CN115867218A - 用于消融导管的接触感测 - Google Patents

Abstract

一种用于预测消融治疗导管和解剖结构之间是否发生接触的机制。该机制提出了两种操作模式。如果消融治疗导管当前正在执行消融，例如电流正在由消融控制器供应给消融治疗导管的电极，则使用第一模式，而如果消融治疗导管当前未正在执行消融，则使用第二模式。两种模式使用两种不同的算法过程来预测消融治疗导管和解剖结构之间是否发生接触。

Description

用于消融导管的接触感测

技术领域

本公开总体上涉及用于消融导管的接触感测。

背景技术

消融导管正在越来越多地用于患者的医学处置中。例如，心房纤颤(AF)是一种异常心律，其特征在于心房的快速且不规律的跳动，并且可能与心悸、昏厥、头晕、呼吸短促或胸痛相关联。该疾病与心力衰竭、痴呆和中风的风险增加相关联。AF可能是由肺静脉口处的辅助起搏器生成的电脉冲引起的。因此，处置AF的一种方式是通过肺静脉隔离，其可以包括对左心房的内壁进行消融以形成将肺静脉口与左心房的其余部分隔离的损伤。

消融可以以各种方式执行，包括射频(RF)消融、超声消融、脉冲场消融和冷冻消融。RF消融是一种常规消融程序，其包括为消融导管的电极供电以使用热能产生连续的透壁损伤。

为了提供有效的消融，将消融导管适当地定位成抵靠待消融的解剖结构或特征将是有利的。如果可以识别并且优选地测量消融导管和解剖结构之间的接触，则将是特别有利的。

已经开发了几种导管以便感测接触力水平。这些导管倾向于依赖于消融导管顶端处的复杂机械元件(例如弹簧)来检测是否接触。

其他已知的方法(诸如由WO2019/215721Al提出的方法)提出了测量电极之间的阻抗，以便估计由导管施加到患者组织的接触力。US2012/283715A1建议了又一种方法，其提出了将电容测量值相关联以确定消融导管与组织(即，解剖结构)之间的接触力。

发明内容

本公开的方面提供了用于预测消融治疗导管与解剖结构(例如，器官、血管等)之间的接触的设备、系统和方法。

根据实施例，提供了一种用于预测消融治疗导管是否与解剖结构接触的处理器电路，所述处理器电路被配置用于与包括两个或更多个电极的消融治疗导管通信。所述处理器电路包括输入接口和数据处理器。

所述输入接口被配置为从所述消融导管的所述两个或更多个电极获得所述消融治疗导管的每个电极对所述解剖结构中的一个或多个电场的至少一个电响应；并且从所述消融治疗导管的所述电极或所述消融治疗导管的控制器获得响应于所述消融治疗导管是否正在消融所述解剖结构的指示的指示符信号。

所述数据处理器通信地耦合到所述输入接口，并且被配置为响应于指示所述消融治疗导管未正在消融所述解剖结构的所述指示符信号，使用第一算法过程来处理所述消融治疗导管的一个或多个电极的第一组一个或多个电响应，以预测所述消融治疗导管是否与所述解剖结构接触；并且响应于指示所述消融治疗导管正在消融所述解剖结构的所述指示符信号，使用不同的第二算法过程来处理所述消融治疗导管的一个或多个电极的第二组一个或多个电响应，以预测所述消融治疗导管是否与所述解剖结构接触；并且响应于对所述消融治疗导管是否与所述解剖结构接触的所述预测而输出预测信号。

本公开认识到，虽然可以通过监测消融导管上的电极的电响应来识别解剖结构和消融导管之间的接触，但是执行消融可能导致接触检测过程的准确性受到负面影响。

本公开提出了使用与不执行消融时相比不同的算法过程来识别/预测消融导管在消融期间是否与解剖结构接触。这使得常规的接触检测方法(其通常是高度准确的)能够在执行消融时使用，并且使得替代的(可能不太准确的)接触检测方法能够在不执行消融时使用。

所述消融治疗导管的所述两个或更多个电极可以包括用于将消融处置施加到所述解剖结构的一个或多个电极。本领域技术人员将理解电极可以如何用于通过对例如施加到电极的电流(例如，来自通过向电极施加电流而产生的热)或电极处的电压(例如，以提供用于执行脉冲场消融的高压脉冲)的适当控制来施加消融处置。

在一些示例中，所述第一算法过程处理所述消融治疗导管的第一组一个或多个电极的所述电响应；并且所述第二算法过程处理所述消融治疗导管的不同的第二组一个或多个电极的所述电响应。

本公开还认识到，消融的效果在电极的某个子集(其通常是其电响应可以以比其他电极更大的准确性检测接触的一个或多个电极)上特别显著。因此，本公开提出了根据是否正在执行消融来使用不同组的一个或多个电极，以判断导管和解剖结构之间是否接触。

在一些示例中，第二组电极中的电极的数量大于第一组电极中的电极的数量。

所述第一组一个或多个电极可以包括所述消融治疗导管的最远侧定位的电极。最远侧定位的电极可以改善检测是否与解剖结构接触的准确性(因为它可能比其他元件更灵敏，或更能代表导管的位置)，但是可能更显著地受到消融过程的影响。在一些示例中，所述第二组一个或多个电极不包括所述消融治疗导管的最远侧定位的电极。

在一些示例中，所述第一组电极包括用于将消融处置施加到所述解剖结构的所述一个或多个电极中的至少一个。所述第二组电极优选地不包括用于将消融处置施加到所述解剖结构的所述一个或多个电极中的所述至少一个。

本文还明确了，当执行消融时，用于执行消融的电极(“消融电极”)的电响应最显著地受影响，从而显著地影响其在检测接触和/或接触力时的准确性和可靠性。该实施例认识到，在消融期间依赖于非消融电极的电响应将是有利的。

然而，还认识到，非消融电极的电响应通常对与解剖结构的接触不太敏感(例如，因为非消融电极通常小于消融电极，并且不必定位在最佳位置处)。

在一些实施例中，在两个或更多个电极包括用于施加消融处置的电极的情况下，所述第二组电极不包括用于将消融处置施加到所述解剖结构的所述电极中的任一个。这提高了在消融处置期间避免使用消融电极的效果。

优选地，所述第一算法过程包括使用两个电极对在所述两个电极中的一个处生成的电场的电响应来确定所述两个电极之间的阻抗的阻抗度量。已经明确了，阻抗度量可以可靠地且准确地预测导管是否与解剖结构接触。

优选地，与所述阻抗度量相关联的所述两个电极中的至少一个是用于将消融处置施加到所述解剖结构的消融电极。与所述阻抗度量相关联的所述两个电极中的至少一个优选地是所述消融治疗导管的最远侧定位的电极。

在一些示例中，所述第二算法过程不包括确定两个电极之间的阻抗的阻抗度量。已经认识到阻抗度量显著地受消融影响，并且因此如果阻抗度量不用于预测在消融程序期间是否存在接触，则将是优选的。例如，第二算法过程可以包括确定第一(非消融)电极对由第二(非消融)电极生成的电场的电压响应的测量。该测量可以是由于第二非消融电极生成的电场而在第一非消融电极中感应出的(平均)电压的度量。第二算法过程可以使用该第二测量320来预测接触和/或接触力。

因此，在一些示例中，算法过程可以在记录程序期间从第一算法过程切换到第二算法过程，并且反之亦然。这样的切换可以基于指示消融开始或停止的触发或指示符信号来自动完成，其中，从第一算法过程切换到第二算法过程将基于消融触发的开始来发起，而反之的切换将基于停止消融触发来执行。触发可以是由消融动作给出的外部触发、用户定义的触发或消融信号的检测。

所述处理器电路可以包括输出接口，所述输出接口被配置为响应于对所述消融治疗导管是否与所述解剖结构接触的预测而提供所述预测信号。

所述处理器电路还可以包括电信号发生器，所述电信号发生器被配置为控制供应给所述两个或更多个电极中的每一个的电流，从而控制由每个电极生成的电场。

在一些示例中，第一算法过程和第二算法过程中的每一个被配置为预测由消融治疗导管施加的接触压力，该接触压力从而指示消融治疗导管是否与解剖结构接触。

在一些示例中，消融导管的每个电极的电响应是每个电极对由消融导管的每个其他电极生成的电场的电压响应。

在一些示例中，两个或更多个电极至少包括第一电极、第二电极和第三电极，并且第一算法过程被配置为处理第一电极对由第一电极生成的电场的电响应，并且第二算法过程被配置为处理第二电极对由第三电极生成的电场的电响应。

