CN116407260A - 直观标测系统 - Google Patents

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Abstract

本公开的发明名称是“直观标测系统”。在一个示例性模式中，一种医疗系统包括：导管，该导管用于插入到活体受检者的心脏的腔室中并且包括远侧端部，该远侧端部包括用于接触在该心脏的该腔室内的相应位置处的组织的导管电极；至少一个位置传感器，该至少一个位置传感器用于提供指示该远侧端部的至少一个位置的至少一个位置信号；显示器；和处理电路系统，该处理电路系统用于评估该导管电极与该组织的相应接触质量，响应于该至少一个位置信号而计算该导管电极中的相应导管电极的位置，响应于该导管电极中的该相应导管电极的所计算的位置和所评估的相应接触质量而生成该心脏的该腔室的至少一部分的3D解剖标测图，以及将所生成的3D解剖标测图呈现到该显示器。

Description

直观标测系统
技术领域
本公开涉及医疗系统，并且具体地但并非排他性地涉及通过导管装置标测身体部分。
背景技术
大量的医学规程涉及在患者体内放置探头，诸如导管。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号5,391,199、6,690,963、6,484,118、6,239,724、6,618,612和6,332,089中、在PCT国际专利公布号WO 1996/005768中、以及在美国专利申请公布号2002/0065455、2003/0120150和2004/0068178中有所描述，这些专利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。
这些类型的探头或导管已被证明非常有用的一种医学规程是治疗心律失常。心律失常、特别是心房纤颤一直是常见且危险的医学疾病，尤其是在老年群体中。
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容积)的电特性，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模态，并且包括使用微波、激光、脉冲场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。它们被用于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，将电极导管插入主静脉或动脉例如股静脉中，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)电流被施加在消融导管的尖端电极和参比电极之间，流经这两个电极之间的介质(即血液和组织)。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(其公开内容以引用方式并入本文)描述了使用埋入导管内的力传感器感测导管远侧末端与体腔中的组织之间的接触压力的方法。
许多参考文献已经报道了用于确定电极-组织接触的方法，包括美国专利5,935,079、5,891,095、5,836,990、5,836,874、5,673,704、5,662,108、5,469,857、5,447,529、5,341,807、5,078,714和加拿大专利申请2,285,342，这些专利全部以引用方式并入本文。这些参考文献中的多个参考文献，例如美国专利5,935,079、5,836,990和5,447,529，通过测量顶端电极与返回电极之间的阻抗来确定电极-组织接触。如'529专利所公开，众所周知，通过血液的阻抗通常低于通过组织的阻抗。因此，通过将一组电极之间的阻抗值与已知电极与组织接触和已知电极仅与血液接触时的预先测量的阻抗值进行比较来检测组织接触。
授予Gliner等人的美国专利9168004描述了使用机器学习来确定导管电极接触，该专利以引用方式并入本文并在附录中具有副本。‘004专利描述了通过以下方式执行的心导管插入术：将探头的电极与心脏壁之间的接触状态的指配记忆为有接触状态或无接触状态，并且对穿过该电极与另一电极的电流的阻抗相位角作一系列确定，由此识别该系列中的最大相位角和最小相位角，并且将二元分类器适应性地界定在极限值的中间。将测试值与由滞后因数调整的分类器进行比较，并且当测试值超过调整后的分类器或降到调整后的分类器以下时，报告接触状态的变化。
以引用方式并入本文并在附录中提供副本的Mest的美国专利公布2013/0085416描述了一种用于力感测探头诸如电生理导管的体内重新校正的方法，该方法用于产生自动置零区域。将导管或其他探头的远侧末端放置在患者的体腔内。使用心电图(ECG)或阻抗数据、透视或其他实时成像数据、和/或解剖标测系统来证实不存在组织接触。一旦证实不存在组织接触，该系统就重新校准源自力传感器的信号以使其对应于零克的力读数并且使用此校准的基线读数来产生和显示基于力传感器数据的力读数。
附图说明
根据以下详细说明结合附图将理解本公开，附图中：
图1是根据本公开的示例性模式构造和操作的标测系统的示意性图解；
图2是包括图1的系统的操作方法中的步骤的流程图；
图3是由图1的系统生成的初始解剖标测图的示意图；并且
图4是由图1的系统生成的增强解剖标测图的示意图。
具体实施方式
概述
在初始标测心脏的腔室期间，医师将标测导管定位在腔室中。当导管在腔室中任意移动时，处理器采集导管上的电极的位置。位置形成三维(3D)点云，并且处理器然后使用标测算法(诸如快速解剖标测(FAM))来接合云的最外点以形成平滑壳。在授予Cohen等人的美国专利10,918,310中描述了FAM，该专利以引用方式并入并在附录中提供副本。
