CN116234511A - 导管的通用起搏 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种方法。该方法包括通过导管的电极用脉冲起搏心脏组织。该方法包括通过该电极观察该心脏组织的电生理复极化周期。该电生理复极化周期由该起搏引起。该方法还包括在该电生理复极化周期之后通过该电极测量该心脏组织内的电信号。

Description

导管的通用起搏
技术领域
本发明涉及信号处理，并且更具体地涉及通过导管进行的通用起搏，以实现改进的心脏信号分析。
背景技术
诸如心律失常的心脏病症的治疗通常需要经由起搏来分析心脏组织的特定区域或焦点。起搏是用于电生理中的技术，原因多种多样，诸如识别关键传导路径、询问组织活力、控制和提高心律、确认阻滞、检测间隙以及识别可能的心律失常来源。使用导管电极进行起搏以提供非常短的电流脉冲来激活给定区域中的组织并且从特定点产生电波。
目前，起搏被执行为单极起搏(一个源电极和一个返回远离的较大电极)或更经常的双极起搏(在两个相邻电极之间)。然而，目前没有同时使用多个电极进行起搏的技术(无论是从多个电极同时进行双极起搏还是从多个电极向单个较大电极进行双极起搏)。在此类操作之后，将有可能同步大的组织区域(在起搏电极下)并且在该组织的不应期之后在电极下建立传导模式。例如，此类技术对于识别该区域中的焦点源可能是有益的。
发明内容
根据一个实施方案，提供了一种方法。该方法包括通过导管的电极用脉冲起搏心脏组织。该方法包括通过该电极观察该心脏组织的电生理复极化周期。该电生理复极化周期由该起搏引起。该方法还包括在该电生理复极化周期之后通过该电极测量该心脏组织内的电信号。
根据一个或多个实施方案，上述方法实施方案可被实现为设备、系统和/或计算机程序产品。
附图说明
通过以举例的方式结合附图提供的以下具体实施方式可得到更详细的理解，其中附图中类似的附图标号指示类似的元件，并且其中：
图1示出了根据一个或多个实施方案的可以实现本公开主题的一个或多个特征的心脏起搏和诊断设备的图示；
图2示出了根据一个或多个实施方案的可以实现本公开主题的一个或多个特征的心脏起搏和诊断系统的图示；
图3示出了根据一个或多个实施方案的方法的图示；
图4示出了根据一个或多个实施方案的导管的示例；
图5示出了根据一个或多个实施方案的方法的图示；并且
图6示出了根据一个或多个实施方案的导管和方法的示例性操作。
具体实施方式
本文公开了心脏起搏和诊断设备，心脏起搏和诊断设备利用通过导管(例如，标测导管)的所有电极一次起搏，以产生与导管的电极直接接触的组织贴片的同步激活周期。在一个实施方案中，在心房纤颤(AFIB)中使用起搏以在起搏伪像终止之后(例如，20ms至30ms，取决于所使用的电流)立即观察心电图(ECG)心内信号。在另一个实施方案中，使用起搏来了解在发生起搏的区域中是否存在源。心脏起搏和诊断设备包括处理器可执行代码或软件，该处理器可执行代码或软件必然地根植于由医疗装置装备进行的处理操作中并且根植于医疗装置装备的处理硬件中，以提供用于响应于起搏而分析心脏组织的特定区域或焦点的方法。根据一个实施方案，心脏起搏和诊断设备提供特定起搏和捕获操作，该特定起搏和捕获操作涉及相对于心脏组织的电信号的多步操纵，以更精确地了解心脏组织的电生理。
就这一点而言以及在操作中，心脏起搏和诊断设备控制来自导管的多个电极的心脏组织区域的起搏。例如，电极中的每个电极同时在一个特定的孤立区域提供脉冲。这种起搏产生心脏组织区域的电生理复极化周期和心脏组织区域下面的组织的不应期。在该电生理复极化周期之后，心脏起搏和诊断设备利用多个电极来测量第一电信号在心脏组织区域内开始的位置。心脏起搏和诊断设备还利用多个电极来测量心脏组织区域中的返回活动模式(例如，来自电极内或来自边界或来自两者)的进展，以隔离和分析可能的感兴趣焦点。
例如，当心脏处于心动过速(例如，使得每分钟心跳超过100次的状况)时，医生想要检查特定区域是否存在源。医生面临的问题(关于AFIB)是该区域不断受到来自各个方向的活动的轰击。当从电极起搏时，所捕获的组织(如果起搏成功的话)在整个心脏中传播。健康组织的正常传导速度约为0.7mm/ms，而对于不健康的心脏，正常传导速度要低得多。这意味着在15mm宽的导管上，从一侧到另一侧传播信号的时间将是20ms。重要的是，组织将被逐渐激活，这类似于窦性节律或焦点源。另选地，如果一次起搏捕获将被一起激活的组织，则沿着导管传播的这额外的20ms被节省。需注意，一旦起搏终止并且组织已经去极化，每个细胞将以其自身的起搏开始复极化。无论心动过速的来源是来自电极覆盖范围内还是来自电极覆盖范围外，20ms窗口提供了较长的时间用于检查。在AFIB中，恢复时间可以在75ms到200ms之间；因此，具有至少20ms以上的检查时间是重要的。如果源来自边界内而不是来自边界，则这被视为电极下的组织正在产生可被治疗的源的指示。如果不是，仍然不确定关于来自外部的波是否能够阻止电极下的组织的激活。