在一些示例中，第二算法过程还被配置为处理第一电极对由第一电极生成的电场的电响应，其中，第二算法过程使用第二电极对由第三电极生成的电场的电响应来考虑由治疗导管正在执行的消融引起的第一电极对由第一电极生成的电场的电响应中的干扰。

还提出了一种用于预测包括两个或更多个电极的消融治疗导管是否与解剖结构接触的方法。

所述方法包括：获得所述消融治疗导管的每个电极对所述解剖结构中的一个或多个电场的至少一个电响应；从所述消融治疗导管的所述电极或所述消融治疗导管的控制器获得响应于所述消融治疗导管是否正在消融所述解剖结构的指示的指示符信号，响应于指示所述消融治疗导管未正在消融所述解剖结构的所述指示符信号，使用第一算法过程来处理所述消融治疗导管的一个或多个电极的第一组一个或多个电响应，以预测所述消融治疗导管是否与所述解剖结构接触；并且响应于指示所述消融治疗导管正在消融所述解剖结构的所述指示符信号，使用不同的第二算法过程来处理所述消融治疗导管的一个或多个电极的第二组一个或多个电响应，以预测所述消融治疗导管是否与所述解剖结构接触；并且响应于对所述消融治疗导管是否与所述解剖结构接触的所述预测而输出预测信号。

还提出了一种包括代码的计算机程序产品，所述代码在由处理器电路执行时令所述处理器电路执行本文描述的任何方法的步骤。还提出了一种包括或承载所述计算机程序产品的非瞬态计算机可读介质或数据载体。

本公开还提出了一种包括指令的计算机程序(产品)，当所述程序由计算机或处理系统执行时，所述指令令所述计算机或处理系统执行本文描述的任何方法(的步骤)。

本领域技术人员将能够容易地适配任何本文描述的方法以反映本文描述的装置、系统和/或处理器电路的实施例，并且反之亦然。本领域技术人员将对计算机程序(产品)做出类似的理解。

处理器电路可以被包括在用于在消融程序之前、期间和之后确定消融导管(例如RF消融导管)与对象的组织之间的接触状态的装置中。在实施例中，这样的装置因此可以包括计算机(移动(电话、平板电脑)或固定(台式计算机或诸如介电成像或标测系统的医学设备的工作站或控制台)。在实施例中，处理器电路或设备可以包括在医学设备的控制台中，这样的医学设备可以是介电或电磁成像或标测系统。

根据以下详细描述，本公开的额外方面、特征和优点将变得显而易见。

附图说明

将会参考附图描述本公开的图示性实施例，其中：

图1图示了消融系统；

图2是图示方法的流程图；

图3图示了用于在实施例中使用的电压响应；

图4图示了消融导管；

图5图示了消融系统；

图6图示了处理器电路；

图7是图示另一方法的流程图。

具体实施方式

出于增进对本公开原理的理解的目的，现在将参照附图中所示的实施例，并且将使用特定语言来描述所述实施例。然而，应理解，并非意在限制本公开的范围。对所描述的设备、系统和方法的任何更改和其他修改以及本公开的原理的任何其他应用被完全设想到并且包括在本公开内，如本公开所涉及领域的技术人员通常会想到的。

本发明提出了一种用于预测消融治疗导管和解剖结构之间是否发生接触的机制。该机制提出了两种操作模式。如果消融治疗导管当前正在执行消融，例如电流正在由消融控制器供应给消融治疗导管的电极，则使用第一模式，而如果消融治疗导管当前未正在执行消融，则使用第二模式。两种模式使用两种不同的算法过程来预测消融治疗导管和解剖结构之间是否发生接触。

实施例基于以下认识：主动或正在进行的消融可以影响导管的一些电极(特别是消融电极)的电响应。这意味着(在消融期间)电响应对于检测是否发生接触将变得不可靠。因此，提出了使用另一种过程来检测消融期间的接触(其中，该过程可能不如使用导管的电极(其受到消融的更严重影响)准确)。

基本概念可以用于改善使用消融导管执行的消融过程，并且可以在任何合适的消融系统中实施。

图1提供了包括消融治疗导管100的消融系统10的图形视图。消融治疗导管被图示为在患者/对象195的解剖结构190(例如心脏)内操作。稍后将描述合适的解剖结构的其他示例。

消融治疗导管100包括安装在柔性细长构件106上的两个或更多个电极101-104。在一些实施例中，导管包括4个电极(如图所示)，即：第一电极101、第二电极102、第三电极103和第四电极104。然而，导管可以包括其他数量的电极，包括2、4、6、14、16、20、24、30、60个或任何其他合适数量的电极。柔性细长构件106使得消融治疗导管100能够定位在解剖结构190内的期望位置处。

消融治疗导管100的电极101-104中的一个或多个被指定为“消融电极”，其可以可控地消融解剖结构190。可以通过控制供应给(一个或多个)消融电极101-104的交流电流(“消融电流”)来执行消融，以便适当地控制(一个或多个)消融电极的输出(例如，由(一个或多个)消融电极输出的电场强度或(一个或多个)消融电极的热)。

在消融(射频消融(RFA))的一个示例中，通过向每个消融电极供应中频交流电流(例如，在350-500kHz的范围内)来产生热。由(一个或多个)消融电极产生的热消融/损伤周围组织(即，解剖结构190的组织)。

然而，消融电极可以用于执行其他形式的消融，诸如脉冲场消融(PFA)，有时称为电穿孔。脉冲场消融是一种非热消融程序，其使用紧邻组织递送的高压脉冲串，这导致在细胞膜中诱导纳米级孔(电穿孔)，这可以导致细胞死亡(即组织消融)。

可以控制消融电极以在整个消融程序期间执行不同消融程序的组合(例如，RFA和PFA的组合)。

任何数量的电极101-104可以用作消融电极，使得可以仅存在1个消融电极或多个消融电极。优选地，消融治疗导管100被配置为使得至少最远侧定位的电极101(“第一电极”)可以被控制以选择性地消融附近的组织，例如产生或不产生热，即是消融电极。

在本公开的背景下，当有目的地控制(一个或多个)消融电极以损伤组织(用于预期的医学目的)时，“消融”被认为是主动发生的(即正在进行的)。

例如，当向一个或多个消融电极供应导致消融电极加热到如果与组织接触则将导致合适的消融损伤(用于预期的医学目的)的程度的足够电流时，在RFA期间发生消融。当向一个或多个消融电极供应导致期望组织中的电穿孔(如果(一个或多个)消融电极足够接近期望组织)的足够电流/电压时，在PFA期间发生消融。

消融治疗导管100的(一个或多个)消融电极101-104的操作可以由消融系统10的消融控制器110控制。消融控制器110可以例如控制供应给(一个或多个)消融电极101-104的电流的大小。特别地，消融控制器110可以电连接(例如，通过位于柔性细长构件106内的一条或多条导线)到(一个或多个)消融电极101-104，从而控制向其供应的电流。

特别地，消融控制器110可以包括电信号发生器，该电信号发生器被配置为控制导管的电极发射电信号，包括电压、阻抗和电流。

可以自动控制(例如，以满足一些预定的消融方案)或手动控制供应给(一个或多个)消融电极101-104的电流的大小。

例如，消融控制器110可以被配置为(例如，从标测系统)接收导管100的位置，确定该位置是否与要执行消融的预定位置相匹配，并且如果该位置与预定位置相匹配则执行消融。标题为“Systems and Processes for Map-Guided Automatic Cardiac Ablation”的具有公开号NO.2018/310987的美国专利申请描述了一种用于自动消融的合适过程。

(一个或多个)消融电极可以是冲洗的或非冲洗的。冲洗电极可以允许为冲洗递送流体(例如，诸如盐水的无菌流体)以冷却电极界面。这可以允许更高的功率递送持续更长的持续时间而不形成凝结物。导管可以适当地适于允许水的递送(例如，包括流体管路等)。流体的递送可以由消融控制器控制。

