5为示出调整图1的系统中的虚拟相机的视场的示意图；
图6为示出用于图1的系统中的虚拟相机要跟随的路径的示意图；
图7为示出用于图1的系统中的虚拟相机要跟随的可能路径的示意 图；并且
图8为包括图1的系统的操作方法中的步骤的流程图。
具体实施方式
概述
如先前所提及，在两步式规程(标测，之后进行消融)中，通常通过 将包含一个或多个电极的导管推进到心脏中并采集多个点处的数据来感测 和测量心脏中各个点处的电活动。然后利用这些数据来选择拟加以消融的 目标区域。
标测可用于响应于捕获的电活动(诸如局部激活时间(LAT))来计 算心脏激活波在心脏腔室上从心动周期中的开始时间到心动周期中的结束 时间的传播。心脏激活波的传播可使用颜色和/或符号在腔室的解剖标测图 上典型地以缓慢运动(或以任何适当选择的速度)呈现给显示器。然后经 由医师分析传播以确定是否消融心脏的腔室的组织以及在哪里消融心脏的 腔室的组织。
医师可能正在查看解剖标测图的子区域，例如，医师可能想要放大解 剖标测图的子区域，或者从解剖标测图内部查看解剖标测图的子区域(例 如，从虚拟相机的视角，其中在任何时候仅可以查看标测图的子区域)。 假设解剖标测图的所选择的子区域不在波传播的开始处，并且医师然后在 心脏的腔室的解剖标测图上运行心脏激活波的传播，则医师将不会看到解 剖标测图的所选择的呈现的子区域上的传播，直到在一定延迟之后，即， 直到在标测图的未呈现部分上“运行”之后波最终到达解剖标测图的所选 择的呈现的子区域。如果波传播以循环模式运行，由此波传播从开始到结 束运行，并且然后从开始重复等，则延迟可能甚至更大，因为医师需要等 待，同时波传播在当前正在观察的标测图的所选择的呈现的子区域之前和 之后在解剖标测图的未呈现部分上运行。一旦波传播进入所选择的呈现的 子区域，波传播就迅速消失，直到在另一延迟之后波传播的下一次重复。 在解剖标测图的所选择的子区域中可见的波的延迟可能会使医师混淆，并 且在心脏规程期间浪费宝贵的时间，尤其是当医师需要重复地运行波传播 以便基于波传播来确定是否消融心脏的腔室的组织以及在哪里消融心脏的 腔室的组织时。
本发明的实施方案通过提供一种系统来解决上述问题，该系统在操纵 虚拟相机以跟随心脏激活波在解剖标测图上的传播的进展的同时向显示器 呈现如从虚拟相机观察的心脏激活波在对应解剖标测图的相应部分上的传 播的相应部分。换句话说，虚拟相机可自动移动以在波传播在解剖标测图 的表面上移动时跟随波传播，使得标测图的被呈现的部分是波当前正在其 上传播的相同部分。例如，可以计算虚拟相机的位置(包括取向)以在波 传播在标测图的表面上移动时跟随波传播。
系统可计算虚拟相机要跟随的路径。然后，虚拟相机可以在波传播的 呈现期间跟随路径。在一些实施方案中，虚拟相机可从路径开始以恒定速 率移动直到路径的结束，随着波传播的开始而沿着路径开始移动。在一些 实施方案中，虚拟相机可以以波传播的移动速度移动，即，有时较慢，有 时较快。在一些实施方案中，虚拟相机可根据当前正在呈现的心脏激活波 的中心或前沿来移动。在一些实施方案中，虚拟相机的视场可根据当前正 在呈现的波的大小来在路径上调整。
例如，在波传播分离的情况下或在整个波不能被虚拟相机的视场捕获 的情况下，系统可计算多个路径。系统然后可选择路径中的一个路径(例 如，路径中的最长路径)以供虚拟相机跟随。在一些实施方案中，用户可 选择路径中的哪个路径应被虚拟相机跟随。在一些实施方案中，用户可例 如使用指向设备(例如，鼠标或触控笔)或触敏屏幕来设计在解剖标测图 上要跟随的路径。
系统描述
现在参见图1，该图为根据本发明的示例性实施方案构造和操作的医 疗规程系统20的示意图。现在参见图2，其为用于图1的系统20中的导管 40的示意图。
医疗规程系统20用于确定导管40的位置，如在图1的插图25中以及 在图2中更详细地所见。导管40包括轴22和多个柔性臂54(为了简单起 见，仅一些被标记)，该柔性臂具有连接到轴22的远侧端部的相应近侧端 部。导管40被配置成插入活体受检者的身体部位(例如，心脏26的腔 室)中。