当采集点时，随着导管在腔室内四处移动，壳被构建成产生扩展壳。例如，如果使用篮式导管，则标测图最初将看起来像篮式导管的形式，直到篮状件四处移动从而产生扩展标测图。因此，当创建标测图时，标测图表面中的一些是临时的且被移除以有利于由新采集的点生成的标测图表面。这对医师来说是令人困惑的并且因此使得标测过程更加复杂和冗长，从而导致伴随问题。
因此，本公开的示例性模式提供了一种系统，该系统基于与心脏腔室的组织充分接触的电极来生成解剖标测图。以此方式，所生成的标测图壁通常是解剖标测图的最终版本中包括的壁的一部分(或非常类似于该壁)，使得在构建标测图时，医师将不会被临时标测图壁迷惑。标测图将随着导管在腔室内四处移动而增长，从而增加与组织充分接触的电极的电极位置。充分接触可使用下文更详细讨论的“接触质量”来确定。
该方法特别地但非排他地适于与导管(例如，篮式导管和球囊导管)一起使用，其中每个电极面向一个方向，使得当检测到与组织的充分电极接触时，与电极充分接触的组织的位置是以充分准确度已知的。
在一些示例性模式中，系统找到医师可移动导管以使标测过程更容易的方向。可基于当前与组织充分接触的电极的位置和导管的远侧端部的当前位置来找到方向，使得方向背离当前与电极充分接触的组织并且指向心脏腔室的另一个部分。指示器(例如，箭头)然后在解剖标测图上方呈现到显示器以向医师建议如何基于所找到的方向来移动导管的远侧端部。在一些示例性模式中，可通过从与组织充分接触的电极(的中心)到导管的远侧端部组件的中心(或到导管上的另一个点)画线来找到方向。在一些示例性模式中，系统检查方向是否指向现有标测图部分。如果方向指向已经存在的标测图部分，则系统调整方向直到方向指向现有标测图部分不存在的地方。
现在讨论接触质量。响应于由导管提供的信号，处理电路系统评估导管电极中的每个导管电极与心脏中的组织的相应接触质量。导管电极中的任一个导管电极可与心脏的组织完全或部分接触。在一些情况下，导管电极中的任一个导管电极可经由另一种流体(诸如各种厚度的血液)与组织接触。可基于由导管提供的信号来评估导管电极中的任一个导管电极与组织的接触(完全或部分接触，或经由另一种液体的接触)的质量。
本说明书和权利要求书中所用的术语“接触质量”在本文中被定义为导管电极中的一个导管电极与组织之间的接触程度的定量指标。“接触质量”可例如以测得的电阻抗直接地表示，或者例如以接触力、压力或IEGM振幅间接地表示，如现在将在下文更详细描述的。
在一些示例性模式中，导管可提供信号，该信号提供导管电极与体表电极之间的阻抗的指示。阻抗的指示提供接触质量的指示，使得导管电极中的一个导管电极与体表电极之间的较高阻抗值指示导管电极与组织之间的较高接触质量。阻抗值可被选择为限定最低接触质量，该最低接触质量被视为表示导管电极中的任一个导管电极与组织之间的充分接触。
在一些示例性模式中，可将导管电极中的一个导管电极与导管上的电极中的另一个电极之间的阻抗用作接触质量的量度。如以上背景技术部分中提及的'529专利所公开，众所周知，通过血液的阻抗通常低于通过组织的阻抗。因此，可通过将一组电极之间的阻抗值与已知电极与组织充分接触和已知电极仅与血液接触时的预先测量的阻抗值进行比较来评估组织接触。
在一些示例性模式中，授予Gliner等人的美国专利9168004的方法可用于使用基于机器学习的方法来评估接触质量，该专利以引用方式并入本文(在附录中提供副本)。
在一些示例性模式中，导管可提供来自力传感器或压力传感器的信号。力或压力的指示提供接触质量的指示，使得较高的力或压力值指示导管电极与组织之间的较高接触质量。力或压力值可被选择为限定最低接触质量，该最低接触质量被视为表示导管电极中的任一个导管电极与组织之间的充分接触。
在一些示例性模式中，可使用感测的IEGM信号来评估导管电极中的任一个导管电极与组织之间的接触质量。与导管电极中的一个导管电极相关联的IEGM信号的最大振幅指示该导管电极与组织之间的接触质量，使得IEGM信号的最大振幅的较高值指示该导管电极与组织之间的较高接触质量。IEGM信号的振幅值可被选择为限定最低接触质量，该最低接触质量被视为表示导管电极中的任一个导管电极与组织之间的充分接触。
系统描述
现在参考图1，其是根据本公开的示例性模式的标测系统20的示意性图解。系统20包括被配置成插入到活体受检者(例如，患者28)的身体部分(例如，心脏26的腔室)中的导管40，在插图25中详细看到。医师30通过以下方式将详细地示于插图45中的导管40(例如，由Irvine,CA,USA的Biosense Webster有限公司生产的篮式导管)导航到患者28的心脏26中的目标位置：使用靠近插入管22的近侧端部29的操纵器32操纵导管40的插入管22的可偏转区段和/或从护套23偏转。在图示的示例性模式中，医师30使用导管40来执行心腔的解剖标测。
导管40包括远侧端部33。导管40的远侧端部33包括组件35(例如，如图1中所示的篮式组件或球囊组件或任何合适的远侧端部组件)，至少一个(例如，多个)导管电极48(为简单起见仅标记一些)设置在该组件上。电极48被配置成在心脏的腔室内的相应位置处接触组织。组件35设置在插入管22的远侧，并且可在远侧端部33处经由插入管22的联接构件连接到插入管22。插入管22的联接构件可形成为插入管22的其余部分的整体部分或形成为与插入管22的其余部分连接的单独元件。
组件35还包括多个柔性条带55(为简单起见，仅标记两个)，电极48联接到该多个柔性条带中的每个条带。组件35可包括任何合适数量的电极48。在一些示例性模式中，组件35可包括十个柔性条带55和120个电极，其中每个柔性条带55上设置十二个电极。
导管40包括推动器37。推动器37通常为设置在插入管22的管腔中并从插入管22的近侧端部29跨越至远侧端部33的管。推动器37的远侧端部通常经由推动器37的联接构件连接到柔性条带55的第一端部。推动器37的联接构件可形成为推动器37的其余部分的整体部分或形成为与推动器37的其余部分连接的单独元件。插入管22的远侧端部通常经由远侧端部33的联接构件连接到柔性条带55的近侧端部。推动器37通常经由操纵器32控制以展开组件35并根据推动器37相对于插入管22的纵向位移来改变组件35的椭圆度。实际的篮式组件35结构可变化。例如，柔性条带55可由印刷电路板(PCB)或形状记忆合金或任何合适的材料制成。