心脏起搏和诊断设备的技术效应和有益效果包括为心脏医生或医疗人员提供一种方式来观察心脏组织的特定焦点在起搏后如何做出响应。因此，心脏起搏和诊断设备特别利用并且转变导管和医疗装置装备来启用/实现起搏规程以及当前原本不可用或当前由心脏医生和医疗人员执行的信号分析。
图1是根据一个或多个实施方案的可以实现本公开主题的一个或多个特征的心脏起搏和诊断设备100的图示。心脏起搏和诊断设备100通常可以被称为医疗装置装备。心脏起搏和诊断设备100的全部或部件可以用于经由通用起搏操作来收集生物计量数据，并且/或者系统100的全部或部件可以用于实施本文所述的心脏起搏和诊断软件。
心脏起搏和诊断设备100包括探头110，该探头具有可由医生或医疗专业人员115引导进入躺在床(或台)130上的患者125的身体部位(诸如心脏120)的轴，如插图139所示。根据示例性实施方案，可提供多个探头；然而，为简明起见，本文描述了单个探头110。但是，应当理解，探头110可表示多个探头。插图140示出了心脏120的心脏腔室内探头的第一端的放大视图。如插图140所示，探头110包括导管141(例如，标测导管)、轴143和护套146。探头110还包括操纵器148并且连接到(与之通信)控制台160，该控制台在其中存储并执行心脏起搏和诊断软件。
根据实施方案，医疗专业人员115可穿过护套146插入轴143，同时使用导管141的近侧端部附近的操纵器148和/或从护套146偏转来操纵轴143的远侧端部。如插图140所示，导管141可装配在轴143的远侧端部处。导管141可在塌缩状态下穿过护套146插入并且然后可在心脏120内膨胀。导管141包括一个或多个元件(例如，至少一个电极151)。
根据一个或多个实施方案，导管141可以是包括用于实施本文所公开的实施方案的一个或多个元件的任何形状或类型。需注意，该一个或多个元件可以是可被配置为起搏、消融和/或收集生物计量数据的任何元件。更具体地，在一个实施方案中，该一个或多个元件可以是电极(例如，至少一个电极151)、换能器或一个或多个其他元件。此外，虽然导管141被示出为点导管(该点导管包括至少一个电极151和导管针)，但是应当理解，导管141代表一个或多个导管。根据其他实施方案，多个元件可经由形成导管141的形状的长条连接。
导管141的其他示例包括具有多个电极的线性导管、包括分散在使球囊成形的多个脊上的电极的球囊导管、具有多个电极的套索或环导管，或任何其他适用的形状。线性导管可以是完全或部分弹性的，使得其可基于所接收的信号和/或基于在该线性导管上施加外力(例如，心脏组织)来扭曲、弯曲或以其他方式改变其形状。球囊导管可被设计成使得在其被部署到患者体内时，其电极可保持与心内膜表面紧密接触。例如，球囊导管可插入内腔，诸如肺静脉(PV)。球囊导管可以收缩状态插入PV中，使得球囊导管在插入PV中时不占据其最大体积。球囊导管可在PV内部膨胀，使得球囊导管上的那些电极与PV的整个圆形节段接触。与PV的整个圆形区段或任何其他内腔的此类接触可实现有效的起搏、标测和/或消融。
根据一个或多个实施方案，导管141包括具有多个电极的网状导管、球囊导管或勺形导管。例如，网状导管、球囊导管或勺形导管可以具有至少四十个电极，或者在一些情况下恰好48个电极。
导管141可被配置为诸如通过消融心脏120的心脏腔室的组织区域来损坏体内器官的组织区域。导管141还可被进一步配置为用脉冲进行起搏并且响应于那些脉冲而观察/获得生物计量数据。就这一点而言，导管141可定位在患者125的身体内(例如，心脏120内)，并且该导管141的位置可由控制台160基于在一个或多个电极151与身体贴片和/或体表电极之间传输和接收的信号来确定。电极151还可以感测来自患者125体内(例如，心脏120内)的生物计量数据(例如，心脏的电信号，诸如窦性心率或窦性节律)。生物计量数据可与所确定的导管的位置相关联，使得可显示对患者的身体部位(例如，心脏120)的渲染，并且可显示覆盖在身体形状上的生物计量数据。需注意，窦性节律可以是其中在窦房结处开始心肌去极化的任何心律。例如，窦性节律可以包括关于心率和心律的正常心跳(例如，人类心率通常介于每分钟60次和100次之间)。
在操作中，心脏起搏和诊断设备100可以用于检测、诊断和治疗心脏病症。心脏病症，诸如心律失常(具体地为心房纤颤)，一直是常见且危险的医学病症，在老年群体中尤为如此。在具有正常窦性节律的患者(例如，患者125)中，包括心房、心室和兴奋性传导组织的心脏(例如，心脏120)被电激励而以同步的、模式化的方式搏动(需注意，该电激励可被检测为心内信号)。
对于具有心律失常的患者(例如，患者125)，心脏组织的异常区域不会像具有正常窦性节律的患者那样遵循与正常传导组织相关联的同步搏动周期。相反，心脏组织的异常区域异常地传导到相邻组织，从而将心动周期打乱为非同步心律(需注意，该非同步心律也可被检测为心内信号)。之前已知此类异常传导发生于心脏(例如，心脏120)的各个区域，例如，窦房(SA)结区域中、沿房室(AV)结的传导通路或形成心室和心房心腔壁的心肌组织中。