不用于消融的电极101-104可以被标记为“非消融电极””。

这些电极可以可选地与消融电极一起使用，以标测解剖结构和/或确定导管相对于解剖结构的相对位置。然而，该过程完全是可选的。

可以例如在2015年5月12日提交的标题为“Systems and Methods for Trackingan Intrabody Catheter”的美国专利号No.10278616和1997年8月1日提交的标题为“Catheter Location System and Method”的美国专利号No.5983126中找到使用电极来标测解剖结构(身体体积)并可视化导管在标测图内的位置的方法，其全部内容通过引用并入本文。因此，电极可以与标测系统(未图示)电通信以便标测解剖结构和/或识别导管相对于解剖结构的相对位置。

在所图示的示例中，第一电极101是消融电极。第二电极102、第三电极103和第四电极104是非消融电极。然而，其他配置对于本领域技术人员将是显而易见的(例如，使用不同总数的电极、消融电极和/或非消融电极)。

本领域技术人员将理解，消融治疗导管100的适当放置以及对提供给其(一个或多个)消融电极的电流的大小的适当控制有助于消融治疗导管在其上/中操作的解剖结构(的特征的元素)的消融。

可以例如在标题为“Stabilized Electrophysiology Catheter and Method forUse”的美国专利号No.6002955(其全部内容通过引用并入本文)或先前提到的具有公开号No.2018/310987的美国专利申请中找到关于合适的导管和组件的进一步细节。

本公开涉及一种用于预测消融治疗导管100是否与解剖结构190(的壁或边界)接触的机构。在特定示例中，可以确定消融治疗导管100与解剖结构190之间的接触力。

因此，本申请中描述的方法有助于增强对消融治疗导管与解剖结构之间的相互作用的理解，使得临床医生能够更准确和/或精确地执行消融程序。特别地，接触和/或接触力的了解对于器官的有效治疗可以是有用的。

图1还图示了被配置为预测消融治疗导管是否与解剖结构195(的组织)接触的处理器电路150。

特别地，处理器电路可以被配置为生成预测信号S_p，该预测信号S_p可以由输出接口152输出，该预测信号S_p响应于消融治疗导管是否与解剖结构接触的预测。

处理器电路150包括输入接口151，输入接口151被配置为从两个或更多个电极101-104“接触检测电极”获得消融治疗导管的每个电极对解剖结构中的一个或多个电场的至少一个电响应。这可以通过例如经由设置在柔性细长构件中的导线将处理器电路150电连接到接触检测电极来执行，以便于检测电场。这些导线中的一些或全部可以与消融控制器110共享。

因此，处理器电路150可以包括电信号测量器，该电信号测量器被配置为检测导管的(接触检测)电极处的电信号，即确定导管的电极的电响应。

尽管被图示为单独的元件，但是在一些示例中，处理器电路150可以结合到消融控制器110中。在其他实例中，处理器电路150可以结合到系统10的一些其他部件中。

电极的电响应可以是与该电极相关联的特定电参数(例如，电压或电容)对解剖结构中存在的电场的测量。特别地，电响应可以是该电极的特定电参数(例如，电压或电容)对由导管的电极生成的电场的响应的测量。

不同的电场可以在不同的(接近唯一的)频率下在大小上改变(即，具有不同的频率)。这使得处理器电路150能够使用适当的滤波器来区分不同电场对电极的影响(即，因为可以借助于接近唯一的频率来识别不同的场)，以将整体响应的不同频率归因于不同的电场。

换句话说，可以使用基于频率的滤波来单独地识别电极对特定电场的响应(因为不同的电场可以与不同的源相关联)。本领域技术人员将能够容易地使用适当的数字/模拟滤波器来将电极的总响应的不同频率分量归因于特定电场(与一个或多个特定频率相关联)。

这些电场可以是由(一个或多个)电极101-104本身生成的电场，其可以在20-100kHz的范围内。每个电极可以生成不同频率的电场，使得可以识别电极对由特定电极生成的场的电响应。例如，电场可以由处理器电路和/或消融电路和/或与电极电通信的一些其他控制器(例如，用于识别导管的相对位置的标测系统的控制器)可控地生成。

在本公开的背景下，电响应可以是响应于电极附近的电场大小的变化的电特性的任何合适的电测量。特别地，电响应可以包括响应于接触检测电极与(接触检测电极响应于的)电场的源之间的材料中的介电特性(例如，介电常数)的变化的任何合适的电测量。因此，电响应可以包括电压响应、电容响应等。

作为第一示例，电压响应可以是由电极在特定频率下检测到的电压(例如，其中，不同频率与不同电场(例如不同电极)相关联)。

因此，(电极的)总电压响应可以由一个或多个不同的电压值(例如(V₁、V₂、V₃))形成，每个电压值与不同的电场(例如(E₁、E₂、E₃))相关联。每个电压值表示不同的电压响应。

电压值可以是(在针对特定电场的特定频率下)相关电极与参考电极或接地/大地之间的(平均)电压差。每个电压值可以是(例如，通过基于预定频率的滤波)针对不同电场在电极处检测到的平均(例如，RMS)电压。

在本公开的背景下，第i个电极对由第j个电极生成的电场的电压响应可以是指在供应给第j个电极的电流的频率下第i个电极与接地/参考(例如，参考电极处的电压)之间的(平均)电压差。

作为第二示例，(电极的)总电容响应可以指示特定电极与电场的已知始发源之间的电容。因此，总电容响应可以包括两个或更多个电容值，例如(C₁、C₂、C₃)，每个电容值与不同的电场(例如(E₁、E₂、E₃))相关联。每个电容值表示不同的电容响应。

在一些实施例中，处理器电路150(或诸如标测系统的其他部件)可以被配置为限定或控制由电极发射的电场。例如，处理器电路(或其他部件)可以控制供应给电极的电流。如果电极是消融电极，则该电流可以叠加在为消融供应的电流上。因此，在一些示例中，处理器电路150可以包括电信号发生器，该电信号发生器被配置为控制导管的电极发射电信号。

可以(通过处理器电路150或单独的电场控制器)控制每个电极发射不同频率的电场。这可以通过(例如，经由设置在柔性细长构件106中的导线)向每个电极供应相关频率的交流电流来执行。由导管上的电极发射的频率优选地在20-100kHz的范围内(以避免解剖结构的无意消融，同时适合于接触(力)检测)。

该方法导致处理器电路150能够在电极的响应(例如，电压响应)中识别由不同电极生成的不同电场的影响。因此，处理器电路可以确定电极对由另一电极生成的电场的(电)响应。

如前所述，处理器电路150被配置为处理一个或多个接触检测电极的一个或多个电响应，以确定导管100是否与解剖结构(的组织)接触。该信息可以用于响应于消融治疗导管是否与解剖结构接触的预测而生成预测信号S_P。

特别地，处理器电路150的处理器电路160可以处理由输入接口151获得的(一个或多个)电响应，以预测导管100与解剖结构190之间是否存在接触。

该预测可以是二值的(例如，导管是否与解剖结构接触的预测)、分类的(例如，触碰的类别的预测，诸如“无触碰”、“触碰”和“高触碰”或“所施加的压力”)和/或连续的(例如，触碰值/测量，其大小取决于预测的触碰强度/力)。

可选地，这可以通过预测导管与解剖结构之间的接触力(其指示是否接触)来执行。预测接触力的方法将是本领域技术人员已知的，例如，WO2019/215721A1公开了一种根据阻抗测量预测接触力的方法。

通常，不希望受理论束缚，当接触力增加时，电场幅度增加。因此，监测响应于电场幅度的变化的电响应有助于监测接触力的变化(指示接触已经发生或预测接触力的大小)。基于该教导，技术人员将能够容易地将电极的电响应与接触力的变化相关联。

图1还图示了参考电极，其可以监测/提供参考电压水平(例如，用于确定特定电极的电压响应)。参考电极可以是提供参考电压水平的外部电极。参考电极可以例如定位在对象的腿上(例如，“右腿贴片”)。其他合适的位置对于本领域技术人员来说将是显而易见的，例如下背部或骨盆。