导管40包括位置传感器53，该位置传感器以相对于柔性臂54的近侧 端部呈预定义空间关系的方式设置在轴22上。位置传感器53可包括磁传 感器50和/或至少一个轴电极52。磁传感器50可包括至少一个线圈，例如 但不限于双轴或三轴线圈布置，以提供位置和取向(包括横摆)的位置数 据。导管40包括多个电极55(为了简单起见，在图2中仅一些被标记)， 该多个电极沿着柔性臂54中的每个柔性臂设置在相应位置处，并且被配置 成随时间推移在心脏26中的相应位置处捕获心脏26的腔室的组织的电活 动。通常，导管40可用于使用电极55标测活体受检者的心脏26中的电活 动，或者可用于在活体受检者的身体部位中执行任何其他合适的功能。
医疗规程系统20可基于由磁传感器50和/或装配在轴22上的位于磁传 感器50的任一侧的轴电极52(近侧电极52a和远侧电极52b)提供的信号 来确定导管40的轴22的位置和取向。近侧电极52a、远侧电极52b、磁传 感器50和电极55中的至少一些电极通过经由导管连接器35穿过轴22延伸 的导线连接到控制台24中的各种驱动器电路。在一些实施方案中，柔性臂 54中的每个柔性臂的电极55、轴电极52和磁传感器50中的至少两者经由 导管连接器35连接到控制台24中的驱动电路。在一些实施方案中，可省 略远侧电极52b和/或近侧电极52a。
图2所示的例证完全是为了概念清晰而选择的。轴电极52和电极55 的其他配置也是可能的。附加功能可包括在位置传感器53中。为清晰起 见，省略了与本发明所公开的实施方案无关的元件，诸如冲洗口。
医师30通过使用靠近导管40的近侧端部的操纵器32操纵轴22和/或 从护套23的挠曲来将导管40导航到患者28的身体部位(例如，心脏26) 中的目标位置。将导管40穿过护套23插入，其中柔性臂54聚集在一起， 并且仅在导管40从护套23回缩之后，柔性臂54能够展开并恢复其预期的 功能形状。通过将柔性臂54容纳在一起，护套23还用于使在其到目标地 点的途径上的血管创伤最小化。
控制台24包括处理电路41(通常为通用计算机)以及用于在体表电 极49中生成信号和/或接收来自该体表电极的信号的合适的前端和接口电路 44，该体表电极通过穿过缆线39的导线附接到患者28的胸部和背部、或 者任何其他合适的皮肤表面。
控制台24还包括磁感应子系统。将患者28放置在由包括至少一个磁 场辐射器42的垫生成的磁场中，该磁场辐射器由设置在控制台24中的单 元43驱动。磁场辐射器42被配置成将交变磁场发射到身体部位(例如， 心脏26)所在的区域内。由磁场辐射器42生成的磁场在磁传感器50中生 成方向信号。磁传感器50被配置成检测所发射的交变磁场的至少一部分， 并且将方向信号作为对应的电输入提供到处理电路41。
在一些实施方案中，处理电路41使用从轴电极52、磁传感器50和电 极55接收的位置信号来估计导管40在器官(诸如心腔)内部的位置。在 一些实施方案中，处理电路41将从电极52、55接收的位置信号与先前采 集的磁位置-校准位置信号相关联，以估计导管40在心腔内部的位置。可由 处理电路41基于(除了其他输入以外)电极52、55与体表电极49之间的 测量的阻抗、或电流分布的比例来确定轴电极52和电极55的位置坐标。 控制台24驱动显示器27，该显示器示出在心脏26的解剖标测图内部的导 管40的远侧端部。
使用电流分布测量结果和/或外部磁场的位置感测的方法在各种医疗应 用中实现，例如，在由Biosense Webster Inc.(Irvine,California)生产的
Figure BDA0003688889470000131
系统中实现，并且详细地描述于美国专利5,391,199、6,690,963、 6,484,118、6,239,724、6,618,612、6,332,089、7,756,576、7,869,865和 7,848,787、PCT专利公布WO 96/05768、以及美国专利申请公布 2002/0065455 A1、2003/0120150 A1和2004/0068178 A1中。