此外，包括房性心律失常在内的心律失常可为多子波折返型，其特征在于分散在心房腔室周围并通常自传播的电脉冲的多个异步环(例如，心内信号的另一个示例)。另选地，或除多子波折返型外，诸如当心房内孤立的组织区域以快速重复的方式自主搏动时，心律失常还可具有焦点源(例如，该焦点源可为心脏起搏和诊断设备100的感兴趣焦点)。室性心动过速(V-tach或VT)是一种源于某一个心室的心动过速或快速心律。这是一种可能危及生命的心律失常，因为它可以导致心室纤颤和猝死。
当窦房结(例如，窦性节律)产生的正常电脉冲被起源于心房和肺静脉、会导致不规则脉冲被传输至心室的紊乱电脉冲淹没时，会发生一种类型的心律失常，即心房纤颤。从而产生不规则心跳，并且可持续几分钟至几周，或甚至几年。心房纤颤(AF)通常是慢性病症，它会使通常由中风导致的死亡风险稍有增加。AF的第一线治疗是可减慢心率或使心律恢复正常的药物治疗。另外，患有AF的人通常会被给予抗凝剂，以防止他们有中风的风险。使用此类抗凝血剂会伴随其自身带有的内出血风险。对于一些患者，药物治疗是不够的，他们的AF被视为药物难治性的，即用标准药物干预是无法医治的。同步电心脏复律是一种使用电流将心脏节律重置回正常窦性节律的规程，也可以用于将AF转换为正常的心脏节律。
在本文中，心脏起搏和诊断设备100为心脏医生或医疗人员提供一种方式来观察心脏组织的特定焦点如何对起搏做出响应。因此，心脏起搏和诊断设备100特别利用并且转变导管141和控制台160来启用/实现起搏规程以及当前原本不可用或当前由心脏医生或医疗人员执行的信号分析。
更具体地，控制台160连接到探头110和导管141并且与它们通信。控制台160可以存储并且执行心脏起搏和诊断软件。根据一个实施方案，控制台160包括至少一个处理器和存储器，其中该处理器执行关于本文所述的心脏起搏和诊断软件的计算机指令，并且该存储器存储供该处理器执行的计算机指令。
控制台160可以是包括软件和/或硬件的任何计算装置，诸如通用计算机，该控制台具有合适的前端和接口电路，以用于向导管141传输信号和从该导管接收信号，以及用于控制系统100的其他部件。前端和接口电路包括输入/输出(I/O)通信接口，该输入/输出通信接口使得控制台160能够从至少一个电极151接收信号和/或将信号传输到该至少一个电极。在一些实施方案中，控制台160可进一步被配置为接收生物计量数据，诸如电活动，并且确定给定的组织区域是否导电。根据一个实施方案，控制台160可位于例如导管151中、外部装置中、移动装置中、基于云的装置中，或者可以是独立的处理器/计算机。
如上所述，控制台160可包括通用计算机，该通用计算机可用软件(例如，心脏起搏和诊断软件)编程以执行本文所述的心脏起搏和诊断设备100的功能。软件可以例如通过网络以电子形式下载到通用计算机，或者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(例如，任何合适的易失性和/或非易失性存储器，诸如随机存取存储器或硬盘驱动器)上。图1所示的示例性配置可被修改为实现本文所公开的实施方案。本发明所公开的实施方案可以类似地使用其他系统部件和设置来应用。另外，心脏起搏和诊断设备100可包括附加部件，诸如用于感测电活动的元件、有线或无线连接器、处理和显示装置等。
根据一个实施方案，显示器连接到控制台160。在手术期间，控制台160可促进在显示器上向医疗专业人员115呈现身体部位渲染，并且将表示身体部位渲染的数据存储在存储器中。在一些实施方案中，医疗专业人员115可能能够使用一个或多个输入装置(诸如触摸板、鼠标、键盘、手势识别设备等)来操纵身体部位渲染。例如，输入装置可用于改变导管141的位置，使得渲染被更新。在另选的实施方案中，显示器可包括触摸屏，该触摸屏可被配置为除了呈现身体部位渲染之外，还接受来自医疗专业人员115的输入。需注意，显示器可位于相同的位置或远程位置，诸如单独的医院或在单独的医疗保健提供商网络中。另外，心脏起搏和诊断设备100可为外科系统的一部分，该外科系统被配置为获得患者器官(诸如心脏120)的解剖测量结果和电测量结果，并且执行心脏消融手术。此类外科系统的示例是由BiosenseWebster销售的
Figure BDA0004143105540000071
系统。
控制台160可通过缆线连接到体表电极，该体表电极可包括附连到患者125的粘合剂皮肤贴片。控制台160的处理器结合当前跟踪模块可确定导管141在患者125的身体部位(例如，心脏120)内部的位置坐标。位置坐标可以基于在体表电极和电极或导管141的其他电磁部件(例如，至少一个电极151)之间测得的阻抗或电磁场。附加地或另选地，定位垫可位于床130的表面上并且可与床130分离。