图2是图示根据实施例的由处理器电路执行的过程200的流程图。

过程200包括步骤210，步骤210包括从消融导管的两个或更多个电极获得消融治疗导管的每个电极对解剖结构中的一个或多个电场的至少一个电响应。由处理器电路获得来自导管的所有电极的电响应不是必需的。先前已经描述了各种电响应。

在一些示例中，步骤210可以包括对所获得的电响应执行预滤波。该预滤波可以用于考虑心脏运动、肌肉收缩和/或呼吸运动的影响。

在一些示例中，该预滤波可以包括估计呼吸(例如，来自响应于患者呼吸的呼吸信号)或心脏活动(例如，来自响应于患者心脏运动的心脏信号)的影响。然后可以使用补偿算法来减少呼吸和/或心脏活动对所获得的(一个或多个)电响应的影响。该方法可以采用门控算法和/或基于频率的滤波器。基于频率的滤波器可以用于对心脏活动(因为这通常具有规则频率)进行滤波。门控算法可以用于考虑呼吸(通过门控以避免呼吸运动)。

预滤波的使用增加了检测导管与解剖结构之间的接触的可靠性和准确性。

处理器电路被配置为在步骤220中(例如，经由输入接口)从消融治疗导管的电极或消融治疗导管的控制器获得响应于消融治疗导管是否正在消融解剖结构的指示的指示符信号。

因此，步骤220有效地包括确定消融治疗导管100是否正在执行消融，即，用于使用消融治疗导管的消融电极执行消融的电流是否正在被供应给(一个或多个)消融电极。

该步骤220可以通过直接监测(一个或多个)消融电极以确定是否正在向其提供用于消融的电流、或通过与消融控制器(其控制该电流)通信来执行。其他方法对于本领域技术人员将是显而易见的。

处理器电路被配置为响应于指示消融治疗导管未正在消融解剖结构的指示符信号而执行步骤230。如果消融治疗导管未正在消融解剖结构，则处理器电路替代地执行步骤240。

步骤230包括使用第一算法过程来处理消融治疗导管的一个或多个电极的第一组一个或多个电响应，以预测消融治疗导管是否与解剖结构接触。

步骤240包括使用不同的第二算法过程来处理消融治疗导管的一个或多个电极的第二组一个或多个电响应，以预测消融治疗导管是否与解剖结构接触。

因此，用于预测导管是否与解剖结构接触的算法过程根据导管是否正在执行消融而改变。

在步骤250中，处理器电路响应于消融治疗导管是否与解剖结构接触的(在步骤230或240中的)预测而生成预测信号S_P。

处理器电路可以被配置为迭代地检查是否正在执行消融(即，返回到步骤220)，这可以在每次执行步骤230或240的迭代时执行，或可以在执行步骤230或240的预定迭代次数之后执行。

步骤230-250可以由数据处理器执行。预测信号S_P可以在输出接口处输出。

根据上述内容，将显而易见的是，处理器电路可有效地以两种不同的模式操作。如果消融治疗导管当前正在执行消融(例如，电流正在由消融控制器110供应给消融治疗导管的电极101-104)，则使用第一模式，而如果消融治疗导管当前未正在执行消融，则使用第二模式。

本公开认识到，存在用于第一算法过程和第二算法过程的各种选项，并且本发明不旨在限于这些选项中的任何特定选项。

第一和/或第二算法过程可以使用直接从电响应获得的测量，例如电压值/响应(其可以被滤波以减少噪声)。在另一示例中，第一算法过程和/或第二算法过程还可以处理(例如，一个或多个电极的)一个或多个电响应，以便生成测量。合适测量的一个示例是两个电极之间的阻抗的阻抗度量(例如，根据不同电极的电压值导出)。

该测量然后可以被监测和/或处理以预测导管是否与解剖结构接触。特别地，可以使用测量来生成接触指示符，该接触指示符响应于导管和解剖结构之间是否进行触碰。

例如，可以将测量与一个或多个阈值大小进行比较，以确定导管与解剖结构之间是否存在接触(并且可选地，接触水平)。这些阈值大小可以预设或根据校准测量导出，例如当导管与解剖结构之间不存在接触时获得的测量的值。

不同的阈值可以表示不同水平的接触或触碰，例如，无触碰、轻触碰、重触碰、非常重的触碰等。作为简单的示例，单个阈值可以区分(导管和解剖结构之间的)无触碰/接触和导管和解剖结构之间的触碰/接触。

作为另一示例，还可以处理测量以确定接触测量(例如，指示接触的大小的值，诸如由导管施加到解剖结构的压力或由接触引起的解剖结构的移动的度量)。

算法过程的输出可以是二值的(例如，导管是否与解剖结构接触的预测)、分类的(例如，触碰的类别的预测，诸如“无触碰”、“触碰”和“高触碰”)和/或连续的(例如，触碰值/测量，其大小取决于预测的触碰强度/力)。

第一算法过程可以使用与第二算法过程不同的一组电(子)响应，以便预测导管是否与解剖结构接触。因此，第一组响应和第二组响应可以是不同的。

在特定示例中，第一算法过程可以使用来自消融电极的电响应，以便预测导管是否与解剖结构接触。消融电极的电响应在检测是否已经接触时倾向于具有更高的分辨率(即，更准确)(并且更适合于检测接触，因为它是在消融过程期间使用的电极)。

在一些示例中，第二算法过程可以(优选地，排他地)使用来自非消融电极的电响应。

在第一种情况下，第二算法过程仅使用来自非消融电极的一个或多个电响应(即，它不使用消融电极的电响应)。这降低了消融将影响电响应的可能性(和/或该影响的大小)，并且从而增加预测是否与解剖结构接触的可靠性。

在第二种情况下，第二算法过程使用非消融电极的(一个或多个)电响应来考虑由治疗导管正在执行的消融引起的第一电极对由第一电极生成的电场的电响应中的干扰。

该方法认识到消融影响从消融电极获得的测量的准确性。

不希望受理论束缚，据信这至少部分地是由于与消融相关联的加热(RFA的预期效果和其他消融程序的副作用)和施加到电极(以执行消融)的电流引起(一个或多个)消融电极上的电极干扰。

作为另一示例，如果冲洗(一个或多个)消融电极，则(在消融期间)冲洗速率可以自动增加以确保(一个或多个)电极的冷却(如果适当地执行的话)。冲洗速率的改变进一步将噪声引入(一个或多个)消融电极的测量。

因此，如果在消融发生时仅使用来自消融电极的数据，则检测接触(的水平)的准确性将受到影响。

优选地，第一算法过程包括确定两个电极之间的阻抗的阻抗度量。优选地，第二算法过程不包括确定两个电极之间的阻抗的阻抗度量。

在一些示例中，第一算法过程和/或第二算法过程可以通过检测电响应的测量(或根据一个或多个电响应导出的测量)的变化(例如，百分比)来进行操作。例如，如果检测到多于测量的预定百分比的变化，则可以预测导管已经触碰解剖结构的组织。作为另一示例，如果测量从校准或参考测量改变多于预定百分比，则可以预测导管已经触碰解剖结构的组织。

因此，第一和/或第二算法过程进行第一/第二组一个或多个电响应(或根据一个或多个电响应导出的参数)的校准/参考测量(例如，先前响应于用户输入而获得)，并且监测变化(例如，百分比变化)以确定是否接触。

每次导管移动到解剖结构的新部分(例如，导管从一个心室移动到另一个心室)时，应当重复校准，以进行新的校准测量。

纯粹作为示例，由算法过程使用的电响应可以包括由具有预定频率的电场感应的平均电压的测量。可以做出该平均电压的校准或参考值(例如，当已知导管不与组织接触时)。当平均电压的测量改变多于预定百分比(例如，多于10％或多于5％)时，算法过程可以预测导管与组织接触。当平均电压相对于校准/参考测量改变多于第二预定百分比时，算法过程可以预测导管正在向解剖结构施加多于最小量的压力。以这种方式，算法过程可以检测与解剖结构的接触，并且可选地检测与解剖结构的接触的大小。

尽管该描述的示例仅使用根据电压响应导出的单个测量，但是本领域技术人员将理解如何组合或算法地处理根据不同数量的电响应导出的不同数量的测量以预测接触的发生或接触力的测量。