仅以举例的方式，本文描述的示例性模式主要涉及篮式远侧端部组件35。在另选的示例性模式中，所公开的技术可与具有基于球囊的远侧端部组件或任何其他合适类型的远侧端部组件的导管一起使用。
导管40以塌缩配置插入穿过护套23，并且仅在导管40退出护套23之后导管40才能够通过回缩推动器37而改变形状。通过将导管40包含在塌缩配置中，护套23还用于使在其到目标位置的途径上的血管创伤最小化。
导管40的远侧端部33包括磁线圈传感器50A和50B。磁性线圈传感器50A在插图45中被示出在插入管22的远侧边缘处(即，在篮式组件35的近侧边缘处)。传感器50A可为单轴传感器(SAS)或者双轴传感器(DAS)或三轴传感器(TAS)。相似地，传感器50B可以是SAS、DAS或TAS。磁线圈传感器50A和50B以及电极48通过穿过插入管22的导线连接到控制台24中的各种驱动电路。
在一些示例性模式中，系统20包括磁感测子系统，以通过从介于传感器50A和50B之间的距离和角度估计篮式组件35的伸长来估计导管40的篮式组件35的椭圆度以及其在心脏26的心腔内部的伸长/回缩状态。将患者28放置在由包含多个磁场发生器线圈42的垫生成的磁场中，该多个磁场发生器线圈由单元43驱动。磁场发生器线圈42被配置成在活体受检者(例如，患者28)的身体部分(例如，心脏26)所位于的区域中生成具有相应不同频率的相应交变磁场。磁性线圈传感器50A和50B被配置成响应于检测到相应磁场而输出电信号。例如，如果存在生成具有九个相应不同频率的九个相应的不同交变磁场的九个磁场发生器线圈42，则由磁线圈传感器50输出的电信号将包括九个不同频率交变磁场的部件。磁场中的每个磁场的大小随距相应磁场发生器线圈42的距离而变化，使得磁线圈传感器50的位置可以根据磁线圈传感器50感测的磁场确定。因此，所传输的交变磁场在传感器50A和50B中生成电信号，使得电信号指示磁线圈传感器50的位置和取向。
所生成的信号被传输到控制台24并成为处理电路系统41的对应电输入。处理电路系统41可使用该信号来计算：篮式组件35的伸长和角度，以便根据计算的介于传感器50A和50B之间的距离和角度来估计篮状件的椭圆度、角度和伸长/回缩状态；以及计算传感器50A和50B的轴线之间的相对取向，以响应于相对取向估计可扩展远侧端部组件35(例如，篮式形状)的形状，如下文更详细地描述。
柔性条带55的弯曲和/或柔性条带55上的电极48(或其它特征结构)相对于导管40上的固定点(诸如插入管22的远侧端部)的位置可针对磁传感器50A、50B之间的各种距离并且针对磁传感器50A、50B之间的各种相对取向角进行测量。例如，电极48相对于导管40上的固定点的位置可针对推动器37相对于插入管22的每0.2mm移动以及针对磁传感器50A、50B之间的每1度相对取向进行测量(直到组件35的最大侧向移动)。在每个不同的距离/相对取向组合处，记录磁传感器50A、50B之间的所计算的距离和所计算的相对取向角连同电极48的位置数据。然后，该数据可用于响应于磁传感器50A、50B之间的所计算的距离和相对取向角而估计柔性条带55的弯曲和/或柔性条带55上的电极48(或其它特征结构)相对于导管40上的固定点(诸如插入管22的远侧端部)的位置。
除此之外或另选地，可基于以下假设来估计柔性条带55的弯曲：(a)柔性条带55中的每个柔性条带具有固定且已知的长度；(b)柔性条带55中的每一者经由联接器连接到推动器37，其中柔性条带55的远侧端部基本上垂直于插入管22的纵向轴线(在±10度的误差内)；(c)柔性条带55中的每一者经由联接器连接到插入管22，该联接器将柔性条带55的近侧端部联接到插入管22，基本上平行于插入管22的纵向轴线(在±10度的误差内)。基于上述假设(a)-(c)，以及基于磁传感器50A、50B的所计算的位置的计算的联接器的位置，可使用三次多项式来计算柔性条带55中的每个柔性条带的弯曲。在一些示例性模式中，柔性条带55的弯曲和/或柔性条带55上的电极48(或其他特征结构)相对于导管40上的固定点(诸如插入管22的远侧端部)的位置可基于磁传感器50A、50B之间的所计算的距离和取向以及导管40的模型来计算，该模型基于柔性条带55的机械特性和尺寸来针对所计算的距离提供柔性条带55的弯曲和/或电极48的位置。
使用外部磁场和磁线圈传感器诸如传感器50A和50B的位置和/或方向感测方法在各种医疗应用中实现，例如在由Biosense-Webster生产的
Figure BDA0004031397230000081
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和6,332,089、PCT专利公布WO 96/05768以及美国专利申请公布2002/0065455A1、2003/0120150A1和2004/0068178A1中，这些专利全部以引用方式并入本文。
在一些示例性模式中，处理电路系统41使用从电极48或体表电极49和磁性传感器50接收的位置信号来估计组件35在身体部分内(诸如心腔内)的位置。在一些示例性模式中，处理电路系统41将从电极48、49接收的位置信号与先前采集的磁性位置-校准位置信号相关联，以估计组件35在身体部分内的位置。可由处理电路系统41基于(除了其他输入以外)所测量的电极48与身体表面电极49之间的阻抗、电压或电流分布的比例来确定电极48的位置坐标。
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(例如，在由Biosense Webster Inc.(Irvine,California)生产的
Figure BDA0004031397230000091