心脏起搏和诊断设备100还可以并且任选地使用超声、计算机断层摄影(CT)、磁共振成像(MRI)或本领域已知的其他医疗成像技术来获得生物计量数据，诸如心脏120的解剖测量结果。心脏起搏和诊断设备100可以使用导管(例如，导管141)或测量心脏120的电特性的其他传感器来获得ECG或电测量结果。然后可将包括解剖和电测量结果的生物计量数据存储在控制台160的非临时性有形介质中。可使用如本文进一步所述的网络将生物计量数据从非暂态有形介质传输到可以是本地的或远程的服务器。
根据一个或多个实施方案，包含位置传感器的导管(例如，导管141)可用于确定心脏表面上的点的轨线。这些轨线可用于推断运动特性，诸如组织的收缩性。当在心脏中足够数量的点处采样轨迹信息时，可构建描绘此类运动特性的标测图。
现在转到图2，示出了根据一个或多个实施方案的其中可实现本公开主题的一个或多个特征的心脏起搏和诊断系统200的图示。心脏起搏和诊断系统200包括患者201(例如，图1的患者125的示例)、本地计算装置206、远程计算系统208、第一网络210和第二网络211。此外，心脏起搏和诊断装置220可包括患者生物计量传感器221、处理器222、用户输入(UI)传感器223、存储器224和发射器-接收器(即，收发器)225。需注意，患者生物计量传感器221可以是图1的导管141的示例，并且心脏起搏和诊断装置220可以是图1的控制台160的示例。
本地计算装置206和/或远程计算系统208连同心脏起搏和诊断装置220可以是单独地或共同地存储、执行和实施心脏起搏和诊断软件及其功能的软件和/或硬件的任何组合。此外，本地计算装置206和/或远程计算系统208连同心脏起搏和诊断装置220可以是电子计算机框架，包括和/或采用利用各种通信技术的任何数量和组合的计算装置和网络，如本文所述。本地计算装置206和/或远程计算系统208连同心脏起搏和诊断装置220可容易地可扩展、可扩充和模块化，具有改变为不同服务或独立于其他功能重新配置一些特征的能力。
根据一个实施方案，本地计算装置206和远程计算系统208连同心脏起搏和诊断装置220包括至少处理器(例如，本文所述的处理器222)和存储器(例如，本文所述的存储器224)，其中处理器执行关于心脏起搏和诊断软件的计算机指令，存储器存储这些计算机指令以供处理器执行。
心脏起搏和诊断系统200的本地计算装置206与心脏起搏和诊断装置220通信，并且可被配置为通过第二网络211充当到远程计算系统208的网关。例如，本地计算装置206可以是例如智能电话、智能手表、平板电脑或被配置为经由网络211与其他装置通信的其他便携式智能装置。另选地，本地计算装置206可以是固定或独立装置，诸如包括例如调制解调器和/或路由器能力的固定基站，使用可执行的程序以经由无线电模块或USB加密狗在心脏起搏和诊断装置220与远程计算系统208之间传送信息的台式计算机或膝上型计算机。可使用近程无线技术标准(例如，蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、Z波和其他近程无线标准)，经由近程无线网络210，诸如局域网(LAN)(例如，个人局域网络(PAN))在本地计算装置206与心脏起搏和诊断装置220之间传送生物计量数据。在一些实施方案中，本地计算装置206还可被配置为显示所观察到的/所获得的患者电信号和与所获取的患者电信号相关联的信息，如本文更详细描述的。
在一些实施方案中，远程计算系统208可被配置为经由作为远程网络的网络211接收所监测的患者生物计量和与被监测患者相关联的信息中的至少一者。例如，如果本地计算装置206是移动电话，则网络211可以是无线蜂窝网络，并且可经由诸如上述任何无线技术的无线技术标准在本地计算装置206与远程计算系统208之间传送信息。如本文更详细描述的，远程计算系统208可被配置为向医疗专业人员、医生、医护专业人员等提供(例如，可视地显示和/或以可听到的方式提供)患者生物计量和相关信息中的至少一者。
在图2中，网络210是近程网络(例如，局域网(LAN)或个人局域网(PAN))的示例。可使用各种近程无线通信协议(诸如蓝牙、Wi-Fi、Zigbee、Z-Wave、近场通信(NFC)、ultraband、Zigbee或红外(IR))中的任何一种经由近程网络210在心脏起搏和诊断装置220与本地计算装置206之间发送信息。