Figure BDA0003688889470000132
3系统应用基于有功电流定位(ACL)阻抗的位置跟踪方法。在 一些实施方案中，处理电路41被配置成使用ACL方法来产生电阻抗的指 示与磁场辐射器42的磁坐标系中的位置之间的映射(例如，电流-位置矩阵(CPM))。处理电路41通过在CPM中执行查找来估计轴电极52和电极 55的位置。
处理电路41通常用软件进行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。
系统20还包括用户接口57以接收用户输入，诸如对用于显示的解剖 标测图的子区域的选择、在观察解剖标测图的子区域时使用的虚拟相机的 操纵、心脏激活波的波传播的呈现速度、和/或被呈现的心脏激活波的宽 度。用户接口57可包括键盘和/或触摸屏、脚踏板以及任选的指向设备，诸 如鼠标、触笔和/或操纵杆。
为简单和清晰起见，图1仅示出了与本发明所公开的技术有关的元 件。系统20通常包括附加模块和元件，该附加模块和元件与本发明所公开 的技术不直接相关，并且因此该附加模块和元件从图1和对应的描述中被 有意地省略。
上文所述的导管40包括八个柔性臂54，其中每个臂54具有六个电极 55。仅以举例的方式，可使用任何合适的导管代替导管40，例如，具有不 同数量的柔性臂和/或每个臂上的电极的导管，或不同的探针形状诸如球囊 导管或套索导管。
医疗规程系统20还可使用任何合适的导管，例如使用导管40或不同 的导管以及任何合适的消融方法来执行心脏组织的消融。控制台24可包括 被配置成生成RF功率的RF信号发生器34，该RF功率由连接到控制台24 的导管的一个或多个电极以及体表电极49中的一个或多个体表电极施加以 消融心脏26的心肌。控制台24可包括泵(未示出)，该泵将冲洗流体进 入冲洗通道泵送到执行消融的导管的远侧端部。执行消融的导管还可包括 温度传感器(未示出)，该温度传感器用于测量消融期间的心肌的温度并 且根据所测量的温度来调节消融功率和/或冲洗流体的泵送的冲洗速率。
现在参见图3，该图为用于图1的系统20中的心脏激活波的局部激活 时间标测图36和传播的示意图。
处理电路41可被配置成使用任何合适的解剖标测图生成方法(例如但 不限于快速解剖标测(FAM))来生成解剖标测图60。FAM在授予Cohen 等人的美国专利10,918,310中有所描述。在FAM中，围绕数据点的三维 (3D)云生成平滑外壳，诸如电极55的计算的电极位置的云。
处理电路41被配置成响应于由导管40的电极55随时间推移捕获的电 活动，在解剖标测图60上的对应位置处找到局部激活时间(LAT)。在一 些实施方案中，局部激活时间(LAT)从心脏电活动信号(例如，心电图 (ECG)或心内电描记图(IEGM))识别，并且与解剖标测图60的表面 上的相应位置相关联。通过使用不同的颜色或阴影来指示不同的LAT范围62或LAT值，可以在局部激活时间标测图36上表示LAT。例如，在-200 毫秒(ms)至-190ms范围内的LAT可由一种颜色表示，并且在-190毫秒 (ms)至-180ms范围内的LAT可由另一种颜色表示，等等。另选地，每个 LAT值可对应于不同的颜色(例如，-200ms可由蓝色表示，而-199ms可由 略微不同的蓝色表示，等等)。例如，在-200ms至+200ms范围内的LAT 值可分别由RGB值在(0,0,255)至(255,0,0)范围内的颜色表示，其中 (255,255,0)在该范围的中间。