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2002/0065455A1、2003/0120150A1和2004/0068178A1中，这些专利全部以引用方式并入本文。
Figure BDA0004031397230000092
系统应用有功电流定位(ACL)，该有功电流定位为基于混合的电流分布和磁的位置跟踪技术。在一些示例性模式中，处理电路系统41使用ACL来估计电极48的位置。在一些示例性模式中，使从电极48、49接收的信号与电流-位置矩阵(CPM)相关联，该电流-位置矩阵为先前从磁位置-校准位置信号采集的位置映射电流分布比率(或另一电值)。电流分布比率基于体表电极49的从电极48流到体表电极49的电流的测量结果。
在一些示例性模式中，为了可视化不包括磁传感器的导管，处理电路系统41可应用基于电信号的方法，其被称为独立电流定位(ICL)技术。在ICL中，处理电路系统41为其中导管被可视化的体积的每个体素计算局部缩放因子。使用带有具有已知空间关系的多个电极的导管(诸如套索形导管)来确定该因子。然而，尽管产生精确的局部缩放(例如，超过几毫米)，但ICL在应用到尺寸为约几厘米的整个心腔的体积时是不太精确的。基于电流分布比例来计算位置的ICL方法可具有误差，并且可因基于电流的ICL空间的非线性性质而产生组件35的失真形状。在一些示例性模式中，处理电路系统41可基于例如套索形导管的电极之间的已知较小缩放距离以及基于较大的缩放距离(其自身基于组件35的端部处的电极48之间的已知距离)来应用本发明所公开的ICL方法以将ICL空间和组件35形状缩放成正确的形状。
处理电路41(通常为通用计算机的一部分)经由合适的前端和接口电路44被进一步地连接，以从身体表面电极49接收信号。处理电路系统41通过穿过线缆39延伸到患者28的胸部的线材连接到表面电极49。导管40包括设置在插入管22的近侧端部29处以用于联接到处理电路系统41的连接器47。
在一些示例性模式中，响应于插入管22和柔性条带55的所计算的位置坐标，处理电路系统41(例如，根据标测方法或根据先前与系统20配准的身体部分的扫描(例如，CT或MRI))将导管40的至少一部分和解剖标测图或身体部分的表示31呈现到显示器27。
处理电路系统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还可包括由处理电路系统41使用的存储器51。
图1所示的示例性例证完全是为了概念清晰而选择的。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，并且因此被有意地从图1和对应的描述中省略。系统20的元件以及本文所述的方法可进一步地应用于例如控制心脏26的组织的消融。
现在参考图2，其为包括图1的系统20的操作方法中的步骤的流程图100。还参见图3，其为由图1的系统20生成的初始解剖标测图61的示意图。
处理电路系统41被配置成接收由导管电极48和体表电极49提供的信号。所提供的信号可指示心电图(ECG)、心内电描记图(IEGM)以及导管电极48与体表电极49之间的阻抗值(框102)。IEGM和/或阻抗值可用于评估下文所述的接触质量。
如先前参考图1所描述的，导管40的远侧端部的位置可使用各种方法来发现，例如，基于由至少一个位置传感器提供的信号，该位置传感器可包括磁线圈传感器50和/或电极48和/或体表电极49。位置传感器50、48、49被配置成提供指示远侧端部33的位置的至少一个位置信号。在一些示例性模式中，可使用成像技术(诸如超声扫描和超声图像的适当处理)来发现导管40的远侧端部33的位置。处理电路系统41被配置成接收由位置传感器50、48、49提供的位置信号(框104)。处理电路系统41被配置成响应于由位置传感器50、48、49提供的位置信号而跟踪导管40的远侧端部33的位置(例如，计算导管40的远侧端部33的位置)(框106)。
处理电路系统41被配置成评估导管电极48与心脏26的腔室的组织的相应接触质量(框108)。换句话说，处理电路系统41被配置成评估与每个电极48和组织的接触质量。
导管电极48中的任一个导管电极可与心脏26的组织完全或部分接触。在一些情况下，导管电极48中的任一个导管电极可经由另一种流体(诸如各种厚度的血液)与组织接触。可基于由导管40提供的信号来评估导管电极48中的任一个导管电极与组织的接触(完全或部分接触，或经由另一种液体的接触)的质量。
如先前所提及，术语“接触质量”为导管电极48中的一个导管电极与组织之间的(电)接触程度的定量指标。“接触质量”可例如以测得的电阻抗直接地表示，或者例如以接触力、压力或IEGM振幅间接地表示，如现在将在下文更详细描述的。
在一些示例性模式中，导管40可提供信号，该信号提供导管电极48与体表电极49之间的阻抗的指示。阻抗的指示提供接触质量的指示，使得导管电极48中的一个导管电极与体表电极49之间的较高阻抗值指示导管电极48与组织之间的较高接触质量。阻抗值可被选择为限定最低接触质量，该最低接触质量被视为表示导管电极48中的任一个导管电极与组织之间的充分接触。
在一些示例性模式中，可将导管电极48中的一个导管电极与导管40上的电极中的另一个电极之间的阻抗用作接触质量的量度。如以上背景技术部分中提及的'529专利所公开，众所周知，通过血液的阻抗通常低于通过组织的阻抗。因此，可通过将一组电极之间的阻抗值与已知电极与组织充分接触和已知电极仅与血液接触时的预先测量的阻抗值进行比较来评估组织接触。
在一些示例性模式中，授予Gliner等人的美国专利9168004的方法可用于评估接触质量，该专利以引用方式并入本文。'004专利描述了使用机器学习来确定导管电极接触。'004专利描述了通过以下方式执行的心导管插入术：将探头的电极与心脏壁之间的接触状态的指配记忆为有接触状态或无接触状态，并且对穿过该电极与另一电极的电流的阻抗相位角作一系列确定，由此识别该系列中的最大相位角和最小相位角，并且将二元分类器适应性地界定在极限值的中间。将测试值与由滞后因数调整的分类器进行比较，并且当测试值超过调整后的分类器或降到调整后的分类器以下时，报告接触状态的变化。