网络211可以是有线网络、无线网络或包括一个或多个有线和无线网络的网络，诸如内联网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、直接连接或一系列连接、蜂窝电话网络，或者能够促进本地计算装置206和远程计算系统208之间的通信的任何其他网络或介质。可使用各种远程无线通信协议(例如，TCP/IP、HTTP、3G、4G/LTE或5G/新无线电)中的任何一种经由网络211发送信息。可以使用以太网、通用串行总线(USB)、RJ-11或本领域公知的任何其他有线连接来实现有线连接。可使用Wi-Fi、WiMAX和蓝牙、红外、蜂窝网络、卫星或任何其他无线连接方法来实现无线连接。另外，几个网络可单独工作或彼此通信以促进网络211中的通信。在一些情况下，远程计算系统208可被实现为网络211上的物理服务器。在其他情况下，远程计算系统208可被实现为网络211上的公共云计算提供商(例如，AmazonWebServices
Figure BDA0004143105540000101
)的虚拟服务器。
在操作中，利用心脏起搏和诊断软件的心脏起搏和诊断装置220从患者生物计量传感器221观察/获得患者201的生物计量数据(例如，电信号、血压、体温、血糖水平或其他生物计量数据)，并且/或者从一个或多个其他患者生物计量诊断装置接收表示任何所获取的患者生物计量的生物计量数据的至少一部分以及与任何所获取的患者生物计量相关联的附加信息(例如，诊断信息)。心脏起搏和诊断软件是处理器可执行代码或软件，该处理器可执行代码或软件必然地根植于由心脏起搏和诊断装置220进行的处理操作中并且根植于心脏起搏和诊断装置的处理硬件中，以提供用于响应于起搏而分析心脏组织的特定区域或焦点的方法。根据一个实施方案，心脏起搏和诊断装置220的心脏起搏和诊断软件提供特定起搏和捕获操作，该特定起搏和捕获操作涉及关于心脏组织的电信号的多步操纵，以更精确地了解心脏组织的电生理。心脏起搏和诊断装置220可以采用心脏起搏和诊断软件来处理数据，包括所获得的/所观察到的/所获取的生物计量数据以及从该一个或多个其他患者生物计量诊断装置接收的任何生物计量数据。例如，就此而言，在处理数据时，心脏起搏和诊断软件包括神经网络，该神经网络用于以无监督方式从生物计量数据中学习潜在表示(或数据编码)。此外，心脏起搏和诊断软件通过训练神经网络来学习检测特定数据。
心脏起搏和诊断装置220可经由网络210连续地或周期性地监测、存储、处理和传送任何数量的各种患者生物计量(例如，所获取的生物计量数据)。如本文所述的，患者生物计量的示例包括电信号(例如，ECG信号和脑生物计量)、血压数据、血糖数据和体温数据。可监测和传送患者生物计量以便对任何数量的各种疾病进行治疗，疾病诸如心血管疾病(例如，心律失常、心肌病和冠状动脉疾病)和自身免疫疾病(例如，I型和II型糖尿病)。
患者生物计量传感器221可包括例如一个或多个换能器，该一个或多个换能器被配置为将一个或多个环境条件转换成电信号，使得观察/获得/获取不同类型的生物计量数据。例如，患者生物计量传感器221可包括以下中的一者或多者：电极(例如，图1的电极151)、温度传感器(例如，热电偶)、血压传感器、血糖传感器、血氧传感器、pH传感器、加速度计和麦克风。
在执行心脏起搏和诊断软件时，处理器222可被配置为接收、处理和管理通过患者生物计量传感器221获取的生物计量数据，并且经由收发器225将生物计量数据传送到存储器224以用于存储和/或通过网络210。来自一个或多个其他心脏起搏和诊断装置220的数据也可通过收发器225由处理器222接收，如本文更详细所述的。如本文更详细描述的，处理器222可被配置为选择性地响应从UI传感器223(例如，其中的电容传感器)接收的不同轻击模式(例如，单击或双击)，使得可以基于检测的模式激活贴片的不同任务(例如，数据的获取、存储或传输)。在一些实施方案中，处理器222可生成关于检测手势的可听反馈。
UI传感器223包括例如被配置为接收用户输入诸如轻击或触摸的压电传感器或电容传感器。例如，响应于患者201轻击或接触心脏起搏和诊断装置220的表面，可控制UI传感器223以实现电容耦接。手势识别可经由各种电容类型中的任何一种来实现，诸如电阻电容、表面电容、投射电容、表面声波、压电和红外触摸。电容传感器可设置在小区域处或表面的长度上，使得表面的轻击或触摸激活监测装置。
存储器224是任何非临时性有形介质，诸如磁性存储器、光学存储器或电子存储器(例如，任何合适的易失性存储器和/或非易失性存储器，诸如随机存取存储器或硬盘驱动器)。存储器224存储心脏起搏和诊断软件以供处理器222执行。
收发器225可包括单独的发射器和单独的接收器。另选地，收发器225可包括集成到单个装置内的发射器和接收器。
根据一个实施方案，心脏起搏和诊断装置220可以是处于患者201体内的(例如，可皮下植入的)设备。心脏起搏和诊断装置220可经由任何适用的方式插入患者201的体内，包括口腔注射、经由静脉或动脉的外科手术插入、内窥镜手术或腹腔镜手术。根据实施方案，心脏起搏和诊断装置220可以是处于患者201外部的设备。例如，如本文更详细描述的，心脏起搏和诊断装置220可包括可附接贴片(例如，该可附接贴片附接到患者的皮肤)。根据一个实施方案，心脏起搏和诊断装置220可包括位于患者体内的部件和位于患者体外的部件两者。虽然在图2中示出了单个心脏起搏和诊断装置220，但示例性系统可以包括多个患者生物计量诊断装置。例如，心脏起搏和诊断装置220可以与一个或多个其他患者生物计量诊断装置通信。附加地或另选地，该一个或多个其他患者生物计量诊断装置可以与网络210和心脏起搏和诊断系统200的其他部件通信。