作为示例，可以处理两个不同电极的电压响应以导出两个不同电极之间的阻抗响应或阻抗测量。还可以(通过算法)处理阻抗测量，以预测消融治疗导管是否与解剖结构接触，例如通过监测测量的百分比变化或监测阈值。

作为另一示例，一个电极的电压响应可以用于校准或误差校正另一电极的电压响应。

在一些示例中，算法过程可以监测多个不同测量并且选择最敏感测量用于在算法过程中使用，例如通过检测无触碰时的测量与触碰水平下的测量之间的最大差异。该过程可以在校准过程期间发生。

图3用于图示本发明的实施例的工作示例。具体地，图3图示了跨不同时间点的第一测量310和第二测量320。

在所图示的情况下，第一测量310是两个电极之间的阻抗测量，并且特别是消融电极和非消融电极之间的阻抗测量。第一测量根据每个电极的电压响应导出。

第二测量320是第一非消融电极对由第二非消融电极生成的电场的电压响应的测量。因此，第二测量是由于第二非消融电极生成的电场而在第一非消融电极中感应出的(平均)电压的度量。

第一算法过程被配置为使用第一测量310来预测接触和/或接触力。第二算法过程被配置为使用第二测量320来预测接触和/或接触力。

因此，在所图示的示例中，每个算法过程使用单个测量(根据一个或多个电响应获得或导出)来预测接触和/或接触力。本领域技术人员将理解，其他示例可以使用多于一个测量(例如，比较两个测量)来预测接触和/或接触力。

如前所述，第一测量310是两个电极(例如，第一电极101和第二电极102)之间的阻抗的度量。阻抗测量可以根据每个电极对由电极中的一个生成的电场的电压响应导出。

例如，阻抗度量Z_1,2(是第一电极“1”和第二电极“2”之间的阻抗)可以使用以下等式来计算：

Z_1,2＝A_1,2(V_1,1-V_2,1)+B_1,2V_1,1+C_1,2 (1)

其中，A_1,2、B_1,2、C_1,2是可以在其工厂校准过程(或后期校准过程)期间每个系统计算的常数值，Vi,j表示电极i对由电极j生成的电场的电压响应(例如，在由电极j生成的电场的频率下电极i与参考电极之间的(平均)电压差)。

WO2019/215721A1中公开的方法可以用作另一示例。

第二测量320是第二电极102对通过将固定交流电流施加到第三电极103而生成的电场的电压响应。特别地，第二电压响应是以(出于接触检测的目的)供应到第三电极的固定交流电流的频率为中心的频带内的平均电压V_2,3。

已经确定，电压响应本身比阻抗测量对消融的影响更不敏感。然而，阻抗测量(当不施加消融时)比单独的电压响应更准确和/或更灵敏。这种效应归因于在正被消融的逐渐变化的组织中发生的阻抗变化。

第一时间点T₁指示导管和解剖结构之间的从非接触到接触的转变。第二时间点T₂指示从接触到“高接触”的转变。“高接触”可以指示由导管向解剖结构施加压力而不是简单地接触解剖结构的状态。第三时间点T₃指示消融的开始，其中，第四时间点T₄指示消融的结束。第五时间点T₅指示导管与解剖结构之间的从高接触到接触的(去)转变。第六时间点T₆指示导管和解剖结构之间的从接触到非接触的(去)转变。

如图3所示，在第一时间点T₁和第二时间点T₂处，在第一测量310和第二测量320中存在显著的或阶跃的变化(指示这些测量适合于检测导管与解剖结构之间的接触)。由于导管对解剖结构的压力，因此测量增加。

然而，在第三时间点T₃与第四时间点T₄之间(即，在消融期间)，第一测量310的值变得不太可靠(即，受消融影响)。本发明认识到，在此期间依赖于第一测量将是不利的。

因此，本公开提出了使用第二算法过程来预测导管是否保持与解剖结构接触。这里，第二算法过程导出或使用不太受消融影响的测量320(例如，因为它是非消融电极处的电压响应)。

然而，还认识到，第二测量可以具有比第一测量更低的分辨率/精度，并且因此如果第一测量是可靠的(例如，如果没有发生消融)，则连续地依赖于该测量将是不太优选的。

因此，本公开提供了可靠性和分辨率之间的良好折衷，并且用于确保存在对接触的可靠检测，同时最大化接触检测准确性。

应当认识到，所有电响应可以至少部分地受消融程序的影响，导致在消融期间电极的电响应的漂移。这在图3中图示，因为第二测量在消融程序期间缓慢地漂移。特别地，测量可以以随消融功率增加的速率逐渐减小。

然而，应当认识到，与阻抗度量相比，当使用电压测量时，这种变化不太显著。因此(假设导管保持在基本上相同的位置，例如是稳定的)，可以使用线性或其他预定义函数来校正电压响应中的预期缓慢漂移。

因此，在一些示例中，第二算法过程包括使用线性和/或其他预定义函数来校正用于预测导管和解剖结构之间是否接触的测量(诸如阻抗测量)中的预期漂移。

图4图示了可以用于本公开的不同算法过程的一些电响应和可根据其导出的测量。

图示了第一电极101和第二电极102之间的为阻抗测量的第一测量Z_1,2。如前所述(例如，参考等式1)，可以使用每个电极的电压响应并且特别是与由电极中的一个生成的电场相关联的每个电极的电压值来计算阻抗。

为电压测量V_2,3的第二测量是第二电极102对供应给第三电极103的固定频率交流电流(即由第三电极103生成的电场)的电压响应。

在先前描述的示例中，在第一算法过程期间使用第一测量Z_1,2，并且在第二算法过程期间使用第二测量V_2,3。

然而，其他测量(或测量的组合)也可以被使用，并且可以包括由另一个电极在一个电极中感应出的电压、两个电极之间的阻抗、两个电极之间的电容等。特别地，可以使用响应于介电性质的变化的任何合适的测量。

合适测量的一个示例是第一电极101对供应给第一电极101/由第一电极101供应的固定频率交流电流(即由第一电极101生成的电场)的电压响应V_1,1。另一示例是第三电极103和第四电极104之间的阻抗Z_3,4的阻抗测量。

在一些实施例中，可以使用多于两个测量，其中，一个或多个测量用于校正一个或多个其他测量中的误差。

算法过程可以使用可能的电响应的任何组合，以便预测在导管和解剖结构之间是否接触(并且可选地接触的大小)。

图5图示了用于消融系统10的一些其他可选元件。

消融系统可以包括被配置为生成解剖结构的图像的成像系统505。成像系统可以例如通过监测导管相对于三维空间的位置并且基于导管的位置生成解剖结构的解剖模型来进行操作。以这种方式生成解剖模型的方法对于本领域技术人员来说将是显而易见的，例如使用先前明确的文献美国专利号No.10278616和美国专利号No.5983126或来自Romanov、Alexander等人的“High-resolution,real-time,and nonfluoroscopic 3-dimensional cardiac imaging and catheter navigation in humans using anoveldielectric-based system”(Heart rhythm 16.12(2019):1883-1889)。

成像系统可以控制显示器生成解剖模型的视觉表示，并且可选地生成导管相对于解剖模型的位置。

使用本发明生成的预测信号S_D可以用于改善解剖模型的准确性。特别地，导管与解剖结构之间的接触可能导致导管使解剖结构变形。这将导致成像系统不准确地确定解剖结构的形状(例如，与未变形的解剖结构相比)。

因此，当导管被预测为触碰解剖模型(具有超过阈值量的力)时，例如当导管施加过高的力时，预测信号可以被成像系统用于忽略(用于生成解剖模型的)数据。这增加了解剖模型的准确性，并且因此增加了临床医生对解剖结构的状态的理解的准确性。

在一些示例中，可以修改解剖模型的视觉表示以指示触碰的位置，例如通过跟踪导管的位置并且检测触碰何时发生。

关于导管是否正在接触解剖结构的信息可以用于改善解剖结构的解剖模型的生成。例如，表示与解剖结构接触的位置的导管的位置(例如，使用所提出的方法获得)可以比不表示与解剖结构接触的位置的导管的位置被更多地加权。该方法可以改善解剖模型的生成，因为当导管(仅)与解剖结构接触时导管的位置标记解剖结构的真实边界。用于使用接触信息来改善解剖模型的生成的该概念可以形成单独的发明概念。