在一些示例性模式中，导管40可提供来自设置在柔性条带55上的不同位置处的力传感器或压力传感器(未示出)的信号，该信号提供由导管电极48施加在组织上的力或压力的指示。力或压力的指示提供接触质量的指示，使得较高的力或压力值指示导管电极48与组织之间的较高接触质量。力或压力值可被选择为限定最低接触质量，该最低接触质量被视为表示导管电极48中的任一个导管电极与组织之间的充分接触。这些示例性模式可使用任何合适的力或压力传感器以及用于测量力或压力的任何合适的方法，包括背景技术部分中提及的专利或专利公布中的任一者并且包括Mest的美国专利公布2013/0085416中所述的方法，该美国专利公布以引用方式并入本文并且描述了用于力感测探头诸如电生理导管的体内重新校正的方法，该方法用于产生自动置零区域。将导管或其他探头的远侧末端放置在患者的体腔内。使用心电图(ECG)或阻抗数据、透视或其他实时成像数据、和/或解剖标测系统来证实不存在组织接触。一旦证实不存在组织接触，该系统就重新校准源自力传感器的信号以使其对应于零克的力读数并且使用此校准的基线读数来产生和显示基于力传感器数据的力读数。
在一些示例性模式中，可使用由处理电路系统41生成的心内电描记图(IEGM)信号来评估导管电极48中的任一个导管电极与组织之间的接触质量。与导管电极48中的一个导管电极相关联的IEGM信号的最大振幅指示该导管电极48与组织之间的接触质量，使得IEGM信号的最大振幅的较高值指示该导管电极48与组织之间的较高接触质量。IEGM信号的振幅值可被选择为限定最低接触质量，该最低接触质量被视为表示导管电极48中的任一个导管电极与组织之间的充分接触。
处理电路系统41被配置成响应于来自位置传感器50、48、49中的一者或多者的位置信号而计算导管电极48中的相应导管电极的位置(框110)。导管电极48的位置可使用任何合适的方法(例如，上述的ACL或ICL方法)来计算。在一些示例性模式中，导管电极48的位置可基于磁线圈传感器50中的一者或多者的所计算的位置来计算，该计算的位置基于磁线圈传感器50与导管电极48之间的固定几何关系。
在一些示例性模式中，处理电路系统41被配置成响应于相应导管电极48具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量而计算导管电极48中的相应导管电极的位置。换句话说，在一些示例性模式中，处理电路系统41仅计算与组织充分接触的导管电极48的位置(即其中所评估的接触质量高于阈值接触质量)。
处理电路系统41被配置成响应于导管电极48中的相应导管电极的所计算的位置和所评估的相应接触质量而生成心脏26的腔室的至少一部分的三维(3D)解剖标测图61(图3)(框112)。在一些示例性模式中，处理电路系统41被配置成响应于导管电极48中具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量的相应导管电极的所计算的位置而生成3D解剖标测图61。
在一些示例性模式中，处理电路系统41被配置成响应于导管电极48中仅具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量的相应导管电极的所计算的位置而生成3D解剖标测图61。换句话说，在一些示例性模式中，处理电路系统41仅根据与组织充分接触的导管电极48的位置(即其中所评估的接触质量高于阈值接触质量)生成解剖标测图61，而电极48的低于阈值接触质量的位置被排除用于生成标测图61。处理电路系统41可使用任何合适算法(例如，上述FAM算法)以根据与组织充分接触的电极的位置构建壳。
处理电路系统41被配置成将所生成的3D解剖标测图61呈现到显示器27(框114)。处理电路系统41被配置成响应于导管40的远侧端部33的所跟踪的位置而将导管40的表示59呈现到显示器27(框116)。
图3所示的解剖标测图61是表示根据与心脏26的腔室的组织充分接触的电极48构建的标测图的部分标测图。点划线63表示心脏腔室的近似范围。虚线65和解剖标测图61一起表示如果所有导管电极48(甚至不与组织充分接触的那些导管电极)的位置用于生成解剖标测图时当前将生成的标测图。
在一些示例性模式中，处理电路系统41被配置成找到移动导管40的远侧端部33以使标测过程对于医师30而言更容易的方向。可基于当前与组织充分接触的电极48的位置和导管40的远侧端部33的当前位置来找到方向，使得方向背离当前与电极48充分接触的组织并且指向心脏26的腔室的另一个部分。在一些示例性模式中，可通过从与组织充分接触的电极48(的中心)到导管40的远侧端部组件35的中心(或到导管40的另一个点)画线来找到方向。
因此，在一些示例性模式中，处理电路系统41被配置成响应于以下项而找到移动导管40的远侧端部33的方向(远离当前与导管40的远侧端部充分接触的组织)：导管40的远侧端部33的所跟踪的位置(因为所跟踪的位置提供了明确地在心脏26的腔室中的区域)；以及导管电极48中的至少一者具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量(提供当前与组织充分接触(或最近与组织接触)的导管电极48)(框118)。
在一些示例性模式中，在决策框120处，处理电路系统41被配置成检查所找到的方向是否指向解剖标测图61的现有标测图部分。如果方向指向现有标测图部分，则处理电路系统41被配置成在框118的步骤处调整方向(例如，随机地移动方向或通过围绕原始方向以增加圆移动方向)直到方向指向不存在现有标测图部分的方向。处理电路系统41被配置成将响应于所找到的方向而移动导管40的远侧端部33的方向的指示67(例如，箭头)呈现到显示器27(与导管40的表示59和解剖标测图61一起)(框122)。