图3示出了根据一个或多个实施方案的方法300(在图1的心脏起搏和诊断设备100和/或图2的心脏起搏和诊断系统200中执行)的图示。方法300满足了观察心脏组织的大焦点的需要，使得可以了解源的起源。
该方法开始于框或步骤320处，其中导管的多个电极(例如，导管141的电极151)利用多个脉冲起搏心脏组织。需注意，多个电极中的每个电极在心脏组织的一个特定的孤立区域处提供多个脉冲中的一个脉冲。多个脉冲中的每个脉冲可以在心脏组织的孤立区段处(例如，在相同的指定焦点处)被一起并且同时(例如，一致地)起搏。例如，起搏可以包括一连串的刺激或电流的增加(从一次起搏到另一次起搏)，以通过尝试使电极下的组织同步并且此后进行监听来用所有电极一起捕获组织。导管可以是如本文所述的网状导管、球囊导管或勺形导管。
在框或步骤340处，导管的多个电极观察由起搏引起的心脏组织的电生理复极化周期(或心房组织不活动且不可能再激活的周期)。即，通过在一个焦点处的多个电极的起搏本身产生心房组织的不活动周期。电生理复极化周期可以包括心脏组织不产生活动模式的时间段。
在框或步骤360处，在电生理复极化周期之后，导管的多个电极测量心脏组织内的电信号。由于在心脏组织的相同指定焦点处的起搏一致地发生，并且由于起搏之后是不活动周期，所以所测量的电信号指示心脏组织的第一部分响应。以这种方式，可以分析和评估心脏组织或心脏组织的焦点。根据一个或多个实施方案，在心脏组织中测量电信号之后，导管的多个电极还可以测量返回活动模式的进展。继而，心脏起搏和诊断软件(例如，图2的心脏起搏和诊断装置220的心脏起搏和诊断软件)可以基于返回活动模式的进展来孤立和分析电极下的心脏组织内的感兴趣焦点。
方法300的技术效应和有益效果包括使得心脏医生能够立即捕获(图1的心脏120的)大面积，使得能够更精确地了解心脏组织的电生理。
图4示出了根据一个或多个实施方案的导管400的示例。导管400可以是具有多个电极434(诸如至少四十个电极)的网状导管、球囊导管或勺形导管。如图所示，该多个电极可包括位于多个脊437上或分散在多个脊上的恰好48个电极。使用被脊437分布在广阔区域上的此类数量的电极434允许一次捕获较大面积。根据一个实施方案，多个脊437以塌缩状态移动穿过护套439，并且一旦进入患者(例如，图1的患者125)体内随后该多个脊就可膨胀。
心脏中任何焦点处的电活动通常可通过以下方式来测量：将导管400推进、使心脏组织与导管400接触并且获取该点处的数据。接触心脏组织包括利用电极434进行信号分析，通过在感兴趣区域处同时一致地一起起搏每个电极434，以在给定区域处产生不活动周期。
根据一个或多个实施方案，电极434的激活可以在数量和位置上变化，诸如通过从任何电极到任何电极或从所有电极到更远的更大电极的起搏。在一个实施方案中，使用来自先前起搏的结果，可以同时激活数量减少的电极以捕获更小的区域。在一个实施方案中，使用来自先前起搏的结果，可以同时激活特定位置周围的选定数量的电极以测量心室活动的相关性。即，基于期望的数量和/或位置，脉冲的特定分组可用于操纵电生理复极化周期。例如，如图4所示，电极子集450可以由心脏起搏和诊断软件选择以实现脉冲的特定分组。就这一点而言，剩余的电极460对于起搏而言未被使用。
图5示出了根据一个或多个实施方案的方法500(在图1的心脏起搏和诊断设备100和/或图2的心脏起搏和诊断系统200中执行)的框图。方法500解决了观察心脏组织的大焦点的需要，使得可以了解源的起源。
通常，在AF期间，不存在波前激活的可重复模式。需注意，AF是仍在争论中的许多原因的结果。即，虽然一些研究人员将转子确定为原因，但其他研究人员没有(例如，确定不同的焦点源)。转子和焦点源可以被不同地处理。在任何情况下，重要的是理解AF原因以及涉及哪些心脏组织区域以提供最佳治疗并且积极地改变手术结果。方法500提供了使用来自多个电极的起搏来了解一些心脏区域是否具有源的机制。图像510从患者背部角度大体上示出了左心房511的轮廓。图像510示出了区域512，该区域可以是疤痕或非活动的。
假设医生(例如，图1的医疗专业人员115)怀疑该区域512对于心动过速是重要的，并且可能存在来自该区域的焦点源，则医生仍然面临这样的问题：当碰撞波514进入区域512并且产生心脏组织的无组织复极化时，医生不能真正观察到该源。这种无组织复极化是维持AF的已知条件，而不管本文指出的原因。常规地，医生将考虑电击心脏以使其摆脱AF病症，“重置”心脏细胞，并且为窦性节律提供进行控制的机会(在许多情况下这是不可行的，诸如在AFIB中，患者将立即恢复到AFIB)。