因此，本公开的方面提供了一种用于生成解剖结构的解剖模型的计算机实施的方法，所述方法包括以下步骤：获得识别导管在三维空间中的多个相对位置的位置信息；获得针对每个相对位置识别导管与解剖结构之间是否接触的接触信息，并且使用位置信息和接触信息来生成解剖结构的解剖模型。

可以使用本申请中其他地方描述的方法(例如，使用第一和第二算法过程方法)来生成接触信息。

可以提供执行该计算机实施的方法的适当的处理器电路和/或计算机程序产品。

正如可以使用接触信息(例如，预测信号)来改善标测的准确性，一些实施例可以使用标测来改善接触检测。

消融系统可以包括先前描述的消融控制器110。消融控制器110被配置为控制由导管100的消融电极执行的消融。

消融控制器可以被配置为响应于导管100和解剖结构之间是否接触的指示(来自预测信号S_P)而(自动地)控制消融。特别地，消融控制器可以被配置为响应于预测信号S_P而控制提供给导管100的消融电极的消融电流。

例如，消融控制器可以被配置为仅在导管和解剖结构之间接触(并且处于正确位置)时提供消融。作为另一示例，消融控制器可以被配置为响应于导管和解剖结构之间的接触力而控制消融的大小。

已经认识到，为了有效地消融，导管不应当太轻或太牢固地触碰组织。例如，如果导管太轻地触碰组织，则消融将是有效的，而如果导管太牢固地触碰组织，则它可能在消融期间产生孔。

基于导管与解剖结构之间是否接触的预测来(自动地)控制消融的其他示例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

消融系统10可以包括显示器或用户接口510。

处理器电路可以被配置为响应于导管是否与解剖结构接触的预测而生成显示信号S_D(例如，预测的接触力)。

显示器510可以被配置为接收显示信号S_D并基于显示信号控制显示器的视觉输出。以这种方式，可以向临床医生或操作者提供是否已经接触的指示，并且可选地提供预测的接触力的水平。

显示信号可以例如直接控制导管是否与解剖结构接触的预测(并且可选地预测的接触力)的显示器的视觉输出(例如，承载显示数据)，或间接地控制(例如，通过承载随后由显示器或用户接口解读的数据)。

显示信号可以包括任何合适类型的通信，诸如表示图像数据或用于影响显示的其他数据的电信号(例如，数字电信号)。例如，电信号可以是适合于由显示器(诸如计算机监视器、电视屏幕、移动计算设备显示器等)显示的格式。

在一些示例中，显示器510可以适于提供由成像系统505(如果存在的话)生成的解剖模型的视觉表示。视觉表示还可以显示导管相对于解剖模型的相对位置。显示器510可以适于基于显示信号S_D来修改解剖模型的视觉表示，例如以指示触碰的位置。

消融系统10可以包括用户可感知的警报设备520(例如，警报器或蜂鸣器)。用户可感知的警报设备可以被配置为提供用户可感知的输出，例如音频、视觉或触觉输出。

处理器电路可以被配置为响应于导管是否与解剖结构接触的预测而生成警报信号S_A，该警报信号S_A控制由用户可感知的警报设备提供的用户可感知的输出。可以响应于检测到的接触力而调整用户可感知的输出的一个或多个特性。

例如，在用户可感知的警报设备适于提供音频输出的情况下，处理器电路可以被配置为令警报设备响应于检测到导管与解剖结构接触而生成音调(并且如果没有接触，则没有音调)。在一些示例中，该音调的一个或多个特性(例如，音量、频率、模式等)随着接触力增加而改变(例如，音高的增加)。

该信号可以例如被提供给显示器或用户接口，该显示器或用户接口响应于所生成的信号而生成显示。在一些示例中，信号被提供给存储器，以便存储所生成的指示符(例如，用于稍后的处理或查看)。在其他示例中，信号被提供给警报模块，该警报模块响应于信号满足一些预定标准而生成用户可感知的警报。对于本领域技术人员来说，信号的其他用途和目的将是显而易见的。

信号可以例如直接控制两个或更多个指示符和/或根据其导出的附加信息的显示的视觉输出(例如，承载显示数据)，或间接地控制(例如，通过承载随后由显示器或用户接口解读的数据)。

在一些示例中，信号可以包括任何合适类型的通信，诸如表示图像数据或用于影响显示的其他数据的电信号(例如，数字电信号)。例如，电信号可以是适合于由显示设备(例如，计算机监视器、电视屏幕、移动计算设备显示器等)显示的格式。

本公开中使用的电极可以是已经存在于消融导管上/中的改变用途的电极，诸如消融电极或用于标测解剖结构和/或定位消融导管的电极。因此，本公开具有不需要将附加电极安装在消融导管上的另一优点。

已经在测量(一个或多个)电极处的电压响应并且(对于第一算法过程)确定两个电极之间的阻抗的背景下提供了先前描述的实施例。然而，本领域技术人员将能够容易地使所描述的用于与电极相关联的其他电响应/测量的方法适应于电场的变化。例如，可以修改由WO2019/215721提出的基于阻抗的方法，以响应于当前是否正在执行消融而使用不同的阻抗处理算法。

算法过程可以使用不同类型的响应(例如，电压响应、阻抗响应)的组合。在一些示例中，第一算法过程(仅)使用第一类型的响应，其中，第二算法过程(仅)使用第二类型的响应。这可以允许在不执行消融时使用更准确的接触检测方法，但是在正执行消融时执行更可靠的接触检测方法(例如，不太受消融影响的方法)。

图6是根据本公开的实施例的处理器电路150的示意图。如图所示，处理器电路150可以包括数据处理器160、存储器164和通信模块168。这些元件可以例如经由一个或多个总线彼此直接或间接通信。

处理器电路150可以形成为单个设备，或可以分布在多个设备上(例如，云计算网络)。

数据处理器160可以包括中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、ASIC、控制器、FPGA、被配置为执行本文中描述的操作的另一硬件设备、固件设备或其任何组合。数据处理器160也可以被实施为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核心或任何其他这样的配置。在一些实施例中，处理器是例如由一组分布式处理器形成的分布式处理系统。

存储器164可以包括高速缓存存储器(例如，数据处理器160的高速缓存存储器)、随机存取存储器(RAM)、磁阻式RAM(MRAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存存储器、固态存储器设备、硬盘驱动器、固态驱动器、其他形式的易失性和非易失性存储器、或不同类型的存储器的组合。在实施例中，存储器164包括非瞬态计算机可读介质。非瞬态计算机可读介质可以存储指令。例如，存储器164或非瞬态计算机可读介质可以具有记录在其上的程序代码，所述程序代码包括用于令处理器电路150或处理器电路150的一个或多个部件执行本文描述的操作的指令。例如，处理器电路150可以执行方法200、500、700的操作。指令166也可以被称为代码或程序代码。术语“指令”和“代码”应当被宽泛地解读为包括任何类型的(一个或多个)计算机可读语句。例如，术语“指令”和“代码”可以指的是一个或多个程序、例程、子例程、函数、过程等。术语“指令”和“代码”可以包括单个计算机可读语句或许多计算机可读语句。其上记录有代码的存储器164可以被称为计算机程序产品。

通信模块168可以包括任何电子电路和/或逻辑电路，以促进处理器电路150、标测和引导系统114、导管100、冷冻球囊导管130和/或显示器510之间的数据的直接或间接通信。在一些情况下，通信模块168促进处理器电路150和/或系统10(图1)的各种元件之间的直接或间接通信。

如前所述，处理器电路150还可以包括被配置为控制导管的电极以发射和/或检测电信号(包括电压、阻抗和电流)的电信号发生器和/或电信号测量器。

在本公开中已经描述了跟踪导管的位置并根据导管的位置生成解剖结构的解剖模型的方法。一旦解剖结构的解剖模型可用，就可以跟踪导管相对于解剖模型/结构的后续位置，例如，通过监测导管相对于从其生成解剖模型的相同3D空间的位置。