现在参见图4，其为由图1的系统20生成的增强解剖标测图61的示意图。另外参考图2。医师30在由指示67指示的方向或医师30决定的任何方向上移动导管40的远侧端部33(框124)。在导管40的远侧端部33的新位置中，重复框102-122的步骤。在导管40的远侧端部33在心脏26的腔室中的新位置中执行的步骤中，处理电路系统41被配置成：评估导管电极48中的相应导管电极与组织的相应的新接触质量；响应于位置信号而计算导管电极48中的相应导管电极的新位置；响应于导管电极48中的相应导管电极的所计算的新位置和所评估的相应新接触质量而所增强的3D解剖标测图61；以及将所增强的3D解剖标测图61呈现到显示器27。图4还示出了在不同方向上指向心脏26的腔室中并且远离当前与导管电极48接触的组织的指示67。
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。
现在在下面列举实施例。
实施例1：一种医疗系统(20)，包括：导管(40)，该导管被配置成插入到活体受检者的心脏(26)的腔室中并且包括远侧端部(33)，该远侧端部包括被配置成接触在该心脏的该腔室内的相应位置处的组织的导管电极(48)；至少一个位置传感器(50)，该至少一个位置传感器被配置成提供指示该远侧端部的至少一个位置的至少一个位置信号；显示器(27)；和处理电路系统(41)，该处理电路系统被配置成：评估该导管电极与该组织的相应接触质量；响应于该至少一个位置信号而计算该导管电极中的相应导管电极的位置；响应于该导管电极中的该相应导管电极的所计算的位置和所评估的相应接触质量而生成该心脏的该腔室的至少一部分的三维(3D)解剖标测图(61)；以及将所生成的3D解剖标测图呈现到该显示器。
实施例2：根据实施例1所述的系统，其中，该处理电路系统被配置成响应于该导管电极中的该相应导管电极具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量而计算该导管电极中的该相应导管电极的该位置。
实施例3：根据实施例1或2所述的系统，其中，该处理电路系统被配置成响应于该导管电极中具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量的该相应导管电极的所计算的位置而生成该3D解剖标测图。
实施例4：根据实施例1至3中任一项所述的系统，其中，该处理电路系统被配置成响应于该导管电极中仅具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量的该相应导管电极的所计算的位置而生成该3D解剖标测图。
实施例5：根据实施例1至4中任一项所述的系统，其中，该处理电路系统被配置成响应于该至少一个位置信号而跟踪该导管的该远侧端部的位置。
实施例6：根据权利要求5所述的系统，其中，该处理电路系统被配置成响应于该远侧端部的所跟踪的位置而将该导管的表示(59)呈现到该显示器。
实施例7：根据实施例5或6所述的系统，其中，该处理电路系统被配置成：响应于以下项而找到移动该导管的该远侧端部的方向：该远侧端部的所跟踪的位置；以及该导管电极中的至少一者具有超过该阈值接触质量的所评估的相应接触质量；以及将移动该导管的该远侧端部的该方向的指示呈现(67)到该显示器。
实施例8：根据实施例7所述的系统，其中，该处理电路系统被配置成找到使该导管的该远侧端部移动远离当前与该导管的该远侧端部接触的该组织的该方向。
实施例9：根据实施例7或8所述的系统，其中，该处理电路系统被配置成：评估该导管电极中的相应导管电极与该组织的相应新接触质量，其中该导管的该远侧端部在该心脏的该腔室中的新位置处；响应于该至少一个位置信号并且该导管的该远侧端部在该心脏中的该腔室中的该新位置处而计算该导管电极中的相应导管电极的新位置；响应于该导管电极中的该相应导管电极的所计算的新位置和所评估的相应新接触质量而增强该3D解剖标测图；以及将该心脏的该腔室的所增强的3D解剖标测图呈现到该显示器。
实施例10：根据实施例1至9中任一项所述的系统，其中，该处理电路系统被配置成：评估该导管电极中的相应导管电极与该组织的相应新接触质量，其中该导管的该远侧端部在该心脏的该腔室中的新位置处；响应于该至少一个位置信号并且该导管的该远侧端部在该心脏中的该腔室中的该新位置处而计算该导管电极中的相应导管电极的新位置；响应于该导管电极中的该相应导管电极的所计算的新位置和所评估的相应新接触质量而增强该3D解剖标测图；以及将该心脏的该腔室的所增强的3D解剖标测图呈现到该显示器。
实施例11：一种医疗方法，包括：提供指示插入到活体受检者的心脏的腔室中的导管的远侧端部的至少一个位置的至少一个位置信号；评估导管电极与该组织的相应接触质量；响应于该至少一个位置信号而计算该导管电极中的相应导管电极的位置；响应于该导管电极中的该相应导管电极的所计算的位置和所评估的相应接触质量而生成该心脏的该腔室的至少一部分的三维(3D)解剖标测图；以及将所生成的3D解剖标测图呈现到显示器。
实施例12：根据实施例11所述的方法，其中，该计算包括响应于该导管电极中的该相应导管电极具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量而计算该导管电极中的该相应导管电极的该位置。
实施例13：根据实施例11或12所述的方法，其中，该生成包括响应于该导管电极中具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量的该相应导管电极的所计算的位置而生成该3D解剖标测图。
实施例14：根据实施例11至13中任一项所述的方法，其中，该生成包括响应于该导管电极中仅具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量的该相应导管电极的所计算的位置而生成该3D解剖标测图。