处理电路41被配置成响应于由导管40的电极55随时间推移捕获的电 活动来计算心脏激活波(具有由箭头38指示的方向)在心脏26的腔室的 解剖标测图60上从心动周期中的开始时间到心动周期中的结束时间的传 播。心脏激活波的传播可使用任何合适的方法计算，例如但不限于美国专 利10,136,828、6,226,542、6,301,496和6,892,091中公开的方法中的一种或 多种方法。心脏激活波的传播可使用LAT的滑动窗口基于LAT值来计算。 例如，在时间T0处，在-200ms至-160ms范围内的LAT呈现在解剖标测图 60上，在时间T1处，在-180ms至-140ms范围内的LAT呈现在解剖标测图 60上，并且在时间T2处，在-160ms至-120ms范围内的LAT呈现在解剖标 测图60上，等等。LAT窗口继续移动，直到心脏激活波的完整循环已被呈 现在解剖标测图60上。以此方式，看到心脏激活波在解剖标测图60的表 面上移动。滑动窗口的宽度(即，滑动窗口中的LAT的范围)可以是可配 置的。颜色或阴影可用于指示在传播中的任一时间处呈现的LAT。不同的 颜色或阴影可用于指示不同的LAT值。例如，在-200ms至-160ms范围内的 LAT可以以红色呈现在解剖标测图62上，在-180ms至-140ms范围内的 LAT可以以橙色呈现在解剖标测图62上，在-160ms至-120ms范围内的 LAT可以以黄色呈现在解剖标测图62上，等等。另选地，每个LAT值可 对应于不同的颜色(例如，-200ms可由蓝色表示，而-199ms可由略微不同 的蓝色表示，等等)。例如，在-200ms至+200ms范围内的LAT值可分别 由RGB值在(0,0,255)至(255,0,0)范围内的颜色表示，其中 (255,255,0)在该范围的中间。
图3示出了其中具有虚拟相机66的解剖标测图60的横截面64，其中 虚拟相机66面向解剖标测图60的内壁68。内壁68也在图3中的横截面64 上示出。跨过解剖标测图60的内壁68和横截面64绘制竖直线74，以指示 内壁68上所示的LAT范围62与LAT范围在横截面64上的位置之间的对 应关系。
图3示出了虚拟相机66的视场70(由两条虚线72界定)被限制到局 部激活时间标测图36的一部分。因此，当基于虚拟相机66的静态位置 (包括取向)将心脏激活波的传播呈现给显示器27时，传播的仅一部分将 在显示器27上看到，并且在运行传播之后有延迟。
现在参见图4A至图4E，其为用于图1的系统20中的心脏激活波的传 播以及虚拟相机66的示意图。
图4A示出了对应于局部激活时间标测图36(图3)的LAT范围62-1 的两个阴影区域76-1。阴影区域76-1被呈现为与包括LAT范围62-1的时 间窗口相对应的心脏激活波的传播的一部分。虚拟相机66在解剖标测图60 的横截面64中示出，其被定位(即，取向)成虚拟相机66的视场70(虚 线72)面向阴影区域76-1的中心。阴影区域76-1因此用解剖标测图60的内壁68的对应部分78-1呈现给显示器27。
随着心脏激活波沿着解剖标测图60的内壁68进展，对应于在时间上 向前移动LAT范围62的时间窗口，虚拟相机66的位置被操纵(例如，顺 时针转动)，使得虚拟相机66的视场70指向进展的心脏激活波的中心。
图4B示出了对应于局部激活时间标测图36(图3)的LAT范围62-2 的两个阴影区域76-2。阴影区域76-2被呈现为与包括LAT范围62-2的时 间窗口相对应的心脏激活波的传播的一部分。虚拟相机66在解剖标测图60 的横截面64中示出，其被定位(即，取向)成虚拟相机66的视场70(虚 线72)面向阴影区域76-2的中心。阴影区域76-2因此用解剖标测图60的内壁68的对应部分78-2呈现给显示器27。
图4C至图4E分别示出了心脏激活波沿着内壁68的进一步进展，其中 阴影区域76-3、76-4、76-5以及内壁68的对应部分78-3、78-4、78-5分别 对应于LAT范围62-3、62-4、62-5来呈现。应当注意，图4A至图4E仅示 出了心脏激活波在离散时间点处的传播。然而，心脏激活波的传播通常被 示出为通过心动周期在解剖标测图60的表面上的平滑过渡。