可以处理该信息以预测导管与解剖结构之间的距离(“模型导出的距离”)。该距离有时被称为网格距离(即，导管与解剖模型(其通常是网格)之间的距离)。将显而易见的是，模型导出的距离将随着导管相对于解剖结构移动而改变。

模型导出的距离可以用于预测导管与解剖结构之间是否接触。例如，在模型导出的距离为0的情况下，模型预测导管与解剖结构接触。模型导出的距离的负值可以表示导管与解剖结构之间的接触力的大小，而正值可以表示导管与解剖结构之间的间隙。这种模型导出的接触预测很大程度上与消融的发生无关。

在特定示例中，响应于导管与解剖结构之间的触碰的触碰信息可以用于校准模型导出的距离。根据该概念的一个示例，由先前描述的实施例提出的预测信号承载触碰信息。特别地，可以独立于解剖模型生成触碰信息(例如，通过直接处理导管的(一个或多个)电极的(一个或多个)电响应而不生成解剖模型)。

一旦触碰信息指示导管和解剖结构之间接触(例如，使用本文描述的使用导管电极的算法过程)，就可以记录该位置处的模型导出的距离。特别地，可以在触碰信息第一次指示导管与解剖结构接触时记录模型导出的距离。该记录的模型导出的距离提供校准或参考距离。

该“记录的模型导出的距离”与随后确定的模型导出的距离(例如，“正在进行的模型导出的距离”)之间的差异可以更准确地表示导管与解剖结构之间的触碰或接触力(或距离)的大小。

具体地，如果正在进行的模型导出的距离与记录的模型导出的距离没有变化，则导管与解剖结构进行相同水平的接触。如果记录的距离大于正在进行的距离，则导管向解剖结构施加更大的接触力。如果记录的如果距离小于正在进行的距离，则导管正在远离解剖结构移动(即，间隙正在形成)。

因此，记录的距离与正在进行的距离之间的差异可以指示接触力的大小和/或导管与解剖结构之间的距离。

可以将记录的距离和正在进行的距离之间的差异与一个或多个阈值进行比较，以识别导管和解剖结构之间的一个或多个预测的触碰水平(例如，无触碰、高触碰、非常高触碰)。因此，可以从该差异导出附加的接触信息和/或背景。

还认识到，如果记录的模型导出的距离太大或太小(例如，远低于零)，则可以预测解剖模型的标测或创建是不准确的。因此，一些实施例可以包括以下步骤：将记录的模型导出的距离与一个或多个预定阈值进行比较，并且如果记录的模型导出的距离突破阈值，则生成模型准确性警报。模型准确性警报可以令(用于生成解剖模型)的模型生成被重复。

本公开的方面提供了一种用于生成包括一个或多个电极的导管与解剖结构之间的距离或接触力的度量的计算机实施的方法。

提出了一种计算机实施的方法：

获得解剖结构的解剖模型；

监测所述导管相对于所述解剖模型的位置；

通过处理所述解剖模型和所述导管相对于所述解剖模型的所确定的位置来监测所述导管与所述解剖结构之间的模型导出的距离；

获得指示所述导管是否与所述解剖结构接触的预测的触碰信息；

响应于所述触碰信息指示所述导管与所述解剖结构接触，记录所述模型导出的距离；并且

确定记录的模型导出的距离与正在进行的模型导出的距离之间的差异，从而生成所述导管与所述解剖结构之间的距离或接触力的度量。

优选地，所述触碰信息独立于所述解剖模型，即，不是使用所述解剖结构的解剖模型来生成的。例如，可以通过处理导管的两个电极之间的阻抗或响应于导管与解剖结构之间的接触的其他电响应来生成触碰信息。

该方法还可以包括响应于导管和解剖结构之间的距离或接触力的度量而生成信息。该过程可以包括例如通过将距离或接触力的度量与一个或多个阈值进行比较来对触碰水平或距离水平进行分类。

距离或接触力的度量或根据其导出的信息可以例如在用户接口处呈现给用户，以改善其对导管与解剖结构之间的关系的理解。

所提出的方法提供了一种生成导管与解剖结构之间的距离和/或接触力的被校准的模型导出的测量的方法。这促进了用于导出这种测量的机制。

所提出的方法认识到，标测(即，解剖模型的生成)可能是不完整的和/或不准确的，使得被校准的模型导出的测量也可能是不准确的。更确切地说，所提出的方法提供了一种机制，通过该机制，可以通过使用校准(所述校准使用预测信号)来克服这样的不准确性。

类似地，所提出的方法认识到导管的所确定的位置(用于生成模型导出的距离)可能和与解剖结构的实际触碰点不一致，并且所确定的位置和触碰点之间的关系可以是先前未知的。

触碰信息可以例如包含在使用任何先前描述的用于获得预测信号的方法生成的预测信号中。

图7图示了根据本公开的该方面的方法。特别地，图7图示了用于生成导管与解剖结构之间的距离或接触力的度量的方法700。

方法700可以包括生成解剖结构的解剖模型的步骤705。这可以使用导管(或另一不同导管)的位置来执行。先前已经明确了生成解剖模型的方法。

方法700包括获得解剖模型的步骤710。解剖模型可以例如从解剖模型生成器和/或存储器获得。

方法700还包括获得导管与解剖结构之间的模型导出的距离的步骤720。这可以通过确定导管相对于解剖模型的相对位置并且基于该位置和解剖模型导出模型导出的距离来执行。

方法700还包括确定是否已经接收到导管与解剖结构之间的触碰的指示的步骤730。该指示可以包含在通过监测导管的一个或多个电极而生成的触碰信息中。优选地，该触碰信息不是使用解剖模型生成的。

方法700还包括响应于指示导管与解剖结构之间的触碰的触碰信息而记录(即，提交到存储器)模型导出的距离的步骤740。

方法700还可以包括将记录的模型导出的距离与阈值进行比较的步骤745。如果模型导出的距离突破阈值(例如，太小或太大)，则该方法可以返回到步骤705。特别地，如果模型导出的距离太大或太小，则这可以指示模型对于提供临床上可接受的临床指导是不够准确的。

方法700包括获得导管与解剖结构之间的模型导出的距离的步骤750。这可以使用与步骤720相同的过程来执行。

方法700还包括使用记录的模型导出的距离(在步骤740中获得)和在步骤750中获得的模型导出的距离来生成导管与解剖结构之间的接触力和/或距离的度量的步骤760。特别地，这两个距离之间的差异可以表示导管与解剖结构之间的(校准的)距离和/或接触力的度量。

方法700可以包括响应于所述差异而生成信息的步骤770，例如通过将所述差异与一个或多个预定阈值进行比较以对差异进行分类。

方法700可以包括响应于所述差异而例如在用户接口处显示信息的步骤780。该信息可以包括所述差异本身和/或根据所述差异导出的数据(诸如参考步骤770描述的类别)。

应当理解，所公开的方法优选地是计算机实施的方法。因此，还提出了包括计算机程序代码的计算机程序的概念，当所述程序在诸如计算机或一组分布式处理器的处理系统上运行时，所述计算机程序代码用于实施任何所描述的方法。

根据实施例的计算机程序的代码的不同部分、行或块可以由处理系统或计算机执行以执行本文描述的任何方法。在一些替代实施方式中，(一个或多个)框图或(一个或多个)流程图中所标注的功能可以不按附图中所标注的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。

本公开提出了一种包括指令的计算机程序(产品)，当所述程序由计算机或处理系统执行时，所述指令令计算机或处理系统执行本文描述的任何方法(的步骤)。计算机程序(产品)可以存储在非瞬态计算机可读介质上。

类似地，还提出了一种包括指令的计算机可读(存储)介质，所述指令在由计算机或处理系统执行时令计算机或处理系统执行本文描述的任何方法(的步骤)。还提出了其上已经存储有先前描述的计算机程序(产品)的计算机可读数据载体。还提出了一种承载先前描述的计算机程序(产品)的数据载体信号。

计算机可读程序可以完全在单个计算机/处理器上执行，部分地在计算机/处理器上执行，作为独立的软件包执行，部分地在计算机/处理器上并且部分地在远程计算机上执行，或完全在远程计算机或服务器上执行(例如，使用分布式处理器处理系统)。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到计算机/处理器，或可以连接到外部计算机(例如，通过使用Internet Service Provider的互联网)。