实施例15：根据实施例11所述的方法，还包括响应于该至少一个位置信号而跟踪该导管的该远侧端部的位置。
实施例16：根据实施例15所述的方法，还包括响应于该远侧端部的所跟踪的位置而将该导管的表示呈现到该显示器。
实施例17：根据实施例15或16所述的方法，还包括：响应于以下项而找到移动该导管的该远侧端部的方向：该远侧端部的所跟踪的位置；以及该导管电极中的至少一者具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量；以及将移动该导管的该远侧端部的该方向的指示呈现到该显示器。
实施例18：根据实施例17所述的方法，其中，该找到包括找到使该导管的该远侧端部移动远离当前与该导管的该远侧端部接触的该组织的该方向。
实施例19：根据实施例17或18所述的方法，还包括：评估该导管电极中的相应导管电极与该组织的相应新接触质量，其中该导管的该远侧端部在该心脏的该腔室中的新位置处；响应于该至少一个位置信号并且该导管的该远侧端部在该心脏中的该腔室中的该新位置处而计算该导管电极中的相应导管电极的新位置；响应于该导管电极中的该相应导管电极的所计算的新位置和所评估的相应新接触质量而增强该3D解剖标测图；以及将该心脏的该腔室的所增强的3D解剖标测图呈现到该显示器。
实施例20：根据实施例11至19中任一项所述的方法，还包括：评估该导管电极中的相应导管电极与该组织的相应新接触质量，其中该导管的该远侧端部在该心脏的该腔室中的新位置处；响应于该至少一个位置信号并且该导管的该远侧端部在该心脏中的该腔室中的该新位置处而计算该导管电极中的相应导管电极的新位置；响应于该导管电极中的该相应导管电极的所计算的新位置和所评估的相应新接触质量而增强该3D解剖标测图；以及将该心脏的该腔室的所增强的3D解剖标测图呈现到该显示器。
实施例21：一种软件产品，包括其中存储有程序指令的非暂态计算机可读介质，该指令在被中央处理单元(CPU)读取时使得该CPU：响应于至少一个位置信号提供指示插入到活体受检者的心脏的腔室中的该导管的远侧端部的至少一个位置的至少一个位置信号而计算导管的导管电极中的相应导管电极的位置；评估该导管电极与该组织的相应接触质量；响应于该导管电极中的该相应导管电极的所计算的位置和所评估的相应接触质量而生成该心脏的该腔室的至少一部分的三维(3D)解剖标测图；以及将所生成的3D解剖标测图呈现到显示器。
为清晰起见，在独立示例性模式的上下文中描述的本公开的各种特征也可在单个示例性模式中组合提供。相反地，为简明起见，本公开的各种特征在单个示例性模式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。
上述示例性模式以举例的方式被引用，并且本公开不受上文具体示出和描述的内容的限制。相反，本公开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 (21)

1.一种医疗系统，包括：
导管，所述导管被配置成插入到活体受检者的心脏的腔室中并且包括远侧端部，所述远侧端部包括被配置成接触在所述心脏的所述腔室内的相应位置处的组织的导管电极；
至少一个位置传感器，所述至少一个位置传感器被配置成提供指示所述远侧端部的至少一个位置的至少一个位置信号；
显示器；和
处理电路系统，所述处理电路系统被配置成：
评估所述导管电极与所述组织的相应接触质量；
响应于所述至少一个位置信号而计算所述导管电极中的相应导管电极的位置；
响应于所述导管电极中的所述相应导管电极的所计算的位置和所评估的相应接触质量而生成所述心脏的所述腔室的至少一部分的三维(3D)解剖标测图；以及
将所生成的3D解剖标测图呈现到所述显示器。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理电路系统被配置成响应于所述导管电极中的所述相应导管电极具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量而计算所述导管电极中的所述相应导管电极的所述位置。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理电路系统被配置成响应于所述导管电极中具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量的所述相应导管电极的所计算的位置而生成所述3D解剖标测图。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理电路系统被配置成响应于所述导管电极中仅具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量的所述相应导管电极的所计算的位置而生成所述3D解剖标测图。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理电路系统被配置成响应于所述至少一个位置信号而跟踪所述导管的所述远侧端部的位置。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述处理电路系统被配置成响应于所述远侧端部的所跟踪的位置而将所述导管的表示呈现到所述显示器。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述处理电路系统被配置成：
响应于以下项而找到移动所述导管的所述远侧端部的方向：
所述远侧端部的所跟踪的位置；和
所述导管电极中的至少一者具有超过所述阈值接触质量的所评估的相应接触质量；以及
将移动所述导管的所述远侧端部的所述方向的指示呈现到所述显示器。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述处理电路系统被配置成找到使所述导管的所述远侧端部移动远离当前与所述导管的所述远侧端部接触的所述组织的方向。