在一些实施方案中，虚拟相机66的位置可以在波传播期间以恒定速率 移动。在一些实施方案中，虚拟相机66的位置可以以波传播的移动速度移 动，即，有时较慢，有时较快。在一些实施方案中，虚拟相机66的位置可 根据当前正在呈现的心脏激活波的中心或前沿来移动。
现在参见图5，该图为示出调整图1的系统20中的虚拟相机66(图 3)的视场的示意图。当操纵虚拟相机66以跟随心脏激活波的传播时，可 任选地根据正传播的波的当前部分的大小来调整虚拟相机66的视场。图5 示出了在阴影区域76-1可在第一时间呈现为波传播的一部分时的该第一时 间处，调整虚拟相机66的视场70-1以捕获所有阴影区域76-1，并且在阴 影区域76-2可在稍后时间被呈现为波传播的一部分时的该稍后时间处，调 整虚拟相机66的视场70-2以捕获所有阴影区域76-2。
现在参见图6，其为示出用于图1的系统20中的虚拟相机66(图3) 要跟随的路径80的示意图。处理电路41(图1)可被配置成计算虚拟相机 66的视场70(图3)要跟随的路径80。路径80可基于一个或多个标准来 计算。例如，路径80可被计算为心脏激活波在解剖标测图60上的最长路 径或穿过最大数量的LAT值的路径。在一些实施方案中，医师30(图1) 可在解剖标测图60上绘制路径80，并且然后在呈现心脏激活波的传播期 间，虚拟相机66跟随该路径80。
现在参见图7，该图为示出用于图1的系统20中的虚拟相机66(图 3)要跟随的可能路径80的示意图。处理电路41(图1)可被配置成计算 多个路径80(例如，基于在解剖标测图60的表面上随机生成路径)，然后 基于各种标准选择路径80中的一个路径。例如，路径80中的一个路径可 被选择为心脏激活波在解剖标测图60上的最长路径或穿过最大数量的LAT值的路径80。
在一些实施方案中，路径80可以在解剖标测图60上呈现给显示器27 (图1)。医师30(图1)然后可从解剖标测图60选择路径80中的一个路 径，并且然后在呈现心脏激活波的传播期间，虚拟相机66跟随该路径80。
现在参见图8，该图为包括图1的系统20的操作方法中的步骤的流程 图100。
处理电路41被配置成响应于捕获的电活动在解剖标测图60(图3)上 的对应位置处找到(框102)局部激活时间，如上文参考图3更详细地描述 的。处理电路41被配置成响应于捕获的电活动来计算(框104)心脏激活 波在心脏26(图1)的腔室的解剖标测图60上从心动周期中的开始时间到 心动周期中的结束时间的传播，如参考图3更详细地描述的。当通过激活 与LAT值的当前滑动或移动窗口中的LAT相关联的解剖标测图60的相应 区域而将传播呈现给显示器27时，可以计算心脏激活波的传播。
在一些实施方案中，处理电路41被配置成寻找(框106)虚拟相机66 (图3)要跟随的一个或多个路径80(图6、图7)。处理电路41可以被 配置成选择(框108)路径80中的一个路径，诸如最长路径，如参考图7 更详细地描述的。附加地或另选地，处理电路41被配置成接收(框110) 选择虚拟相机66要跟随的路径80中的一个路径的用户输入。在一些实施 方案中，处理电路41被配置成接收用户输入(框112)，该用户输入设计 路径80(即，路径可由医师30在解剖标测图60的表面上设计)，虚拟相 机66将跟随该路径。
处理电路41被配置成在操纵虚拟相机66以跟随心脏激活波在解剖标 测图60上的传播的进展的同时向显示器27呈现(框114)如从虚拟相机 66观察的心脏激活波在解剖标测图60的相应部分上的传播的相应部分，如 参考图4A至图4E更详细地描述的。
在一些实施方案中，虚拟相机66被设置在解剖标测图60内部，并且 处理电路41被配置成在操纵虚拟相机66以跟随心脏激活波在解剖标测图 60的内表面上的传播的进展的同时向显示器27呈现如从解剖标测图60内 部的虚拟相机66观察的心脏激活波在解剖标测图60的相应部分上的传播 的相应部分。