还应当理解，上述实施例是示例性的，并不旨在将本公开的范围限制于给定的临床应用。例如，上述设备、系统和技术可以在涉及解剖结构的特征的消融的各种消融应用中使用。上述技术可以用于引导RF消融程序，其中，一个或多个RF消融电极用于在心脏组织中产生电隔离损伤。当然，上述技术也可以用于引导任何其他合适的消融程序，诸如冷冻消融或脉冲场消融程序。

此外，虽然关于心脏和相关联的解剖结构描述了消融程序，但是应当理解，相同的方法和系统可以用于其他身体体积中的消融程序，包括心脏中的其他感兴趣区域或其他体腔和/或身体管腔。例如，在一些实施例中，本文描述的程序可以与任何数量的解剖位置和组织类型中的处置程序一起使用，包括但不限于器官，其包括肝脏、心脏、肾脏、胆囊、胰腺、肺；管；肠；神经系统结构，其包括脑、硬膜囊、脊髓和外周神经；泌尿道；以及血液内的瓣膜、心脏的腔室或其他部分，和/或身体的其他系统。解剖结构可以是血管，如患者的血管系统的动脉或静脉，包括心脏脉管系统、外周脉管系统、神经脉管系统、肾脉管系统和/或身体内部的任何其他合适的管腔。除了天然结构之外，本文描述的方法可以用于检查人造结构，例如但不限于心脏瓣膜、支架、分流器、过滤器、以及在肾、肺或任何其他合适的身体体积中的其他设备。因此，本公开中提及的解剖结构可以包括任何合适的器官(诸如先前列出的那些)、血管和/或人造结构。

本领域技术人员将认识到，上文所描述的装置、系统和方法能够以不同的方式进行修改。相应地，本领域技术人间将意识到，本公开包含的实施例并不限于上文所描述的具体示范性实施例。在这一方面，尽管已经示出并描述了例示性实施例，在前述公开中设想到宽范围的修改、改变和替换。应当理解，可以对前述内容做出这样的变型，而不偏离本公开的范围。相应地，应当意识到，权利要求被宽泛地并且以与本公开一致的方式进行解释。

Claims (19)

1.一种用于生成指示消融治疗导管(100)是否与解剖结构(190)接触的预测信号(S_P)的处理器电路(150)，所述处理器电路被配置用于与包括两个或更多个电极(101、102、103、104)的消融治疗导管通信，所述处理器电路包括：

输入接口(151)，其被配置为：

从所述消融导管的所述两个或更多个电极获得(210、220)所述消融治疗导管的每个电极对所述解剖结构中的一个或多个电场的至少一个电响应(V_1,1、Z_1,2、V_2,3、Z_3,4)；并且

从所述消融治疗导管的所述电极或所述消融治疗导管的控制器获得(210、220)响应于所述消融治疗导管是否正在消融所述解剖结构的指示的指示符信号，以及

数据处理器(160)，其通信地耦合到所述输入接口，并且被配置为：

响应于指示所述消融治疗导管未正在消融所述解剖结构的所述指示符信号，使用第一算法过程(230)来处理所述消融治疗导管的一个或多个电极的第一组一个或多个电响应，以预测所述消融治疗导管是否与所述解剖结构接触；并且

响应于指示所述消融治疗导管正在消融所述解剖结构的所述指示符信号，使用不同的第二算法过程(240)来处理所述消融治疗导管的一个或多个电极的第二组一个或多个电响应，以预测所述消融治疗导管是否与所述解剖结构接触；并且

响应于对所述消融治疗导管是否与所述解剖结构接触的所述预测而输出(250)预测信号。

2.根据权利要求1所述的处理器电路(150)，其中，所述消融治疗导管(100)的所述两个或更多个电极包括用于将消融处置施加到所述解剖结构的一个或多个电极(101)。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的处理器电路(150)，其中：

所述第一组一个或多个电响应包括所述消融治疗导管的第一组一个或多个电极(101、102)的一个或多个电响应(Z_1,2)；并且

所述第二组一个或多个电响应包括所述消融治疗导管的不同的第二组一个或多个电极(102、103)的一个或多个电响应(V_2,3)。

4.根据权利要求3所述的处理器电路(150)，其中，所述第一组一个或多个电极包括所述消融治疗导管的最远侧定位的电极(101)。

5.根据权利要求4所述的处理器电路(150)，其中，所述第二组一个或多个电极不包括所述消融治疗导管的所述最远侧定位的电极(101)。

6.根据当从属于权利要求2时的权利要求3至5中的任一项所述的处理器电路(150)，其中，所述第一组电极包括用于将消融处置施加到所述解剖结构的所述一个或多个电极(101)中的至少一个。

7.根据权利要求6所述的处理器电路(150)，其中，所述第二组电极不包括用于将消融处置施加到所述解剖结构的所述一个或多个电极(101)中的所述至少一个。

8.根据当从属于权利要求2时的权利要求3至7中的任一项所述的处理器电路(150)，其中，所述第二组电极不包括用于将消融处置施加到所述解剖结构的所述电极(101)中的任一个。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的处理器电路(150)，其中，所述第一算法过程包括使用两个电极对在所述两个电极中的一个处生成的电场的电响应来确定所述两个电极(101、102)之间的阻抗的阻抗度量(Z_1,2)。

10.根据权利要求9所述的处理器电路(150)，其中，与所述阻抗度量相关联的所述两个电极中的至少一个(101)是用于将消融处置施加到所述解剖结构的消融电极。

11.根据权利要求10所述的处理器电路(150)，其中，与所述阻抗度量相关联的所述两个电极中的至少一个是所述消融治疗导管的最远侧定位的电极(101)。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的处理器电路(150)，其中，所述第二算法过程不包括确定两个电极之间的阻抗的阻抗度量。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的处理器电路(150)，还包括输出接口(152)，所述输出接口被配置为响应于对所述消融治疗导管是否与所述解剖结构接触的所述预测而提供所述预测信号(S_P)。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的处理器电路(150)，其中，所述处理器电路还包括电信号发生器，所述电信号发生器被配置为控制供应给所述两个或更多个电极中的每一个的电流，从而控制由每个电极生成的电场。

15.一种用于预测包括两个或更多个电极(101、102、103、104)的消融治疗导管(100)是否与解剖结构(190)接触的方法(200)，所述方法包括使用处理器电路来执行以下步骤：

获得(210)所述消融治疗导管的每个电极对所述解剖结构中的一个或多个电场的至少一个电响应(V_1,1、Z_1,2、V_2,3、Z_3,4)；

从所述消融治疗导管的所述电极或所述消融治疗导管的控制器获得(220)响应于所述消融治疗导管是否正在消融所述解剖结构的指示的指示符信号，

响应于指示所述消融治疗导管未正在消融所述解剖结构的所述指示符信号，使用(230)第一算法过程来处理所述消融治疗导管的一个或多个电极的第一组一个或多个电响应，以预测所述消融治疗导管是否与所述解剖结构接触；并且

响应于指示所述消融治疗导管正在消融所述解剖结构的所述指示符信号，使用(240)不同的第二算法过程来处理所述消融治疗导管的一个或多个电极的第二组一个或多个电响应，以预测所述消融治疗导管是否与所述解剖结构接触；并且

响应于对所述消融治疗导管是否与所述解剖结构接触的所述预测而输出(250)预测信号。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述消融治疗导管的所述两个或更多个电极包括用于将消融处置施加到所述解剖结构的一个或多个电极。

17.根据权利要求15或16中任一项所述的方法，其中：

所述第一组一个或多个电响应包括所述消融治疗导管的第一组一个或多个电极的一个或多个电响应；以及

所述第二组一个或多个电响应包括所述消融治疗导管的不同的第二组一个或多个电极的一个或多个电响应。

18.一种包括代码的计算机程序产品，所述代码在由处理器电路执行时令所述处理器电路执行根据步骤15至17中任一项所述的方法的步骤。

19.一种非瞬态计算机可读介质或数据载体，包括或承载根据权利要求18所述的计算机程序产品。

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