9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述处理电路系统被配置成：
评估所述导管电极中的相应导管电极与所述组织的相应新接触质量，其中所述导管的所述远侧端部在所述心脏的所述腔室中的新位置处；
响应于所述至少一个位置信号并且所述导管的所述远侧端部在所述心脏中的所述腔室中的所述新位置处而计算所述导管电极中的相应导管电极的新位置；
响应于所述导管电极中的所述相应导管电极的所计算的新位置和所评估的相应新接触质量而增强所述3D解剖标测图；以及
将所述心脏的所述腔室的所增强的3D解剖标测图呈现到所述显示器。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理电路系统被配置成：
评估所述导管电极中的相应导管电极与所述组织的相应新接触质量，其中所述导管的所述远侧端部在所述心脏的所述腔室中的新位置处；
响应于所述至少一个位置信号并且所述导管的所述远侧端部在所述心脏中的所述腔室中的所述新位置处而计算所述导管电极中的相应导管电极的新位置；
响应于所述导管电极中的所述相应导管电极的所计算的新位置和所评估的相应新接触质量而增强所述3D解剖标测图；以及
将所述心脏的所述腔室的所增强的3D解剖标测图呈现到所述显示器。
11.一种医疗方法，包括：
提供指示插入到活体受检者的心脏的腔室中的导管的远侧端部的至少一个位置的至少一个位置信号；
评估导管电极与组织的相应接触质量；
响应于所述至少一个位置信号而计算所述导管电极中的相应导管电极的位置；
响应于所述导管电极中的所述相应导管电极的所计算的位置和所评估的相应接触质量而生成所述心脏的所述腔室的至少一部分的三维(3D)解剖标测图；以及
将所生成的3D解剖标测图呈现到显示器。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述计算包括响应于所述导管电极中的所述相应导管电极具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量而计算所述导管电极中的所述相应导管电极的所述位置。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述生成包括响应于所述导管电极中具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量的所述相应导管电极的所计算的位置而生成所述3D解剖标测图。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述生成包括响应于所述导管电极中仅具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量的所述相应导管电极的所计算的位置而生成所述3D解剖标测图。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括响应于所述至少一个位置信号而跟踪所述导管的所述远侧端部的位置。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括响应于所述远侧端部的所跟踪的位置而将所述导管的表示呈现到所述显示器。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括：
响应于以下项而找到移动所述导管的所述远侧端部的方向：
所述远侧端部的所跟踪的位置；和
所述导管电极中的至少一者具有超过阈值接触质量的所评估的相应接触质量；以及
将移动所述导管的所述远侧端部的所述方向的指示呈现到所述显示器。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述找到包括找到使所述导管的所述远侧端部移动远离当前与所述导管的所述远侧端部接触的所述组织的方向。
19.根据权利要求17所述的方法，还包括：
评估所述导管电极中的相应导管电极与所述组织的相应新接触质量，其中所述导管的所述远侧端部在所述心脏的所述腔室中的新位置处；
响应于所述至少一个位置信号并且所述导管的所述远侧端部在所述心脏中的所述腔室中的所述新位置处而计算所述导管电极中的相应导管电极的新位置；
响应于所述导管电极中的所述相应导管电极的所计算的新位置和所评估的相应新接触质量而增强所述3D解剖标测图；以及
将所述心脏的所述腔室的所增强的3D解剖标测图呈现到所述显示器。
20.根据权利要求11所述的方法，还包括：
评估所述导管电极中的相应导管电极与所述组织的相应新接触质量，其中所述导管的所述远侧端部在所述心脏的所述腔室中的新位置处；
响应于所述至少一个位置信号并且所述导管的所述远侧端部在所述心脏中的所述腔室中的所述新位置处而计算所述导管电极中的相应导管电极的新位置；
响应于所述导管电极中的所述相应导管电极的所计算的新位置和所评估的相应新接触质量而增强所述3D解剖标测图；以及
将所述心脏的所述腔室的所增强的3D解剖标测图呈现到所述显示器。
21.一种软件产品，包括在其中存储程序指令的非暂态计算机可读介质，
所述指令在被中央处理单元(CPU)读取时使得所述CPU：
响应于至少一个位置信号提供指示插入到活体受检者的心脏的腔室中的导管的远侧端部的至少一个位置的至少一个位置信号而计算所述导管的导管电极中的相应导管电极的位置；
评估所述导管电极与组织的相应接触质量；
响应于所述导管电极中的所述相应导管电极的所计算的位置和所评估的相应接触质量而生成所述心脏的所述腔室的至少一部分的三维(3D)解剖标测图；以及
将所生成的3D解剖标测图呈现到显示器。
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