在一些实施方案中，处理电路41被配置成响应于在解剖标测图60上 的相应对应位置处的相应局部激活时间来操纵虚拟相机66以跟随心脏激活 波在解剖标测图60上的传播的进展。换句话说，在框102的步骤中找到的 LAT在解剖标测图60上具有对应位置。当在波的传播期间在解剖标测图 60上激活LAT(例如，用阴影或颜色突出显示)时，根据所激活的LAT来 操纵虚拟相机66。例如，操纵虚拟相机66的视场70以跟随所激活的LAT 区域的中心或所激活的LAT区域的前缘。
在一些实施方案中，处理电路41被配置成限定(框116)局部激活时 间(LAT)窗口(例如，具有给定时间宽度(例如，20ms或40ms)的窗 口)。处理电路41被配置成在心动周期中的一定时间段内在局部激活时间 的相应范围内使LAT窗口移动(框118)通过该时间段。处理电路41被配 置成响应于LAT窗口移动通过该时间段时的局部激活时间的相应范围而向 显示器27呈现心脏激活波在解剖标测图60的相应部分上的传播的相应部 分，以及响应于LAT窗口移动通过该时间段来操纵虚拟相机66以跟随心 脏激活波在解剖标测图60上的传播的进展，如上文参考图3和图4A至图 4E更详细地描述的。换句话说，当移动LAT窗口时，该窗口中的LAT (即，LAT的范围)改变，并且处理电路41被配置成呈现解剖标测图60 的对应部分(与该窗口中的LAT相对应)以及心脏激活波的传播的对应部 分(与该窗口中的LAT相对应)，以及响应于窗口中的LAT来操纵虚拟相 机66以跟随该传播。
在一些实施方案中，处理电路41被配置成响应于找到的(以及任选的 所选择的)路径80(诸如所选择的最长路径、或用户选择的路径、或用户 设计的路径)来操纵虚拟相机66以跟随心脏激活波的传播的进展，在上文 参考图7至图8和框106至112的步骤描述。通过示例，虚拟相机66的视 场70可被操纵以通过在心脏激活波的传播开始时在路径80的开始处开始 并且在心脏激活波的传播结束时在路径80的结束处结束来以恒定速度跟随 心脏激活波沿着路径80的传播。
在一些实施方案中，处理电路41被配置成响应于找到的(以及任选的 所选择的)路径80以及沿着找到的路径80在对应位置中的相应位置处的 相应局部激活时间来操纵虚拟相机66以跟随心脏激活波在解剖标测图60 上的传播的进展。例如，可操纵虚拟相机66的视场70以沿着路径80跟随 所激活的LAT区域的中心，或沿着路径80跟随所激活的LAT区域的前 缘。通过另一示例，可操纵虚拟相机66的视场70以基于波的速度来跟随 心脏波沿着路径80的传播，该速度可基于沿着路径80的LAT值和当前包 括在LAT窗口中的LAT值。
在一些实施方案中，处理电路41被配置成根据沿着找到的路径80的 心脏激活波的大小(例如，垂直于传播方向和/或平行于传播方向的波的宽 度)来调整(框120)虚拟相机66的视场70。
如本文所用，针对任何数值或范围的术语“约”或“大约”指示允许 部件或元件的集合实现如本文所述的其预期要达到的目的的合适的尺寸公 差。更具体地，“约”或“大约”可指列举值的值±20％的范围，例如， “约90％”可指72％至108％的值范围。
为清晰起见，在独立实施方案的上下文中描述的本发明的各种特征部 也可在单个实施方案中组合提供。相反地，为简明起见，本发明的各种特 征部在单个实施方案的上下文中进行描述，也可单独地或以任何合适的子 组合形式提供。
上述实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不受上文具体示出和 描述的内容的限制。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。

Claims (12)

1.一种医疗系统，包括：
导管，所述导管被配置成插入心脏的腔室中，并且包括电极，所述电极被配置成随时间推移捕获所述腔室的组织的电活动；
显示器；和
处理电路，所述处理电路被配置成：
响应于捕获的电活动来计算心脏激活波在所述心脏的所述腔室的解剖标测图上从心动周期中的开始时间到所述心动周期中的结束时间的传播；以及