另选地，如图像520所示，导管521被放置在该区域512上方。导管521可以是如本文所述的网状导管、球囊导管或勺形导管。
在框530处，导管421的电极(例如，导管141的电极151)利用多个脉冲对区域512进行起搏。需注意，多个电极的每个电极向左心房511的区域512提供脉冲。多个脉冲中的每个脉冲可以在左心房511的区域512处(例如，在相同的指定焦点处)被一起并且同时(例如，一致地)起搏。基于诊断系统如何选择和分组多个电极，有可能起搏左心房511的区域512的所有位置或仅起搏左心房511的区域512的孤立区段。
在框540处，导管521的多个电极观察由起搏引起的左心房511的区域512的电生理复极化周期(或心房组织不活动且不可能再激活的周期)。即，通过在一个焦点处的多个电极的起搏本身产生心房组织的不活动周期。
通过从所有电极同时起搏，如图像560所示，方法500基本上生成波前565(几乎)统一的特定区域，并且重要的是消除其他波进入该区域直到该区域的不应期恢复。该时间让诊断系统有时间监听来自该区域内的任何事物(即，电极下的该组织贴片中的细胞是否表现为源)。继而，在框570处，导管521的多个电极测量左心房511的区域512内的电信号(以mV为单位)(例如，诊断系统识别并且分析感兴趣焦点以及波如何跨该区域传播)。需注意，来自区域512内的任何活动可以进一步用作消融的目标。
图6示出了根据一个或多个实施方案的导管(例如，导管400)和方法(例如，方法500)的示例性操作600。如示例性操作600中所示，根据网格来布置电极601，其中第一方向由字母A-F表示并且第二方向由数字1-8表示。网格与被怀疑包括源605的组织区域对准。继而，在电生理复极化周期之后，波前610从源605传播并且被电极601中的每个电极检测。并行地，外部波615进入也被电极601检测到的组织区域。
如测量结果650中所示，电极D4、D3和D5在不同时间检测波前610。需注意，形态651表示源605。此外，电极F4检测(需注意形态652)外部波615，而电极E4检测(需注意形态653)形态651和652的组合。由于网格的通用起搏，外部波615可以被忽略和/或从测量结果中减去。重要的是，遵循电极的信号传播顺序(并且也可能遵循它们的形态)，将有可能了解在电极贴片下方存在焦点源。
方法500的技术效应和有益效果包括使得心脏医生能够立即捕获(图1的心脏120的)大面积，使得能够更精确地了解心脏组织的电生理。例如，根据导管尺寸和电极覆盖范围，大面积(大于单次起搏)可等于大约2.5cm×2.5cm的大小。相反，来自一个电极的单次起搏的面积大小(与电极尺寸和位置相关)不会同时同步该区域，而是由于AF而混合组织外部的推进波。
附图中的流程图和框图示出了根据本发明的各种实施方案的系统、方法和计算机程序产品的可能具体实施的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个框可表示指令的模块、区段或部分，该指令包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代具体实施中，框中指出的功能可不按附图中指出的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，连续示出的两个框实际上可基本上同时执行，或者框有时可以以相反的顺序执行。还应当注意，框图和/或流程图图示中的每个框以及框图和/或流程图图示中的框的组合可通过执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或者通过专用硬件和计算机指令的组合来实现。
虽然上文具体地描述了特征和元件，但本领域的普通技术人员将会知道，每个特征或元件均可以单独使用或以与其它特征和元件的任何组合使用。此外，本文所述的方法可在被结合在计算机可读介质中的计算机程序、软件或固件中实现，以供计算机或处理器执行。如本文所用，计算机可读介质不应理解为暂态信号本身，诸如无线电波或其他自由传播电磁波、传播通过波导或其他传输介质的电磁波(例如，穿过光纤电缆的光脉冲)或通过电线传输的电信号。
计算机可读介质的示例包括电子信号(通过有线或无线连接传输)和计算机可读存储介质。计算机可读存储介质的示例包括但不限于寄存器、高速缓存存储器、半导体存储器设备、磁介质诸如内部硬盘和可移动磁盘、磁光介质、光学介质，诸如光盘(CD)和数字通用盘(DVD)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存存储器)、静态随机存取存储器(SRAM)和记忆棒。与软件相关联的处理器可用于实现在终端、基站、或任何主计算机中使用的射频收发器。
本文所用的术语只是为了描述具体实施方案的目的，并非旨在进行限制。如本文所用，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一个”、“一种”和“该/所述”包括复数指代。还应当理解，术语“包括”和/或“包含”在用于本说明书中时指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件部件和/或其组的存在或添加。
本文对各种实施方案的描述是出于说明的目的而呈现的，但并非旨在穷举或限于所公开的实施方案。在不脱离所述实施方案的范围和实质的情况下，许多修改和变型对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。选择本文所用的术语是为了最好地解释实施方案的原理、相对于市场上存在的技术的实际应用或技术改进，或者使得本领域的其他普通技术人员能够理解本文所公开的实施方案。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
通过导管的多个电极以多个脉冲起搏心脏组织；
通过所述导管的所述多个电极观察由所述起搏引起的所述心脏组织的电生理复极化周期；以及
在所述电生理复极化周期之后，通过所述导管的所述多个电极测量所述心脏组织内的电信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个电极中的每个电极在所述心脏组织的一个特定的孤立区域处提供所述多个脉冲中的一个脉冲。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电生理复极化周期包括所述心脏组织处于不应期的时间段。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在所述心脏组织中测量所述电信号之后测量返回活动模式的进展。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
基于所述返回活动模式的所述进展来孤立和分析所述心脏组织内的感兴趣焦点。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述导管包括网状导管、球囊导管或勺形导管。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个电极包括至少四十个电极。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个脉冲中的每个脉冲被一起并且同时起搏。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个脉冲被起搏以控制每次起搏之间的时间。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个脉冲的数量或位置中的每一者被改变以操纵所述电生理复极化周期。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述心脏组织的孤立区段进行起搏。
12.一种设备，包括：
导管，所述导管包括多个电极；以及
心脏起搏和诊断装置，所述心脏起搏和诊断装置包括存储器和处理器，所述存储器存储心脏起搏和诊断软件的处理器可执行指令，所述处理器被配置为执行所述心脏起搏和诊断软件的所述处理器可执行指令，以使得所述设备：
通过所述导管的所述多个电极以多个脉冲起搏心脏组织；
通过所述导管的所述多个电极观察由所述起搏引起的所述心脏组织的电生理复极化周期；以及
在所述电生理复极化周期之后，通过所述导管的所述多个电极测量所述心脏组织内的电信号。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述多个电极中的每个电极在所述心脏组织的一个特定的孤立区域处提供所述多个脉冲中的一个脉冲。
14.根据权利要求12所述的设备，其中，所述电生理复极化周期包括所述心脏组织处于不应期的时间段。
15.根据权利要求12所述的设备，其中，所述处理器被配置为执行所述心脏起搏和诊断软件的所述处理器可执行指令，以使得所述设备：
在所述心脏组织中测量所述电信号之后测量返回活动模式的进展。
16.根据权利要求15所述的设备，其中，所述处理器被配置为执行所述心脏起搏和诊断软件的所述处理器可执行指令，以使得所述设备：
基于所述返回活动模式的所述进展来孤立和分析所述心脏组织内的感兴趣焦点。
17.根据权利要求12所述的设备，其中，所述导管包括网状导管、球囊导管或勺形导管。
18.根据权利要求12所述的设备，其中，所述多个电极包括至少四十个电极。
19.根据权利要求12所述的设备，其中，所述多个脉冲中的每个脉冲被一起并且同时起搏。
20.根据权利要求12所述的设备，其中，所述多个脉冲被起搏以控制每次起搏之间的时间。
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