在操纵虚拟相机以跟随所述心脏激活波在所述解剖标测图上的所述传播的进展的同时向所述显示器呈现如从所述虚拟相机观察的所述心脏激活波在所述解剖标测图的相应部分上的所述传播的相应部分。
2.根据权利要求1所述的系统，其中：所述虚拟相机被设置在所述解剖标测图内部；并且所述处理电路被配置成在操纵所述虚拟相机以跟随所述心脏激活波在所述解剖标测图的内部上的所述传播的进展的同时向所述显示器呈现如从所述解剖标测图内部的所述虚拟相机观察的所述心脏激活波在所述解剖标测图的所述相应部分上的所述传播的所述相应部分。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理电路被配置成：
响应于所述捕获的电活动在所述解剖标测图上的对应位置处找到局部激活时间；以及
响应于在所述对应位置中的相应位置处的所述局部激活时间中的相应局部激活时间，在操纵虚拟相机以跟随所述心脏激活波在所述解剖标测图上的所述传播的进展的同时向所述显示器呈现如从所述虚拟相机观察的所述心脏激活波在所述解剖标测图的所述相应部分上的所述传播的所述相应部分。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述处理电路被配置成：
限定局部激活时间(LAT)窗口；
在所述心动周期中的一定时间段内在所述局部激活时间的相应范围内使所述LAT窗口移动通过所述时间段；以及
响应于所述LAT窗口移动通过所述时间段时的所述局部激活时间的所述相应范围而向所述显示器呈现所述心脏激活波在所述解剖标测图的所述相应部分上的所述传播的所述相应部分。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述处理电路被配置成响应于所述LAT窗口移动通过所述时间段来操纵所述虚拟相机以跟随所述心脏激活波在所述解剖标测图上的所述传播的所述进展。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理电路被配置成：找到所述虚拟相机要跟随的路径；以及响应于找到的路径来操纵所述虚拟相机以跟随所述心脏激活波的所述传播的所述进展。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述处理电路被配置成：
响应于所述捕获的电活动在所述解剖标测图上的对应位置处找到局部激活时间；以及
响应于所述找到的路径以及沿着所述找到的路径在所述对应位置中的相应位置处的所述局部激活时间中的相应局部激活时间，在操纵所述虚拟相机以跟随所述心脏激活波在所述解剖标测图上的所述传播的所述进展的同时向所述显示器呈现如从所述虚拟相机观察的所述心脏激活波在所述解剖标测图的所述相应部分上的所述传播的所述相应部分。
8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述处理电路被配置成根据沿着所述找到的路径的所述心脏激活波的大小来调整所述虚拟相机的视场。
9.根据权利要求6所述的系统，其中，所述处理电路被配置成接收设计所述路径的用户输入。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理电路被配置成找到所述虚拟相机要跟随的多个路径。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述处理电路被配置成：选择所述路径中的最长路径；以及响应于所述路径中的所述最长路径来操纵所述虚拟相机以跟随所述心脏激活波的所述传播的所述进展。
12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述处理电路被配置成接收选择所述虚拟相机要跟随的所述路径中的一个路径的用户输入。
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